用于扫描纸币的带有波导的扫描器制造技术

光扫描器（２００）包括波导（２３０）。扫描器（２００）规定了扫描区域，并且它还包括发光二极管（２１４）和检测器。波导（２３０）被置于发光二极管（２１４）和扫描区域之间。波导（２３０）规定了光导入小孔和光反射表面。光导入小孔和光反射表面协作以便将来自发光二极管的光引导到扫描区域，以及沿着这种光行进的路径集中地将这种光朝着检测器的方向聚焦。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及扫描器。特别地，本专利技术涉及一种用于扫描纸币的设备和方法，以实现检验货币的真实性和确定其面值的目的。美国政府，例如，最近已经引入一种钞票，它们包括显著地非对称的标记，例如熟悉的个人肖像，并使用了其它的唯一特性和特征，以便使货币的伪造更为困难。另外，许多其它国家的纸币因面值的不同而具有多种色彩和尺寸。作为这种安全测量的结果，多种常规的纸币扫描装置和系统还经常使用至少一个光源和相关的准直透镜，以产生从纸币一侧通过并照射纸币的一束实质平行的光线。典型地位于照射的货币相对侧上的是用于聚集来自钞票的散射光线的相关的平面/凸透镜，以及此后在理想状态下向设计的相关检测器提供聚集的散射光线，以便能够检验被扫描的钞票的真实性和检测其面值。而且，凸透镜典型地与所希望的扫描平面(用于纸币)相间隔，以便该透镜的焦点理想地接触扫描平面。因此，在理想状态下，为了安全，目前的纸币所具有的标记和其它特征能够向通过被扫描的钞票的光提供与特定存储信息相比较的信息，以实现检验被扫描的纸币的的真实性和其面值的目的。然而，纸币在所希望的扫描平面上或平面下的移动可能使钞票偏离透镜焦点。在一点上的对准和聚光给设计带来了限制，特别是实际情况是偏离所希望的聚焦位置一(1)毫米的微小移位可能会使焦点偏离它的相关的所希望的查看位置。此外，破损、捆扎、退色、有很多折痕或皱折的、或者用旧变薄的纸币可能会使问题更严峻。而且，纸本身的特性是散射光。结果是，此后被聚集的、穿过位于所希望的扫描平面内的钞票的散射光可能会全部到达不了检测器，或者穿过凸透镜的光线可能聚集来自所希望的检测区域后的被扫描的钞票的光，任何一种结果都不是所希望的。因此，当来自被扫描的钞票的信息与这种校准信息相比时，出于上述原因，在钞票和存储的校准信息之间存在差异，以及存在光的特定波长的非一致性(non-compliance)。被扫描的钞票和校准信息之间的差异可能在许多常规货币扫描装置的设计容差内，结果是可以接受被扫描的钞票。然而，波长的非一致性却是另一问题。为了解决这种问题，常规的货币扫描装置可以包括，作为光源的、能够提供多种波长的光的特定发光二极管装置(或所谓的“组件”)。因此，常规的扫描器可以具有多个已有技术的发光二极管(LED)，以实现“解决”所观察到的问题。在这一方面，当结合上述常规货币扫描装置时，能够在蓝色到红外线之间工作的单一的当前商业可用的LED组件可以向扫描装置提供具有特性波长为470、505、620、730、340和940毫微米的光源。不幸地，如果这种扫描装置要检验货币真实性和面值以满足它们的商业目的的话，当前设计的已有技术的纸币扫描装置通常使用十二个或更多的上述提到的LED组件。由于诸多原因，因此需要使上述当前可用的LED组件的数量从十二或更多减为少于四个。本专利技术的扫描设备最好地用于扫描纸币，以实现检验纸币的真实性和判断其面值的目的。而且，当本专利技术的扫描器设备使用四个LED组件时，各个LED组件最好地被设置为与货币扫描平面相对，以便扫描纸币的不同方位。因此，本专利技术的扫描器设备包括扫描区、至少一个发光二极管、至少一个光检测器，以及波导。扫描器的扫描区规定了相对侧，并被度量尺寸，以使可扫描物能够被设置在相对侧之间。发光二极管装置被设置在扫描区的一侧，并能够提供明显不同的能源级的光。而且，发光二极管装置被设置为与扫描区相对，以便使与这种二极管装置相关的光能够扫描可扫描物的至少一部分。光检测器装置与发光二极管相间隔，以及也被设置为与扫描器的扫描区域相对，从发光二极管装置发射的、以及随后穿过扫描区的光能够提供信息，以使光检测器能够获得区域中被扫描的物体的特征。波导设置在发光二极管装置和扫描区域之间。波导规定了至少一个光导入小孔和至少一个光反射表面，其中光导入小孔和光反射表面协作以便将来自发光二极管装置的光引导到扫描区域，以及沿着这种光行进的路径集中地将这种光朝着检测器的方向聚焦。