(57)【要約】【課題】コストの上昇を抑えつつ、硬貨を大量に流動させた場合であっても粉塵等による感度低下による精度低下を起こすことなく削り硬貨を判別すること。【解決手段】微分処理部が、共振型厚みセンサの出力信号を微分することで硬貨端部の微分信号を取得し、取得された微分信号について、所定区間における極大値と極小値との差を評価値として取得し、記憶部が、所定の基準値を記憶しており、比較部が、取得された評価値を記憶された基準値と比較し、削り硬貨判別部が、比較部による比較結果に基づいて削り硬貨を判別するように硬貨識別装置を構成する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共振型厚みセンサを有する硬貨識別装置であって、
前記共振型厚みセンサの出力信号を微分することで微分信号を取得する微分信号取得手段と、
前記微分信号取得手段によって取得された前記微分信号について、所定区間における極大値と極小値との差を評価値として取得する評価値取得手段と、
所定の基準値を記憶する基準値記憶手段と、
前記評価値取得手段によって取得された前記評価値を前記基準値記憶手段に記憶された前記基準値と比較する比較手段と
を備えたことを特徴とする硬貨識別装置。
【請求項２】
前記比較手段による比較において前記評価値が前記基準値を上回った場合に、識別対象の硬貨が真正硬貨であると判別する真偽判別手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の硬貨識別装置。
【請求項３】
前記評価値取得手段は、
識別対象の硬貨が前記共振型厚みセンサに進入する際の前記評価値である進入評価値および識別対象の硬貨が前記共振型厚みセンサから退出する際の前記評価値である退出評価値を取得するものであって、
前記比較手段は、
前記進入評価値および前記退出評価値を前記基準値記憶手段に記憶された前記基準値とそれぞれ比較することを特徴とする請求項１または２に記載の硬貨識別装置。
【請求項４】
前記共振型厚みセンサよりも搬送方向について上流側に設けられた金種判別用センサの出力信号に基づいて硬貨の金種を判別する金種判別手段
をさらに備え、
前記比較手段は、
前記金種判別手段によって判別された前記金種に対応する前記基準値を用いることを特徴とする請求項１、２または３に記載の硬貨識別装置。
【請求項５】
共振型厚みセンサを用いて硬貨を識別する硬貨識別方法であって、
前記共振型厚みセンサの出力信号を微分することで微分信号を取得する微分信号取得工程と、
前記微分信号取得工程によって取得された前記微分信号について、所定区間における極大値と極小値との差を評価値として取得する評価値取得工程と、
所定の基準値を記憶部に記憶させる基準値記憶工程と、
前記評価値取得工程によって取得された前記評価値を前記記憶部に記憶された前記基準値と比較する比較工程と
を含んだことを特徴とする硬貨識別方法。
【請求項６】
前記比較工程による比較において前記評価値が前記基準値を上回った場合に、識別対象の硬貨が真正硬貨であると判別する真偽判別工程
をさらに含んだことを特徴とする請求項５に記載の硬貨識別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、共振型厚みセンサを有する硬貨識別装置および共振型厚みセンサを用いた硬貨識別方法に関し、特に、コストの上昇を抑えつつ、硬貨を大量に流動させた場合であっても粉塵等による感度低下による精度低下を起こすことなく削り硬貨を判別することができる硬貨識別装置および硬貨識別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、材質が同じで半径や厚みが大きい外国貨を削った「削り硬貨」を用いて自動販売機から商品や釣り銭を盗み取る不正行為が問題となっている。たとえば、硬貨価値が低い１００ウォン硬貨（韓国）の外周を削り、１００円硬貨（日本）の外径と同径とする事例が確認されている。
【０００３】
ここで、自動販売機には、硬貨識別装置が搭載されており、かかる硬貨識別装置では、硬貨の径、厚み、材質といった各成分を高精度に検出するセンサを用いて硬貨の真偽判別を行っている。しかし、上記した削り硬貨の場合、材質が真正硬貨と同じであるうえ、径や厚みについても真正硬貨と同じになるように加工されているため、真正硬貨と分離することが難しい。
【０００４】
このため、硬貨の表面を光学センサで読み取ることで削り硬貨を検出する技術が提案されている。たとえば、ＣＩＳ（Coin  Image  Sensor）で硬貨表面の画像を取得し、取得した画像パターンに基づいて真偽判別を行う手法が提案されている。
【０００５】
また、特許文献１には、硬貨の外周側面における凹凸（以下、「ギザ」と記載する）を、搬送路の側壁に設けられた反射型の光学センサで検出することで、上記した削り硬貨を判別する技術が開示されている。そして、かかる技術では、外周にギザが検出されなかった硬貨を、削り硬貨であると判定する。
【０００６】
【特許文献１】特許第４１５７３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記したＣＩＳを用いると削り硬貨の検出を高精度に行うことができるものの、ＣＩＳ自体が非常に高価であるため、硬貨識別装置も高価になってしまうという問題がある。
【０００８】
また、特許文献１のように反射型の光学センサを用いる場合、ＣＩＳのような価格の問題はないものの、反射型であるゆえに距離特性が悪いので、硬貨を光学センサに寄せた状態で搬送する機構が必要となる。また、硬貨を大量に流動させると、硬貨粉の付着による汚れによってセンサ感度が低下するという問題もある。
【０００９】
