EP1629440B1 - Vorrichtung zur pr fung von banknoten - Google Patents

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EP1629440B1
EP1629440B1 EP04734246A EP04734246A EP1629440B1 EP 1629440 B1 EP1629440 B1 EP 1629440B1 EP 04734246 A EP04734246 A EP 04734246A EP 04734246 A EP04734246 A EP 04734246A EP 1629440 B1 EP1629440 B1 EP 1629440B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
semiconductor
array
light
spectrum
arrays
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP04734246A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1629440A2 (de
Inventor
Bernd Wunderer
Klaus Thierauf
Norbert Holl
Dieter Stein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giesecke and Devrient GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke and Devrient GmbH filed Critical Giesecke and Devrient GmbH
Publication of EP1629440A2 publication Critical patent/EP1629440A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1629440B1 publication Critical patent/EP1629440B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G07D7/1205—Testing spectral properties
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
    • H04N23/11—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths for generating image signals from visible and infrared light wavelengths

Definitions

  • the invention relates to a device for checking banknotes, which scans the banknotes to be tested by means of a semiconductor array.
  • Such a device is for example from the DE 19517194 A1 known.
  • a CCD array is provided, which is formed by four individual, parallel, line-shaped CCD arrays, which are arranged at a constant distance from each other.
  • Each of the CCD arrays has a filter having a specific filter characteristic, such that a CCD array is the area of blue light, a CCD array is the area of green light, a CCD array is the area of red light, and a CCD array detects the range of infrared light. If the banknotes to be checked move past the sensor, pixels of the respective banknote are detected by the line-shaped CCD arrays and stored for further processing.
  • an image of the respective banknote can be generated in line form from the stored pixels.
  • the CCD arrays for the blue, green and red regions of the light a colored image of the banknotes can be generated; by means of the CCD array for the infrared region of the light, an image of normally invisible properties of the banknotes, e.g. B. of their printing inks are generated.
  • the known device has the disadvantage that the CCD array used is expensive, since a plurality of filters must be used so that the individual line-shaped CCD arrays can detect the desired color ranges.
  • problems in the composition of the color image of the respective banknote from the pixels can of the blue, green and red CCD arrays since their spaced array may cause parallax errors if the geometric magnification and line rate are not adjusted accordingly. Especially at light-dark transitions, this can lead to moire effects.
  • a color image sensor which is formed by a semiconductor array having three successive layers, wherein each of the three layers is sensitive to a certain amount of light.
  • the known property of silicon is exploited that the penetration depth of the light is dependent on the wavelength of the light. Light with a longer wavelength penetrates deeper into the silicon before it is absorbed.
  • a first very thin layer mainly detecting blue light
  • a second thicker layer primarily detecting green light
  • a third layer detecting red and infrared light. Since the layers sensitive to the different light regions, or the respective pixels, lie one behind the other, they always form the same pixel of the banknote to be tested. Problems with parallax errors between the three signals can thus no longer arise.
  • a suitable (usually linear) combination of the three signals of each pixel its blue, green and red signals are obtained.
  • the known color sensor has the disadvantage that only three wavelength ranges can be detected, which are in the sensitivity range of silicon from about 380 to about 1100 nm.
  • the sensor is provided with an infrared block filter, which cuts off wavelengths above about 680 nm.
  • important wavelength ranges that are in the non-visible (infrared) range of light then can not be detected.
  • the invention is based on a device for checking banknotes, which scans the banknotes to be tested by means of a semiconductor array, wherein the semiconductor array of at least two parallel spaced, row-shaped semiconductor arrays is formed and the banknotes for the test on the Semiconductor array moved past and illuminated by a light source in which the line-shaped semiconductor arrays are formed of at least three layers that are sensitive to light of different wavelengths, wherein a first line-shaped semiconductor array banknotes in a defined spectral range of light scans within the spectral sensitivity of the semiconductor and a second line-shaped semiconductor array scans the banknotes in a different area, including at least the second row-shaped semiconductor array having a filter that a control and evaluation device is present, which signals the Ha conductor arrays processed and evaluated to generate from the signals of the layers of the two line-shaped semiconductor arrays, a color image and an image in the region of the invisible light for each banknote to be checked.
