RU2210108C2

RU2210108C2 - Image read-out scanning device

Info

Publication number: RU2210108C2
Application number: RU2000109264A
Authority: RU
Inventors: В.А. Клевцов
Original assignee: Научно-технический кооператив "Вектор"
Priority date: 1997-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 2003-08-10

Abstract

FIELD: data readers. SUBSTANCE: scanner that can be used, for instance, to read information residing on relocatable paper or plastic readers has optical guide made in the form of optically transparent planeparallel plate one of whose ends (that facing document being readout) is perpendicular to side edges and opposite end on top of light source is beveled through certain angle to side edges of plate. EFFECT: simplified design, reduced power requirement, enhanced reading speed. 8 cl, 3 dwg

Description

Область техники
Изобретение относится к сканирующим устройствам для считывания информации, например изображений с бумажных носителей, и, в частности, касается сканирующих устройств для считывания информации с финансовых документов, таких как банкноты различных типов.Technical field
The invention relates to scanning devices for reading information, for example, images from paper media, and, in particular, relates to scanning devices for reading information from financial documents, such as banknotes of various types.

Уровень техники
Известны различные сканирующие устройства для считывания информации с бумажных носителей изображения. Наиболее хорошо известными устройствами являются ручные сканнеры для считывания штриховых кодов, например, авторское свидетельство СССР 1837334. Это устройство содержит установленные последовательно вдоль оптической оси источник света, собирающую линзу, щелевую диафрагму и фотоприемник, совмещенный с диафрагмой. Между сканируемым носителем информации и щелевой диафрагмой установлена сферическая линза. Такое устройство может быть выполнено в виде стержня, например типа авторучки, и имеет достаточно простую конструкцию. Однако функциональные возможности такого устройства ограничены только считыванием штриховых кодов, его точность, разрешающая способность и быстродействие недостаточны для других целей. Известны также другие ручные аппараты, более сложные по конструкции и обладающие более широкими функциональными возможностями (например, патенты США 5349172 и 5354977, публикации международных заявок WO 94/19766 и WO 94/19764). В этих устройствах для освещения носителя информации используются матрицы светодиодов, а для восприятия отраженных сигналов используются ПЗС-матрицы. Однако такие устройства не обладают достаточными возможностями при необходимости считывания большого количества информации.State of the art
Various scanning devices for reading information from paper image carriers are known. The most well-known devices are hand-held scanners for reading bar codes, for example, USSR copyright certificate 1837334. This device contains a light source mounted in series along the optical axis, collecting a lens, a slit aperture, and a photodetector combined with a diaphragm. A spherical lens is mounted between the scanned information carrier and the slit diaphragm. Such a device can be made in the form of a rod, such as a fountain pen, and has a fairly simple design. However, the functionality of such a device is limited only by reading bar codes, its accuracy, resolution and speed are insufficient for other purposes. Other handheld devices are also known that are more complex in design and have wider functionality (for example, US patents 5349172 and 5354977, publication of international applications WO 94/19766 and WO 94/19764). In these devices, LED matrices are used to illuminate the information carrier, and CCD matrices are used to perceive the reflected signals. However, such devices do not have sufficient capabilities when it is necessary to read a large amount of information.

Известны также стационарные сканирующие устройства для считывания изображений и печатной информации. Такие устройства содержат оптический блок, включающий источник света, световод, систему фокусирующих и/или фильтрующих оптических элементов, фотоприемник и аналого-цифровой преобразователь сигналов с фотоприемника (например, патент Российской Федерации 2032217, патент США 5295196). Stationary scanning devices for reading images and printed information are also known. Such devices comprise an optical unit including a light source, a light guide, a system of focusing and / or filtering optical elements, a photodetector and an analog-to-digital signal converter from a photodetector (for example, Russian Federation patent 2032217, US patent 5295196).

