JP2016206752A - Paper sheet discrimination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、紙葉類の静電容量を検出する紙葉類判別装置に関する。 The present invention relates to a paper sheet discriminating apparatus that detects a capacitance of a paper sheet.
現在、例えば紙幣や有価証券、キャッシュカード、小切手などの紙葉類の判別が必要とされる装置として現金自動預け払い機(ATM)がある。ATMでの紙幣判別には、圧延ローラもしくは超音波センサなどから構成される紙厚検出装置が一般的に使用され、異常な紙厚の紙幣を判別していた。また、海外では破損した紙幣をテープなどで補修し再利用しているケースが多くあり、このテープで補修した紙幣を判別し、当該判別された紙幣をATM内で回収しユーザに再流通させないようにしていた。 Currently, there is an automatic teller machine (ATM) as an apparatus that requires discrimination of paper sheets such as banknotes, securities, cash cards, checks, and the like. In the banknote discrimination in ATM, a paper thickness detection device composed of a rolling roller or an ultrasonic sensor is generally used to discriminate banknotes having an abnormal paper thickness. In addition, there are many cases where damaged banknotes are repaired with tapes and reused overseas, and banknotes repaired with this tape are discriminated, and the discriminated banknotes are not collected and recirculated to the user. I was doing.
現在普及している紙葉類の判別センサは紙厚センサであって紙葉類の再利用時に異常な紙葉類を判別してユーザの手元に渡らなくするためのセンサである。この紙厚センサは超音波式でありかつ大型であるので紙幣の判別精度に限界がありかつ実装数に限界があるという課題がある。さらに、この紙厚センサは高額であるので、これらを多数実装するには非常にコストがかかるという課題がある。 A paper sheet discrimination sensor that is widely used at present is a paper thickness sensor that discriminates abnormal paper sheets when they are reused and prevents them from reaching the user. Since the paper thickness sensor is an ultrasonic type and large, there is a problem that there is a limit to the banknote discrimination accuracy and a limit to the number of mounted papers. Further, since the paper thickness sensor is expensive, there is a problem that it is very expensive to mount a large number of these sensors.
上述した課題に対して、例えば、特許文献1には、紙幣の判別を行うセンサが開示されている。ここで、コンデンサとコイルとを用いて並列共振回路を構成し、共振周波数の変化を検出することにより、紙幣の静電容量を検出している。 For example, Patent Document 1 discloses a sensor for discriminating banknotes with respect to the above-described problem. Here, the capacitance of the banknote is detected by configuring a parallel resonance circuit using a capacitor and a coil and detecting a change in the resonance frequency.
しかしながら、共振周波数の変化を検出するためには大型の検出素子を用いる必要がある。従って、超音波センサを用いた従来のセンサ同様に、紙幣の判別精度に限界がありかつ実装数に限界があるという課題がある。さらに、この検出素子は高額であるので、これらを多数実装するには非常にコストがかかるという課題がある。 However, it is necessary to use a large detection element in order to detect a change in resonance frequency. Therefore, like the conventional sensor using an ultrasonic sensor, there is a problem that there is a limit to the banknote discrimination accuracy and a limit to the number of mounting. Furthermore, since this detection element is expensive, there is a problem that it is very expensive to mount many of these detection elements.
本発明の目的は以上の問題点を解決し、従来技術に比較して少数の実装数でかつ高い判別精度で、紙葉類の状態変化を画像データで判別できる紙葉類判別装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a paper sheet discriminating apparatus capable of resolving the above problems and discriminating a state change of a paper sheet from image data with a small number of mountings and high discrimination accuracy as compared with the prior art. There is.
本発明に係る紙葉類判別装置は、紙葉類を通過する空間に電界を形成するための複数の電極群を備えた紙葉類判別装置であって、クロック信号に基づいて、電極群に所定の周波数を有する電圧を印加するための制御信号を生成する制御部と、制御信号に基づいて、電極群に電圧を印加して電界を形成する駆動部と、複数の電極群と紙葉類とで形成される静電容量に基づく電界の変化を検出し、当該検出された電界の変化を、複数のパルス信号として出力する静電容量検出回路とを備えたことを特徴とする。 A paper sheet discriminating apparatus according to the present invention is a paper sheet discriminating apparatus having a plurality of electrode groups for forming an electric field in a space passing through a paper sheet. A control unit that generates a control signal for applying a voltage having a predetermined frequency, a drive unit that forms an electric field by applying a voltage to the electrode group based on the control signal, and a plurality of electrode groups and paper sheets And a capacitance detection circuit that detects a change in the electric field based on the capacitance formed by the first and second outputs and outputs the detected change in the electric field as a plurality of pulse signals.
本発明に係る紙葉類判別装置によれば、紙葉類の静電容量の検出において微分回路を用いるので、高速かつ安定的に紙葉類の静電容量を検出することができる。 According to the paper sheet discriminating apparatus according to the present invention, since the differentiation circuit is used for detecting the electrostatic capacity of the paper sheet, the electrostatic capacity of the paper sheet can be detected at high speed and stably.
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施の形態において、同様の構成要素については同一の符号を付して説明は省略する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
第1の実施の形態.
図1は本発明の第1の実施の形態に係る紙葉類判別装置の概略図である。図1の紙葉類判別装置は、静電容量検出回路1と、制御部3と、駆動部4と、出力回路5とを備えて構成される。図1において、静電容量検出回路1は、複数N個の静電容量検出部10−n(自然数n(1≦n≦N))を備え、各静電容量検出部10−nは、同一平面上に形成される第1電極101及び第2電極102からなる電極群をそれぞれ含む。ここで、紙葉類判別装置は、紙葉類200を通過する空間に電界を形成するための複数の電極群を備える。
First embodiment.
FIG. 1 is a schematic diagram of a paper sheet discriminating apparatus according to a first embodiment of the present invention. The paper sheet discriminating apparatus in FIG. 1 includes a capacitance detection circuit 1, a control unit 3, a drive unit 4, and an output circuit 5. In FIG. 1, the capacitance detection circuit 1 includes a plurality of N capacitance detection units 10-n (natural number n (1 ≦ n ≦ N)), and each capacitance detection unit 10-n is the same. Each of the electrode groups includes a first electrode 101 and a second electrode 102 formed on a plane. Here, the paper sheet discriminating apparatus includes a plurality of electrode groups for forming an electric field in a space passing through the paper sheet 200.
図1に示すように、第1電極101及び第2電極102は従来技術に比較して小型化され、紙葉類200の読み取り方向(紙送り方向)であるX方向に対して垂直であるY方向にN個の静電容量検出部10−nが一直線上に配置される。ここで、紙葉類200は、この表面もしくは裏面に接する押圧用ローラ201により押さえられた状態で搬送路500に沿ってX方向に搬送され、各静電容量検出部10−nの第1電極101及び第2電極102の上部を通過する。このとき、静電容量検出回路1は、紙葉類200の静電容量を検出し、当該検出された静電容量を、出力回路5の例えば液晶ディスプレイなどの表示部53に画像データに変換して表示する。すなわち、静電容量検出回路1は、複数の電極群と紙葉類200とで形成される静電容量に基づく電界の変化を検出し、当該検出された電界の変化を、複数のパルス信号として出力し、これらのパルス信号に基づいて、検出された静電容量を画像データとして表示する。以下詳細に説明する。 As shown in FIG. 1, the first electrode 101 and the second electrode 102 are reduced in size as compared with the prior art, and Y is perpendicular to the X direction that is the reading direction (paper feeding direction) of the paper sheet 200. N electrostatic capacity detection units 10-n are arranged in a straight line in the direction. Here, the paper sheet 200 is conveyed in the X direction along the conveyance path 500 while being pressed by the pressing roller 201 in contact with the front surface or the back surface, and the first electrode of each capacitance detection unit 10-n. 101 and the second electrode 102 are passed through. At this time, the electrostatic capacitance detection circuit 1 detects the electrostatic capacitance of the paper sheet 200 and converts the detected electrostatic capacitance into image data on a display unit 53 such as a liquid crystal display of the output circuit 5. To display. That is, the capacitance detection circuit 1 detects a change in the electric field based on the capacitance formed by the plurality of electrode groups and the paper sheet 200, and uses the detected change in the electric field as a plurality of pulse signals. Based on these pulse signals, the detected capacitance is displayed as image data. This will be described in detail below.