图2是本专利技术扫描器设备的第一实施例的示意图。图3是示出图2的实施例的下面部分的示意图。图4是沿着图3的面4-4通常采用的底部平面图。图5A是以相对放大的比例来描述图3概括示出的本专利技术特征的描述性示例的示意图。图5B是以相对放大的比例来描述图3概括所示的显著特征的描述性示例的另一示意图。图6是以侧视图和示意性形式来描述本专利技术扫描设备的另一优选实施例。图7是以侧视图和示意性格式来描述本专利技术扫描设备的另一优选实施例。贯穿全图，相同的参考数字指示相同的部件部分。货币插入小孔或开口102包括上边界104和下边界106。使通过开口102插入设备100的货币(未示出)沿着路径110(以点划线示出)移动，所述的路径可以被看作为延伸至本专利说明书的附图说明图1的页面的平面。货币扫描设备100也包括沿着长度方向与下边界106具有相同间隔的多个发光二极管(LED)114。如上所述，如果设备100要检验货币真实性和货币面值以满足其商业目的时，扫描设备100必须使用十二个或更多的上述LED组件114。也被引入图1所述的常规设置中的是对应的多个准直透镜116，其中通常沿着长度方向的各个透镜与下边界106具有相似的间隔。在所述的常规扫描器设置中，各个准直透镜116与它的相应的LED组件114相关。因此，所示的扫描器设置的结果是，各个准直透镜116位于下边界106和与其相关的LED组件114之间。图1的货币扫描设备100还包括相应的多个简单的平面光聚焦凸透镜(simple planar convex light-focusing lenses)122。各个简单的平面光聚焦凸透镜122被置于上边界104和相关的货币真实性/价值检测器120之间。在理想状态，各个简单的平面光聚焦凸透镜122能够将穿过纸币的光聚集到它的相关检测器120的预选部分(或点)上。操作中，多个简单的平面光聚焦凸透镜122使光聚焦，以便使多个检测器120能够检测到特定光能量级，以实现检验插入的货币的真实性和检测其面值的目的。因此图1所示的货币扫描设备100还必需包括对应的多个检测器120，其中各个检测器能够检验货币的真实性并检测相关的面值。此外，多个检测器120(即，十二个或更多)的当前设计是沿着长度方向普遍与上边界104间隔相同的距离。基于上述目的，各个检测器120与对应的光聚焦透镜122和对应的LED组件114和准直透镜116相关。常规的扫描器仍存在问题。正如上述，在所需的扫描平面上或下的纸币的移动可能使钞票偏离光聚焦凸透镜122的焦点。而且，纸具有散射光的自然特性。结果是，即使当常规设备100具有上述的多个LED组件114以及相关的多个准直透镜116、凸透镜122和检测器120，合成的散射光，即穿过位于此后聚集光的扫描平面110中的钞票的散射光，可能会全部到达不了一个或多个检测器120，或者穿过一个或多个凸透镜122的光线可能会使来自相关检测器120的所述检测区域后的扫描的钞票的光聚集，任何一种结果都不是所需的。将各个LED分组114与相关透镜116和112对准是当前扫描器制造者所面对的主要障碍，以及错误对准是时常发生的事情。不必要的复杂度可能会导致设备的成本过度昂贵，以及可能影响设备操作的可靠性。因此需要通过减少目前在已有技术的纸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扫描器设备，包括：（Ａ）扫描区域，规定相对侧并被标出尺寸，以便使可扫描物体置于相对侧之间；（Ｂ）发光二极管装置，设置在扫描区域的一侧并与可扫描物体间隔开，其中发光二极管装置能够提供多种明显不同的能源级的光，以及发光二极管装置被设 置为与扫描区域相对，以便使它的相关光能够扫描可扫描物体的至少一部分；（Ｃ）检测器装置，与发光装置相间隔，以及被设置为与扫描区域相对，来自发光二极管装置并穿过扫描区域的光使得检测器能够获得被扫描物体的特征；和（Ｄ）波导，设置在发光二极 管装置和扫描区域之间，其中波导规定了光导入小孔和光反射表面，光导入小孔和光反射表面协作以便将来自发光二极管装置的光引导到扫描区域，以及沿着这种光行进的路径集中地将这种光朝着检测器的方向聚焦。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿巴斯候赛尼，加金德拉D萨万特，王三湷，里克L希依，
申请(专利权)人：物理光学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]