專利名稱：帶有平面壁的光學(xué)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驗(yàn)鈔器，具體地說(shuō)，涉及具有光學(xué)掃描器以測(cè)量紙鈔在經(jīng)過(guò)傳感器移動(dòng)時(shí)的反射率的驗(yàn)鈔器。
背景技術(shù)：
鑒定鈔票以確定它們的真實(shí)性在理論上是比較簡(jiǎn)單的，但是，在實(shí)踐中要以節(jié)約成本的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)卻是相當(dāng)困難的。鈔票是在它移過(guò)傳感器時(shí)掃描鈔票的條狀區(qū)域或安全紙而被鑒定的。鈔票通常是根據(jù)光學(xué)特性、磁特性及/或根據(jù)電容量來(lái)鑒定的。
鈔票的光學(xué)特性是通過(guò)測(cè)量鈔票所反射的輻射量而鑒定的。光學(xué)傳感器包括產(chǎn)生不同波長(zhǎng)輻射并將輻射聚焦在鈔票的特定目標(biāo)位置上的發(fā)射器。反射的輻射被測(cè)量并與參考信號(hào)相比較以確定是接受還是拒絕該鈔票。
這種光學(xué)鑒定之所以困難在于鈔票對(duì)光學(xué)傳感器的確切距離是變化的，因?yàn)殁n票在它所沿著通過(guò)的尺寸過(guò)大的通路中移動(dòng)時(shí)基本上是浮著的。此外，在通路中盡管鈔票是沿著中心的，但它可能在縱向或側(cè)向成一角度。同此，間距和角度會(huì)改變，這影響測(cè)得的信號(hào)。此外，鈔票中的折痕也會(huì)使角度變動(dòng)，而這又影響了從鈔票反射回傳感器的輻射量。影響測(cè)量信號(hào)的其它因素還包括由光學(xué)傳感器反射回接收器的輻射量，這個(gè)輻射不是被鈔票所反射的。信號(hào)的這一部分一般產(chǎn)生所謂的串?dāng)_，并且希望把它的水平維持在盡可能小。
通路一般還包括在光學(xué)傳感器和鈔票之間的另外的元件或表面，這些元件或表面能引起反射的輻射，這同樣是不取決于鈔票的。例如，可能會(huì)有一個(gè)窗口構(gòu)件形成了通路的一部分，光學(xué)傳感器就直接在窗口后面。窗口提供了所需的平滑通路，但增加了串?dāng)_。
其它的光學(xué)鈔票掃描裝置曾把發(fā)射器放在相對(duì)于鈔票的一第一銳角的位置，并相應(yīng)地將接收器放在另外的角度上以接收反射的輻射。提供了兩種不同的光學(xué)設(shè)計(jì)以使發(fā)射的和接收的輻射聚焦。很遺憾，這些系統(tǒng)相對(duì)于鈔票在通路內(nèi)的位置的變化以及由鈔票的折痕的變化會(huì)產(chǎn)生明顯的變化。
本發(fā)明提供一種光學(xué)傳感器，它在鈔票移動(dòng)通過(guò)該傳感器時(shí)測(cè)量鈔票的光學(xué)反射性質(zhì)中具有改進(jìn)的準(zhǔn)確度。
發(fā)明概述按照本發(fā)明的驗(yàn)鈔器，包括一通路，鈔票通過(guò)它而移動(dòng)；以及一光學(xué)傳感器，被定位于這個(gè)通路中以便鑒定在鈔票表面上的光學(xué)特性。該光學(xué)傳感器包括一透鏡、多個(gè)輻射發(fā)射器和一輻射接收器。該透鏡具有一通常為平的第一表面和一凸的第二表面。這些表面相配合而確定該透鏡的焦點(diǎn)，該焦點(diǎn)面向凸面。該通路包括一開(kāi)口，它接納該透鏡，且以透鏡的平表面封閉該開(kāi)口并形成通路的一部分。輻射發(fā)射器和輻射接收器緊密地群集在透鏡的焦點(diǎn)處并包括一屏蔽件，其將接收器與發(fā)射器的直接輻射隔離。該透鏡將發(fā)射器發(fā)射的輻射準(zhǔn)直以產(chǎn)生大體上平行的輻射光線，它在通過(guò)傳感器時(shí)被鈔票反射。從鈔票反射的輻射則射到透鏡上并被透鏡聚焦而導(dǎo)向接收器。該透鏡將由其凸面和平表面反射的射線從接收器引開(kāi)，從而減少接收器和發(fā)射器之間的串?dāng)_。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，發(fā)射器中的每一個(gè)發(fā)射不同波長(zhǎng)的輻射。
