JP3478602B2 - コイン検査方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動販売機およびゲー
ム機器等に使用されるコイン検査方法およびその装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のコイン検査装置は、誘導コイルを
用いた電子式が主流である。この種のコイン検査装置
は、一般的にコインの自由落下を利用するもので、コイ
ン投入口から投入されたコインを案内する通路を有し、
この通路には複数組の誘導コイルが配置され、各組の誘
導コイルからはそれぞれ異なる周波数により励磁された
電磁界が発せられている。

【０００３】コインの検査は、周知の原理によるもの
で、前記電磁界の中をコインが通過するとき、この電磁
界とコインとの相互作用により得られる電気的変化量
（周波数変化，電圧変化，位相変化）を検出してコイン
の検査を行うものである。

【０００４】図１０は従来技術におけるコイン検査装置
のブロック図である。同図に示すように従来技術のコイ
ン検査装置には、各組の誘導コイルを励磁するために複
数の周波数が使われており、各周波数の設定は被検コイ
ンの材質、材厚、形状などから適宜選択され利用されて
きた。

【０００５】これら従来技術は、米国特許Ｎｏ ３，８
７０，１３７号明細書、特公昭５６−５１３８６号公
報、特公昭６４−４２２９号公報で公知である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】コインの特徴は周波数
に依存して特性変化を示す電気的変化量（電圧変化，位
相変化等）が多いことから、従来技術では、米国特許Ｎ
ｏ ３，８７０，１３７号明細書が示すように、複数の
誘導コイルに対応して複数の発振回路を用いていた。ま
た、特公昭６４−４２２９が示すように、一つの電圧可
変式発振器（ＶＣＯ）を用いて時系列で発振周波数を変
化させるものも知られているが、その場合であっても、
誘導コイル自体は複数組のものを必要とする。

【０００７】このように従来技術では、複数の発振回
路、複数の誘導コイルを必要とすることから回路が複雑
となるばかりか、誘導コイルにはＬＣ共振回路が形成さ
れているため共振点が温度で動いてしまう。また発振回
路がアナログ回路から構成されているため温度等により
周波数、振幅、位相等が著しく変化してしまうという欠
点があり、このようなことからコインの真偽判定を損ね
てしまうという問題があった。

【０００８】また、複数の発振回路、複数の誘導コイル
を必要とすることから部品点数が増大し高価である。ま
た、もし発振回路の温度特性を改善しようと試みるなら
ば回路は複雑となりその結果更に高価となる。

【０００９】本発明は上述の問題に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、簡単な回路構成でしかも広い周波
数帯域に渡ってコインを検査することで、多様なコイン
に対し真贋性を精度よく検査することができる安価で温
度特性に優れたコイン検査方法およびその装置を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、単一周波数の
クロック信号に基づいて所定の周波数帯域の各周波数成
分を含む一定のパターンを有するデジタル信号列の励磁
信号により励磁コイルを励磁させて電磁界を発生させ、
前記励磁コイルと電磁的に結合して設けられた受信コイ
ルからの信号を検出して周波数成分毎のデータを求め、
前記周波数成分毎のデータと予め周波数成分毎に決めら
れている基準データとを比較して、前記励磁コイルと受
信コイルとの間に電磁的に結合されたコインの真贋およ
び／または種別を判別するようにしたことを特徴とする
構成を有する。

【００１１】更に、励磁信号は、シフトレジスタと排他
的論理和の組み合わせで作成するようにした。

【００１２】一実施態様としてのコイン検査方法および
コイン検査装置では、前記受信コイルからの信号を検出
してデジタルフーリエ変換により周波数成分毎のデータ
を求め、これを基準データと比較してコインの真贋およ
び／または種別を判別する。

【００１３】

【作用】励磁信号発生手段により、単一周波数のクロッ
ク信号に基づいて所定の周波数帯域の各周波数成分を含
む一定のパターンを有するデジタル信号列の励磁信号を
出力し、励磁コイルの周辺に時系列的に変化する電磁界
を発生させる。受信コイルは、励磁コイルの周辺に形成
された電磁界の変化、および、励磁コイルと受信コイル
との間に電磁的に結合したコインの材質，材厚，形状等
に応じて起電力を生じ、信号として出力する。演算手段
は受信コイルからの信号を時系列的にサンプリングして
記憶し、デジタルフーリエ変換により、周波数成分毎の
データを求める。判別手段は、演算手段により求められ
た周波数成分毎のデータと予め各周波数成分毎に決めら
れている基準データとを比較し、コインの真贋や種別を
判別する。

【００１４】複数の周波数成分を合成したパターンから
なるデジタル信号列によって励磁コイルを励磁するよう
にしているので、高周波域での減衰がなく、単一の励磁
コイルを用いているにも拘らず、複数の発振回路や励磁
コイルを用いた場合と同様、複数の周波数成分に対する
特徴的なデータを検出することができる。しかも、デジ
タル信号列を励磁信号として用いているので、アナログ
回路を用いた発振回路に比べて温度変化等の影響を受け
にくく、また、コイン検査の都度、安定した電磁界を形
成させることができるので、コイン判別の繰り返し精度
が向上する。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明の一実施例におけるコイン検査装
置の概略構成を示す機能ブロック図である。図１で励磁
信号発生手段１は、例えばマイクロプロセッサ等で生成
される単一周波数のクロック信号を基に、複数の周波数
成分を合成した所望の励磁信号を生成し出力する。励磁
信号発生手段１の出力は、コイル駆動手段２へ接続さ
れ、このコイル駆動手段２の出力は、コイン検査装置に
おけるコイン通路４の近傍、例えば、コイン通路４の一
側部に配置した励磁コイル３へ接続され、この励磁コイ
ル３を励磁駆動する。これにより励磁コイル３は励磁信
号発生手段１の励磁信号に応じて励磁コイル３の周辺に
電磁界を発生する。コイル駆動手段２は、励磁信号発生
手段１からの励磁信号に応じてスイッチング操作して励
磁コイル３に供給する電流の向きを切り替えるもので、
実質的にいって、励磁信号発生手段１の一部である。

