JP2005092712A - Paper money identification apparatus - Google Patents

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Kazuyori Domoto
一頼 堂元
Mikio Nozu
幹雄 野津
Shigeru Kakimi
茂 垣見
Wataru Goto
渉 後藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that discrimination capability deteriorates with time. <P>SOLUTION: The paper money identification apparatus comprises an insertion port 21 of a bank bill 5; a passage 22; pulleys 23 and 24, rollers 26 and 27, and a transport belt 25 for transporting the paper money 5; a sensor part 46 provided on a wall surface of the passage 22; amplifiers 35 and 45 connected to the sensor part 46; an A/D converter 37; a frequency analyzer 38 connected to an output of the A/D converter 37; a memory 41; a comparator 39; and a decision unit 42. An output signal from the A/D converter 37 is Fourier transformed by the frequency analyzer 38, and the authenticity of the paper money 5 is discriminated on the basis of the Fourier transformed waveform. Thus, the paper money identification apparatus of which the discrimination capability does not deteriorate with time is obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、自動販売機や券売機など各種自動サービス機器に使用される紙幣識別装置に関するものである。   The present invention relates to a bill validator used for various automatic service devices such as vending machines and ticket vending machines.

近年、自動販売機や券売機などで販売される商品の多様化と高額化に伴い、千円紙幣以外の高額紙幣を使用できる紙幣識別装置が広く使用されるようになってきた。特に高額紙幣を使用できる機器が一般的になりつつある。一方、複写機やカラープリンターなどOA機器の進歩に伴い、これら高精度の複写装置を用いた偽造紙幣が行使される犯罪も増加傾向にあり、紙幣識別装置に対しては識別能力を一層向上させて犯罪を未然に防止することが求められている。   In recent years, with the diversification and increase in the price of commodities sold at vending machines, ticket vending machines, etc., banknote recognition devices that can use high-value banknotes other than thousand-yen banknotes have been widely used. In particular, devices that can use large bills are becoming common. On the other hand, with the progress of office automation equipment such as copiers and color printers, crimes that use counterfeit banknotes using these high-precision copiers are also on the rise. Therefore, it is necessary to prevent crimes.

以下、従来の紙幣識別装置について説明する。図8は従来の紙幣識別装置のブロック図である。図8において、紙幣搬送通路1の一方の壁面に接して赤色発光ダイオード2と赤外発光ダイオード3が配設され、紙幣搬送通路1のもう一方の壁面にはフォトダイオード4が配設されている。このような構造により識別対象となる紙幣5がフォトダイオード4の前を通過する際に紙幣の光学特性を調べることができる。   Hereinafter, the conventional banknote identification device will be described. FIG. 8 is a block diagram of a conventional banknote recognition apparatus. In FIG. 8, a red light emitting diode 2 and an infrared light emitting diode 3 are disposed in contact with one wall surface of the banknote transport passage 1, and a photodiode 4 is disposed on the other wall surface of the banknote transport passage 1. . With such a structure, when the bill 5 to be identified passes in front of the photodiode 4, the optical characteristics of the bill can be examined.

また、紙幣搬送通路1に沿って紙幣5を搬送する搬送手段6(ここではベルトとローラから構成)が設けられており、搬送手段6の入口には紙幣検知手段7が配設され、紙幣位置を検出するため制御手段8に接続されている。紙幣搬送通路1の壁面に接して設けられた赤色発光ダイオード2と赤外発光ダイオード3とは適切なタイミングで発光させるためにやはり制御手段8に接続されている。   Moreover, the conveyance means 6 (it is comprised from a belt and a roller here) which conveys the banknote 5 along the banknote conveyance path | route 1 is provided, and the banknote detection means 7 is arrange | positioned in the entrance of the conveyance means 6, and a banknote position Is connected to the control means 8. The red light emitting diode 2 and the infrared light emitting diode 3 provided in contact with the wall surface of the bill transport passage 1 are also connected to the control means 8 in order to emit light at an appropriate timing.

搬送手段6はモータ9により駆動される。モータ9は制御手段8からモータ駆動回路10を介して駆動される。モータ9に連結されてモータ9の回転を検知するための同期パルス発生手段11が設けられ、制御手段8に接続されている。   The conveying means 6 is driven by a motor 9. The motor 9 is driven from the control means 8 via the motor drive circuit 10. Synchronous pulse generation means 11 connected to the motor 9 for detecting the rotation of the motor 9 is provided and connected to the control means 8.

フォトダイオード4の出力信号は対数増幅回路12に接続され、この対数増幅回路12の出力はリニア増幅回路13と、AD変換手段14とを介して制御手段8に接続される。また、前記対数増幅回路12の基準電流はDA変換手段15を介して制御手段8から供給されている。なお、16は基準値格納手段、17は入力値格納手段である。   The output signal of the photodiode 4 is connected to the logarithmic amplifier circuit 12, and the output of the logarithmic amplifier circuit 12 is connected to the control means 8 via the linear amplifier circuit 13 and the AD conversion means 14. The reference current of the logarithmic amplifier circuit 12 is supplied from the control means 8 via the DA conversion means 15. Reference numeral 16 denotes reference value storage means, and 17 denotes input value storage means.

以下、従来の紙幣識別装置の動作を説明する。最初、紙幣識別装置の起動時に無紙幣状態で各センサの状態を調べ光センサの基準化を行う。まず、赤色発光ダイオード2を発光させる。そして、その出力はフォトダイオード4の信号を対数増幅回路12、リニア増幅回路13、AD変換手段14を介して制御手段8に入力される。制御手段8はこの入力される電圧のAD変換値と予め定められた基準値Xrとの差を計算し、この差が小さくなる方向に一定の変換率をもってDA変換手段15の入力値Yrを変更する。DA変換手段15の出力は対数増幅回路12の基準電流値を決める。従って、対数増幅回路12の基準増幅率が変化し、AD変換手段14の出力(制御手段8の入力値)を予め定められた基準値Xrに一致させることができる。   Hereinafter, the operation of the conventional banknote recognition apparatus will be described. First, the state of each sensor is examined in a no-bill state when the bill recognition device is activated, and the optical sensor is normalized. First, the red light emitting diode 2 is caused to emit light. The output of the photodiode 4 is input to the control means 8 via the logarithmic amplifier circuit 12, the linear amplifier circuit 13, and the AD converter means 14. The control means 8 calculates the difference between the AD conversion value of the input voltage and a predetermined reference value Xr, and changes the input value Yr of the DA conversion means 15 with a constant conversion rate in a direction in which the difference becomes smaller. To do. The output of the DA conversion means 15 determines the reference current value of the logarithmic amplifier circuit 12. Therefore, the reference amplification factor of the logarithmic amplifier circuit 12 changes, and the output of the AD conversion means 14 (input value of the control means 8) can be made to coincide with a predetermined reference value Xr.

