JP2017041111A - 硬貨識別用磁気センサ、硬貨処理装置及び硬貨識別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気を用いた硬貨識別を行う場合に、装置の小型化と低コスト化を実現すること。
【解決手段】硬貨１０の搬送路２０の下面にコイルを含むセンサ部３０を配置し、硬貨１０の最大径よりも大きい磁界を発生させ、周波数スイープにより並列共振インピーダンスを算定する。並列共振インピーダンスの共振周波数からインダクタンスを算定し、インピーダンスの値とインダクタンスの値から、並列共振インピーダンスにおける抵抗成分を算定する。インダクタンスの変化分を硬貨１０のサイズの判別指標として使用し、抵抗の変化分を硬貨１０の材質の判別指標として使用して、硬貨１０の金種及び真贋を識別する。
【選択図】図１

Description

この発明は、磁気特性により硬貨を識別する硬貨識別用磁気センサ、硬貨処理装置及び硬貨識別方法に関する。

従来、自動販売機や釣銭機などのように硬貨を取り扱う装置では、硬貨の金種識別及び真贋識別を行っている。硬貨の金種識別及び真贋識別には、硬貨の磁気特性を用いることができる。

例えば、特許文献１には、硬貨の搬送路の下方に励磁用コイルと検知用コイルを配置し、硬貨の搬送路の上方に検知用コイルを２つ配置した硬貨識別用磁気センサが開示されている。

かかる硬貨識別用磁気センサでは、搬送路下方の検知用コイルは硬貨の材質の違いを判別するために用いられ、搬送路上方の２つの検知用コイルは硬貨の大きさの違いを判別するために用いられる。そして、硬貨の材質と大きさについての判別結果から、硬貨の金種及び真贋を識別するのである。

なお、特許文献２には、紙幣入金口に投入された硬貨を異物として異物収納部に収納し、異物収納部における硬貨の存在を磁気センサにより検知する貨幣処理装置が開示されている。

特開２０１３−１６４７０８号公報 特開２０１４−１７０３８６号公報

しかしながら、特許文献１に代表される従来の技術では、硬貨の金種や真贋の識別を行うために複数のコイルを立体的に配置する必要があった。特許文献２に開示された技術のように、単一のコイルの出力を用いる構成とすると、硬貨の存在を検知することはできても金種や真贋の識別はできない。

複数のコイルを立体的に配置すると、装置が大きくなり、また部品点数も増大する。部品点数が増大すると、それだけ製造コストも大きくなる。さらに、検知精度の向上を図るためにワイヤを巻き付けたボビン型コイルを採用すれば、装置の大型化とコストの増大が顕著となる。

これらのことから、硬貨識別用磁気センサの小型化、低コスト化をいかにして実現するかが重要な課題となっていた。

本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであって、磁気を用いた硬貨識別を行う場合に、装置の小型化と低コスト化を実現することのできる硬貨識別用磁気センサ、硬貨処理装置及び硬貨識別方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、識別対象となる硬貨を搬送する搬送路面に対して磁界を発生させる単一のコイルと、前記コイルに電圧を印加する交流電源部と、前記コイルの共振周波数及び該共振周波数でのインピーダンスを検知する検知部と、前記検知部により検知された共振周波数及びインピーダンスに基づいて、前記硬貨の種別を識別する識別部とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記コイルは、前記硬貨の最大径が該コイルにより発生された磁界内に所在する位置に設けられることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記コイルは、前記硬貨の搬送方向に対し直交する方向の寸法が前記硬貨の最大径よりも大きいことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記コイルは、前記硬貨の搬送方向の寸法が前記硬貨の最大径よりも小さいことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記共振周波数から前記コイルのインダクタンスを算定するインダクタンス算定部と、前記インダクタンス算定部により算定されたインダクタンスと前記インピーダンスとに基づいて前記インピーダンスにおける抵抗成分を算定する抵抗成分算定部とをさらに備え、前記識別部は、前記インダクタンスと前記抵抗成分とを用いて前記硬貨の種別を識別することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記交流電源部は、所定の周波数帯を掃引し、前記検知部は、前記交流電源部により掃引された周波数帯における消費電力に基づいて前記共振周波数及び該共振周波数でのインピーダンスを検知することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記コイルにコンデンサを並列に接続して並列共振回路を形成し、前記交流電源部は、前記並列共振回路に電圧を印加することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記コイルは、円形又は楕円形であることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記コイルは、基板上に形成されたプリントパターンであることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記交流電源部及び前記検知部は、前記基板上に搭載されることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記搬送路面を非磁性の材質で構成したことを特徴とする。

