專利名稱：一種用于檢測(cè)如鈔票或有價(jià)證券等頁片材料的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)頁片材料，例如鈔票或有價(jià)證券的裝置和方法。
專利文獻(xiàn)EP-A0537513示出了一種檢測(cè)鈔票合法性的裝置，為達(dá)到檢測(cè)目的，首先用發(fā)光二極管以色光(紅色和綠色)，以及位于紅外光譜區(qū)的光對(duì)鈔票進(jìn)行照射。發(fā)光二極管以順序脈沖導(dǎo)通方式工作，以便在某一時(shí)刻，鈔票僅被一種色光或紅外光譜區(qū)的光所照射。所述發(fā)光二極管位于鈔票的兩側(cè)，由鈔票透射或反射的光由一個(gè)單線CCD陣列探測(cè)并轉(zhuǎn)換成被隨后處理的電信號(hào)。
通過使用一線性CCD陣列，可以在鈔票上獲得一相對(duì)較高的局部分辨率。然而不足之處在于由對(duì)鈔票采用不同色光或紅外光譜區(qū)的光照射而帶來的高額設(shè)備開銷。還有一個(gè)特殊的問題是在不同色光或紅外光譜區(qū)的光中如何平衡光照級(jí)別。
專利文獻(xiàn)DE-OS3815375示出了又一種用于檢測(cè)頁片材料合法性的裝置，它由多個(gè)相似的模塊構(gòu)成，每個(gè)模塊擁有自己的白光照明裝置和一個(gè)線性光電二極管陣列。而且，在各模塊前方有用于透過例如紅，綠，藍(lán)等色光或紅外光譜區(qū)域的光的濾光器。
為對(duì)頁片材料進(jìn)行檢測(cè)。由照明裝置發(fā)出的光經(jīng)過相應(yīng)模塊的濾光器并照射所述頁片材料。被所述頁片材料漫反射的光通過所述模塊的濾光器并由線性光電二極管陣列檢測(cè)。光電二極管陣列將入射來的光轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信號(hào)并隨后進(jìn)行處理。
通過對(duì)不同色光或紅外光譜區(qū)的光使用類似模塊進(jìn)行處理，一方面保證了所述裝置的修理非常方便，同時(shí)另一方面，這也造成了相對(duì)較高的設(shè)備費(fèi)用。由于使用了光電二極管陣列，所以頁片材料可以在其整個(gè)寬度上得到掃描，但是所獲得的分辨率比較而言較低。
在這些前提下，本發(fā)明提出一種用于檢測(cè)頁片材料的裝置，該裝置能在多個(gè)光譜區(qū)域內(nèi)，以相對(duì)低廉的設(shè)備費(fèi)用和較高分辨率對(duì)頁片材料進(jìn)行檢測(cè)。
該問題依據(jù)主權(quán)利要求所述的特征來解決。
本發(fā)明的基本思想主要在于所述裝置具有能夠?qū)Ρ粶y(cè)頁片材料在全光譜范圍連續(xù)照射的照明設(shè)備。為了對(duì)透過頁片材料或經(jīng)其漫反射的光進(jìn)行探測(cè)，使用了具有至少二個(gè)線性平行CCD陣列的接收裝置。在每個(gè)CCD陣列上安裝有濾光器，用以使某一光譜區(qū)域的光線通過。在選定各濾光器時(shí)應(yīng)保證至少其中之一能使可見光譜區(qū)內(nèi)的光可以透過同時(shí)至少還有另一個(gè)濾光器能讓非可見光譜區(qū)的光穿過。各CCD陣列將接受到的光轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，然后在一評(píng)價(jià)裝置中進(jìn)行處理并同參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以便對(duì)所述頁片材料進(jìn)行檢測(cè)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，照明裝置和接受裝置所需成本很低，各CCD陣列以及相應(yīng)的濾光器可以緊湊方式設(shè)置在一載體上且制造成本很低。由于使用了多個(gè)CCD陣列，所以可以在所述頁片材料的整個(gè)寬度上以高分辨率同時(shí)對(duì)多個(gè)不同的光譜區(qū)域進(jìn)行探測(cè)。
在本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例中，所述接收裝置具有4個(gè)帶有濾光器的平行的CCD陣列。濾光器可透過紅、綠、藍(lán)色光譜區(qū)的光以及紅外光譜區(qū)的光。
