JP3725361B2 - Method and apparatus for inspecting authenticity of banknotes - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、磁性インクにより印刷された紙幣における残留磁束の変化を非接触方式で検出し、紙幣の真贋性を検査する方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、自動販売機等が広く普及するに伴って自動販売機等に対する悪戯が増え、自動販売機内に設けられた紙幣識別機などの装置を騙して装置の中の釣り銭を奪うなどの悪戯が跡を絶たない。
【0003】
また、紙幣の偽造による犯罪も増えてきているとともに、国際化に伴って諸外国から外国紙幣が持ち込まれ、それらの外国紙幣が故意または過誤により自動販売機に使われるケースが増えてきている。
【0004】
そのような状況から、紙幣の印刷技術の向上を考慮して、紙幣識別装置にはセキュリティの向上と高精度の検査能力が望まれている。
【0005】
紙幣の印刷技術の一つに磁性インクを用いる方法が知られており、磁性インクによって印刷された、例えば米国の1ドル紙幣などでは、その表面から約1mm 離れた空間で検出される残留磁気の強さは、約10-4 Oe ( エルステッド) ないし10-3 Oe ( エルステッド) である。これは、地磁気の1/100 ないし1/1000の強さに相当する。
【0006】
従来の装置における磁性インクを検出する方法としては、磁気ヘッドを用いたものが一般的である。そして、従来の磁気ヘッドには、磁性材料による磁極にコイルを巻回したコイル型磁気ヘッド、あるいは磁気抵抗(MR)素子を用いたMR素子型磁気ヘッドなどが使用されている。これら両磁気ヘッドの内で、比較的感度の高いMR素子型の磁気ヘッドの感度は、10-2 Oe ( エルステッド) 程度である。
【0007】
この程度の感度しか持たない従来の磁気ヘッドでは、できるだけ高感度化するために、磁気ヘッドを紙幣表面に印刷された磁性インク部に接触させている。さらに、紙幣と磁気ヘッドとの接触を確実なものにするために、紙幣を磁気ヘッドとローラにより挟み込むようにして取り付けて走査し、そのとき得られる信号から被検紙幣が真正か否かを検査するように構成していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の紙幣識別機においては、磁気ヘッドの感度が低いことから、紙幣表面の磁気インク部の磁気を検出するためには、磁気ヘッドを磁性インクの印刷部に接触させながら走査を行わなければならなかった。その結果、紙幣の表面には磁気ヘッド部を走査した痕跡が筋として残るため、当該装置が紙幣のどの部分を検出しているかが第三者に判ってしまう。これは、自動販売機に対して故意に悪戯を試みようとする者にとっては都合のよい目標となり、装置を騙すなどのセキュリティ上の問題が引き起こされていた。
【0009】
一方、上述のように、紙幣を磁気ヘッドとローラとにより挟み込んで搬送するため、紙幣が磁気ヘッド部の搬送路で詰まり易くなるなどの問題があった。さらに、紙幣を磁気ヘッド部に接触させて搬送するため、磁気ヘッドの機械的摩耗が生じ、磁気ヘッドの寿命が短くなるとともに、紙幣の寿命を短くするという問題もあった。また、紙幣と磁気ヘッドおよびローラとを接触させて走査するため、埃が付着しやすく、著しい場合は所定の信号が得られないなどの問題が生じていた。
【0010】
他方、紙幣表面に印刷された磁気インク部を非接触で検知するためには、S/N 比の良い高感度な磁気センサが必要となる。そのような磁気センサとして、特開平6-176930号公報および特開平6-283344号公報で公知である、磁気インピーダンス型磁気センサが期待できる。この磁気インピーダンス型磁気センサは、高周波の電流を磁性線に印加することによって生じる円周磁束の時間変化に対する電圧を、外部印加磁界による変化として検出することが知られている。
【0011】
磁気インピーダンス型磁気センサの感度は非常に高く、高感度で知られるFG( フラックスゲート) 型磁気センサと同等、またはそれ以上の感度が得られることが知られている。そのような特徴を有する磁気インピーダンス型磁気センサは、室温で動作する高感度な磁気センサとして微弱な磁界測定等の利用が考えられている。
【0012】
しかしながら、磁気インピーダンス型磁気センサは、問題点がある。すなわち、アモルファスなどのワイヤは、製造上取り扱いが難しく、特性が時間とともに劣化するなどの点である。
【0013】
また従来の磁気インピーダンス型磁気センサは、バイアス磁界を印加するためのコイルを電線巻回による巻線によって作成していた。そのため、磁気センサ自体が大きくなり、装置の小型化が出来ないばかりか高価となってしまうなどの問題があった。
【0014】
本発明は上述の点を考慮してなされたもので、動作が安定していて安価に構成でき高感度な磁気インピーダンス型薄膜磁気センサを用いて、非接触方式で紙幣の真贋性を検査する方法および装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、
紙幣の有する磁気的特徴を非接触で検出し、前記紙幣の真贋性を検査する方法において、紙幣を搬送路の所定の位置に沿って搬送し、前記搬送路の所定の位置に前記搬送路に近接して、超微細結晶軟磁性材料を用いた非接触式薄膜磁気センサがブリッジ接続された非接触式ブリッジ型薄膜磁気センサを配設し、前記紙幣が前記搬送路に沿って搬送されるにしたがって前記薄膜磁気センサから出力される信号と、予め記憶されている所定金種の基準値の信号とを比較し、前記信号が前記基準値に対し所定の許容範囲内にあるとき前記紙幣を真のものであるとする信号を出力することを特徴とする紙幣の真贋性を検査する方法、および
