JP2017220119A - 硬貨識別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】識別能力の高い硬貨識別装置を提供する。【解決手段】搬送される硬貨の磁気特性を各々採取する複数の磁気センサと、前記複数の磁気センサと離れて設けられ、前記硬貨の表面の光学特性を採取する光学センサと、前記硬貨が搬送される搬送面を構成し、前記硬貨よりも大きな１枚のガラス板と、前記複数の磁気センサ及び前記光学センサの制御と、識別処理とを行う制御部と、を備え、前記ガラス板は、前記複数の磁気センサの各々の少なくとも一部と、前記光学センサの少なくとも一部とを覆うことを特徴とする硬貨識別装置である。【選択図】図１

Description

本発明は、硬貨識別装置に関する。より詳しくは、バイメタル貨や汚損貨等の硬貨の識別に好適な硬貨識別装置に関するものである。

従来、硬貨の計数等の処理を行う硬貨処理機には、硬貨の金種識別を行うための複数のセンサを備える硬貨識別装置が搭載されている。

例えば、特許文献１には、コインを磁気的に検出する磁気センサと、この磁気センサの筒型コアの開口部を光軸が通るように磁気センサと複合一体的に設けられ、コインに光を照射しコインによる遮光面積を光学的に検出する光センサとを備えるコイン識別装置が開示されている。

特開平９−１６１１１９号公報

硬貨識別装置に対する要望として、（１）高額硬貨に採用されているバイメタル貨の検出といった高精度の金種識別能力の付与、及び、（２）汚損貨を選別する能力の付与が挙げられる。しかしながら、特許文献１に記載のコイン識別装置は、硬貨の径、厚み及び材質しか検出することができず、識別能力が低い。また、これらの要望を満たすために、上記（１）及び（２）用のセンサユニットを硬貨の搬送路に並べて配置した場合は、センサユニット間に段差が発生し、搬送中の硬貨の挙動が不安定になってしまう。例えば、硬貨の段差通過時にバウンド、浮き、片寄外れ等の挙動が発生し、正確に識別できないおそれがある。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、識別能力の高い硬貨識別装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、搬送される硬貨の磁気特性を各々採取する複数の磁気センサと、前記複数の磁気センサと離れて設けられ、前記硬貨の表面の光学特性を採取する光学センサと、前記硬貨が搬送される搬送面を構成し、前記硬貨よりも大きな１枚のガラス板と、前記複数の磁気センサ及び前記光学センサの制御と、識別処理とを行う制御部と、を備え、前記ガラス板は、前記複数の磁気センサの各々の少なくとも一部と、前記光学センサの少なくとも一部とを覆うことを特徴とする硬貨識別装置である。

また、本発明は、上記発明において、前記複数の磁気センサは、前記硬貨の径に応じた信号を出力する径検知センサを含み、前記径検知センサは、前記搬送面を挟んで互いに対向して配置された励磁コイル及び検知コイルを有することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記複数の磁気センサは、前記硬貨の磁性の有無を検知する磁性検知センサを含み、前記磁性検知センサは、磁気検出素子を有することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記複数の磁気センサは、前記硬貨の材質特性を検知する材質検知センサを含むことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記硬貨識別装置は、前記材質検知センサとして、搬送される前記硬貨の外縁部近傍に設置された第一の材質検知センサと、搬送される前記硬貨の前記外縁部を除く中央部近傍に設置された第二の材質検知センサとを備え、前記制御部は、前記第一の材質検知センサの出力信号と前記第二の材質検知センサの出力信号とを比較することにより、前記硬貨が単一の材質から構成されるか、又は、２以上の材質から構成されるかを判定することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記光学センサは、複数波長で発光する光源と、受光素子とを含むことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記光学センサは、前記硬貨の搬送方向と交差する方向に複数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、前記複数の光学センサは、前記搬送方向と直交し、かつ、前記搬送面と平行な方向に設置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、前記複数の光学センサは、前記硬貨の搬送方向と直交する方向において、部分的に重なり合うように配置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、前記制御部は、前記光学センサの出力信号に基づいて、前記搬送面上における前記硬貨の有無を判定することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記硬貨識別装置は、前記搬送面の一側方に設けられ壁部と、前記壁部の前記搬送面とは反対側に設けられた厚検知センサとを備え、前記硬貨は、前記壁部側に片寄せられた状態で前記搬送面上を搬送され、前記厚検知センサは、前記硬貨の厚みに応じた信号を出力する磁気センサ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、前記ガラス板は、サファイヤガラスから構成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、前記硬貨識別装置は、前記ガラス板が取り付けられる取付部材と、前記ガラス板を前記取付部材に接着する接着部材とを備え、前記取付部材は、前記ガラス板に直に当接した第一の面と、前記第一の面よりも低く、前記接着剤が塗布された第二の面と、前記第二の面よりも低く、前記第一の面と前記第二の面との間に設けられた第三の面とを有することを特徴とする。

