SK166498A3 - Bank note validator - Google Patents

Description

Zariadenie na overovanie platnosti bankovky

Oblasť techniky

Predstavovaný vynález sa všeobecne týka zariadenia na overovanie platnosti bankovky a najmä zariadenia na overovanie platnosti bankovky navrhnutého na rozlíšenie originálnych dokumentov a falšovaných dokumentov.

Doterajší stav techniky

Overovanie platnosti obeživa sa najvšeobecnejšie používa v súvislosti s produktom alebo službou. So stále rastúcim zvyšovaním požiadaviek na sprostredkovateľov väčších obchodov a na zvýšené finančné transakcie sa používajú inovačné postupy, aby sa zaistil nárast. Príjemcovia bankoviek odpovedali na volanie subjektov trhu zaistením možnosti uľahčiť transakcie pri vysokých nákladoch techniky. Zariadenia na overovanie platnosti bankovky sú najpopulárnejšie pri predaji nápojov, predaji jedál, predaji výrobkov, hrách o peniaze a stávkových kanceláriách. Populárne sú zámenné stroje, to jest obeživa na mince uľahčujúce predaj nápojov, telefón a mnoho ďalších transakcií. Naviac sa zariadenia na overovanie platnosti bankovky alebo obeživa taktiež používajú pri preukazovaní pravosti takých ďalších finančných listín, ako cenných papierov, dlhopisov a obligácií. Termín “ bankovky “ alebo “ poukážky “, ako je to používaný, bude teda zahŕňať všetky takéto aplikácie.

Väčšina bankoviek alebo poukážok je pred tým, ako sa majú stiahnúť z užívania, celkom poškodená a potrhaná. Pred stiahnutím z užívania sú tieto bankovky legálnym platidlom a očakáva sa, že budú používané pri transakciách. Známe zariadenia na overovanie platnosti bankoviek majú dlhú dobu overovania platnosti vandalsky poškodených a opotrebovaných bankoviek. Prijatie takýchto legitímnych bankoviek je vždy menej ako sto percent v zariadeniach na overovanie platnosti obeživa. Eliminácia falzifikátu je veľmi náročná požiadavka. Jednoducho povedané, všetky nepravé bankovky dodané zariadeniu na overovanie platnosti bankoviek musia byť automaticky odmietnuté bez ohľadu na pôvod. Očakáva sa, že dokonca falšované dokumenty, ktoré ešte neboli vyvinuté, budú zistené á odmietnuté, pokiaľ sa objavia.

Väčšina zariadení na overovanie platnosti bankovky je navrhnutá s cieľom všeobecnej aplikácie na trhoch a priemysel dovolil redukované uskutočnenie v jednej alebo viacerých snímacích oblastiach v prospech ekonomickejšieho príchodu jednej velkosti, ktorá sa hodí pre všetko. Bohužiaľ je väčšina aplikácii u konečných užívateľov veľmi odlišná a jedna veľkosť sa pre všetko nehodí. V skutočnosti nie sú straty produktov predajného automatu nápojov alebo hracieho stroja ani len porovnateľné so stratami pri strojoch na výmenu mincí, poštových systémov alebo ATM aplikácii. O nič menej často sú kritériom pre použitie náklady na systém.

Výrobcovia zariadení na overovanie platnosti bankoviek súťažia v aplikáciách, kde ich stroje slúžia najvhodnejšie obchodníkom. Často sa dopúšťa, aby vstúpili nevýkonné stroje na trh, kde neexistuje žiadny dobrý prostriedok pre uskutočnenie skúšky kvality, a výrobcovia kvalitne fungujúcich strojov sú obyčajne prinútení zaistiť extra služby alebo zníženie ceny, aby udržali tržbu.

