KR20220075084A - 지폐 정사기와 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지폐 정사기에 관한 것으로, 지폐 정사기에 투입되어 이송되는 지폐 면에 투사할 빛을 생성하는 조명부; 상기 조명부에서 생성한 빛을 수직으로 투사거나 지정된 각도로 경사지게 진행 방향을 바꿔 상기 지폐에 각기 투사되게 하는 광투사부; 상기 광투사부를 통해 투사된 빛의 반사와 굴절에 의해 나타나는 지폐의 표면 영상을 센싱하는 CIS(Contact Image Sensor) 센서부; 및 상기 조명부를 제어하고, 상기 CIS 센서부를 통해 검출된 센싱 정보를 처리하여 지폐에 부착된 테이프를 감별하는 제어부;를 포함한다.

Description

지폐 정사기와 그 제어 방법{BILL SORTER AND CONTROLLING METHOD THEREOF}

본 발명은 지폐 정사기와 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 롤러 변위 검출 방식이나 초음파 이용 방식이 아닌 빛의 광학적 특성을 이용하여 테이프가 부착된 지폐를 정확하게 감별할 수 있도록 하는, 지폐 정사기와 그 제어 방법에 관한 것이다.

통상적으로 지폐 정사기는 지폐의 계수는 물론 받아들인 지폐가 정당한 것인지, 지폐 유통에 적합한 것인지 혹은 폐기 대상인지를 감별한다. 예컨대 지폐의 정사(즉, 새지폐, 유통지폐, 훼손지폐 등으로 분류)를 감별하거나 위조지폐인지 여부를 감별한다.

참고로, 본 발명에 따른 일 실시예에서 설명하는 지폐 정사기는 지폐 권종 인식(예를 들면 천원권, 오천원권, 만원권, 달러화, 위안화, 유로화, 엔화 등), 위/변조 지폐 감별뿐만 아니라, 지폐 계수나 지폐 정사(예를 들어 낙서, 오염, 찢어짐 등 훼손의 정도로 유통 가능 또는 불가능한 상태를 식별), 지폐 일련번호 인식 기능을 구비한 각종 지폐 처리 장치를 모두 포함하는 개념으로 사용된다.

다만 본 실시예에서 상기 지폐 정사기는, 단지 지폐에만 한정하지 않고, 은행권, 수표, 어음, 유가증권, 증서, 상품권, 쿠폰, 티켓, 상표부착물, 신분증 등의 지엽류도 처리할 수 있음에 유의한다.

상기 지폐 정사기는 은행, 단자회사, 환전소, 신용금고, 우체국과 같은 금융기관, 현금수송업체, 주유소, 유흥업소, 대중음식점, 호텔과 같은 야간업소, 백화점, 일반사무실, 슈퍼마켓, 면세점, 연쇄점, 편의점과 같이 유가증권, 수표 및 현금을 취급하는 사업장이나 업소에서 주로 사용된다.

이러한 지폐 정사기는 어느 한 지역이나 국가에 한정되지 않고 전 세계적으로 다양한 지역이나 국가에 수출되어 설치 및 운용되고 있으며, 지폐 정사기를 현지에 설치하여 운용할 경우, 다양한 지폐 유형(예: 어촌 지역의 경우 습도가 높은 상태의 지폐들, 농촌 지역의 경우 흙 등 특정 오염물로 오염된 지폐들, 특정 방향으로 지폐를 접어서 사용하는 경향이 있는 지역에서 나타나는 일부 변형된 지폐들 등)은 물론, 다양한 상태의 지폐(예 : 새지폐, 유통지폐, 낡은 지폐, 구겨진 지폐, 구멍난 지폐, 찢어진 지폐, 낙서된 지폐, 위조지폐, 변조지폐, 젖은 지폐, 오염 지폐, 탈색 지폐, 테이프 부착 지폐, 소손 지폐, 일상에서 사용 중에 발생하는 여러 형태의 훼손된 지폐 등)를 처리해야 한다.

여기서 상기와 같이 다양한 지폐 중 테이프가 부착된 지폐를 감별하는 방식에는 롤러 변위 검출 방식, 초음파투과 방식, 정전용량 방식, 초음파 반사 방식, 열방사 검출 방식, 형광이미지 검출 방식, 및 편광이미지 검출 방식 등이 있다.

그러나 상기 롤러 변위 검출 방식은 현재 가장 많이 사용되고 있는 방식이나 두께의 변화 시점에 신호의 왜곡이 발생하고 롤러의 오염에 취약한 문제점이 있고 고속 지폐 정사기에서는 지폐 손상으로 인해 부적합하며, 상기 초음파투과 방식은 가장자리의 테이프를 검출하기 어렵고, 구겨진 지폐나 내절 및 오염에 의해 신호 왜곡이 발생할 수 있는 문제점이 있으며, 상기 정전용량 방식은 금속성 위폐 방지 요소가 많이 포함된 지폐에 대해서는 해당 영역에 부착된 테이프를 검출하기 어렵고, 구겨진 지폐나 내절 및 오염에 의한 신호 왜곡이 발생할 수 있으며, 상기 초음파 반사 방식은 음속의 온도 의존성을 극복하기 힘들고 센서의 잔여 진동 특성을 극복하기 어려운 문제점이 있으며, 상기 열방사 검출 방식은 지폐에 열을 가한 다음 열이 식는 속도의 차이를 이용하는 방식으로서 가성비를 만족할 수 있는 적당한 센서가 없는 문제점이 있고, 상기 형광이미지 검출 방식은 형광 반응이 없거나 미약한 테이프를 검출하기 힘들고 실용성이 떨어지는 문제점이 있고, 상기 편광이미지 검출 방식은 표면이 매끄럽지 않은 테이프는 검출하기 어렵고 기구적인 설계가 쉽지 않으며 다른 검출 방식에 대한 보조 수단 정도로만 활용할 수 있어서 활용성이 떨어지는 문제점이 있다.

