紅外雷射驗鈔系統的製作方法

2023-10-10 13:43:39

專利名稱：紅外雷射驗鈔系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種驗鈔系統，尤其涉及一種利用錢幣的螢光特性驗鈔的驗鈔系統。
背景技術：
現有的驗鈔機一般依據錢幣上的磁特性進行驗鈔，也有的驗鈔機依據錢幣對紫外 線的螢光特性進行驗鈔。現在大部分驗鈔機都是依據錢幣上的磁特性進行驗鈔。驗鈔機利用磁特性進行驗 鈔，具有成本低、驗鈔速度快、假幣識別率較高等特點。但是隨著不法份子對假幣工藝的不 斷改進，利用磁特性進行驗鈔的方法的可靠性有所降低。現在銀行收到假幣、自動取款機取 出假幣、自動存款機存入假幣等現象證明，現在利用磁特性進行驗鈔的方法已經不再具有 較高的可靠性。現在需要一種可靠性更高的驗鈔系統，以應對不斷改進的假幣工藝。現在錢幣上 難以仿製的防偽特徵包括，對於980nm紅外線的螢光特性。錢幣上設有一塊這樣的紅外熒 光區域，在受到980nm光線照射的情況下，激發出可見光線。雖然眾所周知紅外螢光區域是 非常有效地防偽特徵之一，但是到目前為止這種紅外螢光區域只能用於人為識別錢幣的真 偽，現有的驗鈔機尚無法對紅外螢光區域進行有效識別。如果能夠設計出能夠對紅外螢光區域進行有效識別的驗鈔系統，將可以有效提高 假幣識別率，從而保障人民和國家的利益。

發明內容
本發明的目的在於提供一種紅外雷射驗鈔系統，具有體積小、成本低、假幣識別率 高等特點。本發明所解決的技術問題可以採用以下技術方案來實現紅外雷射驗鈔系統包括，一識別錢幣的識別系統、輸送錢幣的錢幣輸送機構、一依 據識別系統產生的信號進行動作控制的動作控制系統，其特徵在於，所述識別系統包括一用於識別錢幣螢光區域的螢光區域識別系統，所述螢光區域 識別系統連接所述動作控制系統；所述螢光區域識別系統，包括一發射激發螢光區域發光的激發光源、一接收並識 別所述螢光區域受激發射的光線的識別模塊，所述識別模塊連接所述動作控制系統。針對錢幣種類不同，所述螢光區域的特性不同。人民幣上設有受到980nm光線激 發產生可見光的紅外螢光區域。下面針對人民幣進行具體設計，對於不錢幣的不同特性的 螢光區域進行識別時，可以通過替換相應的激發光源和光敏元件進行識別。所述識別系統的螢光區域識別系統採用一用於識別錢幣紅外螢光區域的紅外識 別系統，所述紅外識別系統連接所述動作控制系統；所述紅外識別系統，包括一激發光源，激發光源為發射980nm光線的紅外光源、一 接收並識別所述紅外螢光區域受激發射的可見光的識別模塊，所述識別模塊連接所述動作控制系統。所述識別模塊包括一屏蔽外界光線的暗室、一對光線波長敏感範圍小於980nm的 光敏元件、一對所述光敏元件產生的電信號進行識別的信號識別電路；所述光敏元件置於 暗室內，所述信號識別電路連接所述動作控制系統。所述紅外螢光區域受激發射的光線大 部分是可見光，可以採用對光線的敏感範圍為可見光範圍的視覺光敏元件。上述設計中，所述暗室起到屏蔽外界光線的作用，以減弱外界光線對所述光敏元 件的幹擾。由於暗室屏蔽了外界光線，紅外光源發射的是所述光敏元件不敏感的波長為 980nm的光線，所以光敏元件產生的電信號非常微弱，產生的電流可以認為接近或者達到暗 電流狀態。在錢幣的紅外螢光區經過時，紅外螢光區受到980nm光線的激發，產生可見光， 在光敏元件的敏感波長範圍以內，光敏元件產生的電流增大，即產生了與紅外螢光區相關 的電信號，電信號輸送到信號識別電路進行識別。信號識別電路將識別後得出的信息傳送 給所連接的所述動作控制系統，最終實現動作控制，實現利用錢幣的紅外螢光區域進行驗 鈔。