JP2002523911A - 発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 硬貨バリデータが、発振回路中に結合された一対のコイルを使用して硬貨を検査する。発振回路は、２つの別々の周波数で両方のコイルを、それらの間に干渉を生じることなく同時に駆動するように構成され、それぞれの周波数信号は硬貨の存在の影響を受ける。コイルが第１の発振器を形成するフィードバックループ中に直列に接続され、第２の発振器がコイル間の相互接続に結合され、これらのコイルの他端が第２の発振器の周波数で実際上短絡されることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、発振器に関し、詳細には、通貨バリデータ（評価装置）、特に硬貨
バリデータの中で使用する発振器に関する。ただしこれに限定されるわけではな
い。

【０００２】 硬貨の通り道（硬貨経路）の近くに配置され、発振器によって駆動されたコイ
ルの形態のインダクタンスを使用して硬貨を検査することが知られている。硬貨
がコイルを通過するときに、発振回路のパフォーマンスを監視して硬貨の影響を
決定し、これによって硬貨の属性の測定値を得る。この発振の周波数、振幅また
は位相に対する硬貨の影響を監視する。この測定値は通常、監視対象パラメータ
の変化、例えば、硬貨がないときと硬貨があるときのパラメータの差または比に
基づく。

【０００３】 測定対象パラメータに対する硬貨の影響は周波数の関数である。例えばＧＢ−
Ａ−１３９７０８３を参照されたい。硬貨についてよりいっそうの情報を得るた
め、硬貨を２つの別個の周波数の発振にかけ、両方の周波数での影響を測定する
ことが知られている。これは、被覆硬貨（例えば内部材料の上に外部材料を圧延
することによって、または内部材料をめっきすることによって形成された硬貨）
に対して特に有用である。これは、周波数が高いほど内部材料よりも外部材料の
影響をより多くを受けるためである。被覆硬貨の内部材料は時に「バルク」また
は「コア」材料と呼ばれる。

【０００４】 ＧＢ−Ａ−２０６９２１１には、硬貨経路の一方の側のコイルを２つの周波数
で駆動し、硬貨経路の反対側の受取りコイルを、この２つの異なる周波数での受
信信号の振幅に対する硬貨の影響を検出する手段に結合した、硬貨バリデータが
開示されている。監視手段は、この異なる周波数を分離するフィルタ回路を介し
て受信コイルに接続される。しかしこの配置は、硬貨が存在する結果としての発
振周波数の変動を許さない。さらに、受信信号強度が特に磁性硬貨で大きく変化
するので、この送信／受信配置の使用はしばしば望ましくない。また、フィルタ
の使用を回避することが望ましいであろう。

【０００５】 本発明の態様は添付の請求項に開示した。 一態様によれば、２つの自励発振器が異なる周波数で動作し、少なくとも１つ
の共通インダクタンスを共用する。このような配置を、硬貨を検査する硬貨バリ
データ中で使用することができる。この場合、検査中の硬貨がインダクタンスの
値に影響を与える。

【０００６】 一対のコイルを使用して硬貨の材料内容を決定することが知られている。両方
のコイルに結合された発振器を使用すると、コイル間の相互インダクタンスのた
め、この配置は、単一コイルよりもかなり大きな利得を生じる。しかし両方のコ
イルが同じ周波数で駆動されるため、１種類の材料測定しか実施できない。

【０００７】 本発明の好ましい態様によれば、２つの自励発振器が、硬貨経路の両側に１つ
ずつ配置された一対のコイルを共用する。両方のコイルを異なる周波数で同時に
動作させることは、硬貨の内部の異なる深さの材料内容を決定するのに特に有用
である。

【０００８】 発振器間の漏話は、適当なフィルタ回路によって回避することができる。しか
し、特に好ましい一実施形態では、それぞれの周波数での発振が他方の周波数の
信号ゼロを構成する節点に現れるように発振器が構成される。これによって、追
加のフィルタ回路を必要とすることなく周波数が分離される。

【０００９】 この好ましい実施形態では、その周波数での交流接地に対する交流インピーダ
ンスが非常に低いため、一方の周波数に対して信号ゼロが生成される。他の周波
数に対して信号ゼロが生成されるのは、節点に加えられるこの周波数が大きさが
等しく極性が反対であるためである。

