Патент на изобретение №2222033

(54) ФОТОСЧИТЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

(57) Реферат:

Изобретение относится к фотосчитывающим устройствам. Его применение в устройствах проверки подлинности банкнот и документов позволяет получить технический результат в виде получения равномерной освещенности исследуемого объекта. Этот результат достигается благодаря тому, что устройство содержит пару источников излучения, каждый из которых обращен к первому концу соответствующего бокового световода, размещенных по разные стороны от центрального световода, а также приемник излучения, обращенный к одному концу центрального световода, второй конец которого обращен к освещаемому участку исследуемого объекта. При этом вторые концы всех боковых световодов оптически соединены с центральным световодом на удалении от его второго конца под острым углом к направлению на его первый конец в месте соединения, при этом боковые поверхности всех световодов выполнены диффузно отражающими в диапазоне длин волн всех используемых излучений. 5 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к фотосчитывающим устройствам и может использоваться для восприятия изображений, получаемых при освещении различных объектов излучениями, лежащими как в видимом диапазоне длин волн, так и в области инфракрасного и ультрафиолетового излучений, где применимы законы оптики. В частности, данное изобретение может быть применено в устройствах проверки подлинности банкнот и других ценных документов.

Существующий уровень техники
В настоящее время ценные документы, в частности банкноты, несут на себе различные защитные элементы. Одним из таких защитных элементов является наличие на защищаемом документе изображения, выполненного краской со специальным эффектом, – например, люминесцирующей в видимом диапазоне длин волн под действием инфракрасного излучения (патент США 5463212, G 06 К 7/10, 31.10.1995), либо дающей изображение при облучении инфракрасным излучением, тогда как остальная часть документа такого изображения не дает (заявка РСТ WO 95/13597, кл. G 07 D 7/00, 18.05.1995). Для восприятия такого (или подобного) излучения используются различные фотосчитывающие устройства.

Так, известно устройство для контроля подлинности банкнот, в котором имеются излучатели в виде инфракрасных светодиодов и приемник отраженного излучения, установленные коаксиально-коллинеарно под углом к вертикальной оси (свидетельство на полезную модель РФ 15040, кл. G 07 D 7/00, 10.09.2000). Однако данное устройство не обеспечивает равномерного освещения контролируемой банкноты, в результате чего получающееся изображение имеет искажения.

Наиболее близким аналогом можно считать фотосчитывающее устройство, содержащее несколько пар источников излучения, каждый из которых обращен к первому концу соответствующего бокового световода, размещенных по разные стороны от центрального световода, а также приемник отраженного излучения, обращенный к одному концу центрального световода, второй конец которого обращен к освещаемому участку исследуемого объекта (заявка РСТ WO 97/26616, кл. G 07 D 7/00, 24.07.1997). Это устройство обеспечивает относительно равномерную засветку контролируемого документа за счет использования двух групп источников излучения, расположенных перпендикулярно длинной стороне контролируемого документа (банкноты). Однако, как видно из фиг.1, показывающей диаграммы 11 и 12 излучения одной пары источников 14 и 15 излучения в этом устройстве, суммарная освещенность 13 документа 16 между обоими источниками этой пары получается все же неравномерной.

Сущность изобретения
Таким образом, задачей данного изобретения является создание фотосчитывающего устройства, свободного от указанных недостатков, т.е. обеспечивающего технический результат в виде получения равномерной освещенности исследуемого объекта.

Эта задача решается с достижением указанного технического результата в настоящем изобретении, которое представляет собой фотосчитывающее устройство, содержащее по меньшей мере одну пару источников излучения, каждый из которых обращен к первому концу соответствующего бокового световода, размещенных по разные стороны от центрального световода, а также приемник излучения, обращенный к одному концу центрального световода, второй конец которого обращен к освещаемому участку исследуемого объекта, причем вторые концы всех боковых световодов оптически соединены с центральным световодом на удалении от его второго конца под острым углом к направлению на его первый конец в месте соединения, при этом боковые поверхности всех световодов выполнены диффузно отражающими в диапазоне длин волн всех используемых излучений.

Дополнительное отличие настоящего изобретения состоит в том, что все световоды выполнены практически круглыми в сечении. В частности, все они могут иметь одинаковый диаметр.

Еще одно дополнительное отличие настоящего изобретения состоит в том, что все световоды выполнены либо полыми, либо из материала, прозрачного в диапазоне длин волн всех используемых излучений.

