专利名称：一种利用光敏元件检测识别残损纸币的光学装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及纸币分选金融机具，具体地说是在纸币分选设备中的一种利用光敏元件检测识别残损纸币的光学装置。
背景技术：
纸币在日常生活及商业活动流通过程中难免会发生撕裂、破损等现象，人们往往会用胶条对其粘贴修补后继续使用。因此在纸币的分选过程中对贴在纸币上的胶条进行识别具有很重要的现实意义。而检测纸币上的胶条一直没有非常有效的方法，传统检测方法是通过测量其厚度来进行检测，即通过检测纸币的微小增量来判断纸币是否贴有胶条。但由于有的胶条非常薄，最常用的胶条最薄的只有0. 03mm厚，这对于厚度测量非常困难，因为纸币本身的油墨厚度的分布是不均勻的，且纸币本身也有0. 03mm的厚度波动，所以基于厚度的测量已经很难满足胶条的检测要求。而且利用厚度检测需要非常精密的机械结构来配合，成本高，安装难度大。此外测量厚度时需要进行接触式检测，一旦使用时间长了，检测部件上会沾染许多油墨，这就会使检测结果产生误差，发生误辨，因此需要经常对检测部件进行清洁维护。总而言之，用传统的机械测厚装置检测纸币上的胶条存在误辨漏辨率高、成本高、维护要求高及安装难度大等诸多问题。
发明内容
为了克服现有技术中传统纸币检测机构存在误辨漏辨率高、成本高、维护要求高及安装难度大的问题，本发明提供一种利用光敏元件检测识别残损纸币的光学装置，该装置的结构简单、成本低，对于机械安装要求不高，而且与纸币无接触，无需经常维护，能准确判断纸币是否存在孔洞、是否有污渍、纸币进入分选机具时是否倾斜，是否粘有胶条并且精确检出胶条的位置。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是包括发光管阵列、接收管阵列、发光信号处理电路板、接收信号处理电路板、透光板和支架，透光板固定安装在支架上方位置，待辨认纸币一面从装置上方的透光板表面通过，发光信号处理电路板和接收信号处理电路板固定设置在支架内底部，在支架内由隔壁分隔形成相对独立的光检腔，每一光检腔均与发光信号处理电路板和接收信号处理电路板相对，光检腔内相互配合的发光管阵列和接收管阵列分别固定于发光信号处理电路板和接收信号处理电路板上；所述发光管阵列及接收管阵列的阵列长度大于待辨认纸币的最大长度，发光管阵列发射光的波长范围为390、40纳米；所述发光管阵列发射的入射光线和接收管阵列接收到的反射光线夹角为 10° -35°，待辨认纸币通过时即成其反射面。在光检腔中发光管阵列和接收管阵列之间设有隔柱，隔柱的上部向两侧延伸形成防干扰平台。在透光板上复合有对应于发射光线波长的增透膜。发光管阵列的发光管与所述的接收管阵列的接收管一对一对称排列。
接收信号处理电路板由MCU控制，MCU输入端通过多路信号选择模拟开关和后置信号放大电路接至所述接收管阵列，由MCU判断是否有胶条；所述发光信号处理电路板由 MCU控制，MCU输出端通过场效应管与所述发光管阵列相连，由MCU控制发光管的亮灭时序。本发明通过上述具体设计，具有以下优点
1、检测准确，误辩率低。本专利采用基于光学检测的方法，利用发光管发光照射胶条表面形成全反射，反射光线进入接收管，根据接收光强的大小可以判断光线是经胶条全反射还是经纸币漫反射产生的光线，据此判断是否有胶条。2、由于采用高密度排列的发光管阵列和接收管阵列，能准确判断纸币是否存在孔洞、是否有污渍、纸币进入分选机具时是否倾斜，是否粘有胶条，胶条在纸币上的位置也可以精确检出。3、发光管阵列及接收管阵列都采用带有聚焦功能的透镜，入射光线及反射光线透射透光板聚于纸币上一点，聚焦的光线规避了透光板带来的反射影响，光电信号明显，与无透镜相比，没有角度偏差光线减弱带来的信号误差。4、透光板与通过的待辨认纸币完全平行，待辨认纸币通过时摩擦小，走币平滑。其既是做无杂质的透光使用，又可防止纸币卷入若透光板与通过的待辨认纸币形成角度，则走币过程中会在其间隙产生负压，容易卡纸卷起。5、解决了需定期对检测部件进行清洁维护的问题。本发明与纸币无需接触检测， 也就不存在影响检测结果和清洁维护的问题，使本发明在实践应用中更简便。6、成本低、结构简单，安装难度小。
