DE60033475T2

DE60033475T2 - Integrierender Lichtmischer

Info

Publication number: DE60033475T2
Application number: DE60033475T
Authority: DE
Inventors: William B Wetherell
Original assignee: MEI Inc
Current assignee: Crane Payment Innovations Inc
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 2000-08-30
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2020-08-31
Also published as: EP1081660A3; DE60033475D1; ES2280176T3; EP1081660A2; EP1081660B1; US6222623B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft Lichtmischanordnungen zum Erzeugen von im wesentlichen homogenen Lichtflecken. Insbesondere werden Ausführungen von Subsystemen zum Prüfen von Dokumenten mit einem Lichtmischer zum Erzeugen vom im wesentlichen homogenen Lichtflecken und Verfahren zu dessen Herstellung beschrieben.
Auf dem Gebiet der Echtheitsprüfung von Geldscheinen nutzen die Prüfvorrichtungen in Verkaufsautomaten und dergleichen in der Regel optische, magnetische und andere Sensoren, um von einem eingeführten Geldschein Daten zu erhalten. In manchen Einheiten sind auf den gegenüberliegenden Seiten des Weges, den der Geldschein durchläuft, eine Anzahl von Lichtquellen mit Leuchtdioden (LEDs) und eine Anzahl von Phototransistorempfängern angebracht, die eine Anzahl von Signalen erzeugen, die dem Licht entsprechen, das der Geldschein beim Vorbeibewegen durchgelassen hat. Die Signale werden verarbeitet, um bestimmte Informationen zu erhalten, etwa die Position des Geldscheins im Durchgang und die Echtheit des Geldscheins. Die Signale werden in der Regel mit vorgegebenen Meßwerten verglichen, die in einem Speicher gespeichert sind und die echten Geldscheinen entsprechen.
Bekannte Systeme mit LED-Lichtquellen machen auch von Linsen Gebrauch, um das Licht zu fokussieren und dadurch die Anforderungen an die Systemeigenschaften zu erfüllen. Bei einigen Ausgestaltungen liegt das Lichtsignal jedoch nicht auf einem ausreichenden Pegel, damit Dokumente gut auf ihre Echtheit geprüft werden können. Konstruktionen mit Lichtquellen hoher Leistung und mit Fokussierelementen sind in der Herstellung kostspielig.
Die US 5 491 336 betrifft eine Anordnung zum Beleuchten von Dokumenten in einem Dokumentverarbeitungssystem mit einer Beleuchtungsstation mit einem zylindrischen integrierenden Lambertschen Reflektor/Diffusor-Hohlraum, wobei der Hohlraum eine Lichtquelle enthält und einen sehr intensiven, gleichmäßigen und diffusen Lichtstrahl erzeugt und ausstrahlt.
Zusammenfassung der Erfindung
Es wird das im Patentanspruch 1 bezeichnete Subsystem zum Prüfen von Dokumenten mit einem Lichtmischer zum Erzeugen wenigstens eines im wesentlichen homogenen Lichtflecks vorgestellt. Der Lichtmischer umfaßt eine Lichtmischkammer, wenigstens eine der Mischkammer zugeordnete Eingangsöffnung zur Aufnahme wenigstens einer Lichtquelle und wenigstens einen der Mischkammer zugeordneten Ausgang. Das System zum Prüfen von Dokumenten umfaßt des weiteren einen Dokumentendurchgang, wenigstens einen Kollimator, der mit dem wenigstens einen Ausgang verbunden ist, und wenigstens einen Lichtempfänger.
Ausführungsformen der Erfindung können eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Die Lichtmischkammer kann auf der Innenfläche der Kammer eine diffus reflektierende Auskleidung aufweisen. Der Kollimator kann einen Spiegel enthalten. In der Eingangsöffnung kann sich eine Anzahl von LED-Lichtquellen befinden. Wenigstens zwei mit der Eingangsöffnung verbundene Lichtquellen können verschiedene Wellenlängen ausstrahlen oder auch die gleiche Wellenlänge. Die LED-Lichtquellen können entweder aufeinanderfolgend oder gleichzeitig eingeschaltet werden. Mit der Mischkammer kann eine Anzahl von Austrittsöffnungen verbunden sein, und mit den Austrittsöffnungen kann eine Anzahl von Kollimatoren verbunden sein, um im wesentlichen homogene Lichtflecke zu erzeugen. Wenigstens einer der Kollimatoren kann eine Linse enthalten, und an einer oberen Platte des Dokumentendurchgangs kann wenigstens eine Linsenkomponente angebracht sein.
In einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zum Herstellen eines Subsystems zum Prüfen von Dokumenten nach Patentanspruch 1 beschrieben. Das Verfahren umfaßt das Herstellen eines Lichtmischers zum Erzeugen wenigstens eines im wesentlichen homogenen Lichtflecks, das Verbinden einer Lichtquelle mit dem Lichtmischer, das Verbinden des Lichtmischers und der Lichtquelle mit einer Wand eines Dokumentendurchgangs und das Verbinden eines Lichtempfängers derart mit einer Wand des Dokumentendurchgangs, daß ein Lichtsignal aufgenommen wird, das sich aus dem im wesentlichen homogenen Lichtfleck ergibt.
Ausführungsformen des Verfahrens können eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen. Der Lichtmischer kann durch Ausbilden einer Kammer mit wenigstens einer Eingangsöffnung und wenigstens einer Austrittsöffnung, das Aufbringen einer diffus reflektierenden Beschichtung auf die Innenfläche der Kammer und das Verbinden wenigstens eines Kollimators mit wenigstens einer Austrittsöffnung hergestellt werden. Die Kammer kann in Form von zwei Halbkugeln gegossen werden. Das Verfahren kann das Anbringen wenigstens eines Spiegels am Kollimator zum Umlenken des Lichts und das Anbringen wenigstens einer Linse am Kollimator umfassen. Der Lichtmischer kann durch Ausformen einer Lichtmischkammer aus einem optischen Kunststoffmaterial, wobei die Kammer wenigstens eine Eingangsöffnung und wenigstens eine Austrittsöffnung aufweist, und das Verbinden wenigstens eines Kollimators mit wenigstens einer Austrittsöffnung umfassen.
Eine andere Ausführung einer modularen Lichtmischeranordnung umfaßt eine Anzahl von Lichtmischern mit jeweils wenigstens einer Eingangsöffnung, wenigstens einer Austrittsöffnung und wenigstens einem mit einer Austrittsöffnung verbundenen Kollimator. Die Lichtmischer sind so angeordnet, daß der Lichtfleckausgang die Breite des Dokumentendurchgangs abdeckt. Enthalten sind eine Anzahl von Lichtquellen, wobei mit jeder Eingangsöffnung wenigstens eine Lichtquelle verbunden ist, und wenigstens ein Lichtempfänger zum Erfassen des Lichts, das von den Lichtflecken erzeugt wird, und zum Erzeugen von Signalen für die Dokumentprüfung.
Eine Ausführungsform einer Lichtmischeranordnung für einen Dokumentprüfer umfaßt eine Anzahl von Lichtmischern mit jeweils wenigstens einer Eingangsöffnung, wenigstens einer Austrittsöffnung und wenigstens einem mit einer Austrittsöffnung verbundenen Kollimator. Die Lichtmischer sind so angeordnet, daß der Lichtfleckausgang die Breite des Dokumentendurchgangs abdeckt. Enthalten sind auch eine Anzahl von Lichtquellen, wobei mit jeder Eingangsöffnung wenigstens eine Lichtquelle verbunden ist, und wenigstens ein Lichtempfänger zum Erfassen der Lichtflecken und zum Erzeugen von Signalen für die Dokumentprüfung.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfaßt eine Subanordnung für einen Dokumentprüfer mit einem Zylinder mit einem Hohlraum mit wenigstens einer Eingangsöffnung und einem Austrittsschlitz. Im Hohlraum ist eine diffus reflektierende Beschichtung aufgebracht. Enthalten sind wenigstens ein zu dem Austrittsschlitz ausgerichteter Kollimator, wenigstens eine mit der Eingangsöffnung verbundene Lichtquelle und wenigstens ein Lichtempfänger.
In einer anderen Ausführungsform umfaßt eine Subanordnung für einen Dokumentprüfer einen Zylinder mit einem Hohlraum mit wenigstens einer Eingangsöffnung und einer Anzahl von Austrittsöffnungen zum Erzeugen einer Anzahl von im wesentlichen homogenen Lichtflecken. Im Hohlraum ist eine diffus reflektierende Beschichtung aufgebracht. Enthalten sind eine Anzahl an den Austrittsöffnungen angebrachte Kollimatoren, wenigstens eine mit der Eingangsöffnung verbundene Lichtquelle und wenigstens ein Lichtempfänger. Diese Ausführungsform kann wenigstens ein Lichtrohr umfassen, das mit einem ersten Ende mit einer Austrittsöffnung und mit einem zweiten Ende mit einem Kollimator verbunden ist.
In einer weiteren Ausführungsform einer Subanordnung für einen Dokumentprüfer wird ein Block aus einem optischen Material mit einem Hohlraum mit einer diffus reflektierenden Innenfläche verwendet. Der Block weist wenigstens eine Eingangsöffnung und wenigstens eine Austrittsöffnung auf. An der Austrittsöffnung ist zum Erzeugen wenigstens eines im wesentlichen homogenen Ausgangsflecks wenigstens ein Kollimator angebracht. Mit der Eingangsöffnung ist wenigstens eine Lichtquelle verbunden, und es ist wenigstens ein Lichtempfänger vorgesehen.
