DE10019428C1 - Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung - Google Patents
Beleuchtung für eine PrüfvorrichtungInfo
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Abstract
Es wird Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung, insbesondere zur Bearbeitung von Banknoten, beschrieben, wobei die Beleuchtung einer Laserlichtquelle aufweist. DOLLAR A Bei einer erfindungsgemäßen Version wird die Strahlung der Laserlichtquelle so in einen Lichtleiter eingekoppelt und durch den Lichtleiter geleitet, daß die räumliche Ausdehnung der abstrahlenden Fläche am Ausgang des Lichtleiters größer ist als die räumliche Ausdehnung der abstrahlenden Fläche der Laserlichtquelle. DOLLAR A Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Version weist die Prüfvorrichtung ein Laserschutzfenster auf, welches einen einsehbaren Bereich der Prüfvorrichtung vor unkontrolliert aus dem einsehbaren Bereich entgegen einer Einsichtrichtung austretender Laserstrahlung abschirmt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtung für eine Prüfvorrich
tung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche
Beleuchtung ist aus der DE 40 31 633 C2 bekannt.
Bei derartigen Prüfvorrichtungen handelt es sich beispielsweise um automa
tische Sortier-, Prüf- und/oder Zählanlagen für Blattgut, wie insbesondere
Banknoten, Schecks, Ausweise, Aktien-/Wertpapiere oder andere Dokumen
te. Desweiteren sind Prüfvorrichtungen betroffen, die generell dazu ver
wendet werden können, Gegenstände auf das Vorhandensein oder Fehlen
bestimmter Eigenschaften zu überprüfen. Die Prüfvorrichtungen können
beispielsweise auch als Handgerät ausgebildet sein. Die weitere Beschrei
bung erfolgt beispielhaft für die zuerst erwähnten Prüfvorrichtungen für
Blattgut.
Um innerhalb solcher Vorrichtungen das Blattgut beispielsweise auf Art,
Echtheit, Gültigkeit oder Beschädigung zu prüfen, werden in der Regel unter
anderem optische Detektionseinrichtungen eingesetzt. In den Detektions
einrichtungen wird das Blattgut mit speziellen Lichtquellen beleuchtet und
das vom Blattgut reflektierte oder durch das Blattgut transmittierte Licht
von entsprechenden Sensoren gemessen und ausgewertet. Für die spektro
skopischen Untersuchungen wird dabei Licht mit bestimmten Wellenlängen
und möglichst hoher Strahlungsleistung benötigt.
Eine Vorrichtung zur Beleuchtung von Blattgut wird in der EP 0 762 174 A2, die der DE 195 32 877 A1 entspricht,
beschrieben. Die Beleuchtung besteht dabei im wesentlichen aus mehreren
Spiegelsegmenten zylindrischer Spiegel mit elliptischer Grundfläche, die
jeweils zwei Fokuslinien aufweisen. Die Spiegelsegmente sind so angeord
net, daß sowohl die ersten als auch die zweiten Fokuslinien aller Spiegel
segmente jeweils in einer ersten bzw. zweiten Fokuslinie zusammenfallen. In
der ersten gemeinsamen Fokuslinie wird eine Lichtquelle, bestehend aus ei
ner Reihe von Leuchtdioden, angeordnet. Das von den Leuchtdioden emit
tierte Licht wird durch Reflexion an den Spiegelsegmenten auf das in der
zweiten gemeinsamen Fokuslinie befindliche Blattgut fokussiert und so eine
linienförmige Beleuchtung für das Blattgut mit einer relativ hohen Beleuch
tungsstärke erzeugt. Hierbei handelt es sich jedoch um einen relativ auf
wendigen und empfindlichen Aufbau. Durch die Verwendung von Leucht
dioden als Lichtquelle ist die Strahlungsleistung begrenzt.
Aus der o. g. DE 40 31 633 C2 ist eine optische Inspektionsvorrichtung bekannt,
bei der Licht einer Lichtquelle mittels eines Lichtleiters in eine für die In
spektion benötigte Form, nämlich eine Linie, gebracht wird.