Наконец, еще одно отличие настоящего изобретения состоит в том, что угол между вторыми концами боковых световодов и центральным световодом и коэффициент диффузного отражения боковых поверхностей всех световодов выбраны так, чтобы рассеиваемое боковыми стенками световодов излучение в отсутствие исследуемого объекта у второго конца центрального световода было достаточным для калибровки приемника излучения, а при наличии исследуемого объекта у второго конца центрального световода не препятствовало восприятию с заданной точностью отраженного от исследуемого объекта или генерируемого им излучения указанным приемником излучения.

В существующем уровне техники не выявлены объекты, которые содержали бы такую же совокупность признаков, как устройство по настоящему изобретению, что позволяет считать его новым.

В существующем уровне техники не выявлены также объекты, которые содержали бы совокупность признаков, отличающих настоящее изобретение от наиболее близкого аналога, что позволяет считать данное изобретение обладающим изобретательским уровнем.

Краткое описание чертежей
Фиг. 1 иллюстрирует распределение освещенностей от двух источников излучения в ближайшем аналоге.

Фиг.2 представляет собой упрощенную схему фотосчитывающего устройства по настоящему изобретению.

Подробное описание предпочтительного выполнения
На фиг.2 представлена упрощенная схема фотосчитывающего устройства, иллюстрирующая основные принципы, положенные в основу настоящего изобретения.

Фотосчитывающее устройство по фиг.2 содержит центральный световод 1 и по меньшей мере одну пару боковых световодов 2. Оба световода 2.1 и 2.2 в паре расположены по разные стороны от центрального световода 1, к первому концу которого обращен приемник 3 отраженного излучения. К первому концу каждого из боковых световодов 2 обращен соответствующий источник 4 излучения. В данном описании термин “обращен” означает, что приемник 3 направлен на первый конец центрального световода 1, чтобы воспринимать поступающее из этого центрального световода 1 излучение; аналогично каждый источник 4 излучения направлен на первый конец соответствующего бокового световода 2, чтобы посылать в него свое излучение. Источниками 4 излучения могут быть, например, светодиоды, а приемником 3 излучения может быть, например, матрица приборов с зарядовой связью (ПЗС), обеспечивающих получение изображения, либо фотоэлемент для восприятия только интенсивности излучения.

Второй конец центрального световода 1 обращен к освещаемому участку 6 исследуемого объекта 5. Вторые же концы боковых световодов 2 оптически соединены с центральным световодом 1 на заранее заданном удалении L от его второго конца и расположены под острым углом , образующимся в месте соединения по отношению к направлению на первый конец центрального световода 1. При этом боковые поверхности всех световодов 1 и 2 выполнены диффузно отражающими в диапазоне длин волн всех используемых излучений, т.е. как излучений источников 4, так и излучений, отраженных от исследуемого объекта 5 или получающихся в результате его облучения источниками 4 излучения (т.е. генерируемых этим исследуемым объектом 5).

Световоды 1 и 2 могут представлять собой как полые каналы, так и каналы, которые выполнены из материала, прозрачного в диапазоне длин волн всех используемых излучений. Например, световоды 1 и 2 могут быть сделаны из пропускающего все используемые излучения материала в виде показанной на фиг.2 развилки, либо их можно изготовить из полых трубок, соединенных под острым углом, как показано на фиг.2. Эти световоды в принципе могут иметь любую форму в сечении, но предпочтительно выполнить их практически круглыми в сечении и одинакового диаметра.

Боковые поверхности всех световодов 1 и 2 для обеспечения диффузного отражения внутрь могут быть соответственно обработаны. К примеру, в случае изготовления световодов 1 и 2 из оптически прозрачного материала их боковые поверхности можно сделать матовыми, а в случае изготовления световодов 1 и 2 из полых трубок внутренние части этих трубок могут иметь соответствующее покрытие, рассеивающее свет.

Число боковых световодов 2 может быть больше двух. Например, боковых световодов 2 может быть четыре, шесть или восемь, расположенных так вокруг центрального световода 1, чтобы соединяться с ним с противоположных сторон для каждой пары.