図2は図1の紙葉類判別装置の構成を示すブロック図である。図2の紙葉類判別装置は、静電容量検出回路1と、N個の計数部であるカウンタ20−nを含むカウンタ回路2と、制御部3と、駆動部4と、出力回路5とを備えて構成される。図2の静電容量検出回路1は、N個の静電容量検出部10−nと、N個の蓄電部11−nと、N個の放電部12−nと、N個の静電容量判定部13−nとを備えて構成される。ここで、各蓄電部11−nは、整流ダイオード110と、コンデンサ111とを備えて構成される。また、各放電部12−nは、例えば電界効果トランジスタなどのスイッチSWを備えて構成される。さらに、各静電容量判定部13−nは、所定の参照電圧Vrを有する比較器130とを備えて構成される。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the paper sheet discriminating apparatus of FIG. 2 includes a capacitance detection circuit 1, a counter circuit 2 including N counters 20-n, a control unit 3, a drive unit 4, and an output circuit 5. It is configured with. The capacitance detection circuit 1 in FIG. 2 includes N capacitance detection units 10-n, N power storage units 11-n, N discharge units 12-n, and N capacitances. And a determination unit 13-n. Here, each power storage unit 11-n includes a rectifier diode 110 and a capacitor 111. Each discharge unit 12-n includes a switch SW such as a field effect transistor. Further, each capacitance determination unit 13-n includes a comparator 130 having a predetermined reference voltage Vr.
各静電容量検出部10−nは、第1電極101と、第2電極102と、第2電極102と接地との間に接続される抵抗103とを備えて構成される。ここで、抵抗103の一端は、整流ダイオード110のアノードに接続され、整流ダイオード110のカソードは、コンデンサ111の一端に接続される。また、コンデンサ111の他端は接地され、制御部3からの放電信号DCSに基づいてスイッチング制御するスイッチSWがコンデンサ111に並列接続される。すなわち、スイッチSWの一端は整流ダイオード110のカソードに接続され、スイッチSWの他端は接地される。従って、スイッチSWをオンすることにより、コンデンサ111に蓄電された電荷がグランドに放出される。この構成により、コンデンサ111に蓄電された電荷を放電するタイミングを任意に設定することができる。 Each capacitance detection unit 10-n includes a first electrode 101, a second electrode 102, and a resistor 103 connected between the second electrode 102 and the ground. Here, one end of the resistor 103 is connected to the anode of the rectifier diode 110, and the cathode of the rectifier diode 110 is connected to one end of the capacitor 111. The other end of the capacitor 111 is grounded, and a switch SW that performs switching control based on the discharge signal DCS from the control unit 3 is connected in parallel to the capacitor 111. That is, one end of the switch SW is connected to the cathode of the rectifier diode 110, and the other end of the switch SW is grounded. Therefore, by turning on the switch SW, the electric charge stored in the capacitor 111 is released to the ground. With this configuration, the timing for discharging the electric charge stored in the capacitor 111 can be arbitrarily set.
各比較器130は、コンデンサ111の蓄電電圧Vcを反転入力端子に入力し、参照電圧Vrの電圧を非反転入力端子に入力する。各比較器130の出力端子はカウンタ20−nにそれぞれ接続される。 Each comparator 130 inputs the stored voltage Vc of the capacitor 111 to the inverting input terminal, and inputs the voltage of the reference voltage Vr to the non-inverting input terminal. The output terminal of each comparator 130 is connected to the counter 20-n.
制御部3は、クロック信号CLKに基づいて、第1電極101に所定の電圧を印加するための駆動信号DSを生成して駆動部4に出力する。また、制御部3は、クロック信号CLKに基づいて、スイッチSWのスイッチングを制御する放電信号DCSを生成してスイッチSWに出力する。 The control unit 3 generates a drive signal DS for applying a predetermined voltage to the first electrode 101 based on the clock signal CLK and outputs it to the drive unit 4. Further, the control unit 3 generates a discharge signal DCS for controlling the switching of the switch SW based on the clock signal CLK, and outputs it to the switch SW.
駆動部4は、駆動信号DSに基づいて、所定の周波数の基準パルス電圧Viを第1電極101に印加する。ここで、搬送路500において、第1電極101と、抵抗103を介して接地された第2電極102とで電界が形成される。すなわち、第1電極101には基準となるパルス電圧が印加され、第2電極102には微分パルスを取得するための抵抗103が接続される。ここで、抵抗103の抵抗値Rは、微分パルス電圧Voのパルス幅が基準パルス電圧Viの基準パルス幅以下となるように設定される。 The drive unit 4 applies a reference pulse voltage Vi having a predetermined frequency to the first electrode 101 based on the drive signal DS. Here, in the transport path 500, an electric field is formed by the first electrode 101 and the second electrode 102 grounded via the resistor 103. That is, a reference pulse voltage is applied to the first electrode 101, and a resistor 103 for acquiring a differential pulse is connected to the second electrode 102. Here, the resistance value R of the resistor 103 is set so that the pulse width of the differential pulse voltage Vo is equal to or less than the reference pulse width of the reference pulse voltage Vi.
各静電容量検出部10−nは、第1電極101に印加された基準パルス電圧Viを、第1電極101,第2電極102,及び/または紙葉類200とで形成される静電容量に基づいて、微分パルス電圧Voに変換して微分パルス電圧Voとして整流ダイオード110に出力する。すなわち、各静電容量検出部10−nの第2電極102は、第1電極101が放射した電磁波を受信する。ここで、第1電極101上に紙葉類200が通過する場合には、第1電極101から放射した電磁波は、紙葉類200を介して第2電極102に受信される。従って、紙葉類200が各第1電極101,第2電極102上を通過するときは、紙葉類200と各第1電極101及び第2電極102とのそれぞれの間において静電容量が形成されるので、各静電容量検出部10−nの出力電圧に変化が発生する。この変化に基づいて、紙葉類200上の例えばテープなどの異物の付着を検出することが可能となる。 Each capacitance detection unit 10-n generates a reference pulse voltage Vi applied to the first electrode 101 by using the first electrode 101, the second electrode 102, and / or the paper sheet 200. Is converted to the differential pulse voltage Vo and output to the rectifier diode 110 as the differential pulse voltage Vo. That is, the second electrode 102 of each capacitance detection unit 10-n receives the electromagnetic wave emitted by the first electrode 101. Here, when the paper sheet 200 passes over the first electrode 101, the electromagnetic wave radiated from the first electrode 101 is received by the second electrode 102 via the paper sheet 200. Accordingly, when the paper sheet 200 passes over each of the first electrode 101 and the second electrode 102, a capacitance is formed between the paper sheet 200 and each of the first electrode 101 and the second electrode 102. Therefore, a change occurs in the output voltage of each capacitance detection unit 10-n. Based on this change, it is possible to detect the attachment of a foreign substance such as a tape on the paper sheet 200.
各コンデンサ111は、整流ダイオード110からの出力電圧を蓄電電圧Vcとして蓄電する。比較器130は、コンデンサ111に蓄電された蓄電電圧Vcと参照電圧Vrとを比較し、当該比較結果の信号を静電容量検出信号CDSとしてカウンタ20−nにそれぞれ出力する。 Each capacitor 111 stores the output voltage from the rectifier diode 110 as a storage voltage Vc. The comparator 130 compares the stored voltage Vc stored in the capacitor 111 with the reference voltage Vr, and outputs the comparison result signal to the counter 20-n as the capacitance detection signal CDS.
各カウンタ20−nは、静電容量検出信号CDSを入力すると、静電容量検出信号CDSを所定のパルス幅でカウント(計数)してカウント値を算出し、当該算出されたカウント値を記憶部50に格納する。ここで、記憶部50は、1ライン分の静電容量データを格納する。 Each counter 20-n receives the capacitance detection signal CDS, counts (counts) the capacitance detection signal CDS with a predetermined pulse width, calculates a count value, and stores the calculated count value in the storage unit 50. Here, the storage unit 50 stores capacitance data for one line.
出力回路5は、記憶部50と、表示輝度及び彩度調整部51と、表示倍率調整部52と、表示部53とを備えて構成される。 The output circuit 5 includes a storage unit 50, a display brightness and saturation adjustment unit 51, a display magnification adjustment unit 52, and a display unit 53.
表示輝度及び彩度変換部51は、記憶部50に格納された1ライン分の静電容量データに基づいて、表示部53に対する表示輝度及び彩度に変換して1ライン分の画像データとして表示倍率調整部52に出力する。表示倍率変換部52は、1ライン分の画像データに基づいて、表示部53に適した表示倍率に変換して表示部53に出力する。表示部53は、当該変換された1ライン分の画像データを表示する。ここで、表示輝度及び彩度調整部51、表示倍率調整部52、及び表示部53は、紙葉類200の紙送りの動作クロックにそれぞれ同期する。 The display luminance and saturation conversion unit 51 converts the display luminance and saturation to the display unit 53 based on the capacitance data for one line stored in the storage unit 50 and displays it as image data for one line. Output to the magnification adjustment unit 52. The display magnification conversion unit 52 converts the display magnification suitable for the display unit 53 based on the image data for one line and outputs the display magnification to the display unit 53. The display unit 53 displays the converted image data for one line. Here, the display brightness and saturation adjustment unit 51, the display magnification adjustment unit 52, and the display unit 53 are synchronized with the paper feed operation clock of the paper sheet 200.
