專利名稱：鈔票鑒定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用透射光進行檢驗的鈔票鑒定儀。
背景技術(shù)：
已知專利號為RU2344481的鈔票鑒定儀(2007年7月20日公布，G07D7/12)。該儀器有一個線形光源和ー個線形傳感器，鈔票在這兩個組件之間移動；線形傳感器記錄從光源發(fā)出并穿透鈔票的光線。為了提供均勻照明，帶有照明設(shè)備的Ulbricht圓柱體(例如，
發(fā)光二極管)被用作光源和附加成像系統(tǒng)。但是，從光源發(fā)出并照射到鈔票的光線效率低于50%，光照強度在被記錄區(qū)域的邊緣仍易變?nèi)?。?dǎo)致光線效率低的原因在于Ulbricht圓柱體內(nèi)的反射具有擴散性，以及Ulbricht圓柱體的光輸出與成像系統(tǒng)的光輸出之間只存在部分匹配。已知專利號為RU2007109222的鈔票識別器設(shè)備(2008年9月20日公布，G06F1/00)。該設(shè)備有ー個光學(xué)照射源組件；該組件中包含有一定數(shù)量的、且波長各不相同的發(fā)光二極管組合，以及ー個位于鈔票進給路徑對面的光接收器組件，在鈔票進給路徑和光學(xué)照射源組件之間有一定數(shù)量的光電ニ極管；此外，透鏡系統(tǒng)放在鈔票進給路徑和光接收器組件之間。根據(jù)這種方案，每ー個透鏡為鈔票上的一個圓形區(qū)域提供照明。隨著鈔票沿著路徑的定向移動，開始檢驗鈔票的ー個或多個部分。這可以確保該設(shè)備操作簡易且價格便宜；但是，如果想在沿著路徑移動鈔票時進行精確識別，則需要穿透鈔票整個表面的透射光，而這種光只可能通過與鈔票寬度相同的均勻照明才能實現(xiàn)。為達到這ー要求(依據(jù)已知的發(fā)明)，該設(shè)備需要大量發(fā)光二極管組合和透鏡；如此ー來，其將失去設(shè)計簡易性，同時也導(dǎo)致成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
所述鈔票鑒定儀的發(fā)明目的在于確保為被鑒定鈔票提供均勻照明。以下本發(fā)明公開的技術(shù)解決方案使得本發(fā)明目的得以實現(xiàn)在裝有照射光源(至少具有一個波長)的鈔票鑒定儀中，在照射光源和被鑒定鈔票之間有ー個光束波導(dǎo)，照射光的接收器放在被鑒定鈔票的側(cè)對面；前述光束波導(dǎo)將照射光源發(fā)出的光照射到鈔票表面。光束波導(dǎo)是ー個梯形四棱鏡，其中一個側(cè)面(用作照射輸入面)朝向照射光源，對面的輸出側(cè)面則朝向鈔票表面；其它側(cè)面均是反射面，照射光源沿著輸入面所放的位置(各個照射光源的相互間距相同)相對于其中心線而言是對稱的，且輸出面上被鄰近照射光源照亮的區(qū)域互相重疊。在此情形下，第一個和最后ー個光源的所在位置與鈔票邊緣之間的距離是照射光源間距的一半。鈔票鑒定儀的照射光源間距可依據(jù)如下標準選擇，S卩，對于每ー個照射光源，在輸出面上距離鄰近光源最近的一點上測量的照射功率密度，是在位于光束波導(dǎo)輸入面和輸出面的中心線所在平面上的、且與照射光源間距相同的一點上測量的照射功率密度的2倍。光學(xué)系統(tǒng)可以放在鈔票鑒定儀的照射接收器與被鑒定鈔票之間。
