專利名稱：人民幣激光光纖真?zhèn)巫R(shí)別傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種人民幣辨識(shí)裝置。
背景技術(shù)：
99年版人民幣面世以來(lái)，不法份子仿制99年版人民幣的各種版本的假幣相繼在市面上流通，給國(guó)家和人民造成巨大損失。以往開(kāi)發(fā)的各種人民幣辯偽傳感器，如利用熒光效應(yīng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度，紅外透光強(qiáng)度等技術(shù)的傳感器對(duì)老版人民幣具有較強(qiáng)的真?zhèn)巫R(shí)別功能。但由于不法份子的仿制技術(shù)越來(lái)越高，在仿99年版人民幣中加入了反識(shí)別的材料，因此上述辯偽傳感器對(duì)于識(shí)別這種技術(shù)含量高的假幣顯得力不從心。針對(duì)這種情況我們考察了新版人民幣中的一些新的防偽技術(shù)研究出了本專利所述及的激光光纖真?zhèn)巫R(shí)別傳感器。
99年版人民幣采用了許多高科技防偽技術(shù)，其中一種就是在貨幣某特定區(qū)域涂有一種極難仿造的特殊彩色油墨。它在特定不可見(jiàn)紅外激光照射下能激發(fā)出特定波長(zhǎng)的可見(jiàn)光，該特征為辨別99年版人民幣真?zhèn)翁峁┝艘环N可靠的技術(shù)依據(jù)。99年以前的舊版人民幣不具備這種特征。根據(jù)該特征本人曾于2000年研究了一種″人民幣真?zhèn)巫R(shí)別裝置″并獲得了專利，其專利號(hào)為z100257546.9。但該裝置在實(shí)用中要求走幣時(shí)定位精度很高，金融設(shè)備的走幣機(jī)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)。其次該裝置只能對(duì)貨幣正面進(jìn)行識(shí)別，反面由于信號(hào)太弱識(shí)別困難因此使用中非常不便。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，克服了上述裝置的缺點(diǎn)，對(duì)走幣時(shí)的定位精度要求很寬，無(wú)須對(duì)現(xiàn)有金融設(shè)備(如點(diǎn)鈔機(jī)等)作太大的改動(dòng)即可運(yùn)用，同時(shí)貨幣正反面喂入金融設(shè)備時(shí)都可識(shí)別，給機(jī)器使用人員帶來(lái)很大的方便。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種人民幣激光光纖真?zhèn)巫R(shí)別傳感器，包含紅外半導(dǎo)體激光器，光束變換聚焦鏡組，光信號(hào)傳輸光纖，光電轉(zhuǎn)換器，多路激光電源，前置放大器，A/D變換電路，噪聲電平自動(dòng)補(bǔ)償電路及CPU電路，其重點(diǎn)在于多只紅外半導(dǎo)體激光器排成陣列形式，每一只紅外半導(dǎo)體激光器都配置有一根或多根接收光信號(hào)其長(zhǎng)度任意可調(diào)的光信號(hào)傳輸光纖。
所述的光信號(hào)傳輸光纖為單芯或多芯。
所述的各紅外半導(dǎo)體激光器上相配的光信號(hào)傳輸光纖集合成一根光纜，與只在可見(jiàn)光波段響應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換器相連接。
具有既可自由轉(zhuǎn)動(dòng)又可上下浮動(dòng)的遮光棒，該遮光棒緊貼貨幣；光束變換聚焦鏡組的光軸和光信號(hào)傳輸光纖位于兩遮光棒之間。
紅外半導(dǎo)體激光器光束變換聚焦鏡組光信號(hào)傳輸光纖在貨幣同一邊；其陣列形式的紅外半導(dǎo)體激光器和光束變換聚焦鏡組的光軸組成的平面與光信號(hào)傳輸光纖光軸組成的平面在同一平面或相平行的平面。
