(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬貨の投入口と、この投入口に連結された硬貨通路と、この硬貨通路の側壁に配置されたセンサと、このセンサの出力が供給された位置検知手段と、前記硬貨の正偽及び種類の基準となるデータがあらかじめ記憶された記憶回路と、この記憶回路のデータと、前記位置検知手段の出力とを比較する比較回路と、この比較回路の比較結果により硬貨の正偽及び種類を判定する判定回路とを備え、前記位置検出手段は、前記センサの出力波形から、前記硬貨の中央が前記センサを通過する第１の時刻と、前記センサの出力波形が極大となった第２の時刻とを検出し、前記第１の時刻と前記第２の時刻との差によって硬貨の厚みが極大となる位置を中央からの離れ度合いとして求める硬貨識別装置。
【請求項２】
センサは第１のセンサと、この第１のセンサとは異なる硬貨特性を検知する第２のセンサとを有し、前記第１のセンサの出力波形から第１の時刻を検出するとともに、前記第２のセンサの出力波形から第２の時刻を検出する請求項１に記載の硬貨識別装置。
【請求項３】
第１のセンサは、材質センサとするとともに、第２のセンサは、厚みセンサとした請求項２に記載の硬貨識別装置。
【請求項４】
厚みセンサは、コイルを巻いたコアを２つ硬貨通路に対向して配置し、これらのコイルを相互インダクタンスが負になるように直列逆相接続した請求項３に記載の硬貨識別装置。
【請求項５】
材質センサは、コイルを巻いたコアを２つ硬貨通路に対向して配置し、これらのコイルを相互インダクタンスが正になるように直列同相接続した請求項３に記載の硬貨識別装置。
【請求項６】
第１の時刻と第２の時刻との差を、硬貨の通過速度で補正する請求項１に記載の硬貨識別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬貨の正偽および種類を電気的に識別する硬貨識別装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動販売機が普及し、これに使用される硬貨識別装置には高い識別性能が要求されている。
【０００３】
従来、この種の硬貨識別装置は、硬貨の入口と、この投入口に連結された硬貨通路と、この硬貨通路の側壁に配置されたセンサと、このセンサの出力から投入された硬貨の特徴を検知する検知手段と、硬貨の正偽及び硬貨の種類の基準となるデータがあらかじめ記憶された記憶回路と、前記検知手段の出力と前記記憶回路のデータとを比較する比較回路と、この比較回路の比較結果により硬貨の正偽及び種類を判定する判定回路とを備えていた。センサとしては材質、厚み、外径センサを備え、検知手段としては各センサの出力の極大値や極小値を検知する手段を備えていた。そして、硬貨通路時の各センサの出力の極大値や極小値により硬貨の材質、厚み、外径を検知して識別を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来の構成では、硬貨の特徴として検知していたのは硬貨特性の極大値や極小値だけであった。すなわち、厚みセンサの場合であれば、最大厚みや最小厚みのみであった。
【０００５】
このため、硬貨特性が極大或いは極小となる位置は、正貨と差があるが、硬貨特性の極大値がほぼ等しい偽貨を不正使用されることがあった。例えば最も厚い部分の位置は正貨と異なるが、その部分の厚みがほぼ等しい類似外国硬貨などは排除できなかった。
【０００６】
本発明は、このような偽貨の不正使用を防止することが可能な硬貨識別装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の硬貨識別装置は、位置検出手段は、前記センサの出力波形から、前記硬貨の中央が前記センサを通過する第１の時刻と、前記センサの出力波形が極大となった第２の時刻とを検出し、前記第１の時刻と前記第２の時刻との差によって硬貨の厚みが極大となる位置を中央からの離れ度合いとして求める構成としたものである。そのため、硬貨の最大厚みが正貨とほぼ等しいが、硬貨の厚みが極大となる位置が異なる偽貨の不正使用を防止することが可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【０００９】
図２は本発明の一実施の形態における硬貨識別装置の概要を示した構成図である。図２において、硬貨識別装置本体１の上部には硬貨の投入口２が設けられており、この投入口２から下方に向かって硬貨の通路３が連結されている。通路３の側壁には厚み・材質兼用センサ４と外径センサ５が配置されている。また通路３は硬貨識別装置本体１の下部に位置する硬貨の出口６に連結されている。
【００１０】
