TWI275044B - Optical recognition device and method thereof - Google Patents

Description

!275〇44 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種丼A、 種用來測試特殊紙張的先予=裝置與方法，且特別關於一 J九學裝置與方法。 【先前技術】 由於電子技術的進步斑 工作交由自動機器來執Γ工成本的提高，有越來越多的 機等等。最初，自動機:，例如各式的自動販賣機、兒鈔 以體積、密度、導電性二主要使用低額度的硬幣’且往往 隨著自動機器有越來越多=性來辨識硬幣的真偽。然而， 不可避免地成為自動機：頟度的應用，高額度的紙鈔便 相β…八：動機為必須處理的客體。 仁疋不碲疋辨識金額或3亩 高於硬幣之辨識。因此，、有^ ^偽，紙鈔辨識的難度往往 偽與面額的方式。舉例來…、夕的人長1出各種辨識紙鈔真 墨線，並透過磁性；識：：測=、上加上特殊材質的磁 當然，透過光學辨識是最 1次真偽。 所遇到的難度也最高。因為，法，然而，光學辨識 涉及複雜的演算法，如阳 卩刀的衫像辨識程式往往 使得因為成本過高而難以普=使得辨識機構造價昂貴，將 事實上，除了紙鈔以外，識狄、 特殊用途紙張，也有類似的困難種有價證券等各種 综言之’如果能夠提出_種裴；1。 低成本的方式達成特殊紙 :、=，能夠以有效且 辨識’則將會是一件非常重 5 1275044 要的工作。 【發明内容】 *的因=發明目的之一係提供-種有效且具有低成本效 1的先學辨識裝置與方法。 依據本發明之一實施例’係提出一種光學辨識裝置，用 :辨硪特殊用途紙張，例如紙鈔。 此種光學辨識裝置具有至少一 至少二本與沾、 至少一分光裝置、 予偵測器，以及一影像辨識電路。一 對應之分光裝置，將光源所發出之光分為兩道主要光、： 在待測紙張產生二個對應的回應影像。峨測器 =此：個回應影•，並將這些回應影像傳給 路進仃辨識。 :光：置可使用一個或多個稜鏡構成，此外 :的夠更密集地投射在待測紙張表面， 夠更清晰的呈現在綱測器上，可使用-G 二 /在光前進的方向，以進行光的聚集之動作。 組’以加速所需之施卫期間，降低成本。更八作成核 因此，本發明至少具有下列優點。 雨：：風在本發明巾’只需要使用-個光源，便能夠供應 立=偵測器’偵測兩個不同的區域，降低二 組，以力电工所需時間。此外，由於所需元件不成，， 6 1275044 更可於有限空間内放入更多 張的掃描範圍與取樣個數， 的幫助。 的光予偵測器，增加對待測紙 對於增加紙張之辨識率有重大 【實施方式】 件f第1圖⑷’此圖例示光學辨識裳置10之部分元 牛:：圖。光學辨識裝置10供辨識特殊用途紙張U，例 σ、、、氏、y、識別證、支票或各種有價證券等。光學辨 10具有光源1G2、對應光源1G2之分光裝置1G4、 偵測器1 0 6、影像辨識電路1 〇 8。 千 光源102發出可見或不可見光12〇，此光m 裝置104分成兩道主要光束122，124。當紙張u、以= 向移過檢驗區時，此兩道主要光束照射到紙張u移過檢驗 ，的區域，並且分別產生回應影们26, 128。二光學偵測 器106 ’例如CCD或CMOS影像擷取電路，則分別接收此 回應衫像1 2 6，1 2 8 ’並且將所接收回應影像丨2 6, 1 2 8傳給 影像辨識電路108處理，以完成辨識之工作。 請參照第1圖（b)，此圖為當紙張11以預定方向1 4移過 檢驗區1 3時之示意圖。由於紙張1 1於辨識過程仍繼續依 預定方向1 4移動，因此光學偵測器1 06所讀到的資料係細 張1 1上的兩道執跡1 1 2, 1 1 4。換言之，在此實施例中，口 需使用一個光源即能讀取紙張1 1上的兩道測試執跡11 114,且構造簡單，具有低成本之效益。 μ 以下將以一較佳實施範例，更進一步說明本案之特欲2 7 1275044 實作方式。 