(57)【要約】【課題】被検硬貨を検出するためのコイルの組を硬貨通路の異なる位置に複数配設し、前記コイルの組を単一周波数の正弦波信号で励磁し、被検硬貨の前記コイルの組の通過に応じたインピーダンス変化を検出して複合材硬貨の識別を可能とする硬貨識別方法及び装置を提供する。【解決手段】単一周波数Ａの正弦波を発振する第１及び第２の正弦波発振回路１０１，１０２と、第１の発振コイル１０３と第２の発振コイル１０４からなる第１のコイルの組と、第１の発振コイル１０３と第２の発振コイル１０４とは異なる第３の発振コイル１０５と第４の発振コイル１０６からなる第２のコイルの組と、第２の発振コイル１０４に接続された第１の硬貨検出回路１０７と、第４の発振コイル１０６に接続された第２の硬貨検出回路１０８と、第１の硬貨検出回路１０７及び第２の硬貨検出回路１０８の出力に基づき被検硬貨の正偽判別と種別判別を行う識別回路１０９を設ける。【選択図】図１
2008287368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬貨が通過する硬貨通路を設け、
前記硬貨通路の一側部に第一のコイルと、前記硬貨通路の他側部に前記第一のコイルと対向して電磁的に結合した第二のコイルを配設し、
前記硬貨通路の下流にあって前記硬貨通路の一側部に前記第一のコイルとはコイルの巻き数、形状等が異なる第三のコイルと、前記硬貨通路の下流にあって前記硬貨通路の他側部に前記第三のコイルと対向して電磁的に結合した前記第二のコイルとはコイルの巻き数、形状等が異なる第四のコイルを配設し、
前記第一のコイルを単一周波数の正弦波信号により励磁するとともに前記第三のコイルを同じ単一周波数の正弦波信号により励磁し、
前記第二のコイルおよび前記第四のコイルから出力される信号に基づいて前記硬貨を識別する硬貨識別方法であって、
前記硬貨通路の上流にある前記第二のコイルから出力される信号に対して第一の基準に基づく第一の信号を生成すると共に前記硬貨通路の下流にある前記第四のコイルから出力される信号に対して第二の基準に基づく第二の信号を生成し、
前記第一の基準および前記第二の基準に基づく二種類の信号に基づいて前記硬貨を識別することを特徴とする硬貨識別方法。
【請求項２】
硬貨が通過する硬貨通路と、
前記硬貨通路の一側部に配設された第一のコイルと、
前記硬貨通路の他側部に配設された前記第一のコイルと対向する電磁的に結合した第二のコイルと、
前記硬貨通路の下流にあって前記硬貨通路の一側部に前記第一のコイルとはコイルの巻き数、形状等が異なる第三のコイルと、
前記硬貨通路の下流にあって前記硬貨通路の他側部に前記第三のコイルと対向して電磁的に結合した前記第二のコイルとはコイルの巻き数、形状等が異なる第四のコイルと、
前記第一のコイルを励磁する単一周波数の正弦波信号を出力する第一の発振回路と、
前記第三のコイルを励磁する同じ単一周波数の正弦波信号を出力する第二の発振回路と、
を備え、
前記第二のコイルおよび前記第四のコイルから出力される信号に基づいて前記硬貨を識別する硬貨識別装置であって、
前記硬貨通路の上流にある前記第二のコイルから出力される信号に対して第一の基準に基づく第一の信号を生成する第一の信号生成部と、
前記硬貨通路の下流にある前記第四のコイルから出力される信号に対して第二の基準に基づく第二の信号を生成する第二の信号生成部と、
をさらに備え、
前記第一の信号生成部から出力される前記第一の信号および前記第二の信号生成部から出力される前記第二の信号に基づいて前記硬貨を識別することを特徴とする硬貨識別装置。
【請求項３】
硬貨が通過する硬貨通路を設け、
前記硬貨通路の一側部に第一のコイルと、前記硬貨通路の他側部に前記第一のコイルと対向して電磁的に結合した第二のコイルを配設し、
前記硬貨通路の下流にあって前記硬貨通路の一側部に前記第一のコイルとはコイルの巻き数、形状等が異なる第三のコイルと、前記硬貨通路の下流にあって前記硬貨通路の他側部に前記第三のコイルと対向して電磁的に結合した前記第二のコイルとはコイルの巻き数、形状等が異なる第四のコイルを配設し、
前記第一のコイルおよび前記第三のコイル並びに前記第二のコイルおよび前記第四のコ
イルを並列に接続し、前記第一のコイルおよび前記第三のコイルを単一周波数の正弦波信号により励磁し、
前記第二のコイルおよび前記第四のコイルから出力される信号に基づいて前記硬貨を識別する硬貨識別方法であって、
前記硬貨通路の上流にある前記第二のコイルから出力される信号に対して単一の基準に基づく第一の信号を生成すると共に前記硬貨通路の下流にある前記第四のコイルから出力される信号に対して前記単一の基準に基づく第二の信号を生成し、
前記第一の信号および前記第二の信号に基づいて前記硬貨を識別することを特徴とする硬貨識別方法。
【請求項４】
硬貨が通過する硬貨通路と、
前記硬貨通路の一側部に配設された第一のコイルと、
前記硬貨通路の他側部に配設された前記第一のコイルと対向する電磁的に結合した第二のコイルと、
前記硬貨通路の下流にあって前記硬貨通路の一側部に前記第一のコイルとはコイルの巻き数、形状等が異なる第三のコイルと、
前記硬貨通路の下流にあって前記硬貨通路の他側部に前記第三のコイルと対向して電磁的に結合した前記第二のコイルとはコイルの巻き数、形状等が異なる第四のコイルと、
前記第一のコイルおよび前記第三のコイル並びに前記第二のコイルおよび前記第四のコイルを並列に接続し、前記第一のコイルおよび前記第三のコイルを励磁する単一周波数の正弦波信号を出力する発振回路と、
を備え、
前記第二のコイルおよび前記第四のコイルから出力される信号に基づいて前記硬貨を識別する硬貨識別装置であって、
前記硬貨通路の上流にある前記第二のコイルから出力される信号に対して単一の基準に基づく第一の信号を生成すると共に前記硬貨通路の下流にある前記第四のコイルから出力される信号に対して前記単一の基準に基づく第二の信号を生成する信号生成部、
をさらに備え、
