專利名稱：用于光譜分辨地采集有價文件的傳感器裝置和相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于光譜分辨地采集光學(xué)檢測輻射的傳感器裝置，所述檢測輻射由在 預(yù)先給定的傳送方向上傳送通過傳感器裝置的采集區(qū)域的有價文件發(fā)出，且涉及用于采集 有價文件相對于傳感器裝置的采集區(qū)域的運動和/或位置的方法。
背景技術(shù)：
有價文件在本發(fā)明的范圍內(nèi)理解為頁狀物體，所述物體例如代表了貨幣價值或授 權(quán)，且因此應(yīng)該是不可任意由未獲授權(quán)方制造的。因此，有價文件具有不可簡單制造的、特 別不可簡單復(fù)制的作為真實性標(biāo)志而存在的特征，即所述特征的制造通過授權(quán)方進(jìn)行。對 于此有價文件的主要的示例是票證、憑單、支票且特別地是紙幣。由于其價值，有價文件招致明顯的偽造企圖，即導(dǎo)致未經(jīng)許可地制造帶有類似物 理特征的文件。為使得此偽造困難，有價文件通常含有僅很難獲得的和/或僅很少已知的 具有特征性的散射光譜或熒光光譜的顏料和/或熒光物質(zhì)。為檢驗有價文件的真實性或偽 造的存在，可通過傳感器裝置在通過顏料或熒光物質(zhì)的光譜的特征部分采集由有價文件發(fā) 出的光學(xué)輻射且將其與預(yù)先給定的光譜進(jìn)行比較。特別地可機(jī)械地進(jìn)行此類的有價文件驗證，其中有價文件被傳送通過傳感器裝置 的采集區(qū)域。采集區(qū)域在此且在隨后定義為如下區(qū)域，即由此區(qū)域發(fā)出的輻射被傳感器裝 置采集且檢測或測量。在機(jī)械檢驗中必要的是控制所使用的傳感器裝置，使得當(dāng)有價文件 處于采集區(qū)域內(nèi)時所述傳感器裝置采集有價文件的特征。在此機(jī)械檢驗中存在如下問題，即傳感器裝置的檢測特征隨時間或長期運行而可 能改變。特別地，例如可出現(xiàn)光譜向更高或更低的波長的移動，即預(yù)先給定的物質(zhì)的光譜內(nèi) 的譜線可能在相對于與該譜線對應(yīng)的實際波長移動的波長處被檢測到。此特性可能影響對 真實和偽造的有價文件的區(qū)分。此缺點特別地在未識別到或未及早識別到相應(yīng)的移動時加 劇。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是完成一種用于光譜分辨地采集光學(xué)檢測輻射的 傳感器裝置，所述檢測輻射由在預(yù)先給定的傳送方向上傳送通過傳感器裝置的采集區(qū)域的 有價文件發(fā)出，其中可容易地識別傳感器裝置的檢測特征的改變，并且優(yōu)選地，能夠簡單地 至少部分地補償此改變。此外，應(yīng)給出相應(yīng)的方法。此技術(shù)問題通過用于光譜分辨地采集光學(xué)檢測輻射的傳感器裝置解決，所述檢測 輻射由在預(yù)先給定的傳送方向上傳送通過傳感器裝置的采集區(qū)域的有價文件發(fā)出，所述傳 感器裝置包括檢測裝置，所述檢測裝置用于在至少一個預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)光譜 分辨地檢測檢測輻射且給出檢測信號，所述檢測信號描述了被檢測的檢測輻射的至少一個 特征，特別是光譜特征；至少一個參考輻射裝置，所述參考輻射裝置發(fā)出光學(xué)參考輻射，所 述參考輻射至少部分地被耦合到檢測裝置的檢測輻射光程內(nèi)且其具有帶有處于預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)的光譜，特別地帶有至少一個位于預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)的 窄帶，和/或帶有至少一個位于預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)的邊緣，且所述參考輻射裝置 具有輻射源，所述輻射源發(fā)出參考輻射或所述輻射源的輻射用于生成參考輻射，且所述輻 射源作為可用以采集有價文件相對于采集區(qū)域的運動和/或位置的光壘(Lichtschranke) 的或光掃描器(Lichttaster)的發(fā)射器起作用；和控制和分析裝置，所述控制和分析裝置 設(shè)計為接收、分析檢測裝置的檢測信號且取決于分析結(jié)果給出分析信號，且進(jìn)一步設(shè)計為 使用描述參考輻射的特征的檢測信號，以用于進(jìn)行檢驗和/或校正檢測裝置和/或提供修 正數(shù)據(jù)，所述修正數(shù)據(jù)可用于分析描述由有價文件發(fā)出的檢測輻射的至少一個特征的檢測 信號。S卩，傳感器裝置設(shè)置為光譜分辨地采集沿傳送路徑在預(yù)先給定的傳送方向上傳送 的有價文件的光學(xué)特征。實際的采集在此通過如下傳感器裝置進(jìn)行，即所述傳感器裝置設(shè) 計為用于在例如取決于待檢查的有價文件的特征而預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域(其表示了 檢測輻射)內(nèi)光譜分辨地檢測由有價文件發(fā)出的光學(xué)輻射。光譜分辨的采集在此特別地理 解為在連續(xù)的波長范圍內(nèi)進(jìn)行的采集或在多個、優(yōu)選地超過八個波長間隔內(nèi)進(jìn)行的采集。 為生成檢測輻射，例如以照明輻射照亮有價文件，所述照明輻射例如無波長改變地或多或 少地漫射地反射回而作為檢測輻射。然而在有價文件的帶有至少一個熒光特征的相應(yīng)的構(gòu) 造中，有價文件也可以被照明輻射照亮，所述照明輻射激勵有價文件發(fā)出熒光輻射，所述熒 光輻射然后形成檢測輻射。檢測輻射在此沿檢測輻射光程從采集區(qū)域到達(dá)傳感器裝置的導(dǎo)致光譜分解的部 件，光譜成分從所述部件到達(dá)檢測裝置的至少一個接收或檢測元件。采集區(qū)域的位置至少 通過檢測裝置的位置和構(gòu)造給出。傳送路徑和傳送方向除了別的之外通過采集區(qū)域的位 置、使得有價文件應(yīng)無側(cè)向偏轉(zhuǎn)地在采集區(qū)域正前方的區(qū)域內(nèi)進(jìn)入此采集區(qū)域的運送，和 (如果傳感器裝置具有多個軌跡)其位置等得到。如果有價文件沿傳送路徑向傳感器裝置傳送，則檢測裝置可采集來自有價文件的 處于采集區(qū)域內(nèi)的至少一個片段的檢測輻射。參考輻射裝置用于發(fā)出光學(xué)參考輻射，所述參考輻射耦合在檢測裝置的檢測輻射 光程內(nèi)，且因此可由檢測裝置光譜分辨地采集。光學(xué)輻射在此理解為在紫外光、可見光或紅 外光的光譜區(qū)域內(nèi)的輻射。耦合可在檢測輻射光程的仍允許光譜檢測的任何位置進(jìn)行，但 優(yōu)選地耦合的進(jìn)行使得參考輻射來自采集區(qū)域。參考輻射的輻射光程很大程度上通過參考 輻射裝置確定，但也可部分地通過有價文件的位置確定。根據(jù)參考輻射裝置的實施方式且 因此根據(jù)參考輻射光程，耦合可以在在采集區(qū)域內(nèi)沒有有價文件時、或在采集區(qū)域內(nèi)有有 價文件時進(jìn)行。在第一情況中，參考輻射至少部分地直接到達(dá)檢測輻射光程內(nèi)；特別地，參 考輻射光程可直接引導(dǎo)到檢測輻射光程內(nèi)。在第二情況中，可實現(xiàn)參考輻射通過有價文件 的處于采集區(qū)域內(nèi)的片段的散射，使得散射的參考輻射到達(dá)檢測輻射光程內(nèi)。為產(chǎn)生參考輻射，參考輻射裝置具有輻射源，所述輻射源直接發(fā)出參考輻射或所 述放射源的輻射可用于產(chǎn)生參考輻射，例如通過以輻射源的輻射照亮熒光參考材料。因為參考輻射的光譜至少部分地位于檢測裝置的且因此傳感器裝置的光譜檢測 區(qū)域內(nèi)且是預(yù)先給定的或已知的，所以參考輻射可用于檢驗傳感器裝置或檢測裝置的光 學(xué)特征、特別是其光譜特征，校正檢驗傳感器裝置或檢測裝置，和/或提供數(shù)據(jù)、特別是修正數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)在檢查有價文件中分析檢測信號時被使用。為此目的，提供了與檢測裝置通過至少一個信號連接相連接的控制和分析裝置， 所述控制和分析裝置也在采集來自有價文件的光學(xué)檢測輻射時對檢測信號進(jìn)行分析且輸 出相應(yīng)的輸出信號。所述控制和分析裝置可原理上以任何方式構(gòu)成，且特別地包括處理 器，其內(nèi)存儲有計算機(jī)程序的存儲器，所述計算機(jī)程序當(dāng)由處理器執(zhí)行時執(zhí)行了控制和分 析裝置的功能，特定用途集成電路和/或可編程門陣列，特別是現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)， 或這些部件的組合。參考輻射的光譜通過參考輻射裝置的構(gòu)造給出，如在下文中將進(jìn)一步描述?？刂?和分析裝置可直接使用檢測信號，或在轉(zhuǎn)換為表示檢測輻射的特征的數(shù)據(jù)后使用檢測信號。參考輻射裝置的輻射源此外用作可用以采集有價文件相對于采集區(qū)域的運動和/ 或位置且因此用于控制傳感器裝置的、特別是檢測裝置的與控制和分析裝置的相應(yīng)的部件 的光壘或光掃描器的發(fā)射器。輻射源因此完成了雙重功能，即用于產(chǎn)生參考輻射的源或作 為參考輻射源，和光壘或光掃描器的發(fā)射器。光壘在此理解為如下裝置，即所述裝置包括 用于發(fā)出沿光壘輻射光程的光學(xué)輻射的發(fā)射器，用于接收發(fā)射器的沿光壘輻射光程傳播的 輻射且發(fā)出相應(yīng)的接收信號的接收器，和至少一個與接收器連接的分析裝置，所述分析裝 置分析接收器的接收信號以判斷由發(fā)射器發(fā)出的光學(xué)輻射是否沿光壘輻射光程通過物體 被遮擋且未到達(dá)接收器。因此，光壘檢驗輻射光程是否被物體中斷。光壘可設(shè)計為反射光 壘或單向光壘。而光掃描器具有用于發(fā)出沿發(fā)射輻射光程的光學(xué)輻射的發(fā)射器；用于接 收發(fā)射器的來自發(fā)射輻射光程的區(qū)域內(nèi)被物體散射的光學(xué)輻射且用于發(fā)出相應(yīng)的接收器 信號的接收器；和至少一個與接收器連接的分析裝置，所述分析裝置基于接收器信號確定 在發(fā)射輻射光程中是否存在物體且發(fā)出相應(yīng)的信號。通過輻射源的雙重功能，可得到傳感器裝置的簡化結(jié)構(gòu)。