JP3258245B2

JP3258245B2 - 硬貨識別装置

Info

Publication number: JP3258245B2
Application number: JP31574696A
Authority: JP
Inventors: 正博川瀬
Original assignee: Canon Electronics Inc
Current assignee: Canon Electronics Inc
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1996-11-27
Publication date: 2002-02-18
Anticipated expiration: 2016-11-27
Also published as: US6068102A; JPH10162189A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動販売機等にお
いて硬貨の種類を識別するのに用いられる硬貨識別装置
に関し、詳しくは磁気インピーダンス素子を用い、従来
のように硬貨の材質，厚さ，径を判別する他に硬貨の絵
柄の凹凸をも判別できるようにした硬貨識別装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の硬貨識別装置では、いわゆる渦電
流磁気センサーにより硬貨の識別を行なっている。渦電
流磁気センサーでは、コイルに発振回路を接続し、交流
電流を流して交流磁界を発生させ、この交流磁界を硬貨
に印加する。すると電磁誘導により硬貨に渦電流が発生
し、磁界変化をもたらす。その結果、コイルのインピー
ダンスが変わるので、発振回路の振幅または周波数が変
化し、磁界変化を検出することができる。そして、この
検出出力から硬貨の材質，厚さ，径のデータを得て硬貨
の種類を判別している。なお、コイルの形態は、空芯コ
イル、あるいはフェライト材等の磁性体コアを芯に持つ
コイルであり、硬貨の通路の片側または両側に配置して
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】硬貨識別装置は、主に
切符、清涼飲料水やたばこ等の自動販売機に使用されて
いるが、近年外国の硬貨が誤認識されるケースが増えて
きている。従来は上述のように渦電流磁気センサーの検
出出力から得た硬貨の材質，厚さ，径のデータより硬貨
の種類を判別しているが、他国硬貨の中には材質，外形
寸法が我国の硬貨と酷似する硬貨が有り、その硬貨は誤
認識され硬貨識別装置を通ってしまう。従って、従来の
硬貨識別の方法に新たな識別方法を追加し、類似硬貨を
識別する必要が生じている。

【０００４】そこで、新しい識別方法のアイデアとし
て、硬貨の表面、裏面に刻まれた絵柄の凹凸の有無また
は大小判別がある。しかし、上述した従来の渦電流磁気
センサーで硬貨の凹凸や縁段差を識別するためには、硬
貨に印加する磁界のスポット径を数ミリ程度に小さくす
る必要があるが、印加磁界の範囲を狭くすると渦電流の
発生する領域も狭くなり、それにより発生する磁界変化
が小さくなることで、検出出力のＳ／Ｎが十分得られな
くなる。

【０００５】そのＳ／Ｎを十分得るためには、磁界を検
出する感度の高い磁気検出素子を採用する必要が生ず
る。そこで、特開平７−１８１２３９号に記載されてい
る磁気インピーダンス素子が適している。磁気インピー
ダンス素子は、アモルファスワイヤーや磁性膜等の磁性
材にＭＨｚ帯の高周波電流を印加すると外部磁界に対し
て磁性体両端のインピーダンスが数１０％変化する磁気
インピーダンス効果を利用したもので、極めて高い磁界
検出能力を有している。また、この素子は、フラックス
ゲートセンサーと比較し、反磁界が少ないため数ミリ程
度の長さにでき、さらに帯磁による状態変化が無い等の
優れた特性を持っている。

【０００６】そこで本発明の課題は、磁気インピーダン
ス素子を用いた硬貨識別装置であって、硬貨の材質，厚
さ，径を判別可能であるのみならず、凹凸をも検知して
硬貨の識別を正確に行なえる硬貨識別装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明によれば、硬貨に交流磁界を印加し、硬貨で発
生する渦電流による磁界変化を検出し、この検出結果に
基づいて硬貨の識別を行う硬貨識別装置であって、硬貨
の移動する通路に沿って所定間隔で並び、中心軸が前記
通路を移動する硬貨の表面と裏面に垂直な方向に沿うよ
うに配置された２つのコイルと、それぞれ前記２つのコ
イル内で該コイルの中心軸に沿うように配置された２つ
の磁気インピーダンス素子とからなるセンサー部を有
し、前記２つのコイルに交流電流を流して硬貨に交流磁
界を印加し、硬貨で発生する渦電流による磁界変化を前
記２つの磁気インピーダンス素子で検出し、該２つの磁
気インピーダンス素子の出力を差動増幅することによ
り、硬貨の識別信号を得る構成を採用した。

