專利名稱：關(guān)于鈔票驗(yàn)證的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與鈔票驗(yàn)證相關(guān)的改進(jìn)，并且尤其但不是排他地涉及 一種改進(jìn)的方法和裝置，用于檢測鈔票的光學(xué)特征以確定其真實(shí)性。 應(yīng)該理解，這里使用的術(shù)語"鈔票"應(yīng)該理解為表示設(shè)置在特殊的類 似于紙的襯底上并具有值的任何制造的物品，諸如票、憑證或是流通 券，該襯底具有熒光特征。
背景技術(shù)：
鈔票的自動識別(驗(yàn)證)是眾所周知的，(例如，參見Mars Inc.的歐 洲專利申請EP 0738408)并且記載了很多用于辨別真假鈔票的技術(shù)。 歷史上看來，這種自動鈔票驗(yàn)證器需要一組不同類型的傳感器(以及 相關(guān)的輻射源)，其中每個(gè)傳感器測量鈔票不同的物理參數(shù)，例如光 學(xué)、磁、密度特征等，以可靠地辨別廣闊范圍中的真假鈔票。這在國 際專利申請WO 03/063098中(僅限于歐洲)可以看到。這種技術(shù)產(chǎn)生 一組不同的結(jié)果，該結(jié)果可以與有效鈔票的預(yù)計(jì)結(jié)果進(jìn)行比較，以確 定相對于當(dāng)前測試位置該鈔票是否可以被認(rèn)為是有效的。通常每個(gè)鈔票需要在若干位置進(jìn)行測試，以驗(yàn)證是否為真的鈔 票。因此，在很多情況下，相對于傳感器移動鈔票使得可以通過該組 不同的傳感器測試鈔票表面上不同的位置。通常設(shè)置有兩種或是更多 不同的傳感器，在通過驗(yàn)證器和彼此的鈔票路徑方向上移動。這就確 保在鈔票寬度的不同位置上進(jìn)行測試以避免共同的假貨。有效鈔票可 以在所有采樣位置通過這些測試。來自所有組不同傳感器的結(jié)果表示 大量數(shù)據(jù)。另一種問題是包括源、輻射導(dǎo)波、傳感器以及信號處理裝置的先 前傳感器設(shè)備相對較貴。提供這些多個(gè)傳感器不僅增加鈔票驗(yàn)證器的 成本，并且對于產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)的處理和存儲以及存儲比較數(shù)據(jù)還需 要更多處理能力以及更多鈔票驗(yàn)證器中的存儲器。已經(jīng)知道以紫外光照射鈔票并測量具體熒光波長，通常為"藍(lán)色" 熒光響應(yīng)。已經(jīng)知道在大多數(shù)偽造貨幣中出現(xiàn)這種熒光；真的鈔票不 會在這種情況下熒光。這種藍(lán)色熒光來自于設(shè)計(jì)為出現(xiàn)藍(lán)色熒光以使 得可以看上去更白的紙(plain paper)中的染料(諸如OBA，光學(xué)增亮 劑)，而這些染料在鈔票中并不使用。同樣的染料還會用在洗衣粉中 以使得衣服看上去更白，這就是為什么如果真的鈔票不小心被洗了以 后，就會在UV之下發(fā)出藍(lán)光并可能被使用UV光測試器的店主誤認(rèn) 為是假的。通常，這種鈔票感測設(shè)備，例如參見Mars Inc.的歐洲專利申請 EP0738408，包括了設(shè)計(jì)為在此"藍(lán)色"熒光波長周圍的窄帶通濾波 器。將所有其他可見波長光過濾掉，以防止例如潛在的雜散光的問題， 并且最大化"藍(lán)色"熒光響應(yīng)的信噪比(S/N)。還設(shè)置了另一個(gè)傳感 器以感測反射的非可見紫外光，并且這里使用另一個(gè)帶通濾波器，其 過濾掉熒光。認(rèn)為使用這種具體波長窄帶通濾波器是必須的，但是這 相對昂貴?；蛘?，根本就不要使用濾波器，且可以使用具有窄帶通靈 敏度特征的傳感器，這種傳感器基于所需感測波長具有峰值響應(yīng)。這 種窄帶通傳感器比上述窄帶通濾波器更加昂貴。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明用于克服或減少至少部分上述現(xiàn)有技術(shù)的問題。更具體 的，本發(fā)明想要保持或是提高現(xiàn)有方法和驗(yàn)證器的辨別真假鈔票的可 靠性，并同時(shí)要降低這種辨別系統(tǒng)的成本。本發(fā)明在于對作出的發(fā)現(xiàn)的應(yīng)用，而試驗(yàn)鈔票的光學(xué)特征。通過 以非可見波長的光激勵鈔票，并觀察鈔票反射或是透射的熒光特征， 本發(fā)明的發(fā)明人確定經(jīng)過感測可見波長的接收光同時(shí)以非可見波長 的光激勵鈔票就可以觀察到獨(dú)特的鈔票特征互動。更具體的說，已經(jīng)知道在以這種方式進(jìn)行檢查的時(shí)候，與假的鈔 票相比，很多真的鈔票具有非常不同的表現(xiàn)。具體的說對于真鈔票和 假鈔票，在以非可見紫外波長光激勵鈔票的時(shí)候，以可見光波長發(fā)射 (反射或透射過鈔票)的波長的光是非常不同的。通過使用非可見紅外 波長的光從襯底上透射或是反射可見熒光，也可以獲得這種熒光效 果，對于較低波長而言這種效果在某些真的和假的襯底上顯示出非常 不同的結(jié)果。這種現(xiàn)象是新的，并且不同于現(xiàn)有技術(shù)中測試之處在于該測試并 不是僅基于在以特定波長光照射假的鈔票時(shí)在具體頻率上獲得的響 應(yīng)，諸如上述"藍(lán)色"熒光效應(yīng)。本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)確定了在以非可見波長的光(包括紫外或紅 外波長的光)激勵真的鈔票的時(shí)候，通過檢査相對較寬的發(fā)射可見光 的光譜，所發(fā)生的其他較不明顯的可見光發(fā)射有助于辨別真的鈔票和 假的鈔票。