專利名稱：紫外線/熒光檢測裝置及其感測方法
技術領域：
本發明涉及一種能夠通過向紙張等投射紫外線并且檢測激發的熒光和反射的紫外線來確定紙張質量等的UV(紫外線)/熒光檢測裝置及其感測方法。
相關技術的說明現在存在一種通過向紙張投射紫外線并且接收激發的熒光和紙張反射的紫外線檢測紙張質量的裝置。這種利用紫外線的裝置的結構包括一個由冷陰極構成的UV燈，一個用于驅動UV燈的逆變器電源，一個用于檢測激發和發射的熒光材料的光電二極管，一個用于監視來自光源的光量的光電二極管，一個濾光器，和一個光電二極管處理電路(I-V轉換電路)。
例如，日本專利申請特開昭第6-309546A號公開了一種具有對包含在外國票據之類材料中的熒光材料的檢測功能的裝置。這個公開專利申請中描述的裝置利用了一個如

圖1中所示的單一方棒形玻璃塊21作為它的光學系統，并且它的入射面21a和反射/發射面21b帶有濾光功能，從而減小了裝置的尺寸，和便利了光學系統的布置。在圖1的示例中，入射面21a帶有一個具有濾光功能的膜，這個膜屏蔽激發光的可見光組分，而僅允許紫外線區的光通過，這個膜是通過汽相淀積之類的方法形成的。此外，反射/發射面21b帶有一個具有濾光功能的膜，這個膜反射激發光，而允許從檢測對象“a”的熒光材料產生的熒光通過，這個膜是通過汽相淀積之類的方法形成的。那么，利用，例如，一個UV燈作為光源22，將來自光源22的激發光通過檢測面21c投射到票據之類的檢測對象“a”上，并且利用一個檢測器23接收通過反射/發射表面21b的它的反射光，從而能夠檢測熒光材料。
例如，日本專利特開昭第8-185558A號公開了一種具有對熒光和反射紫外線的檢測功能的裝置。如圖2中所示，在上述公開的裝置中，用來自UV燈32的紫外線通過具有紫外線透射性的窗口31輻照檢測對象“a”，并且接收它的反射光，從而能夠利用檢測器33檢測檢測熒光和反射的紫外線。安裝在印刷電路板34上的檢測器33是由每個都是由一個光電二極管構成的一個用于檢測紫外線的傳感器和一個用于檢測熒光的傳感器，一個紫外線透射濾光器，一個可見光發射濾光器，一個微處理器之類的器件構成的。因此，根據這個系統，可以根據有關反射的紫外線的特征和有關熒光產生的特征二者驗證諸如上市證券之類的文件。
由于在上述慣用示例中，使用了一個冷陰極作為UV燈的光發射體，因而很難制造出適合于現場使用的小傳感器。如果使用了冷陰極，在剛接通電源時不能獲得預定的光量，但是隨溫度的提高，亮度增大。因此，必須隨時間的流逝進行校正。此外，如果總是打開電源，那么需要在短時間間隔內(大約一千小時)更換，因為它的服務壽命短。此外，由于需要一個逆變器來驅動冷陰極，并且逆變器起到了一個噪聲源的作用，因此難于檢測微弱的熒光圖形。
發明綜述考慮到上述問題作出了本發明，因此，本發明的一個目的是要提供一種能夠檢測熒光圖形和紫外線反射光二者，并且小而便宜的UV/熒光檢測裝置及其感測方法。此外，本發明的另一個目的是要提供一種能夠檢測一種特定顏色的熒光的UV/熒光檢測裝置及其感測方法。
本發明涉及一種能夠通過把紫外線投射到紙張上并且檢測激發的熒光和反射的紫外線來檢查紙張或類似物的質量的UV/熒光檢測裝置及其感測方法。涉及UV/熒光檢測裝置的發明的上述目的是通過提供一個傳感器單元而完成的，傳感器單元包括一個光源部分，包括一個用于通過一個敞開窗口部分發射紫外線的紫外線LED和一個提供在紫外線LED旁邊的紫外線監視器；一個設置在一個用間隔板隔離開的室中的光檢測器接收部分，用于接收通過敞開窗口部分入射的入射光；用于在光源部分和光檢測器接收部分之間隔離的間隔板；一個提供在兩個敞開窗口部分上的透明體；一個提供在紫外線投射側的一個窗口部分中的第一濾光器，用于允許紫外線區通過；和一個提供在入射光的光接收側的一個窗口部分中的第二濾光器，用于允許可見光區通過。
