ES2299233T3 - Dispositivo para la validacion de documentos que dispone de un detector inductivo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de validación de documentos (2) que comprende: una trayectoria (12) del documento, a lo largo de la cual es conducido un documento (10); un detector inductivo (38) para detectar características del documento, en el que el detector inductivo comprende un primer elemento inductivo (40) dispuesto en un primer lado de un plano de la trayectoria (12) del documento y un segundo elemento inductivo (42) dispuesto en un segundo lado del plano de la trayectoria (12) del documento; y un sistema de circuitos acoplado a una salida del detector inductivo para determinar, por lo menos, una de las características de presencia, autenticidad y valor del documento introducido, caracterizado porque el primero y el segundo elementos inductivos (40, 42) forman parte de un oscilador acoplado a un transformador, en el cual el acoplamiento electromagnético entre el primero y el segundo elementos inductivos (40, 42) puede funcionar para proporcionar una realimentación positiva de la que resultauna situación de oscilación, y porque dicho sistema de circuitos (64, 70, 72, 74, 78, 80) puede funcionar para determinar por lo menos, una de las características de presencia, autenticidad y valor del documento introducido, mediante el procesado de señales relativas a un cambio de fase de un campo magnético inducido por las características de la tinta magnética de un documento introducido en la trayectoria (12) del documento.
Description
Dispositivo para la validación de documentos que
dispone de un detector inductivo.
La presente invención se refiere en general a un
dispositivo para la validación de documentos, que dispone de un
detector inductivo.
Los documentos tales como billetes de banco,
incluyen a menudo "firmas" magnéticas u otras de tipo metálico,
para ayudar a la detección y evitar falsificaciones. Por ejemplo, en
los billetes de banco pueden imprimirse tintas o pigmentos que
tienen propiedades magnéticas. De este modo, los retratos que
aparecen en el centro de diversos billetes de los Estados Unidos
están impresos totalmente con tinta magnética. De manera similar,
un grabado que forma el borde impreso de los billetes de los Estados
Unidos está impreso con tinta magnética. Las propiedades magnéticas
están controladas para producir una firma o dibujo magnético
definido asociado con los billetes auténticos.
Dichas propiedades magnéticas pueden ser
detectadas, por ejemplo mediante un dispositivo de validación de
billetes de banco o de papel moneda. Algunos dispositivos de
validación de billetes detectan la firma magnética asociada a un
billete de banco u otro documento introducido en el dispositivo de
validación comprimiendo el documento introducido contra un cabezal
magnético o un detector. Cuando el detector magnético entra en
contacto con el documento, el detector detecta un campo magnético
producido por la tinta. El campo detectado puede ser utilizado para
determinar la validez del documento introducido.
No obstante, como resultado del contacto
continuado con billetes de banco u otros documentos, el cabezal
magnético acumula suciedad y otros residuos. Los residuos pueden
contaminar el cabezal magnético y degradar el comportamiento del
dispositivo de validación si no se limpia periódicamente el cabezal
magnético. Asimismo, la capacidad del dispositivo de validación para
manipular billetes desgastados o estropeados puede quedar reducida
cuando se requiere hacer contacto con los documentos para validar
los billetes. Además, los billetes pueden quedar atascados en el
paso por el dispositivo de validación si se aplica demasiada presión
cuando el billete es comprimido contra el
detector.
detector.
Aunque es deseable la utilización de detectores
magnéticos sin contacto, el hecho de que la intensidad del campo
magnético disminuye cuando aumenta la distancia del detector al
billete ha limitado hasta ahora la utilización de detectores
magnéticos sin contacto en los dispositivos de validación de
billetes de banco o de papel moneda.
El documento
USA-A-4 536 709 da a conocer un
aparato para detectar una banda metálica en un billete de banco que
incluye dos detectores inductivos dispuestos en lados opuestos de la
trayectoria de un billete. La banda metálica produce una pérdida de
corrientes vagabundas en el campo magnético inducido y se detectan
los cambios que esto ocasiona en un oscilador.
El documento
EP-A-0 814 437 da a conocer un
aparato para discriminar, autentificar y contar billetes de banco.
Los medios para medir las propiedades magnéticas de un billete de
banco están incluidos en el aparato para discriminar billetes de
banco de diferentes valores.
El documento USA-A- 5 639 126 da
a conocer un método para fabricar papel de seguridad que tiene un
hilo de seguridad que tiene zonas eléctricamente conductoras y zonas
aislantes, y un aparato para detectar el hilo de seguridad.
El artículo "Balanced Meissner Oscillator
Circuits" (Circuitos equilibrados en un oscilador de Meissner)
aparecido en RF Design, 16 (1993) Diciembre, nº 13, páginas 72 a
74, comenta diversos diseños del oscilador de Meissner. En un
oscilador de Meissner, un resonador actúa como elemento inductivo de
acoplamiento intermedio entre un inductor conectado al colector de
un transistor y un inductor conectado a la base de un transistor. En
una variación del oscilador de Meissner, el resonador puede no
estar aislado.
Los aspectos de la invención están expuestos en
las reivindicaciones adjuntas.
En un aspecto, la presente invención da a
conocer un dispositivo de validación de documentos que
comprende:
- una trayectoria de un documento a lo largo de la cual es conducido dicho documento;
- un detector inductivo para detectar características del documento, en el que el detector inductivo comprende un primer elemento inductivo dispuesto en un primer lado de un plano de la trayectoria del documento, y un segundo elemento inductivo dispuesto en un segundo lado del plano de la trayectoria del documento; y
- un sistema de circuitos acoplado a una salida del detector inductivo para determinar, por lo menos, una de las características de presencia, autenticidad y valor del documento introducido,
caracterizado porque el primero y el segundo
elementos inductivos forman parte de un oscilador acoplado a un
transformador en el cual el acoplamiento electromagnético entre el
primero y el segundo elementos inductivos puede actuar para
proporcionar una realimentación positiva que tiene como resultado
una situación de oscilación, y
porque dicho sistema de circuitos puede actuar
para determinar, por lo menos una de las características de
presencia, autenticidad y valor del documento introducido mediante
el procesado de señales relativas a un cambio de fase de un campo
magnético inducido por las características de la tinta magnética de
un documento introducido en la trayectoria del documento.
