ДАТЧИК ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЦЕННЫХ ДОКУМЕНТОВ
SENSOR FOR CHECKING VALUABLE DOCUMENTS

Изобретение относится к датчику для проверки ценных документов и приспособлению для проверки ценных документов, оснащенному таким датчиком.
Для проверки ценных документов обычно используют датчики, с помощью которых определяют тип ценных документов или с помощью которых проверяется подлинность или состояние ценных документов. Подобные датчики используются для проверки ценных документов, например банкнот, чеков, удостоверений личности, кредитных карт, чековых карт, билетов, купонов и тому подобного. Проверка ценных документов выполняется в устройстве для обработки ценных документов, в котором в зависимости от свойств проверяемых ценных документов имеется один или несколько различных датчиков. Обычно ценные документы при проверке сканируются на одной или нескольких дорожках, причем датчик и ценный документ движутся относительно друг друга.
Ценные документы зачастую проверяют с помощью оптических датчиков, которые регистрируют свет, исходящий от соответствующего ценного документа. Для получения спектральной информации о проверяемом ценном документе исходящий от освещенного ценного документа свет обнаруживается с помощью нескольких фотодетекторов, которые обнаруживают различные спектральные составляющие света. Если с боковым смещением относительно друг друга располагают несколько фотодетекторов за общей оптикой обнаружения, как описано, например, в US 6024202, то они обнаруживают этот обнаруживающий свет, который исходит от различных областей обнаружения на проверяемом ценном документе. В случае преобразователей свет-сигнал различные области обнаружения смещенных вбок относительно друг друга фотодетекторов используются осознанно для получения изображения детектируемого объекта с пространственным разрешением.
Для исключения этого бокового смещения различных спектральных долей известна установка в оптической структуре траектории лучей обнаружения дифракционной решетки или частично проницаемого устройства разделения луча, за счет которых различные доли света, исходящего от ценного документа, направляются на различные фотодетекторы. Подобные датчики известны из публикации ЕР 1898365 А1. Однако оптическая структура с дифракционной решеткой или с устройствами разделения луча требует существенного конструктивного пространства.
До сих пор неточность измерения, которая возникает за счет расположенных друг рядом с другом фотодетекторов при боковом смещении областей обнаружения, либо принимается во внимание, либо удаляется задним числом для обнаруженных сигналов. Удаление задним числом может выполняться, например, как в US 6024202, с помощью целенаправленной временной задержки сигналов, обнаруженных между фотодетекторами. Другие датчики компенсируют боковое смещение, после преобразования оптических сигналов в электронные сигналы, за счет надвигания друг на друга электронных сигналов, полученных для различных спектральных долей. Однако в случае варьируемых во времени оптических сигналов корректности смещения нельзя достичь просто за счет надвигания полученных для различных спектральных долей электронных сигналов друг на друга. Потому что, наряду с изменением сигнала во времени, соответствующая корректировка была бы очень сложной, и ее расчет зависел бы от соответствующего применения, прежде всего, от проверяемого ценного документа.
Поэтому задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить датчик для проверки ценных документов, имеющий компактную конструкцию, которая может одновременно обнаруживать различные спектральные доли обнаруживаемого света отдельно друг от друга и при которой области обнаружения, в которых различные спектральные доли обнаруживаемого света обнаруживаются отдельно друг от друга, по существу совпадают друг с другом.
Решение задачи охарактеризовано в независимых пунктах формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы указаны преимущественные варианты усовершенствования и осуществления изобретения.
Поставленная задача решена посредством датчика для проверки ценных документов, который выполнен для того, чтобы проверять ценный документ, помещаемый в плоскость измерения датчика. Для проверки ценного документа ценный документ помещается в плоскость измерения, прежде всего, в область регистрации датчика, расположенную в области измерения. Датчик имеет по меньшей мере один источник света для освещения проверяемого датчиком ценного документа и по меньшей мере одно обнаруживающее устройство. Обнаруживающее устройство выполнено для обнаружения света, который исходит при работе датчика от освещенной области, когда ценный документ освещается.
Обнаруживающее устройство имеет по меньшей мере два фотодетектора, которые выполнены для обнаружения обнаруживающего света, который исходит при проверке ценного документа за счет освещения источником света в области обнаружения плоскости измерения ценного документа и распространяется вдоль траектории лучей обнаружения к фотодетекторам. Обнаруживающий свет ценного документа может быть обнаружен фотодетекторами по меньшей мере в двух спектральных диапазонах. Это означает, что по меньшей мере один из фотодетекторов обнаруживающего устройства обнаруживает спектральную долю обнаруживающего света, исходящего от освещенной, отличную от тех, которые обнаруживают другие фотодетекторы обнаруживающего устройства. Например, каждый из фотодетекторов выполнен для обнаружения иной спектральной доли обнаруживающего света, чем остальные фотодетекторы обнаруживающего устройства.
