CN100565595C - 异物检测装置 - Google Patents

Abstract

在纸币处理装置中，如果在纸币的投入口中错误地混入硬币或者别针等异物，则由于与纸币一起进入到装置内，成为纸币被卡住、装置的损伤或者故障等的故障原因，因此需要发现所投入的异物，本发明的异物检测装置对于构成投入要处理的纸币的空间的部件，即，按压并且把该纸币夹在中间那样相对配置的至少一对第1以及第2部件，通过在该第1部件上，设置铜箔构成的天线，从电压施加单元施加电压，该第2部件由导体材料构成并且接地，构成虚拟电容器，设置测定根据该虚拟电容器的静电电容发生的电压的测定单元，具有根据与由混入在纸币中的异物引起的该虚拟电容器的静电电容的变化相对应的来自该测定单元的发生了变化的输出电压与预先确定的基准信号(基准电压)的差，判断是否有异物的判断单元。

Description

异物检测装置

技术领域

本发明涉及检测纸币处理装置中的异物的装置，特别是涉及检测在现金自动交易装置的纸币出入口内与纸币一起投入的异物的装置。

背景技术

在纸币的出入处理装置或者存款专用机等通过使用者的存款动作处理纸币的装置中，在投入存款纸币的存款口中错误地混入了硬币或者别针等异物的情况下，混入了的异物与纸币一起进入到装置内，发生纸币被卡住或者机器故障这样的故障。

为了防止伴随这种异物混入的故障，专利文献1公开的「纸张处理装置中的投入口异物检测装置」设置检测磁性变化的线圈，根据以混入的硬币或者别针等异物为起因产生的阻抗的变化，检测是否有异物。

另外，专利文献2公开的「纸币处理机」具备经过缓冲单元由电机驱动具有把纸币按压在取入装置上的压板的票据按压器的构造、检测电机一侧的位置和票据按压器一侧的位置的检测单元，根据该构造，即使压板由于异物在移动过程中停止，电机也继续旋转，通过检测因此而发生的位置数据的偏移的单元而检测异物。

【专利文献1】日本特开平7-76993号公报

【专利文献2】日本特开2003-281602号公报

专利文件1公开的「纸张处理装置中的投入口异物检测装置」由于是根据线圈的磁性变化检测异物，因此存在不能检测非磁性体异物的问题，除此以外，即使是在磁性体异物的情况下，为了进行检测，需要把异物充分接近线圈，在确保检测性能方面存在构造上的问题。

专利文献2公开的「纸币处理机」虽然不仅能检测磁性体的异物，也能检测非磁性体的异物，但是存在当混入的异物非常薄而且没有由异物引起压板停止时，不能进行检测的问题，另外，当作用在压板上的负荷由于大量的纸币而变大时，存在虽然没有异物但是进行异物检测操作这样的误检测的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供在需要使用者进行存款动作的现金自动交易装置、纸币处理装置和其它装置的纸币处理单元等中，为了防止由混入到纸币出入口内的异物引起的纸币被卡住或者发生机器故障这样的故障，而迅速地检测出所混入的异物的装置。

作为达到上述目的的方法，本发明的异物检测装置，其特征在于具有，是构成投入要处理的纸币的空间的部件，且以按压该纸币并夹住的方式相互相对配置的至少一对第1以及第2部件；在该第1部件的与该空间面对的至少一部分上配置的由导体材料构成的第1电极部件；在该第2部件的与该空间面对的至少一部分上配置的由导体材料构成的第2电极部件；把该第2电极部件接地的接地单元；在该第1电极部件上施加电压的电压施加单元；测定基于由该第1以及第2电极部件构成的虚拟电容器的静电电容而发生的电压的测定单元；以及根据与该虚拟电容器的静电电容的变化相对应的来自该测定单元的发生了变化的输出电压与预先确定的基准信号的差，判断是否有异物的判断单元。

另外，本发明的异物检测装置，其特征在于具有，是构成投入要处理的纸币的空间的部件，且以按压该纸币并夹住的方式相互相对配置的至少一对第1以及第2部件；在该第1以及第2部件两者的与该空间面对的一部分上配置的由导体材料构成的第1电极部件；在该第1以及第2部件两者的与该空间面对的一部分上配置的由导体材料构成的第2电极部件；把该第2电极部件接地的接地单元；在该第1电极部件上施加电压的电压施加单元；测定基于由该第1以及第2电极部件构成的虚拟电容器的静电电容而发生的电压的测定单元；以及根据与该虚拟电容器的静电电容的变化相对应的来自该测定单元的发生了变化的输出电压与预先确定的基准信号的差，判断是否有异物的判断单元。