【００１０】 次に、本発明を具体化する配置を添付の図面に関して例示的に説明する。 図１を参照する。硬貨２などの硬貨がシュート（図示せず）を通ってバリデー
タ４に入り、次いで矢印Ａの方向に落下してエネルギー吸収部品６の上に落ちる
。次いで硬貨はランプ８を転がり落ち、出口経路１０に入る。

【００１１】 ランプ８を転がり落ちるときに硬貨は検査領域１２を通過する。この検査領域
には、１４および１６に指示したものなど、いくつかの誘導センサがある。セン
サ１４は、Ｌ１およびＬ２に図式的に示す２つのコイルを備える。コイルＬ１は
フライトデッキに、コイルＬ２はバリデータのふた（図示せず）の上に取り付け
られている。コイルＬ１とＬ２は同様の形状およびサイズを有し、直接に向かい
合って取り付けられている。これらのコイルは、ランプ８の表面の上方のこの表
面から適当な距離のところに、好ましくは、バリデータの設計対象である硬貨が
これらのコイルを完全にふさぐような位置に配置される。

【００１２】 コイルＬ１およびＬ２は、コイルの表面をそれぞれフライトデッキおよびふた
の表面から分離する膜の裏側に位置する。分かりやすくするためこれらの膜は図
示しなかった。フライトデッキは、硬貨がコイルＬ２のすぐ近くを通過するが、
対向するコイルＬ１からは硬貨の厚さによって決まる距離だけ硬貨が離れるよう
な向きに定められる。

【００１３】 図２を参照する。センサ１４は、抵抗Ｒｌ、コイルＬ１およびコイルＬ２を含
むフィードバックループを有するインバータＵｌを備えた発振回路２００中に接
続される。コイルは直列に接続され、その相互接続部に節点Ａが置かれる。節点
Ａとは反対側のコイルＬ１の端部は、節点Ｂで、他端が接地されたコンデンサＣ
１に接続され、節点Ａとは反対側のコイルＬ２の端部は、節点Ｃで、他端が接地
されたコンデンサＣ２に接続される。これは標準的な発振器構成であり、この第
１の発振器の周波数は、構成部品Ｌ１、Ｌ２、Ｃ１およびＣ２によって形成され
た共振回路によって決定される。この周波数は例えば２００ｋＨｚ未満、例えば
４０ｋＨｚである。

【００１４】 この発振回路はさらに、トランジスタＱ１（このトランジスタのベースには、
分かりやすくするために省略した源から固定直流バイアスレベルが供給される）
、抵抗Ｒ２、コンデンサＣ３およびＣ４、ならびにコイルＬ１およびＬ２を含む
第２の発振器を含む。この第２の発振器は、構成部品Ｌ１およびＬ２ならびに直
列に組み合わされたＣ３およびＣ４によって形成された共振回路によって決定さ
れる、かなり高い周波数で動作するように構成されている。この高い周波数（２
００ｋＨｚ超、好ましくは約５３０ｋＨｚ）で、コンデンサＣ１およびＣ２は実
際上、短絡として機能する。したがって、コイルＬ１およびＬ２は実際上、直列
に組み合わされたコンデンサＣ３およびＣ４の両端にそれぞれ並列に結合されて
いる。

【００１５】 第１の発振器の低周波数出力は、インバータＵ１の入力に結合された節点Ｃか
らとられる。節点ＣがＣ２を介して接地され、高周波発振に対してＣ２が有効な
短絡であるため、節点Ｃは実際上、これらの高周波発振の事実上の接地であり（
すなわち、この高周波発振の有意な成分はこの節点に現れない）、したがって低
周波信号は、高周波から有意の影響を受けることなしに得られる。

【００１６】 インバータＵ１が存在する結果、このインバータの出力に結合された節点Ｂの
電圧の変動は、インバータの入力の節点Ｃでの低周波数の変動に実質的に等しく
、極性は反対となる。Ｌ１がＬ２に等しく、Ｃ１がＣ２に等しいため、これらの
極性が反対で大きさの等しい変動によって、この低周波発振は節点Ａで信号ゼロ
となる。したがって、低周波信号からの実質的な影響なしにこの節点から高周波
発振を得ることができる。（Ｌ１≠Ｌ２であってもＬ１・Ｃ１＝Ｌ２・Ｃ２であ
れば同様の効果を得ることができる。）

