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1. (WO2018157970) MAGNETISCHE PRÜFUNG VON WERTDOKUMENTEN
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Magnetische Prüfung von Wertdokumentefi

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Magnetsensor zur magnetischen Prüfung von Wertdokumenten.

Wertdokumente besitzen im allgemeinen verschiedene Sicherheitsmerkmale, um ihre Fälschung zu erschweren oder die spezifisch sind für die jeweilige Wertdokumentart. Die Echtheit eines Wertdokuments oder die Wertdokumentart wird mit speziellen Prüfvorrichtungen geprüft, die eine Detektoranordnung und eine Transporteinrichtung umfassen, die das Wertdokument an der Detektoranordnung vorbeiführt. Die Detektoranordnung ermittelt an vielen Messstellen auf der Oberfläche des Wertdokuments Messwerte, die bestimmte Eigenschaften seiner Sicherheitsmerkmale repräsentieren. Die ermittelten Messwerte werden anschließend zur Prüfung der Echtheit des Dokuments verwendet, und dazu z.B. mit Referenzwerten verglichen.

Allerdings können die Messwerte dadurch verfälscht werden, dass der Abstand zwischen dem Wertdokument und dem Detektor schwankt. Üblicherweise ist dieser Zusammenhang so, dass mit zunehmendem Abstand zwischen Detektor und Messstelle das Messsignal abnimmt. Dieser Abstand kann sich nicht nur von einem Wertdokument zum nächsten, sondern kann sich auch innerhalb eines Wertdokuments ändern, so dass nacheinander geprüfte Messstellen desselben Wertdokuments unterschiedliche Abstände zum Detektor einnehmen. Verursacht wird dieser variierende Abstand beispielsweise durch Knicke und Wellungen des Dokuments, insbesondere bei gebrauchten Banknoten, oder auch durch das Flattern der Wertdokumente beim schnellen Hindurchführen durch die Prüfvorrichtung.

Um Fehlprüfungen zu vermeiden, ist es bei der Prüfung von magnetischen Eigenschaften wünschenswert, die Abhängigkeit der Messergebnisse von dem Abstand zwischen Wertdokument und Detektor soweit wie möglich zu rrdnirnieren. Gerade bei geringen Abständen des Wertdokuments vom Detektor macht sich jedoch die Abstandsabhängigkeit des magnetischen Messsignals besonders stark bemerkbar.

In der DE 102 56 235 AI wurde deshalb vorgeschlagen, ein Wertdokument beim Transport durch die Prüfvorrichtung zu stabilisieren, beispielsweise durch Rollen-Riemen-Systeme oder Andruck- und Ansaugsysteme oder dergleichen, um auf diese Weise die Variation des Abstands zu minimieren. Hierbei ergeben sich jedoch aufgrund eines hohen Verschleißes bzw. der konstruktiv höchst aufwendigen und entsprechend reparaturanfälligen Systemkomponenten offensichtliche Nachteile.

Aus der EP2304699 Bl ist ein Führungselement bekannt, mit dem ebenfalls eine mechanische Stabilisierung des Wertdokuments erreicht wird, um Ab-Standschwankungen des Wertdokuments von dem Magnetsensor zu reduzieren.

Außerdem ist es aus der DE101005000698 AI bekannt, den Abstand mit Hilfe eines zusätzlichen Sensors zu messen und die Messsignale auf Basis des ge-messenen Abstands zu korrigieren. Dieser zusätzliche Sensor ist jedoch aufwändig und benötigt viel Platz.

Demzufolge ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfachere Lösung vorzuschlagen, um bei der Prüfung der magnetischen Eigenschaften von Wertdokumenten Ergebnisse zu erzielen, die nicht durch den variierenden Abstand zum Detektor verfälscht sind.

Diese Auf abe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und einen Magnetsensor mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In davon 0080

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abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Zur Prüfung von magnetischen Eigenschaften des Wertdokuments, insbe-sondere eines Sicherheitselements eines Wertdokuments, wird das Wertdokument an einem Magnetsensor entlang einer Transportrichtung vorbeitransportiert. Der Magnetsensor weist, quer zur Transportrichtung des Wertdokuments, d.h. senkrecht oder schräg zur Transportrichtung des Wertdokuments, eine Mess-Sensorzeile mit mehreren magnetosensitiven Mess-Sensorelementen auf, die in einem Sollabstand zu einer Transportebene des Wertdokuments angeordnet sind. Ferner weist der Magnetsensor mindestens ein weiteres magnetosensitives Sensorelement auf, bevorzugt mindestens zwei weitere magnetosensitive Sensorelemente, das/ die, von dem vorbeitransportierten Wertdokument aus betrachtet, hinter der Mess-Sensorzeile entlang einer Linie parallel zu den Mess-Sensorelementen angeordnet ist/ sind und einen größeren Abstand von der Transportebene des Wertdokuments aufweist/ en als die Mess-Sensorelemente. Die magnetosensitiven Mess-Sensorelemente und das/ die magnetosensitive/ n weitere/ n Sensor element/e werden im Folgenden einfach als Mess-Sensorelemente und weitere Sensorelemente bezeichnet.

Durch die Mess-Sensorelemente werden Messsignale des Wertdokuments an mehreren Messpunkten des Wertdokuments detektiert, die entlang einer Messlinie quer zur Transportrichtung auf dem Wertdokument angeordnet sind. Durch das/die weitere/ n Sensor element/ e wird ein/werden Korrektur signal/ e an jeweils einem Korrektur-Messpunkt des Wertdokuments, detektiert, der/ die auf derselben Messlinie liegt/ en wie die Messpunkte. Um die Abstandsabhängigkeit der Messsignale herauszurechnen, werden die an den Messpunkten detektierten Messsignale mit Hilfe des/ der an dem/ den Korrektur-Messpunkt/en detektierten Korrektur Signals/ e korrigiert. Die auf diese Weise korrigierten Messsignale der Messpunkte werden zum Prüfen der magnetischen Eigenschaften des Wertdokuments verwendet. Vorzugsweise werden die Korrektursignale der Korrektur-Messpunkte gleich- zeitig mit den Messsignalen der Messpunkte detektiert, um eine möglichst genaue Abstandskorrektur durchführen zu können.