Eine andere Ausführungsform einer Subanordnung für einen Dokumentprüfer umfaßt einen Block aus einem optischen Material mit einem Hohlraum mit einer diffus reflektierenden Innenfläche, wenigstens einer Eingangsöffnung und wenigstens einer Austrittsöffnung. Die Subanordnung umfaßt wenigstens einen an der Austrittsöffnung angebrachten Kollimator zum Erzeugen wenigstens eines im wesentlichen homogenen Ausgangsflecks, wenigstens eine mit der Eingangsöffnung verbundene Lichtquelle und wenigstens einen Lichtempfänger.
Ein weiterer Aspekt umfaßt ein Verfahren zum Herstellen einer Subanordnung für einen Dokumentprüfer. Das Verfahren umfaßt das Verbinden eines Lichtmischers mit einer Wand eines Dokumentdurchgangs, wobei der Lichtmischer wenigstens einen im we sentlichen homogenen Lichtfleck erzeugen kann. Der Lichtmischer wird durch das Ausschneiden eines Hohlraums aus einem Block eines optischen Materials, wobei der Hohlraum diffus reflektierende Eigenschaften aufweist, das Ausbilden wenigstens einer Eingangsöffnung und wenigstens einer Austrittsöffnung, die mit dem Hohlraum in Verbindung stehen, das Verbinden wenigstens einer Lichtquelle mit jeder Eingangsöffnung und das Verbinden wenigstens eines Kollimators mit einer Austrittsöffnung ausgebildet. Das Verfahren umfaßt auch das Verbinden wenigstens eines Lichtempfängers mit einer Wand des Dokumentendurchgangs zur Aufnahme des Lichts, das sich aus dem im wesentlichen homogenen Lichtfleck ergibt.
In einer anderen Ausführungsform umfaßt die Subanordnung für einen Dokumentprüfer einen Lichtmischer zum Erzeugen wenigstens eines im wesentlichen homogenen Lichtflecks. Der Lichtmischer enthält eine Lichtmischkammer mit einem festen Kern mit einer Beschichtung an der Außenseite mit diffus reflektierenden Eigenschaften. Die Beschichtung weist wenigstens einen Eingangsbereich für die Aufnahme wenigstens einer Lichtquelle und wenigstens einen Ausgangsbereich auf. Mit dem Ausgangsbereich ist wenigstens eine Lichtlenkeinrichtung verbunden. Es ist auch ein Lichtempfänger vorgesehen.
Diese Ausführungsform kann eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Die Lichtlenkeinrichtung kann einen Ausgangsbereich zum Lenken von Licht enthalten und eine reflektierende Oberfläche zum Zurückleiten von Lichtenergie in die Mischkammer aufweisen. Die Lichtlenkeinrichtung kann im wesentlichen halbkugelförmig ausgebildet sein. Mit dem Eingangsbereich kann wenigstens eine Lichtquelleneinrichtung verbunden sein. Es kann ein flacher Spiegel zum Umlenken des Lichts von der Lichtlenkeinrichtung vorgesehen sein. Der Lichtmischer kann eine Kollimatorlinse enthalten, die mit einer Platte des Dokumentdurchgangs verbunden ist. Die Lichtmischkammer kann sphärisch oder zylindrisch sein. Mit der Mischkammer kann eine lineare Anordnung von Lichtquellen verbunden sein.
Es wird auch ein Verfahren zum Herstellen eines Lichtmischers mit festem Kern zum Erzeugen wenigstens eines im wesentlichen homogenen Lichtflecks beschrieben. Das Verfahren umfaßt das Ausbilden einer Lichtmischkammer aus einem optischen Material, das Beschichten der Kammer mit einem Material mit diffus reflektierenden Eigenschaften, das Ausbilden wenigstens eines Eingangsbereichs und wenigstens eines Ausgangsbereichs, das Verbinden des Lichtmischers mit festem Kern mit einer Wand eines Dokumentdurchgangs und das Verbinden eines Lichtempfängers mit einer Wand des Dokumentdurchgangs.
Das Verfahren kann eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Das Verfahren kann das Aufbringen einer äußeren Schutzschicht auf das Beschichtungsmaterial und das Verbinden wenigstens einer Lichtquelle mit jedem Eingangsbereich umfassen. Die Lichtlenkeinrichtung kann das Licht, das innerhalb eines Sammelwinkels liegt, auf den Dokumentdurchgang richten und das Licht, das außerhalb des Sammelwinkels liegt, zu rück in die Mischkammer leiten. Die Lichtmischkammer kann in einer sphärischen Form ausgebildet sein oder in einer zylindrischen Form.
Die Vorteile der beschriebenen Konfigurationen umfassen die Möglichkeit zum Erzeugen von mehreren Flecken mit verschiedenen Wellenlängen mit einer minimalen Anzahl von LEDs. Zum Beispiel kann bei einigen der beschriebenen Konfigurationen eine Anzahl von Ausgangsflecken mit einer Vielzahl von verschiedenen Wellenlängen für die Verwendung in einem Geldscheinprüfer bei einer geringen Anzahl von LEDs ausgegeben werden, wobei die Anzahl der LEDs wesentlich kleiner ist als die Anzahl der von den bekannten Einrichtungen benötigten Chips mit einem Satz pro Fleck. Durch die gemeinsame Verwendung von LED-Sätzen werden die Kosten minimiert, wobei jeder Satz zwei oder mehr Flecke auf einem Geldschein beleuchtet.
Bei Integratoren mit festem Kern ist es nicht erforderlich, die Innenfläche zu beschichten. Integratoren mit festem Kern sind daher in der Herstellung kostengünstiger und auch kompakter. Da Integratoren mit festem Kern eine größere Masse haben und an der Außenseite mit einer Schutzschicht versehen sein können, können solche Integratoren dauerhafter sein als Lichtmischer mit einem hohlen Kern.
Die beschriebenen Konfigurationen erfüllen die Anforderungen, die bei Dokumentprüfern gestellt werden, und sind kompakt. Außerdem können einige der existierenden Dokumentprüfer die Konfigurationen ohne Modifikation aufnehmen. Es gibt auch einen Kostennutzen, da weniger LED-Chips erforderlich sind, um mehrere LED-Flecken mit verschiedenen Wellenlängen zu erzeugen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der genauen Beschreibung, den beiliegenden Zeichnungen und den Patentansprüchen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine vereinfachte Aufsicht auf einen Dokumentdurchgang und eine Lichtfleckkonfiguration.
2 ist eine vereinfachte Aufsicht auf eine zickzackförmige Lichtfleckkonfiguration.
3 ist eine Seitenansicht einer Lichtquellen- und Empfängerausgestaltung.
4 ist eine aufgeschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtmischers.
5A ist eine aufgeschnittene Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtmischers.
5B ist eine aufgeschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtmischers.
5C ist eine aufgeschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform eines Kollimators.
5D ist eine graphische Darstellung des Profils des Ausgangsstrahls des Kollimators der 5C.
5E ist eine aufgeschnittene Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines Kollimators.
5F ist eine graphische Darstellung des Profils des Ausgangsstrahls des Kollimators der 5E.
5G ist eine aufgeschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Kollimators.
5H ist eine graphische Darstellung des Profils des Ausgangsstrahls des Kollimators der 5G.
6A ist eine vereinfachte Aufsicht auf eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtquellensystems.
6B ist eine vereinfachte Aufsicht auf eine andere Ausführurgsform eines erfindungsgemäßen Lichtquellensystems.
6C ist eine vereinfachte Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtquellensystems.
7A ist eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen zylindrisclen integrierenden Lichtmischers.
7B ist eine aufgeschnittene Seitenansicht des zylindrischen integrierenden Lichtmischers der 7A.
8 ist eine vereinfachte aufgeschnittene Aufsicht auf eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen zylindrischen Lichtmischers.
9 ist eine seitliche Schnittansicht des zylindrischen Lichtmischers längs der gestrichelten Linie 9-9.
10 ist eine vereinfachte aufgeschnittene Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen zylindrischen Lichtmischers mit Lichtröhren.
11 ist eine aufgeschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen zylindrischen Lichtmischers aus einem Block eines optischen Materials.
12 ist eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen sphärischen integrierenden Lichtmischers mit festem Kern.
13 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen zylindrischen integrierenden Lichtmischers mit festem Kern.
Genaue Beschreibung
Die 1 ist eine vereinfachte Aufsicht auf einen Dokumentdurchgang 5 mit einer Lichtfleckkonfiguration 2 aus einer Anzahl von Lichtflecken 3, die in einer Linie angeordnet sind, um die Breite 4 des Dokumentdurchgangs 5 abzudecken. Die Breite 4 ist größer als das breiteste Dokument des zu prüfenden Satzes von Dokumenten breit ist, und es ist eine Banknote oder ein Geldschein 6 gezeigt, der schmaler ist als der Dokumentdurchgang. Im vorliegenden Beispiel liegt das Dokument 6 leicht schräg, wenn es in der Richtung des Pfeiles 7 durchläuft.
