一种基于光学特征的票币检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及票币检测技术领域，尤其涉及一种基于光学特征的票币检测装置。


背景技术：

2.市面上的钞票种类有多种，主要以纸币、塑料币为主，为防伪需要钞票表面一般是凹凸不平的，当光源照射在票币上，不同的钞票其不同的部位对光的反射率会不同，例如胶带纸、安全线、塑料币的开窗等反射率高的区域，其反射光强度会明显高于其他区域，即使同一种钞票，由于旧币与新币相比一般颜色会偏暗，新币的反射率会明显高于旧币的反射率。借助这些特征，我们可以实现对票币图像的采集，这些方法现实中也有用到，但效果并不是那么满意。
3.例如胶带纸的检测，胶带纸是透明的，由于透明胶带纸与透明的玻璃相似，镜面反射很强，漫反射较弱，使得传感器内的透镜接受的垂直光相对较少，导致接触式图像传感器对透明胶带纸不敏感，无法检测。市场上虽有检测胶带纸的装置，但普遍存在着漫反射不足，实际操作过程中成像效果不佳的问题，因此在实际钞票鉴伪中并不适用，可操作性太差。且检测装置存在着体积大，多部件零散分布，安装不方便的问题。
4.大多数纸币是有荧光的，因此大多点验钞设备都有荧光检测装置，但市场上现有的荧光检测大多是几个部件设在点验钞设备不同位置组合而成，不仅体积大，不防尘，且非模块化、安装非常不方便。
5.且这些检测装置上的防尘玻璃常常是用胶粘在模组上的，不仅不环保，还需要人工或打胶装置完成，十分的麻烦。
6.由此可知，在实际操作中还未找到切实可行的方案来同时改进这些问题。


技术实现要素：

7.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种基于光学特征的票币检测装置，包括设置在走钞通道同一侧的至少一个光源发射端、至少一个接收端，所述接收端为光电传感器或硅光电池，在所述光源发射端的反射光路上设置各所述接收端，所述光源发射端的出射方向与所述走钞通道的夹角为25～70度，所述接收端的接收方向与所述走钞通道垂直或为25～70度的夹角；所述光源发射端和所述接收端的上端设置有镜头。
8.进一步地，所述检测装置还包括密封圈，所述密封圈内设置有分别容纳所述光源发射端和接收端的光源腔和接收腔，所述光源腔与走钞通道的夹角和光源发射端与走钞通道的夹角相同，所述接收腔与走钞通道的夹角和接收端与走钞通道的夹角相同。
9.进一步地，所述密封圈的上端设置有可容纳所述镜头的凹槽。
10.进一步地，所述光源的上端设置有透镜。
11.进一步地，所述光源的出射方向上设置有柔光膜。
12.进一步地，所述检测装置包括一个所述光源发射端和两个所述接收端，两个所述
接收端分别为光电传感器和硅光电池，光电传感器垂直于走钞通道设置，所述光源发射端和硅光电池设置在光电传感器两侧。
13.进一步地，所述检测装置包括两个所述光源发射端和一个所述接收端，两个所述光源发射端设置在所述接收端两侧。
14.进一步地，所述检测装置还包括可拆卸连接的安装板和壳体，所述安装板内侧设置有所述光源发射端和接收端，所述壳体和所述安装板围合成容纳密封圈和镜头的容置空间。
15.进一步地，所述壳体的顶端为波浪状。
16.进一步地，所述镜头为横向设置的圆柱形的导光柱。
17.本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下有益效果：
18.1)本实用新型提供的检测装置，可实现胶带纸、安全线、塑料币的开窗、新旧币的检测等功能，同一个装置可以实现多个功能，不仅节省了材料和空间，且检测装置为模块化设置，安装方便，还具有防尘、防结构变形等外界干扰，使用寿命更长，功能更稳定；
19.2)本实用新型提供的检测装置，采用光电传感器和硅光电池两套接收装置，既保证了票币成像的稳定性，又弥补了原检测结构对胶带纸等不敏感、检测困难的问题，可操作性强，适合广泛使用；
