JP2001118108A - 硬貨類の判定装置及び判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成の検出ユニットを用いて、硬貨類
の表面形状を極めて正確に認識して、硬貨類の種類，金
種や真偽等の判定を極めて高精度に行う。 【解決手段】 硬貨１が転動走行する傾斜搬送路２はそ
の転動面２ａの長手方向に向けて所定角度θ傾斜してお
り、硬貨１が摺接する基準ガイド面２ｂは非磁性体で絶
縁体から構成される。傾斜搬送路２を挟んで直列に接続
したドライブコイル１１ａ，１１ｂとセンサコイル１２
とからなる検出ユニット３が設けられて、その間に交流
磁界を生じさせ、非磁性体で導電体の硬貨１の表面に誘
導電流を生じさせ、センサコイル１２でこの誘導電流を
検出させる。センサコイル１２により受信した検出信号
の電位変化は、供給する交流に対する位相差、振幅の変
化という２つの成分が含まれ、それぞれ異なるシフト量
を持って移相検波を行って、位相のずれから硬貨１の直
径と、振幅の変化から硬貨１の表面凹凸形状とを認識
し、硬貨の種類，金種及び真偽等の判定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、硬貨やコイン等の
硬貨類を判定するための装置及び方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】自動販売機等のように、硬貨が投入され
る機械においては、投入された硬貨の種類及び真贋等を
判定して、正規の硬貨だけを受け入れ、かつ投入金額の
算定を行い、正規の硬貨以外はリジェクトするようにし
ている。ここで、硬貨は所定の搬送経路に沿って転動す
るものであり、この転動する間に硬貨の判定を行わなけ
ればならず、しかも硬貨を判定する装置の構成はできる
だけ小型で、しかも簡略なものとしなければならない。
このために、従来においては、硬貨の外径寸法、厚み、
材質等を検出して、硬貨の種類及び真贋の判定を行うよ
うにしていた。しかしながら、近年においては、外径及
び材質がほぼ同じ外貨等に意図的な改造を加えて、自動
販売機における硬貨の判定を誤らせるという事態が頻繁
に発生している。

【０００３】以上の観点から、硬貨の判定をより正確に
行うために、硬貨の表面における形状パターンを検出し
て、その偽造硬貨の判定を行うようにしたものが、例え
ば特開平６−１６２３０９号公報に提案されている。こ
の公知の判定装置は、フェライトを芯にしたコイルを硬
貨の搬送経路の途中に一対対向配設させて設け、この２
個のコイルをセンサコイルとして用い、このコイルセン
サを１００ｋＨｚ程度の高周波発振させ、搬送経路に沿
って搬送される硬貨がこのコイルセンサを横切る際に生
じる起電力変化を検出することによって、硬貨の表面に
おける形状パターンを認識する構成としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、硬貨は円形
のものであって、搬送経路に沿って転動することから、
センサコイルを横切る際における硬貨の回転方向の位置
は一定ではない。従って、センサコイルの硬貨表面に対
する走査ラインは常に変化する。このために、標準とな
る波形を多数設定し、センサコイルから得た信号波形を
多数の基準波形と比較しなければならず、この比較は極
めて煩雑になる等から、迅速かつ確実に硬貨の判別を行
えない等という問題点がある。

【０００５】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、簡単な構成によっ
て、硬貨類の表面形状を極めて正確に認識できるように
することができ、もって硬貨類の判定精度を向上させる
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明に係る硬貨類の判定装置の構成として
は、硬貨類の一側面が摺接する基準ガイド面を備え、こ
の硬貨類が転動走行する傾斜搬送経路と、所定の高周波
電流を供給する交流電源回路と、前記基準ガイド面と直
交する方向で、前記硬貨類の転動軌跡の概略中心位置を
貫通するように所定の周波数の交流磁界を発生させると
共に前記基準ガイド面に沿って走行する硬貨類がこの交
流磁界を横切る時の電位変化を検出する検出ユニット
と、前記検出ユニットからの出力信号の振幅の変化と、
前記交流電源回路から出力される基準周波数信号に対す
る位相ずれとを解析する信号解析手段とを備える構成と
したことをその特徴とするものである。

【０００７】以上のように、基準周波数信号に対する位
相ずれと検出信号の振幅変化とを解析することにより硬
貨類の種類を検出するが、この硬貨類を判定するには、
その表面凹凸形状を重要な手懸かりとする。硬貨類の表
面は微小なものであり、従ってこの凹凸を正確に認識す
るには、傾斜搬送路に沿って転動する硬貨類と検出ユニ
ットとが正確な位置関係を保つようにしなければならな
い。このために、傾斜搬送経路の基準ガイド面は非磁性
体であり、かつ絶縁体で形成するが、この基準ガイド面
に連設され、硬貨類が転動する転動面は基準ガイド面に
向けて立ち下がる傾斜面とすることによって、硬貨類は
必ず基準ガイド面に摺接しながら転動することになる。

