专利名称：鉴别传感器和鉴别机的制作方法
技术领域：
本发明涉及对于特定物体的鉴别具有高准确度和高可靠度的鉴别传感器和鉴别机。
背景技术：
迄今为止，已经提出了很多种类的传统鉴别传感器和相应类型的鉴别机，在第一专利文献(日本专利No.2896288)中公开了一种典型的示例。
第一专利文献中公开的传统鉴别传感器以反射型为特征，其中，当特定物体(钞票)与该传统鉴别传感器相对移动时，该传统鉴别传感器被设置为与特定物体的表面结构(planar structure)的区别特征部分(characteristic segment)成面对面的关系。在上述反射型的鉴别传感器中，预先存储关于由样本物体(真实钞票)的表面结构的区别特征部分所反射的光的数据，作为真实样本。在鉴别过程中，通过比较特定物体的数据(当相对于鉴别传感器移动钞票时利用特征部分来获取该数据)与预先存储的数据，来确定特定物体的真伪。
另一方面，在第二专利文献(日本专利特开2003-77026)中公开了透射型的传统鉴别传感器。
在上述透射型的鉴别传感器中，预先存储关于透过样本物体(真实钞票)的表面结构的区别特征部分的光的数据，作为真实样本。在鉴别过程中，以类似于第一专利文献中所述的方法，通过比较特定物体的数据(当相对于鉴别传感器移动钞票时从特征部分来获取该数据)与预先存储的样本数据，来确定特定物体的真伪。
通常，上述特定物体(即，钞票)是批量生产的，从而分别具有以不同偏移放置的相应特征部分，这些偏移源于印刷机的印刷精确度和机械准确度。在上述传统鉴别传感器中，从批量生产的钞票的位移部分获得的数据彼此并不始终相同，这是由于传统鉴别传感器是在极窄的宽度中感测各个批量生产的钞票的。
具体地，将传统鉴别传感器设置在一预定位置处。另一方面，传统鉴别传感器适于在没有根据特定物体(钞票)的特征部分的偏移调整传统鉴别传感器的预定位置的情况下，在预定扫描方向上感测特定物体的一部分。这意味着在特征部分的位置存在偏移的情况下，从特定物体(钞票)的感测部分获取的数据并不总是与预先存储的样本数据相同。
然而，具有前述结构的传统鉴别机遇到了这样的问题，即，在特征部分的位置存在偏移的情况下，由于特定物体(钞票)是在极窄的宽度内被感测的，所以该偏移可能导致将传统鉴别传感器操作得感测到与特征部分不同的部分(与特征部分隔开的部分)。这意味着，在由传统鉴别传感器感测特征部分时，通过比较样本数据和从与特征部分不同的部分所获得的数据，可能将真实物体(真实钞票)错误地确定为伪造物体(伪钞)。这使得鉴别的准确度和可靠度由于特征部分的偏移而变差了。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种鉴别传感器和鉴别机，其能够以较高准确度和显著高的可靠度鉴别特定物体而不受表面结构的偏移影响。
根据本发明的第一方面，提供了一种鉴别传感器2，其能够光学感测具有一形成有一表面结构6的表面的特定物体(例如，钞票)4，以在沿着所述特定物体4的所述表面扫描所述表面结构6的同时鉴别所述特定物体4，所述鉴别传感器包括多个光学器件(例如E1、E2、E3)，将其设置为能够接收从所述特定物体4的所述表面结构6产生的光，所述鉴别传感器的所述多个光学器件按照一预定间隔设置在与扫描所述特定物体4所沿的扫描方向相垂直的横向上，以确保对于所述特定物体4具有足够宽的感测区域(W1、W2、W3的和)。
根据本发明的第二方面，提供了一种鉴别机，用于光学感测具有一形成有一表面结构的表面的特定物体，以在沿着所述特定物体的所述表面扫描所述表面结构的同时鉴别所述特定物体，该鉴别机包括一鉴别传感器。所述鉴别传感器包括多个光学器件，将所述多个光学器件设置为能够接收从所述特定物体的所述表面结构产生的光。所述鉴别传感器的所述多个光学器件按照一预定间隔设置在与扫描所述特定物体所沿的扫描方向相垂直的横向上，以确保对于所述特定物体具有足够宽的感测区域。
设置有所述鉴别传感器的所述鉴别机还包括偏移检测装置10，用于根据从所述多个光学器件输出的电信号检测所述表面结构相对于所述特定物体的所述表面的偏移，其中在所述鉴别传感器沿着所述特定物体的所述表面扫描所述表面结构的同时，所述多个光学器件接收从所述特定物体的所述表面结构产生的光；光学器件选择装置12，其能够根据由所述偏移检测装置输出的所述表面结构的偏移结果，从所述多个光学器件中选择一特定的光学器件；以及确定装置14，用于确定从所述光学器件选择装置选择的所述特定光学器件输出的所述电信号是否处于预先存储的允许容限内。