Кроме того, датчик имеет общую для фотодетекторов светособирающую оптику, через которую исходящий в области обнаружения от ценного документа обнаруживающий свет может быть собран и коллимирован в пучок света. Светособирающая оптика расположена таким образом, что она собирает испускаемый вертикально относительно плоскости ценного документа обнаруживающий свет и обнаруживающий свет, испускаемый в угловой области вокруг вертикали. Светособирающая оптика образуется, например, за счет одного или нескольких рефракционных оптических элементов и/или дифракционных оптических элементов. Предпочтительным образом, светособирающая оптика образована за счет одной или нескольких светособирающих линз. При рассмотрении вдоль оптической оси траектории лучей обнаружения фотодетекторы расположены за светособирающей оптикой. В дополнение к светособирающей оптике с каждым из фотодетекторов соотнесена детекторная линза, которая, при рассмотрении вдоль оптической оси траектории лучей обнаружения, расположена за светособирающей оптикой и перед соответствующим фотодетектором. В качестве оптической оси траектории лучей обнаружения называют оптическую ось светособирающей оси, причем направление, названное «вдоль оптической оси траектории лучей обнаружения» относится к направлению распространения обнаруживаемого света от области обнаружения к светособирающей оптике.
Детекторные линзы расположены таким образом, что каждая детекторная линза принимает частичный пучок света, коллимированный за счет светособирающей оптики, и направлена на соответствующий фотодетектор, так что область обнаружения, обнаруживающий свет которой может одновременно обнаруживаться фотодетекторами, для различных фотодетекторов по существу совпадает. Под по существу совпадающими областями обнаружения понимают наложение областей обнаружения фотодетекторов по площади по меньшей мере в 50%, предпочтительным образом по меньшей мере в 80%.
В соответствии с изобретением светособирающая оптика и детекторные линзы расположены таким образом относительно плоскости измерения и относительно друг друга, что частичные пучки света, исходящие из одного и того же места обнаружения области обнаружения, на участке между светособирающей оптикой и детекторной линзой являются сами по себе по себе параллельными и проходят параллельно друг другу. За счет этого в дальнейшем предотвращаются перекрестные помехи в другой из обнаруженных спектральных диапазонов.
Также в соответствии с изобретением оптические оси соответствующих детекторных линз расположены снаружи от оптической оси траектории лучей обнаружения так, что коллимированный пучок света латерально разделяется детекторными линзами по меньшей мере на два частичных пучка света. Это обеспечивает латеральное разделение обнаруживающего света. При этом предпочтительно, чтобы оптические оси детекторных линз имели одинаковое латеральное расстояние от оптической оси траектории лучей обнаружения по меньшей мере для двух или для всех детекторных линз. Прежде всего, расположение фотодетекторов и соответствующих детекторных линз такое, что центр обоих расположений, прежде всего их ось симметрии или их центр симметрии, по существу расположен на оптической оси траектории лучей обнаружения.
То есть, в отличие от вышеназванного уровня техники, фотодетекторы не обнаруживают отделенные друг от друга, расположенные друг рядом с другом на ценном документе области обнаружения. А за счет предлагаемого расположения светособирающей оптики, детекторных линз и фотодетекторов достигается то, что обнаруживающий свет, который обнаруживают фотодетекторы, происходит по существу из совпадающей области обнаружения ценного документа, имеющегося в плоскости измерения. Таким образом осуществляется датчик, который может одновременно обнаруживать различные спектральные доли обнаруживающего света, исходящего от области обнаружения, и тем не менее имеет компактную оптическую конструкцию.
За счет предлагаемого расположения достигается то, что обнаруженные фотодетекторами различные спектральные доли обнаруживающего света происходят по существу из одной и той же области обнаружения. За счет того, что положение и протяженность области обнаружения отдельных фотодетекторов по существу совпадают, становится возможным более точная проверка локальных свойств ценного документа, например признаков подлинности. Потому что, если обнаруженные в различных спектральных диапазонах интенсивности, например, для подтверждения подлинности, соотносятся друг с другом, это выполняется с большим локальным совпадением, чем ранее. Кроме того, обеспечивается возможность синхронного во времени обнаружения нескольких спектральных долей обнаруживающего света в одном и том же месте обнаружения. Последующая корректировка бокового смещения не требуется.
Детекторные линзы расположены в траектории лучей обнаружения друг рядом с другом таким образом, что коллимированный за счет светособирающей оптики пучок света латерально разделяется детекторными линзами по меньшей мере на два частичных пучка света, и они расположены таким образом, что частичные пучки света направляются через соответствующую детекторную линзу на соответствующий фотодетектор. Частичные пучки света являются частичными пучками коллимированного пучка света, которые образуются за счет геометрического разделения из коллимированного пучка света. Это означает, что пучки света без перенаправления луча и без изменения направления исходят из коллимированного пучка света, то есть без расположенных между ними устройств разделения луча, дисперсионных элементов и т.п. Геометрическое разделение пучка света на частичные пучки можно поддержать за счет экранирующих бленд, которые расположены между детекторными линзами (вдоль оптической оси траектории лучей обнаружения при рассмотрении перед и/или после детекторных линз).
Предпочтительным образом, светособирающая оптика, детекторные линзы и фотодетекторы расположены таким образом относительно друг друга и таким образом относительно плоскости измерения, что области обнаружения, обнаруживающий свет которых фотодетекторы определяют одновременно, имеют одинаковое покрытие для различных фотодетекторов. Чтобы достичь одинакового покрытия области обнаружения, то оптические оси детекторных линз сориентированы предпочтительным образом параллельно оптической оси траектории лучей обнаружения и смещены латерально относительно нее. Кроме того, фотодетекторы предпочтительным образом расположены на оптической оси соответствующей детекторной линзы. Латеральное расстояние от оптической оси траектории лучей обнаружения имеет одинаковый размер, например, по меньшей мере для двух или для всех фотодетекторов.
