JP2006318454A - 紙幣識別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カラー複写機やデジタルプリンタによる偽造紙幣の識別が困難であった。
【解決手段】特徴抽出部は、コイル２７とコンデンサ２８が並列接続された並列接続体２９と、この並列接続体２９に接続された発振器３８と、この発振器３８の出力が一方の入力に直接接続されるとともに、他方の入力には遅延回路４０を介して発振器３８の出力が接続された位相比較器３９と、この位相比較器３９の出力が接続されたローパスフィルタ４５とを有し、並列接続体２９を形成するコイル２７或いはコンデンサ２８の内、少なくとも何れか一方が紙幣２に近接するように設けられたものである。これにより、初期の目的を達成することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、紙幣の真偽等を識別する紙幣識別装置に関するものである。

近年、自動販売機や券売機などで販売される商品の多様化と高額化に伴い、千円紙幣以上の高額紙幣を使用する紙幣識別装置が広く使用されるようになってきた。特に高額紙幣が使用できる機器が一般的になりつつある。一方、複写機やカラープリンターなどＯＡ機器の進歩に伴い、これら高精度の複写装置を用いた偽造紙幣が行使される犯罪も増加傾向にあり、紙幣識別装置に対しては識別能力を一層向上させて犯罪を未然に防止することが求められている。

以下、従来の紙幣識別装置について説明する。図７は従来の紙幣識別装置のブロック図である。図７において、１は紙幣２の挿入口であり、この挿入口１には、紙幣２の通路３が連結して設けられている。４はプーリ５とタイミングベルト６とで構成された搬送手段であり、通路３上に設けられるとともに、紙幣２を搬送するものである。

７は、ＭＲ（マグネチックレジスタンス）素子で形成されたセンサであり、通路３の壁面に設けられている。このＭＲ素子７の出力は増幅器８に接続されており、その出力はピークホールド回路９を介して識別部１０に接続されている。また、この識別部１０の出力は、出力端子１１に接続されている。１２は、搬送手段４を駆動する駆動部であり、識別部１０からの出力で制御されるものである。

以上のように構成された紙幣識別装置について、以下にその動作を説明する。挿入口１から挿入された紙幣２は通路３に導かれる。そして、この紙幣２は、搬送手段４により搬送される。このとき、通路３の壁面に設けられたＭＲ素子７により、紙幣２に付着された磁気情報のレベルが検出される。

このＭＲ素子７により検出された磁気情報は、増幅器８で増幅される。こうして増幅された磁気情報はピークホールド回路９でピーク情報が抽出されて、識別し易い形態に変換される。そして、識別部１０内のメモリに格納された基準情報と比較されて、挿入された紙幣２の真偽と金種が判別される。判別された紙幣２の情報は、出力端子１１から出力される。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００３−８５６１２号公報

しかしながらこのような従来の紙幣識別装置は、ＭＲ素子７で紙幣２に付着された磁気のレベルを検出しているので、その磁気レベルの微小な変化を読み取ることはできなかった。即ち、近年の複写機やカラープリンターなどＯＡ機器の進歩に伴い、高精度に偽造された紙幣を磁気レベルの変化では識別することは困難であった。

そこで本発明は、高精度の識別能力を有する紙幣識別装置を提供することを目的としたものである。

そしてこの目的を達成するために本発明の紙幣識別装置の特徴抽出部は、インダクタンス素子とキャパシタンス素子が並列接続された並列接続体と、この並列接続体に接続された発振器と、この発振器の出力が一方の入力に直接接続されるとともに、他方の入力には遅延回路を介して前記発振器の出力が接続された位相比較器と、この位相比較器の出力が接続されたローパスフィルタとを有し、前記並列接続体を形成する前記インダクタンス素子或いは前記キャパシタンス素子の内、少なくとも何れか一方の素子が紙幣に近接するように設けられたものである。この構成により、初期の目的を達成することができる。