【０００８】検出ユニットは、傾斜搬送経路を挟んだ両
側に設けられ、基本的には非磁性体であり、かつ導電体
である硬貨類を貫通するように交流磁界を発生させるこ
とによって、硬貨類の表面に誘導電流を生じさせ、この
誘導電流の周波数及び振幅を検出する。そこで、検出ユ
ニットの具体的な構成としては、交流電源回路に直列に
接続した一対のドライブコイルと、一方のドライブコイ
ルと基準ガイド面との間に配置したセンサコイルとから
構成することができる。この場合には、センサコイルに
は、温度補正手段を接続する構成とするのが望ましい。
この温度補正手段は、コイルや抵抗等で構成することが
できる。また、センサコイルはドライブコイルと共に硬
貨類の両側に配置しても良い。

【０００９】信号解析手段の具体的な構成の一例として
は、少なくとも交流電源回路からの基準周波数の位相を
所定時間だけシフトさせて、このシフトした位相からス
イッチング用矩形波を作り出し、この矩形波の立ち上が
り及び立ち下がりで前記検出ユニットの検出信号をスイ
ッチングすることによって、この検出ユニットの検出信
号における振幅変化を検出する表面形状認識用移相検波
手段を備える構成としたものが用いられる。また、交流
電源回路からの基準周波数の位相を表面形状認識用移相
検波手段とは異なる時間シフトさせて、このシフトした
位相からスイッチング用矩形波を作り出し、この矩形波
の立ち上がり及び立ち下がりで前記検出ユニットの検出
信号をスイッチングすることによって、この検出ユニッ
トの検出信号における位相のずれを検出する外径寸法認
識用移相検波手段をも備えていると、硬貨の表面形状と
その外径とを検出できる。そして、実際に硬貨の表面形
状を認識するには、例えば、表面形状認識用移相検波手
段からの出力信号のうち、高低差、ピーク値及び硬貨類
の一側表面の概略中心部分に相当する位置での信号レベ
ルを判定基準として、この判定基準を予め設定されてい
る標準値と比較する認識手段を備えるようにする。

【００１０】ここで、検出ユニットは、硬貨類が傾斜搬
送路を転動走行する間に、その表面に沿って走査するも
のである。従って、信号解析手段で硬貨類をより高精度
に認識するには、走査ラインにおける解像度を高める必
要がある。このためには、検出ユニットを構成するドラ
イブコイル及びセンサコイルの径をできるだけ小さく
し、かつ交流電源回路からの出力周波数をできるだけ高
くするのが望ましい。硬貨類の走行速度にもよるが、例
えばドライブコイル及びセンサコイルの径を数ｍｍ程度
とし、電源周波数を数ＭＨｚ程度とすると、実用上十分
な認識精度が得られ、かつ検出ユニットの製造上や、信
号処理の簡素化等の点から望ましい。

【００１１】ところで、外径寸法認識用移相検波手段及
び表面形状認識用移相検波手段というのは、傾斜搬送路
を転動走行する硬貨類の外径寸法及び表面形状を手懸か
りとして認識する手段であり、基準周波数の位相をシフ
トすることによって、外径寸法及び表面形状を最も認識
しやすい信号波形を得るためのものである。つまり、検
出ユニットで検出した信号の移相検波することによっ
て、外径寸法が最も強調される信号と、表面形状が最も
強調される信号とを作り出すものである。然るに、複数
種類の硬貨の種類，金種及び真贋を認識するに当って、
例えば硬貨の材質、特に電気伝導度の違い等によって
は、移相量を変えた方がより明瞭に変化が生じる場合が
ある。従って、異なる材質の硬貨が含まれる場合には、
さらに第３の移相検波手段を設け、この第３の移相検波
手段は、前述した２つの移相検波手段の移相量とは異な
らせるようになし、また移相量を違えた第４の移相検波
手段，第５の移相談検波手段等を設けるようにすれば良
い。要するに、信号解析手段は、検出ユニットで検出し
た信号を、交流電源回路からの出力周波数信号を基準周
波数とした移相検波手段を複数設けて、これら各移相検
波手段からの出力信号に基づいて、傾斜搬送路を転動走
行する硬貨類の外径及び表面形状を認識して、当該の硬
貨類の種類，金種及び真贋を判定するものである。

【００１２】また、本発明に係る硬貨類の判定方法とし
ては、硬貨類の一側面が摺接する基準ガイド面を備えた
傾斜搬送経路に沿って転動する硬貨類に対して、この基
準ガイド面と直交する方向であって、硬貨類の転動軌跡
の概略中心位置を貫通するように所定の周波数の交流磁
界を発生させ、この硬貨類が基準ガイド面に摺接しなが
ら転動して、この交流磁界を横切る時に、この硬貨類の
表面で生じる誘導電流の周波数及び振幅を検出し、移相
検波を行うことによって、交流磁界を発生させるための
交流電流を基準周波数として、この基準周波数に対する
位相のずれに基づいて硬貨類の外径を、また振幅変化に
基づいて表面形状を認識することによって、この硬貨類
の種類を判別するようにしている。

