JPH01213782A - 硬貨検査法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は硬貨を検査する装置およびそれに関連したもの
の改良に関する。

皆景技術 硬貨の良、不良を検査する電子技術は広く知られている
。その１つの例として、検査位置に置いた硬貨に、感知
用コイルまたは送受信コイル装置を用いた誘導検査を行
い、発生した出力信号を、あらかじめ分かっている異な
った種類の正しい硬貨に相当する狭い範囲の基準値と比
較する技術がある。

非金属物および鉄金属物を拒絶することに加えて、ある
種類の不良硬貨をも拒絶するように硬貨検査装置により
大きな選択性を与えることができる。これを行うには、
高周波または低周波あるいはこれら両方の成分の振幅範
囲（機構が正しい信号を与えることになる範囲）を減じ
ればよい。しかしあがら、この種の信頼性のある硬貨機
構に高い選択性を与えるには難点がある。機構の性質上
、個々の機構を工場から発送する前に調節して製造公差
の範囲内での構成部分の変化、たとえば、送信機と受信
コイルの間のエアギャップの変化を補正しなければなら
ない。温度ドリフトの長期間にわたる影響やシステム構
成部品の経年変化がある。

本出願人の英国特許明細書第１４４３９３４号に、硬貨
が検査位置にあるときの出力信号値と硬貨がまったくな
いときの出力信号値の差を正しい硬貨の相当値と比較す
る硬貨機構が記載してある。

この装置は先に述べた難点を十分に克服したものであり
しかも実用上かなり簡単な方法と認められている。

受信コイルに生じた信号を処理する従来技術の１つでは
、この信号を半波整流し、この整流信号を平滑回路を通
して送り、はぼ直流の信号を発生させ、この信号の振幅
を検査して硬貨が２つのコイル間の検査位置にあるとき
の最小信号振幅が正しい硬貨を表わす基準レベルに対す
る所定の公差内にあるかどうかを判断する。平滑回路の
時定数の選択は、まず整流信号のりプル電圧を最小限に
押えることと、次に送受信コイル間を硬貨が通過すると
きに信号振幅を正確に追従させることとの間の妥協であ
る。振動磁界のために選んだ周波数は分別しようとして
いる硬貨の材料に依存する。

ある種の硬貨材料を識別するのに適した周波数、たとえ
ば約２５ＫＨ７，では、妥協時常数値は満足できる結果
を得るように選定することができる。

しかしながら、もっと低い周波数、たとえば２ないし３
ＫＨｚでは、リプル成分を十分に押え、しかも信号減衰
を十分に正確に追従させうる適当な値の時常数をみつけ
だすことは困難になる。これは、通過硬貨によって生じ
る減衰期間が振動期間により近くなり、リプル電圧を押
えるのに十分に長い時常数を持った平滑回路が第２の信
号の振幅にかなりの影響を与える可能性のある場合には
特にあてはまる。さらに、製造公差によるＲＣ回路値に
おける変化そしてまた硬貨が２つのコイル間の検査位置
にある瞬間に送られる周波数の位相によってこのような
低周波数では信号の減衰に追従する際の誤差がかなりの
影響を与える。

硬貨機構で用いる電子硬貨到達検出器は公知である。た
とえば、英国特許明細書第１２５５４９２号が硬貨入口
シュートに装着した到達検出コイルを回示しており、こ
の硬貨入口シュートは共通経路に沿って硬貨を移送する
ように回転する円板の面に向かって硬貨を案内する。次
に、各硬貨に対して多種の検査を行ってその硬貨が正し
いものであるかどうかを決定する。検出コイルはオシレ
ータ回路の一部をなし、この回路は硬貨がシュートを通
過するときにそれを示す信号を発するオシレータを包含
する。この信号は硬貨検査装置のすべての電気回路およ
び機器を作動させるのに役立つ。温度変化またはシステ
ム構成要素の経時変化のような長時間にわたる影響は振
動信号に変化を生じさせ、これによりオシレータが入口
シュートを通って硬貨が通過しているかのように誤って
判断する可能性がある。また、製造公差の変化がある場
合には、所望の要領で作動するように製造時に個々の硬
貨機構を注意深くセンテングしなければならない。

発明の概要 本発明はこれらの難点をほとんど解消する硬貨到達検出
器に関するものである。

本発明の１つの特徴によれば、硬貨通路に沿って検査位
置に硬貨が通過する際に硬貨の特性に依存した程度まで
減衰させられた振動電気信号を発生する装置と硬貨容認
テストとして前記信号の減衰度を検査するテスト装置と
を包含する硬貨検査装置は、前記テスト装置が振動信号
のピークを抜取るように配置したサンプリング回路と、
抜取ったピークの振幅が正しい硬貨を示しているかどう
かを検査する検出器とを包含することを特徴とする。

