JP2003085612A - 硬貨識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】センサ構成を簡潔にできるとともに汎用性およ
び拡張性に優れ、しかも判別精度が高い硬貨識別装置を
提供する。 【解決手段】被識別対象硬貨１を搬送する搬送通路１５
と、該搬送通路１５に一定周波数の磁場を発生させる発
振コイル２ｂと、該磁場を通る該被識別対象硬貨１によ
る磁場強度の時間的変化を検出する受信コイル３ｂと、
該受信コイル３ｂにより検出された磁場強度の変化と上
記一定周波数の波形との位相のずれ量を検出する位相差
検出手段（７、８、９および１０）と、該位相差検出手
段により検出された位相のずれ量の時間的変化および上
記受信コイル３ｂにより検出された磁場強度の時間的変
化に基づき被識別対象硬貨１の種類を識別するＣＰＵ１
１とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば硬貨の金種
や、硬貨の真偽、或いは径方向の中心部と周辺部とで材
質が異なる、いわゆるバイメタル硬貨の種類などを、硬
貨の材質の違いに基づき識別する硬貨識別装置に関し、
更に詳述すると、硬貨における微小部分の材質の差異も
検出することができる識別精度が高い硬貨識別装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】上述したように硬貨における微小部分の
材質の差異を検出することができる硬貨識別装置とし
て、以下のものが知られている。

【０００３】第１の硬貨識別装置として、バイメタル硬
貨の直径よりも小さな距離をあけて２つの磁気センサを
配置し、バイメタル硬貨の材質が異なる中心部と周辺部
の両方の材質を同時に検出し、これら２つの磁気センサ
からの出力の差よりバイメタル硬貨の種類を検出する方
式のものがある（例えば、ＵＳＰ ５，６０９，２３
４）。

【０００４】第２の硬貨識別装置として、光学センサと
磁気センサを組み合わせて用い、光学センサにてバイメ
タル硬貨の位置を検出しつつ、バイメタル硬貨の中心部
が磁気センサの検出位置に到達した時の磁気センサの出
力と、バイメタル硬貨の周辺部が磁気センサに到達した
時の磁気センサの出力とを求め、これらの出力の差より
バイメタル硬貨の種類を識別する方式のものがある（例
えば、ＵＳＰ ５，６６２，２０５）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
第１、第２の硬貨識別装置においては、以下のような問
題があった。

【０００６】即ち、バイメタル硬貨の中心部と周辺部の
材質の違いを検出する為には、第１の硬貨識別装置では
２つの磁気センサが、第２の硬貨識別装置では２種類の
センサが必要であり、それ故にセンサ構成が複雑になる
とともにセンサからの出力信号を処理する回路が複雑に
なるという欠点があった。

【０００７】また、第１、第２硬貨識別装置において
は、共に、２つのセンサの配置および構成に基づき検出
できるバイメタル硬貨の種類が確定してしまうため、直
径やバイメタルエリア（径方向の中心部と周辺部の寸
法）の異なるバイメタル硬貨を検知する場合には、セン
サの配置および構成を変更する必要性があり、システム
の汎用性や拡張性に劣るという欠点があった。

【０００８】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、センサ構成を簡潔にでき
るとともに汎用性および拡張性に優れ、しかも判別精度
が高い硬貨識別装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の硬貨識別装置
は、被識別対象硬貨を搬送する搬送通路と、該搬送通路
に一定周波数の磁場を発生させる磁場発生手段と、該磁
場を通る該被識別対象硬貨による磁場強度の時間的変化
を検出する受信コイルと、該受信コイルにより検出され
た磁場強度の変化と上記一定周波数の波形との位相のず
れ量を検出する位相差検出手段と、該位相差検出手段に
より検出された位相のずれ量の時間的変化および上記受
信コイルにより検出された磁場強度の時間的変化に基づ
き被識別対象硬貨の種類を識別する識別手段とを具備す
ることを特徴とする。

【００１０】本発明の硬貨識別装置にあっては、１つの
受信コイルで磁場強度の時間的変化を検出し、その磁場
強度の時間的変化と、磁場発生手段により発生させる磁
場の一定周波数の波形との間における位相のずれ量の時
間的変化を検出する。このとき、位相のずれ量および磁
場強度の時間的変化は、被識別対象硬貨の材質によっ
て、それぞれ異なった特有の変化をする。よって、材質
が異なる多数の硬貨について、予め特有の変化をする位
相のずれ量および磁場強度の時間的変化を求めておく
と、検出した位相のずれ量および磁場強度の時間的変化
が、どの材質の硬貨のものかを把握することができ、こ
れにより被識別対象硬貨の種類、つまり金額がいくらの
硬貨またはバイメタル硬貨であるか、或いは偽硬貨であ
るか等を、高い判別精度で識別することが可能となる。
したがって、本発明装置による場合には、１つの受信コ
イルを用いるだけでよいので、センサ構成を簡潔にでき
る。また、被識別対象硬貨のサイズ（バイメタル硬貨に
おける径方向の中央部と周辺部のサイズ）や種類（バイ
メタル硬貨における中央部と周辺部の材質）が他のもの
に代わっても、２つの時間的変化のデータを処理するプ
ログラムを変更するのみで対応することができ、汎用性
および拡張性に優れたシステムを構成できるという効果
を有する。