  • the first semiconductor array has no filter, the second a filter that allows only non-visible light to pass.
  • the first semiconductor array has no filter, the second a filter that blocks non-visible light.
  • the first semiconductor array has a filter that blocks non-visible light, the second a filter that allows only non-visible light to pass through.
  • the non-visible light transmitted by the filter in addition to the infrared, also includes the ultraviolet portion of the spectrum below about 390 nm. This will only contribute to the signal of the uppermost layer of the array because of the extremely short penetration depth of the ultraviolet light into the semiconductor of the array.
  • the infra-red signal of the uppermost layer upon blocking the visible portion of the spectrum (between about 390 and 700 nm), can be derived from the signal of the two underlying layers and with appropriate weight defined by the sensitivity and illumination spectra to correct the Signals of the first layer are used, so that the signal in the ultraviolet range can be obtained in addition to the fifth.
  • the device according to the invention has the advantage that it can be implemented simply and inexpensively with existing technology and provides good test results because of the reduction of image aberrations, which can be caused for example by parallax errors.
  • the manufacture of the filter is greatly simplified; In some cases, they can even be formed as organic plastic filters and, for example, applied directly to the substrate of the detector arrays by so-called spin coating.
  • the first array delivers signals from the entire spectrum, the second only from the invisible area.
  • the three signals of the second array can be simply summed. You then deliver the image in the invisible area. This is used with appropriate weights to correct the color signals in the visible region of the spectrum.
  • the first array delivers signals from the entire spectrum, the second only signals from the visible range. These can be used directly without further correction.
  • the image in the invisible region is obtained from the signals of the first array by reducing its signals by the corresponding signals of the second array and then summed.
  • both arrays are provided with filters whose passbands are mutually exclusive, so that the first array delivers the colored image, the second array the summed image.
  • the device according to the invention has the particular advantage that the lower sensitivity of semiconductor arrays in the invisible range is improved by summing the signals of the three layers, whereby better test results can be achieved.
  • Banknote validation apparatus 1 shown comprises a semiconductor array 4, 5 with which the banknotes BN to be checked are scanned when it is moved past the semiconductor array 4, 5 in the transporting direction T by a transport device, not shown.
  • the semiconductor array 4, 5 consists of two parallel, line-shaped arrays 4 and 5, which have three successive layers b, g, r, which are sensitive to light of different wavelengths.
  • the line-shaped arrays 4, 5 may be separate components, but they may also be arranged on a single component, in particular on a single Semiconductor substrate.
  • the semiconductor arrays 4, 5 can z. B. made of silicon and be constructed in CMOS technology.
  • the sensitivity of the layers b, g, r is in FIG. 3 shown.
  • the uppermost layer b is for blue light
  • the middle layer g is for green light
  • the lowermost layer r is most sensitive to red light.
  • the exact relationships of such layered CMOS arrays may be, for example, those mentioned in the introduction US 5,965,875 be removed.
  • the layer thicknesses have different thicknesses, so that an approximately equal sensitivity for the three views b, g, r results in accordance with the wavelength-dependent absorption of the silicon.
  • a light source 2 illuminates the banknote BN to be checked.
  • the light of the light source 2 comprises wavelength ranges which are required for the examination of the banknote BN, in particular thus the range of the visible light as well as the range of the infrared or ultraviolet light.
  • the intensity of the light source 2 over the entire relevant wavelength range is equal or the spectral shape of the intensity of the light source 2 is adapted to the course of the overall sensitivity of the CMOS array, as z. B. in the not previously published German patent application 10239225.0 the applicant is described.
  • the banknote BN With the line-shaped CMOS arrays 4, 5, the banknote BN becomes over its entire width, as in FIG. 2 represented, sampled pixel by pixel. If the scan is synchronized with the transport speed of the banknote BN, a complete color and infrared image of the banknote BN can be generated. With regard to the necessary procedure, in particular for synchronization with the transport speed of the banknotes BN, is referred to the above-mentioned DE 19517194 Al directed.
