JP2002298186A

JP2002298186A - 磁気量検出装置

Info

Publication number: JP2002298186A
Application number: JP2001094255A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Suzuki; 哲雄鈴木
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2002-10-11

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気ヘッド個体毎のバラツキを容易に調整す
る。【解決手段】磁気ヘッド６の出力電圧をコンデンサ１
４を介して、出力調整可能なゲイン調整用の増幅回路１
６に供給し、この出力を出力調整可能なオフセット調整
用の加算回路１８で処理した後、Ａ／Ｄ変換器２０を介
して磁気量検知信号Ｄｍとしてコントローラ２４に供給
する。コントローラ２４によって印加電圧の切り替え、
増幅回路１６及び加算回路１８の調整を行い、磁気ヘッ
ド６に直流電圧を印加しこのときの磁気量検知信号Ｄｍ
が基準値となるように加算回路１８を調整し、また磁気
ヘッド６に交流電圧を印加し、このときの磁気量検知信
号Ｄｍの振幅が基準振幅となるように増幅回路１６を調
整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、磁気ヘッド等に
よって磁気量の変化を電気信号として検出し、これに基
づき磁気量を検出するようにした磁気量検出装置に関
し、特に、磁気ヘッド毎の出力特性のバラツキを容易に
調整するようにした磁気量検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、紙幣の種類等を判定する方法とし
て、紙幣が有する磁気量の特徴によって判定する方法が
知られている。このように、紙幣等の判定材料として磁
気量を用いる場合、磁気量の測定は、高精度に行う必要
がある。そのため、例えば基準の磁気量を有するテスト
ピースを用い、実際に磁気ヘッドからの出力を測定し、
この測定結果に基づいて振幅倍率調整用の抵抗値を変更
したり、また、測定結果に基づいてオフセット調整用の
抵抗値をコントローラで自動的に変更したり、また、人
手によってこれら振幅倍率或いはオフセット調整用の抵
抗値を変更する作業を繰り返すことによって、微調整を
行うようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、紙幣の種類等
を検出する場合には複数の磁気ヘッドを用い、紙幣全域
の磁気量を検出し、これら複数の磁気量に基づいて紙幣
に対する判定を行うようにしている。このように、同一
の測定対象に対し磁気量の測定を行う場合には、各磁気
ヘッドの出力特性にバラツキがないことが望ましい。

【０００４】しかしながら、磁気ヘッドは個体差による
出力のバラツキが大きく、また、温度や磁気ヘッドの出
力をもとに磁気量を検出するための回路自体の特性によ
るバラツキ等もある。このように出力特性にバラツキの
ある磁気ヘッドのバラツキを均一にするためには、各磁
気ヘッド毎にその出力レベルの調整を行う必要がある。
しかしながら、上述のように、テストピースを用いて調
整を行う場合、安定した出力を得るように調整するには
時間がかかる上、調整作業者による人為的な調整ミスも
発生しやすい。

【０００５】また、別の調整方法として、磁気ヘッドに
コイルをカップリングさせて外部磁界を与える方法等も
あるが、磁気ヘッドとコイルとの位置調整が難しく、各
磁気ヘッドに均一の磁界を与えられないために、各磁気
ヘッドからの出力を均一に調整できないという問題があ
る。そこで、この発明は、上記従来の未解決の課題に着
目してなされたものであり、磁気ヘッドの出力調整を容
易に行い、磁気ヘッド間のバラツキを容易に抑えること
の可能な磁気量検出装置を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る磁気量検出装置は、磁気量
に応じた磁気検出信号を出力する磁気量検出手段と、前
記磁気検出信号の信号レベルを調整する調整手段と、当
該調整手段での調整後の前記磁気検出信号に基づいて前
記磁気量を算出する磁気量算出手段と、前記磁気量検出
手段に、磁気量測定時には測定用の駆動信号を供給し調
整時には調整用の駆動信号を供給する駆動信号供給手段
と、前記調整時であり且つ前記磁気量検出手段で磁気量
を検出していないときの前記磁気検出信号に基づいて前
記調整手段の調整量を制御する制御手段と、を備えるこ
とを特徴としている。

【０００７】この請求項１に係る発明では、例えば磁気
ヘッド等の磁気量検出手段に対し、磁気量測定時には測
定用信号が供給され、磁気量検出手段では、測定対象物
の磁気量に応じた磁気検出信号を出力する。そして、こ
の磁気検出信号が調整手段で調整されて、調整後の磁気
検出信号に基づいて磁気量算出手段において測定対象物
の磁気量が算出される。

【０００８】前記調整手段での調整量は、制御手段によ
って制御され、制御手段では、調整時であり磁気量検出
手段に調整用信号が供給され、且つ例えば、磁気量検出
手段と対向する位置に測定対象物がない場合等、磁気量
検出手段で測定対象物の磁気量を検出していないときの
磁気の影響を受けていない磁気検出信号、すなわち、磁
気量検出手段の出力特性に応じた磁気検出信号に基づい
て制御量を調整し、例えばこの磁気検出信号が規定信号
となるように調整する。

【０００９】したがって、このようにしてその出力であ
る磁気検出信号が調整される磁気量検出手段は、その磁
気検出信号が、調整用信号が供給されたときには規定信
号となるように出力特性が調整されることになる。よっ
て、同様にしてその出力が調整される磁気量検出手段
は、同一の出力特性を有することになる。このとき、磁
気量検出手段への駆動信号は、駆動信号供給手段によっ
て測定時及び調整時に応じた駆動信号に切り替えられて
供給され、また、調整手段は、制御手段によってその制
御量が制御されるから人手を介さずに調整を行うことが
可能となる。