【００１１】本発明の硬貨識別装置において、前記磁場
発生手段は、前記受信コイルとは前記搬送通路を挟んで
設けられた発振コイルを有する構成とすることができ
る。

【００１２】この構成にあっては、１組の磁気センサ、
つまり発振コイルと受信コイルを搬送通路を挟んで設け
ればよく、極めて簡潔なセンサを使用することができ
る。

【００１３】本発明の硬貨識別装置において、前記磁場
発生手段には前記磁場発生用のパルス信号が入力され、
前記位相差検出手段は、受信コイルにより検出された磁
場強度の時間的変化を２値化信号に変換する２値化変換
手段と、この２値化信号と前記パルス信号との位相差信
号を得る論理回路と、該論理回路により得られた位相差
信号を、該２値化信号と該パルス信号とのずれ量に比例
したアナログ電圧に変換する変換手段とを備える構成と
することができる。

【００１４】この構成にあっては、磁場発生手段には磁
場発生用にパルス信号を入力して、一定周波数の磁場を
発生させるようにする。そして、位相差検出手段は、受
信コイルにより検出された磁場強度の時間的変化を２値
化信号に変換し、この２値化信号と前記パルス信号との
位相差信号を得、得られた位相差信号を、該２値化信号
と該パルス信号とのずれ量に比例したアナログ電圧に変
換する。よって、磁場発生手段に対し磁場発生用にパル
ス信号を入力するだけで、位相のずれ量と磁場強度の２
種類の時間的変化を検出することが可能となる利点があ
る。

【００１５】本発明の硬貨識別装置において、前記識別
手段は、前記位相差検出手段により検出された位相のず
れ量に関するアナログ電圧の時間的変化の第１ピーク値
と、前記受信コイルにより検出された磁場強度の時間的
変化の第２ピーク値とに基づいて被識別対象硬貨の種類
を予備判別し、その予備判別の結果に基づき、該第１ピ
ーク値に対応して該位相差検出手段により検出される複
数のアナログ電圧値と、該第２ピーク値に対応して該受
信コイルにより検出される複数の磁場強度値とを決定
し、更に決定したこれらの値に基づいて位相のずれ量の
時間的変化と磁場強度の時間的変化との相関を求めるこ
とで、被識別対象硬貨の種類を識別する構成とすること
ができる。

【００１６】この構成にあっては、上述したように位相
のずれ量および磁場強度の時間的変化が、被識別対象硬
貨の材質によってそれぞれ異なった特有の変化をするこ
とを利用している。すなわち、各ピーク値と、複数のア
ナログ電圧値または磁場強度値とは、所定の値位置にあ
るので、各ピーク値に基づき被識別対象硬貨の種類を予
備判別できる。そして、これらの複数の電圧値に基づ
き、位相のずれ量の時間的変化と磁場強度の時間的変化
との相関を求めると、被識別対象硬貨の種類を識別する
ことが可能となる。

【００１７】本発明の硬貨識別装置において、前記識別
手段は、多数種類の硬貨に関して予め求めている、前記
第１ピーク値および第２ピーク値のそれぞれに対応する
第１ピーク値の範囲および第２ピーク値の範囲と、検出
された前記第１ピーク値および第２ピーク値とを比較す
ることにより前記予備判別を行う構成とすることができ
る。

【００１８】この構成にあっては、予備判別に際し、第
１ピーク値の範囲および第２ピーク値の範囲と、検出さ
れた第１ピーク値および第２ピーク値とを比較すると、
簡単に予備判別を行うことができるという利点がある。

【００１９】本発明の硬貨識別装置において、前記識別
手段は、前記複数のアナログ電圧値における相対差と、
複数の磁場強度値における相対差とを求め、両相対差に
基づいて前記相関を求める構成とすることができる。

【００２０】この構成にあっては、複数のアナログ電圧
値における相対差に基づき、位相のずれ量の時間的変
化、例えばその時間的変化の傾き度合が判り、また、複
数の磁場強度値における相対差に基づき、磁場強度の時
間的変化、例えばその時間的変化の傾き度合が判るの
で、両相対差に基づいて位相のずれ量の時間的変化と磁
場強度の時間的変化との相関が求められる。

【００２１】本発明の硬貨識別装置において、前記識別
手段は、前記位相差検出手段により検出された位相のず
れ量に関するアナログ電圧の時間的変化と前記受信コイ
ルにより検出された磁場強度の時間的変化とにおける或
る時間での電圧差、および予め前記或る時間に対応して
求めている該電圧差の範囲に基づいて被識別対象硬貨の
種類を識別する構成とすることができる。

【００２２】この構成にあっては、上述したように位相
のずれ量および磁場強度の時間的変化が、被識別対象硬
貨の材質によってそれぞれ異なった特有の変化をするこ
とを利用している。すなわち、アナログ電圧値と磁場強
度値との電圧差は、所定の時間位置で所定の範囲内に含
まれるように変化するため、該電圧差と該電圧差の範囲
とを比較することで、被識別対象硬貨の種類を識別する
ことが可能となる。

【００２３】本発明の硬貨識別装置において、前記電圧
差に、位相のずれ量および磁場強度の時間的変化がピー
クとなる以前のデータを用いて、被識別対象硬貨の種類
を識別する構成とすることができる。

【００２４】この構成にあっては、位相のずれ量および
磁場強度の時間的変化がピークとなる以前のデータを用
いるため、被識別対象硬貨の種類を迅速に識別すること
が可能となる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につき
具体的に説明する。

【００２６】（第１実施形態）図１は本発明の第１実施
形態に係る硬貨識別装置の構成を示すブロック図であ
る。

【００２７】この硬貨識別装置は、被識別対象硬貨１が
搬送される搬送通路１５を挟んで設けられた発振コイル
２ｂと受信コイル３ｂとで構成される磁気センサを有す
る。搬送通路１５は、非磁性材料により断面コの字状に
形成された溝部材１４の内部にて構成されている。溝部
材１４は溝の深さ方向を鉛直方向に対して傾斜させて設
けられ、被識別対象硬貨１が一方の内壁面に接触するよ
うになっており、かつ、搬送通路１５の底面は、図２
（図１とは直交する方向から見た図）に示すように、被
識別対象硬貨１の投入部から収納部に向かって緩やかに
傾斜していて、被識別対象硬貨１がこの搬送通路１５に
沿って矢印Ａの方向に転がりながら磁気センサの間を通
過する。