상기와 같이 기존의 테이프권(즉, 훼손되거나 찢어져 테이프가 부착된 지폐)을 감별하는 방식은 이미 다양한 문제점이 있으며 이를 개선하여 테이프권을 신속 정확하게 감별할 수 있도록 하는 방법이 요구되고 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-0812254호(2008.03.04. 등록, 지폐 판별 장치)에 개시되어 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 기존의 롤러 변위 검출 방식이나 초음파 이용 방식이 아닌 빛의 광학적 특성을 이용하여 테이프가 부착된 지폐를 정확하게 감별할 수 있도록 하는, 지폐 정사기와 그 제어 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면으로는, 테이프가 부착된 지폐를 감별하기 위한 기구적인 구성을 간편하게 하여 설계와 제작비용을 절감할 수 있도록 하는, 지폐 정사기와 그 제어 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 지폐 정사기는, 지폐 정사기에 투입되어 이송되는 지폐 면에 투사할 빛을 생성하는 조명부; 상기 조명부에서 생성한 빛을 수직으로 투사거나 지정된 각도로 경사지게 진행 방향을 바꿔 상기 지폐에 각기 투사되게 하는 광투사부; 상기 광투사부를 통해 투사된 빛의 반사와 굴절에 의해 나타나는 지폐의 표면 영상을 센싱하는 CIS(Contact Image Sensor) 센서부; 및 상기 조명부를 제어하고, 상기 CIS 센서부를 통해 검출된 센싱 정보를 처리하여 지폐에 부착된 테이프를 감별하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 광투사부는, 상기 지폐의 이송 방향을 기준으로, 상기 CIS 센서부의 전방 및 후방 중 적어도 일측에 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 광투사부는, 지폐의 면을 기준으로, 빛을 수직으로 투사하거나, 빛을 지정된 각도로 경사지게 투사할 수 있는 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 광투사부는, 상기 조명부에서 생성된 빛을 입사면을 통해 입력받아 광출력부까지 전달하는 조명 전달부; 및 상기 조명 전달부를 통해 전달된 빛의 진행 방향을 바꾸어 투사면을 통해 목적물에 출력하는 광출력부;를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 광투사부는, 빛을 지정된 방향과 각도로 경사지게 투사하기 위하여, 광출력부의 적어도 일측 모서리가 컷팅되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 광투사부는, 빛의 난반사를 통해, 빛을 지폐 면에 수직이나 경사지게 동시에 투사하기 위하여, 광출력부에 복수의 돌기가 엠보싱 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 광투사부는, 빛의 전달 특성을 고려하여 전체적으로 투명한 재질로 형성되며, 빛의 누설 방지나 반사율 향상을 위한 물질이 지정된 부분에 부착되거나 도포되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 CIS 센서부는, 상기 광투사부에서 누설되는 빛을 차단하기 위하여, 상기 CIS 센서부와 상기 광투사부 사이에 광차단부를 형성하거나, 상기 광투사부가 형성된 측면의 CIS 글래스 모서리에 광차단부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 광차단부의 폭과 길이는, 지폐의 상부와 하부 면에 배치되는 상기 광투사부가 서로 대향시킬 수 있는 위치에 맞춰 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 조명부와 광투사부는, 지폐의 측면에 해당하는 길이에 대응하는 길이로 형성되며, 상기 조명부는, 상기 광투사부가 형성된 길이에 대응하여, PCB 기판 상에, 복수의 조명이 미리 지정된 간격에 따라 길이 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 지폐 정사기는, 지폐 이송 경로의 상부와 하부에 리브;가 추가로 형성되되, 상기 리브에 의해 이송 경로가 점차 좁아지는 형태로 형성되는 리브 간의 최종 간격은, 적어도 상기 광투사부의 돌출에 의해 형성된 간격과 같거나 더 좁게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 지폐 정사기의 제어 방법은, 지폐 정사기에 지폐가 투입되면, 제어부가 입사 조명을 구동하는 단계; 상기 제어부가 지폐의 상부 정면과 하부 정면에 형성된 CIS 센서부를 통해, 상기 입사 조명에 의해 상기 지폐의 상부와 하부 면에 각기 투사된 빛의 반사와 굴절에 의해 나타나는 지폐의 표면 영상을 취득하는 단계; 상기 제어부가 상기 취득한 지폐의 표면 영상을 처리하여 지폐에 부착된 테이프를 검출하는 단계; 및 상기 지폐에 테이프가 부착된 위치와 모양 및 지폐의 상태 조건을 바꿔가며 실험한 결과를 바탕으로 상기 제어부가 딥러닝 학습을 수행하는 단계;를 포함하되, 상기 입사 조명은, 이송되는 상기 지폐의 상부와 하부 면에 투사할 빛을 각기 생성하는 조명부가 구동됨에 따라, 광투사부를 통해 상기 각 조명부에서 생성한 빛을 수직으로 투사하거나 지정된 각도로 경사지게 투사하는 조명을 의미하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기존의 롤러 변위 검출 방식이나 초음파 이용 방식이 아닌 빛의 광학적 특성을 이용하여 이송 중인 지폐 면에 수직으로 및/또는 경사지게 빛을 조사하여 지폐에 부착된 테이프의 경계면(즉, 모서리)을 식별력 있게 함으로써 테이프가 부착된 지폐를 정확하게 감별할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면으로는, 테이프가 부착된 지폐를 감별하기 위한 기구적인 구성을 간편하게 하여 설계와 제작비용을 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지폐 정사기의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 광투사부의 형태를 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 3은 상기 도 1에 있어서, 광투사부가 형성되는 위치와 개수에 따른 형태를 보인 예시도.
도 4는 상기 도 1에 있어서, 조명부, 광투사부, 및 CIS 센서부가 일체로 결합된 외관 형상을 보인 예시도.
도 5는 상기 도 4에 있어서, 상기 조명부(121, 122)와 광투사부(131, 132)를 분리하여 촬영한 사진을 보인 예시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 지폐의 표면에 빛을 경사지게 투사하거나 수직으로 빛을 투사하여 지폐에 부착된 테이프를 검출하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지폐 정사기를 이용하여 지폐면에 수직으로 또는 지폐의 측면부에서 경사지게 투사된 빛에 의해 테이프가 부착된 위치와 모양 및 지폐의 상태 조건에 따라 검출되는 실험 결과 이미지를 보인 예시도.
도 8은 상기 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 형성된 광투사부와 조명부 및 CIS 센서부의 형태에 따라 CIS 센서부에서 테이프권이 감지되는 특성을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 9는 상기 도 1에 있어서, 빛의 난반사를 위한 광투사부의 형태를 보인 예시도.
도 10은 상기 도 1에 있어서, 광투사부의 형태를 이용하여 지폐 면에 수직이나 예각으로 빛을 투사하는 방식을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 11은 상기 도 1에 있어서, CIS 센서부의 CIS 글래스를 통해 유입되는 광을 차단하기 위한 광차단부의 부착 방식을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 12는 상기 도 11에 있어서, 광투사부와 CIS 센서부의 양측 사이에 광차단부를 형성하여 누설 광을 차단하는 방식을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 13은 상기 도 11에 있어서, 광투사부의 양측에 광차단부를 형성하여 누설 광을 차단하는 방식을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 14는 상기 도 1에 있어서, CIS 센서부의 양측에 직각 광원을 형성할 경우 테이프 검출 효과가 향상되는 것을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 15는 상기 도 1에 있어서, CIS 센서부의 양측에 직각 광원을 형성할 경우 맞은편 CIS 센서부에서 투과 이미지가 취득되는 것을 방지하기 위한 방식을 보인 예시도.
도 16은 상기 도 1에 있어서, CIS 센서부의 양측에 직각 광원과 예각 광원을 형성하고, 맞은편 CIS 센서부의 양측에는 예각 광원과 직각 광원을 대향되게 형성하는 형태를 보인 예시도.
도 17은 상기 도 1에 있어서, CIS 센서부의 적어도 일측에 형성되는 수직 광원의 다른 형태를 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 18은 상기 도 1에 있어서, CIS 센서부에 광원이 일체로 형성된 모듈의 단면 형태를 보인 예시도.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 지폐 정사기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 지폐 정사기와 그 제어 방법의 실시예들에 대해 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기, 형태, 구성요소간 연결관계 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 또는 간략히 도시되어 있을 수 있고 개념적으로 설명되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 그리고 명세서 전체에서, 구성요소들에 대한 "~부", "~자", "~장치" 등의 표현은 본 발명을 제한하는 의도로 사용되지 않으며 소정의 기능을 수행하거나 동작을 처리하는 단위를 의미하고 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 하거나 구비한다고 하는 등의 표현은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소의 존재를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한 각 실시 예에 기재된 내용은 다른 실시 예에도 적용될 수 있음에 유의한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지폐 정사기의 개략적인 구성을 보인 예시도로서, 이하 본 실시예에서는 테이프 면에 대하여 수직 방향 또는 경사 방향으로 조사(또는 투사)된 빛의 반사와 굴절같은 광학적 특성을 이용하여 테이프가 부착된 지폐를 감별하기 위한 구성을 중심으로 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같은 본 실시예에 따른 지폐 정사기는, 지폐의 투입이나 이송을 위한 롤러(미도시)를 구동하는 모터(110), 이송되는 상기 지폐의 상부와 하부(또는 제1면과 제2면, 또는 앞면과 뒷면 등으로도 칭할 수 있음) 면에 투사할 빛(광)을 각기 생성하는 조명부(121, 122), 상기 각 조명부(121, 122)에서 생성한 빛을 수직 방향 또는 각기 지정된 각도로 경사지게 진행 방향을 바꿔 상기 지폐의 상부와 하부 면에 각각 투사하는 광투사부(131, 132), 상기 각 광투사부(131, 132)를 통해 상기 지폐의 상부와 하부 면에 수직 또는 경사지게 각기 투사된 빛의 반사와 굴절에 의해 표시(또는 식별)되는 테이프를, 지폐의 상부 정면과 하부 정면에서 각기 검출하는 CIS(Contact Image Sensor) 센서부(141, 142), 및 상기 모터(110)와 조명부(121, 122)를 제어하고 상기 CIS 센서부(141, 142)를 통해 검출된 센싱 정보를 처리하여 지폐에 부착된 테이프를 감별하는 제어부(150)를 포함한다.