Overovanie platnosti bankovky bolo zďaleka najpopulárnejšie v USA. Tieto overovacie systémy boli jednoduché, avšak napriek tomu účinné. Hlavná závada bola v technológii uskutočňujúcej proces overovania platnosti. Skutočne každý výrobca padne za korisť príležitostnému falšovateľovi. Pretože zariadenie na overovanie platnosti bankovky narástlo na mnoho typov aplikácii, stal sa dopyt po lepších systémoch stále dôležitejší. Pôvodné systémy sa spoliehali na magnetickú informáciu tkvejúcu v pravej US mene i v mnohých cudzích krajinách. Avšak táto technológia tvorí nanajvýš vhodný terč pre moderné kopírovacie stroje. Väčšina úradov a agentúr v Spojených štátoch má čiernobiele kopírovacie stroje a skoro všetci majú k nejakému prístup. Optické systémy začali byť využívané so zámerom zlepšenia spoľahlivosti. Tieto systémy všeobecne pracujú na niektorom type techniky analýzy obrazu. Tie sú náchylné k tomu, že ich činnosť nie je dobrá s opotrebovanými a poškodenými bankovkami a taktiež s úplne novými bankovkami. V snahe získať najlepšie možné uskutočnenie overenia využíva väčšina zariadení na overovanie platnosti bankoviek ako optické, tak aj magnetické systémy.

V systémoch, kde sa využíva magnetizmu, nie je neobvyklé mať bankovku označenú najužším pásikom, ktorá tento systém prekoná. V optických systémoch sa obraz bankovky ľahko reprodukuje modernými technikami kopírovania. Obraz sa často v špecifických oblastiach skvalitní, aby sa zariadenie na overovanie platnosti bankovky určitým spôsobom oklamalo.

Bankovky na celom svete zdieľajú aspoň v jednej veci niečo spoločné: žiadna nie je imúnna proti falšovaniu. Príležitostné falšovanie faxom je na vzostupe spolu s rastúcou dostupnosťou technológie. Na vzostupe je taktiež dopyt po systémoch obeživa.

Zďaleka najväčší postup dopredu u zariadení na overovanie platnosti bankoviek znamenala realizácia optických systémov. Z optických zariadení boli používané prenosové resp. priepustné a reflexné resp. odrazové. Optické systémy sú veľmi dobré pri analyzovaní obeživa, pretože všetky bankovky sú navrhnuté tak, aby ich ľudia rozoznali zrakom. Mnoho znakov, ako sú vodotlače, ochranné vlákna a farebné vlákna vložené ako odstrašujúci prostriedok falšovania, je zistiteľných v prvom rade zrakom. Preto je rozumné chápať to, prečo ľudia vidia veľké vyhliadky v systémoch elektronického videnia. Ľudský model odhaľovania falzifikátu nie je bohužiaľ možné elektronicky vstavať do systémov overovania platnosti bankovky, pretože by tomu bránili náklady. Jeden spoločný upotrebiteľný postup je merať signálové odozvy odrazené alebo prepustené potlačenými a nepotlačenými oblasťami na povrchu bankovky za využitia spoločných svetelných zdrojov a porovnávanie výsledku s obrazom uloženým v pamäti zariadenia na overovanie platnosti obeživa. Na hlavnú ťarchu sa pri odmietaní prijatia falzifikátu naráža pri správnom zisťovaní veľmi novej bankovky a znehodnoteného obrazu, ktorý je následkom opotrebenia bankovky zmiešaného s chybným registrovaním pri tlači.

Pri uskutočňovaní spektrálnej analýzy je možné charakterizovať odrazové, prechodové a absorbčné vlastnosti obsiahnuté v pravých bankovkách so svetlom s vlnovými dĺžkami úzko sústredenými medzi ultrafialovým a infračerveným svetlom. Keď sa použije pri odborne uskutočnenej analýze ďalších chemických štúdii, je možné určiť chemické zloženie bankoviek a výsledky uložiť v databáze pre neskoršie porovnávanie. V skutočnosti by bolo používanie prísne riadeného “ chemického znaku “ bankoviek práve to najvhodnejšie pre zisťovanie podvodov a falzifikátov. Doplniť však spektrálny analyzátor do systému overovania platnosti bankoviek by bolo limitujúce ako pokiaľ ide o náklady, tak aj o čas potrebný pre uskutočnenie rozkladu úplného svetelného spektra každého bodu po dĺžke bankovky.