光擴散器可以放在鈔票鑒定儀的光束波導(dǎo)與被鑒定鈔票之間。鈔票鑒定儀的照射光源可以是發(fā)光二極管束構(gòu)成的組合物。此外，這些束也可以由位于鄰近照射光源之連接直線上的發(fā)光二極管組成，通過這種方式，對于任何位于束中心位置以外的發(fā)光二極管，均會有ー個相對于束中心而言與其位置相對稱的發(fā)光二極管，且具有相同波長。從照射光源發(fā)出的光通過光束波導(dǎo)照射到鈔票上，該光束波導(dǎo)是四棱鏡，其側(cè)面決定光束波導(dǎo)的縱向大小(長度)，橫截面的形狀則決定其厚度及寬度。光束波導(dǎo)位于鈔票移動方向的橫向位置，完全可以覆蓋鈔票的寬度。光束波導(dǎo)的橫截面是梯形面，因此，棱鏡的兩個對立側(cè)面相互平行，并傳送照射光；其中一個側(cè)面朝向光源，另ー個則朝向鈔票。其它兩個側(cè)面相互平行或構(gòu)成一定角度，是反射面以及光束波導(dǎo)的末端面。光束波導(dǎo)的這種
設(shè)計，可確保將照射光源發(fā)出的光通過棱鏡上除輸入面和輸出面之外的其它所有側(cè)面反射回去。進入光束波導(dǎo)的光在到達光束波導(dǎo)輸出面之前，會經(jīng)過多次反射。在與鈔票移動方向相垂直的光束波導(dǎo)縱向橫截面上，從光源發(fā)出并照射到輸出面的光幾乎不會經(jīng)過任何反射。在特定平面上，每個照射光源發(fā)出的照射通量在到達輸出面之前會顯著増大；在這種情形下，鄰近光源發(fā)出的照射通量在到達鈔票表面之前會相互重疊，確保鈔票的整個表面會得到連續(xù)照明。將末光源放離鈔票的距離保持為照射光源間距S的一半，即可確保鈔票邊緣的照明均勻性。光束波導(dǎo)的末端面也反射光線，該反射會形成實際照射光源的虛擬圖像，且該虛像與實際照射光源位于同一軸線上。確保在輸出面上距離鄰近光源最近的一點上測量的每個照射光源的照射功率密度，是在位于光束波導(dǎo)輸入面和輸出面的中心線所在平面上的、且與照射光源間距相同的一點上測量的該光源照射功率密度的2倍，使得依據(jù)照射光源的技術(shù)參數(shù)確定其最佳間距成為可能，這是因為，在鄰近兩個照射光源之間的某一點上，這兩個鄰近光源的照射功率密度會出現(xiàn)疊加。這可確?；膳c照射光源之間的距離而定期改變照明的振幅變平。光學(xué)照射系統(tǒng)可以安裝在接收器和鈔票之間，用于增加鈔票的光學(xué)圖像清晰度。安裝在光束波導(dǎo)與鈔票之間的另一個光擴散器可以增大照射的漫散射，并提高照明均勻性。如將發(fā)光二極管的組合物用作光源，則通過不同波長的照射來顯示鈔票的光學(xué)圖像是可能的；在這種情形下，將發(fā)光二極管在組合物對稱放置，可確保發(fā)光二極管任何連接圖的照明均勻性。


圖I為本發(fā)明所述鈔票鑒定儀的光束波導(dǎo)縱截面的光透射2為光束波導(dǎo)橫截面的光透射3為鈔票表面的照射功率分布模式圖4為發(fā)光二極管在組合物中的位置
具體實施例方式本發(fā)明所述鈔票鑒定儀的組件包括照亮被鑒定鈔票2的照射光源I和位于鈔票側(cè)對面的照射接收器3。運送裝置(圖中未示)使鈔票沿著箭頭所指的路徑6移動。光束波導(dǎo)4放在鈔票2和照射光源I之間。至少可以發(fā)出ー個波長光的發(fā)光二極管被用作光源I ;所述光源將沿著其與間距S的中心線放置在光束波導(dǎo)4的輸入面5旁邊。為確保鈔票表面2的照明均勻性，發(fā)光二極管所放的位置應(yīng)符合其照射分布模式。輸入面與輸出面之間的距離和光源的間距S是可以被優(yōu)化的參數(shù)。當光束波導(dǎo)4輸入面與輸出面之間的距離増大，以致ー個光源的照明寬度可以覆蓋整個輸出面時，所有光源照射到輸出面上的照明實際上將會恒定不變。但是，光束波導(dǎo)4輸入面與輸出面之間的距離增大會導(dǎo)致整個儀器的尺寸増加。另外ー個方法是增加光源I數(shù)量，并降低其間距S。如使用此法，鄰近光源I的照射重疊性將會増加，從而可以達到高度均勻性。但這個方法將導(dǎo)致儀器價格會隨著所需的照明均勻性的増加而急劇上漲。大量發(fā)光二極管的組合具有橢圓形照射分布模式。選用最佳的光源間距使得鑒定儀增加對被鑒定鈔票2的照明均勻性成為可能，且無需顯著增加光束波導(dǎo)4的尺寸及光源I數(shù)量。圖3所示的是具有更合適所述光源I變量的設(shè)備。所述光源間距基于如下條件選