以上のように本発明の紙幣識別装置に用いられる特徴抽出部は、インダクタンス素子とキャパシタンス素子が並列接続された並列接続体と、この並列接続体に接続された発振器と、この発振器の出力が一方の入力に直接接続されるとともに、他方の入力には遅延回路を介して前記発振器の出力が接続された位相比較器と、この位相比較器の出力が接続されたローパスフィルタとを有し、前記並列接続体を形成する前記インダクタンス素子或いは前記キャパシタンス素子の内、少なくとも何れか一方の素子が紙幣に近接するように設けられたものである。

従って、紙幣に付着された磁気情報を並列接続体で形成された共振器のリアクタンスの変化として捕らえ、このリアクタンスの変化に応じた周波数を発振器で発振させることにより、発振周波数を変化させ、この変化した発振周波数の位相の変化と、遅延回路の作用で遅れている元の発振周波数の位相と比較することにより、紙幣の磁気情報の微小な位相レベルの変化を電圧の変化として検出することができる。即ち、高精度の紙幣識別が可能となる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本実施の形態における紙幣識別装置のブロック図である。図１において、２１は紙幣２の挿入口であり、この挿入口２１には、紙幣２の通路２３が連結して設けられている。２４は、プーリ２５にタイミングベルト２６が架けられて構成された搬送手段であり、通路２３上に設けられるとともに、紙幣２を搬送するものである。

２９は、インダクタンス素子としてのコイル２７と、キャパシタンス素子としてのコンデンサ２８が並列接続された並列接続体である。この並列接続体２９を形成するコイル２７が通路２３の壁面に設けられて、紙幣２の磁気情報の特徴を抽出するセンサ２７ａを形成している。コイル２７はフェライトに巻かれ、図２に示すように並列接続されたコンデンサ２８とで、略８ＭＨｚの共振器（並列接続体２９）２９ａを形成している。

並列接続体２９の一方は、結合コンデンサ３０を介してトランジスタ３１のベースに接続されるとともに、他方はグランドに接続されている。３２は電源であり、トランジスタ３１のコレクタに接続されるとともに、コンデンサ３３を介してグランドに接続されている。また、トランジスタ３１のベースとエミッタとの間にはコンデンサ３４が接続されている。また、トランジスタ３１のエミッタとグランドとの間には抵抗３５とコンデンサ３６が接続されている。３７は、抵抗３５とトランジスタ３１のエミッタの接続点から導出された出力端子であり、いわゆるコルピッツ型の発振器３８を形成している。

この発振器３８の出力端子３７は、図１に示すように、位相比較器３９の一方の入力に接続されるとともに、他方の入力には発振器３８の出力端子３７が遅延回路４０を介して接続されている。

この遅延回路４０は、図３に示すように、入力４１と出力４２との間に接続された抵抗(２２ＫΩ)４３と、出力４２とグランドとの間に接続されたコンデンサ（１０００ｐＦ）４４とで構成されている。このように構成された遅延回路４０は、略２２μｓの遅延時間を有している。ここで、入力４１は発振器３８の出力端子３７に接続されるとともに、出力４２は位相比較器３９の他方の入力に接続されている。

本実施の形態における遅延時間は、略２２μｓとしたがこれは１０μｓから１ｍｓの範囲に設定しておけば良い。最低の遅延時間１０μｓは発振周波数の約１０倍程度に設定することが望ましいことによる。また、最高の遅延時間１ｍｓは識別部４６を構成するマイコンの処理速度からの制約である。

位相比較器３９の出力は、図１に示すように、約１ｋＨｚのカットオフ周波数を有するローパスフィルタ４５を介して、識別部４６に接続されている。また、この識別部４６の出力は、出力端子４７に接続されている。４８は、搬送手段２４を駆動する駆動部であり、識別部４６からの出力で制御されるものである。この搬送手段２４の搬送速度は、１秒間に紙幣１枚を搬送する一定の速度に設定している。なお、並列接続体２９と発振器３８と位相比較器３９と遅延回路４０とローパスフィルタ４５とで紙幣２の特徴を抽出する特徴抽出部を形成している。

