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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Erfassung optischer Eigenschaften eines Wertdokuments.
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Unter
Wertdokumenten werden dabei blattförmige Gegenstände verstanden,
die beispielsweise einen monetären
Wert oder eine Berechtigung repräsentieren
und daher nicht beliebig durch Unbefugte herstellbar sein sollen.
Sie weisen daher nicht einfach herzustellende, insbesondere zu kopierende Merkmale
auf, deren Vorhandsein ein Indiz für die Echtheit, d. h. die Herstellung
durch eine dazu befugten Stelle, ist. Wichtige Beispiele für solche
Wertdokumente sind Chipkarten, Coupons, Gutscheine, Schecks und
insbesondere Banknoten.
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Solche
Wertdokumente weisen für
sie charakteristische optische Eigenschaften auf. Bei den Eigenschaften
kann es sich um gegebenenfalls örtlich auf
dem jeweiligen Wertdokument variierende Absorption- und/oder Transmissionseigenschaften
für optische
Strahlung, d. h. Strahlung im IR-Bereich und/oder im sichtbaren
Bereich und/oder im UV-Bereich des elektromagnetischen Spektrums
handeln. Beispielsweise kann die optische Eigenschaft unter anderem
eine Farbverteilung betreffen.
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Diese
optischen Eigenschaften können
dazu dienen, den Typ des jeweiligen Wertdokuments zu erkennen und/oder
dessen Echtheit zu prüfen.
Da Wertdokument während
des Gebrauchs verschmutzt oder beschädigt werden können, kann
es auch notwendig sein, den Zustand der Wertdokumente, insbesondere
im Hinblick auf die optischen Eigenschaften, zu ermitteln.
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Da
eine Einzelprüfung
von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, von Hand allenfalls
in Einzelfällen
möglich
ist, werden zur Prüfung
des Typs, der Echtheit oder des Zustands entsprechende Vorrichtungen
zur Erfassung optischer Eigenschaften eines Wertdokuments verwendet.
Häufig
sind diese dazu ausgebildet, die Eigenschaften eines Wertdokuments
zu erfassen während
es an der Vorrichtung vorbei oder durch diese hindurch transportiert
wird.
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Bei
einem Typ solcher Vorrichtungen wird zur Erfassung von Farbeigenschaften
das Wertdokument mit gleichen Folgen von Lichtpulsen beleuchtet, wobei
das jeweils von dem Wertdokument remittierte Licht der Pulse mit
einer geeigneten Erfassungseinrichtung gemessen wird. Die Pulse
der Folgen unterscheiden sich in der Farbe des Lichts, nämlich Rot, Grün und Blau.
Durch Messung der remittierten Strahlung können so im Prinzip als optische
Eigenschaften Farbeigenschaften in Form von RGB-Eigenschaften gemessen
werden. Es kann sich aus unterschiedlichen Gründen als notwendig erweisen,
die von der Erfassungseinrichtung ermittelten Farbwerte zu korrigieren,
wozu entsprechende Korrekturwerte aus einem Korrekturwertspeicher
ausgelesen werden. Die Korrekturwerte können beispielsweise in Abhängigkeit
von Ergebnissen einer Kalibrierung der Vorrichtung bestimmt werden.
Leistungsfähige,
aber kostengünstige
Vorrichtungen der genannten Art sind zwar verfügbar, lassen aber nur Messungen
mit einer geringen Anzahl von Farben, typischerweise RGB, gegebenenfalls
mit einer zusätzlichen
Messung für infrarote
Pulse, zu.
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Gerade
zur Prüfung
von Wertdokumenten ist aber eine höhere Anzahl von Meßkanälen wünschenswert.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Erfassung optischer Eigenschaften eines Wertdokuments anzugeben,
das eine einfache Erfassung von optischen Eigenschaften in mehreren
ver schiedenen Spektralbereichen bzw. Farben nur in Remission oder
Transmission oder in Remission und/oder Transmission zuläßt, sowie
eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch ein Verfahren zur Erfassung optischer Eigenschaften eines
Wertdokuments, bei dem von dem Wertdokument ausgehende Pulse von
Folgen von Pulsen optischer Strahlung ortsaufgelöst erfaßt und Orten auf dem Wertdokument
zugeordnete, die Stärke
der Pulse an den jeweiligen Orten darstellende Empfangssignale gebildet
werden, für
jeweils einen der Pulse zur Korrektur der Empfangssignale wenigstens
ein Korrekturwert aus jeweils wenigstens einem Speicherplatz einer Speichereinrichtung
ausgelesen wird, und der ausgelesene wenigstens eine Korrekturwert
zur Korrektur wenigstens eines der Empfangssignale für den jeweils
einen der Pulse verwendet wird, wobei die Speicherplätze zur
Korrektur der Empfangssignale für
aufeinanderfolgende Pulse zyklisch ausgelesen werden, und bei dem
einer der in einem der Speicherplätze gespeicherten Korrekturwerte
nach dem Auslesen für
die Korrektur wenigstens eines der Empfangssignale durch einen anderen
Korrekturwert ersetzt wird.
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Die
Aufgabe wird weiter gelöst
durch eine Vorrichtung zur Erfassung von optischen Eigenschaften
eines Wertdokuments mit einer Erfassungseinrichtung, die zur ortsaufgelösten Erfassung
von von dem Wertdokument ausgehenden Pulsen von Folgen von Pulsen
optischer Strahlung und Bildung Orten auf dem Wertdokument zugeordneter,
die Stärke der
Pulse an den jeweiligen Orten darstellender Empfangssignale ausgebildet
ist, und einer Korrektureinrichtung zur Korrektur der Empfangssignale,
die eine Speichereinrichtung mit Speicherplätzen zur Speicherung von Korrekturdaten
zur Korrektur der Empfangssignale, und eine Verarbeitungseinrichtung,
die dazu eingerichtet ist, für
jeweils einen der Pulse zur Korrektur der Empfangssignale wenigstens
einen Korrekturwert aus jeweils wenigstens einem Speicherplatz der
Speichereinrichtung auszulesen, wenigstens eines der Empfangssignale
für den
jeweils einen der Pulse unter Bildung eines korrigierten Empfangssignals
unter Verwendung des ausgelesenen Korrekturwertes zu korrigieren,
umfaßt,
wobei die Verarbeitungseinrichtung die Speicherplätze zur
Korrektur der Empfangssignale aufeinanderfolgender Pulse zyklisch
ausliest, und einer Ersetzungseinrichtung, die wenigstens einen
der in einem der Speicherplätze
gespeicherten Korrekturwerte nach dem Auslesen für die Korrektur wenigstens
eines der Empfangssignale für
einen der Pulse durch einen anderen Korrekturwert ersetzt. Die Vorrichtung
kann insbesondere zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
dienen.
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Wie
bereits einleitend erwähnt,
wird im Rahmen der Erfindung unter optischer Strahlung elektromagnetische
Strahlung im infraroten, sichtbaren und ultravioletten Bereich verstanden.
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Bei
dem Verfahren werden Folgen von Pulsen optischer Strahlung erfaßt, die
von dem Wertdokument ausgehen. Hierbei kann es sich beispielsweise
um remittierte oder transmittierte Pulse handeln; die optische Eigenschaft
kann dann die Remission bzw. Transmission sein. Weiter unterscheiden
sich wenigstens drei der Pulse jeder Folge vorzugsweise insoweit,
daß die
diesen entsprechenden Empfangssignale mit jeweils anderen Korrekturwerten
zu korrigieren sind. Es ist jedoch auch denkbar, daß als optische
Eigenschaft auch Lumineszenz geprüft werden soll und Lumineszenzpulse
erfaßt
werden.
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Die
Pulse werden ortsaufgelöst
erfaßt,
wozu die Erfassungseinrichtung über
mehrere Empfangselemente verfügen
kann, die optische Strahlung von verschiedenen Orten auf dem Wertdokument
empfangen und entsprechende den Orten zugeordnete Empfangssignale
bilden. Beispielsweise kann hierzu eine zeilenförmige Anordnung von Empfangselementen
vorgesehen sein, die bei Transport der Wertdokumente an der Erfassungseinrichtung
vorbei quer oder schräg
zur Transportrichtung angeordnet ist.
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Bei
der Erfassung werden die Empfangssignale gebildet, die die Stärke der
jeweiligen Pulse darstellen; die Signale können analog oder digital sein. Unter
der Stärke
eines Pulses wird insbesondere die Intensität des Pulses oder die Energie
des Pulses verstanden. Die Empfangselemente sind vorzugsweise so
ausgebildet, daß sie
empfindlich für
die optische Strahlung aller empfangenen Pulse ist, wobei davon
ausgegangen wird, daß die
Spektralbereiche der Pulse vorgegeben sind. Weiterhin kann die Erfassungseinrichtung über eine
Optik zur Abbildung eines Bereichs der Oberfläche des Wertdokuments auf die
Empfangselemente und/oder eine Empfangs- bzw. Signalverarbeitungseinrichtung
zur Verarbeitung der Empfangssignale, insbesondere zur Filterung,
Verstärkung
und/oder Digitalisierung, verfügen. Diese
optionale Verarbeitung der Empfangssignale wird als Teil der Bildung
der Empfangssignale verstanden.