【００１６】一方、前記コイン通路４の近傍の他の位
置、例えば、コイン通路４のもう一方の側部には、励磁
コイル３と電磁的に結合するようにして受信コイル６が
設けられている。これにより受信コイル６には励磁コイ
ル３の発する電磁界の強さに応じた起電力が生じる。図
１に示すように、受信コイル６は、コイン５の厚みより
もやや広い間隔で励磁コイル３に対向して配置させ、被
検コイン５をこの間隙に位置させて検査することが望ま
しい。

【００１７】前記の如く構成した電磁場に対して被検コ
イン５が電磁気的に作用すると、受信コイル６には、周
知の電磁誘導作用により被検コイン５の材質、材厚、形
状等に応じた起電力が生じる。受信コイル６に生じた起
電力は前置増幅回路７で増幅されてＡ／Ｄ変換手段８へ
入力され、Ａ／Ｄ変換手段８はこの信号をＡ／Ｄ変換し
て演算手段９へと出力する。演算手段９は、Ａ／Ｄ変換
手段８からのデジタル信号を時系列的に記憶し、しかる
後、これらの時系列データに対してフーリエ演算処理を
行い、その演算結果である周波数毎のデータを判別手段
１０へと出力する。判別手段１０は、演算手段９からの
データと各種コイン毎に予め決められた基準データとを
比較し、被検コイン５が所定の特徴を備えているかどう
かを判別し、その判別結果を出力する。判別手段１０か
らの出力はコイン振り分けソレノイド（後述）やコイン
カウンター等を駆動するために使用される。

【００１８】次に、本実施例のハードウェア構成の具体
例を図２を用いて詳細に説明する。

【００１９】図２は、図１に示した各構成要素の内容を
それぞれ具体的に例示した詳細図である。図２を参照し
て図１の各構成要素の具体的な回路構成を詳述すると、
まず、図１の励磁信号発生手段１は、図２においては、
シフトレジスタＩＣ１と排他的論理和回路ＩＣ２−１お
よびＩＣ２−２により構成される。当然、マイクロプロ
セッサ等からのクロック信号、および、これら各要素間
の結線も励磁信号発生手段１の一部である。

【００２０】また、コイル駆動手段２は、４回路のアナ
ログスイッチａ，ｂ，ｃ，ｄよりなるスイッチング回路
ＳＷと論理反転動作を行う排他的論理和回路ＩＣ２−
３、および、演算増幅器Ａ１とトランジスタＴｒ、なら
びに、抵抗Ｒ１乃至Ｒ３によりなる定電流回路で構成さ
れ、前置増幅回路７は演算増幅器Ａ２，Ａ３と抵抗Ｒ４
乃至Ｒ１０およびコンデンサＣ１，Ｃ２により構成され
る。

【００２１】そして、前置増幅回路７を介して得られる
受信コイル６からの信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手
段８、該変換された信号を記憶し、デジタルフーリエ変
換を行うための手段を備えた演算手段９、ならびに、演
算手段９の演算結果に基いて判別処理を行うための判別
手段１０は、ＭＰＵ（Microprocessor Unit ）１１によ
り構成され、判別手段１０の判別結果に応じて駆動制御
される正偽振分ソレノイド１４と金種振分ソレノイド１
５（前述のコイン振り分けソレノイド）がＳＯＬａ駆動
回路１２およびＳＯＬｂ駆動回路１３を介して各々ＭＰ
Ｕ１１に接続され、判別手段１０による判別結果に応じ
て駆動制御されるようになっている。

【００２２】前記構成において、励磁信号発生手段１
は、ＭＰＵ１１の出力する単一周波数のクロック信号、
例えば２００Ｋ（Ｈｚ）の信号を基準として、所望の周
波数パターンを有する方形波状の疑似雑音信号（以下Ｐ
Ｎ信号と称する）１６を励磁信号として出力する。その
出力波形の一例を図３に示す。

【００２３】励磁信号発生手段１は、シフトレジスタＩ
Ｃ１の各段の出力の内、予め定められた２段のデータ比
較段（例えば上位２ビット）の出力を排他的論理和回路
ＩＣ２−２に入力し、ＩＣ２−２の出力とＭＰＵ１１か
らのＳＴＡＲＴ信号を排他的論理和回路ＩＣ２−１に入
力し、該排他的論理和回路ＩＣ２−１による論理演算の
結果をシフトレジスタＩＣ１のデータ入力段（例えば最
下位ビット）に入力するように構成されている。そし
て、ＭＰＵ１１のクロックによりシフトレジスタＩＣ１
の各段の出力をシフトすると共に、最下位ビットには排
他的論理和回路ＩＣ２−１の出力がセットされる。これ
により、シフトレジスタＩＣ１において任意に決められ
たデータ出力段（例えば最上位ビット）からＨｉｇｈ／
Ｌｏｗと切替わる図３に示すようなＰＮ信号１６を得
る。従って、ＰＮ信号１６の波形が一巡する基底周期、
つまり、図３のＴ１時間は、シフトレジスタの段数をｎ
とすると、２段のデータ比較段の選択によって最大前記
クロック信号の２ⁿ −１倍の周期とすることができる。
なお、基底周期Ｔ１が２ⁿ とならないのは、全段の出力
がＨｉｇｈとなる態様が存在しないからである。そし
て、この基底周期Ｔ１間に、所望する波形パターン、つ
まり、データ出力段のＨｉｇｈ／Ｌｏｗの切替わりによ
って制御される複数の周波数成分を合成したデジタル信
号列が、励磁信号を構成するＰＮ信号１６として時系列
的に出力される。このようにして生成されるＰＮ信号１
６は、Ｍ系列のもので、広い周波数帯域の信号を含んで
いる。図４は図３のＰＮ信号１６による周波数スペクト
ル１７を示すもので、複数種のコインの識別に必要とさ
れる所望の周波数域、例えば１Ｋ（Ｈｚ）乃至１００Ｋ
（Ｈｚ）の範囲において略フラットな特性を有してい
る。