上述技術(shù)問題也通過用于采集有價文件相對于傳感器裝置的采集區(qū)域的運動和/ 或位置以用于光譜分辨地采集光學(xué)檢測輻射的方法解決，所述檢測輻射由在預(yù)先給定的傳 送方向上傳送通過傳感器裝置的采集區(qū)域的有價文件發(fā)出，其中所述傳感器裝置包括檢測 裝置，所述檢測裝置用于在至少一個預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)光譜分辨地檢測檢測輻射 且給出檢測信號，所述檢測信號描述了被檢測的檢測輻射的至少一個特征，特別是光譜特 征，在該方法中沿傳送路徑在傳感器裝置的采集區(qū)域內(nèi)在預(yù)先給定的傳送方向上傳送有 價文件；產(chǎn)生光學(xué)輻射，所述光學(xué)輻射至少部分地指向有價文件的傳送路徑，使得所述光學(xué) 輻射適合于采集有價文件相對于采集區(qū)域的運動和/或位置，且所述光學(xué)輻射用于提供參 考輻射，所述參考輻射耦合在檢測裝置的檢測輻射光程內(nèi)且具有帶有位于預(yù)先給定的光譜 檢測區(qū)域內(nèi)的窄帶的光譜和/或具有帶有位于預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)的邊緣的至少 一個光譜；采集來自采集區(qū)域的參考輻射以形成描述了參考輻射特征的檢測信號，且使用 所述檢測信號以進(jìn)行檢驗和/或校正檢測裝置和/或提供在分析描述由有價文件發(fā)出的 檢測輻射的至少一個特征的檢測信號時可使用的修正數(shù)據(jù)；和采集來自傳送路徑的光學(xué)輻 射或來自采集區(qū)域的參考輻射，且將其用于采集有價文件相對于采集區(qū)域的運動和/或位 置，或用于確定有價文件是否和/或何時進(jìn)入采集區(qū)域內(nèi)和/或有價文件是否和/或何時 至少部分地位于采集區(qū)域內(nèi)。
參考輻射的特征以及一般地檢測輻射的特征在本發(fā)明的范圍內(nèi)理解為通過至少 一個數(shù)值可表示的特征。檢驗在此理解為，一方面，確定對應(yīng)于參考輻射的所采集的特征的值是否在預(yù)先 給定的公差間隔內(nèi)。根據(jù)確定的結(jié)果可生成相應(yīng)的信號。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，檢驗的概念 另一方面也理解為標(biāo)定。標(biāo)定理解為在預(yù)先給定的條件下，確定在對應(yīng)于參考輻射的所采 集的特征的值和參考輻射的特征的預(yù)先給定的、優(yōu)選地已知的值之間的關(guān)系或偏差，且存 儲表示偏差或關(guān)系的數(shù)據(jù)。校正，亦或校準(zhǔn)理解為傳感器裝置的改變，通過該改變盡可能降低在對應(yīng)于所采 集的參考輻射的特征的值和參考輻射的特征的預(yù)先給定的、優(yōu)選地已知的值之間的偏差。但檢測輻射的所采集的特征也可以在傳感器裝置的校正的意義上用于在分析檢 測信號時執(zhí)行修正。為此，在該方法中從參考輻射的檢測信號中確定數(shù)據(jù)，在下文中所述數(shù) 據(jù)也稱為修正數(shù)據(jù)，將所述修正數(shù)據(jù)存儲在例如控制和分析裝置內(nèi)的存儲器內(nèi)，且隨后在 檢驗有價文件時在分析檢測信號時使用所述修正數(shù)據(jù)。從參考輻射的檢測信號中確定數(shù)據(jù) 可通過相應(yīng)地為此設(shè)計的控制和分析裝置進(jìn)行。通過使用特別地窄帶參考輻射或使用帶有光譜內(nèi)的邊緣的參考輻射，可容易地識 別傳感器裝置的檢測特征的改變。光壘或光掃描器還必須具有用于輻射源的輻射的接收器。為此給出了不同的選 擇。根據(jù)第一替代，對于光壘或光掃描器使用不是參考輻射的光學(xué)輻射。此外，傳感器裝置 作為光壘或光掃描器的接收器可具有至少一個不屬于檢測裝置的檢測元件，以用于將輻射 源的輻射轉(zhuǎn)換為電接收信號，所述檢測元件不接收檢測輻射。這實現(xiàn)了僅當(dāng)實際上有價文 件處于采集區(qū)域時才接通檢測裝置。在此替代中，參考輻射原理上可任意地被耦合到檢測 輻射光程內(nèi)，而優(yōu)選地取決于有價文件相對于采集區(qū)域的位置進(jìn)行檢測輻射到檢測輻射光 程內(nèi)的耦合。這提供了如下優(yōu)點，即來自采集區(qū)域的參考輻射可被耦合到檢測輻射光程內(nèi)， 使得對于檢測裝置的檢驗使用的關(guān)系對應(yīng)于實際采集有價文件的特征時的關(guān)系。在另一個替代中，對于光壘或光掃描器使用參考輻射作為輻射。在第一優(yōu)選實施 方式中，傳感器裝置作為光壘或光掃描器的接收器可具有至少一個不屬于檢測裝置的檢測 元件，以用于將輻射源的輻射轉(zhuǎn)換為電接收信號，所述檢測元件不接收檢測輻射。在此實施 方式中，檢測輻射到檢測輻射光程內(nèi)的耦合特別也可取決于有價文件相對于采集區(qū)域的位 置進(jìn)行，但這不是絕對必須的。S卩，在該方法中為了采集有價文件相對于采集區(qū)域的運動和/或位置，或用于確 定有價文件是否和/或何時進(jìn)入采集區(qū)域內(nèi)和/或有價文件是否和/或何時至少部分地位 于采集區(qū)域內(nèi)，可以使用不屬于檢測裝置的、不接收檢測輻射的檢測元件，用于將光學(xué)輻射 或參考輻射轉(zhuǎn)換為電接收信號，從所述接收信號可確定有價文件的位置或運動，且在該方 法中，從所述接收信號確定有價文件是否和/或何時進(jìn)入采集區(qū)域內(nèi)和/或有價文件是否 和/或何時至少部分地位于采集區(qū)域內(nèi)。在該另一個替代的第二實施方式中，在傳感器裝置內(nèi)檢測裝置的至少一個部分用 作光壘或光掃描器的接收器。這允許將檢測元件的數(shù)量保持為很低。在此情況中，特別地， 控制和分析裝置可進(jìn)一步設(shè)計為使得其從作為接收信號的、檢測裝置的檢測信號中確定有 價文件是否和/或何時進(jìn)入采集區(qū)域內(nèi)和/或有價文件是否和/或何時至少部分地位于采集區(qū)域內(nèi)。在該方法中，相應(yīng)地可取決于有價文件相對于采集區(qū)域的位置至少部分地將參考 輻射耦合到檢測輻射光程內(nèi)。為檢測有價文件相對于檢測區(qū)域的運動和/或位置，從描述 了參考輻射的特征的檢測裝置的檢測信號中可確定有價文件是否和/或何時進(jìn)入采集區(qū) 域內(nèi)和/或有價文件是否和/或何時至少部分地位于采集區(qū)域內(nèi)。特別地，參考輻射可至少部分地定向于有價文件的傳送路徑，使得參考輻射適合 于檢測有價文件相對于采集區(qū)域的運動和/或位置。然后，可在采集參考輻射的特征前和 /或為隨后采集有價文件的光譜特征，檢測通過參考輻射形成的輻射，且將其用于采集有價 文件相對于采集區(qū)域的運動和/或位置。在所有替代中，可特別地將傳送路徑與傳感器裝置相關(guān)聯(lián)，所述傳送路徑提供為 用于將有價文件沿傳送方向傳送到采集區(qū)域內(nèi)，且在傳送路徑方向上發(fā)出優(yōu)選地作為參考 輻射的光學(xué)輻射。輻射源可在傳送路徑的方向上發(fā)出其輻射，優(yōu)選地發(fā)出參考輻射。這允 許了光壘或光掃描器的特別地簡單的結(jié)構(gòu)。如果在傳感器裝置中將參考輻射裝置設(shè)計為使得參考輻射光譜在光譜檢測區(qū)域 內(nèi)的帶寬小于5nm，則實現(xiàn)了檢測裝置的特別嚴(yán)格的檢驗或標(biāo)定或檢測信號的嚴(yán)格的分析。 相應(yīng)地，在該方法中優(yōu)選地使用在其光譜中在光譜檢測區(qū)域內(nèi)的帶寬小于5nm的參考輻 射。帶寬在此是半最大值全帶寬("full width at half maximum"FffHM) 0作為參考輻射裝置，原理上可使用任何發(fā)出帶有要求的光譜的光學(xué)輻射的裝置。因此，參考輻射例如可通過如下方式形成，即使用光學(xué)輻射采集熒光試樣，以激勵 發(fā)出具有熒光輻射形式的參考輻射。為此，參考輻射裝置可具有熒光試樣，所述熒光試樣可 通過輻射源的光學(xué)輻射激勵以發(fā)出具有熒光輻射形式的參考輻射。此實施方式具有如下的 優(yōu)點，即不需要對輻射源提出高的要求。但優(yōu)選地，參考輻射裝置的輻射源可直接用作發(fā)出參考輻射的參考輻射源，所述 參考輻射必要時在濾波后具有帶有位于預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)的窄帶的光譜，和/或 具有至少一個帶有位于預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)的邊緣的光譜。通過直接在參考輻射源 內(nèi)生成參考輻射，可實現(xiàn)在很長壽命期中穩(wěn)定地生成具有已知特征的參考輻射，這在使用 熒光物質(zhì)的熒光輻射作為參考輻射時不一定是這樣。也不必?fù)?dān)心熒光試樣的污染。例如， 參考輻射裝置可以具有參考輻射源，優(yōu)選地為發(fā)光二極管或激光二極管和布置在其后的窄 帶濾波器以生成窄帶參考輻射。在方法中，相應(yīng)地可生成其光譜至少部分地位于光譜檢測 區(qū)域內(nèi)的光學(xué)輻射，且將所產(chǎn)生的輻射窄帶濾波以形成參考輻射。進(jìn)一步地，在將輻射源用作參考輻射的源的傳感器裝置中，作為參考輻射的源可 包括溫度穩(wěn)定的邊緣發(fā)射的激光二極管，或帶有波長選擇性光學(xué)諧振器、特別地帶有高品 質(zhì)的諧振器的邊緣發(fā)射的激光二極管。在方法中，可由至少一個溫度穩(wěn)定的邊緣發(fā)射的激 光二極管，或帶有波長選擇性光學(xué)諧振器、特別地帶有高品質(zhì)的諧振器的邊緣發(fā)射的激光 二極管發(fā)出參考輻射。基本上已知相應(yīng)的裝置。相應(yīng)的裝置在專利申請DE 102005040821 Al中描述。在使用諧振器時，諧振器具有對應(yīng)于參考輻射的希望的波長的特征頻率。為降低溫度影響，作為參考輻射的輻射源也可替代地使用帶有“分布反饋”的激光 二極管，即所謂的DFR激光二極管，或帶有“分布布拉格反射器”的激光二極管，即所謂的 DBR激光二極管，所述激光二極管為在此所力求的目的不必帶有溫度穩(wěn)定。
