JPH07120454B2 - コインの有効性を検査する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の分野 本発明はコインの有効性を検査する装置およびそれに係
る改良に関する。本明細書を通じて、「コイン」なる用
語は、真正コイン、トークン（擬貨）、偽造コイン、代
用コイン、ワッシャその他、コイン作動装置を用いよう
としている人々によって使われる可能性のある如何なる
物品をも意味するものとする。

【０００２】発明の背景 現在、種々の電子コイン有効性検査装置が広く用いられ
ており、このような装置では、たとえば、装置に挿入さ
れたコインが移動するコイントラックに沿って間隔をお
いた種々の位置に１つまたはそれ以上の誘導感知コイル
または送受信コイルが設けてある。感知コイルは電子処
理回路に接続してあり、この電子処理回路において、コ
インが各誘導センサを通過するときにコインの性質にし
たがって変化する信号特性（すなわち、周波数、振幅ま
たは位相）の大きさが１種またはそれ以上の特定の金額
の許容コインを示す所定の値と比較される。このように
して、テストコインの有効性が検査され、もしそのコイ
ンが適当なテストに合格しなければ拒絶される。

【０００３】スイッチがオンにされると、電子回路はほ
とんど絶えることなく、電源によって付勢される。多く
の用途において、連続的な電力消費は重要ではない。た
とえば、この有効性検査回路をホットドリンクを分配す
る自動販売機で用いる場合、処理回路の消費する平均電
力の割合は、自動販売機でヒータおよび制御機器で必要
とする平均電力と比べても無視することができる。しか
しながら、コイン有効性検査装置のある種の用途たとえ
ば、比較的電源電力の低い公衆電話やバッテリから電力
を受けるタバコ自動販売機やパーキングメータでは、さ
きに述べた形式の有効性検査回路の消費する平均電力
は、許容できないほど高いものである。世界中の多くの
国々で用いられている公衆電話では、現在でも機械的な
コイン有効性検査装置が種々の形態でまだ使用されてい
る。これらの機械的な装置を電子装置に変えて挿入され
たコインについての有効性検査の完全性を改良すること
が望ましいのであるけれども、公知の電子式コイン有効
性検査装置は、非常に低い電力消費（たとえば５ボルト
で２ミリアンペア）の要求を満たすことが殆どできな
い。

【０００４】本出願人の英国特許第１４８３１９２号に
開示されている電子式コイン有効性検査装置は、コイン
通路に沿ってコイルの間を通過した挿入コインが許容材
料で作られている場合に出力信号を発生するようになっ
ている送信器／受信器誘導到着センサを包含する。コイ
ン通路のさらに下流の位置でコインは光学的にテストさ
れて、その有効性、直径等を検査される。これは本出願
人の英国特許明細書第１２７２５６０号に開示されてい
る。コインが最初の誘導テストおよびそれに続く光学テ
ストの両方に合格すると、コインは合格ゲートを通って
合格通路に受け入れられる。光学テストでは、光源を光
学コインセンサ、たとえば光電装置と組合わせて用いて
いる。これらの光源が絶えず付勢される場合、特別の期
待寿命を持つ。したがって、これらの光源の期待寿命を
延ばすためには、光源は誘導到着センサからの出力信号
によってスイッチオンされる。最近の傾向は、検査区域
においてコイン特性の望ましい測定を行なうための誘導
容量技術に向いているが、先に述べたように、公知のコ
イン取り扱い機構における全電力消費量は或る用途にと
っては許容できない程高い。

【０００５】米国特許第３７３８４６９号では、まず各
コインを感知スイッチによって寸法について検査し、つ
ぎに測定プローブによって第２のテストを行なう種々の
形態のコイン検査装置が開示されている。コインは、こ
れら両方のテストに合格したときにのみ受け入れられ
る。この装置は連続的に電力を受けているが、バッテリ
電力に依存している場合には、これは欠点となる。電力
消費を減らすためには、電流供給回路網を切・入するよ
うに直径感知スイッチを利用することができる。しかし
ながら、このスイッチは測定プローブの検査区域にコイ
ンが到着する前に作動させられるので、これらの手段が
作用されているにもかかわらず、電流供給回路網はやや
早くにスイッチを入れられる。また、直径感知スイッチ
は通過するコインの縁との接触によって作動するように
セットされているが、現在のところ、信頼性を含むいく
つかの理由によって無接触測定が好ましい。さらに、コ
イントラックから特定の間隔をおいて配置されたスイッ
チは、ただ１種類の寸法のコインを検出することができ
るだけであり、したがって、コイントラックを１つだけ
しか用いない場合には多種金額の用途には不適である。

【０００６】発明の概要 本発明の１つの目的は、誘導的または容量的にコインに
ついての必要な測定を行なうが平均電力消費量が比較的
低い改良したコイン取扱い装置を提供することにある。

【０００７】本発明の第１の特徴によれば、コインの有
効性を検査する装置は、検査区域において可変磁場また
は電場を定めるように配置した手段と、検査区域にある
コインとこの場の間の相互作用の程度が許容コインを示
すものであるかどうかを決定する回路装置とを包含し、
この回路装置は、プログラムにしたがってブロック内で
オンにされてその平均電力消費量を減じるようになって
おり、さらに被検査コインの存在を検出した際にのみ前
記プログラムを開始させるように検出装置が配置してあ
る。

【０００８】したがって、本質的にこのコイン有効性検
査装置はほんの少しの平均電力を必要とするだけであ
り、バリデーション回路の各セクションの設計が付勢時
の最低電力消費量に合わせてある場合には、電力消費量
は最低に保たれ、さらに、回路ブロックはそれにまかさ
れた仕事をなすに充分な時間だけ実質的に作動するよう
になっている。その結果、コインの到達を待っている
間、待機電力消費量は０かあるいは非常に低く、コイン
が検査区域にあるときでも電力消費量は最低に保たれ
る。したがって、全体的に、平均電力消費量もまた非常
に低い。

【０００９】本発明の第２の特徴によれば、コインの有
効性を検査する装置は、検査区域において可変磁場また
は電場を与えるように配置した手段と、検査区域にある
コインとこの場との間の相互作用の程度が許容コインを
示すものであるかどうかを決定する回路装置とを包含し
この回路装置はパワーアップすることができ、さらに検
査区域にコインが到達したことを検出して前記回路装置
がコイン受入れの前記決定を行なう限られた時間のみ回
路装置をパワーアップするように作動する検出装置が設
けてある。

【００１０】コインが場付与手段の検査区域に到達する
まで回路装置がパワーアップされないため、コイン有効
性検査装置の平均電力消費量は低くなる。

【００１１】回路装置のパワーアップでは、回路装置を
オンにするか、あるいは供給電力を増大させるか、いず
れかであり、ブロックごとに生じてもよいし、または前
記回路が同時にパワーアップされるようにしてもよい。

【００１２】本発明の第１および第２の特徴の場合、回
路装置は一実施例において、場と受け入れることができ
る任意のコインとの間の相互作用程度の範囲を示す上下
の限界値を記憶する記憶装置と、場と検査区域のあるコ
インとの間の相互作用程度を決定するように配置した装
置と、検出した相互作用程度が前記範囲内にあるかどう
かを決定するように配置した比較装置とを包含する。低
コストの記憶装置が広く市販されているが、これは非持
久性である（すなわち、電源電力が除かれたとき記憶さ
れた情報が消滅するのである）。したがって、このよう
な記憶装置は絶えず付勢しておく必要はない。持久性の
ある記憶装置はより電力を消費することがある。しかし
ながら、好ましい配置では、記憶装置は記憶された限界
値を呼び出すことができるに充分な時間だけ実質的に作
動するようになっている。このようにして、市販の低コ
スト持久性記憶装置を用いることによって、平均電力消
費量を非常に低く保てることがわかった。

【００１３】別の配置において、回路装置はコイン経路
に沿って設置した誘導感知装置を包含し、したがって、
検査区域に可変場を与えるのに加えて、コインと場の相
互作用程度を感知するとともに、検査区域を移動しつつ
ある任意の許容コインが通過するようにセットした所定
の限界を達成する前記相互作用程度を形成することによ
って、検査区域におけるコインの到達を決定することが
できる。

【００１４】コインの到達を検出し、またコインの有効
性を検査するように作用する感知装置を唯１つ用いるこ
とによって、これら２つの仕事をなすために別々の感知
装置を設ける必要はない。

【００１５】感知装置は、コインがそれを通過するとき
に発振周波数が最大値に達する発振回路に接続してもよ
い。

【００１６】ピーク周波数は、コインの１つまたはそれ
以上の特性のうちの位置測定値であり、このコインが所
定の受け入れ基準を満たしているかどうかを決定するよ
うに処理することができる。測定で用いられるのがピー
ク周波数であっても、コインと誘導センサによって与え
られる磁場との相互作用は、発振器出力信号の振幅を減
らす効果を持つ。発振器周波数を測定する普通の方法で
は、発振器出力信号振幅が所定のクロック間隔内で所定
の限界レベルと交差する回数と一致するようにカウント
数が加えられる。しかしながら、発振振幅は充分なもの
でなければならず、したがって発振器信号の最大減衰率
を与えるこれから知ろうとしているコインの金額につい
てさえ、発振器信号の最小振幅が限界レベルを超えて発
振器周波数を正しく決定するようになっていなければな
らないことは明らかである。コイン到達の検出に続いて
発振器に供給される電力を高めることによって、この要
求を満たすことができる。一方、発振器がコインの到達
を検出するのに必要な電力は比較的低い。したがって、
平均電力消費量も低い。このパワーアップ技術を用いて
いない公知構造の発振器の消費する電力は、ピーク周波
数のサンプリングで必要とする電力によって決まり、こ
れは先に述べたように、低い平均電力消費を必要とする
或る種の用途では許容できない程高いものである。

【００１７】本発明のもう１つの特徴に話題を転じて、
コイントラックに沿って感知コイルを装着し、この感知
コイルを自己発振回路に接続し、コインの有効性および
金額を検査することは周知である。コインがセンサを通
過するとき発振周波数または振幅が検査区域にあるコイ
ルによって与えられる磁場とコインそのものとの相互作
用の程度にしたがって変化する。この変化が許容コイン
を示す所定の値と一致するかどうかを決定するのに検出
回路が用いられる。検査の精度を高めるために磁場とコ
インの最大相互作用のときにコインに近い面が常にコイ
ンから特定の間隔を保ち、かつコインに対して特定の向
きを持たなければならない。この理由のために、普通は
通路を垂直面から傾け、コインがコイントラックをころ
がり降りるときに、重力によってコインをそれが移動し
ているコイントラックの片側壁面と面接触させておくよ
うになっている。さらに、許されたスペース限界内で、
誘導コイルをできる限りコイントラックの下に設けてコ
インが感知コイルを通過するときに、できる限りコイン
の側方運動（たとえば、非線形移行または動揺）をでき
る限り減少できるに充分な距離を与えるようになってい
る。しかしながら、コイル有効性検査装置の幅における
実際の限界がコインの運動を落ち着かせるのに必要なコ
イントラックの長さを比較的短いものに限定してしま
い、これはコインの軽い側方運動による不正確さを完全
に克服するためにはしばしば不充分である。唯１つの感
知コイルを用いることによって、コイルで行なった測定
の感度が高くなるけれども、全体的な精度は測定のばら
つきによって制限を受ける。

【００１８】測定値のばらつきはコイン通路の反対側壁
面に装着した別の感知コイルを先の感知コイルと直列ま
たは並列に接続することによって減じることができる。
この別の感知コイルは、第１のコイルのインダクタンス
にほぼ等しいインダクタンスを有する。このように配置
することによって、コインが通過するとき感知コイルに
対するコインの側方位置における如何なる変化に対して
も補正を行なうことができ、したがって、測定値のばら
つきがかなり減るということがわかった。しかしなが
ら、この補正を行なうと、コイン有効性テストの感度を
失うことになる。

