CN1339143A - 硬币识别装置 - Google Patents

Abstract

检测硬币表面的冲压图形形成的凹凸信息,将该凹凸信息形成的冲压图形特征作为表示硬币表面整个区域的凹凸信息的分布的频率曲线捕捉。将该频率曲线与预先求得的表示正规硬币的凹凸信息分布的频率曲线比较,来识别硬币的种类。例如,使用多个涡流线圈(2)向硬币(10)施加高频磁场,使其产生涡流,将因硬币上产生的涡流而变化的各涡流线圈的阻抗作为凹凸信息进行捕捉,以阻抗为横轴、以涡流线圈数为纵轴,编制频率曲线。

Description

硬币识别装置

技术领域

本发明涉及硬币识别装置，可根据硬币表面上的中压图形形成的凹凸信息，通过简单的处理高精度判定该硬币的种类和真伪。

背景技术

在自动售货机及自动货币处理机(ATM)等中组装有硬币识别装置，作为计算投入金额的前处理装置判定硬币的种类及其真伪。这种硬币识别装置如下构成：专门计算、测量硬币的外径及其厚度、重量，通过将其与预先求得的正规硬币(作为处理对象的多种硬币)的外径、厚度及重量分别进行比较，判定硬币的种类及其真伪，而且，将伪品作为等外品处理。

但是，在为数众多的硬币中，存在与作为处理对象的正规硬币的特征(外径、厚度、重量等)相似的非处理对象的硬币例如外国的硬币，有可能会被误认。

于是，尝试了以硬币表面的冲压图形形成的凹凸信息为图像进行检测，识别处理该图像的特征而进行种类识别的技术。但是，有时因附着在硬币表面的灰尘或污物等原因，硬币表面的冲压图形的特征本身难于高精度检测。并且，在将硬币表面的冲压图形形成的图像特征(图形)与作为处理对象的正规硬币的冲压图形显示的图像特征(图形)进行比较时，需要将处理对象图像进行旋转处理后进行匹配处理或适当进行傅里叶变换等处理。因此，硬币识别所需的处理复杂，需要很长的处理时间，这很不方便。

发明内容

本发明是为解决上述问题而开发的，其目的在于提供一种硬币识别装置，可根据硬币表面的冲压图形形成的凹凸信息，简单且高精度地识别其种类和真伪。

本发明的硬币识别装置的特征在于，根据表示硬币表面的冲压图形特征的凹凸信息，将硬币表面的冲压图形的特征表示为显示硬币整个表面的凹凸信息的频率分布的频率曲线，从而可靠地掌握其特征，简单且高精度地识别其种类和真伪。尤其是其特征在于，不需对由凹凸信息显示的硬币表面的冲压图形(图像信息)进行选向或旋转处理等复杂的处理即可识别硬币的种类。

根据本发明的一个方式，求硬币表面的冲压图形的凹凸信息的传感器作为多个涡流线圈和阻抗计测装置来实现，其中所述多个涡流线圈在硬币的整个区域，分别局部地施加高频电磁场而产生涡流，所述阻抗计测装置检测因在硬币上产生的涡流的影响而变化的所述各涡流线圈的阻抗。然后，将检测出的阻抗作为凹凸信息，以阻抗为横轴、以涡流线圈数为纵轴作出频率曲线，求该阻抗在硬币表面整个区域的分布，由此表示其特征。

此时，最好将多个涡流线圈格子状排列(矩阵排列)在平面上，作为线圈阵列来实现，该线圈阵列与硬币表面相对配置。

根据本发明的另一方式，求硬币表面的冲压图形的凹凸信息的传感器作为对硬币表面进行漫射照明的光源和检测来自该光源的照明光在硬币表面的反射光的多个光传感器来实现。然后，将多个光传感器求得的反射光强度作为凹凸信息，以反射光强度为横轴、以光传感器数为纵轴作出频率曲线，求该反射光强度在硬币表面整个区域的分布。

根据本发明的再一方式，上述传感器作为对硬币表面进行照明的光源和对由该光源照明的硬币表面的像进行摄像的图象传感器实现。然后，将利用图象传感器求得的图像信号中的辉度信号作为凹凸信息，以辉度信号为横轴，以像素数为纵轴作出频率曲线，求辉度信号在硬币表面整个区域的分布。

另外，本发明的理想方式还包括：涡流线圈，向硬币施加低频电磁场使其产生涡流；阻抗计测装置，检测因硬币上产生的涡流而变化的所述涡流线圈的阻抗；材质判定装置，比较检测出的该涡流线圈的阻抗和预先求得的正规硬币的阻抗，判定该硬币的材质。通过设置这种材质判定装置，进一步提高硬币的识别精度。

本发明的另一理想方式包括：根据以规定频率驱动多个涡流线圈时各涡流线圈的阻抗计测硬币直径的硬币直径计测装置和根据所述各涡流线圈的阻抗计测硬币的厚度的硬币厚度计测装置。其特征在于，通过设置硬币直径计测装置和硬币厚度计测装置，可进一步提高其识别精度。