また、本発明は、投入された硬貨又は投出する硬貨を搬送する搬送路と、前記搬送路の搬送路面に対して磁界を発生させるコイルと、前記コイルに電圧を印加する交流電源部と、前記コイルの共振周波数及び該共振周波数でのインピーダンスを検知する検知部と、前記検知部により検知された共振周波数及びインピーダンスに基づいて、前記硬貨の種別を識別する識別部と、前記識別部による識別結果に応じて前記硬貨の投入又は投出に係る処理を異ならせる硬貨処理部とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、識別対象となる硬貨を搬送する搬送路面に対して設けられた単一のコイルにより交番磁界を発生させる磁界発生ステップと、前記コイルの共振周波数及び該共振周波数でのインピーダンスを検知する検知ステップと、前記検知ステップにより検知された共振周波数及びインピーダンスに基づいて、前記硬貨の種別を識別する識別ステップとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、識別対象となる硬貨を搬送する搬送路面に対して磁界を発生させる単一のコイルと、コイルに電圧を印加する交流電源部と、コイルの共振周波数及び該共振周波数でのインピーダンスを検知する検知部と、検知部により検知された共振周波数及びインピーダンスに基づいて、硬貨の種別を識別する識別部とを備えるよう構成したので、磁気を用いた硬貨識別を行う場合に、装置の小型化と低コスト化を実現することができる。

また、本発明によれば、識別対象となる硬貨を搬送する搬送路面に対して設けられた単一のコイルにより交番磁界を発生させ、コイルの共振周波数及び該共振周波数でのインピーダンスを検知し、共振周波数及びインピーダンスに基づいて、硬貨の種別を識別するので、小型かつ低コストの構成で磁気を用いた硬貨識別を行うことができる。

図１は、実施例に係る硬貨の識別についての説明図である。 図２は、硬貨識別用磁気センサの構成を示すブロック図である。 図３は、硬貨の磁気特性についての説明図である。 図４は、硬貨の有無による変化を説明する等価回路図である。 図５は、硬貨識別用磁気センサの構成例についての説明図である。 図６は、硬貨識別用磁気センサの処理手順を示すフローチャートである。 図７は、コイルの寸法についての説明図である。 図８は、コイルの搬送路に対する配置についての説明図である。 図９は、硬貨識別用磁気センサの構成の変形例についての説明図である。 図１０は、硬貨処理装置の具体例である釣銭機の外観構成を示す外観構成図である。 図１１は、図１０に示した釣銭機の内部構成を示すブロック図である。 図１２は、図１１に示した硬貨処理ユニットの詳細についての説明図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明に係る硬貨識別用磁気センサ、硬貨処理装置及び硬貨識別方法の好適な実施例を詳細に説明する。

まず、本実施例に係る硬貨の識別について説明する。図１は、実施例に係る硬貨の識別についての説明図である。図１に示すように、識別対象の硬貨１０は、非磁性の材質で構成された搬送路２０の上を移動する。

搬送路２０の下面には、センサ部３０が配置されている。センサ部３０は、コイルを含み、搬送路２０を磁束が通過するよう磁界を生成する。センサ部３０が生成する磁界は、少なくとも硬貨１０の搬送方向に直交する方向において、硬貨１０の最大径よりも大きい。また、硬貨１０が搬送路２０のどの位置を移動しても、硬貨１０の最大径が全て磁界に含まれることが好適である。好ましくは、センサ部３０のコイルが搬送路２０の幅を全てカバーするように配置する。

かかる配置により、硬貨１０の搬送過程において、硬貨１０の両端がコイルにより発生された磁界内に所在する状態が生ずる。ここで、硬貨１０の両端、硬貨１０の最大径とは、硬貨１０の面における最長の２点間距離をいうものとする。すなわち、硬貨１０が円形であれば直径に対応し、硬貨１０が楕円形であれば長径に対応する。そして、硬貨１０が多角形であれば、最長の対角線に対応する。

センサ部３０は、コイルにコンデンサを並列に接続した並列共振回路であり、電源は周波数スイープ（周波数掃引）が可能である。そして、硬貨１０がセンサ部３０を通過する際に周波数スイープを行うことで、コイル上に硬貨１０が存在する状態での並列共振インピーダンスを算定することができる。

ここで、硬貨１０の有無によるインピーダンスの変化は、硬貨１０のサイズによる影響と硬貨１０の材質による影響の合成となる。このうち、硬貨１０のサイズによる影響はインダクタンスの変化として現れ、硬貨１０の素材による影響は抵抗成分の変化として現れる。

本実施例に係る硬貨識別では、並列共振インピーダンスの共振周波数からインダクタンスを算定する。また、本実施例に係る硬貨識別では、インピーダンスの値とインダクタンスの値から、並列共振インピーダンスにおける抵抗成分を算定する。

このようにして算定したインダクタンスの変化分を硬貨１０のサイズの判別指標として使用し、抵抗の変化分を硬貨１０の材質の判別指標として使用することで、硬貨１０の金種及び真贋の識別が可能となる。

