Способ установления подлинности документа, аппарат и система для его осуществления - RU2183861C2

Чертежи

Описание

Разработаны различные способы для установления подлинности деловых документов. Эти способы включают исследование электропроводности, магнитных, оптических, и других свойств документов. В общем установлено, что ни один способ проверки на подлинность в отдельности не пригоден для обнаружения всех видов подделок документов, и в то же время не исключено, что при такой проверке всего одним способом не будет отвергнут какой-либо подлинный документ. Таким образом, желательно использовать не один вид проверки, причем первая проверка применяется для обнаружения одних типов подделок, и дополнительные проверки используются для обнаружения других типов подделок.

Известно, что облучение определенных материалов ультрафиолетовым светом вызывает флуоресценцию таких материалов, и они испускают видимый свет. В некоторых документах применяются флуоресцирующие материалы в качестве защиты от подделок. Обычно эти способы флуоресцентной защиты реализуются включением в документ меток, которые становятся видимыми при освещении ультрафиолетовым светом. Разработаны способы, в которых для установления подлинности документов производится сравнение интенсивности флуоресцентного излучения документа, освещаемого ультрафиолетовым светом, с интенсивностью флуоресцентного излучения подлинных документов.

Используется обратный эффект, некоторые документы, такие как деньги Соединенных штатов, изготавливаются из специальной бумаги, которая не флуоресцирует под действием ультрафиолетового света. В известных способах для установления подлинности таких документов используется чувствительность к флуоресцентному излучению, которое возникает при освещении ультрафиолетовым светом, поэтому те документы, которые излучают флуоресцентный свет, отвергаются, как фальшивые.

Однако выявлено, что ранее известные способы установления подлинности, основанные на использовании ультрафиолетового света, не обнаруживают все типы подделок. Например, в то время, как у множества поддельных банкнот Соединенных штатов возникает флуоресцентное излучение под действием ультрафиолетового света, у некоторых поддельных банкнот США не возникает излучения.

Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является улучшение способа и аппаратуры для установления подлинности документов, включая денежные знаки.

Другой задачей настоящего изобретения является улучшение способа и аппаратуры для установления подлинности денежных знаков Соединенных штатов.

Другой задачей настоящего изобретения является улучшение способа и аппаратуры для установления подлинности документов, которые могут проверяться в аппаратах для контроля денег. Задача настоящего изобретения создать улучшенный способ и аппараты для установления подлинности документов, включая денежные знаки, в которых используется освещение документов ультрафиолетовым светом.

Задача настоящего изобретения создать улучшенный способ и аппараты для установления подлинности документов, которые улучшают способность системы безошибочно отвергнуть не подлинные документы и одновременно уменьшают вероятность, что будут отвергнуты подлинные документы.

Другие задачи и преимущества изобретения будут очевидны при ознакомлении с последующим подробным описанием вместе с приложенными чертежами.

В соответствии с предпочтительным воплощением настоящего изобретения документ, подлинность которого должна быть установлена, облучается ультрафиолетовым светом, и измеряется величина отраженного ультрафиолетового света. В зависимости от обнаруженной величины ультрафиолетового света документ или признается подлинным, или отвергается.

В случае, если определяется подлинность документов, относящихся к денежным знакам Соединенных штатов, банкнота отвергается, если не обнаружен высокий уровень интенсивности отраженного ультрафиолетового света.

В другом предпочтительном варианте изобретения для решения указанных задач документ облучают ультрафиолетовым светом и измеряют и величину интенсивности отраженного ультрафиолетового света, и величину интенсивности излучаемого видимого света. В зависимости от обнаруженной величины интенсивности ультрафиолетового света и от величины интенсивности видимого света документ или признается подлинным, или отвергается. В случае, если определяется подлинность документов, относящихся к денежным знакам Соединенных штатов, банкнота отвергается, если не обнаружен высокий уровень интенсивности отраженного ультрафиолетового света или обнаружен хотя бы низкий уровень интенсивности видимого света. Как разъяснено выше, известно, что некоторые поддельные банкноты Соединенных штатов при облучении ультрафиолетовым светом флуоресцируют или излучают видимый свет. Так как подлинные денежные знаки Соединенных штатов не флуоресцируют, излучение видимого света используется для обнаружения поддельных денежных знаков Соединенных штатов. Однако выявлено, что не все подделки банкнот Соединенных штатов флуоресцируют, и, следовательно, такие подделки не могут быть обнаружены вышеописанными проверками на флуоресценцию.

