JPH07121747A - 硬貨および証明カードの鑑別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 硬貨と証明カードの双方を自動鑑別する機能
を併有する鑑別装置を提供する。 【構成】 自励発振回路との協働により磁界を発生する
コイルを設け、証明カード又は硬貨がこのコイル内を通
過する際にこの磁界の影響を受けて金属体又は硬貨に発
生するうず電流により、このコイルのインダクタンス及
びインピーダンスが変化するのに伴う発振信号の周波数
及び振幅の変化を検出し、これらの変化を証明カード中
の金属体又は硬貨の材質と形状の特徴として鑑別するよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、硬貨（通貨、遊戯に供
される金属性コインを含む）の自動鑑別と、社員証や会
員証などの身分証明用カード並びに、債券的用途に供さ
れるプリペイドカードなどのいわゆる証明カードの自動
鑑別との機能を併有する鑑別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、缶入飲料水の自動販売機や、駅構
内に設置されている自動改札機や自動券売機、遊園地の
入場口などに設置されている自動改札機などにみられる
ように、所定金額の硬貨や、予め身分証明や契約関係の
確認の下に発行された証明カード（定期券など）を投入
すると、自動的に所定の業務処理を行う自動化機器が広
く利用されるようになり、業務の省力化・合理化にとっ
て極めて有効な手段として更に多種多用な自動化機器が
開発される状況にある。

【０００３】このような自動化機器にあっては、例え
ば、投入された硬貨の真偽判定と金種判定を確実に行
い、又、投入された証明カードの真偽判定などを確実に
行い得る、優れた鑑別機能を有する鑑別装置が最重要の
機械要素であり、従来は、硬貨の大きさや厚さなどの形
状情報を機械的あるいは光学的に検知したり、証明カー
ドの裏面などに磁気記録された磁気情報を磁気的に読取
る方式のものが開発されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うに、自動化機器の利用範囲の拡大及び利用者のニーズ
の多様化に伴って、単機能の自動化機器では十分な業務
を果たし得ない状況となってきている。例えば、従来の
鑑別装置は、硬貨の鑑別機能を有していても、証明カー
ドの鑑別機能を有さず、逆に、証明カードの鑑別機能を
有していても、硬貨の鑑別機能を有していないといっ
た、単一機能のものであった。したがって、硬貨と証明
カードの両方に対応し得る自動化機器を実現するために
は、２種類の鑑別装置を設けた２系統の機構を個々独立
に備える必要があった。この結果、自動化機器の大型化
や複雑化及び高コスト化を招来するという問題や、利用
者にとっては、硬貨と証明カードを夫々別個の系統に投
入しなければならないので、投入系統の確認を強いられ
るなどの不便を生じたり、利用者の誤投入に起因する不
測の誤動作を招くなどの問題があった。

【０００５】本発明は、このような従来の解決すべき課
題に鑑みてなされたものであり、硬貨の自動鑑別と証明
カードの自動鑑別との機能を併有する鑑別装置を提供す
ることを目的とする。更に、ここで言う鑑別対象として
の硬貨とは、通貨のみならず、遊戯などの特殊用途に供
される金属性コインなども含むことにより、応用範囲の
広い鑑別装置を提供することを目的とする。更に、従来
の異種類の鑑別装置を組み合わせて見掛け上は異なった
構造を有しているが、実質的には従来技術の単なる組み
合わせの如き鑑別装置ではなく、単一の構造であっても
それ自身が複合的機能を備えることにより、自動化機器
の小形化などに供することができる新規構造の鑑別装置
を提供することを目的とする。更に、極めて簡素な構造
の鑑別装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、形状と材質によって情報が特定され
た金属体が絶縁材料に埋設されて成る平板状の証明カー
ドと金属の硬貨との双方を鑑別する鑑別装置であって、
前記証明カードおよび硬貨のいずれもが挿通され得る大
きさの中空部を有するコイルと、上記コイルとの協働に
より発振信号を発生する自励発振回路と、上記コイルの
上記中空部内を上記証明カードまたは硬貨が通過すると
きに、上記コイルに生じている磁界によって上記金属体
または硬貨に生じるうず電流の作用で上記コイルのイン
ピーダンスおよびコンダクタンスが変化するのに伴う上
記発振信号の周波数の変化を検出する周波数検出回路、
および該発振信号の振幅変化を検出する振幅検出回路と
を有する特徴抽出回路と、上記特徴抽出回路で検出され
た上記周波数の変化および上記振幅の変化に基いて上記
証明カードまたは硬貨の真偽判定を行う判定制御回路と
を具備する構成とした。

