(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コインの妥当性をチェックするための装置であって、電磁センサと、前記センサから第一および第二の信号を入手するための手段と、前記第二の信号を使用して該コインの所定の部分から測定値を入手するための手段を備え、所定のしきい値を持つ前記第一の信号の発生が、該コインの該所定の部分に対応する該第二の信号から1つの点又は周期を決定するのに使用される装置。
【請求項２】
請求項1に記載の装置において、有効なコインの中央でない部分に対する測定値を入手するように、前記しきい値が選択される装置。
【請求項３】
請求項1又は請求項2に記載の装置において、該測定値が、該コインの該所定の部分に対応する該第2の信号の該周期から入手される装置。
【請求項４】
請求項1乃至3の何れか1項に記載の装置において、前記第一および第二の信号が、間隔を置いてサンプリングされ、前記第二の信号から測定値を入手するために補間技術が使用される装置。
【請求項５】
請求項1乃至4の何れか1項に記載の装置において、前記センサが、コイン用の通路の一方の側の上に配置されたコイルを備える装置。
【請求項６】
請求項5に記載の装置において、前記センサが、オッシレータ回路に接続している一組のコイルを備え、前記コイルが、コイン用の通路の一方の側面上に相互に対向して配置されている装置。
【請求項７】
請求項5又は6に記載の装置において、前記第一の信号が、前記オッシレータの周波数を表わし、前記第二の信号が、前記オッシレータの振幅を表わす装置。
【請求項８】
請求項5又は6に記載の装置において、前記第一の信号が、前記オッシレータの振幅を表わし、前記第二の信号が、前記オッシレータの周波数を表わす装置。
【請求項９】
二つまたはそれ以上の材料でできている、二つまたはそれ以上の同心リングからなるコインの妥当性をチェックするための、請求項1乃至8の何れか1項に記載の装置において、有効なコインの外側のリング部分の測定値を入手するように、前記しきい値が選択される装置。
【請求項１０】
二色コインの妥当性をチェックするための、請求項9に記載の装置において、有効なコインの外側のリング部分だけの測定値を入手するように、前記しきい値が選択される装置。
【請求項１１】
請求項1乃至10の何れか1項に記載の装置において、前記コインが前記センサの下流に移動する時に、前記測定が行われる装置。
【請求項１２】
請求項1乃至11の何れか1項に記載の装置において、有効なコインの材料の中心の測定値を入手することができる装置。
【請求項１３】
請求項1乃至12の何れか1項に記載の装置において、二色コインに対する合格判定データの記憶装置を備える装置。
【請求項１４】
請求項1乃至13の何れか1項に記載の装置において、複数のしきい値の記憶装置を備える装置。
【請求項１５】
請求項14に記載の装置において、二つまたはそれ以上のタイプの二色コインの妥当性をチェックするための装置。
【請求項１６】
請求項1乃至15の何れか1項に記載の装置において、コインの一部の幅を測定するために所定のしきい値が使用される装置。
【請求項１７】
コインの妥当性をチェックするための装置であって、電磁センサと、前記センサから第一及び第二の信号を入手するための手段とを備え、前記第一の信号が、前記第二の信号から測定値の時点を入手するために使用され、該時点は、前記測定値が主としてコインの中央でない部分を表わすようになっている装置。
【請求項１８】
二色コインの妥当性をチェックするための、請求項17に記載の装置において、前記第一の信号が、有効なコインの外側のリム材料を示す測定値を入手するために使用される装置。
【請求項１９】
コインの妥当性をチェックするための方法であって、センサから第一及び第二の信号を入手するステップと、所定のしきい値を持つ前記第一の信号の発生を検出し、該発生に検出を使用して、該コインの所定の部分に対応する該第2の信号から1つの点又は周期を決定するステップとを含む方法。
【請求項２０】
コインの妥当性をチェックするための方法であって、センサが発生した第一の信号を監視するステップと、該第一の信号を使用して、前記センサが発生した第二の信号から測定値の時点を入手するステップとを含み、該時点は、主として前記コインの中央でない部分を表わすようになっているステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、コインの妥当性をチェックするための方法および装置に関する。