前記信号生成部から出力される前記第一の信号および前記第二の信号に基づいて前記硬貨を識別することを特徴とする硬貨識別装置。
【請求項５】
前記第三のコイルおよび前記第四のコイルは、そのコイルの巻き数、形状等が前記第一のコイルおよび前記第二のコイルと同じであることを特徴とする請求項４記載の硬貨識別装置。
【請求項６】
前記第二のコイルおよび前記第四のコイルの出力側のいずれか一方に、抵抗またはインダクタを取り付けたことを特徴とする請求項４または請求項５記載の硬貨識別装置。
【請求項７】
前記第一のコイルおよび前記第二のコイルの組、並びに、前記第三のコイルおよび前記第四のコイルの組、を直列に接続したことを特徴とする請求項４記載の硬貨識別装置。
【請求項８】
硬貨が通過する硬貨通路を設け、
前記硬貨通路の一側部に第一のコイルと、前記硬貨通路の他側部に前記第一のコイルと対向して電磁的に結合した第二のコイルを配設し、
前記硬貨通路の下流にあって前記硬貨通路の一側部に前記第一のコイルとはコイルの巻き数、形状等が異なる第三のコイルと、前記硬貨通路の下流にあって前記硬貨通路の他側部に前記第三のコイルと対向して電磁的に結合した前記第二のコイルとはコイルの巻き数、形状等が異なる第四のコイルを配設し、
前記第一のコイルおよび前記第三のコイルを単一周波数の正弦波信号により励磁し、
前記第二のコイルおよび前記第四のコイルから出力される信号に基づいて前記硬貨を識
別する硬貨識別方法であって、
前記硬貨通路の上流にある前記第二のコイルから出力される信号に対して前記硬貨通路の下流にある前記第四のコイルから出力される信号を第一の基準として設定し、前記第一の基準に基づいて第一の信号を生成すると共に前記硬貨通路の下流にある前記第四のコイルから出力される信号に対して前記硬貨通路の上流にある前記第二のコイルから出力される信号を第二の基準として設定し、前記第二の基準に基づいて第二の信号を生成し、
前記第一の信号および前記第二の信号に基づいて前記硬貨を識別することを特徴とする硬貨識別方法。
【請求項９】
硬貨が通過する硬貨通路と、
前記硬貨通路の一側部に配設された第一のコイルと、
前記硬貨通路の他側部に配設された前記第一のコイルと対向する電磁的に結合した第二のコイルと、
前記硬貨通路の下流にあって前記硬貨通路の一側部に前記第一のコイルとはコイルの巻き数、形状等が異なる第三のコイルと、
前記硬貨通路の下流にあって前記硬貨通路の他側部に前記第三のコイルと対向して電磁的に結合した前記第二のコイルとはコイルの巻き数、形状等が異なる第四のコイルと、
前記第一のコイルおよび前記第三のコイルを励磁する単一周波数の正弦波信号を出力する発振回路と、
を備え、
前記第二のコイルおよび前記第四のコイルから出力される信号に基づいて前記硬貨を識別する硬貨識別装置であって、
前記硬貨通路の上流にある前記第二のコイルから出力される信号に対して前記硬貨通路の下流にある前記第四のコイルから出力される信号を第一の基準として設定し、前記第一の基準に基づいて第一の信号を生成する第一の信号生成部と、
前記硬貨通路の下流にある前記第四のコイルから出力される信号に対して前記硬貨通路の上流にある前記第二のコイルから出力される信号を第二の基準として設定し、前記第二の基準に基づいて第二の信号を生成する第二の信号生成部と、
をさらに備え、
前記第一の信号生成部から出力される前記第一の信号および前記第二の信号生成部から出力される前記第二の信号に基づいて前記硬貨を識別することを特徴とする硬貨識別装置。
【請求項１０】
前記第三のコイルおよび前記第四のコイルは、そのコイルの巻き数、形状等が前記第一のコイルおよび前記第二のコイルと同じであることを特徴とする請求項９記載の硬貨識別装置。
【請求項１１】
前記第二のコイルおよび前記第四のコイルの出力側のいずれか一方に、抵抗またはインダクタを取り付けたことを特徴とする請求項９または請求項１０記載の硬貨識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬貨を識別する硬貨識別方法及び装置に関し、特に電子的に複合材硬貨(バイメタル硬貨)の識別を可能とする硬貨識別方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子式の硬貨識別装置に関して従来から知られた一般的構成は、硬貨通路の一側部に所定の周波数の信号によって励磁された発振コイルを配設し、他側部に該発振コイルと電磁的に結合された受信コイルを配設し、硬貨の通過時に生じる前記受信コイルからの減衰電圧波形に基づき硬貨の真性および種別を判定し、この判定結果に基づき硬貨の信憑性の検査を行うものである。
【０００３】
また従来、電子式の硬貨識別装置において、発振コイルと受信コイルからなる一対の硬貨検知コイルを複数設け、被検硬貨の材質、材厚、外径等をそれぞれ検出するようにした構成をとるものも提案されている。また、それぞれの発振コイルに対し、個々に異なる周波数の信号を与える方法と、発振コイルそのものが発振回路の素子となって自励磁発振回路を構成するなどの方法があるが、いずれの方法においても独立した複数の駆動回路又は発振回路を設け、それぞれの発振コイルを励磁している。
【０００４】
また特許文献１には、複数の周波数成分を含む非正弦波信号により励磁することにより、複数の周波数帯の合成信号の包絡線のピークレベルから硬貨を選別する技術が開示されている。特許文献１では内部と表面近傍とで材質が異なるクラッド硬貨等を検出するため、２つの異なる周波数で励磁し、複合材料に発生する渦電流の浸透深さの差による出力差を用いて識別を行うことについても開示されている。
【特許文献１】特許第２５６７６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電子式硬貨識別装置は、硬貨の選別性能を高めるために、複数の発振回路および発振コイルを用いる必要があったことから、部品点数の増加によるコストアップが問題であった。またそれぞれの発振コイルが異なる周波数により励磁されるため、これらのコイル間に相互干渉が発生し易く、それを防ぐため、コイル間の距離を離す等の工夫が必要となり、構造的にも硬貨通路を長くしなければならない等の問題があった。
