DE3722600A1 - Vorrichtung zum nachstellen einer lichtschranke - Google Patents

Vorrichtung zum nachstellen einer lichtschranke

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Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtschranke, insbe­ sondere für einen Geldannahme- und -ausgabeautomaten. Speziell betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Nach­ stellen eines Schwellenwertes in zum Prüfen von Banknoten verwendeten Lichtschranken.
Ein in einer Bank aufgestellter Geldannahme- und -ausgabeautomat ist gewöhnlich mit Lichtschranken versehen, die im Rahmen einer Echtheitsprüfung einer Banknote fest­ stellen, ob sich in einem bestimmten Teil der Maschine eine Banknote befindet oder nicht oder die Länge der Banknote oder das Lichtdurchlässigkeits- oder Lichtreflexionsmuster der Banknote bestimmen.
Eine bekannte Prüfeinrichtung dieser Art ist in der JP-OS 6 597/1976 angegeben, die nachstehend als "die äl­ tere Anmeldung" bezeichnet wird. In der genannten Prüfein­ richtung gibt ein Photodetektor, beispielsweise ein Photo­ transistor, ein analoges Meßsignal, beispielsweise das in Fig. 2 der älteren Anmeldung dargestellte, wellenförmige Signal, das mit einem vorherbestimmten Schwellenwert ver­ glichen wird. Wenn das analoge Meßsignal größer ist als der Schwellenwert, wird ein Großsignal (H-Signal) erhalten. Wenn das analoge Meßsignal unter dem Schwellenwert bleibt, wird ein Kleinsignal (L-Signal) erhalten. Die so erhaltenen, digi­ talen Signale werden dann weiterverarbeitet.
In Lichtschranken mit Phototransistoren und der­ gleichen findet manchmal eine Veränderung des Ausgangspegels des Lichtempfängers statt, weil sich die Kennlinien des Licht­ senders und des Lichtempfängers im Lauf der Zeit ändern oder weil die Spannung der Spannungsquelle schwankt oder sich Staub auf dem Lichtsender und/oder dem Lichtempfänger abge­ lagert hat. Um eine Fehlfunktion der Lichtschranke zu ver­ hindern, muß daher der von dem Lichtsender ausgesendete Licht­ strom und/oder die Lichtempfindlichkeit des Lichtempfängers oder der Schwellenwert nachgestellt oder Staub von dem Licht­ sender bzw. dem Lichtempfänger entfernt werden.
Ein in einer Bank aufgestellter Geldannahme- und -ausgabeautomat besitzt ferner eine Lichtschranke zum Fest­ stellen, ob in einem bestimmten Teil der Maschine eine Bank­ note vorhanden ist oder nicht oder ob eine Banknote diesen Teil der Maschine durchwandert. Zum Feststellen des Vorhanden­ seins oder Nichtvorhandenseins einer Banknote wird im allge­ meinen der Ausgangspegel eines Lichtempfängers, beispiels­ weise eines Phototransistors, herangezogen, der das von einem Lichtsender oder einer Lichtquelle ausgesendete Licht empfängt, und wird festgestellt, ob dieser Ausgangspegel höher ist als ein Bezugs- oder Schwellenwert.
Bei einer mit einem Phototransistor oder dergleichen versehenen Lichtschranke dieser Art findet jedoch manchmal eine Veränderung des Ausgangspegels des Lichtempfängers statt, weil sich die Kennlinien des Lichtsenders und des Lichtempfän­ gers zeitabhängig ändern oder weil die Spannung der Spannungs­ quelle schwankt oder sich Staub auf dem Lichtsender und/oder dem Lichtempfänger abgelagert hat. Wegen der Veränderung des Ausgangspegels des Lichtempfängers ist es daher häufig not­ wendig, den Lichtsender und/oder den Lichtempfänger nachzu­ stellen oder Staub von ihnen zu entfernen.
Eine bekannte Einrichtung zum Ausgleich der Verände­ rungen des Ausgangspegels von Lichtschranken ist in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 157 698/1984 (japani­ sche Gebrauchsmuster-Auslegeschrift 72 689/1986) angegeben, die von der Anmelderin unter dem Titel "Vorrichtung zur Steuerung von Lichtschranken" angemeldet wurde. In dieser Vorrichtung ist an einer Stelle, die nicht zu dem Transport­ weg des zu erfassenden Gegenstandes, z.B. einer Banknote, gehört, ein Satz von Kontroll-Lichtschranken angeordnet und wird die zeitabhängige Veränderung der Kennlinie des Licht­ empfängers dadurch ausgeglichen, daß auf Grund der Verände­ rung der Lichtempfangs-Kennlinie der Kontroll-Lichtschranken der Schwellenwert nachgestellt wird.
Dieser bekannten Vorrichtung liegt jedoch die Annah­ me zugrunde, daß die Kontroll-Lichtschranken denselben Bedin­ gungen unterworfen sind wie die nachzustellenden Lichtschran­ ken, so daß auch die Kennlinien der Kontroll-Lichtschranken und der nachzustellenden Lichtschranken denselben zeitab­ hängigen Veränderungen unterworfen sind. Infolgedessen kann die Kompensation manchmal nicht zuverlässig durchgeführt wer­ den, wenn Unterschiede zwischen den Kennlinien des Licht­ senders und des Lichtempfängers der Lichtschranke aufgetre­ ten sind oder sich auf diesen Teilen unterschiedliche Staub­ ablagerungen gebildet haben.
Daher hat die Erfindung die Aufgabe, eine Licht­ schranke zu schaffen, die stets mit hoher Präzision arbei­ tet, ohne daß ein manuelles Nachstellen oder eine Wartung, beispielsweise durch Entfernen von Staub, erforderlich ist.
