KR200390435Y1 - 초음파 센서를 이용한 이매검지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 초음파 센서를 이용한 이매 검지 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 현금입출금기에서 현금의 입출금을 위하여 지폐의 수량을 계수할 때 두 장 이상의 지폐가 한 장으로 계수되는 것을 검지하기 위해 장착되어 있는 이매검지장치에 있어서, 1차로 광센서를 이용하여 지폐의 길이를, 2차로 이미지 센서를 이용하여 지폐의 크기를 감별하여 지폐의 이매를 판단하고, 이로 검지되지 않은 이매에 대해서 3차로 초음파 센서를 이용하여 출력 파형을 분석하여 이매인지 아닌지를 판단함으로써 보다 정확하고 신뢰성 있는 이매 검지가 가능하도록 한 초음파를 이용한 이매 검지 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

상기와 같은 고안은, 종래의 고안에서 사용되고 있는 지렛대를 이용한 두께 검출 방식이나 광센서를 이용한 두께검출장치에 비해 상기와 같은 초음파 센서를 이용한 두께검출 장치가 더 쉽고, 저렴한 가격으로 구현 가능하다는 장점도 가진다는 점에서 더욱 유리한 효과가 있다.

Description

초음파 센서를 이용한 이매검지장치 {Apparatus for Detecting Two Papers Using Ultrasonic Sensor}

본 고안은 초음파 센서를 이용한 이매 검지 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광센서 및 이미지 센서를 이용하여 지폐의 크기를 감별하여 지폐의 이매를 판단하고, 이로 검지되지 않은 이매에 대해서 초음파 센서를 이용하여 출력되는 파형으로부터 투입된 지폐가 이매인지 아닌지를 판단함으로써 보다 정확하고 신뢰성 있는 이매 검지가 가능하도록 한 초음파를 이용한 이매 검지 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 현금입출금기에서 현금의 입출금을 위하여 지폐의 수량을 계수할 때 두 장 이상의 지폐가 한 장으로 계수되는 것을 검지하기 위해 장착된 이매검지장치의 검지방법은, 먼저, 지폐의 길이와 지폐의 크기를 감별하여 지폐의 이매를 판단하고, 다음으로 이로 검지되지 않은 이매에 대해서 두께를 검출하는 방식으로 이매를 검지한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 현금입출금기의 이매검지장치를 설명한다.

도 1a는 종래의 현금입출금기의 이매검지장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.

도 1a를 참조하면, 종래의 이매검지장치(10)는 지폐가 이매 검지 장치로 투입되는지를 감지하여, 지폐의 길이 및 폭 등의 지폐 크기로 이매 유무를 판단하는 크기감지부(12)와, 지폐의 두께를 감지하여 이매의 유무를 검출하는 두께검출부(14)와, 상기의 각 모듈에서 지폐가 이매로 판단될 경우에 이를 다시 고객이나 리젝트 박스로 리젝트 시키는 지폐반송부(16)와, 상기 각 모듈을 제어하며, 각 모듈로부터 전송되는 이매여부를 수신하여 지폐를 계수할지 리젝트할 지를 결정하는 제어부(18)로 구성된다.

상기의 크기감지부(12)는 일반적인 전기신호를 광신호로 변환하여 지폐에 조사하는 발광부와, 상기 발광부로부터 지폐로 조사된 후 통과되는 광신호를 수신하여 전기신호로 복원하는 수광부로 구성되어 지폐가 투입되면 이를 인식하는 역할을 한다.

상기의 두께검출부(14)는 두께를 검출하기 위해서 다양한 종류의 센서나 메커니즘을 사용하여 구현될 수 있으며, 종래의 이매 검지 방법에서는, 지렛대의 원리를 이용하여 두께를 검출하는 방법이나, 광센서를 이용하여 두께를 검출하는 방식이 주로 사용되었다.

보다 상세하게, 도 1b는 종래의 현금입출금기의 이매검지방법을 나타낸 순서도이다.

도면을 참조하면, 먼저, 지폐가 투입되는 것이 감지되면(S102), 크기감지부(12)는 구비된 광센서의 발광부에서 일정한 빛을 지폐로 조사한 다음, 지폐를 투과하여 들어오는 빛을 광센서의 수광부가 검출하여 이로부터 지폐의 크기를 감지하고, 이매의 유무를 검출한다(S104). 상기에서 확인한 결과, 지폐가 이매로 판단되면(S106), 지폐반송부(16)에서는 입금시에는 고객에게, 출금시에는 현금입출금기의 리젝트 박스로 지폐를 리젝트 시킨다(S112).