Zum Korrigieren der an den Messpunkten detektierten Messsignale wird das jeweilige Messsignal mit dem jeweiligen Korrektursignal verglichen. Aufgrund des größeren Abstands des mindestens einen weiteren Sensorelements von dem Wertdokument im Vergleich zu den Mess-Sensorelementen ist das Korrektursignal geringer als das Messsignal des jeweiligen Messpunkts. Das jeweilige Messsignal des jeweiligen Messpunkts wird auf Basis des Signalabfalls korrigiert, den das für diesen Messpunkt ermittelte Korrek-tursignal im Vergleich zum Messsignal des jeweiligen Messpunkts aufweist.

Aus dem/ den detektierten Korrektursignal/ en, das/ die an dem jeweiligen Korrektur-Messpunkt detektiert wird/ werden, kann für den jeweiligen Messpunkt der Messlinie, an dem die Mess-Sensorelemente das jeweilige Messsignal detektiert haben, ein Korrektursignal ermittelt werden. Der Ausdruck„für den Messpunkt ermitteltes Korrektursignal" umfasst den Fall, dass der Korrekturmesspunkt und der Messpunkt auf dem Wertdokument identisch sind, schließt aber auch den Fall ein, dass die Korrekturmesspunkte nicht mit den Messpunkten identisch sind, sondern das Messsignal eines Messpunkts mit Hilfe des/ der Korrektursignals/ e eines/ mehrerer zu dem jeweiligen Messpunkt benachbarten, z.B. auf dem Wertdokument am nächsten liegenden, Korrekturmesspunkts/ e korrigiert wird. Das Korrektursignal, eines weiteren Sensorelements wird z.B. zur Korrektur der Messsignale mehrere Messpunkte verwendet, die in der Nähe des Korrektur-Messpunkts

clieses weiteren Sensorelements liegen.

Zum Korrigieren der an den Messpunkten des Wertdokuments detektierten Messsignale wird das jeweilige Messsignal eines Messpunkts mit dem für diesen Messpunkt ermittelten Korrektursignal verglichen, z.B. durch Berechnen des Verhältnisses aus Korrektur Signal und Messsignal. Anhand des Signalabfalls, den das für diesen Messpunkt ermittelte Korrektursignal im Vergleich zu dem Messsignal des jeweiligen Messpunkts aufweist (z.B. anhand des Verhältnisses zwischen Messsignal des jeweiligen Messpunkts und dem für diesen Messpunkt ermittelten Korrektursignal), wird anschließend der (lokale) Abstand des jeweiligen Messpunkts des Wertdokuments von dem jeweiligen Mess-Sensorelement berechnet. Mit Hilfe des ermittelten (lokalen) Abstands des Wertdokuments von dem Mess-Sensorelement wird das jeweilige Messsignal, das das jeweilige Mess-Sensorelement an dem jeweili-gen Messpunkt detektiert hat, korrigiert, insbesondere unter Zuhilfenahme einer bekannten Abstandsabhängigkeit des Messsignals. Das korrigierte Messsignal des jeweiligen Messpunkts wird z.B. dadurch bestimmt, dass der für den jeweiligen Messpunkt ermittelte Abstand in die im Vorfeld der Wertdokumentprüfung ermittelte Abstandsabhängigkeit des Messsignals eingesetzt wird.

Die Korrektur wird qualitativ so durchgeführt, dass das Messsignal der Mess-Sensorelemente nach oben korrigiert wird, falls der ermittelte Abstand den Sollabstand überschreitet, den die Transportebene des Wertdokuments zu den Mess-Sensorelementen aufweist, und nach unten korrigiert wird, falls der ermittelte Abstand den Sollabstand unterschreitet. Die Größe dieser Korrektur hängt vom Verhältnis des jeweiligen Messsignals eines Messpunkts zu dem für diesen Messpunkt ermittelten Korrektursignal ab. Das korrigierte Messsignal entspricht z.B. dem Messsignal, das von den Mess-

Sensorelementen in dem Sollabstand des Wertdokuments von den Mess- Sensor dementen detektiert werden würde.

- - Die erwähnte Abstandsabhängigkeit kann z.B. aus einem Datenblatt der Mess-Sensorelemente bekannt sein oder anhand dessen Daten ermittelt worden sein. Sie kann aber auch im Vorfeld der Wertdokumentprüfung für die Mess-Sensorelemente simuliert oder empirisch ermittelt worden sein. Beispielsweise wird im Vorfeld der Wertdokumentprüfung für die Mess- Sensorelemente des Magnetsensors eine Abstandsabhängigkeit ermittelt, die den Verlauf des Messsignals der Mess-Sensorelemente in Abhängigkeit des Abstands zwischen dem Wertdokument und den Mess-Sensorelementen wiedergibt. In gleicher Weise wird für das mindestens eine weitere Sensorelement eine (weitere) Abstandsabhängigkeit ermittelt, die den Verlauf des Korrektursignals in Abhängigkeit des Abstands zwischen dem Wertdoku- ment und den Mess-Sensorelementen wiedergibt. Beispielsweise wird aus dem Verlauf des Messsignals und dem Verlauf des Korrektursignals in Abhängigkeit des Abstands, die Abhängigkeit des Abstands von dem Verhältnis zwischen dem Korrektursignal und dem Messsignal bestimmt.

Der ermittelte Abstand ist insofern ein lokaler Abstand, als er nur individuell für den jeweiligen Messpunkt gültig ist, wobei sich die für verschiedene Messpunkte ermittelten Abstände normalerweise voneinander unterscheiden. Zum Korrigieren des jeweiligen Messsignals kann der für den jeweiligen Messpunkt ermittelte, individuelle Abstand in die bekannte Ab- Standsabhängigkeit des Messsignals eingesetzt werden, um einen für den jeweiligen Messpunkt individuell geltenden Korrekturfaktor zu ermitteln, der mit dem Messsignal des jeweiligen Messpunkts verrechnet wird. Entsprechend ist auch der Korrekturfaktor für den jeweiligen Messpunkt individuell, wobei sich die Korrekturfaktoren für die verschiedenen Messpunkte normalerweise voneinander unterscheiden.