Eine Vorrichtung zum Nachstellen einer Lichtschran­ ke, in der von einem Lichtsender ausgesendetes Licht auf einen Lichtempfänger fällt und festgestellt wird, ob der Ausgangs­ pegel des Lichtempfängers über einem Schwellenwert liegt, besitzt gemäß der Erfindung einen Lichtstromsteller zum Ver­ ändern des von dem Lichtsender ausgesendeten Lichtstroms, einen Steuersignalgeber zur Abgabe einer Mehrzahl von Steuer­ signalen an den Lichtstromsteller derart, daß der von dem Lichtsender abgegebene Lichtstrom verändert wird, einen Be­ zugswertspeicher zum Speichern des Ausgangssignals des Licht­ empfängers zum Zeitpunkt der Abgabe jedes der Steuersignale, und eine Rechen- und Speicheranordnung zum Berechnen eines Vergleichspegels auf Grund der in dem Bezugswertspeicher ge­ speicherten Ausgangssignale und zum Speichern des Vergleichs­ pegels als Schwellenwert für den Lichtempfänger.
Ferner besitzt eine Vorrichtung zum Nachstellen einer Lichtschranke, in der von einem Lichtsender ausgesen­ detes Licht auf einen Lichtempfänger fällt und festgestellt wird, ob der Ausgangspegel des Lichtempfängers über einem Schwellenwert liegt gemäß der Erfindung einen Lichtstrom­ steller zum Verändern des von dem Lichtsender ausgesendeten Lichtstroms, einen Steuersignalgeber zur Abgabe einer Mehr­ zahl von Steuersignalen an den Lichtstromsteller derart, daß der von dem Lichtsender abgegebene Lichtstrom verändert wird, einen Lichtempfänger für den Empfang des von dem Lichtsender ausgesendeten Lichts und zum Erzeugen eines entsprechenden elektrischen Ausgangssignals, einen Verstärker zum Verstärken des Ausgangssignals des Lichtempfängers, einen Verstärkungs­ faktorsteller zur Steuerung des Verstärkungsfaktors des Ver­ stärkers und einen Verstärkungsregler zum Berechnen des Ver­ hältnisses der Ausgangssignale des Verstärkers und zur Steue­ rung des Verstärkungsfaktorstellers derart, daß während der Abgabe der Mehrzahl der Steuersignale durch den Steuersignal­ geber das Ergebnis der Berechnung mit einem Bezugswert über­ einstimmt.
Fener besitzt eine Vorrichtung zum Nachstellen einer Lichtschranke, in der von einem Lichtsender ausgesendetes Licht auf einen Lichtempfänger fällt und festgestellt wird, ob der Ausgangspegel des Lichtempfängers über einem Schwellenwert liegt gemäß der Erfindung einen Lichtstromsteller zum Umschal­ ten des von dem Lichtsender ausgesendeten Lichtstroms zwischen einem "starken" und einem "schwachen" Lichtstrom, einen Steuer­ signalgeber zur Abgabe eines Signals an den Lichtstromsteller derart, daß der Lichtstrom zwischen dem "starken" und dem "schwachen" Lichtstrom geschaltet wird, und eine Einrichtung zum Überwachen der Beleuchtungsstärke des Lichtempfängers und zur Abgabe eines Warnsignals, wenn die Beleuchtungsstärke des Lichtempfängers unter einem Bezugswert liegt, der erhal­ ten wird, wenn der Lichtsender den "schwachen" Lichtstrom aus­ sendet, und der "schwache" Lichtstrom so gewählt ist, daß bei nicht unterbrochenem Strahlengang der Ausgangspegel des Licht­ empfängers über dem Schwellenwert liegt, und der in der Über­ wachungseinrichtung verwendete Bezugswert dem genannten Schwellenwert entspricht.
Weitere Aufgaben und Vorteile des Erfindungsgegen­ standes gehen aus der nachstehenden ausführlichen Beschrei­ bung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen hervor. In diesen ist
Fig. 1 ein Blockschema zur Erläuterung der Wirkungs­ weise einer Vorrichtung nach einer ersten bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung.
Fig. 2 zeigt in einem Blockschema den Aufbau der Vorrichtung nach Fig. 1.
Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm der Nachstellfunktion der Vorrichtung nach Fig. 1.
Fig. 4 erläutert in einem Blockschema die Wir­ kungsweise einer Vorrichtung nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 5 zeigt in einem Blockschema den Aufbau der Vorrichtung nach Fig. 4.
Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm der Nachstellfunktion der Vorrichtung nach Fig. 4.
Fig. 7 erläutert in einem Blockschema die Wirkungs­ weise einer Vorrichtung nach einer dritten bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung.
Fig. 8 zeigt in einem Blockschema den Aufbau der Vorrichtung nach Fig. 4.
Fig. 9 ist ein Ablaufdiagramm der Nachstellfunktion der Vorrichtung nach Fig. 7.
Fig. 10 zeigt in einem Diagramm typische Verlaufs­ kurven der Ausgangssignale der Vorrichtung nach Fig. 7.
In Fig. 1 ist eine Lichtschranke dargestellt, die zum Erfassen von Papier oder dergleichen dient. Von einem Lichtsender A ausgesendetes Licht fällt auf einen Licht­ empfänger D, der ein Ausgangssignal erzeugt und feststellt, ob dieses Ausgangssignal über einem Schwellenwert liegt. Die Lichtschranke ist mit einem Lichtstromsteller B versehen, der den von dem Lichtsender A ausgesendeten Lichtstrom steuert, ferner mit einem Steuersignalgeber C, der an den Lichtstrom­ steller B eine Mehrzahl von Steuersignalen abgibt, die je einen Wert des von dem Lichtsender A ausgesendeten Licht­ stroms bestimmen, ferner mit einem Bezugswertspeicher E zum Steuern jedes Ausgangssignals des Lichtempfängers D in dem Zeitpunkt, in dem der Steuersignalgeber C eines seiner Aus­ gangssignale abgibt, und mit einem Rechner-Speicher F zum Berechnen eines Vergleichspegels auf Grund der in dem Be­ zugswertspeicher E gespeicherten Ausgangssignale und zum Speichern des berechneten Vergleichspegels als Schwellenwert für den Lichtempfänger D.
