Способ и устройства для контроля защищенных от подделки документов

 

Изобретение относится к способу и устройствам для проверки защищенных от подделки документов. Техническим результатом изобретения является создание средств проверки защищенных от подделки документов, которые в качестве защитного элемента содержат электропроводящую полоску в виде ленточки или нити со сплошной электропроводностью либо полоски с несколькими электропроводными изолированными друг от друга участками. Способ проверки защищенных от подделки документов предусматривает при использовании уже известной емкостной связи, чтобы электрические сигналы от передающих антенн переносились электропроводящими защитными метками к приемным антеннам и усиливались, а затем определялись их временные и амплитудные характеристики, которые сравниваются с уже имеющимися характеристиками сигналов, преобразуясь в характеристики сигналов, которые имели бы легко сравнимые параметры. Чтобы добиться специфической избирательности (селективности) контрольного устройства, к дешифрующей электронной схеме дополнительно подключен селективный усилитель. Специфичная для конкретной валюты идентификация с помощью аналитической электронной схемы по изобретению достигается тем, что для валюты временную границу амплитуды контрольного сигнала, которая отличается от длительности амплитудной характеристики всех других валют, можно задать, например, с помощью контроллера. 3 с. и 18 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение касается способа и устройств для контроля защищенных от подделки документов согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. Известны многообразные способы, устройства, методы и системы контроля для определения подлинности защищенных от подделки документов, для отслеживания функциональной пригодности, для определения положения в обрабатывающих машинах, а также для сортировки и счета документов. В описании патента ФРГ DE-PS 1223594 раскрыто устройство для емкостного считывания носителей данных, у которого считывающие конденсаторы выполнены в виде электродов датчиков, расположенных по обе стороны дорожки носителя данных. Надежность считывания этого устройства не гарантируется в отношении вложенных, запрессованных или нанесенных на поверхность электропроводных полос, лент или аналогичных частиц.

В описании изобретения к патенту ФРГ DE-PS 1774290 представлена измерительная схема для автоматической оценки характерного признака денежной купюры в устройстве для контроля подлинности банкнот с помощью емкостной связи электродов, которые размещены в виде сетки. Эта известная измерительная схема при требуемых сегодня скоростях обработки не обеспечивает точного определения соответствующего характерного признака и, хотя при замедленном процессе контроля она устанавливает наличие соответствующего отличительного признака, она не в состоянии определять известные в настоящее время подделки при использовании электропроводных элементов, например, в банкнотах.

Из опубликованной заявки ФРГ DE-OS 2619457 известно измерение магнитных свойств помещенной в банкноту защитной полоски.

Контроль подлинности ферромагнитных защитных полосок в оттисках достоинства купюр с помощью наложения магнитного поля описан в патенте ФРГ DE-PS 2834287. Эти методы контроля слишком медленны и часто требуют точного позиционирования контролируемого объекта или контрольной полоски.

В изобретении по патенту ФРГ DE-PS 2760165 описано технически трудоемкое устройство для проверки, в котором подлинность банкнот определяется, главным образом, на втором этапе контроля, причем измеряется разность толщин и флуоресцентные свойства. Проверка лишь этих свойств уже не соответствует уровню находящихся в обращении фальшивых банкнот. Фальшивые деньги с водяными знаками и на флуоресцирующей бумаге или с флуоресцентной краской это устройство уже не может выявить.

И описанные в выложенных заявках ФРГ DE-OS 3236373 и 3236374 считывающие головки на обрабатывающих машинах, которые в сочетании с метками на защищенных от подделки документах образуют электрический конденсатор и за счет введения ферроэлектрика между емкостными электродами считывающего прибора определенным образом изменяют значение емкости, тоже не пригодны для применения на быстродействующих обрабатывающих машинах и для контроля находящихся сегодня в обращении европейских банкнот.

Обнаружение электропроводящей защитной нити путем рассогласования генераторов и колебательных контуров по патенту ФРГ DE 2912712 из-за низкой достоверности оценок и значительной технической трудоемкости и конструктивной сложности не нашло практического применения.

В патенте США 5.308.992 описывается измерительное устройство, содержащее оптические и емкостные датчики, которое однако требуют очень точного позиционирования контрольной полоски. Для повышения степени безошибочности и возможности различения разнообразных контролируемых объектов (например, разных валют) предлагается дополнительное использование магнитного датчика, которое делает эту измерительную конструкцию еще сложней и дороже. Емкостной датчик после предварительной сортировки банкнот указывает лишь на наличие электропроводящей защитной нити.

Известно также контрольное устройство по патенту ФРГ DE 4103832, в котором вдоль контрольной дорожки располагаются емкостные, и/или электрооптические датчики, и/или датчики миллиметровых волн для контроля. Предметом этого изобретения является, кроме того, проверка диэлектрических характеристик банкнот.

В патенте ФРГ DE 4325027 описаны способ и устройство для проверки подлинности банкнот, причем при перемыкании высокочастотного поля металлической защитной полоской оцениваются происходящие изменения параметров поля. Введение такого устройства в купюросчетную машину возможно лишь при низких скоростях из-за низкой чувствительности и большого влияния помех. Поэтому проводящие по плоскости и влажные объекты контроля признаются подлинными. Разрывы в металлических полосках подлинных банкнот не распознаются, что приводит к ошибочным остановкам машины. Из-за низкой чувствительности устройства расстояние между электродами и металлическими защитными нитями банкноты очень мало, что препятствует использованию в высокоскоростных обрабатывающих машинах. Установка нескольких сенсоров возможна только на относительно больших расстояниях по отношению друг к другу, чтобы сенсоры не оказывали друг на друга влияния.

В международной публикации WO 94/22114 описано устройство для распознавания металлических проводящих защитных нитей. Однако и в этом устройстве проводящие по плоскости и влажные объекты контроля признаются подлинными, т. к. это проводится как измерение электрической нагрузки электродов сенсоров. Классификация защитных нитей различных размеров не предусмотрена. В европейской заявке ЕР 0 204 574 описан способ опознавания магнитных печатных знаков с помощью электромагнитной индукции. Поскольку обычные копировальные аппараты могут снабжаться магнитными красками, то такой способ контроля имеет очень ограниченную надежность при современном качестве подделок.