【０００７】

【作用】前記コイルは自励発振回路との協働により磁界
を発生し、証明カード又は硬貨がコイル内を通過する際
にこの磁界の影響を受けて金属体又は硬貨にうず電流が
発生し、同時に、コイルのインダクタンス及びインピー
ダンスが変化して前記発振信号の周波数及び振幅が変化
する。この周波数及び振幅の変化は、金属体又は硬貨の
材質と形状とに相関関係があり、したがって、特徴抽出
回路内の周波数検出回路と振幅検出回路は金属体又は硬
貨の材質と形状の特徴パラメータを抽出する。そして、
この周波数変化と振幅変化による特徴パラメータに基い
て判定処理することで、証明カードの真偽や金属体に化
体した種々の情報を判定することができると共に、硬貨
の真偽や金種を判定することができる。このように、本
発明の鑑別装置は、証明カードと硬貨の双方を鑑別する
ことができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明による鑑別装置の一実施例を図
１及び図２と共に説明する。まず、図１に基づいてセン
サ機構の構造を説明すると、このセンサ機構ＳＲは、プ
ラスチックなどの絶縁材料により形成された筒状の基部
１と、基部１に巻装されたコイル２と、コイル２に対す
る外部磁気の悪影響を阻止するためのコア３，４を備え
ている。

【０００９】ここで、基部１は、所定の大きさの中空断
面にて形成された矩形スリット状の貫通孔５を有すると
共に、外側壁には、貫通孔５の貫通方向に沿って所定間
隔Ｗで相互に対向配置された一対のフランジ６，７が一
体形成されている。そして、フランジ６，７で挟まれた
外側壁に、絶縁被覆された細い銅線を所定回数Ｎ巻回す
ることによってコイル２が実現されている。図１には、
説明の都合上、コア３を分解した状態で示すが、同一形
状のコア３，４は共にフェライトなどで形成されてお
り、フランジ６，７を両側から内包するようにして嵌着
されている。

【００１０】更に、貫通孔５は、硬貨Ｍと証明カードＩ
Ｄのいずれをも貫通させることができる一様な中空断面
に形成されている。即ち、この貫通孔５は、利用分野や
仕様などに応じてこの鑑別装置が扱うべき各種硬貨のう
ちの最大厚さがＭ１、その最大直径がＭ２、証明カード
ＩＤの最大厚さがＩＤ１、貫通孔５に挿入されるその側
端の幅がＩＤ２であれば、最大厚さＭ１とＩＤ２の関係
ではいずれか厚い方（例えば、Ｍ１≦ＩＤ１ならばＩＤ
１）、直径Ｍ２と幅ＩＤ２との関係ではいずれか大きい
方（例えば、Ｍ２≦ＩＤ２ならばＩＤ２）のサイズを採
用して、これらの厚さ（例えば、ＩＤ１）及び大きさ
（例えば、ＩＤ２）より若干大きな中空断面の矩形スリ
ット状に形成される。

【００１１】尚、本発明の鑑別装置に適用される証明カ
ードＩＤは、図１中に示すように、貫通孔５への挿入方
向Ａに沿って断面積が相違するいわゆる鍵状の金属体Ｋ
をプラスチックなどの絶縁材料に埋設して矩形平板状に
一体成型したものや、図１０（ａ）に示すように、複数
種類の幅の細い金属体群Ｋ１を挿入方向Ａに沿って複数
種類の間隔で配列（いわゆるバーコード状に配列）して
プラスチックに埋設して成る矩形平板状のものや、図１
に示す証明カードＩＤの変形例として図１０（ｂ）に示
すように、挿入方向Ａに沿って開口断面が相違する穴Ｋ
２が穿設された金属板をプラスチックに埋設して成る矩
形平板状のもの、更に、図１０（ｃ）に示すように、材
質の異なる複数個の金属板Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５などをプラ
スチックに埋設して成る矩形平板状のものなどが適用さ
れる。又、携帯性を考慮して、例えば厚さＩＤ１が約５
ｍｍ未満、幅ＩＤ２が約１ｃｍないし約６ｃｍ程度、長
さＩＤ３が数ｃｍないし十数ｃｍ程度の範囲のものが適
用される。即ち、鑑別原理の詳細は後述するが、証明カ
ードＩＤは、金属体の種類と形状と配置のうちの少なく
とも１つの特徴を特異化することによって、身分証明情
報や、会員情報、利用可能期間情報その他の特定情報を
予め記憶しておく機能を備えたものである。

【００１２】次に、図１のセンサ機構ＳＲに接続される
特徴抽出回路１１と判定制御回路１２を具備する制御部
の構成を図２に基づいて説明する。図２において、コイ
ル２の両接続接点２ａ，２ｂ間にコンデンサＣ１，Ｃ２
が直列に接続されると共に、一方の接続接点２ａが比較
器８の非反転入力接点に接続され、更に、他方の接続接
点２ｂと比較器８の反転入力接点が所定電圧Ｖ_EEの電源
端子に接続されている。比較器８は、所定電圧Ｖ_DDの電
源により作動し、その出力接点が抵抗Ｒ_L を介して所定
電圧Ｖ_CCに接続されると共に、期間抵抗Ｒ_f を介してコ
ンデンサＣ１，Ｃ２の接続接点Ｐに接続されている。
尚、各電圧は、Ｖ_EE＜Ｖ_DD≦Ｖ_CC、若しくは、Ｖ_EE＜Ｖ
_CC≦Ｖ_DDの関係に設定されている。