【００２８】発振コイル２ｂは、Ｅ型のコア２ａの中央
部のポールに巻きつけられ、一定の周波数でサイン状に
変化する磁界を発生する。受信コイル３ｂは、Ｉ型のコ
ア３ａに巻きつけられ、Ｉ型コア３ａを被識別対象硬貨
１が溝部材１４の内壁面と接触する側面に位置するよう
に配置されており、受信コイル３ｂは発振コイル２ｂに
よって形成された発振磁界中を被識別対象硬貨１が通過
する際の磁界の変化を検出する。受信コイル３ｂの出力
は硬貨の種類によってそのピーク値や波形の形状が変化
するので、この違いを検出して被識別対象硬貨１の材質
を判定し識別を行う。

【００２９】この磁気センサは、被識別対象硬貨１の材
質を検知するために比較的低い発振周波数で駆動されて
いて、対象硬貨のほぼ中心部が発振コイル２ｂと受信コ
イル３ｂの間を通過する様に位置決めされている。ま
た、コア２ａ、３ａは、その大きさを対象硬貨の直径に
対して充分小さくして形成されており、その為、対象硬
貨の局所的な材質の差異を検出する事が出来る。

【００３０】上記発振コイル２ｂは、発振コイル駆動回
路４に接続されていて、例えば２２．５ＫＨｚの周波数
で発振され、この発振磁界と被識別対象硬貨１との相互
作用による磁界の変化を受信コイル３ｂが受信する。な
お、発振コイル２ｂに代えて、発振コイルとは異なる他
の励磁方式の磁場発生手段で搬送通路１５に磁場を発生
するようにしてもよい。

【００３１】受信コイル３ｂの出力は、増幅器５で所定
のレベルに増幅され、整流回路６で整流されて出力信号
の強度変化成分が抽出され、その抽出信号がＣＰＵ１１
のアナログ／デジタル入カポート（Ａ／Ｄ）１１ａに出
力される。増幅器５の出力は、ローパスフィルター７に
も与えられ、ここで高周波成分がカットされて平均値が
出力される。この平均値と増幅器５の出力信号は比較器
８に与えられて比較され、比較器８は増幅器５の出力が
平均値を上回るときにハイとなり、下回る時にローとな
る２値化信号を出力する。なお、上記ローパスフィルタ
ー７と比較器８は、２値化変換手段を構成する。

【００３２】図３に比較器８の構成を示す。この図でＳ
Ａはローパスフィルターの出力を、ＳＢは増幅器５の出
力を示す。

【００３３】増幅器５の出力ＳＢは、抵抗Ｒ１と、これ
と並列に接続されたコンデンサＣ１を介して、差動増幅
回路を構成する２つのトランジスタＴｒ１とＴｒ２のう
ち、片方のトランジスタＴｒ１のべースに入力される。
一方、ローパスフィルター７の出力ＳＡは、もう片方の
トランジスタＴｒ２のべースに入力される。トランジス
タＴｒ１のコレクタは抵抗Ｒ２を介して電源に、エミッ
タは抵抗Ｒ４を介してグランドに接続されている。トラ
ンジスタＴｒ２のコレクタは抵抗Ｒ３を介して電源に、
エミッタは抵抗Ｒ５を介してグランドに接続されてい
る。

【００３４】また、トランジスタＴｒ１のコレクタはト
ランジスタＴｒ３のエミッタに、トランジスタＴｒ２の
コレクタはトランジスタＴｒ３のべースに接続され、ト
ランジスタＴｒ３のコレクタは抵抗Ｒ６を介してグラン
ドに接続されると共に、抵抗Ｒ７及びこれと並列に接続
されたコンデンサＣ２を介して、トランジスタＴｒ４の
べースに接続されている。そして、トランジスタＴｒ４
のコレクタは、抵抗Ｒ８を介して電源に接続されると共
に論理回路９の一方の入力端に入力される（図１参
照）。

【００３５】図４は、このように構成された比較器８の
出力信号を示す図である。図示したように、比較器８は
２つの入力波形ＳＡとＳＢとを比較して、ＳＢがＳＡよ
り大きいときにハイとなり、小さい時にローとなる２値
化信号ＳＣを出力する。

【００３６】図１に示すように論理回路９のもう一方の
入力端には、ＣＰＵ１１から前記発振コイル駆動回路４
に与えられる矩形波出力、例えば２２．５ＫＨｚの周波
数の矩形波出力が入力され、論理回路９はその矩形波出
力と比較器８の出力信号ＳＣとの位相差を検出する。

【００３７】図５に論理回路の構成を示す。図５中のＳ
ＤはＣＰＵ１１からの矩形波出力信号（発振信号）を、
ＳＣは比較器８からの出力信号を示す。

【００３８】ＣＰＵ１１からの発振信号ＳＤは、ナンド
回路ＮＡ１の一方の入力端子と、ナンド回路ＮＡ２の一
方の入力端子に入力される。比較器８からの出力信号Ｓ
Ｃは、ナンド回路ＮＡ１の他方の入力端に入力されると
共に、ナンド回路ＮＡ３の一方の入力端に入力されてい
て、ナンド回路ＮＡ１の出力は上記ナンド回路ＮＡ２と
ＮＡ３のそれぞれ他方の入力端に入力される。ナンド回
路ＮＡ２とＮＡ３の出力端はナンド回路ＮＡ４の各入力
端に入力されていて、ナンド回路ＮＡ４は発振信号ＳＤ
と比較器からの２値化信号ＳＣとに基づき、図６のタイ
ミングチャートに示すような２つの信号の位相差に対応
した信号ＳＥを出力する。

