EP2338149A1 - Kalibrieren eines sensors zur wertdokumentbearbeitung - Google Patents

Kalibrieren eines sensors zur wertdokumentbearbeitung

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EP2338149A1
EP2338149A1 EP09778614A EP09778614A EP2338149A1 EP 2338149 A1 EP2338149 A1 EP 2338149A1 EP 09778614 A EP09778614 A EP 09778614A EP 09778614 A EP09778614 A EP 09778614A EP 2338149 A1 EP2338149 A1 EP 2338149A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
calibration
calibration medium
reference data
transport
Prior art date
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Granted
Application number
EP09778614A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2338149B1 (de
Inventor
David Sacquard
Jürgen Schützmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke and Devrient GmbH filed Critical Giesecke and Devrient GmbH
Publication of EP2338149A1 publication Critical patent/EP2338149A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2338149B1 publication Critical patent/EP2338149B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/17—Apparatus characterised by positioning means or by means responsive to positioning

Definitions

  • the invention relates to a method for calibrating a sensor used to test value documents, e.g. in a device for value document processing, is formed.
  • the invention relates to a corresponding sensor and a corresponding Werturgibearbei- tungsvorraum.
  • sensors are usually used with which the type of value documents is determined and / or with which the value documents are checked for authenticity and / or their condition.
  • Such sensors are used, for example, for checking banknotes, checks, identity cards, credit cards, check cards, tickets, vouchers and the like.
  • the value documents are checked in a value document processing device in which, depending on the value-document properties to be checked, one or more different sensors are included.
  • the sensors are checked at certain time intervals or on current occasion with regard to their correct functioning. To check a sensor, it is first calibrated and then, if necessary, adjusted. The calibration is usually carried out with the help of calibration media, which are supplied to the sensor and from which the sensor receives measurement signals.
  • the calibration media can be designed for checking one or more properties of a single sensor, or for checking several or all relevant properties of several or all relevant sensors of the device for value-document processing.
  • paper sheets with known, predefined properties are used as calibration media for the calibration of banknote sensors, or else bank notes specially prepared for checking the sensors.
  • the value documents in the device are transported past the sensors used for the test.
  • a calibration medium is transported past the sensors, whereby the sensors record measured values of the calibration medium. The measured values are compared with setpoints that are assigned to the calibration medium.
  • the sensor is adjusted as far as possible so that it at least approximately supplies the desired values when measuring the calibration medium.
  • the sensor adjusted in this way is then used to check value documents.
  • An object of the present invention is to provide a method for calibrating a sensor, which is designed for checking value documents, by means of which a precise calibration of the sensor is made possible.
  • the method according to the invention is used for calibrating a sensor which is designed for checking value documents.
  • the value documents are checked by the sensor, for example in a device for value-document processing, which has a transport system for transporting the value documents past the sensor along a transport direction.
  • the device may have a calibration mode in which one or more sensors of the device according to the invention Procedures are calibrated.
  • the sensor, which is calibrated according to the method according to the invention is, for example, a sensor for testing optical, magnetic, electrical, mechanical or even geometric properties of the value documents.
  • the apparatus may also be provided with input and output compartments for feeding the documents of value into or out of the apparatus.
  • the sensor To calibrate the sensor, a calibration medium is transported past the sensor along the transport direction, the sensor recording measurement signals of the calibration medium.
  • the measurement signals recorded by the sensor include first measurement signals, which the sensor receives from at least one reference region of the calibration medium, and second measurement signals, which the sensor receives from at least one marking of the calibration medium
  • the height of the measurement signal recorded by the reference region can be used as reference data.
  • other properties of the measurement signal can be used as reference data, for example the area of the measurement signal etc.
  • separate reference data can be determined for each measurement track of the sensor from the respectively recorded measurement signal, eg one reference value for each measurement track.
  • the transport properties relate, for example, to the transport speed of the calibration medium along the transport direction and / or the position of the calibration medium in the transport plane of the calibration medium, in particular an inclined position of the calibration medium and / or a position of the calibration medium perpendicular to the transport direction.
  • the transport speed and / or the position of the calibration medium in the transport plane are determined quantitatively.
  • the position of the calibration medium can be indicated quantitatively, for example by the displacement of the calibration medium perpendicular to the transport direction relative to a predefined, ideal position of the calibration medium.
  • the ideal position can be predefined relative to the sensor, in particular to the measuring tracks of the sensor.
  • At least one correction value is then determined.
  • the previously determined reference data of the calibration medium are corrected with the aid of the one or with the aid of the several determined correction values. For example, a separate correction value is determined for each measuring track of the sensor.
  • the reference data can also be corrected several times with the aid of correction values, wherein these corrections can take place successively or simultaneously.
  • several different transport properties of the calibration medium are determined quantitatively. For each of the various transport properties, it is then possible to determine own correction values that are used to correct the reference data.
  • common correction values can be determined from the various transport properties, which are used to correct the reference data be used.
  • the reference data can also be corrected, almost indirectly, by already correcting the recorded measurement signals of the reference range with the aid of the correction values. Finally, by correcting the measurement signals of a measurement track, a correction of the reference data of the respective measurement track also takes place automatically.
  • the at least one correction value it is possible to resort to the results of previous measurements of the calibration medium which were carried out under different transport conditions, for example at different transport speeds and / or at different positions of the calibration medium in the transport plane. For example, the results of earlier measurements are entered in a table of values which contain the correction values measured under certain transport conditions as a function of the transport conditions and which are kept ready for the calibration of the sensor. In order to determine the correction values, those transport conditions which correspond, at least approximately, to the quantitatively determined transport properties are retrieved from the value table and the correction values assigned to these transport conditions are taken from the value table. Alternatively, the relationship between transport conditions and correction values can also be determined by simulation calculations.
  • the correction values can also be calculated with the aid of geometric considerations from the transport conditions or from the transport properties. For example, based on the position of the calibration medium, the size of the portion of the measurement tracks swept by the reference range can be calculated. In particular, it is possible to calculate for each measuring track that portion of area which is covered by the reference region of the calibration medium when the calibration medium is transported past the measuring track. With the aid of the determined correction values, the previously determined reference data of the calibration medium are subsequently corrected.
  • a percentage correction factor is specified in the value table for each transport speed by which the measurement signals of the sensor change when the transport speed deviates from a nominal transport speed.
  • that correction factor is determined which corresponds to the quantitatively determined transport speed, i. to the actual transport speed of the calibration medium belongs.
  • corrected reference data are determined, which can then be used to adjust the sensor.
  • the corrected reference data are compared with desired data associated with the calibration medium, in particular the reference range of the calibration medium.
  • the nominal data may contain one or more fixed numerical values, eg several numerical values for different sections of the reference range.
  • the fixed numerical values can be provided with fluctuation ranges which allow acceptable deviations from the target data within a certain value range. If the corrected reference data deviate from the target data of the calibration medium, an adjustment of the sensor is required. The adjustment of the sensor can be done automatically or only after a corresponding Confirmation from the outside, eg by an operator who has initiated the calibration of the sensor.
  • parameters are changed which the sensor uses to process value-document measurement signals which the sensor records when checking value documents.
  • the sensor which is calibrated by the method according to the invention has a plurality of measuring tracks, which are arranged perpendicular to the transport direction with a certain measuring track period. For example, during the calibration, a separate correction value is determined for each of the measurement tracks of the sensor. With the aid of the correction value of the respective measuring track, the reference data of the respective measuring track are then corrected.
  • the sensor has e.g. a calibration mode in which it is calibrated according to the method of the invention.
  • the sensor can be designed to carry out some of the steps of the method according to the invention for calibration itself.
  • the sensor can be equipped with a calibration device which can determine at least one transport property of the calibration medium.
  • the calibration device can be designed to determine at least one correction value from the at least one transport property and / or to correct the reference data with the aid of the at least one correction value.
  • the sensor can also be designed to adjust itself.
  • the device for value document processing can also be equipped with a calibration device.
  • the device can be designed to operate the sensor according to the inventive method. drive to calibrate and adjust if necessary.
  • the calibration device of the device is designed to determine the at least one transport property of the calibration medium and / or to determine at least one correction value from the at least one transport property and / or to correct the reference data with the aid of the at least one correction value.
  • the above-mentioned method steps can also be carried out partly by the calibration device of the device and partly by the calibration device of the sensor.
  • an external calibration device can also be used which can be connected to the device, for example a portable calibration device which can be used for a number of devices for value document processing.
