CN1536536A - 检查装置及检查方法 - Google Patents
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Abstract
一纸币检查装置具有一传输路径，在此传输路径的中间，设置有用来传输纸币的传输滚轮，以及一用来检测包括在纸币内的荧光成分的荧光传感器。该荧光传感器具有一外壳，在此外壳内，有一用来朝向纸币发射光线的光发射装置，以及一用来接收因受紫外线照射从纸币表面发射的荧光的光接收装置。一对于从光发射装置发射的光产生荧光的荧光元件放置在传输路径的检查区域内。在检查纸币的过程中，首先检测从荧光元件发出的荧光量，根据检测到的荧光量的值来纠正从光发射装置发射的光量。然后，在此状态中，检测纸币内的荧光成分的含量。
Description
技术领域
本发明涉及用来检查纸币、单据等的真伪，区别其类型等的检查装置和方法。
背景技术
用来检查纸币真伪的传统的检查装置包括如文件1(JP-A-9-507326)和文件2(JP-A-10-40436)所述的那种装置。这些文件中描述的检查装置构造成：用从一光源发出的紫外线照射一纸币，测量从纸币反射回的紫外线的水平，测量在纸币内产生的荧光量，并将测量的水平与其对应的参考水平比较，由此，检查纸币的真伪。
发明内容
然而，从光源发射的光量根据温度的变化或诸如此类的变化而改变，其可导致对纸币内产生的荧光量的精确测量不能奏效。在这种情形中，难于精确地检查纸币和其它单据的的真实性。
本发明的一个目的是提供能够精确地检测包括在目标物体内的荧光成分而不增加装置规模的检查装置和方法。
本发明的检查装置根据包括在目标物体内的荧光成分的含量来检查目标物体。该检查装置包括：用来沿一传输路径传输目标物体的传输装置，一用来朝向由传输装置传输的目标物体发射光线的光发射装置，一用来接收目标物体因光线照射而产生的荧光的光接收装置，以及一设置在传输路径上并适于受到光发射装置发射的光照射而产生荧光的荧光元件。
这种类型的检查装置如果相对温度不能将光接收装置的输出值(即，由目标物体产生的荧光的量)控制在一固定的状态中，则就不能精确地检查目标物体。为此原因，在检查目标物体之前，荧光元件位于如上所述的传输路径上，而光接收装置接收从荧光元件产生的荧光，以检测从荧光元件产生的荧光的量。从荧光元件产生的荧光的温度特征与从包含荧光成分的目标物体产生的荧光的温度特征相当。因此，从光发射装置发出的光量预先地根据由荧光元件产生的荧光的量进行修整，由此，在目标物体的实际检查过程中，光接收装置的输出值，针对于温度，确实地控制在近似不变的状态。这使得装置能独立于温度的影响而精确地检测目标物体中的荧光成分。由于荧光元件放置在传输路径上，所以，装置可构造成毋须增加其规模。
较佳地，该检查装置还包括控制装置，其用来在被传输装置传输的目标物体到达传输路径的检查区域之前，接收来自光接收装置的输出信号，以便检测从荧光元件产生的荧光的量，并根据从荧光元件产生的荧光的量来控制从光发射装置发出的光量。在此结构中，根据从荧光元件产生的荧光的量，在光发射装置发出的光量到达位于传输路径的检查区域上的目标物体之前，自动地执行从光发射装置发出的光量的纠正过程，由此，可减小对操作者和其它人的负担。
荧光元件较佳地是一荧光玻璃。荧光玻璃是一带有封装在玻璃内的电离的荧光介质的元件，具有高的抗环境的能力，不会随时间变劣。通过使用这样一荧光玻璃，根据从荧光元件产生的荧光的量，以高的精度和在长的时间内，对光发射装置发出的光量实施纠正变得可行。
检查装置较佳地包括一用来根据被光接收装置接收的荧光量输出一信号的光检测部分；控制从光发射装置中发射的光发射量的光源控制装置，其用来以模拟的方式变化到由控制装置选定的预定的量，以便控制光量；用来计算变化的荧光量的算法装置；以及用来根据变化的荧光量决定目标物体的类型的决定装置。
通过对由光接收部分得到的输出数据的二阶微分，算法装置较佳地由从光发射装置发射的照明量的变化量计算荧光的变化量。
根据对荧光预定量和变化量之间的比较，决定装置较佳地决定目标物体的类型。
一用来根据包括在目标物体内的荧光成分的含量检查目标物体的检查方法，该检查方法包括以下诸步骤：检测一起动信号；校准从光发射装置发出的光量；根据从被光发射装置照明的目标物体发出的荧光量决定目标物体的类型；并继续决定目标物体类型的步骤，直到检测到一停止信号为止。
校准从光发射装置发出的光量的步骤较佳地具有如下诸步骤：输出一初始控制信号到光发射装置；检测从光接收装置接收到的荧光量，同时，一照明元件被光发射装置照明；通过在预定的荧光量和检测到的荧光量之间比较直到两值之间的差变为等于零，决定光发射装置的照明量；并输出作为纠正的控制信号的照明量。
决定目标物体类型的步骤较佳地具有如下诸步骤：根据模拟规律的纠正信号改变控制信号；计算从光接收装置得到的变化的输出的二阶微分；以及通过比较二阶值和预定的阈值来确定目标物体的类型。
本发明还可参照以下的详细描述和附图得到进一步完整的理解。它们应被认为仅是说明性的，而对本发明没有限制性。
附图的简要说明
图1是示出作为根据本发明的检查装置的一实施例的纸币检查装置的截面图。
图2是示于图1中的纸币检查装置的主要部分的放大的截面图。
图3是示出荧光传感器的电气线路结构和图2中所示的控制单元的方框结构的视图。