本发明的理想方式是，将向硬币施加低频电磁场使其产生涡流的涡流线圈作为向硬币施加高频电磁场使其产生涡流的多个涡流线圈中的特定涡流线圈兼用，只要取代高频驱动选择性地低频驱动这些涡流线圈，以计测用于硬币的材质判定的阻抗即可。或者也可以使用由高频驱动的多个涡流线圈构成的线圈阵列和低频驱动的大直径的涡流线圈，向硬币施加电磁场，计测其阻抗。

根据该方式，仅通过使用涡流线圈的阻抗计测，即可根据硬币表面的冲压图形的凹凸信息检测硬币的材质直至硬币的直径和厚度，因此，可简化结构并进行高精度的硬币识别。

附图的简要说明

图1是组装在本发明一实施例的硬币识别装置上的线圈阵列的概略结构及组装在硬币识别装置的线圈阵列和低频驱动用涡流线圈的排列结构图；

图2是构成图1所示的线圈阵列的平面线圈(涡流线圈)的结构图；

图3是局部剖断本发明的一实施例的硬币识别装置的读出部而显示其内部结构的正面图；

图4是自上方看读出部的平面图；

图5是自硬币移动方向看读出部的侧面图；

图6是本发明另一实施例的涡流线圈相对于硬币的配置例的图；

图7是本发明一实施例的硬币识别装置的整体概略结构图；

图8是示意性显示硬币识别装置的涡流线圈和利用该涡流线圈被局部施加交流电磁场的硬币的关系的图；

图9是微处理机实行的硬币识别处理的概略处理顺序的一例的图；

图10是显示存储用于硬币识别处理的硬币信息图表的一例的图；

图11是表示硬币的冲压图形形成的凹凸分布的阻抗的频率曲线的例子的图；

图12是本发明另一实施例的硬币识别装置的主要部分概略结构图，是利用图像表示硬币表面的信息的光学检测方式的图；

图13是使用图12所示的图像的硬币识别装置的功能性概略结构图；

图14是表示用于本发明的另一实施例的硬币识别装置的光纤阵列的概略结构图；

图15是使用图14的光纤阵列的硬币识别装置的功能性概略结构图；

图16是显示使用光电二极管阵列的硬币识别装置的读出部的概略结构图。

实施发明的最佳方式

下面参照附图以使用多个涡流线圈检测硬币表面的冲压图形形成的凹凸信息的硬币识别装置为例说明本发明的实施例。

图1(a)显示组装在本实施例的硬币识别装置的线圈阵列1的概略结构。该线圈阵列1将多个(m×n个)涡流线圈2在平面上形成m行×n列的方形格子排列(矩阵排列)而构成。具体地说，在大于作为处理对象的硬币外径的例如30mm×50mm左右大小的规定的绝缘基板3上，将图2所示的外径2mm～5mm左右的涡旋状平面线圈作为涡流线圈2，作为以规定排列间距Px，Py(例如6mm左右)形成多个平面线圈(涡流线圈2)的印刷电路板实现线圈阵列1。

这些各涡流线圈2的一对引线端子2a，2b以每行及每列分别共同连接作为线圈阵列1的行选择用引线端子4a及列选择用引线端子4b导出。指定这些行选择用引线端子4a中的一个，同时，指定这些列选择用引线端子4b中的一个，将这些引线端子4a，4b间通电，从而，择一地指定并驱动线圈阵列1中的一个涡流线圈2。

另外，构成线圈阵列1的多个涡流线圈2如后所述是用于对硬币局部施加高频磁场的。另外，在矩阵排列的多个涡流线圈2中的特定的涡流线圈2例如大致排列于中央部的四个涡流线圈2x也用于对硬币施加低频磁场。

这些涡流线圈2(2x)起如下作用，利用规定频率的交流电流通电驱动，产生磁场(高频磁场或低频磁场)，通过将该磁场(交流磁场)局部施加在硬币上，从而在该硬币上产生与其材质及厚度等对应的涡流。然后，使在硬币上产生的涡流如后所述作用(施加影响)于涡流线圈2(2x)，使该涡流线圈2(2x)的阻抗发生变化，由此，涡流线圈2(2x)作为传感器部起作用，用于检测该阻抗的变化，将其作为硬币的特征。

图3～图5显示硬币识别装置读出部的概略结构，这种具有多个涡流线圈2的线圈阵列1沿形成硬币10的通路的导向部11配置。图3是局部剖断读出部而显示其内部结构的正面图，图4是自上方看读出部的平面图，图5是自硬币10的移动方向看读出部的侧面图。

