截获图象用的扫描装置制造方法及图纸

一种用于截获图象的扫描装置，其包含一光学单元，该光学单元包括一光源（８）、一光波导（２）、一透镜（４）、一光接收器（５）和一Ａ／Ｄ变换器（６），该装置的区别特征在于其光波导被成型为一光学透明的（优选由光学等级的玻璃制做）平行平板，其一端面（１０）通常与横向的两侧成４５°－４９°倾斜。光源（８）位于该平板上述倾斜棱边（１０）的下方，同时该平板的相对端面（１１）面向图象载体且与该横向的两侧垂直。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于截获例如来自纸张载体信息的扫描装置，并且特别涉及用于截获金融证券例如各种类型纸币上面信息的扫描装置。用于截获纸制图象载体上信息的各种扫描装置是已知的。最为公知的装置是用于阅读条型码的手持式扫描器，例如根据前苏联专利技术证书No.1837334授予专利的一种。该装置包括一光源、一会聚透镜、一孔径光阑及一与光阑耦合的光接收器，所有全都光学同轴。一球面透镜被装在被扫描的信息载体和孔径光阑之间。这种装置可以具有象圆珠笔杆一样的形式，并且具有相当简单的结构。然而该装置的功能被局限于阅读条形码，其精度、分辨率和操作速度均不能胜任其它用途。在设计上更加完善并具有扩展功能的其它手持式设备也是已知的(例如US-A-5349172，US-A-5354977，WO 94/19766和WO 94/19764)。这些装置使用LED列阵来照明被扫描的载体，并利用CCD列阵来接收被反射的信号。然而这类装置并不具有对于大量信息需要扫描的充分功能。用于截获图象和被印刷信息的台式扫描装置也是已知的。这种装置包含一光学单元，其包括一光源、一光波导、一调焦和/或载波用的光学元件组、一光接收器，和一处理来自该光接收器的信号用的A/D变换器(例如俄罗斯联邦专利No.2032217和US-A-5295196)。已知装置的缺陷在于它们的结构复杂性和照明器过大的功率消耗。其结构的复杂性主要是由于其完善的光学系统使用透镜、反射镜等作为聚焦元件，这在制造和为矫正该装置的操作而需要进行精确调整方面都会遇到困难。此外，为获得足够强度的被反射光通量，需要大量的光能量来照明该信息载体。本专利技术的目的在于开发一种扫描装置，其结构简单并能提供以高性能和高的操作速度，而以低的照明功率截获例如被传送的纸或塑料之类载体上的图象，特别是装在传送系统例如钞票处理机中的保密文件(如信用卡、身份证明卡和钞票)上的图象。根据本专利技术，提供一种用于截获图象的扫描装置，其包含一光学单元，该光学单元包括一光源，一光波导和一光接收器，其中该光波导包括一有基本平行边的透明件，该透明件具有在该平行边之间延伸的相反两端，两端之一面向光源且在该平行边之间非垂直地延伸；另一端在使用时面向待扫描的图象，从而使来自光源的光经过此一端进入光波导，通过此另一端输出后射在图象上面并被反射回光波导中，随后再由光波导射向光接收器。使用这种形式的光波导能将来自光源的光汇集在载体上面，因而能使比较弱的光源可被利用，而与此同时以紧凑的方式提供将被发送的光与被接收的光(以及相应的发送和接收设备)分开的简单途径。现在将参照附图描述根据本专利技术的扫描装置实例，其中，附图说明图1为局部以方框图形式的用于截获图象的扫描装置示意图；图2为表示通过光波导的光通量的光迹图；图3为未考虑光线在入射及出射面上透射率影响时，光波导利用率(efficiency)与光波导厚度(使用的灯泡半径为8mm，光波导长度80mm)之间关系的曲线图。用于截获来自载体1图象的扫描装置(参见图1)，包括一光源、一光波导2、一可旋转反射镜3、一透镜4，以及一CCD或其它光敏的线性列阵5(其在此特定实例中用作图象接收器)、一CCD列阵的控制单元6，以及一从CCD线性列阵5获得的信号的A/D变换器7。一般说来，该图象可以是包括金融证券(例如纸币、支票、旅行支票和邮政汇票)的所有公开的和隐藏的要素的信息或者图案。本实例中的光源包括六个钨丝灯泡8，优选充以卤素，每个15W。当然，任何其它类型的以及不同于六个的光源也可以使用。光可以是可见的或者不可见的(例如红外光)或其组合。灯泡被安置为一排，并且位于光波导2的前方而且实际上与波导2的下部倾斜棱边10相接触。