專利名稱：一種光學(xué)傳感器及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種光學(xué)傳感器及其檢測方法，適用于使用光頻率轉(zhuǎn)換及圖形信息轉(zhuǎn)換自動檢測承印物上的非可見光學(xué)防偽特征和非可見信息圖形編碼的檢測。屬于光學(xué)檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著社會進(jìn)步，防偽技術(shù)獲得了長足的發(fā)展，無論貨幣、票據(jù)、證件還是商品，都越來越多的應(yīng)用各種各樣的防偽技木，出于對國家經(jīng)濟(jì)及安全考慮，貨幣、票據(jù)、證件所應(yīng)用的某些防偽技術(shù)一直位列尖端和前沿，而且不斷地更新?lián)Q代。一方面這些防偽措施應(yīng)用成本昂貴，防偽材料來源嚴(yán)格控制，不易取得并且代價高昂，另一方面這些防偽措施屬于科技的前沿，不是非專業(yè)的造假者所能窺其究竟，另外嚴(yán)格的保密措施也起到了關(guān)鍵作用，而這些方面在加強(qiáng)了防偽措施可靠性的同吋，也造成由于技術(shù)門檻高，所配套的檢測技術(shù)相對滯后，檢測復(fù)雜度高，必須用昂貴、高端的設(shè)備或設(shè)備組合才能夠檢測得到，而且做到實(shí)時檢測更加困難，再加上這些高端防偽措施所需要的檢測器件、傳感器等受科技水平、制造エ 藝的限制，在指標(biāo)、體積、可靠性上也成為現(xiàn)實(shí)推廣應(yīng)用的制約因素，只能停留在實(shí)驗(yàn)室檢測層面，這就造成了經(jīng)常有防偽無檢測的尷尬局面，直至高端的防偽措施起不到應(yīng)有的效用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的，是為了克服現(xiàn)有的防偽技術(shù)存在只停留在實(shí)驗(yàn)室層面、檢測復(fù)雜度高，必須用昂貴、高端的設(shè)備或設(shè)備組合才能夠檢測的缺點(diǎn)，提供ー種光學(xué)傳感
-Htr ο本發(fā)明的第二個目的，是為了提供ー種光學(xué)傳感器的檢測方法。本發(fā)明的第一個目的可以通過如下技術(shù)方案達(dá)到ー種光學(xué)傳感器，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)包括發(fā)射模塊，接收模塊，紅外拍攝傳感器模塊和信號轉(zhuǎn)接傳送模塊；1)發(fā)射模塊具有自動檢測控制傳感器和半導(dǎo)體激光器；由自動檢測控制傳感器檢測到光學(xué)傳感器貼近承印物后，自動檢測控制傳感器發(fā)送檢測控制信號到半導(dǎo)體激光器的輸入端，半導(dǎo)體激光器接收到該檢測控制信號后發(fā)射出檢測光束對承印物表面進(jìn)行掃描；當(dāng)承印物表面包含正常形狀或規(guī)律的防偽特征信號區(qū)域吋，在檢測光束所掃描過的地方會激發(fā)出響應(yīng)光束；2)接收模塊具有導(dǎo)光裝置、濾光裝置、光電傳感器及信號處理電路；接收模塊的導(dǎo)光裝置引導(dǎo)上述響應(yīng)光束進(jìn)入濾光裝置，經(jīng)過濾光裝置濾除自然光和響應(yīng)光以外的其他不可見光線后，響應(yīng)光束由光電轉(zhuǎn)換傳感器轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號經(jīng)過信號預(yù)處理電路放大、整形、處理后成為數(shù)字信號、并將該數(shù)字信號輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊；3)紅外拍攝傳感器模塊負(fù)責(zé)對承印物表面進(jìn)行拍攝，并將拍攝到的圖像信息輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊；4)信號轉(zhuǎn)接傳送模塊將接收到的數(shù)字信號和圖像信息輸出到中央處理單元，中央處理單元對所接收的信息進(jìn)行解碼、核對，最后將檢測結(jié)果及數(shù)據(jù)信息輸出。該光學(xué)傳感器具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧的特點(diǎn)，能檢測承印物上微弱的防偽特征的形狀、編碼、強(qiáng)度，并同時識別圖形信息編碼，提取編碼所隱含的信息內(nèi)容，能夠?qū)崿F(xiàn)小體積、集成化、低成本的可靠檢測，同時具有防偽特征不可見，需要特殊的一定能量的不可見激發(fā)光來激發(fā)，激發(fā)后的響應(yīng)光束也不可見的特點(diǎn)，激發(fā)波長為800 820nm，光頻率轉(zhuǎn)換波長至1050 1080nm。