【００１３】これらの比較器８、コンデンサＣ１，Ｃ
２、抵抗Ｒ_f 及びコイル２から成る回路は、コルピッツ
型の発振回路を構成しており、コンデンサＣ１，Ｃ２及
びコイル２から成る同調回路の回路定数で決まる周波数
及び最大振幅の発振信号Ｑが接続接点２ａに生じる。更
に、コイル２からは基部１の貫通孔５内に磁界を発生す
る。そして、この貫通孔５内に硬貨Ｍ及び証明カードＩ
Ｄのいずれも挿入されないときは、発振信号Ｑの周波数
及び最大振幅は常に一定となり、一方、硬貨Ｍ若しくは
証明カードＩＤが貫通孔５に挿入された場合には、磁力
線によるうず電流損がこれらの硬貨Ｍ若しくは証明カー
ドＩＤ内の金属体に発生するので、コイル２のインダク
タンス及びインピーダンスが変化して、発振信号Ｑの周
波数及び振幅が変化する。

【００１４】即ち、コイル２のインダクタンスの値Ｌ
は、理論的には次の関係式に従って変化し、硬貨などの
金属体の透磁率μと、コイル２の巻数Ｎ、コイル２の断
面積Ｓ及びコイルの幅Ｗによって決まる。これらの内、
コイルの巻数Ｎとコイルの幅Ｗは構造的に一定であるの
で、発振信号Ｑの周波数及び振幅は、透磁率μと断面積
Ｓの変化に応じて変化することとなる。更に、この断面
積Ｓは、硬貨などの金属体が挿入された場合には、金属
体のうちのコイル２を横切る部分の交差断面積Ｓ’に比
例する。したがって、発振信号Ｑの周波数と振幅は、金
属体の透磁率μと交差断面積Ｓ’の特徴を示すこととな
り、この結果、硬貨と証明カードＩＤ中の金属体は、材
質と形状の面から特徴抽出されることとなる。

【００１５】

【数１】

【００１６】更に、比較器８の非反転入力接点には、発
振信号Ｑの周波数を検出する周波数検出回路９と、発振
信号Ｑの包絡線振幅を検出する包絡線検波回路１０が接
続されている。ここで、周波数検出回路９は、発振信号
Ｑのピーク・ツー・ピーク振幅（Ｖ_p-p ）の２分の１
（即ち、Ｖ_p-p ／２）の基準電圧を発振信号Ｑの振幅が
横切る（ゼロクロス時）のに同期して論理反転するノン
リターンゼロの矩形信号（即ち、ＦＭ信号となる）を内
部で形成し、更に、内部の高速カウンタが、この矩形信
号の１周期毎の時間間隔を逐次計測して、その周期の逆
数を求めることによって発振信号Ｑの周波数変化を逐次
検出する。更に、このように検出した周波数は内部のＡ
／Ｄ変換器によってデジタルデータＤ_f に変換し、所定
タイミングに同期して逐次出力する。一方、包絡線検波
回路１０は、例えば、ダイオードと所定の時定数の高域
遮断フィルタとを有し、発振信号Ｑの振幅の包絡線変化
を検出する。そして、この包絡線変化を内部のＡ／Ｄ変
換器によってデジタルデータＤ_h に変換し、所定タイミ
ングに同期して逐次出力する。そして、これらのデジタ
ルデータＤ_f ，Ｄ_h は、判定制御回路１２に転送され
る。

【００１７】判定制御回路１２は、マイクロプロセッサ
などの演算手段と、処理すべき全種類の硬貨と証明カー
ドの特徴データを予め保持するルックアップテーブルを
内蔵しており、演算手段がデジタルデータＤ_f ，Ｄ_h と
ルックアップテーブルの特徴データとを比較・照合する
ことによって、硬貨Ｍと証明カードＩＤとの判別、夫々
の真偽判定、及び硬貨Ｍの金種判定、証明カードＩＤの
有効性などを鑑別する。そして、偽貨を検出したり偽造
証明カードを検出した場合のような異常発生時には警報
情報、異常の無い場合には正常情報を示すデータＤ_R を
出力すると共に、鑑別結果を表示手段１３にディスプレ
イ表示させるための画像データＤ_V を出力する。

【００１８】次に、かかる構成を有する鑑別装置の動作
を図３及び図４と共に説明する。

【００１９】まず、硬貨Ｍがセンサ機構ＳＲの貫通孔５
に投入された場合の動作を図３に基づいて説明する。こ
の場合には、図３（ａ）に示すように、硬貨Ｍが挿入方
向Ａに沿って環状のコイル２内を通過するのと等価であ
るので、硬貨Ｍとコイル２の位置関係に対応させた時系
列（時点ｔ₁ 〜ｔ₅ ）で説明する。更に、同図（ｂ）は
発振信号Ｑ、同図（ｃ）は包絡線検波回路１０から出力
される振幅データＤ_hの値の変化、同図（ｄ）は周波数
検出回路９内部で形成される矩形信号（ＦＭ信号）の変
化、同図（ｅ）は周波数検出回路９から出力される周波
数データＤ_f の値の変化を上記の時系列ｔ₁ 〜ｔ₅ に対
応させて示す。