在對(duì)所述頁片材料進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可以利用例如所述紅、綠和藍(lán)色光對(duì)頁片材料上的可見印刷圖案進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)可使用在紅外光譜區(qū)域探測(cè)到的信號(hào)對(duì)頁片材料的臟度進(jìn)行檢測(cè)。
所述照明裝置假定最好能在一個(gè)二維的照明范圍內(nèi)均勻地照射所述頁片材料，這樣做可使在CCD陣列的各圖像元件上進(jìn)行不同照明級(jí)別修正所需的設(shè)備費(fèi)用最小化。
本發(fā)明的其他特征可在獨(dú)立權(quán)利要求和從屬權(quán)利要求中找到，下面將結(jié)合有關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)施例進(jìn)行描述，其中

圖1所示為本發(fā)明第一實(shí)施例的正視圖。
圖2所示為本發(fā)明第一實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖3所示為本發(fā)明第一實(shí)施例的平面視圖。
圖4所示為所述接收裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。
圖5所示為在傳輸方向上一個(gè)均勻照明裝置的示意圖。
圖6所示為在垂直于傳輸方向的均勻照明裝置的示意圖。
圖7所示為評(píng)價(jià)裝置的示意圖。
圖8所示為帶有處于可見光譜區(qū)內(nèi)的印刷圖案的頁片材料。
圖9所示為帶有處于不可見光譜區(qū)內(nèi)的印刷圖案的頁片材料。
圖10所示為帶有處于可見光譜區(qū)內(nèi)的污點(diǎn)和裂痕的頁片材料。
圖11所示為帶有處于不可見光譜區(qū)內(nèi)空白區(qū)(free area)的頁片材料。
圖1所示為本發(fā)明第一實(shí)施例的正視圖。頁片材料在一照明區(qū)內(nèi)，在受檢的整個(gè)光譜區(qū)上受到照明裝置20連續(xù)照射。隨后，接收裝置30探測(cè)到由頁片材料10反射回的光100。照明裝置20和接收裝置30最好設(shè)置在垂直于頁片材料10的軸線上。照明裝置20允許來自頁片材料的光在被接收裝置檢測(cè)到之前自其通過。
照明裝置20可以選擇地帶有一個(gè)背照明裝置40，用于從與接收裝置30相對(duì)的一側(cè)照射頁片材料10。由背照明裝置40發(fā)射的光經(jīng)過頁片材料之后由接收器30檢測(cè)。
接收裝置30主要由光學(xué)單元31組成，該光學(xué)單元將頁片材料上的照明區(qū)域至少部分地映射到光敏傳感器32上。
傳感器32具有至少二個(gè)相互平行的線性CCD陣列，各CCD陣列上安裝有濾光器，其中至少有一個(gè)可通過可見光譜區(qū)光的濾光器和一個(gè)可通過不可見光譜區(qū)光的濾光器。
在傳感器32的一個(gè)最佳實(shí)施例中，如圖4a所示傳感器32具有4個(gè)設(shè)置在載體34上的CCD陣列Z1-Z4，每個(gè)CCD陣列具有多個(gè)設(shè)置在列S.1-S.N上的圖像元件33，各CCD陣列Z1-Z4以距離D1彼此平行設(shè)置。圖4b示出4個(gè)線性濾光器，至少一個(gè)濾光器工作在可見光譜區(qū)以及另一個(gè)濾光器工作在不可見光區(qū)。圖4c所示為傳感器32的平面圖，傳感器32上包括帶有CCD陣列Z.1-Z.4的載體34以及設(shè)置于CCD陣列之上的線性濾光器F.1-F.4。每個(gè)CCD陣列上覆蓋有工作于某一光譜區(qū)的濾光器。
傳感器32具有緊湊結(jié)構(gòu)，載體34的側(cè)長至多為幾個(gè)厘米，由于傳感器32具有相對(duì)而言較低的制造成本，所以當(dāng)CCD陣列Z.1-Z.4中某一個(gè)發(fā)生了損壞時(shí)，可以很容易用一個(gè)新傳感器進(jìn)行替換。
圖中還示出了具有2個(gè)光源21和22的照明裝置20，光源21，22可以連續(xù)發(fā)射某一光譜范圍的光，該光譜范圍最好與被測(cè)光譜范圍相一致，所述光源可以使用例如白熾燈21，22。
由于光源21和22的輻射特性，頁片材料10的照明區(qū)域在頁片材料傳輸方向以及傳輸方向的垂直方向上的照度不均勻，這種效果對(duì)頁片材料10產(chǎn)生的漫反射光以及傳感器32檢測(cè)的照度級(jí)別均有不利影響，而且在經(jīng)傳感器32檢測(cè)之后很難再做補(bǔ)償。