本発明の硬貨識別装置によれば、識別能力を高くすることができる。

本発明の実施形態１に係る硬貨処理装置の斜視模式図である。 本発明の実施形態１に係る硬貨処理装置の平面模式図である。 本発明の実施形態１に係る硬貨処理装置の断面模式図であり、図２のＡ１−Ａ２線における断面に相当する。 本発明の実施形態１に係る硬貨処理装置の断面模式図であり、図２のＢ１−Ｂ２線における断面に相当する。 本発明の実施形態１に係る硬貨処理装置の機能ブロック図である。 本発明の実施形態１における硬貨と光学センサの配置関係を説明するための模式図であり、（ａ）は、断面図を示し、（ｂ）は、平面図を示す。 本発明の実施形態１における光学センサの配置関係を説明するための断面模式図である。 本発明の実施形態１に係る硬貨処理装置によって処理され得るバイメタル貨の例（バイカラー貨）を示す平面模式図である。 本発明の実施形態１に係る硬貨処理装置によって処理され得るバイメタル貨の例（クラッド貨）を示す模式図であり、（ａ）及び（ｃ）は、平面図を示し、（ｂ）及び（ｄ）は、断面図を示す。 本発明の実施形態１に係る硬貨処理装置の一部（ガラス板と取付部材の接着構造）の拡大断面模式図である。 本発明の実施形態１の変形例に係る硬貨処理装置の拡大断面模式図である。 本発明の実施形態１に係る硬貨処理装置と、貨幣処理装置のフィンの軌跡とを示す平面模式図である。 本発明の実施形態１に係る硬貨処理装置と、貨幣処理装置のフィンとを示す斜視模式図である。 本発明の実施形態１に係る硬貨処理装置と、貨幣処理装置のフィンとを示す別の斜視模式図である。 本発明の実施形態１に係る硬貨処理装置の一部（ガラス板の端部付近における取付部材の構造）の斜視模式図である。 本発明の実施形態１の変形例に係る硬貨処理装置の一部（ガラス板の端部付近における取付部材の構造）の斜視模式図である。 本発明の実施形態１に係る硬貨処理装置の平面模式図であり、接着剤の塗布方法を説明するための図である。 本発明の実施形態１に係る硬貨処理装置の一部（ガラス板のコーナー部分を含む領域における構造）の斜視模式図である。 本発明の実施形態１に係る硬貨処理装置の断面模式図であり、図１８のＣ１−Ｃ２線における断面に相当する。 本発明の変形形態に係る硬貨処理装置の平面模式図である。

（実施形態１）
以下、図面を参照して、本発明に係る硬貨識別装置の好適な実施形態を詳細に説明する。本実施形態に係る硬貨識別装置は、硬貨処理装置内で、硬貨を識別及び計数するために利用される。

図１〜４に示すように、本実施形態に係る硬貨識別装置１は、硬貨１００が搬送される搬送路２と、硬貨識別装置１への硬貨１００の侵入を検知するタイミングセンサ１２と、硬貨１００の汚損及び色味を検知する複数の光学センサ２０と、硬貨１００の径（直径）を検知する磁気センサである径検知センサ３０と、硬貨１００の厚みを検知する磁気センサである厚検知センサ３１と、硬貨１００の外縁部近傍の材質特性を検知する磁気センサであるリング検知センサ（第一の材質検知センサ）３２と、硬貨１００の外縁部を除く中央部近傍の材質特性を検知する磁気センサであるコア検知センサ（第二の材質検知センサ）３３と、硬貨１００の磁性の有無を検知する磁気センサである磁性検知センサ３４とを備えており、これらのセンサが一体化されたセンサユニットを構成している。

このように、各検知要素に対して個別のセンサが配置されているため、高精度な検知が可能となり、硬貨識別装置１の識別能力（識別精度）が向上する。また、多種多様（グローバル）な金種判定が可能となる。更に、複数のセンサを複合一体化することによって、コスト低減及び省スペース化が図れる。

硬貨１００は、硬貨処理装置の搬送手段、例えばフィン７０によって搬送路２上を、一枚ずつ間隔を空けて搬送される。硬貨識別装置１の搬送路２は、硬貨処理装置の円弧状の搬送路の全体の一部を構成するものであり、硬貨１００の下面を支える平滑な搬送面３と、硬貨１００の周面に接して硬貨１００を片寄せ案内する案内面４とを有している。硬貨１００は、搬送路２の案内面４側の端部に片寄せられた状態で、すなわち、案内面４に接触した状態で、搬送面３上を摺動する。

搬送面３は、矩形状の１枚のガラス板９から構成されており、ガラス板９の材料は、強度及び透明性の観点からサファイヤガラスが用いられている。ガラス板９の寸法は、識別対象の硬貨１００のうち、最も径が大きい硬貨１００よりも大きく、ガラス板９は、後述する接着部材により取付部材１１に取り付け（貼り付け）られている。

案内面４は、ジルコニア等のセラミックから形成される平板状の壁部５と、壁部５の上流及び下流側にそれぞれ設けられ、金属又は硬質樹脂から形成された壁部材６及び７とから構成されている。壁部材６及び７の案内面４の形成部は、円弧状に形成され、矩形状のガラス板９の外縁部に重なっている。その結果として、案内面４全体が緩やかな円弧状に形成されている。

図５に示すように、硬貨識別装置１は、図１〜４に示した構成の他に、ＤＡ変換器４０と、光源駆動回路４１と、受光回路４２と、光学センサ用ＡＤ変換器４３と、径検知センサ用共振回路４４ａと、厚検知センサ用共振回路４４ｂと、リング検知センサ用共振回路４４ｃと、コア検知センサ用共振回路４４ｄと、径検知センサ用検出回路４５ａ及び４５ｂと、厚検知センサ用検出回路４５ｃと、リング検知センサ用検出回路４５ｄと、コア検知センサ用検出回路４５ｅと、磁性検知センサ用検出回路４５ｆと、磁気センサ用ＡＤ変換器４６と、制御部５０と、記憶部６０とを有している。

制御部５０は、検出部５１を有しており、検出部５１は、汚損検出部５１ａ、色検出部５１ｂ、径検出部５１ｃ、厚検出部５１ｄ、リング材質検出部５１ｅ、コア材質検出部５１ｆ、及び、磁性検出部５１ｇを有している。

各光学センサ２０は、反射型光学センサであり、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の光源２１と、フォトダイオード等の受光素子２２とを含んで構成されている。各光源２１及び各受光素子２２は、搬送面３の上側及び下側の２枚の基板２３のいずれかに実装されている。なお、上側の基板２３及び径検知センサ３０は、図示しない保持部材に保持されている。