【０００６】
また、上述した従来の電子式硬貨識別装置、例えば特許文献１に示された電子式硬貨識別装置は、複数の周波数成分を含む非正弦波信号で励磁することにより、発振回路および発振コイルを複数設ける必要がないという特徴があるが、非正弦波信号の高調波成分は配線等の寄生容量の影響を受け易く、また、外乱ノイズ等により高調波成分の周波数または振幅が変化し易いため、出力が安定しない等の問題があった。
【０００７】
上記した課題を解決するために本発明は、被検硬貨を検出するためのコイルの組を硬貨通路の異なる位置に複数配設し、前記コイルの組を単一周波数の正弦波信号で励磁し、被検硬貨の前記コイルの組の通過に応じたインピーダンス変化を検出して複合材硬貨の識別を可能とする硬貨識別方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。
すなわち本発明の一態様によれば、本発明の硬貨識別装置は、硬貨が通過する硬貨通路
と、前記硬貨通路の一側部に配設された第一のコイルと、前記硬貨通路の他側部に配設された前記第一のコイルと対向する電磁的に結合した第二のコイルと、前記硬貨通路の下流にあって前記硬貨通路の一側部に前記第一のコイルとはコイルの巻き数、形状等が異なる第三のコイルと、前記硬貨通路の下流にあって前記硬貨通路の他側部に前記第三のコイルと対向して電磁的に結合した前記第二のコイルとはコイルの巻き数、形状等が異なる第四のコイルと、前記第一のコイルを励磁する単一周波数の正弦波信号を出力する第一の発振回路と、前記第三のコイルを励磁する同じ単一周波数の正弦波信号を出力する第二の発振回路と、を備え、前記第二のコイルおよび前記第四のコイルから出力される信号に基づいて前記硬貨を識別する硬貨識別装置であって、前記硬貨通路の上流にある前記第二のコイルから出力される信号に対して第一の基準に基づく第一の信号を生成する第一の信号生成部と、前記硬貨通路の下流にある前記第四のコイルから出力される信号に対して第二の基準に基づく第二の信号を生成する第二の信号生成部と、をさらに備え、前記第一の信号生成部から出力される前記第一の信号および前記第二の信号生成部から出力される前記第二の信号に基づいて前記硬貨を識別することを特徴とする。
【０００９】
また本発明の一態様によれば、本発明の硬貨識別装置は、硬貨が通過する硬貨通路と、前記硬貨通路の一側部に配設された第一のコイルと、前記硬貨通路の他側部に配設された前記第一のコイルと対向する電磁的に結合した第二のコイルと、前記硬貨通路の下流にあって前記硬貨通路の一側部に前記第一のコイルとはコイルの巻き数、形状等が異なる第三のコイルと、前記硬貨通路の下流にあって前記硬貨通路の他側部に前記第三のコイルと対向して電磁的に結合した前記第二のコイルとはコイルの巻き数、形状等が異なる第四のコイルと、前記第一のコイルおよび前記第三のコイル並びに前記第二のコイルおよび前記第四のコイルを並列に接続し、前記第一のコイルおよび前記第三のコイルを励磁する単一周波数の正弦波信号を出力する発振回路と、を備え、前記第二のコイルおよび前記第四のコイルから出力される信号に基づいて前記硬貨を識別する硬貨識別装置であって、前記硬貨通路の上流にある前記第二のコイルから出力される信号に対して単一の基準に基づく第一の信号を生成すると共に前記硬貨通路の下流にある前記第四のコイルから出力される信号に対して前記単一の基準に基づく第二の信号を生成する信号生成部、をさらに備え、前記信号生成部から出力される前記第一の信号および前記第二の信号に基づいて前記硬貨を識別することを特徴とする。
【００１０】
また本発明の一態様によれば、本発明の硬貨識別装置は、硬貨が通過する硬貨通路と、前記硬貨通路の一側部に配設された第一のコイルと、前記硬貨通路の他側部に配設された前記第一のコイルと対向する電磁的に結合した第二のコイルと、前記硬貨通路の下流にあって前記硬貨通路の一側部に前記第一のコイルとはコイルの巻き数、形状等が異なる第三のコイルと、前記硬貨通路の下流にあって前記硬貨通路の他側部に前記第三のコイルと対向して電磁的に結合した前記第二のコイルとはコイルの巻き数、形状等が異なる第四のコイルと、前記第一のコイルおよび前記第三のコイルを励磁する単一周波数の正弦波信号を出力する発振回路と、を備え、前記第二のコイルおよび前記第四のコイルから出力される信号に基づいて前記硬貨を識別する硬貨識別装置であって、前記硬貨通路の上流にある前記第二のコイルから出力される信号に対して前記硬貨通路の下流にある前記第四のコイルから出力される信号を第一の基準として設定し、前記第一の基準に基づいて第一の信号を生成する第一の信号生成部と、前記硬貨通路の下流にある前記第四のコイルから出力される信号に対して前記硬貨通路の上流にある前記第二のコイルから出力される信号を第二の基準として設定し、前記第二の基準に基づいて第二の信号を生成する第二の信号生成部と、をさらに備え、前記第一の信号生成部から出力される前記第一の信号および前記第二の信号生成部から出力される前記第二の信号に基づいて前記硬貨を識別することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被検硬貨を検出するためのコイルの組を硬貨通路の異なる位置に複数配設し、前記コイルの組を単一周波数の正弦波信号で励磁し、被検硬貨の前記コイルの組の通過に応じたインピーダンス変化を順に検出してクラッド硬貨等の複合材硬貨の識別を簡単な構成で実現可能であるという効果を有する。
【００１２】
また本発明によれば、単一の発振回路で前記複数のコイルの組を励磁できるため、硬貨識別装置を小型化できると共に安価に提供することができるという効果を有する。
