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EP1789933A1 - Verfahren und vorrichtung zum messen von blattgut - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum messen von blattgut

Info

Publication number
EP1789933A1
EP1789933A1 EP05776461A EP05776461A EP1789933A1 EP 1789933 A1 EP1789933 A1 EP 1789933A1 EP 05776461 A EP05776461 A EP 05776461A EP 05776461 A EP05776461 A EP 05776461A EP 1789933 A1 EP1789933 A1 EP 1789933A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radiation
sheet material
optical
measuring
detector
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.)
Withdrawn
Application number
EP05776461A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Stein
Bernd Wunderer
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 EP1789933A1 publication Critical patent/EP1789933A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G07D7/121—Apparatus characterised by sensor details
    • 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
    • G07D7/02—Testing electrical properties of the materials thereof
    • 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
    • G07D7/04—Testing magnetic properties of the materials thereof, e.g. by detection of magnetic imprint

Definitions

  • the invention relates to a method for measuring at least two un ⁇ different physical properties of sheet material such as banknotes or checks, and a corresponding sensor device, in particular so a multifunctional banknote sensor.
  • the optical measurements can serve, for example, for checking luminescence properties, for measuring the lightening freedom or for checking the printed image of the banknote.
  • Such measurements can be carried out with electromagnetic radiation in the UV, IR and / or visible spectral range.
  • both the excitation radiation and the emission radiation can be in the IR, UV and / or visible spectral range.
  • Non-optical properties such as magnetism or electrical conductivity
  • suitable sensors such as magnetism by means of inductive magnetic heads.
  • suitable (magneto or electro) optical converter such magnetic properties to detect by optical means.
  • DE 19718 122 A1 and DE 101 03 378 A1 propose bringing magnetic or magnetized areas of a bank note into proximity to a magneto-optical layer which is caused by the magnetic areas of the banknote Magnetic leakage fluxes change their optical behavior such that the polarization direction of a polarized light beam passing through the layer is rotated by an angle characteristic of the strength of the leakage fluxes. The measured change in the polarization can then be used to deduce the magnetic properties of the banknotes.
  • the sensors for measuring each of the abovementioned and optionally further physical properties are arranged independently of one another next to and / or behind one another along a measuring path through which the sheet material to be tested is passed.
  • the same area of the sheet material is then detected and checked in chronological succession, but this at different points of the measuring path in each case at an individual measuring window assigned to the corresponding sensor.
  • the term "measuring window” is to be understood as meaning the region of the arrangement through which the sheet material is checked by the sensor, The measuring window therefore defines the region of the sheet material within which the properties of the sheet material are measured by means of the sensor
  • the aforementioned magneto-optical layer for detecting magnetic properties is to be understood as being "arranged in the measuring window".
  • the size of the devices for checking sheet material such as banknotes or the like are sometimes limited, especially if they are to be used flexibly, such. B. in the cashier areas. On the other hand, it is one Concerning being able to check as many physical properties as possible with the same device, making the devices correspondingly voluminous.
  • two or more different physical properties of a sheet material to be checked are measured by optical means. Because optical means are used for each of these measured properties, individual sensor elements can be combined on the basis of their basic similarity or at least comparatively easily integrated in a common housing. For example, it is particularly advantageous to use a common detector both for detecting transmission and / or remission radiation and for detecting radiation which is polarization-rotated by means of a magneto-optical layer. It is also possible to use a common radiation source for the emission of the radiation required for the different properties to be measured. In addition, according to the invention, a common measuring window is provided for the respective measurements. The electromagnetic radiation emitted from the measuring window due to the radiation (s) directed onto the measuring window is then detected.
  • One or more detectors directed directly or indirectly at the measuring window serve this purpose. If necessary, can by suitable means, such as. B. by multiplexing, the was ⁇ which proportion of the detected radiation is caused by which Truststrah ⁇ ment. The detected radiation is then compared with the output radiation and / or predetermined reference data in order to deduce the properties of the sheet material. In this way, a compact, multifunctional sensor device can be realized.
  • both a printed image of the sheet material and magnetic properties of the sheet material can be advantageously located in the same measuring window check by z.
  • a magneto-optical layer is arranged ange ⁇ on which a first radiation is directed, while a saut ⁇ te radiation is directed past the magneto-optical layer or preferably through the magneto-optical layer on the printed image.
  • the beam paths of the respective radiations can cross and / or partially or completely overlap.
  • the radiation emerging from the measuring window is then detected by a common or several separate detectors. This applies correspondingly to the simultaneous examination of other physical properties of the sheet material and again illustrates the possibility afforded by the invention for the compact arrangement of the individual sensor components.
  • the printed image can be tested in the customary manner in one or more spectral ranges, namely in the visible (red, green, blue) and / or in the IR and / or in the UV range.
  • spectral ranges namely in the visible (red, green, blue) and / or in the IR and / or in the UV range.
  • the detectors can be arranged in a suitable manner for the detection of transmission radiation in the light and / or dark field and / or for the detection of remission radiation and / or reflection radiation.
  • a multifunctional sensor device with integrated magneto-optical sensor can be realized particularly compactly if the magneto-optical layer arranged in the measuring window is partially transparent ("dichroic"), ie transparent for the radiation used to detect other physical properties of the sheet material then this other radiation can be transmitted through the magneto-optical layer and the measurement window can be correspondingly small.
  • dichroic partially transparent
  • This other radiation can, for example, as described above, be used to detect a pressure image and / or to excite luminescent substances in the printed image and / or in the sheet material.
  • a partially transmissive magneto-optical layer can be achieved by at least one-sided dichroic mirroring of the magneto-optical layer.
  • a reflector layer adjoining the magneto-optical layer is generally part of a magneto-optical sensor anyway (DE 101 03378 A1) and therefore only has to be chosen such that it uses the light used for the magneto-optical measurement, usually from the red spectral range (eg. B. 600 ran), reflected and is transparent to other radiation.
  • FIG. 1 schematically shows a relatively complex exemplary embodiment for measuring different physical properties using a plurality of different radiation sources and a plurality of different detectors
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment in which the radiation for checking a printed image in the visible spectral range is generated on the one hand and in the IR spectral range on the other hand by means of two separate radiation sources B4 and B5;
  • Figure 4 shows a modification of the embodiment of Figure 3, wherein the detector for the IR transmission printing image measurement and the Detector for the remission print image measurement in the detector D6 are combined,
  • FIG. 5 shows a modification of the embodiment from FIG. 4,
  • FIG. 6 shows a reduced structure of the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1, without the detectors D 2, D 3, wherein, instead of the cylindrical lenses L, respective optical fibers 7 are provided for illuminating the measuring window;
  • FIG. 7 shows a Vari ⁇ ante derived from the embodiment of Figure 1, which has a further detector D7 for the detection of UV radiation in transmission,
  • FIG. 8 shows a structure corresponding to FIG. 7, in which the InGaAs
  • Detector line is not integrated in the detector Dl, but, as in the embodiment of Figure 1, on the wholie ⁇ ing side separately provided as a detector D3,
  • Figure 9 shows a similar embodiment to Figure 8.
  • FIG. 10 shows an exemplary embodiment in which only optical properties of a sheet material are examined.
  • Figure 1 shows schematically a relatively complex embodiment
  • FIG. 1 Shown is schematically a multifunctional sensor device for checking sheet material on the example of a banknote 100, which is guided by means of conventional transport devices in a sheet material plane along.
  • the various physical properties of the banknote 100 are measured in an area which is defined by a measuring window 2, which is predetermined here by an opening in the (upper) housing 20 of the sensor device.
  • the banknote 100 is pressed against the underside of the upper housing 20 by means of brushes 3, which are merely indicated in FIG.
  • the banknote is held at a defined distance to sensor elements arranged in or behind the measuring window 2, which is of importance, in particular, for the magneto-optical measurement discussed in more detail below.
