CN101872501B - 介质厚度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种介质厚度检测装置，即使多个位移检测传感器紧密配置，各位移检测传感器间的磁场也不会干扰，能够正确地检出介质的厚度。其结构为：按每个检测辊(34a～34f)成对设置位移检测传感器(33a～331)，根据从该成对设置的各位移检测传感器(33a～331)的线圈产生的磁场变化，检测出检测辊(34a～34f)发生弹性位移的辊位移量，来检测介质的厚度，将沿上述检测辊(34a～34f)的轴向排列的多个位移检测传感器(33a～331)划分为非邻接组(a、b)，该非邻接组(a、b)是对在该排列方向上不邻接的非邻接位移检测传感器彼此进行区分而成的组，对取得上述辊位移量的上述非邻接组(a、b)进行切换。

Description

介质厚度检测装置

技术领域

本发明涉及一种检测在自动交易机上用来交易的纸币、有价证券、邮票等介质的厚度的介质厚度检测装置。

背景技术

一般地，就在设置于金融机构等的自动交易区的自动交易机内部所构成的纸币处理装置而言，鉴别流通纸币的恶化状态或变造纸币很重要，因此在纸币处理装置的内部具备纸币鉴别装置。

近年来，纸币的伪造、变造技术日趋巧妙化，出现了对纸币、有价证券、邮票等各种介质(以下称为纸张类)通过微小的胶带、纸张、贴纸等进行弄虚作假的变造券，有必要对这些变造券的厚度特征进行正确的检测识别。因此，有必要提高厚度检测装置的检测精度。作为其中一例，提出了一种通过纸张类的厚度来识别纸张类是否为伪造的纸张类厚度检测装置(例如，参见专利文献1)。

上述纸张类的厚度检测装置所公开的检测技术为：成对设置基准辊和按照纸张类厚度而弹性位移的检测辊，通过将纸张类一张一张在这些辊之间夹持运送，检测辊弹性位移而检测出贴着胶带等部分的隆起，位移检测传感器检测其位移量便可检测出贴有胶带等情况。

可是，就上述的检测技术而言，需要对纸面很大的检测范围全部正确检测。因此，为了尽量消除纸张类的未检测区域，需要减小在运送的宽度方向上配置多个的位移检测传感器的配置间隔，以至该位移检测传感器之间无间隙地紧密排列。

然而，在位移检测传感器的配置间隔紧密时，会引起邻接的位移检测传感器彼此间磁场干扰，越靠近则干扰越强而不能正确地测定。由此在位移检测传感器的配置间隔的紧密程度方面有限度，就现状而言，需要将位移检测传感器的配置间隔拉开到一定间隔以上，所以不能提高纸张类的厚度检测精度。因此，在运送例如像折叠的纸币或断裂的纸币等有损伤的流通纸币时，存在不能正确进行张数计数的问题。

专利文献1 日本 特开2006-4206号公报

发明内容

于是，本发明以解决上述技术问题为目的，提供一种介质厚度检测装置，即使多个位移检测传感器紧密配置，相邻的位移检测传感器的磁场也不互相干扰，能正确地检测介质厚度。

本发明是一种介质厚度检测装置，其特征为，具备：基准辊；检测辊组，内置有弹性构件而在径向上允许弹性位移，并且与上述基准辊相对置地在同一轴向上配置多个检测辊；运送机构，对相对置的上述基准辊和检测辊组中的至少一方进行旋转驱动，并在两辊间夹持运送介质；位移检测传感器组，按每个上述检测辊成对设置位移检测传感器，根据从该成对设置的各位移检测传感器的线圈产生的磁场发生变化这一情况，检测上述检测辊弹性位移的辊位移量；以及切换机构，将沿上述检测辊的轴向排列的多个位移检测传感器划分为非邻接组，该非邻接组是对在该排列方向上不邻接的非邻接位移检测传感器彼此进行区分而成的组，对取得上述辊位移量的上述非邻接组进行切换。