本発明は、特に、第一の金属材料でできている内部、中心コア、および第二の金属材料でできている外側のリングを持つコインの妥当性をチェックするのに使用するためのものである。上記コインは、通常、二色コインと呼ばれる。本発明は、また異なる組成の、二つまたはそれ以上の外側のリングを持つコインに対しても有効である。一つまたはそれ以上のコアおよび外側のリングは、「クラッド」構造の形で二つまたはそれ以上の材料の層から形成することができる。
本明細書を通して使用するコインという用語は、（本物または偽物の）すべてのコイン、トークン、スラグ、ワッシャまたは他の金属製の対象物または品目、および特にコインで作動する装置またはシステムを作動するために使用することができるすべての金属製の対象物または品目を意味する。「有効なコイン」とは、受け入れることができる額面を持ち、コインで動作する装置またはシステムが、選択的に受け入れ、価値あるものとして処理する本物のコイン、トークン等のことであり、また、特に通貨システム、またはその内部でコインで動作する装置またはシステムを作動するためのシステム、またはそれによりコインで動作する装置およびシステムを動作するためのシステムにとっての本物のコインである。
コインの妥当性をチェックするための種々の技術、特にコインの材料を試験するための種々の技術は周知である。その内部に、インダクタが発生するオッシレータ磁界を含む通路内をコインを通過させ、コインと磁界との間の相互作用を測定することによりコインを試験するコイン試験装置は周知である。この場合、結果として得られる測定値は、コインの一つまたはそれ以上の特性により異なるが、上記測定値は、流通コインの一つまたはそれ以上の額面から入手した測定値に対応する基準値または一組の各基準値と比較される。最も一般的に行われているのは、各試験が異なる各コインの特性に応じる一種類以上の上記試験を行い、すべての試験結果がコインの一つの受け入れ可能な額面に適合している場合だけ、試験したコインを合格と判断する方法である。ＧＢ−Ａ−２  ０９３  ６２０が上記装置の一例を開示している。
より詳細に説明すると、ＥＰ  ０  ７１０  ９３３により、二つの光学的センサと組み合わされた一つのコイルの形をした誘導センサを使用する二色コインの試験方法は周知である。ＥＰ  ０  ７１０  ９３３に記載されている上記装置の場合、上記光学的センサは、コインがコイルの中心に置かれた場合、コインの第一の測定値を発生し、コインの外側のリム部分がコイルの中心に置かれた場合、すなわち、コインの他の隣接する部分と一緒に、リム部分が、センサの磁界内に存在する場合、第二の測定値を発生するために、上記誘導センサの動作を制御するために使用される。
上記装置の一つの欠点は、光学的センサが汚れた場合、光学的センサにより制御される誘導センサの測定のタイミングの精度が低下する恐れがあることである。さらに、例えば、光源または検出装置に一粒のゴミが付着した場合、光学的センサ全体が動作しなくなる恐れがある。もう一つの欠点は、上記装置が、コインの外側のリム材および中央部分の材料の両方が、すなわち、二つの材料の界面が、コインの妥当性をチェックするために磁界内に存在している場合に、入手する測定値を使用することである。二つの材料の界面を含む二色コインの一部の誘導センサに対する効果は、コインの使用期間中に変化すること、また、上記効果は、同じタイプのすべてのコインに対して必ずしも同じではなく、そのため、上記界面で入手する測定値に基づくコインの妥当性のチェック結果は、正確でない場合があることが分かっている。上記すべての欠点により、有効なコインが不合格とされたり、有効でないコインが合格と判断される場合がでてくる。
本発明の目的は、上記欠点の一つまたはそれ以上を軽減または克服することである。
従って、本発明は、電磁センサ、上記センサから第一および第二の信号を入手するための手段、上記第二の信号から測定値を入手するための手段を備えるコインの妥当性をチェックするための装置を提供することである。この装置の場合、所定のしきい値を持つ上記第一の信号の発生が、上記測定値を入手するために使用される。
第二の信号は、センサを通過するコインの材料を表わす。上記第一の信号は、上記第二の信号の適当な部分を選択するために使用されるトリガと見なすことができる。電磁選択からの信号は、それ自身トリガとして使用されるので、例えば、従来技術の光学的センサのような外部タイミング・トリガ手段を必要としない。それ故、光学的センサが持つ欠点が除去される。また、この装置は部品の数が少ないので、コストを下げることができる。
上記しきい値は、コイン上の任意の必要な点を測定するために、トリガすることができるように選択することができる。好適には、しきい値は、有効なコインの中央でない部分の測定値を入手するように選択することが好ましい。