Das korrigierte Messsignal des jeweiligen Messpunkts kann dadurch bestimmt werden, dass der für den jeweiligen Messpunkt ermittelte Abstand des Messpunkts in die bekannte, z.B. im Vorfeld der Wertdokumentprüfung ermittelte, Abstandsabhängigkeit des Messsignals der Mess-Sensorelemente eingesetzt wird, um einen individuell für den jeweiligen Messpunkt geltenden Korrekturfaktor zu ermitteln. Das jeweilige Messsignal des jeweiligen Messpunkts kann anschließend mit dem für den jeweiligen Messpunkt er-mittelten Korrekturfaktor multipliziert werden, um das korrigierte Messsignal zu erhalten.

Zum Vergleichen des jeweiligen Korrektursignals mit dem jeweiligen Messsignal wird vorzugsweise das Verhältnis zwischen dem jeweiligen Korrek-tursignal und dem jeweiligen Messsignal gebildet. Aus dem Verhältnis zwischen dem jeweiligen Korrektursignal und dem jeweiligen Messsignal wird, mit Hilfe der bekannten Abstandsabhängigkeit des Verhältnisses, der Abstand des jeweiligen Messpunkts des Wertdokuments von dem jeweiligen Mess-Sensorelement ermittelt. Aus diesem Abstand, der individuell für den jeweiligen Messpunkt des Wertdokuments ermittelt wurde, wird ein lokaler Korrekturfaktor für den jeweiligen Messpunkt des Wertdokuments ermittelt. Zum Korrigieren des Messsignals wird das Messsignal des jeweiligen Messpunkts mit dem jeweiligen lokalen Korrekturfaktor verrechnet (z.B. multipliziert oder dividiert), der für den jeweiligen Messpunkt ermittelt wurde. Das Korrigieren des detektierten Messsignals wird jedoch vorzugsweise nur für solche Messsignale des zu prüfenden Sicherheitselements durchgeführt, die eine vorgegebene Schwelle erreichen oder überschreiten. So wird eine ansonsten fehlerhafte Korrektur vermieden. Denn damit werden solche Fälle in Bezug auf die Korrektur ignoriert, bei denen sehr geringe Messsignale, die z.B. durch Rauschen oder Störungen verfälscht sind, durch (noch geringere und ebenfalls verfälschte) Korrektursignale zu unsinnigen Werten verrechnet werden würden. Diejenigen Messsignale, die die vorgegebene Schwelle unterschreiten, werden nicht korrigiert und auch nicht zur Prüfung der magnetischen Eigenschaften des Sicherheitselements verwendet.

Bevorzugt ist bei dem Magnetsensor die Anzahl der weiteren Sensorelemente geringer als die Anzahl der Mess-Sensorelemente, insbesondere um mindestens einen Faktor 2 geringer. Beispielsweise können die Mess-Sensorelemente regelmäßig in 2mm- Abständen voneinander entfernt angeordnet sein und die weiteren Sensorelemente in 10mm- Abständen voneinander. Es wurde nämlich erkannt, dass sich der Wertdokumentabstand von dem Magnetsensor üblicherweise erst auf eine Länge von mehreren mm (senkrecht zur Transportrichtung betrachtet) deutlich ändert. Durch die ge-ringere Anzahl an Korrektur-Sensor elementen im Vergleich zu den Mess-Sensorelementen ist eine Abstandskorrektur mit geringerem Aufwand möglich. Das Messsignal derjenigen Mess-Sensorelemente, die entlang der Messlinie zwischen zwei der weiteren Sensorelemente liegen, kann mit Hilfe der Korrektursignale der zu diesen Messelementen am nächsten benachbarten weiteren Sensorelemente korrigiert werden.

Insbesondere wird die Dichte der weiteren Sensorelemente des Magnetsensors in der Richtung senkrecht zur Transportrichtung des Wertdokuments so gewählt, dass der Magnetsensor für jeden 20mm- Abschnitt des Wertdoku-ments senkrecht zur Transportrichtung des Wertdokuments mindestens ein weiteres Sensorelement aufweist. Damit wird die Anzahl der weiteren Sensorelemente an die charakteristische Länge senkrecht zur Transportrichtung angepasst, auf die sich der Abstand des Wertdokuments von dem Magnetsensor ändert.

Das Messsignal der Messpunkte solcher Mess-Sensorelemente, hinter denen kein weiteres Sensorelement angeordnet ist, wird vorzugsweise mit Hilfe der Korrektursignale von mindestens zwei Korrektur-Messpunkten korrigiert. Zum Korrigieren des Messsignals dieser Mess-Sertsorelemente können die Korrektursignale der weiteren Sensorelemente oder aus diesen Korrektursignalen abgeleitete Werte (z.B. der Abstand) interpoliert werden (Interpolation in y-Richtung). Beispielsweise wird das Korrektursignal selbst interpolier t und dann zum Korrigieren der Messsignale der dazwischenliegenden Mess-Sensorelemente verwendet. Dabei kann entlang der Messlinie ein Fit der Korrektursignale dieser Messpunkte (im Fall von mehr als zwei Korrektur-Messpunkten insbesondere ein Polynomfit) durchgeführt werden. So kann für diejenigen Mess-Sensorelemente, hinter denen kein weiteres Sensorelement angeordnet ist, ein Korrektursignal erzeugt werden. Alternativ da-zu kann aber auch aus dem Korrektursignal zunächst der lokale Abstand der Korrekturmesspunkte des Wertdokuments von den Mess-Sensorelementen ermittelt und anschließend, durch Interpolieren der Abstandswerte, auch für die dazwischenliegenden Mess-Sensorelemente (hinter denen kein weiteres Sensorelement angeordnet ist) jeweils der lokale Abstand des Wertdoku-ments bestimmt werden.