发明效果

根据本发明，能够回避相邻接的位移检测传感器之间的磁场干扰，即使位移检测传感器间紧密配置，也能够稳定获得高分辨率的检测精度。

附图说明

图1是纸币运送装置的内部结构图。

图2是鉴别部的内部结构图。

图3是表示检测辊和位移检测传感器的配置关系的主视图。

图4是表示检测传感器和位移状态的一例的主要部位主视图。

图5是表示按位移检测传感器的不同非邻接组的各通道切换状态的说明图。

图6是将基板一体型的位移检测传感器一部分展开表示的斜视图。

图7是表示锯齿状配置的位移检测辊和位移检测传感器的配置关系的平面图。

图8是厚度检测装置的控制电路框图。

图9(A)是表示关于纸币张数判定时的各通道中的检测数据的时序图，图9(B)是表示根据各通道的总和进行纸币张数判定的检测数据的时序图。

图10是表示变造券检测时的检测数据的时序图。

图11是表示变造券检测时的具体判定状态的说明图。

符号说明：

2…鉴别部，26…厚度传感器，27…编码器，28…控制部，30…纸币，33…位移检测传感器组，33a～331…位移检测传感器，34…检测辊组，34a～34f…检测辊，35…传感器处理部，36…基准辊，61…基板，62…线圈，63…一体型基板，71…检测单元，72…运送间隙，a、b…通道

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。附图示出设置在银行等的金融机构的例如现金自动存取装置(ATM)，并示出提高安装于该ATM机内部的鉴别部的厚度检测性能的实施方式。

图1是表示在作为本发明的一个实施例的ATM内部构成的纸币运送装置，在该实施例中，对以纸币为介质的例子进行处理的情况进行说明。

在该纸币运送装置中，1是暂收集已计数纸币的暂时保留部；2是识别纸币的币种、真伪、朝向、损伤程度的识别部；3a～3d是按币种收集纸币的收纳部；4是收纳被识别部2拒绝的纸币的回收部；5是环接存入口20、识别部2、暂时保留部1、带闸门取出口21及退还口22来运送纸币的上部运送路径；6是将纸币从上部运送路径5经由收纳部3a～3d以及回收部4的上面再运送到上部运送路径5的下部运送路径；7是从存入口20向上部运送路径5运送纸币的存入口运送路径；8是从上部运送路径5向带闸门取出口21运送纸币的取出口运送路径；9是从上部运送路径5向退还口22运送纸币的退还口运送路径；10是从上部运送路径5向暂时保留部1运送纸币的暂时保留部收纳运送路径；11是从暂时保留部1向上部运送路径5运送纸币的暂时保留部陆续送出运送路径；12a～12d是从下部运送路径6向收纳部3a～3d运送纸币的收纳部收纳运送路径；13a～13d是从收纳部3a～3d向下部运送路径6运送纸币的收纳部陆续送出运送路径；14是从下部运送路径6向回收部4运送纸币的回收部运送路径；15是检测纸币通过的通过传感器16是切换纸币运送方向的切换门；17是检测存入口20是否有纸币的存入口纸币检测传感器；18是检测带闸门取出口21是否有纸币的取出口检测传感器；19是检测退还口22是否有纸币的退还口纸币检测传感器。

图2是表示识别部2的主要结构的概略图。

该识别部2具备一边运送被引导至此的纸币30一边对其进行识别的纸币运送机构31。在该纸币运送机构31上设置有具备沿运送路径宽度方向架设的上下相对的上运送辊23a和下运送辊23b的运送辊部23。这些上下运送辊23a、23b通过从图中未示的运送马达传递来的旋转力而旋转，纸币30以横长的水平状态被引导至此，上下夹持该纸币30一张一张地运送。另外，具有能够重送的运送容许性高的结构，以使得即使折叠的纸币或断裂的纸币等的损伤了的流通纸币也能够顺畅地运送。

另外，识别部2中，在运送辊部23之后，具有：彩色线性传感器24，检查纸币30的透过量或油墨的透过量；磁传感器25，识别纸币30上涂的磁力油墨的磁性；厚度传感器26，检测纸币30的厚度、有无胶带或纤维等的凹凸；编码器27，与以上述纸币运送机构31的运送驱动为基础的纸币30的运送距离同步地，输出时钟信号；控制部28，根据上述厚度传感器26的检测数据判定币种、张数、真伪。

