用于检查有价文件的传感器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于检查有价文件的传感器，具有检测装置，检测装置具有至少两个光电检测器，通过光电检测器，可以在至少两个不同光谱范围内检测有价文件的检测光。检测装置包含光电检测器共用的会聚光学系统，会聚光学系统能够将由有价文件的检测区域发出的检测光准直为光束。每个光电检测器具有相关联的检测器透镜，检测器透镜接收由会聚光学系统准直的光束的部分光束，并将部分光束引导至相应光电检测器上，使得用于不同光电检测器的检测区域基本上一致。来自相同检测区域的检测光的不同光谱分量可以彼此分离地由传感器同时检测。
【专利说明】用于检查有价文件的传感器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于检查有价文件的传感器以及一种具有所述传感器的用于检查有价文件的设备。
【背景技术】
[0002]通常采用传感器来检查有价文件，通过传感器确定有价文件的类型或通过传感器检查有价文件的真实性或它们的状态。这种传感器用于检查有价文件，例如钞票、支票、身份证、信用卡、支票保证卡、票证、收据等。根据待检查的有价文件属性，在包含一个或若干不同传感器的用于有价文件处理的设备中实现对有价文件的检查。在检查时，通常以一个或若干轨道扫描有价文件，由此，传感器和有价文件相对彼此移动。
[0003]借助捕获来自相应有价文件的光的光学传感器频繁检查有价文件。为了获得与待检查的有价文件有关的光谱信息，借助若干光电检测器检测来自被照明的有价文件的光，光电检测器检测光的不同光谱部分。当若干光电检测器沿横向彼此偏移地布置在共同检测光学系统之后时，例如US6024202所述，它们检测来自待检查的有价文件上的不同检测区域的检测光。在图像传感器的情况下，有意地充分利用沿横向彼此偏移的光电检测器的不同检测区域，以获得检测目标的局部分辨图像。
[0004]为了排除不同光谱部分的横向偏移，已知将衍射光栅或部分透射分束器装配在检测射线路径的光学构造中，经由衍射光栅或部分透射分束器，从有价文件发出的光的不同部分被引导至不同光电检测器。然而，具有衍射光栅或分束器的光学构造要求相当大的装配空间。
[0005]至今为止，因并排布置的光电检测器的检测区域的横向偏移而产生的测量失准或者被接受或者随后在检测信号中去除。可借助由光电检测器检测到的信号之间的目标时间延迟来实现随后去除，例如US6024202。其它传感器在光学信号转换为电信号之后，通过使针对不同光谱部分获得的电信号彼此叠加来补偿横向偏移。然而，在随时间变化的光信号的情况下，通过随后叠加所检测的信号不能简单地实现偏移校正。因为由于时间信号变化，对应的校正会十分复杂，并且其计算取决于相应应用，尤其取决于待检查的有价文件。
【发明内容】
[0006]因此，本发明之目的是说明一种用于检查有价文件的传感器，其具有紧凑构造，可同时检测所述检测光的彼此分离的不同光谱部分，其中，同时检测不同光谱部分的检测区域彼此基本一致。
[0007]该目的通过独立权利要求的主题来实现。在从属权利要求中，说明了本发明的有利发展例和实施例。
[0008]该目的通过一种用于检查有价文件的传感器来实现，该传感器构造成检查存在于传感器测量平面中的有价文件。为了检查有价文件，有价文件被带至测量平面，尤其是传感器的位于测量平面中的捕获区域。传感器具有用于照明由传感器检查的有价文件至少一个光源以及至少一个检测装置。检测装置构造成当在传感器操作而照明有价文件时，检测来自被照明区域的光。
[0009]检测装置具有并排布置的至少两个光电检测器，它们构造成检测因在检查有价文件时用光源照明而从处于测量平面的检测区域中的有价文件发出的检测光，所述检测光沿检测射线路径传播到光电检测器。有价文件的检测光可在至少两个不同检测区域中由光电检测器检测。这意味着与检测装置的其它光电检测器相比，检测装置的光电检测器中的至少一个检测来自照明区域的检测光的不同光谱部分。例如，与检测装置的其它光电检测器相比，各光电检测器构造成检测所述检测光的不同光谱部分。