光学センサ２０は、搬送面３の上側及び下側にそれぞれ複数、好ましくは硬貨１００の搬送方向と交差する方向、より好ましくは搬送路２の幅方向（硬貨１００の搬送方向と略直交する方向）に配列されており、例えば、下側には硬貨１００の片寄せ側から４つの光学センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄが、上側には硬貨１００の片寄せ側から２つの光学センサ２０ｅ及び２０ｆが設けられている。これにより、硬貨１００の上面及び下面（特に下面）の広範囲において硬貨１００の光学特性の検知が可能である。光学センサ２０ａ〜２０ｄは、搬送面３と平行な同じ平面上に設けられており、光学センサ２０ｅ及び２０ｆもまた、搬送面３と平行な同じ平面上に設けられている。

各光学センサ２０において、光源２１が上流側、受光素子２２が下流側に配置されている。上側の光学センサ２０は、下側の光学センサ２０のうち、硬貨１００の反片寄せ側（すなわち案内面４と反対側）の２つの光学センサ２０に対向し、それらの真上に配置されている。

図６に示すように、下側の光学センサ２０ａ〜２０ｄは、検知対象の複数種の硬貨１００のうち、最も径が大きい硬貨１００と重なるように配置されている。また、光学センサ２０ａ〜２０ｄのうち、片寄せ側の光学センサ２０ａ及び２０ｂは、検知対象の複数種の硬貨１００のうち、最も径が小さい硬貨１００と重なるように配置されている。他方、上側の光学センサ２０ｅ及び２０ｆは、検知対象の複数種の硬貨１００のうち、最も径が小さい硬貨１００と重ならないように配置されている。

図７に示すように、各光源２１は、搬送路２を搬送される硬貨１００の上面又は下面（上側の光源２１は上面、下側の光源２１は下面）に対してスポット状に光を照射する。そして、各受光素子２２は、これらの光源２１からの光が硬貨１００の上面又は下面（上側の受光素子２２は上面、下側の受光素子２２は下面）において反射された光であるスポット状の反射光を受光する。なお、各受光素子２２は、同じ光学センサ２０に含まれる光源２１（最も近い光源２１）が照射した光の反射光のみならず、他の光学センサ２０に含まれる光源２１が照射した光の反射光も受光し得る。

また、上側の光学センサ２０の各受光素子２２は、下側の光学センサ２０の光源２１からの光も受光することができ、同様に、下側の光学センサ２０の各受光素子２２は、上側の光学センサ２０の光源２１からの光も受光することができる。したがって、これらの光学センサ２０は、透過センサとしても機能でき、制御部５０は、光学センサ２０の出力に基づいて、硬貨１００（透明な媒体以外の物体）の有無の判定を行うことが可能である。

光学センサ２０による硬貨１００の色の相違の検知能力を高める観点から、光学センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ及び２０ｆの光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ及び２１ｆは、各々、異なる複数の波長域の光、好ましくは赤色、緑色及び青色の光を照射可能なように構成されている。具体的には、各光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆは、発光素子として赤色、緑色及び青色の光をそれぞれ照射する３種のＬＥＤを含んでいる。

制御部５０は、これらの光源２１と後述する硬貨通過検知用光源１２ａとが同時に発光しないように、かつ、異なる複数の波長域の光の発光が同時に起こらないように、これらの光源２１と硬貨通過検知用光源１２ａとを順に点灯させる動的点灯制御を行う。

また、制御部５０は、各光源２１の発光期間中に、当該光源２１と同じ光学センサ２０に含まれる受光素子２２（当該光源２１から最も近い受光素子２２）の出力を採取及び保存するとともに、当該光源２１から２番目に近い受光素子２２の出力も採取及び保存する。本実施形態において、光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ及び２１ｆから２番目に近い受光素子２２は、それぞれ、光学センサ２０ｂ、２０ａ、２０ｄ、２０ｃ、２０ｆ及び２０ｅの受光素子２２ｂ、２２ａ、２２ｄ、２２ｃ、２２ｆ及び２２ｅである。

光学センサ２０は、同じ光学センサ２０に含まれる光源２１（最も近い光源２１）が照射した光の反射光を受光した受光素子２２の出力に基づいて、硬貨１００の汚損（光沢度）を検知し、搬送路２の幅方向において隣に位置する光学センサ２０に含まれる光源２１（２番目に近い光源２１）が照射した光の反射光を受光した受光素子２２の出力に基づいて、硬貨１００の色の相違を検知する。

タイミングセンサ１２は、ＬＥＤ等の硬貨通過検知用光源１２ａと、搬送面３の下側に配置された１つの光学センサ２０ｂの受光素子２２ｂとを含んで構成されている。すなわち、受光素子２２ｂは、タイミングセンサ１２と光学センサ２０ｂとに共用されており、硬貨識別装置１の小型化及び低コスト化が実現されている。

光源１２ａは、搬送路２の片寄せ側（案内面４側）の斜め上方に配置されており、受光素子２２ｂに直接光が入射するように、その光軸が設定されている。光源１２ａは、発光素子として赤外光を照射する１種のＬＥＤのみを含んでいる。

搬送路２に硬貨１００が侵入すると、光源１２ａからの照射光が硬貨１００によって遮光され、受光素子２２ｂによって受光されなくなる。このようにしてタイミングセンサ１２が硬貨１００の搬送路２への侵入を検知することによって、硬貨識別の処理タイミングが決定される。

ＤＡ変換器４０は、制御部５０から入力された、各光源１２ａ、２１の発光量に応じたデジタル信号をアナログ信号に変換する。光源駆動回路４１は、制御部５０から指示されたタイミングで、ＤＡ変換器４０の出力信号に応じた電流を各光源１２ａ、２１に供給する駆動回路である。

受光回路４２は、各受光素子２２の出力（電流値）を電圧値に変換する。光学センサ用ＡＤ変換器４３は、受光回路４２から入力されたアナログ信号を所定時間毎に所定のサンプリング間隔でサンプリングし、デジタル信号に変換する。

