(57)【要約】【課題】  磁気センサの出力を増幅する増幅率の補正が簡単に行え、周囲温度等の環境変化や、磁気センサの経時変化等による紙葉類の識別精度の低下を抑えることができる紙葉類識別装置を提供する。【解決手段】  紙幣識別装置１０は、磁気センサ１の検出エリア内に紙幣が存在していない状態で第１の励磁コイル２と、第２の励磁コイルとに、振幅が異なる励磁信号を与える。そして、このときの検出コイル３の出力のピークが、第１の増幅部１２で基準レベルに増幅されるように、第１の増幅部１２の増幅率を補正する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路の途中に配置され、搬送路を搬送される紙幣から離れる方向にこの順番に並べて配置された第１の励磁コイル、検出コイル、第２の励磁コイルを有する磁気センサと、
前記磁気センサの第１の励磁コイル、および第２の励磁コイルを励磁する励磁手段と、
前記磁気センサの検出コイルの出力を増幅する増幅手段と、
前記磁気センサの検出エリアに紙葉類が存在していない状態で、前記第１の励磁コイル、および第２の励磁コイルに対して、振幅、または位相の少なくとも一方が異なる励磁信号を前記励磁手段によって与え、このときの前記増幅手段が増幅した前記検出コイルの出力が予め定めた基準レベルになるように、該増幅手段の増幅率を補正する補正手段と、
前記第１の励磁コイル、および第２の励磁コイルを前記励磁手段によって励磁した状態で、前記搬送路を搬送されている紙葉類が前記磁気センサの検出エリアを通過している時に、前記増幅手段が前記補正手段により補正された増幅率で増幅した前記検出コイルの出力に基づいて該紙葉類を識別する識別手段と、を備えた紙葉類識別装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記搬送路における識別する紙葉類の搬送の開始に先立って、前記増幅手段の増幅率を補正する請求項１に記載の紙葉類識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気インクを使用した、紙幣、商品券、有価証券等の紙葉類を識別する紙葉類識別装置に関し、特に２つの励磁コイルとその間に検出コイルを配置した差動型の磁気センサを用いて紙葉類の磁気特性を検出して識別する紙葉類識別装置に関する
【背景技術】
【０００２】
従来、磁気インクを使用した、紙幣、商品券、有価証券等の紙葉類の真偽や種類を識別する紙葉類識別装置が実用化されている。特に、紙幣を識別する紙幣識別装置については、銀行等の金融機関に設置されているＡＴＭ、ＣＤや、駅に設置されている券売機、さらには人が往来する道路や通路に設置されている自動販売機等、種々の装置に適用されている。紙幣識別装置は、金種毎に磁気特性の基準値（以下、基準磁気特性と言う。）を記憶している。紙幣識別装置は、磁気センサで識別対象の紙幣の磁気特性を検出し、ここで検出した紙幣の磁気特性と金種毎に記憶している基準磁気特性とを比較し、その類似度から真偽、金種等を識別する。従来の紙幣識別装置は、識別対象の紙幣の磁気特性を示す磁気センサの出力を、増幅器で増幅し、この増幅した信号を用いて真偽や金種を鑑別する。
【０００３】
ところで、磁気センサは周囲温度等の環境変化、さらには磁気センサ自体の経時変化等が原因で、出力信号レベルが変動する。そして、この出力信号レベルの変動が、紙幣の識別精度に影響を与え、識別精度を低下させる。このため、従来の紙葉類識別装置は、所定の磁気特性である磁気基準紙を用いて磁気センサの出力を増幅する増幅率を補正している。例えば、特許文献１には、磁気基準紙の磁気特性を磁気センサで検出し、このときに得られる増幅器の出力信号レベルが予め定めた値（基準レベル）になるように、増幅器の増幅率を補正することが開示されている。
【０００４】
また、磁気センサの出力を増幅する増幅率の補正については記載されていないが、差動型の磁気センサを用いて紙幣の磁気特性を検出する装置が特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開平５−９４５６９号公報
