片材及用于制造和处理该片材的设备与方法

文档序号:2591479阅读:499来源:国知局
专利名称:片材及用于制造和处理该片材的设备与方法
技术领域
本发明涉及带有电路的片材及用于制造和处理该片材的设备与方法。
背景技术
当对诸如钞票这样的现有片材进行处理时,如计算和/或分拣时,需要利用传感装置进行精心处理。

发明内容
因此本发明目的在于提供带有电路的片材,及用于制造或者处理该片材的设备与方法,其降低了制造或处理该片材所需的费用和时间,和/或有利于和/或改进了这种制造和处理,和/或使得这种制造或者处理更为可靠。
该目的利用独立权利要求中的特征得以解决。从属权利要求描述了优选的实施例。
尤其是,该目的利用一种用于对带有至少一个电路的片材进行处理的设备和方法得以解决,其中能量和/或数据被从所述设备发送至所述电路和/或从所述电路发送至所述设备,并且视具体情况而定,至少一部分所发送的能量或者数据被用于进行所述处理。
一种检验装置被用于此目的。这种检验装置,在下文中也被称作测试、读取、发送装置或者单元,视具体情况而定,可以被设计成不仅用于对能量和/或数据进行发送,而且还用于对这些数据进行分析。因此,在本发明的含义之内,这种检验装置不仅可以被用于接收能量和/或数据和/或发射能量和/或数据,而且可以被用于依据所发射和接收的能量和/或数据进行测试,视具体情况而定。
根据一般定义,词语“数据”可以指信息,尤其是在片材电路与处理设备之间单向或者双向发送的信息,即包括如呈处理指令或者控制指令形式的信息,尤其是那些发生在其它发送信息上的处理指令或者控制指令,视具体情况而定。在此,“能量”尤其用于通过具有所述处理设备而使得这种数据发送如向片材电路供给能量。关于这一点,词语“电路”可以指电路本身,即如一个用作集成电路的芯片,以及其耦合元件,如其接触表面、耦合天线或者耦合光电二极管等等。
本发明的具体实施例涉及这种片材,其带有电路,和一个或者多个用于发送能量来向该电路供给电压的发送装置,和/或一个或者多个用于向该电路发送数据的发送装置,和/或一个或者多个用于从该电路发送数据的发送装置。在此,各种所述发送单元均可以基于不同的物理作用模式进行工作。如,经由触点发生电耦合、利用电场发生耦合、利用磁场发生耦合、诸如光耦合这样的利用电磁波发生光学耦合、利用形变发生耦合、利用机电元件发生耦合、利用声音发生耦合以及利用热量发生耦合可以单独地或者以组合方式发生。在本发明的含义之内,光指的是所有类型的电磁辐射,尽管优选的是指可见光,但是也指UV光、红外光、无线电波或者微波。
其它方法,如借助于改变光学发送、反射和/或吸收的系数进行的数据发送,如利用所谓的电子纸张,和/或通过对经由发送装置发送至所述电路内的能量进行负载调制而进行信息发送,也可以被用于从所述电路内发送出数据。
本发明的一实施例涉及设备和方法,其中带有电路的片材可以被制成一个堆垛,并且通过在片材中的电路与设备中间进行通信而测定和/或俘获这些片材的一种或者多种性能,和/或通过通信将信息和/或数据发送至所述电路,并且如存储在钞票芯片中的存储器内。在堆垛测量中存在有两类测定方式,一种利用一个静态堆垛来实现,而另一种利用一个移动堆垛来实现。
在此,视具体情况而定,“静态”堆垛或者“移动”堆垛可以被理解为两个堆垛总体上是静态或者移动的,和/或堆垛中的各个薄层或者所有薄层是相对静态或者移动的。
本发明的另一实施例涉及用于对具有至少一个电路的片材进行处理的设备和方法,优选的是以静态方式,其中在将这种片材分离开之前,在所述电路与用于分离特定片材的设备之间进行信息交换。混扰/串扰问题可以如利用光学方式(optical enabling)加以解决。分离器中的其它验证传感器使得能够在无需测定路径的条件下构建钞票处理机。
此外,所述目的利用具有电路和发送装置的片材以及用于这种信息交换的设备和方法加以解决,其中发送装置用于将能量和/或数据发送至电路或者从电路得到能量和/或数据。还必须强调的是,针对钞票来说,根据本发明的片材指的是未印刷的钞票纸和已经印刷完毕的钞票纸。
在本发明的另一实施例中,片材上的电路具有至少一个存储器,该存储器带有大量的独立存储区域,这些存储区域可以在所述片材流通的同时写入和/或读取内容。还有,本发明可以提供即将被记录在存储器中的特定使用数据和/或从其中读取这些数据。
本发明的另一实施例涉及带有电路的片材,该电路带有一个存储器,以及用于利用该电路进行信息交换的设备和方法,其中PKI(Public KeyInfrastructure)方法用于确保信号交换和验证某些性能(如钞票的面额)。由于不再需要防伪电子设备,所以这就可以简化设备的构造。
本发明的另一实施例涉及用于与片材中的电路进行信息交换的设备,同时为了交换信息,输送片材穿过该设备,并且信息交换与片材的传送和方位无关。
根据其它独立权利要求,所述目的也由容器,如用于存储和/或输送片材的保险箱或者盒子或者带子;中间产品,如用在片材制造过程中的转印元件;用于制造片材或者制造用在片材制造过程中的中间产品的方法;以及用于在片材或者用在片材制造过程中的中间产品的制造过程中使用的设备,来实现。
尤其必须强调的是,从属权利要求的各个特征以及在描述过程中引证的实施例最好可以组合使用,或者也可以完全或者至少部分地相互独立并且独立于独立权利要求的主题。


下面将基于示例性实施例对本发明进行描述。
其中图1是货币流通的简化示意图;图2是一个根据本发明呈钞票形式的防伪纸实施例;图3是另一个根据本发明呈钞票形式的防伪纸实施例的俯视图;图4是另一个根据本发明呈钞票形式的防伪纸实施例的俯视图;
图5是一个根据本发明用于对电路进行合并的凹版印刷板的横剖面;图6是一个利用根据图5的印刷板印制而成的文件的横剖面;图7是一个带有前置阶段和印刷阶段的转轮印刷设备的示意图;图8是一个用于自动调整方法的压纹箔片;图9是一个根据图8的压纹箔片的横剖面,带有位于其中的芯片;图10是另一个用于自动调整方法的压纹箔片实施例的横剖面;图11是对钞票中芯片的接触表面进行定位和设置的示意性俯视图;图12是另一种自动调整方法实施例;图13是一种用于根据图12a所示方法的压纹和印刷格式的横剖面;图14是将一个多层印刷电路转移到一个基体上;图15是另一个根据本发明呈钞票形式的防伪纸实施例的俯视图;图16是另一个根据本发明呈钞票形式的防伪纸实施例的俯视图;图17是一张根据图16的钞票沿着A-A的剖面;图18是贯穿一张带有铁磁芯体的钞票的示意性横剖面;图19是贯穿一个设备的示意性横剖面,该设备用于在纸幅中形成局部定义的铁磁区域;图20是一个滤网的示意图,该滤网用于在纸张中形成局部定义的铁磁区域;图21是一张带有一个芯片和两个天线的钞票的示意图;图22是另一个根据本发明呈钞票形式的防伪纸实施例的俯视图,利用了线圈-芯片技术(coil-on-chip technology);图23是带有电感式耦合元件和光学式耦合元件的钞票实施例;图24是带有荧光染料(LISA)的光电二极管的功能原理示意图;图25是一张带有LISA光电二极管的钞票的示意图;图26是另一张带有LISA光电二极管的钞票的示意图;图27是一种磁致伸缩-压电式化合物;图28是一张带有所述磁致伸缩-压电式化合物的钞票;图29是一个作为电子防伪元件永久性集成在钞票中的振荡电路的等效电路图;图30是带有电容式耦合元件的钞票的第一实施例;图31是带有电容式耦合元件的钞票的第二实施例;
图32是另一个根据本发明呈钞票形式的防伪纸实施例的俯视图;图33是根据图22的钞票的一部分制造方法的示意性透视图;图34是一个带有电触点的钞票实施例;图35是另一个带有电触点的钞票实施例;图36是由逻辑部分和HF界口构成的电感式耦合式转发器的方框电路图;图37是一叠带有光能供给源的钞票的示意图;图38是带有读取装置的盒子的示意图,该读取装置用于带有芯片的钞票;图39是由条带密封起来的小型钞票捆的示例;图40是图39中所绘示例的侧视图;图41是另一个由条带密封起来的小型钞票捆的示例;图42是一个用于将小型钞票捆保持在一起的条带实施例;图43是图42中所绘示例的侧视图;图44是带有光学通信装置的堆垛测量装置示例的俯视图;图45是带有光学通信装置的堆垛测量装置示例的侧视图;图46是带有光学通信装置和电感通信装置的堆垛测量装置示例的侧视图;图47是读取装置的示意图,该读取装置用于读取出一个堆垛中带有磁性纸的电感式耦合钞票;图48是带有电容通信装置的堆垛测量装置示例的侧视图;图49是一叠根据图30的钞票的等效电路图;图50是一叠与图30相比经过改进的钞票的等效电路图;图51是另一个带有电容通信装置的堆垛测量装置示例的示意性透视图;图52是两个用于根据图28的钞票的读取装置;图53是一个用于根据图27的钞票的替代品,带有相关读取装置的一部分;图54是一种利用若干数据库对复制品进行检验的示例的示意图;图55是另一种利用若干数据库对复制品进行检验的示例的示意图;图56是又一种利用若干数据库对复制品进行检验的示例的示意图;
图57是钞票处理机的第一实施例,尤其用于对钞票进行分拣;图58是带有电路和天线的钞票实施例;图59是用于根据本发明的钞票处理机的数据交换装置的第一实施例,用于对带有电路的钞票进行处理;图60是用于根据本发明的钞票处理机的数据交换装置的第二实施例,用于对带有电路的钞票进行处理;图61是用于根据本发明的钞票处理机的数据交换装置的第三实施例,用于对带有电路的钞票进行处理;图62是与根据本发明的钞票处理机一同使用的钞票输入单元实施例;图63是钞票处理机的第二实施例,尤其用于对钞票进行计算和/或评估;图64是钞票处理机的第三实施例,尤其用于对钞票进行计算和/或评估;图65是一个用于钞票的心轴计数器的示意图;图66是一个货币存储机示例;而图67是另一个货币存储机示例。
具体实施例方式
尽管本发明涉及任何类型的片材,并且还可以被用于片状的有价文件,如支票或者票证,但是尤其适用于钞票。这也就是为什么下面的描述尤其针对与钞票相关的具体问题以及对这种钞票进行处理。
根据本发明的构思,由于其可以以前面提及的实施例和下面进一步描述的实施例加以设施,所以允许对整个货币流通中的步骤以及用于此的钞票处理设备进行实质性改进和重构。
因此,参照它们在货币流通中的特殊意义,本发明的各种实施例可以非常好地得以解释和理解,其中货币流通借助于图1中的基本性能进行图示。
货币流通当在造纸厂20中制造出纸时,适用于钞票的防伪纸就被制造出来,并且带有诸如水印和/或防伪线这样的防伪特征。在后续于钞票印刷厂21中进行的钞票印刷过程中,利用防伪油墨对所述防伪纸进行印刷,并且根据需要带有其它防伪特征。
在钞票印刷22以及其它可能存在的制造步骤之后,对钞票进行质量保证23,在此过程中对它们的质量进行检验。劣质钞票或者不满足某些质量标准和仅满足部分质量标准的钞票,通常通过送入销毁装置24、尤其是碎纸机内而立即销毁。
经过检验的完整钞票由中央银行25送入流通领域,同时由该银行将它们交付给各个商业银行,在这里钞票要么在银行的现金柜台35处直接递交给顾客34,要么经由货币分发机27递交给顾客34。
在商店30中,在付款过程中由个体消费者34支付的钞票被置于便携式收银机33中,或者它们也可以被置于自动化货币输入装置32内,由该输入装置32根据需要对存储的钞票进行验证、识别它们的特定面额、以及对它们进行总计。所获得现金中的至少一部分被随后返回至商业银行26,在这里将它们计入特定商店的帐户30。钞票可以直接在柜台35处进行存储,或者可以被存储在现金存储机28内。组合式货币存储和货币分发机29,即所谓的再循环器(recyclers),商业银行的顾客可以用它来存储和分发现金,尤其适用于现金较少的情况。
存储在商业银行26处的钞票通常返回至中央银行25,在这里利用自动化钞票处理机31来对它们的可靠性尤其是是否适合进一步流通进行验证,这取决于钞票的磨损度和玷污度。不再适合于流通的不合格钞票被送入销毁装置24内,尤其是碎纸机内,而符合额定可靠性并且仍旧适合流通的钞票可以被再次分发给商业银行26,并且再次进行流通。
在下文中,更为详细地描述了多个示例,并且本发明的不同方面借助于示例在货币流通的不同阶段进行阐述。
带有电路的钞票的制造过程和设计构造当在造纸厂20中制造出纸时或者当在钞票印刷厂21中制造出钞票时,防伪纸带有电路,如集成电路。
当在造纸厂20中制造出纸时,所述集成电路可以已经包埋在防伪纸中或者施加在防伪纸上。在钞票印刷厂中,视具体情况而定,所述电路不被施加在钞票上或者被结合入其中,直至对这种防伪纸进行进一步处理。优选的是,这一点可以通过在印刷过程中将其与印刷油墨混合起来加以实施,或者将其转印到带有印刷油墨的文件上。可选择地,电路被预制在一应用在钞票上或者结合入钞票内的载体上或者载体中。类似地,若干电路可以在造纸厂20和钞票印刷厂21中制造,或者可以在造纸厂20与钞票印刷厂21之间对一个或者多个电路的制造进行划分。
有益的是,所述电路利用印刷技术在基层上制造而成,即在防伪纸或者载体层上;同时两个通常分开执行的制造步骤,即对电路进行制造并且随后将其应用到一个基层上,被组合在一个步骤中。总而言之,这种生产过程明显降低了制造成本。此外,印刷在防伪纸或者载体层上的电路,可以利用很高的难度才能够从成品钞票中去除,或者具有潜在的自动毁坏性,从而使得任何用于处理的进一步使用变得明显更为困难或者不可能实现。
有益的是,所述电路的位置在每一种文件中至少略微发生改变,尤其是在钞票中,从而使得当这些文件被叠置起来时所述电路不结束直接相互叠置起来,由此防止在所述电路区域的叠置厚度增大,以及防止该堆垛中的各个电路发生交互的高频基干扰(a reciprocal high-frequency-baseddisturbance)。
根据本发明用作防伪纸的片材最好由狭义的纸构成,即由棉花或者纤维素纤维制成。但是,也可以主要由包含天然纤维和/或合成纤维的任何其它类型材料制造而成。还有,防伪纸可以由一个或者多个塑料薄膜组成,它们可以任选性地与防伪纸中由纤维构成的层发生结合。
在此,在本发明含义之内,所述电路在最为简化的情况下可以仅包括一个电子模块,或者包括一个复杂的电路,尤其是集成电路,其包括几个或者多个电子模块。所有已知的无源模块,如电阻器、电容器和半导体二极管;或者有源模块,如晶体管和可控硅整流器;以及换能器,如光电二极管和发光二极管,均非常适合用作电子模块。
优选的是,所使用的集成电路,即所谓的芯片,一般的尺寸小于1毫米×1毫米,并且厚度处于20至100微米之间,尤其带有至少一个用于存储数据的存储器。但是,如边长为0.3毫米而厚度小于20微米的小型芯片也可以使用。一般所使用的存储器可以是RAM、ROM、PROM、FRAM、MRAM、EPROM、EEPROM、或者FIFO存储器。此外,所述电路可以带有一个处理单元,尤其是微处理器,用于对数据进行处理。
对于某些应用领域来说,有益的是将所述集成电路中的存储器设计成永久型和可写入型存储器,尤其是PROM、EPROM和/或EEPROM,带有若干独立的存储区域,这些存储区域可以在钞票流通过程中写入内容。各个存储区域均可以带有不同的访问特权,用于进行写入和/或读取操作,从而使得某些行为将仅允许某些人或者装置有权使用。
至少一个存储区域可以被构造成能够使得若干不同的人群或者实体,如商业银行26、货币分发机27、货币存储机28、组合式输入和输出机器29、自动化货币输入装置32、现金和/或个体消费者34,能够对该存储区域进行访问。在此,所述电路中的存储器分割成多个部分,以便使得各个存储区域均备用于特定的人群,即使尚未在其上写入任何数据。
所述电路中的存储器最好包括一个认证系统,其包括位于不同访问权限上的数据,用于读取和/或修改存储器中的内容。
优选的是,信息被寄存在存储器中,包括人物、时间、地点或者借助于何种设备或者装置,视具体情况而定,数据被写入存储器和/或从存储器中读取。
如果存在芯片被损坏的相对较高风险,并且由此在一种可能的结合过程中无法正常工作,那么还可以结合入若干个芯片。在文件完成之后,可以对芯片的可操作性进行检验,并且视具体情况而定,多余的芯片可以去除或者使得其无效。如果芯片被以一种不受控制的方式结合入文件内,如果它们被添加到纸浆中,并且各个文件均装配有在统计学上波动数目的芯片,那么可以确定出实际存在于文件中的芯片数目,并且潜在地可以对文件进行核实(potentially verifiably documented)。
最后,当对特定防伪纸的可靠性、使用历史或者预期用途进行检验时,可以使用存储的数据和/或对数据进行处理的结果。关于这一点,使用过程可以包括制造过程的数据,如各个制造步骤和/或片材的流通过程,在先处理操作的数据,如在先测试结果;和/或后续处理操作的数据,如从处理设备分发片材和/或对片材进行输送。
由于根据本发明使用的芯片非常小,所以存在着芯片从真实文件上去除的风险,如被冲切下来,并且随后作为认证芯片(authentic chip)被插入到伪造文件内。为了避免该情况发生,可以方便地从芯片中去除各个独立功能,并且以在很大表面上分布的电子元件形式将它们置于文件的其余表面上或者其中。在该情况下,总体单元,即电路加上其它元件,最好占据文件表面的5至95%,特别优选的是占据50至90%或者70至90%。这种信息可以指的是电路的整个表面和/或如是钞票表面由诸如线圈这样的单元所封闭区域的尺寸。在较大表面上进行分布具有很大的优点,即防止通过将钞票裁开并且再次以略微较短的形式将它们放置在一起而获得伪造文件,如将20张原始钞票放置在一起作为21张略微较小的钞票。
关于这一点,在较大表面上进行电路分布原则上可以构成一个可工作电路,该可工作电路可以以电感方式、电容方式进行访问,或者也可以通过直接接触进行访问。
由于按照印刷技术,类似于晶体管、二极管等等这样的元件也可以借助于导电聚合物或者导电性聚合物制造而成,视具体情况而定,或者基于薄的非晶体或者多晶体硅层(α-Si,p-Si),所以有利于制造较大表面的电路。
原则上,也可以想到借助于导电性聚合物代替整个电路。由于通常对这种聚合物进行压印,所以当视具体情况而定直接在防伪纸上进行印刷时或者在转印一个单独制备的印刷电路时,必须对防伪纸的粗糙表面进行平整。这一点可以借助于砑光、上漆或者通过在对应表面上涂敷一种底漆涂层来实现。但是,有益的是,这类手段还可以与根据本发明的其它文件实施例一同使用。
为了还能够借助于印刷方法制造出带有非常精细结构的电路,如晶体管的门极,有益的是可以合适地借助于印刷方法(如钢质凹版印刷)对电路区域进行雕刻。这一点可以在涂敷电路中的有机聚合物化合物之前进行(事先处理),或者在涂敷之后进行(事后处理)。利用这种方式,对印刷工艺的精度要求将不太严格,并且由此对涂敷技术的容差的依赖性降低。
同样,利用硅技术形成的密集电路可以被分成多个功能单元,并且随后经由合适的导线相互连接起来,这些合适的导线可以包括简单的逻辑元件,如放大器、信号整形器或者天线。在此,所述导线和其它元件均可以借助于聚合物技术制造而成。因此,当利用这种解决方案时,不再需要设计一个完整的集成电路,而是带有不同任务的功能单元。因此,如RAM存储元件、CPU元件、ROM存储器、用于外围装置的驱动元件、用于输入参数的传感元件等等,均可以在一个独立的硅元件上形成,并且这些元件后续被相互连接起来。这种方法能够制造出可以相互组合的标准单元,由此避免了不断地投入巨资对新的芯片进行研发。
对于某些应用领域来说,有益的是提供诸如光学发送装置这样的发送装置,经由该发送装置,可以与所述电路进行数据和/或能量交换。尤其是,这种解决方案获得了下述优点,即除了通常使用的经由高频场进行数据和能量发送之外,可以形成额外或者替代性的发送方式。如,能量可以经由高频场进行供给,同时实际的通信,即数据或者信息的交换,利用光学装置经由所述电路来进行。
在下面对根据本发明的文件的层状结构和制造过程的具体示例进行了描述。为了清楚起见,在各个示例中描述过的手段可以任意地相互组合起来。这些示例仅用于例证本发明的各个特定方面。
示例1图2示出了一个根据本发明的防伪纸实施例。该图中的部分a)和b)示出了沿着线A-B平行于所述防伪纸所在平面的剖视图或者垂直于该平面的剖视图。
防伪纸,在此为钞票1,带有一个应用在载体层10上的电路3。仅被示意性图示为正方形形式的电路3,可以是一个如由离散模块或者集成电路构成的电路。在这两种情况下,均使得电路3可以从外部进行访问,即信息可以从外部发送至电路3或者电路3可以将信息发送至外部,如发送至一个对应的读取器。
为了这种信息交换提供了发送装置。在某些优选实施例中,发送装置呈天线形式,如环形天线或者双极天线,能量和/或数据可以经由它们发送出去。
在所示出的示例中,发送装置允许进行光学数据发送。为此,电路3装配有光发送器4,尤其是发光二极管,如薄膜式发光二极管(OLED或者类似器件);和光接收器5,尤其是光电二极管。在每一种情况下,视具体情况而定,光电二极管元件6耦合在光发送器4或者接收器5上。光电二极管元件6将由光发送器4产生的光线引导至钞票1的边缘,或者将散射到钞票1的边缘区域内的光线导引至光接收器5。
进行信息交换,以便使得所发射出的或者接收到的光线的光谱结构取决于待发送的数据。优选的是,时间进程(the time course),尤其是所发射出或者接收到的光信号的脉冲持续时间、脉冲幅度、脉冲间隔和/或脉冲序列,也可以取决于待发送的数据。
在最为简单的情况下,发送装置4、5和6仅用作一个“光学开关”,在接收到外部光信号时,将电路打开,或者使得其进行工作和/或发射出用于电路的特定工作状态的特定光信号。在下文中将更为详细地对可能的发送方法的其它细节进行描述。
应用在载体层10上的合适玻璃纤维或者塑料纤维可以被用作光电二极管元件6。可选择地,光电二极管元件6也可以利用类似于电路3的印刷技术在载体层10上形成,如,通过借助于诸如丝网印刷这样的印刷方法涂敷一种合适的透明塑料。
光发射器4或者光接收器5也可以利用印刷技术制成,尤其是利用半导体和/或有机发光化合物,如对应的聚合物,或者通过涂敷薄的非晶体或者多晶体硅层(α-Si,p-Si)。
正如在图2b中可以看到的那样,包括发送装置4、5和6的电路3被应用在载体层10上。优选的是,利用粘结作用将载体层10应用到钞票1上,为此,在一侧的载体层10与另一侧的钞票1之间设置一粘结剂层12。
也可以利用印刷技术直接在钞票1上制取包括发送装置4、5和6的电路3,所述发送装置也被称作耦合装置或者耦合元件,或者将电路3在钞票1中置于两个部分层(partial layers)(未示出)之间。
一个覆盖层11,尤其用于防止电路3遭受篡改、弄湿和/或玷污,可以被额外地设置在电路3和/或发送装置4、5、6所在的区域中。覆盖层11和/或载体层10最好被设计成防伪元件,它们能够产生出预期的光学效果。在此,载体层10或者覆盖层11本身,甚至可以构造有若干个独立层,它们也能够产生出一种全息效果。光电二极管6也可以直接由覆盖层11形成。
可选择地或者除了前述内容之外,载体层10和/或覆盖层11包含特定的色素,它们能够产生出可变化的光学效果。优选的是,液晶色素或者其它色素(如利用了干涉效果的色素)可用于此目的。以这种方式,除了电路之外,其它的防伪特征被应用在钞票1上,由此进一步提高了其对抗伪造和窜改的能力。
正如前面已经解释过的那样,与电路3进行光学数据和/或能量交换可以与经由高频场进行数据和/或能量交换组合起来。在该情况下,除了光发送装置4至6之外,还设置有对应的发送装置,尤其是双极天线或者环形天线(未示出)。
也可以借助于光生伏打装置向电路3供给能量,尤其是一个或者多个太阳能电池,或者位于钞票中或者钞票上的纸张电池或者压电元件,当受到压缩时,会感应出可以用于供给能量的电压。这一点也许已经用于通过利用自然光或者人造光对电路进行操作,以便使得可以消除用于供给能量的其它和潜在的昂贵装置。
示例2根据另一实施例,一个小而薄的芯片可以设置在一条防伪线上,该芯片的边长约为0.3毫米,厚度小于80微米,尤其是小于20微米。这种防伪线被至少部分地包埋在防伪纸中。图3示出了一个钞票实施例,其中防伪线50被或多或少地编织入防伪纸内,并且在某些称作“窗口”51的区域直接到达钞票1的表面。在图3中,完全由防伪纸包围起来的那部分防伪线利用虚线示出。在此,防伪线50可以具有一个导电涂层,该涂层被设计成偶极子,并且用于在芯片中发送能量和/或数据。由于这类防伪线在实际中无法在不破坏防伪纸的条件下从防伪纸上分离下来,所以在本实施例中能够很好地防止芯片被恶意去除。
借助于存储在芯片上的信息,可以获得另一种防护效果。因此,有益的是在芯片的存储区域中存储特定钞票的所谓“独特特征”作为识别标准。关于这一点,所述信息是特定钞票的独特特征。如,可以制定序列号或者源自于序列号的参数,或者还可以制定芯片在钞票中的x、y坐标。由于相对于钞票来说防伪线永远不会被包埋在同一位置处,所以x、y坐标是良好的设定标准(assignment criterion)。借助于防伪线的几何形状在成品钞票上进行测定,并且在最终处理步骤中存储在芯片上。芯片与钞票之间的关系可以通过在芯片中存储除x、y坐标之外的其它数据,如序列号,而更为清楚地加以构造。
针对对防伪线进行篡改或者去除的其它防护措施,通过测定和存储芯片的谐振频率来提供。即,如果有人希望成功地将防伪线从防伪纸中完整拉出,那么在任何情况下均将导致防伪线受到拉伸,并且由此导致谐振频率发生改变。
示例3芯片或者电路也可以借助于转印方式被转印到钞票1或者防伪纸上。在图4中示出了此类实施例。在此,转印元件呈一根条带53的形状,该条带53平行于钞票1的短边进行延伸。在俯视图中,我们可以看到一带有凹槽54的金属表面,在所图示的示例中,凹槽54呈标记形状。集成电路被包含在该转印元件53的层状结构中。涉及前述内容的具体实施例在WO02/02350中进行了描述,其中表述的内容据此作为参考。
在此,转印元件53必须被很好地锚固在钞票1上,以使得防伪元件53不会被横跨整个表面被撕下。这一点如可以通过使转印元件53非常薄以致于其机械稳固性不足以将其完整地撕下而实现。还有,其必须确保粘结剂渗入防伪纸之内,并且粘结剂的耐用性非常好以致于无法被以机械方式和/或化学方式去除。交联型粘结剂体系可用于此目的。可以通过在转印元件53所在区域中向防伪纸上涂敷一种底漆而使得背景平滑。在该情况下,即将用于对转印元件53进行转印的粘结剂可以被选择成能够与所述底漆发生反应,从而利用交联作用实施化学防护。
此外,所述转印元件可以部分带有凹版印刷部,这将导致对转印元件53具有强大的局部锚固和扭曲作用。如果试图以机械方式去除转印元件53,将会在凹版印刷部区域中产生额定断裂。
正如在前一示例中示出的那样,可以借助于对谐振频率进行测定并且将测定结果存储在芯片上来实施额外防护。由此可以证实,通过对赝品耦合表面进行冲压和接触,会发生复位现象。
需要注意的是,转印元件可以指两种元件,诸如在前面根据图4进行描述的转印元件53这样的元件,其用作在制造过程中永久性附着在钞票纸上的防伪薄片,以及诸如根据图14的载体薄片78这样的元件,载体薄片78将在下文中更为详细地予以描述,并且在电路已经与防伪纸连接起来之后被从钞票纸上扯掉。
示例4图5示出了另一种将芯片结合入文件内的可能方案的示意图。
在该示例中,芯片在印刷操作过程中被转移到钞票上。这一点可以在印刷过程中的预压制阶段进行,即当纸张接近施压滚筒时,或者当印刷纸张在印刷操作之后离开时。该工序的基本构思是,使印刷纸张的所有独立副本依次或者在一个完整步骤中均带有芯片。在下文中对可以用于供纸印刷和连续印刷的各种实施例进行了描述。
图5示出了一块带有常见凹陷部85的凹版印刷板84,印刷油墨以典型方式注入凹陷部85内。成形有一个或者多个这样的凹陷部85,以便使得芯片87可以被结合入该凹陷部内。在所示出的示例中,一个凹陷部具有开口86,通过该开口86,可以借助于来自于印刷板后方的高压空气供给一个芯片。这一点可以在向凹陷部85中灌注印刷油墨之前或者之后进行。优选的是,在所述凹陷部中已经充满印刷油墨之后对芯片进行结合,从而使得芯片位于印刷油墨中,并且受到印刷油墨的保护。优选为纸的文件材料在印刷操作过程中被压入凹陷部85内,并且由于油墨的高位涂敷作用(raisedapplication of ink),油墨被转移到文件上。
在图6中示出了印刷后的文件88。芯片87可以在油墨涂敷部89中看到,该芯片87完全被印刷油墨89环绕起来。
图5中的描绘仅用于对基本原理进行例证。当进入实际应用时,其它手段,如在印刷操作过程中对开口86进行封闭,确保每次在印刷板上的墨点中恰好存在一个芯片,对印刷板进行清洁,包括对供给芯片的区域进行清洁,等等,是必要的。由于印刷纸张的所有副本均需要在印刷操作过程中带有芯片,所以供给装置最好被设置成多个,即每个独立腹板至少一个。芯片元件87最好为转发器芯片,即它们带有一个天线和所有的功能元件,并且完全能够在不利用其它手段的条件下依靠自身进行工作。现有的转发器芯片,如,所具有的边长恰好为0.3毫米,而厚度接近50微米。
当所述转发器如前所述在印刷操作过程中被转移到钞票上时,该工艺步骤可以被非常完美地结合入制造工艺中,此外,所述芯片被最适宜地隐蔽在油墨中,并且很好地防止受到化学影响。
示例5利用前述工序,对于印刷纸张本身提供的各个独立副本来说,可以轻易地将芯片设置在不同位置。如果一个印刷纸张具有如54个独立的副本,那么我们会得到54个潜在变化(variational potential)的用于进行包埋的不同位置。每一条额外的印刷线或者额外的印刷工作均会导致一个额外的潜在变化。
这就证实了尤其适用于以大批量发放的并且在大量印刷线上而且有可能在若干个印刷工位中制造出的货币。对于这些货币来说,芯片87的结合位置可以发生非常大的变化,以致于在一捆已使用的钞票中发现直接叠置的芯片87的可能性相对较小。由于芯片的相互干涉非常低,所以这种类型的钞票捆显然易于针对独立的钞票1进行检验。
示例6如果转发器芯片87的单价允许,我们可以考虑在钞票中包埋不止一个芯片87。由此,这些芯片相互之间的特定位置也必须借助于印刷板的设置来发生变化,由此使得能够在两个芯片必须直接相互叠置或者相互之间非常接近的情况下,切换至另一个芯片。这就意味着,具有最小干涉的芯片或者被非常令人满意地设置起来的芯片总是可以被访问。
示例7印刷纸张或者该印刷纸张的特定独立副本,可以以多种不同方式带有芯片87。
如同参照图5所描述的那样,一种构思是通过钻孔将芯片结合入印刷板内。但是,这种工序并不仅局限于印刷平板。如,当利用旋转印刷工艺时,钻孔也可以源自于滚筒的内部,如施压滚筒的内部,从而使得芯片可以被从滚筒的内部转移至对应的凹陷部。
示例8还有,可以偏离已经描述的工序以及通过一个如由两个滚筒构成的插入设备发送各个独立印刷纸张,其中所述滚筒有助于在实际印刷工艺之前将芯片附着在未印刷的纸张上。图7以典型方式示出了一个来自于预压制阶段441和印刷阶段442的辅助旋转印刷设备440。插入滚筒443最好具有与施压滚筒444和背压滚筒445相同的直径。插入滚筒443用于将芯片3分离,将它们转移到印刷纸张446上,并且借助于粘结剂或者类似物质将它们附着在这里。接着,印刷纸张446被输送入实际的印刷工位442,并且带有印刷图像447,优选的是进行钢质凹版印刷。
在预施压阶段441中,芯片3即将被设置在印刷薄片446上,以便使得它们可以后续与印刷图像447中的元件叠置起来。关于这一点,所述印刷图像的细节足以确保芯片3可靠地由印刷油墨覆盖起来,并且它们不会遭受损坏。对于这些量度来说,必须考虑到在印刷过程中产生的容差。
在预施压阶段441中的滚筒443上对芯片3进行分离和从这里转移至印刷纸张446上可以通过从滚筒的内部穿过至少一个滚筒443上的钻孔来实现,或者也可以利用其它元件来实现,这种其它元件被用于首先将芯片3应用到滚筒的表面上,并且随后在印刷纸张446穿过旋转的滚筒443进行移动的同时,将它们传送至印刷纸张446上。应用操作也可以如借助于一根应用有芯片的转移条带来实现,所述芯片被压制在用于对芯片进行转移的滚筒的表面上。
示例9如果经由插入滚筒从外部向施压滚筒供给芯片,而并非通过压板上的钻孔从施压滚筒的内部供给芯片,会导致另一种可能性。在该情况下,插入滚筒443被设置在施压滚筒444的圆周处,即在根据图7的印刷步骤442中,类似于背压滚筒或者涂墨滚筒。其在印刷板被涂墨之前或者之后,将芯片转移至各个独立副本上即将带有芯片的区域。
所述后一种实施例利用了前述两种方法的若干优点。因此,芯片在印刷操作过程中得以转移,由此在钞票的制造工艺中实现了非常高效的综合。利用这种方法,芯片也被设置在印刷板上盛装油墨的凹陷部中,优选的是在表面附近,从而使得芯片在被转移到印刷纸张上之后,被设置在纸张表面区域中,即被封装在油墨中并且很好地受到保护。从技术的观点来看,由于对来自于施压滚筒内部的芯片进行分离会非常成问题,所以经由插入滚筒从外部转移到压板上是一个不错的替代方案。
示例10为了与设置在文件中的芯片进行通信,必须将芯片连接到合适的接触表面上。这一点通常利用引线接合工艺来进行,即经由细线(优选的是由金制成的细线)形成连接,或者通过芯片倒装技术来进行,此时芯片的接触表面以对置方式应用在外部接触表面上,并且如借助于导电性粘结剂或者等平面接触工艺连接起来,所述等平面接触工艺即所谓的“楔形粘结工艺”。所谓的“流体自动组装”工艺,如如US 6417025或者WO 01/33621中描述的那样,提供了一种可替代技术,其中芯片在触点朝上的条件下被“扫入”一张薄片上的微小凹陷部内。接着,借助于平版方式在芯片的上侧面上实现接触。在本发明的范围之内,这种技术非常适用于制造用于钞票的防伪线或者转印元件。但是,任何其它的预期薄片元件也可以以这种方式带有芯片。
在下文中利用制造带有芯片的防伪线的示例来对根据本发明的方法进行解释。首先,呈环形的载体薄片带有凹陷部,这些凹陷部大致具有与待包埋芯片相同的尺寸。在图8中示意性地示出了一个载体薄片60。在此,载体薄片60带有梯形的凹陷部61,这些凹陷部61如利用压纹工艺而形成。关于这一点,凹陷部61在整个环形薄片上分布,以便使得当薄片60在后来被分成各个独立防伪元件时,在这些防伪元件中包含所需数目的芯片。
在下一步骤中,由此制备的薄片60利用一种包含芯片62的液体进行漫灌。关于这一点,芯片62被扫入凹陷部61内,并且以这种方式自动定向。图9示出了在芯片62已经被扫入之后的薄片62。芯片的接触表面63此时仍旧需要借助于平版方式与薄片60上的对应导电路径发生接触。但是,等平面接触工艺,即所谓的“楔形粘结工艺”,或者经由喷墨方式的接触工艺,也是可行的。
示例11取代以前述方式结合使用的通常用于芯片62的接触方法--粘结,即对接触线进行软焊接/硬焊接,以及利用平版方式的接触方法,也可以使用另一种技术,这种技术同样基于自动调整原理。因为即将使用的芯片62可以具有小至1/10毫米的边长,所以这种方法避免了如同其它方法中那样对精确定位或者高印刷精度的相对较高要求。此外,可以或多或少地对待发生接触的钞票进行连续处理。
为此,薄片60不仅带有用于芯片62的凹陷部61,而且额外带有在图10中由虚线示出的凹陷部65。此后,如同已经描述过的那样,首先冲入芯片62,随后冲入接触表面64。这些接触表面64最好由薄的金属箔构成。它们进一步向前导引冲入芯片62上的微小接触表面63,并且用作明显较大的接触表面,借助于平版方式的接触工艺不会形成任何问题。在图11中示出了接触表面64的一个特别有利的实施例。它们具有一根相对较细的接触线64a,该接触线64a在一个端部上具有一个接触表面64b,与接触表面63相比,其表面较大。大表面的接触表面64b允许对通过印刷施加的导电路径具有一个低的接触电阻,尽管所使用的导电性印刷油墨的导电性相对较差。
关于这一点,制造额外的凹陷部不会导致为了定位操作而增大努力,因为同一种工具可以被用于同时制造用于芯片62的凹陷部和用于接触表面的凹陷部。为了确保芯片62与接触表面64可靠地发生接触,接触表面64可以借助于激光在其接触表面63处被焊接在芯片62上,并且可以使用仅在已经被压制之后沿着压制方向变得导电的粘结剂。
在接触表面64的制备过程中,必须注意使得它们以这样一种方式形成,即一方面,可以被冲入任何必要的位置处,另一方面,不会由于冲入错误方位的接触表面64而导致任何不合适的接触。在图11中,接触表面的可能错误位置由轮廓64*来指示。
需要特别注意的是,这种方法并不局限于制造带有用于钞票的芯片的箔片元件,或者视具体情况而定,并不局限于具有芯片本身的钞票,而是其可以与任何其它所需工艺一同使用,其中必须与固定在基体上的芯片发生接触。这种方法适用于所有借助于自动调整而结合入一种载体材料内的电子元件。
示例12作为通过冲入芯片和/或接触表面而进行自动调整方法的替代性方案或者另一种方案,也可以使用基于振动的自动调整方法。这就意味着,为了有利于结合入凹陷部61或者65内,如薄片60和/或芯片62的存储容器和/或芯片60移动穿过的接触表面64,会发生振动。这种方法还可以在不进行液体基冲入的条件下执行。
示例13按照另一种变化,在芯片被冲入之前,一个用作传送元件的载体薄片已经进行了金属化处理,通过进行这种处理,芯片后续被以一种位置固定方式(positioned fashion)进行应用。下面将参照图12a至12d更为详细地对这种方法进行解释。
在图12a中,示出了带有凹陷部61的薄片60,其中一种可以通过冲洗而去除的印刷油墨66已经被印刷成恰好位于凹陷部61中部(register-containing into depressions)。接着,优选的是借助于真空汽相淀积方法对整个薄片进行金属化处理。图12b示出了在其整个表面上经过金属化处理的薄片60,带有覆盖在薄片60和可溶性印刷油墨66的金属层67。接着,利用一种溶剂(优选是水)针对印刷油墨66对薄片进行处理。由此,印刷油墨66被溶解,并且与位于其顶部上的金属层67一同去除。以该方式,在金属层67上形成一个凹槽68,如图12c中所示。接着,冲入芯片62。在该情况下,芯片必须被设计成能够使得接触表面63设置在芯片62面对着金属化部分67的表面上。在此,如借助于各向异性导电粘结剂或者所谓的ACF薄片,来在金属层67与芯片62的接触表面之间实施连接。
在此,印刷油墨66的量度必须以这样一种方式进行选取,即在金属化区域之间不会发生短路。与此同时,与芯片上的触点的叠置表面必须足够大。
除了在图12d中示出的凹槽68之外,可以以相同方式在金属层67中形成其它脱金属区域。这些脱金属并且由此而透明的区域,可以用作在进一步处理过程中对各根线进行金属处理的划分和分隔平面。可以同样以这种方式形成呈符号或者任何其它图案的凹槽,用作其它与后续防伪元件相结合的可视真实性特征。还有,金属层67可以被构造成能够使得其用作一个天线,用于以不接触方式发送数据。类似地,可以将金属层67的端部连接到已经在别处存在的天线结构上。
一种特殊的压纹模具可用于制造凹陷部61并且涂敷可溶性印刷油墨66,利用这种模具,可以在一个处理步骤中形成凹陷部61并且传送印刷油墨66。在图13中示意性示出了这样一个压纹模具70。在突起部71的平整区域上,设置有一凹陷部71,用于进行印刷和压纹工艺的印刷油墨66被导入其中。在所示出的示例中,所示出的压纹模具70呈压纹板形式。当然,所述压纹模具也可以被设计成滚筒形式,带有若干个以所述方式设计的压纹模具,以便确保连续地对薄片60进行压纹和印刷。
本实施例的优点在于,印刷油墨可以在无需很多劳动的状态下被以一种位置固定方式设置在凹陷部61所在区域中。
示例14无论是否利用了用于应用芯片的前述方法或者任何其它方法,与根据本发明使用的微小芯片发生接触均会产生一个相当大的问题。根据本发明,该问题的一种解决方案是找出用于印刷油墨的具有不同亲合力的不同金属或者不同氧化表面。因此,借助于流动的导电性印刷油墨来发生接触,这种印刷油墨能够湿润接触表面,但是不会湿润未接触表面,并且会从未接触表面发生回缩。即,如果芯片上的触点由铜制成,同时芯片上的其余表面例如由二氧化硅或者铝制成,那么一种合适的印刷油墨将仅湿润铜质表面,同时不会湿润二氧化硅或者铝质表面,并且由此会从这些表面部分发生回缩。从胶印领域可以得知多种可能性材料和对应的印刷油墨,胶印也非常适合于用在根据本发明的该解决方案中。
因此,可以实现在导电路径的印刷过程中无需考虑印刷部与触点之间间断部的配准精度。我们可以简单地在两个触点上方印刷一条连续轨迹。只要印刷油墨仍旧处于液态,其将从印刷油墨之间的中断处发生回缩,并且形成两条不会相互连接起来的路径。
因此,该方法允许在不会由于接触表面的接触容差较低而受妨碍的情况下与芯片发生接触。因此,必要的配准精度仅大致对应于电路的尺寸,因此仅必须处于150微米或者更大的量级。
这种方法也可以应用在已经固定在载体材料上的芯片上。但是,其也可以应用在一种半成品上,这种半成品中的组成部分后续通过一个处理步骤而转移至钞票上。在该情况下,通过合适地设计触点并且对应地选取薄片以及它们的表面质量,我们甚至可以与电路一同转移印制触点或者导电路径。
示例15在图14中,示出了一个根据本发明的有价文件实施例,其中该有价文件或者防伪纸的粗糙表面利用其它手段进行了平整。在所示出的实施例中,电路元件77被预制在一独立的载体薄片78上。为此,有机导电材料网络79被印制在载体薄片78上,其中网络79表示了场效应晶体管的源极和漏极,并且载体薄片78的厚度如为23微米,如由PET构成。电极79被以这样一种方式进行印制,即它们间隔开20微米。这些电极可以呈互锁梳状结构的形式。在第二次印刷操作中,一有机半导体材料层被应用在电极79上。其在所述电极和中间区域的上方延伸。一个极其薄的连续绝缘层81被应用在所述有机半导体材料层上。其厚度如为100纳米,并且最好借助于帘幕式涂敷器或者利用任何其它合适方法形成。最好,在绝缘层81的顶部上形成门极网络82,该门极网络82通过印刷一种有机导电物质而形成。
所述最后层也可以通过对汽相淀积导电金属层(如铝、铜或者类似金属)而形成;该层随后可以借助于蚀刻、冲洗方法或者其它平版方法进行构造。由此制得的载体薄片78具有一组场效应晶体管,它们还可以借助于合适的导电路径相互连接起来。最好,一粘结剂层83被涂敷在所述层上。在此,所述粘结剂可以由离子键PE乳液(ionomere PE dispersions)组成,在干燥状态下,它们必须大约为每平方米15克。
在即将应用电路元件77的区域中,防伪纸75具有一底漆涂层76,其延伸范围大于即将转印的电路元件77。带有电路元件层结构77的载体薄片78通过粘结剂层83位于该底漆涂层76上。粘结剂83通过加热与底漆涂层76键合起来。接着,载体薄片78被剥落下来,仍然如图14中示出的那样。此时电路完全可以在防伪纸上进行工作。
当设计印刷循环时,我们必须考虑需要从哪一侧与电极发生接触。在所示出的方法中,源极和漏极一直不会出现在表面上,同时门极位于所述电路的下方。如果必须从表面处进行接触,那么半导体和绝缘层必须在门极位置处中断,以便能够发生接触。
在电路元件被预制在载体薄片78的平滑表面上的情况下,潜在地可以利用底漆涂层76进行散布,因为粘结剂层83足以补偿有价文件或者防伪纸75的表面粗糙度。
根据另一实施例,载体薄片78可以额外带有一个独立层,以允许将电路元件77良好地从载体层78上分离下来。该独立层可以是一聚醋酸乙烯酯层,如厚度为5微米左右。
可选择地,也可以借助于可以利用任何合适方法构成的金属层来制造电极79。这一点可以包括蚀刻方法、激光烧蚀方法、冲洗方法或者类似方法。如,通常应用在纸张修饰工艺中的印刷油墨或者涂料可用作底漆涂层。带有高固体含量的油墨是合适的,这将会导致对纸张微孔的良好填充。如,可以使用能够发生交联的丙稀乳液。在涂敷之后,防伪纸75借助于砑光工艺使得底漆侧上的粗糙度小于150毫升/分钟(按照Bendtsen测定方法)。
根据另一实施例,载体薄片78还可以在第一步骤中借助于一合适的压纹模具进行压纹处理,以便获得一组凹陷部。如图13中所示的压纹模具可以被用于此目的。带有所需结构的芯片随后插入到这些凹陷部内。接着,已经在图14中示出的元件层结构77被应用在由此制成的载体薄片78上。在此,所述微芯片与印刷电路发生接触并且连接于其上。
示例16在图15中,示出了防伪元件90,该防伪元件90由多个协同工作的电子元件构成。其具有一芯片94,该芯片94经由一导电路径95连接在一二极管93上。相应地,该二极管93与一天线92连接起来。经由天线92供入高频交变电场,该高频交变电场借助于二极管93而转换成DC电压,来向芯片94供给电能。在此,二极管93可以通过利用一种有机半导体化合物的组合进行印刷而成。此外,优选的是其具有一个1至15平方厘米左右的表面面积,如3厘米×4厘米。还有,可以想到一种基于α-Si或者p-Si的薄膜二极管。
一个这种类型的防伪元件90可以经由转印方式被转印到待防伪的文件上,或者作为一个薄片元件被包埋在两个其它文件材料层之间,如纸层之间。
这种防伪元件的优点在于其覆盖住了有机文件的大部分表面,并且由此无法在不毁坏整个文件的条件下被去除。
根据一个替代性实施例,芯片94可以由大量元件组成。在最简单的情况下,电路94由一个芯片和一个CPU构成,其中所述芯片仅包括一个工作存储器,同时第二个元件包括ROM存储器。当然,各个元件经由印刷而成的导电路径相互连接起来。这种变型的优点在于根据特殊应用,可以在不必研发新型芯片的条件下将标准元件置于一起。
示例17替代在图15中示出的芯片94,也可以压印一个振荡电路,该振荡电路如由一大表面晶体管、一电阻以及一电容组成。
由于在该情况下整个防伪元件利用印刷技术制造而成,所以其当然还可以直接形成于所述文件上。
示例18根据另一个替代性实施例,在图15中示出的薄片91可以是一白色薄片,在其上仅借助于有机半导体聚合物印制有一存储器。此时,以惯用方式在该存储器的顶部上施加信息,可以在一不透明的白色或者有色中间层之后。这种信息可以是肖像、任何印刷图像、标识、符号或者如个性化编号。
如果某人试图利用机械或者化学方式改变这些数据,那么伪造装置的作用将不仅改变所写入的内容,而且将摧毁隐藏在其下的电路的功能。