鮫佳實施例 請參照第2圖，此圖係上述概念之進一步實作 光學辨識裝置20可安裝於各種用途自動機器，如自^ 機、兒幣機、偽鈔辨識機等。當光學辨識裝置2〇安# 動機器中’紙張21，如紙鈔，可由自動機器的機械: 如步進馬達驅動的皮帶等牽引，前後反覆或不反覆= 光學辨識裝置20的檢驗區23 1。 凊參照第3圖，此圖為光學辨識裝置2〇的分解圖 學辨識裝置20具有上殼體2〇1、電路板2〇2、光學 203 1、光源2041〜2043、光學偵測器2〇51〜2〇54以及 示於圖中的影像辨識電路和控制電路。 光學模組203 1上則具有分別對應光源2〇41，2〇42, 的稜鏡2061，2062, 2063。此外，光學模組2〇31上亦 分別對應光學辨識器2051，2052，2053，2054的透鏡 2082，2083，20 84。藉由托座，光學模組2〇31可安置 路板202上。 光學模組2 0 3 1由數個相同構造的元件排列組成， 就此相同構造之元件及相互關係說明如下。 睛參照第4圖（a)_(c)，此三圖例示光學模組203 1 部分元件示意圖。延續第3圖及相關說明可知，棱鏡 係對應光源204卜而透鏡208 1，2082則分別對應光學 裔205 1，2052。第4圖（a)係提供以一特定方向觀葬 色例。 >販賣 :在自 I置， 移過 。光 ，模組 .未繪 2043 具有 208 1， i於電 在此 中的 2061 =偵測 ^透鏡 1275044 2081,2082的立體圖，而第4圖（b)則提供另一方向觀察透 鏡2081，2082與稜鏡2061的立體圖，至於第4圖（c)係提 供側視。因此，透過第4圖O)-(c)，當可了解在此範例中 透鏡208 1，20 82，2061的構造與相互間的關係。至於光學 模組203 1中的其他透鏡2083-2084及棱鏡2062-2063，則 分別與上面所述之透鏡2081-2082及稜鏡2061構造相同， 只要再參照第3圖即可了解光學辨識裝置20的構造，在此 不贅。另外，在此所提及之透鏡結構皆可由如透光塑膠之 類的材質，一體成形製成。 接著，請參照第5圖，此圖例示藉由透鏡2 0 8 1，2 0 8 2及 稜鏡20 61如何與光源2041及光學偵測器205 1，2052協同 作業。 在使用時，光源2041所發出之光，由稜鏡2〇6ι將之分 為兩道主要光束後，投射到待側紙張2 1移過檢驗區23 i 的部分。因應此投射’分別產生之二道回應影像，則分別 經過透鏡2 0 8 1，2 0 8 2聚集在光學债測器2 〇 5 1，2 0 5 2上。此 光學偵測器205 1，2052連接到一影像辨識電路（未繪示於 圖中），由此影像辨識電路解讀紙張21之資訊，以辨識紙 張之真偽或面額。 請參照第6圖，此圖例示增加另一透鏡到光學辨識裝置 20的示意圖。為了使光源2041_2〇43發出的光能夠更聚集 在待測之紙張21上，以達到更佳之影像品質，更可加入一 個或多個透鏡，，乂進行光線的聚集。舉例來說，如第6圖 所示，對於光學模組203 1的上方，增加一透鏡23ιι。此 1275044 透鏡2311可架設於上殼體2〇1的檢驗區231之處，其平 朝向紙張21。藉此，更可對回應影像產生聚焦的作用。 此外，由於透鏡2081-2084分別與稜鏡2〇61_2〇63交 排列。在實際使用上，每一光源2〇41-2〇43同時供光學 測器2〇5 1-2054中的兩個使用。此外，除了最邊界的光 偵測器205 1，2054以外，其他光學偵測器2〇52, 2〇53亦 ^可承接來自兩個光源之光投射到紙張21的回應影像。 日守二透過控制電路（未繪示於圖上）控制光源2〇4卜2〇43 發光時序，且影像辨識電路271亦使用此發光時序進行 識，則可透過許多不同的組合，以得到紙張對於不同光 的反應結果，進而使辨識的結果更為準確。 並且，由於紙張對於不同光源的回應影像有所不同， 此=過對光源的調整與設定可得到更多關於待測紙張 的> Λ。