【００１０】また、請求項２に係る磁気量検出装置は、
前記磁気量検出手段は、測定時には前記駆動信号として
直流信号が供給されて前記磁気量に応じた磁気検出信号
を出力し且つ前記駆動信号として交流信号が供給された
ときには当該交流信号に比例する磁気検出信号を出力す
る手段であって、前記調整手段は、前記磁気検出信号の
増幅倍率を調整するゲイン調整手段と前記磁気検出信号
のオフセットを調整するオフセット調整手段とを備え、
前記駆動信号供給手段は、前記調整用の駆動信号として
前記ゲイン調整手段でのゲイン調整用の交流信号と前記
オフセット調整手段でのオフセット調整用の直流信号と
を切り替えて前記磁気量検出手段に供給するようになっ
ていることを特徴としている。

【００１１】この請求項２に係る発明では、磁気量検出
手段は、測定時には、駆動信号として直流信号が供給さ
れ、測定対象物の磁気量に応じた磁気検出信号を出力す
る。また、駆動信号として交流信号が供給されたときに
はこの交流信号に比例した磁気検出信号を出力するよう
になっている。そして、調整手段は、磁気検出信号の増
幅倍率を調整するゲイン調整手段と磁気検出信号のオフ
セットを調整するオフセット調整手段とを備えており、
駆動信号供給手段では、調整用の駆動信号としてゲイン
調整手段でのゲイン調整用に用いられる交流信号とオフ
セット調整手段でのオフセット調整用に用いられる直流
信号とを切り替えて磁気量検出手段に供給している。

【００１２】したがって、例えば磁気量検出手段と対向
する位置に磁性体が位置しない状態で、磁気量検出手段
に調整用の駆動信号として所定の直流信号を供給すれ
ば、その出力である磁気検出信号は、磁気の影響を受け
ない磁気量検出手段の出力特性に応じた値となり、ま
た、調整用の駆動信号として所定の交流信号を供給すれ
ば、この交流信号に比例し且つ磁気量検出手段の出力特
性に応じた磁気検出信号が出力される。

【００１３】よって、例えば、調整用の駆動信号として
所定の直流信号を供給したときの磁気検出信号がある規
定のオフセット値となるようにオフセット調整手段で調
整を行い、また、所定の交流信号を供給したときの磁気
検出信号の振幅がある規定値となるようにゲイン調整手
段で調整を行うことによって、調整用の駆動信号として
所定の直流信号及び交流信号を供給したときの磁気検出
信号は、あるオフセット値を基準として規定の振幅を有
する磁気検出信号に調整されることになる。よって、同
様にして複数の磁気量検出手段について調整を行えば、
各磁気量検出手段の出力特性が等しくなるように調整さ
れたことになる。

【００１４】また、請求項３に係る磁気量検出装置は、
前記制御手段は、前記ゲイン調整用の交流信号を供給し
たときの前記磁気検出信号に基づいてヒストグラムを生
成し、当該ヒストグラムに基づいて前記磁気検出信号の
ピーク値を検出するピーク値検出手段を備え、当該ピー
ク値検出手段で検出したピーク値に基づいて前記調整手
段の調整を行うようになっていることを特徴としてい
る。

【００１５】この請求項３に係る発明では、制御手段
は、ゲイン調整用の交流信号を供給したときの磁気検出
信号、すなわち、正弦波信号に基づいて所定のサンプリ
ング時間毎に所定数のサンプリングを行ってヒストグラ
ムを生成する。そしてこのヒストグラムに基づいて磁気
検出信号のピーク値を検出しこれに基づいて調整手段の
調整を行っている。磁気検出信号にノイズ等がのってい
る場合にはピーク値を特定するのが困難であるが、ヒス
トグラムを用い、例えばしきい値を設定するようにすれ
ば、ノイズの影響を除去した的確なピーク値を検出する
ことが可能となる。よって、これに基づいて調整手段の
調整を行うことによってより高精度に調整を行うことが
可能となる。

【００１６】さらに、請求項４に係る磁気量検出装置
は、前記調整手段による調整後の前記磁気検出信号を複
数入力しこれを切り替えて出力するマルチプレクサと、
当該マルチプレクサの出力信号を調整する一括調整手段
と、を備えることを特徴としている。この請求項４に係
る発明では、前記調整手段によって調整した後の磁気検
出信号はマルチプレクサに入力され、このマルチプレク
サには、複数の磁気量検出手段からの調整後の磁気検出
信号が入力される。そして、マルチプレクサの出力信号
は、一括調整手段によって再度調整される。