Прежде всего, расположение детекторных линз можно выбрать таким образом, что коллимированный за счет светособирающей оптики пучок света равномерно разделяется детекторными линзами по меньшей мере на два частичных пучка света, то есть частичные пучки света содержат доли интенсивности обнаруживающего света одинакового размера. Равномерное распределение коллимированного пучка света на частичные пучки света также включает в себя случай, когда доля интенсивности коллимированного пучка света используется для дополнительного фотодетектора или доли интенсивности утрачиваются при разделении. Несмотря на различную спектральную фильтрацию обнаруживаемого света, равномерное разделение коллимированного пучка света на частичные пучки света позволяет, чтобы обнаруживающий свет каждой точки области обнаружения распределялся равномерно по фотодетекторам, то есть, что фотодетекторы обнаруживающего устройства содержат одинаковые доли интенсивности обнаруживающего света. За счет этого достигается, что за основу спектрально разделенного обнаружения берется соответственно та же доля обнаруживающего света. Обнаруженные интенсивности тем самым можно еще лучше сравнить друг с другом и просто соотнести друг с другом.
Детекторные линзы расположены вдоль оптической оси траектории лучей обнаружения, предпочтительным образом, за светособирающей оптикой. Предпочтительным образом, детекторные линзы расположены в одной плоскости, которая расположена параллельно плоскости измерения ценного документа. Прежде всего, детекторные линзы закреплены друг рядом с другом на общем носителе. Например, все детекторные линзы выполнены одинаковыми, прежде всего одинаковой формы и/или с одинаковым фокусным расстоянием. В качестве альтернативы, некоторые детекторные линзы могут иметь также другую форму и/или фокусное расстояние. Предпочтительным образом, детекторные линзы являются выполненными отдельно друг от друга отдельными линзами. Предпочтительным образом, детекторные линзы отдельно включены в общее светонепроницаемое крепление, чтобы в этом месте - даже, например, при возникающем при рассеивании света отклонении направления обнаруживающего света - ни один обнаруживающий свет не мог попасть на другой фотодетектор, кроме предусмотренного, то есть, чтобы не могло произойти перекрестных помех в другой из обнаруженных спектральных диапазонов.
Детекторные линзы и фотодетекторы расположены относительно друг друга таким образом, что с каждым из фотодетекторов соотнесена детекторная линза. Также и фотодетекторы обнаруживающего устройства расположены предпочтительным образом в одной плоскости, которая расположена параллельно плоскости измерения ценного документа. Предпочтительным образом, фотодетекторы расположены друг рядом с другом на общем креплении фотодетекторов. Крепление имеет, например, множество позиций, которые выполнены соответственно для приема одного модуля фотодетектора или одного фотодетектора в форме чипа. Чтобы получить однозначное соотнесение между детекторными линзами и фотодетекторами, фотодетекторы расположены на креплении так, что их расположение соответствует расположению детекторных линз. Предпочтительным образом, фотодетекторы и соответствующая детекторная линза фотодетектора расположены относительно друг друга так, что каждый фотодетектор расположен примерно в фокусе соотнесенной с ним детекторной линзы.
Светособирающая оптика, предпочтительным образом, расположена таким образом, что исходящий из каждого места обнаружения области обнаружения обнаруживающий свет ценного документа коллимируется светособирающей оптикой в пучок света, который состоит из параллельных друг другу лучей света. Исходящий из расположенного точно в точке пересечения оптической оси с плоскостью измерения места обнаружения обнаруживающий свет коллимируется светособирающей оптикой в параллельный (состоящий из параллельных друг другу лучей света) пучок, который проходит точно параллельно оптической оси траектории лучей обнаружения. Пучок света для каждого отдельного места обнаружения внутри области обнаружения состоит из параллельного пучка, причем различные места обнаружения области обнаружения имеют слегка наклоненные друг к другу параллельные пучки. Коллимирование обнаруживающего света в параллельный пучок может быть достигнуто за счет того, что плоскость измерения или же область обнаружения расположена в фокальной плоскости общей светособирающей линзы. За счет того, что светособирающая оптика преобразует обнаруживающий свет в проходящий параллельно оптической оси параллельный пучок, достигается, что при разделении пучка света на частичные пучки света спектральные доли обнаруживающего света могут отделяться друг от друга очень хорошо. По сравнению с этим, недостатком является, если светособирающая оптика создает не параллельный пучок, а расходящийся или сходящийся пучок света, поскольку в этих случаях по причине проходящих под наклоном лучей света существует опасность перекрестных помех на неправильный фотодетектор и тем самым в другой из обнаруженных спектральных диапазонов.
Собирающая оптика и детекторные линзы, предпочтительным образом, расположены вдоль оптической оси траектории лучей обнаружения таким образом на небольшом расстоянии относительно друг друга, что при изображении области обнаружения на фотодетекторах предотвращаются ошибки виньетирования. За счет этого достигается, что к краю области обнаружения не происходит затемнения обнаруживающего света, и все точки области обнаружения отображаются на фотодетектор одинаково взвешенными. Прежде всего, для этой цели расстояние между светособирающей оптикой и детекторными линзами меньше, чем диаметр апертуры светособирающей оптики.
