一种基于光线定位的纸张特定区域显微图像采集装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种基于光线定位的纸张特定区域显微图像采集装置。


背景技术：

2.通过对纸张在微观尺度下自身所固有的纤维图像特征进行自动提取和识别，获得纸张识别码，并利用纸张识别码发布防伪信息和鉴别真伪，是一种极具应用潜力的新技术。众所周知，纸质材料都是由植物纤维制造而成。在微米级尺度下，植物纤维随机地构成纵横交错的微观图像，如同指纹一样，在某种意义上讲，是不存在完全相同的纤维特征的，因此，根据纤维特征就可以唯一确定该纸张。然而，纸张特征识别技术的主要困难之处在于如何对纸张进行精确定位，获取纸张特定区域的显微图像数据。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种基于光线定位的纸张特定区域显微图像采集装置，以对纸张进行精确定位，进而获取纸张特定区域的显微图像数据。
4.为实现上述目的，本实用新型基于光线定位的纸张特定区域显微图像采集装置的技术方案是：
5.基于光线定位的纸张特定区域显微图像采集装置，包括：
6.壳体，具有放置槽，放置槽具有朝前的入口，入口供纸张放入放置槽内，放置槽的槽底用于对纸张在向后方向上限位；
7.发射电路板，处于壳体内且设置在放置槽的上方，发射电路板上设有平行光源和光束发射器组，光束发射器组包括第一光束发射器和第二光束发射器，两个光束发射器发射的光线在左右方向上错位布置，两个光束发射器发射的光线的错位距离为设定距离，其中，第一光束发射器发射的光线在左右方向上处于第二光束发射器发射的光线和平行光源发射的光线之间，或者第一光束发射器发射的光线与平行光源发射的光线在前后方向上重合；
8.接收电路板，处于壳体内且设置在放置槽的下方，接收电路板上设有光束接收器组，光束接收器组包括两个光束接收器，两个光束接收器与两个光束发射器一一对应；
9.图像传感处理电路板，处于壳体内且设置在放置槽的下方，图像传感处理电路板包括图像显微聚焦透镜组件，图像显微聚焦透镜组件与平行光源对应布置；
10.主控电路板，与发射电路板、接收电路板以及图像传感处理电路板连接，以实现信息交互处理。
11.有益效果是：本实用新型的基于光线定位的纸张特定区域显微图像采集装置通过物理限位和电子定位相结合，通过简单的操作，即可实现对纸张特定区域的精确定位，获取纸张特定位置的显微图像。保证了在其基础上建立的纸张识别和防伪发布等技术实际应用的可能性，可适用于防伪商标、办公公文、印章管理、票据、证件、资料公证等众多需要对普通纸张进行识别和防伪鉴别的领域。
12.作为进一步的改进，所述光束发射器组在左右方向上设置有两组，对应的光束接收器组设置有两组。
13.有益效果是：这样设计，使得纸张在放入放置槽内后，无论向左或向右均能够精确定位。
14.作为进一步的改进，所述平行光源和图像显微聚焦透镜组件均设置有一个，两个光束发射器组共用平行光源和图像显微聚焦透镜组件。
15.有益效果是：这样设计，不仅能够降低采集装置的制造成本，而且能够缩小采集装置的体积。
16.作为进一步的改进，所述壳体上铰接有压块，压块处于放置槽的上方，压块用于在纸张放入放置槽后压住纸张。
17.有益效果是：压块用于在纸张放入放置槽后压住纸张，避免纸张乱动，使得采集装置可以获得稳定的光学聚焦，以采集清晰的纸张显微图像。
18.作为进一步的改进，所述放置槽的左右两侧均为开口结构。
19.有益效果是：这样设计，有利于纸张由左前方或者右前方放入放置槽内。
20.作为进一步的改进，所述放置槽的下槽壁上设有集尘槽。
21.有益效果是：集尘槽能够收集放置槽内或纸张上携带的灰尘，避免灰尘对显微图像采集造成影响。
22.作为进一步的改进，所述入口的上侧具有圆弧结构。
23.有益效果是：这样设计，有利于纸张放入放置槽内。
24.作为进一步的改进，同一光束发射器组的两个光束发射器在前后方向上错位布置。
25.有益效果是：这样设计，有利于光束发射器在壳体内的安装。
26.作为进一步的改进，第一光束发射器发射的光线贴近放置槽的槽底设置。
27.有益效果是：这样设计，只有纸张到达槽底后，第一光束发射器发射的光线才会不通过，此时才能进行显微图像采集，保证采集结果的准确性。
28.作为进一步的改进，所述壳体上设有观察孔，观察孔处于放置槽的上方。
29.有益效果是：通过观察孔观察，能够确定纸张在放置槽内的大概位置。
附图说明
30.图1为本实用新型基于光线定位的纸张特定区域显微图像采集装置的结构示意图；
31.图2为图1的主视图；
