專利名稱：人民幣激光光纖真?zhèn)巫R別傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種人民幣辨識裝置。
背景技術(shù)：
99年版人民幣面世以來，不法份子仿制99年版人民幣的各種版本的假幣相繼在市面上流通，給國家和人民造成巨大損失。以往開發(fā)的各種人民幣辯偽傳感器，如利用熒光效應，磁場強度，紅外透光強度等技術(shù)的傳感器對老版人民幣具有較強的真?zhèn)巫R別功能。但由于不法份子的仿制技術(shù)越來越高，在仿99年版人民幣中加入了反識別的材料，因此上述辯偽傳感器對于識別這種技術(shù)含量高的假幣顯得力不從心。針對這種情況我們考察了新版人民幣中的一些新的防偽技術(shù)研究出了本專利所述及的激光光纖真?zhèn)巫R別傳感器。
99年版人民幣采用了許多高科技防偽技術(shù)，其中一種就是在貨幣某特定區(qū)域涂有一種極難仿造的特殊彩色油墨。它在特定不可見紅外激光照射下能激發(fā)出特定波長的可見光，該特征為辨別99年版人民幣真?zhèn)翁峁┝艘环N可靠的技術(shù)依據(jù)。99年以前的舊版人民幣不具備這種特征。根據(jù)該特征本人曾于2000年研究了一種″人民幣真?zhèn)巫R別裝置″并獲得了專利，其專利號為z100257546.9。但該裝置在實用中要求走幣時定位精度很高，金融設(shè)備的走幣機構(gòu)難以實現(xiàn)。其次該裝置只能對貨幣正面進行識別，反面由于信號太弱識別困難因此使用中非常不便。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于，克服了上述裝置的缺點，對走幣時的定位精度要求很寬，無須對現(xiàn)有金融設(shè)備(如點鈔機等)作太大的改動即可運用，同時貨幣正反面喂入金融設(shè)備時都可識別，給機器使用人員帶來很大的方便。
本實用新型的技術(shù)方案如下一種人民幣激光光纖真?zhèn)巫R別傳感器，包含紅外半導體激光器，光束變換聚焦鏡組，光信號傳輸光纖，光電轉(zhuǎn)換器，多路激光電源，前置放大器，A/D變換電路，噪聲電平自動補償電路及CPU電路，其重點在于多只紅外半導體激光器排成陣列形式，每一只紅外半導體激光器都配置有一根或多根接收光信號其長度任意可調(diào)的光信號傳輸光纖。
所述的光信號傳輸光纖為單芯或多芯。
所述的各紅外半導體激光器上相配的光信號傳輸光纖集合成一根光纜，與只在可見光波段響應的光電轉(zhuǎn)換器相連接。
具有既可自由轉(zhuǎn)動又可上下浮動的遮光棒，該遮光棒緊貼貨幣；光束變換聚焦鏡組的光軸和光信號傳輸光纖位于兩遮光棒之間。
紅外半導體激光器光束變換聚焦鏡組光信號傳輸光纖在貨幣同一邊；其陣列形式的紅外半導體激光器和光束變換聚焦鏡組的光軸組成的平面與光信號傳輸光纖光軸組成的平面在同一平面或相平行的平面。
紅外半導體激光器光束變換聚焦鏡組位于貨幣一邊；光信號傳輸光纖位于貨幣另一邊。
光信號傳輸光纖前設(shè)置聚焦鏡。
本實用新型的有益效果如下1.動態(tài)范圍大，對于99年版1元至100元不同版面的幣種都可以進行快速檢測。
2.識別偽幣率高。
3.人民幣正反面送入機器中都可檢測。


圖1A是本實用新型光學原理圖；圖1B是圖1A中B-B面的剖視圖；圖2是本實用新型一種布置結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實用新型又一種布置結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實用新型另一種布置結(jié)構(gòu)圖；圖5是本實用新型再一種布置結(jié)構(gòu)圖；圖6A是本實用新型具體實施例的結(jié)構(gòu)圖；圖6B是圖6A中B-B面的剖視圖；圖7是本實用新型使用的電氣原理框圖。
