JPH09274675A - 貨幣判別装置 - Google Patents

貨幣判別装置

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JPH09274675A
JPH09274675A JP10483696A JP10483696A JPH09274675A JP H09274675 A JPH09274675 A JP H09274675A JP 10483696 A JP10483696 A JP 10483696A JP 10483696 A JP10483696 A JP 10483696A JP H09274675 A JPH09274675 A JP H09274675A
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Japan
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coin
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JP10483696A
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English (en)
Inventor
Ichiro Mizukami
一郎 水上
Akira Hoshi
亮 星
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Iwatsu Electric Co Ltd
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Iwatsu Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 貨幣を簡単かつ安価に判別することが可能な
貨幣判別装置を提供すること。 【解決手段】 貨幣判別装置において、貨幣に振動を発
生させる手段と、貨幣の振動を検出する手段と、振動検
出手段の出力信号の周波数成分を分析する手段と、予め
正当な貨幣の振動周波数成分情報を記憶した記憶手段
と、分析手段の出力情報と記憶手段内の振動周波数成分
情報とを比較することによって貨幣の真偽を判定する手
段とを備える。従って、同一形状、同一重量の金属片で
あっても、成分が異なれば真偽を判別可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、貨幣判別装置に
関し、特に、貨幣の振動周波数を分析することにより、
貨幣を確実に判別可能な貨幣判別装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動販売機、券売機、公衆電話機
等の装置に備えられる貨幣判別装置においては、貨幣の
重さ、直径、厚さ、主に渦電流による反磁界の強度等の
磁気特性などによって貨幣の種類を判別していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の貨
幣判別方式においては、同等形状、同等重量であり、素
材の成分のみが異なるような金属片を偽造したり、ある
いは他国の貨幣を使用した場合には判別が困難であると
いう問題点があった。
【0004】本発明の目的は、前記した従来技術の問題
点を解決し、同一形状、同一重量であり、材質のみが異
なった貨幣を簡単かつ安価に判別することが可能な貨幣
判別装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、貨幣に振動を発生させる振動励起手段
と、貨幣の振動を検出する振動検出手段と、振動検出手
段の出力信号の周波数成分を分析する分析手段と、予め
正当な貨幣の振動周波数成分情報を記憶した記憶手段
と、分析手段の出力情報と記憶手段内の振動周波数成分
情報とを比較し、貨幣の真偽を判定する判定手段とを備
えたことを特徴とする。
【0006】本発明は、上記のような構成により、貨幣
の材質、成分によって異なる貨幣の振動周波数を分析
し、分析結果を正当な貨幣の振動周波数成分の情報と比
較することによって貨幣の真偽を判定するので、同一形
状、同一重量の金属片であっても、成分が異なれば判別
可能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
の実施の形態を詳細に説明する。まず、一様な厚さの円
