DE2247205C3 - Vorrichtung zum Vergleich der spektralen Remission farbiger Flächen - Google Patents
Vorrichtung zum Vergleich der spektralen Remission farbiger FlächenInfo
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Description
der Ansprüche 1
SKTi= ^S-S'^^SSÄ ml!
& zu- «HAAS S
550 SSÄ
durch Lichtleiter gebildet sind. XS S^ralbereichen wiederholt. Das Doku-
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, da- ^""XSJt beurteilt, wenn bei allen drei Verdurch
gekennzeichnet, daß in den Lichtkanalen mc t «Hd ab echt beulte . ^ ^ ^
(7, 11: 8, 12) eine kontinuierlich oder schritt- 55 gleichsmessungen u1.- 1^, fR d d
Uise bewegte' Fi.tereinnchtung (4, 5) mit meh- Prülobjekt ^tehen Pn^m^J^ und ^den ^_
rcren Filterbereichen (6) mit unterschiedlichem Ongnal ermittelten κQ
schmalem Speklralbereich angeordnet ist gegebe η η We^t n ch t uh«hreitel ^ ^^
7. Vorrichtung nach Anspruch 6. dadurch ge- .^™,f !J" nCUC saubere Dokumente, müssen
6B s
roticedes 5yslc„, mi, ,fokrc,» EtoMton ge- Md, au^d.c Zuvetogke« ££ ^ ^
blldct lst· ergebnis durch Alterungserscheinungen an den Licht-
Die Erfindung betrillt eine Vorrichtung zum Ve,- quellen oder an den beiden Lichtfühlern verfälscht
gleich der spektralen Remission farbiger Flächen. werden kann.
3 ' 4
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine der Impulszähler 30 bis 33 sind an ein gemeinsames
selbsttätig arbeitende, einfache und dennoch äußerst ODER-Tor 34 geführt.
zuverlässige Vorrichtung der eingangs genannten Art Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:
zu schaffen, bei der Verschmutzungen der Prüflinge Wenn das Verlauffilter in Pfeilrichtung bewegt wird,
keine Fehlentscheidung hervorrufen können. 5 gelangt vorerst die erste der Blendenöffnung 6 in
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im den zum Original 9 führenden Lichikanal. Dieses
Anspruch 1 gekennzeichneten Mittel gelöst. wird mit einem Lichtstrahl der mittleren Wellen-Durch
die Quotientenbildung und die Bestimmung länge /., beleuchtet. Anschließend fällt durch die
ihrer Streuung können Verschmutzungen der Prüf- gleiche Blendenöffnung Licht auf das Prüfobjekt 10.
objekte das Meßresultat nicht verfälschen. Auch io Der gleiche Vorgang wiederholt sich mit den Wellen-Alterungseinflüsse
der Meßeinrichtung, z. B. einer längen ;..„ A3 ... Am Meßfühler 13 entsteht die
Lichtquelle oder eines Meßfühlers, können sich nicht Signalfolge /r (A1), I„ (/.,), Ir (λ.2), lp (λ.-,) . . ., wobei
nachteilig auswirken, solange diese Alterungseinflüsse I1. einen am Original 9 ermittelten Referenzmeßwert
nicht einen unterschiedlichen spektralen Empfind- und In einen Prüfobjekt 10 ermittelten Priifmeßwert
lichkeitsverlauf der Messungen am Prüfobjekt gegen- 15 bedeutet. Diese Meßwerte entsprechen der Remission
über denjenigen am Original bewirken. Einflüsse der des Originals und des Prüfobjekts im jeweiligen
letztgenannten Art können gemäß einer vorteilhaften Spektralbereich.
Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes dadurch Die Divisionsschaltung 15 bildet aus jedem Meßeliminiert
werden, daß zwei von ein^r Lichtquelle wertpaar den Quotienten
ausgehende Lichtkanäle vorgesehen sind, die derart 20
ausgehende Lichtkanäle vorgesehen sind, die derart 20
zu einem einzigen Meßfühler führen, daß von diesem ,.._ , IpV-i]
alternierend jeweils ein Prüfmeßwert und ein züge- ^ ^-1' ~~ j η Τ '
höriger Referenzmeßwert ermittelt wird. T '
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Er- wobei k eine Konstante und /., die jeweilige mittlere
findung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. 25 Wellenlänge des entsprechenden Spektralbereichs be-
Es zeigt deutet. Durch die Quotientenbildung können sich
F i g. 1 eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung Alterungserscheinungen der Lichtquelle 1 oder des
zum Vergleich der spektralen Remission farbiger Meßfühlers 13 auf das Meßergebnis nicht auswirken.