此外，通過以下措施使每個發明更為有效地完成將紫外線監視器設置在一個它能夠接收紫外線的直接光和一個對象反射的紫外線的位置上，以檢測紫外線和對象反射的紫外線的光發射量。檢測光接收部分檢測被確定為所述第二濾光器通過的波長的光。將一個藍色濾光器設置在光投射側的窗口部分作為第一濾光器，而把一個紅色濾光器設置在光接收側的窗口部分作為第二濾光器。提供第二濾光器以便能夠用一個與要檢測的顏色的光對應的顏色的濾光器替換。
對于UV/熒光檢測裝置和感測方法，上述目的是通過一種UV/熒光檢測裝置的感測方法達到的，UV/熒光檢測裝置包括一個光源部分，包括一個用于通過一個窗口部分發射紫外線的紫外線LED和一個提供在紫外線LED旁邊的一個位置上、用于接收紫外線的直接光和紙張表面反射的紫外線的紫外線監視器；和一個用于接收通過一個用間隔板隔開的室的窗口部分從光源部分入射的入射光的光接收傳感器，該感測方法包括一個利用紫外線監視器設定初始UV光的發射量的步驟；一個讀出和存儲由紫外線監視器讀取的等待時間的設定值的步驟；一個相對于一個紙張的表面移動一個具有感測部分的單元的步驟；一個利用光接收傳感器抽樣可見光的步驟；一個利用紫外線監視器中的一個傳感器抽樣紫外線的步驟；和一個通過從紫外線的抽樣值中減去在等待時間的設定值作為紙張表面反射的紫外線處理的步驟。
附圖簡要說明在附圖中圖1是顯示一個具有熒光材料檢測功能的慣用裝置中的傳感器單元的結構的示例的方框圖；圖2是顯示一個具有熒光和反射紫外線檢測功能的慣用裝置中的傳感器單元的結構的示例的方框圖；圖3是顯示根據本發明的UV/熒光檢測裝置中的傳感器部分的結構的第一示例的示意圖；圖4A和4B是顯示應用于本發明的一個紫外線LED的特性的曲線圖；圖5A和5B是顯示應用于本發明的光接收傳感器的特性的曲線圖；圖6是顯示根據本發明的UV/熒光檢測裝置中的傳感器部分的結構的第二示例的示意圖；圖7是顯示根據本發明的UV/熒光檢測裝置中的傳感器部分的結構的第三示例的示意圖；圖8A至8D是顯示根據本發明的一個傳感器單元的外觀的示意圖；圖9是顯示根據本發明的UV/熒光檢測裝置的電路結構的一個示例的方框圖；圖10是說明在傳感器單元調節時的操作示例的流程圖；圖11是說明在紫外線發射量調節時的操作示例的流程圖；圖12是說明在有關紙張的數據抽樣時的操作示例的流程圖；和圖13是說明在利用抽樣數據進行識別處理時的操作示例的流程圖。
優選實施例的說明在根據本發明的UV/熒光檢測裝置中，通過使用一個LED(此后稱為“紫外線LED”)發射紫外線減小了它的光源的尺寸，并且通過設計它的外圍組件的布置使傳感器單元更為緊湊。此外，通過使用一種利用一個單一光接收器件進行對來自檢測對象的紫外線的反射光的檢測和對來自光源的光量的監視的結構，減少了外圍電路的數量，從而能夠達到減小裝置的尺寸和降低其產生成本的目的。因此，熒光接收部分檢測濾光器允許通過的波長的熒光。
以下參考附圖詳細說明本發明的優選實施例。盡管在這里要說明的是一個其中傳感器單元是沿傳送路徑安裝的并且是用一種預定傳送裝置把紙張作為檢測對象運載的示例，但是本發明也包括傳感器單元(或UV/熒光檢測裝置)相對于紙張運動，而把相對運動的紙張作為運載的紙張對待的情況。