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Nach
der Bildung der Empfangssignale werden diese unter Verwendung der
Korrekturwerte korrigiert. Die Korrekturwerte sind als vorgegeben
zu betrachten. Die Vorrichtung verfügt hierzu über die Korrektureinrichtung.
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Dazu
wird davon ausgegangen, daß für die Pulse
jeder der Folgen bekannt ist, wie die diesen entsprechenden Empfangssignale
zu korrigieren sind, d. h. welche der Korrekturwerte zu verwenden sind.
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Wenigstens
zwei der Korrekturwerte sind in der Speichereinrichtung gespeichert
und werden entsprechend der Lage der Pulse in der jeweiligen Folge zur
Durchführung
der Korrektur ausgelesen.
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Die
Korrektureinrichtung verfügt
hierzu neben der Speichereinrichtung über eine Verarbeitungseinrichtung,
die beispielsweise einen Programmspeicher mit einem Programm und
einen Abschnitt eines Mikroprozessors oder Mikrocontrollers zur
Ausführung
des Programms umfassen kann. Der Abschnitt des Mikroprozessors bzw.
Mikrocontrollers kann je nach Ausführungsform auch einen Teil
der Signalverarbeitung der Empfangssignale vor der Korrektur durchführen, wozu
dann ein entsprechendes Programmmodul vorgesehen sein muß. Die Speichereinrichtung
der Korrektureinrichtung kann von dem Mikroprozessor bzw. Mikrocontroller
getrennt oder vorzugsweise durch Speicherplätze in dem Mikroprozessor bzw.
Mikrocontroller gegeben sein. Vorzugsweise ist die Korrektureinrichtung
jedoch eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder
ein FPGA, die die Speichereinrichtung insbesondere enthalten kann.
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Die
Korrektureinrichtung, beispielsweise das Programm für den Mikroprozessor
ist nun so ausgebildet, daß für jeweils
einen der Pulse zur Korrektur der Empfangssignale, die bei der ortsaufgelösten Erfassung
des Pulses gebildet wurden, wenigstens ein Korrekturwert aus jeweils
einem Speicherplatz der Speichereinrichtung ausgelesen wird. Dieser
Speicherplatz wird also zur Speicherung des Korrekturwertes oder
der Korrekturwerte für
die Empfangssignale für
den jeweiligen Puls verwendet. Für
aufeinanderfolgende Pulse werden die für die Korrektur der Empfangssignale
der jeweiligen Pulse zu verwendenden Korrekturwerte zyklisch aus
Speicherplätzen der
Speichereinrichtung ausgelesen und zur Korrektur verwendet, d. h.
für unmittelbar
aufeinanderfolgende Pulse werden jeweils unterschiedliche Speicher plätze zur
Speicher des wenigstens einen Korrekturwertes, d. h. des Korrekturwertes
oder der Korrekturwerte verwendet. Damit wäre die Anzahl der Korrekturwerte
auf die Anzahl der Speicherplätze
der Speichereinrichtung begrenzt.
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Um
eine größere Anzahl
von Pulsen mit unterschiedlichen Korrekturwerten verarbeiten zu
können,
ist nun vorgesehen, daß nach
Auslesen eines Korrekturwertes aus einem der Speicherplätze zur Korrektur
eines Empfangssignals dieser durch einen weiteren, später zu verwendenden
Korrekturwert ersetzt wird. Unter dem Begriff ”nach dem Auslesen” wird dabei
nur verstanden, daß der
Korrekturwert irgendwann nach dem aktuellen Auslesen und vor dem
nächsten
Auslesen desselben Speicherplatzes ersetzt wird.
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Die
Vorrichtung umfaßt
hierzu die Ersetzungseinrichtung, die, je nach Ausbildung der Korrektureinrichtung,
durch eine Teilfunktion eines Mikroprozessors bzw. Mikrocontrollers
der Korrektureinrichtung oder vorzugsweise als separate Einrichtung
gegeben sein kann.
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Die
Verarbeitung der Empfangssignale und die Korrektur derselben erfolgt
im wesentlichen in Echtzeit, d. h. die Erfassung von Pulsen wird
nicht abgeschlossen, bevor die Korrektur beginnt.
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Die
Ersetzung der Korrekturwerte erlaubt es, bei dem Verfahren eine
Korrektureinrichtung zu verwenden, die eigentlich nur zur Verarbeitung
einer geringen Anzahl von Korrekturwerten vorgesehen ist. Insbesondere
kann beispielsweise eine für
drei Farben und gegebenenfalls noch IR-Strahlung ausgelegte Korrektureinrichtung
dazu verwendet werden, Korrekturen auch für weitere Farben zu verwenden. Da
solche einfacheren Korrektureinrichtungen ein größeres Anwendungsgebiet haben
und daher in größerer Stück zahl herstellbar
sind, kann eine Vorrichtung zur Erfassung von optischen Eigenschaften mit
einer größeren Anzahl
von Korrekturmöglichkeiten
einfach und kostengünstig
bereitgestellt werden.
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Je
nach Art der Korrektur können
das Auslesen und das Ersetzen in unterschiedlicher Art und Weise
erfolgen.
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Bei
einer ersten Variante des Verfahrens kann zur Korrektur verschiedenen
Orten zugeordneter Empfangssignale desselben Pulses derselbe Korrekturwert
verwendet werden, wobei die Empfangssignale nacheinander korrigiert
werden, und es kann dann das Ersetzen des Korrekturwertes nach Auslesen
für die
Korrektur des letzten der Empfangssignale für denselben Puls erfolgen.
Bei der Vorrichtung kann dazu die Korrektureinrichtung dazu ausgebildet sein,
zur Korrektur verschiedenen Orten zugeordneter Empfangssignale desselben
Pulses derselben Korrekturwert zu verwenden, wobei die Empfangssignale
nacheinander korrigiert werden, und bei der die Ersetzungseinrichtung
dazu ausgebildet ist, das Ersetzen des Korrekturwertes nach Auslesen
für die Korrektur
des letzten der Empfangssignale für denselben Puls durchzuführen. Für einen
Puls erfaßte Empfangssignale,
die verschiedenen Orten auf dem Wertdokument zugeordnet sind, werden
also mit demselben Korrekturwert korrigiert, der ein- oder mehrmals
aus demselben Speicherplatz ausgelesen wird. Nach Auslesen für die Korrektur
des letzten der Empfangssignale wird der Korrekturwert ersetzt.
Ob ein Empfangssignal einem Puls entspricht, kann mittels des zeitlichen
Abstands der Erfassung ermittelt werden, es ist aber auch ein Abgrenzung
durch der Vorrichtung zugeführte
Triggersignale oder das Feststellen, daß Empfangssignale für alle Orte,
d. h. von allen Empfangselementen, gebildet wurden, möglich. Diese
Alternative ermöglicht
die Verwendung einer Vorrichtung, bei der das Ersetzen der Korrekturwerte nicht
sehr schnell erfolgen kann.
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Gemäß einer
zweiten Variante können
bei dem Verfahren zur Korrektur verschiedenen Orten zugeordneter
Empfangssignale desselben Pulses verschiedene den Orten zugeordnete
Korrekturwerte verwendet werden, die jeweils in demselben Speicherplatz
gespeichert sind, und das Ersetzen des Korrekturwertes kann dann
jeweils nach Auslesen für die
Korrektur eines der Empfangssignale für den Puls erfolgen. Bei der
Vorrichtung kann dazu die Korrektureinrichtung dazu ausgebildet
sein, zur Korrektur verschiedenen Orten zugeordneter Empfangssignale desselben
Pulses verschiedene den Orten zugeordnete Korrekturwerte zu verwenden,
die jeweils in demselben Speicherplatz gespeichert sind, und die Ersetzungseinrichtung
kann dazu ausgebildet sein, das Ersetzen des Korrekturwertes jeweils
nach Auslesen für
die Korrektur eines der Empfangssignale für den Puls durchzuführen. Es
können
also insbesondere für
jeden Puls nacheinander für
die Orte bzw. die diesen zugeordneten Empfangssignalen diesen zugeordnete
Korrekturwerte in denselben Speicherplatz geschrieben werden, wobei
die Reihenfolge der Korrekturwerte bzw. der Orte der Reihenfolge
der Empfangssignale bzw. der diesen zugeordneten Orte entspricht.
Damit kann insbesondere auch eine Korrektur zum Ausgleich von Unterschieden
in den Erfassungseigenschaften der Empfangselemente erfolgen, obwohl
die Korrektureinrichtung nur über
wenige Speicherplätze,
insbesondere weniger als verschiedene Empfangselemente vorhanden
sind, verfügt.