  • the device may also include an identification sensor for determining an identifier of a calibration medium supplied to the device, and a data memory in which a plurality of identifiers are stored and for each of these stored identifiers information about which sensor or sensors with respect to which property is stored and / or properties a calibration is to be carried out on the basis of the associated identifier carrying calibration medium.
  • the calibration medium used for calibration has at least one reference region, from the measurement signals of which reference data of the calibration medium are determined, and at least one marker, from the measurement signals of which transport properties of the calibration medium are determined.
  • the calibration medium may have one or more reference regions for the sensor to be calibrated.
  • the multiple reference areas may be along a line or in a particular pattern on the Calibration be arranged.
  • the calibration medium can also have one or more reference ranges for calibrating further sensors.
  • As a reference area and as markings different areas of the calibration medium are preferably used, but they can be sections of the same imprint, for example, the same
  • the at least one marking and the at least one reference region are preferably produced with high precision relative to each other, so that their relative position is precisely defined. This allows a high accuracy of calibration can be achieved.
  • the markings and the reference region are produced in the same process step, eg in the same printing step.
  • the calibration medium is, for example, a flat object which is designed similar to a value document to be tested with the sensor, for example a printed paper sheet or a selected value document.
  • the calibration medium may contain an identifier.
  • the calibration medium may also contain information about which sensors can be calibrated with the calibration medium and / or the target data associated with the calibration medium.
  • the calibration medium has a plurality of markings which are spaced apart from one another perpendicular to the transport direction of the calibration medium, the spacing of the markings perpendicular to the transport direction being in particular a multiple of the measurement trace period of the sensor.
  • the markings can also be offset from one another in the transport direction.
  • the width of the markings may be, for example, exactly one width of a measuring track perpendicular to the transport direction or else an integral multiple of the width of a measuring track. As markings certain imprints or printed image areas can be used, but it is also possible to use edges of the libriermediums or holes introduced therein, etc. are used as markers.
  • the sensor to be calibrated and the device are designed to check value documents which are transported past the sensor in the same way as the calibration medium.
  • measurement signals of the calibration medium or of the value document transported in each case are recorded.
  • various operating modes of the sensor and / or the device are provided, which can be set from the outside and in which the recorded measuring signals are used differently.
  • the measurement signals of the calibration medium are used to determine the state of the sensor
  • the measurement signals of the value documents are used to determine the authenticity and / or the type and / or state of the value documents.
  • a set of calibration media is preferably used, for example a packet of 100 calibration media, which is supplied to the device for value document processing.
  • the individual calibration media of the set are successively transported through the device and past the sensor to be calibrated.
  • the calibration media of the sentence differ only in their identifier, while the reference range (s) and the at least one marker are the same.
  • reference data are determined and the respective reference data are determined with the aid of a calibration medium determined for the respective calibration medium Corrected correction value, which is derived from the or the respective transport properties of the respective calibration medium.
  • a correction of the reference data is thus carried out individually for each calibration medium of the sentence in order to determine corrected reference data for the respective calibration medium.
  • an average value of the corrected reference data of the calibration media of the set is calculated.
  • This average value is compared with a nominal range about a target mean expected for the particular set of calibration media.
  • the desired mean value and / or the desired range can be introduced via a corresponding interface into the device for value document processing, for example by manual input, via a network connection or via a data carrier, eg a USB stick, which is assigned to the set of calibration media. If the average value calculated for the calibration media of the set is outside the desired range of the desired average, an adjustment of the sensor is performed.
  • the desired range corresponds, for example, to a maximum acceptable deviation from the desired mean value.
  • certain calibration media of the set can be selected. If e.g. In the case of a calibration medium, an excessive deviation of the transport properties from the expected transport properties is determined, then this calibration medium and its measurement data for the calibration of the sensor can be ignored. The mean value is then formed from the corrected reference data of the other calibration media of the sentence, ie those calibration media whose transport properties lie within certain tolerable limits.
  • FIG. 1 a shows a calibration medium which is conveyed past an sensor in an ideal position
  • FIG. 1 b shows a calibration medium which is transported past the sensor in run-up position
  • FIG. 1 a shows a calibration medium which is conveyed past an sensor in an ideal position
  • FIG. 1 b shows a calibration medium which is transported past the sensor in run-up position
  • FIG. 1 a shows a calibration medium which is conveyed past an sensor in an ideal position
  • FIG. 1 b shows a calibration medium which is transported past the sensor in run-up position
  • FIG. 1c shows a calibration medium which is transported past the sensor in an inclined position.
  • a first embodiment in which a calibration medium 1 is used for calibrating a sensor 10 and is transported along for this purpose along a transport direction T to the sensor 10, wherein the measurement signals of the calibration medium 1 receives.
  • the arrangement shown can be arranged in a device for value document processing, in which value documents are checked by means of the sensor 10.
  • the sensor 10 is connected to a calibrator 5, e.g. can be arranged in the housing of the sensor 10 or outside the sensor 10th
  • the calibration medium 1 has a reference region 2, in which a specific reference material is applied, of which the sensor 10 ideally absorbs certain desired data, provided that it is optimally adjusted.
  • the reference material may be distributed homogeneously in the reference region 2, for example.
  • the reference material may contain, for example, magnetic pigments.
  • the reference material may include, for example, fluorescent or phosphorescent pigments or one or more particular colors.
  • the calibration medium 1 also has a plurality of markings 3a, 3b, which are designed such that the sensor 10 is also supported by these measurement signals. takes.
  • the markings 3a, 3b may also be made of the reference material, for example.
  • the reference material was printed on the calibration medium 1 in the same process step.
  • three front markings 3a or three rear markings 3b are applied at the beginning and at the end of the calibration medium 1, each being arranged along a line perpendicular to the transport direction T.
  • the senor 10 has twelve measuring tracks L 1 -L 2 which are arranged along a line perpendicular to the transport direction T of the calibration medium 1 with a measuring track period a.
  • a sensor element 11 is provided in each case which receives measurement signals of the calibration medium 1 conveyed past the sensor 10, namely both measurement signals of the reference region 2 whose heights are referred to below as Rl -Rl 2, as well as measurement signals of Marks 3, the heights of which are referred to below as M1-M12.
  • the calibration medium 1 is specially designed for calibrating the sensor 10.
  • the calibration medium 1 is adapted to the sensor 10, that the distance d of the markers 3a, 3b is a multiple, here twice, the measuring track period a.
  • the extent of the markings 3a, 3b perpendicular to the transport direction T is selected such that it corresponds to the measuring track width of the sensor 10, which in this example is equal to the measuring track period a.
  • the calibration medium 1 is transported past the sensor 10 in an ideal position.
  • the markings 3a, 3b thereby provide the measuring signal levels M4, M6 and M8 in the measuring tracks L4, L6 and L8, while the measuring tracks L1-L3, L5, L7 and L9-L12 of the markers 3a, 3b detect only negligible measuring signals.
  • the measurement tracks L2-L11 swept by the calibration medium 1 detect the measurement signal levels R2-R11 of the reference area 2, while the measurement tracks L1 and L1 arranged outside the calibration medium 1 detect only negligible measurement signals from the reference area 2.
  • FIG. 1 b shows a non-ideal transport position, in which the calibration medium 1 is transported past the sensor 10 in run-up position.
  • the calibration medium for example, due to unavoidable irregularities in the transport of the calibration 1, in the transport plane shifted upwards.
  • the amount of displacement of the front and rear markers 3a and 3b will be referred to as V a and Vb, respectively.
  • these displacements V a and V b are each shown by way of example with reference to the bottommost of the markings 3 a and 3 b relative to the lower edge of the measuring track L 8. In comparison to the ideal position from FIG.
  • the measuring track L III now detects a reduced measuring signal height R III of the reference area 2, since the measuring track L III is only partially swept by the reference area 2. Without consideration of the run-up position, due to the reduced measuring signal height RI 1, one would therefore receive falsified reference data for this measuring track LI 1. According to the invention, however, the run-up position is taken into account. Because of the run-up position, an altered measurement signal is also measured by the markings 3a, 3b of the calibration medium 1 in some of the measurement tracks. In comparison to the ideal position from FIG. 1 a, the measurement tracks L 4, L 6 and L 8 detect respectively reduced measurement signal levels M 4, M 6 and M 8 of the markings 3 a, 3 b.
  • the measurement tracks L3, L5 and L7 now also detect non-negligible measurement signal levels M3, M5 and M7 of the markers 3a, 3b.