Según otro aspecto, la presente invención da a
conocer un método para detectar características de un documento,
comprendiendo el método:
- la conducción del documento a lo largo de una trayectoria;
- la detección de las características del documento utilizando un detector inductivo que comprende un primer elemento inductivo dispuesto en un primer lado de un plano de la trayectoria y un segundo elemento inductivo dispuesto en un segundo lado del plano de la trayectoria; y
- el procesado de señales desde una salida del detector inductivo para determinar, por lo menos, una de las características de presencia, autenticidad y valor del documento,
caracterizado porque el primero y el segundo
elementos inductivos forman parte de un oscilador acoplado a un
transformador, en el cual el acoplamiento electromagnético entre el
primero y el segundo elementos inductivos puede actuar para
proporcionar una realimentación positiva que tiene como resultado
una situación de oscilación, y
porque la etapa de procesado comprende el
procesado de señales de la salida del detector inductivo referentes
a un cambio de fase de un campo magnético inducido por las
características de la tinta magnética de un documento, para
determinar, por lo menos, una de las características de presencia,
autenticidad y valor del documento.
El primero y el segundo elementos inductivos
pueden incluir bobinas enrolladas alrededor de núcleos de ferrita,
tales como núcleos estancos. El detector puede detectar
características magnéticas del documento introducido, tales como
tinta magnética o características conductivas del documento, tales
como un hilo de seguridad. El oscilador puede tener una frecuencia
de resonancia que puede ser seleccionada para optimizar la
sensibilidad del detector tanto en lo que se refiere a cambios de
frecuencia como de amplitud.
El detector inductivo puede estar situado para
detectar características del documento sin estar en contacto físico
con el documento. Por ejemplo, los elementos inductivos pueden estar
situados, por lo menos a varias décimas de un milímetro de la
trayectoria del documento. De manera adicional, los elementos
inductivos pueden estar situados substancialmente opuestos entre sí
a los lados respectivos de la trayectoria del documento. El
dispositivo de validación puede incluir un cuerpo envolvente
superior y un cuerpo envolvente inferior, con un elemento inductivo
dispuesto en el interior del cuerpo envolvente superior y el otro
elemento inductivo dispuesto en el interior del cuerpo envolvente
inferior. Los elementos inductivos pueden estar situados para
detectar características magnéticas o conductivas cerca de un borde
lateral del documento, paralelo a su dirección de recorrido a lo
largo de la trayectoria del documento.
El sistema de circuitos puede estar configurado
para detectar un cambio de frecuencia o de amplitud en una señal a
la salida del detector. Además, el dispositivo de validación puede
incluir un circuito de control automático de la ganancia para
controlar una tensión derivada en el detector.
Un procesador u otro controlador puede comparar
datos adquiridos del detector, por lo menos, con un umbral
determinado estadísticamente para determinar la autenticidad del
documento. El procesador puede comparar asimismo los datos
adquiridos desde el detector con una o varias configuraciones
predeterminadas correspondientes a documentos auténticos, y
determinar si el documento es auténtico en base a la comparación. La
comparación puede ser utilizada asimismo para determinar el valor
del documento. En algunas puestas en práctica, puede detectarse una
configuración magnética binaria en el documento. La configuración
detectada puede ser comparada con configuraciones almacenadas para
determinar la autenticidad y el valor del documento.
En algunas puestas en práctica, los datos son
adquiridos desde el detector en ausencia de un documento, en la
trayectoria del documento, así como en presencia del documento en la
trayectoria del documento. Se realiza una operación aritmética que
combina los datos adquiridos en ausencia y en presencia del
documento. Por lo menos, puede determinarse una de las
características de autenticidad y valor del documento en base al
resultado de la operación aritmética.
En un único dispositivo de validación pueden
utilizarse dos o más detectores inductivos. Los detalles de los
diversos detectores inductivos, tales como sus dimensiones,
frecuencias de oscilación u otras características pueden diferir,
dependiendo de la puesta en práctica particular.
Diversas realizaciones proporcionan una o varias
de las siguientes ventajas. Puede conseguirse un incremento de la
sensibilidad a las propiedades magnéticas y conductivas del
documento. El dispositivo de validación puede detectar documentos
desgastados o dañados con una mejor precisión. Las características
magnéticas y conductivas de un billete u otro documento pueden ser
detectadas sin comprimir el billete contra el detector y sin
requerir contacto entre el billete y el detector. Adicionalmente, el
circuito de resonancia es relativamente resistente a los campos
magnéticos dispersos tales como el campo magnético terrestre. Los
intersticios entre el detector y la trayectoria del billete pueden
ser incrementados de manera que se reduce la posibilidad de que los
documentos queden atascados en el dispositivo de validación y para
reducir el desgaste del detector.
Puede utilizarse una amplia gama de frecuencias
operativas para configurar a medida el detector para detectar
documentos tales como billetes de los Estados Unidos que tienen
materiales magnéticos en los mismos, o para detectar documentos
tales como los billetes europeos que tienen hilos conductores de
seguridad incrustados en ellos. Además, el sistema de circuitos de
detección y procesado puede detectar cambios en la frecuencia, en
la amplitud o en ambas cosas, para determinar la presencia de dichos
documentos en la trayectoria del billete del dispositivo de
validación, así como la autenticidad y el valor de los
documentos.
Otras características y ventajas serán evidentes
a partir de la siguiente descripción, de los dibujos y de las
reivindicaciones.
