EP2282298A2 - Apparatus and method for examining value documents - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Prüfung insbesondere von lumineszierenden Wertdokumenten, wobei das Wertdokument mit Licht bestrahlt und die vom Wertdokument ausgehende Lumineszenzstrahlung spektral aufgelöst erfaßt wird.The invention relates to a device and a method for testing, in particular, luminescent value documents, wherein the value document is irradiated with light and the luminescence radiation emanating from the value document is detected spectrally resolved.
Solche lumineszierende Wertdokumente können z.B. Banknoten, Schecks, Coupons oder Chipkarten sein. Obwohl nicht darauf beschränkt, beschäftigt sich die vorliegende Erfindung vor allem mit der Prüfung von Banknoten. Diese enthalten typischerweise im Papier oder in der Druckfarbe einen Merkmalsstoff oder eine Mischung von mehreren Merkmalsstoffen, die ein Lumineszenzverhalten zeigen, wie z.B. fluoreszieren oder phosphoreszieren.Such luminescent value documents may e.g. Banknotes, checks, coupons or chip cards. Although not limited thereto, the present invention is primarily concerned with the validation of banknotes. These typically contain in the paper or in the ink a feature substance or a mixture of several feature substances which exhibit a luminescent behavior, such as e.g. fluoresce or phosphoresce.
Es gibt eine Reihe von bekannten Systemen zur Echtheitsprüfung solcher Wertdokumente. Ein System ist beispielsweise aus der
Dieses System arbeitet in den meisten Fällen sehr zuverlässig. Allerdings besteht Bedarf nach einem Lumineszenzsensor, der noch kompakter konstruiert und auch bei sehr geringen Intensitäten der zu erfassenden Lumineszenzstrahlung noch ausreichend zuverlässig prüfen kann.This system works very reliably in most cases. However, there is a need for a luminescence sensor which is even more compact in design and can still test sufficiently reliably even at very low intensities of the luminescence radiation to be detected.
Davon ausgehend ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Prüfung von lumineszierenden Wertdokumenten bereitzustellen, welche eine sichere Prüfung mit einem kompakten Lumineszenzsensor ermöglichen.On this basis, an object of the present invention, an apparatus and a method for testing luminescent value documents to provide a safe test with a compact luminescence sensor.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgende Beschreibung erläutern bevorzugte Ausgestaltungen.This object is solved by the independent claims. The dependent claims and the following description illustrate preferred embodiments.
Indem das in eine Transportrichtung am Lumineszenzsensor vorbeitransportierte zu prüfende Wertdokument mit einer Beleuchtungsfläche beleuchtet wird, die sich in die Transportrichtung erstreckt, ist eine effektive Messung auch von Wertdokumenten möglich, die nur sehr wenig Lumineszenzstrahlung emittieren. Dadurch wird insbesondere die Messung von Phosphoreszenzstrahlung wesentlich verbessert.By illuminating the document of value to be checked, which is transported past in a transport direction on the luminescence sensor, with an illumination surface which extends in the transport direction, an effective measurement of documents of value which emit only very little luminescence radiation is possible. As a result, in particular the measurement of phosphorescence radiation is substantially improved.
Es sei besonders betont, daß die Merkmale der abhängigen Ansprüche und der in der nachstehenden Beschreibung genannten Ausführungsbeispiele in Kombination oder auch unabhängig voneinander und vom Gegenstand der Hauptansprüche, d.h. z.B. auch bei Vorrichtungen, die keine in Transportrichtung sich erstreckende Beleuchtungsfläche erzeugen oder eine Messung von anderer Strahlung als Lumineszenzstrahlung durchführen, vorteilhaft verwendet werden können.It should be particularly emphasized that the features of the dependent claims and the embodiments mentioned in the following description, taken in combination or independently of one another and the subject of the main claims, i. e.g. Even with devices that produce no in the transport direction extending illumination surface or perform a measurement of radiation other than luminescence, can be used advantageously.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen exemplarisch näher erläutert. Dabei zeigt