  • a transparent disk arranged in the measuring window 2 is slightly set back relative to the surrounding housing wall 1, so that the banknote 100 is guided past the pane at a distance and can not scratch it.
  • the schematic representation in Figure 1 shows the overall device from the side in cross section.
  • the measuring window 2 which in reality can only be a few mm wide, extends perpendicular to the page plane, for example over approximately 100 mm, so that the banknote 100 to be checked preferably acquires the entire dimension in this direction can be.
  • the radiation sources B1, B2 and detectors D1-D3 can preferably be designed line by line, that is to say for example as LED lines and Si detector lines which extend perpendicular to the plane of the page.
  • cylindrical lenses L for example Fresnel lenses
  • Selfoc lenses S are provided in the outgoing beam path between the measuring window 2 and the detectors D1 and D3.
  • optical fibers can also be used, in particular to ensure a uniform distribution of the radiation emitted by the LED rows.
  • the light guides may contain, for example, scattering elements and / or be designed as fluorescent plates.
  • the bank note 100 illustrated in the exemplary embodiment according to FIG. 1 contains magnetizable material as a security feature to be checked, which is magnetized by means of four magnets 4 arranged on both sides of the sheet material plane and on both sides of the measuring window 2.
  • a multilayer magneto-optical converter 5 is provided, whose optical behavior is influenced by the magnetic leakage flux of the magnetized areas of the banknote 100.
  • the structure and the exact mode of operation of such a magneto-optical converter 5 is explained in detail in DE 101 03378 A1 in connection with the examination of banknotes, and to that extent reference is hereby made to this.
  • the magneto-optical converter 5 comprises, for example, three layers, namely a transparent substrate layer 5a as a carrier material for a magneto-optical layer 5b, which is coated on its other side with a reflector layer 5c.
  • the radiation of the radiation source Bl is directed onto the measuring window 2 and in the process passes through the transparent substrate layer 5a and the magnetic-optical layer 5b. It is then reflected at the reflector layer 5c in the direction of the detector Dl arranged in the glancing angle and passes through the magneto-optical layer 5b and the transparent substrate layer 5a in the reverse order for a second time.
  • the incident radiation is polarized, and the radiation reflected at the reflector layer 5c is detected after passing through a second polarizer P2 with the detector D1.
  • the polarization direction of the magnetic field changes.
  • Tooptic transducer 5 continuous radiation in a characteristic manner and corresponding to the intensity of the detected by means of the detector Dl radiation. Magnetic properties of the banknote 100 can thus be detected optically in this way.
  • the reflector layer 5c is designed as a dichroic mirror layer, which is transparent at least for parts of the radiation of the radiation sources B2.
  • the same layer is transparent to light from the blue (including UV) and infrared spectral regions, partially reflecting in the region between blue and IR.
  • the radiation source B2 lying in the embodiment of Figure 1 on the side of the magneto-optical converter 5 is adapted to emit radiation in the spectral range green, blue, IR, UV or total white light.
  • laser diodes or other radiation sources are integrated therein in order to excite so-called feature substances of the banknote for luminescence mostly in a narrowband spectral range.
  • the opposite radiation source B2 can emit the same radiation or spectral sections of this radiation.
  • the detector D1 is designed as a silicon detector line which is sensitive to different spectral ranges, for example UV radiation and radiation in the visible spectral range.
  • the detector D1 is therefore used both for detecting the red polarization radiation of the radiation source Bl reflected by the magneto-optical converter 5 and for detecting the radiation of the radiation source B2 remitted by the banknote 100 in the UV and visible range. If the radiation source B2 radiates light itself in the red spectral range, this component can be filtered out by suitable filters, or the radiation sources B1, B2 can be operated differently, so that the silicon detector successively performs the corresponding measurements. Alternatively, the radiation to be detected can also be separated into individual spectral components on detector lines arranged parallel to one another with a spectral device, for example a 60 ° prism, as proposed, for example, in DE 101 59 234 A1.
  • a data read-out can be carried out with the aid of a multiplex method in order to be able to read out the different signals of the different spectral ranges detected by the same detector in succession.
  • the above-described variants for differentiating between the individual spectral components is suitable individually or in combination in a corresponding manner also in connection with the exemplary embodiments explained below.
  • the detector D1 can also be used to measure the radiation emitted by the lower radiation source B2 and transmitted by the banknote 100. Since the detector D 1 is in the dark field with respect to the lower radiation source B 2, it is a dark field measurement. D. h., It is with the detector Dl the diffused transmitted radiation of the lower radiation Source B2 detected.
  • the transmission and remission measurements by means of the detector D1 can serve, for example, for detecting a print image printed on the banknote 100. With this detection, however, the red portions of the printed image are not taken into account, since the reflector layer 5c is impermeable to this radiation.
  • the opposite detector D3 is, for example, an InGaAs detector line for detecting IR radiation above 900 nm, for which the silicon detector line of the detector D1 is insensitive. That is, the detector D3 measures e.g. the IR transmission radiation of the upper radiation source B2 in the dark field and the IR reflection radiation of the lower radiation source B2.
  • the further detector D2 is used to detect luminescent feature substances which are excited by means of the aforementioned laser diodes for radiation, for example in the UV range. This measurement takes place here again in transmission, since the excitation radiation source B2 and the luminescence detector D2 lie on opposite sides of the plane of the sheet material 1.
  • the numerous radiation sources and detectors, including the magneto-optical converter 5, can be arranged relatively compactly with respect to a common measuring window 2 without hindering each other. It is therefore possible for these components to be combined to measure the different properties in a common, compact module 6, as is indicated in FIG.
  • the module 6 can have housings 20, 21 which are present on opposite sides of the sheet material plane 1 and in which the components described are contained. If appropriate, the two housings 20, 21 can also be connected to one another in a region outside the measuring window 2. In this case, the two housings 20, 21 will preferably be fastened to one another in a detachable and / or hinged manner, in order, for example, to make it easy to remove jams in the area of the measuring window 2.
  • the module 6 consisting of the two housings 20, 21 can also be present in a larger sensor than one of a plurality of sensor modules, which preferably each test different physical properties and / or different measuring tracks.
  • the module 6 will be integrated into a banknote counting and / or sorting device and / or an automatic teller machine, such as a banknote depositing device and / or a banknote dispensing device and / or a table and / or handheld testing device.
  • the other detectors e.g. the detector Dl for the magneto-optical measurement and the detector D2 for the luminescence measurement, also integrated measurement data via a measuring track.
  • FIGS. 2 to 10 Further variants are illustrated in FIGS. 2 to 10, in which only the housings 20, 21 of the corresponding modules 6 or the magnets 4 for magnetization are not shown for the sake of clarity.
  • FIG. 2 shows an alternative exemplary embodiment, in which the radiation for checking a printed image in the visible spectral range, on the one hand, and in the IR spectral range, on the other hand, by means of two separate radiation sources B4 and B5.
  • the radiation source B4 is used to illuminate the measuring window with green and blue light, since the magneto-optical converter 5 is opaque to red light anyway.
  • Optical fibers 7 serve in this case for uniform distribution of the incident radiation.
  • the light guides may contain scattering elements for this purpose.
  • the light guides 7 can also be embodied as fluorescent plates which are excited to the radiation, this fluorescence radiation additionally or aus ⁇ finally being used as radiation for the measurement of the property to be tested.
  • the detector D3, which in turn is preceded by self-focusing lenses, so-called Selfoc lenses S, then detects the remission radiation of the radiation sources B4 and B5.
  • the detector D1 is used solely for measuring the magnetic properties of the banknote, since it is set up only for detecting the reflection signal of the red radiation of the radiation source B1.
  • a third detector D4 is provided for the measurement of the print image in transmission.
  • the detector D4 is in turn positioned in the dark field of the radiation sources B4 and B5.