紅外半導(dǎo)體激光器光束變換聚焦鏡組位于貨幣一邊；光信號(hào)傳輸光纖位于貨幣另一邊。
光信號(hào)傳輸光纖前設(shè)置聚焦鏡。
本實(shí)用新型的有益效果如下1.動(dòng)態(tài)范圍大，對(duì)于99年版1元至100元不同版面的幣種都可以進(jìn)行快速檢測(cè)。
2.識(shí)別偽幣率高。
3.人民幣正反面送入機(jī)器中都可檢測(cè)。


圖1A是本實(shí)用新型光學(xué)原理圖；圖1B是圖1A中B-B面的剖視圖；圖2是本實(shí)用新型一種布置結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型又一種布置結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實(shí)用新型另一種布置結(jié)構(gòu)圖；圖5是本實(shí)用新型再一種布置結(jié)構(gòu)圖；圖6A是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；圖6B是圖6A中B-B面的剖視圖；圖7是本實(shí)用新型使用的電氣原理框圖。
圖號(hào)說(shuō)明

1 光束變換聚焦鏡組2 紅外半導(dǎo)體激光器3 光纜4 光電轉(zhuǎn)換器5 電纜6 貨幣7 光信號(hào)傳輸光纖 8 聚焦鏡9 光纜保護(hù)罩 10上壓板12機(jī)體13傳感器主體14下壓板 15右?jiàn)A板16螺釘17遮光棒18左夾板 19多路激光電源20前置放大器 21后級(jí)放大電路22后級(jí)放大電路23噪聲電平自動(dòng)補(bǔ)償電路24A/D變換電路 25CPU電路26真假貨幣分辨信號(hào)輸出27高壓驅(qū)動(dòng)電源具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。
本實(shí)用新型一種人民幣激光光纖真?zhèn)巫R(shí)別傳感器，包含紅外半導(dǎo)體激光器2，光束變換聚焦鏡組1，光信號(hào)傳輸光纖7，光電轉(zhuǎn)換器4，多路激光電源19，前置放大器20，A/D變換電路24，噪聲電平自動(dòng)補(bǔ)償電路23及CPU電路25。其重點(diǎn)在于多只紅外半導(dǎo)體激光器2排成陣列形式，每一只紅外半導(dǎo)體激光器2都配置有一根或多根接收光信號(hào)其長(zhǎng)度任意可調(diào)的光信號(hào)傳輸光纖7。所述的光信號(hào)傳輸光纖7可以是單芯的也可以是多芯的。所述的各紅外半導(dǎo)體激光器2上相配的光信號(hào)傳輸光纖7集合成一根光纜3，將光信號(hào)導(dǎo)向同一只且只在可見(jiàn)光波段響應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換器4。并且，本實(shí)用新型的人民幣激光光纖真?zhèn)巫R(shí)別傳感器加設(shè)有既可自由轉(zhuǎn)動(dòng)又可上下浮動(dòng)的遮光棒17(參見(jiàn)圖6B)，它緊貼貨幣6，起到遮光的作用。該光束變換聚焦鏡組1的光軸和光信號(hào)傳輸光纖7位于兩遮光棒17之間。
另外，該紅外半導(dǎo)體激光器2連接光束變換聚焦鏡組1與光信號(hào)傳輸光纖7可以在貨幣6同一邊構(gòu)成反射式工作結(jié)構(gòu)(參見(jiàn)圖1A、B-圖3)。其陣列形式的紅外半導(dǎo)體激光器2和光束變換聚焦鏡組1的光軸組成的平面與光信號(hào)傳輸光纖7光軸組成的平面可以在同一平面也可以是相平行的平面。
該紅外半導(dǎo)體激光器2連接光束變換聚焦鏡組1位于貨幣6一邊；光信號(hào)傳輸光纖7位于貨幣6另一邊，構(gòu)成透射式工作結(jié)構(gòu)(參見(jiàn)圖4、圖5)。