示例19根据另一种变化,使用了一个电路,该电路能够接收用于产生所述系统用供给电压的能量和/或从一发送装置送入的信息,和/或将信息传送至所述发送装置。对于每次发送来说,可以使用前述耦合方式,如利用电场、磁场、电磁场进行耦合或者通过变形或者声波进行耦合。这种电路的覆盖面较大,并且最好由有机材料构成,如印刷在钞票材料上或者包埋于其中。由所述电路产生的电压和/或信息可被直接送至一个芯片,并且可用来使该芯片进行工作。芯片本身最好不具有任何装置来产生供给电压和/或用于直接与发送装置进行通信。如果大表面电路由于欺诈性篡改而被损坏,那么整个电路将被损坏,导致没有任何电压或者信息可被送入常规芯片,或者从常规芯片中去除,从而使得所述芯片由此不再能够发挥作用。
示例20图15中示出的电路可以设计成其能够响应一外部频率而输出一个信号,该信号代表了文件的个性化信息。个性化信息可以与任何其它数据一同被记录在主计算机上的一个文档中。以这种方式,当对文件进行检验时,不仅可以取得存储在文件上的个性化信息,而且还可以确定存储在主计算机上的文档中的信息。
示例21在图16和17中示出了另一个根据本发明的实施例。在图16中,以俯视图形式示出了一张钞票96,其承载有一个条带状可光学变化元件97。图17示出了该文件沿着线A-A的剖视图。在此,显然可以看出,一个印刷电路98设置在可光学变化元件97的下方。
可光学变化元件97可以是任何可光学变化的元件,如压印、发送元件,或者是一个标签。优选的是,利用一个光学衍射结构。在该情况下,可光学变化元件97不再仅包括一个层,而是具有若干个层。
在试图将可光学变化元件去除时,如为了以欺诈方式再次使用,印刷电路98也将被损坏。由于可光学变化元件被用于对真实性进行机械识别,所以在对真实性进行光学识别与机械识别之间存在一种直接联系。因此,不再能够使用可光学变化元件97来伪装真实性,而没有该可光学变化元件的剩余文件仍旧可以在机器中通过自动化真实性检验。当然,这种作用可以通过在某些位置处中断印刷电路来进一步增强,所述印刷电路随后由金属化全息图的部分连接起来。即使所述电路在全息图被去除的过程中未被损坏,但是这些部分之间的连接也将被损坏。
示例22一个能够响应外部场而输出密码(key)(签名、序列号或者类似信息)的电路印制在钞票上,占据钞票表面的90%。但是,这种电路由若干个利用细的导电连接部连接起来的部分构成。如果这种钞票/文件穿过一个适合于进行验证的机器,那么该机器将对由所述文件发出的数字进行检验。其根据拥有者的允许进行调整。但是,与此同时,如通过冲压或者通过进行足够功率的电击,一个或者多个薄弱的导电连接会被摧毁。在该情况下,该钞票作废。
也可以通过设置多个待作废的连接部来存储钞票的状态,所述连接部与固定连接部(其提供密码)一同形成一个可部分写入的电路。该电路可以通过可作废的连接部发生改变而接收不同的状态值,这一点也适用于对于持续若干天的事件有效的票证以及可以以每天为基础而不断无效的票证。
示例23适于这种钞票的制造过程中的另一种实施例是相互独立地对芯片和钞票纸进行制造和检验,并且仅在后面的制造步骤中将它们相互组合起来。
因此,一个或者多个芯片被安装在钞票上的转印薄片和/或防伪薄膜上,并且可以在芯片被永久性安装在钞票纸(如带有防伪薄膜的钞票纸)上之前,已对它们的功能性进行了测试。该纸在与芯片连接之前已经制造出并经过测试。因此,钞票上的印刷内容将最好在芯片应用之前就被应用到钞票纸上。如果用于对芯片进行光学和/或电感和/或电容式耦合的发送和/或接收天线也被应用在钞票纸本身上,那么该步骤也可以在应用芯片之前进行。这种模块化制造方法使得在芯片存在缺陷时不必废弃钞票纸。这一点减少了废料。
示例24也可以在一转印薄片上应用带有更大表面的合适电极的芯片,以根据需要对芯片进行测试,并且后续将其以导电方式连接在钞票上的合适预制区域上。这一点如可以借助于一种导电性粘结剂来实现,这种粘结剂已经事先涂敷在钞票或者转印薄片的对应位置上。导电性连接部也可以通过在后续印刷工艺中施加压力而形成。
示例25根据本发明的另一种构思,尤其是在导电式耦合的情况下,如同将在下文中更为详细描述的那样,可以提供一种措施来使得打算用于制造具有芯片3的钞票1的纸张带有导磁率,该导磁率明显大于纸张的相对导磁率。以这种方式,可以明显增大压印线圈的电感系数。为此,最好将软磁性材料掺合到钞票纸中。根据本发明,这一点最好通过将软磁性粉末,即磁粉,添加到用于制造纸张的纤维悬浮液中。关于这一点,所述软磁性粉末可以包括铁氧体粉末、非晶体或者毫微晶体金属粉末、羰基铁粉末或者任何其它粉末状磁性材料,或者由它们构成,其必须具有很高的可渗透性能。
另一种可能性也在于如磁性油墨那样将磁性材料印刷在钞票的表面上。
再一种可能性在于将棉纤维浸渍在一种溶液中,该溶液含有颗粒尺寸非常小的磁性粉末,从而使得软磁性材料被棉纤维本身所捕获,即吸附起来。与压印操作相比,这种变化的优点在于磁性材料可以在钞票堆垛中占据更大体积。还有,通常颜色深的磁性材料不太容易通过带有不同颜色或者颜色较浅的封套看到。
所述磁性材料最好涂敷在钞票纸上或者均质地结合入钞票纸中和/或涂敷在较大的表面上,尤其是整个表面上。在该情况下,由于结合入的磁性材料不必用作一个独立的防伪元件,而是仅用于获得经过改善的导电式耦合,所以无需进行不同特定面额的应用。
示例26如果带有芯片的钞票即将被耦合在能量供给源上和/或如果带有芯片的钞票即将通过导电式耦合在一个交变磁场上而与读取装置进行通信,那么有利的是使得钞票带有一具有铁芯的线圈。由此,一方面线圈匝数在具有芯片的钞票上的必要数目可以减少,另一方面在用于能量供给源的变压器的激励侧的电流不会很高,因为相对导磁率μr以及相应的磁场通量会增大。
下面将对用于改变普通塑料薄片或者纸张的磁性,尤其是以这样一种方式改变钞票纸的磁性的可能性进行描述,即它们显现出类似于铁芯的性能。
在将铁芯用于应用在纸张上的线圈中遇到的一个基础性问题是相对于线圈面积来说,纸张的厚度通常很小,其中所述线圈能够产生或者接收一个垂直于纸张平面的流。
在实际应用中,一个以这种方式应用的铁芯将趋于减小流过所述线圈的流而并非增强流过其中的流,因为其对应于一平躺的偶极子(lyingdipole),该偶极子可以轻易地沿着其纵向发生磁化,但是相对难以沿着垂直于纸张平面的方向进行磁化。
通过将由铁磁性材料与长纤维形成的无序编织物结合入纸张内,可以获得磁性钞票纸的一实施例。在这种无序编织物中,大量的纤维会一直将钞票纸的上侧面和下侧面相互连接起来,并且由此实现磁性“短路”,即将导磁率μr增大到了所需的程度。在此,在钞票纸所在平面中交叉排布的纤维不会阻碍磁流量。
因此,如果用作铁芯的材料能够显现出依赖于方向的磁性性能,那么可以获得一个根据本发明的磁性钞票纸的非常有利实施例。以这种方式设计而成的纸张也可用作一个独立的真实性特征,尽管其优选与具有芯片的钞票结合使用。
一个相关的检验装置可以使得两个相互垂直的磁场连续地作用于纸张上,并且在这两种情况下测定流过纸张的磁流量。
相反,对于这种类型的应用领域来说,有利的是在纸张平面中设置优选方向,沿着该方向所述材料更易于发生磁化,在用作用于安装在纸张平面上的线圈的铁芯的情况下,有利的是使得所述优选方向垂直于线圈平面。在下文中,如果不以其它方式明确指出,所述优选方向将垂直于线圈平面。
带有方向性磁性性能的磁性纸张可以通过将铁磁性纤维包埋在纸张内制造而成。如果优选方向位于纸张平面中,那么所述结合操作可以以常规方式来很好的实现,如通过在各根纤维上涂敷非磁性材料,并且随后将它们应用在造纸设备中的筛网上。
但是,如果所述优选方向垂直于纸张平面,那么优选的是结合入铁磁性纤维,这些纤维的长度等于纸张的厚度,但是其直径明显很小。接着,制取各根纤维,其可以轻易地沿着垂直于纸张平面的方向发生磁化,但是相对难以沿着位于纸张平面中的方向进行磁化。
示例27以有序方式对这些纤维进行结合是无法以常规方式想象到的,因为各根纤维非常细,一方面,它们非常难以进行处理;另一方面,它们的数目极其巨大。
一种用于结合所述纤维的可能性是在造纸设备中的筛网上执行一种机械式金属处理工艺,这样能够产生出合适的较短碎屑,这些碎屑被以非常高的速度沿着预定方向抛起。借助于磨削工具将铁去除将是一个示例。如果这些碎屑借助于合适的样板被额外地抛射到纸浆上的合适位置处,那么这将导致仅能够在选定的位置处将特定的磁性性能结合入纸张内。
另一种用于制造带有所需磁性性能的纸张的可能性是事先制造出一种合适的半成品,其随后在造纸过程中被应用在筛网上,或者仅在钞票制成之后被应用在筛网上或插入到钞票上的一个穿孔或者凹陷部内。
示例28为了阻止伪造,尤其有利的是在钞票的一个或者两个侧面上应用一个所谓的补片,一方面用于保护预期的半成品,另一方面承载额外的防伪特征,如全息图。
与具有芯片的钞票相结合,所述补片可以同时被用于保护所述线圈、天线以及应用在钞票上的芯片不受侵蚀性的环境影响。
图18以横剖面形式示出了一张钞票1,该钞票1具有一由铁磁性材料436制成的磁芯431,该磁芯431已经插入到钞票纸幅430上的一个穿孔429内,并且与一个线圈434一同置于两个补片432、433之间以保护起来。如图18中所示,有益的是,将所述磁芯设计成具有钞票纸与所应用线圈434的组合厚度。当若干个这种钞票被堆垛起来时,磁芯431将导致穿过各张钞票的磁通量明显增大。
此时,可以以不同方式制造前述半成品,其可以包括芯体431以及任选性的线圈434和补片432。
例如,一种可能性是将长的铁磁性纤维连接成绳索形式,并且利用一种具有类似于纸浆性能的材料对它们进行浸润,将它们保持在一起,所述材料尤其能够透水。这根绳索随后利用例如激光被裁切成略微比钞票薄的切片。
另一种用于制造这种切片的可能性是利用若干个铁磁性编织物层,它们在第一处理步骤中被相互叠置起来,并且在第二处理步骤中以预期方式裁切成切片。
这些切片此时可以插入到钞票1上的穿孔29内,如图18中所示,或者已经在造纸过程中被应用在筛网上。接着,纸浆将在各个切片上汇聚,即这些切片被包埋在纸张中,并且不再能够被轻易地从纸张中去除。
示例29对于制造带有前述方向性磁性性能的纸张来说,一个特别有益的可能性是利用自组织方法(method of self-organization)。为此,利用了现有知识,即当构建一足够强大的磁场时,各个微小的铁磁微粒会沿着磁力线自动对齐。以相同方式,结合入纸浆内的铁磁碎屑会在一作用于该纸浆上的磁场中自动对齐,只要纸浆仍旧足够湿润并且碎屑仍旧能够在纸浆内部发生移动。在钞票纸的最终干燥状态下,碎屑将不再能够移动,从而使得钞票纸已经得到预期的具有方向依赖性的磁性性能。
图19示出了铁磁颗粒436的预期局部构造对齐状态的示意图,这种状态在借助于磁体435在位于它们之间的纸幅430上施加一足够强大的磁场时出现。在此,如果结合入纸浆内的碎屑436已经具有杆状形式并且它们自身可以轻易用作磁偶极子,那么将非常有益。接着,在所有情况下碎屑436均无需在纸浆中发生平移运动,但是,对于存在于纸张430中的碎屑436来说,足以沿着合适方向发生旋转。
此时,在纸张430内部产生的作用可以与当铁磁材料中的Weiss磁区发生倒置时产生的作用相似已经沿着合适方向(即,在能量方面有利的方向)排列的碎屑436越多,作用在其余碎屑上的磁力就越大,这也将迫使它们发生对齐。
在此所述用于产生预期磁性性能的方法的独特优点在于局部执行这种工艺相对较为简单,在该工艺中所述性能不仅被同时应用在纸张上,而且可以同时存在于整个纸层中的预期位置处。因此,不可能轻易地在纸张之间转移这种性能。
示例30两种看起来非常有益于应用在钞票制造过程中的方法是在筛网本身上进行应用或者在纸幅已经离开筛网之后进行应用。潜在地,两种方法的组合使用也可以带来更好的压纹效果。
在仍旧湿润的纸幅430上进行应用的过程中,用于进行磁化并且由此对颗粒436进行定向的强磁体435安装在纸幅430的上方和下方。纸幅430由此仅在磁体435所在位置处显现出预期的磁性性能。在此,特别有益的是使用螺线管,因为它们可以定时打开和关闭,由此允许待形成区域沿着所需方向具有预定量值的预期磁性性能。
图20示出了一种替代性方案,其中一筛网437从散布有铁磁碎屑436的纸浆中出来后被浸入一未图示的容器内。磁体435安装在滚筒壁的内表面上,用于在纸幅430上形成局部的铁磁区域436。为了简化起见,最好使用强永磁体435。由于若干原因,在筛网437上进行应用尤其有益。
一方面,散布在纸张内的铁磁颗粒436最好下沉在筛网437上磁体435所在的位置处,并且另一方面,碎屑436通过沉积均匀地对齐。在造纸过程中呈搅拌式吹入空气或者类似形式的能量反复供给提高了下沉和对齐工艺的效率,因为其进一步增强了铁磁碎屑436的移动性。
以这种方式制成的带有方向性磁性性能的纸张也可用来制造前述半成品,其被结合入纸浆内或者应用在筛网上。
示例31所述自组织方法也可非常有益地用于制造塑料制品,更具体地说是用于制造带有所需方向依赖性的磁性性能的薄片,其中这种塑料制品在其仍旧处于液态的同时经受得到过程(learning process),并且随后受到激励以在磁场仍旧存在的同时发生聚合。在聚合状态下,铁磁碎屑不再能够移动,并且获得所需性能。
示例32对于本发明来说,另一种构思是用于钞票中天线进行电感和/或电容式耦合的耦合频率,所述天线被耦合在具有这样一个值的钞票芯片上,即该值不同于钞票芯片本身的转发器频率。当各张钞票均具有两个带有不同谐振性能的天线时,这一点尤其有益,其中一个天线直接与芯片耦合,而另一个天线用作一外部耦合装置而能够与芯片天线相互作用。
图21示出了一种相关钞票1的示例。在该示例中,芯片3位于钞票1中的一根防伪带上,如金属化薄片带295上。芯片3被制成一转发器芯片,并且具有一耦合元件296,经由该耦合元件296,例如可以以f1=2.45GHz的频率进行通信。本质上,尽管非常优选的是利用一个图示出的带有“线圈-芯片”(coil-on-chip)的变型转发器,但是所述耦合元件也可以位于外部,其中耦合元件296安装在芯片壳体上或者安装在其中。金属化薄片带295具有一个电路单元297,该电路单元297与两个其它耦合元件298、299连接起来。转发器芯片3设置在耦合元件299中,以便使得其可以经由耦合元件296/299与电路单元297进行通信。还有,电路单元297处于这样一个位置,即经由耦合元件298以f2=13.56MHz的频率与诸如验钞机这样的外部设备进行通信。此时,由转发器芯片3、电路单元297以及薄片带295组成的单元被构造成能够以f2=13.45MHz的频率经由耦合元件298和电路单元297以及耦合元件299、296在验钞机(未示出)与芯片3之间进行通信,而芯片3以f1=2.45GHz的频率与电路单元297进行通信。
带有通信频率f1的转发器芯片3由芯片制造商提供。薄片带295由系统操作人员或者由钞票制造商构造。由于耦合元件298定义出了钞票与检验装置之间的通信频率,所以将会明白将无法成功地欺骗性使用转发器芯片3,因为检验装置不会对其频率作出响应。因此,已经从合法钞票上去除下来的芯片3或者在从芯片制造商送往钞票制造商的途中被盗窃的芯片3将无法在没有精心设计的其它手段的条件下利用。如果将薄片295安装在钞票表面上以便使得无法在不被损毁的条件下去除下来,那么合法的薄片将无法有效地转移到其它基体上。
在电路单元297中包含有其它功能性,即对于无关人员来说无法轻易访问但是可以用于进行检验,这种功能性例如可以以聚合物半导体技术制造而成。因此,可以在很大程度上防止仿造根据本发明的薄片元件或者将该薄片元件转移到另一个基体上。
如果金属化薄片295额外带有衍射结构或者其它无法在市场上获得但同样允许唯一识别的特征材料,那么可以在防伪造方面实现进一步改进,其中在金属化薄片295上,利用蚀刻技术或者其它方式将线圈、天线元件、连接线等等“显露出来”。
通过设置两个不同的通信频率f1和f2,由芯片制造商预定的频率可以由此得以重新规定。原则上,不同的频率可以由此被分配给不同的货币或者货币的不同面额,当然,以此为基础,也可以自动区分。如果耦合元件298的几何形状依赖于频率,这就意味着该元件的谐振频率可以利用简单的印刷技术手段来仅被苛刻地限定在一个有限范围内。由此,在这些情况下必须允许在一定带宽内的偏差。
另一方面,如果谐振频率也被用作一种验证标准,那么也可以对耦合元件298的几何形状进行修整,如可以被制成为天线偶极子,以使得防伪宽度(security width)被加工成非常窄。这种类型的修整工序是已知的,例如借助于激光技术来实施。
如前所述,图21中示出的薄片元件提供了经由频率f2对转发器芯片3进行访问的可能性,其中转发器芯片3被设定为频率f1。在经由频率f2以机械方式与钞票进行通信无法被用于钞票时,原则上可以想到不同情形,如转发器芯片存在缺陷,功能元件297、298、299中之一存在缺陷,芯片或者薄片元件完全丢失。
为了能够进一步限制这些用于检验装置的可能性,可以想到在利用频率f2对钞票进行不成功的首次检验之后紧接着通过转换到频率f1以串行连接进行二次检验。如果检验结果是肯定的,至少已经证实存在有一个真实的转发器芯片。在所使用的防伪概念通过存储在芯片中的特定数据将转发器芯片链接到相关联钞票上的情况下,其中设置在钞票上或者钞票中的各种信息被存储在所述芯片中(如,额外存储有印刷在钞票上的序列号),那么尽管对这种连接进行了肯定检验,但是仍然可以利用机械方式构建钞票的防伪性。
经由频率f2的前述钞票的检验无疑在更简单的检验装置中进行。在这种检验没有获得结果的情况下,真实性检验通常以目测方式进行,对用于进行号码检验的真实性特征,如凹版印刷内容、扭索状印刷内容、水印、窗口防伪线、全息图等等,进行检验。
经由频率f2的二次检验无疑仅在更为精细的检验装置中进行,其中其它真实性特征利用任何机械方式进行记录或者检验。这种检验往往在自动化钞票分拣或者钞票存放设备中进行。
如果作为二次检验的结果对转发器表示怀疑,并且如果作为将存储器中的内容赋予钞票序列号(或者其它各种数据)的结果真实性得以确认,钞票可以在无需人为参与的条件下被作为真实的、但不再适合流通的钞票被销毁。
示例33在前面对通过给出若干个不同天线而使得钞票具有不同的耦合频率进行了描述,根据另一种变化,这些也可以利用一个相关联的检验装置进行检验,如同下文中作为示例更为详细描述的那样。因此,一种检验装置可以以频率f1和/或f2对钞票1进行访问,来读取和/或写入内容,以便对钞票的真实性进行检验。如果钞票1中的芯片3本身被直接耦合在两个不同的天线上,或者如果由此可以直接以两种不同的频率对芯片进行访问,那么也可以使用这种检验装置。
示例34在带有若干个天线的前述钞票1中,如同作为图21中的示例描述过的那样,下述构思也尤其有益。如前所述,芯片3中的天线296(简称为内部天线296)和天线298(简称为外部天线298)也可以以非接触方式发生耦合,如以电容和/或电感方式发生耦合。尤其是在该情况下,若干个这种类型的外部天线298可以存在于各张独立钞票1的钞票纸上,并且优选的是在钞票纸上间隔开设置。这种变化的优点在于即使钞票1上的一部分外部天线298发生故障,仍旧可以从外部对芯片3进行访问。
此外,在堆垛操作中,如同下文中更为详细描述的那样,会拥有独特优点,即,如果各张独立钞票上的天线发生故障,可以使相邻钞票上的外部天线接管已经发生故障的天线的任务,因为在此与芯片3,即与其中的内部天线296,以非接触方式进行通信。其优点还在于,仅需要在钞票上存在有一个天线用于以非接触方式耦合在芯片3上。
示例35在下文中,将对钞票的一个示例进行描述,其中的芯片可以以非接触方式发生耦合。正如已经提及的那样,钞票中的转发器电路可以具有一转发器芯片和一耦合线圈,该耦合线圈用作天线,并且来自于读取装置的电能可以经由该耦合线圈耦合入钞票中的芯片内,或者可以单向或双向地传送数据。词语“非接触连接”可理解为钞票中的芯片可以以非接触方式耦合在钞票中的天线上,其能够响应于向外部(读取)装置传送能量和/或数据。
此时,在本发明的范围之内证实了利用所谓的带有线圈-芯片的转发器非常有益,其中如电沉积天线线圈被应用在芯片本身上。一个特别优选的示例已经结合图21进行了详细描述。线圈-芯片中的线圈最好以非接触方式与钞票中的耦合线圈进行通信。这样就明显降低了对将耦合线圈结合或者应用在钞票上或者应用在钞票中的配准精度的要求。此外,与接触式接触操作相比,如与细丝压焊、楔形焊接或者倒装片压焊操作相比,生产量可以明显提高。
图22示出了这种钞票1的另一个示例。这种钞票带有一耦合线圈410,作为示例,其被设置成偶极子天线410,当然,也可以想到其它形式的天线。该偶极子天线410可以将通过电感式耦合从一未示出的读取装置获取电能。通过这种方式,在偶极子天线410中会产生出电压,相应地其本身辐射出一个磁场。作为一个示例,另一个发射器411也可以安装在偶板子天线410上或者其中,其能量供给由偶极子天线410来确保。如同已经在另一个前述示例中提及的那样,在该情况下,发射器411也可以以另一个频率f2进行辐射。但是,这并非是必须的,因为也可以引入时间标度,其允许进行顺序辐射。
还有,在钞票1上设置有一芯片3,在该芯片3上安装有另一个耦合天线412,作为示例,该耦合天线412成线圈412的形式,作为一个线圈-线圈芯片(as a coil-on-coil chip)。随后,芯片3最好与耦合天线410进行通信,耦合天线410本身相应地随后与外部读取装置交换数据和/或能量。因此,可以实现借助于电接触无法进行数据传送和芯片3的电压供给。
示例36如同已经描述过的那样,所述电路并非必须具有一个可重写的存储器。假设希望提供一种“匿名”钞票,其中没有任何数据可以存储,仅提供与该钞票的流通或者在先拥有者相关的信息,那么钞票中的芯片将不会被制成可以进行重写。
通过在芯片中提供这种可能性,即在钞票历史中的某个时间点防止将数据写入存储区域内,可以实现这一点。
一个合适的时间点可以是在制造商完成钞票时。同样可以想到的是在国家中央银行发行钞票时。
为此目的,重要的是在钞票的流通过程中终端用户的个人数据不能存储在芯片的存储器中。
从技术上讲,所述任务可以以不同方式加以解决,如通过在芯片中设置数据线,其可以在特定时间被故意中断,从而使得尽管存储器中的内容仍旧可以被读取,但是其将不再能够向存储单元“写入”内容(硬件禁止)。通过将一个禁止位(an inhibit bit)置于芯片操作单元中,可以获得相同的结果,所述禁止位能够防止在此时进行写入访问(软件禁止)。
似乎真实的是,一个通过硬件禁止或者软件禁止而受到禁止的存储器可以利用另一个存储器来进行补充,所述另一个存储器在钞票的流通过程中供给数据。
重要的是,这种存储器可以由终端用户进行读取和删除或者改写。与“透明钞票”相关联的存储区域可以定义为仅在授权状态下使用,即终端用户不能使用这些写入/读取操作。通过设置在开始部分提及的写锁来避免由此产生的问题。
万一怀疑一带有芯片的钞票,则是非常有利的,其中官方存储器在钞票的流通过程中显现出无法写入,那么这些可以通过指出与制造工艺相关的数据来进行反驳,即钞票序列号以及货币信息、面额、制造日期、制造商等等对于系统操作人员(尤其是国家银行)进行统计调查来说非常有价值。其余的个人数据无需得到系统支持。
但是,“匿名”钞票不可能只通过记录个人数据而受到干扰。同样,能够在没有获得钞票特定持有者同意的条件下确定这种钞票的拥有者的可能性已经整体干扰了终端用户的利益。
假设可以在很远处经由“探向发射器”检测到钞票的存在。这将为扒手提供良好的“辅助操作工具”。
因此,如果我们还希望防止从远处对钞票的方位进行探测,我们必须尽力做到通过对系统参数进行熟练选择而选取转发器中的发射单元的范围,以便使得其小于用于测定方位所必需的范围。
在无源射频转发器(RFID)情况下,其利用所接收到的能量而获得发射能量,由此转发器的发射功率以及转发器的相应范围可以通过提高检验装置的发射功率而增大。为了不超过转发器芯片的预期范围,可以在转发器中设置某些措施,通过这些措施转发器的发射功率受到蓄意限制。
还可以通过对发射频率(千兆赫范围)进行熟练选择或者通过对耦合元件进行特殊设计,以根据需要选择性地或者额外地对所述范围进行调整。以这种构思,也可必须提供电容式耦合元件或者其它耦合元件来取代偶极子天线或者振荡电路线圈,所述耦合元件仅允许通过直接接触而进行通信。
如果必须使带有芯片的钞票的方位无法被测定出,那么有利的是芯片的RFID发生器的最大范围为几厘米,优选的是几毫米。
对于特定应用领域来说,有益的是使得发送设备利用光学手段进行发送,经由该发送设备可以与电路交换数据和/或能量。通过这种方式,我们尤其可以获得如下优点,即在经由高频场进行的一般性数据和能量发送之外,还提供额外的或者替代性的数据和能量发送。如,能量的供给可以经由高频场加以实施,同时实际的通信(即与电路进行数据或者信息交换)利用光学方式来进行。
可理解的是,利用这种方式进行的通信极其依赖于最佳的边界条件。关于这一点,必须完全排除对方位的测定或者非故意的监控。
示例37用于制造带有光学式耦合装置的钞票1的另一种示例在图23中示出。这种钞票1可以经由光电二极管226a、227a从该钞票的芯片3向一外部读取装置发送数据。关于这一点,光电二极管226a、227a可以具有显现出透明的导光塑料[如聚碳酸酯(PC)或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)],或者由该塑料构成。根据本发明,为了改善对由芯片3产生的光信号的耦合和中继,可以使用包含荧光染料的产品。这种物质如基于香豆素化合物或者二萘嵌苯化合物,并且称作LISA(集光)塑料,如在DE 4029167A1中进行了描述。
在本发明的含义之内,例如一种经过染色的集光和导光聚碳酸酯基薄片被用作所述类型的LISA塑料。这种薄片包含荧光染料,其将所获得的光线转换成更长波长的光线。尽管尤其需要注意带有荧光染料的优选变型,但是作为一种替代品也可以想到磷光染料。按照反射法则(全反射),大部分光线在薄片内进行反射,并且仅通过边缘再次射出。这也就是由LISA制成的薄片在边缘处清晰可见的原因。
图24示出了由LISA塑料制成的此类光电二极管的功能原理。作为示例可以呈LISA薄片284形式的光电二极管284,在其内侧具有染料分子286,其可以占据薄片284的整个容积或者仅占据其容积的一部分。从光源287射出的光线会导致染料分子286受到激励而发射出荧光射线288,在光电二极管壁285上进行全反射之后,大部分光线在侧边缘289处从光电二极管284中发射出去。当入射角的正弦大于商1/n时,全反射通常在LISA与空气的过渡区域处发生,其中n是LISA塑料的折射率,并且在空气中(nair)等于1。
当导光元件的表面被刮伤或者被液体湿润时,将不利于发生全反射。在前一情况下,一部分存在于LISA薄片284中的光线将在许多刮伤部位射出,由此降低了在薄片预期边缘处的辐射效率。
因此,如果需要,有益的是可以利用若干个具有不同折射率的层制造LISA薄片284,特别优选的是利用至少三个或者恰好三个层。关于这一点,带有较高折射率的材料被应用在内侧,并且具有较低折射率的薄片被覆盖在其顶部和下方。
由于不同的折射率,部分全反射已经在所述薄片内侧的两个光学介质之间发生。仅有未被内层过渡区域反射的那部分光线到达外层过渡区域,并且如果超过了临界角,那么可以类似地在这里发生反射。关于这一点,在外层薄片的过渡区域处计算出的内层过渡区域的临界角等于在密度较大的介质与外界空气之间过渡区域处的直接临界角。
这种变型的优点在于,在表面被刮伤并且粗糙时能够发挥作用。这些明显损害了全反射现象。但是,由于仅由最多25%左右的在LISA薄片284中产生的光线在外侧边界表面处发生反射,所以薄片的效率总体提高。
如果直接制造存在问题,那么整个薄片例如可以首先被制成具有较大的厚度,并且通过拉伸而达到预期厚度。
还有,如果LISA薄片284在一侧或者两侧带有一反射涂层290,那么这将是有益的。但是,在所述第二种情况下,LISA薄片284将最好在LED区域具有一个凹槽,以允许激励光线的辐射进入其中。更具体地说,为了提高效率,所图示的光电二极管284由此在辐射量最低的区域具有反射用后部金属化区域(reflecting backside metallization)290。
针对为了提高在外侧面上的光线利用率而经过金属化处理的LISA薄片来说,使用若干个带有不同折射率的层也提供了一些优点。一方面,与在金属化表面上进行反射相比,全反射效率更高;另一方面,由于与前述相同的原因,金属表面290上的刮痕仅会略微影响LISA薄片284的效率。
从技术上讲,这种类型的薄片284可以通过挤压方式或者砑光方式制造而成,同时以所需的浓度添加LISA染料。为了确保钞票1仍旧可以经由光电二极管226a、227a进行通信,所述塑料必须对应地带有添加物。例如,可以增加薄片中的增塑剂含量,以使该薄片对钞票1被用户揉皱不太敏感。
通过结合入和/或应用金属层(如金属薄片),可以形成一额外的反射层。如果该层或者其它层例如是所谓的形状记忆合金,那么作为记忆效应的结果,借助于短时间内将温度升高至如80℃左右,使得塑料薄片免受使用变形的可能性将持续存在。显现出所谓形状记忆效果的聚合物也可用于该目的。当显现出这种效应的薄片额外带有LISA染料时尤其有益。所述薄片的表面将足够平滑,以便使得散射损失最小化。还有,所述薄片的厚度将调整至钞票1的制造厚度。通常,薄片厚度小于50微米。
LISA色素无法以染色薄片的形式整合入钞票中,而是可以利用LISA漆在未染色的薄片(如PET薄片)上进行涂布和/或印刷。当利用LISA漆对存在于钞票和/或即将结合入钞票中或者应用在钞票上的其它薄片中的防伪线进行印刷时,尤其有益。将漆涂敷在薄片上也可以通过对薄片上的各个部分进行刮涂或者旋涂来实现。
示例38如图25所示,根据一实施例,利用存在于芯片3上的光源,如一发光二极管(LED)235,对钞票中的所述类型LISA光电二极管227′进行照射,类似于根据图24的光电二极管284。关于这一点,由发光二极管235产生的光线波长最好被选择成使得其对应于所使用塑料的最大吸收量,即对应于包含在其中的荧光染料。
关于这一点,按照图25中的示意图,发光二极管235的发光开口可以安装在芯片3的上侧面或者下侧面上,但是仍然安装在芯片3的狭窄侧面上。为了实现最佳光耦合,发光二极管227′通过光电二极管235。因此,与根据图44、45和23、46中示出的光电二极管相比,根据图25的光电二极管变型具有明显差异,这些差异在于,不存在大量的各个独立光电二极管或者光电二极管部分226、227、226a、227a,而是仅存在一个光电二极管227′,该光电二极管227′最好从钞票1的边缘289延伸至相对边缘290。由此,因为发光二极管235仅仅必须存在于所使用光电二极管227′的宽度之内,所以根据图25的方案会导致相对于芯片3的定位精度来说容差较大的窗口。
此外,与利用常规光电二极管相比,利用LISA薄片的主要优点在于因为这是一个这样的过程,即通过利用LISA分子进行吸收,辐射光线仅仅相对于发射光线发生了频率偏移,所以无需对从发光二极管235进入光电二极管227′的光线进行同相耦合。
LISA色素可以被均匀地散布在光电二极管中。在所示出的变型中,为了获得最高的效率,如果将LED235安装在光电二极管227′所在区域的上方将是有益的,所述区域包含较高浓度的LISA色素。这一点可以通过改变LISA薄片或LISA漆的层厚度、或者通过在LISA薄片或LISA漆内部形成LISA色素的浓度梯度而成为现实。
另一种可能性是将激光二极管用作发光二极管235,同时例如有机薄膜激光二极管尤其有益。关于这一点,与当利用常规LED时相比,可以获得较高的光线密集度(光度)。同样,优选的是使用二维LED,其例如借助于薄膜技术(如真空淀积等等)制造而成。为此,例如可以使用带有垂直穿孔的LED或者带有正方形穿孔的LED。与点状发光LEDs相比,这可以获得更高的发光效率。
示例39在图26中示出了另一种用于产生光线的更为高效的可能性。关于这一点,一发光表面291用于产生原始的光信号。该发光表面291如可以是一涂层。关于这一点,其例如是有机LED(=OLED),其最好可以被印刷形成或者具有无机场致发光物质,如掺杂后的过渡金属硫属化物(doped transitionmetal chalconides)(硫化物,如ZnS、CdS等等)。通过将光电二极管227′应用在发光表面291上,垂直于该发光表面291进行照射的原始光信号可以被引导至钞票1的边缘289、290来进行辐射。
发光表面291发射出的波长和荧光染料分子286吸收的波长适合于染料分子的最大吸收量,从而使得荧光发光强度对应于染料分子的最大吸收量。
示例40在另一个在对堆垛钞票进行处理的过程中提供特殊优点的改进中,如同下文中将要描述的那样,一压电元件(其同样是钞票的一个组成部分)用于向钞票中的电路供给能量。关于这一点,其可以是压电单晶体(如,BaTiO3、PbTiO3)、压电薄片(如,聚偏二氟乙烯-PVDF)或者任何其它压电材料(如,三氟乙烯的共聚物换能器(copolymer transducer of trifluoroethylene))。
例如,如果压电元件是由压电材料形成的薄片,那么其可以被构造成一根防伪线、OVD薄片(可光学变化元件)等等。但是,其也可以是由薄片与纸或者由若干薄片构成的复合材料的一个组成部分。薄片的两个侧面至少部分地经过真空金属化处理来形成电极。如果我们在两个金属电极上施加电压,那么防伪线本身将以电压的节奏发生弯曲。如同下文中更为详细描述的那样,为了使得能量供给发生退耦并且响应压电薄片,可以使用位于该薄片附近的集成电路,优选的是位于该薄片自身上的集成电路,所述集成电路被导电性连接在压电薄片上的电极上。
在钞票的一个有益实施例中,可以将电路安装在两个连续的真空金属化压电薄片之间,以便使得这两个压电薄片与电路上的触点相关联。这一点可以通过特殊设计的金属层来实现,如利用所谓的“明码电文”方法。当使用一种导电性层压粘结剂时,可以使得所述触点与两个金属化压电薄片发生接触,所述触点通常位于电路的一侧。也可以想到其它类似的实施例。例如,可能存在有这样一个可以利用的电路,其包括有位于不同侧的触点。通过对所述金属层进行对应构造,也可以使用带有不止两个触点的电路。
示例4l所述电路可以借助于呈超声波形式的辐射能量进行工作,同时产生电压,该电压也用于(可能在暂时存储之后)使得压电薄片进行工作,并且可选择与读取装置进行通信。但是,该电路也可以借助光电池和辐射光线获得能量,同时产生电压,该电压(可能在中间存储之后)也用于使得电路和压电薄片进行工作,并且可选择与读取装置进行通信。
所述电路也可以通过在钞票上引入变形操作而进行工作,即例如利用带有压电效应的元件。所获得的能量随后可用于(可能在暂时存储之后)使位于钞票上的芯片进行工作,和可能与读取装置进行通信。
确切地说,结合在可见光范围内对来自于钞票的信息进行显示或者光学式耦合,使用变形能量将会带来的优点是即使是钞票的普通使用者也会在钞票的芯片中看到他可以识别出的防伪特征。接着,略微对钞票进行卷曲例如就会导致在LISA条带上出现灯光效果、LEDs发生闪烁或者在钞票的显示表面上出现内容。
示例42本发明的另一个构思是利用磁致伸缩效应来取代磁感应作用。众所周知,当铁磁晶体受到磁化时,该磁性晶体的形状会随着磁场强度的增大而发生变化。这种现象被称作磁致伸缩效应。焦耳效应(Joule effect)是磁致伸缩效应中的最重要组成部分。其基于这种事实进行工作,即,所谓的Weiss区域会沿着磁化方向发生旋转,并且它们的边界会发生移动。通过这种方式,铁磁芯体的形状会发生变化,同时其体积保持恒定。
对于带有组分铁、镍或者钴的合金来说,磁致伸缩效应会导致在10至30微米/米的范围中发生伸展,但是对于由稀土金属-铁合金制成的高磁致伸缩性材料来说,可以获得高达2000微米/米的值。因此,也被称作Terfenol-D的组分Tb0,3Dy0,7Fe2,其能量密度比压电材料高出许多倍。
除了金属和它们的合金之外,分子磁体也具有磁致伸缩性能。分子磁体被理解为较大的分子或者分子团,其磁性通常由金属离子的耦合作用加以确定,所述耦合作用通常是反铁磁性的。在磁化作用下具有宏观量子隧道效应(quanta tunneling)的磁性分子团最为公知的代表,是[Mn12O12(CH3COO)16(H2O)4]·2CH3COOH·4H2O(缩写为Mn12-醋酸酯或者简称为Mn12),其具有混合原子价。
如前所述,一种磁致伸缩材料会在施加磁场时沿着长度方向发生纵向变化,即磁场的方向与伸展方向平行延伸。对于压电材料来说也已知存在类似效应。当施加电场时,其在晶格结构的空间延伸中会发生纵向或者横向变化。尤其是,已知的还有,压电效应是可逆的,即对于可逆的压电效应来说,可以通过压电材料发生伸展或者弯曲而在表面上产生出可被捕获的电压。关于这一点,可以借助于压电材料产生出的能量的量足以使得芯片进行工作。
示例43尽管并不局限于此,但是图27仍然示出了一个示例性实施例,其中除了磁致伸缩材料之外,还使用了一种压电材料。所述各种材料被整合成一种复合材料360,用于利用磁场产生出供给电压。在此,在一磁致伸缩材料层361上涂敷有一压电材料层362,该压电材料层362例如以条带形式涂敷在钞票纸上。穿过磁致伸缩材料361的交变磁场363会导致复合材料360的长度dL发生周期性变化,长度dL的变化频率对应于交变磁场的频率。
优选的是,为了对复合材料360进行构造,最好采用一种带有纵向敏感性的磁致伸缩材料361,在该情况下,会平行于所施加的磁场发生长度变化,尤其是,这种变化大于将沿着与其垂直方向的变化。此外,优选的是采用一种带有横向敏感性的压电材料,在该情况下,垂直于长度变化的分电压(tapped voltage)远远大于与其垂直方向上的分电压。
通过复合材料360的周期性长度变化而在压电材料362中诱发的电压会在该材料表面处的电极364处发生分流,其中电极364被安装在所述材料上。尽管也可以想到利用一个独立的电极层作为反电极,但是优选的是将磁致伸缩材料361用作反电极,使得这种材料显现出足够的导电性,如类似于与毫微结晶金属或者非晶体金属相关联的导电性。借助于电极364或361,捕获的电压可以随后在连接部365处发生分流。在用于钞票中的情况下,连接部365将由此与钞票1中的芯片3电连接起来。
因此,根据本发明的金属复合材料的构造用于产生出交流电,该交流电与外部施加的交变磁场成正比例关系,避免了借助于线圈进行导电。
示例44图28示出了另一个示例,其中例如对应于图27所示内容,一种磁致伸缩-压电复合材料360被相应地整合入钞票1中,并且关于这一点,经由导线366与钞票1中的芯片3连接起来。在此,描绘出了一种优选变型,其中除了磁致伸缩-压电条带360之外,还类似地存在一根LISA薄片条带227′,如同将要在本发明的范围之内详细解释的那样。以一种特别优选的方式,可以仅存在有一根包括LISA薄片227和复合材料360的条带,并且如作为一个预制单元而应用在钞票纸上。
示例45关于这一点,有利的是,可以在不使用芯片或者任何用于存储数据的其它存储元件的条件下,提供一种电子防伪特征。通过省却这种存储元件,可以非常简便并且不太昂贵地制造出相关联的钞票。
另一种可能变型是在钞票纸中或者在钞票纸上设计一个振荡电路。
图29示出了这种简化构造的电子防伪特征在理想形式下的等效电路图,其中还额外存在有一个任选性的光学显示器。关于这一点,具体来说,振荡电路230包括一个电感231和一个电容232,并且优选的是与整流元件233和电光再现装置(如发光二极管LED或者OLED 234)连接起来。原则上,该等效电路图还可以包括其它组成部分。
一种带有这种等效电路的钞票可以如同前面在“带有电路的钞票”章节中描述过的那样制造而成。优选的是,所述电子组成部分被作为一种印刷物质涂敷在钞票纸上,如通过丝网印刷、喷墨印刷或者借助于含银导电膏、石墨涂料或者导电聚合物进行雕刻印刷。可选择地,可以使用真空金属化处理后的薄片元件。电感231例如被以导线回路(a conductor loop)的形式应用在钞票纸上,而电容232被以导电表面形式进行应用。电容232可以由此在制造过程中被调节至一预定值,以便使得一个导电表面被类似地压印在钞票纸的另一个侧面上,或者一个如呈条带或者标签形式的金属层被应用在其上。
优选的是,整流元件233和LED 234类似地以印刷方法形成在钞票纸上,尤其是以半导体聚合物为基础。可选择地,可以使用Si-和/或IIL/V-半导体薄层技术来形成所述组成部分。也可以形成不同的显示器来取代LED。
如果以所述方式带有集成振荡电路的钞票被放入交变电场之内,优选的是处于射频范围之内,如特别优选的是125KHz或者13.56MHz,那么发光二极管234将利用在振荡电路中吸收的能量受到激励而在可见光谱范围内发光。这就代表了一个具有非常高等级防窜改能力的真实性特征(authenticity feature)。用于射频场的发射器可以简便且不太昂贵地形成,并且如被整合入一个用于对钞票进行测试的手动装置或者台式装置,如寄存器。优选的是,发射器的性能被处理成仍旧可以在10至30厘米的覆盖范围内激励钞票发光。
示例46图23示出了根据本发明的钞票1的另一个示例。其区别点在于其包括一光学式耦合装置和一电感式耦合装置。
具体来说,芯片3,或者钞票1上一个连接于其上的独立区域,包括一个用于发送出光信号的装置,如LED 235。所述光信号可以经由一个或者多个光电二极管部分226a和227a被发送至钞票1的外侧边缘,并且在这里向外耦合(out-coupled)。还有,钞票1还具有一个呈线圈250形式的电感式耦合装置250。线圈250与芯片3连接在一起,并且关于这一点,钞票被设计成非接触式RFID转发器。可选择地,除了所述电感式耦合装置之外,钞票1还可以包括电容式耦合装置,或者由该电容式耦合装置取代所述电感式耦合装置,如同在下文中将要作为示例描述的那样。
由于对于单张独立钞票1来说,除了光学式耦合之外,还可以进行电感和/或电容式耦合,所以可以在堆垛中更为可靠地引入测定操作,如同在“堆垛测量”章节中更为详细描述的那样。
除了电感式耦合转发器之外,如同作为示例参照图23描述的结合光学式耦合装置那样,也可以想到钞票带有电容式耦合转发器。
示例47图30中描绘出了所述钞票1的优选构造。在此,芯片3经由两根导线255与作为电极256的两个大表面积的导电性电容式耦合表面256导电连接起来。
对于堆垛中的电容式耦合转发器的功效(functional capability)来说,电容式耦合表面256的表面是一个重要因素。耦合表面256在实际上也可以在造纸过程中被整合在纸张中,但是它们优选的是涂敷在钞票纸上。在钞票制造过程中尤其有益的一个制造选项是,利用印刷技术对这种导电性表面256进行涂敷。关于这一点,它们可以被涂敷于载体介质(在该情况下是钞票纸)的整个表面上。它们将至少占据钞票侧表面的50%,优选的是至少占据70%。如同将要更为确切描述的那样,这样做的优点在于,即使在一叠钞票具有不同尺寸的情况下,如相应地具有不同的面额,各个表面仍旧能够一直叠置起来,形成电容式排布。
例如导电性漆可用作印刷油墨,其有利之处是大部分无法目测看到。也可以想到利用石墨材料的耦合表面256作为一种替代方案,其同样可以利用印刷方法进行涂敷,至少占据表面的一小部分。
示例48图31示出了钞票1的第二个示例,带有一电容式耦合转发器。类似于图46,其具有两个用作电容式耦合表面的导电层256。作为示例,这种钞票包括一个带有金属反射层257的全息条带258。所述反射层包括两个间隔开的区域257a、257b,它们以电化方式相互退耦(galvanically decoupled fromone another)。经由电线255与两个区域257a、257b电连接起来的转发器芯片3被固附在两个区域之间的间隙中。
在某些情况下,在钞票的制造过程中,金属层257,在目前情况下是带有金属反射层257的示例性全息条带258,可以通过转印方式应用在钞票纸上。此时,可以在应用到钞票纸上之前的一个独立工作步骤中,将芯片3与所述全息条带258中的金属层257导电连接起来。在此,金属层257上的区域257a、257b经由电线255与芯片3连接起来。
此时,首先将耦合表面256压印到钞票纸上。接着,应用全息条带258,使得在先前印刷的耦合表面256与全息条带258的金属涂层257之间形成电连接。
一种替代方案是首先将带有芯片3的全息条带258应用到钞票纸上,随后在全息条带258上印刷耦合表面256。
这些变型解决了下述问题,即利用常规工序的简单方式,如粘结、焊接、倒装,无法使得导电性染料与芯片3发生接触。需要强调的是,在前面,电容式耦合表面在实际上仅被应用在一个侧面上,但是原则上,其也可以被应用在钞票纸的两个侧面上,这样,尤其是在钞票堆垛尚未根据本发明进行分拣的情况下,会导致更为明确的耦合关系。
示例49为了防止光学、电感或者电容式耦合结构被破坏或者被拆除,钞票可以带有一个最上侧包覆层来对这些结构进行防护,其中如同前面作为示例所描述的那样,所述结构没有被包埋在钞票纸中,而是被应用在钞票纸上。
示例50如前所述,另一个构造是,一张钞票包括一个无源的电、磁性和/或电磁性结构,如无源振荡电路,其已经作为示例参照图29进行了描述。这种无源振荡电路可以具有特性数据,如谐振频率,其专用于各组钞票或者至少用于某几组钞票。因此,这些振荡电路数据可以如专用于国家发行钞票和/或专用于钞票1的面额。这些数据可以被用作一个真实性特征,其中在相关测试装置中对指定的谐振频率进行测定并且与期望值进行比较。关于这一点,如可以使得测定出的谐振频率仅非常微小地,即以特定的量(如,+/-10Hz),偏离期望的理想谐振频率,以便被确认为是真实的。这就使得对所述振荡电路进行伪造更为困难。
如果钞票除了所述无源结构之外还包括一个芯片,那么可以如通过将测定出的谐振频率与理想的期望值进行比较来进行真实性检验,其中理想的期望值被存储在所述芯片中。
示例51尤其是在前述示例中,关键在于能够以一种明确的选择方式对振荡电路的性能进行调节。作为示例,存在有若干种方法,它们允许在造纸过程中以及在对片材进行印刷/处理过程中进行可缩放的解调操作(scalabledetuning)。对于不同的钞票来说,这一点例如可以这样进行,即存在有一个振荡电路,该振荡电路实际上被制造成大体相同,它们的谐振频率被以规定方式进行解调,以便使得不同钞票具有不同谐振频率。