Flächen und Wenn sich Original und Prüfobjekt über den ge-
F i g. 2 eine Divisionsschaltung. 30 samten in die Messung einbezogenen Wellenlängen-
In der Fig. 1 bedeutet 1 eine Lichtquelle, deren bereich genau entsprechen, ergibt sich für q der kon-
Spektrum den insgesamt zu analysierenden Wellen- stante Wert q (/.) -■= A-.
längenbereich umfaßt und die durch eine Linse 2 Die Schmutzschicht einer Banknote verhält sich in
und eine Blende 3 Licht auf ein Verlauffilter 4 wirft. der Regel wie ein Graufilter, d. h., sie absorbiert
Das Verlauffilter 4 ist mit einer Maske 5 abgedeckt, 35 nicht selektiv. Bei der Prüfung einer echten, aber verdie
mehrere öffnungen 6 aufweist. Entsprechend der schmutzten Banknote mit der beschriebenen Vorrichjeweiligen
Lage des Verlauffiltcrs, das bei der Mes- tung ergibt sich daher q (/.) = k ■ α, wobei « das Absung
kontinuierlich oder schrittweise in Pfeilrichtung Sorptionsvermögen der Schmutzschicht bedeutet,
bewegt wird, fällt Licht durch eine der öffnungen 6 Als Echtheitskriterium gilt also nicht der Betrag, auf einen von zwei Lichtleitern 7, 8. Der Lichtleiter 7 40 sondern die Konstanz der nacheinander auftretenden leitet den Lichtstrahl auf eine ausgewählte Stelle Quotienten q (/.,). Da in der Praxis auch echte Prüfeines Originals 9 und der Lichtleiter 8 auf eine ent- objekte gegenüber dem verwendeten Original Untersprechende Stelle eines Prüfobjekts 10. Zwei weitere schiede aufweisen und sich die Verschmutzung nicht Lichtleiter 11,12 leiten einen Teil des vom Original 9 immer wie ein ideales Graufilter verhält, ergeben bzw. vom Prüfobjekt 10 remittierten Lichtes zu einem 45 auch echte Prüflinge einen gewissen Streubereich der einzigen Meßfühler 13. ermittelten Quotienten. Durch die der Divisions-Der Meßfühler 13 ist an einen Eingang 14 einer schaltung 15 nachgeschaltele Anordnung wird ge-Divisionsschaltung 15 angeschlossen, deren Ausgang prüft, ob dieser Streubereich innerhalb vorgegebener 16 mit einem Maximalwertspcicher 17 verbunden ist. Grenzen liegt.
bewegt wird, fällt Licht durch eine der öffnungen 6 Als Echtheitskriterium gilt also nicht der Betrag, auf einen von zwei Lichtleitern 7, 8. Der Lichtleiter 7 40 sondern die Konstanz der nacheinander auftretenden leitet den Lichtstrahl auf eine ausgewählte Stelle Quotienten q (/.,). Da in der Praxis auch echte Prüfeines Originals 9 und der Lichtleiter 8 auf eine ent- objekte gegenüber dem verwendeten Original Untersprechende Stelle eines Prüfobjekts 10. Zwei weitere schiede aufweisen und sich die Verschmutzung nicht Lichtleiter 11,12 leiten einen Teil des vom Original 9 immer wie ein ideales Graufilter verhält, ergeben bzw. vom Prüfobjekt 10 remittierten Lichtes zu einem 45 auch echte Prüflinge einen gewissen Streubereich der einzigen Meßfühler 13. ermittelten Quotienten. Durch die der Divisions-Der Meßfühler 13 ist an einen Eingang 14 einer schaltung 15 nachgeschaltele Anordnung wird ge-Divisionsschaltung 15 angeschlossen, deren Ausgang prüft, ob dieser Streubereich innerhalb vorgegebener 16 mit einem Maximalwertspcicher 17 verbunden ist. Grenzen liegt.