該光信號(hào)傳輸光纖7可以直接接收光信號(hào)，也可以在光信號(hào)傳輸光纖7前設(shè)置聚焦鏡8(參見(jiàn)圖5)，通過(guò)聚焦鏡8接收光信號(hào)，達(dá)到對(duì)光信號(hào)進(jìn)行放大的效果。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型至少有如下4種布置方案一種是半導(dǎo)體激光器及光學(xué)系統(tǒng)軸線和光纖軸線在同一鉛垂面，但都在人民幣面的一邊，構(gòu)成反射式工作結(jié)構(gòu)(如圖1A、B-圖3)。
第二種方案是在每一個(gè)激光器左右兩邊與激光器陣列面方向相垂直的平面里對(duì)稱布置兩根傳輸光纖，也即兩排光信號(hào)傳輸光纖光軸組成的平面和激光器陣列面平行，仍是反射式工作結(jié)構(gòu)(參見(jiàn)圖2)。這樣可以大大增加有用信號(hào)光強(qiáng)度。
第三種方案是半導(dǎo)體激光器陣列和光信號(hào)傳輸光纖陣列在同一鉛垂面，每個(gè)激光器及光學(xué)系統(tǒng)和接收光纖在同一軸線，但卻分隔在幣兩邊，構(gòu)成透射式工作結(jié)構(gòu)(如圖4)。
第四種方案類似于第三種方案，在接收光纖前加有聚光透鏡以加強(qiáng)有用光強(qiáng)度(如圖5)。
本實(shí)用新型人民幣激光光纖真?zhèn)巫R(shí)別傳感器由多路紅外半導(dǎo)體激光器2及光束變換聚焦鏡組1，多路光信號(hào)傳輸光纖7，光電轉(zhuǎn)換器4，多路激光電源19，高壓驅(qū)動(dòng)電源27，前置放大器20，噪聲電平濾波采樣電路22，A/D變換電路24，噪聲電平自動(dòng)補(bǔ)償電路23，后級(jí)放大電路21，進(jìn)行信號(hào)數(shù)據(jù)采集分析與處理的CPU電路25及相應(yīng)軟件等部分組成(如圖7所示)。其工作過(guò)程如下近紅外波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光束經(jīng)光束變換聚焦光學(xué)系統(tǒng)準(zhǔn)直并聚焦成一長(zhǎng)條不可見(jiàn)小光斑，照射在人民幣紙面上，涂有特殊彩色油墨的區(qū)域激發(fā)出和激光光斑尺寸同樣大小的可見(jiàn)光斑，此即有用的信號(hào)光斑。在此可見(jiàn)光斑的斜上方不遠(yuǎn)處配置有信號(hào)光傳輸光纖。可見(jiàn)光斑散射出的光經(jīng)光纖接收并傳輸?shù)焦怆娹D(zhuǎn)換器。
由于能被紅外激光器激發(fā)出可見(jiàn)光斑的特殊彩色油墨只在99年版人民幣的某一特定區(qū)域，而人民幣在喂入點(diǎn)鈔機(jī)，貨柜機(jī)等金融設(shè)備中進(jìn)行快速點(diǎn)鈔分鈔時(shí)對(duì)貨幣正反面如何放置不能有特殊規(guī)定，因此這塊特殊標(biāo)記可能在左也可能在右；另外，走幣時(shí)幣也會(huì)左右竄動(dòng)。因此為了在這種情況下也能不漏檢每一張幣，本技術(shù)方案采用多個(gè)激光器組成一陣列，且每一激光器都配置了同樣的光信號(hào)傳輸光纖，這許多根光纖組成一光纜，將信號(hào)光導(dǎo)向同一只光電轉(zhuǎn)換器。
由于光纖接收到的散射光既有有用的光信號(hào)，還有無(wú)用的紅外光噪聲信號(hào)，且無(wú)用信號(hào)較有用信號(hào)要強(qiáng)許多倍，同時(shí)又由于光纖接收到的有用光信號(hào)非常弱，且受光纖傳輸效率的影響，到達(dá)光電轉(zhuǎn)換器的有用光信號(hào)也就微乎其微了。因此要解決既隔離噪聲又能有效進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的目的，本技術(shù)方案采用了只在特定可見(jiàn)光波段響應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換器件，且具有很高的光電轉(zhuǎn)換效率和放大倍數(shù)。這樣就有效地濾掉了紅外噪聲，并使有用的可見(jiàn)光信號(hào)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器放大及后續(xù)一系列電路處理后被計(jì)算機(jī)采集分析計(jì)算，最后進(jìn)行真假貨幣分辨信號(hào)輸出26。
