EP1782393A2 - Apparatus for examining documents - Google Patents

Apparatus for examining documents

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Publication number
EP1782393A2
EP1782393A2 EP05777634A EP05777634A EP1782393A2 EP 1782393 A2 EP1782393 A2 EP 1782393A2 EP 05777634 A EP05777634 A EP 05777634A EP 05777634 A EP05777634 A EP 05777634A EP 1782393 A2 EP1782393 A2 EP 1782393A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spectral
light
self
document
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05777634A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dieter Stein
Bernd Wunderer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giesecke and Devrient GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke and Devrient GmbH filed Critical Giesecke and Devrient GmbH
Publication of EP1782393A2 publication Critical patent/EP1782393A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07DHANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G07D7/1205Testing spectral properties

Definitions

  • the present invention relates to a device for examining documents, in particular sheet-shaped value documents such as banknotes, checks or the like. Furthermore, the present invention relates to a self-focusing lens for use in examination of documents and a method for producing a self-focusing lens with slit diaphragm.
  • Devices for examining documents are known in particular with regard to checking the authenticity of banknotes. Furthermore, such devices can be used, for example, in sorting and checking the state of banknotes. Depending on the currency and the nominal value, banknotes are provided with different (security) features, which can be checked quickly and inexpensively by means of suitable devices.
  • spectral decomposition means any type of conversion of a light beam or beam having a specific spectral composition and direction into a plurality of light beams or beams, each with a different spectral composition and direction.
  • a spectral component of the spectrally dispersed light is detected in each case. Due to the spectral decomposition can be dispensed with otherwise required color filter in front of the detection devices, whereby a simple and compact construction of the device is achieved and the device can be used as a filterless detector.
  • an imaging optics in particular a convergent lens or at least one self-focusing device, is produced between the document and the detection devices. arranged lens to detect the emanating from the document spectral components of the light by means of the detection means separated from each other.
  • self-focusing lenses are arranged between the document and the spectral device, for example, in order to image the light emanating from (partial regions) of the banknote onto the spectral device.
  • the evaluation of the examined documents takes place on the basis of the intensities of the respective spectral components received by the individual detection devices.
  • the color detection of this filterless device does not correspond to the mistakempfin ⁇ the human eye due to the commonly used silicon-based detectors. Because the eye is sensitive to some wavelengths as a corresponding silicon detector. An accurate color assessment of the examined document is not yet possible without special filters.
  • the described combination of self-focusing lens and spectral means for defining the width of the imaged object like each spectrometer in a dispersion image requires a slit diaphragm.
  • This diaphragm can not be mounted on the banknote itself and therefore an intermediate image of the object to be imaged must be found in order to apply the slit diaphragm there.
  • One possibility for producing the intermediate image would be to switch two self-focusing lenses one behind the other, but the overall length would double.
  • the device comprises - as in the aforementioned prior art - a light source, a spectral device and at least two detection devices.
  • a document to be examined is irradiated and the light emitted and / or reflected and / or transmitted by the document is subsequently split into spectral components by means of the spectral device.
  • These spectral components are detected separately by the detection devices.
  • the spectral resolution of the light emitted by the " light source can also be done here - as in the prior art - if necessary, before the light hits the banknote.
  • the device is according to the invention for individual weighting of the detection elements directions each to be detected spectral components formed. This can be done in different ways.
  • the extent of the detection devices in a direction parallel to the spectral decomposition, i. in dispersion direction, depending on the spectral component to be detected by means of the respective detection device.
  • the extent of the detection means means the extent of the active, i. understood photosensitive detection of the detection device.
  • the spectral components are individually weighted by the different expansions of the detection devices.
  • the spectrum actually measured during the examination of the document by means of the detection devices is converted into a modified spectrum which, for example, is adapted to the color perception of the human eye.
  • Erf ⁇ ndungsillet can thus be provided, for example, a detector array with different sized pixel areas.
  • the distance between adjacent detection devices in a direction parallel to the spectral decomposition is selected depending on the respective spectral components to be detected.
  • the spectral components of the light detected by the detection devices are likewise weighted to different degrees. According to the invention, it is therefore possible, for example, to provide a detector row with not only differently sized, but also differently spaced pixel areas.
  • the device can comprise three detection devices arranged side by side for detecting the visible light.
  • the detection devices are each arranged in a spectral range of the decomposed spectrum, one in the "blue” spectral range, one in the "green” spectral range and one in the “red” spectral range.
  • the designation of the individual spectral ranges “blue”, “green” or “red” relates to an associated wavelength range, wherein the wavelength ranges can also overlap.
  • the distance between the detection means for the "blue” and the “green” spectral range becomes greater than the distance between the detection means for the "green” and the “green” selected “red” spectral range.
  • the device may also comprise more than three detection devices, for example to detect spectral components outside the visible spectral range.
  • four or even five detection devices can be arranged next to one another, of which three of the devices detect spectral components of the visible spectral range and one of the devices detect a spectral component of the infrared (IR) and / or ultraviolet (UV) spectral range.
  • IR infrared
  • UV ultraviolet
  • a detection device for detecting the IR spectral range beyond the detection device for the red spectral range and a detection device for detecting, for example of the UV spectral range beyond the detection device for the blue spectral range for example of the UV spectral range beyond the detection device for the blue spectral range.
  • the individual weighting of the respective spectral components to be detected by the detection devices is not limited to the two above exemplary embodiments. Rather, a combination of the first and the second exemplary embodiment is particularly suitable for individually weighting the spectral components. In this combination, then, in a direction parallel to the spectral decomposition, i. in the dispersion direction, both the extent of the detection devices and the distance between adjacent detection devices are selected as a function of the respective spectral component to be detected by the associated detection device. In this case, for example, an increase in the distance between two adjacent detection devices may be accompanied by a reduction in the extent of one or both detection devices.
  • the sensitivity of the detection device for the corresponding wavelengths accordingly decreases. If a detection device is e.g. For longer wavelengths less sensitive, as is the case with a typical silicon-based detector, this reduced sensitivity can be compensated for by increasing the size of the detection device.
  • the device comprises a device for individual weighting of the spectral components to be respectively detected by the detection devices.
  • This can be done, for example, by means of a data processing in hardware or software connected downstream of the detection device.
  • the detected spectral components can be weighted by means of weighting factors depending on a spectrum to be simulated. This spectrum can correspond, for example, to the color perception of the human eye.
  • One advantage of the weighting device is that known devices for examining documents can be expanded by means of such a device in order to individually weight the spectral components detected by the detection devices.
  • the weighting of the spectral components can take place both as a function of and independently of the geometry of the detection devices.
  • the geometry of the detection devices refers to their extent and / or their distance from each other.
  • the device comprises, in addition to the at least one light source, the at least one spectral device and the at least one detection device, at least one slit-shaped diaphragm and at least one self-focusing lens (SELFOC lens).
  • a defined gap for the light usually a defined gap for the light must be given.
  • the gap defines the field of view and the spectral resolution.
  • the gap may be located directly after the document to form a boundary for the light diffusely reflecting from the document before it hits the spectral device.
  • the aperture is located within the SELFOC lens, particularly at its center. In this way it is also possible to work with a large-area illumination of the document.
  • the parameters influencing the ideal diaphragm size and the tolerances influencing the ideal position of the diaphragm relative to the optical axis must be known, which can be achieved, for example, by a complex software simulation a lens with aperture can be determined.
  • Suitable software can determine the positions and widths of the slit diaphragms attributable to the individual SELFOC lenses by "raytracing" the light beams emanating from the gap to be imaged into the center plane of a double-row SELFOC array.
  • the software measurements were carried out on the basis of a simulation of a two-row lens array, ie of two juxtaposed SELFOC lenses, since these are commercially available.
  • the plane lying exactly in the middle between the two optical axes of the lenses is subsequently referred to as an optical plane. Calculations of the tolerances with respect to the distance of the slit diaphragm of a lens to the optical plane of the SELFOC array showed that in the specific example a maximum tolerance of +/- 2.5 ⁇ m was permissible.
  • the measured tolerance also applies to the distance between the two slit diaphragms from each other on a common substrate. Is the slit pair on a common Applied substrate results due to the similarity for the position of the gap pair in a direction perpendicular to the optical plane of the double row SELFOC array a greater tolerance, since a non-ideal position only leads to a shift of the overall picture. In the specific example, the maximum permissible tolerance was +/- 5 ⁇ m.
  • the SELFOC lens is split in a direction perpendicular to its optical axis at its longitudinal axis center.
  • Three different variants are described below with regard to the manner of arrangement of the slit diaphragm in the split SELFOC lens, ie in the center of the SELFOC lens.
  • a positive photoresist is applied to an end face of one of the two SELFOC lens halves.
  • the photoresist is then exposed through a gap in the object plane through the lens half facing the object plane. Since rays passing through the SELFOC lens intersect in the center plane of the SELFOC lens, ie where the photoresist is arranged, the layer is exposed only locally.
  • the photoresist is then developed and the exposed part of the photoresist represents the necessary gap aperture, which is completely adapted to the properties of the SELFOC lens. Since the photoresist is applied directly to the SELFOC lens, that is to say firmly connected to the lens, subsequent adjustment steps of the slit diaphragm within the SELFOC lens are dispensed with.
  • the photoresist is applied to a separate substrate, the substrate being, for example, a film or a glass plate.
  • the substrate being, for example, a film or a glass plate.
  • the substrate thickness is kept as low as possible and / or the SELFOC lens on one of its faces Pages so shortened or divided from the outset so that the inserted aperture is arranged in the end centered with respect to the longitudinal axis.
  • the photoresist is also applied to a substrate, wherein the photoresist is a negative photoresist.
  • the substrate touches the inner side of the SELFOC lens half facing the bank note.
  • a single substrate can be used after exposure and development of the photoresist as a lift-off mask (coating mask) for a later metallization.
  • the coating mask can also be used as a mask to make a full batch of SELFOC lenses. The prerequisite for this, however, is that the tolerances within the batch are small enough so that the position of the slit diaphragm obtained by the exposure is within the permissible tolerance range for each individual fiber. If the substrate and the photoresist serve as a coating mask for a multiplicity of slit diaphragms, the production of the slit diaphragm according to the third variant is generally less expensive than the first and the second variant.
  • the diaphragm profile deviates from a rectangular profile and has oblique edges, since the scattered light has a lower density at the edge than the main beam.
  • the image of the slit image is blurred, but such a profile brings advantages in the superimposition of different spectral components, since the overlay is "softer".
  • the astigmatism of the deflection prism for generating a rounded slit image can be dispensed with in relation to the overall device according to the invention which has already been described. This has the advantage that straight-viewing prisms can be used for the spectral decomposition, which have a compact design, and that it is possible to dispense with a Wadsworth arrangement.
  • the two parts of the SELFOC lens are reassembled, for example glued.
  • the offset of the two halves from each other has approximately up to a value of 1/10 of the lens radius no significant effect on the intensity and sharpness of the images.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a device for examining documents
  • FIG. 2 shows a front view of the detection devices according to the invention
  • FIG. 3 shows the device from FIG. 1 with a separate weighting device
  • FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of the device for examining documents
  • Figure 5 is a self-focusing lens with a shutter disposed therein;
  • FIG. 7 shows the spectrum of the normality of the human eye (dotted) and a sensitivity spectrum (drawn through) approximated by a silicon detector of the geometry given in FIG. 6 with a special filter (BG 38 filter);
  • FIGS. 8A-D show a method according to the invention for producing a self-focusing lens with a photographically produced slit diaphragm according to a first variant
  • FIG. 9 shows a second variant of the photographic generation of the slit diaphragm
  • FIG. 10 shows a third variant of the photographic production of the slit diaphragm
  • FIG. 11 shows a further variant with a diaphragm arranged between two self-focusing lenses
  • FIG. 12 shows a schematic cross-sectional view of a double-row array of self-focusing lenses with associated diaphragms
  • Figure 13 is a schematic view of a portion of the array of Figure 12 and
  • FIG. 14 shows yet another variant with a diaphragm arranged between two self-focusing lenses
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a device I 5 in which a document 2 to be examined, for example a banknote, is illuminated with the light 4 emitted by a light source 3.
  • the reflected from the document 2, ie diffused re ⁇ inflected, light 5 passes through an intended for limiting the field of view aperture 6 and is by means of a series of self-focusing lenses 7, of which only the outermost is shown on a spectral device 8
  • Self-focusing lenses are generally cylindrical optical elements made of a material which has a refractive index which decreases parabolically from the optical axis of the cylinder towards its mantle.
  • the use of such lenses 7 achieves a 1: 1 imaging of the subsection 19 of the document 2 to be examined which is independent of the distance between document and image and to the spectral device 8.
  • the light 5 is decomposed into individual spectral components.
  • a prism a transparent, wedge-shaped body is called, which serves to deflect light rays.
  • the prism can be made of glass, glass ceramic, quartz or plastic.
  • the prism can have a broadband antireflection coating at the entrance and exit face, which is optimized for the mean entrance angle.
  • the angle of deflection of a prism depends on the refractive index of the material, but on the wavelength of the light.
  • the prism decomposes (white) light into its spectral components.
  • spectral components of the spectrally dispersed light emerge from the spectral device 8 in different directions, which lie in a common plane out. This follows from the dependence of the refractive index on the wavelength, which is referred to as dispersion.
  • the refractive index is smaller for longer waves (red) than for shorter ones (blue).
  • the dispersion of a prism is a material property.
  • a prism crown glass which has a mean refractive index n of about 1.52.
  • a Wadsworth prism consists of a prism with a mirror mounted parallel to the base of the prism, which serves to deflect the rays emerging from the prism.
  • the peculiarity of the Wadsworth prism is that for the wavelength of the deflection minimum, the beam emerging from the mirror after reflection is parallel but offset from the incoming beam. Therefore, these rays fall perpendicular to a detector, which can now be mounted perpendicular to the optical axis of the SELFOC as in an image sensor without dispersion with its entrance surface.
  • the straight-ahead prism is a prism combination which does not give the incident light bundle a total deflection for a specific wavelength and therefore can produce the same effect as a Wadsworth prism.
  • the diaphragm 6 in FIG. 1 arranged in the vicinity of the document 2 to be inspected, through which the light 5 remitted from the document 2 passes, is hereby preferably designed as a gap having a gap width between 0.1 and 0.2 mm, and behind the gap, the row of self-focusing lenses 7 is arranged. Typical lengths of the gap of the diaphragm 6 are between 10 and 200 mm, preferably about 100 mm.
  • a line-shaped or strip-shaped illumination of the partial region 19 of the document 2 to be examined can be provided.
  • a line-shaped light source can be set (not shown).
  • another radiation guide e.g. can be realized with vertical illumination and / or measurement.
  • FIG. 2 shows a front view of the detection devices 9, 10, 11 illustrated in FIG. 1.
  • the detection devices 9, 10, 11 have different dimensions 13 and different distances 14 relative to one another.
  • the sensitivity spectrum of the overall device is influenced. In this way, it is possible to achieve a weighting of that spectral component which is detected by the respective detection device 9, 10, 11.
  • the extent 13 and / or the position of each of the detection devices 9, 10, 11 may be selected such that the detected spectrum is at least approximately adapted to the color perception of the human eye. This will be described in detail below with reference to FIGS. 6 and 7.
  • the extent and the distance of the detection devices 9, 10, 11 in the direction of the spectral decomposition ie, in the horizontal direction in FIG.
  • a plurality of such detection devices 9, 10 and 11 are preferably arranged one behind the other, so that in the specific case, for example, three detectors can be formed.
  • the size of the individual detection devices 9, 10, 11 of the respective detector lines can be constant and predetermined by the required resolution (eg 0.2 mm for a resolution of 125 dpi).