  • the transport position of the calibration medium can be quantitatively determined from the levels M4, M6 and M8 and from the measurement signal levels M3, M5 and M7.
  • the displacements V a , Vb of the calibration medium 1 are determined perpendicular to the transport direction T by linking the measurement signal levels of adjacent measurement tracks. For example, the operations (M4-
  • Analog can also proceed at low bearing position of the calibration medium 1, in which the calibration medium 1 is transported in the transport plane down shifted.
  • the measuring tracks L 4, L 6 and L 8 again detect reduced measuring signal levels in the low-lying position, while the measuring tracks L 5, L 7 and L 9 detect non-negligible measuring signal levels M 5, M 7 and M 9 of the markings 3 a, 3 b.
  • the measuring track L9 now supplies a non-negligible measuring signal. Run-up position and low-lying position can therefore be distinguished from one another by comparing the measurement signal levels M3 and M9.
  • the difference between the measurement signal levels M3 and M9 at run-up position and at low-lying position yields results of different sign.
  • the operations (M4-M5) / M4, (M6-M7) / M6 and (M8-M9) / M8 can be carried out, which in each case give the numerical value 1 in the case of an ideal position, but analogously in the case of deep contact to the run-up position, provide reduced numerical values.
  • Figure Ic shows a further non-ideal transport position, in which the calibration medium 1 is transported past in an inclined position at the angle ⁇ to the transport direction T on the sensor 10.
  • markedly different measuring signals are detected by the front markings 3a and the rear markings 3b of the calibration medium 1 at an angle.
  • the front markings 3a of the calibration medium 1 deliver relatively low measurement signal levels M4, M6 and M8, but relatively large measurement signal levels M3, M5 and M7.
  • the rear markings 3b of the calibration medium 1 result in almost vanishing measurement signal levels M4, M6 and M8, but relatively large measurement signal levels M5, M7 and M9.
  • the skew can be detected.
  • the operations described above with reference to FIG. 1b for the quantitative determination of the run-up position or the low-lying position are carried out.
  • a run-up position ie a shift V a with a positive sign
  • a low-pass position for the rear markers 3 b ie a shift Vb with a negative sign.
  • these displacements V a and Vb are shown by way of example on the basis of the lowermost of the markings 3 a and 3 b in each case relative to the lower edge of the measuring track L 8.
  • the skew of the calibration medium 1 can also result in the measurement signal induced at the beginning and at the end of the reference region 2 being reduced due to the less abrupt start and end of the reference region 2.
  • the correction factor by which the height of the induced measurement signal is reduced is a function of the angle ⁇ .
  • the skew can affect the recorded measurement signals. For example, due to the inclination of the calibration medium 1 by the angle ⁇ , and the associated inclination of the reference region 2, the effectively measured length of the reference region 2 increases along the transport direction T.
  • the respective relationship between the angle ⁇ and the correction factor can be e.g. by means of targeted measurements of the calibration medium 1 in an inclined position, e.g. in the run-up to the calibration or based on simulation calculations.
  • Reference data of the calibration medium 1 are determined from the measurement signals of the reference region 2 recorded by the sensor 10. As reference data, for each of the measurement tracks L1-L12, the measurement signal levels R1-R12 are used, for example. The reference data R1-R12 are subsequently corrected as a function of the quantitatively determined displacements V a , Vb of the front and rear markings 3 a, 3 b, and optionally as a function of the angle ⁇ . For example, to correct the startup position from Figure Ib, the reference data RIl and Rl of the measuring tracks LIl and Ll corrected while for the reference data of the measuring tracks L2-L10 and L12 no correction is required.
  • both the run-up position (shift V a ) of the markers 3a and the low-lying position (shift Vb) of the markers 3b must be corrected and the inclination of the calibration medium 1 by the angle ⁇ .
  • the displacements VRI and VR2 of the edges of the reference region 2 relative to the ideal position of the reference region are determined from the displacements V a and Vb relative to the upper one in FIG Edge of the measuring track L2 are drawn. It follows from the negative sign and the magnitude of the two displacements VRI and VR2 that in the case of FIG. 1c the reference data of the measurement tracks L2 and L12 must be corrected.
  • the reference data of the measurement tracks L2 and L12 can be corrected, for example, with the aid of a value table, in which correction values are contained, by means of targeted measurements of the calibration medium 1 at different transport positions of the calibration medium 1.
  • a further correction of the reference data for example, a Multiplication of the reference data of the measuring tracks with the determined in dependence on the angle ⁇ correction factor can be performed.
  • the measurement signals recorded by the reference region 2 can also be influenced by the transport speed of the calibration medium 1 in some sensors, e.g. with magnetic sensors or with optical sensors. Due to fluctuations in the transport speed of the calibration medium 1, the recorded reference data can therefore also be falsified.
  • the transport speed of the calibration medium 1 is determined virtually online by measuring the actual transport speed of the calibration medium 1 on the basis of the measurement signals of the calibration medium 1.
  • the (actual) transport speed of the calibration medium 1 is e.g. from the time span which lies between the measurement signals of the markings 3a and 3b of the calibration medium 1, in conjunction with the known distance D between the markings 3a and 3b along the transport direction T, cf. Figure Ia.
  • the reference data can then be corrected depending on the (actual) transport speed.
  • the required correction values can in turn be determined by measurements of the calibration medium 1 in advance of the calibration or by simulation calculations.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Sensors, der zum Prüfen von Wertdokumenten ausgebildet ist. Der Sensor nimmt Messsignale eines Kalibriermediums auf, das an dem Sensor vorbeitransportiert wird. Aus den aufgenommenen Messsignalen werden Referenzdaten des Kalibriermediums bestimmt und außerdem wird eine Transporteigenschaft des Kalibriermediums bestimmt, z.B. die Transportgeschwindigkeit oder die Transportlage des Kalibriermediums. Aus der Transporteigenschaft wird mindestens ein Korrekturwert ermittelt, der zum Korrigieren der aufgenommenen Referenzdaten des Kalibriermediums verwendet wird. Im Anschluss an die Kalibrierung werden die korrigierten Referenzdaten mit Solldaten des Kalibriermediums verglichen. Gegebenenfalls erfolgt dann eine Justierung des Sensors mit Hilfe der korrigierten Referenzdaten.

Description

Kalibrieren eines Sensors zur Wertdokumentbearbeitung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Sensors, der zur Prüfung von Wertdokumenten, z.B. in einer Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung, ausgebildet ist. Außerdem betrifft die Erfindung einen entsprechenden Sensor und eine entsprechende Wertdokumentbearbei- tungsvorrichtung.