  • Figure 3 shows an embodiment in which the printed image can be checked at least in remission in the entire spectral range.
  • the radiation sources B4 and B5 radiating in the visible as well as in the IR spectral range are arranged together with the reflectance detector D3 for measuring the printed image in incident light on the side of the banknote 100 opposite the magneto-optical converter 5.
  • the radiation source B4 which radiates in the visible radiates here also in addition to green and blue red spectral range.
  • the transmission detector D4 for measuring the printed image in the IR range is positioned on the other side of the banknote 100 in this exemplary embodiment and detects IR radiation which is transmitted by the banknote 100 and the magneto-optical converter 5.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 4 differs from that of FIG. 3 in that the detector D4 for the IR transmission print image measurement and the detector D3 for the remission print image measurement are combined in the detector D6 and that on the Position of the IR transmission detector D4 now an IR radiation source B5 'is provided, which illuminates the banknote 100 for the IR-Tr emission measurement by means of the detector D6. Since the detector D3 in FIG. 3 was already sensitive to IR radiation of the IR light source B5, the detector D6 does not fundamentally differ from the detector D3. Instead, the detector measures D6, e.g. clocked, once the IR remission radiation of the radiation source B5 and once the IR transmission radiation of the radiation source B5 '.
  • FIG. 5 shows a modification of the exemplary embodiment-from FIG. 4 such that the polarized, red radiation of the radiation source B1 for measuring the magnetic properties of the banknote 100 is introduced laterally into the magneto-optical layer 5b and reflected several times therein before moving in the direction of the Reflector Dl exits the magneto-optical converter 5.
  • the detector D1 DE 101 03 378 A1
  • a common detector D1 is used for the measurement of the magnetic banknote characteristics and the print image measurement both in transmission and in remission.
  • This arrangement corresponds basically to a reduced structure of the embodiment shown in Figure 1, without the detectors D2, D3, but in each case instead of the cylindrical lenses L light guide 7 are provided to Be ⁇ illumination of the measuring window.
  • FIG. 7 shows another variant derived from the exemplary embodiment according to FIG. 1, which has a further detector D7 on the side of the banknote 100 opposite the magneto-optical converter 5 for the detection of UV radiation in transmission.
  • the detector D1 may here be formed as a detector sandwich of silicon and InGaAs, as e.g. in DE 10127837 Al, in order to be able to detect both UV and visible spectral components as well as IR spectral components with the same detector.
  • FIG. 8 shows a corresponding structure in which, however, the InGaAs detector line is not integrated in the detector D1 but, as in the exemplary embodiment according to FIG. 1, is provided separately on the opposite side of the banknote 100 as detector D3.
  • a detector D8 for detecting luminescent radiation is provided in the exemplary embodiment according to FIG.
  • FIG. 9 shows an arrangement substantially corresponding to the exemplary embodiment from FIG. 8. Only the radiation source Bl, the magneto-optical converter 5 and the detector Dl associated with these two elements for the measurement of magnetic properties of the banknote are slightly offset laterally, so that the set for the transmission of printed image measurement in ⁇ set detector D4 detects the entire transmitted through the banknote 100 radiation, including any shares from the red spectral range. In this way, the banknote 100 can be examined in the entire spectral range both in remission (measurement of the remitted radiation of the radiation sources B4, B5 with the detector D3) and in transmission (measurement of the transmitted radiation of the radiation sources B4, B5 with the detector D4) become.
  • the beam path for measuring the magnetic properties and the beam path for the transmission measurement intersect here, whereby a compact construction of the overall sensor device is possible.
  • FIG. 10 shows a further exemplary embodiment in which, however, only optical properties of the banknote 100 are examined.
  • the magneto-optical converter 5 and the associated components (radiation source Bl, Polisatoren Pl, P2 and magnets 4) are omitted here.
  • a separate laser diode row B6 is provided in order to excite special feature substances of the banknote 100 for narrow-band luminescence.
  • the detector D2 located on the opposite side of the banknote 100 serves as already mentioned in connection with FIG. Otherwise, the arrangement corresponds to that of FIG. 1.
  • This basic arrangement of radiation sources and detectors wherein a first radiation source and a first detector for detecting a first radiation on one side of the sheet material plane, a second radiation source and a second detector for detecting one of The first radiation of different second radiation on the other side of the sheet material plane and a third radiation source and a third detector specially associated third detector are arranged on facultylie ⁇ ing sides of the detection plane is particularly compact and at the same time very variable for measuring a variety of physical shear properties modifiable.
  • the radiation sources and / or detectors can be set up to emit / detect different radiations, so that as many different physical properties as possible are detectable with as few sensor components as possible.

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Abstract

Eine Sensorvorrichtung zur optischen Messung von mindestens zwei unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften von Blattguten, insbesondere Banknoten (100), umfasst ein gemeinsames Messfenster (2), auf das mindestens zwei für die Messung der unterschiedlichen Eigenschaften geeignete, unterschiedliche elektromagnetische Strahlungen (B1, B2) gerichtet werden. Mit einem oder mehreren auf das Messfenster gerichteten Detektoren (D1­D3) werden reflektierte, remittierte, transmittierte und/oder Fluoreszenzstrahlung erfasst. Insbesondere kann im Messfenster ein magnetooptischer Wandler (5) zur Detektierung magnetischer Eigenschaften des Blattguts angeordnet sein, der mittels einer dichroitischen Verspiegelung (5c) für die magnetooptische Messstrahlungswellenlänge reflektierend und für andere Messststrahlungswellenlängen transmittierend ist. Eine solche multifunktionale Sensorvorrichtung kann kompakt gebaut sein und ermöglicht dennoch die Untersuchung unterschiedlichster physikalischer Eigenschaften.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Blattgut
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen von mindestens zwei un¬ terschiedlichen physikalischen Eigenschaften von Blattgut wie Banknoten oder Schecks, sowie eine entsprechende Sensorvorrichtung, insbesondere also einen multifunktionalen Banknotensensor.
Zur Überprüfung der physikalischen Eigenschaften von Banknoten oder an¬ deren gegen Fälschung geschützten Wertdokumenten, wie Schecks werden unterschiedliche Arten von Sensoren eingesetzt, je nach dem, welche konkre¬ te, der Fälschungssicherung dienende Eigenschaft des Dokuments überprüft werden soll. Als physikalische Eigenschaften im Sinne der vorliegenden Er¬ findung kommen beispielsweise optische Eigenschaften, die z.B. durch Transmissions- und/ oder Remissionsmessungen bestimmt werden können, sowie nicht-optische Eigenschaften, wie elektrische Leitfähigkeit oder Ma¬ gnetismus in Betracht.
Die optischen Messungen können beispielsweise zur Prüfung von Lumines¬ zenzeigenschaften, zur Messung der Aufhellerfreiheit oder zur Prüfung des Druckbilds der Banknote dienen. Solche Messungen können mit elektroma¬ gnetischer Strahlung im UV-, IR- und/ oder sichtbaren Spektralbereich durchgeführt werden. Beispielsweise zur Detektierung lumineszierender Eigenschaften, die von dem in dem Banknotensubstrat oder in der Druckfar¬ be eines Druckbildes eingelagerten Merkmalsstoffen resultieren, können so- wohl die Anregungsstrahlung als auch die Emissionsstrahlung im IR-, UV- und/oder sichtbaren Spektralbereich liegen.