进而，本发明的异物检测装置的特征是具有计算该第1部件与该第2部件之间的距离的距离计算单元、存储由该距离计算单元求出的距离和与该距离相对应的由该检测单元检测出的电压作为基准信号的存储单元。

进而，本发明的异物检测装置的特征是上述电压施加单元包括发生高频正弦波的振荡电路。

除此以外，本发明的异物检测装置是以上述投入要处理的纸币的空间是纸币处理装置中的投入纸币的空间为特征的纸币处理装置用的装置。

本发明根据这样的结构起到以下的效果，即在现金自动交易装置、纸币处理装置和其它装置的纸币处理单元等中，即使在与纸币一起在纸币出入口内混入了硬币或者别针等异物的情况下，在开始纸币的处理动作之前，能够高精度地检测出存在异物。其结果，由于能够采取停止纸币处理动作、向使用者发出警报请求去除异物的作业等对策，因此防止由异物发生的纸币被卡住、装置损伤或者故障等的故障，实现装置更高的可靠性等。

附图说明

图1表示作为本发明一个实施例的设置在金融机构的店铺中的现金自动交易装置。

图2表示图1表示的现金自动交易装置的侧面。

图3表示构成图1表示的现金交易装置的一部分的纸币出入机构。

图4表示图1表示的现金自动交易装置的压板的驱动系统的概略图。

图5表示图1表示的现金自动交易装置的前板的构造的概略图。

图6表示图1表示的现金自动交易装置的异物检测电路。

图7是图1表示的现金自动交易装置的一个天线的检测电路的概略图。

图8表示图7表示的一个天线的检测电路的等效电路。

图9表示图7、图8表示的电路的输出电压的变化。

图10表示混入了异物时的虚拟电容器的等效电路。

图11表示混入了异物时的图7、图8表示的电路的输出信号(输出电压)与基准信号(基准电压)的差(电压差)的倾向。

图12表示关于本发明的天线的其它实施例。

符号说明

1：纸币

2：纸币出入机构

25：前板

26：压板

33：电机

35：编码器

36：运算单元

37：天线

40：检测电路

46：控制单元

51：天线A

52：天线B

90：现金自动交易装置

93：显示操作单元

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的实施形态。

【实施例1】

图1是适用的本发明的设置在金融机构的店铺中的现金自动交易装置的一个例子。如图1所示，现金自动交易装置90具备处理纸币的纸币处理单元91、处理硬币的硬币处理单元92、对使用客户显示操作指南或交易项目、或者使用客户输入交易时所需要的信息的显示操作单元93、用于进行存折记账处理的存折处理单元94、进行作为使用客户的交易媒体的闪存卡的信息读取、或者交易清单的发行处理等的卡传票处理单元95、显示交易项目的指南显示单元96、以及进行各交易单元的控制的控制单元97。

图2是表示了上述纸币处理单元91的一个实施例的概略结构的侧面图。图2中，纸币出入机构2由存放纸币1的引导器、送出纸币1的辊以及集聚纸币的辊等构成，把由使用客户投入的纸币一张一张地分离，进行存款动作，同时，在取款动作时送出纸币。关于纸币出入机构2在后面详细记述。

由纸币出入机构2分离了的纸币1通过传输通道3传输到下游一侧的机构，由鉴别器4对于纸币的真伪、完整破损、币种、传输状态等进行判别或者检测。暂时集聚和排出存入的纸币的暂时集聚机构5主要由圆筒(drum)和带构成，把带缠绕在圆筒上的同时进行纸币的集聚，反之，使带反卷排出纸币。返流盒6是把由鉴别器4判断为适于取出的纸币按各币种收容的可装卸的金库。废弃盒7是收容由鉴别器4判断为不适于取出的纸币的可装卸的金库。

下面，使用图3说明构成作为本发明一个实施例的现金自动交易装置的一部分的纸币出入机构2。

纸币出入机构2是由拾取辊22、输送辊23以及闸门辊24构成的纸币送出单元、由前板25、压板26以及分离导轨27和28组成的纸币按压单元、由齿轮29和集聚导轨30组成的纸币集聚单元等构成的。

纸币按压单元的压板26在图4中虽然仅示出了紧前的一个端部，但其两个端部分别经过连接部分31安装在驱动用的定时皮带32上。定时皮带32由电机33驱动，而由于其轨道由设置在连接部分中的导辊和导轨(图4中都没有图示。)引导，因此沿着确定的轨道动作。电机33由电机的驱动控制单元34驱动控制，其旋转量由编码器35检测，由编码器35检测出的旋转量的数据传送到运算单元36。