【００２０】ある時点ｔ₁ 以前のように、硬貨Ｍがコイ
ル２に挿入されないときは、硬貨Ｍが磁界の影響を受け
ない状態でのコイル２のインダクタンスによって一義的
に決まる一定周波数及び振幅の発振信号Ｑが発生する
〔同図（ｂ）参照〕。これに伴って、包絡線検波回路１
０から出力される振幅データＤ_h は一定振幅値Ｈ₀ 〔図
３（ｃ）参照〕、周波数検出回路９内の矩形信号も一定
周波数となり〔図３（ｄ）参照〕、出力される周波数デ
ータＤ_f も一定周波数値Ｆ₀ となる。

【００２１】次に、ある時点ｔ₂ に示すように、硬貨Ｍ
の先端部分がコイル２の先端部に達すると、磁界の影響
によってその先端部分にうず電流が発生し、同時にコイ
ル２のインダクタンス及びインピーダスが変化して、発
振信号Ｑの周波数及び振幅が変化し始める。ここで、硬
貨Ｍの透磁率が空気より高い場合には、図示するよう
に、振幅データＤ_h の示す振幅値が減少し、周波数デー
タＤ_f の示す周波数値も下がる。更に、硬貨Ｍがコイル
２の中空部内に進行していくと、うず電流の発生が次第
に大きくなり、その変化に応じて発振信号Ｑの周波数及
び振幅、振幅データＤ_h の振幅値、及び周波数データＤ
_f の周波数値が減少変化していく。

【００２２】そして、時点ｔ₃ に示すように、硬貨Ｍの
中心部分がコイル２の中心部分に一致すると（交差断面
積が最大となるとき）、硬貨Ｍ中に発生するうず電流が
最大となる結果、発振信号Ｑが最小振幅且つ最低周波数
となり、これに伴って、振幅データＤ_h の振幅値が、図
示するようにボトムの値Ｈ₁ になると同時に、周波数デ
ータＤ_f の周波数値も最低値Ｆ₁ になる。

【００２３】次に、時点ｔ₃ 〜ｔ₄ の間のように、硬貨
Ｍが次第にコイル２から外れていくと、発振信号Ｑ、振
幅データＤ_h 及び周波数データＤ_f が元来た状態に復帰
していく。そして、時点ｔ₄ に示すように、硬貨Ｍの後
端部分がコイル２の後端部分に重なると、発振信号Ｑと
振幅データＤ_h の振幅値Ｈ₂ がＨ₀ に近付き、同時に、
周波数データＤ_f も時点ｔ₂ の時と同様の周波数値Ｆ₂
となる。

【００２４】次に、時点ｔ₅ のように、硬貨Ｍがコイル
２から完全に外れると、磁界の影響を受けなくなるの
で、発振信号Ｑと振幅データＤ_h 及び周波数データＤ_f
は、時点ｔ₁ のときの様になる。

【００２５】このように、振幅データＤ_h と周波数デー
タＤ_f は、硬貨Ｍの形状（特に、断面積と直径）及び材
質の特徴を高い精度で示す。特に、周波数データＤ_f は
硬貨Ｍの材質によって異なるので、仮に同一形状の硬貨
が挿入されたとしてもこの周波数データＤ_f から金種判
定が可能となる。

【００２６】そして、判定制御回路１２は、振幅データ
Ｄ_h と周波数データＤ_f の変化、即ち、硬貨Ｍがコイル
２に挿入した時点（図３の例では時点ｔ₂ ）から出力さ
れるまで（図３の例では時点ｔ₄ ）の間におけるこれら
のデータＤ_h ，Ｄ_f の一連の変化が予め登録されている
基準の特徴データと一致する場合には、真貨と判定する
と同時にその金種も判定し、該当する特徴データが検索
できない場合には偽貨または変形硬貨であると判定す
る。

【００２７】次に、証明カードＩＤがセンサ機構ＳＲの
貫通孔５に投入された場合の動作を図４に基づいて説明
する。この場合には、図４（ａ）に示すように、証明カ
ードＩＤが挿入方向Ａに沿って環状のコイル２内を通過
するのと等価であるので、証明カードＩＤとコイル２の
位置関係に対応させた時系列（時点ｔ₆ 〜ｔ₁₀）で説明
する。更に、同図（ｂ）は発振信号Ｑの振幅変化に対応
する振幅データＤ_h 、同図（ｃ）は発振信号Ｑの周波数
変化に対応する周波数データＤ_f の各値の変化を示す。
又、同図（ａ）に示すように、典型例として、証明カー
ドＩＤ内に埋設されている金属体Ｋは、挿入方向Ａに対
して断面積が変化する４か所の突部ｋ_a〜ｋ_d を有して
いるものとする。

【００２８】まず、時点ｔ₆ のように、金属体Ｋがコイ
ル２に侵入していないときは、金属体Ｋが磁界の影響を
受けない状態でのコイル２のインダクタンスによって一
義的に決まる一定周波数及び振幅の発振信号Ｑが発生
し、これに伴って、包絡線検波回路１０から出力される
振幅データＤ_h も一定振幅値、周波数検出回路９から出
力される周波数データＤ_f も一定周波数値となる。

【００２９】そして、最先の突部ｋ_a がコイル２に侵入
していくと、侵入量に伴って振幅データＤ_h と周波数デ
ータＤ_f が変化する（時点ｔ₇ 参照）。更に、残余の突
部ｋ_a 〜ｋ_d が順繰りに侵入していくと、それらの断面
積に応じて各振幅データＤ_hと周波数データＤ_f が変化
する（時点ｔ₈ ，ｔ₉ ，ｔ₁₀の夫々を参照）。そして、
金属体Ｋが完全にコイル２から抜け出ると、侵入前と同
じ状態に戻る。