참고로 도 1에는 상기 조명부(121, 122)에서 생성된 빛이 상기 광투사부(131, 132)를 통해 수직 방향으로 투사하는 것으로 도시되어 있으나, 상기 광투사부(131, 132)를 도 2에 도시된 형태로 변경할 경우, 지정된 각도로 경사지게 진행 방향을 바꿔 투사할 수도 있음에 유의한다. 즉, 상기 광투사부(131, 132)는 투사하고자 하는 빛의 방향(예 : 수직 방향, 또는 지폐 면에 경사진 방향)에 따라 형태가 변경될 수 있다(도 2 참조). 또한 도면에서 조명부(121, 122)와 광투사부(131, 132)는 단면도로서 도시되어 있으나, 이송되는 지폐의 방향과 수직인 방향으로 연장된 형태로 형성됨에 유의한다.

도 2는 상기 도 1에 있어서, 광투사부의 형태를 설명하기 위하여 보인 예시도이다.

도 2를 참조하면, 상기 광투사부(131, 132)는 형태에 따라 빛을 수직 방향으로 투사하거나, 지정된 각도로 경사지게 투사(또는 예각으로 투사)할 수도 있다.

따라서 상기 광투사부(131, 132)는 빛을 투사하고자 하는 방향에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

예컨대 도 2를 참조하면, 상기 광투사부(131, 132)는 상기 조명부(121, 122)에서 생성된 빛을 입사면을 통해 입력받아 반사면까지 전달하는 조명 전달부(도 2의 (a)의 131c), 상기 조명 전달부를 통해 전달된 빛의 진행 방향을 바꾸는 반사부(도 2의 (a)의 131b), 및 상기 반사부(131b)를 통해 진행 방향이 바뀐 빛을 투사면을 통해 목적물(예 : 지폐)에 출력하는 광출력부(도 2의 (a)의 131a)를 포함하여 형성된다.

또한 상기 광투사부(131, 132)는 빛의 전달 특성을 고려하여 전체적으로 투명한 광학 재질(예 : 투명 아크릴, 유리, 수정 등)로 형성되며, 다만 상기 반사부(도 2의 (a)의 131b)의 일 측면(예 : 외측)에는 반사율을 향상시키기 위한 반사 물질이 추가로 부착되거나 도포될 수 있다.

이 때 상기 반사부(131b)는 반사 목적 이외에 상기 광투사부(131, 132) 외부로 출력되는(또는 외부로 누설되어 지폐에 경사지게 투사되는) 광을 차단하기 위한 광차단부의 기능을 추가로 수행하기 위한 물질이 부착되거나 도포될 수 있으며, 반사 기능은 없이 광차단부 기능만 수행하기 위한 광 차단 물질이 부착되거나 도포될 수 있다(도 2의 (d),(e)에서 광차단부 참조).

또한 상기 광투사부(131, 132)의 조명 전달부(도 2의 (a)의 131c)는, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 빛이 반사될 때 반사 효율이 감소되는 문제점을 고려하여, 입사면의 폭보다 반사면에 접하는 부분의 폭(즉, 반사면의 폭)을 더 좁게 형성할 수 있다. 이에 상기 입사된 빛이 상기 폭이 좁아진 반사면에 집중되어(즉, 입사된 빛이 모아져) 반사되게 함으로써 반사 효율을 더 향상시킬 수도 있다.

또한 도 2의 (c) ~ (g)에 도시된 바와 같이, 상기 광투사부(131, 132)는, 반사부(131b)가 제거되고, 대신 조명 전달부(131c)와 광출력부(131a)만 형성됨으로써, 입사면을 통해 입사된 광(빛)이 반사되지 않고 그대로 직진 방향으로 투사되게 형성될 수 있다. 이 때 상기 광출력부(131a)의 형태는 빛이 투사되는 방향을 조절하기 위하여 도 2의 (c) ~ (g)에 도시된 바와 같이, 다양한 형태로 형성될 수 있다. 다만 이는 이해를 돕기 위해서 도시된 형태일 뿐 이 형태를 한정하기 위한 것이 아님에 유의한다.

예컨대 도 2의 (c)에 도시된 광투사부(131)는 상기 광출력부(131a)의 형태가 상기 조명 전달부(131c)와 동일한 두께(또는 폭)으로 형성되어 빛이 직진 방향으로 투사되는 형태이다. 도 2의 (d)에 도시된 광투사부(131)는 상기 광출력부(131a)의 일 측 모서리를 평평하게 절단하여 이 절단된 부분에서 빛을 반사시켜 투사되게 함으로써 직진 방향으로 투사되는 빛과 공존시키는 형태이며, 이 때 절단면의 길이와 각도에 따라 빛의 반사각이 조절함으로써 직진 방향으로 투사되는 빛이 발생되지 않도록 할 수도 있다. 도 2의 (e)에 도시된 광투사부(131)는 상기 광출력부(131a)의 일 측 모서리를 하측 모서리의 끝까지 길고 평평하게 절단함으로써 반사되는 빛이 발생되지 않도록 하면서 모아진 빛이 진행하는 방향을 약간 기울어지게 한 상태에서 직진 방향으로 빛이 투사되게 할 수 있다. 도 2의 (f)에 도시된 광투사부(131)는 상기 광출력부(131a)의 양 측 모서리를 하측 모서리의 끝까지 길고 평평하게 절단함으로써 반사되는 빛이 발생되지 않도록 하면서 모아진 빛이 반듯이 직진 방향으로 빛이 투사되게 할 수 있다. 또한 도 2의 (g)에 도시된 광투사부(131)는 상기 광출력부(131a)의 모서리 부분에 반사면과 굴절면이 형성되게 함으로써, 단지 반사면만 형성된 형태보다 더 큰 각도로 빛의 진행 방향을 변경하여 투사할 수 있게 할 수도 있다.

한편 상기 광투사부(131, 132)는 광출력부(131a)의 모서리 부분(즉, 투사면)을 통해 일부가 외부로 누설되어 지폐 면에 경사지게 투사되는(또는 예각 투사되는) 광(빛)을 차단하기 위하여, 도 2의 (d),(e)에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 일 측 모서리를 컷팅하여 평평화시킨 후(또는 모따기 한 후) 광차단부가 추가로 부착(또는 도포)될 수 있다.

이 때 상기 광출력부(131a)의 모서리를 평평화시키기 위한 형태(예 : 넓이, 길이, 각도 등)는 실험치에 기초하여, 도 2의 (d),(e)에 도시된 바와 같이, 상기 광출력부의 광 투사면에서 상기 조명 전달부(131c)의 광 입사면까지 짧거나 길게 평평화 시킬 수 있으며, 도 2의 (f)에 도시된 바와 같이, 양 측 모서리를 모두 컷팅하여 평평화시킬 수도 있다.

도 3은 상기 도 1에 있어서, 광투사부가 형성되는 위치와 개수에 따른 형태를 보인 예시도이다. 도 3에서 설명의 편의를 위해 한 가지 형태의 광출력부를 갖는 광투사부를 예로 들어 예시하였지만, 다양한 형태를 가질 수 있음은 당업자에게 당연할 것이다.

예컨대 도 1은 지폐 투입 방향을 기준으로, 상기 광투사부(131, 132)와 상기 조명부(121, 122)가 상기 CIS 센서부(141, 142)의 전방에 형성되는 형태를 보인 예시도이다. 그러나 이에 한정하지 않고 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 광투사부(131, 132)와 상기 조명부(121, 122)가 상기 CIS 센서부(141, 142)의 후방에 형성되거나, 또는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 광투사부(131, 132)와 상기 조명부(121, 122)가 상기 CIS 센서부(141, 142)의 전방 및 후방에 모두 형성될 수도 있다.

특히 상기 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 광투사부(131, 132)와 상기 조명부(121, 122)가 상기 CIS 센서부(141, 142)의 전방 및 후방에 모두 형성되는 형태의 경우, 상기 각 조명부(121, 122)에서 생성한 빛(광)을 동시 투사(조사), 순차 투사(조사), 및 교차 투사(조사)하는 것이 가능한 장점이 있다. 여기서, 광투사부(131, 132)와 광출력부(131a)의 형상은 도 2의 다양한 예들 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다.