また本発明によれば、単一の信号生成回路で前記複数のコイルの組が検出した信号を処理できるため、硬貨識別装置を小型化できると共に安価に提供することができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら説明する。
［実施形態１］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る硬貨識別装置の構成を示す図である。本実施形態では、単一周波数Ａの正弦波を発振する第１及び第２の正弦波発振回路１０１，１０２と、第１の発振コイル１０３と第２の発振コイル１０４からなる第１のコイルの組と、第１の発振コイル１０３と第２の発振コイル１０４とはコイルの巻き数、形状等が異なる第３の発振コイル１０５と第４の発振コイル１０６からなる第２のコイルの組と、第２の発振コイル１０４に接続された第１の硬貨検出回路１０７と、第４の発振コイル１０６に接続された第２の硬貨検出回路１０８と、第１の硬貨検出回路１０７から出力される硬貨信号Ａおよび第２の硬貨検出回路１０８から出力される硬貨信号Ｂに基づき被検硬貨が正貨か偽貨かの正偽判別と種別判別を行う識別回路１０９を設けて構成される。
【００１４】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る発振コイルの配置関係を説明するための図で、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側断面図である。図１及び図２において、検査対象の被検硬貨１００が通過する硬貨通路１１０の一側部に第１の発振コイル１０３と、第１の発振コイル１０３に対向して硬貨通路の他側部に第２の発振コイル１０４を配設し、硬貨通路１１０の下流側に同じく硬貨通路１１０の一側部に第３の発振コイル１０５と、第３の発振コイル１０５に対向して硬貨通路の他側部に第４の発振コイル１０６を配設する。被検硬貨１００は硬貨通路１１０に沿って第１の発振コイル１０３，第２の発振コイル１０４及び第３の発振コイル１０５，第４の発振コイル１０６の間を通過する。
【００１５】
第２の発振コイル１０４は第１の硬貨検出回路１０７に接続され、第２の発振コイル１０４の出力は第１の硬貨検出回路１０７に入力される。また第４の発振コイル１０６は第２の硬貨検出回路１０８に接続され、第４の発振コイル１０６の出力は第２の硬貨検出回路１０８に入力される。
【００１６】
第１の硬貨検出回路１０７は、不図示の基準生成部(後述する)を備えており、第１の正弦波発振回路１０１の出力が入力されるに伴い、第１の基準を生成し、第１の硬貨検出回路１０７への硬貨検出入力に対し、第１の基準を参照して硬貨信号Ａを出力する。また第２の硬貨検出回路１０８は、不図示の基準生成部(後述する)を備えており、第２の正弦波発振回路１０２の出力が入力されるに伴い、第２の基準を生成し、第２の硬貨検出回路１０８への硬貨検出入力に対し、第２の基準を参照して硬貨信号Ｂを出力する。
【００１７】
第１の正弦波発振回路(詳細回路は図３参照)１０１により上記第１のコイルの組が単一周波数Ａの正弦波で励磁された状態にあるとき、被検硬貨１００が第１の発振コイル１０３と第２の発振コイル１０４の間を通過すると、第１の発振コイル１０３と第２の発振コイル１０４の間の相互インダクタンスＭが変化する。それにより、第２の発振コイル１０４の出力側に生じる信号が変化する。相互インダクタンスＭの変化は、被検硬貨１００の
材質や種別等によって異なるため、第２の発振コイル１０４の出力側に生じる信号を調べることにより、被検硬貨１００の材質や種別等を判別できる。また第２の正弦波発振回路１０２により上記第２のコイルの組が単一周波数Ａの正弦波で励磁された状態にあるとき、被検硬貨１００が第３の発振コイル１０５と第４の発振コイル１０６の間を通過すると、第３の発振コイル１０５と第４の発振コイル１０６の間の相互インダクタンスＭが変化する。それにより、第４の発振コイル１０６の出力側に生じる信号が変化する。相互インダクタンスＭの変化は、被検硬貨１００の材質や種別等によって異なるため、第４の発振コイル１０６の出力側に生じる信号を調べることにより、被検硬貨１００の材質や種別等を判別できる。
【００１８】
第１の硬貨検出回路１０７の出力である硬貨信号Ａおよび第２の硬貨検出回路１０８の出力である硬貨信号Ｂは、識別回路１０９に入力される。識別回路１０９は、入力された硬貨信号Ａおよび硬貨信号Ｂに基づき被検硬貨１００が正貨か偽貨かの正偽判別と種別判別を行う。
【００１９】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る硬貨識別装置に用いられる正弦波発振回路の構成例を示す図である。図３に示す正弦波発振回路１０１は、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ
Ｆｉｌｔｅｒ）型の発振回路の例であり、（Ｒ３／Ｒ２）＊Ｃ２１と、Ｒ４＊Ｃ３１で決まる周波数の周波数帯域内で正弦波を発振する。なお正弦波発振回路は図３に示すものに限らず、その他の正弦波発振回路を用いても良いことは言うまでもない。図１に示す第２の正弦波発振回路１０２も図３に示す構成と同様であり、図１に示す第１及び第２の正弦波発振回路１０１，１０２の起動で周波数Ａの正弦波をそれぞれ発生し、これら周波数Ａの正弦波で第１及び第２の発振コイル１０３，１０４並びに第３及び第４の発振コイル１０５，１０６をそれぞれ励磁する。