盤の各部が板面に垂直に自由振動するときの基本共振周
波数f01は、円盤の厚さをtメートル、半径をaメート
ルとすると、次の式で表される。
【0008】
【数1】 但し、Eはヤング率、ρ0 は密度、σはポアソン比であ
る。なお、円盤(貨幣)を自由振動させる装置を安価に
製作するのは困難であるが、円盤が周辺に固定、接触し
ている場合の基本共振周波数は次式2で表され、式1と
は係数が異なるだけである。
【0009】
【数2】 通常、金属合金であれば、合金材料および混合比率によ
ってヤング率、密度、ポアソン比が異なり、例えば密度
が同一であっても、成分が異なればヤング率が異なって
いる。
【0010】一例を挙げれば、Cu70、Ni30の合金
と、Cu65、Ni18、Zn30の合金とを比較すると、ポ
アソン比については前者が0.374 であるのに対し、後者
は0.370 であり、ヤング率は前者が15.2×10の11乗(dy
n/平方cm)であるのに対し、後者は12.4×10の11乗であ
り、密度は前者が8.942 (g/cc)であるのに対し、後者
は8.640 である。従って、この値を式1に代入して、前
記したような混合比の合金を使用して同一形状の円盤状
の金属片を作成した場合の基本周波数の比を求めると、
約8%の違いがあることがわかる。
【0011】従って、この現象を利用して、基本共振周
波数および/あるいはN次の高調波の周波数を調べるこ
とにより、容易に材料の判別が可能であり、同一形状、
同一質量であっても、合金混合比率の異なる貨幣、ある
いは合金材料の異なる貨幣を容易に判別可能となる。
【0012】図1は、本発明の第1の実施例の構成を示
すブロック図である。振動励起装置2は例えば被測定物
である貨幣1をたたくことによって貨幣1を振動させる
装置であり、自律的に、あるいは図示しない制御装置か
らの制御により駆動される。マイクロフォン3は貨幣1
の振動を音波として検出するものであり、4は増幅器で
ある。図3は、マイクロフォン3によって検出される貨
幣1の振動音波形の例である。振動音は波形の立ち上が
り部分においては不要な成分も含まれているので、後段
の分析回路においては、例えば図3のt1からt2の期
間の信号を使用する。
【0013】周波数分析回路5は例えば複数の、それぞ
れ異なる所望の周波数のみを通過させる狭帯域のバンド
パスフィルタ群により構成される。各バンドパスフィル
タは、例えばスイッチドキャパシタフィルタ等を用いた
アクティブフィルタにより構成してもよい。図4は、図
3の振動音波形の周波数スペクトルを示す図である。例
えば同一形状であり、素材のみが異なる貨幣A、B(例
えばAが正当な貨幣であり、Bが偽造貨幣である)につ
いて周波数スペクトルを分析すると、図のように基本周
波数および各次の高調波の周波数が異なっている。
【0014】従って、図4において、素材Aに対応する
実線の周波数のみを検出するようフィルタあるいはフィ
ルタ群を設け、該フィルタの出力レベルを所定のしきい
値と比較することによって貨幣の判別が可能となる。な
お、第1の実施例の周波数分析回路5は、貨幣の種類ご
とにフィルタが必要であり、例えば1つの貨幣について
2つの周波数成分をチェックし、4種類の貨幣を判別す
る場合には、フィルタは8個必要となる。
【0015】周波数テーブルROM6は複数種類の正当
な貨幣について、貨幣に対応する周波数スペクトル情報
を記憶している。最も単純な例としては、前記例の8個
のフィルタ出力のうち、例えば貨幣Aについては第3お
よび第6番のフィルタ出力が1(所定レベル以上)であ
り、残りのフィルタ出力が0(所定レベル以下)である
というような8ビットの情報「00100100」を記
憶しているものであってもよい。あるいは、貨幣ごとに
複数ビットの各フィルタの出力レベル情報をそれぞれ記
憶していてもよい。
【0016】比較回路7は、周波数分析回路5の出力情
報と、周波数テーブルROMから順に読み出した複数の
貨幣の周波数スペクトル情報とを順次比較し、最も類似
度の高いものの貨幣種別情報を出力する。なお類似度が
所定値以下の場合には該当なしという情報を出力するよ
うにしてもよい。
【0017】図2は、本発明を適用した貨幣通路の断面
を示す断面図である。貨幣通路10の内部には振動励起
装置2および振動検出装置であるマイクロフォン3が配
置され、貨幣1と通路10との接触部分には、貨幣1の
振動がなるべく減衰しないようにするための緩衝材11