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Gemäß einer
dritten besonders bevorzugten Variante können bei dem Verfahren zur
Korrektur verschiedenen Orten zugeordneter Empfangssignale desselben
Pulses verschiedene den Orten zugeordnete Korrekturwerte verwendet
werden, die jeweils in den Orten zugeordneten Speicherplätzen gespeichert
sind, und das Ersetzen des Korrekturwertes für einen Ort jeweils nach Auslesen
für die
Korrektur des Empfangssignals für
den Ort und für den
Puls erfolgt. Bei der Vorrichtung kann hierzu die Erfassungseinrichtung
eine vorgegebene Anzahl von Empfangselementen aufweisen, die jeweils
von verschiedenen Orten ausgehende Pulse erfassen und zur Bildung der
den Orten zugeordneten Empfangssignale dienen, die Speichereinrichtung
für jedes
der Empfangselemente und damit jeden der Orte eine vorgegebene Anzahl
von Speicherplätzen
für Korrekturwerte ausweist,
die Korrektureinrichtung dazu ausgebildet ist, zur Korrektur verschiedenen
Orten zugeordneter Empfangssignale desselben Pulses jeweils den
Orten zugeordnete Korrekturwerte zu verwenden, die jeweils in den
den Orten zugeordneten Speicherplätzen gespeichert sind, und
bei der die Ersetzungseinrichtung dazu ausgebildet ist, das Ersetzen
des Korrekturwertes für
einen Ort jeweils nach Auslesen für die Korrektur des Empfangssignals
für den
Ort und für
den Puls durchzuführen.
Insbesondere können
für jedes
der Empfangselemente diesem zugeordnete Speicherplätze in der
Speichereinrichtung vorhanden sein, die zur Korrektur der mittels
des Empfangselements gebildeten Empfangssignale ausgelesen werden.
Auf diese Weise ist eine ortsabhängige
bzw. für die
Empfangselement individuelle Korrektur möglich. Die Korrektur kann dabei
für die
Orte unabhängig voneinander
und insbesondere je nach Ausbildung der Korrektureinrichtung in
Bezug auf die Orte seriell oder ganz oder teilweise parallel erfolgen.
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Das
Ersetzen der Korrekturwerte für
verschiedene Pulse kann in wenigstens zwei Varianten erfolgen. In
einer ersten Variante wird der Korrekturwert für einen Ort ersetzt, nachdem
er ausgelesen wurde und bevor wenigstens einer der Korrekturwerte
für denselben
Puls, aber einen anderen Ort ausgelesen wird. Bei der zweiten Variante
werden die Korrekturwerte für
die Orte ersetzt, nachdem die Korrekturwerte für denselben Puls und alle Orte
ausgelesen wurden. Insbesondere kann das Ersetzen dann als ”Block” erfolgen.
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Die
Erzeugung der von dem Wertdokument ausgehenden Pulse kann prinzipiell
beliebig erfolgen. Vorzugsweise wird bei dem Verfahren zur Erzeugung
der Folgen von Pulsen das Wertdokument mit entsprechenden Folgen
von Beleuchtungspulsen optischer Strahlung beleuchtet, wobei sich
wenigstens zwei, vorzugsweise alle, Beleuchtungspulse einer Folge
durch deren Typ, der insbesondere durch das Spektrum des jeweiligen
Beleuchtungspulses und/oder die Beleuchtungsrichtung des jeweiligen Beleuchtungspulses
relativ zu dem Wertdokument gegeben sein kann, unterscheiden und
die Reihenfolge der Pulse verschiedener Typen jeder der Folgen vorgegeben
ist. Vorzugsweise wird dann jeweils wenigstens einer der verwendeten
Korrekturwerte jeweils einem der Typen der Beleuchtungspulse zugeordnet,
so daß die
Empfangssignale mit Korrekturwerten korrigiert werden, die dem jeweiligen
Typ der Beleuchtungspulse zugeordnet sind. Die Vorrichtung kann
dazu weiter eine Beleuchtungseinrichtung zur Abgabe von Beleuchtungspulse
wenigstens zweier unterschiedlicher Typen, die insbesondere durch
das Spektrum des jeweiligen Beleuchtungspulses und/oder die Beleuchtungsrichtung
des jeweiligen Beleuchtungspulses relativ zu dem Wertdokument gegeben
sein kann, und eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung,
die dazu ausgebildet ist, die Beleuchtungseinrichtung so anzusteuern,
daß diese
zur Erzeugung der Folgen das Wertdokument mit entsprechenden Folgen
von Beleuchtungspulsen optischer Strahlung zu beleuchten, wobei
sich wenigstens zwei, vorzugsweise alle, Beleuchtungspulse einer
Folge durch deren Typ unterscheiden und die Reihenfolge der Pulse
verschiedener Typen jeder der Folgen vorgegeben ist, umfassen. Weiter
kann die Verarbeitungseinrichtung und die Ersetzungseinrichtung
so ausgebildet sein, daß jeweils
wenigstens einer der verwendeten Korrekturwerte jeweils einem der
Typen der Beleuchtungspulse zugeordnet ist, so daß die Empfangssignale
mit Korrekturwerten korrigiert werden, die jeweils den Typen der
Beleuchtungspulse zugeordnet sind. Die Spektren verschiedener Typen
von Beleuchtungspulsen können
insbesondere so gewählt
sein, daß diese verschiedenen
Farben entsprechen. Der Typ der Beleuchtungspulse kann insbesondere
auch durch deren Spektrum und/oder deren Beleuchtungsrichtung relativ
zu dem Wertdokument bzw. dem Erfassungsbereich der Erfassungseinrichtung
und/oder deren Intensität
bestimmt sein. Zur Abgabe der Beleuchtungspulse kann die Beleuchtungseinrichtung
vorzugsweise über
mehrere Quellen für
optische Strahlung mit vorgegebenen, den Typen entsprechenden Spektren
und einer Steuerung zur Ansteuerung der Quellen zur Abgabe der Folge
von Beleuchtungspulsen verfügen.
Durch Beleuchtung mit einem Beleuchtungspuls eines der Typen wird
ein entsprechender von dem Wertdokument ausgehender Puls erzeugt,
der unter Bildung des entsprechenden Empfangssignals erfaßt wird.
Durch den Beleuchtungspulstyp wird festgelegt, welche optische Eigenschaft des
Wertdokuments erfaßt
wird, beispielsweise dessen Remissionsvermögen für Licht der Farbe Rot wie es
durch die Beleuchtungseinrichtung vorgegeben ist. Die Korrektur
erfolgt nun unter Verwendung eines für den Typ vorgesehenen Korrekturwertes
oder, bei einer ortsabhängigen
Korrektur, mehrerer für
den Typ vorgesehener, verschiedenen Orten zugeordneter Korrekturwerte.
Durch die vorgegebene Reihenfolge der Beleuchtungspulstypen in den
Folgen ist bestimmt, in welcher Reihenfolge Pulse von dem Wertdokument
ausgehen und somit Empfangssignale gebildet werden. Damit ist auch
festgelegt, welche Korrekturwerte zur Korrektur der Empfangssignale
der entsprechenden Pulse zu verwenden sind. Die Steuereinrichtung
braucht nicht nur zur Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung ausgebildet
zu sein, sondern kann, je nach Ausbildung der Vorrichtung, auch zur
Synchronisation der Funktion der Beleuchtungseinrichtung mit der
der Ersetzungseinrichtung dienen.
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Die
Steuereinrichtung kann prinzipiell beliebig ausgebildet sein. Beispielsweise
kann sie als selbständige
elektrische oder elektronische Schaltung oder durch einen entsprechenden
nur als Steuereinrichtung dienenden Mikrocontroller oder Prozessor
gegeben sein. Weiter kann sie wenigstens einen Schaltungsabschnitt
der Erfassungseinrichtung und/oder der Korrektureinrichtung und/oder
der Ersetzungseinrichtung umfassen. Es ist möglich, daß die die Steuereinrichtung
einen programmierbaren Abschnitt der Erfassungseinrichtung und/oder
der Korrektureinrichtung und/oder der Ersetzungseinrichtung und
entsprechende Programminstruktionen zur Ausführung durch den programmierbaren
Abschnitt umfaßt.
Hierbei wird unter einem programmierbaren Abschnitt auch ein FPGA
verstanden. Besonders bevorzugt ist die Ausführungsform, bei der die Steuereinrichtung
einen Schaltungsabschnitt oder einen programmierbaren Abschnitt
der Ersetzungseinrichtung umfaßt,
da in diesem Fall die Synchronisation der Beleuchtungspulsreihenfolgen
mit der Ersetzung der Korrekturwerte einfach gestaltet werden kann.
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Bei
dem Verfahren können
die Korrekturwerte in der Speichereinrichtung so ausgelesen und
ersetzt werden, daß ein
durch die Beleuchtung des Wertdokuments mit einem der Beleuchtungspulse
eines der Typen gebildetes Empfangssignal mit einem dem Typ und
je nach Ausführungsform
dem Empfangssignal zugeordneten Ort entsprechenden Korrekturwert
korrigiert wird. Bei der Vorrichtung sind dazu vorzugsweise die
Erfassungseinrichtung, die Korrektureinrichtung und die Ersetzungseinrichtung entsprechend
ausgebildet. Zur Synchronisation der Beleuchtung und der Erfassung
kann insbesondere eine Synchronisationseinrichtung vorgesehen, mittels
der die Abgabe der Beleuchtungspulse und der Empfang der durch diese
gebildeten von dem Wertdokument kommenden Pulse aufeinander abgestimmt
bzw. miteinander synchronisiert werden.