Недостатки известных устройств состоят в их конструктивной сложности и в избыточном потреблении энергии осветителем. Конструктивная сложность в основном обусловлена сложностью оптической системы, включающей в качестве фокусирующих элементов линзы, зеркала и т.п., которые сложны в изготовлении и требуют точной настройки для правильной работы устройства. При этом для того чтобы получить отраженный световой поток достаточной интенсивности, необходимо обеспечивать большое количество световой энергии для освещения носителя информации. The disadvantages of the known devices are their structural complexity and the excessive energy consumption of the illuminator. The structural complexity is mainly due to the complexity of the optical system, which includes lenses, mirrors, etc. as focusing elements, which are difficult to manufacture and require fine tuning for the correct operation of the device. Moreover, in order to obtain a reflected light flux of sufficient intensity, it is necessary to provide a large amount of light energy for lighting the information carrier.

Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание сканирующего устройства для считывания изображений с перемещающихся носителей, например с бумажных или пластиковых, и, в частности, с защищенных от подделки документов (таких как кредитные карты, идентификационные карты и банкноты), перемещаемых транспортной системой, например, машиной для обработки банкнот, которое имело бы простую конструкцию и обеспечивало высокую эффективность и быстродействие при низкой потребляемой мощности осветителя.SUMMARY OF THE INVENTION
An object of the present invention is to provide a scanning device for reading images from moving media, for example, from paper or plastic, and, in particular, from counterfeit documents (such as credit cards, identification cards and banknotes), transported by a transport system, for example, a machine for processing of banknotes, which would have a simple design and provide high efficiency and speed with low power consumption of the illuminator.

Согласно настоящему изобретению сканирующее устройство для считывания изображений содержит оптический блок, включающий источник света, световод и фотоприемник, причем световод содержит прозрачный элемент, имеющий по существу параллельные грани и противоположные торцы, располагающиеся между параллельными гранями, один из этих торцов обращен к источнику света и расположен между параллельными гранями неперпендикулярно к ним, а другой торец обращен к сканируемому изображению, при этом свет от источника света входит в световод через один торец, направляется на изображение после выхода из другого торца, отражается обратно в световод и затем направляется световодом на фотоприемник. According to the present invention, the scanning device for reading images contains an optical unit including a light source, a light guide and a photodetector, the light guide comprising a transparent element having substantially parallel faces and opposite ends located between parallel faces, one of these ends faces the light source and is located between parallel faces is not perpendicular to them, and the other end faces the scanned image, while the light from the light source enters the fiber through one end is guided on the image after exiting the other end, it is reflected back into the fiber and then directed to the optical waveguide photodetector.

Использование световода такой формы концентрирует свет, падающий от источника света на носитель, и таким образом позволяет использовать относительно слабый источник, в то же время обеспечивая простое и компактное средство разделения передаваемого и принимаемого света (и, соответственно, передающие и принимающие устройства). The use of a fiber of this form concentrates the light incident from the light source on the carrier, and thus makes it possible to use a relatively weak source, while at the same time providing a simple and compact means of separating the transmitted and received light (and, accordingly, the transmitting and receiving devices).

Краткий перечень фигур
Пример сканирующего устройства в соответствии с настоящим изобретением описывается далее со ссылками на прилагаемые чертежи, в которых:
Фиг. 1 представляет схему сканирующего устройства для считывания изображений, частично в виде блок-схемы;
Фиг. 2 представляет схему хода лучей, иллюстрирующую прохождение светового потока через световод;
Фиг. 3 представляет график зависимости светоотдачи световода от толщины световода (при радиусе лампы, равном 8 мм, и длине световода, равной 80 мм) без учета влияния коэффициентов пропускания лучей на входном и выходном торцах.Short list of figures
An example of a scanning device in accordance with the present invention is described below with reference to the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 is a diagram of a scanning device for reading images, partly in the form of a block diagram;
FIG. 2 is a ray path diagram illustrating the passage of a light stream through a light guide;
FIG. 3 is a graph of the dependence of the light output of the fiber on the thickness of the fiber (with a lamp radius of 8 mm and a fiber length of 80 mm) without taking into account the influence of the transmittance of the rays at the input and output ends.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Сканирующее устройство для считывания изображения с носителя 1 (Фиг.1) содержит источник света, световод 2, поворотное зеркало 3, объектив 4 и ПЗС-матрицу или другую фоточувствительную линейную решетку 5, которая в данном примере служит приемником изображения, блок 6 управления ПЗС-матрицей и аналого-цифровой преобразователь 7 сигналов ПЗС-матрицы 5. Обычно изображение может представлять собой данные или рисунки, включающие все открытые и скрытые элементы финансовых документов, таких как банкноты, чеки, дорожные чеки и т.п..Information confirming the possibility of carrying out the invention
The scanning device for reading the image from the medium 1 (Fig. 1) contains a light source, a light guide 2, a swivel mirror 3, a lens 4, and a CCD array or other photosensitive linear array 5, which in this example serves as an image receiver, CCD control unit 6 matrix and analog-to-digital Converter 7 signals of the CCD matrix 5. Typically, the image may be data or drawings, including all open and hidden elements of financial documents, such as banknotes, checks, travelers checks, etc.

