CN100495446C - 纸张类判别装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的纸张类判定装置在与纸张类的输送方向正交的方向的、与纸张类面相对的方向具有回转轴，具有确定用于检测纸张类的厚度的基准的位置的基准辊28、48，将夹着纸张类输送面与基准辊28、48相对的检测辊11作为一端，另一端以交错状排列使纸张类通过由杠杆的位移检测单元构成的厚度检测传感器的基准辊28、48与检测辊11之间、根据杠杆的位移检测纸张类的厚度的厚度检测传感器1～8、41～47，根据通过各厚度检测传感器的纸张类的厚度检测信号抽出特定波长以下的成分，求出抽出的特定的波长以下的振幅出现一定值以上或一定值以下的纸张类的出现位置，与预先存储的出现位置对照，从而判定纸张类的真伪。这样，在与纸张类的输送方向正交的方向具有高分辨能力，可搭载到纸币处理装置。

Description

纸张类判别装置
技术领域
本发明涉及一种纸张类判别装置。
背景技术
作为纸张类判别装置，例如在纸币处理装置(也称ATM)和自动售货机等那样处理纸币的装置中，由于判别纸币的真伪很重要，所以，在内部具有纸币判别装置。
作为现有的判别纸币的真伪的纸币判别装置，例如记载于日本特开始63-247895号公报中。
记载于该公报的纸币判别装置将纸币插入到基准辊与检测杆的一端之间，由设于检测杠杆的另一端的位移检测单元检测杠杆的位移，根据该位移信号的凹凸的数量判定真伪，可排除由彩色打印机、彩色复印等制作的假币。
(专利文献1)
日本特开昭63-247895号公报
上述日本特开昭63-247895号公报记载的装置为根据通过检测纸币厚度而输出的检测信号检测凹凸的数量判定真伪的构成。
然而，在假币中存在专门将凹凸设置于印刷面和纸的巧妙的假币，这样的假币不易与真币区别，在现有的纸币判别装置中可能看漏。
另外，存在将在纸币形成的微小的折皱识别为凹凸而判定为假币的误检测的可能性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可进行高精度的真伪判定的纸币处理装置。
为了实现上述目的，本发明的纸张类判别装置，具有检测纸张类的厚度的纸张类厚度检测装置，其特征在于：上述纸张类判别装置从由上述纸张类厚度检测装置检测出的上述纸张类的厚度检测信号抽出小于等于特定的波长的成分，求出所抽出的小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的位置，将所求出的出现位置与预先存储的上述纸张类的小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的出现位置进行对照，判定上述纸张类的小于等于特定的波长的振幅的出现位置是否一致，从而判别纸张类的真伪。
另外，为了实现上述目的，本发明的纸张类判别装置，具有检测纸张类的厚度的纸张类厚度检测装置，其特征在于上述纸张类判别装置检测通过上述纸张类厚度检测装置的上述纸张类的通过位置，从由上述纸张类厚度检测装置检测出的上述纸张类的厚度检测信号抽出小于等于特定的波长的成分，求出所抽出的小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的位置，将所求出的出现位置与对应于上述纸张类的通过位置的、预先存储的上述纸张类的小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的出现位置进行对照，判定上述纸张类的小于等于特定的波长的振幅的出现位置是否一致，从而判别纸张类的真伪。
另外，为了实现上述目的，本发明的纸张类判别装置，具有检测纸张类的厚度的纸张类厚度检测装置，其特征在于，上述纸张类判别装置从由上述纸张类厚度检测装置检测出的上述纸张类的厚度检测信号抽出小于等于特定的波长的成分，从所抽出的波形减去预先存储的抽出了上述纸张类的小于等于特定的波长的成分的波形，从减去后的波形求出小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的上述纸张类的出现位置，将所求出的出现位置与预先存储的上述纸张类的小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的出现位置进行对照，当在上述预先存储的出现位置以外出现小于等于特定的波长的振幅时，即判定该纸张类是假的。
