一种用于检测页片材料的装置和方法制造方法及图纸

一种用于检测页片材料的装置，具有： 一照明装置，用于以光线照明所述页片材料， 一接收装置，用于接收页片材料的漫反射光和／或透过页片材料的光，并将其转化为相应的电信号， 一评价装置，用于处理所述信号并将其同参考数据进行比较，以对页片材料进行检测， 其特征在于： 所述照明装置（２０）在被检测的整个光谱范围内对所述页片材料连续照明， 所述接收装置（３０）具有至少２个线性的平行ＣＣＤ阵列（Ｚ．１－Ｚ．４）， 每个ＣＣＤ阵列（Ｚ．１－Ｚ．４）具有一个能使某一光谱区光通过的滤光器（Ｆ．１－Ｆ．４），以及 至少一个在可见光谱区工作的滤光器（Ｆ．１－Ｆ．４）以及至少一个在非可见光谱区工作的滤光器（Ｆ．１－Ｆ．４）。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于检测页片材料，例如钞票或有价证券的装置和方法。专利文献EP-A0537513示出了一种检测钞票合法性的装置，为达到检测目的，首先用发光二极管以色光(红色和绿色)，以及位于红外光谱区的光对钞票进行照射。发光二极管以顺序脉冲导通方式工作，以便在某一时刻，钞票仅被一种色光或红外光谱区的光所照射。所述发光二极管位于钞票的两侧，由钞票透射或反射的光由一个单线CCD阵列探测并转换成被随后处理的电信号。通过使用一线性CCD阵列，可以在钞票上获得一相对较高的局部分辨率。然而不足之处在于由对钞票采用不同色光或红外光谱区的光照射而带来的高额设备开销。还有一个特殊的问题是在不同色光或红外光谱区的光中如何平衡光照级别。专利文献DE-OS3815375示出了又一种用于检测页片材料合法性的装置，它由多个相似的模块构成，每个模块拥有自己的白光照明装置和一个线性光电二极管阵列。而且，在各模块前方有用于透过例如红，绿，蓝等色光或红外光谱区域的光的滤光器。为对页片材料进行检测。由照明装置发出的光经过相应模块的滤光器并照射所述页片材料。被所述页片材料漫反射的光通过所述模块的滤光器并由线性光电二极管阵列检测。光电二极管阵列将入射来的光转换成相应的信号并随后进行处理。通过对不同色光或红外光谱区的光使用类似模块进行处理，一方面保证了所述装置的修理非常方便，同时另一方面，这也造成了相对较高的设备费用。由于使用了光电二极管阵列，所以页片材料可以在其整个宽度上得到扫描，但是所获得的分辨率比较而言较低。在这些前提下，本专利技术提出一种用于检测页片材料的装置，该装置能在多个光谱区域内，以相对低廉的设备费用和较高分辨率对页片材料进行检测。该问题依据主权利要求所述的特征来解决。本专利技术的基本思想主要在于所述装置具有能够对被测页片材料在全光谱范围连续照射的照明设备。为了对透过页片材料或经其漫反射的光进行探测，使用了具有至少二个线性平行CCD阵列的接收装置。在每个CCD阵列上安装有滤光器，用以使某一光谱区域的光线通过。在选定各滤光器时应保证至少其中之一能使可见光谱区内的光可以透过同时至少还有另一个滤光器能让非可见光谱区的光穿过。各CCD阵列将接受到的光转化成电信号，然后在一评价装置中进行处理并同参考数据进行比较，以便对所述页片材料进行检测。本专利技术的优点在于，照明装置和接受装置所需成本很低，各CCD阵列以及相应的滤光器可以紧凑方式设置在一载体上且制造成本很低。由于使用了多个CCD阵列，所以可以在所述页片材料的整个宽度上以高分辨率同时对多个不同的光谱区域进行探测。在本专利技术的一个最佳实施例中，所述接收装置具有4个带有滤光器的平行的CCD阵列。滤光器可透过红、绿、蓝色光谱区的光以及红外光谱区的光。在对所述页片材料进行检测时，可以利用例如所述红、绿和蓝色光对页片材料上的可见印刷图案进行检测，同时可使用在红外光谱区域探测到的信号对页片材料的脏度进行检测。所述照明装置假定最好能在一个二维的照明范围内均匀地照射所述页片材料，这样做可使在CCD阵列的各图像元件上进行不同照明级别修正所需的设备费用最小化。本专利技术的其他特征可在独立权利要求和从属权利要求中找到，下面将结合有关附图对本专利技术的一些实施例进行描述，其中附图说明图1所示为本专利技术第一实施例的正视图。图2所示为本专利技术第一实施例的侧视图。