Предпочтительным образом, светособирающая оптика, детекторные линзы и фотодетекторы расположены таким образом, что область обнаружения резко отображается на фотодетекторах. Прежде всего, фотодетекторы обнаруживающего устройства расположены в фокусе детекторной линзы, соотнесенной с соответствующим фотодетектором так, что резкое отображение области обнаружения выполняется на фотодетекторы. За счет того, что резкое отображение области обнаружения выполняется на фотодетекторы, область обнаружения ценного документа четко определена и пространственно ограничена. Это представляет собой преимущество относительно нерезкого обнаружения ценного документа и относительно простой световодной оптики, через которую свет ценного документа не отображается, а подается световодом без определенной траектории луча на фотодетектор. Поскольку при нерезком отображении области обнаружения на фотодетекторы край области обнаружения резко не ограничен, а латерально расширен, то на фотодетекторы подается обнаруживающий свет. Преимущество резкого отображения заключается в том, что обнаруженные последовательно области ценного документа, транспортируемого вдоль датчика, даже если они граничат непосредственно друг с другом, могут быть обнаружены без взаимного наложения, то есть отдельно друг от друга. Это позволяет более точно определить локальные свойства ценного документа. Чтобы достичь компактной конструкции датчика, область обнаружения отображается соответственно за счет светособирающей оптики и соответствующей детекторной линзы, прежде всего, в уменьшенном виде, на соответствующий фотодетектор.
Если частичный пучок света выполнен как параллельный пучок, резкого отображения области обнаружения на каждом из фотодетекторов можно достичь за счет того, что фотодетекторы обнаруживающего устройства расположены в фокусе детекторной линзы, соотнесенной с соответствующим фотодетектором. В случае слегка сходящихся или расходящихся пучков света резкое отображение выполняется вне фокуса соответствующего фотодетектора.
В случае датчика, который выполнен для проверки ценного документа, который транспортируется для его проверки вдоль направления транспортировки мимо датчика, предпочтительно, что по меньшей мере два из фотодетекторов обнаруживающего устройства расположены под прямым углом к направлению транспортировки ценного документа со смещением относительно друг друга и, при рассмотрении вдоль направления транспортировки, в том же самом положении. Это позволяет более точную проверку ценного документа, если для проверки ценного документа друг с другом соотносятся обнаруженные расположенными таким образом фотодетекторами значения интенсивности. Потому что отклонения в измерениях, которые могут возникать на основании пульсирующих движений транспортируемого ценного документа, сказываются на обнаруженных значениях интенсивности расположенных таким образом фотодетекторов примерно одинаково.
Датчик может иметь одну или несколько измерительных дорожек, которые соответственно имеют одно из вышеназванных обнаруживающих устройств и в качестве опции также соответственно один или несколько источников света. Обнаруженные в отдельных измерительных дорожках спектральные диапазоны могут быть одинаковыми или различными. Также источники света отдельных измерительных дорожек могут быть одинаковыми или различными. Но для нескольких обнаруживающих устройств датчика также могут использоваться один или несколько общих источников света.
Датчик может иметь один или несколько одинаковых или различных источников света. В случае нескольких источников света они предпочтительным образом освещают одну и ту же область освещения в плоскости измерения. Источники света, при рассмотрении вдоль направления транспортировки ценного документа, расположены предпочтительным образом вдоль перед и/или после обнаруживающего устройства, причем область обнаружения освещается, прежде всего, под наклоном относительно оптической оси траектории лучей обнаружения. За счет этого датчик может быть оснащен поперек направления транспортировки несколькими измерительными дорожками, которые имеют меньшее расстояние друг от друга, чем это возможно при расположении источников света со смещением под прямым углом относительно направления транспортировки. Датчик может иметь несколько одинаковых источников света. Например, по обеим сторонам обнаруживающего устройства могут быть расположены в зеркальном отображении одинаковые источники света. Датчик также может иметь несколько источников света с различными спектрами излучения, максимальные интенсивности которых имеет различную длину волн. Прежде всего, датчик может иметь один или несколько источников света, спектры излучения которых находятся в ультрафиолетовом диапазоне, и/или один или несколько источников света, спектры излучения которых находятся в визуально видимом спектральном диапазоне, и/или один или несколько источников света, спектры излучения которых расположены в инфракрасном спектральном диапазоне. В качестве источников света используются предпочтительным образом светоизлучающие диоды, например светодиоды (СИД), прежде всего полупроводниковые светодиоды или органические светодиоды (ОСИД), и/или лазерные диоды, прежде всего vertikal-cavity surface emitting laser (лазеры поверхностного излучения с вертикальным резонатором, VCSEL).
Обнаруживающее устройство выполнено для обнаружения обнаруживающего света, который при проверке ценного документа исходит из освещенной области ценного документа. Обнаруживающий свет ценного документа может быть люминесцентным светом ценного документа, который испускает освещенная область ценного документа на основе возбуждения за счет света источников света. В качестве альтернативы, обнаруживающий свет также может быть диффузно отраженным светом или пропускаемым светом ценного документа. В случае необходимости обнаруживающее устройство дополнительно также выполнено для обнаружения диффузно отраженного или пропускаемого света. Для обнаружения люминесцентного света фотодетекторы обнаруживают, например, в течение одного или нескольких моментов по завершении светового импульса освещения соответственно одно значение измерения для регистрации различных спектральных долей обнаруживающего света.