另外，为了实现上述目的，本发明的纸张类判别装置，在与纸张的输送方向正交的方向设置有多个纸张类厚度检测装置，其特征在于，上述纸张类判别装置从由上述多个纸张类厚度检测装置检测出的上述纸张类的厚度检测信号抽出小于等于特定的波长的成分，求出所抽出的小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的位置，在邻接的上述纸张类厚度检测装置之间，对照上述纸张类的小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的出现位置的连续性、与预先存储的小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的出现位置的连续性，根据所对照的结果来判定纸张类的真伪。
另外，为了实现上述目的，本发明的纸张类判别装置，具有检测纸张类的厚度的纸张类厚度检测装置，其特征在于，上述纸张类判别装置从由上述纸张类厚度检测装置检测出的上述纸张类的厚度检测信号抽出特定范围的波长，对所抽出的波长进行全波整流后求出积分值，在上述积分值大于等于一定值时即判定其为带折皱的纸张类。
另外，为了实现上述目的，本发明的纸张类判别装置，具有检测纸张类的厚度的纸张类厚度检测装置，其特征在于上述纸张类判别装置检测通过上述纸张类厚度检测装置的上述纸张类的通过位置，从由上述纸张类厚度检测装置检测出的上述纸张类的厚度检测信号抽出特定范围的波长，对所抽出的波长进行全波整流后求出积分值，在对应上述纸张类的通过位置检测出的上述积分值大于等于一定值时即判定其为带折皱的纸张类。
附图说明
图1为具有本发明一实施例的纸币判定装置的上面图。
图2为图1的侧面图。
图3为具有本发明一实施例的位移检测部分和判定处理的构成图。
图4为示出相对本发明的纸币通过位置的厚度检测信号的关系的图。
图5为示出本发明的图4的厚度检测信号的高通滤波器输出信号的图。
图6为示出本发明的图5的高通滤波器输出信号的全波整流波形的图。
图7为示出本发明的图6的全波整流波形的移动平均处理的输出波形的图。
图8为示出本发明的图7的移动平均处理波形的凸部的2进制化输出波形的图。
图9为示出本发明的图7的移动平均处理波形的凹部的2进制化输出波形的图。
图10为示出本发明的假币的全波整流波形的移动平均处理的输出波形的图。
图11为示出本发明的真币与图10的假币的移动平均处理减法运算波形的图。
图12为示出本发明的图11的移动平均处理减法运算波形的正电压的2进制化输出波形的图。
图13为示出本发明的图11的移动平均处理减法运算波形的负电压的2进制化输出波形的图。
图14为示出本发明的真币与折皱币的高通滤波器截止频率与高通滤波器输出的全波整流积分值的关系的图。
图15为示出使用本发明的纸币判定装置的现金自动处理装置的一实施例。
具体实施方式
首先，使用图15说明在一般的现金自动交易装置中使用的纸币判别装置。
图15为在现金自动交易装置(ATM)使用的纸币处理装置的示意构成图。
在图15中，纸币处理装置90包括在与顾客之间进行纸币96a的进出款的进出款口91，收容不适于出款的纸币的拒收币箱94，收容或放出纸币96b的纸币收容库95a、95b、95c，判别纸币的状态的纸币判别装置97，一时保管进款的纸币的临时保管部分93，及连接这些各构成要素对由纸币处理装置90处理的纸币进行输送的纸币输送通道92a、92b。
在这里，说明上述纸币判别装置97。
纸币判别装置97包括检测纸币的图案的图像传感器、检测纸币的磁性图形的磁传感器、由检测纸币的荧光传感器构成的判定纸币的面值或真伪的真伪判定装置、及纸币厚度检测装置。纸币厚度检测装置在与纸币的输送方向正交的方向将多个厚度检测传感器配置成所谓的交错状，相对100μm左右的纸币厚度按10μm或该值以下的偏差精度检测厚度。
这样，可检测纸币重叠2张以的重送、贴了带或纸等的纸币、一部分缺损的纸币、一部分折叠的纸币等。
另外，用于将检测出的纸币厚度信号的高频成分抽出对纸币的凹印刷等的凹凸进行检测、判定纸币的真伪的真伪判定装置。
另外，从检测出的纸币厚度信号的频率成分检测纸币的折皱，不使具有折皱的纸币退回。
可是，如在前面关于存在问题的说明部分所述的那样，作为防止假币制造的一贯方法，对各颜色使涂覆到纸币的涂料的厚度产生微小变化。可是，近年来，由巧妙的手法制作出连对各色的微小厚度变化也形成的假币。
