JPH01298489A - 硬貨識別装置 - Google Patents

硬貨識別装置

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JPH01298489A
JPH01298489A JP63129985A JP12998588A JPH01298489A JP H01298489 A JPH01298489 A JP H01298489A JP 63129985 A JP63129985 A JP 63129985A JP 12998588 A JP12998588 A JP 12998588A JP H01298489 A JPH01298489 A JP H01298489A
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sensor electrode
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、自動販売機等の各種自初勺−ビス機器に用
いられる硬貨識別装置に関し、特に非接触にて硬貨の厚
み、あるいは模様を識別する静電容量方式の硬貨識別装
置に関する。
〔従来の技術〕
現在、よく利用されている電子式の硬１１ｊ識５；’Ｊ
　’Ｊ＝置の一般構成は、硬貨通路の一側部にす′！振
ココイル配設し、他側部に該発振コイルと電ｒＪｉｔｙ
ｘ的に結合された受信コイルを配設し、硬貨の通過時に
生じる受信コイルからの減衰電圧波形にもとづき、硬貨
の外形および材質を検知して正偽および種別を判定する
ものである。
しかしながら、これらの発振および受信コイルによる識
別装置は硬貨の径および材質を検出するのには適してい
るが、硬貨の厚みおよび模様を検出するのには不摘であ
る。すなわち、厚みおよび模様をコイルで検出しようと
すると、硬貨の材質に依存する信号成分が含まれた形で
受信コイル出力に現れるため、この材質に依存する信号
成分を除去する回路を材質別に設けなければならず、構
成が複雑になる。また、模様のような細部の厚みの変化
に応答するためには、硬貨を一時停止させるか、極めて
高速の回路素子を用いなければならず、ｔＩＩｖ４およ
び回路構成の点で複雑になる。特に同一材質で同一形状
の疑似＆！！負に対しては、これらの選別方法での識別
は不可能である。
一般に、硬貨の表面に着目すれば、疑似硬貨は平坦であ
り、正貨には模様による凹凸が存在し、かつその各部分
の厚みが異なる。
そこで、これらの表面上の凹凸の相違に基づく静電容量
の差異によって硬貨を選別する方法、つまり、２枚の電
極板間に選別すべき硬貨を挿入し、該硬貨の外観による
静電容量の差異によって硬貨を選別するものが例えば特
公昭３９−２１２９１号公報に開示されている。
ここで開示されている選別方法は、２枚の電極板間に選
別すべき硬貨を挿入した時、電極板間の静電容量に変化
が生じるので、２枚の電極板をコンデンサブリッジの１
つ、あるいは発振回路の発振要素の１つとして接続し、
コンデンサブリッジの不平衡、あるいは発振回路の光振
、非光振により、硬貨を選別するものである。
（弁明が解決しようとする課題） しかし、対向電極の構造が単に２枚の電極板を対向させ
ただけであるため、電極板から出力される電気力線が拡
散し、微細な凹凸の変化を検出することができず、確実
性に劣るという問題があった。
この弁明は、硬貨の厚みあるいは模様を確実に識別する
ことができる硬貨識別装置を提供することを目的とする
ものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明における硬貨の厚みを識別する装置は、それぞれ
センサ電極および該センサ電極からｙｔ生する電気力線
の拡散を防止するガードリング電極とから構成され、硬
貨通路に硬【１の表裏を臨むように対向配置された１対
の電極と、所定周波数の発振信号を出力する発振回路と
、この光振回路の発振信号に共振し、その共振出力を前
記１対の電極の各センサ電極に印加する共振回路と、硬
貨通過時における前記共振回路の出力信号電圧と所定の
基準電圧とを比較し、硬貨の厚みが所定範囲のものであ
るか否かを検出する検出回路とを備えることにより構成
される。
また、硬貨の模様を識別する装置は、そ机ぞれセンサ電