【００１３】そして、硬貨類の表面形状の認識は、振幅
変化を検出することによって得た移相検波信号から、そ
の高低差、ピーク値及び硬貨類の一側表面の概略中心部
分に相当する位置での信号レベルを判定基準として、こ
の判定基準を予め設定されている標準値と比較するのが
望ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。まず、図１に硬貨類の判定
装置の概略構成を示す。而して、図中において、１は硬
貨、２はこの硬貨１が転動する傾斜搬送路、３は検出ユ
ニット、４は信号解析手段である。

【００１５】まず、硬貨１を搬送する傾斜搬送路２は、
基本的には、硬貨１が転動する転動面２ａと、後述する
検出ユニット３のセンサコイル１２が対面する側面２ｂ
とを備えている。そして、図２に示したように、この傾
斜搬送路２はその転動面２ａの長手方向に向けて所定角
度θ傾斜しており、この傾斜に沿って硬貨１は自重で転
動しながら同図に矢印で示した方向に向けて走行するこ
とになる。側面２ｂは硬貨１が傾斜搬送路２に沿って転
動走行する際の基準ガイド面となるものであり、この基
準ガイド面２ｂは非磁性体であり、かつ絶縁体からな
り、かつ硬貨１が転動走行する際に、円滑に摺動するた
めに、少なくともその内面側は滑動面となっている。そ
して、転動面２ａは基準ガイド面２ｂへの連設部側に向
けて立ち下がる傾斜面となっており、これによって硬貨
１の走行時には、常に基準ガイド面２ｂに摺接すること
になる。なお、硬貨１を安定的に走行させるためには、
転動面２ａ及び基準ガイド面２ｂに加えて、他側の側面
及び上面にも壁を設けるのが望ましいが、これらの壁面
は必ず設けなければならないものではない。また、基準
ガイド面２ｂを転動面２ａに対して外向きに僅かに傾け
るようにすると、硬貨１の基準ガイド面２ａへの摺接状
態がさらに安定する。

【００１６】次に、検出ユニット３の構成としては、高
周波電源回路１０に接続した一対の１次コイル１１ａ，
１１ｂと２次コイル１２とから構成される。一対からな
る１次コイル１１ａ，１１ｂはドライブコイルであり、
これらを相対向するように配置して、高周波電源回路１
０から、例えば数ＭＨｚの高周波電流を流すことによっ
て、その間に交流磁界を発生させるようにしている。ま
た、２次コイル１２はセンサコイルである。センサコイ
ル１２はフェライト１２ａを鉄芯として、その周囲に巻
き線１２ｂを施したものであり、好ましくはこのセンサ
コイル１２は硬貨１の外径寸法の１／２０〜１／１０程
度の直径を有するものとする。

【００１７】一対からなるドライブコイル１１ａ，１１
ｂは磁力線の向きが一致するように直列に接続されてお
り、しかも傾斜搬送路２を走行する硬貨１に対して正確
に直交する方向に磁力線が作用するように配置されてい
る。また、センサコイル１２は、一方のドライブコイル
１１ａと傾斜搬送路２の基準ガイド面２ｂとの間に配置
されており、かつドライブコイル１１ａ，１１ｂと正確
に同軸となるように配置され、しかもできるだけ硬貨１
の表面に近い位置に配置されている。さらに、これらド
ライブコイル１１ａ，１１ｂ及びセンサコイル１２の軸
線Ａは、傾斜搬送路２を走行する硬貨１の概略中心が通
る軌跡に対して直交するように配置されている。ここ
で、傾斜搬送路２を走行する硬貨が複数種類のものがあ
る時には、最も高額の硬貨または最も偽造される可能性
の高い硬貨の中心が通る軌跡と直交する方向に配置す
る。また、センサコイル１２には、温度補正手段１３が
接続されている。この温度補正手段１３は抵抗やコイル
等で構成でき、コイルで構成する場合には、その位置や
方向は格別問題とはならないが、センサコイル１２に対
面させようにすることもできる。また、温度変化による
補正は信号処理の段階で行うこともできる。

【００１８】図３に信号解析手段４の構成を示す。同図
から明らかなように、高周波電源回路１０は数ＭＨｚの
高周波発振を行う発振回路２０とその出力回路２１とを
含み、出力回路２１からドライブコイル１１ａ，１１ｂ
に高周波電流を流すことによって、ドライブコイル１１
ａ，１１ｂ間に、傾斜搬送路２と直交する方向の交流磁
界を発生させる。非磁性体であり、しかも導電体である
硬貨１がこの交流磁界を横切る際には、ドライブコイル
１１ａ，１１ｂの個々のインダクタンスがこの硬貨１の
表面に生じる誘導電流により変化し、この電位変化がセ
ンサコイル１２に検出信号として取り込まれる。このセ
ンサコイル１２により受信した検出信号の電位変化は、
供給する交流に対する位相差、振幅の変化という２つの
成分が含まれる。

【００１９】硬貨１が検出ユニット３の位置を通ってい
る間は、位相のずれはほぼ一定であり、またセンサコイ
ル１２と硬貨１の表面との間の距離に応じて振幅が変化
する。従って、センサコイル１２からの出力信号を処理
して、位相のずれの有無を検出することによって、硬貨
１が通過している時間、つまりその直径を検出すること
ができる。また、振幅の変化は硬貨１のセンサコイル１
２に対面する側の表面における凹凸形状を現すことにな
る。

