EP0466119A2

EP0466119A2 - Apparatus and method for checking documents

Info

Publication number: EP0466119A2
Application number: EP91111438A
Authority: EP
Inventors: Bernd Wunderer
Original assignee: GAO Gesellschaft fuer Automation und Organisation mbH
Current assignee: GAO Gesellschaft fuer Automation und Organisation mbH
Priority date: 1990-07-11
Filing date: 1991-07-09
Publication date: 1992-01-15
Anticipated expiration: 2011-07-09
Also published as: EP0466119A3; US5280333A; EP0466119B1; JPH04288697A; DE59109157D1; JP3051207B2; DE4022020A1; ATE185212T1

Abstract

In an apparatus for testing documents, the optical illuminating unit comprises at least one light guide provided with fluorescent substance for directing at least two light fractions of different wavelengths onto a common area of the document. The light fractions are switched on and off by the time-division multiplex method. Special switching regulators are provided for regulating not only the switch-on and switch-off operation of the illumination sources but also the brightness thereof.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung bzw. ein Verfahren zur Prüfung von Dokumenten mit einer Ansteuereinheit und einer Abtastvorrichtung zur Aufnahme des vom Dokument remittierten und/oder des durch das Dokument transmittierten Lichts.The invention relates to a device and a method for checking documents with a control unit and a scanning device for receiving the light remitted by the document and / or the light transmitted through the document.

An zentralen Stellen wie Geschäfts- und Staatsbanken erfolgt das Zählen, Prüfen und Sortieren von Banknoten fast nur noch mit vollautomatischen Sortier- und Prüfautomaten. Diese Automaten erkennen bzw. prüfen die Banknoten anhand verschiedener Kriterien. Bevorzugte Prüfkriterien sind die Größe, die Dicke und das Druckbild der Noten. Die Messungen am Druckbild erfolgen in den meisten Fällen mittels elektrooptischer Verfahren, hierbei wird die Banknote ganzflächig oder in vorbestimmten Flächenbereichen mit elektrooptischen Sensoren abgetastet. Die so erhaltenen Meßsignale werden entweder direkt oder nach einer Signalaufbereitung mit vorgegebenen Akzeptanzbereichen verglichen. Das Vergleichsergebnis wird meist zusammen mit den Ergebnissen weiterer Messungen zur Beurteilung der Banknote verwendet.At central points such as commercial and state banks, the counting, checking and sorting of banknotes is almost only done with fully automatic sorting and checking machines. These machines recognize or check the banknotes using various criteria. Preferred test criteria are the size, the thickness and the printed image of the notes. In most cases, the measurements on the printed image are carried out by means of electro-optical methods, in this case the bank note is scanned over the entire surface or in predetermined surface areas with electro-optical sensors. The measurement signals obtained in this way are compared either directly or after signal conditioning with predetermined acceptance ranges. The comparison result is usually used together with the results of further measurements to assess the banknote.

Die Fertigungstoleranzen, Verschmutzung, Abnutzung der Banknoten und weitere Effekte führen selbst bei durchweg gültigen Noten zu einer breiten Streuung der Meßwerte und folglich zu breiten Akzeptanzbereichen. Breite Akzeptanzbereiche jedoch erhöhen die Wahrscheinlichkeit von Fehlbeurteilungen. Andererseits aber haben die Sortier- und Prüfautomaten gerade auf dem Wertpapiersektor einen hohen Zuverlässigkeitsgrad aufzuweisen, insbesondere was das Erkennen von Denominationen und das Aussortieren ungültiger und unbrauchbarer Banknoten anbetrifft. Aus diesem Grund kommen in den Automaten immer ausgefeiltere Meßverfahren zum Einsatz.The manufacturing tolerances, soiling, wear and tear of the banknotes and other effects lead to a wide spread of the measured values and consequently to wide acceptance ranges even with consistently valid notes. However, wide acceptance areas increase the likelihood of incorrect assessments. On the other hand, the sorting and checking machines have a high degree of reliability, especially in the securities sector, especially when it comes to recognizing denominations and sorting out invalid and unusable banknotes. For this reason, more and more sophisticated measuring methods are used in the machines.

Die CH-PS 476 356 beschreibt eine Vorrichtung, die im Rahmen der optischen Prüfung Banknoten auch auf ihre charakteristischen Farbnuancen prüft. Zur Prüfung wird die Banknote in einem begrenzten Flächenbereich mit Licht einer breitbandigen Lichtquelle beleuchtet. Das zurückgestrahlte Licht wird hierbei in einem optischen Zerlegungssystem, wie beispielsweise einem Glasprisma, in verschiedene Wellenlängenbereiche aufgetrennt. Die in den jeweiligen Wellenlängenbereichen vorliegende Farbhelligkeit wird mit mehreren, zugeordneten fotoelektrischen Detektoren aufgezeichnet. Die Meßsignale werden in Schwellwertstufen so ausgewertet, daß bei Übereinstimmung der Meßwerte mit den Toleranzbereichen ein Richtigsignal abgegeben wird.CH-PS 476 356 describes a device which also checks banknotes for their characteristic color nuances as part of the optical inspection. For testing purposes, the banknote is illuminated in a limited area with light from a broadband light source. The reflected light is separated into different wavelength ranges in an optical decomposition system, such as a glass prism. The color brightness present in the respective wavelength ranges is recorded with several assigned photoelectric detectors. The measurement signals are evaluated in threshold value levels in such a way that a correct signal is emitted if the measured values match the tolerance ranges.

Die vorgeschlagene Anordnung ist jedoch für Banknotensortier- und Prüfautomaten nur mit großen, derzeit nicht mehr tolerierbaren Einschränkungen verwendbar. Moderne Sortier- und Prüfautomaten zeichnen sich durch eine hohe Verarbeitungskapazität aus und transportieren die Banknoten mit Geschwindigkeiten von mehreren Metern pro Sekunde. Hieraus ergeben sich kurze Verweilzeiten der Banknoten im Sensorbereich; die Lichtausbeute, die in dieser Zeit erreichbar ist, liegt ohne Farbprüfung meist in der Nähe des unteren Toleranzbereichs. Durch die spektrale Aufspaltung des Lichts in mehrere Wellenlängenbereiche steht am einzelnen Sensor nurmehr sehr wenig Lichtintensität zur Verfügung, das resultierende hohe Signalrauschen setzt die erreichbare Zuverlässigkeitsrate mitunter soweit herab, daß die Vorteile einer Prüfung auf Farbnuancen vollkommen aufgehoben werden.However, the proposed arrangement can only be used for banknote sorting and checking machines with large restrictions that are currently no longer tolerable. Modern sorting and checking machines are characterized by a high processing capacity and transport the banknotes at speeds of several meters per second. This results in short dwell times for the banknotes in the sensor area; the luminous efficacy that can be achieved during this time is usually close to the lower tolerance range without color testing. Due to the spectral splitting of the light into several wavelength ranges, very little light intensity is available on the individual sensor, the resulting high signal noise sometimes lowers the achievable reliability rate to such an extent that the advantages of testing for color nuances are completely eliminated.