【００１７】したがって、一括調整手段を調整すること
によって複数の磁気量検出手段からの磁気検出信号を一
括して調整することが可能となる。ここで、測定対象物
の磁気量が小さ過ぎる場合或いは大き過ぎる場合等に
は、調整手段での調整後の磁気検出信号の振幅も小さか
ったり、また大きかったりする。例えば同一の測定対象
物に対して複数の磁気量検出手段によって測定を行う場
合、測定対象物の磁気量が全体的に小さすぎたりまた大
きすぎたりした場合には、一括調整手段で、これらを調
整することによって、複数の磁気量検出手段の磁気検出
信号を、一括して容易に調整することが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を説
明する。まず、本発明の第１の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用した紙幣識別装置の概略構成を示
す構成図である。この紙幣識別装置は、公知の紙幣識別
装置と同様に構成され、紙幣搬送路２に導入された紙幣
Ｍが、紙幣搬送路２の長手方向両端部に設けられた導入
搬送ベルト４によって紙幣搬送路２上を搬送され、紙幣
Ｍが紙幣搬送路２に設けられた、複数の磁気ヘッド６上
を通過することによって、紙幣Ｍの磁気量がトレースラ
イン８に沿って検出されるようになっている。そして、
図示しないコントローラでこれら磁気ヘッド６の出力信
号に基づいて磁気量の分布状況を検出し、その分布状況
に基づいて紙幣Ｍの種類を判別するようになっている。

【００１９】図２は、磁気量検出装置１００の詳細を示
すブロック図であって、前記磁気ヘッド６は、公知の磁
気ヘッドであって、磁気ヘッド６に所定の直流電圧を印
加することによって、測定対象物の磁気量に応じた出力
電圧を出力する。磁気ヘッド６の出力側には、磁気ヘッ
ド６の出力信号の変動分を抽出するためのコンデンサ１
４を介して、磁気ヘッド６の振幅倍率調整用の自動的に
出力調整可能な増幅回路１６が接続されている。この増
幅回路１６は、例えばデジタル制御ポテンショメータ等
の電子トリマ抵抗及びアンプから構成されている。

【００２０】前記増幅回路１６の出力側には、さらに、
磁気ヘッド６の出力信号のオフセット調整用の加算回路
１８が接続されている。この加算回路１８は、自動的に
出力調整可能に構成され、例えばテジタル制御ポテンシ
ョメータ等の電子トリマ抵抗及びオペアンプから構成さ
れている。そして、加算回路１８の出力が、Ａ／Ｄ変換
器２０を介して、コントローラ２４に入力されるように
なっている。また、前記磁気ヘッド６には、この磁気ヘ
ッド６へ、直流電圧と交流電圧とを選択的に印加するた
めの切り替え回路２２が設けられている。

【００２１】これによって、磁気ヘッド６の出力電圧
は、コンデンサ１４によってその変化量が抽出され、そ
の変化量が増幅回路１６で増幅され、さらに加算回路１
８でオフセットされ、この加算回路１８の出力信号であ
る磁気検出電圧が、Ａ／Ｄ変換器２０でデジタル信号に
変換されて磁気量検知信号としてコントローラ２４に入
力されるようになっている。

【００２２】このコントローラ２４は、前記増幅回路１
６、加算回路１８、前記切り替え回路２２を制御し、磁
気センサ６の組み込み時、或いは出荷時等に、初期調整
として前記増幅回路１６のゲイン調整及び加算回路１８
のオフセット調整を行い、また、計測を開始する前に、
環境調整として前記加算回路１８のオフセット調整を行
う。また、前記初期調整後の磁気検出電圧の振幅と、予
め設定した振幅の基準値とに基づいて振幅の補正係数を
算出し、これに基づいて磁気量検知信号を補正し、補正
後のデータを紙幣Ｍの磁気量に応じた磁気量検出値とす
る。

【００２３】次に、上記第１の実施の形態の動作を説明
する。今、紙幣識別装置を出荷するものとすると、各磁
気センサ６のそれぞれについて、出荷する前に、コント
ローラ２４において、図３に示す初期調整処理を実行す
る。まず、ステップＳ２で、増幅回路１６及び加算回路
１８を調整し、増幅回路１６の抵抗値として予め設定し
たゲイン初期値、加算回路１８の抵抗値として予め設定
したオフセット初期値を設定する。

【００２４】次いで、ステップＳ４に移行し、紙幣Ｍを
紙幣搬送路２に導入しない状態で、調整用の直流電圧Ｖ
_T、例えば磁気量測定時に前記磁気ヘッド６に印加する
直流電圧（例えばＤＣ５Ｖ程度）を印加する。そして、
ステップＳ６に移行し、図４に示すオフセット調整処理
を実行する。この場合、磁気ヘッド６と対向する位置に
は紙幣Ｍが存在しないが、図５（ａ）に示すように、磁
気ヘッド６の固有のバラツキ等によって、磁気ヘッド６
の出力電圧（Ｂ）は、入力電圧（Ａ）よりも多少ずれ
る。なお、図５において、Ａは、磁気ヘッド６への入力
電圧、Ｂは、磁気ヘッド６の出力電圧、Ｃは、増幅回路
１６への入力波形であって、磁気ヘッド６の出力電圧の
変化量、Ｄは、増幅回路１６の出力波形、Ｅは、加算回
路１８の出力波形、すなわち磁気検出電圧Ｖｍ、Ｆは、
Ａ／Ｄ変換器２０の出力である磁気検出電圧Ｖｍをデジ
タル信号に変化した磁気量検知信号Ｄｍを表したもので
ある。

【００２５】このとき、磁気ヘッド６と対向する位置に
紙幣Ｍが位置せず、出力信号Ｂはほとんど変動しないか
ら、増幅回路１６への入力信号、つまりコンデンサ１４
による微分波形（Ｃ）は、０〔Ｖ〕近傍の値となり、こ
れが増幅回路１６においてゲイン初期値に応じて増幅さ
れ（Ｄ）、さらに、加算回路１８において、設定された
オフセット値この場合オフセット初期値に応じてオフセ
ットされる（Ｅ）。そして、この磁気検出電圧ＶｍがＡ
／Ｄ変換器２０においてデジタル信号に変換され磁気量
検知信号Ｄｍとしてコントローラ２４に出力される。