光波导2是透明的平行平板，其在本实例中是由玻璃制成，且其两端面之一(即底边10)在本实例中是和平行边成45°倾斜的。此倾斜角可以根据许多因素来改变。这些因素将在下面更详细地加以描述，但其包括检测系统、照明系统和玻璃的折射率。就涉及检测系统来说，该棱镜的角度决定反射镜3、透镜4和传感器5待放置的位置，以及在这方面有一小部分起作用的玻璃的折射率。该倾斜角和玻璃的折射率决定照明系统的特性(强度、均匀性等)。与光波导的倾斜棱边10相对的端面11面向载体1并且垂直于平行边延伸，尽管也可以使用其它的非垂直角度。图1表示该装置的方案，其中可旋转反射镜3被设置来实现其紧凑性。反射镜3是可旋转的，以将光束的偏转调整到透镜4和传感器5上面。可供选择的滤光片9被安装在透镜4和反射镜3之间。反射镜3的使用也是任选的。只有当一定波长的光要被检测时才需要滤光片9，例如由于荧光或以红外光照射。该倾斜角度将加以选择，以优化光的汇集和分散性能，然而此角度通常在27°-49°的范围内，优选为41°-49°。CCD线性列阵5、CCD列阵的控制单元6以及CCD列阵信号用的A/D变换器7被电连接在一起，并且按传统方式进行工作，以提供列阵5上所接收的线性图象的数字输出。图2表示光如何通过光波导2传播。该图具有以下指定符号SO-光源8的位置；X-光波导2的厚度；L-光波导2的长度；z-光波导2截获光的角度；g-无光波导2存在时所具有的光截获角度；a-入射光与倾斜边10上法线所成的角度；b-折射光与倾斜边10上法线所成的角度；r，h-光源SO沿图示方向距倾斜边10的距离；δ-从位于光波导上部平端上的点照射到光波导倾斜端上的光线的发散角(dispersion angle)。在此情况下r＝4.61mm；h＝1.525mm。该装置的作用如下光源8发出的光通过光波导2的倾斜边10部分进入光波导2(图1)传播，然后通过其端面11射到载体1例如纸币(示意表示在图2中)的表面上，该纸币被传送跨过端面11且与其不相接触，其间隙在本实例中测定为0.5-2mm。在其它一些情况下，该纸币可以非垂直角沿端面11传送或者跨过它传送。该间隙可为载体1提供最大的照明，其受到取决于光波导实际厚度的从光波导2射出光色散的支配。该间隙可保证端面11的表面在该装置的操作过程中不受损坏和磨损。由载体1反射的光再一次经过端面11进入光波导2，并通过其倾斜面10几乎垂直于该平行平板(如图1所示)的侧面射出，以向透镜4传输。(在图2中，光波导2和透镜4之间的光学元件已被省略)。对本系统的数学分析提出如下在本实例中，光波导2的平端11与待扫描的物体几乎靠紧，且其平端10具有45°的倾斜边。一般说来，此倾斜边的角度可在(90-β0)/2+δ至90-β0-δ的范围内变化，其中β0为全内反射的临界角。对于不同类型的玻璃而言，此角度β0大约在40°(轻冕玻璃)到34°(重火石玻璃)的范围内。我们使用轻冕玻璃(β0为40°)来制做光波导，因其具有最小的吸收系数。在这种情况下，该倾斜角可从25°+δ变化到50°-δ。通过使用其焦距为8.5mm，f数为1.5的透镜4且距该透镜约120mm，其δ角将约为8.5/1.5/120/n弧度，即等于2°，其中n为玻璃的折射率(其为1.55)。最佳倾斜角将在27°和49°之间。我们选择45°，因其非常接近最佳值且便于实施。光线从平端11出来，其入射角小于全内反射的临界角(对所使用的轻冕型玻璃为40°)，而折射角“b”必须大于5°。由折射定律sin(a)/sin(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于截获图象的扫描装置，其包含一光学单元，该光学单元包括：一光源，一光波导和一光接收器，其中该光波导包括一有基本平行边的透明件，该透明件具有在该平行边之间延伸的相反两端，两端之一面向光源且在该平行边之间非垂直地延伸；另一端在使用时面向待扫描的图象，从而使来自光源的光经过此一端进入光波导，通过此另一端输出后射在图象上面并被反射回光波导中，随后再由光波导射向光接收器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦莱里阿列克西弗切克莱特索夫，
申请(专利权)人：维克特科学技术合作社，
类型：发明
国别省市：RU[俄罗斯]