【００３０】このように、振幅データＤ_h と周波数デー
タＤ_f は、金属体Ｋの形状及び材質の特徴を高い精度で
示す。

【００３１】そして、判定制御回路１２は、振幅データ
Ｄ_h と周波数データＤ_f の変化、即ち、金属体Ｋがコイ
ル２に介在している期間（図４の例では時点ｔ₆ 〜ｔ₁₀
の間）におけるこれらのデータＤ_h と周波数データＤ_f
の一連の変化が予め登録されている基準の特徴データと
一致する場合には、正しい証明カードと判定し、該当す
る特徴データが検索できない場合には不正な証明カード
であると判定し、所定の対応処理を行う。

【００３２】このように、この実施例の鑑別装置は、簡
素な構造にして複合的な機能（硬貨と証明カードの両方
を鑑別することができる）を有する。したがって、様々
な自動化機器に適用することができ、且つ自動化機器の
機能の向上及び小形化などの実現に優れた効果を発揮す
るものである。

【００３３】次に、第２の実施例を図５と共に説明す
る。尚、図５において図１，図２と同一又は相当する部
分は同一符号で示す。前記実施例との相違点を述べる
と、基部１の外側壁には、挿入方向Ａに沿って、夫々所
定間隔に配列形成された複数組ｎ（ｎは２以上）のフラ
ンジ２_a1，２_b1、２_a2，２_b2〜２_an，２_bnが設けられ、
更に、各組のフランジの間（即ち、図では、２_a1と２_b1
の間、２_a2と２_b2の間、２_anと２_bnの間）の夫々に、コ
イル２₁ ，２₂ 〜２_n が巻装されている。そして、各コ
イル２₁ ，２₂ 〜２_n は対応付けられた特徴抽出回路１
１₁ ，１１₂ 〜１１_n に接続されている。

【００３４】ここで、特徴抽出回路１１₁ ，１１₂ 〜１
１_n は、いずれも図２に示した特徴抽出回路１１と同一
の回路構成となっている。したがって、夫々の特徴抽出
回路１１₁ ，１１₂ 〜１１_n からは個々独立に、図２中
の周波数検出回路９から出力される周波数データＤ_f に
相当する周波数データＤ_f1，Ｄ_f2〜Ｄ_fn及び、包絡線検
波回路１０から出力される振幅データＤ_h に相当する振
幅データＤ_h1，Ｄ_h2〜Ｄ_hnが出力される。そして、これ
らのデータＤ_f1，Ｄ_f2〜Ｄ_fn及びＤ_h1，Ｄ_h2〜Ｄ_hnは並
列に判定制御回路１２に入力される。図５の判定制御回
路１２は、これらの全てのデータＤ_f1，Ｄ_f2〜Ｄ_fn及び
Ｄ_h1，Ｄ_h2〜Ｄ_hnを硬貨Ｍと証明カードＩＤの特徴と
し、予め格納してある金種及び個々の証明カードに関す
ると基準の特徴データと比較することによって、鑑別処
理を行う。

【００３５】この実施例によると、複数のコイル２₁ ，
２₂ 〜２_n の夫々によって、鑑別対象である硬貨Ｍと証
明カードＩＤの特徴を抽出するので、細かな特徴まで検
出することができる。また、各特徴抽出回路１１₁ ，１
１₂ 〜１１_n から出力されるデータＤ_f1，Ｄ_f2〜Ｄ_fn及
びＤ_h1，Ｄ_h2〜Ｄ_hnの複数組みのデータの相関関係を調
べることによって、硬貨Ｍの直径を検出したり、証明カ
ードＩＤ中の金属体Ｋの複数部分の断面形状の相関関係
や位置関係などの細かな計測が可能となる。したがっ
て、鑑別精度の向上を図ることができる。又、これらの
コイル２₁ ，２₂〜２_n の相対間隔を適宜に調整するこ
とによって、例えば、機密保持の重要な証明カードを鑑
別するなどの特殊用途や、偽貨や偽造証明カードの排除
に効果を発揮することができる。

【００３６】次に、第３の実施例を図６及び図７と共に
説明する。尚、図６及び図７において、図１、図２、図
５と同一又は相当する部分は同一符号で示す。図５に示
した実施例との相違点は、挿入方向Ａに沿って基部１の
外側壁に形成されている複数組のフランジ２_a1，２_b1、
２_a2，２_b2〜２_an，２_bnには、個々独立のコイルが巻装
されているのではなく、一本の細い被覆銅線を各フラン
ジ間に順次に巻回することによってｎ個のコイル２₁ ，
２₂ 〜２_n を実現している。即ち、これらのコイル
２₁ ，２₂ 〜２_n は電気的に直列であり、コイル２₁ と
２_n にのみ接続接点２ａ，２ｂが存在する。そして、こ
れらの接続接点２ａ，２ｂが特徴抽出回路１１に接続さ
れている。尚、図７に示されるように、図６中の特徴抽
出回路１１は図２に示した特徴抽出回路１１と構成上等
価である。