本発明の他の特徴によれば、硬貨到達検出器は硬貨通路
と並んで配置してあって硬貨通路に沿って移動しつつあ
る硬貨の特性にしたがってパラメータが変化する電気信
号を発生する検出装置と、前記パラメータの変化を検査
することによって差貨到達を検出するように配置した回
路装置とを包含し、この回路装置が前記パラメータの変
化率に依存して所定レベルに等しくなる関数の値に応じ
て硬貨到達を検出するように配置してあることを特徴と
する。

硬貨到達直前の前記パラメータの値のいかなる変化も硬
貨が検出装置を通過する間のパラメータの変化率にはほ
とんど影響がないかあるいはあったとしても少ないので
先に述べた難点はほとんど解消される。

以下に送受信形式の硬貨検査装置について説明するが、
本発明が硬貨通貨時に生じる信号のパラメータ（たとえ
ば、振幅、周波数、位相）の値の変化を検査する他の形
式の機構にも応用できることは了解されたい。

１施旦至え肌 第１図を参照して、これは硬貨が検査位置１３を通って
ころがる傾斜硬貨トラック１２を持つ硬貨通路１１を示
している。検査位置１３の所で硬貨通路の両側には２つ
のコイルすなわちインダクタ１４．１５が設けである。

２つのオシレータ１６．１７が加算回路１８およびバッ
ファ回路１９を介してコイル１４に接続してあり、この
コイルは送信コイルとして作用する。オシレータ１６は
比較的低い周波数、たとえば２ＫＨｚで作動し、オシレ
ータ１７は比較的高い周波数、たとえば２５ＫＨｚで作
動する。コイル１４は２Ｋｌｌｚ成分および２５Ｋ）Ｉ
ｚ酸成分持つ複合電気信号を受ける。このコイルは送信
コイルとして作用して硬貨通路を横切る磁界を発生する
。硬貨通路の反対側にあるコイル１５は受信コイルとし
て作用し、コイル１４．１５間を通貨する硬貨が受信信
号を減衰させるように配置してある。減衰量は硬貨の導
電性および厚さの関数である。特定の金属は一方の周波
数を他方の周波数よりもかなりの程度減衰することがで
きる。画周波数で検査をした硬貨によって生じた減衰度
を正しい硬貨の特定の種類にあわせた債の範囲と比較す
ることによって、硬貨材料および厚味に関する良好な選
択性を以て硬貨検査を行うことができる。実際には、１
つだけの周波数で硬貨の各特定の種類について検査をす
るのに十分であり、その硬貨に対して選んだ周波数が最
良の減衰を与えるものとなる。５０パーセントの減衰度
が最適である。あるいは、硬貨の各種類に対して高周波
および低周波の減衰にあわせた値の範囲があり、高低の
周波数での減衰が同じ種類の硬貨にあわせた値の範囲に
一致するならば硬貨は検査を通ることになる。

受信コイル１５からの出力はバッファ兼増幅回路２０に
送られ、次に高域フィルタ２１と低周波数帯域フィルタ
２２とによってオシレータ１６゜１７の２つの周波数に
分割される。分割した高周波数信号は電圧制御式加変利
得減衰器兼増幅器２３によって振幅制御される。この増
幅器の制御を以下に説明する。増幅器２３の出力は精密
半波整流器２４によって半波整流されかつ逆にされる。

この段階で、ある一定の利得が導入される。整流器２４
の出力はこの整流器２４の演算増幅器２５（第２Ｂ図参
照）の正入力部に適当な基準電圧を印加することによっ
て不飽和状態に保たれる。半波整流された波形は比較的
長い時定数の電圧記憶回路すなわち平滑回路２６によっ
て平滑にされて高域フィルタ２１からの信号の振幅に比
例する直流電圧を与える。この比較的長い時定数は、リ
プル電圧を最少値に保つとともにコイル間を硬貨が通貨
する間に信号の減衰に出力を追従させるように選択する
。