【０００８】このような構成によれば、高感度の磁気イ
ンピーダンス素子を硬貨の表面と裏面に垂直な方向に沿
うコイルの中心軸に沿うように配置することにより、渦
電流による磁界変化を高感度に検出できる。また、差動
増幅を行うことにより、外部のノイズとなる磁界をキャ
ンセルし、渦電流による磁界のみを良好なＳ／Ｎで検出
できる。このため、コイル径を小さくして硬貨に対する
印加磁界のスポット径を小さくできる。

【０００９】そして、差動増幅により得られる識別信号
は、正負の大きなピークを持った波形となり、そのピー
ク・ツー・ピーク出力が硬貨の材質に、ピーク位置が硬
貨のエッジに、正負のピーク間のうねりが硬貨の凹凸に
対応し、この識別信号から硬貨の材質，径のみならず凹
凸を判別できる。

【００１０】また、凹凸の定量化のためには、上記差動
増幅で得た識別信号を微分し、さらに所定電圧でコンパ
レートすることにより、パルス出力に変換する。このパ
ルス出力のパルス数またはパルス幅ないしはパルスの位
置により硬貨の凹凸に関わる情報を得て硬貨の識別に用
いることができる。

【００１１】さらに、上記センサー部を硬貨の移動する
通路を挟んで２つ配置し、硬貨の移動方向における２つ
のセンサー部の位置を所定距離ずらすことにより、硬貨
の１パスで硬貨の表裏両面のデータが得られ、さらに厚
さの情報が得られるとともに、硬貨の径の情報がより正
確に得られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を説明する。

【００１３】［第１の実施形態］本発明の第１の実施形
態を図１〜図７により説明する。先ず図１は、第１の実
施形態の硬貨識別装置のセンサー部を説明するものであ
り、図１（ａ）は硬貨の通路の上方から、図１（ｂ）は
硬貨の通路の側方から見たセンサー部の素子と硬貨の位
置関係と、センサー部の構成を示す。

【００１４】１０は硬貨であり、真っ直ぐな通路１１の
斜面１２上を転がり矢印方向に移動する。硬貨１０の移
動手段は本実施形態では斜面上の落下であるが、水平方
向のベルト搬送や鉛直方向の落下でも構わない。

【００１５】１４Ａ，１４Ｂは硬貨に渦電流を発生させ
るための交流磁界印加用のコイルであり、円筒状または
角筒状に形成され、硬貨の通路１１の片側で、通路１１
に対し距離ｄを置き、通路１１に沿って所定の間隔Ｓ
（中心軸どうしの間隔）で並び、それぞれの中心軸が通
路１１の壁面に対し垂直な方向、すなわち通路１１を移
動する硬貨１０の表面と裏面に垂直な方向に沿うように
配置されている。コイル１４Ａ，１４Ｂの直径と間隔
Ｓ，通路１１との距離ｄ等の最適値については、後で述
ベる。なお、コイル１４Ａ，１４Ｂの斜面１２からの高
さＨ（コイルの中心軸の高さ）は、扱う硬貨の中で最も
識別対象とすべき硬貨（例えばその中で最も高価な硬
貨）の径の半分に合わせるのが良い。

【００１６】コイル１４Ａ，１４Ｂ内には、渦電流によ
る磁界変化を検出する磁気検出素子として磁気インピー
ダンス素子（以下、ＭＩ素子と称する）１６Ａ，１６Ｂ
がコイル１４Ａ，１４Ｂの中心軸に沿うように保持され
ている。中心軸に沿うようにＭＩ素子１４Ａ，１４Ｂを
配置する理由は、硬貨１０の渦電流による磁界変化が印
加磁界の中心軸方向で最も大きくなるからである。

【００１７】ＭＩ素子１６Ａ，１６Ｂは、アモルファス
のワイヤー、またはガラスやセラミック等の非磁性基板
上に成膜されパターン化されたアモルファスや微結晶膜
等の高透磁率磁性膜により構成されるが、ここでは図１
（ｃ）に示すような非磁性基板１８上につづら折りパタ
ーンに形成された高透磁率磁性膜としての形態を採用し
ている。