図3(a)は図1の第1電極101及び第2電極102の上面図であり、図3(b)は図3(a)の側面図である。ここで、第1電極101及び第2電極102は、回路などを実装するプリント基板100の同一平面上に銅箔などのパターンで形成される。最大パターン寸法は紙葉類200の縦または横の大きさまでとし、最小パターン寸法は検出しようとする例えば紙葉類200に貼られるテープ幅の1/2以下の角型の形状とする。ここで、プリント基板100は、透明の樹脂基板またはガラス基板である。なお、第1電極101及び第2電極102にはITO(Indium Tin Oxide)などの透明電極が用いられてもよいし、微分パルス電圧Voの波形を維持するためにITOなどの透明電極よりも比抵抗が小さい金属メッシュが用いられてもよい。 3A is a top view of the first electrode 101 and the second electrode 102 of FIG. 1, and FIG. 3B is a side view of FIG. 3A. Here, the 1st electrode 101 and the 2nd electrode 102 are formed in patterns, such as copper foil, on the same plane of printed circuit board 100 which mounts a circuit etc. The maximum pattern size is up to the vertical or horizontal size of the paper sheet 200, and the minimum pattern size is, for example, a square shape that is ½ or less of the tape width to be detected. Here, the printed circuit board 100 is a transparent resin substrate or a glass substrate. A transparent electrode such as ITO (Indium Tin Oxide) may be used for the first electrode 101 and the second electrode 102, and the ratio of the first electrode 101 and the second electrode 102 is higher than that of a transparent electrode such as ITO in order to maintain the waveform of the differential pulse voltage Vo. A metal mesh with low resistance may be used.
以上のように構成された紙葉類判別装置の動作について以下に説明する。 The operation of the paper sheet discriminating apparatus configured as described above will be described below.
図4は図1の紙葉類判別装置の動作を説明するための概略図である。図4に示すように、駆動部4により基準パルス電圧Viが印加された第1電極101及び第2電極102の上部に紙葉類200が通過することで、点線で示す電界分布Eに変化が生じる。 FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the operation of the paper sheet discriminating apparatus of FIG. As shown in FIG. 4, when the paper sheet 200 passes above the first electrode 101 and the second electrode 102 to which the reference pulse voltage Vi is applied by the driving unit 4, the electric field distribution E indicated by the dotted line changes. Arise.
ここで、紙葉類200の静電容量Cp、第1電極101及び第2電極102の静電容量Ce、抵抗103の抵抗値R、静電容量検出部10−nの時定数τ、基準パルス電圧Viの基準パルス幅Tを用いて、以下の関係式(1)が成立する。 Here, the capacitance Cp of the paper sheet 200, the capacitance Ce of the first electrode 101 and the second electrode 102, the resistance value R of the resistor 103, the time constant τ of the capacitance detector 10-n, the reference pulse The following relational expression (1) is established using the reference pulse width T of the voltage Vi.
ここで、紙葉類200が第1電極101及び第2電極102の上部を通過することにより、電界分布Eが変化する。これにより、式(1)の静電容量Cpが変化し、この変化により時定数τが変化する。 Here, the electric field distribution E changes as the paper sheet 200 passes over the first electrode 101 and the second electrode 102. Thereby, the electrostatic capacitance Cp of Formula (1) changes, and time constant (tau) changes with this change.
また、基準パルス電圧Vi及び時定数τを用いて、微分パルス電圧Voは次式で求めることができる。 Further, the differential pulse voltage Vo can be obtained by the following equation using the reference pulse voltage Vi and the time constant τ.
放電部12−nがオフされている期間において、静電容量検出部10−nから出力される微分パルス電圧Voがコンデンサ111に蓄電される。すなわち、コンデンサ111に蓄電される蓄電電圧Vcは次式で求めることができる。 During the period when the discharge unit 12-n is off, the differential pulse voltage Vo output from the capacitance detection unit 10-n is stored in the capacitor 111. That is, the storage voltage Vc stored in the capacitor 111 can be obtained by the following equation.
(3)式で算出された蓄電電圧Vcと参照電圧Vrとを比較することにより、検出パルス幅Tpを求めることができる。従って、検出パルス幅Tpを求めることにより、紙葉類200の静電容量Cpを検出する。 The detection pulse width Tp can be obtained by comparing the storage voltage Vc calculated by the equation (3) with the reference voltage Vr. Therefore, the capacitance Cp of the paper sheet 200 is detected by obtaining the detection pulse width Tp.
図5(a)は図2の駆動部4の時刻tに対する第1電極101に印加する基準パルス電圧Viの変化を示す時間軸波形図であり、図5(b)は図5(a)と経過時間軸を共通にし、図2の静電容量検出部10−nの微分パルス電圧Voの変化を示す時間軸波形図であり、図5(c)は図5(a)と経過時間軸を共通にし、図2のスイッチSWのオンもしくはオフするタイミングを示す時間軸波形図であり、図5(d)は図5(a)と経過時間軸を共通にし、図2のコンデンサ111の蓄電電圧Vcの変化を示す時間軸波形図であり、図5(e)は図5(a)と経過時間軸を共通にし、図2の比較器130の比較結果である静電容量検出信号CDSの信号レベルの変化を示す時間軸波形図であり、図5(f)は図図5(a)と経過時間軸を共通にし、図2のカウンタ20−nにより発生するカウントパルスの信号レベルの変化を示す時間軸波形図であり、図5(g)は図5(a)と経過時間軸を共通にし、図2のカウンタ20−nの状態を示すタイミングチャートである。ここで、1つの静電容量検出部10−nの動作について説明し、時刻t0において、1枚の紙葉類200が第1電極101及び第2電極102の上部への通過を開始する。 FIG. 5A is a time axis waveform diagram showing a change in the reference pulse voltage Vi applied to the first electrode 101 with respect to the time t of the drive unit 4 in FIG. 2, and FIG. FIG. 5C is a time axis waveform diagram showing a change in the differential pulse voltage Vo of the capacitance detection unit 10-n in FIG. 2 with a common elapsed time axis, and FIG. 5C shows the elapsed time axis in FIG. FIG. 5D is a time-axis waveform diagram showing the timing when the switch SW of FIG. 2 is turned on or off in common, and FIG. 5D is the same as FIG. FIG. 5E is a time-axis waveform diagram showing a change in Vc, and FIG. 5E is a signal of the capacitance detection signal CDS that is the comparison result of the comparator 130 in FIG. FIG. 5 (f) is a time axis waveform diagram showing a level change, and FIG. 5 (a) shares the elapsed time axis. FIG. 5 is a time axis waveform diagram showing a change in the signal level of the count pulse generated by the counter 20-n in FIG. 2, and FIG. 5 (g) shares the elapsed time axis with FIG. It is a timing chart which shows the state of counter 20-n. Here, the operation of one capacitance detection unit 10-n will be described. At time t0, one sheet of paper 200 starts to pass over the first electrode 101 and the second electrode 102.
図5(a)に示すように、駆動部4によりの基準パルス幅Tを有する基準パルス電圧Viが時刻t0から時刻t2の期間において第1電極101上に印加される。このとき、静電容量検出部10−nから微分パルス電圧Voが出力される(図5(b)参照)。 As shown in FIG. 5A, the reference pulse voltage Vi having the reference pulse width T by the drive unit 4 is applied onto the first electrode 101 in the period from time t0 to time t2. At this time, the differential pulse voltage Vo is output from the capacitance detection unit 10-n (see FIG. 5B).
図5(d)に示すように、微分パルス電圧Voはコンデンサ111において蓄電電圧Vcとして蓄電される。ここで、蓄電電圧Vcが反転増幅回路である比較器130の反転入力端子に入力されるので、蓄電電圧Vcの極性は反転されて蓄電電圧Vcは徐々に減少する。従って、時刻t1において、蓄電電圧Vcは参照電圧Vr以下となる。すなわち、時刻t1は、第1電極101及び第2電極102の上部を通過した紙葉類200の静電容量の検出が完了した時点である。 As shown in FIG. 5D, the differential pulse voltage Vo is stored in the capacitor 111 as the storage voltage Vc. Here, since the storage voltage Vc is input to the inverting input terminal of the comparator 130 which is an inverting amplifier circuit, the polarity of the storage voltage Vc is inverted and the storage voltage Vc gradually decreases. Therefore, at time t1, the storage voltage Vc becomes equal to or lower than the reference voltage Vr. That is, time t1 is the time point when the detection of the capacitance of the paper sheet 200 that has passed over the first electrode 101 and the second electrode 102 is completed.