而更簡單的替代在于，在傳感器裝置中將輻射源用作參考輻射的源，且所述輻射 源包括至少一個表面發(fā)射的激光二極管。在方法中，參考輻射優(yōu)選地通過至少一個表面發(fā) 射的激光二極管生成。該激光二極管的使用提供了同樣更多的優(yōu)點。因此，該激光二極管 具有非常窄帶的發(fā)射光譜，使得優(yōu)選地在參考輻射裝置和檢測裝置之間不需要限制參考輻 射的光譜帶寬的濾波器或參考物質(zhì)。此外，帶的位置與其他類型的激光二極管相比對于溫 度影響不敏感，使得無需溫度穩(wěn)定。此外，由表面發(fā)射激光二極管發(fā)出的輻射不很發(fā)散。這 具有如下優(yōu)點，即在傳感器裝置中優(yōu)選地在輻射光程中表面發(fā)射的激光二極管后直至檢測 裝置，不需要且不提供用于生成參考輻射的聚焦的光學(xué)元件或熒光物質(zhì)。原理上可使用所采集的參考輻射的任意特征。然而特別地，為采集光譜優(yōu)選的是 確定參考輻射的光譜特征作為參考輻射的特征，且在檢驗或校正或分析時使用。為此，控制 和分析裝置此外可進(jìn)一步設(shè)計為，確定參考輻射的光譜特征作為參考輻射的特征，且在檢 驗或校正或確定用于分析的數(shù)據(jù)時使用。特別地，其可確定，描述了參考輻射的光譜特征的 檢測信號在預(yù)先給定的公差范圍內(nèi)是否符合如通過參考輻射裝置決定的且必要時無關(guān)地 確定的已知的或預(yù)先給定的相應(yīng)的參考輻射的特征。作為光譜特征，可特別地使用預(yù)先給 定的波長區(qū)域上在帶或邊緣周圍確定的光譜的最大值的位置或重心。替代地或組合地，也可確定參考輻射的強(qiáng)度作為參考輻射的特征，且在檢驗或校 正或確定用于分析的數(shù)據(jù)時使用。在傳感器裝置內(nèi)可為此將控制和分析裝置進(jìn)一步設(shè)計為 確定參考輻射的強(qiáng)度作為參考輻射的特征，且在檢驗或校正或分析時使用。以此方式，例如 也可確定檢測裝置的靈敏度，因為在分析光譜特征時，不需要一定使用光譜檢測區(qū)域內(nèi)的 絕對強(qiáng)度值。特別地如果希望校正，則在傳感器裝置中可具有攝譜裝置(spektrographische Einrichtung)，所述攝譜裝置帶有檢測元件場和將檢測輻射空間地分解為落到檢測元件場 上的光譜成分的空間分散裝置，且傳感器裝置可進(jìn)一步具有至少一個可由控制和分析裝置 控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)與可運動地支承的檢測元件場機(jī)械聯(lián)接，或與攝譜裝置的 至少部分地確定光譜成分在檢測元件場上的位置的至少一個可運動地支承的光學(xué)元件機(jī) 械聯(lián)接，特別地與空間分散裝置或入口狹縫機(jī)械聯(lián)接。控制和分析裝置為此設(shè)計為取決于 檢測信號對于耦合的參考輻射控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使得降低參考輻射的光譜成分在檢測元件場 上的位置與預(yù)先給定的位置的偏差。檢測裝置的特征可取決于一系列因素。例如，在方法中可采集檢測裝置的至少一 個部分的溫度，和/或用于生成參考輻射的參考輻射裝置的至少一個部分的溫度，和/或與 檢測裝置和/或參考輻射裝置連接的溫度補償元件的溫度，且在檢驗或校正或確定用于分 析的數(shù)據(jù)時使用。傳感器裝置可為此具有通過信號連接與控制和分析裝置連接的至少一個 溫度傳感器，以用于采集檢測裝置的至少一個部分的溫度，和/或參考輻射裝置的至少一 個部分的溫度，和/或與檢測裝置和/或參考輻射裝置連接的溫度補償元件的溫度；控制和 分析裝置可此外設(shè)計為在檢驗或校正或確定用于分析的數(shù)據(jù)時也使用所采集的溫度。以此 方式可實現(xiàn)對傳感器裝置的不同影響的分離。但溫度影響不僅在檢測裝置中出現(xiàn)。在許多實施方式中，傳感器裝置可包括照明 裝置，所述照明裝置為采集由有價文件發(fā)出的例如熒光輻射的檢測輻射的光譜特征將光學(xué) 輻射發(fā)出到采集區(qū)域內(nèi)在位于其內(nèi)的有價文件上，因此給出檢測輻射。然后可采集用于照亮采集區(qū)域的照明裝置的至少一個部分的溫度，和/或與之連接的溫度補償元件的溫度， 且將其在驗證或校正或確定用于分析的數(shù)據(jù)時使用。傳感器裝置因而可具有用于照亮采集 區(qū)域的至少一個部分的照明裝置和通過信號連接與控制和分析裝置連接的至少一個溫度 傳感器，以采集照明輻射裝置的至少一個部分的溫度，和/或與之連接的溫度補償元件的 溫度；控制和分析裝置可另外為此設(shè)計為在驗證或校正或分析時使用所采集的溫度。以此 方式，也可考慮照明裝置的影響，但其中在此所述影響不可通過使用參考輻射和檢測輻射 時的測量來確定。本發(fā)明原理上可用于前述類型的任何傳感器裝置。但優(yōu)選地，將具有其帶寬小于 400nm的光譜檢測區(qū)域的檢測裝置作為檢測裝置使用。相應(yīng)地，在傳感器裝置中，檢測裝置 可設(shè)計為使得光譜檢測區(qū)域具有小于400nm的帶寬。為分解為光譜成分，檢測裝置可具有任意的、特別地也已知的裝置或元件。特別 地，檢測裝置可例如具有在預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)衍射的分散元件。此元件的示例是 光柵，也特別地是成像光柵。替代地或補充地，檢測裝置例如可具有在預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)折射的分散 元件。此元件的示例是合適的棱鏡。檢測裝置原理上可具有用于采集由分散元件光譜地分解的光譜成分的任意接收 或檢測元件，只要所述接收或檢測元件在必要的光譜區(qū)域內(nèi)是敏感的。優(yōu)選地，為檢測檢 測輻射的光譜成分和耦合到檢測輻射光程內(nèi)的參考輻射的光譜成分或相應(yīng)的光譜成分，使 用位置分辨的CMOS場、NMOS場或CCD場。傳感器裝置可相應(yīng)地具有位置分辨的CMOS場、 NMOS場或CCD場，以檢測檢測輻射的光譜成分和耦合到檢測輻射光程內(nèi)的參考輻射的光譜 成分。所述場可簡單且廉價地得到。因為在CCD場中單個的檢測元件被相繼地讀取，所以特別地對于快速檢測，有利 的是檢測裝置具有其信號可被相互獨立地、優(yōu)選并行讀取的單個檢測元件的布置。在方 法中，相應(yīng)地為檢測檢測輻射和參考輻射及其光譜成分，使用其信號被相互獨立、優(yōu)選并 行讀取的單個檢測元件的布置。此實施方式不僅允許快速讀取，而且允許根據(jù)希望的光 譜敏感度匹配單個檢測元件的尺寸和特征。與之相關(guān)的可能性例如在申請人的申請WO 2006/010537 Al中描述，其內(nèi)容通過引用合并到本描述中。參考輻射裝置可設(shè)計且布置為使得參考輻射取決于有價文件相對于采集區(qū)域的 位置被耦合到檢測輻射光程中。為此特別地可構(gòu)思兩個可能性。一方面，可通過參考輻射 裝置的相應(yīng)的設(shè)計和布置，將參考輻射-或在偏轉(zhuǎn)后-從采集區(qū)域耦合到檢測輻射光程中， 即如同在檢查有價文件時將正常的檢測輻射耦合到檢測輻射光程中。如果有價文件處于采 集區(qū)域內(nèi)，則有價文件遮擋了參考輻射，且參考輻射不能被耦合到檢測輻射光程中。為此， 例如可將參考輻射的源在采集區(qū)域內(nèi)相對于有價文件與檢測裝置相對地布置。但也可以將 參考輻射的源在采集區(qū)域內(nèi)相對于有價文件布置在與檢測裝置相同側(cè)，且具有布置在對置 側(cè)上的將參考輻射在檢測輻射方向上偏轉(zhuǎn)的光學(xué)元件。此替代的優(yōu)點是參考輻射可直接使 用。另一方面，可將參考輻射裝置設(shè)計且布置為使參考輻射照亮位于采集區(qū)域內(nèi)的有 價文件，且使從被照亮的區(qū)域發(fā)出的輻射，即被有價文件散射或反射的參考輻射耦合到檢 測輻射光程中。如果由于位置原因傳感器裝置應(yīng)僅布置在傳送路徑的一側(cè)上，則可使用此替代。所述替代的優(yōu)點是，參考輻射實際上具有與檢測輻射相同的光程，且因此采集了 檢測裝置的可能的干擾源的大部分。此外，傳感器裝置的控制和分析裝置可分析檢測信號，使得在確定參考輻射的至 少一個特征之前和/或之后進(jìn)行有價文件相對于采集區(qū)域的運動和/或位置的檢測。光壘 或光掃描器因此可用于控制檢驗或傳感器裝置的校正或用于分析的數(shù)據(jù)的確定。特別地， 方法可構(gòu)造為在每次識別到有價文件接近采集區(qū)域或進(jìn)入采集區(qū)域內(nèi)后進(jìn)行檢驗和/或 校正和/或確定用于分析的數(shù)據(jù)。因此，可與直接相繼檢驗的有價文件的數(shù)量無關(guān)地高質(zhì) 量地檢驗每個有價文件。但光壘或光掃描器也可特別地用于控制光譜特征的采集。因此，可取決于有價文件的所采集的位置或運動，在至少一個預(yù)先給定的時間段 和/或取決于檢測信號將參考輻射的強(qiáng)度斷開或降低且然后再次接通或提高。在傳感器裝 置中，為此控制和分析裝置可進(jìn)一步設(shè)計為取決于有價文件的所采集的位置或運動，在至 少一個預(yù)先給定的時間段和/或取決于檢測裝置的檢測信號將參考輻射裝置接通為處于 靜止?fàn)顟B(tài)，且然后再次接通為處于運行狀態(tài)。靜止?fàn)顟B(tài)在此理解為照明裝置的如下狀態(tài)，即 其中不給出或給出強(qiáng)度降低的光學(xué)照明輻射。特別地，優(yōu)選地取決于傳送速度在預(yù)先確定 的時間間隔后進(jìn)行到靜止?fàn)顟B(tài)的接通；所述時間間隔可選擇為使得不干擾對于有價文件的 光譜特征的隨后檢測。進(jìn)一步地，在識別到有價文件進(jìn)入采集區(qū)域內(nèi)后預(yù)先給定的時間間隔后，優(yōu)選地 為照亮采集區(qū)域內(nèi)的有價文件，可生成在預(yù)先給定的光譜照明區(qū)域內(nèi)帶有預(yù)先給定的最小 強(qiáng)度的光學(xué)照明輻射且將其輻射到采集區(qū)域內(nèi)，且優(yōu)選地在有價文件從采集區(qū)域離開時， 斷開光學(xué)照明輻射或降低其強(qiáng)度。在傳感器裝置中，為此將控制和分析裝置設(shè)計為，使得在 識別到有價文件進(jìn)入采集區(qū)域后預(yù)先給定的時間間隔后將照明裝置接通為處于運行狀態(tài)， 以使用預(yù)先給定的光譜照明區(qū)域內(nèi)的光學(xué)照明輻射照亮采集區(qū)域內(nèi)的有價文件，且優(yōu)選地 在有價文件從采集區(qū)域離開時將照明裝置接通為處于靜止?fàn)顟B(tài)。預(yù)先給定的時間間隔例如 可選擇為使得在所述時間間隔期間可進(jìn)行參考輻射的特征的采集，和/或在所述時間間隔 過去之后可使用傳感器裝置采集有價文件的預(yù)先給定的區(qū)域。至少在第二情況中，所述時 間間隔的持續(xù)時間取決于傳送速度選擇。


將在下文中根據(jù)附圖進(jìn)一步示例地解釋本發(fā)明。各圖為圖1示出了紙幣分類設(shè)備的示意圖，圖2示出了圖1中示出的紙幣分類設(shè)備的傳感器裝置的示意性圖示，圖中示出了 傳送裝置的部分，圖3示出了圖2中示出的傳感器裝置的檢測裝置的示意示，圖4示出了根據(jù)第二實施方式的紙幣分類設(shè)備的傳感器裝置的示意性圖示，圖中 示出了傳送裝置的部分，圖5示出了根據(jù)第三實施方式的紙幣分類設(shè)備的傳感器裝置的示意性圖示，圖中 示出了傳送裝置的部分，