图4是示出图3所示的CPU的算法处理顺序的细节的流程图。
图5是示出作为本发明的另一实施例的纸币检查装置的截面图。
图6是示出印刷线路板的线路结构和示于图5中的识别处理单元的功能方块的视图。
图7是示出算法细节和由图6中所示的算法—确定处理器执行的确定处理顺序的流程图。
图8是示出纸币对于由光源发出光照明量的荧光输出特性的一实例的曲线图。其中的纸币是一真币和一假币。
图9A和9B是示出对于图8中示出的真币和假币进行算法—确定处理的结果的一实例的表格。
图10是示出作为检查装置的另一实施例的纸币检查装置的截面图。
图11是示出印刷线路板的线路结构和示于图10中的识别处理单元的功能方块的视图。
图12A和12B是示出如图11所示的一CPU的算法处理顺序的细节的流程图。
具体实施方式
现将参照诸附图来详细地描述根据本发明的检查装置的优选实施例。
图1是示出作为根据本发明的检查装置的一实施例的纸币检查装置的截面图。纸币检查装置1构造来检查纸币的真伪和确定其种类。纸币检查装置1具有一形成在上导向板2和下导向板3之间的传输路径4。传输滚轮5、6放置在传输路径4的中间，通过传输滚轮5、6纸币7被传输朝向出口侧。
一用于识别纸币7的种类的纸币识别单元8放置在传输路径4的中间。纸币识别单元8具有一用来照明纸币7的表面的光源，以及一用来成像纸币7的表面的CCD照相机(它们均未示出)，纸币识别单元8构造成比较来自CCD照相机的图像数据和给定的图形数据，从而确定纸币7的种类。
纸币识别单元8的上游有一用于检测纸币7内的荧光成分的荧光传感器9，以及一连接到该荧光传感器9的控制单元10。这些荧光传感器9和控制单元10合作来检查纸币的真伪性，判定其是真币还是假币。确定纸币7的真伪性的同时，指示伪造的纸币含有的大量的荧光成分。
荧光传感器9具有一如图2所示的大致直角的平行六面体形状的外壳11，而一垂直地划分外壳11的内部空间的隔板12放置在外壳11内。在外壳11内，一用来朝向被传输滚轮5、6传输的纸币7发射光线的光发射装置(光源)13容纳在由隔板12形成的一空间内。该光发射装置13是一用来产生含有紫外线成分的光线的紫外线(UV)发光二极管LED，并固定到设置在外壳11的上部内的线路板14。为何采纳LED作为光发射装置13的原因在于它的如下的优点：它仅要求一小的占据空间(即使在小的空间的外壳内)，以及显示出小的照度的变化和小的光量随时间的变化。
使用粘结剂或诸如此类的方法将一防尘玻璃片15固定在外壳11的下表面。该防尘玻璃片15用具有特别高的UV透射率的石英玻璃或诸如此类的材料制成。一UV透射过滤器16放置在防尘玻璃片15和光发射装置13之间。该UV透射过滤器16是一光学过滤器，其仅透射从光发射装置13发射的光线中的紫外线成分(例如，近似为300-400nm)。
上导向壁2设置有一让来自光发射装置13的光线退出的窗口17。这致使纸币7的表面在由传输滚轮5、6传输的纸币7的传输路上，被从光发射装置13发出的光照明。
在外壳11中，一光接收装置18容纳在由隔板12形成的另一空间内，该光接收装置用来接收从位于紫外线光照射下的纸币7的表面释放出来的荧光。该光接收装置18由一光二极管、一光敏晶体管，或诸如此类的器件组成，并固定在线路板14上。
一UV截止过滤器19放置在防尘玻璃片15和光接收装置18之间。UV截止过滤器19是一光学的过滤器，其用来过滤出在纸币7的表面上反射的光线中的UV成分。从纸币7反射出的光线中的UV成分具有高的能量特性，而UV截止过滤器19去除这种UV成分，以防止UV成分作为干扰进入光接收装置18和造成错误的检测。
一小孔20形成在面向上导向板2的窗口17的下导向板3的一部位处，而一针对从光发射装置13发射的光线产生荧光的荧光元件21放置在该小孔20内。该荧光元件21较佳地是一在玻璃内封装有电离的荧光材料的荧光玻璃。荧光玻璃不易随时间变化，因此，在一长时间内提供稳定的荧光量。考虑到这种荧光元件，由荧光元件21产生的荧光进入光接收装置18，其处于传输路径4的检查区域A内没有纸币7的状态中。
图3是示出固定有上述光发射装置13和光接收装置18的线路板14的结构和控制单元10的方框结构的视图。线路板14设置有一连接在光发射装置13上的驱动线路22，以及一连接在光接收装置18上的放大器线路23。驱动线路22具有一晶体管24和电阻25、26，而从光发射装置13发出的光量由供应到该驱动线路22上的电压确定。放大器线路23将光接收装置18的输出转换成一电压信号，并将其馈送到控制单元10内。
控制单元10具有一A/D转换器27、一起动按钮28、一CPU29、一D/A转换器30，以及一显示器31。A/D转换器27将放大器线路23送出的模拟输出信号转换为数字信号。起动按钮28是为操作者等提供的手动输入装置，以提供一起动检查纸币7操作的指令。CPU29接收来自A/D转换器27的输出信号和来自起动按钮28的指令信号，并关于对光发射装置13的发射输出量进行纠正和关于确定纸币7的真伪性，执行预定的算法处理。D/A转换器30将来自CPU29的数字信号转换为模拟信号，并将其输出到驱动线路22。显示器31将从CPU29送出的关于纸币7的真伪性的信息显示在屏幕上。
现将描述纸币检查装置1的操作，同时参照图4中示出的流程图阐述算法处理的程序。