與上述已知"藍(lán)色"波長熒光相比，對于偽造的鈔票，這 些可見波長發(fā)射包含更多有用的和細(xì)微的信息。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種鈔票驗(yàn)證器，其設(shè)置為辨別 真假鈔票，該驗(yàn)證器包括光源，設(shè)置為發(fā)射非可見光譜中的光到被驗(yàn)證的鈔票上，該發(fā)射的光包括紫外(10nm到400nm)或紅外(800nm 到100000nm)波長的光；寬帶光傳感器，設(shè)置為響應(yīng)于給該鈔票照射 該非可見波長光，感測從該鈔票發(fā)射的相對寬帶的熒光可見光波長； 以及光學(xué)濾波器，設(shè)置在該鈔票和該傳感器之間，并設(shè)置為防止以來 自光源的反射或透射非熒光的光照射該傳感器，該光學(xué)濾波器具有選 出的-3db的截止點(diǎn)，其至少濾掉從該光源發(fā)射的非可見光，具有與可 見光譜波長的光最接近的波長。本發(fā)明的主要部分在于以低成本使用這種發(fā)現(xiàn)。盡管可以使用分 光光度計(jì)，但是很明顯這比鈔票驗(yàn)證器本身來說在價(jià)格上貴了很多個(gè) 數(shù)量級。因此，本發(fā)明以一種簡單的方式實(shí)現(xiàn)，其中光源、傳感器和 光學(xué)濾波器設(shè)備將成本最小化?？梢岳斫?，高通濾波器或是低通濾波 器，即具有簡單階躍功能的濾波器通常遠(yuǎn)比帶通濾波器便宜。此外， 與EP 0738408中公開的使用兩個(gè)傳感器的方式相對應(yīng)，如果需要， 本發(fā)明可以用單個(gè)傳感器實(shí)現(xiàn)。此外，與現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備相比，驗(yàn)證 真鈔票的計(jì)算成本顯著降低，因?yàn)楂@得了要感測的鈔票的每個(gè)不同部 分的單個(gè)集成讀數(shù)而不是每個(gè)鈔票感測位置上的多個(gè)不同讀數(shù)。此外，并且是很重要的，使用寬帶傳感器是保持本發(fā)明的成本較低的關(guān) 鍵。這是因?yàn)閱蝹€(gè)寬帶傳感器比窄帶傳感器或是多個(gè)傳感器更便宜。例如，如果從紫外光源發(fā)射出的相對最高波長的光是300nm，該 高通濾波器(關(guān)于波長)就具有300nm或更大的-3db截止點(diǎn)。優(yōu)選的， 該截止點(diǎn)可以至少是比光源發(fā)出的最高相對波長更高50nm(當(dāng)然是 關(guān)于波長，對于頻率來說則是更低)。認(rèn)為這是理想的波長補(bǔ)償，這 就保證了沒有直接反射或透射的光到達(dá)傳感器。本發(fā)明根據(jù)上述需要并且具體提供了一種方法和驗(yàn)證器，其可以 以很低的相對成本，以最少數(shù)量的傳感器和傳感器設(shè)備，從真的鈔票 中辨別很多不同類型的假鈔票。具有寬感測特征的傳感器遠(yuǎn)比窄帶感 測特征的傳感器更便宜，這有助于降低成本。此外，通過簡化傳感器 設(shè)備，增加了驗(yàn)證器的可靠性并且很重要的是，減少了產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量 也降低了其成本。本發(fā)明還可以認(rèn)為是一種用于辨別真假鈔票的鈔票驗(yàn)證方法，該 方法包括照射非可見光譜中的光到被驗(yàn)證的鈔票上，該發(fā)射的光包 括紫外(10nm到400nm)或是紅外(800nm到100000nm)波長的光；光學(xué)過濾從該鈔票接收的光以從該妙票獲得熒光，該光學(xué)過濾具有選出 的-3db截止點(diǎn)，其至少過濾掉從該光源發(fā)射出的、具有與可見光光譜 波長的光最接近的波長非可見光；以及在使用中響應(yīng)于以非可見波長 的光照射的鈔票，在相對較寬范圍的可見光波長范圍上測量過濾掉的 發(fā)射光。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種鈔票驗(yàn)證器，設(shè)置為區(qū)別真假 鈔票，該鈔票驗(yàn)證器包括光源，設(shè)置為發(fā)射非可見光譜中的光到被 驗(yàn)證的鈔票，該發(fā)射的光包括紫外(10nm到400nm)或紅外(800nm到 100000nm)波長的光；兩個(gè)寬帶光傳感器， 一個(gè)寬帶光傳感器在使用 中相對于該鈔票的部分而設(shè)置，以測量過濾的反射光，而另一個(gè)寬帶 光傳感器在使用中相對于該鈔票的部分設(shè)置，以測量過濾的透射光， 每個(gè)傳感器都設(shè)置為響應(yīng)于照射該非可見波長光的鈔票，對于從該鈔 票發(fā)射的相對寬帶的熒光可見光波長敏感，并產(chǎn)生表示測量光的輸出 信號；兩個(gè)高通濾波器，每個(gè)高通濾波器設(shè)置為具有-3db的點(diǎn)，至少 比從該輻射源發(fā)射的最接近波長更接近該可見光譜，該濾波器之一設(shè) 置為過濾從鈔票部分反射的光，且另一個(gè)濾波器設(shè)置為過濾透射通過 該鈔票部分的光；比較器，用于比較每個(gè)傳感器輸出信號的值和表示 有效鈔票的預(yù)定值；以及確定裝置，用于基于該比較器的結(jié)果確定該 鈔票的部分的有效性?？梢栽诒景l(fā)明的不同實(shí)施例中測量從鈔票反射的光、從鈔票透射 的光或是同時(shí)測量反射和透射光。