圖6示出了根據(jù)第四實施方式的紙幣分類設(shè)備的傳感器裝置的檢測裝置的示意 性圖示，圖7示出了根據(jù)第五實施方式的紙幣分類設(shè)備的傳感器裝置的檢測裝置的示意 性圖示，圖8示出了根據(jù)第六實施方式的紙幣分類設(shè)備的傳感器裝置的示意性圖示，圖9示出了根據(jù)第七實施方式的紙幣分類設(shè)備的傳感器裝置的示意性圖示，圖中 示出了傳送裝置的部分，和圖10示出了根據(jù)另外的實施方式的紙幣分類設(shè)備的傳感器裝置的示意性圖示， 圖中示出了傳送裝置的部分。
具體實施例方式圖1中示出的包括用于光學(xué)檢查例如紙幣的有價文件12的設(shè)備的有價文件處理 設(shè)備10具有用于輸入待處理的有價文件12的輸入盒14，可抓住輸入盒14內(nèi)的有價文件 12的分離器16，帶有轉(zhuǎn)轍器20的傳送裝置18，和沿通過傳送裝置18給出的傳送路徑22 的布置在轉(zhuǎn)轍器20前方的用于檢查有價文件的設(shè)備24，以及轉(zhuǎn)轍器22后方的用于識別為 真實有價文件的第一輸出盒26和用于識別為非真實有價文件的第二輸出盒觀。中央控制 和輸出裝置30至少與檢查設(shè)備M和轉(zhuǎn)轍器20通過信號連接來連接，且用于控制檢查設(shè)備 24，分析檢查設(shè)備M的檢驗信號以及取決于檢驗信號的分析結(jié)果控制至少轉(zhuǎn)轍器20。檢查設(shè)備M與控制和分析裝置30連接，用于采集有價文件12的光學(xué)特征且形成 描述此特征的檢驗信號。在有價文件12以預(yù)先給定的傳送速度在通過傳送路徑22預(yù)先給定的傳送方向T 上被傳送通過期間，檢查設(shè)備M采集有價文件的光學(xué)特征，其中形成相應(yīng)的檢驗信號。在對檢查設(shè)備M的檢驗信號分析時，中央控制和輸出裝置30根據(jù)檢驗信號的預(yù) 先給定的真實性標(biāo)準(zhǔn)從檢驗信號確定有價文件被識別為真實還是非真實有價文件。中央控制和分析裝置30為此特別地除具有用于傳感器的相應(yīng)的接口位置外還具 有處理器32和與處理器32連接的存儲器34，在所述存儲器34內(nèi)存儲至少一個帶有程序代 碼的計算機(jī)程序，所述程序代碼在由處理器32執(zhí)行時控制所述設(shè)備以及分析檢驗信號，且 根據(jù)分析控制傳送裝置18。特別地，中央控制和分析裝置30，嚴(yán)格地講，其內(nèi)的處理器32，可檢驗真實性標(biāo) 準(zhǔn)，在所述真實性標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)例如含有用于視作真實的有價文件的參考數(shù)據(jù)，所述參考數(shù)據(jù)被 預(yù)先給定且存儲在存儲器34內(nèi)。取決于所確定的真實性或非真實性，中央控制和分析裝置 30，特別是其內(nèi)的處理器32控制傳送裝置18，嚴(yán)格地講控制轉(zhuǎn)轍器20，使得有價文件12根 據(jù)其所確定的真實性被傳送，以存儲在用于識別為真實的有價文件的第一輸出盒26內(nèi)，或 存儲在用于識別為非真實的有價文件的第二輸出盒觀內(nèi)。檢查設(shè)備M包括用于光譜分辨地采集從在預(yù)先給定的傳送方向T上傳送的有價 文件12發(fā)出的光學(xué)檢測輻射的傳感器裝置。在示例中，檢測輻射是光譜的不可見光區(qū)域內(nèi) 的熒光輻射。在下文中，以附圖標(biāo)號對標(biāo)出的傳感器裝置M在圖2中更詳細(xì)圖示。傳感器裝 置M包括照明裝置36，以照亮傳送路徑22內(nèi)的平的采集區(qū)域38的至少部分，在傳送路徑22上的待檢查的有價文件12到達(dá)所述采集區(qū)域38內(nèi)，傳感器裝置M還包括檢測裝置40。 特別地用于控制照明裝置36的控制裝置和特別地用于處理且分析檢測裝置40的檢測信號 的分析裝置被綜合在例如為可編程數(shù)據(jù)處理裝置的控制和分析裝置42內(nèi)，所述控制和分 析裝置42在此示例中包括未示出的處理器和未示出的存儲器，在所述存儲器內(nèi)存儲了由 處理器可執(zhí)行的程序，以控制照明裝置36且分析檢測裝置40的檢測信號。控制和分析裝 置42通過信號連接與中央控制和分析裝置30連接。此外提供了具有發(fā)射器46和接收器48的光掃描器44，所述光掃描器44與控制和 分析裝置42連接，以控制發(fā)射器46以及分析接收器48的信號。在另外的實施例中，對接 收器信號的分析也可通過其輸出與控制和分析裝置42連接的分開的光掃描器控制裝置進(jìn) 行。照明裝置36用于以在此示例中在紅外光內(nèi)的預(yù)先給定的波長區(qū)域內(nèi)的光學(xué)輻射 照亮采集區(qū)域，且為此具有相同設(shè)計的表面反光激光二極管(“垂直腔體表面發(fā)射激光二極 管”VCSEL)的場作為照明輻射源，它們在此示例中同樣地由控制和分析裝置42通過相應(yīng)的 信號連接控制。從這些激光二極管發(fā)出的輻射在下文中稱為照明輻射，所述照明輻射由未 示出的照明裝置36的集束光學(xué)器件(strahlbtodelnden Optik)匯集為平行的輻射束。為照亮采集區(qū)域38，照明輻射通過檢測裝置40的偏轉(zhuǎn)元件50，例如對于照明輻射 具有反射性的雙色輻射零件(dichrotischen Strahlteiler)，向聚焦光學(xué)器件52偏轉(zhuǎn)，所 述聚焦光學(xué)器件52將照明輻射聚焦在采集區(qū)域38上。如果有價文件12位于采集區(qū)域38 內(nèi)，則以相應(yīng)的照明模式照亮位于采集區(qū)域內(nèi)的片段。通過照明激勵的光學(xué)輻射在此由所述片段發(fā)出且作為檢測輻射到達(dá)檢測裝置40 的檢測輻射光程內(nèi)，在有價文件12為真實有價文件時，所述光學(xué)輻射具有在由有價文件的 類型或存在于有價文件內(nèi)的發(fā)光體預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)的熒光輻射的形式。在圖3中對于實施例更詳細(xì)圖示的檢測裝置40用于光譜分辨地檢測在至少一 個預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)的檢測輻射，且發(fā)出描述被檢測的檢測輻射的至少一個 特征、特別是光譜特征的檢測信號。此檢測裝置更詳細(xì)地在本發(fā)明人的官方文件號為 102006017256的德國專利申請中描述，其內(nèi)容因此通過引用合并在此描述中。在此實施例中，檢測裝置40為此包括檢測光學(xué)器件M以及攝譜裝置56，所述攝譜 裝置56帶有采集裝置58以光譜分辨地采集由攝譜裝置生成的光譜成分。檢測光學(xué)器件M沿檢測輻射光程首先具有聚焦光學(xué)器件52，所述聚焦光學(xué)器件 52向無限遠(yuǎn)處形成了采集區(qū)域，即來自采集區(qū)域38的檢測輻射被轉(zhuǎn)化為平行輻射束，且檢 測光學(xué)器件M具有對于在預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)的輻射來說是透明的選擇性通過的 偏轉(zhuǎn)元件50。檢測光學(xué)器件M進(jìn)一步包括用于將平行檢測輻射聚焦到攝譜裝置56的入口 開口或入口狹縫上的聚光光學(xué)器件60。在聚光光學(xué)器件60和攝譜裝置56之間選擇地布置 了濾波器62，以從檢測輻射光程中濾除不希望的光譜成分，特別地濾除處于照明輻射的波 長區(qū)域內(nèi)的光譜成分；以及布置了偏轉(zhuǎn)元件64，在示例中偏轉(zhuǎn)元件64是反射鏡，以將檢測 輻射偏轉(zhuǎn)預(yù)先給定的角度，例如偏轉(zhuǎn)90度。 攝譜裝置56具有入口擋板66，所述入口擋板66在實施例中帶有狹縫形擋板開口， 所述狹縫形擋板開口形成了入口狹縫且其縱向延展至少近似垂直于通過檢測輻射光程限 定的平面延伸。
通過擋板開口進(jìn)入的檢測輻射通過例如攝譜裝置56的無色準(zhǔn)直和聚焦光學(xué)器件 68被集束為平行束。準(zhǔn)直和聚焦光學(xué)器件68以及另外的光學(xué)器件也在附圖中僅符號地作 為透鏡圖示，但它實際上通常構(gòu)造為透鏡組合?！霸摴鈱W(xué)器件是無色的”理解為它在攝譜裝 置56工作的波長區(qū)域內(nèi)相對于彩色偏差被修正。相應(yīng)的修正在另外的波長區(qū)域內(nèi)是不需 要的。入口擋板66和準(zhǔn)直和聚焦光學(xué)器件68布置為使得擋板開口至少很好近似地位于準(zhǔn) 直和聚焦光學(xué)器件68的入口擋板側(cè)的焦平面內(nèi)。攝譜裝置56進(jìn)一步具有空間色散的裝置70，例如光學(xué)反射光柵，其將入射的檢測 輻射即來自采集區(qū)域的光學(xué)輻射分解為至少部分地在光譜上分開的根據(jù)波長在不同方向 上傳播的光譜成分。攝譜裝置56的采集裝置58具有檢測設(shè)備72，所述檢測設(shè)備72用于在至少一個空 間方向上位置分辨地檢測光譜成分。在檢測時，將由檢測設(shè)備形成的檢測信號提供到控制 和分析裝置42，控制和分析裝置42采集所述檢測信號且基于檢測信號將采集的光譜與預(yù) 先給定的光譜進(jìn)行比較?？刂坪头治鲅b置42與控制裝置10連接，以通過相應(yīng)的信號向控 制裝置10傳輸比較的結(jié)果。空間色散裝置70在本示例中是帶有直線結(jié)構(gòu)的反射光柵，其直線平行于通過擋 板開口的縱向方向的平面和準(zhǔn)直和聚焦光學(xué)器件68的光學(xué)軸線延伸。直線間隔選擇為使 得檢測輻射在預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)，例如在紅外區(qū)域內(nèi)可被光譜分解。色散裝置70 為此調(diào)整為使得分開的光譜成分，例如第一階衍射，通過準(zhǔn)直和聚焦光學(xué)器件68聚焦到采 集裝置58上嚴(yán)格地說是聚焦到檢測設(shè)備72上。檢測設(shè)備72具有用于光譜成分的檢測元件74的行形布置，所述行形布置至少近 似地平行于光譜成分的空間分解的方向定向，即在此平行于通過光譜成分張成的面-在此 情況中嚴(yán)格地為平面-定向。因而，光譜成分通過準(zhǔn)直和聚焦光學(xué)器件68成像到檢測設(shè)備 72上。行形布置的檢測元件74設(shè)計為使其信號相互獨立地可讀取，優(yōu)選地平行地可讀 取。為實現(xiàn)盡可能緊湊的結(jié)構(gòu)，一方面色散裝置70相對于檢測設(shè)備72以及在準(zhǔn)直和 聚焦光學(xué)器件68和色散裝置70之間入射的檢測輻射的方向在兩個方向上傾斜。