按照本發(fā)明的另一方面，發(fā)射器群集在一起，其間有最小的間距。
按照本發(fā)明的另外一方面，發(fā)射器和接收器由一個(gè)屏蔽件隔開(kāi)。
按照本發(fā)明的又一方面，發(fā)射器和接收器均安裝在一公共的電路板上。
按照本發(fā)明的再一方面，該發(fā)射器包括至少兩種不同類型的發(fā)射器，以產(chǎn)生具有兩種所需波長(zhǎng)的輻射用以測(cè)試鈔票。
按照本發(fā)明的進(jìn)一方面，提供五個(gè)發(fā)射器，它們中的每一個(gè)產(chǎn)生不同輻射的波長(zhǎng)以測(cè)試鈔票。
附圖簡(jiǎn)介本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例示于圖中，其中

圖1是驗(yàn)鈔器的部分示意圖，表明鈔票正移動(dòng)經(jīng)過(guò)光學(xué)傳感器；圖2是光學(xué)傳感器的光電子部件的頂視圖；圖3是沿圖2A-A的截面圖；以及圖4是表明發(fā)射器和接收器為減少串?dāng)_而定位的示意圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明驗(yàn)鈔器2包括一個(gè)通路4供鈔票10移動(dòng)通過(guò)光學(xué)傳感器14之用。通路包括一個(gè)外壁6和一個(gè)內(nèi)壁8，在內(nèi)壁8上有一個(gè)開(kāi)口22。光學(xué)傳感器14包括一個(gè)透鏡16，其尺寸適合于裝入開(kāi)口22中，其總體如圖1所示。透鏡16包括一個(gè)平坦表面18，它形成了通道內(nèi)壁8的延續(xù)并有效地閉合了開(kāi)口22。透鏡還包括一個(gè)凸面20，它面向光電子學(xué)部件26。透鏡最好是非球面透鏡。
透鏡和固定在線路板28上的光電子部件26協(xié)同工作。光電子部件包括一系列焊接到線路板上的引腳。
光電子部件26的詳細(xì)情況和它與透鏡的關(guān)系示于圖2和3。5個(gè)發(fā)射器30以集群型式安排裝在支座27上使得發(fā)射器之間的間距相當(dāng)小。發(fā)射器是無(wú)方向性的，最好能發(fā)射不同波長(zhǎng)的輻射以便在鈔票移動(dòng)經(jīng)過(guò)傳感器時(shí)鑒定它的反射性能。接收器32也定位于支座27上，它和發(fā)射器30利用隔片或擋板34分開(kāi)，后者對(duì)接收器32屏蔽以免受發(fā)射器30的直接輻射。接收器32的位置與發(fā)射器緊密相鄰并稍微偏離焦點(diǎn)。
傳感設(shè)備的光學(xué)性質(zhì)更加詳細(xì)地示于圖4中。發(fā)射器30位于透鏡的焦點(diǎn)并產(chǎn)生輻射。大部分輻射經(jīng)過(guò)透鏡而發(fā)送并形成準(zhǔn)直的光束以便在鈔票移動(dòng)經(jīng)過(guò)傳感器時(shí)照射到它的條帶上。由鈔票反射的輻射入射到透鏡上被再導(dǎo)向并聚焦到接收器32上。鈔票與透鏡之間的間距變化不會(huì)明顯地改變結(jié)果，因?yàn)檩椛涫菧?zhǔn)直的并且形成了平行射線。接收器的相對(duì)于焦點(diǎn)位置的輕微偏離是無(wú)關(guān)緊要的。
由透鏡反射的輻射被表示為反射光束38、40、42和44，如果被接收就成為不希望的串?dāng)_。光束38和40入射到透鏡的凸面20并被該表面反射。大多數(shù)輻射將通過(guò)透鏡去照射鈔票，但有一部分輻射將被反射。透鏡的凸起的性質(zhì)將這一輻射導(dǎo)引向外而遠(yuǎn)離接收器32。這樣，從透鏡的非球面20反射的輻射指向外面因而對(duì)接收器所收到的信號(hào)的影響是最小的。
反射的輻射42和44是由于輻射通過(guò)了透鏡的第一表面而被透鏡的平坦表面18反射而產(chǎn)生的。這種反射的輻射聚焦在點(diǎn)50，它位于接收器32的一側(cè)。在這種情況下，由平坦表面18所返回的輻射聚焦在接器一側(cè)之外的點(diǎn)上，因此這樣反射的輻射對(duì)接收器的影響就被減小。
