JP3493041B2 - 紙葉類のセキュリティスレッド検知装置 - Google Patents

紙葉類のセキュリティスレッド検知装置

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JP3493041B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、紙葉類の間に挿入され
たセキュリティスレッドを検知する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、紙葉類の真偽の判定のためにセキ
ュリティスレッドが広く用いられている。このセキュリ
ティスレッドは紙葉類の間に挿入されており、その有無
を検知することで紙葉類の真偽を判定することができ
る。従来の紙葉類のセキュリティスレッド検知装置とし
ては、紙葉類の通過経路に光センサ−もしくは磁気セン
サ−を配置しておき、セキュリティスレッドが光センサ
−もしくは磁気センサ−を通過したときに検出できる反
射光あるいは透過光パタ−ンもしくは磁気パタ−ンによ
り、セキュリティスレッドの有無を検知して紙葉類の真
偽を判定するものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の紙葉類
のセキュリティスレッド検知装置においては、紙葉類の
状態によって光や磁気が乱れてしまい、セキュリティス
レッドの検知ができない場合があるという欠点があっ
た。また、磁気センサ−を用いた検知装置では、磁気セ
ンサ−の取り付けに高精度が要求され、さらに磁性材料
でなるメタルスレッドには対処できるが、プラスチック
ス等でなる非金属のセキュリティスレッドには対処でき
ないという問題があった。
【0004】本発明は上述のような事情から成されたも
のであり、本発明の目的は、セキュリティスレッドの材
質や紙葉類の状態に左右されずに簡易かつ確実に紙葉類
のセキュリティスレッドの検知を行うことができる装置
を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、紙幣に内蔵さ
れているセキュリティスレッドを検知する装置におい
て、搬送されてくる紙葉類の各部位の静電容量変化を共
振回路で検出し、該検出した静電容量変化に対応した出
力電圧の包絡線を検出する検出部と、前記包絡線のパタ
ーンにより前記紙葉類のセキュリティスレッドを検知し
て前記紙葉類の真偽を判定する判定/制御部と、前記紙
葉類の各部位の温度や湿度を測定する温度センサおよび
湿度センサと、発振器の分周比を可変にして検知に最適
な共振回路の発振周波数を調整決定する周波数調整部と
を備え、前記判定/制御部により、前記温度センサおよ
び湿度センサによって測定した温度・湿度に応じて前記
検出部から入力された信号を処理し判定を行なうときに
用いる各種パラメータを補正するとともに、前記周波数
調整部により、前記共振回路によって検出される静電容
量変化に対して出力電圧の変化点が大きく得られる発振
周波数のうち、前記共振回路の共振周波数に近い発振周
波数となる分周比を調整値として設定し、セキュリティ
スレッドの有無を判定するようにしたことによって達成
される。
【0006】
【作用】本発明にあっては、紙葉類の各部位の静電容量
変化を検出するようにしている。検出に先立ち検出部の
共振周波数を最適値に調整決定し、温度、湿度の影響を
除去するために、検出時の温度、湿度を測定し各種パラ
メータを補正して設定するようにしているので、環境の
変化に左右されずに簡易かつ確実に紙葉類のセキュリテ
ィスレッドの検知を行うことができる。
【0007】
【実施例】図1は、本発明の紙葉類のセキュリティスレ
ッドの検知装置の一例を示す回路図である。大別して、
検出部10、比較部20、判定/制御部30及び周波数
調整部40から成る。まず、検出部10の概略について
説明する。図2に示すように対向する電極によるコンデ
ンサCとインダクタL(内部抵抗r)とにより並列共振
回路を形成し、抵抗Rを直列接続して検出回路を構成す
る。そして、緩衝増幅器11を介した入力の発振周波数
frを可変して、定められた最適出力が並列共振回路の
両端に得られる状態に調整する。ここで、入力電圧をe
iとすると並列共振回路の両端の出力電圧eoは数1で
表される。
【0008】
【数1】 この状態で電極間に紙葉類を挿入すると、電極間の静電
容量が変化し、並列共振回路の両端の出力電圧も変化す
る。ここで、紙葉類による電極間の静電容量がΔC変化
したとすると並列共振回路の出力電圧eo´は数2で表
される。
【0009】
【数2】 この出力電圧eo´は振幅変調波と等価となり、差動増
幅器12を介して半波整流器13及びロ−パス・フィル
タ14により整流、平滑することにより包絡線として検
出し、紙葉類の各部位の静電容量変化に対応させること
ができる(図3,図4参照)。また、入出力間の位相差
