DE3234109A1 - Vorrichtung zur erfassung einer bestimmten farbe - Google Patents

Vorrichtung zur erfassung einer bestimmten farbe

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung bzw. Feststellung einer bestimmten Farbe, insbesondere eine Vorrichtung, die eine bestimmte Farbe auch bei dunklem Hintergrund zuverlässig zu bestimmen vermag.
Gemäß Fig. 1 besitzt ein auf ein Poststück 10 aufgedruckter Portostempelaufdruck (metered impression) 12 üblicherweise an seinem rechten Ende drei Balkenmarken 14., 14^ und 14,; dieses Muster ist dabei in roter Farbe gehalten.
Das Muster bzw. der Aufdruck 12 wird durch einen photoelektrischen Wandlerteil 16 in einem Stempel-
Ib aufdruckdetektor gemäß Fig. 2 erfaßt bzw. ausgelesen. Dl bei wird insbesondere das Poststück 10 mit dem Licht einer Lichtquelle 18 bestrahlt, wobei das reflektierte Licht über eine Linse 20, einen Schlitz (Blende) 22 und einen ersten halb-reflektierenden bzw. halbdurchlässigen Spiegel 24 zu einem Blaufilter 26 geleitet wird. Das vom ersten.halbdurchlässigen Spiegel 24 durchgelassene Licht wird über einen zweiten halbdurchlässigen Spiegel 28 zu einem Grünfilter 30 und einem Rotfilter 32 geleitet.
Der Blaufilter 26 läßt blaues Licht durch, während der Grünfilter 30 grünes Licht und der Rotfilter 32 rotes Licht durchlassen. Außerdem lassen diese Filter 26, 30 und 32 auch weißes Licht durch. Die Lichtstrahlen von diesen Filtern 26, 30 und 32 werden zu jeweils zugeordneten photoelektrischen Wandlern 34, 36 bzw. 38 geleitet, welche das. einfallende Licht in entsprechende elektrische Signale umwandeln.
Der photoelektrische Wandlerteil 16 umfaßt die Lichtquelle 18, die Linse 20, den Schlitz (die Blende) 22, *-*die beiden halbdurchlässigen Spiegel 24 und 28 sowie die Blau-, Grün- und Rotfilter 26, 30 bzw. 32.
322 ■■ ί
Wenn mit dieser Vorrichtung ein auf einen weißen Hintergrund aufgedruckter Portostempelaufdruck 12 erfaßt wird, liefern die photoelektrischen Wandler 34, 36 und 38 in den Fig. 3A, 3B bzw. 3C dargestellte Signale entsprechend den Rot-, Grün- und Blaufiltern 32, 30 bzw. 26. Die Farbe des Aufdrucks 12 kann durch Vergleich dieses Signale bestimmt werden.
jQ Falls jedoch ein auf einen dunklen Hintergrund, etwa einen braunen Umschlag, aufgedrucktes Muster 12 erfaßt wird, liefern die betreffenden photoelektrischen Wandler 34, 36 und 38 die in Fig. 4A, 4B und 4C dargestellten Signale. Diese Signale sind schwierig miteinander zu vergleichen, so daß es schwierig ist, die Farbe des Portostempelaufdrucks 12 genau festzustellen.
Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung einer Vorrichtung zur Erfassung oder Feststellung einer bestimmten Farbe, mit deren Hilfe eine bestimmte Farbe auch bei dunklem Hintergrund zuverlässig festgestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Erfassung einer bestimmten Farbe, mit einer Farbauflösungseinheit, die ein auf einen vorbestimmten Hintergrund aufgedrucktes Farbmuster beleuchtet und das reflektierte Licht in mehrere Farbkomponenten oder -anteile mittels eines spezifischen Farbfilters, der Licht einer bestimmten Farbe sowie weißes Licht durchläßt, und mindestens eines Farbfilters auflöst, der Licht einer anderen Farbe sowie weißes Licht durchzulassen vermag, mit einer photoelektrischen Wandlereinheit, die mehrere mit den jeweiligen Filtern der Farbauflösungseinheit verbundene photoelektrische Wandler
zur Umwandlung der Farbanteile in entsprechende """"elektrische Signale aufweist, und mit einer an die
photoelektrische Wandlereinheit angeschlossenen Meßoder Detektoreinheit für eine bestimmte Farbe zur Erfassung oder Bestimmung dieser bestimmten Farbe auf der Grundlage der von der photoelektrischen Wandlereinheit gelieferten elektrischen Signale sowie zur Lieferung eines bestimmten Farbsignals (bzw. Signals für die bestimmte Farbe), erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Diskriminatoreinheit für die bestimmte IQ Farbe eine mit der photoelektrischen Wandlereinheit verbundene Diskriminiereinrichtung für die bestimmte Farbe und weiße Farbe zur Umwandlung der bestimmten Farbe und der weißen Farbe in ein entsprechendes elektrisches Signal zwecks Lieferung eines Signals Ib des logischen Pegels "1" bei Lieferung des Signals für die bestimmte Farbe und weiße Farbe, mit den verschiedenen photoelektrischen Wandlern verbundene Farbdifferenz-Detektoreinrichtungen zur Ableitung des Unterschieds zwischen dem elektrischen Signal für die bestimmte Farbe und elektrischen Signalen entsprechend anderen Farbanteilen, um dabei die Amplitude der anderen elektrischen Farbanteil-Signale zu erhöhen, eine mit den Detektoreinrichtungen verbundene Doppelbegrenzereinrichtung (slicer means) zur Lieferung eines signals des logischen Pegels "1", wenn ein von der
Detektoreinheit erzeugtes Signal über einem vorbestimmten, auf der Grundlage der bestimmten Farbe sowie anderer Farbanteile bestimmten Pegel liegt, und ein mit der Diskriminiereinrichtung für die bestimmte Farbe und weiße Farbe sowie mit der Doppelbegrenzereinrichtung verbundenes UND-Glied zur Erzeugung eines die Erfassung der bestimmten Farbe anzeigenden bestimmten Farbsignals, wenn beide Einrichtungen gleichzeitig Signale des logischen Pegels "1" liefern, auf-3^ weist.
Erfindungsgemäß wird die auf einen Hintergrund aufgedruckte bestimmte Farbe allgemein auf zwei Wegen bestimmt. Der eine dieser Wege enthält eine Diskriminiereinheit für die bestimmte Farbe und für weiße Farbe. Auf diesem Weg kann eine grobe Unterscheidung der bestimmten Farbe erreicht werden. Der andere Weg enthält die Farbdifferenz-Detektoreinheit, die bestimmt, ob ein spezielles Farbmuster vorliegt oder nicht, sowie die Doppelbegrenzereinheit (slicer means). Die Ausgangssignale von diesen beiden Wegen werden zur Lieferung des bestimmten Farbsignals UND-mäßig verknüpft (ANDed). Auf diese Weise kann die bestimmte Farbe genauer festgestellt werden. Außerdem wird auf dem die Farbdifferenz-Detektoreinheit enthaltenden Weg das ursprüngliche Signal verstärkt, so daß auch bei dunklem Hintergrund eine zuverlässige Erfassung der bestimmten Farbe gewährleistet wird.
Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung eines Portostempelaufdrucks, 25
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines photoelektrischen Wandlerteils bei einem bisherigen Portostempelaufdruck-Detektor,
Fig. 3A bis 3C Wellenformdiagramme der vom photoelektrischen Wandlerteil nach Fig. 2 bei einem weißen Hintergrund gelieferten elektrischen Signale,
Fig. 4A bis 4C Wellenformdiagramme der vom photoelektrischen Wandlerteil nach Fig. 2 bei —- einem dunklen Hintergrund gelieferten elektrischen Signale,
Fig. 5 eine in schematischer Darstellung und in Blockschaltbildform gehaltene Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung einer bestimmten Farbe in Anwendung auf
einen Portostempelaufdruck-Detektor (metered impression pattern detector) und
Fig. 6A bis 6K Wellenformdiagramme für die Ausgangssignale der Hauptteile der Vorrichtung nach
Fig. 5.