也就是说，读出部是夹着形成硬币10的通路的导向部11平行设置两个线圈阵列1而构成的。这些线圈阵列1分别平行于一边被导向部11导向沿该涡流线圈2的排列面滚动一边移动的硬币10的表、背面而相对配置。特别是线圈阵列1设定为：分别隔着微小的间隙接近硬币10的形成凹凸状冲压图形的表、背面而配置，使涡流线圈2产生的磁场充分强地作用于硬币10，而硬币10产生的涡流的影响又足够强地作用于该涡流线圈2。

这里，显示了在硬币10滚动移动的通路上设置读出部的例子，但也可以在使硬币10横向滑动同时移动的通路或在硬币10的落下通路上设置读出部。另外，当然也可以用保护膜覆盖线圈阵列1的涡流线圈2的形成面，将该线圈阵列1本身作为形成硬币通路的导向部11的一部分使用。

不过，用于对硬币10施加低频磁场的涡流线圈也可以与形成线圈阵列1而设置且高频驱动的多个涡流线圈2不同，作为例如如图1(b)所示的与线圈阵列1并列设置的专用涡流线圈2y而实现。或者也可以将用于施加低频磁场的涡流线圈作为与线圈阵列1重叠设置的专用涡流线圈2y而实现。这种情况下，作为低频驱动用涡流线圈2y最好采用硬币10的直径左右的大径线圈。另外，如图6(a)、(b)分别所示，也可以将这些涡流线圈2，2x，2y分别与硬币10相对沿其通路配置。

驱动上述线圈阵列1的各涡流线圈2、检测硬币10的特征从而识别该硬币10的种类的硬币识别装置的结构概略地示于图7。该硬币识别装置在微处理机21的控制下使控制器22动作，如下所述驱动线圈阵列1的各涡流线圈2，作为因硬币10而变化的各涡流线圈2的阻抗检测硬币10的特征。然后按照检测出的各涡流线圈2的阻抗，特别是按照利用阻抗的分布显示的硬币10的表面凹凸信息(中压图形的特征)判定硬币10的种类及其真伪。

也就是说，控制器22驱动多路转换器23依序选择线圈阵列1的多个涡流线圈2，同时向选择的涡流线圈2施加自电压控制型振荡器(VCO)24输出的规定频率的交流电流，从而驱动该涡流线圈2。多路转换器23按照例如自控制器22发出的规定频率的时钟信号CLK，依序循环地选择线圈阵列1的列选择用引线端子4b的一个，将电压控制型振荡器24的输出(交流电流)按列施加给多个涡流线圈2。

同时，多路转换器23选择性地使线圈阵列1的行选择用引线端子4a的一个接地，并且，上述列选择用引线端子4b的选择每循环一次就依序切换接地的行选择用引线端子4a。利用这种多路转换器23进行的线圈阵列1的行及列的选择动作，矩阵排列的多个涡流线圈2的一个被依序选择，由电压控制型振荡器24通电驱动。即多个涡流线圈2的通电驱动按照其排列被二维扫描。

由多路转换器23选择而通电驱动的涡流线圈2的端子间电压(振幅或其相位)，例如作为被选择性施加在线圈阵列1的列选择用引线端子4b的来自电压控制型振荡器24的输出(交流电流)，通过放大器25被检测。该放大器25的作用是，将涡流线圈2的阻抗变化作为驱动该涡流线圈2的信号(电压控制型振荡器24的输出)的振幅或相位变化而检测。然后，振幅/相位检测器26与所述控制器22控制的多路转换器23的动作定时同步，即与涡流线圈2的选择动作同步，对放大器25的输出进行取样，检测其振幅及相位，用于基于微处理机21的数据收集及其存储。

另外，控制器22在硬币10被导向所述读出部时，接受来自微处理机21的指令，控制多路转换器23的动作，使得例如首先依序通电驱动线圈阵列1的所有涡流线圈2。此时，控制器22对电压控制型振荡器24施加第一控制电压，使该电压控制型振荡器24以700kHz以上的频率、理想的是以1MHz左右的频率振荡动作。由此，使所有涡流线圈2以1MHz左右的频率依序被高频驱动。

然后，在所有涡流线圈2的高频驱动结束时，控制器22控制多路转换器23的动作，这次仅依次通电驱动所述特定涡流线圈2x。然后，此时，控制器22对电压控制型振荡器24施加第二控制电压，使该电压控制型振荡器24以100kHz～700kHz左右的频率振荡动作。由此，仅使特定涡流线圈2x以100kHz～700kHz左右的频率依序被低频驱动。因此，电压控制型振荡器24与控制器22协动，选择性地发挥作为高频驱动涡流线圈2的高频驱动装置及低频驱动涡流线圈2的低频驱动装置的作用。

另外，在依序选择涡流线圈2同时进行高频驱动的过程中，在所述特定涡流线圈2x被选择时，与其同步，控制电压控制型振荡器24的动作，从而低频驱动该特定涡流线圈2x也可以。也就是说，也可以预先固定地设定，以低频驱动特定涡流线圈2x，并高频驱动其他涡流线圈2，使线圈阵列1具有的多个涡流线圈2(2x)仅依序驱动一次，就完成线圈阵列1整个区域的扫描。