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，鈔票可以通過使用紫外發(fā)射LED(發(fā) 光二極管)首先以低成本受到激勵(以非可見光照射)。然而，通過使用 寬帶光學(xué)接收器和高通波長(低通頻率)光學(xué)濾波器，就可以探測到較 高的波長發(fā)射。這可以使用通用目的低成本光電二極管以及低成本常 規(guī)塑料濾波器來實(shí)現(xiàn)。該光電二極管具有寬響應(yīng)但是高通濾波器在 500nm截止，或是在比受激光源發(fā)射出的最高波長更高的點(diǎn)截止。該 濾波器分開從鈔票反射回來的光，其不導(dǎo)致來自其他低級熒光波長的 任何激勵。使用單個(gè)傳感器還可以使得在真假鈔票之間的比較任務(wù)更簡單， 因?yàn)閱蝹€(gè)傳感器集成了較寬范圍波長上的發(fā)射響應(yīng)，這導(dǎo)致產(chǎn)生表示 鈔票位置的值的單個(gè)電壓輸出信號。 一旦已經(jīng)獲得了若干個(gè)這種值， 就可以將其與表示有效鈔票的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。在實(shí)際的鈔票驗(yàn)證 中，需要通過在不同位置以單個(gè)傳感器獲得多個(gè)讀數(shù)來讀取整個(gè)鈔 票，并將所有的結(jié)果與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。使用本實(shí)施例，對于鈔票 上的每個(gè)點(diǎn)，獲得單個(gè)集成的多波長讀數(shù)而不是以不同的光波長獲得 多個(gè)讀數(shù)?？梢允褂免n票位置的單個(gè)值進(jìn)行比較，而不是現(xiàn)有技術(shù)中 對每個(gè)鈔票位置執(zhí)行更復(fù)雜的多個(gè)結(jié)果的分析。與先前所知的基于"藍(lán)色"發(fā)射的系統(tǒng)相比，此系統(tǒng)的主要好處 在于其提供對于真鈔票與假鈔票相比的更好的識別。此外，本發(fā)明還 顯著降低了生產(chǎn)成本，并且比其他需要多于一個(gè)傳感器以測量每個(gè)反 射和透射光互動的系統(tǒng)更簡單。


現(xiàn)在可以通過例如參考附圖以實(shí)現(xiàn)更好地理解本發(fā)明的目的，其中圖l是驗(yàn)證器的兩部分鈔票殼體的透視圖，其中包括實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的光感測裝置；圖2是圖1所示鈔票驗(yàn)證器殼體的上部和下部的拆裝圖；圖3a是圖1鈔票驗(yàn)證器殼體的下部的拆裝圖，示出了下部的光感測設(shè)備；圖3b是圖1鈔票驗(yàn)證器殼體的上部的拆裝圖，示出了上部的光 感測設(shè)備；圖4是圖1的鈔票驗(yàn)證器殼體在鈔票部分的方向沿驗(yàn)證器長度的 截面圖；圖5是示意電路圖，顯示了對于鈔票和驗(yàn)證器的信號處理元件如 何設(shè)置每個(gè)感測設(shè)備；圖6是上下感測設(shè)備中使用的光源的發(fā)射特征的圖； 圖7是示出上下感測設(shè)備中使用的光傳感器的接收特征的圖； 圖8是流程圖，示出確定鈔票有效性的感測設(shè)備的操作；以及 圖9是本發(fā)明第二實(shí)施例中使用的紅外光發(fā)射特征的圖。
具體實(shí)施方式
參照圖l，示出了鈔票驗(yàn)證器殼體IO，包括依照本發(fā)明第一實(shí)施 例的感測設(shè)備。鈔票驗(yàn)證器殼體10包括上部12和下部14，它們設(shè) 置為可釋放地互鎖以形成驗(yàn)證器殼體10。在鎖在一起的時(shí)候，上和 下部件12、 14限定了鈔票驗(yàn)證路徑，其在鈔票入口 16處開始。為了 本發(fā)明的目的，鈔票殼體10表示鈔票驗(yàn)證器。即使沒有示出驗(yàn)證器 所有的功能部件，也示出了本發(fā)明關(guān)鍵的部件。圖2以分開的位置示出了鈔票驗(yàn)證器殼體10的上和下部件12、 14。這里，可以在部件12、 14上看見鈔票驗(yàn)證路徑16在鈔票入口 16處開始。盡管可以簡單地具有設(shè)置在鈔票路徑一側(cè)上的單個(gè)感測設(shè)備，但 是在本實(shí)施例中，如在下面詳細(xì)進(jìn)行描述的，下和上部件中的每個(gè)包 括其自己的雙感測設(shè)備。參照圖3a，示出了鈔票驗(yàn)證器殼體10的下部件14的拆裝圖。該 下部件14包括結(jié)實(shí)的塑料殼20以及由透明塑料材料制成的互鎖的下 透鏡22。還在印刷電路板26上提供了第一感測設(shè)備24。該第一感測 設(shè)備24包括UV發(fā)光二極管(LED)28、光電二極管30、第一不透明 透鏡保持器32、塑料高(波長)通濾波器34以及第二不透明透鏡保持 器36。該第一感測設(shè)備24的元件設(shè)置為彼此配合以形成緊湊的單元， 其在使用中將光照射到鈔票上并且還通過透明下透鏡22感測熒光。濾波器34形成為使得僅覆蓋光電二極管30但不覆蓋UV發(fā)光二 極管28。濾波器34可以由任何塑料材料制成，因?yàn)樗鼙阋瞬⑶胰?易制成所需的形狀。塑料的實(shí)際類型并不重要，只要它顯示出正確的 所需截止波長。在此實(shí)施例中，該塑料片濾波器由聚酯制成。在本實(shí)施例中，第二感測設(shè)備24a設(shè)置在與上述第一感測設(shè)備24 臨近的位置。