DE102006017256A1 - Optical examination device for value documents, has coverage area, spectrographic equipment, detection device terminating in spatial direction for detecting spectral components - Google Patents

Optical examination device for value documents, has coverage area, spectrographic equipment, detection device terminating in spatial direction for detecting spectral components

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DE102006017256A1
DE102006017256A1 DE200610017256 DE102006017256A DE102006017256A1 DE 102006017256 A1 DE102006017256 A1 DE 102006017256A1 DE 200610017256 DE200610017256 DE 200610017256 DE 102006017256 A DE102006017256 A DE 102006017256A DE 102006017256 A1 DE102006017256 A1 DE 102006017256A1
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collimating
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Martin Dr. Clara
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    • G07D7/121Apparatus characterised by sensor details

Abstract

The device has a coverage area in which a value document is located during the examination. A detection device terminating in a spatial direction for detecting the spectral components, and a collimation and focusing optics for collimating the controlled optical radiation dispersing from the coverage area on the dispersing device and for focusing some of the spectral components, that are formed by the dispersing optical device, on the detection device. An independent claim is also included for a method for optical examination of value documents.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur optischen Untersuchung von Wertdokumenten sowie Vorrichtungen zur Bearbeitung von Wertdokumenten mit einer erfindungsgemäßen Untersuchungsvorrichtung. The invention relates to an apparatus and a method for optical examination of documents of value and means for processing documents of value having an inventive assay device.
  • Unter Wertdokumenten werden dabei Gegenstände verstanden, die beispielsweise einen monetären Wert oder eine Berechtigung repräsentieren und daher nicht beliebig durch Unbefugte herstellbar sein sollen. Value documents articles are understood to mean, for example, represent a monetary value or an authorization and is not intended to be producible by unauthorized persons. Sie weisen daher nicht einfach herzustellende, insbesondere zu kopierende Merkmale auf, deren Vorhandsein ein Indiz für die Echtheit, dh die Herstellung durch eine dazu befugten Stelle, ist. therefore they have not easily produced, in particular copied features whose presence is an indication of authenticity, ie production by an authorized body is. Wichtige Beispiele für solche Wertdokumente sind Chipkarten, Coupons, Gutscheine, Schecks und insbesondere Banknoten. Important examples of such value documents are chip cards, coupons, vouchers, checks and in particular bank notes.
  • Eine wichtige Klasse von Merkmalen solcher Wertdokumente sind optisch erkennbare Merkmale, zu denen insbesondere Merkmale gehören, für die Lumineszenzstoffe verwendet werden, die bei Bestrahlung mit optischer Strahlung vorgegebener Wellenlänge Lumineszenzstrahlung mit einem charakteristischen Spektrum abgeben. An important class of features such value documents have optically detectable features, which in particular include characteristics that are used for the luminescent substances which emit optical radiation upon irradiation with a predetermined wavelength luminescence radiation with a characteristic spectrum. Unter optischer Strahlung wird dabei elektromagnetische Strahlung im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Bereich des elektromagnetischen Spektrums verstanden. Optical radiation electromagnetic radiation in the ultraviolet, visible or infrared region of the electromagnetic spectrum is understood.
  • Zur Prüfung der Echtheit kann ein Wertdokument mit geeigneter optischer Strahlung bestrahlt werden. For testing the authenticity a value document may be irradiated with suitable optical radiation. Es wird dann mittels einer geeigneten Sensoreinrichtung geprüft, ob die optische Strahlung an vorgegebenen Orten auf oder in dem Wertdokument Lumineszenzstrahlung anregt, wozu von dem Wertdokument ausgehende optische Strahlung spektral analysiert wird. It is then checked by means of a suitable sensor device, whether the optical radiation excites at predetermined locations on or in the document of value luminescence radiation, including emanating from the value document optical radiation is spectrally analyzed.
  • Eine solche Prüfung sollte möglichst schnell und mit geringem apparativen Aufwand vor sich gehen; Such an examination should go as quickly and with little equipment on; um Vorrichtungen, in denen eine Echtheitsprüfung an Hand von Lumineszenzmerkmalen durchgeführt wird, möglichst raumsparend auslegen zu können, ist es wünschenswert, daß eine Vorrichtung zur Prüfung von Lumineszenzmerkmalen sehr kompakt aufgebaut ist, aber immer noch eine hinreichende spektrale Auflösung und Empfindlichkeit besitzt, um das Vorliegen des charakteristischen Lumineszenzspektrums erkennen zu können. to devices in which an authenticity check at hand is performed by Lumineszenzmerkmalen to be able to interpret a space-saving as possible, it is desirable that a device for testing of Lumineszenzmerkmalen is very compact, but still a sufficient spectral resolution and sensitivity, has to detect the presence to recognize the characteristic luminescence spectrum.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur optischen Untersuchung von Wertdokumenten zu schaffen, die einen sehr kompakten, raumsparenden Aufbau ermöglicht, und ein entsprechendes Verfahren zur Untersuchung von Wertdokumenten bereitzustellen. The present invention therefore has for its object to provide a device for optical inspection of value documents, which enables a very compact, space-saving design, and a corresponding method for the analysis of documents of value to provide.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur optischen Untersuchung von Wertdokumenten mit einem Erfassungsbereich, in dem sich bei der Untersuchung ein Wertdokument befindet, und einer spektrographischen Einrichtung zur Untersuchung aus dem Erfassungsbereich kommender optischer Strahlung. The object is achieved by an apparatus for optical examination of documents of value with a detection area in which a document of value located in the examination, and a device for spectrographic analysis from the detection range of future optical radiation. Die spektrographische Einrichtung umfaßt eine räumlich dispergierende optische Einrichtung zur wenigstens teilweisen Zerlegung aus dem Erfassungsbereich kommender optischer Strahlung in spektral getrennte, sich entsprechend der Wellenlänge in verschiedenen Richtungen ausbreitende Spektralkomponenten, eine in wenigstens einer Raumrichtung ortsauflösende Detektionseinrichtung zur, insbesondere ortsaufgelösten, Detektion der Spektralkomponenten, und eine Kollimations- und Fokussieroptik zur Kollimierung der von dem Erfassungsbereich auf die dispergierende Einrichtung gelenkten optischen Strahlung und zur Fokussierung wenigstens einiger der mittels der dispergierenden Einrichtung gebildeten Spektralkomponenten auf die Detektionseinrichtung. The spectrographic means comprises a spatially dispersive optical device for at least partial separation from the detection range of future optical radiation in spectrally separated, propagating in different directions according to wavelength spectral components, a spatially resolving in at least one spatial direction detecting means for, in particular, spatially resolved, detection of the spectral components, and a collimating and focusing the collimation of the steered from the detection area on the dispersing means optical radiation and focusing at least some of the spectral components formed by the dispersing device to the detection device.
  • Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur optischen Untersuchung eines Wertdokuments, bei dem von dem Wertdokument ausgehende optische Strahlung durch eine Optik, insbesondere eine Kollimations- und Fokussieroptik, zu einem parallelen Strahlenbündel geformt wird, das Strahlenbündel wenigstens teilweise in Spektralkomponenten unterschiedlicher Wellenlängen zerlegt wird, die sich in Abhängigkeit von der Wellenlänge in unterschiedlichen Richtungen ausbreiten, wenigstens einige der Spektralkomponenten durch die Optik auf eine Detektionseinrichtung fokussiert werden, und die auf die Detektionseinrichtung fokussierten Spektralkomponenten detektiert werden. The object is further achieved by a method for optical examination of a document of value, wherein emanating from the value document optical radiation through an optical system, in particular a collimating and focusing, is formed into a parallel beam, the beam is at least partially decomposed into spectral components of different wavelengths propagating a function of the wavelength in different directions, at least some of the spectral components are focused by the optics onto a detection device, and focused on the detection device spectral components are detected.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet zur Untersuchung eines Wertdokuments in dem Erfassungsbereich eine spektrale Zerlegung der von dem Erfassungsbereich, insbesondere einem Wertdokument in dem Erfassungsbereich, ausgehenden optischen Strahlung, die im folgenden auch als Detektionsstrahlung bezeichnet wird. The inventive device used to examine a document of value in the detection range of a spectral decomposition of the of the detection area, in particular a document of value in the detection area, outgoing optical radiation, which is also referred to as detection radiation. Dazu verfügt sie über die räumlich dispergierende Einrichtung, die einfallende optische Strahlung wenigstens teilweise in Spektralkomponenten zerlegt, die sich je nach Wellenlänge der jeweiligen Spektralkomponente in räumlich unterschiedlichen Richtungen ausbreiten. For this purpose, it has the spatially dispersing means, the incident optical radiation at least partially decomposed into spectral components which propagate depending on the wavelength of each spectral component in spatially different directions. Die dispergierende Einrichtung braucht dabei nur in einem in Abhängigkeit von den vorgegebenen Wertdokumenten vorgegebenen Wellenlängenbereich arbeiten zu können. The dispersing device only needs in a given depending on the preset value documents wavelength range to work. Das Vorhandensein optischer Strahlung in einer bestimmten Raumrichtung und damit der entsprechenden Spektralkomponente wird mittels der ortsauflösenden Detektionseinrichtung detektiert, deren Detektionssignale zur wenigstens teilweisen Erfassung eines Spektrums der von dem Erfassungsbereich ausgehenden Strahlung an eine Auswerteeinrichtung gesendet und dort ausgewertet werden können. The presence of optical radiation in a particular direction in space and therefore of the corresponding spectral component is detected by means of the spatially resolving detection device, the detection signals can be sent to the at least partial detection of a spectrum emanating from the detection region radiation to an evaluation device and evaluated there. Der Erfassungsbereich kann dabei insbesondere so gewählt sein, daß eine vorgegebene Transporteinrichtung für die Wertdokumente, bei spielsweise angetriebene Riemen, zu untersuchende Wertdokumente in den Erfassungsbereich transportieren kann. The detection range can in particular be selected such that a predetermined transportation means for the documents of value, wherein the pitch driven belts can transport into the detection area to be examined documents of value.
