JP2009193090A - Remaining coin detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、硬貨残留検知装置に関するものである。 The present invention relates to a coin residual detection device.
従来、両替機、自動販売機等の自動機においては、出金口付近における硬貨通路に検知センサを設置することによって、硬貨通路に残留した硬貨を検知するようになっている(例えば、特許文献1及び2参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in automatic machines such as money changers and vending machines, detection of coins remaining in a coin path by installing a detection sensor in the coin path in the vicinity of a withdrawal port (for example, Patent Documents). 1 and 2).
図2は従来の硬貨残留検知装置が有する検知センサの構成図である。なお、図において、 (a)は検知センサの平面図であり、(b)は検知センサの断面図である。 FIG. 2 is a configuration diagram of a detection sensor included in a conventional coin residue detection device. In the figure, (a) is a plan view of the detection sensor, and (b) is a cross-sectional view of the detection sensor.
図に示されるように、検知センサ114は、センサ基板125の表面に形成された電極として、被検知物を検知するために微弱な電磁波を送出する送信電極121、及び、該送信電極121から送出される電磁波を授受する受信電極122を有する。なお、センサ基板125の裏面には、導電性材料から成る補助電極123が付着し、更に、絶縁性材料から成る板状のスペーサ126を介して、導電性材料から成る板状のシールド電極124が積層されている。
As shown in the figure, the
そして、前記送信電極121及び受信電極122は、センサ基板125の同一平面上に形成され、互いに平行にかつ交互に配設されている。すなわち、櫛(くし)型に配設される。これにより、Bとして示される硬貨の姿勢が変化しても、硬貨通路内に硬貨が存在することを検知することができる。
しかしながら、前記従来の硬貨残留検知装置においては、残留した硬貨が硬貨通路上に直立した状態で停止した場合に硬貨の検知漏れが発生する可能性がある。例えば、図2に示されるような検知センサ114の場合、硬貨が電極のパターン又は電極間の溝に収まると検知漏れが発生する可能性がある。この場合、硬貨が送信電極121及び受信電極122の双方に跨(またが)らないので、送信電極121から硬貨を介して受信電極122に到達する電磁波が少なくなる。そのため、検知センサ114が硬貨を検知しにくくなって、検知漏れが発生すると考えられる。
However, in the conventional coin residue detection device, there is a possibility that a coin detection failure occurs when the remaining coins are stopped in an upright state on the coin passage. For example, in the case of the
一般的な自動機において、硬貨通路は傾斜した角筒形であり、円板形の硬貨が硬貨通路内に直立したまま停止することは稀である。しかし、硬貨抜き取りを目的として、硬貨通路の内壁に粘着テープ等の粘着部材が付着された場合には、硬貨が直立して停止した状態で残留することもある。 In a general automatic machine, the coin passage is an inclined rectangular tube shape, and it is rare that a disk-shaped coin stops while standing upright in the coin passage. However, when an adhesive member such as an adhesive tape is attached to the inner wall of the coin passage for the purpose of removing the coin, the coin may remain in an upright and stopped state.
また、自動機の出金口(受け皿)には蓋(ふた)が取り付けられているので、釣り銭の視認性が悪くなり、釣り銭の取り忘れが発生してしまう。現在、営業用に設置されている自動機の多くには、出金口及び商品取出口に蓋が取り付けられている。これは、防犯(例えば、手指等の挿入による硬貨の抜き取りや悪戯の防止)、粉塵(じん)雨水の混入防止(特に、幹線道路沿線の屋外で粉塵雨水の混入による汚れ付着の防止)、出金硬貨の紛失防止(例えば、出金の勢いで硬貨が飛び出ることの防止)等のためである。 In addition, since a lid (lid) is attached to the withdrawal port (receptacle) of the automatic machine, the visibility of the change is deteriorated, and the change is forgotten. Currently, many automatic machines installed for business use have lids attached to the withdrawal port and the product outlet. This includes crime prevention (for example, prevention of coin removal and mischief by inserting fingers, etc.), prevention of dust rainwater contamination (especially prevention of contamination due to dust rainwater contamination along the main road), This is for preventing loss of gold coins (for example, preventing coins from popping out with the momentum of withdrawal).
本発明は、前記従来の硬貨残留検知装置の問題点を解決して、自動機から出金される硬貨が通過する硬貨通路に静電容量式非接触センサを配設することによって、硬貨の姿勢に係わらず残留した硬貨を確実に検知することができるとともに、前記硬貨通路に挿入された手指等を検知することができるようにして、出金口に蓋部材が取り付けられていても、釣り銭等の硬貨の取り忘れを確実に防止することができ、かつ、自動機から出金される硬貨についての不正行為を防止することができる硬貨残留検知装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the problems of the conventional coin residue detection device, and by disposing a capacitance non-contact sensor in a coin passage through which a coin dispensed from an automatic machine passes, Regardless of the coins, the remaining coins can be reliably detected and the fingers inserted into the coin passages can be detected, so that even if a lid member is attached to the withdrawal port, change etc. An object of the present invention is to provide a coin residual detection device that can surely prevent forgetting to take coins and prevent fraudulent acts on coins withdrawn from an automatic machine.
そのために、本発明の硬貨残留検知装置においては、自動機の硬貨出金口に接続された硬貨通路に配設された静電容量式非接触センサである検知センサと、該検知センサの動作を制御するとともに、前記検知センサの出力信号に応じた検知信号を出力するセンサ制御部と、前記検知信号に基づいて前記硬貨通路内に残留する硬貨の存在、及び、前記硬貨通路内の異物の存在を判定するセンサ出力判定部とを有する。 Therefore, in the coin residual detection device of the present invention, a detection sensor which is a capacitance type non-contact sensor disposed in a coin passage connected to a coin dispensing port of an automatic machine, and an operation of the detection sensor is performed. A sensor control unit that controls and outputs a detection signal corresponding to the output signal of the detection sensor; presence of coins remaining in the coin passage based on the detection signal; and presence of foreign matter in the coin passage A sensor output determination unit.