Установлено, что денежные знаки Соединенных штатов обладают высоким уровнем отражения ультрафиолетового света при облучении источником ультрафиолетового света. Также установлено, что некоторые подделки банкнот Соединенных штатов не обладают высоким уровнем отражения ультрафиолетового света. Такие поддельные банкноты могут как флуоресцировать, так и не флуоресцировать под действием ультрафиолетового света. В настоящем изобретении используется проверка на подлинность, в которой измеряется величина интенсивности отраженного ультрафиолетового света, и банкноты отвергаются, если не отражается ультрафиолетовый свет большой интенсивности. При использовании такой проверки поддельные банкноты Соединенных штатов, которые не обладают высоким уровнем отражения ультрафиолетового света, могут быть соответственно отвергнуты.

Так как не все поддельные банкноты Соединенных штатов не проходят по высокому уровню отражения ультрафиолетового света и отсюда не все поддельные банкноты Соединенных штатов будут обнаружены в этой проверке, настоящее изобретение предлагает дополнительные средства для обнаружения поддельных банкнот, которые могут так или иначе пройти необнаруженными. Таким образом, вероятность того, что поддельные банкноты Соединенных штатов могут пройти необнаруженными, может быть еще уменьшена применением другого варианта осуществления настоящего изобретения, в котором измеряется и величина интенсивности отраженного ультрафиолетового света, и величина интенсивности излучения видимого света. В такой системе банкнота отвергается как поддельная, если она не проходит по высокому уровню отражения ультрафиолетового света или по флуоресценции.

Вышеописанные варианты осуществления изобретения могут быть приспособлены для обнаружения поддельных денежных знаков других стран и для других типов документов, таких как продовольственные талоны и чеки. Например, некоторые подлинные документы могут быть разработаны так, чтобы ультрафиолетовый свет отражался только в определенных областях документа и/или отражение имело вид определенного образа. Альтернативное осуществление настоящего изобретения может быть разработано так, чтобы принимать документы, которые демонстрируют одинаковые характеристики, и отвергать те, у которых они отличаются. Кроме того, альтернативное осуществление настоящего изобретения может использоваться для установления подлинности документов, которое основывается как на свойствах отражения ультрафиолетового света, так и на свойствах, относящихся к флуоресцентному излучению, т.е. обнаружения величины, мест излучения и/или образа флуоресцентного излучения.

Краткое описание чертежей
Фиг.1 - общий вид аппарата для проверки и подсчета денежных знаков в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.2 - вид сбоку на систему для установления подлинности документа, соответствующую настоящему изобретению, которая является предпочтительным вариантом осуществления изобретения.

Фиг. 3 - вид сверху на систему, которая является предпочтительным вариантом осуществления изобретения, представленную на фиг.2, разрез по фиг.3.

Фиг. 4 - вид сверху на систему, которая является предпочтительным вариантом осуществления изобретения, представленную на фиг.2, разрез по фиг.4.

Фиг. 5 - блок-схема системы установления подлинности документов, которая соответствует настоящему изобретению и является предпочтительным вариантом осуществления изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения.

В то время, как изобретение может быть реализовано в модификациях и различных формах, конкретное осуществление изобретения показано на примерах, которые представлены на чертежах и при этом подробно описаны. Следует понимать, однако, что это не значит, что изобретение ограничено конкретными формами выполнения, напротив, изобретение охватывает все модификации, аналогичные решениям, которые соответствуют объему и сущности изобретения, как это определяется прилагаемой формулой изобретения.