Zur Erhöhung der Nachweisempfindlichkeit in der Detektionseinrichtung
sind jedoch höhere Strahlungsleistungen notwendig. Dies ist beispielsweise
durch einen Einsatz von intensiveren Laserlichtquellen im sichtbaren (400 bis
700 nm) und infraroten (700 bis 1400 nm) oder ultravioletten (300 bis 400 nm)
Bereich möglich. Hierbei bietet sich insbesondere die Verwendung von La
serdioden der Laserklassen 3b und 4, von Nd:YAG-Lasern, oder anderen
Festkörperlasern mit kontinuierlicher oder gepulster Abstrahlung an. Bei
einem Einsatz von Lasern ergibt sich jedoch wegen der hohen Strahlungslei
stung und der guten Fokussierbarkeit des abgestrahlten Lichts eine relativ
große Gefährdung für die Augen von Bedienern bzw. von Servicepersonal
der Anlagen. Für herkömmliche Laserbeleuchtung gelten daher zur Sicher
stellung des Augenschutzes restriktive Leistungsbeschränkungen, die ent
weder nur sehr niedrige Laserleistung erlauben - was dem Einsatzzweck ge
rade entgegenläuft - oder umfangreiche Sicherheitsmaßnahmen erfordern.
Eine Möglichkeit, den Schutz der Mitarbeiter sicherzustellen, besteht darin,
die Türen einer geschlossenen Anlage mit Unterbrechungsschaltern zu ver
sehen, die zu einer Abschaltung der Laser führen, wenn die Türen geöffnet
werden. Insbesondere bei den genannten Blattgutbearbeitungsvorrichtungen
ist es jedoch häufig erforderlich, bei offenen Türen und laufender Maschine
Servicearbeiten durchzuführen. Dies ist zum Beispiel dann der Fall, wenn
die Transportstrecke des Blattguts eingestellt wird bzw. Stellen innerhalb der
Transportstrecke gesucht werden müssen, an denen Blattgut beschädigt
wird. In Fällen, in denen beispielsweise nur geringfügige oder gelegentliche
Beschädigungen auftreten, könnte dabei die normale Bearbeitung während
der Untersuchung der Transportstrecke im Prinzip weiterlaufen. Es ist dann
nur eine kurze Unterbrechung notwendig, wenn der gefundene Fehler be
hoben wird. Bei der Verwendung der Unterbrechungsschalter an den Türen,
welche beim Öffnen zu einer automatischen Abschaltung der Laser und da
mit der Detektionseinrichtung führen, wird jedoch eine reguläre Bearbeitung
während der Kontrolle unmöglich gemacht. Dadurch wird der Durchsatz
reduziert.
Aus "Lasertechnik: Eine Einführung", von W. Brunner und K. Junge, Dr. Al
fred Hüthig Verlag, Heidelberg, 4. Auflage, 1989, S. 447-454 ist es bekannt, Laser
schutzbrillen oder Laserschutzgläser zu verwenden, um Bereiche, in den La
serstrahlung auftritt, abzuschirmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtung für eine
Prüfvorrichtung zu schaffen, in der trotz eines Einsatzes von intensiven La
serbeleuchtungen bei einer gleichmäßigen Bestrahlung des Prüfguts auf ko
stengünstige und einfach zu realisierende Weise der Augenschutz des War
tungspersonals auch bei Inspektionen im laufenden Betrieb gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung gemäß
Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausge
staltungen der Erfindung angegeben.
Die Erfindung geht hierbei von der Erkenntnis aus, daß die Gefährdung
durch einen Laser deswegen besonders groß ist, weil die abgestrahlte Lei
stung scheinbar von einem Punkt ausgeht, wobei bei kollimierten Laser
strahlen dieser Punkt im Unendlichen liegt. Demzufolge kann im Auge die
Strahlung wieder auf einen sehr kleinen Punkt fokussiert werden. Hierbei
treten punktuell sehr hohe Leistungsdichten auf, die zu Netzhautschädigun
gen führen. Erfindungsgemäß wird deshalb verhindert, daß die abgestrahlte
Laserleistung oder ein gefährlicher Teil davon auf einen Punkt im Auge fo
kussiert werden kann. Dazu wird die räumliche Ausdehnung der als punkt
förmig aufzufassenden Laserquelle in mindestens einer Ausdehnungsrich
tung vergrößert, so daß eine linien- oder flächenförmige Strahlungsquelle
entsteht. Bei einer eventuellen direkten Einstrahlung oder einer Reflexion
der Laserstrahlung in ein Auge hat folglich das Bild der linien- bzw. flächen
förmigen Strahlungsquelle auf der Netzhaut auch eine größere Ausdehnung,
so daß bei gleicher Gesamtleistung die Leistungsdichte niedriger ist. Da
durch wird die Gefahr von Netzhautschädigungen reduziert.