【００２０】そこで、信号解析手段４は、位相変化検出
部２２と、振幅変化検出部２３とを備えている。基本的
にはこれら位相変化検出部２２及び振幅変化検出部２３
の構成は同じものであり、共に移相検波手段であるが、
位相のシフトの度合い異なるものである。而して、高周
波電源回路１０からドライブコイル１１ａ，１１ｂに供
給される交流の位相を遅延回路２２ａ，２３ａによりシ
フトさせた上で、２値化回路２２ｂ，２３ｂを介するこ
とによって矩形波信号とを生成する。一方、センサコイ
ル１２からの硬貨類１の表面における誘導電流に関する
検出信号は、増幅回路２４により増幅して、それぞれ位
相変化検出部２２及び振幅変化検出部２３におけるスイ
ッチング回路２２ｃ，２３ｃに取り込んで、２値化回路
２２ｂ，２３ｂからの信号の立ち上がり及び立ち下がり
でスイッチングすることにより、高周波電源回路１０の
出力信号を基準周波数信号としたセンサコイル１２によ
る検出信号の電位差が検出される。そして、この電位差
に関する信号をローパスフィルタ回路２２ｄ，２３ｄに
より平坦化させることによって、電圧信号として出力さ
れる。さらに、これらローパスフィルタ回路２２ｄ，２
３ｄからの出力電圧信号はＡ／Ｄ変換器２２ｅ，２３ｅ
によりデジタル信号に変換されてマイクロコンピュータ
２５のメモリに取り込まれ、マイクロコンピュータ２５
によりこのデータとＲＯＭ（リードオンリーメモリ）２
６に予め記録されているデータとの比較を実行すること
によって、検出ユニット３を通過した硬貨１の金種、真
偽等の判定が行われる。従って、マイクロコンピュータ
２５とＲＯＭ２６とで、硬貨１の認識手段が構成され
る。

【００２１】そこで、以下において、図４に基づいて移
相検波について具体的に説明する。今、高周波電源回路
１０から出力される基本周波数信号が、図４の（ａ）の
ような波形を持ったものとし、検出ユニット３の位置を
硬貨１が横切った時に、センサコイル１２で同図（ｂ）
に示した波形の信号が検出されたとする。この（ｂ）に
おいては、左側の波形と右側の波形とでは、位相は変化
しないが、振幅は変化している。

【００２２】図４の（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ位相
変化検出部２２及び振幅変化検出部２３における遅延回
路２２ａ，２３ａで基準周波数信号を遅延させることに
よって、この基準周波数信号の位相をシフトさせた移相
周波数信号であり、同図（ｅ）及び（ｆ）はこの周波数
信号を矩形波となるように２値化させたスイッチング信
号となるものである。従って、図４（ｂ）で得たセンサ
コイル１２の検出波形信号を、同図（ｅ）及び（ｆ）の
信号でスイッチングすると、同図（ｇ）及び（ｈ）のよ
うな波形が得られる。これをローパスフィルタ回路２２
ｄ，２３ｄによって平坦化させたものがこれら（ｇ）及
び（ｈ）に点線で示されており、具体的には電圧レベル
となる。

【００２３】検出ユニット３の位置を硬貨１が通過する
と、硬貨１の表面に生じる誘導電流によりセンサコイル
１２の出力信号は、基準周波数信号の位相に対して所定
量のずれが生じる。そして、この位相のずれは、硬貨１
がセンサコイル１２の位置を通過している間は実質的に
変化しない。ただし、硬貨１の表面における凹凸に応じ
て振幅は変化する。

【００２４】従って、位相変化検出部２２では、センサ
コイル１２の検出信号における基準周波数信号に対する
位相のずれを最も顕著に検出できるように、遅延回路２
２ａで基準周波数信号の位相をシフトさせる。その結
果、硬貨１が通過しているか否かの検出を行うことがで
きる。つまり、この位相変化検出部は外径寸法認識用移
相検波手段を構成する。また、振幅変化検出部２３で
は、センサコイル１２の振幅の変化を最も顕著に検出で
きるように、基準周波数信号に対する位相のシフト量を
与える。これによって、硬貨１における表面の凹凸形状
を検出でき、従って表振幅変化検出部２３は表面形状認
識用移相検波手段を構成する。具体的な数値をあげる
と、例えば、図４の（ｃ）においては、基準周波数信号
の位相を９０°シフトさせ、また同図（ｄ）では位相を
さらに４５°、つまり基準周波数信号の位相に対して１
３５°シフトさせることによって振幅の変化を最も強調
するようにしている。ただし、位相変化検出部２２及び
振幅変化検出部２３における位相のシフト量は必ずしも
９０°，１３５°とする必要はなく、発振周波数やコイ
ルの巻き数等に応じて、実際に硬貨１を検出するに当っ
て、最適な移相量を選択すれば良い。