【００２６】コントローラ２４では、磁気量検知信号Ｄ
ｍを入力すると（ステップＳ１０２）、この磁気量検知
信号Ｄｍをもとに、磁気検出電圧Ｖｍが予め設定した、
磁気ヘッド６の出力電圧の基準値Ｖｓ（例えば、磁気ヘ
ッド６の出力可能な電圧値の中間値程度）に一致すると
みなすことができるかどうかを判定し（ステップＳ１０
３）、磁気検出電圧Ｖｍが基準値Ｖｓと一致した判定さ
れるならば、現時点で設定されているオフセット値、こ
の場合オフセット初期値を加算回路１８のオフセット設
定値として所定の記憶領域に記憶する（ステップＳ１０
４）。そして、図３のステップＳ１１に移行する。

【００２７】一方、磁気検出電圧Ｖｍが基準値Ｖｓと一
致しないときには、ステップＳ１０５に移行して、調整
不可能であるかどうかを判定する。この判定は、例え
ば、磁気検出電圧Ｖｍが基準値Ｖｓを挟んで変化してい
るのに、磁気検出電圧Ｖｍが許容範囲内に納まらない場
合、また、加算回路１８のオフセット値を変更している
のにも係わらず、磁気検出電圧Ｖｍが変化しない場合等
に、調整不可能と判断される。

【００２８】そして、ステップＳ１０５で調整可能であ
ると判定された場合には、ステップＳ１０６に移行し、
加算回路１８の電子トリマ抵抗を調整してオフセット値
を更新する。そして、ステップＳ１０２に戻る。そし
て、この処理を繰り返し行い、加算回路１８のオフセッ
ト値を順次更新して、磁気検出電圧Ｖｍと基準値Ｖｓと
を一致させる。

【００２９】一方、ステップＳ１０５で、オフセット値
の調整が不可能であると判定されるときには、ステップ
Ｓ１１０に移行し、調整異常として例えば、コントロー
ラ２４の図示しない上位コントーラに異常通知を行う等
の異常時の処理を行う。そして、初期調整処理を終了す
る。これによって、加算回路１８のオフセット調整が行
われ、紙幣搬送路２に紙幣Ｍが導入されていない状態で
の磁気検出電圧Ｖｍ（ｖ_D）が、基準値Ｖｓとなるよう
に、オフセット調整が行われたことになる。

【００３０】続いて、図３のステップＳ１１では、切り
替え回路２２を操作し、磁気ヘッド６に、ゲイン調整用
電圧として、例えば３００Ｈｚ、数ｍＶの交流電圧を印
加する。なお、前記増幅回路１６のゲインとしてはゲイ
ン初期値が設定され、また、加算回路１８のオフセット
値として、オフセット調整後のオフセット値が設定され
ている。

【００３１】磁気ヘッド６に交流電圧を印加すると、自
己インダクタンスが発生することにより、印加電圧に比
例した電圧が出力される。したがって、磁気ヘッド６の
出力電圧（Ｂ）は、入力電圧（Ａ）に比例した正弦波と
なり、その微分波形（Ｃ）も正弦波となる。そして、こ
の微分波形（Ｃ）が、増幅回路１６でゲイン初期値に応
じて増幅され（Ｄ）、さらに、加算回路１８でオフセッ
ト調整処理によるオフセット調整後のオフセット値に応
じてオフセットされる（Ｅ）。

【００３２】コントローラ２４では、磁気量検知信号Ｄ
ｍを読み込み（ステップＳ１２）、その磁気量検知信号
Ｄｍに基づいて、磁気検出電圧Ｖｍが基準値Ｖｓを中心
としその振幅が基準振幅ΔＶであるか、すなわち磁気検
出電圧Ｖｍの最大及び最小値がＶｓ±ΔＶであるかどう
かを判定する（ステップＳ１３）。そして、これを満足
しないときにはステップＳ１５に移行する。前記基準振
幅ΔＶは、予め設定した値であって、例えば、調整用交
流電圧を印加した場合の、期待される磁気検出電圧Ｖｍ
の振幅に設定される。

【００３３】このステップＳ１５では、調整不可能であ
るかどうかを判定する。この判定は、例えば、増幅回路
１６のゲインを変更しているのにも係わらず、磁気検出
電圧Ｖｍが基準値Ｖｓの許容範囲内に納まらない場合
に、調整不可能であると判定する。このステップＳ１５
で調整可能である判定された場合には、ステップＳ１６
に移行し、増幅回路１６を調整してそのゲインを更新す
る。そして、ステップＳ１２に戻る。

【００３４】この処理を繰り返し行い、磁気検出電圧Ｖ
ｍの最大及び最小値がＶｓ±ΔＶに一致する方向に増幅
回路１６のゲインを調整する。そして、ステップＳ１６
で、調整不可能であると判定されたときには、ステップ
Ｓ２０に移行し、調整異常として例えば、図示しないコ
ントローラ２４の上位コントーラに異常通知を行う等の
異常時の処理を行う。そして、初期調整処理を終了す
る。