次に赤外発光ダイオード3を発光させて、同様にDA変換手段15の入力値Yirを変化させ、対数増幅回路12の増幅率を調整し、AD変換手段14の出力を基準値Xirに一致させる。   Next, the infrared light emitting diode 3 is caused to emit light, similarly, the input value Yir of the DA conversion unit 15 is changed, the amplification factor of the logarithmic amplifier circuit 12 is adjusted, and the output of the AD conversion unit 14 is matched with the reference value Xir. .

これで光センサの基準化が完了したので、以降は制御手段8が各発光ダイオード2,3の発光タイミングに合わせてDA変換手段15の入力値を変化させることにより、夫々の発光ダイオード2,3の波長に対する所定の感度が得られる。   Since the standardization of the optical sensor is completed, the control unit 8 changes the input value of the DA conversion unit 15 in accordance with the light emission timing of each of the light emitting diodes 2 and 3, and thereby the respective light emitting diodes 2 and 3 are used. A predetermined sensitivity for a given wavelength is obtained.

以上のように光センサの基準化が完了した後、光センサ部の入口で紙幣検知手段7が紙幣5の挿入を検知すると、制御手段8はモータ9を起動して搬送手段6を駆動し、紙幣5を引き込む。紙幣5の搬送量は、制御手段8にて同期パルス発生手段11の発生するパルス数を計測することにより測定し、紙幣端から所定の距離を搬送して予め定めた測定ポイントで赤色発光ダイオード2を発光させ、そのときのAD変換値Srと、次に赤外発光ダイオード3を発光させたときのAD変換値Sirを得る。赤色発光ダイオード2と赤外発光ダイオード3との取付位置の差は同期パルス発生手段11の発生するパルス数に換算して位置を補正し、ほぼ同一箇所のデータを得るようにしている。   After the standardization of the optical sensor is completed as described above, when the banknote detection unit 7 detects the insertion of the banknote 5 at the entrance of the optical sensor unit, the control unit 8 activates the motor 9 to drive the conveyance unit 6, The bill 5 is drawn. The conveyance amount of the banknote 5 is measured by measuring the number of pulses generated by the synchronization pulse generation means 11 with the control means 8, and transports a predetermined distance from the banknote edge to the red light emitting diode 2 at a predetermined measurement point. Are obtained, and an AD conversion value Sr at that time and an AD conversion value Sir when the infrared light emitting diode 3 is caused to emit light next are obtained. The difference between the mounting positions of the red light emitting diode 2 and the infrared light emitting diode 3 is converted into the number of pulses generated by the synchronization pulse generating means 11 to correct the position so that data at substantially the same location is obtained.

紙幣識別のためには紙幣5を搬送する過程で多数の測定ポイントに対し赤色発光ダイオード2のAD変換値Sr、赤外発光ダイオード3のAD変換値Sir、およびその差Sr−Sirなどの数値が真券に対して予め定めた所定の範囲内にあるか否かを制御手段8で判定し、磁気センサ等の出力とともに総合判定を行い、真券か偽券かを判断するようにしている。   For banknote identification, numerical values such as the AD conversion value Sr of the red light emitting diode 2, the AD conversion value Sir of the infrared light emitting diode 3, and the difference Sr−Sir are obtained for a number of measurement points in the process of transporting the banknote 5. It is determined by the control means 8 whether or not the genuine bill is within a predetermined range, and comprehensive judgment is made together with the output of the magnetic sensor or the like to judge whether it is a genuine bill or a fake bill.

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
特開平8−7149号公報
As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
JP-A-8-7149

しかしながらこのような従来の紙幣識別装置では、フォトダイオード4から出力される紙幣5のアナログ振幅情報を対数増幅回路12で対数出力振幅情報に変換し、更にリニア増幅回路13で入力に比例した振幅増幅をした後、A/D変換手段14でデジタル量に変換し、その振幅量情報に基づいて基準値格納手段16の値と比較して紙幣5の判別をしていた。従って、発光ダイオード2,3等の経時変化や、対数増幅回路12の調整や、リニア増幅回路13の温度変化や直線性の変化等により、その振幅量情報が約20%も変化してしまい、判別能力が低下してしまうという問題があった。   However, in such a conventional bill discriminating apparatus, the analog amplitude information of the bill 5 output from the photodiode 4 is converted into logarithmic output amplitude information by the logarithmic amplifier circuit 12, and further the amplitude amplification proportional to the input by the linear amplifier circuit 13. After that, the A / D conversion means 14 converts it into a digital quantity, and compares the value of the reference value storage means 16 based on the amplitude quantity information to discriminate the banknote 5. Therefore, the amplitude amount information changes by about 20% due to a change with time of the light emitting diodes 2 and 3, adjustment of the logarithmic amplifier circuit 12, temperature change and linearity change of the linear amplifier circuit 13, and the like. There was a problem that the discrimination ability was lowered.

本発明は、この問題を解決したもので、経時変化や湿度変化の影響により判別能力が低下しない紙幣識別装置を提供することを目的としたものである。   The present invention solves this problem, and an object of the present invention is to provide a banknote recognition device in which the discrimination ability does not deteriorate due to the influence of a change over time or a change in humidity.