【００１９】よって、本発明の別の目的は改良した誘導
センサ装置を提供することにある。

【００２０】本発明の第３の特徴によれば、コイン有効
性検査装置はコイン通路を包含し、このコイン通路に沿
ってコインがセンサ装置によって生じた可変磁場または
電場を受ける検査区域を通って移動させられるようにな
っており、さらに、検査区域において磁場とコインとの
間の、センサ装置において検出される相互作用の程度が
許容コインを示すものであるかどうかを決定するように
配置された手段を包含し、このセンサ装置がコイン通路
の両側にほぼ対向して互いに隔たって装着した一対の誘
導または容量感知装置を包含し、この通路がそれに沿っ
て移動するコインが感知装置に対して所定の側方位置関
係にほぼ留まるように配置してあり、感知装置が回路内
で処理装置に接続するようになっており、それによって
感知装置の一方が、場とコインの相互作用の程度に応じ
てコインの１つまたはそれ以上の特性を主として検出す
る測定装置となり、他方の感知装置がコインの移動経路
における変化による測定ばらつきを主として減じるよう
に作用する補正装置となり、これら感知装置の誘導値ま
たは容量値が異なった値に設定されて測定されて測定感
度対ばらつきの比率を高めるようになっている。

【００２１】感知装置についての相対インダクタンスま
たはキャパシタンスを適当に選択することによって、測
定感度対ばらつきの比率は最大となって全体の測定精度
を最高にすることができる。選んだ値の精度は、発生す
る側方運動の変化の範囲に依存する。これが大きければ
それだけ２つの感知コイルのインダクタンスの比率が高
くなる。周囲の情況にもよるが、インダクタンス比は、
１０％の低さにもなり得るし、９０％の高さにもなり得
る。

【００２２】誘導コイルは、互いに直列または並列に接
続して相互インダクタンスを助けたり、あるいは対立さ
せたりすることができる。これらのコイルが直列に接続
してある場合、測定コイルの方が大きなインダクタンス
を持つことになり、並列に配置している場合には、測定
コイルは小さいインダクタンスを持つことになる。通常
は、コイン通路は垂直平面に対して浅い角度（ほぼ１０
度）で傾いており、したがって、出来る限りコインがコ
イン通路の側壁の一方とほぼ面接触しながら、このコイ
ン通路をころがり降りるようにしてある。測定コイルが
主として反応するようにしてある特定のコインの特性に
応じて測定コイルは一方の壁面に装着してあり、この壁
面に対してコインが面接触しながら移動することにな
る。あるいは、遠い方の壁面に設けることもある。例え
ば、コインの厚さを測定する場合、測定コイルは遠い方
の壁面に装着することになり、一方、コインの材質を測
定する場合には、測定コイルは近い方の壁に装着するこ
とになる。

【００２３】感知装置が容量型要素の場合にも同様の考
慮がなされる。

【００２４】本発明の第４の特徴に言及すれば、材料組
成にかなり依存するコインの有効性について検査を行な
う技術は公知である。公知技術の１つでは、コインを通
して電磁信号を送信し、この信号における減衰率を測定
する。そのためには、コイントラックの両側に送信コイ
ルと受信コイルとを必要とする。この技術には２つの大
きな欠点がある。まず、普通に使用するいくつかのコイ
ン材質によって生じる減衰率の変動がかなり大きく、こ
れはある特定の国のコインのセットでさえ、しばしば起
こることであり、従来は２つ以上の信号周波数を用いて
適切な判定を行なっていた。たとえば、銅、アルミニウ
ム、軟鋼およびニッケルの場合、２ｋＨｚの送信周波数
が特に適しているが、しんちゅう、キュウプラニッケル
および非磁性ステンレス鋼の場合には、２５ｋＨｚの周
波数が必要とされる。二種類の周波数を使用する必要が
あるということは、二対の送受信コイルを用いるか、あ
るいは送信コイルで２つの周波数を混ぜ合わせ、アナロ
グフィルタを持つ受信コイルで２つの周波数を分離する
かしなければならない。このようなアナログ回路は高価
であり、比較的電力消費量が高い。この測定技術の第２
の大きな欠点は、異なった材料の層からなるコインの場
合、従来用いられていた周波数では、異なった材料の影
響が平均化される。その結果、ニッケル被覆キュウプラ
ニッケルコアからなる５フランコインとニッケルコアを
キュウプラニッケルで包んだ５マルクコインの場合、電
磁信号の減衰度をこれら２つのコインを区別するのに用
いるのは困難である。

【００２５】別の例では、信号の減衰率よりもむしろ送
信信号と受信信号の位相差を測定している。この技術は
ある程度の利点を持つけれども、その大きな欠点は減衰
技術の場合と同じである。すなわち、コインで用いられ
ている材料の範囲にわたって良好な分析を行なうために
２つ以上の周波数を用いており、これでは同様に２つの
チャンネルとアナログフィルタを必要とする。

【００２６】一定の周波数で送信減衰率を測定する際の
変動は電圧制御式発振器を用いて一定の減衰率を与える
周波数を測定することになる。使われるコイン材料の全
範囲にわたって、送信周波数は約１００Ｈｚないし１０
０ｋＨｚに変化しなければならない。この範囲にわたっ
て急速に回転することのできる電圧制御式発振器は、低
周波数発信器（１ＭＨｚ）と０．８ＭＨｚないし１ＭＨ
ｚの範囲にわたって作動することの出来る電圧制御式発
振器を用い、かつ、これらの発振器の出力を混ぜ合わせ
て異なった周波数に分離することによって得ることがで
きる。組み合わせた出力はデジタルであり、したがって
プログラム化できる有効性チェックには適しているけれ
ども、そのシステム帯域幅と電力消費量がこの技術を殆
ど不適当としている。

【００２７】英国特許明細書第１２５５４９２号には、
各コインが多数のテストを受け、そのテストの１つが１
００ｋＨｚ発振器から付勢されたブリッジ感知回路に接
続したコイルを用いている誘導テストであるコインをテ
ストし受け入れるか拒絶する装置が開示されている。誘
導テストはコインの電磁特性を検査し、ブリッジ回路が
許容コインによってのみつり合うようにしてある。ブリ
ッジをつり合わせないコインは拒絶される。この装置は
イギリスの６ｄ、１／−および２／−コインを認識する
ように特に設計してあり、これら３種類の各々の製造に
用いられる合金は同じである。したがって、このテスト
は特定のコイン材料を知るように設計してある。このテ
ストでは、異なった材料からなる均質なコインを区別す
ることはできるが、サンドイッチ構造のコインは、異な
ったコイン材料層の「平均化」効果により、知ろうとし
ているコイン材料を区別することができないような反応
を生じる。

【００２８】本発明の目的は、唯一つの周波数を用いた
だけでも異なった構造の同一寸法のコイン、たとえば、
サンドイッチコインと均質コインをより確実に区別する
ことができる装置を提供することにある。

【００２９】本発明の第４の特徴によれば、コインの有
効性を検査する装置はコインが移動させられるようにな
っているコイン検査区域と、検査区域にあるコインに発
振電磁場を与え、この場とコインの相互作用の程度に応
答する誘導センサ装置と、この誘導センサ装置の応答に
したがって、この相互作用程度が許容金額の真正コイン
を示しているかどうかを決定するように配置した処理装
置とを包含し、場の向きがコインの面に対してほぼ直角
の方向においてコインを貫くような方向となっており、
発振場の周波数がこの装置の許容できる各金額の真正コ
インが検査区域に存在している場合にコイン内の場のス
キン深さがコインの表面被覆の深さより下であるが、コ
インの中央平面と同じ深さではないようにしてある。

【００３０】本発明の関連した特徴によれば、コインの
有効性を検査する方法が提供され、この方法において、
コインは検査区域に移動させられ、誘導センサ装置によ
って発振電磁場を受け、この誘導センサ装置がこの場と
コインの相互作用程度に応答し、誘導センサ装置の応答
にしたがって相互作用程度が許容コインを示しているも
のであるかどうかの判定が行なわれ、この場の向きがコ
インの表面に対してほぼ直角の方向にコインを貫くよう
な方向となっており、発振場の周波数がこの装置の許容
できる各金額の真正コインが検査区域に存在している場
合に、コイン内の場のスキン（表皮）深さがコインの表
面被覆の深さより下ではあるが、コインの中央平面まで
の深さとはなっていないように選ばれている。

【００３１】この明細書で用いる「スキン（表皮）深
さ」は、電流密度が１／ｅ（ここでｅは指数関数であ
る）、すなわちコインの表面における電流密度あるいは
場密度の３６．８％であるコインの表面以下の深さとし
て定義する。

【００３２】場周波数の選択の精度は知ろうとしている
特定のコインに依存するが、通常は、発振場周波数は上
下の限界がほぼ８０ｋＨｚないしほぼ２００ｋＨｚの範
囲にある。

【００３３】特定の周波数の選択はかなり意味がある。
非常に高い周波数の発振器（たとえば、１ＭＨｚ）の場
合、スキン深さ（コインへの電磁波の貫通度）が非常に
小さく、したがって送受信技術は非実用的であり、誘導
感知技術でさえ、有効性チェックがコインの表面材料に
よってかなりの影響を受ける。スキン深さは、電磁場の
周波数の関数であり、かつ、電磁波の貫通する材料の導
電性および磁気透過性の関数である。したがって、明ら
かなように、非常に高い周波数の場合、サンドイッチ構
造のコインと同じ外層材料で全体を作ったコインとの区
別は不可能である。

【００３４】「スキン（表皮）効果」が無視できる程度
であり、コインの材料内の電磁波の強さがそれほど減衰
しない低周波数（たとえば、約２ｋＨｚ）を用いること
も公知である。このような周波数では、層状のコインで
用いられる異種材料の異なった効果が送信技術と誘導感
知技術の両方において平均化される傾向があり、多層コ
インは電磁波についての効果が異種層コインによって生
じさせられる平均効果と同じとなる唯一種の材料からな
るコインと時には区別できなくなる。したがって、この
ような技術はある環境のもとでは満足した結果を得るこ
とはできない。

【００３５】一方、すでに解っていると思うが、磁場周
波数を適切な値、たとえば上下の限界がほぼ８０ｋＨｚ
ないしほぼ２００ｋＨｚの範囲内で選ぶことによって、
磁場がコインの表面の領域の下のコアの下の領域までほ
ぼ貫通するが、コアの中心まではほとんど達しないこと
になる。このようにして、発振周波数を適切に選ぶこと
によって、スキン深さはサンドイッチ構造コインの外層
を貫いてコアの外側の領域に達し、たとえば５フランコ
インと５マルクコインで発生する減衰率において区別で
きる差が生じることになる。もちろん、選定した周波数
の正確な値は、コインを作っている特定の材料に依存す
る。周波数が約１２０ｋＨｚであれば、現在世界中で普
通に用いられているかなり異なった材料で作られた多数
のサンドイッチコインと均質コインを含む多くのコイン
セットにとって適しているものと考えられる。

【００３６】発振磁場とコインの相互作用程度にしたが
って周波数および振幅が変化する発振回路の一部をなす
誘導感知装置によれば、温度の影響、周波数ドリフト等
のような望ましくないパラメータの影響を最少限におさ
えるために、コインがないときに発振器出力電圧対コイ
ンによる最低出力電圧の比を測定することが好ましいか
もしれない。

【００３７】本発明は、第５の特徴によれば、交流信号
を直流信号に変換し、電力消費量を非常に低くするとと
もに精度を高めることに関する。

【００３８】本発明の第６の特徴によれば、第１と第２
の回路網とこれら２つの回路網に交互に正弦入力信号の
正負の半サイクルを与える装置と、各ブランチ入り回路
網においてそれぞれの半波信号を直流信号に変換する平
滑装置と、２つのブランチ回路網からのこれらの直流信
号を組み合わせて、振幅が２つの直流信号の係数の合計
に等しい出力信号を発生する装置とを包含する整流回路
が提供される。

【００３９】実施例の詳細な説明 図１、図２を参照しながらこれから説明するコイン有効
性検査装置はクレジット総合機能あるいは機構制御（た
とえば、チェンジ−ギビング）機能をもたない。挿入コ
インの有効性検査を行なうことができるだけであり、た
とえば６つの異なった金額までのコインを識別するよう
になっている。そのために、この装置は６つの出力端子
Ｇ−Ｐ（図４）を有し、これらの端子の適当な１つのと
ころで６つの識別された金額のうちの１つの金額の許容
コインが装置に挿入され、それを通り過ぎたのちコイン
の金額を表示するように１つの信号を発生することにな
る。さらに、許容信号が端子Ｑのところに現れ、この端
子Ｑはたとえばコイン合格／不合格ゲートを作動させて
コインを合格コインシュートに入れるように用いること
ができる。あるいは、このコインが合格であると判断さ
れない場合には、端子Ｑのところに信号が現れず、合格
／不合格ゲートがコインを不合格コインシュートに振り
向けることになる。