  • Die Detektionseinrichtung kann insbesondere mehrere Detektionselemente zur Detektion von jeweils auf sie auftreffender optischer Strahlung unter Bildung entsprechender Detektionssignale aufweisen, die vorzugsweise in Form einer Zeile angeordnet sind. The detection device may in particular incident optical radiation having a plurality of detection elements for detecting respectively on them to form corresponding detection signals, which are preferably arranged in the form of a line. Es kann jedoch auch ein zweidimensionales Feld von Detektionselementen verwendet werden. However, it can be used by detection elements and a two-dimensional array.
  • Die Vorrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß nur eine Optik, die Kollimations- und Fokussieroptik, verwendet wird, um zwei Aufgaben zu erfüllen, nämlich zum einen die Kollimation der von dem Erfassungsbereich, insbesondere einem Wertdokument darin, ausgehender optischer Strahlung und zum anderen die Fokussierung der spektral zerlegten Komponenten auf die Detektionseinrichtung. The device is especially characterized in that only one optics, the collimating and focusing is used to perform two functions, namely firstly, the collimation of the fact outgoing optical radiation from the detection area, in particular a document of value and on the other the focusing the spectrally dispersed components to the detection device.
  • Der Vorschlag dieses überraschend einfachen Aufbaus beruht auf der Beobachtung, daß zum Zwecke der Prüfung von Wertdokumenten ein im Vergleich zu wissenschaftlicher Spektroskopie nur mäßiges spektrales Auslösungsvermögen ausreicht, das mit den vorgeschlagenen Mitteln einfach erreicht werden kann. The proposal of this surprisingly simple structure is based on the observation that for the purpose of checking documents of value, a sufficient only moderate spectral resolving power compared to scientific spectroscopy, which can be easily achieved using the proposed means.
  • Die Verwendung nur einer Optik für Kollimation und Fokussierung ermöglicht weiter einen wenigstens einfach gefalteten Strahlengang nach der Optik, was ein gutes spektrales Auflösungsvermögen bei nur geringem Raumbedarf erlaubt. The use of only one lens for collimating and focusing further allows an at least single-folded beam path after the optical system, which allows a good spectral resolution at only a small space requirement.
  • Verglichen mit einer anderen denkbaren Lösung, nämlich der Verwendung eines abbildenden Gittes ergibt sich als weiterer Vorteil, daß die dispergierende Einrichtung und die Kollimations- und Fokussieroptik vergleichswei se einfache und damit einfach und kostengünstig herzustellende Komponenten sind. Compared to another possible solution, namely the use of an imaging Gittes results in the further advantage that the dispersing device and the collimating and focusing are vergleichswei se simple and therefore easy and inexpensive to manufacture components.
  • Darüber hinaus braucht nur die Kollimations- und Fokussieroptik justiert zu werden, während bei Konstruktionen mit getrennten Optiken für Kollimation und Fokussierung zwei Optiken zu justieren sind. In addition, only the collimating and focusing need not be adjusted while in constructions with separate optics for collimation and focusing optics are two to adjust.
  • Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Anordnung besteht darin, daß sich eine sehr hohe numerische Apertur des Strahlengangs zwischen der Kollimations- und Fokussieroptik erzielen läßt. Another advantage of the proposed arrangement is that it is possible a very high numerical aperture of the optical path between the collimating and focusing achieve.
  • Die Kollimations- und Fokussieroptik kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein. The collimating and focusing can generally be made arbitrarily. Beispielsweise kann sie als kollimierendes und fokussierendes optisches Bauelement wenigstens einen abbildenden Spiegel enthalten. For example, they may include an imaging mirror as collimating and focusing optical element at least. Um jedoch einen möglichst einfachen Strahlengang und eine kostengünstigen Aufbau erreichen zu können, weist die Kollimations- und Fokussieroptik vorzugsweise wenigstens eine Linse auf, bei der es sich um eine brechende Linse oder eine diffraktiv-optische Linse handeln kann. However, in order to achieve a simplest possible beam path and an inexpensive construction, has the collimating and focusing preferably at least one lens, which may be a refractive lens or a diffractive optical lens.
  • Um eine gute spektrale Auflösung zu erzielen und eine einfache Auswertung und Kalibrierung der Detektionseinrichtung zu ermöglichen, ist bei der Vorrichtung die Kollimations- und Fokussieroptik achromatisch. In order to obtain a good spectral resolution and to allow easy evaluation and calibration of the detection device in the device, the collimating and focusing is achromatic. Darunter wird verstanden, daß diese Optik in dem Spektralbereich, in dem die spektrographische Einrichtung arbeitet, chromatisch korrigiert ist; By this is meant that these optics is chromatically corrected in the spectral range in which the spectrographic means operates; vorzugsweise liegen die Brennpunkte für zwei verschiedene Wellenlängen in dem vorgegebenen Spektralbereich aufeinander. preferably lie on one another, the focal points for two different wavelengths in the predetermined spectral range. Die Verwendung einer achromatischen Optik hat den Vorteil, daß die von dem Erfassungsbereich ausgehende, auf die dispergierende Einrichtung gelenkte Strahlung in guter Näherung nicht spektral aufgespalten wird und insbesondere bei der Fokussierung der Spektralkomponenten auf die Detektionseinrichtung chromatische Aberrationen in allenfalls geringem Umfang auftreten. The use of an achromatic optical system has the advantage that the radiation emanating from the detection region, guided to the dispersing means radiation is not spectrally split in good approximation and chromatic aberrations occur in at most a small extent in particular when focusing the spectral components on the detection device the advantage. Um bei Verwendung eines Eintrittsblende oder einer äquivalenten Einrichtung der durch die Größe der Blendenöffnung, beispielsweise bei einer Spaltblende der Spaltbreite, gegebenen theoretischen Auflösungsgrenze möglichst nahezukommen, wird dabei angestrebt, die durch Chromasie in dem nachzuweisenden Spektralbereich bzw. dem Arbeitsspektralbereich der Vorrichtung entstehende Unschärfekreis eines Bildpunktes auf der Detektionseinrichtung kleiner bleibt als vorzugsweise 1/5, besonders bevorzugt 1/10, der Größe der Blendenöffnung. In order to approximate using an entrance diaphragm or equivalent means by the size of the aperture, for example at a slit of the slit width, given the theoretical resolution limit as possible is sought thereby that caused by color aberration in the detected spectral range or the Arbeitsspektralbereich the device circle of confusion of an image point remains less on the detection means than preferably 1/5, more preferably 1/10, of the size of the aperture.
  • Grundsätzlich kann die Detektionseinrichtung beliebig relativ zu dem Strahlengang der Strahlung von dem Erfassungsbereich angeordnet und ausgerichtet sein. In principle, the detection means may be arbitrary arranged relative to the beam path of the radiation from the detection area and aligned. Es ist jedoch bei der Vorrichtung bevorzugt, daß die Richtung der auf die Kollimations- und Fokussieroptik fallenden Strahlung aus dem Erfassungsbereich gegenüber einer durch die Spektralkomponenten im Bereich zwischen der Kollimations- und Fokussieroptik und der Detektionseinrichtung aufgespannte Fläche geneigt ist. However, it is preferable in the apparatus that the direction of falling on the collimating and focusing radiation from the detection zone with respect to a clamped surface is inclined by the spectral components in the region between the collimating and focusing and the detection device. Diese Ausführungsform erlaubt eine besonders platzsparende Anordnung der Detektionseinrichtung. This embodiment permits a particularly space-saving arrangement of the detection device. Insbesondere in dem Fall, daß die Spektralkomponenten als Fläche eine Ebene aufspannen, kann die Detektionseinrichtung eine in Richtung der Ebene verlaufende Zeile von Detektionselementen umfassen, die ober- oder unterhalb einer durch den Strahlengang der von dem Erfassungsbereich ausgehenden Strahlung gegebenen Ebene verläuft. Particularly, in the case where the spectral components span as a surface, a plane, the detection means may comprise a extending in the direction of the plane line of detection elements, the aimed above or below a given through the beam path emanating from the detection area radiating plane. Es ist ebenfalls bevorzugt, daß die Richtung der Strahlung aus dem Erfassungsbereich zwischen der Kollimations- und Fokussieroptik und der dispergierenden Einrichtung gegenüber einer durch die Spektralkomponenten im Bereich zwischen der Kollimations- und Fokussieroptik und der dispergierenden Einrichtung aufgespannten Fläche geneigt ist. It is also preferred that the direction of the radiation from the detection zone between the collimating and focusing and dispersive device with respect to a plane spanned by the spectral components in the region between the collimating and focusing means and the dispersing surface is inclined.
  • Weiter kann bei der Vorrichtung wenigstens in einem Abschnitt unmittelbar vor der Kollimations- und Fokussieroptik eine geometrische Projektion der aus dem Erfassungsbereich kommenden Strahlung auf eine durch die auf die Detektionseinrichtung fallenden Spektralkomponenten aufgespannte und begrenzte Fläche in dieser Fläche liegen. Further, in the apparatus a geometric projection of the coming out of the detection range radiation may lie on a plane spanned by the falling of the spectral detection device and limited area in this area at least in one section immediately before the collimating and focusing optics. Hierdurch ergibt sich eine besonders raumsparende Anordnung. This results in a particularly space-saving arrangement.
  • Weiter können bei der Vorrichtung im Strahlengang von dem Erfassungsbereich zu der spektrographischen Einrichtung eine in der Brennfläche der Kollimations- und Fokussieroptik angeordnete Blende und eine Abbildungsoptik zur Abbildung des Erfassungsbereichs auf die Blende angeordnet sein. Next means disposed in the internal surface of the collimating and focusing aperture and an imaging optical system for imaging the detection area can be arranged on the aperture in the device in the beam path from the sensing region to the spectrographic means. Die Blende kann dabei insbesondere durch einen Blendenkörper mit einer Blendenöffnung oder auch durch ein strahlumlenkendes Element bzw. Umlenkelement, beispielsweise einen Spiegel oder einen Strahlteiler, mit einer eine Blende darstellenden, die Detektionsstrahlung wenigstens teilweise reflektierenden Fläche verkörpert sein. The diaphragm may in this case be embodied in particular by a diaphragm body with an aperture or by a beam-deflecting element or deflecting element, for example a mirror or a beam splitter, with a diaphragm representing the detection radiation is at least partially reflective surface. Durch die Verwendung der Blende kann Strahlung von einem verglichen mit dem im Strahlengang liegenden Öffnungsbereich großen Teil des Erfassungsbereichs zur spektralen Untersuchung genutzt werden, was das Signal-/Rausch-Verhältnis erhöht. By using the aperture radiation can be used by a large compared to the past in the beam path opening area part of the detection range for the spectral analysis, which increases the signal / noise ratio.