La figura 1 es una vista parcial lateral, en
corte, de un dispositivo de validación de documentos a modo de
ejemplo.
La figura 2 es un esquema de bloques que ilustra
un circuito inductivo de detección para ser utilizado en el
dispositivo de validación de documentos.
La figura 3 es un esquema de bloques que muestra
componentes adicionales del dispositivo de validación de billetes
asociados al circuito inductivo de detección.
Las figuras 4A y 4B son un esquema de un
circuito que muestra detalles adicionales del dispositivo de
validación de documentos.
La figura 5 es una vista superior, parcialmente
en corte, de un dispositivo de validación de documentos que tiene
una serie de detectores inductivos.
Tal como se muestra en la figura 1 a modo de
ejemplo, un dispositivo de validación (2) incluye una parte de
validación (4), una parte de transporte y apilado (6) y una parte de
un cassette (8). La trayectoria de un billete o de otro documento
(10) a través del dispositivo de validación (2) está indicada
mediante la línea de trazos (12). En la patente USA Nº 5.632.367
concedida al solicitante de la presente invención, se describen
diversas características y detalles del dispositivo de validación
(2).
En un lado de la trayectoria (12) del billete,
por ejemplo por encima de la trayectoria del billete, el sistema de
transporte incluye diversos pares de rodillos conducidos (16), (18)
acoplados a los rodillos conductores (14) mediante las correas
respectivas (20), (22). En el lado opuesto de la trayectoria (12),
unos pares de rodillos (24), (26), (28) tensados con un resorte, se
apoyan contra los rodillos conducidos (18), (20) para sujetar los
bordes laterales del billete, paralelos a la dirección del
movimiento del billete.
Un billete (10) introducido en la parte de
validación (4) del dispositivo de validación (2), quedará acoplado
mediante los rodillos (18), (24) que conducen el billete a lo largo
de los diversos detectores de validación. El billete (10) es
avanzado hasta los rodillos (16), (26) y luego asciende hacia una
parte curvada (30) de los rodillos (28). Si el billete (10) es
aceptable, es conducido a los rodillos (14) que lo hacen avanzar
hasta el extremo de la trayectoria (12) del billete, hasta
posicionarlo en el cassette (8) para su apilado. Si el billete (10)
es inaceptable, un motor (no mostrado), que está controlado mediante
un circuito de control y de procesado tal como un microprocesador,
puede ser invertido para expulsar el billete.
La parte de validación (4) incluye un cuerpo
envolvente inferior (32) y un cuerpo envolvente superior (34) que
definen una entrada de billetes (36). Los cuerpos envolventes (32),
(34) incluyen una serie de detectores ópticos (no mostrados) para
detectar la presencia de un billete introducido en el dispositivo de
validación (2) y para detectar las diversas características del
billete que pueden ser utilizadas para determinar la autenticidad y
el valor del billete.
La parte de validación (4) incluye asimismo un
detector inductivo (38). El detector (38) puede estar situado, por
ejemplo, próximo a los detectores ópticos, en otras palabras, entre
los pares de rodillos (18), (24) y (16), (26). Tal como se muestra
en la figura 2, el detector inductivo (38) incluye un oscilador
acoplado a un transformador que comprende un primer elemento
inductivo (40) en un lado de un plano formado por la trayectoria
(12) del billete y un segundo elemento inductivo (42) en el lado
opuesto del plano de la trayectoria del billete. En la puesta en
práctica mostrada en la figura 2, un extremo del primer elemento
inductivo (40) está acoplado a la base (46) de un transistor (44),
y el otro extremo está acoplado a una tensión de derivación
(V_{BIAS}). Un elemento capacitivo (52) está acoplado en paralelo
con el primer elemento inductivo (40). Un extremo del segundo
elemento inductivo (42) está acoplado al colector (48) del
transistor (44) a través de un elemento resistivo (60) y un cable
coaxial (61), y el otro extremo está acoplado a una tensión de
suministro (V_{CC}). El emisor (50) del transistor (44) está
acoplado a tierra (GND), a través de un elemento resistivo (62). El
elemento resistivo (62) establece la corriente de derivación para el
transistor (44). La salida del detector (38) se toma de la línea
(58) que está acoplada al emisor (50) del transistor (44).
En general, los elementos inductivos (40), (42)
están situados opuestos entre sí, para formar los intersticios
respectivos (54), (56) del orden de varias décimas de milímetro (mm)
o más, entre cada elemento inductivo y la trayectoria del billete.
En una puesta en práctica, el elemento inductivo (42) está dispuesto
en el interior del cuerpo envolvente inferior (32) (mostrado en la
figura 1), y el elemento inductivo (40) está dispuesto en el
interior del cuerpo envolvente superior (34). Los elementos
inductivos (40), (42) pueden estar montados en los respectivos
cuerpos envolventes para permitir que el detector (38) detecte
información magnética o conductiva cerca de un borde lateral de un
billete que es paralelo a la dirección de recorrido del billete
cuando es conducido a lo largo de la trayectoria (12).
Otros dispositivos electrónicos de detección
pueden estar montados en una placa de un circuito impreso situada en
el interior del cuerpo envolvente superior (34). La utilización del
detector inductivo (38) permite detectar las características
magnéticas y conductivas de un billete o de otro documento (10) sin
comprimir el billete contra los elementos inductivos (40), (42) y
sin requerir contacto entre el billete y los elementos inductivos
(40), (42).