【００４０】図１、図２を参照して、コイン有効性検査
装置はケーシング２の頂きに入口ホッパまたはスロット
位置を包含し、このホッパを通してコインが落される。
コインは重力の作用の下に下向きに移動し、エネルギー
消散装置３に衝突する。このエネルギー消散装置はコイ
ンをはね返らせることなくその衝撃エネルギーを吸収す
るようになっている。したがって、コインは位置７にお
いて下向きに傾斜したコイントラック４に沿って重力の
作用の下に転がり始め、３つの誘導センサＨＦ１、ＬＦ
及びＨＦを連続的に通過することになる。第１のセンサ
ＨＦ１は２つの円形コイルを包含し、これらのコイルは
前後の隔たった側壁５、６（図２参照）におけるコイン
経路の各側に１つ当て配置されている。これらの側壁は
コイントラック４と共にコイン通路を構成している。図
２に明瞭に示してあるように、側壁５、６は垂直面から
浅い角度（たとえば約１０度）で後方に傾いており、コ
インがセンサＨＦ１、ＬＦおよびびＨＦを順次通過する
ときに後方の側壁６とできる限り確実に面接触するよう
にしてある。ＨＦ１のコイルの下縁はコイントラック４
のやや上方に隔たっている。これらのコイルの直径は識
別しようとしている最小コインよりも小さくなっていて
「直径効果」を最少限に抑えるようになっている。同様
にして、第２センサＬＦは２つの円形のコイルを包含
し、これらのコイルは一方が側壁６に装着してあり、他
方が前方の側壁５に装着してあり、両コイル共にその下
縁がコイントラック４のやや上方に位置するように配置
してある。これらのコイルの直径は最小コインよりも小
さくなっている。第３のセンサＨＦには側壁６に装着し
てあって、唯１つのコイルからなる。しかしながら、こ
のコイルは楕円形を有し、その主軸線がコイントラック
に対してほぼ上向きに延びるように配置してある。図示
したように、センサＨＦ２の下縁はトラック４の上方に
隔たっているが、その下方に配置しても良い。

【００４１】センサＨＦ１、ＨＦ２はそれぞれ自励式発
振回路３００、３０１（図３、図４）に接続してあり、
これらの発振回路は装置の検査区域からコインがこない
ときに特定のアイドル周波数で発振するようになってい
る。各場合において、アイドル周波数は高周波数（たと
えば５００−１５００ｋＨｚ）である。コインが各セン
サに向かってトラック４を転がり落ちてセンサによる発
振磁場に入ったとき、コインと発振磁場との間に相互作
用が生じる。これは自励回路の発振周波数にシフトを生
じさせ、コインがセンサに面と向かったときに最大値に
達する。つぎに発振周波数は、コインがセンサを通過す
るにつれて連続的に減りはじめ、最終的にその周波数レ
ベルは以前のアイドリングレベルにもどる。コイン７が
トラック４を転がり落ちているときのセンサＨＦ１、Ｈ
Ｆ２で発生する発振周波数波形がそれぞれ図９（ａ）、
（ｅ）に示してある。コインは発振回路からのエネルギ
ーも吸収し、それによってこの回路に制動をかけ、その
発振電圧の振幅を減らす。判定制御回路はピーク周波数
シフトを検査するが、電圧振幅の減少を最少限におさえ
るように設計されている。これを行なう要領は、図３、
図４を特に参照しながら以下に詳しく説明する。かくセ
ンサにとって、そのアイドリング周波数から出発したピ
ーク周波数シフトは、コインのいくつかの特性、たとえ
ば直径、材質、厚みおよび表面ディテールに依存するこ
とになる。しかしながら、センサＨＦ１、ＨＦ２の各々
は、その寸法、形状、コイントラックに対する配列およ
び発振周波数により、一つの特定の特性にのみ主として
反応するように設計されている。このようにして、セン
サＨＦ１は主としてコインの厚みに反応する。一方、セ
ンサＨＦ２にはコインの直径に主として反応する。ＨＦ
１およびＨＦ２の周波数信号を処理する場合、各コイル
から引き出されたピーク周波数が特定の金額の許容コイ
ンを示す所定の上下の限界値のセットと矛盾しないかど
うかを決定するために比較が行なわれる。

【００４２】センサＬＦも自励式発振回路３００（図
３、図４）に接続してあるが、この発振回路はかなり低
い周波数で発振する。以下に説明する特別の理由のため
にこの周波数は、上下の限界がほぼ８０ｋＨｚと２００
ｋＨｚである範囲、好ましくは約１２０ｋＨｚの周波数
であるように選ばれる。センサＬＦの場合、それを通過
してトラック４を転がり落ちるコインは、回路３０２の
発振出力信号の周波数変化および振幅減衰を生じさせる
ことになるが、この場合、周波数変化は小さく無視する
ことができ、その代りに、ピーク減衰率のところの信号
振幅が識別した金額の許容コインに一致する上下の限界
値のグループと矛盾しないかどうかを決定するように比
較が行なわれる。センサＬＦはコインの材質特性に主と
して反応する。バリデーション（判定制御）回路がセン
サＨＦ１、ＬＦおよびＨＦ２を通過したコインが、この
コイン有効性検査装置によって識別されるある任意のコ
イン金額についての適当な組合わせのテストに合格した
ことを決定する場合には、この回路は端子Ｑ（図４）に
合格信号を発生する。１つまたはそれ以上のテストにし
くじった時には、合格信号は発生しない。端子Ｑにおけ
る合格信号の有無は先に述べたように、合格／不合格ゲ
ートの位置を制御するのに用いられる。

【００４３】図３を参照して、判定制御回路がコインの
ないときに初めてオンになった時、ＬＦ、ＨＦに発振回
路３０１、３０２はその外部バイアス入力部Ｉに電圧信
号が加えられていないために付勢されないが、ＨＦ１回
路３００はその内部バイアス部回路に電源３０４の電圧
が絶えず加えられているために、スタンバイまたはアイ
ドリング状態にセットされる。この状態において、ＨＦ
１発振器３００は少量の電流、たとえば５ボルトで約１
ミリアンペアより少ない電流を外部電源３０４から受け
る。ＨＦ１発振回路は抵抗回路（たとえば、抵抗器）３
０５を通して電源の戻り端子に接続されている。回路３
０５には並列にブランチ回路網が接続してあり、このブ
ランチ回路網は電子スイッチ３０７がライン５００上の
電圧信号によって閉じたとき、抵抗回路３０５と並列に
接続される抵抗回路（たとえば、抵抗器）３０６を包含
する。ＨＦ１スタンバイモードで電子スイッチ３０７は
開となる。

【００４４】パワーアップ電子スイッチ３０８は、ライ
ン３１７上の「パワーアップ」信号によって閉ざされた
とき、ライン３０９に沿って電源３０４から電力を供給
して、スイッチ３０７を閉ざすと共にパワーアップライ
ン３１０に沿ってバイアス回路網３１１を通してＨＦ２
発振器３０１、低周波発振回路３０２、増幅器３１２、
整流平滑回路３１３、および電圧周波数変換器３１４に
電力を供給する。バイアス回路網３１１を経てライン３
１０に供給された電力はＨＦ２、ＬＦ発振回路３０１、
３０２を作動状態にする。また、スイッチ３０７が閉じ
て抵抗回路３０６を抵抗回路３０５と並列接続すると、
発振回路３００と電源３０４はもどり端子との間の有効
抵抗が減り、これは発振回路３００をアイドリングすな
わちスタンバイ状態から全付勢状態にステップアップさ
せることになる。これは発振振幅を大きくする。

【００４５】ＬＦ発振回路３０２からの出力信号は増幅
器３１２内で緩衝され、つぎに整流平滑回路３１３に送
られる。この整流平滑回路３１３は発振回路出力信号の
大きさに比例した直流信号を出力部に発生する。このア
ナログ信号は電圧周波数変換器３１４において相当する
ディジタル周波数信号に変換される。増幅器３１２は整
流平滑回路３１３の立ち上がりからＬＦ発振回路を絶縁
するように作用する。

【００４６】プログラム化可能な固定記憶装置（ＰＲＯ
Ｍ）３１５には判定制御回路が識別するように設計され
ている多数（この実施例では６）の異なったコイン金額
の各々に対する上下の限界値が記憶されている。ＰＲＯ
Ｍ３１５は、電子スイッチ３１９がライン３１８に発生
した「ＰＲＯＭ−エネイブル」信号によって閉ざされた
ときに電源３０４によって入力ピンｙの所で付勢され
る。このバリデーション回路のすべての構成要素の動作
は大規模集積回路（ＬＳＩ）３１６によって制御され
る。この大規模集積回路はそれぞれ発振回路ＨＦ２、Ｈ
Ｆ１および電圧周波数変換器３１４の出力ライン５０
１、５０２、４７１に接続された入力部ａ、ｂ、ｃを有
する。このＬＳＩは所定のプログラム（そのフローダイ
アグラムが図８に示してある）に従って受け取った入力
データを取り扱い、適当なときにライン３１７に「パワ
ーアップ」信号を発生すると共にライン３１８に「ＰＲ
ＯＭ−エネーブル」信号を発生してＰＲＯＭ内に記憶さ
れた上下の限界値のセットを読み出す。ＬＳＩはＨＦ
１、ＨＦ２の測定値をＰＲＯＭから読み出された限界値
と比較してテスト中の各コインが識別金額の許容コイン
であるかどうかを決定するようにも作動する。

【００４７】図４を参照して、端子Ａ、Ｂは電源および
外部電源３０４（図３）のもどり端子をバリデーション
回路に接続するのに役立つ。端子Ａは供給電圧ライン４
００に接続してあり、端子Ｂは負電位（０ボルト）ライ
ン４０２に接続してある。

【００４８】ＨＦ２発振器３０１はライン４００、４０
２間に接続してある。発振回路３０１はコルピッツ回路
であると適当であり、そのトランジスタのエミッタが直
列に配置したインダクタンス４０６と抵抗器４０５を通
して負電位ライン４０２に接続されている。バイアス信
号がライン４０７上でトランジスタベースに与えられた
ときに、この発振器が作動するようになる。ＨＦ２発振
回路出力部５０３はライン５０１によってコンデンサ４
０８および緩衝回路４０９を通してＬＳＩ３１６の入力
部ｂに接続してある。この緩衝回路４０９によってＨＦ
２発振回路３０１の出力信号を発振周波数に影響を与え
ることなく出力端子Ｄの所で監視することができる。

【００４９】センサＨＦ１の２つのコイル（この実施例
では平行に対向して配置してある）はセンサＨＦ２と同
様の要領でコイルピッツ発振回路に接続してある。しか
しながら、すでに述べたように発振器ＨＦ１は抵抗器４
１０、ダイオード４１１および正負電圧ライン４００、
４０２間に接続された抵抗器４１２の直列配置を包含す
る分圧器から発振器トランジスタベースに印加されるバ
イアス電圧信号により常に少なくともアイドリング状態
にある。発振器トランジスタのエミッタを負電圧ライン
４０２に接続しているブランチの有効抵抗は電子スイッ
チ３０７（スイッチングトランジスタの形をとる）のベ
ースに印加されるパワーアップ信号によって減らされて
抵抗器３０６を抵抗器３０５と並列に接続することがで
きる。これによってＨＦ１発振回路３００はアイドリン
グすなわちスタンバイ状態からフルパワー状態に切りか
えられる。ＨＦ１発振器の同調回路の２つのコンデンサ
５８０、５８１のキャパシタンスの比は約３：１に選ば
れて発振器の出力部５０５からの出力信号の減衰を最少
限に抑える。ＨＦ１発振回路の出力部はコンデンサ４１
３および緩衝回路４１４を通してＬＳＩ３１６の入力部
ａに接続してある。この緩衝回路４１４はＨＦ１発振器
の発振周波数をその値を変えることなく端子ｃのところ
で監視させ得るように連続的に作動する。発振器トラン
ジスタのベースと負電圧のライン４０２の間に接続され
たコンデンサ４１５はこのトランジスタのための減結合
コンデンサとして作用する。さらに電圧ライン４００、
４０２間にはコンデンサ４０３、４０４、４１６が接続
してあり、これらのコンデンサは高周波濾過とエネルギ
ー補充を行なうようになっている。これは供給電圧の変
動を防ぐが、これがないとバリデーション回路の作動を
狂わせることになる。