【００１７】 コイルＬ１とＬ２の間を硬貨２が移動すると発振の振幅はシフトし、その程度
は硬貨の材料内容によって決まる。高周波出力は主に、硬貨の外表面の材料に影
響され、低周波出力は外部材料と内部材料の両方の影響を受ける。被覆硬貨では
内部またはバルク材料がかなりの影響を与える。

【００１８】 節点ＡおよびＣでの２つの周波数出力の振幅の変動を監視し、この変動のピー
クレベルを測定値として使用する。この測定値が、このピークレベルと硬貨がな
い場合のレベルとの間の関係（例えばピークレベルとアイドルレベルの間の差ま
たは比）に基づくことが好ましい。これらの２つの測定値が、それぞれの金種に
対する受入れ基準と比較される。同じセンサおよび／または異なるセンサを使用
して他の測定を実施することもできる。例えば、図２の発振回路中の２つの発振
器の一方または両方の振幅変動に加えて、または振幅変動の代わりに周波数変動
を監視してもよい。これらのセンサまたはその他のセンサを使用して、主に硬貨
の厚さおよび直径によって決まる測定値を得ることができる。

【００１９】 図２の発振回路は硬貨の影響を別々の２つの周波数で監視するため、この回路
は、均質な硬貨と被覆硬貨とを区別するのに適し、同じコイルを同時に両方の周
波数に対して使用する高感度でコンパクトな配置を与える。

【００２０】 図３および４に、以上に述べた実施形態の修正を示す。同じ参照番号は対応す
る整数を表す。この代替実施形態では、硬貨経路の両側にコイルを１つずつ配置
する代わりに、経路の両側にそれぞれ一対のコイルを配置する。例えば図３に示
すように、バリデータのデッキ側にコイルＬ１に加え別のコイルＬ３を配置する
。この実施形態では、コイルＬ３がコイルＬ１の内部に取り付けられている。こ
れらのコイルはともに、その一部がこれらのコイルを分離するように２つのコイ
ル間に環形に広がった同じフェライト３００上に、ＥＰ−Ａ−４８９０４１の技
法を使用して取り付けられる。バリデータのふた側のコイルの構成もこれと同様
であり、外側コイルＬ２および内側コイルＬ４を備える。

【００２１】 図４を参照する。インバータＵ１が組み込まれた発振器は、図２と同様に、そ
のフィードバックループ中に接続されたコイルを有する。しかしこのケースでは
、コイルＬ１とＬ３が直列に接続され、同様にコイルＬ２とＬ４が直列に接続さ
れ、さらに、直列に接続されたコイルＬ１、Ｌ３が、直列に接続されたコイルＬ
２、Ｌ４に並列に接続される。

【００２２】 このケースでは、トランジスタＱ１ならびにコンデンサＣ３およびＣ４を備え
る発振器がコイルＬ１とＬ３の間の節点Ａ’に結合され、そのため、互いに並列
に接続され（節点ＢとＣが図２の場合と同様に実際上、事実上の接地であるため
）、かつ直列接続のコンデンサＣ３、Ｃ４と並列に接続されたインダクタンスＬ
１およびＬ３によって共振回路が形成される。インダクタＬ２とＬ４の間の節点
Ａ”に接続されたトランジスタＱ２、コンデンサＣ５、Ｃ６、および抵抗Ｒ３に
よって、同様の構成の別の発振器が形成される。したがって、直列に接続された
コンデンサＣ５、Ｃ６に並列に接続された相互に並列に接続されたインダクタＬ
２、Ｌ４によって、別の共振回路が形成される。

【００２３】 トランジスタＱ１およびＱ２が組み込まれたこれらの２つの発振器は、比較的
に高い異なる周波数で動作し、そのため、コンデンサＣｌおよびＣ２は実際上、
短絡である。これらの短絡は、節点Ｃで高周波出力を低周波出力から分離する。
Ｌ２＝Ｌ４、Ｌ１＝Ｌ３、Ｃ１＝Ｃ２なので、インバータＵ１が組み込まれた発
振器の低周波発振は節点Ａ’およびＡ”に現れない。

【００２４】 したがって図４の回路は、３つの別々の周波数を使用し３つの分離された出力
を供給して、硬貨を検査することができる。図２の配置と比べると、このケース
では、低周波発振器が硬貨経路の両側に並列に接続されたコイルを有する。