以上のように構成された紙幣識別装置について、以下にその動作を説明する。挿入口２１から挿入された紙幣２は、通路２３に導かれる。そして、この紙幣２は、搬送手段２４により搬送される。このとき、通路２３の壁面に設けられたコイル２７で形成されたセンサ２７ａは、紙幣２に付着された磁気情報により、コイル２７のインダクタンス値が変化する。インダクタンス値が変化すると、このコイル２７と並列に接続されたコンデンサ２８とで構成される並列接続体２９（共振器２９ａ）の共振周波数が変化する。即ち、発振器３８の発振周波数が紙幣２に付着された磁気情報に応じて変化することになる。

このように、紙幣２の搬送により、この紙幣２に付着された磁気情報が変化して位相比較器３９の一方の入力に供給される。また、位相比較器３９の他方の入力には遅延回路４０で遅延された信号が入力されているので、位相比較器３９の出力からは、発振器３８の出力と、この出力より遅延回路で遅れた信号の差の信号が出力される。

即ち、紙幣２の微小な磁気情報の変化が、位相比較器３９によって位相差として検出されることになる。従って、高精度の紙幣２の磁気情報を検出することができる。このようにして、高精度の紙幣２の真偽情報と金種情報を検出することができる。

この位相比較器３９から出力される紙幣２の磁気情報は、ローパスフィルタ４５で必要とする情報のみを通過させて識別部４６に送られる。そして、この識別部４６で紙幣の真偽と金種が識別される。本実施の形態におけるローパスフィルタ４５の出力では、０．１５ｍｍ以下の詳細さで磁気情報を区別することができる。従って、カラードットプリンタ等を用いて偽造した紙幣等と真紙幣との区別をすることができる。また、アルミ（アルミニウム）の検出をすることもできる。従って、紙幣２の真偽や金種識別が容易に区別できる情報を識別部４６に提供することができるものである。

この識別部４６では、メモリに格納された紙幣の基準情報と比較して、挿入された紙幣２の真偽と金種が判別される。判別された信号は、出力端子４７から出力される。

なお、遅延回路４０は、本実施の形態においては、抵抗４３とコンデンサ４４とで構成したが、これは構成が容易にできるからである。しかし、これは公知のポリフェーズフィルタを用いても良い。このポリフェーズフィルタを用いることにより、容易にしかも正確に遅延時間を検出することができる。

なお、遅延回路４０には９０度移相器を用いても良い。この９０度移相器を用いることにより、クァドラチャＦＭ検波器を構成することができるので、紙幣２の磁気情報の変化を容易に検出することができる。

図４は、紙幣２の平面図である。この紙幣２を搬送手段２４で搬送することにより、センサ２７ａで紙幣２の長手方向を走査して紙幣２の磁気情報を抽出するわけである。

（実施の形態２）
実施の形態１では、センサ２７ａとして、コイル２７を用いたが、実施の形態２は、センサ２７ａとしてコンデンサ２８ｂを用いたものである。何れにしても、共振器２９ｂ（実施の形態１の共振器２９ａに該当する）の共振周波数を変化させて、発振器３８ａ（実施の形態１の発振器３８に該当する）の発振周波数を変えるものである。このことにより、紙幣の種類によっては、より精密にその特徴を抽出することができる。

図５は、紙幣５４の平面図であり、この紙幣５４はアルミ５１に磁性体５２が一定間隔おいて複数個塗布されたセキュリティ線５３が紙幣５４の短手方向に設けられたものである。このような紙幣５４を識別する場合において、実施の形態１の識別装置でも識別することができる。しかし、紙幣５４に含まれたアルミを検出するには、電界の変化を検出できるキャパシタンス素子で抽出することが望ましい。

なお、紙幣に誘電体が付着された場合には、インダクタンス素子で検出するより、キャパシタンス素子で検出することが望ましい。

即ち、図６に示すように、通路２３の上方と下方に電極５５ａ，５５ｂを設け、この電極５５ａ，５５ｂ間を走行する紙幣５４のセキュリティ線５３をコンデンサ２８ｂの容量変化で抽出するものである。５６はコンデンサ２８ｂと並列接続されるインダクタである。

