TW420792B - Coin discriminating apparatus - Google Patents

Description

A7 42079^ ________ B7 _____ 五、發明說明（1 ) [技術領域] 本發明為關於由硬幣表面之沖壓圖案呈現的凹凸資訊 而能以簡單的處理並以良好精確度判定硬幣之類別及真偽 的硬幣識別裝置β [技術背景] 於自動販賣機及自動金錢處理機（ΑΤΜ)等為要計算投 ，入的金額於其前置處理裝置内組裝有用以判定硬幣之類別 則及其真偽的硬幣識別裝置。一般的硬幣識別裝置由專對 硬幣的外徑及其厚度'重量做測定，然後與預先求得之正 規的硬幣（處理對象之複數種的硬幣）外徑、厚度及重量各 做比較以判定硬幣之類別及真偽，如識別為偽幣時則將其 駁回（reject)的構成。 然而於多數處理對象的硬幣中，則有誤認與處理正規 硬幣之特徵（外徑、厚度、重量等）相似之處理對象外的硬 κ幣’例如他國硬幣’而有將之誤認之虞。 因此亦有試圖將硬幣表面之沖壓圖案具有的凹凸資訊 -當做景^像檢測，對該影像的特徵實施識別處理以識別其類 別。然而以附著在硬幣表面之污垢為原因，有時很難以良 好精確度檢測硬幣表面之沖壓圖案的特徵。又欲比較硬幣 表面之沖壓圖案的影像特徵（圖案的花紋）與處理對象之正 規硬幣的沖壓圖案所示影像特徵（圈案的花紋）時，例如需 將處理對象影像予以旋轉處理後實施匹配（Jnatching)處 理，以及實施適當的付里葉（FoUrier)轉換等的處理。因此 使硬幣識別的處理變複雜，又構成較長處理時間的問題。 適財國準(CNS) A4 21---- - --------t I ---I ---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 311320 420792 A7

五、發明說明（2 ) [發明的揭示] 本發明為解決上述的問題，以提供由著眼於硬幣表面 之沖壓圖案具有的凹凸資訊而能簡易並且精確的識別其類 別及真偽的硬幣識別裝置為目的。 本發明之硬幣識別裝置，為著眼於表示硬幣表面之沖 壓圖案特徵的凹凸資訊’而以表示硬幣表面全體之凹凸資 訊的頻率分佈之直方圖（histogram)當做硬幣表面之沖壓圖 案的特徵’由確實的求得其特徵而能簡易並以高精確度識 別硬幣之類別及真偽為其特徵。尤其對於凹凸資訊所示之 硬幣表面的沖壓圖案（影像資訊）能不經判別方向或旋轉處 理等的複雜處理而識別硬帑之類別為其特徵。 依本發明之一態樣，其求得硬幣表面之沖壓圖案之凹 凸資訊的感測器是由對於硬幣全面以局部的各施加高頻率 電磁場而產生滿電流的複數之渦電流線圈，及用以檢測因 產生於硬幣之渦電流而變化之前述各渦電流線圈之阻抗的 阻抗計測裝置所構成》然後以檢測出之阻抗為凹凸資訊， 將該阻抗於硬幣表面全面的分佈以橫軸表示阻抗，從軸表 示渦電流線圈數而作成直方圖，以表示其特徵》 於此最好將複數之渦電流線圈於平面上成格子狀的排 列（矩陣排列）為線圈陣列，並將該線圈陣列與硬幣表面相 對的配置。 又依本發明之另一態樣，其求得硬幣表面之沖壓圖案 之凹凸資訊的感測器是由對於硬幣表面實行擴散照明的光 源，及用以檢測該光源的照明光受到硬幣表面反射之反射 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -Υ -裝

n n i 1· Ϊ I I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公爱） 2 311320 Α7 Β7 i 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明（ 光的複數之光感測器所構成。然後以複數之光感測器感測 出之反射光強度為凹凸資訊，將該反射光強度之硬幣表面 全面的分佈以橫軸表示反射光強度，縱軸表示光感測器數 而作成直方圖。 又依本發明之另一態樣，其上述感測器是由對於硬幣 表面實行照明的光源’及對於該光源照明的硬幣表面的像 實行攝影的影像感測器所構成β然後以影像感測器測得之 影像訊號中的亮度訊號為凹凸資訊，將亮度訊號於硬幣表 面全面之分佈以橫軸表示亮度訊號，縱軸表示晝素數而作 成直方圖。 又本發明之較佳態樣’為更加具備對硬幣施加低頻率 電磁場使其產生渦電流的渦電流線圈，及用以檢測因產生 於硬幣的渦電流而變化之前述渦電流線圈的阻抗之阻抗計 測裝置，以及將檢測出之該渦電流線圈的阻抗與預先求得 之正規硬幣的阻抗比較以判定該硬幣之材質的材質判定裝 置。本態樣以具備上述的材質判定裝置而能更加提高硬幣 的識別精確度為其特徵。 又本發明之較佳態樣為具備由預定的頻率驅動複數之 渴電流線圈時之各渦電流線圈的阻抗計測硬幣之直徑的硬 幣直徑計測裝置’以及由上述各渦電流線圈的阻抗計測硬 幣之厚度的硬幣厚度計測裝置，本態樣以具備上述硬幣直 徑計測裝置及硬幣厚度計測裝置而能更加提高其識別精確 度為其特徵。 又本發明之較佳態樣是將對於硬幣施加高頻率電磁場 I--I I--— IJ!* * — I ί 1 Ϊ 訂-------I 1^^, · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 3 311320 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 420792 A7 B7 五、發明說明（4 ) 以產生渦電流之複數的渦電流中之特定的渦電流線圈兼用 作對於硬幣施加低頻率電磁場以產生渦電流之渦電流線 圈，而對於該等渦電流線圈代替高頻率驅動而選擇性的實 施低頻率驅動以實施硬幣材質判定之阻抗計測。