本発明の他の硬貨残留検知装置においては、さらに、前記検知センサは、複数の送信電極及び受信電極を備え、前記送信電極及び受信電極の寸法及び配置は、硬貨の姿勢及び位置に係わらず、前記送信電極から送出された電磁波が硬貨を介して受信電極に到達するように設定されている。 In another coin residual detection device of the present invention, the detection sensor further includes a plurality of transmission electrodes and reception electrodes, and the dimensions and arrangement of the transmission electrodes and reception electrodes are independent of the posture and position of the coin, The electromagnetic wave transmitted from the transmission electrode is set so as to reach the reception electrode via a coin.
本発明の更に他の硬貨残留検知装置においては、さらに、前記送信電極及び受信電極の寸法及び配置は、前記送信電極と受信電極との間の溝の幅と前記送信電極の幅との合計が前記硬貨の厚さ未満であり、かつ、前記溝の幅と前記受信電極の幅との合計が前記硬貨の厚さ未満であるように設定されている。 In still another coin residual detection device of the present invention, the size and arrangement of the transmission electrode and the reception electrode may be the sum of the width of the groove between the transmission electrode and the reception electrode and the width of the transmission electrode. It is set to be less than the thickness of the coin, and the sum of the width of the groove and the width of the receiving electrode is less than the thickness of the coin.
本発明の更に他の硬貨残留検知装置においては、さらに、前記センサ出力判定部は、前記検知信号が、前記硬貨通路を正常に通過する硬貨を検知したときの検知信号と同じ大きさで、かつ、該検知信号より長い時間継続したときに、前記硬貨通路内に残留する硬貨の存在、及び、前記硬貨通路内の異物の存在を判定する。 In still another coin residual detection device of the present invention, the sensor output determination unit has the same magnitude as the detection signal when the detection signal detects a coin that normally passes through the coin passage, and When the detection signal continues for a longer time, the presence of coins remaining in the coin passage and the presence of foreign matter in the coin passage are determined.
本発明の更に他の硬貨残留検知装置においては、さらに、前記検知センサは前記硬貨出金口にも配設され、前記センサ出力判定部は、前記硬貨通路内及び硬貨出金口内に残留する硬貨の存在、並びに、前記硬貨通路内及び硬貨出金口内の異物の存在を判定する。 In still another coin residual detection device of the present invention, the detection sensor is also disposed in the coin dispensing port, and the sensor output determination unit is configured to store coins remaining in the coin passage and in the coin dispensing port. And the presence of foreign matter in the coin passage and the coin dispensing port.
本発明によれば、硬貨残留検知装置は、自動機から出金される硬貨が通過する硬貨通路に静電容量式非接触センサを配設することによって、硬貨の姿勢に係わらず残留した硬貨を確実に検知することができるとともに、前記硬貨通路に挿入された手指等を検知することができるようにして、出金口に蓋部材が取り付けられていても、釣り銭等の硬貨の取り忘れを確実に防止することができ、かつ、自動機から出金される硬貨についての不正行為を防止することができる。 According to the present invention, the coin residual detection device disposes the coins remaining regardless of the posture of the coins by disposing the electrostatic capacity type non-contact sensor in the coin passage through which the coins dispensed from the automatic machine pass. In addition to being able to detect reliably, it is possible to detect fingers and the like inserted into the coin passage, and even if a lid member is attached to the withdrawal port, it is ensured that coins such as change will be forgotten. In addition, fraudulent acts on coins withdrawn from an automatic machine can be prevented.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図3は本発明の第1の実施の形態における自動機を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing the automatic machine according to the first embodiment of the present invention.
図において、10は本実施の形態における自動機であり、例えば、コンビニエンスストア、スーパーマーケット等の商店の店舗や屋外に配設されている飲料、タバコ、食品等を販売する自動販売機、鉄道の駅、博物館、テーマパーク等に配設されている切符、入場券、回数券等を販売する券売機、ゲームセンタ等に配設されている遊技用メダル販売機、紙幣を硬貨に両替する両替機、銀行、信用金庫、郵便局等の金融機関の支店等の営業店に配設された現金自動預払機(Automatic Teller Machine:ATM)等であるが、釣銭等として硬貨を出金する装置であれば、いかなる装置であってもよい。ここでは、前記自動機10が飲料、タバコ、食品等の各種商品を販売する自動販売機であるものとして説明する。
In the figure,
前記自動機10は、本体前面に配設された操作部51、商品取出部52及び硬貨出金口11を有する。前記操作部51は、自動機10の利用者が操作して商品を選択するスイッチ等の商品選択手段、紙幣又は硬貨を入金する貨幣入金口、前記利用者に対するメッセージ、広告等を表示する表示手段、前記利用者に対する警告、音楽等を出力するスピーカ等の音声出力手段等を備える。また、前記商品取出部52は、利用者が購入した商品が排出される商品排出口、該商品排出口を覆う開閉可能な蓋部材等を備える。
The
さらに、前記硬貨出金口11は、釣銭等として前記利用者に支払うために出金される一円玉、五円玉、十円玉、百円玉、五百円玉等の各金種の硬貨が排出される排出口であって、後述される硬貨通路12の出口端に接続されている。そして、該硬貨通路12の出口端近傍には、硬貨通路12内に残留する硬貨の存在を検知することができるとともに、前記硬貨通路12内に挿入された指、棒、粘着部材等の異物の存在を検知する硬貨残留検知装置としての硬貨残留検知部が配設されている。
Further, the
次に、該硬貨残留検知部の構成について説明する。 Next, the configuration of the coin residual detection unit will be described.
図4は本発明の第1の実施の形態における硬貨残留検知部の構成を示す図、図5は本発明の第1の実施の形態における硬貨通路の断面図である。 FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the coin residual detection unit in the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the coin passage in the first embodiment of the present invention.