Zur Synchronisierung der Divisionsschaltung 15 und 50 Die Ausgangssignale der Divisionsschaltung 15
zur Steuerung des Maximalwertspcicher:, 17 ist ein gelangen zum Maximalwertspeichcr 17. Die Maximalan
eine Steuerschaltung 18 angeschlossener Licht- werte dieser infolge der Bewegung des Verlauffilters 4
fühler 19 vorgesehen, der über einen Lichtleiter 20 nicht rechteckförmigcn Signale werden im Maximalin
Abhängigkeit von der Bewegung des Verlauf- wertspcicher 17 jeweils bis zum Erscheinen des
filters 4 Synchronisierlichtimpulse empfängt. Ein Aus- 55 nächstfolgenden Signals gespeichert und gelangen zu
gang 21 der Steuerschaltung 18 ist an einen Synchro- den Fensterkomparatoren 25 bis 29. Jeder dieser
nisiereingang 22 der Divisionsschaltung 15 und ein Fensterkomparatoren gibt einen Impuls ab, wenn sein
weiterer Ausgang 23 an einen Steuereingang 24 des den Quotienten (/ darstellendes Eingangssignal in die
Maximalweitspeichers 17 angeschlossen. ihm zugeordnete Klasse fä'lt. Die Klassen sind z. B.
Dem Maximal wertspc-icher 17 sind η Fensterkom- 60 wie folgt gewählt:
paraloren 25 bis Z') nachgcschaltet, von denen jeder
einer vorgegebener: KI;ü-so der Ausgangsgröße des
Maximnlv. einspeichere zugeordnet ist und ein Signal
abgibt, wenn die genannte Ausgangsgröße in die betreffende Klasse fällt. Mit 30 bis 33 sind (/!-■ 1) Im- 65
pulszähler bezeichnet. Jeder dieser Impulszähler ist
an die beiden Ausgänge zweier Fensterkomparatoren
benachbarter Klassen angeschlossen. Die Ausgänge
paraloren 25 bis Z') nachgcschaltet, von denen jeder
einer vorgegebener: KI;ü-so der Ausgangsgröße des
Maximnlv. einspeichere zugeordnet ist und ein Signal
abgibt, wenn die genannte Ausgangsgröße in die betreffende Klasse fällt. Mit 30 bis 33 sind (/!-■ 1) Im- 65
pulszähler bezeichnet. Jeder dieser Impulszähler ist
an die beiden Ausgänge zweier Fensterkomparatoren
benachbarter Klassen angeschlossen. Die Ausgänge
| Fcnsterkomparator | 0,28 . . | Ί | .. . 0,37 |
| 25 | 0,17 | 0.50 | |
| 26 | 0 SO | 0 67 | |
| 27 | 0,67 | 0,i)0 | |
| 28 | 0.90 . .. | ... 1.20 | |
| 29 | |||
Die Breite einer Klasse ist vorzugsweise dem Mittelwert der betreffenden Klasse proportional.
Die von den Fensterkomparatoren 25 bis 29 abgegebenen
Impulse werden in die Impulszähler 30 bis 33 eingezahlt, und zwar derart, daß jeder Impulszähler
die Anzahl der in zwei benachbarte «Klassen fallenden Quotienten zählt.
Bei einem dem Original entsprechenden, nicht verschmutzten Prüfobjekt fallen alle g-Werte in die
durch den Fensterkomparator 29 gegebene Klasse, so daß nach beendeter Messung im Impulszähler 33
eine der totalen Anzahl spektraler Einzelmessungen entsprechende Impulszahl eingespeichert ist. Ein
echtes, leicht verschmut2:tes Prüfobjekt ergibt kleinere <7-Werte, deren Anzahl von einem der Impulszähler
30 bis 32 gezählt wird. Der Test gilt als bestanden, wenn z. B. 9O°/o aller Quotienten in die gleiche oder
in zwei benachbarte Klassen fallen, d. h., wenn nach beendeter Messung einer der Impulszähler 30 bis 33
eine vorgegebene Impulszahl erreicht hat. In diesem Fall erscheint am Ausgang des betreffenden Impulszählers
ein Signal, das das ODER-Tor 34 öffnet, wodurch die Ja-Entscheidung auf nicht näher dargestellte
Weise angezeigt wird.