【００３９】この論理回路９の出力は、整流回路１０で
両信号ＳＤとＳＣの位相のずれ量に比例したアナログ電
圧に変換され、ＣＰＵ１１のアナログ／デジタル入力ポ
ート１１ｂに入力され、アナログ信号をデジタル信号に
変換してＣＰＵ１１に取り込まれる。なお、ＣＰＵ１１
には、ＲＯＭ１２とＲＡＭ１３とが接続されている。な
お、ローパスフィルター７、比較器８、論理回路９およ
び整流回路１０は、位相差検出手段を構成する。

【００４０】次に、本発明の硬貨識別の原理につき説明
する。

【００４１】図７〜図９は、かかる構成の硬化識別装置
のＣＰＵ１１に入力される信号波形の一例を示す。図７
は被識別対象硬貨が日本の５００円硬貨の信号波形で、
図８は被識別対象硬貨がロシアの１００ルーブル硬貨の
信号波形で、図９は被識別対象硬貨がフランスの１０フ
ラン硬貨の信号波形である。

【００４２】各図における波形Ｐは、硬貨が磁気センサ
を通過する前後の期間の整流回路６より出力される信号
波形の変化を示し、波形Ｑは同じく整流回路１０より出
力される信号波形の変化の様子を示したものである。各
図において、時刻Ｔ１からＴ２が硬貨が磁気センサの間
を通過している期間である。なお、本発明の硬貨識別装
置では整流回路６、１０から出力される信号を監視して
予め決められた基準電圧Ｖ０を超えた場合に波形ＰとＱ
の信号をＣＰＵ１１に取込んで識別データとして用いる
ようにしている。

【００４３】これら図７〜図９より理解されるように、
時刻Ｔ１からＴ２の期間における波形Ｐと波形Ｑとが、
硬貨の材質によってそれぞれ異なる変化をする。つま
り、波形Ｐのピーク値ｐ１が各硬貨で異なっており、ま
た波形Ｑのピーク値ｑ１が各硬貨で異なっている。より
詳細には、ピーク値ｐ１については、 日本の５００円硬貨＜ロシアの１００ルーブル硬貨＜フ
ランスの１０フラン硬貨 となっており、ピーク値ｑ１については、 日本の５００円硬貨＞ロシアの１００ルーブル硬貨＞フ
ランスの１０フラン硬貨 となっている。

【００４４】また、波形Ｑに関しては、日本の５００円
硬貨では変曲点がなく、ロシアの１００ルーブル硬貨と
フランスの１０フラン硬貨では共にバイメタル硬貨であ
る故に変曲点Ｒが存在し、しかも変曲点Ｒより下の裾部
分の傾きはフランスの１０フラン硬貨の方がロシアの１
００ルーブル硬貨よりも小さくなっている。なお、変曲
点Ｒは、バイメタル硬貨の材質が変わる部分に対応して
発生している。

【００４５】本発明の硬貨識別の原理は、このような２
種類の波形ＰおよびＱの特徴を用いている。すなわち、
ピーク値ｐ１およびｑ１を検出し、その検出したピーク
値ｐ１およびｑ１の各出力値（電圧値）ＶｐおよびＶ
ｐ′を、予め多数種類の硬貨を対象として求めているピ
ーク出力値Ｖｐの範囲およびピーク出力値Ｖｐ′の範囲
と比較することで硬貨の種類の予備判定を行う。そし
て、予備判定が日本の５００円硬貨の場合は、ピーク値
ｐ１およびｑ１以外に、更に波形Ｐ上の３つの点ｐ２、
ｐ３、ｐ４と、これらに対応する波形Ｑ上の３つの点ｑ
２、ｑ３、ｑ４とに関する出力値ｖａ、ｖｂ、ｖｃ、ｖ
ａ′、ｖｂ′、ｖｃ′を、波形認識用の参照電圧として
用い、傾きに相当するＫ１＝ｖａ−ｖｂとＫ２＝ｖｂ−
ｖｃとの比Ｋ１／Ｋ２、およびＫ１′＝ｖａ′−ｖｂ′
とＫ２′＝ｖｂ′−ｖｃ′との比Ｋ１′／Ｋ２′を求
め、２種類の波形ＰおよびＱの相関度ＹＫ＝（Ｋ１′／
Ｋ２′）−（Ｋ１／Ｋ２）を、予め同様にして多数種類
の硬貨を対象として求めている相関度ＹＫの範囲と比較
し、範囲内にあれば日本の５００円硬貨と判定し、範囲
外であれば偽硬貨と判定する。ここで、Ｖｐ、ｖａ、ｖ
ｂおよびｖｃにより波形Ｐが認識され、Ｖｐ′、ｖ
ａ′、ｖｂ′およびｖｃ′により波形Ｑが認識される。