首先，操作者等打开起动按钮28来致动传输滚轮5、6。多张纸币7从入口位置相继地传送朝向传输路径4的检查区域A。
此时，CPU29首先确定是否打开起动按钮28(步骤51)。当起动按钮28打开时，CPU将一用来打开光发射装置13的初始控制信号送到D/A转换器30(步骤52)。这导致根据初始控制信号向驱动线路22供应电压，由此，光发射装置13以预定的光量发射光线。
由于起动按钮28刚打开后还没有纸币7到达检查区域A，所以，从光发射装置13发出的光照射在荧光元件21上。这致使光接收装置18接收在荧光元件21内产生的荧光。然后，从光接收装置18送出的输出信号通过A/D转换器27馈送到CPU29。
CPU 29根据输入信号(步骤53)检测来自荧光元件21的荧光量。其后，CPU确定检测到的来自荧光元件21的荧光量和一预设的参考荧光量之间的差，并确定光发射装置13的这样一发射量以调零差值(步骤54)。然后，CPU将根据光发射装置13的发射量作的控制信号的纠正送到D/A转换器30(步骤55)。这导致根据纠正的控制信号将电压供应到驱动线路22，其结果，荧光元件21的荧光量保持在参考的荧光量上。
此后，一纸币7被传输滚轮5、6传输到检查区域A，于是，从光发射装置13发出的光照射在纸币7的表面上。在纸币7含有荧光成分的地方，纸币7发射出荧光，于是，光接收装置18接收荧光。然后，从光接收装置18送出的输出信号通过A/D转换器27馈送到CPU29。
CPU29根据输入信号(步骤56)检测来自纸币7的荧光量。然后，CPU根据检测到的纸币7的荧光量(步骤57)，确定纸币7的真伪性。例如，在纸币7是一伪造的假币的情况下，其包含大量的荧光成分，这样，检测到的荧光量变得很高。另一方面，在纸币7是一真币的情况下，其很少含有荧光成分，这样，检测到的荧光量非常低。其后，CPU将对确定纸币7的真伪性的结果数据送到显示器31(步骤58)。
此后，CPU确定对所有的纸币7是否已经完成对纸币真伪性的确定(步骤59)。在对所有的纸币7完成对纸币真伪性的确定之前，重复地执行上述步骤56-58的过程。根据从由操作者等手动操作的停止按钮(未示出)发出的信号，根据从用来检测纸币7等的存在或不存在的传感器(未示出)发出的信号，来作出对于所有纸币7是否已经完成确定纸币真伪性的决定。
顺便提及的是，为了精确地执行纸币7的检查，有必要始终控制朝向纸币7照射的光量，对同样类型的纸币7保持恒定的状态，以便保持从光接收装置18送出的输出(从各纸币7发射的荧光量)始终恒定。然而，光发射装置13的发射特性根据环境温度和随时间变劣而变化，而且从纸币7发射的荧光量与此相关也发生变化。为此原因，如果供应到用来驱动光发射装置13的驱动线路22的电压始终保持恒定，则从光接收装置18送出的输出将根据温度或诸如此类的因素而变得不同，这样，导致精确地确定纸币7的真伪性不能奏效。
与此相反，在本实施例中，作为检测来自纸币7的荧光的参考的荧光元件21放置在传输路径4的检查区域A，在荧光元件21内产生的荧光量首先被检测到，从光发射装置13发射的光量被纠正，以将检测到的值与参考的荧光量平衡，在此状态中，检测纸币7内的荧光成分的含量，基于此确定纸币7的真伪性。这里，从荧光元件21发射的荧光具有的温度特性，与从含有荧光成分的纸币7发射的荧光的温度特性相当，因此，可进行优化量的纠正以适合纸币7。因此，在纸币7的实际检查过程中，从光接收装置18送出的输出(来自纸币7的荧光量)对于相同类型的纸币7始终保持几乎不变。这使装置不管温度如何都能精确地检测纸币7内的荧光成分的含量，这样，该装置可精确地确定纸币7的真伪性。
由于荧光元件21位于形成在下导向板3内的小孔20中，所以，纸币检查装置1可不增加其规模进行构造。
本发明不局限于上述的实施例。例如，上述的实施例是针对检测包括在纸币7内的荧光成分，但本发明适用的检查目标物体不特别限制于纸币，检查的目标物体可以是单据、保单、卡等。
根据本发明，如上所述，对着从光发射装置发射的光产生荧光的荧光元件放置在传输路径上，由此，不管温度，光发射装置随时间变劣等的因素，精确地检测目标物体内的荧光成分成为切实可行。这允许装置精确地执行目标物体的检查，而不增加装置的规模。
顺便提及的是，由于包括在纸币内的荧光油墨和其它的物质随时间发生变化，所以，旧的纸币比新的纸币显示出低的荧光量。荧光量也根据纸币的沾污或诸如此类的因素而变化。为此原因，在下列情形中，虽然保持辐照到纸币的UV照射量恒定的同时，检测来自纸币的荧光量，并根据检测到荧光量实施确定纸币的真伪性，但根据纸币的状况，即使一真的纸币也会被确定为假币。
为了解决此问题，下面将参照附图来详细描述优选的检查装置的实施例，该装置独立于目标物体的状况，能够以高的精确度识别目标物体。
图5是示出作为检查装置的一实施例的纸币检查装置的截面图。本实施例的纸币检查装置101是一用来确定纸币102的真伪的装置。实施确定纸币102的真伪，指出包含大量荧光成分的假币。
纸币检查装置101具有一形成在上导向板103和下导向板104之间的传输路径105。传输滚轮106、107放置在传输路径105的中间，一纸币102通过传输滚轮106、107进行传输。一用于检测纸币102内的荧光成分的荧光传感器108放置在传输滚轮106、107之间。一识别处理单元109连接到该荧光传感器108上。