32.图3为图1的内部结构示意图；
33.图4为图1中的采集装置对纸张左侧检测的结构示意图；
34.图5为图1中的采集装置对纸张右侧检测的结构示意图；
35.图中：11、壳体；12、集尘槽；13、放置槽；14、激光光线d发射器；15、观察孔；16、压块；17、图像传感处理电路板；18、激光光线a发射器；19、平行光源；20、激光光线b发射器；21、激光光线c发射器；22、圆弧结构；23、发射电路板；24、主控电路板；25、接收电路板；26、激光光线a接收器；27、激光光线d接收器；28、图像显微聚焦透镜组件；29、激光光线b接收
器；30、激光光线c接收器。
具体实施方式
36.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
37.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”是基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。
39.以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。
40.本实用新型基于光线定位的纸张特定区域显微图像采集装置的实施例1：
41.如图1和图2所示，基于光线定位的纸张特定区域显微图像采集装置包括壳体11，壳体11具有放置槽13，放置槽13具有朝前的入口，入口供纸张放入放置槽13内，放置槽13的槽底用于对纸张在向后方向上限位。其中，放置槽13在上下方向上的尺寸l为0.2
‑
1mm，放置槽13的上、下槽壁能够对纸张在上下方向上限位。
42.本实施例中，在放置槽13的上侧设有圆弧结构22，以便于纸张放入放置槽13内；壳体11上设有观察孔15，观察孔15处于放置槽13的上方，通过观察孔15观察，能够确定纸张在放置槽13内的大概位置。
43.本实施例中，壳体11上铰接有压块16，压块16处于放置槽13的上方，压块16用于在纸张放入放置槽13后压住纸张，避免纸张乱动，使得采集装置可以获得稳定的光学聚焦，以采集清晰的纸张显微图像。
44.本实施例中，放置槽13的左右两侧均为开口结构，有利于纸张由左前方或者右前方放入放置槽13内；放置槽13的下槽壁的后部设有集尘槽12，集尘槽12用于收集放置槽13内或纸张上携带的灰尘。在其他实施例中，集尘槽设置在放置槽的下槽壁中部。
45.如图1和图3所示，壳体11内设有发射电路板23、接收电路板25、图像传感处理电路板17以及主控电路板24。
46.本实施例中，发射电路板23处于放置槽13的上方，发射电路板23上设有平行光源
19和激光发射器组，激光发射器组沿左右方向间隔设置有两组，两组激光发射器组对称分布在平行光源19两侧并共用平行光源19。其中，平行光源19用于光线e。在其他实施例中，可以设置一组激光发射器组。
47.本实施例中，激光发射器组构成光束发射器组，即利用激光穿透纸张弱的特点，使用激光对纸张进行定位。在其他实施例中，可以由其他穿透纸张弱的光束发射器组代替激光发射器组，如采用线束较少的平行光束发射器组。
48.本实施例中，左侧的激光发射器组包括激光光线a发射器18和激光光线b发射器20，激光光线a发射器18用于发射光线a，激光光线b发射器20用于发射光线b，其中，激光光线b发射器20构成第一光束发射器，激光光线a发射器18构成第二光束发射器；如图4所示，光线a和光线b在左右方向上错位布置，光线a和光线b的错位距离为设定距离x，x值应尽可能的小，以保证定位精度；光线b靠近放置槽13的槽底，且光线b在左右方向上处于光线a和平行光源发射的光线e之间。在其他实施例中，光线b与光线e在前后方向上重合。
49.本实施例中，光线a和光线b在前后方向上错位布置，即光线a处于光线b的前方，且光线a与放置槽13的槽底之间的距离为z。其中，图4中光线e点照射的点为纸张左下角的图像采集点，该图像采集点与纸张的两个边分别距离为y，其中，y值取10mm。
50.本实施例中，右侧的激光发射器组包括激光光线c发射器21和激光光线d发射器14，激光光线c发射器21用于发射光线c，激光光线d发射器14用于发射光线d，其中，激光光线c发射器21构成第一光束发射器，激光光线d发射器14构成第二光束发射器；如图5所示，光线c和光线d在左右方向上错位布置，光线c和光线d的错位距离为设定距离x，x值应尽可能的小，以保证定位精度；光线c靠近放置槽13的槽底，且光线c在左右方向上处于光线d和平行光源发射的光线e之间。在其他实施例中，光线c与光线e在前后方向上重合。
