JPS628839B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はコイン識別装置に係る。 発明の背景 従来の自動販売機等に用いられるコイン識別装
置においては、同一又は類似の材料でつくられ且
つ殆ど同じ外形寸法（直径・厚み）を有する２つ
の異なる種類のコインを識別するのが困難であつ
た。このような２種のコインの実例としては米国
の５ペンスコイン（5P）と西独の１ドイツマル
クコイン（1DM）とがあげられる。後者のコイ
ンは前者のコインよりもはるかに大きな価値を有
するから、両者のコインが自動販売機等で同じよ
うに使用される場合これらを誤りなく識別するコ
イン識別装置が必要とされる。 本発明の目的は、このような極めて類似したコ
インの識別をも可能にするようなコイン識別装置
を提供することにある。 発明の概要 本発明に従うコイン識別装置においては、高周
波磁界を発生する送信コイルとコイン通路を隔て
て配置された受信コイルとを含んでいる。コイン
がコイン通路上で送信コイルに近接して置かれ、
送信コイルと受信コイルとの間にコインが位置す
るような試験位置にある時、送信コイル側の高周
波磁界との位相と受信コイル側の高周波磁界の位
相との位相差が測定される。そしてこの位相差信
号は特定の額面のコインを示す限界値と比較さ
れ、比較結果に基づいて試験されたコインがその
特定の額面のものかどうかの識別を行つている。
そして識別感度の最適条件のために、高周波磁界
の周波数と送・受信コイルの位置は、コインがそ
の特定額面の真のコインであるときコインを通抜
けて受信コイルに到来した磁界成分の大きさとコ
インの周りを通過して受信コイルに到来した磁界
成分の大きさとが約等しくなるように選択されて
いる。 上記の如く、送信コイルから真空コインを通り
抜けて受信コイルに到来した磁界成分の大きさと
コインの周りを通過して受信コイルに到来した磁
界成分の大きさとが、約等しくなるように、高周
波磁界の周波数と送受信コイルの位置を設定する
ことが、類似コインを識別するための最適条件と
なる理由に就いて以下に概説する。 コインを通り抜ける磁界成分は、コインの材料
及び厚さ１等のコイン特性の影響を受ける。一
方、コインの周りを通過する磁界成分はコインの
表面パターン、コイン形状（例えば、コインが円
形であるか、面とりされているか、平滑な縁部を
有するかあるいはギザギザの縁部を有するか）２
等のコイン特性の影響を受ける。 受信コイルの受信信号は、コインを通り抜ける
磁界成分とコインの周りを通過する磁界成分との
和に等しい。従つて、もし、受信信号がその２つ
の磁界成分の一方によつて主に影響を受けるよう
に設定された場合、受信信号は、前記１又は２の
コイン特性のいずれかによつて主に影響を受ける
ことになる。一方、もし、受信信号が、上記磁界
成分の両方の影響を受けるように設定された場
合、受信信号は上記１及び２のコイン特性の全て
による影響を反映することになる。特に、極めて
類似したコインに就いて検査する場合には、後者
が好ましい。 従つて、受信信号が上記磁界成分の両方の影響
を受けるようにするために、両磁界成分の大きさ
を約等しくするように高周波磁界の周波数と送受
信コイルの位置を設定することが、類似コインに
就いての検査のためには最適の条件である。 実施例の説明 第１図には、類似した物理的特性を有する異な
る額面のコインを識別するために適したコイン識
別装置１１０が示されている。ここでの例では、
１ドイツマルク（1DM）と英国５ペンス（5P）
コイン間の識別に向けられている。これらのコイ
ンは以下の公称物理的特性表に示すように非常に
類似した物理的特性を有している。

【表】 従来技術によるこのようなコインの識別は十分
に成功してはいなかつた。特に、そのようなコイ
ンの類似性は各々の特性の製造上の誤差及び摩耗
によつて更に高くなるからである。 第１図の構成において、送信コイル１２０はフ
エライトコア１２１上に巻かれた４mm径で５mm長
の巻数２００のコイルであり、コイン通路１１１
の側壁１１４から約２mmだけ離間している。テス
トされるコイン１１５は、側壁１１４に対しても
たれかかつており、側壁１１４は垂直から約10゜
傾いておりそしてそれに対応してコイン通路１１