本発明は、例えば、二色コインのような、一つの中央部と、一つ以上の外側のリングを持つコインの妥当性をチェックするのに適している。
上記第一および第二の信号は、間隔をおいてサンプリングすることができる。第二の信号から測定値を入手するために、補間技術を使用することができる。
好適には、センサは、自励オッシレータ回路に接続している一組のコイルを備えることが好ましい。上記一組のコイルは、コイン用の通路の一方の側面上に、相互に向き合って配置されている。第一の信号は、上記オッシレータの周波数を表わし、第二の信号は、オッシレータの振幅を表わす。別の方法としては、第一の信号が、オッシレータの振幅を表わすことができ、第二の信号が、オッシレータの周波数を表わすことができる。
好適には、有効なコインの外側のリング部分の測定値を入手するようにしきい値を選択することが好ましい。二色コインの場合には、好適には、測定値は、コインの外側のリング部分からだけ入手することが好ましい。上記測定値は、コインの外側のリング部分が、センサに感知された場合に入手される測定値である。コインの外側のリム部分だけが、センサに隣接した場合だけに、測定値を入手することにより、同時に界面を含むコインの両方の材料の測定値である、「混合測定値」を容易に測定することができる。
好適には、コインがセンサの下流に移動する時に、すなわち、コインの中心がセンサの中心を通過した時に、測定を行うことが好ましい。この場合、コインの運動はより安定する。
本発明は、また二色コインのコインの妥当性をチェックするための装置を提供する。この場合、第一の信号は、有効なコインの外側のリムの材料だけを表わす測定値を入手するために使用される。
本発明は、さらに、センサからの第一および第二の信号の入手、所定のしきい値を持つ第一の信号の発生の検出、および第二の信号から測定値を入手するための上記発生の検出の使用を含む、コインの妥当性をチェックするための方法を提供する。
本発明は、またセンサが発生した第一の信号の監視、およびセンサが発生した第二の信号から測定値を取得するための第一の信号の使用を含む、コインの妥当性をチェックするための方法を提供する。上記測定値は、有効なコインの中央でない部分を主として表わす。
好適には、上記方法は、二色コインのコインの妥当性をチェックするためのものであることが好ましい。この場合、第一の信号は、有効なコインの外側のリムの材料だけを表わす測定値を入手するために使用される。
添付の図面を参照しながら、本発明のコインの妥当性をチェックするための装置について以下に説明する。
図１は、コインの妥当性をチェックするための機構内のコイン感知領域の略図である。
図２ａは、図１の詳細を示す略図である。
図２ｂは、図２ａのＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。
図３は、ブロック図である。
図４は、センサに対する一連の位置のコインの図である。
図５は、コイン・センサから入手した第一の波形のグラフである。
図６は、コイン・センサから入手した第二の波形のグラフである。
図７ａは、図５の波形を詳細に示す図面である。
図７ｂは、図６の波形を詳細に示す図面である。
図１は、コインの妥当性をチェックするための機構内のコイン感知領域の略図である。図２ａに示すように、感知領域は、（以後、材料センサ、厚さセンサ、および直径センサと呼ぶ）コインの材料、コインの厚さ、およびコインの直径に主として依存する測定値を入手するために使用されるセンサ１、２、３を備える。上記センサ１、２、３は、隣接して配置されていて、コイン用の通路（図示せず）である斜面４に垂直に延びる。厚さセンサ２および直径センサ３は、周知の技術により動作する、周知の電磁誘導センサであるので詳細な説明は省略する。
図２ｂに示すように、材料センサ１は、コイン用傾斜面４の一方の側面上に対向して配置されている一組のコイル組立体５、６を含む。各コイル組立体５、６は、ＥＰ−Ａ−０  ４８９  ０４１に開示してあるように、厚さセンサ２の各コイル組立体７、８内に配置されている。各コイル組立体は、一つのコイルと一つのフェライトを備える。材料センサの各コイン組立体５、６の直径は１１ミリであり、現在流通している周知の二色コインのコアの直径より小さい。
図３のブロック図に示すように、材料センサ１は、センサを駆動し、センサからの信号を処理し、コインの有効性および額面を決定するための妥当性チェック回路９に接続している。妥当性チェック回路９は、材料センサ１のコイル組立体５、６のコイルに接続している、オッシレータ（図示せず）を含む。上記オッシレータは、コインを表わす信号をコイルから発生するために使用される。回路９は、またコインの妥当性をチェックするための機構内の合格／不合格判定ゲート１０の動作を制御するための種々のセンサ１、２、３からの出力によって変化する信号を含む適当な出力信号を発生する。