众所周知,振荡电路的谐振频率直接取决于该振荡电路的总电容和总电感。近似地,转发器电路的谐振频率fres可以通过用于欧姆衰减振荡电路的汤姆森(Thomson)振荡方程式进行表示fres=12π·1LC-R24L2]]>在此,L指的是电感,C指的是电容,而R指的是振荡电路的欧姆电阻。在HF范围内,实际上不再可以忽略电感和电容电阻本身的频率依赖性,但是在此所引用的用于欧姆衰减平行谐振电路的汤姆森方程式代表了用于例证所引用原理的可接受近似值。从所述方程式得到这样一种认识,即谐振频率fres直接取决于振荡电路的电感L、电容C以及负载欧姆电阻R的平方根,除了R之外,电感L和电容C均依赖于频率。因此,如果我们以一种明确的方式成功地干预了这些变量,那么我们就可以直接对转发器的谐振频率进行干预。
如同在图32中作为示例描绘出的那样,钞票1包括集成电路,具体来说是一芯片3,其可以由一个(n个)硅芯片、聚合物电路、多晶体芯片电路(α-Si,p-Si)和/或它们的组合构成。芯片3与钞票1上的一个区域连接起来,其中借助于导电连接件413对谐振频率进行目标解调。
关于这一点,所述区域包括一个厚度为dl的层414。该层414可以被包埋在钞票纸中,但是还可以借助转印方法依次应用起来,并且可以由此例如由金属化薄片条带414以及由特殊导电性印刷油墨形成的层414构成。层414也并非必须呈条带形式。此时,可以想到下述应用示例。
示例52对薄片条带414的谐振频率进行解调可以通过结合入由规定量的导电性物质形成的纸浆悬浮液内来进行,所述导电性物质例如导电性纤维,优选对应于纤维素细丝。它们可以利用导电性碳黑进行处理,并且潜在地可以是旋制纤维(spun fibers)。可选择地或者除此之外,也可以将磁性物质结合入纸张内。作为磁性物质,不仅可以想到诸如铁屑这样的颗粒,而且可以想到铁氧体粉末。
所述导电性物质或者磁性物质被以一种明确的方式结合入纸幅中。这一点如可以通过喷洒到所输送的仍旧湿润的纸幅上来实现,其结果是在纸张1中形成对应的条带414。在此,可以利用几何尺寸的改变,如在该情况下改变条带414的宽度dl,来改变特定电阻(导电性物质)或者电感(磁性物质),并且由此实现对谐振频率的目标解调。因此,对应地,可以例如通过依据钞票1的面额对宽度dl进行调整来进行可缩放的解调。
由于片材(如防伪纸)通常在制造过程中经过平整和/或砑光处理,所以可以想到的是,在解调的条带414和接触线413之间不会一直自动存在电接触。因此,可以想到的是利用激光器,如受激准分子激光器,来对该解调的条带414上的非导电层进行“激光切除”,从而使得即将印刷的连接延展部(connection stretches)413恢复电连接。
示例53另一个示例是通过一个对应的预制条带414来诱发所述解调。该条带414将是一个薄片414,其可以如利用铝进行金属化处理;同样,也可以在较高的蒸汽压力下采用铜或者类似金属。如果该条带414此时借助于转印方式应用在钞票纸上,那么这一点可以如借助于热封粘结剂来实现。这些漆和粘结剂通常是不导电的,这就会导致振荡电路发生电中断(galvanicinterruption)。根据本发明的一种变型,可以例如通过以转印方式利用导电性印刷油墨进行压印并且向后施加所述条带(如金属化薄片条带414)来首先应用连接延展部413。由此,在连接延展部413与解调条带414之间形成电连接。
作为所述热封粘结剂的一种替代,也可以使用导电性粘结剂,尤其是导电性非均质粘结剂。
示例54图33示出了又一种变型,其中一种导电性油墨或者一种金属被压印成条带414。该条带414相应地可以具有例如取决于面额的宽度dl。作为示例,如果此时粘结非导电性转印条带415,那么可以在该转印条带415上设置两个或者多个凹槽416,在应用之后,凹槽416以精确配准方式在钞票纸上位于印刷表面即条带414上的对应表面417的上方。接着,如通过利用导电性油墨进行压印而在凹槽416的上方与位于下方的凹槽417形成接触,以便建立与电路3的电接触,这一点在图33中没有描绘。关于这一点,通过合适地选取印刷表面414和凹槽416的形状,具体说是宽度dl,可以实现特定纵向电阻的缩放。这样会带来预期解调。
示例55在下文中,将对带有芯片的钞票的示例进行解释,其无法进行电感式或者电容式访问,而是通过电连接即直接电接触进行访问。关于这一点,所述电接触将尤其用于向芯片3供给电流。最重要的是,这种钞票适合于进行堆垛测量(stack measurement),如同在相关部分中进一步解释的那样。
图34示出了这样一张带有芯片3的钞票1,其包括一个导电层380(图中较深颜色),其沿着钞票1的各个短边形成接触表面。层380由此通过导线381与芯片3电连接起来,所述导线381位于钞票纸中或者位于钞票纸上。层380被制成能够确保钞票1横跨其横剖面具有导电性。这就意味着至少两个接触表面380结合在钞票纸的上侧面和下侧面上,以向芯片3供给能量,所述表面贯穿钞票的横剖面而导电性连接起来,并且可以通过外部接触夹板与电源连接起来。
为此,作为示例,层380被设计成一个导电轨迹380,其环绕侧边缘应用在钞票纸上,使得在钞票1的上侧面与下侧面之间形成直接电接触。可选择地,所述层不仅可以应用和/或结合在钞票的表面上,而且占据侧边缘的整个体积。在此,这种钞票1通过沿着钞票1的边缘散布导电性纤维(如呈钢带形式)制造而成。同样,也可以例如涂敷导电性聚合物或者作为导电性印刷油墨对它们进行压印,以便使得它们刺入钞票纸的横剖面,并且由此建立起所需的电接触。
轨迹380最好形成于钞票1的两个相对侧面上,例如在两个短边上环绕钞票1的整个边缘的轨迹形式,如同图34中所描绘的那样。导电层380无需包绕钞票1的整个边缘。即使所述触点呈相对较小的层380的形式,如果仅确保了这些层380可以横跨整个堆垛发生导电性接触,那么也已经足够了。同样,作为电路中的触点的两个层380,在本实施例中也可以仅形成于钞票1的一个侧面上。
示例56图35示出了图34的一个替代性实施例,其中,除了用于供给能量的导电性接触层380之外,钞票1还带有至少一个第三触点382,其仅在钞票纸的表面上发挥作用,并且例如通过压印操作而形成。也可以在钞票的背面上设置一个第四触点382,其中第三触点382与第四触点382相互之间没有被电连接起来。这些触点382再次经由电导体383与芯片3连接起来,并且如同在“堆垛测量”章节中更确切解释的那样,用于允许堆垛中的芯片3也能够被独立地相互激励,或者对它们本身进行访问。为此,触点382,正如接触层380那样,被设置成使得它们在合适的堆垛过程中相互叠置,并且由此在每两个相互叠置的钞票之间建立起电接触。这一点也可以通过按顺序进行堆垛而得以强化。
作为示例,第三和第四触点382的几何形状可以被制成使得它们各自的表面大致位于该元件的中部,并且例如被制成圆环或者圆圈形状。但是,触点382也可以被制成多边形或者其它形式。在触点382与导体381发生重叠的部分,必须在它们之间设置电绝缘体。
示例57此外,也可以想到在无需任何接触的条件下在每张钞票中结合或者应用一个或者多个芯片。这些芯片并非必须具有数据传送能力,因此可能甚至无需发挥作用。位于钞票纸中或者位于钞票纸上的若干个这种芯片的存在和/或形式和/或表面结构和/或位置和/或分布均可以独自用作一个真实性特征,其中所述表面结构例如是表面图案。这些芯片可以非常小,例如无法被肉眼看到,例如可以采用光学或者电学测试方法来进行测试。
利用聚合物电子技术的半导体技术本发明的另一个构思是基于来自于半导体技术和聚合物电子技术的工序组合制造转发器电路。这些构思可以被有益地应用在所有类型的转发器基体上,它们是由纸、聚合物或者金属薄膜等等形成的刚性芯片卡或者柔性基体,如根据本发明的有价文件。
关于这一点,半导体技术被理解为所有从属于硅技术或者类似技术的工艺,它们经由元素半导体或者合成半导体而工作。关于这一点,薄层技术尤其适用。在现行的半导体电路技术中,几乎全部使用了由元素半导体(硅,锗)形成的集成电路,从制造技术和价格的观点来看,它们具有优势。几乎所有市场上能够获得的器件均由单晶体、掺杂的元素半导体(主要是硅)构成,从晶片上将它们锯下。关于这一点,必须利用掺杂操作(n-或者p-)来保持电子载体过剩,基于此在半导体中进行导电。除了常规的元素半导体之外,还存在有所谓的合成半导体,其由来自于元素周期表中不同主族的元素构成。它们的示例是GaAs、InP、InSb,及其它。在某种程度上,这些“合成半导体”的移动性明显大于Si或者Ge。
如果这些半导体借助于薄层技术进行涂敷,那么还可以获得用于柔性基体的预期抗弯曲性,这一点是钞票所必需的。
由这些材料制成的无源和有源器件通过相对于高达高GHz范围的载波频率具有稳定性而对它们自身加以区别。
但是,关于这一点,已知半导体技术的缺点是单晶体(晶片)的厚度,其即使在例如利用金刚石磨膏对非作用侧面进行磨蚀而变薄之后仍旧具有数十微米的厚度,由此妨碍用作具有等量厚度的基体/载体(如纸)上/中。此外,在对芯片进行应用和粘结的过程中(如借助于倒装晶片工艺),用于在防伪纸/智能标签所在区域进行应用所必需的高速计算难以实现。
通常,转发器系统由一线圈构成,该线圈例如以印刷或者蚀刻方式以若干匝应用在基体上。在现有技术的目前状态下,即使在经过薄化处理之后,转发器芯片也仍旧太厚,以致于无法应用在厚度处于微米范围中的薄基体上,而这一点是根据本发明的有机文件通常所必需的。
相反,制造经由聚合物技术制成的电路,即所谓由导电性聚合物制成的IPC(塑性集成电路),在本发明中被证明是有益的。在此,所述聚合物可以是导电的(聚苯胺)或者也可以是半导电的(聚三烷基噻吩)。能够以印刷方法应用为此所必需的电路的可能性,即使具有处于微米范围内的厚度,与传统的半导体技术相比也是有益的。IPC的巨大优点还在于能够以印刷方法在载体材料上应用必要的结构。所述载体材料可以是塑料薄膜,或者也可以是表面特别光滑的纸张。
正如已经在本发明其它地方提及的那样,所有利用半导体技术制成的已知半导体器件,如二极管、晶体管等等,也可以经由聚合物电子技术利用导电性聚合物制成。由此,可以利用这些聚合物电子技术(简称polytronic)基本元素制造更为复杂的逻辑电路,如“与”门、“或”门、“与非”门或者类似电路。但是关键在于,由于迄今为止在聚合物半导体中获得的电子载体移动性非常有限,所以最大的极限频率仅达到几百KHz。
但是,这种频率特性并不适用于根据ISO-14443或者ISO-15693的现有RFID转发器,所述转发器可以利用频率为13.56 MHz的外部读取装置进行触发。
通常,读取装置向转发器的高频模拟传送通道与其数字组成部分之间的接口界面经由高频接口界面来实现,也被称作HF接口界面,其对应于调制解调器中的传统调制解调系统,并且在1999年的“RFID-Handbuch”,Finkenzeller,Klaus,第2版,第242页,Hanser-Verlag,Munich,中非常详细地进行了描述。这种HF接口界面有利于转发器与读取装置进行通信,并且经由读取装置的高频,或者简称为HF信号,向转发器供给能量,尤其是在转发器为无源类型时,其可以在无需自我供给能量的条件下进行工作。
上文中,在HF接口界面中对读取装置的如13.56MHz的调制HF信号进行解调。与此同时,从HF场的载波频率得到数据载波的系统时钟。通常,所述接口界面省却了用于向读取装置发送反馈数据的负载调节器。这一点的关键在于,载波频率处于MHz的范围以及更高范围。换句话说,相关联的电路必须也能够利用这些频率进行工作。
示例58图36示出了由逻辑部分391和带有负载调制器392的HF接口界面391构成的电感式耦合转发器3。关于这一点,HF接口界面391主要通过带有转发器线圈L和微调电容器C的模拟输入振荡电路393形成。在该振荡电路393上依次连接有整流器398,如由Graetz桥接器398构成;和稳压器399,优选的是齐纳二极管399。并行于转发器振荡电路393,一个电路395提供用于数据载波的系统时钟。该电路部分供给稳定的等方向电压Vcc,由其向逻辑部分391提供能量。还有,一个解调电路396向逻辑部分391以及负载调制器393供给一串数据流,以备进一步处理,向外部读取装置发送反馈数据。关于这一点,逻辑部分391包括数字电路394,如用于对转发器进行控制、对数据进行存储或者加密,根据本发明,利用半导体技术制成的半导体元件此时被应用于高频范围,而聚合物元件此时被应用于转发器电路的数字式低频范围。这就使得当利用薄的柔性基体时,其能够在必要的电路位置利用足够高的频率进行工作,由此能够以较为简单的方式在钞票和类似产品中使用转发器。结果是转发器电路可用于RFID系统,其中通过额外结合没有频率限制的常规半导体电路防止了在聚合物电子技术中将时钟频率限制在KHz范围,以便使得这些转发器也可以被用于HF范围(MHz以及更高)。
具体来说,HF接口界面中的高频组成部分最好例如通过印刷、沉淀、汽相淀积或者类似方法涂敷成元素半导体或者合成半导体,而低频组成部分,例如逻辑部分391中的数字电路,借助于聚合物电子技术制造而成。
作为示例,振荡电路L和C以及整流器398,以及任选性地HF接口界面390中的所有其它组成部分,以高频即例如以13.56MHz或者更高进行工作。但是,稳压器399可以是逻辑部分391中的一个组成部分并且同样利用聚合物电子技术制造而成,并且如同其余组成部分394那样仅以KHz范围中的频率进行工作。
同样可以想到的设计方案是,转发器电路3中的高频部分和低频部分均为聚合物电子器件与常规组成部分的组合。作为示例,薄层二极管由此也可以被整合入负载调制器392中的IPC内,正如聚合物组成部分可以被整合入整流器电路398和稳压器电路399内那样。
光学和/或声学回放装置如同前面作为示例描述过的那样,带有电路的钞票的另一个重要实施例可以是将一个或者多个电光和/或声学回放装置牢固地结合入钞票纸内。除了真实性识别之外,这种装置还可以用于其它目的、尤其是在下面描述的目的,这些目的在“堆垛处理”和“商业”章节更为详细地进行了描述。作为示例,所述回放装置可以具有下述性能。
光电显示器例如可以独立地或者以组合方式包括自发光的光学显示器和/或非自发光的光学显示器和/或由电子纸制成的显示器和/或LCD和/或LED,其中所述自发光的光学显示器能够在可见、红外和/或UV光谱范围中进行辐射。关于这一点,这种光电显示器可以包括一个二维显示表面,如呈LCD形式,或者还包括一个近似点状光源,如一个单独的LED。
关于这一点,电子纸可以被以公知方式理解为例如一个柔性基体,带有包埋在电极之间的旋转式或者滑动式可控微囊体。利用电子纸进行制造的优点在于,主要由纸制成的钞票的柔性不会受损。此外,电子纸的存在还使得所述显示器即使在没有外部能量供给的条件下也能够正常工作。这一点尤其适用于许多与钞票相关的应用领域,为了在该情况下识别出对所显示文本的外部篡改,有益的是除了待显示的文本之外,与信息完整性相关的其它信息,如呈检验和或者类似显示内容的形式,或者数字签名或者类似信息,存储在钞票上的芯片中。
优选的是,所述显示器将用印刷方法制成,尤其是例如通过利用电子油墨(即包括封装在囊体中的珍珠的印刷油墨)在钞票上进行印刷。这样就形成了与用于钞票制造的已知印刷方法的高度兼容性。
可选择地,取代光电显示器,也可以使用声学回放装置,如光电式声波发射器和/或可逆的压电式声波发射器和/或磁致伸缩式声波发射器。
这种光电和/或声学回放装置的优点在于,它们构成了容易被人们识别的真实性特征,此外,其无法利用复印技术进行伪造。此外,这些回放装置也最好被制成可机读的防伪特征,即真实性特征。
因此,例如一个相关联的钞票处理机械可以包括一个传感装置,该传感装置能够潜在地响应所述机械对回放装置的激励而捕获由钞票发出的光学或声学信号,并且将它们与用于真实钞票的那些预期测定信号进行比较。
由此,如果所述回放装置的回放状态发生临时改变,相关联的钞票将能够以非常可靠的方式进行识别,要么自动地进行识别,要么在不利用其它辅助工具的条件下人工识别。
示例59在最简单的情况下,回放操作仅定时发生。这一点可以通过向回放装置供给电流而发生,尤其是利用一个电源,如借助于光电池、如纸基薄层电池的薄层电池,或者利用电感式耦合装置,并且其仅在供给能量时亮起或者发出声波信号。非常优选的变型是,回放操作仅当从外部供给能量时发生,即在钞票本身中或者其上不存在电源或者能量存储器。
与在外部能量供给中断时回放操作终止相反,优选的情况是,回放装置包括用于该回放装置的信号触发的接口界面,尤其是沿着光学和/或电子路径,尤其优选的是,所述路径经由信号线被连接在或者可以被连接在一个控制装置上,该控制装置整合入有价文件中,或者至少部分地或者完全位于其外部,这样会以一种临时确定的方式改变或者可以以一种临时确定的方式改变所述回放装置的回放状态。
在该情况下,所述回放状态也可以独立于能量供给而以一种预定方式改变。关于这一点,直至发生改变的时间可以随机设定、或者被设定在一个或者多个特定时间点、或者被设定为以预定时间间隔发生。
示例60所述回放装置的一种非常简单示例是闪光显示器,例如一个闪光的点状LED,其以预定时间间隔亮起。关于这一点,相关联的控制数据最好存储在控制装置中的存储器内。
此外,不仅可以例如通过改变回放装置的亮度或者体积来改变回放状态,而且所回放的信息内容本身也可以被临时改变。
示例61此外,钞票可以至少在一个侧面上包括用于供给能量的光电池,而且至少在另一侧面上包括发光元件,它们均被连接在钞票中的芯片上。
关于这一点,如图37中所示,根据一种变型的钞票1可以在一个侧面上具有薄层光电池400,其与钞票1中的芯片3连接起来,用于向芯片3供给能量。该芯片3相应地被连接在位于钞票另一侧面上的发光二极管如激光二极管401上。所述连接最好借助于印刷而成的接触线403实现。
这种变型的优点在于,如同后面在“堆垛处理”章节中针对图37详细描述的那样,能量可以在堆垛中的相邻钞票之间进行传送。
示例62本示例可以意味着声波发射器通过不同的回放频率或者频率顺序进行工作,或者意味着对于二维显示表面来说,回放不同的显示图案,例如标记或者符号。为了有利于对不同面额的钞票进行光学或者声学区别,可以例如通过不同音调、声波频率或者光信号来使得用于不同面额的回放状态存在区别。
示例63用于将来自于钞票的信息传送至其外围装置内的另一种可能性在于利用钞票中产生的热辐射。
为此,按照由钞票中的电路确定出的信息和用于进行传送的附加信息,在钞票中引导电流穿过多个用作电阻的电子元件,这些电子元件被包埋在钞票材料中或者应用于其上,所述钞票材料最好是钞票纸。因此需要注意的是,这一点还有可能涉及诸如电阻这样的有源电子器件。由于它们在物理作用原理上用作电阻,所以如果没有明确提及电子器件,那么它们将在下文中利用词语“电阻”作为称谓。
电阻由于电能送入其内部而产生热量。所诱发的温度变化可以由此例如通过利用光学传感器中的热成像照像机来直接地发生,或者通过一种指示反应来间接地发生。后者通常会导致发生潜在的热量光学演示(opticaldemonstration of the heat)。即使在根据本发明的热量演示区域中可以明确地料想到其它指示反应,例如同样结合入或者结合在钞票纸上的导电性元件的导电性发生改变,为了简化起见,在下文中将主要针对“显示器”进行描述。
但是,与在此所描述的方法相反,根据本发明的显示器并非类似于例如根据DE 10046710A1中所述那样由简单的LCR振荡电路构成,否则将会导致发生电磁波谐振,而是由有源元件构成,这些有源元件代表了钞票中的振荡电路的可改变状况。尤其是,包括对可以从电路中可能存在的非易失性存储器中获得的信息进行显示。待传送的电流也可以明确为通过电阻发送的等向电流。
如前所述,钞票的电压供给也可以明确为不局限于接收电磁辐射。利用电磁换能器产生了非常令人感兴趣的应用领域,尤其是,将变形能量转换成向钞票进行电压供给所必需的电能;这些将在下文中给予详细描述。
电流穿过其中来对钞票进行加热的电阻可以以各种方式进行排布,以便对信息进行显示。因此,可以将电阻排布成简单的条形码状结构,条形码状结构可以借助于电阻实现分段显示,或者甚至可以实现象素基显示。通常用于触发和实现LCD笔记本显示屏进行显示的方法最好被用于所述类型的象素基显示器。
但是,与公知方法相反,对于在此所描述的显示器来说,也可以不利用常规的晶片基电子器件来制造整个显示器,而是利用由其它材料制成的器件,如非晶体硅或者多晶体硅。
但是,这种象素基显示器最好通过利用可印刷的半导体如有机聚合物制造而成。在印刷工艺中,这种类型的显示器与控制线和晶体管以及任何可能必要的额外电阻一起,但是这些额外电阻最好由电阻本身制成,可被印刷,并且可以接着在其上涂敷任何可能使用的印刷油墨,它们中包含有指示材料。有利的是,以这种方式使用的指示染料同时构成用于其下方电子器件的防护层。
以这种方式设计而成的钞票还可以包括下述特征,即钞票上对于总体功能性来说必要的那部分电路横跨钞票大部分进行伸延。由此,在钞票上进行篡改会快速地导致钞票上的电路不再能够发挥作用。
对于前述位于钞票上的显示器来说,如果所述指示物质中包含有人眼可看到的特征、信息以可读取的形式呈现在钞票上、以及借助于一种能量载体来进行能量供给,那么可以获得特殊优点,其中所述能量载体对于一般人群来说易于获得,如前述的变型能量、移动电话频率范围内的无线电波能量或者太阳能。在该情况下,重要信息如钞票的合法性或者类似信息以可一般读取的形式描绘在钞票上。
纸张和钞票制造过程中的质量控制对于带有电路的防伪纸或者钞票来说,一个令人感兴趣的应用领域是在制造或者钞票制造过程中的质量保证23。
根据本发明,通过在不发生接触的条件下在任意位置或者生产阶段从电路读取数据或者向电路写入数据,尤其是借助于高频电磁场或者光学方式,而以简单方式沿着防伪纸或者钞票在造纸厂20或者钞票印刷车间21内的流程和/或特殊处理步骤采取措施。
存储在所述电路中的数据最好由用于识别特定纸张或者特定钞票的数据构成,如序列号、面额、发行国家、流通状况和/或制造日期。通过读取这些数据,可以识别出特定的纸张或者钞票。
尤其是,对没有被正确制造以及那些在质检之后被送往销毁装置24(尤其是碎纸机)的纸张或独立钞票的毁坏进行控制起到重要作用。即将被毁坏的独立纸张或钞票可以通过直至到达碎纸机中的切割工具之前从电路中以简单的非接触方式读取数据来进行识别,并且可以由此以基本不间断的方式进行跟踪。以这种方式,尤其可以可靠地监控即将被毁坏的防伪纸或钞票是否被未经授权取出。可选择地或者除此之外,即将被毁坏的钞票可以在检验过程中或者恰好在碎纸机之前通过如同前面已经解释过的那样向钞票中的存储器内写入对应信息而作废。可选择地,例如可以利用从UV闪光灯发出的光线将存储器中的全部内容删除。
此外,与在防伪纸或者钞票上已经执行或者即将执行的处理或者精整步骤相关的数据可以存储在电路中。在该情况下,尤其是针对质量保证23而言,我们可以通过读取所存储的数据来检验该防伪纸或者钞票是否已经完成了所有必要的精整步骤,以及这些精整步骤是否以一种有序方式或者不合适方式执行。
在制造过程中,尤其有益的是,使用芯片中的大部分或者更多甚至全部存储部分,尽管对于后一种情况来说仅有部分存储器可以使用并且这些部分相应地仅可以由不同用户群使用或者用于不同应用目的。在该情况下,直至所述芯片已经被成功制造之后,如通过使得对应的存储区域永久化,用于所述存储区域的有限访问特权无法被永久导入,其中所述永久化例如通过灼烧发生严重熔化而实现,并且被合适的设计成使得它们被防止写入。
本发明还可以在用于质量保证23的钞票处理机中获得有益效果。在这些机器中,成品钞票被成叠放置,单独抽取,并且沿着一条输送路径进行输送,以对各种性能和防伪特征进行检验。但是,在通过所述机器进行输送的过程中,会反复出现所不希望的如下错误动作,其中若干张钞票被同时抽出并且进一步输送和/或产生钞票阻塞。在这些情况下,如果在各种情况下被抽出的钞票的数据(尤其是序列号)被读取并且在它们的分离过程中存储在机器的控制装置中将是有益的。这些数据随后可以在对故障动作进行校正和对已经被多次抽出或者发生阻塞的钞票进行重新排布来进行重新检验时被再次查询,从而使得可以轻易地表明在对故障动作进行校正的过程中任何钞票被未经授权的取出。
钞票的输送本发明的另一个重要应用领域是钞票的输送领域。
通过以下更为详细描述的设备和方法以非接触方式读取位于特定钞票上的电路,可以在钞票流通过程中的任意阶段简便且快速地对钞票进行识别。有关钞票身份的数据登记在合适的中央监控装置中。这些数据允许在钞票的流通过程中对钞票的流通路线进行重新构造。
对钞票的识别以及必要的登记操作可以在它们的制造过程中进行,即在图1中的造纸厂20和/或钞票印刷车间21中进行,或者直至它们于中央银行25、商业银行26和/或商业机构30的各种设备中进行流通,所述设备例如是处理机器31、货币分发机27、货币存储机28、组合式货币存储和货币分发机29或者自动化货币输入装置32。一般来说,也可以在输送车辆中安装相应的扫描设备,这种设备对钞票的流入量和流出量进行登记。
正如将在“钞票禁用和启用(disabling and enabling of banknotes)”章节中详细解释的那样,本发明的另一个优点在于,位于防伪纸或者钞票上的电路可以以这样一种方式进行切换或者写入内容,即防伪纸或者钞票将暂时地无法在任何机器中使用,尤其是无法在机器上进行支付。为了在机器中继续使用而对钞票进行解禁可以主要由中央银行25或者商业银行26来承担,优选的是通过在钞票再次进入流通领域之前输入密码或者触发在电路中的一个特定操作。
在防伪纸和钞票制造领域中的偷窃或者抢劫,或者在将成品钞票从钞票印刷车间21输送至中央银行25的过程中的偷窃或者抢劫,或者从中央银行25至商业银行26的过程中的偷窃或者抢劫由此将不再具有诱惑力,因为禁用的钞票将在装备有相应读取装置的寄存器或者机器处被识别出来,如将拒绝支付或者存储。这些钞票必须在其它地方,即无法与电路进行通信的地方,再次进入流通领域,那么其至少在确认货币被盗之后的一段时间内必须这样做,因此允许潜在地得出有价值的结论。
对于自动分发机27、自动存储机28、组合式自动存储和分发机29以及在下面更为详细描述的容器来说,和/或对于存放在输送车辆中的钞票来说,前述钞票的禁用操作尤其有益,因为任何通过强行进入或者蓄意破坏而非法抽出并且由此被禁用的钞票,将在试图将它们置于流通领域中时由相应的扫描设备轻易地识别出来。
同时,本发明的这种变型可以应用在各种应用领域以及情形中。
示例64借助于暂时性作废和/或进行标记,由此可以将存放在特定装置中的货币看作中央银行25的无息支付能力(non-interest bearing property),即所谓最低储备金。此外,对钞票进行登记允许以简单方式对由黑钱、盗窃来的钱或者敲诈来的钱所形成的货币流进行监控。为此,例如当货币被支付时,可以将所支付钞票的身份(尤其是它们的序列号)与接收者的数据一同存储起来。其它应用领域在“钞票的禁用和启用”章节中更为确切地进行了描述。
用于输送钞票的容器为了能够在钞票的输送过程中以尤其有益的方式利用本发明,提供了用于输送钞票的专用容器。关于这一点,容器被广义理解为所有可以在其中将钞票放置在一起并且进行输送的装置。这种容器尤其包括由金属、塑料或者纸板制成的保险箱或者保险盒、纸封套、由纸张或者塑料制成的小包或者小袋、以及绑扎带。这些容器通常的特征在于,它们可以被封闭起来,即在不对容器进行操纵的条件下无法进行未经准许的外部访问。
容器,尤其是盒子,例如可以带有一个天线和/或一个读取、写入和/或检验单元,其尤其能够对位于容器中的钞票上的电路内存储的内容进行读取、更改和/或检验。
下面结合对钞票堆垛进行测试而示例性描述的必要设备和方法也可以被应用于所述容器中。
以这种方式,用于识别钞票的数据如序列号可以首先在容器中被读取,使得根据特殊的应用领域,可以省略借助于外部检验装置对即将输送的钞票进行识别。容器中的内容最好由容器本身进行登记并且根据需要进行检验,从而使得可以由容器本身对内容物进行监控,尤其是在输送、存储、移交或者传递过程中,无需为此而必须将容器打开。这一点尤其适用于自动出纳机(automatic teller),其中可将钞票从盒子中取出进行分发和/或送入这些盒子或者其它盒子内。
由于盒子中的内容物总是可以完全确定,所以甚至可以在阻塞或者临时性失误的情况下对目录进行核查,或者根据需要在机器中的检验和/或鉴定装置发生故障的情况下进行核查,却无需将盒子打开。
示例65此外,可以利用容器的写入单元将数据例如与输送过程相关的数据写入电路中的存储器内。以这种方式,可将输送路线记录在钞票中。
尤其是,所述容器可以包括壁,如由诸如塑料这样的电绝缘材料制成的壁,其至少部分地不会遮挡电磁波,从而使得位于该容器中的钞票上的电路也可以借助于高频交变场来从外部进行读取、写入和/或检验。
同样,这种类型的容器允许在任何时间对各种值(尤其是所有位于容器中的单张钞票的总值和/或面额)加以确定。在传递过程中,避免了所移交内容物的不确定性或者耗费时间地进行重新计算。以这种方式,货币划拨、货币处理以及货币流控制可以从根本上变得更为简便、快捷,尤其是更为可靠。以这种方式,整个货币循环可以以一种高效方式得以监控。
示例66对于容器本身来说,原则上可以借助于其写入装置将信息,即涉及所述值的数据和其它与钞票相关的数据(如交易和/或输送数据),输入到盛装于容器中的某些或者全部钞票内。但是,对于容器本身来说,也可以额外地或者替代性地例如将存放在容器中的钞票的总值类似地存储在非易失性存储器中。如果这两种可能性均可实现,那么对容器内容物的操纵状况进行检验也可以例如通过将存储在钞票中的总值标记与存储在容器中的总值标记进行比较而实现。
示例67例如,在钞票芯片中的存储器包括一个只写存储区域的情况下,其中只写存储区域无法被直接再次读取,可以进行针对操纵的防伪查验,以便使得存在于容器上的存储器中的总价值被发送至钞票以被查验。如果该值与记录在钞票中的值相同,那么将认为容器中的内容物未被操纵。
示例68通过利用非对称PKI加密方式可增强容器内容物的未被检测到的操纵的防伪。为此,容器被装填的钞票处理机可以例如将容器内容物的总值写入钞票内和/或写入容器内。首先,从填充位置利用私钥对在先输入的总值进行加密,并且可以在接收到容器之后,利用用于执行填充操作的钞票处理机的公钥进行解密,根据需要,将盛装在其中的钞票合法地任意取出。如果总值被写入钞票和容器内,那么甚至可以利用两个对用于该总值的两个数字进行加密的不同私钥。
例如,在芯片包括只写存储区域的情况下,其中只写存储区域无法被直接再次读取而是仅响应于二次发送的值是否与初始写入的值相同的查询,那么可以对操纵状态进行检验,其中存在于容器上的存储器中可能未加密的总值被发送至钞票来进行查验。如果该值等于写入钞票内的可能未加密的值,那么钞票将会将这种事实报告给钞票排空处理机器,并且将认为容器中的内容物未被操纵。
这种方法已经构成了针对未被觉察操纵的防伪性,因为对于未被觉察的取出操作来说,用于“虚假”总值的数据被写入容器以及一个或者多个钞票内,优选的是写入所有钞票内。尽管如此,通过利用加密技术,可以进一步提高防伪性。为了实现这一点,容器的总值被以a)加密方式或者b)未加密方式写入钞票内,并且被以加密方式写入容器中。一方面,接收者可以从填充位置利用公钥对盛装在容器中的总值进行解密,并且由此确定出在进行填充操作时容器的总值。另一方面,他可以通过将a)解密数字或者b)仍旧加密数字与钞票的内容进行比较而确定出写入容器内的数字是否被篡改。
钞票输送容器内容物的攻击者将无法通过以组合方式取出大量钞票并且确定出用于钞票和容器的值而获得成功,所述值在加密之后会产生一个正的比较结果。对于窃贼来说唯一有希望成功的方式是,读取用于盛装已知内容物的容器的总值的加密数字,并且排空另一个总值更高的容器,以便使得其中的内容对应于第一个容器中的内容物,并且将对应的数据写入所有钞票以及容器上的存储器内。
示例69因此,通过将其它信息存储在容器和/或钞票中,并且通过以前述方式类似地对这些信息进行加密,可以进一步提高防伪性,对于两个具有相同值内容物的满载容器来说,所述信息也存在差异。例如,盛装在容器中的钞票的一部分或者所有序列号的组合可以被用于所述信息。
示例70当容器上的非易失性存储器包括有盛装在其中的一部分钞票或者所有钞票的数据时,获得用于输送钞票的容器的另一种形式。为此,所有即将被传送到容器中的钞票的数据在填充操作之前、之中或者之后从填充容器的装置或者钞票本身发送给容器。
当由对其进行处理的装置进行询问时,容器将会提供其中盛装的钞票的数据和/或写入其中盛装的钞票内的数据。但是,所述容器也可以被制成使得其接收即将写入钞票内的数据,将它们保持在其存储器中,并且使得直至盛装在所述容器中的钞票被取出,中间存储数据也不会被写入对应的钞票内。
与所述容器进行通信可以经由一种不同于与钞票进行通信的传送方式进行;关于该点,传送速度可以明显高于直接与钞票进行通信的传送速度。
除此之外或者可替代地,所述容器还可以包括一种同样的传送方式,如与钞票进行通信;但是,优选的是可靠地防止直接与容器中的钞票进行通信,以便明确地得知用于发送和接收信息的响应度。在该情况下,读取装置可以以相同方式与一张钞票、一叠钞票或者一个容器进行通信。
由于两个原因,与钞票处于未包装形式相比,其能够与明显更多的钞票进行通信。一方面,由于防冲突方法的能力和可靠性限制了能够在给定时间周期中在不发生冲突的条件下进行可靠访问的钞票数目。
但是,知道所盛装钞票的相关数据的容器可以将这些数据以一种合适方式传送至读取装置,这种合适方式能够避免任何形式的冲突。另一方面,与用于操作容器的能量的传送相比,用于在非常多的钞票中产生供给电压的能量的传送非常难以进行管理。
示例71图38示出了一个根据本发明的容器350的示例。具体来说,盒子350具有公知类型的壳体351,带有用于插入钞票1的任选性可锁合开口352。关于这一点,钞票可以置于一底板353上。其例如可以被设计成在盒子内部高度是可调节的。根据本发明,盒子350包含至少一个测试单元354,用于对从钞票1上的电路发出或者传送给该电路的数据进行光学和/或电感式和/或电容式读取和/或写入。
关于这一点,所述检验单元350可以被设计成如同在前述示例和章节“堆垛处理”中描述的那样。例如其可以沿着高度H方向包括一排电感式耦合天线,这些耦合天线可以从钞票芯片中读取数据或者向其中写入数据。可替代地或者除此之外,盒子壳体351的底部或者底板353例如也可以包括另一个测试单元。
带有电路的绑扎带根据本发明用于对钞票进行输送的容器的性能也可以尤其被应用在用于输送贵重物品的一次性容器上,即所谓的保险袋上。对于前述性能的有意义应用领域来说,也可以应用于作为分离介质的容器,即用作分离卡(separator card),如在对存款进行处理过程中的标题卡(header card)。
作为前述变化的一种替代方案,如绑扎带也最好带有集成电路,即芯片。
示例72这种绑扎带的一个示例性实施例的俯视图在图39中示出,其侧视图在图40中示出。各个独立钞票1由绑扎带40封装起来,并且由此作为一个小捆43保持在一起。绑扎带40被设计成一根由柔性材料制成的条带,如由纸张或者塑料薄片制成的条带,其适合于小捆43的形状并且环绕在其周围。绑扎带40带有电路3,最好是一芯片。除此之外,一个用于向电路3传送能量和/或与电路3进行信息交换的传送装置42结合在绑扎带40上。
电路3可以在制造过程中已经被整合或者应用在绑扎带40上。可选择地,电路3也可以首先在捆扎过程中进行应用,在捆扎过程中,预先形成的小捆43带有绑扎带40,或者接着被应用在绑扎带40上。在本发明的该变型中,优选的是电路3被应用在一个背衬薄膜41上,该背衬薄膜41最好被胶粘在绑扎带40上。这种绑扎带也可以呈其它任意形式,如至少是一个小捆封套,它被填充成使得没有钞票能够被从捆扎起来的小捆中取出。
传送单元42(这时是一个天线线圈)可以类似地与电路3一同应用在背衬薄膜41上,并且应用在绑扎带40上。优选的是,使用自身没有稳定性的背衬薄膜,从而使得它们在去除时必定被毁坏。在该情况下,在未经授权的情况下将带有电路3的背衬薄膜42或者传送单元42去除,会导致它们被毁坏,以便非常好地防止操纵现象。
正如已经提及的那样,在一个替代性实施例中,电路3和/或传送单元42可以被直接印刷在绑扎带40上。在这种变型中,也非常好地防止了操纵现象,因此电路3或者传送单元42在实际上仅可以在自动毁坏的条件下从绑扎带40上去除。
示例73图41中示出了本发明的另一实施例。在该示例中,绑扎带40上的两个端子区域44和45利用一个背衬薄膜41胶粘在一起,在该背衬薄膜41上设置有电路3和传送单元42。在未经授权的条件下通过去除背衬薄膜41而将绑扎带40打开将会毁坏该背衬薄膜41,包括电路3和传送单元42。因此任何操纵可以被轻易看出,并且此外,可以很容易地通过对电路的功能性进行检验而加以证实。
示例74图42和43分别以俯视图或者侧视图形式示出了根据本发明的绑扎带40的另一实施例。位于绑扎带40上的电路3,带有一个传送单元42,该传送单元42沿着绑扎带40进行延伸,并且在捆扎起来的小捆43的若干个侧面上方延伸。在所示出的示例中,被设计为一个闭合线圈天线的传送单元42横跨所述小捆的四个侧面进行延伸,即如同一个闭合回路那样环绕在所述小捆的周围。
原则上,可以使得绑扎带40上的芯片3与小捆43中的钞票进行数据交换,钞票1中同样包括一个芯片。与此相对应所得到的优点已经在前面结合“用于输送钞票的容器”章节中进行了描述。
类似于钞票中或者钞票上的集成电路,位于绑扎带40上的芯片3被设计成用于对数据进行存储和/或处理。尤其是,与小捆43和/或小捆43中的独立钞票1相关的信息存储在绑扎带40上的芯片3中。尤其是,这些信息涉及小捆的输送状况,如小捆43在特定位置处的时间。利用存储在芯片3中的数据,可以对输送路线进行重新构造。
用于分配给绑扎带的钞票数据也可以包含在绑扎带40的芯片3中。只要所述小捆被绑扎带封装起来,那么就可以仅通过绑扎带上的芯片来进行数据交换,由此数据交换操作大大简化,并且提高了读取安全性,因为此时不再需要对所述小捆中的钞票上的各个芯片进行询问。优选的是,使得各个钞票上的数据可以在一个存储装置中获得,如果需要,在各个钞票已经被分开并且检验过之后获得。在这种操作中,带有缺陷芯片的钞票也可以被捕获,并且在钞票的信息中予以考虑。
如果在“用于输送钞票的容器”章节中描述过的数据存储和传送结合入绑扎带内并且仅通过绑扎带上的芯片进行通信,那么尤其适合采用带有电路的绑扎带。在如包括100张钞票的捆扎小捆中,在一个工艺步骤中可以访问的钞票数目将由一个高达100的因子放大,却不会产生用于更为复杂的防冲突算法(anti-collision algorithms)的额外时间、劳动以及成本。
在另一种应用变型中,位于绑扎带上的芯片3的序列号被作为唯一特征来构建或者检验绑扎带的身份。
在进入处理设备的优选实施例之前,将对根据本发明的大量构思进行描述,其不仅可以非常适用于所述装置中,而且还可以应用到本申请所描述的其它装置中。
堆垛处理如上面已经重复描述一样,使用带有芯片或者电路的钞票的特殊优点在于可以进行堆垛处理。就此而言,“堆垛处理”是指一堆垛钞票被处理。然而,堆垛处理同样可以处理仅仅由单张钞票组成的“堆垛”。这意味着可以在一个堆垛中有一张或者多张钞票,例如在堆垛中钞票的一个或者多个特性被优先地测量和/或决定。尤其是,这样的特性涉及钞票的整个数目、单张钞票的价值和/或所有钞票的整个价值和/或它们的序列号或者其它的对特定钞票而言是特定和唯一的单个数据。因此即使对于具有不同面值的钞票,该方法也可以尤其简单地确定堆垛的整个价值。
与现有方法相比,例如决定一堆垛钞票的价值,首先必须分开钞票,随后相对于它们的面值单个地进行评估,根据本发明的方法使堆垛测量极大的简化并且节约了时间。
尤其是,“堆垛处理”是指如下情况,为了测量和/或决定钞票的特性,获得测量信号,并且随后通过与堆垛中钞票的通信进行评估。就此而言,通信是指从钞票(尤其是从钞票芯片)到外部测量装置或者评估装置的信号输送,和/或从测量装置或者评估装置来的信号传送到钞票,尤其是钞票芯片。因此,除了确定钞票特性,也可以是指信号被传送至堆垛中的钞票,例如为了把数据写入到单张钞票芯片的存储区域中。
就此而言,通信优选为非接触的。如这可以通过感应和/或光学和/或声学和/或微波连接实现。通过举例,上面所谓的光电二极管可以用于钞票的光学连接。如上所述,转发器,如连接在芯片上的线圈,用于电感式耦合或者电容式耦合的电容表面或者天线的设置被置入钞票纸中和/或应用到钞票上,以进行电感式耦合或者电容式耦合。通过举例,因此带有电容式耦合转发器芯片的钞票可以在前侧和/或后侧具有导电区域,如以含有金属层的全息图条带的形式。通过举例,多个这样的钞票堆垛导致电容器的串联,同样可以用于在测量过程中同时把能量供给单张钞票。例如,如果每张钞票显示一个导电区域,在两个相邻钞票之间的导电区域之间的距离将很大程度上不受钞票自身位置的约束。这可以特别容易地复制堆垛中的耦合。
对于电感式、电容式或者光学耦合,转换器和/或接收器优选地设置在钞票的相应的一个角和/或边缘的相同区域中,不受钞票面值的约束。因此,相对于该角或者边缘对一堆垛钞票进行导向,即使是对于具有不同面值的钞票堆垛,单张钞票的有效耦合也变得可能。
此外,优选一张接一张地进行测量单张钞票的特性,或者一张接一张写入钞票芯片。对于第一种情况,这意味着虽然堆垛中的多张或者所有钞票发出测量信号,但是在任何给定的时间中仅仅只有单张钞票的测量信号被拾起和在相关的评估装置中进行评估。然而这也意味着,钞票仅仅一张接一张地单独激活以发出一个测量信号。如上所述,钞票的激活和随后到外部评估装置的测量信号的发出优选地根据电感式、电容式、光学、声学和/或微波耦合方法发生,因此相同或不同的耦合方法用于激活和信号发射。
单独地激活堆垛中钞票的另一种方法可以由通过集成在钞票中的光电二极管的逐点显示组成,如在上面详细所描述的。为了此目的,光电二极管优选地设置在钞票的一个边缘上并且从一侧来的光线照射到钞票堆垛上,并且一个接一个地照射到单张钞票的光电二极管上。通过光学介面,照射光导致钞票芯片通过一个转换器,该转化器通过一根信号线连接在芯片上,发射对应于光学刺激的反馈信号。反馈信号同样可以如通过一个光线发射元件如LED的激活产生,因此从所述元件发射的光线,例如,激励光线通过光电二极管照射进入,或者通过集成在钞票纸中的另一个光电二极管向外送到评估装置。可选择地,同样可以采用一个可控的如具有可选择的传播或者极化的视窗作为一种输出介质。可选择地或者附加地,反馈信号还可以通过电感式和/或电容式耦合发射。
示例75图44和45显示了一个相关的测量装置的示例,即,带有光学耦合的读取装置220的顶视图(图44)和侧视图(图45)。就此而言,钞票显示了置于钞票纸中的两个光电二极管226,227,这两个光电二极管都通过一个未示出的光电介面连接在大致在中心置入的芯片3上。就此而言,芯片228可以通过光电二极管226和227的照射激活并且通过未示出的光学转换器,如LED,将反馈信号送到其它特定的光电二极管。在该情况下优选地每一个LED可以设置在每一个光电二极管226,227上,它们可选择地被激励从而通过芯片3发射光线。为了避免发射光线目标偏离到一个光电二极管或者其它的光电二极管上,反馈光线还可以送到两个光电二极管226,227上,尤其通过一单个的LED。当选择两个光电二极管226,227时,可以使用一个连续的光电二极管,其中芯片如通过胶合或者热压被应用,以至于数据进入耦合和脱离耦合实际发生在普通光电二极管上,但是输入和输出分别在两端实施。一个单独的信号可以通过数据系统技术或者光学滤波器以所知的方式完成。
装置220包括一个基面221和两个侧壁222,223。钞票l以大量堆垛的方式放在基面221上并且相对于左边的侧壁222导向。光源,如高度H可调节的激光器224,设置在左侧壁222内或者左侧壁222上。为了此目的,例如,使用激光器二极管224从而在钞票边缘225的左侧区域中在对应于左侧光电二极管226直径的范围内如0.03-0.08mm产生一个焦点。
为了测量钞票的特性,激光器224通过自动驱动装置从下面驱动到高度H,以至于它发射的光线一次性连续地经过堆垛中所有钞票1的光电二极管226的输出区域225。通过这种方式,钞票1的LED通过芯片3连续地激活并且在每一种情况下通过其它的光电二极管227发射光线,该光线被探测器229捕获,该探测器229置于右侧壁223的内侧中或者置于右侧壁223内侧上用于分配钞票堆垛。就此而言,监测器229显示了例如CCD表面,该表面的尺寸几乎沿着潜在的堆垛区域的整个高度H延伸。
然而在上文中,情况可以被描述成将激光器224移动到高度H上,激光束在单个光电二极管226上的连续聚焦还可以通过一固定的激光器借助相应地调节图象光学实现,和/或几个激光器的二极管被分别设置在侧壁222的高度H上,该二极管可选择地连续激活从而发射光线。
此外,点状的焦点也不是必须的。因为钞票1通常在堆垛中不是绝对对齐的导向,如果光束聚集在条状形状上,换句话说,如果光束在几乎垂直于堆垛高度H以及钞票225照亮侧的方向上延伸时,单张钞票1的光电二极管226(截面几乎为点状的)将被更好地击中。在该情况下,发射的光线可以容易地聚集在单个光电二极管226上,不需要单张钞票1的附加光柱调节,即使是堆垛中的单张钞票1相对于另一张钞票发生位移的情况下和/或对于具有混合面值的堆垛的情况,其中光电二极管226位于照亮的钞票225侧面的不同位置。
在光学反馈信号产生用于测量的情况中,发射钞票1的面值可以通过频率分析而以一种简单的方式决定,尤其是通过对特定波长和/或如被探测器229捕获的光学反馈信号的调制方式的识别决定,由钞票所发出的光线频率被设计成名义上值-价值-特定值(mominal-value-specific)。