在所述鉴别传感器中，所述多个光学器件中的每一个都包括发光单元8a，用于向所述特定物体的所述表面结构发出预定的感测光；和受光单元8b，用于在由所述发光单元发出所述感测光时，接收来自所述特定物体的所述表面结构的所述感测光。将所述多个光学器件按在所述多个光学器件之间没有间隙的方式设置在所述横向上。
从所述特定物体的所述表面结构发出的光包括在所述特定物体的所述表面结构上反射的光“R”，和透过所述特定物体的所述表面结构的光“T”。所述特定物体的所述表面结构包括印刷图案，举例来说，如印刷在例如钞票的表面上的字符和图形。
结合附图阅读以下说明，将更清楚地理解根据本发明的鉴别传感器和鉴别机的特征和优点，其中图1(a)的透视图表示根据本发明的鉴别机实施例的结构；
图1(b)的透视图表示鉴别传感器沿着特定物体的表面扫描表面结构的状态；图1(c)的示意框图表示鉴别传感器的光学器件的结构；图1(d)的示意框图表示鉴别机的内部结构；图1(e)的示意平面图表示在无偏移地放置表面结构的情况下鉴别传感器对特定物体进行扫描的状态；图1(f)的示意平面图表示在有偏移地放置表面结构的情况下鉴别传感器对特定物体进行扫描的状态；图2(a)的曲线图表示从特征部分P1获得的样本数据的允许容限；图2(b)的曲线图表示从特征部分P2获得的样本数据的允许容限；图2(c)的曲线图表示从特征部分P3获得的样本数据的允许容限；图3(a)的平面图表示鉴别机根据鉴别传感器的电信号鉴别特定物体的真伪的过程；图3(b)的局部放大平面图表示当鉴别传感器光学扫描钞票时的一个光学器件；图4(a)的透视图表示用于根据特定物体的透射光来鉴别特定物体的真伪的鉴别传感器的结构；以及图4(b)的侧视图表示用于根据特定物体的透射光来鉴别特定物体的真伪的鉴别传感器的结构。
具体实施例方式
参照图1到4，示出了根据本发明的鉴别传感器和鉴别机的一个优选图1(a)的示意性透视图表示具有根据本发明优选实施例的配备有鉴别传感器2的鉴别机1的外形结构。将鉴别传感器2设计为，通过在沿着特定物体4的表面扫描特定物体4的表面结构6的同时光学感测表面结构6，来鉴别特定物体4的真伪。
这里，在本实施例中，由钞票4例示特定物体4。术语“表面结构”用于表示特定描述(specific description)，举例来说，如在本实施例中印刷在钞票4的表面上的字符、图形和其它图案等。
如图1(a)所示，在与钞票4的纵向D1垂直的横向(侧向)D2上以多个预定间隔设置了多个鉴别传感器2，以感测各个被扫描区“A”，即，构成钞票4的部分的特征部分。然而，也可以沿钞票4的纵向D1以多个预定间隔设置多个鉴别传感器2，以在横向D2上对钞票4进行感测。
这里，根据钞票4的特征部分的数量和形状来设置鉴别传感器2的数量和多个预定间隔。因此，在本实施例中不再详细说明鉴别传感器2的数量和预定间隔。由钞票4例示的特定物体的“特征部分”作为术语，用于表示可以被有效判定和鉴别的部分(例如，表示表面结构6中的钞票4的最显著特征的部分)。
当由多个鉴别传感器2沿着钞票4的特征部分扫描钞票4时，在本实施例中使所述多个鉴别传感器2沿扫描方向S1(图1(b)中所示的箭头)相对于钞票4移动。然而，也可以使钞票4沿着另一扫描方向S2相对于鉴别传感器2移动。
鉴别机1包括驱动装置(未示出)，其用于驱动所述多个鉴别传感器2以确保钞票4和所述多个鉴别传感器2彼此相对运动。该驱动装置可以由传统鉴别机的驱动部来代替，这是因为该鉴别机的驱动装置的构造与传统鉴别机的驱动部的构造相似。
另外，可以使所述多个鉴别传感器2彼此相同步地相对于钞票4移动。另一方面，可以由鉴别机1分别驱动所述多个鉴别传感器2以使它们彼此不同步地其相对于钞票2移动。
鉴别传感器2能够通过对构成钞票4的一部分的被扫描区“A”进行光学感测来接收钞票4的表面结构6发出的光。被扫描区“A”具有在横向D2上划分并沿纵向延伸的多个被扫描部分P1、P2和P3。