第二感測設(shè)備在被感測鈔票的寬度方向上提供第二測試 位置，該測試位置可以用于防止偽造某些類型的鈔票。第二感測設(shè)備24a包括第二 UV發(fā)光二極管28a和第二寬帶可見 光傳感器30a，這與第一感測設(shè)備24中的配置相同。第二感測設(shè)備 24a共享第一感測設(shè)備的第一不透明透鏡保持器32、塑料高(波長)通 濾波器34以及第二不透明透鏡保持器36，這些元件物理上足夠?qū)挘?可以覆蓋兩個(gè)設(shè)備24、 24a的光源28、 28a以及傳感器30、 30a。然 而，濾波器34僅覆蓋傳感器30、 30a并沒有覆蓋光源28和28a。圖3b示出鈔票驗(yàn)證器的上部件12的拆卸圖。上部件容納感測設(shè) 備24，其與上述鈔票驗(yàn)證器殼體10的下部件14的感測設(shè)備24相同。 上部件12包括透明塑料材料上透鏡38以及互鎖上機(jī)身40。透鏡38 和機(jī)身40在一起容納該第三和第四感測設(shè)備42、 42a。該第三感測 設(shè)備42設(shè)置在印刷電路板44上并包括UV發(fā)光二極管46、光電二 極管48、第一不透明透鏡保持器50、塑料高(波長)通濾波器52和第 二不透明透鏡保持器54?？梢岳斫?，在圖3b中，該UV(紫外)發(fā)光二
極管46和光電二極管48示出為非常接近，并且它們與圖3a所示的 光電二極管30和UVLED 28相比可以很容易地分辨。第三感測設(shè)備 42的元件設(shè)置為配合在一起以形成緊湊的單元，其在使用中通過透 明的上透鏡38將光照射到鈔票上并還感測熒光。第四感測設(shè)備42a設(shè)置為與上述第三感測設(shè)備42接近，并還設(shè) 置在印刷電路板44上。該第四感測設(shè)備42a提供了被感測的鈔票寬 度方向上的第二測試位置，該位置可以用于防止偽造某些類型的鈔 票。第四感測設(shè)備42a共享第三感測設(shè)備的第一不透明透鏡保持器 50、塑料高通(波長)濾波器52以及第二不透明透鏡保持器54，這些 元件在物理上足夠?qū)?，可以覆蓋兩個(gè)設(shè)備42、 42a的光源46、 46a以 及傳感器48、 48a。然而，濾波器52僅覆蓋傳感器48、 48a而并沒有 覆蓋光源46和46a。可以理解，第一和第四感測設(shè)備24、 42a設(shè)置為彼此面對，以使 得在一個(gè)感測設(shè)備上產(chǎn)生的光可以被感測為其他感測設(shè)備中透射通 過鈔票的熒光。很清楚的，在產(chǎn)生非可見光的同一感測設(shè)備中的傳感 器可以探測到反射的熒光。以此方式，反射/透射的感測光讀數(shù)可以 在從驗(yàn)證器殼體10的上或下部件12、 14中任意一個(gè)的任意一個(gè)方向 上獲得。這對于對準(zhǔn)的第二和第三感測設(shè)備24a、 42也是一樣的。圖4是上和下部件連接在一起的驗(yàn)證器殼體10的截面圖。此圖 示出如何將第一和第二傳感器設(shè)備24、 24a與第三和第四傳感器設(shè)備 42、 42a對準(zhǔn)，以使得可以探測到反射和透射的熒光?，F(xiàn)在參照圖5描述處理傳感器設(shè)備24、 24a、 42、 42a的輸出的 電子電路。為了簡單的原因，這里僅描述與第一和第三對準(zhǔn)的傳感器 設(shè)備24、 42相關(guān)的處理。然而，下面還可以用于第二和第四對準(zhǔn)的 傳感器設(shè)備24、 42a，它們作為額外的輸入簡單地結(jié)合到下面描述的 電路中。盡管圖3a和3b中沒有示出，但是電子電路60設(shè)置在印刷電路 板26、 44上。LED 28、濾波器34、 52和傳感器30、 48都關(guān)注于正 在被分析的鈔票襯底62。傳感器30探測反射的可見熒光，而傳感器 48探測透射的可見熒光。傳感器30、48的輸出經(jīng)過各自的緩存器66、68被發(fā)送到微處理器64，緩存器用于穩(wěn)定傳感器產(chǎn)生的模擬信號。 微處理器控制器(微控制器)64設(shè)置為接收并處理來自傳感器30、 48 的信號，以將這些信號與存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較并確定鈔票62是否可 以接受。當(dāng)鈔票62處于用于感測的正確位置時(shí)，控制器64還控制 LED 28的激活。為了執(zhí)行上述處理，將微控制器64設(shè)置為執(zhí)行特定的功能。該 第一功能是模擬到數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換功能70，其對于來自傳感器的輸入 緩沖信號使用以產(chǎn)生表示模擬信號的數(shù)字值的流。該A/D轉(zhuǎn)換功能 的結(jié)果存儲在本地存儲器74中在本實(shí)施例中是微處理器的RAM。 在微控制器64中還設(shè)置了比較器功能72，用于比較數(shù)字化的傳感器 信號和從存儲器74獲得的一組比較值。這可以用算法的形式很容易 地實(shí)現(xiàn)，該算法確定鈔票是真的或不是真的，并確定被檢測的鈔票 62的面值。在本申請中沒有描述該算法，因?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員可以 知道很多不同的算法來執(zhí)行此功能。然而，關(guān)于控制LED 28和A/D 功能70以從鈔票62獲得樣本的微控制器64的操作在下面簡要描述， 并且在后面參照圖8進(jìn)行描述。以均勻的間隔獲得讀數(shù)，并通過微處理器64存儲。