  • FIG. 3 shows the device 1 from FIG. 1 with a weighting device 15 for individual weighting of the spectral components respectively detected by the detection devices 9, 10, 11.
  • the weighting device 15 can also be used in the previously described exemplary embodiments of the invention, since it can be set up to weight the detected spectral components depending on or independent of the geometry of the detection devices 9, 10, 11.
  • the spectral components are weighted individually depending on their intensities by means of weighting factors, the weighting factors being dependent on the spectrum which is to be approximated. In this case, it is found, for example, in a silicon detector that the spectral component in the "red" spectral range has an overall intensity value X, but the value should be Y. Then, the weighting factor is set from the outset so that a value X is converted into a value Y. This adjustment is made for all spectral components to be detected in the calibration of the overall device.
  • the spectral device 8 is arranged between the document 2 and the detection devices 9, 10, 11, the light 5 emanating from the document 2 being divided into a plurality of spectral components and impinging on the corresponding detection devices 9, 10, 11 ,
  • the spectral device 8 is arranged between the light source 3 and the document 2.
  • the light 16 impinging on the document 2 is split by the spectral device 8 into a plurality of spectral components which strike the document 2 in different subregions 17 and are reflected therefrom by the latter.
  • the spectral component 20 emanating from the respective subareas 17 of the document 2 is finally imaged onto the corresponding detection devices 9, 10, 11 so that each of the detection devices 9, 10, 11 detects a different spectral component.
  • the figure on the corresponding The detection devices 9, 10, 11 take place, for example, with a collecting lens 18 or a self-focusing lens 7 as imaging optics.
  • a partial region 19 extending perpendicularly to the plane of the drawing and consisting of the individual spectrally illuminated partial regions 17 of the document 2 is considered, and the light 20 emanating therefrom is of the corresponding one Detekti ⁇ ons drivenen 9, 10, 11 detected.
  • the light 5, 20 reflected by the document 2 is detected in each case and used to investigate the spectral properties of the document 2.
  • the light transmitted by the document 2 can be detected and evaluated by arranging the detection devices 9, 10, 11, the spectral device 8 and the optionally required further optical components in the region of the side of the document 2 facing away from the light source 3.
  • light sources 3 can be used which emit light with a continuous spectrum.
  • the emitted light 4 of the light source comprises portions in the visible and / or invisible, e.g. infrared or ultraviolet, spectral range.
  • the light source 3 may also consist of several partial light sources, e.g. Light emitting diodes, be composed, which emit light in each case with different spectral Zu ⁇ composition.
  • the use of incandescent lamps as a light source 3 is possible.
  • FIG. 5 shows a self-focusing lens 7 with a diaphragm 6 arranged therein, which can advantageously be used in the abovementioned exemplary embodiments.
  • the use of a diaphragm 6 is necessary since a defined gap must be given in the case of spectrometers for measurement. Due to the only slit-shaped illumination of the document 2, this is difficult to achieve in practice due to the usual position fluctuations of the document 2.
  • the longitudinal At the center of the axis of the lens is a waist of the light rays 21 passing through the lens.
  • each of the self-focusing lenses 7 has a diaphragm 6 at the corresponding location.
  • two halves (based on the length) of a self-oscillating lens 7 are assembled, wherein between the halves, the diaphragm 6 is arranged.
  • a corresponding production method according to the invention for a self-focusing lens with a slit is described below with reference to FIGS. 8A-D.
  • the spectral components detected by the detection devices 9, 10, 11, 24 are individually weighted in a preferably filterless device 1 for examining documents 2 in order to adapt them to the color perception of the human eye.
  • FIG. 6 shows spectra 22 (blue), 23 (green) 24 (red) which were detected by the geometric arrangement 25 of four detection devices 9, 10, 11, 26 shown in the diagram of FIG.
  • the three left detection devices 9, 10, 11 correspond to those of the embodiment in FIG. 2 in order to detect spectral components from the visible spectral range.
  • the fourth detection device 26 serves to detect a spectral portion 27 of the infrared spectrum.
  • the dotted lines 28 in FIG. 7 represent the standard sensitivity spectra of the human eye.
  • the solid lines 23 of FIG. 6 show those detected by means of a silicon detector and with a BG 38 filter (short-pass filter for cutting off the near infrared in the red spectrum 25 from Fig. 6) to the standard sensitivity spectra 28 of the human eye approximated spectra.
  • the four detection devices 9, 10, 11, 26 of different widths in the dispersion direction shown in FIG. 6 are distributed over a width of approximately 1 mm, wherein the four detection devices 9, 10, 11, 26 have different distances from one another. The dispersion direction was transverse to the line of document 2 to be examined.
  • the deflection angle is about 40 ° for a wavelength of 400 nm, the dispersion reducing this angle by up to more than 2 ° to 1100 nm.
  • the individual detection devices 9, 10, 11, 26 can be based, for example, on silicon.
  • the detection devices 9, 10, 11, 26 for an approximation of the color perception of the human eye for detecting spectral components from the "blue” (left) and the “infrared” (right) spectral range, as shown in Figure 6, have a comparatively large extent 13, since silicon is less sensitive for these wavelength ranges than for other wavelength ranges.
  • the spectrum of FIG. 7 detected by the four-color line sensor in the visible spectral range approximates relatively well to the standard sensitivity spectrum 22 of the human eye according to FIG.
  • the individual weighting of the spectral components for example by means of a detector with four parallel detection devices 9, 10, 11, 26 of different extent 13, a color-true evaluation of documents 2, in particular banknotes, is possible.
  • the arrangement 25 will have five detection devices.
  • a further detection device corresponding to the color cyan may be provided between the detection devices 9 and 10.
  • four color values are preferably derived for data reduction, from which in turn measurement spectra 22 to 24 corresponding to the standard sensitivity spectrum 22 of the human eye are generated.
  • FIGS. 8A-D show a method according to the invention for producing a self-focusing lens 7 (SELFOC lens) with slit diaphragm 6.
  • FIGS. 8A and 8B show the two basic steps of the method.
  • a SELFOC lens 7 is split in its center plane in a direction perpendicular to its optical axis to introduce a slit aperture 6 within the lens ( Figure 8B).
  • Figure 8A a SELFOC lens 7 is split in its center plane in a direction perpendicular to its optical axis to introduce a slit aperture 6 within the lens
  • the diaphragm 6 is produced photographically.
  • a positive photoresist 30 is used, which, as shown in FIG. 8C, is applied directly to an end face, preferably to one of the parting surfaces of the SELFOC lens, of the SELFOC lens half.
  • the photoresist 30 is subsequently irradiated through an opening 31 as shown in FIG. 8D, wherein the opening 31 is arranged on a side opposite the photoresist 30.
  • the opening 31 has the shape of the slit diaphragm 6 to be generated and is arranged in the object plane. Due to the properties of the SELFOC lens 7, the photoresist 30 is only locally illuminated and developed. In this case, the opening in the photoresist 30 is reduced in size.
  • the width of the slit diaphragm 6 was 0.24 times the width of the opening 31.
  • the exposed photoresist structure 32 then forms the required slit diaphragm 6, which is optimally adapted to the properties of the SELFOC lens 7.
  • the two parts of the SELFOC lens 7 are reassembled after the slit diaphragm 6 has been produced, as shown in FIG. 8B.
  • FIG. 9 shows a second variant for producing the slit diaphragm.
  • the positive photoresist 30 is applied to a substrate 33, since this is technically easier to implement.
  • the substrate 33 is then applied to an end face of the split SELFOC lens.
  • the positive photoresist 30 are applied to the end face before the SELFOC lens is irradiated through the opening 31 therethrough.
  • FIG. 10 shows a third variant for producing the slit diaphragm.
  • a negative photoresist 34 is first applied to a substrate 33 and the substrate 33 is subsequently applied to the end face of a lens half of the split SELFOC lens 7.
  • the substrate 33 can be used, for example, as a lift-off mask for later metallization or as a mask for producing a complete batch of SELFOC lenses the substrate 33, the negative photoresist 34 remains in the form of the desired slit diaphragm.
  • FIG. 12 shows a schematic cross-sectional view of a double-row array 36 of self-focusing lenses 7, wherein each of the two rows of SELFOC lenses 7 is associated with a sequential rectangular aperture 6 with a diaphragm gap 35 that extends across all SELFOC lenses. Lenses 7 of the associated series extends.
  • FIG. 12 it is indicated in particular that the two rows of SELFOC lenses 7 are located in a plane behind the plane of the diaphragms 6.
  • two corresponding rows of SELFOC lenses are mounted, which provide the better illumination. For the sake of clarity, are not shown in Figure 12 with.
  • the plane of the diaphragm gaps 35 of the diaphragms 6 is preferably offset from the optical axis of the SELFOC lenses 7 is arranged.
  • the example of a SELFOC lens 7 with associated diaphragm this is illustrated enlarged in the left part of Figure 12.
  • the diaphragm gap 35 is displaced by a distance D with respect to the optical axis M passing through the center of the SELFOC lens 7, perpendicular to the plane of the plane.
  • Figure 14 shows yet another preferred variant similar to Figure 11, in which a gap, i.e. a gap between two SELFOC lenses 6 in the middle. a diaphragm 7 is arranged.
  • the radiation emanating from an object G to be imaged is spectrally dissected by means of a prism 40 via this SELFOC stop system 6, 7, 6 and directed to a detector 41, which may be constructed as described in the context of the present invention ,
  • a detector with 4 or 5 color channels As a particularly preferred variant has been described to use a detector with 4 or 5 color channels. Alternatively, an array of more than 5, preferably more than 100 detector elements are used. In this case, the reduced number of, for example, four colors to be evaluated is obtained from the measured values of the individual detector elements, as described above by way of example for the case of a detector with 5 detector elements.

Abstract

The invention relates to an apparatus (1) for examining documents (2), particularly banknotes. Said apparatus (1) comprises at least one light source (3), at least one spectral device (8), and at least two detecting devices (9, 10, 11, 24). The document is irradiated by means of the light source (3), whereupon the light emitted and/or reflected and/or transmitted by the document is divided into spectral components with the aid of the spectral device (8). The spectral components are separately detected by the detecting devices. The light (4) emitted by the light source (3) can be divided into spectral components also before impinging the document (2). The inventive apparatus (1) is embodied so as to individually weight the spectral components that are to be detected by the detecting devices (9, 10, 11, 24).

Description

Vorrichtxmg zur Untersuchung von Dokumenten Vorrichtxmg for the examination of documents
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Untersuchung von Doku¬ menten, insbesondere blattförmigen Wertdokumenten wie Banknoten, Schecks oder dergleichen. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine selbstfokussieren- de Linse zur Verwendung bei der Untersuchung von Dokumenten und ein Verfahren zur Herstellung einer selbstfokussierenden Linse mit Spaltblende.The present invention relates to a device for examining documents, in particular sheet-shaped value documents such as banknotes, checks or the like. Furthermore, the present invention relates to a self-focusing lens for use in examination of documents and a method for producing a self-focusing lens with slit diaphragm.
Vorrichtungen zur Untersuchung von Dokumenten sind insbesondere in Bezug auf die Überprüfung der Echtheit von Banknoten bekannt. Des weiteren können solche Vorrichtungen beispielsweise bei der Sortierung sowie der Überprüfung des Zu- stands von Banknoten eingesetzt werden. Banknoten sind je nach Währung und je nach Nennwert mit unterschiedlichen (Sicherheits-) Merkmalen versehen, welche anhand geeigneter Vorrichtungen schnell und kostengünstig überprüft werden kön¬ nen.Devices for examining documents are known in particular with regard to checking the authenticity of banknotes. Furthermore, such devices can be used, for example, in sorting and checking the state of banknotes. Depending on the currency and the nominal value, banknotes are provided with different (security) features, which can be checked quickly and inexpensively by means of suitable devices.
Die DE 101 59234 Al beschreibt eine solche Vorrichtung zur Prüfung von Doku¬ menten, insbesondere Banknoten. Auf das zu untersuchende Dokument gestrahltes Licht oder von dem zu untersuchenden Dokument ausgehendes, d.h. emittiertes und/oder reflektiertes und/oder transmittiertes, Licht wird mittels einer Spektralein¬ richtung spektral zerlegt. Dabei ist unter spektraler Zerlegung jede Art der Umwand¬ lung eines Lichtstrahls oder -bündeis mit einer bestimmten spektralen Zusammenset¬ zung und Richtung in mehrere Lichtstrahlen oder -bündel mit jeweils unterschiedli¬ cher spektraler Zusammensetzung und Richtung zu verstehen.DE 101 59234 A1 describes such a device for testing documents, in particular banknotes. Light emitted from the document to be examined or from the document to be examined, i. emitted and / or reflected and / or transmitted light is spectrally decomposed by means of a spectral device. In this case, spectral decomposition means any type of conversion of a light beam or beam having a specific spectral composition and direction into a plurality of light beams or beams, each with a different spectral composition and direction.
Mit einzelnen, räumlich getrennten Detektionseinrichtungen wird jeweils ein spekt¬ raler Anteil des spektral zerlegten Lichts erfasst. Durch die Spektralzerlegung kann auf ansonsten erforderliche Farbfilter vor den Detektionseinrichtungen verzichtet werden, wodurch ein einfacher und kompakter Aufbau der Vorrichtung erreicht wird und die Vorrichtung als filterloser Detektor einsetzbar ist.With individual, spatially separated detection devices, a spectral component of the spectrally dispersed light is detected in each case. Due to the spectral decomposition can be dispensed with otherwise required color filter in front of the detection devices, whereby a simple and compact construction of the device is achieved and the device can be used as a filterless detector.
Wenn die Spektraleinrichtung zwischen der Lichtquelle und dem Dokument ange¬ ordnet ist, wird zwischen dem Dokument und den Detektionseinrichtungen eine ab¬ bildende Optik, insbesondere eine Sammellinse oder mindestens eine selbstfokussie- rende Linse angeordnet, um die von dem Dokument ausgehenden spektralen Anteile des Lichts mittels der Detektionseinrichtungen getrennt von einander zu erfassen. Im anderen Fall, wenn die Spektraleinrichtung zwischen dem Dokument und den Detek¬ tionseinrichtungen angeordnet ist, werden zwischen dem Dokument und der Spekt¬ raleinrichtung beispielsweise selbstfokussierende Linsen angeordnet, um das von (Teilbereichen) der Banknote ausgehende Licht auf die Spektraleinrichtung abzubil¬ den.If the spectral device is arranged between the light source and the document, an imaging optics, in particular a convergent lens or at least one self-focusing device, is produced between the document and the detection devices. arranged lens to detect the emanating from the document spectral components of the light by means of the detection means separated from each other. In the other case, if the spectral device is arranged between the document and the detection devices, self-focusing lenses are arranged between the document and the spectral device, for example, in order to image the light emanating from (partial regions) of the banknote onto the spectral device.
Die Bewertung der untersuchten Dokumente findet anhand der durch die einzelnen Detektionseinrichtungen empfangenen Intensitäten der jeweiligen spektralen Anteile statt. Jedoch entspricht die Farberkennung dieser filterlosen Vorrichtung aufgrund der üblicherweise eingesetzten Detektoren auf Siliziumbasis nicht dem Farbempfin¬ den des menschlichen Auges. Denn das Auge ist für manche Wellenlängen empfind¬ licher als ein entsprechender Siliziumdetektor. Eine farbgetreue Bewertung des un¬ tersuchten Dokuments ist bisher ohne spezielle Filter nicht möglich.The evaluation of the examined documents takes place on the basis of the intensities of the respective spectral components received by the individual detection devices. However, the color detection of this filterless device does not correspond to the Farbempfin¬ the human eye due to the commonly used silicon-based detectors. Because the eye is sensitive to some wavelengths as a corresponding silicon detector. An accurate color assessment of the examined document is not yet possible without special filters.
