(57)【要約】  発光性有価文書（ＢＮ）、特に銀行券を発光光センサ（１２）によって検査するための、検査されるべき有価文書を照射して発光を励起し、有価文書からの発光光をスペクトル分解によって検出する、方法及び装置（１）。  搬送方向（Ｔ）に搬送されて発光光センサ（１２）を通過する検査されるべき有価文書（ＢＮ）は搬送方向（Ｔ）に広がる照明領域（３５）で照射されるから、極めて僅かにしか発光しない有価文書であっても有効な測定が可能である。
2008507052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光性有価文書（ＢＮ）を検査するための装置（１）であって、発光を励起するための光源（１４，５１，５２，６８）及び前記有価文書（ＢＮ）からの発光光をスペクトル分解で検出するための発光光センサ（１２）を有する装置（１）において、
前記光源（１４，５１，５２，６８）が搬送方向（Ｔ）に搬送されて前記発光光センサ（１２）を通過する前記有価文書（ＢＮ）上に前記搬送方向（Ｔ）に広がる照明領域（３５）を形成することを特徴とする装置（１）。
【請求項２】
前記搬送方向（Ｔ）の前記照明領域（３５）の前記広がりの長さが、前記搬送方向（Ｔ）に垂直な方向の広がりの長さの少なくとも２倍であることを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
前記発光光センサ（１２）の像領域（３６）が搬送されて前記発光光センサ（１２）を通過する前記有価文書（ＢＮ）の前記搬送方向（Ｔ）に広がることを特徴とする請求項１または２に記載の装置（１）。
【請求項４】
前記像領域（３６）の長さ及び／または幅が前記光源（１４，５１，５２，６８）の前記照明領域（３５）の対応する寸法より小さいことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項５】
前記有価文書（ＢＮ）上の前記像領域（３６）及び前記照明領域（３５）が与えられた時刻において少なくともある程度、あるいは完全に、重なり合っていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項６】
前記発光光センサ（１２）が、相異なる波長で発光する１つまたはそれより多くの光源（１４，５１，５２，６８）を有し、よって、波長を選択的に利用できることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項７】
前記発光光センサ（１２）が少数のピクセル（４０）をもつ少なくとも１つの検出器列（２２）を有することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項８】
前記発光光センサ（１２）が前記有価文書（ＢＮ）の発光スペクトルの外側の波長の光を測定するための少なくとも１個の検出器素子（４０）を有することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項９】
前記発光光センサ（１２）が、寸法が相異なるピクセル（４０）をもつ少なくとも１つの検出器列（２２）を有することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１０】
前記発光光センサ（１２）がシリコン基板（４２）上のＩｎＧａＡｓ検出器列（２２）を有することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１１】
前記発光光センサ（６）の検出器ユニット（２１）が５００ｎｍ未満のスペクトル範囲を検出し、及び／または前記発光光センサ（６）の結像グレーティング（２４）が約３００本/ｍｍより多くの線数を有し、及び／または前記結像グレーティング（２４）と前記検出器ユニット（２１）の間隔が約７０ｍｍより小さいことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１２】
前記光源（１４）及び／または前記発光光センサ（１２）及び／または、前記発光光センサ（６）の測定値の信号処理のため及び／または前記発光光センサ（６）のコンポーネントの電力制御のための、制御ユニット（５０）が一括して共通のハウジング（１３）内に収められているか、及び／または個別のハウジング（１３，６８）内に収められていることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１３】
前記光源（１４）が検査されるべき前記有価文書（ＢＮ）を垂直方向に照射し、前記発光光センサ（１２）が前記照射された有価文書（ＢＮ）からの発光光を垂直方向に検出し、及び／または前記光源（６８）によって発生される光が光ガイド（６９）を介して検査されるべき前記有価文書上に照射されることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１４】
前記発光光センサ（１２）が、測定されるべき前記発光光のビーム経路を折り返すため及び／または測定されるべき前記発光光を別の光学ユニット上に偏向させるための偏向ミラー（２３）を有することを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１５】
前記発光光センサ（１２）が光検出器（５６）を有し、前記光検出器（５６）により測定されるべき波長に対して少なくともある程度透明である偏向ミラー（２３）が前記光検出器（５６）の表面上にまたは表面上方に配置されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１６】
前記発光光センサ（１２）が測定されるべき前記光のビーム経路における前記光検出器（５６，５９，６３）の上流に配置されたフィルタ（６０，６４）を有することを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１７】
前記発光光センサ（１２）が、発光光に対する光電検出器ユニット（２２）及び前記光電検出器ユニット（２２）上に前記発光光を結像させるためのコンポーネント（２３）のいずれをも有する、コンポーネント（２１）を有することを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１８】