が設けられている。なお、緩衝材の形状や材質として
は、例えば接触面積が小さくするような、スポンジ状の
ゴムあるいはプラスティクが選択される。
【0018】振動励起装置2は、電磁石コイル12、磁
石あるいは磁性体のコア14、コア14と固着した金属
あるいはプラスティックのハンマー13、コア14を上
下に運動可能に保持するバネ15からなっており、駆動
装置16から電磁石コイル12に電流が流されると、コ
アが吸引されて上昇し、ハンマー13が貨幣1をたたく
構造になっている。なおハンマー13が貨幣1をたたく
位置は、なるべく振動が起こり易い位置を選択する。
【0019】図5は、本発明を適用した貨幣通路10を
上部から見た平面図である。この貨幣通路10は、例え
ば図面右側の方が左側より高くなっており、全体が傾斜
しているか、あるいは垂直に配置されている。図示しな
い貨幣投入口から投入された貨幣1は、まずストッパ2
1の前で停止し、ストッパ21は、所定の時間だけ通路
を開放して、貨幣1を1個づつ順に送り出す。
【0020】送り出された貨幣1は次のストッパ20の
上流で停止し、該停止位置の下部には、振動励起装置2
およびマイクロフォン3が配置されている。ここで貨幣
1は振動励起装置2によってたたかれ、振動音がマイク
ロフォン3によって検出される。判別処理が終わった貨
幣は、ストッパ20の開放により後段へ移動する。以上
のような構成により、従来の方式では判別が困難な貨幣
の判別が可能となる。
【0021】図6は、本発明の第2の実施例の構成を示
すブロック図である。第1の実施例においては、周波数
分析回路をフィルタ群により構成するために、貨幣の種
類が多くなると、多数のフィルタが必要であった。第2
の実施例においては、周波数分析処理をプログラムによ
るソフトウェア処理により実行するようにして、ハード
ウェア規模の削減と処理の拡張性を実現したものであ
る。なお図1と同じものには同じ番号が付与してある。
【0022】CPU30は、装置全体の制御を行うと共
に、取り込んだ振動音波形情報を例えばFFT(ファス
トフーリエ変換)処理して周波数スペクトル情報を算出
する処理を実行する。ROM31には制御プログラム、
FFT処理プログラムおよび、図1の周波数テーブルR
OMの内容等が格納されている。RAM32はワークエ
リアおよびデータのバッファとして使用される。入出力
インターフェース回路33は図示しない外部装置(例え
ば自動販売機の制御装置)との通信を行い、例えば貨幣
の判定結果を出力する。A/D変換器34は、増幅器4
から出力される振動音信号をデジタル信号に変換し、バ
ス35は貨幣判別装置内の各回路を接続している。
【0023】次に動作を説明する。CPU30は、判別
すべき貨幣1が所定の位置に来たことを検出あるいは通
知されると、駆動回路16を制御し、振動励起装置2を
駆動して貨幣1をたたく。そしてマイクロフォン3によ
って検出された振動音信号を所定の期間(例えば図3の
t1〜t2)だけ、A/D変換器34を介して取り込
む。
【0024】次に、CPU30は周知のFFT処理を行
い、信号の周波数スペクトルを算出する。この処理は、
全ての周波数領域について求める必要はなく、複数の特
定の周波数についてのみ電力を算出すればよい。
【0025】求めた周波数スペクトル情報は、ROM3
1内に格納されている、各貨幣に対応する周波数スペク
トル情報と順に比較され、その類似度が算出される。そ
して最も類似度の高いものに対応する貨幣種別が出力さ
れる。なお、ROM31内に、不正使用される恐れのあ
る偽造貨幣あるいは外国貨幣に対応する周波数スペクト
ル情報をも記憶しておけば、正当な貨幣の類似度が高い
場合でも、不正な貨幣の類似度がより高くなるので、貨
幣が不正であることを高精度に判定可能となる。
【0026】以上、実施例を説明したが、以下に示すよ
うな変形例も考えられる。第2実施例においては、図3
に示すような信号のエンベロープを検出することが可能
であり、該エンベロープ(減衰率)も材質により異なる
ので、このエンベロープ(減衰率)情報も加味して判定
を行ってもよい。更に、従来の判定方式である形状、重
さ、孔の有無、磁気特性等と合わせて判定するようにし
てもよい。
【0027】振動励起方法は、振動子を貨幣に直接当て
るかスピーカを使用し、周波数を掃引した信号を加える
ものであってもよいし、圧縮空気、金属片、プラスティ