１の底を形成するコイントラツク１１２は水平か
ら約10゜傾いてる。第１の側壁１１４から約５mm
離間してコイン通路１１１をはさんで反対側に平
行な第２の側壁１１６がある。フエライトコア１
４１上に巻かれた送信コイル１２０に類似な受信
コイル１４０は導電シールド１４２の背後に側壁
１１６の通路面から約４mm離間している。シール
ド１４２は例えば直径10mmのアルミニウム円筒で
ある。その円筒シールド１４２は通路１１１に隣
接する閉じた端１４３を有し、その端１４３の中
心には直径２mmの穴１４４が開けられている。
又、円筒シールド１４２の穴１４４から他端への
スリツト（不図示）が設けられており、シールド
が短絡ループでないようにしている。受信コイル
１４０はシールド１４２の中心に位置している。 送信コイル１２０は320KHzの周波数で高周波
信号波である発振器１３０により励磁される。位
相比較器１５０は送信コイル１２０の電流の位相
と受信コイル１４０間の無負荷電圧の位相とを比
較しその位相差を出するものである。この実施例
では位相比較器１５０は位相差に比例するデユー
テイ比を有するパルス例信号を発生している。位
相比較器１５０からの位相差信号はデコーダ１６
０に入力され、そこで許容額面の真のコインに関
する情報と比較される。この実施例ではデコーダ
１６０での比較は位相比較器１５０からのパルス
列信号の平均値を基準電圧と比較することにより
行われる。この実施例の装置によつて、100個の
5Pコインと200個の1DMコインを99％精度で２つ
に分類することができた。この場合位相差20゜が
得られた。 第４図は、上述の装置１１０においてコイルに
関しコイントラツク１１２に沿つてゆつくりコイ
ンを移動させた時のコイン位置対位相差の関係を
示している。曲線５０１と５０２はいくつかの
5Pコインで得られたデータの上限と下限をそれ
ぞれ示している。曲線５０３と５０４はいくつか
の1DMコインで得られたデータの上限と下限を
示している。中心線５０５はコインの中心が送・
受信コイン１２０と１４０の中心を通過する点で
ある。 本発明に従い5Pと1DMコインの識別能力を最
大にするために、装置１１０の送信コイル１２０
と受信コイル１４０の位置及び磁界の周波数はコ
イン１１５を通過してきた磁界とコイン１１５を
まわりこんできた磁界の大きさが約等しくなるよ
うに選ばれている。このことは位相差がコインの
材質特性と厚さに加うるにコインの径に依存する
ようにさせる。第５図は本実施例の装置１１０に
おけるコイルに印加される励磁周波数対位相差ピ
ークの関係を示している。曲線６０１と６０２は
いくつかの1DMコインで得られたデータの上限
と下限をそれぞれ表している。曲線６０３と６０
４はいくつかの5Pコインで得られたデータの上
限と下限をそれぞれ表している。第５図は約
250KHz〜350KHzの間の励磁周波数で5Pコイン
と1DMコインとの間に位相差における識別性が
あることを示している。例えば、320KHzの周波
数で5Pコインの下限曲線と1DMコインの上限曲
線との間に約20゜の位相差がある。 しかし、例えば50ペニツヒ（pf）コインは点線
６５０で示されるような位相差特性を有し、5P
コインから位相差テストにおいて識別され得な
い。従つて、一般的にこの位相差テスト以外にも
コインの直径を測定する等の他の付加的テストが
併用されて最終的にコインの識別がなされる。 第１図の装置と同一形式の別の実施例におい
て、送信コイル１２０はフエライトコアの周囲の
ボビン上に４層平巻された0.15mm銅線の巻数３９
のコイルである。そのコイルの外部はシールドさ
れていない。受信コイル１４０はフエライトコア
の周囲のボビン上に平巻された0.07mm銅線の巻数
１９８のコイルである。受信コイル１４０は金属
例えばアルミニウムの閉じたシールドによりカバ
ーされており、そのシールドは端１４３の中心に
直径４mmの穴１４４を有し、その穴１４４からシ
ールド全側面にわたつて１mm幅のスリツトが形成
されてシールドが短絡ループにならないようにし
ている。受信コイルのシールド１４２の端１４３
はコイル通路１１１の側壁１１６と接している。
受信コイルコア１４１の端は側壁１１６から４mm
引込んでいる。送信コイルコアの端は側壁１１４
から２mm引込んでいる。送・受信コイル１２０と