20.3)本实用新型提供的检测装置，采用橡胶制成的密封圈固定，不仅防尘，且省去了打胶的麻烦，可操作性性强，适合广泛推广使用；
21.4)本实用新型提供的检测装置，通过壳体和安装板形成密闭的空间，不仅防尘，还避免了其他光源的干扰，检测效果更明显；且壳体的顶端为波浪状，可形成顺利的过渡，避免卡钞，提高检测速度。
附图说明
22.图1为本实用新型纸币检测装置的爆炸结构示意图；
23.图2为本实用新型纸币检测装置的内部结构示意图。
24.1-光源；2-光电传感器；3-硅光电池；4-走钞通道；5-导光柱；6-透镜；7-密封圈；8-光源腔；9-第一腔体；10-第二腔体；11-柔光膜；12-安装板；13-壳体。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。附图中，为清晰可见，可能放大了某部分的尺寸及相对尺寸。
26.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”应做广义解释，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通的技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.此外，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅仅用于在描述上加以区分。
29.实施例1
30.如说明书附图1-2所示，本实用新型提供了一种基于光学特征的票币检测装置，检测装置以三腔结构为主，本实施例中，检测装置包括一个光源发射端、两个接收端，光源发射端设置有光源1，其中两个接收端分别为光电传感器2和硅光电池3，所述光源1、光电传感器2和硅光电池3设置在走钞通道4同一侧的，走钞通道4上用于放置票币，在所述光源1的反射光路上设置所述光电传感器2和硅光电池3，所述光源1发出的光为可见光、紫外光或红外光，本实施例采用的紫外光波长为350-370nm波段的，红外光为波长880-980nm波段的，一般可见光的波长为390nm-780nm，由此可知，红外波长大于可见光波长，可见光波长比紫外光波长大；所述光源1和硅光电池3对称设置在所述光电传感器2的两侧，所述光电传感器2垂直所述走钞通道4设置，所述光源1的出射方向与所述走钞通道4的夹角为25～70度，所述硅光电池3的接收方向与所述走钞通道4的夹角为25～70度，此处的夹角都是指的与走钞通道4之间较小的夹角；所述光源1、光电传感器2和硅光电池3的上端设置有镜头，镜头优先选择横向设置的圆柱形的导光柱5，导光柱5价格较光学镜头便宜，可以节省成本，光源1发出的光经过导光柱5到达纸币，经反射后在光电传感器2以及硅光电池3上接收。
31.优化实施方式，为了使得光源照射在纸币上有较好的反射效果，可将点光源变成一束平行光倾斜照射在纸币上，故而光源1可以采用自带圆头透镜功能的led，其发射的是平行光，也可以在光源1的上端设置透镜6，将点光源变成一束平行光。
32.作为实施方式之一，所述检测装置还包括密封圈7，密封圈可采用橡胶或硅胶材质制成，优选橡胶材质，密封圈7为上下开口的内中空结构，所述密封圈7设置有可分别容纳光源发射端和接收端的光源腔8和接收腔，即光源腔8内容纳有光源发射端，包含两个接收腔，分别为容纳光电传感器2的第一腔体9以及容纳硅光电池3的第二腔体10，所述密封圈7的上端设置有可容纳所述导光柱5的凹槽，具体的，第一腔体9垂直于走钞通道4设置用于容纳所述光电传感器2，光源腔8与走钞通道4的夹角为25～70度用于容纳所述光源1，第二腔体10与走钞通道4的夹角为25～70度用于容纳硅光电池3，所述透镜6设置在光源腔8内且位于光源1的上端，所述光源1的出射端还设置有柔光膜11，柔光膜11设置在透镜6上方，若采用自带圆头透镜功能的led，则可以不使用透镜6，则柔光膜11设置在光源镜片上。