- Fig. 1
- eine schematische Ansicht einer Banknotensortiervorrichtung;
- Fig. 2
- eine schematische Ansicht von der Seite auf das Innere eines erfin- dungsgemäßen Lumineszenzsensors, der in der Banknotensortiervor- richtung nach
Fig. 1 eingesetzt werden kann; - Fig. 3
- Bauteile des Lumineszenzsensors der
Fig. 2 in Aufsicht; - Fig. 4
- eine schematische Ansicht von der Seite auf das Innere eines alterna- tiven erfindungsgemäßen Lumineszenzsensors, der in der Banknoten- sortiervorrichtung nach
Fig. 1 eingesetzt werden kann; - Fig. 5
- eine schematische Ansicht einer Banknote zur Erläuterung der Ver- wendung des Lumineszenzsensors der
Fig. 2 und3 ; - Fig. 6
- eine Ansicht von oben auf ein Beispiel einer Detektorzeile zur Ver- wendung im Lumineszenzsensor der
Fig. 2 ; - Fig. 7
- eine Ansicht von oben auf ein weiteres Beispiel einer Detektorzeile zur Verwendung im Lumineszenzsensor der
Fig. 2 ; - Fig. 8
- eine Querschnittsansicht entlang der Linie I-I in
Fig. 7 ; - Fig. 9
- eine schematische Darstellung zur Auslesung der Daten aus einer De- tektorzeile des Lumineszenzsensors der
Fig. 2 oderFig. 4 ; - Fig. 10
- eine schematische Ansicht von der Seite auf das Innere eines alterna- tiven erfindungsgemäßen Lumineszenzsensors;
- Fig. 11
- eine schematische Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Lumines- zenzsensor mit externer Lichtquelle;
- Fig. 12
- eine schematische Ansicht auf einen Teil eines weiteren erfindungs- gemäßen Lumineszenzsensors und
- Fig. 13
- eine schematische Ansicht auf einen Detektorteil noch eines weiteren erfindungsgemäßen Lumineszenzsensors.
- Fig. 1
- a schematic view of a banknote sorting device;
- Fig. 2
- a schematic view from the side of the interior of a luminescence according to the invention, in the Banknotensortiervor- direction according to
Fig. 1 can be used; - Fig. 3
- Components of the luminescence sensor of
Fig. 2 in supervision; - Fig. 4
- a schematic view from the side of the interior of an alternative luminescence according to the invention, in the banknote sorting apparatus according to
Fig. 1 can be used; - Fig. 5
- a schematic view of a banknote for explaining the use of the luminescence of the
Fig. 2 and3 ; - Fig. 6
- a top view of an example of a detector array for use in the luminescence of the
Fig. 2 ; - Fig. 7
- a top view of another example of a detector line for use in the luminescence of the
Fig. 2 ; - Fig. 8
- a cross-sectional view taken along the line II in FIG
Fig. 7 ; - Fig. 9
- a schematic representation for reading the data from a detector tektorzeile the luminescence of the
Fig. 2 orFig. 4 ; - Fig. 10
- a schematic view from the side of the interior of an alternative inventive luminescence sensor;
- Fig. 11
- a schematic view of a luminescence sensor according to the invention with external light source;
- Fig. 12
- a schematic view of a part of another inventive luminescence and
- Fig. 13
- a schematic view of a detector part of yet another inventive luminescence sensor.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen können in allen Arten von Vorrichtungen verwendet werden, in denen optische Strahlung, insbesondere Lumineszenzstrahlung geprüft wird. Obwohl nicht darauf beschränkt, wird im folgenden als bevorzugte Variante die Prüfung von Banknoten in Banknotenbearbeitungsvorrichtungen beschrieben, die beispielsweise zum Zählen und/oder Sortieren und/oder Einzahlen und/oder Auszahlen von Banknoten dienen können.The devices according to the invention can be used in all types of devices in which optical radiation, in particular luminescence radiation, is tested. Although not limited thereto, the following describes as a preferred variant the checking of banknotes in banknote processing devices, which can serve, for example, for counting and / or sorting and / or depositing and / or paying out banknotes.
In der
Wie bereits erwähnt wurde, kann die Sensoreinrichtung 6 unterschiedliche Sensormodule aufweisen. Ausgezeichnet ist die Sensoreinrichtung 6 dabei insbesondere durch ein Sensormodul 12 zur Prüfung von Lumineszenzstrahlung, das nachfolgend kurz Lumineszenzsensor 12 genannt wird.
