多光源影像传感器
阅读说明：本技术 多光源影像传感器 (Multi-light source image sensor ) 是由 张景超 张蕙筠 倪振荣 于 2021-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了多光源影像传感器,属于影像传感器技术领域,包括防护玻璃、透镜、光源阵列模组、红外光源导光棒、机壳、UV滤光片和PCB板,所述红外光源导光棒和RGB色彩模组的下方设置有UV滤光片,所述UV滤光片位于PCB板的上方,所述红外光源导光棒和RGB色彩模组的上方设置有光源阵列模组。将原有金融检测的彩色,红外光及UVA波段设计加入影像传感器,除了可用于一般UVA波段的紫外光的彩色荧光纤维的隐藏图像,也可用来侦测UVB及UVA波段隐形墨水的彩色纤维之隐藏图像的采集,以增加金融商品的辨识真伪的能力。(The invention discloses a multi-light-source image sensor, which belongs to the technical field of image sensors and comprises protective glass, a lens, a light source array module, an infrared light source light guide rod, a shell, a UV light filter and a PCB (printed circuit board), wherein the UV light filter is arranged below the infrared light source light guide rod and the RGB color module, the UV light filter is positioned above the PCB, and the light source array module is arranged above the infrared light source light guide rod and the RGB color module. The image sensor is added to the design of the original financial detection color, infrared light and UVA wave bands, and the image sensor can be used for detecting the collection of hidden images of color fibers of UVB and UVA wave band invisible ink besides the hidden images of the color fluorescent fibers of the ultraviolet light of the common UVA wave band so as to increase the capability of identifying the authenticity of financial commodities.)
技术领域
本发明涉及影像传感器技术领域，特别涉及多光源影像传感器。
背景技术
假钞，亦称伪钞，是指伪造、变造的货币，伪造的货币是指仿照真币图案、形状、色彩等，采用各种手段制作的假币，变造的货币是指在真币的基础上，利用挖补、揭层、涂改、拼凑、移位、重印等多种方法制作，改变真币原形态的假币，金融检测机关通常利用紫外光源进行纸币的真伪鉴别，目前利用紫外光源获得彩色荧光纤维之隐藏图像的采集模组，多半为UVA波长，波长约为320～400纳米，但在UVC及UVB波段(265～280纳米)并无感测器采集模组可以使用，有以下几个原因：1、UVC及UVB的波长传导率较低，需要利用光源阵列模组来提供足够的光能量来做影像处理；2、UVC及UVB的波长穿透率较低，且容易被玻璃吸收，无论是平台式或是馈纸式的影像模组，都需要使用特殊的玻璃来实现光源穿透；3、UVC及UVB的电流及消耗瓦数大，在影像感测器模组上需要做散热的防护。