為避免這一問題，最好對(duì)頁片材料10上的照明區(qū)域進(jìn)行均勻照射。為實(shí)現(xiàn)該目的，最好能有包括一個(gè)柱面反射鏡部分23和多個(gè)反射鏡24，25的反射器對(duì)光源21，22發(fā)射的光進(jìn)行反射。這樣，可實(shí)現(xiàn)頁片材料在垂直于傳輸方向的寬度B和傳輸方向的長度L的照明區(qū)域上照度均勻。
反射鏡部分23具有寬度B以及在寬度B方向上的焦線F，光源21，22設(shè)置于反射鏡部分23的焦線F上，反射鏡部分23的基線的形狀可使光源21和22發(fā)射的光均勻照射在寬度為B，長度為L的照明區(qū)域上。
反射鏡23的基線的形狀如圖2所示，類似于一個(gè)橢圓形，與橢圓反射鏡不同，反射鏡部分23僅有一條焦線F，而橢圓反射鏡的第二焦線被反射鏡23的形狀所改變，使得照明區(qū)域在頁片材料所在平面的L區(qū)的長度上照度均勻。
圖5a示出了反射鏡部分23形狀上二種可能的變形，在第一種變形中，反射鏡部分23的基線位于假想的橢圓內(nèi)，而在第二種變形中，反射鏡部分23的基線位于假想的橢圓之外。因?yàn)樵诖怂x定例子中，這種差異之小使觀察者無法辨識(shí)，所以此處未將假想的橢圓示出。投射到頁片材料10上的光包括直射光部分200和反射光部分210，在這二種變形中，橢圓形狀的差異使得照度水平在所述照明區(qū)域的長度L上照明均勻，如圖4b所示。
而且，如圖1所示的反射器，具有位于反射鏡部分23內(nèi)部的二個(gè)平面形狀的內(nèi)側(cè)反射鏡24和二個(gè)位于反射鏡23端部的外側(cè)平面反射鏡25。反射鏡24，25與反射鏡部分23的焦線F垂直設(shè)置，而且內(nèi)側(cè)反射鏡24和外側(cè)反射鏡的反射鏡面分別朝向光源21，22。
圖6a示出了反射鏡24和25對(duì)光源21和22發(fā)出的光作用的情況。由于光源21，22分別設(shè)置在二反射鏡24和25之間，光源21，22發(fā)出的光被多重反射，產(chǎn)生很多類似21.1，21.2等以及22.1，22.2等的虛擬光源。因此，在寬度方向上對(duì)照明區(qū)域進(jìn)行照明的光由B21區(qū)域和B22區(qū)域內(nèi)的直射光部分和虛擬光源B21.1，B21.2和B22.1，B22.2等發(fā)出的光線組成。這樣就在所述照明區(qū)域的寬度方向上產(chǎn)生了事實(shí)上的均勻照明，如圖5所示。
由于由反射鏡部分23，內(nèi)側(cè)反射鏡24和外側(cè)鏡25所構(gòu)成的反射器的特殊設(shè)計(jì)，由光源21和22發(fā)出的光發(fā)生改變，使照明區(qū)域在寬度B和長度L上均得到均勻照射。最后將寬度B選定為至少與所述頁片材料10同寬，這樣頁片材料10可以在整個(gè)寬度上被掃描。均勻的照明區(qū)域由位于傳感器32上的光學(xué)裝置31所映射，以便傳感器32被以一均勻的反射背景均勻照射。因此避免了對(duì)不均勻照射的修正。
為保護(hù)反射器不被弄臟和弄濕，可以選擇地使用上部窗口26和下部窗口27將其封閉。
為防止窗口26，27的反射光部分進(jìn)入接收裝置30?？梢詫?duì)窗口26，27的相應(yīng)表面進(jìn)行暈化處理，而且，還可以在反射器內(nèi)設(shè)置屏28，選擇其合適的形狀以便對(duì)偏離光部分進(jìn)行反射，圖3所示為屏28的一種可行的形狀，然而問題的解決更多的是取決于反射鏡23，24和25或窗口26，27以及光源21，22的布置方式。
對(duì)于特殊應(yīng)用場(chǎng)合，可將窗口26或27或是二者都制成工作于某光譜區(qū)的濾光器。
在圖1中還顯示了作為照明裝置20一個(gè)部分的背照明裝置40。背照明裝置40以發(fā)光二極管陣列做為光源并從遠(yuǎn)離接收裝置30的一側(cè)照射頁片材料10，為避免弄臟，背照明裝置40可以選擇地封閉在窗口42中。如果必要的話，窗口42也可制成為一個(gè)濾光器，以便將背照明裝置40限制在某一光譜區(qū)內(nèi)。該光譜區(qū)最好選定在紅外區(qū)以便例如對(duì)頁片材料10的臟度進(jìn)行測(cè)量。