本發(fā)明的第一個目的還可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一個目的一種改進(jìn)方案是紅外拍攝傳感器模塊的控制信號輸入端還與發(fā)射模塊的控制信號輸出端連接，或者是紅外拍攝傳感器模塊的控制信號輸入端還與中央處理單元的控制信號輸出端連接。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一個目的一種改進(jìn)方案是光學(xué)傳感器還包括一固定支架，固定支架的右端面上分別設(shè)有安裝板和安裝導(dǎo)孔；固定支架的左端面與接收模塊固定連接，其右端面的安裝板分別與紅外拍攝傳感器模塊和信號轉(zhuǎn)接傳送模塊固定連接；所述接收模塊的導(dǎo)光裝置穿過固定支架上的安裝導(dǎo)孔與發(fā)射模塊連接。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一個目的一種改進(jìn)方案是所述的發(fā)射模塊由自動檢測控制傳感器、半導(dǎo)體激光器、前固定架和后固定架構(gòu)成；后固定架的上部設(shè)有自動檢測控制傳感器卡槽，自動檢測控制傳感器安裝在自動檢測控制傳感器卡槽中；在前固定架和后固定架的中部對應(yīng)位置處分別設(shè)有ー個卡槽、形成半導(dǎo)體激光器安裝槽，半導(dǎo)體激光器安裝在半導(dǎo)體激光器安裝槽中，半導(dǎo)體激光器的端面與檢測端面保持0. Smm-Imm的光線反射距離；在前固定架和后固定架的中部連接處設(shè)有ー個圓形卡槽，用來安裝接收模塊的導(dǎo)光裝置；在圓形卡槽內(nèi)設(shè)有ー個使半導(dǎo)體激光器的光斑保持ー個固定方向的限位裝置。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一個目的一種改進(jìn)方案是發(fā)射模塊的半導(dǎo)體激光器的前端設(shè)有激光透鏡卡槽，在激光透鏡卡槽中設(shè)有激光透鏡。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一個目的一種改進(jìn)方案是所述的接收模塊由屏蔽盒及分別安裝在屏蔽盒中的導(dǎo)光裝置、濾光裝置、光電傳感器及信號處理電路和傳感器墊片構(gòu)成；屏蔽盒由屏蔽盒體、屏蔽盒上蓋構(gòu)成；所述導(dǎo)光裝置由光纖構(gòu)成，濾光裝置由型號為HWB950的第一濾光片及第ニ濾光片、安裝有一片1065nm窄帶帶通濾光片的帶通濾光片固定套構(gòu)成；光電傳感器及信號處理電路、傳感器墊片、第一濾光片、帶通濾光片及帶通濾光片固定套和第二濾光片按順序依次排列后安裝在屏蔽盒中；光纖的一端安裝于屏蔽盒中、另一端穿出屏蔽盒及固定支架與發(fā)射模塊固定連接；實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一個目的一種改進(jìn)方案是所述的紅外拍攝傳感器模塊由至少ー個用于拍攝不可見圖形信息編碼的紅外CMOS圖像傳感器、紅外線光源以及光源驅(qū)動電路連接而成，紅外CMOS圖像傳感器與固定支架的安裝板固定連接。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一個目的一種改進(jìn)方案是信號轉(zhuǎn)接傳送模塊由信號轉(zhuǎn)接電路PCB 構(gòu)成，信號轉(zhuǎn)接電路PCB安裝在固定支架的安裝板上。本發(fā)明的第二個目的可以通過如下技術(shù)方案達(dá)到ー種光學(xué)傳感器的檢測方法，其特征是按以下步驟進(jìn)行
1)啟動光學(xué)傳感器；2)將所述光學(xué)傳感器逐漸貼近承印物，由發(fā)射模塊的自動檢測控制傳感器搜索并判斷所述光學(xué)傳感器的檢測端面是否貼近承印物表面，如果肯定，自動檢測控制傳感器發(fā)送檢測控制信號到半導(dǎo)體激光器的輸入端，半導(dǎo)體激光器接收到該檢測控制信號后發(fā)射出檢測光束對承印物表面進(jìn)行掃描；當(dāng)承印物表面包含正常形狀或規(guī)律的防偽特征信號區(qū)域吋，在檢測光束所掃描過的地方會激發(fā)出響應(yīng)光束；3)由接收模塊的導(dǎo)光裝置引導(dǎo)上述響應(yīng)光束進(jìn)入濾光裝置，經(jīng)過濾光裝置濾除自然光和響應(yīng)光以外的其他不可見光線后，響應(yīng)光束由光電轉(zhuǎn)換傳感器轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號經(jīng)過信號預(yù)處理電路放大、整形、處理后成為數(shù)字信號、并將該數(shù)字信號輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊；4)當(dāng)紅外拍攝傳感器模塊接收到拍攝指令后，紅外拍攝傳感器模塊啟動，開始拍攝，并將拍攝到的圖像信息輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊；5)信號轉(zhuǎn)接傳送模塊將接收到的接收模塊發(fā)出的數(shù)字信號和紅外拍攝傳感器模塊發(fā)出的圖像信息輸出到中央處理單元，中央處理單元對所接收的信息進(jìn)行解碼、核對，最后將檢測結(jié)果及數(shù)據(jù)信息輸出。