荧光传感器108具有一大致直角的平行六面体形状的外壳110，而一沿高度方向延伸的隔板111放置在该外壳110内。一用来朝向被传输滚轮106、107传输的纸币102发射光线的光源112容纳在由隔板111形成的外壳110的一空间内。该光源112是一产生含有紫外线成分的光线的UV LED，例如，并固定到设置在外壳110的上部内的印刷线路板113。
一防尘玻璃片114固定在外壳110的下表面。该防尘玻璃片114用特别高的UV透射率的石英玻璃或诸如此类的材料制成。一UV透射过滤器115放置在防尘玻璃片114和光源112之间。该UV透射过滤器115是一光学过滤器，其仅透射从光源112发射的光线中的紫外线成分(例如，近似为300-400nm)。
一窗口116设置上传输导向板103中就在防尘玻璃片114下面的位置上。这致使纸币102的表面在由传输滚轮106、107传输的纸币102的传输路上，被从光源112发出的光照明。
一用来接收从位于紫外线光照射下的纸币102的表面发射出来的荧光的光传感器117容纳在由隔板111形成的外壳110的另一空间内。该光传感器117由一光二极管、一光敏晶体管，或诸如此类的器件组成，并固定在印刷线路板113上。
一UV截止过滤器118放置在防尘玻璃片114和光传感器117之间。该UV截止过滤器118是一光学的过滤器，其用来去除在纸币102的表面上反射的光线中的UV成分。从纸币102反射出的光线中的UV成分具有高的能量特性，而UV截止过滤器118滤去这种UV成分，以防止UV成分作为干扰进入光传感器117和造成错误的检测。
印刷线路板113装备有一用来监视从光源112发出的照明光量的监视光传感器119和一电子线路(在下文中描述)。此外，一连接到识别处理单元109的外部连接的连接器120固定在印刷线路板113上。
图6是示出印刷线路板113的线路结构和识别处理单元109的功能方块的视图。
在此图中，印刷线路板113装备有一连接在光源112上的光源驱动线路121，以及一连接在光传感器117上的放大器线路122。光源驱动线路121具有一晶体管123和电阻124、125，而根据从识别处理单元109供应的一信号，将一驱动电流供应到光源112，以致动光源112。放大器线路122将光传感器117的输出转换成一电压信号，并将其馈送到识别处理单元109内。光传感器117和放大器线路122构成一荧光检测器126，其用来接收从纸币102发射的荧光和输出一根据荧光量的信号。
识别处理单元109具有一D/A转换器127、一A/D转换器128，以及一CPU129。D/A转换器127将来自CPU129的一数字信号转换为一模拟信号，并将其输出到光源驱动线路121。A/D转换器128将放大器线路122(荧光检测器126)送出的一模拟输出信号转换为一数字信号并将其输出到CPU129。
CPU129具有一光源控制器130，以及一算法确定处理器131。光源控制器130产生和输出光源发射量数据，以便在一预定的时间段内以模拟的方式改变从光源112(UV辐照量)发射的光量。该光源发射量数据是以三角形波形(比较图6)、锯齿形波形、正弦波形，或诸如此类的波形来改变从光源112发射的光量的数据。
算法确定处理器131接收来自A/D转换器128的输出信号，计算相对于从光源112发射的光量的变化(一变化率)的纸币102的荧光量的变化，并根据计算结果确定纸币102的真伪性。
下面将用一特定的实例来描述确定纸币102的真伪性，同时，参照图7中示出的流程图来阐述由算法确定处理器131执行的算法确定处理程序的细节。
图8示出纸币102的荧光输出对于从光源112发出光照明量的特性的一实例。图8的水平轴表示光源112的电流值，其对应于从光源112发射的光量，图8的垂直轴表示从荧光检测器126送出的输出电压，其对应于从纸币102发射的荧光量。图中的菱形标记P代表一含有特别小的荧光量的真币的数据，并具有一二次曲线的特征。图中的正方形标记Q代表一含有大量荧光成分的诸如一复印纸或诸如此类伪造的假币的数据，并具有一线性的特征。不管纸币是否是旧的，纸币是否遭沾物等，这些特征总是保持不变。
在通过算法确定处理器131执行算法确定处理的过程中，来自A/D转换器128的输出数据首先储存在存储器内(未示出) (图7中的步骤S101)。来自A/D转换器128的输出数据是对应于在光源控制器130内产生的光源发射量的荧光量的检测数据。
其后，处理器计算荧光量的检测数据对于光源发射量数据的二阶微分(图7中的步骤S102)。这导致计算相对于从光源112发射的光量的变化的纸币102的荧光量的变化量。此时，荧光量的检测数据D的微分值计算如下。
一阶微分：Dn+1-Dn
二阶微分：(Dn+1-Dn)-(Dn-Dn-1)
由图8中的菱形标记P表示的真币的各荧光量的检测数据的一阶微分和二阶微分的值示于图9A中，而由图8中的正方形标记Q表示的假币的各荧光量的检测数据的一阶微分和二阶微分的值示于图9B中。
其后，从如上所述确定的二阶微分值(图7中的步骤S103)，处理器确定荧光检测器126对于从光源112发射的光量的输出电压特征的波形坡度状态。该波形坡度状态选自“负(-)”，“零(0)”，以及“正(+)”的三种状态。