Далее рассмотрим фиг. 2-4, на которых показан вид сбоку на систему для установления подлинности документов, соответствующую настоящему изобретению, которая является предпочтительным вариантом осуществления изобретения; вид сверху на систему, которая является предпочтительным вариантом осуществления изобретения, представленную на фиг. 2, разрез по фиг. 3, и вид сверху на систему, которая является предпочтительным вариантом осуществления изобретения, представленную на фиг. 2, разрез по фиг.4 соответственно. Источник ультрафиолетового (UV) света 2102 облучает документ 2104. В зависимости от характеристик документа ультрафиолетовый свет может отражаться документом и/или флуоресцентный свет может излучаться документом. Система детектирования 2106 расположена так, чтобы принять любое направленное на нее световое излучение, как отраженное, так и излучаемое, но чтобы на нее не попадал ультрафиолетовый свет непосредственно от источника света 2102. Система детектирования 2106 включает в себя датчик ультрафиолетового излучения 2108, датчик флуоресцентного излучения 2110, фильтры и пластмассовый корпус. Источник света 2102 и система детектирования 2106 смонтированы на печатной плате 2112. Документ 2104 подается в направлении, показанном стрелкой А, транспортной системой (не показана). Документ перемещается над транспортной пластиной 2114, в которой выполнено прямоугольное отверстие 2116 для прохождения света к документу и от документа. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения размеры прямоугольного отверстия 1,375 дюйма (3,493 см) на 0,375 дюйма (0,953 см). Для того, чтобы уменьшить накопление пыли на источнике света 2102 и в системе детектирования 2106 и предотвратить застревания документа, отверстие 2116 закрыто прозрачным для ультрафиолетового света акриловым окном 2118. Для того, чтобы еще уменьшить накопление пыли, источник ультрафиолетового света 2102 и система детектирования 2106 полностью изолированы внутри корпуса (не показан), включающего транспортную пластину 2114.

Далее обратимся к фиг. 5, на которой показана блок-схема системы для установления подлинности документов, которая соответствует настоящему изобретению и является предпочтительным вариантом осуществления изобретения.

На фиг.5 показаны датчик ультрафиолетового излучения 2202, датчик флуоресцентного излучения 2204 и фильтры 2206 и 2208 системы детектирования, такой же системы, как и система детектирования 2106 на фиг.2 и 3. Свет от документа, прежде чем воздействует на датчики 2202 и 2204, проходит через фильтры 2206 и 2208. Ультрафиолетовый светофильтр 2206 отсекает видимый свет и пропускает ультрафиолетовый свет, который воздействует на датчик ультрафиолетового излучения 2202. Аналогично фильтр видимого света 2208 отсекает ультрафиолетовый свет и пропускает видимый свет, который воздействует на датчик флуоресцентного излучения 2204. Соответственно, ультрафиолетовый свет, у которого длина волны меньше 400 нм, не может воздействовать на датчик флуоресцентного излучения 2204, и видимый свет, длина волны которого больше 400 нм, не может воздействовать на датчик ультрафиолетового излучения 2202. В предпочтительном варианте осуществления изобретения диапазон пропускания ультрафиолетового фильтра 2206 находится приблизительно в диапазоне между 260 нм и 380 нм и имеет пик пропускания при 360 нм. В предпочтительном варианте осуществления изобретения фильтр видимого света - это синий фильтр, диапазон пропускания которого находится приблизительно в промежутке между 415 нм и 620 нм и имеет пик пропускания при 450 нм. Вышеупомянутый предпочтительный синий фильтр представляет собой комбинацию фильтра синей составляющей светового потока и фильтра желтой составляющей светового потока. Фильтр синей составляющей пропускает свет с длиной волны между приблизительно 320 нм и приблизительно 620 нм и имеет пик пропускания при 450 нм. Фильтр желтой составляющей пропускает свет с длиной волны между приблизительно 415 нм и приблизительно 2800 нм. Примером подходящих фильтров являются UG1 (ультрафиолетовый фильтр), BG23 (фильтр с синей полосой пропускания) и GG420 (фильтр желтый с широкой полосой пропускания); изготовитель всех фильтров Schott. В предпочтительном варианте осуществления изобретения диаметр фильтров приблизительно 8 мм и толщина приблизительно 1,5 мм.