所述識別模塊可以通過計時的方式判斷真幣。所述識別模塊包括一用於放大所述光敏元件信號的放大模塊，還包括一具有計時 功能的微型處理器系統，所述光敏元件連接所述放大模塊，所述放大模塊連接微型處理器 系統，在所述光敏元件接收到紅外螢光區域發出的可見光時，輸出相關的電信號，相關的電 信號經過放大模塊放大後傳送給微型處理器系統，微型處理器系統對相關電信號的保持時 間進行計時，保持時間達到所設定的值時，判斷為真幣。上述設計並不是簡單的判斷所述光敏元件是否輸出過高電平，而是判斷輸出的相 關電信號的保持時間。一張錢幣通過時，相關電信號往往並不連續，微型處理器系統可以以 一張錢幣通過時，相關電信號輸出的總時間為準。這樣可以有效地避免電磁幹擾、系統產生 的雜亂信號造成的幹擾等幹擾問題，提高精準度。所述識別模塊也可以通過計數的方式判斷真幣。所述識別模塊包括一用於放大所述光敏元件信號的放大模塊，還包括一產生一定 頻率的脈衝信號的載波發生模塊，還包括一對所述脈衝信號進行計數的微型處理器系統; 所述載波發生模塊與所述微型處理器系統的通信連接受所述放大模塊的輸出信號控制；在 所述光敏元件接收到紅外螢光區域發出的可見光時，輸出相關的電信號，相關的電信號經 過放大模塊放大後，改變所述載波發生模塊與所述微型處理器系統的通信連接，微型處理 器系統進行計數，微型處理器系統計數達到一定數目時，判斷為真幣。上述設計也並不是簡單的判斷所述光敏元件是否輸出過高電平，而是判斷輸出相 關的電信號時，載波發生模塊向微型處理器系統輸出的脈衝信號數目。可以有效地避免電 磁幹擾、系統產生的雜亂信號造成的幹擾等幹擾問題，提高精準度。所述錢幣輸送機構設有一供錢幣通過的錢幣通道；所述識別模塊包括兩個所述紅 外光源和兩個所述光敏元件，一個所述紅外光源和一個所述光敏元件組成一組主動式光敏 傳感器，兩組主動式光敏傳感器分別位於所述錢幣通道的兩側。錢幣的紅外螢光區域並不 跨越錢幣橫向放置時的中線，也不跨越錢幣縱向放置時的中線，所以在只設有一組主動式 光敏傳感器的情況下，只能對紅外螢光區域位於同一側的錢幣進行檢測，使用較為不便。採 用兩組主動式光敏傳感器則可以檢測紅外螢光區域位於不同側的錢幣。
所述兩組主動式光敏傳感器之間設有一對兩個光敏元件輸出的電信號求差的求 差模塊，兩個光敏元件輸出的電信號經過求差後傳送給所述微型處理器系統，微型處理器 系統對相關電信號的保持時間進行計時，保持時間達到所設定的值時，判斷為真幣。也可以，在所述兩組主動式光敏傳感器之間設一對兩個光敏元件輸出的電信號求 差的求差模塊，兩個光敏元件輸出的電信號經過求差後傳送給放大模塊放大後，改變載波 發生模塊與微型處理器系統的通信連接，微型處理器系統進行計數，微型處理器系統計數 達到一定數目時，判斷為真幣。通過求差的方式可以允許進一步提高放大模塊的放大倍數，提高識別錢幣的精準 度。並且有利於進一步增強抗幹擾能力。兩個光敏元件可以直接連接到求差模塊，通過求 差模塊連接到放大模塊。兩個光敏元件也可以通過放大模塊連接到求差模塊。求差模塊往 往具備放大電路，因此也可以以求差模塊的放大電路作為放大模塊。所述紅外光源採用發射980nm雷射的紅外雷射器，一組所述主動式光敏傳感器的 所述紅外光源和一個所述光敏元件，位於所述錢幣通道的同一側。這樣對原有的驗鈔機的 模具變動較小，並且便於安裝。所述錢幣通道的一側安裝有所述主動式光敏傳感器，另一側安裝有對紅外雷射器 發出的光線和所激發的可見光進行反射的反光面。