【００１８】次に、図２は、ＭＩ素子１６Ａ，１６Ｂを
駆動して同素子による磁界変化の検出出力から硬貨を識
別するための識別信号の出力を得るための回路の構成を
示している。

【００１９】ＭＩ素子はＭＨｚ帯の高周波電流を印加す
ることにより外部磁界の変化に応じてインピーダンスが
変化するので、図２の構成で、高周波発振回路１９から
高周波電流がバッファー２０Ａ，２０Ｂ、ＤＣ分除去用
のコンデンサ、及び出力インピーダンス調整及び差動入
力のバランス調整のための抵抗を介してＭＩ素子１６
Ａ，１６Ｂに印加される。ＭＩ素子１６Ａ，１６Ｂの他
端側は接地されている。硬貨に発生する渦電流による磁
界変化に応じてＭＩ素子１６Ａ，１６Ｂのインピーダン
スが変化し、それぞれの両端電圧が変化する。その信号
のそれぞれが２組の検波回路２２により検波されて磁気
検出信号として取り出され、さらにそれぞれが差動増幅
回路２４に入力されて差動増幅されることにより、第１
の識別信号としての差動出力Ａが得られる。

【００２０】ＭＩ素子は素子長手方向に強い検知感度を
持つため、差動検出により外部からのノイズとなる磁界
をキャンセルし、渦電流による磁界のみを良好なＳ／Ｎ
で検出できる。差動出力Ａからは、後述のように硬貨の
材質の情報が得られる。

【００２１】また、図２の構成で、差動出力Ａは微分回
路２６により微分され、さらにコンパレータ２８によっ
てゼロクロス付近の所定電圧でコンパレートされること
により、第２の識別信号としてのパルス出力Ｂが得られ
る。このパルス出力Ｂから後述のように硬貨の径と凹凸
の情報が得られる。

【００２２】次に、上記構成の基本動作と各要素の最適
条件について説明する。

【００２３】先ずコイル１４Ａ，１４Ｂに数１０ＫＨｚ
から数１００ＫＨｚの所定周波数の交流電流を流して交
流磁界を発生させるとともに、図２の回路を上述のよう
に駆動し、図１（ａ），（ｂ）のように硬貨１０を通路
１１の斜面１２上で移動させる。すると、図３（ａ）の
様な正負極に大きなピークを持つ差動出力Ａが得られ
る。コイル１４ＡとＭＩ素子１６Ａに硬貨１０が掛かり
始めると硬貨１０の渦電流による磁界変化が発生し、Ｍ
Ｉ素子１６Ａのインピーダンスが変化し、ＭＩ素子１６
Ｂと相対的にインピーダンスに差が現れることで差動出
力が大きくなる。まさに図１（ｂ）に示す硬貨１０が実
線の位置にある状態で、出力Ａが図３（ａ）の正極ピー
クＰ１となり、また同様に硬貨１０が点線の位置にある
状態で負極ピークＰ２となる。

【００２４】また、穴のある硬貨では、図３（ａ’）の
様にピークＰ１，Ｐ２の間にもう一対明確なピークＰＨ
１とＰＨ２ができ、穴の検知も容易に行なえる。

【００２５】コイル１４Ａ，１４Ｂ及びＭＩ素子１６
Ａ，１６Ｂを硬貨の移動方向に沿って並べたことによ
り、硬貨の１パス（１回の通過）で２回の渦電流計測を
行うことができ、ピーク・ツー・ピーク出力Ｖｐを捉え
れば、その２回の計測の和の出力が自動的に得られ、測
定誤差の低減が図れる。

【００２６】作動出力ＡのピークＰ１，Ｐ２の状態で
は、図１（ｂ）に示す様に片方のＭＩ素子が硬貨１０の
縁よりＳ／２の距離の位置にあり、出力Ｖｐは硬貨の縁
からＳ／２内側の渦電流を計測した出力が反映されてい
る。各硬貨を調べると縁から１．５ｍｍ〜３ｍｍのとこ
ろは比較的絵柄が無いか凹凸の少ない所に当たるので、
出力のばらつきを考えればコイル１４Ａ，１４Ｂ及びＭ
Ｉ素子１６Ａ，１６Ｂの間隔Ｓは、３ｍｍ〜６ｍｍの範
囲が適当である。