Infolge der Steuerung des Lichtstromstellers B durch die Steuersignale des Steuersignalgebers C wird der von dem Lichtsender A ausgesendete Lichtstrom verändert. Wenn man den ausgesendeten Lichtstrom zwischen Werten schaltet, die beispielsweise dem bei nicht unterbrochenem bzw. unter­ brochenem Strahlengang auf den Lichtempfänger fallenden Lichtstrom entsprechen, und die den beiden Lichtströmen ent­ sprechenden Ausgangssignale des Lichtempfängers einem vorher­ bestimmten Rechenvorgang unterwirft, kann man einen Schwellen­ wert erhalten, in dem die Veränderungen berücksichtigt sind, die in dem Lichtsender und dem Lichtempfänger stattgefunden haben.
In den Fig. 2 und 3 ist mit 1 eine Zentralein­ heit (CPU) bezeichnet, die zur Steuerung einer Banknoten­ prüfeinrichtung und dergleichen dient und mit der ein Fest­ speicher (ROM) 2 und ein Speicher 3 mit wahlfreiem Zugriff (RAM) verbunden sind. Mit der CPU 1 ist über einen Eingabe- Ausgabe-Anschluß (I/O) 4 eine Lichtstromsteuerschaltung 5 verbunden, an die ein aus der Leuchtdiode 6 bestehender Licht­ sender angeschlossen ist.
Die Lichtstromsteuerschaltung 5 besitzt einen Steuer­ transistor 7, der durch ein von dem I/O-Anschluß 4 kommendes Steuersignal "A" angesteuert wird, sowie einen Steuertransis­ tor 8, der zu dem Steuertransistor 7 parallelgeschaltet ist und durch ein Steuersignal "B" aufgetastet wird. Die Steuer­ transistoren 7 und 8 sind an die Leuchtdiode 6 über je einen Widerstand R 1 bzw. R 2 angeschlossen. Der Widerstand R 1 ist so bemessen, daß er an die Leuchtdiode 6 einen Strom abgibt, der die Leuchtdiode 6 zum Aussenden eines solchen Lichtstroms veranlaßt, daß das auf den Phototransistor 9 fallende Licht diesen zur Abgabe eines Ausgangssignals veranlaßt, das dem bei während der Prüfung nicht unterbrochenem Strahlengang er­ haltenen Ausgangssignal entspricht. Der Widerstand R 2 ist so bemessen, daß er an die Leuchtdiode 6 einen Strom abgibt, der die Leuchtdiode 6 zum Aussenden eines solchen Lichtstroms veranlaßt, daß das auf den Phototransistor 9 fallende Licht diesen zur Abgabe eines Ausgangssignals veranlaßt, das dem bei während der Prüfung beispielsweise durch eine Banknote oder dergleichen unterbrochenem Strahlengang erhaltenen Aus­ gangssignal entspricht.
Der Phototransistor 9 ist an einer Stelle angeord­ net, an der er von der Leuchtdiode 6 ausgesendetes Licht empfangen kann. Das Ausgangssignal des Phototransistors 9 wird über einen Verstärker 10 an einen Analog-Digital-Umsetzer (A/D-Umsetzer) 11 angelegt und in diesem in ein den nicht unterbrochenen Strahlengang anzeigendes, digitales Großsignal (H-Signal) oder in ein den unterbrochenen Strahlengang anzei­ gendes, digitales Kleinsignal (L-Signal) umgesetzt. Das Aus­ gangssignal des A/D-Umsetzers 11 wird über den I/O-Anschluß 12 an die CPU 1 angelegt.
Nachstehend wird anhand des in Fig. 3 gezeigten Ablaufdiagramms die Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestell­ ten Schaltung erläutert. Dabei ist mit S n jeweils der Schritt n in dem Ablaufdiagramm bezeichnet.
S 1: Zum Einleiten des Nachstellvorganges wird der mit den Lichtschranken versehene Banknotenannahme- und -ausgabe­ automat eingeschaltet.
S 2: Durch Anlegen des Steuersignals TA an die Basis des Steuertransistors 7 wird die Leuchtdiode 6 über den Wider­ stand R 1 mit einer Stromquelle Vcc verbunden, so daß die Leuchtdiode 6 den "starken" Lichtstrom aussendet, der von dem Phototransistor 9 erfaßt wird.
S 3: Der Wert der dem starken Lichtstrom entsprechenden Ausgangsspannung L 1 des Phototransistors 9 wird im RAM 3 gespeichert.
S 4: Durch Anlegen des Steuersignals TB an die Basis des Steuertransistors 7 wird die Leuchtdiode 6 über den Wider­ stand R 2 mit der Stromquelle Vcc verbunden, so daß die Leuchtdiode den "schwachen" Lichtstrom aussendet, der vom Phototransistor 9 erfaßt wird.
S 5: Der Wert der dem "schwachen" Lichtstrom entsprechen­ den Ausgangsspannung L 2 des Phototransistors 9 wird im RAM 3 gespeichert.