  • Besonders bevorzugt kann dann die Detektionseinrichtung in einer Richtung von der Blende beabstandet sein, die orthogonal zu der Richtung verläuft, in der die Spektralkomponenten aufgetrennt sind. Particularly preferably, the detection means may be spaced apart in a direction from the diaphragm then orthogonal to the direction in which the spectral components are separated. Damit ergibt sich ein besonders kompakter Aufbau der Vorrichtung. This results in a particularly compact design of the device.
  • Dabei liegt die Blende vorzugsweise in Richtung der räumlichen Aufspaltung der Spektralkomponenten gesehen seitlich neben der Detektionseinrichtung. The aperture is preferably in direction of the spatial splitting of the spectral components seen laterally adjacent to the detection means. Seitlich kann dabei auch, je nach Ausrichtung der Vorrichtung zum Boden, ober- oder unterhalb bedeuten. Laterally can in this case also, depending on the orientation of the device to the floor above or below mean. Wird eine Detektionseinrichtung mit einer Zeile mit Detektionselementen verwendet, schneidet eine Senkrechte von der Blende auf die Zeile die Zeile selbst. Is a detection device used with a row of detection elements, intersects a perpendicular from the diaphragm on the line, the line itself.
  • Weiter ist es bei der Vorrichtung bevorzugt, daß im Strahlengang zwischen dem Erfassungsbereich und der Kollimations- und Fokussieroptik ein Strahlteiler vorgesehen ist, mittels dessen ein Teil der optischen Strahlung aus dem Erfassungsbereich aus einem Strahlengang zu der Kollimations- und Fokussieroptik auskoppelbar ist. Further, it is preferable in the apparatus that a beam splitter is provided in the beam path between the detection region and the collimating and focusing means of which a part of the optical radiation from the detection area of ​​an optical path to the collimating and focusing can be coupled out. Dies hat den Vorteil, daß die von dem Erfassungsbereich ausgehende Strahlung nicht nur spektral untersucht, sondern wenigstens teilweise auch noch für andere Untersuchungen, beispielsweise zu Abbildungszwecken oder zur Spektralanalyse anderer, nicht mittels der spektrographischen Einrichtung analysierbarer Spektralbereiche, verwendet werden kann. This has the advantage that the radiation emanating from the sensing region rays examined not only spectrally, but at least partially also for other tests, for example, for imaging purposes, or for the spectral analysis of other non analyzable by the spectrographic device spectral advantage, can be used.
  • Grundsätzlich kann als dispergierende Einrichtung jedes optische Bauelement oder eine Kombination optischer Bauelemente verwendet werden, das bzw. die einfallende Strahlung wenigstens teilweise in Spektralkomponenten aufspaltet, die sich in entsprechend der jeweiligen Wellenlänge in verschiedenen Richtungen ausbreiten. In principle, any optical component, or a combination of optical components can be used as dispersing means, the or splits the incident radiation at least partly into spectral components, propagating in accordance with the respective wavelengths in different directions. Beispielsweise kann ein Prisma verwendet werden. For example, a prism can be used. Vorzugsweise weist die dispergierende optische Einrichtung der Vorrichtung jedoch ein optisches Gitter auf. Preferably, however, the dispersing optical means of the device to an optical grating. Als Spektralkomponenten können dabei vorzugsweise die Spektralkomponenten der ersten Beugungsordnung verwendet werden, wobei jedoch auch die Verwendung höherer Beugungsordnungen denkbar ist. The spectral components of the first order of diffraction can be preferably used as spectral components, but also the use of higher orders of diffraction is also conceivable. Diese Ausführungsform hat den Vorzug, daß Gitter für beliebige Bereiche des optischen Spektrums, insbesondere für den infraroten Bereich einfach und kostengünstig erhältlich sind. This embodiment has the advantage that grids are easily and inexpensively available for any region of the optical spectrum, especially in the infrared range. Bei dem Gitter kann es sich um beliebige, beispielsweise mechanisch, lithographisch oder holographisch hergestellte, Gitter handeln. In the grid, it may be any, for example, mechanically, lithographic or holographically produced, lattice.
  • Vorzugsweise ist das Gitter dabei ein Reflexionsgitter, das die Spektralkomponenten unmittelbar zurück in die Kollimations- und Fokussieroptik lenkt, wodurch ein besonders kompakter Aufbau erzielt werden kann. Preferably, the grating is a reflective grating which directs the spectral components directly back to the collimating and focusing, whereby a particularly compact construction can be achieved.
  • Weiter ist es bevorzugt, daß das Gitter ein Stufengitter ist, das relativ zu der Detektionseinrichtung so ausgerichtet ist und dessen Stufen so gewählt sind, daß die Strahlung der nullten Beugungsordnung nicht auf die Detektionseinrichtung fällt. Further, it is preferred that the grating is a stepped grating, which is aligned relative to the detection device so and its stages are chosen such that the radiation from the zeroth diffraction order does not fall on the detection device. Dies hat den Vorteil, daß die nullte Beugungsordnung optional für andere Untersuchungen genutzt werden kann. This has the advantage that the zero diffraction order can optionally be used for other investigations. Besonders bevorzugt wird als Stufengitter ein Blazegitter eingesetzt. a blazed grating is preferably used as the echelon. Dies hat den Vorteil, daß durch entsprechende Ausbildung und Anordnung des Gitters die Strahlung der zur Bildung der Spektralkomponenten vorgegebenen Beugungsordnung eine besonders hohe Intensität erhalten kann. This has the advantage that the radiation of the predetermined spectral components to form the diffraction order can be given a particularly high intensity by appropriate design and arrangement of the grid.
  • Das Gitter kann mit seiner dispergierend wirkenden Linienstruktur orthogonal zu der optischen Achse der Kollimations- und Fokussieroptik ausgerichtet sein. The grid may be oriented with its dispersing action line structure orthogonal to the optical axis of the collimating and focusing optics. In diesem Fall muß dann die von dem Erfassungsbereich ausgehende Strahlung gegen die optische Achse geneigt auf das Gitter fallen. In this case, the radiation emanating from the radiation detection area relative to the optical axis is inclined must fall on the grid. Vorzugsweise sind jedoch Linienstrukturen des Gitters gegenüber der optischen Achse der Kollimations- und Fokussieroptik geneigt. Preferably, however, linear structures of the grating relative to the optical axis of the collimating and focusing are inclined. Dies ermöglicht eine einfache Justierung aller zwischen dem Erfassungsbereich und der Kollimations- und Fokussieroptik angeordneten Bauelemente aufeinander. This allows sequential easy adjustment of all disposed between the coverage and the collimating and focusing components.
  • Weiter kann die dispergierende optische Einrichtung selbst reflektiv oder mit einem reflektiven Element integriert sein, wodurch sich die Anzahl der optischen Bauelemente reduziert. Further, the dispersive optical device can be integrated itself reflective or a reflective element, whereby the number of the optical components is reduced. Es ist jedoch auch möglich, daß als dispergierende Einrichtung eine in Transmission dispergierende optische Einrichtung verwendet wird, wobei dann ein Umlenkelement, beispielsweise ein Spiegel, vorgesehen ist, um die von der Einrichtung erzeugten Strahlkomponenten in die Kollimations- und Fokussieroptik zurückzuwerfen. However, it is also possible that a dispersing in transmission optical device is used as dispersing means, wherein, there is provided a deflection element, for example, a mirror to the beam components generated by the device to throw back to the collimating and focusing optics.
  • Obwohl grundsätzlich eine Beleuchtung des Erfassungsbereichs mit Umgebungslicht denkbar ist, verfügt die Vorrichtung vorzugsweise über eine Strahlungsquelle zur Abgabe von optischer Beleuchtungsstrahlung in wenigstens einem vorgegebenen Wellenlängenbereich in den Erfassungsbereich. Although in principle, an illumination of the detection region with ambient light is conceivable, the apparatus preferably has a radiation source for emitting optical illumination radiation in at least one predetermined wavelength range in the detection area. Die Beleuchtungsstrahlung kann dabei als Auflicht oder Durchlicht verwendet werden. The illumination radiation can then be used as reflected light or transmitted light.
  • Vorzugsweise weist die Vorrichtung zur Beleuchtung des Erfassungsbereichs wenigstens eine Halbleiterstrahlungsquelle auf. Preferably, the device for illuminating the detection region at least to a semiconductor radiation source. Die Verwendung von Halbleiterstrahlungsquellen hat eine Reihe von Vorteilen. The use of semiconductor radiation sources has a number of advantages. So haben Halbleiterstrahlungsquellen in der Regel eine deutlich längere Lebensdauer als andere Strahlungsquellen. So semiconductor radiation sources have a significantly longer life than other radiation sources generally. Zudem benötigen sie zur Abgabe von optischer Strahlung einer vorgegebenen Leistung weniger Eingangsleistung und erzeugen weniger Abwärme, was die Anforderungen an die Kühlung der Einrichtung deutlich reduziert. In addition, they require less input power for the delivery of optical radiation of a predetermined power and generate less heat, thus significantly reducing the cooling requirements of the device. Darüber hinaus sind Halbleiterstrahlungsquellen für verschiedene Wellenlängenbereiche erhältlich, so daß einfach Anregungsstrahlung in vorgegebenen Wellenlängenbereichen erzeugt werden kann. In addition, the semiconductor radiation sources are available for different wavelength ranges, so that easy excitation radiation can be generated in predetermined wavelength ranges. Als Halbleiterstrahlungsquellen kommen beispielsweise Leuchtdioden oder Superlumineszenzdioden, vorzugsweise aber Halbleiterlaser in Betracht. As semiconductor radiation sources are, for example light emitting diodes or superluminescent diodes, but preferably semiconductor laser into consideration. Unter Halbleiterstrahlungsquellen werden dabei nicht nur Bauelemente auf der Basis von anorganischen Halbleitern, sondern auch solche auf der Basis von organischen Stoffen, insbesondere OLED, verstanden. Under semiconductor radiation sources are not only components based on inorganic semiconductors, but also those based on organic substances, in particular OLED understood.