Ferner ist im Fall eines in Transportrichtung ausgedehnten Sicherheitselements, wie z.B. bei einem mit Magnetfarbe gedruckten Motiv oder Bild, auch eine Interpolation der Korrektursignale oder der davon abgeleiteten Werten (z.B. Abstandswerten) in Transportrichtung (x-Richtung) bevorzugt. Bei einem solchen Sicherheitselement werden während des Vorbeitransportierens des Wertdokuments die Messsignale von Messpunkten eines zweidimensionalen Abschnitts (ROI) des Wertdokuments detektiert, der sich sowohl senkrecht als auch entlang der Transportrichtung erstreckt. Die Messsignale der 8 000080

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Messpunkte dieses zweidimensionalen Abschnitts (ROI) werden bevorzugt mit einem Mindestwert verglichen. Der Mindestwert liegt beispielsweise höher als die oben genannte Schwelle (unterhalb derer das Messsignal ignoriert wird). Das Messsignal eines solchen Messpunkts, dessen Messsignal den Mindestwert erreicht oder überschreitet, wird durch das an dem jeweiligen Messpunkt oder an dem am nächsten benachbarten Korrekturmesspunkt detektierte Korrektursignal korrigiert. Jedoch wird das Messsignal eines solchen Messpunkts, dessen Messsignal den Mindestwert unterschreitet (jedoch die oben genannte Schwelle überschreitet), mit Hilfe der Korrek-tursignale von mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei Korrektur-Messpunkten dieses zweidimensionalen Abschnitts (ROI) korrigiert. Deren Korrektursignale werden dazu interpoliert, um ein interpoliertes Korrektursignal für den jeweiligen Messpunkt zu ermitteln.

Insbesondere werden dazu die Korrektursignale mindestens zweier Korrektur-Messpunkte dieses zweidimensionalen Abschnitts interpoliert, die entlang der Transportrichtung zu dem jeweiligen Messpunkt versetzt sind. Beispielsweise wird einer der Korrektur-Messpunkte - in Transportrichtung des Wertdokuments betrachtet - am Anfang des ROI und ein weiterer Korrektur-Messpunkt am Ende des ROI gewählt. Die Interpolation mehrerer Korrektursignale im Fall geringer Messsignale hat den Vorteil, dass auch geringe Messwerte zur Prüfung des zweidimensionalen Sicherheitselements berücksichtigt werden, aber deren (fälschliche) Korrektur mit einem einzigen sehr geringen Korrekturmesswert, der für diesen Messpunkte detektiert wird, vermieden wird. Zusätzlich können für die Interpolation auch einer oder mehrere weitere Korrektur-Messpunkte dieses zweidimensionalen Abschnitts (ROI) verwendet werden, die senkrecht oder schräg zur Transportrichtung zu dem jeweiligen Messpunkt versetzt sind.

Aus den Korrektursignalen von zwei oder von mehr als zwei Korrektur- Messpunkten kann ein mittlerer Abstand des zweidimensionalen Abschnitts (ROI) von den Mess-Sensorelementen ermittelt werden, der für den zweidimensionalen Abschnitts (ROI) insgesamt gültig ist. Dann können die Mess- signale aller Messpunkte dieses zweidimensionalen Abschnitts (ROI) mit Hilfe dieses mittleren Abstands des zweidimensionalen Abschnitts (ROI) korrigiert werden.

Die Erfindung betrifft auch einen Magnetsensor zur Prüfung von magneti-sehen Eigenschaften des Wertdokuments. Der Magnetsensor enthält die oben erwähnte Mess-Sensorzeile, die mehrere in einem Sollabstand zur Transportebene des Wertdokuments angeordnete magnetosensitive Mess-Sensorelemente aufweist, und das / die weitere / n magnetosensitive / n Sensorelement/ e, das/ die, in Bezug auf das vorbeitransportierte Wertdokument, hinter der Mess-Sensorzeile entlang einer Linie parallel zu den Mess-Sensorelementen angeordnet ist/ sind und einen größeren Abstand von der Transportebene des Wertdokuments aufweist/ en als die Mess-Sensorelemente.

Beispielsweise sind die Mess-Sensorelemente und das mindestens eine weitere Sensorelement an den einander gegenüberliegenden Seiten desselben Trägers angeordnet. Da damit deren Abstand voneinander besonders genau festgelegt ist, ist auch die Abstandskorrektur genauer.

Bevorzugt verwenden die Mess-Sensorelemente und das mindestens eine weitere Sensorelement dasselbe Messprinzip. Da diese dasselbe Messprinzip verwenden, wirken sich alle magnetische Einflüsse, wie z.B. Magnetfeldstörungen, die das Messsignal der Mess-Sensorelemente beeinflussen, in ähnlicher Weise auf das Messsignal des/ der weiteren Sensorelements/ e aus. Da sich magnetische Störungen auf beide in gleicher Weise auswirken, lässt sich mit dem/ weiteren Sensor element/en, die dasselbe Messprinzip verwenden, eine besonders genaue Abstandskorrektur erreichen. Vorzugsweise sind die Mess-Sensorelemente und das/ die weiteren Sensorelement/ e bau gleich. Die Messsignale der Mess-Sensorelemente und das/der weiteren Sensorelements/ e sind dann lediglich aufgrund des unterschiedlichen Abstands zum Wertdokument verschieden. Dadurch wird eine besonders genaue Korrektur der Abstandsabhängigkeit ermöglicht.

Desweiteren enthält der Magnetsensor eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Mess-Sensorzeile so zu steuern, dass die Mess-Sensorelemente an mehreren Messpunkten des Wertdokuments Messsignale des Wertdokuments detektieren, die entlang einer Messlinie quer zur Transportrichtung auf dem Wertdokument angeordnet sind, und das/ die weiteren Sensorelement/ e so zu steuern, dass dieses/ diese an dem jeweiligen Korrektur-Messpunkt des Wertdokuments ein Korrektursignal detek-tiert/ en, das/ die auf derselben Messlinie liegen. Die Steuereinrichtung steuert die Mess-Sensorzeile und das/ die weitere/ n Sensorelement/ e gemäß dem oben beschriebenen Verfahren und weist dazu entsprechende Software auf, um das oben beschriebene Verfahren durchzuführen.

