KR20000016335A - 은행권 감식기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 은행권 검출기는 상기 은행권을 반사 및 투과하는 적색, 녹색, 청색, 및 적외선을 감지하는 4 개의 LED를 가진다. 증폭기로부터의 신호가 마이크로컴퓨터 및/또는 마이크로프로세서에 공급되어 분석된다.

Description

은행권 감식기

생산 또는 서비스와 관련하여 화폐감식이 가장 널리 사용되고 있다. 끊임없이 증가하고 있는 기업의 영업신장 및 금융거래 확대의 필요성에 따라, 혁신적인 방법이 성장을 유지하는데 필요하다. 은행권 인수기가 고비용의 거래를 기계적으로 용이하게 처리할 수 있으므로 상인의 요구에 부응하고 있다. 음료 및 식품판매, 제조품판매, 게임 및 도박업에 은행권 감식기가 널리 보급되어 있다. 교환기, 즉 지폐를 동전으로 교환하여 음료, 전화, 및 다른 여러 가지 거래를 용이하게 하는 교환기가 널리 보급되어 있다. 또한, 은행권 또는 지폐 감식기는 주식, 채권 및 유가증권과 같은 다른 금융수단을 인증하는데 또한 사용되고 있다. 따라서, 본 명세서에 사용된 바와 같은, "은행권" 또는 "지폐"라는 용어는 모든 이러한 적용을 포함한다.

대부분의 은행권 또는 지폐는 폐기되기 전에 사실상 훼손 및 마멸된다. 폐기되기 전에는, 지폐는 법화(法貨:legal tender)이며 거래에 사용되는 것이 당연하다. 공지의 은행권 감식기는 훼손 및 마멸된 지폐를 감식하는데 곤란할 때가 있다. 이러한 법화에 대한 지폐 감식기는 그 허용률이 항상 100퍼센트 이하이다. 위조지폐를 제거하는 것이 상당히 필요하다. 간단히 설명한 바와 같이, 은행권 감식기에 제시된 진짜가 아닌 지폐 모두는 그 출처(origin)에 관계없이 자동적으로 거부되어야 한다. 아직 드러나지 않은 위조지폐까지도 그들이 제시될 때 검출되어 거부될 것으로 기대된다.

대부분의 은행권 감식기는 보급형 시장을 목표로 설계되어 있고, 이 제조업에서는 한 가지 사이즈가 모두에게 적합한 보다 경제적인 접근방법 때문에 하나 이상의 감지영역의 성능이 저하되었다. 유감스럽게도, 대부분의 최종사용자가 응용하는 것이 매우 곤란하고 한 가지 사이즈가 모두에게 적합하지 않다. 실제로, 음료판매 또는 음악기계 제품의 손실은 교환기, 우편시스템, 또는 ATM 응용의 손실과 비교도 되지 않는다. 그러나 용도의 기준이 되는 것은 시스템의 비용이다. 은행권 감식기 제조자는 그들의 기계가 소비자의 응용에 가장 적합하게 실행되도록 경쟁을 하고 있다. 진정한 품질 성능검사 수단이 없는 시장에 불량기계가 시판되는 경우가 종종 있어서, 품질 성능기계 제조자는 일반적으로 추가 서비스를 제공하거나 또는 가격을 낮추어야 판매를 유지할 수 있다.