Nicht-optische Eigenschaften, wie Magnetismus oder elektrische Leitfähig¬ keit, werden in der Regel unmittelbar mittels geeigneter Sensoren erf asst, wie z.B. Magnetismus mittels induktiver Magnetköpfe. Es ist aber auch möglich, über geeignete (magneto- oder elektro-) optische Wandler solche magnetischen Eigenschaften auf optischem Wege zu detektieren. Im Zu¬ sammenhang mit Banknoten wird beispielsweise in DE 19718 122 Al und DE 101 03 378 Al vorgeschlagen, magnetische bzw. magnetisierte Bereiche einer Banknote in die Nähe einer magnetooptischen Schicht zu bringen, wel- che aufgrund der von den magnetischen Bereichen der Banknote verursach¬ ten magnetischen Streuflüssen ihr optisches Verhalten derart ändern, dass die Polarisationsrichtung eines die Schicht durchlaufenden, polarisierten Lichtstrahls um einen für die Stärke der Streuflüsse charakteristischen Win¬ kel gedreht wird. Aus der gemessenen Veränderung der Polarisation kann dann auf die magnetischen Eigenschaften der Banknoten geschlossen wer¬ den.
In der Regel sind die Sensoren zum Messen jeder der vorgenannten und ge¬ gebenenfalls weiterer physikalischer Eigenschaften unabhängig voneinander neben- und/ oder hintereinander entlang einer Messstrecke angeordnet, durch die das zu prüfende Blattgut hindurchgeleitet wird. Zeitlich nachein¬ ander wird dann zwar derselbe Bereich des Blattguts erfasst und überprüft, dies aber an unterschiedlichen Stellen der Messstrecke jeweils an einem dem entsprechenden Sensor zugeordneten individuellen Messfenster. Als „Mess- fenster" ist hierbei der Bereich der Anordnung zu verstehen, durch den hin¬ durch der Sensor das Blattgut prüft. Das Messfenster definiert daher den Bereich des Blattguts, innerhalb dessen die Eigenschaften des Blattguts mit¬ tels des Sensors gemessen werden. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist die vorgenannte magnetooptische Schicht zur Detektierung magnetischer Eigenschaften als „in dem Messfenster angeordnet" zu verstehen.
Der Größe der Geräte zur Überprüfung von Blattgut wie Banknoten oder dergleichen sind bisweilen Grenzen gesetzt, insbesondere wenn sie flexibel einsetzbar sein sollen, wie z. B. im Kassenbereichen. Andererseits ist es ein Anliegen, so viele physikalische Eigenschaften wie möglich mit demselben Gerät überprüfen zu können, wodurch die Geräte entsprechend voluminös werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sensorvorrichtung vorzuschlagen, mit der es möglich ist, auf kleinem Raum, d. h. in kompakter Bauweise, möglichst viele unterschiedliche physikalische Eigenschaften von Blattgut wie z. B. Banknoten, zu untersuchen, sowie ein entsprechendes Ver¬ fahren vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird mit einer Sensorvorrichtung und einem Verfahren mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche gelöst. In davon abhängi¬ gen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Zu diesem Zweck ist zunächst einmal vorgesehen, dass zwei oder mehr un¬ terschiedliche physikalische Eigenschaften eines zu überprüfenden Blattguts mit optischen Mitteln gemessen werden. Dadurch, dass für jede dieser ge¬ messenen Eigenschaften optische Mittel verwendet werden, lassen sich ein- zelne Sensorelemente aufgrund ihrer prinzipiellen Ähnlichkeit zusammen¬ fassen oder zumindest vergleichsweise einfach in einem gemeinsamen Ge¬ häuse integrieren. So ist es beispielsweise besonders vorteilhaft, einen ge¬ meinsamen Detektor sowohl zum Detektieren von Transmissions- und/ oder Remissionsstrahlung als auch zum Detektieren von mittels einer magnetoop- tischen Schicht polarisationsgedrehter Strahlung einzusetzen. Es ist auch möglich, für die Aussendung der für die unterschiedlichen zu messenden Eigenschaften erforderlichen Strahlungen eine gemeinsame Strahlungsquelle einzusetzen. Darüber hinaus ist erfindungsgemäß ein gemeinsames Messfenster für die jeweiligen Messungen vorgesehen. Detektiert wird dann die aufgrund der auf das Messfenster gerichteten Strahlung(en) aus dem Messfenster austre¬ tende elektromagnetische Strahlung. Dazu dienen ein oder mehrere, direkt oder indirekt auf das Messfenster gerichtete Detektoren. Soweit erforderlich, kann mit geeigneten Mitteln, wie z. B. durch Multiplexen, differenziert wer¬ den, welcher Anteil der detektierten Strahlung von welcher Ausgangsstrah¬ lung verursacht wird. Die detektierte Strahlung wird dann mit der Aus¬ gangsstrahlung und/ oder vorgegebenen Referenzdaten verglichen, um dar- aus auf die Eigenschaften des Blattguts zurückzuschließen. Auf diese Weise lässt sich eine kompakte, multifunktionale Sensorvorrichtung realisieren.
Besondere Bedeutung hat die Erfindung für die gemeinsame Überprüfung von optischen und nicht-optischen Eigenschaften des Blattguts, da die nicht- optischen Eigenschaften traditionsgemäß eher mit nicht-optischen Mitteln detektiert wurden und die entsprechenden Sensoren daher in der Regel weitgehend voneinander entkoppelt waren. Indem nun zumindest einzelne nicht-optische Eigenschaften optisch geprüft werden, wie z. B. magnetische Eigenschaften mittels eines magneto-optischen Sensors, kann zusammen mit weiteren optischen Sensoren zur Messung optischer Eigenschaften eine kompakte, multifunktionale optische Sensorvorrichtung realisiert werden, bei der die einzelnen Sensoren vorzugsweise gemeinsam in einem Modul angeordnet sind. Man spart sich dabei im Bereich des Messfensters bei¬ spielsweise den Platz für die induktiven Magnetköpfe, die für eine direkte Messung magnetischer Eigenschaften von Blattgut üblicherweise verwendet werden.
So lassen sich in demselben Messfenster vorteilhafterweise sowohl ein Druckbild des Blattguts als auch magnetische Eigenschaften des Blattguts überprüfen, indem z. B. im Messfenster eine magnetooptische Schicht ange¬ ordnet wird, auf die eine erste Strahlung gerichtet wird, während eine zwei¬ te Strahlung an der magnetooptischen Schicht vorbei oder vorzugsweise durch die magnetooptische Schicht hindurch auf das Druckbild gerichtet wird. Die Strahlengänge der jeweiligen Strahlungen können sich dabei kreu¬ zen und/ oder teilweise oder vollständig überlappen. Die aus dem Messfen¬ ster austretende Strahlung wird dann mit einem gemeinsamen oder mit mehreren getrennten Detektoren erfasst. Dies gilt entsprechend für die gleichzeitige Überprüfung anderer physikalischer Eigenschaften des Blatt- guts und verdeutlicht nochmal die durch die Erfindung erzielte Möglichkeit zur kompakten Anordnung der einzelnen Sensorkomponenten.
Das Druckbild kann in üblicher Weise in einem oder mehreren Spektralbe¬ reichen getestet werden, nämlich im sichtbaren (rot, grün, blau) und/ oder im IR- und/ oder im UV-Bereich. Für unterschiedliche Spektralbereiche kön¬ nen unterschiedliche Strahlungsquellen oder eine gemeinsame breitbandige Strahlungsquelle eingesetzt werden. Die Detektoren können in geeigneter Weise zur Detektion von Transmissionsstrahlung im Hell- und/ oder Dun¬ kelfeld und/ oder zur Detektion von Remissionsstrahlung und/ oder Reflek- tionsstrahlung angeordnet sein.
Besonders kompakt lässt sich eine multifunktionale Sensorvorrichtung mit integriertem magnetooptischen Sensor dann realisieren, wenn die im Mess¬ fenster angeordnete magnetooptische Schicht teildurchlässig („dichroitisch") ist, d. h. für diejenige Strahlung transparent ist, die zum Nachweis anderer physikalischer Eigenschaften des Blattguts eingesetzt wird. Denn dann kann diese andere Strahlung durch die magnetooptische Schicht hindurchge¬ strahlt werden und das Messfenster entsprechend klein sein. Diese andere Strahlung kann z. B., wie zuvor beschrieben, zur Detektierung eines Druck- bildes und/ oder auch zur Anregung von Lumineszenzstoffen im Druckbild und/ oder im Blattgut dienen.