6)當(dāng)所述的光學(xué)傳感器檢測端面離開承印物表面吋，發(fā)射模塊的自動檢測控制傳感器發(fā)出控制信號驅(qū)動半導(dǎo)體激光器停止發(fā)射檢測光束，至此，單個完整檢測周期完成。本發(fā)明的第二個目的還可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第二個目的一種改進(jìn)方案是在步驟4)中，紅外拍攝傳感器模塊啟動方式采用以下三種情況中的任意ー種1)當(dāng)步驟1)中的光學(xué)傳感器啟動后，紅外拍攝傳感器模塊同時啟動，即紅外拍攝傳感器模塊接收到拍攝指令，開始周期性的進(jìn)行圖像拍攝，并自行檢測拍攝到的圖象信息是否有效，如果無效，就繼續(xù)拍攝下幅圖像；如果有效，經(jīng)核對無誤后，將檢測結(jié)果輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊；2)當(dāng)步驟2~)中的發(fā)射模塊的自動檢測控制傳感器檢測到所述光學(xué)傳感器的檢測端面已經(jīng)貼近承印物表面吋，由發(fā)射模塊發(fā)送拍攝指令到紅外拍攝傳感器模塊，紅外拍攝傳感器模塊接收到拍攝指令，開始拍攝，并將拍攝到的圖像信息輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊；3)當(dāng)步驟幻中的接收模塊的信號預(yù)處理電路將數(shù)字信號輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊后，信號轉(zhuǎn)接傳送模塊再將該數(shù)字信號傳送給中央處理單元，中央處理單元對此信號進(jìn)行判斷處理后，如果認(rèn)為該信號為有效信號，則發(fā)出拍攝指令到紅外拍攝傳感器模塊，紅外拍攝傳感器模塊接收到拍攝指令，開始拍攝，并將拍攝到的圖像信息輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所涉及的光學(xué)傳感器結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧，能檢測承印物上微弱的防偽特征的形狀、編碼、強(qiáng)度，并同時識別圖形信息編碼，提取編碼所隱含的信息內(nèi)容，克服了以往只停留在實(shí)驗(yàn)室層面用龐大、昂貴的高端設(shè)備檢測的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了小體積、集成化、低成本的可靠檢測。本光學(xué)傳感器所集成的自動檢測控制傳感器對檢測過程的控制可以提供良好、方便、安全的操作方式，延長半導(dǎo)體激光器的使用壽命，保護(hù)人體免受激光輻射影響。


圖1是具體實(shí)施例1所述的光學(xué)傳感器模塊組成示意圖。圖2是具體實(shí)施例1所述的光學(xué)傳感器的分體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是具體實(shí)施例1所述的光學(xué)傳感器發(fā)光模塊器件相對位置示意圖,圖4是具體實(shí)施例1所述的光學(xué)傳感器的濾光系統(tǒng)的曲線圖。圖5是具體實(shí)施例1所述的光學(xué)傳感器及信號處理電路的電路原理圖,圖6是具體實(shí)施例4所述的光學(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是具體實(shí)施例4所述的光學(xué)傳感器的濾光系統(tǒng)的曲線圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施例參照圖1和圖2，本實(shí)施例包括發(fā)射模塊1，接收模塊2，紅外拍攝傳感器模塊3和信號轉(zhuǎn)接傳送模塊4 ；1)發(fā)射模塊1具有自動檢測控制傳感器1-1和半導(dǎo)體激光器1-2 ；由自動檢測控制傳感器1-1檢測到光學(xué)傳感器貼近承印物后，自動檢測控制傳感器1-1發(fā)送檢測控制信號到半導(dǎo)體激光器1-2的輸入端，半導(dǎo)體激光器1-2接收到該檢測控制信號后發(fā)射出檢測光束對承印物表面進(jìn)行掃描；當(dāng)承印物表面包含正常形狀或規(guī)律的防偽特征信號區(qū)域吋， 在檢測光束所掃描過的地方會激發(fā)出響應(yīng)光束；2)接收模塊2具有導(dǎo)光裝置、濾光裝置、光電傳感器及信號處理電路；接收模塊2 的導(dǎo)光裝置引導(dǎo)上述響應(yīng)光束進(jìn)入濾光裝置，經(jīng)過濾光裝置濾除自然光和響應(yīng)光以外的其他不可見光線后，響應(yīng)光束由光電轉(zhuǎn)換傳感器轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號經(jīng)過信號預(yù)處理電路放大、整形、處理后成為數(shù)字信號、并將該數(shù)字信號輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊4 ；3)紅外拍攝傳感器模塊3負(fù)責(zé)對承印物表面進(jìn)行拍攝，并將拍攝到的圖像信息輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊4;4)信號轉(zhuǎn)接傳送模塊4將接收到的數(shù)字信號和圖像信息輸出到中央處理單元，中央處理單元對所接收的信息進(jìn)行解碼、核對，最后將檢測結(jié)果及數(shù)據(jù)信息輸出。