  • the colored image of the banknote BN is generated by a control and evaluation device 7 in the preferred arrangement.
  • the signals of the blue layer b, the green layer g and the red layer r of the respective pixels of the CMOS array 4 are applied to the control and evaluation device 7 in order to generate a component color image (eg RGB).
  • a filter can be attached, which blocks the light of longer (infrared) wavelengths. Then no correction with the signals of the array 2 is required. This only has to be done if the filter is missing and the array 4 is also sensitive in the non-visible area.
  • the infrared image of the banknote BN is generated by the control and evaluation device 7.
  • a filter 6 is provided in front of the CMOS array 5, which only the infrared region of the light, z. B. with a wavelength greater than 850 nm, happen.
  • the signals of the blue layer b, the green layer g and the red layer r of the respective pixels of the CMOS array 5 are applied to the control and evaluation device 7, which evaluates the signals and composes them to form the infrared image. It is particularly advantageous for the signals of the blue, green and red layers b, g, and r of the CMOS array 5 to be summed by the control and evaluation device 7.
  • This approach has the advantage that the lower sensitivity of CMOS arrays in the infrared region (see FIG. 3 ), z. B. in a wavelength range greater than 850 nm, by summing the signals of the three layers b, g, r is improved. However, due to the lower layer thicknesses of layers b and g, layer r contributes the majority to the infrared signal.
  • the distance between the two CMOS arrays 4 and 5 is selected as small as possible. It can thereby be achieved that the color image originating from the CMOS array 4 and the infrared image originating from the CMOS array 5 can be generated with almost no parallax error.
  • the CMOS array used in the device 1 can be constructed from individual line-shaped CMOS arrays, but it is also possible to use a CMOS array which provides the required lines on a common substrate.
  • a diaphragm or optics is also provided in front of the CMOS array 4, 5 in order to realize certain imaging properties.
  • the filter 6 z. B. is replaced by a filter that only or additionally short-wave light, z. B. UV light, happen.
  • third CMOS array can be used.
  • the device 1 can also be designed such that instead of this or additionally light reflected from the banknotes BN is evaluated, for which purpose the CMOS Array 4, 5 and the light source 2 are arranged on one side of the banknote BN.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung von Banknoten, welche die zu prüfenden Banknoten mittels eines Halbleiter-Arrays abtastet.
  • Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 19517194 A1 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung ist ein CCD-Array vorgesehen, das von vier einzelnen, parallelen, zeilenförmigen CCD-Arrays, die in einem konstanten Abstand voneinander angeordnet sind, gebildet wird. Jedes der CCD-Arrays weist ein Filter mit einer bestimmten Filtercharakteristik auf, so dass ein CCD-Array den Bereich des blauen Lichts, ein CCD-Array den Bereich des grünen Lichts, ein CCD-Array den Bereich des roten Lichts und ein CCD-Array den Bereich des infraroten Lichts detektiert. Werden die zu prüfenden Banknoten an dem Sensor vorbei bewegt, werden von den zeilenförmigen CCD-Arrays Bildpunkte der jeweiligen Banknote erfasst und für die weitere Verarbeitung gespeichert. Da die Geschwindigkeit, mit der die Banknoten an den CCD-Arrays vorbei bewegt werden und der Abstand der CCD-Arrays voneinander bekannt ist, kann aus den gespeicherten Bildpunkten zeilenförmig ein Abbild der jeweiligen Banknote erzeugt werden. Mittels der CCD-Arrays für den blauen, grünen und roten Bereich des Lichts kann ein farbiges Abbild der Banknoten erzeugt werden, mittels des CCD-Arrays für den infraroten Bereich des Lichts kann ein Abbild normalerweise nicht sichtbarer Eigenschaften der Banknoten, z. B. von deren Druckfarben, erzeugt werden.