종래, 은행권 감식은 음료자동판매 감식기가 소개되면서 미합중국 내에서 가장 보편화되어 있다. 이들 감식기 시스템은 간단하지만 효과적이다. 주요한 단점은 감식프로세스에 적용된 기술에 있다. 제조자 개개인 및 모두는 생각지 않은 위조범에게 희생되고 있다. 은행권 감식기의 용도가 다양한 유형의 응용으로 급격히 늘어나고 있기 때문에, 보다 나은 시스템에 대한 요구가 점증하고 있다. 오리지널시스템은 진짜 미합중국 지폐 및 소수의 외국 지폐 고유의 자기정보(magnetic information)에 따른 것이다. 그러나, 이 기술은 최신의 복사기로 복제될 가능성이 매우 높다. 미합중국 내의 대부분의 사무실 및 도서관에는 흑백복사기를 가지고 있고, 누구나 이 복사기에 액세스할 수 있다. 보안을 향상시키기 위하여 광시스템을 채택하기 시작하였다. 일반적으로, 이들 시스템은 몇 가지 유형의 이미지 분석기술에 효과가 있다. 그들은 마멸 및 훼손된 지폐는 물론 가장 최신의 지폐에 대하여는 성능이 부족할 수 있다. 대부분의 은행권 감식기는 광시스템 및 자기시스템 양자 모두를 채택하여 감식성능 및 보안을 최대로 얻는다.

자기가 사용된 시스템에 있어서, 가장 좁은 스트라이프를 갖도록 설계된 지폐가 시스템을 무력화시킬 가능성이 있다는 것은 드문 일이 아니다. 광학시스템에 있어서, 지폐의 이미지는 오늘날의 복사기로 용이하게 재생할 수 있다. 소정 영역의 이미지의 질을 높여 은행권 감식기를 확실하게 속이는 경우가 흔히 있다.

전세계적으로 통용되는 은행권은 최소한 한 가지 공통점을 공유하고 있는데, 그것은 바로 누구도 위조로부터 면책되지 않는다는 점이다. 기술에의 액세스 가능성이 증가하면서 팩시밀리에 의한 생각지 않은 위조가 증가하고 있다. 또한, 화폐 시스템에 대한 요구도 증가하고 있다.

종래 은행권 감식기에서 가장 진보된 것은 광시스템을 채택하고 있다는 것이다. 광학장치는 투과적 및 반사적으로 사용되고 있다. 모든 지폐는 사람들이 시각적으로 인지할 수 있도록 디자인되기 때문에, 광시스템은 지폐의 분석에 매우 좋다. 위조방지를 위하여 삽입된 워터마크(watermarks), 보안스레드(security threads), 및 컬러스레드(colored threads)와 같은 많은 특징들은 본래는 시각적으로 알 수 있다. 따라서, 사람들이 전자적 비전시스템에 대한 기대가 높은 이유를 충분히 이해할 수 있다. 유감스럽게도, 위조 검출을 위하여 인간 모델을 은행권 감식시스템에 전자적으로 설정하는 것은 비용이 엄청나게 비싸기 때문에 불가능하다. 채택된 일반적인 방법은 은행권 표면 상의 인쇄영역 및 비인쇄영역을 통하여 반사 또는 투과된 신호반응을 일반적인 광원을 사용하여 측정하고, 그 결과를 지폐 감식기 메모리에 저장된 이미지와 비교한다. 위조지폐는 거부하면서, 가장 최신의 은행권 및 오기 인쇄로 합성된 지폐가 마멸되어 훼손된 이미지를 적절하게 검출하는 것이 가장 곤란하다.

스펙트럼 분석의 실행에서, 진짜 은행권 고유의 반사성, 투과성 및 흡수성을 특징으로 기술할 수 있다. 자외선과 적외선 사이에 좁게 집속된 파장을 가진 광으로, 다른 화학분야 연구의 과학적인 분석에 채택된 바와 같이 은행권의 화학조성물을 판정하고 그 결과를 데이터베이스에 저장한 후 비교할 수 있다. 사실상, 은행권에 엄격하게 제어된 "화학 서명"을 사용하는 것만이 부정 및 위조를 검출할 수 있다. 그러나, 은행권 감식시스템에 스펙트럼 분석기를 채택하는 것은 은행권의 길이를 따라서 각 포인트마다 전체 광 스펙트럼의 스캔을 실행하는데 필요한 비용 및 시간 면에서 엄청나게 비싸고 많은 시간이 걸릴 수 있다.