本實(shí)施例中參照圖1、圖2，光學(xué)傳感器還包括一固定支架5，固定支架5的右端面上分別設(shè)有安裝板5-1和安裝導(dǎo)孔5-2 ；固定支架5的左端面與接收模塊2固定連接，其右端面的安裝板5-1分別與紅外拍攝傳感器模塊3和信號轉(zhuǎn)接傳送模塊4固定連接；所述接收模塊2的導(dǎo)光裝置穿過固定支架5上的安裝導(dǎo)孔5-2與發(fā)射模塊1連接。參照圖1、圖2和圖3，所述的發(fā)射模塊1起自動檢測控制和光源發(fā)射、整形的作用。所述的發(fā)射模塊1由自動檢測控制傳感器1-1、半導(dǎo)體激光器1-2、前固定架1-3和后固定架1-4構(gòu)成；后固定架1-4的上部設(shè)有自動檢測控制傳感器卡槽1-5，自動檢測控制傳感器1-1安裝在自動檢測控制傳感器卡槽1-5中；在前固定架1-3和后固定架1-4的中部對應(yīng)位置處分別設(shè)有ー個卡槽、形成半導(dǎo)體激光器安裝槽，半導(dǎo)體激光器安裝在半導(dǎo)體激光器安裝槽中，半導(dǎo)體激光器1-2的端面與檢測端面保持0. Smm-Imm的光線反射距離；在前固定架1-3和后固定架1-4的中部連接處設(shè)有ー個圓形卡槽，用來安裝接收模塊2的導(dǎo)光裝置；在圓形卡槽內(nèi)設(shè)有ー個使半導(dǎo)體激光器的光斑保持ー個固定方向的限位裝置。安裝后的半導(dǎo)體激光器1-2的中心軸與檢測端面成45°角，與光纖2-3的軸線成45°角并相交于檢測端面上的一點(diǎn)，檢測端面上得到的一字光斑位于半導(dǎo)體激光器的中心軸與光纖軸線形成的平面和檢測端面的相交線上，這樣的結(jié)構(gòu)使半導(dǎo)體激光器發(fā)出的檢測光束能夠最大限度的避開光纖的受光面，不被接收模塊接收，讓檢測光束能量最集中的中心點(diǎn)作用在檢測端面上，并且響應(yīng)光束正對光纖的受光面，使接收效率達(dá)到最高，所述的發(fā)射模塊1還設(shè)有用于防塵和保護(hù)內(nèi)部光學(xué)器件的石英玻璃1-8。前固定架1-3和后固定架1-4分別設(shè)有固定孔1-9、并通過緊固件1-10固定連接。參照圖1、圖2、圖3和圖4，所述的接收模塊2由屏蔽盒及分別安裝在屏蔽盒中的導(dǎo)光裝置、濾光裝置、光電傳感器及信號處理電路和傳感器墊片構(gòu)成；屏蔽盒由屏蔽盒體 2-1、屏蔽盒上蓋2-2構(gòu)成；所述導(dǎo)光裝置由光纖2-3構(gòu)成，濾光裝置由型號為HWB950的第一濾光片2-4及第ニ濾光片2-5、安裝有一片1065nm窄帶帶通濾光片2_6的帶通濾光片面定套2-7構(gòu)成；光電傳感器及信號處理電路2-8、傳感器墊片2-9、第一濾光片2-4、帶通濾光片2-6及帶通濾光片固定套2-7和第二濾光片2-5按順序依次排列后安裝在屏蔽盒中； 光纖2-3的一端安裝于屏蔽盒中、另一端穿出屏蔽盒及固定支架與發(fā)射模塊1固定連接； 該金屬屏蔽結(jié)構(gòu)能有效屏蔽周圍電磁場對電子電路的干擾，以及雜散光線對濾光系統(tǒng)的干擾。濾光系統(tǒng)由HWB950濾光片兩片，1065nm窄帶帶通濾光片一片，外加紅外帶通納米樹脂構(gòu)成，其濾光曲線如圖4所示，圖4中，a表示紅外帶通納米樹脂，b表示HWB950濾光片， c表示濾光后在1065nm處有80%的響應(yīng)幅度，d表示1065nm窄帶帶通濾光片。可見濾光后在1065nm處有還有80 %左右的響應(yīng)幅度，可以滿足光電轉(zhuǎn)換傳感器的需要，這部分響應(yīng)光束由光電傳感器及信號處理電路的光電轉(zhuǎn)換傳感器接收并轉(zhuǎn)換成電信號，此微弱電信號由信號處理電路放大、整形后轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊。光電傳感器及信號處理電路位于屏蔽盒體和屏蔽盒上蓋構(gòu)成的密閉空間內(nèi)，外界電磁干擾得到了很好的屏蔽。