УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ ПОДЛИННОСТИ БАНКНОТ Российский патент 2006 года по МПК G07D7/12 

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к области визуальной проверки банкнот и может быть использовано, в частности, для создания прибора, предназначенного для проверки банкнот с помощью невидимого излучения, например инфракрасного (ИК) излучения.

Существующий уровень техники

В настоящее время известно много устройств, предназначенных для проверки подлинности банкнот путем их облучения невидимым - к примеру инфракрасным - излучением. Так, в патентах РФ №2106013 (27.02.1998), 2158443 (27.10.2000), 2172982 (27.08.2001), 2203188 (27.04.2003), свидетельствах на полезную модель РФ №19194 (10.08.2001) и 20396 (27.10.2001), а также в патентах США №4650319 (17.03.1987) и 6438262 (20.08.2002), заявках на патент США №2001/0035491 (01.11.2001) и 2002/0051562 (02.05.2002) и заявке ЕПВ №0878781 (18.11.1998) описаны различные приборы, использующие инфракрасные излучатели и соответствующие датчики.

В международной заявке WO №02/071348 (12.09.2002) описано устройство для идентификации документов, в котором использован облучатель ИК для формирования ИК изображения от банкноты и сравнения с эталоном.

Все эти устройства, однако, не позволяют проверять банкноты на наличие специального изображения из двух частей, выполненных каждая своей краской одного и того же оттенка, но со своим коэффициентом отражения в ИК диапазоне, который различен для обеих красок на разных длинах волн ИК излучения.

В патенте РФ №2123722 (20.12.1998) описан способ контроля подлинности ценной бумаги, положенный в основу устройства по настоящему изобретению. Однако в этом патенте не приведено никаких конкретных схем или конструкций.

Сущность изобретения

Таким образом, целью настоящего изобретения является разработка устройства для проверки подлинности банкнот, которое позволяло бы реализовать способ проверки спецэлемента банкноты, выполненного двумя разными красками одного оттенка в видимой части спектра, но с разными коэффициентами отражения на разных длинах волн излучения ИК диапазона.

Для достижения этого результата предлагается устройство для проверки подлинности банкнот, содержащее: по меньшей мере две группы излучателей тестового излучения, каждая из которых состоит из по меньшей мере одного излучателя тестового излучения, причем все излучатели тестового излучения в каждой группе излучают тестовое излучение одной частоты, которая в каждой из этих групп отличается от частоты тестового излучения любой из остальных групп; задающий генератор, предназначенный для генерирования периодических колебаний, каждое из которых служит для включения соответствующей группы излучателей тестового излучения так, чтобы обеспечить включение излучателей тестового излучения данной группы только в то время, когда излучатели тестового излучения всех остальных групп выключены; приемник отраженного излучения, выполненный с возможностью воспринимать тестовое излучение с частотой тестового излучения каждой из групп; при этом излучатели тестового излучения всех групп установлены с возможностью облучать проверяемую банкноту, а приемник отраженного излучения установлен с возможностью принимать отраженное от проверяемой банкноты излучение.

Дополнительной особенностью данного устройства является то, что при числе групп излучателей тестового излучения, равном двум, задающий генератор выполнен с возможностью генерировать парафазные колебания на двух своих выходах, каждый из которых соединен с излучателями тестового излучения соответствующей группы.

При этом каждый выход задающего генератора соединен с излучателями тестового излучения соответствующей группы через соответствующее согласующее средство, причем оба согласующих средства связаны друг с другом через средство выравнивания, предназначенное для совместной регулировки мощности тестового излучения излучателей обеих групп так, чтобы обеспечить равенство выходных сигналов приемника отраженного излучения при приеме отраженного от чистой бумаги без меток излучения с разными частотами тестового излучения в случае разной чувствительности приемника отраженного излучения к разным частотам тестового излучения и разной мощности излучения излучателей тестового излучения разных групп.