[0010]传感器还具有与光电检测器共用的聚集光学系统，经由该聚集光学系统，由检测区域中的有价文件发出的检测光可聚集并准直成光束。聚集光学系统布置成其聚集垂直于有价文件平面发出的有价文件的检测光以及以垂直线附近的角度范围发出的检测光。聚集光学系统例如由一个或若干折射光学元件和/或衍射光学元件形成。优选地，聚集光学系统由一个或若干聚集光学透镜形成。沿检测射线路径的光轴观看，光电检测器布置在聚集光学系统之后。除了聚集光学系统，各光电检测器具有与其相关的检测器透镜，沿检测射线路径的光轴观看，检测器透镜布置在聚集光学系统之后、相应光电检测器之前。聚集光学系统的光轴设计为检测射线路径的光轴，称为“沿检测射线路径的光轴”的方向指的是从检测区域到聚集光学系统的检测光的传播方向。
[0011]检测器透镜并排布置成每个检测器透镜接收由聚集光学系统准直的光束的部分光束，并将其引导至相应光电检测器上，使得检测区域(由光电检测器可同时检测其检测光)对于不同光电检测器而言基本上一致。“基本一致的检测区域”应理解为指的是光电检测器的检测区域的表面面积重叠至少50%、优选至少80%。
[0012]与上述现有技术相比，由此，光电检测器不会检测彼此分离且并排安置在有价文件上的检测区域。确切地说，通过根据本发明的聚集光学系统、检测器透镜和光电检测器的布置实现的是，由光电检测器检测的检测光源自存在于测量平面中的有价文件的基本一致的检测区域。如此，实现了这样一种传感器，其可同时检测来自该检测区域的检测光的不同光谱部分，并仍具有紧凑的光学构造。
[0013]通过根据本发明的布置，实现的是，由光电检测器检测的检测光的不同光谱部分源自基本相同的检测区域。由于单独光电检测器的检测区域的位置和延伸度基本一致，所以变得可更精确地验证局部有价文件属性，例如真实性特征。因为在不同光谱区域中检测到的强度彼此相关(例如针对真实性的证明)，所以与目前相比，这以更大的局部一致性来实现。而且，可在同一检测地点同时检测所述检测光的若干检测部分。对横向偏移的随后校正是不必要的。
[0014]检测器透镜并排布置在检测射线路径中，使得由聚集光学系统准直的光束在横向方向上由检测器透镜分为至少两个部分光束。它们布置成部分光束由相应检测器透镜引导至相应光电检测器。部分光束是准直光束的部分束，它们通过准直光束的几何分割而形成。即，部分光束由准直光束产生，而不具有射线偏转和方向改变，即不具有任何中间的分束器、色散元件等。光束几何分割为部分束可由布置在检测器透镜之间(沿检测射线路径的光轴观看，位于检测器透镜之前和/或之后)的屏蔽屏幕支持。
[0015]为了获得检测光在检测器透镜上的横向分割，检测器透镜的光轴相应地布置在检测射线路径的光轴之外。优选地，对于至少两个或所有检测器透镜，检测器透镜的光轴具有与检测射线路径的光轴相同的横向距离。特别地，光电检测器和附属检测器透镜布置成两种布置的中心(尤其是它们的对称轴线或它们的对称中心)基本上位于检测射线路径的光轴上。
[0016]优选地，聚集光学系统、检测器透镜和光电检测器相对彼此布置，并且关于测量平面布置，使得各检测区域(其检测光可由光电检测器同时检测)对于不同光电检测器是全等的。为了实现全等的检测区域，检测器透镜的光轴优选地平行于检测射线路径的光轴取向，并从检测射线路径的光轴沿横向偏移。此外，光电检测器优选地布置在相应检测器透镜的光轴上。对于至少两个或所有光电检测器，光电检测器与检测射线路径的光轴相距的横向距离是例如一样大的。
[0017]特别地，检测器透镜的布置可选择成由聚集光学系统准直的光束在横向方向上由检测器透镜均匀地分为至少两个部分光束，即部分光束包含一样大的检测光强部分。准直光束均匀分割为部分光束还包括准直光束的强度部分用于额外光电检测器的情况，或者强度部分在分割时损耗的情况。除了检测光的不同的光谱滤波，准直光束均匀分割为部分光束会允许将检测区域每一位置的检测光均匀分割至光电检测器上，即检测装置的光电检测器获得一样大的检测光强部分。由此，可实现的是，光谱分离检测相应地基于检测光的同一部分。与彼此相比，所检测的强度由此可更好，并可简单地彼此相关。