Недостатками этих известных способов контроля и устройств для их реализации являются, прежде всего, их техническая сложность и недостаточная надежность, чтобы на большой скорости движения банкнот в обрабатывающих машинах обеспечивать обнаружение фальшивок. К недостаткам известных измерительных систем контроля емкостных характеристик относится то, что в них достаточно низкое емкостное сопротивление достигается только в заданных низких полосах частот от 10 до 220 кГц и только при очень малых расстояниях между электродами и металлической нитью. Кроме того, в этом диапазоне частот еще очень велико влияние диэлектрического изменения, т.е. вещество с большой диэлектрической проницаемостью приводит к повышению емкости и тем самым к снижению емкостного сопротивления между антеннами. Так, например, влажная фальшивая банкнота может быть принята за настоящую. Эти схемы до сих пор на практике, особенно при машинном контроле подлинности, себя не оправдали.

В европейской заявке ЕР 589 195 A2 описывается способ, по которому для контроля подлинности контролируемых объектов путем считывания сканируемой зоны магнитными элементами с высокой магнитной проницаемостью получаемый сигнал обнаружения приходит благодаря устройству с катушкой возбуждения и катушкой приема в виде кода идентификации, и тогда подлинность подтверждается совпадением сигнала обнаружения с кодом идентификации. Этот способ контроля годится к применению лишь для пластиковых карт, бумажных документов и лишь для немногих неевропейских банкнот с нанесенными на них магнитными или способными намагничиваться частицами. Другие способы контроля в том виде, как они описаны в европейских заявках ЕР 204574 A2, 553402 A1 и 560023 A1, у которых методом сравнения классифицируются геометрические и/или физические характеристики контролируемых объектов, иногда могут использоваться только для того или иного типа контролируемого объекта, но они очень трудоемки и на практике не находят применения в высокоскоростных обрабатывающих машинах в качестве единственного метода проверки на подлинность на отдельном этапе обработки денежных купюр.

Задачей настоящего изобретения является устранение имеющихся недостатков известных устройств и способов контроля. Для этого предлагается способ, при помощи которого можно надежно распознавать характерный контрольный признак для многих сортов банкнот и валют, способный различать их даже, например, если контролируемые объекты мокрые или намеренно увлажнены и/или испачканы, не требующий серьезных технических усложнений, и при этом его применение возможно в виде дооснащения обрабатывающих машин, а также соответствующий быстродействию обрабатывающих машин. В качестве характерного контрольного признака используется электропроводная защитная нить или ленточка либо плоская защитная метка на банкнотах или ценных бумагах. Далее задачей изобретения является создание такого контрольного устройства для реализации способа, которое можно было предвключать, чтобы перед сортировкой по видам валюты и видам документов уже совершить проверку на подлинность.

Задача изобретения для реализации способа состоит далее в создании устройства для проверки защищенных от подделки документов, которые в качестве защитного элемента содержат электропроводящую полоску в виде ленточки или нити со сплошной электропроводностью, или таких полосок, на которых имеются несколько электропроводных изолированных друг от друга участков. Примером такого защищенного от подделки документа являются современные банкноты США, у которых на электропроводящей нити имеются защитные электропроводные, но изолированные друг от друга маркировки. В современной практике становится необходимым без проблем встраивать в обрабатывающие машины такие контрольные системы, которые не только распознают подделки высокого качества как таковые, но и выявляют подлинные документы более низкого качества, поскольку на практике они встречаются достаточно часто и приводят к ложным срабатываниям, которые существенно мешают работе обрабатывающих машин.

Предлагаемый по изобретению способ контроля защищенных от подделки документов наряду с использованием уже известной емкостной связи предусматривает, что электрические сигналы от передающих антенн передаются через электропроводные защитные метки к приемным антеннам и усиливаются, а затем оцениваются их амплитудные и временные характеристики, которые сравниваются с уже имеющимися характеристиками сигналов, причем они преобразуются в характеристики сигналов, у которых имеются легко сравнимые параметры. Для реализации способа с его более подробно описываемыми ниже технологическими операциями предлагается контролирующее устройство для банкнот, документов, ценных бумаг и т.п. с защитной полоской или нитью либо с плоской защитной меткой на основе использования емкостной связи, которое может найти применение, например, в машине для обработки банкнот, главным образом, в счетчике банкнот. На корпусном конструктивном узле размещают контролирующую сенсорную аппаратуру в зоне оптических и/или магнитных датчиков и/или датчиков формата. Машина проводит банкноты и/или ценные бумаги мимо этого контрольного устройства. Контролирующая сенсорная аппаратура состоит из нескольких сенсоров в виде антенн и/или электродов. Антенны и/или электроды, расположенные поперек направления транспортировки проверяемых объектов, имеют такую плоскостную протяженность, что даже при определенном боковом смещении проверяемых объектов и независимо от того, обращен ли проверяемый объект вверх лицевой или обратной стороной, проходя через контрольное устройство, в любом случае защитная полоска или нить должным образом пересекает антенны или электроды. Антенны и/или электроды контрольного устройства корреспондируются с известными скользящими устройствами, прижимными роликами и/или транспортерными лентами, чтобы между проверяемыми документами и антеннами при их быстром движении поддерживалось определенное расстояние и/или они прижимались к электродам. Благодаря присоединению контрольного устройства по изобретению в зоне расположения оптических, и/или магнитных, и/или форматных датчиков, которые обычно служат для распознавания геометрии, положения, цвета и т.п., одновременно активизируется контролирующая сенсорная аппаратура.

На одну или несколько антенн и/или электродов подают высокочастотную и/или низкочастотную энергию и/или постоянное напряжение, а одна или несколько антенн и/или электродов принимают часть излученной энергии через защитную полоску или нить. При этом на одной или нескольких приемных антеннах и/или приемных электродах приложенное напряжение изменяется.