この目的を達成するために本発明の紙幣識別装置は、周波数分析器でA/D変換器からの出力信号をフーリエ変換して、このフーリエ変換波形に基づいて紙幣の真偽を判別するものである。これにより、経時変化や湿度変化の影響により判別能力が低下しない紙幣識別装置を得ることができる。   In order to achieve this object, the bill discriminating apparatus of the present invention performs Fourier transform on the output signal from the A / D converter by a frequency analyzer and discriminates the authenticity of the bill based on the Fourier transform waveform. is there. As a result, it is possible to obtain a banknote recognition device in which the discrimination ability does not deteriorate due to the influence of changes over time and humidity.

本発明の請求項1に記載の発明は、紙幣の挿入口と、この挿入口に連結して設けられた通路と、この通路に挿入された紙幣を搬送する搬送手段と、前記通路の壁面に設けられたセンサと、このセンサに接続された増幅器と、この増幅器の出力に接続されたA/D変換器と、このA/D変換器の出力に接続された周波数分析器と、この周波数分析器の出力が一方の入力に接続されるとともに、他方の入力には基準値が格納されたメモリが接続された比較器と、この比較器の出力が接続された判定器とを備え、前記周波数分析器で前記A/D変換器からの出力信号をフーリエ変換して、このフーリエ変換波形に基づいて紙幣の真偽を判別する紙幣識別装置であり、センサからのアナログ出力をA/D変換器でデジタル量に変換しその後フーリエ変換するので、入力された振幅情報は周波数情報に変換される。従って、センサや増幅器の経時変化による振幅情報の影響を受けにくくなり、判別能力が向上する。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a bill insertion slot, a passage connected to the insertion slot, transport means for transporting the bill inserted in the passage, and a wall surface of the passage. A provided sensor, an amplifier connected to the sensor, an A / D converter connected to the output of the amplifier, a frequency analyzer connected to the output of the A / D converter, and the frequency analysis An output of the comparator is connected to one input, a comparator to which a memory storing a reference value is connected to the other input, and a determiner to which the output of the comparator is connected, and the frequency An analyzer is a banknote discriminating device that Fourier-transforms the output signal from the A / D converter and discriminates the authenticity of the banknote based on the Fourier transform waveform, and the analog output from the sensor is converted into an A / D converter. To a digital quantity and then Fourier transform Since the amplitude information that has been input is converted into frequency information. Therefore, it becomes difficult to be influenced by amplitude information due to changes with time of the sensor and amplifier, and the discrimination ability is improved.

また、従来のようにアナログ処理ではなく、デジタル処理となるので、ノイズ等の影響は受けにくくなる。   In addition, since analog processing is performed instead of analog processing as in the prior art, it is less susceptible to noise and the like.

更に、対数増幅器のD/A変換手段によるゲイン調整や直線性の優れたリニア増幅回路等が不要となり、回路の簡素化と小型化を図ることができる。   Further, gain adjustment by the D / A conversion means of the logarithmic amplifier and a linear amplification circuit having excellent linearity are not required, and the circuit can be simplified and miniaturized.

請求項2に記載の発明は、フーリエ変換波形で、彫刻凹版印刷とドット印刷とを区別する請求項1に記載の紙幣識別装置であり、フーリエ変換により周波数情報に変換するので、印刷技術による相違を確実に判別することができる。   The invention according to claim 2 is the banknote identification device according to claim 1 which distinguishes engraving intaglio printing and dot printing with a Fourier transform waveform, and is converted into frequency information by Fourier transform. Can be reliably determined.

請求項3に記載の発明は、フーリエ変換波形において、250Hzから1KHzの波形の特徴で挿入された紙幣の真偽を判別する請求項2に記載の紙幣識別装置であり、特にこの周波数帯において、彫刻凹版印刷とドット印刷の相違が顕著に現れる。従って、真券と偽券の判別を容易かつ確実に行うことができる。   Invention of Claim 3 is a banknote identification device of Claim 2 which discriminate | determines the authenticity of the banknote inserted by the characteristic of the waveform of 250 Hz to 1 KHz in a Fourier-transform waveform, Especially in this frequency band, The difference between engraving intaglio printing and dot printing appears remarkably. Therefore, it is possible to easily and reliably discriminate between genuine bills and counterfeit bills.

請求項4に記載の発明は、紙幣の特定の位置におけるフーリエ変換波形に基づいて紙幣の金種を判別する請求項2に記載の紙幣識別装置であり、紙幣の金種情報を示す特定の位置におけるフーリエ変換波形に基づいて金種を判別しているので、正確な紙幣の金種判別ができる。   Invention of Claim 4 is a banknote identification device of Claim 2 which discriminate | determines the money type of a banknote based on the Fourier-transform waveform in the specific position of a banknote, The specific position which shows the money type information of a banknote Since the denomination is discriminated based on the Fourier transform waveform in, the denomination of the banknote can be determined accurately.

請求項5に記載の発明は、紙幣の通過時間でフーリエ変換波形を正規化する請求項1に記載の紙幣識別装置であり、紙幣の通過時間で正規化しているので、搬送速度による誤差がなくなり、正確な判別ができる。   Invention of Claim 5 is a banknote identification device of Claim 1 which normalizes a Fourier-transform waveform with the passage time of a banknote, and since it has normalized with the passage time of a banknote, the error by a conveyance speed disappears. , Accurate discrimination.

請求項6に記載の発明は、周波数分析器の出力で基準値を補正する請求項1に記載の紙幣識別装置であり、センサ等の経時変化を補正することができる。   The invention according to claim 6 is the banknote identification device according to claim 1, which corrects the reference value by the output of the frequency analyzer, and can correct a change with time of a sensor or the like.

請求項7に記載の発明は、センサには光学センサと磁気センサを用い、この光学センサと磁気センサから出力される信号に基づいて挿入された紙幣を判別する請求項1に記載の紙幣識別装置であり、紙幣に印刷された模様と磁気の情報を使うので、より正確な真偽判定と金種判定ができる。   The invention according to claim 7 uses an optical sensor and a magnetic sensor as the sensor, and discriminates a bill inserted based on signals output from the optical sensor and the magnetic sensor. Since the pattern printed on the banknote and the magnetic information are used, more accurate authenticity determination and denomination determination can be performed.