[0018]检测器透镜优选地沿检测射线路径的光轴直接布置在聚集光学系统之后。优选地，检测器透镜共面地布置在平行于有价文件的测量平面的平面中。特别地，检测器透镜并排紧固在一共同载体上。例如，所有检测器透镜相同地构造，尤其以相同形式和/或相同焦距构造。或者，一些检测器透镜还可具有不同形式和/或焦距。检测器透镜优选地是构造成彼此分离的单个透镜。优选地，检测器透镜单独地容纳在一共同的不透光安装件中，使得在该位置，不会有检测光撞击在与意在撞击的光电检测器不同的光电检测器上(即使当检测光例如经由光散射而发生方向偏转时也如此)，使得不会发生到不同检测光谱区域的串扰。
[0019]检测器透镜和光电检测器关于彼此布置成光电检测器均具有与其相关联的检测器透镜。检测装置的光电检测器还优选地共面布置在平行于有价文件的测量平面的平面中。优选地，光电检测器并排布置在光电检测器共用的接收单元上。接收单元具有例如多个位置，所述多个位置相应地构造成接收光电检测器构件或芯片状光电检测器。为了获得检测器透镜与光电检测器之间的独特关系，光电检测器布置在接收单元上，使得它们的布置对应于检测器透镜的布置。优选地，光电检测器和光电检测器的相应检测器透镜关于彼此布置成每个光电检测器大约布置在与其相关联的检测器透镜的焦点处。
[0020]聚集光学系统优选地布置成由检测区域的每个检测地点发射的有价文件检测光通过聚集光学系统准直成由相互平行的光线构成的光束。来自精确地位于光轴和测量平面的交点处的检测地点的检测光由聚集光学系统准直为严格平行于检测射线路径光轴延伸的平行波束(由相互平行的光线构成)。对于检测区域内的每个单独检测地点，光束由平行波束构成，检测区域的不同检测地点具有关于彼此稍微倾斜的平行波束。检测光到平行波束的准直可通过位于共同聚集透镜焦平面上的测量平面或检测区域来实现。通过将检测光转换为平行于光轴延伸的平行波束的聚集光学系统，在光束分割为部分光束时，检测光的光谱部分可很好地彼此分离。与此相比，当聚集光学系统不产生平行波束，而产生发散光束或会聚光束时是有缺点的，因为在这种情况下有因倾斜延伸的光线而发生到错误光电检测器并由此到不同检测光谱区域的串扰的危险。
[0021]优选地，聚集光学系统和检测器透镜关于测量平面以及相对于彼此布置成来自检测区域的相同检测地点的部分光束相应地本身是平行的，并在聚集光学系统和检测器透镜之间的部分中彼此平行地延伸。这进一步避免到不同检测光谱区域的串扰。
[0022]聚集光学系统和检测器透镜优选地沿检测射线路径的光轴以小间隔布置，使得在检测区域成像到光电检测器上时避免渐晕误差。由此，对朝向检测区域边缘的检测光没有遮拦，并且检测区域的所有点以相同权重成像到光电检测器上。特别地，为此，聚集光学系统和检测器透镜之间的距离小于聚集光学系统的孔径。
[0023]优选地，聚集光学系统、检测器透镜和光电检测器关于测量平面布置成检测区域锐度成像(sharply image)在光电检测器上。特别地，检测装置的光电检测器布置在与相应光电检测器相关的检测器透镜的焦点处，使得检测区域锐度成像在光电检测器上。因为检测区域锐度成像在光电检测器上，所以清楚地限定且在空间上限制出有价文件的检测区域。与有价文件的非锐度检测相比以及与简单光导光学系统(经由光导光学系统，有价文件的光未成像，而是在没有任何限定射线路径的情况下从光导被带至光电检测器)相比，这构成优点。因为检测区域的边缘未严格受限，而是在检测区域未锐度成像在光电检测器上时沿横向扩展，所以光电检测器被检测光过度照射。锐度成像的优点是传输通过传感器的有价文件的相继检测的有价文件区域可没有相互重叠地检测，即彼此分离地检测，即使当所述区域直接彼此邻接也如此。这使得可更精确地确定有价文件的局部属性。为了实现传感器的紧凑构造，检测区域由聚集光学系统和相应检测器透镜尤其以减少的尺寸成像在相应光电检测器上。
[0024]如果部分光束构造成平行波束，则可通过将检测装置的光电检测器布置在与相应光电检测器相关的检测器透镜的焦点处来实现检测区域到每个光电检测器上的锐度成像。在稍微发散或会聚光束的情况下，在相应光电检测器的焦点外部实现锐度成像。
[0025]在传感器构造成检查有价文件的情况下(为了检查有价文件，有价文件沿传输方向传输通过传感器)，优选地，沿传输方向观看，检测装置的至少两个光电检测器垂直于有价文件的传输方向彼此偏移地布置，并布置在相同位置处。当通过由此布置的光电检测器检测的强度彼此相关以检查有价文件时，这允许更紧凑的有价文件检查。因为由传输的有价文件的摆动运动而引起的测量偏差具有对由此布置的光电检测器的检测强度大致等同强大的作用。