図１は本実施の形態における硬貨識別装置の制御回路の構成を示すブロック図である。図１において、厚みセンサ７は通路３の側壁に対向して配置された２個のコアと、これらのコアの内部に巻回されたコイルと、これらのコイルで形成する発振回路、及び発振波形を正弦波から発振レベルを示す信号に変換する整流回路により構成されている。厚みセンサ７では、対向するコアに巻回されたコイルは相互インダクタンスが負になるように直列逆相接続され、その出力は厚みの極大値を検知する第１の極大値検知手段９、厚みが極大となる回数を検知する回数検知手段１０、及び厚みが極大となる位置を検知する位置検知手段１１に入る。
【００１１】
材質センサ８も厚みセンサ７と同様の構成であるが、対向するコアに巻回されたコイルは相互インダクタンスが正になるように直列同相接続され、その出力は厚みが極大となる位置を検知する位置検知手段１１、材質の極大値を検知する第２の極大値検知手段１２、及び材質が極小となる幅を検知する幅検知手段１３に入る。なお、本実施の形態では、厚みセンサ７と材質センサ８とでコアを兼用しており、図２に厚み・材質兼用センサ４として示している。
【００１２】
外径センサ５も材質センサ８と同様の構成で、コイルは直列同相接続され、出力は外径の極大値を検知する第３の極大値検知手段１４に入る。各検知手段９〜１４の出力はそれぞれ、比較回路１５〜２０に入る。比較回路１５〜２０は記憶回路２１にも接続されている。比較回路１５〜２０の各出力は判定回路２２に入り、判定回路２２は判定信号２３を出力する。
【００１３】
以上のように構成された硬貨識別装置について、以下にその動作を説明する。投入口２から投入された硬貨がセンサ４，５に近づくと、コイルのインピーダンスが変化し、それにつれて発振回路の発振レベルが変化する。この変化量は、厚みセンサ７では主に硬貨の厚みによって、材質センサ８では主に硬貨の材質によって、外径センサ５では主に硬貨の外径によって異なるように形成されている。これらのセンサ内に設けられた整流回路ではそれぞれ、発振回路の発振波形を正弦波から発振レベルを示す信号に変換する。各極大値検知手段９，１２，１４では、硬貨通過時の発振レベルの変化量の最初の極大値を検知して、それぞれ対応する比較回路１５，１８，２０に出力する。
【００１４】
次に、回数検知手段１０と位置検知手段１１の動作を図３を用いて説明する。図３は硬貨通過時の厚みセンサ７の出力波形３０，４０を示す。縦軸が発振レベルの変化量で、横軸が時刻である。図３中の実線波形は日本の五百円硬貨の波形３０である。それに対して、破線波形は材質、外径及び最大の厚みが五百円硬貨とほぼ等しく、厚みが極大となる回数及び位置に差がある第１の偽貨の波形４０である。これらの波形３０，４０の違いは次の理由による。五百円硬貨は外周部が最も厚く、中央部の凹凸度合いが比較的小さくて厚みが均一に近いのに対し、第１の偽貨は中央部が最も厚くて外周部より厚いためである。本発明はこれらの違いを、回数検知手段１０及び位置検知手段１１により、厚みが極大となる回数及び位置の差として検知しようとするものである。
【００１５】
本実施の形態では厚みセンサ７の出力が極大値３１から一定値３３を減じた値をしきい値３２とし、厚みセンサ７の出力がしきい値３２以上となる部分の回数と位置を検知している。このようにして検知した厚みが極大となる回数は図３の場合、五百円の波形３０の２回に対して、第１の偽貨の波形４０では１回となる。回数検知手段１０は、この回数を示す信号を比較回路１６に出力する。
【００１６】
また、本実施の形態の位置検知手段１１では、厚みが極大となる位置を硬貨の中央からの離れ度合いとして求めている。まず、厚みセンサ７の出力がしきい値３２に一致する最初の時刻３４，４４と最後の時刻３５，４５を検出する。並行して後述の方法で、硬貨の中央が厚み・材質兼用センサ４を通過する時刻７７を検出する。そして、中央の時刻７７と最初の時刻３４，４４との時刻差３６，４６、及び中央の時刻７７と最後の時刻３５，４５との時刻差３７，４７を求め、大きい方の時刻差３６，４７を選択する。このような検知方法としているのは、五百円は外周部が最も厚いのに対して第１の偽貨は中央部が最も厚いという差を顕著にとらえるためである。なお、材質センサ８の出力波形５０は、五百円と第１の偽貨では図４に示すようにほぼ同じ波形となる。
【００１７】
このようにして求められた時刻差３６，４７は明らかに硬貨の通過速度の影響を受けるため、通過速度の補正を行う必要がある。本実施の形態では図４に示すように、硬貨の通過速度に比例していると考えられる、材質センサ８の出力が極大となる２つの時刻７４，７５の時刻差７６を利用している。位置検知手段１１は、厚みの極大と中央との時刻差３６，４７を材質の２つの極大の時刻差７６で割った値を示す信号を比較回路１７に出力する。
【００１８】