Außerdem benötigt die beschriebene Kombination aus selbstfokussierender Linse und Spektraleinrichtung zur Definition der Breite des abgebildeten Objekts wie jedes Spektrometer bei einer Abbildung mit Dispersion eine Spaltblende. Diese Blende kann nicht auf der Banknote selbst angebracht werden und daher muss ein Zwi¬ schenbild des abzubildenden Objekts gefunden werden, um dort die Spaltblende an¬ zubringen. Eine Möglichkeit das Zwischenbild zu erzeugen wäre, zwei selbstfokus¬ sierende Linsen hintereinander zu schalten, wobei sich jedoch die Baulänge verdop¬ peln würde.In addition, the described combination of self-focusing lens and spectral means for defining the width of the imaged object like each spectrometer in a dispersion image requires a slit diaphragm. This diaphragm can not be mounted on the banknote itself and therefore an intermediate image of the object to be imaged must be found in order to apply the slit diaphragm there. One possibility for producing the intermediate image would be to switch two self-focusing lenses one behind the other, but the overall length would double.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine gegenüber diesem Stand der Technik ver¬ besserte Vorrichtung zur Untersuchung von Dokumenten, insbesondere Banknoten, zur Verfügung zu stellen.It is therefore an object of the invention to provide a ver¬ improved compared to this prior art device for the examination of documents, especially banknotes available.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben. Dementsprechend umfasst die Vorrichtung - wie schon der vorgenannte Stand der Technik - eine Lichtquelle, eine Spektraleinrichtung und mindestens zwei Detektion¬ seinrichtungen. Mittels der Lichtquelle wird ein zu untersuchendes Dokument be¬ strahlt und das vom Dokument emittierte und/oder reflektierte und/oder transmittier- te Licht wird anschließend mittels der Spektraleinrichtung in spektrale Anteile zer¬ legt. Diese spektralen Anteile werden von den Detektionseinrichtungen getrennt er- fasst. Die Spektralzerlegung des von der" Lichtquelle ausgestrahlten Lichts kann auch hier - wie schon im Stand der Technik - gegebenfalls erfolgen, bevor das Licht auf die Banknote trifft.This object is solved by the independent claims. In dependent claims advantageous embodiments and developments of the invention are given. Accordingly, the device comprises - as in the aforementioned prior art - a light source, a spectral device and at least two detection devices. By means of the light source, a document to be examined is irradiated and the light emitted and / or reflected and / or transmitted by the document is subsequently split into spectral components by means of the spectral device. These spectral components are detected separately by the detection devices. The spectral resolution of the light emitted by the " light source can also be done here - as in the prior art - if necessary, before the light hits the banknote.
Um nun die Farbempfindlichkeit der Vorrichtung, um ein praktisch relevantes Bei¬ spiel zu nennen, der des menschlichen Auges anzupassen und somit eine farbgetreue Bewertung von Dokumenten, insbesondere Banknoten, zu gewährleisten, ist die Vor¬ richtung erfϊndungsgemäß zur individuellen Gewichtung der von den Detektionsein¬ richtungen jeweils zu erfassenden spektralen Anteile ausgebildet. Dies kann auf un¬ terschiedliche Weise erfolgen.In order to now adapt the color sensitivity of the device, to name a practically relevant example, to that of the human eye and thus to ensure color-true evaluation of documents, in particular banknotes, the device is according to the invention for individual weighting of the detection elements directions each to be detected spectral components formed. This can be done in different ways.
Gemäß einer ersten Ausführungsform wird die Ausdehnung der Detektionseinrich¬ tungen in eine Richtung parallel zur spektralen Zerlegung, d.h. in Dispersionsrich¬ tung, abhängig von dem mittels der jeweiligen Detektionseinrichtung zu erfassenden spektralen Anteil gewählt. Unter der Ausdehnung der Detektionseinrichtung wird dabei im speziellen die Ausdehung der aktiven, d.h. photosensitiven Detektionss- chicht der Detektionseinrichtung verstanden.According to a first embodiment, the extent of the detection devices in a direction parallel to the spectral decomposition, i. in dispersion direction, depending on the spectral component to be detected by means of the respective detection device. In particular, the extent of the detection means means the extent of the active, i. understood photosensitive detection of the detection device.
Auf diese Weise werden die spektralen Anteile durch die unterschiedlichen Ausdeh¬ nungen der Detektionseinrichtungen individuell gewichtet. Dadurch wird das bei der Untersuchung des Dokuments mittels der Detektionseinrichtungen tatsächlich ge¬ messene Spektrum in ein modifiziertes Spektrum überführt, welches beispielsweise dem Farbempfinden des menschlichen Auges angepasst ist. Erfϊndungsgemäß kann somit z.B. eine Detektorzeile mit unterschiedlich großen Pixelflächen bereitgestellt werden. Gemäß einer zweiten Ausführungsform wird zusätzlich oder alternativ der Abstand zwischen benachbarten Detektionseinrichtungen in eine Richtung parallel zur spekt¬ ralen Zerlegung abhängig von den jeweils zu erfassenden spektralen Anteilen ge¬ wählt. Auf diese Weise werden ebenfalls die durch die Detektionseinrichtungen er- fassten spektralen Anteile des Lichts unterschiedlich stark gewichtet. Erfindungsge¬ mäß kann somit z.B. eine Detektorzeile mit nicht nur unterschiedlich großen, son¬ dern auch unterschiedlich beabstandeten Pixelflächen bereitgestellt werden.In this way, the spectral components are individually weighted by the different expansions of the detection devices. As a result, the spectrum actually measured during the examination of the document by means of the detection devices is converted into a modified spectrum which, for example, is adapted to the color perception of the human eye. Erfϊndungsgemäß can thus be provided, for example, a detector array with different sized pixel areas. According to a second embodiment, additionally or alternatively, the distance between adjacent detection devices in a direction parallel to the spectral decomposition is selected depending on the respective spectral components to be detected. In this way, the spectral components of the light detected by the detection devices are likewise weighted to different degrees. According to the invention, it is therefore possible, for example, to provide a detector row with not only differently sized, but also differently spaced pixel areas.
Durch Änderung des jeweiligen Abstands wird das tatsächliche Spektrum bei der Untersuchung in ein modifiziertes Spektrum überführt. Beispielsweise kann die Vor¬ richtung drei nebeneinander angeordnete Detektionseinrichtungen zur Erfassung des sichtbaren Lichts umfassen. In diesem Fall sind die Detektionseinrichtungen jeweils in einem spektralen Bereich des zerlegten Spektrums angeordnet, eine im "blauen" Spektralbereich, eine im "grünen" Spektralbereich und eine im "roten" Spektralbe¬ reich. Im Zusammenhang mit der Erfindung bezieht sich die Bezeichnung der ein¬ zelnen Spektralbereiche "blau", "grün" bzw. "rot" auf einen zugehörigen Wellenlän¬ genbereich, wobei sich die Wellenlängenbereiche auch überschneiden können. Um das bei der Untersuchung des Dokuments erfasste Spektrum nun beispielsweise an das Farbempfinden des menschlichen Auges anzupassen, wird der Abstand zwischen den Detektionseinrichtungen für den "blauen" und den "grünen" Spektralbereich größer als der Abstand zwischen den Detektionseinrichtungen für den "grünen" und den "roten" Spektralbereich gewählt.By changing the respective distance, the actual spectrum is transformed into a modified spectrum during the examination. For example, the device can comprise three detection devices arranged side by side for detecting the visible light. In this case, the detection devices are each arranged in a spectral range of the decomposed spectrum, one in the "blue" spectral range, one in the "green" spectral range and one in the "red" spectral range. In connection with the invention, the designation of the individual spectral ranges "blue", "green" or "red" relates to an associated wavelength range, wherein the wavelength ranges can also overlap. In order to adapt the spectrum acquired during the examination of the document, for example, to the color perception of the human eye, the distance between the detection means for the "blue" and the "green" spectral range becomes greater than the distance between the detection means for the "green" and the "green" selected "red" spectral range.
Die Vorrichtung kann jedoch auch mehr als drei Detektionseinrichtungen umfassen, um beispielsweise spektrale Anteile außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs zu erfassen. Z.B. können vier oder sogar fünf Detektionseinrichtungen nebeneinander angeordnet werden, wovon drei der Einrichtungen spektrale Anteile des sichtbaren Spektralbereichs und eine der Einrichtungen einen spektralen Anteil des infraroten (IR) und/oder ultravioletten (UV) Spektralbereichs erfassen. Dabei ist eine Detekti- onseinrichtung zur Erfassung des IR-Spektralbereichs jenseits der Detektionseinrich- tung für den roten Spektralbereich und eine Detektionseinrichtung zur Erfassung z.B. des UV-Spektralbereichs jenseits der Detektionseinrichtung für den blauen Spektral¬ bereich angeordnet. Auch mit solch einem Vierfarb-Zeilensensor (rot, grün, blau, IR bzw. UV) ist eine Annäherung des Farbempfindens des menschlichen Auges ohne Zwischenschaltung von Filtern allein durch die entsprechende Gewichtung der im sichtbaren Spektralbereich erfassten spektralen Anteile möglich. Es besteht auch die Möglichkeit, auf die Farbtrennung der drei sichtbaren Farben zu verzichten und nur eine Trennung zwischen dem Sichtbaren und dem Infraroten bzw. Ultravioletten vorzunehmen. Dann werden die spektralen Anteile des sichtbaren Spektrums auf¬ summiert und nur als Summe weiter verarbeitet.However, the device may also comprise more than three detection devices, for example to detect spectral components outside the visible spectral range. For example, four or even five detection devices can be arranged next to one another, of which three of the devices detect spectral components of the visible spectral range and one of the devices detect a spectral component of the infrared (IR) and / or ultraviolet (UV) spectral range. In this case, a detection device for detecting the IR spectral range beyond the detection device for the red spectral range and a detection device for detecting, for example of the UV spectral range beyond the detection device for the blue spectral range. Even with such a four-color line sensor (red, green, blue, IR or UV), an approximation of the color perception of the human eye without the interposition of filters is possible only by the corresponding weighting of the spectral components detected in the visible spectral range. It is also possible to dispense with the color separation of the three visible colors and make only a separation between the visible and the infrared or ultraviolet. Then the spectral components of the visible spectrum are summed up and further processed only as a sum.
Die individuelle Gewichtung der von den Detektionseinrichtungen jeweils zu erfas¬ senden spektralen Anteile ist nicht auf die beiden obigen Ausführungsbeispiele be¬ schränkt. Vielmehr ist eine Kombination des ersten und des zweiten Ausführungs¬ beispiels besonders geeignet, um die spektralen Anteile individuell zu gewichten. In dieser Kombination wird dann, in eine Richtung parallel zur spektralen Zerlegung, d.h. in Dispersionsrichtung, sowohl die Ausdehnung der Detektionseinrichtungen als auch der Abstand zwischen benachbarten Detektionseinrichtungen abhängig von dem von der zugehörigen Detektionseinrichtung jeweils zu erfassenden spektralen Anteil gewählt. Dabei kann beispielsweise eine Vergrößerung des Abstands zweier benachbarter Detektionseinrichtungen mit einer Verringerung der Ausdehnung einer oder beider Detektionseinrichtungen einhergehen. Durch die Verringerung der Aus¬ dehnung in einem bestimmten Bereich des zerlegten Spektrums verringert sich ent¬ sprechend die Empfindlichkeit der Detektionseinrichtung für die entsprechenden Wellenlängen. Ist eine Detektionseinrichtung z.B. für längere Wellenlängen weniger empfindlich, wie dies bei einem typischen Detektor auf Siliziumbasis der Fall ist, so kann diese verringerte Empfindlichkeit durch eine vergrößerte Ausdehnung der De¬ tektionseinrichtung kompensiert werden.The individual weighting of the respective spectral components to be detected by the detection devices is not limited to the two above exemplary embodiments. Rather, a combination of the first and the second exemplary embodiment is particularly suitable for individually weighting the spectral components. In this combination, then, in a direction parallel to the spectral decomposition, i. in the dispersion direction, both the extent of the detection devices and the distance between adjacent detection devices are selected as a function of the respective spectral component to be detected by the associated detection device. In this case, for example, an increase in the distance between two adjacent detection devices may be accompanied by a reduction in the extent of one or both detection devices. By reducing the expansion in a specific region of the decomposed spectrum, the sensitivity of the detection device for the corresponding wavelengths accordingly decreases. If a detection device is e.g. For longer wavelengths less sensitive, as is the case with a typical silicon-based detector, this reduced sensitivity can be compensated for by increasing the size of the detection device.
In einer dritten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Einrichtung zur indi¬ viduellen Gewichtung der von den Detektionseinrichtungen jeweils zu erfassenden spektralen Anteile. Dies kann beispielsweise mittels einer den Detektionseinrichtun¬ gen nachgeschalteten Datenverarbeitung in Hard- oder Software erfolgen. Damit können die erfassten spektralen Anteile abhängig von einem zu simulierenden Spekt¬ rum mittels Gewichtungsfaktoren gewichtet werden. Dieses Spektrum kann bei¬ spielsweise dem Farbempfinden des menschlichen Auges entsprechen. Ein Vorteil der Gewichtungseinrichtung liegt darin, dass bekannte Vorrichtungen zur Untersu¬ chung von Dokumenten mittels einer solchen Einrichtung erweitert werden können, um die durch die Detektionseinrichtungen erfassten spektralen Anteile individuell zu gewichten. Dabei kann die Gewichtung der spektralen Anteile sowohl abhängig wie auch unabhängig von der Geometrie der Detektionseinrichtungen erfolgen. In diesem Zusammenhang bezieht sich die Geometrie der Detektionseinrichtungen auf deren Ausdehnung und/oder deren Abstand zueinander.In a third embodiment, the device comprises a device for individual weighting of the spectral components to be respectively detected by the detection devices. This can be done, for example, by means of a data processing in hardware or software connected downstream of the detection device. In order to The detected spectral components can be weighted by means of weighting factors depending on a spectrum to be simulated. This spectrum can correspond, for example, to the color perception of the human eye. One advantage of the weighting device is that known devices for examining documents can be expanded by means of such a device in order to individually weight the spectral components detected by the detection devices. In this case, the weighting of the spectral components can take place both as a function of and independently of the geometry of the detection devices. In this context, the geometry of the detection devices refers to their extent and / or their distance from each other.
In einer speziellen Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung neben der mindestens einen Lichtquelle, der mindestens einen Spektraleinrichtung und der mindestens ei¬ nen Detektionseinrichtung des weiteren mindestens eine spaltformige Blende und mindestens eine selbstfokussierende Linse (SELFOC-Linse). Um die Vorrichtung zur Messung des Spektrums des durch die Spektraleinrichtung spektral zerlegten Lichts einzusetzen, muss üblicherweise ein definierter Spalt für das Licht gegeben sein. Der Spalt definiert das Gesichtsfeld und die spektrale Auflösung. Der Spalt kann direkt nach dem Dokument angeordnet sein, um eine Begrenzung für das von dem Dokument diffus reflektierende Licht zu bilden, bevor es auf die Spektralein¬ richtung trifft. Es wäre auch möglich, anstelle der Verwendung einer Blende das Dokument spaltförmig zu bestrahlen, jedoch verlangt diese Alternative in der Praxis, bedingt durch die üblichen Lageschwankungen des Dokuments während der Unter¬ suchung, eine mit der Beobachtungsrichtung zusammenfallende und in der Regel senkrechte Beleuchtungsrichtung. Das ist nur über einen Strahlteiler zu realisieren und verlangt außerdem paralleles Licht.In a special embodiment, the device comprises, in addition to the at least one light source, the at least one spectral device and the at least one detection device, at least one slit-shaped diaphragm and at least one self-focusing lens (SELFOC lens). In order to use the device for measuring the spectrum of the light spectrally dissected by the spectral device, usually a defined gap for the light must be given. The gap defines the field of view and the spectral resolution. The gap may be located directly after the document to form a boundary for the light diffusely reflecting from the document before it hits the spectral device. It would also be possible, instead of using a diaphragm, to irradiate the document in the shape of a slit, but this alternative requires, in practice, due to the usual variations in the position of the document during the examination, a direction of illumination coinciding with the direction of observation and, as a rule, perpendicular. This can only be realized via a beam splitter and also requires parallel light.