極および該センナ電極から発生する電気力線の拡散を防
止するガードリング電極とから構成され、硬貨通路に硬
貨の表裏を臨むように対向配置された１対の電極と、所
定周波数の発振信号を出力する発振回路と、この光振回
路の発振信号に共振し、その共振出力を前記１対の電極
の各センサ電極に印加する共振回路と、硬貨通過時にお
ける前記共振回路の出力信号波形と所定の基準波形とを
比較し、Ｉｎの模様が所定範囲のものであるか否かを検
出する検出回路とを備えることにより構成される。
〔作用） ＆Ｔ！貨の通路の両側に配設された電極、すなわち、硬
貨通過時の変動をとらえるセンサ電極とその電極から発
生する電気力線の拡散を防止するガードリング電極によ
り、１２通路を横切るように共振出力信号による電気力
線が印加される。この状態で硬貨が通過すると、電極間
の静電容量が変化し、これに伴って共振出力電圧が変動
する。この変動は硬貨の１９みあるいは模様の変化に追
随する。そこで、この変動分の電圧あるいは波形形状に
よって厚みおよび模様を検知する。すなわち、共振出力
信号信丹の変動幅がある定められた基準電圧の範囲内で
あれば、その硬貨は定められた厚みの範囲内にあると認
められる。また、ある所定の電圧を複数回よぎるような
波形形状であれば、その硬貨は定められた厚みで変動し
ていることが考えられ、”　ａ　ｔ＞あり“と判定でき
る。
この場合、ガードリング電極によって電気力線がビーム
状に絞られるのでＶｆ！貨の！５みを微細に検出するこ
とができる。
〔実施例〕
第１図は、この川明による硬貨識別装置の一実施例を示
した回路図である。図にＪ３いて、硬貨通路の両側部に
は、硬貨１の表裏を臨むように電極２．３が対向して配
設されている。これらの電極２および３は第２図の硬貨
通路横断面図に示すように、中心部に配置されたセンサ
電極４Ａ、４Ｂと、その周囲を囲むように配置され、セ
ンサ電極４Ａ、４Ｂからの電気力！！６の拡散を防止す
るガードリング電極５Ａ、５Ｂとで構成されている。
このうちセンサ電極４Ａには共振回路７の出力信号が、
またセンサ電極４Ｂには共振回路８の出力信号が印加さ
れている。共振回路７はコイルＬ１、コンデンサＣ１お
よび電極２を含む浮遊容量Ｃ１ｆで決まる共振周波￥ｌ
ｆＯで共振し、また共振回路８はコイルＬ２．コンデン
サＣ２および電極３を含む浮遊容１Ｃ２ｆで決まる共振
周波数ｆｏで共振するもので、前者の共振回路７には周
波数ｆ１で発振する発振器９の光振信号が入力され、後
者の共振回路８には発振器９の発振信号を反転回路１０
で反転した反対極性の発振信号が入力されている。この
場合、発振周波数ｆ１は共振周波数ｆＯより高めに設定
されており、ｆＯで共振しているときＣ１およびＣ２の
両端には電圧ｖ１が発生ずるように構成されている。
次に、Ｃ１およびＣ２の出力端はそれぞれ対応するセン
サ電極４Ａ、４Ｂに接続されている他に、バッフ１１１
および１２の入力に接続されている。
そして、それぞれのバッファ１１．１２の出力は電極７
および８のガードリング電極５Ａ、５Ｂに印加され、第
２図の如くセンサ電極４Ａ、４Ｂの電気力線６の拡散を
防ぐ役目をしている。
すなわら、電気力線６をビーム状にすることによって硬
貨の細部の変化をみることが可能となる。
また、センサ電極位置での検知出力の初期計測開始点が
確実に設定できる。
バッファ１１および１２の出力はそれぞれ検波整流回路
１３．１４にも接続され、ここで周波数「０を中心にし
た信号成分は直流化され、次段の加算回路１５で加算さ
れた後、厚み検知回路１６および模様検知回路１７に入
力される。
厚み検知回路１６および模様検知回路１７は、硬貨通過
時における加算回路１５の出ツノ電圧信号により、その
電圧変動分が適切な厚みに対応した範囲内にあるか否か
によって厚みの適否を、また硬貨の模様に対応した波形
形状となっているか否かによって模様の有無を検知する
ものであり１、その検知結果は制御部１８に送出され、
正偽および金種の判定がなされることとなる。
以上の構成において、硬貨１が通過する場合の動作を説
明をする。まず、待機状態においては、コンデンサＣ１
およびＣ２の両端では第３図に示すように■１の電圧が
発生している。この状態で、＆Ｉ！ｆｉ１が投入され、
硬貨１が雷４ｆｉ２および３の間を通過すると、その通
過時間の間、電極２．３間の静電容量が変化し、第３図