因為在實 施例中在準(zhǔn)直和聚焦光學(xué)器件68和色散裝置70之間的檢測輻射方向平行于準(zhǔn)直和聚焦光 學(xué)器件68的光學(xué)軸線延伸，所以首先平的反射光柵70且因此其直線結(jié)構(gòu)相對于準(zhǔn)直和聚 焦光學(xué)器件68的光學(xué)軸線0在檢測輻射光程的平面內(nèi)傾斜。因此，至少在色散裝置70和 準(zhǔn)直和聚焦光學(xué)器件68之間的區(qū)域內(nèi)，通過光譜成分生成的面，例如平面，相對于檢測輻 射的方向以及準(zhǔn)直和聚焦光學(xué)器件的光學(xué)軸線傾斜角度α。特別地，平的反射光柵70的法 線在檢測輻射光程的平面內(nèi)相對于準(zhǔn)直和聚焦光學(xué)器件68的光學(xué)軸線0傾斜角度α (見 圖3)。其次，色散裝置70，嚴(yán)格地講鏡面(spekulare)反射的入射狹縫，即在此為反射光柵 70的直線結(jié)構(gòu)的平面的法線相對于在準(zhǔn)直和聚焦光學(xué)器件68和色散裝置70之間的檢測輻 射的方向以及光學(xué)軸線0傾斜一角度，使得第一階衍射落在檢測設(shè)備72上。另一方面，檢測設(shè)備的檢測元件74的行至少近似地布置在帶有入口擋板66的擋 板開口的平面內(nèi)，且在與通過光譜成分的傳播方向限定的平面正交的方向上與擋板開口間 隔開地-在圖3中在擋板開口之上-布置。在圖3中，為清晰起見，入口擋板66和檢測元件74的接收面平行于準(zhǔn)直和聚焦光學(xué)器件68的焦平面相互間隔開地示出，但實際上它們 基本上處于共同的平面內(nèi)。在平行于檢測元件74的行的方向上觀察時，擋板開口大致位于 行的中間。在檢測時，從有價文件12上的一個點在采集區(qū)域38內(nèi)發(fā)出的檢測輻射沿檢測輻 射光程通過聚焦光學(xué)器件52被集束為平行束，所述平行束通過雙色輻射零件進(jìn)入，且由聚 光光學(xué)器件60在入口擋板66上成像。所述檢測輻射沿檢測輻射光程通過準(zhǔn)直和聚焦光學(xué) 器件68在空間色散裝置70上成像在無窮遠(yuǎn)處，所述空間色散裝置70將投射在其上的輻射 分解為光譜成分。第一階衍射的光譜成分再次通過準(zhǔn)直和聚焦光學(xué)器件68在檢測設(shè)備72 上成像，其中每個檢測元件74對應(yīng)于一個波長或波長區(qū)域。對應(yīng)于檢測元件的檢測信號特 別地描述了所接收的光譜成分的強(qiáng)度和功率。檢測裝置40向控制和分析裝置42給出對應(yīng) 于檢測輻射的光譜特征的檢測信號。檢測信號由控制和分析裝置42接收和分析。光掃描器44具有表面發(fā)射激光二極管形式的輻射源作為發(fā)射器46，所述輻射源 給出位于預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)的窄帶波長區(qū)域內(nèi)的光學(xué)參考輻射，其半最大值全帶 寬(FWHM)為lnm。例如，區(qū)域內(nèi)的最大值可處于760nm，808nm，948nm或980nm處。發(fā)射器 46在此實施例中用作參考輻射裝置和參考輻射源。激光二極管46向采集區(qū)域38定向為使 得從以之照亮的有價文件12的片段在采集區(qū)域38內(nèi)發(fā)出的散射參考輻射到達(dá)即耦合在檢 測輻射光程內(nèi)。參考輻射的反射部分到達(dá)接收器48，即前接有擋板的光檢測元件，所述光檢 測元件在參考輻射的區(qū)域內(nèi)是敏感的，且在投射參考輻射時輸出相應(yīng)的信號。如從圖2中可見，僅當(dāng)有價文件12的片段處于采集區(qū)域38內(nèi)時，參考輻射才可耦 合在檢測輻射光程內(nèi)且到達(dá)接收器。耦合因此取決于有價文件12相對于采集區(qū)域38的位 置。傳感器裝置M的工作如下首先，關(guān)斷光掃描器44、照明裝置36和檢測裝置40。如果控制和分析裝置42采集到傳送行程上的未示出的傳送傳感器的指示了傳送 來的有價文件12到達(dá)的信號，則控制和分析裝置42使發(fā)射器46，即參考輻射裝置處于運行 狀態(tài)，在該運行狀態(tài)發(fā)射器46將參考輻射發(fā)出到采集區(qū)域38內(nèi)。如果接收器48在取決于有價文件的傳送速度選擇的持續(xù)時間后未檢測到參考輻 射，則控制和分析裝置42使發(fā)射器46再次處于關(guān)斷狀態(tài)。但如果有價文件12如預(yù)期地被傳送到采集區(qū)域38內(nèi)，則落在有價文件12上的參 考輻射的部分在接收器48的方向上被反射。如果接收器48檢測到參考輻射且向控制和分 析裝置42發(fā)出相應(yīng)的信號，則控制和分析裝置42接通檢測裝置40，且至少對于參考輻射的 正確地調(diào)整的光譜成分應(yīng)落到其上的檢測元件以及與之相鄰的檢測元件采集檢測裝置40 的檢測信號。因為有價文件12在采集區(qū)域38內(nèi)的片段被照明輻射照亮，所以由有價文件12散 射的(例如散射回的)參考輻射到達(dá)檢測輻射光程內(nèi)且被分解為被聚焦到檢測設(shè)備72上 的光譜成分。這生成了相應(yīng)的檢測信號且將其發(fā)送到控制和分析裝置42，所述檢測信號描 述或表示了參考輻射的光譜特征?？刂坪头治鲅b置42對于預(yù)先給定的時間段接收檢測信號，例如在取決于傳送速 度選擇為采集Imm的有價文件所必須的時間段內(nèi)接收檢測信號，且確定通過檢測信號表示的光譜特征是否滿足至少一個預(yù)先給定的標(biāo)準(zhǔn)。例如控制和分析裝置42檢驗，基于檢測信 號所確定的檢測輻射的光譜的最大值是否位于由表面發(fā)射激光二極管46給出的參考輻射 的光譜的最大值的預(yù)先給定的公差區(qū)域內(nèi)。如果檢驗結(jié)果為否，則輸出錯誤信號。否則，則關(guān)斷發(fā)射器46。在預(yù)先給定的也取決于傳送速度選擇的時間段之后接通 照明裝置36，且采集有價文件的光譜特征，在所述時間段內(nèi)為確定偏移值采集檢測信號且 確定偏移值。在此，檢測設(shè)備的檢測元件的每個對應(yīng)于一個波長或波長區(qū)域。在取決于傳送速度和在傳送方向上所期待的最長的有價文件的長度的另外的時 間段經(jīng)過之后，照明裝置36和檢測裝置40再次被斷開。在圖4中示意性地示出的傳感器裝置M’的第二實施例中，與第一實施例不同之 處在于光掃描器和控制和分析裝置42的設(shè)計。所有另外的部分未改變，使得對于這些部分 使用與在第一實施例中相同的附圖標(biāo)號，且在此對其解釋也相應(yīng)地適用。在此實施例中，檢測裝置40承擔(dān)光掃描器的接收器的任務(wù)。作為光掃描器 44的替代，現(xiàn)在僅提供用于由有價文件12在采集區(qū)域38內(nèi)反射的參考輻射的輻射阱 (StrahlungSfalle)76，所述輻射阱76吸收相應(yīng)的參考輻射。控制和分析裝置42’與第一實施例的控制和分析裝置42的區(qū)別在于它這樣控制 檢測裝置40或分析其檢測信號，使得檢測裝置40作為光掃描器的接收器工作。更詳細(xì)地講，控制和分析裝置42’設(shè)計為執(zhí)行如下方法。如果控制和分析裝置42，采集到傳送行程上的未示出的傳送傳感器的指示了傳送 來的有價文件12到達(dá)的信號，則控制和分析裝置42’使發(fā)射器46，即參考輻射裝置，處于運 行狀態(tài)，在該運行狀態(tài)中發(fā)射器46發(fā)出參考輻射到采集區(qū)域38內(nèi)，且使檢測裝置40處于 其運行狀態(tài)，只要檢測裝置不總處于持續(xù)運行中。從此時刻起，控制和分析裝置42’采集由 檢測裝置40發(fā)出的檢測信號。如果檢測裝置40在取決于有價文件的傳送速度選擇的時間段之后未檢測到參考 輻射且控制和分析裝置42’相應(yīng)地未采集到由檢測輻射引起的檢測信號，則控制和分析裝 置42’使發(fā)射器46再次處于關(guān)斷狀態(tài)且斷開檢測裝置。但如果有價文件12如預(yù)期地被傳送到采集區(qū)域38內(nèi)，則位于采集區(qū)域內(nèi)的有價 文件12的片段被參考輻射照亮。從被照亮的片段在檢測輻射光程的方向上散射的參考輻 射在作為接收器的檢測裝置40的方向上耦合在檢測輻射光程內(nèi)且被分解為光譜成分，所 述光譜成分聚焦在檢測設(shè)備72上。檢測裝置40生成了相應(yīng)的檢測信號且將其發(fā)送到控制 和分析裝置42’，所述檢測信號描述或表示了參考輻射的光譜特征。控制和分析裝置42’采 集此檢測信號且其首先僅分析，是否的確采集到參考輻射，且必要時確認(rèn)，物體被光掃描器 采集到。控制和分析裝置42’對于預(yù)先給定的時間段接收檢測信號，例如在取決于傳送速 度選擇為采集Imm的有價文件所必須的時間段內(nèi)接收檢測信號，且進(jìn)一步確定通過檢測信 號表示的光譜特征是否滿足至少一個預(yù)先給定的標(biāo)準(zhǔn)。例如控制和分析裝置42’檢驗，基 于檢測信號所確定的檢測輻射的光譜的最大值是否位于由表面發(fā)射激光二極管46給出的 參考輻射的光譜的最大值的預(yù)先給定的公差區(qū)域內(nèi)。如果檢驗結(jié)果為否，則向中央控制和 分析裝置30輸出錯誤信號，所述中央控制和分析裝置30控制在未示出的顯示器上顯示相 應(yīng)的錯誤通知。