51.本实施例中，光线c和光线d在前后方向上错位布置，即光线d处于光线c的前方，且光线d与放置槽13的槽底之间的距离为z。其中，图5中光线e点照射的点为纸张右下角的图像采集点，该图像采集点与纸张的两个边分别距离为y，其中，y值取10mm。
52.如图3所示，接收电路板25处于放置槽13的下方，接收电路板25上设有两个激光接收器组，两个激光接收器组与上述的两个激光发射器组一一对应。其中，激光接收器组构成光束接收器组。
53.本实施例中，左侧的激光接收器组包括激光光线a接收器26和激光光线b接收器29，激光光线a接收器26用于接收光线a，激光光线b接收器29用于接收光线b。
54.本实施例中，右侧的激光接收器组包括激光光线c接收器30和激光光线d接收器27，激光光线c接收器30用于接收光线c，激光光线d接收器27用于接收光线d。
55.如图3所示，图像传感处理电路板17处于放置槽13的下方且位于接收电路板25的下方，图像传感处理电路板17包括图像显微聚焦透镜组件28和图像传感器，图像显微聚焦透镜组件28与平行光源19对应布置。其中，图像传感处理电路板17采集纸张上的显微图像的技术为现有成熟技术，在此不再说明。
56.本实施例中，壳体11上设有避让各光线的避让孔；接收电路板25上设有避让图像显微聚焦透镜组件28的避让孔。
57.如图3所示，主控电路板24与发射电路板23、接收电路板25以及图像传感处理电路板17连接，以实现信息交互处理。
58.使用时，将纸张由前方放入放置槽13内，直至纸张顶在放置槽13的槽底，这样纸张在上下方向上以及向后的方向上均被限位，因此，纸张仅可在前后方向上移动。之后，纸张在左右方向移动，如果激光光线a通过且激光光线b未通过，则认为纸张已经定位准确，可采集纸张左下角的图像；如果激光光线d通过且激光光线c未通过，则认为纸张已经定位准确，可采集纸张右下角的图像。然后，将平行光源19开启照射纸张，穿过纸张的光线e由图像显微聚焦透镜组件28聚焦后成像于图像传感器上，以实现显微图像采集。
59.本实用新型的基于光线定位的纸张特定区域显微图像采集装置通过物理限位和电子定位相结合，通过简单的操作，即可实现对纸张特定区域的精确定位，获取纸张特定位置的显微图像。保证了在其基础上建立的纸张识别和防伪发布等技术实际应用的可能性，可适用于防伪商标、办公公文、印章管理、票据、证件、资料公证等众多需要对普通纸张进行识别和防伪鉴别的领域。
60.本实用新型基于光线定位的纸张特定区域显微图像采集装置的实施例2：
61.本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，激光发射器组在左右方向上设置有两组，两组激光发射器组共用一个平行光源19和一个图像显微聚焦透镜组件28。本实施例中，基于激光发射器组在左右方向上设置有两组的情况下，每组激光发射器组分别对应一个平行光源和一个图像显微聚焦透镜组件。
62.本实用新型基于光线定位的纸张特定区域显微图像采集装置的实施例3：
63.本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，放置槽13的左右两侧均为开口结构。本实施例中，放置槽的左右两侧均为封闭结构，此时，放置槽在左右方向上的尺寸足够大，以保证纸张能够放入放置槽内，并在左右移动后实现精确定位。
64.本实用新型基于光线定位的纸张特定区域显微图像采集装置的实施例4：
65.本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，图像传感处理电路板17处于放置槽13的下方且位于接收电路板25的下方，接收电路板25上设有避让图像显微聚焦透镜组件28的避让孔。本实施例中，图像传感处理电路板处于放置槽的下方且位于接收电路板的上方，图像传感处理电路板上设有避让激光接收器的避让孔。
66.本实用新型基于光线定位的纸张特定区域显微图像采集装置的实施例5：
67.本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，激光光线b发射器20发射的光线b和激光光线c发射器21发射的光线c均贴近放置槽13的槽底设置。本实施例中，激光光线b发射器发射的光线b和激光光线c发射器发射的光线c均与放置槽的槽底有设定距离；在对纸张进行显微图像采集时，要求将纸张插至槽底，并且在纸张左右移动过程中，保证纸张始终与槽底接触，以保证采集位置的准确性。
68.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。