这样一边改变驱动条件一边通电驱动各涡流线圈2(2x)时各涡流线圈2(2x)的振荡振幅作为显示因硬币10而变化的涡流线圈2(2x)的阻抗的信息，通过放大器25及振幅/相位检测器26被依序检测出来。即放大器25作为相对于涡流线圈2(2x)的阻抗计测装置而使用。

这里，就因硬币10而变化的涡流线圈2(2x)的阻抗进行说明。图8示意性显示接受来自电压控制型振荡器24的输出并在多路转换器23的动作下选择性通电驱动的一个涡流线圈2和利用该涡流线圈2局部性施加交流电磁场的硬币10的关系。在涡流线圈2产生的交流电磁场施加在硬币10上时，在硬币10的交流电磁场横切的部位产生涡流Ic。

该涡流Ic的大小因硬币10的材质及厚度(电阻率)而变化。该涡流Ic产生的磁通的作用是消灭涡流线圈2产生的交流磁通。因此，即使驱动涡流线圈2的电流一定，涡流线圈2实际产生的磁通也会减小，所以，该涡流线圈2的阻抗即阻抗Z会减少。换言之，当自涡流线圈2向硬币10施加交流磁场而在该硬币10产生涡流时，受该涡流的影响涡流线圈2的阻抗会降低。而且，涡流Ic产生的磁通对涡流线圈2的影响为涡流线圈2和硬币10表面的距离d越短作用越强，涡流线圈2的阻抗的降低越大。

放大器25通过将这种涡流线圈2的阻抗的变化作为驱动涡流线圈2的信号振幅的变化而捕捉，检测出该涡流线圈2的阻抗。特别是受硬币10产生的涡流的影响而改变的涡流线圈2的阻抗不仅与硬币10的材质有关，而且依存于硬币10表面的冲压图形的凹凸甚至依存于与涡流线圈2的距离d的变化，所以，通过检测该阻抗可抽出硬币10的特征。

另外，涡流线圈2产生的交流电磁场的频率越高越在接近硬币10表面的区域产生涡流，相反，交流电磁场的频率变低时，磁场渗透于硬币10的内部，容易在其内部产生涡流。因此，在检测形成硬币表面的冲压图形的凹凸的信息时，只要以例如1MHz左右的高频驱动涡流线圈2，使形成冲压图形的具有凹凸面的硬币10的表面产生涡流即可。这样，如果在硬币10的表面产生涡流Ic，则根据硬币10表面的因凹凸而变化的与涡流线圈2的距离d，上述涡流Ic的影响会强烈地作用于涡流线圈2，使该涡流线圈2的阻抗大幅度变化。其结果，可根据涡流线圈2的阻抗的变化有效地检测硬币10的表面冲压图形形成的凹凸。

相反，在检测硬币10的材质的信息时，为了在硬币10内部产生涡流，使涡流Ic因材质不同而大幅度变化，只要使例如涡流线圈2的驱动频率较低地设定为10kHz～100kHz左右即可。这样，只要在硬币10内部产生涡流Ic，则几乎不受其表面的凹凸引起的与涡流线圈2的距离d的变化的影响，仅是硬币10内部产生的涡流Ic的大小的影响会涉及到涡流线圈2。而且，硬币10内部产生的涡流Ic的大小很大程度地受硬币10材质的左右，所以，可根据涡流线圈2的阻抗的变化得到有关硬币10材质的信息。如上所述，控制电压控制型振荡器24的动作而设定的涡流线圈2的驱动条件(驱动频率)可基于该理论而定。

下面参照图9就由微处理机21实行的硬币识别处理进行说明。图9显示微处理机21的概略处理顺序之一例。该处理自使用组装在硬币通路的各种硬币检测传感器(未图示)检测硬币10的输入开始(步骤S1)。当检测到作为识别对象的硬币10的输入时，微处理机21起动控制器22，首先高频驱动电压控制型振荡器24(步骤S2)，同时，控制多路转换器23的动作，依序高频驱动线圈阵列1的所有涡流线圈2(步骤S3)。然后，与这些涡流线圈2的高频驱动同步，驱动振幅/相位检测器26，依次检测通过放大器25计测的涡流线圈2的阻抗，取样保持(步骤S4)。这样计测的各涡流线圈2的阻抗被依次存储在微处理机21具有的内部存储器(未图示)中(步骤S5)，由此结束由多个涡流线圈2的高频驱动进行的硬币10的表面凹凸信息的检测处理。

