专利名称：人民币激光光纤真伪识别传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种人民币辨识装置。
背景技术：
99年版人民币面世以来，不法份子仿制99年版人民币的各种版本的假币相继在市面上流通，给国家和人民造成巨大损失。以往开发的各种人民币辩伪传感器，如利用荧光效应，磁场强度，红外透光强度等技术的传感器对老版人民币具有较强的真伪识别功能。但由于不法份子的仿制技术越来越高，在仿99年版人民币中加入了反识别的材料，因此上述辩伪传感器对于识别这种技术含量高的假币显得力不从心。针对这种情况我们考察了新版人民币中的一些新的防伪技术研究出了本专利所述及的激光光纤真伪识别传感器。
99年版人民币采用了许多高科技防伪技术，其中一种就是在货币某特定区域涂有一种极难仿造的特殊彩色油墨。它在特定不可见红外激光照射下能激发出特定波长的可见光，该特征为辨别99年版人民币真伪提供了一种可靠的技术依据。99年以前的旧版人民币不具备这种特征。根据该特征本人曾于2000年研究了一种″人民币真伪识别装置″并获得了专利，其专利号为z100257546.9。但该装置在实用中要求走币时定位精度很高，金融设备的走币机构难以实现。其次该装置只能对货币正面进行识别，反面由于信号太弱识别困难因此使用中非常不便。
实用新型内容本实用新型的目的在于，克服了上述装置的缺点，对走币时的定位精度要求很宽，无须对现有金融设备(如点钞机等)作太大的改动即可运用，同时货币正反面喂入金融设备时都可识别，给机器使用人员带来很大的方便。
本实用新型的技术方案如下一种人民币激光光纤真伪识别传感器，包含红外半导体激光器，光束变换聚焦镜组，光信号传输光纤，光电转换器，多路激光电源，前置放大器，A/D变换电路，噪声电平自动补偿电路及CPU电路，其重点在于多只红外半导体激光器排成阵列形式，每一只红外半导体激光器都配置有一根或多根接收光信号其长度任意可调的光信号传输光纤。
所述的光信号传输光纤为单芯或多芯。
所述的各红外半导体激光器上相配的光信号传输光纤集合成一根光缆，与只在可见光波段响应的光电转换器相连接。
具有既可自由转动又可上下浮动的遮光棒，该遮光棒紧贴货币；光束变换聚焦镜组的光轴和光信号传输光纤位于两遮光棒之间。
红外半导体激光器光束变换聚焦镜组光信号传输光纤在货币同一边；其阵列形式的红外半导体激光器和光束变换聚焦镜组的光轴组成的平面与光信号传输光纤光轴组成的平面在同一平面或相平行的平面。
红外半导体激光器光束变换聚焦镜组位于货币一边；光信号传输光纤位于货币另一边。
光信号传输光纤前设置聚焦镜。
本实用新型的有益效果如下1.动态范围大，对于99年版1元至100元不同版面的币种都可以进行快速检测。
2.识别伪币率高。
3.人民币正反面送入机器中都可检测。
图1A是本实用新型光学原理图；图1B是图1A中B-B面的剖视图；图2是本实用新型一种布置结构图；图3是本实用新型又一种布置结构图；图4是本实用新型另一种布置结构图；图5是本实用新型再一种布置结构图；图6A是本实用新型具体实施例的结构图；图6B是图6A中B-B面的剖视图；图7是本实用新型使用的电气原理框图。
图号说明
1 光束变换聚焦镜组2 红外半导体激光器3 光缆4 光电转换器5 电缆6 货币7 光信号传输光纤 8 聚焦镜9 光缆保护罩 10上压板12机体13传感器主体14下压板 15右夹板16螺钉17遮光棒18左夹板 19多路激光电源20前置放大器 21后级放大电路22后级放大电路23噪声电平自动补偿电路24A/D变换电路 25CPU电路26真假货币分辨信号输出27高压驱动电源具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步的说明。