或是使用 高頻率驅動之複數的渦電流線圈形成的線圈陣列與低頻率 藤動的大直徑之渦電流線圈對硬幣施加電磁場以計測其阻 抗亦可β 依上述的態樣’則只由使用渦電流線圈的阻抗計測， 即可由硬幣表面的沖壓圖案之凹凸資訊檢測硬幣的材質， 又可檢測硬幣之直徑及厚度，因此可圖得裝置的簡易化又 可圖得高精確度的硬幣識別裝置。 [圖面的簡單說明] 第1圖（a)、（b)表示本發明之一實施形態組裝於硬幣 識別裝置的線圈陣列的概略構成，及組裝於硬幣識別裝置 之線圈陣列與低頻率驅動用渦電流線圈之排列構成圖。 '第2圖表示構成第1圖所示線圈陣列之平面線圈（渦電 流線圈）的構成圖。 ，第3圖表示本發明之一實施例的硬幣識別裝置將感測 部的一部分切斷表示其内部構造的正視圖。 第4圈表示感測部的俯視圖。 第5圊表示感測部之由硬幣的移動方向觀看的侧視 圖。 第6圈（a)、（b)表示本發明之另一實施形態的渦電流線 圈相對於硬幣的配置例。 --I f Μ 11 ΑΊ--γ I Μ in —-------if I • * (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用111國囷家標準（CNS)A4規格（21〇 κ 297公爱〉 4 311320 A7 /12〇192 五、發明說明（5 第7圖表示本發明之一實施形態之硬幣識別裝置的全 體概略構成圖》 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第8圖表示硬幣識別裝置之渦電流線圈，與以該渦電 流線圈局部的施加有交流電磁場之硬幣的關係之模式圖。 第9圖表示以微處理器實行硬幣識別處理之概略的處 理程序之一例。 第10圖表示硬幣識別處理時使用之收容硬幣之資訊 的表例。 第11圖表示硬幣之沖壓圖案具有之凹凸分佈的阻抗 之直方圚例。 第12圖表示本發明之另一實施形態之硬幣識別裝置 要部概略構成圖，並表示以影像感測器對硬幣表面之資訊 之光學的檢測形態。 第13圖表示採用第12圖所示影像感測器之硬幣識別 裝置的機能概略構成圖。 第i4圖表示使用於本發明之又一實施形態之硬幣識 別裝置的光纖陣列之概略構成圖。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 Μ 工 消 費 合 h 社 印 製 第15圖表示第14圖所示使用光纖陣列之硬幣識別裝 置的機能概略構成囷。 第16圖表示使用光二極體陣列之硬幣識別裝置之感 測部的概略構成圖。 [發明的最佳實施形態] 以下參照圖面說明本發明的實施形態之對於硬幣表面 的沖壓圖案具有的凹凸資訊用複數之渦電流線圈檢測之構 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 5 311320 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 420792 Α7 ___Β7 五、發明說明（6 ) 成的硬幣識別裝置例。 第1圖（a)表示組裝在本實施形態之硬幣識別裝置之線 圈陣列1的概略構成。該線圈陣列1係由複數（mx η個）之 滿電流線圈2於平面上構成之m列X η行之四方形格子排 列（矩陣排列）。具體的是將線圈陣列1形成在比處理對象 之硬幣外徑大之例如30mmx 50mm程度之尺寸的預定絕緣 基板3上’例如以第2圖所示外徑為2 mm至5 mm程度之 渦形狀的平面線圈作成渦電流線圈2，然後將複數個的平 面線圈（渦電流線圈2)以預定的排列間距PX，Py(例如6mm 程度）形成之印刷電路基板而成。 各渦電流線圈2之一對引線端子2a、2b依各列及行共 通連接作成線圈陣列1之列選擇用引線端子4a及行選擇用 引線端子4b而導出。指定列選擇用引線端子4a中之一個， 同時指定行選擇用引線端子4b中之一個，並在該引線端子 4a、4b間通電’即可擇一地指定線圈陣列1中之一個渦電 流線圈2並加以驅動。 上述構成線圈陣列1之複數的渦電流線圈2如後述是 用於對硬幣局部的施加高頻率磁場而設β又排列配置之複 數的渦電流線圈2中之特定的渦電流線圈2，例如配置在 約在中央之四個渦電流線圈2χ則係用於對硬幣施加低頻 率磁場。 上述渴電流線圈2(2χ)受到預定頻率之交流電流的通 電而產生磁場（高頻率磁場或低頻率磁場），具有將該磁場 (交流磁場）局部的施加在硬幣而產生對應於該硬幣的材質 ---U---Ί.---{- .·裝 --------訂. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ' 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（210 X 297公芨） 6 311320 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（7 ) 及厚度之渦電流的功用。然後該涡電流線圈2 (2 X)利用所產 =的渦電流如後述的作用於渴電流線圈2(2χ)使該渦電流 線圈狗之阻抗變化的特性，以具有將該阻抗之變化做為 硬幣的特徵而檢測之感測部的功能。 