Zur Prüfung von Wertdokumenten werden üblicherweise Sensoren verwendet, mit denen die Art der Wertdokumente bestimmt wird und/ oder mit denen die Wertdokumente auf Echtheit und/ oder auf ihren Zustand geprüft werden. Derartige Sensoren werden z.B. zur Prüfung von Banknoten, Schecks, Ausweisen, Kreditkarten, Scheckkarten, Tickets, Gutscheinen und dergleichen verwendet. Die Wertdokumente werden in einer Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung geprüft, in der, je nach den zu prüfenden Wertdokumenteigenschaften, einer oder mehrere unterschiedliche Sensoren enthalten sind. Üblicherweise werden die Sensoren in bestimmten zeitlichen Abständen oder bei aktuellem Anlass bezüglich ihrer korrekten Funktionsfähigkeit überprüft. Zur Überprüfung eines Sensors wird dieser zunächst kalibriert und anschließend, falls nötig, justiert. Die Kalibrierung erfolgt üblicherweise mit Hilfe von Kalibriermedien, die dem Sensor zugeführt werden und von denen der Sensor Messsignale aufnimmt. Die Kalibriermedien können für die Überprüfung einer oder mehrerer Eigenschaften eines einzelnen Sensors ausgebildet sein, oder für die Überprüfung mehrerer oder aller relevanten Eigenschaften von mehreren oder allen relevanten Sensoren der Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung. Beispielsweise werden für die Kalibrierung von Banknotensensoren Papierblätter mit bekannten, vordefinierten Eigenschaften als Kalibriermedien eingesetzt oder auch speziell für die Überprüfung der Sensoren präparierte Banknoten. Bei einigen Vorrichtungen zur Wertdokumentbearbeitung werden die Wertdokumente in der Vorrichtung an den zur Prüfung verwendeten Sensoren vorbeitransportiert. Um die Sensoren zu kalibrieren wird, an Stelle der Wertdokumente, ein Kalibriermedium an den Sensoren vorbeitransportiert, wo- bei die Sensoren Messwerte des Kalibriermediums aufnehmen. Die Messwerte werden mit Sollwerten verglichen, die dem Kalibriermedium zugeordnet sind. Falls die Messwerte des Kalibriermediums von den Sollwerten des Kalibriermediums abweichen, wird üblicherweise eine Justage des betreffenden Sensors durchgeführt, bei der der Sensor möglichst so einge- stellt wird, dass er bei Messung des Kalibriermediums zumindest näherungsweise die Sollwerte liefert. Der so justierte Sensor wird anschließend zur Prüfung von Wertdokumenten verwendet.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Kaiibrie- ren eines Sensors, der zur Prüfung von Wertdokumenten ausgebildet ist, anzugeben, durch das eine präzise Kalibrierung des Sensors ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird zum Kalibrieren eines Sensors verwendet, der zum Prüfen von Wertdokumenten ausgebildet ist. Die Wertdo- kumente werden durch den Sensor z.B. in einer Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung geprüft, die ein Transportsystem zum Vorbeitransportieren der Wertdokumente an dem Sensor entlang einer Transportrichtung aufweist. Die Vorrichtung kann einen Kalibriermodus aufweisen, in dem einer oder mehrere Sensoren der Vorrichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kalibriert werden. Der Sensoren, der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kalibriert wird, ist z.B. ein Sensor zur Prüfung optischer, magnetischer, elektrischer, mechanischer oder auch geometrischer Eigenschaften der Wertdokumente. Bei der Prüfung der Wertdokumente wird die Art der Wertdokumente bestimmt und/ oder die Wertdokumente werden auf Echtheit und/ oder auf ihren Zustand geprüft. Die Vorrichtung kann außerdem mit Ein- und Ausgabefächern zum Zuführen bzw. Abführen der Wertdokumente in die bzw. aus der Vorrichtung ausgestattet sein.
Zum Kalibrieren des Sensors wird ein Kalibriermedium entlang der Transportrichtung an dem Sensor vorbeitransportiert, wobei der Sensor Messsignale des Kalibriermediums aufnimmt. Insbesondere enthalten die von dem Sensor aufgenommenen Messsignale erste Messsignale, die der Sensor von mindestens einem Referenzbereich des Kalibriermediums aufnimmt, und zweite Messsignale, die der Sensor von mindestens einer Markierung des
Kalibriermediums aufnimmt. Aus den aufgenommenen Messsignalen, insbesondere aus den ersten Messsignalen, werden Referenzdaten des Kalibriermediums bestimmt. Außerdem wird aus den aufgenommenen Messsignalen, insbesondere aus den zweiten Messsignalen, mindestens eine Transportei- genschaft des Kalibriermediums bestimmt, wobei die Transporteigenschaft quantitativ bestimmt wird.
Als Referenzdaten kann z.B. die Höhe des von dem Referenzbereich aufgenommenen Messsignals verwendet werden. Alternativ können als Referenz- daten auch andere Eigenschaften des Messsignals verwendet werden, beispielsweise die Fläche des Messsignals etc. Bei einem mehrspurigen Sensor können für jede Messspur des Sensors aus dem jeweils aufgenommenen Messsignal eigene Referenzdaten bestimmt werden, z.B. jeweils ein Referenzwert für jede Messspur. Die Transporteigenschaften betreffen z.B. die Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums entlang der Transportrichtung und/ oder die Lage des Kalibriermediums in der Transportebene des Kalibriermediums, insbesonde- re eine Schräglage des Kalibriermediums und/ oder eine Position des Kalibriermediums senkrecht zur Transportrichtung. Bei der quantitativen Bestimmung der mindestens einen Transporteigenschaft werden z.B. die Transportgeschwindigkeit und/ oder die Lage des Kalibriermediums in der Transportebene quantitativ bestimmt. Die Lage des Kalibriermediums lässt sich quantitativ z.B. durch die Verschiebung des Kalibriermediums senkrecht zur Transportrichtung relativ zu einer vordefinierten, idealen Lage des Kalibriermediums angeben. Die ideale Lage kann z.B. relativ zum Sensor, insbesondere zu den Messspuren des Sensors, vordefiniert sein.
Aus der Transporteigenschaft, insbesondere aus der Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums und/ oder aus der Lage des Kalibriermediums, wird anschließend mindestens ein Korrekturwert ermittelt. Anschließend werden die zuvor bestimmten Referenzdaten des Kalibriermediums mit Hilfe des einen oder mit Hilfe der mehreren ermittelten Korrekturwerte korri- giert. Beispielsweise wird für jede Messspur des Sensors ein eigener Korrekturwert ermittelt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Referenzdaten auch mehrfach mit Hilfe von Korrekturwerten korrigiert werden, wobei diese Korrekturen nacheinander oder gleichzeitig erfolgen können. Beispielsweise werden dazu mehrere verschiedene Transporteigenschaften des Kalibriermediums quantitativ bestimmt. Für jede der verschiedenen Transporteigenschaften können dann eigene Korrekturwerte ermittelt werden, die zum Korrigieren der Referenzdaten verwendet werden. Alternativ können aus den verschiedenen Transporteigenschaften auch gemeinsame Korrekturwerte ermittelt werden, die zum Korrigieren der Referenzdaten verwendet werden. Die Referenzdaten können auch, quasi indirekt, dadurch korrigiert werden, dass bereits die aufgenommenen Messsignale des Referenzbereichs mit Hilfe der Korrekturwerte korrigiert werden. Durch die Korrektur der Messsignale einer Messspur erfolgt schließlich automatisch auch eine Korrektur der Referenzdaten der jeweiligen Messspur.
Zum Ermitteln des mindestens einen Korrekturwerts kann auf Ergebnisse früherer Messungen des Kalibriermediums zurückgegriffen werden, die unter verschiedenen Transportbedingungen durchgeführt wurden, z.B. bei ver- schiedenen Transportgeschwindigkeiten und/ oder bei verschiedenen Lagen des Kalibriermediums in der Transportebene. Beispielsweise sind die Ergebnisse früherer Messungen in einer Wertetabelle eingetragen, in der die unter bestimmten Transportbedingungen gemessenen Korrekturwerte in Abhängigkeit der Transportbedingungen enthalten sind und die für die Kaiibrie- rung des Sensors bereit gehalten wird. Um die Korrekturwerte zu ermitteln, werden aus der Wertetabelle diejenigen Transportbedingungen herausgesucht, die den quantitativ bestimmten Transporteigenschaften, zumindest näherungsweise, entsprechen, und die diesen Transportbedingungen zugeordneten Korrekturwerte aus der Wertetabelle entnommen. Alternativ kann der Zusammenhang zwischen Transportbedingungen und Korrekturwerten auch durch Simulationsrechungen ermittelt werden. Alternativ können die Korrekturwerte auch mit Hilfe geometrischer Überlegungen aus den Transportbedingungen bzw. aus den Transporteigenschaften berechnet werden. Beispielsweise kann anhand der Lage des Kalibriermediums die Größe des von dem Referenzbereich überstrichenen Anteils der Messspuren berechnet werden. Insbesondere kann für jede Messspur derjenige Flächenanteil berechnet werden, der beim Vorbeitransportieren des Kalibriermediums an der Messspur durch den Referenzbereich des Kalibriermediums abgedeckt wird. Mit Hilfe der ermittelten Korrekturwerte werden anschließend die zuvor bestimmten Referenzdaten des Kalibriermediums korrigiert.
In einem speziellen Ausführungsbeispiel ist in der Wertetabelle für jede Transportgeschwindigkeit jeweils ein prozentualer Korrekturfaktor angegeben, um den sich die Messsignale des Sensors bei Abweichung der Transportgeschwindigkeit von einer nominellen Transportgeschwindigkeit ändern. Mittels der Wertetabelle wird derjenige Korrekturfaktor bestimmt, der zu der quantitativ bestimmten Transportgeschwindigkeit, d.h. zu der tat- sächlichen Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums, gehört. Zur
Korrektur der Referenzdaten des Kalibriermediums werden die Messsignale, oder alternativ die Referenzdaten selbst, mit dem Korrekturfaktor aus der Wertetabelle multipliziert. Auf diese Weise lässt sich der Einfluss von Unregelmäßigkeiten der Transportgeschwindigkeit auf die Messsignaie des Refe- renzbereichs, bzw. auf die Referenzdaten des Kalibriermediums, kompensieren.
