DE102008009374A1

DE102008009374A1 - Optischer Sensor zur Erfassung von Wertdokumenten und Verfahren zur Reinhaltung eines Sonsorfensters des Sensors

Info

Publication number: DE102008009374A1
Application number: DE102008009374A
Authority: DE
Inventors: Hans Lochbihler; Frank Werner
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2008-02-14
Filing date: 2008-02-14
Publication date: 2009-08-20
Also published as: DE112009000222A5; WO2009100919A1

Abstract

Beschrieben ist ein optischer Sensor und ein Verfahren zur Reinhaltung eines Sensorfensters des optischen Sensors zur Erfassung von Wertdokumenten und/oder wenigstens einer Eigenschaft von Wertdokumenten, das mit wenigstens einem Abschnitt in einem Strahlengang des Sensors angeordnet ist, bei dem io oder an dem Abschnitt des Sensorfensters vorbeigeleitet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Sensor zur Erfassung von Wertdokumenten und/oder wenigstens einer optischen Eigenschaft von Wertdokumenten, der ein Sensorfenster aufweist, und ein Verfahren zur Reinhaltung des Sensorfensters des Sensors.
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.
Solche Wertdokumente, insbesondere beispielsweise Banknoten, werden häufig maschinell bearbeitet. Zum einen ist es bei dem Transport solcher Wertdokumente entlang eines Transportpfades einer Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung oft erforderlich zu prüfen, ob bzw. warm ein Wertdokument eine vorgegebene Stelle passiert. Für eine solche Prüfung bzw. Erfassung eines Wertdokuments können beispielsweise optischen Sensoren in Form von Lichtschranken verwendet werden, die über eine Strahlungsquelle für optische Strahlung wenigstens einer vorgegebenen Wellenlänge als Sender und einen Photodetektor für Strahlung der vorgegebenen Wellenlänge als Empfänger verfügen. Um eine Verschmutzung dieser Bauteile beispielsweise durch Staub oder eine Beschädigung durch vorbeitransportierte Wertdokumente zu vermeiden, befindet sich zwischen diesen Bauteilen und dem Transportpfad häufig ein Sensorfenster, das für die verwendete optische Strahlung transparent ist. Dieses Sensorfenster verschmutzt beim Betrieb der Vorrichtung jedoch auch nach einer gewissen Betriebsdauer und muß dann gereinigt werden, um einen störungsfreien Betrieb zu gewährleisten.
Entsprechende Probleme treten bei optischen Sensoren auf, die zur Erfassung wenigstens einer optischen Eigenschaft von Wertdokumenten, insbesondere zur Erkennung des Typs von Wertdokumenten, beispielsweise der Denomination von Banknoten, der Echtheit von Wertdokumenten oder des Zustand von Wertdokumenten, insbesondere von des Vorhandenseins von Rissen, dienen. Auch diese weisen, beispielsweise zwischen dem Transportpfad und einem Detektor, wenigstens ein für die verwendete optische Strahlung transparentes Sensorfenster auf, das wenigstens einen Teil des Sensors, beispielsweise den Detektor, schützt, aber selbst verschmutzen und dann die Funktion des Sensors beeinträchtigen kann.
Zur Reinhaltung der Sensorfenster können diese periodisch gereinigt werden, was jedoch aufwendig sein kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen optischen Sensor zur Erfassung von Wertdokumenten und/oder wenigstens einer optischen Eigenschaft von Wertdokumenten zu schaffen, der eine einfache und gute Reinhaltung eines Sensorfensters des Sensors erlaubt, und ein entsprechendes Verfahren zur Reinhaltung des Sensorfensters des Sensors anzugeben. Unter einfacher und guter Reinhaltung wird dabei auch verstanden, daß die Betriebszeit zwischen notwendigen Reinigungsvorgängen erhöht werden kann bzw. daß diese Reinigungsvorgänge nicht sehr häufig durchzuführen sind.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Sensor zur Erfassung von Wertdokumenten und/oder wenigstens einer Eigenschaft von Wertdokumenten in einem Erfassungsbereich mittels optischer Strahlung wenigstens einer Wellenlänge mit einer Quelle für optische Strahlung und/oder einer Detektionseinrichtung für optische Strahlung, wenigstens einem in einem Strahlengang zwischen der Quelle bzw. der Detektionseinrichtung und dem Erfassungsbereich angeordneten Sensorfenster, einer Einrichtung zur Ionisierung eines zugeführten Gases, und wenigstens einer Blasdüse, durch die das mittels der Ionisierungseinrichtung ionisierte Gas so ausblasbar ist, daß es auf den Abschnitt des Sensorfensters oder entlang des Abschnitts des Sensorfensters strömt.
Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Verfahren zur Reinhaltung eines Sensorfensters eines optischen Sensors zur Erfassung von Wertdokumenten und/oder wenigstens einer Eigenschaft von Wertdokumenten, das mit wenigstens einem Abschnitt in einem Strahlengang des Sensors angeordnet ist, bei dem ionisiertes Gas auf den Abschnitt des Sensorfensters oder an dem Abschnitt des Sensorfenster vorbei geleitet wird.
Unter der Erfassung eines Wertdokuments wird dabei insbesondere verstanden, daß geprüft wird, ob sich ein Wertdokument in einem vorgegebenen Raumbereich, dem Erfassungsbereich, befindet und/oder ob es einen vorgegebenen Raumbereich, d. h. den Erfassungsbereich, passiert. Je nach Ergebnis der Prüfung kann der Sensor dann ein Signal abgeben, das das Ergebnis der Prüfung anzeigt.
Unter der Erfassung einer optischen Eigenschaft eines Wertdokuments wird insbesondere verstanden, daß der Sensor bei bzw. nach Erfassung wenigstens eines Teilbereichs eines Wertdokuments ein Signal abgibt, das eine optische Eigenschaft wenigstens des Teilbereichs des Wertdokuments wiedergibt. Während der Erfassung befindet sich das Wertdokument in dem Erfas sungsbereich des Sensors, wobei es sich gegebenenfalls bewegen kann. Die optische Eigenschaft kann beispielsweise das Remissions- und/oder Transmissionsvermögen bei einer vorgegebenen Wellenlänge der von dem Sensor verwendeten optischen Strahlung sein. Bei der optischen Eigenschaft kann es sich aber auch das Vermögen zur Abgabe von durch Strahlung wenigstens einer vorgegebenen Wellenlänge angeregter Lumineszenzstrahlung in einem vorgegebenen Wellenbereich handeln.
Der optische Sensor verwendet zur Erfassung optische Strahlung, d. h. elektromagnetische Strahlung im ultravioletten und/oder sichtbaren und/oder infraroten Spektralbereich, in wenigstens einem vorgegebenen Wellenlängenbereich. Je nach Typ des Sensors kann die optische Strahlung zur Bestrahlung des Wertdokuments und/oder von dem Wertdokument ausgehende optische Strahlung sein.
Zur Abtrennung wenigstens eines optischen bzw. optoelektronischen Elements des Sensors, beispielsweise einer Detektionseinrichtung für wenigstens einen Teil der verwendeten Strahlung und/oder, soweit vorhanden, einer Quelle für wenigstens einen Teil der verwendeten Strahlung, von dem Erfassungsbereich, in dem sich das Wertdokument während der Erfassung befindet, verfügt der Sensor über das Sensorfenster. Diese ist in dem Abschnitt, auf den wenigstens ein Teil der verwendeten Strahlung trifft, für wenigstens einen Teil der von dem Sensor verwendeten Strahlung wenigstens transluzent, vorzugsweise transparent ist. Diese Abtrennung erlaubt den Schutz der entsprechenden optischen bzw. optoelektronischen Elemente vor mechanischer Beschädigung, beispielsweise durch ein Wertdokument und/oder Verschmutzung aus dem Erfassungsbereich, beispielsweise eines Abschnitts eines Transportpfades zum Transport von Wertdokumenten an dem Sensor vorbei oder durch den Sensor.