上述具備複數之渦電流線圈2的線圈陣列i如第3至 5圖之硬幣識別裝置的感測部之概略構成所示為沿形成硬 .幣1〇之通路的導引部11配置。如圖所示，第3圖表示感 測（setmng)部之-部分切開的内部構造的正視圖，第4圖 表示由感測部上方觀看的俯視圖，第5圖表示由硬幣ι〇 之移動方向觀看之感測部的側視圖。 如圖所示，感測部是以兩個線圏陣列j挾形成硬幣ι〇 之通路的導引部11平行的構成。該等線圈陣们是將其渴 電流線圈2的配置面各平行相對於導人導引部⑽轉動並 移動之硬t 10❸前後面的設置。線圈陣歹j】係特別設定成 各以微小間隙近接於形成硬幣10之凹&形狀的沖壓圖案 的前後面而設置，使渦電流線圈2產生的磁場十分強力的 作用於硬幣！0,並使硬幣1G產生之對於渴電流的影響十 分強力的作用及該渦電流線圈2 β 以上是將感測部設在使硬幣10轉動同時移動的通路 為例說明’但亦可將感測部設在使硬幣1〇橫滑同時移動的 通路’或設在硬幣1G的落下通路。此外亦可對於線圈睁列 1之渦電流線圈2的形成面被覆以保護膜，以線圈陣列i n I — I · - 1 (請先閱請背面之注意事項再填窝本頁) i57·. -線· 本體形成形成硬幣之通路的導引部丨丨之―部分則自不待 言0

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 311320 420792 A7 ___ B7 五、發明說明（8 ) 然對於硬幣10施加低頻率磁場的渦電流線圈亦可在 形成線圈陣列1之集動高頻率的複數之渦電流線圈2外， 另设成例如第1圖（b)所示之與線圈陣列並排之專用的渦電 流線圈2 y。或者將用以施加低頻率磁場之渦電流線圈以重 疊於線圈陣列1而設之專用的渦電流線圈2y達成亦可β於 .此宜將低頻率联動用之渦電流線圈2y之直徑設成硬幣1〇 之直徑程度的尺寸。又如第6圖（a)、（b)所示，將上述渦電 流線圈2、2x、2y各對峙於硬幣10沿其通路配置亦可》 第7圖表示由驅動上述線圈陣列1之各渦電流線圈2 檢測硬幣10之特徵以識別硬幣10之類別的硬幣識別裝置 的概略構成。該硬幣識別裝置在微處理器21的控制下使控 制器22動作，如以下所說明的驅動線圈陣列1之各渦電流 線圈2*以因該硬幣10而變化之各渦電流線圈2的阻抗當 做硬幣10的特徵予以檢測。然後依據檢測出之各渦電流線 圈2的阻抗，特別是依據阻抗之分佈所示之硬幣1〇的表面 之凹凸資訊（沖壓圖案的特徵）以判定硬幣10之類別及其真 偽。 即控制器22為驅動多工器23順次選擇線圈陣列1之 複數的渦電流線圈2，對於選擇的渦電流線圈2施加由電 壓控制型振盪器（VCO)24輸出之預定頻率的交流電流將其 驅動。多工器23例如是依從控制器22輸出之預定周期數 的時脈訊號CLK順次巡迴的選擇線圈陣列1之行選擇用引 線端子4b之1，以將電壓控制型振盪器24之輸出（交流電 流）按行施加於複數之渦電流線圈2。 ----I ί.-1——f'.裝.！ . * (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 幻· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

S 311320 A7 B7 420792 五、發明說明（9 ) 多工器23同時選擇的將線圈|s車列1之列選擇用$丨線端 子4a之一接地，並每進行一巡迴上述行選擇用引線端子 4b之選擇即順次切換接地之列選擇用引線端子4a。藉由上 述多工器23對於線圈陣列1之列及行的選擇動作順次選擇 矩降配列之複數的渦電流線圈2之一，再以電壓控制型振 盪器24加以通電驅動。亦即複數之渦電流線圈2的通電驅 •動是依其配置受到二次元的掃描。 被多工器23選擇而通電驅動之渦電流線圈2的端子間 電壓（振幅或相位），例如是選擇的施加在線圈陣列1之行 選擇用的引線端子4b之來自電壓控制型振盪器24的輸出 (交流電壓）而經由放大器25加以檢測》該放大器25具有 將渦電流線圈2的阻抗變化當作驅動該渦電流線圈2之訊 號（電壓控制型振盪器24之輸出）的振幅或相位的變化而檢 測的功用。然後振幅/相位檢測器26為同步於前述控制器 22控制之多工器23的動作定時（timing)，即同步於渦電流 線圈2的選擇動作而對放大器25的輸出實施抽樣，以檢出 其振幅或相位供微處理器21進行數據收集與記憶。 當有硬幣10導入於前述感測部時，控制器22接受微 處理器21的指令，例如首先控制多工器23的動作對線圈 陣列1之全部渦電流線圈2順次的通電驅動》此時控制器 22對於電壓控制型振盪器24施加第1控制電壓，以使該 電壓控制型振盪器24以700ΚΗΖ以上的頻率，最好是以 1MHz程度的頻率發生振盪。由此對全部的渦電流線圈2 以1MHz程度的頻率順次做高頻率驅動。 I - — ill — — — ^--— lull* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 费 合 作 社 印 製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） 9 311320