【００５０】スイッチングトランジスタ３０７のベース
は、抵抗器７０８およびコンデンサ７０９の直列配置を
通して負ライン４０２に接続してあり、電子スイッチ３
０８（これもスイッチングトランジスタの形をしてい
る）がＬＳＩ３１６からライン３１７のベースに印加さ
れた「パワーアップ」信号によってオンにされたときに
トランジスタ７１０を通してライン５００に沿って電圧
信号を受けるように配置してある。この電子スイッチ３
１９は第１のスイッチングトランジスタ４２０を包含
し、これはＬＳＩ３１６がライン３１８上に「ＰＲＯＭ
−エネイブル」信号を発生したときに別のスイッチング
トランジスタ４２１のベースに電圧信号を送り、また電
力をＰＲＯＭの入力部ｙに切りかえる。トランジスタ４
２１のベースに印加された電圧信号は、同時に、ＰＲＯ
Ｍ３１５のエネイブル入力部ｘに信号を与えてＬＳＩ３
１６がＰＲＯＭおよび読み出し記憶データをアドレス指
定するのを可能とする。

【００５１】ライン４００、４０２間に接続されたコン
デンサ４２４は外部電源からのエネルギーを蓄積し、ト
ランジスタ４２０、４２１がオンのときＰＲＯＭ３１５
に供給される電力を増大させるのにこの蓄積されたエネ
ルギーを用いることができる。

【００５２】ＰＲＯＭ３１５は７つのアドレス入力部Ａ
０−Ａ６を有し、これらのアドレス入力部はＬＳＩ３１
６がＰＲＯＭをリクエストしてＰＲＯＭに記憶された、
適当に復号化されたアドレスラインＡ０−Ａ６と組合っ
たコイン金額に相当する上下の限界値のヘッドを示す信
号を出力ラインＤ０−Ｄ３に与えるのを可能としてい
る。アドレス入力部Ａ０−Ａ５はそれぞれ対応するコイ
ン出力端子Ｉ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｐに接続されている。
アドレスラインＡ６は端子Ｑに接続されている。ＰＲＯ
Ｍアドレス信号および出力信号は異なった時間にライン
Ａ０−Ａ６に送られる。ラインＡ０−Ａ６に数セットの
データを選ぶのに多重操作を用いることによってＬＳＩ
で必要とするピンの数が減り、したがってコストも減
る。

【００５３】ＬＳＩ動作はプログラムに従い、このプロ
グラムは０．５ＭＨｚと２５０Ｈｚの周波数で２組のク
ロックパルスを同時に供給するクロック回路４２２から
のクロックパルスに従って進行する。２組のクロックパ
ルスを用いた理由は、ＬＳＩ３１６で必要とする異なっ
たタイミング波形が広い範囲にわたっているからであ
り、かつ２つのかなり異なったベースクロック周波数と
適当な分圧器を用いてこれらのクロックパルスを発生さ
せるのが便利だからである。ＬＳＩは出力端子Ｇに信号
を与え、クロックパルス率を監視するのを可能とする。
さらに、ＬＳＩは図示したように、スイッチ４２３を備
えたセッティング入力部ｄを有し、ＨＦ２センサのため
に２つの異なった到達／脱出限界レベルの一方を予め選
定するようになっている。

【００５４】低周波（ＬＦ）発振回路３０２は、２つの
高周波発振器（ＨＦ１、ＨＦ２）に類似しており、コル
ピッツ発振器を包含する。このＬＦセンサの２つのコイ
ルはこの実施例では、相互インダクタンスを対向させる
ように平行に配置してある。発振器トランジスタは、抵
抗器４２９、ダイオード４３０および抵抗器４３１（こ
れらは共にバイアス回路網３１１を構成している）の直
列配置を備え、さらに２つの減結合コンデンサ４３２、
４３３を備えている。これらのコンデンサは直列回路網
４２９、４３１と共にライン３１０から電力を供給され
てＬＳＩがライン３１７にパワーアップ信号を発生した
ときに、そのパワーアップ電圧を受けるようになってい
る切り換え式供給ライン４３４と負電圧ライン４０２と
同じ電位にある負電圧ライン４３５との間に接続されて
いる。コルピッツ発振器のエミッタ回路は可変抵抗器４
３６と、インダクタンス７３０と結合した固定抵抗器７
２８、７２９を包含し、コインの有無を問わず発振振幅
をバリデイション回路のダイナミックレンジ内にセット
するのを可能とする。回路３０２からの発振出力信号は
増幅器３１２に送られる。この増幅器は、図示したよう
に、エミッタホロア緩衝器の形をしており、その出力は
ライン４３７に沿って整流平滑回路３１３に送られ、ま
たコンデンサ４３８を隔て差動増幅器４３９に送られ
る。この差動増幅器はゼロ交差検波器として作用し、回
路３１３の動作を制御するのに役立つ。

【００５５】図５に示すように、整流平滑回路３１３は
エミッタホロア緩衝器３１２の出力部に接続した並列ブ
ランチ５１０、５１１に配置された２つのＣＭＯＳスイ
ッチング装置４１０、４４１を包含する。それぞれのブ
ランチはブランチ５１０、５１１の一方を基準電圧に保
持されたライン４４４に接続してあり、別のＣＭＯＳス
イッチング装置４４３、４４２、２つのブランチ５１
０、５１１のためフィルタ回路網４４５、４４６および
入力部がこれらフィルタ回路網からの出力信号を受ける
積分差動増幅器４４７を包含する。図６（ａ）のところ
にエミッタホロア緩衝回路３１２からの正弦出力信号が
示してある。ゼロ交差検波器４３９の出力部がノアゲー
ト４４８（図４）を介して４つのＣＭＯＳスイッチング
装置に接続されており、従ってパワーアップライン３１
７からのエネイブリング信号をライン５３２に受けたと
きのみこれらのスイッチング装置を制御するようになっ
ている。ゼロ交差検波器４３９はＣＭＯＳスイッチング
装置を対の状態、すなわち、４４０、４４２、４４１、
４４３とで制御し、その結果ライン４３７の信号の正の
半サイクルがフィルタ回路網４４５に通じる入力部に現
れ、一方負の半サイクルがフィルタ回路網４４６に通じ
る入力部に現れる。これらの信号波形がそれぞれ図６
（ｃ）、（ｄ）にＸとＹで示してある。一方、ゼロ交差
検波器からのスイッチング波形が図６の（ｂ）に示して
ある。図４に示すように、フィルタ回路網４４５、４４
６はＲＣフィルタであり、各々の波形Ｘ、Ｙからの平均
直流レベルを発生し、これが積分差動増幅器４４７の対
応した入力部に送られる。この積分によって第２の濾過
段階が与えられ、差動増幅器が存在することによって正
負の入力の大きさが算術的に加算され、負直流出力電圧
を発生し、これが出力ライン４５０に現れる。

【００５６】増幅器４４７が実質的に直流入力信号を受
けるときそれは大きな帯域幅あるいは高いスリュー率を
必要としない。ゼロ交差検波器４３９は電力消費量が低
く、ＣＭＯＳ装置４４０−４４３を有するスイッチング
装置となる。これらＣＭＯＳ装置は、ノアゲート４４８
の１つの入力部にライン５３０で印加されるパワーアッ
プ信号が無視し得るほどの電力消費量をＬＳＩによって
発生させられたときに付勢させられる。

【００５７】差動増幅器４４７を使用することは測定精
度にとっては重要である。基準供給電圧とする直流オフ
セット成分を有する入力波形を考える。この直流レベル
はｘ、ｙのところで交互に与えられ、極性の同一の直流
成分を与えることになり、差動増幅器からのその結果生
じた出力が０となる。ＣＭＯＳアナログスイッチ４４０
−４４３はＯＮ抵抗値を持つ必要はない。何となれば、
４つの装置に対するＯＮ抵抗値は類似したものであり、
これは１つの装置でそれらが積分される場合（好ましい
ものである）固有のものである。４つのスイッチと低イ
ンピーダンス緩衝器３１２を使用することによってフィ
ルタ回路網の出力が常に一定の低いソースインピーダン
スを示す。したがって測定値の差は常に正確である。

【００５８】このようにして、整流平滑回路３１３は、
電力消費量を非常に低く保ったまま入力制限波形から直
流信号を与える。同じ結果は、単一のダイオード整流器
では達成することはできない。それはダイオードの順方
向電圧低下およびその電圧の温度係数によるオフセット
電圧があるからである。２つのダイオードを用いる精密
整流器と演算増幅器はこれらのエラーの源を取りのぞく
が、この演算増幅器は差動周波数（即ち、１００×１２
０ｋＨｚ＝１２ＭＨｚ）の約１００倍の利得帯域幅の積
と早いスリュー率を必要とすることになる。図４、図
５、図６に関連して説明した回路はこれらの要件の必要
性を除く。

【００５９】ＬＳＩによって発生したパワーアップ信号
の持続時間中、ライン４５０（図４）の負直流電圧信号
が第１のブランチ４５５に沿ってＣＭＯＳスイッチング
装置４５３に直接送られ、ユニティーゲイン反転増幅器
４５１を含む第２のブランチに沿ってライン４５６を経
て第２のＣＭＯＳスイッチング４５４に送られる。これ
らのＣＭＯＳスイッチング装置は、出力ライン４５７に
ある共通のディジタル信号によって交互に切りかえられ
る。スイッチング装置４５３または４５４からの切りか
えられた電圧は、積分増幅器４７２の非反転入力部に送
られる。この積分増幅器は、入力電圧信号の代数サイン
に従って増減する傾斜出力電圧を発生する。この傾斜信
号は、電圧比較器４５２においてその反転入力部にある
基準電圧と比較される。この電圧は、抵抗器４５８、４
５９を包含する抵抗回路網を通してもどされる比較器４
５２の出力信号によって値＋Ｖ_t、−Ｖ_tの間に切り換え
られる。

【００６０】基準電圧Ｖ_refは、パワーアップライン３
１０からバイアスされる反転入力部を有する演算増幅器
４６１からパワーアップライン３１０と負ライン４３５
の間に接続された等価抵抗器４６５、４６６を包含する
分圧回路網を通してライン４６０で与えられる。コンデ
ンサ４６３、４６４は減結合コンデンサである。ライン
４４４上の基準電圧、ゼロ交差検波器４３９の基準電
圧、増幅器４５１および積分器４５６、非反転入力部上
の電圧および基準電圧±Ｖ_tはすべてライン４６０上の
基準電圧Ｖ_refから引き出される。