为此，在一般的真伪判定装置中存在不能进行正确的判定的可能性。
因此，本发明对可进行高精度的真伪判定的装置进行了多种研究，获得了以下实施例。
以下根据附图说明本发明的一实施例。
图1为具有本发明一实施例的纸币判定装置的上面图。
图2为图1的侧面图。
在图1、图2中，包括上支架51a、51b、图2所示下支架65，固定于该下支架65的横板52a、52b，由透明材料构成并且为了对纸币9的输送进行导向而设置一定间隙地平行配置的固定于上支架51的上导向构件31，及固定于下支架65的下导向构件32。上支架51由回转部65可上下开闭。在上导向构件31设置用于使基准辊28、48和上输送辊34、36、54、56凸出的孔33a、33b、33c、33d(示于图1)。
同样，在图2所示下导向构件32设置用于使设于与基准辊28、48相对的位置的检测辊11和设于与上输送辊34、36、54、56相对的位置的下输送辊78、70、72、74凸出的窗口(图中未示出)。驱动辊轴29、49通过图1所示滚动轴承30a、30b和50a、50b安装于上支架51a、51b，设置用于检测纸币厚度的多个基准辊28、48和用于输送纸币的上输送辊34a～34d和54a～54d，受到回转驱动。
同样，上输送辊轴60、62通过滚动轴承37a、37b和57a、57b安装于上支架51a、51b，设置用于输送纸币的多个上输送辊36和56，进行回转驱动。厚度检测传感器1～8和厚度检测传感器41～47由L构件26设置一定间隔58地安装横板52a、52b。
另外，在上导向构件31、下导向构件32设置检测纸币的图案的图像传感器63、73(示于图2)、检测纸币的磁性图形的磁传感器61、检测纸币的荧光图像的荧光传感器59、79。
在图2所示下输送辊78、70、72、74设置用于推压到上输送辊34、36、56、54的弹簧(图中未示出)。弹簧由固定于下导向构件32的支架支承。图1的箭头40示出朝两方向输送纸币9时的输送方向。
厚度检测传感器1～8和41～47包括由滚动轴承构成的检测辊、在一端设置检测辊11在另一端设置检测位移的狭缝20的杠杆10、对杠杆10进行回转支承的回转支承部分13、对该回转支承部分13的轴进行固定的L构件26、用于将检测辊11推压到基准辊28的弹簧35、及由发光元件19和受光元件27a、27b构成的位移变换部分22。杠杆10呈大体折曲成直角的形状，在一端设置轴，检测辊11不朝轴向移动地将内圈固定于轴。
另外，在另一方的端部设置光贯通的狭缝20。杠杆10的回转支承部分13如图1所示那样由固定于L构件26的轴和将外圈固定于杠杆10的1对滚动轴承构成。滚动轴承不朝径向、轴向变动地施加预压，将内圈粘接于轴。
对于图1的厚度检测传感器1，当纸币9啮入到基准辊28与检测辊11时，检测辊11朝下方移动。狭缝20朝左方移动。在狭缝20的移动下，对于来自发光元件19的光，受光元件27a的受光量增加，受光元件27b的受光量减少。检测出由该受光元件27a、27b的差动产生变化的输出电压a、b，由(a-b)/(a+b)的运算检测纸币9的厚度。该场合的杠杆10的杠杆比为1比1。厚度检测传感器41也同样地动作。
这样按照本实施例，2个受光元件的位移信号a、b相对位移按差动变化，所以，通过与(a-b)/(a+b)的计算方法组合，可消除外部噪声、发光元件特性、受光元件特性、加工误差等的影响，进行数μm左右的高精度的检测。另外，可消除温度变化、时效变化导致的发光元件、受光元件的劣化、灰尘导致的光量减少导致的位移信号的输出下降等的影响。
将这些纸币厚度检测装置中的位于图1中左侧的检测部分作为第1检测部分，将位于图1中右侧的检测部分作为第2检测部分。即，第1检测部分具有厚度检测传感器1～8、基准辊28、检测辊11、滚动轴承30a和30b，第2检测部分具有厚度检测传感器41～47、基准辊48、检测辊11、滚动轴承50a和50b。
第1检测部分具有的厚度检测传感器1～8和第2检测部分具有的厚度检测传感器41～47配置成交错状即如图1所示那样在驱动辊轴29、49的轴向上相互补充地交错配置。
驱动辊轴29、49的上输送辊34a～34d、54a～54d、上输送辊轴60、62的上输送辊36、56在金属辊设置橡胶等弹性体。