１４０とはコイントラツク１１２上12mmの共通軸
のまわりに同心的に整列されている。側壁１１４
と１１６とは５mm離間し、垂直から12゜傾いてコ
インが側壁１１４により支えられるようにしてい
る。装置は約300KHzの周波数で動作している。
コインとシールドの端１４３との間の離間距離の
適切な選択は、類似な物理的特性を有する額面コ
インの識別に対する本装置の能力を高めるのに重
要な因子である。 第２図は、送信信号の位相と受信信号の位相と
をデジタル的に比較するコイン識別装置の具体的
構成を示している。この装置の基本的内容は、位
相差に比例するデユーテイ比の周期的パルス列を
発生することである。第２図の回路は位相差ゼロ
に関してはデユーテイ比ゼロ、そして位相差360
°に関してはデユーテイ比100％のパルス例を発
生する。このパルス列は、カウンタへのクロツク
の流れをゲートするために用いられ、その結果カ
ウンタの計数値はパルス幅に比例することにな
る。 第２図の装置において、送信コイル３２０と受
信コイル３４０はコイン通路３１１の両側に対抗
して置かれている。 この装置においては、発振器３３０は
23.5MHzの波数で発振している。デバイダ３３
２は発振器３３０からの周波数を256で割つてお
り、91.8KHzの矩形波信号が増幅器３３８とフイ
ルタ３３９を経由して正弦波に変換された後に送
信コイル３２０に印加される。 送信コイル３２０を流れる電流の大きさを示す
抵抗３２５に生ずる電圧信号及び受信コイル３４
０に生ずる開放電圧の各々は増幅器３７２と３７
１、反転シユミツトトリガ３７４と３７３とから
なる波形整形回路により矩形波とされる。これら
の矩形波信号はそれからJKフリツプフロツプ３
７５と３７７のクロツク入力に印加される。フリ
ツプフロツプ３７５のＱ出力はフリツプフロツプ
３３７のリセツトに、そしてフリツプフロツプ３
７７のＱ出力はフリツプフロツプ３７５のリセツ
ト入力に接続される。シユミツトトリガ３７３か
らの信号は常にシユミツトトリガ３７４からの信
号よりも送・受信信号位相差に依存した時間だけ
遅れる。フリツプフロツプ３７７のＱ出力はこの
位相差に依存したデユーテイサイクルのパルス列
となる。フリツプフロツプ３７７と３７５のクロ
ツク入力での波形例を第３図に４７１と４７２で
示す。波形４７３は入力波形４７１と４７２が印
加された時のフリツプフロツプ３７７のＱ出力で
生ずる波形でありその幅は位相差を示している。 測定精度を良くするために、各測定周期期間中
に幾つかのパルスグループ、この場合11個のパル
スグループがカウンタ３８０に送られる。即ち、
デバイダ３３６からの4.17KHzの矩形波信号は各
測定において119.9msの期間の間の間ANDゲート
３７６を開かせる。従つて、91.8KHzのサンプル
パルス（位相差パルス４７３）は、119.9ms秒期
間中に11個だけANDゲート３７６を通過しそし
てカウンタ３８０に送られる。サンプルパルスの
１個の期間中にANDゲート３７９を通過するデ
バイダ３３４からの2.14MHzのクロツクパルス
は１つのパルスグループを構成している。従つ
て、11個のパルスグループが各測定中にカウンタ
３８０に供給されている。これらのグループの
各々におけるクロツクパルスは位相差周波数に依
存したそのグループの出発点（起点）に対して異
なる位相関係をもつているから、カウンタ３８０
は11個のサンプルを積分しその総和平均をとるの
に有効である。カウンタ３８０により計数された
クロツクパルスの大多数及びフリツプフロツプ３
７７により発生された位相差パルスが同期しない
ようにすることを保証するため、クロツクパルス
はデバイダ３３４により発振器３３０の周波数を
11で割ることにより2.14MHzの周波数のものと
される。クロツクパルスは256個のクロツクパル
ス毎に位相差パルスと同相となり、それは11個の
位相差パルス毎に対応する。これにより256分の
１即ち1.4゜の位相誤差の測定精度を与える。 フリツプフロツプ３７７からの位相差パルス及
びデバイダ３３４からのクロツクパルスはAND
ゲート３７９に印加される。ANDゲート３７９
の出力は一連のクロツクパルス群であり、各群の
パルス数は位相差に依存し、群の発生の周波数
は、送信コイル３２０に印加された周波数であ