具体来说，对于确定波形坡度状态，例如，处理器计算二阶微分值的平均值，并将其与预设的确定阈值比较。当二阶微分值的平均值大于一负的确定阈值，且小于一正的确定阈值时，处理器确定波形坡度状态的符号为“零”。当二阶微分值的平均值小于负的确定阈值时，处理器确定波形坡度状态的符号为“负”。当二阶微分值的平均值大于正的确定阈值时，处理器确定波形坡度状态的符号为“正”。对于确定波形坡度状态，也可采纳任何其它的技术，例如，一将二阶微分值的最小值或最大值与确定的阈值或诸如此类的值进行比较的方法。以代替如上所述的二阶微分值的平均值的方法。
当如图9A和9B所示的计算数据的二阶微分值与预定的确定阈值进行比较时，如图9A所示的真币的波形坡度状态的符号被确定为“负”，而如图9B所示的假币的波形坡度状态的符号为“零”。
接下来，处理器从如上所述地确定的波形坡度状态来确定纸币102的质量，以确定纸币102的真伪性(图7中的步骤S104)。具体来说，当波形坡度状态的符号为“负”时，处理器确定纸币102很少含有荧光成分，因此，纸币102是一真币。当波形坡度状态的符号为“零”时，处理器确定纸币102含有大量的荧光成分，因此，纸币102是一假币。此外，当波形坡度状态的符号为“正”时，处理器确定纸币102具有其它的纸的质量，因此，也确定在此情形中纸币102是一假币。
因此，如图9A所示的纸币确定为一真币，因为波形坡度状态的符号为“负”。相反，如图9B所示的纸币确定为一假币，因为波形坡度状态的符号为“零”。
在上述的结构中，光源驱动线路121、D/A转换器127，以及CPU129的光源控制器130构成一用来控制光源112的光源发射量的控制装置，以便以模拟的方式改变从光源112发射的光量。由A/D转换器128和CPU129的算法确定处理器131执行的步骤S101、S102，构成一算法装置，其用来接收来自荧光检测器126的输出信号，并计算荧光量对于从光源112发射的光量的变化的变化量。由CPU129的算法确定处理器131执行的步骤S103、S104，构成一识别装置，其用来根据由算法装置计算的荧光量的变化量来识别目标物体102。
顺便提及的是，纸币包含微量的荧光材料，而荧光材料的量随时间变化；因此，新纸币荧光量不同于用旧的纸币的荧光量。荧光量还根据纸币的沾污或诸如此类的因素而不同。
在这方面，代替根据纸币102的荧光量来确定纸币102的真伪性，本实施例构造成计算纸币102的荧光量对于从光源112发射的光量的变化的变化量，并根据荧光量的变化量来确定纸币102的真伪性。独立于纸币102的状态(不管纸币是旧的还是新的，不管是否遭受沾污等)，纸币102的荧光量的变化量几乎不变。因此，几乎不受纸币102状态的影响，高精确度地确定目标物体真伪性变得切实可行。
本检查装置不局限于上述的实施例。例如，上述的实施例是构造成检查纸币，但不必特别地限定在纸币上，本装置还适用于诸如单据、保单、卡等的检查目标物体。
参照图5至9A、9B，从上述的纸币检查装置101可得出下列的发明。
也就是说，本发明提供一根据包括在目标物体内的荧光成分的含量来检查目标物体的检查装置。该检查装置包括一用来朝向目标物体发射光线的光源；一用来接收从目标物体发射的荧光并根据荧光量输出一信号的荧光检测器；用来控制光源以模拟的方式变化从光源发射的光量的光源发射量控制装置；用来接收从荧光检测器发出的输出信号并计算荧光量对于从光源发射的光量的变化的变化量的算法装置；以及用来根据由算法装置计算的荧光量的变化量来识别目标物体的识别装置。
一般来说，荧光材料具有对于发射光量的变化产生的荧光量变化的这样的一输出特征。尽管因荧光材料随时间而变劣从荧光材料发射的荧光量减小，但荧光材料的输出特征保持不变。在这一点上本检查装置达到目的。即，当控制光源以模拟的方式来变化从光源发射的光量时，从目标物体发射的荧光量也以模拟的方式根据从光源发射的光量的变化而发生变化，而荧光检测器检测该变化量。然后，算法装置计算荧光量相对于从光源发射的光量的变化产生的变化量。这里，一含有荧光成分的目标物体具有对于从光源发射的光量作几乎线性变化的荧光输出特征，而一含有较少的荧光成分的目标物体具有对于从光源发射的光量作类似于二次曲线变化的荧光输出特征。因此，它们对于从光源发射的光量的变化显现出完全不同的荧光量的变化量。即使目标物体内的荧光材料随时间经历变劣或诸如此类的变化，对于从光源发射的光量，荧光量发生的变化量的变化也微乎其微。因此，通过根据如上所述的荧光量的变化量识别目标物体，独立于目标物体的状态，高精确度地确定目标物体等的真伪性变得切实可行。
这里，算法装置较佳地构造成：根据从荧光检测器发出的输出信号数据的二阶微分，计算对于从光源发射的光量的变化，荧光量发生的变化量。在此情形中，通过简单的算法处理，即能可靠地获得对于从光源发射的光量的变化，荧光量发生的变化量。
识别装置较佳地构造成比较荧光量的变化量与预设的识别阈值，并根据比较结果识别目标物体。在此情形中，通过合适地变化确定的阈值，以较高的精确度识别目标物体变得切实可行。
由于检查装置包括用来控制光源的光源发射量控制装置，以便以模拟的方式变化从光源发射的光量的变化；用来接收从荧光检测器发出的输出信号并计算对于从光源发射的光量的变化，荧光量发生的变化量的算法装置；以及用来根据由算法装置计算得到的荧光量的变化量识别目标物体的识别装置，不管目标物体的状态如何，该装置可以高的精确度识别目标物体。