Durch die erfindungsgemäße Kalibrierung des Sensors werden korrigierte Referenzdaten bestimmt, die anschließend zum Justieren des Sensors ver- wendet werden können. Die korrigierten Referenzdaten werden mit Solldaten verglichen, die dem Kalibriermedium, insbesondere dem Referenzbereich des Kalibriermediums, zugeordnet sind. Die Solldaten können einen oder mehrere feste Zahlenwerte enthalten, z.B. mehrere Zahlenwerte für verschiedene Abschnitte des Referenzbereichs. Die festen Zahlenwerte kön- nen mit Schwankungsbreiten versehen sein, durch die akzeptable Abweichungen von den Solldaten in einem bestimmten Wertebereich erlaubt werden. Falls die korrigierten Referenzdaten von den Solldaten des Kalibriermediums abweichen, ist eine Justage des Sensors erforderlich. Das Justieren des Sensors kann automatisch erfolgen oder erst nach einer entsprechenden Bestätigung von außen, z.B. durch eine Bedienperson, die die Kalibrierung des Sensors veranlasst hat. Zum Justieren des Sensors werden z.B. Parameter verändert, die der Sensor zur Verarbeitung von Wertdokument- Messsignalen verwendet, die der Sensor beim Prüfen von Wertdokumenten aufnimmt. Alternativ können beim Justieren des Sensors auch hardwaremäßige Einstellungen des Sensors verändert werden, z.B. bei sehr großen Abweichungen der korrigierten Referenzdaten von den Solldaten.
In einem Ausführungsbeispiel weist der Sensor, der durch das erfindungs- gemäße Verfahren kalibriert wird, mehrere Messspuren auf, die senkrecht zur Transportrichtung mit einer bestimmten Messspurenperiode angeordnet sind. Zum Beispiel wird bei der Kalibrierung für jede der Messspuren des Sensors jeweils ein eigener Korrekturwert ermittelt. Mit Hilfe des Korrekturwerts der jeweiligen Messspur werden dann die Referenzdaten der jewei- ligen Messspur korrigiert. Der Sensor weist z.B. einen Kalibriermodus auf, in dem er gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kalibriert wird. Der Sensor kann dazu ausgebildet sein, einige der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kalibrierung selbst durchzuführen. Zu diesem Zweck kann der Sensor mit einer Kalibriereinrichtung ausgestattet sein, die mindestens eine Transporteigenschaft des Kalibriermediums bestimmen kann. Zusätzlich kann die Kalibriereinrichtung dazu ausgebildet sein, aus der mindestens einen Transporteigenschaft mindestens einen Korrekturwert zu ermitteln und/ oder die Referenzdaten mit Hilfe des mindestens einen Korrekturwerts zu korrigieren. Insbesondere kann der Sensor auch dazu ausgebildet sein, sich selbst zu justieren.
Alternativ oder zusätzlich kann auch die Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung mit einer Kalibriereinrichtung ausgestattet sein. Die Vorrichtung kann dazu ausgebildet sein, den Sensor nach dem erfindungsgemäßen Ver- fahren zu kalibrieren und gegebenenfalls zu justieren. Beispielsweise ist Kalibriereinrichtung der Vorrichtung dazu ausgebildet, die mindestens eine Transporteigenschaft des Kalibriermediums zu bestimmen und/ oder aus der mindestens einen Transporteigenschaft mindestens einen Korrekturwert zu ermitteln und/ oder die Referenzdaten mit Hilfe des mindestens einen Korrekturwerts zu korrigieren. Die eben genannten Verfahrensschritte können auch teilweise von der Kalibriereinrichtung der Vorrichtung und teilweise von der Kalibriereinrichtung des Sensors durchgeführt werden. Alternativ kann zur Kalibrierung, insbesondere zur Durchführung aller oder eini- ger der eben genannten Verfahrensschritte, auch eine externe Kalibriereinrichtung verwendet werden, die an die Vorrichtung angeschlossen werden kann, z.B. eine portable Kalibriereinrichtung, die für mehrere Vorrichtungen zur Wertdokumentbearbeitung verwendet werden kann.
Die Vorrichtung kann außerdem einen Kennungssensor zur Ermittlung einer Kennung eines der Vorrichtung zugeführten Kalibriermediums aufweisen sowie einen Datenspeicher, in dem mehrere Kennungen gespeichert ist und zu jeder dieser gespeicherten Kennungen Informationen darüber gespeichert sind, für welchen Sensor oder welche Sensoren in Bezug auf welche Eigen- schaft und/ oder Eigenschaften eine Kalibrierung anhand des die zugehörige Kennung tragenden Kalibriermediums durchzuführen ist.
Das zum Kalibrieren verwendete Kalibriermedium weist mindestens einen Referenzbereich auf, aus dessen Messsignalen Referenzdaten des Kalibrier- mediums bestimmt werden, und mindestens eine Markierung, aus deren Messsignalen Transporteigenschaften des Kalibriermediums bestimmt werden. Das Kalibriermedium kann einen oder mehrere Referenzbereiche für den zu kalibrierenden Sensor aufweisen. Die mehreren Referenzbereiche können z.B. entlang einer Linie oder in einem bestimmten Muster auf dem Kalibriermedium angeordnet sein. Zusätzlich kann das Kalibriermedium auch einen oder mehrere Referenzbereiche zur Kalibrierung weiterer Sensoren aufweisen. Als Referenzbereich und als Markierungen werden vorzugsweise verschiedene Bereiche des Kalibriermediums verwendet, die jedoch Abschnitte desselben Aufdrucks sein können, beispielsweise desselben
Druckbilds. Die mindestens eine Markierung und der mindestens eine Referenzbereich werden vorzugsweise mit hoher Lagepräzision zueinander hergestellt, so dass deren relative Lage genau definiert ist. Dadurch lässt sich eine hohe Genauigkeit der Kalibrierung erreichen. Vorzugsweise werden die Markierungen und der Referenzbereich in demselben Verfahrensschritt hergestellt, z.B. in demselben Druckschritt. Das Kalibriermedium ist z.B. ein flacher Gegenstand, der ähnlich wie ein mit dem Sensor zu prüfendes Wertdokument gestaltet ist, z.B. ein bedruckter Papierbogen oder ein ausgewähltes Wertdokument. Zu seiner Identifikation kann das Kalibriermedium eine Kennung enthalten. Außerdem kann das Kalibriermedium auch Informationen darüber enthalten, welche Sensoren mit dem Kalibriermedium zu kalibriert werden können und/ oder die Solldaten, die dem Kalibriermedium zugeordnet sind. Diese Informationen können z.B. in einer Zeichenfolge und/ oder in einem Barcode und/ oder in einem elektronischen Datenträger des Kalibriermediums enthalten sein. In einem Ausführungsbeispiel weist das Kalibriermedium mehrere Markierungen auf, die senkrecht zur Transportrichtung des Kalibriermediums voneinander beabstandet sind, wobei der Abstand der Markierungen senkrecht zur Transportrichtung insbesondere ein Vielfaches der Messspurenperiode des Sensors beträgt. Die Markie- rungen können auch in Transportrichtung zueinander versetzt sein. Die Breite der Markierungen kann z.B. genau eine Breite einer Messspur senkrecht zur Transportrichtung betragen oder auch ein ganzzahliges Vielfaches der Breite einer Messspur. Als Markierungen können bestimmte Aufdrucke oder Druckbildbereiche verwendet werden, es können aber auch Kanten des Ka- libriermediums oder darin eingebrachte Löcher etc. als Markierungen verwendet werden.
Der zu kalibrierende Sensor und die Vorrichtung sind zum Prüfen von Wertdokumenten ausgebildet, die in derselben Weise wie das Kalibriermedium an dem Sensor vorbeitransportiert werden. Beim Kalibrieren des Sensors und beim Prüfen der Wertdokumente werden jeweils Messsignale des vorbeitransportierten Kalibriermediums bzw. des Wertdokuments aufgenommen. Zum Kalibrieren des Sensors und zum Prüfen der Wertdokumente sind jedoch verschiedene Betriebsmodi des Sensors und/ oder der Vorrichtung vorgesehen, die von außen eingestellt werden können und in denen die aufgenommenen Messsignale verschieden verwendet werden. Im Kalibriermodus werden die Messsignale des Kalibriermediums zur Feststellung des Zustande des Sensors verwendet, im Prüfmodus werden die Messsignale der Wertdokumente zur Bestimmung der Echtheit und/ oder der Art und/ oder des Zustands der Wertdokumente verwendet.