【特許文献２】特開２０００−９９７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１等で提案されている従来の方法は、磁気センサの出力を増幅する増幅率を補正する際に磁気基準紙を必要とする方法である。言い換えれば、磁気基準紙が無ければ、増幅率の補正が行えない。このため、実際に稼働している装置について増幅率の補正を行うには、磁気基準紙を用意しなければならず、時間と手間がかかるという問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、磁気センサの出力を増幅する増幅率の補正が簡単に行え、周囲温度等の環境変化や、磁気センサの経時変化等による紙葉類の識別精度の低下を抑えることができる紙葉類識別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の紙葉類識別装置は、上記課題を解決するために、
搬送路の途中に配置され、搬送路を搬送される紙幣から離れる方向にこの順番に並べて配置された第１の励磁コイル、検出コイル、第２の励磁コイルを有する磁気センサと、
前記磁気センサの第１の励磁コイル、および第２の励磁コイルを励磁する励磁手段と、
前記磁気センサの検出コイルの出力を増幅する増幅手段と、
前記磁気センサの検出エリアに紙葉類が存在していない状態で、前記第１の励磁コイル、および第２の励磁コイルに対して、振幅、または位相の少なくとも一方が異なる励磁信号を前記励磁手段によって与え、このときの前記増幅手段が増幅した前記検出コイルの出力が予め定めた基準レベルになるように、該増幅手段の増幅率を補正する補正手段と、
前記第１の励磁コイル、および第２の励磁コイルを前記励磁手段によって励磁した状態で、前記搬送路を搬送されている紙葉類が前記磁気センサの検出エリアを通過している時に、前記増幅手段が前記補正手段により補正された増幅率で増幅した前記検出コイルの出力に基づいて該紙葉類を識別する識別手段と、を備えている。
【０００８】
この構成では、２つの励磁コイル（第１の励磁コイル、第２の励磁コイル）とその間に配置した検出コイルを有する差動型の磁気センサで紙葉類の磁気特性を検出する。磁気センサは、第１の励磁コイル、検出コイル、第２の励磁コイルの順番に紙幣から離れる方向に並んでいる。励磁手段が２つの励磁コイルに励磁信号を与える。この差動型の磁気センサは、２つの励磁コイルに振幅、および位相が同じ励磁信号を与えた状態で、磁気インクを使用した、紙幣、商品券、有価証券等の紙葉類を通過させる。このとき、通過する紙葉類の磁気特性に応じて磁界が変化し、この磁界の変化に応じて検出コイルの出力（検出コイルに発生する誘導電流）が変化する。増幅手段が、この検出コイルの出力を増幅し、識別手段が増幅された検出コイルの出力に基づいて、検出エリアを通過した紙葉類を識別する。
【０００９】
また、補正手段が増幅手段における増幅率を補正するとき、励磁手段により第１の励磁コイル、および第２の励磁コイルに振幅または位相の少なくとも一方が異なる励磁信号が与えられる。このとき、検出コイルは、第１の励磁コイル、および第２の励磁コイルが発生する磁界の差に応じた信号を出力する。補正手段は、このときの増幅器の出力、すなわち検出コイルの出力を増幅した信号、が予め定めた基準レベルになるように、増幅手段における増幅率を補正する。この基準レベルは、識別手段において紙葉類の識別が適正に行えるレベルである。このように、増幅率の補正が磁気基準紙を用いることなく簡単に行える。また、この補正を、前記搬送路における識別する紙葉類の搬送の開始に先立って行えば、すなわち紙葉類の識別に先だって行えば、周囲温度等の環境変化や、磁気センサの経時変化等による紙葉類の識別精度の低下が抑えられ、常に適正な識別精度を確保できる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、磁気センサの出力を増幅する増幅率の補正が簡単に行え、周囲温度等の環境変化や、磁気センサの経時変化等による紙葉類の識別精度の低下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施形態である紙幣識別装置について説明する。この実施形態の紙幣識別装置１は、例えば取引処理時に紙幣を識別する、ＡＴＭ、ＣＤ、券売機、自動販売機等に適用される。