  • Die bekannte Vorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, dass das verwendete CCD-Array aufwendig ist, da eine Vielzahl von Filtern verwendet werden muß, damit die einzelnen zeilenförmigen CCD-Arrays die gewünschten Farbbereiche detektieren können. Zudem können sich Probleme bei der Zusammensetzung des farbigen Abbilds der jeweiligen Banknote aus den Bildpunkten des blauen, grünen und roten CCD-Arrays ergeben, da deren beabstandete Anordnung Parallaxenfehler hervorrufen kann, wenn der geometrische Abbildungsmaßstab und die Zeilenfrequenz nicht entsprechend angepasst sind. Insbesondere an Hell-Dunkelübergängen kann dies zu so genannten Moire-Effekten führen.
  • Aus der US 5,965,875 ist ein Farbbildsensor bekannt, der von einem Halbleiter-Array gebildet wird, das drei hintereinander liegende Schichten aufweist, wobei jede der drei Schichten für einen bestimmten Lichtanteil empfindlich ist. Dabei wird die bekannte Eigenschaft von Silizium ausgenutzt, dass die Eindringtiefe des Lichts abhängig von der Wellenlänge des Lichts ist. Licht mit größerer Wellenlänge dringt tiefer in das Silizium ein, bevor es absorbiert wird. Somit ergibt sich von der Seite des Lichteintritts eine erste sehr dünne Schicht, die hauptsächlich blaues Licht detektiert, eine zweite dickere Schicht, die in erster Linie grünes Licht detektiert, und eine dritte Schicht, die rotes und infrarotes Licht detektiert. Da die für die unterschiedlichen Lichtbereiche empfindlichen Schichten, bzw. die jeweiligen Bildpunkte, hintereinander liegen, bilden sie immer den selben Bildpunkt der jeweils zu prüfenden Banknote ab. Probleme mit Parallaxenfehlern zwischen den drei Signalen können somit nicht mehr entstehen. Durch eine geeignete (meist lineare) Kombination der drei Signale jedes Bildpunkts erhält man dessen Blau-, Grün- und Rotsignale.
  • Der bekannte Farbsensor weist jedoch den Nachteil auf, dass nur drei Wellenlängenbereiche detektiert werden können, die im Empfindlichkeitsbereich des Siliziums von ca. 380 bis ca.1100 nm liegen. Für Anwendungen in der Photographie wird der Sensor mit einem Infrarot-Blockfilter versehen, welches Wellenlängen über ca. 680 nm abschneidet. Insbesondere für die Prüfung von Banknoten wichtige Wellenlängenbereiche, die im nicht sichtbaren (infraroten) Bereich des Lichts liegen, können dann nicht detektiert werden.
  • Eine Erweiterung des bekannten Farbsensors um mindestens eine weitere Schicht, die beispielsweise der Detektion des infraroten Bereichs dient, ist prinzipiell vorstellbar und möglich, jedoch sind derartige Sensoren nicht frei verfügbar und müßten daher in ihrer Struktur erst entwickelt und als Sonderanfertigung produziert werden. Bei dem bekannten Aufwand im Bereich der Herstellung von Halbleiterprodukten sind derartige Sonderanfertigungen jedoch sehr aufwändig.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Prüfung von Banknoten anzugeben, welche die zu prüfenden Banknoten mittels eines derartigen Halbleiter-Arrays abtastet und die bei minimalem Aufwand alle erforderlichen Prüfungsergebnisse liefert.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Die Erfindung geht dabei aus von einer Vorrichtung zur Prüfung von Banknoten, welche die zu prüfenden Banknoten mittels eines Halbleiter-Arrays abtastet, wobei das Halbleiter-Array von wenigstens zwei parallel beabstandeten, zeilenförmigen Halbleiter-Arrays gebildet wird und die Banknoten für die Prüfung an dem Halbleiter-Array vorbei bewegt und von einer Lichtquelle beleuchtet werden, bei der die zeilenförmigen Halbleiter-Arrays von mindestens drei Schichten gebildet werden, die für Licht unterschiedlicher Wellenlänge empfindlich sind, wobei ein erstes zeilenförmiges Halbleiter-Array die Banknoten in einem definierten spektralen Bereich des Lichts innerhalb der spektralen Empfindlichkeit des Halbleiters abtastet und ein zweites zeilenförmiges Halbleiter-Array die Banknoten in einem davon verschiedenen Bereich abtastet, wozu mindestens das zweite zeilenförmige Halbleiter-Array ein Filter aufweist, dass eine Steuer- und Auswerteeinrichtung vorhanden ist, welche Signale des Halbleiter-Arrays verarbeitet und auswertet, um aus den Signalen der Schichten der beiden zeilenförmigen Halbleiter-Arrays ein farbiges Abbild und ein Abbild im Bereich des nicht sichtbaren Lichts für jede zu überprüfende Banknote zu erzeugen.
