專利名稱：用于鈔票鑒定的光傳感器陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于鈔票鑒定的光傳感器陣列以及鈔票鑒定的方法。 具體來說，在鈔票移動經(jīng)過傳感裝置時，該光傳感器陣列照射該鈔
票，并且從妙票表面的至少75%收集信息。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，鈔票鑒定通常被執(zhí)行，并且，因為人們很容易得到生產(chǎn)偽 造鈔票的技術(shù)，而且偽造鈔票的質(zhì)量也顯著提高，所以妙票鑒定變得 更加關(guān)鍵。大部分國家的貨幣不停地將不同的安全特征加入到它們的 鈔票中，從而使得假鈔票更容易被檢測出，并且起到制止偽造鈔票的 作用。
自動貨幣接收設(shè)備例如自動販賣機(jī)、代幣分發(fā)機(jī)(token dispensing machine)和其它自動i殳備都包含鈔票接收器。該鈔票接 收器沿著鑒定路徑傳送鈔票并進(jìn)行各種測試以預(yù)測鈔票的真?zhèn)?。這些 鈔票接收器通常包含具有照射源的光學(xué)傳感器，當(dāng)鈔票移動經(jīng)過鑒定 路徑時，該照射源對鈔票的特定條狀區(qū)域進(jìn)行照射。該光學(xué)傳感器包 含用于鑒定反射光的探測器，并且可以包含濾光以在不同頻率進(jìn)行光 鑒定。
鈔票接收器通常包含一系列的光學(xué)傳感器，這些光學(xué)傳感器鑒定 鈔票的各條狀區(qū)域以便檢測在妙票的不同位置上設(shè)置的不同的安全特 征。這種鑒定器通常包含用于確定鈔票的磁、靜電、透明度和其他特 性的不同的傳感器。這種鈔票接收器包含足夠的用來鑒定所接收到的 鈔票的不同面額的關(guān)鍵方面的光學(xué)傳感器，因此這些光學(xué)傳感器設(shè)置 在整個鑒定路徑的不同點上。用于掃描妙票表面的傳感器的數(shù)量與鈔 票接收器的成本之間存在折衷。對鈔票表面進(jìn)行全掃描能夠提供更多的數(shù)據(jù)，并且能夠提高對鈔票真假的預(yù)測能力，但是很難降低附加成 本，此外，還有對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析所花費的時間的限制。
通常，如果該鈔票沿著鈔票鑒定路徑更緩慢地移動或者提供更多 的時間允許該鈔票接收器考量所有的數(shù)據(jù)，則能夠提高預(yù)測能力。但
不幸的是，從用戶的角度來看，鑒定過程必須基本上實時地完成；不 然交易可能會被中斷。在某些應(yīng)用中，接受收到偽造鈔票的額外風(fēng)險 比增加交易時間和改進(jìn)鈔票鑒定可能更有利可圖。
與現(xiàn)有的鈔票鑒定系統(tǒng)有關(guān)的另 一個問題涉及妙票以不同的方式 放置在鑒定路徑中。鈔票可以以小的角度供給入鑒定路徑，并且/或 者鑒定路徑的寬度可以比鈔票的寬度大，這樣的話，被照射的條狀區(qū) 域的精確位置就處于一個范圍內(nèi)，而不能準(zhǔn)確地獲知。這些因素也影 響了鈔票鑒定的準(zhǔn)確性。
人們對提供快速地、且成本可接受的有效鈔票鑒定的需求從未間斷。
本發(fā)明提供致力于解決上述問題的有效方案。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的妙票鑒定方法包括沿著鑒定路徑將鈔票移動經(jīng)過 光學(xué)傳感裝置，其中，妙票相對于該光學(xué)傳感裝置的精確位置是未知 的。該方法包括當(dāng)鈔票移動經(jīng)過所述傳感裝置時，使用光學(xué)傳感裝 置對該鈔票進(jìn)行大體的照射；以及將從被照射的鈔票表面反射的光聚 焦到光陣列上，從而提供與鈔票表面的至少75。/。相對應(yīng)的條狀區(qū)域 分析。