【００２０】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る硬貨識別装置の各部のインピーダンスを説明する図である。まず図４の上部左欄に示すセンサの等価回路モデルにおいて、発振コイルの間に被検硬貨(コイン)（導体）が入ると、硬貨はトランスの二次巻線（１ターン）として働き、図４の上部右欄に示すような回路が形成される。等価回路に示すＲｓが導体の抵抗で、硬貨の材質によって異なる値となる。また、硬貨がない状態ではＲｓ＝∞である。Ｒｓの変化は、発振コイルのインピーダンスの変化となって現れ、それを計ることにより導体の抵抗（＝金属の種類）を識別できる。硬貨の抵抗はきわめて小さいものであるが、コイル側から見ると硬貨のインピーダンスＬｓ、ＲｓはＮｐ２／Ｎｓ２＝Ｎｐ２倍になり、検出可能なレベルとなる。Ｎｐ、Ｎｓはそれぞれのコイルの巻数である。
【００２１】
本発明硬貨識別装置において、センサの役割を果たす発振コイルおよび導体（被検硬貨）の等価回路は、回路２０１のように表される。
回路２０１のインピーダンスＺＳ（以下、センサインピーダンス）は、以下の式（１）で求められる。
【数１】
2008287368.tif 000003
【００２２】
なお、ＲＳ、Ｒ１、Ｒ２は抵抗、ＬＳはインダクタンス、ωは角周波数である。
【００２３】
また、不図示の基準を生成する基準生成部(後述する)が持つ基準生成部インピーダンスの等価回路は、回路２０２のように表される。
【００２４】
回路２０２の基準生成部インピーダンスＺｒｅｆは、以下の式（２）で求められる。
【数２】
2008287368.tif 000004
【００２５】
なお、Ｒは抵抗、Ｃはキャパシタンス、ωは角周波数である。
【００２６】
ここで、センサインピーダンスＺＳおよび基準生成部インピーダンスＺｒｅｆの実部をＲ、虚部をＸとすると、振幅｜Ｚ｜および位相θはそれぞれ以下の式（３）および式（４）で求められる。
【００２７】
【数３】
2008287368.tif 000005
【数４】
2008287368.tif 000006
そして、これらインピーダンスは、振幅が｜Ｚ｜、位相がθであるグラフ２０３に示されるような複素ベクトルとして表すことが出来る。
【００２８】
図５は、基準ベクトルと硬貨検出ベクトルの相互関係を示す図であり、図５を用いて複合材硬貨Ｃの識別が可能であることを説明する。同図には、第１の基準および第２の基準の複素ベクトル表示、単一材硬貨Ａ、Ｂおよび複合材硬貨Ｃを被検硬貨としたときの硬貨検出複素ベクトル表示が示されている。
【００２９】
第１の発振コイル１０３、第２の発振コイル１０４、及び第１の硬貨検出回路１０７を含む第１のベクトル距離算出部(図示せず)において、第１の基準から単一材硬貨Ａ、単一材硬貨Ｂ、複合材硬貨Ｃへの距離を求めると、単一材硬貨Ａ，Ｂは第１の基準からの距離が違うため、出力信号が異なり識別できる。しかし、単一材硬貨Ｂと複合材硬貨Ｃは第１の基準からの距離が一致し、出力信号が同一となり識別できない。
【００３０】
また第３の発振コイル１０５、第４の発振コイル１０６、及び第２の硬貨検出回路１０８を含む第２のベクトル距離算出部(図示せず)において、第２の基準から単一材硬貨Ａ、単一材硬貨Ｂ、複合材硬貨Ｃへの距離を求めると、上記第１の基準におけるベクトル距離算出系とは異なるため、それぞれ違う距離となり、識別可能となる。これは、単一材硬貨と複合材硬貨の抵抗成分とインピーダンス成分が異なっているため、ある基準からの距離が一致しても、基準と各硬貨の位置をずらすことで、基準からの距離が変化するためである。よって、それぞれの出力信号をあらかじめ測定しておいた出力値と比較、判別することで、複合材硬貨の識別を行うことができる。
【００３１】
また本発明硬貨識別装置がさらに板厚センサを備えることにより、硬貨通路を通過した硬貨の板厚を測定して、識別項目とすることでより正確な識別を行うことも出来る。これは、同一の厚さであれば、単一材硬貨の抵抗成分とリアクタンス成分は一意に決定するため、複合材硬貨の抵抗成分とリアクタンス成分を模擬することが出来なくなるためである。
【００３２】
［実施形態２］
図６は、本発明の第２の実施形態に係る硬貨識別装置の構成を示す図である。本実施形態では、単一周波数Ａの正弦波を発振する正弦波発振回路３００と、第１の発振コイル３０３と第２の発振コイル３０４からなる第１のコイルの組、これに並列に配置され第１の発振コイル３０３と第２の発振コイル３０４とはコイルの巻き数、形状等が異なる第３の発振コイル３０５と第４の発振コイル３０６からなる第２のコイルの組の２つのコイルの組からなる硬貨検出部３１０と、抵抗３１１およびコンデンサ３１２を備える基準生成部３２０と、抵抗３２１〜３２４およびオペアンプ３２５を備える差分増幅部３３０と、差分増幅部３３０から出力される硬貨信号に基づき被検硬貨が正貨か偽貨かの正偽判別と種別判別を行う不図示の識別回路を設けて構成される。なお正弦波発振回路の構成および各発振コイルの配置関係は第１の実施形態と同様であるので図示省略する。
【００３３】
そして図２と同様、検査対象の被検硬貨が通過する硬貨通路の一側部に第１の発振コイル３０３と、第１の発振コイル３０３に対向して硬貨通路の他側部に第１の発振コイル３０３と接続した第２の発振コイル３０４を配設し、硬貨通路の下流側に同じく硬貨通路の一側部に第３の発振コイル３０５と、第３の発振コイル３０５に対向して硬貨通路の他側部に第４の発振コイル３０６を配設する。被検硬貨は硬貨通路に沿って第１の発振コイル３０３，第２の発振コイル３０４及び第３の発振コイル３０５，第４の発振コイル３０６の間を通過する。
【００３４】
第２の発振コイル３０４は差分増幅部３３０に接続され、第２の発振コイル３０４の出力は差分増幅部３３０に入力される。また第４の発振コイル３０６は差分増幅部３３０に接続され、第４の発振コイル３０６の出力は差分増幅部３３０に入力される。
【００３５】
正弦波発振回路３００により上記第１のコイルの組及び上記第２のコイルの組が単一周波数Ａの正弦波で励磁された状態にあるとき、被検硬貨(図示せず)が第１の発振コイル３０３と第２の発振コイル３０４の間、或いは第３の発振コイル３０５と第４の発振コイル３０６の間を通過すると、第１の発振コイル３０３と第２の発振コイル３０４の間の相互インダクタンスＭ、或いは第３の発振コイル３０５と第４の発振コイル３０６の間の相互インダクタンスＭが変化する。それにより、第２の発振コイル３０４或いは第４の発振コイル３０６の出力側に生じる信号が変化する。これらの信号が差分増幅部３３０に入力され、基準生成部３２０の出力である基準信号と差分が取られて硬貨信号として差分増幅部３３０から不図示の識別回路に出力される。そして不図示の識別回路において被検硬貨の材質や種別等を判別する。