【００３５】そして、ゲイン調整を行うことによって磁
気検出電圧Ｖｍの最大及び最小値がＶｓ±ΔＶに一致し
たとき、ステップＳ１３からステップＳ１４に移行し、
後述の補正係数の算出処理を行う。そして、初期処理を
終了する。これによって、増幅回路１６のゲイン調整が
行われ、紙幣搬送路２に紙幣Ｍが導入されていない状態
での磁気検出電圧Ｖｍの振幅ｖ_Aが、ΔＶとなるように
ゲイン調整が行われ、オフセット調整及びゲイン調整を
行うことによって、磁気検出電圧Ｖｍの最大及び最小値
が、Ｖｓ±ΔＶとなるように調整が行われたことにな
る。

【００３６】前記ステップＳ１４での補正係数算出処理
は、次のようにして行う。すなわち、ゲイン調整用の交
流電圧を印加した状態で、磁気量検知信号Ｄｍについ
て、正弦波の磁気検出電圧Ｖｍの複数周期に相当する期
間、所定時間毎に所定数サンプリングし、図６に示すよ
うに、横軸に磁気検出電圧Ｖｍの電圧、縦軸にその出現
回数をとってヒストグラムを形成する。例えば図７に実
線で示すような、ほぼ正弦波の磁気検出電圧Ｖｍである
場合には、所定時間毎にサンプリングをすると、そのヒ
ストグラムは、磁気検出電圧Ｖｍの最大値Ｖｍａｘ及び
最小値Ｖｍｉｎで急峻に変化するが、図７に破線で示す
ように、磁気検出電圧Ｖｍにノイズ等がのった場合に
は、磁気検出電圧Ｖｍの最大値及び最小値がばらつくた
め、そのヒストグラムは、図６に示すように磁気検出電
圧Ｖｍの最大値及び最小値付近で緩やかに変化すること
になる。

【００３７】したがって、磁気量検知信号Ｄｍのサンプ
リング数とサンプリング周期とに基づいてしきい値を設
定し、しきい値を越える範囲で、その最大値Ｄｍａｘ及
び最小値Ｄｍｉｎを検出し、これに対応する電圧を磁気
検出電圧Ｖｍの最大値Ｖｍａｘ及び最小値Ｖｍｉｎとし
て設定することによって、ノイズ等の影響を除去した磁
気検出電圧Ｖｍのピーク値を検出することが可能とな
る。前記サンプリングは、例えば正弦波の磁気検出電圧
Ｖｍの１周期に１５回、これを１００周期間行い、前記
しきい値は、例えばサンプリング数の１％の値に設定す
る。

【００３８】そして、このようにして検出した、磁気検
出電圧Ｖｍの最大値Ｖｍａｘ及びＶｍｉｎに基づいて次
式（１）から補正係数αを算出する。そして、この補正
係数αを所定の記憶領域に記憶する。補正係数α ＝基準振幅ΔＶ／〔（最大値Ｖｍａｘ−最小値Ｖｍｉｎ）／２〕……（１）続いて、この状態から、紙幣識別装置を駆動する場合に
は、各磁気センサ６それぞれについて、まず、図８に示
す環境調整処理を行う。

【００３９】すなわち、まず、増幅回路１６のゲイン及
び、加算回路１８のオフセット値として、初期調整処理
で設定し所定の記憶領域に記憶している調整後のゲイン
及び調整後のオフセット値を設定する（ステップＳ３
１）。次いで、ステップＳ３２に移行し、紙幣Ｍを紙幣
搬送路２に導入しない状態で、切り替え回路１４を切り
替え、磁気ヘッド２に調整用の直流電圧、例えばＤＣ５
Ｖを印加する。

【００４０】続いて、ステップＳ３３に移行し、前述の
図４に示すオフセット調整処理を行う。すなわち、加算
回路１８のオフセット値として初期調整後のオフセット
値を設定し、紙幣Ｍを紙幣搬送路２に導入しない状態で
の磁気ヘッド６の出力電圧を、増幅回路１６でゲイン調
整後のゲインに応じて増幅し、加算回路１８でオフセッ
ト調整後のオフセット値に応じてオフセットした後の磁
気検出電圧Ｖｍが、基準値Ｖｓと一致するように、加算
回路１８のオフセット値を更新する。そして、これを環
境調整後のオフセット値として所定の記憶領域に記憶す
る（ステップＳ３４）。

【００４１】これによって、紙幣識別装置の温度或いは
経時劣化等の環境条件に応じたオフセット値が設定され
ることになり、すなわち、磁気量検知信号Ｄｍは環境条
件の影響を受けない値となる。このとき、調整不可能と
判断されたときには、図示しない上位コントローラに異
常通知を行い、環境調整処理を終了する。

【００４２】このようにして、各磁気センサ６に対し、
環境調整処理を行った後、各磁気センサ６について、環
境調整処理でのオフセット調整後のオフセット値を、前
記加算回路１８にオフセット値として設定し、また、増
幅回路１６のゲインとして初期調整処理でのゲイン調整
後のゲインを設定する。また、切り替え回路１４を制御
して、測定用電圧として直流電圧ＤＣ５Ｖを磁気ヘッド
２に印加する。

【００４３】この状態で、紙幣Ｍが、紙幣搬送路２に導
入されると、図５（ｃ）に示すように、紙幣Ｍの移動に
伴う磁気量の変化に伴って、磁気センサ６の磁気ヘッド
２の入力電圧（Ａ）が紙幣Ｍの磁気の影響を受けるため
その出力電圧（Ｂ）は、紙幣Ｍの磁気量に応じて変動す
る。そして、この出力電圧はコンデンサ１４でその変動
量が抽出されて（Ｃ）、増幅回路１６において、ゲイン
調整後のゲインに応じて増幅され（Ｄ）、さらに加算回
路１８においてオフセット値に応じてオフセットされ
（Ｅ）、これがＡ／Ｄ変換器１０でデジタル信号に変換
されて、磁気量検知信号Ｄｍとしてコントローラ２４に
入力される。