Чтобы иметь возможность получения сравнимых контрольных ответов, например, по достоверности, по эксплуатационной пригодности документов или достоинству банкнот, для подлежащих сравнению проверяемых объектов необходимы постоянные условия их прохождения, такие как, например, скорость. Антенны и/или электроды подают напряжение на дешифрующую электронику. Дешифрующая электроника выдает легко сравниваемое напряжение, зависящее от формы сигнала принятого напряжения. Чтобы подавить чужеродную энергию и помехи, а также устранить влияние электропроводности основы контролируемых объектов на результат измерения, могут быть использованы специальные фильтры и/или фазосравнивающие схемы.

Выходной импульс дешифрующей электроники не зависит от скорости движения объектов. Для обеспечения специфической избирательности контрольного устройства к дешифрующей электронике дополнительно подключается селективный усилитель. Селективный усилитель преобразует подаваемое контролирующей сенсорной аппаратурой напряжение в легко сравниваемое напряжение, зависящее от амплитудной характеристики принимаемого напряжения. При зависящей от категории (электропроводные защитные полоски или защитные нити либо любые электропроводящие маркировки) настройке дешифрующей электроники устанавливаются дополнительные границы амплитуды, которые так близко проходят от амплитудного отклонения контрольного сигнала, что при разнице между четко установленной границей амплитуды и наибольшим возможным отклонением всех проверяемых объектов происходит определение подлинности. Это означает, что даже новейшие фальшивки, дающие сигнал, который обычно воспринимался бы как сигнал дешифратора, определяются дешифрующей электроникой этого изобретения как подделка.

Специфичная по валюте настройка с помощью дешифрующей электроники по изобретению, например, для всех банкнот отдельных стран с одинаковыми защитными полосками согласно изобретению достигается тем, что для валюты может определяться, например, с помощью контроллеров, временная граница амплитуды контрольного сигнала, которая отличается от длительности амплитудной характеристики всех остальных валют.

При валютах с одинаковой длительностью амплитуды контрольного сигнала проводят дополнительную проверку, например, на распознавание цвета и/или на различия в цвете и/или проверку по методу контроля формата и/или магнитному методу. Например, подаваемые фотоэлементами сигналы распознавания связываются с сигналом от контрольной сенсорной аппаратуры по изобретению и перерабатываются в характерный для машины выходной импульс.

Другой вариант способа состоит во включении одной или нескольких пар передающих антенн со сдвигом фазы. Благодаря емкостной связи одной из передающих антенн с одной из электропроводящих меток на защитной полоске и связи между этой передающей антенной и расположенной против нее приемной антенной, на одном из входов усилителя появляется сигнал определения подлинности. От второй передающей антенны, которая сопряжена с первой со сдвигом по фазе, не появляется емкостная связь сигнала с приемной антенной, поскольку в зоне взаимодействия отсутствует электропроводная защитная полоска.

Таким образом, благодаря этой схеме уже становится возможным контроль сплошной электропроводной полоски. Со сдвигом относительно этих антенных пар расположены другие пары передающих и принимающих антенн, которые по их размерам и расстояниям согласованы с электропроводными метками и защитной полоской. При перемещении контролируемого объекта на определенное расстояние на контролирующую сенсорную аппаратуру передаются далее специфические сигналы амплитуды и времени, а тем самым - сигналы для дешифровки от приемных антенн к дешифрующей электронике. Таким образом, осуществляется проверка, которая может распознать несколько изолированных друг от друга электропроводных меток и соответствующим образом дешифровать их. При этом неважно, преднамеренно ли создана изоляция между электропроводными метками, как, например на банкноте США, или же она вызвана разрывами в изготовленной насквозь электропроводной защитной полоске, как, например, на немецких банкнотах. Микроконтроллер может сравнивать число этих разрывов с записанными в памяти значениями. Благодаря установке нескольких пар передающих и приемных антенн и соответствующей дешифрующей электроники оказалось возможным получение надежного сообщения о подлинности документа, поскольку несмотря на возможные боковые сдвиги при подведении проверяемого объекта к контрольному устройству оно работает надежно. Если согласно изобретению передающие и приемные антенны располагаются по всей рабочей ширине обрабатывающей машины, то возможна независимая от положения проверка подлинности защищенных от подделки документов. Тем самым, никакой роли не играет, подводится ли документ лицевой или обратной стороной, и/или имеет защитные полоски слева или справа, или же перемещается со сдвигом поперек направления транспортировки. Благодаря этому становятся контролируемыми документы, которые могут отличаться как по формату, так и по расположению защитной полоски относительно направления транспортировки. Кроме того, благодаря различным видам защитных полосок возможна не только классификация подлинности, но также и специальная идентификация различных документов, например различных валют.

По ходу транспортирования банкнот можно располагать дополнительные контролирующие сенсоры (дополнительную сенсорную аппаратуру) перед и/или после основных приборов контроля. В этом случае выходной сигнал этой системы сенсоров присоединяется к выходному сигналу контролирующей сенсорной аппаратуры по изобретению (двойной контроль) без необходимости того, чтобы вводить изменение в программное обеспечение для соответствующей обрабатывающей машины, например, при дооснащении контрольным устройством, соответствующим изобретенному способу.

Предпочтительные признаки этого изобретения содержатся не только в пунктах формулы изобретения, но и в описании и чертежах, причем иногда отдельные признаки сами по себе или в сочетании в виде подчиненных комбинаций представляют охраноспособные варианты, для которых здесь предусматривается патентная защита. Примеры выполнения изобретения отображены на прилагаемых чертежах. На чертежах показаны: на фиг. 1: Блок-схема контура дешифровки; на фиг. 2: Кривые распознавания при прохождении банкноты на различных скоростях движения; на фиг. 3: Специфичные для валют кривые распознавания; на фиг. 4: Кривые распознавания нескольких банкнот и подделки; на фиг. 5: Блок-схема контура дешифровки при двойном контроле; на фиг. 6: Схематичное изображение контрольного устройства в разрезе; на фиг. 7: Контролирующая сенсорная аппаратура; на фиг. 8: Блок-схема контролирующего устройства; на фиг. 9: Размещение контролирующей сенсорной аппаратуры в обрабатывающей машине.