Überdies kann nicht nur mit mehreren in einer Reihe angeordneten selbstfokussie- renden Linsen, sondern vorzugsweise auch mit mehreren Reihen von selbstfokussie- renden Linsen mit entsprechendem Versatz der einzelnen Reihen gearbeitet werden. In der Regel sind zweireihige Linsenarrays kommerziell erhältlich, deren Reihen nebeneinander angeordnet sind. Gemäß einem selbständigen Aspekt der Erfindung wird die Blende innerhalb der SELFOC-Linse, insbesondere in ihrer Mitte, angeordnet. Auf diese Weise kann auch mit einer großflächigen Beleuchtung des Dokuments gearbeitet werden. Dabei wird ausgenutzt, dass sich in der Mitte der Längsachse jeder einzelnen SELFOC-Stablinse eine Taille der durch die Linse laufenden Lichtstrahlen bildet, so dass das gesamte von einem gedachten Spalt ausgehende Licht durch die dann ebenfalls spaltförmige Blende (Spaltblende) tritt, die eine kleinere Breite als der Spalt selbst haben kann.Moreover, it is not only possible to work with a plurality of self-focusing lenses arranged in a row, but preferably also with a plurality of rows of self-focusing lenses with a corresponding offset of the individual rows. In general, two-row lens arrays are commercially available, the rows are arranged side by side. In accordance with an independent aspect of the invention, the aperture is located within the SELFOC lens, particularly at its center. In this way it is also possible to work with a large-area illumination of the document. It is exploited that forms in the middle of the longitudinal axis of each individual SELFOC rod lens, a waist of the light rays passing through the lens, so that the total of an imaginary gap outgoing light through the then also slit-shaped aperture (slit) occurs, which is a smaller Width can be as the gap itself.
Für die optimale Anordnung der Spaltblende innerhalb jeder SELFOC-Linse eines Linsen- Arrays müssen die die ideale Blendengröße beeinflussenden Parameter und die die ideale Lage der Blende - relativ zur optischen Achse - beeinflussenden Tole¬ ranzen bekannt sein, welche beispielsweise durch eine aufwendige Softwaresimula¬ tion einer Linse mit Blende ermittelt werden können. Eine geeignete Software kann durch "Raytracing" der vom abzubildenden Spalt ausgehenden Lichtstrahlen bis in die Mittelebene eines zweireihigen SELFOC-Arrays die Lagen und Breiten der den einzelnen SELFOC-Linsen zuzuordnenden Spaltblenden ermitteln. Messungen mit einer solchen Software haben ergeben, dass die maximale Toleranz in Bezug auf die Spaltbreite der Spaltblende bei ca. 5% des Radius einer SELFOC-Linse liegt, was bei der speziell durchgeführten Messung ca. +/- 2 μm betrug.For the optimal arrangement of the slit diaphragm within each SELFOC lens of a lens array, the parameters influencing the ideal diaphragm size and the tolerances influencing the ideal position of the diaphragm relative to the optical axis must be known, which can be achieved, for example, by a complex software simulation a lens with aperture can be determined. Suitable software can determine the positions and widths of the slit diaphragms attributable to the individual SELFOC lenses by "raytracing" the light beams emanating from the gap to be imaged into the center plane of a double-row SELFOC array. Measurements with such a software have shown that the maximum tolerance with respect to the slit width of the slit diaphragm is approximately 5% of the radius of a SELFOC lens, which was approximately +/- 2 μm in the case of the specially performed measurement.
Die Softwaremessungen wurden anhand einer Simulation eines zweireihigen Linsen- arrays, also von zwei nebeneinander angeordneten SELFOC-Linsen, durchgeführt, da diese kommerziell erhältlich sind. Die zwischen den beiden optischen Achsen der Linsen genau in der Mitte liegende Ebene wird nachfolgend als optische Ebene be¬ zeichnet. Berechnungen der zulässigen Toleranzen in Bezug auf den Abstand der Spaltblende einer Linse zur optischen Ebene des SELFOC-Arrays ergaben, dass im speziellen Beispiel maximal eine Toleranz von +/- 2,5 μm zulässig war. Betrachtet man nun die beiden Spaltblenden eines zweireihigen Linsenarrays gemeinsam, ist festzustellen, dass sich Versätze des rechten und des linken Spaltbilds bei gegensin¬ nigen Toleranzen addieren und bei gleichsinnigen Toleranzen aufheben. Daher gilt die gemessene Toleranz auch für den Abstand der beiden Spaltblenden voneinander auf einem gemeinsamen Substrat. Ist das Spaltblendenpaar auf einem gemeinsamen Substrat aufgebracht ergibt sich aufgrund der Gleichsinnigkeit für die Lage des Spaltpaares in einer Richtung senkrecht zur optischen Ebene des zweireihigen SELFOC- Arrays eine größere Toleranz, da eine nicht ideale Lage lediglich zu einer Verschiebung des Gesamtbildes führt. Im speziellen Beispiel betrug die maximal zulässige Toleranz +/- 5 μm.The software measurements were carried out on the basis of a simulation of a two-row lens array, ie of two juxtaposed SELFOC lenses, since these are commercially available. The plane lying exactly in the middle between the two optical axes of the lenses is subsequently referred to as an optical plane. Calculations of the tolerances with respect to the distance of the slit diaphragm of a lens to the optical plane of the SELFOC array showed that in the specific example a maximum tolerance of +/- 2.5 μm was permissible. If the two slit diaphragms of a two-row lens array are considered together, it should be noted that offsets of the right and left slit images add up in the case of opposing tolerances and cancel out in the case of equidirectional tolerances. Therefore, the measured tolerance also applies to the distance between the two slit diaphragms from each other on a common substrate. Is the slit pair on a common Applied substrate results due to the similarity for the position of the gap pair in a direction perpendicular to the optical plane of the double row SELFOC array a greater tolerance, since a non-ideal position only leads to a shift of the overall picture. In the specific example, the maximum permissible tolerance was +/- 5 μm.
Nachfolgend wird ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben, mit dem sowohl die Anordnung einer Spaltblende innerhalb der SELFOC-Linse möglich ist als auch die optimalen Werte bezüglich der Lage und Breite der Blende innerhalb der SELFOC-Linse erreicht werden. Dabei wird ausgenutzt, dass in der Mittelebene der SELFOC-Linse senkrecht zu den optischen Achsen ein verkleinertes Zwischenbild eines leuchtenden Spalts (Sollspalt) der gewünschten Pixelbreite in der Objektebene erzeugt wird. Die entscheidende Idee besteht darin, die optische Abbildung des Soll¬ spalts durch die halbe SELFOC-Linse selbst zur photographischen Erzeugung der Blende heranzuziehen. Mit Hilfe dieses Verfahrens kann auf Berechnungen verzich¬ tet werden, da die unbekannten Werte unmittelbar in die zu erzeugende Spaltblende eingehen und die Spaltblende dadurch optimal an die Eigenschaften der SELFOC- Linse angepasst wird.In the following, a method according to the invention will be described, with which both the arrangement of a slit diaphragm within the SELFOC lens is possible and the optimum values regarding the position and width of the diaphragm within the SELFOC lens can be achieved. It is exploited that in the center plane of the SELFOC lens perpendicular to the optical axes, a reduced intermediate image of a luminous gap (target gap) of the desired pixel width in the object plane is generated. The key idea is to use the optical imaging of the Soll¬ gap through the half SELFOC lens itself for the photographic production of the diaphragm. Calculations can be dispensed with with the aid of this method since the unknown values are entered directly into the slit diaphragm to be generated and the slit diaphragm is thereby optimally adapted to the properties of the SELFOC lens.
Zunächst wird die SELFOC-Linse in einer Richtung senkrecht zu ihrer optischen Achse in ihrer Längsachsen-Mitte geteilt. Nachfolgend werden drei unterschiedliche Varianten in Bezug auf die Art und Weise der Anordnung der Spaltblende in der geteilten SELFOC-Linse, also in der Mitte der SELFOC-Linse, beschrieben.First, the SELFOC lens is split in a direction perpendicular to its optical axis at its longitudinal axis center. Three different variants are described below with regard to the manner of arrangement of the slit diaphragm in the split SELFOC lens, ie in the center of the SELFOC lens.
In einer ersten Variante wird auf eine Stirnfläche einer der beiden SELFOC- Linsenhälften ein Positiv-Fotoresist aufgebracht. Der Fotoresist wird anschließend durch einen Spalt in der Gegenstandsebene durch die zur Objektebene hinweisende Linsenhälfte hindurch belichtet. Da sich durch die SELFOC-Linse hindurch tretende Strahlen in der Mittelebene der SELFOC-Linse schneiden, also dort, wo der Fotore¬ sist angeordnet ist, wird die Schicht nur lokal belichtet. Der Fotoresist wird dann entwickelt und der belichtete Teil des Fotoresists repräsentiert die notwendige Spalt¬ blende, welche vollständig an die Eigenschaften der SELFOC-Linse angepasst ist. Da der Fotoresist direkt auf die SELFOC-Linse aufgebracht ist, also fest mit der Lin¬ se verbunden ist, entfallen nachträgliche Justierschritte der Spaltblende innerhalb der SELFOC-Linse.In a first variant, a positive photoresist is applied to an end face of one of the two SELFOC lens halves. The photoresist is then exposed through a gap in the object plane through the lens half facing the object plane. Since rays passing through the SELFOC lens intersect in the center plane of the SELFOC lens, ie where the photoresist is arranged, the layer is exposed only locally. The photoresist is then developed and the exposed part of the photoresist represents the necessary gap aperture, which is completely adapted to the properties of the SELFOC lens. Since the photoresist is applied directly to the SELFOC lens, that is to say firmly connected to the lens, subsequent adjustment steps of the slit diaphragm within the SELFOC lens are dispensed with.
Da das Aufbringen des Fotoresists direkt auf der Trennfläche technisch relativ hohe Anforderungen stellt, wird in einer zweiten Variante der Fotoresist auf ein separates Substrat aufgebracht, wobei das Substrat beispielsweise ein Film oder eine Glasplat¬ te ist. Durch Einfügen des Substrats und" des Fotoresists zwischen die zwei Teile der SELFOC-Linse wird die Länge der SELFOC-Linse entsprechend der Dicke des Sub¬ strats und des Fotoresists vergrößert. Da die Spaltblende dann nicht mehr mittig in Bezug auf die Längsachse der SELFOC-Linse angeordnet ist, und sich die Strahlen wie bereits beschrieben in der Mitte der SELFOC-Linse schneiden, kann es zu uner¬ wünschten Ergebnissen kommen. Um dies zu vermeiden, wird die Substratdicke möglichst gering gehalten und/oder die SELFOC-Linse auf einer ihrer Seiten so ge¬ kürzt oder von vornherein so geteilt, dass die eingefügte Blende im Endeffekt mittig in Bezug auf die Längsachse angeordnet ist.Since the application of the photoresist makes relatively high technical demands directly on the separating surface, in a second variant the photoresist is applied to a separate substrate, the substrate being, for example, a film or a glass plate. By inserting the substrate and "the photoresist between the two parts of the SELFOC lens, the length of the SELFOC lens according to the thickness of the Sub¬ strats and the photoresist is increased. Since the slit no longer centered with respect to the longitudinal axis of the SELFOC If the lens is arranged and the rays intersect in the center of the SELFOC lens as described above, this can lead to undesired results, to avoid this, the substrate thickness is kept as low as possible and / or the SELFOC lens on one of its faces Pages so shortened or divided from the outset so that the inserted aperture is arranged in the end centered with respect to the longitudinal axis.
In einer dritten Variante ist der Fotoresist ebenfalls auf einem Substrat aufgebracht, wobei der Fotoresist ein Negativ-Fotoresist ist. Dabei berührt das Substrat die Innen¬ seite der zur Banknote hinzeigenden SELFOC-Linsenhälfte. Dann ist ein einzelnes Substrat nach dem Belichten und Entwickeln des Fotoresists als Lift-Off-Maske (Be- schichtungsmaske) für eine spätere Metallisierung einsetzbar. Die Beschichtungs- maske kann auch als Maske für die Herstellung einer ganzen Charge von SELFOC- Linsen eingesetzt werden. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass die Toleranzen innerhalb der Charge klein genug sind, so dass die Position der durch das Belichten erhaltenen Spaltblende für jede individuelle Faser im zulässigen Toleranzbereich liegt. Dient das Substrat und der Fotoresist als Beschichtungsmaske für eine Vielzahl von Spaltblenden, so ist die Herstellung der Spaltblende gemäß der dritten Variante gegenüber der ersten und der zweiten Variante insgesamt preiswerter.In a third variant, the photoresist is also applied to a substrate, wherein the photoresist is a negative photoresist. The substrate touches the inner side of the SELFOC lens half facing the bank note. Then a single substrate can be used after exposure and development of the photoresist as a lift-off mask (coating mask) for a later metallization. The coating mask can also be used as a mask to make a full batch of SELFOC lenses. The prerequisite for this, however, is that the tolerances within the batch are small enough so that the position of the slit diaphragm obtained by the exposure is within the permissible tolerance range for each individual fiber. If the substrate and the photoresist serve as a coating mask for a multiplicity of slit diaphragms, the production of the slit diaphragm according to the third variant is generally less expensive than the first and the second variant.
Aufgrund von Streulicht innerhalb der Linse können Lichtstrahlen außerhalb des Rands der zu erzeugenden Blendenfläche auf die lichtempfindliche Schicht treffen. Dann weicht das Blendenprofil nach der Entwicklung des Fotoresists von einem Rechteckprofil ab und weist schräge Kanten auf, da das Streulicht am Rand eine ge¬ ringere Dichte als der Hauptstrahl besitzt. Dadurch wird die Abbildung des Spalt¬ bilds zwar unscharf, jedoch bringt ein solches Profil bei der Überlagerung verschie¬ dener Spektralanteile Vorteile, da die Überlagerung "weicher" ausfällt. In diesem Fall kann in Bezug auf die bereits beschriebene erfindungsgemäße Gesamtvorrich¬ tung auf den Astigmatismus des Ablenkprismas zur Erzeugung eines gerundeten Spaltbilds verzichtet werden. Dies hat den Vorteil, dass für die spektrale Zerlegung Geradsichtprismen eingesetzt werden können, welche eine kompakte Bauform besit¬ zen, und dass auf eine Wadsworth- Anordnung verzichtet werden kann.Due to stray light within the lens, light rays outside the edge of the iris area to be formed may strike the photosensitive layer. Then, after the development of the photoresist, the diaphragm profile deviates from a rectangular profile and has oblique edges, since the scattered light has a lower density at the edge than the main beam. As a result, the image of the slit image is blurred, but such a profile brings advantages in the superimposition of different spectral components, since the overlay is "softer". In this case, the astigmatism of the deflection prism for generating a rounded slit image can be dispensed with in relation to the overall device according to the invention which has already been described. This has the advantage that straight-viewing prisms can be used for the spectral decomposition, which have a compact design, and that it is possible to dispense with a Wadsworth arrangement.
