KR200285318Y1 - 적외선을 이용한 위조지폐 감식장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 적외선 광원과 영상 센서를 이용하여 지폐의 적외선 투과, 반사의 영상 데이터를 얻어 위조 방지용 적외선 잉크가 사용된 위치 및 범위 등을 정확하게 알아 낼 수 있는 동시에, 지폐의 뒤틀림이 생기더라도 각도 및 위치 계산이 가능하여 위조지폐의 감식을 고속화, 정밀화할 수 있는 위조지폐 감식장치를 제공한다.

이를 위해 본 고안에서는, 정밀한 위조지폐 감식이 용이한 적외선 파장을 지폐에 투과, 반사시켜 적외선의 흡수량 및 반사량의 정보를 얻기 위해, 수광 센서(Detect Sensor)로서 영상 센서(Image Sensor)인 CIS(Contact Image Sensor)를 사용하여 2차원 영상 데이터(Image Data)를 추출하도록 되어 있다. 이로써, 고속으로 보다 정밀하게 지폐의 위조여부를 감식할 수 있다.

Description

적외선을 이용한 위조지폐 감식장치 {Counterfeit Detector Using Infra Radiation}

본 고안은 위조지폐와 정부지폐를 감식하기 위해 인쇄에 사용된 잉크나 지질의 특성을 적외선에 대한 흡수 및 반사 데이터로서 영상으로 출력함으로써, 감식부에서 지폐에 뒤틀림이 생기더라도 고속으로 정밀하게 지폐의 진위여부를 가릴 수 있고, 특수 적외선 잉크가 사용된 부분을 정확하게 식별해 낼 있는 위조지폐 감식장치에 관한 것이다.

기존의 위조지폐 감식장치는 지폐의 위조여부를 감식하기 위해 자기잉크를 검출하거나 자외선이나 적외선 광에 대한 지폐의 흡수, 반사정보를 이용하는 바, 보다 정밀한 위조지폐 감식을 위해 적외선 파장 대역을 많이 사용하고 있다. 구체적으로는, 적외선 발광부와 적외선 수광부 사이에 지폐를 통과시켜서 적외선에 대한 지폐의 흡수량 및 반사량의 정보를 수집하여 시각적으로 나타나지 않는 지폐의 지질이나 잉크 정보 등을 알아 낼 수 있다. 일반적으로, 적외선 파장 대역에서의 정부지폐와 컬러 복사기나 컬러 프린터기에 의한 위조지폐의 반응은 어떠한 파장대역보다 현저하게 다른 특징이 나타난다. 지폐의 위조를 방지하기 위해 적외선 잉크를 사용한 지폐는 시각적으로는 확인할 수 없지만, 적외선 광원을 통한 투과, 반사반응으로서 적외선 잉크가 사용된 부분의 적외선에 대한 흡수, 반사량을 통해 잉크 정보를 얻을 수 있기 때문에, 적외선 반응 패턴(Pattern)의 추출이나 밝기 정보의 획득이 가능하다.

현재 일반적으로 널리 이용되고 있는 지폐의 적외선 감식방법은, 도 8에 나타낸 바와 같이 발광 광원과 마찬가지로 10∼15[mm]의 간격으로 적외선 수광 센서와 적외선 발광부를 배치하고, 지폐 전면의 투과율 데이터를 이용하거나, 혹은 계수 센서로 사용되는 적외선 수광, 발광부의 투과율을 이용하여 지폐의 위조여부를 감식하도록 되어 있다. 지폐의 권종마다 적용된 적외선 잉크의 사용위치나 도안이 다르기 때문에, 적외선 감식부를 통과할 때 위치 및 각도가 일정해야만 정밀한 감식이 가능하게 된다.

그렇지만, 고속의 연속 투입방식의 지폐 계수기나 금융 기기의 경우, 지폐가 투입된 후 지폐의 방향, 각도, 위치 등이 일정하지 않은 경우가 많아 그 방법을 적용함에 있어 한계가 따른다는 문제가 있다.