Фотодетекторы обнаруживающего устройства могут управляться датчиком таким образом, что фотодетекторы обнаруживают обнаруживающий свет области обнаружения синхронно во времени относительно друг друга. За счет этого становится возможным одновременное обнаружение различных спектральных компонентов обнаруживающего света. Для проверки ценного документа источники света и детекторы эксплуатируются, например, потактово, причем по завершении импульса освещения от источника света, в один или несколько моментов обнаруживают интенсивность люминесцентного света в нескольких спектральных диапазонах синхронно во времени относительно друг друга. В случае люминесцентной проверки тактовое управление освещения и обнаружения предпочтительным образом настолько быстрое, что ценный документ практически непрерывно проверяется вдоль каждой измерительной дорожки.
Предпочтительным образом, обнаруживающее устройство имеет дополнительный фотодетектор для обнаружения отражающего света ценного документа. Дополнительный фотодетектор может по аналогии с вышеназванными фотодетекторами быть расположен с латеральным смещением относительно оптической оси траектории лучей обнаружения. Дополнительный фотодетектор также может быть расположен на оптической оси траектории лучей обнаружения, в результате чего через него может обнаруживаться испускаемый вдоль оптической оси траектории лучей обнаружения обнаруживающий свет ценного документа. А вдоль траектории лучей обнаружения перед дополнительным фотодетектором установлена линза, которая расположена между расположенными рядом друг с другом детекторными линзами обнаруживающего устройства. Дополнительный фотодетектор может синхронно освещению источниками света соответственно воспринимать значение измерения, чтобы обнаруживать диффузно отраженный или пропускаемый свет освещенного ценного документа. Дополнительный фотодетектор может использоваться как мониторинговый детектор для проверки интенсивности источника света и/или выполнять функцию оптического датчика. Предпочтительным образом, дополнительный фотодетектор направлен по существу на ту же область обнаружения плоскости измерения, что и вышеназванные фотодетекторы обнаруживающего устройства. За счет этого дополнительный фотодетектор может обнаруживать обнаруживающий свет по существу той же области обнаружения, что и остальные фотодетекторы обнаруживающего устройства. Поэтому датчик может самостоятельно обнаруживать положение и точку попадания кромок и печатного изображения ценного документа. Поскольку датчик может обнаруживать дополнительным фотодетектором также и диффузно отраженный свет области обнаружения, датчик может точно определять положение области обнаружения на документе, в которой обнаруживается люминесцентный свет.
За счет этого можно достичь более точного соотнесения обнаруженного люминесцентного сигнала с местом на ценном документе, чем это было бы возможно посредством выполненного за счет датчика дополнительного отражающего датчика. За счет этого возможна более точная проверка ценного документа.
Предпочтительным образом, обнаруживающее устройство имеет по меньшей мере четыре из вышеназванных фотодетекторов, которые расположены друг рядом с другом таким образом, что они образуют двухмерную матрицу фотодетекторов. Центр матрицы фотодетекторов, прежде всего, ось симметрии или центр симметрии, расположен по существу на оптической оси траектории лучей обнаружения. Матрица фотодетекторов может быть выполнена за счет ортогонального расположения фотодетекторов, но также может быть выполнена и за счет неортогонального расположения. Например, по меньшей мере, некоторые из фотодетекторов могут быть расположены с концентрическим расположением вокруг центра матрицы фотодетекторов, предпочтительным образом с одинаковым угловым расстоянием. По меньшей мере с четырьмя фотодетекторами соотнесена соответственно одна детекторная линза, которая расположена вдоль траектории лучей между светособирающей оптикой и соответствующим фотодетектором. Детекторные линзы расположены друг рядом с другом таким образом, что коллимированный за счет общей светособирающей оптики пучок света латерально разделяется детекторными линзами на по меньшей мере четыре параллельных друг другу пучка света, которые направлены через детекторные линзы на соответствующий фотодетектор.
Через по меньшей мере четыре фотодетектора можно обнаружить совпадающую область обнаружения в тот же момент в четырех или более спектральных диапазонах. Поскольку тем самым четыре или больше люминесцентных интенсивности в совпадающем месте обнаружения могут обнаруживаться независимо друг от друга, они могут быть соотнесены друг с другом с высокой точностью.
Полученные обнаруживающим устройством значения измерения затем анализирует анализирующее устройство, которое может быть составной частью датчика или также быть образовано внешним анализирующим устройством. Предпочтительным образом, датчик, прежде всего, внутреннее анализирующее устройство датчика, уже предварительно обрабатывает значения измерения. Дальнейший анализ также может выполнять внутреннее анализирующее устройство или в качестве альтернативы центральное анализирующее устройство приспособления, в которое встроен датчик.
Предпочтительным образом, для датчика предусмотрено управляющее устройство, которое настроено для того, чтобы включать и снова выключать потактово источники света и фотодетекторы обнаруживающего устройства. Управляющее устройство может быть выполнено как составная часть датчика, но она также может быть выполнена как внешнее управляющее устройство, например, как составная часть приспособления для обработки ценных документов, в которое встроен датчик. Управляющее устройство настроено для того, чтобы управлять источниками света и обнаруживающим устройством, прежде всего, фотодетекторами датчика. При эксплуатации датчика управляющее устройство включает и снова выключает фотодетекторы синхронно относительно друг друга. Кроме того, предпочтительным образом датчик имеет корпус, в котором расположены источники света и обнаруживающее устройство, в качестве опции также управляющее устройство и анализирующее устройство.