本实用新型一种人民币激光光纤真伪识别传感器，包含红外半导体激光器2，光束变换聚焦镜组1，光信号传输光纤7，光电转换器4，多路激光电源19，前置放大器20，A/D变换电路24，噪声电平自动补偿电路23及CPU电路25。其重点在于多只红外半导体激光器2排成阵列形式，每一只红外半导体激光器2都配置有一根或多根接收光信号其长度任意可调的光信号传输光纤7。所述的光信号传输光纤7可以是单芯的也可以是多芯的。所述的各红外半导体激光器2上相配的光信号传输光纤7集合成一根光缆3，将光信号导向同一只且只在可见光波段响应的光电转换器4。并且，本实用新型的人民币激光光纤真伪识别传感器加设有既可自由转动又可上下浮动的遮光棒17(参见图6B)，它紧贴货币6，起到遮光的作用。该光束变换聚焦镜组1的光轴和光信号传输光纤7位于两遮光棒17之间。
另外，该红外半导体激光器2连接光束变换聚焦镜组1与光信号传输光纤7可以在货币6同一边构成反射式工作结构(参见图1A、B-图3)。其阵列形式的红外半导体激光器2和光束变换聚焦镜组1的光轴组成的平面与光信号传输光纤7光轴组成的平面可以在同一平面也可以是相平行的平面。
该红外半导体激光器2连接光束变换聚焦镜组1位于货币6一边；光信号传输光纤7位于货币6另一边，构成透射式工作结构(参见图4、图5)。
该光信号传输光纤7可以直接接收光信号，也可以在光信号传输光纤7前设置聚焦镜8(参见图5)，通过聚焦镜8接收光信号，达到对光信号进行放大的效果。
根据上述结构，本实用新型至少有如下4种布置方案一种是半导体激光器及光学系统轴线和光纤轴线在同一铅垂面，但都在人民币面的一边，构成反射式工作结构(如图1A、B-图3)。
第二种方案是在每一个激光器左右两边与激光器阵列面方向相垂直的平面里对称布置两根传输光纤，也即两排光信号传输光纤光轴组成的平面和激光器阵列面平行，仍是反射式工作结构(参见图2)。这样可以大大增加有用信号光强度。
第三种方案是半导体激光器阵列和光信号传输光纤阵列在同一铅垂面，每个激光器及光学系统和接收光纤在同一轴线，但却分隔在币两边，构成透射式工作结构(如图4)。
第四种方案类似于第三种方案，在接收光纤前加有聚光透镜以加强有用光强度(如图5)。
本实用新型人民币激光光纤真伪识别传感器由多路红外半导体激光器2及光束变换聚焦镜组1，多路光信号传输光纤7，光电转换器4，多路激光电源19，高压驱动电源27，前置放大器20，噪声电平滤波采样电路22，A/D变换电路24，噪声电平自动补偿电路23，后级放大电路21，进行信号数据采集分析与处理的CPU电路25及相应软件等部分组成(如图7所示)。其工作过程如下近红外波长半导体激光器发出的激光束经光束变换聚焦光学系统准直并聚焦成一长条不可见小光斑，照射在人民币纸面上，涂有特殊彩色油墨的区域激发出和激光光斑尺寸同样大小的可见光斑，此即有用的信号光斑。在此可见光斑的斜上方不远处配置有信号光传输光纤。可见光斑散射出的光经光纤接收并传输到光电转换器。
由于能被红外激光器激发出可见光斑的特殊彩色油墨只在99年版人民币的某一特定区域，而人民币在喂入点钞机，货柜机等金融设备中进行快速点钞分钞时对货币正反面如何放置不能有特殊规定，因此这块特殊标记可能在左也可能在右；另外，走币时币也会左右窜动。因此为了在这种情况下也能不漏检每一张币，本技术方案采用多个激光器组成一阵列，且每一激光器都配置了同样的光信号传输光纤，这许多根光纤组成一光缆，将信号光导向同一只光电转换器。
由于光纤接收到的散射光既有有用的光信号，还有无用的红外光噪声信号，且无用信号较有用信号要强许多倍，同时又由于光纤接收到的有用光信号非常弱，且受光纤传输效率的影响，到达光电转换器的有用光信号也就微乎其微了。因此要解决既隔离噪声又能有效进行光电转换的目的，本技术方案采用了只在特定可见光波段响应的光电转换器件，且具有很高的光电转换效率和放大倍数。这样就有效地滤掉了红外噪声，并使有用的可见光信号经光电转换器放大及后续一系列电路处理后被计算机采集分析计算，最后进行真假货币分辨信号输出26。
由于金融设备大都在白天和照明条件较好的情况下使用，因此白光噪声不可避免地要混杂在有用信号光之中被传输光纤一起接收。同时由于白光噪声是随时变化的，这样就使经光电转换后得到的噪声电平也是上下波动的。波动幅度过大将直接影响到有用信号的采集，有时会淹没有用信号。为解决这个问题，本技术方案从二个方面着手。一方面是在传感器机械上设计了二个浮动遮光棒。激光器激发出的可见光斑和传输光纤位于两遮光棒之间，遮光棒靠自身的重量紧贴货币6，除可以自由转动外，还可以上下浮动。因此，既有效地清除了绝大部分白光噪声，又不妨碍币的快速运行；另一方面，在电路上设计了噪声电平自动补偿电路，它使噪声电平的峰值始终保持在某适当值附近。