Prikročenie k spektrálnej analýze nie je nevyhnutné systému typu jemného rozkladu opierajúci sa o tlačený obraz bankovky. Je to systém, ktorý sa spolieha “ signatúrne pásky “ pravých bankoviek, pretože sú vytvárané absorbciou, odrazivosťou a priepustnosťou špecifických vlnových dĺžok svetla. Používa sa jediný detektor s niekoľkými elektroluminiscenčnými diódami ( LED ) modifikovanými (filtrovanými) takým spôsobom, že každou LED je emitovaná len špecifická vlnová dĺžka svetla ( ± ) tolerancia ( povedzme 5 nanometrov ). Spoločný detektor meria účinok odrazivosti alebo absorbcie, priepustnosti bankovky proti každej LED samostatne a aj v kombinácii. Tento systém ako je opísaný, vytvára takto signatúru bankovky ako odpoveď na rôzne obmedzené vlnové dĺžky svetla pôsobiaceho na jednotlivú oblasť bankovky, ak je meraný jediným detektorom, aby zabezpečoval najväčší účinok, pokiaľ by sa používal ako zostava takýchto subsystémov, čo by napomohlo maximálnej spoľahlivosti a odolnosti proti zničeniu pravých bankoviek.

Techniky overovania platnosti boli dôsledne paralyzované schopnosťou jednotlivcov spraviť kópie znakov obsiahnutých v bankovKách s dosiahnutými presnými kópiami. Príležitostný falšovateľ má k dispozícii rôznorodosť nástrojov, ktoré sú dostačujúce na vytvorenie dobrých presných kópii na paralyzovanie dokonca toho najlepšieho zariadenia na overovanie platnosti obeživa. Čiernobiele kopírovacie stroje, farebné kopírky, faxovacie stroje, atramentové tryskové kopírky, počítače a snímacie zariadenia ( scannery ), to sú všetko nástroje, ktoré sa môžu použiť pre prekonanie obyčajného zariadenia na overovanie platnosti bankovky. Niektoré z týchto spôsobov sú veľmi detailné a komplikované, avšak žiadny nevyužíva presné chemické zloženie spočívajúce v sfarbení odtlačku rytiny a farbách používaných pri tlači bankoviek.

Technológia bežného zariadenia na overovanie platnosti bankovky typicky využíva na zaisťovanie charakteristík optického odrazu a alebo absorbcie bankoviek jeden alebo viac optických snímačov. Veľa systémov obsahuje žiariče a detektory, ktoré pracujú s dvoma alebo viacerými vlnovými dĺžkami. Tieto jednotky obyčajne zaberajú niekoľko bodov v oddelených dráhach alebo kanáloch podľa pozdĺžnej osi bankovky. Určenie, pokiaľ ide o typ a pravosť bankovky, sa môže uskutočniť porovnaním náhodne vybratých výsledkov s dopredu uloženými výsledkami z pravých bankoviek.

Páry žiarič / detektor typicky zahŕňajú aspoň jednu sadu infračervených citlivých jednotiek. Toto poskytuje údaje, ktoré sa majú dostať, skoro pre všetky meny bez ohľadu na viditeľnú farbu bankovky. Avšak nedostatkom tohoto spôsobu je to, že dvojfarebná kópia ( čierna a biela ), alebo kópia uskutočnená na farebnom papieri môže byť vymyslená tak, že bude produkovať údaj, ktorý napodobuje pravú bankovku, čo spôsobuje, že falšovaná bankovka je prijatá ako pravá. Keďže sa zlepšila technológia farebného kopírovania, umožnilo to aj vytvárať farebné kópie vo viditeľnom spektre takmer totožné s pravými bankovkami.

Mnoho krajín stále mení svoje obeživo, aby tak obmedzili falšovaniu bankoviek, zmenšili výrobné náklady, zlepšili dĺžku životnosti atď. Väčšina krajín taktiež používa rôznu šírku bankoviek. Týmto rozdielným šírkam sú samostatné overovacie jednotky platnosti obtiažne prispôsobiteľné, pretože údajový kanál pre užšie bankovky sa bude meniť v závislosti na umiestnení vloženého listu v jednotke. To obyčajne vyžaduje, aby sa vyvinuli rôzne databázy pre jednu nominálnu hodnotu. V priebehu procesu overovania platnosti je nevyhnutné úskostlivo preskúmať každú z týchto databáz, jednu za druhou, a tak rozhodnúť, či je možné porovnanie. To môže viesť k procesu, ktorý trvá niekoľko sekúnd a tak trápi alebo obťažuje úživateľa.