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Bei
dem Verfahren sind vorzugsweise die Folgen der Beleuchtungspulse
in Bezug auf den Typ der Pulse gleich, und die Anzahl der Pulse
einer Folge mit verschiedenem Typ ist dann vorzugsweise größer als
die Anzahl der Speicherplätze
in der Speichereinrichtung, die jeweils zur Speicherung von Korrekturwerten
zur Korrektur von Empfangsignalen für den jeweils selben Ort verwendet
werden. Bei der Vorrichtung kann dazu die Beleuchtungseinrichtung so
ausgebildet sein, daß die
abgegebenen Pulse in Bezug auf den Typ der Pulse gleich sind, und
die Beleuchtungseinrichtung und die Speichereinrichtung sind so
ausgebildet sind, daß die
Anzahl der Pulse einer Folge mit verschiedenem Typ größer ist
als die Anzahl der Speicherplätze
in der Speichereinrichtung, die jeweils zur Speicherung von Korrekturwerten
zur Korrektur von Empfangsignalen für den jeweils selben Ort verwendet
werden. Sind insbesondere jedem der Empfangselemente Speicherplätze der
Speichereinrichtung zugeordnet, so kann die Anzahl dieser Speicherplätze kleiner
sein als die Anzahl der Pulse einer Folge mit verschiedenem Typ.
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Weiter
kann bei dem Verfahren vorzugsweise der jeweilige Korrekturwert
zum Ersetzen eines ausgelesenen Korrekturwertes aus einer weiteren von
der Speichereinrichtung getrennten Speichereinrichtung gelesen werden.
Bei der Vorrichtung kann hierzu vorzugsweise die Ersetzungseinrichtung
eine von der Speichereinrichtung getrennte, weitere Speichereinrichtung
aufweisen, in der zum Ersetzen verwendete Korrekturwerte gespeichert
sind. Während die
Speichereinrichtung ein flüchtiger
Speicher sein muß,
um die Korrekturwerte ersetzen zu können, kann für die weitere
Speichereinrichtung ein beliebiger Speichertyp verwendet werden,
der nur ein hinreichend schnelles Auslesen zu erlauben braucht. Als
Speichertypen für
die weitere Speichereinrichtung kommen somit flüchtige und insbesondere auch nichtflüchtige Speicher
in Betracht.
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Prinzipiell
können
die Erfassungseinrichtung, die Korrektureinrichtung und die weitere
Speichereinrichtung beliebig angeordnet sein. Bei der Vorrichtung
ist es jedoch bevorzugt, daß elektrische und/oder
elektronische Elemente der Erfassungseinrichtung und die Korrektureinrichtung
als Modul bzw. Baugruppe ausgebildet sind, und wenigstens die weitere
Speichereinrichtung, vorzugsweise die Ersetzungseinrichtung, in
einem anderen Modul bzw. einer anderen Baugruppe ausgebildet ist.
Unter einem Modul wird dabei insbesondere eine Anordnung verstanden,
deren Elemente auf derselben Platine gehalten sind. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, daß Erfassungseinrichtung
und Korrektureinrichtung als fertige Baugruppe verwendet werden
können.
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Insbesondere
können
bei dem Verfahren in der weiteren Speichereinrichtung mehr Korrekturwerte
gespeichert sein als in der Speichereinrichtung und vorzugsweise
soviele Korrekturwerte wie zur Korrektur aller Empfangssignale einer
Folge erforderlich sind. Bei der Vorrichtung sind dazu vorzugsweise
in der weiteren Speichereinrichtung mehr Korrekturwerte speicherbar
als in der Speichereinrichtung und vorzugsweise soviele Korrekturwerte
wie zur Korrektur aller Empfangssignale einer Folge erforderlich.
Unterscheiden sich die Beleuchtungspulse einer Folge in ihren Typen,
können
insbesondere soviele Korrekturwerte erforderlich sein wie verschiedene
Typen von Beleuchtungspulsen. Erfolgt zusätzlich eine Korrektur in Abhängigkeit
vom Ort bzw. dem erfassenden Empfangselement, kann die Anzahl der Korrekturwerte
größer oder
gleich dem Produkt aus der Anzahl der Typen und der Anzahl der Empfangselemente
sein.
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Prinzipiell
können
die zur Ersetzung verwendeten Korrekturwerte beliebig bereitgehalten
werden. Bei dem Verfahren werden jedoch vorzugsweise zum Ersetzen
der Korrekturwerte in der Speichereinrichtung die jeweils zum Er setzen
verwendeten Korrekturwerte zyklisch aus Speicherplätzen der
weiteren Speichereinrichtung ausgelesen. Bei der Vorrichtung kann
die Ersetzungseinrichtung dazu vorzugsweise so ausgebildet sein,
daß sie
zum Ersetzen der Korrekturwerte in der Speichereinrichtung die jeweils zum
Ersetzen verwendeten Korrekturwerte zyklisch aus Speicherplätzen der
weiteren Speichereinrichtung ausliest. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, daß es
einfach zu implementieren und insbesondere schnell durchzuführen ist.
Erfolgt eine Korrektur auch in Bezug auf den Ort, d. h. sind verschiedenen
Orten jeweils eigene Korrekturwerte zugeordnet, besteht das zyklische
Auslesen vorzugsweise darin, daß für jeden
Ort nacheinander die Korrekturwerte für die Typen ausgelesen werden.
Dies kann für
verschiedene Orte nacheinander oder wenigstens teilsweise parallel
erfolgen.
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Die
Beleuchtung des Wertdokuments kann prinzipiell von nur einer Seite
des Wertdokuments erfolgen, wobei vorzugsweise dessen Remissionseigenschaften
erfaßt
werden. Die Beleuchtungseinrichtung ist dann so ausgebildet, daß diese
das Wertdokument mit Pulsen beleuchtet, wenn sich dieses in einem
Erfassungsbereich der Erfassungseinrichtung, in dem die Erfassungseinrichtung
von dem Wertdokument ausgehende Pulse erfassen kann, befindet, insbesondere
auch bewegt, und die Erfassungseinrichtung ist so ausgebildet, daß diese
die von dem Wertdokument remittierte Strahlung der Pulse der Beleuchtungseinrichtung
erfaßt.
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Für die Prüfung von
Wertdokumenten kann es jedoch auch wünschenswert sein, deren optische Eigenschaften
für wenigstens
einen Spektralbereich sowohl in Transmission als auch in Remission
zu prüfen.
Bei dem Verfahren können
die Beleuchtungspulsfolgen dann jeweils wenigstens einen Beleuchtungspuls,
der auf eine erste Seite des Wertdokuments gerichtet ist, und wenigstens
einen weiteren Beleuchtungspuls, der auf ein zweite, der ersten
Sei te gegenüberliegende
Seite des Wertdokuments gerichtet ist, enthalten. Bei der Vorrichtung
kann hierzu die Beleuchtungseinrichtung so ausgebildet sein, daß die von
dieser abgegebenen Beleuchtungspulsfolgen jeweils wenigstens einen
Beleuchtungspuls, der auf eine erste Seite des Wertdokuments gerichtet ist,
und wenigstens einen weiteren Beleuchtungspuls, der auf ein zweite,
der ersten Seite gegenüberliegenden
Seite des Wertdokuments gerichtet ist, enthalten. Hierzu kann beispielsweise
eine Strahlungsquelle vorgesehen sein, deren Beleuchtungspulse durch
eine entsprechende optische Einrichtung in einen ersten, zu der
einen Seite führenden
oder einen zweiten, zu der zweiten Seite führenden Strahlengang geführt werden.
Vorzugsweise verfügt
die Beleuchtungseinrichtung aber über wenigstens zwei Strahlungsquellen,
von denen wenigstens eine Beleuchtungspulse der Folgen auf die erste
Seite des Wertdokuments in dem Erfassungsbereich und die andere
Beleuchtungspulse der Folgen auf die zweite Seite des Wertdokuments
abgibt.
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Das
Wertdokument kann bei der Erfassung prinzipiell relativ zu der zu
der Erfassung verwendeten Vorrichtung ruhen. Vorzugsweise ist jedoch
eine Transportvorrichtung vorgesehen, die Wertdokumente durch einen
Erfassungsbereich der Erfassungseinrichtung transportiert, in dem
die Erfassungseinrichtung von dem Wertdokument ausgehende Pulse
erfassen kann.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann insbesondere in Vorrichtungen zur Bearbeitung von Wertdokumenten,
insbesondere Sortiervorrichtungen und/oder Vorrichtungen zur Annahme
und/oder Ausgabe von Banknoten verwendet werden. Gegenstand der
Erfindung ist daher auch eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Wertdokumenten,
insbesondere Sortiervorrichtungen und/oder zur Annahme und/oder
Ausgabe von Banknoten mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Die
Erfindung wird im Folgenden noch weiter beispielhaft an Hand der
Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung,
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2 eine
schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Erfassung optischer Eigenschaften
eines Wertdokuments, die Teil der Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung
in 1 ist, von der Seite,
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3 eine
schematische teilweise Ansicht der Vorrichtung in 2 entgegen
der Transportrichtung des Wertdokuments, in der neben dem Transportpfad
und dem Wertdokument darin nur Strahlungsquellen und Empfangselemente
gezeigt sind.