스펙트럼 분석 접근법은 은행권에 인쇄된 이미지에 따른 정교한 해상도형 시스템에 필연적인 것은 아니다. 진짜 은행권은 특정 광파장의 흡수, 반사 및 투과에 의하여 발생되기 때문에 "서명 밴드(signature bands)"에 따른 시스템이다. 특정의 광파장 (±) 공차 (즉 5 나노미터)만이 각각의 LED(Light Emitting Diodes)에 의하여 방사되도록 변형된(여과된) 수 개의 LED를 가진 하나의 검출기가 채택된다. 일반적인 검출기는 은행권의 반사 또는 흡수, 투과가 각각의 LED에 개별적으로 미치는 영향 및 각 LED가 결합되어 미치는 영향을 측정한다. 따라서 하나의 검출기에 의하여 측정된 바와 같이 지폐의 하나의 영역 상에 반응하는 각종의 좁은 광파장에 응답할 때 은행권에 서명이 작성되므로, 전술한 시스템은 이러한 서브시스템 어레이로 채택될 때 최대의 이점을 제공할 수 있어서 최대의 안전 및 진짜 은행권의 스트라이핑(striping)의 방지를 도모하게 된다.

감식기술이 개인의 능력에 의하여 시종일관 허를 찔려 은행권 고유의 특징이 전문적인 팩시밀리에 의하여 복사되고 있다. 생각지 않은 위조범은 비싸지 않은 팩시밀리를 제조하기에 충분한 다양한 도구를 마음대로 사용하여 최상의 화폐 감식기조차도 속일 수 있다. 흑백 및 컬러 복사기, 팩스기, 잉크젯복사기, 컴퓨터 및 스캐너 등이 일반적인 은행권 감식기를 속이는데 사용되는 도구들이다. 이들 방법 중 일부는 매우 정교하고 복잡하며, 심지어 은행권 인쇄에 사용된 조판용 염료 및 잉크의 정확한 화학적 성질을 전혀 사용하지 않는다.

현재의 은행권 감식기 기술은 하나 이상의 광센서를 사용하여 은행권의 광반사 및/또는 흡수 특징을 검출한다. 2 이상의 파장으로 동작하는 에미터 및 검출기와 결합된 시스템이 많이 있다. 이들 유닛은 은행권의 장축을 따라서 개별 통로 및 채널에 수 개의 포인트를 가지는 것이 일반적이다. 샘플 결과와 실제 은행권으로부터 사전에 저장된 결과를 비교함으로써, 은행권의 형태 및 진위여부에 대한 판정을 할 수 있다.

일반적으로 한 쌍의 에미터/검출기는 최소한 한 세트의 적외선 감지유닛을 포함한다. 이로 인하여 은행권의 가시적인 컬러에 상관없이 거의 모든 지폐에 대하여 데이터를 취할 수 있다. 그러나, 이 방법의 단점은 컬러용지 상에 2가지 색의 복사(흑백) 또는 한가지 색을 복사하여 실제 은행권을 모방하는 데이터를 생성할 수 있어서 위조 은행권이 진짜 은행권으로 인정된다. 컬러복사기술이 향상됨에 따라, 실제 은행권의 시각적인 스펙트럼과 거의 동일한 컬러복사를 할 수 있다.

여러 국가에서는 자국의 지폐를 계속적으로 변경하여 위조은행권의 제한, 제작비용의 절감, 수명의 향상 등을 꾀하고 있다. 또한, 여러 국가에서는 상이한 폭을 가진 은행권을 사용한다. 이들 상이한 폭은 보다 좁은 은행권에 대한 데이터채널이 유닛의 삽입위치에 따라 변하기 때문에 하나의 감식유닛에 수용되기가 곤란하다. 이것은 일반적으로 한 가지 화폐에 대하여 수 개의 데이터베이스의 개발을 필요로 한다. 감식 프로세스 도중, 이들 데이터베이스 각각을 연속적으로 스캔한 다음 일치가능 여부를 결정하는 것이 필수적이다. 이것은 프로세스에 몇 초가 필요하게 되어 사용자를 짜증나고 불편하게 한다.