Nachdem die SELFOC-Linsen geteilt wurden und die Spaltblende gemäß einer der drei beschriebenen Varianten in die Mitte der SELFOC-Linse eingebracht wurde, werden die beiden Teile der SELFOC-Linse wieder zusammengefügt, beispielsweise geklebt. Der Versatz der beiden Hälften gegeneinander hat etwa bis zu einem Wert von 1/10 des Linsenradius keinen wesentlichen Einfluss auf die Intensität und Schär¬ fe der Bilder.After the SELFOC lenses have been split and the slit diaphragm has been inserted into the center of the SELFOC lens according to one of the three variants described, the two parts of the SELFOC lens are reassembled, for example glued. The offset of the two halves from each other has approximately up to a value of 1/10 of the lens radius no significant effect on the intensity and sharpness of the images.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Be¬ schreibung verschiedener, erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele und Ausfuh¬ rungsalternativen im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen. Darin zei¬ gen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description Be¬ different, inventive embodiments and Ausfü¬ rungsalternativen in conjunction with the accompanying drawings. In it show:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Untersuchung von Dokumenten;Figure 1 shows a first embodiment of a device for examining documents;
Figur 2 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Detektions- einrichtungen;FIG. 2 shows a front view of the detection devices according to the invention;
Figur 3 die Vorrichtung aus Figur 1 mit einer separaten Gewichtungs- ein- richtung; Figur 4 ein zweites Ausfuhrungsbeispiel der Vorrichtung zur Untersuchung von Dokumenten;FIG. 3 shows the device from FIG. 1 with a separate weighting device; FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of the device for examining documents;
Figur 5 eine selbstfokussierende Linse mit einer darin angeordneten Blende;Figure 5 is a self-focusing lens with a shutter disposed therein;
Figur 6 das Empfindlichkeitsspektrum einer Ausfuhrungsform der6 shows the sensitivity spectrum of an embodiment of the
Erfindung und die entsprechende Geometrie der Detektions- Einrichtungen;Invention and the corresponding geometry of the detection devices;
Figur 7das Normemfindliclikeitsspektrum des menschlichen Auges (gepunktet) und ein durch einen Siliziumdetektor der in Fig. 6 vorgegebenen Geometrie mit einem speziellen Filter (BG 38-Filter) angenähertes Empfindlichkeits¬ spektrum (durchgezogen);7 shows the spectrum of the normality of the human eye (dotted) and a sensitivity spectrum (drawn through) approximated by a silicon detector of the geometry given in FIG. 6 with a special filter (BG 38 filter);
Figuren 8A-D ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer selbstfokussierenden Linse mit einer photographisch erzeugten Spaltblende gemäß einer ersten Variante;FIGS. 8A-D show a method according to the invention for producing a self-focusing lens with a photographically produced slit diaphragm according to a first variant;
Figur 9 eine zweite Variante der photographischen Erzeugung der Spaltblende;FIG. 9 shows a second variant of the photographic generation of the slit diaphragm;
Figur 10 eine dritte Variante der photographischen Erzeugung der Spaltblende;FIG. 10 shows a third variant of the photographic production of the slit diaphragm;
Figur 11 eine weitere Variante mit einer zwischen zwei selbstfokussierenden Linsen angeordneten Blende;FIG. 11 shows a further variant with a diaphragm arranged between two self-focusing lenses;
Figur 12 eine schematische Querschnittsansicht auf ein zweireihiges Array von selbstfokussierenden Linsen mit zugehörigen Blenden; Figur 13 eine schematische Ansicht auf einen Teil des Arrays der Figur 12 undFIG. 12 shows a schematic cross-sectional view of a double-row array of self-focusing lenses with associated diaphragms; Figure 13 is a schematic view of a portion of the array of Figure 12 and
Figur 14 noch eine weitere Variante mit einer zwischen zwei selbstfokussie- renden Linsen angeordneten BlendeFIG. 14 shows yet another variant with a diaphragm arranged between two self-focusing lenses
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung I5 in der ein zu unter¬ suchendes Dokument 2, z.B. eine Banknote, mit dem von einer Lichtquelle 3 emit¬ tierten Licht 4 beleuchtet wird. Das von dem Dokument 2 remittierte, d.h. diffus re¬ flektierte, Licht 5 durchläuft eine zur Begrenzung des Bildfelds vorgesehene Blende 6 und wird mittels einer Reihe selbstfokussierender Linsen 7, von denen hier nur die äußerste zu sehen ist, auf eine Spektraleinrichtung 8 abgebildetFIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a device I 5 in which a document 2 to be examined, for example a banknote, is illuminated with the light 4 emitted by a light source 3. The reflected from the document 2, ie diffused re¬ inflected, light 5 passes through an intended for limiting the field of view aperture 6 and is by means of a series of self-focusing lenses 7, of which only the outermost is shown on a spectral device 8
Bei selbstfokussierenden Linsen handelt es sich im Allgemeinen um zylinderförmige optische Elemente aus einem Material, welches einen von der optischen Achse des Zylinders zu dessen Mantel hin parabolisch abnehmenden Brechungsindex aufweist. Durch die Verwendung solcher Linsen 7 wird eine vom Abstand zwischen Doku¬ ment und Bild unabhängige und justierfreie 1 :1 -Abbildung des zu untersuchenden Teilbereichs 19 des Dokuments 2 auf die Spektraleinrichtung 8 erreicht.Self-focusing lenses are generally cylindrical optical elements made of a material which has a refractive index which decreases parabolically from the optical axis of the cylinder towards its mantle. The use of such lenses 7 achieves a 1: 1 imaging of the subsection 19 of the document 2 to be examined which is independent of the distance between document and image and to the spectral device 8.
An der Spektraleinrichtung 8, die beispielsweise ein Prisma sein kann, wird das Licht 5 in einzelne spektrale Anteile zerlegt. Als Prisma wird ein durchsichtiger, keilförmiger Körper bezeichnet, welcher zur Ablenkung von Lichtstrahlen dient. Das Prisma kann aus Glas, Glaskeramik, Quarz oder auch Kunststoff bestehen. Um den Wirkungsgrad zu optimieren und Störungen durch Reflexe zu vermeiden, kann das Prisma an der Ein- und Austrittstrittsfläche eine Breitband- Antireflektions- beschichtung besitzen, welche für den mittleren Eintrittswinkel optimiert ist. Der Ablenkungswinkel eines Prismas ist vom Brechungsindex des Materials, dieser aber von der Wellenlänge des Lichts abhängig. Das Prisma zerlegt (weißes) Licht in seine spektralen Anteile.At the spectral device 8, which may be a prism, for example, the light 5 is decomposed into individual spectral components. As a prism, a transparent, wedge-shaped body is called, which serves to deflect light rays. The prism can be made of glass, glass ceramic, quartz or plastic. In order to optimize the efficiency and avoid interference by reflections, the prism can have a broadband antireflection coating at the entrance and exit face, which is optimized for the mean entrance angle. The angle of deflection of a prism depends on the refractive index of the material, but on the wavelength of the light. The prism decomposes (white) light into its spectral components.
Diese spektralen Anteile des spektral zerlegten Lichts treten in unterschiedlichen Richtungen, die in einer gemeinsamen Ebene liegen, aus der Spektraleinrichtung 8 aus. Das folgt aus der Abhängigkeit des Brechungsindex von der Wellenlänge, wel¬ che als Dispersion bezeichnet wird. Dabei ist der Brechungsindex für längere Wellen (rot) kleiner als für kürzere (blau). Die Dispersion eines Prismas ist eine Materialei¬ genschaft. Beispielsweise kann für ein Prisma Kronglas verwendet werden, welches einen mittleren Brechungsindex n von ca. 1,52 besitzt. Die aus dem Prisma" in unter¬ schiedlichen Richtungen austretenden spektralen Anteile des Lichts werden dann separat von entsprechend ausgebildeten Detektionseinrichtungen 9, 10, 11 erfasst, welche auf einem gemeinsamen Träger 12 angebracht sind. In Figur 1 sind jeweils nur die äußersten Detektionseinrichtungen 9, 10, 11 einer Reihe von nebeneinander liegenden Detektionseinrichtungen 9, 10, 11 zu sehen, die jeweils einen Zeilendetek¬ tor zur linienweisen Abtastung des Dokuments 2 bilden.These spectral components of the spectrally dispersed light emerge from the spectral device 8 in different directions, which lie in a common plane out. This follows from the dependence of the refractive index on the wavelength, which is referred to as dispersion. The refractive index is smaller for longer waves (red) than for shorter ones (blue). The dispersion of a prism is a material property. For example, can be used for a prism crown glass, which has a mean refractive index n of about 1.52. Emerging from the prism "in unter¬ different union directions spectral components of the light are then separately by trained detection devices 9, 10, 11 detects which are mounted on a common support 12th In Figure 1, only the outermost detection devices 9, 10 , 11 of a series of adjacent detection devices 9, 10, 11, each of which forms a line detector for line-by-line scanning of the document 2.
Im Zusammenhang mit der Erfindung können anstelle eines einfachen 60°-Prismas unterschiedliche Prismen als Spektraleinrichtung 8 eingesetzt werden, wovon im Folgenden lediglich das Wadsworth-Prisma und das Geradsichtprisma kurz erläutert werden. Ein Wadsworth-Prisma besteht aus einem Prisma mit einem parallel zur Basis des Prismas montierten Spiegel, welcher zur Ablenkung der aus dem Prisma austretenden Strahlen dient. Die Besonderheit des Wadsworth-Prismas liegt darin, dass für die Wellenlänge des Ablenkungsminimums der nach der Reflexion am Spiegel austretende Strahl parallel, aber versetzt zum eintretenden Strahl ist. Daher fallen diese Strahlen senkrecht auf einen Detektor, welcher wie in einem Bildsensor ohne Dispersion mit seiner Eintrittsfläche nun senkrecht zur optischen Achse des SELFOC angebracht werden kann. Das Geradsichtprisma ist eine Prismenkombina¬ tion, die dem einfallenden Lichtbündel für eine bestimmte Wellenlänge keine Ge¬ samtablenkung erteilt und daher dasselbe bewirken kann wie ein Wadsworth-Prisma.In the context of the invention, instead of a simple 60 ° prism, different prisms can be used as the spectral device 8, of which only the Wadsworth prism and the straight-view prism will be briefly explained below. A Wadsworth prism consists of a prism with a mirror mounted parallel to the base of the prism, which serves to deflect the rays emerging from the prism. The peculiarity of the Wadsworth prism is that for the wavelength of the deflection minimum, the beam emerging from the mirror after reflection is parallel but offset from the incoming beam. Therefore, these rays fall perpendicular to a detector, which can now be mounted perpendicular to the optical axis of the SELFOC as in an image sensor without dispersion with its entrance surface. The straight-ahead prism is a prism combination which does not give the incident light bundle a total deflection for a specific wavelength and therefore can produce the same effect as a Wadsworth prism.
Die in der Nähe des zu prüfenden Dokuments 2 angeordnete Blende 6 in Figur 1, durch welche das von dem Dokument 2 remittierte Licht 5 tritt, ist hierbei vorzugs¬ weise als Spalt mit einer Spaltweite zwischen 0,1 und 0,2 mm ausgebildet, und hinter dem Spalt ist die Reihe der selbstfokussierenden Linsen 7 angeordnet. Typische Län¬ gen des Spalts der Blende 6 liegen zwischen 10 und 200 mm, vorzugsweise bei etwa 100 mm. In einer Abwandlung dieses Aufbaus kann alternativ oder zusätzlich zur Blende 6 eine linien- oder streifenförmige Beleuchtung des zu untersuchenden Teilbereichs 19 des Dokuments 2 vorgesehen sein. Hierzu kann eine linienförmige Lichtquelle ein¬ gesetzt werden (nicht dargestellt). Allgemein ist es auch möglich, das Licht einer punktförmigen Lichtquelle mit optischen Komponenten linien- oder streifenförmig auf das Dokument 2 abzubilden.The diaphragm 6 in FIG. 1 arranged in the vicinity of the document 2 to be inspected, through which the light 5 remitted from the document 2 passes, is hereby preferably designed as a gap having a gap width between 0.1 and 0.2 mm, and behind the gap, the row of self-focusing lenses 7 is arranged. Typical lengths of the gap of the diaphragm 6 are between 10 and 200 mm, preferably about 100 mm. In a modification of this structure, alternatively or in addition to the diaphragm 6, a line-shaped or strip-shaped illumination of the partial region 19 of the document 2 to be examined can be provided. For this purpose, a line-shaped light source can be set (not shown). In general, it is also possible to image the light of a punctiform light source with optical components in line or strip form on the document 2.
Es sei angemerkt, daß alternativ oder zusätzlich auch in Transmission gemessen oder auch mit Hilfe von Umlenkspiegeln oder Strahlteilern eine andere Strahlungsfüh¬ rung, z.B. mit senkrechter Beleuchtung und/oder Messung realisiert sein kann.It should be noted that alternatively or additionally also measured in transmission or with the aid of deflecting mirrors or beam splitters another radiation guide, e.g. can be realized with vertical illumination and / or measurement.
Figur 2 zeigt eine Vorderansicht der in Figur 1 dargestellten Detektionseinrichtungen 9, 10, 11. Im gezeigten Beispiel der Figur 2 besitzen die Detektionseinrichtungen 9, 10, 11 unterschiedliche Ausdehnungen 13 und unterschiedliche Abstände 14 zuein¬ ander.FIG. 2 shows a front view of the detection devices 9, 10, 11 illustrated in FIG. 1. In the example shown in FIG. 2, the detection devices 9, 10, 11 have different dimensions 13 and different distances 14 relative to one another.
Durch die Ausdehnung 13 und die Lage einer Detektionseinrichtung in einem Be¬ reich des spektral zerlegten Lichtstrahls, wobei die Lage auch durch den Abstand 14 zwischen zwei benachbarten Detektionseinrichtungen bestimmt wird, wird das Emp¬ findlichkeitsspektrum der Gesamtvorrichtung beeinflusst. Auf diese Weise lässt sich eine Gewichtung desjenigen spektralen Anteils erzielen, der durch die jeweilige De¬ tektionseinrichtung 9, 10, 11 erfasst wird. Beispielsweise können die Ausdehnung 13 und/oder die Lage jeder der Detektionseinrichtungen 9, 10, 11 derart gewählt sein, dass das erfasste Spektrum zumindest näherungsweise an das Farbempfinden des menschlichen Auges angepasst ist. Dies wird nachfolgend in Bezug auf die Figuren 6 und 7 im Detail beschrieben. Die Ausdehnung und der Abstand der Detektionsein¬ richtungen 9, 10, 11 in Richtung der spektralen Zerlegung (d.h. in der Figur 2 in der horizontalen Richtung) wird vor allem durch die Dispersion, die Spaltbreite und den Astigmatismus vorgegeben. Senkrecht dazu (d.h. in der Figur 2 in vertikaler Rich¬ tung) sind vorzugsweise jeweils mehrere solcher Detektionseinrichtungen 9, 10 bzw. 11 hintereinander angeordnet, so daß im speziellen Fall beispielsweise drei Detek- torzeilen gebildet sein können. Die Größe der einzelnen Detektionseinrichtungen 9, 10, 11 der jeweiligen Detektorzeilen kann dabei konstant sein und durch die erfor¬ derliche Auflösung vorgegeben sein (z.B. 0,2 mm für eine Auflösung von 125 dpi).Due to the extent 13 and the position of a detection device in a range of the spectrally dispersed light beam, the position also being determined by the distance 14 between two adjacent detection devices, the sensitivity spectrum of the overall device is influenced. In this way, it is possible to achieve a weighting of that spectral component which is detected by the respective detection device 9, 10, 11. For example, the extent 13 and / or the position of each of the detection devices 9, 10, 11 may be selected such that the detected spectrum is at least approximately adapted to the color perception of the human eye. This will be described in detail below with reference to FIGS. 6 and 7. The extent and the distance of the detection devices 9, 10, 11 in the direction of the spectral decomposition (ie, in the horizontal direction in FIG. 2) are predetermined above all by the dispersion, the gap width and the astigmatism. Perpendicular to this (ie in the vertical direction in FIG. 2), a plurality of such detection devices 9, 10 and 11 are preferably arranged one behind the other, so that in the specific case, for example, three detectors can be formed. The size of the individual detection devices 9, 10, 11 of the respective detector lines can be constant and predetermined by the required resolution (eg 0.2 mm for a resolution of 125 dpi).