これらのことから、コストの上昇を抑えつつ、硬貨を大量に流動させた場合であっても粉塵等による感度低下による精度低下を起こすことなく削り硬貨を判別することができる硬貨識別装置あるいは硬貨識別方法をいかにして実現するかが大きな課題となっている。
【００１０】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、コストの上昇を抑えつつ、硬貨を大量に流動させた場合であっても粉塵等による感度低下による精度低下を起こすことなく削り硬貨を判別することができる硬貨識別装置および硬貨識別方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するため本発明は、共振型厚みセンサを有する硬貨識別装置であって、前記共振型厚みセンサの出力信号を微分することで微分信号を取得する微分信号取得手段と、前記微分信号取得手段によって取得された前記微分信号について、所定区間における極大値と極小値との差を評価値として取得する評価値取得手段と、所定の基準値を記憶する基準値記憶手段と、前記評価値取得手段によって取得された前記評価値を前記基準値記憶手段に記憶された前記基準値と比較する比較手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記の発明において、前記比較手段による比較において前記評価値が前記基準値を上回った場合に、識別対象の硬貨が真正硬貨であると判別する真偽判別手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記の発明において、前記評価値取得手段は、識別対象の硬貨が前記共振型厚みセンサに進入する際の前記評価値である進入評価値および識別対象の硬貨が前記共振型厚みセンサから退出する際の前記評価値である退出評価値を取得するものであって、前記比較手段は、前記進入評価値および前記退出評価値を前記基準値記憶手段に記憶された前記基準値とそれぞれ比較することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記の発明において、前記共振型厚みセンサよりも搬送方向について上流側に設けられた金種判別用センサの出力信号に基づいて硬貨の金種を判別する金種判別手段をさらに備え、前記比較手段は、前記金種判別手段によって判別された前記金種に対応する前記基準値を用いることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、共振型厚みセンサを用いて硬貨を識別する硬貨識別方法であって、前記共振型厚みセンサの出力信号を微分することで微分信号を取得する微分信号取得工程と、前記微分信号取得工程によって取得された前記微分信号について、所定区間における極大値と極小値との差を評価値として取得する評価値取得工程と、所定の基準値を記憶部に記憶させる基準値記憶工程と、前記評価値取得工程によって取得された前記評価値を前記記憶部に記憶された前記基準値と比較する比較工程とを含んだことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記比較工程による比較において前記評価値が前記基準値を上回った場合に、識別対象の硬貨が真正硬貨であると判別する真偽判別工程をさらに含んだことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、共振型厚みセンサを硬貨が通過する際の出力信号を微分することで微分信号を取得し、取得された微分信号について、所定区間における極大値と極小値との差を評価値として取得し、所定の基準値を記憶し、取得された評価値を記憶された基準値と比較することとしたので、コストの上昇を抑えつつ、硬貨を大量に流動させた場合であっても粉塵等による感度低下による精度低下を起こすことなく削り硬貨を判別することができるという効果を奏する。
【００１８】
また、本発明によれば、比較において評価値が基準値を上回った場合に、識別対象の硬貨が真正硬貨であると判別することとしたので、処理負荷をかけることなく削り硬貨を判別することができるという効果を奏する。
【００１９】
また、本発明によれば、識別対象の硬貨が共振型厚みセンサに進入する際の評価値である進入評価値および識別対象の硬貨が共振型厚みセンサから退出する際の評価値である退出評価値を取得し、進入評価値および退出評価値を記憶された基準値とそれぞれ比較することとしたので、進入時の比較結果および退出時の比較結果を用いることで、削り硬貨の判別精度を向上させることができるという効果を奏する。
【００２０】
また、本発明によれば、共振型厚みセンサよりも搬送方向について上流側に設けられた金種判別用センサの出力信号に基づいて硬貨の金種を判別し、判別された金種に対応する基準値を用いることとしたので、さまざまな硬貨に対応する削り硬貨を判別することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る硬貨識別装置および硬貨識別方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、搬送路の上面側および下面側にそれぞれ設けられたコイルを連結した共振型厚みセンサの出力値を用いて削り硬貨を判別する場合について説明することとする。なお、かかる共振型厚みセンサは、従来から、硬貨の厚みを検出するために用いられていたセンサである。
【００２２】
また、以下では、本発明に係る硬貨識別手法の概要について図１を用いて説明した後に、本発明に係る硬貨識別手法を適用した硬貨識別装置についての実施例を図２〜図１３を用いて説明することとする。
【００２３】