(Δθ=θo−θo´)を位相比較器15により位相比
較することにより位相差検出出力eo(Δθ)として検
出し、あるいはゼロ・クロスコンパレ−タ16及び時間
差測定回路17によりゼロ・クロスする時間差ΔTを検
出し、紙葉類の各部位の静電容量変化に対応させること
ができる(図5,図6参照)。そして、検出部10にて
検出された包絡線の出力に対し、比較部20の輪郭強調
器21及びノイズ・サプレス22により信号処理が行わ
れ、コンパレ−タ23、24により簡易判定が行われ
る。
【0010】ところが、温度や湿度の変化によって上述
した一旦調整された発振周波数では並列共振回路の両端
にて定められた最適出力を得ることができなくなるの
で、発振周波数を温度や湿度の変化に対応させて調整す
る必要がある。そのために判定/制御部30のCPU3
1は、温度センサ32及び湿度センサ33から検出信号
を受取り、予めROM34に記憶されている温度や湿度
の変化に対応したノイズ・サプレスレベル等の各種パラ
メ−タ補正係数のテ−ブルから所定のデジタル・デ−タ
を読み出して、D/Aコンバ−タ35にてアナログ電圧
に変換させて出力させると共に周波数調整部40を制御
する。
【0011】まず、CPU31による温度/湿度監視及
び各種パラメ−タ補正処理について図10のフロ−チャ
−トを参照して説明する。CPU31は待機中となるま
で待ち(ステップS11)、待機中となったら温度セン
サ32、アナログ・スイッチ36及びA/Dコンバ−タ
37を介して温度を測定する(ステップS12)。そし
て、測定温度が許容範囲内であるか確認し(ステップS
13)、許容範囲外であれば温度エラ−・フラグをセッ
トし(ステップS14)、エラ−表示する。一方、測定
温度が許容範囲内であれば、湿度センサ33、アナログ
・スイッチ36及びA/Dコンバ−タ37を介して湿度
(相対湿度)を測定する(ステップS15)。
【0012】そして、測定湿度が許容範囲内であるか確
認し(ステップS16)、許容範囲外であれば湿度エラ
−・フラグをセットし(ステップS17)、エラ−表示
する。一方、測定湿度が許容範囲内であれば、ROM3
4に予め記憶されている温度・相対湿度を絶対湿度に変
換するテ−ブルを参照して該当する絶対湿度を読み出す
(ステップS18)。このテ−ブルは、例えば図11に
示すように温度Tiを0℃〜60℃まで5℃ステップ
で、また相対湿度RHjを0%〜100%まで5%ステ
ップで区切り、対応する絶対湿度Hijを表示したもの
である。なお、ERRは許容値オ−バ−・エラ−を示
す。そして、ROM34に予め記憶されている絶対湿度
に対応する各種パラメ−タ補正係数のテ−ブルを参照し
て該当する各種パラメ−タ補正係数を読み出す(ステッ
プS19)。
【0013】このテ−ブルは、例えば図12に示すよう
に絶対湿度Hijに対応する各種パラメ−タ、すなわち
ノイズ・サプレスレベルNSLij、コンパレ−タ基準
レベルREFij、周波数調整部40に送る分周比の許
容範囲N±nによる発振周波数の可変範囲fr±nf
PLL 、ソフトウエアによる平滑,輪郭強調,特徴抽出等
の信号処理のデ−タ数,重み係数等及び信号処理結果に
より定められた判定アルゴリズムにより算出した判定基
準レベルの補正係数を表示したものであり、例えば図1
3のように設定される。そして、読み出した各種パラメ
−タ補正係数をセットし(ステップS20)、すべての
処理を終了する。
【0014】次に、周波数調整部40の動作例を図14
に示すフロ−チャ−トで説明する。CPU31は待機中
となるまで待ち(ステップS1)、待機中となったら待
機レベルを読み込み(ステップS2)、環境が変化した
かを確認し(ステップS3)、環境が変化していなけれ
ばすべての処理を終了する。一方、環境が変化したなら
ば、前回設定された分周比M,Nを読みだし、分周回路
42、47に出力する(ステップS4)。そして、まず
分周回路47が分周比Nを定められたアルゴリズムによ
り可変しながら、発振器41から分周回路42を介して
送られてくる周波数分解能fPLL =fo/Mを位相比較
回路43、ル−プ・フィルタ44、発振回路45及びロ
−パスフィルタ46を介して分周することで、発振周波
数frをNfo/Mに可変する(ステップS5)。な
お、foはPLL発振回路の原発振周波数である。
【0015】このときCPU31は分周比Nが許容範囲
にあるかを確認し(ステップS6)、許容範囲外のとき
は設定エラ−としてすべての処理を終了する。一方、分
周比Nが許容範囲内のときは待機レベルを読み込んで
(ステップS7)、定められた最適出力が並列共振回路
の両端に得られる状態に調整できたかを確認する(ステ
ップS8)。この調整ができれば次回設定時基準として
分周比M,NをCPU31にセ−ブし(ステップS
9)、すべての処理を終了する。一方、調整ができなけ
ればステップS5へ戻って今度は分周回路52が分周比