I 420792 A7 ---— ___B7___ 五、發明說明（10 ) (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) 其次於對全部渦電流線圈2完成高頻率驅動時，控制 器22控制多工器23的動作只對前述特定的渦電流線圈2x 作順次的通電驅動。但此時控制器22對電壓控制型振盪器 24施加第2控制電壓，使電壓控制型振盪器24以ΙΟΟΚΗζ 至700KHz程度的頻率發生振盪。由此使得只對特定的渦 電流線圈2x以ΐ〇〇κΗζ至700KHz程度的頻率順次實行低 頻率驅動。因此電壓控制型振盪器24具有與控制器22配 合’而可選擇地作為對渦電流線圈2實施高頻率驅動的高 頻率驅動裝置’及對渦電流線圈2實施低頻率驅動的低頻 率驅動裝置之機能。 又於順次選擇渦電流線圈2對其實施高頻率驅動的過 程中’當選擇到前述特定的滿電流線圈2χ時，與其同步的 控制電壓控制型振盪器24的動作以對渦電流線圈2χ實施 低頻率驅動亦可。亦即預先設定對於特定的渦電流線圈2χ 實施低頻率驅動’而對其他的渴電流線圈2實施高頻率集 動’將線圏陣列1所具有之複數的渦電流線圈2(2χ)以順次 只驅動一次的方式完成對於線圈陣列】全面的掃描亦可。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上述一面變化驅動條件一面通電驅動各渦電流線圈 2(2χ)時之各渦電流線圈2(2χ)的振盪振幅係作為表示因硬 幣10而變化之渦電流線圈2(2χ)之阻抗的資料，而可經由 放大器25及振幅/相位檢測器26順次檢出《即放大器25 為用做對於渦電流線圈2(2χ)的阻抗計測裝置β 以下說明因硬幣10而變化之渦電流線圈2(2χ)的阻 抗。第8圖表示受到電壓控制型振盪器24之輸出而在多工 本紙張尺度適用中國囷家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 10 311320 420 仞 2

五、發明說明（u ) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 X 消 費 合 h 社 印 製 器23的動作下選擇的通電驅動之一個渦電流線圈2及由該 渦電流線圈2對於硬幣1〇局部的施加交流電磁場之模式的 關係。由渦電流線圈2產生的交流電磁場0施加在硬幣 時，於硬幣10之橫切過交流電磁場的部位產生渦電流 上述渦電流ic的大小為依硬幣10之材質及厚度（電阻 率）而變化。又由該渦電流Ic所產生的磁通量係以打消由 渦電流線圈2所產生之交流磁通量的狀態作用。因此雖然 驅動渦電流線圈2的電流為固定，但實質上渦電流線圈2 產生的磁通量將減少*亦即該渦電流線圈2的電感，亦即 阻抗Z減小》換言之，當由渦電流線圈2對硬幣施加 交流磁場而於該硬幣1 〇產生渦電流時’渦電流線圈2的阻 抗受到該渦電流的影響而減小β又渦電流Ic產生之磁通量 對於渦電流線圈2的影響於渦電流線圈2與硬幣10之表面 的距離d愈短愈強，渦電流線圈2的阻抗減小程度愈大β 放大器25係檢測媒動ϊ周電流線圈2之信號的振幅的變 化’並將之視為上述渦電流線圈2之阻抗的變化，而檢測 -該渦電流線圈2的阻抗。特別是受到硬幣1〇產生之渦電流 的影響而變化之渦電流線圈2的阻抗不但是依硬幣1〇的材 質，並且是依硬幣表面的沖壓圖案的凹凸，又為依硬帶1〇 與渦電流線圈2間的距離d的變化而定，因此由檢測上述 阻抗的變化即可檢測硬幣10的特徵。 渦電流線圈2產生的交流電磁場之頻率愈高時在接近 硬幣10之表面的區域產生渦電流，反之如交流電磁場的頻 率變低則磁場侵透硬幣10的内部而容易在其内部產生渦 尺度適用中困國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) ~ 請 先 聞 讀 背 Sj 意 事 項 再I k 頁 tr 線 A7

五、發明說明（12 ) f 420792 電流》因此欲檢測硬幣表面之沖壓圖案具有的凹凸資訊 時，例如以1MHz程度之高頻率驅動渦電流線圈2使其於 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 具有沖壓圖案之凹凸面的硬幣10的表面產生渦電流即 可。如上述的在硬幣！ 0的表面產生渦電流Ic，則由於硬 幣10表面的凹凸雨變化之與渦電流線圈2的距離d，上述 滿電流Ic的影響大大的作用於渦電流線圈2，由而使渦電 流線圈的阻抗大大的變化。其結果使得能由渦電流線圈2 的阻抗變化有效的檢測硬幣10表面之沖壓圖案具有的凹 凸0 經濟部智慧財產局員工消賢合作社印製 反之欲檢測硬幣1 0之材質資訊時，則例如以丨〇KHz 至1 OOKHz程度的低頻率設定渦電流線圈2之驅動頻率， 以使於硬幣10内部產生依其材質而大大變化之渦電流Ic 即可。如上述使其於硬幣10的内部產生渦電流Ic則大致 不受到其表面之凹凸所致之與渦電流線圈2之距離d之變 化的影響，而只有發生在硬幣10内部之渦電流Ic大小的 影響及於渦電流線圈2。並且由於發生在硬幣1〇之内部之 渦電流Ic的大小將大大的受到硬幣10之材質左右，因此 能由渦電流線圈2的阻抗變化得到有關硬幣1〇之枒質的資 訊。如前所述之由控制對於電壓控制型振盪器24之動作而 設定之渦電流線圈2的驅動條件（驅動頻率）即為依據上述 見識而定。 其次參照第9圖說明微處理器21實行之硬幣識別處 理。第9圖表示微處理器21之概略的處理流程之一例。