Датчик ультрафиолетового излучения 2202 имеет выходной аналоговый сигнал, пропорциональный величине действующего на датчик света, этот сигнал усиливается усилителем 2210 и поступает на вход микроконтроллера 2212. Аналогично датчик флуоресцентного излучения 2204 имеет выходной аналоговый сигнал, пропорциональный величине действующего на датчик света, этот сигнал усиливается усилителем 2214 и поступает на вход микроконтроллера 2212. Аналого-цифровые преобразователи 2216, входящие в микроконтроллер 2212, преобразуют выходные сигналы усилителей 2210 и 2214 в цифровые сигналы, и эти цифровые сигналы обрабатываются программным обеспечением микроконтроллера 2212. В качестве датчика ультрафиолетового излучения 2202, например, может использоваться фотодиод, работающий в ультрафиолетовом диапазоне, который воспринимает световое излучение с длиной волны около 360 нм, а в качестве датчика флуоресцентного излучения 2204 может использоваться фотодиод, работающий в диапазоне синего света, который воспринимает световое излучение с длиной волны около 450 нм. Такие фотодиоды можно получить, например, от Advanced Photonix, Inc. , Massachusetts. Микроконтроллер 2212 может быть, например, типа Motorola 68HC16.

Для настоящего изобретения требования к характеристикам датчиков 2202, 2204 и фильтров 2206, 2208 по диапазонам пропускания длин волн не являются такими критичными, как требования к тому, чтобы датчик флуоресцентного излучения не генерировал выходной сигнал под действием ультрафиолетового света и датчик ультрафиолетового излучения не генерировал выходной сигнал под действием видимого света. Например, вместо или в дополнение к фильтрам в системе для установления подлинности документов, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, может использоваться датчик ультрафиолетового излучения, который не чувствителен к свету с длиной волны длиннее, чем 400 нм, и/или датчик флуоресцентного излучения, который не чувствителен к свету с длиной волны короче, чем 400 нм.

Калибровочные потенциометры 2218, 2220 позволяют отрегулировать до соответствующего уровня коэффициенты усиления усилителей 2210, 2214. Для калибровки можно положить кусок белой флуоресцирующей бумаги на транспортную пластину 2114 так, чтобы бумага полностью закрыла прямоугольное отверстие 2116 на фиг.2. После этого потенциометры 2218, 2220 могут быть отрегулированы так, чтобы выходное напряжение усилителей 2210, 2214 равнялось 5 вольтам.

Теперь будет описан такой вариант осуществления системы для установления подлинности документов, который показан на фиг.5 и соответствует настоящему изобретению, является предпочтительным вариантом осуществления изобретения и предназначен для установления подлинности денежных знаков Соединенных штатов. Как это уже обсуждалось выше, установлено, что подлинные деньги Соединенных штатов обладают высоким уровнем отражения ультрафиолетового света и не флуоресцируют при облучении ультрафиолетовым светом. Также установлено, что при облучении ультрафиолетовым светом поддельные деньги Соединенных штатов демонстрируют одну из четырех характеристик, список которых дан ниже.

1) Обладают низким уровнем отражения ультрафиолетового света и флуоресцируют.

2) Обладают низким уровнем отражения ультрафиолетового света и не флуоресцируют.

3) Обладают высоким уровнем отражения ультрафиолетового света и флуоресцируют.

4) Обладают высоким уровнем отражения ультрафиолетового света и не флуоресцируют.