圖號說明

1 光束變換聚焦鏡組2 紅外半導體激光器3 光纜4 光電轉(zhuǎn)換器5 電纜6 貨幣7 光信號傳輸光纖 8 聚焦鏡9 光纜保護罩 10上壓板12機體13傳感器主體14下壓板 15右夾板16螺釘17遮光棒18左夾板 19多路激光電源20前置放大器 21后級放大電路22后級放大電路23噪聲電平自動補償電路24A/D變換電路 25CPU電路26真假貨幣分辨信號輸出27高壓驅(qū)動電源具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行進一步的說明。
本實用新型一種人民幣激光光纖真?zhèn)巫R別傳感器，包含紅外半導體激光器2，光束變換聚焦鏡組1，光信號傳輸光纖7，光電轉(zhuǎn)換器4，多路激光電源19，前置放大器20，A/D變換電路24，噪聲電平自動補償電路23及CPU電路25。其重點在于多只紅外半導體激光器2排成陣列形式，每一只紅外半導體激光器2都配置有一根或多根接收光信號其長度任意可調(diào)的光信號傳輸光纖7。所述的光信號傳輸光纖7可以是單芯的也可以是多芯的。所述的各紅外半導體激光器2上相配的光信號傳輸光纖7集合成一根光纜3，將光信號導向同一只且只在可見光波段響應的光電轉(zhuǎn)換器4。并且，本實用新型的人民幣激光光纖真?zhèn)巫R別傳感器加設(shè)有既可自由轉(zhuǎn)動又可上下浮動的遮光棒17(參見圖6B)，它緊貼貨幣6，起到遮光的作用。該光束變換聚焦鏡組1的光軸和光信號傳輸光纖7位于兩遮光棒17之間。
另外，該紅外半導體激光器2連接光束變換聚焦鏡組1與光信號傳輸光纖7可以在貨幣6同一邊構(gòu)成反射式工作結(jié)構(gòu)(參見圖1A、B-圖3)。其陣列形式的紅外半導體激光器2和光束變換聚焦鏡組1的光軸組成的平面與光信號傳輸光纖7光軸組成的平面可以在同一平面也可以是相平行的平面。
該紅外半導體激光器2連接光束變換聚焦鏡組1位于貨幣6一邊；光信號傳輸光纖7位于貨幣6另一邊，構(gòu)成透射式工作結(jié)構(gòu)(參見圖4、圖5)。
該光信號傳輸光纖7可以直接接收光信號，也可以在光信號傳輸光纖7前設(shè)置聚焦鏡8(參見圖5)，通過聚焦鏡8接收光信號，達到對光信號進行放大的效果。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，本實用新型至少有如下4種布置方案一種是半導體激光器及光學系統(tǒng)軸線和光纖軸線在同一鉛垂面，但都在人民幣面的一邊，構(gòu)成反射式工作結(jié)構(gòu)(如圖1A、B-圖3)。
第二種方案是在每一個激光器左右兩邊與激光器陣列面方向相垂直的平面里對稱布置兩根傳輸光纖，也即兩排光信號傳輸光纖光軸組成的平面和激光器陣列面平行，仍是反射式工作結(jié)構(gòu)(參見圖2)。這樣可以大大增加有用信號光強度。
第三種方案是半導體激光器陣列和光信號傳輸光纖陣列在同一鉛垂面，每個激光器及光學系統(tǒng)和接收光纖在同一軸線，但卻分隔在幣兩邊，構(gòu)成透射式工作結(jié)構(gòu)(如圖4)。
第四種方案類似于第三種方案，在接收光纖前加有聚光透鏡以加強有用光強度(如圖5)。