接下来，解释根据本发明的纸币检查装置的另一实施例。图10是示出作为本检查装置的最佳模式的实施例的纸币检查装置的截面图。本实施例的纸币检查装置201是一用来确定纸币202的真伪的装置。执行纸币202真伪性的确定，指出伪币含有大量的荧光成分。
纸币检查装置201具有一形成在上导向板203和下导向板204之间的传输路径205。传输滚轮206、207放置在传输路径205的中间，通过传输滚轮206、207传输纸币202。一用于检测纸币202内的荧光成分的荧光传感器208放置在传输滚轮206、207之间，而一识别处理单元209连接到该荧光传感器208。
荧光传感器208具有一大致直角的平行六面体形状的外壳210，而一沿高度方向延伸的隔板211放置在该外壳210内。一用来朝向被传输滚轮206、207传输的纸币202发射光线的光源212容纳在由隔板211形成的外壳210的一空间内。该光源是一用来产生含有紫外线成分的光线的紫外线(UV)发光二极管LED，并固定到设置在外壳210的上部内的印刷线路板213。
一防尘玻璃片214固定在外壳210的下表面。该防尘玻璃片214用具有特别高的UV透射率的石英玻璃或诸如此类的材料制成。一UV透射过滤器215放置在防尘玻璃片214和光源212之间。该UV透射过滤器215是一光学过滤器，其仅透射从光源212发射的光线中的紫外线成分(例如，近似为300-400nm)。
一小孔320形成在面向上导向板203的窗口216的下导向板204的一部位处，而一针对从光发射装置212发射的光线产生荧光的荧光元件321放置在该小孔320内。该荧光元件321较佳地是一在玻璃内封装有电离的荧光材料的荧光玻璃。荧光玻璃不易随时间变化，因此，在一长时间内提供稳定的荧光量。考虑到这种荧光元件321，由荧光元件321产生的荧光进入光接收装置217，其处于传输路径205的检查区域A内没有纸币202的状态中。
一窗口216设置在上导向板203中就在防尘玻璃片214下面的位置上。这致使纸币202的表面在由传输滚轮206、207传输的纸币202的传输路上，被从光源212发出的光照明。
一用来接收从位于紫外线光照射下的纸币202的表面发射出来的荧光的光传感器217容纳在由隔板211形成的外壳210的另一空间内。该光传感器217由一光二极管、一光敏晶体管，或诸如此类的器件组成，并固定在印刷线路板213上。
一UV截止过滤器218放置在防尘玻璃片214和光传感器217之间。该UV截止过滤器218是一光学的过滤器，其用来去除在纸币202的表面上反射的光线中的UV成分。从纸币202反射出的光线中的UV成分具有高的能量特性，而W截止过滤器218滤去这种UV成分，以防止UV成分作为干扰进入光传感器217和造成错误的检测。
印刷线路板213装备有一电子线路(在下文中描述)。此外，一连接到识别处理单元209的外部连接的连接器220固定在印刷线路板213上。
图11是示出印刷线路板213的线路结构和识别处理单元209的功能方块的视图。
在此图中，印刷线路板213装备有一连接在光源212上的光源驱动线路221，以及一连接在光传感器217上的放大器线路222。光源驱动线路221具有一晶体管223和电阻224、225，而根据从识别处理单元209供应的一信号，将一驱动电流供应到光源212，以致动光源212。放大器线路222将光传感器217的输出转换成一电压信号，并将其馈送到识别处理单元209内。光传感器217和放大器线路222构成一荧光检测器226，其用来接收从纸币202发射的荧光和输出一根据荧光量的信号。
识别处理单元209具有一D/A转换器227、一A/D转换器228，以及一CPU229。D/A转换器227将来自CPU229的一数字信号转换为一模拟信号，并将其输出到光源驱动线路221。A/D转换器228将放大器线路222(荧光检测器226)送出的一模拟输出信号转换为一数字信号并将其输出到CPU229。
CPU229具有一光源控制器230、一算法确定处理器231、一纠正单元232和存储器233。光源控制器230产生和输出光源发射量数据，以便在一预定的时间段内以模拟的方式改变从光源212(UV辐照量)发射的光量。该光源发射量数据是以三角形波形(比较图11)、锯齿形波形、正弦波形，或诸如此类的波形来改变从光源212发射的光量的数据。
纠正单元232根据从荧光件312的发射量，校准从光源发射装置212发出的光量。下文中，这些程序称之为纠正回路(CP)。在下一程序中，在纸币检查过程中来自A/D转换器228的数据储存在存储器233内。这些下列用于确定纸币真伪性的程序也可称之为决定回路(DL)。
算法确定处理器231接收来自A/D转换器228的输出信号，计算相对于从光源212发射的光量的变化(一变化率)的纸币202的荧光量的变化，并根据计算结果确定纸币202的真伪性。
下面将用一特定的实例来描述通过纠正装置(纠正单元232)对来自光发射装置212的发射量进行纠正(纠正回路)，以及对纸币202真伪性的确定(确定回路)，同时，参照图12A和12B中示出的流程图来阐述由算法确定处理器231执行的算法确定处理程序的细节。