33.作为实施方式之一，所述检测装置还包括可拆卸连接的安装板12和壳体13，所述安装板12内侧设置有所述光源1、光电传感器2、硅光电池3，所述壳体13和所述安装板12围合成容纳密封圈7和导光柱5的容置空间，具体的，安装板12和壳体13之间可拆卸连接，所述安装板12上设置有通孔，所述壳体13上设置有与所述通孔卡接的卡扣，当然，这只是安装板12和壳体13之间的一种连接方式，安装板12和壳体13之间还可以采用螺栓进行连接，或采用铰链进行连接；为了避免卡钞，所述壳体13的顶端为波浪状，可形成顺利的过渡，加快验钞速度；壳体13和安装板12连接后，导光柱5和密封圈7都设置在壳体13内侧，光源1、光电传
感器2、硅光电池3分别设置在密封圈7的光源腔8、第一腔体9和第二腔体10内，密封圈7可以对导光柱5、光源1、光电传感器2以及硅光电池3进行限位，且起到缓冲保护的作用。
34.优化实施方式，所述检测装置的密封圈7具有固定、防尘的作用。所述密封圈7采用的是橡胶材质制成，橡胶可以被压缩，且具有一定的弹性，密封圈设置一定的高度，使得橡胶达到一定的压缩率后实现防尘的需要；且密封圈上表面是一个凸起的结构，可以起到支撑作用。从而实现固定、防尘的效果。
35.细化实施方式，安装板5和壳体6通过卡扣连接后实现固定，使得密封圈与安装板5上的pcb板相接触，由于pcb板与橡胶的特殊性，pcb板与密封圈的接触面十分考究，pcb板上如果使用丝印油墨或走线的话，会导致pcb板和密封圈的接触部位不平整，无法起到较高的防尘效果，因此在pcb板上和密封圈相接触的表面既不能丝印，也不能走线；可以将走线设在对面，用孔将电源线导过来，实现电气连接，孔采用塞孔工艺，避免灰尘进入，起到较好的防尘效果。
36.本实施例中，光源腔8内的光源1为可见光，可采用白光led发射，所述白光led是一个圆头结构，该圆头结构相当于一个透镜，可以将点光源变成一束平行光倾斜照射在纸币上，光源1发出可见光透射柔光膜11后照射在纸币上，纸币上的胶带纸镜面反射到第二腔体10的硅光电池3上，硅光电池3直接将光能转换成电能，根据硅光电池3吸收的能量与发射光能量对比来判断是否含有胶带纸，同时，反射光通过第一腔体9的光电传感器2上，通过光电传感器2检测反射光中红、绿、蓝三个波段光的能量，通过比对进而判断纸币真伪。
37.实施例2
38.本实施例中，结构与实施例1相同，不再赘述，所述发射腔8的光源1为紫外光，本实施例采用的紫外光波长为350-370nm波段的，优选365nm的紫外光。紫外光经透镜6变成平行光束后照射在纸币上，纸币上的胶带纸镜面反射到第二腔体10的硅光电池3上，硅光电池3原理同实施例1，在此不做赘述。同一纸质相同的厚度反射过去的光剩余能量是相同的，如果纸币上含有荧光物质的话，纸币上的荧光物质因紫外光的照射，吸收光能后产生一种能量跃迁，进入激发状态，有一部分紫外光光能转化为热能，同时立即激发出比紫外光波长更长的可见光，即为斯托克斯光。剩余的紫外光经过滤后被光电传感器2吸收，根据能量守恒原理，由于部分紫外光光能已损失，最终被光电传感器2吸收的紫外光能量低于纸币其他区域反射的紫外光能量，由此可以判断该纸币是否有荧光区域和荧光强度大小，进而判断纸币真伪。
39.实施例3
40.本实施例中，结构与实施例1相同，不再赘述，所述发射腔8的光源1可以是红外光，本实施例采用的红外光为波长880-980nm波段的，优选940nm波长红外光。纸币上的胶带纸镜面反射到第二腔体9的硅光电池3上，硅光电池3原理同实施例1，在此不再赘述。同一纸质相同的厚度反射过去的光剩余能量是相同的，如果纸币上含有荧光物质的话，纸币上的荧光物质因红外光的照射，吸收光能后产生一种能量跃迁，进入激发状态，红外光波长较长热效应较强，有一部分红外光热能会转化为光能，同时立即激发出比红外光波长更短的可见光，即为反斯托克斯光。剩余的红外光经过滤后被光电传感器2吸收，根据能量守恒原理，由于部分红外光已激发成可见光，最终被光电传感器2吸收的红外光能量低于纸币其他区域反射的红外光能量，由此可以判断该纸币是否有荧光区域和荧光强度大小，进而判断纸币
