DE3740017A1 - Schaltungsanordnung zum erfassen von markierungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch die DE-OS 27 01 992 ist eine Anordnung zur Überwachung des Papierlaufes an Druckmaschinen bekannt, bei der ein lichtempfind­ licher Empfänger von einer Lichtquelle beaufschlagt wird. Die nach Papierrissen abzutastende Papier- oder Warenbahn wird hierbei zwischen einem mit einem Schaltverstärker zur Auslösung eines Schalt­ organs für die Betätigung einer den Druckvorgang beeinflussenden Ein­ richtung verbundenen Fotowiderstand und einer Lichtquelle hindurch­ geführt.

Eine derartige Anordnung soll platzsparend ausführbar und auch in engsten Räumen unterbringbar sein. Um bei schwacher Beleuchtung des Fotowiderstandes die Funktion des Schaltorgans zu gewährleisten, ist der Schaltverstärker mehrstufig ausgebildet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schal­ tungsanordnung der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß durch die Unterdrückung von Störsignalen (Restsignalen etc.) und das Anheben der Nutzsignale eine klare Nutzsignaldominanz erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk­ male des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung, die eine Schaltungsanordnung zum Erfassen von Wasserzeichen in Papierbogen in Gestalt von Banknoten oder dergleichen veranschaulicht, erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung,

Fig. 2 ein abzutastendes Objekt in Form eines mit Wasserzeichen versehenen Scheines,

Fig. 3 den charakteristischen Signalverlauf nach Amplitude und Form.

Im Blockschaltbild gemäß Fig. 1 ist die einen Lichtsender 10 und einen Lichtempfänger 11 enthaltende lichtelektrische Einrichtung 12 als Lichtschranke ausgebildet.

Das abzutastende Objekt 13 z. B. in Form eines Signalmarken 14 irgend­ welcher Art enthaltenden, mehr oder weniger transparenten Papierbogens werden beispielsweise mittels einer geeigneten Fördereinrichtung ent­ weder kontinuierlich oder intermittierend durch den Zwischenraum zwi­ schen Lichtsender und Lichtempfänger der lichtelektrischen Einrichtung transportiert und dabei von einem Lichtbündel beaufschlagt, das der beispielsweise als Lumineszenzdiode ausgebildete Lichtsender 10 aus­ sendet. Der den Papierbogen durchdringende Anteil des Sendelichtstrahls gelangt zum Lichtempfänger 11, der zweckmäßigerweise als Fotodiode aus­ gebildet ist.

Der Lichtempfänger 11 ist ausgangsseitig an den einen Eingang eines Differenzverstärkers 15 angeschlossen, so daß ein Signal U _{E 1} an diesen Eingang gelangt. Am anderen Eingang des Differenzverstärkers 15 liegt die Abgriffsspannung U _{E 2} eines Potentiometers 16, das einem mit dem Lichtempfänger 11 gleichartigen Lichtempfänger 11′ parallel ge­ schaltet ist. Im vorliegenden Fall handelt es sich beim Lichtemp­ fänger 11′ ebenfalls um eine Fotodiode. Diese wird von einem dem abtastseitig angeordneten Lichtsender 10 entsprechenden Lichtsen­ der 10′, also ebenfalls von einer gleichartigen Lumineszenzdiode, beaufschlagt.

Sowohl der abtastseitige Lichtsender 10 als auch der dem abzutasten­ den Objekt 13 abgewandte Lichtsender 10′ sind an einen Oszillator 17 angeschlossen und werden von diesem mit einer Schwingfrequenz von f ₀ 20 KHz taktweise in den Lichtsendezustand versetzt.

Das der Abgriffsspannung am Potentiometer 16 entsprechende Signal dient als Referenzsignal zur Kompensation der Transparenz des abzu­ tastenden Objekts. Ändern sich die beiden Eingangsspannungen U _{E 1} und U _{E 2} des Differenzverstärkers 15 gleichsinnig um denselben Betrag, so bleibt bekanntlich die Spannungsdifferenz U _{E 1} - U _{E 2} = U _a am Ausgang des Differenzverstärkers 15 konstant.

Die Sendeleistung des Oszillators 17 ist mittels eines Einstell­ widerstands 18 veränderbar. Das Referenzsignal U _{E 2} wird dabei von der eingestellten Sendeleistung nicht beeinflußt.

Das am Ausgang des Differenzverstärkers 15 anstehende Signal U _a , das sich aus dem Nutz- und Restsignal zusammensetzt, wird einem aktiven Bandpaß 19 zugeführt, der die störenden Frequenzbereiche des Ausgangssignals U _a am Differenzverstärker 15 ausfiltert und das Frequenzband f ₂ - f ₁ durchläßt. Dem Bandpaß 19 ist ein Span­ nungsverdoppler 20 nachgeschaltet, der beispielweise in Villard- Schaltung ausgeführt ist und das Marken- oder Nutzsignal verdoppelt. Die Glättungskondensatoren in dieser Schaltung unterdrücken zugleich das Restsignal.