另外，基准辊28、48为金属辊。金属辊由于在啮入纸币时辊径不变形，所以，可检测出纸币的微小的厚度变化。在该场合最好检测辊外径为10φ，宽度为4mm，检测辊的纸币推压力为300gf，基准辊径为20φ。此时的检测辊11和纸币9的接触宽度为约0.8mm。
另外，检测辊11可形成为在横向排列多个滚动轴承的构成，也可为在辊的两端内装滚动轴承的1个辊。另外，可使用滑动轴承代替滚动轴承，或者也可省略。
按照这样的构成，具有第2检测部分，该第2检测部分具有填充第1检测部设置的多个厚度检测传感器1～8相互的间隔地配置的多个厚度检测传感器41～47，从而具有可抽出沿纸币全面检测出的纸币厚度信号的高频成分、检测纸币的凹版印刷等的凹凸判定纸币的真伪的效果。另外，还具有从检测出的纸币厚度信号的频率成分检测出纸币的折皱、不使具有折皱的纸币返回的效果。
图3为厚度检测传感器的位移检测部分和判别处理的构成图。
在图3中，厚度检测传感器的位移检测部分由LED的发光元件19和光电二极管的受光元件27a、27b构成。当设于杠杆10的狭缝20移动时，受光元件27a、27b的从发光元件19的受光量增加或减少。为了减少受光元件27a、27b的间隔，在基板上一体形成，所以，可减小受光元件的形状。
判别处理根据控制发光元件19的发光的电路80、放大受光元件27a、27b的差动输出的a、b并输出(a-b)/(a+b)的运算值82a的差动运算电路81、及图1的厚度检测传感器1～8和41～47的(a-b)/(a+b)的运算值82a～82n的信号检测纸币厚度。另外，根据由从图像传感器63、73获得的纸币的输送通道的位置(偏移)和倾斜(斜扭)计算出纸币的通过位置。检测该纸币的通过位置和纸币厚度，根据预先存储的纸币的通过位置的厚度基准值和厚度图形判别纸币是否为重叠2张或2张以上的重送，是否贴有带和纸等，是否为缺损的纸币，是否为折叠的纸币等，输出是回收还是循环的控制信号85。
另外，将检测出的纸币厚度信号的高频成分抽出，检测纸币的凹版印刷等的凹凸，根据与预先存储的纸币的通过位置的凹凸位置的对照判定纸币的真伪，输出是真币还是假币的控制信号86。另外，由判定处理部分83构成，该判定处理部分83从检测出的纸币厚度信号的频率成分检测纸币的折皱，不使具有折皱的纸币返回地输出控制信号87。也可在判定处理部分83使用厚度检测传感器1～8和41～47的信号计算纸币的斜扭、偏移量。
纸币的通过位置通过测定纸币长度方向的2个角的座标求出。如2个座标为(x1，y1)、  (x2，y2)，并且n个的检测辊11的作为x座标的位置为x0～Xn，则纸币相对n个检测辊11的通过位置可几何学地求出。
图4为示出纸币的图案与纸币厚度检测信号的关系的图。
在图4中，纸币100包括凹版印刷的面值文字部分101、水印部分102、水印部分102的端部103、104、及没有图案的部位105等。另外，分别由符号106、107、108、109、110、111表示相对纸币100的端部的、水印部分102和没有图案的部位105的位置。另外，由符号88、89表示厚度检测传感器的位置。另外，由箭头112表示纸币100通过厚度检测传感器4的位置。另外，此时的厚度检测传感器4的厚度检测信号115的横轴表示时间，纵轴表示(a-b)/(a+b)的电压。厚度检测信号115的符号116为没有纸币通过时的厚度检测信号，符号117为纸币通过时的厚度检测信号。这样，厚度检测信号115在纸币的啮入时相应于纸币的厚度表示超出规定。此后，输出与纸币的厚度变化、凹版印刷、水印部分、没有图案的部位等相应的信号。另外，厚度检测信号115的较大的波动为由基准辊的偏心导致的变化。因此，由线图绘出的凹版印刷部分由于具有使油墨隆起的凹凸(在细小的部位由10根/mm的细线绘出)，所以示出具有频率高的特征的输出变化。特别是在面值文字部分、肖像部分、器具等的图案处频率高，示出存在大的振幅的特征的输出变化。另外，水印部分由于使纸币的厚度变化地制作，所以，示出具有振幅大的特征的输出变化。另外，在没有图案的部位频率低，成为具有振幅小的特征的输出变化。
图5为示出图4的厚度检测信号通过高通滤波器的输出信号的图。