[0026]传感器可具有一个或若干测量轨道，测量轨道相应地具有上述检测装置中的一个，并还可选地相应地具有一个或若干光源。在单独测量轨道中检测的光谱区域可以相同或不同。单独测量轨道的光源还可以相同或不同。然而，对于传感器的若干检测装置，还可米用一个或若干共同光源。
[0027]传感器可具有一个或若干相同或不同光源。在若干光源的情况下，优选地，它们照明测量平面中的相同照明区域。沿有价文件的传输方向观看，光源优选地布置在检测装置之前和/或之后，被照明的检测区域尤其关于检测射线路径的光轴倾斜。这使得可给传感器配备位于传输方向的横向方向上的若干测量轨道，若干测量轨道以比当光源垂直于传输方向布置时小的间隔隔开。传感器可具有若干相同光源。例如，相同光源可以镜像形式布置在检测装置的两侧。然而，传感器可具有带不同发射光谱的若干光源，其强度最大值位于不同波长处。特别地，传感器可具有发射光谱位于紫外光谱区域中的一个或若干光源和/或发射光谱位于视觉可见光谱区域中的一个或若干光源和/或发射光谱位于红外光谱区域中的一个或若干光源。作为光源，优选地使用光照射二极管和/或激光器二极管，光照射二极管例如是发光二极管(LED)，尤其是半导体发光二极管或有机发光二极管(OLED)，激光器二极管尤其是垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。
[0028]检测装置构造成在检查有价文件时检测来自有价文件的照明区域的检测光。有价文件的检测光可以是有价文件的发光，有价文件的照明区域因光源光的激发而发光。或者，检测光还可以是有价文件的反射光或透射光。如适用，检测装置还额外地构造成检测反射或透射光。为了检测发光，例如，光电检测器相应地在照明的光脉冲结束之后的一个或若干时刻检测测量值，以捕获检测光的不同光谱部分。
[0029]检测装置的光电检测器可由传感器控制成光电检测器彼此时间同步地检测所述检测区域的检测光。这使得可同时检测所述检测光的不同光谱分量。为了检查有价文件，光源和检测器例如以定时方式操作，在光源的照明脉冲结束之后的一个或若干时刻彼此时间同步地检测在若干光谱区域中的发光强度。在发光检查的情况下，照明和检测的定时优选地快速，使得沿每个测量轨道准连续地检查有价文件。
[0030]优选地，检测装置具有额外的光电检测器，用于检测有价文件的反射光。与上述光电检测器类似，额外的光电检测器可以沿横向布置成与检测射线路径的光轴偏移。额外的光电检测器还可布置在检测射线路径的光轴上，使得由此可检测沿检测射线路径的光轴发射的有价文件的检测光。沿检测射线路径，额外的光电检测器之前为一透镜，该透镜布置在检测装置的并排安放的检测器透镜之间。额外的光电检测器可相应地与光源的照明同步地感测测量值，以检测被照明的有价文件的反射光或透射光。额外的光电检测器可用作监控器检测器，以检验光源强度和/或执行光垒的功能。优选地，额外的光电检测器被基本上引导至与检测装置的上述光电检测器相同的测量平面检测区域。因此，基本相同检测区域的检测光可由额外的光电检测器检测，如同被检测装置的其它光电检测器检测那样。因此，传感器可独立地检测有价文件的边缘和印刷图像的位置和到达时间。因为传感器还可利用额外的光电检测器检测该检测区域的反射光，所以传感器可精确地确认检测区域在有价文件上的位置(其中，检测到发光)。
[0031]因此，和经由与所述传感器分离所构造的额外反射传感器可实现的相比，可获得检测的发光信号与有价文件上的位置之间更精确的关系。因此，可以更精确地检查有价文件。
[0032]优选地，检测装置具有至少四个上述光电检测器，它们并排布置成形成二维光电检测器阵列。光电检测器阵列的中心(尤其是对称轴线或对称中心)基本上位于检测射线路径的光轴上。光电检测器阵列可由光电检测器的正交布置形成，但是其还可由非正交布置形成。例如，至少一些光电检测器可布置成共心地分布在光电检测器阵列的中心周围，优选地以相等角距离隔开。至少四个光电检测器相应地具有与其相关的检测器透镜，检测器透镜沿射线路径布置在聚集光学系统和相应光电检测器之间。检测器透镜并排布置成由共同聚集光学系统准直的光束通过检测器透镜分为至少四个相互平行的光束，这些平行光束通过检测器透镜引导至相应光电检测器上。通过至少四个光电检测器，可以同时在四个或更多个光谱区域中检测一致的检测区域。因为在一致的检测地点可彼此独立地检测四个或更多个发光强度，所以它们可以高精度彼此关联。