S 6: Die Werte L 1 und L 2 werden im RAM 3 abgelesen und der CPU 1 zugeführt. Der niedrigere dieser Werte L 1 und L 2 wird mit dem entsprechenden Bezugswert verglichen. Wenn die der Beleuchtungsstärke entsprechenden Werte L 1 und L 2 aus irgendeinem Grunde kleiner sind als die Bezugswerte, beispiels­ weise infolge einer Staubablagerung oder einer zeitabhängi­ gen Veränderung des Lichtsenders und/oder des Lichtempfängers, wird durch ein Warnsignal angezeigt, daß möglicherweise ein Fehler aufgetreten ist (S 7). Wenn dagegen ein normaler Be­ triebszustand angezeigt wird, folgt der nächste Schritt.
S 8: Auf Grund der Meßwerte L 1 und L2 wird
Lc=(L 1+L 2)/2
berechnet. Der so erhaltene Wert Lc wird als Schwellenwert für die nachfolgende A/D-Umsetzung in der CPU 1 gespeichert.
S 9: Zur Abgabe des "starken" Lichtstroms wird durch er­ neute Abgabe des Steuersignals TA die Leuchtdiode 6 wieder über den Widerstand R 1 an die Stromquelle Vcc angelegt.
S 10: Nach vollständiger Durchführung des Nachstellvor­ ganges wird ein Bereitschaftszustand für die Prüfung von Bank­ noten hergestellt.
Der Prüfungsvorgang wird hier nicht näher beschrie­ ben, weil er mit dem Wesen der Erfindung nichts zu tun hat. Es versteht sich jedoch ohne weiteres, daß man zahlreiche verschiedenartige Prüfvorgänge, beispielsweise auf das Vorhan­ densein eines Wasserzeichens in einer Banknote, durchführen kann, wenn man die Leuchtdiode 6 zum Aussenden eines des "starken" Lichtstroms veranlaßt und den im Schritt S 8 er­ haltenen Wert von L c als Schwellenwert verwendet.
Man kann den Nachstellvorgang auch auf andere Weise einleiten als durch das anhand der ersten Ausführungsform an­ gegebene Einschalten der Banknotenbehandlungsmaschine. Bei­ spielsweise kann der Nachstellvorgang durch Betätigung von auf einer Bedienungstafel vorgesehenen Schaltern eingeleitet werden oder in vorherbestimmten Zeitabständen mit Hilfe eines Zeitgebers.
Nachstehend wird anhand der Fig. 4 bis 6 eine zwei­ te bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
In der in Fig. 4 dargestellten Lichtschranke fällt von einem Lichtsender A ausgesendetes Licht auf einen Licht­ empfänger, der ein entsprechendes Signal erzeugt, das von einem Verstärker G verstärkt wird. Es wird festgestellt, ob das Ausgangssignal des Verstärkers G größer ist als ein Schwel­ lenwert. Die Lichtschranke ist mit einem Lichtstromsteller B versehen, der den von dem Lichtsender A ausgesendeten Licht­ strom steuert und insbesondere in einer Mehrzahl von Schrit­ ten vergrößert oder verkleinert, ferner mit einem Steuersignal­ geber C, der an den Lichtstromsteller B eine Mehrzahl von Steuersignalen abgibt, die jeweils eine Veränderung des von dem Lichtsender A ausgesendeten Lichtstroms bewirken, ferner mit einem Lichtempfänger D, der bei jeder Ausgabe eines der Steuersignale durch den Steuersignalgeber C das von dem Licht­ sender A ausgesendete Licht empfängt, mit einem Verstärker G zum Verstärken des Ausgangssignals des Lichtempfängers D, mit einem Verstärkungssteller H zur Steuerung des Verstär­ kungsfaktors des Verstärkers G, mit einem Verstärkungsreg­ ler I zum Berechnen der relativen Differenz der Ausgangs­ signale des Verstärkers H und zur Steuerung des Verstärkungs­ stellers H derart, daß bei jeder Abgabe eines der Steuersig­ nale durch den Steuersignalgeber C das Ergebnis der Berech­ nung einem Bezugswert entspricht.
Zur Steuerung des von dem Lichtsender A ausgesende­ ten Lichtstroms kann man den Lichtstromsteller B in Abhängig­ keit von den Steuersignalen des Steuersignalgebers C betrei­ ben. Man kann aber auch unbeschadet von Veränderungen der Kennlinien des Lichtsenders und des Lichtempfängers einen Schwellenwert dadurch konstanthalten, daß der ausgesendete Lichtstrom zwischen zwei Werten verändert wird, die beispiels­ weise dem ununterbrochenen bzw. dem unterbrochenen Strahlen­ gang entsprechen, die Differenz zwischen den von dem Verstär­ ker angegebenen, diesen beiden Lichtstromwerten entsprechen­ den Ausgangssignalen bestimmt und diese Differenz so verändert wird, daß sie dem Bezugswert entspricht.
In den Fig. 5 und 6 ist mit 1 eine CPU bezeich­ net, die zur Steuerung einer Banknotenprüfvorrichtung dient und mit der ein ROM 2 und ein RAM 3 verbunden sind. Mit der CPU 1 ist über einen I/O-Anschluß 4 eine Lichtstromsteuer­ schaltung 5 verbunden, an die ein Lichtsender, beispielswei­ se eine Leuchtdiode 6, angeschlossen ist.
Die Lichtstromsteuerschaltung 5 besitzt einen Steuer­ transistor 7, der durch ein von dem I/O-Anschluß 4 kommen­ des Steuersignal "A" angesteuert wird, sowie einen Steuer­ transistor 8, der zu dem Steuertransistor 7 parallelgeschaltet ist und durch ein Steuersignal "B" aufgetastet wird. Die Steuertransistoren 7 und 8 sind an die Leuchtdiode 6 über je einen Widerstand R 1 bzw. R 2 angeschlossen.