  • Als Ausgestaltungen sind dabei drei Fälle unterscheidbar. Im ersten Fall weist das erste Halbleiter-Array kein Filter auf, das zweite ein Filter, das ausschließlich nicht sichtbares Licht passieren läßt. Im zweiten Fall weist das erste Halbleiter-Array kein Filter auf, das zweite ein Filter, das nicht sichtbares Licht blockiert. Im dritten Fall weist das erste Halbleiter-Array einFilter auf, das nicht sichtbares Licht blockiert, das zweite ein Filter, welches ausschließlich nicht sichtbares Licht passieren lässt.
  • In allen drei Fällen ist es möglich, durch eine geeignete, im einfachsten Fall lineare Kombination der sechs Signale der beiden Halbleiter-Arrays die vier erforderlichen Signale, das heißt drei Farbsignale und ein Signal für den nicht sichtbaren Bereich, zu gewinnen.
  • Für den ersten und dritten Fall ist es als Erweiterung denkbar, dass das vom Filter durchgelassene nicht sichtbare Licht neben dem infraroten auch den ultravioletten Anteil des Spektrums unterhalb ca. 390 nm umfasst. Dieser wird wegen der extrem kurzen Eindringtiefe des ultravioletten Lichts in den Halbleiter des Arrays ausschließlich zum Signal der obersten Schicht des Arrays beitragen. Das Infrarot-Signal der obersten Schicht kann bei Blockierung des sichtbaren Anteils des Spektrums (zwischen etwa 390 und 700 nm) aus dem Signal der beiden darunter liegenden Schichten abgeleitet werden und mit geeignetem, durch das Empfindlichkeits- und das Beleuchtungsspektrum definierten, Gewicht zur Korrektur des Signals der ersten Schicht herangezogen werden, so dass das Signal im ultravioletten Bereich zusätzlich als fünftes gewonnen werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den Vorteil auf, dass sie mit vorhandener Technologie einfach und kostengünstig zu realisieren ist und wegen der Reduzierung von Bildfehlern, die beispielsweise durch Parallaxenfehler verursacht werden können, gute Prüfungsergebnisse liefert. Insbesondere die Herstellung der Filter wird stark vereinfacht; sie können zum Teil sogar als organische Kunststoff-Filter ausgebildet werden und z.B. durch so genanntes Spin-Coating direkt auf dem Substrat der Detektorarrays aufgebracht werden.
  • Die Funktion der Steuer- und Auswerteeinrichtung für die drei oben beschriebenen Fälle ergibt sich dann wie folgt.
  • Im ersten Fall liefert das erste Array Signale aus dem gesamten Spektrum, das zweite nur aus dem nicht sichtbaren Bereich. Hier können die drei Signale des zweiten Arrays einfach summiert werden. Sie liefern dann das Abbild im nicht sichtbaren Bereich. Dieses wird mit geeigneten Gewichten zur Korrektur der Farbsignale im sichtbaren Bereich des Spektrums herangezogen.
  • Im zweiten Fall liefert das erste Array Signale aus dem gesamten Spektrum, das zweite nur Signale aus dem sichtbaren Bereich. Diese können ohne weitere Korrektur direkt verwendet werden. Das Abbild im nicht sichtbaren Bereich wird aus den Signalen des ersten Arrays gewonnen, indem dessen Signale um die entsprechenden Signale des zweiten Arrays vermindert und dann summiert werden.
