JP4369626B2 - Coin identification sensor and coin identification method - Google Patents
Coin identification sensor and coin identification method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4369626B2 JP4369626B2 JP2001032087A JP2001032087A JP4369626B2 JP 4369626 B2 JP4369626 B2 JP 4369626B2 JP 2001032087 A JP2001032087 A JP 2001032087A JP 2001032087 A JP2001032087 A JP 2001032087A JP 4369626 B2 JP4369626 B2 JP 4369626B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coin
- data
- sensor
- identifying
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Testing Of Coins (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ATM、両替機、自動販売機、券売機等に設けられる硬貨識別用センサ、又は、該硬貨識別用センサを用いた硬貨識別方法に関し、詳しくは、高精度な材質判定および厚さ判定に基づいて硬貨の種類を正確に識別することが可能な硬貨識別用センサおよび硬貨識別方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近来、硬貨の磁気特性または電気特性を利用して硬貨の種類や真贋を識別するための硬貨識別用センサや硬貨識別方法が数多く提案されている。この種の硬貨識別用センサは、硬貨通過用のギャップを存して対向する独立した一対のコアと、前記ギャップに磁場を発生させるべく、一方のコアに巻装される送信コイルと、硬貨の通過に伴う前記磁場の磁束変化を検出すべく、他方のコアに巻装される受信コイルとを備えて構成されている。また、前記硬貨識別用センサを用いた硬貨識別方法としては、前記受信コイルの出力電圧変化に基づいて硬貨の種類を識別するもの等が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記従来の硬貨識別用センサや硬貨識別方法を用いた硬貨の識別においては、下記に示すような問題点がある。
1)各コイルが独立したコアに巻装されているため、磁気結合が弱く、硬貨の磁気特性が受信コイルの出力波形に明確に表れない。
2)出力波形の僅かな差から硬貨を識別するため、高精度な検出回路が必要となり、コストアップとなる。
3)受信コイルの出力電圧変化は、硬貨の材質および厚さに依存するため、材質に応じて厚さを細工した変造硬貨を、誤って真正硬貨と認識する可能性がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、硬貨の識別に用いられる硬貨識別用センサであって、該硬貨識別用センサは、硬貨通過用のギャップを存してループ状の磁路を形成するコアと、前記ギャップに磁場を発生させるべく、前記コアに巻装される励磁コイルと、硬貨の通過に伴う前記磁場の磁束変化を検出すべく、前記コアに巻装される検出コイルと、該検出コイルの出力波形に基づき、硬貨の材質に依存する固有周波数又は固有周期を特定する固有周波数・固有周期特定手段とを備えることを特徴とするものである。つまり、硬貨通過用のギャップを存してループ状に形成されるコアに、励磁コイルおよび検出コイルを巻装することにより、励磁コイルの印加によって生じる磁気エネルギーを、前記ギャップに集中させて磁気結合を強めることができ、その結果、硬貨の材質や厚さの違いを検出コイルの出力波形に明確に表すことが可能になる。しかも、硬貨の材質に依存する固有周波数又は固有周期を特定できるため、硬貨の厚さに影響されることなく、硬貨の材質を正確に判定することができ、延ては、その材質判定結果に基づいて硬貨の種類を正確に識別することが可能になる。
また、前記固有周波数・固有周期特定手段は、前記励磁コイルにパルス電圧を印加するパルス電圧印加手段と、前記検出コイルから出力される応答波形の固有周期を計測する固有周期計測手段とを備えることを特徴とするものである。つまり、励磁周波数をスイープさせることなく、検出コイルのパルス応答波形に基づいて硬貨の固有周期(固有周波数に依存する量)を計測するため、検出回路を簡略化することができる許りでなく、検出精度を高めることができる。
また、前記硬貨識別用センサは、前記固有周期計測手段が計測した固有周期データ、又は、該固有周期データに基づいて演算される固有周波数データを判定用データと比較するデータ比較手段と、データ比較結果に基づいて硬貨の材質を判定する材質判定手段とを更に備えることを特徴とするものである。つまり、硬貨識別用センサが材質判定手段を備えるため、装置本体側の上位制御部で材質判定を行う必要がなく、その結果、上位制御部の処理負担を軽減できる許りでなく、硬貨識別用センサの汎用性を高めることができる。
また、前記硬貨識別用センサは、前記検出コイルの出力波形に基づき、硬貨の厚さに依存する実部透磁率を特定する実部透磁率特定手段を更に備えることを特徴とするものである。つまり、硬貨の厚さに依存する実部透磁率を特定することができるため、硬貨の厚さを正確に判定することが可能になる。
また、前記実部透磁率特定手段は、前記励磁コイルにパルス電圧を印加するパルス電圧印加手段と、前記検出コイルから出力される応答波形のピーク電圧を計測するピーク電圧計測手段とを備えることを特徴とするものである。つまり、透磁率に依存するピーク電圧を、検出コイルのパルス応答波形に基づいて計測するため、簡単な検出回路で実部透磁率(硬貨の厚さ)を特定することが可能になる。