まず、本発明に係る硬貨識別手法の概要について図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る硬貨識別手法の概要を示す図である。なお、同図の（Ａ）には、真正硬貨と削り硬貨との対比を、同図の（Ｂ）には、共振型厚みセンサのセンサ出力値に基づく削り硬貨判別処理の概要を、それぞれ示している。
【００２４】
図１の（Ａ）に示したように、日本の真正硬貨は、硬貨の外周部に厚さが少し厚く平らな形状の縁を有している。一方、真正硬貨よりも径が大きい外国貨１ａの外周部を削って真正硬貨と同径とした削り硬貨１ｂには、真正硬貨のような縁はない。
【００２５】
そこで、本発明に係る硬貨識別手法は、かかる縁の有無を、共振型厚みセンサのセンサ出力値（以下、単に「センサ出力値」と記載する）に基づいて検出することで、削り硬貨１ｂを判別することとした。以下では、かかる削り硬貨判別処理の概要について説明する。
【００２６】
図１の（Ｂ）に示したように、硬貨が共振型厚みセンサのセンシング位置に進入する際のセンサ出力値の変化を示す曲線１ｃは、硬貨なし時の出力値から急速に低下しはじめ、硬貨進入後には安定した値をとる。ここで、進入時曲線部分１ｄでは、真正硬貨の場合には、外周部の縁の影響によって曲線１ｃの傾きが特に変化する。
【００２７】
このため、本発明に係る硬貨識別手法では、センサ出力値の微分値を算出することで（同図の（Ｂ−１）参照）、かかる曲線１ｃの傾きの変化をより詳細に検出することとした。ここで、同図に示す曲線１ｅは、センサ出力値の変化を示す曲線１ｃを微分することで微分値を算出し、算出した微分値の絶対値をとったものである。このようにして算出された曲線１ｅは、同図に示すように、上昇および下降を繰り返す波形の形状となる。
【００２８】
具体的には、センサ出力値の微分値を示す曲線１ｅは、たとえば、硬貨の最外周部で１つめの極大値をとったのち、外周部の縁の部分で極小値１ｆをとる。そして、縁の内周で２つめの極大値１ｇをとる。
【００２９】
ここで、進入時曲線部分１ｄのような所定区間における最大の極大値１ｇと最小の極小値１ｆとの差分を評価値とすると（同図の（Ｂ−２）参照）、外周部に縁がある真正硬貨は、外周部に縁がない削り硬貨１ｂと比して、かかる評価値の値が大きいことが判明した。
【００３０】
そこで、本発明に係る硬貨識別手法では、かかる評価値と所定の基準値とを比較することで（同図の（Ｂ−３）参照）、削り硬貨１ｂと真正硬貨とを分離することとした。ここで、基準値とは、あらかじめ金種ごとに用意された閾値のことを指す。なお、金種ごとに基準値を用意するのは、径が大きい硬貨ほど縁の厚みが大きい傾向にあるためである。
【００３１】
このように、本発明に係る硬貨識別手法では、従来から硬貨の厚み検出に用いられている磁気センサである、共振型厚みセンサの出力値に基づいて削り硬貨１ｂと真正硬貨とを分離するので、硬貨識別装置のコスト上昇を抑えることができる。また、光学センサではなく磁気センサを用いて削り硬貨１ｂを判別するので、硬貨を大量に流動させた場合であっても粉塵等による感度低下による精度低下を起こすことがない。
【００３２】
なお、本発明に係る硬貨識別手法では、共振型厚みセンサへの硬貨進入時のみならず、硬貨退出時についても評価値を取得するが、この点については、図９等を用いて後述することとする。以下では、図１を用いて説明した硬貨識別手法を適用した硬貨識別装置についての実施例を説明する。
【実施例】
【００３３】
図２は、本実施例に係る硬貨識別装置９の構成を示すブロック図である。同図に示すように、硬貨識別装置９は、センサユニット１０と、制御部１３と、記憶部１４とを備えており、センサユニット１０は、共振型厚みセンサ１１と、金種センサ１２とをさらに備えている。
【００３４】
また、制御部１３は、微分処理部１３ａと、比較部１３ｂと、削り硬貨判別部１３ｃとをさらに備えており、記憶部１４は、基準値情報１４ａを記憶する。なお、図２では、本実施例に係る硬貨識別装置９の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、搬送機構などの一般的な構成要素についての記載については省略している。
【００３５】
センサユニット１０は、共振型厚みセンサ１１や金種センサ１２といった各種センサを含んだユニットである。共振型厚みセンサ１１は、いわゆるＬＣ自励発振回路を有する厚みセンサであり、搬送路の上面側に設けられたコイルと下面側に設けられたコイルとを直列接続し、コイルとコンデンサとが共振回路を形成することでＬＣ自励発振回路を構成する。
【００３６】
硬貨識別装置９では、この共振型厚みセンサ１１のセンサ出力値に基づいて削り硬貨と真正硬貨とを分離する。なお、ＬＣ自励発振回路については一般的な回路を使用することができるので、記載を省略する。
【００３７】
金種センサ１２は、共振型厚みセンサ１１よりも搬送路の上流側に設けられたセンサであり、反射型の材質センサと、透過型の材質・直径センサとから構成される。ここで、各センサ（共振型厚みセンサ１１および金種センサ１２）の配置および構成例について図３〜図８を用いて説明しておく。
【００３８】
図３は、センサユニット１０の外観図である。なお、同図の（Ａ）には、センサユニット１０の上面図１０ａを、同図の（Ｂ）には、センサユニット１０の側面図１０ｂを、それぞれ示している。なお、同図には、識別対象となる硬貨１００および硬貨１００の搬送方向１０１を併せて示している。
【００３９】
図３の（Ａ）に示したように、硬貨１００は、片寄せ側搬送路壁３１に沿って搬送方向１０１へ搬送される。また、図３の（Ｂ）に示したように、硬貨１００は、センサユニット１０の下部ユニット上面３２ｃと、上部ユニットの下面で形成された搬送路を搬送される。