Pretože väčšina mien vo svete využíva rôzne farebné kombinácie na rôznych nominálnych hodnotách, bolo by nutné spraviť výber, ktorú databázu použiť pre porovnávanie s bankovkou, jedno zariadenie na overovanie platnosti, ktoré by vedelo zistiť tieto farby. To by veľmi skrátilo čas spracovania, pretože by sa na dôkladné preskúmanie potrebovala len jedna sada databáz. Dvojfarebné kópie by sa mohli vyradiť, pretože by v zhromaždených dátach nebola žiadna farba. Rovnako by sa mohli vyradiť kópie vytlačené na farebnom papieri, pretože by prenikavé farebné kombinácie na pravej mene chýbali. Porovnaním údaja o farbe s infračerveným údajom by sa tak mohlo do veľkej miery znížiť prijatie farebných kópii.

Ί

Typické systémy pre zisťovanie farby používajú tri snímače pre červenú, zelenú a modrú časť viditeľného spektra a biele svetlo na osvetlenie predmetu. Zdroje bieleho svetla, ktoré vytvárajú rovnomerné spektrum svetla, sú obyčajne nákladné, rozmerné alebo vyžadujú neobyčajný zdroj energie. Každý snímač má filter, ktorý je priepustný len špecifickej časti spektra. Kombinovaním informácie od týchto troch snímačov a aplikovaním matematických rovníc na tieto údaje sa potom môže určiť farba predmetu.

Čo však všetkým doterajším zariadeniam na overovanie platnosti bankoviek chýba a čo je žiadúce, aby mala, je schopnqsť rýchlo a presne určiť pravosť bankovky, pričom by sa mali náklady na veľkosť zariadení na overovanie udržať na minime. Táto dlhotrvajúca avšak až dosiaľ nesplnená potreba kompaktného a relatívne nenákladného zariadenia na overovanie platnosti bankovky, ktoré by malo rýchlo a presne rozlišovať medzi pravými a falšovanými bankovkami, je teraz splnená ďalej popísaným vynálezom.

Podstata vynálezu

Podľa jestvujúceho vynálezu je zariadenie na overovanie platnosti bankoviek zložené z detektoru na detekovanie svetla z diód emitujúcich svetlo ( LED) odrazeného od povrchu a prepusteného cez zvolenú bankovku na určenie jej pravosti. Systém zahŕňa štyri emitory, detektor a programovateľný výsledkový zosilňovač.

Vyčerpávajúce podrobnosti jestvujúceho vynálezu sú podané v následujúcom popise a v priložených výkresoch.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Pre dokonalejšie pochopenie podstaty vynálezu budú uskutočnené odkazy na nasledujúci podrobný popis uskutočnený v súvislosti s pripojenými výkresmi, na ktorých zobrazuje:

obr. 1 - schématicky jestvujúci vynález a obr. 2 - schématicky funkciu snímacích jednotiek.

Rovnaké vzťahové značky sú priradené rovnakým Častiam dôsledne vo všetkých pohľadoch výkresov.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Predmetom tohoto vynálezu je spôsob jednoduchého, presného a nenákladného určovania farby bankovky. Tento spôspb využíva PIN diódový detektor, ktorého spektrálne charakteristiky sú podobné ľudskému oku.

Pretože typické zariadenie na overovanie platnosti bankovky potrebuje byť malé a nenákladné, nepredstavuje množstvo snímačov a zdroje bieleho svetla výhodný plán konštrukcie. Jestvujúce uskutočnenie vynálezu využíva na osvetľovanie bankovky rôzne viditeľné farebné diódy emitujúce svetlo ( LED ) a infračervený detektor s citlivosťou vo viditeľnom spektre. V tomto systéme sú obsiahnuté štyri diódy emitujúce svetlo ( LED ), a to červená, zelená, modrá a infračervená, ktoré sú usporiadané tým spôsobom, že svietia na ten istý stály bod. Detektor je namontovaný tak, že sníma odrazené alebo prepustené svetlo od týchto diód emitujúcich svetlo.