Mを定められたアルゴリズムにより可変することで発振
周波数frを可変する。このアルゴリズムは、まずMを
小さく設定して荒調整を行い、次にMを順次大きくして
微調整を行う。このときCPU31は分周比Mが許容範
囲にあるかを確認し(ステップS6)、許容範囲外のと
きは設定エラ−としてすべての処理を終了する。
【0016】一方、分周比Mが許容範囲内のときは待機
レベルを読み込んで(ステップS7)、並列共振回路の
出力電圧を分週比Nを変化させて読み込み、出力電圧が
最大となるNを求めNMAX(この時の周波数は共振周
波数frである)とする。そしてさらにNを大きくして
いき、出力の許容範囲内での最低値の出力電圧eolが
得られたNをNMINとする。N=NMAX〜NMIN
間において、Nを+1増加させることに対して減少する
出力電圧値がもっとも大きいNをNduf(傾き最大)
とし、N=Ndif(傾き最大)−1=Noptに調整
できたところで並列共振回路が最適状態に調整されたこ
とにする。即ち、共振回路を容量性にし、容量の変化に
対して出力電圧の変化点が大きくえられる周波数のうち
回路の共振周波数frに近い方を設定する(ステップS
8)。この調整ができれば次回設定時基準として分周比
M,NをCPU31にセ−ブし(ステップS9)、すべ
ての処理を終了する。なお、上述した実施例では紙葉類
のセキュリティスレッドの検知について説明したが、紙
葉類が重なった場合、紙葉類にテ−プが付着している場
合、紙葉類に金属異物が付着している場合及びセキュリ
ティスレッドがない紙葉類の真偽を判定する場合につい
ての検知も、各場合を複数のスイッチ(3〜4ビット)
の組み合わせにより設定可能な機能設定スイッチ38に
より行うことができる。
【0017】図15はメタルスレッドが挿入された紙葉
類を本発明装置にて検知する場合である。同図(a)に
示すように紙葉類2をその長手方向にセンサ1に対し搬
送した場合、紙葉類2の各部位A,B,Cの検出波形は
同図(b)に示すようになり、レベル変化率や波形の比
較によりメタルスレッド5を検出することができる。ま
た、図16(a)に示すように紙葉類2をその短手方向
にセンサ1a,1bに対し搬送した場合、紙葉類2の各
部位A,Bのそれぞれの検出波形は同図(b),(c)
に示すようになり、レベル変化率や波形の比較によりメ
タルスレッド5を検出することができる。
【0018】図17は非金属のセキュリティスレッドが
挿入された紙葉類を本発明装置にて検知する場合であ
る。同図(a)に示すように紙葉類2をその長手方向に
センサ1に対し搬送した場合、紙葉類2の各部位A,
B,Cの検出波形は同図(b)に示すようになり、レベ
ル変化率や波形の比較により非金属のセキュリティスレ
ッド6を検出することができる。図18は重なった紙葉
類を本発明装置にて検知する場合である。同図(a)に
示すように紙葉類2をその長手方向にセンサ1に対し搬
送した場合、紙葉類2が重なったA−B部分及び重なっ
ていないB−C部分の検出波形は同図(b)に示すよう
になり、レベル差により紙葉類の重なりを検出すること
ができる。
【0019】図19はテ−プが付着した紙葉類を本発明
装置にて検知する場合である。同図(a)に示すように
紙葉類2をその長手方向にセンサ1に対し搬送した場
合、紙葉類2の各部位A,B及びテ−プの付着部分C,
Dの検出波形は同図(b)に示すようになり、レベル変
化率や波形の比較により付着しているテ−プを検出する
ことができる。図20は金属異物が付着した紙葉類を本
発明装置にて検知する場合である。同図(a)に示すよ
うに紙葉類2をその長手方向にセンサ1に対し搬送した
場合、紙葉類2の各部位A,B及び金属異物の付着部分
Cの検出波形は同図(b)に示すようになり、レベル変
化率や波形の比較により付着している金属異物を検出す
ることができる。図21はセキュリティスレッドがない
紙葉類の真偽を本発明装置にて検知する場合である。同
図(a)に示すように紙葉類2をその長手方向にセンサ
1に対し搬送した場合、紙葉類2の各部位A,Bの検出
波形は真の紙葉類のときは同図(b)に示すようにな
り、偽の紙葉類(カラ−コピ−したもの)のときは同図
(c)に示すようになり、波形の比較により紙葉類の真
偽を判定することができる。
【0020】以上は紙葉類の各部位の静電容量変化を検
出するセンサとして向かい合う平行板電極コンデンサを
用いて説明したが、メタルスレッドの検出の場合には図
7に示すような同一基板上に検出コンデンサを形成する
片面電極を用いても良い。図8及び図9に示すような非
金属で成るセンサ面への紙葉類2の押圧手段3、4を設
けることが可能となり、紙葉類の状態や搬送状態に影響
されない安定した検出を実現することができる。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明の紙葉類のセキュリ
ティスレッド検知装置によれば、簡易かつ確実に紙葉類