【００４６】また、予備判定がロシアの１００ルーブル
硬貨またはフランスの１０フラン硬貨である場合には、
ピーク値ｐ１およびｑ１以外に、更に波形Ｐ上の４つの
点ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５と、これらに対応する波形Ｑ
上の４つの点ｑ２、ｑ３、ｑ４、ｑ５とに関する出力値
ｖａ、ｖｂ、ｖｃ、ｖｄ、ｖａ′、ｖｂ′、ｖｃ′、ｖ
ｄ′を波形認識用の参照電圧として用い、傾きに相当す
るＫ１＝ｖａ−ｖｂとＫ２＝ｖｃ−ｖｄとの比Ｋ１／Ｋ
２、およびＫ１′＝ｖａ′−ｖｂ′とＫ２′＝ｖｃ′−
ｖｄ′との比Ｋ１′／Ｋ２′を求め、２種類の波形Ｐお
よびＱの相関度ＹＫ＝（Ｋ１′／Ｋ２′）−（Ｋ１／Ｋ
２）を、予めロシアの１００ルーブル硬貨またはフラン
スの１０フラン硬貨に対して前同様にして求めている相
関度ＹＫの範囲と比較する。そして、ロシアの１００ル
ーブル硬貨の範囲内にあればロシアの１００ルーブル硬
貨と判定し、範囲外であれば偽硬貨と判定する。一方、
フランスの１０フラン硬貨の範囲内にあればフランスの
１０フラン硬貨と判定し、範囲外であれば偽硬貨と判定
する。なお、点ｐ２とｐ３、点ｑ２とｑ３は、変曲点Ｒ
よりも上の位置に、点ｐ４とｐ５、点ｑ４とｑ５は、変
曲点Ｒよりも下の位置になるように選定することで、Ｖ
ｐ、ｖａ、ｖｂ、ｖｃおよびｖｄにより波形Ｐが認識さ
れ、Ｖｐ′、ｖａ′、ｖｂ′、ｖｃ′およびｖｄ′によ
り波形Ｑが認識される。また、このような波形認識を可
能と設定すべく、日本の５００円硬貨の場合よりもｐ２
等やｑ２等の点（つまりｐ５とｑ５）を１つずつ増加さ
せている。

【００４７】また、本実施形態では、波形Ｐから３つの
出力値ｖａ〜ｖｃまたは４つの出力値ｖａ〜ｖｄと、波
形Ｑから３つの出力値ｖａ′〜ｖｃ′または４つの出力
値ｖａ′〜ｖｄ′とは、以下のようにして求めている。
すなわち、図１０に示すＶｐと、Ｖｐ／Ｖｐ′を変数と
する二次元テーブルから、実検出データに基づくＶｐと
Ｖｐ／Ｖｐ′に応じて各出力値ｖａ等を読み取り、整流
回路６の出力を監視してその出力値が読み取った値に一
致した時点で、整流回路１０の出力値をｖａ′等として
求めている。

【００４８】ここで、二次元テーブルにおけるｖａ〜ｖ
ｄは、下記（１）〜（４）により表される値であり、各
式中の定数ｘ、ｙ、ｚ、ｗは、Ｖｐ、ｖａ〜ｖｄの多数
の実測値に基づき定まる値である。 ｖａ＝ｘ×Ｖｐ …（１） ｖｂ＝ｙ×Ｖｐ …（２） ｖｃ＝ｚ×Ｖｐ …（３） ｖｄ＝ｗ×Ｖｐ …（４）

【００４９】なお、上述したピーク出力値Ｖｐの範囲お
よびピーク出力値Ｖｐ′の範囲、相関度ＹＫの範囲およ
び二次元テーブル等は、多数の種類の硬貨毎に前記ＲＯ
Ｍ１２に格納されている。

【００５０】次に、第１実施形態に係る硬貨識別装置に
よる識別処理の内容を、図１１に示すフローチャートに
基づき説明する。この識別処理は、図１に示すＣＰＵ１
１の硬貨識別部１１ｃにおいて実行される。

【００５１】まず、ステップＳ０で硬貨識別装置の動作
を開始すると、ステップＳ１でＣＰＵ１１はＲＯＭ１２
に格納されているプログラムを実行し、各種のカウン
タ、レジスタ及びフラグを初期化する。

【００５２】次に、ステップＳ２で磁気センサの出力を
監視して硬貨が投入されたか否かを検知する。即ち、Ｃ
ＰＵ１１は整流回路６の出力を監視してその値が一定の
基準電圧Ｖ０を超えたか否かを判別し、超えた場合はス
テップＳ３へ、超えていない場合はステップＳ２を繰り
返し実行する。

【００５３】ステップＳ３では、ＣＰＵ１１は整流回路
６の出力と整流回路１０の出力とからそれらの出力のピ
ーク出力値Ｖｐ，Ｖｐ′を検知して前記ＲＡＭ１３へ格
納する。

【００５４】次いで、ステップＳ４に進み、検知したピ
ーク出力値ＶｐとＶｐ′の値を予めＲＯＭ１２に記憶さ
れたピーク出力値Ｖｐの範囲およびピーク出力値Ｖｐ′
の範囲と対比し、ピーク出力値Ｖｐ及びＶｐ′が含まれ
る範囲を検出して投入硬貨の種類を予備的に検知する。
なお、ピーク出力値Ｖｐ及びＶｐ′が含まれる範囲が存
在しない時には偽貨として処理を行い、ステップＳ１０
へ進む。一方、ステップＳ４で正貨と判定された時に
は、ステップＳ５へ進む。

【００５５】ステップＳ５では、ステップＳ４で予備的
に検出された金種データを基に、波形データを識別する
為の参照電圧ｖａ，ｖｂ、…を求める。即ち、図１０に
示す二次元テーブルからＶｐとＶｐ／Ｖｐ′に基づき上
記参照電圧ｖａ，ｖｂ、…を読みとる。

【００５６】次いで、ステップＳ６では整流回路６の出
力を監視してその出力値が上記読みとられた参照電圧ｖ
ａ，ｖｂ、…になった時点での整流回路１０の出力値ｖ
ａ′、ｖｂ′、…をＣＰＵ１１に取り込んでＲＡＭ１３
へと格納し、ステップＳ７でこれらの出力値データｖ
ａ，ｖｂ、…とｖａ′、ｖｂ′、…を前述した計算式に
当てはめて波形の傾きに相当するＫ１、Ｋ１′、Ｋ２及
びＫ２′を算出し、ステップＳ８へと移行する。