CPU229首先确定是否打开起动按钮328(步骤S251)。当起动按钮328打开时，光源控制器230送出一用来打开光发射装置212的初始控制信号到D/A转换器227(步骤S252)。这导致根据初始控制信号向驱动线路221供应电压，由此，光发射装置212以预定的光量发射光线。
由于起动按钮328刚打开后还没有纸币202到达检查区域A，所以，从光发射装置212发出的光照射在荧光元件321上。这致使光接收装置217接收在荧光元件321内产生的荧光。然后，从光接收装置217送出的输出信号通过A/D转换器228馈送到CPU229中的纠正单元232。
纠正单元232根据输入信号(步骤S253)检测来自荧光元件321的荧光量。其后，单元确定检测到的来自荧光元件321的荧光量和一预设的参考荧光量之间的差，并确定光发射装置212的这样一发射量，以调零差值(步骤S254)。然后，单元将根据光发射装置212的发射量作的控制信号的纠正送到D/A转换器227(步骤S255)。这导致根据纠正的控制信号将电压供应到驱动线路222，其结果，荧光元件321的荧光量保持在参考的荧光量上。
进展在纠正单元232中的程序对应于从S252至S255的作为纠正回路(CL)的诸步骤。在纠正回路之后，实施确定回路(DL)。在确定回路中，根据校准的控制信号决定输出信号，在检查时(图12B中的步骤S256)输出信号以模拟方式变化(定相的步进值)。根据定相的输出信号从光发射装置212发出的光量被光接收装置217检测，并馈送到A/D转换器228，以便确定纸币的真伪(图12B中的步骤S257)。
在执行由算法—确定处理器231进行的算法—确定处理过程中，来自A/D转换器228的输出数据首先储存在存储器内233内(图12B中的步骤S258)。来自A/D转换器228的输出数据是对应于在光源控制器230内产生的光源发射量的荧光量的检测数据。
其后，处理器计算荧光量的检测数据对于光源发射量数据的二阶微分(图12B中的步骤S259)。这导致计算相对于从光源212发射的光量的变化的纸币202的荧光量的变化量。此时，荧光量的检测数据D的微分值计算如下。
一阶微分：Dn+1-Dn
二阶微分：(Dn+1-Dn)-(Dn-Dn-1)
其后，从如上所述确定的二阶微分值(图12B中的步骤S260)，处理器确定荧光检测器226对于从光源212发射的光量的输出电压特征的波形坡度状态。该波形坡度状态选自“负(-)”，“零(0)”，以及“正(+)”的三种状态。
具体来说，对于确定波形坡度状态，例如，处理器计算二阶微分值的平均值，并将其与预设的确定阈值比较。当二阶微分值的平均值大于一负的确定阈值，且小于一正的确定阈值时，处理器确定波形坡度状态的符号为“零”。当二阶微分值的平均值小于负的确定阈值时，处理器确定波形坡度状态的符号为“负”。当二阶微分值的平均值大于正的确定阈值时，处理器确定波形坡度状态的符号为“正”。对于确定波形坡度状态，也可采纳任何其它的技术，例如，一将二阶微分值的最小值或最大值与确定的阈值或诸如此类的值进行比较的方法，以代替如上所述的二阶微分值的平均值的方法。
接下来，处理器从如上所述地确定的波形坡度状态来确定纸币202的质量，以确定纸币202的真伪性(图12B中的步骤S261)。具体来说，当波形坡度状态的符号为“负”时，处理器确定纸币202很少含有荧光成分，因此，纸币102是一真币。当波形坡度状态的符号为“零”时，处理器确定纸币202含有大量的荧光成分，因此，纸币202是一假币。此外，当波形坡度状态的符号为“正”时，处理器确定纸币202具有纸的其它的质量，因此，也确定在此情形中纸币202是一假币。然后，处理器输出确定的结果(图12B中的步骤S262)。
上述的确定回路(DL)对应于图12B中所述的从S256至S262的诸步骤。
此后，CPU确定对所有的纸币202是否已经完成对纸币真伪性的确定(图12A中的步骤S263)。在对所有的纸币202完成对纸币真伪性的确定之前，重复地执行上述步骤S256-S262的过程。根据从由操作者等手动操作的停止按钮(未示出)发出的信号，根据从用来检测纸币202等的存在或不存在等的传感器(未示出)发出的信号，来作出对于所有纸币202是否已经完成确定纸币真伪性的决定。
在以上描述中，用来校准从光发射装置发出的光量的纠正装置232和用来决定纸币真伪性的决定装置是分开地进行描述的。然而，本实施例不局限于这样的实例。例如，如果纸币之间没有距离，则即使在纸币检查时，也可执行纠正回路。在此情形中，还有一优点在于，由于不受环境温度波动的影响，所以，可提供长时间的精确的检查。
在本实施例中，作为检测来自纸币7的荧光的参考的荧光元件321放置在传输路径205的检查区域A，在荧光元件321内产生的荧光量首先被检测到，从光发射装置212发射的光量被纠正，以将检测到的值与参考的荧光量平衡，在此状态中，检测纸币202内的荧光成分的含量，基于此确定纸币202的真伪性。这里，从荧光元件321发射的荧光具有的温度特性，与从含有荧光成分的纸币202发射的荧光的温度特性相当，因此，可进行优化量的纠正以适合纸币202。因此，在纸币202的实际检查过程中，从光接收装置217送出的输出(来自纸币202的荧光量)对于相同类型的纸币202始终保持几乎不变。这使装置不管温度如何都能精确地检测纸币202内的荧光成分的含量，这样，该装置可精确地确定纸币202的真伪性。