Die DE-OS 38 15 375 beschreibt eine Vorrichtung zur Prüfung der Echtheit von Dokumenten anhand der Farbe. Die Vorrichtung ist aus mehreren gleichartigen Modulen zusammensetzt. Jedes Modul besteht aus einem Beleuchtungssystem aus Lichtleitern und einem Fotosensor. Spezielle optische Komponenten wie Farbfilter sorgen dafür, daß jedes Modul nur in einem ausgewählten Spektralbereich empfindlich ist. Zur Farbprüfung wird das Dokument an den Modulen vorbeigeführt; dabei tasten die Fotosensoren der Module zeilenweise das Dokument in verschiedenen vorbestimmten Spektralbereichen ab und leiten die Meßwerte zur Auswertevorrichtung weiter.DE-OS 38 15 375 describes a device for checking the authenticity of documents based on the color. The device is composed of several similar modules. Each module consists of a lighting system consisting of light guides and a photo sensor. Specific Optical components such as color filters ensure that each module is only sensitive in a selected spectral range. The document is guided past the modules for color checking; The photo sensors of the modules scan the document line by line in different predetermined spectral ranges and forward the measured values to the evaluation device.

Da für jeden spektralen Bereich ein eigenes Modul vorgesehen ist, sind die Module mit allen notwendigen Bauelementen mehrfach bereitzustellen, was neben dem großen Bauvolumen zu einer spürbaren Verteuerung der Automaten führt, insbesondere dann, wenn - wie in der DE-OS vorgeschlagen - teure Faserbündel als Lichtleiter eingesetzt werden. Der Einsatz von Filtern zur spektralen Trennung der Lichtanteile erhöht nicht nur die Kosten der Prüfvorrichtung, sondern verschlechtert auch den Wirkungsgrad zwischen der an der Meßfläche zur Verfügung stehenden Lichtleistung zur eingestrahlten Lichtleistung.Since a separate module is provided for each spectral range, the modules with all the necessary components have to be provided multiple times, which in addition to the large construction volume leads to a noticeable increase in the cost of the machines, especially when - as proposed in DE-OS - expensive fiber bundles than Light guides are used. The use of filters for spectral separation of the light components not only increases the cost of the test device, but also worsens the efficiency between the light output available on the measuring surface and the incident light output.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur optischen Prüfung von Dokumenten in mindestens zwei spektralen Bereichen vorzuschlagen, wobei die obengenannten Nachteile vermieden werden.The object of the invention is to propose a device and a corresponding method for the optical inspection of documents in at least two spectral ranges, the above-mentioned disadvantages being avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der nebengeordneten Ansprüche gelöst.This object is achieved by the features of the independent claims.

Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß zur Beleuchtung des Dokuments mit Licht unterschiedlicher spektraler Bereiche ein mit Fluoreszenzstoff versehener Lichtleiter eingesetzt wird, der gleichzeitig als Lichtleiter für weitere Strahlungsquellen genutzt wird. Mit Fluoreszenzstoff versehene Lichtleiter, beispielsweise sogenannte Fluoreszenzplatten, sind seit längerem bekannt. Sie bestehen aus einem transparenten Kunststoff, in dem fluoreszierende Farbstoffmoleküle eingelagert sind. Auf die Platte einwirkendes Licht wird von den Molekülen absorbiert und im allgemeinen als längerwelliges Licht wieder emittiert. Das in der Platte in alle Raumrichtungen emittierte Licht wird zu einem großen Teil in der Platte über Totalreflektionen gesammelt und tritt an den Plattenkanten als Fluoreszenzlicht mit hoher Intensität aus. Mit Hilfe der Fluoreszenzplatten kann ein Dokument auf sehr einfache Weise mit Licht eines ersten Spektralbereichs mit großer Intensität und sehr homogener Verteilung ausgeleuchtet werden. Für das Licht eines weiteren Spektralbereichs dient die Fluoreszenzplatte erfindungsgemäß lediglich als Lichtleiter. Das Licht dieser zweiten Spektralquelle wird über eine der Kanten oder Schmalseiten der Platte eingekoppelt und tritt über Totalreflektionen in der Platte an einer anderen Kante aus. Für dieses Licht eines bestimmten Spektralbereichs werden vorzugsweise Leuchtdioden eingesetzt. Leuchtdioden strahlen bauartbedingt ihr Licht in einem begrenzten Raumwinkelbereich ab, wodurch sich eine effektive Lichteinkopplung in Lichtleiter erreichen läßt. Das Licht der zweiten Spektralquelle kann aber auch von einer zweiten Fluoreszenzplatte erzeugt werden, die an die das erste Licht erzeugende Platte optisch gekoppelt wird.An essential feature of the solution according to the invention is that a light guide provided with fluorescent substance is used to illuminate the document with light of different spectral ranges, which light guide is simultaneously used as a light guide for further radiation sources. Light guides provided with fluorescent material, for example so-called fluorescent plates, have long been known. they consist of a transparent plastic, in which fluorescent dye molecules are embedded. Light acting on the plate is absorbed by the molecules and generally re-emitted as longer-wave light. The light emitted in the plate in all spatial directions is largely collected in the plate via total reflections and emerges at the plate edges as high-intensity fluorescent light. With the help of the fluorescence plates, a document can be illuminated in a very simple way with light of a first spectral range with great intensity and very homogeneous distribution. According to the invention, the fluorescence plate serves only as a light guide for the light of a further spectral range. The light from this second spectral source is coupled in via one of the edges or narrow sides of the plate and exits at another edge via total reflections in the plate. Light-emitting diodes are preferably used for this light of a specific spectral range. Due to their design, light-emitting diodes emit their light in a limited solid angle range, so that effective light coupling into the light guide can be achieved. However, the light from the second spectral source can also be generated by a second fluorescence plate which is optically coupled to the plate generating the first light.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es mit vergleichsweise geringem konstruktiven Aufwand, d. h. vor allem ohne den Einsatz von Filterelementen, möglich, Licht unterschiedlicher Spektralbereiche mit großer Intensität und homogener Verteilung auf eine gemeinsame Meßstelle des Dokuments zu führen und mit nur einem Detektor auszuwerten. Aufgrund der Verwendung eines Lichtleiters kann die Beleuchtungsgeometrie auf vielfältige Weise variiert werden. Bei Verwendung eines plattenförmigen Lichtleiters ist eine homogene spaltförmige Beleuchtung des Wertpapiers möglich. Das aus der Kante der Platte in Form einer Keule austretende Licht kann direkt zur Beleuchtung des Meßobjekts verwendet werden. Es ist aber auch möglich, durch entsprechende Formgebung der Austrittskante, durch Abbildung der Austrittskante auf das Meßobjekt oder durch die Überlagerung mehrerer Lichtkeulen mehrerer Austrittsflächen von einer oder von mehreren Fluoreszenzplatten die gewünschte Beleuchtungsgeometrie einzustellen.With the solution according to the invention, it is possible with comparatively little design effort, ie above all without the use of filter elements, to guide light from different spectral ranges with great intensity and homogeneous distribution to a common measuring point of the document and to evaluate it with only one detector. Due to the use of a light guide, the lighting geometry can be varied in a variety of ways. When using a plate-shaped light guide, homogeneous, column-shaped illumination of the security is possible. That from the edge of the plate in the form of a Lobe emerging light can be used directly to illuminate the measurement object. However, it is also possible to set the desired illumination geometry by appropriately shaping the exit edge, by imaging the exit edge on the measurement object, or by superimposing several light lobes of several exit surfaces from one or more fluorescent plates.