Кроме того, приемник отраженного излучения может быть размещен внутри полого усеченного конуса так, что объектив приемника отраженного излучения направлен в сторону усеченной вершины этого усеченного конуса, внешняя поверхность которого выполнена зеркальной с частично диффузным отражением, излучатели тестового излучения обеих групп размещены с чередованием вокруг усеченного конуса так, чтобы излучение каждого излучателя тестового излучения любой группы отражалось в ту область, где размещена проверяемая банкнота и куда направлен объектив приемника отраженного излучения.

При этом в усеченном конусе перед объективом приемника отраженного излучения может быть установлен оптический фильтр с полосой пропускания в диапазоне частот тестового излучения обеих групп, либо между усеченным конусом и местом расположения проверяемой банкноты установлен рассеиватель излучения с отверстием по размеру отверстия от усеченной вершины усеченного конуса, а на стороне этого рассеивателя излучения, обращенной к проверяемой банкноте, размещен оптический фильтр с полосой пропускания в диапазоне частот тестового излучения обеих групп, равный по размеру рассеивателю излучения.

Частной особенностью данного устройства является то, что частоты тестового излучения выбраны в ИК-диапазоне.

Наконец, еще одна особенность данного устройства состоит в том, что приемник отраженного излучения может быть соединен с монитором для визуализации воспринимаемого излучения, отраженного от проверяемой банкноты.

В существующем уровне техники не выявлены источники информации, в которых содержались бы сведения обо всех существенных признаках устройства по настоящему изобретению. Равным образом, в существующем уровне техники не выявлены источники информации, комбинация сведений из которых могла бы составить совокупность признаков устройства по настоящему изобретению. Поэтому данное устройство можно считать новым и имеющим изобретательский уровень.

Краткое описание чертежей

Нижеследующее описание поясняется прилагаемыми чертежами, на которых одни и те же элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

На фиг.1 представлена условная схема одного варианта выполнения устройства по настоящему изобретению.

На фиг.2 показано расположение излучателей тестового излучения в устройстве по настоящему изобретению.

На фиг.3 представлен другой вариант выполнения устройства по настоящему изобретению.

Подробное описание вариантов выполнения изобретения

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для проверки подлинности банкнот по настоящему изобретению с элементами конструкции. На фиг.1 показана конструкция оптической части устройства по одному варианту выполнения настоящего изобретения, в котором проверяемая банкнота располагается горизонтально под рассматриваемым устройством, однако вполне возможно и иное взаимное расположение проверяемой банкноты и устройства по настоящему изобретению.

В устройстве для проверки подлинности банкнот по настоящему изобретению на основании 1 установлена камера 2 на приборе с зарядовой связью (ПЗС), используемая в качестве приемника излучения, отраженного от проверяемой банкноты 3. Камера 2 ПЗС снабжена объективом 4, направленным в сторону проверяемой банкноты 3. Камера 2 ПЗС с объективом 4 установлена внутри полого усеченного конуса 5, усеченная вершина которого направлена в сторону проверяемой банкноты 3. Наружная поверхность усеченного конуса 5 выполнена отражающей с частичным рассеянием.

Вокруг усеченного конуса 5 размещены излучатели тестового излучения, сгруппированные в несколько групп. На фиг.1-3 показаны излучатели первой 6 и второй 7 групп, однако число этих групп может быть и больше. Как видно из фиг.2, где представлен вид снизу на усеченный конус 5, излучатели первой группы 6 и второй группы 7 расположены по окружности с центром на оси усеченного конуса 5, чередуясь друг с другом. Это, однако, лишь один из возможных вариантов расположения излучателей тестового излучения: при необходимости они могут быть размещены в виде двух колец, охватывающих усеченный конус 5, либо сгруппированы по разные стороны от усеченного конуса 5, либо установлены как-то иначе. Важно лишь, чтобы излучатели 6, 7 тестового излучения (например, светодиоды ПК диапазона) были установлены так, чтобы их излучение, отраженное от наружной поверхности усеченного конуса 5, попадало на проверяемую банкноту 3. При этом, как показано на фиг.1, зоны облучения излучателей тестового излучения первой группы 6 и второй группы 7 должны хотя бы частично перекрываться на поверхности проверяемой банкноты 3. Ширина зоны этого перекрытия определяется размерами того специального элемента на банкноте, проверку которого выполняют с помощью устройства по настоящему изобретению.