【００３７】硬貨Ｍまたは証明カードＩＤを挿入方向Ａ
に沿って挿入されると、挿入量に応じて、順次にコイル
２₁ ，２₂ 〜２_n からの磁界の影響によるうず電流が生
じ、更に、コイル２₁ ，２₂ 〜２_n の総合したインダク
タンス及びインピーダンスの変化に応じて発振信号Ｑの
周波数及び振幅が変化するので、周波数検出回路９と包
絡線検波回路１０からは、硬貨Ｍまたは証明カードＩＤ
中の金属体Ｋの特徴（材質と形状）を示す周波数データ
Ｄ_f 及び振幅データＤ_h が発生する。判定制御回路１２
は、これらのデータＤ_f ，Ｄ_h を硬貨Ｍと証明カードＩ
Ｄの特徴とし、予め格納してある金種及び個々の証明カ
ードに関すると基準の特徴データと比較することによっ
て、鑑別処理を行う。

【００３８】図５に示した第２の実施例ではｎ個のコイ
ル２₁ 〜２_n に対応してｎ個の特徴抽出回路１１₁ 〜１
１_n が必要であるが、この第３の実施例によれば、ｎ個
のコイル２₁ 〜２_n に対応して１個の特徴抽出回路１１
を設けるだけで済む。即ち、コイル２₁ 〜２_n は電気的
に直列であるが、これらの各コイルは、侵入してきた硬
貨Ｍ又は証明カードＩＤに対して個々独立かつ順番に磁
界を及ぼすので、図５に示した第２の実施例と同等の機
能を、１個の特徴抽出回路１１で実現する。

【００３９】更に、第２の実施例のようにｎ個の個々独
立の回路を適用すると、回路間の特性バラツキを生じる
恐れがあるが、この第３の実施例はかかる問題を改善し
て経年変化などを解消することができるなどの更なる効
果を発揮する。

【００４０】次に、これらの実施例による鑑別装置を適
用した自動化装置の適用例を図８及び図９と共に説明す
る。尚、この自動化装置は、遊園地やイベントホールそ
の他の施設の入場口などに設置される自動改札機であ
る。又、図１ないし図４に示した第１の実施例の鑑別装
置を適用した場合を代表して述べる。

【００４１】まず、かかる自動化装置の外観構造を図８
に基づいて説明すると、入場者などの左右の通行範囲を
規制するために立設される箱型の一対のゲート装置１
５，１６から成り、ゲート装置（主機）１５の側壁に揺
動可能に支持された扉板１７とゲート装置（副機）１６
の側壁に揺動可能に支持された扉板１８とが、通路側に
向けて対設されている。かかる扉板１７，１８はゲート
装置１５，１６内に設けられているアクチュエータ（図
示せず）によって開閉駆動され、図示のように、扉板１
７，１８が相互に連なるように傾倒するとき（常閉状
態）は入場者の通行を禁止し、扉板１７，１８が夫々の
ゲート装置１５，１６の側壁方へ傾倒するとき（開状
態）は入場者の通行を許容する。そして、これらの開状
態と閉状態は、後述する駆動制御機構が上記アクチュエ
ータを駆動制御することによって行われる。

【００４２】ゲート装置１５の出口側の一側には、同じ
くゲート装置１６の出口側の一側に設けられている発光
ダイオードなどの投光器（図示せず）から出射されるビ
ーム光Ｌｇを受光する受光ダイオードなどの受光器ＰＤ
が設けられ、これらの投光器と受光器ＰＤ間の光路が一
時的に遮断されると利用者が通過したと判断する光学判
断機構がゲート装置１５に内蔵されている。

【００４３】一方のゲート装置１５の上端には、硬貨Ｍ
と証明カードＩＤのいずれをも投入可能なスリット開口
を有する投入口１９と、液晶ディスプレイやＬＥＤディ
スプレイからなる表示部２０が設けられると共に、入口
手前側の側端には、投入口１９に投入された過剰の硬貨
や偽貨、処理不能な変形硬貨などを返却するための受皿
２１が設けられ、更に、通路側の側端には、鑑別後の正
貨を収納するための金庫箱２２が着脱可能に取り付けら
れ、通常は鍵２３で固着されている。

【００４４】図９（ａ）は駆動制御機構の要部構造を示
す。ゲート装置１５の上端に設けられた上記投入口１９
のスリット開口は、鑑別対象となる硬貨の厚さ及び直径
と、証明カードＩＤの厚さ及び幅に基づいて、これらを
投入することができるサイズに設定されており、更に、
入場者が投入し易いように例えば、そのスリット開口の
方向が手のひらに沿った方向に合わせられている。

【００４５】投入口１９の下端には、そのスリット開口
と略等しい中空断面の貫通孔５が基部１に形成されてい
るセンサ機構ＳＲ（図１参照）が連設され、更に、セン
サ機構ＳＲの基部１の下端には、貫通孔５の中空断面と
略等しい中空断面に設定された中空穴２４を有する略矩
形状の筒体２３が連設されている。即ち、投入口１９の
スリット開口から貫通孔５及び中空穴２４は連通し、こ
れらの内壁及び繋ぎ目は、投入された硬貨Ｍや証明カー
ドＩＤが途中で引掛かることがないように面一に形成さ
れている。

