CN115066715A - 用于检查有价文件的光学传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于检查有价文件的光学传感器。在检查有价文件之前的某个时间点，进行光学传感器的自检，在该自检期间，接通光学传感器的光源，并且使用监测元件检测在自检时由分配给特定监测元件的光源发出的入射在每个监测元件上的光的强度。在自检之后检查有价文件期间，接通光学传感器的光源以照射有价文件，并且记录相应的有价文件的测量值。然后，借助于在自检时由监测元件检测的光强度校正记录的有价文件的测量值，以考虑到在光源的工作时间内由光源发出的光的强度的变化。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于检查有价文件的光学传感器。
背景技术
根据现有技术已知的是，可以照射有价文件并检查相应有价文件的光学反射率。或者，也可以用照射光对有价文件进行光学激发，并且可以检查它们的实测冷光值。术语“冷光”应理解为由有价文件在光学激发后发射回来的辐射(例如荧光或磷光)的通用术语。因照射而从有价文件发出的光被光电检测器检测，并且随后对检测到的测量值进行评估。例如，为了区分原真的有价文件和伪造的有价文件，可以检查被检查的有价文件的特定部分的实测反射值或实测冷光值是高于还是低于特定阈值。
还已知的是，光源发出的光的强度通常会在光源的使用寿命期内逐渐降低。因此，借助于布置在光源附近的监测二极管来监测发射的光的强度。为了补偿光源强度的降低，往往需要重新调节光源电流。或者，在对获取的有价文件的实测值进行评估时，可以考虑到光源的强度的降低，并且在计算上以回溯方式消除它。在此假设获取的测量值与光源的光强度的降低成比例地降低。但是，若采用多个彼此邻近的光源，这些光源被同时接通以照射有价文件，并且其发射的光甚至可能在空间上叠加在有价文件上，则回溯方式的计算消除很困难。这是因为由相应的光电检测器从有价文件获取的测量值取决于多个光源的光强度，这些光源的发射光强度在使用寿命期间会有不同的发展。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种用于在由多个光源发射的光的强度在光源的使用寿命期中不同地发展的情况下回溯校正由光电检测器获取的有价文件测量值的方案。
此目的是通过由独立权利要求限定的特征实现的。在依赖于这些有利实施例的权利要求中，详细说明了本发明的进一步改进。
为了检查有价文件，将其引入到适于检查有价文件的光学传感器的获取范围内。所述光学传感器包括一排光电检测器，这排光电检测器具有K个彼此并排地布置的检测器元件，这些检测器元件配置成检测从有价文件的检测区发出的光的强度。此外，所述光学传感器包括一排光源，这排光源具有N个彼此并排地布置的多个光源，这些光源配置成照射有价文件。此外，所述光学传感器具有一排监测检测器，这排监测检测器具有多个彼此并排地布置的光敏监测元件(例如配置为光电检测器)，例如N个监测元件。但是，也可以采用N个以上的监测元件。每个监测元件被分配给光源之一，优选地精确地分配给光源之一，并且配置成检测由该光源发射并照射到相应的监测元件上的光的强度。例如，在光学传感器中，在光源和监测元件之间存在1:1的分配关系，从而对于每个光源刚好有一个监测元件。
在检查有价文件之前的某个时间点，进行光学传感器的自检，这例如是由光学传感器的控制装置进行的。在自检期间，N个光源被接通，并且借助于N个监测元件检测分配给相应的监测元件的光源在自检时照射在相应的监测元件上的相应光强度MSj(j＝1...N)。作为自检的一部分，可以验证在自检时由监测元件检测的光强度MSj(j＝1...N)。在验证期间，例如，要注意由相应的监测元件检测的光强度MSj(j＝1...N)是否足以检查有价文件，例如通过与阈值比较来进行，并且，若监测元件在自测期间检测到的强度过低，则输出错误消息。
为了对有价文件进行光学检查，将待检查的有价文件引入到光学传感器的获取范围内，使得有价文件能够被来自光源的光照射，并且从有价文件发出的光能够被检测器元件检测。从有价文件发出的光可能是反射的照射光或透过有价文件的照射光，但也可能是有价文件因光源可能发出的适合于光学激发的辐照而发出的冷光。