平滑回路２６の出力は通常開のアナログスイッチ２７を
通して長時定数回路２８（平滑回路２６の時定数よりも
長い）と高いインピーダンスバッファ２９とに送られる
。この高インピーダンスバッファの出力は比較器または
積分器３１によって基準電圧源３０からのシエナ基準電
圧と比較される。誤差信号は積分されて電圧制御式増幅
器兼減衰器２３の利得を制御するのに用いられる。スイ
ッチ２７が閉じているとき、増幅器２３の利得は積分器
３１の所の誤差信号がゼロになるまで変えられ、その時
点で、バッファ回路２９からの電圧が基準電圧源３０か
らの一定の基準電圧に一致することになる。構成要素の
いずれかに長期変化が生じたとしても、それは誤差がゼ
ロになるまでその利得を変える回路によって補正される
。比較器３１に通じる入力部での電圧を一定に保つため
には、フィードバンク回路内の最大の利得を必要とする
が、不安定になるのを防ぐためにコンデンサ４０（第２
Ｂ図）が誤差信号増幅器３１を横切って接続してあり、
比較的高い周波数での利得を減じるようになっている。

瞬間レベル変化比較器３２が平滑回路２６の出力部に接
続してあって硬貨が送受信コイル間に入ったときに生じ
る初期レベル上昇を検出する。あらゆる材質の硬貨が高
周波数成分のある程度の減衰を生じさせることになる。

瞬間レベル変化比較器３２による初期レベル上昇の検出
によって、この比較器は出力信号を発生し常閉アナログ
スイッチ２７を開く。スイッチ２７が開くと、硬貨の到
達前の回路状態が長時定数回路２８と高インピーダンス
バッファ２９とによってアナログスイッチの反対側で維
持されて増幅器２３の利得は硬貨が正しいと認められて
いる場合には一定に保たれる。

短時定数回路２６の出力電圧および高インピーダンスバ
ッファ２９の出力電圧は別々にウインドウ比較器３３に
送られる。このウィンドウ比較器は硬貨がコイル１４．
１５間の検査位置に通過するときに生じる、短時定数回
路２６の出力部の所の最小電圧が正しい硬貨に相当する
バッファ２９の出力電圧のあらかじめ選定した部分の所
定の公差内にあるかどうかを決定する。

低周波数チャンネルは多くの点で高周波数チャンネルに
類似したものであり、対応した構成要素は第１図および
第２Ａ、第２Ｂ図に同じ参照数字で示してある。しかし
ながら大きな差はある。

まず低周波数チャンネルのループスイッチ２７は高周波
数チャンネルと同じ瞬間レベル変化比較器３２によって
作動させられる。これは、すべての硬貨が高周波成分で
はある程度減衰を生じるが、低周波数成分ではかならず
しもそうならないために好ましいことである。この配置
はまた不必要な回路の重複を避ける。

第２に、平滑回路の前にある精密整流器によって交流信
号を直流信号に変換するということは行わずに、サンプ
ル・ホールド技術を用いるのである。２ＫＨ２程度の周
波数ではりプル電圧を十分に除き、しかもその出力がコ
イル間を通過する硬貨による信号減衰を正確にたどるこ
とができるようにする、平滑回路のための時定数を選定
することはできないからである。サンプル・ホールド技
術を実際に用いる場合、低周波数チャンネルにある電圧
制御式増幅器兼減衰器２３の出力は前方信号路と制御チ
ャンネルとに分割される。前方信号路にある信号は逆転
増幅器３４に送られ、この増幅器や正のレール付近まで
バイアスされ、その結果増幅後でも負の半サイクルが不
飽和状態にとどまる。増幅された信号は２方向アナログ
スイツチ３５に送られる。制御信号はパルス成形回路３
６で二乗され、移相器３７によって９０度だけ移相変化
を受け、微分回路３８によって微分されて、順方向信号
の負のピークにサンプリングパルスを発生する。これら
のサンプリングパルスは順方向信号のピークでアナログ
スイッチを閉じさせ、このスイッチの出力は次に電圧蓄
積回路４６のコンデンサにたくわえられる。この回路４
６およびスイッチ３５が閉じたときに電圧蓄積回路４６
は低い時定数を有し、その結果サンプリング作業ごとに
新しいピークの順方向信号値を迅速にたくわえることが
できるが、スイッチ３５が開いているときには高い時定
数を有し、各抜取ったピーク値が次のサンプリング作業
まで保たれるように配置してある。低周波数チャンネル
の長期間ループ制御は高周波数チャンネルのものと同じ
である。電圧蓄積回路４６の出力部の電圧信号および高
インピーダンスバッファ２９の出力信号はウィンドウ比
較器３３に送られ、この比較器は高周波数チャンネルに
おけるウィンドウ比較器と同じ要領で作用する。