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4 eine
schematische Blockdarstellung einer Erfassungs-, einer Korrektur-,
einer Ersetzungs-, einer Steuer- und einer Beleuchtungseinrichtung
der Vorrichtung in 2,
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5 eine
schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Arbeitsweise
der Vorrichtung in 2, und
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6 eine
schematische Darstellung von Empfangselementen, Speicherplätzen einer
Speichereinrichtung und Speicherplätzen einer weiteren Speichereinrichtung
in einem zweiten Ausführungsbeispiel
für Vorrichtung
zur Erfassung optischer Eigenschaften eines Wertdokuments, die als
Teil der Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung in 1 dienen
kann, und
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7 eine 5 entsprechende
schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Arbeitsweise
einer Vorrichtung eines weiteren Ausführungsbeispiels.
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Eine
Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung 10 in 1,
im Beispiel eine Banknotenbearbeitungsvorrichtung, verfügt in einem
Gehäuse 12 über ein
Eingabefach 14 für
die Eingabe von zu bearbeitenden Wertdokumenten 16, im
Beispiel Banknoten, einen Vereinzler 18, der auf Wertdokumente 16 in dem
Eingabefach 14 zugreifen kann, eine Transporteinrichtung 20 mit
Weichen 22 und in Zweigen eines durch die Transporteinrichtung 20 gegebenen
Transportpfades 24 nach den Weichen 22 jeweils
Ausgabefächer 26 zur
Aufnahme von mittels der Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung 10 bearbeiteter
Wertdokumenten mit davor angeordneten Staplerrädern 28. Weiter besitzt
die Banknotenbearbeitungsvorrichtung 10 entlang des durch
die Transporteinrichtung 20 gegebenen Transportpfades 24 eine
vor den Weichen 22 angeordnete Sensoranordnung 30 zur
Erfassung von Eigenschaften entlang des Transportpfades 24 transportierter
Banknoten 16 sowie eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 32,
die wenigstens mit der Sensoranordnung 30 und den Weichen 22 über Signalverbindungen
verbunden ist und zur Auswertung von wenigstens einer Eigenschaft
eines von der Sensoranordnung 30 erfaßten Wertdokuments 16 wiedergebenden
Sensorsignalen der Sensoranordnung 30 und Ansteuerung wenigstens
einer der Weichen 22 in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Auswertung
der Sensorsignale ausgebildet ist.
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Die
Sensoranordnung 30 umfaßt in diesem Ausführungsbeispiel
einen Sensor 34 zur Erfassung von optischen Eigenschaften
der Banknoten. Die Sensoranordnung kann weiter beispielsweise einen in 1 nicht
gezeigten Ul traschallsensor zur Erfassung des Zustands von Wertdokumenten,
beispielsweise das Vorhandenseins von Klebestreifen, umfassen.
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Die
Steuer- und Auswerteeinrichtung 32 erfaßt die Signale der Sensoranordnung 30 und
prüft im
Beispiel auf der Basis der Signale des Sensors 34 und soweit
vorhanden weiterer Sensoren der Sensoranordnung 30, ob
die optischen Eigenschaften des Wertdokuments vorgegebenen Kriterien,
beispielsweise in Bezug auf Verschmutzungen und/oder Echtheit, entsprechen
und/oder welche Denomination eine von der Sensoranordnung 30 erfaßte Banknote 16 aufweist.
Weiter kann sie prüfen,
ob die Banknote nach jeweils wenigstens einem vorgegebenen Kriterium
in einem verkehrsfähigen,
d. h. noch zur weiteren Verwendung als Zahlungsmittel geeignetem,
Zustand ist. In Abhängigkeit
von dem Ergebnis der Prüfung
steuert die Steuer- und Auswerteeinrichtung 32 wenigstens
eine der Weichen 22 so an, daß das Wertdokument bzw. die
Banknote 16 von der Transporteinrichtung 20 in
ein dem Prüfergebnis
zugeordnetes bzw. einem bestimmten vorgegebenen Typ von Wertdokumenten
bzw. Banknoten entsprechenden Ausgabefach 26 gefördert und
dort abgelegt wird.
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Der
Sensor 34, der eine Vorrichtung zur Erfassung von optischen
Eigenschaften eines Wertdokuments darstellt, ist zusammen mit einem
nur schematisch dargestellten Abschnitt 36 der Transporteinrichtung 20 in 2 schematisch
dargestellt. Die Vorrichtung 34 ist zur Erfassung von optischen
Eigenschaften eines Wertdokuments in verschiedenen optischen Spektralbereichen
in Remission und für optische
Strahlung im Infrarotbereich in Transmission ausgelegt. In anderen
Ausführungsbeispielen
könnten
auch alle Farben in Transmission gemessen werden.
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Die
in 2 und 3 genauer schematisch gezeigte
Vorrichtung 34 umfaßt
eine Beleuchtungseinrichtung 38 zur Abgabe von Beleuchtungspulsen unterschiedlicher
Typen, eine Erfassungseinrichtung 40 zur Erfassung von
optischer Strahlung, die von einem durch die Beleuchtungspulse der
Beleuchtungseinrichtung 38 beleuchteten Wertdokument 16 ausgeht,
und Bildung entsprechender Empfangssignale, eine Korrektureinrichtung 42 zur
Korrektur der Empfangssignale in Abhängigkeit von den Typen der
Beleuchtungspulse, mit denen das Wertdokument während der Erfassung der optischen
Strahlung beleuchtet wurde, einer Ersetzungseinrichtung 44 zur
Ersetzung von Korrekturwerten in der Korrektureinrichtung und eine
Steuereinrichtung 46 zur Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung 38 und
zur Synchronisation der Funktion der Beleuchtungseinrichtung 38 mit
der der Ersetzungseinrichtung 44.
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Die
Vorrichtung 34 ist zur Untersuchung der optischen Eigenschaften
von Wertdokumenten mit mehr als vier verschiedenen Typen von Beleuchtungspulsen
optischer Strahlung, im Beispiel sechs Typen ausgebildet. Die Typen
unterscheiden sich durch die Spektren der jeweiligen Strahlung in
Kombination mit der Richtung, in der die Strahlung auf das Wertdokument
abgegeben wird. Die allgemein mit BT bezeichneten Typen umfassen
die Beleuchtung für eine
Remissionsmessung mit optischer Strahlung der Farben Rot, Grün und Blau
und Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich (IR) sowie der
Kombination der Farben R, G und B sowie der Beleuchtung für eine Transmissionsmessung
mit infraroter Strahlung.
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Die
Beleuchtungseinrichtung 38 verfügt dazu im Beispiel für die Remissionsmessung über jeweils auf
derselben Seite des durch die Transporteinrichtung 24 gegebenen
Transportpfadabschnitts 48 über Strahlungsquellen 50, 50' und 50'' für rotes, blaues und grünes Licht,
d. h. Strahlung mit einem Spektrum, das einer roten, blauen bzw.
grünen
Farbe entspricht. Die genauen Eigenschaften der Spektren ergeben
sich aus der Art der Strahlungsquellen 50, 50' und 50'', im Beispiel entsprechende Leuchtdioden. Weiterhin
ist auf derselben Seite des Transportpfades eine Quelle 52 für die IR-Strahlung
angeordnet.
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Die
Strahlung dieser Quellen 50, 50', 50'' und 52 wird
durch eine in 3 nicht gezeigte gemeinsame
erste Beleuchtungsoptik 54 der Beleuchtungseinrichtung 38 auf
den Transportpfadabschnitt 48 gebündelt, so daß auf einem
Wertdokument in dem Transportpfadabschnitt 48 ein quer
zur Transportrichtung T der Wertdokumente verlaufender Streifen
als Beleuchtungsmuster entsteht. Im Beispiel ist die Richtung des
Strahlengangs gegenüber dem
Transportpfadabschnitt 48 geneigt.
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Auf
der gegenüberliegenden
Seite des Transportpfades 48 bzw. Wertdokuments besitzt
die Beleuchtungseinrichtung 38 für die Transmissionsmessung
als weitere Strahlungsquelle 56 eine Strahlungsquelle für IR-Strahlung,
im Beispiel wie die Quelle 52 eine IR-Leuchtdiode, angeordnet,
deren Strahlung durch eine in 3 nicht
gezeigte zweite Beleuchtungsoptik 58 auf den Transportpfadabschnitt 48 gebündelt wird,
so daß auf
einem Wertdokument in dem Transportpfadabschnitt 48 ein
quer zur Transportrichtung T der Wertdokumente verlaufender Streifen
als Beleuchtungsmuster entsteht. Die Strahlungsquelle 56 und
die zweite Beleuchtungsoptik 58 sind so angeordnet, daß die IR-Strahlung
im wesentlichen orthogonal auf eine Ebene des Transportpfadabschnitts 48 bzw.
eines Wertdokuments 16 darin fällt.