지폐가 정상으로 판단되는 경우에(S106), 두께검출부(14)는 지렛대의 원리를 이용하여 지폐가 들어오면 이의 무게를 감지하여 움직이는 슬릿 수만큼을 감지하여 이로부터 두께를 검출하여 이매 유무를 검지하는 방법이나, 상기 크기 센서에서 사용된 것처럼 광센서를 이용하여 지폐를 투과하여 들어오는 빛의 양으로 이매의 유무를 검출하는 방식을 사용하여 지폐의 두께를 검출한다(S108).

상기에서 확인한 결과, 지폐가 이매로 판단되면(S110), 지폐반송부(18)에서는 입금시에는 고객에게, 출금시에는 현금입출금기의 리젝트 박스로 지폐를 리젝트 시키고(S112), 정상 지폐로 판단된다면, 지폐를 계수하고 다음 지폐에 대한 작업을 진행할 수 있다(S114).

하지만, 상기와 같은 종래의 방식에서 지렛대의 원리를 이용하는 경우, 메카니즘적인 요소가 강하여 이를 구현하기 위해서는 많은 구동부가 필요하여, 그 구조가 훨씬 복잡해지는 문제점이 있었다.

또한, 광센서를 이용하는 경우에는, 입력되는 파형을 분석하기 위한 센서의 분해능이 높던가, 포텐셔미터(Potentiometer) 등을 이용해서 구현해야 하는데, 상기 부분들은 가격도 비싸고, 이를 구현하기 위한 구성 요소들은 정교함을 요하기 때문에 설계가 난해한 문제점을 가지고 있었다.

본 고안은 상기의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 현금입출금기에서 현금의 입출금을 위하여 지폐의 수량을 계수할 때 두 장 이상의 지폐가 한 장으로 계수되는 것을 검지하기 위해 장착되어 있는 이매검지장치에 있어서, 1차로 광센서를 이용하여 지폐의 길이를, 2차로 이미지 센서를 이용하여 지폐의 크기를 감별하여 지폐의 이매를 판단하고, 이로 검지되지 않은 이매에 대해서 3차로 초음파 센서를 이용하여 출력 파형을 분석하여 이매인지 아닌지를 판단함으로써 보다 정확하고 신뢰성 있는 이매 검지가 가능하도록 한 초음파를 이용한 이매 검지 장치 및 그 방법을 제공함을 목적으로 가진다.

그리고 종래의 고안에서 사용되고 있는 지렛대를 이용한 두께 검출 방식이나 광센서를 이용한 두께검출장치에 비해 상기와 같은 초음파 센서를 이용한 두께 검출 장치가 더 쉽게 구현 가능할 뿐만 아니라, 저렴한 가격으로 구현할 수 있다는 장점을 가진다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 이매검지장치 및 그 방법을 설명하고, 또한 상기 과정들을 달성하기 위한 이매검지장치의 내부 구성 모듈을 제안한다.

이매검지를 위하여 본 고안은, 투입감지부의 발광부가 지폐에 조사한 빛을 수광부가 수신하여 지폐의 투입을 감지하는 단계와; 크기감지부의 이미지센서가 지폐의 형상 및 권종을 체크하여, 크기를 검출하여 이매 유무를 감지하는 단계와; 상기의 지폐 크기로부터 이매가 아니라고 판단되면, 두께검출부의 초음파 진동부가 지폐로 초음파를 전송하여, 초음파 검진부가 지폐를 통하여 검출되는 초음파를 전송받아 출력 파형을 분석하여 기준파형과 비교하는 단계와; 상기 전송받은 초음파의 출력 파형으로부터 지폐가 이매로 판단되면, 지폐를 입금시에는 고객에게, 출금시에는 현금입출금기의 리젝트 박스로 지폐를 리젝트 시키고, 정상 지폐로 판단되면 한 장으로 판단하여 지폐를 계수하는 단계를 구비한다.

또한, 상기 각 단계들을 제어하기 위하여 이매검지장치는, 지폐가 이매 검지 장치로 투입되는지를 감지하는 투입감지부와, 지폐의 형상을 인식하여 그 크기를 검출하고, 그로부터 지폐의 이매 유무를 판단하는 크기감지부와, 초음파를 지폐로 발진하여 감지되는 초음파를 수신하여 이매여부를 검출하는 두께검출부와, 투입된 지폐가 이매로 판단되면, 이를 고객이나 리젝트 박스로 지폐를 리젝트 시키는 지폐반송부와, 상기 각 모듈을 제어하며, 각 모듈로부터 전송되는 이매여부를 수신하여 지폐의 계수나 리젝트를 판단하고, 상기 두께검출부로부터 초음파를 수신하여 출력 파형을 분석하여 이로부터 이매 여부를 검출하는 제어부를 구비한다.