然后，微处理机21首先低频驱动电压控制型振荡器24(步骤S6)，同时，控制多路转换器23的动作，依序仅高频驱动线圈阵列1中的特定涡流线圈2x(步骤S7)。然后，与这些涡流线圈2x的低频驱动同步，驱动振幅/相位检测器26，依次检测通过放大器25计测的涡流线圈2的阻抗，将其取样保持(步骤S8)。这样计测的各涡流线圈2x的阻抗也被依次存储在微处理机21具有的内部存储器(未图示)中(步骤S9)。通过上述处理，结束由涡流线圈2的低频驱动进行的有关硬币10的材质的信息的检测处理。

然后，微处理机21作为其内部处理按照如前所述存储在存储器中的各涡流线圈2(2x)的阻抗，开始硬币10的识别处理。该识别处理例如首先以规定的阈值辨别高频驱动的各涡流线圈2的阻抗，调查无阻抗变化的涡流线圈2及该涡流线圈2在线圈阵列1上的排列位置(步骤S10)。然后，根据无阻抗变化的涡流线圈2的位置信息，找出阻抗计测时与硬币10反向相对的涡流线圈2，分析该硬币10的外廓(整体的大小)，作为硬币10的外径计测其最大直径(步骤S11)。根据该外径，参照预先备于微处理机21的例如图10所示的表，选定硬币10的种类候补(步骤S12)。

也就是说，在表中，作为基准数据预先记述了作为处理对象(识别对象)的多种硬币(正规硬币)的外径及壁厚信息、材质信息(因材质而变化的涡流线圈的阻抗)和冲压图形的凹凸信息(因凹凸而变化的阻抗信息)等。通过参照这种表，作为其候补选定按照计测的硬币10的外廓(外径)认为该硬币10符合的硬币的种类。另外，在未发现该种类候补的情况下(步骤S13)，将该硬币10作为非处理对象的硬币(伪币)，归入等外品(步骤S14)。

如果如上所述找出了与硬币10相对的种类候补，则接着将低频驱动所述特定涡流线圈2x检测的该涡流线圈2的阻抗自存储器读出，将该阻抗与所述表中记录的该种类候补的材质的信息(因材质而变化的涡流线圈的阻抗)作匹配处理(步骤S15)。这种情况下，根据表中记录的显示硬币10的材质信息的涡流线圈的阻抗的求法，求出例如特定的四个涡流线圈2x的各阻抗的总和或各阻抗的平均，将其作为计测阻抗，将该计测阻抗与表中记录的阻抗进行比较。然后，根据该阻抗的匹配处理，判定如前所述以硬币10的外径为基准选择的种类候补是否在该材质方面也具有匹配性(步骤S16)。另外，在于该阻抗的匹配处理中未发现其匹配性、硬币10的材质与作为处理对象的硬币的材质不同时，将其作为伪币归入等外品(步骤S14)。

在有关上述材质的匹配处理中，如果确认了与种类候补的匹配性，则接着实行基于硬币10表面的冲压图形形成的凹凸信息的识别处理。该处理自读出高频驱动多个涡流线圈2时求得的各涡流线圈2的阻抗，编制其频率曲线开始(步骤S17)。该频率曲线将各涡流线圈2的阻抗根据其大小分为预先设定的多个水平，根据各水平计数具有其大小的阻抗的涡流线圈2的数量进行编制。然后，以划分为多个水平的阻抗为横轴，以涡流线圈2的数量为纵轴编制频率曲线，从而显示阻抗的分布。

另外，在高频驱动涡流线圈2时求得的各涡流线圈2的阻抗，如前所述根据硬币10的表面的凹凸面与涡流线圈2的距离d而变化。而且，硬币10表面的凹凸是表示硬币10的冲压图形的。因此，如上所述，区分为多个水平的阻抗表示上述距离d的不同乃至硬币10的表面的凹凸。因此，上述频率曲线表示硬币10的形成冲压图形的表面的凹凸的分布状况。

将这种频率曲线与预先记录在表中的作为处理对象的硬币的冲压图形的凹凸信息(因凹凸而变化的阻抗的频率曲线)、特别是如前所述求得的种类候补的频率曲线作匹配处理(步骤S18)，由此，判定硬币10的冲压图形的匹配性(步骤S19)。

另外，种类不同的硬币10的冲压图形即使相似，通常其冲压图形形成的凹凸的情况也会因硬币的种类而相差很大，而且，硬币10的整个表面区域的凹凸的分布状况也会有很大差异。特别是在为了调节硬币10的重量而在其表面穿孔进行改造时，硬币10的冲压图形本身会产生很大的变形，而且，凹凸的分布状况会大幅度变化。

也就是说，即使是外径和冲压图形相似的两种硬币，例如如图11所示，与作为处理对象的硬币表面的凹凸分布(频率曲线A)比较，处理对象外的硬币表面的凹凸分布(频率曲线B)的峰值位置及扩展宽度、偏差等也会有显著的差异。因此，如果比较表示凹凸分布的频率曲线，即可有效地判定硬币10的表面上形成的冲压图形构成的凹凸状态即冲压图形的特征。