【００２５】 所望であれば、トランジスタＱ２、コンデンサＣ５、Ｃ６および抵抗Ｒ３を含
む第３の発振器を省略することができ、この場合にはトランジスタＱ１が組み込
まれた発振器が節点Ａ’と接点Ａ”の両方に接続される。

【００２６】 ＷＯ−Ａ−９３／２２７４７、ＥＰ−Ａ−１７３７０、ＵＳ−Ａ−５３３７８
７７およびＥＰ−Ａ−４８９０４１の開示は参照によって本明細書に組み込まれ
る。具体的には、コイルの出力を処理し、それが本物の硬貨を指示するものであ
るかどうかをチェックするのに使用する技法はこれらの明細書に記載されたもの
でもよいし、または当技術分野で周知のものでもよいことを理解されたい。例え
ば、硬貨の測定値をとり、記憶された受入れ可能性データに通常は基づく受入れ
可能性検査を適用することはよく知られている。一般的な１つの技法（例えばＧ
Ｂ−Ａ−１４５２７４０参照）は、「窓」（すなわちそれぞれの検査の上限およ
び下限）を記憶することを含む。硬貨のそれぞれの測定値がそれぞれの上限／下
限の組の範囲に収まる場合に、その硬貨が特定の金種の受入れ可能な硬貨である
とみなされる。この代わりに受入れ可能性データが、中央値などの所定の値を表
すことができる。次いでこの測定値を検査して、測定値がその値の所定の範囲に
含まれるかどうかを判定する。あるいは、受入れ可能性データを使用して、それ
ぞれの測定値を修正することができる。この場合には検査が、修正された結果を
固定値または窓と比較することを含むことになる。あるいは受入れ可能性データ
を、測定値によってアドレスされ、その出力が測定値が特定の金種に対して適当
かどうかを指示するルックアップテーブルとすることができる（例えばＥＰ−Ａ
−０４８０７３６およびＵＳ−Ａ−４９５１７９９を参照されたい）。それぞれ
の検査に対して別々の受入れ基準を用意する代わりに、測定値を結合し、その結
果を記憶された受入れ可能性データと比較してもよい（ＧＢ−Ａ−２２３８１５
２およびＧＢ−Ａ−２２５４９４９を参照されたい）。あるいは、例えば受入れ
可能性データを、測定値を結合し、あるいはその結果に対して検査を実行するた
めの係数（例えばニューラルネットワーク技法を使用して導き出す）として使用
することによって、これらの技法のいくつかを組み合わせることができる。さら
に、受入れ可能性データを使用して検査を実行する条件を定義することもできよ
う（例えばＵＳ−Ａ−４６２５８５２）。

【００２７】 バリデータによって「妥当性を検査する」硬貨と本明細書で呼ぶのは、バリデ
ータが特定の種類の硬貨を表すとみなす範囲に含まれる平均属性測定値をその母
集団が示す金種の硬貨に関係づけることを意図した硬貨である。

【００２８】 硬貨バリデータの文脈で本発明を説明してきたが、用語「硬貨」は、任意の硬
貨（有効なものか偽造かは問わない）、トークン、スラッグ、ワッシャ、または
その他の金属製の物体またはアイテム、特に硬貨投入式の装置またはシステムを
操作しようとする個人が利用することができる任意の金属物体またはアイテムを
意味するものとして使用されていることに留意されたい。「有効な硬貨」とは、
本物の硬貨、トークンなどであり、特に、硬貨投入式の装置またはシステムを動
作させようとする通貨システムの本物の硬貨、あるいはこのような硬貨投入式の
装置またはシステムが選択的に受け取り、価値あるアイテムとして取り扱う金種
の本物の硬貨である。

【００２９】 主に硬貨バリデータの文脈で本発明を説明してきたが、本発明は、一般に通貨
バリデータにも適用可能であり、例えば、発振器を使用して磁気インクおよび／
または磁性スレッドを感知することができる紙幣バリデータ中で使用することが
できる。 本発明の発振器は、この他の領域で使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に基づく硬貨バリデータのコイルの配置を示す図である。

【図２】 本発明に基づく発振器の線図である。

【図３】 本発明の代替実施形態のインダクタンスを示す図である。

【図４】 前記代替実施形態の発振回路の線図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3E002 AA13 AA15 BC05 BC06 BC08 DA10 EA01 EA05 5J081 AA02 BB04 CC26 DD15 EE02 EE03 GG00 KK02 KK13 LL05 MM01