Прежде всего, источники света выполнены для возбуждения люминесцентного света ценного документа, а фотодетекторы обнаруживающего устройства - для обнаружения люминесцентного света ценного документа. Например, каждый из фотодетекторов выполнен для обнаружения другой спектральной доли обнаруживающего света, чем остальные фотодетекторы обнаруживающего устройства. Например, спектральные диапазоны фотодетекторов отделены друг от друга так, что они не накладываются друг на друга.
В одном примере осуществления с фотодетекторами соотнесены различные спектральные фильтры, которые расположены в индивидуальной траектории лучей обнаружения соответствующего фотодетектора, после светособирающей оптики и перед соответствующим фотодетектором. Особенно подходят для того интерференционные светофильтры, обнаруженный соответственно через которые спектральный диапазон может быть расположен в практически любом диапазоне длины волн. В случае интерференционных светофильтров они предпочтительным образом расположены в траектории лучей параллельного частичного пучка света, например, между светособирающей оптикой и соответствующей детекторной линзой. Область проницаемости интерференционных светофильтров спектрально выбирается таким образом, что соответствующий интерференционный светофильтр проницаем для обнаруживаемой соответствующим фотодетектором спектральной доли обнаруживающего света. В качестве интерференционного светофильтра используются, например, полосовые фильтры. Интерференционные светофильтры фотодетекторов спектрально выбираются так, что они пропускают только ту спектральную долю обнаруживающего света, которую должен обнаруживать соответствующий фотодетектор, но блокирует остальные спектральные доли обнаруживающего света, которые при необходимости должны обнаруживаться одним из других фотодетекторов. Чтобы обнаружить спектральные доли отдельно друг от друга, интерференционные светофильтры по меньшей мере двух фотодетекторов выбираются, например, так, что они имеют противоположную друг другу спектральную проницаемость. Спектральная кромка интерференционных светофильтров, которая маркирует переход от проницаемости к непроницаемости интерференционного светофильтра, затем соответственно укладывается между различными спектральными долями обнаруживающего света.
Чтобы можно было хорошо отделить друг от друга различные спектральные доли, которые спектрально относительно близко соседствуют друг с другом, предпочитаются интерференционные светофильтры с высокой (спектральной) крутизной кромки.
90
01
50
90
50
01
Крутизна кромки интерференционных светофильтров может указываться независимо от длины воны за счет относительной крутизны кромки К=(λ-λ)/λ, причем λ или же λ или же λ указывает ту длину волны, при которой соответствующий интерференционный светофильтр достигает 90% или же 50% или же 1% своей степени пропускания. Относительная крутизна К кромки использованных интерференционных светофильтров предпочтительным образом составляет максимально 2%. Предпочтительным образом, относительная крутизна К кромки использованных фильтров меньше относительного спектрального расстояния Δλ/λ спектральных долей, которые должны обнаруживаться в обнаруживающем свете ценного документа фотодетекторами и должны различаться друг от друга, например, быть меньше относительного спектрального расстояния Δλ/λ двух обнаруживаемых отдельно друг от друга спектральных линий. При этом Δλ указывает спектральное расстояние различаемых спектральных долей или же спектральных линий, а X - спектральный центр обеих спектральных долей, например, спектральный центр обеих спектральных линий. Относительное спектральное расстояние Δλ/λ составляет, прежде всего, по меньшей мере 4%.
Если для двух или нескольких фотодетекторов используются спектральные фильтры с противоположной спектральной проницаемостью и крутизной кромок К<Δλ/λ такого размера, то из соотношения обнаруженных фотодетекторами интенсивностей непосредственно следует соотношение спектральных долей, прежде всего, спектральных линий. Для фильтров с крутизной К кромки, которая соответствует относительному спектральному расстоянию Δλ/λ или больше, это не возможно, поскольку обнаруживаемые интенсивности содержат ошибки. Это следует из того, что спектральные доли - несмотря на их спектральное расстояние - обнаруживал бы не только один, а в определенной части также другой фотодетектор. Поэтому предпочтительным образом относительная крутизна К кромки спектральных фильтров меньшей мере на коэффициент 3 меньше относительного спектрального расстояния Δλ/λ отличаемых друг от друга спектральных долей, прежде всего, как относительное спектральное расстояние Δλ/λ отличаемых друг от друга спектральных линий.
Кроме того, изобретение относится к приспособлению для проверки ценных документов, которое содержит один или несколько предлагаемых датчиков. Приспособление является, например, приспособлением для обработки ценных документов, прежде всего, сортировочным приспособлением для ценных документов. Приспособление может иметь транспортировочную систему, которая выполнена для того, чтобы транспортировать ценные документы вдоль датчика, чтобы последовательно обнаруживать несколько областей обнаружения ценного документа. В варианте, в котором ценный документ для его проверки транспортируется со скоростью транспортировки вдоль датчика, временной интервал между импульсом освещения и моментами обнаружения предпочтительным образом таким образом согласован со скоростью транспортировки ценного документа, что, несмотря на движение ценного документа, обнаруживается практически исключительно обнаруживающий свет из ранее освещенного участка протранспортированного мимо ценного документа.