第２図に示す回路の場合、電圧蓄積回路４６はスイッチ
３５の出力側とゼロボルトレールとの間に接続したコン
デンサ５０、抵抗器５１の並列配置上、スイッチ３５の
入力側で逆増幅器３４の出力部とゼロボルトレールとの
間に接続された抵抗器５２とを包含する。したがってス
イッチが開くと、回路４６はＲＣ回路５０．５１によっ
て決定される長時定数を持つ。しかしながら、スイッチ
が閉じると要素５０．５１．５２の値によって決定され
る短い時定数を持つ。

第３図は第１図において構成要素２６および３４ないし
３８からなる回路における異なった点での信号波形を示
しており、各波形は第２図の相当するピン基準で呼ぶ。

いくつかの波形の性質は前記の説明から明らかであろう
が、少し付は加えるならば、各サンプリングパルス（Ｉ
ＣＩ／１１）の期間中、ピンＩＣ４／１１は電圧蓄積回
路４６の短時定数によりピンＩＣ３／７上の新しく抜取
った電位まで栄、速に充電または放電を行う。各サンプ
リング期間の間で、ピンＴＣ４／１１の電位は、図示の
ように、要素５０．５１からなるＲＣ回路網の長時定数
により非常にゆっくりと崩壊する。

サンプルアンドホールド技術の利点は、使用可能のチャ
ンネル周波数に実際上まったく下限がなく、非常に低い
リプル電圧を得ることができ、低出力インピーダンス源
からの増幅交流波形をサンプリングすることによって短
時定数構成要素における電圧制限を変えることなく１０
０パーセント近くの硬貨減衰度を測定することができる
ということである。サンプリングアンドホールド技術を
低周波、高周波のチャンネルの長期間ループ制御を含め
て硬貨検査装置の特定の関係について説明してきたが、
振動信号を発生し、この信号を検出位置を硬貨が通過す
る間に特に低周波（たとえば２ＫＨ２）でその硬貨の特
性に依存した量だけ減衰する他の形式の検出装置にもこ
の技術を用いることができることは容易に理解できよう
。

瞬間レベル変化比較器３２の好ましい形態について、特
に第２Ｂ図の回路ダイヤグラムと第４図の波形ダイヤグ
ラムを参照しながら以下に説明する。波形ＩＣ３／１は
硬貨が検出位置を通過したとき半波整流器２４から発生
した出力電圧を示している。破線は硬貨による信号振幅
の減衰を示す。

整流器出力電圧は、平滑回路２６に送られ、この平滑回
路の時定数はその出力電圧がコイル間を硬貨が通過して
いる最中に信号の減衰に追従できるように選定してある
。平滑回路の出力直流電圧は、一方では比較器５５の１
つの入力部に直接送られ、他方では、抵抗器５３．５４
を含む電圧分割回路網を通じて比較器５５の他の入力部
に送られる。

比較器５５の入力ピンＩ　Ｃ３／１２に送られた信号は
蓄電コンデンサ５６にも送られ、このコンデンサはピン
ＩＣ３／１２に与えられた直流信号に移相遅れを生じさ
せる。この遅延は第４図で時間Ｔｏで示してある。さら
に、信号ＩＣ３／１２のピーク振幅は電圧分割回路網５
３．５４があるためにピンＩ　Ｃ３／１２のそれよりも
小さい。比較器５５に与えられた入力信号波形は第４図
の第２ダイヤグラムに示してある。比較器５５はピンＩ
Ｃ３／１３の電圧が所定の電圧■。より多い分だけピン
ＩＣ３／１２上の電圧を越えたときに高出力から低出力
に明度わるように配置してある。したがって、比較器５
５の出力ピンＩＣ３／１４上の出力電圧は第３のダイヤ
グラムに示すように期間Ｔ、を通じてより低い値に変化
する。ピンＩＣ３／１２の電圧のピーク振幅をピンＩ　
Ｃ３／１３の電圧の適切な一定部分として選択すること
によって、期間Ｔ、が硬貨が検出位置を通過してしまう
まで持続しうるということに注目されたい、これによっ
て、瞬間レベル変化比較器３２の出力信号を用いてスイ
ッチ２７を直接制御することができる。

硬貨の到達を検出する前記の瞬間レベル変化比較器は、
所定の限界を越える絶対値を検出するのではなくて平滑
回路出力電圧の勾配の変化に応答するという点で特に有
利である。こうすることによって、製造公差の変化とか
長期間にわたる影響、たとえば温度ドリフトおよび構成
要素の経時変化による種々の成分値を補正する特別の手
段が不要となるのである。

この瞬間レベル変化比較器は、硬貨の到達を検出するだ
けの硬貨正当性検出装置の他の形態として、硬貨が検出
位置を通過してるときに出力電圧の変化を生じる適当な
検出器と連動させて用いることができることは了解され
たい。