示例76图46示出了图44和图45中所示测量装置220的一个变型示例的侧视图。测量装置220′通过光学、电感式和/或电容式耦合元件检测堆垛中的钞票,如同通过图23所描述的示例。钞票通过感应装置或者电容装置的耦合比光学耦合需要调节较小,如图44,45各自所示,因为电感式耦合或者电容式耦合较少地依赖于堆垛中钞票的确切位置。钞票的读数被光学装置输出,然而,考虑到忽略了堆垛中单张钞票的脱离耦合信号之间的相互作用,该处理比带有下面所述用于电感式耦合的防冲突方法的帮助更加容易。然而类似的作用对于电容式耦合而言也是有利的,下面将特别地描述电感式耦合。
图46中的测量装置220′与图44和图45中的测量装置不同,区别在于它具有用于产生交感场的装置251,如作为感应天线的线圈251用于代替光源224。就此而言,线圈251优选地大致沿着平行于钞票1的堆垛区域221延伸,而且还设置成产生的磁力线几乎垂直地穿过线圈251的表面。虽然线圈251安装在钞票堆垛上是可以变化的,但是所述线圈优选地设置在基面221上或基面221内,在该基面上被检测的钞票1被堆垛。
为了供给堆垛的钞票1,该钞票可以根据图23进行制造,在带有能量的测量装置220′中,交变电磁场通过线圈251在一频率下产生,优选地用于钞票1的RFID系统3,250的13.56mHz的有效耦合。该电磁场的磁场强度比单张钞票1所需的能量供给大几倍。
此外,可以通过调制交变电磁场使数据传送到钞票1的芯片3中。就此而言,可以同时访问所有钞票,即钞票被耦合。
高磁场强度,以及堆垛中单张钞票之间的较强感应作用,需要阻止芯片3的数据送回到读取装置220′中。该问题解决方案的一个变化在于芯片的负载调制。然而,优选的是所示的光学信号脱离耦合的变化,通过钞票的LED产生的信号通过光电二极管226a,227a到达钞票的边缘。把信号通过光电二极管226a,227a送到两个对置边缘的优点在于堆垛中钞票的导向对测量是无关紧要的。这意味着装置220′还可以检测堆垛,在该堆垛中前侧朝上和朝下的钞票1可以同时出现。
脱离耦合的光学信号被传感器229接收,该传感器优选为一带有直线分辨率的CCD传感器229,因此多个光学信号可以同时被接收并且平行地被评估。
通过光学信号的发射所传送的数据可以经由控制数据启动,该数据通过电感式耦合发送给芯片。通过光电二极管227a从堆垛中的单张钞票1送出的单独、平行的信号评估可以从堆垛中的所有钞票1中同时读取、处理和存储数据。
示例77下面为带有电感式耦合的读取装置的一个变型。虽然耦合天线251优选地设置在根据图46实施例的钞票堆垛上或者堆垛下,但也可以设置在位于被检测的钞票堆垛1的侧部。在类似于根据图45的变型中,可以使在方向H上高度可调的耦合天线横向于钞票堆垛,就像光源224作为光学耦合天线发挥作用。可选择地,还可以设置多个成排设置的在方向H上延伸的耦合天线,即大致与堆垛区域221相垂直。
在该情况下,根据被测钞票堆垛的高度,堆垛测量装置可以通过在高度上移动耦合天线进行实施或者通过连续地激活成排设置的耦合天线,以至于堆垛中的有限数目的钞票被供给足够的能量并被访问。就此而言,在某种程度上耦合天线的磁场强度被选择为足够地小,在理想的情况下,可以每次仅仅访问一张钞票,即,访问最靠近耦合天线的钞票。否则,至少可以实现同时访问堆垛中的有限数目的钞票,因此简化了对防冲突测量的潜在需求并且可以快速地在较低数目的接入的转发器上实施。换句话说,因此代理(agents)被引入,以空间地(尤其是平移地)“代替”外部检测单元,以便能够在暂时的连续中(temporal succession)访问堆垛中的其它转发器。
此外,与光学耦合相比,电感式耦合的该变型提供了较少调节的优点并且对精确的导向和定位堆垛中的钞票提出了较少的要求。
示例78作为前述示例的一个可替代物或者补充,可以为钞票1附加地提供一个用于电感式脱离耦合的装置。因此,芯片3可以例如显示用于产生负载调制的装置。通过在堆垛测量装置(即,堆垛读取装置)上的电感式耦合,甚至可以超出上面的通过示例所描述的内容,使得芯片数据从单张的、没有堆垛的钞票1中进行读取。这对于活动的读取装置或者现金计数器是有利的,这将在下面部分更详细地进行描述。
如果信号耦合同时利用电感装置和光学装置,那么不同方法的选择或者光学耦合和电感式耦合之间的转换是可行的。如在钞票的激励上,如通过使用线圈251的电感式耦合,两种方法同时激活或者将变得激活是可行的。在该情况下,可以使用两种类型的读取装置,即,带有感应传感器或者光学传感器,而不需要一个转换程序或者类似的程序。然而,该变形具有的缺点是两种耦合方法的平行操作增大了芯片3的能量需要。
因此,两种本质上可行的方法中的一种优选地被选择。这意味着,例如在电感式耦合之间的一个选择或者转换,即,负载调制以及光学耦合可以通过特殊的控制信号发生,该信号被送给芯片3。此外,可以限定两种方法中的一种作为优选的,一旦芯片3被供给能量,该方法总是开始激活。在该情况下,当使用不是限定为优选的方法时,通过一个控制信号送给芯片3的转换将发生。这样的一个控制信号优选地被加密从而仅仅允许用于此目的的读取装置220′的读取。
用于激活的另一个变形或者转换在于使用特定的开关开序列(switch-onsequences)或者代码,该序列和代码不包含在正常的从测量装置到芯片的数据传送中。这些如可以被实现,通过一个位加密的、特殊的没有包含在“1-”,“0-”,“开始-”,“停止-”传送中的密码,信号被存储并且因此排外地用于转换传送方法。
在该情况下,抛开光学和电感式耦合,从芯片到读取装置的电容信号的传送是可能的,芯片通过特殊的控制信号激励从而使用一个对应于特定信号的特定耦合方法。
可选择地,可以设想读取装置220′可以获得许多不同的传送方法,并且选择传送方法中的其中一个取决于一个控制信号,该信号从芯片3传送到读取装置220′。
示例79此外,一个唯一的钞票识别符如序列号被初始读取,优选地在一个堆垛的测量中平行地从所有或者一部分钞票中读取,然后,在下一个步骤中,可以通过它们的序列号以目标方式访问单张钞票。然而,该方法还可以应用于测试单张钞票。
示例80
带有光电二极管的钞票,如LISA塑料,如同在图23,25和26中通过例子的方式已经进行描述的尤其适合于堆垛测量。
就此而言,为了把数据从钞票1传送到外部读取装置229,当同时使用LED235和发光表面291时,发出的光线强度改变,即被调制。就此而言,优选使用调制的最简单的形式,即,光信号的开启和关闭,例如所谓的对于一个100%ASK调制的“开-关按键”(调幅按键(amplitude keying)),如在Finkenzeller的书中所描述的“RFID-Handbuch”,第156至164页,2000年,Carl Hanser Verlag Munich Vienna,ISBN3-446-21278-7。
然而,多步骤的调制,如对应于通过灰色阴影的位加密,对于(大表面)LED235以及发光表面291同样是可能的。
光学模制数据的读取可以通过一传感器229发生,如参照图44、45或46所描述的。传感器229可以是一CCD场(放电耦合装置),也可以是一线性传感器(如光电二极管排布)。
因此光电二极管226,227,226a,227a,227′主要用于以调制的光信号的形式把数据传送到读取装置220′。
发光材料的一个特殊性质在于在一个限定的不变的时间中观察切断的吸收辐射发出的辐射衰减。为了数据传送的目的该作用同样出现在吸收辐射的调制中。
因此又一个思想在于通过读取装置如传感器229捕获和分析从荧光染料286发出的辐射衰减的行为。当使用其它的材料或者发光体用于伪造钞票1的目的时,可以预料到在脉冲边缘上的一个不同的衰减行为。这使得可以辨认这种类型的伪钞,从而可以相应地对钞票1进行处理。
如通过上述例子,根据本发明的钞票1在堆垛中例如电感地或者电容地被访问,并且通过光电二极管反馈。尤其是在单张的情况下,同样可以用相同的电感或者电容进行访问,并通过这种方式进行反馈。因此,该变化呈现出带有两个界面可能性/反馈可能性的钞票1。
示例81正如所解释的,根据本发明,可以通过电感式耦合的方式对堆垛中的钞票进行读取。就此而言,堆垛中转发器的共振频率满足下面的公式
ftotal=findiv.N]]>其中,N为转发器的数目,即堆垛中带有芯片3的钞票1,findiv.为一单个的转发器的共振频率,ftotal为最终共振频率。然后如果测量装置在最终共振频率上传送ftotal,钞票堆垛中的光学能量耦合可以被获得。
然而,在一个较大的堆垛中,最终共振频率ftotal显示出非常低的值。在一单个的转发器的共振频率21MHz下,例如,对于具有100张钞票1的堆垛为2.1MHz,但是对于带有芯片3的1000张钞票1的堆垛只有0.66MHz。
为了保持在一个较低堆垛中的处理速度,希望选择测量装置的工作频率尽可能的高,优选地例如在13.56MHz。然而作为规定,最大的可获得的带有一个线圈的单个转发器3的共振频率不能高于30MHz,其中线圈由至少一个匝数组成。较高的共振频率在一简单的方式下由于感应值而不能实现,该感应值由设计以及附加存在的电容决定。
因此,在理论上可以通过增大堆垛中的单个转发器的频率使得最终共振频率增大,虽然它不是在所有情况下都是可行的。
然而为了能够访问堆垛中在最终共振频率ftotal之外的转发器3,高的磁场强度证明是有利的。除此之外,如图46中的传送天线251,调整传送天线的直径至钞票中天线的直径是有利的,如根据图23中钞票1的线圈250,从而最优化在传送天线252和转发器3之间的电磁耦合。
线圈中的X方向上的磁场强度的路径(course)可以如根据Finkenzeller的书“RFID-Handbook”计算,pp.61ff.,2000年,Carl Hanser Verlag MunichVienna,ISBN3-446-21278-7。在此,可以认识到在比线圈半径大的距离x上,磁场强度变得非常地不均匀并且很快地丧失强度。通过比较,对于非常大的堆垛,如具有1000张钞票,堆垛的高度已经比线圈半径大。因此不能够容易地通过一个单个的线圈产生均匀的磁场强度。
如果钞票堆垛占据的体积比环绕的空间(即,空气)显示较高的磁导率,那么可以实现改进。为此,钞票具有如前所述的磁导率。
示例82用于读取带有电磁纸的电感式耦合的堆垛中钞票1的读取装置280在图47中描述。这种电磁纸的制造和特性已经在上面进行了详细的描述。为了读取堆垛中的钞票,产生一个均匀的穿过堆垛的场。借助示例,堆垛中设置一铁芯281。理论上,可以采用软磁性材料,但是铁芯281优选地由硬磁性材料制成,尤其是铁素体或无定形体或微小晶体材料。在此,优先选用带有巨大可渗透性的材料。
线圈251产生一个较强的高频磁场282。磁力线282通过钞票1中的磁纸导向并且随后穿过铁芯281。为了使磁力线完全穿过铁芯并且至少在堆垛钞票1的区域中建立一个均匀的磁场,该磁场优选地在垂直方向X上穿过堆垛。
铁芯281优选地沿着钞票1的较窄侧或者纵向侧导向,从而形成一个在Y方向上开口的环,即,在垂直于图47平面的Y方向上。通过这种方式,读取装置280可以非常容易被钞票1的堆垛在Y方向上填满并且再次排空,以至于机器处理可以没有困难地进行。
一个优选的、堆垛中的单张钞票的连续发生的激活还可以以一种有利的方式实现,其中钞票一个接一个地相互地激活它们自己。在该情况下,通过堆垛中的一单张钞票的激活而启动堆叠的激活,所有其它的钞票可以随之相互地激活它们自己而不需要外界的干涉。就此而言,通过光传递激活是有利的,如下面将要更精确地描述的,把所需的能量通过电磁波供给到钞票堆垛中。通常,钞票需要相应的接受部件通过电磁波拥有获得的能量。
示例83这种内部激活的具体优选实施例是第一激活,如,堆垛中的最低钞票送出光线,该光线被第二最低的钞票接收,在该激活之后,第二最低的钞票顺次送出光线,该光线被第三最低钞票接收,等等。尤其是在该情况下,钞票以优选的方式显示光学传送器和光学接收器。就此而言,激活钞票优选地送出一个编码的光信号,该光信号包含关于自身价值的信息,或者是到目前为止所有激活钞票的总值。随后地,仅仅通过需要测量堆垛中最后激活的钞票所送出的光信号从而获得信息,如关于堆垛的总值。
因此,仅仅最低钞票的下侧从外侧发射光线从而激活该最低的钞票并且光信号被最后激活钞票送出,如,从堆垛中最上面钞票的上侧发出的光线被作为一个测量信号捕获。钞票的传送器和接收器优选安装在钞票纸的对置侧上。在前述测量情况下,它们应该以相似的导向和位置被堆垛。如果在另一方面,钞票由从两侧和上侧来的照明激活,尤其是在它送出向上和向下的光线时,前述方法可以实施,而不依赖于堆垛中单张钞票的位置和定向。就此而言,单张钞票的能量供给优选地通过一个对应于钞票的接收装置的电场或者电磁场发生。
通过对各个在前的(可操作的)钞票的光学反馈,在缺少答复时,可以假定为有缺陷的钞票。这也可以简单地证明,对于激活叠层的一个间断,不会产生可如此测量的最后一张钞票发出的光信号,因此能够(不能)被测量。
该变型提供了能够简单识别是否有缺陷的钞票出现在堆垛中的可能性。在该情况下,信号链中断并且因而,在另一方面没有发出信号出现,或者对于未中断的链没有期望的发出信号。
示例84参照图37,现在描述钞票的一种测量方法,其中能量可以通过光学装置在堆垛中相邻的钞票之间进行传送。
尤其是,电磁波402,可以是可见光也可以是IR辐射和UV辐射,被辐射到堆垛中的最上面的钞票1的光电管400上。电流通过外部的光电效应在该钞票中产生。通过该电流,芯片3通过接触电路403被供给能量,其中芯片3中的标准电压在最大为5V的范围内。当最上面的钞票1的芯片3被供给能量之后,它将通过下侧的激光二极管发出光线,该光线随后被光电管400接收,该光电管设置在位于其直接下部的钞票1的上侧,从而提供能量给芯片。然后芯片以相似的方式将能量传送给位于其下的钞票,等等。
用于照亮堆垛中最上面一张钞票1的光电管400的光源可以整合在读取装置的存放表面(deposit surface)上,其中钞票设置在堆垛中,如以与图48相似的用于电容式耦合的方式。
为了获得位置的独立,光电管400和激光二极管401优选地设置在钞票表面的中心处和/或尤其安装在单张钞票1的两侧上。
到外部读取装置的数据传送可以通过本发明范围内所描述的方法发生。然而,数据优选地以另一种方式脱离耦合,如通过电磁装置。然而可选择地,芯片还可以通过压电式耦合或者表面波将数据传送到外侧。
此外,激光二极管401不仅可以用于邻近钞票1的能量供给,而且还可以将数据传送给钞票,如果它发出调制的如脉冲的光信号404,将能量抛掷一旁,也可以传送数据。
此外,在它供给能量给和激活位于其下的钞票1的芯片3之前,芯片3首先通过光线发射二极管6传送它的信息到外部的读取装置。因此,钞票1的芯片3可以顺序地操作。作为其结果,可以以简单方式避免例如防冲突问题,即使是在脱离电感式耦合的情况下。
虽然在上文中,尤其是对单张钞票的特性被一张接一张地进行测量进行了描述,还可以想到同时测量堆垛中的几张钞票尤其是所有钞票或者同时写入几张钞票芯片是可行的。就此而言,耦合方法可以设计成为模拟电感式,电容式和或者以光学方式。
示例85当带有光电二极管的钞票的光学耦合导向钞票纸的一个侧边缘时,如可以通过从侧面对整个钞票表面照亮,从而照亮几个光电二极管,尤其是所有的钞票,从而几乎同时激活它们。通过激励,它们被激励送出光线,从钞票送出的光线作为光学反馈信号而分析。在根据图44和45所示的装置中,该耦合的实现在于多个激光二极管的出现,这些激光二极管分布在侧壁222的高度H上,不是连续的,而是同时地激活送出光线。
此外,在侧边225区域的钞票堆垛整个表面的照亮可以足够地持续,不需要把照射光集中在单个光电二极管上。这就简化了设置。就此而言,在传感器229的测量信号的评估中,没有通过从光电二极管227发出的反馈光线产生的信号,而是通过没有与光电二极管226相耦合的光源224的照射光产生的信号,通过参考测量被认为是干扰信号。在一个具体的简单示例中,可以发生每一送出光线的单张钞票1的反馈信号与照射光在不同的波段上。
在前述示例中的以较详细的方式所描述的通过在评估装置和钞票之间使用光学耦合的一个特殊的优点在于不会发生单个信号的不期望的影响。这意味着,如从单张钞票送出的光线信号不会被其它钞票所存在的光线信号改变。如,如果堆垛中所有钞票被激活同时送出光线,从所有钞票送出的光线通过一个监测器测量的叠加,尤其是及时地在同一点上或者在相同的时间段中叠加,因此钞票堆垛的特性可以通过整个信号的评估决定。
如果从所有不论面值的钞票送出的光线辐射具有相同的强度和/或如果从不同面值送出的光线辐射具有不同的频率或者不同的频谱,对钞票数目的结论可以通过对测量的整个强度的评估或者,情况可以是在测量强度的频率分析的基础上,钞票的数目可以通过测量的整个强度的频率分析获得,结论也可以在每一个面值的钞票数目以及钞票堆垛的整个价值上获得。
此外,应该特别强调,前面通过光电二极管的光学连通用于堆垛测量的实施例还可以有利地用于不带芯片的钞票。
示例86因此,如替代由钞票芯片控制的LED,可以使用一个颜色滤波器,该滤波器仅仅让照射波长的一部分通过和/或反射。如果如图44和45所示,光电二极管穿过钞票纸,一个相应的颜色滤波器可以置入到光电二极管中,当照射白色光时,该滤波器仅仅允许红色波长范围内的光通过。尤其是,单个的面值将展示带有不同传送特性的滤波器。
在带有和不带有芯片的光学耦合的情况下,可见和/或紫外和/或红外波长可以被应用。
然而,在上面的描述中,为了在钞票边缘发射光学反馈信号,如果钞票纸具有一个透明的窗口也可以垂直地通过这样的一个透明窗口来脱离耦合。至此,如一个反馈的和/或一个分配的元件置入到具有透明窗口的薄片中。该反馈的或者分配的元件将脱离耦合光线,如,它将通过光电二极管照射到纸的平面,通过透明窗口垂直于纸的平面。
示例87如果耦合不是以光学方式,而是电感式或者电容式,如果没有采取适当的反措施,一个互补的干扰将在数据从几个传送器同时传送到一个接收器时产生。这意味着当多个钞票芯片激励它的电感或电容元件同时送出信号,单个的信号不能够通过评估装置的一个读取装置被清楚地区别开。
然而,该问题可以通过使用防冲突方法得以解决,如在RFID(无线频率识别)系统中所公知和描述的,如在Finkenzeller的书中“RFID-Handbuch”,pp.170-192,2000,Carl Hanser Verlag Munich Vienna,ISBN3-446-21278-7。按照通常的方式,一个“防冲突方法”被理解为是指一种方法,该方法使到几个转发器的多个通道变得容易处理。在该文献中这变得很明显,根据本发明的带有芯片的片材的堆垛测量取决于应用的情况,不同的所公知的防冲突方法可以被特别有利地应用。
分时多路访问(TDMA)方法尤其适于堆垛中的计量和价值确定,该方法整个可获得的传送通道容量在参与者中被暂时分开,即,所有的转发器位于该范围内。动态S-ALOHA方法或者动态二进制搜索方法在该文献中是尤其优先的。
示例88在该情况下,虽然不同面值钞票的转发器适于不同的传送频率,分时多路访问方法同样优选地用于决定如果伪钞或者不期望面值的钞票被包含在堆垛中。通过一个累加的整个信号的频率分析,即使在从多个钞票同时接收信号的情况下,关于多少面值的钞票位于堆垛中的结论可以得出。
不同耦合频率的钞票变化的优点在于,通过举例的方式,电感式耦合的单独信号较少重叠,并且如通过不同反馈时间的和/或反馈-时间-阶段的信号的暂时分隔还可以依赖于频率。通常,对一个堆垛测量有利的结果是,即使在对从外面接收的不同钞票的信号反馈的反馈时间中具有不同的延时,甚至是对于同样的耦合频率。
同样地,一个较少的信号重叠可以实现,如在钞票纸上的天线的位置和/或天线的定向对于每张钞票都不一样。因此,可以设想偶极子天线通过不同钞票的一定角度值旋转进行变化。该变化也可以面值特殊化。
通常,堆垛中的钞票可以仅仅通过一个电感式耦合,或者电容式耦合被同时访问。通过一个用于此目的的控制信号,钞票可以电感式传输它们的序列号或者其它的信号,该序列号或者其它的信号对读取装置而言可以唯一识别钞票。一旦堆垛中单张钞票序列号已知,可以以目标方式通过适当的控制信号访问单张钞票,其中它们可以被单张地选择和访问,通过序列号的传送作为一个控制信号的参数。所有没有反馈该控制信号参数的其它钞票,通常将不会反应或者至少反应不一样,即送出不同的反馈信号。
堆垛中钞票的所有序列号,或者至少一部分序列号,可以在堆垛测量之前已经由其它的装置决定。如,在一个钞票处理装置中,通过芯片数据的读取或者通过其它的装置,如通过扫描打印的图片,单张钞票序列号是已知的,该序列号随后作为一个堆垛被堆垛,并且放置在盘盒中。然后钞票可以以目标方式并且单个地通过适当的读取装置被访问,如在钞票处理装置或者盘盒中,以简单的方式可以避免防冲突问题。
在对应于图49中的等效电路的电容式耦合钞票堆垛的操作中,从堆垛的开始点即从能量被供给的位置增大的距离会导致可获得的电压的快速下降。在堆垛中具有几十张或者几百张钞票的情况下,十张钞票的一个或者多个动力的差异将在供给在堆垛开始点的电压和堆垛中最后一张钞票可获得的电压之间增大。然而,电压传送非常依赖于钞票芯片中的电流吸收(uptake),以及芯片的输入电容。因此,电压传送通过十张钞票的一个或者多个动力不同,取决于堆垛中所有的芯片是否开启或者切断。
示例89因此,本发明的又一个思想在于,转发器芯片3(该芯片已经被读取)转换到无电流、所谓的“节能”或者“睡眠”模式下。在链的开始时,首要的钞票1(即.距离激励动力能源最近的)总是可获得足够的能量用于操作转发器芯片3。通过切断被读取的转发器芯片3,在堆垛端部的钞票1随后可以获得足够的用于操作的能量。
就此而言,在堆垛的入口供给的电压应该优选地比(通过电压传送的因子)一单个的转发器芯片3的最小供给电压高。就前面示例而言,一个至少大约为200V的电压因此不得不供给到堆垛的入口从而堆垛中的最后一个转发器上仍然可以获得1.8V的电压。
为了保证所有转发器的操作,与它们在堆垛中随机位置无关,芯片3优选地具有一个电压控制,如一个可以覆盖该电压范围的串行控制单元。
在较高的工作频率情况下,在开启和切断转发器芯片之间的电压传送的差异由于钞票堆垛的高经过特性变得非常地小。在足够高的操作频率下,因此不再需要切断转发器芯片。然而,应该注意的是,在较高的频率下,增大的高电流同样发生在堆垛入口处,另一方面,这将导致读取装置具有一个较大的尺寸。
如果所有的操作电压,即,足够高的电压,供给到钞票堆垛的入口处从而为堆垛中最后的转发器提供足够的能量,从而因此堆垛中所有的转发器可以设置在一个待操作状态。连通堆垛中的转发器会导致转发器到读取装置的多个通道。为了单个地访问转发器,这些转发器必须被读取装置通过一个防冲突算法“单个化(singled)”。
就此而言,对于较大数量的转发器,必须进行对应地防冲突算法的多次叠代。即使设想一个转发器一旦被选择和读取,就退出工作并且不再参与下面的叠代循环,一个较大数量的叠代对于较大数目的同时激活的转发器而言仍然是增大的,如,大约100个转发器,即,堆垛中的钞票,需要超过600次的叠代。这导致需要一个较长的时间来选择一单个的转发器。
为了最优地缩短用于读取堆垛中转发器所需的时间,本发明的进一步的思想在于在扫描过程开始激活的情况下仅仅取代堆垛中的一小部分转发器,并且仅仅在一个后面的时间上激活其它的转发器。这优选地通过在测量的过程中逐渐增大地供给到堆垛中的电压获得。
示例90因此,优选地,钞票堆垛3初始供给一个电压Umin,该电压对应于堆垛中单个转发器的反馈灵敏度,如1.8V。通过这种方式,仅仅堆垛中开始处的一小部分转发器被供给用于操作的足够能量。然后通过防冲突算法对单个转发器的选择可以通过非常少的叠代循环实施。接着已经被读取的转发器停止工作并且不再参与任何其它的连通,如其它的叠代。因此,每一个发出它的反馈的转发器可以通过一个在芯片上的电路或者连接在该芯片上的钞票1的第二电路从能量供给源上脱离。因此,优选地不仅在一定时间中转换成“沉默”,而且完全不进行操作。通过这种方式可以获得电感和/或电容并且芯片3的欧姆负载可以在一定的时间中从链中脱离。或者优选地,直到堆垛的能量供给被切断,如,通过使一个晶体管停止工作。因此,它对边缘转发器的能量供给的影响也可以减小,即,可以具有更好的能量供给。当堆垛中的每一个转发器完全作用之后,堆垛入口处的电压增加一个ΔU值,该优选地应用于ΔU=Umax-UminN]]>在此,Umax为堆垛的最大输入电压,该电压对访问堆垛中最后的转发器是必需的。Umax是一单个的转发器芯片的最小供给电压,N为堆垛中转发器的数目。
通过连续地增大堆垛入口处的电压,可以保证即使是进一步位于堆垛下面的转发器芯片也可以被供给足够的能量直到所有的转发器芯片最终被读取。
如果电压可以最终足够地被平衡,因此可以不用任何防冲突的管理,即,在每一种情况下总是仅仅只有堆垛中的一单个的芯片反馈。所描述的逐渐增大送出能量的方法允许提供芯片3中的电路而不用在入口进行能量调节,这与前述的芯片3中的电压调制变化相比导致集成电路简化。根据本发明的单独能量供给的方法可以比对芯片3中的输入电压的控制更加简单地实现。
示例91图48示意地示出了用于电容式耦合的带有芯片3的钞票1的读取装置220″,该装置展示了电容式耦合表面256,如同图30,31通过示例方式所描述的那样。读取装置220″展示了一个承载面221,在该承载面上一堆垛钞票1被自动地或者人工地放置。一个电极263永久地集成在基面中。电极263可以优选地展示两个耦合面,耦合面的尺寸基本上对应于钞票1的耦合面256。就此而言,承载面221可以执行至少一个横向边界222,因此简化了钞票1相对于读取装置220″的电极263的位置。就此而言,该装置还可以用于测试单张的、没有堆垛的钞票1,该钞票必须放置在承载面221上用于读取。该形式的设置尤其适合较小堆垛的读数,如1至30张钞票。
一个不变的供给电压实际上可以被应用,但是一个供给电压,如在前述方式的测量过程中连续地或者间歇地增大的供给电压,将优选地应用到两个电极上。通过自身增大的供给电压,堆垛中一个增加的较大数目的钞票可以被访问。
与电感式耦合相比较,电容式耦合的优点在于它导致较少的堆垛中单个钞票转发器之间的互相影响并且因而导致一个更加精确的可预测的效果的分析。其中,该变化同样对在自动钞票分发机的堆垛测量是有利的,尤其是在它们的输入库和盘盒中。
示例92电容式耦合的另一个思想在于,为了不得不同时访问较少的钞票,把至少一个电极插入到带有电容式耦合表面256的钞票1的堆垛中。因此,如在根据图48的装置220″中,具有一个或者多个可缩回的和可延伸的电极,这些电极足够地薄-尤其是在它们的前侧边缘,这些电极用于延伸到钞票堆垛中以被测试-为了不折叠或者堵塞钞票。如,当垛如100张钞票时,为了移动这样的一个电极到堆垛中用于测量,它们可以置入在基面221的预定高度上。
示例93通过示例的方式,图49示出了带有两个堆垛在另一个之上的电容式耦合钞票1的堆垛的电子等效电路图,首先描述电路,图49中的左边钞票1同样代表了示意显示的第二钞票1。堆垛的电路图可以以四端电路(图49中的No.1)串联的形式自然地延伸用于堆垛中的较大数目的钞票1。如果两张钞票堆垛在另一个的顶部,在任意两个一个位于另一个顶部上(即,耦合表面256上)的电极之间的电容Ck上升。通过在一个钞票侧上安装两个电极256,两个耦合电容可以被每一个钞票1获得。然而,对于芯片3,两个耦合电容作为单个电容的串联,因此仅仅1/2Ck在等效电路图中是有效的。电容Cp表示转发器芯片3的输入电容以及所有侧边电容的总量,RL表示芯片3的输入电阻。
根据图30的钞票堆垛系统理论上是可操作的。然而,它显示了不利之处为可获得的供给电压迅速地朝链的端部(即,堆垛中的钞票1)下降。因此,非常高的电压必须供给到堆垛的入口,从而使得可以获得足够的能量用于堆垛端部的芯片3的操作。
示例94根据又一个思想,限定值的电感Lp并联在寄生电容Cp上,从而改善堆垛中的能量传送。
一个用于此目的的有效的等效电路图以与图49相似地在图50中描述。带有附图标记“3”的虚线标识出芯片3的影响变化区域。就此而言,优先选择电感Lp的值,从而通过寄生电容Cp产生的i2电流的相变角在堆垛中通过电感Lp补偿。通常Lp的值大约为0.3uH。就此而言,当测量时,必须小心堆垛中的单个元件电容耦合在另一个上并且相对于它们的效果重复地互相影响。钞票的一般共振频率fre,由元件Cp和Lp(平行的振荡电路)决定,因此不会对应于堆垛的操作频率fb,但是大约为十倍多的一个或者多个能量。
选择的电路构造产生用于N张钞票1的堆垛的第N次的带通滤波器。一个100张钞票1的堆垛对应于一个100次的带通滤波器;一个1000张钞票1的堆垛对应于一个1000次的带通滤波器。如计算所示,通过电感Lp的转换,相对于根据图49中的设置具有显著的较好的能量转换特性。改善的设置在图50中描述。
示例95如果堆垛外侧的一张钞票通过电容式耦合读取,则Cp和Lp以及耦合电容Ck形成一个振荡电路。因为该振荡电路产生的共振频率在于十张以上的能量的工作频率用于电容式耦合系统,堆垛外侧钞票1的读取通常通过附加的电感Lp减弱。
因此设计电感Lp使之可以根据钞票1的操作状态而通过芯片3开启或者切断。电感Lp优选地在芯片的初始状态下为切断状态,因此它特别设计用于检测一单张的钞票。如果钞票1在堆垛中被读取,电感Lp将通过芯片3连接在其上。可选择的,相反的实施例实际上是可能的,即,电感Lp直到一张钞票被提前检测时才被切断。也可以在每一种情况下电感在堆垛测量或一单张的钞票测量之前开启或者切断并且在测量之后被切换到初始的状态。就此而言可以设想转换的不同方法。
为了连续地感应堆垛中的芯片1从而开启电感Lp,重复地送出一个特殊的要求也是可能的,即控制信号。如,对应于前述的方法,能量的传送连续地增大,从而到达在堆垛的开始处的所有的钞票。
用于读取堆垛中或者堆垛外的芯片3的不同频率范围的使用是可选择的或者附加在该方法上。因此,在一定的距离上,如50MHz频率用于读取一个单张钞票1,另一个如为13.56MHz的频率在堆垛中读取。在此,芯片3具有一个用于识别被应用的信号的频率的单元。如果一个操作频率被检测,该频率用于堆垛读取,电感Lp自动地连接到该频率上,从而最优化堆垛中的能量传送。通过这种方式,堆垛中的能量传送在施加读取信号之后从堆垛的开始处连续地建立。
又一个可选择的或者补充在于芯片3中的其它物理参数的评估。通过示例可以设想使芯片3带有光学传感器,该传感器必须可被附加访问,用于读取堆垛的外侧从而阻止电感Lp被附加地连接。因此,堆垛中的读取通常在黑暗环境下的封闭空间中进行,以便允许电感Lp开启。通过这种方式,堆垛中的能量传送从堆垛的开始处在应用一个读取信号之后再次连续地建立。
例如,下面的两种方法实现所需的电感Lp是可能的。
示例96电感Lp还可以通过电镀(“线圈-芯片”(coil-on-chip))或者集成在它自身的芯片(“在硅上”(on-silicon))上或者实现在钞票的外部。可选择地,电感Lp通过芯片3中的电路被激励。允许i2电流的相变角旋转的电路适于该目的。所谓的“回转电路”适于该目的。
与堆垛中的芯片3相连通的一个设置基本上包括作为送出单元的能量源,即,尤其是电压源以及相关的调制器,该调制器允许数据被传递到钞票的芯片3,以及用于接收从芯片3返回的数据的接收单元。
在相关的读取装置的情况下,送出单元和接收单元可以使用相同的耦合单元,即,天线既用于传送数据又用于接收数据。然而,这使得为了使各种信号彼此脱藕而需要昂贵的电路。
示例97本发明的又一个思想,用于最优化接收所传送的数据的设置,在于分离送出单元,尤其是提供给它的电压源,以及每一个接收单元和用它们自身的耦合单元作为天线的装置。
一个可能的实施例描述在图51中。在此,能量和数据在一侧被耦合,如在图51中的钞票1的堆垛的上侧。就此而言,处于耦合的装置270包括一个以一对电容式耦合表面271形式出现的处于耦合的电极271,这些表面优选地对应于钞票1的耦合表面256的尺寸,如图30和31所述。耦合表面271与一个带有电压源和调制器的单元272连接。
从钞票1送出的读取数据,如它们的序列号,通过在堆垛的对置侧上的耦合发生。接收装置单元273同样显示了两个电容式耦合表面271a,这些表面连接在一个等效单元273上。最优地,又一个接收单元274还可以与电压源272平行工作,如图51所描述。
示例98在前述章节的技术方法上,一个防冲突方法可以实现,该方法允许数据的读取,该数据同一个特定芯片3是唯一联系的,如芯片的序列号,如,在仅仅一个叠代循环中。该方法建立在多个数据流的位法则判断上。
到目前为止,芯片3优选地具有一个接收单元,通过该接收单元,如从根据图51的带有电压源和调制器的读取装置270得到的数据可以被检测和评估。此外,芯片3优选地可以具有一个用于负载调制的电路。就此而言,欧姆负载调制器以及电容负载调制器可以被使用。此外,芯片3具有一个唯一的序列号或者类似物,该序列号在每一种情况下仅仅被一单张钞票使用。
根据本发明,一个带有特性RZ(回零)的位编码,如一个所谓的Manchester编码或者修改的Miller编码,优选地用于从芯片3到接收装置的数据传送。下述的防冲突方法实际上还可以通过NRZ(不回零)编码传送,但是RZ编码优选地对发生的冲突进行早期的检测。关于调制方法和编码方法的细节可以,通过例子,从Finkenzeller book(manual)“RFID-Handbuch”,2002,Cral Hanser Verlag Munich Vienna,ISBN3-446-22071-2,pp.189-198中获得。
此外,芯片3可以具有一个检测装置,该装置允许单个的芯片3在传送一个逻辑的“0”或者“1”到读取装置270的过程中识别,一个可以在每一种情况下逻辑地反向的信号,即“1”或者“0 ”是否可以通过堆垛中的另一个芯片3同时传送。到目前为止,芯片3的输入电压优选地被评估,因为它在整个堆垛中被堆垛中的任意一个芯片3的负载调制器影响,以至于堆垛中的每一单个的芯片3的负载调制器可以被读取装置270以及钞票堆垛中的其它所有芯片3检测到。
根据又一个思想,堆垛中的钞票1被初始地呼叫(call),通过一个特定的信号或者读取装置270的指令,如通过供给堆垛的能量的调制,从而开始它们的唯一序列号到读取装置270的同步传送。在数据传送的过程中,芯片3连续地检测堆垛中其它芯片3的信号上的输入电压。如果在传送一个“1”或者“0”位的过程中,芯片3的一部分马上打断它们自身的序列号传送。编码的类型以及应用的算法的定义可以用于限定在每一种情况下被认为是优先的(dominant)位值。在该情况下,通过示例,位值“1”被定义为优先的,然后所有带有“0”的在相应位置上的芯片在每一个冲突下将马上打断它们自身序列号的传送。该方法优选地执行将被传递的每一位,以至于最终仅仅堆垛中的一单个的芯片3可以传送一个完整的序列号。
为了连续地读取堆垛中所有芯片3的序列号,下述的两种方法可以使用,如一旦芯片连续地传送它自己的序列号,芯片就转换到一个操作状态,其中芯片不再对传送序列号的另一个信号或者指令产生反应,以至于芯片不再参加随后的叠代。
对一个非常大的堆垛,如100至1000张钞票1,可以设想一个由堆垛中最后一张钞票产生的负载调制信号不再被在堆垛开始处的钞票1(即,靠近电压源271的钞票)检测到。然后,芯片3不再可能自动切断。
对于该情况,因此一个指令优选地被提供,通过一个芯片3,通过送出它的序列号,作为一个规定该序列号在前面的叠代步骤中已经被识别,通过读取装置270被转换到一个操作状态,其中它不再对用于传送序列号的另一个信号或者指令产生反应。
示例99联系前述的实施例数字的变化是可以设想的。
一个可能性在于安装一个附加的接收装置,该接收装置平行于堆垛开始处的电压源,如图51中所描述的。通过比较潜在的差异,在负载调制的情况下,总的显示在堆垛的入口和出口处的信号,在钞票的相互检测中的问题--如通过在空间中太弱的信号在堆垛中太大--可以被认识并且开始反对策。
示例100把根据本发明的从一侧通过一个电压源把能量供给堆垛的优选变形放置一旁,通过电容式耦合从两侧把能量供给堆垛也是可能的。
描述的步骤导致,通过芯片3的读取以及自身的切断,在堆垛处理过程中同时“送出”芯片3的数目被连续地减小。在初始阶段,由于保持激活的较大数目的芯片3,负载调制的影响可以导致在芯片3的数据传送过程中堆垛端部的芯片3的电压“中断”。根据本发明,如果它们下降到一个最小电压之下,因此芯片3应该在电流叠代中马上切断数据的传送并且等待下一个信号或者指令从而传递它们的序列号,以至于通过输入水平的检测或者在极端的情况下出现“动力重启(power-on-reset)”。然而,在如处理堆垛的一个较后的时间的情况下,仍然具有少量的芯片3参与到数据的传送,在堆垛端部的芯片3还可以完全传送它们的序列号而不用切断提供的电压。
示例101上述的方法建立在参与的芯片3本身可以通过防冲突工作。然而,根据一个读取装置的已知的方法实施对一个冲突的识别以及通过一个相应的算法工作。这样的一种方法,通过示例,为二进制检索树,所谓的“二进制搜索”,如同如在Finkenzeller’s book“DFID-Handbuch”,2002,Carl HanserVerlag Munich Vienna,ISBN3-446-22071-2,pp.189-198解释的那样。
根据本发明的又一个思想的非常有利的变化在于综合了这两种方法,即,前述的带有这样的一个二进制检索树的检验方法。然后如果在如100至1000张钞票堆垛的较大数目的芯片的基础上尤其是有利的,不再设想所有参与的芯片仍然互相检测。就此而言,带有一个用于防冲突的组合的外部读取装置的有利之处在于可以由技术上更加复杂的电路构造从而识别较弱的信号。
根据一个变形,可以设想通过一个读取装置使用一种合适的编码用于可靠的防冲突检测,如一种Manchester编码。此外,根据本发明,可以设想综合上述的两种方法以至于可以通过自动地切断芯片作出一个前期的选择,其余的冲突可以通过读取装置的二进制检索树的方法解决。
示例102尤其是在上述的电感式和/或电容式耦合的情况下,如果在一个测量过程中,不是所有的钞票被识别是足够的,仅仅只有一部分堆垛钞票被识别或者,情况可以是在非接触的方式下进行检测。因此,如一单张的非法钞票的识别是足够的,该钞票如是被偷的钞票或者勒索的钞票,以至于一些被检测的钞票被怀疑的识别。所有的钞票的识别在该情况下是不必要的。这应用在仅仅当钞票存在于,如被藏在一个手提箱或者类似的结构中的情况下需要被确定时。一个通常的怀疑是足够的,例如如果每张钞票本身被检测,尤其是在一个较大的数目和/或具有较高的整个价值下。这不需要每一张钞票被识别。
应该强调的是前述的最优的方法,电感式和/或电容式耦合方法还可以用于实现一个信号的传送到和/或者从一单张的钞票传送。虽然前述的耦合方法视为堆垛处理特意设置的,它们还可以被用于单张钞票的处理,如,在该申请的所述处理装置中,如钞票分类装置和/或计量装置和/或存款机和/或分发机和/或自动记数器和/或人工测试装置。
示例103如前所描述的,钞票的通过一个压电元件的电路的供给在堆垛钞票处理的过程中提供了尤其有利的优点,该元件是钞票中的la元件。
就此而言,如一个转换器产生一个连续地高频超声信号用于电路的电压供给。因此发生在压电元件上的等频交流电压被调整并且被作为电路的供给电压。从压电元件得到的转换电压的频率可以同时被作为用在微型芯片上产生时钟频率的参考频率。
在本发明更进一步的改进中,至少一部分能量被导向一个输入电容,作为被放电的结果。一段时间之后足够完成对微型芯片中的输入电容的放电,传感器的超声信号被切断。该切断被微型芯片识别,并且产生一个它自身的超声信号从而把数据传送至传感器。在此,同样的压电式耦合元件可以被作为前述的用于接收从询问装置。
从传感器到电路的数据传送同样是可以改变(即,调制),超声波的物理参数,即,用于间歇(tact)传送数据的振幅,频率或者相位置。就此而言,所知的方法,如ASK(振幅变换钥匙),FSK(频率变换钥匙)以及PSK(相变钥匙)可以被使用,如上所述,如在Finkenzeller的书中具有描述“RFID-Handbuch”,pp.156-164,2000,Carl Hanser Verlag Munich Vienna,ISBN3-446-21278-7。为了使钞票电路中的用于调制信号的电路技术的设计尽可能的简单,振幅转换钥匙(ASK)尤其是适合的。
如果一个超声波遭遇一个压电元件,一部分超声波不受阻碍地(传送)经过压电元件。一小部分声波被元件吸收并且转换成电能。另一小部分的声波从元件上反射因此回到超声波传送(传感)器。
从所知的压电效果的可逆性,导致连接在压电元件上的电路的电特性在压电元件的反射特性上反射。因此,通过改变连接电路的输入阻抗,从压电元件上反射的超声波可以改变振幅和相位置。通过改变与传送的数据间歇的电路的输入阻抗,一个反射的调制(背向散射调制)可以产生,该调制可以通过一个传感器解释,即,解调。
反射的信号现在被传感器接收,平行于一个连续的超声波信号的产生。通过带有数据的反射信号的调制,一个频率光谱产生,该光谱通过传感器接收。在过滤出连续的超声波信号的频率之后,接收的频率光谱可以容易地解调并且输送的数据被恢复。
第二可能性在于沿着连续的超声波信号送出一个非常高频率的询问脉冲。两个连续的询问脉冲的接收反射在振幅和相位置的不同允许在交变的基础上作出结论,该结论是由于电路的反射特性的调制。从电路的解调状态下的一个“参考反射”开始,反射的询问脉冲的振幅和相的改变可以用逻辑“0”和“1”序列解释。方便地,询问脉冲的频率被选择,以至于它呈现多个数据传送的位速度。
根据本发明的方法进一步以这样的方式进行改进,即在一个第二超声波频率上电路通过压电元件送出数据返回到传感器。第二压电元件的使用同样是可能的。
示例104在根据本发明的又一个改进中,钞票被设置在一个堆垛中,一个纸-压电元件-纸的层序列产生。如果这样的一个层序列被一个高频超声波询问脉冲扫描,层序列可以从反射重建。所获得的解决方案取决于询问脉冲的频率,以及在适合的频率情况下,在于钞票厚度的顺序


通过这种方式,厚度通常在80μm的范围内的单张钞票易被区分。
在根据本发明的堆垛检测的又一改进中,钞票被一个连续的低频超声波信号初始地激励从而保证电路的电压供给。单层的反射系数由一个第二高频询问脉冲决定。通过钞票中的电路,压电元件的反射因子在与传送的数据(如序列号和钞票的面值)间歇中被调制。作为从堆垛中单张钞票反射信号的不同延迟信号的结果,堆垛中单张钞票的空间位置的信号分配是可能的。通过对单个的、时间改变反射因子作为数据流的解释,实现同时(并行的)把数据传送到所有钞票的传感器是可能的。通过限定单个反射与堆垛中压电元件的实际位置的关系,到堆垛中单张钞票的接收数据的精确设置是可能的。接收序列号的顺序因此呈现了它们在堆垛中的实际顺序。
另一个可能性在于聚焦超声波。通过这种方式把一个询问脉冲聚焦在堆垛中的单张钞票上是可能的,从而以目标方式读取。通过连续的超声波信号的聚焦作为电路的能量供给到一单张钞票上,以目标方式激活单个电路也是可能的。堆垛中所有其它的电路在该时间中没有电压供给因此没有激活。
示例105作为前述方法的一个替代物,可以在传送模式下实现访问或者检测。
示例106在又一个改进中,设想通过一个连续的超声波信号为电路提供能量。该信号还可以把数据从传感器传送到电路。
对于从电路到传感器的数据传送,使用电子的、磁的或者电磁的连接。到目前为止,电路通过振荡装置产生被供给到相应的耦合元件中的高频电压。就此而言,优选地为一个在微波范围内(如2.45GHz)的频率,耦合元件可以容易地成为这些频率下的电路的部件,在该情况下它被设计成一个集成电路。
示例107
超声波的良好的传播(低阻尼)仅仅出现在固体材料或者流体中。在气体(空气)中,必须计算较差的传播(高阻尼)。因此,在又一个改进的情况下,提供了一种设计,其中超声波传送器(传感器)被一个匹配层追随,单张钞票或者钞票被指定(slated)进入。接着为一个匹配层,最终为一个声吸收器。
就此而言,钞票在一个带有尽可能大的力的机械装置的两个适合的层之间被压紧,从而在单层之间尽可能获得最好的声学耦合。通过一个适当的层连接在钞票堆垛上的消声器位于超声波传送器(传感器)的对置侧上。该消声器的目的是为了完全吸收穿过钞票堆垛的声波从而抑制干扰反射。
由于特殊的优点而使用上述的用于评估钞票电路的超声波,尤其是应用在金属空腔上,如在所述输送容器或者储藏室中。
如上所述,压电元件可以作为压电材料的薄片出现。如果薄片的两侧至少部分变薄以用于电极的变形,那么金属丝可以弯曲在电压的脉冲下通过把电压应用到两个金属电极上。就此而言,它送出声波。
然而,就此而言,当使用高频超声波信号时,薄片的振动不再处于可听见的范围内,以至于通过薄片的声波信号的再次产生是不可能的,事实是在一定的情况下存在问题。
为了避免如此,能量供给和压电薄片的反馈是分离的,以至于用于操作压电薄片的所需能量的辐射不会干扰压电薄片的反馈。如前描述,该情况的发生使得如一个集成电路被附加地使用,集成电路可导电地与压电薄片的电极相连接,被集成在薄片的附近或者优选地在薄片上。到目前为止,辐射的频率可以在可听带之上并且甚至上升到一小部分千兆赫范围之内。辐射能量被导向电路并且导出一个在不同频率下的反馈。
可选择地,能量被存储一小段时间并且随后用于一个时间转换(time-shifted)反馈的产生。该实施例的优点在于这样的事实,即能量的辐射以及该反馈的接收不会互相影响并且因此能够使电路较好且较可靠的操作。
在另一实施例中,能量还可以作为超声被辐射。然后声波不得不被拾起并且通过作为扩音器的压电薄片的一部分校正,然后得到的电压可以用于操作电路。这将导致压电薄片的反馈。操作的一个相应的模式可以通过光线而不是超声波辐射到一个光电管上也变为可能。
通过示例,一方面电路的反馈被导向薄片一侧的电极上,另一方面被导向薄片另一侧的金属层上。这样就使得电路的反馈可以被听到或者通过薄片使在可听见范围内或者在超声波范围内的振动变得显而易见。