前記発光光センサ（１２）が基板（４２）に非対称に設けられた検出器列（２２）を有することを特徴とする請求項１から１７のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１９】
前記発光光センサ（１２）が、前記発光光の相異なる特性を検出するための複数の検出器ユニット（２１，２７）を有することを特徴とする請求項１から１８のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項２０】
前記有価文書（ＢＮ）の相異なる特性物質を検査するために相異なる検出器ユニット（２１，２７）が構成されていることを特徴とする請求項１から１９のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項２１】
一方の検出器ユニット（２１）が前記発光光のスペクトル分解測定のために構成され、他方の検出器ユニット（２７）が前記発光光の非スペクトル分解測定のために構成されることを特徴とする請求項１から２０のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項２２】
一方の検出器ユニット（２１）が前記発光光の時間積分測定のために構成され、他方の検出器ユニット（２７）が前記発光光の時間分解測定のために構成されることを特徴とする請求項１から２１のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項２３】
一方の検出器ユニット（２７）が前記スペクトル分解された発光光の０次光の測定のために構成され、他方の検出器ユニット（２１）が前記スペクトル分解された発光光の別の次数の光の測定のために構成されることを特徴とする請求項１から２２のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項２４】
スペクトル分解のためのデバイス（２４）上への再反射を避けるために、検出器ユニット（２７）が前記デバイス（２４）に対して傾けられて配置されることを特徴とする請求項１から２３のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項２５】
前記発光光センサ（１２）が発光特性物質を含む基準試料（３２）を有することを特徴とする請求項１から２４のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項２６】
前記発光光センサ（１２）が、発光特性物質が与えられた基準試料（３２）を照射するための別の光源（３１）を有することを特徴とする請求項１から２５のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項２７】
前記発光光センサ（１２）が前記発光光センサ（１２）の光コンポーネント（２１，２４）の、能動機械的変位のための手段（２５）を有することを特徴とする請求項１から２６のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項２８】
前記発光光センサ（１２）の光コンポーネント（２１，２４）の、能動機械的変位が前記発光光センサ（１２）の測定値に依存して制御ユニット（１１，５０）によって制御されることを特徴とする請求項１から２７のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項２９】
１枚の有価文書（ＢＮ）についての前記発光光センサ（１２）の前記測定値がまだ評価されている間、同時に、次の有価文書（ＢＮ）の測定値が既に検知されていることを特徴とする請求項１から２８のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項３０】
前記検出器列（２２）の単一ピクセル（４０）及び／またはピクセル群のパラレル読出しが可能であることを特徴とする請求項１から２９のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項３１】
前記検出器列（２２）の単一ピクセル（４０）及び／またはピクセル群がそれぞれ、後段にアナログ／デジタルコンバータ（４６）が接続されている、個別の増幅器段（４５）に接続されていることを特徴とする請求項１から３０のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項３２】
発光光センサ（１２）によって発光性有価文書（ＢＮ）を検査するための方法であって、検査されるべき前記有価文書（ＢＮ）が発光を励起するために照射され、前記有価文書（ＢＮ）からの発光光がスペクトル分解で検出される方法において、
搬送方向（Ｔ）に搬送されて前記発光センサ（１２）を通過する検査されるべき前記有価文書（ＢＮ）が、前記搬送方向（Ｔ）に広がる照明領域（３５）で照射されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有価文書が光で照射され、有価文書の発光光がスペクトル分解により検出される、特に有価文書を発光光で検査するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
そのような発光性有価文書には、例えば、銀行券、小切手、クーポン券またはＩＣカードがあり得る。本発明は主に銀行券の検査を扱うが、これには限定されない。銀行券は一般に、紙または印刷インクに、発光特性を有する、例えば蛍光または燐光を発する、特性物質または複数の特性物質の混合物を含有する。
【０００３】
そのような有価文書の真正性を検査するための多くの既知のシステムがある。１つのシステムが例えば特許文献１によって知られている。このシステムにおいては、銀行券の真正性を検査するため、すなわち、発光特性物質が、検査される銀行券に実際に存在するか否かを特に検査するため、銀行券が斜め方向から照射され、垂直方向に発っせられた蛍光が干渉フィルタを用いたスペクトル分解により検出される。スペクトロメータの別々の光電セルからの信号を比較することによって評価がなされる。