在前板25的表面上如图3、图5所示，设置3片铜箔的天线37、用于保护该天线的罩38。天线37经过信号线39与用于检测异物的检测电路40连接。

压板26的一部分或者全部由导体材料构成，其导体部分经过信号线41接地。

作为其它的结构要素，设置检测是否有被投入的纸币的纸币有无传感器42、检测被分离的纸币的前端和末端的分离传感器43、开闭纸币出入口的闸门44的机构。

下面，说明纸币出入机构2的存款动作。

如果由使用客户把纸币1投入到纸币出入口内的空间则关闭闸门44。然后，驱动使得压板26把被投入的纸币1压向拾取辊22。由未图示的检测单元检测向拾取辊22的压力，如果成为预定的值，则向驱动控制单元34发出停止信号，使电机33停止，其结果，压板26停止。然后，控制单元46进行在由异物的检测电路40检测在被投入的纸币1中是否混入了硬币45或者别针等异物时的判断动作。

在没有混入异物的情况下，由于拾取辊22、输送辊23由未图示的驱动源驱动，因此纸币由闸门辊24一张一张地分离后送出。在被投入的纸币1中混入了硬币和别针等异物的情况下，向控制单元46传送异物混入的信号，控制单元46发生用于返回压板26的控制信号，反向驱动电机33，把压板26返回到预定的初始位置。然后，打开闸门44，同时，在显示操作单元93上显示混入了异物以及请求排除异物的指南信息，同时，由未图示的声音单元对使用客户进行通知其含义的广播。

下面，说明检测电路40的详细结构。

检测电路40如图6所示，由在上述的天线37上施加高频正弦波的振荡电路401、顺序切换天线37与后一级信号处理电路的连接的切换开关402、连接在天线37与振荡电路401之间、去除信号的直流成分的电容器403、连接在振荡电路401与天线37之间的电阻器404、仅使预定频率以上的信号通过的作为信号处理电路之一的高通滤波器405、取信号的绝对值并进行整流的作为信号处理电路之一的全波整流电路406、进行增益调整和偏置调整的作为信号处理电路之一的(信号调整用的)的积分电路407、把模拟信号变换成数字信号的作为信号处理电路之一的A/D变换器408、对于切换开关402的通道选择信号发送或者来自A/D变换器408的输出信号的接收和根据该输出信号而判断是否有异物的作为判断单元的CPU409构成。

在本实施例中作为天线37使用了铜箔，而只要是导体则也能够使用其它的ITO(铟锡氧化物)、NESA(氧化锡)这样的透明材料。

另外，在本实施例中，发生高频正弦波的振荡电路401经过电阻器404和电容器403连接到铜箔37，但也能够省略电容器403。

切换开关402如本实施例这样，在作为检测元件有多个天线的情况下，根据来自CPU409的控制信号，进行多个天线与连接了高通滤波器405、全波检测电路406、积分电路407、A/D变换器408的后一级信号处理电路的切换动作，使得在后一级信号处理电路上不会连接2个以上的天线。由此，由于能够使由高通滤波器405、全波检测电路406、积分电路407、A/D变换器408构成的后一级信号处理电路成为一个，因此能够谋求减少部件数量、接近位置输入装置的小型化和低成本。切换开关402例如可以是模拟开关，而只要是可以得到同样的效果则也可以是其它的开关。

另外，把天线37设置在离开电容器403的位置的情况下，为了消除外部噪声的影响，最好用屏蔽线把两者连接起来。

为了去除低频噪声而设置的高通滤波器405的输入一侧连接到切换开关402，其输出一侧连接到全波检测电路306。在本发明的实施例中，由于可以向全波检测电路406传送振荡电路401的振荡频率附近的信号，因此用高通滤波器405去除低频噪声。

全波检测电路406的输入一侧连接在高通滤波器405，其输出一侧连接到积分电路407。来自高通滤波器405的信号是在正范围和负范围振动的正弦波。为了在A/D变换器408中输入信号，在全波检测电路406中把负范围的信号按绝对值变换成正范围的信号。另外，在全波检测电路406中还进行信号的整流。

积分电路407的输入一侧连接到全波检测电路406，其输出一侧连接到A/D变换器408，进行来自全波检测电路406的信号的偏置调整和增益调整。偏置调整和增益调整是调整纸币出入口内的虚拟电容器的灵敏度，设定成增大检测灵敏度。