Der Einsatz von Lichtleitern bietet den weiteren Vorteil, daß der Laser an
beliebiger Stelle innerhalb der Prüfvorrichtung angeordnet werden kann, da
das Licht über den Lichtleiter an die vorgesehene Stelle geleitet wird.
Die Aufweitung kann zum Beispiel bei der Einkopplung in den Lichtleiter
geschehen, indem beispielsweise das von der Laserlichtquelle kommende
Licht über eine geeignete Linse so in einen dicken, aus einer Einzelfaser oder
einem Faserbündel bestehenden Lichtleiter eingekoppelt wird, daß die ge
samte Eintrittsfläche ausgeleuchtet wird. Im Lichtleiter wird dann das La
serlicht durch mehrfache Totalreflexionen weitergeleitet, so daß es am Ende
des Lichtleiters weitgehend gleichmäßig über die gesamte Fläche verteilt
austritt. Durch die Wahl des Lichtleitermaterials und des Aufbaus des
Lichtleiters kann auch der Öffnungswinkel bestimmt werden, mit dem die
Strahlung austritt, so daß zusätzlich die Divergenz der Strahlungsquelle er
höht werden kann. Das Laserlicht wird dadurch in einen größeren Raum
winkel emittiert, so daß nur ein Bruchteil der abgestrahlten Leistung auf das
Auge gelangt.
Für die Erzeugung einer gleichmäßigen Beleuchtung ist die Homogenisie
rung des Laserlichts in der Glasfaser eine wesentliche Grundlage. Sie wird
im Allgemeinen durch die Mehrfachreflexion an den inneren Grenzflächen
der Fasern erzeugt bzw. bei Verwendung einer sogenannten
"Gradientenindexfaser", mit einer kontinuierlichen radialen Veränderung
des Brechungsindex, durch den Brechungsindexverlauf. Um eine ausrei
chende Homogenisierung zu erreichen, muß das Verhältnis von Faserlänge
zu Faserdurchmesser möglichst groß sein. Um die Faserlänge bei gleicher
Homogenisierung zu reduzieren, ist eine gekrümmte Anordnung des Licht
leiters sinnvoll, da dadurch die Anzahl der Reflexionen in der Faser erhöht
wird. Eine weitere Möglichkeit, die Faserlänge zu reduzieren, ist die Einbringung
von lichtstreuenden Partikeln im Verlauf der Faser, idealerweise
am Anfang der Faser. Selbstverständlich können dementsprechende Streu
körper mit lichtstreuenden Partikeln auch vor oder hinter dem Lichtleiter
eingesetzt werden.
Bei einer Ausführungsform wird die Aufweitung der scheinbaren Quelle
dadurch erreicht, daß die Laserstrahlung einfach in einen dicken Lichtleiter -
mit oder ohne eine Einkoppeloptik - eingekoppelt wird. Hierbei kann im
Prinzip auch ein Lichtleiter mit rechteckigem oder sonstigem beliebigen
Querschnitt eingesetzt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Laserlicht, beispielsweise
mit einer einfachen Kollimationsoptik, in ein Bündel aus einzelnen Lichtlei
terfasern eingekoppelt. Bei parallelen Laserstrahlen kann entweder ein Fa
serbündel gewählt werden, dessen Durchmesser gleich dem des Laserstrahls
ist, oder es wird eine Teleskopoptik verwendet, durch die der Strahldurch
messer an den des Bündels angepaßt wird. Im Lichtleiter wird das Licht in
jeder der Einzelfasern durch Mehrfachreflexion zum Faserende geleitet, wo
es jeweils in einem Kegel mit einem bestimmten Öffnungswinkel austritt.