本 處理從使用組裝在硬幣通路之種種的硬幣檢測器（未圖示） 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） 12 311320 A7 420T92 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 五、發明說明（13 檢測硬幣的輸入開始[步称 I 7鄉6 I ]當檢測到輸入有識別對象 的硬幣10時，微處理器21起動控制冑首先使電壓控 制型振垔器24以高頻率動作[步驟S2]，並且控制多工器 23的動作以對於線圈陣列i的全部渦電流線圈2順次的實 行高頻率驅動[步驟S3]。又同步於上述满電流線圈2的高 頻率驅動以驅動振幅/相位檢測器26，再順次檢測放大器 25所計測之涡電流線圈2的阻抗，並予以抽樣保持[步鄉 S4]。如上述計測而得之各渦電流線圈2的阻抗為順次收容 在微處理器21所具備的内部記憶體（未圖示）[步驟S5]，以 此終了對於複數之渦電流線圈2之用高頻率驅動實行的硬 幣10表面的凹凸資訊之檢測處理。 其後微處理器21先使電壓控制型振盪器24動作於低 頻率[步驟S6] ’並控制多工器23的動作只對於線圈陣列i 中之特定的渦電流線圈2x依序實行低頻率軀動[步驟 S7]。然後同步於對該等渴電流線圈2X之低頻率驅動而驅 動振幅/相位檢測器26 ’再依次檢出放大器25所計測之渦 電流線圈2x的阻抗，並對其實行抽樣保持[步驟S8]。如 上述計測所得之各渦電流線圈2x之阻抗亦順次收容在微 處理器21具備之内部記憶體（未圖示）[步驟S9]。以上述的 處理終了對於渦電流線圈2x實行低頻率驅動而檢測硬幣 10之材質資訊的處理。 然後微處理器21實行其内部處理，依據前述收容之各 渦電流線圈2(2x)的阻抗，開始對於硬幣i 〇的識別處理。 該識別處理例如首先對於用高頻率驅動之各渦電流線圈2 裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .. -線· 本紙張尺度適用甲國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 13 311320 420792 A7 b/ 五、發明說明（14 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的阻抗以預定的閾值判別，判別出阻抗無變化的渦電流線 圈2及該渦電流線圈2於線圈陣列1上的配列位置[步驟 S10]。然由阻抗無變化之渦電流線圈2的位置資訊，反過 來求出於阻抗計測時對峙於硬幣1 〇之渦電流線圈2以查出 該硬幣10的外廓（硬幣大小），而以其最大直徑當做硬幣10 的外徑計測[步驟S11 ]。然後依據計測的外徑參照預先準 爾在微處理器21之如第1〇圖的表選定硬幣1〇的候選類別 [步驟S12]。 亦即在表中預先記述有處理對象（識別對象）之複數種 類的硬幣（正規的硬幣）之外徑及厚度的資訊，以及材質的 資訊（依材質而變化之渦電流線圈的阻抗沖壓圖案之凹 凸資訊（依凹凸而變化之阻抗的資料）等的基準資訊。由參 照上述的表而依據計測之硬幣1〇的外廓（外徑）將可視為與 該硬幣10相當的硬幣種類選定為候選硬幣。於此如未比照 出相當的候選類別時[步驟S13】，則將該硬幣當做非處 理對象的硬幣（偽幣）而將其排斥[步驟S14]。 經濟部智慧財產局員Η消t合作社印製 如依上述求得硬幣的候選類別時，則由記憶體讀出 前述對於特定的渦電流線圈2x用低頻率驅動時檢測之該 满電流線圈2x的阻抗’以該阻抗與記述在前述表中之該候 選類別之材質的資訊（依材質變化之渦電流線圈的阻抗）實 施匹配（matching)處理[步驟Sl5]。此時依據表示記述在表 中之硬幣10之材質資訊之渦電流線圈的阻抗求出方法，求 出作為計測阻抗之特定之四個渦電流線圈2χ之各阻抗的 總和’或各阻抗的平均值，再比^計測的阻抗與記述在表 311320 尺辟㈣灿4規格咖χ 2gf^-—- A7 B7 A20792 五、發明說明（15 ) 中的阻抗。然後以阻抗的匹配處理判定如前述以硬幣1 〇 的外徑為基準而選擇的候選類別是否在材質上取得一致性 [步驟S16]。又如於阻抗匹配處理時未能找出一致性，亦 即硬幣10之材質與處理對象的硬幣材質不同時，則將其當 做偽幣而實施排斥（reject)處理[步驟S14]。 於上述材質的匹配處理如確認候選類別的一致性，則 實施其次之依據硬幣10表面之沖壓圖案具有的凹凸資訊 之識別處理。該處理由讀出對於複數之渦電流線圈2實行 高頻率驅動時所求得各渦電流線圈2的阻抗而作成其直方 圖（histogram)開始[步驟S17]。直方圖係按照各渦電流線圈 2之阻抗的大小區分成預先設定之複數的準位，而由計算 含有各準位之大小的阻抗的渦電流線圈2的數量作成。然 後以區劃成複數之準位的阻抗為橫軸，渦電流線圈2的數 量為縱軸作成直方圈以表示阻抗的分佈。 如前所述對於渦電流線圈2實行高頻率驅動時所求得 各渴電流線圈2的阻抗將依硬幣10之表面的凹凸面與渦電 流線圈2的距離d而變化。而硬幣10表面的凹占則為表示 硬幣10的沖壓圖案。因此如上述區劃為複數準位的阻抗表 示上述距離d的不同’亦即表示硬幣10之表面的凹凸程 度。因此上述直方圖即為表示硬幣10之沖壓圖案所形成表 面之凹凸的分佈狀態。 然後將上述直方圖與登錄在表中之處理對象的硬幣沖 壓圖案之凹凸資訊（依凹凸變化之阻抗的直方圖），特別是 與前述求得之候選種類的直方圖實行匹配處理[步驟 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） — 311320 A7 420792 ________ B7 _ 五、發明說明（16 ) S18]，由此判定硬幣10之沖壓圖案的一致性【步驟S19】。