【００４４】このとき、増幅回路１６のゲイン及び加算
回路１８のオフセット値は、調整用交流電圧を印加した
ときの磁気検出電圧Ｖｍが基準振幅ΔＶに増幅されるよ
うに、且つ、調整用の直流電圧を印加したときの磁気検
出電圧Ｖｍが基準値Ｖｓに一致するようにオフセットさ
れているから、磁気検出電圧Ｖｍは、図５（ｃ）に示す
ように、基準値Ｖｓを基準として変動する信号となる。

【００４５】そして、コントローラ２４では、この磁気
量検知信号Ｄｍを入力すると、初期調整時に設定し所定
の記憶領域に記憶している補正係数αに基づいて、磁気
量検知信号Ｄｍを補正し、磁気量検出値を算出する。こ
の磁気量検出値の算出は、次式（２）に基づいて行う。磁気量検出値＝〔磁気検出電圧Ｖｍ−環境調整時のオフセット値（Ｖ）〕×補正係数α ＋基準値Ｖｓ ……（２）そして、算出した磁気量検出値を、例えば上位コントロ
ーラに出力し、上位コントローラでは、公知の手順にし
たがって、各磁気センサ６からの磁気量検出値に基づい
て、紙幣Ｍにおける磁気量の分布状況を検出し、これに
基づいて紙幣Ｍの種類の判別を行う。

【００４６】このとき、各磁気センサ６について、紙幣
Ｍが紙幣搬送路２に導入されていない状態で、調整用の
直流電圧を印加して得られる磁気検出電圧Ｖｍが基準値
Ｖｓとなるようにオフセット調整を行い、また、調整用
の交流電圧を印加して得られる磁気検出電圧Ｖｍの振幅
が基準振幅ΔＶとなるように調整し、この調整後のゲイ
ン及びオフセット値に基づいて磁気量検知信号Ｄｍを検
出し、この磁気量検知信号Ｄｍを補正して、磁気量検出
値を算出するようにしているから、各磁気センサ６の出
力特性にバラツキがあったとしても、磁気ヘッド６に作
用する磁気量が同一であれば各磁気センサ６で検出され
る磁気検出電圧Ｖｍは同一となって、すなわち、各磁気
センサ６間のバラツキによる影響を除去することができ
る。特に、これらの調整を、人手を介さずにコントロー
ラ２４によって行うようにしているから、容易に行うこ
とができるとともに、調整ミス等の発生を確実に回避す
ることができる。

【００４７】また、紙幣Ｍの判別を行う前に、環境調整
処理を行い、再度オフセット調整を行うようにしている
から、例えば温度環境等の環境条件、或いは経時劣化等
による影響を除去することができ、これらに起因して生
じる磁気センサ６間のバラツキを除去することができ
る。また、初期調整処理を行うときに、基準振幅と初期
調整時の振幅との比に基づいて補正係数αを算出し、こ
の補正係数αに基づいて磁気量検知信号Ｄｍを補正して
磁気量検出値を算出するようにしているから、増幅回路
１６のゲインの調整レンジ等に起因するゲイン調整を行
うことによって調整しきれなかった、ゲイン調整を補正
係数αによって補正することがけい、より高精度な磁気
量検出値を得ることができる。

【００４８】また、この補正係数αを算出する際には、
初期調整時の磁気検出電圧Ｖｍのピーク値を算出する際
には、磁気検出電圧Ｖｍを所定数サンプリングしてヒス
トグラムを求め、このヒストグラムにしきい値を設定
し、これに基づいてピーク値を算出するようにしている
から、磁気検出電圧Ｖｍにノイズ等がのっている場合で
あっても、その影響を除去し、高精度にピーク値を検出
することができる。

【００４９】ここで、磁気ヘッド６が磁気量検出手段に
対応し、増幅回路１６がゲイン調整手段に対応し、加算
回路１８がオフセット調整手段に対応し、増幅回路１６
及び加算回路１８が調整手段に対応し、切り替え回路２
２が駆動信号供給手段に対応し、コントローラ２４にお
いて磁気量検知信号Ｄｍを補正し、磁気量検出値を算出
する処理が磁気量算出手段に対応し、図３の初期調整処
理及び図４のオフセット調整処理が制御手段に対応し、
図３のステップＳ１４の補正係数算出処理において、磁
気量検知信号Ｄｍに基づいてヒストグラムを生成し、こ
のヒストグラムに基づいて磁気量検知信号Ｄｍのピーク
値を検出する処理がピーク値検出手段に対応している。

【００５０】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。この第２の実施の形態では、図９に示すように、図
２における加算回路１８とＡ／Ｄ変換器２０との間に、
マルチプレクサ２６及び一括調整手段としての増幅回路
２８が介挿されている。この増幅回路２８は、例えばデ
ジタル制御ポテンショメータ等の電子トリマ抵抗及びア
ンプから構成され、コントローラ２４によって調整可能
に構成されている。