도 4는 상기 도 1에 있어서, 조명부(121, 122), 광투사부(131, 132), 및 CIS 센서부(141, 142)가 일체로 결합된 외관 형상을 보인 예시도이고, 도 5는 상기 도 4에 있어서, 상기 조명부(121, 122)와 광투사부(131, 132)를 분리하여 촬영한 사진을 보인 예시도이다.

다만 도 4와 도 5는 조명부(121, 122)와 광투사부(131, 132) 및 CIS 센서부(141, 142)의 형태와 동작에 대한 이해를 돕기 위하여 예시된 것일 뿐이며, 지폐 정사기의 디자인이나 모델에 따라 그 형태는 변경될 수 있음에 유의한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 조명부(121, 122)와 광투사부(131, 132)는 지폐의 이송 방향에 대해 수직 방향의 지폐 측면에 해당하는 길이(예 : 지폐 폭 방향의 길이, 또는 지폐 길이 방향의 길이)에 대응하는 길이로 또는 그 보다 더 길게 형성될 수 있다.

참고로 본 실시예에 따른 도면에서 상기 지폐의 측면은, 지폐 이송 방향을 기준으로 후방 측면을 의미하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정하지 않고 지폐 이송 방향을 기준으로 전방 측면 및 좌우 측면 중 적어도 어느 일 측면을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

또한 상기 조명부(121, 122)는 상기 광투사부(131, 132)가 형성된 길이에 대응하여, PCB 기판 상에, 복수의 조명소자(예 : LED)이 미리 지정된 간격에 따라 길이 방향으로 형성된다.

이 때 상기 조명부(121, 122)의 조명소자(예 : LED)은 감별 성능을 고려하여, 가시광과 자외선과 적외선 파장대의 범위에서 적어도 하나의 파장대의 광(예 : RED, GREEN, BLUE, YELLOW, WHITE, UV, IR 등)을 출력하도록 형성될 수 있다. 또한, 그러한 소정의 파장대의 광을 출력하도록 조명부의 조명소자를 형성할 때 그에 맞는 적어도 한 가지 기능을 갖는 조명소자로 구현될 수도 있다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 광투사부(131, 132)는 구조적으로 상기 지폐의 상부와 하부 면에 수직 방향이나 경사지게(즉, 예각 방향으로) 빛을 투사하기 위하여 상기 CIS 센서부(141, 142)의 면보다 더 돌출되는 형태로 구현될 수도 있다. 이 경우, 상기 광투사부(131, 132)의 돌출부에 의해 투입된 지폐의 이송에 장애를 발생시킬 수 있는 문제점을 방지하기 위하여, 지폐 투입 방향의 상부와 하부에 각기 리브가 추가로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 지폐의 상부와 하부면에 수직 방향으로만 빛을 투사하는 경우에는 광투사부(131, 132) 면이 CIS 센서부(141, 142)의 면과 동일 평면이 되게 하거나 그보다 약간 낮은 높이의 면이 되도록 형성할 수도 있다.

이 때 상기 리브에 의해 이송 경로가 점차 좁아지는 형태로 형성되는 리브 간의 최종 간격은, 지폐가 상기 광투사부(131, 132)를 통과하기 전 구간의 간격이 적어도 상기 광투사부(131, 132)의 돌출부(예 : 반사부와 광출력부의 일부, 광출력부의 광 투사면)에 의해 형성된 간격과 같거나 더 좁게 형성되게 함으로써, 투입된 지폐의 이송에 장애가 발생되지 않도록 지폐의 안정적 이송을 가이드한다.

이하 상기와 같이 본 실시예에서 지폐의 면에 경사지게 빛을 투사하거나 수직으로 빛을 투사하여 지폐에 부착된 테이프를 검출하는 원리와 방법에 대해서 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 지폐의 표면에 빛을 경사지게 투사하거나 수직으로 빛을 투사하여 지폐에 부착된 테이프를 검출하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.

도 6의 (a)는 지폐의 표면에 빛을 경사지게(즉, 예각으로) 투사하여 지폐에 부착된 테이프를 검출하는 방법을 설명하기 위한 예시도이고, 도 6의 (b)는 지폐의 표면에 수직으로 빛을 투사하여 지폐에 부착된 테이프를 검출하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.

도 6의 (a)를 참조하면, 광출력부로부터 나온 빛(광선)이 매질이 다른 물체에 투사(입사)될 경우, 두 매질의 경계면에서 일부는 반사되고 일부는 굴절되어 투과된다.

이 때 빛이 입사되는 면(즉, 법선이 있는 면)에서 물체를 바라볼 경우 반사되는 빛에 의한 현상은 쉽게 감지되지만 굴절되는 빛에 의한 현상은 쉽게 감지되지 않는다. 하지만 상기 빛이 입사되는 면에 대하여 수직인 측면(즉, 법선이 있는 면에 대하여 수직인 면)에서 물체를 바라볼 경우에는 물체의 경계면에서 굴절되는 빛에 의한 현상(예 : 경계면 부분에서 더 밝아지는 현상)을 쉽게 감지할 수 있게 된다.

예컨대 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 지폐의 상부 정면의 일부 영역에 테이프가 부착되어 있다고 가정할 경우, 지폐의 상부 정면에 대하여 광선1이 경사지게 투사(입사)될 때 상부 정면(즉, 상부 정면에 형성된 CIS 센서부)에서는 물체(즉, 테이프)의 경계면에서 굴절되는 빛에 의한 현상(예 : 경계면 부분에서 더 밝아지는 현상)을 감지할 수 없다.

하지만, 지폐의 측면부에서 광선2가 지정된 각도로 비스듬히 경사지게(예각으로) 투사(입사)될 때 상부 정면(즉, 상부 정면에 형성된 CIS 센서부)에서는 물체(즉, 테이프)의 경계면에서 굴절되는 빛에 의한 현상(예 : 경계면 부분에서 더 밝게 검출되는 현상)을 쉽게 감지할 수 있게 된다.

또한 지폐의 측면부에서 광선2가 지정된 각도로 비스듬히 경사지게(예각으로) 투사(입사)될 때 테이프가 부착되지 않은 면과 테이프가 부착된 면의 빛 반사율에 차이가 발생하게 됨으로써, 지폐의 상부 정면에 형성된 CIS 센서부에서는 테이프가 부착된 면이 테이프가 부착되지 않은 면에 비해 더 어둡게 감지된다.

즉, 테이프가 부착되지 않은 지폐의 표면은 문양 등이 인쇄되어 있어 표면이 고르지 않고 울퉁불퉁하므로 측면에서 경사지게 투사되는 빛이 난반사가 일어나고, 테이프가 부착된 영역(즉, 테이프 표면)은 표면이 고르고 매끄러우므로 전반사가 일어난다.

따라서 테이프 영역은 전반사로 인해 CIS 센서부(141, 142)에 입사하는 빛이 작아 어둡게 감지되며, 테이프가 부착되지 않은 영역(즉, 지폐 표면)은 난반사로 인해 CIS 센서부로 입사하는 빛이 상대적으로 많아 밝게 감지된다. 특히 테이프의 경계 영역에서는 경사지게(예각으로) 투사되는 빛이 지폐의 표면뿐만 아니라 테이프의 모서리(즉, 테이프의 측면부)에서도 난반사가 발생하므로 더 밝게 감지된다.