【００４０】
ここで、上部ユニットは、片寄せ側上部ユニット３２ａと、反片寄せ側上部ユニット３２ｂとから構成されている。なお、硬貨１００は、片寄せ側搬送路壁３１に沿って搬送される旨の説明を行ったが、光学センサを用いる場合のように、硬貨１００を、厳密に片寄せ側搬送路壁３１に沿わせる必要はない。
【００４１】
図４は、センサユニット１０の断面図である。なお、同図の（Ａ）には、上部ユニットを搬送面と平行に切断した場合の断面図を、同図の（Ｂ）には、同図の（Ａ）に示したｂ１−ｂ２断面における断面図を、同図の（Ｃ）には、同じくｃ１−ｃ２断面における断面図を、それぞれ示している。
【００４２】
図４の（Ａ）に示したように、ｂ１−ｂ２断面における片寄せ側上部ユニット３２ａには、片寄せ側透過２次コイル１２ａが、ｂ１−ｂ２断面における反片寄せ側上部ユニット３２ｂには、反片寄せ側透過２次コイル１２ｂが、それぞれ設けられている。
【００４３】
また、ｃ１−ｃ２断面における片寄せ側上部ユニット３２ａには共振型厚みセンサ１１を構成するポットコア型センサコイル（硬貨通路上面側）１１ａが、ｃ１−ｃ２断面における反片寄せ側上部ユニット３２ｂには、共振型材質センサ４１を構成するポットコア型センサコイル（硬貨通路上面側）４１ａが、それぞれ設けられている。なお、以下では、「（硬貨通路上面側）」を単に「（上面側）」と、「（硬貨通路下面側）」を単に「（下面側）」と記載することとする。
【００４４】
また、図４の（Ｂ）に示したように、ｂ１−ｂ２断面における下部ユニットには、片寄せ側透過２次コイル１２ａ、反片寄せ側透過２次コイル１２ｂあるいは反射センサ１２ｄに対しての励磁を行う励磁用１次コイル１２ｃが設けられており、励磁用１次コイル１２ｃの中央部には、反射センサ１２ｄが設けられている。
【００４５】
ここで、片寄せ側透過２次コイル１２ａと励磁用１次コイル１２ｃとから片寄せ側透過センサ１２Ｌが、反片寄せ側透過２次コイル１２ｂと励磁用１次コイル１２ｃとから反片寄せ側透過センサ１２Ｒが、それぞれ構成されている。
【００４６】
また、反射センサ１２ｄは、励磁用１次コイル１２ｃを１次コイルとした場合の２次コイルに相当する。なお、反射センサ１２ｄを、ポットコアの外周部に巻回された１次コイルと、中央部のコアに巻回された２次コイルとから構成することとしてもよい。
【００４７】
また、図４の（Ｃ）に示したように、ｃ１−ｃ２断面における片寄せ側上部ユニット３２ａにはポットコア型センサコイル（上面側）１１ａが、下部ユニットにはポットコア型センサコイル（下面側）１１ｂが、搬送路に対して対向するように設けられており、ポットコア型センサコイル（上面側）１１ａとポットコア型センサコイル（下面側）１１ｂとで共振型厚みセンサ１１が構成されている。
【００４８】
そして、ｃ１−ｃ２断面における反片寄せ側上部ユニット３２ｂにはポットコア型センサコイル（上面側）４１ａが、下部ユニットにはポットコア型センサコイル（下面側）４１ｂが、搬送路に対して対向するように設けられており、ポットコア型センサコイル（上面側）４１ａとポットコア型センサコイル（下面側）４１ｂとで共振型材質センサ４１が構成されている。
【００４９】
図５は、センサの一覧を示す図である。同図に示すように、硬貨識別装置９が有するセンサは、センサ方式で分類すると、「励磁・検出方式」と、「共振方式」とに大別される。ここで、金種センサ１２を構成する片寄せ側透過２次コイル１２ａ、反片寄せ側透過２次コイル１２ｂ、励磁用１次コイル１２ｃおよび反射センサ１２ｄは、「励磁・検出方式」に分類される。また、共振型厚みセンサ１１および共振型材質センサ４１は、「共振方式」に分類される。
【００５０】
まず、励磁・検出方式に分類されるセンサについて説明する。励磁用１次コイル１２ｃには、たとえば、８ｋＨｚおよび２５０ｋＨｚといった低周波と中周波との重畳信号が印加される。そして、励磁用１次コイル１２ｃに対する信号印加によって片寄せ側透過２次コイル１２ａで検出される２５０ｋＨｚに対応するセンサ出力（同図の「透過（２５０ｋＨｚ）Ｌ」参照）と、反片寄せ側透過２次コイル１２ｂで検出される２５０ｋＨｚに対応するセンサ出力（同図の「透過（２５０ｋＨｚ）Ｒ」参照）とを組み合わせることで直径センサとしての役割を果たすことができる。
【００５１】
また、励磁用１次コイル１２ｃに対する信号印加によって片寄せ側透過２次コイル１２ａで検出される８ｋＨｚに対応するセンサ出力（同図の「透過（８ｋＨｚ）Ｌ」参照）と、反片寄せ側透過２次コイル１２ｂで検出される８ｋＨｚに対応するセンサ出力（同図の「透過（８ｋＨｚ）Ｒ」参照）とを組み合わせることで材質センサおよび直径センサとしての役割を果たすことができる。
【００５２】
なお、反射センサ１２ｄは、励磁用１次コイル１２ｃに印加された８ｋＨｚの信号に対応するセンサ出力（同図の「反射（８ｋＨｚ）」参照）を用いることで反射型の材質センサとしての役割を果たすことになる。
【００５３】
次に、共振方式に分類されるセンサについて説明する。共振型材質センサ４１を構成するポットコア型センサコイル（上面側）４１ａおよびポットコア型センサコイル（下面側）４１ｂには、たとえば、３３０ｋＨｚの信号が印加され、センサ出力（同図の「共振材質（３３０ｋＨｚ）」参照）を検出する。
【００５４】
また、共振型厚みセンサ１１を構成するポットコア型センサコイル（上面側）１１ａおよびポットコア型センサコイル（下面側）１１ｂには、たとえば、１８０ｋＨｚの信号が印加され、センサ出力（同図の「共振材厚（１８０ｋＨｚ）」参照）を検出する。なお、共振型厚みセンサ１１は材質センサとしての役割を兼ねるものとする。
【００５５】