參照圖5，光電傳感器及信號處理電路2-8的電路實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換傳感器D2PD 15-22B或AP0917TP接收響應(yīng)光束并轉(zhuǎn)換成電信號，此微弱電信號由D2負(fù)端輸入到放大電路Ul的2腳反向輸入端，UlA的3腳、4腳接模擬地，UlA的8腳接模擬電源，模擬電源在輸入端接ー個103瓷片電容C2和ー個475鉭電容C3用于高頻和低頻率波，UlA的1腳和2腳之間跨接電容C4和電阻R6、R7、R8組成的T型放大電阻網(wǎng)絡(luò)，其中R6接UlA的2腳，R6的另一端接R7、R8，R7的另一端接UlA的1腳，R8的另一端接模擬地，UlA的1腳接UlB第5 腳，UlB第6腳接第7腳，構(gòu)成同向電壓跟隨器，UlB第7腳接475鉭電容CP2正扱，CP2負(fù)極接放大電路U2A同相輸入端腳3，形成電容耦合發(fā)達(dá)電路，U2A第3腳接電阻R2到模擬地， U2A第2腳接電阻Rl和電容Cl到U2A的第1腳，并接電阻R4到模擬地AGND，由此構(gòu)成第二級放大電路，第二級放大電路的輸出由放大器U2A的1腳通過正向放置的ニ極管Dl在電阻 R5上形成壓降，Dl起到削去放大噪聲的作用，電阻R5的另一端接模擬地AGND，放大器U2B 的第5、6、7腳接成電壓比較器，電阻R10、R12分壓作為比較電壓，經(jīng)電阻Rll連接到U2B第 6腳，ニ極管Dl的負(fù)端通過電阻R9接U2B第5腳，電阻RlO另一端接模擬電源AVDD，電阻 R12另一端接模擬地AGND，U2B第7腳輸出比較過的信號到由放大器U3第1、2、3腳接成的同相電壓跟隨器輸出，其中U2B的7腳接U3的3腳，U3的2腳與1腳相連接，U3的4腳接模擬地AGND，U3A的8腳接模擬電源AVDD并接電容C3濾波，U3A第1腳輸出數(shù)字信號形式的檢測信號給信號轉(zhuǎn)接傳送模塊4，由其統(tǒng)ー送出給后續(xù)電路中的中央處理單元，中央處理単元對此信號進(jìn)行判斷處理后，如果認(rèn)為該信號為有效信號，則發(fā)出指令讓紅外拍攝傳感器模塊3拍攝圖像，否則發(fā)出繼續(xù)檢測指令信號。參照圖1、圖2，所述的紅外拍攝傳感器模塊3由至少ー個用于拍攝不可見圖形信息編碼的紅外CMOS圖像傳感器、紅外線光源以及光源驅(qū)動電路連接而成，紅外CMOS圖像傳感器與固定支架的安裝板5-1固定連接。參照圖1、圖2，信號轉(zhuǎn)接傳送模塊4由信號轉(zhuǎn)接電路PCB4-1構(gòu)成，信號轉(zhuǎn)接電路 PCB4-1安裝在固定支架的安裝板5-1上。信號轉(zhuǎn)接電路PCB通過1. 27mm間距的雙排連接器輸出本光學(xué)傳感器的檢測信號和輸入控制信號。ー種光學(xué)傳感器的檢測方法，其特征是按以下步驟進(jìn)行1)啟動光學(xué)傳感器；2)將所述光學(xué)傳感器逐漸貼近承印物，由發(fā)射模塊1的自動檢測控制傳感器1-1 搜索并判斷所述光學(xué)傳感器的檢測端面是否貼近承印物表面，如果肯定，自動檢測控制傳感器1-1發(fā)送檢測控制信號到半導(dǎo)體激光器1-2的輸入端，半導(dǎo)體激光器1-2接收到該檢測控制信號后發(fā)射出檢測光束對承印物表面進(jìn)行掃描；當(dāng)承印物表面包含正常形狀或規(guī)律的防偽特征信號區(qū)域吋，在檢測光束所掃描過的地方會激發(fā)出響應(yīng)光束；3)由接收模塊2的導(dǎo)光裝置引導(dǎo)上述響應(yīng)光束進(jìn)入濾光裝置，經(jīng)過濾光裝置濾除自然光和響應(yīng)光以外的其他不可見光線后，響應(yīng)光束由光電轉(zhuǎn)換傳感器轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號經(jīng)過信號預(yù)處理電路放大、整形、處理后成為數(shù)字信號、并將該數(shù)字信號輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊4 ；4)當(dāng)紅外拍攝傳感器模塊3接收到拍攝指令后，紅外拍攝傳感器模塊3啟動，開始拍攝，并將拍攝到的圖像信息輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊4 ；5)信號轉(zhuǎn)接傳送模塊4將接收到的接收模塊2發(fā)出的數(shù)字信號和紅外拍攝傳感器模塊3發(fā)出的圖像信息輸出到中央處理單元，中央處理單元對所接收的信息進(jìn)行解碼、核對，最后將檢測結(jié)果及數(shù)據(jù)信息以文本、圖像、聲音或視頻等多種所需要的形式輸出。6)當(dāng)所述的光學(xué)傳感器檢測端面離開承印物表面時，發(fā)射模塊1的集成的自動檢測控制傳感器1-1發(fā)出檢測控制信號，其內(nèi)部控制電路收到該信號后通過其內(nèi)部驅(qū)動電路驅(qū)動發(fā)射模塊1上的半導(dǎo)體激光器1-2停止發(fā)射檢測光束，至此，單個完整檢測周期完成。在光學(xué)傳感器的檢測方法中單個完整檢測周期完成后，自動檢測控制傳感器每 200毫秒發(fā)射一組見紅外光束，搜索并判斷所述的光學(xué)傳感器檢測端面是否貼近承印物表面，如果肯定，就開始下一個檢測周期。