【００２７】この出力Ｖｐは、硬貨の材質による抵抗率
の違いに応じた渦電流の大きさに対応しているので、出
力Ｖｐの大きさから硬貨の材質を判別することができ
る。

【００２８】ところで、出力Ｖｐの感度を最適にするに
は、ＭＩ素子１６Ａ，１６Ｂのバイアスにも関わるコイ
ル１４Ａ，１４Ｂへの印加電流、同コイルの径、及びセ
ンサー部と硬貨検知部との距離を適切に選択することが
重要である。以下、その最適条件について述ベる。

【００２９】まず、コイルの印加電流については、コイ
ル１４Ａ，１４Ｂは硬貨に印加する交流磁界を供給する
だけでなく、ＭＩ素子１６Ａ，１６Ｂに対するバイアス
磁界を決定する役割も合わせて持っている。図４に検討
で使用したＭＩ素子の磁気インピーダンス特性を示す
が、±３ガウスのところにピークを持つ対称な双峰特性
を持っており、最大で１２％／ガウスの感度を持ってい
る。

【００３０】コイル１４Ａ，１４Ｂにより発生する交流
磁界Ｈｂ（最大値）の大きさと前記センサー出力Ｖｐと
は図５の関係となり、磁気インピーダンス特性の最大イ
ンピーダンス変化ピークを示す磁界Ｈｐを超える交流磁
界Ｈｂをかけると出力Ｖｐが急激に低下するので、コイ
ルへの印加電流を交流磁界ＨｂがＨｐ以下になるように
設定する必要がある。交流磁界Ｈｂの下限は、地磁気
（約０．５ガウス程度）等の外乱磁界による変動が予測
されるため、最低±０．５ガウス以上は欲しい。従っ
て、交流磁界Ｈｂの絶対値が０．５ガウス以上でＨｐ以
下になるようにコイルに印加する交流電流を設定するの
がよい。

【００３１】次にコイル１４Ａ，１４Ｂの径（直径）に
関してであるが、コイル径は、硬貨の検知面（表面また
は裏面）での渦電流の大きさを左右し、図６のようにコ
イル径の２乗、すなわちコイル径によるコイル開口の面
積におおむね比例した出力変化を示すので、小さくしす
ぎると感度が低下してしまう。ある程度の計測距離ｄを
離す必要を考えれば、２ｍｍを切るような径は実用的で
ない。コイル径の上限については、感度面では制約が無
いが、後で説明する凹凸検知の観点より制約があり、凹
凸検知のところで説明する。

【００３２】そして、硬貨検知面とセンサー部との距離
であるが、図１（ａ）で記号ｄで示す距離が大きくなる
と、図７に示すように出力が低下する。これは、距離ｄ
が離れると硬貨検知面での磁界が小さくなり、それに伴
い渦電流が減少することによる。コイルの径を大きくす
れば、距離ｄが離れていてもＳ／Ｎが確保できるが、凹
凸検知のためにコイル径を小さくする必要があるので、
できる限り距離ｄを小さくして使用する必要がある。

【００３３】以上の３つの要素を適切に選択すれば、セ
ンサー出力の感度が最適となる。

【００３４】次に、本題に戻り、硬貨の凹凸検知につい
て説明する。まず硬貨の凹凸とセンサー出力の関係を説
明する。

【００３５】図３（ａ）のセンサー出力波形でピークＰ
１，Ｐ２間の小さなピークＱ１からＱ４は、硬貨表面な
いし裏面の凹凸に起因するピークであり、各硬貨の凹凸
の量，その位置により出方や大きさが異なる。凹凸が無
い金属円盤を通した場合は、このＱ１からＱ４の様なピ
ークは現れない。

【００３６】硬貨の表面には、様々な絵柄が刻印されて
おり、凹凸の量は大きい所で大体０．１〜０．３ｍｍ程
度ある。この凹凸量はコイル１４Ａ，１４Ｂとそれぞれ
対向する硬貨の検知部分の距離ｄ１，ｄ２の差となり、
Ｑ１〜Ｑ４の様なピークを形成する。