Поддельные банкноты категорий (1) и (2) могут быть обнаружены аппаратом для установления подлинности документов, который проверяет на отражение ультрафиолетового света в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Поддельные банкноты категории (3) могут быть обнаружены аппаратом для установления подлинности документов, в котором проводится проверка как на отражение ультрафиолетового света, так и на флуоресцентное излучение в соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Только подделки категории (4) не обнаруживаются методами установления подлинности настоящего изобретения.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения флуоресценция определяется при любом уровне сигнала, который выше минимального уровня шума. Так, усиленный сигнал датчика флуоресценции 2222 должен быть равен примерно 0 вольт для подлинных банкнот США и будет варьироваться в пределах между приблизительно 0-5 вольт для поддельных банкнот в зависимости от их свойств по флуоресценции. Система для установления подлинности документов, выполненная в соответствии с преимущественным вариантом осуществления настоящего изобретения, будет отвергать банкноты, если сигнал от датчика 2222 превышает хотя бы не намного 0 вольт.

В соответствии с преимущественным вариантом осуществления настоящего изобретения высокий уровень отражения ультрафиолетового света обнаруживается, когда усиленный сигнал датчика ультрафиолетового излучения 2224 выше заданного порога. Высота порога определения ультрафиолетового излучения зависит от яркости лампы и качества рефлектора. Яркость лампы может снижаться на 50% за время срока работы лампы и может еще больше ослабевать за счет осаждения пыли на лампе и датчиках. Для уменьшения осаждения пыли, как это обсуждалось выше, лампа и датчики помещаются в корпус. Система для установления подлинности документов, выполненная в соответствии с преимущественным вариантом осуществления настоящего изобретения, отслеживает интенсивность ультрафиолетового источника света и, соответственно, немедленно реагирует на пороговые изменения значений с большой величины на малую. Можно компенсировать деградацию источника ультрафиолетового света, для чего нужно периодически вводить в систему подлинную банкноту, измерять выходной сигнал датчика ультрафиолетового излучения и соответственно регулировать величину порога. Можно компенсировать деградацию другим методом, для чего нужно периодически измерять выходной сигнал датчика ультрафиолетового излучения, когда в прямоугольном отверстии 2116 транспортной пластины 2114 нет банкноты. Замечено, что от акрилового окна 2118 всегда отражается определенная доля ультрафиолетового света. При периодическом замере выходного сигнала датчика ультрафиолетового излучения, когда в аппарате нет банкноты, можно осуществлять компенсацию деградации источника света. Соответственно, такие измерения можно использовать для подачи сигнала оператору системы о том, что сгорел источник ультрафиолетового света и его необходимо заменить. Сигнал оператору может подаваться в виде надписи на дисплее или включением светодиода. Исходное значение усиленного сигнала датчика ультрафиолетового излучения 2224 находится в диапазоне от 1 до 5 вольт и зависит от отражательных характеристик сканируемого документа, и это значение со временем медленно снижается по мере деградации источника света.

В одном преимущественном варианте осуществления изобретения регулируется уровень порога по мере деградации источника света.

В другом преимущественном варианте осуществления изобретения можно периодически измерять выходной сигнал датчика ультрафиолетового излучения и по результатам замеров отрегулировать коэффициент усиления усилителя 2210 так, чтобы выходной сигнал усилителя 2210 был на первоначальном уровне.

Установлено, что отношение выходных напряжений для поддельных и подлинных банкнот США изменяется от различимого отношения 2/1 до неразличимых соотношений. В соответствии с преимущественным вариантом осуществления настоящего изобретения отношение 2/1 используется для разделения между подлинными и поддельными банкнотами. Например, подлинной банкноте США соответствует усиленный выходной сигнал датчика ультрафиолетового излучения 2224 - 4 вольта, и те документы, которым соответствует усиленный выходной сигнал датчика ультрафиолетового излучения 2224 - 2 вольта или меньше будут отвергнуты, как поддельные. Как это описано выше, такой порог в 2 вольта может быть или снижен, если деградировал источник света, или коэффициент усиления усилителя может быть отрегулирован так, чтобы величина в 2 вольта по-прежнему соответствовала порогу срабатывания.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения производятся многочисленные измерения выходного сигнала датчика ультрафиолетового излучения с временными интервалами между измерениями, показания усредняются, производится сравнение среднего уровня сигналов с заданным порогом высокий/низкий и таким образом определяется, является ли уровень отражения ультрафиолетового света высоким или низким. Альтернативно, можно измерить интенсивность отраженного ультрафиолетового света в большем количестве мест на банкноте и сравнить эти замеры с результатами замеров, полученных на подлинных банкнотах. Есть и другое решение. Выходной сигнал одного датчика ультрафиолетового излучения (или большего количества датчиков) может быть обработан, для того чтобы получить образ (или большее число образов) отраженного ультрафиолетового света, и эти образы можно сравнить с образами, полученными от подлинных купюр.