Es wurde nun überraschend gefunden, daß zur Reinhaltung des Sensorfensters ionisiertes Gas verwendet werden kann, das auf einen Abschnitt des Sensorfensters oder entlang wenigstens des Abschnitts Sensorfensters geleitet wird, wozu es in geeigneter Weise aus der Blasdüse geblasen wird. Unter Gas wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch ein Gasgemisch, insbesondere Luft, verstanden. Genauer umfaßt das Verfahren die Schritte des Zuführen eines Gases, der Ionisierung des zugeführten Gases und des Ausblasen des ionisierten Gases. Bei dem Sensor dient zur Bildung des ionisierten Gases die Ionisierungseinrichtung, die das Gas vor oder bei dem Ausblasen ionisiert. Es ist zu vermuten, daß das ionisierte Gas Ladungen auf dem Sensorfenter und Ladungen auf geladenen Staubteilchen abbaut, wodurch Schmutz- oder Staubteilchen nicht bzw. nur sehr viel seltener durch elektrostatische Kräfte auf das Sensorfenter gezogen werden und dort haften bleiben.
Um eine gute Entladung zu erzielen, weist bei dem Verfahren das ionisierte Gas eine Ionenkonzentration auf, die deutlich größer ist als die, die natürlich in Luft vorkommt. Bei dem Verfahren weist das Gas vorzugsweise eine Konzentration von mehr als 100000 Ionen/cm³, vorzugsweise mehr als 500000 Ionen/cm³ auf. Entsprechend ist bei dem Sensor die Ionisierungseinrichtung vorzugsweise so ausgebildet, daß das ionisierte Gas eine Konzentration von mehr als 100000 Ionen/cm³, vorzugsweise mehr als 500000 Ionen/cm³ aufweist. Mit deutlich höheren Konzentrationen können je nach Gestaltung des Sensors bessere Effekte erzielt werden.
Zur Abgabe des ionisierten Gases kommen wenigstens zwei Alternativen in Betracht, die alternativ oder kumulativ verwendet werden können.
Gemäß der ersten Alternative ist es bei dem Verfahren möglich, daß das ionisierte Gas aus wenigstens einer Blasdüse in einem zu dem Sensorfenster benachbarten Bauteil ausgeblasen wird. Bei dem Sensor kann dazu die Blasdüse in einem Bauteil des Sensors ausgebildet sein.
Bei der Blasdüse kann es sich im einfachsten Fall um einen Abschnitt eines Kanals, beispielsweise einer mechanisch oder mittels Laser hergestellten Bohrung, in dem Bauteil handeln. Diese Möglichkeit bietet den Vorteil, daß die Blasdüse unabhängig von dem Sensorfenster mit allein auf das Material des Bauteils abgestimmten Verfahren hergestellt werden kann. Darüber hinaus ist eine komplette Trennung von Sensorfenster und Bauteil möglich, so daß das Gas nicht durch einen Abschnitt eines Innenraums des Sensors geführt zu werden braucht.
Vorzugsweise kann das Bauteil, in dem die wenigstens eine Blasdüse ausgebildet ist, auch als Befestigungs- und/oder Abdichtungselement für das Sensorfenster und/oder den gesamten Sensor dienen. Durch diese Doppelfunktion kann ein einfacher Aufbau erzielt werden.
Zusätzlich oder alternativ kann das Bauteil auch als mechanisches Leitelement zur Führung des Wertdokuments dienen, bevor dieses durch den Gasfilm von dem Sensorfensterabschnitt getrennt wird. Auch in diesem Fall ermöglicht die Doppelfunktion des Bauteils einen vereinfachten Aufbau des Sensors in Verbindung mit einem Transportsystem, das die Wertdokumente zu dem Sensor transportiert.
Weiter kann es sich bei dem Bauteil auch um ein an ein Sensorgehäuse angebautes und/oder teilweise oder ganz in dieses integriertes Element handeln.
Es ist aber auch möglich, daß es zwar relativ zu den anderen Teilen des Sensor fest angeordnet ist, diese aber nicht berührt.
Gemäß der zweiten Alternative kann das ionisierte Gas zur Bildung des Gasfilms aus wenigstens einer Blasdüse in dem Sensorfenster ausgeblasen werden. Bei dem Sensor kann dazu die Blasdüse in dem Sensorfenster ausgebildet sein.
Die folgenden Weiterbildungen und Ausführungsformen betreffen die beiden oben beschriebenen Möglichkeiten, soweit nicht ausdrücklich etwas anderes gesagt ist.
Prinzipiell kann das ionisierte Gas in einer beliebigen Strömung insbesondere auch teilweise turbulent auf das Sensorfenster geblasen werden. Bei dem Verfahren kann jedoch vorzugsweise das ionisierte Gas so ausgeblasen werden, daß es einen an einer Oberfläche des Abschnitts anliegenden Gasfilm aus sich relativ zu dem Abschnitt bewegendem Gas bildet. Bei dem Sensor ist dazu die Blasdüse vorzugsweise so ausgebildet und angeordnet ist, daß das ausgeblasene ionisierte Gas auf dem wenigstens einen Abschnitt des Sensorfensters einen an einer Oberfläche des Abschnitts anliegenden Gasfilm bildet. Zur Reinhaltung des Abschnitts des Sensorfensters wird also aus dem ionisierten Gas ein Gasfilm gebildet. Das Sensorfenster wird also nicht in irgendeiner Form mit ionisiertem Gas angeblasen, sondern das Gas wird so auf den Abschnitt des Sensorfensters geführt, daß sich ein an dem Abschnitt anliegender Gasfilm bildet. Über dem Abschnitt befindet sich daher eine Schicht von sich bewegendem ionisiertem Gas, die nicht nur einen Ladungsabbau ermöglicht, sondern gleichzeitig auch ein Auftreffen von Schmutzstoffen oder Schmutzteilchen auf den Abschnitt des Sensorfenster beeinträchtigt, vorzugsweise verhindert. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß solche Stoffe oder Teilchen von dem Gasfilm von dem Abschnitt des Sensorfensters wegtransportiert werden, bevor sie zu der Oberfläche des Abschnitts gelangen und sich an diese anlagern können.
Der Gasfilm deckt dabei den Abschnitt des Sensorfensters vorzugsweise vollflächig ab, wobei der Abschnitt vorzugsweise eine Fläche größer als 100 mm² aufweist.
Der Gasfilm kann insbesondere so erzeugt werden, daß der Coanda-Effekt eintritt. Dabei wird Gas so, vorzugsweise als Strahl, auf eine Oberfläche geblasen, daß sich ein an der Oberfläche anliegender und dieser gegebenenfalls entlang einer Krümmung der Oberfläche folgender Gasfilm bildet.