径検知センサ３０は、Ｃ型の１枚のコアプレート３０ａを含んでいる。コアプレート３０ａは、コイルのコアを形成するための磁性材料からなる板状体である。コアプレート３０ａの一部領域で形成される２つの凸部３０ｂ及び３０ｃをコアとして、１次コイル（励磁コイル）３０ｄ及び２次コイル（検知コイル）３０ｆの２つのコイルが形成されている。凸部３０ｂ及び３０ｃは、硬貨１００が搬送される開口部８（搬送面３上の空間）に向けて突出しており、１次コイル３０ｄ及び凸部３０ｂは、それぞれ、開口部８を挟んで、２次コイル３０ｆ及び凸部３０ｃと対向するように設けられている。１次コイル３０ｄ及び凸部３０ｂは、ガラス板９の直ぐ下に配置されてガラス板９に覆われている。なお、反対に、２次コイル３０ｆ及び凸部３０ｃがガラス板９の直ぐ下に配置されてガラス板９に覆われてもよい。

凸部３０ｂには巻線（図示せず）が巻回されて１次コイル３０ｄを形成しており、凸部３０ｃには巻線（図示せず）が巻回されて２次コイル３０ｆを形成している。本実施形態において、各コイルの巻線としては、表面が絶縁された絶縁電線、例えば、ポリウレタン被膜銅線等のマグネチックワイアを使用することができる。１次コイル３０ｄは、搬送路２（開口部８）に磁界を生じさせる（印加させる）ものであり、２次コイル３０ｆは、搬送路２（開口部８）に生じた（印加された）磁界の変化を検知するものである。

径検知センサ用共振回路４４ａは、１次コイル３０ｄとともに硬貨１００の径検知に適した周波数（例えば、９００ｋＨｚ）で共振する。

１次コイル３０ｄ及び２次コイル３０ｆは、図２に示すように搬送方向においては、ガラス板９の略中央に配置されており、図４に示すように搬送路２の幅方向においては、ガラス板９の略中央から案内面４と反対側（反片寄せ側）のガラス板９の端部付近まで設けられている。また、検知対象の複数種の硬貨１００のうち、最も径が小さい硬貨１００が案内面４側に片寄せられた状態で搬送されたとき、最も径が小さい硬貨１００の端部が１次コイル３０ｄ及び２次コイル３０ｆの片寄せ側の端部の上方及び下方を通るように、１次コイル３０ｄ及び２次コイル３０ｆの搬送路２の幅方向における位置が設定されている。そのため、径が異なる複数種の硬貨１００が案内面４側に片寄せられた状態で搬送されると、硬貨１００の径によって２次コイル３０ｆ及び１次コイル３０ｄの間を通過する硬貨１００のコイル３０ｄ及び３０ｆ（１次コイル３０ｄによる磁界）へのかかり具合（重なりの程度）が変化し、径検知センサ３０（２次コイル３０ｆ）の出力信号も変化することになる。すなわち、径検知センサ３０（径検知センサ用共振回路４４ａ及び２次コイル３０ｆ）は、硬貨１００の径に応じた信号を出力する。このようにして、径検知センサ３０は、硬貨１００の径を検知する。

径検知センサ用検出回路４５ａは、径検知センサ用共振回路４４ａの出力を増幅する増幅回路と、該増幅回路によって生成された信号を直流に変換する直流変換回路とを含んでいる。径検知センサ用検出回路４５ｂは、２次コイル３０ｆの出力からノイズを除去するフィルタ回路と、該フィルタ回路によって生成された信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路によって生成された信号を直流に変換する直流変換回路とを含んでいる。

厚検知センサ３１、リング検知センサ３２及びコア検知センサ３３は、各々、円筒型のポットコア（図示せず）を含んでいる。ポットコアは、コイルのコアを形成するための磁性材料からなり、ポットコアに巻線が巻回されて各センサ３１、３２、３３のコイル３１ａ、３２ａ、３３ａを形成している。これらのセンサ３１、３２及び３３は、それぞれ、共振回路４４ｂ、４４ｃ及び４４ｄから与えられる発振周波数に応じて搬送路２に磁界を生じさせるとともに、搬送路２を硬貨１００が通過するときの磁界の変化を検知するものである。

厚検知センサ用共振回路４４ｂは、厚検知センサ３１のコイル３１ａとともに硬貨１００の厚み検知に適した周波数（例えば、５５０ｋＨｚ）で共振する。リング検知センサ用共振回路４４ｃは、リング検知センサ３２のコイル３２ａとともに硬貨１００の外周部の材質検知に適した周波数（例えば、１．６ＭＨｚ）で共振する。コア検知センサ用共振回路４４ｄは、コア検知センサ３３のコイル３３ａとともに硬貨１００の外周部を除く中央部の材質検知に適した周波数（例えば、１６０ｋＨｚ）で共振する。

図２に示すように、厚検知センサ３１のコイル３１ａは、搬送方向においては、ガラス板９の略中央に配置されており、搬送路２の幅方向においては、壁部５よりも外側、すなわち、壁部５の搬送面３とは反対側に設けられている。コイル３１ａは、壁部５によって覆われている。また、図４に示すように、厚検知センサ３１が搬送されている硬貨１００の周面に対向するように、高さ方向においてはコイル３１ａの下端が搬送面３と略同じ高さに位置している。そのため、厚さが異なる複数種の硬貨１００が案内面４（壁部５）側に片寄せられた状態で搬送されると、硬貨１００の厚みによってコイル３１ａの近傍を通過する硬貨１００のコイル３１ａ（コイル３１ａによる磁界）へのかかり具合（重なりの程度）が変化し、厚検知センサ３１の出力信号も変化することになる。すなわち、厚検知センサ３１（コイル３１ａ）は、硬貨１００の厚さに応じた信号を出力する。このようにして、厚検知センサ３１は、硬貨１００の厚みを検知する。