このように、本実施例に係る硬貨識別では、１のコイルの出力からインダクタンスと抵抗の変化をそれぞれ算定し、インダクタンスの変化から硬貨１０のサイズを判別し、抵抗の変化から硬貨１０の材質を判別して硬貨１０の金種及び真贋を識別する。

かかる構成では、複数のコイルを立体的に配置する必要がないため、装置の小型化、部品点数の削減、低コスト化が実現できる。さらに、コイルは、基板上のプリントパターンでもよく、ボビン型のコイルを使う必要がない。この点も、小型化、部品点数の低減及び低コスト化に大きく寄与する。また、硬貨１０が搬送路２０のどの位置を通過しても同様に識別が可能であり、硬貨１０を搬送路２０に対して位置決めする機構（例えば片寄せ機構）なども不要となる。

次に、本実施例に係る硬貨識別用磁気センサの構成について説明する。図２は、硬貨識別用磁気センサの構成を示すブロック図である。図２に示すように、硬貨識別用磁気センサ４０は、センサ部３０、磁界制御部５０、記憶部６０及び硬貨識別制御部７０を有する。

センサ部３０は、既に説明したように、コイルにコンデンサを並列に接続した並列共振回路である。磁界制御部５０は、センサ部３０の動作を制御することで、センサ部３０による磁界の生成を制御する処理部である。

磁界制御部５０は、その内部に周波数スイープ制御部５１、並列共振インピーダンス算定部５２及びインダクタンス算定部５３を有する。周波数スイープ制御部５１は、センサ部３０に交流電圧を供給して交番磁界を発生させるとともに、その周波数をスイープさせる処理部である。

並列共振インピーダンス算定部５２は、センサ部３０の並列共振インピーダンスを算定する処理部である。具体的には、並列共振インピーダンス算定部５２は、センサ部３０の消費電力をモニタし、センサ部３０の消費電力が最大となる共振点を特定し、共振点における消費電力から並列共振インピーダンスを算定する。

インダクタンス算定部５３は、並列共振インピーダンスが算定された場合に、その共振周波数からインダクタンスを算定する処理部である。

記憶部６０は、不揮発性メモリ等からなる記憶デバイスであり、基準データ６１及び硬貨特性データ６２を記憶する。基準データ６１は、硬貨１０が存在しない状態でのセンサ部３０の並列共振インピーダンス及びインダクタンスを示すデータである。硬貨特性データ６２は、識別対象となる硬貨１０について、サイズ及び材質に対応する磁気特性を金種別に示すデータである。具体的には、各金種について、当該金種の真正の硬貨１０がセンサ部３０の上に所在している場合のインダクタンスと抵抗の変化量が硬貨特性データ６２に示されている。

硬貨識別制御部７０は、磁界制御部５０から並列共振インピーダンス及びインダクタンスを読み出し、硬貨１０の識別を行う処理部である。硬貨識別制御部７０は、その内部にインダクタンス変化算定部７１、硬貨サイズ判別部７２、抵抗変化算定部７３、硬貨材質判別部７４及び識別処理部７５を有する。

インダクタンス変化算定部７１は、磁界制御部５０から読み出したインダクタンスと、基準データ６１に示されたインダクタンスとを比較し、インダクタンスの変化量を算定する処理を行う。硬貨サイズ判別部７２は、インダクタンス変化算定部７１により算定されたインダクタンスの変化量に基づいて硬貨特性データ６２を参照し、センサ部３０の上に所在する硬貨１０のサイズを判別する処理を行う。

抵抗変化算定部７３は、磁界制御部５０から読み出した並列共振インピーダンスとインダクタンスとを用いて抵抗成分を算定し、基準データ６１に示された並列共振インピーダンス及びインダクタンスにより特定される抵抗成分からの変化量を算定する処理を行う。硬貨材質判別部７４は、抵抗変化算定部７３により算定された抵抗の変化量に基づいて硬貨特性データ６２を参照し、センサ部３０の上に所在する硬貨１０の材質を判別する処理を行う。

識別処理部７５は、硬貨サイズ判別部７２及び硬貨材質判別部７４の判別結果を用いて、センサ部３０の上に所在する硬貨１０の金種及び真偽を識別し、識別結果を出力する処理を行う。具体的には、サイズと材質の組合せが適正な硬貨と一致した場合には、該当する硬貨の金種を識別結果として出力し、サイズと材質の組合せが適正な硬貨と一致しなければ、真正な硬貨ではないとの識別結果を出力する。