由于荧光元件321位于形成在下导向板204内的小孔320中，所以，纸币检查装置201可不增加其规模进行构造。
此外，荧光材料具有对于发射光量的变化产生的荧光量变化的这样的一输出特征。尽管因荧光材料随时间而变劣从荧光材料发射的荧光量减小，但荧光材料的输出特征保持不变。在这一点上本检查装置达到目的。即，当控制光源以模拟的方式来变化从光源发射的光量时，从目标物体发射的荧光量也以模拟的方式根据从光源发射的光量的变化而发生变化，而荧光检测器检测该变化量。然后，算法装置计算荧光量相对于从光源发射的光量的变化产生的变化量。这里，一含有荧光成分的目标物体具有对于从光源发射的光量作几乎线性变化的荧光输出特征，而一含有较少的荧光成分的目标物体具有对于从光源发射的光量作类似于二次曲线变化的荧光输出特征。因此，它们对于从光源发射的光量的变化显现出完全不同的荧光量的变化量。即使目标物体内的荧光材料随时间经历变劣或诸如此类的变化，对于从光源发射的光量，荧光量发生的变化量的变化也微乎其微。因此，通过根据如上所述的荧光量的变化量识别目标物体，独立于目标物体的状态，高精确度地确定目标物体等的真伪性变得切实可行。
此外，算法装置构造成：根据从荧光检测器发出的输出信号数据的二阶微分，计算对于从光源发射的光量的变化，荧光量发生的变化量。根据该方法，通过简单的算法处理，即能可靠地获得对于从光源发射的光量的变化而发生的荧光量的变化量。
识别装置较佳地构造成比较荧光量的变化量与预设的识别阈值，并根据比较结果识别目标物体。在此情形中，通过合适地变化确定的阈值，以较高的精确度识别目标物体变得切实可行。
根据本发明，如以上详细地所述，对于从光发射装置发出的光产生荧光从而校准光发射装置的荧光元件放置在传输路径上，由此，不管温度变化如何、光发射装置随时间的变劣等，精确地检测目标物体内的荧光成分成为可行。这使得装置精确地实施目标物体的检查，而不增加其规模大小。
此外，由于检查装置的纸币检查包括用来控制光源的光源发射量控制装置，以便以模拟的方式变化从光源发射的光量的变化；用来接收从荧光检测器发出的输出信号并计算对于从光源发射的光量的变化，荧光量发生的变化量的算法装置；以及用来根据由算法装置计算得到的荧光量的变化量识别目标物体的识别装置，所以，不管目标物体的状态如何，该装置可以高的精确度识别目标物体。
此外，通过校准在检查时从光发射装置发出的光量，物体的检查在长时间内将不受环境温度波动的影响。
显然，从以上对本发明的描述中可见，本发明可以各种方式进行修改。本发明包括这些不脱离本发明的精神和范围的诸种改型，所有对于本技术领域内的技术人员是显然的改进，均应被认为包括在附后的权利要求书定义的范围内。
Claims (10)
1.一检查装置，其根据包括在目标物体内的荧光成分的含量来检查目标物体，该检查装置包括：
用来沿一传输路径传输目标物体的传输装置；
一用来朝向由传输装置传输的目标物体发射光线的光发射装置；
一用来接收目标物体因光线照射而发射的荧光的光接收装置；以及
一设置在传输路径上并适于受到光发射装置发射的光照射而产生荧光的荧光元件。
2.如权利要求1所述的检查装置，其特征在于，检查装置还包括控制装置，其用来在被传输装置传输的目标物体到达传输路径的检查区域之前，接收来自光接收装置的输出信号，以便检测从荧光元件产生的荧光的量，并根据从荧光元件产生的荧光量来控制从光发射装置发出的光量。
3.如权利要求1所述的检查装置，其特征在于，荧光元件是一荧光玻璃。
4.如权利要求2所述的检查装置，其特征在于，荧光元件是一荧光玻璃。
5.如权利要求1所述的检查装置，其特征在于，还包括：
一用来根据被光接收装置接收的荧光量输出一信号的光检测部分；
控制从光发射装置中发射的光发射量的光源控制装置，其用来以模拟的方式变化到由控制装置选定的预定的量，以便控制光量；
用来计算变化的荧光量的算法装置；
用来根据变化的荧光量决定目标物体的类型的决定装置。
6.如权利要求5所述的检查装置，其特征在于，通过对由光接收部分得到的输出数据的二阶微分，算法装置由从光发射装置发射的照明量的变化量计算荧光的变化量。
7.如权利要求5所述的检查装置，其特征在于，根据对荧光的预定量和变化量之间的比较，决定装置决定目标物体的类型。
8.一用来根据包括在目标物体内的荧光成分的含量检查目标物体的检查方法，该检查方法包括以下诸步骤：
检测一起动信号；
校准从光发射装置发出的光量；
根据从被光发射装置照明的目标物体发出的荧光量决定目标物体的类型；
继续决定目标物体类型的步骤，直到检测到一停止信号为止。
9.如权利要求8所述的检查方法，其特征在于，校准从光发射装置发出的光量的步骤具有如下诸步骤：
输出一初始控制信号到光发射装置；
检测从光接收装置接收到的荧光量，同时，一照明元件被光发射装置照明；
通过在预定的荧光量和检测到的荧光量之间比较，直到两值之间的差变为等于零，决定光发射装置的照明量；
输出作为纠正的控制信号的照明量。
10.如权利要求8所述的检查方法，其特征在于，决定目标物体类型的步骤具有如下诸步骤：
根据模拟规律的纠正信号改变控制信号；
计算从光接收装置得到的变化的输出的二阶微分；
通过比较二阶值和预定的阈值来确定目标物体的类型。
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