钞票或证券鉴别设备 本发明涉及一种钞票或证券鉴别设备，且更具体地说是涉及一种用于即使在钞票或证券受到损坏或发生折皱的情况下也能够高精度地对它们进行鉴别的钞票或证券鉴别设备。
近来，已经发行了诸如黄金纸币的钞票或证券—它带有用树脂、金属等等形成的、称为安全线的线，以防止伪造。
日本专利申请公开第6-215223公布了一种用于鉴别带有这种安全线的钞票的真伪的鉴别设备。这种鉴别设备具有适当的构造，以用来自光源的光照射沿着一个输送通道输送的钞票上的安全线，对反射光进行光电检测以产生一种模拟信号，将通过A/D转换该模拟信号而获得的数字数据与预先确定的基准数据相比较以鉴别该钞票。
然而，当钞票或证券损坏或有折皱时，由于同一种安全线所反射的光强有所变化，因而难于对钞票或证券进行高精度的鉴别，且鉴别的准确性不可避免地降低。
因而，本发明的一个目的，是提供一种钞票或证券鉴别设备，用于即使在钞票或证券受到损坏或有折皱的情况下也能够进行高精度的鉴别。
本发明地上述和其他目的，能够通过这样的钞票或证券鉴别设备来实现—该设备包括：至少一个照射装置，用于以同钞票或证券的表面形成预定角度来对它们的表面进行照射；至少一个偏振分离装置，用于接收从照射装置发射并被钞票或证券的表面所反射的光，并将反射光分离为P偏振光和S偏振光；至少一个第一光接收装置，用于光电检测由至少一个偏振分离装置分离的P偏振光并根据该检测光的强度产生一个电信号；至少一个第二光接收装置，用于光电检测由至少一个偏振分离装置分离的S偏振光并根据该检测光的强度产生一个电信号；以及，鉴别装置，用于根据P偏振光和S偏振光的强度并根据从至少一个第一光接收装置和至少一个第二光接收装置输入的电信号来鉴别钞票或证券。
在本发明的最佳实施例中，该鉴别装置进一步包括：至少一个计算装置，用于计算P偏振光的强度与S偏振光的强度的比值、S偏振光的强度与P偏振光的强度的比值或P偏振光的强度与S偏振光的强度之差，并具有适当的结构以根据由计算装置计算出的P偏振光的强度与S偏振光的强度的比值、S偏振光的强度与P偏振光的强度的比值或P偏振光的强度与S偏振光的强度之差，来鉴别钞票或证券。
在本发明的进一步的最佳方面，该预定角度被确定为等于或接近于形成将要用光照射的钞票或证券的表面的材料的偏振角。
在本发明的进一步的最佳方面，该照射装置包括一个光源、一个准直透镜和带有一个狭缝的狭缝板。
在本发明的进一步的最佳方面，至少一个照射装置、与其对应的至少一个偏振分离装置、以及至少一个第一光接收装置和与其对应的至少一个第二光接收装置具有适当的构造，从而能够同步地移动。
在本发明的进一步的最佳方面，在所要鉴别的钞票或证券之上和之下，分别设置了两个照射装置、与其对应的偏振分离装置、与其相对应的第一光接收装置和第二光接收装置，并设置了四个相应的计算装置。
从以下结合附图所进行的描述，本发明的上述和其他目的和特征将变得显而易见。
图1是本发明的一个实施例的钞票鉴别设备的示意立体图。
图2是示意图，显示了从光源发射的光是如何照射到钞票上并从其反射的。
图3是一种钞票鉴别设备的检测系统和控制系统的框图。
图4是立体示意图，显示了本发明的另一实施例的钞票鉴别设备。
图5侧视示意图，显示了作为本发明的另一实施例的钞票鉴别设备。
图6是钞票的平面示意图，显示了钞票上的扫描光线。
图7是侧视示意图，显示了作为本发明的进一步的实施例的一种钞票鉴别设备。
如图1所示，在其中输送钞票的钞票输送通道2的上方设置了一个钞票鉴别设备1，它包括：照射装置6，它包括用于把光照射到设置在钞票B上的安全线的光源3；准直透镜4，用于把从光源3发射的光转换成平行光；以及，带有狭缝5a的狭缝板5。在此实施例中，一个卤灯被用作光源3。
在图1中，钞票B由一个输送装置9输送，而输送装置9包括多个输送装置—其每一个都包括一对滑轮7和一条无端带8—其长边与输送方向垂直。在钞票的一个表面上嵌有用树脂或金属制成的安全线10—它与钞票的短边平行。光源3、准直透镜4和狭缝板5是以这样的方式设置—即使得光与垂直于钞票B的表面的方向成角θ地照射在钞票B上，如图2所示。角θ被确定为等于或接近于形成安全线10的材料的偏振角。