厚検知センサ用検出回路４５ｃは、コイル３１ａの出力を増幅する増幅回路と、該増幅回路によって生成された信号を直流に変換する直流変換回路とを含んでいる。

リング検知センサ３２のコイル３２ａは、ガラス板９の直ぐ下に配置されてガラス板９に覆われている。また、図２に示すように、コイル３２ａは、搬送方向においては、ガラス板９の略中央（ただし、径検知センサ３０の１次コイル３０ｄ及び２次コイル３０ｆと厚検知センサ３１のコイル３１ａよりは若干下流）に配置されており、搬送路２の幅方向においては、案内面４に隣接して設けられている。そのため、硬貨１００が案内面４（壁部５）側に片寄せられた状態で搬送されると、コイル３２ａ上（コイル３２ａによる磁界内）を硬貨１００の外縁部が通過し、リング検知センサ３２の出力信号も変化することになる。すなわち、リング検知センサ３２（コイル３２ａ）は、硬貨１００の外縁部の材質に応じた信号を出力する。このようにして、リング検知センサ３２は、硬貨１００の外縁部の材質を検知する。

リング検知センサ用検出回路４５ｄは、コイル３２ａの出力を増幅する増幅回路と、該増幅回路によって生成された信号を直流に変換する直流変換回路とを含んでいる。

コア検知センサ３３のコイル３３ａは、ガラス板９の直ぐ下に配置されてガラス板９に覆われている。また、図２に示すように、コイル３３ａは、搬送方向においては、ガラス板９の略中央（ただし、リング検知センサ３２のコイル３２ａよりは若干下流）に配置されており、搬送路２の幅方向においては、案内面４側に、リング検知センサ３２のコイル３２ａとの間に若干の隙間を空けて設けられている。そのため、硬貨１００が案内面４（壁部５）側に片寄せられた状態で搬送されると、コイル３３ａ上（コイル３３ａによる磁界内）を硬貨１００の中央部（外縁部以外の部分）が通過し、コア検知センサ３３の出力信号も変化することになる。すなわち、コア検知センサ３３（コイル３３ａ）は、硬貨１００の中央部の材質に応じた信号を出力する。このようにして、コア検知センサ３３は、硬貨１００の中央部の材質を検知する。

コア検知センサ用検出回路４５ｅは、コイル３３ａの出力を増幅する増幅回路と、該増幅回路によって生成された信号を直流に変換する直流変換回路とを含んでいる。

磁性検知センサ３４は、磁気抵抗素子、ホール素子（ホールＩＣ）等の磁気検出素子３４ａを含むセンサであり、ガラス板９の直ぐ下に配置されてガラス板９に覆われている。また、図２に示すように、磁気検出素子３４ａは、搬送方向においては、ガラス板９の略中央（ただし、リング検知センサ３２のコイル３２ａ及びコア検知センサ３３のコイル３３ａよりは若干上流）に配置されており、搬送路２の幅方向においては、案内面４側に、リング検知センサ３２のコイル３２ａとの間に若干の隙間を空けて設けられている。そのため、硬貨１００が案内面４（壁部５）側に片寄せられた状態で搬送されると、磁気検出素子３４ａ上を硬貨１００が通過し、硬貨１００の磁性の有無に応じて、その出力信号が変化する。このようにして、磁性検知センサ３４は、硬貨１００の磁性の有無を検知する。

磁性検知センサ用検出回路４５ｆは、磁気検出素子３４ａの出力を増幅する増幅回路と、該増幅回路によって生成された信号からノイズを除去するフィルタ回路とを含んでいる。

磁気センサ用ＡＤ変換器４６は、各検出回路４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆから入力されたアナログ信号を所定時間毎に所定のサンプリング間隔でサンプリングし、デジタル信号に変換する。なお、ＡＤ変換器４６は、検出回路４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆ毎に設けられていてもよい。

制御部５０は、例えば、各種の処理を実現するためのソフトウェアプログラムと、当該ソフトウェアプログラムを実行するＣＰＵ（中央処理装置）と、当該ＣＰＵによって制御される各種ハードウェアと、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の論理デバイス等によって構成されている。各部の動作に必要なソフトウェアプログラムやデータの保存には、記憶部６０や、別途専用に設けられたＲＡＭやＲＯＭ等のメモリやハードディスク等が利用される。

制御部５０は、硬貨１００が搬送路２に浸入してから通過するまでの間、時間に応じてではなく、硬貨１００の径の変化（径検知センサ３０の出力）に応じて、各センサの出力、すなわちＡＤ変換器４３及び４６で変換された信号を順次かつ繰り返し採取し、記憶部６０に保存する。これにより、硬貨１００の搬送速度が変動した場合であっても、変動しない場合と同様の信号（波形）を採取することができる。また、硬貨１００がいずれかのセンサ（搬送路２）上で停止し、再度動き出した場合であっても、正常に搬送された場合と同様の信号を採取することができる。

記憶部６０は、揮発性又は不揮発性のメモリやハードディスク等の記憶装置で構成され、硬貨識別装置１で行われる処理に必要な各種のデータを記憶するために利用される。また、記憶部６０には、以下のような種々の閾値６１が記憶されている。

汚損検出部５１ａは、受光回路４２から光学センサ用ＡＤ変換器４３を経て入力された信号と、記憶部６０に記憶された汚損用閾値とを比較して、検出された硬貨１００の汚損（光沢の違い）を検出する。

色検出部５１ｂは、受光回路４２から光学センサ用ＡＤ変換器４３を経て入力された信号と、記憶部６０に記憶された色味用閾値とを比較して、検出された硬貨１００の色の違いを検出する。

径検出部５１ｃは、径検知センサ用検出回路４５ａ及び４５ｂから磁気センサ用ＡＤ変換器４６を経て入力された信号と、記憶部６０に記憶された径用閾値とを比較して、検出された硬貨１００の径が識別対象の複数種の硬貨のうちのいずれの径に相当するものかを検出する。