讀數(shù)的數(shù)量 依賴于鈔票的長度，然而在本實(shí)施例中，要獲取30到60個(gè)讀數(shù)，但 這個(gè)并不重要?？梢允沟帽緦?shí)施例以連續(xù)數(shù)據(jù)流工作或是以任何恰當(dāng) 數(shù)量的樣本工作。每張有效鈔票沿其長度都有某個(gè)特征熒光曲線，這 一系列樣本與從有效鈔票獲得的預(yù)計(jì)值進(jìn)行比較以首先確定該鈔票 是不是假的，并且隨后確定該鈔票的面值。更具體的，如果鈔票是偽 造的，由于可能在每個(gè)位置出現(xiàn)的藍(lán)色熒光現(xiàn)象，沿整個(gè)鈔票62的 熒光輸出曲線就可能相對恒定。然而，如果輸出曲線在沿著鈔票長度 的已知位置具有特定的"脈沖"，則該鈔票很可能是真的。這是因?yàn)?對于有效鈔票的不同部分的可見光譜中具有不同波長的熒光，探測到 該熒光以構(gòu)成有效鈔票62的獨(dú)特曲線。通過使用寬帶傳感器，產(chǎn)生 的信號集成了熒光所有感測到的可見波長，并且因此就不能準(zhǔn)確地知 道熒光是什么波長。然而，只要同一傳感器可以探測到藍(lán)色波長發(fā)射 (對于偽造的鈔票)和其他可見波長發(fā)射(對于真鈔)，這對于本實(shí)施例
來說就并不重要。偽鈔的藍(lán)色熒光的強(qiáng)度遠(yuǎn)比真鈔產(chǎn)生的淡淡的熒光 強(qiáng)，而且這也有助于區(qū)別真假鈔票?？梢岳斫?，對于同樣的傳感器30、 30a、 48、 48a來說不能同時(shí) 從鈔票62的兩側(cè)獲得讀數(shù)。然而，微處理器64需要控制該電路，使 得一次僅有一個(gè)LED 28、 28a、 46、 46a點(diǎn)亮，從而不混淆感測的信 號。因此，微處理器64設(shè)置為迅速使得每個(gè)LED28、 28a、 46、 46a 的照明交替，并從傳感器獲得相關(guān)讀數(shù)。在此實(shí)施例中， 一旦己經(jīng)從傳感器獲得所有讀數(shù)就激活比較功能 72，以簡化整個(gè)比較過程72。然而，在替換的實(shí)施例中，可以在已 經(jīng)存儲所有讀數(shù)之前開始處理存儲的讀數(shù)，這是比較復(fù)雜的過程但是 比較快。為了理解本實(shí)施例如何實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，很重要的是考慮LED 28、 28a、 46、 46a和傳感器30、 30a、 48、 48a的特征。圖6示出Kingbright KP-2012-UVC LED器件的輸出特征60 ，該器件用于所有的LED 28 、 28a、 46、 46a。由于這是UV波段，所以選擇照射非可見光，以在此 實(shí)施例中具有100nm到400nm之間的波長。很重要的是，沒有以比 濾波器截止波長更長的波長(更高波長)的光射出；否則這就會通過該 傳感器。這可以有效地截止不會導(dǎo)致鈔票產(chǎn)生熒光的任何光。因此， 由于LED波長的峰值在400nm，且在450nm具有相對為零的強(qiáng)度， 就選擇在450nm處具有-3db截止點(diǎn)特征的濾波器材料來使用。這被 認(rèn)為是與可見光譜最接近的頻率，在這里可能從LED輻射出非可見 光。在另一個(gè)實(shí)施例中，由于比LED可能發(fā)出的最高波長還接近可 見光譜50nm，所以在500nm處具有-3db截止點(diǎn)特征的濾波器材料可 以被選出來使用?？梢岳斫?，較長波長的UVLED是最便宜的器件，所以使用具有 38Onm-400nm范圍內(nèi)峰值輸出的UVLED(在該波段的最頂部)。這完 全是為了經(jīng)濟(jì)的原因，在將來使用較短波長可以展現(xiàn)出更安全的特 性，但是現(xiàn)在這些發(fā)射器的性價(jià)比還不夠好?，F(xiàn)在參照圖7，示出了 OSRAM SFH 2400光電二極管的相對光譜 靈敏度特征。本實(shí)施例的光電二極管30、 30a、 48、 48a包括這種相 當(dāng)普通的寬帶光電二極管。這種類型的二極管在400nm到1100nm波 長之間靈敏，其覆蓋了整個(gè)可見光譜(400nm到800nm)。重要的在于 可以感測來自鈔票的一些熒光(不需要所有的熒光)。優(yōu)選的是，該傳 感器對于所有可見光靈敏，但是這不是必須的。因此，寬帶傳感器可 以具有較小范圍，這足以拾取偽鈔的"藍(lán)色"熒光以及在可見光譜的 其他波長出現(xiàn)的真鈔的熒光。寬帶器件比較昂貴，并且由于使用了高通(波長)濾波器來限制帶 寬，因此在本實(shí)施例中較大帶寬不會造成問題。很重要的是記住要選 擇并設(shè)置濾波器，使得來自LED28、 28a、 46、 46a的光不照到傳感 器30、 30a、 48、 48a?，F(xiàn)在參照圖8描述感測設(shè)備和圖5的電路的通常操作方法。該方 法在步驟102開始，用于初始化鈔票驗(yàn)證器，即將程序加載到微處理 器的存儲器中以使得進(jìn)行正確的鈔票驗(yàn)證。對此，世界上不同種類的 貨幣可以具有不同的感測特征，并且因此需要將適當(dāng)?shù)臄?shù)值組加載到 驗(yàn)證器中。方法100以在步驟104感測插入的新鈔票62而繼續(xù)。如果沒有 插入新鈔票62，則驗(yàn)證器前進(jìn)到等待和重試的循環(huán)106中。否則， 第一 UV LED 28、 28a在步驟108點(diǎn)亮，以使得在鈔票62上產(chǎn)生熒 光。