Далее изобретение разъясняется в качестве примера на основании следующих фигур. На фигурах показано:
Фиг. 1А - обнаруживающее устройство датчика согласно первому примеру осуществления в виде спереди,
Фиг. 1Б - разрез А-А обнаруживающего устройства согласно фиг. 1А в месте двух фотодетекторов и разрез В-В обнаруживающего устройства согласно фиг.1А в месте дополнительного фотодетектора,
Фиг. 1В - разрез С-С, проходящий под прямым углом относительно разреза А-А обнаруживающего устройства согласно фиг. 1А в месте двух фотодетекторов,
Фиг. 1Г - обнаруживающее устройство и освещающее устройство датчика в виде спереди,
Фиг. 1Д - разрез D-D обнаруживающего устройства согласно фиг. 1Г в месте дополнительного фотодетектора,
Фиг. 2 - датчик согласно второму примеру осуществления с обнаруживающим устройством из двух фотодетекторов и освещающим устройством датчика в виде спереди,
Фиг. 3 - датчик согласно третьему примеру осуществления с обнаруживающим устройством из трех фотодетекторов и двумя освещающими устройствами датчика в виде спереди,
Фиг. 4 - вид спереди на датчик с девятью измерительными дорожками с обнаруживающим устройством каждая и двумя освещающими устройствами для каждой измерительной дорожки, и проверяемый ценный документ.
В первом примере осуществления датчик для проверки ценного документа выполнен в одной или нескольких измерительных дорожках на ценном документе, для которых соответственно предусмотрено одно обнаруживающее устройство 10. Обнаруживающее устройство 10 имеет четыре фотодетектора 16, расположенные в форме матрицы фотодетекторов, сравн. фиг. 1А. Перед каждым фотодетектором 16 при рассмотрении вдоль траектории лучей обнаружения расположена соответственно одна детекторная линза 26. Как четыре фотодетектора 16, так и четыре детекторных линзы 26 расположены друг рядом с другом в одной плоскости. Для исключения перекрестных помех в другом из обнаруженных спектральных диапазонов за счет рассеянного света детекторные линзы закреплены отдельно друг от друга в креплении 13, которое выполнено из светонепроницаемого материала. В центре обнаруживающего устройства 10 в качестве опции находится линза 11 GRIN (с градиентным профилем показателя преломления), чтобы направить одну часть обнаруживающего света на дополнительный фотодетектор 12, сравн. фиг. 1Б.
На фиг. 1Б показаны оба показанных на фиг. 1А разреза А-А и В-В обнаруживающего устройства 10. На обоих разрезах распознается соответственно внизу плоскость Е измерения, в которой располагают проверяемый ценный документ 1, и расположенная в плоскости Е измерения область 3 обнаружения, обнаруживающий свет которой обнаруживает обнаруживающее устройство 10. Обнаруживающий свет области 3 обнаружения коллимируется через общую для фотодетекторов 16 светособирающую линзу 25 в пучок L света. В верхней части разрезов представлен соответственно один носитель 15, на котором закреплены дополнительный фотодетектор 12, четыре фотодетектора 16 и крепление 13. На левом разрезе А-А также показаны два фотодетектора 16, заключенных в крепление 13, и соотнесенные с ними детекторные линзы 26. При рассмотрении вдоль траектории лучей обнаружения перед каждой детекторной линзой 6 расположен соответственно один спектральный фильтр 17. Фильтры 17 проницаемы для различных спектральных диапазонов, в результате чего с помощью обоих фотодетекторов 16 могут обнаруживаться два различных спектральных компонента обнаруживающего света. Фотодетекторы 16 могут быть, например, полупроводниковыми фотодетекторами на основе Si, Ge или InGaAs или PbS-фотодетекторами. Внутри обнаруживающего устройства 10 в качестве фотодетекторов 16 могут использоваться детекторы одинаковых или различных из перечисленных типов.
Пучок L света разделяется расположением четырех детекторных линз 26 на четыре частичных пучка L′ света. Обнаруживающий свет, который исходит из центральной точки 31 области 3 обнаружения, преобразуется за счет светособирающей линзы 25 в параллельный пучок L′, который проходит параллельно оси z. Обнаруживающий свет, который исходит из краевой точки 32 области 3 обнаружения, преобразуется за счет светособирающей линзы 25 в еще один параллельный пучок L′, который незначительно наклонен к оси z, но также состоит из параллельных друг другу лучей света. Геометрическое разделение пучка L света на частичные пучки L′ света таково, что, несмотря на спектральную фильтрацию фильтрами 17, одинаковые доли обнаруживающего света от каждой из двух точек 31 и 32 попадают на каждую из четырех детекторных линз 26. Перегородки крепления 13 служат в качестве экранирующих заслонок между частичными пучками L′ света. Расстояние d между светособирающей линзой 25 и детекторными линзами 26 меньше, чем диаметр апертуры светособирающей линзы 25. Через каждый из четырех фотодетекторов 16 таким образом может быть одновременно обнаружен обнаруживающий свет одной и той же области 3 обнаружения. Показанные на фиг. 1Б лучи света являются соответственно проекцией фактического луча света на плоскость x-z.