厚検出部５１ｄは、厚検知センサ用検出回路４５ｃから磁気センサ用ＡＤ変換器４６を経て入力された信号と、記憶部６０に記憶された厚み用閾値とを比較して、検出された硬貨１００の厚さが識別対象の複数種の硬貨のうちのいずれの厚さに相当するものかを検出する。

リング材質検出部５１ｅは、リング検知センサ用検出回路４５ｄから磁気センサ用ＡＤ変換器４６を経て入力された信号と、記憶部６０に記憶されたリング材質用閾値とを比較して、検出された硬貨１００の外縁部の材質が識別対象の複数種の材質のうちのいずれの材質に相当するものかを検出する。

コア材質検出部５１ｆは、コア検知センサ用検出回路４５ｅから磁気センサ用ＡＤ変換器４６を経て入力された信号と、記憶部６０に記憶されたコア材質用閾値とを比較して、検出された硬貨１００の中央部の材質が識別対象の複数種の材質のうちのいずれの材質に相当するものかを検出する。

磁性検出部５１ｇは、磁性検知センサ用検出回路４５ｆから磁気センサ用ＡＤ変換器４６を経て入力された信号と、記憶部６０に記憶された磁性用閾値とを比較して、検出された硬貨１００が磁性を有するものであるか否かを検出する。

制御部５０は、検出部５１による検出結果に基づいて、硬貨１００の金種や汚損等の識別処理を行う。具体的には、例えば、制御部５０は、リング材質検出部５１ｅの検出結果と、コア材質検出部５１ｆの検出結果とを比較し、硬貨１００の外縁部の材質が硬貨１００の中央部の材質と同じであるか、又は、異なるかを判定する。これにより、制御部５０は、硬貨１００が単一の材質から構成されたものであるか、２以上の材質から構成されたもの、すなわちバイメタル貨であるかを判定する。

なお、バイメタル貨には、図８に示すようなバイカラー貨１０１と、図９（ａ）〜（ｄ）に示すようなクラッド貨１０２が含まれる。バイカラー貨１０１は、中心部のコア部分１０１ａと周辺部のリング部分１０１ｂとで異なる金属を用いて形成されたものである。クラッド貨１０２は、中心部の芯材１０２ａと、芯材１０２ａを覆う表面層１０２ｂとで異なる金属を用いて形成されたものである。クラッド貨１０２としては、例えば、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、円形の芯材（母材）１０２ａにメッキし、刻印したもの、図９（ｃ）及び（ｄ）に示すように、３層構造の板を円形に打ち抜き、刻印したもの等が挙げられる。

また、制御部５０は、汚損検出部５１ａの検出結果に基づいて、硬貨１００が汚損貨であるか否かを判定する。

更に、制御部５０は、色検出部５１ｂの検出結果と、他の検出部５１の検出結果とに基づいて、硬貨１００の金種識別や真偽判定を行う。なお、この金種識別や真偽判定の処理については、一般的な技術を利用することができるので、詳細な説明は省略する。

以上説明したように、本実施形態では、各検知要素に対して個別のセンサ（汚損及び色味検知用の光学センサ２０、径検知センサ３０、厚検知センサ３１、リング検知センサ３２、コア検知センサ３３及び磁性検知センサ３４）が配置されている。そのため、バイメタル貨、汚損貨の検出等、高精度な検出が可能となり、硬貨識別装置１の識別能力（識別精度）が向上する。

また、光学センサ２０の一部（下側の光学センサ２０）と、複数の磁気センサ、具体的には、径検知センサ３０の一部（１次コイル３０ｄ）、リング検知センサ３２、コア検知センサ３３及び磁性検知センサ３４とが、同じ１枚のガラス板９に覆われている。すなわち、これらのセンサの各特性採取領域（各検知領域）を覆うようにガラス板９が配置され、搬送面３のほぼ全面が形成されている。これにより、これらのセンサ間において搬送面３に段差が生じることを防止できる。そのため、搬送中の硬貨１００の挙動を安定化でき、硬貨識別装置１の識別能力を向上することが可能である。また、搬送される硬貨１００によるセルフクリーニングが確実に実施可能となり、硬貨識別装置１が汚れ難くすることが可能である。

また、本実施形態では、図１０に示すように、取付部材１１は、互いに高さが異なる３つの面を備えており、ガラス板９に直に当接する第一の面（以下、ガラス当て面とも言う。）１１ａと、ガラス当て面１１ａよりも低く、接着剤が塗布される第二の面（以下、接着剤塗布面とも言う。）１１ｂと、接着剤塗布面１１ｂよりも低く、ガラス当て面１１ａ及び接着剤塗布面１１ｂとの間に設けられた第三の面（以下、接着剤逃がし面とも言う。）１１ｃとを有している。ガラス板９は、接着部材１０により取付部材１１に接着されている。

ガラス板９を取付部材１１に取り付ける際は、まず、接着剤塗布面１１ｂに接着剤を適量塗布し、そして、ガラス板９をガラス当て面１１ａに取り付ける。このとき、接着剤がガラス板９に接触するとともに広がり、余分な接着剤は接着剤逃がし面１１ｃ上に流れ込む。その後、ガラス板９の露出部に磁性検知センサ３４の磁気検出素子３４ａを貼り付ける。

それに対して、本実施形態の変形例では、図１１に示すように、取付部材１１は、ガラス当て面１１ａがなく、互いに高さが異なる２つの面、すなわち接着剤塗布面１１ｂと接着剤逃がし面１１ｃしか備えておらず、磁気検出素子３４ａに隣接して隙間ｂが設けられている。そのため、接着剤の厚みのバラツキが発生し、ガラス板９の取付高さａが不安定となる。また、隙間ｂから接着剤が磁気検出素子３４ａの取付領域まで広がっていたとしても目視で確認することができないため、磁気検出素子３４ａの取付精度が不安定となる。更に、接着剤の塗り漏れ箇所があると、当該箇所の隙間ｂから塵が侵入するため、磁気検出素子３４ａ周辺での防塵性が不安定となる。