【００１２】
図１は、この発明の実施形態である紙幣識別装置に用いられる磁気センサの構成を示す図である。磁気センサ１は、図１に示すように、紙幣が搬送される紙幣搬送路の上方に、この紙幣搬送路を搬送される紙幣から離れる方向に、第１の励磁コイル２、検出コイル３、第２の励磁コイル４をこの順番に並べて配置した差動型の磁気センサである。第１の励磁コイル２、検出コイル３、および第２の励磁コイル４は、図示していないコアに巻回されている。第１の励磁コイル２および第２の励磁コイルに対して、振幅および位相が同じ励磁信号（正弦波信号）を与えたとき、検出コイル３から図２（Ａ）に示す一定レベルの信号が出力され、また位相が同じで振幅が異なる励磁信号（正弦波信号）を与えたとき、検出コイル３から図２（Ｂ）に示す正弦波信号が出力され、さらに振幅が同じで位相が１８０度異なる励磁信号（正弦波信号）を与えたとき、検出コイル３から図２（Ｃ）に示す正弦波信号が出力される。
【００１３】
なお、図２は磁気センサ１の検出エリア内に紙幣が存在していないことを前提にしている。
【００１４】
図３は、この発明の実施形態である紙幣識別装置の構成を示す図である。この実施形態の紙幣識別装置１０は、磁気センサ１の第１の励磁コイル２および第２の励磁コイル４に励磁信号を与える励磁部１１と、磁気センサ１の検出コイル３の出力を増幅する第１の増幅部１２と、第１の増幅部１２におけるオフセットおよび増幅率を調整する増幅率調整部１３と、第１の増幅部１２における増幅率を補正する補正部１４と、補正部１４が増幅率を補正するときに用いる基準レベルを記憶した基準レベル記憶部１５と、第１の増幅部１２で増幅された検出コイル３の出力を用いて紙葉類の真偽や種別を識別する識別部１６と、第１の増幅部１２の出力を補正部１４または識別部１６に入力する切り替えを行う第１の切替部１７とを備えている。また、紙幣識別装置１０は、励磁部１１が第１の励磁コイル２に与える励磁信号を増幅する第２の増幅部１８、および第１の励磁コイル２に与える励磁信号を切り替える、具体的には励磁部１１の出力を直接、または第２の増幅部１８で増幅された励磁信号を切り替える、第２の切替部１９を備えている。また、紙幣識別装置１は、図示していない制御部によって各部の動作が制御される。
【００１５】
なお、紙幣搬送路における紙幣の搬送は、この紙幣識別装置を適用したＡＴＭ、ＣＤ等の上位装置によって制御される。
【００１６】
励磁部１１は、正弦波信号を磁気センサ１に与える励磁信号として出力する発信回路である。励磁部１１は、励磁信号のレベルを所定のレベルに保持するフィードバック回路を備えている。第２の増幅器１７は、予め定められた増幅率、例えば２倍、で励磁部１１が出力する正弦波信号を増幅する。第２の切替部１９は、紙幣の識別時および第１の増幅部１２のオフセット調整時には励磁部１１が出力する正弦波信号を直接第１の励磁コイル２に入力し、第１の増幅部１２の増幅率を補正するときには第２の増幅部１８で増幅された正弦波信号を第１の励磁コイル２に入力する切り替えを行う。
【００１７】