【００３６】
正弦波発振回路３００の出力が入力される基準生成部３２０においては入力正弦波信号が抵抗３１１とコンデンサ３１２を介することで振幅と位相が変化して基準信号として基準生成部３２０より出力される。差分増幅部３３０のオペアンプ３２５は、差分増幅部３３０に入力された第２の発振コイル３０４の出力、或いは第４の発振コイル３０６の出力と基準生成部３２０を通過した基準信号との差分を増幅して硬貨信号として出力する。
【００３７】
図９は、本発明の実施形態に係る基準信号と硬貨検出信号との関係を示す波形図である。基準生成部３２０により生成された基準信号と、硬貨検出部３１０から出力される硬貨検出信号との関係を示しており、差分増幅部３３０によって基準信号と硬貨検出信号との差分が増幅されて硬貨信号として不図示の識別回路に入力される。なお、以下に示す第３乃至第６の実施形態における基準信号と硬貨検出信号との関係においても同様である。
【００３８】
図１０は、基準ベクトルと硬貨検出ベクトルの相互関係を示す図であり、図１０を用いて複合材硬貨Ｃの識別が可能であることを説明する。被検硬貨(図示せず)が第１の発振コイル３０３と第２の発振コイル３０４の間を通過するときの硬貨信号は、第１の基準から単一材硬貨Ａ、単一材硬貨Ｂ、複合材硬貨Ｃへの距離を求めると、単一材硬貨Ａ，Ｂは第
１の基準からの距離が違うため、出力信号が異なり識別できる。しかし、単一材硬貨Ｂと複合材硬貨Ｃは第１の基準からの距離が一致し、出力信号は同一となり、識別できない。
【００３９】
次に、被検硬貨(図示せず)が硬貨通路の下流に設けられている第３の発振コイル３０５と第４の発振コイル３０６の間を通過するときの硬貨信号は、第３の発振コイル３０５及び第４の発振コイル３０６が第１の発振コイル３０３及び第２の発振コイル３０４と異なるために、各硬貨の硬貨検出ベクトルは前述の値と異なり、第１の基準から単一材硬貨Ａ、単一材硬貨Ｂ、複合材硬貨Ｃへの距離を求めると、それぞれ違う距離となり、識別可能となる。これは、単一材硬貨と複合材硬貨の抵抗成分とインピーダンス成分が異なっているため、ある基準からの距離が一致しても、基準と各硬貨の位置をずらすことで、基準からの距離が変化するためである。よって、それぞれの出力信号をあらかじめ測定しておいた出力値と比較、判別することで、複合材硬貨の識別を行うことができる。
【００４０】
［実施形態３］
図７は、本発明の第３の実施形態に係る硬貨識別装置の構成を示す図である。本実施形態では、単一周波数Ａの正弦波を発振する正弦波発振回路４００と、第１の発振コイル４０３と第２の発振コイル４０４からなる第１のコイルの組、これに並列に配置され第１の発振コイル４０３と第２の発振コイル４０４とはコイルの巻き数、形状等が異なる第３の発振コイル４０５と第４の発振コイル４０６からなる第２のコイルの組の２つのコイルの組からなり、第２の発振コイル４０４の出力側と差分増幅部４３０の間に挿入された抵抗４０７を含む硬貨検出部４１０と、抵抗４１１およびコンデンサ４１２を備える基準生成部４２０と、抵抗４２１〜４２４およびオペアンプ４２５を備える差分増幅部４３０と、差分増幅部４３０から出力される硬貨信号に基づき被検硬貨が正貨か偽貨かの正偽判別と種別判別を行う不図示の識別回路を設けて構成される。なお正弦波発振回路の構成および各発振コイルの配置関係は第１の実施形態と同様であるので図示省略する。
【００４１】
図７に示した第３の実施形態に係る硬貨識別装置が図６に示した第２の実施形態に係る硬貨識別装置と異なるところは、図７において第２の発振コイル４０４の出力が抵抗４０７を介して差分増幅部４３０に入力される構成にある。その他は、図６に示した第２の実施形態に係る硬貨識別装置の構成と同じである。そのため第３の実施形態に係る硬貨識別装置の識別動作は図６に示した第２の実施形態に係る硬貨識別装置と基本的に同様であるのでその説明を省略する。なお上記では抵抗４０７を第２の発振コイル４０４の出力側と差分増幅部４３０の間に挿入して抵抗４０７により第２の発振コイル４０４の出力を調整可能にする例について説明したが、抵抗４０７を第４の発振コイル４０６の出力側と差分増幅部４３０の間に挿入して抵抗４０７により第４の発振コイル４０６の出力を調整可能にしても良い。またこの抵抗に代えて所定のインダクタンス値を有するインダクタを設置しても良い。
【００４２】
［実施形態４］
図８は、本発明の第４の実施形態に係る硬貨識別装置の構成を示す図である。本実施形態では、単一周波数Ａの正弦波を発振する正弦波発振回路５００と、第１の発振コイル５０３と第２の発振コイル５０４からなる第１のコイルの組、これに直列に配置され第１の発振コイル５０３と第２の発振コイル５０４とはコイルの巻き数、形状等が異なる第３の発振コイル５０５と第４の発振コイル５０６からなる第２のコイルの組の２つのコイルの組からなる硬貨検出部５１０と、抵抗５１１およびコンデンサ５１２を備える基準生成部５２０と、抵抗５２１〜５２４およびオペアンプ５２５を備える差分増幅部５３０と、差分増幅部５３０から出力される硬貨信号に基づき被検硬貨が正貨か偽貨かの正偽判別と種別判別を行う不図示の識別回路を設けて構成される。なお正弦波発振回路の構成および各発振コイルの配置関係は第１の実施形態と同様であるので図示省略する。
【００４３】
図１０を用いて本発明の第４の実施形態に係る硬貨識別装置の識別動作を説明する。図１０は、基準ベクトルと硬貨検出ベクトルの相互関係を示す図であり、図１０を用いて複