由于金融設(shè)備大都在白天和照明條件較好的情況下使用，因此白光噪聲不可避免地要混雜在有用信號(hào)光之中被傳輸光纖一起接收。同時(shí)由于白光噪聲是隨時(shí)變化的，這樣就使經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后得到的噪聲電平也是上下波動(dòng)的。波動(dòng)幅度過(guò)大將直接影響到有用信號(hào)的采集，有時(shí)會(huì)淹沒(méi)有用信號(hào)。為解決這個(gè)問(wèn)題，本技術(shù)方案從二個(gè)方面著手。一方面是在傳感器機(jī)械上設(shè)計(jì)了二個(gè)浮動(dòng)遮光棒。激光器激發(fā)出的可見(jiàn)光斑和傳輸光纖位于兩遮光棒之間，遮光棒靠自身的重量緊貼貨幣6，除可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)外，還可以上下浮動(dòng)。因此，既有效地清除了絕大部分白光噪聲，又不妨礙幣的快速運(yùn)行；另一方面，在電路上設(shè)計(jì)了噪聲電平自動(dòng)補(bǔ)償電路，它使噪聲電平的峰值始終保持在某適當(dāng)值附近。
以下結(jié)合附圖6A、B及其余附圖說(shuō)明進(jìn)一步本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例。
本實(shí)施例的光學(xué)原理如附圖1A、B。參見(jiàn)附圖6A，2為紅外半導(dǎo)體激光器，本實(shí)施例中一共有11只紅外半導(dǎo)體激光器，沿紙面組成一陣列。紅外半導(dǎo)體激光器2，光束變換聚焦鏡組1通過(guò)下壓板14，上壓板10和傳感器主體13牢固地連在一起。從圖6B的剖面可以看出，并列的兩根光信號(hào)傳輸光纖7，從上至下穿過(guò)上壓板10，傳感器主體13，下壓板14和右?jiàn)A板15、左夾板18上的孔到達(dá)貨幣6上方的某一位置，通過(guò)二個(gè)螺釘16可以調(diào)整二根光纖相對(duì)光束變換聚焦鏡組光軸的夾角，以達(dá)到最佳的光信號(hào)接收角度。遮光棒17左右各有一根，分別和右?jiàn)A板15，左夾板18浮動(dòng)連接。走幣時(shí)遮光棒17可以轉(zhuǎn)動(dòng)也可以上下浮動(dòng)，但始終緊貼貨幣6。每只紅外半導(dǎo)體激光器2都配有一套光束變換聚焦鏡組1和二根光信號(hào)傳輸光纖7，這許多根光纖集合成一根光纜3將接收的光信號(hào)導(dǎo)向同一只光電轉(zhuǎn)換器4。光電轉(zhuǎn)換器4的高壓激勵(lì)和光電信號(hào)輸出通過(guò)電纜5進(jìn)行。紅外半導(dǎo)體激光器陣列由多路激光電源19通過(guò)電纜5驅(qū)動(dòng)。光纜保護(hù)罩9通過(guò)螺釘和傳感器主體13連接。整個(gè)傳感器通過(guò)光纜保護(hù)罩9用螺釘和主機(jī)的機(jī)體12相連。
工作時(shí)當(dāng)幣通過(guò)傳感器的激光照射區(qū)時(shí)，由光電轉(zhuǎn)器4所得到的光電信號(hào)經(jīng)一系列電路處理后由計(jì)算機(jī)采集相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以得到激光激發(fā)出的可見(jiàn)光斑的光強(qiáng)度，以及可見(jiàn)光斑在貨幣6上的相應(yīng)位置，從而判斷出貨幣的真?zhèn)?。并給出貨幣真?zhèn)涡盘?hào)，以供后續(xù)機(jī)構(gòu)執(zhí)行分檢任務(wù)之用。