Источник света в настоящем примере содержит шесть вольфрамовых ламп накаливания 8, предпочтительно, наполненных галогеном, по 15 Вт каждая. Безусловно, может быть использован любой другой вид источника света, а также количество ламп, отличное от шести. Свет может быть видимым или невидимым, например инфракрасным, или комбинированным. Лампы располагаются в ряд и размещены перед и практически вплотную к нижнему скошенному торцу 10 световода 2. В данном примере световод 2 представляет собой прозрачную плоскопараллельную пластину, выполненную из стекла, одна из торцевых граней которой - в данном примере нижняя грань 10 - скошена под углом 45^o по отношению к параллельным граням. Величина угла скоса может варьировать в зависимости от ряда факторов. Эти факторы, описанные ниже более детально, включают систему детектирования, систему освещения и коэффициент преломления стекла. Что касается системы детектирования, то угол призмы определяется расположением зеркала 3, объектива 4 и приемника 5, и коэффициентом преломления стекла, также имеющим некоторое значение. Угол скоса и коэффициент преломления стекла определяет характеристики системы освещения (яркость, равномерность и т. п.).The light source in the present example contains six tungsten incandescent lamps 8, preferably filled with halogen, of 15 watts each. Of course, any other type of light source can be used, as well as the number of lamps other than six. Light can be visible or invisible, for example infrared, or combined. The lamps are arranged in a row and placed in front of and almost close to the lower beveled end 10 of the fiber 2. In this example, the fiber 2 is a transparent plane-parallel plate made of glass, one of the end faces of which, in this example, the lower face 10, is beveled at an angle of 45 ^o in relation to parallel faces. The angle of the bevel can vary depending on a number of factors. These factors, described in more detail below, include a detection system, a lighting system, and a glass refractive index. As for the detection system, the prism angle is determined by the location of the mirror 3, the lens 4 and the receiver 5, and the refractive index of the glass, which also has some value. The bevel angle and the refractive index of the glass determine the characteristics of the lighting system (brightness, uniformity, etc.).

Торцевая грань 11, противоположная скошенному торцу 10 световода, обращена к носителю 1 и расположена перпендикулярно к параллельным граням, хотя угол ее наклона может быть и отличен от перпендикуляра. На Фиг.1 представлен вариант устройства, в котором для достижения 5 компактности установлено поворотное зеркало 3. Зеркало 3 может поворачиваться для регулирования отклонения луча на объектив 4 и приемник. Между объективом 4 и зеркалом 3 может быть установлен оптический светофильтр. Использование зеркала 3 также не является обязательным. Использование светофильтра 9 необходимо в том случае, если должны восприниматься только волны определенной длины, например, являющиеся результатом флуоресценции или инфракрасного излучения. The end face 11, opposite the beveled end face 10 of the fiber, faces the carrier 1 and is perpendicular to the parallel faces, although its angle of inclination may be different from the perpendicular. Figure 1 shows a variant of the device in which to achieve 5 compactness, a rotary mirror 3 is installed. Mirror 3 can be rotated to control the deflection of the beam on the lens 4 and the receiver. Between the lens 4 and the mirror 3 can be installed optical filter. The use of mirror 3 is also optional. The use of a light filter 9 is necessary if only waves of a certain length should be perceived, for example, resulting from fluorescence or infrared radiation.