Figur 3 zeigt die Vorrichtung 1 aus Figur 1 mit einer Gewichtungseinrichtung 15 zur individuellen Gewichtung der durch die Detektionseinrichtungen 9, 10, 11 jeweils erfassten spektralen Anteile. Die Gewichtungseinrichtung 15 ist auch in den zuvor beschriebenen Ausfϊihrungsbeispielen der Erfindung einsetzbar, da sie eingerichtet sein kann, die erfassten spektralen Anteile abhängig oder unabhängig von der Geo¬ metrie der Detektionseinrichtungen 9, 10, 11 zu gewichten. Die spektralen Anteile werden abhängig von ihren Intensitäten mittels Gewichtungsfaktoren individuell gewichtet, wobei die Gewichtungsfaktoren abhängig von dem Spektrum sind, wel¬ ches angenähert werden soll. Dabei wird beispielsweise in einem Siliziumdetektor festgestellt, dass der spektrale Anteil im "roten" Spektralbereich insgesamt einen Intensitätswert X aufweist, der Wert jedoch Y betragen sollte. Dann wird der Ge¬ wichtungsfaktor von vornherein so eingestellt, dass ein Wert X in einen Wert Y um¬ gewandelt wird. Diese Anpassung erfolgt für alle zu erfassenden spektralen Anteile bei der Kalibrierung der Gesamtvorrichtung.FIG. 3 shows the device 1 from FIG. 1 with a weighting device 15 for individual weighting of the spectral components respectively detected by the detection devices 9, 10, 11. The weighting device 15 can also be used in the previously described exemplary embodiments of the invention, since it can be set up to weight the detected spectral components depending on or independent of the geometry of the detection devices 9, 10, 11. The spectral components are weighted individually depending on their intensities by means of weighting factors, the weighting factors being dependent on the spectrum which is to be approximated. In this case, it is found, for example, in a silicon detector that the spectral component in the "red" spectral range has an overall intensity value X, but the value should be Y. Then, the weighting factor is set from the outset so that a value X is converted into a value Y. This adjustment is made for all spectral components to be detected in the calibration of the overall device.
In den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Spektraleinrichtung 8 zwischen dem Dokument 2 und den Detektionseinrichtungen 9, 10, 11 angeordnet, wobei das von dem Dokument 2 ausgehende Licht 5 in mehrere spektrale Anteile zerlegt wird und diese auf die entsprechenden Detektionseinrichtungen 9, 10, 11 treffen. In einer alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gemäß Figur 4 ist die Spektraleinrichtung 8 zwischen der Lichtquelle 3 und dem Dokument 2 angeordnet. In dieser Ausgestaltung wird das auf das Dokument 2 auf¬ treffende Licht 16 durch die Spektraleinrichtung 8 in mehrere spektrale Anteile zer¬ legt, welche in unterschiedlichen Teilbereichen 17 auf das Dokument 2 treffen und dort von dieser remittiert werden. Der von den jeweiligen Teilbereichen 17 des Do¬ kuments 2 ausgehende spektrale Anteil 20 wird schließlich auf die entsprechenden Detektionseinrichtungen 9, 10, 11 abgebildet, so dass jede der Detektionseinrichtun¬ gen 9, 10, 11 einen anderen spektralen Anteil erfasst. Die Abbildung auf die entspre- chenden Detektionseinrichtungen 9, 10, 11 erfolgt beispielsweise mit einer Sammel¬ linse 18 oder einer selbstfokussierenden Linse 7 als abbildender Optik. Wie bei den zuvor beschriebenen Beispielen wird auch in dieser Ausgestaltung ein senkrecht zur Zeichenebene verlaufender Teilbereich 19, der sich aus den einzelnen, unterschied¬ lich spektral beleuchteten Teilbereichen 17 zusammensetzt, des Dokuments 2 be¬ trachtet und das von diesem ausgehende Licht 20 von den entsprechenden Detekti¬ onseinrichtungen 9, 10, 11 erfasst.In the exemplary embodiments described so far, the spectral device 8 is arranged between the document 2 and the detection devices 9, 10, 11, the light 5 emanating from the document 2 being divided into a plurality of spectral components and impinging on the corresponding detection devices 9, 10, 11 , In an alternative embodiment of the device 1 according to the invention according to FIG. 4, the spectral device 8 is arranged between the light source 3 and the document 2. In this embodiment, the light 16 impinging on the document 2 is split by the spectral device 8 into a plurality of spectral components which strike the document 2 in different subregions 17 and are reflected therefrom by the latter. The spectral component 20 emanating from the respective subareas 17 of the document 2 is finally imaged onto the corresponding detection devices 9, 10, 11 so that each of the detection devices 9, 10, 11 detects a different spectral component. The figure on the corresponding The detection devices 9, 10, 11 take place, for example, with a collecting lens 18 or a self-focusing lens 7 as imaging optics. As in the previously described examples, in this embodiment too, a partial region 19 extending perpendicularly to the plane of the drawing and consisting of the individual spectrally illuminated partial regions 17 of the document 2 is considered, and the light 20 emanating therefrom is of the corresponding one Detekti¬ onseinrichtungen 9, 10, 11 detected.
In den bisher dargestellten Ausführungsbeispielen wird jeweils das von dem Doku¬ ment 2 reflektierte Licht 5, 20 erfasst und zur Untersuchung der spektralen Eigen¬ schaften des Dokuments 2 herangezogen. Alternativ kann in analoger Weise das von dem Dokument 2 transmittierte Licht erfasst und ausgewertet werden, indem die Detektionseinrichtungen 9, 10, 11, die Spektraleinrichtung 8 und die gegebenfalls erforderlichen weiteren optischen Komponenten im Bereich der der Lichtquelle 3 abgewandten Seite des Dokuments 2 angeordnet werden.In the exemplary embodiments illustrated so far, the light 5, 20 reflected by the document 2 is detected in each case and used to investigate the spectral properties of the document 2. Alternatively, in an analogous manner, the light transmitted by the document 2 can be detected and evaluated by arranging the detection devices 9, 10, 11, the spectral device 8 and the optionally required further optical components in the region of the side of the document 2 facing away from the light source 3.
Im Allgemeinen können Lichtquellen 3 eingesetzt werden, die Licht mit einem kon¬ tinuierlichen Spektrum emittieren. Je nach Art der Untersuchung oder Prüfung der Dokumente 2 weist das emittierte Licht 4 der Lichquelle Anteile im sichtbaren und/oder unsichtbaren, z.B. infraroten oder ultravioletten, Spektralbereich auf. Prin¬ zipiell kann die Lichtquelle 3 auch aus mehreren Teillichtquellen, z.B. Leuchtdioden, zusammengesetzt sein, welche jeweils Licht mit unterschiedlicher spektraler Zu¬ sammensetzung emittieren. Auch der Einsatz von Glühlampen als Lichtquelle 3 ist möglich.In general, light sources 3 can be used which emit light with a continuous spectrum. Depending on the nature of the examination or examination of the documents 2, the emitted light 4 of the light source comprises portions in the visible and / or invisible, e.g. infrared or ultraviolet, spectral range. In principle, the light source 3 may also consist of several partial light sources, e.g. Light emitting diodes, be composed, which emit light in each case with different spectral Zu¬ composition. The use of incandescent lamps as a light source 3 is possible.
Figur 5 zeigt eine selbstfokussierende Linse 7 mit einer darin angeordneten Blende 6, welche vorteilhaft in den vorgenannten Ausführungsbeispielen einsetzbar ist. Der Einsatz einer Blende 6 ist notwendig, da bei Spektrometern zur Messung üblicher¬ weise ein definierter Spalt gegeben sein muss. Durch eine nur spaltformige Beleuch¬ tung des Dokuments 2 ist dies in der Praxis aufgrund der üblichen Lageschwankun¬ gen des Dokuments 2 nur schwer zu erreichen. Bei der für eine l:l-Abbildung vor¬ gegebenen Länge der selbstfokussierenden Linse 7 ergibt sich jedoch an der Längs- achsen-Mitte der Linse eine Taille der durch die Linse laufenden Lichtstrahlen 21. Diese Taille der Lichtstrahlen 21 wird nun genutzt, indem der definierte Spalt in die Längsachsen-Mitte der selbstfokussierenden Linse 7 verlagert wird. Dazu besitzt jede der selbstfokussierenden Linsen 7 an der entsprechenden Stelle eine Blende 6. Beispielsweise können, um eine selbstfokussierende Linse 7 mit einer darin ange¬ ordneten Blende 6 herzustellen, zwei Hälften (bezogen auf die Länge) einer selbstfo¬ kussierenden Linse 7 zusammengesetzt werden, wobei zwischen den Hälften die Blende 6 angeordnet wird. Ein entsprechendes erfindungsgemäßes Herstellungsver¬ fahren für eine selbstfokussierende Linse mit Spaltblende wird nachfolgend in Bezug auf Figuren 8A-D beschrieben.FIG. 5 shows a self-focusing lens 7 with a diaphragm 6 arranged therein, which can advantageously be used in the abovementioned exemplary embodiments. The use of a diaphragm 6 is necessary since a defined gap must be given in the case of spectrometers for measurement. Due to the only slit-shaped illumination of the document 2, this is difficult to achieve in practice due to the usual position fluctuations of the document 2. However, in the case of the length of the self-focusing lens 7 given for a 1: 1 image, the longitudinal At the center of the axis of the lens is a waist of the light rays 21 passing through the lens. This waist of the light rays 21 is now utilized by displacing the defined gap into the longitudinal axis center of the self-focusing lens 7. For this purpose, each of the self-focusing lenses 7 has a diaphragm 6 at the corresponding location. For example, in order to produce a self-focusing lens 7 with an aperture 6 arranged therein, two halves (based on the length) of a self-oscillating lens 7 are assembled, wherein between the halves, the diaphragm 6 is arranged. A corresponding production method according to the invention for a self-focusing lens with a slit is described below with reference to FIGS. 8A-D.
Anhand der Figuren 6 und 7 wird nun die Anpassung der Detektionseinrichtungen 9, 10, 11, 24 erläutert, um das Lichtspektrum in etwa so zu erfassen, wie es dem Farb¬ empfinden des menschlichen Auges entspricht.The adaptation of the detection devices 9, 10, 11, 24 will now be explained with reference to FIGS. 6 and 7 in order to detect the light spectrum in approximately the same way as corresponds to the color perception of the human eye.
Erfindungsgemäß werden die mittels der Detektionseinrichtungen 9, 10, 11, 24 er- fassten spektralen Anteile in einer vorzugsweise filterlosen Vorrichtung 1 zur Unter¬ suchung von Dokumenten 2 individuell gewichtet, um sie dem Farbempfinden des menschlichen Auges anzupassen. Dementsprechend zeigt die Figur 6 Spektren 22 (Blau), 23 (Grün) 24 (Rot) welche mit der im Diagramm der Figur 7 eingeblendeten geometrischen Anordnung 25 von vier Detektionseinrichtungen 9, 10, 11, 26 erfasst wurden. Dabei entsprechen die drei linken Detektionseinrichtungen 9, 10, 11 denen der Ausführungsform in Figur 2, um spektrale Anteile aus dem sichtbaren Spektral¬ bereich zu erfassen. Die vierte Detektionseinrichtung 26 dient der Erfassung eines spektralen Anteils 27 des infraroten Spektrums.According to the invention, the spectral components detected by the detection devices 9, 10, 11, 24 are individually weighted in a preferably filterless device 1 for examining documents 2 in order to adapt them to the color perception of the human eye. Accordingly, FIG. 6 shows spectra 22 (blue), 23 (green) 24 (red) which were detected by the geometric arrangement 25 of four detection devices 9, 10, 11, 26 shown in the diagram of FIG. In this case, the three left detection devices 9, 10, 11 correspond to those of the embodiment in FIG. 2 in order to detect spectral components from the visible spectral range. The fourth detection device 26 serves to detect a spectral portion 27 of the infrared spectrum.
Die gepunkteten Linien 28 in Figur 7 stellen die Normempfindlichkeitsspektren des menschlichen Auges dar. Die durchgezogenen Linien 23 der Figur 6 zeigen die mit¬ tels eines Siliziumdetektors erfassten und mit einem BG 38-Filter (Kurzpass-Filter zum Abschneiden des nahen Infrarot im roten Spektrum 25 aus Fig. 6) den Norm- empfmdlichkeitsspektren 28 des menschlichen Auges angenäherten Spektren. Die in Figur 6 gezeigten vier in Dispersionsrichtung unterschiedlich breiten Detekti- onseinrichtungen 9, 10, 11, 26 sind auf etwa 1 mm Breite verteilt, wobei die vier Detektionseinrichtungen 9, 10, 11, 26 unterschiedliche Abstände zueinander haben. Die Dispersionsrichtung lag dabei quer zu der zu untersuchenden Zeile des Doku¬ ments 2. Des weiteren wurde zur Messung ein Spalt mit einer Spaltweite von 0,2 mm Größe und ein 60°-Prisma aus Kronglas (BK 7) mit einem mittleren Brechungsindex n von ca. 1,52 eingesetzt. Der Ablenkwinkel beträgt in diesem Fall bei einer Wellen¬ länge von 400 nm ca. 40°, wobei die Dispersion diesen Winkel bis 1100 nm um et¬ was mehr als 2° reduziert.The dotted lines 28 in FIG. 7 represent the standard sensitivity spectra of the human eye. The solid lines 23 of FIG. 6 show those detected by means of a silicon detector and with a BG 38 filter (short-pass filter for cutting off the near infrared in the red spectrum 25 from Fig. 6) to the standard sensitivity spectra 28 of the human eye approximated spectra. The four detection devices 9, 10, 11, 26 of different widths in the dispersion direction shown in FIG. 6 are distributed over a width of approximately 1 mm, wherein the four detection devices 9, 10, 11, 26 have different distances from one another. The dispersion direction was transverse to the line of document 2 to be examined. Furthermore, a gap with a gap width of 0.2 mm and a 60 ° prism made of crown glass (BK 7) with a mean refractive index n of used about 1.52. In this case, the deflection angle is about 40 ° for a wavelength of 400 nm, the dispersion reducing this angle by up to more than 2 ° to 1100 nm.
Die einzelnen Detektionseinrichtungen 9, 10, 11, 26 können beispielsweise auf Sili¬ zium basieren. Dabei müssen die Detektionseinrichtungen 9, 10, 11, 26 für eine An¬ näherung des Farbempfindens des menschlichen Auges zur Erfassung von spektralen Anteilen aus dem "blauen" (links) und dem "infraroten" (rechts) Spektralbereich, wie in Figur 6 gezeigt, eine vergleichsweise große Ausdehnung 13 besitzen, da Silizium für diese Wellenlängenbereiche unempfindlicher als für andere Wellenlängenberei¬ che ist.The individual detection devices 9, 10, 11, 26 can be based, for example, on silicon. In this case, the detection devices 9, 10, 11, 26 for an approximation of the color perception of the human eye for detecting spectral components from the "blue" (left) and the "infrared" (right) spectral range, as shown in Figure 6, have a comparatively large extent 13, since silicon is less sensitive for these wavelength ranges than for other wavelength ranges.