請求項8に記載の発明は、通路の壁面に設けられたセンサは、発光ダイオードとこの発光ダイオードからの発光出力を受光するフォトダイオードとからなり、前記発光ダイオードは1色の発光ダイオードのみで形成された請求項1に記載の紙幣識別装置であり、フーリエ変換技術を用いることにより1色の発光ダイオードのみで紙幣を識別することができる。従って、小型であり且つ低価格の紙幣識別装置を提供することができる。   According to an eighth aspect of the present invention, the sensor provided on the wall surface of the passage is composed of a light emitting diode and a photodiode for receiving a light emission output from the light emitting diode, and the light emitting diode is formed of only one color light emitting diode. It is the banknote identification apparatus of Claim 1 made | formed, and can identify a banknote only with the light emitting diode of 1 color by using a Fourier-transform technique. Therefore, it is possible to provide a bill recognition device that is small and inexpensive.

請求項9に記載の発明は、通路の壁面に設けられたセンサは、発光ダイオードとこの発光ダイオードからの発光出力を受光するフォトダイオードとからなり、前記発光ダイオードは赤色発光ダイオードで形成された請求項1に記載の紙幣識別装置であり、紙幣を使用することにより生ずる紙幣の皺の影響を受けにくい紙幣識別装置を提供することができる。   In a ninth aspect of the present invention, the sensor provided on the wall surface of the passage includes a light emitting diode and a photodiode for receiving a light emission output from the light emitting diode, and the light emitting diode is formed of a red light emitting diode. It is a banknote identification device of claim | item 1, It can provide the banknote identification device which is hard to receive to the influence of the wrinkle of a banknote produced by using a banknote.

請求項10に記載の発明は、通路の壁面に設けられたセンサは、発光ダイオードとこの発光ダイオードからの発光出力を受光するフォトダイオードとからなり、前記発光ダイオードは赤外光を含む赤色発光ダイオードで形成された請求項1に記載の紙幣識別装置であり、低価格で高輝度を有する発光ダイオードを使用することができるので、低価格・高性能の紙幣識別装置を提供することができる。   In a tenth aspect of the present invention, the sensor provided on the wall surface of the passage includes a light emitting diode and a photodiode that receives a light emission output from the light emitting diode, and the light emitting diode includes a red light emitting diode including infrared light. The bill discriminating apparatus according to claim 1, which is formed as described above, and can use a light-emitting diode having high luminance at a low price, so that it is possible to provide a low-cost and high-performance bill discriminating apparatus.

請求項11に記載の発明は、通路の壁面に設けられたセンサは、発光ダイオードとこの発光ダイオードからの発光出力を受光するフォトダイオードとからなり、前記発光ダイオードは赤外色発光ダイオードで形成された請求項1に記載の紙幣識別装置であり、赤外光を用いるので、赤外光による紙幣の識別のみならず、磁気印刷をも検出することができ、発光ダイオードのみで正確な紙幣の識別を行うことができる。   According to an eleventh aspect of the present invention, the sensor provided on the wall surface of the passage includes a light emitting diode and a photodiode that receives a light emission output from the light emitting diode, and the light emitting diode is formed of an infrared light emitting diode. The bill recognition device according to claim 1, wherein infrared light is used, so that not only bill recognition by infrared light but also magnetic printing can be detected, and accurate bill recognition can be performed only by a light emitting diode. It can be performed.

請求項12に記載の発明は、通路の壁面に設けられたセンサは、発光ダイオードとこの発光ダイオードからの発光出力を受光するフォトダイオードとからなり、前記発光ダイオードは青色発光ダイオードで形成された請求項1に記載の紙幣識別装置であり、青色発光ダイオードは波長が短いので、紙質による透過率の相違をも検出することができる。従って、青色光による紙幣の識別のみならず、紙質による透過率の相違をも検出することができ、正確な紙幣の識別を行うことができる。   According to a twelfth aspect of the present invention, the sensor provided on the wall surface of the passage includes a light emitting diode and a photodiode that receives a light emission output from the light emitting diode, and the light emitting diode is formed of a blue light emitting diode. Item 2. The banknote identification device according to Item 1, wherein the blue light-emitting diode has a short wavelength, and thus can detect a difference in transmittance due to paper quality. Therefore, not only the identification of the banknote by blue light but also the difference in transmittance due to the paper quality can be detected, and the accurate banknote identification can be performed.

以上のように本発明によれば、周波数分析器でA/D変換器からの出力信号をフーリエ変換して、このフーリエ変換波形に基づいて紙幣の真偽を判別する紙幣識別装置であり、センサからのアナログ出力をA/D変換器でデジタル量に変換しその後フーリエ変換するので、入力された振幅情報は周波数情報に変換される。従って、センサや増幅器の経時変化や湿度変化による振幅情報の影響を受けにくくなり、判別能力が向上する。   As described above, according to the present invention, the output signal from the A / D converter is Fourier-transformed by the frequency analyzer, and the bill discriminating device discriminates the authenticity of the bill based on the Fourier-transform waveform. Since the analog output from is converted into a digital quantity by an A / D converter and then subjected to Fourier transform, the input amplitude information is converted into frequency information. Therefore, it is less affected by amplitude information due to changes with time and humidity of the sensor and amplifier, and the discrimination ability is improved.

また、従来のようにアナログ処理ではなく、デジタル処理となるので、ノイズ等の影響は受けにくくなる。   In addition, since analog processing is performed instead of analog processing as in the prior art, it is less susceptible to noise and the like.