Diese Verwendung eines Gasfilms hat den weiteren Vorteil, daß dieser vorzugsweise so ausgebildet werden kann, daß an dem Abschnitt des Sensorfensters in geringem Abstand vorbeitransportierte Wertdokumente durch den Gasfilm in Richtung des Sensorfensters gezogen werden können, ohne dieses jedoch zu berühren. Auf diese Weise kann je nach Ausbildung einer Transporteinrichtung zum Transport der Wertdokumente auf Führungseinrichtungen, beispielsweise Transportriemen, direkt vor dem Abschnitt des Sensorfensters verzichtet werden. Dies läßt dann eine Erfassung eines Wertdokuments über seine gesamte Breite quer zur Transportrichtung zu. Insbesondere kann bei entsprechender Ausbildung des Sensors durch laminare Strömung zwischen dem Sensorfenster und dem Wertdokument die Schwebehöhe des Wertdokuments über dem Fenster mit größerer Stabilität in einem vorgegebenen engen Bereich gehalten werden. Dies ist vor allem bei optischen Sensoren vorteilhaft, deren Erfassungsbereich in der Richtung quer zum Gasfilm eine nur geringe Höhe aufweist bzw. die eine nur geringe Tiefenschärfe aufweisen. Bei solchen Sensoren kann so die Genauigkeit der Erfassung verbessert werden.
Verfügt der Sensor über zwei Teile, die sich bezüglich eines Transportpfades des Wertdokuments gegenüberliegen, so kann eine entsprechende Düse zur Bildung eines Gasfilms zusätzlich auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet sein. Die Lage des Wertdokuments kann dann durch zwei Gasfilme stabilisiert werden.
Die Blasdüse kann grundsätzlich beliebig ausgerichtet sein, solange das ionisierte Gas auf das Sensorfenster gelangt oder entlang des Fensters strömt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das ionisierte Gas in einem Winkel im Bereich zwischen 5° und 45°, vorzugsweise 15° und 35°, zu einer Ebene parallel zu dem Abschnitt des Sensorfensters ausgeblasen werden. Bei dem Sensor kann dazu ein Winkel zwischen einer Ausblasrichtung, in der das ionisierte Gas aus der Blasdüse austritt, und einer Ebene parallel zu dem Abschnitt des Sensorfensters in dem Bereich zwischen 5° und 45°, vorzugsweise 15° und 35°, liegen. Insbesondere kann dann die Blasdüse einfach durch eine Bohrung gebildet werden.
Wird das ionisierte Gas in einer Richtung ausgeblasen, die nicht parallel zu der Richtung des Gasfilms ist, ist bei dem Sensor vorzugsweise das Verhältnis der Länge des Abschnitts des Sensorfensters in Strömungsrichtung des ionisierten Gases in dem Gasfilm zu der Ausdehnung der Blasdüse in Strömungsrichtung des ionisierten Gases auf dem Abschnitt und in einer Ebene parallel zu dem Gasfilm auf dem Abschnitt größer als 50 ist. Auf diese Weise kann sehr gut ein an dem Abschnitt anliegender Gasfilm erzeugt werden.
Um ein gutes Anliegen der Strömung zu erreichen kann bei dem Verfahren vorzugsweise die Ausdehnung eines durch das ausgeblasene ionisierte Gas gebildeten Stroms unmittelbar an einer Öffnung der Blasdüse in einer Richtung parallel zur Strömungsrichtung und in einer Ebene quer zur Strömungsrichtung des ionisierte Gases an der Austrittsöffnung der Blasdüse im Bereich zwischen 0,1 mm und 0,2 mm liegen. Bei dem Sensor kann dazu die Ausdehnung der Blasdüse in Strömungsrichtung des ionisierten Gases an einer Austrittsöffnung der Blasdüse und in einer Ebene quer zu Strömungsrichtung des ionisierten Gases an der Austrittsöffnung im Bereich zwischen 0,1 mm und 0,2 mm liegen.
Die Form der Austrittsöffnung der Blasdüse bzw. deren Querschnitt im Bereich der Mündung der Blasdüse kann grundsätzlich beliebig gewählt sein. Eine einfache Herstellung kann dadurch erzielt werden, daß bei dem die Blasdüse wenigstens im Bereich ihrer Mündung einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Bei vielen Anwendungen kann der Abschnitt des Sensorfenster näherungsweise die Form eines Rechtecks haben, dessen Seiten länger als nur ein bis zwei Millimeter sind. Insbesondere in diesen Fällen ist es bei dem Verfahren bevorzugt, daß der Gasfilm durch Ausblasen des ionisierten Gases durch mehrere Blasdüsen gebildet wird. Bei dem Sensor kann dazu wenigstens eine weitere Blasdüse vorgesehen sein, durch die ionisiertes Gas zur Bildung des Gasfilms ausblasbar ist. Die Blasdüsen können dazu insbesondere so ausgebildet und angeordnet sein, daß die aus den einzelnen Blasdüsen austretenden Gasströme zusammen den Gasfilm bilden.
Die Blasdüsen sind vorzugsweise in demselben Bauelement bzw. Sensorfenster ausgebildet. Weiter sind sie vorzugsweise gleich ausgebildet.
Insbesondere können die Blasdüsen in einer Richtung quer zur Transportrichtung der Wertdokumente relativ zu dem Sensor angeordnet sein.
Vorzugsweise haben zueinander benachbarte Blasdüsen einen Abstand im Bereich von 2 mm bis 5 mm.
Alternativ oder zusätzlich kann bei dem Verfahren das ionisierte Gas durch eine Blasdüse mit schlitzförmigem Querschnitt abgegeben werden. Bei dem Sensor kann dazu die Blasdüse im Bereich ihrer Mündung einen schlitzförmigen Querschnitt aufweisen, der mit seiner längeren Richtung quer zur Transportrichtung angeordnet ist. Auf diese Weise kann einfach ein auch breiter Gasfilm gebildet werden. Insbesondere kann als Blasdüse ein Luftmesser verwendet werden.
Grundsätzlich kann zu Bildung des Gasfilms das ionisierte unmittelbar in den Bereich des Sensorfensters geblasen werden. Vorzugsweise wird jedoch bei dem Verfahren aus der wenigstens einen Blasdüse ausgeblasenes ionisiertes Gas mittels einer Leitfläche auf den Abschnitt geführt. Bei dem Sensor kann dazu zwischen der wenigstens einen Blasdüse und dem Abschnitt des Sensorfensters wenigstens eine Leitfläche angeordnet sein, mittels derer der Gasfilm an den wenigstens einen Abschnitt des Sensorfensters geführt wird. Die Leitfläche kann vorzugsweise so gekrümmt sein, daß eine unmittelbar an der Austrittsöffnung der Blasdüse austretende Strömung von ionisiertem Gas an der Leitfläche anliegend an das Sensorfenster geführt wird. Die Bildung eines Gasfilms und/oder das Anlegen eines Gasfilms an den Abschnitt des Sensorfensters kann so verbessert werden.
Insbesondere durch Verwendung einer Leitfläche können Freiheiten in der Ausbildung und Anordnung der Blasdüse erreicht werden. So kann bei dem Verfahren das ionisierte Gas parallel zu der Richtung des Gasfilms abgegeben werden. Bei dem Sensor kann dazu die Blasdüse so angeordnet sein, daß das ionisierte Gas parallel zu der Strömungsrichtung des Gases in dem Gasfilm aus der Blasdüse austritt. Dabei kann das ionisierte Gas entweder als Gasfilm direkt auf den Abschnitt des Sensorfensters gelangen oder über eine geeignete, vorzugsweise rampenartige, Leitfläche, an der der Gasfilm anliegt, auf den Abschnitt gelenkt werden.
Ein besonders geringer Platzbedarf kann erzielt werden, wenn bei dem Verfahren das ionisierte Gas orthogonal zu der Richtung des Gasfilms abgegeben wird. Bei dem Sensor kann dazu die Blasdüse so angeordnet sein, daß das ionisierte Gas in einer Richtung orthogonal zu der Strömungsrichtung des Gases in dem Gasfilm aus der Blasdüse austritt. Als Leitfläche kann dann eine den Gasstrom um etwa 90° umlenkende Leitfläche verwendet werden, die beispielsweise durch einen entsprechenden Bereich eines Gehäuses des Sensors gegeben sein kann.