  • Prinzipiell kann bei Verwendung einer Beleuchtung des Erfassungsbereichs in Auflicht die Beleuchtungsstrahlung gegenüber dem Wertdokument geneigt auf dieses gestrahlt werden. In principle, the illumination radiation from the value document can be tilted irradiated to this when using an illumination of the detection area in incident light. Es ist jedoch bevorzugt, daß im Strahlengang vom Erfassungsbereich zu der spektrographischen Einrichtung ein Strahlteiler angeordnet ist, über den optische Strahlung der Halbleiterstrahlungsquelle in oder auf den Erfassungsbereich gelangt, insbesondere gelenkt wird. It is preferred, however, that a beam splitter is arranged in the beam path from the recording area to the spectrographic device passes via the optical radiation from the semiconductor radiation source into or onto the detection area is particularly directed. Dies hat den Vorteil, daß die Beleuchtungsstrahlung orthogonal auf das Wertdokument gelenkt werden kann, wodurch weniger Streustrahlung auftritt, die die Detektion behindern kann. This has the advantage that the illumination radiation can be directed orthogonally to the value document, whereby less scattered radiation occurs, which may interfere with the detection. Besonders bevorzugt wird ein dichroitischer Strahlteiler verwendet, mittels dessen Strahlung im Bereich der in den Erfassungsbereich gelangenden Beleuchtungsstrahlung von der von dem Wertdokument ausgehenden der spektralen Zerlegung vorgesehenen Detektionsstrahlung in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich, der beispielsweise in Abhängigkeit von wenigstens einem optischen Merkmal des Wertdokuments gewählt sein kann, getrennt werden kann. a dichroic beam splitter is particularly preferably used, provided by means of which radiation in the range of passing into the detection area illumination radiation from emanating from the value document of the spectral decomposition of detecting radiation in a predetermined wavelength range, which may be selected, for example in dependence on at least one optical characteristic of the value document, can be separated. Dies erhöht das Signal-Rausch-Verhältnis bei der Detektion. This increases the signal-to-noise ratio in the detection.
  • Weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Wertdokumenten mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Untersuchung von Wertdokumenten und einem Transportpfad für zu bearbeitende Wertdokumente, der in und/oder durch den Erfassungsbereich führt. The invention further provides an apparatus for processing documents of value with an inventive apparatus for examining documents of value and a transport path for valuable documents to be processed, which leads in and / or through the detection area. Der Transportpfad kann dabei insbesondere durch eine Transporteinrichtung zum Transport der Wertdokumente, beispielsweise angetrieben Riemen aufweisen. The transport path can have in particular by a transport device for transporting the value documents, such as driven belts. Insbesondere kommen als Bearbeitungsvorrichtungen Vorrichtungen zum Zählen und/oder Sortieren von Banknoten, Kassenautomaten zur Annahme und Ausgabe von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, sowie Vorrichtungen zur Echtheitsprüfung von Wertdokumenten in Betracht. Particularly suitable processing devices devices for counting and / or sorting bills, pay machine for accepting and outputting documents of value, in particular banknotes, as well as devices for testing the authenticity of documents of value into account.
  • Die Erfindung wird im Folgenden noch weiter beispielhaft anhand der Zeichnungen erläutert. The invention is explained hereinafter further exemplified with reference to the drawings. Dabei zeigt: In which:
  • 1 1 eine schematische Darstellung einer Banknotensortiervorrichtung, a schematic representation of a bank note sorting apparatus,
  • 2 2 eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Untersuchung von Banknoten nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, a schematic plan view of an apparatus for the examination of bank notes according to a first preferred embodiment of the invention,
  • 3 3 eine schematische, teilweise Seitenansicht der Vorrichtung in a schematic, partial side view of the device in 2 2 , .
  • 4 4 eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Untersuchung von Banknoten nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, a schematic plan view of an apparatus for the examination of bank notes according to a second preferred embodiment of the invention,
  • 5 5 eine schematische, teilweise Seitenansicht der Vorrichtung in a schematic, partial side view of the device in 4 4 , .
  • 6 6 eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Untersuchung von Banknoten nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, a schematic plan view of an apparatus for the examination of bank notes according to a further preferred embodiment of the invention,
  • 7 7 eine schematische, teilweise Seitenansicht der Vorrichtung in a schematic, partial side view of the device in 6 6 , .
  • 8 8th eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Untersuchung von Banknoten nach noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und a schematic plan view of an apparatus for the examination of bank notes according to a still further preferred embodiment of the invention, and
  • 9 9 eine schematische, teilweise Seitenansicht der Vorrichtung in a schematic, partial side view of the device in 8 8th . ,
  • In In 1 1 ist als Beispiel für eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Wertdokumenten eine Banknotensortiervorrichtung is an example of an apparatus for processing documents of value is a bank note sorting apparatus 1 1 mit einer Untersuchungsvorrichtung nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. shown with an examination apparatus according to a first preferred embodiment of the invention.
  • Die Banknotensortiervorrichtung The banknote sorter 1 1 weist in einem Gehäuse has, in a housing 2 2 ein Eingabefach an input pocket 3 3 für Banknoten BN auf, in die zu bearbeitenden Banknoten BN als Bündel entweder manuell oder automatisch, gegebenenfalls nach einer vorhergehenden Entbanderolierung, zugeführt werden können und dann dort einen Stapel bilden. banknote BN on, either manually or automatically, can be fed, optionally after a preceding Entbanderolierung, and then there form a stack in the bills to be handled BN as a bundle. Die in das Eingabefach In the input tray 3 3 eingegebenen Banknoten BN werden durch einen Vereinzeler entered notes BN be a separator 4 4 vom Stapel vereinzelt abgezogen und mittels einer Transporteinrichtung separated off from the stack and by means of a transport device 5 5 , die einen Transportpfad definiert, durch eine Sensoreinrichtung Defining a transport path by a sensor device 6 6 hindurchtransportiert, die zur Untersuchung der Banknoten dient. transported through, which is used to study the bills. Die Sensoreinrichtung The sensor device 6 6 verfügt in diesem Ausführungsbeispiel über mehrere, in einem gemeinsamen Gehäuse untergebrachte Sensormodule. has in this embodiment has a plurality of, in a common housing accommodated sensor modules. Die Sensormodule dienen dabei zur Prüfung der Echtheit, des Zustands und des Nennwerts der geprüften Banknoten BN. The sensor modules serve for checking the authenticity, the state and the nominal value of the tested banknotes BN. Nach Durchlauf durch die Sensoreinrichtung After passing through the sensor device 6 6 werden die geprüften Banknoten BN in Abhängigkeit von den Untersuchungs- bzw. Prüfergebnissen der Sensoreinrichtung the checked bank notes BN are a function of the examination or test results of the sensor device 6 6 und von vorgegebenen Sortierkriterien über Weichen and of predetermined sorting criteria via switches 7 7 , die jeweils über Weichenstellsignale zwischen zwei verschiedenen Stellungen hin- und herstellbar sind, und zugehörige Spiralfachstapler That reciprocates in each case via switches control signals between two different positions and can be produced, and associated spiral slot stacker 8 8th in Ausgabefächer in output trays 9 9 sortiert ausgegeben, aus denen sie entweder manuell entnommen oder automatisch abtransportiert werden können. You can sort output from which they either removed manually or automatically removed. Die Steuerung der Banknotensortiervorrichtung The control of the banknote sorter 1 1 , insbesondere die Umsetzung von Untersuchungssignalen der Sensoreinrichtung , In particular investigation of the reaction signals of the sensor device 6 6 in Weichenstellsignale für die Weichen in point operating signals for the course 7 7 , erfolgt dabei mittels einer Steuereinrichtung , Is effected by means of a control device 10 10 . ,
  • Wie bereits erwähnt, weist die Sensoreinrichtung As already mentioned, the sensor device 6 6 in diesem Ausführungsbeispiel unterschiedliche Sensormodule auf, von denen nur das Sensormodul In this embodiment, different sensor modules, of which only the sensor module 11 11 , eine Vorrichtung zur Untersuchung von Wertdokumenten, im Beispiel Banknoten BN, nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, im folgenden als Untersuchungsvorrichtung bezeichnet, in den Figuren gezeigt und im folgenden genauer beschrieben ist. , Is shown an apparatus for examining documents of value, in the example banknotes BN, according to a preferred embodiment of the invention, hereinafter referred to as inspection apparatus in the figures and described in detail below. Die Sensormodule zur Erkennung des Zustands, dh der Umlauffähigkeit, und des Nennwerts bzw. der De nomination der Banknoten BN sind gewöhnliche, dem Fachmann bekannte Sensormodule und brauchen daher nicht genauer beschrieben zu werden. The sensor modules for recognition of the state, ie the fitness for circulation, and the nominal value or the de nomination of the banknotes BN are ordinary, known in the art sensor modules and therefore need not be described in detail.
  • Die Untersuchungsvorrichtung The inspection device 11 11 ist in diesem Ausführungsbeispiel zur Detektion und Analyse von Lumineszenzstrahlung ausgelegt, die bei Beleuchtung vorgegebener Banknoten mit optischer Strahlung vorgegebener Wellenlänge, im Beispiel im Infrarotbereich des Spektrums, angeregt wird. is designed in this embodiment to the detection and analysis of luminescence radiation that is at a predetermined lighting banknotes, excited by optical radiation of a predetermined wavelength, in the example in the infrared region of the spectrum.
  • Die Untersuchungsvorrichtung The inspection device 11 11 verfügt über ein Sensorgehäuse has a sensor housing 12 12 mit einer durch eine für die zur Untersuchung verwendete optische Strahlung transparenten Scheibe with a transparent by optical radiation for the formula used to study disc 13 13 , die ein Fenster zu einem Erfassungsbereich That a window to a detection area 14 14 verschließt, in dem sich eine Banknote BN während einer Untersuchung wenigstens teilweise befindet. closes in which a banknote BN is located at least partially during an examination. Das Sensorgehäuse The sensor housing 12 12 mit der Scheibe with the disc 13 13 ist so ausgebildet und insbesondere verschlossen, daß ein unerlaubter Zugriff auf die darin enthaltenen Komponenten nicht ohne Beschädigung des Sensorgehäuse is formed and, in particular locked, that unauthorized access to the components contained therein, not without damaging the sensor housing 12 12 und/oder der Scheibe and / or the washer 13 13 möglich ist. is possible.