反光面有利於促使透過錢幣的紅外光線 再次對紅外螢光區域進行激發，並且有利於促使激發出的可見光儘量多的被所述光敏元件 接收，提高靈敏度。所述紅外雷射器在錢幣上產生的光斑形狀為條狀光斑，所述條狀光斑的長度方向 與錢幣的運動方向一致。980nm光線在紅外螢光區域上激發出可見光，並且使可見光增強到 需要的強度，需要一定時間，採用上述設計可以延長980nm光線在紅外螢光區域上的激發 時間，以便保證所激發出的可見光強度滿足要求。所述紅外雷射器在錢幣上產生的光斑的寬度大於0. 3mm，所述光斑的寬度方向與 錢幣的運動方向垂直。這樣可以避免光斑太小，又恰好位於紅外螢光區域的縫隙時，不能激 發出可見光的情況，進而降低誤報為假幣的概率。由上述技術方案可見，本發明具有具有體積小、成本低、假幣識別率高等特點。


圖1為本發明的識別模塊的部分結構示意圖；圖2為本發明的一種電路結構示意圖；圖3為本發明的另一種電路結構示意圖4為本發明帶有求差模塊時的一種電路結構示意圖； 圖5為本發明帶有求差模塊時的另一種電路結構示意圖； 圖6為本發明設有四組主動式光敏傳感器時的部分結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結 合具體圖示進一步闡述本發明。參照圖2或圖3，紅外雷射驗鈔系統包括，一識別錢幣的識別系統、輸送錢幣的錢 幣輸送機構、一依據識別系統產生的信號進行動作控制的動作控制系統2。現在常用的點鈔機一般都具有上述類似功能的結構。識別系統包括一用於識別錢幣紅外螢光區域的紅外識別系統1，紅外識別系統1 連接動作控制系統2。紅外識別系統1，包括一發射980nm光線的紅外光源11、一接收並識 別所述紅外螢光區域受激發射的可見光的識別模塊12。識別模塊12連接動作控制系統2。 紅外識別系統1可以與其他識別系統一起工作，共同識別錢幣，以提高精準度。比如可以和 通過錢幣的磁特性識別錢幣的錢幣磁性識別系統一起工作，還可以和通過錢幣的金屬線特 性識別錢幣的金屬線識別系統一起工作。參照圖1，識別模塊12包括一屏蔽外界光線的暗室121、一對光線波長敏感範圍小 於980nm的光敏元件122、一對光敏元件122產生的電信號進行識別的信號識別電路。光敏 元件122置於暗室121內，信號識別電路連接動作控制系統2。光敏元件122可以採用對光 線的敏感範圍為可見光範圍的視覺光敏元件。上述設計中，暗室121起到屏蔽外界光線的作用，以減弱外界光線對光敏元件122 的幹擾。由於暗室121屏蔽了外界光線，紅外光源11發射的是光敏元件122不敏感的波長 為980nm的光線。沒有錢幣經過的情況下，光敏元件122產生的電信號非常微弱，產生的電 流可以認為接近或者達到暗電流狀態。在錢幣的紅外螢光區經過時，紅外螢光區受到980nm 光線的激發，產生可見光，在光敏元件122的敏感波長範圍以內，光敏元件122產生的電流 增大，即產生了與紅外螢光區相關的電信號，電信號輸送到信號識別電路進行識別。信號識 別電路將識別後得出的信息傳送給動作控制系統2，最終實現動作控制，實現利用錢幣的紅 外螢光區域進行驗鈔。具體實施例1 識別模塊可以通過計時的方式判斷真幣。參照圖2，識別模塊包括一用於放大光 敏元件122信號的放大模塊123，還包括一具有計時功能的微型處理器系統124。光敏元件 122連接放大模塊123，放大模塊123連接微型處理器系統124。在光敏元件122接收到紅 外螢光區域發出的可見光時，輸出相關的電信號，相關的電信號經過放大模塊123放大後 傳送給微型處理器系統124，微型處理器系統IM對相關電信號的保持時間進行計時，保持 時間達到所設定的值時，判斷為真幣。