Der Lumineszenzsensor 12 weist im speziellen in einem gemeinsamen Gehäuse 13 sowohl eine oder mehrere Lichtquellen 14 zur Anregung von Lumineszenzstrahlung, als auch einen Detektor 30, bevorzugt ein Spektrometer 30 zur spektral zerlegten Erfassung des Lumineszenzlichts auf. Das Gehäuse 13 ist so verschlossen, daß ein unerlaubter Zugriff auf die darin enthaltenen Komponenten nicht ohne Beschädigung des Gehäuses 13 möglich ist.The
Die Lichtquelle 14 kann z. B. eine LED, vorzugsweise aber eine Laserlichtquelle wie eine Laserdiode 14 sein. Die Laserdiode 14 kann eine oder mehrere unterschiedliche Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche emittieren. Wird mit mehreren unterschiedlichen Wellenlängen bzw. Wellenlängenbereichen gearbeitet, kann auch vorgesehen sein, daß es im selben Lichtquellengehäuse oder in separaten Lichtquellengehäusen, d.h. separaten Lichtquellenmodulen, mehrere Lichtquellen 14 für unterschiedliche Wellenlängen bzw. Wellenlängenbereiche gibt, die z.B. nebeneinander angeordnet sind und vorzugsweise paralleles Licht ausstrahlen, das auf die gleiche Stelle oder benachbarte Stellen der Banknote BN projiziert werden kann.The
Sofern die Lichtquellen 14 Licht mehrere unterschiedliche Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche emittieren können, kann vorgesehen sein, daß die einzelnen Wellenlängen bzw. Wellenlängenbereiche selektiv aktivierbar sind.If the
Eine weitere Variante wird nachfolgend anhand von
Das von der Laserdiode 14 ausgehende Licht wird mittels einer Abbildungsoptik 15, 16, 17 auf eine zu prüfende Banknote gestrahlt. Die Abbildungsoptik umfaßt eine Kollimatorlinse 15, einen Umlenkspiegel als Strahlteiler 16, insbesondere einen dichroitischen Strahlteiler 16, der den von der Laserdiode 14 ausgehenden und durch die Kollimatorlinse 15 geformten Laserstrahl um 90° umlenkt, sowie eine Kondensorlinse 17 mit großem Öffnungswinkel, welche den umgelenkten Laserstrahl durch ein Frontglas 18 vorzugsweise senkrecht auf die mittels des Transportsystems 5 in Richtung T vorbeitransportierte zu prüfende Banknote BN abbildet und damit die Banknote BN zur Emission von Lumineszenzstrahlung anregt.The light emanating from the
Mit Hilfe des Spektrometers 30 wird dann die von der beleuchteten Banknote BN ausgehende Lumineszenzstrahlung vorzugsweise ebenfalls in senkrechter Richtung, d.h. koaxial zum Anregungslicht erfaßt. Dies führt zu einer geringeren Störempfindlichkeit durch Lagetoleranzen der vorbeitransportierten Banknoten BN auf die Messungen als bei der schrägen Beleuchtung z.B. nach
Die Optik zur Abbildung der Lumineszenzstrahlung auf eine photosensitive Detektoreinheit 21 umfaßt dabei ebenfalls das Frontglas 18, die Kondensorlinse 17 und den für die zu messende Lumineszenzstrahlung zumindest teilweise transparenten Spiegel 16. Zudem weist die Optik nachfolgend eine weitere Kondensorlinse 19 mit großer Öffnung, ein anschließendes Filter 20, das zur Blockierung der Beleuchtungswellenlänge der Lichtquelle 14 und anderer nicht zu messender Wellenlängen ausgelegt ist, und einen Umlenkspiegel 23 auf. Der Umlenkspiegel 23 dient einer Faltung des Strahlengangs und einer Umlenkung der zu messenden Lumineszenzstrahlung hin auf ein abbildendes Gitter 24 oder eine andere Einrichtung zur Spektralzerlegung 24. Der Umlenkspiegel wird für einen möglichst kompakten Aufbau vorteilhaft parallel oder nahezu parallel zur Bildebene des Spektrometers angebracht (Winkel < 15 Grad). Das abbildende Gitter 24 weist dabei ein wellenlängendispergierendes Element mit Hohlspiegel 26 auf, das vorzugsweise die Lumineszenzstrahlung erster Ordnung oder minus erster Ordnung auf die Detektoreinheit 21 hin abbildet. Es können allerdings auch höhere Ordnungen abgebildet werden. Die Detektoreinheit 21 weist bevorzugt eine Detektorzeile 22 aus mehreren in Reihe angeordneten photosensitiven Pixeln, d.h. Bildpunkten, aufweist, wie sie z. B. in Bezug auf die
Der Eintrittsspalt des Spektrometers 30 ist dabei in der