次に、硬貨１０の磁気特性について説明する。図３は、硬貨１０の磁気特性についての説明図である。図３には、硬貨１０が無い状態でのセンサ部３０の並列共振インピーダンスと、日本の各金種の硬貨が所在する状態でのセンサ部３０の並列共振インピーダンスとを示している。なお、図３では、１円硬貨を「Ｊ００１」、５円硬貨を「Ｊ００５」、１０円硬貨を「Ｊ０１０」、５０円硬貨を「Ｊ０５０」、１００円硬貨を「Ｊ１００」、５００円硬貨を「Ｊ５００」として示した。

図３に示したように、インピーダンスが最大となる周波数、すなわち共振周波数は、金種毎に異なっている。これは、硬貨のサイズの影響を受けているためである。また、共振周波数におけるインピーダンスの値も金種毎に異なっている。これは、硬貨の材質の影響を受けているためである。

例えば、直径２２．６ｍｍである１００円硬貨（Ｊ１００）と、直径２２ｍｍである５円硬貨（Ｊ００５）とは、共振周波数が近い値となっている。しかし、材質の違いにより、インピーダンスの値は明確に異なっている。これに対し、５円硬貨（Ｊ００５）と１０円硬貨（Ｊ０１０）は、インピーダンスの値は近いが、共振周波数が明確に異なっている。

並列共振インピーダンスに対する硬貨のサイズと材質の影響についてさらに説明する。基板上のプリントパターンとして形成したコイルのインダクタンスＬは、コイルの芯の透磁率をμ、コイル巻き数をＮ、コイルパターンの断面積をＳ、コイルパターンの積層厚みをｔとすると

となる。

このコイルパターン上に硬貨１０を置くと、コイルパターンにより発生している磁束が硬貨１０により遮られて、コイルパターンの断面積Ｓが減少する。この結果、硬貨１０のサイズに対応したインダクタンスの値となる。

さらに、コイルパターンに交流電圧を印可し、交番磁界が生じた状態で硬貨１０を置くと、電磁誘導効果により硬貨１０の表面近傍で渦電流（Eddy Current）が発生する。渦電流による抵抗は硬貨１０の材質によって異なる。

硬貨１０の有無によるインピーダンスの変化は、インダクタンスの変化と抵抗の変化との合成となる。したがって、インダクタンスを特定できれば、抵抗成分も特定可能である。ここで、並列共振回路における共振周波数ｆ₀については、Ｒが充分に小さいことを条件に、

の関係が成立する。そこで、本実施例に係る硬貨識別用磁気センサは、共振周波数ｆ₀を特定してインダクタンスを算定し、算定したインダクタンスと共振周波数でのインピーダンスから抵抗成分を算出している。

図４は、硬貨１０の有無による変化を説明する等価回路図である。図４（ａ）は、硬貨１０が無い状態でのセンサ部３０の等価回路であり、Ｌ１及びＲ１は、コイルのインダクタンス及び抵抗である。Ｃ１は、コンデンサのキャパシタンスである。

図４（ｂ）は、センサ部３０のコイルに硬貨１０を乗せた状態の等価回路である。図４（ｂ）に示すように、キャパシタンスＣ１は変化しないが、インダクタンスはＬ１＋Ｌｃとなり、抵抗はＲ１＋Ｒｃとなる。インダクタンスの変化分Ｌｃが硬貨１０のサイズに依存し、抵抗の変化分Ｒｃが硬貨１０の材質に依存する。本実施例に係る硬貨識別用磁気センサは、このＬｃとＲｃを算定し、硬貨識別に用いるのである。

次に、硬貨識別用磁気センサの構成例について具体的に説明する。図５は、硬貨識別用磁気センサの構成例についての説明図である。図５に示す構成例では、基板１４０の一方の面にプリントパターンにてコイル１３０を形成している。また、基板１４０の他方の面に集積回路チップ１５０及び集積回路チップ１６０を実装している。

集積回路チップ１５０は、例えば、磁界制御部５０の機能を有する集積回路である。集積回路チップ１６０は、例えば、記憶部６０及び硬貨識別制御部７０の機能を有する集積回路である。

基板１４０は、搬送路２０の下面にコイル１３０の面が接するように取り付ける。集積回路チップ１５０及び集積回路チップ１６０は、コイル１３０とは異なる面に実装されているため、コイル１３０を形成した面は平坦であり、コイル１３０と搬送路２０との距離を小さくすることができる。また、コイル１３０の形成面と集積回路チップ１５０及び集積回路チップ１６０の実装面とを異ならせることで、集積回路チップ１５０及び集積回路チップ１６０が磁界に与える影響を小さくすることができる。

次に、硬貨識別用磁気センサ４０の処理手順について説明する。図６は、硬貨識別用磁気センサ４０の処理手順を示すフローチャートである。まず、磁界制御部５０の周波数スイープ制御部５１は、センサ部３０に交流電圧を供給して交番磁界を発生させるとともに、その周波数をスイープさせる（ステップＳ１０１）。