示例108在一个示例的实施例中,数据的顺序在电路中存储,该数据到压电元件的传送或者到压电薄片的传送产生一个可听音或者声音。其不仅包括一个正弦可听音,还包括语音、声音等。通过示例,沙沙的声音可以产生,该声音复制实际钞票的破裂声,并且被复制成足够地洪亮。同样地,易于理解的信息可以产生,如钞票面值10欧元等。通过压电元件发出的声振荡可以包括可听音和/或代表可以通过使用测量技术证明的声波。通过示例,一个超声波信号可以产生,该信号由扩音器拾起并且通过控制电路被检测。
在一个简单的实施例中,设想一个高频电磁信号通过一个天线被接收。在该情况下所获得的能量用于一个频率发生器的操作,该发生器的输出与压电元件相连接,该压电元件发出相应于高频电磁信号的可听音或者源自于高频电磁信号的可听音。还可以设想电路包括存储的信息,该信息决定信号的频率和/或强度,该信号被压电元件或者压电薄片发射。
通过声波的辐射,压电元件或者压电薄片被激励发出电压。相应的电荷用于供给集成电路并且感应该电路,根据存储的数据,送出信号,处理程序等,并且在压电薄片上调制一个信号。就此而言,辐射的能量还可以简单地被存储并且然后在通过电路和压电薄片的一个反馈的临时转移输送中作用,同时辐射的频率可以被切断。
示例109如在上面所知的,一个特殊的问题在于供给钞票堆垛足够的能量,用于操作包含在钞票中的所有芯片。另一个解决方案因此显示在下面的内容中,其中,通过电磁场、尤其是在小于100KHz的低频范围内,用于操作钞票堆垛中转发器芯片的能量可以有效地传送。
其中,一个变化的电压通过钞票线圈中的电感从外部磁场产生,该电压供给芯片能量和/或数据,如前面已经描述的。然而,这需要在钞票上实现带有几个匝的线圈。可选择地,磁场的频率还可以选择为足够地高从而可以使用仅仅只带有几个匝的线圈。有效的通过磁场感应的能量传送需要大于10MHz范围的工作频率,该频率如仅仅通过聚合体电子技术由复杂装置实现。
示例110因此本发明的一个思想在于使用在磁场感应作用的空间中的磁力控制效应。因此,在钞票上不需要较大表面的线圈,在10KHz范围内的工作频率得以选择。通过这种方式,一方面,带有芯片的钞票中所需电路还可以通过聚合物电子技术实现,并且另一方面,用于产生所需场的电子也可以更简化。
如果根据图27或图28的复合材料,可以产生足够高的交流电压,该电压与一个从外部施加的交变磁场363成比例,同时避免电感。
当线圈用于钞票的能量供给时,尤其是在堆垛中读取的情况下,强交变磁场在垂直方向上以大约超过10MHz的高频范围内穿过堆垛的体积是需要的。
在用磁力控制材料的情况下,与前述的相比,产生一个局部强交变磁场已经是足够的,该磁场尤其或排外地流经磁力控制金属带360,如图28中用示例方式所描述的。因为磁力控制金属带360比载体材料(即,钞票1的纸)显示了明显较高的导磁率,对比之下更容易将所产生的磁通量的大部分导引通过激活的磁带。
在一小部分体积中不得不产生一个足够强的磁场的要求与钞票的整个体积相比较简化了适当的读取装置的改进。此外,场不需要在一个垂直于堆垛的方向上流经该堆垛,而是仅仅在一个水平方向上,其可以在钞票处理装置中简化集成。
根据本发明的方法优选地在小于100KHz的频率范围内工作,尤其是大约10KHz,因此还允许在聚合物电子技术的基础上使用芯片。这进一步允许对简单读取电子的改进,因为即使“NF”放大器也可以用于产生所需的电能。
示例111用于这样的钞票的适当的读取装置370的两个可能的基础部件在图52中进行了描述。就此而言,为了产生一个足够强的磁场,一个磁场产生单元371,如马蹄形的磁场产生单元371(即,由高渗透材料制成的U形部件371)被用于每一种情况,在该部件上缠绕激励线圈372。接着通过读取装置370的输出放大器,供给该激励线圈交流电。就此而言,磁场应该产生得足够宽以至于它还可以在没有堆垛整齐的钞票带363上作用或者在不同形式的钞票上作用。
上侧图52a显示了一个用于单张钞票或者小数目钞票的读取装置370,如可以在一个自动记数器中发生。一个机械装置373,其呈在承载表面374的一个垂直停留位置上的形式,保证放置在承载表面上的钞票1保持在垂直位置。就此而言,磁场产生单元371优先地位于承载表面374的下面。
图52b显示了用于钞票处理机的读取装置,即,尤其是一个用于对钞票进行自动计数和/或分类的装置。基础设计对应于根据图52a的读取装置370,但是磁场产生单元371的臂这样设置,即,它的磁场363可以同时穿过在该区域中的堆垛的钞票360。在此,为了更清楚,堆垛的钞票1被描述为半透明的。也可以设想,这样的一个读取装置被集成到一个分类和/或计数装置的输入口中或者一个带有堆垛的钞票的自动钞票分发机中,在臂之间滑动,所述臂即磁场产生单元371的磁极374,或者传送到该臂之间。
如果被测试的带360没有居中集成在钞票纸上,根据图52的读取装置370可以显示第二磁场产生单元371,该单元位于带360的可选择的可能位置上。因此在测试中钞票1的位置变化可以被获得。在该情况下,如根据图18b的设置的情况下,即集成到一个处理装置的输入口中,钞票被放置到由单元371形成的空腔中或者被传送到其中。
因为根据本发明的上述的效果是可逆的,在通过芯片3适当的控制下,带360也可以被附加地或者可选择地使用在该设置中,为了根据图52把数据从钞票1送回到读取装置370。为了此目的,可以使用负载调制或者为工作频率一半的信号。
所述读取装置具有钞票1不再在一个较大的距离上被读取的优点。因此,一个匿名拥有者可以被尤其简单地和可靠地保证,尤其是,口袋式读取装置可使用。
示例112如同已经在图28中所描述的,带有光电二极管的方法,优选地LISA二极管,如同在本发明的另一个位置所满述的,可以用于钞票1的读取。
到目前为止,用于读取堆垛的适当的读取装置在图53中描述。通过示例,LISA光电二极管227′和组合带360设置成它们互相重叠或者其上非常地靠近,一分离棱镜375被用于保证从光线288来的磁场线363的分立。其中,这也允许用于检测LISA发射的灵敏电子(如,CCD照相机),可以被有效地屏蔽磁场产生单元371的磁场。分离棱镜优选地安装在磁极374和姚检测的钞票1之间。
用于增大该设置的效率的一种可能性在于,把交变磁场363的频率设置成跟组合材料360的机械共振频率相等。当通过交变磁场363激励时,一个磁力控制金属带361显示了发声的共振频率,该频率尤其显示了较大的机械振动的振幅。该效果还可以希望出现在复合材料360中。通过用附加的材料产生的覆层,如带362,364,阻尼得以发生,然而其结果是共振效果显示它们自身不是很强。
示例113作为上述变型的一个选择,还可以是电压供给和/或钞票与读取装置的连通通过接触型电连接而发生。就此而言,电压供给和从读取装置到钞票的连通可以通过接触表面发生,同时从钞票到读取装置的连通以另一种形式发生,如以光学方式或者电感式。为了同时接触一个以上的钞票,单张的钞票优选地在两侧都显示了接触表面。就此而言,两侧的接触表面将电连接到另一个上用于电路连接。将要测量的堆垛优选被压紧在一起从而在相邻钞票之间获得较好的接触。如果接触表面都为居中地设置,并且如果它们至少位于中心(即,钞票横向对角线的插入)或者至少相对于该中心对称设置,则可以使得钞票在所有四个位置上发生接触,如它们的前侧、后侧、左侧和右侧在任何情况下都是可互换的。
在此,钞票1可以被利用,如同图34所描述的或者图35所描述的。为了接触这样的钞票1的堆垛,堆垛必须被压紧在一起以至于堆垛中所有钞票1的层380可以电感式连接。两个最外侧,即,最上面的和最下面的接触层380通过一个电触夹从外侧相互接触。该形式的能量供给允许在最简单的情况下直接触点(电流触点)380的数目减低到仅仅只有两个。当然,超过两个触点380的方案也是可以的,如果该方案提供了有利之处的话。优选地,处理装置与钞票1的接触通过触点380发生,该触点显著地比芯片3大并且优选地大小至少为1至2cm。这使得电流可以同时访问具有任何厚度的钞票1的堆垛。该电流连接优选地在芯片3的能量供给中作用。然后驱动芯片和数据传送可以通过另一种方法优选地发生,如,非接触的电感式或者光学耦合。随后,控制和/或数据传送可以独立于能量供给发生。这具有能够保持电磁场低强度的优点,因为没有芯片的能量供给通过该方式发生。
在堆垛元件必须不用相对于它们的导向进行堆垛的情况下,必须观察所施加的能量供给的极性。这将被补偿,例如通过一交流电应用到电流触点380上并且芯片或者线381显示了一个相关的校正器。可选择的,可以应用DC电压。
此外,优选的是,位于堆垛中的接触的钞票可以直接与彼此通信,如同通过示例方式已经描述的光学耦合。根据图35的钞票1也可以被应用。接触使得芯片3可以被连续地访问,如激活。在此通过示例,整个钞票堆垛可以通过将电压连接到最外面的导电接触带380供给能量。如果所有的芯片3首先停止工作,然后通过堆垛中最上面的钞票1的上部第三触点382的附加接触,晶体管或者该钞票1的芯片3的另一个适当转换元件被供给控制信号,该信号能够转换元件并因此激活最上面钞票1的芯片3。随后,位于其下的钞票1被激活,经由位于最上面钞票1的下侧的第四触点382送出最外面钞票1的芯片3的控制信号。前提条件是,堆垛中单张钞票1的触点382的定位使得在适当堆垛并因此在两个互相重叠的钞票之间建立电流接触时,第三触点或者第四触点383一个位于另一个上。第三和第四触点383尤其优选为相同的和/或可以实现相同功能,以便独立于堆垛中单张钞票1的位置。
通过示例,因此该方法允许能量供给被同时产生电流地应用到整个钞票堆垛上,同时可以上述方式连续激活钞票1。在此,优选地,如,仅仅只有一个钞票芯片3在一个时间中被同时激活。
钞票的禁用和启用如上面简单描述的,本发明更基本的思想在于在钞票芯片的存储器中例如EEPROM或PROM中记录钞票的有效性。
示例114大致可以设想,例如,一个被银行授权写入到钞票存储器中的编码,该编码标识钞票,以至于该情形通过连接的读取装置识别该钞票芯片,然后钞票可以被区分为有标识的或者无效的。因此通过改变钞票芯片存储器中的至少一个专用位(dedicated bit)而实现禁用和启用。为了可以识别或设置该标识,不用读取装置,有效的状态可以附加地被显示在光学或者声学集成在钞票纸的显示装置上。如LED或者LCD显示器。在最简单的情况下,一个适合的双稳态显示器如钞票中的LED是足够的,该显示器在无效钞票情况下打开或者关闭。所述显示装置可以具有如下面标题为“商业”章节所述特性。
然而,钞票的高级逻辑虚拟值在它的匿名和中性下被显示。如果钞票纸的真实性在该含义下已经足够,为了能够在任何交易中非现实地把钞票作为一个交换的工具进行使用,钞票的“暂时”无效对于最终的用户在一个最大程度上被禁止。虽然理论上一个有效的钞票可能会偶然“禁止(disabling)”,但是至少对于终端用户而言,该可能性被禁止。
然而,该技术的可能性提供了完全新颖的安全概念。
如果一个人实际利用钞票芯片存储器中的技术性的“不可见的”信息,该钞票被“禁用”,钞票流通的中心部门可以从这里实际地接收有用的信息。因为可以使用机器读取芯片数据,所以数据可以在钞票分类机器的正常处理过程中被收集,如在中央银行,并且“开关”可以被重置。
示例115例如,如果钞票在从一个位置输送到另一个位置前被停止工作,那么在一个武装抢劫这样的一个输送过程中的被盗窃的钞票可以被容易地识别。如在从钞票印刷工厂到一个发行中央银行和/或者从中央银行到一个商业银行的钞票的输送过程中这是有效的。
示例116还可以设想钞票在银行中或者从一个银行自动机马上被分配给一个用户之前一直被禁用。这优选地通过一个授权机构(如中央银行)在线实施,通过在银行芯片和中央银行计算机之间的远程数据连接,如同在本发明申请中所详细描述的。
示例117此外,对于外币来说,这样的数据将导致时间延迟禁用,例如一个联系的显示器的停止工作可以被写入到一个钞票芯片的存储器中,以至于仅仅相同的被作为无效的标识并且在外币被传递到一个勒索者之后在一个时间延迟之后被识别。通过一个包含在钞票的集成电路中的计数器可以获得延迟的禁止,该计数器仅仅在如十天之后把钞票标识为无效的。可选择地,还可以提供一个作为钞票丧失它的有效性的截止日期写入到钞票芯片的存储器中。该有效日期可以被联系的读取装置检测。
通过将数据写入到芯片的存储器内而使得钞票禁用和启用优选地在上述的堆垛中发挥作用。通过一个永久地集成在钞票纸中的光学的和/或声学的显示装置,随着截止日期的失效,钞票的有效状态可以进一步地被确认,如同在下面的标题为“商业”的章节中所详细描述的。
示例118还可以设想当支付这种被标识为特殊的(如,无效的)芯片数据的钞票时,当在银行中存款时或者在一个交易中(如汽油站)支付时,该状态被读取芯片数据的联系的检测装置识别,因此一个连接在自动记数器终端的照相机被激活用于记录可怀疑的支付操作,尤其是在个人存款时。
示例119除了数据的写入提供钞票芯片中的钞票有效的信息外,关于其它管理状态下的数据也可以被存储。在此,可能存在各种状态下的数据如“存储中”,“流通中”或者“被窃”。
示例120同样,尤其是在这里的连接,设想钞票1的芯片3通常具有几个逻辑开关,存储单元,优选地还保持足够可获得的数据在“开关”状态下从而引入“开关操作”,如,作为应用的被谁或者被何装置,什么时候,在那儿和/或者为什么开关操作被实施。
这意味着芯片3(芯片完全可以禁止钞票)不仅具有单个的开关或者相同的芯片数据特征,而且为了禁止钞票1的芯片3(如,为了确定用户组或者行为组),根据联系的芯片数据,在每一种情况下,多个开关被提供给不同的用户。用户可以为中央银行,安全流通公司,商业银行或者顾客。为了此目的,不同的存储区域被提供在芯片中用于不同的用户。此外,开关不需要仅仅设置为二进制信号,如它们仅仅假定为“有效”或者“无效”状态。还可以实现信息的附加数据的存储。如,数据可以是关于特定钞票的开关被谁和/或什么时候和/或在那儿被使用。
此外,基于存储数据内容的变化识别数据可以被存储在存储器中,如对于在光学和/或声学显示器的显示状态下的变化,为了当存储器内容被读取时能够清楚地追随和控制变化,它确定被谁和/或什么装置和/或什么时候和/或在那儿联系的数据标识进入到存储器中。在激活的情况下,或者在钞票停止工作的情况下,写入装置将仅仅在反馈相同的系统的操作下有效,如中央银行,安全流通公司或者其它的现金处理装置,以至于钞票当前有效的存储数据仅仅只能被授权人员来更改。
这可以通过具有存储在芯片中的数据获得,使得它被加密和/或被标识,或者密码保护。它仅仅能通过被所给的密码,或者被加密算法,或者通过特定的适于写入联系的芯片数据到特定的钞票中的写入装置来改变。上述描述的PKI系统,可以被用于实现该目的。
还可能使用被保存在单独的芯片中的用于访问加密数据的数字签名或者钥匙,该芯片不是钞票的一个部件。单独的芯片可以用于检测一定用户或者一定行为的访问权限,如同在下面将描述的。该芯片可以为一个外部芯片卡的一个部件,为了检测所需的访问权限,该卡必须插入到一个具有用于钞票芯片或者连接到钞票芯片上的读取功能和/或者写入功能的检测装置中。这具有的优点是,在一个设想的所需密码改变时,仅仅只有芯片卡被替换(该卡仅仅只有有限的数字),而不是所有的钞票需要被替换。
示例121具有上述特性的电路适于在钞票的所有流通中的多个应用。
对于外币,保留在国家中央银行的芯片存储器“开关”可以提供信息,“04.17.2002,外币,情况密码”,在国家中央银行中。仅仅只有国家中央银行(SCB)可以写入,读取和删除在钞票芯片中的信息。
国家中央银行中的钞票分类机器用于检测所有流通回来的钞票,用于确定流通钞票的真实性以及是否适于流通,即保存的状态。每张钞票的SCB开关应该在该线路中被检测,分配给上述的外币情况的钞票可以被过滤出。
这样的数据对于普通的用户是不会觉察的;它同用户也是无关的,因为钞票仍然真实并有效。
示例122此外,钞票包括验证系统,该系统包含不同的访问权限的数据,用于读取、和/或读或写入芯片数据和/或用于改变存储器数据的内容。如输入联系的读取和/或写入装置的一个密码对于一定的用户组或者测试装置是需要的,和/或用于实施一个特定的行为。为了能够获得访问权限,输入密码优先地与存储在芯片中的参考数据的对象相比较。
参考数据优先地保存在一个存储区域中,该区域没有特定的授权不能从外部读取。为了使该行为合法化,相应的处理装置必须通过激活钞票芯片输入密码。
在这样的一种情形下,优选的优点在于使用误操作计数器。钞票1的芯片可以特殊地包含在至少一个不变的错误计数器中,该计数器不能从外部写入。在每次传送密码尝试不成功时,它被计数一次,但是它优选地在成功输入一个适合的密码下重置。在错误计数器到达或者超过的一个固定值的情况下存在一个异常。在该情况下,钞票被一个状态标识,该状态用于记录尝试的操作并且不能被重置。这将导致偶然地或者永久地,无法改变地停止工作,即阻止一定的芯片活动。根据一个变量,在错误计数器的固定最大值超过后,无法改变的芯片除了允许询问芯片的状态外,不再允许其它更多的芯片功能被实施。
可以设想引用的密码对于每张钞票是不同的并且/或者它们被存储或者将被存储在一个中心数据库中。在钞票的制造过程中联系的参考数据优选地存储在一个ROM存储区域中。还可以使得密码在每一个动作或·者至少在给定数目的动作后可以随机的产生,这需要密码的使用,并且存储在芯片中以及如传递到中心数据库中。在该情况下,还可以设想如钞票芯片需要在一个读取装置下合法化,其中存储的密码被传递到所述读取装置上,然后该读取装置把它读取的密码传递到中心数据库中,该数据库仅仅回复一个YES/NO状态从而确定对应的钞票的密码是否是正确的,如该密码是被一个不可改变的序列号唯一标识,到中心数据库的连接可以通过手机或者GSM连接建立。
在许多情况下,钞票转发器互相反馈和连通是有利的。这尤其当询问和处理单张钞票的单个数据时是需要的。
在其它的情况下,其中一定数目的钞票被提供标准的数据,如带有数据的安全输送之前,“从位置A到位置B的安全输送,数据,时间,输送公司,输送号,输送车,质量单元,等等”。带有并行数据的的绝大多数或者所有的钞票具有非常大的优点,即,在相同的时间中一个按钮被推动。在输送结束后,所有钞票的数据可以同时被删除“在一个按钮的推动下”或者所有的“开关”被重置。
为了并行写入/删除信息,对于钞票转发器具有另一个界面是必须的,该界面对于该模式的操作是非常有利的。这尤其应用于拥有一个用于序列处理的光学界面的钞票,如光电二极管。
示例123在该情况下,即为了实现不同的动作和/或为了不同的存储区域,对于不同的用户具有不同的访问权限,也可以提供至少一个可以被重写并且基本上可以自由访问到所有区域的存储区域。这可以最终实现任何人,甚至任何私人,可以写入,读取和改变数据,然后该数据以与“瓶中的信息”相似的方式被送出。也可以设想存储广告信息,礼物承诺(“在XY部门使用该钞票并且你将获得3%的折扣”),游戏等等。数据可以被作为文本和/或符号和/或者图象和/或声音和/或游戏写入到这种类型的存储区域中。这些数据可以通过集成在钞票本身中的显示装置或者一个外部装置,被光学的和/或声学的进行复制。
远程数据传递本发明的又一个思想在于为了在钞票检测装置和外在空间远处位置的评估装置之间传递数据建立远程数据连接。检测装置尤其可以是这样的一种在本发明中描述的装置,用于识别和/或检测钞票芯片,装置可以从芯片读取数据和/或写入数据到芯片中。该远程数据传递可以通过电话连接如一根固定线连接,移动的连接,或者通过网络的连接,如因特网或者内联网连接。该数据的传递可以为单向的或者双向的。
示例124当钞票检测装置被集成到手提电话或者固定终端时,如在银行或者零售店的钞票存款和/或者可支付机器,具有这样的一个装置用于远程数据传递,可以设想为了保证安全的数据从一个中心传递和/或传递到一个中心,如中央银行或者信用社,通过GSM连接。在钞票芯片和中央银行之间的计算机之间的连接被建立。在钞票芯片和中央银行计算机之间的认证,保证特定地、前期限定的动作仅仅被授权机构(中央银行)实施。
下面包括在该方面应用的可能性示例125芯片数据的检测可以在线实施。这意味着这样的数据的评估没有被在线检测装置实施,如用于检测钞票芯片的认证,但是相反地,远程中央银行或者类似银行通过远程数据连接,并且仅仅从中央银行到检测装置之间的反馈是检测的结果。这具有这样的优点,即中央银行可以保持较好的评估算法的秘密,并且没有授权的第三方不能简单地通过检测装置的分析得出实施的检测操作的细节。
示例126上述的管理状态的数据,如钞票的有效性,被优选地存储在它的芯片中,可以被附加地或者可选择地存储在中心数据库中以至于它们可以被分配到特定钞票。一个变型在于数据(如被盗钞票序列号)被中心收集在数据库中。在该情况下,如果钞票被用于输送停止工作,这可以阻止被盗钞票随后的不被发现的“返回操作”。
复制品的识别钞票的一个内在问题是它们在相应的努力下可以被伪造。该问题同样存在于具有芯片的钞票中,因为可以设想在该连接中通过相应的较大的努力可以复制芯片。尤其是当使用较大面积的由聚合物电子技术或者多晶硅制成的电路时,具有再设计的风险。同样的,为了能使伪造品进入流通,生产了一个或者多个芯片的复制品。与伪造芯片卡相比较,伪造的钞票被马上投入流通并且不再被伪造者占有。这增加了伪造的动机和伪造品的危险。
因此需要识别伪钞。
示例127用于此目的的可能性在于在每一种情况下,总有一个总是被写入到用于该目的的钞票芯片存储区域中的新密码(在每种情况中,优选地在每个在线钞票的检测中)。因此在线检测尤其被理解为是检测操作,为了实施数据与中心数据库的比较,该操作中的用于钞票的检测装置通过在线连接被连接到远程计算机系统上,如同在下面将要详细描述的。可能的在线连接为网络连接,如固定线或者蜂窝电话、因特网或者内联网。
就此而言,密码为一个随机数,该密码代表了任意的字母,数字和/或符号的组合。随机数优选地在第一次检测中产生。该随机数同样被存储在一个中心数据库中,如中央银行的数据库,并且被指定为特定钞票序列号或者其它唯一不变的标识。在每一个钞票的在线检测中,钞票芯片中的随机数先与中心数据库关联入口相比较。比较优选地在中央银行的计算机上实施从而可以更加有效地阻止操纵。如果与给定的序列号不同的随机数被确定,可以设想具有至少一个检测钞票的复制品或者是复制品被检测。如果一个匹配(match)与随机数确定,钞票可以被评估为真实的。在该情况下,一个新的随机数被产生并且保存在钞票芯片和中心数据库中。因此,流通钞票的伪造复制品可以以一种可靠的方式被识别。
为了保证钞票芯片的存储器可以被写入,新产生的随机数优选地被首次写入到钞票芯片中并且被再次读取。如果钞票中新值的保存是成功的,那么中心数据库的入口可以被更新。然后,将识别钞票为真实的并且相应的显示在读取装置上输出。
一个附加的可能性在于试图在误操作计数器中记数不成功的写入。这能够立即识别并且分类出具有有缺陷的存储单元的芯片或者具有只读存储器的复制品,然而这无论如何不会被作为真实的被识别。
简而言之,因此思想在于在钞票芯片以及数据库中对随机数进行存储。在钞票芯片的每次检验时,首先比较随机数,尤其是,在每一次成功的检测时;随后,一个新的随机数产生并且存储在钞票芯片以及数据库中。如果两个随机数不匹配,钞票被确定为疑似伪造品并相应受到处理。
示例128取代随机数,钞票还可以在每次交易时被指派一个交易数TAN。因此TAN由多个数字得出,所有可能的TAN的数比所有可能的序列号的数大,即,TAN是非常长的并且随机产生的数,因此不容易被猜中。与随机数的不同在于TAN前面已经产生并且在使用后变为无效。与序列号建立一个关系不是强制性的,因为一个单独的TAN可以代表一个有效的特征。
下面将描述在实现该复制品识别以及它们可能的解决方案中可能存在的问题。
示例129用于违法确定随机数的可能性在于所谓的“野蛮力(brute force)”袭击,其中所有可能的组合被数据库询问足够长的时间直到一个正确的随机数被确定。在钞票芯片中可获得的存储器越小,因此随机数的长度越小,该处理越容易。
为了阻止该情况,一个时间标记被保存在钞票芯片和数据库中,即,数据最后询问的时间。此外,至少最近的询问检测单元到数据库的ID数字或者IP地址,然而优选在最后的询问上的一个长的历史,可以被存储在数据库中。取代ID数或者IP地址,所有的其它数据也可以被使用,用于允许参考回到特定的检测单元和/或位置,即,机构,如特殊的交易行或银行,在那里检测单元被安装和/或到最后的询问数据库。该附加的数据目前被简称为“位置标记”。
每次询问数据库时,优选实施频率检测,如通过误操作计数器,这将在本发明的内容中进行详细的描述。这意味着如果用于给定序列号的随机数是无效的,在一个误操作计数器中记录询问,该询问是序列号和随机数的组合被取回并且与数据库的入口相比较。如果一个序列号在一个较短的时间中被仅仅一个检测单元重复地错误询问,那么将导致怀疑试图通过野蛮力袭击确定有效的随机数。为了阻止该试图,检测单元或者相关的钞票处理装置可以暂时从网络或者数据库与检测单元之间的连通上切断,从而袭击不能在可接受的时间中实施。
然而,如果序列号被不同的检测单元重复地错误询问,那么已经流通的可能为较大数目的伪造品的怀疑则暗示了它自己。
示例130当通过中心数据库检测钞票时可能会产生这样的一个问题,即该数据库的非常大的数目的同时访问。为了阻止该问题,可以设想在多个数据库DB中干扰数据。图54显示了该情况的一个示例。具有N个数据库DB。当一张钞票BNC通过检测单元检测时,检测单元送出正确检测的钞票序列号以及当前随机数RNDt=0到另一个数据库。用于被送出的测试数据的特定数据库DB可以取决于另一个识别数,该识别数作为用于选择其中一个数据库1..N的准则,该识别数与随机数一起存储在要被检测的钞票芯片中。识别数还可以为随机数本身的一部分;如它的最后两位数。一个数据库DB总是对检测识别数的特定组负责。
一个新的随机数RNDt=1在询问中产生,因此它可以变得确定,带有下一个询问的数据库将在下一个检测上发生。在图54所示的实施例中,第一数据库DB写入和分配一个随机数RNDt=1给被检测的钞票BNC,它对应于第四数据库DB。因此,相关的数据记录在被检测的钞票NBC上(如,至少序列号和随机数的数据),被通过从第一数据库DB到第四数据库DB的数据线传递。
与仅仅只有一个数据库相比,流量(即访问量)下降了2/N的因子,N代表在整个系统中的数据库的数目。
通过该系统,每一个检测单元可以访问系统中的任何数据库。就此而言,数据库优选地出现在单独的计算机上,尤其是在单独的位置上。检测单元可以通过不同的数据库访问所有可能的数据库。然而,对于数据比较,优选地对于一个单独的连接在前端计算机上的检测单元,被分配给几个检测单元并且随后建立到单个数据库1..N的连接。单个检测单元仅仅需要建立一单个的数据连接到前端计算机上并且不用同时连接到所有的计算机上;如一个存款交易。
示例131降低对单个数据库的访问的又一个可能性在于数据库的空间分布,分布可以如通过国家、省市、城市或者类似机构进行。就此而言,每一个数据库被作为检测单元的一个子集。任何任意的检测单元的访问是不可能的,因为在检测单元和数据库之间存在固定设置。
在该方案中,钞票芯片包含至少一个在最后询问的数据库上的其它入口,其脱离随机数和最佳时间标记。当钞票通过一个中央银行或者类似机构分配时,有效的数据记录被存储在仅仅一个分配给特定中央银行的数据库中。
此外,设想在一个系统中所有数据库被网络连接在一起,而且如果需要,一个比较可以在数据记录之间作出。
下面,该方案中的一个具体示例将参照图55进行解释。在此,设想一张具有示例的序列号#255的钞票BNC#255存储在数据库DB1中。在时间t=1时在终端PE1进行检验时,存储的数据记录与数据库DB1中的数据记录相比较。如果检测是成功的,一个新的随机数RNDt=1就会产生并且与位置标记和时间标记存储在一起,即,在该情况下,时间t=1和数据库DE1数据,在钞票BNC#255和数据库DB1中。
如果该例中的钞票BNC#255现在处于数据库DB1的“汇集区”并且在时间t=2时被发现在DB2的汇集区,那么与所述钞票BNC#255相联系的数据记录将开始从所述数据库DB2丢失。然而,钞票BNC#255的位置标识可以用于建立出现在数据库DB1中的相应的数据记录。通过数据库DB1和DB2的比较,相关的数据记录可以被传递到数据库DB2。数据记录随后可以从数据库DB1删除或者钞票BNC#255的“边界交叉(bordercross)”的一个相应的参考可以存储在数据库DB1中。
在数据库DB2中发现的数据记录的基础上,钞票BNC#255的真实性被检测并且带有一个新的随机数RNDt=2的新的数据记录以及一个新的位置标识和时间标识被写入到数据库DB2和钞票BNC#255中。
与单个的数据库DB相比较,流量(即,访问量)降低了2/N的因子,其中N代表在整个系统中数据库的数目。此外,钞票的边界交叉可以被删除。附加的安全被提供通过钞票中的时间标识和位置标识。
示例132另一个攻击方案在于使钞票中的芯片通过写入荒唐的数据变为无用。
如同在本发明的其它地方所描述的,可以通过写入标识到芯片中的数据记录避免该问题,如使用所谓的“公钥”程序的公钥。芯片仅仅需要一把公钥检测数据记录的真实性,并且如果需要可以退出数据记录。
一个附加的可能性在于在标识的数据记录中包括钞票芯片自身的序列号。通过这种方式,其它钞票的内在有效的数据记录的复制同样被阻止。
又一个可能性在于通过一个衍生的PIN数安全读取和/或写入到钞票芯片中。在一个简单的情况下,PIN数从钞票序列号衍生得出。又一个可能性在于在PIN计算中包括尤其有效的随机数RND以至于PIN还可以在钞票的每次检测时改变。
示例133又一个攻击方案在于从真实钞票的芯片复制数据,将数据传递给一个复制品,并且随后销毁真实的芯片,这将仍作为一个实际真实钞票的部件。
根据本发明,因此钞票序列号可以在一个适当的检测单元上通过与读取芯片数据的不同方法被检测,如可选择地通过照相机(如,线性传感器)。尤其是在有缺陷的芯片情况下,疑似伪造品的相应提示存储在钞票中。
示例134另一个可能的攻击方案在于在这样的一种方式下操纵检测单元,即,当存在一张钞票时,在钞票和数据库之间的数据比较被首先激活。给出一个适当的操作,可以设想新的数据记录(即,尤其是新的随机数)不再被写回到钞票芯片中,而是相反地,数据记录被检测单元收集,因此它们可以在较后面的时间中用于处理赝品芯片。
为了阻止这样的过程,不仅在钞票芯片中存储当前数据记录,而且旧的数据记录被存储,以便保持测试操作的一个历史作为钞票的生命历史。旧的数据记录同样保存到特殊的数据库中以便产生钞票的历史。
此外,询问检测单元的标识数,如IP地址等还可以存储在数据库中。就此而言,通过保存在数据库中的数据记录的统计评估,可以揭示可能操作检测单元的证据。
又一个可能性在于保存历史数据记录在钞票的前测试操作上以及数据库中。根据另一个变形,还可以设想钞票的历史数据记录不会被直接写入或者读取。这可以通过钞票芯片的存储器为FIFO存储器(“先进先出”)获得,在每次数据被随机数、时间标识和位置标识更新时,较旧的数据记录通过存储器推出。
图56示出了该变型的一个示例,其中钞票BNC的当前数据记录“n”,该记录在时间t=0的前面的检测中被创造,该记录与数据库DB中的在时间t=1上的检测单元PE中的相应数据相比较被实施。在成功的检测中,一个新的数据记录“n+1”产生并且与时间数据t=1一起存储在数据库DB以及钞票BNC的芯片中。
为了检测写入到钞票芯片中的新的数据记录并且不会被终端(即,检测单元PE)截取,新的“n+1”数据记录优选地通过一个算法被连接到至少一个历史数据记录上。在此,最后n个数据记录的功能在于输出一个固定的小的n。理论上,这被称之为“单向”功能或者密码复杂功能。可选择地,通过有限源,可以计算简单的功能。该操作在钞票BNC以及数据库DB中实施并且随后比较结果。因为检测单元PE不处置历史记录,在该点上的有效地操作变得更加困难。
写入控制的又一个改进可以通过无限地保持一个历史来实现。为了此目的,每一种情况下的最旧的数据记录,该记录包含关于前面数据记录的信息,被供给到随机数发生器PRG。结果可以是连续(stream)加密(所谓的“连续密码”),连续密码输出用于比较钞票芯片和数据库的数据。
除了随机数发生器PRG,还具有计算校验和(如所谓的“循环冗余校验和”)CRC,因此整个历史,即,较旧的数据记录进入到结果中。
一个假的随机数发生器还可以用于计算随机数,该发生器通常构造成为一个具有用于反馈的时序电路的计数器,如在Finkenzeller K.的书“RFID-Handbuch”,ISBN3-446-22071-2,3rd Ed.,2002,pp.228-231中解释的那样。因此可以设想如果需要,顺序电路中的密码以及潜在的算法可以被钞票BNC的芯片改变。为此目的,顺序电路可以设置有可编程的存储器,如,EEPROM。
进一步优选地是可能利用的校验和CRC的发生器多项式同样可以以上述的方式改变。改变钞票芯片中的顺序电路或者发生器多项式可以由自己的(写入)指令激发,当所述钞票被检测时,新参数通过数据库DB产生并且通过检测单元PE传递到钞票BNC。
示例135根据本发明,还可以提供不需要至少一个附加的、多余的、实际的存储器的钞票。一个写入操作,如为了更新数据记录,将首先在其中一个实际存储器中实施,随之,数据被复制到其主要存储器区。写入操作的相应状态被标识并且通过标记被记录在钞票芯片中,以至于至少存储器的初始状态可以在钞票中恢复,其中写入操作被中断,例如,如果供给至钞票芯片的电压发生中断的话。
示例136也可以不可逆转地改变钞票芯片的特性。该可能性在于通过所谓的“保险丝”燃烧。在这样做的过程中,可能有足够高的电流强度通过保险丝。然而,也可以通过使用激光使保险丝燃烧。
一个可能性在于量,如排列尽可能足够多的保险丝,这些保险丝优选地以随机的模式燃烧,保险丝的数目增加了可能的组合的数目以及安全性和可能检测循环的数目。回路中排列的状态优选地保存在中心数据库中。
示例137不用测试芯片数据的复制品识别的另一个可能性可以通过不可逆转的、局部改变的钞票或者钞票的特征实现。因此可以提供一个标识,如一个墨点被应用,如在一个适当的检测单元中的钞票的每一次测试中,在钞票的一个随机位置上做记号。与一个不再适合流通的钞票(如毁坏的钞票)的一般识别相比,根据本发明的改变将是当钞票被评估还可以适于流通或者由于缺乏一个状态的检测被作为一个先验(priori)可以进一步流通时是有效的。
用于该目的的墨水优选地为可机读的并且在可见光谱范围内不能被识别。此外,已经存在于钞票上的所有墨水点的位置在与特定钞票相关的数据库中记录,如,通过它的序列号,并且在随后的检测中被再次检测。
示例138虽然不是强制性的,在前述的情况下还可以设想数据存储在钞票芯片中。这能够检测到钞票纸清楚的分配给钞票芯片。这尤其有效地阻止了钞票芯片的不允许的移动以及把芯片插入到另一张钞票纸中。
示例139作为前述示例的一个选择,其中钞票通过标记、磁场、尤其是硬磁性材料的应用被可选择地改变,为了给钞票纸提供局部不同的磁化,还可以将它们带入钞票纸中。就此而言,规定磁化方式根据在读取/测试操作中的随机原则改变并且特殊的电流模式设置在该数据库中。
示例140又一个可选择的可能性在于在一个随机的或者一个预定的顺序中,去除在生产钞票的过程中已经施加的钞票标识,如标记的墨水点。如能除去墨水点的激光器可以用于此目的。
示例141另一个可能性在于为整个钞票或者钞票的至少一部分提供可交换的(热激活的)表面。在每一次检测操作中,图案可以利用激光束写在钞票上,该图案以一种随机的顺序或者一种预定的顺序改变。尤其是可以把热激活表面构造得非常小,用激光施加的点是微小的不可见的尺寸。
示例142最后,又一个可能性包括改变钞票纸本身的结构;如用激光器。因此人们为了在钞票中产生凹陷部(如小孔),可以在纸中燃烧小点或者把纸完全烧掉。这将再次优选为一个微小的不可见的尺寸。
钞票处理机钞票处理机是对传递给它们的钞票完全或者部分自动地实施步骤的机器。这样的步骤可以对钞票计数、确定钞票值、根据流通和/或面值和/或位置和/或质量对它们分类、堆垛、包装、检测它们的真实性或者甚至毁坏钞票。钞票处理机还可以实施几个这样的步骤的组合。
根据本发明的钞票处理机根据处理钞票时它们的程序分为三种不同类别带有个别处理的钞票处理机,在该处理机上单个钞票被分离、连续地处理并且随后被再次存入,优选地堆垛;带有堆垛处理的钞票处理机,在该处理机上钞票的整个组在相同的时间中被类似地处理而不用把它们完全一个一个地物理分开;以及带有组合的单个/堆垛处理的钞票处理机,在该处理机上,钞票处理机的处理可以通过个别处理以及堆垛处理来实现。就此而言,钞票处理机是可行的,它可选择地提供了两种处理可能性用于在要处理的钞票上实施两种处理可能的钞票处理机,或允许处理可能性的每一个可能的组合的钞票处理机。
与目前实现的钞票处理机相比,这就是为什么除了个别处理堆垛之外,堆垛处理必须被更加有效地显著设计。下面,描述关于个别处理的钞票处理机的主要示例。
示例143图57示出了用于处理具有电路的片材的装置100或者用于处理带有电路的钞票的钞票处理机的主要结构。
钞票处理机100具有钞票以堆垛插入其中的输入单元110。一拣选器连接在输入单元110上,该拣选器把单张钞票取出输入单元110并且把它传递到输送系统120。拣选器111可以构造成为吸入式拣选器,即,拣选器111通过负压分离钞票,或者它可以被构造成为摩擦轮式拣选器。拣选器111可以设置在输入单元110的上端并且在每一种情况下分离钞票堆垛中的最上面的钞票。同样可以在输入单元110的下端设置,以至于钞票堆垛的最下面的钞票总是被分离。输送系统120通过传感器单元145输送单张钞票,该系统决定来自于钞票的数据,如得出关于真实性、状况、流通、面值等结论。
钞票的确定的数据被传递到操作单元160,该单元评估数据,因此通过钞票处理机100控制钞票的进一步流动。就此而言,操作单元160对开关121至124作用,这些开关为传送系统120的部件并且允许钞票根据预定的规则放置在输出单元130至130中。
输出单元130至138可以构造成为用于堆垛钞票的空间狭缝堆垛机,这些堆垛机被填充,通过旋转单元130,132,134,136,堆垛机131,133,135,137中具有空间狭缝。另一个输出单元138可以通过粉碎机形成,因此该单元可以通过粉碎机139用于销毁较差状况下的钞票,如严重污损的钞票。钞票处理机100可以被用户通过操作单元166进行控制,该单元如由显示器和键盘组成。
数据交换装置为了处理具有电路的钞票,钞票处理机100在传感器单元145中具有专用的传送装置,也称作数据交换装置,该装置允许用钞票中的电路进行能量和/或数据的传送,即,从电路中读取数据和/或将数据写入电路。为了通信,钞票同样具有传送装置,该传送装置如与电路连接的天线。
示例144图58a显示了具有电路3和天线7的钞票1,其中天线7和/或电路3固定在钞票1中或在其上。天线7构造成偶极天线且方向朝着钞票1的短边。根据钞票通过传送系统120传送时的方向而定,即视钞票的传送在与钞票1的长边平行的传送方向T1上还是在与钞票1的短边平行的传送方向T2来定,不同的要求的目的是为了传感器单元145中的数据交换装置。当将天线7如图58b所示那样固定在钞票1上时,相反地产生了这些要求。
因此,传感器单元145的数据交换装置就以如此方式构成,以致不依赖钞票1的天线7的方向和/或传感器单元145的数据交换装置的方向和/或传送方向T1、T2,在传感器单元145的数据交换装置和钞票1的电路3之间交换数据总是可行的。
其它可能性包括在通过传送系统120传送期间确定钞票1的天线7的方向和/或位置,以及为了能交换数据而控制传感器单元145的数据交换装置。在传感器单元145中存在的其它传感器,如记录钞票1的光学信息的传感器能用于该目的。
另一种可能性在于用此方式设计钞票1的传感器单元145的数据交换装置,以致于传感器单元145的数据交换装置和钞票1的电路3电感式耦合或电容式耦合以备交换数据。如,在传感器单元145的数据交换装置和钞票1中通过导电耦合表面就能实现数据交换。
提议一种用于钞票处理机100的数据交换装置,该装置能在纵向和横向传送中与电路3通信,即,此时可沿钞票1的长边方向T1和短边方向T2传送,且不依赖钞票1的电路3的天线7的方向。
示例145根据图59,数据交换装置142的另一实施例由导电片段150至156组成,这些片段被处理成彼此相互绝缘。图59a描绘了在此时在该位置的数据交换装置142,在该图中,钞票(未示出)的电路3处于片段152的高度中,而电路3是钞票的一个元件。天线7的一个分支位于片段150和151的区域内,而另一分支位于片段153至156的区域内。为了使数据交换装置142能与电路3通信,片段150和151彼此导电连接在电连接157a上。同样,片段153至156彼此导电连接在电连接158a上。这样,彼此导电连接的片段150、151及153至156用作利用天线7与电路3进行数据交换的天线或耦合面。为了数据交换,电连接157a和158a与操作单元160连接。
因为钞票1通过钞票处理机100的传送系统120移动,钞票1的天线7的位置会变化。在图59a描绘的情况下,其中天线7在与数据交换装置142的片段150至156垂直的方向T上传送,天线7的位置相对于单个的片段150至156变化。图59b描绘了在时间上晚些的位置的数据交换装置142,在该图中,钞票1、天线7及电路3与图59a中所示的相比,已经被传送系统120进一步传送了。在该位置,此时电路3位于片段154的高度中。因此,一方面,片段150至153彼此导电连接在电连接157b上。另一方面,片段155和156彼此导电耦合在电连接158b处。这样,导电连接的片段150至153以及155和156用作利用天线7与电路3进行数据交换的天线或耦合面。另外电连接157b和158b与操作单元160连接。
为了保证标准的片段150至156在所有时间内彼此导电连接,确定通过传送系统120传送的钞票1的位置,以便片段150至156的相互连接与钞票1或天线7和电路3的移动同步出现。如,当要在某个时间在一特定位置精确确定钞票1的位置时,可以由传送系统120的已知传送速度获得钞票1的位置;如,利用在传送系统120的传送路径上设置的挡光板来获得。然后,操作单元可以控制单个片段150至156的上述电连接。为此,操作单元160可以控制如晶体管这样的电开关或如继电器这样的机电开关,为了形成电连接157和158,这些开关与片段150至156连接。
而且,根据具体情况确定钞票1或天线7的方向。通常,钞票1的方向是可知的,因为钞票处理机100或沿钞票的长边或沿钞票的短边传送钞票1。如果知道所处理的钞票的类型,如某种货币,那么也就知道钞票的天线7的位置和方向。如果上述的不是已知的,为了控制数据交换装置142的片段150至156的所述电连接,可以另外用传感器单元145的导电传感器来确定天线7的位置和方向。
如所述那样,一旦已经确定天线7在如片段153的高度中且沿方向T传送,如图59c描绘的那样,该方向与片段150至156平行,那么片段150至152将会彼此与导电连接到157c上。片段154至156同样彼此导电连接到158c上。为了能测定电路3,电连接157c和158c如上所述那样连接到操作单元160上。而且既然这样,可以省略对电连接157c和158c监控和改变,因为根据具体情况而言,电路3或天线7的位置相对于数据交换装置142的各片段并没有改变。
示例146图60显示了本发明的用于处理具有电路3的钞票1的钞票处理机100的数据交换装置的又一实施例。该数据交换装置由钞票处理机100的拣选器111构成,如由拣选辊构成。数据交换装置由两个构成拣选辊的导电辊体142a和142b组成,且与一电绝缘体142c连接。两个导电辊体142a和142b与操作单元160连接以进行数据交换。在钞票1的电路3和数据交换装置142a、b之间的数据交换在钞票1经由拣选器111(图57)从输入单元110分离时发生。当通过拣选器11探测到钞票1时,天线7的一个分支位于一个辊体142a的区域内,而天线7的另一个分支位于另一个辊体142b的区域内,以致于操作单元160可以经由数据交换装置142a、b与钞票1的电路3交换数据。
示例147图61显示了本发明的用于处理具有电路3的钞票1的钞票处理机100的数据交换装置的又一实施例。该数据交换装置由沿钞票处理机100的传送系统120设置的导电面142a、b组成。该数据交换装置的导电面142a、b彼此是电绝缘的,并且在传送方向T1、T2上具有倾斜度。由此,保证了当钞票1由传送系统120传送通过数据交换装置160时,数据交换在钞票1的电路3、3′和数据交换装置142a、b之间发生,而不依赖钞票1的天线7、7′的方向和传送方向T1、T2的方向。这样,操作单元160可以通过数据交换装置142a、b用钞票1的电路3、3′交换数据。
示例148在又一个变型中,钞票处理机100的数据交换装置142包括一产生旋转和/或移动的电场和/或磁场的装置。如,根据所谓的“相控阵”原理而作用的天线结构可以用于该目的。该数据交换装置142允许在钞票的电路3之间交换数据,而不依赖于钞票1的天线7的方向、位置或形状,而且也不依赖于在钞票处理机100的传送系统120中的钞票1的任何可能位置或传送方向。
示例149对于数据交换装置142所描述的这些配置和结构也可以用于钞票1。如,为了能用数据交换装置142交换数据,而不依赖于钞票1的方向和传送,天线7可以倾斜地设置在钞票1上和/或在钞票1中。另外,可以提供其它的偏斜天线结构,如十字形的偶极天线或关闭的(如环形的、圆形的、多边形的、尤其是长方形的)或脊形的天线结构。
上述的数据交换装置142也可以设置在拣选器111和/或输入单元110的区域内,替代在传送系统120的区域内,或者也在该处的另外地方,且如作为第二传感器单元140的元件(图57)。
示例150图62描绘了钞票1插入其中的输入单元110。在位置111处,通过拣选器111探测钞票1,钞票1在方向T上分离并传送到传送系统120。用于与钞票1的电路3进行数据交换的数据交换装置142设置在输入单元110的区域内。数据交换装置142具有如上所述结构和功能。
数据交换可以发生在将要分离的下一张钞票1的不活动状态时,即对于最高或最低的钞票,依赖于拣选器111是否将该最高或最低钞票从上面或下面分离。