のセキュリティスレッドの検知を行うことができるの
で、紙葉類の真偽の判定を確実に行うことができる。ま
た、温度センサおよび湿度センサによって周囲環境の温
度および湿度を検出し、この温度や湿度に応じて、検出
された静電容量変化に対応した出力値を処理して判定す
るときに用いる各種パラメータを補正するようにした。
そして、発振器の分周比を可変にして、静電容量変化に
対して出力電圧の変化点が大きく得られる発振周波数の
うち、共振回路の共振周波数に近い発振周波数となる分
周比を調整値として設定するようにした。すなわち、周
囲環境の温度や湿度に応じて各種パラメータを補正し、
最適検出点からのずれを発振器の分周比を可変にして、
共振周波数を最適値に調整することができる。よって、
オペレータは非接触かつ無調整で検知精度を常に最適に
保った状態で、周囲環境の温度や湿度の影響を受けず
に、セキュリティスレッドの有無を正確に判別すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の紙葉類のセキュリティスレッド検知装
置の一例を示す回路図である。
【図2】本発明装置の検出部を説明するための第1の図
である。
【図3】本発明装置の検出部を説明するための第2の図
である。
【図4】本発明装置の検出部を説明するための第3の図
である。
【図5】本発明装置の検出部を説明するための第4の図
である。
【図6】本発明装置の検出部を説明するための第5の図
である。
【図7】本発明装置のセンサの一例を示す図である。
【図8】本発明装置の検知部の第二の例を示す図であ
る。
【図9】本発明装置の検知部の第三の例を示す図であ
る。
【図10】本発明装置の判定/制御部の動作例を説明す
るフロ−チャ−トである。
【図11】本発明装置の判定/制御部に用いるテ−ブル
の第一の例を示す図である。
【図12】本発明装置の判定/制御部に用いるテ−ブル
の第二の例を示す図である。
【図13】本発明装置の判定/制御部に用いる第二のテ
−ブルのデ−タ設定例を示す図である。
【図14】本発明装置の周波数調整部の動作例を説明す
るフロ−チャ−トである。
【図15】本発明装置による検知例の第一の図である。
【図16】本発明装置による検知例の第二の図である。
【図17】本発明装置による検知例の第三の図である。
【図18】本発明装置による検知例の第四の図である。
【図19】本発明装置による検知例の第五の図である。
【図20】本発明装置による検知例の第六の図である。
【図21】本発明装置による検知例の第七の図である。
【符号の説明】
1 センサ 2 紙葉類 3 押圧手段 4 押圧手段 5 メタルスレッド 6 非金属のセキュリティスレッド 10 検出部 20 比較部 30 判定/制御部 40 周波数調整部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−54693(JP,A) 特開 昭59−131104(JP,A) 実開 昭59−100367(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G07D 7/00 - 7/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】紙幣に内蔵されているセキュリティスレッ
    ドを検知する装置において、 搬送されてくる紙葉類の各部位の静電容量変化を共振回
    路で検出し、該検出した静電容量変化に対応した出力電
    圧の包絡線を検出する検出部と、 前記包絡線のパターンにより前記紙葉類のセキュリティ
    スレッドを検知して前記紙葉類の真偽を判定する判定/
    制御部と、 前記紙葉類の各部位の温度や湿度を測定する温度センサ
    および湿度センサと、 発振器の分周比を可変にして検知に最適な共振回路の発
    振周波数を調整決定する周波数調整部とを備え、 前記判定/制御部により、前記温度センサおよび湿度セ
    ンサによって測定した温度・湿度に応じて前記検出部か
    ら入力された信号を処理し判定を行なうときに用いる各
    種パラメータを補正するとともに、前記周波数調整部に
    より、前記共振回路によって検出される静電容量変化に
    対して出力電圧の変化点が大きく得られる発振周波数の
    うち、前記共振回路の共振周波数に近い発振周波数とな
    る分周比を調整値として設定し、セキュリティスレッド
    の有無を判定するようにしたことを特徴とする紙葉類の
    セキュリティスレッド検知装置。
  2. 【請求項2】前記検出部が、前記共振回路への入力電圧
    と出力電圧間の位相差もしくはゼロ・クロス時間差を検
    出するようになっている請求項1に記載の紙葉類のセキ
    ュリティスレッド検知装置。
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