【０００４】
このシステムはほとんどの場合に極めて確実に作動する。しかし、構造がより小型であり、しかも検出されるべき発光光の強度が非常に低くとも十分確実に検査できる発光光センサが必要とされている。
【特許文献１】独国特許発明第２３６６２７４Ｃ２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、小型の発光光センサによる確実な検査が可能となる、発光性有価文書の検査のための装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は独立特許請求項によって解決される。従属特許請求項及び以下の記述は好ましい実施形態を説明する。
【０００７】
搬送方向に搬送されて発光光センサを通過する検査されるべき有価文書は搬送方向に広がる照明領域で照明されるから、極めてわずかにしか発光しない有価文書を有効に測定することも可能である。これにより、特に燐光の測定が実質的に改善される。
【０００８】
従属特許請求項及び以下の説明で述べられる実施形態の特徴は、組み合わせて、または互いに、また主特許請求項の主題とは独立に、例えば、搬送方向に広がる照明領域を形成しないかまたは発光光以外の光の測定を実施する装置においても有益に用いられ得ることを特に強調しておく。
【０００９】
本発明のさらなる利点は以下で、例として、添付図面を参照してより綿密に説明されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の装置は光学的放射光、特に発光光を検査するための全ての種類の装置に用いることができる。以下の説明は、例えば銀行券の計数及び／または仕分及び／または入金及び／または払出のために用いることができる銀行券処理装置において、銀行券を検査するための好ましい実施形態に関してなされるが、本発明はこれには限定されない。
【００１１】
図１はそのような銀行券仕分機１を例示的態様で示す。銀行券仕分機１は、ハウジング２及び、処理されるべき銀行券ＢＮを外部から人手で供給することができ、あるいは銀行券の束を、必要に応じて帯封を外した後に、自動的に供給することができる、銀行券ＢＮのための投入ポケット３を有する。投入ポケット３に供給された銀行券ＢＮは枚葉抜取機４によってスタックから１枚ずつ抜き取られ、搬送機５によりセンサ装置６を通して搬送される。センサ装置６は、共通のハウジング内に一括して収められているかまたは個別のハウジングに搭載された１つまたはそれより多くのセンサモジュールを有することができる。センサモジュールは、例えば検査される銀行券ＢＮの真正性及び／または状態及び／または額面の検査のために、用いることができる。検査される銀行券ＢＮは、センサ装置６を通り過ぎた後、次いでセンサ装置６の検査結果及び与えられた仕分規準に依存して仕分けされ、ゲート７及び対応するスパイラルスロットスタッカー８を通して排出されて取出ポケット９に入れられる。銀行券ＢＮは、そこから、人手で取り出されるかあるいは、必要に応じて帯封をかけるかまたは包装した後に、自動的に搬出される。正規であるがもはや流通には適していないと分類された銀行券ＢＮを破棄するために、シュレッダー１０を備えることもできる。銀行券仕分機１の制御はコンピュータ支援制御ユニット１１によって行われる。
【００１２】
上述したように、センサ装置６は複数のセンサモジュール１２を有することができる。センサ装置６の特徴は特に、発光光を検査するための、以降略して発光光センサ１２と称される、センサモジュール１２である。図２は、本発明の実施形態にしたがう、特に小型に設計された、発光光センサ１２の光コンポーネントの内部構造及び配置を簡略な断面図で示す。図３はさらに、発光光センサ１２の内部に配置された光コンポーネントの一部の上面図を示す。発光光センサ１２は構造が特に小型であり、信号対雑音比に関して最適化されている。
【００１３】
発光光センサ１２は特に、発光を励起するための１つまたはそれより多くの光源１４及び発光光のスペクトル分解検出のための検出器３０，好ましくはスペクトロメータ３０のいずれをも共通のハウジング１３内に有する。ハウジング１３は、ハウジング１３を破損せずにはハウジング１３内に収められたコンポーネントへの不正アクセスができないような態様で封止される。
【００１４】
光源１４は、例えばＬＥＤとすることができるが、レーザダイオード１４などのレーザ光源が好ましい。レーザダイオード１４は１つまたはそれより多くの相異なる波長または波長範囲で発光することができる。複数の相異なる波長または波長範囲が用いられる場合、同じ光源ハウジングまたは個別光源ハウジング、すなわち個別光源モジュールが、横並びに配置され、好ましくは銀行券ＢＮ上の同じ場所または隣接する場所の上に投射され得る平行光線を発することが好ましい、相異なる波長または波長範囲に対する複数の光源１４を収める形態を備えることもできる。
【００１５】
光源１４が複数の相異なる波長または波長範囲で発光できる場合、個々の波長または波長範囲を選択的に利用できる形態を備えることができる。
【００１６】
別の実施形態を後に図４を参照して説明する。
【００１７】
レーザダイオード１４から発する光は、結像光学系１５，１６，１７によって検査されるべき銀行券上に照射される。結像光学系は、コリメータレンズ１５，レーザダイオード１４から発してコリメータレンズ１５により整形されたレーザビームを９０°偏向させる、ビームスプリッタ１６，特にダイクロイックビームスプリッタ１６としての偏向ミラー及び、偏向されたレーザビームを搬送システム５によって方向Ｔに搬送されて通過する検査されるべき銀行券ＢＮ上に好ましくは垂直に前面ガラス１８を通して結像させ、よって銀行券ＢＮを励起して発光させる、大ビーム広がり角をもつコンデンサレンズ１７を有する。
【００１８】
次いで、スペクトロメータ３０を用いて、照射された銀行券ＢＮからの発光光が好ましくは同じく垂直に、すなわち励起光と同軸で、検出される。これにより、例えば特許文献１にしたがう、斜め入射の場合よりも、測定時の搬送される銀行券ＢＮの方位余裕が大きくなって干渉感度が低くなる。
【００１９】