並列共振インピーダンス算定部５２は、センサ部３０の消費電力をモニタし、センサ部３０の消費電力が最大となる共振点を特定し、共振点における消費電力から並列共振インピーダンスを算定する（ステップＳ１０２）。そして、インダクタンス算定部５３は、共振周波数からインダクタンスを算定する（ステップＳ１０３）。

硬貨識別制御部７０のインダクタンス変化算定部７１は、算定されたインダクタンスと、基準データ６１に示されたインダクタンスとを比較し、インダクタンスの変化量を算定する（ステップＳ１０４）。硬貨サイズ判別部７２は、算定されたインダクタンスの変化量に基づいて硬貨特性データ６２を参照し、センサ部３０の上に所在する硬貨１０のサイズを判別する（ステップＳ１０５）。

抵抗変化算定部７３は、算定された並列共振インピーダンスとインダクタンスとを用いて抵抗成分を算定し、基準データ６１に示された並列共振インピーダンス及びインダクタンスにより特定される抵抗成分からの変化量を算定する（ステップＳ１０６）。硬貨材質判別部７４は、算定された抵抗の変化量に基づいて硬貨特性データ６２を参照し、センサ部３０の上に所在する硬貨１０の材質を判別する（ステップＳ１０７）。

識別処理部７５は、硬貨１０のサイズ及び材質の判別結果を用いて、センサ部３０の上に所在する硬貨１０の金種及び真偽を識別して（ステップＳ１０８）、処理を終了する。なお、識別結果は適宜出力することが可能である。

次に、コイルの寸法について説明する。図７は、コイルの寸法についての説明図である。図７（ａ）に示したコイル１３０は、正方形であり、コイル幅は縦横で同一である。そして、このコイル幅が硬貨１０の最大径よりも大きいため、硬貨１０の全体をコイル１３０の内側に納めることができる。硬貨１０の全体をコイル１３０の内側に納めた状態で並列共振インピーダンスを算定すれば、硬貨１０のサイズを適正に判別できる。

図７（ｂ）に示したコイル１３１は、長方形であり、コイル幅は縦横で異なる。そして、横のコイル幅は硬貨１０の最大径よりも大きいが、縦のコイル幅は硬貨１０の最大径よりも小さい。このため、硬貨１０の全体をコイル１３１の内側に納めることはできないが、硬貨１０の最大径がコイル１３１の内側に所在する状態であれば、並列共振インピーダンスを算定することで、硬貨１０のサイズを適正に判別できる。

図７（ｂ）に示したようにコイルの幅が一部で硬貨１０の最大径よりも小さい場合には、コイルの搬送路に対する配置が重要となる。図８は、コイルの搬送路に対する配置についての説明図である。

図８（ａ）に示すように、硬貨１０の搬送方向に対して直交する方向がコイル１３１の長手となるように配置したならば、硬貨１０が搬送路２０のどの位置を移動しても硬貨１０の最大径がコイル１３１の内側に所在する状態が生じる。このため、硬貨１０のサイズを適正に判別できる。

一方、図８（ｂ）に示すように、硬貨１０の搬送方向がコイル１３１の長手となるように配置したならば、硬貨１０の最大径がコイル１３１の内側に所在する状態が発生するとは限らない。このため、硬貨１０のサイズを適正に判別できないのである。

これらのことから、コイルの幅が一部で硬貨１０の最大径よりも小さい場合には、コイルの長手が硬貨１０の搬送方向に対して直交するように配置することが重要となる。

次に、硬貨識別用磁気センサの構成の変形例について説明する。図９は、硬貨識別用磁気センサの構成の変形例についての説明図である。既に説明した構成、すなわち、硬貨識別用磁気センサを搬送路２０の下側に設ける構成は、並列共振インピーダンスを安定して求めることができるという利点がある。搬送路２０の上を硬貨１０が移動することから、コイルと硬貨１０との距離が一定となるためである。

しかし、硬貨識別用磁気センサの設置位置は、搬送路２０の下側に限定されるものではない。図９（ａ）に示すように、搬送路２０の上側に硬貨識別用磁気センサを設置してもよい。この場合には、コイル１３０が下側となるように基板１４０を取り付ける。

また、図９（ｂ）に示すように、搬送路１２１の側方に硬貨識別用磁気センサを配置してもよい。図９（ｂ）では、硬貨１０を立てて搬送する搬送路１２１を示している。例えば、搬送路１２１に傾斜を設け、硬貨１０の面が垂直に近い状態となるように搬送路１２１の幅を設計すれば、硬貨１０は自重により搬送路１２１を移動する。このような搬送路１２１を用いる場合には、硬貨１０の面とコイル１３０の面とがなるべく平行になるように、搬送路１２１の側方にコイル１３０を配置することが好適である。