Es ist anzumerken, daß unter der Bezeichnung "Dokument" jeder im wesentlichen flache Gegenstand mit einem Wert zu verstehen ist, einschließlich, ohne darauf beschräkt zu sein, Banknoten, Bankwechsel, Geldscheine, Schecks, Wertmarken, Münzen, Papiergeld, Sicherheitsdokumente und jeder andere ähnliche Gegenstand mit einem Wert. Gleichermaßen können die Lichtmischer auch in anderen Vorrichtungen verwendet werden, in denen ein im wesentlichen homogener Lichtfleck erforderlich ist, auch wenn die Lichtmischer hier mit Bezug auf ihre Verwendung in Dokumentprüfern beschrieben werden.
Es hat sich gezeigt, daß kreisförmige Lichtflecken mit einem Durchmesser im Bereich von 5 Millimetern (mm) bis 9 mm zum Prüfen von Geldscheinen geeignet sind. Es können jedoch auch andere Durchmessergrößen verwendet werden. Die Bezeichnung "Fleck" soll hier nicht die Form des verwendeten Lichts beschränken, da Systeme konstruiert werden können, bei denen die Lichtflecke eine Kreisform, eine Rechteckform, eine Polygonalform oder eine andere Form haben.
Zurück zur 1. Die Lichtflecke 3 können von einer oder mehreren Lichtquellen erzeugt werden. In der Regel werden sie durch eine oder mehrere Leuchtdioden (LEDs) erzeugt. Eine solche Konfiguration ermöglicht eine im wesentlichen hundertprozentige Abtastung eines eingeführten Geldscheins 6 bei seiner Bewegung in der Richtung des Pfeils 7 durch den Geldscheindurchgang. Insbesondere kann der Geldschein zwischen die Lichtquelle oder die Lichtquellen und einen oder mehrere das Licht aufnehmende Sensoren (nicht gezeigt) befördert werden, die auf der gegenüberliegenden Seite des Geldscheindurchgangs angebracht sind. Bei einer solchen Ausgestaltung entsprechen die von den Empfängern erzeugten Signale dem Licht, das der Geldschein durchgelassen hat, und die Signale können verarbeitet werden, um Informationen über die Länge und Breite des Geldscheins, die Position des Geldscheins zu jedem beliebigen Zeitpunkt, die Echtheit des Geldscheins und das Ursprungsland des Geldscheins zu erhalten. Die Lichtempfänger können auch auf der gleichen Seite wie die Lichtquellen angeordnet sein, um Licht aufzunehmen, das vom Geldschein reflektiert wird.
Bei einer in Betracht gezogenen Ausführungsform werden zwölf Lichtflecke quer über den Geldscheindurchgang verwendet, um Daten von einem Geldschein aufzunehmen. Es können aber auch mehr oder weniger Lichtflecke verwendet werden. Jeder Lichtfleck kann einen Durchmesser von etwa 7,5 mm haben, wobei jeder Lichtfleck bei drei oder mehr Wellenlängen abgetastet wird. Zum Beispiel können Lichtflecke mit Wellenlängen im sichtbaren und infraroten Bereich und im nahen Infrarotbereich des Spektrums verwendet und die sich ergebenden Daten verarbeitet werden, um verschiedene Arten von Informationen über einen Geldschein zu erhalten. Die Signalverarbeitungstechniken zum Bestimmen der Echtheit, der Nationalität, dem Nennwert und/oder der Position eines Geldscheins im Durchgang liegen nicht innerhalb des Umfangs der vorliegenden Anmeldung und werden hier nicht im Detail erläutert.
Die 2 ist eine vereinfachte Aufsicht auf eine zickzackförmige Lichtfleckkonfiguration 10, die die Breite des Geldscheindurchgangs 5 abdeckt. In einigen Fällen, wenn zum Beispiel diskrete LED-Lichtquellen verwendet werden, ist ein solches Zickzackmuster vorzuziehen, da die Plazierung der Lichtquellen wegen der geringeren Anforderungen an die mechanischen Toleranzen weniger kritisch ist. Es gibt auch weniger Einschränkungen für den Durchmesser der gegebenenfalls erforderlichen Linsen an den LED-Qellen, und die Gefahr von Übersprechstörungen zwischen benachbarten Lichtflecksignalen ist minimal.
Die von den Lichtempfängern der 2 in Reaktion auf das Zickzackmuster der Lichtflecke bei der Vorbeibewegung eines Geldscheins an den Sensoren erzeugten Signale können verarbeitet werden, um in einem Speicher ein Datenarray aufzubauen. Das Datenarray kann dann so eingestellt werden, daß die Daten denen entsprechen, die von einer einzigen Zeile von Sensoren erzeugt werden, um die weitere Datenverarbeitung zu erleichtern. Diese Dateneinstellung wird einfacher, wenn die Sensoren um ein Vielfaches des Lichtfleckdurchmessers versetzt sind, etwa wie in der 2 gezeigt um den Wert des Lichtfleckdurchmessers. Es können jedoch auch andere Vielfache wie etwa zwei Lichtfleckdurchmesser verwendet werden.
Die 3 ist eine Seitenansicht einer herkömmlichen Konfiguration 15 mit einer einzigen LED-Lichtquelle und einem Empfänger, wobei die Lichtquelle 16 und der Empfänger 20 sich auf gegenüberliegenden Seiten des Geldscheindurchgangs 5 befinden. Die LED-Quelle 16 befindet sich in der Nähe des Brennpunktes einer Sammellinse 18, wodurch im wesentlichen parallele Lichtstrahlen 21 erzeugt werden, die durch eine Öffnung in der Vorderwand 17 des Geldscheindurchgangs 5 zum Geldschein 6 gelangen. Ein Teil des Geldscheins hält etwas von den Lichtstrahlen 21 ab, mit der Folge eines Transmissions-Lichtsignals 22, das den Geldschein durchlaufen hat. Ein Detektor 20 wie eine PIN-Diode, die eine Fokussierlinse aufweisen kann, ist in einem ausreichenden Abstand "d" von der Rückwand 19 angeordnet, so daß das in dem durch den Geldschein gelaufenen Licht enthaltene Rauschen minimal ist. Die Höhe "h" des Geldscheindurchgangs kann 2 mm bis 2,5 mm betragen, was ausreicht, um das Steckenbleiben von Geldscheinen zu verhindern. Die Breite 4 des Geldscheindurchgangs (in der 1 gezeigt) kann größer als 90 mm sein, um Geldscheine mit verschiedenen Breiten aufzunehmen.
Um die Datenverarbeitung bei der Echtheitsprüfung eines Geldscheins zu vereinfachen, sind ein kreisrunder Lichtfleck und eine im wesentlichen homogene Beleuchtung erforderlich. In der Praxis kann wegen der Größe und der Lichttransmissionseigenschaften der vorhandenen LED-Lichtquellen die Erzeugung eines parallelen Strahls und eines homogenen Lichtflecks mit einer Konfiguration der in der 3 gezeigten Art nur näherungsweise erreicht werden. Eine Gruppe von Sensoren, die wie bei den Konfigurationen der 1 und 2 angeordnet ist, kann ausreichen, um die Dokumentposition zu bestimmen, mit den erzeugten Signale können jedoch keine Daten zur Bestimmung der Echtheit erhalten werden. Wenn mehrere LED-Chips verwendet werden, kann der minimale Abstand der Chips zu einem Versatz der Lichtflecke führen, so daß die Plazierung der Chips engen Toleranzen unterliegt. Die im folgenden beschriebenen Konfigurationen von Lichtmischern erfordern keine so engen Toleranzen bei der Chipplazierung, und bei den Ausführungsfor men können mit der gleichen Gruppe von LED-Lichtquellen mehrere Lichtflecke erzeugt werden.
Die 4 ist eine aufgeschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform eines Dokumentenprüf-Subsystems 25 für einen Dokumentprüfer. Das Subsystem umfaßt wenigstens eine integrierende Lichtquelle in der Form eines im wesentlichen sphärischen Lichtmischers 30 zum Erzeugen eines Lichtflecks und einen Lichtdetektor 20. In einer Sensoranordnung für einen Dokumentprüfer kann eine Anzahl von Subsystemen 25 verwendet werden. Bei der Ausführungsform der 4 befindet sich die integrierende Lichtquelle 30 auf der dem Lichtempfänger 20 gegenüberliegenden Seite des Geldscheindurchgangs 5. Es sind auch andere Anordnungen möglich, etwa eine Anordnung, bei der sich der Empfänger 20 auf der gleichen Seite des Durchgangs befindet. Außerdem muß die integrierende Lichtquelle nicht sphärisch sein, sondern kann auch eine andere Form haben, etwa quadratisch. Einige Formen sind jedoch zum Ausbilden von integrierenden Lichtquellen nicht so ideal, und Lichtquellen mit ungewöhnlichen Formen können zu Energieverlusten führen.
Zurück zur 4. Die integrierende Lichtquelle 30 umfaßt eine Lichtmischkammer 34 mit einem im wesentlichen sphärisch geformten inneren Hohlraum mit einer hoch diffusen und reflektierenden Beschichtung 35 (eine geeignete Beschichtung ist Spectralon^TM von der Firma Labsphere). Eine Eingangsöffnung 31 an der Mischkammer 34 nimmt wenigstens eine Lichtquelle 32 auf, es können jedoch auch mehrere LED-Lichtquellen enthalten sein. Die Lichtstrahlen der Quelle werden an dem diffus reflektierenden Material im Inneren reflektiert. Eine kleine Austrittsöffnung 36 erlaubt es dem Licht, die Mischkammer 34 zu verlassen und in einen Kollimator 38 einzutreten, der eine Linse 39 enthalten kann. Die Lichtstrahlen 21, die die integrierende Lichtquelle 30 verlassen, bilden einen im wesentlichen homogenen Lichtfleck.