由于UVA波长检测在金融检测间已被广泛利用，在此波长的墨水取得较为容易，容易被不肖份子做为犯罪工具用来制造伪钞，为了杜絕伪钞的橫行，后经改进，欧盟從2014年开始发布新的欧元纸币辨识方式，加入了新的墨水印刷，且已陆续在2014年，2015年及2017年分別发表加入UVC及UVB波段辨识方式的10元，20元及50元面额的新纸钞，此墨水在UVC及UVB波段(265～280纳米)会有明显的变化，但在UVA波段(365纳米)上无法显示其特征。
发明内容
本发明的目的在于提供多光源影像传感器，将原有金融检测的彩色，红外光及UVA波段设计加入影像传感器，除了可用于一般UVA波段的紫外光的彩色荧光纤维的隐藏图像，也可用来侦测UVB及UVA波段隐形墨水的彩色纤维之隐藏图像的采集，以增加金融商品的辨识真伪的能力，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：多光源影像传感器，包括防护玻璃、透镜、光源阵列模组、红外光源导光棒、机壳、UV滤光片和PCB板，所述机壳的下端固定安装有PCB板，所述机壳的中部设置有红外光源导光棒，所述红外光源导光棒上配合连接有RGB色彩模组，所述红外光源导光棒和RGB色彩模组的下方设置有UV滤光片，所述UV滤光片位于PCB板的上方，所述红外光源导光棒和RGB色彩模组的上方设置有光源阵列模组，所述光源阵列模组的上方设置有透镜，所述透镜的上方设置有防护玻璃，所述防护玻璃封装于机壳的上表面上。
进一步地，所述光源阵列模组包括UVLED阵列和LED基板，LED基板上锡焊有多个等间距排列的UVLED形成UVLED阵列，UVLED阵列包含UVALED、UVBLED和UVCLED。
进一步地，所述LED基板和机壳均为铝制金属构件。
进一步地，所述红外光源导光棒包括RGB色彩模组、红外光源和绝缘壳体，绝缘壳体的一侧开设有条形槽，该条形槽中卡嵌连接有RGB色彩模组，RGB色彩模组的一侧设置有红外光源。
进一步地，所述UV滤光片过滤后保留彩色荧光纤维的隐藏图像的可见光，该可见光的波长范围为400nm～700nm之间。
进一步地，所述防护玻璃为超白玻璃片，超白玻璃在UVB及UVC紫外波段上的穿透率为90％～95％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的多光源影像传感器，将原有金融检测的彩色，红外光及UVA波段设计加入影像传感器，除了可用于一般UVA波段的紫外光的彩色荧光纤维的隐藏图像，也可用来侦测UVB及UVA波段隐形墨水的彩色纤维之隐藏图像的采集，以增加金融商品的辨识真伪的能力，具体为：搭配彩色涂层的晶片，可以得到彩色荧光纤维的隐藏图像，可清楚分辨不同紫外波段的彩色荧光纤维的隐藏图像，以较小的尺寸，可以实现彩色，红外及紫外三波段的影像采集，影像感测器模组较小，可以减少设计结构的体积，故可成功缩小结构及降低成本，同时也能保有原有的功能。
附图说明
图1为本发明的多光源影像传感器的整体结构图；
图2为本发明的多光源影像传感器的光源阵列模组结构图；
图3为本发明的多光源影像传感器的光源阵列模组左端UV LED等间距分布图；
图4为本发明的多光源影像传感器的光源阵列模组右端UV LED等间距分布图；
图5为本发明的多光源影像传感器的UVA和UVB紫外光影像下的纸币图；
图6为本发明的多光源影像传感器的光源阵列模组左端UVALED分布图；
图7为本发明的多光源影像传感器的光源阵列模组右端UVA LED分布图；
图8为本发明的多光源影像传感器的UV滤光片穿透率和波长关系图；
图9为本发明的多光源影像传感器的青版玻璃穿透率和波长关系图；
图10为本发明的多光源影像传感器的超白玻璃穿透率和波长关系图。
图中：1、防护玻璃；2、透镜；3、光源阵列模组；4、PCB板；5、红外光源导光棒；6、机壳；7、UV滤光片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
参阅图1，多光源影像传感器，包括防护玻璃1、透镜2、光源阵列模组3、红外光源导光棒5、机壳6、UV滤光片7和PCB板4，机壳6的下端固定安装有PCB板4，机壳6的中部设置有红外光源导光棒5，红外光源导光棒5上配合连接有RGB色彩模组，红外光源导光棒5和RGB色彩模组的下方设置有UV滤光片7，UV滤光片7位于PCB板4的上方，红外光源导光棒5和RGB色彩模组的上方设置有光源阵列模组3，光源阵列模组3的上方设置有透镜2，透镜2的上方设置有防护玻璃1，防护玻璃1封装于机壳6的上表面上，本实施例中的防护玻璃1为超白玻璃片。
红外光源导光棒5包括RGB色彩模组、红外光源和绝缘壳体，绝缘壳体的一侧开设有条形槽，该条形槽中卡嵌连接有RGB色彩模组，RGB色彩模组的一侧设置有红外光源。