【００６１】電圧周波数変換回路３１４の動作を図７を
参照しながら以下に説明する。電圧周波数変換器３１４
への入力電圧としてライン４５０に送られ、整流平滑回
路３１３からの直流出力電圧−Ｖ_inで示されている（ラ
イン４６０上のＶ_refが０ボルトとして示されている）
スイッチング装置４５３、４５４への入力部のところの
ブランチ４５５、４５６上の電圧がそれぞれ図７の
（ａ）と（ｂ）に示される場合の時間ｔ₀を考える。こ
のとき、ノアゲート４７０の出力部に現れる比較器の出
力信号は負の値−Ｖ_x〔図７（ｅ）〕を有し、この信号
は同時にスイッチング装置４５３、４５４の制御入力部
に印加され、−Ｖ_in電圧を保留しながら積分増幅器４７
２の反転入力部に電圧＋Ｖ_inを入れる。図７の（ｃ）は
積分増幅器４７２への入力電圧を示す。この増幅器は、
従って、入力部に値−Ｖ_int／ＲＣを有する傾斜電圧Ｖ
_out〔図７の（ｄ）を参照〕を与える。ここでＲＣは積
分器４７２の有効抵抗値および容量値を示す。積分器４
７２の出力電圧は電圧比較器４５２において限界電圧と
比較される。この限界電圧はこのとき値−Ｖ_tを有し、
反転入力部に印加される。出力傾斜電圧は基準電圧（時
間ｔ₁の時）に等しい場合、比較器４７２の出力は低い
方から高い方に変化して新しい値＋Ｖ_x〔図７の
（ｅ）〕となる。−Ｖ_xはライン４３５とほぼ同じ電位
であり、一方＋Ｖ_xはライン３１０の電位とほぼ同じ電
位である。抵抗回路網４５８、４５９による比較器４５
２の出力電圧の変化は比較器４５２の反転入力部にある
基準電圧＋Ｖ_tを変化させる。同時に、比較器４５２の
新しい出力は装置４５３、４５４を切り替えて、今や積
分器４７２の反転入力部に加えられた電圧は値−Ｖ_inと
なる。これは図７の（ｃ）に示されている。つぎに、積
分器の出力電圧が傾斜Ｖ／ＲＣを持って安定した状態で
上昇し、時間Ｔ₂において値＋Ｖ_tに等しくなる。その
後、回路はもう一回切り替わり、積分器の出力は再び立
ち下り傾斜電圧になる。従って（パワーアップ信号がＬ
ＳＩで生じている間）パルス化された電圧信号がノアゲ
ート４７０の出力部からライン４５７に発生し、ライン
４７１に沿ってＬＳＩ３１６のＬＦ入力部ｃに通ること
は了解されたい。明らかなように、積分器出力電圧の正
負の傾斜はＶ_inの大きさに比例する。したがって、ライ
ン４７１に発生した信号の周波数はＬＦ発振回路３０２
からの出力信号の振幅に正比例する。

【００６２】基準電圧Ｖ_refの選定した大きさは特に重
要なものではないということに注目されたい。それは整
流平滑回路３１３、反転増幅器４５１、積分器４７２お
よび比較器４５２にとって共通の基準電圧として用いる
からである。選定した大きさがライン３１０上の「パワ
ーアップ」電圧の約半分であって、ダイナミックレンジ
を通じて検出回路を線形に保つと適当である。また、積
分器４７２の入力電圧波形の正負の半サイクルに対して
同じ入力電圧（整流平滑回路３１３からの出力電圧）を
用いることにより、ライン４７１上の出力周波数信号に
何らオフセットがないということに注目されたい。すな
わち入力電圧Ｖ_inがほぼゼロのとき、ライン４７１上の
信号の周波数もほぼゼロになる。

【００６３】さらに、ライン４７１上のＬＦ信号の期間
はＶ_tに比例し、これはつぎにパワーアップ電圧に比例
するが、Ｖ_inがパワーアップ電圧と共に増加する（Ｖ_in
は低周波発振器出力信号の振幅に比例する）ので出力期
間はパワーアップ電圧とほとんど無関係となる。

【００６４】本質的に、ＬＳＩの機能はテスト中のコイ
ンが識別コインの許容コインであるかどうかを決定する
と同じ要領でａ、ｂ、ｃに受ける信号ＨＦ１、ＨＦ２、
ＬＦ信号を処理することにある。ＨＦ１、ＨＦ２の信号
の場合、ＬＳＩは所定のクロック間隔でＨＦ信号があら
かじめセットした限界レベル（図１０の説明においては
Ｖ_tHと呼ぶ）を横切る回数をカウントすることによって
瞬間周波数を決定する。ＬＦ信号の場合、ＬＳＩはその
各サイクルの間クロック回路４２２によって生じたクロ
ックパルスをカウントし、従って、ＬＦ信号の瞬間的な
期間を測定する。

【００６５】理想的には、ドリフト、温度変化の影響を
補正するためＬＳＩはＨＦ１、ＨＦ２、ＬＦカウント数
対ピークレベルのちょうど前後に存在するアイドリング
レベル（すなわち、対応するセンサの検査区域にコイン
がない場合）のピーク値の比を計算し、ＰＲＯＭ３１５
から読み出された所定の上下の限界値のセットに対して
計算した比率を比較する。実際には、ＨＦ１、ＨＦ２信
号の場合、各ピークカウントはアイドル値とはかなり違
ったものとなり、従ってピーク周波数値とアイドリング
周波数との差を計算することによって完全補正にかなり
近い値が得られる。しかしながら、ある種のコイン金額
に対して減衰されたピークＬＦ振幅はアイドル値よりも
かなり小さく、従って、ＬＳＩはＬＦカウントの場合指
数値を計算するようにプログラムされる。

【００６６】ライン４７１上のＬＦ出力信号はほぼ１：
１のマーク率の方形波であり、その周波数はＬＦ発振回
路３０２の振動の大きさに従って変化する。ＬＦセンサ
を通過するコインのピーク減衰率を正確に測定するため
に、ＬＳＩによって行なわれる各測定サンプルは好まし
くは２．５ｍｓより長く行なってはいけない。従って、
０．１％精度の場合、入力周波数は最低４００ｋＨｚで
なければならないであろう。積分器帯域幅および比較器
４５２を通るときの信号伝播遅延の影響を最少限に抑え
るためには入力周波数よりもむしろＬＳＩに送られるＬ
Ｆ入力信号の期間が先に指摘したように測定される。実
際の例では、最長期間は２ｍｓであるように選ばれ、５
１２ｋＨｚクロックは各期間が最大カウント数１０２４
を与えるように決められる。この最長期間は発振器の最
小振幅に相当し、この最小振幅は最高の減衰を生じるコ
イン金額に相当する。ＬＳＩによって計算されるピーク
対アイドル比は８：１減衰率のコインの場合にフルスケ
ール測定を与えるように選ばれる。コインの不存在に相
当する最短期間は従って０．２５ｍｓである。この「ア
イドル」期間は８回連続の期間にわたって測定されて分
解能を高め、コインが存在する前、またはコインが測定
場を去ったのちのいずれでも測定できる。測定後、ＬＳ
Ｉ３１６は２つの入力期間に相当する２つの１０ビット
二進数を記憶領域に有する。第一の二進数（アイドル）
は８回連続のアイドル期間中に発生した全パルスのカウ
ント数である。第２の１０ビット二進数（ピーク）はＨ
Ｆ１到達とＨＦ２離脱との間に存在する任意の単一入力
期間に発生したクロックパルスの最大数のカウントであ
る。ＬＳＩは二進割算を行なう。

【００６７】 （ピーク／アイドル）×５１２＝正規化ピーク

【００６８】この正規化ピークはコインの減衰率に相当
する９ビット二進数であり、ＬＳＩにおいてＰＲＯＭ３
１５から読み出された上下の限界値のセットと比較され
る。

【００６９】パワーオンボルトの大きさ、５１２ｋＨｚ
クロック周波数積分器におけるＲＣの値、整流平滑回路
３１３利得およびＬＦ発振回路３０２の絶対振幅は低周
波検出回路が線形のレスポンスを持っているならば正規
化ピーク値に影響を与えない。コイン検査装置の全体的
な動作を特にＬＳＩによって行なわれるステップ（８０
０−８４２）を示す図８を参照しながら以下に説明す
る。

【００７０】ここで、ドリデーション装置がオフであ
り、どこにもコインがないものと仮定する。つぎに、こ
の装置がオンにされる。以下の説明では、ＬＳＩの動作
の理解を容易にするために、ＬＳＩに送られるＨＦ１、
ＨＦ２およびＬＦの入力信号を扱うモードが唯一つとし
て説明するが、実際には、先に述べた要領でライン４７
１上のＬＦ信号を扱うような、より複雑な技術を採用す
ることもできる。

【００７１】ステップ８００ ＬＳＩがレジスタ、ラッチ、タイマおよびシーケンサの
すべてをリセットする。

【００７２】ステップ８０１ 遅延時間（たとえば２５６ｍｓ）がタイムアウトシし、
ＨＦ１発振回路をそのスタンバイ、すなわちアイドリン
グモードで充分な時間正規の発振周波数に定める。

【００７３】ステップ８０２ つぎに、ＨＦ１アイドルカウントがＬＳＩに蓄えられ
る。

【００７４】ステップ８０３ 上記の要領においてＬＳＩは所定のクロック間隔におい
て発振器信号がＶ_tHスレショルド〔図１０（ｄ）〕と交
差する回数に相当するカウントをくり返し蓄える。各カ
ウントにおいて、ＬＳＩは、ＨＦ１カウントマイナスス
テップ８０２で蓄えられたＨＦ１アイドルカウントに等
しいΔＨＦ１を計算する。

【００７５】ステップ８０４ 各計算された値ΔＨＦ１はΔＨＦ１Ｔ〔ＨＦ１Ｔ（図１
０の（ａ）を参照）に相当するカウントマイナスＨＦ１
アイドルカウントに等しい〕と比較され、もしこのΔＨ
Ｆ１カウンがΔＨＦ１よりも大きくない場合は、ＬＳＩ
は元にもどってつぎのＨＦ１カウントに関してステップ
８０３をくり返す。しかしながら、ΔＨＦ１カウントが
ΔＨＦ１Ｔカウントを越えている場合には、ＬＳＩはス
テップ８０５に進む。明らかなように、ステップ８０４
はコインの到達を実際にサーチしている。特に、コイン
の到達の検出前には、電子スイッチ３１６、３０８がオ
フとなっていることに注目されたい。これはライン３１
７にＬＳＩによってパワーアップ信号が発生させられて
おらず、従ってＬＦ、ＨＦ２発振回路３０２、３０１が
消勢されているからである。また、ライン３１８にＬＳ
Ｉ３１６によって「ＰＲＯＭエネイブル」信号が発生さ
せられていないので、ＰＲＯＭ３１５も消勢されてい
る。従って、電源から引かれた電流のみがＨＦ１発振器
をスタンバイ状態に維持し、かつＬＳＩを付勢するのに
必要なものとなる。この全電流は、たとえば５ボルトで
約１ｍＡより小さいだろう。

【００７６】ステップ８０５ ＬＳＩはパワーアップラッチをセットする。このパワー
アップラッチはライン３１７上にパワーアップ信号を発
生するようになっておりＨＦ１発振器に全電力を供給
し、ＬＦ、ＨＦに回路を付勢するようになっている。同
時に、プログラムはＨＦ１信号に対してはステップ８０
６に進みＬＦ、ＨＦ信号に対してはステップ８２６に進
む。

【００７７】ステップ８０６ 所定時間（この例では２５６ｍｓ）をタイムアウトする
ようにセットしたＨＦ１タイマが始動される。このＨＦ
１タイマの目的は後に説明する。

【００７８】ステップ８０７ コインの到達が検出されたので、各連続ΔＨＦ１カウン
トは受け取られた最高のΔＨＦ１値についてチェックを
受ける。もし電流値が先に述べたピーク値を越えている
場合には、この電流カウントが新しいピーク値として代
用される。

【００７９】ステップ８０８ 各ΔＨＦ１カウントがΔＨＦ１Ｔカウントを越えている
かどうかについての決定が行なわれる。もし越えている
場合には、プログラムはステップ８０９に進むが、越え
ていない場合（すなわちＨＦ１離脱が検出された場
合）、プログラムはステップ８１０に進む。

【００８０】ステップ８０９ ＨＦ１タイマがタイムアウトした場合、プログラムはス
テップ８１１に進む。そうでなければ、プログラムはス
テップ８０８にもどり、つぎのΔＨＦ１カウントに関し
てステップ８０８をくり返す。ＨＦ１タイムド期間（２
５６ｍｓ）はすべての許容コインについてＨＦ１離脱が
ＨＦ１タイムド期間内に検出されてしまうように選ばれ
る。しかしながら、装置が使われていないときにＨＦ１
アイドルドリフトのようなファクタがΔＨＦ１アイドル
カウントをΔＨＦ１Ｔスレショルド以上に上昇させてし
まうことも考えられる。このようにして、ＬＳＩはコイ
ンの到達を誤検出し、さらにＨＦ１離脱がまったく検出
されないことになる。このような状態の下で、ＨＦ１タ
イマがない場合にはＬＳＩリセッティングは生じ得ない
であろう。しかしながら、ＨＦ１Ｔスレショルドまで上
昇するＨＦ１のアイドルカウントの異常事態において
も、２５６ｍｓ遅延時間後、プログラムはステップ８１
１に進む。