그러므로 도 7에 예시된 바와 같이, 본 발명에 따라 CIS 센서부(141, 142)에 의해 취득되는 이미지들을 보면 테이프 부착 영역을 식별할 수 있게 형성되므로, 이들 이미지를 처리 및 분석하여 테이프 부착 여부(또는 테이프 외곽선 영역)를 판별하게 된다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지폐 정사기를 이용하여 지폐면에 수직으로 또는 지폐의 측면부에서 경사지게 투사된 빛에 의해 테이프가 부착된 위치와 모양 및 지폐의 상태 조건에 따라 검출되는 실험 결과 이미지를 보인 예시도로서, (a)는 정상 지폐를 보인 이미지이고, (b) 내지 (g)는 테이프가 부착된 지폐를 보인 이미지이다. 특히 도 7의 (b),(c)는 지폐의 중심면에 테이프가 부착된 것을 보인 이미지이고, 도 7의 (d),(e)는 지폐의 측면 모서리에서 하측 모서리에 걸쳐 테이프가 부착된 것을 보인 이미지이며, 도 7의 (f)는 지폐의 상부 모서리에 테이프가 부착된 것을 보인 이미지이며, 도 7의 (g)는 구겨진 지폐의 중심면에 테이프가 부착된 것을 보인 이미지이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 지폐의 측면부에서 경사지게(예각으로) 빛을 투사하며, 지폐에서 테이프가 부착된 위치와 모양 및 지폐의 상태 조건을 바꿔가며 다양하게 실험한 결과, 지폐에서 테이프가 부착된 위치(예 : 중심면, 모서리 등)와 모양 및 지폐의 상태 조건(예 : 구겨진 지폐, 접힌 지폐, 평평한 지폐 등)에 관계없이 테이프가 부착된 경계 부분이 명확하게 감지되었으며, 테이프가 부착된 지폐 면이 테이프가 부착되지 않은 지폐 면에 비해 더 어둡게 감지된 것을 알 수 있다.

상기와 같이 지폐의 측면부에서 경사지게(예각으로) 빛을 투사할 경우 테이프의 감지 특성에 대하여 도 8을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 8은 상기 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 형성된 광투사부와 조명부 및 CIS 센서부의 형태에 따라 CIS 센서부에서 테이프권이 감지되는 특성을 설명하기 위하여 보인 예시도이다.

먼저 도 8의 (a)는, 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 지폐 투입(이송) 방향을 기준으로, 상기 광투사부(131, 132)와 상기 조명부(121, 122)가 상기 CIS 센서부(141, 142)의 전방에 형성되는 형태에 있어서, 지폐의 좌측 측면부에서(즉, 지폐 진행 방향의 후방에서) 경사지게(예각으로) 빛을 투사할 경우, 지폐의 상부 정면(즉, 상부 정면에 형성된 CIS 센서부)에서는 테이프 부착 면에서 빛이 전반사되어 어둡게 센싱되고, 빛이 투사(입사)되는 측면(예 : 좌측)쪽(즉, 테이프 미부착 영역 및 테이프의 모서리 경계 영역)에서는 난반사가 많이 일어나 상부 전면보다 밝게 센싱되며, 빛이 투사(입사)되는 방향의 반대 측면(우측)에서는 그림자 영역이 되어 상부 정면보다 더 어둡게 센싱되는 특성이 있다.

또한 도 8의 (b)는, 상기 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 지폐 투입(이송) 방향을 기준으로, 상기 광투사부(131, 132)와 상기 조명부(121, 122)가 상기 CIS 센서부(141, 142)의 후방에 형성되는 형태에 있어서, 지폐의 우측 측면부에서(즉, 지폐 진행 방향의 전방에서) 경사지게(예각으로) 빛을 투사할 경우, 지폐의 상부 정면(즉, 상부 정면에 형성된 CIS 센서부)에서는 테이프 면에서 빛이 전반사되어 어둡게 센싱되고, 빛이 투사(입사)되는 측면(예 : 우측)에서는 난반사가 많이 일어나 상부 전면보다 밝게 센싱되며, 빛이 투사(입사)되는 방향의 반대 측면(좌측)에서는 그림자 영역이 되어 상부 정면보다 더 어둡게 센싱되는 특성이 있다.

또한 도 8의 (c)는, 상기 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 지폐 투입(이송) 방향을 기준으로, 상기 광투사부(131, 132)와 상기 조명부(121, 122)가 상기 CIS 센서부(141, 142)의 전방 및 후방에 모두 형성되는 형태에 있어서, 지폐의 좌측 및 우측에서 경사지게(예각으로) 빛을 투사할 경우, 빛의 교차 또는 순차 투사(조사)하는 경우에는 빛의 투사(조사) 방향에 따라 상기 도 8의 (a),(b)를 참조하여 설명한 바와 같은 센싱 특성이 있다. 그리고 지폐의 좌측 및 우측에서 경사지게(예각으로) 동시 투사(조사)하는 경우에는 지폐의 상부 정면(즉, 상부 정면에 형성된 CIS 센서부)에서는 테이프 면에서 빛이 전반사되어 어둡게 센싱되고, 빛이 투사(입사)되는 양 측면(예 : 좌측 및 우측)에서는 난반사가 많이 일어나 상부 정면보다 밝게 센싱되는 특성이 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 지폐면(즉, 테이프 미부착 영역면), 테이프 부착면(즉, 테이프 부착 영역 면), 테이프 모서리 경계 영역에서 빛의 반사가 각각 다르게 일어나기 때문에, 이들의 밝기 차이로 인해 취득되는 지폐 이미지에서 식별될 수 있으므로, 이를 이용해 테이프가 부착된 지폐를 판별할 수 있게 된다.

그런데 상기와 같이 테이프권을 감지하기 위하여 지폐의 측면부에서 경사지게(예각으로) 빛을 투사할 경우, 테이프의 윤곽뿐만 아니라 지폐의 구겨짐도 강조되어 보이는 경향이 지폐 종류에 따라 있을 수 있고, 도 8의 (a),(b)와 같이, 빛이 투사되지 않는 측면의 테이프 윤곽선(경계면)이 반대측의 빛이 투사되는 측면보다 어두운 경향이 있으며, 전반사 특성을 갖도록 만들어진 테이프의 경우 편광이 없더라도 밝기가 감소되는 경향이 있다.

따라서 본 실시예에서는 보다 정확한 테이프권의 감지를 위하여, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 지폐 면에 대하여 수직 방향으로 빛을 투사하여 지폐에 부착된 테이프를 검출하는 방식을 추가로 수행하거나 독립적으로 수행할 수 있다.

도 6의 (b)를 참조하면, 빛(광)이 지폐 면에 대하여 수직으로 투사(입사)될 경우, 테이프 내부로 투사된 빛이 내부에서 굴절과 반사를 통해 테이프 전체로 퍼져 진행하다가 폭이 좁은 테이프의 경계면에서 다량의 빛이 방출되면서 지폐 면 대비 경계면이 더 밝아지는 현상이 발생한다.

이와 같이 지폐 면에 대하여 수직으로 빛(광)을 투사하여 검출한 테이프권 이미지를 분석한 결과, 심하게 구겨진 지폐의 경우, 지폐 면에 경사지게(예각으로) 빛을 투사(입사)하여 테이프권을 검출하는 방식 대비, 지폐 구겨짐이 거의 보이지 않고, 일부 사이즈(예 : 5mm) 이상에서 더욱 뚜렷한 경계면이 보이나 사이즈에 관계없이 테이프의 경계면(윤곽선)이 선명하게 보이며, 전반사 테이프의 경우 밝기가 감소되지 않아 경계면이 선명하게 보이고, 매트 테이프(불투명하고 엠보싱이 있는 테이프)의 경우에도 상대적으로 약하지만 경계면이 더 밝게 검출되는 장점이 있음을 알 수 있다.

이에 따라 상기 제어부(150)가 선택적으로 지폐 면에 수직으로 빛을 투사(입사)하거나, 지폐 면에 경사지게(예각으로) 빛을 투사(입사)하여 테이프권을 검출할 수 있으며, 또는 수직 방향과 경사지게 빛을 동시 투사하여 테이프권을 검출할 수도 있다.

예컨대 지폐가 이송됨에 따라 이에 부착되어 있던 테이프가 광투사부(131)를 통과함으로써 상기 광투사부(131)에서 수직으로 투사되는 빛이 테이프에 투과되지 않을 경우나, 테이프 폭이 너무 작아 CIS 센서부(141)에 테이프가 도달했을 때 상기 광투사부(131)에서 수직으로 투사되는 빛이 테이프에 투과되지 않을 경우에 지폐 면에 경사지게(예각으로) 빛을 투사(입사)할 수 있다.