上述設計並不是簡單的判斷所述光敏元件122是否輸出過高電平，而是判斷輸出 的相關電信號的保持時間。一張錢幣通過時，相關電信號往往並不連續，微型處理器系統 IM可以以一張錢幣通過時，相關電信號輸出的總時間為準。這樣可以有效地避免電磁幹 擾、系統產生的雜亂信號造成的幹擾等幹擾問題，提高精準度。具體實施例2 識別模塊也可以通過計數的方式判斷真幣。參照圖3，識別模塊包括一用於放大光 敏元件122信號的放大模塊31，還包括一產生一定頻率的脈衝信號的載波發生模塊32，還 包括一對脈衝信號進行計數的微型處理器系統33。載波發生模塊32與微型處理器系統33 的通信連接受放大模塊31的輸出信號控制。在光敏元件122接收到紅外螢光區域發出的可 見光時，輸出相關的電信號，相關的電信號經過放大模塊31放大後，改變載波發生模塊32 與微型處理器系統33的通信連接，微型處理器系統33進行計數，微型處理器系統33計數 達到一定數目時，判斷為真幣。上述設計也並不是簡單的判斷光敏元件122是否輸出過高電平，而是判斷輸出相關的電信號時，載波發生模塊32向微型處理器系統33輸出的脈衝信號數目。可以有效地 避免電磁幹擾、系統產生的雜亂信號造成的幹擾等幹擾問題，提高精準度。以下所述的硬體結構和信號處理方法，同時可以適用於具體實施例1和具體實施 例2中所描述的判斷真幣的方式。參照圖1，錢幣輸送機構設有一供錢幣通過的錢幣通道4。識別模塊包括兩個紅外 光源11和兩個光敏元件122，一個紅外光源11和一個光敏元件122組成一組主動式光敏傳 感器5。主動式光敏傳感器5的紅外光源11和光敏元件122設置在暗室121內。暗室121 的下方設置有透光板51。透光板51可以防止灰塵、油汙等對紅外光源11和光敏元件122 的影響。暗室121內塗有反光層，以增強光敏元件122接收到的光線強度。兩組主動式光敏傳感器5分別位於錢幣通道4的兩側。錢幣的紅外螢光區域並不 跨越錢幣橫向放置時的中線，也不跨越錢幣縱向放置時的中線，所以在只設有一組主動式 光敏傳感器5的情況下，只能對紅外螢光區域位於同一側的錢幣進行檢測，使用較為不便。 採用兩組主動式光敏傳感器5則可以檢測紅外螢光區域位於不同側的錢幣。紅外光源11採用發射980nm雷射的紅外雷射器，一組主動式光敏傳感器5的紅外 光源11和一個光敏元件122，位於錢幣通道4的同一側。這樣對原有的驗鈔機的模具變動 較小，並且便於安裝。紅外光源11和一個光敏元件122，也可以分別位於錢幣通道4的兩 側，形成對射結構。錢幣通道4的上方一側安裝有主動式光敏傳感器5，另一側設有反光面6。反光面 6有利於促使透過錢幣的紅外光線再次對紅外螢光區域進行激發，並且有利於促使激發出 的可見光儘量多的被光敏元件122接收，提高系統靈敏度。紅外雷射器(紅外光源11)在錢幣上產生的光斑形狀為條狀光斑，條狀光斑的長 度方向與錢幣的運動方向一致。980nm光線在紅外螢光區域上激發出可見光，並且使可見 光增強到需要的強度，需要一定時間，採用上述設計可以延長980nm光線在紅外螢光區域 上的激發時間，以便保證所激發出的可見光強度滿足要求。紅外雷射器(紅外光源11)在錢幣上產生的光斑的寬度大於0. 3mm，光斑的寬度方 向與錢幣的運動方向垂直。這樣可以避免因為光斑太小，又恰好位於紅外螢光區域的縫隙 時，不能激發出可見光的情況，進而降低誤報為假幣的概率。參照圖4，對於具體實施例1中描述的判斷真幣的方式，可以基於圖1所示的機構， 進一步改進。