Der Widerstand R 1 ist so bemessen, daß er an die Leuchtdiode 6 einen Strom abgibt, der die Leuchtdiode 6 zum Aussenden eines solchen Lichtstroms veranlaßt, daß das auf den Phototransistor 9 fallende Licht diesen zur Abgabe eines Ausgangssignals veranlaßt, das dem bei während der Prü­ fung nicht unterbrochenem Strahlengang erhaltenen Ausgangs­ signal entspricht. Der Widerstand R 2 ist so bemessen, daß er an die Leuchtdiode 6 einen Strom abgibt, der die Leuchtdiode 6 zum Aussenden eines solchen Lichtstroms veranlaßt, daß das auf den Phototransistor 9 fallende Licht diesen zur Abgabe eines Ausgangssignals veranlaßt, das dem bei während der Prüfung beispielsweise durch eine Banknote oder dergleichen unterbrochenem Strahlengang erhaltenen Ausgangssignal ent­ spricht.
Der Phototransistor 9 ist an einer Stelle angeord­ net, an der er von der Leuchtdiode 6 ausgesendetes Licht empfangen kann. Das Ausgangssignal des Phototransistors 9 wird über einen Verstärker 10 an einen Analog-Digital-Um­ setzer (A/D-Umsetzer) 11 angelegt und in diesem in ein den nicht unterbrochenen Strahlengang anzeigendes, digitales Großsignal (H-Signal) oder in ein den unterbrochenen Strah­ lengang anzeigendes, digitales Kleinsignal (L-Signal) um­ gesetzt. Das Ausgangssignal des A/D-Umsetzers 11 wird über den I/O-Anschluß 12 an die CPU 1 angelegt.
Mit dem Ausgangsanschluß und dem invertierenden Eingangsanschluß des Verstärkers 10 ist eine Verstärkungs­ steuerschaltung 13 verbunden, die den Betrag der Gegenkopp­ lung und damit den Verstärkungsfaktor des Verstärkers 10 be­ stimmt. Die Verstärkungssteuerschaltung 13 enthält eine Mehr­ zahl von Widerständen R 10 bis R n 0 und einen Analogschalter 14 zum wahlweisen Einschalten eines der Widerstände R 10 bis R n 0 in die Gegenkopplungsschleife. Der Analogschalter 14 ist über einen I/O-Anschluß 15 mit der CPU 1 verbunden. Die Widerstän­ de R 10 bis R n 0 haben in dieser Reihenfolge zunehmende Wider­ standswerte, so daß bei in der Gegenkopplungsschleife ein­ geschaltetem Widerstand R 10 der höchste und bei in der Gegen­ kopplungsschleife eingeschaltetem Widerstand R n 0 der niedrig­ ste Verstärkungsfaktor erhalten wird.
Die Ausgangsspannung e₀ beträgt daher
e₀ = [(R₀+R n 0)/R₀] · e i
wobei
R₀der Wert des zwischen der Eingangsseite und Erde eingeschalteten Widerstandes und e i die Eingangsspannung
ist.
Es versteht sich daher, daß eine Erhöhung des Wider­ standswertes von R 10 auf R n 0 eine Erhöhung der Ausgangs­ spannung des Verstärkers 10 bewirkt.
Nachstehend wird anhand des in Fig. 6 gezeigten Ablaufdiagramms die Wirkungsweise der in Fig. 5 dargestell­ ten Schaltung erläutert. Dabei ist mit S n jeweils der Schritt n in dem Ablaufdiagramm bezeichnet.
S 11: Zum Einleiten des Nachstellvorganges wird der mit den Lichtschranken versehene Banknotenannahme- und -ausgabe­ automat eingeschaltet.
S 12: Durch Einschalten des Widerstandes R 10 in die Ge­ genkopplungsschleife wird der niedrigste Verstärkungsfaktor des Verstärkers 10 eingestellt.
S 13: Durch Anlegen des Steuersignals TA an die Basis des Steuertransistors 7 wird die Leuchtdiode 6 über den Wider­ stand R 1 mit einer Stromquelle Vcc verbunden, so daß die Leuchtdiode 6 den "starken" Lichtstrom aussendet, der von dem Phototransistor 9 erfaßt wird.
S 14: Der Wert der dem "starken" Lichtstrom entsprechenden Ausgangsspannung L A des Verstärkers 10 wird im RAM 3 ge­ speichert.
S 15: Durch Anlegen des Steuersignals TB an die Basis des Steuertransistors 7 wird die Leuchtdiode 6 über den Wider­ stand R 2 mit der Stromquelle Vcc verbunden, so daß die Leucht­ diode den "schwachen" Lichtstrom aussendet, der vom Photo­ transistor 9 erfaßt wird.
S 16: Die dem "schwachen" Lichtstrom entsprechende Aus­ gangsspannung L B des Verstärkers wird im RAM 3 gespeichert.
S 17:. Die Werte L A und L B werden im RAM 3 abgelesen und dem CPU 1 zugeführt. Der niedrigere dieser Werte L A und L B wird mit dem entsprechenden Bezugswert verglichen. Wenn die der Beleuchtungsstärke entsprechenden Werte L A und L B aus irgendeinem Grunde kleiner sind als die Bezugswerte, bei­ spielsweise infolge einer Staubablagerung oder einer zeitab­ hängigen Veränderung des Lichtsenders und/oder des Lichtempfän­ gers, wird durch ein Warnsignal angezeigt, daß möglicherwei­ se ein Fehler aufgetreten ist (S 18). Wenn dagegen ein norma­ ler Betriebszustand angezeigt wird, folgt der nächste Schritt.