В каждой группе 6, 7 может быть по одному (в простейшем случае) или более излучателей тестового излучения. Все излучатели одной и той же группы излучают тестовое излучение с одной и той частотой, а частота каждой из этих групп отличается от частоты тестового излучения любой другой группы.

В качестве приемника отраженного излучения в данном устройстве используется камера 2 ПЗС видимого диапазона с черно-белым изображением, имеющая спадающую характеристику чувствительности, заходящую в область ИК диапазона, в которой расположены частоты излучения излучателей всех групп 6, 7. Чтобы исключить попадание в такую камеру 2 ПЗС отраженного от проверяемой банкноты 3 излучения видимого диапазона, в варианте выполнения устройства по настоящему изобретению, показанном на фиг.1, в отверстии усеченного конуса 5 на месте его усеченной вершины размещен фильтр 8 ИК излучения, отсекающий всякое излучение, помимо инфракрасного.

В другом варианте выполнения устройства по настоящему изобретению, показанном на фиг.3, усеченный конус 5 имеет зеркальную наружную поверхность, а между этим усеченным конусом 5 и проверяемой банкнотой 3 размещен рассеиватель 9 излучения, обеспечивающий такой же диффузный эффект, как и в первом варианте выполнения (фиг.1). При этом фильтр 8 ПК имеет такой же размер, как и этот рассеиватель 9 излучения, и расположен между ним и проверяемой банкнотой 3. Преимущество такой конструкции заключается в том, что не требуется точно подбирать частичное рассеяние наружной поверхности усеченного конуса 5, а излучение от светодиодов первой 6 и второй 7 групп дважды (до и после отражения от проверяемой банкноты 3) проходит через фильтр 8 ИК, просто приклеиваемый к рассеивателю 9 излучения.

Для обеспечения простой и наглядной проверки упомянутого выше спецэлемента на изображении проверяемой банкноты 3 излучатели тестового излучения первой группы 6 и второй группы 7 должны работать попеременно. При большем числе групп излучатели тестового излучения каждой группы должны включаться только в то время, когда излучатели тестового излучения всех остальных групп выключены. Для этого на каждую группу 6, 7 излучателей тестового излучения нужно подавать периодические колебания, скважность которых равна числу используемых групп 6, 7 излучателей тестового излучения, а период колебаний выбран таким, чтобы он визуально воспринимался человеческим глазом как мелькания, - к примеру 0,5-3 сек. В варианте выполнения, показанном на фиг.1-3, нужно использовать парафазные колебания меандрового типа. Этой цели служит задающий генератор 10 (см. фиг.1), выполненный, например, в виде симметричного мультивибратора либо триггера, на счетный вход которого подаются импульсы с требуемой тактовой частотой. Тогда на первом и втором выходах задающего генератора 10 будут формироваться парафазные колебания, подаваемые на излучатели тестового излучения, соответственно, первой 6 и второй 7 групп.

При большем числе групп 6, 7 излучателей тестового излучения задающий генератор 10 может быть реализован, например, на кольцевом регистре с числом разрядов, равным числу упомянутых групп 6, 7, и тактируемом с требуемой для обеспечения мелькания частотой. При этом в каждом периоде (в каждом такте) единичный сигнал будет лишь в одном разряде этого кольцевого регистра. Выходные же сигналы, поступающие на каждую из групп 6, 7 излучателей тестового излучения, снимаются с выходов соответствующих разрядов этого кольцевого регистра.