Wie ein Vergleich der Figuren 6 und 7 zeigt, ist das durch den Vierfarb-Zeilensensor erfasste Spektrum der Figur 7 im sichtbaren Spektralbereich (ca. 380 bis 750 nm) dem Normempfindlichkeitsspektrums 22 des menschlichen Auges gemäß Figur 6 relativ gut angenähert. Somit ist mittels der individuellen Gewichtung der spektralen Anteile, beispielsweise durch einen Detektor mit vier parallelen Detektionseinrich¬ tungen 9, 10, 11, 26 unterschiedlicher Ausdehnung 13, eine farbgetreue Bewertung von Dokumenten 2, insbesondere Banknoten, möglich.As a comparison of FIGS. 6 and 7 shows, the spectrum of FIG. 7 detected by the four-color line sensor in the visible spectral range (approximately 380 to 750 nm) approximates relatively well to the standard sensitivity spectrum 22 of the human eye according to FIG. Thus, by means of the individual weighting of the spectral components, for example by means of a detector with four parallel detection devices 9, 10, 11, 26 of different extent 13, a color-true evaluation of documents 2, in particular banknotes, is possible.
Während vorstehend in Bezug auf Figur 6 exemplarisch beschrieben wurde, vier Detektionseinrichtungen 9, 10, 11, 26 vorzusehen, kann auch eine andere Zahl von Detektionseinrichtungen vorhanden sein. So wird nach einer anderen bevorzugten Variante die Anordnung 25 fünf Detektionseinrichtungen aufweisen. Beispielsweise kann zwischen den Detektionseinrichtungen 9 und 10 noch eine weitere Detektion- seinrichtung entsprechend der Farbe Cyan vorgesehen sein. In einem solchen Fall werden aus den gemessenen fünf Farbwerten vorzugsweise zur Datenreduktion vier Farbwerte abgeleitet, aus welchen wiederum dem Normempfindlichkeitsspektrum 22 des menschlichen Auges entsprechende Meßspektren 22 bis 24 erzeugt werden.While it has been described by way of example with reference to FIG. 6 to provide four detection devices 9, 10, 11, 26, a different number of detection devices may also be present. Thus, according to another preferred variant, the arrangement 25 will have five detection devices. For example, a further detection device corresponding to the color cyan may be provided between the detection devices 9 and 10. In such a case From the measured five color values, four color values are preferably derived for data reduction, from which in turn measurement spectra 22 to 24 corresponding to the standard sensitivity spectrum 22 of the human eye are generated.
Figuren 8A-D zeigen ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer selbst- fokussierenden Linse 7 (SELFOC-Linse) mit Spaltblende 6. Dabei zeigen Figuren 8A und 8B die beiden grundlegenden Schritte des Verfahrens. In einem ersten Schritt des Verfahrens (Figur 8A) wird eine SELFOC-Linse 7 in ihrer Mittelebene in einer Richtung senkrecht zu ihrer optischen Achse geteilt, um innerhalb der Linse eine Spaltblende 6 einzubringen (Figur 8B). Um Toleranzprobleme zu vermeiden, welche in Bezug auf die Spaltbreite und die Lage der Spaltblende 6 relativ zur opti¬ schen Achse auftreten können, wird die Blende 6 photographisch erzeugt.FIGS. 8A-D show a method according to the invention for producing a self-focusing lens 7 (SELFOC lens) with slit diaphragm 6. FIGS. 8A and 8B show the two basic steps of the method. In a first step of the method (Figure 8A), a SELFOC lens 7 is split in its center plane in a direction perpendicular to its optical axis to introduce a slit aperture 6 within the lens (Figure 8B). In order to avoid tolerance problems, which can occur relative to the optical axis with respect to the gap width and the position of the slit 6, the diaphragm 6 is produced photographically.
Dafür wird in einer ersten Variante ein Positiv-Fotoresist 30 verwendet, der, wie in Figur 8C gezeigt, direkt auf eine Stirnfläche, vorzugsweise auf eine der beim Teilen der SELFOC-Linse entstehende Trennfläche, der SELFOC-Linsenhälfte aufgebracht wird. Der Fotoresist 30 wird anschließend wie in Figur 8D gezeigt durch eine Öff¬ nung 31 hindurch bestrahlt, wobei die Öffnung 31 auf einer dem Fotoresist 30 gege¬ nüberliegenden Seite angeordnet ist. Die Öffnung 31 besitzt die Form der zu erzeu¬ genden Spaltblende 6 und ist in der Objektebene angeordnet. Aufgrund der Eigen¬ schaften der SELFOC-Linse 7 wird der Fotoresist 30 nur lokal beleuchtet und entwi¬ ckelt. Dabei bildet sich die Öffnung im Fotoresist 30 verkleinert ab. In durchgeführ¬ ten Messungen betrug die Breite der Spaltblende 6 das 0,24 fache der Breite der Öff¬ nung 31. Die belichtete Fotoresist-Struktur 32 bildet dann die benötigte Spaltblende 6, welche optimal an die Eigenschaften der SELFOC-Linse 7 angepasst ist. Die bei¬ den Teile der SELFOC-Linse 7 werden nach dem Erzeugen der Spaltblende 6 wieder zusammengefügt, wie in Figur 8B gezeigt.For this purpose, in a first variant, a positive photoresist 30 is used, which, as shown in FIG. 8C, is applied directly to an end face, preferably to one of the parting surfaces of the SELFOC lens, of the SELFOC lens half. The photoresist 30 is subsequently irradiated through an opening 31 as shown in FIG. 8D, wherein the opening 31 is arranged on a side opposite the photoresist 30. The opening 31 has the shape of the slit diaphragm 6 to be generated and is arranged in the object plane. Due to the properties of the SELFOC lens 7, the photoresist 30 is only locally illuminated and developed. In this case, the opening in the photoresist 30 is reduced in size. In carried out measurements, the width of the slit diaphragm 6 was 0.24 times the width of the opening 31. The exposed photoresist structure 32 then forms the required slit diaphragm 6, which is optimally adapted to the properties of the SELFOC lens 7. The two parts of the SELFOC lens 7 are reassembled after the slit diaphragm 6 has been produced, as shown in FIG. 8B.
Figur 9 zeigt eine zweite Variante zur Erzeugung der Spaltblende. Entgegen der ers¬ ten Variante wird der Positiv-Fotoresist 30 auf ein Substrat 33 aufgebracht, da dies technisch leichter zu realisieren ist. Das Substrat 33 wird dann auf eine Stirnfläche der geteilten SELFOC-Linse aufgebracht. Selbstverständlich kann anstelle des Sub- strats 33 auch der Positiv-Fotoresist 30 auf die Stirnfläche aufgebracht werden, bevor die SELFOC-Linse durch die Öffnung 31 hindurch bestrahlt wird.FIG. 9 shows a second variant for producing the slit diaphragm. Contrary to the first variant, the positive photoresist 30 is applied to a substrate 33, since this is technically easier to implement. The substrate 33 is then applied to an end face of the split SELFOC lens. Of course, instead of the sub- Strips 33 are also the positive photoresist 30 are applied to the end face before the SELFOC lens is irradiated through the opening 31 therethrough.
Figur 10 zeigt eine dritte Variante zur Erzeugung der Spaltblende. Hier wird ein Ne¬ gativ-Fotoresist 34 zuerst auf ein Substrat 33 und das Substrat 33 anschließend auf die Stirnfläche einer Linsenhälfte der geteilten SELFOC-Linse 7 aufgebracht. Nach dem Belichten durch die Öffnung 31 und dem Entwickeln des Negativ-Fotoresists 34 ist das Substrat 33 beispielsweise als Lift-Off-Maske (Beschichtungsmaske) für eine spätere Metallisierung oder als Maske für die Herstellung einer ganzen Charge von SELFOC-Linsen einsetzbar, da auf dem Substrat 33 der Negativ-Fotoresist 34 in der Form der gewünschten Spaltblende verbleibt.FIG. 10 shows a third variant for producing the slit diaphragm. Here, a negative photoresist 34 is first applied to a substrate 33 and the substrate 33 is subsequently applied to the end face of a lens half of the split SELFOC lens 7. After exposing through the opening 31 and developing the negative photoresist 34, the substrate 33 can be used, for example, as a lift-off mask for later metallization or as a mask for producing a complete batch of SELFOC lenses the substrate 33, the negative photoresist 34 remains in the form of the desired slit diaphragm.
Vorstehend wurde beschrieben, insbesondere mittels eines photolithographischen Verfahrens eine Blende innerhalb einer SELFOC-Linse anzubringen. Als Alternative hierzu ist auch denkbar, die Blende 6 zwischen zwei SELFOC-Linsen 7 anzubrin¬ gen, wie es in Figur 11 veranschaulicht ist. Über ein nicht dargestelltes mechanisches Verbindungselement, wie z.B. eine Fixierhülse oder eine umgebende, im Strahlen¬ gang selbst nicht vorhandene, Vergußmasse, können die beiden SELFOC-Linsen 7 und die Blende 6 fest miteinander als separates Bauteil verbunden sein. Wie es in der Figur 11 dargestellt ist, kann die Blende 6 mit Blendenspalt 35 dabei auch einen ge¬ wissen Abstand von den beiden umgebenden SELFOC-Linsen 7 haben. Alternativ kann die Blende 6 auch in direktem Kontakt mit den beiden umgebenden SELFOC- Linsen 7 gebracht werden.It has been described above, in particular by means of a photolithographic process, to mount a shutter within a SELFOC lens. As an alternative to this, it is also conceivable to mount the diaphragm 6 between two SELFOC lenses 7, as illustrated in FIG. 11. Via a not shown mechanical connecting element, such as e.g. a fixing sleeve or a surrounding, in Strahlen¬ passageway not present, potting compound, the two SELFOC lenses 7 and the diaphragm 6 can be firmly connected to each other as a separate component. As shown in FIG. 11, the diaphragm 6 with diaphragm gap 35 can also have a certain distance from the two surrounding SELFOC lenses 7. Alternatively, the diaphragm 6 can also be brought into direct contact with the two surrounding SELFOC lenses 7.
Die Figur 12 zeigt eine schematische Querschnittsansicht auf ein zweireihiges Array 36 von selbstfokussierenden Linsen 7, wobei jeder der beiden Reihen von SELFOC- Linsen 7 eine in Richtung der Aufreihung sich erstreckende rechteckige Blende 6 mit einem Blendenspalt 35 zugeordnet ist, die sich über alle SELFOC-Linsen 7 der zugehörigen Reihe erstreckt. In Figur 12 ist im speziellen angedeutet, dass sich in einer Ebene hinter der Ebene der Blenden 6 die zwei Reihen von SELFOC-Linsen 7 befinden. In einer Ebene vor der Ebene der Blenden 6 werden zudem zwei korres¬ pondierende Reihen von SELFOC-Linsen angebracht sein, welche der besseren Ü- bersichtlichkeit halber in Figur 12 nicht mit abgebildet sind. Die Anordnung dieser beiden Ebenen von SELFOC-Linsen 7 und dazwischen befindlichen Blenden 6 wird in einer Ansicht von der Seite z.B. entsprechend der Darstellung der Figur 11 er¬ scheinen. Zumindest die SELFOC-Linsen 7 in den Ebene hinter und/oder vor den Blenden 6, vorzugsweise aber die gesamte Anordnung aus zwei SELFOC-Linsen Ebenen mit dazwischen angeordneten Blenden 6, werden in einer Vergußmasse 37 eingegossen und dadurch in Bezug zueinander fixiert sein.FIG. 12 shows a schematic cross-sectional view of a double-row array 36 of self-focusing lenses 7, wherein each of the two rows of SELFOC lenses 7 is associated with a sequential rectangular aperture 6 with a diaphragm gap 35 that extends across all SELFOC lenses. Lenses 7 of the associated series extends. In FIG. 12, it is indicated in particular that the two rows of SELFOC lenses 7 are located in a plane behind the plane of the diaphragms 6. In addition, in a plane in front of the plane of the diaphragm 6, two corresponding rows of SELFOC lenses are mounted, which provide the better illumination. For the sake of clarity, are not shown in Figure 12 with. The arrangement of these two levels of SELFOC lenses 7 and diaphragms 6 located therebetween will appear in a view from the side, eg corresponding to the representation of FIG. At least the SELFOC lenses 7 in the plane behind and / or in front of the diaphragms 6, but preferably the entire arrangement of two SELFOC lens planes with diaphragms 6 arranged therebetween, are cast in a potting compound 37 and thereby fixed in relation to each other.
Es sei angemerkt, dass bei einem Array 36 von SELFOC-Linsen-Paaren 7 mit da¬ zwischen befindlicher Blende 6, wie es exemplarisch in Figur 12 mit zwei Reihen von SELFOC-Linsen-Paaren 7 veranschaulicht ist, die Ebene der Blendenspalte 35 der Blenden 6 vorzugsweise versetzt zu der optischen Achse der SELFOC-Linsen 7 angeordnet ist. Am Beispiel einer SELFOC-Linse 7 mit zugehöriger Blende ist dies in dem im linken Teil der Figur 12 vergrößert veranschaulicht. Im speziellen ist der Blendenspalt 35 jeweils um einen Abstand D in Bezug auf die durch den Mittelpunkt der SELFOC-Linse 7, senkrecht zur Blattebene, verlaufende optischen Achse M ver¬ schoben. Dies erweist sich als vorteilhaft zur Verbesserung der Abbildungseigen¬ schaften des Arrays 36 von SELFOC-Linsen 7. Dies ist dadurch bedingt, dass dann, wenn die SELFOC-Linse 7 nicht in der optischen Achse 39 des abzubildenden Ge¬ genstandes G liegt, der Gegenstand G also zur Seite gerückt ist, das Zwischenbild sich auch nicht in der Mitte M der SELFOC-Linse 7 befindet. Dieser Zusammen¬ hang ist in Figur 13 veranschaulicht.It should be noted that in the case of an array 36 of SELFOC lens pairs 7 with diaphragm 6 located between them, as illustrated by way of example in FIG. 12 with two rows of SELFOC lens pairs 7, the plane of the diaphragm gaps 35 of the diaphragms 6 is preferably offset from the optical axis of the SELFOC lenses 7 is arranged. The example of a SELFOC lens 7 with associated diaphragm, this is illustrated enlarged in the left part of Figure 12. In particular, the diaphragm gap 35 is displaced by a distance D with respect to the optical axis M passing through the center of the SELFOC lens 7, perpendicular to the plane of the plane. This proves to be advantageous for improving the imaging properties of the array 36 of SELFOC lenses 7. This is due to the fact that when the SELFOC lens 7 is not located in the optical axis 39 of the object G to be imaged, the object G is thus moved to the side, the intermediate image is not in the center M of the SELFOC lens 7. This relationship is illustrated in FIG.
Figur 14 zeigt noch eine weitere bevorzugte Variante ähnlich zur Figur 11, bei der in der Mitte zwischen zwei SELFOC-Linsen 6 ein Spalt, d.h. eine Blende 7 angeordnet ist. Die von einem abzubildenden Gegenstand G ausgehende Strahlung wird über dieses SELFOC-Blenden-System 6, 7, 6 mittels eines Prismas 40 spektral zerlegt und auf einen Detektor 41 gelenkt, der so aufgebaut sein kann, wie es im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist.Figure 14 shows yet another preferred variant similar to Figure 11, in which a gap, i.e. a gap between two SELFOC lenses 6 in the middle. a diaphragm 7 is arranged. The radiation emanating from an object G to be imaged is spectrally dissected by means of a prism 40 via this SELFOC stop system 6, 7, 6 and directed to a detector 41, which may be constructed as described in the context of the present invention ,
Als besonders bevorzugte Variante wurde beschrieben, einen Detektor mit 4 oder 5 Farbkanälen zu verwenden. Alternativ kann auch ein Array von mehr als 5, vor- zugsweise mehr als 100 Detektorelementen verwendet werden. Hierbei wird dann die reduzierte Anzahl von z.B. vier auszuwertenden Farben aus den Messwerten der einzelnen Detektorelemente gewonnen, wie es vorstehend für den Fall eines Detek¬ tors mit 5 Detektorelementen exemplarisch beschrieben worden ist.As a particularly preferred variant has been described to use a detector with 4 or 5 color channels. Alternatively, an array of more than 5, preferably more than 100 detector elements are used. In this case, the reduced number of, for example, four colors to be evaluated is obtained from the measured values of the individual detector elements, as described above by way of example for the case of a detector with 5 detector elements.