舉例來說，在檢測紙鈔，如新台幣，的應用中 經實驗結果得知，了列的光源配置將能得到相當精確的 °式結果。如在第3圖中所示的光源2041，2043安置能夠 出橘色光之發光二極體（LED)，光源2〇42安置不可見光 發光二極體，光源2〇44安置紅色光發光二極體，並且在 源2043更女置不可見光發光二極體。此處所述的不可見 係指紅外光或紫外光等不可見光。 π參照7圖，此圖係透過流程圖的方式，進一步說明 發明之實作方法。f先，將待側紙張以一預定方向移過 辨識區（步驟702)。接著，使用—光源產生至少/預定波 的光（步驟7G4)。使用—分光裝置將此光源所產生的光至 面 錯 偵 學 分 此 的 辨 源 因 2 1 測 發 之 光 光 本 長 少 10 1275044 分為兩道主要光束，以投射到該待測紙張（步驟 著，收集此兩道主要光束投射到得待測紙張所產 影像，並對之進行辨識（步驟708)。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並 定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明 範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明 圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖（a)係例示依據本發明之實施例示意圖； 弟1圖（b)係例示依據移動待測紙張之示意圖； 第2圖係例示依據本發明之較佳實施例之示意圖 第3圖係例示依據本發明之較佳實施例之元件爆 第4圖（a)係例示光學模組部分元件之示意圖； 第4圖（b)係例示光學模組部分元件之示意圖； 第4圖（c)係例示光學模組部分元件之示意圖； ^ 5圖係例示光學模組部分元件之作業圖； 第6圖係例不另-透鏡與光學模組間關係圖； 第7圖係例示依據本發明之實施例的流程圖。 102光源 106光學偵測器 11紙張 706)。接 生的回應 非用以限 之精神和 之保護範 炸圖； 【主要元件符號說明】 1 〇光學辨識裝置 104分光裝置 1 0 8影像辨識電路 1275044 11 2軌跡 120光 124光 128光 1 4預定方向 201上殼體 203 1光學模組 205 1 -2054光學偵測 208 1 -2088 透鏡 2 3 1檢驗區 1 1 4執跡 122光 126光 1 3檢驗區 20光學辨識裝置 202電路板 2041-2046 光源 器 2061·2066稜鏡 21紙張 24預定方向 12

Claims (1)

1275044 十、申請專利範圍： 1 · 一種光學辨識裝置，供用於辨識一特殊用途紙張， 張以一預定方向移過一檢驗區，該光學檢測裝置包 至少一光源； 至少一分光裝置’其中每一該光源對應一個該 裝置，每一該分光裝置負責將所對應之該光源所發 光分成兩道主要光束，且該兩道主要光束照射於該 移過該檢驗區時的區域； 至少二光學偵測器，其中每一該光源之兩側分 裝一個對應的該光學偵測器，該至少二光學债測器 接收所對應之該兩道主要光束照射在該紙張之該 區’所傳回之至少二回應影像；以及 一影像辨識電路，連接於該至少二光學偵測器 接收該至少二回應影像，以辨識該紙張之内容。 第2明專利範圍第丨項所述之光學辨識裝置，更包 兮#透鏡，该兩道光束於透射到該辨識區之前，先 ^弟一透鏡，以聚集該兩道光束。 #駐:專利乾圍第1項所述之光學辨識裝置，其中 井八* 3至少一稜鏡，藉由該稜鏡使該光源所發 九刀成所對應之該兩道光束。 該紙 含： 分光 出之 紙張 別安 分別 檢驗 ，供 含一 經過 該分 出之 13 1275044 4·如申請專利範圍第丨項所述之光學辨識裝置，更包 少二第二透鏡，每一該光學偵測器具有一對應之該 透鏡，该第二透鏡負責將該回應影像聚焦於所對應 光學偵測器上。 