紙幣の有する磁気的特徴を非接触で検出し、前記紙幣の真贋性を検査する装置において、紙幣を所定の位置に沿って搬送する搬送路と、前記搬送路の所定の位置に前記搬送路に近接して配設され、超微細結晶軟磁性材料を用いた非接触式薄膜磁気センサがブリッジ接続された非接触式ブリッジ型薄膜磁気センサと、前記紙幣が前記搬送路に沿って搬送されるにしたがって前記薄膜磁気センサから出力される信号と、予め記憶されている所定金種の基準値の信号とを比較判定し、前記信号が前記基準値に対し所定の許容範囲内にあるとき前記紙幣を真のものであるとする信号を出力する比較判定手段と、をそなえたことを特徴とする紙幣の真贋性を検査する装置、
を提供するものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【0017】
図1(a)、(b)は、本発明に係わるブリッジ型薄膜磁気センサの一実施例を示す正面図および側面図で、図2は本発明に係わる図1のA-A断面の部分拡大図である。また、図3は、本発明に係わるブリッジ型薄膜磁気センサの等価回路図であり、図4は、本発明に係わるブリッジ型薄膜磁気センサの基本回路図である。
【0018】
まず図1および図2を用いて薄膜磁気センサ1の構成を詳述する。図1および図2において、薄膜磁気センサ1は、ガラス基板1aにSiO2による下部絶縁層6b、銅箔部3および端子4a,4b,4c,4dを形成し、その上に磁性膜2a,2b,2c,2d{例えば、Fe73.5%,Si13.5%,B9%(何れもat%)を主成分としてCu,Nbなどの添加元素を含む、高透磁率材料より成る素子で、素子の寸法は、幅50ミクロン、長さ2ミリ}を形成している。
【0019】
磁性膜2は、その端部が銅箔部3の端部と導通するようにして、また磁性膜2がブリッジ回路を成すようにして形成される。さらに、磁性膜2の上にはSiO2の上部絶縁層6aを形成し、最上部には磁化膜5{例えば、Co,Crなどを主成分とする高保磁力材料}を形成して、このブリッジ型薄膜磁気センサ1を構成している。
【0020】
薄膜磁気センサ1の磁性膜2は、できるだけ零磁歪に近い負磁歪特性を有する高透磁率材料のターゲットを用いてスパッタ法などにより成膜される。
【0021】
次に、図3および図4を用いてブリッジ型薄膜磁気センサ1の基本回路について詳述する。図3および図4において、ブリッジ型薄膜磁気センサ1の磁性膜2は、インダクタンスおよび抵抗による直列回路と等価である。
【0022】
いま磁性膜2aの等価回路インダクタンスL1および抵抗R1のインピーダンスをZ1、磁性膜2bの等価回路インダクタンスL2および抵抗R2のインピーダンスをZ2、磁性膜2cの等価回路インダクタンスL3および抵抗R3のインピーダンスをZ3、そして磁性膜2dの等価回路インダクタンスL4および抵抗R4のインピーダンスをZ4とすると、磁性膜2aないし2dが平衡状態にあるとき、次の式が成立する。
Z1・Z4=Z2・Z3
(R1+jωL1)(R4+jωL4)=(R2+jωL2)(R3+jωL3)
∴(R1+jωL1)(R4+jωL4)−(R2+jωL2)(R3+jωL3)=0
周知のように、これらの数式が成り立つためには、ブリッジ型薄膜磁気センサ1の磁性膜2aないし2dの各素子の特性がほぼ等しいことが条件となる。
【0023】
本発明による磁性膜2aないし2dは、上述のように薄膜により形成しているので、略特性の等しい素子を得ることができる。
【0024】
次に、図5ないし図10を用いて、薄膜磁気センサ1によって被検紙幣30の磁気印刷部32の残留磁界を検知するための構成および原理について詳述する。図5は、被検紙幣の真贋性検査回路の一構成例を示すブロック線図であり、図6ないし図10による説明の後に、構成および動作を説明する。
【0025】
まず、ある被検紙幣30の構成を図6を参照して説明する。この図6において、被検紙幣30の表面の印刷域31には絵柄、文字などが印刷されており、磁気インクによって印刷された磁気印刷部32を有する。磁気印刷部32には、磁気インク内の磁性粉によってもたらされる残留磁気が存在する。本発明の磁気センサは、磁気インピーダンス型の薄膜磁気センサとして構成され、残留磁気の強さを非接触で検出する。
【0026】
図7は本発明に用いる薄膜磁気センサ1の一構成例を示す図、図8は薄膜磁気センサ1の原理を示す要部回路図、図9は薄膜磁気センサ1の特性図である。
【0027】
図7において、薄膜磁気センサ1の磁性膜2は被検紙幣30の表面から所定間隔離し、且つ被検紙幣30の表面に対向するようにして配置している。磁性膜2の端子4a,4b,4c,4dには、リード線41が接続される。上述のように接続された薄膜磁気センサ1は、磁気シールド40が磁性膜2の側の面を開放するようにして、薄膜磁気センサ1を囲むように配設される。
【0028】
磁気シールド40は、図示しない紙幣識別装置の電源または被検紙幣30を搬送する搬送モータ53(図11)などから発生する漏洩磁束を遮断することができる。したがって、薄膜磁気センサ1から検出される信号のS/N比が改善され、検出精度が向上する。
【0029】
図8において、薄膜磁気センサ1の磁性膜用端子4は、リード線41により高周波パルス発生手段10の出力および検波回路53に接続される。高周波パルス発生手段10は、高周波発振源50、キャパシタ51および抵抗52により構成される。一方、検波回路53は、カップリング用キャパシタ54、検波用のダイオード55,56および平滑用の抵抗57、キャパシタ58により構成している。
【0030】
ここで、上述のように構成された薄膜磁気センサ1が、被検紙幣30の表面に印刷された磁気印刷部32の残留磁界を検知するための原理について詳述する。
【0031】