Zur Kalibrierung des Sensors wird bevorzugt ein Satz von Kalibriermedien verwendet, z.B. ein Päckchen von 100 Kalibriermedien, das der Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung zugeführt wird. Durch die Kalibrierung mit einer Vielzahl von Kalibriermedien können weitere Schwankungen des Messsystems eliminiert und die Genauigkeit der Kalibrierung erhöht werden. Zum Kalibrieren werden die einzelnen Kalibriermedien des Satzes nacheinander durch die Vorrichtung und an dem zu kalibrierenden Sensor vorbei transportiert. Beispielsweise unterscheiden sich die Kalibriermedien des Satzes nur in ihrer Kennung, während der oder die Referenzbereiche und die mindestens eine Markierung gleich sind. Für jedes einzelne Kalibriermedium des Satzes werden Referenzdaten bestimmt und die jeweiligen Referenzdaten mit Hilfe eines für das jeweilige Kalibriermedium ermittelten Korrekturwerts korrigiert, der aus der oder den jeweiligen Transporteigenschaften des jeweiligen Kalibriermediums abgeleitet wird. Eine Korrektur der Referenzdaten wird also für jedes Kalibriermedium des Satzes individuell durchgeführt, um korrigierte Referenzdaten für das jeweilige Kalibrier- medium zu ermitteln. Anschließend wird ein Mittelwert der korrigierten Referenzdaten der Kalibriermedien des Satzes berechnet. Dieser Mittelwert wird mit einem Sollbereich um einen Soll-Mittelwert verglichen, der für den jeweiligen Satz an Kalibriermedien erwartet wird. Der Soll-Mittelwert und/ oder der Sollbereich können über eine entsprechende Schnittstelle in die Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung eingebracht werden, z.B. durch manuelle Eingabe, über eine Netzwerkverbindung oder über einen Datenträger, z.B. einen USB-Stick, der dem Satz an Kalibriermedien zugeordnet ist. Falls der für die Kalibriermedien des Satzes berechnete Mittelwert außerhalb des Sollbereichs des Soll-Mittelwerts liegt, wird eine Justage des Sensors durchgeführt. Der Sollbereich entspricht z.B. einer höchstens akzeptablen Abweichung von dem Soll-Mittelwert.
Zur Durchführung der Kalibrierung des Sensors können bestimmte Kalibriermedien des Satzes selektiert werden. Wenn z.B. bei einem Kalibriermedi- um eine zu große Abweichung der Transporteigenschaften von den zu erwartenden Transporteigenschaften festgestellt wird, so kann dieses Kalibriermedium und dessen Messdaten für die Kalibrierung des Sensors ignoriert werden. Der Mittelwert wird dann aus den korrigierten Referenzdaten der übrigen Kalibriermedien des Satzes gebildet, also derjenigen Kalibrier- medien, deren Transporteigenschaften innerhalb bestimmter tolerierbarer Grenzen liegen.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der folgenden Figuren erläutert. Es zeigen:
Figur Ia Ein Kalibriermedium, das in idealer Lage an einem Sensor vorbeitransportiert wird, Figur Ib ein Kalibriermedium, das in Hochlauflage an dem Sensor vorbeitransportiert wird,
Figur Ic ein Kalibriermedium, das in Schräglage an dem Sensor vorbeitransportiert wird.
In den Figuren la-c ist ein erstes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem ein Kalibriermedium 1 zum Kalibrieren eines Sensors 10 verwendet wird und zu diesem Zweck entlang einer Transportrichtung T an dem Sensor 10 vorbeitransportiert wird, wobei dieser Messsignale des Kalibriermediums 1 aufnimmt. Die gezeigte Anordnung kann in einer Vorrichtung zur Wertdoku- mentbearbeitung angeordnet sein, in der Wertdokumente mit Hilfe des Sensors 10 geprüft werden. Der Sensor 10 ist mit einer Kalibriereinrichtung 5 verbunden, die z.B. im Gehäuse des Sensors 10 angeordnet sein kann oder außerhalb des Sensors 10.
Das Kalibriermedium 1 weist einen Referenzbereich 2 auf, in dem ein bestimmtes Referenzmaterial aufgebracht ist, von dem der Sensor 10 im Idealfall, sofern er optimal justiert ist, bestimmte Solldaten aufnimmt. Das Referenzmaterial kann im Referenzbereich 2 beispielsweise homogen verteilt sein. Im Fall eines Magnetsensors 10 kann das Referenzmaterial z.B. magne- tische Pigmente enthalten. Im Fall eines optischen Sensors 10 kann das Referenzmaterial z.B. Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzpigmente oder eine oder mehrere bestimmte Farben aufweisen. Außerhalb des Referenzbereichs 2 weist das Kalibriermedium 1 außerdem mehrere Markierungen 3a, 3b auf, die so ausgebildet sind, dass der Sensor 10 auch von diesen Messsignale auf- nimmt. Die Markierungen 3a, 3b können z.B. ebenfalls aus dem Referenzmaterial hergestellt sein. Zur Herstellung des Referenzbereichs 2 und der Markierungen 3a, 3b wurde das Referenzmaterial im selben Verfahrensschritt auf dem Kalibriermedium 1 aufgedruckt. In dem speziellen Ausführungsbei- spiel sind am Anfang und am Ende des Kalibriermediums 1 jeweils drei vordere Markierungen 3a bzw. drei hintere Markierungen 3b aufgebracht, die jeweils entlang einer Linie senkrecht zur Transportrichtung T angeordnet sind.
Im Ausführungsbeispiel der Figuren la-c weist der Sensor 10 zwölf Messspuren Ll -Ll 2 auf, die entlang einer Linie senkrecht zur Transportrichtung T des Kalibriermediums 1 mit einer Messspurenperiode a angeordnet sind. Für jede der Messspuren L1-L12 ist jeweils ein Sensorelement 11 vorgesehen, das Messsignale des an dem Sensor 10 vorbeitransportierten Kalibriermediums 1 aufnimmt, und zwar sowohl Messsignale des Referenzbereichs 2, deren Höhen im Folgenden als Rl -Rl 2 bezeichnet werden, als auch Messsignale der Markierungen 3, deren Höhen im Folgenden als M1-M12 bezeichnet werden. Das Kalibriermedium 1 ist speziell zum Kalibrieren des Sensors 10 ausgebildet. Im vorliegenden Beispiel ist das Kalibriermedium 1 dadurch an den Sensor 10 angepasst, dass der Abstand d der Markierungen 3a, 3b ein Vielfaches, hier das Doppelte, der Messspurenperiode a beträgt. Darüber hinaus ist im gezeigten Ausführungsbeispiel auch die Ausdehnung der Markierungen 3a, 3b senkrecht zur Transportrichtung T so gewählt, dass sie der Messspurenbreite des Sensors 10 entspricht, die in diesem Beispiel gleich der Mess- spurenperiode a ist.
Im Fall der Figur Ia wird das Kalibriermedium 1 in idealer Lage an dem Sensor 10 vorbeitransportiert. Die Markierungen 3a, 3b liefern dabei in den Messspuren L4, L6 und L8 die Messsignalhöhen M4, M6 und M8, während die Messspuren L1-L3, L5, L7 und L9-L12 von den Markierungen 3a, 3b nur vernachlässigbare Messsignale erfassen. Außerdem erfassen die von dem Kalibriermedium 1 überstrichenen Messspuren L2-L11 die Messsignalhöhen R2-Rlldes Referenzbereichs 2, während die außerhalb des Kalibriermediums 1 angeordneten Messspuren Ll und Ll 2 von dem Referenzbereich 2 nur vernachlässigbare Messsignale erfassen.