【００２５】従って、これら２種類の信号から、硬貨１
の直径と、表面凹凸形状とを認識することによって、硬
貨の種類や正規の硬貨であるか、それ以外のものかの判
定を行うことができる。そして、これらの判定精度をよ
り向上するためには、高周波電源回路１０からの出力周
波数は少なくとも１ＭＨｚ、望ましくは４ＭＨｚ程度と
し、またドライブコイル１１ａ，１１ｂ及びセンサコイ
ル１２の外径寸法をできるだけ細くするのが解像度、分
解能等の向上の点から望ましい。また、少なくともセン
サコイル１２はできるだけ硬貨１の表面に近い位置に配
置する。

【００２６】ところで、傾斜搬送路２に沿って走行する
硬貨１は転動することから、検出ユニット３の位置を通
過する際において、この検出ユニット３を構成するセン
サコイル１２の硬貨１に投影される軌跡、つまり走査ラ
インは硬貨１の進入時の回転位置により変化する。而し
て、硬貨１が等速で移動する際には、センサコイル１２
は、図５に矢印で示したラインを走査することになる。
硬貨１の表面の模様は凹凸で表現されており、この凹凸
模様は表面全体に形成されているので、センサコイル１
２による走査ラインは、通常は、少なくとも一度は最も
突出した部分と最も窪んだ部分とを通ることになる。ま
た、センサコイル１２は硬貨１のほぼ中心が通る位置に
配置されていることから、必ず硬貨１の表面における中
心位置に関する情報が含まれており、この情報は硬貨１
の通過中のほぼ中間点で得られるものである。

【００２７】以上のことから、位相変化検出部２２で検
出される硬貨１の検出ユニット３の位置を通過するのに
要する時間、つまり通過時間データと、振幅変化検出部
２３により検出された表面凹凸形状に関する信号のう
ち、ピーク値や、信号の高低差等と、中心位置における
信号レベルに基づく表面形状データとに基づいて、硬貨
１の金種と真偽との判定を行う。これによって、転動走
行する硬貨１の種類及び真偽の同定を迅速に、しかも極
めて正確に行える。従って、ＲＯＭ２６にはこれら通過
時間データ及び表面形状データについての標準値を記憶
させておき、マイクロコンピュータ２５では、位相変化
検出部２２から得られた通過時間データ及び振幅変化検
出部２３から出力される表面形状データと、ＲＯＭ２６
のデータとを比較する。ただし、標準値をあまり厳格に
設定すると、本来は正規の硬貨であるにも拘らず、正規
のものでないと判断されて、その受入がリジェクトされ
る頻度が高くなるので、種類及び真偽等の判定に誤りが
生じない範囲で標準値の幅をできるだけ大きく取ってお
くのが望ましい。

【００２８】実際の自動販売機では、投入される硬貨１
の金種は、通常、５００円、１００円、５０円、１０円
と４種類あり、それぞれ外径寸法及び重量が異なってお
り、また５０円硬貨は穴あき硬貨である。しかしなが
ら、傾斜搬送路２に沿って搬送される硬貨１は、側面２
ａに対して実質的に摩擦がない状態となっており、しか
も転動面２ａに沿って転動する際に滑りがないとし、傾
斜搬送路２の傾斜角θが一定であれば、搬送される硬貨
の速度はその種類、つまり重量や外径寸法等とは無関係
に一定である。従って、検出ユニット３の位置を通過す
る時間のみで各硬貨の外径寸法を検出できる。一方、表
面形状データとしては、投入された硬貨は傾斜搬送路２
を転動走行する際には、その基準ガイド面２ｂには表面
側が対面する場合と、裏面側が対面する場合とがある。
以上のことから、ＲＯＭ２６には各金種に関して、表裏
両面の標準データを記憶させておく必要がある。検出ユ
ニット３は硬貨の中心が通る軌跡に対向配設するが、投
入硬貨の金種に応じて位置を変化させることはできな
い。そこで、検出ユニット３は最も高額の硬貨における
中心の軌跡に対向配設する。なお、最高額の硬貨が偽造
しにくいものであり、それ以外の硬貨で偽造等が頻発す
る状況下にある時には、この偽造しやすい硬貨の中心が
通る位置に検出ユニット３を配設すれば良い。

【００２９】次に、図６に基づいて投入硬貨の金種及び
真偽の判定を行う手順について説明する。まず、硬貨が
投入されたことが検出された時に、検出ユニット３のセ
ンサコイル１２でこの硬貨の検出が開始される（ステッ
プ１）。ここで、硬貨が投入されたことは、検出ユニッ
ト３からの信号によっても検出することもできるが、傾
斜搬送路２における検出ユニット３の配設位置より上流
側の位置に通過センサを配設することにより検出するこ
ともできる。センサコイル１２で得た信号は、信号解析
手段４を構成する位相変化検出部２２及び振幅変化検出
部２３で信号処理が行われ、マイクロコンピュータ２５
に通過時間データと表面形状データとして取り込まれる
（ステップ２）。そして、ＲＯＭ２６に記憶されている
標準データと比較して、投入硬貨の金種及び真偽の判定
が開始されるが、まず通過時間データから金種が推定さ
れる。１００円硬貨と５０円硬貨とでは直径にあまり大
きな差がなく、しかも検出ユニット３を構成するセンサ
コイル１２はそれらの中心位置を通らないので、この段
階ではいずれとも特定はしない。従って、通過時間デー
タからは、具体的には、５００円硬貨に相当するか否か
（ステップ３）、１００円硬貨または５０円硬貨に相当
するか否か（ステップ４）、１０円硬貨に相当するか否
か（ステップ５）の判定がなされ、いずれでもないもの
は正規の硬貨ではないとしてリジェクト（ステップ６）
される。