이 때 상기 빛의 투사 방향을 지폐 면에 수직이나 경사지게(예각으로) 동시에 투사하기 위하여, 도 1 내지 도 3에서처럼 광투사부(131, 132)를 수직형과 예각형으로 각각 CIS 센서부(141) 전후방에 형성할 수도 있고, 도 9에 도시된 바와 같이,상기 광투사부(131)의 광출력부(131a)를 엠보싱 형태로 형성하여(즉, 광출력부에 복수의 돌기를 형성하여) 빛이 다방향으로 난반사되게 형성할 수도 있다.

도 9는 상기 도 1에 있어서, 빛의 난반사를 위한 광투사부의 형태를 보인 예시도이다. 그런데 상기와 같이 다방향으로 빛을 투사할 경우, 수직 한 방향으로만 빛을 투사하는 경우에 비해서 더 많은 광량이 필요하게 되므로, 상기 광투사부(131)의 두께를 더 두껍게 형성하거나 발광 제어를 통해 광출력을 더 높이는 것이 바람직하다.

또한 본 실시예는 상기와 같이 빛의 투사 방향을 제어하여 테이프권을 검출할 수도 있지만, 복수의 광원(예 : White + UV)을 동시에 투사하여 테이프권을 검출하여 검출 성능을 향상시킬 수도 있다.

예컨대 직각으로 투사되는 광원만 이용했을 경우 매트 테이프의 이미지가 흐릿하게 검출되고, UV(Ultra Violet) 광원만 이용할 경우에는 매트 테이프만 뚜렷하게 검출되고, 예각으로 투사되는 광원만 이용했을 경우 매우 심하게 구겨진 지폐에서 테이프의 검출이 어려웠지만, 복수의 광원(예 : White + UV)을 수직과 예각으로 동시에 투사했을 경우, 매우 심하게 구겨진 지폐에서도 테이프의 검출이 가능하게 되는 효과를 얻을 수 있다.

또한 지폐 면에 수직 방향으로 투사되는 직각 광원만 이용하거나, 지폐 면에 경사지게(예각으로) 투사되는 예각 광원만 이용할 경우, 지폐의 상태나 지폐에 부착된 테이프의 특성에 따라 각기 테이프 검출 성능에 차이가 발생하는 경향이 있다. 이에 따라 본 실시예에서는 도 10의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 광투사부(131)의 일 측 모서리에 반사부(131b)를 형성하여 직각 광원과 예각 광원을 동시에 이용할 수도 있으며(도 2의 (d) 참조), 오히려 예각 광원에 의해 테이프의 검출에 어려움이 있을 경우에는 상기 반사부(131b)를 통해 누설되는 빛을 차단하기 위하여 광차단부를 부착시킬 수도 있다(도 2의 (d),(e) 참조). 이 때 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 CIS 센서부(141)의 양 측에 각기 다른 방향으로 빛을 투사할 수 있는 서로 다른 형태의 광투사부(131)를 부착시킬 수도 있으며, 도 10의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 CIS 센서부(141)의 양 측에 동일한 형태의 광투사부(131)를 부착시킬 수도 있다. 이 때 투사하고자 하는 빛의 방향에 따라 이에 대응하는 형태의 광투사부(131)를 부착시킬 수 있다(도 2의 (e),(g) 참조).

한편 상기 반사부(131b)를 통해 누설되는 빛을 차단하기 위하여 광차단부를 부착한다고 하더라도, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 CIS 센서부(141)의 센싱 면에는 센서의 보호를 위하여 특정 두께를 갖는 CIS 글래스(Glass)가 부착되어 있으며, 이 CIS 글래스의 측면 경계면에서 유입된 빛이 센서(예 : CIS Lod Lens)에 악영향을 미칠 수 있다.

따라서 본 실시예에서는 상기 CIS 글래스(Glass)의 전방과 후방의 양측 경계면에도 광차단부(예 : 격벽)를 형성할 수 있다. 이에 따라 상기 광투사부(131)에서 누설되는 광이 CIS 글래스를 통해 센서(예 : CIS Lod Lens)에 유입되는 것을 차단함으로써, 테이프의 윤곽선을 더욱 뚜렷하게 검출하고 오염된 테이프에 대한 검출 성능을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

여기서 상기 CIS 글래스(Glass)에 유입되는 누설 광을 차단하기 위하여 상기 CIS 글래스에 부착하는 광차단부(예 : 격벽)는, 상기 도 11에 도시된 바와 같이, 광투사부(131)에 접하는 CIS 글래스의 모서리 경계면에만 형성할 수도 있고, 도 12에 도시된 바와 같이, 광투사부(131)와 CIS 센서부(141)의 양측 사이에 광차단부(예 : 격벽)를 형성할 수도 있다. 또는 도 13에 도시된 바와 같이, 광투사부(131)의 양측에 광차단부를 형성할 수도 있다. 이 때 상기 광투사부(131)의 길이(또는 높이)를 상기 CIS 센서부(141)의 길이(또는 높이)보다 더 짧게(즉, CIS 글래스를 기준으로 더 깊게) 형성함으로써 누설 광 차단 효과를 더 향상시킬 수도 있다.

한편 도 3을 참조하여 이미 설명한 바와 같이, 상기 광투사부(131, 132)와 상기 조명부(121, 122)가, 상기 CIS 센서부(141, 142)의 일측에만 직각 광원이 형성된 경우보다, 상기 CIS 센서부(141, 142)의 전후방 양측에 모두 형성될 경우, 도 14의 (a),(b)에 도시된 바와 같이, 테이프의 전체 경계면이 뚜렷한 이미지의 검출이 가능하게 되는 효과를 얻을 수 있게 된다.

그런데 상기와 같이 상기 CIS 센서부(141, 142)의 전후방 양측에 직각 광원(즉, 지폐 면에 수직으로 광을 투사하는 수직 광원)을 형성할 경우, 도 15의 (a)에 도시된 바와 같이, 지폐 정사기의 구조적 특성에 따라, 지폐의 상부와 하부에 각기 부착되는 CIS 모듈(도 4 참조, 조명부, 광투사부, 및 CIS 센서부가 일체로 결합된 모듈)이 약간 엇갈려 배치된다. 이에 따라 일측 CIS 모듈의 일측에 형성된 광투사부(131, 132)에서 투사된 빛이 대향되는 맞은편 CIS 모듈의 CIS 센서부(141)에 직접 투사될 수도 있음으로써 지폐 이미지 취득 시 투과 이미지가 취득되는 문제점이 발생할 수 있다.

따라서 본 실시예에서는 CIS 모듈이 구조적으로 엇갈려 배치됨으로서 맞은편 광투사부(131, 132)에서 투사된 빛에 의해 CIS 센서부(141)가 지폐의 투과 이미지를 취득할 수 있는 문제점의 발생을 방지하기 위하여, 도 15의 (b) ~ (g)에 도시된 바와 같이, CIS 센서부(141, 142)와 광투사부(131, 132)의 사이에 형성되는 광차단부의 두께를 조절하여 맞은편 광투사부(131, 132)가 서로 대향되게 구성하더라도, 일측 광투사부(131)에서 투사된 빛이 맞은편 광투사부(132)를 통해 산란되게 하여 투과 이미지가 취득되는 것을 방지할 수 있다.

이 때 도 15의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 광투사부(131, 132)의 길이(또는 높이)를 상기 CIS 센서부(141, 142)의 센서면 끝단에 맞춤으로써, 상기 광투사부(131, 132)를 지폐 면에 최대한 가깝게 접근시켜 빛의 효율을 극대화시킬 수 있도록 한다.

예컨대 만약 상기 광투사부(131, 132)에서 투사되는 빛이 지폐 면에서 멀어질수록 빛이 투사되는 범위가 확산되어 테이프에 투사되는 광량이 감소됨으로써 테이프 경계면의 발광량이 작아지므로 결과적으로 테이프 경계면의 검출 성능이 저하되지만, 본 실시예에서는 상기 광투사부(131, 132)를 지폐 면에 최대한 가깝게 배치하여 빛의 효율을 극대화시킴으로써 테이프 경계면의 검출 성능을 향상시키는 효과가 있다.