以下结合附图6A、B及其余附图说明进一步本实用新型的一个具体实施例。
本实施例的光学原理如附图1A、B。参见附图6A，2为红外半导体激光器，本实施例中一共有11只红外半导体激光器，沿纸面组成一阵列。红外半导体激光器2，光束变换聚焦镜组1通过下压板14，上压板10和传感器主体13牢固地连在一起。从图6B的剖面可以看出，并列的两根光信号传输光纤7，从上至下穿过上压板10，传感器主体13，下压板14和右夹板15、左夹板18上的孔到达货币6上方的某一位置，通过二个螺钉16可以调整二根光纤相对光束变换聚焦镜组光轴的夹角，以达到最佳的光信号接收角度。遮光棒17左右各有一根，分别和右夹板15，左夹板18浮动连接。走币时遮光棒17可以转动也可以上下浮动，但始终紧贴货币6。每只红外半导体激光器2都配有一套光束变换聚焦镜组1和二根光信号传输光纤7，这许多根光纤集合成一根光缆3将接收的光信号导向同一只光电转换器4。光电转换器4的高压激励和光电信号输出通过电缆5进行。红外半导体激光器阵列由多路激光电源19通过电缆5驱动。光缆保护罩9通过螺钉和传感器主体13连接。整个传感器通过光缆保护罩9用螺钉和主机的机体12相连。
工作时当币通过传感器的激光照射区时，由光电转器4所得到的光电信号经一系列电路处理后由计算机采集相关的数据进行分析，可以得到激光激发出的可见光斑的光强度，以及可见光斑在货币6上的相应位置，从而判断出货币的真伪。并给出货币真伪信号，以供后续机构执行分检任务之用。
权利要求1.一种人民币激光光纤真伪识别传感器，包含红外半导体激光器，光束变换聚焦镜组，光信号传输光纤，光电转换器，多路激光电源，前置放大器，A/D变换电路，噪声电平自动补偿电路及CPU电路，其特征在于多只红外半导体激光器排成阵列形式，每一只红外半导体激光器(2)都配置有接收光信号其长度任意可调的光信号传输光纤(7)。
2.如权利要求1所述的人民币激光光纤真伪识别传感器，其特征在于所述的光信号传输光纤(7)为单芯或多芯。
3.如权利要求1所述的人民币激光光纤真伪识别传感器，其特征在于所述的各红外半导体激光器(2)上相配的光信号传输光纤(7)集合成一根光缆(3)，与只在可见光波段响应的光电转换器(4)相连接。
4.如权利要求1所述的人民币激光光纤真伪识别传感器，其特征在于具有既可自由转动又可上下浮动的遮光棒(17)，该遮光棒(17)紧贴货币(6)；光束变换聚焦镜组(1)的光轴和光信号传输光纤(7)位于两遮光棒(17)之间。
5.如权利要求1所述的人民币激光光纤真伪识别传感器，其特征在于红外半导体激光器(2)光束变换聚焦镜组(1)光信号传输光纤(7)在货币同一边；其阵列形式的红外半导体激光器(2)和光束变换聚焦镜组(1)的光轴组成的平面与光信号传输光纤(7)光轴组成的平面在同一平面或相平行的平面。
6.如权利要求1所述的人民币激光光纤真伪识别传感器，其特征在于红外半导体激光器(2)光束变换聚焦镜组(1)位于货币一边；光信号传输光纤(7)位于货币另一边。
7.如权利要求6所述的人民币激光光纤真伪识别传感器，其特征在于光信号传输光纤(7)前设置聚焦镜(8)。
专利摘要本实用新型公开了一种人民币激光光纤真伪识别传感器。红外半导体激光器阵列中的每一只激光器发出的光经光束变换聚焦镜组在货币上的特定彩色油墨区域形成细长光斑，它激发出的可见光由光信号传输光纤接收。这许多根光信号传输光纤组成的光缆将各自接收的光信号导向同一只只在可见光波段范围响应的光电转换器，得到的光电信号经电路处理后用于识别货币真伪。此传感器小巧，动态范围大，辨伪率高，可广泛用于各种金融设备中。
文档编号G07D7/12GK2876909SQ200520118340
公开日2007年3月7日 申请日期2005年9月8日 优先权日2005年9月8日
发明者樊崇理 申请人:樊崇理