Eine teildurchlässige magnetooptische Schicht lässt sich durch eine zumin- dest einseitige dichroitische Verspiegelung der magnetooptischen Schicht erreichen. Eine an die magnetooptische Schicht angrenzende Reflektor¬ schicht ist ohnehin in der Regel Bestandteil eines magnetooptischen Sensors (DE 101 03378 Al) und muß daher lediglich so gewählt werden, dass sie das für die magnetooptische Messung eingesetzte Licht, üblicherweise aus dem roten Spektralbereich (z. B. 600 ran), reflektiert und für andere Strahlung durchlässig ist.
Nachfolgend werden anhand der begleitenden Zeichnungen vorteilhafte
Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft erläutert. Darin zeigen:
Figur 1 schematisch ein relativ komplexes Ausführungsbeispiel zur Mes¬ sung unterschiedlicher physikalischer Eigenschaften unter Ver¬ wendung mehrerer unterschiedlicher Strahlungsquellen und mehrerer unterschiedlicher Detektoren,
Figur 2 ein alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem die Strahlung zur Überprüfung eines Druckbilds im sichtbaren Spektralbereich ei¬ nerseits und im IR-Spektralbereich andererseits mittels zwei sepa¬ rater Strahlungsquellen B4 und B5 erzeugt wird,
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Druckbild zumindest in Remission im gesamten Spektralbereich überprüft werden kann,
Figur 4 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels aus Figur 3, bei dem der Detektor für die IR-Transmissions-Druckbildmessung und der Detektor für die Remissions-Druckbildmessung im Detektor D6 zusammengefasst sind,
Figur 5 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels aus Figur 4,
Figur 6 einen reduzierten Aufbau des in Figur 1 dargestellten Ausfüh¬ rungsbeispiels, ohne die Detektoren D2, D3, wobei anstelle der Zylinderlinsen L jeweils Lichtleiter 7 zur Beleuchtung des Mess¬ fensters vorgesehen sind,
Figur 7 eine aus dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 abgeleitete Vari¬ ante, die zur Detektion von UV-Strahlung in Transmission einen weiteren Detektor D7 besitzt,
Figur 8 einen der Figur 7 entsprechenden Aufbau, bei der die InGaAs-
Detektorzeile jedoch nicht im Detektor Dl integriert ist, sondern, wie im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1, auf der gegenüberlie¬ genden Seite separat als Detektor D3 vorgesehen ist,
Figur 9 ein ähnliches Ausführungsbeispiel zu Figur 8, und
Figur 10 ein Ausführungsbeispiel, in welchem lediglich optische Eigen¬ schaften eines Blattguts untersucht werden.
Figur 1 zeigt schematisch ein relativ komplexes Ausführungsbeispiel zur
Messung unterschiedlicher physikalischer Eigenschaften unter Verwendung mehrerer unterschiedlicher Strahlungsquellen Bl, B2 und mehrerer unter¬ schiedlicher Detektoren Dl bis D3. Dargestellt ist schematisch eine multifunktionelle Sensorvorrichtung zum Überprüfen von Blattgut am Beispiel einer Banknote 100, die mittels üblicher Transporteinrichtungen in einer Blattgutebene entlang geführt wird. Die verschiedenen physikalischen Eigenschaften der Banknote 100 werden in einem Bereich gemessen, der durch ein Messfenster 2 definiert ist, welches hier durch eine Durchbrechung des (oberen) Gehäuses 20 der Sensorvorrich¬ tung vorgegeben ist. Die Banknote 100 wird mit Hilfe von Bürsten 3, die in Figur 1 lediglich angedeutet sind, gegen die Unterseite des oberen Gehäuses 20 gedrückt. Dadurch wird die Banknote in einem definierten Abstand zu in oder hinter dem Messfenster 2 angeordneten Sensorelementen gehalten, was insbesondere für die nachfolgend noch näher diskutierte magnetooptische Messung von Bedeutung ist. Eine in dem Messfenster 2 angeordnete trans¬ parente Scheibe ist gegenüber der umgebenden Gehäusewand 1 geringfügig zurückgesetzt, so dass die Banknote 100 in einem Abstand an der Scheibe vorbei geführt wird und diese nicht verkratzen kann.
Die schematische Darstellung in Figur 1 zeigt die Gesamtvorrichtung von der Seite im Querschnitt. Das bedeutet einerseits, dass das Messfenster 2, welches in der Realität nur etwa einige mm weit sein kann, sich senkrecht zur Blattebene erstreckt, beispielsweise über etwa 100 mm, so dass die zu überprüfende Banknote 100 vorzugsweise über die gesamte Abmessung in dieser Richtung erf asst werden kann. Das bedeutet andererseits auch, dass die Strahlungsquellen Bl, B2 und Detektoren D1-D3 vorzugsweise zeilen¬ weise ausgebildet sein können, also beispielsweise als LED-Zeilen und Si- Detektorzeilen, die sich senkrecht zur Blattebene erstrecken. Im Ausfüh¬ rungsbeispiel gemäß Figur 1 sind im einfallenden Strahlengang zwischen den Strahlungsquellen Bl, B2 und dem Messfenster 2 Zylinderlinsen L, bei¬ spielsweise Fresnellinsen, und im ausfallenden Strahlengang zwischen dem Messfenster 2 und den Detektoren Dl und D3 Selfoc-Linsen S vorgesehen. Selbstverständlich können auch Lichtleiter eingesetzt werden, insbesondere um eine gleichmäßige Verteilung der von den LED-Zeilen ausgesendeten Strahlung sicherzustellen. Die Lichtleiter können z.B. Streuelemente enthal¬ ten und/ oder als Fluoreszenzplatten ausgeführt sein.
Die im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 dargestellte Banknote 100 enthält als ein zu überprüfendes Sicherheitsmerkmal magnetisierbares Material, das mittels vier beidseitig der Blattgutebene und beidseitig des Messfensters 2 angeordneter Magneten 4 aufmagnetisiert wird. Im Messfenster ist ein mehrschichtiger magnetooptischer Wandler 5 vorgesehen, dessen optisches Verhalten durch die magnetischen Streuflüsse der magnetisierten Bereiche der Banknote 100 beeinflusst wird. Der Aufbau und die genaue Funktions¬ weise eines solchen magnetooptischen Wandlers 5 ist in der DE 101 03378 Al im Zusammenhang mit der Untersuchung von Banknoten detailliert er- läutert, und insoweit wird hier darauf Bezug genommen. Dementsprechend umfasst der magnetooptische Wandler 5 z.B. drei Schichten, nämlich eine transparente Substratschicht 5a als Trägermaterial für eine magnetooptische Schicht 5b, die auf ihrer anderen Seite mit einer Reflektorschicht 5c beschich¬ tet ist. Die Strahlung der Strahlungsquelle Bl ist auf das Messfenster 2 ge- richtet und durchläuft dabei die transparente Substratschicht 5a und die ma¬ gnetooptische Schicht 5b. Sie wird dann an der Reflektorschicht 5c in Rich¬ tung des im Glanzwinkel angeordneten Detektors Dl reflektiert und durch¬ läuft dabei ein zweites mal, aber in umgekehrter Reihenfolge die magnetoop¬ tische Schicht 5b und die transparente Substratschicht 5a. Mittels des Polari- sators Pl wird die einfallende Strahlung polarisiert, und die an der Reflek¬ torschicht 5c reflektierte Strahlung wird nach Durchlaufen eines zweiten Polarisators P2 mit dem Detektor Dl detektiert. Aufgrund des durch die aufmagnetisierte Banknote 100 hervorgerufenen geänderten optischen Ver¬ haltens des Wandlers 5 ändert sich die Polarisationsrichtung der den magne- tooptischen Wandler 5 durchlaufenden Strahlung in charakteristischer Weise und entsprechend die Intensität der mittels des Detektors Dl detektierten Strahlung. Auf diese Weise lassen sich somit auf optischem Wege magneti¬ sche Eigenschaften der Banknote 100 detektieren.