또한, 지폐의 투입방향과 위치가 일정하지 않은 상태에서 기존 방식의 1차원 센서를 사용할 경우, 지폐가 감식부를 통과할 때의 각도 위치, 면의 방향 등의 계산을 하는데 필요한 데이터의 수가 적으므로, 지폐가 통과할 때 검출되는 값이 지폐의 어느 위치에 해당하는 값인지를 알 수 없고, 한 개의 수광부 센서가 검출하는 범위가 5∼15[mm]정도로 넓기 때문에. 국부적으로 특수 잉크가 사용된 지폐를 감식하는데 한계를 가지고 있다.

도 1은 적외선 잉크가 사용된 지폐의 일례를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 지폐의 적외선 반응 영상을 나타낸 도면이다.

도 1에 있어서, ㉮와 ㉯의 영역에 적외선을 반사시키는 잉크를 사용했다고 가정한다. 이 지폐를 적외선 광원에 의해 반사 영상을 취득하면, 도 2에 나타낸 바와 같이 ㉮, ㉯부분이 나타나지 않는 현상이 생긴다. 다만, 위조지폐인 경우는, 적외선 잉크가 사용된 영역 ㉮, ㉯부분이 나타난다. 따라서, 위조지폐를 쉽게 감식할 수 있다.

그런데, 지폐가 적외선 감식부를 통과할 때 도 2에 나타낸 바와 같이 θ만큼 틀어져 있고 좌우로 치우쳐 있다면, 일차원 센서에 의해 ㉮, ㉯영역의 부분을 검출하는데 한계가 있다.

도 2에 있어서는, 적외선 반사 영상으로 적외선 잉크가 사용된 부분을 검출하기 위해 다음과 같은 방법을 사용하였다. 즉, 우선 임계치(Threshold value) 조정을 통해 지폐와 바탕을 분리하고, 무게중심법에 의해 지폐의 중심점을 구하며, 이중심점에서 4개의 평면으로 나누었을 때 각 평면에서 거리가 가장 먼 점을 꼭지점 ABCD로 한다. 그리고, 각 꼭지점으로부터 선분 AB, CD의 직선의 방정식을 구하고, 적외선 잉크가 사용된 영역에 해당하는 X축으로 E, G만큼, Y축으로 F, H만큼 선분 AB, CD의 방정식을 좌표 이동시킨 후, 해당하는 영역에서 저장된 밝기 데이터나 패턴과 검출된 영역의 데이터의 비교를 통해 지폐의 위조여부를 감식한다.

그렇지만, 종래의 적외선 감식방법에 있어서는, 지폐가 적외선 감식부를 통과할 때 지폐에 뒤틀림이 생기면, 다수개의 적외선 수광, 발광 센서의 구조로는 지폐의 각도 및 위치 계산에 필요한 데이터가 부족하여 적외선 잉크에 의한 패턴의 추출에는 한계가 있으므로 위조지폐를 정확히 감식할 수 없다는 문제가 있다.

전술한 종래의 적외선 감식부에서 검출하지 못하는 적외선 잉크의 추출이나, 연속 투입방식의 지폐 계수기나 금융 기기에서의 지폐의 뒤틀림에 의한 부수적인 갖가지 문제점을 해결하기 위해서는, 우선 고속으로 투입되더라도 지폐의 방향, 각도, 위치 등의 정보를 쉽게 얻을 수 있는 2차원 센서로서, 한 개의 수광 센서가 보는 면적이 좁고, 지폐 전체의 영상을 얻을 수 있으며, 고속의 응답성을 갖는 센서를 사용하지 않으면 않된다. 그리고, 위조지폐와 정부지폐를 쉽게 구별해 낼 수 있는 센서를 사용하지 않으면 안된다.

본 고안은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 적외선 광원과 영상 센서로서의 CIS를 이용하여 지폐의 적외선 투과, 반사의 영상 데이터를 얻어 위조 방지용 적외선 잉크에 의해 적외선을 흡수하거나 반사시키는 특징이 나타나는 위치 및 범위 등을 정확하게 알아 낼 수 있는 동시에, 지폐의 뒤틀림이 생기더라도 각도 및 위치 계산이 가능하여 위조지폐의 감식을 고속화, 정밀화할 수 있는 위조지폐 감식장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 적외선 잉크가 사용된 지폐의 일례를 나타낸 도면,

도 2는 도 1에 도시된 지폐의 적외선 반응 영상을 나타낸 도면,

도 3은 본 고안의 적외선 감식부가 적용된 지폐 분류기의 측면도.