さらに、材質が極小となる幅を検知する幅検知手段１３の動作を図４を用いて説明する。図４は硬貨通過時の材質センサ８の出力波形５０，６０を示す。図３と同様、縦軸が発振レベルの変化量で、横軸が時刻である。図４中の実線波形は日本の五百円硬貨の波形５０である。それに対して、破線波形は厚み、外径及び最大と最小の材質が五百円硬貨とほぼ等しく、材質が極小となる幅に差がある第２の偽貨の波形６０である。これらの波形５０，６０の違いは次の理由による。五百円硬貨は表面の凹凸度合いが比較的小さい、すなわち材質として検知する硬貨の電磁気的特性の均一さの度合いが高いのに対し、第２の偽貨は表面にくぼみがあるため凹凸度合いが比較的大きい、すなわち材質の均一さが低いからである。本発明はこの違いを、幅検知手段１３により、材質が極小となる幅の差として検知しようとするものである。
【００１９】
本実施の形態では材質センサ８の出力の極小値５１に一定値５３を加えた値をしきい値５２とし、材質センサ８の出力がしきい値５２を下回る時刻５４，６４と上回る時刻５５，６５との時刻差５６，６６により、材質が極小となる幅を検知している。このようにして求めた時刻差５６，６６は明らかに硬貨の通過速度の影響を受けるため、通過速度の補正を行う必要がある。本実施の形態では硬貨の通過速度に比例していると考えられる、材質センサ８の出力が極大となる２つの時刻７４，７５の時刻差７６を利用している。幅検知手段１３は、材質がしきい値以下である時間幅５６，６６を２つの極大の時刻差７６で割った値を示す信号を比較回路１９に出力する。
【００２０】
記憶回路２１には、正貨の種類毎に基準となる値が記憶されている。比較回路１５〜２０では各検知手段９〜１４からの出力を記憶回路２１の基準と比較し、許容範囲内で一致していればその正貨の種類を示す信号を出力し、どの種類の基準値とも一致しない場合には偽貨であることを示す信号を出力する。判定回路２２では、比較回路１５〜２０からの信号が全て同じ正貨の種類を示す場合に限りその正貨の種類を示す信号を出力し、それ以外の場合には偽貨を示す信号を判定信号２３として出力する。
【００２１】
以上のように、本実施の形態によれば、位置、幅、回数検知手段により、硬貨特性が極大或いは極小となる位置、幅、回数をそれぞれ検知することができるので、硬貨特性が極大或いは極小となる位置、幅、回数のいずれかに正貨と差がある偽貨の不正使用を防止することが可能になる。
【００２２】
なお、しきい値３２，５２を固定にすると温度や電源電圧の変動などの影響を受けやすいため、本実施の形態では極大値３１から一定値３３を減じた値や、極小値５１に一定値５３を加えた値としているが、極大値３１や極小値５１と一定値（例えば０．９や１．１）の積などとすることもできる。
【００２３】
また、硬貨通過速度の補正に、材質センサ８の出力が極大となる２つの時刻７４，７５の時刻差７６を利用しているが、硬貨の通過速度を示すものであればこれに限らず補正が可能である。
【００２４】
そして、厚みセンサ７と材質センサ８でコアを兼用しているのは、硬貨中央の通過時刻を正確に検知するためである。同時に小型化やコストダウンも可能であるが、それぞれ別のセンサであっても構わない。
【００２５】
さらに、本実施の形態では、硬貨通過時の発振レベル変化を識別に用いた例を示したが、硬貨によるコイルのインピーダンス変化を利用したものであれば、インダクタンス、周波数、位相等の変化を用いることもできる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明の硬貨識別装置における位置検出手段は、前記センサの出力波形から、前記硬貨の中央が前記センサを通過する第１の時刻と、前記センサの出力波形が極大となった第２の時刻とを検出し、前記第１の時刻と前記第２の時刻との差によって硬貨の厚みが極大となる位置を中央からの離れ度合いとして求める構成としたものである。これにより硬貨の厚みが極大となる位置を検出することができるので、たとえ硬貨の最大厚みが正貨とほぼ等しくとも、硬貨の厚みが極大となる位置によって偽貨を判定できる。従って、硬貨の厚みが極大となる位置に差がある偽貨の不正使用を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態における硬貨識別装置の制御回路の構成を示すブロック図
【図２】  同、硬貨識別装置の概要を示す構成図
【図３】  同、硬貨識別装置の厚みセンサの出力波形図
【図４】  同、硬貨識別装置の材質センサの出力波形図
【符号の説明】
１  硬貨識別装置
２  投入口
３  硬貨通路
７  厚みセンサ
８  材質センサ
１０  回数検知手段
１１  位置検知手段
１３  幅検知手段
１５  比較回路
１６  比較回路
１７  比較回路
１８  比較回路
１９  比較回路
２０  比較回路
２１  記憶回路
２２  判定回路
【図１】
0003713979.tif 000002
【図２】
0003713979.tif 000003
【図３】
0003713979.tif 000004
【図４】
0003713979.tif 000005