На правом разрезе В-В показан опциональный дополнительный фотодетектор 12, который расположен на оптической оси а траектории лучей обнаружения. Через линзу 11 GRIN одна доля обнаруживающего света области 3 обнаружения может быть отображена на дополнительный фотодетектор 12. Например, дополнительный фотодетектор 12 обнаруживает отражающий свет проверяемого ценного документа, который исходит во время освещения от области 3 обнаружения. Вдоль траектории лучей обнаружения дополнительного фотодетектора 12 в качестве опции может быть расположен спектральный фильтр, чтобы обнаруживать только одну спектральную долю отражающего света.
Например, спектральные фильтры 17 выбраны так, что через фотодетекторы 16 обнаруживается только люминесцентный свет проверяемого ценного документа 1. Чтобы обнаруживать только люминесцентный свет, в траектории лучей обнаружения дополнительно может содержаться спектральный фильтр с крутым срезом, который является общим для всех четырех фотодетекторов (не показан).
Четыре спектральных фильтра 17, предпочтительным образом, являются интерференционными светофильтрами, которые проницаемы соответственно для другого спектрального компонента люминесцентного света. Обнаруживающее устройство 10 может таким образом одновременно обнаруживать интенсивности четырех различных спектральных компонентов обнаруживающего света одной и той же области 3 обнаружения на ценном документе. Четыре фильтра в этом примере осуществления расположены между общей светособирающей линзой 25 и соответствующей детекторной линзой 26. В качестве альтернативы, спектральные линзы 17 могут быть расположены между соответствующей детекторной линзой 26 и соответствующим фотодетектором 16. Или различные спектральные фильтры могут быть образованы самой детекторной линзой 26.
Дополнительно или в качестве альтернативы фильтрам 17, фотодетекторы 16 могут иметь различную спектральную чувствительность.
На фиг. 1В показан маркированный на фиг. 1А разрез С-С обнаруживающего устройства 10, который проходит под прямым углом относительно разреза А-А через один из фотодетекторов 16. Оба фотодетектора 16, через которые проходит разрез С-С, расположены со смещением по вертикали относительно направления x транспортировки ценного документа, и при рассмотрении вдоль направления x транспортировки, в том же положении х0, сравн. фиг. 1А. Для упрощения представления на фиг. 1В для двух точек области 3 обнаружения показан соответственно только тот луч света обнаруживающего света, который образует центральный луч свет частичного пучка L′ света. По аналогии с фиг. 1Б, показанные лучи света являются соответственно проекцией фактического луча света на плоскость y-z. Оптические оси b детекторных линз 26 сориентированы параллельно оптической оси а траектории лучей обнаружения, а фотодетекторы 16 расположены на оптической оси b соответствующей детекторной линзы 26.
На фиг. 1Г показан вид спереди параллельно оси z при рассмотрении от области 3 обнаружения, причем светособирающая линза 25 для упрощения представления опущена. Рядом с обнаруживающим устройством 10 расположено освещающее устройство 20, которое используется для освещения области 3 обнаружения. Освещающее устройство 20 освещает, например, область освещения в плоскости Е измерения, положение и распространение приблизительно совпадают с положением и распространением области 3 обнаружения. Освещающее устройство 20 имеет закрепленный на носителе 19 источник 18 света, сравн. фиг. 1Д (источник 18 света не виден на фиг. 1Г), излучаемый свет которого с помощью освещающей оптики направляется на ценный документ 1. Освещающая оптика состоит, например, из двух линз 28, 29 и расположенного между ними спектрального фильтра 27, который пропускает только желаемую для освещения ценного документа спектральную долю излучаемого света от источника света. На фиг. 1Д представлен маркированный на фиг. 1Г разрез D-D, в котором виден источник 18 света и из которого исходит траектория лучей обнаружения.
На фиг.2 и 3 показаны два примера осуществления датчика в виде спереди параллельно оси z. Представлена соответственно только одна измерительная дорожка, но датчик может иметь также больше одной представленной измерительной дорожки. Также и в этих примерах осуществления фотодетекторы 16 каждого обнаруживающего устройства 10 имеют общую светособирающую линзу (не показана). Обнаруживающие устройства 10 этих примеров осуществления в качестве опции могут иметь дополнительный фотодетектор для обнаружения отражающего света. Представленная на фиг. 2 измерительная дорожка имеет одно освещающее устройство 20 и одно обнаруживающее устройство 10, которое содержит только два фотодетектора 16 с соответственно расположенной перед ними линзой 26. Представленная на фиг.3 измерительная дорожка имеет два освещающих устройства 20 и одно обнаруживающее устройство 10, которое содержит три фотодетектора 16 с соответственно расположенной перед ними линзой 26.
На фиг. 4 показан четвертый пример осуществления датчика в виде спереди параллельно оси z при рассмотрении от области 3 обнаружения, причем светособирающие линзы 25 для упрощения представления опущены. Датчик имеет девять измерительных дорожек, которые состоят соответственно из одного обнаруживающего устройства 10 и двух расположенных по обеим сторонам рядом с обнаруживающим устройством 10 освещающих устройств 20. Фотодетекторы 16, спектральные фильтры 17, 27 и источники 18 света отдельных измерительных дорожек могут быть одинаковыми или различными. Для проверки ценного документа 1 проверяемый ценный документ 1 транспортируется вдоль направления x транспортировки вдоль датчика. Во время транспортировки несколько раз обнаруживают исходящий от соответствующей области 3 обнаружения обнаруживающий свет ценного документа 1, например, чтобы просканировать ценный документ вдоль девяти измерительных дорожек.