Описанный далее более подробно с применением различных устройств и схем способ основан, главным образом, на проведении следующих технологических операций:
осуществление емкостной связи электрических сигналов от передающих антенн через электропроводные защитные материалы к приемным антеннам, усиление и преобразование принятых, отличающихся амплитудой и временной характеристикой сигналов в легко сравнимые сигналы и их сравнение с уже известными параметрами сигналов, чтобы в соответствующей форме продемонстрировать и расшифровать подлинность проверяемых документов. Соединенная с контрольным устройством машина подает банкноты или ценные бумаги в зону контрольного устройства. Фотоэлементы сразу же активируют контролирующую сенсорную аппаратуру.

Передающая антенна запитывается высокочастотной энергией. В рассматриваемом примере исполнения - частотой 6 МГц. Если защитная полоска или нить проходит через контрольное поле, приемная антенна принимает часть излученной энергии. Это изменяет приложенное к принимающей антенне высокочастотное напряжение. Причиной этого в известной мере служит емкостная связь между передающей и приемной антеннами на основе электрической проводимости защитных полосок или нитей. Высокочастотная проводимость у отдельных купюр различна. Чтобы можно было с помощью дешифрующей схемы получать характерные для валюты ответы, требуются стабильные условия транспортирования всех проверяемых за одну рабочую операцию объектов.

С блоком контроля и его контролирующей сенсорной аппаратурой в функциональном единстве находится дешифрующая электроника, состоящая, в основном, из аналого-цифрового преобразователя и контроллера или интегратора 15, триггера 16, контроллера, моностабильного мультивибратора 17, а также, по выбору, логического элемента И 18, соединенных экранированными проводниками. Возможная дешифрующая электроника представлена на фиг. 1 в виде блок-схемы.

Позицией 12 обозначен высокочастотный передатчик, 13 - высокочастотный приемник, воспринимающий отраженную от приемной антенны 9 энергию, в селективном усилителе 14 усиливает характерный для валюты и/или полезный сигнал подлинности, 15 - интегратор, 16 - триггер, который в дополнение к имеющимся сигналам принимает сигналы, активирующие дешифрующий контур фотоэлемента 20 и через моностабильный мультивибратор 17 в виде синхронизированных импульсов передает в качестве выходного сигнала для признанных подлинными контролируемых объектов. Как видно из показанных на фиг. 4 кривых а и b, при прохождении банкнот не подавался ни один сигнал подделок 26, сравнимый с сигналом признанных подлинными банкнот.

Обязательное экранирование контролирующей сенсорной аппаратуры и дешифрующей электроники от электрических и электромагнитных полей, а также размещение контролирующей сенсорной аппаратуры в зоне фотоэлементов обеспечивают высокое отношение шума к полезному сигналу и в сочетании с принудительным подводом документов транспортерными лентами и при заданной скорости прохождения банкнот гарантируют специфичную для валют селективность контролирующего устройства. Следующее преимущество способа заключается в том, что, например, содержание влаги и/или степень загрязненности контролируемых объектов, и/или банкнот, и/или ценных бумаг уже не являются основными источниками помех.

На фиг. 6 схематически показано контрольное устройство в разрезе, которое используется в машине для обработки банкнот, преимущественно в счетчике банкнот, по вышеописанному способу. На корпусном конструктивном узле 1 находится машинный держатель 2, на горизонтальной полке 3 которого установлена контролирующая сенсорная аппаратура, расположенная в зоне фотоэлементов 4 и 5 на неэлектропроводном несущем материале 6 горизонтальной полки 3. Несущий материал 6 имеет выемки и/или сквозные отверстия 7 для пропуска света фотоэлементов 4 и 5. Эти выемки и/или отверстия 7 не требуются, если использован прозрачный, как стекло, несущий материал 6.

Контролирующая сенсорная аппаратура состоит из нескольких сенсоров, например, полосковых датчиков 8, 9 (в этом примере - из двух), а именно: полосковый датчик 8 в качестве передающей антенны и полосковый датчик 9 в качестве приемной антенны. Полосковые датчики 8, 9 поперек направления транспортировки банкнот 11 имеют такую продольную длину, что даже при заданном боковом зазоре банкнот 11 и независимо от того, обращена ли банкнота 11 лицевой стороной вверх или вниз при прохождении через устройство, в любом случае защитные полоски или нити в достаточной степени пересекают полосковые датчики 8, 9 и под ними проходят через контрольное устройство. Ниже горизонтальной полки 3 параллельно ей проходят транспортерные ленты 10 на таком расстоянии от полосковых датчиков 8 и 9, чтобы при быстром прохождении банкноты прижимались к полосковым датчикам 8 и 9.

Между транспортерными лентами 11 перпендикулярно направлению прохода банкнот расположены фотоэлементы 4, 5.

Дешифрующая электроника также размещена в экранированной зоне обрабатывающей машины (в этом примере исполнения - целенаправленно в зоне кожуха, например, где расположено устройство регулирования в соответствии с плотностью бумаги).

Заданное экранирование контролирующей сенсорной аппаратуры и дешифрующей электроники от электрических и электромагнитных полей, а также расположение контролирующей сенсорной аппаратуры в зоне фотоэлементов 4, 5 обеспечивают хорошее отношение шум/полезный сигнал и в сочетании с принудительным подводом документов транспортерными лентами 10 при заданной скорости прохождения банкнот гарантируют специфичную для валют селективность контролирующего устройства. Следующее преимущество этого устройства по изобретению заключается в том, что, например, содержание влаги и/или степень загрязненности контролируемых объектов уже не являются основными источниками помех.

В направлении транспортирования банкнот - в этом примере не показано - к контролирующей сенсорной аппаратуре по изобретению можно присоединять дополнительную сенсорную аппаратуру, например, для магнитного контроля, расположив ее перед и/или после нее, как показано на фиг. 5.

В этом случае выходной сигнал этой сенсорной аппаратуры объединяется с выходным сигналом контролирующей сенсорной аппаратуры по изобретению (двойной контроль) без необходимости изменения программного обеспечения для соответствующей обрабатывающей машины, например, при дооснащении контролирующим устройством по изобретению.