在图5中，高通滤波器输出信号120的横轴为时间，纵轴为电压。符号121为纸币通过前的输出信号，符号122表示纸币通过时的输出信号。符号123为没有图案的部位105的频率低、振幅小的输出信号，符号127为纸币图案、纸币厚度等的凹凸变化大的部位的频率高振幅大的输出信号，符号124为水印部分102的端部103的振幅大的输出信号，符号128为水印部分102的凹凸变化大的部位的振幅大的输出信号，符号125为水印部分102的端部104的振幅大的输出信号，符号126为没有图案的部位105的频率低振幅小的输出信号。在该场合，纸币输送速度为1.6m/s，高通滤波器的截止频率为7.5kHz(波长0.2mm)。纸币输送速度为1.6m/s的场合的高通滤波器的截止频率在2kHz或该值以上(波长在0.8mm或该值以下)。
这样形成厚度检测信号通过高通滤波器的高频信号，从而可除去低频的基准辊的偏心、折皱导致的变动等急剧的变动噪声。在由线图绘制的凹版印刷等的频率高的部位的特征部位具有可稳定地检测长度和高度的效果。
图6为示出对图5的高通滤波器输出信号进行全波整流的输出波形。
在图6中，全波整流波形130由横轴表示时间，由纵轴表示电压。符号131为纸币通过前的输出信号，符号132为纸币通过时的输出信号。
图7为示出对图6的全波整流波形进行移动平均处理后的输出波形的图。
在图7中，移动平均处理波形140由横轴表示时间，由纵轴表示电压。符号141为纸币通过前的输出波形，符号142为纸币通过时的输出波形。符号123～128与图5所示波形的信号相同，表示与图4所示纸币100通过厚度传感器时的图案对应的输出波形。另外，符号106～111表示与图4所示纸币100通过厚度传感器时的图案对应的位置。另外，阈值143表示用于抽出凹凸变化大的特征位置的阈值，阈值144表示用于抽出没有凹凸的特征位置的阈值。在这里，也可为未进行移动平均处理但通过低通滤波器的输出波形。另外，也可为连接半波波形的峰值的波形。
图8为示出从图7的移动平均处理波形抽出凸部的2进制化输出波形的图。
在图8中，凸部抽出2进制化波形150由横轴表示时间，由纵轴表示电压。符号151为纸币通过前的输出波形，符号152为纸币通过时的输出波形。图7所示移动平均处理波形为以比阈值143大时为电平1、以不到阈值143为电平0的波形。这样，可检测出作为纸币的特征部分的124、125的位置109、110、111。在预先存储的纸币的各通过位置的凸部与特征部位的位置对照一致的场合判定为真币，在不一致的场合判定为假币。纸币的特征部位根据通过位置有时为1个或多个，有时没有。为此，最好使用多个厚度检测传感器检测。凸部127、128由于不为特征部位，所以，作为噪声处理，不属于判定的对象。
另外，与上述相反，预先存储纸币的各通过位置的不能存在凸部的特征部分，例如，没有图案的部位126，与检测出的波形对照，在一致的场合判定为假币，在不一致的场合判定为真币。
图9示出从图7的移动平均处理波形抽出凹部的2进制化输出波形。
在图9中，凹部抽出2进制化波形160用横轴表示时间，由纵轴表示电压。符号161为纸币通过前的输出波形，符号162为纸币通过时的输出波形。图7所示移动平均处理波形为以不到阈值144为电平1、以阈值144或该值以上为电平0的波形。这样，可检测出作为纸币的特征部分的123、126的位置106、107、108。在预先存储的纸币的各通过位置的凹部与特征部位的位置对照一致的场合判定为真币，在不一致的场合判定为假币。特征部位123由检测传感器的超出规定和移动平均处理的积分特性所阻碍而不能检测。在这样的场合，特征部位仅作为126进行对照。这样，纸币的特征部分根据通过位置的不同有时为1外或多个或没有。为此，最好使用多个厚度检测传感器进行检测。
另外，与上述相反，对纸币的各通过位置预先存储不能存在凹部的特征部位例如存在图案的部位124、125，与检测出的波形对照，在一致的场合判定为真币，在不一致的场合判定为假币。
另外，在图8和图9所示凸部、凹部的脉冲宽度处于一定值或一定值以下的场合，也可作为噪声排除。
另外，也可同时检测图8和图9所示凸部和凹部的特征部位的位置，与预先存储的对纸币的各通过位置的凸部和凹部的特征部位对照，在一致的场合判定为真币，在不一致的场合判定为假币。
另外，预先存储的纸币的各通过位置的凹部或凸部的特征部位的位置按以纸币的正交的2边的交点为原点的座标系的直线的式子、圆的式子等表示几何学模样的式子存储，相对纸币的通过位置由运算求出凹部或凸部的特征部位出现的位置。
另外，在与纸币的输送方向正交的方向具有多个厚度检测传感器，在邻接的厚度检测传感器间，对照纸币的通过位置的凹部或凸部的特征部位出现的出现位置的连续性，在特征部位连续的场合判定为真币，在不连续的场合判定为假币。