도 4는 도 3에 도시된 적외선 투과형 감식부의 측면도.

도 5는 도 3에 도시된 적외선 양면 반사형 감식부의 측면도.

도 6은 도 3에 도시된 적외선 반사형 감식부의 측면도.

도 7은 도 4, 도 5 및 도 6에 도시된 적외선 반사용 광원의 정면도.

도 8은 도 4에 도시된 적외선 투과용 광원의 정면도.

도 9는 도 4, 도 5 및 도 6에 도시된 적외선 광원에 의한 감식범위를 설명하기 위한 도면.

도 10은 본 고안의 적외선 감식부가 적용된 지폐 계수기의 측면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 투입구 2: 판별부

3: 권종 인식용 CCD 4: 자기 센서

5: 적외선 감식부 6: 두께 검출 센서

7: 지폐 적재함 8: 지폐 분류기

9: 구동용 모터 10: CIS(Contact Image Sensor)

11: 적외선 반사용 광원 12: 적외선 투과용 광원

13: 집광용 렌즈 14: CIS의 면적

15: 적외선 반사·투과 검출범위

이를 위해 본 고안에서는, 상기의 조건에 맞는 감식부로서, 시각적으로 보이지 않고, 위조가 불가능한 적외선 투과, 반사 반응의 검출방식의 감식부를 채택하고 있다. 즉, 도 7에 나타낸 바와 같이, 20∼50개의 적외선 발광원을 같은 간격으로 배치하여 적외선 광원을 구성하고, 지폐의 위치, 각도, 방향 등의 계산 및 도안에 사용된 적외선 잉크 부위를 추출하기 위한 적외선 수광 센서로서 CIS를 사용하여 2차원 영상데이터의 획득이 가능하도록 하고 있다. 그리고, 적외선에 의해 얻어진 전체 영상에서 지폐의 꼭지점을 기초로 하여 지폐의 위치, 각도 등의 계산을 행하고, 지폐의 도안에서 적외선 잉크가 사용된 부분을 찾아 지폐의 고속 투입에 의한 문제점을 해결하며, 지폐에 사용된 잉크의 종류에 따른 적외선 투과 및 반사율의 차이에 의해 지폐의 위조여부를 감식하도록 되어 있다.

본 고안의 위조 지폐 감식장치는, 적외선 발광부와 적외선 수광부로 나누어진다. 적외선 발광부는 파장 대역이 780∼960[nm]인 근적외선 대역의 광원을 사용하고, 이 적외선 광원을 도 4, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이 그 촛점이 영상 센서의 수광면에 일치하도록 배치하고 있다. 적외선 광원은 투과용와 반사용의 두 가지 타입으로 나누어진다. 도 4, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 반사용 광원(11)은 영상 센서의 안쪽에 부착되고, 투과용 광원(12)은 지폐가 통과하는 바닥면 아래에 부착된다. 또, 적외선 광원으로부터의 광을 균일하고 강하게 하기 위해 원기둥 형태의 렌즈(13)를 사용한다. 또한, 적외선에 대한 지폐의 특성을 1차원의 데이터가 아닌 2차원의 영상으로 얻기 위해, 수광센서로서 복수의 광전소자(Photo Diode Array)로 구성된 CIS(10)를 사용한다.

이와 같이 하여, 적외선 잉크를 사용한 지폐를 시각적으로는 확인할 수 없지만, 적외선 광원과 영상 센서를 이용하여 지폐의 적외선 투과, 반사의 영상 데이터를 얻을 수 있다. 게다가, 위조 방지용 적외선 잉크가 사용된 위치 및 범위 등을 정확하게 알아 낼 수 있다. 또한, 감식할 때 지폐의 뒤틀림이 생기더라도 각도 및 위치 계산이 가능하고, 특정 적외선 패턴을 추출하는 것이 용이하므로 고속의 정밀한 감식장치의 구현이 가능하게 된다. 이로써, 위조지폐의 감식을 고속화, 정밀화할 수 있다.

(고안의 실시형태)

본 고안의 위조지폐 감식장치는, 위조지폐 감식기능을 갖춘 지폐 계수기나 정사기, 지폐 자동분류기, 위폐감지장치 등의 금융 자동화 기기에 적용할 수 있다.