Die Beleuchtung eines Flächenbereichs des Dokuments mit Licht unterschiedlicher Spektralbereiche erfordert, soweit auf Filteranordnungen verzichtet werden soll, eine andersgeartete Trennung der Lichtanteile, um eine selektive Analyse in den verwendeten Spektralbereichen zu ermöglichen.Illuminating a surface area of the document with light from different spectral ranges requires, if filter arrangements are to be dispensed with, a different type of separation of the light components in order to enable selective analysis in the spectral ranges used.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, die unterschiedlichen Spektralquellen, deren Lichtanteile direkt oder indirekt über einen gemeinsamen Lichtleiter zur Meßstelle geführt werden, derart zu modulieren, daß der Meßbereich jeweils nur in einem Spektralbereich ausgeleuchtet wird. Die Spektralquellen werden daher im Zeitmultiplexverfahren zeitlich alternierend an- und abgeschaltet, wobei die Schaltfrequenz derart hoch gewählt wird, daß während des Durchlaufs eines Dokuments eine ausreichende Zahl von Meßwerten aufgenommen werden kann.According to a development of the invention, it is therefore proposed to modulate the different spectral sources, the light components of which are led directly or indirectly via a common light guide to the measuring point, in such a way that the measuring range is only illuminated in one spectral range. The spectral sources are therefore switched on and off alternately in time-division multiplexing, the switching frequency being chosen so high that a sufficient number of measured values can be recorded during the passage of a document.

Grundvoraussetzung für eine schnelle Taktung sind entsprechend kurze Anstiegs- und Abklingzeiten der Strahlungsquellen selbst. Es werden daher einerseits Leuchtdioden eingesetzt, deren Licht direkt über den Lichtleiter auf die Meßstelle gelangt und andererseits Leuchtstofflampen, deren Licht zur Anregung der Fluoreszenzemission verwendet wird. Leuchtstofflampen weisen bei geringer Wärmeabgabe eine hohe Lichtausbeute auf und sind aus diesem Grund bevorzugt geeignet zur Erzeugung des Fluoreszenzlichts.The basic prerequisites for fast clocking are correspondingly short rise and decay times of the radiation sources themselves. On the one hand, light-emitting diodes are used, the light of which reaches the measuring point directly via the light guide, and on the other hand fluorescent lamps, the light of which is used to excite the fluorescence emission. Fluorescent lamps have a high luminous efficiency with low heat emission and are therefore preferably suitable for generating the fluorescent light.

Sowohl für die lichtemittierenden Dioden als auch für die Leuchtstoffröhren sind gemäß der Erfindung spezielle Schaltregler vorgesehen, die neben einer schnellen Taktung der Strahlungsquellen eine verlustarme automatische Helligkeitsregelung ermöglichen.According to the invention, special switching regulators are provided both for the light-emitting diodes and for the fluorescent tubes, which, in addition to rapid clocking of the radiation sources, enable low-loss automatic brightness control.

Weitere Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der Figuren.Further advantages and developments of the invention result from the subclaims and from the following description of the exemplary embodiments with reference to the figures.

Es zeigen

Fig. 1, 2: eine Prinzipdarstellung eines Sensors auf der Basis einer Fluoreszenzplatte,
Fig. 2: eine Anordnung mit zwei gekrümmten Fluoreszenzplatten,
Fig. 3: eine Anordnung zur Messung in drei Spektralbereichen,
Fig. 4, 5: spezielle Ausführungsformen der Austrittskante,
Fig. 6: Optik zur Fokussierung der Austrittskeule auf die Meßfläche,
Fig. 7: eine Schaltungsprinzip für den getakteten Betrieb von Leuchtstoffröhren,
Fig. 8: ein Ablaufschema der getakteten Ansteuerung der Leuchtstoffröhren,
Fig. 9: ein Prinzipschaltbild für den getakteten Betrieb von Leuchtdioden.

Show it

1, 2: a schematic diagram of a sensor based on a fluorescent plate,
Fig. 2: an arrangement with two curved fluorescent plates,
Fig. 3: an arrangement for measurement in three spectral ranges,
4, 5: special embodiments of the trailing edge,
Fig. 6: Optics for focusing the exit lobe on the measuring surface,
Fig. 7: a circuit principle for the clocked operation of fluorescent tubes,
Fig. 8: a flow diagram of the clocked activation of the fluorescent tubes,
Fig. 9: a schematic diagram for the clocked operation of LEDs.

Die Fig. 1 zeigt in einem ersten Ausführungsbeispiel eine stark schematisierte Anordnung der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Prüfung von Wertpapieren, beispielsweise Banknoten, mit Hilfe zweier Spektralquellen und einer Fluoreszenzplatte.1 shows in a first exemplary embodiment a highly schematic arrangement of the device according to the invention for checking securities, for example banknotes, with the aid of two spectral sources and a fluorescence plate.

Mittels eines Transportsystems 6 wird eine Banknote 1 in Pfeilrichtung 2 an der Sensoranordnung vorbeigeführt. Der Beleuchtungsteil des Sensors besteht aus einer Fluoreszenzplatte 3, zwei Leuchtstoffröhren 4 und einer weiteren Beleuchtungseinrichtung 5, beispielsweise Leuchtdioden. Die Platte 3 besteht aus einem Kunststoff, in welchem ein fluoreszierender Farbstoff homogen verteilt ist. Solche Platten sind kommerziell erhältlich. Die unmittelbar neben der Platte angeordneten Leuchtstoffröhren 4 beleuchten die Oberfläche der Platte mit Licht einer kurzen Wellenlänge. Das Licht dringt in die Platte ein und wird vom Farbstoff absorbiert; ein großer Teil der absorbierten Energie wird als Fluoreszenzlicht bei einer längeren Wellenlänge als der absorbierten wieder emittiert. Das Spektrum des Fluoreszenzlichts ist typischerweise eine circa 100 Nanometer breite Bande, je nach Farbstoff liegt der Wellenlängenschwerpunkt bei den derzeit erhältlichen Platten in einem Bereich vom Blauen bis in das ferne Rot. Aufgrund von Totalreflexion innerhalb der Platte tritt das Fluoreszenzlicht hauptsächlich an den Schmalseiten bzw. Kanten der Platte aus. Um die Lichtverluste klein zu halten, werden die Kanten der Platte, die nicht als Ein- oder Austrittskanten für das Licht benötigt werden, verspiegelt. Für einen guten Wirkungsgrad sind die Leuchtstofflampen und die Fluoreszenzplatte in ihren Spektren aufeinander abzustimmen. Leuchtstofflampen mit einer Emmission im blauen Spektralbereich eignen sich für grün bis rot emittierende Fluoreszenzplatten, während für blau emittierende Platten eine im ultravioletten Bereich strahlende Lampe vorzuziehen ist.A bank note 1 is guided past the sensor arrangement in the direction of arrow 2 by means of a transport system 6. The lighting part of the sensor consists of a fluorescent plate 3, two fluorescent tubes 4 and a further lighting device 5, for example light-emitting diodes. The plate 3 consists of a plastic in which a fluorescent dye is homogeneously distributed. Such plates are commercially available. The fluorescent tubes 4 arranged directly next to the plate illuminate the surface of the plate with light of a short wavelength. The light penetrates the plate and is absorbed by the dye; a large part of the absorbed energy is re-emitted as fluorescent light at a longer wavelength than the absorbed one. The spectrum of the fluorescent light is typically an approximately 100 nanometer wide band, depending on the dye, the wavelength center of gravity in the currently available plates is in a range from blue to far red. Due to total reflection within the plate, the fluorescent light mainly occurs on the narrow sides or Edges of the plate. In order to keep the light losses small, the edges of the plate that are not required as entry or exit edges for the light are mirrored. The fluorescent lamps and the fluorescent plate must be matched to one another in their spectra for good efficiency. Fluorescent lamps with an emission in the blue spectral range are suitable for green to red-emitting fluorescent plates, while for blue-emitting plates a lamp shining in the ultraviolet range is preferable.