尤其是，将有价文件沿着输送方向送过光学传感器，并且在每种情况下都将有价文件的检测区引入到获取范围内。所述一排光电检测器横向于(例如以垂直或倾斜的方式)有价文件的输送方向布置，其中相应的有价文件被送过光学传感器以进行检查。沿着输送方向相邻地布置的有价文件的检测区在时间上被依次获取。被依次获取的有价文件的检测区可以分别与由所述一排光电检测器记录的图像的像素对应。
光学传感器的N个光源被同时接通，以使用光源的光照射被引入到获取范围内的相应有价文件。所述N个光源可以是所述一排光源中包含的所有光源或者仅是这些光源的一个子集(可能不利用位于这排光源的边缘处的光源)。借助于检测器元件记录相应有价文件的测量值，所述测量值与因照射而从相应有价文件发出的光的强度对应。所述一排光电检测器的K个检测器元件分别记录有价文件的至少一个测量值Di(i＝1...K)。所述K个检测器元件可以是所述一排光电检测器中包含的所有检测器元件或者仅是这些检测器元件的一个子集(可能不利用位于这排检测器元件的边缘处的检测器元件)。例如，相应的检测器元件仅检测特定有价文件区域的一个测量值Di或多个测量值Di，例如在沿着输送方向扫描有价文件时。例如，接通光源并记录有价文件的测量值是由光学传感器的控制装置引起的，该控制装置相应地驱动光源或检测器元件。可以在光源的照射脉冲照射的同时(在反射测量或透射测量的情况下)或者在光源的照射脉冲结束之后(在冷光测量的情况下)检测相应的测量值。
借助于在自检时由监测元件检测的光强度MSj(j＝1...N)对记录的测量值Di(i＝1...K)进行校正，以考虑到(尤其是回顾性地计算消除)在光源的使用寿命期内发生的由光源发射的光的强度的任何变化。在校正期间，分别对各个检测器元件的测量值Di进行校正，尤其是乘以校正因子FKi，该校正因子是针对相应检测器元件单独计算的，即，基于在自检时由多个监测元件检测的光强度MSj进行计算，例如基于在自检时由至少两个监测元件检测的光强度MSj进行计算。基于利用相应的校正因子FKi校正的测量值Di*对相应的有价文件进行检查。
校正测量值Di*(i＝1...K)的计算以及有价文件的检查可以由评估装置来进行。评估装置连接至所述一排光电检测器或检测器元件，以接收检测的有价文件的测量值Di(以及可能的校准介质的测量值DAi，见下文)。评估装置可以将有价文件检查的结果输出给操作者和/或安装有光学传感器的有价文件处理设备。
借助于在自检时由监测元件检测的光强度MSj(j＝1…N)对有价文件的测量值Di进行校正，以从检测到的测量值校正或回溯性地计算消除在光源的使用寿命期内由光源发射的光的强度的变化。通过利用被分配给不同光源的多个监测元件，实现了在自检期间分别获取由各个光源在每种情况下发射的光的强度。通过借助于在自检时由监测元件检测的光强度MSj(j＝1...N)校正有价文件的测量值，还可以考虑到由各个光源发射的光的强度的不同发展变化。
例如，在自检期间建立校正表，在其中输入为所述一排光电检测器的检测器元件分别计算的校正因子FKi。可以为所述一排光电检测器的每个检测器元件计算校正因子FKi，或者仅为实际获取从被检查的有价文件发出的光的检测器元件计算校正因子FKi。在后一种情况下，例如，对于位于所述一排光电检测器的边缘处的检测器元件，省去校正因子的计算。
尤其是，基于在自检时由监测元件检测的光强度MSj(j＝1…N)为相应的第i个检测器元件单独计算校正因子FKi，在每种情况下都考虑到比例因子Aij，该比例因子Aij指定因光源与检测器元件之间的光束路径而导致的由相应的第j个光源(j＝1...N)照射到相应的第i个检测器元件(i＝1...K)上的光的强度的比例。在自检时由监测元件检测的各个光强度值MSj(j＝1...N)分别被以受比例因子Aij(j＝1...N)限制的方式结合在相应的第i个校正因子FKi(i＝1...K)中。为了计算N个光源中的多个或全部光源的相应校正因子FKi，将相应的比例因子Aij乘以在自检时由监测元件检测的光强度MSj(j＝1...N)。
例如，可以在有价文件检查之前根据经验比确定例因子Aij。尤其是，将参考区域(例如具有均匀光学特性的校准介质)而不是有价文件置于检测器元件的获取范围内，依次接通各个光源以照射参考区域，并且在每种情况下检测从参考区域发出并照射到检测器元件上的光强度。
或者，可以在有价文件检查之前通过基于从N个光源到K个检测器元件的光束路径的模型的数值模拟来计算比例因子Aij。所述数值模拟例如是在有价文件检查之前由传感器制造商进行的。该数值模拟的结果然后用于计算由检测器元件从相应的有价文件记录的测量值Di的校正因子FKi。在从N个光源到K个检测器元件的光束路径的数值模拟中，计算转移矩阵A，例如，该转移矩阵A的矩阵元素与比例因子Aij(i＝1...K，j＝1...N)对应。然后使用转移矩阵A(尤其是与比例因子Aij(i＝1...K，j＝1...N)对应的转移矩阵的矩阵元素)校正测量值Di。