Desweiteren weist der Magnetsensor eine Auswerteeinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, die an den Messpunkten des Wertdokuments detektierten Messsignale mit Hilfe des/ der an dem/ den Korrektu -Messpunkt/ en des Wertdokuments detektierten Korrektursignals/ e zu korrigieren, um dadurch die Abstandsabhängigkeit der Messsignale herauszurechnen, und das Wertdokument auf Basis der korrigierten Messsignale mehrerer der Messpunkte zu prüfen. Die Auswerteeinrichtung kann im Gehäuse des Magnetsensors untergebracht sein, sie kann aber auch außerhalb davon an-

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geordnet sein. Die Auswerteeinrichtung und die Steuereinrichtung können in einer Einrichtung kombiniert sein.

Die Auswerteeinrichtung ist dazu einrichtet, die detektierten Messsignale und Korrektursignale gemäß dem oben beschriebenen Verfahren auszuwerten und weist dazu entsprechende Software auf. Die Auswertesoftware führt die beschriebene Abstandskorrektur und die Prüfung der magnetischen Eigenschaften des Wertdokuments durch.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Prüfung von magnetischen Eigenschaften eines Wertdokuments. Diese kann eine Wertdokumentbear-beitungsvorrichtung sein, insbesondere eine Prüf Vorrichtung oder eine Sortiervorrichtung für Wertdokumente, oder ein Ein-bzw. Auszahlvorrichtung für Wertdokumente. Die Vorrichtung weist den oben beschriebenen Mag-netsensor auf, sowie ggf. auch weitere Sensoren, und eine Transporteinrichtung zum Transportieren des Wertdokuments in der Transportebene entlang einer Transportrichtung auf, die die zu prüfenden Wertdokumente einzeln nacheinander an dem Magnetsensor vorbeitransportiert.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen:

Fig. la ein erstes Beispiel einer Mess-Sensorzeile und weiterer magnetosensitiver Elemente eines Magnetsensors im Querschnitt,

Fig. 1b ein zweites Beispiel einer Mess-Sensorzeile und weiterer magnetosensitiver Sensorelemente eines Magnetsensors im Querschnitt,

Fig. 2 Prüfung eines Wertdokuments mit Hilfe eines Magnetsensors, der zwei Mess-Sensorzeilen aufweist,

Fig. 3 ein Wertdokument in ungleichmäßigem Abstand zum Magnetsensor,

Fig. 4a im Vorfeld der Wertdokumentprüfung ermittelter Verlauf der

Sensorsignale der Mess-Sensorelemente (M) und der weiteren Sensorelemente (K) als Funktion des Wertdokumentabstands,

Fig. 4b Verhältnis der Sensorsignale der Mess-Sensorelemente (M) und der weiteren Sensorelemente (K) als Funktion des Wertdokumentabstands,

Fig. 5a den Verlauf des von dem Wertdokument detektierten Messsignals der Mess-Sensorelemente,

Fig. 5b den Verlauf des von dem Wertdokument detektierten Korrektursignals der weiteren Sensorelemente,

Fig. 5c das mit Hilfe des Korrektursignals korrigierte Messsignal des

Wertdokuments,

Fig. 6a Verhältnis des Korrektursignals zu dem Messsignal an bestimmten -Positionen,

Fig. 6b Verlauf des für das Wertdokument ermittelten Abstands von der Mess-Sensorzeile,

Fig. 6c aus dem Abstand aus Fig. 6b und dem Signalverlauf aus Fig. 4a ermittelte Korrekturfaktor als Funktion der Position y.

In Figur la ist eine Mess-Sensorzeile eines Magnetsensors 10 mit magnetosensitiven Mess-Sensorelementen 7 gezeigt. Für jedes der Mess-Sensorelemente 7 weist der Magnetsensor außerdem jeweils ein weiteres magnetosensitives Sensorelement 8 auf, das in Bezug auf das Wertdokument BN hinter den magnetosensitiven Sensorelementen 7 angeordnet ist. Die Sensor elemente 7 und 8 sind auf demselben Substrat 9 angeordnet, z.B. auf 0

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einer Platine, die auch die elektrischen Verbindungen zu den Sensorelementen bereit stellt.

Figur lb zeigt ein zweites Beispiel einer Mess-Sensorzeile eines Magnetsen- sors mit magnetosensitiven Mess-Sensorelementen 7 und weiterer magnetosensitiver Sensorelemente 8 auf demselben Substrat 9. In diesem Beispiel sind jedoch weniger weitere magnetosensitive Sensorelemente 8 als Mess- Sensorelemente 7 vorhanden. Für diesen Fall, wenn nicht für jeden Messpunkt tatsächlich ein weiteres Sensorelement 8 vorhanden ist, d.h. die An- zahl weiteren Sensorelementen geringer ist als die Anzahl an Mess-Sensorelementen, kann ein und dasselbe weitere Sensorelement 8 zur Korrektur des Messsignals mehrerer Mess-Sensorelemente 7, d.h. mehrerer Messpunkte auf dem Wertdokument verwendet werden. Dabei wird das Korrektursignal des jeweiligen weiteren Sensorelements 8 den Messsignalen derjenigen Mess-Sensorelemente 7 zugeordnet, die entlang der y-Richtung zu dem jeweiligen weiteren Sensorelement am nächsten benachbart angeordnet sind.