第１の切替部１７は、第１の増幅部１２のオフセット調整時、および増幅率の補正時には第１の増幅部１２の出力を補正部１４に入力し、紙幣の識別を行うときには第１の増幅部１２の出力を識別部１６に入力する切り替えを行う。補正部１４は第１の増幅部１２のオフセット調整時には入力されている第１の増幅部１２の出力からオフセット量を算出し、第１の増幅部１２の増幅率の補正時には入力された第１の増幅部１２の出力のピークが基準レベル記憶部１５に記憶している基準レベルになるように第１の増幅部１２の増幅率を補正する。補正部１４は、算出したオフセット量、および増幅率を増幅率調整部１３に通知する。増幅率調整部１３は、補正部１４から指示されたオフセット量、および増幅率に基づいて、第１の増幅部１２のオフセット、および増幅率を調整する。識別部１６は、磁気センサ１で検出した紙幣の磁気特性を、予め金種毎に記憶している紙幣の基準磁気特性と比較し、その類似度が所定値以上である紙幣があるかどうかにより、真偽、金種を識別する。識別部１６は、紙幣毎に識別結果を上位装置に通知する。基準レベル記憶部１５が記憶する基準レベルは、出荷時調整等で第１の増幅部１２の増幅率を最適化したときに、第１の励磁コイル２に第２の増幅部１８で増幅された励磁信号を与え、第２の励磁コイル４に励磁部１１の出力を励磁信号として直接与えたときに、得られた第１の増幅部１２の出力のピークである。この基準レベルを得るときに第２の励磁コイル４に与える励磁信号は、紙幣の識別時に第２の励磁コイル４に与える励磁信号と同じであるのが好ましい。
【００１８】
次に、この発明の実施形態である紙幣識別装置１の動作について説明する。図４は、紙幣識別装置の動作を示すフローチャートである。紙幣識別装置１０は、上位装置から紙幣の識別開始の要求があるのを待っている（ｓ１）。上位装置は、利用者から取引、例えば入金取引や出金取引、の要求があったときに、紙幣識別装置１０に対して紙幣の識別開始の要求を行う。このとき、上位装置は今回の取引で識別する紙幣の搬送を開始せずに、紙幣識別装置１０から後述する準備完了の通知があるの待つ。
【００１９】
紙幣識別装置１０は、ｓ１で紙幣の識別開始の要求を受けると、第１の増幅部１２の出力が補正部１４に入力されるように第１の切替部１７を制御するとともに、磁気センサ１の第１の励磁コイル２に励磁部１１の出力が直接入力されるように第２の切替部１９を制御する（ｓ２、ｓ３）。また、第１の増幅部１２の増幅率を初期値Ａに設定する（ｓ４）。これにより、磁気センサ１の検出コイル３の出力は、第１の増幅部１２において初期値Ａで増幅され補正部１４に入力される。上述したように、この時点では紙幣の搬送を開始していないので、磁気センサ２の検出エリア内に紙幣は存在していない。
【００２０】
このとき、励磁部１１は後述する紙幣の識別時に第１の励磁コイル２、および第２の励磁コイル４に与える励磁信号と、同じ正弦波信号を出力している。
【００２１】
紙幣識別装置１０は、次に第１の増幅部１２のオフセットを調整する（ｓ５）。このとき、磁気センサ１の第１の励磁コイル２、および第２の励磁コイル４には、それぞれ励磁部１１の出力が直接入力されている。言い換えれば、第１の励磁コイル２、および第２の励磁コイル４には、振幅および位相が同じ正弦波信号が入力されており、第１の増幅部１２の出力は図２（Ａ）に示すような一定レベルの信号である。補正部１４は、この状態で入力されている信号（第１の増幅部１２の出力）と、予め定められているオフセットレベルとのずれを算出し、このずれに基づくオフセット量を増幅率調整部１３に通知する。増幅率調整部１３は、通知されたオフセット量に基づいて第１の増幅部１２のオフセットを調整する。
【００２２】
紙幣識別装置１０は、第１の増幅部１２のオフセットの調整が完了すると、第２の切替部１９を切り替えて、第２の増幅部１８で増幅された正弦波信号を磁気センサ１の第１の励磁コイル２に入力する（ｓ６）。これにより、磁気センサ１の第１の励磁コイル２と、第２の励磁コイル４に振幅が異なる正弦波信号が入力され、第１の増幅部１２の出力は図２（Ｂ）に示すような正弦波信号である。紙幣識別装置１０は、ここで第１の増幅部１２の増幅率を補正する増幅率補正処理を行う（ｓ７）。具体的には、紙幣識別装置１０は、補正部１４において入力されている信号のピークが、基準レベル記憶部１５に記憶している基準レベルになるように、第１の増幅部１２の増幅率を補正する。ｓ７では、（初期値Ａ×基準レベル／入力された信号のピーク）で算出される値を、第１の増幅部１２の増幅率とする補正を行う。補正部１４は、補正した増幅率を増幅率調整部１３に通知する。これにより、増幅率調整部１３は第１の増幅部１２における増幅率を今回通知された増幅率（ｓ７にかかる処理で補正された増幅率）に更新する。