Durante el funcionamiento, el acoplamiento
electromagnético entre los elementos inductivos (40), (42)
proporciona una realimentación positiva que tiene como resultado una
situación de oscilación. Cuando un billete u otro documento (10)
que tiene un material conductivo o magnético se desplaza a lo largo
de la trayectoria del billete (12) y pasa entre los elementos
inductivos (40), (42), se induce un cambio de fase en el campo
magnético del oscilador acoplado al transformador. Como respuesta,
la amplitud y la frecuencia de oscilación varían para compensar el
cambio de fase, de manera que se mantiene una situación de
oscilación. Las mediciones del cambio de frecuencia, de las
variaciones de amplitud, o de ambas cosas, pueden proporcionar una
indicación de las características conductivas o magnéticas del
documento (10). El sistema de circuitos de medición y procesado
puede ser utilizado a continuación para procesar señales que
representan las características detectadas para determinar o
confirmar la presencia, la autenticidad y/o el valor del documento
(10), en base al cambio de frecuencia o de amplitud.
Los elementos inductivos (40), (42) pueden
adoptar diversas formas, incluyendo, por ejemplo, bobinas arrolladas
sobre carretes o núcleos de ferrita. El blindaje proporcionado por
los núcleos estancos de ferrita puede contribuir a reducir las
interferencias. No obstante, pueden utilizarse otros núcleos tales
como núcleos en U, núcleos en C y núcleos en E. En una puesta en
práctica, 6,5 espiras de alambre de cobre de un diámetro de 0,4 mm
se enrollaron sobre núcleos estancos de ferrita de 7 mm para
proporcionar una inductancia de 900 nano-henrios
(nH). En general, la dimensión de los núcleos ha sido escogida como
un compromiso entre las dimensiones de las características a
detectar del documento y la distancia entre los núcleos estancos.
Por ejemplo, en el caso de un billete de los Estados Unidos, si los
núcleos son demasiado grandes, el detector (38) detectará una
combinación de tintas magnéticas y no-magnéticas. Si
los núcleos son demasiado pequeños, el flujo de fuga a través de
los polos de de cada núcleo resulta grande en comparación con el
flujo a través del intersticio entre los núcleos estancos, teniendo
como resultado una mala detección de las características del
billete.
En general, en el caso de frecuencias de
resonancia superiores a 1 megahercio (MHz), las pruebas indicaron
que la magnitud del cambio de frecuencia aumenta con el incremento
de la frecuencia operativa, mientras que la magnitud de la amplitud
disminuye con el aumento de la frecuencia. De este modo, en una
puesta en práctica, el cambio de frecuencia en el caso de documentos
que contienen tinta magnética sólo era detectable utilizando
frecuencias tan bajas como 14 MHz, aproximadamente. Las frecuencias
de resonancia de 25 MHz aproximadamente, daban como resultado unas
variaciones de frecuencia de, aproximadamente, 12 quilohercios (kHz)
y 4 kHz, respectivamente, cuando los documentos que contenían un
hilo de seguridad conductivo y una tinta magnética eran detectados
utilizando núcleos de ferrita de 7 mm. Asimismo, pueden utilizarse
frecuencias de resonancia superiores a 25 MHz. Las frecuencias de
resonancia por debajo de los 14 MHz tendían a proporcionar una
respuesta de una amplitud más fuerte en los documentos que contenían
hilos de seguridad tales como los que se hallan en algunos billetes
de banco europeos.
Tal como se muestra en la figura 3, la salida
del detector (38) acciona un compensador de frecuencia (70) que
convierte la señal oscilatoria reducida a la salida del detector
(58) en una señal a nivel digital. La señal digital puede ser
utilizada a continuación para determinar la frecuencia de la señal
en la salida del detector (58). En una puesta en práctica, por
ejemplo un primer contador (72) genera un periodo de control en un
contador que utiliza un cristal de 16 MHz. Cada 2,048 milisegundos
(ms) se genera un periodo de control de 1,792 ms en el contador,
correspondientes aproximadamente a tres muestreos por milímetro en
un billete que se desplaza a lo largo de la trayectoria (12) del
billete. Un segundo contador (74) de 16 bits recibe y cuenta el
número de cruces nulos producidos durante el periodo de control del
contador. El resultado es transmitido a una memoria tal como una
memoria de acceso aleatorio (RAM) (76) durante los siguientes 0,256
ms. En esta puesta en práctica, la frecuencia máxima de entrada, que
corresponde al exceso del contador (74) de 16 bits, es de 36 MHz con
una resolución de 0,5 kHz.
Se determina un conteo en vacío, o un valor al
aire, mediante la estimación del número promedio de cruces nulos
ocurridos durante el periodo de conteo de control cuando no hay
documentos en las proximidades del detector (38). Cuando se
transporta un documento a lo largo de la trayectoria (12) del
billete entre los elementos inductivos (40), (42) del detector (38),
se cuenta y se almacena en la memoria (76) el número de cruces nulos
durante cada periodo de control del contador. Un microprocesador
(78) u otro procesador o controlador adecuado, resta el conteo en
vacío de cada conteo medido en presencia del documento (10). La
diferencia resultante puede ser convertida a continuación en el
correspondiente cambio de frecuencia.
El microprocesador (78) está programado para
utilizar cualquiera de las diversas técnicas conocidas para analizar
los datos adquiridos y para compararlos con las características
magnéticas o conductivas de los billetes u otros documentos
aceptables. Por ejemplo, los datos adquiridos desde el detector (38)
pueden ser comparados con uno o varios valores umbral, determinados
estadísticamente para determinar la validez del documento. De
manera similar, las disposiciones magnéticas y conductivas
predeterminadas de billetes auténticos pueden ser almacenadas en una
memoria programable de solo lectura (82), que puede ser borrada
eléctricamente (EEPROM). El microprocesador (78) utiliza las
disposiciones predeterminadas y los datos adquiridos para determinar
si el billete es auténtico y, si es así, el valor del billete. En
una puesta en práctica, el detector (38) detecta una configuración
binaria magnética o conductiva en el billete, y se compara la
configuración detectada con las configuraciones almacenadas para
determinar la autenticidad del billete, su valor o ambas cosas. La
configuración binaria puede estar formada, por ejemplo, mediante la
alternancia de la presencia y la ausencia de material magnético a lo
largo del borde del billete. A continuación, el billete puede ser
aceptado o rechazado en base a los resultados de la comparación.