図7において、磁気印刷部32には、インクに含まれる特殊な磁性粉が磁化されて残留磁界42が発生している。残留磁界42は、薄膜磁気センサ1の相対移動にともない、磁気印刷部32の磁化状態に対応した交番磁界となって現れる。
【0032】
一方、薄膜磁気センサ1の磁性膜2aないし2dには、図8に示すように時間的に変化する高周波パルス電流が印加される。この高周波パルス電流の周波数は、数MHzないし数十MHz(ただし、それに限定されない)である。磁性膜2は、高周波パルス電流を印加することで、磁性膜内の磁化容易方向(磁性膜幅方向)の磁化ベクトルが、外部印加磁界の強さに応答して磁性膜長さ方向に回転し、磁性膜幅方向の透磁率μ0が減少することによって、磁性膜2のインピーダンスが変化するものと考えられている。
【0033】
このように、薄膜磁気センサ1は、外部磁界によってインピーダンスが変化することを利用して、その変化を外部磁界の強さに比例する出力信号として取り出すことができる。
【0034】
図9および図10は、磁気インピーダン型薄膜磁気センサ1の特性を示すものである。図9において、薄膜磁気センサ1は外部印加磁界(−Hex〜+Hex)に対し双峰特性を示す。そして、図9に示すように、薄膜磁気センサ1の特性は、磁界の増加とともに一旦増加して、その後減少するものである。
【0035】
磁気センサとして、外部磁界に対する変化を単調なものとして取り出すためには、単調増加(または減少)領域を使用して磁化バイアスすることで、紙幣30の磁気印刷部32における残留磁界42を検知することができる。
【0036】
本発明による磁化バイアスのためのバイアス磁界は、各磁性膜2aないし2dのそれぞれについて磁化膜5を積層するようにして形成し、所定のバイアス磁界を得ている。磁化膜5は、磁性膜2の長手方向に極ができるようにして形成される。また磁化膜5の磁化の強さは、数Oe(ただし、これに限定されない)である。
【0037】
次に、図5に戻って紙幣識別装置の回路の構成および動作について詳述する。この図5において、薄膜磁気センサ1の磁性膜2a,2b,2c,2dには、高周波パルス発生手段10および検査手段11が接続されている。検査手段11は、信号抽出手段12、比較判定手段13および基準値信号発生手段14により構成されている。信号抽出手段12の入力には磁性膜2が接続されていて、信号検出手段12の出力は比較判定手段13に入力される。比較判定手段13は、信号検出手段12から入力した信号と基準値信号発生手段14から入力した信号とを比較して、その結果を出力端子15へ出力する。
【0038】
ここで、磁性インクによって印刷された、例えば米国の1ドル紙幣などは、その表面から約1mm離れた空間における残留磁気の強さは、約10-4 Oe (エルステッド)ないし10-3 Oe (エルステッド)である。このような残留磁気を有する紙幣30に対し、薄膜磁気センサ1の磁性膜2は、図7に示すように紙幣30の表面に対し磁性膜2の表面が略平行になるようにして、また薄膜磁気センサ1は紙幣30の表面から所定の距離離して紙幣面に対向配置している。
【0039】
上述のように配置した薄膜磁気センサ1は、紙幣30の磁気印刷部32を走査する。そのとき薄膜磁気センサ1から得られる出力信号を、信号抽出手段12へ入力する。信号抽出手段12は、薄膜磁気センサ1が紙幣30の磁気印刷部32に応答して変化する信号を抽出する。信号抽出手段12の出力からは、図10に示すような信号波形が得られる。信号抽出手段12の出力は、比較判定手段13へ入力される。また比較判定手段13は基準値信号発生手段14に接続されていて、この基準値信号発生手段14にはメモリが設けられており、このメモリに予め定められた所与の金種の受納可能紙幣における基準値(例えば上限値、下限値)が記憶されている。
【0040】
基準値信号発生手段14に記憶されている基準値は、予め定められた所与の金種における受納可能な流通紙幣を、磁気センサ1を使って予め測定して得た統計データから求められた関数値である。比較判定手段13は、信号抽出手段12から入力された信号と、基準値信号発生手段14から入力された信号とを比較し、信号抽出手段12から入力された信号が基準値内であるか否かを判定し、この入力された信号が基準値内であれば、被検紙幣30が真のものであることを示す信号を図示しない外部装置に出力する。
【0041】
他方、この信号が基準値を外れているときは、被検紙幣30が偽であることを示す信号を、図示しない外部装置に出力する。このようにして、被検紙幣30の真贋性を検査することができる。
【0042】
また、本発明によるブリッジ型薄膜磁気センサは、磁性膜2aないし2dの素子に一様な外部磁界が与えられた場合、ブリッジ回路の平衡性によって不必要な外部磁界を相殺することができる。
【0043】
次に、図11および図12を用いて、本発明に係わる紙幣識別装置の構成および動作を詳述する。ここで、図11は、本発明に係わる紙幣識別装置の一実施例の概略構成を示す側面図、図12はその平面図である。
【0044】
この紙幣識別装置は、図11および図12に示すように、被検紙幣30を挿入口70から矢印方向に案内する搬送通路71、挿入口70から挿入された被検紙幣30を検出する入口センサ78-1,78-2、挿入口70から挿入された被検紙幣30を搬送通路71に沿って搬送する搬送ベルト76-1,76-2、およびローラ77-1,77-2,77-3,77-4,77-5,77-6,77-7,77-8,77-9,77-10,77-11,77-12により搬送される被検紙幣30に形成された磁気印刷部32(図6)を検出する薄膜磁気センサ1、搬送ベルト76-1,76-2に動力を伝達するウォームギヤ74-1,74-2、ウォームギヤ74-1,74-2を駆動するモータ73を具備している。
【0045】
次に、この紙幣識別装置の動作を説明する。
【0046】