这样按照本发明，形成为厚度检测信号通过高通滤波器的高频信号，可按良好的精度检测纸币的特征部位的凹凸，所以，与预先存储的纸币的各通过位置的特征部位的凹凸位置对照，可判定纸币的真伪。
图10示出从移动平均处理波形抽出特征部位的位置的另一实施例。
图10为示出假币的移动平均处理后的输出波形的图。
在图10中，移动平均处理波形170由横轴表示时间，由纵轴表示电压。符号171为纸币通过前的输出波形，符号172为纸币通过时的输出波形。符号123～128与图5所示波形的符号相同，示出图4所示纸币100通过厚度传感器时的与图案对应的输出波形。另外，符号106～111  出图4所示纸币100通过厚度传感器时的与图案对应的位置。
在图10所示假币波形中，符号125的部位的凹凸小，在符号126的部位中，凹凸增大，与真币不同。
图11为从预先存储的真币的移动平均处理波形减去图10的假币的移动平均处理波形后获得的移动平均处理减法运算波形的图。
在图11中，移动平均处理减法运算波形180由横轴表示时间，由纵轴表示电压。符号181为纸币通过前的输出波形，符号182为纸币通过时的输出波形。符号123～128和符号106～111与图10所示波形的符号相同。
首先，预先存储的真币的移动平均处理波形为除去了图7所示噪声部位的符号127、符号128的信号。结果，图11的移动平均处理减法运算波形在与预先存储的真币的移动平均处理波形大体相同的波形的符号123、124处电压接近零，在不相同波形的符号127、128、125、126出现大的电压变化。另外，阈值183为用于抽出凹凸变化的正电压的阈值，阈值184为用于抽出凹凸变化的负电压的阈值。
图12为示出从图11的移动平均处理减法运算波形抽出正电压侧的凹凸部的2进制化输出波形的图。
在图12中，2进制化滤形190由横轴表示时间，由纵轴表示电压。符号191为纸币通过前的输出波形，符号192为纸币通过时的输出波形。图11所示移动平均处理减法运算波形为以比阈值183大时为电平1、以不到阈值183为电平0的波形。在该场合，对于纸币的特征部位123、124、126，为电平0，判断预先存储的纸币的特征部位存在。另一方面，对于纸币的特征部位125，为电平1，不存在预先存储的纸币的特征部位，所以，可判断为假币。
图13为示出从图11的移动平均处理减法运算波形抽出负电压侧的凹凸部的2进制化输出波形的图。
在图13中，2进制化波形200由横轴表示时间，由纵轴表示电压。符号201为纸币通过前的输出波形，符号202为纸币通过时的输出波形。图11所示移动平均处理减法运算波形为以不到阈值184时为电平1、以阈值184或该值以上为电平0的波形。在该场合，对于纸币的特征部位123、124、125，为电平0，判断预先存储的纸币的特征部位存在。另一方面，对于纸币的特征部位126，为电平1，不存在预先存储的纸币的特征部位，所以，可判断为假币。凸部127、128由于不为特征部位，所以，作为噪声处理，为判定的对象外。
另外，在图12和图13所示脉冲宽度在一定值或一定值以下的场合，也可作为噪声排除。
另外，也可同时检测图12和图13所示特征部位的位置，判定真伪。
另外，预先存储的纸币的各通过位置的凹部或凸部的特征部位的位置按以纸币的正交的2边的交点为原点的座标系的直线的式子、圆的式子等表示几何学模样的式子存储，相对纸币的通过位置由运算求出凹部或凸部的特征部位出现的位置。
另外，在与纸币的输送方向正交的方向具有多个厚度检测传感器，在邻接的厚度检测传感器间，对照纸币的通过位置的凹部或凸部的特征部位出现的出现位置的连续性，在特征部位连续的场合判定为真币，在不连续的场合判定为假币。
这样按照本发明，形成为厚度检测信号通过高通滤波器的高频信号，可按良好的精度检测纸币的特征部位的凹凸，所以，与预先存储的纸币的各通过位置的特征部位的凹凸位置对照，可判定纸币的真伪。
图14为真币与折皱币的厚度检测信号通过高通滤波器后的每张纸币的输出信号示出全波整流积分值的图。
在图14中，横轴为高通滤波器的截止频率，纵轴为高通滤波器的输出信号的全波整流积分值。符号211示出折皱币的特性。符号210、212示出变动宽度的上限值和下限值。另外，符号214示出真币的特性。符号213、215示出变动宽度的上限值和下限值。