Asimismo, pueden utilizarse otras configuraciones magnéticas o
inductivas.
En otra puesta en práctica, el circuito de
medición de frecuencia y de procesado incluye un bucle de fase
bloqueada. Por ejemplo, el detector inductivo (38) puede estar
sintonizado con un diodo "varicap" activado mediante un
detector de fase. Una señal de referencia derivada de un cristal
sirve de entrada al detector de fase, de modo que la frecuencia en
vacío está bloqueada en fase con el cristal. Cuando un documento con
material magnético o conductivo pasa entre los elementos inductivos
(40), (42), se genera una perturbación en la activación del
"varicap". De este modo, la modulación de frecuencia producida
por el material magnético o conductivo aparece como una modulación
de la tensión de control. La perturbación se mide, por ejemplo,
utilizando un convertidor analógico a digital (A/D).
Si el acoplamiento entre los elementos
inductivos (40), (42) es relativamente débil, las pequeñas
perturbaciones en las tolerancias mecánicas de los componentes del
circuito, o los cambios en el entorno tales como los cambios de la
temperatura ambiente, pueden modificar las condiciones de
funcionamiento del oscilador, de modo que deja de oscilar. Para
compensar dicha inconveniente, tal como se muestra en la figura 3,
se dispone un circuito de control automático de la ganancia para
controlar la tensión de derivación, V_{BIAS}, aplicada al elemento
inductivo (40) para mantener la situación de oscilación. En
particular, la salida del detector (58) en el emisor (50) acciona
un circuito de detección de la amplitud (64). Una salida del
circuito de detección de la amplitud (64) está acoplada a un
circuito amplificador (66) de control automático de la ganancia. Una
salida del circuito de control automático de la ganancia (66) está
acoplada a un filtro (68) de paso reducido para controlar la tensión
de derivación en el transistor (44) y mantener en el emisor (50) una
tensión pico a pico, substancialmente constante.
La salida del detector de amplitud (64) puede
estar asimismo acoplada al sistema de circuitos (80) de procesado de
la amplitud, que convierte las señales recibidas a un formato
apropiado para un procesado posterior mediante el microprocesador
(78). De este modo, los cambios en la amplitud de la salida del
detector (38) pueden ser detectados y analizados mediante el
microprocesador (78) para determinar la autenticidad y el valor de
un billete introducido. La detección de los cambios de amplitud
puede ser utilizada, por ejemplo, para detectar las características
de ciertos billetes de banco europeos que contienen hilos de
seguridad conductivos. Se ha descubierto que una frecuencia de
oscilación comprendida dentro de una gama de 1 a 2 MHz
aproximadamente, proporciona una fuerte amplitud de respuesta al
ensayar algunos de estos billetes de banco.
La figura 4 ilustra detalles adicionales de
diversos elementos del circuito según una puesta en práctica. En
ella se muestra el detector inductivo (38) que incluye una bobina de
transmisión (L2) y una bobina de recepción (L1), así como
resistencias (R1), (R4), (R5), un condensador (C1) y un transistor
NPN (Q1). Las bobinas (L1), (L2) están enrolladas alrededor de
núcleos estancos de ferrita, son substancialmente idénticas y están
dispuestas en los lados opuestos del plano de la trayectoria (12)
del billete. El lado de accionamiento del detector (38) está
acoplado al colector del transistor (Q1), y el lado sintonizado está
acoplado a la base del transistor (Q1). Tal como se muestra en la
figura 4A, la salida del detector (38) está acoplada mediante un
transformador (T1) y el sistema de circuitos asociados al
compensador de frecuencia (70). El compensador de frecuencia (70)
incluye un inversor (U3) con una resistencia de realimentación (R17)
y un acoplamiento de entrada de corriente alterna. Se dispone de un
suministro aislado de energía para el circuito del detector
inductivo y para el circuito lógico de conteo de la frecuencia. La
salida del compensador de frecuencia (70) está acoplada al contador
de frecuencia y al circuito de procesado que incluye los contadores
(72), (74), las memorias (76), (82) y el microprocesador (78)
mostrado en la figura 3. En otras puestas en práctica alternativas,
la entrada al compensador de frecuencia (70) puede ser tomada
directamente del emisor del transistor (Q1) o del emisor del
transistor (Q2).
La salida del detector (38) activa también el
detector de amplitud (64) que incluye un transistor PNP emisor
seguidor, (Q2) y una bomba de diodos activa que comprende un diodo
(D1) y un transistor (Q3). El detector de amplitud (64) incluye
asimismo un transistor PNP emisor seguidor (Q4) y un diodo (D2). La
salida del detector de amplitud (64) está acoplada a un sistema
adicional de circuitos de procesado de la amplitud, que incluye un
convertidor A/D (analógico/digital) (86) (figura 4B), cuya salida
está acoplada al microprocesador (78). De este modo, por ejemplo, si
la amplitud de la oscilación del detector (38) disminuye debido a la
presencia de un billete que contiene material conductivo, disminuye
la tensión a la salida del detector de amplitud (64). La tensión a
la salida del detector de amplitud (64) se convierte en una señal
digital mediante el convertidor A/D (86) que el microprocesador
(78) procesa para determinar el cambio de amplitud. A continuación
pueden utilizarse los cambios de amplitud correspondientes a una
serie de puntos a lo largo del documento para evaluar la
autenticidad y el valor del billete.