為了防止光源21和22發(fā)出的，位于背照明裝置40光譜區(qū)的光照射到頁片材料10上，可以在反射器內(nèi)選擇地設(shè)置一個(gè)濾光器43。采用這種方式可以把漫反射光測(cè)量與透射光測(cè)量結(jié)合到一起。例如可以從可見光的漫反射中檢測(cè)頁片材料10的可見印刷圖案并同時(shí)從紅外光區(qū)的透射光中對(duì)頁片材料10中的水印進(jìn)行檢測(cè)。
如果光源21和22產(chǎn)生了背照明裝置40的光譜區(qū)內(nèi)的光并入射到了頁片材料10上，則從脂點(diǎn)光電計(jì)，可以探測(cè)出例如在水印區(qū)域頁片厚度的變化情況。這一效應(yīng)可以用來測(cè)量頁片材料水印區(qū)域的臟度。
對(duì)于頁片材料10的檢測(cè)而言，可以如上所述利用照明裝置20對(duì)某一照明區(qū)進(jìn)行均勻照明。隨后，利用接收裝置30的光學(xué)單元31，照明區(qū)域可以至少部分地映射到傳感器32上。在此入射光100被濾光器F.1-F.4過濾并被CCD陣列Z.1-Z.4轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。每個(gè)CCD陣列具有設(shè)置在列S.1-S.N上的N個(gè)圖像元件33。圖像元件的數(shù)量N很大。頁片材料10上的局部分辨率可達(dá)到與一邊長＜0.5mm的正方形相對(duì)應(yīng)。假設(shè)所需最大寬度B為120mm，則每CCD陣列的圖像元件的個(gè)數(shù)N應(yīng)當(dāng)≥240。
為了使圖像元件33給出具有足夠信噪比的信號(hào)，它們必須接收一定數(shù)量的光粒子并將其轉(zhuǎn)化成光電子。在分辨率一定，頁片材料10和CCD陣列32之間距離一定，曝光時(shí)間一定，以及物鏡的f數(shù)一定的條件下，用于產(chǎn)生一定量光電子所需的所述頁片材料10的照明級(jí)大致與CCD陣列上圖像元件33的敏感表面成反比。
頁片材料10的照明級(jí)僅可在一定限度內(nèi)變化。這是因?yàn)檫@一變化依賴于照明裝置20的最大照明級(jí)，而最大照明級(jí)又受一些物理效應(yīng)的限制，例如在發(fā)光過程中的發(fā)熱和散熱等情況。因而這里假設(shè)照明裝置20的最大照明級(jí)是恒定的。
圖像元件33的敏感表面的尺寸可以根據(jù)曝光時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化。曝光時(shí)間主要取決于頁片材料10在傳輸方向上的期望局部分辨率，在此分辨率為0.5mm，以及頁片材料的期望傳輸速度。在期望傳輸速度為5m/s的情況下，曝光時(shí)間為0.0005/5＝0.0001s。如果所使用的光源為一個(gè)小于20W的白熾燈，則在照明時(shí)間為0.0001s情況下，圖像元件33的敏感表面的優(yōu)化尺寸為70×70μm。對(duì)于通常使用的CCD陣列，這個(gè)尺寸大約是13×13μm，本發(fā)明中使用的CCD陣列比普通情況使用的CCD陣列敏感25倍。如果需要的話，可按其他的精度要求或傳送速度對(duì)敏感表面的尺寸進(jìn)行優(yōu)化。
CCD陣列的各圖像元件33的電信號(hào)按次序1，2，…N經(jīng)一放大器進(jìn)行放大，并隨后由一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)。在曝光時(shí)間為0.0001s和每個(gè)CCD陣列的圖像元件33的數(shù)量N為240的情況下，每個(gè)數(shù)字化數(shù)據(jù)項(xiàng)的處理時(shí)間為大約0.4μs。在更高的局部分辨率或更高的傳輸速度情況下，處理時(shí)間可以更短。
由接收裝置30傳遞的數(shù)字信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)線300送至所示評(píng)價(jià)裝置40，評(píng)價(jià)裝置如圖7所示包含二個(gè)部分。
第一部分為修正單元50，用于對(duì)各圖像元件33的數(shù)字化數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理并將各CCD陣列Z.1-Z.4的列S.1-S.N的圖像元件33的相應(yīng)數(shù)據(jù)組合入數(shù)字化數(shù)據(jù)項(xiàng)中并將其與頁片材料10的某一區(qū)域相對(duì)應(yīng)，這一標(biāo)準(zhǔn)化過程是通過加或乘修正變量實(shí)現(xiàn)的。