圖3示出了根據本發明的UV/熒光檢測裝置的傳感器部分的結構的第一示例。在圖3中，一個用于掩蔽包括可見光和紫外線的光的間隔板6a將單元外殼6的內部空間間隔成一個光源室和一個熒光檢測室。在運載紙張的路徑的一側提供了一個敞開的窗口部分6b，通過光源室中的敞開窗口部分6b投射紫外線，以便從紙張接收光。在本示例中，間隔板6a分割的各室的敞開窗口部分6b的上部用一種諸如玻璃之類的允許紫外線和可見光通過的透明體6c覆蓋。在透明體6c中的紙張進入一側帶有一個斜面。通過一個安裝元件6d將傳感器單元10a安裝在傳送路徑上，從而使透明體6c的上表面是路徑的一部分。
在光源室的窗口部分中，附裝了一個允許紫外線范圍光通過的濾光器3，并且在熒光檢測室的窗口部分中附裝了一個允許可見光范圍光通過的濾光器4。根據一個優選實施例，把一個藍色成分濾光器(此后稱為“藍色濾光器”)用作濾光器3，并且將一個具有與要檢測的熒光顏色(紅色，橙色，黃色，等等)匹配的顏色的濾光器用作濾光器4。例如，通過附裝一個密封型濾光器，或給敞開窗口部分可分離地提供這樣一個濾光器，給每個窗口部分提供一個濾光器，從而使它能夠更換。在本示例中，紅色熒光是檢測對象，并且把一個允許紅色組分的熒光(大約600nm至770nm波長)通過的濾光器附裝到熒光檢測一側的窗口部分。
在光源室中提供一個包括一個用于發射紫外線的紫外線LED 1a和一個紫外線監視器(用于接收紫外線的監視傳感器)1b的光源部分1。布置紫外線LED1a，使得它的光軸以預定的角度相對于傳送路徑傾斜，從而使得一個在分隔各室的間隔板6a的表面與透明體6c的上表面相交的直線上的位置(在本示例的圖3中，W＝1.0mm)成為聚焦點。然后，把紫外線監視器1b布置在它旁邊的一個位置上，在這個位置中，它能夠接收如圖3中箭頭所示的來自紫外線LED 1a的直接光和從紙張反射的紫外線和漫射的紫外線，并且絕不會發生輸出飽和。利用這種結構，可以使用一個單一的光接收器件進行光源的光量檢測和紫外反射光的檢測。
另一方面，在熒光檢測一側的室中提供一個用于接收穿過敞開窗口部分6b的光的檢測光檢測器2。檢測光接收部分2包括一個用于檢測至少包括可見光區的波長的光的熒光接收傳感器2a(此后稱為“檢測傳感器”)，并且檢測被確定允許通過濾光器4的波長的光。在本示例中，提供了一個棒型透鏡2b，并且憑借通過這個棒型透鏡2b會聚來自紙張的光，能夠檢測微弱的熒光。盡管為了這種微弱熒光附裝了棒型透鏡2b，但是如果能夠得到強熒光，可以不附裝這個棒型透鏡2b。
上述紫外線LED 1a，紫外線監視器1b和熒光檢測傳感器2a安裝在一個共同的基底5上，并且把來自各光接收傳感器1b，2a的信號通過一個I-V(電流-電壓)轉換電路(未示出)輸出。
根據本實施例，使用了具有矩形光接收表面的光電二極管作為紫外線監視器(監視器傳感器)1b和熒光檢測傳感器2a，并且平行地提供了兩個紫外線LED1a。對垂直于紙張傳送方向A的矩形區的數據進行抽樣。
接下來，根據一個具體示例說明本發明中使用的紫外線LED，濾光器和光接收傳感器(紫外線監視器和檢測傳感器)。
根據本發明，使用了一個具有如圖4A中所示的發射光譜(發射波長大約為370nm)的紫外線LED作為光源，這個光源發射紫外線，并且它的方向特性如圖4B中所示。希望使用一種具有在對應于紫外線LED的特性的370nm的最大透射率的帶通濾光器作為允許來自這個紫外線LED的紫外線通過的濾光器(藍色濾光器4)。盡管作為提供在熒光檢測一側的窗口部分中的濾光器，使用了一個對應于要檢測的熒光顏色的顏色的濾光器，在本實施例的紅色濾光器4的情況下，希望使用一個允許可見光通過的并且在620nm波長附近具有最大透射率的帶通濾光器，或是一個允許620nm左右的光通過的可見光透射濾光器。