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つの共通インダクタおよびそれぞれの周波数決
   定構成部品を有する複数の共振回路を備え、これによって、前記共振回路のそれ
   ぞれの共振周波数に対応する複数の周波数で前記インダクタを同時に駆動するこ
   とができる発振回路。
2. 【請求項２】 前記共振回路が少なくとも２つの共通インダクタを有する、
   請求項１に記載の発振回路。
3. 【請求項３】 前記２つの共通インダクタが１つの共振回路中では直列に接
   続され、別の共振回路中では並列に接続された、請求項２に記載の発振回路。
4. 【請求項４】 それぞれの周波数の出力信号を得るための複数の出力節点を
   含み、各出力節点が別の出力周波数に対する信号ゼロを構成する、先行する請求
   項のいずれか一項に記載の発振回路。
5. 【請求項５】 １つの周波数に対する出力節点が、別の周波数に対する事実
   上の接地を構成する、請求項４に記載の発振回路。
6. 【請求項６】 １つの周波数に対する出力節点が、別の周波数の大きさが等
   しく極性が反対の信号を受け取る、請求項４または５に記載の発振回路。
7. 【請求項７】 共通インダクタンスに接続され、異なる周波数で動作する第
   １および第２の発振器を備え、前記発振器のうちの少なくとも一方が、他方の発
   振器の周波数に対する信号ゼロである節点で発振を生じさせるように構成された
   発振回路。
8. 【請求項８】 各発振器が、他方の発振器の周波数に対する信号ゼロである
   節点で発振を生じさせるように構成された、請求項７に記載の発振回路。
9. 【請求項９】 発振器を形成するフィードバックループ中に直列に結合され
   た一対のインダクタンスを備え、前記直列相互接続の一端での発振が、前記直列
   相互接続の他端での発振と大きさが等しく極性が反対であり、そのため、前記発
   振が、前記インダクタンス間の相互接続に実質的に現れず、さらに、前記インダ
   クタンス間の前記相互接続に異なる周波数の発振を発生させるように構成された
   別の発振器を備える発振回路。
10. 【請求項１０】 前記異なる周波数の前記直列相互接続インダクタンスの両
    端間に有効な短絡を作り出す手段を含む、請求項９に記載の発振回路。
11. 【請求項１１】 直列に接続された一対のインダクタンスと、前記直列接続
    インダクタンスの値によって決まる第１の周波数で発振を生じさせる手段と、前
    記直列接続インダクタンスの両端間に有効な短絡を与えて、それらが、前記有効
    な短絡と前記直列相互接続の間に並列に接続されるようにし、前記並列接続イン
    ダクタンスを、やはり前記インダクタンス値によって決まる実質的に異なる第２
    の周波数で発振させる手段とを備える発振回路。
12. 【請求項１２】 前記有効な短絡が前記第２の周波数では有効だが、前記第
    １の周波数では有効でなく、前記２つの周波数が同時に生成される、請求項１１
    に記載の発振回路。
13. 【請求項１３】 先行する請求項のいずれか一項に記載の発振回路を備える
    硬貨バリデータであって、前記発振回路が少なくとも２つの異なる周波数の出力
    を有し、前記出力が、前記硬貨バリデータによってテストされる硬貨の通過の影
    響を受ける、硬貨バリデータ。
14. 【請求項１４】 前記２つの出力を監視して、前記硬貨の近接に起因する前
    記出力の変化によって決まる前記硬貨の測定値を生成する手段を含む、請求項１
    ３に記載の硬貨バリデータ。
15. 【請求項１５】 前記発振回路が、前記硬貨経路の両側に１つずつ配置され
    た一対のコイルを備える、請求項１３または請求項１４に記載の硬貨バリデータ
    。
16. 【請求項１６】 被覆硬貨の妥当性を検査するように構成され、一方の前記
    周波数が、前記硬貨の被覆材料によって実質的に決まる測定値を与えるように構
    成され、他方の前記周波数が、前記硬貨の内部材料によってかなりの影響を受け
    る測定値を与えるように構成された、請求項１３から１５のいずれか一項に記載
    の硬貨バリデータ。
17. 【請求項１７】 硬貨の所定の集合を表す受入れ基準を記憶する手段を含み
    、前記硬貨の少なくとも１つが被覆硬貨である、請求項１３から１６のいずれか
    一項に記載の硬貨バリデータ。