【００２４】コインは励磁周波数によって特性変化を示
す電気的変化量が大きく、コインの特徴を表すパラメー
タとして周波数を選び、多数の周波数を使用してコイン
の特徴をより多く捉えれば検査の性能が向上することか
ら、前述の励磁信号発生手段１を用いることにより、デ
ジタルの簡単な回路構成でしかも広い周波数域において
コインの検査を正確に行うことができる。一方、図１１
に示す特性は、従来技術により１Ｋ（Ｈｚ）の単一方形
波を繰り返し出力したときの周波数スペクトルである。
単一方形波の周波数スペクトルは周知の通り基本波の奇
数倍の高調波を含むことが一般的に知られている。しか
し、図１１から明らかなように単一方形波における周波
数スペクトルは周波数が高くなるに従って減衰し、１Ｋ
（Ｈｚ）の基本波に対し１００Ｋ（Ｈｚ）付近では約−
４０ｄＢ減衰する。従来技術のコイン検査装置では単一
方形波を用いた方法が周知であるが、広い周波数域を用
いようと試みるならば、図１１から明らかなように、使
用する周波数が高くなるに従ってレベル補正をするなど
の回路が必要となり不経済である。

【００２５】本実施例に用いる励磁信号発生手段１は、
図２に示す如くＭＰＵ１１の制御信号により制御され
る。ＭＰＵ１１からのＣＬＲ信号はシフトレジスタＩＣ
１の各段の出力の全てをＬｏｗ（ＰＮ信号１６をＯＦＦ
の状態）にする信号、また、ＳＴＡＲＴ信号はＯＦＦ状
態にあるＰＮ信号１６を起動するための信号である。励
磁信号発生手段１はこれらの制御信号により制御され、
生成したＰＮ信号１６をコイル駆動手段２へと出力す
る。

【００２６】つまり、シフトレジスタＩＣ１にＳＴＡＲ
Ｔ信号が入力されるまでの間はシフトレジスタＩＣ１の
各段の出力が全てＬｏｗにセットされており、シフトレ
ジスタＩＣ１に定められた２段のデータ比較段（例えば
上位２ビット）の出力が共にＬｏｗとなるから、排他的
論理和回路ＩＣ２−２からの出力もＬｏｗとなる。排他
的論理和回路ＩＣ２−２からの出力およびＳＴＡＲＴ信
号が共にＬｏｗであるため排他的論理和回路ＩＣ２−１
からの出力もＬｏｗとなり、シフトレジスタＩＣ１のデ
ータ入力段（例えば最下位ビット）にはＬｏｗがセット
される。シフトレジスタＩＣ１にＳＴＡＲＴ信号が入力
されるまでの間はこの状況に変化がないため、シフトレ
ジスタＩＣ１の各段の出力をＭＰＵ１１のクロックＣＬ
に同期させて順送りにシフトしてもシフトレジスタＩＣ
１のデータ出力段からは常にＬｏｗの信号が出力され、
Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗの切替わりはなく、励磁コイル３の電
流の流れ方向には変化が生じない。これが、ＰＮ信号１
６がＯＦＦの状態である。

【００２７】そして、排他的論理和回路ＩＣ２−２から
の出力がＬｏｗのまま排他的論理和回路ＩＣ２−１にＭ
ＰＵ１１からのＳＴＡＲＴ信号（Ｈｉｇｈの信号）が入
力されると、排他的論理和回路ＩＣ２−１からの出力が
Ｈｉｇｈに変化し、まず、シフトレジスタＩＣ１のデー
タ入力段にＨｉｇｈがセットされ、ＳＴＡＲＴ信号はそ
のままＨｉｇｈの状態に維持される。シフトレジスタＩ
Ｃ１の各段の出力はＭＰＵ１１のクロックＣＬに同期し
て順送りにシフトされるが、データ入力段に最初にセッ
トされたＨｉｇｈがデータ比較段にシフトされてくるま
での間、シフトレジスタＩＣ１に定められた２段のデー
タ比較段の出力は共にＬｏｗの状態を維持するので、排
他的論理和回路ＩＣ２−２からの出力、および、シフト
レジスタＩＣ１のデータ出力段からの出力は暫くの間は
Ｌｏｗのままである。そして、この間、ＳＴＡＲＴ信号
はＨｉｇｈのままであるから、排他的論理和回路ＩＣ２
−１からの出力がＨｉｇｈに維持され、シフトレジスタ
ＩＣ１のデータ入力段には次々とＨｉｇｈがセットされ
ることになる。そして、最初にデータ入力段にセットさ
れたＨｉｇｈがシフトレジスタＩＣ１の一方のデータ比
較段までシフトされてくると、２段のデータ比較段のう
ち一方がＬｏｗ、他方がＨｉｇｈの状態となるので、排
他的論理和回路ＩＣ２−２からの出力がＨｉｇｈに変化
し、排他的論理和回路ＩＣ２−２からの出力とＳＴＡＲ
Ｔ信号のＨｉｇｈとが一致して排他的論理和回路ＩＣ２
−１からの出力が再びＬｏｗとなり、シフトレジスタＩ
Ｃ１のデータ入力段にはＬｏｗがセットされる。また、
最初にデータ入力段にセットされたＨｉｇｈがシフトレ
ジスタＩＣ１のデータ出力段にまでシフトされた時点で
シフトレジスタＩＣ１のデータ出力段からの出力が初め
てＨｉｇｈに変化する。このとき、シフトレジスタＩＣ
１のデータ入力段を除く段には全てＨｉｇｈがセットさ
れているので、データ出力段からの出力は暫くの間Ｈｉ
ｇｈに維持されることになる。