Der im wesentlichen homogene Lichtstrahl läuft durch eine Öffnung 8 in der Vorderwand 17 des Geldscheindurchgangs 5, durch eine Öffnung 9 in der Rückwand 19 und trifft dann auf den Empfänger 20. Wenn sich ein Geldschein 6 durch den Durchgang bewegt, hält er etwas von dem Licht des Lichtstrahls ab, so daß die Intensität des Lichts, das den Empfänger 20 erreicht, variiert. Entsprechend variiert auch das Ausgangssignal des Empfängers. Der Empfänger 20 kann eine pin-Diode, ein Phototransistor oder ein anderer Lichtsensor sein, der in der Lage ist, Signale zur Dokumenterfassung und/oder Prüfung zu erzeugen.
Die innere Beschichtung 35 der Mischkammer 34 des integrierenden Lichtmischers 30 ist im wesentlichen eine Lambertsche Beschichtung, was heißt, daß es ein Material ist, das Licht gemäß dem Lambertschen Gesetz abstrahlt. Das heißt, daß das Licht bei der Betrachtung aus jeder beliebigen Richtung gleich hell erscheint. Die innere Beschichtung bewirkt, daß das Licht von einer oder mehreren LED-Lichtquellen diffus in zufälliger Art im Inneren des Lichtmischers 30 reflektiert wird, bevor es diesen verläßt. Folglich beleuchtet jede Einheitsfläche auf der Innenseite der Kugel alle anderen Bereiche der Kugel gleichmäßig, und die Austrittsöffnung 36 sieht wie eine Lambert-Quelle aus.
Die integrierende Kugel weist bei dem Beispiel der 4 eine Anstiegszeit von etwa 1 Nanosekunde auf. Es ist dies die Zeit, die vom Einschalten der Lichtquelle bis zum Erreichen eines Gleichgewichtszustands im Ausgangslicht verstreicht. Eine solche schnelle Anstiegszeit ist für die Verwendung der integrierenden Kugel in einem System zum Prüfen von Geldscheinen geeignet.
Die Eingangsöffnung 31 kann so ausgestaltet sein, daß sie eine Anzahl von LED-Lichtquellen aufnimmt. Insbesondere ist es möglich, drei oder mehr LED-Lichtquellen mit jeweils einer anderen Wellenlänge zu verwenden, so daß verschiedene Wellenlängenkombinationen zum Erzeugen von Signalen zum Prüfen von Geldscheinen erzeugt werden können. Aufgrund des "Immersionseffekts", dem das Licht in der Mischkammer 34 unterliegt, ist die Position der einzelnen LED-Chips für die Systemausrichtung nicht kritisch. Im Geldscheindurchgang kann ein kollimierter Lichtstrahl erzeugt werden, der für jede Wellenlänge im wesentlichen die gleichen Eigenschaften aufweist. An die Mischkammer können zwei oder mehr Ausgangskollimatoren angeschlossen werden, wobei für jeden Kollimator wenigstens eine Austrittsöffnung vorgesehen ist, um zwei oder mehr kollimierte Lichtstrahlen zu erzeugen. Die Verwendung einer Anzahl von solchen Lichtintegratoren verringert die Anzahl der LED-Quellen, die für das Lichtquellensystem erforderlich sind. Wenn jedoch ein starker Ausgangslichtstrahl erforderlich ist, kann es günstig sein, die Anzahl der Austrittsöffnungen minimal zu halten. Die integrierende Kugel 30 kann in der Form von zwei Halbkugeln mit einer Eingangsöffnung zum Einfügen einer LED-Einheit als Lichtquelle aus Kunststoff gegossen werden. Der Ausgangskollimator kann als eigene fokussierende Linseneinheit geformt werden. Zur Beschichtung der Innenseite jeder Halbkugel ist ein dünnes Material erforderlich, damit nach dem Zusammenbau das Innere der Kugel einen Lambertschen Reflektor mit hohem Wirkungsgrad ergibt. Die Beschichtung darf keine glatte Luft/Farbe-Oberfläche aufweisen, da dies zu einer spiegelnden Reflektionskomponente führen würde, die unter großen Einfallswinkeln eine erhebliche Abweichung von einer Lambertschen Reflektion zur Folge hätte. Geeignete Beschichtungen haben eine poröse Struktur und müssen ziemlich dick sein, um eine hohe Gesamtreflektivität zu ergeben. Aufsprühbare Beschichtungen mit solchen Eigenschaften sind bei Optronics Laboratories, Inc. in Orlando, Florida erhältlich. W.L. Gore & Associates in Newark, Delaware stellen ein alternatives dünnes Blattmaterial mit diffusen Reflektionseigenschaften her, die von der Dicke der Blätter abhängen. Ein solches Material kann als dünne Lage auf die Innenfläche jeder Halbkugel aufgebracht werden, bevor diese zu einer integrierenden Kugel zusammengesetzt werden. Das Auflegen einer solchen Beschichtung auf die Innenseite einer Hohlkugel mit kleinem Durchmesser ist jedoch schwierig und aufwendig. Kugeln mit kleinen Durchmessern haben dann einen Außendurchmesser, der wesentlich größer ist als ihr Innendurchmesser.
In einem alternativen Herstellungsverfahren kann die integrierende Kugel 30 aus einem Stück eines Kunststoffs oder eines anderen geeigneten Materials hergestellt werden. Bei einer solchen Technik muß dann die reflektierende und diffuse Beschichtung durch entweder die Eingangsöffnung oder die Austrittsöffnung aufgebracht werden, damit das Innere der Kugel zu einem Lambertschen Reflektor wird.
Die 5A ist eine aufgeschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform eines Lichtmischers 30A zur Darstellung von strukturellen Einzelheiten. Der Lichtmischer kann durch Ausbilden und Zusammenbauen einer strukturellen Schale 33 aus Kunststoff, Metall oder einem anderen geeigneten Material derart hergestellt werden, daß er ein sphärisches Inneres mit wenigstens einer Eingangsöffnung 31 und wenigstens einer Austrittsöffnung 36 aufweist. Wie oben erläutert, kann im Inneren der Schale eine diffus reflektierende Auskleidung 37 hinzugefügt oder aufgebracht werden, um die Lichtmischkammer auszubilden. Alternativ kann der optische Kunststoff der Schale 33 diffus reflektierende Eigenschaften haben, so daß keine Auskleidung mit einer solchen Eigenschaft auf das Innere der Schale aufgebracht werden muß.
Zurück zur 5A. Die Lichtstrahlen 28 von einer Lichtquelle fallen irgendwann auf den Bereich der Austrittsöffnung 36 der integrierenden Kugel und treten in ein separates Ausgangsmodul oder einen Kollimator 38 aus klarem Kunststoff ein. Die optische Achse des Kollimators ist geneigt, um an einem Spiegel 29 an der Innenseite des Kollimators eine innere Totalreflexion sicherzustellen. Der Spiegel kann im wesentlichen flach oder von einer anderen Form sein. Der Kollimator richtet das Licht auf eine Öffnung in der oberen Platte 40 des Geldscheindurchgangs. Unter einer Öffnung in der unteren Platte 42 befindet sich gegenüber dem Kollimator 38 ein Detektor (nicht gezeigt), der das von einem Geldschein im Geldscheindurchgang 5 durchgelassene Licht aufnimmt.
Die 5B ist eine aufgeschnittene Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines Lichtmischers 30B zur Darstellung von strukturellen Einzelheiten. Der Lichtmischer 30B kann durch Ausbilden einer strukturellen Schale 33 aus einem optischen Kunststoffmaterial derart hergestellt werden, daß er ein sphärisches Inneres mit wenigstens einer Eingangsöffnung 31 und wenigstens einer Austrittsöffnung 36 aufweist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kollimator 38 ein integraler Teil des Lichtmischers. Eine Wand des Kollimators wird von einer Schulter 33A der Schale des Lichtmischers gebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Kollimator 38 daher ein integraler Teil einer der Halbkugeln der Schale 33.
Die 5C zeigt eine Ausführungsform eines Kollimators 41, der das Licht von einer integrierenden Kugel, das auf den Bereich 43 fällt, zum Geldscheindurchgang lenkt. Der Kollimator 41 umfaßt eine reflektierende Fläche 44 und kann als separate Komponente aus einem optischen Kunststoffmaterial geformt werden. Alternativ kann der Kollimator auch Teil der integrierenden Kugel sein. Es ist möglich, das Ausbilden einer reflektierenden Fläche 44 zu vermeiden, wenn das zur Herstellung des Kollimators verwendete Material über seine gesamte Oberfläche eine innere Totalreflexion (ITR) ermöglicht. Wie oben mit Bezug zu den 5A und 5B beschrieben, verläuft der vom Kollimator 41 erzeugte Lichtstrahl durch eine Öffnung in der oberen Platte 40 und erzeugt von der Oberseite 45 bis zur Unterseite 46 des Geldscheindurchgangs einen im wesentlichen kollimierten Lichtfleck.