図６は、金種センサの回路例を示す図である。同図に示すように、中周波発信器６１ａによって生成された２５０ｋＨｚの信号と、低周波発信器６１ｂによって生成された８ｋＨｚの信号とは加算器６１ｄで加算（重畳）され、電流増幅器６１ｅにおける増幅を経て励磁用１次コイル１２ｃへ印加される。
【００５６】
反片寄せ側透過センサ１２Ｒの反片寄せ側透過２次コイル１２ｂに誘起された信号は、増幅器６２による増幅を経てＨＰＦ（ハイパスフィルタ）６３ａおよびＬＰＦ（ローパスフィルタ）６４ａへそれぞれ出力される。そして、ＨＰＦ６３ａを経由した信号は半波整流器６３ｂによる整流およびＬＰＦ（ローパスフィルタ）６３ｃによるフィルタリングを経て「透過（２５０ｋＨｚ）Ｌ」信号として出力される。
【００５７】
一方、ＬＰＦ６４ａを経由した信号は、半波整流器６４ｂによる整流およびＬＰＦ（ローパスフィルタ）６４ｃによるフィルタリングを経て「透過（８ｋＨｚ）Ｌ」信号として出力される。
【００５８】
また、片寄せ側透過センサ１２Ｌの片寄せ側透過２次コイル１２ａに誘起された信号は、増幅器６５による増幅を経てＨＰＦ（ハイパスフィルタ）６６ａおよびＬＰＦ（ローパスフィルタ）６７ａへそれぞれ出力される。そして、ＨＰＦ６６ａを経由した信号は半波整流器６６ｂによる整流およびＬＰＦ（ローパスフィルタ）６６ｃによるフィルタリングを経て「透過（２５０ｋＨｚ）Ｒ」信号として出力される。
【００５９】
一方、ＬＰＦ６７ａを経由した信号は、半波整流器６７ｂによる整流およびＬＰＦ（ローパスフィルタ）６７ｃによるフィルタリングを経て「透過（８ｋＨｚ）Ｒ」信号として出力される。
【００６０】
また、反射センサ１２ｄに誘起された信号は、増幅器６８による増幅を経てＬＰＦ（ローパスフィルタ）６９ａへ出力され、ＬＰＦ６９ａを経由した信号は半波整流器６９ｂによる整流およびＬＰＦ（ローパスフィルタ）６９ｃによるフィルタリングを経て「反射（８ｋＨｚ）」信号として出力される。
【００６１】
図７は、共振型センサ（共振型厚みセンサ１１および共振型材質センサ４１）の回路例を示す図である。同図に示すように、共振型厚みセンサ１１は、ポットコア型センサコイル（上面側）１１ａおよびポットコア型センサコイル（下面側）１１ｂを直列に接続することで構成されている。また、ポットコア型センサコイル（上面側）１１ａおよびポットコア型センサコイル（下面側）１１ｂは、ＬＣ自励発振回路（１８０ｋＨｚ）７１に接続されている。
【００６２】
ＬＣ自励発振回路（１８０ｋＨｚ）７１からの出力は、半波整流器７４ａによる整流を経てＬＰＦ（ローパスフィルタ）７４ｂへ出力され、ＬＰＦ７４ｂを経由した信号は、加算回路７４ｃでオフセット信号と加算されて「共振材圧（片寄せ側）」信号として出力される。
【００６３】
また、共振型材質センサ４１は、ポットコア型センサコイル（上面側）４１ａおよびポットコア型センサコイル（下面側）４１ｂを直列に接続することで構成されており、ポットコア型センサコイル（上面側）４１ａおよびポットコア型センサコイル（下面側）４１ｂは、ＬＣ自励発振回路（３２０ｋＨｚ）７２に接続されている。
【００６４】
ＬＣ自励発振回路（３２０ｋＨｚ）７２からの出力は、半波整流器７３ａによる整流を経てＬＰＦ（ローパスフィルタ）７３ｂへ出力され、ＬＰＦ７３ｂを経由した信号は、加算回路７３ｃでオフセット信号と加算されて「共振材質（反片寄せ側）」信号として出力される。
【００６５】
図８は、ポットコア型センサコイルの構成を示す図である。なお、ポットコア型センサコイルとしては、図４の（Ｃ）に示したように、共振型厚みセンサ１１を構成するポットコア型センサコイル（上面側）１１ａおよびポットコア型センサコイル（下面側）１１ｂ、共振型材質センサ４１を構成するポットコア型センサコイル（上面側）４１ａおよびポットコア型センサコイル（下面側）４１ｂがある。
【００６６】
図８に示したように、ポットコア型センサコイルは、中心軸８１ａと外周との間に空間を有するコア８１と、ボビン８２とから構成される。なお、ボビン８２の中央部は空洞となっており、ボビン８２の外周における凹みにはコイルが巻回される。また、ボビン８２の空洞を、コア８１における中心軸８１ａにはめ込むことで、ポットコア型センサコイルが構成されることになる。
【００６７】
図２の説明に戻り、制御部１３について説明する。制御部１３は、共振型厚みセンサ１１からのセンサ出力および金種センサ１２からの金種に基づいて削り硬貨判別を行う処理部である。
【００６８】
微分処理部１３ａは、共振型厚みセンサ１１のセンサ出力を微分することで微分信号を取得するとともに、所定区間における微分信号の最大の極大値と、最小の極小値との差をとることで、削り硬貨判別に係る評価値を算出する処理を行う処理部である。
【００６９】
具体的には、この微分処理部１３ａは、共振型厚みセンサ１１のセンサ出力を微分したうえで微分値の絶対値を微分信号とする。また、微分処理部１３ａは、所定区間（たとえば、微分信号が急速に減少する区間（硬貨進入区間）や微分信号が急速に増加する区間（硬貨退出区間）において、極大値および極小値を検出し、最大の極大値と最小の極大値との差分の絶対値を評価値として算出する。そして、算出した評価値を比較部１３ｂに対して出力する。
【００７０】
比較部１３ｂは、微分処理部１３ａから受け取った評価値と、記憶部１４の基準値情報１４ａとを比較する処理を行う処理部である。具体的には、比較部１３ｂは、金種センサ１２から受け取った信号に基づいて金種決定処理を行い、決定した金種に対応する基準値を基準値情報１４ａから選択し、選択した基準値と評価値とを比較する。そして、基準値と評価値との比較結果を削り硬貨判別部１３ｃに対して出力する。ここで、比較部１３ｂが行う金種決定処理では、金種センサ１２からの径信号および材質信号に基づいて該当金種を決定することになる。