【００５１】また、前記マルチプレクサ２６はコントロ
ーラ２４によって制御され、このマルチプレクサ２６に
は、前記図１に示す磁気ヘッド６、コンデンサ１４、増
幅回路１６、加算回路１８及び切り替え回路２２からな
る磁気検出回路５０ａ〜５０ｆの出力信号である磁気検
出電圧Ｖｍが入力されるようになっている。前記コント
ローラ２４は、上記第１の実施の形態と同等の機能を有
すると共に、前記マルチプレクサ２６の切り替え制御を
行い、複数の磁気検出回路５０から入力される信号を、
予め設定された所定のタイミングで順次切り替えて出力
されるように制御を行う。また、上記第１の実施の形態
と同様にして、前記増幅回路１６及び加算回路１８のゲ
イン調整及びオフセット調整を行うと共に、前記増幅回
路２８のゲイン調整を行い、初期調整時には、前記増幅
回路２８のゲインとして、予め設定したゲイン初期値を
設定する。また、前記コントローラ２４を構成する図示
しない入力手段によってゲインが指定されたときには指
定されたゲインを前記増幅回路２８のゲインとして設定
する。

【００５２】次に、第２の実施の形態の動作を説明す
る。まず、初期調整を行う場合には、まず、増幅回路２
８のゲインとしてゲイン初期値を設定する。そして、磁
気検出回路５０ａを調整する場合には、マルチプレクサ
２６を制御し、磁気検出回路５０ａの磁気検出電圧Ｖｍ
が入力されるチャネルＣｈ１を選択する。

【００５３】そして、上記第１の実施の形態と同様にし
て、増幅回路１６及び加算回路１８のゲイン調整及びオ
フセット調整を行い、調整後のゲイン及びオフセット値
を所定の記憶領域に記憶しておく。そして、磁気検出回
路５０ａについてのゲイン調整及びオフセット調整が終
了すると、次に、マルチプレクサ２６によって磁気検出
回路５０ｂの磁気検出電圧Ｖｍを選択し、そのゲイン調
整及びオフセット調整を行う。

【００５４】この処理を繰り返し行い、磁気検出回路５
０ａから５０ｆに対する初期調整が行う。そして、紙幣
識別装置を稼動させる場合には、まず環境調整を行い、
増幅回路２８のゲインとしてゲイン初期値を設定し、マ
ルチプレクサ２６によってまず、チャネルＣｈ１を選択
して、磁気検出回路５０ａについて上記第１の実施の形
態と同様にオフセット調整を行う。この操作を各磁気検
出回路５０について行う。

【００５５】そして、全ての磁気検出回路５０に対する
オフセット調整が終了すると、紙幣識別装置を稼動させ
る。紙幣搬送路２に紙幣Ｍが導入されると、コントロー
ラ２４では、マルチプレクサ２６を制御して各磁気検出
回路５０からの磁気検出電圧Ｖｍを所定タイミングで順
次切り替え、この磁気検出電圧Ｖｍが増幅回路２８で増
幅され、Ａ／Ｄ変換器２０でデジタル信号に変換されて
コントローラ２４に入力される。

【００５６】このとき、例えば紙幣Ｍの磁気量が少ない
場合には、図１０（ａ）に示すように磁気検出電圧Ｖｍ
の振幅は小さくなり、逆に紙幣Ｍの磁気量が多い場合に
は、図１０（ｂ）に示すように磁気検出電圧Ｖｍの振幅
が大きくなる。このように、振幅が小さすぎたり大きす
ぎる場合には、Ａ／Ｄ変換器２０への入力電圧レンジの
関係等で変換誤差の影響を受けることになる。

【００５７】したがって、この場合には増幅回路２８の
ゲイン調整を行い、磁気量検知信号Ｄｓの十分な精度を
確保できる振幅を得ることの可能なゲインに変更すれ
ば、磁気検出電圧Ｖｍが増幅回路２８で増幅された後、
Ａ／Ｄ変換器２０に供給されるため、Ａ／Ｄ変換器２０
での変換誤差を抑制することができる。前記増幅回路２
８の調整は、例えば、コントローラ２４に付属する表示
装置に入力される磁気量検知信号Ｄｓを表示するように
し、オペレータがこの磁気量検知信号Ｄｓの値を観察
し、磁気量検知信号Ｄｓが大きければ増幅回路２８のゲ
インを小さな値に、逆に磁気量検知信号Ｄｓが小さけれ
ばゲインを大きな値に設定し、これをコントローラ２４
の入力手段を操作して増幅回路２８のゲインとして更新
設定することによって行う。これによって、コントロー
ラ２４が指定されたゲインとなるように増幅回路２８の
電子トリマ抵抗を調整し、ゲイン調整が行われる。

【００５８】特に、国によっては、紙幣Ｍの磁気量が異
なるため、例えば複数の国の紙幣について識別を行うよ
うな紙幣識別装置の場合には、予め各国毎に、その紙幣
について、測定を行って、磁気量検知信号Ｄｓの精度を
確保するのに十分な振幅となる、増幅回路２８のゲイン
を検出しておき、これに基づいて識別する紙幣の国種に
応じて増幅回路２８のゲインを設定するようにしてもよ
い。

【００５９】また、紙幣Ｍの磁気量が何らかによって変
化していたために、紙幣Ｍの識別ができなかった場合等
には、増幅回路２８のゲインを調整し、再度、この紙幣
Ｍに対して測定を行えばよい。このように、増幅回路２
８のゲインを調整することによって、磁気検出回路５０
ａ〜５０ｆからの磁気検出電圧Ｖｍについてゲイン調整
を行うことができる。したがって、磁気検出回路５０ａ
〜５０ｆのゲインを個別に調整することなく、ゲイン調
整を行うことができるから、ゲイン調整に要する時間短
縮を図ることができると共に、測定対象の種類に応じて
増幅回路２８のゲイン調整を行うことによって、より高
精度に磁気量検出を行うことができる。