図5(e)に示すように、比較器130は、時刻t0のときに、ハイレベル(H)の静電容量検出信号CDSを出力し、時刻t1のときに、ローレベル(L)の静電容量検出信号CDSを出力する。次に、図5(f)及び図5(g)に示すように、カウンタ20−nは、入力された静電容量検出信号CDSに基づいて、静電容量検出信号CDSがハイレベル(時刻t0〜時刻t1)であるパルス幅を所定のパルス幅でカウントしてカウントされた値をカウント値CVとして記憶部50に格納する。この例では、時刻t0〜時刻t1までのパルス幅のカウント値CVは「20」である。 As shown in FIG. 5E, the comparator 130 outputs a high level (H) capacitance detection signal CDS at time t0, and at time t1, the comparator 130 outputs a low level (L) static signal. A capacitance detection signal CDS is output. Next, as shown in FIG. 5F and FIG. 5G, the counter 20-n detects that the electrostatic capacitance detection signal CDS is at a high level (time t0) based on the input electrostatic capacitance detection signal CDS. The pulse width at time t1) is counted with a predetermined pulse width, and the counted value is stored in the storage unit 50 as the count value CV. In this example, the count value CV of the pulse width from time t0 to time t1 is “20”.
次の紙葉類200が第1電極101及び第2電極102の上部を通過する。その前に、コンデンサ111の電荷を放電する。ここで、制御部3は、放電信号DCSに基づいて、放電部12−nのスイッチSWをオンもしくはオフする。図5(c)に示すように、時刻t0のときに、制御部3は、ローレベル(L)の放電信号DCSをスイッチSWに出力してスイッチSWをオフするように制御する。これにより、紙葉類200の静電容量を検出するための蓄電電圧Vcをコンデンサ111に蓄電することが可能となる。次に、紙葉類200の静電容量の検出が終了すると、所定の時刻t2において、制御部3は、ハイレベル(H)の放電信号DCSをスイッチSWに出力してスイッチSWをオンするように制御する。これにより、紙葉類200の静電容量を検出した後にコンデンサ111に蓄電された電荷が一旦放電される。従って、次の紙葉類200の静電容量を検出することができる。 The next paper sheet 200 passes over the first electrode 101 and the second electrode 102. Before that, the electric charge of the capacitor 111 is discharged. Here, the control unit 3 turns on or off the switch SW of the discharge unit 12-n based on the discharge signal DCS. As shown in FIG. 5C, at time t0, the control unit 3 controls the switch SW to be turned off by outputting a low level (L) discharge signal DCS to the switch SW. As a result, the storage voltage Vc for detecting the electrostatic capacity of the paper sheet 200 can be stored in the capacitor 111. Next, when the detection of the capacitance of the paper sheet 200 is completed, at a predetermined time t2, the control unit 3 outputs a high level (H) discharge signal DCS to the switch SW to turn on the switch SW. To control. As a result, the electric charge stored in the capacitor 111 after the capacitance of the paper sheet 200 is detected is once discharged. Therefore, the electrostatic capacity of the next paper sheet 200 can be detected.
次の紙葉類200が第1電極101及び第2電極102の上部を通過する時刻t3において、制御部3は、基準パルス電圧Viを第1電極101に印加するように駆動部4を制御すると同時に、スイッチSWをオフするように制御する。以降の動作は、上述した動作と同様である。 At time t3 when the next paper sheet 200 passes over the first electrode 101 and the second electrode 102, the control unit 3 controls the drive unit 4 to apply the reference pulse voltage Vi to the first electrode 101. At the same time, the switch SW is controlled to be turned off. Subsequent operations are the same as those described above.
図6は図2の表示部53が表示する画像の例を示す概略図である。図6(a),(b)に示すように、テープ200aが貼付された紙葉類200を紙葉類判別装置に横向きに搬送した場合の出力画像の例を示している。本図では1つの静電容量検出部10−nの検出対象部分が小さい四角で表示し、紙葉類200に貼られたテープ200aの部分を濃い色で表示し、テープ200aが貼られていない部分の色を淡く表示している。ここで、表示部53は、静電容量を示す画像をリアルタイムに表示してもよい。また、表示部53は、画像表示速度が紙送りの速度に比較して遅い場合には、静電容量を示す画像データとして一定時間遅れて表示してもよく、次の紙葉類200の静電容量を読み取るまで、前の紙葉類200の画像データを表示させてもよい。この構成によれば、静電容量の変化を、色の濃淡の有無、色の濃淡の場所、色の濃淡の面積比率、色の濃淡の模様などから、紙葉類200を判別することができる。 FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of an image displayed by the display unit 53 of FIG. As shown in FIGS. 6A and 6B, an example of an output image when the paper sheet 200 with the tape 200a attached is conveyed sideways to the paper sheet discriminating apparatus is shown. In this figure, the detection target portion of one capacitance detection unit 10-n is displayed as a small square, the portion of the tape 200a attached to the paper sheet 200 is displayed in a dark color, and the tape 200a is not attached. The color of the part is lightly displayed. Here, the display unit 53 may display an image indicating the capacitance in real time. In addition, when the image display speed is slower than the paper feeding speed, the display unit 53 may display the image data indicating the capacitance with a delay of a predetermined time. Until the electric capacity is read, the image data of the previous paper sheet 200 may be displayed. According to this configuration, it is possible to determine the change in the electrostatic capacitance from the presence or absence of color shading, the location of color shading, the area ratio of color shading, the pattern of color shading, and the like. .
以上の実施の形態に係る紙葉類判別装置によれば、紙葉類200の静電容量の検出において微分回路を用いるので、紙葉類200の静電容量を高速かつ安定的に検出することができる。また、高周波数の基準パルス電圧Viを用いる場合でも、紙葉類200の静電容量を微分パルスとして検出するので、隣り合うパルスが重ならない。従って、隣り合うパルスの重なりにより感度劣化などの影響が少ない。さらに、紙葉類200の静電容量をカウンタでの計数値により算出するので、A/Dコンバータなどでアナログ値を読み取る必要がない。従って、アナログ回路を設ける必要がないので、回路規模及びコストを低減することが可能となる。 According to the paper sheet discriminating apparatus according to the above embodiment, since the differentiation circuit is used for detecting the electrostatic capacity of the paper sheet 200, the electrostatic capacity of the paper sheet 200 can be detected at high speed and stably. Can do. Even when the high-frequency reference pulse voltage Vi is used, the capacitance of the paper sheet 200 is detected as a differential pulse, so that adjacent pulses do not overlap. Therefore, there is little influence of sensitivity degradation due to the overlap of adjacent pulses. Furthermore, since the capacitance of the paper sheet 200 is calculated from the count value of the counter, it is not necessary to read the analog value with an A / D converter or the like. Therefore, since it is not necessary to provide an analog circuit, the circuit scale and cost can be reduced.
第2の実施の形態.
図7は本発明の第2の実施の形態に係る紙葉類判別装置の構成を示すブロック図である。図7の紙葉類判別装置は、図2の紙葉類判別装置と比較すると、制御部3の代わりに制御部3Aを備え、カウンタ回路2の代わりにカウンタ2Aを備え、静電容量検出回路1の代わりに静電容量検出回路1Aを備えたことを特徴とする。ここで、カウンタ2Aの動作は、第1の実施の形態に係るカウンタ20−nと同様である。
Second embodiment.
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the paper sheet discriminating apparatus according to the second embodiment of the present invention. Compared with the paper sheet discriminating apparatus of FIG. 2, the paper sheet discriminating apparatus of FIG. 7 includes a control unit 3A instead of the control unit 3, a counter 2A instead of the counter circuit 2, and a capacitance detection circuit. 1 is provided with a capacitance detection circuit 1A. Here, the operation of the counter 2A is the same as that of the counter 20-n according to the first embodiment.
図7の静電容量検出回路1Aは、図2の静電容量検出回路1と比較すると、蓄電部13−nとカウンタ2Aとの間にマルチプレクサ6を備えたことが相違する。ここで、マルチプレクサ6は、複数の蓄電部13−nを選択的にカウンタ2Aに接続する。 The capacitance detection circuit 1A of FIG. 7 differs from the capacitance detection circuit 1 of FIG. 2 in that a multiplexer 6 is provided between the power storage unit 13-n and the counter 2A. Here, the multiplexer 6 selectively connects the plurality of power storage units 13-n to the counter 2A.