In Figur Ib ist eine nicht-ideale Transportlage gezeigt, bei der das Kalibriermedium 1 in Hochlauflage an dem Sensor 10 vorbeitransportiert wird. Dabei ist das Kalibriermedium 1, z.B. aufgrund von unvermeidbaren Unregelmäßigkeiten beim Transport des Kalibriermediums 1, in der Transportebene nach oben verschoben. Die Größe der Verschiebung der vorderen bzw. der hinteren Markierungen 3a bzw. 3b wird im Folgenden mit Va bzw. Vb bezeichnet. In Figur Ib sind diese Verschiebungen Va und Vb beispielhaft je- weils anhand der untersten der Markierungen 3a und 3b relativ zum unteren Rand der Messspur L8 eingezeichnet. Im Vergleich zur idealen Lage aus Figur Ia detektiert die Messspur LIl nun eine reduzierte Messsignalhöhe RIl des Referenzbereichs 2, da die Messspur LIl von dem Referenzbereich 2 nur teilweise überstrichen wird. Ohne Berücksichtigung der Hochlauflage würde man aufgrund der reduzierten Messsignalhöhe RIl demzufolge für diese Messspur LIl verfälschte Referenzdaten erhalten. Erfindungsgemäß wird die Hochlauflage aber berücksichtigt. Aufgrund der Hochlauflage wird auch von den Markierungen 3a, 3b des Kalibriermediums 1 in einigen der Messspuren ein verändertes Messsignal gemessen. Im Vergleich zur idealen Lage aus Figur Ia detektieren die Messspuren L4, L6 und L8 jeweils reduzierte Messsignalhöhen M4, M6 und M8 der Markierungen 3a, 3b. Außerdem detektieren nun auch die Messspuren L3, L5 und L7 jeweils nicht vernachlässigbare Messsignalhöhen M3, M5 und M7 der Markierungen 3a, 3b. Die Transportlage des Kalibriermediums lässt sich quantitativ aus den Messsig- nalhöhen M4, M6 und M8 und aus den Messsignalhöhen M3, M5 und M7 bestimmen. Um das Ausmaß der Hochlauflage zu berechnen werden in diesem Beispiel die Verschiebungen Va, Vb des Kalibriermediums 1 senkrecht zur Transportrichtung T durch Verknüpfen der Messsignalhöhen benachbar- ter Messspuren ermittelt. Beispielsweise liefern die Operationen (M4-
M3)/M4, (M6-M5)/M6 und (M8-M7)/M8 im Fall der idealen Lage aus Figur Ia jeweils etwa den Zahlenwert 1. Bei Hochlauflage, wie in Figur Ib, ergibt sich ein deutlich reduzierter Zahlenwert: Falls das Kalibriermedium 1 z.B. um eine halbe Messspurenperiode a nach oben verschoben ist, würden diese Operationen jeweils etwa den Zahlen wert 0 liefern. Dazwischen liegende Verschiebungen Va, Vb können durch Interpolation berechnet werden. Um die Transportlage des Kalibriermediums 1 noch genauer zu bestimmen, können auch für alle drei vorderen und hinteren Markierungen 3a, 3b jeweils die Verschiebungen Va, Vb bestimmt werden.
Analog kann auch bei Tieflauflage des Kalibriermediums 1 vorgegangen werden, bei der das Kalibriermedium 1 in der Transportebene nach unten verschoben transportiert wird. Im Vergleich zur idealen Lage aus Figur Ia detektieren die Messspuren L4, L6 und L8 bei Tieflauflage wiederum jeweils reduzierte Messsignalhöhen, während die Messspuren L5, L7 und L9 jeweils nicht vernachlässigbare Messsignalhöhen M5, M7 und M9 der Markierungen 3a, 3b detektieren. Im Unterschied zur Hochlauflage liefert nun also statt der Messspur L3 die Messspur L9 ein nicht vernachlässigbares Messsignal. Hochlauflage und Tieflauflage können demzufolge z.B. durch Vergleichen der Messsignalhöhen M3 und M9 voneinander unterschieden werden. So liefert die Differenz der Messsignalhöhen M3 und M9 bei Hochlauflage und bei Tieflauflage Ergebnisse verschiedenen Vorzeichens. Zum Beispiel werden die Verschiebungen Va, Vb bei Hochlauflage mit positivem Vorzeichen und die Verschiebungen Va, Vb bei Tieflauflage mit negativem Vorzeichen angegeben. Zur quantitativen Bestimmung der Tieflauflage lassen sich beispielsweise die Operationen (M4-M5)/M4, (M6-M7)/M6 und (M8-M9)/M8 durchführen, die bei idealer Lage jeweils den Zahlenwert 1 ergeben, bei Tieflauflage jedoch, analog zur Hochlauflage, reduzierte Zahlenwerte liefern.
Figur Ic zeigt eine weitere nicht-ideale Transportlage, bei der das Kalibriermedium 1 in einer Schräglage unter dem Winkel α zur Transportrichtung T an dem Sensor 10 vorbeitransportiert wird. Im Unterschied zur idealen Lage sowie zur Hochlauf- und Tieflauflage werden von den vorderen Markierun- gen 3a und den hinteren Markierungen 3b des Kalibriermediums 1 bei Schräglage deutlich unterschiedliche Messsignale erfasst. Gemäß Figur Ic liefern die vorderen Markierungen 3a des Kalibriermediums 1 relativ geringe Messsignalhöhen M4, M6 und M8, aber relativ große Messsignalhöhen M3, M5 und M7. Die hinteren Markierungen 3b des Kaϊibriermediums 1 He- fern nahezu verschwindende Messsignalhöhen M4, M6 und M8, aber relativ große Messsignalhöhen M5, M7 und M9. Durch Vergleichen der Messsignalhöhen der vorderen Markierungen 3a mit den Messsignalhöhen der hinteren Markierungen 3b, insbesondere der jeweiligen Messsignalhöhen M3 und M9, kann die Schräglage erkannt werden. Um die Schräglage, d.h. den Winkel α, quantitativ zu ermitteln werden z.B. für die vorderen 3a und hinteren Markierungen 3b jeweils die oben, in Bezug auf Figur Ib angegebenen Operationen zur quantitativen Bestimmung der Hochlauflage bzw. der Tieflauflage durchgeführt. Im Beispiel der Figur Ic ergibt sich für die vorderen Markierungen 3a eine Hochlauflage, d.h. einer Verschiebung Va mit positi- vem Vorzeichen, und für die hinteren Markierungen 3b eine Tieflauflage, d.h. eine Verschiebung Vb mit negativem Vorzeichen. In Figur Ic sind diese Verschiebungen Va und Vb beispielhaft anhand jeweils der untersten der Markierungen 3a und 3b relativ zum unteren Rand der Messspur L8 eingezeichnet. Damit berechnet sich sin(α) aus der Differenz der Verschiebungen Va der vorderen Markierungen 3a und der Verschiebung Vb der hinteren Markierungen 3b im Verhältnis zum Abstand D der Markierungen 3a und 3b in Transportrichtung T, d.h. sin(α)=(Va-Vb)/D.
Bei einem induktiv funktionierenden Magnetsensor 10 kann die Schräglage des Kalibriermediums 1 auch dazu führen, dass das am Beginn und am Ende des Referenzbereichs 2 induzierte Messsignal, aufgrund des weniger abrupten Beginns und Endes des Referenzbereichs 2, reduziert ist. Bei homogener Verteilung des Referenzmaterials im Referenzbereich 2 sind die verschiede- nen Messspuren des Magnetsensors 10 zumindest näherungsweise in gleicher Weise von dieser Reduktion des induzierten Messsignals betroffen. Der Korrekturfaktor, um den sich die Höhe des induzierten Messsignals reduziert, ergibt sich in Abhängigkeit des Winkels α. Auch bei einem optischen Sensor 10 kann sich die Schräglage auf die aufgenommenen Messsignale auswirken. Beispielsweise erhöht sich durch die Schräglage des Kalibriermediums 1 um den Winkel α, und die damit verbundene Schräglage des Referenzbereichs 2, die effektiv gemessene Länge des Referenzbereichs 2 entlang der Transportrichtung T. Der jeweilige Zusammenhang zwischen dem Winkel α und den Korrekturfaktor kann z.B. anhand von gezielten Messun- gen des Kalibriermediums 1 in Schräglage, z.B. im Vorfeld der Kalibrierung, oder anhand von Simulationsrechungen ermittelt werden.
Aus den vom Sensor 10 aufgenommenen Messsignalen des Referenzbereichs 2 werden Referenzdaten des Kalibriermediums 1 bestimmt. Als Referenzda- ten werden für jede der Messspuren L1-L12 z.B. jeweils die Messsignalhöhe R1-R12 verwendet. Die Referenzdaten R1-R12 werden anschließend in Abhängigkeit der quantitativ bestimmten Verschiebungen Va, Vb der vorderen und hinteren Markierungen 3a, 3b, und gegebenenfalls in Abhängigkeit des Winkels α, korrigiert. Beispielsweise werden zur Korrektur der Hochlauflage aus Figur Ib die Referenzdaten RIl und Rl der Messspuren LIl und Ll korrigiert, während für die Referenzdaten der Messspuren L2-L10 und L12 keine Korrektur erforderlich ist.