  • Der unter anderem durch die Anordnung und Eigenschaften der optischen Bauelemente der Untersuchungsvorrichtung Of the optical components of the assay device, inter alia, by the arrangement and properties 11 11 eingegrenzte Erfassungsbereich localized detection range 14 14 wird auf der dem Sensorgehäuse is on the sensor housing 12 12 gegenüberliegenden Seite durch eine Platte opposite side by a plate 33 33 begrenzt, so daß eine Banknote BN in einer in limited, so that a banknote BN in an in 2 2 orthogonal zu der Zeichenebene verlaufenden Richtung T mittels der in orthogonal to the plane direction T by means of the in 2 2 nicht gezeigten Transporteinrichtung Transport means not shown 5 5 an der Scheibe on the disc 13 13 vorbeitransportiert werden kann. can be transported past.
  • Die Untersuchungsvorrichtung The inspection device 11 11 verfügt über eine Beleuchtungseinrichtung has an illumination device 15 15 zur Abgabe von Beleuchtungsstrahlung in den Erfassungsbereich for delivery of illumination radiation into the detection area 14 14 und insbesondere auf ein in dem Erfassungsbereich and more particularly to in the coverage area 14 14 wenigstens teilweise befindliches Wertdokument, im Beispiel eine Banknote BN, und eine spektrographische Einrichtung at least partially befindliches document of value, in the example a banknote BN, and a spectrographic device 16 16 zur Untersuchung und insbesondere spektral aufgelösten Detektion von aus dem Erfassungsbereich the investigation and in particular spectrally resolved detection of out of the detection range 14 14 bzw. einem Wertdokument darin ausgehender optischer Strahlung. or a document of value therein outgoing optical radiation. Im Beispiel umfaßt die Detektionsstrahlung Lumineszenzstrahlung in einem durch die Art der Wertdokumente vorgegebenen Wellenlängenbereich, beispielsweise infrarote Lumineszenzstrahlung. In the example, the detection of luminescence radiation comprising, in a predetermined by the type of documents of value range of wavelengths, for example infrared luminescence. Diese von dem Erfassungsbereich This from the detection area 14 14 in Richtung der Scheibe in direction of the disk 13 13 ausgehende optische Strahlung wird im Folgenden auch als Detektionsstrahlung bezeichnet. outgoing optical radiation is hereinafter also referred to as a detection radiation. Eine Detektionsoptik A detection optics 17 17 dient dazu, aus dem Erfassungsbereich is used from the detection zone 14 14 durch die Scheibe through the disc 13 13 in das Sensorgehäuse into the sensor housing 12 12 gelangende optische Strahlung, dh die Detektionsstrahlung, in die spektrographische Einrichtung reaching optical radiation, ie, the detection of radiation, in the spectrographic means 16 16 einzukoppeln. couple.
  • Die Beleuchtungseinrichtung The lighting device 15 15 verfügt über eine Halbleiterstrahlungsquelle has a semiconductor radiation source 18 18 in Form eines Halbleiterlasers, der im Beispiel optische Strahlung im sichtbaren Bereich abgibt, und eine Beleuchtungsoptik. in the form of a semiconductor laser to write optical radiation in the visible range in this example, and an illumination optical system. In anderen Ausführungsbeispielen kann der Halbleiterlaser auch zur Abgabe von Strahlung im infraroten Bereich ausgelegt sein. In other embodiments, the semiconductor laser can also be designed to emit radiation in the infrared range. Die Beleuchtungsoptik besitzt in einem Beleuchtungsstrahlengang eine erste Kollimatoroptik in an illumination light path, the illumination optics has a first collimator optics 19 19 zur Bildung eines Beleuchtungsstrahls bzw. parallelen Beleuchtungsstrahlenbündels to form an illumination beam or parallel light beam 20 20 aus der von der Halbleiterstrahlungsquelle from that of the semiconductor radiation source 18 18 abgegebenen optische Strahlung, einen dichroitischen Strahlteiler emitted optical radiation, a dichroic beam splitter 21 21 , der für die Strahlung des Beleuchtungsstrahls bzw. Beleuchtungsstrahlenbündels That for the radiation of the illumination beam or the illumination beam bundle 20 20 reflektiv ist und den Beleuchtungsstrahl bzw. das Beleuchtungsstrahlenbündel is reflective and the illumination beam or the illumination beam 20 20 um im Beispiel 90° auf die Scheibe to 90 ° in the example on the disc 13 13 ablenkt, und eine erste Kondensoroptik deflects, and a first condensing 22 22 zur Fokussierung der Beleuchtungsstrahlung durch die ebenfalls einen Teil der Beleuchtungsoptik bildenden Scheibe for focusing the illumination radiation by which also a part of the illumination optics forming disc 13 13 in den Erfassungsbereich in the detection area 14 14 , insbesondere ein Wertdokument BN in dem Erfassungsbereich , In particular a value document BN in the coverage area 14 14 . ,
  • Die Detektionsoptik The detection optics 17 17 umfaßt entlang eines Detektionsstrahlengangs, der sich von dem Erfassungsbereich includes along a detection beam path extending from the coverage area 14 14 bzw. dem Wertdokument BN darin zur der spektrographischen Einrichtung or the value document BN therein for the spectrographic means 16 16 und in diese hinein erstreckt, neben der Scheibe and extends into the latter, in addition to the disc 13 13 die erste Kondensoroptik the first condensing 22 22 , die von einem Punkt auf dem Wertdokument BN in dem Erfassungsbereich , From a point on the value document BN in the coverage area 14 14 ausgehende Strahlung in ein paralleles Strahlenbündel sammelt, den Strahlteiler outgoing radiation in a parallel beam collects the beam splitter 21 21 , der für die der spektrographischen Einrichtung That for which the device spectrographic 16 16 zuzuführende Strahlung transparent ist, aber als Streustrahlung in den Detektionsstrahlengang gelangende Beleuchtungsstrahlung durch Reflexion aus dem Detektionsstrahlengang ausfiltert, und eine zweite Kondensoroptik supplied radiation is transparent, but filters out the scattered radiation passing into the detection beam path by reflection illumination radiation from the detection beam path, and a second condensing 23 23 zur Fokussierung der parallelen Detektionsstrahlung auf eine Eintrittsöffnung der spektrographischen Einrichtung for focusing the parallel detection of radiation onto an entrance aperture of the spectrographic means 16 16 . , Zwischen der zweiten Kondensoroptik Between the second condensing 23 23 und der spektrographischen Einrichtung and spectrographic means 16 16 sind optional ein Filter are optional filters 24 24 zur Ausfilterung unerwünschter spektraler Anteile aus dem Detektionsstrahlengang, insbesondere im Wellenlängenbereich der Beleuchtungsstrahlung, sowie ein Umlenkelement for filtering out unwanted spectral components from the detection beam path, in particular in the wavelength range of the illumination radiation, and a deflecting element 25 25 , im Beispiel ein Spiegel, zur Umlenkung der Detektionsstrahlung um einen vorgegebenen Winkel, im Beispiel 90°, angeordnet. In the example, a mirror for deflecting the detection radiation by a predetermined angle, in the example 90 ° are disposed.
  • Die spektrographische Einrichtung The spectrographic device 16 16 verfügt über eine Eintrittsblende has an entrance aperture 26 26 mit einer im Ausführungsbeispiel spaltförmigen Blendenöffnung with a slit-shaped in the exemplary embodiment aperture 27 27 , deren Längsausdehnung wenigstens näherungsweise orthogonal zu der durch den Detektionsstrahlengang definierten Ebene verläuft. Whose longitudinal extent runs at least approximately orthogonal to the plane defined by the detection beam path plane.
  • Durch die Blendenöffnung Through the aperture 27 27 eintretende Detektionsstrahlung wird durch eine im Beispiel achromatische Kollimations- und Fokussieroptik entering detection radiation is an achromatic in Example collimating and focusing 28 28 der spektrographischen Einrichtung the spectrographic means 16 16 gebündelt. bundled. Die Kollimations- und Fokussieroptik The collimating and focusing 28 28 ist in den Figuren nur symbolische als Linse dargestellt, wird jedoch tatsächlich häufig als Kombination von Linsen ausgeführt sein. is shown symbolically in the figures as a lens, but will have actually performed frequently as a combination of lenses. Darunter, daß diese Optik achromatisch ist, wird verstanden, daß sie in dem Wellenlängenbereich, in dem die spektrographische Einrichtung Meaning that this optical system is achromatic, it is understood that it is in the wavelength range in which the spectrographic means 16 16 arbeitet in Bezug auf chromatische Aberrationen korrigiert ist. operates in reference is corrected for chromatic aberrations. Eine entsprechende Korrektur in anderen Wellenlängenbereichen ist nicht notwendig. A corresponding correction in other wavelength regions is not necessary. Die Eintrittsblende The entrance diaphragm 26 26 und die Kollimations- und Fokussieroptik and the collimating and focusing 28 28 sind so ange ordnet, daß die Blendenöffnung are so arranged that the aperture 27 27 wenigstens in guter Näherung in der eintrittsblendenseitigen Brennfläche der Kollimations- und Fokussieroptik at least in good approximation, in entering blind-side focal surface of the collimating and focusing 28 28 liegt. lies.
  • Die spektrographische Einrichtung The spectrographic device 16 16 verfügt weiter über eine räumlich dispergierende Einrichtung further has a spatially dispersing means 29 29 , im Beispiel ein optisches Gitter, das einfallende Detektionsstrahlung, dh aus dem Erfassungsbereich kommende optische Strahlung, wenigstens teilweise in spektral getrennte, sich entsprechend der Wellenlänge in verschiedenen Richtungen ausbreitende Spektralkomponenten zerlegt. In the example, an optical grating, the incident detection radiation, that is coming from the detection area optical radiation, at least partially disassembled in spectrally separated, propagating in different directions according to wavelength spectral components.