図7の制御部3Aは、図2の制御部3と比較すると、静電容量検出回路1の各比較器130の出力をカウンタ2Aに順次切り替えて接続する切替信号CS1を生成してマルチプレクサ6に出力することが相違する。 Compared with the control unit 3 in FIG. 2, the control unit 3 </ b> A in FIG. 7 generates a switching signal CS <b> 1 for sequentially switching and connecting the outputs of the comparators 130 of the capacitance detection circuit 1 to the counter 2 </ b> A. The output is different.
以上のように構成された紙葉類判別装置は、第1の実施の形態に係る紙葉類判別装置と同様の動作及び効果を得ることができる。さらに、第1の実施の形態に係る紙葉類判別装置と比較すると、1つのカウンタ2Aのみを用いて1ライン分の静電容量に対する画像データを求めることができる。従って、第1の実施の形態に係る紙葉類判別装置と比較すると、回路規模をさらに縮小することが可能となる。 The paper sheet discriminating apparatus configured as described above can obtain operations and effects similar to those of the paper sheet discriminating apparatus according to the first embodiment. Furthermore, compared with the paper sheet discriminating apparatus according to the first embodiment, it is possible to obtain image data for the capacitance for one line using only one counter 2A. Therefore, the circuit scale can be further reduced as compared with the paper sheet discriminating apparatus according to the first embodiment.
第3の実施の形態.
図8は本発明の第3の実施の形態に係る紙葉類判別装置の構成を示すブロック図である。図8の紙葉類判別装置は、図2の紙葉類判別装置と比較すると、静電容量検出回路1の代わりに静電容量検出回路1Aを備え、制御部3の代わりに制御部3Bを備えたことを特徴とする。
Third embodiment.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a paper sheet discriminating apparatus according to the third embodiment of the present invention. Compared with the paper sheet discriminating apparatus of FIG. 2, the paper sheet discriminating apparatus of FIG. 8 includes a capacitance detection circuit 1A instead of the capacitance detection circuit 1, and includes a control unit 3B instead of the control unit 3. It is characterized by having.
図8の静電容量検出回路1Aは、図2の静電容量検出回路1と比較すると、N個の静電容量検出部10−nの前段及び後段にマルチプレクサ13,14を備え、蓄電部11−nと、放電部12−nと、静電容量判定部13−nの代わりに、蓄電部11A、放電部12A、及び静電容量判定部13Aを備え、カウンタ回路2の代わりにカウンタ2Aを備えたことを特徴とする。ここで、蓄電部11A、放電部12A、及び静電容量判定部13Aの構成及び動作は、第1の実施の形態に係る蓄電部11−nと、放電部12−nと、静電容量判定部13−nと同様である。また、カウンタ2Aの動作は、第1の実施の形態に係るカウンタ20−nと同様である。 Compared with the capacitance detection circuit 1 in FIG. 2, the capacitance detection circuit 1 </ b> A includes multiplexers 13 and 14 before and after the N capacitance detection units 10-n. -N, instead of the discharge unit 12-n and the capacitance determination unit 13-n, the power storage unit 11A, the discharge unit 12A, and the capacitance determination unit 13A are provided. It is characterized by having. Here, the configuration and operation of the power storage unit 11A, the discharge unit 12A, and the capacitance determination unit 13A are the same as those of the power storage unit 11-n, the discharge unit 12-n, and the capacitance determination according to the first embodiment. This is the same as the part 13-n. The operation of the counter 2A is the same as that of the counter 20-n according to the first embodiment.
図8の制御部3Bは、図2の制御部3と比較すると、駆動部4の出力を静電容量検出部1−nに順次切り替え、静電容量検出部1−nの出力を蓄電部11Aに順次切り替えて接続する切替信号CS2を生成してマルチプレクサ13,14に出力することが相違する。 Compared with control unit 3 in FIG. 2, control unit 3B in FIG. 8 sequentially switches the output of drive unit 4 to capacitance detection unit 1-n, and outputs the output of capacitance detection unit 1-n to power storage unit 11A. The difference is that the switching signal CS2 to be sequentially switched and connected is generated and output to the multiplexers 13 and 14.
以上のように構成された紙葉類判別装置は、第1の実施の形態に係る紙葉類判別装置と同様の動作及び効果を得ることができる。また、第1の実施の形態に係る紙葉類判別装置と比較すると、1つの蓄電部11−1,1つの比較器13−1,1つの放電部12−1,1つのカウンタ20Aを用いて1ライン分の静電容量に対する画像データを求めることができる。従って、第1の実施の形態に係る紙葉類判別装置と比較すると、回路規模をさらに縮小することが可能となる。 The paper sheet discriminating apparatus configured as described above can obtain operations and effects similar to those of the paper sheet discriminating apparatus according to the first embodiment. Further, when compared with the paper sheet discriminating apparatus according to the first embodiment, one power storage unit 11-1, one comparator 13-1, one discharge unit 12-1, and one counter 20A are used. Image data for the capacitance of one line can be obtained. Therefore, the circuit scale can be further reduced as compared with the paper sheet discriminating apparatus according to the first embodiment.
第4の実施の形態.
図9は本発明の第4の実施の形態に係る紙葉類判別装置の構成を示すブロック図である。図9の紙葉類判別装置は、図2の紙葉類判別装置と比較すると、制御部3の代わりに制御部3Cを備え、出力回路5の代わりに出力回路5Aを備えたことを特徴とする。
Fourth embodiment.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a paper sheet discriminating apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. Compared with the paper sheet discriminating apparatus of FIG. 2, the paper sheet discriminating apparatus of FIG. 9 includes a control unit 3C instead of the control unit 3, and an output circuit 5A instead of the output circuit 5. To do.
出力回路5Aは、出力回路5と比較すると、図2の記憶部50の代わりにバッファメモリ50Aを備え、アドレス生成部54をさらに備えたことを特徴とする。ここで、バッファメモリ50Aは、アドレス生成部54により生成された0〜(N−1)のN個のアドレスが割り当てられ、各比較器130から出力されるカウント値CVは0〜(N−1)の各アドレスにそれぞれ格納される。 Compared with the output circuit 5, the output circuit 5A includes a buffer memory 50A instead of the storage unit 50 of FIG. 2, and further includes an address generation unit 54. Here, 0 to (N−1) N addresses generated by the address generation unit 54 are assigned to the buffer memory 50A, and the count value CV output from each comparator 130 is 0 to (N−1). ) Is stored in each address.
制御部3Cは、図2の制御部3と比較すると、以下の点が相違する。
(1)紙葉類200が存在しない状態で取得したカウント値CVをバッファメモリ50Aに格納する。
(2)紙葉類200が存在する状態で取得したカウント値CVからすでにバッファメモリ50Aに格納されたカウント値CVを減算し、その減算結果をバッファメモリ50Aに格納する。
The control unit 3C is different from the control unit 3 of FIG. 2 in the following points.
(1) The count value CV acquired in the state where the paper sheet 200 does not exist is stored in the buffer memory 50A.
(2) The count value CV already stored in the buffer memory 50A is subtracted from the count value CV acquired in the presence of the paper sheet 200, and the subtraction result is stored in the buffer memory 50A.
ここで、(1)の格納するタイミングは、紙葉類判別装置の起動時であってもよいし、紙葉類判別装置の稼働時に周期的であってもよい。 Here, the storing timing of (1) may be when the paper sheet discriminating apparatus is activated, or may be periodic when the paper sheet discriminating apparatus is operating.
以上のように構成された紙葉類判別装置は、第1の実施の形態に係る紙葉類判別装置と同様の動作及び効果を得ることができる。また、第1の実施の形態に係る紙葉類判別装置と比較すると、紙葉類200が存在しないときのカウント値CVに基づいて紙葉類200が存在するときのカウント値CVを校正できるので、紙葉類200の静電容量に対する画像データをさらに精度良く取得することが可能となる。 The paper sheet discriminating apparatus configured as described above can obtain operations and effects similar to those of the paper sheet discriminating apparatus according to the first embodiment. Compared with the paper sheet discriminating apparatus according to the first embodiment, the count value CV when the paper sheet 200 exists can be calibrated based on the count value CV when the paper sheet 200 does not exist. Further, it becomes possible to acquire the image data for the capacitance of the paper sheet 200 with higher accuracy.
第5の実施の形態.
図10Aは本発明の第5の実施の形態に係る紙葉類判別装置の構成を示すブロック図である。図10の紙葉類判別装置は、図2の紙葉類判別装置と比較すると、制御部3の代わりに制御部3Dを備えたことを特徴とする。
Fifth embodiment.