図４は、材料センサ１に対する一連の異なる位置に位置する二色コインである。コインの任意の部分がセンサ１に隣接すると、センサのコイルのインダクタンスおよび抵抗が変化する。その変化により、オッシレータ出力の周波数および振幅が変化する。コインがコイルが発生した磁界を通過すると、オッシレータ出力の周波数および振幅が変化する。オッシレータの信号の周波数の変化を表わす第一の信号、および振幅の変化を表わす第二の信号は、妥当性チェック回路９で発生する。図５および図６は、これら信号の波形例である。第一の信号は、任意の時点のオッシレータの周波数と、アイドル周波数（すなわち、センサに影響を与えるコインが存在しない時の周波数）との間の、「周波数シフト」と呼ばれる関係（例えば、差または比率）を示す。同様に、第二の信号は、オッシレータの実際の振幅とアイドル振幅とのあいだの「振幅シフト」と呼ばれる関係（例えば、差または比率）を表わす。センサは、１２０ｋＨｚ以下の低周波数で駆動される。
異なるコインがセンサ１を通過すると、コインの特性により変化する波形を持つ、異なる周波数および振幅の信号が発生する。以下に説明するように、妥当性チェック回路に任意の所与のコインが挿入されると、周波数および振幅信号が監視され、コインを表わす二つの数値が振幅振幅から取得され、コインを試験するために使用される。
周波数信号は、しきい値を「トリガ」として使用することにより、第二の信号から測定値を取得するために使用される。上記しきい値は、較正により決定されるように、有効なコインの外側のリム部分だけが、センサに隣接した時の周波数信号の数値であり、その結果、以降の有効なコインの場合には、同じ点で測定値が取得され、外側の材料だけを表わす測定値が得られる。
妥当性チェック回路内にコインが挿入されると、妥当性チェック回路は、信号がしきい値を超えた時点を検出するために、周波数信号が監視される。この例の場合、信号がしきい値を超えて、小さくなる時、すなわち、有効なコインの場合には、コインが図４の点Ｃに位置し、そのため、コインの後ろの縁部が、センサに隣接する時を検出するために、信号が監視される。上記点での測定値は、その後、以下にさらに詳細に説明するように、振幅信号の数値から取得され、その測定値は、コインの外側のリム材料だけを表わす。
周波数信号および振幅信号は、ミリ秒毎に一定の速度でサンプリングされ、サンプリングされた数値は、妥当性チェック回路により記憶され、監視される。
測定値は、しきい値領域内の周波数信号およびそれぞれ対応する振幅信号の近似を示す、図５、図７ａおよび図７ｂを参照しながら説明する補間法を使用して、サンプリングした振幅信号から取得される。周波数信号のサンプリングした数値が、しきい値（Ｔ）以下に下がった場合には、サンプリングした数値（ｆ2）、上記周波数信号のサンプリングした数値（ｆ1）、および振幅信号の対応するサンプリングした数値（ａ2およびａ1）が、記憶装置から選択または検索される。周波数信号がしきい値となった時点ｔTでの振幅信号ａTの数値は、下記式により補間を使用して入手することができる。
0004111350.tif 000002
入手した数値ａTは、以下に説明するように、コインの妥当性をチェックするために使用される。
サンプリング速度は、周波数信号の変化の速度を考慮して比較的速い、そのため近似は十分に正確である。
周波数信号および振幅信号のサンプリング速度および／またはサンプリング時間は、同じである必要はない。振幅信号は、例えば、非同期で、サンプリングすることができる。
妥当性チェック回路は、またコインがセンサの中心（図４、図５および図６の点Ｂ）に来た時点を検出し、その時点で振幅信号ａBから測定値を入手するために、振幅信号を監視する。コインがセンサの中心に来た時点を検出するためには、周知の技術が使用される。上記時点は、振幅信号の任意の局部的最大値により表示される。材料センサのコイルの直径は、中心が一致した場合、有効なコインの外側のリムが、コイルに影響を与えないような大きさである。それ故、点Ｂでの振幅信号の測定値は、コインの中心の材料を表わす。
以下に説明する方法で、振幅信号から二つの表示値ａTおよびａBが入手される。これらの数値は、外側のリムの材料および中心の材料の数値である。