次に、硬貨識別用磁気センサを有する硬貨処理装置の具体例について説明する。図１０は、硬貨処理装置の具体例である釣銭機の外観構成を示す外観構成図である。釣銭機２１０は、小売店等に設置され、商品の販売代金を収納し、釣銭を払い出す装置である。

例えば、商品販売の売り上げ実績を単品単位で集計する販売時点情報管理システム（以下、「ＰＯＳ（Point of Sale）システム」と言う）が導入されている店舗では、ＰＯＳシステムの端末であるＰＯＳ端末に釣銭機２１０が接続される。

図１０に示すように、釣銭機２１０の上面には、ＰＯＳ端末等を設置可能となるようにスペースが設けられている。また、釣銭機２１０は、店員操作側である前面及びその近傍に、表示操作部２１１、紙幣投入口２１４ａ、紙幣払出口２１４ｂ、硬貨投入口２１２ａ及び硬貨払出口２１２ｂを備える。また、釣銭機２１０の下部には、棒金ドロア２１３が設けられている。

次に、図１０に示した釣銭機２１０の内部構成について説明する。図１１は、図１０に示した釣銭機２１０の内部構成を示すブロック図である。図１１に示すように、釣銭機２１０は、表示操作部２１１、硬貨処理ユニット２１２、棒金ドロア２１３、紙幣処理ユニット２１４、回収カセット部２１５、通信部２１６、記憶部２１７及び制御部２１８を有する。

表示操作部２１１は、タッチパネルディスプレイ、インジケータ、ボタン等の入出力装置である。表示操作部２１１は、金種別の在高等のデータ情報や各種メッセージを表示可能である。

硬貨処理ユニット２１２は、硬貨投入口２１２ａに投入された硬貨を受け入れて識別し、金種別に収納するとともに、制御部２１８から指定された金種及び枚数の硬貨を硬貨払出口２１２ｂから払い出す。棒金ドロア２１３は、硬貨を所定枚数重ねて包装した棒金を金種別に収納するとともに、取り出し（出金）可能となっている。紙幣処理ユニット２１４は、紙幣投入口２１４ａに投入された紙幣を受け入れて識別し、金種別に収納するとともに、制御部２１８から指定された金種及び枚数の紙幣を繰出して紙幣払出口２１４ｂから払い出したり、回収カセットへ移動させる。

硬貨処理ユニット２１２、棒金ドロア２１３及び紙幣処理ユニット２１４には、開店前に予め釣銭準備金として所定数の貨幣が金種別に収納されている。商品の会計時に顧客が硬貨を支払いに用いたならば、該硬貨は硬貨処理ユニット２１２に入金処理される。また、商品の会計時に釣銭として硬貨を払い出す場合には、該硬貨は硬貨処理ユニット２１２から出金処理される。釣銭として払い出すことで硬貨が少なくなり、同一金種の棒金が棒金ドロア２１３に収納されているならば、棒金ドロア２１３から棒金を取り出して、包装を解いて硬貨処理ユニット２１２に入金処理する。

硬貨を回収する場合には、回収分の硬貨は硬貨処理ユニット２１２から出金処理され、容器等に回収される。また、硬貨を補充する場合には、補充分の硬貨が棒金であるならば棒金ドロア２１３に装填され、補充分の硬貨が棒金でなければ硬貨処理ユニット２１２に入金処理され、金種別に収納される。

また、商品の会計時に顧客が紙幣を支払いに用いたならば、該紙幣は紙幣処理ユニット２１４に入金処理される。また、商品の会計時に釣銭として紙幣を払い出す場合には、該紙幣は紙幣処理ユニット２１４から出金処理される。

回収カセット部２１５は、回収カセットを収納する収納部である。釣銭機２１０から紙幣を回収する場合には、回収分の紙幣を回収カセットに集め、該回収カセットの取り外しを行なう。紙幣を補充する場合には、補充分の紙幣を紙幣投入口２１４ａに投入すると、識別されて金種別に収納される。

通信部２１６は、ＰＯＳ端末との通信を行うための通信インタフェースである。商品の会計が行われた場合には、ＰＯＳ端末からの入出金指示を通信部２１６が受信する。

記憶部２１７は、ハードディスク装置や不揮発性メモリなどからなる記憶デバイスである。記憶部２１７には、入出金履歴データ２１７ａと、在高データ２１７ｂとが記憶される。入出金履歴データ２１７ａは、釣銭機２１０の入出金の履歴を示すデータである。在高データ２１７ｂは、金種別の在高を示すデータである。