FIG. 10A is a block diagram showing a configuration of a paper sheet discriminating apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. The paper sheet discriminating apparatus in FIG. 10 is characterized in that a control unit 3D is provided instead of the control unit 3 as compared with the paper sheet discriminating apparatus in FIG.
制御部3Dは、図2の制御部3と比較すると、隣接する静電容量検出部1−n及び静電容量検出部1−(n+1)で得られたカウント値CVに基づいて、それらの中間点でのカウンタ値CVを算出して画像データとして表示部53に表示することが相違する。例えば、第1電極101及び第2電極102の配置の間隔が大きい場合でも、隣接する静電容量検出部1−n及び静電容量検出部1−(n+1)で得られたカウント値CVを補間し、見かけ上の電極を増加させることにより出力画像を滑らかにすることが可能となる。ここで、補間のタイミングは、紙葉類1枚分の読み取りを完了した時点に設定する。 Compared with the control unit 3 in FIG. 2, the control unit 3 </ b> D is based on the count value CV obtained by the adjacent capacitance detection unit 1-n and the capacitance detection unit 1-(n + 1). The difference is that the counter value CV at the point is calculated and displayed on the display unit 53 as image data. For example, even when the arrangement interval between the first electrode 101 and the second electrode 102 is large, the count value CV obtained by the adjacent capacitance detection unit 1-n and capacitance detection unit 1- (n + 1) is interpolated. In addition, the output image can be smoothed by increasing the number of apparent electrodes. Here, the interpolation timing is set at the time when the reading of one sheet is completed.
図10Bは図10Aの紙葉類判別装置により補間された1ライン分のカウント値の例を示す模式図である。図10B(a)は補間前の各カウント値を示し、図10B(b)は補間後の各カウント値を示す。ここで、補間前の1ライン分の各隣接するカウント値の平均値が各カウント値間に挿入されて、補間後の1ライン分のカウント値が求められる(図10B(b)参照)。 FIG. 10B is a schematic diagram illustrating an example of count values for one line interpolated by the paper sheet discriminating apparatus in FIG. 10A. FIG. 10B (a) shows each count value before interpolation, and FIG. 10B (b) shows each count value after interpolation. Here, the average value of the adjacent count values for one line before interpolation is inserted between the respective count values, and the count value for one line after interpolation is obtained (see FIG. 10B (b)).
以上のように構成された紙葉類判別装置は、第1の実施の形態に係る紙葉類判別装置と同様の動作及び効果を得ることができる。また、第1の実施の形態に係る紙葉類判別装置と比較すると、第1電極101及び第2電極102の配置の間隔が大きい場合でも、隣接する電極で検出された静電容量のカウンタ値CVを補間できるので、紙葉類200の静電容量に対する画像データをさらに精度良く取得することが可能となる。 The paper sheet discriminating apparatus configured as described above can obtain operations and effects similar to those of the paper sheet discriminating apparatus according to the first embodiment. Further, compared with the paper sheet discriminating apparatus according to the first embodiment, even when the arrangement interval between the first electrode 101 and the second electrode 102 is large, the counter value of the capacitance detected by the adjacent electrode Since CV can be interpolated, it is possible to acquire image data for the capacitance of the paper sheet 200 with higher accuracy.
第6の実施の形態.
図11Aは本発明の第6の実施の形態に係る紙葉類判別装置の動作を説明するための概略図である。図11Aの紙葉類判別装置は、図1の紙葉類判別装置と比較すると、紙葉類200の上面及び下面それぞれの静電容量を検出することが相違する。ここで、紙葉類200の上面の静電容量を検出する紙葉類判別装置の第1電極101及び第2電極102と紙葉類200の上面までの距離と、紙葉類200の下面の静電容量を検出する紙葉類判別装置の第1電極101及び第2電極102と紙葉類200の下面までの距離とは同一とする。この構成により、図2の紙葉類判別装置に比較すると、紙葉類200の状態もしくは付着物をさらに精度良く判別することができる。以下に判別可能な紙葉類200の状態について例示する。
Sixth embodiment.
FIG. 11A is a schematic diagram for explaining the operation of the paper sheet discriminating apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. Compared with the paper sheet discriminating apparatus in FIG. 1, the paper sheet discriminating apparatus in FIG. 11A is different in that it detects the capacitances of the upper surface and the lower surface of the paper sheet 200. Here, the distances between the first electrode 101 and the second electrode 102 of the paper sheet discriminating apparatus for detecting the electrostatic capacitance of the upper surface of the paper sheet 200 and the upper surface of the paper sheet 200, and the lower surface of the paper sheet 200. The distances between the first electrode 101 and the second electrode 102 of the paper sheet discriminating apparatus for detecting the electrostatic capacitance and the lower surface of the paper sheet 200 are the same. With this configuration, compared to the paper sheet discriminating apparatus of FIG. 2, it is possible to more accurately discriminate the state of the paper sheet 200 or the attached matter. The state of the paper sheet 200 that can be identified will be exemplified below.
図11Bは図11Aの紙葉類判別装置により判別される紙葉類200の状態を示す概略図である。図11B(a)にはしわがある紙葉類200が示され、図11B(b)には片面にテープ202が貼付された紙葉類200が示され、図11B(c)には両面にテープ202が貼付された紙葉類200が示される。 FIG. 11B is a schematic diagram illustrating a state of the paper sheet 200 determined by the paper sheet determination device of FIG. 11A. 11B (a) shows a paper sheet 200 with wrinkles, FIG. 11B (b) shows a paper sheet 200 with a tape 202 applied on one side, and FIG. 11B (c) shows a paper sheet 200 on both sides. A paper sheet 200 to which a tape 202 is attached is shown.
本実施の形態に係る紙葉類判別装置によれば、紙葉類200のしわなどによる凹凸やテープ202などの付着物の影響を検出することが可能となる。 According to the paper sheet discriminating apparatus according to the present embodiment, it is possible to detect the influence of unevenness due to wrinkles of the paper sheet 200 and the attached matter such as the tape 202.
さらに、紙葉類200の上面及び下面に等距離に配置された各紙葉類判別装置での各カウント値CVでの差分を算出することにより、紙葉類200のしわなどによる凹凸の影響やテープ202などの付着物の影響を軽減することができる。 Further, by calculating the difference at each count value CV in each paper sheet discrimination device arranged at equal distances on the upper surface and the lower surface of the paper sheet 200, the influence of unevenness due to wrinkles of the paper sheet 200 and the tape The influence of deposits such as 202 can be reduced.
以上のように構成された紙葉類判別装置は、第1の実施の形態に係る紙葉類判別装置と同様の動作及び効果を得ることができる。また、第1の実施の形態に係る紙葉類判別装置と比較すると、紙葉類200の下面の静電容量と上面の静電容量とが異なる場合に、紙葉類200の表裏別々の出力画像を得ることが可能となる。 The paper sheet discriminating apparatus configured as described above can obtain operations and effects similar to those of the paper sheet discriminating apparatus according to the first embodiment. Further, when compared with the paper sheet discriminating apparatus according to the first embodiment, when the lower surface capacitance and the upper surface capacitance of the paper sheet 200 are different, the front and back outputs of the paper sheet 200 are separated. An image can be obtained.
なお、本実施の形態では、紙葉類200の下面の静電容量を先に検出し上面の静電容量を後に検出したが、本発明はこれに限らない。例えば、紙葉類200の上面の静電容量を先に検出し下面の静電容量を後に検出してもよい。 In the present embodiment, the lower surface capacitance of the paper sheet 200 is detected first, and the upper surface capacitance is detected later. However, the present invention is not limited to this. For example, the capacitance of the upper surface of the paper sheet 200 may be detected first, and the capacitance of the lower surface may be detected later.
変形例1.
図12は、本発明の第1の実施の形態の変形例1に係る図4の第1電極101及び第2電極102の上面図である。図12に示すように、最外殻の形状寸法をテープ幅10mmとしてその1/2の5mmとし、外側のパターン線幅を1mmから0.25mmとし、内側のパターン線幅を1mmから2.5mmとした。
Modification 1
FIG. 12 is a top view of the first electrode 101 and the second electrode 102 of FIG. 4 according to the first modification of the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, the outermost shell has a shape width of 10 mm and a half of 5 mm, the outer pattern line width is 1 mm to 0.25 mm, and the inner pattern line width is 1 mm to 2.5 mm. It was.