由于用于檢測熒光的熒光檢測傳感器2a具有與檢測紫外線的監視器傳感器1b不同的光譜響應特性，因而最好是使用一個適用于每種波長的傳感器。例如，對于紫外線監視器1b，最好是使用一個指示對具有紫外線LED的發射波長(在本示例中是大約370nm)的光的高靈敏度的紫外線增強光電二極管。但是，由于在本示例中，來自檢測對象的適當波長的熒光和紫外線是通過每個濾光器接收的，因而可以允許使用同一個光電二極管。在這種情況下，最好是使用具有包括如圖5A中所示的紫外線LED的發射波長區的大約320-1100nm的靈敏度特性(最大靈敏度波長＝大約960nm)的光電二極管PD1(或PD2a，PD2b)。此外，最好是使用具有如圖5B中所示的方向特性的光電二極管(同一個圖中指示了PD2a，PD2b的示例)。此時，如果使用了圖5A中所示的光電二極管PD1，那么對于370nm的紫外線的光接收靈敏度是0.15A/W，而對于紅色光和紅外光的靈敏度是0.38A/W。
至于紫外線監視器1b的布置，盡管在圖3中所示的示例中，將紫外線監視器1b設置在一個紫外線LED 1a的發射量弱的位置上，但是這可以獲得對于發射光量監視器的足夠的輸出，因為它十分靠近紫外線發射部分。與此相反，由于來自紙張的反射光是從遠距離傳送的，這個監視器需要設置在其靈敏度優良的方向上。結果，作為示例圖3，監視器最好設置在能夠接收來自紙張的反射光和來自光源的直接光并且允許具有能夠保證優良靈敏度的緊湊結構的位置上，這個位置鄰近紫外線LED 1a并且不會造成光電二極管的輸出飽和。
利用上述結構，參考圖3說明當照射紫外線時光路和感測部分的操作。
在圖3中，從紫外線LED 1a投射的紫外線直接入射到紫外線監視器1b上，從而能夠檢測光量。此時，進行光量檢測時窗口部分上不存在介質，或者說，在來自紫外線LED 1a的直接光進入紫外線監視器1b時，沒有來自紙張的反射光進入。通過藍色濾光器3的紫外線在紫外線LED 1a的聚焦點在紙張上反射，而對于從紫外線投射側的窗口部分穿過的光，它的紫外線區通過藍色濾光器3，然后從紙張反射和漫射的紫外線照射在紫外線監視器1b上，并被檢測。另一方面，至于通過光接收側的窗口部分從紙張入射的光，它的適當波長的可見光區通過紅色濾光器4，并且被棒型透鏡2b會聚，進入到紫外線監視器1b，從而檢測紅色熒光。
接下來，說明本發明的UV/熒光檢測裝置中的感測部分的結構的其它示例。
圖6示出了感測部分的結構的第二示例，其中從紙張穿過紅色濾光器4的光被檢測傳感器2a直接接收。在這種情況下，如此設置檢測傳感器1b，使得如圖6中所示那樣，根據它的方向特性，它鄰接敞開窗口部分6b的表面(紅色濾光器4的表面)。感測部分的其它結構與第一示例的相同，因此省略了對它們的說明，并且給這些相同的結構使用了相同的參考號。盡管憑借如第一示例中所示的棒形透鏡2b(見圖3)，通過調節介質表面和傳感器表面上的聚焦點可以提高檢測精度，但是，如果實施了在抽樣后處理中使用塊值(block value)的方法，那么不需要焦點的調節。
圖7示出了感測部分的結構的第三示例，其中紫外線監視器1b的光接收表面傾斜地設置在紫外線LED 1a的光發射部分上方。如同一圖中所示，紫外線監視器1b沒有設置在相對于紫外線LED 1a光軸的間隔板6a一側，而是放在了與間隔板6a相反的一側。更具體地講，如圖7中箭頭路徑指示，紫外線監視器1b放在了一個允許接收來自紫外線LED 1a的直接光和來自紙張的反射光并且不會造成輸出飽和的位置上。在這種情況下，為了單元外殼6的厚度與第一和第二示例相等，將紫外線監視器1b的一部分嵌入到形成在藍色濾光器4中的敞開部分中，并且連接到側壁上的基底(或用相對較長的引線連接到底部的基底5)。在這個第三示例中，與第一和第二示例相比，可以把紫外線監視器1b提供在一個紫外線LED 1a的光發射強的位置上。