一个偏振分束器15被设置在这样位置—在此位置它能够接收从光源3射向输送装置9所输送的钞票并被钞票B的安全线10所反射的光。偏振分束器15的形状，通过粘合一对矩形棱镜，而成为立方形，并接收钞票B的安全线10所反射的光并将其分成P偏振光和S偏振光。一个光接收装置18由偏振分束器15、用于接收由偏振分束器15所分离的P偏振光的一个第一光检测器16、和用于接收由偏振分束器15所分离的S偏振光的一个第二光检测器17组成。第一光检测器16和第二光检测器17被设置在与发射P偏振光和S偏振光的偏振分束器15的表面距离相等的位置，从而使第一光检测器16与第二光检测器17所接收到的P偏振光和S偏振光的强度彼此相等。
另外，在一个鉴别部分12—在那里光从光源射向钞票B以检测钞票B—的上游，紧邻着鉴别部分12设置有一个光检测器19，且当光检测器19检测钞票B时，一个检测信号被输出到将在下面描述的CPU。
在此实施例中，钞票B以这样的方式被送进到钞票鉴别设备1—即使其带有安全线10的表面向上且其上边缘朝向预定的方向，从而保证设置在钞票上的安全线10在钞票鉴别设备1中通过相同的位置。
图3是钞票鉴别设备1的检测系统和控制系统的框图。
如图3所示，钞票鉴别设备1的检测系统包括在鉴别部分12的上游紧挨着鉴别部分12设置的光检测器19、用于对偏振分束器15分离的P偏振光进行光电检测的第一光检测器16、和用于对偏振分束器15分离的P偏振光进行光电检测的第二光检测器17。
钞票鉴别设备1的控制系统包括：CPU20；计算电路21，用于根据从第一光检测器16和第二光检测器17输入的检测信号计算P偏振光的强度与S偏振光的强度的比值以产生一个检测数据；RAM 22，用于存储计算电路21所产生的检测数据；以及，ROM 23，用于存储有关包含在设置在真实钞票B上的安全线10所反射的光中的P偏振光的强度与S偏振光的强度的比值的基准数据。CPU 20读取计算电路21所产生并存储在RAM 22中的检测数据和存储在ROM 23中的基准数据，并对它们进行比较以鉴别钞票B的真伪。CPU 20进一步地具有适当的构造，以接通光源3从而使其向钞票B发射光线。
如此构成的钞票鉴别设备1以如下的方式鉴别钞票。
钞票由输送装置9以这样的方式沿着钞票输送通道2进行输送，即使其带有安全线10的表面朝上，且其上边缘朝向预定的方向。当在鉴别部分12的上游紧挨着其设置的光检测器19检测钞票B时，一个钞票检测信号被输出到CPU 20。当CPU 20接收到来自光检测器19的钞票检测信号时，它在钞票B到达鉴别部分时接通光源3。
其结果，光从光源3被发射出来，并通过准直透镜4而被转换成平行光。光随后通过狭缝5a而成为窄的光束，并以光点的形式射到设置在钞票B上的安全线10上。
光由安全线10反射并由偏振分束器15所接收。偏振分束器15将接收到的光分离成P偏振光和S偏振光。P偏振光由第一光检测器16光电检测且S偏振光由第二光检测器17光电检测，从而根据接收到的P偏振光和接收到的S偏振光的强度而产生出电信号。
来自第一光检测器16和第二光检测器17的检测信号被输入到计算电路21，且计算电路21根据该输入检测信号计算检测到的P偏振光的强度与检测到S偏振光的强度的比值，以产生检测数据并将它们输出到RAM 22。
CPU 20从RAM 22读取该检测数据，并从ROM 23读取基准数据，并将它们相比较，以根据安全线10的有无、它的材料和位置，来鉴别钞票B的真伪。
由于入射到安全线10上的光的角度是这样确定的—即使得与钞票B的表面垂直方向的角θ等于或接近于形成安全线10的材料的偏振角，包含在安全线10所反射的光中的P偏振光分量远小于S偏振光分量，因而计算电路21产生的真实钞票B的检测数据远小于1。另一方面，由于偏振角根据形成光入射表面的材料而不同，在其中没有安全线10或其中安全线10是用不同的材料制成的情况下，由于入射到安全线10上的光的入射角是这样确定的—即使得与钞票B表面垂直的方向的角θ等于或接近于形成安全线10的材料的偏振角，包含在反射光中的P偏振光分量与S偏振光分量的比值大于包含在由设置在真钞票B上的安全线10所反射的光中包含的P偏振光分量与S偏振光分量的比值。因而计算电路21所产生的检测数据更接近于1。因此，就可以通过比较计算电路21所产生的检测数据和基准数据，来鉴别钞票B的真伪。另外，由于光源3发射的光通过狭缝5a，因而以点的形式射到安全线10上，且根据在面积很小的点区域中反射的光而计算包含在反射光中的P偏振光分量与S偏振光分量的比值—它是形成该表面的材料所固有的，从而鉴别钞票B的真实，因而即使在钞票被损坏或有折皱的情况下也能够以高精度鉴别钞票B的真伪。