【００５７】ステップＳ８では、算出されたＫ１、Ｋ
１′、Ｋ２及びＫ２′値より相関度ＹＫ値を算出し、そ
のＹＫ値を、予備判定で判定された金種に相当するＹＫ
値の範囲と比較して、範囲内にある場合には正貨と判定
してステップＳ９へ進み、範囲外と判定された場合には
ステップＳ１０へ進む。ステップＳ９へ移行した場合に
は、投入硬貨を識別された金種に対応した硬貨収納部に
導く。一方、ステップＳ１０へ移行した場合は、偽貨と
してリジェクト通路等の別の通路に振り分ける処理を行
う。

【００５８】以上説明したように、第１実施形態による
場合には、１つの受信コイル３ｂで磁場強度の時間的変
化を検出し、その磁場強度の時間的変化と、磁場発生手
段としての発振コイル２ｂにより発生させる磁場の一定
周波数の波形との間における位相のずれ量の時間的変化
を検出する。このとき、位相のずれ量および磁場強度の
時間的変化は、被識別対象硬貨１の材質によって、それ
ぞれ異なった特有の変化をするので、材質が異なる多数
の硬貨について、予め特有の変化をする位相のずれ量お
よび磁場強度の時間的変化を求めておくと、検出した位
相のずれ量および磁場強度の時間的変化が、どの材質の
硬貨のものかを把握することができ、これにより被識別
対象硬貨１の種類、つまり金額がいくらの硬貨またはバ
イメタル硬貨であるか、或いは偽硬貨であるか等を、高
い判別精度で識別することが可能となる。したがって、
１つの受信コイル３ｂを用いるだけでよいので、センサ
構成を簡潔にできる。また、被識別対象硬貨１のサイズ
（バイメタル硬貨における径方向の中央部と周辺部のサ
イズ）や種類（バイメタル硬貨における中央部と周辺部
の材質）が他のものに代わっても、２つの時間的変化の
データを処理するプログラムを変更するのみで対応する
ことができ、汎用性および拡張性に優れたシステムを構
成できるという効果を有する。

【００５９】また、第１実施形態においては、磁場発生
手段としては、受信コイル３ｂとは搬送通路１５を挟ん
で設けられた発振コイル２ｂを有する構成であるので、
１組の磁気センサ、つまり発振コイル２ｂと受信コイル
３ｂを搬送通路１５を挟んで設ければよく、極めて簡潔
なセンサを使用することができる。

【００６０】また、第１実施形態においては、磁場発生
手段としての発振コイル２ｂには磁場発生用にパルス信
号を入力して、一定周波数の磁場を発生させるように
し、位相差検出手段（７、８、９及び１０）は、受信コ
イル３ｂにより検出された磁場強度の時間的変化を２値
化信号に変換し、この２値化信号と前記パルス信号との
位相差信号を得、得られた位相差信号を、該２値化信号
と該パルス信号とのずれ量に比例したアナログ電圧に変
換する構成となっているので、発振コイル２ｂに対し磁
場発生用にパルス信号を入力するだけで、位相のずれ量
と磁場強度の２種類の時間的変化を検出することが可能
となる利点がある。

【００６１】また、第１実施形態においては、位相のず
れ量および磁場強度の時間的変化が、被識別対象硬貨１
の材質によってそれぞれ異なった特有の変化をすること
を利用し、すなわち各ピーク値Ｖｐ、Ｖｐ′と、複数の
アナログ電圧値ｖａ、ｖｂ等または磁場強度値ｖａ′、
ｖｂ′等とは、所定の値位置にあることを利用している
ので、各ピーク値Ｖｐ、Ｖｐ′に基づき被識別対象硬貨
１の種類を予備判別できる。そして、これらの複数の電
圧値ｖａ、ｖｂ等およびｖａ′、ｖｂ′等に基づき、位
相のずれ量の時間的変化と磁場強度の時間的変化との相
関を求めると、被識別対象硬貨１の種類を識別すること
が可能となる。

【００６２】また、第１実施形態においては、予備判別
に際し、各ピーク値の範囲と、検出されたピーク値Ｖ
ｐ、Ｖｐ′とを比較しているので、簡単に予備判別を行
うことができるという利点がある。

【００６３】なお、上述した第１実施形態では、日本の
５００円硬貨に関しては、参照電圧ｖａ等を３つ、ｖ
ａ′も３つとし、ロシアの１００ルーブル硬貨およびフ
ランスの１０フラン硬貨に関しては、参照電圧ｖａ等を
４つ、ｖａ′も４つとしているが、本発明はこれに限ら
ず、波形の形状の違いを特定できれば、２以上の任意の
数としてもよいことは勿論である。

【００６４】また、上述した第１実施形態では、日本の
５００円硬貨、ロシアの１００ルーブル硬貨およびフラ
ンスの１０フラン硬貨を被識別対象硬貨として用いてい
るが、本発明はこれに限らず、他の種類の硬貨を被識別
対象硬貨として用いてもよく、また、被識別対象硬貨の
数も３つに限らず、任意の数としてもよい。

【００６５】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
形態について図１２を参照して説明する。なお、本発明
の硬貨識別装置の構成は図１と同様である。

【００６６】図１２は整流回路６より出力される波形Ｐ
と整流回路１０より出力される波形Ｑの一例を示すグラ
フである。なお、横軸に時間軸を、縦軸に電圧をそれぞ
れとっている。