In einer weiteren Ausgestaltung wird der Umlenkspiegel 23 in Bezug auf das abbildende Gitter 24 so positioniert, daß der Eintrittsspalt AS auf den Bereich des Umlenkspiegels 23 fällt. Da hierdurch der Strahlquerschnitt der umzulenkenden Strahlung auf dem Umlenkspiegel 23 besonders klein ausfällt, kann auch der Umlenkspiegel 23 selbst besonders kleine Abmessungen haben. Ist der Umlenkspiegel 23 ein Bestandteil der Detektoreinheit 21, kann der Umlenkspiegel 23 hierdurch nicht nur gemäß
Eine besondere Idee der vorliegenden Erfindung ist es, daß die Lichtquelle 14 zur Anregung von Lumineszenzstrahlung eine längliche sich in Transportrichtung T erstreckende Beleuchtungsfläche 35 auf der zu prüfenden Banknote BN erzeugt.A particular idea of the present invention is that the
Diese Variante hat den Vorteil, daß die in den Banknoten BN meist nur in sehr geringen Konzentrationen vorhandenen lumineszierenden, insbesondere phosphoreszierenden Merkmalsstoffe durch die sich in Transportrichtung erstreckende Beleuchtungsfläche beim Vorbeitransport am Lumineszenzsensor 12 länger aufgepumpt werden und dadurch insbesondere die Strahlungsintensität der nachleuchtenden phosphoreszierenden Merkmalsstoffe erhöht wird.This variant has the advantage that the luminescent, in particular phosphorescent feature substances present in the banknotes BN are usually pumped up longer by the illumination surface extending in the transport direction during the onward transport at the
In
Ferner ist in der Momentaufnahme der
Gemäß einer weiteren besonderen Idee der vorliegenden Erfindung werden unterschiedliche Detektoreinheiten 21, 27 zur Erfassung der Lumineszenzstrahlung, insbesondere der von der Einrichtung zur Spektralzerlegung 24, d. h. z. B. dem abbildenden Gitter 24 ausgehenden Lumineszenzstrahlung eingesetzt. So kann auf oder vor der weiteren Detektoreinheit 27 z. B. ein Filter vorgesehen sein, um nur in einem oder mehreren gegebenen Wellenlängen bzw. -bereichen zu messen, wobei die meßbaren Spektralbereiche der unterschiedlichen Detektoreinheiten 21, 27 sich bevorzugt unterscheiden und z.B. nur teilweise oder nicht überlappen. Es sei betont, daß auch mehrere weitere Detektoreinheiten 27 vorhanden sein können, die in unterschiedlichen Wellenlängen bzw. -bereichen messen. Die mehreren weiteren Detektoreinheiten 27 können räumlich voneinander beabstandet oder auch in einer Sandwich-Struktur vorliegen, wie es in der
Während die eine Detektoreinheit 21, d. h. im speziellen die Detektorzeile 22 zur spektralaufgelösten Messung der Lumineszenzstrahlung der Banknote BN ausgelegt ist, kann mittels der zumindest einen weiteren Detektoreinheit 27 somit zumindest eine andere Messung der Lumineszenzstrahlung, wie zusätzlich oder alternativ auch eine Messung der breitbandigen nicht spektral aufgelösten nullten Ordnung des Spektrometers 30 und/oder des Abklingverhaltens der Lumineszenzstrahlung durchgeführt werden.While one
Weiterhin kann die weitere Detektoreinheit 27 auch ausgelegt sein, um eine andere optische Eigenschaft des zumindest einen Merkmalsstoffs der Banknote BN zu prüfen. Dies kann z.B. durch die genannten Messungen bei anderen Wellenlängen bzw. Wellenlängenbereichen erfolgen. Vorzugsweise kann die weitere Detektoreinheit 27 auch ausgelegt sein, um einen anderen Merkmalsstoff der Banknote BN zu prüfen. So kann z. B. die Detektorzeile 22 zur Messung der optischen Eigenschaften eines ersten Merkmalsstoffs der Banknote BN und die weitere Detektoreinheit 27 zur Messung eines anderen Merkmalsstoffs der Banknote BN, insbesondere auch in einem anderen Spektralbereich als die Detektorzeile 22, ausgelegt sein. Die Detektoren 22, 27 werden bevorzugt Filter aufweisen, um unerwünschtes Streulicht oder Licht höherer Ordnung bei der Messung zu unterdrücken.Furthermore, the
Wie in der Aufsicht der
Zur Kalibrierung und Funktionsprüfung des Lumineszenzsensors 12 kann ferner eine Referenzprobe 32 mit einem oder mehreren lumineszierenden Merkmalsstoffen vorgesehen sein, die eine identisch oder abweichende chemische Zusammensetzung wie die zu prüfenden lumineszierenden Merkmalsstoffe in den Banknoten BN haben können. Wie in der