Figur 2 zeigt Schema tisch einen Magnetsensor 10 einer Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung, in die die Wertdokumente 1 einzeln oder stapelweise eingegeben werden, anschließend geprüft, sortiert und in der Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung abgespeichert oder wieder ausgegeben werden. Ein Wertdokument 1 wird entlang eines Transportwegs zuerst an einer Magnetisierungseinrichtung vorbei transportiert, das ein Mag-netf eld A bereit stellt, und danach an einem Magnetsensor 10 mit zwei Sensorzeilen 12, 14. Je nach Arvforderung an den Magnetsensor kann dieser alternativ auch nur eine der beiden Sensorzeilen 12, 14 aufweisen. Durch das Magnetfeld A werden hoch- und niederkoerzitive Magnetbereiche des Wertdokuments 1 magnetisiert. Beispielsweise weist das Magnetfeld A in Transportrichtung T des Wertdokuments 1. Das Magnetfeld A kann aber auch mehrere Abschnitte unterschiedlicher Magnetfeldrichtung umfassen. Das Magnetfeld A kann z.B. durch zwei einander gegenüberliegende Magnete bereit gestellt werden, zwischen denen das Wertdokument 1 hindurch transportiert wird und deren magnetische Nordpole N zueinander weisen, so dass sich zwischen diesen ein Magnetfeld A parallel zur Transportrichtung T ergibt. Zum Magnetisieren kann zusätzlich auch ein weiteres Magnetpaar verwendet werden, bei dem beiden magnetischen Südpole zueinander zeigen, z.B. um eine antiparallele Magnetisierung von niederkoerzitiven Magnetbereichen zu erreichen. Alternativ kann zum Magnetisieren auch nur ein einseitig zum Transportweg angeordneter Magnet verwendet werden, solange dadurch eine ausreichend große Magnetfeldstärke zum Magnetisieren des Wertdokuments erzielt wird. Alternativ kann das erste Magnetfeld A auch durch nur einen einzigen Stabmagneten bereitgestellt werden oder durch einen Hufeisenmagnet analog zu Magnet 18.

Das Wertdokument 1 weist ein Sicherheitselement 2 mit einer Magnetkodierung auf. Das Sicherheitselement 2 ist in diesem Beispiel als Sicherheitsfaden ausgebildet, der entlang seiner Längsrichtung eine Magnetkodierung aus Magnetbereichen 2 aufweist, zwischen denen sich nichtmagnetisches Material befindet. Diese Magnetbereiche 2 können hochkoerzitive Magnetbereiche und/ oder niederkoerzitive Magnetbereiche und gegebenenfalls auch kombinierte Magnetbereiche umfassen, die sowohl hoch- als auch niederko-erzitives Magnetmaterial enthalten. Gegebenenfalls weist das Wertdoku-ment außerhalb des Sicherheitsfadens auch einen weichmagnetischen Magnetbereich 11 auf.

Nach der Magnetisierung im Magnetfeld A wird das Wertdokument 1 an dem Magnetsensor 10 vorbeitransportiert, der räumlich getrennt von dem

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Magnetfeld A in der Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung eingebaut ist. Der Magnetsensor 10 enthält zwei Sensorzeilen 12, 14, die jeweils eine Vielzahl gleichartiger magnetosensitiver Mess-Sensorelemente 7 aufweisen, die in einer Zeile angeordnet sind. Jedes dieser Mess-Sensorelemente 7 liefert ein Magnetsignal, so dass in diesem Beispiel eine Vielzahl erster Magnetsignale mit Hilfe der Mess-Sensorelemente 7 der Sensorzeile 12 und eine Vielzahl zweiter Magnetsignale mit Hilfe der weiteren magnetosensitiven Elemente 8 der Sensorzeile 14 detektiert werden, die denselben Abschnitt des vorbeitransportierten Sicherheitselements 2 betreffen.

Während des Detektierens der ersten Magnetsignale ist das Sicherheitselement 2 keinem Magnetfeld ausgesetzt. Die magnetosensitiven Elemente 7 der zweiten Sensorzeile 14 detektieren die zweiten Magnetsignale des Sicherheitselements 2 unter Einwirkung eines zweiten Magnetfelds B, das vor und während des Detektierens der zweiten Magnetsignale auf das Sicherheitselement 2 einwirkt. Das zweite Magnetfeld B wird durch einen einseitig zum Transportweg angeordneten Magneten 18 bereit gestellt und ist derart ausgedehnt, dass es das Sicherheitselement 2 bereits magnetisiert, bevor dieses in den Erfassungsbereich der zweiten Sensorzeile 14 kommt. Die Pole N, S des Magneten 18 sind so ausgerichtet, dass sich in der Transportebene ein Magnetfeld B antiparallel zur Transportrichtung T des Wertdokuments ergibt. Die Magnetfeldstärke des Magnetfelds A beträgt z.B. mindestens das Doppelte der Magnetfeldstärke des Magnetfelds B. Das Detektieren der zweiten Magnetsignale unter Einwirkung des zweiten Magnetfelds B hat den Vorteil, dass die zweite Sensorzeile 14 nicht nur zum Detektieren der verschiedenen Magnetbereiche des Sicherheitselements 2 verwendet werden kann, sondern dass diese auch Magnetsignale weichmagnetischer Magnetbereiche 11 des Sicherheitselements 2 detektieren kann, die auf dem Wertdokument außerhalb des Sicherheitselements 2 vorhanden sein können.

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Die Mess-Sensorelemente 7 jeder der Sensorzeilen 12, 14 sind jeweils auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet (Verdrahtung der Leiterplatten nicht gezeigt), und mit einer Steuer- und Aus Werteeinrichtung 19 verbun- den, die die Mess-Sensorelemente 7 und die weiteren Sensorelemente 8 zur Detektion der Magnetsignale ansteuert und deren Magnetsignale auswertet. Die Leiterplatte der Sensorzeile 14 und der Magnet 18 sind durch Vergießen mechanisch zueinander so fixiert, dass sie eine bauliche Einheit bilden. Die Steuer- und Aus Werteeinrichtung 19 empfängt Magnetsignale von den bei-den Sensorzeilen 12, 14 und verarbeitet und analysiert diese. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 19 kann zusammen mit den Sensorzeilen 12, 14 im selben Gehäuse angeordnet sein. Über eine Schnittstelle können Daten von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 19 nach außen gesendet werden, z.B. zu einer Einrichtung, die die Daten weiterverarbeitet oder zu einer Anzeige-einrichtung, die über das Ergebnis der Wertdokumentprüfung informiert.