在光學(xué)傳感器的檢測方法的步驟4)中，紅外拍攝傳感器模塊3啟動方式當(dāng)步驟 1)中的光學(xué)傳感器啟動后，紅外拍攝傳感器模塊3同時啟動，即紅外拍攝傳感器模塊3接收到拍攝指令，開始周期性的進(jìn)行圖像拍攝，并自行檢測拍攝到的圖象信息是否有效，如果無效，就繼續(xù)拍攝下幅圖像；如果有效，經(jīng)核對無誤后，將檢測結(jié)果輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊 4 ；可有效縮短檢測時間。具體實(shí)施例2 本實(shí)施例的光學(xué)傳感器的特點(diǎn)是所述紅外拍攝傳感器模塊3的控制信號輸入端還與發(fā)射模塊1的控制信號輸出端連接，其他與具體實(shí)施例1的光學(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)相同。本實(shí)施例的光學(xué)傳感器的檢測方法的特點(diǎn)是在步驟4)中，紅外拍攝傳感器模塊 3啟動方式當(dāng)步驟2、中的發(fā)射模塊1的自動檢測控制傳感器檢測到所述光學(xué)傳感器的檢測端面已經(jīng)貼近承印物表面吋，由發(fā)射模塊1發(fā)送拍攝指令到紅外拍攝傳感器模塊3，紅外拍攝傳感器模塊3接收到拍攝指令，開始拍攝，并將拍攝到的圖像信息輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊4 ；紅外拍攝傳感器模塊3可以不必等待中央處理單元確認(rèn)防偽特征信號為有效信號后才開始工作，而采用與上述防偽特征檢測開始的同時就進(jìn)行圖像拍攝的并行檢測工作方式，可有效縮短檢測時間。其他與具體實(shí)施例1的光學(xué)傳感器的檢測方法相同。具體實(shí)施例3 本實(shí)施例的光學(xué)傳感器的特點(diǎn)是紅外拍攝傳感器模塊3的控制信號輸入端還與中央處理單元的控制信號輸出端連接。其他與具體實(shí)施例1的光學(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)相同。本實(shí)施例的光學(xué)傳感器的檢測方法的特點(diǎn)是在步驟4)中，紅外拍攝傳感器模塊 3啟動方式當(dāng)步驟幻中的接收模塊2的信號預(yù)處理電路將數(shù)字信號輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊4后，信號轉(zhuǎn)接傳送模塊4再將該數(shù)字信號傳送給中央處理單元，中央處理單元對此信號進(jìn)行判斷處理后，如果認(rèn)為該信號為有效信號，則發(fā)出拍攝指令到紅外拍攝傳感器模塊 3，紅外拍攝傳感器模塊3接收到拍攝指令，開始拍攝，并將拍攝到的圖像信息輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊4。其他與具體實(shí)施例1的光學(xué)傳感器的檢測方法相同。具體實(shí)施例4 參照圖6和圖7，本實(shí)施例的光學(xué)傳感器的特點(diǎn)是發(fā)射模塊1的半導(dǎo)體激光器 1-2的前端設(shè)有激光透鏡卡槽1-6，在激光透鏡卡槽1-6中設(shè)有激光透鏡1-7。從而對檢測光束進(jìn)行聚焦，產(chǎn)生點(diǎn)狀光斑，聚焦點(diǎn)位置選擇在檢測端面上下0. 25毫米的空間內(nèi)，嚴(yán)格控制這個距離以便在檢測端面形成lmm2左右的圓形光斑。在對微弱信號進(jìn)行檢測時，這樣的結(jié)構(gòu)可以使檢測光束集中于一點(diǎn)，在該點(diǎn)獲得更為集中的能量，用點(diǎn)狀光斑對承印物表面進(jìn)行照射、掃描，可以激發(fā)出更強(qiáng)的響應(yīng)光，便于接收模塊的接收，有效拉開信號光的電路相應(yīng)和各種干擾所形成的噪聲的幅度，從而實(shí)現(xiàn)對微弱信號的檢測。其他與具體實(shí)施例 1、2或3相同。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.ー種光學(xué)傳感器，其特征是包括發(fā)射模塊(1)，接收模塊O)，紅外拍攝傳感器模塊 (3)和信號轉(zhuǎn)接傳送模塊(4)；1)發(fā)射模塊(1)具有自動檢測控制傳感器(1-1)和半導(dǎo)體激光器(1-2)；由自動檢測控制傳感器(1-1)檢測到光學(xué)傳感器貼近承印物后，自動檢測控制傳感器(1-1)發(fā)送檢測控制信號到半導(dǎo)體激光器(1-2)的輸入端，半導(dǎo)體激光器(1-2)接收到該檢測控制信號后發(fā)射出檢測光束對承印物表面進(jìn)行掃描；當(dāng)承印物表面包含正常形狀或規(guī)律的防偽特征信號區(qū)域吋，在檢測光束所掃描過的地方會激發(fā)出響應(yīng)光束；2)接收模塊( 具有導(dǎo)光裝置、濾光裝置、光電傳感器及信號處理電路；接收模塊(2) 