【００３７】先程説明した図７のデータは、硬貨の無い
状態を基準とした距離ｄでの硬貨検知部分の渦電流によ
る磁界変化を出力として表しているが、コイル１４Ａ，
１４Ｂとそれぞれ対向する検知部分の距離ｄ１，ｄ２の
差による出力は図７のΔＶとなって現れる。

【００３８】コイル径がφ２ｍｍとφ４ｍｍの場合とを
比較して判るように、コイルの径が大きい方が距離ｄに
対する変化が大きくなり、ΔＶが大きく取れる。このデ
ータからは、凹凸検知の感度を上げるためには、コイル
径を大きくし、検知面（通路１１のコイル側壁面ないし
硬貨の表面または裏面）との距離ｄを小さくすることが
要求される。

【００３９】しかし、コイルの径を大きくしすぎると硬
貨の検知面での磁界スポット径内の凹凸が平均化され、
前述の距離ｄ１，ｄ２の差が小さくなってしまうこと
や、差動検知するための隣接コイルとの間隔Ｓの制約か
ら上限が制約される。硬貨の絵柄の大きさ及び素子間隔
の実用上限が６ｍｍであることを考えると、コイルの径
は６ｍｍ以下にすべきである。従って、先で説明した感
度面でのコイル径２ｍｍ以上と合わせると、コイル径は
２ｍｍ〜６ｍｍの範囲で選択するのが望ましい。

【００４０】次に硬貨の径の計測と凹凸の判別の方法に
ついて説明する。

【００４１】図３（ａ）で示した差動出力Ａの波形を図
２に示した回路の微分回路２６で微分すると、図３
（ｂ）の様な微分波形が得られ、さらに、これをコンパ
レータ２８によりゼロクロス近傍の所定電圧でコンパレ
ートすると、図３（ｃ）の様なパルス出力Ｂが得られ
る。

【００４２】この波形を示した硬貨は、検知面の中央部
で０．２ｍｍ程度凸の硬貨となっているが、図３（ｂ）
の微分波形では中央部にその凸部に対応したピークＰｓ
が現れている。この波形をピーク値とアースの間の所定
電圧でコンパレートすると図３（ｃ）の様に３つのパル
スが得られる。この３つのパルスの左端は図３（ａ）の
ほぼＰ１に、また右端は同様にＰ２にあたり、その間隔
である時間ｔｃは、硬貨の通過時間を表し、硬貨の径を
計測するのに使用される。

【００４３】すなわち、時間ｔｃは、図１（ｂ）中で硬
貨１０が実線の位置から破線の位置まで硬貨１０の直径
に相当する距離だけ移動するのに要した時間にほぼ相当
し、ここで予め硬貨１０の移動速度がわかっており、一
定であれば、移動速度×時間ｔｃで硬貨１０の直径を求
めることができる。

【００４４】また、このコンパレータ出力のパルス数や
パルス幅及びパルスの位置の情報を使用して硬貨の凹凸
を判別できる。例えば、凹凸の少ない（高低差が小さ
い）硬貨であれば、パルスは２個しか得られないが、中
央部に高い凸が１個存在する硬貨では、パルスが３個の
信号が得られる。また、両端のパルスを除く絵柄の凹凸
に応じたパルスで、その幅の大小及び位置により凹凸領
域の大きさ及び位置も比較できる。

【００４５】このようにして、硬貨の凹凸を判別でき、
硬貨の識別のための新たな条件として加えることがで
き、誤認識の少ない硬貨識別装置が可能となる。

【００４６】［第２の実施形態］以上説明した第１の実
施形態は、本発明によるＭＩ素子を用いた硬貨の渦電流
による識別の基本的な実施形態であるが、実用的には硬
貨の１パスでの表裏の計測、及び硬貨の厚さ情報の必要
性より、上述したセンサー部を硬貨の通路を挟んで２つ
設置する必要がある。

【００４７】そうした第２の実施形態の構成を図８に示
す。この構成では第１の実施形態で説明したコイル１４
Ａ，１４ＢとＭＩ素子１６Ａ，１６Ｂからなるセンサー
部がセンサーＦ，Ｒとして示されるように硬貨１０の通
過する通路１１を挟んで両側に２つ配置されており、硬
貨の移動方向におけるセンサーＦ，Ｒの位置は所定距離
Ｌだけずらされている。