【００７１】
削り硬貨判別部１３ｃは、比較部１３ｂから受け取った比較結果に基づき、評価値に係る硬貨１００が削り硬貨であるか否かを判別する処理を行う処理部である。具体的には、削り硬貨判別部１３ｃは、評価値が基準値よりも大きい場合には、真正硬貨、すなわち、削り硬貨ではないと判定し、評価値が基準値以下である場合には、削り硬貨であると判定する。
【００７２】
なお、削り硬貨判別部１３ｃは、上記した硬貨進入区間における評価値と基準値との対比結果と、上記した硬貨退出区間における評価値と基準値との対比結果との組み合わせに基づいて削り硬貨判定を行うこともできる。
【００７３】
たとえば、削り硬貨判別部１３ｃは、硬貨進入区間および硬貨退出区間の双方において評価値が基準値よりも大きい場合に、評価値に係る硬貨１００が削り硬貨ではないと判定することができる。なお、硬貨進入区間における評価値が基準値よりも大きいか、硬貨退出区間における評価値が基準値よりも大きいかのいずれかの条件を満たした場合に、硬貨１００が削り硬貨ではないと判定することとしてもよい。
【００７４】
さらに、削り硬貨判別部１３ｃは、硬貨進入区間および硬貨退出区間の双方において評価値が基準値以下である場合に、評価値に係る硬貨１００が削り硬貨であると判定することとしてもよい。
【００７５】
記憶部１４は、不揮発性メモリやハードディスクドライブといった記憶デバイスで構成される記憶部であり、基準値情報１４ａを記憶する。基準値情報１４ａは、評価値と比較するための金種ごとの閾値を基準値としてそれぞれ定義した情報である。なお、上記した硬貨進入区間における基準値と、上記した硬貨退出区間における基準値とをそれぞれ定義することもできるものとする。
【００７６】
次に、共振型厚みセンサ１１の出力信号について図９を用いて説明する。図９は、共振型厚みセンサ１１の出力信号を示す図である。なお、同図の左側に示した出力信号は、外周部に縁がある真正硬貨についての信号である。また、同図の左側に示した曲線９１が出力信号の時間遷移を示すグラフであり、同図の右側に示した（Ａ−１）、（Ａ−２）、（Ａ−３）および（Ｂ）は、搬送方向１０１に搬送される硬貨１００と共振型厚みセンサ１１との位置関係をあらわしている。
【００７７】
同図の右側の（Ａ−１）に示したように、硬貨１００の外周部が共振型厚みセンサ１１に進入しはじめると、同図の左側の区間９１ａ−９１ｂに示したように、出力信号値は急速に減少する。また、同図の右側の（Ａ−２）に示したように、硬貨１００の縁よりも内側の厚みが薄い部分を検出すると、同図の左側の区間９１ｂ−９１ｃに示したように、出力信号値の減少の度合いが一時的にやや緩やかになる。
【００７８】
そして、同図の右側の（Ａ−３）に示したように、さらに硬貨１００が進入すると、同図の左側の区間９１ｃ−９１ｄに示したように、出力信号値は再び急速に減少する。つづいて、同図の右側の（Ｂ）に示したように、硬貨１００の縁よりも内側の部分が共振型厚みセンサ１１の検出範囲全体を占めると、同図の左側の区間９１ｄ−９１ｅに示したように、出力信号値はほぼ一定値をとる。
【００７９】
なお、硬貨１００が共振型厚みセンサ１１から退出する場合には、（Ａ−３）に対応する（Ｃ−３）の状態において、出力信号値は急速に増加し（同図の左側の区間９１ｅ−９１ｆ参照）、（Ａ−２）に対応する（Ｃ−２）の状態において、出力信号値の増加の度合いが一時的に緩やかになる（同図の左側の区間９１ｆ−９１ｇ参照）。そして、（Ａ−１）に対応する（Ｃ−１）の状態において、出力信号は再び急速に増加する（同図の左側の区間９１ｇ−９１ｈ参照）。
【００８０】
次に、図９に示した出力信号の微分信号について図１０を用いて説明する。図１０は、共振型厚みセンサ１１の微分信号を示す図である。なお、同図の（Ａ）には、真正硬貨についての出力信号２０１および微分信号２０２を、同図の（Ｂ）には、削り硬貨についての出力信号３０１および微分信号３０２を、それぞれ示している。
【００８１】
図１０の（Ａ）に示したように、真正硬貨についての出力信号２０１の硬貨進入区間２０１ａにおける微分信号２０２は、複数の極大値と極小値とを結んだ曲線としてあらわされる。ここで、硬貨進入区間２０１ａにおける最大の極大値を極大値２０２ｂとし、最小の極小値を２０２ａとすると、当該区間における評価値は、極大値２０２ｂから極小値２０２ａを差し引いた値を示すαＡとなる。同様に、硬貨退出区間２０１ｂにおける評価値は、極大値２０２ｃから極小値２０２ｄを差し引いた値を示すβＡとなる。
【００８２】
一方、図１０の（Ｂ）に示したように、硬貨進入区間３０１ａにおける削り硬貨についての出力信号３０１は、真正硬貨の出力信号２０１のような明確な滞留がみられない。このため、極大値３０２ｂから極小値３０２ａを差し引くことで得られる評価値の値αＢは、図１０の（Ａ）に示したαＡよりも小さな値となる。同様に、退出区間３０１ｂにおける評価値の値βＢは、図１０の（Ａ）に示したβＡよりも小さな値となる。
【００８３】
このように、真正硬貨の評価値（αＡ）は、削り硬貨の評価値（αＢ）よりも大きい値をとる傾向にある。また、真正硬貨の評価値（βＡ）は、削り硬貨の評価値（βＢ）よりも大きい値をとる傾向にある。したがって、評価値を所定の閾値と比較することとすれば、評価値に係る硬貨１００が真正硬貨であるか削り硬貨であるかを判別することができる。
【００８４】
図１１は、サンプルの分布図である。なお、同図の縦軸は進入時評価値を示しており、同図の横軸は退出時評価値を示している。ここで、サンプルとは、あらかじめ削り硬貨であるか真正硬貨であるかがわかっている硬貨についての評価値を実際に硬貨識別装置９で取得したものである。
【００８５】