的導(dǎo)光裝置引導(dǎo)上述響應(yīng)光束進(jìn)入濾光裝置，經(jīng)過濾光裝置濾除自然光和響應(yīng)光以外的其他不可見光線后，響應(yīng)光束由光電轉(zhuǎn)換傳感器轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號經(jīng)過信號預(yù)處理電路放大、整形、處理后成為數(shù)字信號、并將該數(shù)字信號輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊(4)；3)紅外拍攝傳感器模塊( 負(fù)責(zé)對承印物表面進(jìn)行拍攝，并將拍攝到的圖像信息輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊；4)信號轉(zhuǎn)接傳送模塊(4)將接收到的數(shù)字信號和圖像信息輸出到中央處理單元，中央處理單元對所接收的信息進(jìn)行解碼、核對，最后將檢測結(jié)果及數(shù)據(jù)信息輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種光學(xué)傳感器，其特征是所述紅外拍攝傳感器模塊(3) 的控制信號輸入端還與發(fā)射模塊(1)的控制信號輸出端連接，或者是紅外拍攝傳感器模塊 (3)的控制信號輸入端還與中央處理單元的控制信號輸出端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的ー種光學(xué)傳感器，其特征是光學(xué)傳感器還包括一固定支架( ，固定支架( 的右端面上分別設(shè)有安裝板(5-1)和安裝導(dǎo)孔(5-2)；固定支架(5) 的左端面與接收模塊O)固定連接，其右端面的安裝板(5-1)分別與紅外拍攝傳感器模塊 (3)和信號轉(zhuǎn)接傳送模塊(4)固定連接；所述接收模塊( 的導(dǎo)光裝置穿過固定支架(5)上的安裝導(dǎo)孔(5-2)與發(fā)射模塊(1)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種光學(xué)傳感器，其特征是所述的發(fā)射模塊(1)由自動檢測控制傳感器(1-1)、半導(dǎo)體激光器(1-2)、前固定架(1-3)和后固定架(1-4)構(gòu)成；后固定架(1-4)的上部設(shè)有自動檢測控制傳感器卡槽(1-5)，自動檢測控制傳感器(1-1)安裝在自動檢測控制傳感器卡槽(1-5)中；在前固定架(1づ)和后固定架(1-4)的中部對應(yīng)位置處分別設(shè)有ー個卡槽、形成半導(dǎo)體激光器安裝槽，半導(dǎo)體激光器安裝在半導(dǎo)體激光器安裝槽中，半導(dǎo)體激光器(1-2)的端面與檢測端面保持0. Smm-Imm的光線反射距離；在前固定架 (1-3)和后固定架(1-4)的中部連接處設(shè)有ー個圓形卡槽，用來安裝接收模塊(2)的導(dǎo)光裝置；在圓形卡槽內(nèi)設(shè)有ー個使半導(dǎo)體激光器的光斑保持ー個固定方向的限位裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種光學(xué)傳感器，其特征是發(fā)射模塊(1)的半導(dǎo)體激光器 (1-2)的前端設(shè)有激光透鏡卡槽(1-6)，在激光透鏡卡槽(1-6)中設(shè)有激光透鏡(1-7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種光學(xué)傳感器，其特征是所述的接收模塊O)由屏蔽盒及分別安裝在屏蔽盒中的導(dǎo)光裝置、濾光裝置、光電傳感器及信號處理電路和傳感器墊片構(gòu)成；屏蔽盒由屏蔽盒體0-1)、屏蔽盒上蓋(2-2)構(gòu)成；所述導(dǎo)光裝置由光纖(2-3)構(gòu)成， 濾光裝置由型號為HWB950的第一濾光片(2-4)及第ニ濾光片0_5)、安裝有一片1065nm窄帶帶通濾光片0-6)的帶通濾光片固定套0-7構(gòu)成；光電傳感器及信號處理電路0-8)、 傳感器墊片0-9)、第一濾光片0-4)、帶通濾光片(2-6)及帶通濾光片固定套(2-7)和第ニ濾光片(2-5)按順序依次排列后安裝在屏蔽盒中；光纖(2-3)的一端安裝于屏蔽盒中、另一端穿出屏蔽盒及固定支架與發(fā)射模塊(1)固定連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種光學(xué)傳感器，其特征是所述的紅外拍攝傳感器模塊(3) 由至少ー個用于拍攝不可見圖形信息編碼的紅外CMOS圖像傳感器、紅外線光源以及光源驅(qū)動電路連接而成，紅外CMOS圖像傳感器與固定支架的安裝板(5-1)固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種光學(xué)傳感器，其特征是信號轉(zhuǎn)接傳送模塊由信號轉(zhuǎn)接電路PCBG-1)構(gòu)成，信號轉(zhuǎn)接電路PCBG-1)安裝在固定支架的安裝板(5-1)上。