この構成とすることにより、紙葉類200に貼付されたテープの材質や紙葉類200の材質に応じて紙葉類200の静電容量を検出することが可能となる。さらに、第1電極101及び第2電極102の形状を変えるだけで第1電極101及び第2電極102が形成する電界分布Eを制御することが可能となる。従って、第1電極101及び第2電極102の形状を変えるだけで紙葉類200の静電容量を検出する距離や感度を調整することが可能となる。 With this configuration, the capacitance of the paper sheet 200 can be detected according to the material of the tape affixed to the paper sheet 200 and the material of the paper sheet 200. Furthermore, the electric field distribution E formed by the first electrode 101 and the second electrode 102 can be controlled only by changing the shapes of the first electrode 101 and the second electrode 102. Therefore, it is possible to adjust the distance and sensitivity for detecting the electrostatic capacitance of the paper sheet 200 only by changing the shapes of the first electrode 101 and the second electrode 102.
変形例2.
上述した実施の形態では、第1電極101に電圧を印加して第2電極102での電圧を検出することにより、紙葉類200の静電容量を検出したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第2電極102に電圧を印加して第1電極101での電圧を検出することにより、紙葉類200の静電容量を検出してもよい。
Modification 2
In the above-described embodiment, the capacitance of the paper sheet 200 is detected by applying a voltage to the first electrode 101 and detecting the voltage at the second electrode 102, but the present invention is not limited to this. . For example, the capacitance of the paper sheet 200 may be detected by applying a voltage to the second electrode 102 and detecting the voltage at the first electrode 101.
図13は本発明の第1の実施の形態の変形例2に係る図1の紙葉類判別装置の構成を示すブロック図である。図13の静電容量検出部10A−nは、図2の静電容量検出部10−nと比較すると、駆動部4は第2電極102に接続され、第1電極101と接地との間に接続される。この場合においても、上述した実施の形態と同様の動作及び効果を得ることができる。 FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of the paper sheet discriminating apparatus of FIG. 1 according to Modification 2 of the first embodiment of the present invention. Compared to the capacitance detection unit 10-n in FIG. 2, the capacitance detection unit 10A-n in FIG. 13 is connected to the second electrode 102, and between the first electrode 101 and the ground. Connected. Even in this case, the same operation and effect as the above-described embodiment can be obtained.
変形例3.
上述した実施の形態では、蓄電部11−nを構成する整流ダイオード110を半波整流回路として用いた。これに対して、本変形例では、半波整流回路の代わりに全波整流回路を用いてもよい。
Modification 3
In the embodiment described above, the rectifier diode 110 constituting the power storage unit 11-n is used as a half-wave rectifier circuit. On the other hand, in this modification, a full-wave rectifier circuit may be used instead of the half-wave rectifier circuit.
図14は本発明の第1の実施の形態の変形例3に係る図1の紙葉類判別装置の構成を示すブロック図である。図14の蓄電部11A−nは、図2の蓄電部11−nと比較すると、整流ダイオード110と接地との間に整流ダイオード110Aをさらに備えたことを特徴とする。ここで、整流ダイオード110Aのカソードは整流ダイオード110のカソードに接続され、整流ダイオード110Aのアノードは接地される。なお、整流ダイオード110と整流ダイオード110Aとで全波整流回路を構成する。この場合においても、上述した実施の形態と同様の動作及び効果を得ることができる。 FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of the paper sheet discriminating apparatus of FIG. 1 according to the third modification of the first embodiment of the present invention. The power storage unit 11A-n in FIG. 14 further includes a rectifier diode 110A between the rectifier diode 110 and the ground as compared with the power storage unit 11-n in FIG. Here, the cathode of the rectifier diode 110A is connected to the cathode of the rectifier diode 110, and the anode of the rectifier diode 110A is grounded. The rectifier diode 110 and the rectifier diode 110A constitute a full-wave rectifier circuit. Even in this case, the same operation and effect as the above-described embodiment can be obtained.
変形例4.
上述した実施の形態では、紙幣判別装置は、紙葉類200が第1電極101及び第2電極102の上部を通過するように構成された。これに対して、本変形例では、紙幣判別装置は、紙葉類200がプリント基板100の上部を通過するように構成される。
Modification 4
In the embodiment described above, the bill discriminating apparatus is configured such that the paper sheet 200 passes over the first electrode 101 and the second electrode 102. On the other hand, in this modification, the bill discriminating device is configured such that the paper sheet 200 passes through the upper part of the printed circuit board 100.
図15A(a)は本発明の第1の実施の形態の変形例4に係る図1の第1電極101及び第2電極102の上面図であり、図15A(b)は図15A(a)の側面図である。図15Bは本発明の第1の実施の形態の変形例4に係る図1の紙葉類判別装置の動作を説明するための概略図である。この場合においても、紙葉類200がプリント基板100の上部を通過することにより、駆動部4により形成される電界分布Eに変化が生じる。従って、上述した実施の形態と同様の動作及び効果を得ることができる。 FIG. 15A (a) is a top view of the first electrode 101 and the second electrode 102 of FIG. 1 according to Modification 4 of the first embodiment of the present invention, and FIG. 15A (b) is FIG. 15A (a). FIG. FIG. 15B is a schematic diagram for explaining the operation of the paper sheet discriminating apparatus in FIG. 1 according to Modification 4 of the first embodiment of the present invention. Even in this case, when the paper sheet 200 passes through the upper part of the printed circuit board 100, the electric field distribution E formed by the drive unit 4 changes. Accordingly, operations and effects similar to those of the above-described embodiment can be obtained.
変形例5.
上述した実施の形態では、各比較器130は、コンデンサ111の蓄電電圧Vcを反転入力端子に入力し、参照電圧Vrの電圧を非反転入力端子に入力した。これに対して、本変形例では、蓄電部11−nと静電容量判定部13−nとの間に増幅器をさらに備え、各比較器130は、増幅された蓄電電圧Vcを反転入力端子に入力してもよい。この場合においても、上述した実施の形態と同様の動作及び効果を得ることができる。
Modification 5
In the embodiment described above, each comparator 130 inputs the stored voltage Vc of the capacitor 111 to the inverting input terminal, and inputs the voltage of the reference voltage Vr to the non-inverting input terminal. In contrast, in the present modification, an amplifier is further provided between the power storage unit 11-n and the capacitance determination unit 13-n, and each comparator 130 uses the amplified storage voltage Vc as an inverting input terminal. You may enter. Even in this case, the same operation and effect as the above-described embodiment can be obtained.
変形例6.
上述した実施の形態では、各比較器130は、コンデンサ111の蓄電電圧Vcを反転入力端子に入力し、参照電圧Vrの電圧を非反転入力端子に入力した。これに対して、本変形例では、コンデンサ111の蓄電電圧Vcを非反転入力端子に入力し、参照電圧Vrの電圧を反転入力端子に入力する。この場合においても、上述した実施の形態と同様の動作及び効果を得ることができる。
Modification 6
In the embodiment described above, each comparator 130 inputs the stored voltage Vc of the capacitor 111 to the inverting input terminal, and inputs the voltage of the reference voltage Vr to the non-inverting input terminal. On the other hand, in this modification, the storage voltage Vc of the capacitor 111 is input to the non-inverting input terminal, and the voltage of the reference voltage Vr is input to the inverting input terminal. Even in this case, the same operation and effect as the above-described embodiment can be obtained.
変形例7.
上述した実施の形態では、先ず、記憶部50に格納された1ライン分の静電容量データを表示部53に対する表示輝度及び彩度に変換した。これに対して、本変形例では、先ず、記憶部50に格納された1ライン分の静電容量データを表示部53に適した表示倍率に変換する。
Modification 7
In the above-described embodiment, first, the capacitance data for one line stored in the storage unit 50 is converted into display luminance and saturation for the display unit 53. On the other hand, in the present modification, first, the capacitance data for one line stored in the storage unit 50 is converted into a display magnification suitable for the display unit 53.
図16は本発明の第1の実施の形態の変形例7に係る図1の紙葉類判別装置の構成を示すブロック図である。図16の紙葉類判別装置は、図2の紙葉類判別装置と比較すると、出力回路5の代わりに出力回路5Aを備えたことを特徴とする。図16の出力回路5Aは、図2の出力回路5に比較すると、表示倍率調整部52の代わりに表示倍率調整部52Aを備え、表示輝度及び彩度変換部51の代わりに表示輝度及び彩度変換部51Aを備えたことを特徴とする。ここで、表示倍率調整部52Aは記憶部5に接続され、表示輝度及び彩度変換部51Aは表示倍率調整部52Aと表示部53との間に接続される。 FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of the paper sheet discriminating apparatus of FIG. 1 according to Modification 7 of the first embodiment of the present invention. The paper sheet discriminating apparatus in FIG. 16 is characterized in that an output circuit 5A is provided instead of the output circuit 5 as compared with the paper sheet discriminating apparatus in FIG. Compared with the output circuit 5 of FIG. 2, the output circuit 5 </ b> A of FIG. 16 includes a display magnification adjustment unit 52 </ b> A instead of the display magnification adjustment unit 52, and displays luminance and saturation instead of the display luminance and saturation conversion unit 51. A conversion unit 51A is provided. Here, the display magnification adjustment unit 52A is connected to the storage unit 5, and the display brightness and saturation conversion unit 51A is connected between the display magnification adjustment unit 52A and the display unit 53.