S 19: Auf Grund der Meßwerte L A und L B wird berechnet. Durch Betätigung des Analogschalters 14 wird einer der Widerstände R 10 bis R n 0 in die Gegenkopplungs­ schleife eingeschaltet, wobei auf Grund eines Vergleiches des erhaltenen Wertes L c mit dem Bezugswert dieser Wider­ stand so ausgewählt wird, daß der dem Bezugswert entsprechen­ de Verstärkungsfaktor erhalten wird. (Dabei entspricht in den Fällen, in dem im Normalzustand mit dem niedrigsten Ver­ stärkungsfaktor gearbeitet wird, der Bezugswert der Diffe­ renz zwischen den bei unterbrochenem und ununterbrochenem Strahlengang erhaltenen Ausgangsspannungen.)
S 20: Das System wird jetzt auf den "starken" Lichtstrom umgeschaltet, der für den Prüfungsvorgang verwendet wird. Zu diesem Zweck wird erneut das Steuersignal TA abgegeben, so daß die Leuchtdiode 6 über den Widerstand R 1 mit der Strom­ quelle Vcc verbunden wird.
S 21: Nach vollständiger Durchführung des Nachstellvor­ ganges wird ein Bereitschaftszustand für die Prüfung von Banknoten hergestellt.
Der Prüfungsvorgang wird hier nicht näher beschrie­ ben, weil er mit dem Wesen der Erfindung nichts zu tun hat.
Es versteht sich jedoch ohne weiteres, daß man zahlreiche verschiedenartige Prüfvorgänge, beispielsweise auf das Vor­ handensein eines Wasserzeichens in einer Banknote, durch­ führen kann, wenn man die Leuchtdiode 6 zum Aussenden eines des "starken" Lichtstroms veranlaßt und den im Schritt S 19 erhaltenen Wert von L c als Schwellenwert verwendet.
Man kann den Nachstellvorgang auch auf andere Weise einleiten als durch das anhand der zweiten Ausführungsform angegebene Einschalten der Banknotenbehandlungsmaschine. Bei­ spielsweise kann der Nachstellvorgang durch Betätigung von auf einer Bedienungstafel vorgesehenen Schaltern einge­ leitet werden oder in vorherbestimmten Zeitabständen mit Hil­ fe eines Zeitgebers.
Nachstehend wird anhand der Fig. 7 bis 9 eine dritte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Die in Fig. 7 gezeigte Vorrichtung gemäß der Erfin­ dung besitzt einen Lichtstromsteller B zum Umschalten des von der Leuchtdiode A ausgesendeten Lichtstroms zwischen dem "starken" und dem "schwachen" Lichtstrom, einen Steuersignal­ geber C zur Abgabe von an den Lichtstromsteller B angelegten Steuersignalen zum Umschalten des Lichtstromstellers B zwi­ schen dem Zustand für den "starken" und dem Zustand für den "schwachen" Lichtstrom, einen Lichtempfänger D zum Erfassen des von dem Lichtsender A ausgesendeten Lichtstroms und zum Umwandeln desselben in ein elektrisches Signal und eine Überwachungsschaltung J, die auf Grund eines schwächeren Aus­ gangssignals des Lichtempfängers ein Alarmsignal abgibt, wenn während der Aussendung des "schwachen" Lichtstroms durch den Lichtsender das Ausgangssignal des Lichtempfängers unter einen Bezugswert sinkt.
Wenn der Steuersignalgeber C ein Ausgangssignal ab­ gibt, veranlaßt der Lichtstromsteller A den Lichtsender zum Aussenden des "schwachen" Lichtstroms, der bewirkt, daß der Lichtempfänger mit einer etwas höheren Beleuchtungsstärke ausgeleuchtet wird, als bei während der Prüfung unterbroche­ nem Strahlengang. Infolgedessen kann ein abnormaler Zustand der Lichtschranke dadurch festgestellt werden, daß während der Aussendung des "schwachen" Lichtstroms das Ausgangssignal des Lichtempfängers mit einem Schwellenwert verglichen wird, der dem Wert dieses Ausgangssignals beim Aussenden des "schwachen" Lichtstroms entspricht, weil bei Staubablagerungen in der Vor­ richtung das Ausgangssignal des Lichtempfängers während der Aussendung des "schwachen" Lichtstroms kleiner ist als nor­ mal.
In den Fig. 8 bis 10 ist mit 1 eine CPU bezeich­ net, die zur Steuerung einer Banknotenprüfvorrichtung dient und mit der ein ROM 2 und ein RAM 3 verbunden sind. Mit der CPU 1 ist über einen I/O-Anschluß 4 eine Lichtstromsteuer­ schaltung 5 verbunden, an die ein Lichtsender, beispiels­ weise eine Leuchtdiode 6, angeschlossen ist.
Die Lichtstromsteuerschaltung 5 besitzt einen Steuer­ transistor 7, der durch ein von dem I/O-Anschluß 4 kommendes Steuersignal "A" angesteuert wird, sowie einen Steuer­ transistor 8, der zu dem Steuertransistor 7 parallelgeschal­ tet ist und durch ein Steuersignal "B" aufgetastet wird. Die Steuertransistoren 7 und 8 sind an die Leuchtdiode 6 über je einen Widerstand R 1 bzw. R 2 angeschlossen. Der Widerstand R 1 ist so bemessen, daß er an die Leuchtdiode 6 einen Strom ab­ gibt, der die Leuchtdiode 6 zum Aussenden eines solchen Licht­ stroms veranlaßt, daß das auf den Phototransistor 9 fallende Licht diesen zur Abgabe eines Ausgangssignals veranlaßt, das dem bei während der Prüfung nicht unterbrochenem Strahlengang erhaltenen Ausgangssignal entspricht. Der Widerstand R 2 ist so bemessen, daß er an die Leuchtdiode 6 einen Strom abgibt, der die Leuchtdiode 6 zum Aussenden eines solchen Licht­ stroms veranlaßt, daß das auf den Phototransistor 9 fallende Licht diesen zur Abgabe eines Ausgangssignals veranlaßt, das dem bei während der Prüfung beispielsweise durch eine Bank­ note oder dergleichen unterbrochenem Strahlengang erhaltenen Ausgangssignal entspricht.