また、この電極５５ａと５５ｂとは、図５の点線で示すように、紙幣５４の短手方向の両端に配置しても良い。この場合、セキュリティ線５３全体を含むコンデンサ２８ｂの変化を検出することができるので、特定の位置にのみ設けられたセンサ２７ａに比べて安定した検出ができる。

（実施の形態３）
実施の形態１，２では、発振器３８をコルピッツ型とし、並列接続体２９に片側をグランドに接続して用いたが、実施の形態３では、発振器３８を２つ用いて差動タイプの発振器とし、これら発振器の平衡出力間にコイル２７とコンデンサ２８からなる並列接続体２９を接続した発振回路としている。

このように、発振器３８を２つ用いて差動タイプの発振器とすることにより、発振動作が安定する。また、これら発振器の平衡出力間には、コイル２７とコンデンサ２８からなる並列接続体２９を接続しているので、コイル２７およびコンデンサ２８は、共にグランドに接続されることがない。

これにより、コイル２７およびコンデンサ２８には不要な浮遊容量をなくすことができ、並列接続体２９として損失を小さくできる。つまり、コイル２７のインダクタンスあるいはコンデンサ２８の容量の微小な変化による発振回路の周波数感度を高めることができる。

また、このように２つの発振器３８を用いた平衡タイプの発振器と並列接続体２９により発振回路を構成しているので、紙幣識別装置以外からの制御ノイズ等に対しても妨害を受けにくい紙幣識別装置を実現できる。

本発明にかかる紙幣識別装置は、高精度に紙幣の真偽と金種を識別する事ができるので、自動販売機や券売機等の各種自動サービス機器に使用される紙幣識別装置に適用できる。

本発明の実施の形態１における紙幣識別装置のブロック図 同、センサと発振器の回路図 同、遅延回路の回路図 紙幣の平面図 本発明の実施の形態２における紙幣の平面図 同、紙幣識別装置の要部断面図 従来の紙幣識別装置のブロック図

符号の説明

２ 紙幣
２１ 挿入口
２３ 通路
２４ 搬送手段
２７ コイル
２７ａ センサ
２８ コンデンサ
２９ 並列接続体
２９ａ 共振器
３８ 発振器
３９ 位相比較器
４０ 遅延回路
４５ ローパスフィルタ
４６ 識別部
４７ 出力端子

Claims (6)

1. 紙幣が挿入される挿入口と、この挿入口に連結して設けられた前記紙幣の通路と、この通路上に設けられるとともに前記紙幣が搬送される搬送手段と、前記紙幣の特徴を抽出する特徴抽出部と、この特徴抽出部の出力に接続された識別部と、この識別部の出力に接続された出力端子とを備え、前記特徴抽出部は、インダクタンス素子とキャパシタンス素子が並列接続された並列接続体と、この並列接続体に接続された発振器と、この発振器の出力が一方の入力に直接接続されるとともに、他方の入力には遅延回路を介して前記発振器の出力が接続された位相比較器と、この位相比較器の出力が接続されたローパスフィルタとを有し、前記並列接続体を形成する前記インダクタンス素子或いは前記キャパシタンス素子の内、少なくとも何れか一方の素子が前記紙幣に近接するように設けられた紙幣識別装置。
2. インダクタンス素子が紙幣に近接するように通路の壁面に設けられた請求項１に記載の紙幣識別装置。
3. キャパシタンス素子が紙幣に近接するように通路の壁面に設けられた請求項１に記載の紙幣識別装置。
4. 遅延回路は、略１０μｓから１ｍｓ遅延する請求項１に記載の紙幣識別装置。
5. 遅延回路は、ポリフェーズフィルタで形成された請求項１に記載の紙幣識別装置。
6. 発振器を差動タイプとし、この差動タイプの発振器の平衡出力間に並列接続体を設けた請求項１に記載の紙幣識別装置。

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