兩組主動式光敏傳感器5之間設有一對兩個光敏元件122輸出的電信號求差 的求差模塊125，兩個光敏元件122輸出的電信號經過求差後傳送給微型處理器系統124， 微型處理器系統IM對相關電信號的保持時間進行計時，保持時間達到所設定的值時，判 斷為真幣。參照圖5，對於具體實施例2中描述的判斷真幣的方式，可以基於圖1所示的機構， 進一步改進。兩組主動式光敏傳感器5之間設有一對兩個光敏元件122輸出的電信號求差 的求差模塊125，兩個光敏元件122輸出的電信號經過求差後傳送給放大模塊31放大後，改 變載波發生模塊32與微型處理器系統33的通信連接，微型處理器系統33進行計數，微型 處理器系統33計數達到一定數目時，判斷為真幣。通過求差的方式可以允許進一步提高放大模塊123的放大倍數，提高識別錢幣的 精準度。並且有利於進一步增強抗幹擾能力。兩個光敏元件122可以直接連接到求差模塊125，通過求差模塊125連接到放大模塊123。兩個光敏元件122也可以分別通過放大模塊 123連接到求差模塊125。求差模塊125往往自身具備放大電路，因此也可以以求差模塊 125的放大電路作為放大模塊123。參照圖6，為了應付拼幣本發明可以設置四組主動式光敏傳感器5，兩組主動式光 敏傳感器5位於錢幣通道4左側，兩個紅外光源11在錢幣上形成的光斑的距離大於所述紅 外螢光區域寬度的二分之一，兩個光敏元件122連接一信號選擇輸出模塊，在兩個光敏元 件122同時輸出相關電信號時，信號選擇輸出模塊才允許兩個光敏元件122輸出的電信號 或經過處理後的電信號進入信號識別電路。比如允許兩個光敏元件122輸出的電信號或 經過處理後的電信號，傳送到微型處理器系統1 或微型處理器系統33。另外兩組主動式光敏傳感器5位於錢幣通道4右側，兩個紅外光源11在錢幣上形 成的光斑的距離大於所述紅外螢光區域寬度的二分之一。本發明通過計數或者計時的方 式，對所述紅外螢光區域的長度進行檢測，通過設置在一側的兩組主動式光敏傳感器5對 所述紅外螢光區域的寬度進行檢測，可以有效檢測出拼幣。可見本發明具有體積小、成本低、假幣識別率高等特點。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其 等效物界定。
權利要求
1.紅外雷射驗鈔系統包括，一識別錢幣的識別系統、輸送錢幣的錢幣輸送機構、一依 據識別系統產生的信號進行動作控制的動作控制系統，其特徵在於，所述識別系統包括一 用於識別錢幣螢光區域的螢光區域識別系統，所述螢光區域識別系統連接所述動作控制系 統；所述螢光區域識別系統，包括一發射激發螢光區域發光的激發光源、一接收並識別所述 螢光區域受激發射的光線的識別模塊，所述識別模塊連接所述動作控制系統。
2.根據權利要求1所述的紅外雷射驗鈔系統，其特徵在於，所述識別系統的螢光區域 識別系統採用一用於識別錢幣紅外螢光區域的紅外識別系統，所述紅外識別系統連接所述 動作控制系統；所述紅外識別系統，包括一激發光源，激發光源為發射980nm光線的紅外光源、一接收 並識別所述紅外螢光區域受激發射的可見光的識別模塊，所述識別模塊連接所述動作控制 系統。
3.根據權利要求2所述的紅外雷射驗鈔系統，其特徵在於，所述識別模塊包括一對光線波長敏感範圍小於980nm的光敏元件、一對所述光敏元件 產生的電信號進行識別的信號識別電路，所述信號識別電路連接所述動作控制系統；所述識別模塊包括一用於放大所述光敏元件信號的放大模塊，還包括一具有計時功能 的微型處理器系統，所述光敏元件連接所述放大模塊，所述放大模塊連接微型處理器系統， 在所述光敏元件接收到紅外螢光區域發出的可見光時，輸出相關的電信號，相關的電信號 經過放大模塊放大後傳送給微型處理器系統，微型處理器系統對相關電信號的保持時間進 行計時，保持時間達到所設定的值時，判斷為真幣。