La salida del detector de amplitud (64) está
también acoplada al circuito (66) de control automático de la
ganancia. Tal como se muestra en la figura 4B, el circuito (66) de
control automático de la ganancia, incluye un amplificador
operativo (U1) que amplifica la desviación entre la salida del
detector de amplitud (64) y la tensión establecida mediante un
potenciómetro (VR1). La determinación normal del circuito (66) de
control automático de la ganancia proporciona una desviación de 2
voltios en la base del transmisor (Q1) en el detector inductivo
(38). De este modo, por ejemplo, si disminuye la amplitud de
oscilación en el detector (38) debido a la presencia de un billete
que contiene material conductivo, disminuye la tensión en la salida
del detector de amplitud (64) y sube la tensión a la salida del
control automático de la ganancia (66). A continuación, aumenta la
desviación en el transistor (Q1) en el circuito del detector
inductivo (38), incrementando de este modo la amplitud de la
oscilación para compensar la disminución original.
Tal como se muestra además en la figura 4B, la
salida del circuito (66) de control automático de la ganancia está
acoplada asimismo a un detector de perturbaciones (84) para
controlar los cambios en la amplitud de la salida del circuito (66)
de control automático de la ganancia. El detector de perturbaciones
(84) permite que los cambios en la amplitud de la salida del
detector (38) sean detectados indirectamente. El detector de
perturbaciones (84) puede ser utilizado para detectar la presencia
de billetes de banco que tengan hilos de seguridad o tinta
magnética. De este modo, por ejemplo, cuando aumenta la salida del
control automático de la ganancia (66), la tensión instantánea en
el condensador (C8) permanece constante, de manera que la salida
del comparador (U2) cambia de una señal elevada a una señal baja. El
microprocesador (78) detecta la señal baja y la interpreta como una
indicación de que un documento que tiene características conductivas
o magnéticas está presente en la trayectoria del billete.
En la Tabla 1 siguiente están listados a modo de
ejemplo valores de las resistencias de la (R1) hasta la (R21), de
los condensadores (C1) hasta (C13) y de los inductores (L1),
(L2).
En el caso de frecuencias superiores
aproximadamente a 10 MHz, la resistencia (R1) puede ser excluida del
circuito. De este modo, por ejemplo, utilizando valores de 900 nH
para (L1) y (L2) y un valor de 22 pF para (C1), el circuito entra en
resonancia a 36 MHz aproximadamente. En el caso de frecuencias
inferiores a 10 MHz aproximadamente, puede utilizarse un valor de
33 pF para (C1) y la resistencia (R1) puede estar incluida en el
circuito.
Aunque existen muchos dispositivos diferentes
disponibles para poner en práctica el circuito específico de la
figura 4, puede utilizarse un dispositivo LM358 fabricado por
National Semiconductor, para (U1), (U2), y puede utilizarse un
dispositivo Philips 1N4148 para los diodos (D1), (D2). De manera
similar, un dispositivo 74AC04 fabricado por Motorola, puede ser
utilizado para los inversores (U3), (U4) con un condensador de
desacoplamiento que tiene un valor de 47nF conectado entre las
clavijas V_{CC} y GND. Los transistores (Q1), (Q3) y (Q4) pueden
ser puestos en práctica utilizando el dispositivo BC847B de
Motorola, y el transistor (Q2) puede ser puesto en práctica
utilizando un dispositivo ZN4403 de Motorola.
Los detectores inductivos múltiples similares al
detector (38), pueden estar incorporados en un único dispositivo de
validación de documentos (2). Por ejemplo, los detectores inductivos
pueden estar situados a lo largo de la trayectoria (12) del
documento, de modo que los detectores detectan propiedades
magnéticas o conductivas a lo largo de los dos bordes laterales de
un documento mientras se desplaza a lo largo de la trayectoria. En
una puesta en práctica, tal como se muestra en la figura 5, dos
detectores inductivos (38'), (38''), cada uno de los cuales es
similar al detector (38), están montados en el dispositivo de
validación para permitir la detección de información magnética o
conductiva cerca de ambos bordes laterales del billete, paralelos a
la dirección del recorrido del billete. La detección de
características magnéticas o conductivas a lo largo de ambos bordes
laterales permite utilizar la técnica actual sin tener en cuenta la
orientación del billete cuando es introducido en el dispositivo de
validación. Los detectores (38'), (38'') pueden ser substancialmente
idénticos o pueden ser diferentes entre sí de diversas formas. Por
ejemplo, las dimensiones físicas de los detectores (38'), (38''),
tales como el tamaño de los elementos inductivos, pueden ser
diferentes entre sí, estando el detector mayor situado para
detectar características a lo largo de un borde del billete y el
detector menor, situado para detectar características a lo largo del
segundo borde del billete. Otros detalles de los dos detectores
(38'), (38'') tales como las frecuencias de oscilación pueden ser
asimismo distintos, dependiendo de la aplicación particular.
De manera similar, conjuntos de detectores
inductivos tales como los descritos anteriormente, pueden estar
situados para detectar características a lo largo de uno o ambos
bordes del billete. Por ejemplo, en una puesta en práctica, un
detector grande y un detector pequeño están situados para detectar
características del billete a lo largo de un borde. En otra puesta
en práctica, unos detectores que tienen diferentes frecuencias de
oscilación pueden estar situados para detectar características del
billete a lo largo de uno de sus bordes, paralelo a la dirección de
recorrido del billete. En otras puestas en práctica, los conjuntos
respectivos de detectores están situados para detectar
características del billete a lo largo de ambos bordes del billete,
paralelos a la dirección de recorrido del billete. Cada conjunto
puede incluir, por ejemplo, un detector pequeño y un detector
grande o detectores con diferentes frecuencias de oscilación. En
general, los diversos detectores inductivos situados a lo largo de
la trayectoria del billete no es necesario que sean substancialmente
idénticos, aunque en algunas situaciones puede ser ventajosa la
utilización de detectores inductivos substancialmente similares.