바람직하게는, 상기 두께검출부는 지폐로 초음파를 발진하여 전송하는 초음파 진동부와; 상기 초음파 진동부를 통해서 발진되어 지폐를 통과한 초음파를 수신하는 초음파 검진부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 따른 현금입출금기의 이매검지장치의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.

도면을 참조하면, 본 고안에 따른 이매검지장치(100)는 지폐가 이매 검지 장치로 투입되는지를 감지하는 투입감지부(110)와, 지폐의 형상을 인식하여 그 크기를 검출하고, 그로부터 지폐의 이매 유무를 판단하는 크기감지부(120)와, 초음파를 지폐로 발진하여 감지되는 초음파를 수신하여 이매여부를 검출하는 두께검출부(130)와, 투입된 지폐가 이매로 판단되면, 이를 리젝트 시키는 지폐반송부(140)와, 상기 각 모듈을 제어하는 제어부(150)로 이루어져 있다.

본 고안에 따른 상기 투입감지부(110)는 지폐가 투입되는 지를 감지하는 기능 외에, 발광부 및 수광부를 이용하여 지폐의 길이 검출 기능도 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 크기감지부(120)는 지폐의 형상을 인식하고, 1차로 크기를 인식하여 지폐임을 알고, 또한, 인식된 크기를 통해 지폐의 완전 겹침 또는 부분 겹침에 대한 이매의 유무를 판단할 수 있도록 이미지 센서를 구비한다.

상기의 이미지 센서는 광전 변환 반도체와 CMOS 스위치로 구성되어, 빛 에너지에 의해 발생된 전하를 상기 반도체 스위치로 읽어내는 방식으로 스캐너나 디지털 카메라의 이미지 센서로 이용되고 있는 밀착형 이미지 센서(CIS, Contact Image Sensor)가 될 수 있다.

또한, 이물질에 의해 두 장 이상의 지폐가 겹쳐진 경우에는 상기 투입감지부(110)나 크기감지부(120)를 통해서 이매가 판별될 수 없는 점을 보완하기 위해 본 고안에서는 초음파 센서를 구비한 두께검출부(130)를 구비한다. 상기 두께검출부(130)는 투입된 지폐로 초음파를 발진하여 전송하는 초음파 진동부(132)와, 상기 초음파 진동부(132)를 통해서 발진되어 지폐를 통과한 초음파를 수신하는 초음파 검진부(134)로 이루어진다.

초음파(Ultrasonic) 센서의 원리는 압전 소자를 사용한 진동자의 송파기로부터 발진된 초음파의 에코(Echo)가 수파기에 도달할 때까지의 소요시간으로 거리를 검출하는 것이다. 즉, 초음파를 일정 시간 물체에 발생시킨 뒤 반사되어 돌아오는 신호를 검출함으로써 그 시간차로 거리를 측정할 수 있다.

일반적인 초음파 센서의 종류 중에는 광전 스위치의 투과형과 같이 송파기와 수파기를 마주 보게 하고, 송파기로부터 방출된 초음파가 물체에 의해 차단될 때 수파기측의 신호 변화를 검출하는 방식으로 구현된 대향형과, 송파기에서 방출된 초음파가 물체에서 반사되어 발생하는 반사파를 수파기로 검출하는 방식으로 단순히 물체의 유무를 검출할 뿐만 아니라 물체까지의 거리 측정이 가능한 반사형이 있다.

본 고안에서 사용되는 초음파 센서는 대향형 초음파 센서로서 송파기에 해당하는 초음파 진동부와, 수파기에 해당하는 초음파 검진부로 구성되어, 초음파 진동부에서 지폐로 초음파를 발진하면 투과한 초음파가 초음파 검진부에 수신되고, 제어부가 이를 분석하여 일반적인 한 장의 지폐를 투과하는 초음파의 파형과 비교함으로서 지폐의 이매 유무를 검지할 수 있다.

상기 제어부(150)는 각 모듈로부터 전송되는 이매여부를 수신하여 지폐를 계수하던지 리젝트 시키고, 상기 두께검출부(130)로부터 초음파를 수신하여 이의 출력 파형을 분석하여, 분석된 출력 파형과 기준파형을 비교하여 이로부터 이매 여부를 검출하는 기능을 추가로 구비한다. 상기에서 기준파형은 한 장의 지폐가 투입된 경우 초음파의 파형을 의미한다.