Угол скоса выбирается таким образом, чтобы оптимизировать характеристику концентрации и разделения света, но подходящие углы находятся в пределах 27-49^o, предпочтительно 41-49^o.The bevel angle is selected so as to optimize the light concentration and separation characteristics, but suitable angles are in the range of 27-49 ^° , preferably 41-49 ^° .

Линейная ПЗС-матрица 5, блок 6 управления ПЗС-матрицей и аналого-цифровой преобразователь 7 сигналов ПЗС-матрицы электрически связаны и действуют главным образом для того, чтобы преобразовать в цифровую форму очертания изображения, полученного на матрице 5. The linear CCD matrix 5, the CCD matrix control unit 6, and the analog-to-digital converter 7 of the CCD matrix signals are electrically coupled and operate mainly to digitalize the outlines of the image obtained on the matrix 5.

На Фиг. 2 показан ход лучей в световоде 2, где даны следующие обозначения:
SO - расположение источников света 8;
Х - толщина световода 2;
L - длина световода 2;
z - угол захвата лучей световодом 2;
g - угол захвата лучей при отсутствии световода 2;
а - угол между падающим лучом и перпендикуляром к поверхности скошенного торца 10;
b - угол между преломленным лучом и перпендикуляром к поверхности скошенного торца 10;
r; h - расстояние источника SO от скошенного торца 10 в показанных направлениях;
δ - угол рассеяния лучей, падающих на скошенный торец световода от точек, расположенных в верхнем торце световода.In FIG. 2 shows the course of the rays in the fiber 2, where the following notation is given:
SO - the location of the light sources 8;
X is the thickness of the fiber 2;
L is the length of the fiber 2;
z is the angle of capture of the rays by the light guide 2;
g is the angle of capture of rays in the absence of a fiber 2;
and - the angle between the incident beam and the perpendicular to the surface of the beveled end 10;
b is the angle between the refracted beam and the perpendicular to the surface of the beveled end 10;
r; h is the distance of the SO source from the beveled end face 10 in the directions shown;
δ is the scattering angle of the rays incident on the beveled end of the fiber from points located in the upper end of the fiber.

В данном примере r=4,61 мм и h=1,525 мм. In this example, r = 4.61 mm and h = 1.525 mm.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Источники света 8 испускают свет, который частично входит в световод 2 через его скошенный торец 10 (Фиг.1), проходит через него и затем через торец 11 попадает на поверхность носителя 1, например, банкноты (изображенного схематично на Фиг. 2), который в это время перемещается поперек торцевой грани 11 с некоторым зазором от нее, составляющим в данном примере 0,5-2 мм. В других вариантах банкнота может перемещаться вдоль торцевой грани 11 или поперек нее под углом, отличным от перпендикуляра. Такой зазор обеспечивает максимальное освещение носителя 1 информации с учетом рассеяния света, выходящего из световода 2, которое зависит от реальной толщины световода. Наличие зазора гарантирует отсутствие повреждений и износа на поверхности грани 11 в процессе эксплуатации устройства. Отраженные от поверхности носителя 1 лучи снова входят в световод 2 через торцевую грань 11, выходят через его скошенную грань 10 почти перпендикулярно боковой поверхности пластины (как видно на Фиг.1) и передаются на объектив 4. (На Фиг.4 оптические компоненты между световодом 2 и объективом 4 не изображены). The light sources 8 emit light that partially enters the light guide 2 through its beveled end face 10 (FIG. 1), passes through it, and then through the end face 11 reaches the surface of the carrier 1, for example, a banknote (shown schematically in FIG. 2), which at this time it moves across the end face 11 with a certain gap from it, which in this example is 0.5-2 mm. In other embodiments, the banknote can be moved along the end face 11 or across it at an angle different from the perpendicular. This gap provides maximum illumination of the information carrier 1, taking into account the scattering of light exiting from the fiber 2, which depends on the actual thickness of the fiber. The presence of a gap guarantees the absence of damage and wear on the surface of the face 11 during operation of the device. The rays reflected from the surface of the carrier 1 again enter the fiber 2 through the end face 11, exit through its beveled face 10 almost perpendicular to the side surface of the plate (as can be seen in FIG. 1) and transmitted to the lens 4. (In FIG. 4, the optical components between the fiber 2 and lens 4 are not shown).