从而，在识别部2中，识别被引导至此的纸币30是何币种；并且识别是真券还是假券；还识别是一张、两张还是三张以上的纸币；对交易用纸币进行管理。还有，纸币运送机构31构成为无论从来回哪个方向运送纸币30都可以进行识别。

下面，关于识别部2具备的厚度传感器26的具体结构，参照图3进行说明。

该厚度传感器26配置有：基准辊轴37，作为能够传送来自于纸币运送机构31的运送驱动系统的旋转力的旋转轴；基准辊36，在该基准辊轴37的同一轴向上以窄宽度间隔配置例如6个；6个检测辊34a～34f，与该6个基准辊36相对置地配置在检测辊轴38上；检测辊组34，这6个检测辊34a～34f被压在基准辊36上做从动旋转；位移检测传感器33a～331，与每个上述检测辊34a～34f相对置地按每个上述检测辊34a～34f例如配置2个，合计12个；位移检测传感器组33，基于使各位移检测传感器33a～331的线圈发生的磁场产生变化这一情况，检测出上述检测辊34a～34f发生了弹性位移的辊位移量；传感器处理部35，处理来自该位移检测传感器组33的输入数据。虽然上述基准辊36是以沿运送宽度方向配置6个为例表示，但也可以由一根长辊轴构成。

图4是将厚度传感器26的一部分放大显示的主要部位说明图。在这里对厚度传感器26的说明中，以由上下方向2个位移检测传感器33a、33b和检测辊34a以及基准辊36组成的左检测部，及由其右侧的上下方向2个位移检测传感器33c、33d和检测辊34b以及基准辊36组成的右检测部这2组为例进行说明。

上述检测辊34a、34b，在由金属等的圆筒状部件构成的外轮32a和作为其中心轴的检测辊轴38之间填充橡胶等柔软的弹性部件39a、39b而构成。另一方面，基准辊36由金属构成，被设计成外周面不位移的基准面，在此处与上述检测辊34a、34b对接。

这样，当纸币30被咬入左右两侧的基准辊36、36和左右两侧的检测辊34a、34b两组的辊表面之间时，弹性部件39a、39b变形，变形的量是纸币30的厚度的量，外轮32a、32b向上位移。

该位移量由左侧的2个位移检测传感器33a、33b和右侧的2个位移检测传感器33c、33d检测，输出与纸币30厚度相应的检测信号。检测信号经传感器处理部35进行信号处理，对于该位移量，将数字信号送到控制部28。在控制部28中，通过被送来的纸币30的厚度数据判定有无两张以上重叠运送、是否为贴有胶带等的变造券、真券还是假券。

另外，相对于1个检测辊34a，通过相对置地在两端设置2个位移检测传感器33a、33b，例如纸面上贴有胶带TA的情况(参见图4)下，该胶带TA的两端部跨越左右的检测辊34a、34b而与之接触，两个检测辊34a、34b同时单侧压在(片乗り)该胶带TA上而向相反方向倾斜，所以可以检出检测辊34a、34b的位移。

为了正确地检测纸币30的很大的检测范围，为了尽量减少纸币30的未检测范围，最好是减小多个位移检测传感器33a～331的配置间隔使该传感器之间无间隙。为此，缩小跨越运送宽度方向而排列的各位移检测传感器33a～331的配置间隔而紧密配置。

因此，这些位移检测传感器33a～331以邻接的位移检测传感器彼此接近的几乎没有间隙的间隔配置，使得磁场互相不会干扰。这样紧密地配置位移检测传感器33a～331的间隔，邻接的位移检测传感器磁场互相不会干扰，可以正确地检测纸币30的厚度，下面对这样的厚度检测技术进行说明。

该厚度检测技术是这样一种技术，即：将沿检测辊34a～34f轴向排列的多个位移检测传感器33a～331分为2个通道(channel)(图5中通道a、通道b)，也就是按在该排列方向上不邻接的非邻接检测辊彼此区分而成的两个非邻接组，如图5(A)所示，交互地切换对该区分后的非邻接组施加的振荡电压的输出。

例如，如图5(B)所示，在位移检测传感器33a～33d中，从头开始分为奇数编号组33a、33c…和偶数编号组33b、33d…两组，按这两个组，对振荡电压输出进行交互式ON/OFF切换。也就是说，奇数编号组33a、33c…振荡期间，偶数编号组33b、33d…振荡停止。