圖8A-8D示出了第一至第三示例中舉例的感測單元的外觀。圖8A是從底部看的感測單元10a的平面圖，圖8B是從箭頭X方向看的圖8A的側視圖，圖8C是從箭頭Y方向看的圖8A的側視圖，圖8D是從頂面(窗口部分一側)看的平面圖。傳感器單元10a通過一個外部連接器7連接到一個外部單元。至于傳感器單元10a的尺寸(部件安裝區)，L1＝27.5mm(L11＝10mm，L12＝17.5mm)，L2＝20mm，L3＝26.7mm。提供在敞開窗口部分6b上的透明體6c是16×9mm，而它的讀取有效范圍是10×1.5mm。因此，傳感器單元安裝空間大約為27.5×20×26.7mm，這比利用冷陰極作為其光發射體的慣用傳感器單元更為緊湊(例如，一個減小了尺寸的慣用示例安裝空間大約是55×34×17.2mm)。但是，敞開窗口部分6b的尺寸，讀取有效范圍的尺寸，等等，并不限于上述示例。
接下來，說明帶有上述傳感器單元的UV/熒光檢測裝置的電路結構。
圖9示出了UV/熒光檢測裝置的電路結構的一個示例，并且在這個示例中，一個用參考號10a指示的區域是一個容納在傳感器單元中的電路。在圖9中，一個用于對紫外線LED 1a進行ON/OFF控制的LED控制電路12，一個D/A轉換器13，一個用于執行檢測傳感器2a中增益調節的增益調節電路14，和一個用于切換紫外線監視器1b和檢測傳感器2a的輸出的多路復用器(MPX)16連接到安裝在UV/熒光檢測裝置10上的一個CPU 11的輸出端口。一個恒流電路17連接到D/A轉換器13的輸出端，以便通過這個恒流電路17調節紫外線LED 1a的光發射量。在用放大器15a和15b放大紫外線監視器1b的輸出和檢測傳感器2a的輸出(每個I-V轉換電路1c和2c的輸出)之后，這些輸出通過多路復用器16，并經過A/D轉換，輸入到CPU中，其中A/D轉換器設置在CPU11中。
利用上述結構，說明UV/熒光檢測裝置的操作的一個示例。首先，參考圖10所示流程圖說明在發貨(shipment)之前執行的傳感器單元調節時的操作示例。
在調節傳感器單元時，不帶任何介質(檢測對象)，以預定初始電流值(在本示例中是10mA)提供電流，以便激發紫外線LED 1a(步驟S1)。收集紫外線監視器1b的輸出數據(MON數據)(步驟S2)。然后，確定紫外線監視器1b的輸出值是否在一個參考值范圍內(在本示例中是參考電壓Va±α2.3±0.05V)(步驟S3)，如果在范圍之外，那么通過恒流電路17調節紫外線LED 1a的光發射量，以使其處于參考值范圍內(步驟S4)。然后，如果輸出值在參考值范圍內，那么把一個熒光參考介質放置在傳感器單元的光接收窗口部分上，以便能夠獲得檢測傳感器2a的數據(SEN數據)(步驟S5和S6)。確定輸出值是否在參考值范圍內(在本示例中是參考電壓Vb±β3.0±0.05V)(步驟S7)，如果它在參考值范圍之外，那么通過增益調節電路14進行增益調節，使得紫外線LED 1a的輸出值處于參考值范圍內(步驟S8)。如果它在參考值范圍內，那么存儲調節的結果(步驟S9)，并且終止發貨前的調節處理。
接下來，參考圖11中所示的流程圖說明在實際操作時調節紫外線的發射量的操作的示例。