A/D变换器408的输入一侧连接到积分电路407，其输出一侧连接到CPU409，把来自积分电路407的模拟信号变换成数字信号。

CPU409与切换开关402和A/D变换器408连接，向切换开关402发送天线37的选择信号，而且根据来自A/D变换器408的信号进行用于检测异物的运算处理。

下面，使用图7表示的电路说明异物的检测原理。图7是表示一个天线37的检测电路的概略图，而其它天线的检测电路也是相同的结构。另外，图7中舍弃了切换开关402和后一级电路的记载。

图7中，Vo表示由振荡电路401施加的正弦波的交流电压，Vout表示连接到未图示的切换开关402上的输出信号电压，C1表示电容器403的静电电容，R1表示电阻器404的电阻。另外，由于压板26如上所述接地，因此纸币的存款口内的压板26与设置在前板25上的天线37之间形成虚拟的电容器，从而C2表示该虚拟电容器的静电电容，进而C3表示天线37的杂散电容。图8表示具有图7表示的一个天线37的电路的等效电路。

由于根据被投入的纸币的张数，压板26停止的位置发生变化，因此上述的虚拟电容器的静电电容C2变化，如果在天线37上施加交流电压，则图8的电路的输出电压Vout如图9那样变化。即，如从图3表示的结构和电容器的基本公式很容易理解的那样，在本实施例中，在压板26与前板25之间的距离长的情况下(相当于投入到纸币出入口中的纸币的张数多的情况)，由于电容器电极之间的间隔增长因此虚拟电容器的静电电容C2减小，反之，在压板26与前板25之间的距离短的情况下(相当于投入到纸币出入口中的纸币的张数少的情况)，静电电容C2增大。从而，根据压板26与前板25间的距离的不同(相当于投入到纸币出入口中的纸币张数的不同)而通过纸币出入口内的静电电容C2变化，在输出信号Vout中产生差异。

在本实施例中，根据压板26与前板25之间的距离的不同而产生的上述输出信号Vout，由于与来自检测驱动压板26的电机的旋转量的编码器35的旋转量信号相关联，因此把与前板25与压板26之间的距离相对应的输出信号作为基准信号进行校准。

如果说明校准的动作，则在预先确定的预定时间间隔中，控制单元46进行使压板26向前板25的方向移动的纸币分离动作时的动作的同时，检测这时的旋转量信号和输出电压Vout，存储在控制单元46内的存储器内部，把其作为至下一次校准动作的基准信号。通过与该基准信号进行比较，对于在实际的纸币分离动作时检测出的输出电压的差，能够区别是由所投入的纸币的张数引起的还是由于混入异物而发生的。

另外，在纸币出入口内没有纸币时的输出信号与实际存在纸币时的输出电压之间有若干差异，而如果是通常的纸币，则由于其差异小，因此也可以把在纸币出入口内没有纸币时的输出信号作为基准信号。另外在上述的差异大的情况下，可以预先测定投入了纸币时的输出电压、确定修正系数，可以通过把在校准时检测出的输出信号上乘以该系数的值作为基准信号进行对应处理。

下面，说明在投入到纸币出入口内的纸币中混入了硬币或者别针等杂物的情况。图10表示这种情况下虚拟电容器C2的等效电路。如图10所示，形成在纸币出入口内的空间部分中的虚拟电容器电容C2如果其内部存在异物则发生变化成为C2B，因此输出电压也发生变成为VoutB，得到与没有异物时的输出电压Vout不同的值。

例如，在纸币出入口内的空间中投入了50张纸币的情况下，如果把预先存储在存储器中的基准信号的与50张纸币相当的距离下的电压记为V50，则实际测定出的输出电压在纸币内混入了异物时成为V50B。把该测定输出电压V50B与基准电压V50进行比较，在其差dV50大于等于预定的值的情况下，判断为有异物。控制单元46在纸币出入口内的空间中每次投入纸币时，执行上述的动作。

即使在所投入的纸币中混入了异物的情况下，根据异物存在于什么位置，电压差也发生变化。图11中，横轴表示纸币的张数，纵轴表示输出信号(输出电压)与基准信号(基准电压)的差，在本实施例中，表示混入了硬币等异物时的该差的倾向。如图11所示，如果纸币的张数多，则输出信号与基准信号的差减小，而异物越处在接近前板25的位置，与基准信号的差越大，另外，如果在接近压板26的位置存在异物，则与基准信号的差减小。在任一种情况下，在与基准信号的差远大于在所有的动作状态下基于由外部干扰引起的噪声的电压差时都不存在问题，但是在由噪声引起的电压差与由异物存在引起的电压差接近的情况下，发生检测性能降低的问题。