图1(a)和1(b)所示的鉴别传感器2包括多个光学器件(例如E1、E2和E3)，这些光学器件能够接收从钞票4的表面结构6产生的光。将光学器件E1、E2和E3按预定间隔设置在与扫描钞票4所沿扫描方向S1垂直的横向D2上，以确保对于钞票4具有足够宽的感测区域。在本实施例中，鉴别传感器2包括三个光学器件E1、E2和E3，其中的每一个都如图1(c)所示，包括发光单元8a，用于向钞票4的表面结构6发出预定的感测光“L”；和受光单元8b，用于在由发光单元8a发出感测光“L”时，从钞票4的表面结构6接收感测光“R”。
各个光学器件E1、E2和E3如图3(a)和3(b)所示，具有基本上等于被扫描部分(即，特征部分P1、P2和P3)的各宽度sw1至sw3的各感测宽度W1至W3，所有被扫描部分的宽度sw1至sw3共同形成了被扫描区“A”的总宽度“SW”。将光学器件E1、E2和E3按预定间隔设置在横向D2上，并且与各个特征部分P1、P2和P3成面对面的关系，以在沿扫描方向S1上扫描钞票4时获得来自扫描区“A”的总宽度“SW”的光学信息。
在本实施例中，各个光学器件E1、E2和E3包括发光单元8a和受光单元8b。然而，各个光学器件E1、E2和E3可以只由受光单元8b构成。这里，各个发光单元8a可以由市售的发光单元(举例来说，如半导体激光二极管和发光二级管)构成。各个受光单元8b可以由市售的受光单元(举例来说，如光电二极管和光电三极管)构成。
这里，术语“感测光”用于表示具有特定频率的光，该光由半导体激光二级管或发光二级管产生。短语“从钞票4(表面结构6)产生的光‘R’”表示在钞票4(表面结构6)上反射的光“R”。在钞票4上反射的光“R”具有关于表面结构6的形状和位置的光学信息，以及基于墨的密度和类型(例如磁性墨)的光学特征(例如，强度和频率的变化，以及感测光的散射)。
根据上面的详细说明，应该理解，由于不仅在各个光学器件E1、E2和E3是由发光单元8a和受光单元8b构成的情况下，而且在各个光学器件E1、E2和E3只由发光单元8b构成的情况下，都将光学器件E1、E2和E3按预定间隔设置在横向D2上，所以鉴别传感器2确保了足够宽的感测区域(W1、W2和W3的总和)，且在横向D2上没有间隙。
这里，可以在横向D2上互相交错地布置光学器件E1、E2和E3，来共同感测钞票4(表面结构6)以获取表示特定描述的信息。
具体地，从图1(e)可见，光学器件E1、E2和E3的感测宽度W1、W2和W3中的每一个可用于表示在各个光学器件E1、E2和E3的发光单元8a发出的感测光“L”对钞票4(表面结构6)进行照射的情况下，能够接收在钞票4上反射的光的宽度。这意味着，为了无间隙地光学感测特征部分P1、P2和P3，要沿横向D2以预定间隔设置光学器件E1、E2和E3，以确保对于特定物体4具有足够宽的感测区域(W1、W2和W3的总和)。
光学器件E1、E2和E3的宽度W1、W2和W3中的每一个可用于表示如果各个光学部件E1、E2和E3仅由受光单元8b构成，在由例如自然光或者从诸如荧光灯的内部灯所产生的人造光照射钞票4(表面结构6)的情况下，能够接收在钞票4(表面结构6)上反射的光的宽度。这意味着，为了无间隙地光学感测特征部分P1、P2和P3，要沿横向D2以预定间隔设置光学器件E1、E2和E3，以确保对于特定物体4具有足够宽的感测区域(W1、W2和W3的总和)。
根据上面的具体说明，应该理解，由于鉴别机1配有足以确保感测区域(W1、W2和W3的总和)宽度的鉴别传感器2，所以鉴别机1能够以较高准确度和显著高的可靠度鉴别特定物体4，而不受表面结构6的偏移的影响。
下面说明对鉴别机1进行操作以使光学器件E1、E2和E3光学感测钞票4(表面结构6)的特征部分P1、P2和P3的情况。在这种情况下，特征部分P1、P2和P3用于表示表面结构6的多个部分，当如图3(a)和3(b)所示在扫描方向S1上沿着钞票4移动鉴别传感器2时，由三个光学器件E1、E2和E3来光学感测所述多个部分。
这里，如果鉴别传感器2对无偏移地印刷的表面结构6(特征部分P1、P2和P3)进行光学感测，则特征部分P1、P2和P3与三个光学器件E1、E2和E3的感测区域(W1、W2和W3的总和)成面对面的关系。这使得配有所述鉴别传感器的鉴别机能够以较高的准确度和显著高的可靠度鉴别特定物体，而不受表面结构6的偏移的影响。