V jestvujúcom vynáleze je fotodióda 10 pozostávajúca z niekoľkých diód emitujúcich svetlo ( LED ) usporiadaná tak, aby selektívne snímala emisiu svetla od testovanej bankovky, keď tá prechádza overovacou sekciou zariadenia na overovanie platnosti bankovky. Signál, to jest prúd vytváraný fotodiódou 10 od zvolenej diódy emitujúcej svetlo ( LED ) sa privádza k zosilňovacej sekcii označenej obecne vzťahovou značkou 12, ktorej funkcia spolu s radením výstupu z tejto sekcie 12 je riadená riadiacim stupňom 14 počítača (CPU) pre analýzu, zobrazenie a určenie platnosti bankovky.

Bankovka je v závislosti na získaných výsledkoch buď prijatá alebo odmietnutá.

Ako vidno z obrázku 2, prúd od fotodiódy získaný cez diódu emitujúcu charakteristické svetlo sa privádza k zosilňovaču 20 prvého kroku, kde sa mení na napätie. Prúd vstupného signálu sa filtruje v prvom stupni kondenzátorom 22, aby sa zmenšil šum z vonkajších zdrojov. Zosilňovač 20 je napäťového typu s nízkou odchýlkou na redukciu akejkoľvek chyby spôsobenej vysokým zosilnením obvodu. Výstup z prvého stupňa je vstupom do spätnoväzobného vývodu násobiaceho číslicovo analógového ( D/A ) prevodníka 24. D/A v spojení s druhým zosilňovačom 26 tvorí programovateľný zosilňovací stupeň, to jest zosilňovač, ktorého zosilnenie sa môže modifikovať mikroprocesorom 28. Výstup druhého zosilňovača 26 na terminále 30 tak môže byť uvádzaný do rovnováhy so svetlom alebo vlnovou dĺžkou vybranej farby, pretože sa každá vlnová dĺžka svetla môže definovať rôznym nastavením zosilnenia, aby sa vyvážil finálny výstup. Koncový zosilňovací stupeň 32 pôsobí ako invertor a dolnopriepustný filter ( medzná hodnota medzi 1 kHz a vyššie ) na zníženie šumu od vonkajších zdrojov a zabránenie protivzorkovania signálu na A/D prevodníku. Výstup z koncového alebo tretieho zosilňovača 32 je vedený cez výstupnú svorku 34 k centrálnej riadiacej jednotke 16.

V príklade konkrétneho uskutočnenia, svieti LED dióda 18. je nastavené zosilnenie zosilňovača 20 a vzorka sa berie na výstupe prvého stupňa v A/D prevodníku 24. Výstup z tohoto A/D prevodníka sa privádza k programovateľnej regulácii zosilnenia, čo je zosilňovač 26 a procesor 28, ktorý sa potom rozdelí do sledu červená, zelená, modrá a infračervená. Tento výstup sa potom ukladá v pamäti centrálnej riadiacej jednotky na spracovanie, zobrazenie a riadenie prístroja na overovanie platnosti.

Zobrazenie znázornené na obrázku 1 využíva štyri samostatné zosilňovacie kanály R, G, B pre každú farbu LED, t.j. pre červené, zelené respektíve modré a IR pre infračervené svetlo. Toto sú predbežne nastavené neprogramovateľné frekvenčné zosilňovače pre každú príslušnú farbu. To však vyžaduje pridružené zosilňovacie a filtračné obvody, aj keď je ich činnosť v podstate taká, že je popísaná vzhľadom k obrázku 2, a predpokladá oddelené zosilňovacie kanály pre každú farbu LED. Hoci zahrňuje viac častí, mohlo by sa zosilnenie každého stupňa nastaviť individuálne v továrni. Toto eliminuje potrebu nastavovania v teréne vysokokvalifikovanými technikmi. Z času na čas by táto jednotka mohla vyžadovať údržbu, hoci toto nie je žiadný podstatný problém.

Na obrázku 2 je preto znázornené výhodné usporiadanie, kde je výstup farby riadený a vyrovnávaný mikroprocesorom 28 cez samostatný obvod zosilňovača / zosilnenia. Toto usporiadanie odstraňuje samostatný zosilňovač pre každú farbu, čo znižuje počet potrebných častí a zlepšuje linearitu systému.