Die 5D ist eine graphische Darstellung des Ausgangsstrahlprofils 47 des Kollimators 41 der 5C an der Oberseite 45 des Geldscheindurchgangs und des Strahlprofils 48 an der Unterseite 46 des Geldscheindurchgangs. Das Strahlprofil zeigt die Strahlungsintensität an der vertikalen Achse gegen den Abstand längs des Profils an der horizontalen Achse in Millimeter für einen Lichtfleck von 7,5 mm, wobei die Profile übereinandergelegt wurden, um zu zeigen, wie sich die Lichtverteilung und der Strahldurchmesser verändern. Idealerweise erzeugt die integrierende Kugel einen perfekt kollimierten Strahl im Weg des Geldscheins mit einem Durchmesser, der innerhalb 2 Prozent konstant ist, und mit einem flachen "Hutprofil", das innerhalb 2 Prozent für alle Wellenlängen über den Strahl flach und konstant ist. Ein Hutprofil ist vorzuziehen, da es einen im wesentlichen homogenen Lichtfleck mit einer ziemlich ebenen Verteilung der Lichtenergie darstellt. Die integrierende Konstruktion der oben beschriebenen Lichtmischer 30A und 30B ergibt am Ausgang für alle Wellenlängen einen im wesentlichen homogenen Lichtstrahl.
Die 5E ist eine aufgeschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Kollimators 50 mit einer Zweikomponenten-Linsenstruktur und die 5F eine graphische Darstellung 60 des Ausgangsstrahlprofils an der oberen Wand 45 und der unteren Wand 46 des Geldscheindurchgangs. Die Lichtstrahlen 51 von der Mischkammer treten durch eine Anzahl von Öffnungen im Bereich 52 in den Kollimator ein, treffen auf eine reflektierende Fläche 54 und laufen durch eine Linse 56. Die Lichtstrahlen laufen dann durch eine zweite Linse 58, die integral mit der oberen Platte 59 ausgebildet oder eine separate Linse sein kann, die an der oberen Platte 59 in der oberen Wand des Geldscheindurchgangs angebracht ist. Es sind zwei Linsen dargestellt, es können aber auch drei oder mehr Linsen verwendet werden, um den gewünschten Lichtfleck zu erhalten.
Die graphische Darstellung 60 der 5F zeigt das Ausgangsstrahlprofil 62 am Boden 46 des Geldscheinweges und das Strahlprofil 64 an der Oberseite 45 des Geldscheinwegs bei der Doppellinsen-Kollimatorstruktur 50. Wie gezeigt, stimmen beide Profile weitgehend überein, was bedeutet, daß die Stärke und Form des Lichtflecks an der Oberseite und am Boden des Geldscheindurchgangs nahezu gleich sind. Dies sind Eigenschaften eines im wesentlichen homogenen Lichtflecks. Die beiden aktiven Flächen der Konfiguration der 5E verbessern die Energieverteilung über den Strahl.
Die 5G ist eine aufgeschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Doppellinsen-Kollimatorstruktur 70, und die 5H zeigt eine graphische Darstellung des Profils des Ausgangsstrahls an der Oberseite 45 und am Boden 46 des Geldscheindurchgangs. Wie in der 5G gezeigt, treten die Lichtstrahlen 71 von der integrierenden Mischkammer (nicht gezeigt) durch eine Anzahl von Öffnungen im Bereich 72 in den Kollimator 3 ein. Die vorliegende Konfiguration enthält Komponenten zur Kontrolle des ausgestrahlten Streulichts. Das heißt, daß im Gegensatz zu der reflektierenden Beschichtung auf der Fläche 74 eine lichtabsorbierende Beschichtung in den Abschnitten 73A, 73B, 73C und 73D des Kollimators das Licht absorbiert. Das in den Kollimator eingetretene Licht wird am Abschnitt 74 reflektiert und läuft durch eine Linse 76. Der Lichtstrahl läuft dann durch eine zweite Linse 78 in der oberen Platte 79. Die obere Platte 79 enthält Licht absorbierendes Material. Bei einer möglichen Ausführungsform wird eine lichtundurchlässige Beschichtung mit Löchern darin an der Unterseite der Platte verwendet und die Linse 78 in die Oberseite der Platte 79 eingeformt. Die lichtundurchlässige Oberfläche unterliegt jedoch im normalen Gebrauch des Geldscheinprüfers einem Verschleiß und kann dadurch sogar abgetragen werden. Das Einbetten eines separaten Linsenelements 78 in eine konische Öffnung in der Platte 79 kann daher vorzuziehen sein. Die Platte 79 kann in diesem Fall aus einem lichtundurchlässigen schwarzen Kunststoff bestehen, der jedes Streulicht absorbiert.
Die 5H ist eine graphische Darstellung 80 des Ausgangsstrahlprofils 82 am Boden 46 des Geldscheinwegs und des Strahlprofils 84 an der Oberseite 45 des Geldscheinwegs bei der Doppellinsen-Kollimatorstruktur 70. Wie gezeigt stimmen die beiden Profile weitgehend überein, was eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung der Energie im Strahl anzeigt.
Die 6A ist eine Aufsicht auf ein Lichtquellensystem 90 mit einer Anzahl von sphärischen Lichtmischern 92, 94, 96 und 98 zur Erzeugung von zwölf Ausgangs-Lichtflecken. Bei dieser Ausführungsform weist jeder der Lichtmischer drei Kollimatoren 92A-C, 94A-C, 96A-C und 98A-C auf, so daß jeder Lichtmischer auf einer Fläche, die die Breite eines Dokumentdurchgangs abdeckt, drei Lichtflecken erzeugt.
Bei der Drei-Kollimator-Konstruktion der 6A sind die Ausgangsöffnungen der einzelnen integrierenden Kugeln im Abstand von 120° um den Äquator der Kugel angeordnet und liegen jeweils an der Spitze eines gleichseitigen Dreiecks. In einer Ausführungsform sind die Seiten der Dreiecke jeweils 15 mm lang, und jeder Kollimator enthält einen Umlenkspiegel, der das Licht zum Südpol der Kugel und zum Dokumentdurchgang lenkt. Die drei kollimierten Strahlen, die jede Kugel abgibt, verlaufen einander parallel und senkrecht zum Dokumentdurchgang. Das Licht der LED-Lichtquellen tritt unter einem rechten Winkel zu den Ausgangsöffnungen und parallel zu den Ausgangsstrahlen am Nordpol der Kugeln ein. Mit der beschriebenen Konfiguration ergibt sich ein System von integrierenden Kugeln mit lediglich vier LED-Sätzen, deren Versorgungsschaltungen sich auf einer gemeinsamen Leiterplatte befinden können. Folglich weist das System der 6A vorteilhafte Kosten- und Aufbaueigenschaften auf.
Es ist jedoch anzumerken, daß jeder Lichtmischer 92, 94 und 96 eine Anzahl von LED-Lichtquellen aufweisen kann. Die Lichtquellen können verschiedene Wellenlängen aussenden oder von der gleichen Wellenlänge sein, um die Ausgangsleistung bei dieser Wellenlänge zu erhöhen. Bei der Verwendung in einem Dokumentprüfer können die LED-Lichtquellen des Systems 90 nacheinander oder gleichzeitig eingeschaltet werden. Der Betrieb der Lichtquellen für die einzelnen Lichtmischer im Gesamtsystem der 6A kann von einem Mikroprozessor oder einer anderen Steuerschaltung des Dokumentprüfers gesteuert werden.
Die 6B ist eine vereinfachte Aufsicht auf eine Ausführungsform eines Lichtquellensystems 100 mit zwölf integrierenden Kugeln zur Ausbildung von zwölf Lichtflecken. Jede der integrierenden Kugeln 101 bis 112 weist einen Ausgang auf, an denen sich jeweils einer der Kollimatoren 101a bis 112a befindet. Durch die Verwendung von einer integrierenden Kugel pro Lichtfleck verringert sich die Anzahl der erforderlichen LEDs gegenüber direkten Bestrahlungsarten nicht, es wird jedoch dadurch das Licht von allen LEDs, die Licht in die Kugel strahlen, gleichmäßig gemischt. Mit der vorliegenden Anordnung unterliegt der Abstand zwischen den beiden versetzten Reihen von Lichtflecken im Gegensatz zu der Ausführungsform der 6A keinen Einschränkungen. Es kann jeder Abstand von Null (zwölf Lichtflecke in einer Linie) bis zu dem in der 6A gezeigten Abstand, bei dem benachbarte Lichtflecke in den Ecken von gleichseitigen Dreiecken liegen, gewählt werden.
Jeder Lichtmischer 101 bis 112 kann eine Anzahl von LED-Lichtquellen verschiedener Wellenlängen oder von der gleichen Wellenlänge, um die Ausgangsleistung bei dieser Wellenlänge zu erhöhen, aufweisen. Bei der Verwendung in einem Dokumentprüfer können die LED-Lichtquellen des Systems 100 nacheinander oder gleichzeitig eingeschaltet werden. Der Betrieb der Lichtquellen für die einzelnen Lichtmischer im Gesamtsystem 100 der 6B kann von einem Mikroprozessor oder einer anderen Steuerschaltung des Dokumentprüfers gesteuert werden.