更に、対数増幅器のD/A変換手段によるゲイン調整や直線性の優れたリニア増幅回路等が不要となり、回路の簡素化と小型化を図ることができる。   Further, gain adjustment by the D / A conversion means of the logarithmic amplifier and a linear amplification circuit having excellent linearity are not required, and the circuit can be simplified and miniaturized.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図1において、21は紙幣5の挿入口であり、22はこの挿入口21に連結して設けられた紙幣5の通路である。23,24は通路22の底面に設けられたプーリであり、このプーリ23,24の間を搬送ベルト25が2本その両端に架けられている。26,27はプーリ23,24に夫々対向して設けられたローラであり、搬送ベルト25とローラ26,27で紙幣5を挟んで搬送するものである。また、プーリ24は駆動輪であり、モータ28に連結されている。このモータ28はモータ駆動回路29を介して制御部30からの信号で駆動される。また、このモータ28の回転は、同期パルス発生器31を介して制御部30に接続されて制御される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 21 denotes an insertion slot for the banknote 5, and reference numeral 22 denotes a passage for the banknote 5 provided in connection with the insertion slot 21. Reference numerals 23 and 24 denote pulleys provided on the bottom surface of the passage 22, and two conveying belts 25 are spanned between the pulleys 23 and 24 at both ends thereof. Reference numerals 26 and 27 denote rollers provided facing the pulleys 23 and 24, respectively, and conveys the bill 5 between the conveyance belt 25 and the rollers 26 and 27. The pulley 24 is a drive wheel and is connected to the motor 28. The motor 28 is driven by a signal from the control unit 30 via a motor drive circuit 29. The rotation of the motor 28 is connected to the control unit 30 via the synchronous pulse generator 31 and controlled.

32は入り口センサである。この入り口センサ32は通路22の入り口に設けられており、制御部30に接続されている。33は、通路22の上面に設けられた発光ダイオードであり、制御部30に接続されている。34は発光ダイオード33に対向して通路22の底面に設けられたフォトダイオードであり、増幅器35の入力に接続されている。   Reference numeral 32 denotes an entrance sensor. The entrance sensor 32 is provided at the entrance of the passage 22 and is connected to the control unit 30. A light emitting diode 33 is provided on the upper surface of the passage 22 and is connected to the control unit 30. A photodiode 34 is provided on the bottom surface of the passage 22 so as to face the light emitting diode 33, and is connected to the input of the amplifier 35.

ここで、本実施の形態における発光ダイオード33には赤色発光ダイオードを用いている。本発明では後述するフーリエ変換技術を用いているので、1色の波長のみで充分な紙幣5の識別を行うことができる。従って、小型であり且つ低価格な紙幣識別装置を提供することができる。また、赤色は波長が長いので、紙幣使用により生ずる紙幣の皺による影響を受けにくい紙幣識別が可能である。   Here, a red light emitting diode is used as the light emitting diode 33 in the present embodiment. In the present invention, since the Fourier transform technology described later is used, it is possible to identify the banknote 5 sufficiently with only one color wavelength. Therefore, it is possible to provide a bill recognition device that is small and inexpensive. Moreover, since red has a long wavelength, it is possible to identify banknotes that are not easily affected by the wrinkles of banknotes caused by the use of banknotes.

この赤色発光ダイオードを高輝度にするため、発光ダイオードのPN接合の他に更にP層やN層を追加することがある。こうすることにより、発光輝度は向上して紙幣識別力が向上する。このとき、P層やN層の追加により赤色の他に赤外色が含まれることがある。しかし、本発明においてはこの赤外色が含まれてもフーリエ変換技術を用いることにより、紙幣5の識別をすることができる。即ち、赤外色フィルタ等を用いることなく、赤外光を含む赤色発光ダイオードをそのまま使うことができるので、低価格・高性能の識別が可能である。   In order to increase the brightness of the red light emitting diode, a P layer or an N layer may be further added in addition to the PN junction of the light emitting diode. By doing so, the light emission luminance is improved and the bill recognition power is improved. At this time, an infrared color may be included in addition to red due to the addition of the P layer and the N layer. However, in the present invention, even if this infrared color is included, the banknote 5 can be identified by using the Fourier transform technique. That is, since a red light emitting diode including infrared light can be used as it is without using an infrared color filter or the like, low-cost and high-performance identification is possible.

また、発光ダイオード33として、赤外色発光ダイオードを用いても良い。この場合、赤外光による紙幣5の識別のみならず、紙幣5に含まれる磁気の識別も行うことができる。従って、磁気情報も含めた正確な紙幣5の識別を行うことができる。   Further, as the light emitting diode 33, an infrared light emitting diode may be used. In this case, not only the banknote 5 can be identified by infrared light, but also the magnetism included in the banknote 5 can be identified. Accordingly, it is possible to accurately identify the banknote 5 including magnetic information.

また、発光ダイオード33として、青色発光ダイオードを用いても良い。青色発光ダイオードは波長が短いので、紙幣5の紙質による透過率の相違を検出することができる。従って、青色光による紙幣5の識別のみならず、紙幣5の透過率の識別も行うことができる。従って、正確な紙幣5の識別を行うことができる。   Further, as the light emitting diode 33, a blue light emitting diode may be used. Since the blue light emitting diode has a short wavelength, it is possible to detect a difference in transmittance due to the paper quality of the bill 5. Accordingly, not only the bill 5 can be identified by blue light, but also the transmittance of the bill 5 can be identified. Therefore, accurate bill 5 identification can be performed.

このように発光ダイオード33は、赤色の他に、赤外色発光ダイオードや青色発光ダイオードを用いることができる。何れにしても、センサとして発光ダイオード33を用いることにより、以降の処理を容易に行うことができる。また、低価格も実現することができる。   As described above, the light emitting diode 33 may be an infrared light emitting diode or a blue light emitting diode in addition to red. In any case, the subsequent processing can be easily performed by using the light emitting diode 33 as a sensor. Also, a low price can be realized.

増幅器35の出力は電子スイッチ36の一方の端子に接続されている。この電子スイッチ36は、ハードウエアでもソフトウエアでも実現することができる。そして、この電子スイッチ36の共通端子はA/D変換器37の入力に接続され、その出力はフーリエ変換器(周波数分析器の一例として用いた)38の入力に接続されている。また、このフーリエ変換器38の出力は比較器39の一方の入力に接続されるとともに、補正回路40を介してメモリ41に接続されている。   The output of the amplifier 35 is connected to one terminal of the electronic switch 36. The electronic switch 36 can be realized by hardware or software. The common terminal of the electronic switch 36 is connected to the input of the A / D converter 37, and the output thereof is connected to the input of a Fourier transformer (used as an example of a frequency analyzer) 38. The output of the Fourier transformer 38 is connected to one input of the comparator 39 and also connected to the memory 41 via the correction circuit 40.