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Die
Beleuchtungseinrichtung 38 wird durch die im Folgenden
genauer beschriebenen Steuereinrichtung 46 angesteuert,
so daß diese
bzw. deren Strahlungsquellen 50, 50', 50'', 52 und 56 Folgen
von Beleuchtungspulsen optischer Strahlung auf das Wertdokument 16 abgibt.
Die Beleuchtungspulse werden je nach Beleuchtungspulstyp von dem
Wertdokument 16 remittiert oder transmittiert, so daß durch
die Beleuchtungspulse durch Remission oder Transmission von dem
Wertdokument 16 ausgehenden Pulse erzeugt werden.
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Zur
Erfassung der von dem Wertdokument 16 in dem Transportpfadabschnitt 48,
genauer den durch die Beleuchtungseinrichtung 38 beleuchteten Bereichen
bzw. Streifen, ausgehenden optischen Strahlung, insbesondere der
Pulse, verfügt
die Erfassungseinrichtung 40 über eine auf derselben Seite des
Transportpfades wie die Strahlungsquellen 50, 50', 50'' und 52 angeordnete Zeilenkamera 60,
deren Empfangselemente 62, beispielsweise CCD-Elemente
eines CCD-Feldes oder CMOS-Photodetektionselemente, entlang einer
Geraden im wesentlichen quer zur Transportrichtung T angeordnet
und sowohl im sichtbaren als auch dem infraroten Bereich des elektromagnetischen
Spektrums empfindlich sind, und eine in 3 nicht
gezeigte Erfassungsoptik 64, die von dem Wertdokument 16 kommende
optische Strahlung auf die Zeilenkamera 60 fokussiert. Zum
Auslesen bzw. Empfang von Signalen der Zeilenkamera 60,
genauer der Empfangselemente 62, der Bildung von Empfangssignalen
aus den Signalen der Empfangselemente 62 und optional zur
Vorverarbeitung der Empfangssignale verfügt die Erfassungseinrichtung über eine
Empfangseinheit 65. Für
jedes der Empfangselemente 62 wird ein Empfangssignal gebildet,
das die Stärke
des jeweiligen Pulses an dem von dem auf das Empfangselement 62 abgebildeten
Ort wiedergibt und diesem somit zugeordnet ist. Die Erfassungseinrichtung 44 ist
so ausgebildet und angeordnet, daß sie sowohl den von den Strahlungsquellen 50, 50', 50'' und 52 beleuchteten Bereich
eines Wertdokuments 16 in dem Transportpfadabschnitt 48 als
auch den Bereich des Wertdokuments 16, aus dem von dem
Wertdokument transmittierte Strahlung der Strahlungsquelle 56 tritt
bzw. treten kann, erfaßt.
Im Beispiel ist die Beleuchtungseinrichtung 38 so ausgebildet,
daß sich
die genannten Bereiche überlappen,
vorzugweise wenigstens nahrungsweise decken. Die Erfassungsoptik 64 und
die Zeilenkamera 60 sind so angeordnet, daß der durch diese
festgelegte Empfangsstrahlengang wenigstens näherungsweise orthogonal zu
dem Wertdokument 16 in dem Transportpfadabschnitt 48 verläuft und
mit dem durch die Strahlungsquelle 56 und die zweite Beleuchtungsoptik 58 gebildeten
Beleuchtungsstrahlengang fluchtet.
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Die
Empfangselemente 62 empfangen von einem Wertdokument kommende
optische Strahlung und bilden in Abhängigkeit von der Intensität der optischen
Strahlung und dem Spektrum der Strahlung Signale, die die Stärke der
Pulse darstellen und in der Empfangseinheit vorverarbeitet werden.
Die Signale repräsentieren
die Remissions- bzw. Transmissionseigenschaften des erfaßten Wertdokuments.
Die Zeilenkamera wird getaktet betrieben, so daß durch den Transport des Wertdokuments
an der Zeilenkamera vorbei eine örtlich
aufgelöste
Erfassung der optischen Eigenschaften des Wertdokuments erfolgt.
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Genauer
liest die Empfangseinheit 65 in gleichen Zyklen die Signale
der Empfangselemente 62, wobei die Erfassung für ein Empfangselement
jeweils für
eine vorgegebene Zeitdauer erfolgt.
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Die
Empfangseinheit 65 gibt auch Taktsignale ab, die dazu dienen,
die Abgabe der Beleuchtungspulse auszulösen.
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Da
die Empfangselemente in unterschiedlichen Spektralbereichen im allgemeinen
auch eine unterschiedliche Empfindlichkeit aufweisen, ist es notwendig,
die Empfangssignale zu korrigieren. Hierzu ist die mit der Erfas sungseinrichtung 40 über eine Signalverbindung
verbundene Korrektureinrichtung 42 vorgesehen, die im vorliegenden
Beispiel durch eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung gegeben
ist. Diese weist eine Speichereinrichtung 66 (vgl. 4)
mit wenigstens zwei, im Beispiel vier, Speicherplätzen 68 für Korrekturwerte
und eine Verarbeitungseinrichtung 70 zur Korrektur eingegangener
Empfangssignale mit einem Korrekturwert aus einem der Speicherplätze 68 auf.
Die Speichereinrichtung ist als flüchtiger Speicher ausgebildet.
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Im
Beispiel sind die Empfangseinheit 65 und die Korrektureinrichtung 42 in
nur einem Chip bzw. in derselben anwendungsspezifischen Schaltung
ausgebildet.
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Von
der Empfangseinheit 65 an die Korrektureinrichtung 42 abgegebenen
Folgen von Empfangssignalen werden korrigiert, indem ein jeweiliges
Empfangssignal unter Verwendung eines aus einem der Speicherplätze 68 ausgelesenen
Korrekturwertes korrigiert wird. Der Einfachheit halber seien die
Empfangssignale für
verschiedene Orte, aber denselben Puls als Empfangssignalgruppe
bezeichnet. Die Speicherplätze 68 werden
für die
Korrektur zyklisch ausgelesen, so daß einer der Anzahl der Speicherplätze 68 entsprechende
Anzahl von aufeinanderfolgenden Empfangssignalgruppen für verschiedene Pulse,
im Beispiel 4, mit den in den Speicherplätzen gespeicherten Korrekturwerten
korrigiert wird. Bezeichnet Ei die Empfangssignalgruppe
der Empfangselemente 62 an der Stelle i der Folge und j
den Speicherplatz (j = 1,..., n, im Beispiel n = 4), so werden beispielweise
die Empfangssignale der Empfangssignalgruppe Ei unter
Verwendung des aktuellen Korrekturwertes in Speicherplatz j = 1,
d. h. des bei Auslesen darin gespeicherten Wertes, die Empfangssignale
der Empfangssignalgruppe Ei+1 unter Verwendung
des aktuellen Korrekturwertes in Speicherplatz j = 2, die Empfangssignale
der Empfangssignalgruppe Ei+2 unter Verwendung
des aktuellen Korrekturwertes in Speicherplatz j = 3, die Empfangssignale der
Empfangssignalgruppe Ei+3 unter Verwendung des
aktuellen Korrekturwertes in Speicherplatz j = 4 und die Empfangssignale
der Empfangssignalgruppe Ei+4 unter Verwendung
des aktuellen Korrekturwertes in Speicherplatz j = 1 korrigiert.
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Die
Korrektureinrichtung 42 gibt die korrigierten Empfangssignale
dann an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 32 ab, die
sie weiterverwendet.
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Die
Erfassungseinrichtung 40 und die Korrektureinrichtung 42 sind
in diesem Beispiel Teil einer Baugruppe, die die Ersetzungseinrichtung 44 nicht umfaßt, und
beispielweise auf einer Platine angeordnet. Sie bilden ein fertiges
Modul 71, das zur allgemeinen Verwendung auf dem Markt
erhältlich
ist.
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In
dieser Form könnte
die Korrektureinrichtung 42 nur eine der Anzahl der Speicherplätze 68 entsprechende
Anzahl von Korrekturwerten verwenden, so daß nicht alle möglichen
Typen von Beleuchtungspulsen, die die Beleuchtungseinrichtung ermöglicht,
verwendet werden könnten.
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Im
vorliegenden Beispiel soll das Wertdokument jedoch mit gleichen
Folgen von Beleuchtungspulsen beleuchtet werden, die jeweils sechs
Beleuchtungspulse mit verschiedenem Typ aufweisen, nämlich rote,
blaue, grüne
und infrarote Beleuchtungspulse sowie rot-grün-blau gemischte Beleuchtungspulse
für die
Remissionsmessung und infrarote Beleuchtungspulse für die Transmissionsmessung.