另一方面，下面说明鉴别传感器2对在横向上有偏移地印刷的表面结构6(特征部分P1、P2和P3)进行光学感测的情况。从图1(f)可见，如果鉴别传感器2对有偏移地印刷的表面结构6(特征部分P1、P2和P3)进行光学感测，则特征部分P1、P2和P3与光学器件E1、E2和E3部分地成面对面的关系。在这种情况下，特征部分P1不与每个光学器件E1、E2和E3成面对面的关系。另一方面，特征部分P2和P3与光学器件E1和E2成面对面的关系。这使得配有所述鉴别传感器的鉴别机能够以较高准确度和显著高的可靠度鉴别特定物体，而不受表面结构6的偏移的影响。
由于在横向D2上以预定间隔设置了光学器件E1、E2和E3以确保对于特定物体4具有足够宽的感测区域，所以光学器件E1、E2和E3除了不与特征部分P1保持面对面的关系外，与特征部分P2和P3保持了面对面的关系。这使得配有所述鉴别传感器的鉴别机能够以较高准确度和显著高的可靠度鉴别特定物体，而不受表面结构6的偏移影响，这是因为，由鉴别传感器2的光学器件E1和E2对表面结构6的特征部分P2和P3进行了光学感测。
从上面的说明可见，当保持特征部分P1、P2和P3中的至少一个与光学器件E1、E2和E3的感测区域(W1、W2和W3的总和)成面对面的关系时，配有鉴别传感器2的鉴别机1可以根据光学信息(获得自特征部分P1、P2和P3中的任何一个)以较高准确度和显著高的可靠度鉴别特定物体4，而不受表面结构6的偏移的影响。例如，当光学器件E1、E2和E3不能与表面结构6的特征部分P1和P2保持面对面关系，而与表面结构6的特征部分P3保持面对面关系的时，配有鉴别传感器2的鉴别机1能够以较高准确度和显著高的可靠度鉴别特定物体4，而不受表面结构6的偏移的影响，这是因为由鉴别传感器2的光学器件E1对表面结构6的特征部分P3进行了光学感测。
根据上面的详细说明，应该理解，配有鉴别传感器2的鉴别机1能够以较高准确度和显著高的可靠度鉴别钞票4的真伪，而不受表面结构6(特征部分P1、P2和P3)的偏移的影响，这是因为鉴别传感器2具有多个光学器件E1、E2和E3，它们被以预定间隔设置在横向D2上，以确保对于特定物体4具有足够宽的感测区域(W1、W2和W3的总和)。
通常，当该偏移比光学器件E1、E2和E3的感测区域(W1、W2和W3的总和)大时，即使钞票是发行的，该钞票在货币流通阶段也容易被确定为伪造物。在本实施例中，下面在假定一次扫视不足以确定表面结构6的印刷是否具有偏移的情况下进行说明。
从而，在考虑表面结构6横向上的偏移大约在±2[mm]范围内的情况下，构造鉴别传感器2的光学器件E1、E2和E3。在这种情况下，例如，各个光学器件E1、E2和E3的感测宽度约为2[mm]。，考虑到上述2[mm]的范围，可以使用由此构造的鉴别传感器2，这是因为光学器件E1、E2和E3被以预定间隔设置在横向D2上，以无间隙地确保足够宽的感测区域(W1、W2和W3的总和)。
下面对配有上述鉴别传感器2的鉴别机1的构造和鉴别钞票4真伪的操作进行说明。
图1(a)和1(b)所示的鉴别机1包括偏移检测装置，即偏移检测器10，其能够根据从各个光学器件E1、E2和E3输出的三个电信号来检测表面结构6相对于钞票4的表面的偏移，其中在鉴别传感器2沿着钞票4的表面扫描表面结构6时，各个光学器件E1、E2和E3接收从钞票4的表面结构6产生的反射光“R”；光学器件选择装置12，其能够根据偏移检测器10输出的表面结构6的偏移结果从三个光学器件E1、E2和E3中选择一特定光学器件(例如，一个或更多个光学器件)；以及确定装置14，其能够确定从光学器件选择装置12选择的特定光学器件输出的电信号是否处于预先存储的允许容限之内。
这里，偏移检测器10、光学器件选择装置12和确定装置14共同构成了控制部16。
当各个光学器件E1、E2和E3接收到由钞票4(表面结构6)的特征部分P1、P2和P3产生的反射光“R”时，光学器件E1、E2和E3的受光单元8b输出多个电信号(例如，电压)，所述多个电信号在信号电平上分别与从钞票4(表面结构6)的特征部分P1、P2和P3接收到的多个反射光“R”的光强成正比。