Die Fig. 1 bis 4 sind eingangs bereits erläutert worden.
Bei der in Fig. 5 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung oder Feststellung einer bestimmten Farbe sind die den Teilen von Fig. 2 entsprechenden Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet und daher nicht mehr im einzelnen erläutert.
Das Ausgangssignal des photoelektrischen Rot-Wandlers 34 wird einem ersten Doppelbegrenzer (slicer) 4O eingespeist, der nur dann ein logisches Signal des (hohen) Pegels "1" liefert, wenn das elektrische Eingangssignal über einem vorbestimmten Pegel liegt. Beim Eingang von Rot- dder Weißlicht besitzt das Ausgangssignal des Rot-Wandlers 34 den niedrigen Pegel gemäß Fig. 3A, so daß der Doppelbegrenzer 40 ein logisches Signal des (niedrigen) Pegels "O" liefert Genauer gesagt: wenn das Ausgangssignal des Doppelbegrenzers 40 den niedrigen Pegel besitzt, kann das
Farbmuster rot oder weiß sein.
35
Die Ausgangssignale der photoelektrischen Wandler "und 36 werden einem ersten Farbdifferenz-Detektor zugeführt, der das Ausgangssignal des Wandlers 34 von
)''1 : : J η
dem des Wandlers 36 subtrahiert und ein dem Unterschied bzw. der Differenz entsprechendes Signal liefert.
Die Ausgangssignale der photoelektrischen Wandler 3 und 38 werden einem zweiten Farbdifferenz-Detektor 44 zugeführt, der das Ausgangssignal des Wandlers von dem des Wandlers 38 subtrahiert und ein dem Unterschied entsprechendes Signal erzeugt. Die Ausgangssignale der anderen Farbwandler 36 und 38 werden somit durch die beiden Detektoren 42 und 44 in ihrer Amplitude erhöht.
Die Ausgangssignale der beiden Farbdifferenz-Detektoren 42 und 44 werden einer Addierstufe 46 eingespeist, welche die Ausgangssignale der Detektoren 42 und addiert. Wenn die Ausgangssignale der Detektoren und 44 in Phase bzw. phasengleich sind, ist die Additionssumme größer als jedes der Ausgangssignale ^O der Detektoren 42 oder 44. Das Summenausgangssignal wird einem zweiten Doppelbegrenzer 48 eingegeben, der nur dann ein logisches Signal des (hohen) Pegels "1" liefert, wenn das'eingespeiste elektrische Eingangssignal über einem vorbestimmten Pegel liegt. 25
Das Ausgangssignal des zweiten Doppelbegrenzers 48 wird an die eine Eingangsklemme eines ersten UND-Glieds 50 angelegt, .während das Ausgangssignal des ersten Doppelbegrenzers 40 über einen Umsetzer 52 der
anderen Eingangsklemme des ersten UND-Glieds 50 aufgeprägt wird. Das Ausgangssignal des ersten UND-Glieds 50 ist das bestimmte Farbsignal (d.h. Signal für die bestimmte, festzustellende Farbe). Insgesamt wird somit die bestimmte Farbe auf dem den Doppelbegrenzer
4O und den Umsetzer 52 enthaltenden Weg grob diskriminiert, während sie auf dem aus erstem und zweitem ^arbdifferenz-Detektor 42 bzw. 44, Addierstufe 46 und Doppelbegrenzer 48 bestehenden Weg genauer unter-
sucht bzw. geprüft wird. Das Signal für die bestimmte Farbe wird nur dann erzeugt, wenn die über die beiden Wege (Routen) geleiteten Signale Entscheidungsanforderungen genügen.
Ein Parbdetektor 54 umfaßt die beiden Farbdifferenz-Detektoren 42 und 44, die Addierstufe 46, die beiden Doppelbegrenzer 40 und 48, das erste UND-Glied 50 und den Umsetzer 52.