세상에서 사용되고 있는 대부분의 지폐는 상이한 지폐 상에 상이한 컬러를 결합하여 사용하고 있기 때문에, 이들 컬러를 검출할 수 있는 감식기는 은행권과 비교하기 위하여 어느 데이터베이스를 사용해야 하는지를 선택할 수 있다. 이것은 단지 한 세트의 데이터베이스만을 서치하면 되므로 처리시간을 상당히 저감할 수 있다. 2 컬러 복사본은 수집된 데이터에 컬러가 없을 수 있기 때문에 배제될 수 있다. 실제 지폐에 대한 정교한 컬러 변화가 없어질 수 있기 때문에 컬러용지 상에 인쇄된 복사본 또한 배제될 수 있다. 컬러데이터를 적외선데이터와 비교함으로써, 컬러복사본이 진폐로 인정될 가능성이 상당히 감소될 수 있다.

컬러를 검출하는 일반적인 시스템은 가시 스펙트럼의 적색, 녹색 및 청색 부분에 대한 3 개의 센서를 사용하고, 백색광을 사용하여 목적물을 조사한다. 균일한 광스펙트럼을 발생하는 백색 광원은 일반적으로 고가이며, 부피가 크거나 또는 외부 전원공급을 필요로 한다. 각각의 센서는 필터를 가지고 특정 부분의 스펙트럼만 통과할 수 있게 한다. 3 개의 센서로부터의 정보를 결합하여 수학식을 데이터에 가함으로써, 목적물의 컬러가 판정될 수 있다.

현재의 은행권 감식기 모두에 무엇이 부족하며 무엇을 갖추는 것이 바람직한 가는 감식기의 비용 및 사이즈를 최소로 유지하면서 은행권의 진품여부를 신속하고 정확하게 판정할 수 있어야 한다는 것이다. 진품 은행권과 위조 은행권을 신속하고 정확하게 구별할 수 있는 소형이며 비교적 저가의 은행권 감식기에 대한 장기간에 걸쳐 필요성을 느꼈으나 아직까지 충족되지 못한 제품이 후술하는 본 발명에 의하여 충족된다.

본 발명은 일반적으로 은행권 감식기, 특히 진짜 지폐와 위조지폐를 구별하도록 설계된 은행권 감식기에 관한 것이다.

도 1은 본 발명을 나타내는 개략도이고.

도 2는 감지유닛의 기능을 나타내는 개략도이다.

유사한 도면부호는 유사한 부분을 표시한다.

본 발명에 있어서, 은행권 감식기는 선택된 은행권의 표면에서 반사 및 투과된 LED로부터 광을 검출하여 그 진품여부를 판정하는 검출기를 포함한다. 시스템은 4 개의 에미터, 검출기, 및 프로그램가능한 이득증폭기를 포함한다.

다음에, 본 발명을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 특징 및 목적을 보다 완전하게 이해하기 위하여는 첨부도면을 참조하여 후술하는 상세한 설명을 참조하여야 한다.

본 발명의 목적은 은행권의 컬러를 간단하고, 정확하며 저비용으로 판정하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 사람의 눈과 유사한 스펙트럼 특징을 가진 PIN 다이오드 검출기를 사용한다.

일반적인 지폐 감식기는 소형이며 저가여야 하기 때문에, 복수의 센서 및 백색 광원으로 구성하는 것은 바람직한 방법이 아니다. 본 발명의 실시예는 지폐를 조사(illuminate)하는 상이한 가시 범위의 컬러를 가진 LED 및 가시 스펙트럼에 감도를 가진 IR검출기를 사용한다. 동일한 고정위치 상에 발광하도록 배열된 이른바 적, 녹, 청 및 적외선의 4 가지 LED가 시스템에 포함된다. 검출기가 장착되어 LED로부터의 반사광 또는 투과광을 모은다.