合材硬貨Ｃの識別が可能であることを説明する。第２の実施形態と同様に、被検硬貨(図示せず)が第１の発振コイル５０３と第２の発振コイル５０４の間を通過するときの硬貨信号は、第１の基準から単一材硬貨Ａ、単一材硬貨Ｂ、複合材硬貨Ｃへの距離を求めると、単一材硬貨Ａ，Ｂは第１の基準からの距離が違うため、出力信号が異なり識別できる。しかし、単一材硬貨Ｂと複合材硬貨Ｃは第１の基準からの距離が一致し、出力信号は同一となり、識別できない。
【００４４】
次に、被検硬貨(図示せず)が硬貨通路の下流に設けられている第３の発振コイル５０５と第４の発振コイル５０６の間を通過するときの硬貨信号は、第３の発振コイル５０５及び第４の発振コイル５０６が第１の発振コイル５０３及び第２の発振コイル５０４と異なるために、各硬貨の硬貨検出ベクトルは前述の値と異なり、第１の基準から単一材硬貨Ａ、単一材硬貨Ｂ、複合材硬貨Ｃへの距離を求めると、それぞれ違う距離となり、識別可能となる。これは、単一材硬貨と複合材硬貨の抵抗成分とインピーダンス成分が異なっているため、ある基準からの距離が一致しても、基準と各硬貨の位置をずらすことで、基準からの距離が変化するためである。よって、それぞれの出力信号をあらかじめ測定しておいた出力値と比較、判別することで、複合材硬貨の識別を行うことができる。
【００４５】
［実施形態５］
図１１は、本発明の第５の実施形態に係る硬貨識別装置の構成を示す図である。本実施形態では、単一周波数Ａの正弦波を発振する正弦波発振回路６００と、第１の発振コイル６０３と第２の発振コイル６０４からなる第１のコイルの組を含む第１の硬貨検出部６１０と、第１の発振コイル６０３と第２の発振コイル６０４とはコイルの巻き数、形状等が異なる第３の発振コイル６０５と第４の発振コイル６０６からなる第２のコイルの組を含む第２の硬貨検出部６２０と、抵抗６２１〜６２４およびオペアンプ６２５を備える差分増幅部６３０と、差分増幅部６３０から出力される硬貨信号に基づき被検硬貨が正貨か偽貨かの正偽判別と種別判別を行う不図示の識別回路を設けて構成される。なお正弦波発振回路の構成および各発振コイルの配置関係は第１の実施形態と同様であるので図示省略する。
【００４６】
図１３を用いて本発明の第５の実施形態に係る硬貨識別装置の識別動作を説明する。図１３は、基準ベクトルと硬貨検出ベクトルの相互関係を示す図であり、図１３を用いて複合材硬貨Ｃの識別が可能であることを説明する。図１３（ａ）は、第２の硬貨検出部６２０が第２の基準となり被検硬貨が第１の発振コイル６０３と第２の発振コイル６０４の間を通過するときの基準ベクトルと硬貨検出ベクトルの関係を示しており、また図１３（ｂ）は、第１の硬貨検出部６１０が第１の基準となり被検硬貨が第３の発振コイル６０５と第２の発振コイル６０６の間を通過するときの基準ベクトルと硬貨検出ベクトルの関係を示している。図１３（ａ）に示すように、被検硬貨(図示せず)が第１の発振コイル６０３と第２の発振コイル６０４の間を通過するときは、第３の発振コイル６０５と第４の発振コイル６０６からなる第２の硬貨検出部６２０が第２の基準となり、第２の基準と通過する被検硬貨によって発生する硬貨検出ベクトルまでの距離を出力信号とする。次に図１３（ｂ）に示すように、被検硬貨(図示せず)が硬貨通路の下流に設けられている第３の発振コイル６０５と第４の発振コイル６０６を通過するときは、第１の発振コイル６０３と第２の発振コイル６０４からなる第１の硬貨検出部６１０が第１の基準となり、第１の基準と通過する被検硬貨によって発生する硬貨検出ベクトルまでの距離を出力信号とする。これにより、上述した第２の実施形態と同様に、被検硬貨が、第１の発振コイル６０３と第２の発振コイル６０４の間、或いは第３の発振コイル６０５と第４の発振コイル６０６の間、を通過するときの硬貨信号は、それぞれ異なるため、それぞれの出力信号をあらかじめ測定しておいた出力値と比較、判定することで、複合材硬貨の識別を行うことができる。
【００４７】
［実施形態６］
図１２は、本発明の第６の実施形態に係る硬貨識別装置の構成を示す図である。本実施
形態では、単一周波数Ａの正弦波を発振する正弦波発振回路７００と、第１の発振コイル７０３と第２の発振コイル７０４からなる第１のコイルの組と抵抗７０５を含む第１の硬貨検出部７１０と、第１の発振コイル７０３と第２の発振コイル７０４とコイルの巻き数、形状等が同じ第３の発振コイル７０６と第４の発振コイル７０７からなる第２のコイルの組と抵抗７０８を含む第２の硬貨検出部７２０と、抵抗７２１〜７２４およびオペアンプ７２５を備える差分増幅部７３０と、差分増幅部７３０から出力される硬貨信号に基づき被検硬貨が正貨か偽貨かの正偽判別と種別判別を行う不図示の識別回路を設けて構成される。なお正弦波発振回路の構成および各発振コイルの配置関係は第１の実施形態と同様であるので図示省略する。
【００４８】
図１３を用いて本発明の第６の実施形態に係る硬貨識別装置の識別動作を説明する。図１３は、基準ベクトルと硬貨検出ベクトルの相互関係を示す図であり、図１３を用いて複合材硬貨Ｃの識別が可能であることを説明する。図１３（ａ）は、第２の硬貨検出部７２０が第２の基準となり被検硬貨が第１の発振コイル７０３と第２の発振コイル７０４の間を通過するときの基準ベクトルと硬貨検出ベクトルの関係を示しており、また図１３（ｂ）は、第１の硬貨検出部７１０が第１の基準となり被検硬貨が第３の発振コイル７０６と第２の発振コイル７０７の間を通過するときの基準ベクトルと硬貨検出ベクトルの関係を示している。図１３（ａ）に示すように、被検硬貨(図示せず)が第１の硬貨検出部７１０の第１の発振コイル７０３と第２の発振コイル７０４の間を通過するときは、もう一方の第３の発振コイル７０６と第４の発振コイル７０７及び抵抗７０８からなる第２の硬貨検出部７２０が第２の基準となり、第２の基準と通過する被検硬貨によって発生する硬貨検出ベクトルまでの距離を出力信号とする。
【００４９】
