Устройство для оптического контроля документов Советский патент 1990 года по МПК G06K7/14 

Изобретение относится к автомати-, ке и вычислительной технике и может быть использовано в машинах по пересчету и сортировке денежных потоков , облигаций, билетов.

Цепь изобретения - повышение точности работы устройства.

На фиг. 1 схематически представлено предлагаемое устройство для оптического контроля документов; на фиг. 2 - конструкция блока синхронизации; на фиг. 3 - световод; на фиг. 4 - блок-схема блока управления; на фиг. 5 - алгоритм функционирования вычислительного блока.

Устройство для оптического контроля документов (фиг.- 1) содержит блок 1 освещения, включающий в себя рефлектор 2, источник 3 света (лампа) фокусирующие линзы 4, первый световод 5, круглый торец которого установлен после фокусирующих линз 4 и на одной оптической оси линз, второй торец световода (фиг. 3), расположенный перпендикулярно движению докумен- (та, имеющий прямоугольную форму и ..освещающий документ 6 (фиг. Г), который при помощи транспортного механизма продвигается под световодами.

Транспортирующий механизм 7 (фиг. 1 и 2) состоит из двигателя 8 ременной передачи 9, которая приводит во вращение ведущие ролики 10 и 11 и прижимные ролики 12 и 13 через приводные шкивы 14 и 15. На одной оси с ведущим роликом 11 установлен синх- родиск 16, состоящий из отверстий, которые определяют шаг съема информации с документа. Оптический дателел кэ

31

чик 17 синхродиска работает на про-- свет путем коммутации све тового потока светодиода V на фотодиод V,, Транспортирование документа происхоь- д)т по направляющим 18-20 между роликами. Роль направляющих выпопня- ют защитные стекла 21. Отраженный с ттетовой поток от документа через пторой световод 22 подается на пер- чую светоделительную призму 23, рас- положенную на оптической оси второго ветовода, а затем на вторую светоделительную призму 24. Разделенные световые потоки через светофильтры 25 - 27 поступают на фотоприемные элементы 28 (V,), 29 (V), 30 (V3) . Количество светоделительных призм фотоприемных элементов и светофильтров , спектральные характеристики которых могут перекрывать весь видимый световой диапазон или определенную часть спектра, зависит от конкретных требований по анализу (светофильтры съемные).

Информация от фотоприемных элементов (фиг. 1) поступает на усилители 31 - 33, выходы которых подключены к аналоговым входам аналогового коммутатора 34, Световой поток, прошедший через документ, регистрирует- ся линейкой 35 фотоприемных элемен- тий, Линейка 35, размещенная перпендикулярно движению документа, предназначена для контроля площади документа, внутренних разрывов и други дефектов, связанных с отсутствием части площади. Информация с линейки 35 поступает на аналоговые входы аналогового коммутатора 36, выход которого поступает на вход усилите- ля 37. Поочередное подключение одног из фотоприемных элементов линейки 35 происходит при помощи первого выхода блока 38 управления. Информация ,с датчика синхродиска усиливается усилителем 39, выход которого подключен к входу синхронизации блока 38 управления. Выходы усилителей 31 и 3 подключены на вход компаратора 40 напряжений, выход которого подключен к входу запуска блока 38 управления. Выход аналогового коммутатора 41 подключен на информационный вход блока 38 управления.

Блок управления (фиг. 4) состоит из триггера 42, который управляет запуском генератора 43, выход которого подключен к счетчику 44, который управляет дешифратором 45.

5

52

5 0

0 5 40 45 Q

5

104

Последний предназначен для управления аналоговым коммутатором 36 (фиг. 1). После завершения управления дешифратором 45 (фиг. 4) счетчик 44 вырабатывает импульс, который переключает триггер 46 и, тем самым разрешая работу счетчика 47 через элемент И 48, выходы триггера 46 управляют аналоговым коммутатором 41 (фиг. 1). Выходы счетчика 47 (фиг, 4) подключены к входам дешифратора 49, выходы которого управляют аналоговым коммутатором 34 (фиг. 1). Импульс HD наличия документа поступает с выхода компаратора 40 напряжений на вход элемента И 50 (фиг.4), выход которого подключен на разрешающий вход аналого-цифрового преобразователя 51, разрешая тем самым преобразование входной аналоговой информации и выдачу с аналого-цифрового преобразователя цифровой информации на шины блока 52 вычислений (фиг. 1).