所述條狀區(qū)域分析包括至少50個分區(qū)，并且，利用所述條狀區(qū) 域分析來確定所述鈔票相對于所述光學(xué)傳感裝置的位置。 一旦知道了 該位置，就可以選擇性地使用所述至少50個分區(qū)來相對于標(biāo)準(zhǔn)鑒定 該妙票的真?zhèn)?。在使用此裝置的情況下，當(dāng)妙票相對于其寬度內(nèi)的所 述50個分區(qū)的位置已知時，可以改善分析，并且，當(dāng)鈔票的精確位 置未知時，并不一定具有相當(dāng)大的偏差。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述方法包括在選擇用于鑒定鈔票真?zhèn)?的分區(qū)時確定被照射的鈔票相對于所述光學(xué)傳感裝置的角度。
在本發(fā)明的另一個方面中，所述反射光聚焦到光陣列上，該光陣
列具有至少64個像素，每個像素形成一個分區(qū)。
在本發(fā)明的另一個方面中，與光學(xué)傳感裝置相關(guān)的照射步驟是對 所述鑒定路徑的整個寬度進(jìn)行照射，從而使得面向所述光學(xué)傳感裝置 的鈔票表面的100%都被照射到，并且所述光陣列接收在整個鑒定通 道寬度上的反射光。
在本發(fā)明的另一個方面中，使用對鈔票表面進(jìn)行全照射以確定鈔 票相對于所述光陣列的邊緣區(qū)域，并且，所述鑒定只使用表示來自該 鈔票的響應(yīng)的分區(qū)。
在本發(fā)明的另一個方面中，聚焦的步驟包括使用至少3個透鏡將 反射光會聚到所述光陣列上。
在本發(fā)明的另一個方面中，選擇性地使用所述至少50個分區(qū)的 步驟包括對隨著鈔票的確定位置而變化的不同分區(qū)進(jìn)行一系列的鑒 定。


本發(fā)明的優(yōu)選實施例在下面的附圖中示出，其中
圖1是圖解光傳感器陣列和透鏡裝置的鈔票鑒定路徑的側(cè)面圖2是光傳感器陣列和透鏡裝置的俯視圖3是示出最后的會聚透鏡的附加細(xì)節(jié)的剖面圖4是供替換的最后的會聚透鏡裝置的剖面圖5示出在圖1中所示的一個偏轉(zhuǎn)器的另一種變型。
具體實施例方式
圖1和圖2中所示的光學(xué)傳感裝置2提供了各種部件的細(xì)節(jié)及其 相對于鈔票鑒定路徑12的位置。鈔票14向前移動經(jīng)過通常表示為 17的鑒定位置，并且，該鈔票的上表面16被照射。
6各種不同部件固定在PCB板4上，并且包括表示為6的發(fā)光 LCD?？梢岳斫猓n票鑒定在不同頻率進(jìn)行，因此可以提供不同的 LCD,以便對鈔票14的整個寬度以及在鑒定條狀區(qū)域17處鑒定通 道的整個寬度進(jìn)行全照射。某些LCD可以聚焦到鈔票的某個條狀區(qū) 域上，而探測器從鑒定路徑的整個寬度上接收響應(yīng)?？梢蕴峁︹n票 和鑒定通道進(jìn)行這種照射的各種裝置。在這種情況下，聚焦光學(xué)元件 8接收LCD 6的光，并在鈔票14的整個寬度上對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼?射。該光穿過鈔票鑒定路徑12上的窗口 10?？梢岳斫?，該窗口還可 以提供發(fā)射光的理想的聚焦或分布。
可以提供用于照射鈔票的其它裝置。
鈔票14在鑒定通道12的整個寬度上的確切位置通常不能精確獲 知。允許在這個位置上有一些偏差，使得鈔票可以更簡單地供給入鈔 票接收器，而且鈔票的寬度可以根據(jù)特定的貨幣而改變。此外，如圖 l所示，鈔票相對于光學(xué)傳感裝置2的確切位置也可以改變。鈔票14 通常按照由鈔票行進(jìn)的方向18所指的方向移動經(jīng)過光學(xué)傳感裝置 2。由于鈔票可以包括折痕等，所以鈔票在鑒定路徑的高度上的位置 會改變，而且該路徑被增大以便減少阻塞的可能性。