定，即，對于每個照射光源，在鈔票表面上距離任何鄰近光源最近的點A上測量的照射功率密度，是在位于光束波導(dǎo)輸入面和輸出面的中心線所在平面上的、與任何鄰近光源間距相同的點B上所測量的照射功率密度的2倍。曲線7相當于ー個發(fā)光二極管的照射功率密度。如果本條件得到滿足，則在與兩個鄰近光源間距相同的一點上測得的這兩個鄰近光源的照射功率密度會疊加，其總和等于在離照射光源最近的一點上測量的照射功率密度。圖3中的曲線8表示相鄰發(fā)光二極管的功率密度總和。依此，功率密度的總值會基于間距S而定期變化，并有兩個最大值和兩個最小值。根據(jù)計算結(jié)果，所述光源數(shù)量最佳時，功率密度偏離其平均值的容許幅度在±5%以內(nèi)。在這種情況下，輸入面與輸出面之間的最佳距離將會很小，略小于所述光源I的間距S。上述為實現(xiàn)照明均勻性而采取的方法是基于以精確數(shù)字表示的幾何與能量的關(guān)系。所述光源會偏離其準確位置、光束波導(dǎo)與其指定的幾何形狀有偏差、以及標準照射模式會出現(xiàn)偏差，這些現(xiàn)象在エ業(yè)生產(chǎn)中都是不可避免的，對照明的均勻性可能會有所損害。但是，這種損害的持續(xù)性取決于制造公差。考慮到偏離值極限，計算并確定出在既定生產(chǎn)條件下可以實現(xiàn)的照明均勻性是有可能的。根據(jù)更為可取的裝置，末照射光源I距離光束波導(dǎo)4端面6的距離是間距S的一半。光束波導(dǎo)4是四棱鏡，其朝向照射光源和朝向鈔票的側(cè)面均是透光的，其它側(cè)面(包括端面6)是反光的。從所述光源I發(fā)出的光線穿過光束波導(dǎo)時會經(jīng)過側(cè)面及端面的多次內(nèi)反射。端面6產(chǎn)生的反射形成對所述光源I的虛像I'(圖I所示)。所述光源的虛像I,與實際照射光源之間的距離同樣為間距S，并在路徑寬度以外的兩邊延伸出ー排光源。虛擬光源I'發(fā)出的光照射到光束波導(dǎo)4的輸出面，之后又照射到鈔票2表面，似乎其是由無窮多的光源所發(fā)出的，并穿過不受棱鏡底部限制的無窮大光束波導(dǎo)。這種方法為鈔票邊緣提供了均勻照明。通過光束波導(dǎo)照射鈔票的光線是散射的。鈔票表面發(fā)出的散射光到達接收器3。鈔票兩邊的油墨層以及鈔票紙張中的成分(水印、金屬線)對光的吸收，會導(dǎo)致鈔票表面各個部分的可見度不同。接收器會在投射光中將鈔票表面的不同可見度表現(xiàn)為鈔票的光學(xué)圖像。
如果對鈔票的光學(xué)圖像清晰度要求不高，則接收器3可以做成多元件半導(dǎo)體的線性排列，緊挨著鈔票2表面放置。鈔票圖像的模糊度取決于線性排列的接收面與鈔票表面之間的距離。為增加圖像清晰度，可以在接收器3和鈔票2之間安放ー個光學(xué)圖像傳輸系統(tǒng)。例如，該光學(xué)圖像傳輸系統(tǒng)可以做成梯度折射率微透鏡陣列。類似的光學(xué)系統(tǒng)(例如，Cellfoc類型的光學(xué)系統(tǒng))是著名的先進系統(tǒng)。世界某些國家的鈔票上有高分子膜做成的透明窗。光線穿過該透明窗時不會發(fā)生散射，光束將沿著其從光束波導(dǎo)輸出面離開的路徑繼續(xù)向前直到接收器。因此，在到達光檢測器3時，照明均勻性會受到影響(從而有損于成像質(zhì)量)。為糾正這ー現(xiàn)象，可以在光束波導(dǎo)4輸出面和鈔票2之間另外再放置一個光擴散器，尤其可以將其直接放在光束波導(dǎo)的輸出面上。為了使用不同的波長來顯示鈔票的光學(xué)圖像，可以使用能交替發(fā)出各種波長的光