表示倍率変換部52Aは、記憶部50に格納された1ライン分の静電容量データに基づいて、表示部53に適した表示倍率に変換して1ライン分の画像データとして表示輝度及び彩度変換部51Aに出力する。表示輝度及び彩度変換部51Aは、1ライン分の画像データに基づいて、表示部53に対する表示輝度及び彩度に変換して表示部53に出力する。 The display magnification conversion unit 52A converts the display magnification suitable for the display unit 53 based on the capacitance data for one line stored in the storage unit 50, and displays the display luminance and saturation as image data for one line. The data is output to the conversion unit 51A. Based on the image data for one line, the display brightness and saturation conversion unit 51A converts the display brightness and saturation to display brightness and saturation for the display unit 53 and outputs the display brightness and saturation to the display unit 53.
この場合においても、上述した実施の形態と同様の動作及び効果を得ることができる。 Even in this case, the same operation and effect as the above-described embodiment can be obtained.
以上詳述したように、本発明に係る紙葉類判別装置によれば、紙葉類の静電容量の検出において微分回路を用いるので、高速かつ安定的に紙葉類の静電容量を検出することができる。 As described in detail above, according to the paper sheet discriminating apparatus according to the present invention, the differential circuit is used for detecting the electrostatic capacity of the paper sheet, so that the electrostatic capacity of the paper sheet can be detected stably at high speed. can do.
1,1A,1B 静電容量検出回路、2 カウンタ回路、3,3A,3B,3C,3D 制御部、4 駆動部、5,5A 出力回路、6,13,14 マルチプレクサ、10−n 静電容量検出部、11−n,11A 蓄電部、12−n,12A 放電部、13−n,13A 静電容量判定部、20−n,2A カウンタ、50 記憶部、50A バッファメモリ、51 表示輝度及び彩度調整部、52 表示倍率調整部、53 表示部、54 アドレス生成部、101 第1電極、102 第2電極、103 抵抗、110 整流ダイオード、111 コンデンサ、130 比較器、200 紙葉類、201 押圧用ローラ、202 テープ。 1, 1A, 1B Capacitance detection circuit, 2 counter circuit, 3, 3A, 3B, 3C, 3D control unit, 4 drive unit, 5, 5A output circuit, 6, 13, 14 multiplexer, 10-n capacitance Detection unit, 11-n, 11A power storage unit, 12-n, 12A discharge unit, 13-n, 13A capacitance determination unit, 20-n, 2A counter, 50 storage unit, 50A buffer memory, 51 display luminance and color Degree adjustment unit, 52 display magnification adjustment unit, 53 display unit, 54 address generation unit, 101 first electrode, 102 second electrode, 103 resistor, 110 rectifier diode, 111 capacitor, 130 comparator, 200 paper sheets, 201 press Roller, 202 tape.
Claims (7)
クロック信号に基づいて、上記電極群に所定の周波数を有する電圧を印加するための制御信号を生成する制御部と、
上記制御信号に基づいて、上記電極群に上記電圧を印加して上記電界を形成する駆動部と、
上記複数の電極群と上記紙葉類とで形成される静電容量に基づく上記電界の変化を検出し、当該検出された上記電界の変化を、複数のパルス信号として出力する静電容量検出回路とを備えたことを特徴とする紙葉類判別装置。 A paper sheet discriminating device comprising a plurality of electrode groups for forming an electric field in a space passing through a paper sheet,
A control unit that generates a control signal for applying a voltage having a predetermined frequency to the electrode group based on a clock signal;
A driving unit configured to apply the voltage to the electrode group to form the electric field based on the control signal;
A capacitance detection circuit that detects a change in the electric field based on a capacitance formed by the plurality of electrode groups and the paper sheet, and outputs the detected change in the electric field as a plurality of pulse signals. And a paper sheet discriminating apparatus.
上記各電極群と上記紙葉類とで形成される静電容量に基づく上記電界の変化を検出し、当該検出された上記電界の変化を微分パルス電圧として出力する複数の静電容量検出部と、
上記各静電容量検出部に接続され、上記微分パルス電圧を蓄電し、当該蓄電された微分パルス電圧を蓄電電圧として出力する複数の蓄電部と、
上記各蓄電部に接続され、上記蓄電電圧を参照電圧と比較し、当該比較結果の信号を上記静電容量を表す上記パルス信号として出力する複数の静電容量判定部とを備えたことを特徴とする請求項1記載の紙葉類判別装置。 The capacitance detection circuit is
A plurality of capacitance detectors for detecting a change in the electric field based on a capacitance formed by each of the electrode groups and the paper sheet, and outputting the detected change in the electric field as a differential pulse voltage; ,
A plurality of power storage units connected to each of the capacitance detection units, storing the differential pulse voltage, and outputting the stored differential pulse voltage as a storage voltage;
A plurality of capacitance determination units connected to each of the power storage units, comparing the stored voltage with a reference voltage, and outputting a signal of the comparison result as the pulse signal representing the capacitance. The paper sheet discriminating apparatus according to claim 1.
上記複数のカウント値に基づいて、上記紙葉類の静電容量を画像データとして表示する表示部とをさらに備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の紙葉類判別装置。 A plurality of counting units that respectively count the plurality of pulse signals with a predetermined pulse width and output a plurality of count values;
3. The paper sheet discriminating apparatus according to claim 1, further comprising a display unit that displays the capacitance of the paper sheet as image data based on the plurality of count values.
上記静電容量検出回路は、
上記各静電容量判定部と上記第1の計数部とを接続する第1のマルチプレクサをさらに備え、
上記制御部は、上記各静電容量判定部と、上記第1の計数部とを接続するように上記第1のマルチプレクサを制御することを特徴とする請求項2または3記載の紙葉類判別装置。 The plurality of counting units include a first counting unit,
The capacitance detection circuit is
A first multiplexer for connecting each of the capacitance determination units and the first counting unit;
The paper sheet discrimination according to claim 2 or 3, wherein the control unit controls the first multiplexer so as to connect the capacitance determination units and the first counting unit. apparatus.
上記制御部は、上記蓄電された電荷を放電するように上記各放電部を制御することを特徴とする請求項1〜4のうちのいずれか1つに記載の紙葉類判別装置。 A plurality of discharge units connected to each power storage unit, for discharging the charge stored in each power storage unit;
The paper sheet discriminating apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the control unit controls the discharge units to discharge the stored electric charge.
上記複数の蓄電部は、第1の蓄電部を含み、
上記静電容量検出回路は、
上記駆動部と、上記第1の電極群とを接続する第2のマルチプレクサと、
上記各静電容量検出部と、上記第1の蓄電部とを接続する第3のマルチプレクサとをさらに備え、
上記制御部は、
上記駆動部と上記第1の電極群とを接続するように上記第2のマルチプレクサを制御し、
上記第1の電極群を含む静電容量検出部と上記第1の蓄電部とを接続するように上記第3のマルチプレクサを制御することを特徴とする請求項2〜5のうちのいずれか1つに記載の紙葉類判別装置。 The plurality of electrode groups include a first electrode group,
The plurality of power storage units includes a first power storage unit,
The capacitance detection circuit is
A second multiplexer connecting the drive unit and the first electrode group;
And further comprising a third multiplexer for connecting each of the capacitance detection units and the first power storage unit,
The control unit
Controlling the second multiplexer so as to connect the driving unit and the first electrode group;
6. The third multiplexer is controlled so as to connect a capacitance detection unit including the first electrode group and the first power storage unit. 6. Paper sheet discriminating device described in 1.
上記駆動部は、上記制御信号に基づいて、上記第1電極に第1電圧を印加し、上記第2電極に第2電圧を印加して上記電界を形成することを特徴とする請求項1〜6のうちのいずれか1つに記載の紙葉類判別装置。 Each of the electrode groups includes a first electrode and a second electrode,
The drive unit applies a first voltage to the first electrode and applies a second voltage to the second electrode based on the control signal to form the electric field. The paper sheet discriminating apparatus according to any one of 6.
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