【００４８】この構成では、硬貨の１パスで硬貨の表裏
両面のデータが得られ、さらに厚さの情報と精度の高い
硬貨の径の情報が得られる。硬貨の厚さについては、以
下のようにして判別できる。

【００４９】例えば、硬貨１０が通路１１のセンサーＦ
側の壁面に接しながら移動するケースを考えると、セン
サーＦ側の硬貨検知面との距離ｄｆは一定となり、硬貨
の厚さＷによらず出力は変化しない。しかし、センサー
Ｒ側は硬貨の厚さに応じて硬貨検知面との距離ｄｒが変
わり、図７で説明したグラフに対応して出力が変化す
る。この結果、センサーＲ側で厚さの情報が得られる。

【００５０】また、硬貨１０が通路１１のセンサーＦ側
の壁面に接して移動するとは限らない場合は、センサー
ＦとセンサーＲの出力を加算すれば、距離ｄｆ，ｄｒの
一方が離れても、もう一方が近くなる事で、その変化分
がほぼ相殺できることで硬貨の浮きに対する影響はほと
んど除去でき、加算結果の出力で厚さの情報が得られ
る。

【００５１】図９に同一金属材で厚さを変えた円盤を複
数作成し、本装置を通過させたときのセンサーＦとセン
サーＲの和との関係を示すが、ばらつきの少ない厚さデ
ータに対応した出力が得られていることが判る。

【００５２】また、本実施形態では、硬貨の径を計測す
る上で、硬貨の移動速度によらずに高精度で計測するこ
とが可能となる。すなわち、第１の実施形態では硬貨の
移動速度のばらつきが直接直径の計測に影響を及ぼすた
め、移動速度を一定にする管理が必要であったが、本実
施形態ではそれが解決される。硬貨の径は以下のように
計測される。

【００５３】すなわち、図１０にセンサーＦ，Ｒの図２
の出力Ｂに相当するコンパレータ出力を示すが、センサ
ーＦとセンサーＲの先頭パルスの立上りの時間差ｔｕと
センサーＦ−Ｒ間の距離Ｌから硬貨の移動速度（Ｖ＝Ｌ
／ｔｕ）が硬貨のパス毎に求められ、センサーＦまたは
センサーＲの図３（ａ）のピークＰ１，Ｐ２間の時間、
すなわち（ｃ）の時間ｔｃに対応する時間ｔｆまたはｔ
ｒと移動速度Ｖとの積から硬貨の径が求められる。硬貨
の移動速度Ｖが１パス毎に求められるので、硬貨の移動
速度に対して精度が左右されず、高精度に径を計測でき
る。

【００５４】なお、図１１に硬貨の径と時間ｔｆ／ｔｕ
との比の相関を示すが、良好なデータが得られているの
が判る。ここで、時間ｔｆ／ｔｕの比は硬貨径／センサ
ー距離Ｌの比と等しいので、時間ｔｆ／ｔｕの比を見る
ことで、センサー距離Ｌを基準にして硬貨の径を評価す
ることができる。また、ｔｒ／ｔｕのデータを合わせて
使用し、平均値を取る事で硬貨通過中の移動速度の変化
による誤差の低減を行なったり、ｔｆ／ｔｕからのｔｒ
／ｔｕの変化の監視をすることで硬貨の通路での引っ掛
かり等トラブルを検知することも可能である。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、硬貨に交流磁界を印加し、硬貨で発生する渦
電流による磁界変化を検出し、この検出結果に基づいて
硬貨の識別を行う硬貨識別装置であって、硬貨の移動す
る通路に沿って所定間隔で並び、中心軸が前記通路を移
動する硬貨の表面と裏面に垂直な方向に沿うように配置
された２つのコイルと、それぞれ前記２つのコイル内で
該コイルの中心軸に沿うように配置された２つのＭＩ素
子とからなるセンサー部を有し、前記２つのコイルに交
流電流を流して硬貨に交流磁界を印加し、硬貨で発生す
る渦電流による磁界変化を前記２つのＭＩ素子で検出
し、該２つのＭＩ素子の出力を差動増幅することによ
り、硬貨の識別信号を得る構成を採用したので、渦電流
による磁界変化を高感度且つ良好なＳ／Ｎ比で検出で
き、硬貨に対する印加磁界のスポット径を小さくできる
ため、差動増幅で得た識別信号から硬貨の材質と径のみ
ならず凹凸に関する情報を得ることが可能になり、硬貨
の識別をより正確に行うことが可能になった。