【００３０】５００円硬貨に相当すると判定された時に
は、その表面形状データと５００円硬貨の標準データと
を比較して正規のものか否かを判定する（ステップ
７）。この比較は、検出された表面形状データと、ＲＯ
Ｍ２６に記憶されている標準データとの間で行う。具体
的には、ピーク値のレベル，高低差，中心位置のレベル
とが比較される。そして、比較の結果、これら全ての検
出値が標準データの範囲内に入っておれば、５００円の
受入登録がなされる（ステップ８）。また、いずれかの
値が標準データの範囲からはずれておれば、ステップ６
のリジェクトに回される。なお、標準データは表面側と
裏面側との２種類のデータが存在するので、比較は２回
行われる。

【００３１】１００円硬貨または５０円硬貨に相当する
と判定された時には、表面形状データと標準データとを
比較して、それが１００円硬貨であるか否かの判定（ス
テップ８）が行われ、そうでない場合には５０円硬貨で
あるか否かの判定（ステップ９）が行われる。１００円
硬貨か５０円硬貨かは、穴あき硬貨であるか否かによっ
ても判定できるので、真偽の判定に先立って穴あきの有
無を判定するようにしても良い。正規の１００円硬貨で
あると判定された時には、１００円の受入登録がなされ
（ステップ１０）、正規の５０円硬貨であると判定され
た時には、５０円の受入登録がなされ（ステップ１１）
それ以外はステップ６のリジェクトに回される。

【００３２】１０円硬貨に相当すると判定された時に
も、やはり表面形状データと標準データとを比較して正
規の１０円硬貨であるか否かが判定され（ステップ１
１）、１０円硬貨であると判定された時には、１０円の
受入登録がなされ（ステップ１２）、それ以外はステッ
プ６のリジェクトに回される。そして、金額の受入登録
またはリジェクトがなされると、次の硬貨が投入される
まで待機する。

【００３３】ここで、傾斜搬送路２に沿って搬送される
硬貨１の中心位置に関するデータは、センサコイル１２
が５００円硬貨の中心位置を通る位置でのものであるか
ら、それ以外の硬貨ではセンサコイル１２は中心位置よ
り下方であり、かつ中心を通過した後の位置におけるデ
ータとなる。従って、５００円硬貨以外の硬貨の場合、
この位置のデータがある一定の範囲に収斂するようであ
れば、その範囲を中心位置に関するデータとし、そうで
ない場合には、中心位置データの比較は行わないように
する。

【００３４】以上のように、１対のドライブコイル１１
ａ，１１ｂと１個のセンサコイル１０とからなる簡単な
構成の検出ユニット３によって、傾斜搬送路２を転動し
ながら走行する硬貨の種類及び真偽を正確に判定するこ
とができ、変造乃至改造した硬貨は正規の硬貨と誤認さ
れることがなく、確実にリジェクトされる。しかも、硬
貨の表面形状の認識はピーク値のレベル，高低差，中心
位置のレベルの３種類であり、比較のための処理が著し
く簡略化でき、しかも極めて高い精度で判定がなされ
る。

【００３５】ところで、ドライブコイルは硬貨の表裏両
面に対面しているので、センサコイルが対面する側だけ
でなく、反対側の面にも誘導電流が発生する。従って、
センサコイルの検出信号における振幅の変化は、この裏
面側の誘導電流の影響を受ける。検出信号の波形がこの
裏面側の誘導電流の影響でぼけるのを防止するには、図
７に示したように、鉄芯としてのフェライト３０ａ，３
０ｂにドライブコイル３１ａ，３１ｂと、センサコイル
３２ａ，３２ｂとを巻回させて、両フェライト３０ａ，
３０ｂを硬貨１が転動走行する傾斜搬送路２の左右両側
に配置する。ドライブコイル３１ａ，３１ｂと、センサ
コイル３２ａ，３２ｂとはそれぞれ直列となるようにす
ると共に、フェライト３０ａ，３０ｂは硬貨１の表裏両
面に対してほぼ同じ距離だけ離れた位置において同軸に
配設する。このように構成した場合には、得られる硬貨
１の表面形状データとしては、表裏両面の凹凸の差に関
するデータとなる。そして、このように表裏両面の凹凸
差を表面形状データとすることによって、よりシャープ
な信号波形が得られるようになる。