Устройство для оптического контроля документов работает следующим образом.

При включении питания начинает вращаться двигатель 8 (фиг. 1), который через ременную передачу 9 и , шкивы 14 и 15 вращает ролики 10 и 11, одновременно вращаются и прижимные ролики 12 и 13.

Световой поток галогеновой лампы 3, отражаясь от рефлектора 2 и проходя через линзы 4, фокусируется на первом световоде 5 и освещает линейку 35 фотоприемных элементов. Оптическая ось прямоугольного торца первого световода (фиг. 3) расположена перпендикулярно к тракту транспортирования и линейки 35 .(фиг. 1).При подаче документа для анализа ролики 12 и 13 захватывают документ 6 и протягивают в зону анализа линейки 35 и второго световода 22.

При вращении ролика 11 вращается и синхродиск 16,состоящий из отверстий, расстояние между которыми равно шагу съема ижЪормации с документа 6. Датчик 17 синхродиска вырабатывает импульсы синхронизации съема информации, которые усиливаются усилителем 39 и поступают на второй вход блока 38 управления.

При транспортировании документа над линейкой 35 перекрывается толь51

ко части сЪотоприемных элементов,. а съем информации происходит после- довательно путем управления аналогового коммутатора 36 первыми выходами блока 38 управления. Выход первого коммутатора подключен к входу усилителя 37. Усиленный сигнал поступает на аналоговый вход второго коммутатора 41, который управляется вторым выходом блока 38 управления. Выход коммутатора 41 подключен к ишЪормационному входу блока 38 управления, который подключен -к аналоговому входу аналого-цифрового преобра- зователя 51 (фиг. 4) .

Отраженный световой поток от документа 6 через второй световод 22 (фиг. 1) проходит через светоделител ные призмы, на гранях которых устано лены светофильтры 25 - 27 с требуемой спектральной характеристикой. Световой поток, прошедший через светофильтры регистрируется фотоэлеменV.,, V ,, которые подключе

тами

V

fj vi 3

ны к усилителям 31 - 33. Усиленная информация через аналоговый коммутатор 34, управляемый блоком 38 управления, поступает на второй аналоговый коммутатор 41, который при помо- щи блока 38 управления поочереди подключает информацию с линейки 35 и информацию, регистрируемую со све- тоделительных призм 23 и 24. Усиленную информацию от граней свето- делительных призм 23 и 24 сравнивают на компараторе 40 напряжений. Совпадение напряжений на входах ком-, мутатора свидетельствует об отсутствии документа 6 в тракте транспор- тирования, а разные уровни входного напряжения на компараторе 40 вырабатывают импульс о наличии документа 6 в тракте транспортирования, который поступает на вход запуска блока 38 управления, разрешая элементу И 50 (фиг. 4) прохождение импульсов с генератора 43 на разрешающий вход аналого-цифрового преобразователя 51.

После коммутаций дешифратором 45 первого аналогового коммутатора 36 (фиг. 1) происходит переключение триггера 46 (Фиг. 4), разрешая счетчику 47 управлять дешифратором 49 для управления через третий выход анало- говым коммутатором 34 (фиг, 1). После прохождения документа импульс наличия документа с компаратора 40 напряжений снимается, тем самым

10 6

через вход запуска блока 38 управле-. ния и элемент И 50 (фиг. 4) запрещается работа аналого-цифрового преобразователя 51 .

Блок 52 вычислений согласно алгоритму (фиг. 5). работает следующим образом. Блок 1 осуществляет запуск программы вычислительного блока. Рефлектор 2 анализирует наличие документа (импульс НД) в тракте транспортирования документа, при его отсутствии рефлектор 2 осуществляет переход на начало. Рефлектор 2 при наличии сигнала с выхода компаратора напряжения НД (фиг. 5) осуществляет переход на лампу 3 и происходит чтение кода аналого-цифрового преобразователя, поступающего на щины данных блока 52 вычислений. Линза 4 формирует массив входных данных X. ,

Yio z io xin гл-е x;0 Yfo z 10 коды сигналов по отраженному от документа световому потоку, прошедшему через синий, красный и зеленые светофильтры; X ;п коды сигналов фотодиодов линейки по прошедшему через документ световому потоку. Световод 5 анализирует массивы исходных данных по формулам, вычисляя световые координаты каждой строки:

X.