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 對於種類不同的硬幣10，即使其沖壓圖案相似，一般 而言其沖壓圖案具有的凹凸狀態依硬幣的不同種類而大幅 相異’又於硬幣10表面全面的凹凸分佈狀況亦大不相同。 尤其是為調整硬幣10的重量而對其表面穿孔變造時，硬幣 10的沖壓圖案本身大幅的變形，並且凹凸的分佈狀況亦大 幅變化。 亦即對於外徑及沖壓囷案相似的二種類的硬带，例如 第11圖所示，由比較處理對象之硬幣表面的凹凸分佈（直 方圖A)與處理對象外的硬幣表面的凹凸分佈（直方圖B)， 在其尖峯位置及寬度分佈，偏差等均有顯著的差異。因此 由比較表示凹凸分佈的直方圖，即可有效的判定硬幣1〇 表面形成之沖壓圖案具有的凹凸狀態，亦即能有效的判定 沖壓圖案的特徵》 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 於上述的直方圖之匹配處理，如確認沖壓圖案之凹凸 資訊的一致性時，則確定前述候選類別即為該硬幣10的類 別[步驟S2 0]。又於直方圖的匹配處理未得到確認時，則 以該沖壓圖案不確定，與處理對象的硬幣不同而將該硬幣 10排斥[步驟S14]。 上述根據阻抗之直方圖所作的硬幣10表面之沖壓圖 案的匹配處理，最好是以分別與硬幣10的兩面（前後面） 相對配置之兩個線圈陣列1各自檢測出的資訊（阻抗），對 於硬幣10的前面及後面的沖壓圈案各實行匹配處理。 如上述由渦電流線圈2(2x)之阻抗的變化檢測硬幣10 本紙張尺度適用中困國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 16 311320 Α7 4 2 01 9 2 Β7 五、發明說明（17 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的材質及硬幣1〇的外徑’以及其表面之沖壓圖案具有的凹 凸資訊’而依據該等資訊判定硬幣10之類別及其真假的硬 幣識別裝置’則不同於用光學的方法檢測硬幣10之表面的 資訊’即不受附著於硬幣表面之污垢的左右，能簡易並精 確的識別硬幣類別。並且由於是以受到由渦電流線圈2(2χ) 所施加之交流磁場而產生在硬幣i〇之渦電流的影響而變 -化之該渦電流線圈2(2χ)的阻抗本身做為硬幣1〇的特徵檢 測，因此不必分別設置交流磁場產生用的線圈及感測用的 線圈’使感測部的構成非常簡單《即使欲檢測硬幣1〇前後 面各個的沖壓圖案的凹凸資訊時，亦只需於硬幣1〇的通道 兩面各設一線圈陣列1即可，其構成簡單。 經濟部智慧財產局貝工消費合作杜印製 又由於是對於渦電流線圈2施以高頻率驅動以在硬幣 10的表面部產生渦電流，以從當時之渦電流線圏2的阻抗 變化檢測凹凸資訊，並由對於渦電流線圈2χ施以低頻率驅 動以在硬幣10的内部產生渦電流，以從當時之渦電流線圈 2χ的阻抗變化求得有關硬幣1〇之材質資訊，因此只需變 更例如對於渦電流線圈2(2χ)的驅動條件即可有效的檢測 硬幣10之各個不同性質的特徵。 特別是將硬幣10之表面的沖壓圖案具有的凹凸以渦 電流線圏2的阻抗變化檢測，以該阻抗值作為表示阻抗分 佈之直方圖的橫軸，具有各阻抗值之渦電流線圈2之數量 為縱軸，以此檢測硬幣1〇表面的凹凸形成之沖壓圖案的特 徵。然後實施上述直方囷的匹配處理，因此使依據硬幣10 表面之沖壓阖案的特徵實行識別（對照）容易，並能充分的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 17 311320 42〇792 A7 -;--------B7 _ 五、發明說明（18 ) 提高其識別精度。又由於上述直方圖的使用，可省去旋轉 沖塵圖案所示資訊以使圊案的方向一致等的煩雜處理，因 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 而識別處理得大幅簡化，並具縮短處理所需時間等的優 點。 上述的實施形態是使用複數的渦電流線圈2檢測硬幣 10表面之沖壓圖案具有的凹凸，然亦可為光學的檢測。例 如於第12囷所示的概略構成，用光源31照明硬幣的表 面’而以例如CMOS-CCD形成的影像感測器（TV攝影機）32 攝取當做其反射光而求得之硬幣1()的表面影像。然後將上 述影像感測器（TV攝影機）32攝取之影像訊號中的亮度訊 號當做硬幣10之表面的凹凸資訊以作識別（檢測），依據該 亮度訊號識別硬幣10亦可。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如第13圖所示，將掃描影像感測器（Tv攝影機）32之 CMOS-CCD陣列33所得的影像訊號輸入影像轉換部34實 施預定的影像處理後’於影像辨識部35由影像訊號中取出 表示硬幣10表面之凹凸程度的亮度訊號。然後將該亮度訊 號輸入微處理器36’並將亮度訊號區分為預先設定的複數 準位。作成以亮度訊號的準位為橫轴，區分後屬於各準位 的畫素數為縱軸的直方圖’以該直方圖作為硬幣1〇表面凹 凸所表示的沖壓圖案的特徵處理即可。 