Auch hier erscheint das Ende des Faserbündels als ausgedehnte strahlende
Fläche und erfüllt die Anforderung an eine ausgedehnte Lichtquelle.
Die Verwendung eines solchen Bündels aus einzelnen Lichtleiterfasern hat
verschiedene Vorteile. So können die einzelnen Lichtleiterfasern des Bündels
am Ausgang des Lichtleiters anders zueinander angeordnet sein als am Ein
gang des Lichtleiters. Es können so zum Beispiel durch geeignetes gezieltes
oder statistisches Mischen der Fasern Inhomogenitäten der Bestrahlungs
stärke am Fasereingang wieder ausgeglichen werden, indem Fasern, die am
Eingang nebeneinander liegen und mit einer ähnlichen Bestrahlungsstärke
bestrahlt werden, am Faserausgang an völlig unterschiedlichen Punkten lie
gen. Dies bedeutet, daß beispielsweise ein besonders heller oder dunkler
Fleck am Eingang des Lichtleiters räumlich aufgespaltet wird, so daß dieser
Fleck sich nicht bis zum Ende des Lichtleiters fortpflanzt.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Fasern so einander zugeordnet wer
den können, daß die Größe und/oder Form der Querschnittsfläche des
Lichtleiters vom Eingang zum Ausgang verändert wird. Das heißt, der
Lichtleiter wird hier als Querschnittswandler eingesetzt. Dabei können die
Fasern am Ausgang des Bündels in nahezu beliebigen Formen, beispielswei
se als Oval oder als schmale Linie, angeordnet werden. In Blattgutbearbei
tungsvorrichtungen ist in der Regel die Ausrichtung der Fasern entlang ei
ner schmalen Linie von besonderem Interesse.
Durch Mischen mit zusätzlichen Fasern im Verlauf des Lichtleiters kann er
reicht werden, daß die Gesamtfläche am Ausgang des Lichtleiters größer ist
als die Eintrittsfläche. Auf diese Weise wird hier eine Aufweitung der
Strahlungsfläche innerhalb des Lichtleiters vorgenommen. Dadurch kann ein
zusätzlicher Sicherheitsfaktor erreicht werden. Die zusätzlichen Fasern kön
nen auch einem oder mehreren Detektoren zugeführt werden.
Die effektive Austrittsfläche kann außerdem dadurch vergrößert werden,
daß die Faserenden auf der Seite des Lichtaustritts mittels einer Maske, z. B.
in der Form eines Kamms oder Gitters, in einem bestimmten Muster ange
ordnet werden.
Weiterhin ist es möglich, die Fasern auf verschiedene Ausgänge aufzuteilen,
so daß aus einer Laserlichtquelle mehrere, d. h. mindestens zwei, großflächi
ge Quellen erzeugt werden. Umgekehrt ist es natürlich auch möglich, die
einzelnen Fasern so zusammenzufassen, daß zwei oder noch mehr Ein
gangsbündel entstehen. Es können dann in die verschiedenen Eingänge
mehrere Laser eingekoppelt werden, um die Gesamtstrahlungsleistung zu
erhöhen. Vorteilhafterweise können dabei auch Laserlichtquellen verwendet
werden, die jeweils Licht in einem unterschiedlichen Wellenlängenbereich
abstrahlen, beispielsweise ein Laser im sichtbaren Bereich und einer im in
fraroten Bereich. Durch eine statistische Vermischung der Faserenden kann
dabei eine sehr homogene, durchmischte Abstrahlung der unterschiedlichen
Wellenlängen auf der gleichen Abstrahlfläche erzielt werden. Es können aber
auch bewußt Muster mit Lichtflächen unterschiedlicher Wellenlängen er
zeugt werden, sofern dies für spezielle Anwendungen sinnvoll oder not
wendig ist.
Um den Fußbereich im Wellenlängenspektrum der abgestrahlten Licht
strahlung eines Lasers zu unterdrücken, ist es vorteilhaft, bei der Einkopp
lung des Lichts in den Lichtleiter zusätzliche optische Filter einzusetzen.
Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, die Fasern selbst als Fa
serlaser aufzubauen. Die eingekoppelte Lichtstrahlung dient dann nur dazu,
Energie in den Faserlaser zu pumpen. Das am Ausgang abgestrahlte Laser
licht wird im Faserlaser selbst erzeugt. Die eingekoppelte Strahlung wird
dabei folglich innerhalb des "Lichtleiters" in Laserstrahlung eines anderen
Wellenlängenbereichs umgewandelt.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf die beigefügten Zeich
nungen anhand von verschiedenen Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Die dort dargestellten Merkmale und auch die bereits oben beschriebenen
Merkmale können nicht nur in den genannten Kombinationen, sondern auch
einzeln oder in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Die
nachfolgende Verwendung des Begriffs "Laser" ist so zu verstehen, daß alle
Lichtquellen erfaßt sind, die aufgrund ihrer Strahlungsleistung unter die La
serschutzbestimmungen fallen.
Es zeigen:
Fig. 1a eine schematische Darstellung des Prinzips der Abbildung eines
Lichtpunkts auf der Netzhaut des Auges eines Betrachters;
Fig. 1b eine schematische Darstellung der Abbildung einer ausgedehnten
Lichtquelle auf der Netzhaut des Auges eines Betrachters;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Abbildung eines Bildes einer
punktförmigen Lichtquelle auf der Netzhaut im Auge eines Betrach
ters unter Zwischenschaltung eines dicken, gekrümmten Lichtleiters;
Fig. 3a eine schematische Darstellung wie in Fig. 2, jedoch unter Verwen
dung eines Bündels aus einzelnen Lichtleiterfasern;
Fig. 3b eine Darstellung des rechten Teils eines Lichtleiters gemäß Fig. 3a,
jedoch mit einem linienförmigen Ausgangsquerschnitt des Lichtlei
ters;
Fig. 4a eine schematische Darstellung der Bestrahlung eines Prüfguts mit
Lichtstrahlung aus zwei Laserlichtquellen mittels eines Lichtleiters;
Fig. 4b eine Darstellung des unteren Teils eines Lichtleiters gemäß Fig. 4a,
jedoch mit einem linienförmigen Ausgangsquerschnitt des Lichtlei
ters.
In Fig. 1a ist das Prinzip der Abbildung eines kleinen Lichtpunkts auf der
Netzhaut 22 im Auge 20 eines Betrachters dargestellt. Die punktförmige Ab
strahlungsfläche LP des Lichtpunkts wird von der Linse 21 des Auges 20 auf
der Netzhaut 22 auf ein Abbild 23 mit der Fläche BP fokussiert. Rechts neben
dem Auge 20 ist in der Figur die Verteilung der Leistungsdichte über dem
Ort x auf der Netzhaut 22 aufgetragen. Es zeigt sich, daß hier punktuell eine
äußerst hohe Leistungsdichte auftritt, die zur Netzhautschädigung führt.
Der Durchmesser auf der halben Höhe des Maximums FWHM (Full Width
Half Maximum) dP beträgt hierbei nur etwa 10 µm.
Fig. 1b zeigt dagegen die Abbildung im Auge 20 von einer ausgedehnteren
Lichtquelle mit der Abstrahlungsfläche LA. Hier wird von der Linse 21 auf
der Netzhaut 22 entsprechend ein Abbild 23 mit einer ausgedehnteren Flä
che BA erzeugt. Wie das neben dem Auge 20 dargestellte Diagramm der Lei
stungsdichte über dem Ort x auf der Netzhaut 22 zeigt, ist die Ausdehnung
dA (FWHM) erheblich größer als bei dem Lichtpunkt in Fig. 1a. Bei gleicher
Gesamtleistung der Laserlichtquelle ist die Bestrahlungsstärke auf der Netz
haut im zweiten Fall um den Faktor (dA/dP)2 niedriger als im ersten Fall.