根据上述实施例，从光源3发出的光，以点的形式，并以等于或接近形成设置在真实的钞票B上的安全线的材料的偏振角的角度，射到安全线10上，并计算包含在安全线10所反射的光中的P偏振光分量与S偏振光分量的比值，以产生检测数据。把如此产生的检测数据，与有关真钞票B的安全线10所反射的光中包含的P偏振光分量与S偏振光分量的比值的基准数据相比较，从而鉴别钞票B的真伪。因此，即使钞票被损坏或折皱，也可以高精度地鉴别钞票B的真伪。
图4是侧视示意图，显示了作为本发明的另一实施例的钞票鉴别设备，且图5是其侧视示意图。
根据该实施例的钞票鉴别设备1是如此构成的，即使得能够以这样的方式鉴别送进到其中的钞票B的真伪—即其上设置有安全线10的钞票B表面向上且钞票B的上边不朝向预定的方向。安全线10不是设置在钞票B的中心位置，而是通常设置在接近钞票B的一个短边的位置。因此，在其中照射装置6和光接收装置18固定的情况下，除非钞票B是以使得其设置有安全线10的表面朝上且其上边缘朝向预定的方向的方式被送进到钞票鉴别设备1中的，就不能根据安全线10反射的光来鉴别钞票B的真伪。因此，在此实施例中，照射装置6具有整体单元的形式，且光接收装置18也是一个整体单元，且使照射装置6和光接收装置18可同步地移动。
如图5所示，钞票鉴别设备1进一步包括一对驱动滑轮30、30和卷绕在一对驱动滑轮30、30上的连线31和照射装置6，且光接收装置18被安装在与连线31相连的一个安装单元32上。因此，照射装置6和光接收装置18，能够通过在图5中逆时针地转动驱动滑轮30、30，而从图4中的上部移到下部。驱动滑轮30、30的驱动速度被适当地确定，在钞票B通过鉴别部分12的同时使得照射装置6和光接收装置18以这样的方式运动，即使得从照射装置6发出的光从图4中钞票B的上端移向下端。
如此构成的钞票鉴别设备1以如下的方式鉴别钞票B。
钞票B被输送装置9沿着钞票输送通道2以这样的方式输送，即使得其设置有安全线10的表面向上，且当在鉴别部分12的上游紧挨着鉴别部分12设置的光检测器19检测到钞票B时，一个钞票检测信号被输出到CPU20。当CPU 20接收到来自光检测器19的钞票检测信号时，它在钞票B达到鉴别部分12时接通光源3并同时转动驱动滑轮30、30。
因此，当驱动滑轮30、30转动时，照射装置6和光接收装置18沿着箭头B所示的方向移动，同时钞票B被输送装置9沿着图4中的箭头A所示的方向输送。其结果，由光源3发出的光沿着钞票B的表面的对角线而对其进行扫描，如图6所示，且由钞票B反射的光被光接收装置18所接收。接收的光被偏振分束器15分离为P偏振光和S偏振光。P偏振光由光检测器16进行光电检测，而S偏振光由光检测器17进行光电检测。
该检测信号被从光检测器16和光检测器17输入到计算电路21。
在此实施例中，由于钞票B是以使其设置有安全线10的表面朝上的方式被送进到钞票鉴别设备1的，安全线10能够在两种不同的位置通过鉴别部分12。然而，由于这些位置是已知的，CPU 20，只在光检测器16和光检测器17检测到从其中能够存在有安全线10的位置发射的光的时候，才使计算电路21根据检测信号来计算检测到的P偏振光与检测到的S偏振光的强度比，从而产生检测数据，并将检测信号输出到计算电路21—它计算该检测数据并将它们输出到RAM 22。
CPU 20从RAM 22读取该检测数据，并还从ROM 23读取基准数据。CPU20随后比较该检测数据和基准数据，并根据安全线10的有无、其材料和位置，来鉴别钞票B的真伪。
当完成了对一个钞票B的鉴别时，CPU 20沿着相反的方向转动驱动滑轮30、30，从而使照射装置6和光接收装置18返回到它们原来的位置。
根据该实施例，即使当钞票B以其设置有安全线10的表面向上但钞票B的上边缘部分或下边缘部分不朝向预定的方向的方式被送进到钞票鉴别设备1时，也能够以高精度鉴别钞票B。