Claims (41)
1. Dispositivo de validación de documentos (2)
que comprende:
- una trayectoria (12) del documento, a lo largo de la cual es conducido un documento (10);
- un detector inductivo (38) para detectar características del documento, en el que el detector inductivo comprende un primer elemento inductivo (40) dispuesto en un primer lado de un plano de la trayectoria (12) del documento y un segundo elemento inductivo (42) dispuesto en un segundo lado del plano de la trayectoria (12) del documento; y
- un sistema de circuitos acoplado a una salida del detector inductivo para determinar, por lo menos, una de las características de presencia, autenticidad y valor del documento introducido,
caracterizado porque el primero y el
segundo elementos inductivos (40, 42) forman parte de un oscilador
acoplado a un transformador, en el cual el acoplamiento
electromagnético entre el primero y el segundo elementos inductivos
(40, 42) puede funcionar para proporcionar una realimentación
positiva de la que resulta una situación de oscilación, y
porque dicho sistema de circuitos (64, 70, 72,
74, 78, 80) puede funcionar para determinar por lo menos, una de las
características de presencia, autenticidad y valor del documento
introducido, mediante el procesado de señales relativas a un
cambio de fase de un campo magnético inducido por las
características de la tinta magnética de un documento introducido en
la trayectoria (12) del documento.
2. Dispositivo de validación de documentos,
según la reivindicación 1, en el que el primero y el segundo
elementos inductivos (40, 42) están situados substancialmente
opuestos entre sí, en los lados respectivos de la trayectoria (12)
del documento.
3. Dispositivo de validación de documentos,
según la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, en el que el
detector inductivo (38) puede funcionar para detectar
características del documento sin entrar en contacto físico con el
documento.
4. Dispositivo de validación de documentos,
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el
primero y el segundo elementos inductivos (40, 42) comprenden
bobinas enrolladas alrededor de núcleos de ferrita.
5. Dispositivo de validación de documentos,
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el
primero y el segundo elementos inductivos (40, 42) comprenden
bobinas enrolladas alrededor de núcleos estancos de ferrita.
6. Dispositivo de validación de documentos,
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el
sistema de circuitos está configurado para detectar un cambio de
frecuencia en una señal a la salida del detector.
7. Dispositivo de validación de documentos,
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el sistema
de circuitos está configurado para detectar un cambio de amplitud en
una señal a la salida del detector.
8. Dispositivo de validación de documentos,
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el
primero y el segundo elementos inductivos (40, 42) están situados,
por lo menos, a varias décimas de milímetro de la trayectoria (12)
del documento.
9. Dispositivo de validación de documentos,
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende
además un cuerpo envolvente superior (34) y un cuerpo envolvente
inferior (32), en el que el primer elemento inductivo (40) está
dispuesto en el interior del cuerpo envolvente superior (34) y el
segundo elemento inductivo (42) está dispuesto en el interior del
cuerpo envolvente inferior (32).
10. Dispositivo de validación de documentos,
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el
primero y el segundo elementos inductivos (40, 42) están situados
para detectar características de la tinta magnética cerca de un
borde lateral del documento (10) paralelo a su dirección de
recorrido a lo largo de la trayectoria (12) del documento.
11. Dispositivo de validación de documentos,
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el
oscilador tiene una frecuencia de resonancia comprendida dentro de
una gama de 1 a 2 megahercios aproximadamente.
12. Dispositivo de validación de documentos,
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el
oscilador tiene una frecuencia de resonancia de 25 megahercios
aproximadamente.
13. Dispositivo de validación de documentos,
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el
oscilador tiene una frecuencia de resonancia comprendida dentro de
una gama de 1 a 30 megahercios aproximadamente.
14. Dispositivo de validación de documentos,
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el
primer elemento inductivo (40) está acoplado a la base de un
transistor (44), el segundo elemento inductivo (42) está acoplado a
un colector del transistor (44), y el sistema de circuitos de
procesado está acoplado a un emisor del transistor (44).
15. Dispositivo de validación de documentos,
según la reivindicación 14, que comprende además un circuito (66)
de control automático de la ganancia para controlar una tensión de
desviación en el transistor (44).
16. Dispositivo de validación de documentos,
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende
un procesador (78) programado para comparar datos adquiridos del
detector inductivo hasta, por lo menos, un umbral determinado
estadísticamente para determinar la autenticidad del documento.
17. Dispositivo de validación de documentos,
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, que comprende un
procesador (78) programado para comparar datos adquiridos del
detector inductivo con una o varias configuraciones predeterminadas
correspondientes a documentos auténticos, y determinar si el
documento es auténtico en base a la comparación.
18. Dispositivo de validación de documentos,
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, que comprende un
procesador programado para comparar datos adquiridos del detector
inductivo con una o varias configuraciones predeterminadas
correspondientes a documentos auténticos, y determinar el valor del
documento en base a la comparación.
19. Dispositivo de validación de documentos,
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, que comprende un
procesador (78) programado para adquirir datos del detector
inductivo en ausencia de un documento en la trayectoria (12) del
documento, para adquirir datos del detector inductivo en presencia
del documento (10) para llevar a cabo una operación aritmética
combinando los datos adquiridos en ausencia y en presencia del
documento (10) y determinar, por lo menos, una de las
características de autenticidad y valor de un documento (10) en base
al resultado de la operación aritmética.
20. Dispositivo de validación de documentos,
según la reivindicación 1, que comprende además:
- una serie de detectores inductivos adicionales para detectar características del documento, en el que cada detector comprende un primer elemento inductivo dispuesto en un primer lado de un plano de la trayectoria del documento y un segundo elemento inductivo dispuesto en un segundo lado del plano de la trayectoria del documento; y
- un sistema de circuitos acoplado a las salidas de los detectores inductivos para procesar señales relativas a la determinación, por lo menos, de una de las características de presencia, autenticidad y valor del documento introducido.
21. Dispositivo de validación de documentos,
según la reivindicación 20, en el que los detectores inductivos
adicionales detectan características del documento sin entrar en
contacto físico con el documento.