Bei einem Prüfobjekt, dessen spektrale Remission mit derjenigen des Originals nicht übereinstimmt,
ergibt sich eine entsprechende Streuung der i^-Werte,
so daß keiner der Impulszähler 30 bis 33 den zur Ja-Entscheidung erforderlichen Zählerstand erreicht.
Ein sehr stark verschmutztes Prüfobjekt schließlich, das zwar konstante, aber unterhalb der vorgegebenen
Klassen liegende g-Werte ergibt, vermag ebenfalls keine Ja-Entscheidung herbeizuführen. Dies gilt auch
für einen Prüfling mit zu großen ^-Werten.
Die beschriebene Vorrichtung kann in vielfältiger Weise abgewandelt werden. Als Filtereinrichtung mit
mehreren Filterbereichen mit unterschiedlichem schmalem Spektralbereich kann an Stelle eines maskierten
Verlauffilters ein rotierendes System mit diskreten Einzelfiltern vorgesehen werden. Vorzugsweise
eignet sich eine Trommel, auf deren Mantelfläche die Filter und in deren Innern eine Lichtquelle
angeordnet sind. An Stelle von Lichtleitern kann auch ein Spiegelsystem verwendet werden, das das
Licht über die Filtereinrichtung alternierend auf das Original und das Prüfobjekt wirft und das von diesen
remittierte Licht zum Meßfühler lenkt.
Dadurch, daß ein Prüfmeßwert und ein zugehöriger Referenzmeßwert nicht gleichzeitig, sondern zeitlieh
nacheinander anfallen, wird die Anwendung einer besonders einfachen Divisionsmethode ermöglicht.
Beispielsweise kann das sogenannte Doppelintegrationsverfahren angewendet werden, wobei ein
Kondensator während einer konstanten Zeit mit einem der ersten Meßgröße proportionalen Strom
aufgeladen und mit einem der zweiten Meßgröße proportionalen Strom wieder entladen wird. Die Entladezeit
entspricht dann dem Quotienten aus den beiden Meßwerten. Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit
geht aus der F i g. 2 hervor.
Der Eingang 14 der in der F i g. 2 dargestellten Divisionsschaltung 15 ist über einen Widerstand 35
an einen ersten Eingang 36 eines Differenzverstärkers 37, an den Ausgang 16 der Schaltungsanordnung und
einen an Masse gelegten steuerbaren Widerstand 38 geführt. Ein zweiter Eingang 39 des Differenzverstärkers
37 ist an eine Referenzspannung UH angeschlossen.
Vom Ausgang des Differenzverstärkers 37 führt ein Regelstromkreis über eine Diode 40 zur Steuerelektrode
41 des steuerbaren Widerstandes 38. Ein Schalter 42, dessen Steuerelektrode den Synchronisiereingang
22 der Divisionsschaltung bildet, liegt einem zwischen die Steuerelektrode 41 und Masse
geschalteten Speicherkondensator 43 parallel.
Die Widerstände 35 und 38 bilden einen geregelten Spannungsteiler. Bei entladenem Speicherkondensator
43 ist der Widerstand 38 sehr hochohmig. Wenn am Eingang 14 ein Signal /r erscheint, wird der Speicherkondensator
43 aufgeladen, bis die Spannung Uc am Eingang 36 des Differenzverstärkers 37 den Wert UK
erreicht. Der Widerstand 38 stellt sich dadurch so ein, daß Uc — UR ist. Wenn das Signal lr wieder verschwindet,
verhindert die Diode 40 ein Entladen des Speicherkondensators 43, so daß das Teilerverhältnis
des Spannungsteilers 35, 38, das sich in Abhängigkeit von der Größe des Signals /r eingestellt hat, erhalten
bleibt. Beim Erscheinen des Signals In tritt am Ausgang
16 eine Spannung auf, die dem Quotienten
entspricht. Anschließend gibt die Steuerschaltung 18 (Fig. i) an den Syrichronisiereingang 22 einen Impuls
ab. Dadurch wird der Schalter 42 kurzzeitig leitend und der Speicherkondensator 43 wieder entladen.