當UV/熒光檢測裝置處于備用時，首先，以預定的間隔提供參考電流，以便接通/斷開(ON/OFF)紫外線LED 1a(步驟S11)，然后確認ON/OFF。與此同時，確定紫外線監視器1b的輸出是否在ON/OFF確認參考值范圍內(步驟S12)。如果在范圍之外，那么確定傳感器異常，隨后執行發出告警聲之類的異常處理，并且終止調節操作(步驟S13)。如果在上述步驟S12中，在參考值范圍內，那么讀取初始值(步驟S14)。然后，沒有任何介質地接通紫外線LED 1a，以便獲得紫外線監視器1b的輸出數據(MON數據)(步驟S15)，和確定輸出值是否在參考值范圍內(在本示例中，是參考電壓Va±α2.3±0.05V)(步驟S16)。如果在范圍之外，那么通過恒流電路17把紫外線LED 1a的光發射量調節到參考值范圍內(步驟S17)。如果輸出值在參考值范圍內，那么將上述調節之后的MON數據(直接光的數據)設定為對反射紫外線抽樣時的修正值，并存儲調節的結果(步驟S18)，然后終止等待時的調節處理。
接下來，參考圖12的流程圖說明對有關一個紙張的數據抽樣時的操作的示例。盡管要說明是對有關一個單一紙張的數據抽樣的情況，但是即使在連續地輸送紙張時對每個紙張的操作也是相同的。
通過檢測紙張進入傳感器單元的窗口部分，UV/熒光檢測裝置開始抽樣操作(步驟S21)。當輸入了一個機械時鐘(與在一個預定距離上的傳送同步的脈沖)時，產生一個控制脈沖，從而對在紙張的每個預定傳送距離(相對移動距離)上的檢測數據抽樣。即，確定作為紙張進入檢測結果的機械時鐘是否是“1”(步驟S22)。如果是“1”，那么多路復用器(MPX)15轉換傳感器輸出，并且對檢測傳感器2a的數據和紫外線監視器1b的數據進行抽樣。在這種抽樣中，如用圖3的傳感器結構指出的，紙張以箭頭A的方向前進，并且它通過熒光檢測一側上的和紫外線反射光檢測一側上的窗口部分，從而相繼地用對應的傳感器2a，1b抽樣紙張部分的數據(步驟S23和S24)。然后，確定是否完成了預定抽樣數量的數據的收集(步驟S25)。如果沒有完成，那么處理前進到上述步驟S22，在其中重復進行每個預定距離的傳送的抽樣處理。如果在步驟S25中確定完成了數據的收集，那么終止對紙張的數據抽樣處理。
接下來，結合圖13中的流程圖，說明在利用上述抽樣數據進行識別處理時的操作的示例。其中，將要說明利用UV/熒光檢測裝置進行包含熒光材料的票據(錢幣)的真/偽確定的情況。
首先，通過參考記錄了每種票據說明和票據類型的參考數據的一個表(步驟S31)，利用抽樣熒光數據校驗有關該面額的真實票據的波長(對應于一個濾光器顏色的顏色的熒光)的參考數據。例如，通過將每個熒光抽樣值與適當的參考值比較區別熒光圖形等，判斷票據的真實性(步驟S32)。如果確定票據是真的，那么利用在等待時建立的一個調節值(在沒有介質的條件下的直接光的數據)作為偏差值和前面說明的增益調節結果值作為增益值，可以根據下面的表達式(1)獲得紫外線反射數據(步驟S33)。然后，通過把它與參考數據(紫外線的產生量，位置，圖形等)比較，確定票據是否為真(步驟S34)。
紫外線反射數據＝(紫外線數據-偏差)×增益(1)
如果在以上步驟S32或步驟S34中確定票據是偽，那么利用熒光數據和紫外線反射數據根據預先記錄的偽票據數據進行紙張的偽票據確定處理(步驟S35)。如果在步驟S34中確定票據是真，那么利用其它傳感器(圖形傳感器，磁傳感器，等等)的檢測信息進行真票據確定處理(步驟S36)，然后終止該票據的真票據鑒別處理。