発光光を光電検出器ユニット２１上に結像させるための光学系は同様に、前面ガラス１８，コンデンサレンズ１７及び測定されるべき発光光に対して少なくともある程度透明なミラー１６を有する。さらに、光学系は続いて、大開口の別のコンデンサレンズ１９，後続の、光源１４の照明波長及び測定されるべきではないその他の波長を遮断するように設計されたフィルタ２０及び偏向ミラー２３を有する。偏向ミラー２３は、ビーム経路を折り返し、測定されるべき発光光を結像グレーティング２４またはスペクトル分解のための別のデバイス２４上に偏向させるようにはたらく。偏向ミラーは、構造を可能な限り小型にするために、スペクトロメータの焦平面に平行またはほとんど平行（角度＜１５°）に取り付けられることが有利である。結像グレーティング２４は、検出器ユニット２１上に１次または−１次の発光光を結像させることが好ましい、凹面鏡２６を含む波長分散素子を有する。しかし、より高次の光も結像させることができる。検出器ユニット２１は、例として、例えば図６または７を参照して以降で説明されるように、列配置された複数の光電ピクセル、すなわち像点を有する検出器列２２を有することが好ましい。
【００２０】
図２において、スペクトロメータ３０の入射スリットには参照符号ＡＳが付されている。入射スリットＡＳはビーム経路における開口ＡＳの形態でハウジング１３に設けることができる。しかし、この点に開口を設けず、銀行券ＢＮ上の光源１４の照明走路によって与えられる「仮想」入射スリットＡＳだけとすることも可能である。後者の実施形態では、得られる光強度が高くなるが、周囲光または散乱光に対する感度も高くなる、望ましくない結果になり得る。
【００２１】
別の実施形態において、偏向ミラー２３は入射スリットＡＳが偏向ミラー２３の領域にくるように結像グレーティング２４に対して配置される。これによって、偏向されるべき光の偏向ミラー上のビーム断面積が特に小さくなるから、偏向ミラー２３自体の寸法も特に小さくすることができる。偏向ミラー２３が検出器ユニット２１のコンポーネントであれば、偏向ミラー２３を、図２にしたがう、検出器ユニット２１の光電領域の上方だけでなく、その側方にも取り付けることができる。
【００２２】
発光光を励起するための光源１４が検査されるべき銀行券ＢＮ上で搬送方向Ｔに延びる細長照明領域３５を形成することが本発明の独特のアイデアである。
【００２３】
この実施形態には、搬送されて発光光センサ１２を通過している間に、搬送方向に延びている照明領域によって、通常は極めて低濃度でしか銀行券ＢＮに存在しない発光性の、特に燐光性の、特性物質がより長時間励起され、よって持続性の燐光性特性物質の光放射強度が特に高められるという利点がある。
【００２４】
図５は関連するある瞬間の図を示す。搬送方向Ｔに広がる細長照明領域３５は、照明光が、搬送方向Ｔに垂直な方向よりも搬送方向Ｔにかなり長い任意の形態の、特に矩形走路の形態の銀行券上の領域を所定の瞬間に照射することを意味すると理解することができる。好ましくは、搬送方向Ｔでの照明領域３５の広がりは、搬送方向Ｔに垂直な方向への広がりの少なくとも２倍であり、特に好ましくは少なくとも３倍、４倍または５倍であろう。
【００２５】
図５は同様に、像領域３６，すなわちスペクトロメータ３０の入射ひとみ３６，すなわち所定の瞬間に入射スリットＡＳの寸法にしたがってスペクトロメータ３０上に結像される銀行券ＢＮの領域を、異なるハッチングで示す。スペクトロメータ３０の入射ひとみ３６の長さ及び幅が、レーザダイオード１４の照明領域３５の対応する寸法より小さいことが好ましくことが認められる。これにより、個々のセンサコンポーネントに対してより大きな位置合せの余裕が得られる。
【００２６】
さらに、図５の瞬間図は照明領域３５が、像領域３６に比較して、搬送方向Ｔに垂直な側よりも搬送方向Ｔに沿う側に実質的に大きく延びている場合を示す。これは高められた励起効果の利用に特に有利である。しかし、代りに、照明領域３５と像領域３６が搬送方向Ｔにおいて一部しか重なり合わない形態を備えることもできる。ただし、像領域３６が対称に、すなわち照明領域３５の中央に配置されれば、銀行券ＢＮが図示される搬送方向Ｔに搬送される装置１及び銀行券ＢＮがＴとは逆の方向に搬送される装置１のいずれにおいても、銀行券ＢＮに発光光センサ６を通過させることができる。
【００２７】
本発明の別の独特のアイデアにしたがえば、発光光、特にスペクトル分解のためのデバイス２４，例えば結像グレーティング２４からくる発光光を検出するために、独立の検出器ユニット２１，２７が用いられる。すなわち、独立検出器ユニット２７の上または前に，例えば１つまたはそれより多くの与えられた波長または波長範囲においてのみ測定するためのフィルタを備え、よって、好ましくは独立の検出器２１，２７の測定可能なスペクトル範囲が異なるように、例えば、一部しか重なり合わないかまたは全く重なり合わないようにすることが可能である。相異なる波長または波長範囲で測定する複数の独立検出器ユニット２７を備えることも可能であることを強調しておく。複数の独立検出器ユニット２７は、互いに隔てて配置することができ、または、例えば独国特許発明第１０１２７８３７Ａ１号明細書に説明されているように、サンドイッチ構造にして配置することもできる。
【００２８】
一方の検出器ユニット２１，すなわち、特に検出器列２２は、銀行券ＢＮの発光光のスペクトル分解測定用に設計され、したがって、少なくとも１つの独立検出器ユニット２７は、追加にあるいは代りに、スペクトロメータ３０の広帯域でスペクトル分解されていない０次光及び／または発光光の減衰特性の測定のような、発光光の少なくとも１つの別の測定を行うために用いることができる。
【００２９】
さらに、独立検出器ユニット２７は銀行券ＢＮの少なくとも１つの特性物質の別の光学特性を検査するように設計することもできる。これは、例えば別の波長または波長範囲における上述した測定によって行うことができる。好ましくは、独立検出器ユニット２７は銀行券ＢＮの別の特性物質を検査するように設計することもできる。すなわち、例えば、検出器列２２を銀行券ＢＮの第１の特性物質の光学特性を測定するために設計することができ、銀行券ＢＮの別の特性物質を、特に検出器列２２とは異なるスペクトル範囲においても、測定するために独立検出器ユニット２７を設計することができる。検出器２２，２７は測定中の望ましくない散乱光または高次光を抑えるためのフィルタを有することが好ましいであろう。