Zur Überprüfung anderer physikalischer Eigenschaften der Banknote 100, wie zum Beispiel dem Druckbild, sind weitere Strahlungsquellen B2 auf ge¬ genüberliegenden Seiten der Blattgutebene 1 sowie weitere Detektoren D2 und D3 vorgesehen. Die Strahlungsquellen B2 strahlen auf dasselbe Mess- fenster 2, und ihr Strahlengang zu den Detektoren Dl bis D3 führt teilweise durch den magnetooptischen Wandler 5 hindurch. Demzufolge ist die Re¬ flektorschicht 5c als dichroitische Spiegelschicht ausgebildet, die zumindest für Teile der Strahlung der Strahlungsquellen B2 transparent ist. Für die Be¬ strahlung der magnetooptischen Schicht 5b mittels der Strahlungsquelle Bl wird vorzugsweise Licht aus dem roten Spektralbereich verwendet (z.B. 600 nm), für den die Reflektorschicht 5c dementsprechend reflektierend ist. Die¬ selbe Schicht ist dagegen für Licht aus dem blauen (einschließlich UV) und infraroten Spektralbereich transparent, im Bereich zwischen blau und IR teilweise reflektierend.
Demzufolge ist die im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 auf der Seite des magnetooptischen Wandlers 5 liegende Strahlungsquelle B2 eingerichtet, Strahlung im Spektralbereich grün, blau, IR, UV oder insgesamt auch weißes Licht auszustrahlen. Des weiteren sind darin Laserdioden oder andere Strahlungsquellen integriert, um so genannte Merkmalsstoffe der Banknote zur Lumineszenz meist in einem schmalbandigen Spektralbereich anzure¬ gen. Die gegenüberliegende Strahlungsquelle B2 kann dieselbe Strahlung oder Spektralausschnitte dieser Strahlung ausstrahlen. Der Detektor Dl ist in dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als Silizium-Detektorzeile ausgeführt, die für unterschiedliche Spektralbereiche, z.B. UV-Strahlung und Strahlung im sichtbaren Spektralbereich, empfindlich ist. Der Detektor Dl wird daher sowohl zur Detektierung der von dem ma- gnetooptischen Wandler 5 reflektierten, roten Polarisationsstrahlung der Strahlungsquelle Bl als auch zur Detektierung der von der Banknote 100 im UV und sichtbaren Bereich remittierten Strahlung der Strahlungsquelle B2 eingesetzt. Strahlt die Strahlungsquelle B2 selbst Licht im roten Spektralbe¬ reich aus, so kann dieser Anteil durch geeignete Filter ausgefiltert werden, oder es kann mit einer unterschiedlichen Taktung der Strahlungsquellen Bl, B2 gearbeitet werden, so dass der Siliziumdetektor nacheinander die ent¬ sprechenden Messungen durchführt. Alternativ kann die zu detektierende Strahlung auch mit einer Spektraleinrichtung, z.B. einem 60°-Prisma, in ein¬ zelne Spektralanteile auf parallel zueinander angeordnete Detektorzeilen zerlegt werden, wie dies beispielsweise in der DE 101 59 234 Al vorgeschla¬ gen wird. Eine Datenauslesung kann darüber hinaus mit Hilfe eines Multi- plexverf ahrens durchgeführt werden, um die unterschiedlichen, mittels des¬ selben Detektors erfassten Signale der verschiedenen Spektralbereiche nach¬ einander auslesen zu können. Die vorbeschriebenen Varianten zur Differen- zierung zwischen den einzelnen Spektralanteilen ist einzeln oder in Kombi¬ nation in entsprechender Weise auch in Zusammenhang mit den nachfol¬ gend noch erläuterten Ausführungsbeispielen geeignet.
Der Detektor Dl kann bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darüber hinaus zur Messung der von der unteren Strahlungsquelle B2 ausgesende¬ ten, durch die Banknote 100 transmittierten Strahlung eingesetzt werden. Da sich der Detektor Dl bezüglich der unteren Strahlungsquelle B2 im Dunkel¬ feld befindet, handelt es sich um eine Dunkelfeldmessung. D. h., es wird mit dem Detektor Dl die diffus transmittierte Strahlung der unteren Strahlungs- quelle B2 detektiert. Die Transmissions- und Remissionsmessungen mittels des Detektors Dl können beispielsweise zur Erfassung eines auf der Bankno¬ te 100 aufgedruckten Druckbilds dienen. Bei dieser Erfassung bleiben aller¬ dings die roten Anteile des Druckbilds unberücksichtigt, da die Reflektor- schicht 5c für diese Strahlung undurchlässig ist.
Bei dem gegenüberliegenden Detektor D3 handelt es sich beispielsweise um eine InGaAs-Detektorzeile zur Detektierung von IR-Strahlung oberhalb von 900nm, für die die Silizium-Detektorzeile des Detektors Dl unempfindlich ist. D. h., der Detektor D3 misst z.B. die IR-Transmissionsstrahlung der obe¬ ren Strahlungsquelle B2 im Dunkelfeld sowie die IR-Remissionsstrahlung der unteren Strahlungsquelle B2.
Der weitere Detektor D2 dient zum Nachweis lumineszierender Merkmals- Stoffe, die mittels der vorerwähnten Laserdioden zur Strahlung, beispiels¬ weise im UV-Bereich, angeregt werden. Diese Messung erfolgt hier wieder¬ um in Transmission, da die Anregungsstrahlungsquelle B2 und der Lumi¬ neszenzdetektor D2 auf gegenüberliegenden Seiten der Blattgutebene 1 lie¬ gen.
Wie der Figur 1 zu entnehmen ist, können die zahlreichen Strahlungsquellen und Detektoren einschließlich des magnetooptischen Wandlers 5 relativ kompakt zu einem gemeinsamen Messf enster 2 angeordnet werden, ohne sich gegenseitig zu behindern. Es ist daher möglich, dass diese Komponen- ten zur Messung der unterschiedlichen Eigenschaften in einem gemeinsa¬ men, kompakten Modul 6 zusammengef asst werden, wie dies in Figur 1 an¬ gedeutet ist. Das Modul 6 kann dabei auf gegenüberliegenden Seiten der Blattgutebene 1 vorhandene Gehäuse 20, 21 aufweisen, in denen die beschriebenen Kompo¬ nenten enthalten sind. Die beiden Gehäuse 20, 21 können dabei gegebenen¬ falls auch in einem außerhalb des Messfensters 2 liegenden Bereich mitein- ander verbunden sein. Die beiden Gehäuse 20, 21 werden in diesem Fall vor¬ zugsweise lösbar und/ oder aufklappbar aneinander befestigt sein, um z.B. eine Staubeseitigung im Bereich des Messfensters 2 einfach möglich zu ma¬ chen. Das aus den beiden Gehäusen 20, 21 bestehende Modul 6 kann dabei auch in einem größeren Sensor als eines von mehreren Sensormodulen, die bevorzugt jeweils unterschiedliche physikalische Eigenschaften und/ oder unterschiedliche Messspuren prüfen, vorhanden sein. Vorzugsweise wird das Modul 6 dabei in einer Banknotenzähl- und/ oder -Sortiervorrichtung und/ oder einem Geldautomaten, wie einem Banknoteneinzahlgerät und/ oder einem Banknotenauszahlgerät und/ oder einem Tisch- und/ oder Handprüfgerät integriert sein.