本發(fā)明的光學(xué)傳感裝置2將從鑒定條狀區(qū)域17反射的光聚焦到 光傳感器陣列30上。初始的反射光穿過窗口 10并到達(dá)會聚偏轉(zhuǎn)器 36，該會聚偏轉(zhuǎn)器36將反射光引導(dǎo)到會聚偏轉(zhuǎn)器34，該會聚偏轉(zhuǎn)器 34再將所述光引導(dǎo)到物鏡32。然后，物鏡32將該光聚焦到光傳感器 陣列30上。
如圖2所示，會聚偏轉(zhuǎn)器34和36中的每一個都使光會聚，這些 偏轉(zhuǎn)器以彼此間隔一定距離的方式置于PCB板4上，并且有效地沿 著鈔票鑒定路徑的長度放置，從而允許在保持光質(zhì)量的同時有效地會 聚光。
光傳感器陣列30接收來自整個鈔票鑒定路徑的光，所述光沿著 光傳感器陣列30的長度提供。鈔票的上表面16反射最初被偏轉(zhuǎn)器 36反射和會聚的光。該偏轉(zhuǎn)器可以是圖1中所示的棱鏡元件，但也優(yōu)選的是，該偏轉(zhuǎn)器如圖2所示的那樣開始會聚光。第二會聚偏轉(zhuǎn)器 36使光繼續(xù)會聚。
光傳感器陣列30是顯著影響傳感器裝置的成本的部件之一，因 此，光傳感器陣列的像素數(shù)與成本要進(jìn)行折衷。具有64個像素或 128個像素的光陣列被證明是有效的。
第一會聚偏轉(zhuǎn)器36具有與路徑寬度幾乎相等的長度，并接收來 自路徑寬度的光。與此不同的是，第二會聚偏轉(zhuǎn)器34的長度較短， 并且這個元件將光向光傳感器陣列30返回。
圖3示出物鏡32和光闌40的細(xì)節(jié)，該物鏡32與該光闌40協(xié)作 以將光引導(dǎo)到光傳感器陣列30。此裝置允許大約60度的視角，而且 該光闌元件40有效地限制了來自光傳感器陣列30的不需要的光。
可以這樣理解，各種光學(xué)部件的尺寸及其將來自鑒定路徑的光會 聚和聚焦到光傳感器陣列30上的能力決定了不同透鏡之間的間隔 量，這也影響傳感器的成本。
圖4示出更復(fù)雜的最后的透鏡裝置，該透鏡裝置包括附加的光學(xué) 元件42。在使用這種裝置的情況中，視角是大約80度。
圖5示出就第一偏轉(zhuǎn)器36而言可以使用的另一方面。在這種情 況下，面向鈔票的表面52設(shè)置為凹面，以便限制鑒定條狀區(qū)域17的 寬度。從上面的描述中可以知道，反射光被會聚并有效地沿著光傳感 器陣列30的長度聚焦。準(zhǔn)確地確定被鑒定的條狀區(qū)域在光傳感器陣 列內(nèi)的位置會為鑒定提供更好的數(shù)據(jù)?？梢赃@樣理解，在鈔票沿著鈔 票鑒定路徑移動時，對提供給光傳感器陣列的光信號的鑒定進(jìn)行采 樣，并且，基于所選的分區(qū)組的響應(yīng)，對更好的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行分析， 使得提高準(zhǔn)確性和/或更頻繁地采樣成為可能。
由于可能要探測鈔票的前尾邊緣、妙票的側(cè)邊緣以及鈔票在光傳 感器陣列30的長度上的位置，對鈔票14的全照射就特別有用。這 樣，能夠在整個妙票寬度上更準(zhǔn)確地識別來自光傳感器陣列的不同像 素的響應(yīng)，因此將其與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較的鑒定軟件可以得以改進(jìn)。由于 被照射的條狀區(qū)域的位置不能準(zhǔn)確地確定并且被擴(kuò)大，所以以前的與光學(xué)傳感器有關(guān)的大部分軟件的準(zhǔn)確性較低。因此，由于該響應(yīng)可能 不是針對完全對齊的鈔票，就確定匹配而言要求有更高的偏差。使用