【００２８】そして、このような動作が繰り返される結
果、シフトレジスタＩＣ１のデータ出力段からはＨｉｇ
ｈおよびＬｏｗの信号が最大（２ⁿ −１）×クロック周
期の所定周期間であたかも雑音のように不規則的に連続
して出力され、図３のようなＭ系列のＰＮ信号波形１６
が生成されるのである。

【００２９】また、ＳＴＡＲＴ信号をＬｏｗ（ＯＦＦ）
にしてシフトレジスタＩＣ１にＣＬＲ信号を入力すれ
ば、シフトレジスタＩＣ１の各段の出力が全てＬｏｗと
なり、排他的論理和回路ＩＣ２−１からの出力もＬｏｗ
となる。この結果、シフトレジスタＩＣ１のデータ出力
段からの出力が常時Ｌｏｗとなって、励磁信号発生手段
１はＰＮ信号ＯＦＦの初期状態にリセットされる。

【００３０】また、コイル駆動手段２は、励磁コイル３
を平衡駆動するスイッチング回路ＳＷと演算増幅器Ａ１
等で構成される定電流回路を有している。このスイッチ
ング回路ＳＷは既に述べた通り４回路のアナログスイッ
チａ，ｂ，ｃ，ｄにより構成され、各スイッチはゲート
がＨｉｇｈのときＯＮするように働く。ここで、例え
ば、シフトレジスタＩＣ１のデータ出力段からの信号が
Ｈｉｇｈ（その時点におけるＰＮ信号１６がＨｉｇｈ）
であれば排他的論理和回路ＩＣ２−３の出力がＬｏｗと
なるので、シフトレジスタＩＣ１のデータ出力段からの
出力により直接駆動されるスイッチａおよびｄがＯＮ
し、排他的論理和回路ＩＣ２−３を介して駆動されるス
イッチｂおよびｃはＯＦＦする。これにより電流はＶｃ
ｃ→スイッチａ→励磁コイル３→スイッチｄ→トランジ
スタＴr →抵抗Ｒ３→ＧＮＤのルートで流れる。一方、
シフトレジスタＩＣ１のデータ出力段からの信号がＬｏ
ｗ（その時点におけるＰＮ信号１６がＬｏｗ）のときは
排他的論理和回路ＩＣ２−３の出力がＨｉｇｈとなって
スイッチｂおよびｃがＯＮし、スイッチａおよびｄはＯ
ＦＦする。これにより電流はＶｃｃ→スイッチｂ→励磁
コイル３→スイッチｃ→トランジスタＴr →抵抗Ｒ３→
ＧＮＤのルートで流れる。このように、スイッチング回
路ＳＷは、ゲート信号となるシフトレジスタＩＣ１のデ
ータ出力段の信号を受けて前記動作を繰り返すことで、
励磁コイル３をＰＮ信号１６の波形に従って正逆に平衡
駆動する。また、コイル駆動手段２の定電流回路は、励
磁コイル３に流れる電流ｉ１を一定に保つ働きをするも
ので、トランジスタＴr のベースにその出力が入力され
る演算増幅回路Ａ１の一方の端子に入力された基準電圧
をＶｒとすると、その電流ｉ１はｉ１＝Ｖｒ÷Ｒ３で決
定される。つまり、励磁コイル３は励磁信号発生手段１
からのＰＮ信号１６によりコイル駆動手段２を介して一
定の電流で駆動されるのである。

【００３１】前置増幅回路７は、受信コイル６からの信
号を増幅する差動増幅回路Ａ２および積分回路Ａ３から
なる信号増幅手段であり、励磁コイル３と受信コイル６
との間に形成された電磁界の状態変化によって受信コイ
ル６に生じる信号を増幅し、ＭＰＵ１１内のＡ／Ｄコン
バータ（Ａ／Ｄ変換手段８）に入力する。励磁コイル３
と受信コイル６との間にコイン５が存在しない場合の前
置増幅回路７の増幅出力波形２４をＰＮ信号１６の波形
に対応させて図３に示す。

【００３２】また、Ａ／Ｄ変換手段８と演算手段９およ
び判別手段１０に関しては、ＭＰＵ１１を利用する。こ
のＭＰＵ１１の内部にはＲＯＭ，ＲＡＭおよびＡ／Ｄコ
ンバータ（このＡ／Ｄコンバータはサンプル＆ホールド
回路を含むものである）を内蔵している。ＭＰＵ１１の
ＲＯＭには後述する手順のプログラムおよびコイン判別
の基準となる所定コインの基準データ（この実施例では
周波数成分毎のパワースペクトルの値）等が記憶されて
おり、ＭＰＵ１１は後述するプログラムに従って所定の
処理動作を行う。