Zur Korrektur der Referenzdaten des Kalibriermediums 1 aus Figur Ic müssen sowohl die Hochlauflage (Verschiebung Va) der Markierungen 3a und die Tieflauflage (Verschiebung Vb) der Markierungen 3b korrigiert werden als auch die Schräglage des Kalibriermediums 1 um den Winkel α. Aus den Verschiebungen Va und Vb bestimmt man - unter Berücksichtigung der be- kannten Position des Referenzbereichs 2 auf dem Kalibriermedium 1- zunächst die Verschiebungen VRI und VR2 der Kanten des Referenzbereichs 2 relativ zur idealen Lage des Referenzbereichs, die in Figur Ic relativ zum oberen Rand der Messspur L2 eingezeichnet sind. Aus dem negativen Vorzeichen und der Größe der beiden Verschiebungen VRI und VR2 folgt, dass im Fall der Figur Ic die Referenzdaten der Messspuren L2 und L12 korrigiert werden müssen. Dementsprechend würde man bei positivem Vorzeichen beider Verschiebungen VRI und VR2 die Referenzdaten der Messspuren Ll und LIl korrigieren müssen, und bei verschiedenen Vorzeichen der Verschiebungen VR1 und VR2 die Referenzdaten der Messspuren Ll, L2, LIl, Ll 2, aber nur, sofern die Größe der Verschiebungen nicht über die Messspurenperiode a hinausgeht. Falls die Verschiebungen VRI, VR2 größer als die Messspurenperiode a sein sollten, müssten auch die Referenzdaten weiterer Messspuren korrigiert werden, z.B. der Messspuren L3 oder LlO. Um die Verschiebungen VR1 und VR2 ZU berücksichtigen, können die Referenzdaten der Messspuren L2 und L12 z.B. unter Zuhilfenahme einer Wertetabelle korrigiert werden, in der Korrekturwerte enthalten sind anhand von gezielten Messungen des Kalibriermediums 1 bei verschiedenen Transportlagen des Kalibriermediums 1 ermittelt wurden. Um auch die Schräglage der Kanten zu berücksichtigen, kann als weitere Korrektur der Referenzdaten z.B. eine Multiplikation der Referenzdaten der Messspuren mit dem in Abhängigkeit des Winkels α bestimmten Korrekturfaktor durchgeführt werden.
Die von dem Referenzbereich 2 aufgenommenen Messsignale können bei einigen Sensoren auch durch die Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums 1 beeinflusst werden, so z.B. bei Magnetsensoren oder bei optischen Sensoren. Durch Schwankungen der Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums 1 können die aufgenommenen Referenzdaten daher ebenfalls verfälscht werden. In einigen Ausführungsbeispielen wird die Trans- portgeschwindigkeit des Kalibriermediums 1 quasi online bestimmt, durch Messung der tatsächlichen Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums 1 anhand der Messsignale des Kalibriermediums 1. Die (tatsächliche) Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums 1 ergibt sich z.B. aus der Zeitspanne, die zwischen den Messsignaien der Markierungen 3a und 3b des Kalibriermediums 1 liegt, in Verbindung mit dem bekannten Abstand D zwischen den Markierungen 3a und 3b entlang der Transportrichtung T, vgl. Figur Ia. Die Referenzdaten können dann in Abhängigkeit der (tatsächlichen) Transportgeschwindigkeit korrigiert werden. Die dazu benötigten Korrekturwerte können wiederum durch Messungen des Kalibriermediums 1 im Vorfeld der Kalibrierung oder durch Simulationsrechungen bestimmt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Kalibrieren eines Sensors (10), der zum Prüfen von Wertdokumenten ausgebildet ist, die entlang einer Transportrichtung (T) an dem Sensor (10) vorbeitransportiert werden, mit folgenden Schritten: - Vorbeitransportieren eines Kalibriermediums (1) an dem Sensor (10) entlang der Transportrichtung (T), wobei der Sensor (10) Messsignale des Kalibriermediums (1) aufnimmt,
- Bestimmen von Referenzdaten (R1-R12) des Kalibriermediums (1) aus den aufgenommenen Messsignalen, - Bestimmen mindestens einer Transporteigenschaft des Kalibriermediums (1) aus den aufgenommenen Messsignalen,
- Ermitteln mindestens eines Korrekturwerts aus der mindestens einen Transporteigenschaft des Kalibriermediums (1),
- Korrigieren der Referenzdaten (Rl -Rl 2) des Kalibriermediums (1) mit Hilfe des mindestens einen Korrekturwerts.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzdaten (R1-R12) aus ersten Messsignalen bestimmt werden, die der Sensor (10) von mindestens einem Referenzbereich (2) des Kalibriermediums (1) aufnimmt.
3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Transporteigenschaft aus zweiten Messsignalen bestimmt wird, die der Sensor (10) von einer oder mehreren Markierungen (3a, 3b) des Kalibriermediums (1) aufnimmt, wobei die Transporteigenschaft des Kalibriermediums (1) quantitativ bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der mindestens einen Transporteigenschaft eine Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums (1) betrifft.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der mindestens einen Transporteigenschaft eine Lage des Kalibriermediums (1) in der Transportebene des Kalibriermediums (1) betrifft, insbesondere eine Schräglage des Kalibrier- mediums (1) und/ oder eine Position des Kalibriermediums (1) senkrecht zur Transportrichtung (T).
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermittein des mindestens einen Kor- rekturwerts auf Ergebnisse von Messungen des Kalibriermediums (1) zurückgegriffen wird, die unter verschiedenen Transportbedingungen des Kalibriermediums (1) durchgeführt wurden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die korrigierten Referenzdaten zum Justieren des Sensors (10) verwendet werden.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibriermedium (1) mehrere Markie- rungen (3a, 3b) aufweist, die senkrecht zur Transportrichtung (T) voneinander beabstandet sind, wobei der Abstand (d) der Markierungen (3a, 3b) vorzugsweise ein Vielfaches einer Messspurenperiode (a) der Sensors (10) beträgt.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kalibrierung des Sensors (10) eine Satz mehrerer Kalibriermedien (1) verwendet werden, die einzeln nacheinander an dem Sensor (10) vorbei transportiert werden, wobei für jedes ein- zelne der Kalibriermedien (1) die Verfahrensschritte gemäß Anspruch 1 durchgeführt werden, um für jedes einzelne der Kalibriermedien (1) korrigierte Referenzdaten zu bestimmen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, mit den weiteren Schritten: - Berechnen eines Mittelwerts aus den einzelnen korrigierten Referenzdaten der Kalibriermedien (1) des Satzes an Kalibriermedien (1), - Vergleichen des berechneten Mittelwerts mit einem Sollbereich um einen Soll-Mittelwert, der für den Satz an Kalibriermedien (1) erwartet wird, und gegebenenfalls Justieren des Sensors (10), falls der für den Satz an Kalibriermedien (1) berechnete Mittelwert außerhalb des Sollbereichs liegt.
11. Sensor (10) zur Prüfung von Wertdokumenten, die entlang einer Transportrichtung (T) an dem Sensor (10) vorbeitransportiert werden, wobei der Sensor (10) dazu ausgebildet ist, nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 10 kalibriert und gegebenenfalls justiert zu werden.
12. Sensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) eine Kalibriereinrichtung (5) aufweist, die mindestens eine Transportei- genschaft des Kalibriermediums (1) bestimmt und/ oder die mindestens einen Korrekturwert aus der mindestens einen Transporteigenschaft ermittelt und/ oder die die Referenzdaten mit Hilfe des mindestens einen Korrekturwerts korrigiert und/ oder die den Sensor (10) mittels der korrigierten Referenzdaten justiert.
13. Vorrichtung zur Bearbeitung von Wertdokumenten mit einem Sensor (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 12.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, den Sensor (10) nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 10 zu kalibrieren und gegebenenfalls zu justieren.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeich- net, dass die Vorrichtung eine Kalibriereinrichtung (5) aufweist, die mindestens eine Transporteigenschaft des Kalibriermediums (1) bestimmt und/ oder die mindestens einen Korrekturwert aus der mindestens einen Transporteigenschaft ermittelt und/ oder die die Referenzdaten mit Hilfe des mindestens einen Korrekturwerts korrigiert und/oder die den Sensor (10) mittels der korrigierten Referenzdaten justiert.
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