于是，当通过这种频率曲线的匹配处理确认了冲压图形显示的凹凸信息的匹配性时，将如前所述求得的候补种类确定为该硬币10的种类(步骤S20)。而在频率曲线的匹配失败的情况下，判定该冲压图形不正确即与作为处理对象的硬币的冲压图形不同，将该硬币10归于等外品(步骤S14)。

另外，关于基于上述阻抗的频率曲线进行的硬币10的表面的冲压图形的匹配处理，关于由分别与硬币10的两面(表、背面)相对配置的两个线圈阵列1分别检测的信息(阻抗)，最好对硬币10的表面及背面的各冲压图形分别实行。

这样，硬币识别装置如上所述作为涡流线圈2(2x)的阻抗变化，检测硬币10的材质及硬币10的外径、和其表面的冲压图形形成的凹凸信息，根据这些信息判定硬币10的种类及其真伪，根据该硬币识别装置，与光学检测硬币10表面信息的硬币识别装置不同，可不受硬币表面附着的灰尘及污物的左右，简单且高精度地进行其识别。而且，由于将受由涡流线圈2(2x)施加的交流磁场在硬币10产生的涡流的影响而变化的涡流线圈2(2x)的阻抗本身作为硬币10的特征信息进行检测，故不需要分别设置交流磁场产生用线圈和读出用线圈，读出部的结构非常简单。因此，即使在分别检测硬币10的表、背面的冲压图形形成的凹凸信息时，也是只要将两个线圈阵列1分别设置在硬币10的两面即可，因此，其结构很简单。

由于通过高频驱动涡流线圈2在硬币10的表面部产生涡流，由此时的涡流线圈2的阻抗变化检测凹凸信息，另外，通过低频驱动涡流线圈2x在硬币10的内部产生涡流，由此时的涡流线圈2x的阻抗变化得到有关硬币10的材质的信息，因此，仅通过改变例如涡流线圈2(2x)的驱动条件即可分别有效地检测硬币10的不同性质的特征。

尤其是，通过作为涡流线圈2的阻抗的变化检测硬币10的表面的冲压图形形成的凹凸，以阻抗值为横轴、以得到各阻抗值的涡流线圈2的数量为纵轴编制表示该阻抗的分布的频率曲线，可捕捉硬币10的表面的凹凸形成的冲压图形的特征。而且，由于对该频率曲线进行匹配处理，因此可容易地根据硬币10的表面的冲压图形的特征进行识别(对照)，而且可充分提高其识别精度。另外，通过使用这种频率曲线，就不需要使显示冲压图形的信息旋转以对准图形方向等复杂处理，故具有可大幅度简化识别处理、缩短处理所需时间等优点。

上述实施例是用多个涡流线圈2检测硬币10表面的冲压图形形成的凹凸，但是也可以对其进行光学检测。例如也可以如下识别硬币10，图12显示其概略结构，用光源31对硬币10的表面进行照明，例如用由CMOS-CCD构成的成像器(TV摄像机)32对由其反射光形成的硬币10的表面图像进行摄像。然后，将用该成像器(TV摄像机)32摄得的图像信号中的辉度信号作为硬币10的表面凹凸信息进行辨识(检测)，根据该辉度信号识别硬币10。

这种情况下，例如如图13所示，将扫描成像器(TV摄像机)32的CMOS-CCD阵列33所得的图像信号导入图像变换部34，进行规定的图像处理，然后，由图像辨别部35自图像信号中取出表示硬币10的表面凹凸程度的辉度信号。然后，将该辉度信号输入微处理机36，将辉度信号区分为预先设定的多个水平。然后以辉度信号的水平为横轴，以按各水平区分的像素数为纵轴，编制频率曲线，只要将该频率曲线作为由硬币10的表面凹凸显示的冲压图形的特征进行捕捉即可。

这样，根据由成像器(TV摄像机)32摄得的硬币10的表面图像，得到由其辉度信息显示的凹凸信息，只要将该凹凸的分布以辉度信号水平为横轴、以像素数为纵轴编制频率曲线，即可由该频率曲线确切地表现硬币10的凹凸所示的冲压图形的特征。另外，也可检测硬币10的外径，只要使用低频驱动的涡流线圈根据其阻抗的变化检测硬币10的材质，即可与上述实施例同样，简单且高精度地识别硬币10的种类及其真伪。

用于检测硬币10的表面凹凸信息的传感器例如也可由图14所示的光纤阵列41构成。该光纤阵列41与硬币10的表面相对配置，由将自光源导入的照明光照射在硬币10的表面上的多个照明用光纤42和接收硬币10表面的反射光的多个受光用光纤43呈锯齿格子状无间隙排列，形成光的发收波纹面而构成。