Поскольку, как уже отмечалось, камера 2 ПЗС видимого диапазона имеет в ИК диапазоне спадающую характеристику чувствительности, отраженные проверяемой банкнотой 3 сигналы от излучателей тестового излучения первой 6 и второй 7 групп, имеющие разные частоты излучения и, как правило, не равные мощности излучения, будут восприниматься этой камерой 2 ПЗС с неодинаковой чувствительностью. Это, в свою очередь, может привести к маскировке эффекта от облучения спецэлемента на проверяемой банкноте 3. Поэтому сигналы с парафазных выходов задающего генератора 10 поступают сначала в согласующие усилители 11 и 12 или иные согласующие средства (например, делители), связанные друг с другом через средство 13 выравнивания. В данном случае таким средством 13 выравнивания является переменный резистор, предназначенный для совместной регулировки мощности тестового излучения излучателей первой 6 и второй 7 групп. Эта регулировка осуществляется для того, чтобы обеспечить равенство выходных сигналов приемника отраженного излучения (камеры 2 ПЗС) при приеме отражения от проверяемой банкноты 3 от источников тестового излучения разных групп 6, 7 с разными частотами тестового излучения, когда камера 2 ПЗС имеет разную чувствительность к разным частотам тестового излучения и к разным мощностям излучателей тестового излучения первой 6 и второй 7 групп.

На фиг.1 камера 2 ПЗС соединена с монитором 14 для визуализации воспринимаемого излучения, отраженного от проверяемой банкноты 3.

Устройство для проверки подлинности банкнот по настоящему изобретению работает таким образом.

Проверяемая банкнота 3 кладется под объектив 4 камеры 2 ПЗС. Задающий генератор 10 начинает генерировать на своих выходах парафазные сигналы, попеременно включающие и выключающие излучатели тестового излучения первой 6 и второй 7 групп. ИК излучение от этих излучателей попадает на наружную поверхность усеченного конуса 5 и отражается с рассеянием на проверяемую банкноту 3. Краски двух частей спецэлемента проверяемой банкноты 3, имеющие в видимом диапазоне одинаковый оттенок цвета, по-разному отражают ИК-излучение разных длин волн (например, 800 нм для излучателей первой группы 6 и 1000 нм для излучателей второй группы 7). Поэтому при чередующемся освещении излучателями первой 6 и второй 7 групп две части спецэлемента будут иметь отражения в ИК диапазоне разной интенсивности. Эти отражения воспринимаются через объектив 4 камерой 2 ПЗС и подаются на монитор 14 для визуализации полученного отражения. В результате на экране монитора 14 части спецэлемента настоящей банкноты будут то появляться, то исчезать, причем в противофазе, тогда как фальшивая банкнота не даст этого эффекта.

Для правильной работы устройства по настоящему изобретению сначала необходимо положить под объектив 4 заведомо настоящую (эталонную) банкноту и с помощью средства 13 выравнивания добиться отсутствия «мигания» на белом поле банкноты (либо в отсутствие проверяемой банкноты, на белой подложке). После этого можно проверять и неизвестные банкноты. В случае настоящей банкноты изображение спецэлемента на экране монитора 14 будет «мигать» с частотой задающего генератора 10 за счет того, что вследствие попеременной работы излучателей первой 6 и второй 7 групп одна краска этого спецэлемента всегда будет казаться темной, а другая - светлой.

Очевидно, что при необходимости число групп 6, 7 излучателей тестового излучения может быть увеличено с соответствующим увеличением числа выходов задающего генератора 10. Излучатели тестового излучения могут быть расположены в несколько рядов в любом порядке, чтобы обеспечить примерно равномерную засветку зоны облучения.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение может быть применено как в разрабатываемых, так и существующих устройствах для проверки подлинности банкнот. Для специалиста очевидно, что данное устройство можно модифицировать для случая большего числа тестовых излучений, а также для иного, нежели показанное на чертежах, размещения излучателей относительно приемника отраженного излучения. Любые такие и иные модификации, признаки которых эквивалентны признакам прилагаемой формулы изобретения, должны считаться попадающими в объем настоящего изобретения.