Der Phototransistor 9 ist an einer Stelle angeord­ net, an der er von der Leuchtdiode 6 ausgesendetes Licht empfangen kann. Der Ausgang des Phototransistors 9 ist über einen Verstärker 10 an den Pluseingang eines Vergleichers 16 angekoppelt, dessen Minuseingang über einen Widerstand R A mit der Stromquelle Vcc verbunden ist und über einen Wider­ stand R B an Erde liegt. Für diesen Vergleich wird eine Bezugs- oder Schwellenspannung V j verwendet, die eine Funktion der Widerstandswerte der Widerstände R A und R B und der Spannung Vcc der Spannungsquelle ist:
V j = Vcc · R B /(R A + R B )
Auf diese Weise wird das Ausgangssignal des Verstärkers 10 in ein Digitalsignal umgesetzt, das über den I/O-Anschluß 12 der CPU 1 zugeführt wird und in dieser ohne weiteres verarbeitet werden kann.
Nachstehend wird anhand des in Fig. 9 gezeigten Ablaufdiagramms die Wirkungsweise der in Fig. 8 dargestellten Schaltung erläutert. Dabei ist mit S n jeweils der Schritt n in dem Ablaufdiagramm bezeichnet.
S 31: Zum Einleiten des Nachstellvorganges wird die mit den Lichtschranken versehene Banknotenannahme- und -ausgabe­ maschine eingeschaltet oder werden auf der Maschine vorgesehene Schalter betätigt.
S 32: Auf Grund des Steuersignals B wird die Leuchtdiode über den Steuertransistor 8 und den Widerstand R 2 gespeist, so daß sie den "schwachen" Lichtstrom aussendet.
S 33: Ein im Schritt 32 über dem Wert V j liegender Aus­ gangspegel des Lichtempfängers 9 gilt als "normal". Bei "nor­ malem" Ausgangspegel im Schritt S 32 folgt dem Umschalten der Leuchtdiode 6 auf das Aussenden des "starken" Lichtstroms der Schritt S 34. Dagegen zeigt ein im Schritt 32 unter dem Wert V j liegender Ausgangspegel des Lichtempfängers 9 einen "abnormalen" Zustand an, so daß ein Warnsignal erzeugt und optisch oder auf andere Weise angezeigt wird (S 35).
Wenn sich die Leuchtdiode 6 und der Phototransistor 9 in einem "normalen" Zustand befinden, entspricht während der Aussendung des "starken" Lichtstroms (Zeitraum t 2 bis t 3 in Fig. 10) das Ausgangssignal L 1 des Lichtempfängers dem Ausgangssignal, das während der Prüfung bei ununterbrochenem Strahlengang erhalten wird, und hat während der Aussendung des "schwachen" Lichtstroms (Zeitraum t 3 bis t 4 in Fig. 10) das Ausgangssignal des Lichtempfängers einen niedrigeren Wert L 2. Wenn der Strahlengang durch eine Banknote oder der­ gleichen unterbrochen ist (Zeitraum t 1 bis t 2 in Fig. 10), hat das Ausgangssignal des Lichtempfängers den Wert L 0. Ein abnormer Zustand kann daran erkannt werden, daß beim Ein­ schalten der Vorrichtung das Ausgangssignal des Lichtempfän­ gers 9 kleiner ist als der Bezugs- oder Schwellenwert V j (Zeitraum t 7 bis t 8 in Fig. 10).
Der Prüfvorgang wird hier nicht näher beschrieben, weil er mit dem Wesen der Erfindung nichts zu tun hat. Es versteht sich jedoch ohne weiteres, daß man zahlreiche ver­ schiedenartige Prüfvorgänge, beispielsweise auf das Vorhanden­ sein eines Wasserzeichens in einer Banknote, oder den Vorbei­ gang eines Wasserzeichens einer Banknote, durchführen kann, wenn man die Leuchtdiode 6 zum Aussenden des "starken" Licht­ stroms veranlaßt.
Aus der vorstehenden Beschreibung der ersten Ausfüh­ rungsform geht hervor, daß die Vorrichtung gemäß der Erfin­ dung derart ausgebildet ist, daß bei nicht unterbrochenem Strahlengang der von dem Lichtsender ausgesendete Lichtstrom verändert wird und der Lichtempfänger entsprechend unterschied­ liche Ausgangssignale erzeugt, wobei auf Grund dieser Aus­ gangssignale ein neuer Schwellenwert berechnet wird. Infolge­ dessen kann unabhängig von zeitbedingten Veränderungen des Lichtsenders und/oder des Lichtempfängers und vom Vorhanden­ sein von Staub usw. die Prüfung stets mit einem optimalen Schwellenwert durchgeführt werden.