Расстояние L, на которое место соединения боковых световодов 2 с центральным световодом 1 удалено от второго конца центрального световода 1, а также поперечный размер и степень диффузности боковых стенок световодов 1 и 2 выбираются так, чтобы обеспечить равномерное освещение исследуемого объекта 5 в пределах освещаемого устройством участка 6 поверхности этого объекта. С другой стороны, все указанные выше параметры, а также длина центрального световода 1 могут выбираться таким образом, чтобы рассеиваемое боковыми стенками световодов 1 и 2 излучение от источников 4 в отсутствие исследуемого объекта 5 было достаточным для калибровки приемника 3 излучения, а при наличии исследуемого объекта 5 у второго конца центрального световода 1 не препятствовало бы восприятию приемником 3 того излучения, которое отражается от исследуемого объекта 5 или генерируется им.

Фотосчитывающее устройство по настоящему изобретению работает следующим образом.

Исследуемый объект 5 (например, банкноту) помещают непосредственно под второй конец центрального световода 1 и включают источники 4 излучения. Создаваемое ими излучение за счет многократных внутренних отражений от боковых стенок световодов 2 и 1, особенно в месте их соединения, образующего изгиб, становится практически равномерным по сечению центрального световода 1 на выходе из его второго конца. Это излучение либо отражается от поверхности исследуемого объекта 5, либо вызывает появление соответствующего излучения с другой длиной волны в зависимости от используемой краски или пигмента. Это обратное излучение проходит по центральному световоду 1 практически без рассеяния к приемнику 3 излучения и регистрируется им. Полученный приемником 3 сигнал поступает на дальнейшую обработку в соответствующие устройства, которые не показаны, т. к. не являются предметом настоящего изобретения и не входят в объем патентных притязаний.

Устройство по настоящему изобретению может быть откалибровано непосредственно в процессе работы. Для этого достаточно удалить исследуемый объект 5 при включенных источниках 4 излучения. Тогда часть излучения, рассеиваемого боковыми стенками световодов 1 и 2, попадет в приемник 3 излучения и может быть зафиксирована устройствами последующей обработки как нулевой уровень излучения. Тогда при помещении исследуемого объекта 5 под второй конец центрального световода 1 из считываемого изображения будет автоматически вычитаться этот нулевой уровень. Тем самым точность считывания может быть повышена.

Промышленная применимость
Настоящее изобретение можно использовать в устройствах проверки ценных документов, а также в любых иных случаях, когда считываемое изображение может менять свои характеристики в зависимости от облучения светом с той или другой длиной волны.

Хотя данное изобретение описано с помощью примера его конкретной реализации, рассмотренная конструкция приведена лишь для иллюстрации основных принципом, лежащих в основе настоящего изобретения. Это описание никак не ограничивает объема патентных притязаний, определяемого лишь приложенной формулой изобретения.

Формула изобретения

1. Фотосчитывающее устройство, содержащее по меньшей мере одну пару источников излучения, каждый из которых обращен к первому концу соответствующего бокового световода, размещенных по разные стороны от центрального световода, а также приемник излучения, обращенный к одному концу центрального световода, второй конец которого обращен к освещаемому участку исследуемого объекта, отличающееся тем, что вторые концы всех боковых световодов оптически соединены с центральным световодом на удалении от его второго конца под острым углом к направлению на его первый конец в месте соединения, при этом боковые поверхности всех световодов выполнены диффузно отражающими в диапазоне длин волн всех используемых излучений.

2. Фотосчитывающее устройство по п.1, отличающееся тем, что все световоды выполнены практически круглыми в сечении.

3. Фотосчитывающее устройство по п.2, отличающееся тем, что все световоды имеют практически одинаковый диаметр.

4. Фотосчитывающее устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что все световоды выполнены полыми внутри.

5. Фотосчитывающее устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что все световоды выполнены из материала, прозрачного в диапазоне длин волн всех используемых излучений.

6. Фотосчитывающее устройство по п.1, отличающееся тем, что угол между вторыми концами боковых световодов и центральным световодом и коэффициент диффузного отражения боковых поверхностей всех световодов выбраны так, чтобы рассеиваемое боковыми стенками световодов излучение в отсутствие исследуемого объекта у второго конца центрального световода было достаточным для калибровки упомянутого приемника излучения, а при наличии исследуемого объекта у второго конца центрального световода не препятствовало восприятию с заданной точностью отраженного от исследуемого объекта или генерируемого им излучения упомянутым приемником излучения.

РИСУНКИ