他方、図１０に示した実施形態では、ガラス当て面１１ａに接着剤が入り込まない構造となっており、ガラス板９は、ガラス当て面１１ａに直に当接するため、ガラス板９の取付高さａが安定する。また、磁気検出素子３４ａ周辺にガラス当て面１１ａが設けられているため、接着剤が磁気検出素子３４ａの取付領域に浸入することを防止でき、磁気検出素子３４ａをガラス板９に精度よく、かつ、確実に取り付けることが可能である。更に、磁気検出素子３４ａ周辺にガラス当て面１１ａが設けられているため、磁気検出素子３４ａ周辺の防塵性を向上することができる。

また、ガラス板９をサファイヤガラスから形成した場合は、サファイヤガラスの透明性が高いため、磁気検出素子３４ａの取付と、その確認が容易となる。

取付部材１１の材質とサファイヤガラスとの間では、通常、線膨張係数が異なるため、ガラス板９が大きくなると、環境（温度）変化に起因して接着部材１０の破断や剥がれ等の接着不具合が発生することが懸念される。しかしながら、上述のように接着剤塗布面１１ｂをガラス当て面１１ａから一段下げ、接着部材１０の厚さを確保することで、環境（温度）変化に起因する接着不具合の発生を防止することが可能である。より具体的には、（接着部材１０の厚さ）×（接着部材１０の破断伸び）＞（温度変動）×（ガラス板９のサイズ）×（取付部材１１及びサファイヤガラスの熱膨張係数の差）を満たすことが好ましい。

また、本実施形態では、図１２〜１４に示すように、フィン７０の軌跡７０ａ上にガラス当て面１１ａのリブ１１ｄが設けられている。このように、フィン７０の軌跡７０ａの真下においてガラス板９をガラス当て面１１ａで受けることによって、ガラス板９の歪みを低減でき、硬貨１００の搬送状態を安定させることが可能である。また、硬貨１００の搬送状態が安定化することによって、硬貨識別装置１の識別能力が向上する。

また、図１５に示すように、ガラス当て面１１ａのリブ１１ｄは、ガラス板９の端面まで延在していない。これにより、ガラス板９の外縁部全体に接着剤を塗布することが可能となり、硬貨識別装置１内への粉塵等の異物の侵入を効果的に防止することが可能となる。

他方、図１６に示すように、ガラス当て面１１ａのリブ１１ｄがガラス板９の端面まで延伸されていると、ガラス当て面１１ａには接着剤が塗布されていないことから、硬貨識別装置１内への粉塵等の異物が侵入する可能性がある。その場合、ガラス板９が歪んだり、剥がれたりするおそれがある。

なお、図１７に示すように、接着剤塗布面１１ｂが設けられていない領域に関しては、取付部材１１がない領域１１ｅでは、裏（取付部材１１側）からガラス板９の端部に沿って接着剤を塗布し、ガラス当て面１１ａが存在する領域１１ｆでは、表（ガラス板９側）からガラス板９の端部に沿って接着剤を塗布する。また、接着剤塗布面１１ｂに隣接するガラス板９の端部領域９ａから接着剤がはみ出した場合は、そのはみ出した接着剤をふき取ることが好ましい。

図２及び１７に示したように、本実施形態では、円弧状の搬送路２に対して矩形状のガラス板９を配置している。これは、ガラス板９（特にサファイヤガラス）の形状を異形状とするとコストアップとなるが、ガラス板９を矩形状とすることによって加工を容易とし、コストダウンを実現するためである。しかしながら、ガラス板９が矩形状であるため、識別対象の複数種の硬貨１００のうち、最も径が大きい硬貨１００は、硬貨識別装置１への侵入時に、ガラス板９ではなく、取付部材１１上を部分的に通過することになる。そして、最も径が大きい硬貨１００が変形していた場合、取付部材１１上からガラス板９上への乗り継ぎが不安定となるおそれがある。

そこで、本実施形態では、図１８及び１９に示すように、ガラス板９の表面よりも取付部材１１の表面が低く形成されており、これにより、変形貨の取付部材１１上からガラス板９上へのスムーズな乗り継ぎを実現している。同様の観点から、ガラス板９の端部をテーパ状にし、取付部材１１の高さを該テーパ形成部の高さの範囲内に設定している。

上述のように、上記実施形態に係る硬貨識別装置１は、搬送される硬貨１００の磁気特性を各々採取する複数の磁気センサ３０、３２及び３３と、複数の磁気センサ３０、３２及び３３と離れて設けられ、硬貨１００の表面の光学特性を採取する光学センサ２０と、複数の磁気センサ３０、３２、３３及び光学センサ２０の制御と、識別処理とを行う制御部５０と、を備えることから、硬貨１００の識別能力が高く、バイメタル貨、汚損貨の検出といった高精度な検知が可能である。

また、上記実施形態に係る硬貨識別装置１は、硬貨１００が搬送される搬送面３を構成し、硬貨１００よりも大きな１枚のガラス板９を備え、ガラス板９は、複数の磁気センサ３０、３２及び３３の各々の少なくとも一部と、光学センサ２０の少なくとも一部とを覆うことから、これらのセンサ間において搬送面３に段差が生じることを防止できる。そのため、搬送中の硬貨１００の挙動を安定化でき、硬貨識別装置１の識別能力を向上することが可能である。

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。また、各実施形態の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。

（変形形態）
上記実施形態では、硬貨１００の搬送方向と直交する方向において、隣り合う光学センサ２０間に隙間が設けられる場合について説明したが、図２０に示すように、光学センサ２０（光源２１及び受光素子２２）は、硬貨１００の搬送方向と直交する方向において、部分的に重なり合うように配置されていてもよい。これにより、硬貨１００の表面の光学特性をより細かく検知することができるため、硬貨識別装置１の識別能力をより向上することが可能である。