る。測定期間はクロツクパルスを５１２で割るデ
バイダ３３６によつて規定される。デバイダ３３
６は4.17KHzの矩形波信号を発生し、それは
ANDゲート３７６に印加されて119.9ミリ秒の期
間にカウンタ３８０への11個のパルス群をゲート
して通過させる。測定期間の終わりで、カウンタ
３８０の計数値はメモリ３９０の内容と比較器３
９２で比較される。そしてもし比較結果がカウン
タ３８０内の計数値がメモリ３９０の内容を越え
たことを示すとカウンタ３８０の計数値はAND
ゲート３９４を経由してメモリ３９０に転送され
る。カウンタ３８０はその時リセツトされ次の測
定期間が開始される。 第６図に示すコイン識別装置は第２図のものと
類似している。周波数は300KHzに選択されてい
るがそれは1DMと5Pコインの識別に最適な範囲
内である。送・受信信号間の位相差はアナログに
変換され、振幅が位相差に比例している。このア
ナログ信号は識別コインの１つの母集団について
の下限値（最小位相差）と比較される。1DMと
5Pコインの識別の場合においては、最大位相差
は1DM母集団により発生される。 発振器７３０は送信コイル７２０を駆動してお
り、送信信号の位相はコイル７２０に流れる電流
で示され、それは抵抗７２５に生ずる電圧により
測定される。この電流の位相信号と受信コイル７
４０間の電圧とは各々増幅され、テレビやFM受
信機で用いられているタイプの広帯域リミツタ増
幅器に印加された後再び増幅されてパルス整形器
により矩形波に整形される。これらの機能の全て
は増幅器７７１と７７２により第６図に表わされ
ている。これらの増幅器の出力は排他的ORゲー
ト７７５に印加され、その出力は位相差に比例す
るデユーテイ比を有する周期的パルス列となる。
この方法における排他的ORゲートの使用は、180
゜の位相差に対し100％デユーテイ比のパルスを
発生させる。パルス列はそれから時定数１ミリの
抵抗７８１と容量７８２からなるRCフイルタに
より積分される。容量７８２に生ずる電圧は調整
可能な抵抗７８４からのプリセツトしきい値電圧
と連続的に比較される。容量７８２間の電圧がし
きい値電圧を越えるのに十分大きい位相差の時の
み、出力信号が比較的７８３から発生されてい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は類似の物理特性を有する別種のコイン
を識別するための装置の概略ブロツク図、第２図
はコイン選別装置内の信号の位相をデジタル的に
比較する装置の概略ブロツク図、第３図は第２図
の装置に関連した波形図、第４図は第１図の装置
と類似の装置でのコイン位置に対する位相差を示
す図、第５図は第１図の装置と類似の装置での操
作周波数に対するピーク移相を示す図、第６図は
類似のコイン選別機の更に別な実施例を示す概略
ブロツク図である。 ＜主要部分の符号の説明＞ 高周波信号発生手
段……１３０、送信コイル……１２０、受信コイ
ル……１４０、コイン通路……１１１、比較する
手段……１５０，１６０。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高周波信号発生手段と該高周波信号発生手段
   により駆動されて磁界を形成する送信コイルとか
   らなる磁界形成手段、コインの一方の面が該送信
   コイルに近接するようにしてコイン試験位置に該
   コインを置くコイン通路、該コインの該送信コイ
   ル側の磁界の位相を表す第１の信号を発生する手
   段、該コインの他方の面に近接した磁界の位相を
   表す第２の信号を発生するための受信コイル、及
   び該第１と第２の信号の位相差値を特定の額面の
   コインについての所定の限界値と比較する手段と
   からなる特定の通貨単位の導電性コインを検査し
   て識別する装置であつて、該高周波信号発生手段
   の発生する周波数と該コイン試験位置に対する該
   送信と受信コイルの位置とは該コイン試験位置に
   置かれた該特定の通貨単位のコインを通抜けて該
   受信コイルへと通過する該磁界の成分の大きさと
   そのコインの周りを通過する該磁界の成分の大き
   さとが該コインが該特定の額面の真性コインであ
   る時に約等しくなるようにされているものである
   ところのコイン識別装置。