の共振波形の曲線は実線からの破線のように低周波数側
へ移動し、コンデンサＣ１およびＣ２の両端にかかる電
圧はＶｌよりＶ２に減少する。この場合、ｖＪ！貨通過
時の容量変化は微小で０．１ＰＦ以下であるが、共振周
波数がずれるために、その微細な変動を大きな振幅の電
圧変動としてとらえることができる。そこで、コンデン
サＣ１およびＣ２での電圧変ｖノ分はバッファ１１．１
２を経て検波整流回路１３゜１４で検波整流され、第４
図に示す波形ａ（実線）およびｂ（破＄！ｉｔ）のよう
な波形となる。ここで、５図で示すように、電極２，３
の距離をり、電極２と硬貨１の表面との距離をＤｌ、電
４ｆ！３と硬貨１の裏面との距離をＤ２としたとき、硬
貨の厚み（１）はｔ＝Ｄ−（０１＋［）２　）で表わさ
れる。
そこで、第４図における実線ａの波形と破ａｂとの波形
を加算したＣ（−点鎖線）の波形は、前記の式より硬貨
の厚み（微細的にみれば硬貨両側の模様）と相関関係が
ある。つまり、加算した波形Ｃを利用すれば、電極２，
３間を通過した硬貨１の厚みは電極２側寄りに通過した
場合も、電極３側寄りに通過した場合でもその厚みｔが
検出可能となる。
厚み検知回路１６の詳細は図示しないが、第４図の如く
基準電圧Ｖ　ｔｌｌｌおよびＶ　ｔｈ２を設定し、前記
波形Ｃの底部がこれらの基準電圧の範囲内に入っている
か否かをコンパレータ等で検出する。
また、模様検知回路１７の詳細も図示しないが、第６図
のように基準電圧Ｖｔｈ３を設定し、前記波形Ｃの底部
がＶ　ｔｈ３を３点以上よぎれば゛模様あり”と検知す
る。模様のない偽貨の場合は側口回路１５の出力波形Ｃ
は第７図に示すようにｄ（実線）あるいはｅ（破８）で
示すような波形形状となり、Ｖ　ｔｈ３を３点以上よぎ
ることがなく、模様なしとして識別する。
なお、上記の実施例はＶｔｈｌ　、　Ｖｔｈ２　、　Ｖ
ｔｈ３を固定しているが、次のようにして可変設定する
こともできる。すなわち、第８図に示すように、加算回
路１５の出力波形Ｃの立下完了時点でその時点の電圧を
基準にしである一定電圧（α、β。
γ）をシフトさせてＶｔｈｌ　、　Ｖｔｈ２　、　Ｖｔ
ｈ３を設定する。このようにすれば、湿度や塵の＋Ｊ着
等の環境変化があっても厚みおよび模様を確実に検出す
ることができる。
また、Ｇ１１検知にＶ　ｔｈ３を使わずに第９図に示す
ように加算回路１５の出力波形Ｃと、この波形Ｃに「延
性を持たせた波形Ｃ′とを比較することにより、模様の
凹凸に対応したパルス波形を取出し、このパルス波形に
おけるパルス数およびパルス幅によって模様の有無を検
知することも可能である。
また、上記の実施例と賃なり、第１０図に示すように電
橋２，３のうち３には信号を印加せず接地電位（ＯＶ）
とし、硬貨１と電極２との間の静電容量の変化に起因す
るコンデンサＣ１出力電圧波形の電圧変位によって硬貨
の厚みおよび模様を検出づることも可能である。この場
合、厚み検知回路１６は変位検知回路１６′　として機
能し、模様検知回路１７は硬貨片面の模様を検知する回
路として機能するようにすればよい。また、硬貨１と電
極２とは、第１１図に示すように電４ｆ！２と硬貨１と
の距離りが一定に保持されるようにその相対関係を設定
することが必要である。これは、硬貨１の通路を電極２
側あるいは３側へ傾けることによって容易に実現するこ
とができる。
さらに、上記実施例では硬貨の厚みと模様の両方を検出
する構成を示したが、一方のみを検出する構成にしても
よい。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、センサ電極の周
囲に電気ノＪＨの拡散を防止するガードリング電ポを配
設した１対の電極間の静電容量の変化と、この静電容量
の変化に起因する共振電圧の変動幅および波形形状によ
り、硬貨の厚みあるいは模様を検出するように構成した
ため、硬貨の厚みあるいは模様を確実に識別することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第７図は本発明の一実施例を示ず回路図、第２図は対向
電極の詳細構成図、第３図は共振出力波形の変化を説明
するための波形図、第４図は厚み検出動作を説明するた
めの波形図、第５図は硬貨の厚みと静電容量の関係を説
明するための説明図、第６図および第７図は模様検出動