Ako už bolo vyššie uvedené, existujúci vynález dovoľuje buď použitie odrazeného alebo prepusteného svetla, ktoré sa má detekovať. Jeden dôvod pre použitie prepusteného svetla je pomáhať pri kompenzácii zmeny jasnosti diód emitujúcich svetlo ( LED ) spôsobené zmenami teploty. Zariadenia na overovanie platnosti sa používajú pre aplikácie vo verejnom predaji v rôznych prostrediach od Sahary až po Grónsko. Nie sú neznáme teplotné extrémy od - 25 ⁰ C do + 50 °C. Každý svetelný výstup LED pre daný prúd je proporcionálny k teplote, takže keď teplota stúpa, výstup svetla sa zmenšuje a naopak. Naviac diódy emitujúce svetlo vyrobené v rôznych procesoch reagujú na teplotu rozdielne a v rožných mierach. Stačí len povedať, že červené, zelené a modré zariadenia reagujú na zmenu teploty každé veľmi rozdielne. Pretože predložený vynález vyžaduje, aby odozva na biele svetlo zostávala dosť konštantná, v septembri nebude stroj prispôsobený na prácu v New Yorku slúžiť na Sahare alebo v Grónsku.

Aby sa vyrovnala zmena teploty, je programovateľný zosilňovací stupeň vybavený obrazovým nastavovacím snímačom na stále sledovanie jasnosti LED a nastavenie zosilnenia pre každý farbonosný kanál svetla. Keď je uskutočnené nastavenie obrazu, vykoná sa relatívne čítanie prepusteného svetla pre každý taký kanál bez papiera alebo bankovky medzi diódami emitujúcimi svetlo (LED) a snímačom. Tieto čítania sa uložia do pamäti.

Keď zariadenie na overovanie platnosti čaká na bankovku, ktorá sa tam má vložiť, sleduje mikroprocesor diódy emitujúce svetlo ( LED ) a upravuje zosilnenie, aby ich udržal zhodné s uloženými čítaniami. Toto udržuje vyrovnanosť pri očakávaných zmenách teploty. Na nastavenie jednotky sa vkladá špeciálna karta. Táto karta má na sebe bielu, čiernu, červenú, zelenú a modrú oblasť. Keď každá odlišná plocha prechádza pod snímačom, meria sa relatívna šírka odoziev. Aby sa dosiahlo žiadanej vyváženosti, nastavuje sa potom algoritmus v mikroprocesore nastavenia D/A každej LED.

Je treba poznamenať, že všetko z vyššie uvedeného popisu aj pripojených výkresov vynálezu je nutné považovať len za ilustratívne a nemá sa chápať v obmedzujúcom zmysle.

Je treba taktiež chápať, že nasledujúce patentové nároky sú určené k tomu, aby pokryli všetky generické aj špeciálne uskutočnenia a znaky vynálezu, ktorý je tu opísaný.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zariadenie na overovanie platnosti bankovky, vyznačujúce sa tým, že obsahuje prostriedok na určenie platnosti bankovky a na prijatie a odmietnutie bankovky, systém na určenie správnosti farby uvedenej bankovky, ktorý zahŕňa príjmač svetelného žiarenia na snímanie vstupu červeného, zeleného, modrého respektíve infračerveného svetla od uvedenej bankovky, A / D prostriedok na prevod výstupu uvedeného príjmača svetelného žiarenia na digitálny signál, prostriedok na voliteľné obmedzenie výstupného zosilnenia z uvedeného A / D prostriedku na získanie výstupného signálu udávajúceho jednu zvolenú farbu z uvedených farieb, a prostriedok na poskytnutie spomenutého výstupného signálu prostriedku na určenie platnosti bankovky.
2. 2. Systém podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa prostriedok vložený medzi uvedeným príjmačom svetelného žiarenia a spomenutým A / D prevodovým prostriedkom na zosilnenie a filtrovanie analógového signálu.
3. 3. Systém podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že v ňom uvedený obmedzovací prostriedok zahŕňa zosilňovač a mikroprocesorovú jednotku na programovateľné riadenie zosilnenia zosilňovača na poskytnutie zvolených frekvenčných hladín výstupu.
4. 4. Systém podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že v ňom uvedený prostriedok na príjmanie svetelného žiarenia zahŕňa rad fotodiód detekujúcich svetlo, z ktorých každá je vopred určená pre príslušnú jednu z uvedených farieb.