挿入口70から挿入された被検紙幣30は、矢印方向に移動して光学センサの入口センサ78-1,78-2で検出され、この入口センサ78の出力する信号に基づいて図示しない制御手段によりモータ73を起動させる。モータ73の出力軸はウォームギヤ74-1, 74-2に連結されていて、モータ73の動力をプーリ75-1,75-3に伝達し、プーリ75-1,75-3を所定の方向に回転させる。
【0047】
また、モータ73の動力により回転するプーリ75-1と所定距離離して配置されたプーリ75-2との間、およびプーリ75-3と所定の距離離して配置されたプーリ75-4との間には、それぞれ搬送ベルト76-1および76-2が掛けられていて、搬送ベルト76-1,76-2を駆動する。そして、搬送ベルト76-1,76-2には、所定の間隔で配置されたローラ77-1,77-2,77-3,77-4,77-5,77-6,77-7,77-8,77-9,77-10,77-11,77-12が設けられていて、ローラ77は被検紙幣30を挟み込むようにして押圧し、被検紙幣30を搬送している。
【0048】
これにより、挿入口70から挿入された被検紙幣30は、矢印方向に移動し、やがて薄膜磁気センサ1に差し掛かってさらに移動する。このとき薄膜磁気センサ1は、移動する被検紙幣30に形成された磁気印刷部32(図6)を非接触で検出し、応答する信号を出力する。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、紙幣識別装置の紙幣搬送路に薄膜磁気センサを配設し、この薄膜磁気センサの検出出力に基づき、挿入された被検紙幣に所定の磁気印刷部が形成されているか否か、非磁気印刷部から磁気反応があるか否かの少なくとも一方につき非接触方式で検知するように構成したため、被検紙幣の表面に検出位置の奇跡が残らず、セキュリティの向上が図られる。また非接触方式で検出するため、磁気ヘッドの機械的摩耗がなく装置の寿命が永くなる。そして、磁気センサをブリッジ型に構成したため、外乱磁界の影響を受け難いという効果を奏する。
【0050】
さらに、非接触によって紙幣自体の破損等による劣化を防止することができ、真正紙幣を破損して偽紙幣と認定することがなく、適正な処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は本発明に係わるブリッジ型薄膜磁気センサの一実施例を示す正面図、および図1(b)は同じく側面図。
【図2】図1のA-A断面に沿う部分拡大図。
【図3】本発明に係わるブリッジ型薄膜磁気センサの等価回路図。
【図4】図3の等価回路を書き直した基本回路図。
【図5】図1のセンサを用いた本発明に係わる真贋性検査回路の一構成例を示したブロック線図。
【図6】被検紙幣の一例を示した図。
【図7】図5の実施例に用いるブリッジ型薄膜磁気センサの一構成例を示す図。
【図8】本発明に係わるブリッジ型薄膜磁気センサの要部回路図。
【図9】薄膜磁気センサの特性図。
【図10】薄膜磁気センサの出力波形を示す図。
【図11】図5の回路を用いた紙幣識別装置の一実施例における概略機構の側面図。
【図12】図11に対応する平面図。
【符号の説明】
1 ブリッジ型薄膜磁気センサ
2 磁性膜
3 銅箔
4 端子
5 磁化膜
6 絶縁層
10 高周波パルス発生手段
11 検査手段
12 信号抽出手段
13 比較判定手段
14 基準値信号発生手段
15 出力端子
30 紙幣
31 印刷域
32 磁気印刷部
40 磁気シールド
41 リード線(薄膜磁気センサの端子へ接続するための電線)
42 残留磁界
50 高周波発振源
51 キャパシタ
52 抵抗
53 検波回路
54 キャパシタ
55 ダイオード
56 ダイオード
57 抵抗
58 キャパシタ
60 バイアス磁界ゼロ時における薄膜磁気センサ印加磁界−出力特性
61 バイアス磁界ゼロの中心線
62 −Hbバイアス磁界印加時の中心線
63 +Hbバイアス磁界印加時の中心線
70 挿入口
71 搬送通路
72−1,72−2 通路壁
73 モータ
74−1,74−2 ウォームギヤ
75−1,75−2,55−3,55−4 プーリ
76−1,76−2 搬送ベルト
77−1,77−2,77−3,77−4,77−5,77−6,77−7,77−8,77−9,77−10,77−11,77−12 ローラ
78−1,78−2 入口センサ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method and apparatus for detecting a change in residual magnetic flux in a banknote printed with magnetic ink in a non-contact manner and inspecting the authenticity of the banknote.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as vending machines and the like have become widespread, mischief against vending machines has increased, and there have been traces of mischief such as tricking devices such as bill validators installed in vending machines to take change in the devices. There is no end.
[0003]