Die zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besitzt einen Lichtstromsteller zum Verändern des von dem Lichtsender ausgesendeten Lichtstroms, einen Steuersignalgeber zur Abgabe einer Mehrzahl von Steuersignalen an den Lichtstrom­ steller, wobei jedes dieser Steuersignale eine Veränderung des von dem Lichtstrom ausgesendeten Lichtstroms bewirkt, einen Lichtempfänger zum Empfang des von dem Lichtsender aus­ gesendeten Lichtes und zum Erzeugen eines entsprechenden elektrischen Signals, einen Verstärker zum Verstärken des Ausgangssignals des Lichtempfängers, einen Verstärkungs­ steller zur Steuerung des Verstärkungsfaktors des Verstär­ kers, einen Verstärkungsregler zum Berechnen der relativen Differenz der Ausgangssignale des Verstärkers und zur Steue­ rung des Verstärkungsstellers derart, daß bei jedem von dem Steuersignalgeber abgegebenen Steuersignal das Ergebnis der Berechnung einem Bezugswert entspricht. Auch in diesem Fall kann unbeschadet von zeitbedingten Änderungen des Lichtsen­ ders und des Lichtempfängers und von auf ihnen abgelagertem Staub bei der Prüfung stets mit einem optimalen Schwellenwert gearbeitet werden.
In der dritten bevorzugten Ausführungsform der Er­ findung ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß der Licht­ stärkesteller den Lichtsender zum Aussenden eines "starken" und eines "schwachen" Lichtstroms veranlassen kann und bewirkt eine den Ausgangspegel des Lichtempfängers überwachende Ein­ richtung die Abgabe eines Warnsignals, wenn während der Aus­ sendung des "schwachen" Lichtstroms durch den Lichtsender der Ausgangspegel des Lichtempfängers unter einem Bezugswert liegt. Dabei liegt während der Aussendung des "schwachen" Lichtstroms der Ausgangspegel des Lichtempfängers normalerwei­ se etwas über dem während der Prüfung bei nicht unterbroche­ nem Strahlengang erhaltenen Wert. Wenn man daher während der Aussendung des "schwachen" Lichtstroms das Ausgangssignal des Lichtempfängers mit dem Schwellenwert vergleicht, kann man ohne weiteres feststellen, ob die Lichtschranke funktions­ gestört ist, was infolge von zeitabhängigen Veränderungen des Lichtsenders und/oder des Lichtempfängers oder von Staubab­ lagerungen auf ihnen häufig vorkommen kann. Für diese Über­ wachung werden die im Stand der Technik verwendeten Kontroll- Lichtschranken nicht benötigt.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Nachstellen einer Lichtschranke, in der von einem Lichtsender ausgesendetes Licht auf einen Licht­ empfänger fällt und festgestellt wird, ob der Ausgangspegel des Lichtempfängers über einem Schwellenwert liegt,
gekennzeichnet durch
einen Lichtstromsteller zum Verändern des von dem Lichtsender ausgesendeten Lichtstroms,
einen Steuersignalgeber zur Abgabe einer Mehrzahl von Steuersignalen an den Lichtstromsteller derart, daß der von dem Lichtsender abgegebene Lichtstrom verändert wird, einen Bezugswertspeicher zum Speichern des Aus­ gangssignals des Lichtempfängers zum Zeitpunkt der Abgabe jedes der Steuersignale, und
eine Rechen- und Speicheranordnung zum Berechnen eines Vergleichspegels auf Grund der in dem Bezugswertspeicher ge­ speicherten Ausgangssignale und zum Speichern des Vergleichs­ pegels als Schwellenwert für den Lichtempfänger.
2. Vorrichtung zum Nachstellen einer Lichtschranke, in der von einem Lichtsender ausgesendetes Licht auf einen Lichtempfänger fällt und festgestellt wird, ob der Ausgangs­ pegel des Lichtempfängers über einem Schwellenwert liegt,
gekennzeichnet durch
einen Lichtstromsteller zum Verändern des von dem Lichtsender ausgesendeten Lichtstroms,
einen Steuersignalgeber zur Abgabe einer Mehrzahl von Steuersignalen an den Lichtstromsteller derart, daß der von dem Lichtsender abgegebene Lichtstrom verändert wird,
einen Lichtempfänger für den Empfang des von dem Licht­ sender ausgesendeten Lichts und zum Erzeugen eines entsprechen­ den elektrischen Ausgangssignals,
einen Verstärker zum Verstärken des Ausgangssignals des Lichtempfängers,
einen Verstärkungsfaktorsteller zur Steuerung des Verstärkungsfaktors des Verstärkers und
einen Verstärkungsregler zum Berechnen des Verhält­ nisses der Ausgangssignale des Verstärkers und zur Steuerung des Verstärkungsfaktorstellers derart, daß während der Ab­ gabe der Mehrzahl der Steuersignale durch den Steuersignal­ geber das Ergebnis der Berechnung mit einem Bezugswert über­ einstimmt.
3. Vorrichtung zum Nachstellen einer Lichtschranke, in der von einem Lichtsender ausgesendetes Licht auf einen Licht­ empfänger fällt und festgestellt wird, ob der Ausgangspegel des Lichtempfängers über einem Schwellenwert liegt,
gekennzeichnet durch:
einen Lichtstromsteller zum Umschalten des von dem Lichtsender ausgesendeten Lichtstroms zwischen einem "starken" und einem "schwachen" Lichtstrom,
einen Steuersignalgeber zur Abgabe eines Signals an den Lichtstromsteller derart, daß der Lichtstrom zwischen dem "starken" und dem "schwachen" Lichtstrom geschaltet wird, und
eine Einrichtung zum Überwachen der Beleuchtungs­ stärke des Lichtempfängers und zur Abgabe eines Warnsignals, wenn die Beleuchtungsstärke des Lichtempfängers unter einem Bezugswert liegt, der erhalten wird, wenn der Lichtsender den "schwachen" Lichtstrom aussendet, und der "schwache" Lichtstrom so gewählt ist, daß bei nicht unterbrochenem Strah­ lengang der Ausgangspegel des Lichtempfängers über dem Schwel­ lenwert liegt, und der in der Überwachungseinrichtung verwen­ dete Bezugswert dem genannten Schwellenwert entspricht.
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