图7是侧视示意图，显示了作为本发明的进一步的实施例的钞票鉴别设备1。
如图7所示，钞票鉴别设备1包括在鉴别部分12上方的两对照射装置6和光接收装置18，以及在鉴别部分12的下面的两对照射装置6和光接收装置18。在其中钞票B以钞票B的正面和反面都可能朝上或朝下且钞票B的上边缘部分或下边缘部分不朝向预定的方向的方式被送进钞票鉴别设备1的情况下，安全线10能够以四种位置通过鉴别部分12。因此，在这样的情况下，需要检测钞票的四种位置所反射的光，以根据安全线10的有无、其材料和位置，来鉴别钞票B的真伪。由于这种钞票鉴别设备1包括四对照射装置6和光接收装置18，因而它即使在不移动各对照射装置6和光接收装置18的情况下，也能够鉴别真伪。
如此结合具体实施例显示和描述了本发明。然而，应该注意的是，本发明绝不限于所述的设置的细节，且在不脱离所附权利要求书的范围的情况下可以进行改变和修正。
例如，在上述实施例中，通过照射设置在钞票B上的安全线10、接收安全线10反射的光、把反射光分成P偏振光和S偏振光、光电检测该P偏振光和S偏振光、计算包含在反射光中的P偏振光分量和S偏振光分量的比值以产生检测数据并将该检测数据与基准数据相比较，来鉴别钞票B的真伪。然而，本发明不仅限于鉴别设置有安全线10的钞票B的真伪，而是可以通过照射钞票B上由特征材料形成的部分、接收由该部分反射的光、把反射光分成P偏振光和S偏振光、光电检测该P偏振光和S偏振光、计算包含在反射光中的P偏振光分量和S偏振光分量的比值以产生检测数据并将该检测数据与基准数据相比较，而被应用于鉴别在其一部分上带有全息图象的钞票B、在其一部分包含荧光材料的钞票B、在其一部分具有用特殊墨水印刷的钞票B等等的真伪。
另外，在上述的实施例中，虽然是钞票B的真伪得到鉴别，但本发明不仅限于鉴别钞票B的真伪，而是可以被应用于鉴别带有安全线的证券等等。
另外，在上述实施例中，虽然用卤灯来作为光源3，但光源3的种类是不受限制的，且可以用激光源或其他光源。
另外，在图4和5的实施例中，当钞票B到达鉴别部分12时，光源3被接通且钞票B在通过鉴别部分12时受到光的继续照射。然而，可以通过只在钞票B到达这样的位置—在该位置光能够投射到钞票B上能够存在有安全线10的部分—的时候接通光源3、用光照射钞票、接收安全线10反射的光、将接收的光分离成P偏振光和S偏振光、光电检测该P偏振光和S偏振光、计算包含在反射光中的P偏振光分量和S偏振光分量的比值以产生检测数据并把该检测数据与基准数据相比较，而鉴别钞票B的真伪。
另外，在图4和5所示的实施例中，虽然照射装置6和光接收装置18是移动的，但也可以把两对照射装置6和光接收装置18固定设置在这样的位置—在该位置光能够投射到钞票B能够存在有安全线10的部分。
另外，在上述的实施例中，所有钞票B的真伪，是通过获得P偏振光分量与S偏振光分量的强度的比值以产生检测数据并将该检测数据与基准数据相比较而得到鉴别的，钞票B的真伪也可以通过获得S偏振光分量与P偏振光分量的强度的比值以描述检测数据并将该检测数据与基准数据相比较，或者通过获得P偏振光分量与S偏振光分量的强度之差以产生检测数据并将该检测数据与基准数据相比较而得到鉴别。
另外，在图4和5所示的实施例中，虽然驱动滑轮30、30的驱动速度得到适当确定以使照射装置6和光接收装置18在钞票B通过鉴别部分12时以这样的方式移动—即使得从照射装置6发射出的光从图4中的钞票B的上端移向下端，但并不一定要以这样的方式确定驱动滑轮30、30的驱动速度，而是只要确定驱动滑轮30、30的驱动速度从而使从照射装置6发出的光能够在钞票B通过鉴别部分12期间从图4中的钞票B的上端移向下端，就已经足够了。
另外，在图4和5所示的实施例中，虽然照射装置6和光接收装置18从图4的上部移向下部，但它们也可以从图4中的下部移向上部。
另外，在此说明书和所附的权利要求书中，各个装置不一定是物理的装置，且借助软件来实现各个装置的功能的设置也属于本发明的范围。另外，单个装置的功能可以由两或多个物理装置来实现，且两或多个装置的功能也可以由单个的物理装置来实现。
根据本发明，可以提供用于即使在钞票或证券受到损坏或有折皱时仍然能够以高精度对它们进行鉴别的钞票或证券鉴别设备。