In addition, crimes due to counterfeiting of banknotes are increasing, and with the internationalization, foreign banknotes are brought in from various countries, and cases where these foreign banknotes are used in vending machines intentionally or mistakenly are increasing.
[0004]
From such a situation, in consideration of the improvement of banknote printing technology, the banknote recognition apparatus is required to have improved security and highly accurate inspection capability.
[0005]
A method using magnetic ink is known as one of the banknote printing techniques. For example, in US dollar bills printed with magnetic ink, the residual magnetism detected in a space about 1 mm away from the surface is known. The strength is about 10-4 Oe (Oersted) to 10-3 Oe (Oersted). This is equivalent to 1 / 100th to 1 / 1000th the strength of geomagnetism.
[0006]
As a method for detecting magnetic ink in a conventional apparatus, a method using a magnetic head is generally used. As a conventional magnetic head, a coil type magnetic head in which a coil is wound around a magnetic pole made of a magnetic material, an MR element type magnetic head using a magnetoresistive (MR) element, or the like is used. Among these two magnetic heads, the sensitivity of the MR element type magnetic head having a relatively high sensitivity is about 10-2 Oe (Oersted).
[0007]
In a conventional magnetic head having only this level of sensitivity, the magnetic head is brought into contact with the magnetic ink portion printed on the surface of the banknote in order to increase the sensitivity as much as possible. Furthermore, in order to ensure the contact between the banknote and the magnetic head, the banknote is attached and scanned so as to be sandwiched between the magnetic head and the roller, and whether or not the banknote to be tested is authentic is inspected from the signal obtained at that time. Was configured to do.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, since the sensitivity of the magnetic head is low in the conventional banknote discriminator, in order to detect the magnetism of the magnetic ink part on the banknote surface, scanning is performed while the magnetic head is in contact with the magnetic ink printing part. Had to be done. As a result, traces of scanning the magnetic head portion remain as streaks on the surface of the banknote, so that a third party knows which part of the banknote the apparatus detects. This is a convenient target for those who deliberately try to mischief vending machines, causing security problems such as tricking the device.