【００６７】図１２中において、ｐ０，ｐ１，ｐ２，ｐ
３、…、ｐｎ、…、ｐｐは波形Ｐ上にプロットした点
を、ｑ０，ｑ１，ｑ２，ｑ３、…、ｑｎ、…、ｑｐは波
形Ｑ上にプロットした各点を表している。なお、ｐ０，
ｐ１，ｐ２，ｐ３、…、ｐｎ、…、ｐｐおよびｑ０，ｑ
１，ｑ２，ｑ３、…、ｑｎ、…、ｑｐの位置は、波形の
特徴を特定できる波形上の位置に対応して決められてい
る。また、ｐ０とｑ０は基準電圧ｖ０における点で、ｐ
ｐとｑｐは各波形のピーク位置の点を示す。

【００６８】ここで、ｐ０，ｐ１，ｐ２，ｐ３、…、ｐ
ｎ、…は、整流回路６の出力値が、予め波形の特徴を特
定できる波形上の位置に対応して決められた所定数の参
照電圧ｖａ，ｖｂ，ｖｃ、…、ｖｎ、…、Ｖｐになった
時点における波形Ｐ上の各点を、参照電圧ｖａ′、ｖ
ｂ′、ｖｃ′、…、ｖｎ′、…、Ｖｐ′はその各時点に
おける波形Ｑ上のそれぞれ対応する点における整流回路
１０の出力値を示す。

【００６９】第２実施形態における識別方式は、前記参
照電圧ｖａ、ｖｂ、ｖｃ、…、ｖｎ、…、Ｖｐが予め一
義的に決められていて、整流回路６の出力（電圧）がそ
の値になった時点を監視し、各時点での整流回路１０の
出力値（電圧値）ｖａ′、ｖｂ′、ｖｃ′、…、ｖ
ｎ′、…、Ｖｐ′を検出する。そして、該当する同時点
での対応する２つの電圧差を、全時点に関して、下記
（５）、（６）、（７）…（８）…（９）により算出す
る。なお、この例では、電圧差の算出は、整流回路６の
出力値がピーク出力値Ｖｐに達するまでの期間としてい
る。 Ｄａ＝ｖａ−ｖａ′ …（５） Ｄｂ＝ｖｂ−ｖｂ′ …（６） Ｄｃ＝ｖｃ−ｖｃ′ …（７） … Ｄｎ＝ｖｎ−ｖｎ′ …（８） … Ｄｐ＝Ｖｐ−Ｖｐ′ …（９）

【００７０】その後、算出した電圧差Ｄａ〜Ｄｐの各値
と、予めＲＯＭ１２に記憶されている差電圧の範囲、つ
まりＤａの範囲〜Ｄｐの範囲とを、全ての算出電圧差Ｄ
ａ〜Ｄｐに関して各電圧差Ｄａ等毎に比較する。前記差
電圧の範囲は、同様にして多数種類の硬貨を対象としか
つ多数の参照電圧毎（電圧差Ｄａ〜Ｄｐの数と同数）に
求められていて、ＲＯＭ１２に記憶されている。そし
て、比較の結果、算出した電圧差Ｄａ等が上記ＲＯＭ１
２に記憶されている電圧差と一致しないとき、またはそ
の不一致度が予め定めた値以下のときには偽貨として処
理し、対応する範囲が存在するときはその範囲に関する
金種の硬貨と識別する。

【００７１】したがって、第２実施形態による場合に
は、上述したように位相のずれ量および磁場強度の時間
的変化が、被識別対象硬貨１の材質によってそれぞれ異
なった特有の変化をすることを利用し、すなわちアナロ
グ電圧値と磁場強度値との電圧差ｖａ−ｖａ′等が、所
定の時間位置で所定の範囲内に含まれるように変化する
ことを利用しているため、該電圧差ｖａ−ｖａ′等と該
電圧差の範囲Ｄａ等とを比較することで、被識別対象硬
貨１の種類を識別することが可能となる。また、位相の
ずれ量および磁場強度の時間的変化がピークとなる以前
のデータを用いるため、被識別対象硬貨１の種類を迅速
に識別することが可能となる。

【００７２】なお、上述した第２実施形態では、ピーク
出力値ＶｐおよびＶｐ′が検出されるまでの全期間にお
いて、電圧差Ｄａ〜Ｄｐを算出するようにしているが、
本発明はこれに限らない。例えば、ピーク出力値Ｖｐお
よびＶｐ′が検出される以前の波形に特徴がある場合
は、その特徴部分を含む範囲内で、電圧差を算出すると
ともに、その算出電圧差と該当する電圧差の範囲とを比
較して識別するようにしてもよいことは勿論である。ま
た、ピーク出力値ＶｐおよびＶｐ′よりも後に波形の特
徴がある場合には、ピーク出力値ＶｐおよびＶｐ′が検
出された以降の範囲内で、電圧差を算出するとともに、
その算出電圧差と該当する電圧差の範囲とを比較して識
別するようにしてもよいことは勿論である。

【００７３】また、上述した第２実施形態では、電圧差
Ｄａ〜Ｄｐを算出する数については明言していないが、
波形の特徴により波形の種類、つまり金種の特定が可能
であれば、任意の数としてもよい。