在这种情况下，从光学器件E1、E2和E3的受光单元8b输出的多个输出电压分别与从钞票4(表面结构6)的特征部分P1、P2和P3接收的多个反射光“R”的光强成正比。所接收的光的光强越大，输出电压增加越多。另一方面，所接收的光的光强越小，输出电压降低越多。根据表面结构6(特征部分P1、P2和P3)的形状和位置，以及基于墨密度和类型(例如磁性墨)的光学特征(波长和光强的改变，以及散射)，表面结构6的特征部分P1、P2和P3产生的反射光“R”的光强将发生变化。结果，从各个光学器件E1、E2和E3输出的电流(电信号的电平[V])响应于从表面结构6的特征部分P1、P2和P3的受光单元8b产生的各个反射光“R”而改变。
下面对配有鉴别传感器2的鉴别机1的操作进行说明。
首先在预扫描步骤中操作鉴别机1以使鉴别传感器2光学感测样本物体(几百张真实钞票4)。当鉴别机1扫描各张真实钞票4时，由光学器件E1、E2和E3产生电信号。从上面的真实钞票4的电信号可知，各个真实钞票4的基底材料(base material)与各个真实钞票4的表面结构6之间形成有印刷偏移。这使得光学器件E1、E2和E3产生的电信号随后被存储为ROM 18中的样本数据。这里，当从样本物体的一端到另一端来感测该样本物体时，从各个鉴别传感器2(光学器件E1、E2和E3的受光单元8b)产生的电信号获得上述样本数据。从特征部分P1、P2和P3的样本数据获得的最大线(maximum line)M1和最小线(minimum line)M2限定了各个允许容限。
然后由确定装置14确定光学器件E1、E2和E3产生的电信号X1、X2和X3的波动是否在各个允许容限之内。然后操作鉴别机1以根据确定装置14的确定来鉴别钞票4的真伪。
下面说明由鉴别机1扫描无偏移印刷的表面结构6(特征部分P1、P2和P3)的情况。从图1(e)可见，如果无偏移地印刷表面结构6，则特征部分P1、P2和P3与光学器件E1、E2和E3完全面对面。这使得如果所扫描的钞票4是真实的，则光学器件E1、E2和E3产生的电信号X1、X2和X3的波动完全落在根据存储样本数据的最大线M1和最小线M2所限定的各个允许容限之内。
另一方面，下面说明由鉴别机1扫描有偏移地印刷的表面结构6(特征部分P1、P2和P3)的情况。从图1(f)可见，如果有偏移地印刷表面结构6，则特征部分P1、P2和P3与光学器件E1、E2和E3部分地面对面。在这种情况下，特征部分P1不与各个光学器件E1、E2和E3面对面。另一方面，光学器件E1和E2对特征部分P2和P3进行光学感测。另外，光学器件E3对不承载特征的部分P4进行光学感测。
然后，由确定装置14确定光学器件E1产生的电信号X1的波动是否落在图2(a)所示的样本数据的允许容限之内，光学器件E2产生的电信号X2的波动是否落在图2(b)所示的样本数据的允许容限之内，以及光学器件E3产生的电信号X3的波动是否落在图2(c)所示的样本数据的允许容限之内。然而，如果特征部分P1、P2和P3与光学器件E1、E2和E3不是部分地面对面，如从图1(f)所见，则光学器件E1、E2和E3产生的电信号X1、X2和X3的波动不落在样本数据的各个相应的允许容限之内。
然后操作鉴别机1的偏移检测器10，以根据光学器件E1、E2和E3产生的电信号X1、X2和X3来检测表面结构6相对于所述基底材料的偏移。具体地，操作控制部16的偏移检测器10，以对光学器件E1、E2和E3(受光单元8b)产生的各个电信号与预先存储在ROM 18中的样本数据(图2(a)至2(c))进行比较。例如，当在该比较步骤中做出如下确定后，由偏移检测器10在横向D2上检测表面结构6的偏移光学器件E1和E3产生的各个电信号X1和X3的波动与存储在ROM 18中的任何一个样本数据都不同，光学器件E1产生的电信号X1的波动与图2(b)中所示的样本数据相似，并且光学器件E2产生的光学信号X2的波动与图2(c)中所示的存储样本数据相似。然后由光学器件选择装置12接收偏移检测器10的确定。