도 3은 본 고안에 따른 현금입출금기의 이매검지장치의 대략적인 전체 구조를 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면, 지폐(200)가 이매검지장치(100)로 투입되면, 투입감지부(110)에서는 구비된 수광부(112) 및 발광부(114)를 이용하여 지폐의 투입 여부를 판단하고, 지폐의 길이도 확인하여 이매 여부를 체크할 수 있다. 계속하여, 크기감지부(120)의 이미지 센서(122)가 지폐의 권종을 구분하고, 지폐의 크기를 확인 하여 이매 여부를 다시 한번 체크할 수 있다.

상기 두께검출부(130)는 상기의 과정을 통해 이매가 아닌 것으로 판단된 지폐나, 이매임에도 상기의 투입감지부(110)나 크기감지부(120)를 통해 감지되지 못한 지폐를 다시 한번 확인하기 위해, 대향형 초음파 센서의 송파기에 해당하는 초음파 진동부(132)가 지폐로 일정한 주파수를 발진하여 초음파를 발산하면, 대향형 초음파 센서의 수파기에 해당하는 초음파 검진부(134)가 지폐를 투과한 초음파를 수신하여 이로부터 출력 파형을 검출하여, 이매검지장치(100)의 제어부(150)는 지폐의 권종에 따라 설정되어 있는 지폐 한 장에 대한 초음파의 파형인 기준파형과 분석된 출력 파형을 비교하여 이로부터 이매 여부를 검출할 수 있다.

보다 상세하게, 도 4(a)는 지폐가 한 장일 경우, 지폐를 투과한 초음파를 수신하여 이로부터 시간에 따른 검출 전압을 도시한 그래프이고, 도 4(b)는 지폐가 두 장일 경우 지폐를 투과한 초음파를 수신하여 이로부터 시간에 따른 검출 전압을 도시한 그래프이다.

도면에서 볼 수 있듯이 도 4(a)에서의 지폐가 한 장일 경우, 즉, 기준파형일 경우에는, 특정한 시간대에 검출 전압이 증폭되는 특성을 보이는 반면에, 도 4(b)에서의 지폐가 두 장일 경우에는, 시간대에 상관없이 일정한 크기의 검출 전압을 가지는 것을 볼 수 있다.

상기와 같은 그래프 파형을 차이를 통해 제어부(150)는 투입된 지폐가 이매인지 아닌지를 판단할 수 있다.

도 5는 본 고안에 따른 현금입출금기의 이매검지방법을 나타낸 순서도이다.

도면을 참조하면, 먼저, 투입감지부(110)에서 지폐가 투입되는지의 여부를 체크하고 있다가 지폐가 투입되면, 구비된 발광부(112) 및 수광부(114)를 이용하여 지폐의 투입 여부를 감지한다(S202).

상기 투입감지부(110)는 경우에 따라서 반송 중에 미끄러지거나 비뚤어져 지폐가 겹쳐져 그 길이가 정상권과 확연히 다른 경우에 이를 감지하는 기능을 추가로 구비한다. 이 때, 상기 투입감지부(110)의 발광부(112) 및 수광부(114)는 다수의 포토다이오드(Photo Diode)를 배열 설치하여 구성하며, 지폐가 상기 포토다이오드를 통과함에 따라 포토다이오드의 광원이 가려지는 것을 이용하여 지폐의 길이를 감지할 수 있다(S204).

상기 투입감지부(110)에 의해 감지된 길이로부터 투입된 지폐가 이매인지 아닌지를 확인하고(S206), 이매로 판단되면, 지폐반송부(140)에서는 입금시에는 고객에게, 출금시에는 현금입출금기의 리젝트 박스로 지폐를 리젝트 시키고(S220), 이매가 아닌 정상 지폐로 판단되면, 계속하여, 크기감지부(120)의 이미지 센서(122) 등을 통해 상기 투입된 지폐의 권종 구분 및 형상을 체크하여 지폐의 크기를 확인함으로써 정상적으로 1매가 들어온 경우 또는 2매가 들어왔지만 완전 겹쳐진 경우는 정상적으로 판단하여 다음 처리를 진행하고, 부분적으로 겹쳐진 2매가 들어온 경우에는 이매로 판단한다(S208).

상기에서 확인한 결과, 지폐가 이매로 판단되면(S210), 지폐반송부(140)에서는 입금시에는 고객에게, 출금시에는 현금입출금기의 리젝트 박스로 지폐를 리젝트 시키고(S220), 지폐가 정상으로 판단되는 경우에(S210), 두께검출부(130)의 대향형 초음파 센서의 송파기에 해당하는 초음파 진동부(132)가 지폐로 일정한 주파수를 발진하여 초음파를 발산하고(S212), 상기 초음파는 지폐를 투과하여 대향형 초음파 센서의 수파기에 해당하는 초음파 검진부(134)에 수신된다(S214).