Die 6C ist eine vereinfachte Aufsicht auf eine andere Ausführungsform eines Lichtquellensystems 120 mit sechs integrierenden Kugeln zur Ausbildung von zwölf Lichtflecken. Jede der integrierenden Kugeln 121 bis 126 weist zwei Ausgänge auf, an denen sich jeweils die Kollimatoren 121a, 121b bis 126a, 126b befinden. Durch die Verwendung von zwei Ausgängen an jeder integrierenden Kugel verringert sich die Anzahl der erforderlichen LEDs gegenüber direkten Bestrahlungsarten wie in den 3 und 6B um den Faktor zwei, wobei nach wie vor die Ausgangsstrahlen von allen LEDs für jeden Lichtfleck gleichmäßig vermischt werden. Es ist möglich, für Wellenlängen, bei denen die LED-Ausgangsleistung gering ist, zusätzliche LEDs hinzuzufügen. Der Abstand zwischen zwei versetzten Reihen von Lichtflecken kann zwischen einem Wert von Null (die zwölf Lichtflecken liegen in einer Linie) bis hin zu einem Abstand gewählt werden, bei dem benachbarte LEDs in den Ecken von gleichseitigen Dreiecken liegen.
Jeder Lichtmischer 121 bis 126 kann eine Anzahl von LED-Lichtquellen verschiedener Wellenlängen oder von der gleichen Wellenlänge, um die Ausgangsleistung bei dieser Wellenlänge zu erhöhen, aufweisen. Bei der Verwendung in einem Dokumentprüfer können die LED-Lichtquellen des Systems 120 nacheinander oder gleichzeitig eingeschaltet werden. Der Betrieb der Lichtquellen für die einzelnen Lichtmischer im Gesamtsystem 120 der 6C kann von einem Mikroprozessor oder einer anderen Steuerschaltung des Dokumentprüfers gesteuert werden.
Die Lichtmischersysteme der 6A bis 6C können als separate Module hergestellt werden oder zu einer Anordnung verbunden werden, um ein Quellensystem mit einer Anzahl von Lichtflecken in einem Zickzackmuster oder einer anderen Anordnung der Lichtflecke zu bilden. Die in den 6A bis 6C gezeigten Strukturen sind für die möglichen Ausgestaltungen der Lichtmischer mit jeweils einem oder mehreren Kollimatoren und einem sphärisch geformten Innenraum mit wenigstens einer Eingangsöffnung beispielhaft. Die Ausgangskollimatoren sind bei diesen Beispielen so angeordnet, daß sich quer über einen Dokumentdurchgang ein zickzackförmiges Muster von Lichtflecken ergibt. Es wird eine Anzahl von Lichtquellen verwendet, die LEDs sein können, wobei jede integrierende Kugel wenigstens eine damit verbundene Lichtquelle aufweist. Jeder der integrierenden Kugeln können zwei oder mehr Lichtquellen verschiedener Wellenlängen zugeordnet sein, die damit so verbunden sind, daß ein Mikroprozessor wahlweise verschiedene Prüfungen durchführen kann.
Das Lichtquellensystem kann so hergestellt werden, daß es zu vorhandenen Konstruktionen von Geldscheinprüfern paßt, und es kann auch kundenspezifisch ausgestaltet werden. Es können mehr oder weniger Lichtflecke vorgesehen sein, um einen Geldscheindurchgang in Querrichtung teilweise oder ganz abzudecken.
Die 7A ist eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht und die 7B eine seitliche Querschnittansicht eines zylindrischen integrierenden Lichtmischers 130. Der zylindrische Mischer weist wenigstens eine Eingangsöffnung 132 und einen Schlitzausgang 134 auf. Eine zylindrische Lichtmischkammer 136 weist einen diffus reflektierenden Innenraum auf, und das Licht läuft durch einen Kollimator 138, um einen Schlitzausgang für das Licht zu erhalten, der etwa 90 mm lang ist. Mit der Eingangsöffnung 132 kann eine bündelförmige Lichtquelle (nicht gezeigt) verbunden sein.
Die integrierende Zylinderstruktur 130 ist in der Herstellung weniger aufwendig als eine Reihe von integrierenden Kugeln. Außerdem ist die Anzahl der zur Beleuchtung erforderlichen Sätze von LED-Chips unabhängig von der Anzahl der beleuchteten Lichtflecke. Die Anzahl der erforderlichen LED-Chips für jede Wellenlänge entspricht der zur Erzeugung der Beleuchtung entlang des Ausgangsschlitzes mit ausreichender Gleichmäßigkeit und ausreichender Strahlungsintensität erforderlichen Anzahl. Es ist daher möglich, die Anzahl der für eine gegebene Licht-Ausgangsleistung bei einer bestimmten Wellenlänge erforderlichen Chips zu begrenzen. Bei einem Schlitzausgang ist das Ausgangslicht jedoch nur in einer Achse kollimiert, was möglicherweise für einige Geldscheinprüfprozesse nicht geeignet ist.
Die 8 ist eine vereinfachte aufgeschnittene Aufsicht auf eine andere Ausführungsform eines zylindrischen Lichtmischers 150 mit wenigstens einem damit verbundenen Kollimator 152. In dieser Ausführungsform sind mehrere Kollimatoren über die Länge des Zylinders angeordnet, um ein Punktmuster zu erzeugen. Bei dem in der 8A gezeigten Beispiel sind abwechselnd auf den gegenüberliegende Seiten des Zylinders zwölf Austrittsöffnungen 156 angeordnet. Durch eine solche Konfiguration werden die Aus gangsstrahlen im Geldscheinweg gut getrennt. Als Folge davon können jedoch die Austrittsöffnungen auf der einen Seite des Zylinders in Bereichen liegen, von denen die gegenüberliegende Seite Licht bezieht, wodurch die Lichtverteilung und das insgesamt abgegebene Licht ungünstig beeinflußt werden können.
Die 9 ist eine Schnittansicht des zylindrischen Lichtmischers 150 längs der gestrichelten Linie 9-9 der 8, die eine mögliche Konfiguration zeigt. Der Zylinder 150 weist wenigstens eine Eingangsöffnung 154, die ein Schlitz sein kann, der über die Länge des Kollimators verläuft, und wenigstens eine Austrittsöffnung 156 für jeden Kollimator auf. Das Innere des Zylinders ist mit einer diffus reflektierenden Beschichtung ausgekleidet, die das Licht von der Lichtquelle oder von den Quellen vielfach reflektiert. Mit der Eingangsöffnung 154 kann ein Bündel aus optischen Lichtquellenfasern verbunden sein. Die aus den Kollimatoren 152 austretenden, im wesentlichen homogenen Lichtflecke können auf Empfänger 20 treffen, die auf der gegenüberliegenden Seite des Dokumentdurchgangs eines Dokumentprüfers angeordnet sind.
Die 10 ist eine vereinfachte aufgeschnittene Darstellung einer alternativen Ausführungsform eines Lichtmischzylinders 170, der dem der 8 ähnlich ist, wobei jedoch alle Austrittsöffnungsbereiche 171 auf einer Seite des Zylinders angeordnet sind. Alternierend sind mit den Austrittsöffnungsbereichen und mit Kollimatoren 173 Lichtröhren 172 verbunden, die das Licht vom zylindrischen Mischer 170 zu den Kollimatoren leiten. Die Kollimatoren 174 sind direkt mit dem zylindrischen Mischer 170 verbunden. Die Positionen der Kollimatoren 173 und 174 bilden für die Verwendung beim Prüfen von Geldscheinen ein bestimmtes Muster an Lichtflecken, in der 10 ein Zickzackmuster. Die Lichtröhren ermöglichen es, daß alle Austrittsöffnungen sich auf der gleichen Seite des Zylinders befinden, wodurch das Problem der ungünstigen Beeinflussung des Lichts in der Mischkammer beseitigt wird, das mit Austrittsöffnungen auf den gegenüberliegenden Seiten des Zylinders auftreten kann.
Die zylindrischen Lichtmischer der 8 bis 10 können durch das Ausbilden einer strukturellen Schale aus einem geeigneten Material wie Kunststoff oder Metall mit einem zylindrischen Innenraum und wenigstens einer Eingangsöffnung sowie wenigstens einer Austrittsöffnung aufgebaut werden. Im Inneren der Schale kann eine diffus reflektierende Auskleidung aufgebracht werden, um eine Lichtmischkammer auszubilden. Mit jeder Eingangsöffnung wird dann wenigstens eine Lichtquelle verbunden und mit der Ausgangsöffnung wenigstens ein Kollimator.
Die 11 ist eine aufgeschnittene Seitenansicht eines Lichtmischers 180, der aus einem massiven Block eines optischen Kunststoffmaterials wie Spectralon^TM herausgearbeitet wurde. Ein solcher Lichtmischer besitzt einen inneren reflektierenden Hohlraum, der sphärisch oder zylindrisch sein kann. In dem Block sind wenigstens eine Eingangsöffnung 181 und wenigstens ein Austrittsöffnungsbereich 182 ausgebildet, wobei im Austrittsöffnungsbereich wenigstens ein Kollimator 184 angeordnet ist. Mit der Eingangsöffnung 181 kann ein Lichtleiterbündel oder eine andere Lichtquelle verbunden sein. Ebenfalls darge stellt sind eine obere Platte 186, der Geldscheindurchgang 5, eine untere Platte 188 und ein Lichtempfänger 20.
Die 12 zeigt eine integrierende Anordnung 200 mit festem Kern, wobei der integrierende Lichtmischer die Form eines Integrators 202 mit festem Kern hat. Eine integrierende Kugel 202 mit einem massiven Acrylkern kann zu einer Lichtquelleneinrichtung oder einer "Kanne" 201 ausgebildet werden, die ein LED-Quellenarray mit zwei oder mehr LEDs beinhaltet und ein Fenster (nicht gezeigt) aufweist, um Licht in den festen Kern zu leiten. Die Kanne 201 kann einen elektrischen Anschluß zum Anbringen einer Leiterplatte (nicht gezeigt) umfassen. Eine Ausführungsform der integrierenden Kugel 202 mit festem Kern weist einen Durchmesser "d" in der Größenordnung von 7 mm, einen Lichteingangsöffnungsbereich 205 und einen Austrittsbereich 206 mit wenigstens einer Austrittsöffnung auf. Auf die Außenseite des festen Kerns 202 kann mit Ausnahme des Eingangsbereichs 205 und des Ausgangsbereichs 206 eine diffus reflektierende, dünne weiße Lackschicht 203 aufgebracht sein.