然后，操作光学器件选择装置12来根据偏移检测装置10的确定结果从光学器件E1、E2和E3中选择一个或更多个特定光学器件。例如，当确定光学器件E1(受光单元8b)产生的电信号X1与图2(b)中所示的样本数据相似，光学器件E2(受光单元8b)产生的电信号X2与图2(c)所示的样本数据相似，并且光学器件E3(受光单元8b)产生的电信号X3与存储在ROM 18中的样本数据中的任何一个都不相似时，光学器件选择装置12选择光学器件E1和E2作为特定光学器件。然后将光学器件选择装置12的确定结果输出到确定装置14。
从图2(b)和2(c)可见，随后由确定装置14确定光学器件E1和E2的受光单元8b产生的电信号X1和X2是否落在ROM 18中存储的样本数据的相应允许容限之内。具体地，在此步骤中确定光学器件E1的受光单元8b产生的电信号X1的波动是否落在图2(b)所示的样本数据的允许容限之内，以及光学器件E2的受光单元8b产生的电信号X2的波动是否落在图2(c)所示的样本数据的容限之内。从图3(a)和3(b)可见，从各个鉴别传感器2同时输出并由鉴别机1同时处理电信号X1、X2和X3。
如图2(b)和2(c)所示，如果钞票4是真的，则表示由光学器件E1和E2的受光单元8b产生的电信号X1和X2的虚线在最小线M1和最大线M2之间波动。另一方面，当钞票4是伪钞时，则光学器件E1和E2的电信号X1和X2不落在图2(b)和2(c)所示的样本数据的相应允许容限之内。
根据上面的详细说明，应该理解，鉴别机1可以根据光学器件选择装置12选择的光学器件E1和E2的电信号X1和X2，以较高准确度和显著高的可靠度来鉴别钞票4的真伪，而不受表面结构6的印刷偏移的影响。
通常，新印刷的钞票4所反射的光的强度大于已褪色的钞票4所反射的光的强度。然而，新印刷的钞票4所反射的光的最小值与最大值之差近似于已褪色的钞票4所反射的光的最小值与最大值之差。这意味着，可以不根据钞票4是新印刷的还是已褪色的而由预先存储的最大线M1和最小线M2来限定样本数据的允许容限。这使得可以根据预先存储的最大线M1和最小线M2以及光学器件E1、E2和E3产生的电信号X1、X2和X3，来以较高精度确定所述偏移。
当在表面结构6的特征部分P1和P2位于光学器件E1、E2和E3的扫描区域之外并且表面结构6的特征部分P3处于光学器件E1、E2和E3的扫描区域之内的情况下，由光学器件E1光学感测特征部分P3时，确定由光学器件E1产生的电信号X1是否落在样本数据的容限之内(参见图2(c))。
另一方面，当在表面结构6的特征部分P2和P3位于光学器件E1、E2和E3的扫描区域之外并且表面结构6的特征部分P1处于光学器件E1、E2和E3的扫描范围之内的情况下，由光学器件E3光学感测特征部分P1时，确定光学器件E3产生的电信号X1是否落在样本数据的允许容限之内(参见图2(a))。
在上述鉴别传感器2中，可以利用市售的光学器件来分别构造光学器件E1、E2和E3，以容易地确保足够宽的感测区域(W1、W2和W3的总和)，以便沿扫描方向S1在较宽范围内感测特定物体4。这使得与传统鉴别传感器2相比，鉴别传感器2可以在结构上比较简单，并且能够以较低成本生产。
在上述实施例中，鉴别传感器2适于利用反射光“R”来光学感测特定物体4。然而，由图4(a)和4(b)可见，鉴别传感器2也可适于利用透射光“T”来光学感测特定物体4。在这种情况下，鉴别机1包括一对鉴别传感器2，将它们设置为跨特定物体4彼此面对面。所述一对鉴别传感器2中的一个的发光单元8a适于，在所述一对鉴别传感器2中的一个的受光单元8b被控制为不能接收来自特定物体4的光的情况下，向具有透光性的特定物体4发出特定光“L”；而所述一对鉴别传感器2中的另一个的受光单元8b适于，在所述一对鉴别传感器2中的另一个的发光单元8a被控制得不能向特定物体4发光的情况下，接收透过特定物体4的感测光“T”。
在本实施例中，不详细说明待由鉴别传感器2的各个光学器件E1、E2和E3的发光单元8a发出的感测光“L”的波长和发射时间。然而，可以根据要鉴别的特定物体4，来设置待由鉴别传感器2的各个光学器件E1、E2和E3的发光单元8a发出的感测光“L”的波长和发射时间。例如，可以由控制部16进行控制，以使由鉴别传感器2的各个光学器件E1、E2和E3的发光单元8a分别发射两种不同感测光“L”(可见光和红外光)。在这种情况下，优选地，上述两种不同感测光“L”中的一种的波长在700到1500纳米的范围之内(为红外光)，另一种感测光“L”的波长在380到700纳米的范围之内(为可见光)。