修正單元50包含至少一個(gè)數(shù)字化數(shù)據(jù)處理器，在所提供的用于圖像元件33的大約0.4μs的處理時(shí)間內(nèi)完成修正計(jì)算，最好為每個(gè)CCD陣列Z.1-Z.4提供一個(gè)數(shù)字化數(shù)據(jù)處理器。
通過對(duì)由圖像元件33傳遞的數(shù)字化值進(jìn)行加法修正，可以對(duì)各圖像元件暗敏感性方面的同設(shè)計(jì)有關(guān)的差異進(jìn)行補(bǔ)償。相應(yīng)的加法修正變量可以根據(jù)暗度測(cè)量來確定。
在同一照明級(jí)別下測(cè)得的光照強(qiáng)度的差異首先是源于各圖像元件33具有不同的敏感度或是源于照明上的小的不規(guī)則性。這些差異可以通過用適當(dāng)?shù)某朔ㄒ蜃訉?duì)數(shù)字化數(shù)據(jù)進(jìn)行相乘來實(shí)現(xiàn)。該乘法因子可以通過對(duì)一白色參考物的(理想的白色表面)的測(cè)量來決定。所述白色參考物可以利用例如頁片材料10后的白色背景來實(shí)現(xiàn)，并在二個(gè)頁片材料之間的間隔縫隙中被測(cè)量。另一種方法是隨時(shí)插入一個(gè)頁片材料形式的白色參考物并對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。
此外，照明時(shí)間也可能變化，由于例如所述裝置的控制循環(huán)波動(dòng)或是所述頁片材料在傳送系統(tǒng)內(nèi)的滑動(dòng)，為對(duì)這種變化進(jìn)行補(bǔ)償，可以再次用適當(dāng)?shù)某朔ㄒ蜃訉?duì)數(shù)字化數(shù)據(jù)進(jìn)行倍增，可以通過對(duì)設(shè)置在頁片材料10附近并在頁片材料10檢測(cè)過程中被接收裝置連續(xù)測(cè)量的白參考物的測(cè)量，來確定所述的乘法因子。頁片材料10的圖像元件33的數(shù)字化數(shù)據(jù)被標(biāo)準(zhǔn)化為在白參考物29上測(cè)定的照度，以消除因光照時(shí)間變化而產(chǎn)生的影響。
各CCD陣列Z.1-Z.4最好是以恒定的間隙D1平行地設(shè)置，距離D1可以是圖像元件33的邊長的整數(shù)倍。修正單元50可以存貯一定數(shù)量的圖像元件數(shù)據(jù)以便補(bǔ)償圖像元件對(duì)頁片材料10測(cè)量期間的時(shí)間漂移。修正單元50將布置不同傳感器陣列Z.1-Z.4的列(例如S1，S2等)上的圖像元件33的數(shù)字化數(shù)據(jù)連接成為一個(gè)數(shù)字化數(shù)據(jù)項(xiàng)，以便該數(shù)據(jù)項(xiàng)包含有關(guān)頁片材料10的具有一定精度的圖像元件不同光譜區(qū)信息。這些數(shù)據(jù)隨后通過數(shù)據(jù)線310傳送評(píng)價(jià)裝置40的第二部分。數(shù)據(jù)線310可以輸送大約170MBd的數(shù)據(jù)量。如果必要的話，數(shù)據(jù)量還可以增加。
評(píng)價(jià)裝置40的第二部分為圖像處理單元60，它可以將修正單元50傳來的數(shù)字化數(shù)據(jù)組合成二維圖像并存貯起來。所存貯的圖像數(shù)據(jù)可以做一些變動(dòng)，例如繞某個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)或進(jìn)行壓縮。而且，有關(guān)圖像數(shù)據(jù)的顏色信息也可由一種顏色系統(tǒng)轉(zhuǎn)化到另一個(gè)系統(tǒng)(例如由RGB轉(zhuǎn)化成HSI)。
為此，可以在圖像評(píng)價(jià)單元60中存儲(chǔ)一些表，表中在一列中存有一種顏色系統(tǒng)的輸入值以及在另一列中存有另一顏色系統(tǒng)的相應(yīng)轉(zhuǎn)換輸出值。利用這些表可以實(shí)現(xiàn)顏色信息的簡單，快速轉(zhuǎn)換。
對(duì)于頁片材料10的檢測(cè)而言，上述變化后的圖像數(shù)據(jù)在圖像評(píng)價(jià)單元60中與相應(yīng)參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。根據(jù)一致的程度，可以確定出用于不同檢測(cè)的特性。