如图15所示，多个照明用光纤42与光源44连接，对光源44发出的照明光导向使其对硬币10的表面进行照明。硬币10表面的反射光通过受光用光纤43被导向由多个光电二极管等构成的受光元件阵列45，检测其强度。然后，由微处理机46驱动的控制器47控制多通道型振幅/相位检测器48的动作，从而对通过所述各受光用光纤43导入由受光元件阵列45检测的反射光的强度进行取样，将其保持并供微处理机46进行数据收集。

这种情况下，只要如下进行即可，在微处理机46中，将通过各受光用光纤43检测的反射光的强度区分为预先设定的多个水平，以反射光强度为横轴，以按各个强度区分的光纤43的数量为纵轴，编制频率曲线，将该频率曲线作为硬币10的表面凹凸显示的冲压图形的特征捕捉。

这样，如果根据通过光纤阵列41检测的硬币10的表面的反射光强度得到该强度所示的凹凸信息，将该凹凸的分布以反射光强度为横轴以光纤43的数量为纵轴编制频率曲线，则可利用该频率曲线确切地表现硬币10的表面凹凸显示的冲压图形的特征。因此，可与前述实施例同样，简单且高精度地识别硬币10的种类及其真伪。

如图16所示，也可以利用排列多个作为受光元件(光传感器)的光电二极管的光电二极管阵列51检测硬币10表面的凹凸信息。这种情况下，只要一边由设于其斜前方的光源52漫射照明硬币10表面一边由光电二极管阵列51检测其表面凹凸信息即可。这种情况下，最好由积分器53在规定的检测期间内全程积分由光电二极管阵列51检测的反射光，而得到其检测输出。然后，以多个水平区分分别表示硬币10的表面凹凸的各光电二极管的受光量，以该受光量为横轴以光电二极管(光传感器)的数量为纵轴编制频率曲线，只要将该频率曲线作为形成硬币10的凹凸的冲压图形的特征捕捉即可。

另外，即使在这样光学检测硬币10的表面的冲压图形形成的凹凸的特征的情况下，只要如上所述采用低频驱动的涡流线圈2分析硬币10的材质，即可提高其识别精度的可靠性。另外，当然也可以根据光学检测的硬币10的表面信息，检查该硬币10的外观(外径尺寸)，将其检查结果用于硬币10的识别。

另外，本发明不限于上述实施例，例如也可根据高频驱动涡流线圈2求得的硬币10的表面的凹凸信息，分别求出如图5所示的硬币10的表、背面和与其两侧相对配置的两个线圈阵列1(涡流线圈2)的平均间隔距离davel，dave2，由其和这些线圈阵列1间的相对距离D，以(t＝D-davel-dave2)计测硬币10的厚度t，将该厚度t与记录在表中的硬币的厚度信息进行比较对照，用于辅助硬币的识别处理。

另外，在低频驱动涡流线圈2x得到有关硬币10的材质的信息时，也可以将其驱动频率在规定的频率范围(例如10kHz～700kHz)内阶段性变化，或在规定频率范围内连续变化，对各频率计测其阻抗，捕捉该阻抗随频率而变化的变化图形，判定硬币10的材质。这种情况下，只要在低频驱动涡流线圈2x时，在控制器22的控制下可变控制电压可变型振荡器24的振荡频率即可。

另外，在求硬币10的厚度时，不仅可着眼于高频驱动涡流线圈2x，2y，也可着眼于低频驱动时的阻抗。另外，也可以自低频至高频的驱动频率扫描涡流线圈2x，2y，着眼于计测的阻抗和此时的驱动频率的关系等，求出硬币10的厚度。

作为线圈阵列1组装的涡流线圈2的数量、其排列间距及其排列图形等，只要根据作为处理对象的硬币规格而定即可，本发明只要不脱离其主旨范围即可实施各种变形。

产业上利用的可能性

根据本发明，根据表示硬币表面的冲压图形特征的凹凸信息，作为表示硬币表面整体的凹凸信息的频率分布的频率曲线表示硬币表面的冲压图形的特征，可确切地捕捉其特征，故可简单且高精度地识别硬币的种类及其真伪。尤其由于是作为频率曲线捕捉其特征，故可不对凹凸信息显示的硬币表面的冲压图形(图像信息)进行对向或旋转处理等复杂处理，简单而高精度地识别硬币的种类及其真伪等，在实用上有非常大的效果。

按照条约第19条的修改

根据PCT条约第19条修改的声明

以下所附内容为根据PCT条约第19条修改的权利要求书，修改内容如下：

1.对原权利要求1做了修改，即将原权利要求2的部分特征加到权利要求1中；

2.原权利要求2中剩余特征组成新权利要求2；

3.原权利要求3改为引用权利要求1；

4.删除原权利要求4和5；

5.修改原权利要求6和7，使之与修改后的权利要求1一致；

6.原权利要求8未变；

7.修改原权利要求9，使之与修改后的权利要求6一致。

8.将修改后的权利要求重新排序为1-7。

权利要求收

按照条约第19条的修改

1、一种硬币识别装置，其特征在于，包括：传感器，其由多个涡流线圈和阻抗计测装置构成，其中所述多个涡流线圈向硬币施加磁场而使其产生涡流，所述阻抗计测装置检测因在硬币上产生的涡流的影响而变化的所述各涡流线圈的阻抗，将检测出的阻抗作为硬币表面的冲压图形的凹凸信息求出；