在上述实施例中，将特定物体4例示为钞票4。然而，也可以将特定物体例示为半导体产品，举例来说，如其上印刷有电路图案的集成电路芯片。更具体地，基底材料和表面结构可以分别由半导体材料和印刷在半导体材料上的电路图案来代替。这意味着，根据本发明的鉴别机能够以较高准确度鉴别集成电路芯片的复杂精细电路图案是良好的还是有瑕疵的。这使得如前所述构造的鉴别机可以鉴别集成电路以提高批量生产的半导体产品的工艺合格率(process yield)。
另外，表面结构可以由一个或更多个形成在特定物体的表面上的复杂精细的沟槽(或者光学存储介质的坑)构成。
在上述实施例的鉴别过程中，由光学器件选择装置12根据偏移检测器10检测到的钞票4的印刷表面结构的偏移来选择分别由光学器件E1和E2产生的两个电信号。然而，根据本发明的鉴别机也可以根据光学器件产生的所有电信号鉴别特定物体，而不检测印刷表面结构的偏移。
例如，首先在预扫描步骤中操作鉴别机来计算光学器件产生的电信号的平均值(作为样本物体的平均值)，以将该平均值存储在ROM中。然后在鉴别步骤中操作鉴别机来计算光学器件所产生的电信号的平均值，以确定该平均值是否落在所存储的平均值所限定的允许容限之内。根据上述示例，应该理解，可以容易地操作多个光学器件以将它们共同用作一个具有足够宽的感测宽度的光学传感器，从而增强鉴别机的便利性。
根据本发明的鉴别机不仅可以鉴别钞票的真伪，还可以鉴别例如预付卡和证券的真伪。另外，根据本发明的鉴别机适用于这样的情况将其用于在半导体晶片的技术领域中确定形成在半导体晶片上的复杂电路图案的精度是否良好，以便提高半导体产品的工艺合格率。
从上述说明可以理解，配有鉴别传感器的鉴别机能够以较高准确度和显著高的可靠度鉴别特定物体，这是因为所述鉴别传感器包括多个光学器件，所述多个光学器件具有基本上与特定物体的多个特征部分的各宽度相等的各感测宽度，并且被以预定间隔来设置在横向上，以确保对于特定物体具有足够宽的感测区域，以便共同感测被扫描区以从被扫描区获得光学信息。该鉴别传感器和鉴别机在结构上可以比较简单，并且能够以较低的成本来生产。
虽然针对优选实施例对本发明进行了说明，但是对于本领域技术人员而言，落入所附权利要求的范围之内的对本发明的各种修正和变型都是显而易见的。
权利要求
1.一种鉴别传感器，用于对具有一形成有一表面结构的表面的特定物体进行光学感测，以在沿着所述特定物体的所述表面扫描所述表面结构的同时鉴别所述特定物体，所述鉴别传感器包括多个光学器件，被设置为能够接收从所述特定物体的所述表面结构产生的光，将所述多个光学器件按照一预定间隔设置在与扫描所述特定物体所沿的扫描方向相垂直的横向上，以确保对于所述特定物体具有足够宽的感测区域。
2.根据权利要求1所述的鉴别传感器，其中，所述多个光学器件中的每一个都包括发光单元，用于向所述特定物体的所述表面结构发出预定的感测光；和受光单元，用于在由所述发光单元发出所述感测光时，接收来自所述特定物体的所述表面结构的所述感测光。
3.根据权利要求1和2中的任何一项所述的鉴别传感器，其中，将所述多个光学器件按在所述多个光学器件之间没有间隙的方式设置在所述横向上。
4.一种鉴别传感器，用于对具有一被扫描区的特定物体进行光学感测，所述鉴别传感器包括具有多个相应感测宽度的多个光学器件，其中所述被扫描区具有沿横向划分并沿垂直于所述横向的纵向延伸的多个被扫描部分，所述多个被扫描部分的多个相应宽度分别基本上等于所述多个光学器件的所述多个相应感测宽度，所述多个被扫描部分的所述多个宽度共同形成了所述被扫描区的总宽度，并且所述多个光学器件被按预定间隔设置在所述横向上，以在沿垂直于所述横向的扫描方向扫描所述特定物体时，从所述被扫描区的所述总宽度获取光学信息。
5.根据权利要求4所述的鉴别传感器，其中，所述多个光学器件中的每一个都包括发光单元，用于向所述特定物体的所述被扫描区发出预定的感测光；和受光单元，用于在由所述发光单元发出所述感测光时，接收来自所述特定物体的所述被扫描区的所述感测光。