制御部２１８は、釣銭機２１０の全体制御を行う制御部である。制御部２１８は、ＰＯＳ端末からの入出金指示を受信した場合に、該入出金指示を入出金履歴データ２１７aに追加して格納するとともに、硬貨処理ユニット２１２及び紙幣処理ユニット２１４に入出金処理を行なわせる。また、制御部２１８は、入出金処理に応じて在高データ２１７ｂを更新する。具体的には、入金処理が行なわれた場合には、入金処理された金種に対し、入金処理された数を加算して、在高データ２１７ｂを更新する。そして、出金処理が行なわれた場合には、出金処理された金種に対し、出金処理された数を減算して、在高データ２１７ｂを更新する。

図１２は、図１１に示した硬貨処理ユニット２１２の詳細についての説明図である。硬貨処理ユニット２１２は、硬貨入金処理部２２１、硬貨識別用磁気センサ２２２、金種別に設けられた複数の硬貨収納部２２３、硬貨出金処理部２２４及び硬貨識別用磁気センサ２２５を有する。

硬貨入金処理部２２１は、硬貨投入口２１２ａに投入された硬貨を図示しない搬送路により搬送する。この搬送路の途中に、硬貨識別用磁気センサ２２２が設けられている。硬貨識別用磁気センサ２２２は、図２に示した硬貨識別用磁気センサ４０と同様の構成を有し、硬貨の識別結果を硬貨入金処理部２２１に出力する。

硬貨入金処理部２２１は、識別結果の金種に対応する硬貨収納部２２３に硬貨を搬送し、収納するとともに、入金結果を制御部２１８に通知する。なお、識別の結果が真正の硬貨ではないことを示しているならば、硬貨入金処理部２２１は、当該硬貨を硬貨払出口２１２ｂから払い出して返却する。

硬貨出金処理部２２４は、制御部２１８からの指示に基づいて、硬貨収納部２２３から硬貨を搬送する。この搬送に用いられる図示しない搬送路の途中に、硬貨識別用磁気センサ２２５が設けられている。硬貨識別用磁気センサ２２５は、図２に示した硬貨識別用磁気センサ４０と同様の構成を有し、硬貨の識別結果を硬貨出金処理部２２４に出力する。

硬貨出金処理部２２４は、識別結果の金種と、搬送元の硬貨収納部２２３に対応する金種とが一致するならば、硬貨を硬貨払出口２１２ｂから払い出すとともに、出金結果を制御部２１８に通知する。なお、識別結果の金種と、搬送元の硬貨収納部２２３に対応する金種とが一致しなければ、制御部２１８にエラーを通知する。このとき、硬貨の搬送は中止することとしてもよいし、硬貨払出口２１２ｂから払い出してもよい。

硬貨識別用磁気センサ２２２及び硬貨識別用磁気センサ２２５は小型であるため、入金側と出金側にそれぞれ設けることが可能であり、また、コストの低減にも寄与することができる。特に、釣銭機２１０のように、払い出しを早くする必要性から装置内の搬送距離を短く設計している装置では、硬貨識別用磁気センサ２２５が小さいことが実装上重要である。

上述してきたように本実施例に係る硬貨識別用磁気センサ、硬貨処理装置及び硬貨識別方法では、識別対象となる硬貨を搬送する搬送路面に対して磁界を発生させる単一のコイルを設け、コイルに電圧を印加して交番磁界を発生させ、コイルの共振周波数及び該共振周波数でのインピーダンスを検知し、共振周波数及びインピーダンスに基づいて、硬貨の種別を識別する。このため、磁気を用いた硬貨識別を行う場合に、装置の小型化と低コスト化を実現することができる。

なお、本実施例は発明を限定するものではなく、適宜変形して実施することができる。例えば、コイルの形状は、円形、楕円形、正方形、長方形など、任意の形状で実施が可能である。

また、本実施例で説明したコイルの周辺に強磁性体を配置する、補助コイルを配置するなどにより、磁界の形状や強度を制御する構成としてもよい。

また、周波数スイープを行う場合には、予め設定した硬貨の金種に合せてスイープの範囲を設定することとしてもよい。さらに、予め設定した硬貨に対応する共振周波数の近傍で選択的にインピーダンスを検知することとしてもよい。

また、本実施例では、硬貨特性データ６２として各金種に対応するインダクタンス及び抵抗の変化量を記憶しておき、並列共振インピーダンスからインダクタンス及び抵抗の変化量を算定して比較することで硬貨の識別を行う構成を例に説明を行った。しかし、これに限定されず、例えば各金種に対応する共振周波数とインピーダンスとを硬貨特性データ６２として記憶しておき、検知した共振周波数とインピーダンスを直接比較する構成としてもよい。

また、本実施例では、説明を簡明にするため磁気特性のみで硬貨の識別を行う構成を例に説明を行ったが、硬貨の画像などをさらに用いて識別を行ってもよいことは言うまでもない。

また、本実施例に図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部または一部を各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。

