Ultraschneller Zeilensensor Banknoten richtig drucken

Der 60-zeilige Fotosensor kann bis zu 200.000 Farbbilder pro Sekunde aufnehmen. Damit lässt sich der Druck von Banknoten in Echtzeit überprüfen.
Der 60-zeilige Fotosensor kann bis zu 200.000 Farbbilder pro Sekunde aufnehmen. Damit lässt sich der Druck von Banknoten in Echtzeit überprüfen.

Um Geldfälschern die Arbeit zu erschweren, haben Banknoten komplexe Sicherheitsmerkmale. Beim Druck echter Noten müssen spezielle Kameras sicherstellen, dass jede Banknote fehlerfrei hergestellt wurde. Doch die Geschwindigkeit heutiger Sensoren reicht nicht mehr für die modernen Produktionsprozesse.

Forscher des Fraunhofer Institus für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS haben zusammen mit dem Austrian Institue of Technology AIT haben einen ultaschnellen Zeilensensor entwickelt, der das Überprüfen von Banknoten in Echtzeit wieder möglich machen soll.

Der 60-Zeilen-Sensor ist doppelt so schnell wie heute verfügbare Sensoren. Der Sensor erfasst die Geldscheine Zeile für Zeile, wenn sie aus der Druckerpresse kommen. Pro Sekunde nimmt die Kamera dabei bis zu 200.000 Farbbilder auf. Eine Software vergleicht die Bildaufnahmen mit einem Sollbild und identifiziert Banknoten mit fehlerhaften Sicherheitsmerkmalen. Um die hohe Geschwindigkeit zu erreichen, haben die IMS-Wissenschaftler für jede Pixelspalte eine eigene Auslesekette auf dem Chip integriert. Zudem entwickelten sie spezielle Photopixel, dank derer man trotz der kurzen Belichtungszeiten mit herkömmlichen Optiken arbeiten kann. In jeder Pixelspalte werden die drei Farben Rot, Grün und Blau gleichzeitig und über die gesamte Pixelfläche erfasst.

Die hohe Anzahl an Zeilen des Sensors ermöglicht es, Objekte aus unterschiedlichen Blinkwinkeln zu erfassen. Damit lassen sich beispielsweise auch die Kippeffekte von Hologrammen überprüfen.

Die Architektur des Sensors eröffnet auch Spielräume für weitere Anwendungen. Dank der hohen Zeilenanzahl ließe sich sein Wellenlängenspektrum noch bis in den UV- oder Infrarotlicht-Bereich erweitern. Das wäre für das Recycling von Kunststoffen interessant, wo der Sensor geschredderte Materialien anhand ihrer Farbinformationen identifizieren und so eine Trennung erleichtern könnte. Mit der Fähigkeit auch 3D-Oberflächen zu analysieren, eignet er sich zudem für die Qualitätsprüfung unterschiedlicher Materialien in der industriellen Fertigung. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Untersuchung von Schienen oder Fahrdrähten der Bahn: Selbst bei einer Geschwindigkeit von rund 300 km/h könnte der Sensor Bilder mit einer Auflösung von bis zu 0,4 mm liefern und so winzigste Haarrisse erkennen. Erdnahe Satelliten, die mit einem solchen Sensor ausgestattet sind und die Erde mit einer Geschwindigkeit von 26.000 km/h umkreisen, könnten Farbaufnahmen von der Erdoberfläche mit einer Auflösung von drei Zentimetern machen.