在计算相应的第i个检测器元件(i＝1...K)的相应校正因子FKi时，对于N个光源中的多个或全部光源，将比例因子Aij乘以光强度MSj(j＝1...K)，以计算K个检测器元件(i＝1...K)中的每一个的校正因子FKi，该校正因子FKi用于校正相应的第i个检测器元件的测量值Di。
在光学传感器的自检之前，优选进行光学传感器的校准过程，以检查光学传感器的各个检测器元件的可能不同的灵敏度。该校准过程在自检之前的较早的时间点(例如在光学传感器制造商交付光学传感器之前)进行。但是，或者或另外，该校准过程可以在将光学传感器交付给客户之后进行，例如由制造商的服务人员进行。在校准过程中，将具有均匀光学特性的校准介质引入到光学传感器的获取范围内，并且将光源同时接通，以照射校准介质。在校准过程中，光学传感器的每个监测元件检测光强度MAj(j＝1...N)，该光强度与在校准过程中由相应的光源发射的光的强度对应。在校准过程中，光学传感器的检测器元件分别检测从校准介质发出的光的强度DAi(i＝1...K)。尤其是，光学传感器的控制装置可以适于在校准过程中引起所需的检测，例如由检测器元件检测光强度MAj(j＝1...N)和/或由检测器元件检测光强度DAi(i＝1...K)。
然后，为了计算相应的第i个检测器元件的相应校正因子FKi(i＝1...K)，优选还考虑监测元件在校准过程的范围内检测到的光源的光强度MAj(j＝1...N)。将在自检时由监测元件检测的光强度MSj(j＝1...N)代入与这些光强度MAj(j＝1...N)的相互关系，以定量地确定自校准过程以来光源的光强度的变化。
为了校正有价文件的测量值Di，将相应的测量值Di乘以相应的校正因子FKi(i＝1...K)。在第一示例性实施例中，为了计算N个光源中的多个或全部光源的相应校正因子FKi，将相应的比例因子Aij乘以相应的光强度MSj(j＝1...N)，并且将这些相乘的结果相加来计算相应的校正因子FKi。
在第二示例性实施例中，对于N个光源中的多个或全部光源，为了计算相应的第i个检测器元件的相应校正因子FKi(i＝1...K)，在每种情况下，形成在自检时由监测元件检测的光强度MSj(j＝1...N)与在较早的时间点(尤其是在校准过程时)由监测元件检测的光强度MAj(j＝1...N)之间的比值。将相应的比值MSj/MAj乘以相应的比例因子Aij(j＝1...N)，并且将这些相乘的结果相加，以计算相应的校正因子FKi。
如果需要，还利用在校准过程的范围内由检测器元件从校准介质检测的光强度DAi校正从有价文件检测的测量值Di(i＝1...K)，其中将从有价文件记录的相应检测器元件的测量值Di乘以另一个校正因子Fi，该校正因子Fi与在光学传感器的校准过程中借助于相应的检测器元件从校准介质检测的光强度DAi的倒数对应。
除了光源在使用寿命期内的老化之外，在校正有价文件的测量值时，还可以校正监测元件的温度依赖性(例如依赖于温度的灵敏度)。例如，可以借助于安装在光学传感器中的温度传感器来测量监测元件在自检时的温度以及监测元件在校准过程时的温度。为了校正监测元件的温度依赖性，可以将在自检时由监测元件检测的光强度MS乘以温度依赖因子，该温度依赖因子是基于监测元件在自检时的温度确定的。类似地，可以将在校准过程时由监测元件检测的光强度MA乘以温度依赖因子，该温度依赖因子是基于监测元件在校准过程时的温度确定的。
使用本发明的方法检查的有价文件例如是钞票、票据、凭证等。
附图说明
下面将参照附图以示例方式说明本发明。附图的说明如下：
图1示出了用于检查有价文件的光学传感器的结构；
图2示出了由光源发射的照射光在有价文件平面内的分布的示意图；
图3示出了使用转移矩阵确定的比例因子Aij的灰度图；
图4示出了由监测元件在校准过程时检测的光强度(MAj)和在自检时检测的光强度(MSj)；
图5示出了为第i个检测器元件(i＝1…K)计算的校正因子FKi；
图6示出了由第i个检测器元件(i＝1…K)记录的有价文件的测量值Di和校正的测量值Di*＝FKi·Di。
具体实施方式