圖8示出了一頁片材料10的例子，示意性地示出了鈔票上可見光譜區(qū)內(nèi)的印刷圖案。頁片材料10具有一些在紅外光譜區(qū)不透光的特征項(xiàng)，這包括例如順序號(hào)11，安全線12以及印刷圖案14。此外，頁片材料10還具有在可見光譜區(qū)不透光但在紅外光譜區(qū)透光的印刷圖案15，圖9所示為在紅外光譜區(qū)具有相應(yīng)印刷圖案的頁片材料。
根據(jù)可見的印刷圖案，可以確定出例如頁片材料10的長，寬等形式特性或其表面特性，也可以推出頁片材料的類形和傳輸位置的特性。此外，還可以在可見和非可見光譜區(qū)確定印刷圖案一致性特性。
圖10所示為帶有污點(diǎn)16和裂痕17的頁片材料10，由此可以確定污點(diǎn)17的數(shù)目特性或根據(jù)所述可見印刷圖案與相應(yīng)參考數(shù)據(jù)的比較確定印刷圖案的相似變化。此外還可以得出頁片材料10的形式和完整性的特性，以及有關(guān)裂痕17的數(shù)量特性。
為確定頁片材料10的臟度特性，可以利用如圖11所示的紅外印刷圖案中的空白區(qū)18，由于空白區(qū)18大于可見印刷圖案內(nèi)的空白區(qū)，因此可以獲得相對(duì)可靠的有關(guān)臟度的特性。
如上所述，所述裝置的又一優(yōu)點(diǎn)在于可以從檢測(cè)數(shù)據(jù)中推出一大批有關(guān)特性，如果需要的話，專家還可從檢測(cè)數(shù)據(jù)中推出更多的，在此未加以清楚描述的特性。
所確定的特性最好經(jīng)數(shù)據(jù)線320傳至更高級(jí)的控制單元70。該單元參考檢測(cè)中確定的特性，決定如何進(jìn)一步處理頁片材料10以及其他一些問題。如果需要的話，也可在評(píng)價(jià)裝置40中完成這一決策。
如果將所述裝置用于一鈔票處理機(jī)中，進(jìn)行頁片材料的檢測(cè)，那么根據(jù)所述裝置的特性和/或鈔票處理機(jī)其他部分的特性，控制裝置70可將頁片材料10導(dǎo)入一個(gè)特定分類箱或是用于銷毀的粉碎器或是導(dǎo)入鈔票處理機(jī)的其他部分中。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測(cè)頁片材料的裝置，具有一照明裝置，用于以光線照明所述頁片材料，一接收裝置，用于接收頁片材料的漫反射光和/或透過頁片材料的光，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)，一評(píng)價(jià)裝置，用于處理所述信號(hào)并將其同參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以對(duì)頁片材料進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于所述照明裝置(20)在被檢測(cè)的整個(gè)光譜范圍內(nèi)對(duì)所述頁片材料連續(xù)照明，所述接收裝置(30)具有至少2個(gè)線性的平行CCD陣列(Z.1-Z.4)，每個(gè)CCD陣列(Z.1-Z.4)具有一個(gè)能使某一光譜區(qū)光通過的濾光器(F.1-F.4)，以及至少一個(gè)在可見光譜區(qū)工作的濾光器(F.1-F.4)以及至少一個(gè)在非可見光譜區(qū)工作的濾光器(F.1-F.4)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述接收裝置(30)具有4個(gè)帶有濾光器(F.1-F.4)的CCD陣列(Z.1-Z.4)，所述濾光器(F.1-F.4)分別傳輸所述光譜區(qū)內(nèi)一定波長的光，如紅，綠，藍(lán)(RGB)，以及紅外區(qū)域的光(IR)。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述CCD陣列具有帶有敏感表面的圖像元件(33)，敏感表面的尺寸根據(jù)給定參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述照明裝置(20)和所述接收裝置(30)沿垂直于所述頁片材料的軸向布置。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，接收裝置(30)上具有一個(gè)光學(xué)裝置(31)，能夠?qū)⒁痪哂心骋粚挾?B)和長度(L)的照明區(qū)域映射到CCD陣列(Z.1-Z.4)上。