以下结合附图和实施例说明本发明的详细内容。
图1是本发明的结构示意图。图2是本发明的外观透视立体图。图3是本发明的电路原理图。
具体实施例方式如图所示，本发明包括发光管阵列1、接收管阵列2、发光信号处理电路板3A、接收信号处理电路板3B、透光板4和支架5，透光板4 一般采用光学玻璃并固定安装在支架5上方位置，在透光板4上复合有对应于发射光线波长的增透膜11，增透膜11的设计目的是加强发射光线的透过率，减少玻璃表面对光线的反射，从而提高纸币表面反射的光线在接收管接收到的光线中的比例。待辨认纸币6—面从装置上方的透光板4表面通过，发光信号处理电路板3A和接收信号处理电路板;3B固定设置在支架5内底部，在支架5内由隔壁7 分隔形成相对独立的光检腔8，每一光检腔8均与发光信号处理电路板3A和接收信号处理电路板3B相对，光检腔8内相互配合的发光管阵列1和接收管阵列2分别固定于发光信号处理电路板3A和接收信号处理电路板:3B上，隔壁7可以减少相邻发光管阵列的干扰。发光管阵列1及接收管阵列2的阵列长度大于待辨认纸币6的最大长度，扫描区域覆盖了待辨认纸币6通过时一面的所有区域范围。发光管阵列1发射的入射光线和接收管阵列2接收到的反射光线夹角为10° 35°，待辨认纸币6通过时即成其反射面，发光管阵列1发射光的波长范围为39(Γ940纳米。在本实施示例中选用17. 5°作为最佳的入射光与反射光的夹角，采用的发射光的光波长为红外940纳米。发光管阵列1的发光管与接收管阵列2的接收管一对一地对称排列，为了加强光电信号，发光管阵列1采用带透镜有聚焦功能的发光二极管，接收管阵列2采用带透镜有聚焦功能的光敏二极管、光敏三极管，或光敏电阻等光敏元件。在光检腔8中发光管阵列1和接收管阵列2之间设有隔柱9，隔柱9的上部向两侧延伸形成防干扰平台10，防干扰平台的意义在于减少玻璃表面光线反射的干扰，因平台阻挡掉了大部分玻璃反射光线从而提高纸币表面反射的光线在接收管接收到的光线中的比例。透光板4与通过的待辨认纸币6完全平行放置，其既是做无杂质的透光使用，又可防止纸币卷入造成卡纸。在待辨认纸币6通过面的另一侧也可以放置相同的发光管阵列、接收管阵列、发光信号处理电路板、接收信号处理电路板、透光板和支架，各种安装方式相同， 光线通路相同。为了避免外来光线影响光信号，待辨认纸币6通过面一侧的支架5是不透明的。接收信号处理电路板3Β由MCU控制，MCU输入端通过多路信号选择模拟开关和后置信号放大电路接至所述接收管阵列2，由MCU判断是否有胶条；发光信号处理电路板3Α也由MCU控制，MCU输出端通过场效应管与所述发光管阵列1相连，由MCU控制发光管的亮灭时序。本发明的工作原理及工作过程如下发光信号处理电路板3Α由MCU控制启动后驱动电源为发光管阵列1提供能量，使之发出光源，待辨认纸币6从透光板4处开始运行通过， 发光管阵列1发射光波透射透光板4照射待辨认纸币6形成全反射，相应的反射光线透射透光板4进入接收管阵列2，接收管阵列2将光信号转换成电信号，输入给信号处理后置电路板3Β，可提供给纸币分选机做相应处理。工作原理是由于纸币表面不光滑，发射光照在纸币上成漫反射，接收到的反射光源减少，导致电平变低。当纸币上有胶带纸时，由于胶带纸的反射，电平即被拉高，并且因为采用高密度排列的发光管阵列1和光敏接收管阵列2， 将精确检出在纸币上的胶条位置。