Die Ionisierung des Gases kann grundsätzlich in beliebiger Art und Weise erfolgen, beispielsweise durch ionisierende Strahlung. Vorzugsweise wird bei dem Verfahren jedoch das Gas ionisiert, indem es ionisierenden elektrischen Feldern ausgesetzt wird. Bei dem Sensor kann die Ionisierungseinrichtung dazu eine Hochspannungsversorgung und wenigstens eine mit der Hochspannungsversorgung elektrisch verbundene Elektrode mit wenigstens einer Spitze aufweisen, die in der Blasdüse angeordnet ist. Durch die Verwendung der Spitze können lokal sehr große elektrische Feldstärken erzielt werden, die zu einer Ionisierung von Gasen führen können.
Solche Blasdüse können beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß die Elektrode in die Blasdüse eingeschoben wird. Vorzugsweise kann bei dem Sensor jedoch die Blasdüse ein Grundelement, ein Abdeckelement und einen zwischen dem Grundelement und dem Abdeckelement angeordneten Abstandshalter zur Festlegung des Abstands zwischen Grundelement und Abdeckelement aufweisen, wobei Abdeckelement und Grundelement die Öffnung der Blasdüse bilden und wobei der Abstandshalter die Elektrode ist. Insbesondere kann so auf einfache Art und Weise eine Blasdüse für ein Luftmesser erzeugt werden, die gleichzeitig der Ionisierung der Luft dient. Durch die Verwendung der dann flächigen Elektrode als Abstandshalter kann eine sehr einfache Fertigung erzielt werden.
Die Blasdüse kann auf beliebige Art und Weise mit Gas zur Bildung des Gasfilms versorgt werden. Insbesondere kann der Sensor über eine Gasspeiseeinrichtung verfügen, die der Ionisierungseinrichtung und der wenigstens einen Blasdüse Gas zuführt, so daß vorzugsweise durch die Blasdüse ionisiertes Gas so ausgeblasen wird, daß auf wenigstens einem Abschnitt des Sensorfensters ein an einer Oberfläche des Abschnitts anliegender Gasfilm aus sich relativ zu dem Abschnitt bewegendem Gas erzeugt wird. Als Gasspeiseeinrichtung kann beispielsweise eine Gaspumpe oder ein Gaskompressor dienen. Unter Umstanden ist jedoch auch möglich, einen Gastank in Verbindung mit einem Ventil zu verwenden, mittels dessen ein Gasstrom aus dem Gastank zu der Blasdüsen bzw. den Blasdüsen geliefert werden kann.
Besitzt der Sensor mehrere Blasdüsen, kann diesen Gas durch entsprechende Gasspeiseeinrichtungen einzeln zugeführt werden; vorzugsweise ist jedoch eine gemeinsame Gasspeiseinrichtung vorgesehen, die die Blasdüsen über eine geeignete Zuführeinrichtung, beispielsweise eine einzelne zu den Blasdüse führende Zuführleitung, mit Gas versorgt. Alternativ kann es sich emp fehlen, daß die wenigstens eine Blasdüse in eine Kammer mündet, in der die Quelle und/oder die Detektionseinrichtung und/oder ein anderes optisches Element des Sensors angeordnet ist und die von der Gasspeiseeinrichtung mit Gas versorgt wird.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für Sensoren zur Erfassung von Banknoten bzw. Eigenschaften von Banknoten und besonders zum Einsatz in Banknotenbearbeitungsvorrichtungen.
Die Erfindung wird im Folgenden noch weiter beispielhaft an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Banknotensortiervorrichtung,
2 eine schematische seitliche Schnittansicht eines Sensors nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform,
3 eine schematische Draufsicht auf den Sensor in 2,
4 eine schematische seitliche Schnittansicht eines Sensors nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform,
5 eine schematische seitliche Schnittansicht eines Sensors nach einer dritten bevorzugten Ausführungsform,
6 eine schematische Draufsicht auf den Sensor in 5,
7 eine schematische Ansicht eines Schnitts durch einen Luftmesser eines Sensors in einem vierten Ausführungsbeispiel in einer Ebene parallel zur Transportrichtung und orthogonal zu einer Ebene eines durch dieses gebildeten Gasfilms,
8 eine Explosionsdarstellung des Luftmessers in 7,
9 eine Darstellung eines Grundelements und einer darauf angeordneten Elektrode, und
10 eine schematische teilweise geschnittene Darstellung eines Sensors nach einer fünften Ausführungsform.
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 eine Eigenschaft eines von der Sensoranordnung 30 erfaßten Wertdokuments 16 wiedergebenden Sensorsignalen der Sensoran ordnung 30 und Ansteuerung wenigstens einer der Weichen 22 in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Auswertung der Sensorsignale ausgebildet ist.
Die Sensoranordnung 30 umfaßt in diesem Ausführungsbeispiel einen Sensor 34 zur Erfassung von optischen Eigenschaften von Sicherheitsmerkmalen von Banknoten, beispielsweise vorgegebenen Lumineszenzstoffen, und/oder eines Bildes der Banknoten, beispielsweise zur Prüfung auf Risse, und zur Ermittlung der Denomination der Banknoten. Die Sensoranordnung kann weiter beispielsweise einen in 1 nicht gezeigten Ultraschallsensor zur Erfassung des Zustands von Wertdokumenten, beispielsweise das Vorhandenseins von Klebestreifen, umfassen.
An dem Transportpfad 24 in Transportrichtung vor der Sensoranordnung 30 ist ein Sensor 36 zur Erfassung von Wertdokumenten in Form einer Lichtschranke, im Beispiel unter Verwendung eines Lichtvorhangs, angeordnet, der bei Erfassung eines Wertdokuments ein Signal über eine nicht gezeigte Verbindung an die Sensoranordnung 30 abgibt und damit die Erfassung der Eigenschaften des Wertdokuments durch die Sensoranordnung 30 auslöst.
Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 32 erfaßt die Signale der Sensoranordnung 30 und prüft im Beispiel, welche Denomination eine von der Sensoranordnung 30 erfaßte Banknote 16 aufweist und ob sie nach jeweils wenigstens einem vorgegebenen Kriterium in einem verkehrsfähigen, d. h. noch zur weiteren Verwendung als Zahlungsmittel geeignetem, Zustand und echt ist. In Abhängigkeit von dem Ergebnis der Prüfung steuert die Banknote 16 wenigstens eine der Weichen 22 so an, daß die Banknote von der Transporteinrichtung 20 in ein dem Prüfergebnis zugeordnetes bzw. einem bestimmten vorgegebenen Typ von Banknoten entsprechenden Ausgabefach 26 gefördert und dort abgelegt wird.
Bei der Bearbeitung von Wertdokumenten entsteht in der Bearbeitungsvorrichtung Schmutz, beispielsweise Staub, der sich auf dem optischen Sensor 34 bzw. der Lichtschranke 36 absetzen und deren Funktion beeinträchtigen kann.
In 2 ist der optische Sensor 34, der zur Erfassung von Lumineszenzeigenschaften an ihm vorbei durch seinen Erfassungsbereich 38 in Transportrichtung T transportierter Wertdokumente dient, schematisch in einer seitlichen Schnittansicht und in 3 von oben gezeigt.