然而,在将要分离的特殊钞票1的分离期间进行数据交换也是可能的,如,利用钞票1在分离期间的移动进行数据交换,此时,钞票1通过数据交换装置142移动。如上所述,拣选器、优先地是拣选辊111它自己也可以包括数据交换装置142。
然而,数据交换也可以利用在输入单元110中的几张或所有钞票来实现。在该情况下,必须使用下面所述程序来避免冲突或干扰。
混乱或干扰的问题也可以通过总是让只有一张钞票选择性地与数据交换装置142传递数据来解决。为了达到这种传递方式,可以总是让只有一张钞票能与数据交换装置142进行数据交换。如果使将要分离的下一张钞票能与数据交换装置142进行数据交换,就可以特别有利地实现这种传递方式。为了能实现这种传递方式,利用一种偏离于用于与数据交换装置142进行数据交换方法的传送方法是特别有利的。如,可以通过光学工具实现,如通过用光照射。
为此,在脉冲转发器芯片3中提供一光电池,当用充足的亮度充分照射光电池时,光电池用电力启动了脉冲转发器芯片的功能。如果在拣选辊110中放置一光源,该光源照亮了在芯片3区域中的将要分离的下一张钞票,同样也使得该单元对于通信来说是必要的,其中能够对数据进行交换。光源的这种发光度将用这样的方法进行测量,即,通过分离的钞票并照在(striking)下一张钞票上的光是如此的弱,使得光恰好还不能启动下一张钞票。在芯片3中提供量度器(measures)也是有利的,如以阀值的形式,这些量度器将光电池的感光灵敏度优化为这种情形。必须注意,在拣选器中为了进行通信而用这样的方式设置钞票,使得芯片2的光电池沿着光源的方向设置。
示例151通过用光照射钞票1部分或整个表面来实现对将要分离的下一张钞票的光学启动,因为在这时(在分离之前),由于如下的事实,钞票1公开地存在于输入单元110中。该事实是钞票在输入单元110中设立了——如上所述,依赖于钞票从上面还是从下面分离——钞票的最高钞票或最低钞票。如图62所绘,为此提供了光源141,该光源充足地或部分地照亮将要分离的下一张钞票1的表面。光照在一光电元件、光电三极管上,它们可以是钞票1的电路3的一元件,且光启动用于与数据交换装置142进行数据交换的电路3。
如果在输入单元110中的光电元件的确切位置已经准确知道,用光照亮也可以在选择的位置发生。
如最初所述那样,在钞票中使用一个或更多个光电二极管提供了进一步的可能性。在该情况下,光源141的光导向光电元件,为此,光电二极管的一端或光电二极管与所述光电元件耦合。光电二极管的另一端或光电二极管的各端部可以于钞票的一边或多边终止。为了实现启动,从光源出来的光可以选择性地与一张或多张钞票的一个边缘耦合。当光在输入单元110的外边的一区域内照射到刚被拣选器111抓住的钞票1的前边(该前边在传送方向T中可见)时,光特别有利地耦合,因为只有刚分离的钞票1的该边(并因而是光电二极管)可以选择性在这一区域内被照射到,只有所述钞票1的电路3用这样的照射启动以进行数据交换。
假如无论用什么方法在钞票处理机100中分离钞票,然而优选的解决方案只有一个,而在该方案中不需要光电二极管,因为可以精确地与最高的钞票或最低的钞票进行选择性通信。为了在该情况下确保下一张(如,从拣选器111可以看出),即第二张钞票不启动,将如前面所述那样提供一阀值,该阀值确保已经通过一张钞票的光不够激活下一张钞票。
示例152如在图62中进一步阐明的,第二传感器单元140可以再包含传感器143。如,传感器143可以是一光学传感器,该光学传感器捕获了特别的分离钞票1的表面,且该钞票的信号通过操作单元160进行评估。如,对于钞票1的状态的结论可以从钞票1的表面的光学特征得出,如涉及污染或损坏的。更多的测定提供如关于钞票1的真实性和/或流通时间或面额的结论。也可以在拣选器的区域内的第二传感器单元140和/或输入单元110中提供附加的传感器,用于检测钞票1的真实性或其它属性。
示例153在钞票分离前和/或分离期间对钞票1或钞票1的某些特征的早期认识允许操作单元160为钞票处理机100的更多元件进行预置,这些预置可以促进、加速或改进更进一步的处理。如,操作单元160可以预置传感器单元145,以检测特定流通时间和/或面额,结果实现了更快或更准确的检测。
上面已经描述了数据交换装置142、光源141以及附加传感器外传感器装置145的结构或功能,连同设置在拣选器111和/或输入单元110的区域中的第二传感器单元140,该结构或功能对于已经处理的和/或将要在输出单元130至137中处理的钞票也是可适用的。
示例154在钞票和检测装置之间的数据交换一方面可以表示读,而另一方面可以表示写。如已知的那样可以在一特别短的时间内读出,此时利用了电可擦可编程只读存储器(EEPROM)。然而,相反写数据花费了相当长的时间。根据现在是只完成读还是也完成写,必须检测只读或包括写是否也是欣然可能的,而没有阻碍检测次序。在该情况下,必须考虑当使用一个具有如每秒40张钞票的处理速度的高性能分类机器时,在每种情况下对于每下一张处理的钞票的空闲时间持续的最大值为1/40秒。根据前面提到的,所有设计的量度器都将是可调的,即,在分类机器中的位置为了单个的写操作是可选择的,该单个的写操作考虑了这些事实。
钞票长期呆在螺旋缝式堆垛机(slot stacker)130、132、143、136(图57)中。因此,为了写操作,在螺旋槽式堆垛机的单个缝中提供“写工具(writingdevice)”是特别有利的。
这种写工具实现与将要处理的钞票的电路3的数据交换,而此时这些钞票正位于旋转单元130、132、134、136的一个螺旋缝中。因为通常在一个螺旋缝中在某个时刻只有一张钞票,也可以光学启动所述钞票或启动所述钞票的电路,如上所述。同样如上所述,可以在旋转单元130、132、134、136中提供附加的传感器。而且,可以将单个的螺旋缝彼此屏蔽,如利用形成法拉第笼的导电表面。
在堆垛机131、133、135、137中提供数据交换装置同样是可能的。在该情况下,可以与几张已经处理的钞票进行数据交换,或者在每种情况下与在堆垛机131、133、135、137中最后处理的钞票进行数据交换。因为在堆垛机131、133、135、137中特别地最后存储的钞票的表面可以自由到达,即,没有其它钞票覆盖,可以实现数据交换的上述启动。而且,同样如上所述,可以在堆垛机131、133、135、137的区域内提供附加的传感器。
为了改进对在钞票处理机100中的具有电路3的钞票1的处理,如加速钞票1的处理,可以在钞票1与钞票处理机100之间分配进行数据交换。为此,可以实现读操作和写操作的分离。
示例155在该情况下,利用在拣选器111或输入单元110的区域内的第二传感器单元140从钞票1的电路110读取数据。然后可以将数据写入安装在传送系统120的传感器单元140和/或输出单元130至137的数据交换装置中的钞票1的电路3上。同样,读取操作和/或写入操作的进一步分离是确实可能的。如,在第二传感器单元140中只有某部分信息可以从钞票1的电路3读出,如序列号,同时其它要求在钞票处理机100中处理的数据在传感器单元145中读出。用同样的方法,可以在读取操作和写入操作之间以及在安装在已经描述的不同位置的数据交换装置之间进行任意分配。
换句话说,用于接收来自于片材电路的能量和/或数据的处理装置将具有一接收装置,该接收装置位于处理装置的与用于从处理装置转换能量和/或数据到片材电路的传送装置相同的处理部分或处理装置的另一处理部分中,“处理部分”或也称“处理站”优选地理解为具有不同处理功能的装置的普通模块部件,如输入单元、拣选器、传输路径、传感器路径、堆垛机和/或处理装置。
智能挡光板为了能更好地监控钞票处理机100中的钞票处理的各个步骤,提供了挡光板161至165,这些挡光板可捕获通过钞票处理机100的钞票的传输,且将这些传输信息发送到操作单元160进行处理。如果必要可以在沿传送系统120的其它位置提供更多的挡光板,特别地,传感器单元140和145也可以作为挡光板,且它们的信号从而被评估。因此,当挡光板161至165的信号通过操作系统160进行评估时,可以确定钞票与传送系统分离后的特定位置。
示例156如果替代挡光板或除了挡光板之外,在挡光板161至165安装的位置提供数据交换装置,那么可以使监控进一步改进。这类挡光板161至165将在下面称为智能挡光板161至165。因此,可以在钞票处理机100处理开始时,从每张钞票的电路读出将被处理的钞票的唯一数据,如序列号。在传感器140或145中同样实现。沿传送系统120的后续路程,也可以通过传感器装置145和智能挡光板161至165再次读出唯一的数据,并将该数据传送到操作单元160,该操作单元160将数据存入用于监控目的。特别地,也可以利用这种智能挡光板以识别是否在传送器中有几张交迭的钞票。
在每个位置这时可以精确监控钞票处理机100中钞票的处理。特别是在如钞票堵塞这种故障的情况下,可以更好地分配单张钞票。同时处理源于不同储户的钞票是特别重要的。这样,当来自不同存入点的钞票混合时,可以将每张钞票分配到它所来源的存款中,因为在分开时检测了相应的唯一数据(序列号),且存储在操作单元160中。
如果发生故障连同钞票的相互混合,那么各个钞票序列号用来恢复原始的分配。
同样,在为钞票处理机进行处理准备存款时,通过储户自己或在钞票处理机所在场所,或在传送到所述场所时,储户或法定所有人(如,名字和/或帐号)可以记录在钞票的电路中。如果在处理过程中发生如钞票堵塞或钞票顺序混乱(所谓的交叉)这样的故障,则可以自动恢复将钞票分配到储户。
该情况可以让操作者来完成,该操作者读取钞票序列号,并将其与包含关于相互混合的钞票附属于特定的存款的数据的记录进行对比,如操作单元166所显示的那样。然而,也可以将相互混合的钞票再次喂入输入单元110。然后,根据操作单元160的记录,将钞票自动地分配进入特定的存款。然而,为了维持储户的匿名性质,也可以将信息写入“只写”类型存贮区域。万一不确定,那么检测信息的有效性且仅在芯片中产生。
具有电路的钞票的销毁当监控利用碎纸机138销毁钞票时,特别的安全性是必要的,因为在销毁钞票之前,必须通过操作防止钞票从传送系统120移出。为此,直到现在,钞票处理或撕碎通常只由中央银行进行。对比之下,根据本发明的程序也允许由现金出纳中心或其它现金处理服务事业单位完成该项工作。
示例157为了防止该情况发生,根据进一步的示例,在接近碎纸机138的方向上或作为碎纸机138的一部分设置智能挡光板165。由此,可以确认钞票在由碎纸机138销毁之前被移动,因为,否则智能挡光板165的信号不会报告所期待的钞票到操作单元160。如果智能挡光板161至165以及传感器单元140和145捕获钞票序列号,如上所述,则操作单元160会产生、存储且优先地传输所有将被销毁的钞票的列表到中心数据库。如果其序号在所述列表中的钞票在以后的货币流通中出现,那么情况会是具有与销毁的钞票相同序列号的伪钞票。
从由智能挡光板165捕获的序列号的列表中删除并传递到操作单元也是可能的,因为确保了它们的销毁。为了随后的监控,除了最初引用的列表之外或替代最初引用的列表,可以存储后面的列表。
也为了使电路不适合以后滥用随后销毁的钞票139,如可以形成碎纸机138以可靠地销毁电路。为此,也可以将钞票的剩余物139进行进一步的处理,如,将它们烧毁,以确保电路的销毁。
构造智能挡光板165以致于挡光板销毁电路或利用不可逆的写入操作将电路标记为不再有效。如,可以通过所谓的熔合来完成,为了消除进一步的利用,利用适当的电流不可逆地烧毁电路。
因此还可以与所引用的列表或包含所有销毁的钞票序列号的列表进行对比。如果这些序列号之一在以后时间在某个位置出现,这是操作的意外事故。为了实现这种对比以及对上面引用的对钞票在销毁之前被移动的监控,中央数据库包含了所有的被认为需要销毁的钞票序列号。如,这可以通过网络连接来实现,如因特网。在数据库中的序列号可以按需要经由网络连接来检测。换句话说,也可以从关于所有有效的钞票的数据库中删除钞票。
如果钞票在钞票处理机100的处理过程中出现,这些钞票的电路不能与数据交换装置进行通信,因为钞票的电路或天线是损坏的,可以通过控制装置160从传送系统120传送、导向到碎纸机138以便销毁,因为它们由于损坏而不再是有用的。然而,通过操作单元160评估传感器单元145的信号来检测这些钞票的其它特征以防止滥用,确保了钞票不是假的钞票或已经实施前面引用的用以标记销毁的不可逆的写入操作的钞票。
然而,也可以为不能评估传送到特殊存款装置(如,堆垛机131)的具有电路的钞票预先采取措施,其中将所有可疑的钞票或不可处理的钞票存入以备人工检验。如,由此启动的分析可以允许在频繁发生损坏电路或不存在电路的情况下得出结论。
电路数据的利用在钞票电路和钞票处理机的数据交换装置之间进行数据交换的情况下,除了在此描述的读取和/写入操作之外,也可以读取和写入各种各样的更多数据。例如,可以为了确定钞票的存在而交换数据。进一步,还有钞票的流通时间和/面额,即,面额也可以包含在这些数据中。
示例158另外,描述的数据可以用于对已处理的钞票的计算、分类和统计。单独利用对包含在钞票电路中的数据的评估或加上由操作单元160从传感器单元145和/或140的信号获得的信息,提高了处理的安全性,而且另外利用如上所述智能挡光板161至165进行全面监控,可以维护处理的安全性。遗漏的或不可分配的(即,可辨认的)钞票因而现在几乎不再发生。
示例159而且,可以将电路的数据用于处理以便确定钞票的状态。为此,也可以将测试数据写入电路。例如,关于特定钞票的生产日期的数据、钞票进入流通的日期或钞票最后测定状态的日期也可以写入电路。而且,如关于与生产相关的参数的信息这样的数据,如色差等,钞票的早期检测程序,即传感器单元145的信号或由操作单元160所作的评估,都可以写入并存储在电路的一个或多个专用存储区。
示例160
可以利用存储的数据以备以后的检验及状态的测定。例如,可以从制造日期和/或进入流通的日期和/或最后测定状态或检测的日期得出关于钞票的可能状态的结论,因为已经对在流通时间和钞票状态之间的统计连接进行检索和认知。当然,也可存储和利用最后状态检测的结果用于这些结论。这样,在该情况下可以不用用于检验钞票状态的精心制作的光学传感器,因为在存储的数据的基础上只评估状态。或者,也可以只对可疑的、过期的或作特殊标记的钞票实施每项更加精细的检测。
示例161如前面提到的那样,在钞票的流通时间和钞票状态之间的统计连接确实是广为人知的。然而,特别在钞票制造者方面,需要对钞票磨损的实际原因给予更多确切可靠的说明,以实现可提高钞票耐久性的生产改进。为此,可以使一个或多个传感器结合在钞票纸中以测量环境影响。
这些传感器可用于测量化学、物理或机械变量。例如,可以利用传感器测量湿度、温度、含盐量、PH值、细菌感染或真菌感染、损坏或磨损。
优选地,可以将所述传感器结合在芯片自身中或独立地利用薄层技术将所述传感器显现在钞票纸的另一地方。在一简单的实施例中,可以将FET晶体管安装成其门电极与由于特殊前处理或涂布而将要探测的材料发生反应。
在该情况下,将传感器连接到钞票的芯片上。这里,芯片将有一可写的存储器,如电可擦除只读存储器(EEPROM),以存储由传感器记录的测定值。优选地,可以读取每隔一定间隔(如每天)存储的值,并及时地在以后的一位置通过批准做这种工作的组织(如中央银行)评估,当再次进入流通的特定钞票由这些组织收回时。
对于所有进入流通的钞票来说,不必配备有一体的传感器。为了获得对于可靠评估的充足的测量数据,仅用传感器装备一部分钞票就已足够了。
示例162从存储在钞票电路中的数据,如关于生产的参数的信息、来自先前检测程序的数据或传感器数据,根据存储的数据,利用操作单元160可以调整测量参数。这样,当检测光学传感器的信号时,可以考虑上述色差,结果是测量结果及由钞票处理机100对钞票的处理都得到改进。
示例163在钞票1制造期间,也可以将钞票1的细节(specific)的存在和/或位置和/或真实性存在钞票1的芯片3中,这些细节如局部存在的光学和/或磁性安全性特征。
当检测这类钞票1时读出芯片中的数据,就可以实现仅在特别的位置更精确地进行检测,如以更高分辨率检测。为此,通过示例,为了仅以早先测定的位置检测这样的特征,根据图57的传感器单元145,利用操作单元160传送关于在钞票1上的特征的位置的数据。因此,可以避免确定这些特征的存在和位置的精心的初步检测,如WO01/60047A2那样必要。因此,为了这些局部变量特征更简单,可以在钞票处理机中设计检测方法。
示例164而且,存储在电路中的数据允许钞票的后续处理,而这些钞票又没明确分配,且如上所述可以位于如输出堆垛机131中。可以在后续的由操作者执行的人工鉴定(appraisal)期间评估并考虑该数据,结果是鉴定正常地简单化了,因为操作者立即认识到钞票的哪些特征是可疑的。
存款处理(Deposit processing)当处理的每项存款都由几张钞票组成且这些存款来源于不同的储户(所谓的存款),就产生了存储与处理相关的数据结果的优点。这些存款的钞票通常彼此由分离卡分离开,这些分离卡例如可以包含关于储户的数据。这些数据可以存储在分离卡的电路中,目前,这些电路构造成如描述的用于钞票的电路那样。如果不同存款的钞票的电路的数据用于在处理机100中处理是可行的,就可能免去这些分离卡。
示例165为此,可以预作这样的准备储户将数据写入电路,可能通过该电路将钞票确定为与特定的储户联系起来。如,这样的数据可以是帐号或客户号。又如,当储户收到钞票且放置它们在收银机中时可以将该数据写入电路。在处理机100处理期间,这样可以及时地在任何位置用识别储户的数据来确定特定钞票的储户。
示例166更多的可能性在于记录存款的特定的最初和/或最后钞票序列号或其它唯一的特征,且分配该序列号或这些序列号给特定的储户,如利用操作单元160来完成分配。在钞票处理机100中处理时,每张钞票序列号在由传感器单元140中的数据交换装置拣选期间或之后读取,或由拣选器111或传感器单元145中的数据交换装置拣选,并且当记录序列号出现时,操作单元160分配钞票到特定的储户。此外,特定储户的所有钞票都由钞票处理机100利用表示储户特征的写入钞票电路的数据作了标记,从而可以承认这些钞票在处理过程的任何时候都是与某一个储户联系起来的。
示例167此外,为由于芯片3是损坏的而不能辨认的钞票1采取的措施是自动地将钞票分类并分别处理。这样,可以分别扫描且然后分别存储这些钞票序列号,以备进一步处理。
真实性检测和数据安全性为了改进和维护真实性检测和/或存储在将要处理的钞票的电路中的数据或这些数据的一部分的检测,特别是真实性特征、价值或面额、序列号等,可以将这些数据以加密形式和/或用数字签名的形式存储在钞票电路中,或可以用加密形式或数字签名形式进行钞票与钞票处理机之间的数据交换。
同样,可以将数据存储在钞票电路的特定存储区域,该存储区域被访问保护。那么当利用的数据交换装置相对地被批准时,该数据可以是只读的或是可写的。为了检测该数据,可以为钞票与钞票处理机之间或电路与将执行的数据交换装置之间的相互鉴定预先采取措施。可以在结合或不结合凭据的情况下根据所谓的询问反应程序进行鉴定。
PKI方法是特别适合加密的,因为由于没有特别保护的安全电子设备对于用于解密数据的密码存储是必要的,因而它们特别能使得钞票处理机简单实现。相反,PKI构建了所谓的不对称加密程序,其中数据用密码加密,而所谓的公钥(即通常可进入的密码)用于解密。在该情况下,该密码可以保存在专门的国家中央银行,而公钥保存在钞票处理机中。
如果由钞票处理机加密的数据也写入钞票的电路中,则钞票需要密码或它自己的密码,以便能加密用于在钞票处理机中处理的或后处理程序的处理阶段的特殊数据。
同样,可以利用数字签名提供所述数据或数据的一部分。为此,用密码生成且同样将关于存储在钞票电存储区中的数据的数字签名存储在电路中,可以是关于由所述数据构成的无用数据值的数字签名。可以通过用公钥检测数字签名来检测数据。
可以将不同的密码组用于所描述的数据加密,或用于数字签名的形成,如上所述用于不同的应用场合和/或用户;同样,可以将来自于私人和公钥的不同密码组用于不同流通时间、序列号、面额等。
用于保护数据或数据一部分的所述程序可以单独利用,或为了提高安全性而以所期望的组合应用。
为了进一步改进钞票真实性的检测,可以为上述包含加密或解密数据的电路预先采取措施,特别是以加密形式包含更多源于特征的数据,这些特征与钞票永久地联系起来且让这些钞票各不相同。在最简单的情况下,该特征可以是钞票序列号,该序列号以加密形式和/或用数字签名存储在电路中。
示例168在钞票处理机100中检测时,从钞票电路中读取钞票序列号,如利用数据交换装置142通过传感器单元140和/或传感器单元145读取,并将序列号在操作单元160中加密,如利用上述PKI方法。同时,传感器单元140和/或传感器单元145利用光学传感器(如传感器143)探测打印在钞票上的序列号。如果两个序列号匹配,就表示一张真实的钞票;否则,必然假定为伪造品。为了进一步的精确检测,怀疑为伪造的钞票被传送到第一输出堆垛机131,以便如上所述允许钞票的人工检测。为此,存储在电路或操作单元160中的数据可以利用,如提供关于由传感器单元140和/或145检测结果的信息。
替代人眼可见的钞票的特征,如用于改进真实性检测的序列号,也可以用不容易辨认的特征。这样的特征可以是特殊材料,如该材料是荧光的、具有特殊磁性属性等。可以通过如紫外光或红外光激发或磁性激发来证实这些材料的存在,且可以利用相应的传感器如生物芯片传感器来探测这些材料的存在,并通过操作单元160来评估。而且,利用这种材料以条形码的形式实行编码,将用特征(如上所述序列号)编码的信息存储在电路中以备对比,从而检测真实性。代替处置以有序形式(如上述条形码)在钞票上或中的特征,也可以任意地或伪任意地处置在钞票上或中的特征。在该情况下,如利用相应的传感器确定这些特征的特定分布,并在其后将该分布存储在相关钞票的电路中。为此,可以利用用于数据保护的上述程序。
如上所述,因而对芯片3来说,含有专用于特定钞票1的数据是可能的,该芯片3也可以包括关于钞票1的纸或包含于其中的特征物质的数据。选择性地或另外地,可以设想永久地将信息施加(特别是打印)到钞票上,该信息将钞票特殊纸数据与芯片数据(如芯片3的相关序列号)耦合,该序列号可以也可不必与印制在钞票上的序列号一致。这可以通过印制条形码或被动振荡电路来实现。如在该申请范围内的详细所述,优选地对信息进行加密和/或数字标符号,以便能防止伪造与芯片数据相关的纸数据的印制。纸数据也指与片材纸和/或包含于其中的特征物质有关的数据,且芯片数据指与芯片有关的数据,如其序列号等。
该变型例的优点在于这类钞票制造简单而快速。单独给芯片作标记的可由芯片制造者建立的数据(如其序列号)可以在钞票生产的最后阶段从芯片简单读出,然后与纸数据耦合以条形码形式印制,这些数据如序列号是由钞票制造者设置的。与读操作相比,该程序避免了在钞票生产过程中精心写到芯片上。
如上所述的与检验钞票真实性有关的特殊特征可被用于更多的任务。
示例169例如,这些特征可以展示出一定的对于外在影响的相关性,如随着时间的过去,荧光效果可以变得更弱。可以利用这种类型的一特征来陈述钞票的变化,以便能分类出不再适合流通的钞票。
如所述,更多的特征存储在钞票的电路中,可以用来检测钞票的完整无损。
例如,如果保存钞票基本上整个表面的特征的模式或任意分布,可以利用与在钞票机的处理期间重新探测的特征的比较来确定钞票是否是完整无损。这些特征的数据作为所谓的“剪保护(snip protection)”,允许检测钞票的完整性或检测一部分不在一起的钞票部分。
示例170而且,可以利用电路改进上述数据的安全性和真实性检测,该电路如以硅技术或有机半导体为基础设置。在该情况下,在探测真实性时,假定了这样的前提,该前提以检测电路的存在开始,且与考虑序列号和/或价值(也称为面额或面额)说明的更复杂程序完全一致,如上所述。
在单独检测电路的情况下,如果真实的钞票的电路从该钞票移去并加到一中性片状纸上或复制品上,钞票处理机或它的传感器可以被欺骗。另外,没有电路的钞票仍然可以进一步利用,如在个人对个人的交换中,因为在该情况下,电路的缺失不会注意到。所述序列号和电路的合并已经改进了安全性。具有只能写一次的存储器(所谓的只写存储器(WORM))的电路对于此目的是足够的。如,因此可以在钞票上用本领域已知的技术存储序列号和价值说明。而且,可以由钞票的其它特征确定附属价值。然而,随机号码也适合作为其它的价值。
例如,具有电路的钞票可以在电路中包含钞票序列号、面额和检测数字。利用上述的保密算法,检测数字派生于电路中的数据(面额和序列号)和其它的信息。该派生的检测数字随后与电路的检测数字进行比较。
钞票的更多特征可以用于安全保护,如由秘密特征加密的钞票的价值说明。这些更多特征可以是作为光学、机械、磁性或其它编码存储在防伪线上的特征,也可以利用测量值,这些测量值是在探测秘密特征物质时确定的。这些秘密特征物质可以覆盖钞票的表面,但是也可以以定位形式施加到或结合在一定位置中或上。同样,可以利用派生于厚度轮廓或钞票的染色印刷(dieprint)的特征。也可以利用钞票的格式、打印图像的位置等。
而且,更多特征也可派生于任意的测量值,这些测量值可以确定在钞票上(所谓的唯一特征)。这样,可以确定在钞票的确定的小表面单元上光的透射,正象钞票的打印特征或其它部分的位置偏差一样,这些部分如防伪线、光学可变元件等。
当将面额和序列号与一个或多个所述其它特征联系时,以优选地涉及派生于这些特征或其它特征的可测量属性,如其它特征的测量信号强度。因而,可以通过一定数量的点或带或对其它特征的定位描述钞票的价值说明。这样,其它特征的探测允许得出结论;如关于面额,在面额情况下,其它特征的分布(数量、浓度)也可以在有效的容许极限内随不同的位置而变化,然而这些极限是无意义的,因为在相关位置完全地证明其它特征的存在是基本充足的。在确切的实践中,为此所需要的最小强度几乎总是大大超过。因此,可以从在要求的位置的特征的强度值获得其它信息,这些信息以适当的形式存储或用于派生检测数字。
存储如在钞票电路中的其它特征的检测结构也是可能的。那么当由秘密特征或特征物质派生出测量测试结果时,保存结果是特别优选的。直接特定值是无害的,由于该值派生于测量的秘密特征或特征物质,它的起源当然是未知的。将这些特征联系起来在于将它们一起存储在电路中。
所必需的是本发明的程序在一方面容易读取的特征(如面额和序列号)与某些单个的文件之间形成联系,该联系是由某些特别针对该文件的属性表示的。将存储的特征与用另一方式确定在钞票上的特征联系将会产生检测结果,该结果随不同钞票而变化,甚至当几张钞票有相同的面额或序列号时,而有相同的面额或序列号实际上不可能的,除非对于伪造品才会出现该情况。
如果伪造者打算用自己制造的电路生产伪造品,那么这些电路必须至少包含如面额和序列号这些的正确数据。甚至如果伪造继续,那么仍然需要确定一特有的检测数字,并为每张钞票存储。这就如此多地阻止了伪造,以致于伪造品几乎不再是可期待的。如果检测数字的重要性对于伪造者是知道的,情况仍然如此。
如果人们利用作为其它特征的在防伪线上编码的价值数据,那么存储的特征也会要求将防伪线的数据读出。在另一实施例中,钞票也包括了检测中的一个文件的更多属性。通过钞票的横断面的光学、磁性或电容性扫描,如可以导出对于每张钞票的典型属性,该属性表示了如指纹这样的钞票的个性。这种测量值可以存储在电路中且在以后的任何时间与再次的电容扫描(唯一特征)进行对比。同样地,可以由一OVD(光变量)带的位置派生出并存储。
在特定的实施例中,钞票的面额不是存储在电路中。替而代之,利用算法将序列号和其它特征联系起来,将这种联系的结果存储在电路中。如果取消这种算法,只有适合的传感器可以从存储的数据推导出钞票序列号和/或面额。在适合的电路适用于伪造品以及可以用数据提供给电路时,这甚至也会阻止伪造品。其中在钞票上测量的属性进入钞票的芯片中的PKI程序是特别有利的,该芯片利用“密码”加密或用计数法标出符号。为真实性进行检测的装置利用公钥解码和/或检测标识符号。
示例171当生产钞票时,将序列号以纯文本的形式存储在位于其中的电路中。而且,从钞票左上角的第一打印字符到钞票左边缘的距离是确定的。该值A四舍五入为两位数字(如,3.243mm的结果为值32)。序列号现在以A为模计算,且结果(在0和31之间的一个数)同样写入集成电路中。这里,“A”可以是任何两位数的数。
示例172利用磁性印刷油墨在防伪线上产生代表数1和8之间的数的二进制编码。值A在检测期间读取,且最初与面额关联。
B=以A为模量的面额在0和7之间产生值“B”。现在将该值与序列号相乘,且进一步的模操作随后,以致于下面的结果是C=(序列号*B)以X为模量固定值可用于X,但是也可用由钞票的信息内容确定的不同值。结果C写入并存储在集成电路中。
示例173在金属层中,如金属带中,用金属化产生细微的中断,该中断对于肉眼几乎是不可见的。确定这些中断的间隔和由此派生出数字号码。该结果以适当的形式与序列号和/或面额联系。联系的结果存储在集成电路中。
示例174在钞票纸的制造中加入适量的荧光特征物质。在打印和插入集成电路之后,将序列号和面额存储在电路中。而且,由特征物质产生的荧光强度由适当的传感器确定且同样存储在电路中。
示例175关于股票,股票的序列号及安全鉴定号都是印制的。这些数据也存储在股票的集成电路中。而且,数字编码形式的随机号码(或许是条形码)利用不可见的特征物质安装。将该随机号码与序列号联链接,且同样将链接的结果存储在集成电路中。当检测股票时,序列号和鉴定号码从集成电路中读出,且与存储的数据进行对比。而且,利用相应的传感器读取不可见的随机号码,并与存储的数据链接。这种链接的结果必须与存储结果一致。如果使用了一个三位数的随机号码xyz,那么增加一个八位数的序列号会得出11到12位的结果。该程序自然也适用于其它有价文件,如钞票。
示例176在钞票打印工作中,利用编号机读取电路的标识符,编号机即是给钞票提供序列号的打印技术装置,并且将标识符直接打印在特定钞票上,或作为纯文本和/或条形码和/或象素编码或作为其它二维编码打印在利用算法改变的表格中。因为可以用通常所用的高压编号机在很低处理速度下进行编号,所以利用喷墨方法或其它数字打印方法或激光打印方法进行编号。
示例177在钞票打印工作中,读取电路的标识符,且可以不定地产生出的光学结构(如格子、全息图)传送到唯一分配的特定的钞票,进而优选地应用或合并横断面分解的结构或化学变化。
示例178在钞票打印工作中,读取电路的标识符,并且可以不定地产生出的磁性结构传送到唯一分配的特定的钞票,进而优选地合并一单个的一维或二维穿孔,优选地利用激光。
示例179将一振荡电路定位在钞票上,该钞票优选是利用打印技术完成的。在该情况下,几个电容表面彼此导电连接,所述电容表面即导电面且优选地由透明导电材料组成。如果表面(即,n片)是大小为2∶1的特定比,那么2n种状态可以编码。这样,可以实现检测数字。利用激光,可以从振荡电路分开各表面或各表面的部分,从而实现所期望的编码。在该情况下,具体优点在于经由振荡电路的共振频率完好无损地为检测确定检测数字。
替代至今描述的电路,光学存储器如TESA-ROM只读存储器也适合作为存储上述数据和/或特征的防伪元件。
这三个最后提及的示例优选地利用在该情况下中,即其中芯片/IC没有可以由用户写入的存储区(如ROM,WORM型)。然而,所述示例也适用于其它类型的没有芯片/IC的存储器,如磁性或光学类型的存储器(如TESA-ROM)。
示例180为了保护具有电路的钞票的匿名性,同时能够监控钞票的某些属性,特别是钞票的早期主人或持有人,可以为钞票上的电路提供只写存储区,其不能直接读出。在该情况下,将存储在钞票中的信息与钞票中的其它预定信息或钞票电路中的信息对比。这里,钞票或钞票的电路仅产生信号,该信号指示所对比的信息是否相应。
这样,这些将检测的信息必须是已知的,结果是完全给予钞票的匿名性。然而同时可以对每张钞票标记记号(如来自于敲诈、输送期间丧失的钞票),对于钞票的不授权用户(敲诈者、传送的抢劫者等)不必是可探测的。在由银行进行的标准评估的情况下,如抢劫后,可以检测已知的一系列识别序列号。关于这一点,根据不同的授权,提供几个不同的在每种情况下可写入的存储区(如一个堆垛)是特别有利的。
而且,存款的储户可以适当地预先给他的钞票作标记。如果通过公开机构处理存款探测到差异,在由他们所用的标记之后可以确定储户,如让编码成为已知的。
示例181特别有利地是利用只写存储区在钞票中存储信息,这些信息如上述随机号码或访问钞票芯片不同功能的不同编码。为了安全性的紧急应用,当超越失败的尝试时,结合所述错误计数器和钞票的阻塞或钞票的标记的只写存储区的利用证明是有利的,失败的尝试如输入编码用于使用钞票。
小型钞票处理机通过利用钞票的上述电路和伪造特征,它们共同结合在钞票的真实性检测中,以及利用相应的数据交换装置,甚至可以实现特别小型化的钞票处理机,与在尺寸上可比的早期钞票处理机相比,该处理机更加有效和可靠。这样的钞票处理机在图63和64中示出。
示例182图63显示钞票处理机的第二实施例,特别是用于计数和/或评估具有电路的钞票。被计数和/或检测真实性和/或确定总值的或确定面额的钞票1插入输入单元110中。为此,用拣选器111抓取钞票1,并经由传送路径120拣选并传送钞票1b进入堆垛机131。允许分类的更多堆垛机也是可行的,但未示出。个别的钞票1a将被拣选,该情况下的最低的钞票通过传感器单元140探测,并且传感器单元140的信号由操作单元160评估。针对图57-61如上描述进行评估。特别地,传感器单元也可以存在于拣选器111中,替代传感器单元140或除了传感器单元140之外,如针对图60所述。如果对钞票处理机进行适当的解释,可以免去分立的传送系统120。在该情况下,直接从拣选器传送钞票进入堆垛机131。可以选择地沿着钞票的长边或短边处理钞票。
根据图63的钞票处理机的特别优点在于在拣选器的区域中集成传感器单元或输入单元。因此,可以省略测量路径或甚至整个传送系统以实现特别简单和紧凑的结构。
因而,这种方式设计的小型钞票处理机依据它的内部结构可以属于用于处理单张钞票的钞票处理机一类或用堆垛处理的钞票处理机一类。然而,利用本发明的钞票,也可以利用采用堆垛处理的钞票处理机完成更多复杂任务,如下面的示例分析。
示例183图64显示钞票处理机的第三实施例,特别是用于计数和/或评估具有电路的钞票。这里,一堆被计数和/或检测真实性和/或确定总值或确定面额的钞票1在方向T上标明页数而通过。传感器单元140探测钞票1a或与电路交换数据,同时传感器信号由操作单元160评估,如针对图57-61所述。保存被评估的钞票1b直到所有钞票1被处理。
在该情况下,在已经探测完钞票真实性特征以及读出相应的电路数据之后,通过将探测的真实性特征与读出的数据进行对比,可以进行钞票真实性的检测。因为电路不能从钞票移走,且真实性特征是防伪的,当探测的真实性特征和读出的数据匹配时,这就可靠地形成了被检测钞票的真实性。
示例184图65显示了所谓的心轴计数机402的又一示例,该机器的基本点与图64的构造对应。一钞票1堆垛插入心轴计数机420中,并利用保持装置421夹住并保持在那里。该堆垛定位在由虚线描绘的位置1a。机构422现在于另一侧拣选钞票1并对钞票计数。这里,被计数的钞票1由设置在心轴423中的杆424抓取、拣选并夹住。成功计数之后,仍然夹紧的钞票堆垛定位在位置1b。当请求时,计数机420释放该堆垛以便其可以移动。
如果在钞票里外都存在适合的信息传送装置,则可以很有利地利用具有堆垛处理的小型钞票处理机的在此所述的原理,以便能在变形阶段单个地处理钞票。在这里,可以非常简单地用光学装置启动钞票,或仅在翻页通过期间(page-through time)利用适当的通信装置经由电磁波对钞票寻址。
示例185从钞票变形获得的上述能量,如通过具有压电效应的元件,现在在这里是特别有利的,因为当钞票可以个别地处理和寻址时,钞票及时地在确切的位置接收能量。因而,抗冲突的程序可以避免,或根据情况可以清楚更有效地设计。另外,通过这种处理方法,不用任何额外的努力就可确定未提供功能性电路的钞票的数目或仅提供非操作电路的钞票的数目。
所述心轴计数机因而允许用没有传送的钞票处理系统简个别处理,在处理期间钞票仍然可以个别地处理。
示例186如果由变形能量驱动的钞票堆垛处理在钞票处理机中执行,对上述示例提供更多可供选择的方法,根据该方法,整个钞票1堆垛在两侧被夹住,类似于在钳中一样,且端部在周期性振荡中彼此相对移动。优选地,利用光或电磁波从钞票中读出信息。
示例187这种由变形给予的能量形式也可以方便地用于机器的拣选钞票处理。钞票1可以在钞票处理机的某个地方探测到,在这个地方钞票由于传输路径的形状而变形。优选地,这样的地方可以定位在钞票1改变方向的每个地方,或者定位在由以传输钞票1进入钞票传送路径的速度驱动的辊的突起供给钞票1能量的每个地方,这些辊夹住了钞票1。与一柔性传感器结合是特别有利的,如在申请人的DE195 436 74 A1中所述的,在该文献中,将要检测的钞票由旋转辊定期与几个边接触,从而钞票将薄片夹住并激化以摆动,根据情况,这样的边可以是刷子、压电元件或杠杆系统。
在这种柔性传感器或任何其它传感器中,如孔式传感器,将要检测的钞票变形以便测量纸的特性。这些传感器也可以同时以目标方法用于芯片能量的供给和/或用于读出芯片数据,因为钞票以任何形式变形都是为了测量纸的特性,且由此在钞票中感应电压,该电压可以供给芯片能量。
示例188不同种类的具有堆垛处理能力的钞票处理机也是可想像的,这些机器未完成至今不能容易完成的工作。
这样的方案在于为所有包含在堆垛或用于传输的容器中的钞票作标记、钞票的集体接通或断开、在钞票生产和/或在当为了静电目的而生产和质量控制时写入特定钞票的数据的评估期间以团体原则(group-wise)记录芯片中的序列号。
对于可变面额的钞票,一堆无价值的“空白”钞票(如写在钞票上的值为“0”)甚至可以具有要求用于传递的写在其上的钞票价值。一些上述的防伪特征,如写入的随机号码,甚至允许在具有堆垛处理的钞票处理机中可靠地确定钞票的真实性。
示例189在钞票的拣选器和/或堆垛机中与钞票堆垛进行通信的钞票处理机在兼有个别处理和堆垛处理的钞票处理机类别之中计算。
兼有个别处理和堆垛处理的钞票处理机的另一形式优选地为两种处理提供了自己的传输路径。这里,紧随输入以及如果必要紧随第一个堆垛处理之后,在钞票处理机的拣选器中拣选钞票,并利用带驱动器或辊驱动器传送单个钞票。
然而,在钞票处理机中还存在其它类型的传输,其中在机器之内,一起、松散地或优选地在传送容器中传送整组钞票。这些传送容器可以在站上填满,这些站对应于具有个别处理的传统钞票处理机的堆垛机;即,旋转袋式堆垛机。传送容器可以具有它们自己的驱动器,或也可由钞票处理机驱动。
当传送容器包括存储器时,就导致了特别的优点,而该存储器包含将操作和/或已经在钞票上操作的处理步骤和/或关于包含于其中的这些钞票的数据。特别地,在标题为“传送钞票的容器”的章节中所述的变量对于这样的钞票处理机的传送容器也是有用的。
一类传送容器是特别优选的,该类传送容器提供可能性以致于钞票处理机可以在其中存储钞票,也能再次在同一容器中拣选出钞票。然而,这些钞票包的绑扎带也可被明确地看作为传送容器。为了达到均匀的通过量,堆垛传送显然比拣选器传送慢,由此故障是很少受影响的。
示例190另外,相对于仅具有个别处理的钞票处理机,兼有个别处理和堆垛处理的钞票处理机可以更多模式实现。即,单个的模式可以使传送容器彼此传送,因为对于单张钞票,具有更高的机械耐力的传送容器可以选择具有低传送速度和较高机械稳定性。例如,输入站、输出站、传感器站、分类站、人工返工站、销毁站、绑扎站、包装站等如这些模块一样是可能的。
示例191兼有个别处理和堆垛处理的钞票处理机允许执行如下任务,该任务不由只具有堆垛处理的钞票处理机执行。这样的任务包含如钞票的分类或包装、由传感器进行的探测和评估钞票以及对于没有本发明的电路的钞票的可靠辨认和销毁。
示例192另一方面,也可以用兼有个别处理和堆垛处理的钞票处理机解决任务,该任务不能由或仅由具有单个传送的钞票处理机花费很大的努力才能解决。
其包括在等待位置提供传送容器,以便当机器的某些部位的堵塞或错误限制了这些机器部位的功能时,能暂时存储较大量的钞票。
因而,当堵塞将被补救时,这就允许处理在钞票处理机中继续进行,这就大大地提高了机器的通过量。在一个机器上有几个钞票的输入站也是可想像的。如果传送容器的等待位置具有足大容量,甚至可以的是有比机器所允许的名义上的处理率更多的操作者在输入站输入钞票。位于等待位置的传送容器在机器利用率低时(如,在晚上)可以自动处理。
同样地,在钞票处理机上的人工再处理钞票仍然可以在另一时间自动拣选和再处理,借此,可以明显减少人工钞票的比率。
示例193在当前的具有个别处理的钞票处理机中利用了堆垛机,在该堆垛机中,钞票处理机的操作者移走处理过的钞票,且在这里在堆垛机与分类组之间存在固定的分配。这些堆垛机经常仍然需要成对地运行,以便在堆垛机不装填钞票的时候不会停止机器,如在移去处理过的钞票时。这些潜在形成的大量堆垛机以及它们的空间范围可以导致钞票处理机变得如此的长,以致于如果操作者站起来并离开他的工作位置以输入钞票时,机器的操作者仅能移去处理过的钞票包。
为了防止操作者的这种长期以来在减少的机器通过量中变得显著的复杂情形,兼有个别处理和堆垛处理的钞票处理机可以展示出一个或多个输出站,这些输出站直接临近操作者,且在输出站中准备用于移去钞票的容器从机器中推出。因而,几个在其中装填容器且随后将容器传送到关联的输出站的装填站分配到至少一个输出站,容器从输出站输出到操作者。无可否认地,该机器在空间上必然不会小,但是可以明显地更加人机控制地设计该机器。
如果被破坏的钞票可以直接从传送容器移出进入碎纸机,更多的优点也导致钞票的销毁,借此在碎纸机的作用下在传送系统中没有堵塞,也可以没有来自于钞票错误地移入碎纸机的麻烦。
前述的变量,如在钞票处理机范围内在单个容器中的堆垛传输,也是明显地可用于没有电路的钞票。然而,本发明的钞票利用明显有利于实现。
示例194例如,随后能由分类站利用的而由传感器站确定的传感器数据和/或分类类别,都可写入钞票中。这一种程序保证在不损失信息的情况下,在离开传感路径之后,即使在大的机械故障发生之后,处于等待位置的容器可被进一步处理。甚至可以在另一台机器上继续这种处理。
示例195特别的优势导致通过兼有个别处理和堆垛处理的钞票处理机进行钞票存储处理。
一种观点可以应用于不带电路的钞票,该观点在于优先以模块单元实现个别处理站,如,拣选器、传感路径、堆垛机与中间传输路径,从来不同时包含超过一个堆垛。这使得可以可靠地避免不同存款发生混合。因此,如果传输路径发生堵塞,必须能补救,那么不需费很大的功夫将堵塞的钞票分配给不同的存款,因为,在每一种情况下,仅仅一个存款的钞票可以在传输路径中找到。
因为期望的从中央银行到商业银行或现金中心的条件分类任务转移日益增加,碎纸机模式的存款处理将很重要。然而,将被毁坏的钞票一定会包括相对大的不可操作的电路的共享,因为,这些优先选出的钞票不再适合于流通。目前,通过由不同存储区的空间间隔给出物理分离,这些钞票所谓的交叉风险,即,原始钞票顺序的混合,能可靠地避免。
示例196将优先在拣选器中准备要经过所述机器的单个存款。利用分离装置,这些存款也能与其它的存款分离,如,利用分离卡(US5917930),分离分离装置与信息装置(WO 02/29737)或设计成容器的分离装置(EP11195725A2)。
有利地是,分离装置和/或信息装置设置有电路,该电路与本发明的钞票具有同样的通信界面。
如果分离装置能阻止钞票处理机与钞票通信,这也是有利的。当与电磁场耦合时,所述分离设备可以是导电的;如,利用诸如铝金属制的分离卡。通过这种方式,钞票处理机可以与当前存款的将处理的钞票进行通信,但是,并不能与由分离卡分离的下一个存款的钞票进行通信。即使钞票存在于堆垛里并且被分离卡在堆垛中彼此分离,这也能够实现电感式耦合与仅处理单一的存款堆垛。
利用这种防护,在分离之前,分离装置的保持力也能根据EP1253560A2非常有效地实现。如果与一存款的分离设备的通信不再获得任何响应,那么拣选器将停止。在机器空转后,分离能重新启动。在没有钞票分离期间,这种暂停能用来与所述钞票及分离设备和/或下一存款的信息设备通信。
商业银行如前面已描述的,商业银行构成货币流通的公共机构的重要的成分,并且它们还负责给商业与消费者分配现金或负责收纳现金,收纳的现金同样可由它们存储。在广义上,这也能理解成意味着现金处理的其它服务提供者,如,有价值的输送企业,或所谓的现金中心。典型的,货币存储机、货币分配机(货币交换或流通)与以上所描述的小计算或分类设备能用来完成这些交易。在本发明的意义里,能注意到,输入与输出机或支出机理解成意味着支出机、货币存储机、与兼有货币存储与支出的机器。
货币存储机例如,货币存储机可以构建成包含一种输入设备与一传送设备,该输入设备用于输入存储的钞票,该传送设备用于将所述钞票传送到一存储设备。输入设备能设计成一种单张票据的收入模块(draw-in module),该收入模块仅仅接受单张票据,也能设计成一种堆垛输入模块,即,许多堆叠的钞票。在此情况下,存储设备可作为临时存储器,如,金属薄片存储器,其中存放的钞票临时存储,直到储户为实际撤除当前交易中存储的钞票给出最后允诺时间为止。特别地,存储设备将进一步包括一种终端存储工具,如以上更加详细地描述过的一种盒子,其中在临时存储器中临时存储后,通过传送设备与输入设备,将存储的钞票提供给所述终端存储工具。在此,存储的钞票的传送要么单独地发生,要么在堆垛里发生。