Im speziellen kann nach dieser Variante auch ein CCD- oder CMOS-Bildsensor- Chip verwenden werden, der in Richtung der spektralen Zerlegung gleich große De¬ tektorelemente aufweist. Ein Nachteil dieser Lösung ist zwar, dass sehr viele Infor¬ mationen gemessen werden, wodurch die Messwertauswertung komplex wird. Ein besonderer Vorteil dieser Variante ist es aber, dass die Farbempfindlichkeitskurven, z.B. gemäß Figur 6, auch nachträglich über Änderungen der Software angepasst werden können, ohne dass ein neuer Detektor konstruiert und eingesetzt werden muss. Zudem ist eine einfachere Justage der Anordnung möglich. In particular, according to this variant, it is also possible to use a CCD or CMOS image sensor chip which has detector elements of equal size in the direction of the spectral decomposition. Although a disadvantage of this solution is that a great deal of information is measured, which makes the measurement value evaluation complex. However, a particular advantage of this variant is that the color sensitivity curves, e.g. according to Figure 6, can also be subsequently adapted via changes to the software, without a new detector must be constructed and used. In addition, a simpler adjustment of the arrangement is possible.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Vorrichtung (1) zur Untersuchung von Dokumenten (2), insbesondere von blattförmigen Wertdokumenten wie Banknoten, Schecks oder dergleichen, umfas¬ send:1. Device (1) for the examination of documents (2), in particular of sheet-shaped value documents such as banknotes, checks or the like, comprising:
- mindestens eine Lichtquelle (3) zur Beleuchtung eines zu untersuchenden Doku¬ ments (2) mit Licht (4),at least one light source (3) for illuminating a document (2) to be examined with light (4),
- mindestens eine Spektraleinrichtung (8) zur spektralen Zerlegung von Licht in min¬ destens zwei spektrale Anteile, undat least one spectral device (8) for the spectral decomposition of light into at least two spectral components, and
- mindestens zwei Detektionseinrichtungen (9, 10, 115 24) zur Erfassung von Licht, welches von dem Dokument (2) ausgeht,at least two detection devices (9, 10, 11 5 24) for detecting light emanating from the document (2),
wobei die Spektraleinrichtung (8) und die Detektionseinrichtungen (9, 10, 11, 24) derart angeordnet sind, dass die Detektionseinrichtungen (9, 10, 11, 24) jeweils nur einen spektralen Anteil des von der Spektraleinrichtung (8) zerlegten Lichts erfassen können,wherein the spectral device (8) and the detection devices (9, 10, 11, 24) are arranged such that the detection devices (9, 10, 11, 24) can each detect only a spectral portion of the light decomposed by the spectral device (8) .
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zur individuellen Gewichtung der von den Detektionseinrichtungen (9, 10, 11, 24) jeweils zu erfassenden spektra¬ len Anteile ausgebildet ist.characterized in that the device (1) is designed for individual weighting of the spectral components to be detected by the detection devices (9, 10, 11, 24).
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die indivi¬ duelle Gewichtung eine Gewichtung zur Simulation des Farbempfindens des menschlichen Auges ist.2. Device (1) according to claim 1, characterized in that the individual weighting is a weighting for simulating the color sensation of the human eye.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung (13) der Detektionseinrichtungen (9, 10, 11, 24) in eine Richtung paral¬ lel zur spektralen Zerlegung abhängig von dem von der zugehörigen Detektionsein- richtung jeweils zu erfassenden spektralen Anteil unterschiedlich gewählt ist. 3. Device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the extension (13) of the detection means (9, 10, 11, 24) in a direction paral¬ lel to the spectral decomposition dependent on that of the associated detection device each to be detected spectral component is chosen differently.
4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich¬ net, dass der Abstand (14) zwischen benachbarten Detektionseinrichtungen in eine Richtung parallel zur spektralen Zerlegung abhängig von den jeweils zu erfassenden spektralen Anteilen unterschiedlich gewählt ist.4. Device (1) according to one of claims 1 to 3, characterized gekennzeich¬ net, that the distance (14) is selected differently between adjacent detection means in a direction parallel to the spectral decomposition depending on the respective spectral components to be detected.
5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Ein¬ richtung (15) zur individuellen Gewichtung der von den Detektionseinrichtungen (9, 10, 11, 24) jeweils zu erfassenden spektralen Anteile mittels Gewichtungsfaktoren, welche abhängig vom jeweils zu erfassenden spektralen Anteil unterschiedlich wähl¬ bar sind.5. Device (1) according to claim 1 or 2, characterized by a Ein¬ direction (15) for individual weighting of each of the detection means (9, 10, 11, 24) to be detected spectral components by means of weighting factors, which depends on each detecting spectral component are different selectable bar.
6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Lichtquelle (3) zur Emission von Licht mit einem kontinuierlichen Spektrum ausgebildet ist.6. Device (1) according to one of claims 1 to 5, characterized gekennzeich¬ net, that the light source (3) is designed to emit light with a continuous spectrum.
7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Lichtquelle (3) zwei oder mehrere Teillichtquellen, insbesondere Leuchtdioden, umfasst, welche zur Emission von Licht in jeweils unterschiedlichen Spektralbereichen ausgebildet sind.7. Device (1) according to any one of claims 1 to 6, characterized gekennzeich¬ net, that the light source (3) comprises two or more partial light sources, in particular light-emitting diodes, which are designed to emit light in different spectral ranges.
8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Lichtquelle (3) zur Emission von Licht ausgebildet ist, welches spektra¬ le Anteile im sichtbaren und/oder unsichtbaren Spektralbereich aufweist.8. Device (1) according to any one of claims 1 to 7, characterized gekennzeich¬ net, that the light source (3) is designed to emit light, which has spectral proportions in the visible and / or invisible spectral range.
9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindes¬ tens eine Detektionseinrichtung (24) zur Erfassung von Infrarot- (IR-) oder Ultravio¬ lett- (UV-) Licht vorgesehen ist.9. Device (1) according to claim 8, characterized in that at least one detection device (24) for detecting infrared (IR) or Ultravio¬ lett- (UV) light is provided.
10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Spektraleinrichtung (8) ein Disperionselement, insbesondere ein opti¬ sches Prisma, ein Durchlichtsgitter oder ein Remissionsgitter, umfasst. 10. Device (1) according to one of claims 1 to 9, characterized gekennzeich¬ net, that the spectral device (8) comprises a dispersion element, in particular an opti¬ cal prism, a transmitted light grating or a reflection grating.
11. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das opti¬ sche Prisma ein Wadsworth-Spiegelprisma oder ein Geradsichtprisma ist.11. Device (1) according to claim 10, characterized in that the opti¬ cal prism is a Wadsworth mirror prism or a straight-view prism.
12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Spektraleinrichtung (8) zwischen dem Dokument (2) und den Detekti- onseinrichtungen (9, 10, 11, 24) angeordnet ist.12. Device (1) according to any one of claims 1 to 11, characterized gekennzeich¬ net, that the spectral device (8) between the document (2) and the detection oneinrichtung (9, 10, 11, 24) is arranged.
13. Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch mindestens eine selbstfokussierende Linse (7) zwischen dem Dokument (2) und der Spektraleinrich¬ tung (8), um vom Dokument (2) ausgehendes Licht (5, 20) auf die Spektraleinrich¬ tung (8) abzubilden.13. Device (1) according to claim 12, characterized by at least one self-focusing lens (7) between the document (2) and the Spektraleinrich¬ device (8) to the document (2) outgoing light (5, 20) to the Spektraleinrich ¬ figure (8).
14. Vorrichtung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere selbstfokussierende Linsen (7) in einer oder mehreren Reihen angeordnet sind.14. Device (1) according to claim 13, characterized in that a plurality of self-focusing lenses (7) are arranged in one or more rows.
15. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass zwischen der Spektraleinrichtung (8) und den Detektionseinrichtun- gen (9, 10, 11, 24) eine asphärische Linse, insbesondere eine Zylinderlinse, angeord¬ net ist, welche das von der Spektraleinrichtung (8) zerlegte Licht auf die Detektion- seinrichtungen abbildet.15. Device (1) according to one of claims 12 to 14, characterized gekenn¬ characterized in that between the spectral device (8) and the Detektionsseinrichtun- (9, 10, 11, 24) an aspherical lens, in particular a cylindrical lens, angeord¬ is net, which images the light decomposed by the spectral device (8) onto the detection devices.
16. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Spektraleinrichtung (8) zwischen der Lichtquelle (3) und dem Doku¬ ment (2) angeordnet ist.16. Device (1) according to one of claims 1 to 11, characterized gekennzeich¬ net, that the spectral device (8) between the light source (3) and the document (2) is arranged.
17. Vorrichtung (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwi- schem dem Dokument (2) und den Detektionseinrichtungen (9, 10, 11, 24) eine ab¬ bildende Optik, insbesondere eine Sammellinse (18) oder mindestens eine selbstfo¬ kussierende Linse (7), vorgesehen ist. 17. Device (1) according to claim 16, characterized in that between the document (2) and the detection devices (9, 10, 11, 24) a forming optical system, in particular a converging lens (18) or at least one selbstfo ¬ Kussierende lens (7), is provided.
18. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeich¬ net, dass sie als Mehrfarb-, insbesondere Vierfarb- oder Fünffarb-Zeilensensor aus¬ gebildet ist.18. Device (1) according to one of claims 1 to 17, characterized gekennzeich¬ net, that it is aus¬ formed as a multi-color, in particular four-color or five-color line sensor.
19. Vorrichtung (1) zur Untersuchung von Dokumenten, insbesondere nach ei¬ nem der Ansprüche 1 bis 18, umfassend:19. Device (1) for examining documents, in particular according to ei¬ nem of claims 1 to 18, comprising:
- mindestens eine Lichtquelle (3) zur Beleuchtung eines zu untersuchenden Doku¬ ments (2) mit Licht,at least one light source (3) for illuminating a document (2) to be examined with light,
- mindestens eine Blende (6),at least one diaphragm (6),
- mindestens eine selbstfokussierende Linse (7), und- At least one self-focusing lens (7), and
- mindestens eine Detektionseinrichtungen (9, 10, 11, 24) zur Erfassung von Licht, welches von dem Dokument (2) ausgeht,at least one detection device (9, 10, 11, 24) for detecting light emanating from the document (2),
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
die Blende (6) innerhalb der selbstfokussierenden Linse (7) oder zwischen zwei selbstfokussierenden Linsen (7), insbesondere in ihrer Mitte senkrecht zur optischen Achse, angeordnet ist.the diaphragm (6) is arranged within the self-focusing lens (7) or between two self-focusing lenses (7), in particular at its center perpendicular to the optical axis.
20. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch mindestens eine Spektraleinrichtung (8) zur Zerlegung von Licht in mindestens zwei spektrale Antei¬ le, mindestens zwei Detektionseinrichtungen (9, 10, 11, 24) zur Erfassung von Licht, welches von dem Dokument (2) ausgeht, wobei die Spektraleinrichtung (8) und die Detektionseinrichtungen (9, 10, 11, 24) derart angeordnet sind, dass die Detektion¬ seinrichtungen (9, 10, 11, 24) jeweils nur einen spektralen Anteil des von der Spekt¬ raleinrichtung (8) zerlegten Lichts erfassen können. 20. Device (1) according to claim 19, characterized by at least one spectral device (8) for the decomposition of light into at least two spectral Antei¬ le, at least two detection means (9, 10, 11, 24) for detecting light, which of the Document (2) starts, wherein the spectral device (8) and the detection means (9, 10, 11, 24) are arranged such that the detection devices (9, 10, 11, 24) each only a spectral portion of the of Spekt¬ raleinrichtung (8) decomposed light can detect.
21. Selbstfokussierende Linse (7) zur Verwendung bei der Untersuchung von Dokumenten, insbesondere blattförmigen Wertdokumenten wie Banknoten, Schecks oder dergleichen Prüfung, dadurch gekennzeichnet, dass die selbstfokussierende Linse (7) mindestens eine Blende (6) aufweist.21. Self-focusing lens (7) for use in the examination of documents, in particular sheet-shaped value documents such as banknotes, checks or the like test, characterized in that the self-focusing lens (7) has at least one aperture (6).
22. Selbstfokussierende Linse nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (6) innerhalb der selbstfokussierenden Linse (7) oder zwischen zwei selbstfokussierenden Linsen (J), insbesondere in ihrer Mitte senkrecht zur optischen Achse, angeordnet ist.22. A self-focusing lens according to claim 21, characterized in that the diaphragm (6) is arranged within the self-focusing lens (7) or between two self-focusing lenses (J), in particular at its center perpendicular to the optical axis.
23. Verfahren zur Herstellung einer selbstfokussierenden Linse (7) mit Spalt¬ blende (6), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:23. A method for producing a self-focusing lens (7) with Spalt¬ aperture (6), characterized by the following steps:
- Teilen der selbstfokussierenden Linse (7) in einer Richtung senkrecht zu ihrer opti¬ schen Achse,Dividing the self-focusing lens (7) in a direction perpendicular to its optical axis,
- Anordnen eines Fotoresists (30) auf einer Stirnfläche der Hälften der selbstfokus¬ sierenden Linse (7),Arranging a photoresist (30) on an end face of the halves of the self-focusing lens (7),
- Belichten des Fotoresists (30) durch eine Öffnung (31) hindurch von einer der dem Fotoresist (30) gegenüberliegenden Seite der selbstfokussierenden Linse (7) aus, undExposing the photoresist (30) through an opening (31) from one side of the self-focusing lens (7) opposite the photoresist (30), and
- Zusammenfügen der beiden Teile der selbstfokussierenden Linse (7).- Assembling the two parts of the self-focusing lens (7).
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Fotoresist (30) als Positiv-Fotoresist direkt auf der Stirnfläche der Linsenhälfte aufgebracht wird.24. The method according to claim 23, characterized in that the photoresist (30) is applied as a positive photoresist directly on the end face of the lens half.
25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Fotoresist (30) als Positiv-Fotoresist auf ein separates Substrat aufgebracht und mit dem Sub¬ strat auf der Trennfläche angeordnet wird. 25. The method according to claim 23, characterized in that the photoresist (30) is applied as a positive photoresist on a separate substrate and with the sub¬ strat on the separation surface is arranged.
26. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Fotoresist (30) als Negativ-Fotoresist auf ein separates Substrat aufgebracht, mit dem Substrat auf der Stirnfläche angeordnet und nach dem Belichten als Beschichtungsmaske zur Metallisierung der Stirnfläche verwendet wird.26. The method according to claim 23, characterized in that the photoresist (30) applied as a negative photoresist on a separate substrate, arranged with the substrate on the end face and is used after exposure as a coating mask for metallization of the end face.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschich¬ tungsmaske für die Herstellung einer Vielzahl von Spaltblenden (6) verwendet wird. 27. The method according to claim 26, characterized in that the Beschich¬ tungsmaske for the production of a plurality of slit diaphragm (6) is used.
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