図において、13は、硬貨出金口11を覆う開閉可能な蓋部材としての出金口蓋である。また、14は、静電容量式非接触センサから成る検知センサであり、出口端が硬貨出金口11に接続された硬貨通路12の出口端近傍において、硬貨通路12の内壁の外側に配設されている。なお、硬貨通路12は、自動機10が有する図示されない出金機の出口と硬貨出金口11とを接続する通路であり、前記出金機から出金された硬貨が自重によって内部を通過する。
In the figure,
そして、15は、前記検知センサ14に接続されたセンサ制御部であり、前記検知センサ14の動作を制御するとともに、前記検知センサ14の出力信号を受信する。また、16は、前記センサ制御部15に接続されたセンサ出力判定部であり、前記検知センサ14の出力信号に基づいて硬貨通路12内における出口端近傍に残留した硬貨又は異物が存在するか否かを判定し、残留した硬貨又は異物が存在する場合には、異常を検知したと判定する。さらに、17は、前記センサ出力判定部16に接続された異常状態通知装置であり、前記センサ出力判定部16が異常を検知したと判定すると、異常を検知した旨を利用者又は自動機10の周囲の人々に通知する。例えば、操作部51の表示手段に異常が発生した旨の表示を行わせたり、音声出力手段から警報音を音声出力させることによって、異常を検知した旨を前記利用者又は自動機10の周囲の人々に通知する。さらに、18は、前記センサ出力判定部16に接続された異常状態記録装置であり、前記センサ出力判定部16が異常を検知したと判定すると、異常を検知した日時等を磁気ディスク、半導体メモリ、記録用紙等の記録媒体に記録する。
また、検知センサ14は、図5に示されるように、検知面が硬貨通路12内を向き、かつ、硬貨通路12の周囲を取り囲むように配設される。
Moreover, the
例えば、硬貨通路12が、図5(a)に示されるように、矩(く)形の断面形状を備えるものである場合、検知センサ14は、4枚の板状部から成り、各板状部は、その検知面が硬貨通路12内を向くようにして、硬貨通路12の4つの平板状の側壁の各々と平行になるように、その外側に配設される。これにより、Bとして示される硬貨の姿勢がどのようなものであっても、硬貨通路12内に硬貨が存在することを検知することができる。
For example, when the
また、例えば、硬貨通路12が、図5(b)に示されるように、円形の断面形状を備えるものである場合、検知センサ14は、1枚の板状部から成り、その検知面が硬貨通路12内を向くようにして、硬貨通路12の湾曲した側壁と平行になるように湾曲した形状にされて、その外側に配設される。
Further, for example, when the
次に、前記検知センサ14の構成について詳細に説明する。
Next, the configuration of the
図1は本発明の第1の実施の形態における検知センサの電極の模式図、図6は本発明の第1の実施の形態における検知センサの構成図である。なお、図1において、(a)は硬貨の平面方向の検知センサの断面を示す図、(b)は硬貨の厚さ方向の検知センサの断面を示す図であり、図6において、 (a)は平面図であって図4における矢印Aで示される方向から見た図、(b)は検知センサの断面を示す図である。 FIG. 1 is a schematic diagram of electrodes of a detection sensor according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a configuration diagram of the detection sensor according to the first embodiment of the present invention. 1A is a diagram showing a cross section of the detection sensor in the plane direction of the coin, and FIG. 1B is a diagram showing a cross section of the detection sensor in the thickness direction of the coin. In FIG. FIG. 5 is a plan view, viewed from the direction indicated by an arrow A in FIG. 4, and FIG. 5B is a diagram showing a cross section of the detection sensor.
ここでは、説明の都合上、検知センサ14が、図5(a)に示されるような矩形の断面形状を備える硬貨通路12に配設されたものであるものとして説明する。
Here, for convenience of explanation, the
図1及び6に示されるように、検知センサ14は、絶縁性材料から成る板状の基板25、並びに、該基板25の表面に付着する導電性材料から成る送信電極21及び受信電極22を有する。なお、前記検知センサ14は、基板25の表面が検知面として硬貨通路12内を向くように配設される。
As shown in FIGS. 1 and 6, the
そして、前記送信電極21は、硬貨通路12内における硬貨及び異物、すなわち、被検知物に電磁波を放射するために、硬貨通路12の裏面(図1における下面)に対向するように配設される。また、前記受信電極22は、送信電極21が放射し、被検知物によって反射された電磁波を受信するために、送信電極2lと同様、硬貨通路12の裏面に対向するように配設される。つまり、前記検知センサ14は、送信電極21及び受信電極22が配設された基板25の表面が検知面として硬貨通路12内を向くように配設される。
The transmitting
そして、図6(a)に示されるように、前記送信電極21及び受信電極22は、、各々が、ジグザグ、九十九折り又は波形状のような平面形状を備え、互いの凹部同士及び凸部同士が噛(か)み合うように配設されている。
As shown in FIG. 6A, each of the
また、基板25の裏面には、図1及び6に示されるように、導電性材料から成る補助電極23が付着し、さらに、絶縁性材料から成る板状のスペーサ26を介して、導電性材料から成る板状のシールド電極24が積層されている。該シールド電極24は、送信電極21の裏側から放射される電磁波を遮蔽(へい)するための電極である。また、前記補助電極23は、送信電極21とシールド電極24との間に流れる電流を遮断するための電極である。そして、前記シールド電極24は、補助電極23との間にスペーサ26を挟み込んだ状態で、基板25の裏面に接着される。
Further, as shown in FIGS. 1 and 6, an
検知センサ14は、このような構造を有するので、裏面側、すなわち、シールド電極24側で被検知物を検知することなく、表面側、すなわち、検知面側のみで被検知物を検知する。これにより、Bとして示される被検知物としての硬貨の姿勢がどのようなものであっても、硬貨通路12内に硬貨が存在することを検知することができる。
Since the
そして、同種類の電極は、導電パターン、スルーホール等によって互いに接続されている。また、各電極は、センサ制御部15に接続されており、送信電極21及び補助電極23には交流信号が印加され、受信電極22及びシールド電極24は接地される。
The same type of electrodes are connected to each other by a conductive pattern, a through hole, or the like. Each electrode is connected to the
なお、前記検知センサ14は、例えば、銅張り積層板(中興化成製)を用いて製造することができる。この場合、基板25は、テフロン(R)製の板部材であり、送信電極21、受信電極22及び補助電極23は、銅箔(はく)をエッチング等の方法によってパターニングすることにより作成される。なお、スペーサ26は、基板25と同様に、テフロン(R)製の板部材である。また、シールド電極24は、例えば、金属板、導電性ゴム、導電性布等から成る。なお、前記検知センサ14は、これに限らず、いかなる製造方法によって製造されたものであってもよい。
The
ところで、「発明が解決しようとする課題」において説明したように、硬貨が硬貨通路12の電極のパターン又は電極間の溝に収まると検知漏れが発生する可能性がある。そこで、硬貨通路12内に残留する硬貨の検知漏れを防止するためには、硬貨の姿勢及び位置に係わらず、Bとして示される硬貨が送信電極21及び受信電極22の両方に接近し、送信電極21から放射される微弱な電磁波が、図1において矢印Cで示されるように、硬貨を介して受信電極22に到達することが必要となる。そのためには、検知センサ14の送信電極21及び受信電極22は、以下の条件を満たす必要がある。
By the way, as described in “Problems to be Solved by the Invention”, if the coins fit into the pattern of the electrodes of the
なお、大半の自動販売機では一円玉硬貨及び五円玉硬貨を取り扱わないようになっているが、現金自動預払機等では一円玉硬貨及び五円玉硬貨を取り扱うので、ここでは、硬貨が最小の形状である一円玉硬貨であるものとして説明する。 Most vending machines do not handle one-yen coins and five-yen coins, but automatic teller machines handle one-yen coins and five-yen coins. Is assumed to be a one-yen coin having the smallest shape.