作を説明するための波形図、第８図は厚みおよび模様検
出のための基準電圧の可変設定方法の説明用波形図、第
９図は模様検出方法の他の方法を説明するための波形図
、第１０図は本発明の他の実施例を示す回路図、第１１
図は第１０図における電極と硬貨の位置関係を示す説明
図である。 １・・・硬貨、２．３・・・電極、４Ａ、４Ｂ・・・セ
ンサ１憧、５Ａ、５Ｂ・・・ガードリング電極、６・・
・電気力線、７．８・・・共振回路、９・・・光振器、
１０・・・反転回路、１１．１２・・・バッファ、１３
．１４・・・検波整流回路、１５・・・加紳回路、１６
・・・厚み検知回路、１７・・・模様検知回路、１８・
・・制陳部。 第４図 ■ 第６図 ■ 第７図 第５図 ■ 第８図 第９図 第１１図

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）硬貨の厚みを識別する装置において、それぞれセ
    ンサ電極および該センサ電極から発生する電気力線の拡
    散を防止するガードリング電極とから構成され、硬貨通
    路に硬貨の表裏を臨むように対向配置された１対の電極
    と、 所定周波数の発振信号を出力する発振回路と、この発振
    回路の発振信号に共振し、その共振出力を前記１対の電
    極の各センサ電極に印加する共振回路と、 硬貨通過時における前記共振回路の出力信号電圧と所定
    の基準電圧とを比較し、硬貨の厚みが所定範囲のもので
    あるか否かを検出する検出回路とを備えて成る硬貨識別
    装置。
  2. （２）前記共振回路は１対の電極の各センサ電極にそれ
    ぞれ反対極性の共振出力を印加する第１、第２の共振回
    路から構成され、前記検出回路は各共振回路の出力信号
    を検波整流する第１、第２の検波整流回路と、これら検
    波整流回路の出力信号を加算する加算回路と、この加算
    回路の出力信号と所定の基準電圧とを比較し、硬貨の厚
    みを検出する厚み検出回路とから構成されていることを
    特徴とする請求項１記載の硬貨識別装置。
  3. （３）前記１対の電極におけるセンサ電極のうち一方に
    のみ共振回路出力を印加し、他方は接地されていること
    を特徴とする請求項１記載の硬貨識別装置。
  4. （４）前記ガードリング電極にはそれぞれ対応するセン
    サ電極への印加信号の変動に追従する信号が印加される
    ことを特徴とする請求項１〜３記載のいずれかの硬貨識
    別装置。
  5. （５）硬貨の模様を識別する装置において、それぞれセ
    ンサ電極および該センサ電極から発生する電気力線の拡
    散を防止するガードリング電極とから構成され、硬貨通
    路に硬貨の表裏を臨むように対向配置された１対の電極
    と、 所定周波数の発振信号を出力する発振回路と、この発振
    回路の発振信号に共振し、その共振出力を前記１対の電
    極の各センサ電極に印加する共振回路と、 硬貨通過時における前記共振回路の出力信号波形と所定
    の基準波形とを比較し、硬貨の模様が所定範囲のもので
    あるか否かを検出する検出回路とを備えて成る硬貨識別
    装置。
  6. （６）前記共振回路は１対の電極の各センサ電極にそれ
    ぞれ反対極性の共振出力を印加する第１、第２の共振回
    路から構成され、前記検出回路は各共振回路の出力信号
    を検波整流する第１、第２の検波整流回路と、これら検
    波整流回路の出力信号を加算する加算回路と、この加算
    回路の出力信号波形と所定の基準電圧波形とを比較し、
    硬貨の模様を検出する模様検出回路とから構成されてい
    ることを特徴とする請求項５記載の硬貨識別装置。
  7. （７）前記１対の電極におけるセンサ電極のうち一方に
    のみ共振回路出力を印加し、他方は接地されていること
    を特徴とする請求項５記載の硬貨識別装置。
  8. （８）前記ガードリング電極にはそれぞれ対応するセン
    サ電極への印加信号の変動に追従する信号が印加される
    ことを特徴とする請求項５〜７記載のいずれかの硬貨識
    別装置。
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