  • Eine Detektionseinrichtung A detection device 30 30 der spektrographischen Einrichtung the spectrographic means 16 16 dient zur in wenigstens einer Raumrichtung ortsauflösenden Detektion der Spektralkomponenten. used for in at least one spatial direction spatially resolving detection of the spectral components. Bei der Detektion gebildete Detektionssignale werden einer Auswerteeinrichtung In the detection of detection signals formed an evaluation device are 31 31 der spektrographischen Einrichtung the spectrographic means 16 16 zugeführt, die die Detektionssignale erfaßt und auf der Basis der Detektionssignale einen Vergleich des erfaßten Spektrums mit vorgegebenen Spektren durchführt. supplied, which detects the detection signals and carries out a comparison of the spectrum with predetermined spectra detected on the basis of the detection signals. Die Auswerteeinrichtung the evaluation 31 31 ist mit der Steuereinrichtung is connected to the control means 10 10 verbunden, um dieser über entsprechende Signale das Ergebnis des Vergleichs zu übermitteln. connected to transmit these via appropriate signals the result of the comparison.
  • Die räumlich dispergierende Einrichtung The spatially dispersing means 29 29 ist im vorliegenden Beispiel ein Reflexionsgitter mit einer Linienstruktur, deren Linien parallel zu einer Ebene durch die Längsrichtung der Blendenöffnung is in the present example, a reflective grating with a line structure, the lines parallel to a plane through the longitudinal direction of the aperture 27 27 und einer optischen Achse der Kollimations- und Fokussieroptik and an optical axis of the collimating and focusing optics 28 28 verlaufen. run. Der Linienabstand ist so gewählt, daß die Detektionsstrahlung in einem vorgegebenen Spektralbereich, im Beispiel im Infratoren, spektral zerlegt werden kann. The line spacing is chosen so that the detection of radiation in a predetermined spectral range, in the example in the infra-gates can be spectrally resolved. Die dispergierende Einrichtung The dispersing device 29 29 ist dazu so ausgerichtet, daß die getrennten Spektralkomponenten, im Beispiel die erste Beugungsordnung durch die Kollimations- und Fokussieroptik is to oriented that the separate spectral components in the example the first diffraction order by the collimating and focusing 28 28 auf die Detektionseinrichtung the detection device 30 30 fokus siert werden. focus be Siert. Um ein möglichst gutes Signal-Rausch-Verhältnis zu erhalten, sind der Linienabstand und die Lage der dispergierenden Einrichtung In order to obtain the best possible signal-to-noise ratio, the line spacing and the position of the dispersing device are 29 29 so gewählt, daß nicht spektral zerlegte Anteile der Detektionsstrahlung, im Beispiel die nullte Beugungsordnung, nicht in die Kollimations- und Fokussieroptik chosen so that not spectrally decomposed portions of the detection radiation, in the example the zeroth diffraction order, not in the collimating and focusing 28 28 fallen, sondern auf eine in den Figuren nicht gezeigte Strahlungsfalle, beispielsweise eine für die Detektionsstrahlung absorbierende Platte. fall, but on a not shown in the figures radiation event, such as an absorbent for the detection of radiation plate.
  • Die Detektionseinrichtung The detection device 30 30 verfügt über eine zeilenförmige Anordnung von Detektionselementen has a linear array of detection elements 32 32 für die Spektralkomponenten, beispielsweise eine Zeile von CCD-Elementen, die wenigstens näherungsweise parallel zur der Richtung der räumlichen Aufspaltung der Spektralkomponenten, dh hier der durch die Spektralkomponenten aufgespannten Fläche S, in diesem Fall genauer eine Ebene, ausgerichtet ist. for the spectral components, for example a line of CCD elements, that is, the plane spanned by the spectral components of surface S, is precisely aligned, in this case a plane at least approximately parallel to the direction of the spatial splitting of the spectral components, here. Die Ebene S ist in The plane S is in 3 3 durch eine gestrichelte Linie veranschaulicht. illustrated by a dashed line.
  • Um einen möglichst kompakten Aufbau zu erzielen, ist zum einen die dispergierende Einrichtung on the one hand to achieve a compact structure as possible, the dispersing device 29 29 in zwei Richtungen gegenüber der Detektionseinrichtung in two directions with respect to the detection device 30 30 und der Richtung der einfallenden Detektionsstrahlung zwischen der Kollimations- und Fokussieroptik und des eine Faltung des Strahlengangs bewirkenden reflektiven Bauelements, hier der dispergierenden Einrichtung and the direction of the incident radiation detection between the collimating and focusing and a folding the beam path effecting reflective device, here the dispersing means 29 29 , geneigt. Inclined. Da im Ausführungsbeispiel die Richtung der Detektionsstrahlung zwischen der Kollimations- und Fokussieroptik Since, in the embodiment, the direction of the detection rays between the collimating and focusing 28 28 und dem reflektiven Baulement, dh der dispergierenden Einrichtung and the reflective member Baule, that the dispersing means 29 29 , parallel zur optischen Achse O der Kollimations- und Fokussieroptik , Parallel to the optical axis O of the collimating and focusing 28 28 verläuft, ist erstens das ebenen Reflexionsgitter extends, is, first, the planar reflection grating 29 29 und damit auch dessen Linienstruktur gegenüber der optischen Achse O der Kollimations- und Fokussieroptik and thus its line structure relative to the optical axis O of the collimating and focusing 28 28 in der Ebene des Detektionsstrahlengangs geneigt. inclined in the plane of the detection beam path. Daher ist wenigstens im Bereich zwischen der dispergierenden Einrichtung Therefore, at least in the region between the dispersing means 29 29 und der Kollimations- und Fokussieroptik and the collimating and focusing 28 28 die durch die Spektralkomponenten erzeugte Fläche S, im Beispiel eine Ebene, gegenüber der Richtung der Detektionsstrahlung bzw. der optischen Achse O der Kollimations- und Fokussieroptik um den Winkel β geneigt. the surface generated by the spectral components S, in the example a plane opposite to the direction of the detection radiation or the optical axis O of the collimating and focusing optics at the angle β inclined. Insbesondere ist eine Normale auf das ebene Reflexionsgitter In particular, a normal to the plane reflection grating 29 29 in der Ebene des Detektionsstrahlengangs um einen Winkel β gegenüber der optischen Achse O der Kollimations- und Fokussieroptik in the plane of the detection beam path by an angle β relative to the optical axis O of the collimating and focusing 28 28 geneigt (vgl. inclined (see. 3 3 ). ). Zweitens ist die dispergierende Einrichtung Second, the dispersing device 16 16 , genauer das Einfallslot für spekulare Reflexion, dh hier die Normale auf die Ebene der Linienstruktur des Reflexionsgitters , Specifically the axis of incidence for specular reflection, ie in this case the normal to the plane of the line structure of the reflection grating 29 29 , um einen Winkel α gegenüber der Richtung der Detektionsstrahlung bzw. der optische Achse O zwischen der Kollimations- und Fokussieroptik , By an angle α relative to the direction of the detection radiation or the optical axis O between the collimating and focusing 28 28 und der dispergierenden Einrichtung and the dispersing means 29 29 geneigt. inclined.
  • Zum anderen ist die Zeile von Detektionselementen Second, the line of detection elements 31 31 der Detektionseinrichtung the detection device 30 30 wenigstens näherungsweise in einer Ebene mit der Blendenöffnung at least approximately in a plane with the aperture 27 27 und in einer Richtung orthogonal zu der durch die Ausbreitungsrichtungen der Spektralkomponenten definierten Ebene S von der Blendenöffnung and in a direction orthogonal to the plane defined by the propagation directions of the spectral level S from the aperture 27 27 beabstandet, in spaced, in 3 3 oberhalb der Blendenöffnung above the aperture 27 27 , angeordnet. Disposed. In den In the 2 2 und and 3 3 sind der Übersichtlichkeit halber die Eintrittsblende for clarity, the inlet aperture 26 26 und die Empfangsflächen der Detektionselemente and the reception areas of the detection elements 32 32 parallel zur Brennebene der Kollimations- und Fokussieroptik parallel to the focal plane of the collimating and focusing 28 28 voneinander beabstandet gezeigt, tatsächlich liegen sie jedoch im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene. however, shown apart from each other, in fact, they lie substantially in a common plane. In der Richtung parallel zur Zeile der Detektionselemente In the direction parallel to the row of detection elements 32 32 gesehen, liegt die Blendenöffnung seen is the aperture 27 27 etwa in der Mitte der Zeile. approximately in the middle of the line.
  • Damit ergibt sich auch, wie Thus, also arises as 2 2 entnehmbar ist, dass in dem Anschnitt zwischen der Eintrittsblende can be taken that in the gate between the inlet aperture 26 26 und der Kollimations- und Fokussieroptik and the collimating and focusing 28 28 , dh insbesondere auch unmittelbar vor der Kollimations- und Fokussieroptik , That in particular immediately before the collimating and focusing 28 28 , eine geometrische Projektion der aus dem Erfassungsbereich , A geometric projection of the out of the detection area 14 14 kommenden Detektionsstrahlung auf eine durch die auf die Detektionseinrichtung next detection radiation on a detection device by the 30 30 fallenden Spektralkomponenten aufgespannte und begrenzte Fläche A, die in diesem Fall trapezförmig ist, in dieser Fläche liegen. Spectral components falling spanned and limited area A, which is trapezoidal in this case, are situated in that area. Hierdurch ergibt sich eine besonders raumsparende Anordnung. This results in a particularly space-saving arrangement.
  • In diesem Ausführungsbeispiel sind die Detektionseinrichtung In this embodiment, the detection means are 30 30 , die Eintrittsblende The entrance aperture 26 26 , die Kollimations- und Fokussieroptik , The collimating and focusing 28 28 und die dispergierende Einrichtung and the dispersing means 29 29 so ausgebildet und angeordnet, daß sie sich in einem kreiszylindrischen Raumbereich befinden, dessen Zylinderachse durch die optische Achse der Kollimations- und Fokussieroptik so constructed and arranged that they are located in a circular cylindrical region of space, the cylinder axis by the optical axis of the collimating and focusing optics 28 28 , und dessen Zylinderdurchmesser durch den Durchmesser der Kollimations- und Fokussieroptik And whose cylinder diameter by the diameter of the collimating and focusing optics 28 28 , bzw. den der Linse oder größten Linse darin, gegeben sind. Or the given therein, the lens or the largest lens. Die Länge des Kreiszylindrischen Raumbereichs ist dabei vorzugsweise kleiner als 50 mm, im Beispiel 40 mm. The length of the circular cylindrical space region is preferably smaller than 50 mm, in the example 40 mm. Es ergibt sich so ein besonders geringer Platzbedarf für die spektrographische Einrichtung, wobei gleichzeitig eine im Vergleich zur Ausdehnung große numerische Apertur erzielt wird. This thus results in a particularly small space requirement for the spectrographic means, at the same time a large compared to the extent numerical aperture is obtained.