否則，將發(fā)射器46關(guān)斷。如下步驟對應(yīng)于第一實施例中的步驟。在圖5中示意性地解釋的傳感器裝置對”的第三實施例與第二實施例的差異僅在 于作為光掃描器的替代使用了光壘。這意味著參考輻射裝置和控制和分析裝置被改變。所 有另外的部分未改變，使得對于這些部分使用相同的附圖標(biāo)號，且在此對其解釋也相應(yīng)地 適用。參考輻射裝置46”具有與前兩個實施例中作為參考輻射源78的相同的表面發(fā)射 激光二極管，且具有偏轉(zhuǎn)元件80，例如反射鏡，如無有價文件處于采集區(qū)域38內(nèi)，則所述偏 轉(zhuǎn)元件80使由參考輻射源發(fā)出的參考輻射偏轉(zhuǎn)且耦合在檢測輻射光程內(nèi)。為此，偏轉(zhuǎn)元件 布置在傳送路徑的與檢測裝置40對置的側(cè)上。控制和分析裝置42”在除了如下所述的修改之外與控制和分析裝置42’相同地設(shè) 計。特別地，控制和分析裝置42”設(shè)計為執(zhí)行如下步驟。如果控制和分析裝置42 ”采集到傳送行程上的未示出的傳送傳感器的指示了傳送 來的有價文件12到達(dá)的信號，則控制和分析裝置42”使發(fā)射器46，即參考輻射裝置，處于運 行狀態(tài)，在該運行狀態(tài)中發(fā)射器46發(fā)出參考輻射到采集區(qū)域38內(nèi)，且使檢測裝置40處于 其運行狀態(tài)，只要檢測裝置不總處于持續(xù)運行中。從此時刻起，控制和分析裝置42”采集由 檢測裝置40發(fā)出的檢測信號。只要無有價文件12處于采集區(qū)域38內(nèi)，則由激光二極管78出發(fā)的且由偏轉(zhuǎn)元件 80偏轉(zhuǎn)的參考輻射耦合到檢測輻射光程內(nèi)且被分解為光譜成分，所述光譜成分被聚焦到檢 測設(shè)備72上。檢測裝置40生成了相應(yīng)的檢測信號且將其發(fā)送到控制和分析裝置42”，所 述檢測信號描述或表示了參考輻射的光譜特征。控制和分析裝置42”采集此檢測信號且確 定通過檢測信號表示的光譜特征是否滿足至少一個預(yù)先給定的標(biāo)準(zhǔn)。例如控制和分析裝置 42”檢驗，基于檢測信號所確定的檢測輻射的光譜的最大值是否位于由表面發(fā)射激光二極 管78給出的參考輻射的光譜的最大值的預(yù)先給定的公差區(qū)域內(nèi)。如果檢驗結(jié)果為否，則輸 出錯誤信號。否則，繼續(xù)檢測信號的采集。只有當(dāng)有價文件進(jìn)入采集區(qū)域38時才中斷從偏轉(zhuǎn)元 件80到檢測裝置40的光學(xué)路徑?？刂坪头治鲅b置42”現(xiàn)在可不再接收表示參考輻射的光 譜特征的檢測信號。控制和分析裝置42”因此持續(xù)檢驗此信號是否仍存在，且如果此信號 不存在，則控制和分析裝置42”斷開參考輻射裝置，例如參考輻射源78，因為控制和分析裝 置42”識別到有價文件進(jìn)入到采集區(qū)域38內(nèi)。在預(yù)先給定的取決于傳送速度選擇的時間段內(nèi)接通照明裝置36，且如在第一實施 例中所述采集有價文件的光譜特征，在所述時間段內(nèi)為確定偏移值采集檢測信號且確定偏 移值。在取決于傳送速度和在傳送方向上所期待的最長的有價文件的長度的另外的時 間段經(jīng)過之后，照明裝置36被再次斷開，且參考輻射裝置78被接通。第四實施例與第二實施例的區(qū)別在于圖6中示出的檢測裝置和控制和分析裝置 的設(shè)計。所有另外的部分基本上相對于第二實施例的設(shè)計未改變或類似于第二實施例的設(shè) 計，使得對于這些部分分別使用與第二實施例中相同的附圖標(biāo)號。檢測裝置82與檢測裝置40的區(qū)別在于，作為準(zhǔn)直和聚焦光學(xué)器件68的替 代，使用與反射光柵70相結(jié)合的成像光柵。涉及檢測裝置的細(xì)節(jié)可從申請人的申請WO2006/010537 Al中獲得，其完整內(nèi)容在本描述中通過引用合并。如同檢測裝置40，檢測裝置82具有聚焦光學(xué)器件52，偏轉(zhuǎn)元件50，聚光光學(xué)器件 60，濾波器62和偏轉(zhuǎn)元件64，當(dāng)然相對于第一實施例中的位置略微旋轉(zhuǎn)，所有部件如同第 一實施例中的設(shè)計，因此對于它們使用與第一實施例中相同的附圖標(biāo)號。檢測裝置82的攝譜裝置84又具有與第一實施例中設(shè)計相同的入口擋板66，對其 使用與第一實施例中相同的附圖標(biāo)號。作為空間色散裝置，使用成像光柵86，所述成像光柵 86進(jìn)行通過衍射落在其上的檢測輻射的光譜分解，且因為所述成像光柵86設(shè)計為凹面鏡， 它同時進(jìn)行由入口擋板66形成的入口狹縫對于通過其形成的檢測輻射的光譜成分的至少 一些到檢測裝置58上的成像。采集裝置58具有攝譜裝置84或檢測裝置82的行形的檢測 設(shè)備88，所述檢測設(shè)備88與檢測設(shè)備72的設(shè)計相同。此外，檢測裝置82具有校正裝置，所述校正裝置允許改變檢測設(shè)備88上的光譜成 分的位置或入口擋板的入口狹縫的對于光譜成分的圖像的位置。一方面，為此，攝譜裝置的至少一個合適的部件可運動地，優(yōu)選地?zé)o間隙地支承。另一方面，檢測裝置82具有與攝譜裝置84的至少一個部件，例如與空間色散元件 86，機(jī)械聯(lián)接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(或調(diào)整裝置)90，以改變預(yù)先給定的通過攝譜裝置生成的光譜成 分在檢測設(shè)備上的位置。執(zhí)行機(jī)構(gòu)90為此通過信號連接與控制和分析裝置連接，且根據(jù)控 制和分析裝置的調(diào)整信號使攝譜裝置的至少一個部件運動，例如使空間色散元件86運動。在示例中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)90具有壓電元件，所述壓電元件根據(jù)相應(yīng)的調(diào)整信號允許很 準(zhǔn)確的部件運動。雖然原理上為移動光譜成分在檢測設(shè)備88上的位置而旋轉(zhuǎn)成像光柵86 在理論上是更有利的，但在本示例中部件支承為且執(zhí)行機(jī)構(gòu)與部件機(jī)械聯(lián)接為使得部件在 垂直于成像光柵的光學(xué)軸線且平行于光譜成分的分解方向延伸的方向上可直線運動。此支 承基本上是允許擺動的簡單支承。控制和分析裝置92與控制和分析裝置42’的區(qū)別在于它不僅執(zhí)行檢測裝置82的 檢驗，而且也執(zhí)行校正。為此控制和分析裝置92特別地設(shè)計為執(zhí)行如下方法。如果控制和分析裝置92采集到傳送行程上的未示出的傳送傳感器的指示了傳送 來的有價文件12到達(dá)的信號，則控制和分析裝置92使發(fā)射器46，即參考輻射裝置，處于運 行狀態(tài)，在該運行狀態(tài)中發(fā)射器46發(fā)出參考輻射到采集區(qū)域38內(nèi)，且使檢測裝置82處于 其運行狀態(tài)，只要檢測裝置不總處于持續(xù)運行中。從此時刻起，控制和分析裝置92采集由 檢測裝置82發(fā)出的檢測信號。如果檢測裝置82在取決于有價文件的傳送速度選擇的時間段之后未檢測到參考 輻射且控制和分析裝置92相應(yīng)地未采集到由檢測輻射引起的檢測信號，則控制和分析裝 置92使發(fā)射器46再次處于關(guān)斷狀態(tài)且斷開檢測裝置。但如果有價文件12如預(yù)期地被傳送到采集區(qū)域內(nèi)，則位于采集區(qū)域內(nèi)的有價文 件12的片段被參考輻射照亮。從被照亮的片段在檢測輻射光程的方向上散射的參考輻射 在作為光掃描器的接收器的檢測裝置82的方向上耦合到檢測輻射光程內(nèi)且被分解為光譜 成分，所述光譜成分聚焦在檢測設(shè)備72上。檢測裝置82生成了相應(yīng)的檢測信號且將其發(fā)送 到控制和分析裝置92，所述檢測信號描述或表示了參考輻射的光譜特征。控制和分析裝置 92采集此檢測信號且因此首先分析是否的確采集到參考輻射，如果是，則識別，物體被光掃 描器采集到。
如果光掃描器采集到物體，即有價文件，則控制和分析裝置92在預(yù)先給定的時間 段內(nèi)-例如在取決于傳送速度選擇為采集Imm的有價文件所必須的時間段內(nèi)-進(jìn)一步采集 隨后的檢測信號，且確定通過檢測信號表示的光譜特征與對于參考輻射預(yù)先給定的光譜特 征的偏差，所述參考輻射在此示例中通過表面發(fā)射激光二極管46確定。在示例中，控制和 分析裝置92精確地確定在基于檢測信號確定的檢測輻射的光譜的最大值的波長與通過表 面發(fā)射激光二極管46給出的參考輻射的光譜的最大值的波長之間的偏差。在此，控制和分 析裝置92不需要一定明確地確定波長，而是也可以僅形成所采集的檢測設(shè)備88上的最大 值的位置和檢測設(shè)備上的最大值的預(yù)先給定的位置之間的差異。取決于所確定的差異，控制和分析裝置92現(xiàn)在這樣控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)90，使得執(zhí)行機(jī) 構(gòu)90使部件(在此為色散元件86)運動而使差異降低。例如，移動的輻值可選擇為與差異 成比例，或由其內(nèi)存儲了對于預(yù)先給定的差異所必需的移動或調(diào)整信號的表格中讀出。此 表格可通過實驗或計算確定。以此實現(xiàn)了檢測裝置的校正。雖然以此對于單獨的有價文件僅得到了控制，但在檢查多個相互快速跟隨的有價 文件時檢測裝置的調(diào)節(jié)可實現(xiàn)相應(yīng)的結(jié)果，因為導(dǎo)致不希望的不對齊的影響僅很緩慢地變 化。如下的步驟，即偏移確定和采集表示熒光輻射的光譜特征的檢測信號，對應(yīng)于第 一實施例的步驟。在改變的變體中，作為調(diào)整色散元件的替代，可進(jìn)行入口擋板66的調(diào)整，嚴(yán)格地 講入口狹縫的調(diào)整。在另一個改變的變體中，并非攝譜裝置的至少一個部件運動，而是檢測設(shè)備88沿 其縱向方向直線可運動地支承，且與用于移動檢測設(shè)備的相應(yīng)的驅(qū)動器聯(lián)接。攝譜裝置的相應(yīng)的可調(diào)整性也適用于其他實施例。圖7中的第五實施例與第四實施例的區(qū)別一方面在于成像光柵固定地支撐且取 消了執(zhí)行機(jī)構(gòu)90 ；且另一方面在于采集裝置58的設(shè)計，即檢測設(shè)備72或檢測設(shè)備88的設(shè) 計。此外，控制和分析裝置相對于第四實施例被修改。對于第四實施例未改變的部件使用 與第四實施例中相同的附圖標(biāo)號，且在此對其解釋也相應(yīng)地適用。檢測設(shè)備88’包括行形的CCD場，所述CCD場在其縱向方向上平行于光譜成分的 空間分解的方向延伸。所述CCD場提供了高的空間分辨率，例如行形CCD場包括256個布 置在一行內(nèi)的檢測器元件?，F(xiàn)在，控制和分析裝置設(shè)計為確定可用于修正所采集的檢測結(jié)果的修正參數(shù)。這 與傳感器裝置的校正可比較。特別地，控制和分析裝置92’設(shè)計為用于執(zhí)行如下步驟。如果控制和分析裝置92，采集到傳送行程上的未示出的傳送傳感器的指示了傳送 來的有價文件12到達(dá)的信號，則控制和分析裝置92’使發(fā)射器46，即參考輻射裝置，處于運 行狀態(tài)，在該運行狀態(tài)中發(fā)射器46發(fā)出參考輻射到采集區(qū)域38內(nèi)，且使檢測裝置82’處于 其運行狀態(tài)，只要檢測裝置不總處于持續(xù)運行中。從此時刻起，控制和分析裝置92’采集由 檢測裝置82’發(fā)出的檢測信號。如果檢測裝置82’在取決于有價文件的傳送速度選擇的時間段之后未檢測到參考輻射且控制和分析裝置92’相應(yīng)地未采集到由檢測輻射引起的檢測信號，則控制和分析裝 置92’使發(fā)射器46再次處于關(guān)斷狀態(tài)且斷開檢測裝置92’。但如果有價文件12如預(yù)期地被傳送到采集區(qū)域38內(nèi)，則位于采集區(qū)域內(nèi)的有價 文件12的片段被參考輻射照亮。