Der Sensor 34 verfügt über eine Beleuchtungseinrichtung 40 zur Abgabe von optischer Anregungsstrahlung, im Beispiel die Art der zu untersuchenden Wertdokumente vorgegebenen Wellenlängenbereich im infraroten Spektralbereich, und einer Detektionseinrichtung 42 zum spektral aufgelösten Empfang von durch die Anregungsstrahlung in dem in dem Erfassungsbereich 38 befindlichen Wertdokument 16 angeregter Lumineszenzstrahlung in einem vorgegebenen Detektionswellenlängenbereich. Der Anregungswellenlängenbereich und der Wellenlängenbereich für die Lumineszenzstrahlung sind durch die Arten der zu untersuchenden Wertdokumente gegeben. Echte Wertdokumente enthalten wenigstens einen Stoff, in dem durch die vorgegebene Anregungsstrahlung Lumineszenzstrahlung in dem Detektionswellenlängenbereich angeregt wird. Die Beleuchtungseinrichtung 40 und der Detektionseinrichtung 42 sind durch ein Sensorfenster 44 von dem Erfassungsbereich 38 und damit den durch diesen hindurch transportierten Wertdokumente 16 getrennt. Das Sensorfenster ist wenigstens in dem Wellenlängenbereich der Anregungsstrahlung und dem Detektionswellenlängenbereich transparent. Es ist an einem weiteren Bauteil, einem Befestigungsrahmen 46 gehalten, so daß das Sensorfenster 44er Befestigungsrah men 46 und ein in den Figuren nicht gezeigtes Gehäuseunterteil des Sensors den Beleuchtungs- und den Detektionseinrichtung 42 aufnehmen und gegen Schmutz, insbesondere Staub aus der Umgebung in der Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung 10 abschirmen.
Die Beleuchtungseinrichtung 40 verfügt über eine Quelle 48 für die Anregungsstrahlung, beispielsweise eine Gasentladungslampe oder eine Laserdiode, und im Beleuchtungsstrahlengang hinter dieser eine Beleuchtungsoptik 50, die im Beispiel ein im wesentlichen nur die Anregungsstrahlung durchlassendes Filter und eine Beleuchtungsoptik aufweist, die die Anregungsstrahlung entlang eines quer zur Transportrichtung T über die gesamte maximale Breite der zur Prüfung vorgesehenen Banknotentypen verlaufenden Beleuchtungsbereichs in den Erfassungsbereich 38 fokussiert.
Die Detektionseinrichtung 42 verfügt im Beispiel entlang eines von dem beleuchteten Bereich des Wertdokuments 16 in dem Erfassungsbereich 38 ausgehenden Detektionsstrahlengangs über eine Detektionsoptik 52, die wenigstens einen Teil des von der Anregungsstrahlung beleuchteten Bereichs eines Wertdokuments 16 im Erfassungsbereich 38 auf eine spektral empfindlichen Detektor 54 zur Spektral selektiven Detektion der Lumineszenzstrahlung abbildet, und den Detektor 54. In diesem Beispiel ist der Detektor ein Zeilendetektor mit einem vorgeschalteten schmalbandigen Filter, das im wesentlichen nur Strahlung im vorgegebenen Detektionswellenlängenbereich durchläßt. Der Detektor besitzt zur ortsaufgelösten Detektion der Lumineszenzstrahlung entlang einer Zeile quer zur Transportrichtung T angeordnete Photodetektionselemente, die auf sie auftreffende Lumineszenzstrahlung in elektrische Detektionssignale umsetzen.
Zur Erfassung der Lumineszenzeigenschaften wird der Sensor gepulst betrieben, wozu er über ein Steuerung 56 verfügt, die die Beleuchtungseinrichtung zur Abgabe von Anregungsstrahlungspulsen und zeitlich damit koordiniert die Detektionseinrichtung 42 zur Detektion durch die Anregungsstrahlungspulse angeregter Detektionsstrahlungspulse ansteuert. Diese Steuerung 56 leitet von der Detektionseinrichtung 42 empfangene Detektionssignale nach Weiterverarbeitung zur Steuerung- und Auswerteeinrichtung 32 weiter.
In den durch den Beleuchtungsstrahlengang bis in den Erfassungsbereich 38 sowie den Detektionsstrahlengang gebildeten optischen Pfaden zwischen der Strahlungsquelle 48 bzw. der Detektionseinrichtung 42 und dem Erfassungsbereich 38 bzw. dem Wertdokument 16 ist das Sensorfenster 44 angeordnet, in dem in Transportrichtung T gesehen stromaufwärts des Erfassungsbereichs 38 entlang einer quer zur Transportrichtung T verlaufenden Zeile – in diesem Beispiel gleich ausgebildete – Blasdüsen 58 ausgebildet sind, die durch die Mündungen von linear durch das Sensorfenster 44 hindurch verlaufen Blaskanälen 60 gebildet sind.
Die Blaskanäle 60 und damit die Blasdüsen 58 sind in einem Winkel α gegenüber der Ebene des Sensorfensters geneigt. Die Gasspeiseeinrichtung 62 und die Blasdüsen 58 sind so aufeinander abgestimmt ausgebildet, daß aus den Blasdüsen 58 das Gas in dem Winkel α in Richtung des Transports der Wertdokumente 16 austritt. Der Winkel liegt im Bereich zwischen 5° und 45°, vorzugsweise 15° und 35°, im Beispiel bei 25°.
Zur Speisung der Blasdüsen 58 mit einem Gas, im Beispiel Luft, ist eine Gasspeiseeinrichtung 62 vorgesehen, die eine Pumpe 64 und eine diese mit den Blaskanälen 60 und damit den Blasdüsen 58 verbindende Zuführleitung 66 umfaßt.
Der Durchmesser der Blaskanäle 60 und damit auch der Blasdüsen 58 und des jeweils aus diesen austretenden Gasstroms unmittelbar an der Blasdüse kann allgemein vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,2 mm liegen. Im Beispiel ist er zu etwa 0,15 mm gewählt.
Der Abstand benachbarter Blasdüsen 58 voneinander, d. h. die Länge der kürzesten Verbindungslinie der Ränder zweier benachbarter Blasdüsen, kann zwischen 2 mm und 5 mm betragen; im Beispiel ist er zu 3 mm gewählt.
Die Ausbildung der einzelnen Blasdüsen 58, der Abstand der Blasdüsen 58 voneinander und die Stärke des Gasstroms sind so gewählt, daß ein an einer Oberfläche eines in dem Erfassungsbereich liegenden Abschnitts 68 des Sensorfensters 44 anliegender, flächiger Gasfilm 70 aus sich relativ zu dem Abschnitt 68 bewegendem Gas erzeugt wird. Die Ausbildung und Anordnung der Blasdüsen 58 sowie die Stärke des Gasstroms sind vorzugsweise so gewählt, daß der Gasfilm 70 an dem Abschnitt 68 infolge des Coanda-Effekts anliegt. Im Beispiel ist der Abschnitt 68 in Transportrichtung langer als 1 cm und damit mehr als zehnfach länger als die Ausdehnung der Blasdüsen 58 in der Ebene des Sensorfensters 68 und damit einer parallel zu diesem verlaufenden Transportebene.
Obwohl ein gepulster Betrieb vorstellbar ist, wird der Gasfilm 70 vorzugsweise zumindest während des Vorbeitransports eines einzelnen Wertdokuments 16, bei Verarbeitung eines beispielsweise aus einem Stapel erzeugten Stroms vereinzelter Wertdokumente vorzugsweise während der Verarbeitung des Stroms kontinuierlich gebildet.
Auf diese Weise kann sich in Richtung des Sensorfensters 44 bewegender Schmutz nicht auf den Abschnitt 68 des Sensorfensters 44 gelangen, sondern wird vielmehr durch das Gasfilm 70 von dem Sensorfenster 44 ferngehalten und weggeführt. Gleichzeitig kann sich eine in Richtung auf das Sensorfenster 44 hin gerichtete Kraft auf ein vorbeitransportiertes Wertdokument 16 ergeben.