【００４６】更に、筒体２３の下端には、証明カードＩ
Ｄの挿入量を規制するためのストッパ壁２５が設けられ
ると共に、ストッパ壁２５の一側から、筒体２３の一側
端にわたって、硬貨を落下させるための落下口２６が形
成されている。即ち、証明カードＩＤの長さがＩＤ３で
あるとすれば、投入された証明カードＩＤの後端部分が
僅かな長さΔＬ（指で挟むことができる程度）だけ投入
口１９から突出してそれ以上挿入することを禁止するよ
うに、投入口１９からストッパ壁２５までの距離は、
（ＩＤ３−ΔＬ）に設定されている。そして、その後端
部分を持って引き出すことで、入場者に証明カードＩＤ
を返却することができるようになっている。但し、セン
サ機構ＳＲのコイル２（図１参照）によって、硬貨Ｍ及
び証明カードＩＤ中の金属体Ｋを磁気検出することがで
きるように、そのコイル２の位置が予め調整されてい
る。

【００４７】更に、図２に示した特徴抽出回路１１及び
判定回路１２は電気基板に予め構成されてゲート装置１
５内の制御盤などに設けられ、判定回路１２から出力さ
れる画像データＤ_V が表示部２０に供給され、警報情報
などのデータＤ_R は、扉板１７，１８の開閉駆動を行う
ためのアクチュエータに供給される。

【００４８】筒体２３の落下口２６の下方には、所定の
アクチュエータ（図示せず）によって回動可能に支持さ
れている回動板２７が配設され、図９（ｂ）に示すよう
に、回動板２７が水平に支持されるときは、落下口２６
から落下してきた硬貨Ｍを載置・保持する。一方、図９
（ｃ）に示すように、回動板２７が所定方向へ回動する
と、回動板２７の下側に配置されている前記の金庫箱２
２へ硬貨Ｍを落下させるので、硬貨Ｍを金庫箱２２に貯
溜することができる。更に、図９（ｄ）に示すように、
回動板２７が逆方向へ回動すると、前記の受皿２１に連
設されているシュート板２８側へ硬貨Ｍを落下させ、こ
のシュート板２８は受皿２１に対して下方傾斜している
ので、硬貨Ｍを返却することができる。

【００４９】次に、かかる自動改札装置の動作を説明す
る。まず、待機中は、扉板１７，１８は閉じた状態にあ
り、光学判断機構は投光状態となっている。

【００５０】利用者が投入口１９に正規の硬貨Ｍを所定
の金額分投入すると、センサ機構ＳＲがこれらを鑑別
し、硬貨Ｍを水平状態の回動板２７上に一旦保持する。
センサ機構ＳＲによる鑑別結果のデータＤ_R が正常を示
すと、回動板２７が所定方向へ一時的に回転し〔図９
（ｃ）参照〕、硬貨Ｍを金庫箱２２に貯溜する。更に、
表示部２０が入場容認の表示を行うと共に、扉板１７，
１８が開状態となる。そして、光学判断機構は、利用者
の通行により光路が一旦遮断されたことを検知すると、
利用者の入場が終了したと判断して、再び扉板１７，１
８を常閉状態にすると共に、表示部２２の表示を終了す
る。これにより待機状態となる。

【００５１】一方、偽貨や処理不能な金属物などが投入
口１９に投入されると、センサ機構ＳＲがこれらを鑑別
し、これらの投入物を水平状態の回動板２７上に一旦保
持する。センサ機構ＳＲによる鑑別結果のデータＤ_R が
異常を示すと、回動板２７がシュート板２８側へ一時的
に回転〔図９（ｄ）参照〕することによって、投入物を
受皿２１へ返却する。更に、表示部２０が画像データＤ
_V に基づいて投入物の返却を表示し、扉板１７，１８は
閉じたままとなる。

【００５２】次に、証明カードＩＤが投入口１９から投
入された場合には、センサ機構ＳＲが証明カードＩＤ中
の金属体Ｋを鑑別し、センサ機構ＳＲによる鑑別結果の
データＤ_R が正常を示すと、扉板１７，１８が開状態と
なり、更に、表示部２０が入場容認の表示と証明カード
ＩＤの抜き取り指示の表示を行う。そして、証明カード
ＩＤの投入口１９からの抜き取りが完了した後、光学判
断機構が、利用者の通行による光路の遮断を検知する
と、利用者の入場が終了したと判断して、再び扉板１
７，１８を常閉状態にすると共に、表示部２２の表示を
終了する。これにより待機状態となる。

【００５３】尚、証明カードＩＤの投入口１９からの抜
き取りがなされずに、光学判断機構が、利用者の通行に
よる光路の遮断を検知すると、警報ブザーが鳴動するな
どして利用者に警報する。そして、証明カードＩＤの投
入口１９からの抜き取りが完了した後、光学判断機構
が、利用者の通行による光路の遮断を検知すると、利用
者の入場が正常に終了したと判断して、扉板１７，１８
を常閉状態にすると共に、警報ブザーの鳴動を停止し且
つ、表示部２２の表示を終了する。