22. Dispositivo de validación de documentos,
según la reivindicación 21, en el que los elementos inductivos de un
primer detector están situados, para detectar características
magnéticas, cerca de un primer borde lateral del documento (10)
paralelo a su dirección de recorrido a lo largo de la trayectoria
(12) del documento, y en el que los elementos inductivos de un
segundo detector están situados, para detectar características
magnéticas, cerca de un segundo borde lateral distinto del
documento (10) paralelo a su dirección de recorrido.
23. Dispositivo de validación de documentos,
según la reivindicación 22, en el que los primeros y los segundos
detectores tienen dimensiones diferentes entre sí.
24. Dispositivo de validación de documentos,
según la reivindicación 22 ó la reivindicación 23, en el que los
primeros y los segundos detectores comprenden osciladores que tienen
unas frecuencias de oscilación respectivas, distintas.
25. Dispositivo de validación de documentos,
según la reivindicación 20, en el que los elementos inductivos, por
lo menos de algunos de los detectores, están situados para detectar
características magnéticas cerca de un primer borde lateral del
documento paralelo a su dirección de recorrido a lo largo de la
trayectoria del documento.
26. Dispositivo de validación de documentos,
según la reivindicación 25, en el que, por lo menos, algunos de los
detectores situados para detectar características magnéticas cerca
de un primer borde lateral del documento tienen dimensiones
diferentes entre sí.
27. Dispositivo de validación de documentos,
según la reivindicación 25, en el que, por lo menos, algunos de los
detectores situados para detectar características magnéticas cerca
de un primer borde lateral del documento son osciladores que tienen
frecuencias de oscilación diferentes entre sí.
\newpage
28. Dispositivo de validación de documentos,
según la reivindicación 21, en el que los elementos inductivos de un
primer conjunto de detectores están situados para detectar
características magnéticas cerca de un primer borde lateral del
documento paralelo a su dirección de recorrido a lo largo de la
trayectoria del documento, y en el que los elementos inductivos de
un segundo conjunto de detectores están situados para detectar
características magnéticas cerca de un segundo borde lateral
diferente del documento, paralelo a su dirección de recorrido.
29. Dispositivo de validación de documentos,
según la reivindicación 28, en el que, por lo menos algunos de los
detectores de cada conjunto de detectores tienen dimensiones que son
distintas de las dimensiones de otros detectores en el mismo
conjunto.
30. Dispositivo de validación de documentos,
según la reivindicación 28 ó la reivindicación 29, en el que, por lo
menos, algunos de los detectores de cada conjunto de detectores
comprenden osciladores que tienen frecuencias de oscilación
diferentes de otros detectores del mismo conjunto.
31. Método para detectar características de un
documento (10), comprendiendo el método:
- la conducción del documento a lo largo de una trayectoria (12);
- la detección de características del documento utilizando un detector inductivo que comprende un primer elemento inductivo (40) dispuesto en un primer lado de un plano de la trayectoria (12) y un segundo elemento inductivo (42) dispuesto en un segundo lado del plano de la trayectoria (12); y
- el procesado de señales desde una salida del detector inductivo para determinar, por lo menos, una de las características de presencia, autenticidad o valor del documento,
caracterizado porque el primero y el
segundo elementos inductivos (40, 42) forman parte de un oscilador
acoplado a un transformador, en el cual el acoplamiento
electromagnético entre el primero y el segundo elementos inductivos
(40, 42) pueden funcionar para proporcionar una realimentación
positiva de la que resulta una situación de oscilación, y
porque la etapa de procesado comprende el
procesado de señales desde la salida del detector inductivo con
respecto al cambio de fase de un campo magnético inducido por las
características magnéticas de la tinta del documento (10) para
determinar, por lo menos, una de las características de presencia,
autenticidad o valor del documento.
32. Método, según la reivindicación 31, que
comprende además la detección de un cambio de frecuencia en la
salida del detector inductivo.
33. Método, según la reivindicación 31, que
comprende además la detección de un cambio de amplitud en la salida
del detector inductivo.
34. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones 31 a 33, que comprende además el posicionado del
detector inductivo con respecto a la trayectoria (12), de modo que
el detector inductivo puede funcionar para detectar las
características del documento sin entrar en contacto físico con el
documento (10).
35. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones 31 a 34, que comprende además el control de una
tensión de derivación proporcionada al detector inductivo.
36. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones 31 a 35, que comprende además la comparación de
datos adquiridos desde el detector inductivo hasta, por lo menos,
un umbral determinado estadísticamente para determinar la
autenticidad del documento.
37. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones 31 a 35, que comprende además la comparación de
datos adquiridos desde el detector inductivo hasta una o varias
configuraciones predeterminadas correspondientes a documentos
auténticos, y determinando si el documento es auténtico en base a la
comparación.
38. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones 31 a 35, que comprende además la comparación de
datos adquiridos desde el detector inductivo hasta una o varias
configuraciones predeterminadas correspondientes a documentos
auténticos, y determinando un valor del documento en base a la
comparación.
39. Método, según la reivindicación 31, que
comprende:
- adquisición de datos desde el detector inductivo en ausencia de un documento (10) en la trayectoria (12) del documento;
- adquisición de datos desde el detector inductivo en presencia del documento (10);
- realización de una operación aritmética combinando los datos adquiridos en presencia y en ausencia del documento (10); y
- determinación, por lo menos, de una de las características de autenticidad y de valor del documento (10), en base al resultado de la operación aritmética.
40. Método, según la reivindicación 31, que
comprende además:
- detección de una configuración magnética binaria en el documento (10); y
- comparación de la configuración detectada con las configuraciones almacenadas para determinar la autenticidad del documento (10).
41. Método, según la reivindicación 31, que
comprende además:
- detección de una configuración magnética binaria en el documento (10); y
- comparación de la configuración detectada con las configuraciones almacenadas para determinar un valor del documento (10).
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