本發(fā)明的裝置，可以確定鈔票的邊緣，并且來自光傳感器陣列30的 適當(dāng)分區(qū)的響應(yīng)可以用來與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。此外，來自光傳感器陣列 的感應(yīng)的不同部分可以用來鑒定其它的安全特征，例如，包括水 印。當(dāng)兩個或更多個不同條狀區(qū)域的位置實際上已知時，也可以對它 們之間提供有效的比較?；旧蟻碚f，光傳感器陣列30允許更準(zhǔn)確 地確定鈔票的不同部分或者確定鈔票在鑒定路徑內(nèi)的位置。然后，使 用來自合適的分區(qū)的光陣列的響應(yīng)。對鈔票邊緣進(jìn)行感測是理想的， 但是其它的裝置也可以用于定位鈔票。
可以這樣理解，本系統(tǒng)基于光傳感器陣列，并由幾個光學(xué)部件組 成，所述光學(xué)部件使被鈔票反射的光聚焦并使其聚焦到該陣列的像素 上。入射到每個像素上的光來自鈔票表面上的相應(yīng)的很小的區(qū)域。優(yōu) 選地，本系統(tǒng)允許從鈔票的整個寬度上收集信息，以便更準(zhǔn)確地鑒 定。在使用這種裝置的情況下，可能在鈔票(bill)的兩面上都提供 光學(xué)傳感器裝置，并且也可以進(jìn)行交叉比較。
在圖1和圖2的實施例中， 一排或兩排發(fā)光二極管5可以與光學(xué) 元件8共同工作。它們被有效地用來將來自LED的光引導(dǎo)到鈔票表 面，從而使光基本上均勻地分布?？梢允褂貌煌愋偷腖ED,而且 LED可以是不同波長的，并一個一個地交替或循環(huán)使用。因此，根 據(jù)要鑒定的具體鈔票和準(zhǔn)確度要求，該照射系統(tǒng)可以有相當(dāng)大的不 同。
對前邊緣的感測也允許準(zhǔn)確地評估鈔票長度上的不同點。 一系列的光學(xué)透鏡和偏轉(zhuǎn)器將來自鈔票的光聚焦到光傳感器陣列 的像素上。入射到各個像素上的光只來自于鈔票表面的相應(yīng)的很小區(qū) 域。在鈔票和光傳感器陣列30之間設(shè)置的各種光學(xué)元件共同協(xié)作以 減少本系統(tǒng)的總尺寸，同時對鈔票鑒定通道的整個寬度提供有效的掃 描。
緊接于光傳感器陣列30之前的透鏡裝置可以包括具有彎月面的單透鏡彎月形物鏡，該物鏡由有機(jī)玻璃例如聚碳酸酯制成。也可以使 用雙透鏡不對稱物鏡，其中的兩個透鏡都由相同的有機(jī)玻璃制成。假
定光傳感器陣列具有128個像素，在使用第一種透鏡的情況下，光闌 40允許大約40度的視角。其中夾有限制光闌的雙透鏡系統(tǒng)可以提供 60度的視角。
第一偏轉(zhuǎn)器36是具有90度反射角的全反射棱鏡。第二偏轉(zhuǎn)器 34將光以180度的角度反射，并將其向光傳感器陣列30返回。由于 第一反射器裝置的會聚，第二偏轉(zhuǎn)器的長度只是路徑寬度的大約一 半。
在使用本系統(tǒng)并對鈔票進(jìn)行全照射的情況下，對于對來自光傳感 器陣列的信號的每一次采樣，都能夠確定鈔票的邊緣，并且，通過選 擇要考量的合適像素就可以將對來自光傳感器裝置的響應(yīng)的鑒定限定 到鈔票上感興趣的特定區(qū)域。
本系統(tǒng)也能夠選擇哪些像素應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是有源像素。鈔票在鑒定 通道內(nèi)的確切位置確實會改變，并且本系統(tǒng)允許將對有源像素的準(zhǔn)確 確定與前一個采樣和后一個采樣進(jìn)行比較。對于鈔票的整個長度，該 有源像素不必一定是同一個，實際上，其可能改變。例如，對于在某 一個角度的鈔票，這是事實。鑒定時有源像素跟蹤和有源像素的確定 提高了準(zhǔn)確性，并簡化了與標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)的比較。