测纸币孔洞原理同测纸币胶带纸，当纸币有孔洞时，发射光照在对管玻璃面上产生反射光，电平拉高。两者区别在于，孔洞形成的反射光源要比胶带纸形成的多，因此，孔洞拉高的电平比较高。如果纸币上有污渍，对光的漫射减弱，会导致电平被拉低。测纸币斜度时，通过检测任意两点的纸币到达时间，便可计算出纸币通过装置的斜度。以上所述的实施例仅仅是对本发明一种利用光敏元件检测识别残损纸币的光学装置的优选实施方式进行描述，并非对发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明方案的前提下，本领域技术人员对本发明的技术方案作出的各种外型变型和改进，均应落入本发明一种利用光敏元件检测识别残损纸币的光学装置的保护范围。
权利要求
1.一种利用光敏元件检测识别残损纸币的光学装置，包括发光管阵列、接收管阵列、 发光信号处理电路板、接收信号处理电路板、透光板和支架，透光板固定安装在支架上方位置，待辨认纸币一面从装置上方的透光板表面通过，发光信号处理电路板和接收信号处理电路板固定设置在支架内底部，其特征是在支架(5)内由隔壁(7)分隔形成相对独立的光检腔(8)，每一光检腔(8)均与发光信号处理电路板(3A)和接收信号处理电路板(3B)相对， 光检腔(8)内相互配合的发光管阵列(1)和接收管阵列(2)分别固定于发光信号处理电路板(3A)和接收信号处理电路板(3B)上；所述发光管(1)阵列及接收管阵列(2)的阵列长度大于待辨认纸币(6)的最大长度，发光管阵列(1)发射光的波长范围为390、40纳米；所述发光管阵列(1)发射的入射光线和接收管阵列(2)接收到的反射光线夹角为 10° -35°，待辨认纸币(6)通过时即成其反射面。
2.根据权利要求书1所述的一种利用光敏元件检测识别残损纸币的光学装置，其特征是在光检腔(8)中发光管阵列(1)和接收管阵列(2)之间设有隔柱(9)，隔柱(9)的上部向两侧延伸形成防干扰平台(10)。
3.根据权利要求书1或2所述的一种利用光敏元件检测识别残损纸币的光学装置，其特征是在透光板(4)上复合有对应于发射光线波长的增透膜(11)。
4.根据权利要求书3所述的一种利用光敏元件检测识别残损纸币的光学装置，其特征是所述的发光管阵列(1)的发光管与所述的接收管阵列(2)的接收管一对一对称排列。
5.根据权利要求书4所述的一种利用光敏元件检测识别残损纸币的光学装置，其特征是所述接收信号处理电路板(3B)由MCU控制，MCU输入端通过多路信号选择模拟开关和后置信号放大电路接至所述接收管阵列(2)，由MCU判断是否有胶条；所述发光信号处理电路板(3A)由MCU控制，MCU输出端通过场效应管与所述发光管阵列(1)相连，由MCU控制发光管的亮灭时序。
全文摘要
本发明涉及一种利用光敏元件检测识别残损纸币的光学装置，包括发光管阵列、接收管阵列、透光板和支架，透光板固定安装在支架上方位置，发光信号处理电路板和接收信号处理电路板固定设置在支架内底部，在支架内由隔壁分隔形成相对独立的光检腔，每一光检腔均与发光信号处理电路板和接收信号处理电路板相对，光检腔内相互配合的发光管阵列和接收管阵列分别固定于发光信号处理电路板和接收信号处理电路板上。本发明克服了传统技术存在误辨漏辨率高、成本高、维护要求高及安装难度大的缺陷，通过上述具体设计，能准确判断纸币是否存在各种残损，具有成本低，结构简单，对于机械安装要求不高，而且与纸币无接触，无需经常维护的优点。
文档编号G07D7/12GK102385769SQ20111035713
公开日2012年3月21日 申请日期2011年11月12日 优先权日2011年11月12日
发明者吴建霖, 宋白桦, 杨承然, 杨沧海, 贾志峰 申请人:温州泓鼎商用机器有限公司