Ниже приведен математический анализ системы. The following is a mathematical analysis of the system.

В данном примере скошенная грань 11 световода 2 расположена в непосредственной близости к сканируемому объекту, а скошенная грань 10 световода 2 имеет угол скоса, равный 45^o. В большинстве случаев угол скоса грани может варьировать в пределах
от (90-β₀)/2+δ до 90-β₀-δ,
где β₀ - критический угол полного внутреннего отражения.In this example, the beveled face 11 of the light guide 2 is located in close proximity to the scanned object, and the beveled face 10 of the light guide 2 has a bevel angle of 45 ^° . In most cases, the bevel angle of the face can vary within
from (90-β ₀ ) / 2 + δ to 90-β ₀ -δ,
where β ₀ is the critical angle of total internal reflection.

Для разных типов стекла величина угла β₀ находится в пределах примерно от 40^o (светлый кронглас) до 34^o (плотный флинтглас). В данном примере использован светлый кронглас, поскольку он имеет наименьший коэффициент поглощения. В этом случае угол скоса может варьироваться в пределах (25^°+δ)-(50^°-δ). При использовании объектива 4, имеющего фокусное расстояние 8,5 мм и число f, равное 1,5, находящегося на расстоянии 120 мм, угол δ составляет приблизительно 8,5/1,5/120/n радиан, что равняется 2^o, где n - коэффициент преломления стекла, равный 1,55.For different types of glass, the angle β ₀ ranges from about 40 ^o (light crown) to 34 ^o (dense flint glass). In this example, light crown is used because it has the lowest absorption coefficient. In this case, the bevel angle can vary between (25 ^° + δ) - (50 ^° -δ). When using a lens 4 having a focal length of 8.5 mm and a number f of 1.5, located at a distance of 120 mm, the angle δ is approximately 8.5 / 1.5 / 120 / n radians, which equals 2 ^o , where n is the refractive index of the glass, equal to 1.55.

Оптимальная величина угла скоса находится в пределах между 27 и 49^o. В настоящем примере угол была выбран равным 45^o, поскольку он близок к оптимальному и прост в изготовлении.The optimal value of the bevel angle is in the range between 27 and 49 ^o . In the present example, the angle was chosen equal to 45 ^o , because it is close to optimal and easy to manufacture.

Для того чтобы угол падения лучей, выходящих из скошенного торца 11, был меньше критического угла полного внутреннего отражения (для используемого типа светлого кронгласа - 40^o), угол преломления b должен быть больше чем 5^o. Согласно закону преломления
sin (a)/sin (b) = n
и тогда угол падения а на скошенный торец 10 должен превышать a_min=8^o. При описанных выше условиях все лучи, падающие на скошенный торец 10 световода, будут выходить из торца 11 после практически 100% отражения от боковых граней (стенок) световода, то есть не будет происходить потеря света через боковые стенки.In order for the angle of incidence of the rays emerging from the beveled end 11 to be less than the critical angle of total internal reflection (for the type of light crown used, 40 ^° ), the angle of refraction b must be greater than 5 ^° . According to the law of refraction
sin (a) / sin (b) = n
and then the angle of incidence a on the beveled end 10 must exceed a _min = 8 ^o . Under the conditions described above, all the rays incident on the beveled end face 10 of the fiber will exit the end face 11 after almost 100% reflection from the side faces (walls) of the fiber, that is, there will be no loss of light through the side walls.