この場合、硬貨の厚さをTとし、硬貨の直径をDとし、送信電極21の幅をXとし、受信電極22の幅をYとし、送信電極21と受信電極22との間の溝をZとし、送信電極21の辺をLとする。なお、厚さT、直径D、幅X、幅Y、溝Z、辺Lはそれぞれ正の数とする。また、一円玉硬貨の場合、厚さTは約1〔mm〕であり、直径Dは20〔mm〕である。
In this case, the thickness of the coin is T, the diameter of the coin is D, the width of the
前述されたように、送信電極21から送出された微弱な電磁波が、図1において矢印Cで示されるように、硬貨の姿勢及び位置に係わらず、硬貨を介して受信電極22に到達するためには、次の式(1)及び(2)を満たすことが条件となる。
As described above, the weak electromagnetic wave transmitted from the
X+Z<T ・・・式(1)
Y+Z<T ・・・式(2)
すなわち、前記送信電極21及び受信電極22の寸法及び配置は、式(1)及び(2)を満たすように設定される。
X + Z <T Formula (1)
Y + Z <T (2)
That is, the dimensions and arrangement of the
なお、送信電極21から送出される電磁波は、電極からの高さHが大きくなるにつれ反比例的に弱くなる。すなわち、残留した硬貨の円周面が電極パターンから遠ざかるにつれて検知しにくくなる。この場合、センサ制御部15の回路内での増幅度を高くすればよいが、該増幅度を高くすると雑音も大きくなることから、辺LはD/4程度であることが望ましい。
The electromagnetic wave transmitted from the
次に、前記センサ制御部15の構成について説明する。
Next, the configuration of the
図7は本発明の第1の実施の形態におけるセンサ制御部の構成を示す回路図である。 FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of the sensor control unit in the first embodiment of the present invention.
図に示されるように、検知センサ14に接続されたセンサ制御部15は、発振回路31、バッファ回路32、電流検知抵抗素子33、シールド線34、第一差動増幅器35、バンドパスフィルタ(BPF)36、検波回路(AC/DC)37、ローパスフィルタ(LPF)38、第二差動増幅器41、アナログ/デジタル(A/D)変換器42、CPU(中央演算装置)43及びデジタル/アナログ(D/A)変換器44を備えている。
As shown in the figure, the
そして、前記発振回路31は、検知センサ14に供給して、該検知センサ14の送信電極21から電磁波を放射させるための交流電圧を出力する。また、前記バッファ回路32は、発振回路31が出力した交流電圧を検知センサ14に供給するバッファとして機能する。さらに、前記電流検知抵抗素子33は、検知センサ14に流れる電流を電圧に変換するための抵抗素子である。なお、前記電流検知抵抗素子33は、バッファ回路32の出力端とシールド線34との間に接続される。
The
また、該シールド線34は、バッファ回路32が出力する交流電圧を検知センサ14に供給する導電線である。なお、前記シールド線34は、芯(しん)線34aと、該芯線34aを被覆する被覆線34bとを備える。前記芯線34aの一端は、電流検知抵抗素子33を介してバッファ回路32の出力端に接続される。また、前記芯線34aの他端は、送信電極21に接続される。そして、前記被覆線34bの一端は、バッファ回路32の出力端に電流検知抵抗素子33を介さずに直接接続される。また、前記被覆線34bの他端は、検知センサ14の補助電極23に接続される。
The
さらに、前記第一差動増幅器35は、計測用アンプであり、非反転入力端子(+)及び反転入力端子(−)がともに入力インピーダンスが高く、非反転入力端子(+)と反転入力端子(−)との電位差に応じた電圧を出力する。そして、前記第一差動増幅器35の非反転入力端子(+)は、電流検知抵抗素子33の一端、すなわち、バッファ回路32側の端部に接続される。また、前記第一差動増幅器35の反転入力端子(−)は、電流検知抵抗素子33の他端、すなわち、送信電極21側の端部に接続される。したがって、前記第一差動増幅器35は、電流検知抵抗素子33の端子間電圧に応じた値の交流電圧信号を出力する。
Further, the first
そして、前記バンドパスフィルタ36は、第一差動増幅器35から入力された交流電圧信号のうち、周波数fの信号成分、すなわち、発振回路31と同じ周波数の成分のみを通過させる。前記バンドパスフィルタ36によって、第一差動増幅器35が出力する交流電圧信号からノイズ成分を取り除くことができる。
The band-
また、前記検波回路37は、バンドパスフィルタ36から入力された交流電圧信号を直流電圧信号に変換する。本実施の形態における検波回路37は、時定数τを1/f程度に設定した全波整流回路である(fは発振回路31の出力周波数である)。
The
さらに、前記ローパスフィルタ38は、検波回路37から入力された直流電圧信号から高周波成分を除去する。このように、前記ローパスフィルタ38によって、検波回路37が出力した直流電圧信号からリップル成分を取り除くことができる。
Further, the