示例197图66展示了这样一种货币存储机200的一个示例,钞票1能存入该货币存储机200中。在此,货币存储机200包括带有附加的拣选器(singler)202的输入容器201,用于检验拣选出的钞票1的传感设备203,作为临时存储的薄片存储器204,未被传感设备203接受的钞票1或正当当前交易失败时存储在薄片存储器204中的钞票1又输入其中的返回容器205,被传感设备203接受的且放置在薄片存储器204中的钞票1在由储户确定当前交易后最终存储在其中的终端盒子206,以及控制元件207,该控制元件207利用用黑点划线描述的信号线控制货币存储器200的各个构件。在此,在传感元件203测量信号的基础上,控制元件207确定数据,如,交易中被存储的钞票的总值和/或每种面额的数量。
货币存储机200设计成既能接受不带芯片的常规的钞票,也能接受带芯片的钞票。为了检验被存储钞票的真实性与流通的适合性,传感设备203包括磁传感器、UV传感器和/或红外传感器用来测量相关的钞票属性,当然,该属性既意味着钞票本身的属性,也意味着包含在钞票中的特征物质的属性。在本示例中,检验芯片属性的传感系统可安放在与检验钞票属性的传感系统同样的区域,如在同样的存放模块里。但是,如果这两类传感系统在空间上安置在不同的存放模块,特别是安置在不同的处理部位,这也是很有利的,该情况与凸轮里的芯片检验一起通过示例解释过了。
货币存储机200能进一步显示为了从带有芯片1的钞票芯片中读出或写入的组份,如与以上描述的一样,作为钞票计数的构件,或钞票分类机。因此,如,一种读出元件,该元件检验钞票芯片3的存在或可操作性并且/或读芯片数据,如,序列号,面额,或有关真实性的数据,或者特殊钞票208的以前的检验操作,能呈现在凸轮202或传感设备203里。前面提到的一种智能挡光板也能使用。如上面所描述的关于钞票分类和/或钞票计数设备,这些数据也能用来预调整下游的传感模块。特别是在该情况下,即,安置在钞票1的传送路径里有多个读出元件208,存储在机器200中的钞票1的路径能明确地以一种特别简单且可靠的方式跟随,通过读入序列号或其它数据,对已知的系统情况并非如此。
示例198如果所述钞票的生产处理保证芯片在不损失其基本功能的条件下不能从钞票取出,那么就能避免芯片与真实的或伪造的钞票的虚假结合,钞票芯片的真实性和/或存储的钞票的面额在不需进一步的光学的或其它计量设备的条件下,仅仅通过读出有关的芯片数据就能确定。
示例199如果不给不带芯片的钞票设计所述设备,仅仅给带有芯片的存储钞票设计的话,那么所述设备能利用相关的用于计量磁的,UV和/或红外属性的传感构件进行分配。
耦合在芯片与传感元件和/或外部计算设备的接收元件之间的信号仅仅用于计量或实际上只用于计量。当储户已知并且/或确定,而且真实性和/或存储的钞票的条件随后仅仅能在有能力的国家中央银行控制时,这种测试系统随后能优先地应用。
示例200在该情况下,芯片检验本身指示真实钞票的存在,并且在随后检验期间证明钞票是伪造的,因为所述芯片结合进入无价值的纸币,在以后可以利用序列号返回储户。为了该目的,储户的信息能存在钞票芯片的存储区域和/或存储在分开的数据库里。
对该情况,这是一种典型的示例,其中交易的数据(如有关储户、位置、存储时间的数据)与传感设备的计量数据的相关关系,利用这种分配与保存结合在一起的数据是有利的。在连接中,总结储户、存储时间、真实性、条件、面额和/或不同钞票序列号、存储钞票的总值和/或要使用的存储的货币。如,关于账号的数据,该账号数据归于存储的货币。
示例201假设匿名的存储,但是在这些情况下芯片检验满足不了,这种伪造不能可靠地被拒绝接纳。
而且,在货币存储机里,写入装置209将优先地位于下游,利用写入装置209数据能写入钞票1的芯片203里。
这些关于测试数据和/或特殊存储交易的交易数据的资料诸如信息能计量,或由传感设备203确定。当钞票从临时存储器204传输进堆垛盒子206时,临时存储后这些数据的写入将优先地发生。结果,不必要的写操作能避免,万一当货币交易失败时所述钞票返回存储器进入容器205。
示例202进一步的,这些数据被写进并非全部而仅是一部分基本起作用的钞票芯片也是可能的。因此,数据能仅仅写入这些钞票芯片中,这些钞票芯片可能或非常可能随后再一次地被检验。在本示例中,这些可能是伪造的钞票(见复制识别内容),该伪造的钞票显示一种机能芯片,但是其数据指示为伪造,或者是显示为伪造的货币。这些嫌疑的伪造优先地存储在机器200中,或与没有嫌疑的钞票分开存储在盒子206中。
示例203由于信号的老化,真实钞票的芯片是残缺的或不可识别的,该情况也可能发生。这些钞票能立即输出进所述存储机,且/或也能在机器200里分开存储,或保留在盒子206里,因此,利用其它的设备或过程,这些钞票随后能检测,并且可能分给消费者。另外,在所述钞票检测没被限制于芯片检测的情况下,通过所述货币的属性的基本已知的检验,真实性检验与面额的确定得到证实。因此,可利用照像系统的光学扫描。读入钞票序列号,并把这些数据与保留下的钞票的其它数据一起存储在自动出纳机的存储区或盒子的存储区。
示例204例如,在引入带有芯片的钞票之后的传输期间,不带芯片的旧钞票也仍作为真实的支付方式接受,即,在自动检验期间,如通过扫描,总是读取钞票序列号,或者在没有识别或没有真实地识别检验的情况下,至少读取了序列号。这些数据随后优先地与给出钞票详细情况的数据进行对照,这些钞票在不带芯片的情况下,仍以规范地方式进入流通。这种检验要么能在检验设备里进行,要么对比中央数据库里的数据通过远程数据库传送。而且,获取不带芯片的真实钞票与带有残缺芯片、或带有天线的真实钞票间的差异。那些区域中的钞票的二维图像通过照像系统获取。芯片或其天线安置在该区域中。在本示例中,其它通用手段,如声、电或容许检验芯片存在的其它手段也能使用。
示例205当钞票检验多步构造、尤其是两步构造时,给出了一种更典型实施例。这意味着不同的检验过程以不同的速度执行,或者不同的检验过程以不同的时间执行。这也意味着,在临时存储器209临时存储之前,存在一种检验或评估处理,在临时存储器209临时存储后又进行另一种检验。因此,确定价值、芯片真实性、或将序列号分配给传感设备203里的储户在存储进临时存储器203之前发生时特别优先的。然而,货币或印刷钞票属性的真实性检验在临时存储后实施。
这一过程的优点在于,随后的检验步骤,如条件检验,能比在临时存储前的检验步骤更慢速地发生。这使储户用临时存储器很快地完成存储交易并且在交易期间从事存储钞票的条件检验,该条件检验在交易期间慢慢地完成,但绝不迟于下一存储交易的开始。由于节省时间,一种更加便宜的地检验与评估装置因而也能使用,所述设备并不精确地完成检验,如条件检验,但是,更慢地完成检验。同时,保证用户账号的设置,即确信并完成存储处理,如,快速地发生,结果,能够减少用户的交易时间。所以,需要1-5秒钟评估一张钞票的传感系统也能用于条件检验。
在本构思的意义范围内,在临时存储前根据相关的传感元件一直记录数据,但仅在随后至少评估部分所述数据,举例来说,也可以在用户存储交易完成后部分地或全部地评估所述数据。因此,包含传感元件203的照相机拍摄一张光学的、二维的个别地存储的钞票的至少一部分面积的图像并根据存在的破缝、污垢和污点确定条件,从而随后评估数据成为可能。
在本示例中,举例来说,如果钞票分类为不再适于流通,那么这些钞票随后能与仍适合流通的钞票分开存储在机器200和/或206里。在钞票带有芯片的情况下,也可以给适合于流通的钞票和/或不适合流通的钞票通过把有关数据写入芯片并把钞票相互分开或一起存储的方式做标记。由于把检验数据写进所述芯片的可能性,因此能制造不需分开存储适合流通的与不适合流通的钞票的更简单的存储器。
需要强调的是,以上提到的多步骤检验系统也能够有利地用于所有存储钞票的机器上。特别需要强调的是,这种方法不局限于带有芯片的钞票的使用,但更需要特别强调的是,这种方法也能应用于所有不带芯片的钞票。
示例206而且,如上所述,一种货币存储机是首选的,该存储机在钞票最终存储于所述盒子之前,鉴别保留的钞票是无效的。所述货币存储机破开后,从该机器中偷盗的钞票认为是不真实的,且对小偷来说是无价值的,除非该无效也光学地和/或声学地,或在没有机器检测的条件下人为地再生。否则在随后通过检验所述钞票时,钞票的这种鉴定起码可能有助于更好地跟随这些钞票的流通。
示例207一种更显著有利的发明实施例为所述钞票作准备,所述钞票成堆地插入并在所述堆垛中处理,也就是在其它钞票之中通过测量检验。对所述方法与设备的构件在前面的“堆垛测量”章节通过示例进行了解释与描述。
例如,如果在不进行选出的情况下,确定堆垛中的钞票面额,那么通过钞票储存机能够直接传送进终端盒子。结果可以消除选出、个别票据的传送、个别票据的传感技术与附条件交付契据。这种设备的可靠性因为大大简化的结构而显著增加。另外,价格也大大降低。
在图67中,对这种钞票储存机210的一个示例进行图解。所述钞票储存机包括一种输入容器211,其具有一种筹码的钞票1成堆地存放在存放表面215上。装进容器211的钞票1作为一固定的堆,利用一种检测设备212对其进行计量,检测设备212由一种控制设备213控制。关于这一点,利用“堆垛测量”章节描述的方法构造检测设备212并按本方法运行。特别地,这种测量法可以包含一种面额测定,该面额测定用来确定所述存放堆的总价值。而且,通过检验设备212,诸如真实性检验、和/或条件检验、和/或把检验数据和/或处理的数据写入存放钞票的筹码,也能完成另一种面额测定,即前面所述处理步骤。
然后,所述通过检验的钞票1堆放在钞票盒子214里面。这是可以实现的,因为,未示出的电动机械传动器接通并由控制设备213驱动。该电动机械传动器驱动存放表面215,使静止在输入容器211里的钞票1被抽出移开存放表面215。结果,盒子214里面的钞票1自由落在存放在其中的已经堆放着的钞票上面。随后,存放表面215又被移到图67描述的位置上,在随后的作用过程中,表面的钞票又能被存放在存放表面215上。
检验之后,在最终储存在盒子214之前,为了防止未被授权的钞票移开,输入容器211事先通过盖子216封闭。盖子216通过一种电动调节驱动方式可以回转,即盖子216是或将在存放处理开始时打开,以便能使要存放钞票1插入,也意味着,特别在堆垛测量开始之前,盖子216将关闭以防止未授权的使用钞票1。
示例208更深一层的变更包括在许多国家,立法者规定,对于钞票储存机,为了保证确实是伪造的钞票通过一种技术犯罪调查能破获,认为有伪造嫌疑的钞票必须存放在一种分离的容器里。所述分离容器的必要性导致这种钞票储存机费用大大提高,因为,不但要构造容器本身,而且,必须改变所述钞票储存机的整个传送路径,这样,才能使所述容器充满钞票。除此之外,所述钞票储存机需要增加的空间也是相当大的。
根据本发明,在钞票的使用过程中,可以消除这种分离容器的必要性。最终,在钞票储存机内检验期间,将伪造嫌疑的事实写进每一个伪造钞票嫌疑的存储区。这种写入应该对于所述钞票储存机的使用者优先是不能取消的。万一在详细调查后,所述嫌疑未被证实,只有中央银行有取消伪造嫌疑的特权。如,通过使用各种进入钞票存储器的特权来实现取消伪造的嫌疑。
钞票存储器的操作人员有义务使用读取装置检验从钞票存储器移交的钞票并根据报告将伪造嫌疑的钞票发送给中央银行。如果钞票含有自己的条件显示,那么钞票存储器的操作人员进行处理事实上是不可能的,因为钞票应该已经证实为伪造的嫌疑。
更深一层的可能性存在于PKI编密码方法的使用。标志为伪造嫌疑的钞票的数目和/或其它数据,如空出的时间、未能由操作人员操作的钞票存储器的空计数等,由钞票存储器利用分配给它的公钥加密,随后由中央银行利用分配给钞票存储器的私钥解密。如,通过法律逼迫操作人员实现本报告未受干扰的传递,利用可变的部分,如时间标记,能取消操作敲击点的编码数据的计数,因此,这样可以防止以前交易的数据被再次使用。
将钞票存储与取款结合于一体的机器对于结合钞票储存与取款于一体的机器,如钞票交换机,或特别是钞票流通机,与钞票存储器有关的前面所描述的实施例可以应用。特别适用于该情况,即存放的钞票不再配发因而根据面额无需分开储存。但是,前面所提到的方法可以应用于流通机,其中存放的钞票根据面额分开储存以便能在随后的取款交易过程中再次输出。因此,芯片数据的读/写、多级检验方法,或此例所述的堆垛处理都证明是特别有利的。
因为在流通机里只有输入与输出处理快速发生,却以缓慢地速度轮流整理根据面额中间储存的钞票。也就是,输入与堆垛里计量的钞票的选出在交易完成之后才可能处理。而且,再次输出的存放钞票在每次交易中应进行真实性检验。
钞票分发机对于钞票分发机,前面所提到的与钞票存放机及组合的钞票存放与钞票支付机有关的一些概念可采用。因此,如在该情况下,芯片数据的读/写与堆垛处理也证明是特别有利的。通过读取相关芯片数据,储存在所述钞票分发机的供应盒子里的钞票序列号被获取,序列号要么储存在所述钞票钞票分发机内部的数据库里,要么储存在通过数据线联接到所述钞票分发机外部的数据库里。
示例209如果钞票分发机不含糊地即可理解已经支出的钞票数量和仍放置于钞票分发机里的钞票数量,则对现有已知系统的一种特殊改进是有效果的。
这是能实现的。因为,一种序列号读卡机放置在将支出的钞票的储存区与所述输出容器之间,读卡机读取随后支出的全部钞票序列号或其它个别数据。如果所述序列号与面额之间的相关性是已知的,或已确定,或在自动交易机或其它外部设备里被测量,那么这是有利的。
示例210另外,钞票的流程能控制,因为,当钞票支出时储存检验的数据,如钞票序列号,连同交易数据,诸如有关接受者的数据。同样地,能有利地应用所述钞票临时取消的概念。结果,通过提前写入钞票的芯片,由工商银行输入进钞票分发机里的钞票将标记为取消从而没有面额。通过在将支出的钞票储存区与输出容器之间放置一种写入元件,该写入元件为了写入在交易过程中将支出的钞票,把相关数据写入所述钞票的芯片,后来地即可支出的钞票又启用。
示例211另外,除了序列号,也能预作安排只确定放置在自动交易机里所有钞票的面额。在此,前面提到的计量方法能实现与利用。特别是,储存在自动交易机里的钞票的堆垛计量因此是有利的。反过来说,这也认为是一种自动控制。因此,根据所述堆垛计量,利用计量设备,或包含在自动交易机里的计算设备,或包含在钞票储存盒里的计算设备,自动交易机里的现金的瞬间的数量总是确定的。
这使储存在所述钞票分发机里的现金证实作为最少储备金,因而,作为大陆中央银行(FRG)的非赢利资产成为可能。在已知的钞票分发机里,为了随后给用户输出钞票,商业银行在自动交易机里输入并储存钞票。商业银行必须把这些钞票的利息先付给所述大陆中央银行。因为,不可能连续地澄清在某一时间点确实输入进所述钞票分发机的钞票,哪些在随后的某一时间点仍然位于本钞票分发机,哪些不在本钞票分发机里。通过使用所述明确的自我控制,总是能够明确地证明哪些现金数量仍位于所述钞票分发机里,或确切的支出时间。对于商业银行,这种方法意味着相当大的节省。
商业收银机,或者简称寄存器,被应用于商业的所有领域,如超市或百货公司。众所周知,这些寄存器适于收取消费者支付的所购买货物的现金并把所述现金存在寄存器中,反过来,又从寄存器的库存找回零钱。在更大的交易中,钞票储存机(其中每一个寄存器的库存输入并自动计数与调整)也用于征收与调整百货公司的单独的寄存器。
商业中的钞票储存机在本发明的意义中,这种钞票储存机优先具有的特征正如以前在“商业银行/钞票储存机”章节描述地一样。而且,使用前面描述的钞票储存与支出机不但调整单独的寄存器而且同时支出第二天必需的现金兑换。
与这些在商业银行中带有钞票储存功能的设备的使用进行对比,商业中使用的这些安装的设备将优先不设计成变动的,因此,是静止的,而不是移动的(即,可输送的变动)。如果在辊子上为本发明意义上的所述设备装备一种导轨,那么所述设备能在百货公司不同的寄存器之间容易地移动,以便能够在特定区域直接的征收与清除库存,而无需首先补充现金,所述现金已从寄存器中拿出调整进一种盒子里,并且,将所述现金传送进安置的钞票储存机里,所以,所述设备在另一个场所是静止的。
寄存器因为现金同样地在寄存器中输入和支出,以上所描述的钞票储存机、钞票分发机及钞票储存与分配机的实施例为这些寄存器是能实现。
在这方面,仍特别有利的是利用光学、电感或电容装置,通过钞票芯片与计算设备之间的通信进行钞票属性的检验。在这方面,特别再次提到使用“挡光板”和/或以堆垛进行处理。在此,计算设备完全地集成在寄存器中或寄存器上、和/或至少有一部分在其之外。
示例212图48中,带有电容式耦合元件的用于钞票检验的读取装置220″在寄存器中可用作钞票检验。一种相关的设备可以在寄存器的外面或集成在寄存器中。例如,通过将钞票堆垛存放在存放表面211上,真实性与价值可被快速检验。
而且,使用带有芯片的钞票提供特别可靠的、自动的寄存器检测目录。这是可以实现的,因为寄存器包含一种能够记录钞票每次取出或插入的设备。
示例213这是可以实现的,因为,其识别钞票是从寄存器的存放区域取出还是插进。这通过安装在寄存器中的至少一个检验单元完成,该检验单元作为一种挡光板,通过光学、电感或与钞票芯片电容耦合的设备来确定是否钞票芯片是否离开了寄存器的存储区域。特别是,其可通过检验钞票芯片是否进入一些预定的耦合覆盖范围还是从其中移走而确定。除了确定这类被存储和/或被分配的钞票的存在之外,检验单元也可优先设计成检验单元读取属性(如,钞票序列号)和/或检验钞票的真实性。通过识别芯片和/或检验芯片数据也能完成真实性检验。
示例214作为附加地或另一种方案,可确定寄存器本身中的瞬时库存,即,其不能直接确定钞票是否正被存入或被分配,而是可以确定钞票瞬时位于寄存器中。它同样可以包括一个或多个检验单元,该检验单元通过与寄存器中钞票的通信来确定钞票的真实性和/或数目和/或序列号和/或总值。通过这种方式,可以实现寄存器的库存财产的自我控制。在这方面,如此确定的库存财产也可以显示在寄存器的显示表面上。
如果寄存器中的钞票根据面额整齐地存放,即,不同面额的钞票分别存放在不同的存储槽(slot)中,该寄存器也足以仅仅确定每个存储槽的钞票的瞬时数量,例如利用上述堆垛测量方法。在该情况下,许多储存槽,特别是每个存储槽将显示一单独的检验单元。如果预定了钞票面额或假定了存储槽中的钞票面额,那么每种面额的钞票总值和/或任意面额的所有钞票的总值就能确定,例如,利用集成在寄存器中或者通过信号线与寄存器连接的计算设备。倘若通过这种方法能毫无疑问地确定寄存器的内容,那么任何时候记录员都可以简单地补充或取出文件(document)。因此,任何人能够利用个性化收银机抽屉的当前习惯程序进行分配。
示例215在这情况下,为了以免寄存器的操作人员非故意地错误地存放钞票,例如,将一10欧元的钞票插进20欧元的存储槽中,预先给寄存器提供了一检验单元,该检验单元确定是否仅仅一种单一面额的钞票存在于各存储槽中。作为示例,解释电感式或电容式耦合至钞票芯片的情况。如果不同面额的钞票的脉冲转发器显示不同的频率特性,那么防冲突方法将用于产生良好效果,该方法确定“伪”响应频率(即,错误面额的钞票发出的信号)是否在各个存储槽中被测量。
另一种方案或作为附加地,与图48中表面221对应的存放表面也可以位于各个存储槽中以能够确定并监控各个存储槽中的钞票目录。
示例216与商业银行中使用的钞票存储机相反或与钞票分发机相反,寄存器的更进一步的特性在于不但必须捕获寄存器所纳入的钞票量,而且与其本身要支付的面额(即,所购买货物的总值)进行比较,同时差额作为零钱找回。
为此,存储在寄存器中的和/或寄存器纳入的和/或分配的钞票不但被优先捕获,而且通过扫描所购买货物的价签上的条形码实现与所购买货物的固定总值对比。这就意味着在计算设备中,执行检验来确定在交易期间操作人员是否从寄存器中多拿了和/或还是少拿了零钱。如,零钱的错误支付可通过光和/或声音警报器显示。达到硬币的纳入或分配也不能自动识别的程度,在该情况下,不能进行确切的收支平衡量。然而,起码可以确定总值超出零钱付款总值的钞票是否支出。
通过上述的监控,也能保证当没有瞬时进行出售交易时,在某一时间点或时间段不能从寄存器取出货币。
示例217随后为了确定不一致性,优先可以将由检验单元捕获的一部分或全部数据连同时间捕获一同储存起来供随后的评估。
示例218用于钞票芯片的识别与检验的检验单元也可以与扫描所购买货物的扫描仪连接。在这个意义上,货物同样地设置脉冲转发器而非光学条形码,用于货物的扫描仪同时也能完成用于钞票芯片的识别与检验的检验单元的功能。这就意味着,单个的设备或寄存器的元件能够同时满足货物的记录与钞票的记录。
示例219用于钞票芯片的识别与检验的检验单元如上所述不但可以集成在永久安置的寄存器中,而且可以集成在移动寄存器、盒子或保险箱中。
示例220根据更进一步的优选示例,有关钞票预期用途的信息储存在钞票芯片的储存器中。在这方面,关于预期用途的数据特别优选用光电的和/或声音显示装置显示,显示装置集成在钞票纸中。由于有关预期用途的信息也能显示的事实,从而在钞票流通时,它们是可视的或可听的,而且不需辅助工具就能立即识别钞票是否对于特定预期用途是无效的。
示例221显示钞票仅仅能用于某些货物或货物组的交易的数据可被存储在芯片存储器中,或可以显示在显示器上,因此,对于作为父母发给孩子的零用钱的钞票,信号显示在显示器上,其表明用这种钱不能购买如酒或香烟这类的货物。
同样在该情况下,根据上述设置的寄存器的检验单元读取钞票芯片的有关存储器内容并拒收在支付过程中为所排斥货物付出的钞票。
示例222根据进一步优选的实施例,显示器用作描述信息的信息面或者广告面。特别,可以显示有价文件的预期用途。在该情况下,钞票的使用并不是完全不受限制的,而是优先考虑、或限制或排斥例如某些商业或某些货物的采购等这类的特定使用。预期用途的显示可以强制实施或者仅仅作为一种建议。另外,相应调整的检验设备可拒收在支付过程中为由显示器所排斥的货物所付的优价文件。通过有关预期用途的信息以可视方式显示的事实,人们可以在货币流通过程中无需辅助工具就能立即识别出是否已经分发了用于某些预期用途的钞票。
示例223在一实施例中,消费者可以在某些用于消费者的终端上调出(call up)所接纳的钞票的状态,所述终端由公司建立并操作。同样地,商业提供的人工设备也能用于此目的。一种寻址和相关存储区设置在钞票电路中,公司能将这种钞票的信息写入并存储在电路中。这可以是序列号(在BN上,对每个人是可视的),也可以是关于其它预期用途的信息(如,赏钱、奖金、奖品等)。消费者随后能在所述设备上重新得到钞票的状态。在这方面,消费者同样在特定的地址写入信息,如,姓名、家庭地址、顾客号等。
公司在各自的选址将信息写入钞票电路中。这是因为在寄存器处分配零钱之前,公司提供随机选择的钞票,钞票序列号事先已读入并存储在数据处理系统中,同时具有标识符。如上描述,这种信息存储在特殊的地址中,以致这些被赋予地址的信息只能在公司为该目的而提供的消费者终端和/或在公司的寄存器中读出。消费者也可使用人工设备,在该人工设备的帮助下,消费者能够读取自己接纳的钞票的状态。这种情况在假定是公司时可以发生,但是,消费者也可以在家里利用另外的设备或网络连接(如因特网或移动无线电话联接(GSM、UMTS等))调出这些信息。
发出的信息(如,存在奖品或不存在奖品)直接显示或传达给消费者。用于提供奖品的钞票能由公司在发出奖品之后优先在寄存器或消费者终端再次激活(删除),为了该目的,特殊地址被再次激活。然后,钞票还可以再次返回给消费者。为了能将所描述的处理程序应用于实际,EEPROM(电子可擦除编程ROM)优先用作钞票的电路储存器。然而,也可构想可写入或可再写入和可擦除的磁性和/或光学储存设备。
示例224带有电路的钞票的另一可能的应用示例是追踪与探测处理(tracking andtracing process)。在此,钞票或其电路通过存储的序列号预先被提供有标识符。如果消费者将钞票插入上述消费者终端之一、寄存器或人工读取装置附近,类似的寄存器或设备识别钞票是否被特殊标记。对于百货公司,这种追踪不必限于一个分部。可以想象,消费者在B城市百货公司A被给予一种标记的钞票,但是在随后访问D城市C百货公司期间,第一次在一个终端被检验标示符。在这方面,当消费者认可钞票被标记时,消费者利用移动电话或者因特网给百货公司发送SMS(短信息服务),而在反馈过程中,收到的信息是关于是否奖品与当前钞票有关和/或涉及的是何种类型奖品。
示例225进一步的示例涉及抽彩给奖法功能(lottery function)(相似于抽彩售货)。在此,某些钞票被标记并且被提供了与在抽彩售货中一样的彩票号码。如果消费者随后在访问百货公司期间检验该号码,就能知道自己的BN被标记为(“奖品”)还是(“无价值的”)。在此,奖品在某个终端可被看见,或者消费者通过SMS、水陆路信件等收到关于其中奖信息,奖品随后由人工分发或船运。
示例226在一特殊应用中,消费者将在分红公司收到的本人钞票序列号输入为此而特别提供的网页里。随后消费者可以留下自己的姓名、地址或类似的信息。公司每隔一段时间处理一类彩票,在此期间,一些序列号被选择为中奖。
示例227根据本发明的一种特殊的应用形式是,在访问所述娱乐场开始,在检验兑现时或在现金交易期间,娱乐场或赌博组织发出息票、(赌博用的)筹码或者印花(也可能是特殊的钞票),娱乐场的项目同样利用一种芯片方式标记。在一些机遇游戏期间(如,在轮盘赌桌上,但也可能是其它的游戏,如扑克牌的二十一点、纸牌赌博、硬币投币机等),随后,检验(赌博用的)筹码或者印花或甚至是钞票的标识符,如可以应用,奖金或红利被分发或付给消费者。
示例228在又一个示例中,公司除了把赠品写入被标记的钞票的面额之外,还写入所述钞票。如,被标记为50欧元的钞票另外包含10欧元的赠品,该赠品随后在同一个公司被兑换,即使在后来,例如当采购更多的货物时也是如此。该功能也能与当日被频繁地发行的消费卡结合,该消费卡同样具备电路。在该方面,依靠被特定标记的钞票,需要的赠品可以传送给消费者或者直接归给货物采购。特别是,上述供识别钞票标记符标记的终端同时能读入或写入消费卡。
示例229在该方面,通过将相应的数据读入钞票芯片的电子存储器,一次交易例如允许其标志示于显示器上,并且接受被标记为交易折扣息票的钞票。对于一张面额为100欧元的钞票,消费者应该收到购买价值达110欧元的货物。万一所述交易不愿意再利用附息的钞票,其随后将删除所显示的标记附息的信息,因为例如控制信号传送到具有寄存器的检测单元的钞票的芯片,该控制信号以适当方式改变或者删除在钞票芯片存储器的使用数据。
示例230另外,如果在百货公司里购买价格比钞票面额更低的货物,使用信息优先地应用于将支付给消费者的零钱。结果,在储存过程中,存储的钞票被寄存器自动地识别,并且,经由集成在寄存器中或外的写入装置,通过与零钱芯片非接触耦合的方式使零钱被标记,零钱与用于存储的钞票而显示的预期用途对应。在该方面和上述变化中,芯片不但能放置于钞票中,而且能置于硬币中。在该方面,除了芯片的构件与脉冲转发器功能必需的天线之外,硬币优先地是不传导的,并且用硬塑料制造。
示例231有利地的是,钞票显示器也能用来指示钞票的瞬间有效性。举个例子,被相应授权的银行的编码可被写入集成在钞票中的控制设备的存储区中,该编码完全限制钞票的使用,即,临时地或永久地提出钞票无效。该情况将借助这种钞票的相关的读取装置来识别,并且,钞票随后划分为不真实的。
然而,为了在没有读取装置的情况下也能识别这种无效性,有效情况被另外显示在显示器上。在该情况下,例如在钞票中对于无效钞票开启或关闭的LED就已足够了。优先地,例如在货物支付期间,集成在寄存器中或装配在其外的相应调整过的检验设备可以拒收被显示器排除的有价文件。
示例232优先地,将提供一种用于处理这种薄片状有价文件的设备,其中集成可写入存储器(如EPROM,EEPROM)和显示装置,该显示装置光学和/或声学地显示信息内容;同时该设备设置有用于将数据写入储存器的写入装置,以便利用前述方法通过改变储存器的数据内容来更改显示装置的显示状态。
例如在前述情况下,通过与钞票芯片通信所进行的高质量的目录检验、真实性检验和/或价值检验可以脱机和/或在线发生。这就意味着检验单元的用于测量数据的评估的评估装置集成在寄存器中,或在寄存器外面并且通过信号线与寄存器联接。所述信号线可以是无线的和/或是金属丝缠绕的。在外部评估中,寄存器的检验单元将优先通过网络连接与中央评估装置连接,如区域网连接、因特网连接、固定网连接或移动电话连接,该检验单元评估并且检验来自多个寄存器的数据。
示例233数据可用来自动捕获各个寄存器的目录,从而在达到一定面额纸币的指定的最小数量或未达到时,这些钞票能以及时的方式传递给各个寄存器。
示例234另外,从存储和/或放置在寄存器中的钞票里读出芯片数据可用来捕获钞票序列号。举个例子,来自敲诈勒索的以前已记录的钞票的出现可被很快确定。而且,评估在记录系统本身中“脱机”进行,或通过与外部数据库连接“在线”进行。在后一种情况下,系统也适合于确定有关现金流通的总体数据,如发行速度、停滞时间等。
示例235如果在支付过程中出现无法确认的或有缺陷的钞票芯片,在钞票上面呈现出视觉可辨别的或者可触摸的防伪特征,那么钞票将由寄存器操作人员人工地或借助于分立的和/或集成在寄存器中或至少与寄存器连接的检验装置检验。万一寄存器的持有物被自动监测,那么必要的数据,如放置在存储槽中带有有缺陷芯片的钞票的数量或其面额通过输入单元输入并传送到寄存器的评估装置。在该情况下,带有有缺陷的芯片的钞票与带有可操作的芯片的钞票最好分开存储在寄存器中,从而它们的分选更加容易,并且不再分配给消费者。
示例236钞票1的芯片3通常包含有关钞票1面额的信息。关于这一点,本发明的更深一层的意思是为这种钞票1提供可变化的面额。关于这一点,利用在本发明范围内同样描述的光或声音显示装置,可显示这种可变化的面额。
关于这一点,以编码形式在芯片3中存储的面额应该只能由被相应授权的人改变,或借助特殊读取装置的机构,或可识别编码的写入装置。这也能用来将钞票或钞票一部分的面额借助相关的读-写装置从一钞票转移到另一钞票。而且,其可用于钞票1或钞票一部分的等值被传送到或被存入一账户。同样可构想的是,容纳在如盒子或银行自动机的容器里的带有芯片3的钞票1的等值被传送到一账户,同时钞票储存在该容器中。举个例子,直到发行或在发行不久之后,钞票再次被配备有各自适当的面额。这样,原则上可以避免保险费或利息。从而即使在芯片无用期间也仍然能够产生有关某个钞票的瞬时面额的信息,相关的数据应该储存在外部数据库中(如,对某些区域是重要的数据库),所述数据是有关与独特特征(如钞票序列号)结合的面额的数据。
示例237同样可构想的是,根据图37的检验设备集成在收银机中,事实上,优先地集成在许多或所有的储存槽中。在关闭收银机抽屉后,光源(如激发堆垛中的最外面钞票的激光二极管)将再次优先集成在各存储槽底部,以从下面照亮储存槽最底下的钞票。在此,可以有一种由被耦合以进行抽屉关闭处理并且激发激光二极管的自动开关。为了获得所述堆垛中单张钞票之间更好的接触,可以利用夹子使钞票在储存槽中挤压在一起。
优先地,先被照明的钞票(即,堆垛最底下的钞票)将把自己的信息发送给储存槽的检验单元。在检验或记录之后,位于上面的下一张连续钞票如所述被提供能量,将信息发给抽屉中的检验单元等。最后,位于收银机抽屉里的钞票的状态因此能由序列号、面额、数量、总值等容易地评估并显示在收银机的显示器上。
消费者因为钞票的芯片仅仅能机读,如果使用适当的检验设备,现金使用者只能使防伪安全性增加。有利的是,这种设备与钞票芯片通信,以便检验钞票的价值和/或真实性。与在记录系统里一样,一种另外的可视的或可触摸的人工检验通常仍不受其影响。
仅对一些特征的检验已足够了,因为在本应用中,与在寄存器中应用的一样,将被检验的钞票的一种可视检验另外由操作人员执行。
示例238举个例子,这仅仅能检验以上更加详细描述过的特征的存在,该特征有助于真实性检验,和/或仅仅通过与所述芯片通信检验芯片数据以便提供一种可靠的、但成本效率高的检验设备。
示例239这种检验设备优先设计成便携式手动检验设备。这些检验设备能由用户携带,作为一种小型分离的设备,或结合在钥匙圈、玻璃盒、随身小折刀、移动电话、香烟盒或手电筒等上。
其优点在于,消费者购物时也能把所述设备带在身上。关于这一点,除了面额和/或真实性之外,前面提到的关于预期用途的信息依靠与钞票芯片通信的方式能排外地或特殊地检验。
示例240另外,为消费者提供的一种设备也能集成在用来接纳现金的零钱钱包里。利用小型电池(如,扣式电池或薄层电池,或薄层蓄电池),或由系缚在零钱钱包外面的光电元件替代,所述检验单元的必要的电源被优先地获取。但是也可以利用压电晶体式传感器提供电源。所述检验单元能以更小的尺寸设计成类似于手工检验设备和/或寄存器的检验单元。即,优先的,每次从零钱钱包里拿出或添加钞票也能被监控,和/或钞票的内容被监控。
示例241前述显示装置也能位于所述检验设备里面或者与检验设备连接。因此,预期用途,如,钞票的广告或有效性通过芯片数据的读出由检验设备确定并随后显示在检验设备上。这对本示例是有利的,其中检验单元集成在移动电话里,因此,移动电话的显示用于前面提到的信息的显示。
示例242为了隐蔽,对检验设备也存在一种特殊需要。这些检验设备能集成在手工的设备里,或集成在前面示例中所描述的零钱钱包里。
举个例子,如果钞票被引进检验单元,那么就输出信号,对不同的面额所述信号是不同的。在本示例中,输出信号的真实性已能被看作用于隐藏的真实性的一种实证。输出信号要么是一种明确地可听见的声音信号,如嗡嗡声,要么是由震动器震动产生的,并且震动器震动产生的信号能被明确地感知。优先地,如果钞票放置在硬币钱包里,没有输出信号产生,这种现象通过软件可控制或实现,因为检验单元的几何形状设计成对硬币钱包内部的钞票并不做出反应。
但是如果必要的话,显示硬币钱包内的所有内容也是可行的。举个例子,利用一种粘贴的压力开关可激发该堆垛的读取,同时信号输出被编码或被以适当方式调制,或通过语音模块发生。
作为另一种方案,可以把声音信号输出与检验单元分离开。因此,通过一根导线可将听筒与检验单元连接。
然而,也可以仅仅使必需的能量与触发器经由检验单元是可利用的。如果钞票装配有与钞票脉冲转发器耦合的压电薄片元件(如,PVDF),则要被检验的钞票本身能发出适当的声音信号。如果钞票装配有磁致伸缩的薄片元件,从而要被检验的钞票本身能发出适当的震动信号,那么这也相应适用。
对带有有缺陷芯片的钞票的处理对处理钞票的所有领域,其中带有有缺陷的或缺少电路的钞票会出现,出现的问题是,不具备这种可操作电路(以下简称钞票线路)的钞票在一致的处理过程中能与其它钞票一起处理。在本示例中,举例来说,前面所述处理产生问题的钞票的可能领域包括制造钞票、钞票处理、接受存储于商业银行或商业的货币存储机中的钞票、接受登记系统的钞票,这种被接受的钞票的传输或这种钞票的破坏。
为了能够在所有的处理过程中,以处理带有所述可操作的钞票线路的钞票同样的方式来处理不带可操作的钞票线路的钞票,随后为这些钞票提供可操作的线路(学术上称追加线路)是可能的。
在本示例中,使用等同于应用在钞票的钞票线路是基本可行的。然而,这种方法有问题,其原因在于,随后把这种追加线路放在钞票上的可能性也为潜在的伪造提供攻击点。
所以,所述钞票优先地提供有追加线路,该追加线路不同于正常使用的钞票线路。在本示例中事实上,追加线路将优先地具有与使用于钞票的钞票线路里一样的通信界面,以便保证这些追加线路也能以期望的方式对一种读出设备的质问做出反应。然而无论如何追加线路将与所述钞票线路在这种范围有区别,举例来说,通过对线路数据质问的响应信号和/或追加线路中实现的功能,以致混淆被排除。
举例来说,一种简单的区别存在于序列号“0”的返回和/或关于被外部读出设备质问的等于零的钞票面额的返回信息。当一种合适的读出设备为该种钞票提供一种追加线路并且利用其上实现的功能被编址时,这一种钞票将能立刻鉴定。
另一方面,这种不带可操作钞票线路的钞票也能把其它指令强加于一种追加线路,正常的钞票线路不能与该追加线路相遇。因为,举例来说,伪造也常常没有一种正确地行使机能的钞票线路,举例来说,追加线路能具有比所述钞票线路更大的带有其它能存储在所述追加线路里的数据的存储区,所述其它数据能有助于技术犯罪调查。
在所述钞票上安置这种追加线路的一种明显的可能性在于使用合适的辅助的载体,该载体包含所述追加线路并且与所述钞票连结在一起或围绕着钞票。这种辅助的载体可能是在本发明的领域中所描述的带子,但也可能是插入所述钞票的盒子。
以上所述辅助载体的一种首选的实施例存在于粘合剂的使用,该粘合剂与钞票粘在一起,仅因为此原因,通过下面的示例来处理该粘合剂。所述粘合剂要么能不可分离地与所述钞票连结在一起,要么在处理步骤发生后又被分开并被重新使用。
即使粘合剂使用于电子追加线路首先似乎导致不必要的费用,然而,通过这种方式所述钞票的整个处理能变得非常便宜。现将解释各种使用的可能性。
在钞票处理过程中,许多关于带有根据本发明的一种线路的钞票的被以上进一步描述的优点存在于更大的范围,如果做出这种假设,即,被处理的所有钞票都有一种可操作的线路。举例来说,如果所有的钞票都安装一种可操作的线路,那么挡光板随后能可靠地识别交迭的钞票的传输,换句话说,钞票顺序的混淆。
因此,为了提高处理的可靠性,可以在处于具有个别处理的钞票处理机或兼有个别处理和堆垛处理的钞票处理机位置时给钞票加上粘合剂,如在拣选期间或即时在拣选之后、在拣选器自身中尝试传递数据失败之后,且用同要的处理可靠性个别地或成组地处理钞票。在影响钞票的早期处理步骤中如由储户将粘合剂加到钞票上的情况下,也可以使用这种钞票进行专有堆垛处理。
为了如能在这里执行对怀疑为如上所述伪造品的钞票作标记,优选地,可以预先作准备将上述的粘合剂标签贴到不具有电路的钞票上,原则上可以考虑钞票疑为伪造品,以将关于伪造品怀疑的数据写入电路的存储器。对于这点,在某些情况下,可以避免生成关于下述的注册量的报告。
甚至改变在销毁前将具有电路的粘合剂贴到钞票上与销毁处理的伪造证相比也具有基本的优点。如果所有将销毁的钞票具有电路,即钞票电路和/或其它电路,挡光板因而能在机械销毁前可靠地揭示对钞票流的操作。特别地,这样的程序将它自己呈现于打印开始丢弃的钞票的销毁,在这些钞票中,预料只有少量损坏的电路。
权利要求
1.一种用于对片材、尤其是钞票进行处理的设备,所述片材具有至少一个电路,其特征在于具有一个检验装置,用于将能量和/或数据传送至所述片材电路和/或从所述片材电路接收能量和/或数据,同时至少所传送能量和/或数据的一部分被用于进行所述处理。
2.根据权利要求1中所述设备,其特征在于所述检验装置被设计成利用所传送的数据对所述片材的一个或者多个特性进行记录和/或确定和/或检验,如真实性和/或面额和/或总值和/或序列号和/或其它独特数据和/或流通历史。
3.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置单独地或者组合地采用了下述传送方法接触式耦合,非接触式耦合,电感式耦合,电容式耦合,经由触点进行电耦合,借助于电场进行耦合,利用磁场进行耦合,利用电磁波进行光学耦合,利用诸如压电元件发生变形进行耦合,利用机电元件进行耦合,利用声音进行耦合和/或利用热量进行耦合。
4.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置具有至少一个耦合单元,如一个进行电容式耦合的电极,一个用于产生磁场的磁体,一个用于进行电感式耦合的线圈,一个用于进行光学耦合尤其是用于对所述片材中的光电池和/或光电二极管进行照射的光源,和/或一个声源,尤其是一个超声波声源,以便对所述片材中对声音产生反应的电子元件如一个压电元件进行辐射,同时该耦合单元最好被设置在一个基本表面上,所述片材为了进行测定而被成叠地设置在该基本表面上,和/或被集成在该处理设备中的另一个组成部分中,如一个拣选器和/或一条输送路径和/或一条传感路径和/或一个堆垛机和/或一个临时存储器和/或一个存放装置。
5.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于在各种用于从所述片材电路接收能量和/或数据和/或用于向所述片材电路传送能量和/或数据的情况下,多种不同传送方法可以被用于所述检验装置。
6.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于对所述不同传送方法中的一种或者多种方法进行选择取决于一个控制信号,该控制信号最好被从该处理设备传送至所述片材电路或者被从所述片材电路传送至该处理设备。
7.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于用于接收所述片材电路的能量和/或数据的检验装置具有一个接收单元,该接收单元可以利用如与用于将能量和/或数据传送至所述片材电路相同和/或不同的传送方法。
8.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于用于接收所述片材电路的能量和/或数据的检验装置具有一个接收单元,该接收单元与一个用于将能量和/或数据传送至所述片材电路的传送单元位于该处理设备中的相同和/或不同处理区段中。
9.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于用于从所述片材电路接收能量和/或用于将能量传送至所述片材电路的检验装置,可以利用与从所述片材电路接收数据和/或用于将数据传送至所述片材电路相同的和/或不同的传送方法。
10.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于用于从所述片材电路接收能量和/或数据的检验装置可以利用一种光学耦合,并且可以利用一个电感式和/或电容式耦合,用于将能量和/或数据传送至所述片材电路。
11.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置可以利用静态的片材叠和/或利用移动的片材叠对多个片材的性能进行测定,和/或利用静态的和/或移动的独立片材对独立片材的性能进行测定。
12.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于在该设备中所述片材可以被独立地和以堆垛方式进行输送和/或处理,尤其是进行测试。
13.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置可以连续地对独立片材的性能进行测定和/或同时对若干片材的性能进行测定,尤其是对所有片材的性能进行测定。
14.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置可以同时和/或依次对不同片材中的若干电路进行访问,如进行激励,和/或所访问的不同钞票中的若干电路可以同时和/或依次向该处理设备回馈响应信号。
15.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置可以不对一个片材中的电路进行激励,直至另一个待处理片材电路已经发送出一个响应信号。
16.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于尤其是当利用一种光学和/或电感式耦合将能量和/或数据传送至所述片材中的电路时,该处理设备中的耦合场的位置发生移动,尤其是沿着所检验堆垛的堆垛方向,从而使得可以连续地对一个堆垛中的不同片材进行访问。
17.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于尤其是当利用一种电感式耦合将能量和/或数据从该处理设备传送至所述片材电路时,该处理设备中的耦合场的强度可以在检验过程中有选择地增加,从而使得可以连续地对一个堆垛中的不同片材进行访问。
18.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于可以经由对所传送信号进行单步骤和/或多步骤调制,尤其是在利用光学耦合时,和/或经由如对传送能量进行负载调制,和/或经由改变光学传输、反射和/或吸收的系数,来实现数据传送。
19.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于当利用光学耦合时,由所述片材发射出的或者从所述片材接收到的光信号的光谱组成和/或时间性能,尤其是脉冲的持续时间、高度、间隔和/或顺序,均取决于待传送的数据。
20.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于利用一个光源对一个堆垛中的一个片材内的单独光电二极管或者若干片材内的若干光电二极管进行照射。
21.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置可以如通过从片材电路接收数据而首先对独特数据如一个或者多个片材的序列号进行确定,以便能够随后在下一个步骤中有选择地访问单独的片材电路或者所有片材电路的子集。
22.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置可以将与片材的流通历史相关的数据传送至所述片材。
23.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置可以将一个验证信号传送至片材电路,来获得用于执行特定处理操作的权限,如读取和/或修改电路存储器中的内容。
24.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于利用一个用于对片材进行拣选的拣选器,该拣选器可以从一叠片材中每次取出一个片材,同时所述检验装置被设计成能够在片材被从所述成叠片材中抽出之前和/或过程中,在位于即将被抽出的片材上的电路与该装置之间传送能量和/或数据。
25.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于设置有用于对数据进行防伪传送的装置,如对所传送的数据进行加密或者数字签名。
26.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于当使用了带有若干个具有不同耦合频率的耦合元件的片材时,所述检验装置可以经由两个频率或者仅经由这两个频率中之一与片材中的电路进行通信。