Die Fluoreszenzplatte 3 dient erfindungsgemäß gleichzeitig als Lichtleiter für die zweite Beleuchtungseinrichtung 5. Für eine effektive Lichteinkopplung wird diese unmittelbar über der Eintrittskante 7 der Platte, gegebenenfalls über optische Kopplungsmedien, angeordnet. Das Licht der hier beispielsweise verwendeten Leuchtdioden dringt in die Platte ein und wird durch Totalreflektion an Grund- und Deckfläche zur Austrittskante geführt. Die Wellenlänge der Dioden ist zur Vermeidung von Verlusten so zu wählen, daß sie nicht in ein Absorptionsband der Fluoreszenzplatte fällt.According to the invention, the fluorescent plate 3 simultaneously serves as a light guide for the second lighting device 5. For effective light coupling, this is arranged directly above the leading edge 7 of the plate, optionally via optical coupling media. The light from the light-emitting diodes used here, for example, penetrates the plate and is guided to the trailing edge by total reflection on the base and top surfaces. To avoid losses, the wavelength of the diodes should be chosen so that it does not fall into an absorption band of the fluorescent plate.

Das Licht beider Spektralquellen verläßt die Platte an der Austrittskante 9 und bewirkt entsprechend der Geometrie der Austrittsfläche die homogene Ausleuchtung einer streifenförmigen Fläche bei hoher Leuchtdichte.The light from both spectral sources leaves the plate at the exit edge 9 and, in accordance with the geometry of the exit surface, brings about the homogeneous illumination of a strip-shaped area with high luminance.

Das von der Banknote remittierte oder durchgelassene Licht kann von mehreren Detektoren 13, 14, 15 erfaßt werden. Vorzugsweise werden hierfür Zeilendetektoren verwendet wie beispielsweise ein CCD-Array. Die Signale der Detektoren können allein oder entsprechend kombiniert ausgewertet werden. Bei der Anordnung der Bauteile ist generell darauf zu achten, daß an geeigneten Stellen Abschirmungen 11 anzubringen sind, um das Auftreffen von Streulicht oder Fremdlicht auf die Detektoren zu vermeiden. Sollten getrennte Farbauszüge bewertet werden, werden die beiden Beleuchtungsquellen 4 und 5 im Zeit-Multiplexverfahren betrieben, das heißt, sie werden im Wechseltakt hell und dunkel geschaltet. Das Auslesen der Detektoren erfolgt gleichphasig mit dem Wechseltakt; das resultierende Meßsignal erhält deshalb in abwechselnder Folge die beiden Farbauszüge, die sich so getrennt speichern und/oder verarbeiten lassen.The light remitted or transmitted by the banknote can be detected by several detectors 13, 14, 15. Line detectors such as a CCD array are preferably used for this. The signals from the detectors can be evaluated on their own or combined accordingly. When arranging the components, care must generally be taken to ensure that shields 11 are provided at suitable points in order to prevent stray light or extraneous light from striking the detectors. If separate color separations are to be evaluated, the two lighting sources 4 and 5 are operated using the time multiplex method, that is to say they are switched light and dark alternately. The detectors are read out in phase with the alternating cycle; The resulting measurement signal therefore receives the two color separations in an alternating sequence, which can be stored and / or processed separately.

Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung, die zur Erzielung einer homogenen Ausleuchtung der Meßfläche zwei symmetrisch angeordnete Fluoreszenzplatten 20, 21 aufweist. Um einen kompakten Sensor zu erhalten, sind die beiden Platten 20, 21 um die Beleuchtungseinrichtung 4 gewölbt angeordnet. So lange der Biegeradius deutlich größer als die Plattendicke ist, sind die Lichtverluste durch Lichtaustritt an den Oberflächen der Platte vernachlässigbar. Das Licht der Beleuchtungseinrichtungen wird analog zu Fig. 1 eingekoppelt. Die Leuchdioden 24, 25 sind an den Schmalseiten 22, 23 der Platte angeordnet; die Leuchstoffquelle 4 beleuchtet die Oberflächen der Fluoreszenzplatten 20, 21. Die Innenseiten der Stützstrukturen 38 und 39 sind verspiegelt; dadurch wird das in alle Raumrichtungen ausgestrahlte Licht der Leuchtstoffquelle 4 auf die Fluoreszenzplatten zurückgeworfen. Bei der gezeigten Ausführungsform kann bevorzugt eine U-förmige Leuchtstofflampe eingesetzt werden, wobei die Beobachtung durch den Spalt der Lampe möglich ist. Eine geeignete Lampe hierfür ist beispielsweise die sogenannte Dulux-S-Lampe von Osram.FIG. 2 shows an embodiment of the device according to the invention, which has two symmetrically arranged fluorescent plates 20, 21 to achieve homogeneous illumination of the measuring surface. In order to obtain a compact sensor, the two plates 20, 21 are arranged arched around the lighting device 4. As long as the bending radius is significantly larger than the plate thickness, the light losses due to light emission on the surfaces of the plate are negligible. The light from the lighting devices is coupled in analogy to FIG. 1. The light emitting diodes 24, 25 are arranged on the narrow sides 22, 23 of the plate; the phosphor source 4 illuminates the surfaces of the fluorescent plates 20, 21. The inside of the support structures 38 and 39 are mirrored; As a result, the light emitted by the phosphor source 4 in all spatial directions is reflected back onto the fluorescent plates. In the embodiment shown, a U-shaped fluorescent lamp can preferably be used, the observation being possible through the gap in the lamp. A suitable lamp for this is, for example, the so-called Dulux-S lamp from Osram.