图3所示为本专利技术第一实施例的平面视图。图4所示为所述接收装置的一个优选实施例的示意图。图5所示为在传输方向上一个均匀照明装置的示意图。图6所示为在垂直于传输方向的均匀照明装置的示意图。图7所示为评价装置的示意图。图8所示为带有处于可见光谱区内的印刷图案的页片材料。图9所示为带有处于不可见光谱区内的印刷图案的页片材料。图10所示为带有处于可见光谱区内的污点和裂痕的页片材料。图11所示为带有处于不可见光谱区内空白区(free area)的页片材料。图1所示为本专利技术第一实施例的正视图。页片材料在一照明区内，在受检的整个光谱区上受到照明装置20连续照射。随后，接收装置30探测到由页片材料10反射回的光100。照明装置20和接收装置30最好设置在垂直于页片材料10的轴线上。照明装置20允许来自页片材料的光在被接收装置检测到之前自其通过。照明装置20可以选择地带有一个背照明装置40，用于从与接收装置30相对的一侧照射页片材料10。由背照明装置40发射的光经过页片材料之后由接收器30检测。接收装置30主要由光学单元31组成，该光学单元将页片材料上的照明区域至少部分地映射到光敏传感器32上。传感器32具有至少二个相互平行的线性CCD阵列，各CCD阵列上安装有滤光器，其中至少有一个可通过可见光谱区光的滤光器和一个可通过不可见光谱区光的滤光器。在传感器32的一个最佳实施例中，如图4a所示传感器32具有4个设置在载体34上的CCD阵列Z1-Z4，每个CCD阵列具有多个设置在列S.1-S.N上的图像元件33，各CCD阵列Z1-Z4以距离D1彼此平行设置。图4b示出4个线性滤光器，至少一个滤光器工作在可见光谱区以及另一个滤光器工作在不可见光区。图4c所示为传感器32的平面图，传感器32上包括带有CCD阵列Z.1-Z.4的载体34以及设置于CCD阵列之上的线性滤光器F.1-F.4。每个CCD阵列上覆盖有工作于某一光谱区的滤光器。传感器32具有紧凑结构，载体34的侧长至多为几个厘米，由于传感器32具有相对而言较低的制造成本，所以当CCD阵列Z.1-Z.4中某一个发生了损坏时，可以很容易用一个新传感器进行替换。图中还示出了具有2个光源21和22的照明装置20，光源21，22可以连续发射某一光谱范围的光，该光谱范围最好与被测光谱范围相一致，所述光源可以使用例如白炽灯21，22。由于光源21和22的辐射特性，页片材料10的照明区域在页片材料传输方向以及传输方向的垂直方向上的照度不均匀，这种效果对页片材料10产生的漫反射光以及传感器32检测的照度级别均有不利影响，而且在经传感器32检测之后很难再做补偿。为避免这一问题，最好对页片材料10上的照明区域进行均匀照射。为实现该目的，最好能有包括一个柱面反射镜部分23和多个反射镜24，25的反射器对光源21，22发射的光进行反射。这样，可实现页片材料在垂直于传输方向的宽度B和传输方向的长度L的照明区域上照度均匀。反射镜部分23具有宽度B以及在宽度B方向上的焦线F，光源21，22设置于反射镜部分23的焦线F上，反射镜部分23的基线的形状可使光源21和22发射的光均匀照射在宽度为B，长度为L的照明区域上。反射镜23的基线的形状如图2所示，类似于一个椭圆形，与椭圆反射镜不同，反射镜部分23仅有一条焦线F，而椭圆反射镜的第二焦线被反射镜23的形状所改变，使得照明区域在页片材料所在平面的L区的长度上照度均匀。图5a示出了反射镜部分23形状上二种可能的变形，在第一种变形中，反射镜部分23的基线位于假想的椭圆内，而在第二种变形中，反射镜部分23的基线位于假想的椭圆之外。因为在此所选定例子中，这种差异之小使观察者无法辨识，所以此处未将假想的椭圆示出。投射到页片材料10上的光包括直射光部分200和反射光部分210，在这二种变形中，椭圆形状的差异使得照度水平在所述照明区域的长度L本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：诺伯特·霍尔，弗洛里安·霍尔兹纳，海因茨ph·霍恩纳哥，伯恩德·旺德尔，
申请(专利权)人：吉赛克与德弗连特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：