이하, 그 일례를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 고안의 적외선 감식부가 적용된 지폐 분류기의 측면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 적외선 투과형 감식부의 측면도이며, 도 5은 도 3에 도시된 적외선 양면 반사형 감식부의 측면도이고, 도 6는 도 3에 도시된 적외선 반사형 감식부의 측면도이다.

먼저, 도 3에 나타낸 전체의 구성과 도 4, 도 5 및 도 6에 나타낸 적외선 감식부의 상세구성을 참조하여 본 고안의 영상 센서와 적외선 광원을 이용한 위조지폐 감식장치가 적용된 지폐 자동분류기에 대해 설명한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 고안에 따른 위조지폐 감식장치가 적용된 지폐자동 분류기는, 지폐가 투입되는 투입구(1)와, 이 투입구로 투입된 지폐를 낱장씩 이송하여 인식 및 감식하는 판별부(2), 이 판별부를 통과한 지폐를 전환기에 의하여 지폐의 종류별로 지폐 적재함(7)으로 배출하여 계수하는 분류부(8) 및동력모터(9)의 회전력을 각 회전부위에 전달하는 벨트와 롤러로 구성되어 있다. 그리고, 판별부(2)는 지폐의 권종, 투입된 지폐의 좌우 치우침 정도 및 기울기를 판단하는 권종 판별용 영상센서(3), 두께 검출 롤러(6), 자기 센서(4), 적외선 감식부(5), 적외선 광원(도 7 및 도 8 참조) 및 감식용 영상 센서(10)로 구성되어 있다.

이상과 같이 구성된 지폐 자동 분류기의 투입구(1)에 지폐가 투입되면, 투입구(1)의 롤러에 의해 낱장씩 분리된 후, 판별부(2)로 이송된다. 그리고, 판별부(2)의 영상 센서 모듈(3), 자기 센서(4), 적외선 광원(도 7 및 도 8 참조)과 CIS(10), 두께 검출 롤러(6)를 순차적으로 통과한 후, 지폐의 이송경로를 따라 유입되고, 센서로부터 지폐에 대한 정보를 검출하여 배출시킬 지폐 적재함이 결정되면 전환기를 동작시켜 해당 적재함(7)으로 배출하도록 되어 있다.

도 4는 적외선 투과용 광원(도 7 참조) 및 반사용 광원(도 8 참조), CIS(10)를 사용한 경우의 도면으로서, 지폐가 벨트 사이를 거쳐 권종 판별부를 지나 적외선 감식부를 통과하면, CIS 내부의 적외선 반사용 광원(도 8)과 적외선 투과 광원(도 9)에 의해 지폐의 적외선에 대한 반사, 흡수에 의한 적외선 반사와 투과 영상을 얻을 수 있다. 이 경우, 광원은 지폐와 CIS의 촛점거리가 일치되도록 부착하고, 또한 투과 광원의 중심과 CIS의 촛점이 일치하도록 배치하고 있다.

적외선에 대한 지폐의 특성을 1차원의 데이터가 아닌 2차원의 영상으로 정밀하고 고속으로 얻기 위해, 수광센서(Detect Sensor)는 복수의 광전소자(Photo Diode Array)로 구성하고, 바람직하게는 300∼1000[nm]의 파장대역에서 반응하는CIS(Contact Image Sensor; 10)를 사용한다.

도 5은 2개의 CIS를 사용하여 지폐의 양면의 반사영상을 얻기 위한 도면으로서, 지폐가 벨트 사이를 거쳐 권종 판별부를 지나 적외선 감식부를 통과하면, CIS 내부의 적외선 반사 광원에 의해 적외선 반사량에 따른 지폐 양면의 영상이 출력된다. 이러한 방식은, 지폐 단면에서의 적외선 잉크의 사용부위가 다른 경우에 적용되는 방법이다.

도 6는 적외선 단면 반사 타입으로 1개의 반사형 적외선 광원과 CIS를 사용한 도면으로서, 이 경우에는 CIS 내부의 적외선 반사 광원에 의해 적외선 반사량에 따른 지폐 단면의 영상가 출력된다. 이러한 방식은, 지폐 양면에서의 적외선 잉크의 사용부위가 다른 경우에 적용되는 방법이다.