Изобретение относится к области визуальной проверки банкнот. Технический результат заключается в реализации способа проверки банкноты с элементом защиты, выполненным двумя разными красками одного оттенка, но с разными коэффициентами отражения на разных длинах волн излучения ИК диапазона. Устройство содержит: по меньшей мере две группы излучателей тестового излучения, причем все излучатели тестового излучения в каждой группе излучают тестовое излучение одной частоты, которая в каждой группе отличается от частоты тестового излучения любой из остальных групп; задающий генератор, предназначенный для генерирования периодических колебаний, каждое из которых служит для включения соответствующей группы излучателей тестового излучения так, чтобы обеспечить включение излучателей данной группы только в то время, когда излучатели всех остальных групп выключены; и приемник отраженного излучения, выполненный с возможностью воспринимать тестовое излучение с частотой тестового излучения каждой группы. В результате на экране монитора наблюдается эффект «мигания» изображения элемента защиты. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для проверки подлинности банкнот, содержащее по меньшей мере две группы излучателей тестового излучения, каждая из которых состоит из по меньшей мере одного излучателя тестового излучения, причем все излучатели тестового излучения в каждой упомянутой группе излучают тестовое излучение одной частоты, которая в каждой из упомянутых групп отличается от частоты тестового излучения любой из остальных упомянутых групп; задающий генератор, предназначенный для генерирования периодических колебаний, каждое из которых служит для включения соответствующей из упомянутых групп излучателей тестового излучения так, чтобы обеспечить включение излучателей тестового излучения данной группы только в то время, когда излучатели тестового излучения всех остальных групп выключены; приемник отраженного излучения, выполненный с возможностью воспринимать тестовое излучение с частотой тестового излучения каждой из упомянутых групп; излучатели тестового излучения всех групп установлены с возможностью облучать проверяемую банкноту, а приемник отраженного излучения установлен с возможностью принимать отраженное от проверяемой банкноты излучение.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при числе упомянутых групп излучателей тестового излучения, равном двум, задающий генератор выполнен с возможностью генерировать парафазные колебания на двух своих выходах, каждый из которых соединен с излучателями тестового излучения соответствующей группы.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждый выход задающего генератора соединен с излучателями тестового излучения соответствующей группы через соответствующее согласующее средство, причем оба согласующих средства связаны друг с другом через средство выравнивания, предназначенное для совместной регулировки мощности тестового излучения излучателей обеих групп так, чтобы обеспечить равенство выходных сигналов приемника отраженного излучения при приеме отраженного от чистой бумаги без меток излучения с разными частотами тестового излучения в случае разной чувствительности приемника отраженного излучения к разным частотам тестового излучения и разной мощности излучения излучателей тестового излучения разных групп.4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что приемник отраженного излучения размещен внутри полого усеченного конуса так, что объектив приемника отраженного излучения направлен в сторону усеченной вершины этого усеченного конуса, внешняя поверхность которого выполнена зеркальной с частично диффузным отражением, излучатели тестового излучения обеих групп размещены с чередованием вокруг упомянутого усеченного конуса так, чтобы излучение каждого излучателя тестового излучения любой группы отражалось в ту область, где размещена проверяемая банкнота и куда направлен объектив приемника отраженного излучения.5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что в упомянутом усеченном конусе перед объективом приемника отраженного излучения установлен оптический фильтр с полосой пропускания в диапазоне частот тестового излучения обеих упомянутых групп.6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что между упомянутым усеченным конусом и местом расположения проверяемой банкноты установлен рассеиватель излучения с отверстием по размеру отверстия от упомянутой усеченной вершины усеченного конуса, а на стороне этого рассеивателя излучения, обращенной к проверяемой банкноте, размещен оптический фильтр с полосой пропускания в диапазоне частот тестового излучения обеих упомянутых групп, равный по размеру упомянутому рассеивателю излучения.7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что частоты тестового излучения выбраны в ИК-диапазоне.8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приемник отраженного излучения соединен с монитором для визуализации воспринимаемого излучения, отраженного от проверяемой банкноты.