本系統(tǒng)也允許對可能只在鈔票某一部分上設(shè)置的某些特征進(jìn)行鑒 定。例如，可以在右下角設(shè)置水印，并且，對于該部分，本系統(tǒng)能夠 有效地使用來自該光傳感器陣列30的響應(yīng)，因而，當(dāng)該水印被照射 時，就可以評估該水印的質(zhì)量。這與具有非常有限的寬度的傳感器形 成鮮明的對比，在這種情況下，只有部分水印被照射到。如前所述， 也可以控制發(fā)光二極管，以允許對這些所選部分進(jìn)行更有效的鑒定。
本發(fā)明的另一個方面是安全特征并不一定與鈔票的邊緣平行地放 置。例如，安全特征可以設(shè)置成與鈔票橫向方向呈一定的角度。根據(jù) 本發(fā)明，可以實現(xiàn)對與妙票長度上的角度和位置相對應(yīng)的不同像素的 鑒定。當(dāng)前邊緣和側(cè)邊緣在路徑寬度內(nèi)被感測到并且要考量的合適像素可以被確定時，這是可能的。當(dāng)對于每個采樣都可以確定側(cè)邊緣 時，還考慮在鈔票移動經(jīng)過鑒定通道時鈔票角度位置的任何變化。
本發(fā)明的另一個方面是關(guān)于識別有時用于嘗試使本系統(tǒng)失效的特
定技術(shù)。眾所周知，在鈔票上貼一個線狀元件(string like member)，以便一旦鈔票接收器確定了該鈔票為真時就將其抽回。 鈔票的條狀區(qū)域分析允許聰明人將該線狀元件適當(dāng)?shù)刭N在鈔票的不進(jìn) 行鑒定的區(qū)域上。使用本發(fā)明的對鈔票鑒定通道的全照射以及對妙票 邊緣的探測，可以輕易地識別這種線狀元件。
如前所述，本系統(tǒng)允許對鈔票前后邊緣進(jìn)行準(zhǔn)確的探測，這使得 測量過程與妙票在鑒定通道內(nèi)的當(dāng)前位置同步。由于使用本裝置可以 對鈔票進(jìn)行全照射，所以，不需要用于探測鈔票前尾邊緣的分離的傳 感器。此外，全照射使得對這些邊緣的識別被證明是準(zhǔn)確的并提供有 關(guān)選擇性地使用鈔票全掃描的全部信息。
盡管本文詳細(xì)地描述了本發(fā)明的不同優(yōu)選實施例，但是，本領(lǐng)域
的技術(shù)人員將會理解，在不脫離本發(fā)明的實質(zhì)或所附權(quán)利要求的范圍 的情況下，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種變型。
權(quán)利要求
1.一種鈔票鑒定方法，包括將鈔票沿著鑒定路徑移動經(jīng)過光學(xué)傳感裝置，其中，所述鈔票相對于所述光學(xué)傳感裝置的精確位置是未知的，當(dāng)所述鈔票移動經(jīng)過所述傳感裝置時，使用所述光學(xué)傳感裝置對所述鈔票進(jìn)行大體的照射，將從被照射的鈔票表面反射的光聚焦到光陣列上，以提供與所述鈔票表面的至少75％相對應(yīng)的條狀區(qū)域分析，所述條狀區(qū)域分析包括至少50個分區(qū)；使用所述條狀區(qū)域分析來確定所述鈔票相對于所述光學(xué)傳感裝置和所述至少50個分區(qū)的位置，選擇性地使用所述至少50個分區(qū)中的一些來鑒定所述鈔票相對于標(biāo)準(zhǔn)的真?zhèn)巍?br> 2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述方法包括在選擇用 于鑒定所述鈔票的真?zhèn)蔚姆謪^(qū)時，鑒定被照射的鈔票相對于所述光學(xué) 傳感裝置的角度。