Noch vorhandene Restsignale (Wechselspannung) entsprechend hoher Frequenz werden durch einen Tiefpaß 21 ausgefiltert. An den Ausgang des Tiefpasses 21 ist ein Spannungskomparator 22 mit Digitalausgang angeschlossen, in dem die veränderliche Ausgangsspannung U _T am Tief­ paß 21 mit der festen Vergleichsspannung (Schwellwertspannung) U _S des Komparators verglichen wird. Zur Auslösung von Schalt- und/oder Signalvorgängen kann dem Komparator gegebenenfalls ein RC-Hochpaß 23 nachgeschaltet werden. Der hinter dem Kondensator am Widerstand auf­ tretende Differenzierimpuls ist dabei als Steuer- oder Triggerimpuls für elektronische oder mechanische Schalter 24 (Relais) verwendbar.

Anstelle einer Lichtschranke mit einander gegenüberliegendem Licht­ sender und Lichtempfänger können auch Reflexlichtschranken verwendet werden. Eine solche Lichtschranke ist in Fig. 2 für den Zweck der Abtastung von mit Wasserzeichnen 14 versehenen Objekten 13 in Form von Banknoten veranschaulicht. Der sich hier ergebende typische Signal­ verlauf ist aus Fig. 3 ersichtlich.

In der oberen Hälfte der Fig. 3 ist das Restsignal mit dem Marken- bzw. Nutzsignal festgehalten, in deren unterem Bereich das durch die Schaltungsanordnung verdoppelte Nutzsignal U _N und das unterdrückte Restsignal U _R .

Durch die Möglichkeit der Veränderung der Sendeleistung der Schal­ tungsanordnung läßt sich die letztere ohne Schwierigkeiten an die jeweilige Aufgabenstellung anpassen. Infolge der nach Form und Amplitude gleichen Verläufe der vom Oszillator getakteten Abtast- und Referenzsignale bleibt nach einmal vorgenommenem Abgleich mittels des Potentiometers 16 bei einer Erhöhung oder auch Vermin­ derung der Sendeleistung die Signaldifferenz U _a = U _{E 1} - U _{E 2} am Aus­ gang des Differenzverstärkers 15 praktisch konstant. Das heißt, das Referenzsignal U _{E 2} ändert sich gleichzeitig mit dem Abtastsi­ gnal U _{E 1} und bleibt insoweit unbeeinflußt von der jeweils einge­ stellten Sendeleistung.

Es ist mit bekannten Mitteln und ohne großen Aufwand möglich, im Bedarfsfall die zweite, aus dem Lichtsender 10′ und dem Licht­ empfänger 11′ bestehende lichtelektrische Einrichtung auch auto­ matisch abzugleichen.

Es besteht auch die Möglichkeit, ein dem abzutastenden Objekt ent­ sprechendes Objekt in den Zwischenraum zwischen Lichtsender 10′ und Lichtempfänger 11′ einzufügen, um das Restsignal am abzu­ tastenden Objekt zu kompensieren.

Die Spannungsversorgung erfolgt mittels des stabilisierten Netz­ geräts 25.

Claims (9)

1. Schaltungsanordnung zum Erfassen von Markierungen aller Art in oder auf Objekten wie Materialbahnen, Materialbogen und der­ gleichen, die eine dem abzutastenden Objekt zugeordnete, mit einem Lichtsender und einem Lichtempfänger versehene licht­ elektrische Einrichtung aufweist und mit einer Signalauswerte­ einheit ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Kompensation der Transparenz des abzutastenden Objekts (13) eine weitere, objektabgewandte lichtelektrische Einrichtung mit einem Lichtsender (10′) und einem Lichtempfänger (11′) enthält, deren empfängerseitige Ausgangsspannung als Referenz­ signal (U _{E 2}) dem einen Eingang eines Differenzverstärkers (15) zugeführt ist, dessen anderer Eingang vom Ausgangssignal (U _{E 1}) des abtastseitigen Lichtempfängers (11) beaufschlagt ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Lichtsender (10) und Lichtempfänger (11) der abtastseitigen lichtelektrischen Einrichtung gleichartiges Schaltverhalten aufweisen wie der Lichtsender (10′) und der Lichtempfänger (11′) der objektabgewandt liegenden lichtelektrischen Einrichtung.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtsender durch Rotlicht-Lumineszenz-Dioden ver­ körpert und die Lichtempfänger als Silizium-Fotodioden aus­ gebildet sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, daß die Wellenlänge der Lumineszenz-Dioden etwa bei 660 nm liegt.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lichtsender (10, 10′) der lichtelektrischen Einrichtungen mittels eines Oszillators (17) getaktet gespeist werden, wobei die Sendeleistung der Licht­ sender veränderbar ist.

6. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Referenzsignal (U _{E 2}) für die Kompensation der Transparenz des abzutastenden Objekts (13) von der jeweils ein­ gestellten Sendeleistung unabhängig bleibt.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Oszillator (17) getakteten Abtast- und Referenzsignale im Differenzverstärker (15) weit­ gehend unterdrückt werden.

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Nutzsignal einem Spannungs­ verdoppler zugeführt wird.

9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Anwendung zum Erfassen von Wasser­ zeichen in Banknoten oder dergleichen Wertpapiere.