【００８１】ステップ８１１ 新しいＨＦ１アイドルカウントが格納される。

【００８２】ステップ８１２ レジスタ、ラッチ、タイマおよびシーケンスのすべてが
リセットされ、プログラムはステップ８０３に戻り、別
のコインの到達のためのサーチを開始する。普通の状態
では、プログラムはステップ８０８から８１０に直接進
む。

【００８３】ステップ８１０ ＨＦ１タイマがリセットされる。

【００８４】ステップ８１３ ステップ８０７で決定されたピークΔＨＦ１カウントが
ＰＲＯＭに格納されたＨＦ１の上下限界値のいくつかの
セットと比較され、このピークカウントが識別金額の１
つの上下限界値の間にあるかどうかを決定する。

【００８５】ステップ８２６ ＬＦ、ＨＦ２の信号に戻って、プログラムは、同時にス
テップ８１４（ＬＦ）および８１５（ＨＦ２）に進む前
に、プリセット期間（たとえば３２ｍｓ）の間遅延す
る。この遅延はＬＦ、ＨＦ２発振における過渡現象をＬ
Ｆ、ＨＦ２測定が行なわれる前に消しさる。

【００８６】ステップ８１４ ＬＦ信号の各サイクルにおいてカウントされたクロック
パルスの数に相当するＬＦカウントはくり返し蓄えられ
る。

【００８７】ステップ８１６ 受け取られたいくつかのカウントの内ピークＬＦカウン
トについてサーチが行なわれる。

【００８８】ステップ８１５ ＨＦ２アイドルカウントが蓄積される。

【００８９】ステップ８１７ ＬＳＩはＨＦ２信号がクロック間隔において所定のスレ
ショルドレベルと交差する回数に相当する。ＨＦ２カウ
ントをくり返し蓄積し、各ＨＦ２カウントについてＨＦ
２カウントマイナスＨＦ２アイドルカウントに等しい値
ΔＨＦ２を計算する。

【００９０】ステップ８１８ ＬＳＩはいくつかのＨＦ２カウントの最大のものをピー
クカウントとして格納する。

【００９１】ステップ８１９ ＬＳＩはＨＦ２Ｔより大きいΔＨＦ２カウントからΔＨ
Ｆ２Ｔより小さいΔＨＦ２カウントまでの過渡現象につ
いてサーチする。過渡条件がみたされない場合にはプロ
グラムはステップ８１６、８１８に戻り、ピークＬＦ、
ＨＦ２カウントについてのサーチを続ける。過渡条件が
みたされる場合（すなわち、ＨＦ２離脱）、プログラム
はステップ８２０、８２１に同時に進む。

【００９２】ステップ８２０ ΔＨＦ２ピークカウントはＰＲＯＭから読み出された異
なったコイン金額についてのΔＨＦ２の上下の限界値と
比較され、ＨＦ２ピークが識別金額のいずれか一つにつ
いての限界値の間にあるかどうかを決定する。

【００９３】ステップ８２１ ＬＳＩはＬＦアイドルカウントを蓄積する。これに関し
ては、ＨＦ１、ＨＦ２の測定の場合、コインが検査区域
に到達する前にアイドル値を蓄積する必要があるという
ことを指摘したい。なぜならば、コインが検査区域にあ
るときに行なう計算にアイドル値が必要であるからであ
る。しかしながら、ＬＦの場合、測定されるのはＬＦピ
ーク対ＬＦアイドルの比であり、したがって、アイドル
値はコインが検査区域にある前でも後でも測定され得
る。この例では、コインが検査区域を去ったのちにＬＦ
アイドルを測定した方が便利であることが解った。

【００９４】ステップ８２２ ＬＳＩはステップ８１６で決定されたＬＦピークカウン
ト対ステップ８２１で決定されたＬＦアイドルカウント
比を計算する。

【００９５】ステップ８２３ ＬＳＩはこの計算したＬＦ比をＰＲＯＭから読み出され
る異なったコイン金額についての上下のＬＦ比限界値と
比較する。

【００９６】ステップ８２４ ＬＳＩが有効性検査を行ない、ステップ８１３、８２０
および８２３において実施されたＨＦ１、ＨＦ２、ＬＦ
テストの各々がテスト中のコインについて同じ金額を示
しているかどうかを調べる。もし示している場合には、
コインは合格であり、さもなければ不合格である。つぎ
にプログラムは、ステップ８１２、８２５に同時に進
む。ステップ８１２についてはすでに説明した。

【００９７】ステップ８２５ ＬＳＩがステップ８２４で実施された有効性検査の結果
を出力する。

【００９８】さきに説明したコイン有効性検査装置の非
常に重要な特徴は、ＰＲＯＭの使用によって、装置を種
々の国々のコインセットに合わせるために行なう必要の
ある改造がＰＲＯＭに格納されたデータを変えるだけで
よいということである。

【００９９】図９を参照して時間プロットとしてバリデ
ーション回路の種々の信号および電流の変化が示してあ
る。図９の（ａ）、（ｃ）はＨＦ１、ＨＦ２の発振器の
出力信号の周波数の変化を示しており、図９の（ｂ）は
ＬＦ発振器出力信号の振幅を表わしている。図９の
（ｄ）はＨＦ１発振器とＬＳＩの引き込んだ全電流を示
している。この電流はＨＦ１Ｔスレショルドが達成され
たのちアイドリングレベルからより高いレベルまで変化
し、この高いレベルがＨＦ２周波数がＨＦ２Ｔスレショ
ルド以下に低下したのち短時間の間持続し、その後ＨＦ
１発振器がアイドリングに戻る。ＨＦ１到達を感知した
ときに最も減衰率の大きいコインの減衰効果でさえ小さ
いので、アイドリングＨＦ１電力消費量は非常に小さ
く、たとえば５ボルトで約１ｍＡより小さい。ＬＦ、Ｈ
Ｆ２発振器は、ＨＦ１発振器がフルパワーで作動してい
ると同じ時間付勢される。これが図９の（ｅ）に示して
ある。このとき（ＰＲＯＭが付勢されているときを別に
して）バリデーション回路の使用する全電流は５ボルト
で約１５ｍＡである。図９（ｆ）は、ＰＲＯＭが、第１
の期間中ＨＦ１限界値を読み出し得るように付勢され、
ＨＦ２離脱後第２、第３の期間の間まずＨＦ２を、つぎ
にＬＦの限界値を読み出し得るように付勢されることを
示している。バリデーション回路で用いる全電流は５ボ
ルトで約５０−１５０ｍＡで比較的高く、その間ＰＲＯ
Ｍが付勢されている。しかしながら、ＰＲＯＭが各コイ
ンごとに付勢される３つの期間は限界値の必要な読み出
しにちょうど充分な長さであって、ＰＲＯＭが付勢され
る全時間を最少限に抑えるように選ばれる。さきに述べ
た電力消費量は安いという理由でＰＲＯＭをバイポーラ
ＰＲＯＭＳに変えることが考えられる。ＣＭＯＳ ＰＲ
ＯＭＳが電力消費量が低いという理由で市販されている
が、一般にそのコストは高くて不適当である。図９の
（ｇ）は使用される全電流（フルライン）が時間と共に
どのように変化するかを示している。破線は平均消費電
流の代表的な値（５ボルトで２ｍＡ以下）を示してい
る。もちろん、この値はコイン検査装置に連続的にコイ
ンを挿入する間隔の平均時間に依存する。

【０１００】図４を参照して、パワーアップ信号がＬＳ
Ｉによって発生させられたときを除いて、ノアゲート４
４８、４７０、５０６の出力が論理「０」に保たれるこ
とに注目されたい。これは各ゲートの下流にある回路を
不作動状態にし、従って電力消費量を減じ、これらのノ
アゲートの他の入力部におけるいかなる偽の信号をも無
効とする。すべての電子回路が絶えず付勢されている公
知のコイン検査装置の場合、全電流はたとえば一点鎖線
で示すようなものとなろう。従って、明らかに、本発明
の装置は平均消費量をかなり減らし、公衆電話のような
用途にも特に使用することができるようになる。また、
ＬＳＩ以外の回路は最少限に抑えられるので、コストが
小さくなりかつ信頼性が高まる。

【０１０１】例えば、各識別コイン金額に対する各テス
ト（ＨＦ１、ＬＦまたはＨＦ２）と組み合わされた各上
限値または下限値は９ビット数であり、これは４ビット
データワードで組織化される種類のＰＲＯＭに格納され
る。従って、ＰＲＯＭから９ビット数を読み出すには、
このＰＲＯＭに対しての３つの別々のアドレスを用いる
必要がある。従って、図示実施例では、６種類のコイン
金額を識別することができるコイン有効性装置の場合、
ＰＲＯＭは３６回の連続バーストにおいてＨＦ１限界値
を読み出すように付勢され得る。これは各数が３つのア
ドレスを必要とし、６種類のコイン金額の各々について
２つの限界値（上限、下限）があるからである。ＰＲＯ
Ｍは１マイクロ秒で各読み出しが行なえるように組織化
される。従って、３種類のテストのためにすべての限界
値を読み出すのにＰＲＯＭを付勢するのに必要とされる
全時間は３×３６×１マイクロ秒イコール１０８マイク
ロ秒となろう。このようにＰＲＯＭをアドレス指定する
ことによって、ＰＲＯＭで消費する平均電力はきわめて
小さくなることは明らかであろう。

【０１０２】回路がＬＦまたはＨＦ２発振器をオンにし
たときからコインがセンサＬＦまたはＨＦ２の検査区域
に入ったときまでの時間Ｔ_LF〔図９（ｂ）〕、Ｔ
_HF2〔図９（ｃ）〕を可能としていることも注目された
い。これらの期間はＬＦ、ＨＦ２発振器を適当な時間に
スイッチオン後一定アイドリング周波数、振幅に落ち着
かせることを可能とする。

【０１０３】ＨＦ１発振器をパワーアップする重要性を
より充分に理解してもらうために図１０をここで参照さ
れたい。図１０（ａ）は図９（ａ）に相当し、ＨＦ１発
振器の時間経過につれた周波数の変化を示している。ｔ
_Iはコインが発振磁場と相互作用して周波数を増加させ
ると共に信号の振幅を減少させはじめたばかりの時間で
ある。時間ｔ_IIにおいて、周波数信号はＨＦ１Ｔスレシ
ョルドに達し、ＨＦ１発振器はさきに述べたようにパワ
ーアップされる。周波数信号は時間ｔ_IIIで最大値に達
し、つぎに再び低下してＨＦ１Ｔスレショルド以下に下
る。最後に、時間ｔ_IVにおいて、ＨＦ１発振器はそのア
イドリング状態に戻される。

【０１０４】図１０（ｂ）、（ｃ）は、それ自体より低
い電力レベル〔図１０（ｂ）〕とより高い電力レベル
〔図１０（ｃ）〕で連続的に付勢されるために先に述べ
た本発明の第１、第２の特徴の実施例を構成していない
が、ＨＦ１、ＨＦ２発振器の周波数に一致する周波数で
作動する発振器の出力発振信号を示している。図１０
（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）が純粋に図式的なものであ
り、連続した振動が説明のために充分に広げられて示し
ていることを強調したい。これらの図において、発振信
号の包絡線が破線で示してある。「＋」および「−」は
供給電力レールを示している。すでに説明したように、
ＬＳＩは発振器信号が所定の期間内で電圧スレショルド
Ｖ_THと交差する回数をカウントすることによって瞬間的
な発振器信号周波数を連続的に査定している。図１０
（ｄ）において、低電力またはアイドリングで差動して
いる発振器の信号波形が示されている。これで解るよう
に、検査区域にコインがない場合のピーク信号レベルは
電圧スレショルドＶ_THよりもそれほど大きくなく、した
がって時間Ｔの間、発振器信号が充分に減衰されスレシ
ョルドＶ_THを交差することができなくなる。したがっ
て、この時間の間、ＬＳＩはパルス周波数に相当するカ
ウントを蓄積する機能を続けることができない。この理
由で図１０（ｃ）に示すように、公知の発振器では電力
が充分に高いレベルにセットされ、発振器信号の最も大
きく減じられた大きさのものでもスレショルドＶ_THを越
えることになる。比較的安い市販のＬＳＩでは、そこで
用いられるＣＭＯＳ装置のスイッチングスレショルドが
広い製造公差を与えられているので、発振器電力は充分
に大きくして最大の信号減衰を発生させるコインの場合
でもＣＭＯＳスレショルド電圧の最高値を越えることに
なるようにしなければならない。この要求動作を満足す
るように設計されたある種の発振回路では、それがアイ
ドリングにあるときに消費される電力は上記の類の用途
にとってはあまりにも高すぎる。