上述真/偽票據確定處理是根據真/偽票據的種類進行的。例如，使用紫外線照射時特性的紙張以防止偽造和改造包括，使用特殊的紙以便即使在受到照射時也不會發射熒光的情況(美元，等等)，僅在預定的位置反射紫外線的情況，使用熒光油墨等等印刷特殊的圖形的情況，等等。在美國發現的偽造票據已知有當用紫外線照射時反射低水平的紫外線同時發射熒光的類型，反射低水平的紫外線而又具有不發射熒光的特性的類型(用彩色復印機偽造的票據)，反射高水平的紫外線而又具有發射熒光的特性的類型，反射光水平的紫外線而又具有不發射熒光的特性的類型(用高質量紙制造的偽造票據)，等等。
當檢查真/偽時，首先通過利用紫外線的反射特性和熒光產生特性，根據每一種特性進行單個的真/偽檢查，然后通過組合兩種特性進行真/偽檢查。然后，通過利用有關真實票據的參考數據和有關偽造票據的參考數據，確定各種類型紙張的真/偽。
盡管在上述實施例中，選擇了印刷了有價信息的紙張作為說明書的示例，但是本發明不限于票據和支票之類的證券，而是可以應用于需要驗證的其它類型文件(包括帶有圖章的紙，和寫有印花、簽名的紙，等等)的驗證裝置，也可以在檢測信息是通過通信網從UV/熒光檢測裝置發送到主計算機并進行處理的系統中使用。盡管在這里說明了使用濾光器的情況，但是也允許使用不對具有比沒有任何濾光器的紫外線LED發射的光的波長(在本實施例中是370nm)更長的波長的光作出響應的紫外線接收傳感器，或不對具有比上述波長更短的波長的光作出響應的熒光接收傳感器。在這種情況下，如同上述實施例一樣，希望具有一種允許用一種對應于要檢測的波長的光的顏色的濾光器來替換它的濾光器的結構，從而能夠在同一裝置中檢測各種不同顏色的熒光。
因為本發明通過利用LED作為紫外線發射體并且減少了外圍電路的數量取得了小而緊湊的傳感器結構，因而可以提供小而便宜的UV/熒光檢測裝置。更具體地講，提供了以下效果。
由于把紫外線監視器布置在UV發射器件(紫外線LED)旁邊，以便能夠接收來自UV發射器件的直接光和由檢測對象反射的紫外線，因而可以利用一個單一的光接收器件進行光源的光量的監視和紫外線反射光的檢測。因此，可以用一個紫外線監視器檢測紙張反射的紫外線的反射光強度，從而能夠減小傳感器單元的尺寸和價格。此外，由于用間隔壁隔離了包括紫外線監視器的光源部分和檢測光接收部分，并且其可見光區是通過檢測光接收一側的一個室中的窗口部分接收的，因而也可以獨立地檢測可見光。
此外，由于使用了LED作為UV發射器件，因而不需要利用冷陰極的逆變器電源，并且因此不會從光源產生不必要的噪聲，而且不會產生熱。服務壽命比利用冷陰極的慣用類型短。盡管除非把冷陰極管的溫度提高到預定的溫度，冷陰極不能保證預定量的光發射，但紫外線LED在它通電之后很早就能獲得足夠的亮度。因此，簡化了控制，并且也簡化了它的驅動電路，從而取得了低價的UV/熒光檢測裝置。此外，通過提供一個具有與要檢測的光的顏色對應的顏色的濾光器作為檢測光接收一側的窗口部分中的濾光器，減低了特定波長(特定顏色)的衰減，從而能夠可靠地檢測適當波長的光(熒光)。
權利要求
1.一種具有一個傳感器單元的紫外線/熒光檢測裝置，包括一個光源部分，包括一個用于通過一個敞開窗口部分發射紫外線的紫外線LED和一個提供在紫外線LED旁邊的紫外線監視器；一個設置在一個用間隔板隔離的室中的光檢測器部分，用于接收穿過敞開窗口部分的入射光；一個間隔板，用于在所述光源部分和所述檢測光接收部分之間隔離；一個提供在所述兩個敞開窗口部分上的透明體；一個提供在所述紫外線投射一側的窗口部分中的第一濾光器，用于允許其紫外線區通過；和一個提供在所述入射光的光接收一側的窗口部分中的第二濾光器，用于允許其可見光區通過。