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Zur
entsprechenden Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung und der notwendigen
Ersetzung der Korrekturwerte in den Speicherplätzen der Kor rektureinrichtung 42 dienen
die mit der Korrektureinrichtung 42 verbundene Ersetzungseinrichtung 44 und
die Steuereinrichtung 46, die auf einer anderen Platine
angeordnet sein können.
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Die
Ersetzungseinrichtung 44 verfügt über eine weitere Speichereinrichtung 72 zur
Speicherung von Korrekturwerten für die bei der Erfassung der
optischen Eigenschaften verwendeten Typen von Beleuchtungspulsen,
im Beispiel also sechs. Die Speichereinrichtung 72 ist
im Beispiel ein nichtflüchtiger, wiederbeschreibbarer
Speicher, beispielsweise ein EEPROM oder ein Flashspeicher. Die
Ersetzungseinrichtung 44 verfügt weiter über eine Verarbeitungseinheit 74,
im Beispiel einen Mikroprozessor oder Mikrocontroller, und einen
Programmspeicher, in dem Programmcode gespeichert ist, bei dessen Ausführung der
Mikroprozessor bzw. Mikrocontroller das im Folgenden beschriebene
Ersetzungsverfahren ausführt.
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Die
mit der Beleuchtungseinrichtung 38 zu deren Ansteuerung
verbundene Steuereinrichtung 46 ist mit der Ersetzungseinrichtung 44 verbunden,
in diesem Beispiel in der Form, daß entsprechender Programmcode
für den
Mikroprozessor bzw. Mikrocontroller zur Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung
in einem Speicherabschnitt gespeichert ist, bei dessen Ausführung der
Mikroprozessor bzw. Mikrocontroller die Beleuchtungseinrichtung 38 zur
Abgabe von Beleuchtungspulsen vorgegebener Typen ansteuert.
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Zur
Synchronisation mit der Erfassungs- und der Korrektureinrichtung 40 bzw. 42 sind
die Ersetzungseinrichtung 44 und die Steuereinrichtung 46 mit der
Korrektureinrichtung 42 verbunden. Im Beispiel ist dazu
der Mikroprozessor bzw. Mikrocontroller mit einem entsprechenden
Ausgang der Korrektureinrichtung 42 verbunden, über den
von der Erfassungseinrichtung 40 ausgelöste Taktsignale ausgegeben werden.
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Die
Erfassungs- und die Korrektureinrichtung 40 bzw. 42 und
die Ersetzungs- und die Steuereinrichtung 44 bzw. 46,
genauer deren Programmcode, sind in diesem Beispiel so ausgebildet,
daß alle Empfangssignale
einer Empfangssignalgruppe, d. h. solche für denselben Puls, mit demselben
Korrekturwert korrigiert werden. Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen, wie
teilweise und schematisch in 5 veranschaulicht
ist.
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Aufeinanderfolgende
Arbeitstakte sind in 5 von oben nach unten fortlaufend
durch entsprechende Zeilen dargestellt. Die linke Spalte zeigt, welcher
Typ BT von Beleuchtungspuls abgegeben wird, die mittlere Tabelle
die Belegung der Speicherplätze 68 bzw.
der Speichereinrichtung 66 mit Korrekturwerten, die durch
den Typ der Beleuchtungspulse bei der Erzeugung der mit ihnen zu
korrigierenden Empfangssignale der Empfangssignalgruppe gekennzeichnet
sind, und die rechte Tabelle die Korrekturwerte aus der weiteren
Speichereinrichtung 72, wobei deren Speicherplätze ebenfalls
numeriert angegeben sind. Die linke Spalte dieser rechten Tabelle zeigt,
den jeweils zur Ersetzung verwendeten Korrekturwert, wiederum gekennzeichnet
durch den entsprechenden Typ des Beleuchtungspulses, die rechte
Spalte den Speicherplatz in der weiteren Speichereinrichtung 72.
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Die
Korrektureinrichtung 42 gibt, angesteuert von der Erfassungseinrichtung 40,
Taktsignale an die Ersetzungs- und die Steuereinrichtung 44 bzw. 46, genauer
den Mikroprozessor bzw. Mikrocontroller ab.
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Dieser
steuert als Steuereinrichtung 46 in Abhängigkeit von den Taktsignalen
die Beleuchtungseinrichtung 38 so an, daß diese
gleiche Folgen von Beleuchtungspulsen abgibt. Jedem Taktsignal entspricht
dabei ein Beleuchtungspuls. Jede der Folgen F umfaßt Beleuchtungspulse
unterschiedlicher Typen BT. Im Beispiel steuert die Steuereinrichtung 46 zur
Bildung einer Folge F auf aufeinanderfolgende Taktsignale zunächst jeweils
die Strahlungsquellen 50, 50' und 50'' sowie
die Strahlsquelle 52 an, so daß für jeweils ein Taktsignal ein
roter, ein grüner,
ein blauer und ein infraroter Beleuchtungspuls (R, G, B, IR) abgegeben
werden. Auf das folgende Taktsignal steuert sie dann die Strahlungsquellen 50, 50' und 50'' gemeinsam an, so daß eine Beleuchtungspuls (RGB)
mit Strahlung der drei Strahlungsquellen auf das Wertdokument abgegeben
wird. Auf das darauf folgende Taktsignal wird die Strahlungsquelle 56 angesteuert,
die daraufhin als letzten Beleuchtungspuls der Folge F einen IR-Beleuchtungspuls
(IR-TRA) für eine
Transmissionsmessung abgibt. Diese Folgen F sind in 5 in
der linken Spalte veranschaulicht.
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Die
Korrektureinrichtung 42 gibt auf Ansteuerung durch die
Erfassungseinrichtung 40 die Signale über die Ersetzungseinrichtung 44 an
die Steuereinrichtung 46 so ab, daß während der Abgabe des entsprechenden
Beleuchtungspulses ein durch diesen erzeugter, von dem Wertdokument
ausgehender Puls erfaßt
und in eine Empfangssignalgruppe umgesetzt wird. Die Empfangssignale
dieser Gruppe werden von der Korrektureinrichtung 42 korrigiert,
wobei diese zyklisch die Korrekturwerte in den Speicherplätzen 68 ausliest,
um aufeinanderfolgende Empfangssignale der Empfangssignalgruppen
zu korrigieren, wie dies oben beschrieben wurde.
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Nach
Abgabe eines Beleuchtungspulses und Verwendung des Korrekturwertes
in dem entsprechenden Speicherplatz für eine Empfangssignalgruppe
liest die Ersetzungseinrichtung 44 einen neuen Korrekturwert
aus der weiteren Speichereinrichtung 72 aus und schreibt
diesen an den zuletzt ausgelesenen Speicherplatz der Speichereinrichtung 66.
Die ist in 5 dadurch veranschaulicht, daß die Tabellenzelle,
deren Inhalt zuletzt zur Korrektur ver wendet wurde, gepunktet hinterlegt
ist, der neue Korrekturwert, der zur Ersetzung verwendet wird, durch
einen Pfeil gekennzeichnet ist.
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Bei
dem Verfahren werden zum Ersetzen der Korrekturwerte in der Speichereinrichtung
die jeweils zum Ersetzen verwendeten Korrekturwerte zyklisch aus
Speicherplätzen
der weiteren Speichereinrichtung ausgelesen.
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Genauer
steuert die Steuereinrichtung 46 die Beleuchtungseinrichtung 38 so
an, daß diese
eine Beleuchtungspulsfolge F abgibt, die nacheinander Beleuchtungspulse
der Typen R, G, B, IR, RGB und IR-TRA aufweist. In der weiteren
Speichereinrichtung 72 sind in Speicherplätzen 1 bis 6 Korrekturwerte
für die
Korrektur von Empfangssignalen von Empfangssignalgruppen gespeichert,
die bei Beleuchtung durch Beleuchtungspulse RGB, IR-TRA, R, G, B,
IR, erfaßt
werden. Dies entspricht der Folge der Typen der Beleuchtungspulse
sooft zyklisch permutiert, wie sich die Anzahl der Beleuchtungstypen
BT und die Anzahl der Speicherplätze 68 unterscheiden.
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Die
Ersetzungseinrichtung 44 braucht dann die Speicherplätze der
weiteren Speichereinrichtung 72 nur zyklisch auszulesen
und die Inhalte jeweils in die zuletzt gelesenen Speicherplätze 68 der
Speichereinrichtung 66 zu schreiben.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
Korrekturen für
mehr Beleuchtungspulstypen durchzuführen als eigentlich für das Modul
aus Erfassungs- und Korrektureinrichtung vorgesehen ist.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, daß die Korrektur
der Empfangssignale in Abhängigkeit
von dem zugeordneten Ort bzw. dem zur Bildung des Empfangssignals
dienenden Empfangselement erfolgt. Dazu sind die Korrektureinrichtung,
ins besondere auch deren Speichereinrichtung, sowie die Ersetzungseinrichtung
mit der weiteren Speichereinrichtung gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel modifiziert.
Die anderen Teile sind unverändert,
so daß für diese
die gleichen Bezugszeichen verwendet werden wie im ersten Ausführungsbeispiel
und die Ausführungen
zu diesen entsprechend auch hier gelten.