第２Ａ、２Ｂ図において積分回路は次の形式のものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置のブロックダイヤグラムを示
す図、 第２Ａ図および第２Ｂ図は第１図の装置を実現するため
のある光ましい回路ダイヤグラムを示す図、 第３．４図は第２Ａ、２Ｂ図に示す回路の一部の動作を
説明するための種々の波形を示す図である。 く主要部分の符号の説明〉 瞬間レベル変化比較器　・−・−・・−・・・−・・−
・３２検出器・・・−・−・−−−−−−−・−・−・
・・−−−−−−−−−−−・−ｍ−−−−−−・−・
・・−・−３３サンプリング回路−・−・・−３５，３
６，３１，３８第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、硬貨通路と、硬貨通路に沿って検査位置に硬貨が移
   動する際に硬貨の特性に依存した程度まで減衰される振
   動電気信号を発生する手段と、硬貨容認テストとして前
   記信号の減衰度を検査するテスト手段と包含する硬貨検
   査装置において、前記テスト装置が振動信号のピークを
   サンプリングするように設定したサンプリング回路と、
   サンプリングしたピークの振幅が許容できる硬貨の指示
   をしているかどうかを検出する検出器とを包含すること
   を特徴とする硬貨検査装置。 ２、請求の範囲第１項記載の装置において、エネルギ蓄
   積回路（４６）が設けてあり、この回路が各サンプリン
   グしたピークを次のピークのサンプリングまで保持する
   ように設定してあり、また前記エネルギ蓄積回路は各サ
   ンプリング動作中短い時定数を有することを特徴とする
   硬貨検査装置。 ３、請求の範囲第１項または第２項記載の硬貨検査装置
   において、前記サンプリング回路が、振動電気信号から
   引出された制御信号を受けるように配置してあって、振
   動電気信号が一方の極性のピーク振幅にあるときにその
   ピーク振幅をサンプリングするように閉じる制御切替デ
   バイス（３５）を包含していることを特徴とする硬貨検
   査装置。 ４、請求の範囲第３項記載の硬貨検査装置において、エ
   ネルギ蓄積回路が切替デバイス （３５）の出力側から入力を受けるように配置した高時
   定数ＲＣ平滑回路網（５０、５１）と、切替デバイスの
   入力側に接続してあって切替デバイスが閉じているとき
   にＲＣ平滑回路網の時定数を低い値に変化させる抵抗要
   素（５２）とを包含することを特徴とする硬貨検査装置
   。 ５、請求の範囲第３項または第４項に記載の硬貨検査装
   置において、サンプリング回路が制御信号を発生する９
   ０度移相回路兼微分回路（３７、３８）を包含すること
   を特徴とする硬貨検査装置。 ６、硬貨通路に沿って設けてあり、硬貨通路に沿って移
   動する硬貨の特性に応じてパラメータが変化する電気信
   号を発生する検出手段と、前記パラメータの変化を検査
   することによって硬貨到達を検出するように配置した回
   路手段とを包含する硬貨到達検出器において、回路手段
   が前記パラメータの変化率に依存して所定のレベルに等
   しくなる関数の値に応じて硬貨到達を検出するように配
   置してあることを特徴とする硬貨到達検出器。 ７、請求の範囲第６項記載の硬貨到達検出器において、
   前記関数が所定の期間にわたる前記パラメータの平均勾
   配の瞬時値にあることを特徴とする硬貨到達検出器。 ８、請求の範囲第７項記載の硬貨到達検出器において、
   回路手段（３２）が、前記パラメータの瞬時値に比例す
   るレベルを持つ直流信号を受けるように配置した第１入
   力部と第２入力部を有する比較デバイス（３５）と、前
   記第２入力部に対する位相遅れの状態で同じ直流信号を
   与えるように配置してある位相変更回路（５６）とを包
   含し、前記比較デバイスが、前記第１、第２の入力部間
   の電位差が所定の値（Ｖ＿０）を越えたときに硬貨到達
   信号を発生するように配置してあることを特徴とする硬
   貨到達検出器。 ９、請求の範囲第８項記載の硬貨到達検出器において、
   比較デバイス（５５）の前記第１、第２の入力部に送ら
   れた直流信号の相対的な振幅を一定の比較で調節し、硬
   貨が硬貨通路上の検査位置を通過してしまって前記パラ
   メータの最大変化が生じるまで前記比較デバイスが硬貨
   到達信号を発生しつづけるようにする回路（５３、５４
   ）を包含することを特徴とする硬貨到達検出器。