对这两个种类的组进行振荡控制时，各位移检测传感器输出(振荡)之时，是因为相邻接的位移检测传感器不同时输出(干扰)。也就是说，分组成为避免干扰的手段。

这样，虽然使位移检测传感器的线圈以规定的频率振荡而产生磁场，但不使从这些位移检测传感器33a～33d进行的振荡定时同步，由于能使以隔一个的间隔区分的两个种类的组交互振荡，因此，即使该位移检测传感器紧密配置也不会受到来自相邻接的位移检测传感器的磁场的影响。

由此，位移检测传感器之间的磁场干扰可以避免，即使紧密配置位移检测传感器也可以稳定获得高分辨率的检测精度。

图6是基板一体型的位移检测传感器的结构示例，在基板61上对作为位移检测传感器的多个线圈62做窄宽度间隔印刷布线，将该经过印刷布线的基板61构成例如4层重叠在一起的一体型基板63。通过使用此一体型基板63，可以缩小线圈62的间隔。其结果是，成为小型的精度好的检测线圈，能够组合成具有高检测精度的紧凑结构。

还有，作为位移检测传感器虽然对基于线圈的磁场变化做了说明，但也可以是例如机械式切换(ON/OFF)永磁铁等的方式。另外，也可以使用MR元件(磁电阻元件)、MI元件(磁阻抗元件)、霍尔元件等磁场检测传感器。

可是，在上述说明中，对回避了磁场影响的特有的检测技术进行了说明，但还可以进一步提高检测精度。也就是说，在上述位移检测传感器33a～331的配置结构的情况下，配置多个的检测辊34a、34b…的邻接间隔，成为不与纸币30直接接触的部分，产生了非检测位置的运送间隙72(参见图7)。为此，接下来表示可以对该运送间隙72进行补充检测的结构。

图7所示为俯视图呈锯齿状配置的检测辊34a…和位移检测传感器33a…的配置关系。例如，将具备上述6个基准辊36…(参见图3)、6个检测辊34a～34f、以及在一体型基板63上印刷布线的12个位移检测传感器33a～331而构成的检测单元71，沿纸币运送方向的前段侧和后段侧配置成2列。这里，使后段侧的检测辊34a与作为前段侧的检测辊间的非检测位置的运送间隙72相对应地，配置成俯视呈锯齿状的结构。

这样，虽然多个检测辊34a，34b之间必然产生运送间隙72，但由于依靠与该运送间隙72相对的后段侧检测辊34a补充检测可以无遗漏地对纸币30的整体进行检测，所以即使纸币的检测范围很广，也可以正确地检测出纸币的凸凹位移。

下面，对厚度传感器26的控制结构参照图8进行说明。在这里，对与一方的通道a和另一方的通道b相对应地切换的2个位移检测传感器33a、33b进行控制的情况予以说明。

振荡电路40a，40b被设计成交流磁场的产生机构，由位移检测传感器33a、33b和电容41a、41b进行LC振荡，用晶体管42a、42b做负阻。然后，通过检波电路43a、43b对来自振荡电路40a、40b的位移输出进行一次检波，提取位移成分。

该振荡电路40a、40b是自激振荡电路，在产生交流磁场时，基于该交流磁场发生变化这一情况，检测出检测辊弹性位移的辊位移量。因此，可以按每个通道对由线圈及电容的偏差而产生的各通道的磁场的偏差进行修正，能够确保精度好的厚度传感器。

偏移修正电路44a、44b是作为调整机构的电路，修正温度变动或机械变动的偏差，通常是把交易前的无纸币30的传感器电平作为一个固定电平的减法修正电路。在复用器电路46中，通过AD转换器47对上述传感器电平依次按切换控制信号48的定时进行AD转换，将位移输出的数字信号由传感器处理部35向控制部28输出。将该输出输入到控制部28内的判定部49，可以判定纸币30的张数及胶带等附着物的有无。