[0033]由检测装置感测的测量值随后由评估装置评估，评估装置可以是传感器的一部分，或者还可由外界评估装置形成。优选地，通过传感器，尤其通过传感器的内部评估装置已实现了对测量值的至少预处理。类似地，通过内部评估装置或者通过装配有传感器的设备的中央评估装置来实现另一评估。
[0034]优选地，为传感器提供了一种控制装置，其适于以定时方式接通和切断检测装置的光源和光电检测器。控制装置可构造成传感器的一部分，但是其还可以构造为外部控制装置，例如用于有价文件处理的设备(装配有传感器)的一部分。控制装置适于控制光源和检测装置，尤其是传感器的光电检测器。在传感器操作时，控制装置使光电检测器彼此时间同步地接通和切断。优选地，另外，传感器具有壳体，光源和检测装置布置在壳体中，可选地控制装置和评估装置也布置在壳体中。
[0035]特别地，光源构造成激发有价文件的发光，检测装置的光电检测器用于检测有价文件的发光。优选地，每个光电检测器构造成检测发光的不同光谱部分。例如，光电检测器的光谱区域彼此分离，使得它们不重叠。
[0036]在实施例示例中，光电检测器具有与其相关联的不同光谱滤波器，光谱滤波器布置在相应光电检测器的单独检测射线路径中，位于聚集光学系统之后且位于相应光电检测器之前。特别适用于该目的的是干扰滤波器，经由干扰滤波器，相应检测的光谱区域可位于几乎任意的波长范围中。在干扰滤波器的情况下，后者优选地相应布置在平行部分光束的射线路径中，例如位于聚集光学系统和相应检测器透镜之间。干扰滤波器的透射范围光谱选择成相应干扰滤波器能透过由相应光电检测器检测的检测光的光谱部分。作为干扰滤波器，采用例如带通滤波器。光电检测器的干扰滤波器光谱选择成它们仅透过检测光的由相应光电检测器检测的光谱部分，而阻挡由其它光电检测器之一检测(如适用)的检测光的其它光谱部分。为了检测彼此分离的光谱部分，至少两个光电检测器的干扰滤波器例如选择成它们具有相反方向上的光谱透射率。干扰滤波器的光谱边缘(标志从干扰滤波器的透射到非透射的过渡)则相应地位于检测光的不同光谱之间。
[0037]为了允许不同光谱部分(光谱彼此相对紧密地相邻)很好地彼此分离，具有大(光谱)边缘陡度的干扰滤波器是优选的。干扰滤波器的边缘陡度可独立于波长由相对边缘陡度K= (X9c1-XcilVX5tl表示，其中，在所说明的波长λ9(ι或λ5(ι或λΜ的情况下，干扰滤波器分别获得其透射率的90%或50%或I %。采用的干扰滤波器的相对边缘陡度K优选地不超过2 %。优选地，采用的干扰滤波器的相对边缘陡度K低于光谱部分(在有价文件的检测光中由光电检测器检测，且彼此区分)的相对光谱距离△ λ/λ，例如低于待检测的彼此分离的两个光谱线的相对光谱距离Λ λ/λ。在此，Λ λ表示待区分的光谱部分或光谱线的光谱距离，λ表示两个光谱部分的光谱中心，例如两个光谱线的光谱中心。特别地，相对光谱距离Λ λ/λ等于至少4%。
[0038]如果在两个或若干光电检测器的情况下，使用具有相反光谱透射率和这种高边缘陆度ΚΛ λ/λ的光谱滤波器，则从由光电检测器检测的强度比例中可直接得到光谱部分的比例，尤其是光谱线的比例。在具有边缘陡度K (该边缘陡度对应于相对光谱距离Λ λ/λ或更大)的滤波器的情况下，这是不可能的，因为所检测的强度有误差。这源于光谱部分(尽管有它们的光谱距离)不仅由一个光电检测器检测而且在一定程度上还由另一光电检测器检测的事实。优选地，光谱滤波器的相对边缘陡度K由此比待彼此区分的光谱部分的相对光谱距离λ λ/λ低至少2倍，尤其比待彼此区分的光谱线的相对光谱距离Λ λ/λ低至少2倍。