Auf der Unterseite der Leiterplatte 9 der Sensorzeile 12 sind jeweils mehrere der weitere Sensorelemente 8 angeordnet, mit Hilfe deren Messsignal die erfindungsgemäße Abstandskorrektur des Messsignals der Mess-Sensorelemente 7 durchgeführt wird. Dabei werden in diesem Beispiel weniger Sensorelemente 8 als Mess-Sensorelemente 7 verwendet, wie es in Fig. lb dargestellt ist. Alternativ kann aber auch für jedes Mess-Sensorelement 7 auf der Rückseite der Platine 9 ein entsprechendes weiteres Sensorelement 8 vorhanden sein, wie es in Fig. la dargestellt ist. Bevorzugt ist auch die zwei-te Sensorzeile 14 auf der Unterseite der Platine 9 mit weiteren Sensorelementen 8 ausgestattet, um auch für das Messsignal der Mess-Sensorelemente 7 der zweiten Sensorzeile 14 eine Abstandskorrektur durchführen zu können. Auf der Unterseite der Leiterplatten 9 können Verstärker-Chips zur Verstärkung des detektierten Messsignals und Korrektursignals angeordnet sein.

In Fig. 3 ist beispielhaft ein Wertdokument 1 in Seitenansicht (Blickrichtung in Transportrichtung) gezeigt, das einen ungleichmäßigen Abstand zur Oberfläche der Mess-Sensorelemente 7 aufweist, die bei z=0 liegt. Im rechten Bereich hat das Wertdokument einen nahezu doppelt so großen Abstand zur Sensoroberfläche als im linken Bereich.

Um eine Korrektur der Abstandsschwankungen des Wertdokuments zu ermöglichen, wird im Vorfeld der Wertdokumentprüfung der Verlauf der Sig-nale der Mess-Sensorelemente und der weiteren Sensorelemente als Funktion des Wertdokumentabstands a ermittelt. Dazu wird z.B. ein Wertdokument nacheinander in verschiedenen Abständen zu einer Anordnung aus einem oder mehreren Mess-Sensorelementen und einem oder mehreren weiteren Sensorelementen platziert, die der Anordnung der Mess-Sensorelemente 7 und weiteren Sensorelemente 8 in dem später für die Wertdokumentprüfung verwendeten Magnetsensor entspricht. Für jeden Abstand a wird ein Messsignal des jeweiligen Mess-Sensorelements und ein Korrektursignal des jeweiligen weiteren Sensorelements detektiert. Beide Signale zeigen Abstandsabhängigkeit, die mit steigendem Abstand a des Wertdokuments abfällt, vgl. Fig. 4a, wobei mit M die Messsignale der Mess-Sensorelemente und mit K die Korrektursignale der weiteren Sensorelemente bezeichnet sind. Aufgrund des größeren Abstands a der weiteren Sensorelemente 8 von dem Wertdokument liegt die Korrektursignale der weiteren Sensorelemente 8 stets unter den Messsignalen der Mess-Sensorelemente 7. Die Messsignale aus Fig. 4a wurden auf einen nominellen Sollabstand d des Wertdokuments von den Mess-Sensorelementen von 1 mm normiert.

Anschließend wird für die verschiedenen Wertdokumentabstände a das Verhältnis der die in Figur 4a gezeigten Signale (Quotient M/K) gebildet. 0

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Daraus ergibt sich die in Fig. 4b dargestellte Abhängigkeit des Wertdokumentabstands a vom Verhältnis K/M der Messsignale M der Mess-Sensorelemente 7 zu den Korrektursignalen K der weiteren Sensorelemente 8. Die in Figur 4b dargestellte Abhängigkeit kann in der Steuer- und Aus-Werteeinrichtung 19 des Magnetsensors als Funktion oder als Lookup-Tabelle hinterlegt sein.

Die Abstandskorrektur wird im Folgenden am Beispiel der Messsignale erläutern, die die erste Sensorzeile 12 von dem Sicherheitsfaden des Wertdokuments 1 detektiert, mit der die Magnetisierung des Wertdokuments 1 ohne äußeres Magnetfeld detektiert wird, gilt aber in gleicher Weise auch für eine Abstandskorrektur der Messsignale der Sensorzeile 14, die die Magnetisierung des Wertdokuments 1 im Magnetfeld detektiert. Die im Folgenden beschriebene Abstandskorrektur ist aber auch für andere Arten magnetischer Sicherheitselemente von Wertdokumenten geeignet, z.B. für ein Motiv oder Teilmotiv aus magnetischer Druckfarbe.

In Fig. 5a ist beispielhaft das Messsignal der Sensorzeile 12 dargestellt, das diese von einem magnetischen Sicherheitselement detektiert, das entlang einer mit y bezeichneten Richtung mehrere magnetische Bereiche bl, b2, b3 und b4 aufweist. Die Anordnung der magnetischen Bereiche entlang des Sicherheitselement (entlang der y-Richtung) ist oberhalb des Diagramms in Fig. 5a skizziert. Das in Fig. 5a dargestellte Messsignal wurde durch eine Vielzahl von Mess-Sensorelementen 7 detektiert, die entlang der y-Richtung angeordnet sind. Beispielsweise handelt es sich dabei um die zu einem bestimmten Zeitpunkt detektierten Messsignale der Mess-Sensorelemente 7, während das mit diesem Sicherheitselement ausgestattete Wertdokument an dem Magnetsensor vorbeitransportiert wird. Als Funktion der Ortskoordinate y liefert in diesem Beispiel jeder magnetische Bereich bl-b4 ein Messsignal in Form eines Doppelpeaks. Fig. 5b zeigt das entsprechende Korrektursignal, das die hinter den Mess-Sensorelementen 7 angeordneten weiteren Sensorelemente 8 zum selben Mess-Zeitpunkt von den Magnetbereichen bl-b4 dieses Sicherheitselements detektieren. Die Doppelpeaks der Korrektursignale sind entsprechend dem größeren Abstand der weiteren Sensorelemente 8 von dem Wertdokument kleiner als die der Messsignale der Mess-Sensorelemente 7. Zur Quantifizierung der Messsignale und der Korrektursignale wird z.B. das Maximum des Doppelpeaks bestimmt und dieser Maximumswert für die weitere Auswertung als Messsignal M bzw. Korrektur-signal K verwendet. Alternativ kann aber auch jeweils die Peak-to-Peak-Amplitude der Doppelpeaks oder die Höhe nur eines der Peaks verwendet werden oder die Fläche unter einem oder beiden Peaks des Doppelpeaks.