同図に示したように、縦軸を進入時評価値、横軸を退出時評価値とした２次元空間にサンプルをプロットすると、削り硬貨（同図の「×」印参照）と、真正硬貨（同図の「◇」印参照）とが、明確に分離されることがわかる。
【００８６】
具体的には、同図では、進入時評価値がα以下であるか、または、退出時評価値がβ以下であれば、削り硬貨であると判定することができる。なお、進入時評価値がα以下であり、かつ、退出時評価値がβ以下であることを条件として削り硬貨であると判定することとしてもよい。
【００８７】
すなわち、図１１に示した場合では、進入時評価値と対比するための基準値（閾値）をαとし、退出時評価値と対比するための基準値（閾値）をβとすることで、真正硬貨と削り硬貨とを分離することができる。
【００８８】
なお、進入時評価値が所定の閾値αよりも大きく（第１条件）、かつ、退出時評価値が所定の閾値βよりも大きい（第２条件）ことを条件として、真正硬貨と判定することとしてもよい。また、第１条件あるいは第２条件のうちいずれかを満たさない場合であっても、真正硬貨と判定することとしもよい。たとえば、あらたな閾値γを定義したうえで、式「進入時評価値＋退出時評価＞γ」を満たした場合に、真正硬貨であると判定することができる。
【００８９】
次に、硬貨識別装置９が実行する処理手順について図１２を用いて説明する。図１２は、硬貨識別装置９が実行する処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、硬貨識別装置９は、各センサのセンサチェックを行う（ステップＳ１０１）。
【００９０】
そして、センサチェック結果がＯＫである場合には（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、つづいて、各センサに対してセンサゲイン補正値をセットする（ステップＳ１０２）。なお、ステップＳ１０１の判定条件を満たさなかった場合には（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、センサエラーとしたうえで（ステップＳ１１４）、処理を終了する。
【００９１】
ステップＳ１０２につづいて、硬貨識別装置９は、各センサに対してセンサ温度補正値をセットする（ステップＳ１０３）。そして、図示しないタイミングセンサなどによって硬貨進入を検知したならば（ステップＳ１０４）、金種センサ１２のセンサ出力値に基づく金種判別処理が行われる（ステップＳ１０５）。
【００９２】
そして、金種判別結果の金種が、あらかじめ想定している金種に該当するか否かを判定し（ステップＳ１０６）、あらかじめ想定している金種に該当する場合には（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、該当金種の判定枠を展開し（ステップＳ１０７）、各種判定処理を実行する（ステップＳ１０８）。なお、ステップＳ１０６の判定条件を満たさなかった場合には（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、リジェクト硬貨と判定し（ステップＳ１１３）、処理を終了する。
【００９３】
ここで、ステップＳ１０７で展開される判定枠とは、金種ごとに許容することができる数値範囲、上限閾値、下限閾値といった閾値群のことを指す。また、ステップＳ１０８における各種判定処理としては、基本磁気判定処理、基本磁気組み合わせ判定処理、共振磁気判定処理、共振磁気組み合わせ判定処理といった処理がある。
【００９４】
具体的には、基本磁気判定処理では、励磁・検出方式の各センサピーク値が適正な数値範囲に収まっているか否かを判定し、基本磁気組み合わせ判定処理では、励磁・検出方式の各センサピーク値の組み合わせが適正な数値範囲に収まっているか否かを判定する。
【００９５】
また、共振磁気判定処理では、共振方式の各センサピーク値が適正な数値範囲に収まっているか否かを判定し、共振磁気組み合わせ判定処理では、共振方式の各センサピーク値の組み合わせが適正な数値範囲に収まっているか否かを判定する。
【００９６】
そして、ステップＳ１０８におけるすべての判定結果が妥当である場合には（ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）、削り硬貨判定処理を実行する（ステップＳ１１０）。なお、ステップＳ１０９の判定条件を満たさなかった場合には（ステップＳ１０９，Ｎｏ）、リジェクト硬貨と判定し（ステップＳ１１３）、処理を終了する。なお、ステップＳ１１０の削り硬貨判定処理については、後述する図１３を用いてさらに詳細に説明することとする。
【００９７】
ステップＳ１１０につづいて、ステップＳ１１０の判定結果がＯＫであるか否かを判定し（ステップＳ１１１）、判定結果がＯＫである場合には（ステップＳ１１１，Ｙｅｓ）、真正硬貨と判定し（ステップＳ１１２）、処理を終了する。一方、ステップＳ１１１の判定条件を満たさなかった場合には（ステップＳ１１１，Ｎｏ）、リジェクト硬貨と判定し（ステップＳ１１３）、処理を終了する。
【００９８】
なお、図１２のステップＳ１０１に示したセンサチェックでは、待機時のセンサレベル値を検出し、待機レベル値が大きい場合には、図１１を用いて説明した各閾値（α、βおよびγ）を大きくするとともに、待機レベル値が小さい場合には、各閾値を小さくする補正処理を併せて行うものとする。
【００９９】
次に、図１２のステップＳ１１０に示した削り硬貨判定処理の処理手順について図１３を用いて説明する。図１３は、削り硬貨判定処理の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、比較部１３ｂは、金種センサ１２から金種判別結果を取得すると（ステップＳ２０１）、記憶部１４の基準値情報１４ａの中から、金種に対応する基準値を展開する（ステップＳ２０２）。