[0039]此外，本发明涉及一种用于检查有价文件的设备，该设备包含根据本发明的一个或若干传感器。该设备是例如用于处理有价文件的设备，尤其是用于有价文件的分拣设备。该设备可具有传输系统，构造成将有价文件传输通过传感器，以相继地检测有价文件的若干检测区域。在有价文件为了其检查而以传输速度传输通过传感器的变型例中，照明脉冲与检测时刻之间的时间间隔优选地与有价文件的传输速度协作，使得几乎仅检测来自传输的有价文件的预先照明区域的检测光，而不管有价文件的运动如何。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]在下文中，参考附图以示例的方式说明本发明，附图中:
[0041]图1a是根据第一实施例示例的传感器的检测装置的前视图；
[0042]图1b是图1a的检测装置在两个光电检测器位置处的截面A-A以及图1a的检测装置在额外光电检测器位置处的截面B-B ；
[0043]图1c是图1a的检测装置在两个光电检测器位置处的垂直于截面Α_Α延伸的截面C-C ；
[0044]图1d是传感器的检测装置和照明装置的前视图；
[0045]图1e是图1d的检测装置在额外光电检测器位置处的截面D-D ；
[0046]图2是根据第二实施例示例的传感器的前视图，具有带两个光电检测器的检测装置和传感器的照明装置；
[0047]图3是根据第三实施例示例的传感器的前视图，具有由三个光电检测器构成的检测装置和传感器的两个照明装置；以及
[0048]图4是具有九个测量轨道的传感器以及待检查的有价文件的前视图，每个测量轨道有一个检测装置和两个照明装置。
【具体实施方式】
[0049]在第一实施例示例中,传感器构造成在有价文件的一个或若干测量轨道上检查有价文件，对于轨道，相应地提供一个检测装置10。检测装置10具有布置成光电检测器阵列的四个光电检测器16，如图la。在每个光电检测器16之前，沿检测射线路径观看，相应地布置有检测器透镜26。与四个光电检测器16类似，四个检测器透镜26也并排布置在平面中。为了排除经由散射光引起的到不同检测光谱区域的串扰，检测器透镜彼此分离地接收在安装件13中，安装件由不透光的材料构成。在检测装置10的中间，可选地安置GRIN(梯度指数)透镜11，以将一部分检测光引导至额外的光电检测器12，如图lb。
[0050]在图1b中，示出穿过在图1a中标记出的检测装置10的两个截面A-A和B_B。在两个截面中，一个可相应地看到位于底部的测量平面E，待检查的有价文件I布置在测量平面中，检测区域3位于测量平面E中，检测区域的检测光由检测装置10检测。检测区域3的检测光由与光电检测器16共用的聚集透镜25准直为光束L。在截面的上部，相应地示出载体15，额外的光电检测器12、四个光电检测器16和安装件13紧固在载体上。在左侧截面A-A，还示出接收在安装件13中的两个光电检测器16及与其相关的检测器透镜26。沿检测射线路径观看，在每个检测器透镜26之前相应地布置有光谱滤波器17。滤波器17能透过不同光谱区域，使得可由两个光电检测器16检测所述检测光的两个不同光谱分量。光电检测器16可以是例如基于S1、Ge或InGaAs或PbS光电检测器的半导体光电检测器。在检测装置10内，可使用与上述检测器类型相同或不同的光电检测器16。
[0051]光束L通过四个检测器透镜26的布置分为四个部分光束L’。来自检测区域3的中心点31的检测光由聚集透镜25转换为平行于z轴延伸的平行束L’。来自检测区域3的边缘点32的检测光由聚集透镜25转换为关于z轴稍微倾斜但同样由相互平行的光线构成的另一平行束L’。光束L几何分割为部分光束L’会使得除了通过滤波器17的光谱过滤之夕卜，一样大的检测光部分从两个点31和32中的每个撞击在四个检测透镜26的每个上。安装件13的中间壁充当部分光束L’之间的屏蔽屏幕。聚集透镜25和检测器透镜26之间的距离d小于聚集透镜25的孔径。如此，通过四个光电检测器16中的每个可同时检测相同检测区域3的检测光。图1b所示光线相应地是投射在x-z平面上的实际光线。
[0052]在右侧截面B-B中，示出可选的额外光电检测器12，其布置在检测射线路径的光轴上。经由GRIN透镜11，检测区域3的一部分检测光可成像在额外光电检测器12上。例如，额外光电检测器12检测待检查的有价文件的反射光，该反射光来自照明期间的检测区域3。沿额外光电检测器12的检测射线路径，可选地布置光谱滤波器，以仅检测反射光的光谱部分。