본 발명에 있어서, 복수의 LED를 포함하는 광다이오드(10)가 배열되어 은행권이 은행권 감식기의 감식섹션을 통과할 때, 검사할 은행권으로부터의 발광을 선택적으로 감지한다. 선택된 LED로부터 광다이오드(10)에 의하여 발생된 신호, 즉 전류는 증폭기섹션(12)에 공급되고, 상기 섹션(12)으로부터의 출력순서를 포함하는 동작은 컴퓨터컨트롤(CPU)스테이지(14)에 의하여 제어되어 은행권의 유효성을 분석, 표시 및 판정한다. 얻어진 결과에 따라, 은행권은 진폐로 인정 또는 거부된다.

구체적으로, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 광다이오드로부터 LED(18)를 통하여 얻은 전류는 제1 단계 증폭기(20)에 공급되어 여기에서 전압으로 변환된다. 입력신호전류는 제1 단계의 커패시터(capacitor)(22)에 의하여 여과되어 외부소스로부터의 소음을 저감시킨다. 증폭기(20)는 회로의 고 이득으로 인한 임의의 에러를 감소시키는 저 오프셋전압형이다. 제1 단계로부터의 출력은 복식(multiplying) D/A컨버터(24)의 피드백핀에 입력된다. 제2 증폭기(26)와 연결된 D/A는 프로그램가능한 이득 스테이지, 즉 이득이 마이크로프로세서(28)에 의하여 변형될 수 있는 증폭기를 포함한다. 제2 증폭기(26)의 단자(30)에서의 출력은, 각각의 광파장이 상이한 이득 설정에 의하여 제한되어 최종출력의 균형을 이루기 때문에, 따라서 선택된 컬러의 광 또는 파장의 균형을 이룰 수 있다. 최종 증폭기 스테이지(32)는 인버터(inverter) 및 저역필터(low pass filter)(1Khz와 그 이상 간의 컷오프)로 작용하여 외부소스로부터의 소음을 저감하고 A/D컨버터에서의 신호 단절을 방지한다. 최종 또는 제3 증폭기(32)로부터의 출력은 단자(34)를 거쳐 컨트롤 CPU(16)로 통과한다.

샘플을 취하기 위하여, LED(18)를 조사하고, 증폭기(20)의 이득을 설정하고, 그리고 샘플을 필터 스테이지의 출력에서 A/D컨버터(24)에 의하여 취한다. A/D컨버터로부터의 출력이 프로그램가능한 이득컨트롤, 즉 증폭기(26) 및 프로세서(28)에 공급되는 경우, 적, 녹, 청, 및 적외선을 순차 통과한다. 다음에, 출력은 CPU의 메모리에 저장되어 감식기장치를 처리, 표시 및 제어한다.

도 1에 나타낸 장치는 각각의 LED컬러 적, 녹 및 청에 대한 R, G, B 및 적외선광에 대한 IR의 4 개의 별개의 증폭기채널을 사용한다. 이들은 각 컬러에 대한 소정의 프로그램불가능한 주파수 증폭기이다. 또한, 이들의 동작에는 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 각 LED컬러용의 별개 증폭기채널이 제공되는 것이 필수적이지만 결합된 이득 및 필터회로를 또한 필요로 한다. 더 많은 부품을 포함하는 경우, 각 스테이지의 이득은 공장에서 개별적으로 설정될 수 있다. 이것은 당해기술 분야의 숙련된 기술자가 현장에서 조정할 필요가 없다. 비록 큰 문제는 아니지만, 유닛은 부품이 노화됨에 따라 가끔 서비스를 해야할 필요가 있다.