在这里，折皱币使用在手掌中将真币使劲攥成球状并将折皱伸长展开的动作进行3次后的纸币。这样，高通滤波器的截止频率为750Hz(波长2mm)～1.5kHz(波长1mm)，折皱币与真币可看出积分值的差。这在攥皱厚度0.1mm左右的纸币的场合，折皱的发生多在波长2mm或该值以上发生，在波长1mm或该值以下的折皱较少。这些数值对正流通的纸币也可适用。
因此，在纸币厚度检测信号的波长1mm～波长2mm间(中心频率1kHz(波长1.6mm)的高通滤波器输出信号的全波整流积分值比预先存储的纸币的各通过位置的全波整流积分值大的场合，判断为折皱币，不将其返回。
在图14中，由激光打印机、喷墨打印机等办公自动化设备生成的纸张类的特性在2kHz或该值以上(波长0.8mm或该值以下)成为真币的一半或一半以下的全波整流积分值(图中未示出)。因此，在2kHz或该值以上(波长0.8mm或该值以下)的全波整流积分值与预先存储的纸币的各通过位置的全波整流积分值相比较小的场合，可判定为假币。这是因为，形成厚度检测信号通过高通滤波器的高频信号，可消除基准辊的偏心、折皱导致的变动等噪声。另外，这是因为可在各纸币的偏差不存在的状态下以高精度检测由线图绘出的凹版印刷等的高频位置的特征部位。
下面根据图15说明使用本实施例的纸币判定装置的现金自动处理装置的一实施例。
图15的搭载于现金自动处理装置的纸币处理装置90具有用于在现金存款时收容供给的纸币96a的纸币的分离和现金取款时支出利用者指定的金额的纸币供给接收机构91.在该纸币供给接收机构91连接由纸币输送通道92a、92b、检测纸币图案的图像传感器、检测纸币的磁图形的磁传感器、及检测纸币荧光图像的荧光传感器构成的、判定纸币的面值或真伪的真伪判定装置。
具有纸币厚度检测装置，该纸币厚度检测装置进行在纸币重叠2张或2张以上的重送、或为贴了带或纸等的纸币、或为一部分缺损的纸币、或存在一部分折叠的纸币的场合的检测。符号97为纸币判定装置，该纸币判别装置97抽出由纸币厚度检测装置检测出的纸币厚度信号的高频成分，检测纸币的凹版印刷等的凹凸位置，进行判定纸币的真伪的真伪判定，另外，根据纸币厚度信号的频率成分检测纸币的折皱，不使具有折皱的纸币返回。
符号93为在纸币收容时和支出时一时贮存纸币的临时堆币室。符号94为用于收容不能进行机械处理的纸币的纸币回收箱。符号95a、95b、95c为用于按面值收容支出纸币96b的面值收容箱。
下面说明图15的动作。
在存入现金时，供给到纸币供给接收机构91的纸币96a一张一张地分离供给到纸币输送通道92a。在纸币判别装置97鉴别纸币为真币还是为假币，并判别纸币是1张还是2张或2张以上。在纸币为真币、而且为1张折皱币的场合，贮存到临时堆币室93，显示交易金额。
另一方面，在供给的纸币存在问题的场合，供给的所有纸币返回到纸币供给接收机构91。在交易成立的场合，再次通过纸币判别装置97，检查纸币为1张还是2张或2张以上，收容到各纸币收容箱95。在支出现金时，将纸币收容箱95的纸币96b一张一张地分离，供给到输送通道92b。在纸币判别装置97中，判别纸币是1张还是2张或2张以上。在纸币为1张的场合，支出到纸币供给接收机构91。在2张或2张以上、折叠币和折皱币的场合，贮存到临时堆币室，此后，收容到拒收币箱94。
纸币判别装置97不论从往复哪一方向输送纸币都可鉴别地构成。
这样按照本实施例，通过由往复输送通道构成本发明的小型的纸币判定装置和纸币输送通道，可减小设置面积，可有效地实现装置小型化。另外，由于可缩短输送通道，所以，具有可缩短存入和支付的时间的效果。
在此前的说明中，说明了在现金自动处理装置中使用的纸币判定装置，但也可适用于自动售货机的纸币判定装置。另外，金属板、树脂板等如可通过基准辊与检测辊间，则可检测厚度。另外，使用激光位移计、静电容量位移计、超声波式厚度计等非接触式的位移传感器，也可检测出纸币的厚度。
按照本发明，可提供能够高精度地判定真伪的纸币处理装置。

Claims (10)

1.一种纸张类判别装置，具有检测纸张类的厚度的纸张类厚度检测装置，其特征在于：
上述纸张类判别装置从由上述纸张类厚度检测装置检测出的上述纸张类的厚度检测信号抽出小于等于特定的波长的成分，求出所抽出的小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的位置，将所求出的出现位置与预先存储的上述纸张类的小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的出现位置进行对照，判定上述纸张类的小于等于特定的波长的振幅的出现位置是否一致，从而判别纸张类的真伪。