[0053]例如，光谱滤波器17选择成光电检测器16仅检测待检查的有价文件I的发光。为了仅检测发光，检测射线路径中可额外地包含与所有四个光电检测器(未示出)共用的光谱边缘滤波器。四个光谱滤波器17优选地是干扰滤波器，它们相应地透过发光的不同光谱分量。如此，检测装置10可同时检测有价文件上的同一检测区域3的检测光的四个不同光谱分量的强度。在该实施例示例中，四个滤波器布置在共同聚集透镜25和相应检测器透镜26之间。或者，光谱滤波器17可以布置在相应检测器透镜26和相应光电检测器16之间。或者，不同的光谱滤波器可由检测器透镜26本身形成。对于滤波器17，额外地或替代地，光电检测器16可具有不同的光谱灵敏度。
[0054]图1c示出穿过在图1a中标记出的检测装置10的截面C_C，其垂直于穿过光电检测器16之一的截面A-A延伸。沿传输方向X观看，两个光电检测器16 (截面C-C延伸穿过这两个光电检测器)垂直于有价文件的传输方向X彼此偏移布置，并布置在相同位置Xtl处，如图la。为了简化描述，图1c相应地示出仅用于检测区域3的两个位置的检测光的形成部分光束L’的中间光线的光线。与图1b类似，所示光线相应地是实际光线在y-z平面上的投射。检测器透镜26的光轴b平行于检测射线路径的光轴a取向，光电检测器16位于相应检测器透镜26的光轴b上。
[0055]在图1d中，示出当从检测区域3观看时，平行于z轴的传感器的前视图，为简化描述，省略了聚集透镜25。除了检测装置10，还布置有照明装置20，其用于照明检测区域
3。照明装置照明例如测量平面E中的照明区域，所述区域的位置和延伸范围大约与检测区域3的一致。照明装置20具有紧固到载体19的光源18，如图1e (光源18在图1d中不可见)，光源的发射光使用照明光学系统引导至有价文件I上。照明光学系统由例如两个透镜28、29和中间光谱滤波器27构成，中间光谱滤波器仅使光源发射光的期望用于照明有价文件的光谱部分通过。在图1e中，示出在图1d中标记出的截面D-D，其中，光源18是可见的，并还表示出照明射线路径。
[0056]在图2和3中，示出平行于z轴的传感器的两个另外实施例示例的前视图。仅相应地示出一个测量轨道，但是传感器还可具有多于一个的所示测量轨道。同样在这些实施例示例中，每个检测装置10的光电检测器16具有共同的聚集透镜(未示出)。这些实施例示例的检测装置10可选地具有额外的光电检测器，用于检测反射光。图2所示测量轨道具有照明装置20和检测装置10，检测装置仅包含相应地位于透镜26之后的两个光电检测器16。图3所示测量轨道具有两个照明装置20和检测装置10，检测装置包含相应地位于透镜26之后的三个光电检测器26。
[0057]图4示出当从检测区域3观看时，平行于z轴的传感器的第四实施例示例的前视图，为简化描述，省略了聚集透镜25。传感器具有九个测量轨道，九个测量轨道相应地由检测装置10和布置在检测装置10两侧的两个照明装置20构成。单独测量轨道的光电检测器16、光谱滤波器17、27和光源18可以相同或具有不同类型。为了检查有价文件1，待检查的有价文件I沿传输方向X传输通过传感器。在传输期间，在若干时刻检测有价文件I的来自相应检测区域3的检测光，例如沿九个测量轨道扫描有价文件。
【权利要求】
1.一种用于检查有价文件(1)的传感器，所述有价文件存在于所述传感器的测量平面中，为了检查有价文件，所述传感器包括: -至少一个光源(18)，经由所述至少一个光源，可在测量平面区域中照明存在于所述测量平面(E)中的有价文件(1)； -检测装置(10)，具有并排布置的至少两个光电检测器(16)，所述至少两个光电检测器用于对检测光进行检测，在检查有价文件(1)时，所述检测光因光源(18)的照明而从位于测量平面(E)的检测区域(3)中的有价文件发出，其中，有价文件的检测光可以在至少两个不同光谱区域中由光电检测器(16)检测； -所述光电检测器(16)共用的聚集光学系统(25)，经由所述聚集光学系统，可将由检测区域(3)中的有价文件发射的检测光聚集并准直为光束(L)，其中，沿检测射线路径的光轴(a)观看，所述光电检测器(16)布置在所述聚集光学系统(25)之后， 其特征在于， -所述光电检测器(16)均具有与其相关联的检测器透镜(26)，沿所述检测射线路径的光轴(a)观看，所述检测器透镜布置在所述聚集光学系统(25)之后、相应光电检测器(16)之前；以及 -所述检测器透镜并排布置成每个检测器透镜(26)接收由所述聚集光学系统(25)准直的所述光束(L)的部分光束(L’)，并将所述部分光束引导至相应光电检测器(16)，使得其中检测光可以由所述光电检测器(16)同时检测的检测区域(3)对于不同光电检测器基本上一致。