4.根據權利要求2所述的紅外雷射驗鈔系統，其特徵在於，所述識別模塊包括一對光 線波長敏感範圍小於980nm的光敏元件、一對所述光敏元件產生的電信號進行識別的信號 識別電路，所述信號識別電路連接所述動作控制系統；所述識別模塊包括一用於放大所述光敏元件信號的放大模塊，還包括一產生一定頻率 的脈衝信號的載波發生模塊，還包括一對所述脈衝信號進行計數的微型處理器系統；所述 載波發生模塊與所述微型處理器系統的通信連接受所述放大模塊的輸出信號控制；在所述 光敏元件接收到紅外螢光區域發出的可見光時，輸出相關的電信號，相關的電信號經過放 大模塊放大後，改變所述載波發生模塊與所述微型處理器系統的通信連接，微型處理器系 統進行計數，微型處理器系統計數達到一定數目時，判斷為真幣。
5.根據權利要求3或4所述的紅外雷射驗鈔系統，其特徵在於，所述紅外光源採用發 射980nm雷射的紅外雷射器，所述光敏元件採用對光線的敏感範圍為可見光範圍的視覺光 敏元件。
6.根據權利要求5所述的紅外雷射驗鈔系統，其特徵在於，所述錢幣輸送機構設有一 供錢幣通過的錢幣通道；所述識別模塊包括兩個所述紅外光源和兩個所述光敏元件，一個 所述紅外光源和一個所述光敏元件組成一組主動式光敏傳感器，兩組主動式光敏傳感器分 別位於所述錢幣通道的兩側，所述紅外雷射器在錢幣上產生的光斑的寬度大於0. 3mm，所述 光斑的寬度方向與錢幣的運動方向垂直。
7.根據權利要求6所述的紅外雷射驗鈔系統，其特徵在於，一組所述主動式光敏傳感 器的所述紅外光源和一個所述光敏元件，位於所述錢幣通道的同一側；所述錢幣通道的一側安裝有所述主動式光敏傳感器，另一側安裝有對紅外雷射器發出的光線和所激發的可見光進行反射的反光面。
8.根據權利要求7所述的紅外雷射驗鈔系統，其特徵在於，所述紅外雷射器在錢幣上 產生的光斑形狀為條狀光斑，所述條狀光斑的長度方向與錢幣的運動方向一致。
9.根據權利要求6所述的紅外雷射驗鈔系統，其特徵在於，所述兩組主動式光敏傳感 器之間設有一對兩個光敏元件輸出的電信號求差的求差模塊，兩個光敏元件輸出的電信號 經過求差後傳送給所述微型處理器系統，微型處理器系統對相關電信號的保持時間進行計 時，保持時間達到所設定的值時，判斷為真幣。
10.根據權利要求6所述的紅外雷射驗鈔系統，其特徵在於，所述兩組主動式光敏傳感 器之間設一對兩個光敏元件輸出的電信號求差的求差模塊，兩個光敏元件輸出的電信號經 過求差後傳送給放大模塊放大後，改變載波發生模塊與微型處理器系統的通信連接，微型 處理器系統進行計數，微型處理器系統計數達到一定數目時，判斷為真幣。
全文摘要
紅外雷射驗鈔系統涉及一種驗鈔系統。包括，識別系統、錢幣輸送機構、動作控制系統，識別系統包括一螢光區域識別系統，螢光區域識別系統連接動作控制系統。螢光區域識別系統，包括激發光源、識別模塊，所述識別模塊連接動作控制系統。所述識別系統的螢光區域識別系統採用紅外識別系統。所述紅外識別系統，包括一激發光源，激發光源為發射980nm光線的紅外光源、一接收並識別所述紅外螢光區域受激發射的可見光的識別模塊，所述識別模塊連接所述動作控制系統。本發明具有體積小、成本低、假幣識別率高等特點。
文檔編號G07D7/12GK102103766SQ200910201458
公開日2011年6月22日 申請日期2009年12月18日 優先權日2009年12月18日
發明者孫倩倩 申請人:上海科斗電子科技有限公司