Zur Intensitätseichung des Spektrometers 30 können die lumineszierenden Merkmalsstoffe der Referenzprobe 32 dabei vorzugsweise breitbandig, z.B. über den gesamten vom Spektrometer 30 erfaßbaren Spektralbereich emittieren. Allerdings können die lumineszierenden Merkmalsstoffe der Referenzprobe 32 alternativ oder zusätzlich auch eine bestimmte charakteristische spektrale Signatur mit schmalbandigen Peaks emittieren, um eine Wellenlängeneichung durchzuführen. Es ist allerdings auch möglich, daß zur Justage des Spektrometers 30 nur die weitere Lichtquelle 31 ohne Referenzprobe 32 eingesetzt wird.For intensity calibration of the
Alternativ oder zusätzlich kann die Referenzprobe 32 deshalb auch außerhalb des Gehäuses 13, insbesondere auf der in Bezug zu der zu messenden Banknote BN gegenüberliegenden Seite angebracht und z.B. in einem Gegenelement, wie einer Platte 28 integriert sein.Alternatively or additionally, the
Außerhalb des Gehäuses 13 kann auch eine zusätzliche Detektoreinheit 33 als separates Bauteil oder in der Platte 28 integriert vorhanden sein. Die zusätzliche Detektoreinheit 33 kann z.B. eine oder mehrere Photozellen zur Messung der durch das Frontglas 18 und gegebenenfalls durch die Banknote BN hindurchgetretenen Strahlung der Laserdiode 14 und/ oder der Lumineszenzstrahlung der Banknote BN sein. In diesem Fall kann die Platte 28 in einer Führung in Richtung P verschiebbar gelagert sein, so daß wahlweise entweder die Referenzprobe 32 oder die Photozelle 33 in Ausrichtung mit der Beleuchtungsstrahlung der Laserdiode 14 gebracht werden kann.Outside the
Die Platte 28 wird vorzugsweise über ein punktiert gezeichnetes Verbindungselement 55, das außerhalb der Transportebene der Banknoten BN liegt, mit dem Gehäuse 13 verbunden sein. In einer in
Die Anordnung der optischen Komponenten im Lumineszenzsensor 6 nach
Weiterhin weist die Lichtquelle 14 zwei senkrecht zueinander angeordnete Laserdioden 51, 52 auf, die bei unterschiedlichen Wellenlängen emittieren, wobei die Strahlung der einzelnen Laserdioden 51, 52 z.B. durch einen weiteren dichroitischen Strahlteiler 53 eingekoppelt werden kann, so daß die gleiche Beleuchtungsfläche 35 oder überlappende oder beabstandete Beleuchtungsflächen 35 auf der Banknote BN bestrahlt werden können. Vorzugsweise kann je nach zu prüfender Banknote wahlweise entweder die eine oder die andere Laserdiode 51, 52 oder beide Laserdioden 51, 52 zugleich oder alternierend zur Strahlungsemission aktiviert werden.Furthermore, the
Die in einem Aufriß erkennbaren photosensitiven Detektorelemente, d.h. die Detektorzeile 22 ist asymmetrisch auf dem Träger angebracht, wie es in Bezug auf
Überdies weist der Lumineszenzsensor 6 vorzugsweise im Gehäuse 13 selbst eine Steuerungseinheit 50 auf, die zur Signalverarbeitung der Meßwerte des Spektrometers 30 und/ oder zur Leistungssteuerung der einzelnen Komponenten des Lumineszenzsensors 6 dient.Moreover, the
Anhand der
Im Unterschied dazu wird vorzugsweise allerdings eine modifizierte Detektorzeile 22 verwendet mit einer deutlich geringeren Anzahl von Pixeln 40, mit größerer Pixelfläche und verkleinertem Anteil von nicht-photosensitiven Bereichen, wie es exemplarisch in der
Weiterhin kann auch vorgesehen sein, daß einzelne Pixel 40 unterschiedliche Abmessungen, insbesondere in Dispersionsrichtung der zu messenden Lumineszenzstrahlung haben, wie es in der
Je nach spektral zu erfassendem Wellenlängenbereich kann die Detektorzeile 22 in den genannten Fällen aus einem unterschiedlichen Material bestehen. Für Lumineszenzmessungen im ultravioletten oder sichtbaren Spektralbereich sind Detektoren aus Silizium, die unterhalb von etwa 1100 nm empfindlich sind und zur Messung im infraroten Spektralbereich Detektorzeile 22 aus InGaAs besonders geeignet, die oberhalb von 900 nm empfindlich sind. Vorzugsweise wird eine derartige InGaAs-Detektorzeile 22 direkt auf einem Siliziumsubstrat 42 aufgebracht sein, das besonders bevorzugt eine in Siliziumtechnik hergestellte Verstärkerstufe zur Verstärkung der analogen Signale der Pixel 40 der InGaAs-Detektorzeile 22 aufweist. Hierdurch ist ebenfalls ein besonders kompakter Aufbau mit kurzen Signalwegen und erhöhtem Signal/Rausch-Verhältnis gegeben.Depending on the wavelength range to be detected spectrally, the
Durch die Detektorzeile 22 mit wenigen Pixeln 40 (z.B. nach