In Fig. 2 ist die Wirkung des erfindungsgemäßen Einsatzes eines Lichtlei
ters 3 zur Aufweitung der Strahlung dargestellt. Hier wird von einer Laser
lichtquelle 1, welche eine punktförmige Abstrahlungsfläche LP aufweist, die
Strahlung über eine Linse 2 auf den Eingang eines dicken Lichtleiters 3 mit
dem Durchmesser DF eingekoppelt. Als dicker Lichtleiter werden bei den
vorliegenden Ausführungsbeispielen bei sichtbarer Strahlung Lichtleiter mit
Durchmessern < 0,15 mm und bei Infrarotstrahlung < 1,1 mm verwendet. In
dem Lichtleiter 3 finden mehrere Totalreflexionen R statt, wodurch das La
serlicht an den Ausgang 5 geleitet wird und dort über die gesamte Austritts
fläche FA des Lichtleiters 3 weitgehend gleichmäßig verteilt austritt. Die
Fig. 2 zeigt weiterhin, daß eine besonders häufige Reflexion R dadurch er
zeugt wird, daß der Lichtleiter 3 gekrümmt verläuft. Durch die häufige Re
flexion R wird eine gute Homogenisierung des Laserlichts und damit eine
gleichmäßige Abstrahlung über der gesamten Fläche FA am Ausgang 5 des
Lichtleiters 3 erreicht. Für das Auge 20 eines Betrachters wirkt die abstrah
lende Fläche FA wie eine ausgedehnte Lichtquelle, so daß diese Lichtquelle
durch die Linse 21 ein Abbild 23 mit einer entsprechend ausgedehnteren Flä
che BA auf der Netzhaut 22 erzeugt. Der Abstand a zwischen der Linse 21
des Auges 20 und dem Ausgang 5 des Lichtleiters 3 wird dabei < 100 mm
angenommen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3a wird anstelle eines dicken, aus
einer einzelnen Faser bestehenden Lichtleiters, ein Lichtleiter 6 verwendet,
der aus einem Bündel von einzelnen Fasern 7 besteht. Dieses Bündel weist
einen Gesamtdurchmesser DB von beispielsweise 3 mm auf. Der Durchmes
ser der Einzelfasern kann hierbei zum Beispiel 70 µm betragen. Hier werden
die Lichtstrahlen in den einzelnen Fasern 7 mehrfach reflektiert und treten
am Faserende jeweils mit einem Öffnungswinkel α entsprechend der nume
rischen Apertur N der Faser 7 aus. Auch hier erscheint der Ausgang 5 des
Faserbündels als ausgedehnte strahlende Fläche FA, so daß wiederum ein
Abbild 23 mit einer ausgedehnten Fläche BA auf der Netzhaut 22 des Auges
20 erzeugt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3b sind die Enden der einzelnen
Fasern 7 des Lichtleiters 8 in einer langen Reihe nebeneinander angeordnet.
Der Eingang und die Einkopplung des Lichts in den Lichtleiter 8 erfolgt wie
in Fig. 3a. Der Lichtleiter 8 dient hierbei folglich als Querschnittswandler,
mit dem aus einem kreisförmigen Lichtfleck zur Bestrahlung des Prüfguts
ein strichförmiger Lichtfleck erzeugt wird.
Fig. 4a zeigt eine besonders interessante Ausführungsform für eine Detek
tionseinrichtung, welche mit Licht unterschiedlicher Wellenlängenbereiche,
beispielsweise sichtbarem Licht und IR-Licht, arbeitet. Hierbei besteht der
Lichtleiter 9 aus zwei Bündeln, mit jeweils mehreren Lichtleiterfasern 11, 12,
wobei die beiden Bündel zum Ausgang 5 hin zusammengeführt werden und
dabei die Fasern 11, 12 gemischt sind. In die beiden Eingänge 4, 4' wird je
weils Licht von unterschiedlichen Laserlichtquellen 1, 1' eingekoppelt, wobei
die erste Laserlichtquelle 1 eine mittlere Wellenlänge λ1 aufweist und die
zweite Laserlichtquelle 1' die mittlere Wellenlänge λ2. Dementsprechend
wird aus den Fasern 11, die vom ersten Eingang 4 kommen, Licht mit der
Wellenlänge λ1 von den Fasern 12 des Eingangs 4' dagegen jeweils Licht mit
der Wellenlänge λ2 abgestrahlt. Durch die Vermischung der von den ver
schiedenen Eingängen 4, 4' kommenden Lichtleiterfasern 11 und 12 wird
eine gleichmäßige Verteilung der beiden Strahlungsarten auf einer gemein
samen Abbildungsfläche 14 auf dem Prüfgut 13 erzeugt.