【００７４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明による場合
には、１つの受信コイルで磁場強度の時間的変化を検出
し、その磁場強度の時間的変化と、磁場発生手段により
発生させる磁場の一定周波数の波形との間における位相
のずれ量の時間的変化を検出する。このとき、位相のず
れ量および磁場強度の時間的変化は、被識別対象硬貨の
材質によって、それぞれ異なった特有の変化をする。よ
って、材質が異なる多数の硬貨について、予め特有の変
化をする位相のずれ量および磁場強度の時間的変化を求
めておくと、検出した位相のずれ量および磁場強度の時
間的変化が、どの材質の硬貨のものかを把握することが
でき、これにより被識別対象硬貨の種類、つまり金額が
いくらの硬貨またはバイメタル硬貨であるか、或いは偽
硬貨であるか等を、高い判別精度で識別することが可能
となる。したがって、本発明装置による場合には、１つ
の受信コイルを用いるだけでよいので、センサ構成を簡
潔にできる。また、被識別対象硬貨のサイズ（バイメタ
ル硬貨における径方向の中央部と周辺部のサイズ）や種
類（バイメタル硬貨における中央部と周辺部の材質）が
他のものに代わっても、２つの時間的変化のデータを処
理するプログラムを変更するのみで対応することがで
き、汎用性および拡張性に優れたシステムを構成できる
という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る硬貨識別装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】図１に示す硬貨識別装置における磁気センサの
配置および構成を示す側面図である。

【図３】図１に示す硬貨識別装置に備わった比較器の回
路構成を示す図である。

【図４】図３の比較器において入出力される信号波形を
示す図である。

【図５】図１に示す硬貨識別装置に備わった論理回路の
構成を示す図である。

【図６】図５に示す論理回路において入出力される信号
波形を示す図である。

【図７】図１に示す硬貨識別装置における５００円硬貨
の識別原理を説明するための信号波形図である。

【図８】図１に示す硬貨識別装置におけるロシア１００
ルーブル硬貨の識別原理を説明するための信号波形図で
ある。

【図９】図１に示す硬貨識別装置におけるフランス１０
フラン硬貨の識別原理を説明するための信号波形図であ
る。

【図１０】図１に示す硬貨識別装置による識別に際し用
いる参照電圧を読みとるための二次元テーブルを示す図
である。

【図１１】図１に示す硬貨識別装置による識別内容を説
明するためのフローチャートである。

【図１２】本発明の他の実施例による硬貨識別方式を説
明するための図である。

【符号の説明】

１ 被識別対象硬貨 ２ｂ 発振コイル ３ｂ 受信コイル ４ 発振コイル駆動回路 ５ 増幅器 ６ 整流回路 ７ ローパスフィルター ８ 比較器 ９ 論理回路 １０ 整流回路 １１ ＣＰＵ １２ ＲＯＭ １３ ＲＡＭ １５ 搬送通路

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被識別対象硬貨を搬送する搬送通路と、 該搬送通路に一定周波数の磁場を発生させる磁場発生手
   段と、 該磁場を通る該被識別対象硬貨による磁場強度の時間的
   変化を検出する受信コイルと、 該受信コイルにより検出された磁場強度の変化と上記一
   定周波数の波形との位相のずれ量を検出する位相差検出
   手段と、 該位相差検出手段により検出された位相のずれ量の時間
   的変化および上記受信コイルにより検出された磁場強度
   の時間的変化に基づき被識別対象硬貨の種類を識別する
   識別手段とを具備することを特徴とする硬貨識別装置。
2. 【請求項２】 前記磁場発生手段は、前記受信コイルと
   は前記搬送通路を挟んで設けられた発振コイルを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の硬貨識別装置。
3. 【請求項３】 前記磁場発生手段には前記磁場発生用の
   パルス信号が入力され、前記位相差検出手段は、受信コ
   イルにより検出された磁場強度の時間的変化を２値化信
   号に変換する２値化変換手段と、この２値化信号と前記
   パルス信号との位相差信号を得る論理回路と、該論理回
   路により得られた位相差信号を、該２値化信号と該パル
   ス信号とのずれ量に比例したアナログ電圧に変換する変
   換手段とを備えることを特徴とする請求項１または２に
   記載の硬貨識別装置。
4. 【請求項４】 前記識別手段は、前記位相差検出手段に
   より検出された位相のずれ量に関するアナログ電圧の時
   間的変化の第１ピーク値と、前記受信コイルにより検出
   された磁場強度の時間的変化の第２ピーク値とに基づい
   て被識別対象硬貨の種類を予備判別し、その予備判別の
   結果に基づき、該第１ピーク値に対応して該位相差検出
   手段により検出される複数のアナログ電圧値と、該第２
   ピーク値に対応して該受信コイルにより検出される複数
   の磁場強度値とを決定し、更に決定したこれらの値に基
   づいて位相のずれ量の時間的変化と磁場強度の時間的変
   化との相関を求めることで、被識別対象硬貨の種類を識
   別することを特徴とする請求項３に記載の硬貨識別装
   置。
5. 【請求項５】 前記識別手段は、多数種類の硬貨に関し
   て予め求めている、前記第１ピーク値および第２ピーク
   値のそれぞれに対応する第１ピーク値の範囲および第２
   ピーク値の範囲と、検出された前記第１ピーク値および
   第２ピーク値とを比較することにより前記予備判別を行
   うことを特徴とする請求項４に記載の硬貨識別装置。
6. 【請求項６】 前記識別手段は、前記複数のアナログ電
   圧値における相対差と、複数の磁場強度値における相対
   差とを求め、両相対差に基づいて前記相関を求めること
   を特徴とする請求項５に記載の硬貨識別装置。
7. 【請求項７】 前記識別手段は、前記位相差検出手段に
   より検出された位相のずれ量に関するアナログ電圧の時
   間的変化と前記受信コイルにより検出された磁場強度の
   時間的変化とにおける或る時間での電圧差、および予め
   前記或る時間に対応して求めている該電圧差の範囲に基
   づいて被識別対象硬貨の種類を識別することを特徴とす
   る請求項３に記載の硬貨識別装置。
8. 【請求項８】 前記電圧差に、位相のずれ量および磁場
   強度の時間的変化がピークとなる以前のデータを用い
   て、被識別対象硬貨の種類を識別することを特徴とする
   請求項７に記載の硬貨識別装置。