上記数値ａTおよびａBは、「ウィンドウ」の形の、すなわち、上部限界および下部限界の形で記憶した合格判定データと、これらの数値を比較することにより、コインの妥当性をチェックするために使用される（ＧＢ  １  ４５２  ７４０参照）。第一のウィンドウは、数値ａTのためのものであり、第二のウィンドウは、数値ａBのためのものである。所与のコインの場合には、各数値ａTおよびａBは、各ウィンドウ内に収まり（センサ２および３からの測定値は、合格と見なされる。）、その後、コインは有効であると見なされ、妥当性チェック回路は、「コイン合格」信号を発生し、この信号はコイン合格／不合格判定ゲートを制御する。
上記装置は、記憶している合格判定データを調整することにより、異なる二色コインの妥当性をチェックすることができる。そのようなチェックは、制御手段で使用するソフトウェアを変更することにより行うことができるが、その場合、ハードウェアを変更する必要はない。上記装置は、また妥当性がチェックされる各コインに対する、異なるしきい値を使用して、一つ以上の二色コイン・タイプの妥当性をチェックするために使用することができる。各しきい値点のしきい値は、各ウィンドウと比較される。材料測定をトリガするために、いくつかの点を使用することにより、コインの材料が変化した場所を識別することができ、それにより、例えば、二色コインの外側のリングの幅を計算することができる。
上記装置は種々に修正することができる。
より詳細に説明すると、コインの妥当性をチェックするために、代表値を使用する他の方法も使用することができる。合格判定データは、代わりに、中央値のような所定の数値を表わすことができる。その後、測定値は、それらがその数値の所定の範囲内に存在するかどうかを判断するために試験される。
別の方法としては、合格データを各測定値を修正するために使用することができ、試験の際には、修正した結果と固定値またはウィンドウとの比較が行われる。別の方法としては、合格データを、測定値によりアドレスされる参照用テーブルとし、その出力により、測定値が、特定の額面に適しているかどうかを表示するようにすることもできる。（例えば、ＥＰ−Ａ−０  ４８０  ７３６および米国特許４  ９５１  ７９９参照。）
各試験に対して個々の合格基準を設定する代わりに、複数の測定値を結合して、その結果を記憶している合格データと比較することもできる。（例えば、ＧＢ−Ａ−２  ２３８  １５２およびＧＢ−Ａ−２  ２５４  ９４９参照。）別の方法としては、複数の測定を結合し、できれば、その結果について試験を行うために（例えば、神経ネットワーク技術を使用して入手した）合格判定データを係数として使用して、これらの技術の中のいくつかを結合することができる。
別の方法としては、振幅信号から選択した二つの数値を使用する代わりに、振幅信号からの数値ａTと、中央部の材料を表わす数値を与えるコインがコイル上の中心に置かれた時、その点での周波数信号の数値を使用して、コインの妥当性をチェックすることができる。この場合も、上記により入手した数値を別々にまたは組み合わせて使用することができる。
上記のすべての修正の場合、周波数信号および振幅信号の役割を反対にすることができ、そうした場合、振幅信号はトリガとしての働きをし、またその反対にもなる。コインにより影響を受けたセンサからの他の信号、例えば、ＧＢ−Ａ−２  ２８７  ３４１が開示しているように、インダクタのインピーダンスの実数成分および虚数成分、またはＧＢ−Ａ−２  ２４４  ８３７が開示しているように、振幅シフトおよび位相シフトも監視することができる。
二つのコイルを使用する必要はない。例えば、ＧＢ−Ａ−２  ２６６  ３９９が開示しているように、一つのコイルだけを備えるセンサを使用することができる。
本発明の使用は、二色コインの妥当性のチェックだけに限定されない。上記技術および装置は、一つまたはそれ以上の所定のしきい値を使用して、特定のコイン上の任意の所与の点の測定値を入手するために使用することができる。それ故、上記装置は、例えば、異なる材料の二つまたはそれ以上の同心のリングを持つ、コインの各リングを測定するのにも、または中央部に孔を持つコインの妥当性をチェックするためにも使用することができる。
本発明者の、１９９７年２月２４日付の「コインの妥当性チェック装置」という名称の、同時係属出願のＧＢ９７０３７６９．１も、二色コインの妥当性のチェックに関する。上記出願は、引用によって本明細書の記載に援用する。
【図１】
0004111350.tif 000003
【図３】
0004111350.tif 000004
【図２ａ】
0004111350.tif 000005
【図２ｂ】
0004111350.tif 000006
【図４】
0004111350.tif 000007
【図５】
0004111350.tif 000008
【図６】
0004111350.tif 000009
【図７ａ】
0004111350.tif 000010
【図７ｂ】
0004111350.tif 000011