從被照亮的片段在檢測輻射光程的方向上散射的參考輻 射在作為接收器的檢測裝置82’的方向上被耦合到檢測輻射光程內(nèi)且被分解為光譜成分， 所述光譜成分聚焦在檢測裝置58或檢測設(shè)備88’上。檢測裝置82’生成了相應(yīng)的檢測信 號且將其發(fā)送到控制和分析裝置92，所述檢測信號描述或表示了參考輻射的光譜特征?？?制和分析裝置92采集此檢測信號且其首先僅分析是否的確采集到參考輻射，且必要時確 認(rèn)物體被光掃描器采集到。如果光掃描器采集到物體，即有價文件，則控制和分析裝置92’在預(yù)先給定的時間 段內(nèi)-例如在取決于傳送速度選擇為采集Imm的有價文件所必須的時間段內(nèi)-進(jìn)一步采集 隨后的檢測信號，且確定通過檢測信號表示的光譜特征與對于參考輻射預(yù)先給定的光譜特 征的偏差，所述參考輻射在此示例中通過表面發(fā)射激光二極管46確定。在示例中，控制和 分析裝置92’基于對于參考輻射的檢測信號精確地確定檢測元件，所述檢測元件采集了最 大強(qiáng)度，即光譜的最大值。這是隱含地確定最大值在波長刻度上的實際位置。在良好地調(diào) 整表示檢測裝置82’的修正數(shù)據(jù)時，控制和分析裝置92’然后存儲最大值的位置或最大值 位置與最大值額定位置的偏差。替換地，還可以確定最大值的波長和與最大值的預(yù)先給出的波長的偏差并存儲相 應(yīng)的修正數(shù)據(jù)。偏移確定的以下步驟如第一實施例中所述進(jìn)行。接通照明裝置36且采集有價文件的光譜特征。在此，檢測設(shè)備的檢測元件的每個 對應(yīng)于一個波長或波長區(qū)域?，F(xiàn)在，在將檢測信號轉(zhuǎn)化為波長時，根據(jù)變體的不同，通過使 用修正數(shù)據(jù)對應(yīng)于在波長相關(guān)性方面的移動來執(zhí)行所采集的光譜的修正。這可例如通過如 下方式進(jìn)行，即使得檢測元件的每個根據(jù)所確定的偏差或根據(jù)修正數(shù)據(jù)來一個對應(yīng)于修正 的波長或修正的波長區(qū)域。作為結(jié)果的數(shù)據(jù)然后可與預(yù)先給定的真實有價文件的光譜進(jìn)行 比較。替代地，在將檢測信號轉(zhuǎn)換為作為波長或波長區(qū)域的函數(shù)的強(qiáng)度后，也可以通過 使用修正數(shù)據(jù)將預(yù)先給定的光譜移動。在取決于傳送速度和在傳送方向上所期待的最長的有價文件的長度的相應(yīng)的時 間段經(jīng)過之后，控制和分析裝置92’再次斷開照明裝置36和檢測裝置40。圖8中的第六實施例與第一實施例的區(qū)別在于，在照明裝置36和應(yīng)傳導(dǎo)光學(xué)部件 和檢測設(shè)備的熱量的檢測裝置40的溫度補償元件94上布置了溫度傳感器96以及98，所述 溫度傳感器采集了照明裝置36和溫度補償元件94的溫度，且因此采集了檢測裝置40的溫 度，且向通過信號連接與溫度傳感器連接的控制和分析裝置100發(fā)出相應(yīng)的溫度信號。控制和分析裝置100是第一實施例和第五實施例的控制和分析裝置的組合。在光 掃描器的功能方面，所述控制和分析裝置100與第一實施例的控制和分析裝置40相同地設(shè) 計，且在確定和存儲修正數(shù)據(jù)以及使用修正數(shù)據(jù)方面，所述控制和分析裝置100與第五實 施例相同地設(shè)計。控制和分析裝置100此外設(shè)計為采集溫度傳感器96和98的溫度信號， 且在確定修正數(shù)據(jù)以及確定通過照明裝置36照亮的有價文件的檢測輻射的檢測信號的光譜特征時使用所述溫度信號。為此，在控制和分析裝置100內(nèi)存儲了具有溫度修正數(shù)據(jù)形 式的溫度改變的效果，所述溫度修正數(shù)據(jù)可通過實驗或通過使用照明裝置和檢測裝置的模 型獲得。圖9中的第七實施例與第一實施例的區(qū)別僅在于，在傳感器裝置24’ ”中照明輻射 傾斜地輻射到有價文件上，且檢測輻射相應(yīng)地被傾斜地采集。另外的實施例與第一實施例的區(qū)別在于，作為輻射源，作為表面發(fā)射激光二極管 的替代，包括溫度穩(wěn)定的邊緣發(fā)射激光二極管，DFR或DBR激光二極管或帶有基本上僅放大 希望的參考輻射波長的高品質(zhì)光學(xué)諧振器的邊緣發(fā)射的激光二極管。圖10中的另外的實施例與第一實施例的區(qū)別僅在于，間接地生成參考輻射。作為 發(fā)射器46的替代使用激光二極管102，所述激光二極管102的光學(xué)輻射落在輻射光程內(nèi)位 于檢測區(qū)域下方的在參考輻射的預(yù)先給定的波長區(qū)域內(nèi)的熒光試樣104上。激光二極管的 此光學(xué)輻射選擇為使得所述光學(xué)輻射可激勵試樣104以發(fā)出熒光輻射作為以上意義中的 參考輻射，該參考輻射然后被耦合到檢測輻射光程內(nèi)。在另外的實施例中，控制和分析裝置被改變，使其除參考輻射的光譜特征外也確 定參考輻射的總強(qiáng)度，且在檢驗、校正或確定修正數(shù)據(jù)時使用所述總強(qiáng)度。在另外的實施例中，也可使用如在WO 01/88846A1中描述的檢測裝置，且除了別 的之外利用二維CCD場作為檢測設(shè)備。雖然在示出的實施例中參考輻射光程和檢測輻射光程至少部分地平行于相同的 平面延伸或在相同的平面內(nèi)延伸，但不需如此。例如，在第一實施例中，也可構(gòu)思使得通過 光掃描器44及其輻射光程確定的平面與圖1中示出的照明和傳感器裝置的檢測輻射光程 的平面正交地延伸。
權(quán)利要求
1.一種用于光譜分辨地采集光學(xué)檢測輻射的傳感器裝置，所述檢測輻射由在預(yù)先給定 的傳送方向上傳送通過傳感器裝置的采集區(qū)域的有價文件發(fā)出，所述傳感器裝置包括檢測裝置，所述檢測裝置用于在至少一個預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)光譜分辨地檢測 檢測輻射且給出檢測信號，所述檢測信號描述了被檢測的檢測輻射的至少一個特征，特別 是光譜特征，至少一個參考輻射裝置，所述參考輻射裝置發(fā)出光學(xué)參考輻射，所述參考輻射至少部 分地被耦合到檢測裝置的檢測輻射光程內(nèi)且具有光譜，所述光譜帶有處于預(yù)先給定的光譜 檢測區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)，特別地帶有至少一個位于預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)的窄帶，和/或 帶有至少一個位于預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)的邊緣，且所述參考輻射裝置具有輻射源， 所述輻射源發(fā)出參考輻射或所述輻射源的輻射用于生成參考輻射，且所述輻射源作為可用 以采集有價文件相對于采集區(qū)域的運動和/或位置的光壘或光掃描器的發(fā)射器起作用，和控制和分析裝置，所述控制和分析裝置設(shè)計為接收、分析檢測裝置的檢測信號且取決 于分析結(jié)果給出分析信號，且進(jìn)一步設(shè)計為使用描述參考輻射的特征的檢測信號，以用于 進(jìn)行檢驗和/或校正檢測裝置和/或提供修正數(shù)據(jù)，所述修正數(shù)據(jù)在分析描述由有價文件 發(fā)出的檢測輻射的至少一個特征的檢測信號時被使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，所述傳感器裝置進(jìn)一步作為光壘或光掃描器的 接收器具有至少一個不屬于檢測裝置的檢測元件以將輻射源的輻射轉(zhuǎn)化為電接收信號，所 述檢測元件不接收檢測輻射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器裝置，其中所述參考輻射到檢測輻射光程內(nèi)的耦 合取決于有價文件相對于采集區(qū)域的位置進(jìn)行。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的傳感器裝置，所述傳感器裝置進(jìn)一步作為光壘或光 掃描器的接收器具有至少一個不屬于檢測裝置的檢測元件以將參考輻射轉(zhuǎn)化為電接收信 號，所述檢測元件不接收檢測輻射。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的傳感器裝置，其中所述檢測裝置的至少一個部分用作光 壘或光掃描器的接收器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感器裝置，其中所述控制和分析裝置進(jìn)一步設(shè)計為使其由 檢測裝置的檢測信號作為接收信號確定有價文件是否和/或何時進(jìn)入采集區(qū)域內(nèi)和/或有 價文件是否和/或何時至少部分地位于采集區(qū)域內(nèi)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的傳感器裝置，其中所述參考輻射裝置設(shè)計為使得參 考輻射光譜在光譜檢測區(qū)域內(nèi)的帶寬小于5nm。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的傳感器裝置，其中所述參考輻射裝置具有熒光試 樣，所述試樣通過輻射源的光學(xué)輻射被激勵以輸出具有熒光輻射形式的參考輻射。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的傳感器裝置，其中所述輻射源用作參考輻射的源， 且包括表面發(fā)射激光二極管、DFR激光二極管或DBR激光二極管，且優(yōu)選地在輻射光程內(nèi)在 表面發(fā)射的激光二極管或DFR激光二極管或DBR激光二極管后直至檢測裝置不提供聚焦的 光學(xué)元件。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的傳感器裝置，其中所述輻射源用作參考輻射的源 且包括溫度穩(wěn)定的邊緣發(fā)射激光二極管或帶有波長選擇性光學(xué)諧振器的邊緣發(fā)射激光二 極管。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的傳感器裝置，其中所述控制和分析裝置進(jìn)一步設(shè) 計為確定參考輻射的光譜特征作為參考輻射的特征，且在檢驗或校正或分析時使用。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的傳感器裝置，其中所述控制和分析裝置進(jìn)一步設(shè) 計為確定參考輻射的強(qiáng)度作為參考輻射的特征，且在檢驗或校正或分析時使用。