本實用新型人民幣激光光纖真?zhèn)巫R別傳感器由多路紅外半導體激光器2及光束變換聚焦鏡組1，多路光信號傳輸光纖7，光電轉(zhuǎn)換器4，多路激光電源19，高壓驅(qū)動電源27，前置放大器20，噪聲電平濾波采樣電路22，A/D變換電路24，噪聲電平自動補償電路23，后級放大電路21，進行信號數(shù)據(jù)采集分析與處理的CPU電路25及相應軟件等部分組成(如圖7所示)。其工作過程如下近紅外波長半導體激光器發(fā)出的激光束經(jīng)光束變換聚焦光學系統(tǒng)準直并聚焦成一長條不可見小光斑，照射在人民幣紙面上，涂有特殊彩色油墨的區(qū)域激發(fā)出和激光光斑尺寸同樣大小的可見光斑，此即有用的信號光斑。在此可見光斑的斜上方不遠處配置有信號光傳輸光纖?？梢姽獍呱⑸涑龅墓饨?jīng)光纖接收并傳輸?shù)焦怆娹D(zhuǎn)換器。
由于能被紅外激光器激發(fā)出可見光斑的特殊彩色油墨只在99年版人民幣的某一特定區(qū)域，而人民幣在喂入點鈔機，貨柜機等金融設(shè)備中進行快速點鈔分鈔時對貨幣正反面如何放置不能有特殊規(guī)定，因此這塊特殊標記可能在左也可能在右；另外，走幣時幣也會左右竄動。因此為了在這種情況下也能不漏檢每一張幣，本技術(shù)方案采用多個激光器組成一陣列，且每一激光器都配置了同樣的光信號傳輸光纖，這許多根光纖組成一光纜，將信號光導向同一只光電轉(zhuǎn)換器。
由于光纖接收到的散射光既有有用的光信號，還有無用的紅外光噪聲信號，且無用信號較有用信號要強許多倍，同時又由于光纖接收到的有用光信號非常弱，且受光纖傳輸效率的影響，到達光電轉(zhuǎn)換器的有用光信號也就微乎其微了。因此要解決既隔離噪聲又能有效進行光電轉(zhuǎn)換的目的，本技術(shù)方案采用了只在特定可見光波段響應的光電轉(zhuǎn)換器件，且具有很高的光電轉(zhuǎn)換效率和放大倍數(shù)。這樣就有效地濾掉了紅外噪聲，并使有用的可見光信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器放大及后續(xù)一系列電路處理后被計算機采集分析計算，最后進行真假貨幣分辨信號輸出26。
由于金融設(shè)備大都在白天和照明條件較好的情況下使用，因此白光噪聲不可避免地要混雜在有用信號光之中被傳輸光纖一起接收。同時由于白光噪聲是隨時變化的，這樣就使經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后得到的噪聲電平也是上下波動的。波動幅度過大將直接影響到有用信號的采集，有時會淹沒有用信號。為解決這個問題，本技術(shù)方案從二個方面著手。一方面是在傳感器機械上設(shè)計了二個浮動遮光棒。激光器激發(fā)出的可見光斑和傳輸光纖位于兩遮光棒之間，遮光棒靠自身的重量緊貼貨幣6，除可以自由轉(zhuǎn)動外，還可以上下浮動。因此，既有效地清除了絕大部分白光噪聲，又不妨礙幣的快速運行；另一方面，在電路上設(shè)計了噪聲電平自動補償電路，它使噪聲電平的峰值始終保持在某適當值附近。
以下結(jié)合附圖6A、B及其余附圖說明進一步本實用新型的一個具體實施例。
本實施例的光學原理如附圖1A、B。參見附圖6A，2為紅外半導體激光器，本實施例中一共有11只紅外半導體激光器，沿紙面組成一陣列。紅外半導體激光器2，光束變換聚焦鏡組1通過下壓板14，上壓板10和傳感器主體13牢固地連在一起。從圖6B的剖面可以看出，并列的兩根光信號傳輸光纖7，從上至下穿過上壓板10，傳感器主體13，下壓板14和右夾板15、左夾板18上的孔到達貨幣6上方的某一位置，通過二個螺釘16可以調(diào)整二根光纖相對光束變換聚焦鏡組光軸的夾角，以達到最佳的光信號接收角度。遮光棒17左右各有一根，分別和右夾板15，左夾板18浮動連接。走幣時遮光棒17可以轉(zhuǎn)動也可以上下浮動，但始終緊貼貨幣6。每只紅外半導體激光器2都配有一套光束變換聚焦鏡組1和二根光信號傳輸光纖7，這許多根光纖集合成一根光纜3將接收的光信號導向同一只光電轉(zhuǎn)換器4。光電轉(zhuǎn)換器4的高壓激勵和光電信號輸出通過電纜5進行。紅外半導體激光器陣列由多路激光電源19通過電纜5驅(qū)動。光纜保護罩9通過螺釘和傳感器主體13連接。整個傳感器通過光纜保護罩9用螺釘和主機的機體12相連。