Zur Auskopplung des Lichts sind die beiden Austrittskanten der Fluoreszenzplatten 20, 21 abgeschrägt und eventuell verspiegelt. Die Schrägen koppeln die Lichtstrahlen unter einem bestimmten Winkel aus den Platten aus und führen sie auf den gewünschten Bereich der Banknote 1. Die Winkel der Schrägen können so gewählt werden, daß sich die beiden Austrittskeulen 32 und 33 der Fluoreszenzplatten auf der Banknote mehr oder weniger stark überlappen.To couple out the light, the two trailing edges of the fluorescent plates 20, 21 are chamfered and possibly mirrored. The bevels couple the light rays out of the plates at a certain angle and guide them to the desired area of the banknote 1. The angles of the bevels can be chosen so that the two exit lobes 32 and 33 of the fluorescent plates on the banknote are more or less strong overlap.

Der Detektor 13 ist in einem Schacht 68 zwischen den beiden Beleuchtungsteilen angeordnet und so vor Streulicht gut geschützt. Mit einem im Schacht angeordneten Abbildungssystem 12 kann der gewünschte beleuchtete Bereich der Banknote 1 auf den Detektor 13 abgebildet werden. Zum Schutz vor Verschmutzung und Beschädigung wird zwischen dem Transportpfad der Banknoten und der Sensoranordnung eine Abdeckung 40 mit einem Fenster 42 montiert. Zur Trennung der Farbanteile werden, wie in Fig. 1 bereits beschrieben, die Spektralquellen und der Detektor im Zeitmultiplexbetrieb angesteuert.The detector 13 is arranged in a shaft 68 between the two lighting parts and is thus well protected against stray light. With an imaging system 12 arranged in the shaft, the desired illuminated area of the banknote 1 can be imaged on the detector 13 will. To protect against contamination and damage, a cover 40 with a window 42 is mounted between the transport path of the banknotes and the sensor arrangement. To separate the color components, as already described in FIG. 1, the spectral sources and the detector are activated in time-division multiplexing.

Im Prinzip kann die dargestellte Anordnung auch zur Messung in drei oder vier Spektralbereichen verwendet werden. Tauscht man beispielsweise eine der beiden Leuchtdiodenreihen 24 oder 25 gegen eine in einer anderen Wellenlänge emittierenden Typ aus, so stehen an der Meßstelle drei Spektralfarben zur Verfügung. Eine vierte Farbe läßt sich durch Verwendung unterschiedlich emittierender Fluoreszenzmoleküle in den beiden Platten 20 und 21 hinzufügen.In principle, the arrangement shown can also be used for measurement in three or four spectral ranges. If, for example, one of the two rows of light-emitting diodes 24 or 25 is exchanged for a type emitting in a different wavelength, three spectral colors are available at the measuring point. A fourth color can be added by using differently emitting fluorescent molecules in the two plates 20 and 21.

Die Fig. 3 zeigt eine alternative Anordnung zur Erzeugung von drei oder mehr Spektralfarben an der Meßstelle. In diesem Fall sind zwei mit verschiedenen Fluoreszenzstoffen versehene Fluoreszenzplatten 45 und 46 über ihre Schmalseiten oder Kanten 49 miteinander verbunden. Die Oberflächen der Kanten und deren Verbindung sind so beschaffen, daß das Licht ungehindert passieren kann. Die beiden Platten 45 und 46 werden von den beiden Leuchtstofflampen 50 und 52 beleuchtet. Zur Erhöhung des Wirkungsgrades sind die beiden Lampen mit geeignet geformten Reflektoren 53 umgeben. Die Fluoreszenzstoffe der Platten und das jeweilige Anregungslicht werden so gewählt, daß das Emissionslicht einer Platte die in Richtung auf die Banknoten nachfolgende Platte möglichst verlustarm passiert. Wie schon in früheren Ausführungsbeispielen beschrieben, dienen die Platten 45, 46 zusätzlich als Lichtleiter für eine weitere Beleuchtungseinrichtung 48.3 shows an alternative arrangement for generating three or more spectral colors at the measuring point. In this case, two fluorescent plates 45 and 46 provided with different fluorescent substances are connected to one another via their narrow sides or edges 49. The surfaces of the edges and their connection are designed so that the light can pass unhindered. The two plates 45 and 46 are illuminated by the two fluorescent lamps 50 and 52. To increase the efficiency, the two lamps are surrounded by suitably shaped reflectors 53. The fluorescent substances of the plates and the respective excitation light are chosen so that the emission light of a plate passes the plate following in the direction of the banknotes with as little loss as possible. As already described in previous exemplary embodiments, the plates 45, 46 additionally serve as light guides for a further lighting device 48.

Wie die bisherigen Ausführungsbeispiele zeigen, besteht ein weiterer Vorteil der Erfindung in der Vielfalt der Möglichkeiten, die einzelnen Komponenten zu kombinieren und die Spektralbereiche und Beleuchtungsgeometrien zu variieren. Der Sensor läßt sich damit optimal den meßtechnischen Anforderungen anpassen. Für Transmissionsmessungen ist es meist ausreichend, die Austrittskante der Fluoreszenzplatte, wie in Fig. 1 gezeigt, direkt als Lichtquelle zu verwenden. Zu beachten ist dabei, daß die Helligkeit monoton mit dem Abstand der Meßfläche abfällt. Ein Helligkeitsmaximum in einem vorbestimmten Abstand vom Sensor kann jedoch durch Überlagerung mehrerer Austrittskeulen oder durch optische Abbildung der Austrittsfläche erreicht werden. Die Fig. 2 hat bereits ein erstes Beispiel für das Überlagerungsprinzip gezeigt, wo die Zone höchster Helligkeit in einiger Entfernung von den Austrittskanten der Fluoreszenzplatten liegt. Im Überlagerungsbereich haben Abstandsänderungen zwischen Meßobjekt und Beleuchtungsquelle einen geringeren Einfluß auf Änderungen in der Helligkeit.As the previous exemplary embodiments show, a further advantage of the invention is the variety of possibilities for combining the individual components and for varying the spectral ranges and lighting geometries. The sensor can thus be optimally adapted to the measurement requirements. For transmission measurements, it is usually sufficient to use the trailing edge of the fluorescent plate directly as a light source, as shown in FIG. 1. It should be noted that the brightness drops monotonically with the distance of the measuring surface. A brightness maximum at a predetermined distance from the sensor can, however, be achieved by superimposing a plurality of exit lobes or by optically imaging the exit surface. FIG. 2 has already shown a first example of the overlay principle, where the zone of maximum brightness lies some distance from the trailing edges of the fluorescent plates. In the overlapping area, changes in distance between the measurement object and the illumination source have less influence on changes in brightness.

Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für das Überlagerungsprinzip. Die Austrittskante der Fluoreszenzplatte 3 ist in diesem Fall über ihre gesamte Länge im Mittelteil mit einer Verspiegelung 56 versehen worden. Durch diese Maßnahme verschiebt sich das Intensitätsmaximum von der Austrittsfläche weg. Die Verminderung der absoluten Helligkeit in der Meßfläche 62 infolge der teilweisen Verspiegelung läßt sich durch Maßnahmen an der Eintrittskante abfangen. Durch eine Verspiegelung 57 der Eintrittskante hat das so zurückgeworfene Licht die erneute Möglichkeit zu einem der beiden Austrittsfenster 59 oder 60 zu gelangen. Beim Verspiegeln der Eintrittskante muß allerdings auf die Durchlässigkeit für das Licht einer Lichtquelle 5 geachtet werden, was beispielsweise durch eine wellenlängenselektive Verspiegelung für das Fluoreszenzlicht oder durch ein entsprechendes Fenster 61 berücksichtigt werden kann.4 shows a further exemplary embodiment of the overlay principle. In this case, the exit edge of the fluorescent plate 3 has been provided with a mirror 56 over its entire length in the middle part. This measure shifts the intensity maximum away from the exit surface. The reduction in the absolute brightness in the measuring surface 62 due to the partial mirroring can be intercepted by measures on the leading edge. By reflecting 57 the leading edge, the light reflected in this way has the renewed possibility of reaching one of the two exit windows 59 or 60. When mirroring the leading edge, however, attention must be paid to the permeability to the light from a light source 5, for example by wavelength-selective mirroring for the fluorescent light or by a corresponding window 61 can be taken into account.

Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für das Überlagerungsprinzip. Dabei wird in einem vorbestimmten Abstand ein Bereich 62 optimaler Helligkeit erzeugt und zugleich Streulicht in dem Detektor weitgehend vermieden. Die beiden Fluoreszenzplatten 64 und 65 sind in diesem Fall unter 45° zur Meßfläche angeordnet, die Austrittsflächen 55 bei beiden Platten zeigen somit auf einen gemeinsamen Flächenbereich. Zwischen den beiden Platten befindet sich der Detektorschacht 68, in dem in der bekannten Weise eine Abbildungsoptik 12 und ein Lineardetektor 13 angeordnet sind. Eine teilweise Verspiegelung 66 der Austrittskanten in Verbindung mit der symmetrischen Anordnung verlegt die Zone 62 maximaler Helligkeit vom Sensor weg in einen Bereich, der vom Dokument 1 passiert wird. Die Beleuchtungseinrichtungen, die hier im Detail nicht dargestellt sind, können, wie es beispielsweise in Fig. 2 gezeigt ist, gewählt werden.5 shows a further exemplary embodiment of the superimposition principle. In this case, an area 62 of optimal brightness is generated at a predetermined distance and, at the same time, stray light is largely avoided in the detector. In this case, the two fluorescent plates 64 and 65 are arranged at 45 ° to the measuring surface, the exit surfaces 55 in both plates thus point to a common surface area. The detector shaft 68 is located between the two plates, in which an imaging optics 12 and a linear detector 13 are arranged in the known manner. A partial mirroring 66 of the trailing edges in connection with the symmetrical arrangement moves the zone 62 of maximum brightness away from the sensor into an area that is passed by document 1. The lighting devices, which are not shown in detail here, can be selected, as shown for example in FIG. 2.

Qualitativ hochwertige Helligkeitskonzentrationen erhält man mit Hilfe optischer Abbildungen der Austrittskante. Hierzu ist zunächst zu bemerken, daß prinzipiell mit Hilfe jeder sphärischen oder zylindrischen Abbildungsoptik ein Bild der Austrittskante in der Meßfläche erzeugt werden kann. Wegen der beengten Raumverhältnisse in einem Sensormodul und der besonderen Beleuchtungs- und Beobachtungsanforderungen werden insbesondere kompakte Optiken bevorzugt, die zugleich mehrere optische Funktionen erfüllen, wie beispielsweise die gleichzeitige Umlenkung und Fokussierung von Lichtstrahlen.High-quality brightness concentrations are obtained with the help of optical images of the trailing edge. It should first be noted that, in principle, any spherical or cylindrical imaging optics can be used to generate an image of the trailing edge in the measuring surface. Because of the limited space in a sensor module and the special lighting and observation requirements, compact optics are particularly preferred, which simultaneously perform several optical functions, such as the simultaneous deflection and focusing of light beams.

Die Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch ein symmetrisch aufgebautes Sensormodul, wobei das Licht der Fluoreszenzplatten 3 mit einer abbildenden Umlenkoptik auf die Meßfläche projiziert wird. Die Farbanteile des Lichts werden in der bereits beschriebenen Weise erzeugt und zu den Austrittskanten der Fluoreszenzplatten 3 geleitet. Nach dem Verlassen der Platte trifft das Licht auf die abbildende Umlenkoptik 71. Das Umlenken und Abbilden erfolgt durch Reflexion der Lichtstrahlen an den beiden verspiegelten Flächen 73 und 74. Der Strahlengang für die Randstrahlen der Austrittskeule ist anhand strichlierter Linien dargestellt. Das Licht dringt zunächst in den Glaskörper 71 ein und wird an der verspiegelten Fläche 73 reflektiert; die Fläche 73 ist ein Ausschnitt aus einer Parabelfläche, die so geformt ist, daß das Licht als Parallelstrahlbündel zur Fläche 74 reflektiert wird. Die Fläche 74, die ebenfalls die Form einer Parabelfläche hat, fokussiert das Licht auf die Meßfläche 63. Zum Schutz des Glaskörpers vor Beschädigung und Verschmutzung ist in den Strahlengang eine Schutzschicht 76 mit Fenster eingefügt. Der Fokuspunkt ist aufgrund der Stellung der Parabelflächen bezüglich des Glaskörpers seitlich verschoben und liegt genau unter dem Detektorschacht 68. Symetrisch zum Detektorschacht ist spiegelbildlich eine zweite Umlenkoptik 72 angeordnet, sie sorgt in der Meßfläche für eine homogene und weitgehend abstandsunabhängige Ausleuchtung. Das Abtasten der vorbeilaufenden Banknote 1 in der Meßfläche erfolgt mit Hilfe einer Abbildungsoptik 12 und einem Zeilendetektor 13. Die Wände 79 des Detektorschachts sind lichtundurchlässig und schützen den Sensor vor Streulicht.6 shows a section through a symmetrically constructed sensor module, the light from the fluorescent plates 3 being projected onto the measuring surface with an imaging deflecting lens. The color components of the light are generated in the manner already described and to the Trailing edges of the fluorescent plates 3 passed. After leaving the plate, the light strikes the imaging deflection optics 71. The deflection and imaging is carried out by reflection of the light rays on the two mirrored surfaces 73 and 74. The beam path for the marginal rays of the exit lobe is shown by dashed lines. The light first penetrates the glass body 71 and is reflected on the mirrored surface 73; surface 73 is a section of a parabolic surface which is shaped such that the light is reflected as a parallel beam to surface 74. The surface 74, which also has the shape of a parabolic surface, focuses the light on the measuring surface 63. A protective layer 76 with a window is inserted into the beam path to protect the glass body from damage and soiling. The focal point is laterally displaced due to the position of the parabolic surfaces with respect to the vitreous and lies exactly below the detector shaft 68. A second deflecting lens 72 is arranged symmetrically to the detector shaft, and ensures homogeneous and largely distance-independent illumination in the measuring surface. The scanning of the passing bank note 1 in the measuring surface is carried out with the aid of imaging optics 12 and a line detector 13. The walls 79 of the detector shaft are opaque and protect the sensor from stray light.