[0009]
On the other hand, as described above, since the banknote is sandwiched and transported between the magnetic head and the roller, there is a problem that the banknote is easily jammed in the transport path of the magnetic head unit. Further, since the bill is conveyed while being brought into contact with the magnetic head portion, mechanical wear of the magnetic head occurs, and the life of the magnetic head is shortened and the bill is shortened. In addition, since the bill is scanned with the magnetic head and the roller in contact with each other, dust is likely to adhere to the banknote, and if it is remarkable, a predetermined signal cannot be obtained.
[0010]
On the other hand, in order to detect the magnetic ink part printed on the banknote surface in a non-contact manner, a highly sensitive magnetic sensor with a good S / N ratio is required. As such a magnetic sensor, a magnetic impedance type magnetic sensor known in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 6-176930 and 6-283344 can be expected. This magneto-impedance type magnetic sensor is known to detect a voltage with respect to a temporal change in circumferential magnetic flux generated by applying a high-frequency current to a magnetic wire as a change caused by an externally applied magnetic field.
[0011]
The sensitivity of the magneto-impedance type magnetic sensor is very high, and it is known that the sensitivity is equivalent to or higher than that of the FG (flux gate) type magnetic sensor known for high sensitivity. The magnetic impedance type magnetic sensor having such a feature is considered to be used for weak magnetic field measurement as a highly sensitive magnetic sensor operating at room temperature.
[0012]
However, the magnetic impedance type magnetic sensor has a problem. That is, a wire such as amorphous is difficult to handle in production, and the characteristics deteriorate with time.
[0013]
Further, in the conventional magnetic impedance type magnetic sensor, a coil for applying a bias magnetic field is formed by winding by wire winding. As a result, the magnetic sensor itself becomes large, and there is a problem that the apparatus cannot be downsized and is expensive.
[0014]
The present invention has been made in consideration of the above points, and uses a non-contact method to check the authenticity of a banknote using a highly sensitive magneto-impedance thin film magnetic sensor that is stable in operation and can be configured at low cost. And providing an apparatus.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention,
In a method of detecting magnetic characteristics of a banknote in a non-contact manner and inspecting the authenticity of the banknote, the banknote is transported along a predetermined position of a transport path, and the transport path is placed at a predetermined position of the transport path. A non-contact type bridge type thin film magnetic sensor in which a non-contact type thin film magnetic sensor using an ultrafine crystal soft magnetic material is bridge-connected is disposed so that the bill is conveyed along the conveyance path. Therefore, the signal output from the thin film magnetic sensor is compared with a reference value signal of a predetermined denomination stored in advance, and when the signal is within a predetermined allowable range with respect to the reference value, the bill is In a method for inspecting the authenticity of a banknote characterized by outputting a signal indicating that the banknote is authentic, and a device for detecting the magnetic characteristics of the banknote in a non-contact manner and inspecting the authenticity of the banknote, Along the specified position. A non-contact type bridge in which a non-contact type thin film magnetic sensor using an ultrafine crystal soft magnetic material is bridge-connected to a predetermined position of the transfer path and close to the transfer path A type thin film magnetic sensor, a signal output from the thin film magnetic sensor as the bill is transported along the transport path, and a reference value signal of a predetermined denomination stored in advance, And comparing and judging means for outputting a signal indicating that the bill is true when the signal is within a predetermined allowable range with respect to the reference value. apparatus,
Is to provide.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0017]
FIGS. 1A and 1B are a front view and a side view showing an embodiment of a bridge-type thin film magnetic sensor according to the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged view of the AA section of FIG. 1 according to the present invention. is there. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the bridge-type thin film magnetic sensor according to the present invention, and FIG. 4 is a basic circuit diagram of the bridge-type thin film magnetic sensor according to the present invention.
