광 흡수 계측법을 이용한 폴리머 지폐 검지 시스템 개발

Abstract

최근, 많은 국가에서 종이나 면 섬유를 이용한 기존의 지폐가 아닌 고분자 플라스틱을 이용한 폴리머 지폐의 도입을 고려하고 있다. 폴리머 지폐라, 기존의 종이나 면 소재를 사용한 지폐와 달리, 폴리프로필렌(Polypropylene, PP)과 같은 고분자 중합체를 재료로 사용한 지폐를 말한다. 해당 지폐는 기존 종이 지폐 대비 뛰어난 내구성과 투명창과 같은 위조 방지 기능을 추가할 수 있다는 장점이 있다는 점에서 각광을 받고 있다. 다양한 장점이 있지만, 폴리머 지폐의 보안 기능 중 하나인 투명창으로 인해 현금자동인출기(ATM)에서 인식 오류 비율이 높다는 문제점이 있다. 가시광선 및 근적외선 파장 영역대에서 작동하는 광학 센서가 투명창의 높은 투과율을 지폐가 분리되었다고 인식하기 때문이다. 기존 상용 센서인 가시광선 및 근적외선 파장 영역대의 광원을 사용하는 계수 센서를 폴리머 지폐 검지에 그대로 사용할 경우, 높은 광 투과율로 인하여 지폐의 오인율이 높아질 수 있으며 이로 인해 계수 오류를 초래할 수 있다. 따라서, 이러한 오인율을 줄이기 위해 정확도와 신뢰도가 높은 지폐 계수 센서가 요구되고 있다. 본 연구를 통해, 기존 상용 검지 시스템이 갖고 있는 문제인 투명창에서 높은 광 투과율을 갖는 문제를 해결할 수 있는 검지 시스템 개발을 진행하였다. 해당 검지 시스템은 높은 광 투과율 문제를 해결하고자 분광 학 기법 중 하나인 광 흡수 계측 방식을 사용하였다. 검지 시스템의 광학계를 설계하기 위해 다양한 파장 영역대의 광원을 사용하여 투명창의 투과율을 분석하였으며, 수 mm 수준의 광원 및 센서를 사용하여 검지 시스템의 소형화를 달성하였다. 또한, 포토다이오드의 작은 전류 신호를 증폭하기 위해 연산 증폭기를 활용하여 증폭 회로를 구성하였다. 그 결과, 투명당 및 불투명창의 투과율 확인할 수 있었으며, 최대 80cm/s의 지폐 이송 속도에서 지폐의 재질을 구분할 수 있는 폴리머 지폐 검지 시스템을 설계하였다.