Der gesamte optische Aufbau des Sensormoduls läßt sich äußerst kompakt gestalten, vorteilhaft beim Zusammenbau ist die unkritische Positionierung der optischen Komponenten. Als positive Eigenschaft des Sensoraufbaus kommt hinzu, daß die Komponenten - da Justiervorrichtungen nicht notwendig sind - praktisch während der Lebensdauer der Spektralquellen völlig justierfrei sind; was eine gute Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse gewährleistet.The entire optical structure of the sensor module can be made extremely compact, the uncritical positioning of the optical components being advantageous during assembly. Another positive feature of the sensor structure is that the components - since adjustment devices are not necessary - are practically completely adjustment-free during the lifetime of the spectral sources; which ensures good reproducibility of the measurement results.

Ebenso wie die Optik haben auch die Spektralquellen über lange Zeiträume gleichbleibende Meßbedingungen zu gewährleisten, das bedeutet unter anderem, daß sie in ihrer Helligkeit zeitlich zu stabilisieren sind. Als weitere Forderung kommt hinzu, daß die Spektralquellen im Wechseltakt an- und abschaltbar sein müssen, damit man durch Zeitmultiplexbetrieb beispielsweise getrennte Farbauszüge der Banknoten erhalten kann. Um diese Forderungen zu erfüllen, werden gemäß einer Weiterbildung der Erfindung spezielle Schaltregeler zur Ansteuerung der Spektralquellen vorgeschlagen. Diese Schaltregler steuern die Leistung praktisch nur durch kurzzeitiges Ein- und Ausschalten der Spannungsversorgung. Da sich aber Ein- und Ausschaltvorgänge praktisch verlustfrei durchführen lassen, setzen diese Schaltregler die elektrische Leistung optimal in Lichtleistung um. Kapazitive und induktive Bauteile im Stromkreis der Spektralquellen sorgen für einen weitgehend kontinuierlich Leistungs- und Lichtfluß während der Einschaltphase.Just like the optics, the spectral sources also have to ensure constant measurement conditions over long periods of time, which means, among other things, that their brightness must be stabilized over time. A further requirement is that the spectral sources must be able to be switched on and off alternately so that, for example, separate color separations of the banknotes can be obtained by time division multiplexing. In order to meet these requirements, special switching regulators for controlling the spectral sources are proposed according to a development of the invention. These switching regulators control the power practically only by briefly switching the power supply on and off. However, since switching on and off can be carried out practically without loss, these switching regulators optimally convert the electrical power into light output. Capacitive and inductive components in the circuit of the spectral sources ensure a largely continuous power and light flow during the switch-on phase.

Die Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schaltreglers für den helligkeitsgeregelten Betrieb einer Leuchtstofflampe. Die Lampe 80 liegt in Serie mit einer Induktivität 81 auf der Sekundärseite eines Transformators 82. In Serie mit den direkt heizbaren Elektroden ist ein Kondensator 84 geschaltet. Die beiden Bauelemente 81 und 84 bilden eine Serienresonanzkreis. Die Gasentladung der Lampe verläuft parallel zur Kapazität. Ein weiterer Resonanzkreis wird durch die Primärwicklung des Transformators 82 mit der Kapazität 85 gebildet. Eine Regelschaltung 87 steuert den Stromfluß auf der Primärseite über einen Schalttransistor 89 mit einer solchen Frequenz und Pulsform, daß bei minimalem Leistungsverbrauch eine vorgebene Helligkeit konstant gehalten wird. Die momentane Helligkeit wird von einem photoelektrischen Detektor 88 erfaßt und an den Regler 87 als Regelsignal weitergegeben. Durch die Variation der Frequenz der Steuerpulse SP kann die Helligkeit der Leuchtstofflampe geregelt werden. Mit Hilfe eines weiteren auf den Regler einwirkenden Signals E/A werden die Steuerpulssequenzen und damit auch die Lampe ein- bzw. ausgeschaltet. Es hat sich gezeigt, daß die Schaltung auch dann noch einwandfrei arbeitet, wenn die Steuerimpulse synchron mit dem E/A-Signal in sogenannten "Bursts" zugeführt werden, wodurch letztlich erst der Multiplexbetrieb mit anderen Strahlungsquellen möglich wird.Fig. 7 shows an embodiment of a switching regulator for the brightness-controlled operation of a fluorescent lamp. The lamp 80 is in series with an inductor 81 on the secondary side of a transformer 82. A capacitor 84 is connected in series with the directly heatable electrodes. The two components 81 and 84 form a series resonance circuit. The gas discharge from the lamp runs parallel to the capacity. Another resonant circuit is formed by the primary winding of the transformer 82 with the capacitance 85. A control circuit 87 controls the current flow on the primary side via a switching transistor 89 with a frequency and pulse shape such that a predetermined brightness is kept constant with minimal power consumption. The instantaneous brightness is detected by a photoelectric detector 88 and passed on to the controller 87 as a control signal. By varying the frequency the control pulses SP, the brightness of the fluorescent lamp can be regulated. The control pulse sequences and thus also the lamp are switched on and off with the aid of another signal I / O acting on the controller. It has been shown that the circuit still works perfectly when the control pulses are supplied in so-called "bursts" in synchronism with the I / O signal, which ultimately makes multiplexing with other radiation sources possible.

Die Fig. 8 zeigt das zeitliche Zusammenwirken des E/A-Signals mit den Steuerimpulsen SP der Regelschaltung und der Intensität I der Leuchtstofflampe. Das E/A-Signal bestimmt die Ein- bzw. Ausschaltphasen der Leuchtstofflampe. Jeweils bei positivem E/A-Signal wird eine Folge von Schaltpulsen SP erzeugt. Abhängig von dem Signal eines Helligkeitssensors wird die Frequenz der Schaltpulse in der Weise geregelt, daß beispielsweise bei einem Absinken der Helligkeit durch Erhöhung der Frequenz die Leistungszufuhr zur Lampe gesteigert wird. Die induktiven und kapazitiven Bauteile der Schaltung glätten den Leistungsfluß zur Lampe und gewährleisten über die Einschaltdauer eine weitgehend gleichbleibende Helligkeit. Bei Banknotenautomaten, die die Banknoten mit Geschwindigkeiten mit mehreren Metern pro Sekunde transportieren, liegt die Frequenz des E/A-Signals in der Größe von etwa 10 Kilohertz. Um eine Regelbarkeit der Helligkeit zu erreichen, wird die Frequenz der Steuerpulse vorzugsweise um einen Faktor 10 höher gewählt.8 shows the temporal interaction of the I / O signal with the control pulses SP of the control circuit and the intensity I of the fluorescent lamp. The I / O signal determines the on and off phases of the fluorescent lamp. A sequence of switching pulses SP is generated each time the I / O signal is positive. Depending on the signal from a brightness sensor, the frequency of the switching pulses is regulated in such a way that, for example, when the brightness drops by increasing the frequency, the power supply to the lamp is increased. The inductive and capacitive components of the circuit smooth the power flow to the lamp and ensure a largely constant brightness over the operating time. In the case of bank note machines which transport the bank notes at speeds of several meters per second, the frequency of the I / O signal is approximately 10 kilohertz. In order to achieve controllability of the brightness, the frequency of the control pulses is preferably chosen to be a factor of 10 higher.