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述照明區(qū)域的寬度(B)至少與所述頁片材料(10)的寬度相等。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述照明區(qū)域被均勻照明。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述照明裝置(20)具有至少一個(gè)反射器和位于反射器中的二個(gè)光源(21，22)，反射器具有一個(gè)柱形反射鏡部分(23)，該反射鏡部分(23)具有一特定寬度(B)和位于所述反射鏡部分(23)寬度(B)方向上的焦線(F)，光源(21，22)設(shè)置在反射鏡部分(23)的焦線(F)上，所述反射鏡部分(23)的基線形狀選定成能使光源(21，22)發(fā)出的光可均勻照射在照明區(qū)域的縱向方向上，并且所述反射器在反射鏡部分(23)內(nèi)有二個(gè)平面的內(nèi)側(cè)反射鏡和位于反射鏡部分(23)端部的二個(gè)平面外側(cè)反射鏡(25)，反射鏡(24，25)與所述反射鏡部分(23)的焦線垂直設(shè)置并且內(nèi)側(cè)反射鏡(24)和外側(cè)反射鏡(25)的反射表面指向光源(21，22)之一，這樣就使照明區(qū)域在寬度方向上得到均勻照射。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述反射器由位于內(nèi)側(cè)反射鏡(24)之間的窗口(26)和位于反射器朝向所述照明區(qū)域的一側(cè)的窗口(27)封閉。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，至少一個(gè)窗口表面被暈化。
11.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，窗口用來做為針對(duì)一定波長光的濾光器。
12.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，在反射器內(nèi)有一個(gè)屏(28)用于防止光源(21，22)發(fā)出的光從朝向照明區(qū)域的窗口(27)上反射入接收裝置(30)。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述照明裝置(20)具有一個(gè)背照明裝置(40)，用于在一特定光譜區(qū)對(duì)頁片材料(10)進(jìn)行照射。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，由所述照明裝置(20)的其他部分發(fā)出的對(duì)頁片材料照射的光，若屬于背照明裝置(40)特定光譜區(qū)域則均被濾光器(43)所阻擋。
15.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述特定光譜區(qū)在紅外區(qū)域。
16.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，背照明裝置(40)具有一個(gè)作為光源的發(fā)光二極管陣列(41)。
17.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述背照明裝置以窗口(42)封閉。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述窗口(42)為一濾光器。
19.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述窗口(42)是經(jīng)過暈化處理的。
20.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述評(píng)價(jià)裝置(40)包含二個(gè)部分一修正部分(50)，用于對(duì)由接收單元(30)傳送的數(shù)字化數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理和/或組合，一圖像處理單元(60)，用于將修正單元傳送的數(shù)字化數(shù)據(jù)組合成二維圖像并隨后對(duì)該圖像進(jìn)行變換和/或存貯處理，并將其與參考值進(jìn)行比較。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于所述修正單元(50)具有至少一個(gè)數(shù)字化信號(hào)處理器以進(jìn)行計(jì)算。