图12是对应处理上述问题的一个实施例。在本实施例中，在前板25与压板26的双方中设置连接了检测电路40的天线A51和直接接地的天线B52。在这样的结构中，由于检测信号成为由图3表示的前板25一侧的天线产生的信号和由设置在压板26一侧的天线的信号相加后的信号，因此能够使由于异物存在产生的电压差成为大约几倍。由此，能够可靠地进行异物的检测。

另外，在本实施例中，示出了所设置的天线的数量是多个的例子，而该数量是根据检测对象物的尺寸或者材质等而可优化的，是没有特别限定的设计事项。即使天线数是一个也毫无关系。另外，图3中，压板全部采用了导体的材料，而当然也可以是在与前板25相对的面上设置了导体面的结构。

Claims (7)

1.一种异物检测装置，其特征在于具有，

是构成投入要处理的纸币的空间的部件，且以按压该纸币并夹住的方式相互相对配置的至少一对第1以及第2部件；

在该第1部件的与该空间面对的至少一部分上配置的由导体材料构成的第1电极部件；

在该第2部件的与该空间面对的至少一部分上配置的由导体材料构成的第2电极部件；

把该第2电极部件接地的接地单元；

在该第1电极部件上施加电压的电压施加单元；

测定基于由该第1以及第2电极部件构成的虚拟电容器的静电电容而发生的电压的测定单元；以及

根据与该虚拟电容器的静电电容的变化相对应的来自该测定单元的发生了变化的输出电压与预先确定的基准信号的差，判断是否有异物的判断单元。

2.一种异物检测装置，其特征在于具有，

是构成投入要处理的纸币的空间的部件，且以按压该纸币并夹住的方式相互相对配置的至少一对第1以及第2部件；

在该第1部件的与该空间面对的至少一部分上配置的由导体材料构成的第1电极部件；

在该第2部件的与该空间面对的至少一部分上配置的由导体材料构成的第2电极部件；

把该第2电极部件接地的接地单元；

在该第1电极部件上施加电压的电压施加单元；

测定基于由该第1以及第2电极部件构成的虚拟电容器的静电电容而发生的电压的测定单元；

计算该第1部件与该第2部件之间的距离的距离计算单元；

存储由该距离计算单元求出的距离和与该距离相对应的由该测定单元检测出的电压作为基准信号的存储单元；以及

根据与该虚拟电容器的静电电容的变化相对应的来自该测定单元的发生了变化的输出电压与预先确定的基准信号的差，判断是否有异物的判断单元。

3.一种异物检测装置，其特征在于具有，

是构成投入要处理的纸币的空间的部件，且以按压该纸币并夹住的方式相互相对配置的至少一对第1以及第2部件；

在该第1以及第2部件两者的与该空间面对的一部分上配置的由导体材料构成的第1电极部件；

在该第1以及第2部件两者的与该空间面对的一部分上配置的由导体材料构成的第2电极部件；

把该第2电极部件接地的接地单元；

在该第1电极部件上施加电压的电压施加单元；

测定基于由该第1以及第2电极部件构成的虚拟电容器的静电电容而发生的电压的测定单元；以及

根据与该虚拟电容器的静电电容的变化相对应的来自该测定单元的发生了变化的输出电压与预先确定的基准信号的差，判断是否有异物的判断单元。

4.一种异物检测装置，其特征在于具有，

是构成投入要处理的纸币的空间的部件，且以按压该纸币并夹住的方式相互相对配置的至少一对第1以及第2部件；

在该第1以及第2部件两者的与该空间面对的一部分上配置的由导体材料构成的第1电极部件；

在该第1以及第2部件两者的与该空间面对的一部分上配置的由导体材料构成的第2电极部件；

把该第2电极部件接地的接地单元；

在该第1电极部件上施加电压的电压施加单元；

测定基于由该第1以及第2电极部件构成的虚拟电容器的静电电容而发生的电压的测定单元；

计算该第1部件与该第2部件之间的距离的距离计算单元；

存储由该距离计算单元求出的距离和与该距离相对应的由该测定单元检测出的电压作为基准信号的存储单元；以及

根据与该虚拟电容器的静电电容的变化相对应的来自该测定单元的发生了变化的输出电压与预先确定的基准信号的差，判断是否有异物的判断单元。

5.根据权利要求1到4的任一项所述的异物检测装置，其特征在于，

上述电压施加单元包括发生高频正弦波的振荡电路。

6.根据权利要求1到4的任一项所述的异物检测装置，其特征在于，

该异物检测装置是用于纸币处理装置，上述投入要处理的纸币的空间是纸币处理装置中的投入纸币的空间。

7.根据权利要求5所述的异物检测装置，其特征在于，

该异物检测装置是用于纸币处理装置，上述投入要处理的纸币的空间是纸币处理装置中的投入纸币的空间。

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