Auch die Leuchtdioden müssen in Gegenphase zur Leuchtstofflampe periodisch ein- und ausgeschaltet werden, wobei ebenfalls eine Helligkeitsregelung notwendig ist.The light-emitting diodes also have to be switched on and off periodically in the opposite phase to the fluorescent lamp, a brightness control also being necessary.

Ein Prinzipschaltbild für einen Schaltregler, der auf die Kennlinie der Leuchtdioden abgestimmt ist, ist in Fig. 9 wiedergegeben. Die Leuchtdioden 90 sind in Serie geschaltet und werden somit mit einer Spannungsversorgung betrieben werden. Da die Lichtabstrahlung von Leuchtdioden etwa linear mit dem Durchgangsstrom zunimmt, kann sie über eine Pulsbreitenmodulation des Stromes geregelt werden. Hierzu ist in Serie mit den Leuchtdioden ein Schalttransistor 95 vorgesehen, welcher von einem Pulsbreitenmodulator 99 angesteuert wird. Ein Sensor 96, der die Helligkeit der Dioden aufnimmt, führt sein Signal dem Pulsbreitenmodulator zu. Je nach Signalhöhe dieses Sensors wird die Pulsbreite der Schaltimpulse in der Weise verändert, daß seine gleichbleibende Helligkeit gewährleistet ist. Um die Strom- und Spannungspitzen während der Einschaltperiode der Steuerpulse zu glätten, ist die Induktivität 91 in Serie mit den Leuchtdioden geschaltet. Diese begrenzt beim Einschalten den Stromanstieg des Schalttransistors 95. Die in der Spule gespeicherte Energie wird nach dem Ausschalten des Schalttransistors über die Freilaufdiode 93 den Dioden 90 zugeführt, wodurch der Stromfluß auch in den Ausschaltpausen des Transistors aufrecht gehalten wird. Den gleichen Zweck hat auch die zu den Leuchtdioden parallel liegende Kapazität 98. Um einen Regelbereich aufrecht zu erhalten, ist es auch hier notwendig die Schaltfrequenz gegenüber dem Maschinentakt um mindestens um einen Faktor 10 zu erhöhen.A basic circuit diagram for a switching regulator that is matched to the characteristic curve of the light-emitting diodes is shown in FIG. 9. The light emitting diodes 90 are connected in series and will therefore be operated with a power supply. Since the light radiation from light-emitting diodes increases approximately linearly with the through current, it can be regulated via pulse width modulation of the current. For this purpose, a switching transistor 95 is provided in series with the light-emitting diodes and is controlled by a pulse width modulator 99. A sensor 96, which detects the brightness of the diodes, feeds its signal to the pulse width modulator. Depending on the signal level of this sensor, the pulse width of the switching pulses is changed in such a way that its constant brightness is guaranteed. In order to smooth the current and voltage peaks during the on period of the control pulses, the inductor 91 is connected in series with the light-emitting diodes. This limits the current rise of the switching transistor 95 when switched on. The energy stored in the coil is supplied to the diodes 90 via the free-wheeling diode 93 after the switching transistor has been switched off, as a result of which the current flow is maintained even during the switching-off pauses of the transistor. The capacitance 98 lying parallel to the light-emitting diodes also has the same purpose. In order to maintain a control range, it is also necessary to increase the switching frequency by at least a factor of 10 compared to the machine cycle.

Neben der verlustlosen Helligkeitsregelung der Spektralquellen haben die in den Fig. 7 und 9 dargestellten Schaltungen den weiteren Vorteil, daß die Versorgungsspannung in weiten Grenzen schwanken kann, ohne daß die Reproduzierbarkeit der Meßsignale beeinträchtigt wird.In addition to the lossless brightness control of the spectral sources, the circuits shown in FIGS. 7 and 9 have the further advantage that the supply voltage can fluctuate within wide limits without impairing the reproducibility of the measurement signals.

Claims

Device for checking documents with an optical device for illuminating the document in at least one spectral range and with a device for receiving the light remitted by the document and / or the light transmitted through the document, characterized in that the illuminating device consists of at least one light guide provided with fluorescent substance exists, over which at least two light components of different wavelengths are directed to a common area of the document.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the light guide is a plastic body with a plurality of flat or curved surfaces and a plurality of narrow sides or edges and that the first light component is the fluorescent light which arises from excitation of radiation from a light source directed at at least one of the surfaces and on emerges from an edge facing the document.

Apparatus according to claim 2, characterized in that the second light component comes from a light source whose light enters through one of the edges and exits through the edge facing the document.

Apparatus according to claim 2, characterized in that the second light component is the fluorescent light of a further light guide which is optically coupled to the first light guide.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the light guide is a plate, that the first light source consists of one or more fluorescent lamps, the light of which is coupled over a surface of the plate and that the second light source consists of one or more light-emitting diodes, the light is coupled into the plate via a narrow side.

Device according to claim 1, characterized in that two light guides are provided which are oriented at an angle of approximately 45 ° with respect to the normal of the document and are positioned in relation to the document such that the document lies in the overlapping area of the emission lobes.

Apparatus according to claim 1 or 6, characterized in that the exit edge of the light guide is provided with optically reflecting partial surfaces to influence the shape of the light exit lobe.

Apparatus according to claim 1 or 6, characterized in that an optical unit is provided between the trailing edge of the light guide and the document, which images the trailing edge of the light guide on the document.

Device according to Claim 1, characterized in that the light sources are connected to switching regulators which regulate both the on / off switching phases and the brightness of the light sources.

Device for checking documents with an optical device for illuminating the document in at least one spectral range and with a device for receiving the light remitted by the document and / or the light transmitted through the document, characterized in that the illuminating device consists of two light guides provided with fluorescent material and that an optical element is provided, via which the light components of the light guides are deflected and focused on a common surface of the document.

Method for checking documents which are illuminated with light of different spectral ranges and scanned for recording the light reflected and / or transmitted by the document, characterized in that at least two light components of different wavelengths are guided to a common area of the document via at least one light guide provided with fluorescent substance be, where the light components are switched on and off in time-division multiplexing.

A method according to claim 11, characterized in that to generate the light component of a first wavelength, the surface of the light guide is irradiated with the excitation light of the fluorescent substance.

Method according to Claim 12, characterized in that fluorescent lamps are used to generate the excitation light, the lamps being connected to a switching regulator which generates control pulse sequences (bursts) which are dependent on the brightness of the lamp in synchronism with the switching on / off process.

Method according to Claim 11, characterized in that the light of a second wavelength is guided onto the document in light guide technology via the light guide provided with fluorescent substance.

Method according to Claim 14, characterized in that light-emitting diodes are used to generate the light, which are connected to a switching regulator which generates control signals modulated in pulse width in synchronism with the switching on and off of the light-emitting diodes.

Method for checking documents which are illuminated with light from different spectral ranges and scanned for recording the light reflected and / or transmitted by the document, characterized in that the light components of different wavelengths are guided to a common area of the document via a light guide provided with fluorescent substance , with the light components of different wavelengths being switched on and off in time-division multiplexing.