工作時當幣通過傳感器的激光照射區(qū)時，由光電轉(zhuǎn)器4所得到的光電信號經(jīng)一系列電路處理后由計算機采集相關(guān)的數(shù)據(jù)進行分析，可以得到激光激發(fā)出的可見光斑的光強度，以及可見光斑在貨幣6上的相應位置，從而判斷出貨幣的真?zhèn)?。并給出貨幣真?zhèn)涡盘枺怨┖罄m(xù)機構(gòu)執(zhí)行分檢任務之用。
權(quán)利要求1.一種人民幣激光光纖真?zhèn)巫R別傳感器，包含紅外半導體激光器，光束變換聚焦鏡組，光信號傳輸光纖，光電轉(zhuǎn)換器，多路激光電源，前置放大器，A/D變換電路，噪聲電平自動補償電路及CPU電路，其特征在于多只紅外半導體激光器排成陣列形式，每一只紅外半導體激光器(2)都配置有接收光信號其長度任意可調(diào)的光信號傳輸光纖(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的人民幣激光光纖真?zhèn)巫R別傳感器，其特征在于所述的光信號傳輸光纖(7)為單芯或多芯。
3.如權(quán)利要求1所述的人民幣激光光纖真?zhèn)巫R別傳感器，其特征在于所述的各紅外半導體激光器(2)上相配的光信號傳輸光纖(7)集合成一根光纜(3)，與只在可見光波段響應的光電轉(zhuǎn)換器(4)相連接。
4.如權(quán)利要求1所述的人民幣激光光纖真?zhèn)巫R別傳感器，其特征在于具有既可自由轉(zhuǎn)動又可上下浮動的遮光棒(17)，該遮光棒(17)緊貼貨幣(6)；光束變換聚焦鏡組(1)的光軸和光信號傳輸光纖(7)位于兩遮光棒(17)之間。
5.如權(quán)利要求1所述的人民幣激光光纖真?zhèn)巫R別傳感器，其特征在于紅外半導體激光器(2)光束變換聚焦鏡組(1)光信號傳輸光纖(7)在貨幣同一邊；其陣列形式的紅外半導體激光器(2)和光束變換聚焦鏡組(1)的光軸組成的平面與光信號傳輸光纖(7)光軸組成的平面在同一平面或相平行的平面。
6.如權(quán)利要求1所述的人民幣激光光纖真?zhèn)巫R別傳感器，其特征在于紅外半導體激光器(2)光束變換聚焦鏡組(1)位于貨幣一邊；光信號傳輸光纖(7)位于貨幣另一邊。
7.如權(quán)利要求6所述的人民幣激光光纖真?zhèn)巫R別傳感器，其特征在于光信號傳輸光纖(7)前設(shè)置聚焦鏡(8)。
專利摘要本實用新型公開了一種人民幣激光光纖真?zhèn)巫R別傳感器。紅外半導體激光器陣列中的每一只激光器發(fā)出的光經(jīng)光束變換聚焦鏡組在貨幣上的特定彩色油墨區(qū)域形成細長光斑，它激發(fā)出的可見光由光信號傳輸光纖接收。這許多根光信號傳輸光纖組成的光纜將各自接收的光信號導向同一只只在可見光波段范圍響應的光電轉(zhuǎn)換器，得到的光電信號經(jīng)電路處理后用于識別貨幣真?zhèn)巍４藗鞲衅餍∏?，動態(tài)范圍大，辨?zhèn)温矢?，可廣泛用于各種金融設(shè)備中。
文檔編號G07D7/12GK2876909SQ200520118340
公開日2007年3月7日 申請日期2005年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月8日
發(fā)明者樊崇理 申請人:樊崇理