Eine Ausführungsform einer Lichtlenkeinrichtung 207 kann eine Acrylhalbkugel sein, die im Austrittsbereich 206 an die den festen Kern bildende Kugel 202 angeklebt ist. Für die Lichtlenkeinrichtung 207 wird zwar eine im wesentlichen halbkugelige Form empfohlen, es können jedoch auch andere Formen herangezogen werden. Die Lichtlenkeinrichtung 207 weist einen Austrittsbereich 208 auf, durch den Lichtenergie innerhalb eines Sammelwinkels austritt. Die sphärische Oberfläche 209 der Lichtlenkeinrichtung 207 kann mit Ausnahme des Austrittsbereichs 208 verspiegelt sein, wobei die flache Seite 210 mit Ausnahme des Bereichs der Ausgangsbereichs 206 der festen Kugel geschwärzt ist. Durch die Lichtlenkeinrichtung 207 wird das Licht innerhalb des Sammelwinkels aus der Öffnung des Austrittsbereichs 206 zu einem Umlenkspiegel 212 geführt, der das Licht zu einem asphärischen Kollimator 214 umlenkt. Der Kollimator 214 kann in die obere Platte 216 über dem Geldscheindurchgang 5 eingebaut sein. Das halbkugelige Element 207 leitet Licht außerhalb des Sammelwinkels des Kollimators in die integrierende Kugel 202 zurück, um den "Gewinn" der integrierenden Kugel zu erhöhen. Bei der gezeigten Ausführungsform werden etwa 85 % der Energie zurückgewonnen, die den Austrittsbereich 206 verläßt. Die Integratoranordnung 200 mit festem Kern erzeugt über den Geldscheindurchgang 5 einen im wesentlichen homogenen Lichtfleck, der durch die untere Platte 218 auf einen Empfänger (nicht gezeigt) fällt.
Das Kernmaterial der festen integrierenden Kugel 202 und der Halbkugel 207 kann klares optisches Glas oder Kunststoff sein. Vorzugsweise weist das Material einen relativ kleinen Brechungsindex auf. Acryl (PMMA oder Polymethylmethacrylat) ist ein geeignetes Material, da es in Stabform und in Kugelform zur Verfügung steht. Für die Verwendung bei der Dokumentprüfung sind Kugeln oder Stäbe mit einem Durchmesser im Bereich von 7 mm bis 15 mm geeignet.
Da ein diffuses Ausgangssignal erzeugt werden soll, sind die optischen Anforderungen an das Kernmaterial nicht außergewöhnlich hoch. Das Material soll so wenig Licht wie möglich absorbieren, und es sollte frei von Schlieren sein. Die Homogenität des Brechungsindexes und die Oberflächenrauhigkeit sind jedoch nicht kritisch. Eine Einrichtung mit festem Kern kann aus einem Stück hergestellt werden, während die Schale eines Integrators mit hohlem Kern aus zwei Teilen hergestellt werden muß, da bei der Herstellung zur Beschichtung ein Zugang zum Inneren vorhanden sein muß. Ein Integrator mit festem Kern sollte daher die kleineren Herstellungskosten aufweisen.
Die Diffusorfarbe für die Außenseite eines festen Integrators besteht aus kleinen Streuteilchen in einer Basis mit im wesentlichen dem gleichen Brechungsindex wie das optische Kemmaterial. Ein durch Tauchen aufgebrachter weißer Acryllack ist geeignet. Es kann auch eine dünne Streubeschichtung auf einer spiegelnd reflektierenden Schicht aus Aluminium und dergleichen verwendet werden. Zum Schutz vor Umwelteinflüssen und Beschädigungen beim Zusammenbau kann eine weitere äußere Schutzschicht erforderlich sein. Zum Beispiel kann eine äußere Schutzschicht aus Epoxidlack oder einem anderen harten Material aufgebracht werden, die die optische Beschichtung schützt. Ein fester Integrator dieser Art kann widerstandsfähiger und kompakter sein als eine integrierende Hohlkugel.
Der Brechungsindex einer Kugel mit festem Kern liegt über Eins, wodurch die Systemeigenschaften auf zwei Arten beeinflußt werden. Erstens koppelt die ganze äußere Halbkugel aufgrund der Brechung an der Luft/Glas-Grenzfläche an einen kleinen inneren Kegelwinkel an. Zweitens ist die dielektrische Luft/Glas-Reflektivität eine Quelle von Durchgangsverlusten. Diese Verluste können durch AR-Beschichtungen an den Eingangs- und Austrittsöffnungen verringert werden. Diese Lösung funktioniert jedoch nicht besonders gut bei den großen Kegelwinkeln, die für die Maximierung der Ankopplung des Lichts von einer LED-Lichtquelle an die Lichtflecke im Dokumentweg erwünscht sind. Die Verwendung eines Kernmaterials mit kleinem Brechungsindex wie Acryl kann dafür geeignet sein.
Das Problem der Eingangsankopplung kann dadurch gelöst werden, daß der LED-Chip in ein Kunststoffmaterial mit einem ähnlichen Brechungsindex wie das Kemmaterial eingetaucht und dann die LED-Einheit an den Kern des Integrators angeklebt wird. Mit einer solchen Herstellung wird der maximal mögliche Wirkungsgrad bei der Einkopplung des LED-Ausgangssignals in den Integrator erreicht. Eine geklebte, hoch wirksame, kleine Verbindungsfläche zwischen dem LED-Chip und dem Integrator ist für eine gute Leistung des Integrators/Illuminators wichtig.
Die Ausgangsankopplung ist ein etwas anderes Problem. Die Verluste an der Luft/Glas-Grenzfläche können zwar durch eine AR-Beschichtung etwas verringert werden, das größere Problem ist jedoch, daß das Ausgangslicht in die ganze Halbkugel austritt. Wenn die Kollimatorlinse nicht einer Immersionsmikroskoplinse mit einer hohen numerischen Apertur gleichwertig ist, geht daher ein wesentlicher Teil des Ausgangslichts am Sammelkegel des Kollimators vorbei.
Der sphärische Integrator 200 mit festem Kern kann im wesentlichen die gleichen Abmessungen aufweisen wie jeder der Integratoren mit hohlem Kern des Systems der 6C mit zwei Austrittsöffnungen pro Kugel, so daß der sphärische Integrator 200 bei dem System der 6B angewendet werden kann. Das System der 6A erfordert jedoch etwas kleinere integrierende Kugeln, weshalb die integrierende Kugel mit festem Kern für diese Anordnung nicht geeignet ist. Jeder sphärische Integrator mit mehr als einem Ausgang erfordert einen Umlenkspiegel im Ausgangskollimator. Bei nur einem einzigen Ausgang wie in der 6B kann der Umlenkspiegel weggelassen werden. Dies funktioniert am besten bei Ausgangs-Lichtflecken in einer Reihe, da dann die Anschlüsse aller LED-Einheiten in einer einzigen Ebene liegen, die senkrecht zum Papierweg liegt.
Die 13 zeigt eine Ausführungsform eines zylindrischen Integratorsystems 250, das im Geldscheinweg 5 eine Reihe von zwölf Punkten erzeugt. Mit einem Zylinder 252 sind sechs LED-Lichtquelleneinheiten 254 bis 259 verbunden und zwölf halbkugelige Elemente 260 bis 271. Jedes halbkugelige Element hat einen Durchmesser, der kleiner ist als der Mittenabstand der Lichtflecke von 7,5 mm, und alle zwölf Halbkugeln können aus einem Kunststoffteil bestehen. Durch eine solche Ausgestaltung werden die Herstellungs- und Beschichtungsprozesse vereinfacht, und auch die Endmontage des Systems wird einfacher. Der Durchmesser des Zylinders wird nicht durch den Abstand der Ausgangs-Lichtflecke eingeschränkt und kann zum Beispiel, wie in der 13 gezeigt, 10 mm betragen. Es ist ein Umlenkspiegel 274 vorgesehen, so daß die LED-Anschlüsse in der Ebene liegen, die parallel zum Papierweg verläuft. Wenn die Anschlüsse in der Ebene senkrecht zum Papierweg liegen, kann der Umlenkspiegel weggelassen werden. Es ist auch eine Anzahl von asphärischen Linsen 280 bis 291 dargstellt, die in die obere Platte 292 über dem Geldscheinweg 5 eingearbeitet sind.
Bei den zylindrischen Integratoren können Abringungstechniken angewendet werden, die den oben beschriebenen ähnlich sind. In einer Ausführungsform weist eine Seite des Zylinders eine angegossene oder angearbeitete flache Seite mit Öffnungen in der Beschichtung auf, in die die LED-Einheiten eingeklebt sind. (Die LED-Einheit kann eine lineare Anordnung sein, die sich fast über die ganze Länge des Zylinders erstreckt.) Der Zylinder kann mit Zubehör klein genug sein, um mit einem linearen Anschluß vereint zu werden, der zu einem linearen Anschluß auf einer Leitplatte paßt.