另外，判定位移输出时，根据从非易失性存储器45中存储的厚度线性近似式求得的倾斜度换算成纸币的位移量，计算出纸币30各部位的位移量。在该非易失性存储器45中，作为存储机构，事先存储从多个位移电平算出的各通道a、b的位移线性近似式的倾斜度。还有，预先存储与两个以上辊位移量相对应的输出电平，该两个以上辊位移量与包含无纸币状态的纸币厚度的辊位移量有关。这样，容易在控制部28内进行判定处理。

然后，把该位移输出输入到控制部28内的判定部49，对纸币30的张数及胶带等附着物的有无进行判定。在该控制部28中，作为差分机构起作用，以求出纸币通过时位移检测传感器33a…的输入电平和经上述偏移修正电路44a、44b调整后的纸币未通过时的输入电平之间的差分，将由此导出的输出电平与上述非易失性存储器45内存储的输出电平进行比较，判定纸币的厚度。当进行该比较判定时，通过对各厚度的点之间进行线性近似，可以正确求得厚度位移量。

由此，由于可以求得不受传感器的温度或装置的偏差度影响的厚度位移量，并且在非易失性存储器45内存储的厚度位移量之间可以确保线性，所以可制成高动态范围的厚度传感器。因此，可以确保精度好的厚度传感器。

切换控制信号48与编码器27(参见图2)同步地输出采样定时信号，并且将切换时间信号向振荡控制电路50a、50b输出。即，通过切换控制信号48，与纸币运送机构31的纸币30的运送速度同步地，切换非邻接组的通道a、b(参见图5)，以便在其运送方向上进行厚度检测的单位检测时间内取得辊位移量。

这样，即使运送速度发生变化，对于运送方向也可以得到分辨率不变的凹凸位移图像。还有，也可以是在取得数据的定时，通过编码器27等输出相对于纸币30前进距离的脉冲的结构。对于纸币30的通过速度预先已知的情况，也可以是输出与假设的纸币通过速度同步的信号的结构。

在切换控制信号48为“ON”期间，振荡控制电路50a、50b向振荡电路40a、40b的作为负阻的晶体管42a、42b输出，使晶体管42a、42b导通而进行高频振荡。振荡电路40a、40b仅在振荡控制电路50a、50b为“ON”的期间进行高频振荡。从而，两侧邻接的位移检测传感器33a、33b的各振荡控制电路50a、50b，同时进行一方ON、另一方OFF的排他动作。

从上述传感器处理部35向作为上位控制部的控制部28传送数据时，在切换成另一个非邻接组的非检测状态期间，使其成为继续切换前的检测电平的数据，传感器处理部35成为处理机构，将在这里进行了数据处理的输出数据传送给控制部28。由此，控制部28可以进行普通处理。特别是，使其成为继续切换前的检测电平的继续数据来进行处理，因而被传送至控制部28的输出数据能够得到高分辨率的凹凸位移图像。

在上例中，12个通道33a～331当中，区分为奇数编号组33a、33c…和偶数编号组33b、33d…的两个组(通道a、b)，邻接的位移检测传感器不同时输出，也就是说无干扰，只要是无干扰的电路结构，无论怎样进行分组均可。例如，将位移检测传感器的间隔按2个的间隔或者3个的间隔地隔离区分的位移检测传感器作为一组使用也可以。

下面，关于在判定部49内被运送的纸币30为几张的判定方法，用图9说明。在图9(A)表示的波形51中，纵轴表示各通道CH0、CH1…CH10、CH11(a、b)的位移输出，横轴表示纸币30的移动距离。

图9(B)表示在图9(A)中描述的各通道的位移输出之和的波形52。

首先，判定部49提取检测辊34a…上纸币30接触的范围。此时，如果纸币30的平均值为与纸币30的2.5张相当的阈值53以上，则判定为3张以上，对于未满上述阈值而在与纸币30的1.5张相当的阈值54以上，则判定为2张，如果未满阈值54则判定为1张。