【０１００】
また、微分処理部１３ａは、共振型厚みセンサ１１からの出力値の微分処理を行ったうえで（ステップＳ２０３）、所定区間における微分値の極大値および極小値の差分をとることで評価値を算出する（ステップＳ２０４）。
【０１０１】
つづいて、比較部１３ｂは、ステップＳ２０４で算出した評価値と、ステップＳ２０２で展開された該当金種の基準値とを比較し（ステップＳ２０５）、評価値が基準値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２０６）。
【０１０２】
そして、評価値が基準値よりも大きい場合には（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）、判定結果をＯＫとし（ステップＳ２０７）、処理を終了する。一方、ステップＳ２０６の判定条件を満たさなかった場合には（ステップＳ２０６，Ｎｏ）、判定結果をＮＧとし（ステップＳ２０８）、処理を終了する。
【０１０３】
なお、ステップＳ２０６では、評価値が基準値よりも大きいか否かを判定条件としたが、図１１に示したように、進入時評価値や退出時評価値のそれぞれが所定の閾値よりも大きいか否かを判定条件とすることとしてもよい。
【０１０４】
たとえば、進入時評価値が所定の閾値αよりも大きく（第１条件）、かつ、退出時評価値が所定の閾値βよりも大きい（第２条件）ことを条件として、真正硬貨と判定することとしてもよい。また、第１条件あるいは第２条件のうちいずれかを満たさない場合であっても、所定の閾値γが、式「進入時評価値＋退出時評価＞γ」を満たした場合に、真正硬貨であると判定することとしてもよい。
【０１０５】
上述してきたように、本実施例では、微分処理部が、共振型厚みセンサの出力信号を微分することで微分信号を取得し、取得された微分信号について、所定区間における極大値と極小値との差を評価値として取得し、記憶部が、所定の基準値を記憶し、比較部が、取得された評価値を記憶された基準値と比較し、削り硬貨判別部が、比較部による比較結果に基づいて削り硬貨を判別するように硬貨識別装置を構成した。
【０１０６】
このように、従来から用いられている共振型厚みセンサを用いて削り硬貨判別を行うことで、硬貨識別装置全体としてのコストの上昇を抑えつつ、硬貨を大量に流動させた場合であっても粉塵等による感度低下による精度低下を起こすことなく削り硬貨を判別することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
以上のように、本発明に係る硬貨識別装置および硬貨識別方法は、硬貨を大量に流動させた場合であっても粉塵等による感度低下による精度低下を起こすことなく削り硬貨を判別したい場合に有用であり、特に、硬貨識別に係るコスト上昇を抑制したい場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本実施例に係る硬貨識別手法の概要を示す図である。
【図２】本実施例に係る硬貨識別装置の構成を示すブロック図である。
【図３】センサユニットの概観図である。
【図４】センサユニットの断面図である。
【図５】センサの一覧を示す図である。
【図６】金種センサの回路例を示す図である。
【図７】共振型センサの回路例を示す図である。
【図８】ポットコア型センサコイルの構成を示す図である。
【図９】共振型厚みセンサの出力信号を示す図である。
【図１０】共振型厚みセンサの微分信号を示す図である。
【図１１】サンプルの分布図である。
【図１２】硬貨識別装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】削り硬貨判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０９】
９    硬貨識別装置
１０    センサユニット
１０ａ  センサユニット（上面図）
１０ｂ  センサユニット（側面図）
１１    共振型厚みセンサ
１１ａ  ポットコア型センサコイル（上面側）
１１ｂ  ポットコア型センサコイル（下面側）
１２    金種センサ
１２ａ  片寄せ側透過２次コイル
１２ｂ  反片寄せ側透過２次コイル
１２ｃ  励磁用１次コイル
１２ｄ  反射センサ
１２Ｌ  片寄せ側透過センサ
１２Ｒ  反片寄せ側透過センサ
１３    制御部
１３ａ  微分処理部
１３ｂ  比較部
１３ｃ  削り硬貨判別部
１４    記憶部
１４ａ  基準値情報
３１    片寄せ側搬送路壁
３２ａ  片寄せ側上部ユニット
３２ｂ  反片寄せ側上部ユニット
３２ｃ  下部ユニット上面
４１    共振型材質センサ
４１ａ  ポットコア型センサコイル（上面側）
４１ｂ  ポットコア型センサコイル（下面側）
１００    硬貨
１０１    搬送方向
【図１】
2010134657.tif 000003
【図２】
2010134657.tif 000004
【図３】
2010134657.tif 000005
【図４】
2010134657.tif 000006
【図５】
2010134657.tif 000007
【図６】
2010134657.tif 000008
【図７】
2010134657.tif 000009
【図８】
2010134657.tif 000010
【図９】
2010134657.tif 000011
【図１０】
2010134657.tif 000012
【図１１】
2010134657.tif 000013
【図１２】
2010134657.tif 000014
【図１３】
2010134657.tif 000015