ック片を投射するものであってもよい。更に、貨幣と貨
幣通路の接触部との摩擦、あるいは貨幣のストッパへの
衝突により振動を発生させるようにしてもよい。
【0028】振動の検出方法としては、マイクロフォン
以外に、レーザーを用いた変位計、容量変位計、渦電流
を利用した電磁センサ、ピエゾ効果や半導体を利用した
接触型の加速度センサ等を使用可能である。周波数分析
方法としては、FFT以外にデジタルフィルタ処理によ
って周波数スペクトルを求めることも出来る。
【0029】なお、本発明は、貨幣以外に、メダル等の
任意の形状の金属板、更に金属以外の素材からなる板状
の部材の成分の判定にも適用可能である。
【0030】
【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
貨幣の材質、成分、形状によって異なる貨幣の振動周波
数を分析し、分析結果を正当な貨幣の振動周波数成分の
情報と比較することによって貨幣の真偽を判定するの
で、同一形状、同一重量の金属片であっても、成分が異
なれば判別可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の構成を示すブロック図
である。
【図2】本発明を適用した貨幣通路の断面を示す断面図
である。
【図3】マイクロフォン3によって検出される貨幣1の
振動音波形の例である。
【図4】図3の振動音波形の周波数スペクトルを示す図
である。
【図5】本発明を適用した貨幣通路10を上部から見た
平面図である。
【図6】本発明の第2の実施例の構成を示すブロック図
である。
【符号の説明】
1…被測定物(貨幣)、2…振動励起装置、3…マイク
ロフォン、4…増幅器、5…周波数分析回路、6…周波
数テーブルROM、7…比較回路、10…貨幣通路、1
1…緩衝材、20、21…ストッパ、30…CPU、3
1…ROM、32…RAM、33…入出力インターフェ
ース回路、34…A/D変換器、35…バス

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 貨幣の振動を検出する振動検出手段と、 振動検出手段の出力信号の周波数成分を分析する分析手
    段と、 分析手段の出力に基づき、貨幣の真偽を判定する判定手
    段とを備えたことを特徴とする貨幣判別装置。
  2. 【請求項2】 貨幣に振動を与える振動励起手段と、 貨幣の振動を検出する振動検出手段と、 振動検出手段の出力信号の周波数成分を分析する分析手
    段と、 予め正当な貨幣の振動周波数成分情報を記憶した記憶手
    段と、 分析手段の出力情報と記憶手段内の振動周波数成分情報
    とを比較し、貨幣の真偽を判定する判定手段とを備えた
    ことを特徴とする貨幣判別装置。
  3. 【請求項3】 前記記憶手段には不正な貨幣の振動周波
    数成分情報も記憶されており、 前記判定手段は、分析手段の出力情報および記憶手段内
    の正当な貨幣の振動周波数成分情報と不当な貨幣の振動
    周波数成分情報の双方とを比較し、分析手段の出力情報
    がいずれの振動周波数成分情報に類似しているかを判定
    することにより、貨幣の真偽を判定することを特徴とす
    る請求項2に記載の貨幣判別装置。
JP10483696A 1996-04-03 1996-04-03 貨幣判別装置 Pending JPH09274675A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100862326B1 (ko) * 2007-02-07 2008-10-13 정용덕 원격제어가 가능한 주화 선별 및 수납장치
JP2009294693A (ja) * 2008-06-02 2009-12-17 Tokyo Metropolis 音響特性を用いた硬貨の真贋識別方法及び装置
CN104599392A (zh) * 2015-02-12 2015-05-06 重庆邮电大学 一种鉴别收藏币真伪的仪器和方法
US9933379B2 (en) 2013-03-22 2018-04-03 Jeremy Ross Nedwell Device for determining the characteristic impedance spectrum of a token

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