[0018]
First, the configuration of the thin film
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
Next, the basic circuit of the bridge-type thin film
[0022]
Now, the impedance of the equivalent circuit inductance L1 and resistance R1 of the
Z1 ・ Z4 = Z2 ・ Z3
(R1 + jωL1) (R4 + jωL4) = (R2 + jωL2) (R3 + jωL3)
∴ (R1 + jωL1) (R4 + jωL4) − (R2 + jωL2) (R3 + jωL3) = 0
As is well known, in order for these mathematical expressions to be established, the characteristics of the elements of the
[0023]
Since the
[0024]
Next, the configuration and principle for detecting the residual magnetic field of the
[0025]
First, the configuration of a
[0026]
FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of the thin film
[0027]
In FIG. 7, the
[0028]
The magnetic shield 40 can block leakage magnetic flux generated from a power source of a banknote identification device (not shown) or a transport motor 53 (FIG. 11) that transports the
[0029]
In FIG. 8, the magnetic film terminal 4 of the thin film
[0030]
Here, the principle for detecting the residual magnetic field of the
[0031]
In FIG. 7, in the
[0032]
On the other hand, a high-frequency pulse current that changes with time is applied to the
[0033]
Thus, the thin film
[0034]
FIG. 9 and FIG. 10 show the characteristics of the magnetic impedance type thin film
[0035]
As a magnetic sensor, in order to take out changes to the external magnetic field as monotonous, the residual
[0036]
The bias magnetic field for the magnetization bias according to the present invention is formed by laminating the
[0037]
Next, returning to FIG. 5, the configuration and operation of the circuit of the bill validator will be described in detail. In FIG. 5, high-frequency pulse generating means 10 and inspection means 11 are connected to
[0038]
Here, for example, US dollar bills printed with magnetic ink have a remanence of about 10-4 Oe (Oersted) to 10-3 Oe (Oersted) in a space about 1 mm away from the surface. ). For the
[0039]
The thin film
[0040]
The reference value stored in the reference value signal generating means 14 is obtained from statistical data obtained by measuring in advance using the magnetic sensor 1 a banknote that can be received in a given denomination. Function value. The
[0041]
On the other hand, when this signal is out of the reference value, a signal indicating that the
[0042]
The bridge-type thin film magnetic sensor according to the present invention can cancel an unnecessary external magnetic field by the balance of the bridge circuit when a uniform external magnetic field is applied to the elements of the
[0043]
Next, the configuration and operation of the banknote recognition apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. Here, FIG. 11 is a side view showing a schematic configuration of an embodiment of the banknote recognition apparatus according to the present invention, and FIG. 12 is a plan view thereof.
[0044]
As shown in FIGS. 11 and 12, the banknote identification device includes a
[0045]
Next, operation | movement of this banknote identification device is demonstrated.
[0046]
The
[0047]
Further, between the pulley 75-1 rotated by the power of the
[0048]
As a result, the
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the thin film magnetic sensor is disposed in the banknote conveyance path of the banknote identification device, and a predetermined magnetic printing unit is provided on the inserted banknote based on the detection output of the thin film magnetic sensor. Since at least one of whether it is formed or whether there is a magnetic reaction from the non-magnetic printing part is configured to be detected in a non-contact manner, there is no miracle of the detection position on the surface of the banknote to be inspected. Improvement is achieved. In addition, since the detection is performed by a non-contact method, there is no mechanical wear of the magnetic head and the life of the apparatus is prolonged. And since the magnetic sensor was comprised in the bridge type, there exists an effect that it is hard to receive the influence of a disturbance magnetic field.
[0050]
Furthermore, deterioration due to damage or the like of the bill itself can be prevented by non-contact, and proper processing can be performed without certifying the genuine bill as a fake bill.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a front view showing an embodiment of a bridge type thin film magnetic sensor according to the present invention, and FIG. 1B is a side view of the same.
FIG. 2 is a partially enlarged view along the AA section of FIG.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a bridge-type thin film magnetic sensor according to the present invention.
4 is a basic circuit diagram in which the equivalent circuit of FIG. 3 is rewritten.
5 is a block diagram showing a configuration example of an authenticity inspection circuit according to the present invention using the sensor of FIG.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a banknote to be examined.
7 is a diagram showing a configuration example of a bridge-type thin film magnetic sensor used in the embodiment of FIG.
FIG. 8 is a main part circuit diagram of a bridge-type thin film magnetic sensor according to the present invention.
FIG. 9 is a characteristic diagram of a thin film magnetic sensor.
FIG. 10 is a view showing an output waveform of the thin film magnetic sensor.
FIG. 11 is a side view of a schematic mechanism in an embodiment of a banknote recognition apparatus using the circuit of FIG.
12 is a plan view corresponding to FIG. 11. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
42 Residual
Claims (7)
紙幣を搬送路の所定の位置に沿って搬送し、
前記搬送路の所定の位置に前記搬送路に近接して、超微細結晶軟磁性材料を用いた非接触式薄膜磁気センサがブリッジ接続された非接触式ブリッジ型薄膜磁気センサを配設し、
前記紙幣が前記搬送路に沿って搬送されるにしたがって前記薄膜磁気センサから出力される信号と、予め記憶されている所定金種の基準値の信号とを比較し、前記信号が前記基準値に対し所定の許容範囲内にあるとき前記紙幣を真のものであるとする信号を出力する
ことを特徴とする紙幣の真贋性を検査する方法。In a method for detecting the magnetic characteristics of a bill in a non-contact manner and inspecting the authenticity of the bill,
A banknote is transported along a predetermined position on the transport path,
A non-contact type bridge type thin film magnetic sensor in which a non-contact type thin film magnetic sensor using an ultrafine crystal soft magnetic material is bridge-connected to a predetermined position of the transfer path is disposed,
A signal output from the thin film magnetic sensor as the bill is transported along the transport path is compared with a reference value signal of a predetermined denomination stored in advance, and the signal becomes the reference value. A method for inspecting the authenticity of a banknote, characterized in that a signal indicating that the banknote is true is output when the banknote is within a predetermined allowable range.