Das abbildende Gitter 24 wird bevorzugt mehr als etwa 300, besonders bevorzugt mehr als etwa 500 Linien / mm, d.h. Beugungselemente aufweisen, um trotz des kompakten Aufbaus der erfindungsgemäßen Lumineszenzsensoren 6 noch eine ausreichende Dispersion der Lumineszenzstrahlung auf das Detektorelement 21 zu ermöglichen. Hierbei kann der Abstand zwischen abbildendem Gitter 24 und dem Detektorelement 21 vorzugsweise weniger als etwa 70 mm, besonders bevorzugt weniger als etwa 50 mm betragen.The
Eine Auslesung der einzelnen Pixel 40 der Detektorzeile 22 kann dabei z. B. mit Hilfe eines Schieberegisters seriell erfolgen. Vorzugsweise wird allerdings eine parallele Auslesung einzelner Pixel 40 und/oder Pixelgruppen der Detektorzeile 22 erfolgen. Nach dem Beispiel der
Das hierdurch ermöglichte parallele Auslesen von mehreren Pixeln 40 bzw. Pixelgruppen ermöglicht kurze Integrationszeiten und eine synchronisierte Messung der Banknote BN. Diese Maßnahme trägt ebenfalls zu einer Erhöhung des Signal-/Rausch-Verhältnisses bei.The parallel readout of a plurality of
Nach einer weiteren unabhängigen Idee der vorliegenden Erfindung erfolgt eine Integration von Komponenten der Abbildungsoptik für die Lumineszenzstrahlung mit Komponenten des Detektor 30. Im speziellen kann der Umlenkspiegel 23 zur Umlenkung der zu erfassenden Lumineszenzstrahlung auf das Spektrometer 30 direkt mit der Detektoreinheit 21 verbunden sein, wie es z.B. in
Weiterhin kann unterhalb des Umlenkspiegels 23 noch ein Photodetektor, wie eine Photozelle 56 vorhanden sein. Diese bevorzugte Variante ist exemplarisch in der
Wie in
Wie erwähnt wurde wird aufgrund der üblicherweise bei der Prüfung von Banknoten BN zu erwartenden nur sehr geringen Signalintensitäten der Lumineszenzstrahlung eine Kalibrierung des Lumineszenzsensors 12 während des laufenden Betriebes, d.h. im speziellen z.B. in den Pausen zwischen zwei Banknoten-Meßzyklen des Lumineszenzsensors 12 erforderlich sein. Eine bereits beschriebene mögliche Maßnahme ist das Verwenden der Referenzproben 32.As has been mentioned, calibration of the
Nach einer weiteren Idee kann dies auch durch eine aktive mechanische Verstellung der optischen Komponenten des Lumineszenzsensors 12 erfolgen, wobei die Verstellung in Abhängigkeit von Meßwerten des Lumineszenzsensors 12 z.B. durch eine externe Steuerungseinheit 11 oder vorzugsweise durch eine interne Steuerungseinheit 50 gesteuert werden kann.According to a further idea, this can also be done by an active mechanical adjustment of the optical components of the
So kann beispielsweise durch ein Stellelement 25 das Bauteil des abbildenden Gitters 24 in Richtung S verschiebbar gelagert sein. Ebenfalls kann durch andere nicht dargestellte Komponenten eine mechanische Verstellung anderer optischer Komponenten, wie z. B. des Detektors 21 erreicht werden, der z. B. in Richtung des Pfeils D in
Somit kann z.B. während des laufenden Betriebs des Lumineszenzsensors 12 eine Auswertung der Meßwerte des Lumineszenzsensors 12 durchgeführt und beim Vorliegen von Abweichungen der Meßwerte (z. B. der Detektorzeile 22, der weiteren Detektoreinheit 27 oder der Photozelle 33) oder von daraus abgeleiteten Größen von bestimmten Referenzwerten bzw. - bereichen eine aktive mechanische Verstellung von einzelnen oder mehrerer der optischen Komponenten des Lumineszenzsensors 12 durchgeführt werden, um eine erhöhte Signalausbeute und eine Kompensation von unerwünschten Änderungen z.B. aufgrund von durch die Beleuchtung oder Elektronik ausgelöste Temperaturschwankungen oder Alterungserscheinungen von optischen Komponenten zu erreichen. Dies ist besonders für eine Detektoreinheit 21 mit wenigen Pixeln 40 wichtig.Thus, for example, during the ongoing operation of the
Zur Erhöhung der Lebensdauer der Lichtquellen des Lumineszenzsensors 12 kann auch vorgesehen sein, daß beispielsweise die Laserdiode 14 nur dann mit hoher Leistung angesteuert wird, wenn sich eine Banknote BN gerade im Bereich des Meßfensters, d. h. des Frontglases 18 befindet.To increase the life of the light sources of the
Zu den bereits vorstehend beschriebenen Varianten sind natürlich noch weitere Alternativen oder Ergänzungen denkbar.Of course, other alternatives or additions are conceivable for the variants already described above.