제어부(150)는 상기 수신된 초음파의 파형을 시간에 따른 검출 전압의 형태를 가진 그래프로 분석하고(S216), 이를 일반적인 한 장의 지폐를 투과하는 초음파의 파형으로 설정된 기준파형과 비교함으로서 지폐의 이매 유무를 판단할 수 있다. 상기에서 확인한 결과, 지폐가 이매로 판단되면(S218), 지폐반송부(140)에서는 입금시에는 고객에게, 출금시에는 현금입출금기의 리젝트 박스로 지폐를 리젝트 시키고(S220), 정상 지폐로 판단된다면, 지폐를 계수함으로써(S222) 상기의 작업을 완료할 수 있다.

이상, 본 고안을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 고안의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 실용신안 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 고안의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 고안은, 현금입출금기에서 현금의 입출금을 위하여 지폐의 수량을 계수할 때 두 장 이상의 지폐가 한 장으로 계수되는 것을 검지하기 위해 장착되어 있는 이매검지장치에 있어서, 1차로 광센서를 이용하여 지폐의 길이를, 2차로 이미지 센서를 이용하여 지폐의 크기를 감별하여 지폐의 이매를 판단하고, 이로 검지되지 않은 이매에 대해서 3차로 초음파 센서를 이용하여 출력 파형을 분석하여 이매인지 아닌지를 판단함으로써 보다 정확하고 신뢰성 있는 이매 검지가 가능하도록 하는 장점을 가진다.

또한 상기와 같은 고안은, 종래의 고안에서 사용되는 종래의 고안에서 사용되고 있는 지렛대를 이용한 두께 검출 방식이나 광센서를 이용한 두께검출장치에 비해 상기와 같은 초음파 센서를 이용한 두께검출 장치가 더 쉽고, 저렴한 가격으로 구현 가능하다는 점에서 더욱 유리한 효과를 거둘 수가 있다.

도 1a 내지 도 1b는 종래의 현금입출금기의 이매검지장치의 내부 구성을 도시한 블록도이고, 이매검지방법을 나타낸 순서도이다.

도 2는 본 고안에 따른 현금입출금기의 이매검지장치의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.

도 3은 본 고안에 따른 현금입출금기의 이매검지장치의 대략적인 전체 구조를 도시한 사시도이다.

도 4(a) 내지 도 4(b)는 본 고안에 따른 초음파 센서를 이용해서 지폐가 한 장일 때와, 이매일 때의 출력 파형을 도시한 그래프이다.

도 5는 본 고안에 따른 현금입출금기의 이매검지방법을 나타낸 순서도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10, 100 : 이매검지장치 12, 120 : 크기 감지부

14, 130 : 두께검출부 16, 140 : 지폐반송부

18, 150 : 제어부 110 : 투입감지부

112 : 발광부 114 : 수광부

122 : 이미지 센서 132 : 초음파 진동부

134 : 초음파 검진부 200 : 지폐

Claims (5)

1. 지폐가 이매 검지 장치로 투입되는지를 감지하는 투입감지부와,

   지폐의 형상을 인식하여 그 크기를 검출하고, 그로부터 지폐의 이매 유무를 판단하는 크기감지부와,

   초음파를 지폐로 발진하여 감지되는 초음파를 수신하여 이매여부를 검출하는 두께검출부와,

   투입된 지폐가 이매로 판단되면, 이를 입금시에는 고객에게, 출금시에는 현금입출금기의 리젝트 박스로 리젝트 시키는 지폐반송부와,

   상기 각 모듈을 제어하며, 각 모듈로부터 전송되는 이매여부를 수신하여 지폐를 계수나 리젝트를 판단하고, 상기 두께검출부로부터 초음파를 수신하여 출력 파형을 분석하여 이로부터 이매 여부를 검출하는 제어부

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 이매검지장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 두께검출부는

   지폐로 초음파를 발진하여 전송하는 초음파 진동부와;

   상기 초음파 진동부를 통해서 발진되어 지폐를 통과한 초음파를 수신하는 초음파 검진부

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 이매검지장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 투입감지부는

   발광부 및 수광부를 이용하여 지폐의 길이를 검출하는 것을 특징으로 하는 이매검지장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 크기감지부는

   이미지 센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 이매검지장치.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제어부는

   상기 두께검출부로부터 초음파를 수신하고, 수신 받은 초음파의 출력 파형을 분석하고, 분석된 출력 파형과, 지폐가 한 장일 때의 출력 파형인 기준파형을 비교하여 이로부터 이매 여부를 검출하는 기능을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 이매검지장치.