27.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于如果并且仅当如果利用所述耦合元件的两个耦合频率中之一进行通信失败时,所述检验装置可以仅经由另一频率与片材中的电路进行通信。
28.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于视具体情况而定,所述检验装置可以在应用或者在结合入片材中之后的特定时间点处改变电路,以便防止在电路中的所有或者部分存储区域中写入数据。
29.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置最好能够根据检验的结果,停用经检验片材中的电路和/或至少中断可能存在的若干连接线中之一,所述连续线在检验操作中或者之后与所述电路连接起来。
30.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置可以利用一个交变场对片材中的振荡电路进行辐射,并且可以对由所述振荡电路产生的信号和由所述检验装置接收到的信号进行评估,以便对所述片材进行检验,如真实性。
31.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置可以对位于片材中或者片材上的若干个电路的存在状态和/或形式和/或表面结构,如表面图案,和/或位置和/或分布状况进行检验,作为真实性特征。
32.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于当对所述片材进行检验时,所述检验装置可以对片材的温度,如热分布,或者由温度衍生出的其它量值进行测定和评估。
33.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于为了对容器中的内容物进行检验,所述检验装置可以将存储在容器的存储器中的与容器内容物相关的数据,与存储在容器中的至少一个或者所有片材中的片材电路存储器中的与容器内容物相关的数据进行比较。
34.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于在一个处理操作中,所述检验装置可以将数据传送至一个容器,该数据将被写入容器中的片材内,从而使得这些数据将被暂时地存储在容器的存储器内,以便在该处理操作完成之后,仅在一个此后的时间点,如在将盛装于其中的片材取出的过程中,将数据写在至少一个片材中的对应存储器上。
35.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于视具体情况而定,一个电路可以在制造绑扎带的过程中已经被应用或者结合入该绑扎带内,或者仅在绑扎操作过程中或者之后被应用或者结合入该绑扎带内,其中在所述绑扎过程中,利用一根绑扎带对一叠片材进行绑扎。
36.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置具有一个用于产生交变磁场的装置,该交变磁场可以穿透待检验的钞票堆,最好沿着堆垛方向和/或垂直于堆垛方向。
37.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于由所述装置产生的交变磁场的频率对应于片材中的磁致伸缩元件的机械谐振频率或者对应于带有磁致伸缩元件的片材中的复合材料的机械谐振频率。
38.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置可以在检验操作过程中在该处理设备中和/或在片材电路中执行一种防冲突探测工艺。
39.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于该设备还具有一个压制装置,其可以对片材进行压缩来进行堆垛测量,和/或该设备还具有一个排列装置,其可以对片材进行排列,以便使得它们相对于一个或者两个相互垂直的边平齐。
40.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置具有一个声波传感器,用于对从一个与片材电路连接起来的声源传播出的声波进行探测,如片材中的可逆压电元件。
41.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于存在有一个或者多个密码和/或密码组,它们可以被选择性地用于对待存储和/或传送的数据进行加密,和/或用于对待存储和/或传送的数据进行数字签名。
42.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置可以在片材中或者用于片材的其它数据的加密数据或者签名数据中,视具体情况而定,包括独特数据,如片材的序列号。
43.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置可以使得待检验片材中的电路内的数据发送至一个用于检验目的的空间移动评估单元,该评估单元可以对所述数据进行评估并且将检验结果反馈给该处理设备。
44.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于在对所述片材电路的一次检验操作中,最好是在每次检验操作中,所述检验装置可以将一个新的识别数字传送至所述片材电路中,用于存储在所述片材电路中为此而设置的存储区域内,同时所述识别数字最好还能够与独特数据,如相应片材的序列号,一同被存储在一个位于所述片材外部的外部数据库中。
45.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于在检验操作过程中,所述检验装置可以将来自于片材存储器中的识别数字和独特数据与所述外部数据库中的相关数据进行比较。
46.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于在进行检验操作的同时,所述检验装置或者外部数据库可以重写和/或从一组预定的识别数字中选取所述识别数字。
47.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于除了所述识别数字之外,所述检验装置还可以将现行检验操作和/或一个或者多个在先检验操作的时间标记和/或位置标记传送至片材电路,用于存储在所述片材电路中用于此目的的存储区域内和/或将相同的内容存储在所述检验装置中的存储器内。
48.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于最新产生的识别数字和/或最新产生的时间标记和/或位置标记取决于现行的或者在先的识别数字和/或取决于现行的或者在先的时间标记和/或位置标记。
49.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于存在有若干个外部数据库,并且所述检验装置可以借助于一个预定的选择标准选取出一个用于后续检验评估操作的外部数据库,其中所述预定的选择标准取决于如所述识别数字和/或时间标记和/或位置标记。
50.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于依赖源自于其它检验操作的数据,所述检验装置可以对通过在该处理设备与片材电路之间进行数据传送而获得的进行数据评估,其中所述其它检验操作独立于所述片材电路执行。
51.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置可以将来自于片材中的存储器的数据与这样的数据进行比较,即这些数据专用于所述片材中的相应纸张和/或包含于其中的特征材料。
52.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置可以引用通过在该处理设备与片材电路之间进行数据传送所获得的数据,用于对独立于所述片材电路执行的其它检验操作中的检验参数进行调节。
53.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于在检验操作中,最好在每次检验操作中,其中片材被认为或者归类为仍旧适合于进行流通,所述检验装置可以将数据传送至片材电路,由此导致所述片材发生不可逆的局部改变,其中与这种改变相关的数据最好被存储在所述片材电路中的存储器内,和/或所述检验装置本身可以执行所述片材的这种不可逆局部改变。
54.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置被制成使得从该处理设备向片材电路的和/或从所述片材电路向该处理设备的数据和/或能量传送一直能够独立于所述片材检验装置的方位和/或所述片材相对于所述检验装置的输送方向(T1,T2)进行,其中输送方向(T1,T2)如是所述片材的纵向输送方向和横向输送方向。
55.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置具有若干个区段,这些区段可以被选择性地相互电连接起来,和/或该处理设备中的检验装置由一个拣选器制成,如由一个拣选辊制成,和/或该处理设备中的检验装置具有这样一个装置,该装置能够产生出一个旋转和/或移动的电场和/或磁场。
56.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于当在该处理设备中输送片材的过程中,所述检验装置可以依赖从片材电路传送至该处理设备的数据,尤其是独特数据,确定出所述片材在该处理设备中的位置。
57.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置可以利用从片材电路传送至该处理设备的数据,用于对所述片材的若干个挑选出来的片材和/或这些片材的状态进行探测。
58.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于在检验操作过程中或者之后,所述检验装置可以将数据传送至片材电路,用于存储在所述片材电路中的存储器内,其中所述数据与该检验操作有关。
59.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于在检验操作中,所述检验装置可以将纸张数据与所述片材中的电路数据进行比较。
60.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于该处理设备具有一个拣选器、一个传感器以及一个堆垛机,并且片材可以在没有独立传感路径的条件下被直接从所述拣选器传送至堆垛机。
61.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于借助于一个夹持装置将一叠片材夹持在一侧,而在另一侧,一个机构可以将夹持在所述那侧的片材分离开,并且所述片材电路可以在分离状态中由所述检验装置进行访问。
62.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于利用一个传感器,如一个柔性传感器或者孔洞传感器,其中为了对纸张性能进行测定,待检验的片材发生了变形,其中额外的弯曲操作用于向片材电路供给能量和/或将所述片材电路中的数据传送至该处理设备。
63.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于该处理设备具有独立的输送路径,用于对片材进行单张处理和用于堆垛处理。
64.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于可以对用于在该处理设备内部输送片材的容器进行输送。
65.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于能够进行单独处理和堆垛处理的处理设备具有一个或者多个输出工位,从这里其中存放有片材的容器可以被从该设备中输出,用于取出所述容器和/或盛装在其中的片材,其中这些输出工位均具有一个或者多个专用的填充工位,其中所述容器在它们被输送至相关输出工位之前由片材进行填充。
66.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于该处理设备中的部分或者全部的独立处理部件,如拣选器、传感路径、堆垛机或者中间的输送路径,它们最好被制成模块化单元,在同一时间可以总是至多仅包含一个片材堆积和/或一个片材堆垛。
67.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于在该设备中,当在该处理设备中对若干个堆积进行处理的过程中,通过将不同的堆积在空间上间隔开而实现物理性分离。
68.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于存在有一个用于将大量片材分离成两个子集的分离装置,其中该分离装置带有一个电路,该电路具有与所述片材相同的通信接口。
69.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述分离装置可以防止检验装置与所述两个子集中之一内的片材电路进行通信。
70.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于与用于对片材的纸张性能进行检验的传感器相比,在相同和/或一个在空间上间隔开的不同区域中,如在相同或者不同的模块壳体或者处理部件中,视具体情况而定,安装有一个用于对所述片材电路的性能进行检验的传感器。
71.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于相对于一个用于向所述片材电路中的存储器内写入数据的单元,在相同和/或一个在空间上间隔开的不同区域中,设置有一个用于从所述片材电路中的存储器内读取数据的单元。
72.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述写入单元位于所述读取单元的下游和/或所述写入单元位于一个传感装置的下游,所述传感装置可以对所述片材中的电路和/或纸张的性能进行测定。
73.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于在处理操作中,所述检验装置可以仅将数据写入和/或将数据传送至片材电路,用于写在所述片材电路中的主要工作存储器的一部分上,其中所述片材电路如即将被再次检验和/或已经被检验为伪造或者可疑片材。
74.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于在该处理设备中,存在有多个读取单元,用于在所述片材中的输送路径中从片材电路读取独特数据,从而使得所输送片材的位置和身份可以被清楚地跟踪。
75.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于仅依赖从所述片材电路传送至该处理设备的数据,所述检验装置可以执行至少一个或者所有的片材检验操作,如对所述片材的真实性进行检验。
76.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于可以在存储和/或支付片材时使得交易数据与用于检验相关片材的测定数据相互关联,并且所述相互关联数据最好可以被存储在至少一个所述片材中的片材电路存储器内,和/或存储在该处理设备中的存储器内,和/或存储在一个外部数据库中。
77.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于独立于对用于将数据和/或能量传送至片材电路的信号进行评估,所述检验装置可以确定出片材电路是否以一种预定状态和/或一种预定形式存在,和/或是否存在于所述片材纸上或者所述片材纸中的一预定位置处,视具体情况而定。
78.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于在处理操作中,所述检验装置可以在片材上以不同的速度执行不同的检验操作,和/或以不同的时间执行不同的检验操作。
79.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于在对已检验的片材进行中间存储之前,所述检验装置可以以一个比在所述中间存储之后的检验操作更高的速度执行检验操作。
80.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于利用一个用于由操作人员送入一叠片材的送入装置,和一个终端堆垛机,如一个盒子,从该堆垛机开始所送入的片材不再由操作人员取出,其中所送入的片材可以由一个连接在所述检验装置上的检验单元进行检验,并且被直接从所述送入装置输送至终端堆垛机,尤其是以堆垛状态。
81.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于在具有片材输出功能的处理设备中,在片材匣与输出匣之间设置有一个检验单元,该检验单元可以确定出从所述片材匣输送至输出匣的片材的序列号或者其它独特数据。
82.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于该钞票处理设备是收银机、桌面单元、人工检验装置、钱包和/或片材匣检验装置的一部分。
83.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于利用一个或者多个堆垛机,如存储匣和/或盒子,其中所述检验装置被设计成自动地对所有或者部分堆垛机中具有片材电路的片材堆垛进行检验。
84.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置可以登记堆垛机中所有具有可工作片材电路的片材,和/或可以登记每次将所述具有可工作片材电路的片材从堆垛机中取出和/或送入堆垛机内,视具体情况而定。
85.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述检验装置可以查明在堆垛机中是否仅存在一种类型的片材,如仅具有一种面额的钞票。
86.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于该处理设备是一个独立并且最好为便携式的现金寄存单元,其可以对即将进入购买交易的物品进行探测并且至少对钞票的真实性进行检验。
87.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述片材电路中的存储器可以存储与片材预期用途相关的数据。
88.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于在处理操作过程中,所述片材可以随后带有一个额外的电路。
89.根据至少一个前述权利要求中所述设备,其特征在于所述额外电路具有与所述片材电路不同的性能,但是通信接口最好相同。
90.一种用于对具有至少一个电路的片材尤其是钞票进行处理的方法,具有一个处理设备,其特征在于能量和/或数据被从所述设备传送至所述电路,和/或从所述电路传送至所述设备,其中至少所传送数据的一部分被用于进行所述处理。
91.根据权利要求90中所述方法,其特征在于利用所传送的数据,一个或者多个性能,如所述片材的真实性和/或面额和/或总值和/或序列号或者其它独特数据和/或流通历史,得以确定和/或检验。
92.根据权利要求90至91中至少一个所述方法,其特征在于利用静止的堆垛和/或利用移动的堆垛对若干个片材的性能进行测定,和/或利用静止和/或移动的片材对单个片材的性能进行测定,和/或连续地对单个片材的性能进行测定,和/或同时对若干个、尤其是全部片材的片材性能进行测定,和/或同时和/或依次地利用所述处理设备对不同片材中的若干电路进行访问,如激活,和/或所访问的不同片材中的若干电路同时和/或依次地向所述处理设备反馈响应信号。
93.根据权利要求90至91中至少一个所述方法,其特征在于一个片材中的电路仅在另一个片材中的电路已经发出响应信号时被激活,和/或第一个片材中的电路可以接收由同一堆垛中的第二个片材尤其是一个相邻的片材中的电路发出的数据和/或能量,并且所述第一个片材中的电路最好依赖所接收到的所述第二个片材的信号而被激活。
94.根据权利要求90至93中至少一个所述方法,其特征在于在所述设备中,所述片材被以单张和堆垛形式进行输送和/或处理,尤其是进行检验。
95.根据权利要求90至94中至少一个所述方法,其特征在于为了将能量和/或数据从所述片材电路传送至所述处理设备和/或从所述处理设备传送至所述片材电路,单独地或者组合地使用了接触式或者非接触式耦合,电感式耦合,电容式耦合,经由触点进行电耦合,利用电场进行耦合,利用磁场进行耦合,利用电磁波进行光学耦合,利用诸如压电元件发生变形进行耦合,利用机电元件进行耦合,利用声音进行耦合和/或利用热量进行耦合。
96.根据权利要求90至95中至少一个所述方法,其特征在于与用于将能量和/或数据从所述处理设备传送至所述片材电路的方法相同和/或不同的传送方法被用于将能量和/或数据从所述片材电路传送至所述处理设备,与用于将数据从所述片材电路传送至所述处理设备和/或从所述处理设备传送至所述片材电路的方法相同和/或不同的传送方法被用于将能量从所述片材电路传送至所述处理设备和/或从所述处理设备传送至所述片材电路。
97.根据权利要求90至96中至少一个所述方法,其特征在于若干种不同的传送方法可以被用于将能量和/或数据从所述片材电路传送至所述处理设备,和/或用于将能量和/或数据从所述处理设备传送至所述片材电路。
98.根据权利要求90至97中至少一个所述方法,其特征在于依赖于一个控制信号选取出所述可利用的不同传送方法中的一种或者多种,所述控制信号最好从所述处理设备传送至所述片材中的电路或者从所述片材中的电路传送至所述处理设备。
99.根据权利要求90至98中至少一个所述方法,其特征在于尤其是在为了将能量和/或数据从所述处理设备传送至所述片材电路而采用光学和/或电感式耦合的情况下,所述处理设备的耦合场的位置发生移动,尤其是沿着待检验堆垛的堆垛方向,以便允许该堆垛中的不同片材被依次访问。
100.根据权利要求90至99中至少一个所述方法,其特征在于尤其是在为了将能量和/或数据从所述处理设备传送至所述片材电路而采用电感式耦合的情况下,所述处理设备的耦合场强度特别在检验操作过程中被增加,以便允许该堆垛中的不同片材被依次访问。
101.根据权利要求90至100中至少一个所述方法,其特征在于一个或者多个片材的独特数据如序列号被首先确定,如通过将数据从所述片材电路传送至所述处理设备,从而使得在下一个步骤中,由所述处理设备特别地对单个片材电路或者所有片材电路的子集进行访问。
102.根据权利要求90至101中至少一个所述方法,其特征在于与所述片材的流通历史相关的数据被存储在所述片材电路中的存储器内。
103.根据权利要求90至102中至少一个所述方法,其特征在于利用所述处理设备将一个验证信号传送至所述电路,以从所述电路获得一个执行特定处理操作的权利,如读取和/或改变所述电路中的存储器内的存储内容。
104.根据权利要求90至103中至少一个所述方法,其特征在于在检验操作过程中或者之后,最好依赖所述检验的结果,使得已检验片材中的电路禁用和/或至少中断连接在所述垫片上的若干根连接导线其中之一。
105.根据权利要求90至104中至少一个所述方法,其特征在于在所述片材具有若干个带有不同耦合频率的耦合元件的情况下,所述设备以两个频率或者仅以这两个频率中之一与所述片材中的电路进行通信,并且最好在以所述耦合元件的两个频率中之一进行通信失败时,利用另一个频率与所述片材中的电路进行通信。
106.根据权利要求90至105中至少一个所述方法,其特征在于在应用或者在结合入所述片材中之后的特定时间点处,改变所述电路,以便防止在所述电路中的所有或者部分存储区域中写入数据。
107.根据权利要求90至106中至少一个所述方法,其特征在于所述片材中的振荡电路被暴露在一个交变场中,并且对由所述振荡电路产生的信号进行评估,以便对所述片材进行检验,如真实性。
108.根据权利要求90至107中至少一个所述方法,其特征在于为了对一个容器中的内容物进行检验,将存储在所述容器中的存储器内的与该容器中的内容物相关的数据,与存储在所述容器中的至少一个或者所有片材上的存储器内的与该容器的内容物相关的数据进行比较。
109.根据权利要求90至108中至少一个所述方法,其特征在于在处理过程中,希望被写入一个容器中的片材上的数据被传送至该容器,并且过渡性地存储在其中的存储器内,从而使得直至在所述处理操作结束之后的某一时间点,如在将盛装于其中的片材取出时,数据不会被写入对应的片材内。
110.根据权利要求90至109中至少一个所述方法,其特征在于在绑扎带的生产过程中或者仅在绑扎操作之后,一个电路被应用或者结合入绑扎带内,其中在所述绑扎操作中,利用一根绑扎带将一叠片材绑扎起来。
111.根据权利要求90至110中至少一个所述方法,其特征在于在检验操作中,在所述处理设备中和/或在所述片材电路中执行一种防冲突探测方法。
112.根据权利要求90至111中至少一个所述方法,其特征在于为了进行堆垛测量,将所述钞票压制在一起和/或根据一条或者两条相互垂直的边将所述钞票平齐排列。
113.根据权利要求90至112中至少一个所述方法,其特征在于希望传送至和/或写入所述片材和/或所述处理设备中的存储器内的数据被加密和/或数字签名,从而最好存在有一个或者多个密码和/或密码组,为了对待存储和/或传送的数据进行加密和/或为了形成待存储和/或传送的数据的数字签名,所述密码和/或密码组被有选择地使用,和/或最好所述片材的独特数据,如序列号,被包括在其它数据的加密或者签名数据组中,视具体情况而定。
114.根据权利要求90至113中至少一个所述方法,其特征在于通过所述处理设备将片材电路中用于检验目的的数据传送至一个在空间上遥远的评估单元来对检验操作进行评估,所述评估单元对所述数据进行评估,并且将检验结果反馈至所述处理设备。
115.根据权利要求90至114中至少一个所述方法,其特征在于在对所述片材电路的检验操作中,最好在每次检验操作中,一个新的识别数字被存储在所述片材电路中一个特别设置的存储区域内,同时所述识别数字最好还与相应片材的独特数据如序列号一起存储在一个位于所述片材外部的外部数据库内。
116.根据权利要求90至115中至少一个所述方法,其特征在于在检验操作中,将来自于所述片材中的存储器的识别数字和独特数据与所述外部数据库中的相关数据进行比较,同时在所述片材电路和/或处理设备和/或外部数据库中完整或者部分地执行所述检验操作。
117.根据权利要求90至116中至少一个所述方法,其特征在于在进行检验操作的同时,所述识别数字被从一组预定的识别数字中重新产生和/或选取出来,和/或除了所述识别数字之外,存储此时检验操作和/或在先检验操作的时间标记和/或位置标记,它们最好被存储在所述片材中的存储器内和/或所述外部数据库内。
118.根据权利要求90至117中至少一个所述方法,其特征在于存在有若干个外部数据库,并且借助于一个预定的选择标准选取出一个用于后续检验评估的外部数据库,所述预定的选择标准如取决于所述识别数字和/或时间标记和/或位置标记。
119.根据权利要求90至118中至少一个所述方法,其特征在于依赖源自于其它独立于所述片材电路执行的检验操作的数据,对通过在所述处理设备与片材电路之间传送数据而获得的数据进行评估,和/或通过在所述处理设备与片材电路之间传送数据而获得的数据被用于对其它独立于所述片材电路执行的检验操作中的检验参数进行调节。
120.根据权利要求90至119中至少一个所述方法,其特征在于将来自于所述片材电路的存储器的数据与专用于所述片材中的相应纸张和/或包含在其中的特征材料的数据进行比较。
121.根据权利要求90至120中至少一个所述方法,其特征在于在检验操作中,最好在每次检验操作中,其中所述片材被认为或者归类为仍旧适合于进行流通,使得所述片材经受不可逆的局部改变,同时与这种改变相关的数据最好被存储在所述片材电路中的存储器内。
122.根据权利要求90至121中至少一个所述方法,其特征在于当在所述处理设备内输送片材的过程中,依赖从所述片材电路传送至所述处理设备的数据,尤其是独特数据,确定出所述片材在所述处理设备内的位置,和/或在检验操作过程中或者之后将与所述检验操作相关的数据写入所述片材电路中的存储器内,和/或在检验操作过程中将纸张数据与片材中的电路数据进行比较。
123.根据权利要求90至122中至少一个所述方法,其特征在于通过在对夹持于一侧的片材进行分离的过程中使得所述片材发生变形,将来自于所述处理设备中的传送装置和/或来自于所述片材电路本身如一个相关的压电元件的能量供送至所述片材电路中的传送装置。
124.根据权利要求90至123中至少一个所述方法,其特征在于通过当在所述处理设备中对若干个堆积进行处理的过程中使得不同的堆积在空间上间隔开,实现物理性分离。
125.根据权利要求90至124中至少一个所述方法,其特征在于所述分离装置带有电路,这些电路具有与所述片材相同和/或不同的通信接口,和/或使用用于将所述片材分成两个子集的分离装置,这种分离装置可以防止所述处理设备与所述两个子集中之一内的片材电路进行通信。
126.根据权利要求90至125中至少一个所述方法,其特征在于在检验操作中,如即将被再次检验的数据和/或已经被检验为伪造或者疑似伪造的数据,仅被写入所述片材电路中的主要工作存储器的一部分内。
127.根据权利要求90至126中至少一个所述方法,其特征在于在存储和/或支付片材时使得交易数据与用于检验相关片材的测定数据相互关联,并且所述相互关联数据最好可以被存储在至少一个所述片材中的片材电路存储器内,和/或存储在所述处理设备中的存储器内,和/或存储在一个外部数据库中的存储器内。
128.根据权利要求90至127中至少一个所述方法,其特征在于在片材上执行处理操作中,以不同的速度执行不同的检验操作和/或以不同的时间执行不同的检验操作,尤其是,在对已检验的片材进行中间存储之前,所述检验装置可以以一个比在所述中间存储之后的检验操作更高的速度执行检验操作。
129.根据权利要求90至128中至少一个所述方法,其特征在于与所述片材的预期用途相关的数据被存储在所述片材电路中的存储器内,和/或对于不同的用户或者用户群来说存在有不同的访问权利,视具体情况而定,用于从所述片材中的电路存储器中,尤其是不同的存储区域,读取和/或写入内容。
130.根据权利要求90至129中至少一个所述方法,其特征在于所述片材后续在一个处理操作中带有一个额外的电路。
131.一种用于存储和/或输送片材的容器,如保险箱或者盒子或者绑扎带,包括至少一个电路和一个传送装置,用于将能量和/或数据从该容器中的电路传送至一个被制成用于对该容器进行处理的设备,和/或从所述设备接收能量和/或数据。
132.根据权利要求131中所述容器,其特征在于该容器具有一个根据权利要求1至89中至少一个所述处理设备或者这种处理设备中的至少一个组成部分。
133.根据权利要求131至132中至少一个所述容器,其特征在于该容器被用在根据权利要求1至89中至少一个所述处理设备内,用于接收已处理后的片材和/或从该容器中输出盛装的片材。
134.根据权利要求131至133中至少一个所述容器,其特征在于该容器中的片材上的电路可以直接与根据权利要求1至89中至少一个所述外部处理设备进行通信。
135.根据权利要求131至134中至少一个所述容器,其特征在于该容器中的内容物,如所盛装片材的数字、面额和/或总值,可以由该容器本身进行登记并且任选性地进行检验。
136.根据权利要求131至135中至少一个所述容器,其特征在于诸如与该容器中的内容物相关的数据,可以被存储在该容器中的存储器内和/或该容器中的至少一个或者所有片材中的存储器内。
137.根据权利要求131至136中至少一个所述容器,其特征在于遵照来自于一个外部处理设备的询问,该容器可以提供与盛装在其中的片材相关的数据和/或将数据写入盛装在其中的片材上的电路存储器内。
138.根据权利要求131至137中至少一个所述容器,其特征在于该容器被制成,在处理操作中,其可以接收希望被写入所述片材内的数据,将它们保持在其中的存储器内,并且仅在所述处理操作结束之后的某一时间点处,如在将盛装于其中的片材取出时,将这些中间存储数据写入对应的片材内。
139.根据权利要求131至138中至少一个所述容器,其特征在于相对于用于与该容器中的片材电路进行通信的传送装置来说,该容器中用于将能量和/或数据传送至一个外部处理设备的传送装置基于相同和/或不同的传送方法进行工作。
140.具有至少一个电路的片材,包括一个用于将能量和/或数据传送至一个用于对该片材进行处理的设备和/或从所述设备接收能量和/或数据的装置,同时至少所传送能量或者数据的一部分被用于进行所述处理。
141.根据权利要求140中所述片材,其特征在于存在有一个单元,用于将能量和/或数据从所述片材电路传送至所述处理设备,和另一个单元,用于从所述处理设备接收能量和/或数据。
142.根据权利要求140至141中至少一个所述片材,其特征在于相对于所述接收单元,用于将能量和/或数据从所述片材电路传送至所述处理设备的单元根据相同或者不同的传送方法进行工作,和/或存在有其它传送单元,它们可以利用其它可选择的替代性传送方法。
143.根据权利要求140至142中至少一个所述片材,其特征在于所述电路具有至少一个存储器,同时这些存储器最好具有若干个存储区域,这些存储区域相互分离并且可以仅一次和/或多次写入和/或读取。
144.根据权利要求140至143中至少一个所述片材,其特征在于设置有一个验证系统,其具有与不同访问权限相关的数据,所述访问权限用于不同的用户或者用户群,视具体情况而定,用于读取和/或改变所述电路中的存储器内的存储内容,同时这种验证系统最好被连接在一个误操作计数器上。
145.根据权利要求140至144中至少一个所述片材,其特征在于存在有一个或者多个密码和/或密码组,用于对待存储和/或传送数据进行加密,和/或用于形成对待存储和/或传送数据的数字签名。
146.根据权利要求140至145中至少一个所述片材,其特征在于所述电路具有一个或者多个逻辑开关,并且最好可以存储有与专用于相应开关的开关操作相关的数据。
147.根据权利要求140至146中至少一个所述片材,其特征在于一个或者多个作为特殊钞票的特性的不同独特数据被存储和/或可以被存储在所述存储器内。
148.根据权利要求140至147中至少一个所述片材,其特征在于该片材电路中的存储器包含有专用于特殊片材的纸张数据,和/或与所述电路相关的电路数据被作为信息结合入所述纸张内和/或被应用如印刷在所述纸张上,和/或该片材电路中的存储器存储有专用于特殊钞票的数据以及这种特殊钞票的相关纸张数据和电路数据,和/或这些相关数据被作为信息结合入所述纸张内和/或被应用如印刷在所述纸张上。
149.根据权利要求140至148中至少一个所述片材,其特征在于该片材电路具有一个探测装置,如一个用于对所述电路的输入电压进行评估的装置,以便能够对从一个堆垛中的其它片材向一个处理设备的数据传送进行探测。
150.根据权利要求140至149中至少一个所述片材,其特征在于设置有至少一个用于以光学方式传送能量和/或数据的传送装置,其具有一个光发送器,如发光二极管,和/或至少一个用于发送和/或接收光线的光电二极管,和/或该片材具有一个光电池和一个光源,所述光电池最好置于该片材的一个侧面上,而所述光源置于该片材的另一个侧面上。
151.根据权利要求140至150中至少一个所述片材,其特征在于所述光电二极管被应用在一个发光元件上,如一个单层或者多层LISA元件上,其任选性地带有一个反射涂层,和/或所述光电二极管被应用在一个光源上,尤其是一个发光表面上,和/或所发出光信号的光谱组成和/或时间性能,尤其是脉冲的持续时间、高度、间隔和/或顺序,取决于待传送的数据。
152.根据权利要求140至151中至少一个所述片材,其特征在于该片材具有结合于其中或者应用于其上的带有“形状记忆”效应和/或压电效应和/或磁致伸缩效应的元件,如由磁致伸缩物质和压电物质制成的合成材料,和/或一个或者多个电容式耦合表面。
153.根据权利要求140至152中至少一个所述片材,其特征在于所述电容式耦合表面具有一个连接于其上并且具有规定值的电感Lp,该电感Lp最好可以被有选择地接通或者断开,和/或在带有压电效应的元件上产生的电压被用于向所述电路进行电压供给,和/或在带有压电效应的元件上产生的电压的频率被用作基准频率,来产生所述电路的时钟频率。
154.根据权利要求140至153中至少一个所述片材,其特征在于该片材中的纸张具有一种磁性物质,其磁导率明显大于没有所述磁性物质的纸张的相对磁导率,并且所述磁性物质最好被结合入和/或应用在所述纸张上,以便使得作为所述电路中的耦合元件的线圈的电感增大,和/或所述物质显现出依赖于方向的磁性性能。
155.根据权利要求140至154中至少一个所述片材,其特征在于该片材具有用于光线和/或超声波的接收器,用于通过光线或者超声波辐射向所述电路供给能量,和/或一个或者多个用于对环境影响进行测定的传感器被结合入或者应用在该片材上。
156.根据权利要求140至155中至少一个所述片材,其特征在于对于若干个片材来说,如对于具有一个市值和/或具有相同或者不同面额的钞票来说,电路的位置会发生变化,和/或所述电路占据该片材面积的5至95%,最好是50至90%,或者是70至90%,视具体情况而定,和/或所述电路位于一个可光学变化元件的下方。
157.根据权利要求140至156中至少一个所述片材,其特征在于该片材具有若干个耦合元件,如一个直接与所述电路耦合起来的第一天线,和一个与第一天线耦合起来的第二天线,用于耦合在所述处理设备上,这些耦合元件最好具有不同的耦合频率,这些耦合频率最好被选择为专用于所述市值和/或面额。
158.根据权利要求140至157中至少一个所述片材,其特征在于所述电路具有一个集成电路和/或一个存储器和/或一个振荡电路,和/或所述电路经由至少一根导线导电性连接在至少一个作为电极的导电性电容式耦合表面上,和/或在各种情况下该片材在一侧或者两侧具有一个或者多个电接触表面,和/或该片材带有一个或者多个集成的电-光和/或电-声显示装置,和/或该片材具有用于产生规定热量的电阻,和/或所述电路具有一个用于进行负载调制的装置和/或一个用于进行电压调节的装置和/或一个用于进行抗冲突探测的装置。
159.根据权利要求140至158中至少一个所述片材,其特征在于在所述电路遵循来自于所述处理设备的外部询问发射出信号时和/或之后,所述电路改变工作状态,在这种工作状态下所述电路不再对来自于所述处理设备的询问作出反应。
160.根据权利要求140至159中至少一个所述片材,其特征在于该片材具有一个可变化的面额,该可变化的面额被存储在该片材电路中的存储器内。
161.一种用于生产片材或者用于生产片材的半成品的方法,其特征在于所述片材是根据权利要求140至160中至少一个所述片材,尤其是根据权利要求181至183中至少一个所述片材,或者一种半成品。
162.根据权利要求161中所述方法,其特征在于在造纸过程中和/或此后,在对纸张进行印刷之前和/或之中,如通过将电路混合入印刷油墨内,和/或在对纸张进行的印刷结束之后,一部分电路或者整个电路被结合入纸张内和/或应用在纸张上。
163.根据权利要求161至162中至少一个所述方法,其特征在于所述片材电路被制备在一个转印元件上或者其中,所述转印元件被应用在或者结合入所述片材内,如通过胶粘,并且所述转印元件在所述电路被应用在所述片材中或者其上之后作为该片材的一个组成部分保留下来,或者被再次去除。
164.根据权利要求161至163中至少一个所述方法,其特征在于所述转印元件,如呈承载箔片形式,最好在所述电路安放之前带有一个金属化部分,该金属化部分任选性地与所述电路导电性地连接起来。
165.根据权利要求161至164中至少一个所述方法,其特征在于所述电路完全或者部分地利用印刷技术在一个基体上形成,如借助于导电的或者导电性聚合物,或者基于薄的非晶硅层或者多晶硅层(α-Si,p-Si),其中所述基体如是所述片材或者转印元件。
166.根据权利要求161至165中至少一个所述方法,其特征在于所述电路基于半导体技术与聚合物电子技术的组合方法而形成,同时在高频范围内进行工作的组成部分最好利用半导体技术形成,而在低频范围内进行工作的组成部分最好利用聚合物电子技术形成。
167.根据权利要求161至166中至少一个所述方法,其特征在于当所述电路利用印刷技术在一个基体上形成时,所述基体具有由不同材料制成的区域,这些不同材料对印刷油墨具有不同的亲合力。
168.根据权利要求161至167中至少一个所述方法,其特征在于当所述电路利用印刷技术在一个基体上形成时,如在所述片材纸张本身或者转印元件上形成时,在应用或者结合所述电路之前,如借助于砑光操作、涂布操作或者提供一个底漆涂层对所述电路进行平整,和/或如通过钢质凹版印刷对所述电路的基体进行压纹处理。
169.根据权利要求161至168中至少一个所述方法,其特征在于在造纸和/或印刷之后,一个或者多个作为特殊片材的特性的不同独特数据被存储在所述电路中的存储器内。
170.根据权利要求161至169中至少一个所述方法,其特征在于已印刷片材上的所有单独副本依次或者在一个总的步骤中带有所述电路。
171.根据权利要求161至170中至少一个所述方法,其特征在于所述电路通过如经由印刷板上的开口进入一个凹陷部,而被结合入该凹陷部内,所述凹陷部用于在印刷板上存放印刷油墨。
172.根据权利要求161至171中至少一个所述方法,其特征在于所述电路借助于辊子被应用在所述已印刷片材上,如插入辊或者压制辊,它们从外侧和/或内侧获得待插入的电路。
173.根据权利要求161至172中至少一个所述方法,其特征在于所述片材或者转印元件具有一个或者多个凹陷部,所述电路和/或它们的接触表面被冲入这些凹陷部内,和/或所述电路和/或它们的接触表面在振动作用下被结合入所述凹陷部内。
174.根据权利要求161至173中至少一个所述方法,其特征在于在造纸过程中或者之后,一种磁性物质被添加至所述纸张中,所述磁性物质的磁导率明显大于没有这种磁性物质的纸张的磁导率,同时所述磁性物质最好被结合入和/或应用在所述纸张上,以便使得作为所述电路中的耦合元件的线圈的电感增大,和/或所述磁性物质以半成品的形式存在,其在造纸过程中或者之后,任选性地被紧固在一个转印元件上,并且被设置在所述纸张上或者被结合入所述纸张内,如所述纸张上的凹陷部或者通孔内。
175.根据权利要求161至174中至少一个所述方法,其特征在于用于利用纸浆生产出纸幅的造纸网或者用于输送纸幅的输送路径具有一个或者多个磁体,它们将所应用的磁性物质约束在纸幅上的有限局部区域中。
176.根据权利要求161至175中至少一个所述方法,其特征在于若干个用于所述电路并且带有不同的耦合频率的耦合元件被结合入或者应用在所述纸张上,和/或一个与所述电路直接耦合起来的第一天线和一个与第一天线耦合起来用于耦合在一个外部处理设备上的第二天线被结合入或者应用在所述纸张上,所述第二天线的耦合频率被选择为专用于所述市值和/或面额。
177.根据权利要求161至176中至少一个所述方法,其特征在于至少一种性能,如所述片材中电路的谐振频率,在造纸过程中、印刷之前、之中和/或之后被特别进行解调。
178.根据权利要求161至177中至少一个所述方法,其特征在于在生产过程中,纸张数据与电路数据耦合起来,并且最终的数据被写入所述电路中的存储器内,和/或相关信息被应用在和/或结合入如印刷后的纸张内,和/或纸张数据被写入所述电路中的存储器内,和/或与电路数据相关的信息被应用在和/或结合入如印刷后的纸张内。
179.一种用于生产片材或者用于生产片材的半成品的设备,其特征在于该设备被设计成用于实施根据权利要求161至178中任一个所述方法。
180.根据权利要求179中所述设备,其特征在于利用了一个具有用于存放印刷油墨的凹陷部的印刷单元,同时所述凹陷部最好具有一个开口。
181.一种半成品,如转印元件,用于生产根据权利要求140至160中任一个所述片材,在该半成品上或者其中具有一个电路,该电路被应用在或者结合入所述片材内。
182.根据权利要求181中所述半成品,其特征在于该半成品具有一个或者多个凹陷部,用于结合所述电路和/或其接触表面,和/或该半成品具有其它可视变化和/或可机械探测的防伪元件。
183.根据权利要求181和/或182中所述半成品,其特征在于该半成品,如呈承载箔片形式,带有任选性地导电连接在所述电路上的金属化部分。
全文摘要
本发明公开了用于处理片材、特别是钞票的设备,所述片材具有至少一个电路。本发明的设备设置有一个检验装置,用于将能量和/或数据传送至所述片材电路和/或从所述片材电路接收能量和/或数据。至少所传送能量和/或数据的一部分被用于进行所述处理。
文档编号B42D15/00GK1589457SQ02828282
公开日2005年3月2日 申请日期2002年12月19日 优先权日2001年12月21日
发明者克劳斯·芬肯泽勒, 托马斯·吉林, 曼弗雷德·海姆, 托马斯·希尔德布兰特, 拉尔夫·霍布迈耶, 拉斯·霍夫曼, 诺伯特·霍尔, 威蒂克·考尔, 弗雷德里克·克雷奇马尔, 马库斯·克罗布霍尔兹, 拉尔夫·利布勒, 索尔斯滕·皮洛, 哈拉尔德·赖纳, 沃尔特·施奈德, 埃卡特·施罗德-伯根, 马丁·西森, 迪特尔·斯坦, 亚历山大·斯坦科格勒, 克里斯琴·沃尔莫, 伯恩德·旺德勒, 费比奥拉·贝勒希姆, 马里厄斯·迪克特尔, 于尔根·舒茨曼 申请人:德国捷德有限公司
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