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Die
Zuordnung von Empfangselementen bzw. Orten, den Speicherplätzen der
Speichereinrichtung und denen der weiteren Speichereinrichtung sind
in 6 veranschaulicht. Der Übersichtlichkeit halber sind
nur drei Empfangselemente, für
jedes der drei Empfangselemente vier Speicherplätze und sechs weitere Speicherplätze gezeigt.
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Die
Speichereinrichtung 66' weist
nun für
jedes der Empfangselemente 62 vier Speicherplätze auf,
in denen Korrekturwerte zur Korrektur der mittels des jeweiligen
Empfangselements gebildeten Empfangssignale speicherbar sind. Die
Korrektureinrichtung 70' unterscheidet
sich außer
durch die geänderte
Speichereinrichtung 66' dadurch,
daß nun
die Empfangssignale jedes der Empfangselemente individuell korrigiert
werden, indem für
jedes der Empfangssignale zyklische die Korrekturwerte aus den dem
Empfangselement bzw. dem entsprechenden Orten zugeordneten Speicherplätzen ausgelesen und
zur Korrektur verwendet werden. Dies geschieht wie im ersten Ausführungsbeispiel,
aber für
jeden der Orte bzw. jedes der Empfangselemente individuell.
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Die
weitere Speichereinrichtung 72' der modifizierten Ersetzungseinrichtung 44' verfügt nun für jedes
der Empfangselemente bzw. jeden der Orte über sechs Speicherplätze, in
denen die Korrekturwerte für
die sechs Typen für
das jeweilige Empfangselement bzw. den jeweiligen Ort gespeichert
sind.
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Die
Ersetzungseinrichtung 44 ist weiter so ausgebildet, daß die Ersetzung,
wie sie im ersten Ausführungsbeispiel
für jeden
Puls, aber für
alle Orte erfolgte, entsprechend nun für jeden der Orte bzw. jedes
der Empfangselemente getrennt durchgeführt wird. Das bedeutet, daß für jeden
der Orte bzw. jedes der Empfangselemente die in 5 veranschaulichte
Sequenz durchlaufen wird, wobei eine Ersetzung nach Auslesen des
jeweiligen Korrekturwertes für den
Ort in der Korrektureinrichtung erfolgt.
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Das
Ersetzen der Korrekturwerte für
verschiedene Pulse kann in zwei Varianten erfolgen. In einer ersten
Variante wird der Korrekturwert für einen Ort ersetzt, nachdem
er ausgelesen wurde und bevor wenigstens einer der Korrekturwerte
für denselben Puls,
aber einen anderen Ort ausgelesen wird. Bei der zweiten Variante
werden die Korrekturwerte für die
Orte ersetzt, nachdem die Korrekturwerte für denselben Puls und alle Orte
ausgelesen wurden. Insbesondere kann das Ersetzen dann als ”Block” erfolgen.
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Ein
anderes Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß die Ersetzung
von Korrekturwerten in Speicherplätzen 68 der Speichereinrichtung 66 im Takt
vor deren nächsten
Gebrauch erfolgt. Dazu ist die Ersetzungseinrichtung entsprechend
modifiziert. So liest sie beispielsweise vor der Ansteuerung für den n-ten
Beleuchtungspuls einer Folge, in 5 beispielsweise
den zweiten für
einen grünen
Beleuchtungspuls, den entsprechenden Korrekturwert aus der weiteren
Speichereinrichtung und schreibt diesen in den Speicherplatz, der
zur Korrektur der Empfangssignale der n-ten Empfangssignalgruppe verwendet
wird, im Beispiel den Speicherplatz n, für den zweiten grünen Beleuchtungspuls
also den Speicherplatz 2.
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Die
Ersetzung kann in anderen Ausführungsbeispielen
in entsprechender Weise zu beliebigen Zeitpunkten während des
Korrekturzyklus erfolgen, zu denen nicht lesend auf den Inhalt des
jeweiligen Speicherplatzes zugegriffen wird.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch,
daß für jedes
der Empfangselemente 62 und damit jeden der abgebildeten
Orte ein individueller Korrekturwert für jeden Puls- bzw. Beleuchtungstyp
vorgesehen ist.
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Sind
M, im Beispiel wie im ersten Ausführungsbeispiel M = 6, Beleuchtungspulstypen
und N Empfangselemente vorgesehen, besitzt die Ersetzungseinrichtung
zur Speicherung der Korrekturwerte nun eine weitere Speichereinrichtung 72', in der N·M Korrekturwerte
gespeichert sind (vgl. 7). Die Korrekturwerte sind
jeweils in M aufeinanderfolgenden Blöcken mit N Speicherplätzen abgelegt,
wobei in jedem Block die Korrekturwerte für denselben Beleuchtungspulstyp
und verschiedene Empfangselemente 62, d. h. diesen zugeordnete
Orte gespeichert sind. Die Reihenfolge der Korrekturwerte in jedem Block
entspricht der Reihenfolge, in der die Empfangssignale für verschiedene
Orte, aber denselben Puls in der Korrektureinrichtung verarbeitet
werden.
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Eine
Ersetzung von Korrekturwerten erfolgt nun nach jedem Auslesen eines
Korrekturwertes zur Korrektur eines Empfangssignals.
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Dabei
wird genauer ein Korrekturwert für
einen Ort und einen vorgegebenen Puls in demselben Speicherplatz
durch einen Korrekturwert für
einen anderen Ort, aber denselben Puls ersetzt, solange Empfangssignale
für verschiedene
Orte, aber denselben Puls korrigiert werden. In 7,
die 5 entspricht, sind in demjenigen Speicherplatz,
der für den
aktuellen Puls verwendet wird und der gepunktet unterlegt dargestellt
ist, nacheinander die Korrekturwerte für den jeweiligen Beleuchtungspulstyp
für die verschiedenen
Orte i gespeichert. Die Speicherung erfolgt jeweils nach Auslesen
des vorhergehenden Korrekturwertes und dessen Verwendung zur Korrektur.
Dies ist durch den Index ”_i” gekennzeichnet,
der von 1 bis N läuft.
Nach dem Auslesen für
das letzte Empfangssignal des jeweiligen Beleuchtungspulses bleibt
der Korrekturwert, gekennzeichnet durch ”_N” zunächst in dem Speicherplatz und
wird nach dem Auslesen erst ersetzt, bevor der Speicherplatz für einen
entsprechenden Beleuchtungspuls erneut ausgelesen wird. Für den folgenden
Beleuchtungspuls wird vor dem Auslesen des Korrekturwertes für das erste
Empfangssignal und damit den ersten Ort der Korrekturwert aus der
weiteren Speichereinrichtung 72' in den Speicherplatz geschrieben.
Dieser Wechsel bezüglich
der Pulstypen erfolgt wie im ersten Ausführungsbeispiel. Um die Ersetzung
auch mit dem Wechsel der Empfangssignale zu synchronisieren, ist
eine entsprechende Takt- oder Signalverbindung zwischen der Empfangs-
oder der Korrektureinrichtung und der Ersetzungseinrichtung vorgesehen, über die
der Ersetzungseinrichtung Signale zuführbar sind, mittels derer die
Ersetzungseinrichtung den Zeitpunkt der Ersetzung steuern kann.
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In
anderen Ausführungsbeispielen
erfolgt die Auswertung der von der Korrektureinrichtung abgegebenen
korrigierten Empfangssignale in einer Auswerteeinrichtung der Vorrichtung 34,
die dann an die entsprechend modifizierte Steuer- und Auswerteeinrichtung 32 nur
noch ein Prüfungssignal
abgibt, das das Ergebnis der Prüfung
darstellt.
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Weitere
Ausführungsbeispiele
unterscheiden sich von den vorhergehenden Ausführungsbeispielen dadurch, daß die Ersetzungs-
und die Steuereinrich tung 44 bzw. 46 nicht durch
die Korrektureinrichtung 40, sondern die Erfassungseinrichtung 42 angesteuert
wird. Es ist auch denkbar, daß die
Steuereinrichtung 46 unabhängig von der Ersetzungseinrichtung
ausgebildet ist und nicht durch die Ersetzungseinrichtung 44,
sondern unmittelbar durch die Erfassungs- oder Korrektureinrichtung
angesteuert wird. In diesem Fall ist sie so in Abstimmung mit der Ersetzungseinrichtung
ausgebildet, daß diese
durch die Taktsignale synchronisiert arbeiten.
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In
weiteren Ausführungsbeispielen
können auch
größere Zahlen
von Beleuchtungspulstypen verwendet werden, beispielsweise Beleuchtungspulse
einer größeren Anzahl
von verschiedenen Farben bzw. Spektralbereichen, die für die Erfassung
optischer Eigenschaften nur in Remission, nur in Transmission oder
wenigstens teilweise in Remission und Transmission verwendet werden.
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Die
in den jeweiligen Ausführungsbeispielen verwendeten
Korrekturwerte können
mit dem Fachmann bekannten Kalibrierverfahren ermittelt werden.