参阅图2至图7，光源阵列模组3包括UVLED阵列和LED基板，LED基板和机壳6均为铝制金属构件，用于提高散热，LED基板上锡焊有多个等间距排列的UVLED形成UVLED阵列，UVLED阵列包含UVALED、UVBLED和UVCLED；光源阵列模组3为保证在每一个传感器晶元能收到固定的光量，每一个LED晶片的间距要保持一样，结合以上条件并组合成具有UVA，UVB及UVC紫外光影像传感器采集模组后，可以获得光源阵列模组3图形，如图2至图5所示，由该图形可分辨出，UVA波段与UVB/UVC的图型的表现会不同，故可利用此差异辨识真伪，可让未来市场上之金融产品，身份档辨识及特征辨识的相关产品应用范围更广泛多元；由于UVC及UVB的波长传导率较低，需要利用光源阵列模组3来提供足够的光能量来做影像处理，如图6和图7所示，光源阵列模组3上UVLED阵列的排布为UVXLED和UVALED相互交替排列，UVLED阵列的两端处均为UVALED，UVXLED为UVBLED或UVCLED。
参阅图8，由于紫外光照射目标物时，除了紫外光的彩色荧光纤维的隐藏图像外，还会带有紫外灯本身的紫外光线，UV滤光片7过滤后保留彩色荧光纤维的隐藏图像的可见光，使用UV滤光片7来过滤多余的紫外光线，获得穿透率和波长之间的相关关系，如图8所示，在波长为400nm时，UV滤光片7的穿透率达到30％，波长为400nm～440nm之间时，UV滤光片7的穿透率大幅度增长并于波长为440nm时达到80％，波长为440nm～520nm之间时，UV滤光片7的穿透率的增长幅度缓慢，穿透率逐渐趋于90％，波长为520nm～700nm之间时UV滤光片7的穿透率趋于90％，并处于平稳状态，综上可知，该可见光的波长范围为400nm～700nm之间。
实施例二
本实施例和实施例一的区别仅在于本实施例中的防护玻璃1为青版玻璃。
参阅图9至图10，UVC及UVB的波长穿透率较低，且容易被玻璃吸收，无论是平台式或是馈纸式的影像模组，都需要使用特殊的玻璃来实现光源穿透，实施例一和实施例二中分别采用超白玻璃片和一般市面应用的青版玻璃(Sodalimeglass)作为紫外光影像传感器中的防护玻璃1，现分别制作500只实施例一中的多光源影像传感器和500只实施例二中的多光源影像传感器，并使用相同的UVCLED及UVBLED，分别检测超白玻璃和青版玻璃针对UVB及UVC的穿透率，并对数据进行统计分析制成图9至图10所示表，由表格可知，超白玻璃的波段穿透率在UVB及UVC紫外波段上的穿透率为90％～95％，而一般市面应用的玻璃为青版玻璃(Sodalimeglass)，但UVB在UVB及UVC紫外波段上无法穿透，因此，为技术方案的实现，防护玻璃1为超白玻璃片，在紫外光影像传感器采集模组上搭配使用超白玻璃(Ultra-whiteglass)来提高光源穿透的效果。
实施例三
本实施例和实施例一的区别仅在于本实施例中的LED基板为FR-4基板。
实施例四
本实施例和实施例一的区别仅在于本实施例中的LED基板为FR-4基板，机壳6为PC+玻璃纤维30％。
UVC及UVB的电流及消耗瓦数大，在影像传感器模组上需要做散热防护，该散热结构具体为LED基板以及与LED基板相互连接的机壳6，现在分别采用实施例一、实施例三、实施例四中的材料制作LED基板和机壳6，测量其导热系数、热膨胀系数和湿度系数，并对该数据进行统计，获得如下表1数据：
由上表可知，一般影像传感器采集模组的LED基板为FR-4基板，机壳6为PC+玻璃纤维30％，其导热效果非常差，在大功率的LEDpower上散热效果不好，容易造成过热，导致辨识效果变差，故更换成金属铝基板搭配上铝制加工壳体，以提高导热效果。
综上所述：本发明提出的多光源影像传感器，将原有金融检测的彩色，红外光及UVA波段设计加入影像传感器，除了可用于一般UVA波段的紫外光的彩色荧光纤维的隐藏图像，也可用来侦测UVB及UVA波段隐形墨水的彩色纤维之隐藏图像的采集，以增加金融商品的辨识真伪的能力，具体为：搭配彩色涂层的晶片，可以得到彩色荧光纤维的隐藏图像，可清楚分辨不同紫外波段的彩色荧光纤维的隐藏图像，以较小的尺寸，可以实现彩色，红外及紫外三波段的影像采集，影像感测器模组较小，可以减少设计结构的体积，故可成功缩小结构及降低成本，同时也能保有原有的功能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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