【００３０】
図３の平面図に認められるように、独立検出器ユニット２７は、特にスペクトロメータ３０の０次光を測定するために設計された場合、凹面鏡２６上への再反射妨害を避けるために結像グレーティング２４及び検出器列２２に対して傾けて配置することができる。この場合、黒色領域のような、光吸収トラップを独立検出器ユニット２７からくる光ビームの経路の末端にさらに配することができる。
【００３１】
発光光センサ１２の較正及び機能試験のため、銀行券ＢＮにおいて検査されるべき発光特性物質と同等かまたは異なる化学組成を有することができる、１つまたはそれより多くの発光特性物質を含む基準試料３２を備えることができる。図２に示されるように、基準試料３２はハウジング１３内に収めることができ、ビームスプリッタ１６を間にしてレーザダイオード１４に対向して配置された別の光源（ＬＥＤ３１）に例えばホイル３２として設けることができる。基準試料３２は代りに、例えばＬＥＤ３１と傾斜ミラー１６の間の独立コンポーネントとすることもできる。例えば２枚の銀行券の発光光センサ１２の測定サイクルの合間における、較正のため、ＬＥＤ３１を用いる照射によって基準試料３２を励起して、ダイクロイックビームスプリッタ１６上の寄生反射によって検出器列２２上に結像され、評価される、明確に定められた発光光を放射させることができる。
【００３２】
スペクトロメータ３０の強度較正のため、基準試料３２の発光特性物質は広帯域で、例えばスペクトロメータ３０によって検出され得る全スペクトル範囲にわたって、発光することが好ましい。しかし、基準試料３２の発光特性物質は、あるいはまたはさらに、波長較正を行うために挟帯域ピークをもつある特性スペクトルサインを発光することができる。しかし、スペクトロメータ３０の調整のために基準試料３２をもたない別の光源３１だけを用いることも可能である。
【００３３】
したがって、代わりにまたは追加に、基準試料３２はハウジング１３の外部に、特に測定されるべき銀行券ＢＮの背側に、取り付けることができ、例えばプレート２８のような、背側要素に一体化することができる。
【００３４】
ハウジング１３の外部には、独立のまたはプレート２８に一体化されたコンポーネントとして、追加の検出器ユニット３３を配することもできる。追加検出器ユニット３３は、例えば、前面ガラス１８を通過し、場合によっては銀行券ＢＮを通過したレーザダイオード１４の光、及び／または銀行券ＢＮの発光光を測定するための１つまたはそれより多くの光電セルとすることができる。この場合、プレート２８は、レーザダイオード１４の放射光に基準試料３２または光電セル３３を交互に位置合せできるように、ガイド内を方向Ｐに可動であるように取り付けることができる。
【００３５】
プレート２８は、銀行券ＢＮの搬送平面の外側にある、点線で描かれた、連結素子５５によってハウジング１３に連結されることが好ましいであろう。したがって、図２で水平方向に延びる断面平面に、ほぼＵ字形の形態のハウジング１３，連結領域５５及びプレート２８がある。プレート２８のこの取り付け法には、基準試料３２及び光電セル３３をもたない実施形態においても、レーザダイオード１４のレーザ光の望ましくない漏れに対する光遮蔽を提供するという利点がある。保守目的のため、または機構のもつれを解くために、取り外し可能な態様でプレート２８がハウジング１３に取り付けられる場合は、プレート２８が外されるかまたは取り除かれたときにレーザダイオード１４を消光させる形態を備えることができる。
【００３６】
図４は、図１にしたがう銀行券仕分機に用いることができる、別の実施形態の、非常に小型の発光光センサ６の簡略な断面図を示す。図２と同じコンポーネントには同じ参照数字が付されている。
【００３７】
図４にしたがう発光光センサ６における光コンポーネントの配置は、特に偏向ミラー２３を省略できる点で、図２にしたがう発光光センサ６と異なる。図４にしたがう発光光センサ６は、検出器ユニット３１，３３のいずれかをさらに備えることは可能であろうが、そのような検出器ユニットを全く備えていないことに注意されたい。この場合、ダイクロイックビームスプリッタ１６は発光光を透過させることはなく、発光光をミラー態様で偏向させる。
【００３８】
さらに、光源１４は、相異なる波長で発光する互いに垂直な２つのレーザダイオード５１，５２を有し、個々のレーザダイオード５１，５２の光は銀行券ＢＮ上の同じ照明領域３５あるいは重なり合うかまたは隔てられた照明領域３５が照射され得るように、例えば別のダイクロイックビームスプリッタ５３により、結合させることができる。好ましくは、検査されるべき銀行券に依存して、レーザダイオード５１，５２のどちらか一方あるいは両方のレーザダイオード５１，５２を、同時にまたは交互に発光させることができる。
【００３９】
直立投影において認めることができる光電検出器素子、すなわち検出器列２２は、図７を参照してさらに綿密に説明されるように、キャリア上に非対称に搭載される。
【００４０】
さらに、発光光センサ６自体が、スペクトロメータ３０の測定値の信号処理のため及び／または発光光センサ６の個々のコンポーネントの電力制御のために用いられる制御ユニット５０を、ハウジング１３内に有することが好ましい。
【００４１】
図６及び７を参照して、発光光センサ１２に用いることができる検出器列２２の２つの相異なる実施形態を次に説明する。図６は、略してピクセル４０と称される、並べて配置された１００個より多くの光電画像素子を通常は有する従来型検出器列２２を詳細図で示し（図６には左側の初めの７個のピクセル４０しか示されていない）、ピクセル４０は大きさが等しく、ピクセル４０の幅にほぼ対応する距離だけ隔てられて基板４１上または基板４１内に配置される。
【００４２】