또한 도 15의 (e) 및 (f)에 도시된 바와 같이, 상기 광투사부(131, 132)와 상기 CIS 센서부(141, 142)의 사이에 격벽 형태로 형성된 광차단부(편의상 측면 광차단부라 함)의 끝부분에 인접한 CIS 글래스(Glass)의 표면에도 지정된 길이의 광차단부(편의상 표면 광차단부라 함)를 추가로 형성(또는 부착)할 수 있다. 이 때 상기 CIS 글래스(Glass)의 표면에 형성되는 광차단부(표면 광차단부)의 길이는 상기 측면 광차단부의 끝 모서리를 기준으로 일정한 길이로 형성될 수 있다.

아울러 상기 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 광투사부(131, 132)의 형태는 실시예에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 다만 이 형태는 가능한 한 상기 광투사부(131, 132)에서 출력된 빛이 상기 CIS 센서부(141, 142)에 투사(유입)되지 않게 하는 형태로 구현되도록 한다.

이 때 상기 CIS 글래스(Glass)의 표면에 형성되는 광차단부(표면 광차단부)는 상기 광투사부(131, 132)와 상기 CIS 센서부(141, 142)의 사이에 격벽 형태로 형성된 광차단부(편의상 측면 광차단부라 함)에서 분리되어 독립되게 형성(또는 부착)되거나, 도 15의 (g)에 도시된 바와 같이, 상기 측면 광차단부의 끝부분을 상기 CIS 글래스(Glass) 방향으로 지정된 길이만큼 돌출된 쐐기 형태로 형성하여 상기 CIS 글래스(Glass)의 끝 부분을 덮는 형태로 형성할 수도 있다.

한편 도면에는 구체적으로 도시되어 있지 않지만, 본 실시예에 따른 지폐 정사기는 고해상도 CIS 모듈(즉, 고해상도 CIS 센서부와 광투사부가 결합된 모듈) 이외에 테이프 검출 전용 저해상도 CIS 모듈(즉, 저해상도 CIS 센서부와 광투사부가 결합된 모듈)을 추가로 부가할 수도 있다.

이에 따라 고해상도 CIS 모듈을 통해서는 테이프 검출과 권종인식 및 정사판별을 수행하고, 저해상도 CIS 모듈을 통해서는 테이프 검출을 수행하도록 하는 것이다. 이를 테스트한 결과 저해상도 CIS 모듈을 통해서 3mm 폭의 테이프도 검출이 가능하여 성능이 향상되었음을 알 수 있다.

도 16은 상기 도 1에 있어서, CIS 센서부의 양측에 직각 광원과 예각 광원을 형성하고, 맞은편 CIS 센서부의 양측에는 예각 광원과 직각 광원을 대향되게 형성하는 형태를 보인 예시도이다.

도 16을 참조하면, 상기 CIS 센서부(141, 142)의 전방 및 후방에 각기 광투사부(131, 132)가 형성된다.

설명의 편의상, 제1 CIS 센서부(141)의 전방에 형성되는 광투사부(131)가 빛을 지정된 각도로 경사지게 투사(또는 예각으로 투사)하는 예각 광원이라고 할 때, 맞은편 제2 CIS 센서부(142)의 전방에는 빛을 수직으로 투사하는 직각 광원이 형성된다. 이와 마찬가지로 상기 제1 CIS 센서부(141)의 후방에 빛을 수직으로 투사하는 광투사부(132)가 형성될 때, 맞은편 제2 CIS 센서부(142)의 후방에는 빛을 지정된 각도로 경사지게 투사(또는 예각으로 투사)하는 예각 광원이 형성된다.

이 때 상기 빛을 지정된 각도로 경사지게 투사(또는 예각으로 투사)하는 예각 광원의 광투사부(131)는, 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 반사부(131b)의 각도와 광출력부(131a)의 형상을 다양하게 조합하여 형성될 수 있다.

이에 따라 상기 예각 광원의 광투사부(131)가, 도 16에 확대 도시된 바와 같이 형성될 경우, 상기 광투사부(131)의 하측에서 상부로 투사되는 빛이 반사부(131b, #1)에서 전반사 되고, 상기 반사부(131b, #1)의 반사각도에 따라 제1 각도로 반사된 빛이 상기 광출력부(131a, #2)를 통해 출력된다.

이 때 상기 광출력부(131a, #2)로 진입하는 빛은 수평 기준으로 제2 각도이며, 여기에 상기 광출력부(131a, #2)의 경사각이 더해져서 최종적으로 공기중으로 출력되는 빛은 제3 각도가 된다. 여기서 상기 광투사부(131)의 굴절률이 1.49라고 가정할 때, 상기 광출력부(131a, #2)에 입사된 빛이 굴절되어 공기중으로 출력되는 빛은 상기 광출력부(131a, #2)의 경계면과 제4 각도를 이루게 된다. 즉, 상기 광출력부(131a, #2)에서 공기중으로 출력되는 빛은 수평기준으로 제5 각도가 상부로 미세하게 상향되어 진행하게 된다(즉, 수평 기준으로 제5 각도가 상향된 빛이 조사된다).

이에 따라 도 3을 참조하여 이미 설명한 바와 같이, 상기 CIS 센서부(141, 142)의 양측에 직각 광원과 예각 광원을 각기 형성한 경우(도 16 참조), 상기 CIS 센서부(141, 142)의 일측에만 광원이 형성된 경우(도 14의 (a) 참조) 및 상기 CIS 센서부(141, 142)의 양측에 동일한 광원(예 : 직각 광원, 예각 광원)이 형성된 경우(도 14의 (b) 참조)에 비하여, 테이프의 전체 경계면이 더욱 뚜렷한 이미지의 검출이 가능하게 되는 효과를 얻을 수 있게 된다.

도 17은 상기 도 1에 있어서, CIS 센서부의 적어도 일측에 형성되는 수직 광원의 다른 형태를 설명하기 위하여 보인 예시도이다.

도 17의 (a)를 참조하면, CIS 글래스(Glass)에 유입되는 누설 광을 차단하기 위하여 광차단부(예 : 격벽)에 비하여 상기 광투사부(131)의 길이(또는 높이)를 상기 CIS 센서부(141)의 길이(또는 높이)보다 더 짧게(즉, CIS 글래스를 기준으로 더 깊게) 형성되어 누설 광 차단 효과를 더 향상시킬 수 있다. 이 때 상기 광차단부(예 : 격벽)는 상기 광투사부(131)의 양측에 형성된다.

도 17의 (b)를 참조하면, 도 17의 (a)에 있어서, 상기 광투사부(131)를 형성하지 않고 광차단부(예 : 격벽)만 형성할 수 있다. 즉, 도 17의 (b)에는 상기 광투사부(131)를 거치지 않은 빛이 상기 광차단부(예 : 격벽) 사이의 공기를 통과하여 수직으로 빛을 조사하도록 형성된다.

이상으로 상기 도 1 내지 도 17에서는 상기 CIS 센서부(141, 142)(또는 CIS 센서 모듈)의 외부에 상기 광투사부(131, 132)와 상기 조명부(121, 122) 및 상기 광차단부(예 : 격벽)를 조합하여 형성한 광원(예 : 예각 광원, 직각 광원)을 추가하는 형태에 대해서 설명하였다.

그러나 상기 광원(예 : 예각 광원, 직각 광원)을 상기 CIS 센서부(141, 142)(또는 CIS 센서 모듈)의 내부에 일체로 형성할 수도 있다.

이와 같이 상기 CIS 센서부(141, 142)(또는 CIS 센서 모듈)의 내부에 상기 광원(예 : 예각 광원, 직각 광원)을 일체로 형성하여 단품 모듈 형태로 구현할 경우, 조립 과정을 생략할 수 있으며 더욱 안정적인 센싱 동작을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 18은 상기 도 1에 있어서, CIS 센서부에 광원이 일체로 형성된 모듈의 단면 형태를 보인 예시도로서, CIS 센서부(141)(또는 CIS 센서 모듈)의 케이스 내부에 형성되는 전자회로기판(PCB)의 일 측면에는 구동을 위한 전자 부품들(기타 전자 부품)이 부착되고, 타 측면에는 센서(예 : 포토트랜지스터)와 복수의 조명부(121)가 부착되며, 상기 센서(예 : 포토트랜지스터)의 상부에는 센서용 라이트 가이드(예 : 로드렌즈)가 형성되고, 상기 복수의 조명부(121)의 상부에는 각기 광투사부(131)가 형성되며, 상기 센서용 라이트 가이드와 상기 광투사부(131)의 사이에는 광차단부(예 : 격벽)가 형성된다.