9.ー種光學(xué)傳感器的檢測方法，其特征是按以下步驟進(jìn)行1)啟動光學(xué)傳感器；2)將所述光學(xué)傳感器逐漸貼近承印物，由發(fā)射模塊(1)的自動檢測控制傳感器(1-1) 搜索并判斷所述光學(xué)傳感器的檢測端面是否貼近承印物表面，如果肯定，自動檢測控制傳感器(1-1)發(fā)送檢測控制信號到半導(dǎo)體激光器(1-2)的輸入端，半導(dǎo)體激光器(1-2)接收到該檢測控制信號后發(fā)射出檢測光束對承印物表面進(jìn)行掃描；當(dāng)承印物表面包含正常形狀或規(guī)律的防偽特征信號區(qū)域吋，在檢測光束所掃描過的地方會激發(fā)出響應(yīng)光束；3)由接收模塊O)的導(dǎo)光裝置引導(dǎo)上述響應(yīng)光束進(jìn)入濾光裝置，經(jīng)過濾光裝置濾除自然光和響應(yīng)光以外的其他不可見光線后，響應(yīng)光束由光電轉(zhuǎn)換傳感器轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號經(jīng)過信號預(yù)處理電路放大、整形、處理后成為數(shù)字信號、并將該數(shù)字信號輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊(4)；4)當(dāng)紅外拍攝傳感器模塊( 接收到拍攝指令后，紅外拍攝傳感器模塊( 啟動，開始拍攝，并將拍攝到的圖像信息輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊(4)；5)信號轉(zhuǎn)接傳送模塊(4)將接收到的接收模塊( 發(fā)出的數(shù)字信號和紅外拍攝傳感器模塊C3)發(fā)出的圖像信息輸出到中央處理單元，中央處理單元對所接收的信息進(jìn)行解碼、 核對，最后將檢測結(jié)果及數(shù)據(jù)信息輸出。6)當(dāng)所述的光學(xué)傳感器檢測端面離開承印物表面時，發(fā)射模塊(1)的自動檢測控制傳感器(1-1)發(fā)出控制信號驅(qū)動半導(dǎo)體激光器(1- 停止發(fā)射檢測光束，至此，單個完整檢測周期完成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的ー種光學(xué)傳感器的檢測方法，其特征是在步驟4)中，紅外拍攝傳感器模塊C3)啟動方式采用以下三種情況中的任意ー種1)當(dāng)步驟1)中的光學(xué)傳感器啟動后，紅外拍攝傳感器模塊(3)同時啟動，即紅外拍攝傳感器模塊⑶接收到拍攝指令，開始周期性的進(jìn)行圖像拍攝，并自行檢測拍攝到的圖象信息是否有效，如果無效，就繼續(xù)拍攝下幅圖像；如果有效，經(jīng)核對無誤后，將檢測結(jié)果輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊(4)；2)當(dāng)步驟幻中的發(fā)射模塊(1)的自動檢測控制傳感器檢測到所述光學(xué)傳感器的檢測端面已經(jīng)貼近承印物表面吋，由發(fā)射模塊(1)發(fā)送拍攝指令到紅外拍攝傳感器模塊(3)，紅外拍攝傳感器模塊(3)接收到拍攝指令，開始拍攝，并將拍攝到的圖像信息輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊(4)；3)當(dāng)步驟幻中的接收模塊O)的信號預(yù)處理電路將數(shù)字信號輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊(4)后，信號轉(zhuǎn)接傳送模塊(4)再將該數(shù)字信號傳送給中央處理單元，中央處理單元對此信號進(jìn)行判斷處理后，如果認(rèn)為該信號為有效信號，則發(fā)出拍攝指令到紅外拍攝傳感器模塊(3)，紅外拍攝傳感器模塊(3)接收到拍攝指令，開始拍攝，并將拍攝到的圖像信息輸出到信號轉(zhuǎn)接傳送模塊(4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)傳感器及其檢測方法，所述光學(xué)傳感器包括包括發(fā)射模塊，接收模塊，紅外拍攝傳感器模塊和信號轉(zhuǎn)接傳送模塊；所述的光學(xué)傳感器通過嵌有自動檢測控制傳感器的發(fā)射模塊在自動啟動條件滿足時發(fā)射規(guī)定波長的不可見激光和紅外線，激發(fā)承印物上的非可見光學(xué)防偽特征，其位于不同頻段的非可見響應(yīng)光束通過光路器件被接收模塊接收并處理成電信號，同時紅外拍攝傳感器模塊受控拍攝承印物上的信息編碼圖形，光學(xué)傳感器通過信號轉(zhuǎn)接傳送模塊輸出處理成的電信號和圖像。本發(fā)明能檢測承印物上微弱的防偽特征的形狀、編碼、強(qiáng)度，并同時識別圖形信息編碼，提取編碼所隱含的信息內(nèi)容，能夠?qū)崿F(xiàn)小體積、集成化、低成本的可靠檢測。
文檔編號G01N21/63GK102565011SQ20111044881
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者陳偉 申請人:廣東恒立電子科技有限公司