18

Y;0

7 -

.

Л 1 о

1

io

х. + Yi-o + о

х - Yio - z;o

fo + Yio + Zio

где X.o,YT-0, Z fo - цветовые координаты строки.

i..Ј-,

Ј(X;0 + Y-0 + Z,-e ) 1:0 к

Ј . flO

Yio + Z;o )

Z(Xio + Y.0 +Z}0 )

X0, Y , Z0 - интегральные цветовые координаты всего документа; К - количество отраженных строк документа.

Определение площади документа,

к

z

х

где U e п.К - количество точек, зарегистрированных на просвет по всему документу S - площадь документа. Документ б сравнивает Xft, Y0 , Z0) S с эталонными значениями документа. Если сравнение не происходит, то происходит останов двигателя блоком 7 тракта транспортирования документа для последующего органолептического анализа, при сравнении происходит переход на начало программы. Указан- / ные вычисленные значения с помощью устройства позволяют определить цветовой рисунок, геометрические размеры, надрывы, отсутствие части площада.

формула изобретения

Устройство для оптического контроля документов, содержащее оптическую головку, состоящую из источника света, оптически связанного с входом первого световода, второго световода. трех фотоприемных элементов, линейки фотоприемников, транспортирующего механизма, несущая плоскость которого оптически связана с выходом первого световода и входом второго световода, а привод - кинематически связан с синхродиском, оптический датчик синхродиска, блок вычислений, о т- ли.чающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены три светофильтра, первый усилитель, вход которого подключен к выходу оптического датчика синхродиска, первая светоделительная призма, вход которой оптически связан с выходом второго световода, один выход через первый светофильтр оптически связан

52108

с первым фотоприемным элементом, а другой выход - с входом второй све- тоделительной призмы, один выход которой через второй светофильтр оптически связан с вторым фотоприемным элементом, а другой выход через третий светофильтр - с третьим фотопри- емным элементом, линейка фотоприемных элементов оптически связана с выходом первого световода и расположена в несущей плоскости транспортирующего механизма перпендикулярно направлению ее движения, блок управ10

5

0

5

0

5

0

5

ления, первый аналоговый коммутатор, информационные входы которого подключены к выходам линейки фотоприемных элементов, управляющий вход подключен к первому выходу блока управления, а выход соединен с входом второго усилителя, выход которого подключен к первому информационному входу второго аналогового коммутатора, управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а второй информационный вход подключен к выходу третьего аналогового коммутатора, управляющий вход которого соединен с третьим выходом блока управления, четвертый выход которого подключен к входу блока вычислений, третий, четвертый и пятый усилители входы которых соединены с выходами первого, второго и третьего фотоприемных элементов соответственно, а выходы под- ключены к информационным входам третьего аналогового коммутатора, компаратор напряжений, входы которого подключены к выходам третьего и четвертого усилителей соответственно, причем выход второго аналогового коммутатора соединен с информационным входом блока управления, выход первого усилителя соединен с синхронизирующим входом блока управления, а выход компаратора напряжений - с входом запуска блока управления.

п

22

23

2 25

УЗ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в машинах по пересчету с сортировке денежных потоков. Целью изобретения является повышение точности работы устройства. Устройство содержит блок освещения, первый и второй световоды, светофильтры, блок вычислений, транспортирующий механизм, усилители, светоделительные призмы, фотоприемные элементы, линейки фотоприемных элементов, блок управления, аналоговые коммутаторы, компаратор напряжений. Устройство обеспечивает не только подсчет документов, но и определение их цветовых рисунков, геометрических размеров, надрывов. 5 ил.

Фиг.1

д

А-А

«

4

17

Фаг. 2

В

В

Фиг.З