下面，用图10、图11说明对于在判定部49内纸币30上贴有胶带的判定方法。

图10是表示关于贴有胶带的变造券通过的情况(参见图4)，各通道a、b当中位移检测传感器33a、33b的波形55。纵轴表示位移输出。横轴表示纸币30的移动距离。

这些波形55的阈值，由于纸币30的厚度随着场所的不同而不同、或由于纸币自身的环境变化纸币整体的厚度发生变化，因此原样地设定阈值有困难。因此，首先提取纸币整体载于辊上的范围。此时，在图11上表示的是以纸币整体的厚度中心值(运送方向和运送宽度方向的厚度的中心)作为基准的位移输出的波形56。然后，由目标范围的纸币厚度，以纸币各部分的凸部阈值57进行二值化后的图像58作为纸币的平面图来表示。并且，如果其面积为阈值59以上的大小，则判定为有胶带等的一定大小的附着物。从而，可以高精度地检出纸币30为二张、三张的重叠运送、用胶带或纸等变造的变造券。

如上所这，即使是邻接的位移检测传感器之间紧密配置，由于可以避免该位移检测传感器之间的磁场干扰，因此可以稳定获得高分辨率的检测精度。因此，与介质的运送状态无关地，可以正确地辨别介质的细微凹凸变化状态，满足纸币的安全性能，进行高精度的判定。

本发明不仅限于上述的一个实施例所记载的结构，可以是基于权利要求记载的技术思想的应用。例如，在上述的一个实施例中，作为介质的一例使用的纸币30，但即使是票据、支票、有价卡、代金券等的其他介质也适用。

产业上的可利用性

本发明可以用于处理纸币等的自动存取装置、结账机、售券机等的自动交易机。

Claims (6)

1.一种介质厚度检测装置，其特征为，

具备：

基准辊；

检测辊组，内置有弹性构件而在径向上允许弹性位移，并且与上述基准辊相对置地在同一轴向上配置多个检测辊；

运送机构，对相对置的上述基准辊和检测辊组中的至少一方进行旋转驱动，并在基准辊和检测辊组间夹持运送介质；

位移检测传感器组，按每个上述检测辊成对设置位移检测传感器，根据从该成对设置的各位移检测传感器的线圈产生的磁场发生变化这一情况，检测上述检测辊弹性位移的辊位移量；以及

切换机构，将沿上述检测辊的轴向排列的多个位移检测传感器划分为非邻接组，该非邻接组是对在该排列方向上不邻接的非邻接位移检测传感器彼此进行区分而成的组，对取得上述辊位移量的上述非邻接组进行切换，

上述位移检测传感器具备：

交流磁场产生机构，产生交流磁场；以及

自激振荡电路，根据由上述交流磁场产生机构产生的交流磁场发生变化这一情况，对检测辊弹性位移的辊位移量进行检测。

2.如权利要求1所述的介质厚度检测装置，其特征为，

沿介质运送方向配置多个具备上述基准辊、上述检测辊组以及上述位移检测传感器组而构成的介质厚度检测单元；

配置在上述介质运送方向的前段侧和后段侧的介质厚度检测单元的至少检测辊，在前段侧和后段侧，配置成使一方的检测辊间的非检测位置与另一方的检测辊相对应地配置的锯齿状。

3.如权利要求1或2所述的介质厚度检测装置，其特征为，

上述切换机构，对与上述运送机构的介质的运送速度同步地在介质的运送方向上进行厚度检测的单位检测时间内取得上述辊位移量的上述非邻接组进行切换。

4.如权利要求1所述的介质厚度检测装置，其特征为，

具备：

调整机构，将介质未通过时的位移检测传感器的输入电平调整为规定电平；

存储机构，预先存储与至少两个以上辊位移量相对应的输出电平，该至少两个以上辊位移量与介质厚度的辊位移量相关；

差分机构，求出在介质通过时的位移检测传感器的输入电平和由上述调整机构调整后的介质未通过时的规定电平之间的差分；以及

判定机构，将上述差分机构求出的输出电平与上述存储机构存储的输出电平进行比较，判定介质的厚度。

5.如权利要求1所述的介质厚度检测装置，其特征为，

具备：

处理机构，在切换为其他的非邻接组后的非检测状态期间，使切换前的检测电平继续而进行数据处理；

传送机构，向上位控制部传送辊位移量的数据；以及

上述上位控制部，通过上述传送机构传送由上述处理机构处理后的输出数据。

6.如上述权利要求1所述的介质厚度检测装置，其特征为，

上述多个位移检测传感器由在基板上进行印刷布线而形成的线圈构成。

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