图1示出了适于检查有价文件的光学传感器100的结构，该光学传感器100例如可以安装在有价文件处理设备中。为了照射被引入到光学传感器100的获取范围内的有价文件10，使用一排光源，这排光源具有在光源安装架11上沿着y方向彼此并排地布置的多个光源1，例如N＝12个光源。光源1例如是适合于有价文件的冷光激发的紫外发光二极管(UVLED)。由光源1发射的光被经由平面镜2导引到光敏监测元件3(例如光电二极管)上，借助于该光敏监测元件3能够验证由光源1发射的光的强度，该光强度通常在光源的使用寿命期内逐渐降低。对于N个光源1中的每一个，刚好设有一个监测元件3(例如N＝12个监测元件)。通过孔口15实现了每个监测元件3分别仅获取光源1之一的光：监测元件31获取来自光源11的光，监测元件32获取来自光源12的光，等等。监测元件3附接至监测元件安装架13。
作为在平面镜2上反射的一个替代方案，监测元件3也可以布置在相应光源1的辐照区域中，从而它们直接获取由光源发射的光的一部分。或者，可以在光源与有价文件之间布置部分透射的平面镜，该平面镜允许大部分照射光穿过，并将一部分照射光反射到监测元件上。或者，所述监测元件也可以检测从光源散射回参考区域的照射光。
由光源1发射的光的一部分被直接导引到待检查的有价文件10上，另一部分被经由椭圆镜6导引到有价文件10上，并且穿过光学传感器100的测量窗口8和滤光片7，该滤光片7阻挡照射光的视觉可见部分。此外，在监测元件3前面的光路中还可以设置另一个这种类型的滤光片，以在此处再次阻挡照射光的视觉可见部分。或者，滤光片7也可以直接布置在光源之后，以对照射到有价文件上的光和照射到监测元件3上的光进行光谱滤波。
从有价文件10发出的冷光由设有防紫外线滤光片的一排自聚焦透镜5成像到一排光检测器的多个检测器元件4上，所述一排光检测器在检测器元件安装架14上沿着y方向彼此并排地布置，并且例如具有K＝112个检测器元件。可以仅采用在其上对冷光进行成像的单排光电检测器。借助于附加的透镜，还可以将冷光成像到多排光电检测器上，所述多排光电检测器沿着x方向彼此偏移，并且获取冷光的不同光谱范围，并具有相应的滤光片。或者，也可以采用二维图像传感器的多排光电检测器，从有价文件发出的光可以在其上成像。
可以将有价文件10静态地引入到光学传感器100的获取范围内以进行检查。但是，优选沿着x方向将有价文件送过光学传感器，以使用光学传感器依次扫描有价文件的各个部分。所述输送例如是利用适当的输送装置实现的，例如利用在有价文件处理设备中用于输送有价文件的传送带和/或传送辊来实现。
光学传感器100的控制装置30连接至光源1、监测元件3和检测器元件4，并且具有适当的硬件和软件，该硬件和软件确保光源1被同时接通，并且使检测器元件4同时和/或在照射之后获取有价文件10的冷光测量值Di。由检测器元件4获取的有价文件的测量值Di(i＝1...K)被传送到连接至检测器元件的评估装置20。
控制装置30适于进行光学传感器的自检。该自检可以在检查有价文件之前的某个时间点进行，例如在启动有价文件处理设备时进行，或者在两个待检查的有价文件被送过传感器之间的时间间隙内进行。在自检期间，控制装置使N个光源1同时接通，并且使分配给相应的监测元件的光源1的相应光强度MSj(j＝1...N)被检测。例如，在自检期间，验证在自检时由监测元件检测的光强度MSj(j＝1...N)是否超过特定的阈值，该阈值是照射有价文件所必须的，例如用于可测量的冷光的光学激发。控制装置30还连接至评估装置20，以传送在自检时由监测元件检测的光强度MSj(j＝1...N)至评估装置20，并且还可能传送在校准过程中由监测元件检测的校准介质的光强度MAj(j＝1...N)。
评估装置20借助于校正因子FKi校正相应的有价文件的测量值Di，在该校正因子中结合了在自检时由监测元件3检测的光强度MSj(j＝1...N)，以计算校正的测量值。
Di*＝FKi·Di(i＝1...K) (1)
评估装置20随后利用校正的测量值Di*检查有价文件，例如检查有价文件的原真性、状况或类型。例如，为了检查有价文件，将校正的测量值Di*与至少一个参考值进行比较，该参考值是相应的有价文件或有价文件的相应部分的预期值。在与相应的参考值进行比较之前，还可以对有价文件的一部分(感兴趣区域，ROI)汇总校正的测量值，例如对其进行平均。
在制造光学传感器时，优选选择尽可能相同的N个光源，这些光源的发射光强度几乎没有不同，并且，所述一排光电检测器优选选择为使得各个检测器元件的灵敏度几乎没有不同。在这种情况下，优选按照公式(1)借助于因子FKi单独校正测量值Di。