2.一种纸张类判别装置，具有检测纸张类的厚度的纸张类厚度检测装置，其特征在于：
上述纸张类判别装置检测通过上述纸张类厚度检测装置的上述纸张类的通过位置，从由上述纸张类厚度检测装置检测出的上述纸张类的厚度检测信号抽出小于等于特定的波长的成分，求出所抽出的小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的位置，将所求出的出现位置与对应于上述纸张类的通过位置的、预先存储的上述纸张类的小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的出现位置进行对照，判定上述纸张类的小于等于特定的波长的振幅的出现位置是否一致，从而判别纸张类的真伪。
3.一种纸张类判别装置，具有检测纸张类的厚度的纸张类厚度检测装置，其特征在于：
上述纸张类判别装置从由上述纸张类厚度检测装置检测出的上述纸张类的厚度检测信号抽出小于等于特定的波长的成分，从所抽出的波形减去预先存储的抽出了上述纸张类的小于等于特定的波长的成分的波形，从减去后的波形求出小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的上述纸张类的出现位置，将所求出的出现位置与预先存储的上述纸张类的小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的出现位置进行对照，当在上述预先存储的出现位置以外出现小于等于特定的波长的振幅时，即判定该纸张类是假的。
4.一种纸张类判别装置，在与纸张的输送方向正交的方向设置有多个纸张类厚度检测装置，其特征在于：
上述纸张类判别装置从由上述多个纸张类厚度检测装置检测出的上述纸张类的厚度检测信号抽出小于等于特定的波长的成分，求出所抽出的小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的位置，在邻接的上述纸张类厚度检测装置之间，对照上述纸张类的小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的出现位置的连续性、与预先存储的小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的出现位置的连续性，根据所对照的结果来判定纸张类的真伪。
5.根据权利要求1或2所述的纸张类判别装置，其特征在于：
上述预先存储的上述纸张类的小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的位置是按以上述纸张类的正交的两边的交点为原点的座标系的几何学形式而存储的，通过计算求出相对上述纸张类的通过位置的小于等于特定的波长的振幅出现大于等于或小于等于一定值的位置。
6.根据权利要求1或2所述的纸张类判别装置，其特征在于：
从上述厚度检测信号抽出的波长是小于等于在上述纸张类厚度检测装置的上述纸张类的输送方向接触或投影的检测宽度的波长。
7.根据权利要求1或2所述的纸张类判别装置，其特征在于：
从上述厚度检测信号抽出的波长小于等于0.8mm。
8.一种纸张类判别装置，具有检测纸张类的厚度的纸张类厚度检测装置，其特征在于：
上述纸张类判别装置从由上述纸张类厚度检测装置检测出的上述纸张类的厚度检测信号抽出特定范围的波长，对所抽出的波长进行全波整流后求出积分值，在上述积分值大于等于一定值时即判定其为带折皱的纸张类。
9.一种纸张类判别装置，具有检测纸张类的厚度的纸张类厚度检测装置，其特征在于：
上述纸张类判别装置检测通过上述纸张类厚度检测装置的上述纸张类的通过位置，从由上述纸张类厚度检测装置检测出的上述纸张类的厚度检测信号抽出特定范围的波长，对所抽出的波长进行全波整流后求出积分值，在对应上述纸张类的通过位置检测出的上述积分值大于等于一定值时即判定其为带折皱的纸张类。
10.根据权利要求8或9所述的纸张类判别装置，其特征在于：
上述特定范围的波长为从1mm到2mm。
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