【００３６】一方、信号解析手段においては、センサコ
イルによって得られた検出信号を、外径寸法をより明確
に認識できるように位相をシフトさせ、また表面形状を
明確に認識するように位相をシフトさせているが、これ
らはつまるところは、移相検波することによって、外径
寸法が最も強調される信号と、表面形状が最も強調され
る信号とを作り出すものである。しかしながら、自動販
売機等においては、様々な種類の硬貨が投入されるもの
であり、それぞれ外径寸法及び表面凹凸形状が異なるだ
けでなく、電気伝導度や厚み等にも違いがある。従っ
て、センサコイルで得られた信号について、外径寸法認
識用移相検波手段及び表面形状認識用移相検波手段で行
った基準周波数の位相シフト量では、電気伝導度等の違
いにより変化が現れなかったり、または微小な変化しか
現れない場合もある。そこで、硬貨の材質の違い等によ
る判定精度を向上させるには、図８に示したように、第
３の移相検波手段を設け、この第３の移相検波手段は、
前述した２つの移相検波手段の位相シフト量とは異なら
せるようにする。なお、必要に応じて位相シフト量を違
えた第４，第５の移相検波手段を設けるようにしても良
い。

【００３７】而して、図８から明らかなように、遅延回
路等を含む移相検波を行う手段を３組設け、これら各組
の手段のうち、１組の手段は位相変化検出部２２とし、
またもう１組は振幅変化検出部２３とし、さらに残りの
１組設けた第３の移相検波手段６０はある特定の材質の
硬貨に対する位相変化検出部乃至振幅変化検出部として
機能させるものである。従って、ＲＯＭ２６にはこの第
３の移相検波手段６０に対する標準データを記録させて
おく。そして、第３の移相検波手段６０を構成する遅延
回路６０ａ，２値化回路６０ｂ，スイッチング回路６０
ｃ及びローパスフィルタ回路６０ｄは、位相変化検出部
２２，振幅変化検出部２３とは実質的に同じ信号処理を
行うようにするが、遅延回路６０ａにおける移相量は、
前述した各検出部２２，２３とは異なるものとする。こ
れによって、位相変化検出部２２，振幅変化検出部２３
のいずれかでは変化が現れなかったり、または変化が微
小なものであったりしても、この第３の移相検波手段６
０からの出力信号波形に変化が認められることがある。

【００３８】而して、材質の異なる硬貨においては、通
常は高額の硬貨における表面形状が最も顕著に現れるよ
うに位相のシフト量を設定するのが望ましく、そうする
と他の材質の硬貨については、その表面凹凸形状が必ず
しも明確とはならない場合がある。そこで、これら両方
の材質の硬貨について表面凹凸形状が現れるように移相
させるように設定すれば良いのであるが、さらにこの実
施の形態のように構成することによって、振幅変化検出
部２３を一方の材質の硬貨に対して最も顕著に表面凹凸
形状が現れるように移相させ、また第３の移相検波手段
６０を他の材質の硬貨にとって最適になるように移相さ
せるように設定する。これによって、材質等の違いがあ
っても、それらの判定を極めて正確に行えることにな
る。このように、センサコイル１２（乃至センサコイル
３２ａ，３２ｂ）で得た検出信号を処理するに当って、
３組，４組等、所定数の移相検波手段を接続するだけの
簡単な構成で、様々な形状や材質等を有する硬貨を正確
に同定できることになる。

【００３９】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、簡
単な構成の検出ユニットを用いて、硬貨類の表面形状を
極めて正確に認識できるようにすることができ、もって
硬貨類の金種や真偽等の判定を極めて高精度に行える等
の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す硬貨類の判定装置
の構成説明図である。

【図２】傾斜搬送路の正面図である。

【図３】信号解析手段の回路構成図である。

【図４】信号解析手段における各部での信号波形線図で
ある。

【図５】硬貨の表面におけるセンサコイルの走査ライン
を示す説明図である。

【図６】硬貨類の判定を行う手順を示すフローチャート
図である。

【図７】検出ユニットの他の例を示す構成説明図であ
る。

【図８】信号解析手段の他の例を示す回路構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 硬貨 ２ 傾斜搬送路 ２ａ 転動面 ２ｂ 基準ガイド面 ３ 検出ユニット ４ 信号解析手段 １０ 高周波電源回路 １１ａ，１１ｂ，３１ａ，３
１ｂ ドライブコイル １２，３２ａ，３２ｂ センサコイル １３ 温度補正手段 ２２ 位相変化検出部 ２３ 振幅変化検出部 ２２ａ，２３ａ 遅延回路 ２２ｂ，２３ｂ ２値化回路 ２２ｃ，２３ｃ スイ
ッチング回路 ２２ｄ，２３ｄ ローパスフィルタ回路 ２５ マイクロコンピュータ ２６ ＲＯＭ ６０ 第３の移相検波手段