対照的に、例として図７に示されるような、ピクセル面積がより大きく、非光電素子相当面積はより小さい、かなり少数のピクセル４０をもつ改変型検出器列２２を用いることが好ましい。そのような改変型検出器列２２には、図６の従来型検出器列２２よりかなり高い信号対雑音比を有するという利点がある。改変型検出器列２２は基板４１内または基板４１上に、好ましくは１０個から３２個だけ、特に好ましくは１０個から２０個の、単ピクセル４０を有するように構成される。個々のピクセル４０は、少なくとも０.５ｍｍ×０.５ｍｍ，好ましくは０.５ｍｍ×１ｍｍ，特に好ましくは１ｍｍ×１ｍｍの寸法を有することができる。図７の実施形態にしたがえば、検出器列２２は、例として、高さが２ｍｍで幅が１ｍｍの１２個のピクセル４０を有し、隣接するピクセル４０間の非光電領域４１は約５０μｍの幅を有する。
【００４３】
さらに、図７に示されるように、単ピクセル４０が、特に測定されるべき発光光の発散方向で、相異なる寸法を有する形態を備えることもできる。スペクトルの全ての波長ではなく、通常は単一の波長または波長範囲だけが選択的に評価されるから、評価されるべき特定の波長（または波長範囲）に適合するようにピクセル４０を構成することができる。
【００４４】
スペクトル検出される波長範囲に依存して、上述した場合には検出器列２２を相異なる材料で構成することができる。紫外スペクトル範囲または可視スペクトル範囲の発光光に対しては、約１１００ｎｍより短波長に感度をもつシリコンでつくられた検出器が特に適しており、赤外スペクトル範囲に対しては、約９００ｎｍに感度をもつＩｎＧａＡｓでつくられた検出器が適している。好ましくは、そのようなＩｎＧａＡｓ検出器列２２は、ＩｎＧａＡｓ検出器列２２のピクセル４０のアナログ信号を増幅するためにシリコン技術でつくられた増幅器段を有することが特に好ましいシリコン基板４２に直接に設けられることになろう。これによって同様に、信号経路が短く、信号対雑音比が高められた、特に小型の構造が得られる。
【００４５】
（例えば図７にしたがう）わずかな数のピクセル４０をもつ検出器列２２は、好ましくは５００ｎｍ未満、特に好ましくは約３００ｎｍ以下の、比較的狭いスペクトル範囲だけを検出する。測定された発光光スペクトルの評価中のベースライン決定のような規格化を実施するため、銀行券ＢＮで測定されるべき発光光スペクトルの外側に光感度をもつ少なくとも１つのピクセル４０を検出器列２２が有する形態を備えることもできる。
【００４６】
結像グレーティング２４は、本発明の発光光センサ６は小型の構造をもつにもかかわらず、検出器素子２１上への発光光の十分な分散を可能にするため、線数が好ましくは約３００本/ｍｍより多く，特に好ましくは約５００本/ｍｍより多い、回折素子になるであろう。結像グレーティング２４と検出器素子２１の間隔は、好ましくは約７０ｍｍより短く、特に好ましくは約５０ｍｍより短くすることができる。
【００４７】
検出器列２２の個々のピクセル４０の読出しは、この場合、例えばシフトレジスタを用いてシリアルに行うことができる。しかし、好ましくは検出器列２２の単ピクセル４０及び／またはピクセル群のパラレル読出しが行われるであろう。図９の例にしたがえば、左側の３個のピクセル４０はそれぞれ、例えば図７にしたがうシリコン基板４２の一部とすることができる、それぞれの増幅器段４５を用いて増幅され、それぞれのアナログ／デジタルコンバータ４６に供給される、それぞれのピクセル４０の信号を測定することによって単独に読み出される。続いて、図９の簡略な表示における右側の２つのピクセルは、初めに個別の増幅器４５によって増幅され、次いで、必要に応じてサンプルアンドホールド回路を有することができる、共通のマルチプレクサユニット４７に供給され、次いでマルチプレクサ４７に接続された共通のアナログ／デジタルコンバータ４６に供給される。
【００４８】
このようにして可能になった複数のピクセル４０またはピクセル群のパラレル読出しにより、銀行券ＢＮの短積分時間及び同期化された測定が可能になる。このことも同様に信号対雑音比の向上に寄与する。
【００４９】
本発明の別の独立のアイデアにしたがえば、検出器３０のコンポーネントを含む発光光のための結像光学系のコンポーネントの集積化が行われる。特に、検出されるべき発光光をスペクトロメータ３０上に偏向させるための偏向ミラー２３を、図２に示されるように、検出器ユニット２１に直結させることができる。
【００５０】
図７は、偏向ミラー２３が検出器列２２を有する共通キャリアに、すなわち、詳しくはシリコン基板４２に、直接設けられている改変形態を示す。あるいは、偏向ミラー２３は、例えば検出器ユニット２１のカバーガラスに設けることもできる。
【００５１】
さらに、光電セル５６のような、光検出器を偏向ミラー２３の下に配置することもできる。この好ましい別形態が、例として、図７の線Ｉ-Ｉに沿う断面を示す図８に示される。この場合、光電セル５６に設けられた偏向ミラー２３は光電セル５６によって測定されるべき波長に対して少なくともある程度は透明である。光電セル５６は、同じく、較正目的のため及び／または発光光のその他の特性の評価のために用いることができる。
【００５２】
図４に示されるように、検出器列２２は、図４に示されるような、小型センサ構造の理由だけではなく、別の光コンポーネント２３，５６の取り付けのためにも、担体、すなわちシリコン基板４２に非対称に設け得ることが好ましい。
【００５３】
上述したように、銀行券ＢＮの検査において通常期待される発光光の信号強度は非常に低いため、稼働中の、すなわち、特には例えば発光光センサ１２の２枚の銀行券の測定サイクルの合間に、発光光センサ１２の較正が必要となるであろう。既述のように基準試料３２を用いることにより、測定が可能となる。
【００５４】
別のアイデアにしたがえば、これは、発光光センサ１２の光コンポーネントの能動機械的変位によって行うこともでき、この変位は発光光センサ１２の測定値に依存して、例えば、外部制御ユニット１１によって、あるいは、好ましくは内部制御ユニット５０によって、制御することができる。
【００５５】
例えば、結像グレーティング２４のコンポーネントは、アクチュエータ２５によってＳ方向に変位可能な態様で取り付けることができる。同様に、例えば図２の矢印Ｄの方向に能動的に駆動される、変位可能であり得る検出器２１のような、その他の光コンポーネントの機械的変位を得るために、図示されていない別のコンポーネントを用いることも可能である。光コンポーネントを１つより多くの方向に変位させることもできる。