Das Ausgangssignal des ersten UND-Glieds 50 wird einem Schieberegister 56 zugeführt, an das (auch) von einer nicht dargestellten Steuerschaltung her ein Taktsignalimpuls angelegt wird. Das vom ersten UND-Glied 50 gelieferte bestimmte Farbsignal wird im Schieberegister 56 gespeichert und dabei entsprechend dem Taktsignalimpuls (der mit der Transportgeschwindigkeit des • Poststücks 10 synchronisiert ist) fortlaufend durch dieses Schieberegister 56 hindurch verschoben, das z.B. aus 30 Bits bestehen kann und von seinen Bits oder Bitpositionen Signale entsprechend den Positionen bzw. Lagen der Balkenmarken 14.., 14~ und 14., des Portostempelaufdrucks 12 liefert. Insbesondere werden die Ausgangssignale vom 0-ten bis 2ten Bit des Schieberegisters 56 an die jeweiligen Eingangsklemmen eines zweiten UND-Glieds 58 angelegt; die Ausgangssignale von 14tem bis 16tem Bit werden an die betreffenden Eingangsklemmen eines dritten UND-Glieds 60 angelegt, während die Ausgangssignale von 17tem bis 29tem Bit den jeweiligen Eingangsklemmen eines vierten UND-Glieds 62 aufgeprägt werden. Die einzelnen Bitsätze entsprechen der Breite der betreffenden Balkenmarken 14- 14.,. Die Ausgangssignale von zweitem bis viertem UND-Glied 58, 60 und 62 werden an die jeweiligen Eingangsklemmen eines fünften UND-Glieds 64 angelegt, dessen "Äusgangssignal ein Portostempelaufdruck-Meßsignal darstellt.
Eine Musterentscheidungsschaltung 66 umfaßt das Schieberegister 56 sowie zweites bis fünftes UND-Glied 58, 6O, 62 und 64.
Im folgenden ist die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Anordnung anhand der Erfassung eines Portostempelaufdrucks 12 auf einem braunen Briefumschlag erläutert, wobei der Aufdruck bzw. das Muster 12 in roter Farbe aufgedruckt ist. In diesem Fall liefern die photoelektrischen Rot-, Grün- und Blau-Wandler 34, 36 bzw. 38 die in den Fig. 6A, 6B bzw. 6C dargestellten Signale. Der erste Farbdifferenz-Detektor 42 subtrahiert das Ausgangssignal des Rot-Wandlers 34 vom Ausgangssignal des Grün-Wandlers zur Erzeugung eines Signals mit einer großen Inipulsamplitude gemäß Fig..6D. Der zweite Farbdifferenz-Detektor 44 subtrahiert das Ausgangssignal des photoelektrischen Rot-Wandlers 34 vom Ausgangssignal des.
Blau-Wandlers 38 zur Lieferung eines Signals mit einer größeren Impulsamplitude gemäß Fig. 6E.
Die Addierstufe 46 addiert die Ausgangssignale der beiden Detektoren 42 und 44 zu einem Signal, das gemäß Fig. 6F eine erheblich größere Impulsamplitude besitzt. Der zweite Doppelbegrenzer 48 begrenzt (slices) dieses Signal auf einen vorbestimmten Pegel zur Lieferung öines in Fig. 6G gezeigten Signals.
Während der beschriebenen Signalverarbeitung wird das Ausgangssignal des photoelektrischen Rot-Wandlers durch den ersten Doppelbegrenzer 40 begrenzt, dessen Ausgangssignal durch den Umsetzer 52 invertiert und dem ersten UND-Glied 50 zugeführt wird. Der Umsetzer 52 liefert zu diesem Zeitpunkt ein Signal eines gleichmäßig hohen Pegels. Das Ausgangssignal des ^■""zweiten Doppelbegrenzers 48 wird somit unmittelbar als das bestimmte Farbsignal vom ersten UND-Glied
geliefert. Dieses bestimmte Farbsignal stellt den roten Portostempelaufdruck 12 dar.