そして、前記第二差動増幅器41は、非反転入力端子(+)と反転入力端子(−)との電位差に応じた電圧を出力する。前記第二差動増幅器41の非反転入力端子(+)は、ローパスフィルタ38の出力端に接続される。また、前記第二差動増幅器41の反転入力端子(−)は、デジタル/アナログ変換器44の出力端に接続される。後述するように、前記第二差動増幅器41によって、検知センサ14の送信電極21と受信電極22との間に被検知物が存在していないときの値が零となるように、検波回路37の出力信号が補正される。前記第二差動増幅器41が出力した直流電圧信号は、検知信号Sdとして外部に出力される。
The second
また、前記アナログ/デジタル変換器42は、第二差動増幅器41が出力した直流電圧信号、すなわち、検知信号Sdを、アナログ信号からデジタル信号に変換する。さらに、前記CPU43は、アナログ/デジタル変換器42から入力されたデジタル信号に所定のアルゴリズムによる演算処理を施すことによって補正信号Saを生成する。そして、前記CPU43は、生成した補正信号Saを、内部に保存するとともに、デジタル/アナログ変換器44に出力する。後述するように、前記補正信号Saによって、検知信号Sdが補正される。
The analog /
さらに、前記デジタル/アナログ変換器44は、CPU43の出力信号、すなわち、補正信号Saをデジタル信号からアナログ信号に変換する。
Further, the digital /
本実施の形態における硬貨残留検知部は、以上のような構成を有することによって、硬貨通路12内に残留する硬貨、硬貨通路12内に挿入された指、棒、粘着部材等の異物等の被検知物を検知することができる。
The coin remaining detection unit in the present embodiment has the above-described configuration, so that the coin remaining in the
次に、前記構成の硬貨残留検知部の動作について説明する。 Next, the operation of the coin residual detection unit having the above configuration will be described.
本実施の形態におけるセンサ制御部15は、特許文献2に開示されている装置と同様の回路構成を有し、硬貨通路12内に硬貨、異物等の被検知物が存在しない状態、すなわち、初期状態における電流検知抵抗素子33の端子間電圧を基準電圧とし、前記電流検知抵抗素子33の端子間電圧の基準電圧からの変化に基づいて、被検知物を検知する。
The
次に、センサ制御部15で被検知物を検知する動作原理について説明する。
Next, the principle of operation for detecting an object to be detected by the
検知センサ14に被検知物が接近する前の状態、すなわち、初期状態において、送信電極21と受信電極22との間の静電容量Caは、送信電極21及び受信電極22の表面、すなわち、電極面上の空間によって与えられる。また、被検知物が接近していないときには、送信電極21と受信電極22との間に流れる電流は打ち消される。
In the state before the detection object approaches the
これに対して、電極面に被検知物が接近したときの送信電極21と受信電極22との間の静電容量(ここではCsとする)は、前記被検知物によって与えられる。一般に、金属の比誘電率は無限大であり、また、人体を水と考えたときの人体の一部の比誘電率は81程度である。したがって、Ca<Csであるから、電極面に硬貨、異物等の被検知物が接近すると、静電容量が増加することになる。
On the other hand, the capacitance (here, Cs) between the
そのため、電極面に被検知物が接近したときには、送信電極21と受信電極22との間に流れる電流は増加する。ここで、初期状態に送信電極21と受信電極22との間に流れる電流の電流値をI0 とし、送信電極21と受信電極22との間の静電容量が増加したことによる電流値の増加分をIS とすると、検知センサ14の電極面に被検知物が接近することによって、電流検知抵抗素子33を流れる電流がI0 からI0 +IS に増加する。このため、電流検知抵抗素子33の端子間電位差が増大し、これにより、第一差動増幅器35の出力も増大する。
Therefore, when an object to be detected approaches the electrode surface, the current flowing between the
前述のように、第一差動増幅器35は、電流検知抵抗素子33の端子間電圧に応じた交流電圧信号を出力する。該交流電圧信号は、バンドパスフィルタ36でノイズ成分が除去され、検波回路37で交流電圧信号から直流電圧信号に変換され、ローパスフィルタ38でリップル成分が除去された後、第二差動増幅器41の非反転入力端子(+)に入力される。そして、前記第二差動増幅器41は、入力された直流電圧信号と補正信号Saとの差に応じた電圧を、検知信号Sdとして出力する。ここで、前記補正信号Saは、被検知物が存在しないとき、すなわち、電流検知抵抗素子33に電流I0 が流れているときの検知信号Sdが零ボルトとなるように設定されている。したがって、検知信号Sdは、被検知物に流れる電流の増加分の電流値IS に応じた値となる。
As described above, the first
このような動作を行うことにより、本実施形態における硬貨残留検知装置は、被検知物の存在を検知することができる。 By performing such an operation, the coin residual detection device in the present embodiment can detect the presence of an object to be detected.