2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述聚集光学系统(25)布置成由所述检测区域(3)的每个检测地点(31，32)发射的有价文件检测光通过所述聚集光学系统(25)准直为由相互平行的光线构成的光束(L)。
3.如上述权利要求任一项所述的传感器，其特征在于，所述聚集光学系统(25)和所述检测器透镜(26)关于所述测量平面(E)以及关于彼此布置成来自所述检测区域(3)的相同检测地点(31，32)的部分光束(L’ )相应地本身是平行的，并在所述聚集光学系统(25)和所述检测器透镜(26)之间的部分中相互平行地延伸。
4.如上述权利要求任一项所述的传感器，其特征在于，所述检测器透镜(26)的光轴(b)相应地布置在所述检测射线路径的光轴(a)外部，使得准直光束(L)在横向方向上由所述检测器透镜(26)分为至少两个部分光束(L’)，其中，所述检测器透镜(26)的光轴(b)优选地与所述检测射线路径的光轴(a)相距相同的横向距离。
5.如上述权利要求任一项所述的传感器，其特征在于，所述聚集光学系统(25)和所述检测器透镜(26)沿所述检测射线路径的光轴(a)以小间隔布置成避免渐晕误差。
6.如上述权利要求任一项所述的传感器，其特征在于，所述聚集光学系统(25)、所述检测器透镜(26)和所述光电检测器(16)关于所述测量平面(E)布置成所述检测区域(3)锐度成像在所述光电检测器(16)上，优选成像在每个光电检测器(16)上。
7.如上述权利要求任一项所述的传感器，其特征在于，所述光电检测器(16)布置在与相应光电检测器相关联的检测透镜(26)的光轴(b)上。
8.如上述权利要求任一项所述的传感器，其特征在于，所述传感器构造成检查有价文件(1)，为了检查有价文件，有价文件沿传输方向(X)传输通过所述传感器，沿所述传输方向(X)观看，所述检测装置(10)的至少两个光电检测器(16)垂直于有价文件的传输方向彼此偏移地布置，但是位于相同的位置(Xtl)处。
9.如上述权利要求任一项所述的传感器，其特征在于，所述光电检测器(16)由所述传感器控制成所述光电检测器彼此时间同步地检测所述检测区域(3)的检测光。
10.如上述权利要求任一项所述的传感器，其特征在于，所述光电检测器(16)构造成检测所述有价文件的发光的不同光谱部分。
11.如上述权利要求任一项所述的传感器，其特征在于，所述光电检测器(16)具有与其相关联的不同光谱滤波器(17)，所述光谱滤波器相应地布置在所述光电检测器(16)的单独检测射线路径中。
12.如上述权利要求任一项所述的传感器，其特征在于，所述检测装置(10)具有额外的光电检测器(12)，用于检测所述有价文件(I)的反射光，所述反射光优选地被基本引导至与所述检测装置(10)的上述光电检测器(16)相同的检测区域(3)。
13.如上述权利要求任一项所述的传感器，其特征在于，所述检测器透镜(26)是构造成彼此分离的单个透镜，优选地彼此共面地布置。
14.如上述权利要求任一项所述的传感器，其特征在于，所述检测装置(10)具有至少四个光电检测器(16)，所述光电检测器并排布置成形成二维光电检测器阵列，所述二维光电检测器阵列的中心位于所述检测射线路径的光轴(a)上。
15.一种用于检查有价文件的设备，具有如上述权利要求任一项所述的一个或若干个传感器。
【文档编号】G01J3/36GK103907000SQ201280052223
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年10月31日 优先权日:2011年11月4日
【发明者】W.德肯巴赫, A.菲利普, H-P.厄尔 申请人:德国捷德有限公司