Минимальный угол падения в данной конструкции имеет место на скошенном торце 10 световода 2. При радиусе ламп (источников 8), равном V=4 мм, точка SO находится на расстоянии, равном
h=r*tg(45-a_min)=2,7 мм.The minimum angle of incidence in this design takes place at the beveled end 10 of the fiber 2. With a radius of lamps (sources 8) equal to V = 4 mm, the point SO is at a distance equal to
h = r * tg (45-a _min ) = 2.7 mm.

При толщине световода, равной 3 мм, угол захвата z составляет
z=(45-a_min)+arctg((X-h)/(X+r))≈39^o.With a fiber thickness of 3 mm, the capture angle z is
z = (45-a _min ) + arctg ((Xh) / (X + r)) ≈39 ^o .

При длине световода L, равной 72 мм, величина угла g составляет
g=2*arctg(X/2)/(L+r)=2,2^o.With a fiber length L equal to 72 mm, the angle g is
g = 2 * arctan (X / 2) / (L + r) = 2.2 ^o .

Эффективность световода равняется
K=K_ri*K_ro*z/g,
где К_ri и К_ro - коэффициенты пропускания на входной и выходной поверхностях торцов 10, 11 соответственно.Fiber efficiency equals
K = K _ri * K _ro * z / g,
where K _ri and K _ro - transmittance on the input and output surfaces of the ends 10, 11, respectively.

Замечено, что зависимость К от толщины световода есть величина постоянная, причем КПД световода возрастает с уменьшением толщины световода, то есть чем тоньше пластина световода, тем лучше. С другой стороны, минимальная толщина световода определяется углом δ, который выбирается преимущественно таким образом, чтобы светосила объектива была максимальной. It is noted that the dependence of K on the thickness of the fiber is constant, and the efficiency of the fiber increases with decreasing thickness of the fiber, that is, the thinner the fiber plate, the better. On the other hand, the minimum thickness of the fiber is determined by the angle δ, which is mainly chosen so that the lens aperture is maximum.

При δ=2^o
X_min = δ*π/180*1 = 2,5 мм.
Использование световода такой толщины требует высокой точности расположения всех компонентов оптической системы, поэтому в данном примере толщина световода была выбрана Х=3 мм.When δ = 2 ^o
X _min = δ * π / 180 * 1 = 2.5 mm.
The use of a fiber of such a thickness requires high accuracy in the arrangement of all components of the optical system, therefore, in this example, the fiber thickness was chosen X = 3 mm

В этом случае
К=К_ri*К_ro*39/2,2=17,7*К_ri*К_ro.In this case
K = K _ri * K _ro * 39 / 2.2 = 17.7 * K _ri * K _ro .

На входе в световод величина угла падения равна 45^o. При таком угле падения приблизительно 93% световой энергии входит в световод. Величина угла падения на выходе составляет 30^o. При такой величине угла пропускается приблизительно 93% энергии. Тогда
К=0,93*0,93*17,7=15.At the entrance to the fiber, the angle of incidence is equal to 45 ^o . At this angle of incidence, approximately 93% of the light energy enters the fiber. The angle of incidence at the exit is 30 ^o . With this angle, approximately 93% of the energy is transmitted. Then
K = 0.93 * 0.93 * 17.7 = 15.

На Фиг.3 показана зависимость КПД световода в зависимости от его толщины X. Figure 3 shows the dependence of the efficiency of the fiber depending on its thickness X.

Использование плоской поверхности световода позволяет сравнительно дешевым способом решить несколько технологических проблем: фокусирование и направление света в зону сканирования и передачу света к фотоприемному элементу. Кроме того, использование плоской поверхности световода позволяет простым способом решить проблему защиты оптического узла от пыли. Using a flat surface of a fiber allows a relatively cheap way to solve several technological problems: focusing and directing light into the scanning zone and transmitting light to the photodetector. In addition, the use of a flat surface of the fiber allows a simple way to solve the problem of protecting the optical node from dust.