過濾可見的熒光并對其感測以產(chǎn)生模擬信號，該模擬信號隨后在 步驟110通過微控制器.64迸行數(shù)字化。該數(shù)字化的熒光值隨后在步 驟112中存儲在存儲器74中。隨后，第二UVLED46、 46a在步驟 114加上電壓以從被驗(yàn)證的鈔票62產(chǎn)生可見熒光。對光過濾和感測 而產(chǎn)生的模擬信號隨后在步驟116由微處理器64的A/D轉(zhuǎn)換器功能 70數(shù)字化，并在步驟118存儲為該鈔票位置的值。完成了當(dāng)前位置的測試之后，該方法確定是否還有要在步驟120 測試的任何其他鈔票位置，并且如果有該位置的時(shí)候，微處理器在步 驟122指示鈔票驗(yàn)證器將鈔票前進(jìn)到下個(gè)感測位置(這通過控制驅(qū)動 機(jī)構(gòu)的裝置(未示出)實(shí)現(xiàn)，該裝置是鈔票驗(yàn)證器的固有部件)。隨后對 于鈔票表面的新位置重復(fù)步驟108到120?；蛘撸绻麤]有更多要采樣的鈔票位置，則可以開始數(shù)據(jù)處理階
段。數(shù)據(jù)處理階段從步驟124由本地存儲器74取回存儲的數(shù)字化數(shù) 值流開始。微處理器64的比較器功能72隨后在步驟126比較測量值 和存儲器74中的預(yù)存值。這些預(yù)存的值表示沿有效鈔票長度的可見 熒光曲線。如果比較導(dǎo)致每個(gè)感測值恒定，且高于步驟128確定的曲 線，則該鈔票很可能是偽造的并且從驗(yàn)證器彈出以表示拒絕?；蛘撸?如果感測到的值不恒定并且都高于曲線的值，則在步驟132作出檢查 以確定是否與預(yù)存的曲線值有任何匹配。如果感測值的流與曲線相匹配(在容許限制內(nèi))，就認(rèn)為該鈔票是有效的。在步驟m接受該鈔票并且該匹配曲線確定該鈔票的值。然而，如果感測值的流與存儲的曲線不匹配，則該鈔票仍舊有效， 但是沒有被識別為特定的量。在此情況下，驗(yàn)證器或者可以接受該鈔 票，或者可以拒絕，因?yàn)椴荒艽_定該鈔票的量和面值。已經(jīng)描述了本發(fā)明的第一實(shí)施例，現(xiàn)在描述本發(fā)明的第二實(shí)施 例。該第二實(shí)施例與該第一實(shí)施例很類似，并且因此在下面僅描述其 差別。主要的區(qū)別在于LED光源是近紅外光發(fā)射器而不是紫外光發(fā)射 器。本發(fā)明中在輻射波長的改變使用了可見光譜的另一端來確定鈔票 的有效性。再次，這基于本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)確定了使用紅外輻射， 真假鈔票在可見光譜中可以具有不同的熒光特征。現(xiàn)在，用于已知鈔 票的紙質(zhì)襯底沒有設(shè)計(jì)為在近紅外光照射時(shí)具有任何特殊特征。然 而，對于鈔票制造者來說可以設(shè)計(jì)或是選擇鈔票的紙質(zhì)襯底以具有這 種熒光特征，并且因此，該第二實(shí)施例可以用于從偽鈔中區(qū)別這種真 鈔。當(dāng)前的第二實(shí)施例已經(jīng)對于某些紙質(zhì)襯底進(jìn)行了測試，以證實(shí)該 效果的存在。在本實(shí)施例中，近紅外LED具有圖9示出的輸出特征?？梢钥?出，發(fā)射的紅外輻射的大部分能量(非可見光)在825nm到930nm的 范圍內(nèi)。鈔票驗(yàn)證器還包括與高波長通過(低頻通過)光學(xué)濾波器相對的低 波長通過(高頻通過)光學(xué)濾波器。該濾波器在825nm具有-3db截止點(diǎn)。 這認(rèn)為是與可見光譜最接近的頻率，在這里L(fēng)ED可以發(fā)射出非可見 光。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以選用在775nm處具有-3db截止點(diǎn)特征 的濾波器材料，因?yàn)樗燃t外LED射出的最低波長更接近可見光譜 50nm?？梢岳斫?，本實(shí)施例可以以很多方式變化，同時(shí)仍是對于本發(fā)明 的實(shí)現(xiàn)。例如，即使本實(shí)施例描述的在沿鈔票長度和寬度的多個(gè)位置 測量該鈔票，并隨后比較這些讀數(shù)和存儲的曲線，但是這個(gè)比較量并 非必須的。相對的，本發(fā)明可以用單個(gè)傳感器設(shè)備工作，且在需要的 時(shí)候可以在單個(gè)位置進(jìn)行比較。該原理在這種初級(crude)程度一樣可 以運(yùn)作。提供更多的傳感器和位置，以對于各種類型的欺詐使得驗(yàn)證 器更加健壯，但是這些也不是必須的。即使本發(fā)明的成本是重要的因素，在單個(gè)位置驗(yàn)證鈔票的有效性 減少了成本和復(fù)雜度，但是可以對于其他應(yīng)用增加傳感器的數(shù)量。例 如，如果設(shè)置了多個(gè)物理上分開的接收器，在不論成本的時(shí)候，則可 以在同一時(shí)間采樣以更快提供結(jié)果。已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，可以理解的是，所討論的實(shí)施 例僅僅是示例性的，且在不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明精神和 范圍的情況下，具有適當(dāng)知識和技能的本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到各種 變形和改變。例如，還可以有這樣的替換實(shí)施例，對于數(shù)字化模擬傳 感器信號并將其與計(jì)算機(jī)的RAM中存儲的數(shù)值相比較的微處理器功能可以用執(zhí)行這些功能的分離的部件來替換。例如，獨(dú)立的A/D轉(zhuǎn) 換器可以與比較器一起使用，且分離的存儲器可以用于存儲。然而， 這些獨(dú)立的部件可能增加電路的成本，這是所不希望的，并降低其可 靠性和健壯性。此外，在理論上，可以建造一個(gè)完全模擬的驗(yàn)證器(不需要A/D 轉(zhuǎn)換器)。然而，這將會非常昂貴并且由于它不能按照不同方式設(shè)置， 就會具有很低的靈活性。