  • Im dritten Fall sind beide Arrays mit Filtern versehen, deren Durchlassbereiche sich gegenseitig ausschließen, so daß das erste Array das farbige, das zweite Array durch Summieren das nicht sichtbare Abbild liefert.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist insbesondere den Vorteil auf, dass die geringere Empfindlichkeit von Halbleiter-Arrays im nicht sichtbaren Bereich durch das Summieren der Signale der drei Schichten verbessert wird, wodurch bessere Prüfergebnisse erzielt werden können.
  • Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren näher erläutert und beschrieben.
  • Es zeigt:
    • Figur 1
    eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Prüfung von Banknoten, welche die zu prüfenden Banknoten mittels eines Halbleiter-Arrays 4,5 abtastet,
    Figur 2
    eine weitere schematische Ansicht der Vorrichtung nach Figur.1, aus einem anderen Blickwinkel, und
    Figur 3
    eine Darstellung der spektralen Empfindlichkeiten der drei Schich- ten eines Halbleiter-Arrays nach Figur 1, für Schichtdicken, die eine annähernd gleiche Empfindlichkeit für die drei Schichten ergeben.
  • Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 1 zur Prüfung von Banknoten BN weist ein Halbleiter-Array 4, 5 auf, mit dem die zu prüfenden Banknoten BN abgetastet werden, wenn sie von einer nicht dargestellten Transporteinrichtung in Transportrichtung T an dem Halbleiter-Array 4, 5 vorbei bewegt wird. Das Halbleiter-Array 4, 5 besteht aus zwei parallelen, zeilenförmigen Arrays 4 und 5, die drei hintereinander liegende Schichten b, g, r aufweisen, die für Licht unterschiedlicher Wellenlängen empfindlich sind. Die zeilenförmigen Arrays 4, 5 können getrennte Bauteile sein, sie können aber auch auf einem ein einzigen Bauteil angeordnet sein, insbesondere auf einem einzigen Halbleitersubstrat. Die Halbleiter-Arrays 4, 5 können z. B. aus Silizium bestehen und in CMOS-Technologie aufgebaut sein.
  • Die Empfindlichkeit der Schichten b, g, r ist in Figur 3 dargestellt. Die oberste Schicht b ist für blaues Licht, die mittlere Schicht g ist für grünes Licht und die unterste Schicht r ist für rotes Licht maximal empfindlich. Die genauen Zusammenhänge derartiger, schichtförmig aufgebauter CMOS-Arrays können beispielsweise der eingangs erwähnten US 5,965,875 entnommen werden. Die Schichtdicken weisen unterschiedliche Stärken auf, so dass sich entsprechend der wellenlängenabhängigen Absorption des Siliziums eine etwa gleiche Empfindlichkeit für die drei Sichten b, g, r ergibt.
  • Eine Lichtquelle 2 beleuchtet die zu prüfende Banknote BN. Mittels einer Blende 3 oder einer geeigneten Optik wird ein beleuchteter Bereich auf der Banknote BN erzeugt, der etwa dem Bild des CMOS-Arrays 4, 5 entspricht. Dabei umfaßt das Licht der Lichtquelle 2 Wellenlängenbereiche, die für die Prüfung der Banknote BN benötigt werden, insbesondere also den Bereich des sichtbaren Lichts sowie den Bereich des infraroten bzw. ultravioletten Lichts. Bevorzugt ist die Intensität der Lichtquelle 2 über den gesamten relevanten Wellenlängenbereich gleich oder der spektrale Verlauf der Intensität der Lichtquelle 2 ist an den Verlauf der Gesamt-Empfindlichkeit des CMOS-Arrays angepaßt, wie dies z. B. in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 10239225.0 der Anmelderin beschrieben ist.