紙幣を所定の位置に沿って搬送する搬送路と、
前記搬送路の所定の位置に前記搬送路に近接して配設され、超微細結晶軟磁性材料を用いた非接触式薄膜磁気センサがブリッジ接続された非接触式ブリッジ型薄膜磁気センサと、
前記紙幣が前記搬送路に沿って搬送されるにしたがって前記薄膜磁気センサから出力される信号と、予め記憶されている所定金種の基準値の信号とを比較判定し、前記信号が前記基準値に対し所定の許容範囲内にあるとき前記紙幣を真のものであるとする信号を出力する比較判定手段と、
をそなえたことを特徴とする紙幣の真贋性を検査する装置。In a device for detecting the magnetic characteristics of a bill in a non-contact manner and inspecting the authenticity of the bill,
A transport path for transporting bills along a predetermined position;
A non-contact bridge type thin film magnetic sensor, which is disposed in a predetermined position of the transport path in the vicinity of the transport path, and a non-contact type thin film magnetic sensor using an ultrafine crystal soft magnetic material is bridge-connected;
A comparison is made between a signal output from the thin film magnetic sensor as the bill is transported along the transport path and a reference value signal of a predetermined denomination stored in advance, and the signal is the reference value. Comparing and determining means for outputting a signal indicating that the banknote is true when it is within a predetermined allowable range,
A device for inspecting the authenticity of banknotes, characterized by having
前記薄膜磁気センサは、
高周波電流を磁性膜に印加することで、外部印加磁界の強さに応答して前記磁性膜内に生じる磁化容易方向の磁化ベクトルの回転変化に対する信号を、外部印加磁界による変化として検出する磁気インピーダンス型薄膜磁気センサであり、
前記磁気インピーダンス型薄膜磁気センサから出力される信号は紙幣に印刷された磁性インクの残留磁界の強さに応答して出力される信号から前記紙幣の真贋性を検査することを特徴とする紙幣の真贋性検査装置。In the authenticity inspection apparatus of the banknote of Claim 2,
The thin film magnetic sensor is
Magnetic impedance that detects a signal for the rotation change of the magnetization vector in the easy magnetization direction generated in the magnetic film in response to the strength of the externally applied magnetic field as a change due to the externally applied magnetic field by applying a high-frequency current to the magnetic film Type thin film magnetic sensor,
A signal output from the magneto-impedance thin film magnetic sensor is used to inspect the authenticity of the banknote from a signal output in response to the strength of the residual magnetic field of the magnetic ink printed on the banknote. Authenticity testing device.
前記薄膜磁気センサの磁性膜は、できるだけ零磁歪に近い負磁歪特性を有する高透磁率磁性材料であることを特徴とする紙幣の真贋性検査装置。In the authenticity inspection apparatus of the banknote of Claim 3,
A bill authenticity inspection apparatus, wherein the magnetic film of the thin film magnetic sensor is a high permeability magnetic material having negative magnetostriction characteristics as close to zero magnetostriction as possible.
前記薄膜磁気センサは、
前記磁性膜にバイアス磁界を印加するための磁化膜を、前記磁性膜に積層したことを特徴とする紙幣の真贋性検査装置。In the authenticity inspection apparatus of the banknote of Claim 3,
The thin film magnetic sensor is
A bill authenticity inspection apparatus, wherein a magnetic film for applying a bias magnetic field to the magnetic film is laminated on the magnetic film.
前記薄膜磁気センサは、
前記紙幣表面と前記磁性膜表面とを対向するように配置したことを特徴とする紙幣の真贋性検査装置。In the authenticity inspection apparatus of the banknote of Claim 3,
The thin film magnetic sensor is
A bill authenticity inspection device, wherein the bill surface and the magnetic film surface are arranged to face each other.
前記薄膜磁気センサは、
前記紙幣表面に磁性インクにより印刷された所定印刷部の配設位置に対応して配設され、前記薄膜磁気センサが前記紙幣の所定印刷部を走査することにより前記薄膜磁気センサから得られる信号に基づき前記紙幣の真贋性を検査することを特徴とする紙幣の真贋性検査装置。In the authenticity inspection apparatus of the banknote of Claim 2,
The thin film magnetic sensor is
A signal obtained from the thin film magnetic sensor is arranged corresponding to the arrangement position of the predetermined printing portion printed on the bill surface by magnetic ink, and the thin film magnetic sensor scans the predetermined printing portion of the bill. An authenticity inspection apparatus for banknotes, which inspects the authenticity of the banknotes.
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