【００２３】
紙幣識別装置１０は、ｓ７にかかる増幅率補正処理を完了すると、第１の増幅部１２で増幅された磁気センサ１の検出コイル３の出力が識別部１６に入力されるように第１の切替部１７を切り替える（ｓ８）。また、励磁部１１の出力が磁気センサ１の第１の励磁コイル２に直接入力されるように、第２の切替部１９を切り替える（ｓ９）。さらに、紙幣識別装置１０は、上位装置に対して準備完了を通知する（ｓ１０）。上位装置は、紙幣識別装置１０からの準備完了の通知を受けると、今回の取引で識別する紙幣の搬送を開始する。紙幣識別装置１は、搬送路を搬送されてくる紙幣の識別を開始する（ｓ１１）。
【００２４】
ここで、紙幣の識別にかかる処理ついて説明する。紙幣が磁気センサ１の検出エリアを通過するとき、第１の励磁コイル２側の磁界が変化する。この磁界の変化は、通過する紙幣の磁気特性に応じた変化である。この磁界の変化に応じた信号が、検出コイル３から出力される。言い換えれば、磁気センサ１の検出エリアを通過した紙幣の磁気特性に応じた信号が、検出コイル３から出力される。検出コイル３の出力は、第１の増幅部１２において上記ｓ７で補正したゲインで増幅され、第１の切替部１７を介して識別部１６に入力される。識別部１６は、入力された信号と、予め金種毎に記憶している紙幣の基準磁気特性と比較し、その類似度が所定値以上である紙幣があるかどうかにより、真偽、金種を識別する。
【００２５】
紙幣識別装置１は、上位装置から紙幣の識別完了の通知があるまで磁気センサ１の検出エリアを通過する紙幣の識別を継続する。上位装置は、今回の取引で処理する全ての紙幣の識別が終わると、紙幣識別装置１０に対して紙幣の識別完了を通知する。紙幣識別装置１０は、上位装置から紙幣の識別完了の通知があると（ｓ１１）、紙幣の識別を終了し（ｓ１２）、本処理を完了する。
【００２６】
このように、この実施形態の紙幣識別装置１０は、紙幣の搬送開始に先立って、言い換えれば紙幣の識別開始に先立って、磁気センサ１の出力を増幅する第１の増幅部１２のオフセットの調整、および増幅率の補正を行うので、周囲温度等の環境変化や、磁気センサ２の経時変化等による影響を受けることなく、常に紙幣を適正に識別することができる。また、磁気基準紙を用いることなく第１の増幅部１２のオフセット調整、および増幅率の補正が行えるので、第１の増幅部１２のオフセット調整、および増幅率の補正に手間がかからない。
【００２７】
なお、上記実施形態では、第１の増幅部１２の増幅率の補正時において、第２の増幅部１８で増幅した励磁信号を第１の励磁コイル２に入力する構成としたが、第２の増幅部１８で増幅した励磁信号を第２の励磁コイル４に入力する構成であってもよい。言い換えれば、第２の切替部１９を、第２の励磁コイル４に与える励磁信号を切り替える構成に置き換えてもよい。
【００２８】
次に、この発明の別の実施形態について説明する。図５は、この発明の別の実施形態である紙幣識別装置を示す図である。図５では上記実施形態で説明した構成と同じ構成については同一の符号を付している。この実施形態の紙幣処理装置１０は、上記実施形態における第２の増幅部１８を遅延部２０に置き換えた構成である。この遅延部２０は、励磁部１１から出力されている励磁信号を所定量、例えば１８０度、遅延させる。
【００２９】
この実施形態の紙幣識別装置１０は、上記実施形態の紙幣識別装置１０と同様に図３に示した動作を行うが、第１の増幅部１２の増幅率を補正するときに、磁気センサ１の第１の励磁コイルと、第２の励磁コイルに振幅ではなく、位相が異なる励磁信号を与える点で相違する。また、基準レベル記憶部１５が記憶する基準レベルは、出荷時調整等で第１の増幅部１２の増幅率を最適化したときに、第１の励磁コイル２に遅延部２０で遅延された励磁信号を与え、第２の励磁コイル４に励磁部１１の出力を励磁信号として直接与えたときに、得られた第１の増幅部１２の出力のピークである。この基準レベルを得るときに第２の励磁コイル４に与える励磁信号は、紙幣の識別時に第２の励磁コイル４に与える励磁信号と同じであるのが好ましい。