否则，如果在光学传感器的制造中各个光源和/或各个检测器元件不同是不可避免的，那么在交付光学传感器之前，传感器制造商优选进行光学传感器的校准过程，在该校准过程中检查并定量地确定光源的可能不同的发光强度和检测器元件的可能不同的灵敏度。在校准过程中，将具有均匀光学特性的校准介质(例如均匀的白色表面)引入到光学传感器100的获取范围内。然后，将N个光源1同时接通，以照射校准介质，并利用光学传感器的检测器元件4检测从校准介质发出的反射光强度DAi(i＝1...K)。
如果在校准过程中发现各个光源1和/或各个检测器元件4实际上显著不同，那么要利用另一个校正因子Fi对有价文件的测量值Di进行进一步校正，该校正因子Fi也同样乘以测量值Di：
Di*＝Fi·FKi·Di (2)
所述另一个校正因子Fi是在校准过程中按照以下公式利用从校准介质获取的检测器元件DAi的测量值得出的：
Fi＝c/DAi (3)
其中假设c为固定数值。
在校准过程中，还借助于监测元件3检测由N个光源1发出并且照射在N个监测元件3上的光的强度MAj(j＝1...N)。在确定校正因子FKi时，这些值被用作在自测期间由N个光源1发出并入射在N个监测元件3上的光的强度MSj(j＝1...N)的基准值。
如果需要，在交付光学传感器之后，还可以不时地(例如每个月或每六个月)重复校准过程，以获取光源在使用寿命期中的光强度变化。但是，由于校准过程很昂贵的(需要使用服务人员)，因此比较有利的是利用光学传感器的自检作为获取光源在使用寿命期中的光强度变化的替代手段，而不是频繁地重复校准过程。在光学传感器的自检期间，有规律地检测(例如在每次启动有价文件处理设备之前)入射到监测元件3上的光源1的光强度MSj(j＝1...N)。由于自检是在与有价文件检查的时间很近的时刻进行的，因此在相应的自检期间记录的相应光源的光强度与在有价文件检查期间出现的相应光源1的光强度相当精确地对应。
在下文中，将说明借助于在自检时由监测元件3检测的光强度MSj(j＝1...N)为K个检测器元件(i＝1...K)确定校正因子FKi。校正因子可以在自检的范围内确定，例如在即将检查有价文件时确定。
为了确定K个检测器元件的校正因子FKi(I＝1...K)，在考虑光源与检测器元件之间的光束路径的基础上，为每个检测器元件4分别确定由相应的第j个光源(j＝1...N)发出的光的强度照射在相应的第i个检测器元件(i＝1...K)上的比例。这些比例中的每一个都由比例因子Aij表示。
在比例因子Aij(j＝1...N)中结合了所述一排光源中的相应的第j个光源的位置以及所述一排光电检测器中的相应的第i个检测器元件的位置和/或它们沿着所述排的方向(y方向)的相对位置或它们的距离、以及光源的辐射角(对于所有光源是大致相同的)、检测器元件的接收角(对于所有检测器元件是大致相同的)、以及光源1和检测器元件4距被引入到光学传感器的获取范围内的有价文件的有价文件平面的距离。
图2示出了从光源11、12、...、1N发出的照射光的分布的一个实例。各个检测器元件(i＝1...K)的获取范围E1、E2、...、EK被示意性地输入到有价文件平面中，该有价文件平面是利用所述一排自聚焦透镜5的光学成像产生的。能够看出，由布置在所述一排光源的左边缘处的光源(例如光源11)辐射到位于所述一排光电检测器的左边缘处的检测器元件4的获取范围(例如E1、E2、E3)上的光贡献远大于其对位于所述一排光电检测器的右边缘处的检测器元件4的获取范围(例如EK)的光贡献。位于所述一排光电检测器的左边缘处的检测器元件上的光源11的比例因子A11、A21、A31与位于所述一排光电检测器的右边缘处的检测器元件的比例因子AK1相比相应较大。
可以借助于基于光束路径模型的数值模拟来定量地计算比例因子Aij，在该模型中，建立了从光学传感器的N个光源到光学传感器的K个检测器元件的光束路径的模型。
对于光学模拟，在光学传感器100的情况下，例如假设光源具有朗伯辐射，光源1距有价文件平面的距离h是30毫米，光源1的间距是10.5毫米，并且检测器元件4的间距是1毫米(在y方向上)。在数值模拟中，例如，计算转移矩阵A，该转移矩阵A的矩阵元素具有比例因子Aij(i＝1...K，j＝1...N)。