  • Zur optischen Untersuchung eines Wertdokuments, hier einer Banknote BN im Erfassungsbereich For optical examination of a document of value, in this case a bank note BN in the detection area 14 14 , wird das Wertdokument mit Beleuchtungsstrahlung, im Beispiel zur Anregung von Lumineszenzstrahlung geeignete optische Strahlung der Halbleiterstrahlungsquelle , The document of value with illumination radiation, in the example for the excitation of luminescence suitable optical radiation from the semiconductor radiation source is 18 18 , beleuchtet und die von dem Wertdokument ausgehende optische Strahlung, hier Lumineszenzstrahlung, durch die Detektionsoptik Illuminated and the radiation emanating from the value document optical radiation, here luminescent radiation through the detection optics 17 17 und die Kollimations- und Fokussieroptik and the collimating and focusing 28 28 zu einem parallelen Detektionsstrahlenbündel geformt. formed into a parallel detection beam. Dieses wird wenigstens teilweise in Spektralkomponenten unterschiedlicher Wellenlängen zerlegt, die sich in Abhängigkeit von der Wellenlänge in unterschiedlichen Richtungen ausbreiten. This is at least partially decomposed into spectral components of different wavelengths, which propagate in function of the wavelength in different directions. In In 2 2 sind die nullte Beugungsordnung, die ohne spektrale Aufspaltung reflektiert wird, durch eine durchgezogenen Linie und durch die erste Beugungsordnung gegebenen Spektralkomponenten für zwei verschiedene Wellenlängen durch gepunktete bzw. gestrichelte Linien dargestellt. the zero diffraction order, which is reflected without spectral splitting, given by a solid line and by the first diffraction order spectral components for two different wavelengths by dotted or dashed lines are shown. Die Spektralkomponenten werden durch die Kollimations- und Fokussieroptik The spectral components are determined by the collimating and focusing 28 28 auf die Detektionseinrichtung the detection device 30 30 , genauer die Zeile mit Detektionselementen More precisely the line with detection elements 32 32 fokussiert, und von diesen räumlich aufgelöst detektiert. focused and detected spatially resolved thereof. Jedes Detektionselement Each detection element 32 32 ist einer Ausbreitungsrichtung und damit in Abhängigkeit von der Wellenlänge einer Spektralkomponente zugeordnet. is a direction of propagation and thus assigned as a function of the wavelength of a spectral component. Die Auswerteeinrichtung the evaluation 31 31 bildet daher jeweils aus den Lagen der Detektionselemente therefore forms each of the layers of the detection elements 32 32 und den von diesen jeweils erfassten Intensitäten ein Spektrum, das dann mit Vergleichsspektren verglichen werden kann. and each of these detected intensities a spectrum that can then be compared with comparison spectra.
  • Eine zweite bevorzugte Ausführungsform in den A second preferred embodiment in the 4 4 und and 5 5 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel zum einen in der Art der dispergierenden Einrichtung und zum anderen der Anordnung der Beleuchtungseinrichtung. differs from the first embodiment on the one hand the type of the dispersing device and on the other the arrangement of the illumination device. Für gleiche Bauelemente werden daher die gleichen Bezugszeichen verwendet und die Erläuterungen zu dem ersten Ausführungsbeispiel gelten entsprechend auch hier. therefore, the same reference numbers are used for the same components and the explanation of the first embodiment apply equally here.
  • Statt des ebenen Reflexionsgitters Instead of the planar reflection grating 29 29 wird nun ein Blaze-Gitter Now, a blazed grating 29' 29 ' verwendet wird, dessen Stufen so geneigt sind, daß die erste Beugungsordnung in Richtung der spekularen Reflexion erfolgt. is used, the stages are inclined so that the first diffraction order is carried in the direction of specular reflection. Dadurch kann eine kompaktere Anordnung erzielt werden, bei der gleichzeitig eine höhere Intensität der Spektralkomponenten erzielt wird. Can be achieved by a more compact arrangement in which the same time, a higher intensity of the spectral components is achieved.
  • Prinzipiell kann in dem ersten Ausführungsbeispiel die Beleuchtungseinrichtung um die optische Achse der ersten Kondensoroptik In principle, the lighting device can be used in the first embodiment about the optical axis of the first condensing 22 22 gedreht werden, ohne daß sich die Funktion ändert. be rotated without changing the function changes. Um eine möglichst kompakte Bauform erzielen zu können, sind daher in diesem Ausführungsbeispiel die Halbleiterstrahlungsquelle In order to achieve a compact design possible, therefore, in this embodiment, the semiconductor radiation source 18 18 und die Kollimatoroptik and the collimator optics 19 19 neben der Kollimations- und Fokussieroptik in addition to the collimating and focusing 28 28 angeordnet. arranged.
  • Weitere Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel darin, daß statt des Umlenkelements Further embodiments differ from the first and second embodiment in that, instead of the deflecting element 25 25 ein Umlenkelement a deflection element 25' 25 ' verwendet wird, das die Eintrittsblende is used, the entrance diaphragm which 26 26 ersetzt. replaced. Eine ent sprechende Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels ist in Take out a suitable modification of the first embodiment is in 6 6 und and 7 7 gezeigt. shown. Darin werden für gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel verwendet und die Erläuterungen zu diesen im ersten Ausführungsbeispiel gelten auch hier. In it, the same reference numerals as in the first embodiment are used for the same elements and the explanations of these in the first embodiment also apply here. Das Umlenkelement the deflection element 25' 25 ' ist nun ein Spiegel von der Größe der Blendenöffnung is now a reflection of the size of the aperture 27 27 im ersten Ausführungsbeispiel und in der Brennebene der Kollimations- und Fokussieroptik in the first embodiment and in the focal plane of the collimating and focusing 28 28 angeordnet. arranged.
  • Noch weitere bevorzugte Ausführungsformen unterscheiden sich von den zuvor geschilderten Ausführungsformen dadurch, daß die Detektionseinrichtung Still other preferred embodiments differ from the previously described embodiments in that the detection device 30 30 und die Eintrittsblende and the entrance aperture 26 26 integriert sind. are integrated. Dazu ist die Blendenöffnung in einer Platine ausgebildet, die auch die Detektionselemente For this purpose, the aperture is formed in a board that also the detection elements 31 31 trägt. wearing.
  • Bei anderen Ausführungsbeispielen besitzt die Beleuchtungseinrichtung In other embodiments, the illumination device has 15 15 als Strahlungsquelle statt der Laserdiode as a radiation source instead of the laser diode 18 18 eine Leuchtdiode, eine Superlumineszenzdiode oder eine OLED. a light emitting diode, a superluminescent diode or an OLED.
  • Weiter kann die Beleuchtungseinrichtung Further, the lighting device 15 15 in anderen Ausführungsbeispielen wenigstens zwei Halbleiterstrahlungsquellen aufweisen, die optische Strahlung bei unterschiedlichen Schwerpunktwellenlängen, dh den mit der Emissionsintensität gewichteten Mittelwert über die Emissionswellenlängen, abgeben und unabhängig voneinander ein- und ausschaltbar sind. in other embodiments, comprise at least two semiconductor radiation sources, optical radiation at different center wavelengths, ie, weighted by the emission intensity averaged over the emission wavelengths proposed and off independently switched on and off. Damit können nacheinander Untersuchungen bei verschiedenen Wellenlängen stattfinden. Thus successively studies at different wavelengths can take place.
  • Bei anderen bevorzugten Ausführungsbeispielen kann die Eintrittsblende In other preferred embodiments, the entrance pupil can 26 26 ganz entfallen. completely omitted. Die Beleuchtungseinrichtung The lighting device 15 15 ist dann so ausgebildet, daß sie im Erfassungsbereich nur einen schmalen, langgestreckten Bereich be leuchtet, wozu die erste Kondensoroptik is then formed so that only a narrow, elongated portion be lights in the detection area, for which purpose the first condensing 19 19 eine Zylinderlinse enthalten kann. may contain a cylindrical lens.
  • Noch weitere Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den zuvor geschilderten Ausführungsbeispielen darin, daß im Detektionsstrahlengang noch weitere Linsen angeordnet sind, um Abbildungsfehler durch die Elemente der Detektionsoptik und die Kollimations- und Fokussieroptik Still other embodiments differ from the previously described embodiments in that further lenses are arranged in the detection beam path or to imaging errors by the elements of the detection optics and the collimating and focusing 28 28 zu reduzieren oder die Ausleuchtung zu verbessern. to reduce or improve the illumination.
  • Weitere Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den zuvor geschilderten Ausführungsbeispielen darin, dass das Umlenkelement Further embodiments differ from the previously described embodiments in that the deflection 25 25 bzw. or. 25' 25 ' ein Strahlteiler ist, so daß durch diesen hindurchtretende Anteile der Detektionsstrahlung zum Beispiel zur Erzeugung eines Bildes des Wertdokuments, ausgekoppelt werden können. a beam splitter, so that can be, for example, for forming an image of the value document, coupled therethrough passing portions of the detection radiation.
  • In weiteren Ausführungsbeispielen kann auch ein Beleuchtung in Transmission verwendet werden. In further embodiments, a lighting in transmission can be used.
  • Weiterhin braucht nicht unbedingt eine reflektive dispergierende optische Einrichtung, wie zum Beispiel das Reflexionsgitter Furthermore, not necessarily a reflective dispersive optical device, such as needs the reflection grating 29 29 , verwendet zu werden. To be used. So ist es bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, das sich nur in dieser Hinsicht von dem Ausführungsbeispiel in den So it is with another embodiment is the only in this respect from the embodiment in 6 6 und and 7 7 unterscheidet, möglich, im Detektionsstrahlengang nach der Kollimation- und Fokussieroptik different, possible the detection beam path after Kollimation- and focusing 28 28 ein Transmissionsgitter a transmission grating 29'' 29 '' anzuordnen, das die Detektionsstrahlung wenigstens teilweise in Spektralkomponenten zerlegt. to arrange, which divides the detection radiation at least partly into spectral components. Die Spektralkomponenten können dann mittels wenigstens eines reflektiven Bauelements The spectral components can then by means of at least one reflective component 34 34 , beispielsweise eines Spiegels, der gegen die durch die Spektralkomponenten aufgespannte Ebene geneigt ist, zurück in die Kollimations- und Fokussieroptik , For example a mirror which is inclined relative to the plane spanned by the spectral components back into the collimating and focusing 28 28 geworfen werden. to be thrown.