【００５６】さらに、前記センサー部が硬貨の移動する
通路を挟んで２つ配置され、硬貨の移動方向における前
記２つのセンサー部の位置が所定距離ずれている構成を
採用することにより、硬貨の１パスで硬貨の表裏両面の
検知ができ、且つ硬貨の厚さ情報を得ることができると
ともに、硬貨の径の計測精度を向上でき、精度及び信頼
性の高い硬貨識別装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による硬貨識別装置の第１の実施形態に
おけるセンサー部の構成及び配置等を示す説明図であ
る。

【図２】図１中のＭＩ素子を駆動して磁界変化の検出出
力から硬貨を識別するための識別信号の出力を得るため
の回路の構成を示す回路図である。

【図３】図２中の差動増幅回路、微分回路、コンパレー
タのそれぞれの出力波形及び穴のある硬貨の場合の差動
増幅回路の出力波形を示す波形図である。

【図４】ＭＩ素子の磁気インピーダンス特性を示すグラ
フ図である。

【図５】図１中のコイルにより発生する交流磁界Ｈｂの
大きさとセンサー出力Ｖｐの関係を示すグラフ図であ
る。

【図６】同コイルの径とセンサー出力Ｖｐの関係を示す
グラフ図である。

【図７】硬貨検知面，センサー間の距離ｄとセンサー出
力Ｖｐの関係を示すグラフ図である。

【図８】本発明の第２の実施形態におけるセンサー部の
構成及び配置等を示す説明図である。

【図９】硬貨の代わりの金属円盤のサンプルの厚さと図
８中のセンサーＦ，Ｒの出力の和との関係を示すグラフ
図である。

【図１０】センサーＦ，Ｒのコンパレータ出力を示す波
形図である。

【図１１】硬貨の径と図１０中の時間ｔｆ／ｔｕの比と
の相関を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１０硬貨１１硬貨の通路１２通路の斜面１４Ａ，１４Ｂコイル１６Ａ，１６ＢＭＩ素子（磁気インピーダンス素子）１８非磁性基板１９高周波発振回路２２検波回路２４差動増幅回路２６微分回路２８コンパレータ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】硬貨に交流磁界を印加し、硬貨で発生す
る渦電流による磁界変化を検出し、この検出結果に基づ
いて硬貨の識別を行う硬貨識別装置であって、硬貨の移動する通路に沿って所定間隔で並び、中心軸が
前記通路を移動する硬貨の表面と裏面に垂直な方向に沿
うように配置された２つのコイルと、それぞれ前記２つ
のコイル内で該コイルの中心軸に沿うように配置された
２つの磁気インピーダンス素子とからなるセンサー部を
有し、前記２つのコイルに交流電流を流して硬貨に交流磁界を
印加し、硬貨で発生する渦電流による磁界変化を前記２
つの磁気インピーダンス素子で検出し、該２つの磁気イ
ンピーダンス素子の出力を差動増幅することにより、硬
貨の識別信号を得ることを特徴とする硬貨識別装置。
【請求項２】前記センサー部が硬貨の移動する通路を
挟んで２つ配置され、硬貨の移動方向における前記２つ
のセンサー部の位置が所定距離ずれていることを特徴と
する請求項１に記載の硬貨識別装置。
【請求項３】前記センサー部の２つのコイル及び磁気
インピーダンス素子どうしの間隔が３ｍｍ〜６ｍｍの範
囲内であ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】前記コイルで発生する交流磁界の最大値
の絶対値が０．５ガウス以上で、前記磁気インピーダン
ス素子のインピーダンス変化ピークを示す磁界以下にな
るように前記コイルに流す交流電流を設定することを特
徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の硬
貨識別装置。
【請求項５】前記コイルの直径が２ｍｍ〜６ｍｍの範
囲であることを特徴とする請求項１から４までのいずれ
か１項に記載の硬貨識別装置。
【請求項６】前記識別信号を微分し、さらに所定電圧
でコンパレートすることにより、パルス出力に変換し、
該パルス出力のパルス数またはパルス幅より硬貨表面ま
たは裏面の凹凸情報を得ることを特徴とする請求項１か
ら５までのいずれか１項に記載の硬貨識別装置。