Während in Bezug auf die
Der Lumineszenzsensor 12 der
Insbesondere bei der Verwendung solcher Lichtleiter kann die Lichtquelle sogar außerhalb des Gehäuses 13 des Lumineszenzsensors 12 angebracht sein. Diese räumliche Trennung hat den Vorteil, daß die von der Lichtquelle 68 erzeugte Wärme deutlich weniger den Betrieb und die Justage der sonstigen im Gehäuse 13 befindlichen optischen Komponenten und insbesondere auch der hochempfindlichen Detektoren 21 stört.
Eine weitere Besonderheit der Lichteinkopplung z.B. nach
Ebenfalls ist alternativ denkbar, daß die Bestrahlung der zu prüfenden Banknote ausschließlich über außerhalb des Gehäuses 13 vorhandene optische Komponenten erfolgt und der Lumineszenzsensor 12 im Innern des Gehäuses 13 nur die optischen Komponenten beinhaltet, welche für die Messung der von der beleuchteten Banknote ausgehenden Strahlung verwendet werden.Also, alternatively, it is conceivable that the irradiation of the banknote to be tested exclusively via outside of the
Zur Stabilisierung des Beleuchtungsstrahls kann z.B. auch ein so genannter DFB-Laser, bei dem ein zusätzliches Gitter in den Resonator des Lasers eingebaut ist, oder ein so genannter DFR-Laser verwendet werden, bei dem ein zusätzliches Gitter außerhalb des Resonators des Lasers eingebaut ist.To stabilize the illumination beam, e.g. also a so-called DFB laser, in which an additional grid is built into the resonator of the laser, or a so-called DFR laser can be used, in which an additional grid is installed outside the resonator of the laser.
Obwohl vorstehend beispielsweise bevorzugte Varianten der Prüfung mit Hilfe eines Gitterspektrometers, d.h. eines Spektrometers 30 mit abbildendem Gitter 24, beschrieben wurde, so kann an sich auch ohne Gitterspektrometer gearbeitet und z.B. ein Spektrometer 30 mit Prisma zur Spektraldispersion eingesetzt werden oder eine Messung mit Hilfe von unterschiedlichen Filtern zum Herausfiltern unterschiedlicher zu erfassender Wellenlängen bzw. Wellenlängenbereichen der Lumineszenzstrahlung durchgeführt werden. Dies kann insbesondere auch für eine mehrspurige oder eine hochempfindliche Messung eingesetzt werden.For example, while preferred variants of the test are described above using a grating spectrometer, i. a
Ein Beispiel für einen Lumineszenzsensor 1 ohne Gitterspektrometer ist in der
Ebenfalls ist es möglich, ein sogenanntes Filterrad mit unterschiedlichen Filtern zu verwenden. Durch Drehen des Filterrad kreuzen dann nacheinander die einzelnen unterschiedlichen Filter den nachfolgend auf den Detektor einfallenden Lichtstrahl der zu prüfenden Banknote BN.It is also possible to use a so-called filter wheel with different filters. By turning the filter wheel, the individual different filters then successively intersect the light beam of the banknote BN to be tested which subsequently impinges on the detector.
In der
Zudem kann beispielsweise auch die aktive optische Verstellung von einzelnen Komponenten nicht nur beim besonders bevorzugten Beispiel eines Lumineszenzsensor, sondern auch bei anderen, insbesondere anderen optischen Sensoren mit Vorteil eingesetzt werden. Außerdem ist z.B. die spezielle Ausgestaltung des Spektrometers auch dann von Vorteil, wenn der Lumineszenzsensor selbst keine Lichtquelle zur Anregung von Lumineszenzstrahlung aufweist.In addition, for example, the active optical adjustment of individual components can be used not only in the particularly preferred example of a luminescence sensor, but also in other, in particular other optical sensors with advantage. In addition, for example, the special design of the spectrometer is also advantageous if the luminescence sensor itself has no light source for exciting luminescent radiation.
