DE10019428C1 - Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung - Google Patents

Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung

Info

Publication number
DE10019428C1
DE10019428C1 DE10019428A DE10019428A DE10019428C1 DE 10019428 C1 DE10019428 C1 DE 10019428C1 DE 10019428 A DE10019428 A DE 10019428A DE 10019428 A DE10019428 A DE 10019428A DE 10019428 C1 DE10019428 C1 DE 10019428C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
light guide
test device
lighting
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10019428A
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Attenberger
Wolfgang Deckenbach
Thomas Giering
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 GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke and Devrient GmbH filed Critical Giesecke and Devrient GmbH
Priority to DE10019428A priority Critical patent/DE10019428C1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10019428C1 publication Critical patent/DE10019428C1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07DHANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00Testing 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
    • G07D7/06Testing 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 using wave or particle radiation
    • G07D7/12Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G07D7/121Apparatus characterised by sensor details
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/0006Coupling light into the fibre
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4296Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with sources of high radiant energy, e.g. high power lasers, high temperature light sources
    • G02B2006/4297Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with sources of high radiant energy, e.g. high power lasers, high temperature light sources having protection means, e.g. protecting humans against accidental exposure to harmful laser radiation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/04Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres

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.
DE10019428A 2000-04-19 2000-04-19 Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung Expired - Fee Related DE10019428C1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10019428A DE10019428C1 (de) 2000-04-19 2000-04-19 Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10019428A DE10019428C1 (de) 2000-04-19 2000-04-19 Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10019428C1 true DE10019428C1 (de) 2002-01-24

Family

ID=7639342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10019428A Expired - Fee Related DE10019428C1 (de) 2000-04-19 2000-04-19 Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10019428C1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016009157A1 (fr) * 2014-07-16 2016-01-21 Valeo Systèmes Thermiques Dispositif lumineux

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2847488C2 (de) * 1978-11-02 1987-01-08 Philips Kommunikations Industrie Ag, 8500 Nuernberg, De
DE4117011A1 (de) * 1991-05-24 1992-11-26 Gao Ges Automation Org Optischer sensor
DE4031633C2 (de) * 1990-10-05 1993-02-04 Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch, De
EP0660277A2 (de) * 1993-12-27 1995-06-28 Azkoyen Industrial, S.A. Verfahren und Vorrichtung zur Kennzeichnung und Unterscheidung von legalen Banknoten und Dokumenten
DE19532877A1 (de) * 1995-09-06 1997-03-13 Giesecke & Devrient Gmbh Vorrichtung zur linienförmigen Beleuchtung von Blattgut, wie z. B. Banknoten oder Wertpapiere
DE19840482A1 (de) * 1998-09-04 2000-03-09 Giesecke & Devrient Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen von Wertpapieren

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2847488C2 (de) * 1978-11-02 1987-01-08 Philips Kommunikations Industrie Ag, 8500 Nuernberg, De
DE4031633C2 (de) * 1990-10-05 1993-02-04 Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch, De
DE4117011A1 (de) * 1991-05-24 1992-11-26 Gao Ges Automation Org Optischer sensor
EP0660277A2 (de) * 1993-12-27 1995-06-28 Azkoyen Industrial, S.A. Verfahren und Vorrichtung zur Kennzeichnung und Unterscheidung von legalen Banknoten und Dokumenten
DE19532877A1 (de) * 1995-09-06 1997-03-13 Giesecke & Devrient Gmbh Vorrichtung zur linienförmigen Beleuchtung von Blattgut, wie z. B. Banknoten oder Wertpapiere
DE19840482A1 (de) * 1998-09-04 2000-03-09 Giesecke & Devrient Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen von Wertpapieren

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-B.: G. Schröder, Technische Optik, 4. Aufl., Würzburg: Vogel 1984, S. 95-99 *
DE-B.: Lasertechnik, Eine Einführung, W. Brunner et al., Hrsg., 4. Aufl., Heidelberg: Hüthig 1989, S. 447-454 *
DE-B.: Optische Telekommunikationssysteme, Bd. I: Physik und Technik, W. Haist, Hrsg., Gelsen- kirchen-Buer: Damm 1989, S. 185 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016009157A1 (fr) * 2014-07-16 2016-01-21 Valeo Systèmes Thermiques Dispositif lumineux
FR3023902A1 (fr) * 2014-07-16 2016-01-22 Valeo Systemes Thermiques Dispositif lumineux

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2852203C3 (de) Lichtleiteinrichtung für eine mit Auflicht betriebene Abbildungsvorrichtung
DE4343076C2 (de) Vorrichtung zum photothermischen Prüfen einer Oberfläche eines insbesondere bewegten Gegenstandes
DE10115589B4 (de) Konfokales Scanmikroskop
DE60117667T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Messung der spektralen Reflexion
EP0762174B1 (de) Vorrichtung zur linienförmigen Beleuchtung von Blattgut, wie z.B. Banknoten oder Wertpapiere
EP2011092B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur optischen untersuchung von wertdokumenten
WO2008037457A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur optischen untersuchung von wertdocumenten
EP0069061B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen von Bahnmaterial
EP0527151A1 (de) Vorrichtung zum übertragen von laserlicht.
DE4331570C2 (de) Verfahren zum optischen Anregen einer Probe
EP1069449A2 (de) Beleuchtungseinrichtung für ein DUV-Mikroskop
EP2010862B1 (de) Mikroskop und mikroskopierverfahren zur messung des oberflächenprofils eines objekts
DE10029680B4 (de) Mikroskop-Aufbau
DE102006045624A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur optischen Untersuchung von Wertdokumenten
DE10019428C1 (de) Beleuchtung für eine Prüfvorrichtung
DE2309181A1 (de) Mit elektronenstrahlabtastung arbeitende analysevorrichtung
EP1279988B1 (de) Laserbeleuchtungsvorrichtung zur Beleuchtung eines streifen- oder linienförmigen Bereichs
EP0540715B1 (de) Optischer sensor
DE2505774C3 (de) Justiervorrichtung für eine Laseranordnung aus einem Leistungslaser und einem Justierlaser
WO2005116711A1 (de) Aperturwandler, beleuchtungsvorrichtung für ein optisches beobachtungsgerät und kopplungsvorrichtung zum einkoppeln von licht einer lichtquelle in das eintrittsende eines lichtleiters
DE4005878C2 (de)
DE102011077327B4 (de) Lichtrastermikroskop mit Strahlkombinierer zum Kombinieren von zwei jeweils eigenständig gescannten Beleuchtungsstrahlen
DE2718711C2 (de)
DE10031414A1 (de) Vorrichtung zur Vereinigung optischer Strahlung
DE4006622A1 (de) Vorrichtung zum ueberwachen von mit laserstrahlung bearbeiteten werkstuecken

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20121101