Zu den vorhergehend beschriebenen Beispiel sind noch zahlreiche weitere Varianten denkbar. So können abgesehen von denjenigen Detektoren, die der Erfassung des Druckbilds dienen und die daher für eine ortsauflösende Detektierung eingerichtet sind, die anderen Detektoren, z.B. der Detektor Dl für die magnetooptische Messung und der Detektor D2 für die Lumines¬ zenzmessung, auch über eine Messspur integriert Messdaten aufnehmen. Weitere Varianten sind in den Figuren 2 bis 10 veranschaulicht, in denen le¬ diglich der besseren Übersichtlichkeit halber zum Teil die Gehäuse 20, 21 der entsprechenden Module 6 bzw. die Magneten 4 zur Aufmagnetisierung nicht mit abgebildet sind.
Figur 2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem die Strahlung zur Überprüfung eines Druckbilds im sichtbaren Spektralbereich einerseits und im IR-Spektxalbereich andererseits mittels zweier separater Strahlungsquel¬ len B4 und B5 erzeugt wird. Die Strahlungsquelle B4 dient zur Beleuchtung des Messfensters mit grünem und blauem Licht, da der magnetooptische Wandler 5 für rotes Licht ohnehin undurchlässig ist. Lichtleiter 7 dienen in diesem Falle zur gleichmäßigen Verteilung der einfallenden Strahlung. Die Lichtleiter können zu diesem Zweck Streuelemente enthalten. Die Lichtleiter 7 können auch als Fluoreszenzplatten ausgeführt sein, die zur Strahlung an¬ geregt werden, wobei diese Fluoreszenzstrahlung zusätzlich oder aus¬ schließlich als Strahlung für die Messung der zu überprüfenden Eigenschaft eingesetzt wird. Der Detektor D3, dem wiederum selbstfokusierende Linsen, sogenannte Selfoc-Linsen S vorgeschaltet sind, erfasst dann die Remissions¬ strahlung der Strahlungsquellen B4 und B5.
Der Detektor Dl dient in diesem Fall allein zur Messung der magnetischen Eigenschaften der Banknote, indem er lediglich zur Erfassung des Reflekti- onssignals der roten Strahlung der Strahlungsquelle Bl eingerichtet ist.
Auf der gegenüberliegenden Seite der Banknote 100 ist noch ein dritter De¬ tektor D4 für die Messung des Druckbilds in Transmission vorgesehen. Der Detektor D4 ist wiederum im Dunkelfeld der Strahlungsquellen B4 und B5 positioniert.
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Druckbild zumindest in Remission im gesamten Spektralbereich überprüft werden kann. Dazu sind die im sichtbaren sowie im IR-Spektralbereich strahlenden Strahlungsquellen B4 und B5 gemeinsam mit dem Remissions-Detektor D3 zur Messung des Druckbilds im Auflicht auf der dem magnetooptischen Wandler 5 gegen¬ überliegenden Seite der Banknote 100 angeordnet. Die im Sichtbaren strah¬ lende Strahlungsquelle B4 strahlt hier ergänzend zu grün und blau auch im roten Spektralbereich. Der Transmissionsdetektor D4 zur Messung des Druckbildes im IR-Bereich ist dagegen bei diesem Ausführungsbeispiel auf der anderen Seite der Banknote 100 positioniert und detektiert IR-Strahlung, die durch die Banknote 100 und den magnetooptischen Wandler 5 transmit- tiert wird.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 unterscheidet sich von dem aus Fi¬ gur 3 dadurch, dass der Detektor D4 für die IR-Transmissions-Druckbild- messung und der Detektor D3 für die Remissions-Druckbildmessung zu- sammengefasst sind in dem Detektor D6 und dass an der Stelle des IR- Transmissions-Detektors D4 nun eine IR-Strahlungsquelle B5' vorgesehen ist, die die Banknote 100 für die IR-Tr ansmissionsmessung mittels des Detek¬ tors D6 beleuchtet. Da schon der Detektor D3 in Figur 3 empfindlich war für IR-Strahlung der IR-Lichtquelle B5, unterscheidet sich der Detektor D6 von dem Detektor D3 grundsätzlich nicht. Stattdessen misst der Detektor D6, z.B. getaktet, einmal die IR-Remissionsstrahlung der Strahlungsquelle B5 und einmal die IR-Transmissionsstrahlung der Strahlungsquelle B5'.
Figur 5 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels -aus Figur 4 derart, dass die polarisierte, rote Strahlung der Strahlungsquelle Bl zur Messung der magnetischen Eigenschaften der Banknote 100 seitlich in die magnetoop¬ tische Schicht 5b eingeleitet und darin mehrfach reflektiert wird, bevor sie in Richtung des Reflektors Dl aus dem magnetooptischen Wandler 5 austritt. Durch diesen relativ langen Weg, den die Strahlung innerhalb des magneto- optischen Wandlers 5 zurücklegt, lassen sich vergleichsweise große Polarisa- tionswinkeldrehungen der polarisierenden Strahlung erzielen, die dement¬ sprechend leichter mit dem Detektor Dl zu detektieren sind (DE 101 03 378 Al). In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 wird ein gemeinsamer Detektor Dl für die Messung der magnetischen Banknoteneigenschaften und die Druckbildmessung sowohl in Transmission als auch in Remission eingesetzt. Diese Anordnung entspricht im Grunde einem reduzierten Aufbau des in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiels, ohne die Detektoren D2, D3, wobei allerdings anstelle der Zylinderlinsen L jeweils Lichtleiter 7 zur Be¬ leuchtung des Messfensters vorgesehen sind.
Figur 7 zeigt eine andere aus dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 abgelei- tete Variante, die zur Detektion von UV-Strahlung in Transmission einen weiteren Detektor D7 auf der dem magnetooptischen Wandler 5 gegenüber¬ liegenden Seite der Banknote 100 besitzt.
Der Detektor Dl kann hier als Detektor-Sandwich aus Silizium und InGaAs ausgebildet sein, wie es z.B. in der DE 10127837 Al beschrieben ist, um so¬ wohl UV- und sichtbare Spektralanteile als auch IR-Spektralanteile mit dem¬ selben Detektor erfassen zu können.
Figur 8 zeigt einen entsprechenden Aufbau, bei der die InGaAs-Detektor- zeile jedoch nicht im Detektor Dl integriert ist, sondern, wie im Ausfüh¬ rungsbeispiel gemäß Figur 1, auf der gegenüberliegenden Seite der Banknote 100 separat als Detektor D3 vorgesehen ist. Anstelle des Detektors D7 zur Messung von UV-Transmissionsstrahlung ist im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 ein Detektor D8 zur Detektierung von Lumeniszenzstrahlung vorge- sehen.
Figur 9 zeigt eine dem Ausführungsbeispiel aus Figur 8 im wesentlichen ent¬ sprechende Anordnung. Lediglich die Strahlungsquelle Bl, der magnetoop¬ tische Wandler 5 und der diesen beiden Elementen zugeordnete Detektor Dl für die Messung magnetischer Eigenschaften der Banknote sind geringfügig seitlich versetzt, so dass der für die Druckbildmessung in Transmission ein¬ gesetzte Detektor D4 die gesamte durch die Banknote 100 transmittierte Strahlung erfasst, einschließlich etwaiger Anteile aus dem roten Spektralbe- reich. Auf diese Weise kann die Banknote 100 im gesamten Spektralbereich sowohl in Remission (Messung der remittierten Strahlung der Strahlungs¬ quellen B4, B5 mit dem Detektor D3) als auch in Transmission (Messung der transmittierten Strahlung der Strahlungsquellen B4, B5 mit dem Detektor D4) untersucht werden. Der Strahlengang zur Messung der magnetischen Eigenschaften und der Strahlengang für die Transmissionsmessung kreuzen sich hier, wodurch ein kompakter Aufbau der Gesamtsensorvorrichtung möglich ist.