通过光学传感器100的光束路径的数值模拟计算的比例因子Aij在图3中以灰度值的形式示出。该比例因子Aij是针对N＝12个(j＝1...12)从左到右布置的光源和K＝112个从上到下布置的检测器元件(i＝1...112)。正如根据图2的上述说明所预期的，最大的比例因子Aij导致图3的“对角线”。作为对光束路径的数值模拟的一种替代方案，也可以通过测量由光源发射并照射到相应检测器元件上的各个光强度来确定比例因子Aij。
对于相应的第i个检测器元件(i＝1...K)起决定性作用的照射强度Bi通常是通过将分别按比例因子Aij加权的光源的光强度Lj(j＝1...N)相加而获得的，由此得到：
其矩阵形式表示如下：
假设每个监测元件仅检测由光源发射的光强度的特定固定比例1/β，那么可以按照公式Lj＝β·MSj从在自检时由监测元件检测的光强度MSj计算由光源发出的光的强度Lj(j＝1...N)。在校准过程时，相应地假设Lj＝β·MAj。
对于自检时刻，通过将在自检时由监测元件检测的光强度MSj(j＝1...N)分别按比例因子Aij加权之后相加，得到相应的第i个检测器元件(i＝1...K)的相关照射强度BSi。
对于校准过程的时刻，相应地得到以下结果：
在第一个示例性实施例中，各个检测器元件(i＝1...K)的校正因子FKi是按照以下公式从两个照射强度值BSi和BAi计算的：
因此，相应的校正因子FKi从校准过程中存在的照射强度
和自检期间存在的照射强度
的商得出。按照公式(8)进行的校正因子FKi的计算是近似计算，其中为了简单起见，假设所有的监测元件具有相同的灵敏度，并且每个监测元件上的光学图像是相同的。
在第二个示意性实施例中，各个检测器元件(i＝1...K)的校正因子FKi是按照以下公式计算的：
按照公式(9)进行的校正因子FKi的计算也是近似计算，其中假设光源1在校准过程时发射大致相同的光强度。
校正因子FKi可以由控制装置在自检范围内计算，并由此转发给评估装置20。但是，校正因子FKi也可以首先由评估装置计算，该评估装置接收在自检期间从控制装置检测的相应光强度MSj(j＝1...N)。在从在校准过程中和自检时检测的照射强度MSj和MAj(j＝1...N)按照公式(8)或(9)并同时使用图3所示的比例因子Aij确定了校正因子FKi之后，评估装置20可以按照公式(1)对有价文件的测量值Di(i＝1...K)进行校正。
例如，在图4中示出了在光学传感器的校准过程和自检期间由N＝12个监测元件3检测的所有N＝12个光源1的照射强度MSj和MAj(j＝1...N)。在自检期间，注意到第二个光源(j＝2)的光强度显著降低，与在校准过程中早先测量的光强度相比，该光强度降低了大约一半。对于所有K＝112个检测器元件4，从MSj和MAj(j＝1...N)的这些值(同时使用图3所示的比例因子Aij)按照公式(8)或(9)得出了图5所示的校正因子FKi。
利用图5的校正因子FKi，按照公式(1)对由单个检测器元件4(参见图6)获取的有价文件的测量值Di进行了校正(例如相乘)，以从检测的测量值计算在使用寿命期中发生变化的光强度，尤其是第二个光源的光强度，该光强度自校准过程以来已经大大降低。图6示出了在所考虑的实例中校正的测量值Di*＝FKi·Di。对于检测器元件i＝1到大约i＝45，这导致测量值Di的明显向上校正。
除了光源1在使用寿命期中的老化之外，必要时还可以校正监测元件3的温度依赖性。为此，借助于安装在监测元件3附近(例如安装在监测元件安装架13上)的温度传感器16测量在自检TS时监测元件的温度，并且在校正测量值Di时考虑到该温度。若在传感器制造商执行校准过程时监测元件的温度始终大致相同，则没有必要考虑在校准过程时测得的温度。否则，如果在监测元件的温度变化很大的情况下进行校准过程，那么优选还将在校准过程中测量的监测元件的温度TA存储在光学传感器中，并且在校正测量值Di时考虑该温度值。
例如，可以在光学传感器的评估装置20中存储一个表，在该表内在每种情况下为监测元件的不同温度T分配作为温度T的函数的校正因子t。为了校正监测元件3的温度依赖性，在公式(8)或(9)中将在自检时由监测元件检测的光强度MSj替换为MSj’＝t(TS)·MSj，其中t(TS)是按照上述的表格得出的在自检期间测量的温度TS。假设校正因子t(TS)对于所有的监测元件3都是大致相同的。类似地，在校准过程时由监测元件检测的光强度MAj可以由MAj’＝t(TA)·MAj代替，其中t(TA)是按照上述的表格得出的在校准过程中测量的温度TA。或者，可以简单地将由各个检测器元件4获取的有价文件的测量值Di乘以附加因子t(TA)/t(TS)。