【００３３】次に図５および図６を用いてコイン検査装
置の動作を説明する。図５は本実施例におけるコイン検
査装置１８の機械的構成部の概略を示す模式図、図６は
該コイン検査装置１８におけるＭＰＵ１１の処理動作を
示すフローチャートである。

【００３４】まず、図５を用いてコイン検査装置１８の
概略動作について説明する。

【００３５】図５のコイン検査装置１８は、４金種の正
貨コインＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（例えば日本国１０円，５０
円，１００円，５００円）を扱う実施例を示すもので、
このコイン検査装置１８にはコイン投入口１９が設けら
れており、被検コイン５はコイン投入口１９から投入さ
れる。コイン投入口１９から投入された被検コイン５
は、コイン投入口１９の下方に設けられたコイン通路４
に添って第一のレール２０上をコイン投入口１９から遠
ざかる方向に転動しながら落下する。第一のレール２０
の上方には、既に説明したように、コイン通路４を挟ん
で励磁コイル３と受信コイル６とが電磁的に結合し得る
ように各コイル３，６が対向配置され、励磁コイル３と
受信コイル６との間に電磁場を形成している。

【００３６】被検コイン５はこの電磁場内を通過すると
き後述する方法で検査され、電磁場を通過した被検コイ
ン５は検査による真偽判定の結果に応じて正偽振分ソレ
ノイド１４により振り分けられる。ここで、例えば、被
検コイン５が真であると判定されたとすると、正偽振分
ソレノイド１４を起動し、正偽振分ソレノイド１４に連
動する第一ゲート２１を作動させることになる。また、
真偽判定において被検コイン５が真と判断されたとき
は、同時に金種判定が行われ、その判定結果により金種
振分ソレノイド１５を作動させる。これにより正貨コイ
ンは第一のレール２０上を転動落下しながら、やがて第
一ゲート２１を通り、下方に落下して図示しない正貨通
路へ導かれる。正貨通路に導かれた正貨コインが前記金
種の判定結果により、もしＡまたはＢの金種のときは金
種振分ソレノイド１５を起動せずに該正貨コインをＡま
たはＢの金種通路へ導く。これにより該正貨コインは第
二ゲート２２上を第一ゲート２１から遠ざかる方向に転
動しながら落下し、第二のレール２３上へ導かれ、周知
の機構的振り分け手段により金種Ａまたは金種Ｂに振り
分けられ、対応する排出口から排出される。しかし、該
正貨コインがＣまたはＤの金種のときは金種振分ソレノ
イド１５を起動させ、これに連動する第二ゲート２２を
作動させて該正貨コインをＣまたはＤの金種通路へ導
く。これにより該正貨コインは第二ゲート２２を通過
し、周知の機構的振り分け手段により金種Ｃまたは金種
Ｄに振り分けられ、対応する排出口から排出される。

【００３７】一方、被検コイン５の判定結果が偽のとき
は正偽振分ソレノイド１４は起動せず、被検コイン５
は、第一のレール２０を転動しながらやがて第一ゲート
２１上を通り図示しない偽貨通路へ導かれ、図示しない
排出口から排出される。

【００３８】以上が、コイン検査装置１８に関わる動作
の概略説明である。

【００３９】次に、図６のフローチャートを用いてコイ
ン検査装置１８の識別動作を詳述する。

【００４０】コイン検査装置１８に電源が投入される
と、ＭＰＵ１１は、まず、ステップ１０１の初期設定処
理を行う。この初期設定処理はＭＰＵ１１内のポート設
定、ＲＡＭ領域のクリア処理、ＰＮ信号リセット処理等
を行う処理である。このＰＮ信号リセット処理でＭＰＵ
１１からシフトレジスタＩＣ１にＣＬＲ信号が出力され
てシフトレジスタＩＣ１の各段の出力が全てＬｏｗにリ
セットされることにより、励磁信号発生手段１は、ＰＮ
信号ＯＦＦの初期状態にリセットされる。従って、以
後、排他的論理和回路ＩＣ２−１にＭＰＵ１１からのＳ
ＴＡＲＴ信号が入力されれば、図３に示されるようなＰ
Ｎ信号波形１６がその先頭部分から順次出力されるよう
になる。

【００４１】次いで、ＭＰＵ１１はエラーチェック処理
１０２を実行し、装置内の各センサ等の異常の有無をチ
ェックする。そして、もし異常があれば、ＭＰＵ１１は
図示しない異常復旧処理へと移行し、その異常が解消す
るまで異常復旧処理を実行した後、改めて、ステップ１
０３の処理へと移行する。また、異常なしと判断されれ
ば、ＭＰＵ１１は、各センサ等に関するチェック完了
後、直ちにステップ１０３の処理へと移行する。

【００４２】そして、ステップ１０３の処理へと移行し
てＰＮ信号出力スタート処理を開始したＭＰＵ１１は、
排他的論理和回路ＩＣ２−１にＳＴＡＲＴ信号の出力を
開始し、シフトレジスタＩＣ１に、図３に示されるよう
なＰＮ信号波形１６の出力を開始させる。その作用原理
は既に説明した通りであり、励磁コイル３と受信コイル
６との間に被検コイン５が存在しなければ、前置増幅回
路７からは励磁コイル３に流れる電流の向きの変化に応
じて図３に示されるような増幅出力波形２４が出力され
ることになる。