Zur Bestimmung einer Korrekturfunktion F(y) für das Messsignal M aus Fig. 5a werden für die Messpunkte entlang der y-Richtung das jeweilige Korrektursignal K mit den jeweiligen Messsignal M des Messpunkts verglichen, z.B. durch Bildung des Verhältnisses. Fig. 6a zeigt das Verhältnis dieser Signale als Funktion der Ortskoordinate y für diejenigen Messpunkte, an denen sowohl ein Messsignal M als auch ein Korrektursignal K detektiert wurde. Da die Anzahl der weiteren Sensorelemente 8 geringer ist als die Anzahl der

Mess-Sensorelemente 7, und damit nur für wenige Messpunkte beide Signale vorliegen, beschränkt man sich bei der Verhältnisbildung auf diejenigen Messpunkte entlang der y-Richtung, für die tatsächlich auch ein Korrektursignal detektiert wurde.

Das Verhältnis wird vorzugsweise jedoch nur für solche Messpunkte bzw. Sensorelemente gebildet, die ein deutliches Messsignal liefern, z.B. deren Messsignal oberhalb einer bestimmten Schwelle S liegt. Zum Beispiel wird dazu die in Fig. 5a und 5b eingezeichnete Schwelle von S=l verwendet.

Messpuhkte, bei denen das Messsignal des jeweiligen Mess-Sensorelements 7 oder das Korrektursignal des jeweiligen weiteren Sensorelements 8 unterhalb der Schwelle S=l liegen, werden für die Verhältnisbildung und die daran anschließende Abstandskorrektur ignoriert, z.B. die Messpunkte im Bereich y=40, in denen gemäß Figur 5a auch kein Magnetbereich vorhanden ist. Dadurch wird eine ggf. fehlerhafte Abstandskorrektur, die zu stark verfälschten Werten führen kann, vermieden.

Aus den in Fig. 6a dargestellten Verhältnissen wird für jede der auf diese Weise ausgewählten y-Positionen der Abstand des Wertdokuments von den Mess-Sensorelementen 7 an der jeweiligen y-Position bestimmt. Dazu wird das Verhältnis an der jeweiligen y-Position - anhand des in Fig. 4b gezeigten, im Vorfeld der Wertdokumentprüfung ermittelte Zusammenhangs aus Verhältnis und Abstand - in einen Abstand umgerechnet. Fig. 6b zeigt den auf diese Weise ermittelten Verlauf des lokalen Abstands des jeweiligen Messpunkts eines Wertdokuments von den Mess-Sensorelementen 7 für die ausgewählten y-Positionen. Außerdem ist eine daran angepasste Fitfunktion eingezeichnet, die eine kontinuierlichen Verlauf hat, und verwendet wird, den Wertdokumentabstand für jedes der Mess-Sensorelemente 7 (also auch die, deren y-Position nicht ausgewählt wurde) zu bestimmen.

Durch Einsetzen der in Fig. 6b gezeigten tatsächlichen Abstandswerte des Wertdokuments in die im Vorfeld der Wertdokumentprüfung ermittelte Abstandsabhängigkeit des erwarteten Messsignals aus Fig. 4a ergibt sich für jede y-Position ein bestimmter Faktor, um den das Messsignal des jeweiligen Mess-Sensorelements aufgrund des tatsächlich ermittelten Abstands verfälscht ist. Beispielsweise ergibt sich im Bereich y=55, wo ein tatsächlicher Wertdokumentabstand von etwa 1,9 mm ermittelt wurde, anhand der im Vorfeld der Wertdokumentprüfung ermittelten Abstandsabhängigkeit des

Messsignals aus Fig. 4a, ein im Vergleich zum Abstand y=l um etwa einen Faktor 2,3 reduziertes Messsignal (entsprechend einem Anteil von etwa 43%, vgl. Fig. 4a). Für eine Abstandskorrektur ist das Messsignal bei y=55 demzufolge mit einem Korrekturfaktor von 2,3 zu multiplizieren. Auf diese Weise wird die in Fig. 6c gezeigte Korrekturfunktion F(y) ermittelt, die diesen Korrekturfaktor F für jede einzelne y-Position angibt.

Zur Abstandskorrektur wird das Messsignal M(y) aus Fig. 5a, das die Mess-Sensorelemente 7 von den Magnetbereichen bl-b4 detektiert haben, mit der Korrekturfunktion F(y) multipliziert. Das Ergebnis dieser Korrektur ist in

Fig. 5c dargestellt. Aufgrund des im Vorfeld festgelegten Normabstands von a=l mm erhält man durch diese Korrektur das Messsignal, welches von dem Wertdokument zu erwarten wäre, wenn es an allen y-Positionen im idealen Normabstand von 1 mm vorbeitransportiert werden würde. Im Vergleich zu dem tatsächlich detektierten Messsignal aus Fig. 5a, bei dem der linke Dop-pelpeak des Magnetbereichs bl deutlich größer ist als die rechten drei Dop-pelpeaks, führt die durchgeführte Abstandskorrektur dazu, dass erstens die Doppelpeaks der beiden langen Magnetbereiche bl und b3 aneinander angeglichen werden und zweitens auch die Doppelpeaks der beiden kurzen Magnetbereiche b2 und b4 aneinander angeglichen werden. Das korrigierte Messsignal wird anschließend zur Prüfung des Wertdokuments verwendet. Insbesondere kann damit eine magnetische Kodierung eines Sicherheitselements des Wertdokuments geprüft werden oder der magnetische Aufdruck eines Wertdokuments überprüft werden. Zur Prüfung des Wertdokuments wird das korrigierte Messsignal z.B. mit einem für das Sicherheitselement erwarteten Messsignal verglichen. Das Ergebnis kann z.B. im Rahmen einer Qualitätsprüfung oder einer Echtheitsprüfung des Wertdokuments verwendet werden oder zur Bestimmung der Identität des Wertdokuments.