【０１０５】図１０（ｄ）は、この欠点が検査区域にコ
インが到達したときにパワーアップされる発振器を用い
ることによってどのように克服されるかを示している。
この点について、図１０（ｂ）に関して特に注目しても
らいたいのは、低い電力で作動している発振器の場合で
も、時間ｔ_IIで（コイン到達）、発振信号のピークがな
お電圧スレショルドＶ_THを越え、したがって、ＬＳＩが
コインの到達を検出できるということである。したがっ
て、ＨＦ１発振器はコインがないときに低電力でアイド
ル作動するように設計される。明らかなように、時間ｔ
_IIまで、比較的低い電力だけを必要とする。時間ｔ_IIに
おいてＨＦ１発振器はパワーアップされ、これは発振器
信号の大きさを増大させ、このときでもスレショルドＶ
_THを越えることになる。ＨＦ１Ｔ発振器は時間Ｔ_Aの間
パワーアップされるだけで良いが、ＨＦ２、ＬＦ発振器
がオフとなると同時にＨＦ１発振器を「パワーダウン」
させるともっと便利である。このようにしなければ、２
つの別々の制御信号が必要となろう。この理由のため
に、図示実施例ではＨＦ１発振器は時間ｔ_IVまでパワー
アップされ続ける。

【０１０６】理想的には、スレショルドレベルＨＦ１Ｐ
を充分な低さにセットして、コインが磁場との最大相互
作用の位置に来る前に充分に越えられるようにしておか
なければならない。これはピーク減衰が達成される前に
過渡減少を消え去らせるための最高の時間Ｔ_Bを与え
る。たとえば、Ｔ_Bは数ミリ秒のオーダにあり、ＨＦ１
発振周波数が１０００サイクル／１ｍｓのオーダにあっ
て連続したサイクルが図１０（ｂ）ないし（ｄ）に示す
よりもかなり接近した状態になるということに注目され
たい。しかしながら、ＨＦ１発振信号を説明するために
示した要領は、これらの図の理解を助けるために作用し
たものである。

【０１０７】このようにして実際に、ＨＦ１発振器はス
タンバイモードで検査区域へのコインの到達のみを検出
することができるが、充分な発振振幅をピーク減衰率に
維持することができるようにパワーアップされ、ピーク
周波数を量的な評価を行なってコインが合格であるかど
うかを決定できるようになっていなければならない。

【０１０８】コインの到達を検出すると共に、コインに
ついてのテストを行なう唯一つの位置に感知装置を設け
た場合、コイン到達を感知する到達センサと到達センサ
によって作動させられる別体の測定用センサとを用いな
くて良いので特に有利であることを指摘したい。またＨ
Ｆ１発振器はコインがその検査区域に到達するまでパワ
ーアップされないので、ＨＦ１発振器がパワーアップさ
れる期間が短くなり、したがって、コイン有効性検査装
置の平均電力消費量を「最低にする」。

【０１０９】すでに図１、図２に関連して説明したよう
に、コイントラック４の傾斜配置はコインがＨＦ１、Ｌ
Ｆ、ＨＦ２センサを通過するときにできるだけ後壁６と
面接触し続けるようにするため設計してある。このよう
にしなければ、コインが側方運動を発生してＨＦ１、Ｌ
Ｆ、ＨＦ２ピーク値を不正確にし、許容コインを不合格
としたり、にせのコインを誤って合格としたりすること
になるかもしれない。このようにコイントラックを傾け
ているにもかかわらず、実際には、センサを通過するコ
イン移動経路にほんの少しの変化があることが解った。
特にスペースの制限のために種々のセンサをエネルギー
消散装置３（図１）に接近して設けた場合にこれがあ
る。これを補正して測定値のばらつきを減らすために、
ＨＦ１、ＬＦセンサはそれぞれコイントラックの片側に
一つずつ配置した１対の感知コイルを包含する。図１１
を参照して、ＨＦ１センサは前壁５に装着した測定用コ
イルＨＦ１Ｍと後壁６に装着した補正用コイルＨＦ１Ｃ
とを包含する。この実施例において、これら測定用、補
正用コイルは並列に接続してある。２つのコイルの相対
インダクタンス（Ｌ１、Ｌ２）は、その有効インピーダ
ンスが測定を越えるＨＦ１ＭのインダクタンスＬ１に主
として依存し、その結果、測定用コイルが２つのコイル
ＨＦ１Ｍ、ＨＦ１Ｃ間に生じさせた発振磁場とコイン７
との間の相互作用を主として感知するようになってい
る。したがって、ＨＦ１ＭコイルのインダクタンスはＨ
Ｆ１Ｃコイルのインダクタンスよりかなり小さい。しか
しながら、ＨＦ１発振器３００からの出力発振信号につ
いてのコイン移動経路における変化の影響を良好に補正
することに補正用コイルの効果があるということが解っ
た。しかしながら２つのコイルのインダクタンスが等し
い公知の装置と比べれば、測定感度は充分に高く、しか
もなおコイン厚さに対する依存度は高く、測定値のばら
つきもほんの少しであり、好ましいものである。その結
果、感度対ばらつきの比に大きく依存する全体的な精度
が改善される。事実、２つのコイルのインダクタンス値
を適切に選択することによって、全精度が最高となり得
る。この選択は、センサの前のコイントラックの長さ、
コイントラックの側壁が垂直面から傾いている角度およ
びコインのはね返りを最少限に抑えながらコインの移動
方向を変えるためにコイントラックの頂に設けた任意の
エネルギー消散装置の有効性などのようなファクタに依
存する。代表的な例を挙げれば、コインの側方運動の成
分が非常に小さい場合、最高の測定精度を得るための感
知コイルのインダクタンスまたはキャパシタンスの比は
約１０％ほどの低さになる。側方運動がより大きい場合
には、この比を約９０％ほどの高さの値に選ばなければ
ならないかもしれない。

【０１１０】２つのコイルが直列に接続してある別の配
置では、測定用コイルは補正用コイルよりもかなり大き
いインダクタンスを持ち、２つのコイルの有効インピー
ダンスを主として測定用コイルのインダクタンスによっ
て決定しなければならないであろう。

【０１１１】ＬＦセンサの場合にも同様の考えを採用す
る。ただし、ＬＦ測定用コイルは後壁６に装着し、補正
用コイルは前壁に装着することが適当である。ＨＦ２セ
ンサはほとんどいかなる厚みによる影響をも避けるため
に単一の感知コイルで構成してある。いずれにしても、
コインが単一のＨＦ２コイルに到達するときまでに、コ
イン移動経路におけるいかなる変化およびその影響も無
視され得る。

【０１１２】以上に述べたＬＦアイドル周波数を選ぶこ
との重要性について認識してもらうために、以下図１２
に言及する。

【０１１３】図１２には、同じ寸法（直径Ｄ）と厚さ
（ｔ₀）の３つのコインが示してあり、これらのコイン
は誘導センサ装置の２つのコイルによって両側面から周
波数ｆ₀の発振電磁場Ｈを受ける。この電磁場は、先に
述べたように、上下の限界が約８０ｋＨｚと２００ｋＨ
ｚである範囲内にある。周波数ｆ₀は好ましくは約１２
０ｋＨｚであり、ＬＦコイルはコインが検査区域を通過
するとき、その面に対してほぼ直角に磁場が向くように
配置方向決めされる。

【０１１４】図１２（ａ）を参照して、この第１のコイ
ンは金属Ｘで作ったコアと別種の金属Ｙの被覆とからな
る。金属Ｘ、Ｙの導電性および磁力透過性は磁場が金属
Ｘよりも金属Ｙをより容易に突き抜けることになるよう
に選ばれる。第２のコイン〔図１０（ｂ）〕は第１のコ
インと同じ厚さの被覆を有するクラットコインである
が、この場合コアは金属Ｙからなり、被覆は金属Ｘから
なる。しかしながら第３のコイン〔図１０（ｃ）〕で
は、コインは全体的に均質であり、唯一種の金属Ｘから
なる。

【０１１５】周波数ｆ₀、３つのコインのそれぞれのス
キン深さがコインのいかなる被覆の深さよりも下である
が、コインの中心平面Ｐの深さまでに至っていないよう
に選ばれる。第１のコインの場合、「スキン深さ」はδ
₁で示してある。しかしながら第２のコインの場合、ス
キン深さδ₂はδ₁より大きい。それは、磁場が金属Ｘよ
り金属Ｙをより容易に透過することができるからであ
る。この理由のために、第３のコインの場合には、スキ
ン深さδ₃は最も小さい。

【０１１６】ＬＦ処理回路における３つの異なったピー
ク減衰レベルが図２に示す３種類のコインに関して存在
することは了解されたい。磁場がコインのすべての部分
を通して充分な程度まで透過することになるように充分
に低い周波数を用いようとしている場合は、「平均化」
効果が発生するため、第１と第２のコインははっきりと
区別することは不可能となる。一方、「スキン効果」に
より、磁場がコイン被覆の厚さの下まで充分に透過でき
ないようにすべく周波数を非常に高いものとしようとし
ている場合には、第２、第３のコインを区別することは
不可能となろう。しかしながら、特定の範囲内でＬＦア
イドリング周波数を適切に選択することによって、いく
つかの異なったコイン材料をより確実に区別することが
できる。

【０１１７】ＬＦセンサはかならずしも２つの感知コイ
ルで構成しなければならない訳ではない。例えば、唯一
つの感知コイルであっても良く、この場合、ＬＦテスト
はコインの厚さとはほとんど無関係となるという利点が
ある。一方、コイン移動経路における変化についての補
正もまったくなくなる。

【０１１８】最後に、ＬＦセンサについて先に述べた特
定の周波数範囲を用いることから生じる利点は誘導感知
装置を用いることを必然的に伴うということであるが、
誘導センサの代りにアウトオブバランスセンサを採用す
ることによってコイン移動経路変化についての補正およ
びコイン到達時のパワーアップという利点がある限り、
容量センサを用いても良いことを強調したい。

【０１１９】先に述べたコインバリデータについては種
々の修正が可能である。例えば、ＬＦセンサはコイン材
質に主として反応する片側コイルであっても良い。バリ
データの移動デッキの形状寸法を適当に選ぶことによっ
て、ＬＦセンサを通過するコイントラックに沿ったコイ
ン移動時のいかなる同様の影響も最少限となる。

【０１２０】ＨＦ１発信器についてのある種の回路配置
の場合、電力消費量は無視し得る程度ということができ
るが、この場合ＨＦ１発信器に対して切替えなしの電力
供給が要求される。かわりに、図１３（図３で用いたと
同じ参照符号が同じあるいは相当する部品を示してい
る）に示したようにＨＦ１発信器３００は電源３０４の
正端子から供給を受け、この電源から連続的に電流を引
いて抵抗要素３０６を通してアースに流している。

【０１２１】別の修正が図１３の回路に行なわれてい
る。図３の実施例では、ＬＳＩの電力消費量は小さくて
無視し得る程度であるが、ＬＳＩは絶えず付勢されてい
る。しかしながら、同じ情況で、さらに全体の電力消費
量を減らすことが望ましく、これは図１３の回路に採用
した切替え供給配置によって達成され得る。

【０１２２】図示したように、ブランチ接続部１００５
が供給ライン４００から減圧装置１０００に通じてお
り、この減圧装置の出力部はライン１００６を経てＬＳ
Ｉ３１６の電力供給入力部に接続してある。通常開の電
子スイッチ１００１が減圧装置１０００と並列に接続し
てある。このスイッチ１００１は制御入力部を有し、こ
の制御入力部はライン３１７に接続してあってＬＳＩに
よって発生したパワーアップ信号を受け、スイッチを閉
ざすようになっている。