5·如申請專利範圍第丨項所述之光學辨識裝置，更包 印刷電路板，該印刷電路板供承載該影像辨識電路 至少一光源及該至少二光學偵測器，並且更包含 座，該按座承載該至少二第二透鏡，並且該拢座^ 該印刷電路板上。 6 ·如申請專利範圍第4項所述之光學辨識裝置，其中 少二第二透鏡係由透光塑膠材質一體成形。 7_如申請專利範圍第2項所述之光學辨識裝置，更包 殼體，該殼體供安裝該第一透鏡，且該殼體安置於 刷電路板上。 ' 8.如申請專利範圍第1項所述之光學辨識裝置，更包 控制電路，供控制該至少一光源之一發光時序，今 辨識電路依據該發光時序解讀該回應影像。 含至 第二 之該 含一 、該 一托 置在 該至 含一 該印 含一 影像 14 1275044 9. 如申請專利範圍第1項所述之光學辨識裝置，其中該特 殊用途紙張為一鈔票，且該至少一光源之數目為三個， 分別為一第一光源、一第二光源與一第三光源，其中該 第一光源、該第二光源與該第三光源被安排成一列，並 且該第一光源與該第三光源被分別安置一橘色光發光 二極體，該第二光源被安置一不可見光發光二極體，該 第三光源更被安置一不可見光發光二極體。 10. 一種光學辨識方法，供用於辨識一特殊用途紙張，該 方法包含： 將該特殊用途紙張以一預定方向移過一辨識區； 使用至少一光源產生至少一預定波長的光； 使用至少一分光裝置將該至少一光源所產生之光分 成兩道光束投射到該辨識區，使該兩道光束因應該特殊 用途紙張分別產生至少二回應影像，其中每一該分光裝 置對應一該光源； 使用至少二光學偵測器接收該至少二回應影像；以 及 分析該至少二光學偵測器所接收之該至少二回應影 像，以辨識該特殊用途紙張。 11. 如申請專利範圍第1 0項所述之方法，包含使用一第 一透鏡，該兩道光束於透射到該辨識區之前，先經過該 15 ^27s〇44 ~透鏡，以聚集該兩道光束。 12. & + "青專利範圍第1 0項所述之方法，其中該分光裝 置勺入 、匕3至少一稜鏡，藉由該稜鏡使該光源所發出之光分 成所對應之該兩道光束。 13. 如由咬 小〇甲請專利範圍第丨〇項所述之方法，更包含使用至 —第一透鏡’每一該光學偵測器具有一對應之該第二 透鏡，今筮一 ^ ^乐一遷鏡負責將該回應影像聚焦於所對應之該 光學偵測器上。 14, 如φ二主 印/甲請專利範圍第13項所述之方法，更包含提供一 小電路板，5亥印刷電路板供承載該影像辨識電路、該 光源及该至少二光學偵測器，並且更包含提供一 =座，該按座承載該至少二第二透鏡，並且該托座安置 在該印刷電路板上。 μ 一申明專利範圍第1 3項所述之方法，其中該至少二 第一透鏡係由透光塑膠材質一體成形。 16私如申請專利範圍第11項所述之方法，更包含提供一 双體，該殼體供安裝該第一透鏡，且該殼體安置於該印 刷電路板上。 16 1275044 17 · 如申請專利範圍第1 〇項所述之方法，更包含提供一 控制電路，供控制該至少一光源之一發光時序，該影像 辨識電路依據該發光時序解讀該回應影像。 1 8 · 如申請專利範圍第1 0項所述之方法，其中該特殊用 途紙張為一鈔票，且該至少一光源之數目為三個，分別 為一第一光源、一第二光源與一第三光源，其中該第一 光源、該第二光源與該第三光源被安排於同一列，並且 w亥弟 光源與该弟二光源被分別安置一橘色光發光二 極體’該第二光源被安置一不可見光發光二極體，該第 三光源更被安置一不可見光發光二極體。 19· 一種辨識紙鈔的方法，該方法包含： 將一紙鈔以一預定方向移過一檢驗區； 於该檢驗區使用至少三光源照射該紙鈔，其中該至少 二光源分別為一第一光源、一第二光源與一第三光源， 且其中該第一光源、該第二光源與該第三光源被安排於 同一列，並且該第一光源與該第三光源被分別安置一橘 色光發光二極體，該第二光源被安置一不可見光發光二 極體，該第二光源更被安置一不可見光發光二極體； 收集該至少三光源照射於該紙鈔上的回應影像，以辨 識該紙鈔。 17