Das bestimmte Farbsignal (d.h. Signal für die bestimmte Farbe) wird beim Auftreten des Taktsignalimpulses sequentiell im Schieberegister 56 gespeichert. Insbesondere geht dabei das Ausgangssignal des zweiten UND-Glieds 58 auf den hohen Pegel (Fig. 6H) über, ■ enn O-tes bis 2tes Bit des Schieberegisters 56 das Signal "1" entsprechend der Balkenmarke 14- des bestimmten Farbmusters liefern. Sodann gehen die Ausgangssignale von zweitem und drittem UND-Glied 58 bzw. 60 beide auf den hohen Pegel (Fig. 6H und 61) über, wenn 14tes bis 16tes Bit des Schieberegisters 56 das Signal "1" entsprechend dem Signal für die Balkenmarke 14, liefern, während O-tes bis 2tes Bit ein Signal "1" entsprechend einem Signal für die
Balkenmarke 142 liefern.
Wenn dann das Signal "1" vom 27ten bis 29ten Bit des Schieberegisters 56 entsprechend dem Signal für die Balkenmarke 14.., vom 14ten bis 16ten Bit entsprechend dem Signal für die Balkenmarke 14_ und vom 0-ten bis 2ten Bit entsprechend äinem Signal für die Balkenmarke 14-, geliefert wird, gehen die Ausgangssignale von zweitem bis viertem UND-Glied 58, 60 und 62 sämtlich auf den hohen Pegel (Fig. 6H, 61 und 6J) über. Dabei wird das Portostempelaufdruck-Meßsignal (Fig.
6K ) erzeugt.
Obgleich ein Ausgangssignal oder zwei Ausgangssignale von zweitem bis viertem UND-Glied 58, 60, 62 auf den hohen Pegel übergeht bzw. übergehen, wenn Differenz-Signale auftreten, die keiner Balkenmarke entsprechen, können bei diesen Differenzsigna\_^en (beim Auftreten derselben) nicht alle Ausgangssignale dieser UND-Glieder 58 - 62 gleichzeitig auf den hohen Pegel übergehen.
Der Portostempelaufdruck kann daher in keinem Fall infolge von Rauschen oder Störi;ignalen fälschlich erfaßt werden.
5
Die vorstehend beschriebene Au.-äführungsform der Erfindung ist in jeder Hinsicht nur als beispielhaft und keinesfalls einschränkend zu verstehen. Während (nämlich) bei der beschriebenen Ausführungsform ein roter Portostempelaufdruck auf einem Poststück 10 erfaßt wird, kann (wahlweise) auch ein anderes Farbmuster, z.B. ein grünes oder blaues Farbmuster, bestimmt werden. In diesem Fall ist es nötig, die Berechnungsbedingungen in den Farbdifferenz-Det> ktoren entsprechend der als die bestimmte (zu bestimmende) Farbe zu betrachtenden Farbe zu ändern. Während weiterhin bei der beschriebenen Ausführungsform die rote Farbe aus drei verschiedenen Farben, nämlich Rot, Grün und Blau, diskriminiert bzw. unterschieden wird, kann auch eine Farbunterscheidung Zwischen zwei verschiedenen Farben vorgenommen werden. In diesem Fall kann die Addierstufe weggelassen werden, und das Ausgangssignal eines Farbdifferenz-Detektors kann unmittelbar einem Doppelbegrenzer (slicer) zugeführt werden. Darüber hinaus ist auch eine Farberfassung aus vier verschiedenen Farben möglich.
Leerseite

Claims (4)

  1. 32 3/,
    Patentansprüche
    / 1.j Vorrichtung zur Erfassung einer bestimmten Farbe, mit einer Farbauflösungseinheit, die ein auf einen vorbestimmten Hintergrund aufgedrucktes Farbmuster beleuchtet und das reflektierte Licht in mehrere Farbkomponenten oder -anteile mittels eines spezifischen Farbfilters, der Licht einer bestimmten Farbe sowie weißes Licht durchläßt, und mindestens eines Farbfilters auflöst, der Licht einer anderen Farbe sowie weißes Licht durchzulassen vermag, mit einer photoelektrischen Wandlereinheit, die mehrere mit den jeweiligen Filtern der Farbauflösungsein-.