以上のように、本発明は、バイメタル貨や汚損貨等の硬貨を識別するために有用な技術である。

１：硬貨識別装置
２：搬送路
３：搬送面
４：案内面
５：壁部
６、７：壁部材
８：開口部
９：ガラス板
９ａ：端部領域
１０：接着部材
１１：取付部材
１１ａ：第一の面（ガラス当て面）
１１ｂ：第二の面（接着剤塗布面）
１１ｃ：第三の面（接着剤逃がし面）
１１ｄ：リブ
１１ｅ：領域
１１ｆ：領域
１２：タイミングセンサ
１２ａ：硬貨通過検知用光源
２０、２０ａ〜２０ｆ：光学センサ
２１、２１ａ〜２１ｆ：光源
２２、２２ａ〜２２ｆ：受光素子
２３：基板
３０：径検知センサ
３０ａ：コアプレート
３０ｂ、３０ｃ：凸部
３０ｄ：１次コイル（励磁コイル）
３０ｆ：２次コイル（検知コイル）
３１：厚検知センサ
３１ａ：コイル
３２：リング検知センサ（第一の材質検知センサ）
３２ａ：コイル
３３：コア検知センサ（第二の材質検知センサ）
３３ａ：コイル
３４：磁性検知センサ
３４ａ：磁気検出素子
４０：ＤＡ変換器
４１：光源駆動回路
４２：受光回路
４３：光学センサ用ＡＤ変換器
４４ａ：径検知センサ用共振回路
４４ｂ：厚検知センサ用共振回路
４４ｃ：リング検知センサ用共振回路
４４ｄ：コア検知センサ用共振回路
４５ａ、４５ｂ：径検知センサ用検出回路
４５ｃ：厚検知センサ用検出回路
４５ｄ：リング検知センサ用検出回路
４５ｅ：コア検知センサ用検出回路
４５ｆ：磁性検知センサ用検出回路
４６：磁気センサ用ＡＤ変換器
５０：制御部
５１：検出部
５１ａ：汚損検出部
５１ｂ：色検出部
５１ｃ：径検出部
５１ｄ：厚検出部
５１ｅ：リング材質検出部
５１ｆ：コア材質検出部
５１ｇ：磁性検出部
６０：記憶部
６１：閾値
７０：フィン
７０ａ：フィンの軌跡
１００：硬貨
１０１：バイカラー貨
１０１ａ：コア部分
１０１ｂ：リング部分
１０２：クラッド貨
１０２ａ：芯材
１０２ｂ：表面層
ａ：取付高さ
ｂ：隙間

Claims (13)

1. 搬送される硬貨の磁気特性を各々採取する複数の磁気センサと、
   前記複数の磁気センサと離れて設けられ、前記硬貨の表面の光学特性を採取する光学センサと、
   前記硬貨が搬送される搬送面を構成し、前記硬貨よりも大きな１枚のガラス板と、
   前記複数の磁気センサ及び前記光学センサの制御と、識別処理とを行う制御部と、
   を備え、
   前記ガラス板は、前記複数の磁気センサの各々の少なくとも一部と、前記光学センサの少なくとも一部とを覆うことを特徴とする硬貨識別装置。
2. 前記複数の磁気センサは、前記硬貨の径に応じた信号を出力する径検知センサを含み、
   前記径検知センサは、前記搬送面を挟んで互いに対向して配置された励磁コイル及び検知コイルを有することを特徴とする請求項１記載の硬貨識別装置。
3. 前記複数の磁気センサは、前記硬貨の磁性の有無を検知する磁性検知センサを含み、
   前記磁性検知センサは、磁気検出素子を有することを特徴とする請求項１又は２記載の硬貨識別装置。
4. 前記複数の磁気センサは、前記硬貨の材質特性を検知する材質検知センサを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の硬貨識別装置。
5. 前記硬貨識別装置は、前記材質検知センサとして、搬送される前記硬貨の外縁部近傍に設置された第一の材質検知センサと、搬送される前記硬貨の前記外縁部を除く中央部近傍に設置された第二の材質検知センサとを備え、
   前記制御部は、前記第一の材質検知センサの出力信号と前記第二の材質検知センサの出力信号とを比較することにより、前記硬貨が単一の材質から構成されるか、又は、２以上の材質から構成されるかを判定することを特徴とする請求項４記載の硬貨識別装置。
6. 前記光学センサは、複数波長で発光する光源と、受光素子とを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の硬貨識別装置。
7. 前記光学センサは、前記硬貨の搬送方向と交差する方向に複数設けられることを特徴とする請求項６記載の硬貨識別装置。
8. 前記複数の光学センサは、前記搬送方向と直交し、かつ、前記搬送面と平行な方向に設置されることを特徴とする請求項７記載の硬貨識別装置。
9. 前記複数の光学センサは、前記硬貨の搬送方向と直交する方向において、部分的に重なり合うように配置されることを特徴とする請求項７又は８記載の硬貨識別装置。
10. 前記制御部は、前記光学センサの出力信号に基づいて、前記搬送面上における前記硬貨の有無を判定することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の硬貨識別装置。
11. 前記硬貨識別装置は、前記搬送面の一側方に設けられ壁部と、前記壁部の前記搬送面とは反対側に設けられた厚検知センサとを備え、
    前記硬貨は、前記壁部側に片寄せられた状態で前記搬送面上を搬送され、
    前記厚検知センサは、前記硬貨の厚みに応じた信号を出力する磁気センサであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の硬貨識別装置。
12. 前記ガラス板は、サファイヤガラスから構成されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の硬貨識別装置。
13. 前記硬貨識別装置は、前記ガラス板が取り付けられる取付部材と、前記ガラス板を前記取付部材に接着する接着部材とを備え、
    前記取付部材は、前記ガラス板に直に当接した第一の面と、
    前記第一の面よりも低く、前記接着剤が塗布された第二の面と、
    前記第二の面よりも低く、前記第一の面と前記第二の面との間に設けられた第三の面とを有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の硬貨識別装置。

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