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硬貨類の一側面が摺接する基準ガイド面
   を備え、この硬貨類が転動走行する傾斜搬送経路と、 所定の高周波電流を供給する交流電源回路と、 前記基準ガイド面と直交する方向で、前記硬貨類の転動
   軌跡の概略中心位置を貫通するように所定の周波数の交
   流磁界を発生させると共に前記基準ガイド面に沿って走
   行する硬貨類がこの交流磁界を横切る時の電位変化を検
   出する検出ユニットと、 前記検出ユニットからの出力信号の振幅の変化と、前記
   交流電源回路から出力される基準周波数信号に対する位
   相ずれとを解析する信号解析手段とを備える構成とした
   ことを特徴とする硬貨類の判定装置。
2. 【請求項２】 前記傾斜搬送経路の前記基準ガイド面は
   非磁性体であり、かつ絶縁体からなり、前記硬貨類が転
   動する転動面はこの基準ガイド面に向けて立ち下がる傾
   斜面とする構成としたことを特徴とする請求項１記載の
   硬貨類の判定装置。
3. 【請求項３】 前記検出ユニットは、前記傾斜搬送経路
   を挟んだ両側に設けられ、直列に接続した一対のドライ
   ブコイルと、一方のドライブコイルと前記基準ガイド面
   との間に同軸に配置したセンサコイルとから構成したこ
   とを特徴とする請求項１記載の硬貨類の判定装置。
4. 【請求項４】 センサコイルには、温度補正手段を接続
   する構成としたことを特徴とする請求項３記載の硬貨類
   の判定装置。
5. 【請求項５】 前記検出ユニットは、前記交流電源回路
   に直列に接続した一対のドライブコイルと、これらのド
   ライブコイルと同軸に配置した一対のセンサコイルとか
   ら構成したことを特徴とする請求項１記載の硬貨類の判
   定装置。
6. 【請求項６】 前記交流電源回路は１ＭＨｚ以上の高周
   波電流を流すものであることを特徴とする請求項３また
   は請求項５記載の硬貨類の判定装置。
7. 【請求項７】 前記信号解析手段は、前記交流電源回路
   からの基準周波数の位相を所定時間だけシフトさせて、
   このシフトした位相からスイッチング用矩形波を作り出
   し、この矩形波の立ち上がり及び立ち下がりで前記検出
   ユニットの検出信号をスイッチングすることによって、
   この検出ユニットの検出信号における振幅変化を検出す
   る表面形状認識用移相検波手段を備える構成としたこと
   を特徴とする請求項１記載の硬貨類の判定装置。
8. 【請求項８】 前記信号解析手段には、さらに前記交流
   電源回路からの基準周波数の位相を前記表面形状認識用
   移相検波手段とは異なる時間シフトさせて、このシフト
   した位相からスイッチング用矩形波を作り出し、この矩
   形波の立ち上がり及び立ち下がりで前記検出ユニットの
   検出信号をスイッチングすることによって、この検出ユ
   ニットの検出信号における位相のずれを検出する外径寸
   法認識用移相検波手段を備える構成としたことを特徴と
   する請求項７記載の硬貨類の判定装置。
9. 【請求項９】 前記表面形状認識用移相検波手段からの
   出力信号のうち、高低差、ピーク値及び硬貨類の一側表
   面の概略中心部分に相当する位置での信号レベルを判定
   基準として、この判定基準を予め設定されている標準値
   と比較することによって前記硬貨類の表面凹凸形状の認
   識する認識手段を備える構成としたことを特徴とする請
   求項７記載の硬貨類の判定装置。
10. 【請求項１０】 前記信号解析手段は少なくとも３組の
    移相検波手段から構成し、これら各移相検波手段は、前
    記交流電源回路からの基準周波数の位相をそれぞれ異な
    る時間ずつシフトさせて、これらシフトした位相からス
    イッチング用矩形波を作り出し、この矩形波の立ち上が
    り及び立ち下がりで前記検出ユニットの検出信号をスイ
    ッチングすることにより得られた各信号波形に基づいて
    硬貨類の種類及び真贋の判定を行うものであることを特
    徴とする請求項１記載の硬貨類の判定装置。
11. 【請求項１１】 硬貨類の一側面が摺接する基準ガイド
    面を備えた傾斜搬送経路に沿って転動する硬貨類に対し
    て、この基準ガイド面と直交する方向であって、硬貨類
    の転動軌跡の概略中心位置を貫通するように所定の周波
    数の交流磁界を発生させ、この硬貨類が基準ガイド面に
    摺接しながら転動して、この交流磁界を横切る時に、こ
    の硬貨類の表面で生じる誘導電流の周波数及び振幅を検
    出し、移相検波を行うことによって、交流磁界を発生さ
    せるための交流電流を基準周波数として、この基準周波
    数に対する位相のずれに基づいて硬貨類の外径を、また
    振幅変化に基づいて表面形状を認識することによって、
    この硬貨類の種類を判別するようにしたことを特徴とす
    る硬貨類の判定方法。
12. 【請求項１２】 前記硬貨類の表面形状の認識は、前記
    振幅変化を検出することによって得た移相検波信号か
    ら、その高低差、ピーク値及び硬貨類の一側表面の概略
    中心部分に相当する位置での信号レベルを判定基準とし
    て、この判定基準を予め設定されている標準値と比較す
    るようにして行うことを特徴とする請求項１１記載の硬
    貨類の判定方法。