따라서, 도 2에 나타낸 장치에 있어서, 마이크로프로세서(28)에 의하여 하나의 증폭기/이득회로를 통하여 제어 및 균형을 이룬 컬러출력이 바람직하다. 이 장치는 각 컬러에 대한 별개의 증폭기를 필요로 하지 않아서 필요한 부품개수가 감소되고 시스템의 직선성이 향상된다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 반사광 또는 투과광 중 어느 하나를 사용하여 검출할 수 있다. 투과광을 사용하는 한 가지 이유는 온도변화로 인하여 LED의 휘도가 변하는 것을 보정하려는 것이다. 감식기는 사하라 사막에서부터 그린랜드까지 각종의 환경에서 자판기용으로 사용되고 있다. 온도의 극대치는 -25℃에서 +50℃까지로 정해져 있지는 않다. 소정의 전류에 대한 각 LED의 광출력은 온도에 비례하고, 이로써 온도가 상승할 때 광출력은 감소되고 온도가 하강할 때 광출력은 증가된다. 또한, 상이한 프로세스로부터 만들어진 LED는 온도의 변화에 대하여 상이하게 반응한다. 적, 녹 및 청색의 장치는 온도변화에 따라 서로 매우 상이하게 작용한다. 본 발명은 백색광에 대한 반응이 상당히 일정하게 유지되는 것을 요구하고 있기 때문에, 뉴욕에서 9월달에 작용하도록 조정된 기계가 사하라 또는 그린랜드에서는 기능하지 않는다.

온도변화를 보정하기 위하여, 프로그램가능한 이득단계가 비디오조정센서에 제공되어 LED 휘도를 계속해서 모니터하며 각각의 광컬러채널에 대한 이득을 조정한다. 비디오를 조정하였을 때, LED와 검출기 사이에 용지 또는 은행권이 없이 상기 각각의 채널별로 투과광에 대한 상대적인 판독을 한다. 이들 판독은 메모리에 저장된다. 감식기가 지폐가 삽입되기를 기다릴 때, 마이크로프로세서는 LED를 모니터하며 이득을 변형하여 그들을 저장된 판독과 동일하도록 유지한다. 이것은 예상되는 온도변화에 대해 균형을 유지한다. 유닛을 조정하기 위하여 특정의 카드를 삽입한다. 상기 카드는 카드 상에 백색, 흑색, 적색, 녹색 및 청색 영역을 가진다. 각각의 상이한 영역이 센서 아래를 통과할 때, 상대적인 반응 강도가 측정된다. 다음에, 마이크로프로세서의 연산을 각각의 LED에 대한 설정값으로 조정하여 적절한 균형이 달성된다.

본 발명에 대한 상기 설명 및 첨부도면 모두는 예시적인 것으로 이에 한정하려는 것이 아님을 유의하여야 한다.

또한, 다음의 청구 범위는 본 명세서에 개시된 발명의 일반적 및 특정의 실시예 및 특징 모두를 포함하는 것으로 이해하여야 한다.

Claims (4)

1. 은행권(bank note)의 유효함을 판정하며, 은행권을 인정 및 거부하는 수단을 가지는 은행권 감식기 내에서 상기 은행권 컬러의 정확성을 판정하는 시스템에 있어서,

   상기 은행권으로부터 적색, 녹색, 청색, 및 적외선이 각각 삽입되었음을 감지하는 광검출기,

   상기 광검출기의 출력을 디지털신호로 변환시키는 A/D수단,

   상기 컬러 중 선택된 하나를 나타내는 출력신호를 얻기 위해 상기 A/D수단의 출력이득을 선택적으로 제한하는 수단, 및

   상기 출력신호를 상기 은행권의 유효함을 판정하는 수단에 제공하는 수단

   을 포함하는 은행권 컬러 정확성 판정 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 광검출기와 상기 A/D컨버터수단 사이에 개재되어 아날로그신호를 증폭 및 여과하는 수단을 포함하는 은행권 컬러 정확성 판정 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 제한하는 수단이 증폭기, 및 선택된 주파수 출력레벨을 제공하기 위하여 상기 증폭기의 이득을 프로그램가능하게 제어하는 마이크로프로세스 유닛을 포함하는 은행권 컬러 정확성 판정 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 광검출 수단이 상기 컬러 중 각각에 대하여 사전설정된 광검출 광다이오드 어레이를 포함하는 은행권 컬러 정확성 판정 시스템.