また、前述のように、本実施形態においては、送信電極21とシールド電極24との間に補助電極23を設けるとともに、1個のバッファ回路32から、異なる配線を介して送信電極21及び補助電極23に交流電圧を供給する。したがって、次のような理由によって、被検知物に対する検知精度を高めることができる。
Further, as described above, in the present embodiment, the
まず、補助電極23を設ける理由と、異なる配線を介して送信電極21及び補助電極23に交流電圧を供給する理由とを説明する。
First, the reason why the
検知センサ14が被検知物の検知を行うのは、本来は表面側のみである。しかし、実際には、送信電極21から裏面側にも電磁波が放出される。したがって、検知センサ14の裏面側に他の部材が存在する場合に、当該部材と送信電極21との間に電界が形成されないようにする必要がある。これは、検知センサ14の裏面側に存在する他の部材と送信電極21との間に電界が形成されると、当該部材の位置変化に起因して電流検知抵抗素子33を流れる電流が変動してしまい、誤検知や検知精度悪化の原因になるからである。そのため、検知センサ14の裏面側には、接地されたシールド電極24が設けられる。
Originally, the
しかしながら、該シールド電極24のみを設けた場合、すなわち、補助電極23を設けない場合には、送信電極21とシールド電極24との間に電流が流れてしまうことになる。通常、送信電極21とシールド電極24との間の静電容量は、送信電極21と被検知物との間の静電容量と比べて非常に大きくなる。したがって、送信電極21とシールド電極24との間に流れる電流も、送信電極21と被検知物との間を流れる電流と比較して、非常に大きくなる。そのため、送信電極21とシールド電極24との間に電流が流れると、送信電極21と被検知物との間の電流を精度良く検知することが非常に困難になる。これに対して、送信電極21とシールド電極24との間に補助電極23を設けるとともに、送信電極21とシールド電極24との間の電位をほぼ同電位にした場合、検知センサ14の裏面側に存在する部材の影響をなくしつつ、当該裏面側に流れる電流を非常に小さく抑えることができる。
However, when only the
加えて、本実施の形態においては、異なる配線を介して送信電極21及び補助電極23に交流電圧を供給しており、バッファ回路32と送信電極21とを接続する配線に電流検知抵抗素子33が設けられている。すなわち、送信電極21はシールド線34の芯線34a及び電流検知抵抗素子33を介してバッファ回路32に接続され、補助電極23はシールド線34の被覆線34bを介してバッファ回路32に接続されている。このように、送信電極21を流れる電流と補助電極23を流れる電流とは分離されており、前記補助電極23を流れる電流が電流検知抵抗素子33を流れることはない。このため、該電流検知抵抗素子33を流れる電流を小さくすることができ、したがって、送信電極21から被検知物に流れる電流の検知精度が向上する。
In addition, in the present embodiment, an AC voltage is supplied to the
また、本実施の形態における硬貨残留検知部は、1個のバッファ回路32から異なる配線を介して送信電極21及び補助電極23に交流電圧を供給するので、前記送信電極21から被検知物に流れる電流を精度良く検知することができる。したがって、硬貨残留検知部と同じ装置に搭載された他の部品等の影響を抑制して、被検知物の検知精度を向上させることができる。
Moreover, since the coin residual detection part in this Embodiment supplies an alternating voltage to the
さらに、本実施の形態における硬貨残留検知部は、被検知物が検知されていないときの検知信号値を用いて、被検知物が検知されたときの検知信号Sdを補正するので、被検知物の検知精度を向上させることができる。 Furthermore, since the coin residual detection part in this Embodiment correct | amends the detection signal Sd when a to-be-detected object is detected using the detection signal value when the to-be-detected object is not detected, to-be-detected object The detection accuracy can be improved.
次に、硬貨通路12内に残留する硬貨、及び、硬貨通路12内に挿入された指、棒、粘着部材等の異物を検知する動作について説明する。
Next, operations for detecting coins remaining in the
通常、硬貨は硬貨通路12内をある一定の時間内で通過し、この状態を正常とする。
Usually, the coin passes through the
一方、硬貨が通過する前や後、すなわち、出金時以外では被検知物は硬貨通路12内に存在しない。そのとき、硬貨を抜き取る操作として、硬貨通路12内に指を挿入したり、棒、粘着テープ等を付着させたりすることが考えられる。そのような操作が行われると、硬貨通路12内に指、棒、粘着テープ等の異物が存在することになる。そこで、そのような操作によって硬貨通路12内に硬貨が残留したり、平常時に存在しない異物が検知されたりしたときを異常とする。
On the other hand, the object to be detected does not exist in the
また、硬貨が正常に硬貨通路12を通過したときでも、通過中においては、検知センサ14が硬貨を検知する。そこで、該硬貨が検知センサ14の配設された部分を正常に通過する所要時間より長い時間硬貨を検知した場合には、異常と判断する。つまり、センサ出力判定部16は、センサ制御部15が出力する検知信号Sdが、硬貨通路12を正常に通過する硬貨を検知したときの検知信号Sdと同じ大きさで、かつ、該検知信号Sdより長い時間継続したときに、硬貨通路12内に残留する硬貨の存在、及び、硬貨通路12内の異物の存在を判定する。なお、通常、硬貨通路12内に指、棒、粘着テープ等の異物が存在することはない。したがって、硬貨通路12内の検知センサ14の配設された部分に指、棒、粘着テープ等の異物があることは、硬貨抜き取りの操作によるものと考えられる。しかし、指、棒、粘着テープ等の異物を検知したときの第二差動増幅器41の出力と、硬貨を検知したときの第二差動増幅器41の出力との相違だけで、異常を検知したと判定することは困難である。
Further, even when the coin normally passes through the
そこで、センサ出力判定部16は、第二差動増幅器41の出力が、硬貨等の被検知物を検知したときと同等の大きさで、かつ、硬貨が検知センサ14の配設された部分を正常に通過する所要時間より長い時間継続したときには、硬貨通路12内に硬貨が残留している、又は、硬貨抜き取りの操作が行われているものとして、異常を検知したと判定する。そして、センサ出力判定部16が異常を検知したと判定すると、異常状態通知装置17は異常を検知した旨を通知し、異常状態記録装置18は、異常を検知した日時等を記録する。
Therefore, the sensor
前記異常状態通知装置17は、音や画像で周囲に通知するものであり、自動機10に組み込む又は周囲に取り付けるものとする。
The abnormal
また、前記異常状態記録装置18は、異常状態のあった日時等を記録媒体に記録する。該記録媒体は各種媒体が考えられるが、センサ制御部15に備えられているCPU43においても行うことができる。
Also, the abnormal
なお、清掃や検査の保守時には、通常運転設定から保守設定に切り替えることによって、手、指等を長時間検知しても異常と判断しないようにセンサ機能を一時的に解除することができる。 When cleaning or inspection maintenance is performed, the sensor function can be temporarily canceled by switching from the normal operation setting to the maintenance setting so that no abnormality is detected even if a hand, a finger, or the like is detected for a long time.