源I。例如，使用多芯片的發(fā)光二極管可以滿足這ー要求，在這種ニ極管中，各種可發(fā)出不同波長的芯片被緊密排放在一起。在其它設(shè)備中，照射光源被做成組合物，即緊密放在一起的發(fā)光二極管束。在這種情形下，束的中心被視為照射光源的所在位置。當使用組合物形式的照射光源時，各個發(fā)光二極管均是獨立的照射光源。對于末照射光源，某個發(fā)光二極管比其它發(fā)光二極管離棱鏡底部更近，所述光源的虛擬圖像也相應(yīng)地比其它光源的虛擬圖像離棱鏡底部更近。這會影響實際和虛擬照射光源之間距的一致性，以致會在某種程度上降低鈔票邊緣的照明均勻性。如果與光源間距S相比，發(fā)光二極管束的尺寸很小，則這ー現(xiàn)象可以忽略不計。但是，如果發(fā)光二極管束以及位于束中心位置以外的發(fā)光二極管至少使用兩種可發(fā)出相同波長的發(fā)光二極管，且這種ニ極管位于鄰近照射光源的連接直線上，相對于束中心而言，其位置具有対稱性，即如圖4所示，則上述影響可以完全避免。例如，如果發(fā)光二極管束使用的是紅色(R)、緑色(G)和藍色(B)發(fā)光二極管，則可以按照BGRG' B'的順序?qū)⑵浞旁谡丈涔庠吹倪B接直線上，并使其相互間距相同。紅光二極管位于束中心，藍光二極管B和'B'以及綠光二極管G和G'均放在束中心的兩側(cè)，并保持對稱。在這種情形下，在被棱鏡底部反射時，虛擬照射光源I'顯示的發(fā)光二極管順序?qū)荁' G' RGB。因此，這三種顏色發(fā)光二極管的實際和虛擬照射光源將會保持恒定間距S，無需在鈔票邊緣額外提供均勻照明。エ業(yè)實用性基于通過投射光獲得的光學(xué)圖像，本發(fā)明所述鈔票鑒定儀也可用于鑒定其它加密文件。
權(quán)利要求
1.一種鈔票鑒定儀包括至少可發(fā)出一個波長光的照射光源(I)和位于被鑒定鈔票(2)側(cè)對面的光源接收器(3)，其不同之處表現(xiàn)在位于照射光源(I)和被鑒定鈔票(2)之間的光束波導(dǎo)(4);該光束波導(dǎo)將照射光源發(fā)出的光照射到鈔票表面，其外形為梯形四棱鏡；光束波導(dǎo)的其中一個側(cè)面(5)是照射輸入面，朝向照射光源(I)，對面的輸出面則朝向鈔票表面(2);其它側(cè)面均是反射面；沿著輸入面對稱放置的照射光源(I)的相互間距(S)均相同，且輸出面上被鄰近照射光源照亮的區(qū)域會相互重疊；第一個和最后一個光源的所在位置與鈔票邊緣之間的距離是照射光源間距的一半。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述鈔票鑒定儀，其特征在于，照射光源(I)的間距取決于如下條件對于每一個照射光源，在輸出面上距離鄰近光源最近的點(A)上測量的照射功率密度，是在位于光束波導(dǎo)輸入面和輸出面的中心線所在平面上的、且與照射光源間距相同的點(B)上測量的照射功率密度的2倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述鈔票鑒定儀，其特征在于位于照射光源和被鑒定鈔票之間設(shè)置光學(xué)系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述鈔票鑒定儀，其特征在于位于照射光源和被鑒定鈔票之間設(shè)置光學(xué)系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述鈔票鑒定儀，其特征在于位于光束波導(dǎo)和被鑒定鈔票之間設(shè)置光擴散器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述鈔票鑒定儀，其特征在于位于光束波導(dǎo)和被鑒定鈔票之間設(shè)置光擴散器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述鈔票鑒定儀，其特征在于位于光束波導(dǎo)和被鑒定鈔票之間設(shè)置光擴散器。