權(quán)利要求1.一種人民幣激光光纖真?zhèn)巫R(shí)別傳感器，包含紅外半導(dǎo)體激光器，光束變換聚焦鏡組，光信號(hào)傳輸光纖，光電轉(zhuǎn)換器，多路激光電源，前置放大器，A/D變換電路，噪聲電平自動(dòng)補(bǔ)償電路及CPU電路，其特征在于多只紅外半導(dǎo)體激光器排成陣列形式，每一只紅外半導(dǎo)體激光器(2)都配置有接收光信號(hào)其長(zhǎng)度任意可調(diào)的光信號(hào)傳輸光纖(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的人民幣激光光纖真?zhèn)巫R(shí)別傳感器，其特征在于所述的光信號(hào)傳輸光纖(7)為單芯或多芯。
3.如權(quán)利要求1所述的人民幣激光光纖真?zhèn)巫R(shí)別傳感器，其特征在于所述的各紅外半導(dǎo)體激光器(2)上相配的光信號(hào)傳輸光纖(7)集合成一根光纜(3)，與只在可見(jiàn)光波段響應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換器(4)相連接。
4.如權(quán)利要求1所述的人民幣激光光纖真?zhèn)巫R(shí)別傳感器，其特征在于具有既可自由轉(zhuǎn)動(dòng)又可上下浮動(dòng)的遮光棒(17)，該遮光棒(17)緊貼貨幣(6)；光束變換聚焦鏡組(1)的光軸和光信號(hào)傳輸光纖(7)位于兩遮光棒(17)之間。
5.如權(quán)利要求1所述的人民幣激光光纖真?zhèn)巫R(shí)別傳感器，其特征在于紅外半導(dǎo)體激光器(2)光束變換聚焦鏡組(1)光信號(hào)傳輸光纖(7)在貨幣同一邊；其陣列形式的紅外半導(dǎo)體激光器(2)和光束變換聚焦鏡組(1)的光軸組成的平面與光信號(hào)傳輸光纖(7)光軸組成的平面在同一平面或相平行的平面。
6.如權(quán)利要求1所述的人民幣激光光纖真?zhèn)巫R(shí)別傳感器，其特征在于紅外半導(dǎo)體激光器(2)光束變換聚焦鏡組(1)位于貨幣一邊；光信號(hào)傳輸光纖(7)位于貨幣另一邊。
7.如權(quán)利要求6所述的人民幣激光光纖真?zhèn)巫R(shí)別傳感器，其特征在于光信號(hào)傳輸光纖(7)前設(shè)置聚焦鏡(8)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種人民幣激光光纖真?zhèn)巫R(shí)別傳感器。紅外半導(dǎo)體激光器陣列中的每一只激光器發(fā)出的光經(jīng)光束變換聚焦鏡組在貨幣上的特定彩色油墨區(qū)域形成細(xì)長(zhǎng)光斑，它激發(fā)出的可見(jiàn)光由光信號(hào)傳輸光纖接收。這許多根光信號(hào)傳輸光纖組成的光纜將各自接收的光信號(hào)導(dǎo)向同一只只在可見(jiàn)光波段范圍響應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換器，得到的光電信號(hào)經(jīng)電路處理后用于識(shí)別貨幣真?zhèn)?。此傳感器小巧，?dòng)態(tài)范圍大，辨?zhèn)温矢?，可廣泛用于各種金融設(shè)備中。
文檔編號(hào)G07D7/12GK2876909SQ200520118340
公開(kāi)日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2005年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月8日
發(fā)明者樊崇理 申請(qǐng)人:樊崇理