Дешифрующая электроника, связанная с контролирующей сенсорной аппаратурой и фотоэлементами, как показано на фиг. 2 и 3, выдает напряжение, зависящее от амплитудной характеристики принятого высокочастотного напряжения. Это подтверждают на упомянутых фигурах переданные сигналы, представленные на кривых а.

На фиг. 2 представлены кривые распознавания при прохождении банкноты с отличающейся скоростью. Кривая а показывает переданный сигнал, а кривая b - выходной сигнал дешифрующей электроники. Величина v₁ соответствует скорости прохождения 500 банкнот в минуту, a v₂ - скорости прохождения 1800 банкнот в минуту. Кроме того, кривая b объясняет, как поданный сигнал распознавания банкноты связан с сигналом от контролирующей сенсорной аппаратуры и как он преобразуется в характерный для машины выходной импульс. Этот выходной импульс, как показывает сравнение кривых b на фиг. 2, не зависит от скорости прохождения банкнот.

На фиг. 3 представлены характерные для конкретной валюты кривые распознавания при прохождении банкнот различных номинаций. Кривая а опять показывает сигнал, переданный от контролирующей сенсорной аппаратуры, тогда как кривая b отображает дешифрованный сигнал селективного усилителя, который был дополнительно связан с дешифрующей электроникой, чтобы обеспечить специфичную для валюты избирательность контрольного устройства без дополнительных датчиков.

На фиг. 3 символами обозначены: DE немецкая валюта, CH швейцарская валюта, EG египетская валюта, CN китайские юани, начиная с серии 1990.

Амплитудная характеристика принятой высокочастотной энергии, различно сформированная от разнородных защитных полосок, у банкнот различных валют четко распознается и, таким образом, воспринимается дешифрующей электроникой. Если возникает необходимость переработки характеризующего валюту сигнала, то возможен дополнительно подготовленный дешифрующей электроникой сигнал для классификации валюты, например, с помощью контроллера. Так же, как разные валюты можно различать благодаря различным защитным полоскам или нитям, могут распознаваться и подделки, поскольку в них имеются эти подделанные защитные полоски или нити или же лишь их отрезки. На фиг. 4 показаны кривые распознавания одиннадцати банкнот в одной машине для счета денег. Банкноты, оцифрованные от 21 до 25 и от 27 до 31 можно признать подлинными. Контролируемый объект N 26 представляет собой намеренно подложенную для эксперимента подделку. Из-за отсутствия защитной полоски или из-за подделанной защитной полоски контролирующая сенсорная аппаратура не выдала сигнал. На практике при отсутствии сигнала или при появлении не характерного для банкнот сигнала обрабатывающая машина останавливается и подделку или непригодную для обращения купюру удаляют либо механически отделяют и откладывают в сторону.

Если контрольное устройство дополнительно связано с еще одной контролирующей сенсорной аппаратурой, этот характерный для машины выходной импульс показывает распознавание той или иной защитной полоски или нити и сопрягается с выходным сигналом дополнительной проверки обрабатывающей машины через логический элемент И. Если отсутствует один из этих двух сигналов подлинности, машина останавливается и оператор может изъять бракованную или фальшивую банкноту.

Другая возможность применения при соответствующей настройке дешифрующей электроники создается за счет сигналов дешифровки селективного усилителя, как показано на фиг. 3. Если, например, в более крупных обрабатывающих машинах, применяемых также для целей сортировки различных валют, превышается граница амплитуды A для всех контролируемых валют, то при скорости v₂ считанные контрольной сенсорной аппаратурой защитные полоски или нити признаются подлинными. Каждой валюте соответствует свое характеризующее время t_k. Чтобы различать отдельные валюты, следует задать присваиваемое валюте время t_k = t₁...t₄ и до t_n в качестве характерного для валюты t_f.

Так, например, t_f немецкой валюты можно задать больше, чем t₂ швейцарских франков, или t_f швейцарских франков выбрать больше, чем t₃ египетской валюты. Поскольку t_f немецкой валюты должно быть выбрано по возможности таким же, как t_f не показанных на фиг. 3 валют, необходима еще одна специфичная для валюты проверка с помощью известного метода распознавания цвета и/или формата и/или магнитного метода контроля в пределах обрабатывающей машины. Рассортированные таким образом отдельные валюты известным образом раскладываются по ящикам или стопкам. Например, дешифрующая электроника, выполненная преимущественно в виде одного или нескольких контроллеров, путем сравнения времени и/или напряжения выдает характерный для данной машины сигнал, получив который, машина для обработки банкнот укладывает отдельные классифицированные объекты в специальные ящики или стопки.

Обрабатывающие машины оснащаются контролирующей сенсорной аппаратурой 54, как показано на фиг. 7, главным образом для контроля несквозных электропроводных защитных полосок документов. Эта сенсорная аппаратура состоит из нескольких передающих и приемных антенн, которые расположены параллельно друг другу и перпендикулярно направлению транспортирования документов. Для проверки банкноты направляются общим потоком в обрабатывающую машину, например, на транспортерное устройство в машину для счета банкнот таким образом, чтобы имеющаяся в банкноте защитная полоска или нить на самом длинном своем участке располагалась бы примерно параллельно направлению движения, следовательно, например, немецкая банкнота своей наиболее длинной частью ложится примерно поперек направления движения. Передающие антенны A2, A3, а также приемная антенна A1 расположены напротив друг друга. Несколько передающих антенн B2. i (i= 1...n) и несколько приемных антенн B1.i образуют антенные пары со смещением. Эти пары смещены относительно друг друга, чтобы подавить взаимоналожение сигнала от одной из антенн B1.i к соседней, но не корреспондирующей приемной антенне B1.k (k=1.n, i <> k). Соседние передающие антенны (B2.i, B2i+1) и сопряженные с ними приемные антенны (B1.i, B1.i+1) смещены на некоторое заданное расстояние, в основном - на расстояние между передающей антенной (B2. i) и сопряженной приемной антенной (B1.i). Для ослабления влияния помех диагонально смещенные антенные пары расположены преимущественно между передающими антеннами A2, A3 и приемной антенной A1.