【００４３】次いで、ＭＰＵ１１はステップ１０４の受
信電圧測定処理に移行し、被検コイン５が電磁場内にあ
るか否かを判定するための前処理を行う。この受信電圧
測定処理は、例えば、最大値記憶レジスタを一旦リセッ
トした後、ＰＮ信号１６の基底周期Ｔ１に亘って前置増
幅回路７からの電圧を所定周期毎にサンプリングし、そ
のときのサンプリング電圧と最大値記憶レジスタの現在
値のうち値の大きな方を最大値記憶レジスタに更新記憶
することによって行う（以下、最大値記憶レジスタに最
終的に保持される値を待機電圧値と称す）。あるいは、
ＰＮ信号の基底周期間に於けるサンプリングの平均値を
算出してもよい。

【００４４】次いで、受信電圧測定処理を終了したＭＰ
Ｕ１１は、ステップ１０５に移行してＰＮ信号リセット
処理を実行する。このＰＮ信号リセット処理は、ステッ
プ１０３の処理で開始されたＰＮ信号１６の出力を停止
させる処理であり、その実質的な内容は、排他的論理和
回路ＩＣ２−１へのＳＴＡＲＴ信号のＯＦＦとシフトレ
ジスタＩＣ１へのＣＬＲ信号の入力をこの順序で行うこ
とである。その結果、排他的論理和回路ＩＣ２−１から
の出力およびシフトレジスタＩＣ１の各段の出力が全て
Ｌｏｗ状態となり、シフトレジスタＩＣ１のデータ出力
段からの出力が常時Ｌｏｗとなって、ＰＮ信号１６の出
力が停止され、再び励磁信号発生手段１が初期状態に復
帰することになる。

【００４５】次に、ＭＰＵ１１はステップ１０６の判別
処理に移行し、ステップ１０４で得た待機電圧値に基
き、被検コイン５が電磁場内にあるか否かを判別する。
この判別処理は、ステップ１０４の処理で記憶保持した
待機電圧値と予め定められたシキイ値との大小関係を比
較することにより行うもので、図３のように前置増幅回
路７からの増幅出力波形２４の電圧の最大値が大きけれ
ば待機電圧値＞シキイ値となってコイン５の不在が検出
され、また、図７のように前置増幅回路７からの増幅出
力波形２４の電圧の最大値が小さければ待機電圧値＜シ
キイ値となってコイン５が電磁場内に到達したことが検
出されることになる。待機電圧値＞シキイ値であってコ
イン５の到達が検出されなければ、ＭＰＵ１１はステッ
プ１０２乃至ステップ１０６の処理を前記と同様にして
繰り返し実行し、コイン５が電磁場内に到達するのを待
機する。

【００４６】そして、コイン投入口１９より被検コイン
５が投入され、このコイン５が電磁場内に到達して電磁
気的に作用すると、周知の原理により前置増幅回路７か
らの増幅出力波形２４が、例えば、図７のように減衰
し、ステップ１０６における判別結果が待機電圧値＜シ
キイ値となって、コイン５の電磁場到達が検出されるこ
とになる。

【００４７】コイン５の電磁場到達を検出したＭＰＵ１
１は、ステップ１０７の処理に移行し、コイン検査の必
要を満たすに足る数のデータ（データ取得数）をＰＮ信
号１６の１基定周期Ｔ１内で取得するためのサンプリン
グ周期を求め、その値をセットする。ここでは、一例と
して、データ取得数を６４にセットするものとする。

【００４８】次に、ＭＰＵ１１はステップ１０８の処理
に移行し、リセット状態にある励磁信号発生手段１にＳ
ＴＡＲＴ信号を入力することにより、ステップ１０３の
処理と同様にして、ＰＮ信号１６の出力を先頭から開始
させる。

【００４９】以下、コイン検査の必要を満たすに足る数
のデータ（例えば６４個のデータ）のサンプリングの実
行がステップ１１０の処理で検出されるまでの間、ＭＰ
Ｕ１１は、ステップ１０９の受信電圧を測定して記憶す
る処理を繰り返し実行し、ステップ１０７でセットされ
たサンプリング周期毎に前置増幅回路７からの出力を読
み込み、逐次、その値をＭＰＵ１１内のＲＡＭ領域に時
系列的に記憶してゆく。この結果、コイン５が電磁界に
与える影響で変動する前置増幅回路７からの出力が、時
系列上のデジタル信号列としてＲＡＭ領域に記憶される
ことになる。

【００５０】そして、必要数のデータの取得が完了した
ことがステップ１１０の処理で検出されると、ＭＰＵ１
１は、ステップ１１１の処理へと移行し、ＲＡＭ領域に
一時記憶した多数（例えば６４個）の時系列データを基
にデジタルフーリエ変換（ＦＦＴ）を実行し、時系列上
のデジタル信号列を周波数軸上のデジタル信号列に変換
して、周波数毎のデータ、例えば、周波数毎のパワース
ペトルの値を求める。この処理で用いるのは、数１の離
散フーリエ変換関数、および、数２のパワースペクトル
関数である。

【００５１】

【数１】

【００５２】

【数２】 なお、数１のｊは虚数単位、Ｎは全サンプリングデータ
の数（例えば６４）、ｘ_n は時系列上第ｎ回目のサンプ
リングで検出された前置増幅回路７からの出力の値（ｎ
＝０〜Ｎ−１）、また、ｋは高周波成分の次数、Ｘ_k は
ｋ次の高周波成分のスペクトルの値であり、各項のＡ_k
およびＢ_k の値により、ｋ次の各周波数成分毎のパワー
スペクトルの値｜Ｘ_k ｜² が数２で求められ、０，１，
２，３，・・・各次の高周波成分毎のパワースペクトル
の値｜Ｘ_k ｜が周波数成分毎のデータとしてＭＰＵ１１
のＲＡＭ領域に記憶される。一例として、１０円銅貨の
周波数スペクトル２５と１００円白銅貨の周波数スペク
トル２６を各々図８および図９に示す。