以上のように、本発明に係る硬貨識別用磁気センサ、硬貨処理装置及び硬貨識別方法は、磁気を用いた硬貨識別における装置の小型化と低コスト化に適している。

１０ 硬貨
２０、１２１ 搬送路
３０ センサ部
４０、２２２、２２５ 硬貨識別用磁気センサ
５０ 磁界制御部
５１ 周波数スイープ制御部
５２ 並列共振インピーダンス算定部
５３ インダクタンス算定部
６０ 記憶部
６１ 基準データ
６２ 硬貨特性データ
７０ 硬貨識別制御部
７１ インダクタンス変化算定部
７２ 硬貨サイズ判別部
７３ 抵抗変化算定部
７４ 硬貨材質判別部
７５ 識別処理部
１３０、１３１ コイル
１４０ 基板
１５０、１６０ 集積回路チップ
２１０ 釣銭機
２１１ 表示操作部
２１２ 硬貨処理ユニット
２１２ａ 硬貨投入口
２１２ｂ 硬貨払出口
２１３ 棒金ドロア
２１４ 紙幣処理ユニット
２１４ａ 紙幣投入口
２１４ｂ 紙幣払出口
２１５ 回収カセット部
２１６ 通信部
２１７記憶部
２１７ａ 入出金履歴データ
２１７ｂ 在高データ
２１８ 制御部
２２１ 硬貨入金処理部
２２３ 硬貨収納部
２２４ 硬貨出金処理部

Claims (13)

1. 識別対象となる硬貨を搬送する搬送路面に対して磁界を発生させる単一のコイルと、
   前記コイルに電圧を印加する交流電源部と、
   前記コイルの共振周波数及び該共振周波数でのインピーダンスを検知する検知部と、
   前記検知部により検知された共振周波数及びインピーダンスに基づいて、前記硬貨の種別を識別する識別部と
   を備えたことを特徴とする硬貨識別用磁気センサ。
2. 前記コイルは、前記硬貨の最大径が該コイルにより発生された磁界内に所在する位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の硬貨識別用磁気センサ。
3. 前記コイルは、前記硬貨の搬送方向に対し直交する方向の寸法が前記硬貨の最大径よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の硬貨識別用磁気センサ。
4. 前記コイルは、前記硬貨の搬送方向の寸法が前記硬貨の最大径よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の硬貨識別用磁気センサ。
5. 前記共振周波数から前記コイルのインダクタンスを算定するインダクタンス算定部と、
   前記インダクタンス算定部により算定されたインダクタンスと前記インピーダンスとに基づいて前記インピーダンスにおける抵抗成分を算定する抵抗成分算定部とをさらに備え、
   前記識別部は、前記インダクタンスと前記抵抗成分とを用いて前記硬貨の種別を識別する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の硬貨識別用磁気センサ。
6. 前記交流電源部は、所定の周波数帯を掃引し、
   前記検知部は、前記交流電源部により掃引された周波数帯における消費電力に基づいて前記共振周波数及び該共振周波数でのインピーダンスを検知する
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の硬貨識別用磁気センサ。
7. 前記コイルにコンデンサを並列に接続して並列共振回路を形成し、
   前記交流電源部は、前記並列共振回路に電圧を印加する
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の硬貨識別用磁気センサ。
8. 前記コイルは、円形又は楕円形であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の硬貨識別用磁気センサ。
9. 前記コイルは、基板上に形成されたプリントパターンであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の硬貨識別用磁気センサ。
10. 前記交流電源部及び前記検知部は、前記基板上に搭載されることを特徴とする請求項９に記載の硬貨識別用磁気センサ。
11. 前記搬送路面を非磁性の材質で構成したことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の硬貨識別用磁気センサ。
12. 投入された硬貨又は投出する硬貨を搬送する搬送路と、
    前記搬送路の搬送路面に対して磁界を発生させるコイルと、
    前記コイルに電圧を印加する交流電源部と、
    前記コイルの共振周波数及び該共振周波数でのインピーダンスを検知する検知部と、
    前記検知部により検知された共振周波数及びインピーダンスに基づいて、前記硬貨の種別を識別する識別部と、
    前記識別部による識別結果に応じて前記硬貨の投入又は投出に係る処理を異ならせる硬貨処理部と
    を備えたことを特徴とする硬貨処理装置。
13. 識別対象となる硬貨を搬送する搬送路面に対して設けられた単一のコイルにより交番磁界を発生させる磁界発生ステップと、
    前記コイルの共振周波数及び該共振周波数でのインピーダンスを検知する検知ステップと、
    前記検知ステップにより検知された共振周波数及びインピーダンスに基づいて、前記硬貨の種別を識別する識別ステップと
    を含むことを特徴とする硬貨識別方法。

Images