【００５４】このように、本発明による鑑別装置を適用
した自動改札装置は、硬貨と証明カードを投入する投入
口１９が一か所に設けられるため、利用者の利便性を向
上させることができる。

【００５５】尚、この自動改札装置では、第１の実施例
の鑑別装置を適用する場合を説明したが、残余の実施例
の鑑別装置を適用することもできる。更に、センサ機構
ＳＲに筒体２３を連設することによって、硬貨Ｍと証明
カードＩＤの分別を可能にする構造としたが、これに限
定されるものではなく、例えば、予め筒体２３をセンサ
機構ＳＲの基部１に一体形成し、筒体２３が予め形成さ
れたセンサ機構としても良い。更に、筒体２３の主たる
機能は、証明カードＩＤの挿入規制を行うためにあり、
したがって、同等の機能を発揮する他の構造にしてもよ
い。更に、このような筒体２３を設けず、投入された証
明カードＩＤを内部に搬入して、受皿２１の近傍などに
設けた返却口を介して返却する搬送機構を、ゲート機構
１５の内部に設けるようにしてもよい。

【００５６】

【発明の効果】以上に説明したように本発明の鑑別装置
によれば、自励発振回路との協働により磁界を発生する
コイルを設け、証明カード又は硬貨がこのコイル内を通
過する際にこの磁界の影響を受けて金属体又は硬貨に発
生するうず電流により、このコイルのインダクタンス及
びインピーダンスが変化するのに伴う発振信号の周波数
及び振幅の変化を検出し、これらの変化を証明カード中
の金属体又は硬貨の材質と形状の特徴として鑑別するよ
うにしたので、証明カードの真偽や金属体に化体した種
々の情報を判定することができると共に、硬貨の真偽や
金種を判定することができる。このように、本発明の鑑
別装置は、単一の構造であるにもかかわらず、証明カー
ドと硬貨の双方を鑑別することができるという複合的機
能を備えると共に、極めて簡素な構造であるという優れ
た機能を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係わるセンサ機構の構造を示す
要部斜視図である。

【図２】第１の実施例に係わるセンサ機構に接続される
回路の構成を示すブロック図である。

【図３】第１の実施例の硬貨鑑別動作を説明するための
説明図である。

【図４】第１の実施例の証明カード鑑別動作を説明する
ための説明図である。

【図５】第２の実施例の鑑別装置の構造を示すブロック
図である。

【図６】第３の実施例の鑑別装置の構造を示すブロック
図である。

【図７】第３の実施例の鑑別装置の等価回路を示すブロ
ック図である。

【図８】本発明の鑑別装置を適用した自動改札装置の外
観構造を一部破断して示す斜視図である。

【図９】図８の自動改札装置に設けられている鑑別制御
機構の構造を一部破断して示す斜視図及び、その機能説
明図である。

【図１０】証明カードの構造例を示す説明図である。

【符号の説明】

ＳＲ…センサ機構、１…基部、２…コイル、２ａ，２ａ
…接続接点、３，４…コア、５…貫通孔、６，７…フラ
ンジ、８…比較器、９…周波数検出回路、１０…包絡線
検波回路、１２…判定制御回路、ＩＤ…証明カード、Ｋ
…金属体、Ｍ…硬貨、Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ、１５，
１６…ゲート装置、１７，１８…扉板、２２…金庫箱、
２３…筒体、２４…ストッパ壁、２７…回動板、２８…
シュート板。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｋ 17/00 Ｓ 19/07 Ｇ０７Ｄ 9/00 ３０６ ４３６ Ｚ Ｇ０７Ｆ 7/12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 形状と材質によって情報が特定された金
   属体が絶縁材料に埋設されて成る平板状の証明カードと
   金属の硬貨との双方を鑑別する鑑別装置であって、 前記証明カードおよび硬貨のいずれもが挿通され得る大
   きさの中空部を有するコイルと、 上記コイルとの協働により発振信号を発生する自励発振
   回路と、 上記コイルの上記中空部内を上記証明カードまたは硬貨
   が通過するときに、上記コイルに生じている磁界によっ
   て上記金属体または硬貨に生じるうず電流の作用で上記
   コイルのインピーダンスおよびコンダクタンスが変化す
   るのに伴う上記発振信号の周波数の変化を検出する周波
   数検出回路、および該発振信号の振幅変化を検出する振
   幅検出回路とを有する特徴抽出回路と、 上記特徴抽出回路で検出された上記周波数の変化および
   上記振幅の変化に基いて上記証明カードまたは硬貨の判
   定を行う判定制御回路と、を具備することを特徴とする
   硬貨および証明カードの鑑別装置。
2. 【請求項２】 前記コイルは、前記証明カードおよび硬
   貨のいずれもが挿通され得る大きさの中空貫通孔を有す
   る絶縁性部材に、該中空貫通孔を取巻くように巻装され
   ていることを特徴とする請求項１に記載の硬貨および証
   明カードの鑑別装置。
3. 【請求項３】 前記中空貫通孔の終端部に、前記証明カ
   ードの挿入量を規制する規制部材が設けられていること
   を特徴とする請求項２に記載の硬貨および証明カードの
   鑑別装置。