Создать такие образы и технически осуществить их сравнение можно путем усовершенствования техники распознования образов, как это раскрыто в патенте США 5295196 и включено в описание изобретения или приводится в описании изобретения, которое включено в заявку на патент Serial N 08/287882, поданную 9 августа 1994 г. на "Способ и аппараты для идентификации документа".

Аналогичным образом можно выявить флуоресценцию, для чего с временными интервалами производятся многочисленные измерения выходного сигнала датчика флуоресценции. Однако в предпочтительном варианте осуществления банкнота отвергается, как поддельный денежный знак США, если любой замеренный сигнал превосходит уровень шумового сигнала. Кроме того, можно использовать альтернативные методы, которые обсуждены выше, где в предпочтительном варианте осуществления банкнота отвергается, как поддельный денежный знак США, если любой замеренный сигнал превосходит уровень шумового сигнала. Кроме того, можно использовать альтернативные методы, которые обсуждены выше, где применяется обработка сигнала или сигналов датчика (или датчиков) ультрафиолетового излучения, в частности, они применимы для валют других стран или для документов другого типа, в которых могут использоваться для защиты от подделок метки или рисунки, созданные из флуоресцентных материалов.

Система для установления подлинности денежных знаков, выполненная в соответствии с настоящим изобретением, может быть оснащена таким устройством, как дисплей, чтобы дать сведения оператору, на каких основаниях документ должен быть отвергнут, например, может быть такое сообщение "UV FAILURE", что означает "Не проходит по УФ (ультрафиолету)", или "FLUORESCENCE FAILURE", что означает "Не проходит по флуоресценции". Система для установления подлинности денежных знаков, выполненная в соответствии с настоящим изобретением, может также позволить оператору самому вбирать, включать или выключать проверку на отражение ультрафиолетового света или проверку на флуоресценцию или обе проверки. Система установления подлинности денежных знаков, выполненная в соответствии с настоящим изобретением, может быть также снабжена средствами для регулировки чувствительности при проверке на отражение ультрафиолетового света и/или флуоресцентного излучения, например, регулировкой соответствующих порогов. Например, в случае денежных знаков США в системе, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, порог выше/ниже регулируется или по пределам напряжения в вольтах, или по пределам, соответствующим отношению подлинная/поддельная.

Реферат

Изобретение относится к способам и аппаратуре для определения подлинности документов, в частности денежных знаков. Техническим результатом является улучшение контроля подлинности бумажной валюты США. В способе установления подлинности документов относительно подлинной бумажной валюты США осуществляют облучение документа ультрафиолетовым светом, детектирование ультрафиолетового света, отраженного указанным документом, и определение подлинности указанного документа на основании сравнения характеристик ультрафиолетового излучения, отраженного от указанного документа, с характеристиками ультрафиолетового излучения, отраженного от подлинной бумажной валюты США, облученной ультрафиолетовым светом, при этом указанный документ признают не подлинным, если от указанного документа не отражается ультрафиолетовый свет относительно большой интенсивности, а признание документа подлинным производится, если величина ультрафиолетового света, обнаруженная на этой стадии детектирования ультрафиолетового света, отраженного от этого документа, превышает заданный порог. 3 с. и 25 з.п.ф-лы, 5 ил.

Формула