【００５６】
したがって、発光光センサ１２の測定値の評価は、例えば発光光センサ１２の稼働中に行うことが可能であり、（例えば、検出器列２２，別の検出器ユニット２７または光電セル３３の）測定値あるいはそのような測定値から導かれる量がある基準値または基準範囲から外れれば、高められた信号利得及び、例えば照明または電子回路によって引き起こされる温度変動、または光コンポーネントの経時変化の徴候による、望ましくない変化の補償を得るために、発光光センサ１２の１つまたはいくつかの光コンポーネントを、能動的に、機械的変位をおこさせることができる。これは、ピクセル４０の数が少ない検出器ユニット２１にとって特に重要である。
【００５７】
発光光センサ１２の光源の寿命を延ばすため、例えば銀行券ＢＮが測定ウインドウ、すなわち前面ガラス１８の領域にあるときにだけ、レーザダイオード１４を高パワーで駆動する形態を備えることもできる。
【００５８】
もちろん、上述の別形態に対し、さらに別の形態または追加の形態を考えることもできる。
【００５９】
結像グレーティング２４が凹湾曲面を有する例を図２及び４に関して説明したが、代りに平面グレーティングを用いることもできる。そのような発光光センサ１２の構造が例として図１０に示される。この場合、検査されるべき銀行券ＢＮから発し、入射ウインドウ１８を通って検出される光は、コリメータレンズ１７を通ってビームスプリッタ１６に入射し、ビームスプリッタ１６によって９０°偏向され、レンズ１９を通り、照明抑制のためのフィルタ２０を通って第１の球面コリメータミラー７０に入射する。光はミラー７０によって偏向されて、平面グレーティング７１上に入射する。平面グレーティングによってスペクトル分解された光は次いで、第２の球面コリメータミラー７２及び円柱レンズ７３を通して、検出器アレイ２１上に向けられる。
【００６０】
図１０の発光光センサ１２はさらに、光ガイド結合によって発光光が結合されることを特徴とする。詳しくは、レーザ光源６８によって発生された光が光ガイド６９，ビーム整形光学系６６，ビームスプリッタ１６，コリメータレンズ１７及び入射ウインドウ１８を通して、検査されるべき銀行券上に照射される。光ガイド６９は可撓性かつ変形可能であり、よって望む場所であれば（ほぼ）どこにでも照明ビーム経路を延ばすことができるから、例えば、ハウジング１３内の特に空間を節約できる場所に光源を固定することが可能である。
【００６１】
そのような光ガイドが用いられる場合は特に、発光光センサ１２のハウジング１３の外部に光源を取り付けることさえも可能である。この空間的分離には、ハウジング１３内におかれたその他の光コンポーネント、特に高感度検出器２１の、動作及び調整に、光源６８によって生じる熱がほとんど影響しないという利点がある。図１１は、対応する、光源６８が発光光センサ１２のハウジング１３内に導かれる光ガイド６９に光を送り込む、簡略な例を示す。例として、ハウジング１３は図１０と同様に構成することができ、唯一の違いは光源６８がハウジング１３の外部におかれ、よって光ガイド６９がハウジング１３の外部にも延びていることである。
【００６２】
例えば図１１にしたがう光源の別の独特の特徴は、光源６８とハウジング１３を接続している光ガイド６９が、図１１の断面図に簡略に示される中間領域７０においてコイル巻にされて螺旋形状になっていることである。光源６８が光ガイド６９に光を送り込むと、光ガイド６９内で全反射が連続しておこる。これにより、光源６８の結合レーザ光のビーム断面が空間的に一様化される。これには、検査中の照明変動が小さくなり、よって再現性がより高い検査結果を達成できるという利点がある。しかし、この目的のためには、光ガイドがコイル巻にされて平面内で螺旋形状にされる必要はない。むしろ、不可欠なことは光ガイドがある長さを有することだけである。すなわち、光ガイド６９は、５０μｍから２００μｍのファイバ断面において、１ｍから２０ｍの長さを有することが好ましいであろう。
【００６３】
同様に、検査されるべき銀行券の照射がハウジング１３の外側にある光コンポーネントによって独占的に行われ、ハウジング１３内には照射された銀行券から発せられる光の測定に用いられる光コンポーネントだけを発光光センサ１２が収めることが、代りに考えられる。
【００６４】
照明ビームを安定化させるために、例えば、レーザの共振器に別のグレーティングが内蔵された、いわゆるＤＦＢレーザ、あるいはレーザの共振器の外部に別のグレーティングがつくり込まれた、いわゆるＤＦＲレーザを使用することも可能である。
【００６５】
グレーティングスペクトロメータ、すなわち結像グレーティング２４を有するスペクトロメータ３０を用いる検査の好ましい実施形態を例として上述したが、グレーティングスペクトロメータを用いず、例えばスペクトル分散のためのプリズムを有するスペクトロメータ３０を用いるか、または発光光において検出されるべき相異なる波長または波長範囲をフィルタリングするために相異なるフィルタを用いて測定を行うことも、基本的に可能である。これは、特にマルチトラック測定または高感度測定に対しても用いることができる。
【００６６】
グレーティングスペクトロメータを用いない発光光センサ１の例が図１２に示される。図１２は発光光センサの検出部だけを簡略に示す。ハウジング、照明光学系及び結像光学系のようなその他のコンポーネントは全て、明解さのために省略されている。この図１２の例にしたがえば、検査されるべき銀行券ＢＮから発せられるビームは、回転軸５８を中心として回転できる偏向ミラー５７によって偏向されて、相異なる波長または波長範囲に感度をもつ単検出器５９上に選択的に入射する。これは、初めに、検出器５９について相異なる波長範囲に光電感度をもつ検出器領域を選択することによって行うことができる。しかし、図１２に例として示されるように、相異なる波長範囲に対するフィルタ６０を検出器５９の上流に配置し、好ましくは検出器５９に固着させることも可能である。
【００６７】
同様に、相異なるフィルタを有する、いわゆるフィルタホイールを用いることも可能である。フィルタホイールの回転によって、検査されるべき銀行券ＢＮの光ビームが個々の相異なるフィルタを次々に通過し、次いで検出器に入射する。