  • Durch die Faltung des Strahlengangs nach der Kollimations- und Fokussieroptik wird eine wesentlich kompaktere Bauform erreicht als bei einer auch möglichen Vorrichtung, bei der hinter dem Transmissiongitter statt des Spiegels eine Fokussieroptik und die Detektionseinrichtung angeordnet sind. By folding the beam path after the collimating and focusing a much more compact design is achieved than in a potential well apparatus in which a focusing optical system and the detection device are arranged behind the transmission grating instead of the mirror.
  • In anderen Ausführungsbeispielen kann das Sensorgehäuse In other embodiments, the sensor housing 12 12 und/oder die Platte and / or the plate 33 33 auch anders ausgebildet sein oder ganz entfallen. also be designed differently or eliminated.
  • Weiterhin kann in anderen Ausführungsbeispielen die Auswerteeinrichtung Furthermore, in other embodiments, the evaluation device may 31 31 in die Steuereinrichtung in the controller 10 10 integriert sein. be integrated.
  • Andere bevorzugte Ausführungsformen unterscheiden sich von den zuvor geschilderten Ausführungsbeispielen dadurch, daß statt die Detektionseinrichtung statt einer Zeile von CCD-Elementen zeilenförmig angeordnete Photodetektionselemente, beispielsweise CMOS-Elemente, oder Photodetektionselemente zur Detektion von optischer Strahlung in anderen Wellenlängenbereichen aufweist. Other preferred embodiments differ from the previously described embodiments in that, instead of the detection device, instead of a line of CCD elements linearly arranged photo-detecting elements such as CMOS devices or photodetecting elements for the detection of optical radiation has in other wavelength regions.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zur optischen Untersuchung von Wertdokumenten (BN) mit einem Erfassungsbereich ( An apparatus for optical examination of documents of value (BN) with a detection range ( 14 14 ), in dem sich bei der Untersuchung ein Wertdokument (BN) befindet, und einer spektrographischen Einrichtung ( () In the (BN) is located in the investigation of a value document and a means spectrographic 16 16 ), die aufweist: eine räumlich dispergierende optische Einrichtung ( (A spatially dispersive optical device:) comprising 29 29 ) zur wenigstens teilweisen Zerlegung aus dem Erfassungsbereich ( ) (For at least partial separation from the detection zone 14 14 ) kommender optischer Strahlung in spektral getrennte, sich entsprechend der Wellenlänge in verschiedenen Richtungen ausbreitende Spektralkomponenten, eine in wenigstens einer Raumrichtung ortsauflösende Detektionseinrichtung ( ) Incoming optical radiation in spectrally separated, propagating in different directions according to wavelength spectral components, a spatially resolving in at least one spatial direction detecting means ( 30 30 ) zur Detektion der Spektralkomponenten, und eine Kollimations- und Fokussieroptik ( () For detecting the spectral components, and a collimating and focusing 28 28 ) zur Kollimierung der von dem Erfassungsbereich ( ) For collimating the (of the detection area 14 14 ) auf die dispergierende Einrichtung ( ) (On the dispersing means 29 29 ) gelenkten optischen Strahlung und zur Fokussierung wenigstens einiger der mittels der dispergierenden optischen Einrichtung ( ) Guided optical radiation and focusing at least some of (by means of the dispersive optical means 29 29 ) gebildeten Spektralkomponenten auf die Detektionseinrichtung ( ) Spectral components formed (on the detection device 30 30 ). ).
  2. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Kollimations- und Fokussieroptik ( Device according to one of the preceding claims, wherein the collimating and focusing ( 28 28 ) achromatisch ist. ) Is achromatic.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Richtung der auf die Kollimations- und Fokussieroptik ( Device according to one of the preceding claims, in which the direction of (the collimating and focusing 28 28 ) fallenden Strahlung aus dem Erfassungsbereich ( ) Radiation incident from the detection area ( 14 14 ) gegenüber einer durch die Spektralkomponenten im Bereich zwischen der Kollimations- und Fokussieroptik ( ) To a (by the spectral components in the region between the collimating and focusing 28 28 ) und der Detektionseinrichtung ( ) And the detection device ( 30 30 ) aufgespannte Fläche geneigt ist. ) Spanned surface is inclined.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der wenigstens in einem Abschnitt unmittelbar vor der Kollimations- und Fokus sieroptik ( Apparatus (according to any one of the preceding claims, wherein sieroptik least in one section immediately before the collimating and focusing 28 28 ) eine geometrische Projektion der aus dem Erfassungsbereich ( ) A geometrical projection of the (from the detection zone 14 14 ) kommenden Strahlung auf eine durch die auf die Detektionseinrichtung ( ) Radiation coming to a (by the detection means 30 30 ) fallenden Spektralkomponenten aufgespannte und begrenzte Fläche (A) in dieser Fläche liegt. ) Spectral components falling spanned and limited area (A) lies in this area.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der im Strahlengang von dem Erfassungsbereich ( Device according to one of the preceding claims, in which (in the beam path of the detection area 14 14 ) zu der spektrographischen Einrichtung ( ) (For the spectrographic means 16 16 ) eine in der Brennfläche der Kollimations- und Fokussieroptik ( ) A (in the internal surface of the collimating and focusing 28 28 ) angeordnete Blende ( ) Disposed aperture ( 26 26 ) und eine Abbildungsoptik ( ) And imaging optics ( 22 22 , . 23 23 ) zur Abbildung des Erfassungsbereichs ( ) (For imaging the detection area 14 14 ) auf die Blende ( ) (On the diaphragm 26 26 ) angeordnet sind. ) Are arranged.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der im Strahlengang zwischen dem Erfassungsbereich ( Device according to one of the preceding claims, in which (in the beam path between the detection region 14 14 ) und der Kollimations- und Fokussieroptik ( ) And the collimating and focusing ( 28 28 ) ein Strahlteiler ( ), A beam splitter ( 25 25 ) vorgesehen ist, mittels dessen ein Teil der optischen Strahlung aus dem Erfassungsbereich ( ) Is provided by means of which a part of the optical radiation from the detection zone ( 14 14 ) aus einem Strahlengang zu der Kollimations- und Fokussieroptik ( ) (From a beam path to the collimating and focusing 28 28 ) auskoppelbar ist. ) Can be decoupled.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Detektionseinrichtung ( Device according to one of the preceding claims, in which (the detection device 30 30 ) in einer Richtung von der Blende ( ) In a direction from the diaphragm ( 26 26 ) beabstandet ist, die orthogonal zu der Richtung verläuft, in der die Spektralkomponenten aufgetrennt sind. is spaced apart) that is orthogonal to the direction in which the spectral components are separated.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die dispergierende optische Einrichtung ( Device according to one of the preceding claims, in which (the dispersing optical device 29 29 ) ein optisches Gitter aufweist. ) Has an optical grating.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Gitter ( Device according to claim 8, wherein (the grating 29 29 ) ein Stufengitter ist, dessen Stufen so gewählt sind, daß die Strahlung der nullten Beugungsordnung nicht auf die Detektionseinrichtung ( ) Is a stepped grating, the steps are selected so that the radiation from the zeroth diffraction order not (on the detection device 30 30 ) fällt. ) Falls.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, bei der Linienstrukturen des Gitters ( Device according to claim 8 or claim 9, (in the line structures of the grid 29 29 ) gegenüber der optischen Achse (O) der Kollimations- und Fokussieroptik ( ) With respect to the optical axis (O) of the collimating and focusing optics ( 28 28 ) geneigt sind. ) Are inclined.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die zur Beleuchtung des Erfassungsbereichs ( Device according to one of the preceding claims, which (for the illumination of the detection area 14 14 ) wenigstens eine Halbleiterstrahlungsquelle ( ) At least one semiconductor radiation source ( 18 18 ) aufweist. ) having.
  12. Vorrichtung nach Anspruch, bei der im Strahlengang vom Erfassungsbereich ( Device according to claim (in the beam path from the recording area 14 14 ) zu der spektrographischen Einrichtung ( ) (For the spectrographic means 16 16 ) ein Strahlteiler ( ), A beam splitter ( 21 21 ) angeordnet ist, über den optische Strahlung der Halbleiterstrahlungsquelle ( ) Is arranged (via the optical radiation from the semiconductor radiation source 18 18 ) in oder auf den Erfassungsbereich ( ) In or on the sensing area ( 14 14 ) gelangt. ) Arrives.
  13. Vorrichtung zur Bearbeitung von Wertdokumenten (BN) mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Transportpfad ( An apparatus for processing documents of value (BN) with a device according to any one of the preceding claims and a transport path ( 5 5 ) für zu bearbeitende Wertdokumente (BN), der in und/oder durch den Erfassungsbereich ( ) (To be processed for documents of value BN), of the (in and / or through the detection area 14 14 ) führt. ) leads.
  14. Verfahren zur optischen Untersuchung eines Wertdokuments (BN), bei dem von dem Wertdokument (BN) ausgehende optische Strahlung durch eine Optik ( A method for optical examination of a document of value (BN), emanating from the value document in the (BN) optical radiation (by optics 28 28 ) zu einem parallelen Strahlenbündel geformt wird, das Strahlenbündel wenigstens teilweise in Spektralkomponenten unterschiedlicher Wellenlängen zerlegt wird, die sich in Abhängigkeit von der Wellenlänge in unterschiedlichen Richtungen ausbreiten, wenigstens einige der Spektralkomponenten durch die Optik ( ) Is formed into a parallel beam, the beam is at least partially disassembled into spectral components of different wavelengths, which propagate in function of the wavelength in different directions, at least some of the spectral components (by optics 28 28 ) auf eine Detektionseinrichtung ( ) (On a detection device 30 30 ) fokussiert werden, und die auf die Detektionseinrichtung ( be focused), and (on the detection device 30 30 ) fokussierten Spektralkomponenten detektiert werden. ) Focused spectral components are detected.
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