도 7는 적외선 반사용 광원(11)의 구조, 도 8은 적외선 투과용 광원(12)의 구조를 나타낸 도면이다. 적외선 광원은 지폐의 종류에 따라 780∼960[nm]의 파장 대역을 갖는 것을 사용하고, 적외선 반사용 광원(11)은 적외선 광이 영상 센서에 일정하게 받아들여지도록 적외선 발광센서를 일렬로 배치한 구조를 갖는다. 그리고, CIS(10)에 사용되는 경우에는, 초점 거리와 수광 각도에 맞게 구조물 안쪽에 부착된다. 적외선 투과용 광원은 지폐가 통과하는 바닥면 아래에 부착되고, 적외선 광원의 집광효과를 높이기 위해 원기둥 형태의 렌즈(13)를 사용한다.

도 9은 적외선 검출부위를 설명하기 위한 것으로, CIS 면적(15)과 광원에 의해 검출하는 범위(14)를 표시한 것이다.

도 10은 적외선 투과 및 반사용 광원을 갖추고, CIS를 사용한 경우의 도면으로서, 지폐 계수기에 적용된 예를 나타낸 것이다.

최근, 적외선에 반응하는 지폐는 시각적으로는 확인할 수 없지만, 적외선 광원과 영상 센서를 이용하여 투과, 반사의 영상 데이터를 통해 지폐의 지질이나 사용된 잉크의 종류를 얻을 수 있다. 그리고, 적외선 잉크가 사용된 위치 및 범위 등을 정확하게 알아 낼 수 있다. 또한, 감식할 때 지폐의 뒤틀림이 생기더라도 각도 및 위치 계산이 가능하고, 특정 적외선 패턴을 추출하는 것이 용이하므로 고속의 정밀한 위조지폐 감식장치의 구현이 가능하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 적외선 광원과 영상 센서를 이용하여 지폐의 적외선 투과, 반사의 영상 데이터를 얻어 위조 방지용 적외선 잉크가 사용된 위치 및 범위 등을 정확하게 알아 낼 수 있는 동시에, 지폐의 뒤틀림이 생기더라도 각도 및 위치 계산이 가능하여 위조지폐의 감식을 고속화, 정밀화할 수 있는 위조지폐 감식장치를 제공할 수 있다.

Claims (4)

1. 위조지폐 감식기능을 갖는 지폐 계수기나 정사기, 지폐 자동분류기, 위폐감지장치 등의 금융 자동화 기기에 적용되는 위조지폐 감식장치에 있어서,

   위조지폐를 감식하기 위한 적외선 감식부가, 780∼960[nm]의 대역폭을 갖는 적외선 광원을 사용하고, 수광부 센서로서 CIS(10)를 사용하며, 그 촛점이 CIS(10)의 수광면(14)에 일치되도록 다수개의 적외선 발광센서(11, 12)를 설치하고, 이 발광센서 앞에 광원 증폭용의 집광 렌즈(13)를 배치하여 이루어지고,

   적외선 반사용 광원을 영상 센서의 기구물 안쪽에, 적외선 투과용 광원을 지폐가 통과하는 바닥면 하부에 부착한 것을 특징으로 하는 위조지폐 감식장치.
2. 제 1항에 있어서, 지폐가 CIS와 투과용 적외선 발광부 사이를 통과한 후, 지폐의 지질이나 잉크의 종류 등에 기초하여 적외선 반사광량이나 투과광량을 영상데이터로서 검출함으로써 지폐의 위조를 감식하는 것을 특징으로 하는 위조지폐 감식장치.
3. 제 2항에 있어서, 2개의 CIS와 적외선 반사광원을 이용하거나, 혹은 1개의 CIS와 적외선 반사광원을 이용하여 지폐 양면이나 단면의 적외선 반사광량이나 투과광량을 검출함으로써 지폐의 위조를 감식하는 것을 특징으로 하는 위조지폐 감식장치.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 적외선에 의해 얻어진 영상데이터에서 특정 적외선 반응패턴의 추출이나 지폐의 지질이나 잉크의 종류에 따른 투과량 차이를 얻어 지폐의 위조를 감식하는 것을 특징으로 하는 위조지폐 감식장치.