【００５３】ステップ１１１の処理で各周波数毎のパワ
ースペクトルを求めたＭＰＵ１１は、次に、ステップ１
１２の比較演算処理を実行する。ＭＰＵ１１は、この処
理により、前述のステップ１１１で得られた各周波数毎
のパワースペクトルの値と予めＭＰＵ１１内のＲＯＭに
記憶してある所定金種、例えば、１０円，５０円，１０
０円，５００円の持つパワースペクトルの各周波数にお
ける基準データとを比較し、各周波数における被検コイ
ン５のパワースペクトルの値がいずれかの所定金種の持
つパワースペクトルの基準データの許容範囲内にあるか
否かを比較演算する。そして、もし、被検コイン５のパ
ワースペクトルの値がいずれかの所定金種のパワースペ
クトルの許容範囲内にあるときには、その金種に応じて
被検コイン５を真のものとするフラグを生成する一方、
被検コイン５がいずれの金種の許容範囲内にもないとき
には前記被検コイン５を偽として扱い、フラグを生成し
ない。被検コイン５のパワースペクトルを所定金種のパ
ワースペクトルの基準データと周波数毎に比較する際に
は、各周波数毎に被検コイン５のパワースペクトルと基
準データとの差を求め、その差が許容値を越える周波数
の数をカウントして一致不一致を確認するようにしても
よいが、この実施例では、本出願人らが特願平４−３５
８１２５として既に提案している異質度の算出方法を適
用するようにしている。それは、コインの特徴を表すパ
ラメータがコインの種別により特定の周波数帯に偏って
特性変化を示す場合があるため、検出値と基準データと
を単純に全体的なずれの大小で比較するより、異質度の
算出方法を適用した方が部分的な相違を検出し易いから
である。

【００５４】被検コイン５の真偽および種別の判定を終
了したＭＰＵ１１は、次いで、ステップ１１３の判別処
理に移行し、被検コイン５を真のものとするフラグが生
成されているか否かを判別する。そして、金種Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄのいずれかに対応するフラグが生成されており、
被検コイン５が正貨であることが確認されれば、ＭＰＵ
１１は、ステップ１１４の正貨処理を実行する。この正
貨処理は、既に説明した通り、ＳＯＬ．ａ１２を介して
正偽振分ソレノイド１４を起動して第一ゲート２１を作
動させて正貨コインを通過させると共に、ステップ１１
２で生成されたフラグの値により被検コイン５の金種に
応じてＳＯＬ．ｂ１３を駆動することにより金種振分ソ
レノイド１５を作動させ（ＳＯＬ．ｂ１３は被検コイン
５が金種Ｃまたは金種Ｄのときに限って駆動）、被検コ
イン５をＡ，Ｂ，ＣまたはＤの金種通路に導くためのも
のである。また、ＭＰＵ１１は、このとき、コインの金
種に応じた正貨信号を自動販売機やゲーム機器等に出力
する。なお、いずれのフラグも生成されておらずステッ
プ１１３の判別結果が偽となった場合はステップ１１４
の正貨処理が非実行とされ、被検コイン５は、第一のレ
ール２０および第一ゲート２１の上方を通過して図示し
ない偽貨通路へ導かれ、排出されることになる。

【００５５】そして、ステップ１１３もしくは１１４の
処理を終えたＭＰＵ１１は、ステップ１１５に移行して
ＰＮ信号リセット処理を実行し、励磁信号発生手段１を
リセットしてから再びステップ１０２へと復帰し、前記
と同様にしてステップ１０２乃至ステップ１０６の処理
を繰り返し実行して新たな被検コイン５の投入を待機
し、新たな被検コイン５が投入される度、前記と同様の
処理を繰り返し実行する。

【００５６】以上が本発明の一実施例である。

【００５７】上述の実施例では被検コイン５を検査する
ためのデータとして周波数成分毎のパワースペクトルを
用いたが、周波数成分毎の検出データおよびこれに対応
する基準データとして、振幅スペクトルＡ_k 、位相スペ
クトルarctan（Ａ_k ／Ｂ_k ）等を用いるようにしてもよ
い。また、励磁信号発生手段１から出力する励磁信号と
してはＭ系列のものを利用する場合について説明した
が、その他にも、Ｆ〜Ｋの系列のように高周波域での減
衰が少なく波形の繰り返し出力が可能なものであれば、
それらを自由に選択して励磁信号として利用してよい。
ＭＰＵのクロックやシフトレジスタ等を用いた励磁信号
発生手段１から出力されるデジタル信号の出力タイミン
グの繰り返し精度は正確であり、また、ＭＰＵ１１側の
サンプリング処理も十分な精度を有するから、デジタル
フーリエ変換を行う代わりに、検出した時系列データを
時系列の基準データと直接比較して判定を行うようにす
ることも可能である。また、上記実施例では受信コイル
６を用いて受信信号を得たが、磁気抵抗素子やホール素
子を用いて受信信号を得るための手段としてもよい。ま
た、望ましくは、上記実施例のようにＡ／Ｄ変換のため
の手段とデジタルフーリエ変換のための手段とによって
時間軸上の信号を周波数軸上の信号に変換して周波数成
分毎の基準データと比較する方法が採用されるが、共振
周波数を可変できるように構成した従来の受信手段を用
いるような場合であっても、高周波域での減衰が少ない
波形をデジタル回路によって生成するようにした本発明
の効果の一部、特に、温度変化に対する安定性や高周波
域での減衰防止といった効果は十分に享受することがで
きる。