频率曲线编制装置，其编制表示由该传感器求得的凹凸信息的分布的频率曲线；

图形判定装置，比较编制的频率曲线和预先求得的表示正规硬币的凹凸信息分布的频率曲线，来识别硬币的种类。

2、如权利要求1所述的硬币识别装置，其特征在于，所述频率曲线编制装置以阻抗为横轴、以涡流线圈数为纵轴求检测出的阻抗在硬币表面整个区域的分布。

3、如权利要求1所述的硬币识别装置，其特征在于，所述多个涡流线圈矩阵排列在平面上，形成线圈阵列，与硬币表面相对配置。

4、如权利要求1所述的硬币识别装置，其特征在于，还包括：涡流线圈，其向所述硬币施加与检测所述硬币表面的凹凸信息时向所述硬币施加的磁场不同的磁场；材质判定装置，比较以规定的频率驱动该涡流线圈时该涡流线圈的阻抗和预先求得的正规硬币的阻抗，判定该硬币的材质。

5、如权利要求1所述的硬币识别装置，其特征在于，还包括：根据以规定频率驱动所述多个涡流线圈时各涡流线圈的阻抗、计测硬币直径的硬币直径计测装置。

6、如权利要求1所述的硬币识别装置，其特征在于，还包括：根据以规定的频率驱动所述多个涡流线圈时各涡流线圈的阻抗、计测硬币的厚度的硬币厚度计测装置。

7、如权利要求4所述的硬币识别装置，其特征在于，判定硬币材质时驱动的所述涡流线圈由求硬币表面的冲压图形的凹凸信息时驱动的多个涡流线圈中的特定涡流线圈构成。

Claims (9)

1、一种硬币识别装置，其特征在于，包括：传感器，求硬币表面的冲压图形的凹凸信息；频率曲线编制装置，编制表示由传感器求得的凹凸信息的分布的频率曲线；图形判定装置，比较编制的频率曲线和预先求得的表示正规硬币的凹凸信息分布的频率曲线，来识别硬币的种类。

2、如权利要求1所述的硬币识别装置，其特征在于，所述传感器由多个涡流线圈和阻抗计测装置构成，其中所述多个涡流线圈向硬币施加高频磁场而使其产生涡流，所述阻抗计测装置计测因在硬币上产生的涡流的影响而变化的所述各涡流线圈的阻抗；所述频率曲线编制装置以阻抗为横轴、以涡流线圈数为纵轴求检测出的阻抗在硬币表面整个区域的分布。

3、如权利要求2所述的硬币识别装置，其特征在于，所述多个涡流线圈矩阵排列在平面上，形成线圈阵列，与硬币表面相对配置。

4、如权利要求1所述的硬币识别装置，其特征在于，所述传感器由对硬币表面进行漫射照明的光源和检测来自该光源的照明光在硬币表面的反射光的多个光传感器构成；所述频率曲线编制装置以反射光强度为横轴，以光传感器数为纵轴，求多个光传感器求得的反射光强度在硬币表面整个区域的分布。

5、如权利要求1所述的硬币识别装置，其特征在于，所述传感器由对硬币表面进行照明的光源和对由该光源照明的硬币表面的像进行摄像的图象传感器构成；所述频率曲线编制装置以辉度信号为横轴，以像素数为纵轴，求利用所述图象传感器求得的图像信号中的辉度信号在硬币表面整个区域的分布。

6、如权利要求1所述的硬币识别装置，其特征在于，还包括：涡流线圈，向硬币施加低频磁场使其产生涡流；阻抗计测装置，检测因硬币上产生的涡流而变化的所述涡流线圈的阻抗；材质判定装置，比较检测出的该涡流线圈的阻抗和预先求得的正规硬币的阻抗，判定该硬币的材质。

7、如权利要求1所述的硬币识别装置，其特征在于，还包括：根据高频驱动所述多个涡流线圈时各涡流线圈的阻抗、计测硬币直径的硬币直径计测装置。

8、如权利要求1所述的硬币识别装置，其特征在于，还包括：根据以规定的频率驱动所述多个涡流线圈时各涡流线圈的阻抗、计测硬币的厚度的硬币厚度计测装置。

9、如权利要求6所述的硬币识别装置，其特征在于，所述涡流线圈由向硬币施加高频磁场使其产生涡流的多个涡流线圈中的特定涡流线圈构成，取代高频驱动而选择性地低频驱动，使硬币产生涡流，以计测用于硬币材质判定的阻抗。

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