如上述由影像感測器（TV攝影機）32攝得之硬幣10的 表面影像求得以亮度訊號表示的凹凸資訊，將該凹凸分佈 作成以亮度訊號之準位為橫轴，畫素數為縱軸的直方圖， 即可以該直方圖確實的表現硬幣10表面之凹凸所示沖壓 本紙張尺度適用t國@家標準（CNS)A4規格咖X 297公爱） 18 311320 A7 B7 420792 五、發明說明（19 ) f靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖案的特徵β又可檢測硬幣10之外徑，即用低頻率驅動的 渦電流線圈，由其阻抗的變化檢測硬幣1 〇的材質，則與上 述的實施形態同樣的能簡易而高精度的識別硬幣1〇之類 別及真假。 又用以檢測硬幣表面之凹凸資訊的感測器亦可如第 14圖所示以光纖陣列41構成。該光織陣列41為與硬幣1〇 的表面相向配置，而是由從光源導入之照明光照射於硬幣 10表面之複數的照明用光纖42，及用以接受硬幣1 〇表面 之反射光之複數的受光用光織43做鋸齒格子狀無間隙的 配置形成光的送受波面所構成。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 複數之照明用光纖42為如第15圖所示連接光源44， 導入由光源44發出的照明光以照射硬幣1 〇的表面。而自 硬幣10表面的反射光則經由受光用光纖43導入由複數之 光電晶體等形成的受光元件陣列45，以檢測其強度。然後 由微處理器46驅動的控制器47則控制多通道型之振幅/ 相位檢測器48的動作，以對經由前述各受光用光纖43導 入而由受光元件陣列45檢測的反射光之強度實行抽樣*並 將其保持以供微處理器46實行資訊收集。 然後於微處理器46將經由各受光用光纖43檢出之反 射光強度依預先設定的複數之準位予以區分，作成以反射 光的強度為橫軸，屬於所區分之各強度準位之光纖43之數 量為縱軸的直方圖，而將該直方圖當做硬幣10表面之凹凸 表現的沖壓圖案之特徵予以處理即可。 如上述的從光纖陣列41所檢出之硬幣表面10的反射 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 19 311320 ΚΙ Β7 _ 五、發明說明（20 ) 光之強度，求得該強度所示的凹凸資訊，將該凹凸分佈作 成以反射光之強度為橫軸’光纖43之數量（光感測器之數 量）為縱轴的直方圖’則能以直方圖確實的表現硬幣1〇表 面之凹凸所示的沖壓圖案。因此與前述實施形態同樣的能 簡易並為高精度的識別硬幣10的類別及其真假β 又如第Ιό圖所示採用以光二極餿排列成的光二極體 陣列5 1之複數受光元件（光感測器）檢測硬幣表面之凹 凸資訊亦可。於此可用設在硬幣10之斜前方的光源52向 硬幣表面做擴散照明’同時以光二極體陣列51檢測其表面 之凹凸資訊即可。於此將以光二極體陣列51檢出之反射光 用積分器53以預定的檢測期間將其積分求得其檢測輸出 為宜。然後將表示硬幣10表面之各凹凸的各光二極體的受 光量區分為複數的準位，作成以該受光量為橫軸，光二極 體（光感測器）之數量為縱轴的直方圖，再將該直方圖當做 形成硬幣10之凹凸的沖壓圖案的特徵處理即可。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印黎 如上述以光學方式檢測硬幣10表面之沖壓圖案具有 之凹凸的特徵時，最好如前述使用低頻率驅動的渦電流線 圈2檢測硬幣1〇的材質’則能更加提高其識別精度及可靠 性。又從以光學方式檢測得到之硬幣10表面的資二，檢杳 該硬幣10的外觀（外徑尺寸），其檢查結果可利用於硬幣f() 之識別則自不待言。 本發明並不限定在上述各實施形態β例如 J邪田咼頻率驅 動渦電流線圈2所得之硬幣1〇表面的凹凸咨 口貧Λ ,未得如第 本紙張尺度適用中固國家標準（C_ks)A4規格⑵X 297公 ί請先閱讀背面t注意事*項再填寫本頁) 5囷所示之硬幣1〇之前後面與相對配置在 _ 开鸣側之兩個線 311320 20 420792 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 21 311320 A7 -------Β7 五、發明說明（21 ) 圈陣列1(渦電流線圈2)的平均之間隔距離davu及 dave2 ’並由線圈陣列1間的相對距離d以（t=D_davel 一 dave2)計測硬幣10的厚度t，再以該厚度t與登錄在表 中的硬幣厚度資訊比較對照以補助硬幣的識別處理亦可。 又於使用低頻率驅動渦電流線圈2χ求得有關硬繁1〇 的材質資訊時’亦可將驅動頻率在預定的頻率範圍（例如u KHz至700KHz)做階段的變化，或使之在上述預定的頻率 範圍内連績的變化而計測在各頻率之阻抗，求得阻抗隨頻 率而變化之變化模式以判定硬幣1〇之材質的構成。於此可 在對渦電流線圈2x實行低頻率驅動時，在控制器22的控 制下對電壓控制型振盪器24之振盪頻率實行可變控制即 可。 又於求取硬幣10的厚度時，不僅是對於渦電流線圈 2X、2y實行高頻率驅動，亦可著眼於低頻率驅動時之阻 抗。又可將渦電流線圈2x、2y的驅動頻率由低頻域變化至 高頻域，而著眼於計測之阻抗與其時之驅動頻率的關係以 求得硬幣10的厚度。 再則組裝於線圈陣列1的渦電流線圈2的數量，其配 置間距，以及其配置樣式等則可按照處理對象的硬幣規格 設定’亦即本發明在不離開其要旨範圍内能以種種的變形 實施。 [產業上的利用可能性】 依本發明為著眼於表示硬幣表面之沖壓圖案之特徵的 凹凸資訊，而以表示硬幣表面全面的凹凸資訊之頻率分佈 尺度適用中賴家標準（CNS)A4規格（21Q χ 297公爱-) 一