Um durch elektrostatische Effekte verursachte Verschmutzungen des Sensorfensters 44 reduzieren zu können, ist eine Ionisierungseinrichtung 67 vorgesehen, die zur Ionisierung des aus den Blasdüsen 58 ausgeblasenen Gases dient. Die Ionisierungseinrichtung 67 verfugt hierzu über eine Hochspannungsquelle 69 und mit der Hochspannungsquelle 69 verbundene, in den Blaskanälen 60 der Blasdüsen 58 angeordnete stabförmige Elektroden 71, die in Richtung der Austrittsöffnung der Blasdüsen 58 in einer Spitze auslaufen.
Die Hochspannungsquelle 69 versorgt die Elektroden 71 mit einer so hohen Spannung, daß das an den Elektroden 71 vorbeiströmende Gas eine Ionenkonzentration von mehr als 100000 Ionen/cm³ enthält.
Der Film aus ionisiertem Gas kann nun eventuell auf dem Sensorfenster 44 vorhandene Ladungen oder die Ladung auf in diesem Bereich vorhandenen Staubteilchen abbauen.
In einer Variante dieses Ausführungsbeispiels kann die Detektionseinrichtung 42 auch durch ein Spektrometer gegeben sein.
In noch einer anderen Variante dieses Ausführungsbeispiels kann der Sensor als Rißsensor ausgebildet sein.
Ein zweites, in 4 veranschaulichtes Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur durch die Gaszuführung zu den Blaskanälen 60 und den Sensor 34'. Für unveränderte Teile werden daher die gleichen Bezugszeichen verwendet wie im ersten Ausführungsbeispiel und die Erläuterungen zu diesen gelten auch hier entsprechend.
Der optische Sensor 34' dient nun zur Erfassung eines Bildes eines an ihm vorbeitransportierten Wertdokuments 16 im sichtbaren Teil des optischen Spektrums und besitzt, wie der Sensor 34, eine Beleuchtungseinrichtung 40' und eine Detektionseinrichtung 42'.
Die Beleuchtungseinrichtung 40' verfügt über eine Quelle 48' für weißes Licht und im optischen Pfad in den Erfassungsbereich eine Beleuchtungsoptik 50', die mit dem Licht der Quelle 48' in dem Erfassungsbereich 38 einen sich quer zur Transportrichtung erstreckendes streifenförmiges Beleuchtungsbereich erzeugt.
Die Detektionseinrichtung 42' besitzt entlang eines von dem Erfassungsbereich 38 ausgehenden optischen Pfades eine Detektionsoptik 52' und eine im sichtbaren Bereich des optischen Spektrums arbeitende Zeilenkamera 54', deren Detektionselemente in einer Zeile quer zur Transportrichtung T angeordnet sind. Die Detektionsoptik 46' bildet einen im Erfassungsbereich 38 in dem Beleuchtungsbereich befindlichen Teil eines Wertsdokuments 16 auf die Zeilenkamera 54' ab.
Die Beleuchtungseinrichtung 40' und die Detektionseinrichtung 42' sind wieder mit einer Steuerung 56' verbunden, die, wie die Steuerung 56, die Beleuchtungseinrichtung und die Detektionseinrichtung in Abhängigkeit von der Transportgeschwindigkeit in bekannter Weise so ansteuert, daß zeilenweise ein Bild des Wertdokuments erzeugt wird.
Im Unterschied zu dem Sensor des ersten Ausführungsbeispiels sind die Beleuchtungseinrichtung 40' und Detektionseinrichtung 42' in einer durch das Sensorfenster 44 abgeschlossenen gasdichten Kammer 72 angeordnet, in die zum einen die Blaskanäle 60 münden und die zum anderen mit der Pumpe 64 verbunden ist. Die Pumpe 64 und die Kammer 72 bilden so eine Gaszuführeinrichtung, mittels derer Gas so den Blasdüsen zuführbar ist, daß durch diese das Gas so ausgeblasen wird, daß auf dem Abschnitt 68 des Sensorfensters 44 ein an der Oberfläche des Abschnitts 68 anliegender Gasfilm 66 aus sich relativ zu dem Abschnitt 68 bewegendem Gas erzeugt wird.
Ein drittes Ausführungsbeispiel in 5 und 6 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel zum einen dadurch, daß nun die Lichtschranke 36 analog zu dem Sensor des ersten Ausführungsbeispiels aufgebaut ist, und zum anderen dadurch, daß die Blasdüsen nun nicht in dem ansonsten unveränderten Sensorfenster ausgebildet sind, sondern in einem anderen Bauteil des Sensors. Für entsprechende Teile werden daher die gleichen Bezugszeichen verwendet wie im ersten Ausführungsbeispiel und die Erläuterungen zu diesen gelten entsprechend auch für dieses Ausführungsbeispiel.
Der Sensor 34'' dient nur zur Erfassung eines vorbeitransportierten Wertdokuments nach Art einer Transmissions-Lichtschranke mit einem Lichtvorhang. Der Sensor 34'' verfügt über eine als Sender dienende Beleuchtungs einrichtung 40'' und einer als Empfänger dienenden Detektionseinrichtung 42'' für Strahlung der Beleuchtungseinrichtung 40'', die von dieser entlang eines optischen Pfades durch eine Transportebene, entlang derer die Wertdokumente transportiert werden, abgegebene Strahlung detektiert. Der Erfassungsbereich 38 liegt somit zwischen den beiden Einrichtungen. Eine Auswerteeinrichtung 74 steuert die Beleuchtungseinrichtung 40'' zur Abgabe von optischer Strahlung an und empfängt Detektionssignale der Detektionseinrichtung 42'' und wertet diese teilweise aus. In Abhängigkeit von dem Ergebnis der Auswertung steuert diese dann die Sensoranordnung 30 an.
Die Beleuchtungseinrichtung 40'' verfügt über entlang einer quer zur Transportrichtung T verlaufenden Zeile in gleichen Abständen zueinander angeordneten Quellen 48'' für optische Strahlung zur Beleuchtung des Erfassungsbereichs 38, im Beispiel Leuchtdioden, und in dem optischen Pfads von den Quellen 48'' zu der Detektionseinrichtung 42'' eine Beleuchtungsoptik 50'' zur Bündelung der von den Quellen 48'' abgegebenen Strahlung.
Die Detektionseinrichtung 42'' verfügt entsprechend über eine Detektor 54'' mit entlang einer quer zur Transportrichtung T verlaufenden Zeile angeordneten, jeweils einer der Quellen 48'' zugeordneten Photodetektionselementen und einer Detektionsoptik 50'''' zur Fokussierung der Strahlung der Quellen 48'' auf die jeweiligen Photodetektionselemente.
Die Auswerteeinrichtung 74 empfängt Detektionssignale der Detektionseinrichtung 42'', genauer der Detektoren darin, und ermittelt, ob der optische Pfad von der Beleuchtungseinrichtung 40'' zu der Detektionseinrichtung 42'' unterbrochen wurde. In diesem Fall gibt sie ein entsprechendes Signal aus. In einer bevorzugten Variante können Signale für jedes der Photodetektionselemente getrennt ausgegeben werden. Aus der zeitlichen Lage der Signale kann dann ermittelt werden, ob die Vorderkante des Wertdokuments orthogonal zu der Transportrichtung T verläuft oder ob das Wertdokument schief transportiert wird.