    heit verbundene photoelektrische Wandler zur Umwandlung der Farbanteile in entsprechende elektrische Signale aufweist, und mit einer an die photoelektrische Wandlereinheit angeschlossenen Meß- oder Detektoreinheit für eine bestimmte Farbe zur Erfassung oder Bestimmung dieser bestimmten Farbe auf der Grundlage der von der photoelektrischen Wandlereinheit gelieferten elektrischen Signale sowie zur Lieferung eines bestimmten Farbsignals (bzw. Signals für die bestimmte Farbe), dadurch gekenn zeichnet, daß die Diskriminatoreinheit (54) für die bestimmte Farbe eine mit der photoelektrischen Wandlereinheit (34) verbundene Diskriminiereinrichtung (40; 52) für die bestimmte Farbe und weiße Farbe zur Umwandlung der bestimmten Farbe und der weißen Farbe in ein entsprechendes elektrisches Signal zwecks Lieferung eines Signals des logischen Pegels "1" bei Lieferung des Signals für die bestimmte Farbe und weiße Farbe, mit den verschiedenen photoelektrischen Wandlern (34, 36,38) verbundene Farbdifferenz-Detektor einrichtungen (42, 44) zur Ableitung des Unterschieds zwischen dem elektrischen Signal für die bestimmte Farbe und elektrischen Signalen entsprechend anderen
    Farbanteilen, um dabei die Amplitude der anderen elektrischen Farbanteil-Signale zu erhöhen, eine mit den Detektoreinrichtungen (42, 44) verbundene Doppelbegrenzereinrichtung (slicer means) (48) zur Lieferung eines Signals des logischen Pegels "1", wenn ein von der Detektoreinheit (42, 44) erzeugtes Signal über einem vorbestimmten, auf der Grundlage der bestimmten Farbe sowie anderer Farbanteile bestimmten Pegel liegt, und ein mit der Diskriminiereinrichtung (40, 52) für die bestimmte Farbe und weiße Farbe sowie mit der Doppelbegrenzereinrichtung (48) verbundenes UND-Glied (50) zur Erzeugung eines die Erfassung der bestimmten Farbe anzeigenden bestimmten Farbsignals, wenn beide Einrichtungen gleichzeitig Signale des logischen Pegels "1" liefern, aufweist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbdifferenz-Detektoreinheit (42, 44) weiterhin eine Addierstufe (46) sowie mehrere Farbdifferenz-Detektoren (42, 44) aufweist, von denen jeder den Unterschied zwischen einem elektrischen Signal für die bestimmte Farbe und einem elektrischen Signal für einen unterschiedlichen Farbanteil ableitet und · die Amplitude des letzteren Signals erhöht, und daß die Addierstufe (46) die Summe der Ausgangssignale von mindestens zweien der Farbdifferenz-Detektoren (42, 44) ableitet, um die Amplitude der Ausgangssignale der Farbdifferenz-Detektoren (42, 44) weiter zu erhöhen.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diskriminiereinrichtung (40, 52) für die bestimmte Farbe und für Weiß einen mit dem photoelektrischen Wandler (34) verbundenen Doppelbegrenzer (40) zur Umwandlung der bestimmten Farbe und der weißen Farbe in ein entsprechendes elektrisches Signal zwecks Lieferung eines Signals des logischen
    Pegels "0", wenn das' einen unter einem vorbestimmten Pegel liegenden Pegel besitzende elektrische Signal geliefert wird, und einen mit dem Doppelbegrenzer (40) verbundenen Umsetzer (52) zum Invertieren des Ausgangssignals des Doppelbegrenzers (40) aufweist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Musterentscheidungseinheit
    (66) mit einem Register (56), das eine Anzahl von Bits bzw. Bitpositionen zur Speicherung des bestimmten Farbsignals vom UND-Glied (50) enthält, und eine Musterentscheidungsschaltung (58, 60, 62, 64) zur Abnahme von Signalen von vorbestimmten Bits des Registers (56) nach Maßgabe des Farbmusters und zur Lieferung eines Meßsignals für die bestimmte Farbe, wenn die Signale von den vorbestimmten Bits vorbestimmte logische Bedingungen für das Farbmuster erfüllen, aufweist.
DE3234109A 1981-09-18 1982-09-14 Vorrichtung zur Erfassung einer bestimmten Farbe Expired DE3234109C2 (de)

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