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述鈔票鑒定儀，其特征在于位于光束波導(dǎo)和被鑒定鈔票之間設(shè)置光擴散器。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述鈔票鑒定儀，其特征在于照射光源是用發(fā)光二極管束做成的組合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述鈔票鑒定儀，其特征在于照射光源是用發(fā)光二極管束做成的組合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述鈔票鑒定儀，其特征在于照射光源是用發(fā)光二極管束做成的組合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述鈔票鑒定儀，其特征在于照射光源是用發(fā)光二極管束做成的組合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述鈔票鑒定儀，其特征在于照射光源是用發(fā)光二極管束做成的組合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述鈔票鑒定儀，其特征在于照射光源是用發(fā)光二極管束做成的組合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述鈔票鑒定儀，其特征在于照射光源是用發(fā)光二極管束做成的組合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述鈔票鑒定儀，其特征在于照射光源是用發(fā)光二極管束做成的組合物。
17.根據(jù)權(quán)利要求9-16所述鈔票鑒定儀，其特征在于照射光源由發(fā)光二極管束組成，發(fā)光二極管位于鄰近照射光源的連接直線上，通過這種方式，對于任何位于束中心位置以外的發(fā)光二極管，均會有一個相對于束中心而言與其位置相對稱的發(fā)光二極管，且具有相同波長。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用透射光進行檢測的鈔票鑒定儀。該儀器的技術(shù)結(jié)果在于為被鑒定鈔票提供均勻亮度。該儀器的組件包括照射光源(1)、放置在鈔票(2)側(cè)對面的照射接收器(3)、放置在被鑒定鈔票和照射光源之間的光束波導(dǎo)(4)；光束波導(dǎo)是梯形四棱鏡。光束波導(dǎo)(4)的其中一個側(cè)面朝向照射光源，用作照射的輸入面，對面的輸出側(cè)面則朝向鈔票表面；其它所有側(cè)面是反射面。照射光源(1)均沿著光束波導(dǎo)(4)的輸入面放置，且與輸入面的間距相同，以便輸出面上被鄰近照射光源照亮的區(qū)域互相重疊；第一個和最后一個光源的所在位置與鈔票邊緣之間的距離是前述間距的一半。
文檔編號G07D7/12GK102792341SQ201080024599
公開日2012年11月21日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者彼得．瓦萊里維奇．米寧, 德米特里．真那迪爾維奇．皮斯們你 申請人:多爾斯研發(fā)有限公司