Теоретические расчеты показывают, что световод 2 повышает освещенность сканируемой площади примерно в 15 раз по сравнению с прямым освещением. Практические измерения показали примерно 8-9-кратное увеличение освещенности. Разница между теоретическими и практическими данными объясняется конечными размерами источников света и неточностью юстировки. Theoretical calculations show that fiber 2 increases the illumination of the scanned area by about 15 times compared with direct illumination. Practical measurements showed an approximately 8–9-fold increase in illumination. The difference between theoretical and practical data is explained by the final dimensions of the light sources and the inaccuracy of the adjustment.

Лучи, отраженные от носителя 1, после выхода из световода 2 отражаются от зеркала 3 и затем проходят через светофильтр 9 и объектив 4 на ПЗС-матрицу 5. ПЗС-матрица 5 генерирует электрический сигнал, пропорциональный количеству упавшего на нее света, и, следовательно, пропорциональный отражательной способности фрагмента поверхности носителя 1. The rays reflected from the carrier 1, after exiting the fiber 2 are reflected from the mirror 3 and then pass through the filter 9 and the lens 4 to the CCD matrix 5. The CCD matrix 5 generates an electric signal proportional to the amount of light incident on it, and therefore proportional to the reflectivity of a fragment of the surface of the carrier 1.

При использовании в качестве фоточувствительного элемента 5 ПЗС-матрицы с построчным сканированием может быть достигнута очень высокая скорость чтения информации. Аналоговый сигнал от ПЗС-матрицы 5 с построчным сканированием затем преобразуется преобразователем 7 в цифровой сигнал, который для последующей обработки может быть введен в вычислительное устройство, такое как компьютер, или в считывающий дисплей. Устройство, составляющее предмет изобретения, компактно, потребляет небольшое количество энергии и обладает высоким быстродействием при считывании даже полутоновых изображений (рисунков). Благодаря простоте конструкции после незначительной модификации устройство может быть легко внедрено в любую машину для обработки бумаг, такую как машина для сортировки, выдачи или счета банкнот, с целью определения характеристик банкнот (достоинства, подлинности и т.п.). When using a CCD matrix with line scanning as a photosensitive element 5, a very high speed of reading information can be achieved. The analog signal from the CCD matrix 5 with progressive scanning is then converted by the converter 7 into a digital signal, which for subsequent processing can be input into a computing device, such as a computer, or into a reading display. The device that is the subject of the invention is compact, consumes a small amount of energy and has high speed when reading even grayscale images (drawings). Due to the simplicity of the design, after a slight modification, the device can be easily integrated into any paper processing machine, such as a sorting, issuing or banknote counting machine, in order to determine banknote characteristics (denomination, authenticity, etc.).

Claims

1. A scanning device for reading images containing an optical unit including a light source, a light guide and a photodetector, the light guide comprising a transparent element having substantially parallel faces and opposite ends located between parallel faces, one of these ends facing the light source and is located between the parallel faces non-perpendicular to them, the other end faces the scanned image, while the light from the light source enters the fiber through one end, sent to the image After exiting from the other end, reflection is reflected back into the optical fiber and then directed by the optical fiber to the photodetector.

2. The device according to p. 1, characterized in that one end is located at an angle, the value of which is in the range of 41-49 ^o , to parallel faces.

3. The device according to claim 1, characterized in that one end is located at an angle whose value is in the range from (90-β ₀ ) / 2 + δ to 90-β ₀ -δ, where β ₀ is the maximum angle of the total internal reflection, and δ is the scattering angle of the rays incident on one end from the other end.

4. The device according to p. 1, characterized in that one end is located at an angle, the value of which is in the range of 27-49 ^o , to parallel faces.

5. The device according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the fiber is made of optical glass.

6. The device according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the photodetector is a linear CCD.

7. The device according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that it contains a lens for focusing the light coming from the fiber onto the photodetector.

8. The device according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that it contains an analog-to-digital Converter for converting an analog signal from a photodetector to digital signals.

Priority on points:
10/07/1997 PP 1.5-8;
10/07/1998 PP 2-4.