22.一種用于檢測(cè)頁片材料的方法，其特征在于，所述頁片材料(10)在整個(gè)被測(cè)光譜區(qū)被連續(xù)照射，至少在一個(gè)可見光譜區(qū)和一個(gè)不可見光譜區(qū)內(nèi)，被所述頁片材料漫反射或透射的光(100)被帶有相應(yīng)濾光器的至少兩個(gè)平行CCD陣列轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，以及所述數(shù)字化信號(hào)被處理并與參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以便實(shí)現(xiàn)對(duì)頁片材料的檢測(cè)。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，在處理過程中，所述數(shù)字化數(shù)據(jù)被標(biāo)準(zhǔn)化和/或加以組合。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，在處理過程中數(shù)字化數(shù)據(jù)被標(biāo)準(zhǔn)化處理為一個(gè)強(qiáng)度，該強(qiáng)度在檢測(cè)過程中按白參考物連續(xù)測(cè)量以便排除因照明時(shí)間造成的變化。
25.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，在處理過程中數(shù)字化數(shù)據(jù)被組合成一個(gè)二維圖像，且隨后該圖像被變換和/或存貯。
26如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，在處理過程中，二維圖像的數(shù)字化數(shù)據(jù)的顏色變換是通過所存貯的表完成的。
27如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，在處理過程中，頁片材料(10)的類型和傳送位置根據(jù)二維數(shù)字化數(shù)據(jù)確定。
28如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，在處理過程中，頁片材料的形狀和完整性由二維數(shù)字化數(shù)據(jù)確定。
29如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，在處理過程中，頁片材料的臟度由二維數(shù)字化數(shù)據(jù)確定。
30.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，在處理過程中，將二維數(shù)字化數(shù)據(jù)同二維參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并且通過比較可以識(shí)別出污點(diǎn)或類似變化。
全文摘要
一種用于檢測(cè)頁片材料的裝置,具有一照明裝置,用于在被檢測(cè)的整個(gè)光譜范圍內(nèi)連續(xù)對(duì)頁片材料進(jìn)行照明,還有一接受裝置,其至少具有二條線性平行CCD陣列。在各CCD陣列上設(shè)置有用于透過某一光譜區(qū)域光的濾光器。各濾光器經(jīng)過選定,以便使至少一個(gè)濾光器工作于可見光譜區(qū)和至少另外一個(gè)工作在不可見光譜區(qū)。為檢測(cè)由頁片材料漫反射或透射的光,各CCD陣列從接收到的光中產(chǎn)生電信號(hào),電信號(hào)隨后在評(píng)價(jià)裝置中進(jìn)行處理并同參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述頁片材料的檢測(cè)。
文檔編號(hào)G07D7/06GK1187895SQ96194751
公開日1998年7月15日 申請(qǐng)日期1996年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月11日
發(fā)明者諾伯特·霍爾, 弗洛里安·霍爾茲納, 海因茨－ph·霍恩納哥, 伯恩德·旺德爾 申請(qǐng)人:吉賽克與德弗連特股份有限公司