Zwischen dem Erfassungsbereich 38 und der Detektionseinrichtung 42'' ist das Sensorfenster 44'' angeordnet, das sich bis auf Ausbildung der Blaskanäle nicht von dem Sensorfenster 44 unterscheidet. Der reinzuhaltende Abschnitt 68'' des Sensorfensters 44 umfaßt den durch die Strahlung der Beleuchtungseinrichtung 40'' beleuchteten Bereich des Sensorfensters 44''.
Das Sensorfenster 44'' ist in einem Befestigungsrahmen 46'' gehalten, in dem wiederum Blasdüsen 58 ausgebildet sind, die durch die Mündungsabschnitte von Blaskanälen 60'' gebildet werden. Diese weisen zwei Kanalabschnitte auf, von denen der an der dem Erfassungsbereich 38 zugewandten Oberfläche mündende Kanalabschnitt 76 wie die Blaskanäle 60 in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. In ihnen sind wie im ersten Ausführungsbeispiel ebenfalls die Elektroden 71 angeordnet. Die zweiten Kanalabschnitte 78 sind gegenüber der Richtung der ersten Kanalabschnitt abgeknickt und verlaufen im Wesentlichen orthogonal zu der Oberfläche des Sensorfensters 44''.
Zur Speisung der Blaskanäle 60'' mit Gas ist eine Gasspeiseeinrichtung vorgesehen, die wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, so daß für diese dieselben Bezugszeichen verwendet werden und die Erläuterungen auch hier gelten.
Auf diese Weise kann durch die Blasdüsen Gas so ausgeblasen werden, daß auf dem Abschnitt 68'' des Sensorfensters 44'' ein an einer Oberfläche des Abschnitts 68'' anliegender Gasfilm 70 aus sich relativ zu dem Abschnitt be wegendem Gas erzeugt wird, der das Sensorfenster reinhält. Dieses Ausführungsbeispiel bietet den Vorteil, daß die Kanäle nicht unbedingt in dem eventuell schwieriger zu bearbeitenden Sensorfenster ausgebildet zu werden brauchen, sondern das Material des Bauteil, d. h. im Beispiel des Befestigungsrahmens, entsprechend gewählt sein kann.
In einer Variante des kann der Sensor statt als Lichtschranke auch als Transmissionssensor ausgebildet sein.
Weiterhin können auch die Beleuchtungseinrichtung und damit die Quellen 58'' hinter einem Sensorfenster angeordnet sein, das wie das Sensorfenster 44 oder 44'' ausgebildet sein kann. Zur Versorgung mit Gas kann entweder dieselbe Gasspeiseeinrichtung verwendet werden, oder es können zwei getrennte Speiseeinrichtungen vorgesehen sein.
Verschiedene Aspekte der Ausführungsbeispiele können auch gegeneinander ausgetauscht werden. So können in den ersten beiden Ausführungsbeispielen auch die Blasdüsen in dem Befestigungsrahmen ausgebildet sein.
Auch ist es möglich, stromabwärts der Blasdüsen eine gewölbte Leitfläche auszubilden, die die Bildung des Gasfilms verbessert.
Ein viertes Ausführungsbeispiel in den 7 bis 9 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch, daß statt mehrerer in dem Sensorfenster ausgebildeter Blasdüsen als Blasdüse ein Luftmesser 80 verwendet wird, das an seiner Mündung einen schlitzförmigen, mit seiner längeren Seite quer zur Transportrichtung ausgerichteten Querschnitt aufweist und das teilweise von dem Sensorfenster 44 gebildet wird. Für unveränderte bzw. analoge Teile werden daher die gleichen Bezugszeichen ver wendet wie im ersten Ausführungsbeispiel und die Erläuterungen zu diesen gelten auch hier entsprechend.
Das Luftmesser 80 verfügt über ein Grundelement 82, das auf dem nicht in den Figuren gezeigten Befestigungsrahmen 46 (oder alternativ dem Gehäuse des Sensors) befestigt ist, eine als Abstandshalter ausgebildete Elektrode 71' und das Sensorfenster 44''' als Abdeckelement. Das Sensorfenster 44''' und der Abstandshalter 71' werden durch das darüber angeordnete Grundelement 80 gehalten.
Das längliche, sich mit seiner Längsrichtung quer zur Transportrichtung T erstreckende Grundelement 80 verfügt über einen sich in Längsrichtung erstreckenden Gaskanal 84, der mit der Gasspeiseeinrichtung 62 zur Zuführung von Gas, im vorliegenden Beispiel Luft, verbunden ist. Der Gaskanal 84 mündet in einen sich in Längsrichtung des Grundelements 80 erstreckenden Spalt 86, der in den Zwischenraum zwischen dem Grundelement 80 und dem Sensorfenster 44''' mündet.
Ein Abschnitt 88 des Grundelements 80 bildet mit dem Sensorfenster 44''' eine schlitzförmige, sich mit ihrer längeren Ausdehnung quer zur Transportrichtung erstreckende Gasaustrittsöffnung 90 bzw. eine Mündung mit einem schlitzförmigen, mit seiner längeren Seite quer zur Transportrichtung ausgerichteten Querschnitt, durch die das Gas aus dem Spalt 86 ausgeblasen wird. Die Weite der Gasaustrittsöffnung 90 zwischen dem Sensorfenster 44''' und dem Abschnitt 88 wird durch die Dicke des Abstandhalters 71' bestimmt und liegt im Bereich zwischen 25 μm und 125 μm.
Der Abstandhalter 71' dient gleichzeitig als mit der Hochspannungsquelle 69 elektrisch verbundene Elektrode und wird durch eine dünne elektrisch lei tende Schicht, im Beispiel ein Metallblech, mit einer konstanten Dicke im Bereich zwischen 25 μm und 125 μm gebildet.
Wie in 8 und 9 erkennbar verfügt die längliche Schicht bzw. der Abstandshalter 71' an der der Gasaustrittsöffnung 90 zugewandten Längsseite über in im Beispiel in gleichen Abständen ausgebildeten Ausbuchtungen 92, die zwischen sich Spitzen 94 bilden.
Der Abstandshalter 71' ist nun so vor dem Spalt 86 angeordnet, daß zum einen aus dem Spalt 86 austretendes Gas in die Ausbuchtungen strömen kann und zum anderen die Spitzen 94 nicht aus der Gasaustrittsöffnung 90 herausragen.
Im Betrieb kann nun von der Gasspeiseeinrichtung 62 geliefertes Gas durch den Gaskanal 84 und den Spalt 86 in die Gasaustrittsöffnung 90 strömen, wobei es durch die hohe elektrischen Felder im Bereich der Spitzen 94 im Vorbeiströmen ionisiert wird. Das ionisierte Gas legt sich dann als Gasfilm an das Sensorfenster 44''' an.
Ein fünftes Ausführungsbeispiel in 10 unterscheidet sich von dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel dadurch, daß das Luftmesser 80' nun unabhängig von dem Sensorfenster 44'' ausgebildet ist. Für unveränderte bzw. analoge Teile werden daher die gleichen Bezugszeichen verwendet wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel und die Erläuterungen zu diesen gelten auch hier entsprechend.
Das Luftmesser 80' ist gegenüber dem Luftmesser 80 nur dadurch geändert, daß statt des Sensorfensters 44'' als Abdeckelement ein Abdeckelement 96 verwendet wird, das an seiner in Strömungsrichtung des Gasfilms liegenden Kante eine gekrümmte Ablenkoberfläche 98 aufweist, die den an ihr anliegenden Gasfilm um etwa 90° ablenkt und an dem Sensorfenster 44''' vorbeiführt. Das Luftmesser kann insbesondere so ausgebildet sein, daß die Ablenkung auf den Coanda-Effekt zurückzuführen ist.