そして、このメモリ41の出力は比較器39の他方の入力に接続されている。この比較器39の出力は判定器42に接続され、その出力は出力端子43に接続されている。なお、電子スイッチ36の切り替え信号は制御部30から出力される。   The output of the memory 41 is connected to the other input of the comparator 39. The output of the comparator 39 is connected to the determiner 42, and the output is connected to the output terminal 43. A switching signal for the electronic switch 36 is output from the control unit 30.

44は、フォトダイオード34と並んで通路22の底面に設けられた磁気センサであり、この磁気センサ44の出力は増幅器45を介して電子スイッチ36の他方の端子に接続されている。そして、この磁気センサ44とフォトダイオード33とフォトダイオード34とでセンサ部46を形成している。また、制御部30、フーリエ変換器38、比較器39、補正回路40、メモリ41、判定器42はマイクロコンピュータでソフトウエア的に構成されている。   Reference numeral 44 denotes a magnetic sensor provided on the bottom surface of the passage 22 along with the photodiode 34, and the output of the magnetic sensor 44 is connected to the other terminal of the electronic switch 36 via the amplifier 45. The magnetic sensor 44, the photodiode 33, and the photodiode 34 form a sensor unit 46. In addition, the control unit 30, the Fourier transformer 38, the comparator 39, the correction circuit 40, the memory 41, and the determination unit 42 are configured by a microcomputer as software.

以上のように構成された紙幣識別装置において、以下にその動作を説明する。   The operation of the banknote recognition apparatus configured as described above will be described below.

入り口センサ32が紙幣5を検出すると、この検出信号は制御部30に送られる。制御部30では、この検出信号で駆動回路29を働かせてモータ28を回転させる。このことにより、モータ28に連結されたプーリ24が回転し、搬送ベルト25が紙幣5をセンサ部46に向けて搬送する。なお、このときの紙幣5の搬送量は同期パルス発生器31で検出されて制御部30に伝達される。即ち、制御部30で同期パルス発生器31から出力されるパルス数を計測することにより紙幣5の搬送量が測定される。   When the entrance sensor 32 detects the banknote 5, this detection signal is sent to the control unit 30. The control unit 30 rotates the motor 28 by operating the drive circuit 29 with this detection signal. As a result, the pulley 24 connected to the motor 28 rotates, and the transport belt 25 transports the banknote 5 toward the sensor unit 46. In addition, the conveyance amount of the banknote 5 at this time is detected by the synchronous pulse generator 31 and transmitted to the control unit 30. That is, the transport amount of the banknote 5 is measured by measuring the number of pulses output from the synchronous pulse generator 31 by the control unit 30.

従って、同期パルス発生器31から出力される信号を監視しながら、駆動回路29でモータ28を駆動することにより、図2に示す紙幣5の特定の位置をセンサ部46に搬送することができる。また、この同期パルス発生器31の出力に基づいて紙幣5を正規化する。即ち、駆動回路29による紙幣5の搬送速度を正規化するので、搬送速度による誤差を少なくすることができる。   Accordingly, by driving the motor 28 by the drive circuit 29 while monitoring the signal output from the synchronization pulse generator 31, the specific position of the banknote 5 shown in FIG. Further, the bill 5 is normalized based on the output of the synchronization pulse generator 31. That is, since the conveyance speed of the banknote 5 by the drive circuit 29 is normalized, an error due to the conveyance speed can be reduced.

紙幣5がセンサ部46に到達すると、発光ダイオード33の光が紙幣5を透過してフォトダイオード34に入力される。このようにして、紙幣5の模様に応じて変化する信号がフォトダイオード34に入力される。そして、この信号が増幅器35で増幅される。また、磁気センサ44からは紙幣5の磁気に応じて変化する信号が増幅器45で増幅される。そして、増幅器35から出力されたフォトダイオード34からの信号と、増幅器45から出力された磁気センサ43の信号は電子スイッチ36で適宜選択されて次のA/D変換器37に向けて出力される。そして、このA/D変換器37でデジタル量に変換される。このデジタル量に変換された信号は、次のフーリエ変換器38でフーリエ級数展開されて周波数情報に変換される。即ち、(数1)に示すようなフーリエ級数展開することにより任意の関数f(x)は三角関数の和の形で表わすことができる。つまり、時間軸における振幅情報を周波数軸における振幅情報に変換することができる。   When the bill 5 reaches the sensor unit 46, the light from the light emitting diode 33 passes through the bill 5 and is input to the photodiode 34. In this way, a signal that changes according to the pattern of the bill 5 is input to the photodiode 34. This signal is amplified by the amplifier 35. A signal that changes in accordance with the magnetism of the bill 5 is amplified by the amplifier 45 from the magnetic sensor 44. The signal from the photodiode 34 output from the amplifier 35 and the signal from the magnetic sensor 43 output from the amplifier 45 are appropriately selected by the electronic switch 36 and output to the next A / D converter 37. . Then, this A / D converter 37 converts it into a digital quantity. The signal converted into the digital quantity is subjected to Fourier series expansion by the next Fourier transformer 38 and converted into frequency information. That is, an arbitrary function f (x) can be expressed in the form of a sum of trigonometric functions by expanding the Fourier series as shown in (Equation 1). That is, amplitude information on the time axis can be converted into amplitude information on the frequency axis.

Figure 2005092712
Figure 2005092712

図3に紙幣5の特定の位置における磁気情報を示している。図3において、横軸51は時間であり、縦軸52は振幅である。この図3における文字情報53をフーリエ変換器38でフーリエ級数展開したものが図4である。図4において、横軸54は周波数であり、縦軸55は振幅である。56は文字情報53のフーリエ級数展開特性である。このようにフーリエ級数展開をすることにより、時間軸が周波数軸に変換される。   FIG. 3 shows magnetic information at a specific position of the bill 5. In FIG. 3, the horizontal axis 51 is time, and the vertical axis 52 is amplitude. FIG. 4 shows the result of Fourier series expansion of the character information 53 in FIG. 3 by the Fourier transformer 38. In FIG. 4, the horizontal axis 54 is frequency and the vertical axis 55 is amplitude. Reference numeral 56 denotes a Fourier series expansion characteristic of the character information 53. By performing Fourier series expansion in this way, the time axis is converted to the frequency axis.