光接收器32和發(fā)射器30可以方便地都制造在一個(gè)公共的支座上且它們的位置是精密地確定的。非球面透鏡16恰當(dāng)?shù)靥幚戆l(fā)出的輻射以產(chǎn)生準(zhǔn)直的波束去照射鈔票，而從鈔票反射的輻射則被聚焦并導(dǎo)向位于透鏡焦點(diǎn)近旁的接收器32。在這樣的安排下，由光接收器產(chǎn)生的信號(hào)與被掃描的鈔票的光學(xué)性質(zhì)有更接近的相關(guān)性。
現(xiàn)在的光學(xué)安排被設(shè)計(jì)成能接受這一點(diǎn)，即鈔票在通路中的晃動(dòng)是不能消除的并且鈔票對(duì)光學(xué)傳感器的分隔距離是要變化的。由于使用了輻射的準(zhǔn)直了的波束來(lái)照射鈔票，這種距離變化的影響已經(jīng)減小。這種結(jié)構(gòu)還利用光學(xué)透鏡的平坦表面來(lái)形成通道壁的延續(xù)，因?yàn)檫@樣，可以消除外加的光學(xué)構(gòu)件。透鏡還被設(shè)計(jì)成使透鏡本身所反射的任何輻射的一大部分被引導(dǎo)離開(kāi)接收器或聚焦到接收器邊上的一點(diǎn)。這樣，所測(cè)到的由透鏡所反射的輻射被減少而且一般說(shuō)來(lái)對(duì)于不同的波長(zhǎng)的輻射卻是相同的。
這種結(jié)構(gòu)還使用多個(gè)無(wú)方向性的發(fā)射器以產(chǎn)生幾種不同波長(zhǎng)的輻射。這些波長(zhǎng)被選擇來(lái)揭露某些在偽造鈔票中所使用的墨水。最好是三種發(fā)射器發(fā)射可見(jiàn)范圍內(nèi)的輻射而兩種發(fā)射器發(fā)射紅外范圍內(nèi)的輻射。
現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了掃描鈔票的改善了的精確性以及簡(jiǎn)化的系統(tǒng)。
利用本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)了光學(xué)傳感器的非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。透鏡設(shè)計(jì)成可用作為通道開(kāi)孔的一個(gè)塞子，因此透鏡能用來(lái)恰當(dāng)?shù)靥幚磔椛洳⒂米鳛橥返拇翱?。透鏡的平坦表面形成了通路壁的延續(xù)并且當(dāng)鈔票移動(dòng)經(jīng)過(guò)光學(xué)傳感器時(shí)不會(huì)改變其位置、透鏡的內(nèi)部表面是做成非球面的(像雙曲面的)。這一形狀減少了發(fā)射器和接收器之間的串?dāng)_?；旧?，由透鏡的平坦表面反射的輻射大體上都引向遠(yuǎn)離接收器。在本結(jié)構(gòu)中，多個(gè)光發(fā)射器和光檢測(cè)器位于透鏡中心線的最接近的鄰近并且是在透鏡焦點(diǎn)的邊上。發(fā)射器發(fā)出的輻射形成準(zhǔn)直的波束去照射鈔票，而從鈔票反射的輻射則總體上導(dǎo)向光檢測(cè)器。這種結(jié)構(gòu)的另一方面是透鏡的平坦表面，它用來(lái)閉合通道的開(kāi)口。由于簡(jiǎn)化了光學(xué)途徑和降低了會(huì)反射的輻射的數(shù)量，這減少了串?dāng)_。多個(gè)發(fā)射器盡可能緊密地裝在一起。發(fā)射器的這種組合或群集有利地產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的信號(hào)，這是由光學(xué)系統(tǒng)的性質(zhì)大體上相同而實(shí)現(xiàn)的。在這種方式下，測(cè)得的信號(hào)更正確地對(duì)應(yīng)于鈔票的實(shí)際性質(zhì)。