Claims (3)
1. Vorrichtung zum Vergleich der spektralen *"k,dreien erfassender Meßwerte an dergleichen
Remission farbiger Flächen, insbesondere zur ape ^ prüfobjekts und des Originals, und mit
Echtheitsprüfung von Banknoten und anderen 5 aw rtejnrichtung zum Vergleich der Prüf-
Wertzeichen, mit einer Meßeinrichtung zur tr- emc ^ ^ Orjginal ermittelten Referenz-
mittlung mehrerer, jeweils nur einen schmalen J"*J*
Spektralbereich erfassender Meßwerte an der mco ^^,, Auge ist bekanntlich nicht im-
gleichen Stelle des Prüfobjekts und des Originals, " festzustellen, aus welchen Spektralfarben ein
und mit einer Auswerteeinrichtung zum Vergleich io stände ι m esem ist_ Es ist daher möglich,
der Prüfmeßwerte mit den am Original ermittelten rarU1 mk unterschiedlicher spektraler Zu-
Referenzmeßvverten, dadurch gekenn ze ich- °a" setzung die genau gleiche Farbempfindung
net, daß eine elektronische Divisionsschaltung * ""Lfen Die Reproduktion einer bestimmten
(15) vorgesehen ist, die die Quotienten aus den nervo verhältnismäßig leicht, solange nur ein gleieinzelner:
Prüfmeßwerten und den zugenongen 15 rdru vsischer Eindruck verlangt wird. Viel schwie-Referenzmeßwerten
bildet, daß eine Schaltung cn ei Vj ^^ mjt der genau gleichen spek.
(25 bis 33) zur Bestimmung der Streuung der riger1^ ^eilun„ zu reproduzieren. Beim Vergleich
Quotienten vorgesehen ist, wobei die Quotienten uai\l Farben \ β bei der Echtheitsprüfung von
von dieser Schaltung in Klassen eingeteilt werden ™a"* stent' somit eine vollständige spektrale
und wobei jeweils die Ausgänge zweier benach- » ^"^efsehr scharfen Test dar.
barter Klassen an einen Impulszahler (30 bis 33) α na i>
se bekannten Vorrichtung zum Vergleich
angeschlossen sind, die nur bei einer vorbestimm- Bei ei Rernission farbiger Flächen wird das
ten Anzahl von Zählimpulsen ein Ausgangssignal üer spetui a Je ausgehende Licht in einem
abgeben, und daß die Ausgänge der Impulszähler von ein" ^, 4 tor spcktral zerlegt und mit Hilfe
(30 bis 33) an ein gemeinsames ODER-Tor (34) ,5 ^^^Α^ 1„ zwei Teilstrahlen aufgezur
Abgabe eins Ja/Nein-Signals angeschlossen einer ™ia a™d das prüfobjekt und auf ein Standard
sind. 1^,' D rer,:ttierte Licht wird von einer Fotozelle
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- tal'enJ^oekommt die Fotozelle vom Prüfobjekt
kennzeichnet, daß jeder Klasse ein der Divisions- f"^^s^aid unterschiedliche Lichtmengen, so
schaltung (15) nachgeschalteter Fensterkompara- 30 und1 vom ^£«1 m und damU das
tor (25 bis 29) zugeordnet ist. Γη,ΐί; ^verhältnis der beiden Teilstrahlen derart
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 In ens.tatsvernaiinis, Intensitäten gleich
und 2, dadurch'gekennzeichnet, daß die Div,- geanden daß die «J™«^^ ismas fc stellt
sionsschaltung (15) einen zwischen den Eingang sind. Die' ^nf d verhältnis des Remissions-(14)
und den Ausgang (16) geschalteten geregel- 35 dann,ein Maß dar tür . des Sti<ndards.
ten Spannungsteiler (35 38) aufwe.st, der an ^ Je™ Varbpräfvorrichlung ist aufwendig
einen ersten Eingang (36) eines DifTerenzverstar- Die^d^ eine Bedienung und eine Auswertung
kers (37) geschaltet ist, dessen zweiter Eingang und β^™'*^^^* Fachpersonal.
(39) an eine Referenzspannung (UR) und dessen Jr Meßresultaite our J h jnc vidzah,
Ausgang an einen Speicherkondensator (43 und 40 AjJ^^JS ^e und durch Teile, die sehr
an einen Steuereingang (41) des Spannungsteilers ™^™*f ~2* müsSen, ungünstig beeinflußt.
Applications Claiming Priority (1)
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