【０１２３】減圧装置１０００は、最も簡単な減圧装置
で、高いインピーダンス抵抗要素を包含する。コイン到
達前、スイッチ１００１は開いており、電源３０４の正
電位の一部（ＬＳＩの高い内部抵抗によって決定され
る）がＬＳＩに印加されている。このようにＬＳＩに供
給された電力は、コイン到達を検出させるのに充分なも
のである。

【０１２４】コイン到達後、ライン３１７にパワーアッ
プ信号が発生したとき、電子スイッチ１００１が閉じ、
減圧装置１０００を効果的に短絡させ、従って電源３０
４の正電位をＬＳＩ３１６の供給入力部に直接与え、Ｌ
ＳＩがフルパワーで作動してコインの有効性検査を行な
うことになる。

【０１２５】ＣＭＯＳ ＬＳＩのダイナミック電流消費
量がそれを横切る電位低下の二乗に比例し、従ってパワ
ーアップ信号がライン３１７上に存在しているときを除
いて、ＬＳＩによって消費される全電力はかなり減じら
れることに注目されたい。

【０１２６】コイン到達に先だってＬＳＩに印加される
電圧は、ＬＳＩがそのプログラムを正しく実施する必要
な最小電圧より充分に大きい必要があるが、ＬＳＩ内の
電力消費量を最少限に抑えるという観点から選ばなけれ
ばならない。さらに、バリデータを接続しようとしてい
る組合わせ装置（たとえば自動販売機、または公衆電
話）内に設けられた特定の回路に依存して、この特定回
路に出力論理信号を正しく送るようにＬＳＩには最少限
の供給電圧が必要である。Ｒ_V-Rの値は上記の基準が同
時に満足され得るように注意深く選ばれる。しかしなが
ら、ＬＳＩの内部抵抗はその作動状態によって変わる可
能性があり、これはＬＳＩに認可される電圧を変化させ
すぎることになる。このような電圧変動を防ぐために、
減圧装置１０００は、図１４に示すように、分圧器の形
をとっており、抵抗要素１０００に１００３およびユニ
ティゲイン増幅器１００４を包含する。この増幅器の入
力部は分圧器のタッピングポイントに接続してあり、出
力部はＬＳＩの供給入力部に接続してある。このように
して、ＬＳＩへの供給電圧は抵抗要素１００３の抵抗値
がＲ_LSIにおけるいかなる変化にも関係なく要素１００
２、１００３の総合直列抵抗に向かう限り電源電圧の同
じ部分に等しく保たれる。

【０１２７】先に述べた実施例では、センサＨＦ１から
の信号はコインが合格であるか否かを決定するのに用い
られるが、種々の回路ブロックのパワーアップ（すなわ
ち、０または低い電力から全作動電力まで上昇する）は
信号が許容コインについて適切なものであるかどうかが
解るかどうかには無関係にコイン到達を示す乱れがＨＦ
１信号に発生したというだけのことに応じて達成され
る。従って、この検査装置は電気的または機械的な改造
なしに世界中の国々で使われているコインの少なくとも
大部分に応じて自動的なパワーアップ機能を果たすこと
ができ、この装置を異なった国で採用する場合には、Ｐ
ＲＯＭ内の限界値の格納を行なうだけで良い。

【０１２８】また、本物のコインであるかもしれない全
ての物品の到達が感知され、最初のテストを通過した物
品のみが合格コインか不合格コインかの判別を行なわれ
ることになる。従って、コイン検査機能について必要な
もの以外の構成要素を加えることなく、許容できないコ
インの数および許容できるコインの数を監視させ得る信
号を利用することができる。これは、特定の装置が異常
な数のスラグを受けているか、にせもののコインを受け
入れているか、あるいは正しく機能してないのではない
かということを査定するためのガイドとして役立てるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は特にコイントラックに沿った３つの誘導
センサの配置を示すコインバリデータの概略側面図であ
る。

【図２】図２は図１の１ａ−１ａ線に沿った断面図であ
る。

【図３】図３は誘導センサと関連して用いられる判定制
御回路の簡略化したブロックダイアグラムの図である。

【図４Ａ】図４Ａはこの回路の詳細な回路図の１であ
る。

【図４Ｂ】図４Ｂはこの回路の詳細な回路図の２であ
る。

【図５】図５は図３、図４Ａの回路に含まれる整流平滑
回路の簡単な回路図である。

【図６】図６はこの整流平滑回路の動作を説明する信号
ダイアグラムの図である。

【図７】図７は整流平滑回路からの出力信号が供給され
アナログデジタル変換器の動作モードを示す別の信号ダ
イアグラムの図である。

【図８Ａ】図８Ａは、図３、図４Ａおよび図４Ｂの回路
に含まれる大規模集積回路（ＬＳＩ）がどのようにプロ
グラム化されるかを示すフローチャートの１である。

【図８Ｂ】図８Ｂは、図３、図４Ａおよび図４Ｂの回路
に含まれる大規模集積回路（ＬＳＩ）がどのようにプロ
グラム化されるかを示すフローチャートの２である。

【図９】図９は判定制御回路の異なった部分に電力が供
給される時刻を示す波形ダイアグラムの図である。

【図１０】図１０は判定制御回路において、高周波発振
器をパワーアップすることの有意性を説明するための種
々の信号波形を示す図である。

【図１１】図１１は、第１の誘導センサが発信回路にど
のように接続するかを示す図である。

【図１２】図１２は同一の直径、厚みの、直径方向断面
で示す３つのコインにおける種々の「スキン深さ」を示
す図で、各コインが唯一つの特定の周波数の発振電磁場
に両側からさらされる状態を示しており、これらのコイ
ンが異なった金属で、（ａ）が異なった金属で包んだ金
属コア、（ｂ）が二種の金属を逆にしてコアを被覆した
コイン、および（ｃ）唯一つの金属からなるものを示す
図である。

【図１３】図１３は修正した判定制御回路を示す、図３
に類似した簡略ブロックダイアグラムの図である。

【図１４】図１４は、図１３の回路の一部を実現する好
ましい方法を示す回路ダイアグラムの図である。

【符号の説明】

４，５，６ コイン経路構成装置 ＨＦ１，ＬＦ，ＨＦ２ 誘導性装置 ３１６，３１５ 回路装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハッチンソン，デレク イギリス国．ミドルセックス，ヒリングト ン，マールトル クローズ ７ (56)参考文献 特開 昭51−31296（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−50295（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−106198（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−96475（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭52−46551（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイン検査動作のために電力を必要とす
   るコインの有効性検査装置であって、コイン経路を構成
   する装置（４、５、６）及び該コイン経路上のコインと
   相互作用を行なって情報信号を発生する複数の電磁誘導
   性相互作用装置（ＨＦ１、ＬＦ、ＨＦ２）とからなる装
   置において；前記電磁 誘導性相互作用装置の１つ（ＨＦ１）が大部分
   のコインに応答して特定情報信号を発生しており、該複
   数の電磁誘導性相互使用装置各々からの情報信号が許容
   コインを示しているかどうかを決定するための回路装置
   （３１５）、電磁誘導性相互作用装置の前記１つ（ＨＦ
   １）からの前記特定情報信号が発生したときに作動して
   前記電磁誘導性相互作用装置の他のものへのコイン検査
   動作を可能にする電力の供給を開始する検出装置（３１
   ６）とを含み、該検出装置は電磁誘導性相互作用装置の
   前記１つ（ＨＦ１）からの特定情報信号が合格コインを
   示しているかどうかにかかわらず作動するようになって
   おり、それにより前記電力供給はコインが該コイン経路
   に沿って通過するたびごとに実質上行なわれるようにさ
   れていることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、個々に
   パワーアップされ得るようになっている回路部分（３１
   ５）を含み、該検出装置はコイン検査動作を必要とする
   期間を前記回路部分の各々をパワーアップし、それ以外
   の期間ではパワーアップしないようにしていることを特
   徴とする装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の装置において、前記回
   路部分の１つ（３１５）が許容コインに関連づけられて
   いる基準値を含む記憶部であり、該検出装置（３１６）
   は該記憶部の内容にアクセスすることを必要とする期間
   該記憶部をパワーアップし、他の期間にはパワーアップ
   しないようになっていることを特徴とする装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の装置において、電磁誘
   導性相互作用装置（ＨＦ１）の前記１つが連続的な電力
   供給で作動するようになっており、前記検出装置（３１
   ６）が前記特定情報信号の発生に応答して残りの電磁誘
   導性相互作用装置をパワーアップするようになっている
   ことを特徴とする装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の装置において、情報信
   号が許容コインを示しているかどうかを決定する前記回
   路装置（３１６）は少なくとも所定の振幅（Ｖ _TH ）を維
   持する情報信号を必要とし、該情報信号が前記電磁誘導
   性相互作用装置のコインとの相互作用に応答して振幅を
   減じるようになっており、低電力時には、該情報信号の
   減少した振幅が前記所定の振幅より小さくなっており、
   前記電磁誘導性相互作用装置がパワーアップ時に該情報
   信号の減少した振幅が所定の振幅以上になるようにされ
   ることを特徴とする装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載の装置
   において、すべてのコインを装置に挿入するための共通
   のコイン経路（４、５、６）を有することを特徴とする
   装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかに記載の装置
   において、前記回路装置が許容コインと組合わせた基準
   値を含む記憶装置（３１５）を含み、これら回路装置が
   前記基準値と前記情報信号を比較して検査されているコ
   インが許容コインであるかどうかを決定するように作動
   し、前記記憶装置が合格であると判別される任意の所望
   セットのコインに相当する基準値の任意の所望セットで
   プログラム可能に記憶されていることを特徴とする装
   置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の装置において、前記記
   憶装置がプログラム化可能な非揮発性リードオンリーメ
   モリであることを特徴とする装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかに記載の装置
   において、前記電磁誘導性相互作用装置は感知装置であ
   り、これら感知装置はコイン経路（４、５、６）の向か
   い合った側面上で互いにほぼ向かい合い、かつ互いに隔
   たった状態に装着してあり、該コイン経路がそこを移動
   するコインが感知装置に対して横方向に並置する関係に
   ほぼとどまるように配置してあり、これらの感知装置が
   前記回路装置と接続してあり、感知装置の１つ（ＨＦ１
   Ｍ）が場とコインの間の相互作用の程度に応じてコイン
   の１つまたはそれ以上の特性を主として検出するように
   作用する測定装置であり、他方の感知装置（ＨＦ１Ｃ）
   がコイン移動経路における変化による測定値のばらつき
   を主として減じるように作用する補正装置であり、これ
   ら感知装置のインダクタンス値が異なった値に選ばれて
   測定感度対ばらつきの比を高めるようになっていること
   を特徴とする装置。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の装置において、前記
    感知装置が直列に互いに接続したインダクタンスであ
    り、該測定装置のインダクタンスが該補正装置のインダ
    クタンスより大きいことを特徴とする装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の装置において、前
    記感知装置が互いに並列に接続されたインダクタンスで
    あり、該測定装置のインダクタンスが該補正装置のイン
    ダクタンスより小さいことを特徴とする装置。
12. 【請求項１２】 請求項１乃至１１のいずれかに記載の
    装置において、前記電磁誘導性相互作用装置の少なくと
    も１つ（ＬＦ）が検査区域にあるコインに発振電磁場を
    与えるように配置した感知装置であり、前記回路装置が
    該電磁場とコインの相互作用の程度が許容コインかどう
    かを決定するように構成されてあり、該電磁場の磁束が
    コインの面に対してほぼ直角の方向にこのコインを貫く
    ような向きとなっており、該発振電磁場の周波数が８０
    −２００ＫＨｚに選ばれることを特徴とする装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の装置において、前
    記周波数がほぼ１２０ＫＨｚであることを特徴とする装
    置。
14. 【請求項１４】 請求項１乃至１３のいずれかに記載の
    装置において、前記情報信号の少なくとも１つが発振信
    号の形で発生させられ、直流信号に交換され、この変換
    が整流回路（３１３）によって行なわれ、該整流回路が
    第１、第２の回路網（４４５、４４６）と、これら２つ
    の回路網に交互に発振信号の正負の半サイクルを与える
    装置（４４０、４４１）と各回路網においてそれぞれの
    半波信号を直流信号に交換する平滑装置と、これら２つ
    の回路網からの直流信号を組合わせて大きさが２つの直
    流信号の係数の合計に等しい出力信号を発生する装置
    （４４７）とからなることを特徴とする装置。