Weiterhin kann das erfindungsgemäße System auch so ausgelegt sein, daß die Meßwerte des Lumineszenzsensors 12 einer Banknote BN noch ausgewertet werden, während gleichzeitig schon Meßwerte einer nachfolgenden Banknote BN aufgenommen werden. Die Auswertung der Meßwerte der vorhergehenden Banknote BN muß allerdings so schnell erfolgen, daß die einzelnen Weichen 7 der Transportstrecke 5 noch ausreichend schnell geschaltet werden können, um die vorhergehende Banknote BN in das jeweils zugeordnete Ablagefach 9 umzulenken.Furthermore, the system according to the invention can also be designed so that the measured values of the
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren ermöglicht folglich eine einfache und sichere Prüfung und Unterscheidung von lumineszierenden Wertdokumenten. Die Prüfung kann dabei z.B. erfolgen, indem mittels der Lichtquelle 14 während einer bestimmten Zeitdauer 0-tP für die Anregung des Merkmalsstoffs ein Licht mit einer ersten Wellenlänge mit einer vorgegebenen Intensität erzeugt wird. Durch das Licht der Lichtquelle 14 wird der Merkmalsstoff der zu überprüfenden und am Frontglas 18 in Richtung T vorbeitransportierten Banknote BN angeregt, woraufhin der Merkmalsstoff Lumineszenzlicht einer zweiten Wellenlänge emittiert. Die Intensität des emittierten Lumineszenzlichts steigt während der Zeitdauer 0-tP der Anregung nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit an. Die Art und Weise des Anstiegs und der Abnahme der Intensität des emittierten Lumineszenzlichts ist abhängig vom verwendeten Merkmalsstoff und von der anregenden Lichtquelle 14, d. h. deren Intensität und Wellenlänge bzw. Wellenlängenverteilung. Nach Beendigung der Anregung zum Zeitpunkt tP nimmt die Intensität des emittierten Lumineszenzlichts nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit ab.Consequently, the devices and methods according to the invention enable a simple and reliable testing and differentiation of luminescent value documents. In this case, the test can be carried out, for example, by generating a light having a first wavelength with a predetermined intensity by means of the
Mit Hilfe des Spektrometers 30 wird nun das senkrecht, d.h. parallel zum Anregungslicht, von der Banknoten BN ausgehende Lumineszenzlicht erfaßt und ausgewertet. Durch Auswertung des Signals der Detektoreinheit 21 zu einem oder mehreren bestimmten Zeitpunkten t2, t3 kann besonders sicher überprüft werden, ob eine echte Banknote BN vorliegt, da nur der für die Banknote BN verwendete Merkmalsstoff oder die Kombination von verwendeten Merkmalsstoffen ein derartiges Abklingverhalten aufweist. Die Überprüfung des Abklingverhaltens kann mittels des oben beschriebenen Vergleichs der Intensität des Lumineszenzlichts zu einem oder mehreren bestimmten Zeitpunkten mit vorgegebenen Intensitäten für echte Banknoten BN erfolgen. Es kann auch vorgesehen sein, daß der Verlauf der Intensität des Lumineszenzlichts mit vorgegebenen Verläufen für bekannte Banknoten BN verglichen wird.With the aid of the
Claims (24)
dadurch gekennzeichnet, daß
die Meßwerte des Lumineszenzsensors (12) zu einem Wertdokument (BN) noch ausgewertet werden, während gleichzeitig schon Meßwerte eines nachfolgenden Wertdokuments (BN) aufgenommen werden.Device (1) for testing luminescent value documents (BN), comprising a light source (14, 51, 52, 68) for exciting luminescence radiation and a luminescence sensor (12) to detect the luminescence radiation emitted by the value document (BN) in a spectrally resolved manner,
characterized in that
the measured values of the luminescence sensor (12) are still evaluated to a value document (BN), while at the same time measured values of a subsequent value document (BN) are already recorded.
auf eine Einrichtung (24) zur Spektralzerlegung angeordnet ist, um eine Zurückreflektion auf die Einrichtung (24) zu vermeiden.Device (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a detector unit (27) is tilted with respect to
is arranged on a device (24) for spectral decomposition, in order to avoid a back reflection on the device (24).
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