真伪。
41.实施例4
42.本实施例中，结构与实施例1相同，不再赘述，所述发射腔8的光源1为紫外光，同实施例2。紫外光经透镜6变成平行光束后照射在纸币上，纸币上的胶带纸镜面反射到第二腔体10的硅光电池3上，硅光电池3原理同实施例1，在此不做赘述。同一纸质相同的厚度反射过去的光剩余能量是相同的，如果纸币上含有荧光物质的话，纸币上的荧光物质因紫外光的照射，发生荧光反应激发出比紫外光波长更长的可见光。被激发出来的可见光被光电传感器2吸收，根据能量守恒原理，由于部分紫外光被激发成可见光，最终被光电传感器2吸收的可见光能量高于纸币其他区域反射的可见光能量，由此可以判断该纸币是否有荧光区域和荧光强度大小，进而判断纸币真伪。
43.实施例5
44.本实施例中，所述发射腔8的光源1为红外光，同实施例3。红外光经透镜6变成平行光束后照射在纸币上，纸币上的胶带纸镜面反射到第二腔体10的硅光电池3上，硅光电池3原理同实施例1，在此不做赘述。同一纸质相同的厚度反射过去的光剩余能量是相同的，如果纸币上含有荧光物质的话，纸币上的荧光物质因红外光的照射，发生荧光反应激发出比红外光波长更短的可见光。被激发出来的可见光被光电传感器2吸收，根据能量守恒原理，由于部分红外光被激发成可见光，最终被光电传感器2吸收的可见光能量高于纸币其他区域反射的可见光能量，由此可以判断该纸币是否有荧光区域和荧光强度大小，进而判断纸币真伪。
45.实施例6
46.优选的，本检测装置只包含一个接收腔，即可在接收腔内设置至少一个接收端，具体的，不设第一腔体9，只设第二腔体10，在第二腔体10设一套或两套接受装置，检测胶带纸或荧光或同时检测荧光和胶带纸。
47.实施例7
48.优选的，本实施例中的检测装包含两个光源发射端和一个接收端，具体的，光源腔内设置有第一光源，第二腔体内设置有第二光源，第一腔体内设置光电传感器或硅光电池，形成两边发，中间收的结构，即光源腔8、第二腔体10内的第一光源和第二光源为发射光，第一腔体9内接受光源，此种情况主要针对票币的荧光反应进行检测。
49.第一光源和第二光源作为发射光有两种情况，第一种情况是同时发同一种光，一起发，灯光一起亮，从而形成无影灯的效果；第二种情况是第一光源和第二光源分时发，光源腔8、第二腔体10分别发射不同谱段的光，且在不同时段发。
50.所述第一种情况两边同时发，形成无影灯的效果，可以避免褶皱、钞票不平造成的影响。
51.第二种情况不同波长的光分时发，比如白光、紫外光交替发，白光、红外光交替发，红外光、紫外光交替发，不同波长的红外光交替发，不同波长的紫外光交替发，从而达到在一个装置上实现两种光检测的效果。
52.在上述实施例1-7中，还可以在光源出射端设置用于过滤掉发射光源中其他光源的第一滤光片，使得发射的光源纯度更高；还可以在光电传感器上设置用于过滤掉非目标光源的第二滤光片，使得检测光源纯度更高，提高检测的准确率。
53.同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
54.综上所述，本实用新型提供了一种基于光学特征的票币检测装置，可实现塑料币的开窗、胶带纸、安全线、新旧币的检测等功能，同一个装置可以实现多个功能，不仅节省了材料和空间，且模块化的设置，不仅安装方便，还具有防灰尘、防结构变形等外界干扰，延长检测装置的使用寿命。
55.本技术领域的技术人员应理解，本实用新型可以以许多其他具体形式实现而不脱离本实用新型的精神和范围。尽管已描述了本实用新型的实施例，应理解本实用新型不应限制为此实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本实用新型精神和范围之内作出变化和修改。