此外，检测器元件的温度依赖性可以可选地在自检期间用相应的附加温度传感器测量，并且，如果检测器元件具有相应的较大温度依赖性，那么在校正测量值Di时可以记入自校准过程以来的任何温度变化。
Claims (15)
1.一种用于检查被引入到光学传感器(100)的获取范围内的有价文件(10)的方法，其中所述光学传感器(100)具有：
-一排光电检测器，这排光电检测器具有K个彼此并排地布置的检测器元件(4)，这些检测器元件(4)配置成检测从有价文件(10)的检测区发出的光的强度，
-一排光源，这排光源具有N个彼此并排地布置的多个光源(1)，这些光源(1)配置成照射有价文件(10)，
-一排监测检测器，这排监测检测器具有多个彼此并排地布置的光敏监测元件(3)，其中每个监测元件被分配给光源(1)之一，并且配置成检测由该光源发射并照射到相应的监测元件上的光的强度，
其中在所述方法中执行以下步骤：
-在检查有价文件(10)之前的某个时间点进行光学传感器(100)的自检，其中在自检期间接通所述N个光源(1)，并且借助于所述监测元件(3)检测分配给相应的监测元件的光源(1)的相应光强度MSj，所述光强度在自检时照射在相应监测元件上，以验证在自检时由监测元件检测的光强度MSj，其中j＝1...N，
-将有价文件(10)引入到光学传感器(100)的获取范围内，
-同时接通所述N个光源(1)，以使用光源的光照射被引入到获取范围内的有价文件(10)，并且借助于检测器元件(4)记录相应的有价文件的测量值，其中所记录的测量值与因照射而从相应的有价文件发出的光的强度对应，并且其中所述一排光电检测器的K个检测器元件(4)分别记录有价文件的至少一个测量值Di，其中i＝1...K，
-基于在自检时由监测元件(3)检测的光强度MSj校正测量值Di，其中所述相应的检测器元件(4)的至少一个测量值Di在校正期间在每种情况下是用校正因子FKi校正的，该校正因子FKi是基于在自检时由多个监测元件(3)检测的光强度MSj为相应的检测器元件(4)单独计算的，并且
-基于利用相应的校正因子FKi校正的测量值(Di*)检查有价文件(10)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在自检时由监测元件(3)检测的各个光强度值MSj在计算上被包含在相应的校正因子FKi中，每个光强度值都受比例因子Aij限制，该校正因子FKi指示因从光源到检测器元件的光束路径而导致的由相应的光源发射的光照射在相应的检测器元件上的光强度的比例。
3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述比例因子Aij是在有价文件检查之前根据经验确定的，例如是通过将参考区域而不是有价文件置于检测器元件的获取范围内，依次接通光源以照射参考区域，并且在每种情况下检测从参考区域发出并照射在检测器元件上的光的强度确定的。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述比例因子Aij是在有价文件检查之前利用基于从N个光源到K个检测器元件的光束路径的模型的数值模拟计算的。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在从N个光源到K个检测器元件的光束路径的数值模拟中，计算转移矩阵(A)，该转移矩阵(A)的矩阵元素与比例因子Aij对应，并且利用转移矩阵(A)、尤其是转移矩阵A的与比例因子Aij对应的矩阵元素来校正测量值Di。
6.如权利要求4至5中任一项所述的方法，其特征在于，在计算相应的检测器元件的相应校正因子FKi时，对于所述N个光源中的多个或全部光源，将比例因子Aij与在自检时由相应的监测元件检测的光强度MSj相乘。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了计算所述N个光源中的多个或全部光源的相应校正因子FKi，将相应的比例因子Aij乘以在自检时由监测元件检测的相应光强度MSj，并且将这些相乘的结果相加来计算相应的校正因子FKi。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，为了校正有价文件的测量值Di，将相应的测量值Di乘以相应的校正因子FKi，其中所述校正因子FKi是按照以下公式计算的：