図5は、紙幣5の特定位置における真券70の特性57(点線で示している)と偽券71の特性58(実線で示している)の特性図である。図5において、横軸59は周波数であり、縦軸60は振幅である。特性57と特性58の差の大きいところ61,62,63を用いることにより、真券70と偽券71とを判別することができる。   FIG. 5 is a characteristic diagram of the characteristic 57 (shown by a dotted line) of the genuine note 70 and the characteristic 58 (shown by a solid line) of the counterfeit note 71 at a specific position of the banknote 5. In FIG. 5, the horizontal axis 59 is frequency and the vertical axis 60 is amplitude. By using 61, 62, and 63 where the difference between the characteristic 57 and the characteristic 58 is large, the genuine note 70 and the counterfeit note 71 can be discriminated.

図6は、真券70の平均値73と偽券71の差を示した特性図である。図6において、横軸74は周波数であり、縦軸75は振幅である。これは、紙幣5の比較的淡い部分であり、偽券71の特徴を良く表わしている。即ち、真券70は彫刻凹版印刷であるのに対して、偽券71をドット形成するプリンタ(インクジェットカラープリンタ、レーザプリンタ等)を使用しているので、そのドットの特徴76が250Hzから350Hzあたりに現われる。従って、この特徴76を検出することにより、真券70と偽券71とを明確に区別することができる。なお、本実施の形態では、350Hz程度までがその特徴を現わしているが、これは発光ダイオード33を含むセンサ部46の制約から来るものであり、実際には1KHz程度までドットの特徴が現われると考えられる。   FIG. 6 is a characteristic diagram showing the difference between the average value 73 of the genuine note 70 and the counterfeit note 71. In FIG. 6, the horizontal axis 74 is frequency and the vertical axis 75 is amplitude. This is a relatively light portion of the banknote 5 and well represents the characteristics of the counterfeit note 71. That is, since the genuine note 70 is engraving intaglio printing, but uses a printer (inkjet color printer, laser printer, etc.) that forms a false ticket 71, the dot feature 76 is from 250 Hz to 350 Hz. Appear in. Therefore, by detecting this feature 76, the genuine note 70 and the counterfeit note 71 can be clearly distinguished. In the present embodiment, the feature appears up to about 350 Hz, but this comes from the restriction of the sensor unit 46 including the light emitting diode 33, and in fact, the feature of the dot appears up to about 1 KHz. it is conceivable that.

図7は、真券70と偽券71の文字部分の特徴を100Hzで正規化した特性図である。図7において、横軸81は周波数であり、縦軸82は振幅である。これは、紙幣5の文字部の特性比較である。83は真券70の特性であり、84は偽券71の特性である。このように文字部分では、150Hz以上で真券70と偽券71の特徴を現わす。正規化の周波数を100Hzに選んだのは、このあたりの周波数が安定していることと、金種情報による差が入りにくいという理由によるものである。   FIG. 7 is a characteristic diagram in which the characteristics of the character portions of the genuine note 70 and the counterfeit note 71 are normalized at 100 Hz. In FIG. 7, the horizontal axis 81 is frequency, and the vertical axis 82 is amplitude. This is a characteristic comparison of the character portion of the banknote 5. 83 is a characteristic of the genuine note 70, and 84 is a characteristic of the counterfeit note 71. Thus, in the character portion, the features of the genuine note 70 and the counterfeit note 71 appear at 150 Hz or higher. The reason for selecting the normalization frequency as 100 Hz is that the frequency around this point is stable and that the difference due to the denomination information is difficult to enter.

また、紙幣5の金種の判別については、紙幣5の金種等を示す特定位置のフーリエ級数展開に基づいて、その波形の相違から金種を判別している。   Moreover, about the discrimination | determination of the money type of the banknote 5, based on the Fourier series expansion | deployment of the specific position which shows the money type etc. of the banknote 5, the money type is discriminate | determined from the difference in the waveform.

このように、周波数軸における振幅の変化を基準値の格納されたメモリ41の値と比較器39で比較する。そして、その比較量に基づいて判定器42で真券70と偽券71及び金種を判定する。そして、その出力を出力端子43から出力する。なお、このときのフーリエ変換された信号は、同期パルス発生器31から出力される紙幣5の搬送速度で正規化される。従って、紙幣搬送速度による違いは補正されることになる。   In this way, the change in amplitude on the frequency axis is compared with the value of the memory 41 in which the reference value is stored by the comparator 39. Then, the authenticator 70, the counterfeit note 71, and the denomination are determined by the determiner 42 based on the comparison amount. Then, the output is output from the output terminal 43. Note that the Fourier-transformed signal at this time is normalized by the conveyance speed of the banknote 5 output from the synchronization pulse generator 31. Therefore, the difference due to the banknote conveyance speed is corrected.

本発明にかかる紙幣識別装置は、判別能力が安定しているので、自動販売機や券売機など各種自動サービス機器に適用することができる。   Since the banknote discriminating apparatus according to the present invention has a stable discrimination capability, it can be applied to various automatic service devices such as vending machines and ticket vending machines.