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（22 ) 的直方圖表現硬幣表面之沖壓圖案的特徵，因此能確實的 檢測到其特徵而能簡易的，並且高精度的識別其類別及其 真假。特別是以直方圖檢測其特徵’因此不必對凹凸資訊 表現之硬幣表面的沖壓圖案（影像資訊）實行方向及旋轉處 理等的複雜處理即能以高精度識別硬幣之類別及其真假而 在實用上具有高度效果。 [元件符號說明] -7丨丨.Ί---f 裝---------訂· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 線圈陣列 2、2x、2y 渴電流線圈 2a、2b 引線端子 3 絕緣基板 4a 列選擇用引線端子 4b 行選擇用引線端子 10 硬幣 11 導引部 21、36、46 微處理器 22、47 控制器 23 多工器 24 電壓控制型振盪器 25 放大器 26 ' 48 振幅/相位檢測器 31、44、52 光源 32 影像感測器 33 CMOS-CCD 陣列 34 影像轉換部 35 影像辨識部 41 光纖陣列 42 照明用光纖 43 受光用光纖 45 受光元件陣列 51 光二極體陣列 53 積分器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 22 311320

Claims (1)

1. i -„---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 / | 420792 /六、申請專利範圍 1. 一種硬幣識別裝置，具備： 用以檢測硬幣表面之沖壓圖案具有的凹凸資訊的 感測器； 用以作成表示前述感測器測得之凹凸資訊之分佈 的直方圖的直方圖作成裝置；以及 將前述作成之直方圖與預先求得之表示正規硬幣 之凹凸資訊之分佈的直方圖作比較之識別硬幣之類別 的圖案判定裝置。 2. 如申諳專利範圍第！項之硬幣識別裝置，其中前述感測 器由對於硬幣施加高頻率磁場以產生渦電流之複複的 渦電流線圈’及用以檢測因產生於硬幣之渦電流而變化 之刖述各涡電流線圈之阻抗的阻抗計測裝置所形成；以 及 前述直方圖作成裝置是將檢出之阻抗於硬幣表面 全面的分佈以橫軸表示阻抗，縱軸表示渦電流線圈數而 作成直方圖者。 3‘如申請專利範圍第2項之硬幣識別裝置，其中前述複數 之渦電流線圈為於平面上以矩陣排列方式形成線圈陣 列，並為相對於硬幣表面配置者。 4.如申請專利範圍第丨項之硬幣識別裝置其中前述感測 器由對於硬幣表面實行擴散照明的光源，及用以檢測該 光源的照明光受到硬幣表面反射之反射光的複數之光 感測器所形成；以及 前述直方圈作成裝置是將複數之光感測器檢出之 ------------裝------I--訂--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 297公釐） 23 311320 420792 A8 B8 CS D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 反射光強度於硬幣表面全面的分佈以橫軸表示反射光 強度’縱軸表示光感測器數而作成直方圖者。 5. 如申請專利範圍第1項之硬幣識別裝置，其中前述.感測 器是由對硬幣表面實行照明的光源’及對前述光源照明 的硬幣表面實行攝影的影像感測器所形成；以及 前述直方圖作成裝置是將上述影像感測器測得之 影像訊號中之亮度訊號於硬幣表面全面的分佈以橫轴 表示亮度訊號’縱軸表示畫素數而作成直方圖者。 6. 如申請專利範圍第]項之硬幣識別裝置，其中更具備： 對於硬幣施加低頻率磁場以產生渦電流的渦電流 線圈； 用以檢測因產生於硬幣之渦電流而變化之前述渦 電流線圈之阻抗的阻抗計測裝置；以及 將檢出之該渦電流線圈的阻抗與預先求得之正規 硬幣之阻抗比較以判定該硬幣之材質的材質判定裝 置。 7. 如申請專利範圍第i項之硬幣識別裝置’其中更具備： 由對於前述複數之渦電流線圈實施高頻率驅動時 之各渦電流線圈的阻抗計測硬幣的直徑之厗 測裝置。 ”直徑計 8. 如申請專利範圍第i項之硬幣識 兵中更具備： 由對於前述複數之渦電流線圈以定 、 W心疋頻率驅動 時之各渦電流線圈的阻抗計測硬幣之厚 計測裝置。 I的硬幣厚度 Μ氏張尺度i用中ϋ國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公发） 24 311320 ----.Ί--.Ί---f --裝--- - ' (請先閱讀背VB之注意事項再填寫本頁) ' A8 B8 C8 D8 420792 六、申請專利範圍 9.如申請專利範圍第6項之硬幣識別裝置，其中前述渦電 流線圈是由對於硬幣施加高頻率磁場以產生渦電流的 複數之渦電流線圈中的特定的渦電流線圈所形成；以及 代替用高頻率軀動而選擇性的用低頻率驅動以在 硬幣產生渦電流，以進行用以判定硬幣之材質的阻抗計 測。 ---------I--•裝! (請-閱讀背面之注专？事項再填寫本頁> 訂： -線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尽度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 25 311320