  • Mit den zeilenförmigen CMOS-Arrays 4, 5 wird die Banknote BN über ihre gesamte Breite, wie in Figur 2 dargestellt, bildpunktweise abgetastet. Erfolgt die Abtastung synchron zur Transportgeschwindigkeit der Banknote BN, kann ein vollständiges farbiges und infrarotes Abbild der Banknote BN erzeugt werden. Hinsichtlich der dazu erforderlichen Vorgehensweise, insbesondere zur Synchronisation auf die Transportgeschwindigkeit der Banknoten BN, wird auf die eingangs erwähnte DE 19517194 Al verwiesen.
  • Mittels der Signale des ersten zeilenförmigen CMOS-Arrays 4 wird in der bevorzugten Anordnung das farbige Abbild der Banknote BN von einer Steuer- und Auswerteeinrichtung 7 erzeugt. Dazu liegen an der Steuer- und Auswerteeinrichtung 7 die Signale der blauen Schicht b, der grünen Schicht g und der roten Schicht r der jeweiligen Bildpunkte des CMOS-Arrays 4 an, um ein Komponentenfarbbild zu erzeugen (z. B. RGB). Vor dem Array 4 kann ein Filter angebracht sein, welches das Licht längerer (infraroter) Wellenlängen blockiert. Dann ist keine Korrektur mit den Signalen des Arrays 2 erforderlich. Diese muss nur vorgenommen werden, wenn das Filter fehlt und das Array 4 auch im nicht sichtbaren Bereich empfindlich ist.
  • Mittels der Signale des zweiten zeilenförmigen CMOS-Arrays 5 wird das infrarote Abbild der Banknote BN von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 7 erzeugt. Dazu ist ein Filter 6 vor dem CMOS-Array 5 vorgesehen, welches nur den infraroten Bereich des Lichts, z. B. mit einer Wellenlänge größer 850 nm, passieren läßt. Die Signale der blauen Schicht b, der grünen Schicht g und der roten Schicht r der jeweiligen Bildpunkte des CMOS-Arrays 5 liegen an der Steuer- und Auswerteeinrichtung 7, welche die Signale auswertet und zu dem infraroten Abbild zusammensetzt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn dazu die Signale der blauen, grünen und roten Schichten b, g, und r des CMOS-Arrays 5 von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 7 summiert werden. Diese Vorgehensweise bieten den Vorteil, dass die geringere Empfindlichkeit von CMOS-Arrays im infraroten Bereich (siehe Figur 3), z. B. in einem Wellenlängenbereich größer 850 nm, durch das Summieren der Signale der drei Schichten b, g, r verbessert wird. Wegen der geringeren Schichtdikken der Schichten b und g trägt jedoch die Schicht r den Hauptanteil zum infraroten Signals bei.
  • Neben der oben anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels sind vielfältige Variationen und Abwandlungen des Beschriebenen möglich.
  • Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen den beiden CMOS-Arrays 4 und 5 möglichst gering gewählt wird. Dadurch kann erreicht werden, dass das vom CMOS-Array 4 stammende farbige Abbild und das vom CMOS-Array 5 stammende infrarote Abbild nahezu ohne Parallaxenfehler erzeugt werden können. Das in der Vorrichtung 1 verwendete CMOS-Array kann dazu aus einzelen zeilenförmigen CMOS-Arrays aufgebaut sein, es kann aber auch ein CMOS-Array verwendet werden, das die benötigten Zeilen auf einem gemeinsamen Substrat zur Verfügung stellt.
  • Ebenso kann es vorgesehen sein, dass eine Blende oder Optik auch vor dem CMOS-Array 4, 5 vorgesehen wird, um bestimmte Abbildungseigenschaften zu realisieren.
  • Als weitere Variante ist es möglich, andere nicht sichtbare Bereiche des Lichts mit der Vorrichtung 1 zu überprüfen. Dazu kann es vorgesehen sein, dass das Filter 6 z. B. durch ein Filter ersetzt wird, das nur oder zusätzlich kurzwelliges Licht, z. B. UV-Licht, passieren läßt. Ebenso kann zusätzlich zu den beiden CMOS-Arrays 4 und 5 ein weiteres, mit einem entsprechenden Filter versehenes, drittes CMOS-Array verwendet werden.