На фиг. 8 показана блок-схема контрольного устройства согласно изобретению с управлением контролирующей сенсорной аппаратурой по фиг. 7. Когда документ подводится к обрабатывающей машине, содержащей контрольное устройство согласно изобретению, то оно активируется фотоэлементами или аналогичными определяющими положение датчиками. Генератор частоты 41 запускает передающую антенну A2 и через фазовращатель 42 - передающую антенну A3. Благодаря фазосмещенному управлению предотвращается влияние помех от посторонних источников энергии и распознаются подделки, не имеющие отличий в электропроводной способности. Это касается также банкнот, свойства которых изменились, например, вследствие старения, и/или механического повреждения, и/или из-за влаги. Одновременно запускается несколько передающих антенн B2.i (i= 1. . . n) вторым генератором частоты 43 и второй фазовращатель 44. Соответственно, расположенные поперек направления движения банкнот не в одном ряду передающие антенны B2.i настраиваются со сдвигом по фазе, чтобы ослабить влияние посторонних помех и предотвратить емкостное взаимоналожение одной передающей антенны B2.i с одной из некорреспондирующих приемных антенн B1. k (k=1..n, i<>k). Частоты сигналов от двух генераторов подбираются таким образом, чтобы одна частота не была кратной другой или была бы однократна их разности, чтобы предотвратить искажения сигнала на приемных антеннах.

При проведении проверки происходит емкостное взаимоналожение сигнала передающей антенны A2 с антенной A1 через защитную полоску со сплошной электропроводностью, тогда как сигнал передающей антенны A3 связывается с приемной антенной A1 не емкостной связью. Кратчайшее расстояние между передающей антенной A2 и приемной антенной A1 меньше, чем самая длинная протяженность электропроводящей защитной полоски в самом маленьком подлежащем контролю документе. Если ни в один из моментов времени проверки защитная полоска не оказывается в зоне взаимодействия передающей антенны A2 и приемной антенны A1, то защитная полоска находится в зоне взаимодействия передающей антенны A3 и приемной антенны A1, так что остальные функции выполняются аналогично вышеописанному случаю. Тогда на приемной антенне A1 оказывается сигнал, который через выпрямитель 45 и селективный усилитель 46 подает сигнал на микроконтроллер 47, который осуществляет классификацию подлинности путем сравнения сигнала селективного усилителя 46 с сигналом, записанным в микроконтроллере 47, например, со специальным пороговым значением. Если пороговое значение оказывается превышенным, то микроконтроллер 47 классифицирует проверяемый объект, как объект со сквозной электропроводящей защитной полоской, значит для немецких банкнот этот объект признается подлинным. Если в защитной полоске имеются электропроводные метки, которые вследствие своей протяженности не выявляются передающей антенной A2 и приемной антенной A1, то можно распознавать их, пользуясь расположением согласно изобретению передающих антенн B2.i и соответствующих приемных антенн B1.i, поскольку расстояния между ними вдвое меньше, чем расстояние между передающей антенной A2 и приемной антенной A1. Если, например, параллельная направлению движения протяженность электропроводящей метки составляет 1,5 мм, то расстояние между передающей антенной B2.i и приемной антенной B1.i можно установить равным 1,3 мм, чтобы обеспечить надежное емкостное перекрывание. При проверке контролируемый защищенный от подделки документ принудительно движется с заданной скоростью в зоне действия контролирующей сенсорной аппаратуры контрольного устройства согласно изобретению. Благодаря смещенному расположению передающих антенн B2.i и приемных антенн B1.i при ортогональном сдвиге банкноты относительно направления транспортировки документа получается компенсация допусков. Возникающие на приемных антеннах B1.i сигналы через выпрямители 48...50 и селективные усилители 51...53 подаются на микроконтроллер 47. В зависимости от качества и расположения защитной полоски в документе поступающие на вход микроконтроллера 47 сигналы селективных усилителей 46, 51...53 различаются по частоте и амплитудной характеристике. Благодаря этому возможна классификация документа микроконтроллером 47 путем сравнения частот и/или сравнения порогового значения с заранее заданными и записанными в микроконтроллере 47 значениями. Эти значения определяют путем ручного ввода, программирования и/или сравнения со значениями, которые были параметрированы с уже классифицированным эталонным документом. Микроконтроллер 47 генерирует характерный для машины сигнал, который подтверждает подлинность контролируемой банкноты. Этот классифицирующий сигнал микроконтроллера 47 передается на соответствующие ему индикаторные элементы и/или направляется для дальнейшей обработки на соответствующий интерфейс обрабатывающей машины. Так же, как разные валюты можно отличать друг от друга по различиям их защитных полосок или нитей, так выявляются и подделки, если они имеют скопированные защитные полоски или нити, или же их отрезки. Благодаря компактной конструкции всего контрольного устройства, особенно благодаря объединенному узлу сенсоров и дешифрующей электроники, а также дополнительным мерам экранирования, обнаружились новые возможности для ослабления помех, которые в практике имеют все возрастающее значение. Размещение контрольного устройства в обрабатывающей машине осуществляется так, чтобы контролирующая сенсорная аппаратура не влияла на традиционную транспортировку денежных купюр.

Каким образом встраивается контрольное устройство по изобретению в традиционную обрабатывающую машину, в виде примера показано на фиг. 9. Для этого состоящая из передающих антенн A2, A3, B2.i и приемных антенн A1, B1.i контролирующая сенсорная аппаратура 54 встраивается в направляющее приспособление 56. При этом контролирующая сенсорная аппаратура 54 располагается тангенциально относительно направляющего аппарата 56 или же тангенциально и со сдвигом относительно ведущего валика 55 таким образом, чтобы он дополнительно поддерживал свою ведущую функцию в зоне контролирующей сенсорной аппаратуры 54. Поэтому подлежащая проверке банкнота попадает в зону действия сенсоров без участия дополнительных прижимных средств. Контролирующая сенсорная аппаратура 54 располагается тангенциально относительно имеющегося направляющего аппарата 56 таким образом, чтобы контролируемый защищенный от подделки документ, приводимый в движение ведущими валками 55, продвигался мимо контролирующей сенсорной аппаратуры 54 на заданном расстоянии и с заданной скоростью. Заданное расстояние между ведущим валиком 55 и направляющим аппаратом 56 или контролирующей сенсорной аппаратурой 54 можно регулировать с помощью соответствующих крепежных средств, главным образом, отклоняющими винтами. Параметрирование пороговых значений и классификационных величин производится переключателями, не показанными на чертеже, или же соответствующими программами микроконтроллера 47. Таким образом, оператор для перехода к проверке разных валют может изменять классификационные величины простым переключением. Практически при отсутствии одного из сигналов или при появлении не характерного для банкноты сигнала обрабатывающая машина останавливается, и подделка или непригодная для обращения купюра изымается.