【００６０】また、増幅回路２８の調整を行うだけで、
全ての磁気検出回路５０ａ〜５０ｆについてそのゲイン
調整を容易に行うことができるから、紙幣Ｍの国種が替
わった場合であっても容易に対処することができる。な
お、上記各実施の形態においては、磁気量検出手段とし
て磁気ヘッド６を用いた場合について説明したが、これ
に限るものではない。例えば、鉄心コアと巻線とから構
成されるセンサ等、磁性体の移動によって、また、及び
交流バイアスを供給することによってインダクタンスが
変化するような、センサであれば適用することができ
る。

【００６１】また、上記各実施の形態においては、本発
明による磁気センサを、紙幣識別装置に適用した場合に
ついて説明したが、これに限らず、紙葉類識別装置等、
他の装置に適用することも可能である。また、複数の磁
気センサを用いる場合について説明しているが、磁気セ
ンサ単独であっても適用することができることはいうま
でもない。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
乃至請求項４に係る磁気量検出装置によれば、磁気量検
出手段からの磁気検出信号を、調整手段によって調整す
るようにし、その調整量を制御手段によって制御するよ
うにしたから、人手を介さずに容易且つ高精度に磁気検
出信号の調整を行うことができる。

【００６３】特に、請求項２に係る磁気量検出装置で
は、ゲイン調整手段によって磁気検出信号の増幅倍率を
調整し、オフセット調整手段によって磁気検出信号のオ
フセットを調整するようにしたから、規定のオフセット
値及び規定の振幅となる出力特性に容易に調整すること
ができる。また、請求項３に係る磁気量検出装置では、
ゲイン調整を行う際に、ヒストグラムを用いて磁気検出
信号のピーク値を特定するようにしたから、高精度にピ
ーク値を検出することができる。

【００６４】さらに、請求項４に係る磁気量検出装置で
は、調整手段による調整後の磁気検出信号をマルチプレ
クサに複数入力し、マルチプレクサの出力を一括調整手
段で調整するようにしたから、複数の磁気検出信号の出
力調整を一括して容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した紙幣判別装置の概略構成図で
ある。

【図２】本発明の第１の実施の形態における磁気量検出
装置の構成を示すブロック図である。

【図３】初期調整処理の処理手順の一例を示すフローチ
ャートである。

【図４】オフセット調整処理の処理手順の一例を示すフ
ローチャートである。

【図５】本発明の動作説明に供する説明図である。

【図６】ヒストグラムの一例である。

【図７】初期調整処理後の磁気検出電圧Ｖｍの一例であ
る。

【図８】環境調整処理の処理手順の一例を示すフローチ
ャートである。

【図９】第２の実施の形態における磁気量検出装置の構
成を示すブロック図である。

【図１０】第２の実施の形態の動作説明に供する説明図
である。

【符号の説明】

２紙幣搬送路６磁気センサ１２磁気ヘッド１４コンデンサ１６増幅回路１８加算回路２０Ａ／Ｄ変換器２２切り替え回路２４制御装置２６マルチプレクサ２８増幅回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気量に応じた磁気検出信号を出力する
磁気量検出手段と、前記磁気検出信号の信号レベルを調整する調整手段と、当該調整手段での調整後の前記磁気検出信号に基づいて
前記磁気量を算出する磁気量算出手段と、前記磁気量検出手段に、磁気量測定時には測定用の駆動
信号を供給し調整時には調整用の駆動信号を供給する駆
動信号供給手段と、前記調整時であり且つ前記磁気量検出手段で磁気量を検
出していないときの前記磁気検出信号に基づいて前記調
整手段の調整量を制御する制御手段と、を備えることを
特徴とする磁気量検出装置。
【請求項２】前記磁気量検出手段は、測定時には前記
駆動信号として直流信号が供給されて前記磁気量に応じ
た磁気検出信号を出力し且つ前記駆動信号として交流信
号が供給されたときには当該交流信号に比例する磁気検
出信号を出力する手段であって、前記調整手段は、前記磁気検出信号の増幅倍率を調整す
るゲイン調整手段と前記磁気検出信号のオフセットを調
整するオフセット調整手段とを備え、前記駆動信号供給手段は、前記調整用の駆動信号として
前記ゲイン調整手段でのゲイン調整用の交流信号と前記
オフセット調整手段でのオフセット調整用の直流信号と
を切り替えて前記磁気量検出手段に供給するようになっ
ていることを特徴とする請求項１記載の磁気量検出装
置。
【請求項３】前記制御手段は、前記ゲイン調整用の交
流信号を供給したときの前記磁気検出信号に基づいてヒ
ストグラムを生成し、当該ヒストグラムに基づいて前記
磁気検出信号のピーク値を検出するピーク値検出手段を
備え、当該ピーク値検出手段で検出したピーク値に基づいて前
記調整手段の調整を行うようになっていることを特徴と
する請求項２記載の磁気量検出装置。
【請求項４】前記調整手段による調整後の前記磁気検
出信号を複数入力しこれを切り替えて出力するマルチプ
レクサと、当該マルチプレクサの出力信号を調整する一括調整手段
と、を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３の
何れかに記載の磁気量検出装置。