雖然這里已詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的各種優(yōu)選實(shí)施例，熟悉本技術(shù)的人都清楚，對(duì)此可作出各種變動(dòng)而不背離本發(fā)明的精神或所附權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種驗(yàn)鈔器，包括一個(gè)通路，鈔票通過(guò)它而移動(dòng)經(jīng)過(guò)一光學(xué)傳感器并由它鑒定鈔票表面的光學(xué)特性；所述光學(xué)傳感器包括一透鏡、多個(gè)輻射發(fā)射器和一輻射接收器，所述透鏡具有大體上是平的第一表面和凸的第二表面，利用所述這些表面限定所述透鏡的焦點(diǎn)，該焦點(diǎn)面對(duì)所述凸面；所述通路包括一在其中的開(kāi)口，該開(kāi)口接納所述透鏡并以所述平表面閉合所述開(kāi)口并形成所說(shuō)通路的一部分；所述輻射發(fā)射器和所述輻射接收器緊密地群集在所述焦點(diǎn)上并包括一屏蔽件，它將所述接收器與所述發(fā)射器的直接輻射隔離；所述透鏡將所述發(fā)射器發(fā)出的輻射準(zhǔn)直，以產(chǎn)生平行的輻射光線去照射經(jīng)過(guò)所述傳感器移動(dòng)的鈔票，并將該鈔票反射而入射到該透鏡上的輻射聚焦到所述接收器上；所述透鏡的所述凸面被選擇成把該凸面反射的輻射導(dǎo)引到離開(kāi)所述接收器，以減少所述接收器和所述發(fā)射器之間的串?dāng)_。
2.如權(quán)利要求1所述的驗(yàn)鈔器，其中所述透鏡是非球面透鏡。
3.如權(quán)利要求2所述的驗(yàn)鈔器，其中所述發(fā)射器發(fā)射不同波長(zhǎng)的輻射。
4.如權(quán)利要求1所述的驗(yàn)鈔器，其中所述發(fā)射器是無(wú)方向性的發(fā)射器，而且所述發(fā)射器是以相互間最小間隔群集在一起的。
5.如權(quán)利要求2所述的驗(yàn)鈔器，其中所述發(fā)射器和所述接收器由一屏蔽件隔開(kāi)。
6.如權(quán)利要求1所述的驗(yàn)鈔器，其中所述發(fā)射器和所述接收器均位于安裝在一電路板上的一共同支座上。
7.如權(quán)利要求2所述的驗(yàn)鈔器，其中所述發(fā)射器包括至少兩種不同類型的發(fā)射器，以產(chǎn)生兩種具有所需波長(zhǎng)的輻射用于檢測(cè)鈔票。
8.如權(quán)利要求6所述的驗(yàn)鈔器，其中所述發(fā)射器包括至少5個(gè)發(fā)射器，其中每一個(gè)發(fā)射不同波長(zhǎng)的輻射。
9.在一掃描鈔票用的驗(yàn)鈔器中，一種光學(xué)傳感器包括一凸透鏡，它具有一平的表面定位于通路壁的一個(gè)開(kāi)口中，鈔票就沿著該通路移動(dòng)，所述平表面則形成該壁的延續(xù)；所述透鏡和多個(gè)發(fā)射器協(xié)調(diào)以準(zhǔn)直所發(fā)射的輻射來(lái)測(cè)試鈔票，而且所述接收器緊密鄰近所述發(fā)射器定位并與其隔開(kāi)，以盡量減小直接輻射，其中所述發(fā)射器和所述接收器位于所述透鏡的焦點(diǎn)上。
10.在權(quán)利要求9所述的驗(yàn)鈔器中，其中所述的透鏡是非球面透鏡。
11.在權(quán)利要求9所述的驗(yàn)鈔器中，其中所述發(fā)射器是無(wú)方向性發(fā)射器，而且所述接收器也是無(wú)方向性的。
全文摘要
一種用于驗(yàn)鈔器的改進(jìn)的光學(xué)傳感器,利用一具有平壁的非球面透鏡作為通路中開(kāi)口的輻射孔塞和聚焦裝置的組合。發(fā)射器和接收器緊密地定位于一公共的支座上并大體上位于該透鏡的焦點(diǎn)上。由鈔票反射的輻射被聚焦并由該接收器接收。該透鏡還用來(lái)準(zhǔn)直發(fā)射器所產(chǎn)生的輻射以掃描鈔票。
文檔編號(hào)G07D7/00GK1334947SQ99816224
公開(kāi)日2002年2月6日 申請(qǐng)日期1999年2月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月17日
發(fā)明者維托爾德·庫(kù)沃斯托夫 申請(qǐng)人:卡施科德公司