Благодаря боковому удлинению антенного устройства на всю ширину документа ослабляется влияние качества бумаги, возраста, влажности и т.п. на классификацию подлинности. Сюда входит также возможность классификации, например, подделок, подлинных банкнот и банкнот с высокой степенью износа. Эта классификация производится путем соответствующей дешифровки амплитудных и временных характеристик сигналов, выдаваемых селективными усилителями 46, 51. ..53, и соответствующего параметрирования пороговых значений дешифрующим микроконтроллером 47. Калибровка микроконтроллера 47 осуществляется вручную с помощью программного управления или путем контроля с помощью специальных калибровочных документов, из которых становится известной классификация подлинности. При использовании последнего способа калибровочный документ проверяется контрольным устройством по изобретению как описано выше. Вместо сравнения сигналов на выходах селективных усилителей 46, 51...53 с имеющимися в микроконтроллере 47 сигналами их заносят в микроконтроллер 47 в качестве эталонных величин.

Другой вариант встраивания контролирующей сенсорной аппаратуры 54 известен из патентной заявки ФРГ 19518 229.4. Согласно этому изобретению контролирующую сенсорную аппаратуру 54 можно, например, расположить у конца дугообразного направляющего аппарата 56, как показано на фиг. 10. Здесь также не требуются прижимные приспособления для протягивания проверяемых объектов с соблюдением заданного зазора и/или с касанием к контрольному устройству. Эту возможность можно использовать, если не удается осуществить вышеописанное тангенциально смещенное встраивание контролирующей сенсорной аппаратуры 54 в дугообразную зону направляющего аппарата 56. Поскольку согласно изобретению отпадает необходимость в прижимных приспособлениях, например, таких как пружины, прижимные ролики и т.п., то и сам проверяемый объект испытывает от контрольного устройства меньшую механическую нагрузку.

Способ по изобретению описан на основе конкретных вариантов исполнения контролирующей сенсорной аппаратуры и дешифрующей электроники в машине для счета денег. Однако, следует отметить, что предлагаемое изобретение не ограничивается подробностями описания в 20 примерах исполнения, так как в рамках формулы изобретения возможны изменения и отклонения. Так, например, возможны самые разнообразные исполнения дешифрующей электроники, ориентирующиеся на особый принцип действия селективного усилителя.

Формула изобретения

1. Способ проверки защищенных от подделки документов с использованием емкостной связи между передатчиком и приемником, заключающийся в передаче энергии между передатчиком и приемником путем перекрывания электромагнитного поля электропроводными защитными полосками, лентами, нитями или плоскими защитными материалами и использовании дешифрующей электроники, отличающийся тем, что в зоне известных, имеющихся в обрабатывающей машине оптических датчиков, которые в обрабатывающей машине пространственно корреспондируются с контролирующей сенсорной аппаратурой и активируют контролирующую сенсорную аппаратуру, несколько расположенных в одной или нескольких плоскостях и функционирующих в качестве передающих или приемных датчиков антенн и/или электродов образуют контрольные поля, и через проверяемый объект, в зависимости от его геометрии и/или электропроводности, передают электромагнитную энергию через указанные антенны с взаимоналожением, при этом несколько антенн настроены по меньшей мере в различных фазовых положениях и передают перенесенную энергию на включенный последовательно селективный усилитель для устранения энергетических помех и подавления проводимости основы проверяемых объектов, например в банкнотах, включенное после селективного усилителя фазосравнивающее устройство, а также фильтры для подавления помех и чужеродных энергий и один блок дешифрирующей электроники расположены таким образом, что возможна классификация электропроводных защитных полосок, ленточек, нитей или плоских защитных материалов, причем проверяемый объект в процессе проверки принудительно проходит через контрольное поле в незаданном заранее боковом положении.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дешифрующая электроника, состоящая из соединенных проводниками аналого-цифрового преобразователя и контроллера или интегратора, триггера, контроллера, моностабильного мультивибратора и при необходимости логического элемента И, по характеристике сигнала на выходе селективного усилителя определяет пересечение границы амплитуды A контрольного сигнала и/или характерное для валюты время t_к.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что посредством дешифрующей электроники проводят классификацию подлинности путем установки границы указанной амплитуды A для подлинности проверяемых валют.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что посредством дешифрующей электроники проводят классификацию различных банкнот и/или ценных бумаг, причем характерное для валюты время t_к устанавливают преимущественно контроллером, и проверяемые объекты рассортировывают по времени t₁ ... t_к-1, t_к+1, ..., t_n, характерному для валют.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что для валют с одинаковым временем t_к после проверки подлинности производят дополнительную проверку с помощью контроллера по различным защитным полоскам или нитям.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что дешифрующая электроника, выполненная преимущественно в виде одного или нескольких контроллеров, путем сравнения времени и/или сравнения напряжения выдает характерный для машины сигнал для укладки отдельных классифицированных объектов в специальные ящики или стопки.

7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что антенны и/или электроды поперек направления транспортировки проверяемых объектов имеют такую протяженность в плоскости, что и при определенном боковом зазоре проверяемых объектов и независимо от того, обращен ли проверяемый объект лицевой или оборотной стороной вверх при прохождении через контрольное поле, в любом случае защитная полоска или нить на заданном расстоянии пересекает антенны и/или электроды, контактируя с ними.

8. Способ по п.5, отличающийся тем, что результат дополнительной проверки подсоединяют к сигналу дешифрующей электроники с помощью логического элемента И без необходимости внесения изменений в программу соответствующей обрабатывающей машины.