Bei noch einem anderen Ausführungsbeispiel wird das ionisierte Gas aus Blasdüsen zwar auch parallel zur Ebene des Sensorfensters ausgeblasen, jedoch können die Blasdüsen so ausgebildet sein, daß sich dabei kein an dem Sensorfenster anliegender Gasfilm bildet. Die Blasdüsen können dann einen Durchmesser von 0,5 mm oder mehr, beispielsweise 0,8 mm, aufweisen.
Gegenstand der Erfindung sind auch die Gegenstände aller Ansprüche, der Zeichnungen und der Beschreibung, wobei die Ionisierungseinrichtung jeweils fortgelassen wird.

Claims

Verfahren zur Reinhaltung eines Sensorfensters eines optischen Sensors zur Erfassung von Wertdokumenten und/oder wenigstens einer Eigenschaft von Wertdokumenten, das mit wenigstens einem Abschnitt in einem Strahlengang des Sensors angeordnet ist, bei dem ionisiertes Gas auf den Abschnitt des Sensorfensters oder an dem Abschnitt des Sensorfenster vorbei geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das ionisierte Gas eine Konzentration von mehr als 100000 Ionen/cm³ aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das ionisierte Gas so ausgeblasen wird, daß es einen an einer Oberfläche des Abschnitts anliegenden Gasfilm aus sich relativ zu dem Abschnitt bewegendem Gas bildet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das ionisierte Gas, vorzugsweise zur Bildung des Gasfilms, aus wenigstens einer Blasdüse in einem zu dem Sensorfenster benachbarten Bauteil ausgeblasen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das ionisierte Gas, vorzugsweise zur Bildung des Gasfilms, aus wenigstens einer Blasdüse in dem Sensorfenster ausgeblasen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das ionisierte Gas in einem Winkel im Bereich zwischen 5° und 45°, vorzugsweise 15° und 35°, zu einer Ebene parallel zu dem Abschnitt des Sensorfensters ausgeblasen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Ausdehnung eines durch das ausgeblasene ionisierte Gas gebildeten Stroms unmittelbar an einer Öffnung der Blasdüse in einer Richtung parallel zur Strömungsrichtung und in einer Ebene quer zur Strömungsrichtung des ionisierte Gases an der Austrittsöffnung der Blasdüse im Bereich zwischen 0,1 mm und 0,2 mm liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Gasfilm durch Ausblasen des ionisierten Gases durch mehrere Blasdüsen gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das ionisierte Gas durch eine Blasdüse mit schlitzförmigem Querschnitt abgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem aus der wenigstens einen Blasdüse ausgeblasenes ionisiertes Gas mittels einer Leitfläche auf den Abschnitt geführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das ionisierte Gas parallel zu der Richtung des Gasfilms abgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das ionisierte Gas orthogonal zu der Richtung des Gasfilms abgegeben wird.
Sensor zur Erfassung von Wertdokumenten und/oder wenigstens einer Eigenschaft von Wertdokumenten in einem Erfassungsbereich mittels optischer Strahlung wenigstens einer Wellenlänge mit einer Quelle für optische Strahlung und/oder einer Detektionseinrich tung für optische Strahlung, wenigstens einem in einem Strahlengang zwischen der Quelle bzw. der Detektionseinrichtung und dem Erfassungsbereich angeordneten Sensorfenster, einer Einrichtung zur Ionisierung eines zugeführten Gases, und wenigstens einer Blasdüse, durch die das mittels der Ionisierungseinrichtung ionisierte Gas so ausblasbar ist, daß es auf den Abschnitt des Sensorfensters oder entlang des Abschnitts des Sensorfensters strömt.
Sensor nach Anspruch 13, bei der die Ionisierungseinrichtung so ausgebildet ist, daß das ionisierte Gas eine Konzentration von mehr als 100000 Ionen/cm³ aufweist.
Sensor nach Anspruch 13 oder 14, bei der die Blasdüse in einem Bauteil des Sensors oder in dem Sensorfenster ausgebildet ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem die Blasdüse so ausgebildet und angeordnet ist, daß das ausgeblasene ionisierte Gas auf dem wenigstens einen Abschnitt des Sensorfensters einen an einer Oberfläche des Abschnitts anliegenden Gasfilm bildet.
Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem das Verhältnis der Länge des Abschnitts des Sensorfensters in Strömungsrichtung des ionisierten Gases in dem Gasfilm zu der Ausdehnung der Blasdüse in Strömungsrichtung des ionisierten Gases auf dem Abschnitt und in einer Ebene parallel zu dem Gasfilm auf dem Abschnitt größer als 50 ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei dem ein Winkel zwischen einer Ausblasrichtung, in der das ionisierte Gas aus der Blasdüse austritt, und einer Ebene parallel zu dem Abschnitt des Sensorfensters in dem Bereich zwischen 5° und 45°, vorzugsweise 15° und 35°, liegt.
Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 18, bei dem die Ausdehnung der Blasdüse in Strömungsrichtung des ionisierten Gases an einer Austrittsöffnung der Blasdüse und in einer Ebene quer zu Strömungsrichtung des ionisierten Gases an der Austrittsöffnung im Bereich zwischen 0,1 mm und 0,2 mm liegt.
Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 19, bei dem die Blasdüse wenigstens im Bereich ihrer Mündung einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 20, bei dem wenigstens eine weitere Blasdüse vorgesehen ist, durch die ionisiertes Gas zur Bildung des Gasfilms ausblasbar ist.
Sensor nach Anspruch 21, bei dem die Blasdüsen in einer Richtung quer zur Transportrichtung der Wertdokumente relativ zu dem Sensor angeordnet sind.
Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 19, bei dem die Blasdüse im Bereich ihrer Mündung einen schlitzförmigen Querschnitt aufweist, der mit seiner längeren Richtung quer zur Transportrichtung angeordnet ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 23, bei dem zwischen der wenigstens einen Blasdüse und dem Abschnitt des Sensorfensters wenigstens eine Leitfläche angeordnet ist, mittels derer der Gasfilm an den wenigstens einen Abschnitt des Sensorfensters geführt wird.
Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 24, bei dem die Blasdüse so angeordnet ist, daß das ionisierte Gas parallel zu der Strömungsrichtung des Gases in dem Gasfilm aus der Blasdüse austritt.
Sensor nach Anspruch 25, bei dem die Blasdüse so angeordnet ist, daß das ionisierte Gas in einer Richtung orthogonal zu der Strömungsrichtung des Gases in dem Gasfilm aus der Blasdüse austritt.
Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 26, bei dem die Ionisierungseinrichtung eine Hochspannungsversorgung und wenigstens eine mit der Hochspannungsversorgung elektrisch verbundene Elektrode mit wenigstens einer Spitze aufweist, die in der Blasdüse angeordnet ist.
Sensor nach Anspruch 22 und 27, bei dem die Blasdüse ein Grundelement, ein Abdeckelement und einen zwischen dem Grundelement und dem Abdeckelement angeordneten Abstandshalter zur Festlegung des Abstands zwischen Grundelement und Abdeckelement aufweist, wobei Abdeckelement und Grundelement die Öffnung der Blasdüse bilden und wobei der Abstandshalter die Elektrode ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 28, mit einer Gasspeiseeinrichtung, die der Ionisierungseinrichtung und der wenigstens einen Blasdüse Gas zuführt, so daß vorzugsweise durch die Blasdüse ionisiertes Gas so ausgeblasen wird, daß auf wenigstens einem Abschnitt des Sensorfensters ein an einer Oberfläche des Abschnitts anliegender Gasfilm aus sich relativ zu dem Abschnitt bewegendem Gas erzeugt wird.