【００５８】また、上述の実施例では、コイン通路を挟
んで励磁コイルと受信コイルを対向配置することにより
電磁場を形成させたが、コイルの構造を適正にすれば、
励磁コイルと受信コイルをコイン通路の同一側に配置す
ることも設計者の裁量により選択できる。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、励磁信号に含まれる多
数の周波数成分に対するコインの影響を１組の励磁コイ
ルと受信コイルにより検査することができるので、多様
なコインに対して真贋性を検査する場合でも各種コイン
の検査に適した周波数の発振回路や誘導コイルをコイン
毎に対応させて併設する必要がなくなり、コイン検査装
置を小型で安価に構成することができる。また、各々の
コインに対し多数の周波数成分に亘って検査を行うこと
ができるので、検査精度それ自体が向上する。更に、励
磁信号を発生する手段としてアナログの発振回路に代え
てデジタル信号列を利用するようにしているので、温度
変化による周波数や振幅および位相の変動が生じにく
く、温度変化に関わりなく安定した検査精度が保証され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるコイン検査装置の概
略構成を示す機能ブロック図である。

【図２】同実施例のコイン検査装置のハードウェア構成
を具体例に示す回路図である。

【図３】同実施例のコイン検査装置の励磁信号発生手段
により出力される励磁信号とコイン不在の状態で受信コ
イルにより検出される波形とを対応させて示す波形図で
ある。

【図４】同実施例のコイン検査装置の励磁信号発生手段
により出力される励磁信号の周波数スペクトルを示す図
である。

【図５】同実施例のコイン検査装置における機械的構成
部の概略を示す模式図である。

【図６】同実施例のコイン検査装置による処理動作を示
すフローチャートである。

【図７】同実施例のコイン検査装置の励磁信号発生手段
により出力される励磁信号とコイン介在の状態で受信コ
イルにより検出される波形とを対応させて示す波形図で
ある。

【図８】同実施例のコイン検査装置により１０円銅貨を
試験して得られる周波数スペクトルを示す実測データで
ある。

【図９】同実施例のコイン検査装置により１００円白銅
貨を試験して得られる周波数スペクトルを示す実測デー
タである。

【図１０】従来のコイン検査装置の一例を示すブロック
図である。

【図１１】単一方形波の励磁信号により得られる周波数
スペクトルの従来例を示す図である。

【符号の説明】

１ 励磁信号発生手段 ２ コイル駆動手段 ３ 励磁コイル ４ コイン通路 ５ コイン ６ 受信コイル ７ 前置増幅回路 ８ Ａ／Ｄ変換手段 ９ 演算手段 １０ 判別手段 １１ ＭＰＵ（Microprocessor Unit ） １６ 励磁信号（ＰＮ信号） １７ ＰＮ信号の周波数スペクトル １８ コイン検査装置 ２４ 増幅出力波形 ２５ １０円銅貨の周波数スペクトル ２６ １００円白銅貨の周波数スペクトル

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−62689（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−129199（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−55368（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G07D 5/08

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コインの物理特性を試験してコインの真
   贋性を検査するコイン検査方法において、単一周波数の
   クロック信号に基づいて所定の周波数帯域の各周波数成
   分を含む一定のパターンを有するデジタル信号列を作成
   し励磁信号とし、該励磁信号により励磁コイルを励磁さ
   せて電磁界を発生させ、前記励磁コイルと電磁的に結合
   して設けられた受信コイルからの信号を検出して周波数
   成分毎のデータを求め、前記周波数成分毎のデータと予
   め周波数成分毎に決められている基準データとを比較し
   て、前記励磁コイルと受信コイルとの間に電磁的に結合
   されたコインの真贋および／または種別を判別するよう
   にしたことを特徴とするコイン検査方法。
2. 【請求項２】 前記励磁信号は、シフトレジスタと排他
   的論理和の組み合わせで作成される請求項１に記載のコ
   イン検査方法。
3. 【請求項３】 前記受信コイルからの信号をデジタルフ
   ーリエ変換して周波数成分毎のデータを求めるようにし
   たことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコ
   イン検査方法。
4. 【請求項４】 コインの物理特性を試験してコインの真
   贋性を検査するコイン検査装置において、単一周波数の
   クロック信号に基づいて所定の周波数帯域の各周波数成
   分を含む一定のパターンを有するデジタル信号列を作成
   して出力する励磁信号発生手段と、励磁信号発生手段か
   らの励磁信号で励磁される励磁コイルと、励磁コイルお
   よび投入コインに対して電磁的に結合するように前記励
   磁コイルと共にコイン検査装置本体のコインの通路の近
   傍に配備された受信コイルと、受信コイルからの信号を
   検出して周波数成分毎のデータを求める演算手段と、演
   算手段により求められた周波数成分毎の検出データと予
   め周波数成分毎に決められている基準データとを比較し
   てコインの真贋および／または種別を判別する判別手段
   とを備えたことを特徴とするコイン検査装置。
5. 【請求項５】 前記励磁信号発生手段は、シフトレジス
   タと排他的論理和の組み合わせで構成されている請求項
   ４に記載のコイン検査装置。
6. 【請求項６】 前記演算手段は、前記受信コイルから検
   出された信号を記憶する記憶手段と、記憶した信号列に
   対してデジタルフーリエ変換を行う変換手段で構成され
   ている請求項４または請求項５に記載のコイン検査装
   置。