【００３０】
第１の増幅部１２の増幅率を補正するとき、磁気センサ１の第１の励磁コイル２と、第２の励磁コイル４には位相が異なる正弦波信号が入力されている。このため、第１の増幅部１２の出力は図２（Ｃ）に示すような正弦波信号である。紙幣識別装置１０は、ここで第１の増幅部１２の増幅率を補正する増幅率補正処理を行う。ここでは、紙幣識別装置１０は、補正部１４において入力されている信号のピークが、基準レベル記憶部１５に記憶している基準レベルになるように、第１の増幅部１２の増幅率を補正する。具体的には、上記実施形態と同様に、（初期値Ａ×基準レベル／入力された信号のピーク）で算出される値を、第１の増幅部１２の増幅率とする補正を行う。
【００３１】
この実施形態の紙幣識別装置１０も、上記実施形態の装置と同様の効果を奏する。
【００３２】
また、図６に示すように上記実施形態で説明した、第１の切替部１２、補正部１４、基準レベル記憶部１５、および識別部１６の機能を１チップマイコン３０で構成してもよい。この場合、第１の増幅部１２と１チップマイコン３０との間にＡ／Ｄコンバータ３１を設ければよい。また、図７に示すように、１チップマイコン３０に、識別部１６への入力を補正するディジタル補正部３２を設け、補正部１４が補正した増幅率に基づいて、このディジタル補正部３２で識別部１６への入力を増幅するようにしてもよい。このようにすれば、第１の増幅部１２における増幅率をラフに決めることができる。また、第１の増幅部１２における増幅率を固定すれば、図８に示すように増幅率調整部１３を不要にでき、構成を一層簡単にできる。
【００３３】
なお、上記実施形態では、取引毎に、その取引の開始に先立って、第１の増幅部１２に対するオフセットの調整、および増幅率の補正を行うとしたが、所定時間毎、紙幣１枚毎、所定枚数毎に行ってもよい。また、本願発明の紙葉類処理装置は、上記実施形態で説明した紙幣識別装置に限らず、商品券、有価証券等の紙葉類を識別する装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の実施形態である紙幣識別装置に用いられる磁気センサの構成を示す図である。
【図２】この発明の実施形態である紙幣識別装置の磁気センサの出力を示す図である。
【図３】この発明の実施形態である紙幣識別装置の構成を示す図である。
【図４】この発明の実施形態である紙幣識別装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の別の実施形態である紙幣識別装置の構成を示す図である。
【図６】この発明の別の実施形態である紙幣識別装置の構成を示す図である。
【図７】この発明の別の実施形態である紙幣識別装置の構成を示す図である。
【図８】この発明の別の実施形態である紙幣識別装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１−磁気センサ
２−第１の励磁コイル
３−検出コイル
４−第２の励磁コイル
１０−紙幣識別装置
１１−励磁部
１２−第１の増幅部
１３−増幅率調整部
１４−補正部
１５−基準レベル記憶部
１６−識別部
１７−第１の切替部
１８−第２の増幅部
１９−第２の切替部
２０−遅延部
【図１】
2005259068.tif 000003
【図２】
2005259068.tif 000004
【図３】
2005259068.tif 000005
【図４】
2005259068.tif 000006
【図５】
2005259068.tif 000007
【図６】
2005259068.tif 000008
【図７】
2005259068.tif 000009
【図８】
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