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，反射光被聚焦到光陣列 上，該光陣列具有至少64個像素，并且，每個像素形成一個分區(qū)。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法包括對所述鑒定路徑 的整個寬度進(jìn)行照射，使得面向所述光學(xué)傳感裝置的鈔票表面的 100%都被照射到，并且所述光陣列接收所述鑒定通道的整個寬度上 的反射光。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，所述方法包括使用所述分區(qū)來 確定所述鈔票相對于所述光陣列的邊緣區(qū)域，并且只使用表示來自所 述鈔票的響應(yīng)的所述分區(qū)。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的聚焦步驟包括使用 至少3個透鏡將反射光會聚到所述光陣列上。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的選擇性地使用所述 至少50個分區(qū)的步驟包括對隨著所述鈔票的確定位置而變化的不同 分區(qū)進(jìn)行一系列的鑒定。
8. —種鈔票接收器，包括鈔票鑒定通道，用于將妙票移動經(jīng)過所述鈔票鑒定通道的裝置；在所述鑒定通道內(nèi)的鈔票鑒定位置，包括照射系統(tǒng)，用于當(dāng)鈔票移動經(jīng)過所述鑒定位置時照射所述妙票的寬度；透鏡裝置，用于將從所述鈔票的照射寬度反射的光會聚 并聚焦到光傳感器陣列上；所述光傳感器陣列，具有一定的長度，在其長度上具有至少50個分區(qū)，所述至少50個分區(qū)接收來自鈔票寬度的反射光并允許對與鈔票的條狀部分相對應(yīng)的不同分區(qū)進(jìn)行研究；以及處理裝置，用于在所述鈔票移動經(jīng)過所述鑒定通道時對 所述分區(qū)進(jìn)行采樣并提供鈔票真?zhèn)蔚脑u估。
9. 如權(quán)利要求8所述的鈔票接收器，其中，所述照射系統(tǒng)以所述鈔票的整個寬度都被照射到的方式照射所述鑒定通道。
10. 如權(quán)利要求8所述的鈔票接收器，其中，所述處理裝置包括用來確定所述鈔票在所述鑒定通道中的位置以及其后選擇用于分析的 不同分區(qū)的分析。
11. 如權(quán)利要求9所述的鈔票接收器，其中，所述處理裝置包括 用來確定所述鈔票在所述鑒定通道中的位置以及其后選擇用于分析的不i^r分區(qū)的分析。
12. 如權(quán)利要求11所述的鈔票接收器，其中，所述處理裝置確 定被照射的鈔票的側(cè)邊緣的位置。
全文摘要
當(dāng)鈔票以一定方式經(jīng)過鑒定通道時，鈔票接收器照射該鈔票，以確定鈔票在通道寬度上的位置。光傳感器陣列接收來自鈔票表面的反射光，并且在整個被照射的鈔票上具有一系列的響應(yīng)分區(qū)。根據(jù)鈔票位置，對這些分區(qū)進(jìn)行采樣和分析，以便確定鈔票的真?zhèn)巍１景l(fā)明還公開設(shè)備和方法步驟。
文檔編號G07D7/00GK101297328SQ200680038906
公開日2008年10月29日 申請日期2006年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月19日
發(fā)明者D·萊派特尤克, D·貝迪恩, G·加波紐克, L·索爾特索夫, V·庫沃斯托夫 申請人:天鶴加拿大公司