  • Es ist offensichtlich, dass statt der beschriebenen Überprüfung der Banknoten BN durch die Vorrichtung 1 mit durch die Banknoten BN transmittiertem Licht die Vorrichtung 1 auch so ausgestaltet werden kann, dass statt dessen oder zusätzlich von den Banknoten BN reflektiertes Licht ausgewertet wird, wozu das CMOS-Array 4, 5 und die Lichtquelle 2 auf einer Seite der Banknote BN angeordnet sind.
  • Ebenso ist es offensichtlich, dass statt des in den Figuren dargestellten Transports der Banknoten BN entlang ihrer Längsseiten, auch ein Transport entlang der kurzen Seiten der Banknoten BN erfolgen kann. In diesem Fall ist die Abmessung des CMOS-Arrays 4,5 und der Lichtquelle 2 bzw. deren Blende 3 oder eventuell vorhandener Optiken entsprechend anzupassen.

Claims (9)

  1. Vorrichtung (1) zur Prüfung von Banknoten (BN), welche die zu prüfenden Banknoten (BN) mittels eines Halbleiter-Arrays (4, 5) abtastet, wobei das Halbleiter-Array (4,5) von wenigstens zwei parallel beabstandeten, zeilenförmigen Halbleiter-Arrays (4, 5) gebildet wird und die Banknoten (BN) für die Prüfung an dem Halbleiter-Array (4, 5) vorbei bewegt und von einer Lichtquelle (2) beleuchtet werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die zeilenförmigen Halbleiter-Arrays (4, 5) von mindestens drei Schichten (b, g, r) gebildet werden, die für Licht unterschiedlicher Wellenlängen maximal empfindlich sind, wobei ein erstes zeilenförmiges Halbleiter-Array (4) die Banknoten (BN) in einem definierten Bereich der Empfindlichkeit des Halbleiters und ein zweites zellenförmiges Halbleiter-Array (5) die Banknoten (BN) in einem davon verschiedenen Bereich des Empfindlichkeitsspektrums abtastet, wozu mindestens das zweite zeilenförmige Halbleiter-Array (5) ein Filter (6) aufweist, das nur einen Teil des Spektrums passieren läßt, dass eine Steuer- und Auswerteeinrichtung (7) Signale der beiden Halbleiter-Arrays (4, 5) verarbeitet und auswertet, und aus den Signalen der Schichten (b, g, r) der beiden zeilenförmigen Halbleiter-Arrays (4,5) durch eine Kombination der Signale ein dreifarbiges Abbild und wenigstens ein Abbild im Bereich des nicht sichtbaren Lichts für jede zu überprüfende Banknote (BN) erzeugt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Halbleiter-Array (4) für das gesamte Spektrum empfindlich ist und das zweite Halbleiter-Array (5) mit einem Filter versehen ist, das nur den nicht sichtbaren Anteil des Spektrums passieren lässt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Halbleiter-Array (4) für das gesamte Spektrum empfindlich ist und das zweite Halbleiter-Array (5) mit einem Filter versehen ist, das nur den sichtbaren Teil des Spektrums passieren lässt, den nicht sichtbaren aber blockiert.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Halbleiter-Array (4) mit einem Filter versehen ist, das nur den sichtbaren Teil des Spektrums passieren lässt, und das zweite Halbleiter-Array (5) mit einen Filter versehen ist, das nur einen nicht sichtbaren Teil des Spektrums passieren lässt.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht sichtbare Licht im infraroten Bereich des Spektrums liegt.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht sichtbare Licht im ultravioletten Bereich des Spektrums liegt.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiter-Array (4, 5) und die Lichtquelle (2) auf der gleichen und/ oder auf unterschiedlichen Seiten der Banknote (BN) angeordnet sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden zeilenförmigen Halbleiter-Arrays (4, 5) auf einem einzigen Substrat befinden.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet dass die beiden Halbleiter-Arrays (4, 5) aus Silizium bestehen.
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