次に図１３（ｂ）に示すように、被検硬貨(図示せず)が第２の硬貨検出部７２０の第３の発振コイル７０６と第４の発振コイル７０７の間を通過するときは、もう一方の第１の発振コイル７０３と第２の発振コイル７０４及び抵抗７０５からなる第１の硬貨検出部７２０が第１の基準となり、第１の基準と通過する被検硬貨によって発生する硬貨検出ベクトルまでの距離を出力信号とする。
【００５０】
これにより、上述した第２の実施形態と同様、被検硬貨(図示せず)が、第１の発振コイル７０３と第２の発振コイル７０４の間、或いは第３の発振コイル７０６と第４の発振コイル７０７の間、を通過するときの硬貨信号は、それぞれ異なるため、それぞれの出力信号をあらかじめ測定しておいた出力値と比較、判定することで、複合材硬貨の識別を行うことができる。ここで、第２の発振コイル７０４及び第４の発振コイル７０７の出力を調整可能にする抵抗７０５，７０８を設置する代わりに差分増幅部７３０の抵抗７２３，７２１を異なる値にしても同じである。また抵抗７０５，７０８を設置する代わりに所定のインダクタンス値を有するインダクタを設置しても良い。さらに上記では、第２のコイルの組は、そのコイルの巻き数、形状等が第１のコイルの組と同じであると説明したが、第１のコイルの組と異なるものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る硬貨識別装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る発振コイルの配置関係を説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る硬貨識別装置に用いられる正弦波発振回路の構成例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る硬貨識別装置の各部のインピーダンスを説明する図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る硬貨識別装置において基準ベクトルと硬貨検出ベクトルの相互関係を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る硬貨識別装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る硬貨識別装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る硬貨識別装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る基準信号と硬貨検出信号との関係を示す波形図である。
【図１０】本発明の第２乃至第４の実施形態に係る硬貨識別装置において基準ベクトルと硬貨検出ベクトルの相互関係を示す図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る硬貨識別装置の構成を示す図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係る硬貨識別装置の構成を示す図である。
【図１３】本発明の第５及び第６の実施形態に係る硬貨識別装置において基準ベクトルと硬貨検出ベクトルの相互関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１００  被検硬貨
１０１  第１の正弦波発振回路
１０２  第２の正弦波発振回路
１０３  第１の発振コイル
１０４  第２の発振コイル
１０５  第３の発振コイル
１０６  第４の発振コイル
１０７  第１の硬貨検出回路
１０８  第２の硬貨検出回路
１０９  識別回路
１１０  硬貨通路
３００  正弦波発振回路
３０３  第１の発振コイル
３０４  第２の発振コイル
３０５  第３の発振コイル
３０６  第４の発振コイル
３１０  硬貨検出部
３１１  抵抗
３１２  コンデンサ
３２０  基準生成部
３２１〜３２４  抵抗
３２５  オペアンプ
３３０  差分増幅部
４００  正弦波発振回路
４０３  第１の発振コイル
４０４  第２の発振コイル
４０５  第３の発振コイル
４０６  第４の発振コイル
４０７  抵抗
４１０  硬貨検出部
４１１  抵抗
４１２  コンデンサ
４２０  基準生成部
４２１〜４２４  抵抗
４２５  オペアンプ
４３０  差分増幅部
５００  正弦波発振回路
５０３  第１の発振コイル
５０４  第２の発振コイル
５０５  第３の発振コイル
５０６  第４の発振コイル
５１０  硬貨検出部
５１１  抵抗
５１２  コンデンサ
５２０  基準生成部
５２１〜５２４  抵抗
５２５  オペアンプ
５３０  差分増幅部
６００  正弦波発振回路
６０３  第１の発振コイル
６０４  第２の発振コイル
６０５  第３の発振コイル
６０６  第４の発振コイル
６１０  第１の硬貨検出部
６２０  第２の硬貨検出部
６２１〜６２４  抵抗
６２５  オペアンプ
６３０  差分増幅部
７００  正弦波発振回路
７０３  第１の発振コイル
７０４  第２の発振コイル
７０５  抵抗
７０６  第３の発振コイル
７０７  第４の発振コイル
７０８  抵抗
７１０  第１の硬貨検出部
７２０  第２の硬貨検出部
７２１〜７２４  抵抗
７２５  オペアンプ
７３０  差分増幅部
【図１】
2008287368.tif 000007
【図２】
2008287368.tif 000008
【図３】
2008287368.tif 000009
【図４】
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【図５】
2008287368.tif 000011
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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