權(quán)利要求
11、 一種鈔票驗(yàn)證器，設(shè)置為辨別真鈔票和假鈔票，所述驗(yàn) 證器包括光源，設(shè)置為發(fā)射非可見光譜中的光到被驗(yàn)證的鈔票，所述發(fā)射的光包括紫外(10nm到400nm)或紅外(800nm到100000nm) 波長的光；寬帶光傳感器，設(shè)置為響應(yīng)于給所述鈔票照射所述非可見波 長光，感測從所述鈔票的熒光發(fā)射的相對寬帶可見光波長；以及光學(xué)濾波器，設(shè)置在所述鈔票和所述傳感器之間，并設(shè)置為 防止來自所述光源的反射或透射非熒光的光照射所述傳感器，所 述光學(xué)濾波器具有選出的-3db截止點(diǎn)，其至少濾掉從所述光源發(fā) 射的、具有與所述可見光譜波長光最接近的波長的非可見光。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驗(yàn)證器，其中所述光源設(shè)置為在 近非可見光譜發(fā)射光。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驗(yàn)證器，其中所述光源包括 單個(gè)光源。
4、 根據(jù)前面任意一個(gè)權(quán)利要求所述的驗(yàn)證器，其中所述光 源包括發(fā)光二極管。
5、 根據(jù)前面任意一個(gè)權(quán)利要求所述的驗(yàn)證器，其中所述寬 帶傳感器設(shè)置為測量400nm到800nm波長的可見光譜中所述反 射或透射的熒光。
6、 根據(jù)前面任意一個(gè)權(quán)利要求所述的驗(yàn)證器，其中所述寬 帶傳感器設(shè)置為具有足夠?qū)挼捻憫?yīng)特性，以測量從假鈔產(chǎn)生的熒 光以及從真鈔產(chǎn)生的熒光。
7、 根據(jù)前面任意一個(gè)權(quán)利要求所述的驗(yàn)證器，其中所述濾 波器包括低成本塑料材料。
8、 根據(jù)前面任意一個(gè)權(quán)利要求所述的驗(yàn)證器，其中所述濾 波器具有-3db截止點(diǎn)，所述截止點(diǎn)比所述光源發(fā)射的非可見光的 最近波長更接近所述可見光譜50nm。
9、 根據(jù)前面任意一個(gè)權(quán)利要求所述的驗(yàn)證器，還包括比較 器，用于比較所述傳感器輸出信號的值和表示有效鈔票的預(yù)定數(shù) 據(jù)值。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的驗(yàn)證器，其中所述比較器設(shè)置為 比較所述傳感器在不同位置獲得的多個(gè)輸出信號值和表示鈔票 有效面值的預(yù)定數(shù)據(jù)值的曲線。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的驗(yàn)證器，還包括用于存儲 所述預(yù)定數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)存儲器。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9到11中任意一個(gè)所述的驗(yàn)證器，還包 括確定裝置，用于基于所述比較器的結(jié)果來確定所述鈔票的一部 分的有效性。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的驗(yàn)證器，其中所述確定裝置設(shè) 置為通過匹配所述輸出信號的值和所述預(yù)定數(shù)據(jù)值，來確定有效 鈔票的面值。
14、 根據(jù)權(quán)利要求9到13中任意一個(gè)所述的驗(yàn)證器，還包 括微控制器，用于控制所述光源和所述比較器的操作。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的驗(yàn)證器，其中所述比較器包括 所述微控制器中的功能。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的驗(yàn)證器，其中所述確定裝 置包括所述微控制器中的功能。
17、 根據(jù)前面任意一個(gè)權(quán)利要求所述的驗(yàn)證器，其中所述光 源設(shè)置為發(fā)射紫外波長(10nm到400nm)的光，且所述濾波器在比 發(fā)射光的最高波長的更高波長處具有-3db截止點(diǎn)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的驗(yàn)證器，其中所述光源設(shè)置為 發(fā)射近紫外光譜中的光。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的驗(yàn)證器，其中所述光源設(shè)置為 發(fā)射380nm到400nm范圍中的紫外光，且所述濾波器在大于 400nm的波長具有-3db截止點(diǎn)。