2.一種根據權利要求1所述的紫外線/熒光檢測裝置，其中所述紫外線監視器設置在一個使它能夠接收所述紫外線的直接光和一個對象反射的紫外線的位置上，以檢測所述紫外線的光發射量和所述對象反射的紫外線。
3.一種根據權利要求1或2所述的紫外線/熒光檢測裝置，其中所述光檢測器部分檢測被確定要通過所述第二濾光器的波長的光。
4.一種根據權利要求1所述的紫外線/熒光檢測裝置，其中將一個藍色濾光器附裝到所述光投射一側的窗口部分上作為所述第一濾光器，而把一個紅色濾光器附裝到所述光接收一側的窗口部分上作為所述第二濾光器。
5.一種根據權利要求2所述的紫外線/熒光檢測裝置，其中將一個藍色濾光器附裝到所述光投射一側的窗口部分上作為所述第一濾光器，而把一個紅色濾光器附裝到所述光接收一側的窗口部分上作為所述第二濾光器。
6.一種根據權利要求1所述的紫外線/熒光檢測裝置，其中提供所述第二濾光器以使能夠用一個與要檢測的顏色的光對應的顏色的濾光器替換它。
7.一種根據權利要求2所述的紫外線/熒光檢測裝置，其中提供所述第二濾光器以使能夠用一個與要檢測的顏色的光對應的顏色的濾光器替換它。
8.一種根據權利要求2所述的紫外線/熒光檢測裝置，其中所述對象是票據。
9.一種根據權利要求1所述的紫外線/熒光檢測裝置，其中所述透明體是由玻璃制造的。
10.一種根據權利要求4所述的紫外線/熒光檢測裝置，其中所述藍色濾光器是一個在370nm具有最大透射率的帶通濾光器，和所述紅色濾光器是一個允許可見光通過并且在620nm左右具有最大透射率的帶通濾光器，或是一個允許大約620nm的光通過的可見光透射濾光器。
11.一種根據權利要求1所述的紫外線/熒光檢測裝置，其中所述光檢測器部分是一個具有320-1100nm左右波長敏感特性的光電二極管。
12.一種紫外線/熒光檢測裝置的感測方法，紫外線/熒光檢測裝置包括一個具有一個用于通過一個窗口部分發射紫外線的紫外線LED的和一個提供在紫外線LED旁邊的一個能夠接收所述紫外線的直接光和一個紙張的表面反射的紫外線位置上的紫外線監視器的光源部分，和一個用于接收從所述光源部分穿過一個用間隔板隔離的室的窗口部分的入射光的光檢測傳感器，所述感測方法包括利用所述紫外線監視器設定一個初始紫外線光發射量；讀取和存儲由所述紫外線監視器讀取的等待時間的設定值；相對于一個紙張表面移動一個具有所述感測部分的單元；用所述光接收傳感器對可見光抽樣；用所述紫外線監視器中的一個傳感器對紫外線抽樣；和通過從紫外線的抽樣值中減去在所述等待時間的設定值作為所述紙張表面反射的紫外線處理。
全文摘要
本發明提供了一種UV/熒光檢測裝置及其感測方法。此外,提供了一種能夠檢測一個特定顏色的熒光的UV/熒光檢測裝置及其感測方法。UV/熒光檢測裝置包括一個傳感器,傳感器包括一個具有一個用于通過一個敞開窗口部分發射紫外線的的紫外線LED和一個提供在這個紫外線LED旁邊的紫外線監視器的光源部分,一個用于接收穿過敞開窗口部分的入射光的光檢測器部分,用于在光源部分和光檢測器部分之間隔離的間隔板;一個提供在兩個敞開窗口部分上的透明體,一個允許其紫外線區光通過的第一濾光器,和一個允許其可見光區的光通過的第二濾光器。
文檔編號G01N21/84GK1362621SQ0114475
公開日2002年8月7日 申請日期2001年12月26日 優先權日2000年12月26日
發明者山田宏和, 城領守正, 漁邦広 申請人:光榮工業株式會社