本発明の一実施の形態における紙幣識別装置のブロック図The block diagram of the bill identification device in one embodiment of the present invention. 紙幣の平面図Top view of banknote 本発明の一実施の形態における紙幣の特徴部の時間特性波形図The time characteristic waveform figure of the characteristic part of the bill in one embodiment of the present invention 同、紙幣の特徴部の周波数特性波形図Same as above, frequency characteristics waveform diagram of banknote features 同、真券と偽券を区別する第1の特性図The first characteristic diagram that distinguishes genuine and counterfeit bills 同、真券と偽券を区別する第2の特性図Same as above, second characteristic diagram for distinguishing genuine and counterfeit bills 同、真券と偽券を区別する第3の特性図Same as above, the third characteristic chart that distinguishes genuine and counterfeit 従来の紙幣識別装置のブロック図Block diagram of a conventional banknote recognition device

符号の説明Explanation of symbols

5 紙幣
21 挿入口
22 通路
23 プーリ
24 プーリ
25 搬送ベルト
26 ローラ
27 ローラ
33 発光ダイオード
34 フォトダイオード
35 増幅器
37 A/D変換器
38 フーリエ変換器
39 比較器
41 メモリ
42 判定器
44 磁気センサ
45 増幅器
46 センサ部
5 bill 21 insertion slot 22 passage 23 pulley 24 pulley 25 transport belt 26 roller 27 roller 33 light emitting diode 34 photodiode 35 amplifier 37 A / D converter 38 Fourier transformer 39 comparator 41 memory 42 determination unit 44 magnetic sensor 45 amplifier 46 Sensor part

Claims (12)

紙幣の挿入口と、この挿入口に連結して設けられた通路と、この通路に挿入された紙幣を搬送する搬送手段と、前記通路の壁面に設けられたセンサと、このセンサに接続された増幅器と、この増幅器の出力に接続されたA/D変換器と、このA/D変換器の出力に接続された周波数分析器と、この周波数分析器の出力が一方の入力に接続されるとともに、他方の入力には基準値が格納されたメモリが接続された比較器と、この比較器の出力が接続された判定器とを備え、前記周波数分析器で前記A/D変換器からの出力信号をフーリエ変換して、このフーリエ変換波形に基づいて紙幣の真偽を判別する紙幣識別装置。 A bill insertion port, a passage connected to the insertion port, a transport means for transporting a bill inserted in the passage, a sensor provided on the wall surface of the passage, and a sensor connected to the sensor An amplifier, an A / D converter connected to the output of the amplifier, a frequency analyzer connected to the output of the A / D converter, and an output of the frequency analyzer connected to one input A comparator connected to a memory storing a reference value at the other input, and a determiner connected to the output of the comparator, and an output from the A / D converter in the frequency analyzer A bill discriminating apparatus that Fourier-transforms a signal and discriminates the authenticity of a bill based on the Fourier transform waveform. フーリエ変換波形で、彫刻凹版印刷とドット印刷とを区別する請求項1に記載の紙幣識別装置。 The banknote identification device according to claim 1, wherein engraving intaglio printing and dot printing are distinguished by a Fourier transform waveform. フーリエ変換波形において、250Hzから1KHzの波形の特徴で挿入された紙幣の真偽を判別する請求項2に記載の紙幣識別装置。 The banknote identification device according to claim 2, wherein in a Fourier transform waveform, the authenticity of a banknote inserted with a waveform characteristic of 250 Hz to 1 KHz is determined. 紙幣の特定の位置におけるフーリエ変換波形に基づいて紙幣の金種を判別する請求項2に記載の紙幣識別装置。 The banknote identification device according to claim 2, wherein the denomination of the banknote is determined based on a Fourier transform waveform at a specific position of the banknote. 紙幣の通過時間でフーリエ変換波形を正規化する請求項1に記載の紙幣識別装置。 The banknote identification apparatus of Claim 1 which normalizes a Fourier-transform waveform with the passage time of a banknote. 周波数分析器の出力で基準値を補正する請求項1に記載の紙幣識別装置。 The banknote identification device according to claim 1, wherein the reference value is corrected by the output of the frequency analyzer. センサには光学センサと磁気センサを用い、この光学センサと磁気センサから出力される信号に基づいて挿入された紙幣を判別する請求項1に記載の紙幣識別装置。 The bill identifying apparatus according to claim 1, wherein an optical sensor and a magnetic sensor are used as sensors, and a bill inserted is discriminated based on a signal output from the optical sensor and the magnetic sensor. 通路の壁面に設けられたセンサは、発光ダイオードとこの発光ダイオードからの発光出力を受光するフォトダイオードとからなり、前記発光ダイオードは1色の発光ダイオードのみで形成された請求項1に記載の紙幣識別装置。 The banknote according to claim 1, wherein the sensor provided on the wall surface of the passage includes a light emitting diode and a photodiode for receiving a light emission output from the light emitting diode, and the light emitting diode is formed of only one color light emitting diode. Identification device. 通路の壁面に設けられたセンサは、発光ダイオードとこの発光ダイオードからの発光出力を受光するフォトダイオードとからなり、前記発光ダイオードは赤色発光ダイオードで形成された請求項1に記載の紙幣識別装置。 The banknote identification device according to claim 1, wherein the sensor provided on the wall surface of the passage includes a light emitting diode and a photodiode that receives a light emission output from the light emitting diode, and the light emitting diode is formed of a red light emitting diode. 通路の壁面に設けられたセンサは、発光ダイオードとこの発光ダイオードからの発光出力を受光するフォトダイオードとからなり、前記発光ダイオードは赤外光を含む赤色発光ダイオードで形成された請求項1に記載の紙幣識別装置。 The sensor provided on the wall surface of the passage includes a light emitting diode and a photodiode that receives a light emission output from the light emitting diode, and the light emitting diode is formed of a red light emitting diode including infrared light. Banknote identification device. 通路の壁面に設けられたセンサは、発光ダイオードとこの発光ダイオードからの発光出力を受光するフォトダイオードとからなり、前記発光ダイオードは赤外色発光ダイオードで形成された請求項1に記載の紙幣識別装置。 The banknote identification according to claim 1, wherein the sensor provided on the wall surface of the passage comprises a light emitting diode and a photodiode for receiving a light output from the light emitting diode, and the light emitting diode is formed of an infrared light emitting diode. apparatus. 通路の壁面に設けられたセンサは、発光ダイオードとこの発光ダイオードからの発光出力を受光するフォトダイオードとからなり、前記発光ダイオードは青色発光ダイオードで形成された請求項1に記載の紙幣識別装置。 The banknote identification device according to claim 1, wherein the sensor provided on the wall surface of the passage includes a light emitting diode and a photodiode that receives light output from the light emitting diode, and the light emitting diode is formed of a blue light emitting diode.
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