このように、本実施の形態においては、硬貨通路12内に残留する硬貨の存在を確実に検知することができるとともに、硬貨通路12内に存在するはずのない指、棒、粘着部材等の異物の存在を検知することができる。これにより、異常状態を識別することができ、出金される硬貨についての不正行為を防止することができる。
As described above, in the present embodiment, the presence of coins remaining in the
なお、検知センサ14は、静電容量式非接触センサ以外の非接触センサ、例えば、光学式非接触センサから成るものであってもよいが、その場合、硬貨との位置関係に応じて、検知漏れの可能性がある。検知センサ14として、静電容量式非接触センサを採用することによって、被検知面全体を1つのセンサにより検知することができる。
The
さらに、検知センサ14の電極形状を、図1及び6に示されるようにすることによって、硬貨が硬貨通路12内において直立状態で残留している場合であっても、硬貨を確実に検知することができる。
Further, by making the electrode shape of the
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第1の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted by providing the same code | symbol. The description of the same operation and the same effect as those of the first embodiment is also omitted.
図8は本発明の第2の実施の形態における硬貨残留検知部の構成を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the coin residual detection unit in the second embodiment of the present invention.
本実施の形態において、硬貨残留検知装置は、図に示されるように、硬貨出金口11用の検知センサ70を有する。該検知センサ70は、検知面が硬貨出金口11内を向き、かつ、硬貨出金口11の底面の外側を覆うように配設される。硬貨通路12から硬貨出金口11に到達した硬貨は、検知センサ70によって検知される。
In the present embodiment, the coin residual detection device has a
なお、該検知センサ70の構成は、硬貨通路12用の検知センサ14と同様であるので、その説明は省略する。また、前記検知センサ14及び70は、それぞれセンサ制御部15に接続される。
In addition, since the structure of this
次に、本実施の形態におけるセンサ制御部15の構成について説明する。
Next, the configuration of the
図9は本発明の第2の実施の形態におけるセンサ制御部の構成を示す回路図である。 FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a sensor control unit in the second embodiment of the present invention.
本実施の形態において、センサ制御部15は、図に示されるように、硬貨通路12用の検知センサ14の動作を制御するとともに該検知センサ14の出力信号を受信する第1センサ制御部15aと、硬貨出金口11用の検知センサ70の動作を制御するとともに該検知センサ70の出力信号を受信する第2センサ制御部15bとから成る。なお、前記第1センサ制御部15aの構成は、前記第1の実施の形態におけるセンサ制御部15と同様であるので、その説明を省略する。
In the present embodiment, as shown in the drawing, the
硬貨出金口11用の検知センサ70に接続された第2センサ制御部15bは、発振回路81、バッファ回路82、電流検知抵抗素子83、シールド線84、第一差動増幅器85、バンドパスフィルタ(BPF)86、検波回路(AC/DC)87、ローパスフィルタ(LPF)88、第二差動増幅器91、アナログ/デジタル(A/D)変換器92及びデジタル/アナログ(D/A)変換器94を備えている。なお、第2センサ制御部15bは、CPU43を第1センサ制御部15aと共有し、前記アナログ/デジタル変換器92及びデジタル/アナログ変換器94は、CPU43に接続されている。
The second
そして、前記発振回路81は、検知センサ70に供給して、該検知センサ70の送信電極71から電磁波を放射させるための交流電圧を出力する。また、前記バッファ回路82は、発振回路81が出力した交流電圧を検知センサ70に供給するバッファとして機能する。さらに、前記電流検知抵抗素子83は、検知センサ70に流れる電流を電圧に変換するための抵抗素子である。なお、前記電流検知抵抗素子83は、バッファ回路82の出力端とシールド線84との間に接続される。
The
また、該シールド線84は、バッファ回路82が出力する交流電圧を検知センサ70に供給する導電線である。なお、前記シールド線84は、芯線84aと、該芯線84aを被覆する被覆線84bとを備える。前記芯線84aの一端は、電流検知抵抗素子83を介してバッファ回路82の出力端に接続される。また、前記芯線84aの他端は、送信電極71に接続される。そして、前記被覆線84bの一端は、バッファ回路82の出力端に電流検知抵抗素子83を介さずに直接接続される。また、前記被覆線84bの他端は、検知センサ70の補助電極73に接続される。
The
さらに、前記第一差動増幅器85は、計測用アンプであり、非反転入力端子(+)及び反転入力端子(−)がともに入力インピーダンスが高く、非反転入力端子(+)と反転入力端子(−)との電位差に応じた電圧を出力する。そして、前記第一差動増幅器85の非反転入力端子(+)は、電流検知抵抗素子83の一端、すなわち、バッファ回路82側の端部に接続される。また、前記第一差動増幅器85の反転入力端子(−)は、電流検知抵抗素子83の他端、すなわち、送信電極71側の端部に接続される。したがって、前記第一差動増幅器85は、電流検知抵抗素子83の端子間電圧に応じた値の交流電圧信号を出力する。
Further, the first
そして、前記バンドパスフィルタ86は、第一差動増幅器85から入力された交流電圧信号のうち、周波数fの信号成分、すなわち、発振回路81と同じ周波数の成分のみを通過させる。前記バンドパスフィルタ86によって、第一差動増幅器85が出力する交流電圧信号からノイズ成分を取り除くことができる。
The
また、前記検波回路87は、バンドパスフィルタ86から入力された交流電圧信号を直流電圧信号に変換する。本実施の形態における検波回路87は、時定数τを1/f程度に設定した全波整流回路である(fは発振回路81の出力周波数である)。
The
さらに、前記ローパスフィルタ88は、検波回路87から入力された直流電圧信号から高周波成分を除去する。このように、前記ローパスフィルタ88によって、検波回路87が出力した直流電圧信号からリップル成分を取り除くことができる。
Further, the
そして、前記第二差動増幅器91は、非反転入力端子(+)と反転入力端子(−)との電位差に応じた電圧を出力する。前記第二差動増幅器91の非反転入力端子(+)は、ローパスフィルタ88の出力端に接続される。また、前記第二差動増幅器91の反転入力端子(−)は、デジタル/アナログ変換器94の出力端に接続される。後述するように、前記第二差動増幅器91によって、検知センサ70の送信電極71と受信電極72との間に被検知物が存在していないときの値が零となるように、検波回路87の出力信号が補正される。前記第二差動増幅器91が出力した直流電圧信号は、検知信号Sd2として外部に出力される。
The second