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的傳感器裝置，所述傳感器裝置具有通過信號連接 與控制和分析裝置連接的至少一個溫度傳感器，以用于采集檢測裝置的至少一個部分的溫 度，和/或參考輻射裝置的至少一個部分的溫度，和/或與檢測裝置和/或參考輻射裝置連 接的溫度補償元件的溫度，且其中控制和分析裝置進(jìn)一步設(shè)計為在檢驗或校正或分析時也 使用所采集的溫度。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的傳感器裝置，所述傳感器具有通過信號連接與控 制和分析裝置連接的至少一個溫度傳感器，以采集輻射源的至少一個部分的溫度，和/或 與輻射源連接的溫度補償元件的溫度，且其中控制和分析裝置進(jìn)一步設(shè)計為在檢驗或校正 或分析時使用所采集的溫度。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的傳感器裝置，其中所述檢測裝置設(shè)計為使得光譜 檢測區(qū)域具有小于400nm的帶寬。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的傳感器裝置，其中所述檢測裝置具有位置分辨的 CMOS場、匪OS場或CCD場。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的傳感器裝置，其中所述檢測裝置具有單個檢測元 件的布置，所述檢測元件的信號相互無關(guān)地，優(yōu)選地并行地被讀取。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的傳感器裝置，其中所述控制和分析裝置進(jìn)一步設(shè) 計為取決于所采集的有價文件的位置或運動，對于至少一個預(yù)先給定的時間段，和/或取 決于檢測裝置的檢測信號，將參考輻射裝置接通為處于靜止?fàn)顟B(tài)，且然后再次接通為處于 運行狀態(tài)。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的傳感器裝置，其中所述控制和分析裝置在識別到 有價文件進(jìn)入采集區(qū)域后在預(yù)先給定的時間間隔后將照明裝置接通為處于運行狀態(tài)，以使 用預(yù)先給定的光譜照明區(qū)域內(nèi)的光學(xué)照明輻射照亮采集區(qū)域內(nèi)的有價文件，且優(yōu)選地在有 價文件從采集區(qū)域離開時將照明裝置接通為處于靜止?fàn)顟B(tài)。
20.一種用于采集有價文件相對于傳感器裝置的采集區(qū)域的運動和/或位置以用于光 譜分辨地采集光學(xué)檢測輻射的方法，所述檢測輻射由在預(yù)先給定的傳送方向上傳送通過傳 感器裝置的采集區(qū)域的有價文件發(fā)出，其中所述傳感器裝置包括檢測裝置，所述檢測裝置 用于在至少一個預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)光譜分辨地檢測檢測輻射且給出檢測信號，所 述檢測信號描述了被檢測的檢測輻射的至少一個特征，特別是光譜特征，其中有價文件沿傳送路徑在預(yù)先給定的傳送方向上被傳送到傳感器裝置的采集區(qū)域內(nèi)，產(chǎn)生光學(xué)輻射，所述光學(xué)輻射至少部分地指向有價文件的傳送路徑，使得所述光學(xué)輻 射適合于采集有價文件相對于采集區(qū)域的運動和/或位置，且所述光學(xué)輻射用于提供參考 輻射，所述參考輻射被耦合到檢測裝置的檢測輻射光程內(nèi)且具有帶有位于預(yù)先給定的光譜 檢測區(qū)域內(nèi)的窄帶的光譜和/或具有帶有位于預(yù)先給定的光譜檢測區(qū)域內(nèi)的邊緣的至少 一個光譜，采集來自采集區(qū)域的參考輻射，以形成描述了參考輻射特征的檢測信號，且所述檢測信號用于進(jìn)行檢驗和/或校正檢測裝置和/或提供修正數(shù)據(jù)，所述修正數(shù)據(jù)在分析描述由 有價文件發(fā)出的檢測輻射的至少一個特征的檢測信號時被使用，和采集來自傳送路徑的光學(xué)輻射或來自采集區(qū)域的參考輻射，且將其用于采集有價文件 相對于采集區(qū)域的運動和/或位置，或用于確定有價文件是否和/或何時進(jìn)入采集區(qū)域內(nèi) 和/或有價文件是否和/或何時至少部分地位于采集區(qū)域內(nèi)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中為采集有價文件相對于采集區(qū)域的運動和/或 位置，或為確定有價文件是否和/或何時進(jìn)入采集區(qū)域內(nèi)和/或有價文件是否和/或何時 至少部分地位于采集區(qū)域內(nèi)，使用不屬于檢測裝置的不接收檢測輻射的檢測元件以將光學(xué) 輻射或參考輻射轉(zhuǎn)化為電接收信號，從所述電接收信號可確定有價文件的位置或運動，且 其中由接收信號確定有價文件是否和/或何時進(jìn)入采集區(qū)域內(nèi)和/或有價文件是否和/或 何時至少部分地位于采集區(qū)域內(nèi)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的方法，其中取決于有價文件相對于采集區(qū)域的位置將 參考輻射至少部分地耦合到檢測輻射光程內(nèi)。
23.根據(jù)權(quán)利要求20或22所述的方法，其中為檢測有價文件相對于采集區(qū)域的運動和 /或位置，從描述了參考輻射的特征的檢測裝置的檢測信號確定，有價文件是否和/或何時 進(jìn)入采集區(qū)域內(nèi)和/或有價文件是否和/或何時至少部分地位于采集區(qū)域內(nèi)。
24.根據(jù)權(quán)利要求20至23中一項所述的方法，其中使用參考輻射，在該參考輻射的光 譜中帶寬在光譜檢測區(qū)域內(nèi)具有小于5nm的寬度。
25.根據(jù)權(quán)利要求20至M中一項所述的方法，其中所述參考輻射通過至少一個表面發(fā) 射激光二極管或至少一個DFR激光二極管或至少一個DBR激光二極管產(chǎn)生，且優(yōu)選地在輻 射光程內(nèi)在表面發(fā)射激光二極管或至少一個DFR激光二極管或至少一個DBR激光二極管之 后直至檢測裝置不提供聚焦光學(xué)元件。
26.根據(jù)權(quán)利要求20至M中一項所述的方法，其中所述參考輻射通過溫度穩(wěn)定的邊緣 發(fā)射激光二極管或帶有波長選擇性光學(xué)諧振器的邊緣發(fā)射激光二極管生成。
27.根據(jù)權(quán)利要求20至沈中一項所述的方法，其中確定參考輻射的光譜特征作為參考 輻射的特征，且在檢驗或校正或確定用于分析的數(shù)據(jù)時使用。
28.根據(jù)權(quán)利要求20至27中一項所述的方法，其中確定參考輻射的強(qiáng)度作為參考輻射 的特征，且在檢驗或校正或確定用于分析的數(shù)據(jù)時使用。
29.根據(jù)權(quán)利要求20至觀中一項所述的方法，其中采集檢測裝置的至少一個部分的 溫度，和/或用于生成參考輻射的參考輻射裝置的至少一個部分的溫度，和/或與檢測裝置 和/或參考輻射裝置連接的溫度補償元件的溫度，且在檢驗或校正或確定用于分析的數(shù)據(jù) 時使用。
30.根據(jù)權(quán)利要求20至四中一項所述的方法，其中采集用于照亮采集區(qū)域的照明裝置 的至少一個部分的溫度，和/或與照明裝置連接的溫度補償元件的溫度，且在檢驗或校正 或確定用于分析的數(shù)據(jù)時使用。
31.根據(jù)權(quán)利要求20至30中一項所述的方法，其中作為檢測裝置使用其光譜檢測區(qū)域 具有小于400nm的帶寬的檢測裝置。
32.根據(jù)權(quán)利要求20至31中一項所述的方法，其中為檢測檢測輻射的光譜成分和耦合 到檢測輻射光程內(nèi)的參考輻射的光譜成分，使用位置分辨的CMOS場、NMOS場或CCD場。
33.根據(jù)權(quán)利要求20至32中一項所述的方法，其中為檢測檢測輻射和參考輻射使用單 個檢測元件的布置，所述檢測元件的信號相互獨立地優(yōu)選地并行地被讀取。
34.根據(jù)權(quán)利要求20至33中一項所述的方法，其中這樣控制檢測信號，使得有價文件 相對于采集區(qū)域的運動和/或位置的檢測在確定參考輻射的至少一個特征之前和/或之后 進(jìn)行。
35.根據(jù)權(quán)利要求20至34中一項所述的方法，其中取決于采集的有價文件的位置或運 動，對于至少一個預(yù)先給定的時間段，和/或取決于檢測信號，將參考輻射的強(qiáng)度斷開或降 低且然后再次接通或提高。
36.根據(jù)權(quán)利要求20至35中一項所述的方法，其中在識別到有價文件進(jìn)入采集區(qū)域內(nèi) 后在預(yù)先給定的時間間隔后，為照亮采集區(qū)域內(nèi)的有價文件，生成在預(yù)先給定的光譜照明 區(qū)域內(nèi)帶有預(yù)先給定的最小強(qiáng)度的光學(xué)照明輻射且將其輻射到采集區(qū)域內(nèi)，且優(yōu)選地在有 價文件從采集區(qū)域離開時，斷開光學(xué)照明輻射或降低其強(qiáng)度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于光譜分辨地采集光學(xué)檢測輻射的傳感器裝置，所述檢測輻射由傳送通過傳感器裝置的采集區(qū)域的有價文件發(fā)出，所述傳感器裝置包括檢測裝置，用于光譜分辨地檢測檢測輻射且給出描述了檢測輻射的至少一個特征的檢測信號；至少一個參考輻射裝置，其發(fā)出光學(xué)參考輻射，所述參考輻射被耦合到檢測裝置的檢測輻射光程內(nèi)且具有光譜，所述光譜帶有處于光譜檢測區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)，且所述參考輻射裝置具有輻射源，其作為可用以采集有價文件相對于采集區(qū)域的運動和/或位置的光壘或光掃描器的發(fā)射器起作用；和控制和分析裝置，其設(shè)計為接收、分析檢測裝置的檢測信號且取決于分析結(jié)果給出分析信號，且進(jìn)一步設(shè)計為使用描述參考輻射的特征的檢測信號，以用于進(jìn)行檢驗和/或校正檢測裝置和/或提供修正數(shù)據(jù)，所述修正數(shù)據(jù)在分析描述由有價文件發(fā)出的檢測輻射的至少一個特征的檢測信號時可使用。
文檔編號G07D7/16GK102124497SQ200980131555
公開日2011年7月13日 申請日期2009年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月17日
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