9. Устройство для проверки защищенных от подделки документов с элементами для емкостной связи при перекрытии электромагнитного поля электропроводящими защитными полосками, ленточками, нитями или плоскостными защитными материалами с дешифрующей электроникой для осуществления способа по п.1, отличающееся тем, что устройство содержит оптические датчики, имеющиеся в обрабатывающей машине, для активирования емкостной контролирующей сенсорной аппаратуры, контрольные поля, образованные несколькими в одной или нескольких плоскостях расположенными и функционирующими как передающие или приемные антенны датчиками, селективный усилитель, последовательно включенное за ним фазосравнивающее устройство, фильтр для подавления помех и посторонних энергий, а также дешифрующую электронику, состоящую из соединенных проводниками аналого-цифрового преобразователя и контроллера или интегратора, триггера, контроллера, моностабильного мультивибратора, проверяемый объект с неопределенным боковым положением, проходя с заданной скоростью с помощью размещенных в этой зоне прижимов и/или транспортерных лент, валков, расположен заданно касаясь датчиков.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что датчики, действующие в качестве передающих или приемных антенн, выполнены в виде полосковых датчиков и размещены в одной или двух плоскостях и/или расположены зеркально.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что полосковые датчики снабжены выемками, и/или сквозными отверстиями, и/или окошками.

12. Устройство по одному из пп.9 - 11, отличающееся тем, что датчики расположены зеркально относительно контролируемых зон и/или защитных полосок, нитей, и/или ленточек проверяемых объектов, главным образом банкнот, ценных бумаг и упаковок.

13. Устройство для проверки защищенных от подделки документов с электропроводящими защитными полосками, ленточками, нитями или плоскостными защитными материалами для реализации способа по п.1, отличающееся тем, что несколько передающих антенн A₂, A₃, B2.1, B2.n и несколько приемных антенн A₁, B1.1, ... , B1.n, образуя контролирующую сенсорную аппаратуру, расположены с возможностью контролировать как защитные полоски со сквозной электропроводностью, так и такие защитные полоски, которые имеют по несколько электропроводных, но изолированных друг от друга участков в пределах защитной полоски, причем контролирующая сенсорная аппаратура расположена таким образом, чтобы проверяемый защищенный от подделки документ, приводимый в движение ведущими валками, продвигался мимо контролирующей сенсорной аппаратуры на заданном расстоянии и с заданной скоростью, при этом две противофазные настроенные на низкую или высокую частоту передающие антенны A₂, A₃ установлены перпендикулярно продольному направлению защитной полоски и перпендикулярно направлению движения проверяемого защищенного от подделки документа, и одна или несколько приемных антенн A₁ расположены параллельно противолежащим передающим антеннам A₂, A₃, и между ними расположены несколько передающих антенн B2.1, B2. n, параллельных передающим антеннам A₂, A₃, и несколько приемных антенн B1.1, ... , B1.n, расположенных параллельно передающим антеннам B2.1, ... , B2n, причем соседствующие с ними передающие антенны B2.i, ... , B2i+1 и сопряженные с ними приемные антенны B1.i, ... , B1.i+1 расположены со сдвигом на заданное расстояние, предпочтительно на расстояние между передающей антенной B2.i и сопряженной с ней приемной антенной B1.i, а кратчайшее расстояние от передающей антенны B2.i до сопряженной приемной антенны B1.i меньше самого короткого расстояния между одной из передающих антенн A2, A3 и приемной антенной A1.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что несколько передающих антенн A2, A3, B2.1 ... B2.n и приемные антенны A1, B1.1 ... B1.n расположены по всей ширине прохождения документов обрабатывающей машины.

15. Устройство по п.13, или 14, отличающееся тем, что передающие антенны A2, A3, B2.1 ... B2.n и приемные антенны A1, B1.1 ... B1.n расположены рядом друг с другом параллельно и со смещением в одной плоскости так, что осуществляется контроль подлинности документов, независимый от положения сторон и кромок двух параллельных кромок документов.

16. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что параллельно смещенные и/или расположенные в один ряд поперек направления транспортировки приемные антенны B1.1 ... B1.n и передающие антенны B2.1 ... B2.n размещены на таком расстоянии друг от друга, что любой проверяемый защитный признак пересекает независимо от своего пространственного положения в документе по крайней мере одну приемную антенну B1.1 . .. B1.n и одну сопряженную с ней передающую антенну B2.1 ... B2.n.

17. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что самая длинная сторона одной передающей антенны B2. i и самая длинная сторона сопряженной с ней приемной антенны B1.i соответствуют ширине одной проводящей метки защитной полоски.

18. Устройство по п.13, отличающееся тем, что оно содержит управляемые в ручном режиме или программно-управляемые переключающие и регулирующие элементы, в особенности микроконтроллер 47 после выпрямителей 45, 48 ... 50 и селективных усилителей 46, 51 ... 53, расположенные таким образом, что выходные сигналы селективных усилителей 46, 51 ... 53 могут быть скомбинированы или логически связаны.

19. Устройство по п.13, отличающееся тем, что оно содержит управляемые в ручном режиме или программно-управляемые переключающие и регулирующие элементы, в особенности микроконтроллер 47 после выпрямителей 45, 48 ... 50 и селективных усилителей 46, 51 ... 53, расположенные таким образом, что переключение между различными видами и типами документов осуществляется без изменения расположения датчиков.

20. Устройство по п.18 или 19, отличающееся тем, что кратчайшее расстояние между двумя расположенными в одном ряду передающими антеннами B2.i больше кратчайшего расстояния между двумя электропроводными, изолированными друг от друга метками защитной полоски, и тем, что указанные переключающие элементы размещены так, что антенна A3 может быть использована либо как передающая, либо как приемная, в зависимости от подвода подлежащего проверке документа.

21. Устройство по п.13, отличающееся тем, что оно содержит управляемые в ручном режиме или программно-управляемые переключающие элементы, расположенные таким образом, что одна или несколько передающих антенн B2.i и сопряженные с ними приемные антенны B1.i могут попеременно инициироваться или деинициироваться.

Приоритет по пунктам:
30.03.95 по пп.1 - 12;
29.02.96 по пп.13 - 21.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10