また、前記アナログ/デジタル変換器92は、第二差動増幅器91が出力した直流電圧信号、すなわち、検知信号Sd2を、アナログ信号からデジタル信号に変換する。さらに、前記CPU43は、アナログ/デジタル変換器92から入力されたデジタル信号に所定のアルゴリズムによる演算処理を施すことによって補正信号Sa2を生成する。そして、前記CPU43は、生成した補正信号Sa2を、内部に保存するとともに、デジタル/アナログ変換器94に出力する。後述するように、前記補正信号Sa2によって、検知信号Sd2が補正される。
The analog /
さらに、前記デジタル/アナログ変換器94は、CPU43の出力信号、すなわち、補正信号Sa2をデジタル信号からアナログ信号に変換する。
Further, the digital /
本実施の形態における硬貨残留検知部は、以上のような構成を有することによって、硬貨出金口11内に残留する硬貨を検知することができる。
The coin residual detection part in this Embodiment can detect the coin which remains in the
次に、本実施の形態における硬貨残留検知部の動作について説明する。 Next, operation | movement of the coin residual detection part in this Embodiment is demonstrated.
なお、検知センサ14及び70の各々が、残留した硬貨を検知する際におけるセンサ制御部15、センサ出力判定部16、異常状態通知装置17及び異常状態記録装置18の動作については、前記第1の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
The operations of the
本実施の形態において、センサ出力判定部16は、硬貨通路12用の検知センサ14又は硬貨出金口11用の検知センサ70の少なくとも一方が検知状態にあるときに、異常を検知したと判定する。
In the present embodiment, the sensor
このように、本実施の形態においては、硬貨通路12に検知センサ14が配設されるとともに、硬貨出金口11にも検知センサ70が配設されている。これにより、硬貨通路12内に存在する残留硬貨及び異物の存在を検知することができるとともに、硬貨出金口11内に存在する残留硬貨及び異物の存在を検知することができる。したがって、利用者が釣銭等の出金された硬貨を取り忘れることを確実に防止することができるとともに、出金される硬貨についての不正行為を防止することができる。
Thus, in the present embodiment, the
なお、前記第1の実施の形態においては、本発明を自動販売機の硬貨通路12に適用した例について説明したが、本発明は他の自動機、例えば、現金自動預払機や遊技機の硬貨通路にも適用可能である。
In the first embodiment, the example in which the present invention is applied to the
また、前記第2の実施の形態においては、本発明を自動販売機の硬貨通路12及び硬貨出金口11に適用した例を示したが、本発明は他の自動機、例えば、現金自動預払機や遊技機の硬貨通路及び硬貨出金口にも適用可能である。
Moreover, in the said 2nd Embodiment, although the example which applied this invention to the
さらに、前記第1及び第2の実施の形態においては、硬貨通路12用の検知センサ14及び硬貨出金口11用の検知センサ70の制御を1つのセンサ制御部15で行う場合について説明したが、硬貨通路12用の検知センサ14及び硬貨出金口11用の検知センサ70の制御をそれぞれ別個のセンサ制御部で行うようにすることもできる。
Furthermore, in the said 1st and 2nd embodiment, although the
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.
10 自動機
11 硬貨出金口
12 硬貨通路
14、70 検知センサ
15 センサ制御部
15a 第1センサ制御部
15b 第2センサ制御部
16 センサ出力判定部
21、71 送信電極
22、72 受信電極
DESCRIPTION OF
Claims (5)
(b)該検知センサの動作を制御するとともに、前記検知センサの出力信号に応じた検知信号を出力するセンサ制御部と、
(c)前記検知信号に基づいて前記硬貨通路内に残留する硬貨の存在、及び、前記硬貨通路内の異物の存在を判定するセンサ出力判定部とを有することを特徴とする硬貨残留検知装置。 (A) a detection sensor that is a capacitance-type non-contact sensor disposed in a coin passage connected to a coin dispensing port of an automatic machine;
(B) a sensor control unit that controls the operation of the detection sensor and outputs a detection signal corresponding to the output signal of the detection sensor;
(C) A coin residual detection device comprising: a sensor output determination unit that determines presence of coins remaining in the coin passage and presence of foreign matter in the coin passage based on the detection signal.
前記送信電極及び受信電極の寸法及び配置は、硬貨の姿勢及び位置に係わらず、前記送信電極から送出された電磁波が硬貨を介して受信電極に到達するように設定されている請求項1に記載の硬貨残留検知装置。 The detection sensor includes a plurality of transmission electrodes and reception electrodes,
The dimensions and arrangement of the transmission electrode and the reception electrode are set so that the electromagnetic wave transmitted from the transmission electrode reaches the reception electrode via the coin regardless of the posture and position of the coin. Coin residue detection device.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013025750A (en) * | 2011-07-26 | 2013-02-04 | Nippon Conlux Co Ltd | Coin tube equipped with coin number counting means |
CN103996237A (en) * | 2014-05-16 | 2014-08-20 | 威海华菱光电股份有限公司 | Sheet detection device and image reading device |
-
2008
- 2008-02-12 JP JP2008029895A patent/JP2009193090A/en not_active Withdrawn
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