9.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，为了计算相应的检测器元件的相应校正因子FKi，在每种情况下，对于所述N个光源中的多个或全部光源，形成在自检时由监测元件检测的光强度MSj与在早先的时间点由监测元件检测的光强度MAj之间的比值，将相应的比值MSj/MAj乘以相应的比例因子Aij，并将这些相乘的结果相加来计算相应的校正因子FKi。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，为了校正有价文件的测量值Di，将相应的测量值Di乘以相应的校正因子FKi，其中所述校正因子FKi是按照以下公式计算的：
11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在自检之前进行校准过程，在该校准过程中，将校准介质引入到光学传感器(100)的获取范围内，并且接通所述N个光源(1)以照射该校准介质，其中
-所述光学传感器的监测元件分别检测光强度MAj，该光强度MAj与在校准过程中由相应的光源发出的光的强度对应，其中j＝1...N，和/或
-光学传感器的检测器元件分别检测从校准介质发出的光的强度DAi，其中i＝1...K。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，为了计算相应的检测器元件的相应校正因子FKi，还考虑到监测元件已经在校准过程的范围内检测的光源的光强度MAj，其中在每种情况下都将相应的光强度MAj代入到与在自检时由相应的监测元件检测的光强度MSj的相互关系中，其中j＝1...N。
13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，利用在校准过程的范围内由检测器元件从校准介质检测的光强度DAi校正从有价文件检测的测量值Di，其中将从有价文件记录的相应检测器元件的测量值Di乘以另一个校正因子Fi，该校正因子Fi与在光学传感器的校准过程中借助于相应的检测器元件从校准介质检测的光强度DAi的倒数对应。
14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在校正测量值Di时还考虑到监测元件(3)的温度依赖性，其中尤其是借助于安装在光学传感器中的温度传感器(16)在自检(TS)时测量监测元件的温度，并且基于在每种情况下测量的温度(TS)确定温度依赖因子，利用该温度依赖因子校正在自检时由监测元件检测的光强度MSj。
15.一种用于检查被引入到光学传感器的获取范围内以进行检查的有价文件的光学传感器(100)，其中所述光学传感器具有：
-一排光电检测器，这排光电检测器具有K个彼此并排地布置的检测器元件(4)，这些检测器元件(4)配置成在每种情况下检测从有价文件(10)的检测区发出的光的强度，
-一排光源，这排光源具有N个彼此并排地布置的多个光源(1)，这些光源(1)配置成照射有价文件，
-一排监测检测器，这排监测检测器具有多个彼此并排地布置的光敏监测元件(3)，其中每个监测元件(3)被分配给光源(4)之一，并且配置成检测由该光源发射并照射到相应的监测元件上的光的强度MSj，
-控制装置(30)，其适于：
-为了对有价文件进行光学检查，同时接通N个光源(1)，以使用来自光源的光照射有价文件，并且控制所述一排光检测器的检测器元件(4)，使得这些检测器元件记录有价文件的测量值，该测量值与因照射而从有价文件(10)发出的光的强度对应，其中所述K个检测器元件(4)分别记录有价文件的测量值Di，其中i＝1...K，并且
-进行光学传感器的自检，在该自检期间，接通所述N个光源(1)，并且借助于监测元件(3)检测分配给相应的监测元件的光源(1)在自检时发出的照射在相应的监测元件上的光的相应光强度MSj，以验证在自检时由监测元件检测的光强度MSj，其中j＝1...N，
-评估装置(20)，其适于：
-基于在自检时由监测元件(3)检测的光强度MSj校正有价文件的测量值Di，其中在校正时，所述相应的检测器元件的至少一个测量值Di在每种情况下是用校正因子FKi校正的，该校正因子FKi是基于在自检时由多个监测元件(3)检测的光强度MSj为相应的检测器元件(4)单独计算的，并且
-基于利用相应的校正因子FKi校正的测量值(Di*)检查有价文件。
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