【００６８】
図１３はまた別の例にしたがう検出器６１を極めて簡略に示す。検出器は基板６２上に同じタイプの光電ピクセル６３の列またはアレイを有する。検出器６１上では、矢印の方向に示される、フィルタリング波長分布を有するフィルタ６４がピクセル６３上に取り付けられている。これは、矢印の方向に関して、フィルタ６４の相異なる場所において相異なる波長がフィルタリングされることを意味する。そのようなフィルタリング波長分布を有するフィルタ６４の使用には、検査されるべき光が検出器６１上に直接に照射され、グレーティング２４または偏向ミラー２３，５７のような波長分散素子が必要ではないという利点がある。したがって、発光光センサ１の構造は特に単純であり、わずかなコンポーネントで構成することができる。
【００６９】
さらに、例えば、発光光センサの特に好ましい例におけるだけでなく、その他のセンサ、特に光センサを有する発光光センサにおいても、単一コンポーネントの能動光学変位を有利に用いることが可能である。さらに、スペクトロメータの上記の特殊な実施形態は、例えば、発光光センサ自体は発光を励起するための光源をもたない場合に有利である。
【００７０】
さらに、本発明のシステムは、１枚の銀行券ＢＮの発光光センサ１２の測定値が評価されている間に、同時に、次の銀行券ＢＮの測定値が既に検出されているように構成することもできる。しかし、前の銀行券ＢＮの測定値の評価は、前の銀行券ＢＮを対応する格納ポケット９に向けるに十分に高速で搬送経路５の個々のゲート７を切り換えることができるように高速に行われなければならない。
【００７１】
したがって、本発明の方法及び装置により、発光性有価文書の簡単かつ確実な検査及び仕分が可能になる。検査は、例えば、特性物質を励起するためにある持続時間０〜ｔｐにわたり、第１の波長をもつ光を与えられた強度で発生する光源１４によって行うことができる。方向Ｔに搬送されて前面ガラス１８を通過する、検査されるべき銀行券ＢＮの特性物質を光源１４の光が励起し、そこで特性物質が第２の波長で発光する。発光光の強度は一定の原理にしたがい、励起の持続時間０〜ｔｐにわたって増大する。発光強度の増大及び減衰の態様は、用いられる特性物質及び励起光源１４，すなわち励起光の強度及び波長または波長分布に依存する。時刻ｔｐにおける励起の終了後、発光強度は一定の原理にしたがって低下する。
【００７２】
次いで、スペクトロメータ３０を用いて、銀行券ＢＮから垂直に、すなわち励起光と平行に発せられる光が検出され、評価される。１つまたはそれより多くのある時刻ｔ２，ｔ３において検出器ユニット２１の信号を評価することにより、銀行券ＢＮのために用いられる特性物質または特性物質の組合せだけがそのような減衰特性を有するから、そこにある銀行券ＢＮが正規の銀行券であるか否かを特に確実に検査することができる。減衰特性の検査は、１つまたはそれより多くのある時刻における発光光強度の正規の銀行券ＢＮについて与えられた強度との上述した比較によって行うことができる。発光光の強度パターンを既知の銀行券ＢＮについて与えられたパターンと比較する形態を備えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】銀行券仕分機の略図である
【図２】図１にしたがう銀行券仕分機に用いることができる本発明の発光光センサの内部の簡略な側面図である
【図３】図２の発光光センサのコンポーネントを上面図で示す
【図４】図１にしたがう銀行券仕分機に用いることができる本発明の別の発光光センサの内部の簡略な側面図である
【図５】図２及び３の発光光センサの用法を説明するための銀行券の略図である
【図６】図２の発光光センサに使用するための例示的な検出器列の上方からの図である
【図７】図２の発光光センサに使用するための別の例示的な検出器列の上方からの図である
【図８】図７の線Ｉ−Ｉに沿う断面図である
【図９】図２または図４の発光光センサの検出器列からのデータ読出についての略図である
【図１０】本発明の別の発光光センサの内部の簡略な側面図である
【図１１】外部光源をもつ本発明の発光光センサの略図である
【図１２】本発明の別の発光光センサの一部の略図である
【図１３】本発明のまた別の発光光センサの検出器部の略図である
【符号の説明】
【００７４】
１    銀行券仕分機
６，１２    発光光センサ
１１，５０    制御ユニット
１３，６８    ハウジング
１４，３１，５１，５２，６８    光源
２１，２７    検出器ユニット
２２    検出器列
２３    偏向ミラー
２４    結像グレーティング
３２    基準試料
３５    照明領域
３６    像領域
４０    ピクセル
４２    シリコン基板
４５    増幅器段
４６    アナログ／デジタルコンバータ
５０    制御ユニット
５６，５９，６３    光検出器
６０，６４    フィルタ
６９    光ガイド
ＡＳ    入射スリット
ＢＮ    有価文書
Ｔ    搬送方向
【図１】
2008507052.tif 000003
【図２】
2008507052.tif 000004
【図３】
2008507052.tif 000005
【図４】
2008507052.tif 000006
【図５】
2008507052.tif 000007
【図６】
2008507052.tif 000008
【図７】
2008507052.tif 000009
【図８】
2008507052.tif 000010
【図９】
2008507052.tif 000011
【図１０】
2008507052.tif 000012
【図１１】
2008507052.tif 000013
【図１２】
2008507052.tif 000014
【図１３】
2008507052.tif 000015
【国際調査報告】
2008507052.tif 000016
2008507052.tif 000017
2008507052.tif 000018
2008507052.tif 000019
2008507052.tif 000020
2008507052.tif 000021