6.根据权利要求4和5中的任何一项所述的鉴别传感器，其中，所述多个光学器件与所述多个相应被扫描部分面对面，并且所述多个光学器件在所述横向上相互交错。
7.一种用于扫描特定物体以鉴别所述特定物体的鉴别机，所述特定物体具有一形成有一表面结构的表面，所述鉴别机包括鉴别传感器，包括多个光学器件，所述多个光学器件被设置为能够接收从所述特定物体的所述表面结构产生的光，将所述多个光学器件按照一预定间隔设置在与扫描所述特定物体所沿的扫描方向相垂直的横向上，以确保对于所述特定物体具有足够宽的感测区域；偏移检测装置，其能够根据从所述多个光学器件输出的电信号检测所述表面结构相对于所述特定物体的所述表面的偏移，其中在所述鉴别传感器沿着所述特定物体的所述表面扫描所述表面结构的同时，所述多个光学器件接收从所述特定物体的所述表面结构产生的所述光；光学器件选择装置，其能够根据从所述偏移检测装置输出的所述表面结构的所述偏移的结果，从所述多个光学器件中选择一特定的光学器件；以及确定装置，其能够确定从所述光学器件选择装置选择的所述特定光学器件输出的所述电信号是否处于预先存储的允许容限内。
8.根据权利要求7所述的鉴别机，其中，所述多个光学器件中的每一个都包括发光单元，用于向所述特定物体的所述表面结构发出预定的感测光；和受光单元，用于在由所述发光单元发出所述感测光时，接收来自所述特定物体的所述表面结构的所述感测光。
9.根据权利要求7和8中的任何一项所述的鉴别机，其中，将所述多个光学器件按在所述多个光学器件之间没有间隙的方式设置在所述横向上。
10.一种用于扫描特定物体以鉴别所述特定物体的鉴别机，所述特定物体具有一形成有一表面结构的表面，并且具有至少一个被扫描区，所述鉴别机包括至少一个鉴别传感器，其能够通过光学感测形成所述特定物体的—部分的所述被扫描区来接收从所述特定物体的所述表面结构产生的光，所述被扫描区具有沿横向划分的多个被扫描部分，所述鉴别传感器包括多个光学器件，所述多个光学器件的相应感测宽度分别基本上等于所述多个被扫描部分的相应宽度，所述多个被扫描部分的相应宽度的全部共同形成了所述被扫描区的总宽度，并且所述多个光学器件被按预定间隔设置在所述横向上，以在沿垂直于所述横向的扫描方向扫描所述特定物体时，从所述被扫描区的所述总宽度获取光学信息；偏移检测装置，其能够根据从所述多个光学器件输出的电信号检测所述表面结构相对于所述特定物体的所述表面的偏移，其中在所述鉴别传感器沿着所述特定物体的所述表面扫描所述表面结构的同时，所述多个光学器件接收从所述特定物体的所述表面结构产生的所述光；光学器件选择装置，其能够根据由所述偏移检测装置输出的所述表面结构的所述偏移的结果，从所述多个光学器件中选择一特定光学器件；以及确定装置，其能够确定从由所述光学器件选择装置选择的所述特定光学器件输出的所述电信号是否处于预先存储的允许容限内。
11.根据权利要求10所述的鉴别机，其中，所述多个光学器件中的每一个都包括发光单元，用于向所述特定物体的所述被扫描区发出预定的感测光；和受光单元，用于在由所述发光单元发出所述感测光时，接收来自所述特定物体的所述被扫描区的所述感测光。
12.根据权利要求10和11中的任何一项所述的鉴别机，其中，所述多个光学器件与所述多个被扫描部分面对面，并且所述多个光学器件在所述横向上相互交错。
全文摘要
鉴别传感器和鉴别机。公开了一种鉴别机，用于光学感测表面形成有表面结构的特定物体，以在沿表面扫描表面结构时鉴别特定物体，该鉴别机包括鉴别传感器，包括多个光学器件，它们能够接收从表面结构产生的光，并按预定间隔设置在与扫描特定物体所沿的扫描方向垂直的横向上以确保对于特定物体具有足够宽的感测区域；偏移检测装置，用于根据从各光学器件输出的电信号来检测表面结构相对于表面的偏移，在鉴别传感器沿表面扫描表面结构时光学器件接收从表面结构产生的光；光学器件选择装置，能够根据表面结构的偏移结果从多个光学器件中选择一特定光学器件；以及确定装置，用于确定从所选特定光学器件输出的电信号是否处于预存允许容限内。
文档编号G07D7/20GK1601565SQ20041008069
公开日2005年3月30日 申请日期2004年9月27日 优先权日2003年9月26日
发明者吉冈一荣, 富士本淳 申请人:阿鲁策株式会社, 株式会社赛塔