Fig. 4b zeigt eine etwas abgewandelte Variante des Aufbaus gemäß Fig.
4a. Hierbei ist wiederum das Ende des Lichtleiters 10 so aufgebaut, daß die
einzelnen von den beiden Eingängen 4, 4' kommenden Fasern 11, 12 in einer
Reihe angeordnet sind. Um eine möglichst homogene Ausleuchtung der ge
samten beleuchteten Fläche 14 auf dem Prüfgut 13 mit Licht jeder der beiden
Wellenlängen λ1, λ2 zu erreichen, sind die von den verschiedenen Eingängen
4, 4' kommenden Fasern 11, 22 jeweils wechselweise nebeneinander ange
ordnet. Um ein spezielles Muster zu erzeugen, kann selbstverständlich auch
eine bestimmte Anzahl der von demselben Bündel stammenden Lichtfasern
jeweils nebeneinander angeordnet sein und dann wiederum eine bestimmte
Anzahl von Lichtfasern des anderen Bündels. Die beleuchtete Fläche auf
dem Aufzeichnungsträger wird dann abschnittsweise jeweils von Licht im
einen oder im anderen Wellenlängenbereich bestrahlt.
Zur Unterdrückung des Fußbereichs der Laser können bei der Einkopplung
des Lichts in den Lichtleiter zusätzliche optische Filter eingesetzt werden.
Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, die Fasern selbst als Fa
serlaser aufzubauen.
Claims (13)
1. Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung mit einer Lichtquelle (1), deren
Strahlung so in einen Lichtleiter (3, 6, 8, 9, 10) eingekoppelt und durch
den Lichtleiter (3, 6, 8, 9, 10) geleitet wird, daß die räumliche Ausdeh
nung einer die durchgeleitete Strahlung abstrahlenden Fläche (FA) an einem Ausgang des Lichtleiters (3, 6, 8, 9, 10) größer ist als die räumliche
Ausdehnung einer abstrahlenden Fläche (LP) der Lichtquelle (1), da
durch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (1) von einer Laserlichtquelle
gebildet wird, und daß die von der Laserlichtquelle (1) abgestrahlte
Strahlung durch die Einkopplung und Durchleitung durch den Lichtlei
ter (3, 6, 8, 9, 10) aufgeweitet wird, so daß die Leistungsdichte der von
der abstrahlenden Fläche (FA) abgestrahlten Strahlung verringert wird,
um die Gefahr einer Netzhautschädigung zu reduzieren.
2. Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Lichtleiter (3) eine dicke Einzelfaser aufweist.
3. Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Lichtleiter (6, 8, 9, 10) ein Bündel aus einzelnen
dünnen Lichtleiterfasern (7, 11, 12) aufweist.
4. Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die einzelnen Lichtleiterfasern (7, 12, 12) des Bündels
am Ausgang (5) des Lichtleiters (6, 8, 9, 10) anders zueinander angeord
net sind als am Eingang (4) des Lichtleiters (6, 8, 9, 10).
5. Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß sich die Größe und/oder Form der Querschnittsflä
che des Lichtleiters (8, 9, 10) vom Eingang (4) zum Ausgang (5) verän
dert.
6. Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (9, 10) mehrere Eingänge
(4, 4') und/oder Ausgänge (5) aufweist.
7. Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Beleuchtung mehrere Laserlichtquellen (1, 1')
aufweist, deren Strahlungen in verschiedene Eingänge (4, 4') eines
Lichtleiters (9, 10) eingekoppelt werden.
8. Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß zumindest zwei der mehreren Laserlichtquellen (1,
1') Licht unterschiedlicher Wellenlängenbereiche abstrahlen.
9. Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter gekrümmt angeordnet ist.
10. Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß im Lichtleiter lichtstreuende Partikel ein
gebracht sind.
11. Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtung mindestens einen op
tischen Filter zur Filterung der Strahlung der Laserlichtquelle bei der
Einkopplung in den Lichtleiter aufweist.
12. Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Faser des Lichtleiters
als Faserlaser ausgebildet ist.
13. Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfvorrichtung zur Prüfung von
Blattgut, insbesondere Banknoten verwendet wird.
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