여기서 상기 센서용 라이트 가이드(예 : 로드렌즈), 광투사부(131) 및 광차단부(예 : 격벽)의 길이는 상기 케이스에 의해 제한되며, 또한 도면에는 상기 광투사부(131)각 직각 광원 형태로 도시되어 있으나, 이미 상술한 바와 같이 상기 광투사부(131)는 다양한 형태로 변형이 가능함에 유의한다.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 지폐 정사기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 19를을 참조하면, 제어부(150)는 지폐가 투입되면(S101), 입사 조명(예 : 광투사부의 형태에 따라 지폐 면에 빛을 수직으로 투사하거나 예각으로 투사하는 조명)을 구동한다(S102).

여기서 측면 입사 조명은, 상기 도 1 및 도 2에 있어서, 이송되는 상기 지폐의 상부와 하부 면에 수직으로 투사하거나 경사지게 투사할 빛(광)을 각기 생성하는 조명부(121, 122)를 의미하며, 상기 조명부(121, 122)가 구동됨에 따라, 광투사부(131, 132)를 통해 상기 각 조명부(121, 122)에서 생성한 빛은 수직으로 투사되거나 지정된 각도로 진행 방향을 바꿔 상기 지폐의 상부와 하부 면에 각각 투사된다.

또한 상기 제어부(150)는 지폐의 상부 정면과 하부 정면에 형성된 CIS 센서부(141, 142)를 통해, 상기 각 광투사부(131, 132)에서 상기 지폐의 상부와 하부 면에 수직으로 투사하거나 지정된 각도로 투사된 빛의 반사와 굴절에 의해 센싱 및 생성되는 지폐 이미지(즉, 지폐 표면 영상)를 취득하고(S103), 상기 취득한 지폐 이미지(즉, 지폐 표면 영상)를 처리하여 지폐에 부착된 테이프를 검출(감별)한다(S104).

또한, 추가적으로 상기 제어부(150)는 지폐에 테이프가 부착된 위치와 모양 및 지폐의 상태 조건(즉, 실험 조건)을 바꿔가며 실험한 결과를 바탕으로 딥러닝 학습을 수행한다(S105).

상기와 같이 본 실시예는 기존에 롤러 변위량을 검출하여 테이프권(즉, 테이프가 부착된 지폐)을 검출하는 방식의 경우에 기구적인 특성 상 모터(예 : 투입 모터, 이송 모터)의 회전 속도를 증가시키는 데 어려움이 있었던 문제점(예 : 고속 처리시 지폐의 손상 발생)을 개선하여 빛을 지폐 면에 수직으로 투사하거나 경사지게 투사되게 하여 테이프권을 검출할 수 있도록 함으로써, 테이프가 부착된 지폐를 신속 정확하게 감별할 수 있도록 하며, 또한 테이프가 부착된 지폐를 감별하기 위한 기구적인 구성을 간편하게 하여 설계와 제작비용을 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다.

110 : 모터 121, 122 : 조명부
131, 132 : 광투사부 141, 142 : CIS(Contact Image Sensor) 센서부
150 : 제어부

Claims (12)

1. 지폐 정사기에 투입되어 이송되는 지폐 면에 투사할 빛을 생성하는 조명부;
   상기 조명부에서 생성한 빛을 수직으로 투사거나 지정된 각도로 경사지게 진행 방향을 바꿔 상기 지폐에 각기 투사되게 하는 광투사부;
   상기 광투사부를 통해 투사된 빛의 반사와 굴절에 의해 나타나는 지폐의 표면 영상을 센싱하는 CIS(Contact Image Sensor) 센서부; 및
   상기 조명부를 제어하고, 상기 CIS 센서부를 통해 검출된 센싱 정보를 처리하여 지폐에 부착된 테이프를 감별하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지폐 정사기.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 광투사부는,
   상기 지폐의 이송 방향을 기준으로, 상기 CIS 센서부의 전방 및 후방 중 적어도 일측에 형성되는 것을 특징으로 하는 지폐 정사기.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 광투사부는,
   지폐의 면을 기준으로, 빛을 수직으로 투사하거나, 빛을 지정된 각도로 경사지게 투사할 수 있는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 지폐 정사기.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 광투사부는,
   상기 조명부에서 생성된 빛을 입사면을 통해 입력받아 광출력부까지 전달하는 조명 전달부; 및
   상기 조명 전달부를 통해 전달된 빛의 진행 방향을 바꾸어 투사면을 통해 목적물에 출력하는 광출력부;를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 지폐 정사기.
   
5. 제 1항에 있어서, 상기 광투사부는,
   빛을 지정된 방향과 각도로 경사지게 투사하기 위하여, 광출력부의 적어도 일측 모서리가 컷팅되는 것을 특징으로 하는 지폐 정사기.
   
6. 제 1항에 있어서, 상기 광투사부는,
   빛의 난반사를 통해, 빛을 지폐 면에 수직이나 경사지게 동시에 투사하기 위하여, 광출력부에 복수의 돌기가 엠보싱 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 지폐 정사기.
   
7. 제 1항에 있어서, 상기 광투사부는,
   빛의 전달 특성을 고려하여 전체적으로 투명한 재질로 형성되며,
   빛의 누설 방지나 반사율 향상을 위한 물질이 지정된 부분에 부착되거나 도포되는 것을 특징으로 하는 지폐 정사기.
   
8. 제 1항에 있어서, 상기 CIS 센서부는,
   상기 광투사부에서 누설되는 빛을 차단하기 위하여,
   상기 CIS 센서부와 상기 광투사부 사이에 광차단부를 형성하거나,
   상기 광투사부가 형성된 측면의 CIS 글래스 모서리에 광차단부를 형성하는 것을 특징으로 하는 지폐 정사기.
   
9. 제 8항에 있어서, 상기 광차단부의 폭과 길이는,
   지폐의 상부와 하부 면에 배치되는 상기 광투사부가 서로 대향시킬 수 있는 위치에 맞춰 설정되는 것을 특징으로 하는 지폐 정사기.
   
10. 제 1항에 있어서, 상기 조명부와 광투사부는,
    지폐의 측면에 해당하는 길이에 대응하는 길이로 형성되며,
    상기 조명부는,
    상기 광투사부가 형성된 길이에 대응하여, PCB 기판 상에, 복수의 조명이 미리 지정된 간격에 따라 길이 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 지폐 정사기.
    
11. 제 1항에 있어서, 상기 지폐 정사기는,
    지폐 이송 경로의 상부와 하부에 리브;가 추가로 형성되되,
    상기 리브에 의해 이송 경로가 점차 좁아지는 형태로 형성되는 리브 간의 최종 간격은, 적어도 상기 광투사부의 돌출에 의해 형성된 간격과 같거나 더 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는 지폐 정사기.
    
12. 지폐 정사기에 지폐가 투입되면, 제어부가 입사 조명을 구동하는 단계;
    상기 제어부가 지폐의 상부 정면과 하부 정면에 형성된 CIS 센서부를 통해, 상기 입사 조명에 의해 상기 지폐의 상부와 하부 면에 각기 투사된 빛의 반사와 굴절에 의해 나타나는 지폐의 표면 영상을 취득하는 단계;
    상기 제어부가 상기 취득한 지폐의 표면 영상을 처리하여 지폐에 부착된 테이프를 검출하는 단계; 및
    상기 지폐에 테이프가 부착된 위치와 모양 및 지폐의 상태 조건을 바꿔가며 실험한 결과를 바탕으로 상기 제어부가 딥러닝 학습을 수행하는 단계;를 포함하되,
    상기 입사 조명은,
    이송되는 상기 지폐의 상부와 하부 면에 투사할 빛을 각기 생성하는 조명부가 구동됨에 따라, 광투사부를 통해 상기 각 조명부에서 생성한 빛을 수직으로 투사하거나 지정된 각도로 경사지게 투사하는 조명을 의미하는 것을 특징으로 하는 지폐 정사기의 제어 방법.

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