20、 根據(jù)權(quán)利要求17到19中任意一個(gè)所述的驗(yàn)證器，其中 所述濾波器包括低頻(高波長)通過的濾波器。
21、 根據(jù)權(quán)利要求1到16中任意一個(gè)所述的驗(yàn)證器，其中 所述光源包括發(fā)射紅外波長(800nm到100000nm)光的光源，且所 述濾波器在比發(fā)射光最低波長的更低的波長處具有-3db截止點(diǎn)。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的驗(yàn)證器，其中所述光源設(shè)置為 發(fā)射近紅外光譜的光。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的驗(yàn)證器，其中所述濾波器 包括高頻(低波長)通過的濾波器。
24、 根據(jù)前面任意一個(gè)權(quán)利要求所述的驗(yàn)證器，還包括多個(gè)所述光源、寬帶傳感器和光學(xué)濾波器，以及設(shè)置為以快速交替控 制每個(gè)光源照明的控制器，使得在任何特定時(shí)間任何光傳感器獲 得的讀數(shù)僅反映一個(gè)可能存在的光源照明。
25、 一種鈔票驗(yàn)證方法，用于區(qū)別真鈔票和假鈔票，所述方法包括照射非可見光譜中的光到被驗(yàn)證的鈔票上，所發(fā)射的光包括紫外(10nm到400nm)或是紅外(800nm至lj 100000nm)波長的光；光學(xué)地過濾從所述鈔票接收的光以獲得來自所述鈔票的熒 光，所述光學(xué)過濾具有選出的-3db截止點(diǎn)，其至少過濾掉從所述 光源發(fā)射出的、具有與可見光光譜波長的光最接近的波長的非可 見光；以及在使用中響應(yīng)于以所述非可見波長的光照射鈔票，在可見光 波長的相對較寬范圍中測量所過濾掉的發(fā)射光。
26、 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，還包括 比較所述傳感器的輸出信號的值和表示有效鈔票的預(yù)定值； 基于所述比較步驟的結(jié)果確定所述鈔票的一部分的有效性。
27、 一種鈔票驗(yàn)證器，設(shè)置為辨別真鈔票和假鈔票，所述鈔 票驗(yàn)證器包括光源，設(shè)置為發(fā)射非可見光譜中的光到被驗(yàn)證的鈔票上，所 發(fā)射的光包括紫外(10nm到400nm)或紅外(800nm到100000nm)波長的光；寬帶光傳感器，設(shè)置為響應(yīng)于給鈔票照射所述非可見波長 光，感測由所述鈔票的熒光發(fā)射的相對寬帶的可見光波長的光；光學(xué)濾波器，設(shè)置在所述鈔票和所述傳感器之間，并設(shè)置為 防止來自所述光源的、反射或透射的非熒光的光照射所述傳感 器，所述光學(xué)濾波器具有選出的-3db截止點(diǎn)，其至少濾掉從所述光源發(fā)射的、具有與可見光譜波長的光最接近的波長的非可見光；比較器，用于比較所述傳感器輸出信號的值和表示有效鈔票 的預(yù)定值；以及確定裝置，用于基于所述比較器的結(jié)果確定所述鈔票的一部 分的有效性。
28、 一種鈔票驗(yàn)證器，設(shè)置為辨別真鈔票和假鈔票，所述鈔 票驗(yàn)證器包括.-光源，設(shè)置為發(fā)射非可見光譜中的光到被驗(yàn)證的鈔票，所發(fā) 射的光包括紫夕卜(10nm到400nm)或紅外(800nm到100000nm)波 長的光；兩個(gè)寬帶光傳感器， 一個(gè)寬帶光傳感器在使用中相對于所述 鈔票的一部分而定位，以測量所過濾的反射光，而另一個(gè)寬帶光 傳感器在使用中相對于所述鈔票的一部分而定位，以測量所過濾 的透射光，每個(gè)傳感器都設(shè)置為響應(yīng)于給所述鈔票照射非可見波 長光，對于從所述鈔票的熒光所發(fā)射的相對寬帶的可見波長光敏 感，并產(chǎn)生表示所測量光的輸出信號；兩個(gè)高通濾波器，每個(gè)高通濾波器設(shè)置為具有至少比從所述 輻射裝置發(fā)射的最接近波長光更接近于所述可見光光譜的-3db 的點(diǎn)，所述濾波器之一設(shè)置為過濾從鈔票的一部分反射的光，且 另一個(gè)濾波器設(shè)置為過濾透射通過所述鈔票的一部分的光；比較器，用于比較每個(gè)傳感器輸出信號的值和表示有效鈔票 的預(yù)定值；以及確定裝置，用于基于所述比較器的結(jié)果確定所述鈔票的一部 分的有效性。
全文摘要
一種鈔票驗(yàn)證器，設(shè)置為辨別真鈔票和假鈔票。所述驗(yàn)證器包括光源，設(shè)置為發(fā)射非可見光譜中的光到被驗(yàn)證的鈔票，所述發(fā)射的光包括紫外(10nm到400nm)或紅外(800nm到100000nm)波長的光；寬帶光傳感器，設(shè)置為響應(yīng)于給所述鈔票照射所述非可見波長光，感測從所述鈔票的熒光發(fā)射的相對寬帶可見光波長；以及光學(xué)濾波器，設(shè)置在所述鈔票和所述傳感器之間，并設(shè)置為防止來自所述光源的反射或透射非熒光的光照射所述傳感器，所述光學(xué)濾波器具有選出的-3db截止點(diǎn)，使得其至少濾掉從所述光源發(fā)射的、具有與所述可見光譜波長光最接近的波長的非可見光。
文檔編號G07D7/12GK101147175SQ200680009721
公開日2008年3月19日 申請日期2006年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月25日
發(fā)明者P·朗斯代爾 申請人:創(chuàng)新技術(shù)有限公司