Es wurde eine Anzahl von Vorrichtungen gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Der Fachmann kann Modifikationen vorsehen, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen; wie er in den Patentansprüchen definiert ist.

Claims

Subsystem zum Prüfen von Dokumenten mit (i) einem Lichtmischer (30) zum Erzeugen wenigstens eines im wesentlichen homogenen Lichtflecks, wobei der Lichtmischer eine Lichtmischkammer (34), wenigstens eine der Mischkanmer (34) zugeordnete Eingangsöffnung (31) zur Aufnahme wenigstens einer Lichtquelle (32) und wenigstens eine der Mischkammer zugeordnete Austrittsöffnung (36) aufweist; mit (ii) wenigstens einem Lichtempfänger (20); und mit (iii) einem Dokumentdurchgang; gekennzeichnet durch (iv) wenigstens einen Kollimator (38) mit wenigstens einer reflektierenden Fläche (44), wobei der Kollimator an die wenigstens eine Austrittsöffnung (36) angeschlossen und so ausgelegt ist, daß er an der wenigstens einen Austrittsöffnung (36) des Lichtmischers austretendes Licht auf den Dokumentdurchgang reflektiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lichtmischkammer an der Innenfläche eine diffus reflektierende Auskleidung (35) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kollimator (38) einen Spiegel (29) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei in der Eingangsöffnung eine Anzahl von LED-Lichtquellen (32) untergebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei wenigstens zwei Lichtquellen (32) unterschiedliche Wellenlängen aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Lichtquellen (32) von der gleichen Wellenlänge sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die LED-Lichtquellen (32) nacheinander einschaltbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die LED-Lichtquellen (32) gleichzeitig einschaltbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Mischkammer mehrere Austrittsöffnungen (36) zugeordnet sind und an die Austrittsöffnungen mehrere Kollimatoren (38) angeschlossen sind, um mehrere im wesentlichen homogene Lichtflecken zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei wenigstens ein Kollimator wenigstens eine Linse (39) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, mit ferner wenigstens einer Linsenkomponente (58), die an einer oberen Platte (59) eines Dokumentdurchgangs angebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Lichtmischeranordnung mit einer Anzahl von Lichtmischern (30) mit jeweils wenigstens einer Eingangsöffnung (31), wenigstens einer Austrittsöffnung (36) und wenigstens einen an eine Öffnung angeschlossenen Kollimator (38), wobei die Lichtmischer so angeordnet sind, daß sie einen die gesamte Breite eines Dokumentdurchgangs abdeckenden Ausgangslichtfleck erzeugen, und mit einer Anzahl von Lichtquellen (32), von denen wenigstens eine an jeweils eine Eingangsöffnung (31) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Lichtmischeranordnung modular aufgebaut ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lichtmischer einen Zylinder (130) mit einem Hohlraum und wenigstens einer Eingangsöffnung (132) und einem Austrittsschlitz (134), wobei im Hohlraum eine reflektierende und diffuse Beschichtung aufgetragen und dem Ausgangsschlitz wenigstens ein Kollimator (138) zugeordnet ist; und wenigstens eine mit der Eingangsöffnung verbundene Lichtquelle umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lichtmischer einen Zylinder (150) mit einem Hohlraum und wenigstens einer Eingangsöffnung (154) und einer Anzahl von Austrittsöffnungen (150) zur Erzeugung einer Anzahl von im wesentlichen homogenen Lichtflecken, wobei im Hohlraum eine reflektierende und diffuse Beschichtung aufgetragen ist und an den Austrittsöffnungen mehrere Kollimatoren (152) angebracht sind; und wenigstens eine mit der Eingangsöffnung verbundene Lichtquelle umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 15 mit wenigstens einem Lichtrohr (172), das mit einem ersten Ende mit einer Austrittsöffnung und mit einem zweiten Ende mit einem Kollimator (173) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lichtmischer einen Block (180) aus einem optischen Material mit einem Hohlraum mit innen einer reflektierenden und diffusen Oberfläche, wenigstens einer Eingangsöffnung (181) und wenigstens einer Austrittsöffnung (182); wenigstens einen Kollimator (184), der zur Erzeugung wenigstens eines im wesentlichen homogenen Lichtflecks an der Austrittsöffnung angebracht ist; und wenigstens eine an die Eingangsöffnung angeschlossene Lichtquelle umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lichtmischer eine Lichtmischkammer (202) mit festem Kern und einer außenseitigen Beschichtung (203) mit diffus reflektierenden Eigenschaften umfaßt, wobei die Beschichtung wenigstens einen Eingangsbereich (205) zur Aufnahme wenigstens einer Lichtquelle (201), wenigstens einen Austrittsbereich (206) und wenigstens eine an den Austrittsbereich angeschlossene Lichtlenkeinrichtung (207) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Lichtlenkeinrichtung (207) einen Austrittsbereich (208) zum Lenken von Licht und eine reflektierende Oberfläche (209) zum Rückführen von Lichtenergie in die Mischkammer aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Lichtlenkeinrichtung (207) im wesentlichen halbkugelförmig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18 mit wenigstens einer an den Eingangsbereich (205) angeschlossenen Lichtquelleneinrichtung (201).
Vorrichtung nach Anspruch 18 mit einem flachen Spiegel (212) zum Umlenken von Licht von der Lichtlenkeinrichtung (207).
Vorrichtung nach Anspruch 18 mit wenigstens einer Kollimatorlinse (214), die an eine Platte eines Dokumentdurchgangs angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Lichtmischkammer (202) kugelförmig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Lichtmischkammer (202) zylindrisch ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25 mit einer mit der Mischkammer verbundenen linearen Lichtquellenanordnung.
Verfahren zum Aufbau eines Subsystems zur Prüfung von Dokumenten, wobei die Komponenten von Anspruch 1 zusammengesetzt werden und dadurch der Lichtmischer (30) zur Erzeugung wenigstens eines im wesentlichen homogenen Lichtflecks aufgebaut wird; die Lichtquelle (32) mit dem Lichtmischer (30) verbunden wird; der Lichtmischer (30) und die Quelle (32) mit einer Wand eines Dokumentdurchgangs verbunden werden; und ein Lichtempfänger (20) mit der Wand des Dokumentdurchgangs verbunden wird, der ein von dem im wesentlichen homogenen Fleck stammendes Lichtsignal aufnimmt.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei der Lichtmischer dadurch aufgebaut wird, daß die Kammer (34) mit der wenigstens einen Eingangsöffnung (31) und der wenigstens einen Austrittsöffnung ausgeformt wird; auf eine Innenfläche der Kammer eine diffus reflektierende Beschichtung (35) aufgebracht wird; und daß der wenigstens eine Kollimator (38) mit der wenigstens einen Austrittsöffnung (36) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei die Kammer in Form zweier Halbkugeln gegossen wird.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei an dem wenigstens einen Kollimator (38) ein Spiegel (29) zum Umlenken von Licht angebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei ferner an dem wenigstens einen Kollimator eine Linse (39) angebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei der Lichtmischer dadurch aufgebaut wird, daß die Lichtmischkammer (34) aus einem optischen Kunststoffinaterial geformt wird, wobei die Kammer die wenigstens eine Eingangsöffnung (31) und die wenigstens eine Austrittsöffnung (36) aufweist; und daß der wenigstens eine Kollimator (38) mit der wenigstens einen Austrittsöffnung (36) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei ferner an dem Kollimator (38) eine Linse (39) angebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei der Lichtmischer mit einer Wand eines Dokumentdurchgangs verbunden wird, wobei der Lichtmischer in der Lage ist, den wenigstens einen im wesentlichen homogenen Lichtfleck zu erzeugen, und wobei der Lichtmischer dadurch ausgebildet wird, daß in einen Block (180) aus einem optischen Material ein Hohlraum geschnitten wird, der reflektierende und diffuse Eigenschaften aufweist; und daß im Anschluß an den Hohlraum die wenigstens eine Eingangsöffnung (181) und die wenigstens eine Austrittsöffnung (182) ausgebildet werden, wobei die wenigstens eine Lichtquelle mit jeder Eingangsöffnung (181) verbunden wird und der wenigstens eine Kollimator (184) mit der Austrittsöffnung verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei ein Lichtmischer (202) mit festem Kern dadurch erzeugt wird, daß die Lichtmischkammer aus einem optischen Material ausgebildet, die Kammer mit einem Material (203) mit reflektierenden und diffusen Eigenschaften beschichtet, der wenigstens eine Eingangsbereich (205) und der wenigstens eine Austrittsbereich ausgebildet und mit jedem Austrittsbereich eine Lichtlenkeinrichtung verbunden wird, und der Lichtmischer mit festem Kern mit einer Wand eines Dokumentdurchgangs verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 35, wobei ferner auf das Beschichtungsmaterial eine äußere Schutzschicht aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 35, wobei ferner mit jedem Eingangsbereich (205) wenigstens eine Lichtquelle (201) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 35, wobei die Lichtlenkeinrichtung (207) Licht innerhalb eines Sammelwinkels zum Dokumentdurchgang lenkt und außerhalb des Sammelwinkels Lichtenergie zurück in die Mischkammer reflektiert.
Verfahren nach Anspruch 35, wobei die Lichtmischkammer (202) kugelförmig ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 35, wobei die Lichtmischkammer (202) zylindrisch ausgebildet wird.