Figur 10 zeigt schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel, in welchem je- doch lediglich optische Eigenschaften der Banknote 100 untersucht werden. Der magnetooptische Wandler 5 und die zugehörigen Komponenten (Strahlungsquelle Bl, Polisatoren Pl, P2 und Magnete 4) sind hier entfallen. Anstelle der Strahlungsquelle Bl für die Messung magnetischer Eigenschaf¬ ten der Banknote 100 ist eine separate Laserdioden-Zeile B6 vorgesehen, um spezielle Merkmalsstoffe der Banknote 100 zur schmalbandigen Lumines¬ zenz anzuregen. Zum Nachweis der Lumineszenz dient der auf der gegen¬ überliegenden Seite der Banknote 100 liegende Detektor D2, wie schon im Zusammenhang mit Figur 1 erwähnt. Im übrigen entspricht die Anordnung derjenigen aus Figur 1.
Diese prinzipielle Anordnung von Strahlungsquellen und Detektoren gemäß Figur 10, bei der eine erste Strahlungsquelle und ein erster Detektor zum Detektieren einer ersten Strahlung auf einer Seite der Blattgutebene, eine zweite Strahlungsquelle und ein zweiter Detektor zum Detektieren einer von der ersten Strahlung verschiedenen zweiten Strahlung auf der anderen Seite der Blattgutebene und eine dritte Strahlungsquelle und ein dieser dritten Strahlungsquelle speziell zugeordneter dritter Detektor auf gegenüberlie¬ genden Seiten der Detektionsebene angeordnet sind, ist besonders kompakt und gleichzeitig sehr variabel für die Messung unterschiedlichster physikali¬ scher Eigenschaften modifizierbar. Insbesondere können die Strahlungs¬ quellen und/ oder Detektoren zur Aussendung/ Detektierung unterschiedli¬ cher Strahlungen eingerichtet sein, so dass mit möglichst wenig Sensorkom¬ ponenten möglichst viele unterschiedliche physikalische Eigenschaften nachweisbar sind.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Sensorvorrichtung zur Messung von mindestens zwei unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften von Blattgut, wie zum Beispiel von Banknoten (100), umfassend eine Blattgutebene (1) für die Positionierung des Blattguts, ein Messfenster (2), welches einem Bereich der Blattgutebene zuge¬ ordnet ist und so einen Bereich des in der Blattgutebene liegenden Blattguts definiert, innerhalb dessen die Eigenschaften des Blattguts gemessen werden können, mindestens eine auf das Messfenster gerichtete Strahlungsquelle (Bl- B5), welche mindestens zwei für die Messung der unterschiedlichen Eigen¬ schaften geeignete, unterschiedliche elektromagnetische Strahlungen aus¬ sendet, - mindestens einen auf das Messfenster gerichteten Detektor (D1-D8) zum Detektieren von aufgrund der unterschiedlichen ausgesendeten Strah¬ lungen aus dem Messfenster austretender elektromagnetischer Strahlung.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die minde- stens zwei unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften eine optische Ei¬ genschaft, wie zum Beispiel Lumineszenzeigenschaft oder Absorptionsei¬ genschaft, und eine nicht-optische Eigenschaften, wie zum Beispiel Magne¬ tismus oder elektrische Leitfähigkeit, umfassen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Eigenschaft ein Druckbild ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeich¬ net, dass die nicht-optische Eigenschaft Magnetismus ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Messfen¬ ster (2) eine magnetooptische Schicht (5b) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die magne- tooptische Schicht (5b) zumindest einseitig dichroitisch verspiegelt (5c) ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strahlengang der Strahlung für die Messung der optischen Eigenschaft so gerichtet ist, dass er durch die magnetooptische Schicht (5b) hindurchführt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strahlengang der Strahlung für die Messung der optischen Eigenschaft so gerichtet ist, dass er an der magnetooptischen Schicht (5b) vorbei führt und sich mit einem Strahlengang der Strahlung für die Messung der magneti- sehen Eigenschaft kreuzt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer Detektor (Dl; D3; D4, D6) vorgesehen ist, um aus dem Messfenster (2) austretende Strahlung zu detektieren, die aufgrund von mindestens zwei unterschiedlichen ausgesendeten Strahlungen resultiert.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquellen (B1-B5) und Detektoren (D1-D8) gemeinsam in einem Modul angeordnet sind, das zumindest ein oder zwei auf gegenüber- liegenden Seiten der Blattgutebene (1) vorhandene Gehäuse (20, 21) aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich¬ net, dass das Modul (6) in einem Sensor als eines von mehreren Modulen, die bevorzugt jeweils unterschiedliche physikalische Eigenschaften des Blattguts (100) messen, vorhanden sein.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich- net, dass eine erste Strahlungsquelle (B2) und ein erster Detektor (Dl) zum Detektieren einer ersten Strahlung auf einer Seite der Blattgutebene (1) und eine zweite Strahlungsquelle (B2) und ein zweiter Detektor (D3) zum Detek¬ tieren einer von der ersten Strahlung verschiedenen zweiten Strahlung auf der anderen Seite der Blattgutebene (1) angeordnet sind und eine dritte Strahlungsquelle (B6) und ein dieser dritten Strahlungsquelle speziell zuge¬ ordneter dritter Detektor (D2), insbesondere zum Detektieren von Fluores¬ zenzstrahlung, auf gegenüberliegenden Seiten der Detektionsebene (1) ange¬ ordnet sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Sensorvorrichtung Bestandteil einer Banknotenzählvorrichtung und/ oder Banknotensortiervorrichtung und/ oder eines Geldautomaten, wie eines Banknoteneinzahlautomaten und/ oder eines Banknotenauszahlauto- maten und/ oder eines Tischprüfgeräts für Banknoten und/ oder eines Handprüfgeräts für Banknoten (100) sein.
14. Verfahren zum Messen von mindestens zwei unterschiedlichen physika¬ lischen Eigenschaften Blattgut, wie zum Beispiel von Banknoten (100), um¬ fassend die Schritte: - Positionieren eines Bereichs des Blattguts (100) relativ zu einem Mess¬ fenster (2),
Bestrahlen (B1-B5) des Messfensters (2) mit mindestens zwei unter¬ schiedlichen elektromagnetischen Strahlungen, die für die Messung der un¬ terschiedlichen Eigenschaften geeignet gewählt sind, Detektieren von aus dem Messfenster (2) austretender elektromagne¬ tischer Strahlung mittels auf das Messfenster gerichteter Detektoren (D1-D8).
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aus- gangsstrahlungen so gewählt werden, dass sie für die Messung mindestens einer optischen Eigenschaft des Blattguts, wie zum Beispiel Lumineszenzei¬ genschaft oder Absorptionseigenschaft, und mindestens einer nicht¬ optischen Eigenschaft des Blattguts, wie zum Beispiel Magnetismus oder elektrische Leitfähigkeit, geeignet sind.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Eigenschaft des Blattguts ein auf dem Blattgut aufgedrucktes Druckbild ist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeich- net, dass als nicht-optische Eigenschaft Magnetismus gemessen wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Mess¬ fenster eine magnetooptische, gegebenenfalls dichroitisch verspiegelte Schicht (5b) angeordnet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Strah¬ lung für die Messung mindestens einer optischen Eigenschaft des Blattguts durch die magnetooptische Schicht (5b) hindurch gerichtet wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Strah¬ lung für die Messung mindestens einer optischen Eigenschaft des Blattguts an der magnetooptischen Schicht (5b) vorbei gerichtet wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Messfenster (2) austretende Strahlung, die aufgrund von min¬ destens zwei unterschiedlichen Ausgangsstrahlungen resultiert, mit einem gemeinsamen Detektor (Dl; D3; D4; D6) detektiert wird.
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