また、前記硬貨識別用センサは、前記ピーク電圧計測手段が計測したピーク電圧データと、硬貨の材質に対応して予め用意される比例定数とを用いて硬貨の厚さを演算する厚さ演算手段を更に備えることを特徴とするものである。つまり、硬貨識別用センサが厚さ演算手段を備えるため、装置本体側の上位制御部で厚さ演算を行う必要がなく、その結果、上位制御部の処理負担を軽減できる許りでなく、硬貨識別用センサの汎用性を高めることができる。
また、前記硬貨識別用センサは、前記材質判定手段が判定した材質データおよび前記厚さ演算手段が演算した厚さデータを識別用データと比較するデータ比較手段と、データ比較結果に基づいて硬貨の種類を識別する硬貨識別手段とを更に備えることを特徴とするものである。つまり、材質および厚さを個別に判定し、両判定結果に基づいて硬貨の種類を識別するため、材質および厚さに依存する単一の検出データに基づいて硬貨の種類を識別する場合に比して識別精度を大幅に向上させることができる。
また、前記硬貨識別用センサは、前記コアに対し、硬貨通過方向に所定間隔を存して配置される硬貨通過検出手段と、該硬貨通過検出手段の検出信号および前記検出コイルの出力波形に基づいて硬貨の大きさを判定する大きさ判定手段とを更に備えることを特徴とするものである。つまり、硬貨の大きさを判定する手段を更に備えるため、該判定データを硬貨識別用データに加えることにより、識別精度を更に向上させることができる。
また、本発明は、請求項1乃至8の硬貨識別用センサを用いた硬貨識別方法であって、該硬貨識別方法は、前記励磁コイルにパルス電圧を印加するパルス電圧印加工程と、前記検出コイルから出力される応答波形の固有周期を計測する固有周期計測工程と、計測した固有周期データ、又は、該固有周期データに基づいて演算される固有周波数データを判定用データと比較するデータ比較工程と、データ比較結果に基づいて硬貨の材質を判定する材質判定工程とを含むことを特徴とするものである。つまり、励磁周波数をスイープさせることなく、検出コイルのパルス応答波形に基づいて硬貨の固有周期(固有周波数に依存する数値)を計測するため、検出回路を簡略化することができる許りでなく、上記計測結果に基づいて精度の高い材質判定を行うことができる。
また、前記硬貨識別方法は、前記検出コイルから出力される応答波形のピーク電圧を計測するピーク電圧計測工程と、計測したピーク電圧データと硬貨の材質に対応して予め用意される比例定数とを用いて硬貨の厚さを演算する厚さ演算工程とを更に含むことを特徴とするものである。つまり、実部透磁率に依存するピーク電圧を、検出コイルのパルス応答波形に基づいて計測するため、簡単な検出回路で実部透磁率(硬貨の厚さ)を特定することが可能になる。
また、前記硬貨識別方法は、前記材質判定工程で判定した材質データおよび前記厚さ演算工程で演算した厚さデータを識別用データと比較するデータ比較工程と、データ比較結果に基づいて硬貨の種類を識別する硬貨識別工程とを更に含むことを特徴とするものである。つまり、材質および厚さを個別に判定し、両判定結果に基づいて硬貨の種類を識別するため、材質および厚さに依存する単一の検出データに基づいて硬貨の種類を識別する場合に比して識別精度を大幅に向上させることができる。
【0005】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態の一つを図面に基づいて説明する。図面において、1は硬貨識別用センサであって、該硬貨識別用センサ1は、硬貨通路2に設けられるセンサ部3と、該センサ部3の出力波形に基づいて硬貨Cの種類等を識別する識別部4とで構成される。センサ部3は、硬貨通過用のギャップGを存してループ状の磁路を形成するコア5と、前記ギャップGに磁場を発生させるべく、前記コア5に巻装される励磁コイル6と、硬貨Cの通過に伴う前記磁場の磁束変化を検出すべく、前記コア5に巻装される検出コイル7とを備えて構成されており、以下、図1〜図5に基づいてセンサ部3の基本原理を説明する。
【0006】
上記センサ部3に構成される磁気回路の全磁路長lに対し、ギャップGの距離lgを狭く(l≫lg)すると共に、コア5をフェライト、アモルファス等の高透磁率材で構成すれば、磁心の比透磁率μsはμs≫μ0となり、磁気回路の磁気エネルギーはギャップGに集中する。励磁コイル6に交流電圧を印加し、ギャップGに交流磁場H=H0eiωtを発生させると、検出コイル7により検出される磁束の変化は、B=B0ei(ωt−δ)で表され、B=μHにより定義される透磁率μは、
μ=B/H=μ′−iμ″
μ′=(B0/H0)cosδ ,μ″=(B0/H0)sinδ
μ″/μ′=tanδ(≡1/Qと定義されることもある。)
tanδは、エネルギー損失に関係する量であり、δは損失角と呼ばれている。
複素透磁率μ=μ′−iμ″の周波数依存性を調和振動モデルと対比して、
μ′⇔(ω0 2−ω2)/{(ω0 2−ω2)2+4k0 2ω2}
μ″⇔2kω/{(ω0 2−ω2)2+4k0 2ω2}
k0≒ω0のときの様子を図2に示す(k0はダンピング定数、ω0は固有周波数)。この関係は、Kramers・Kronigの関係で表され、実験と良い一致を示す。
図3に各種硬貨Cの実測値を示す。実測値は、振動モデルのk0≒ω0のときの形と良い一致を示している。ギャップGに硬貨Cを挿入して固有周波数ω0を測定すれば、硬貨Cの材質に固有な量を求めることができる。また、強磁性体であるNiを含んだ白銅の固有周波数は、1.5KHz近くであり、厚さに依存して実部透磁率μ′(複素透磁率の実部)が減少することがわかる。
図4にAlとNiにつき、板厚を変えて実部透磁率μ′の周波数による変化の例を示す。図4に示すように、固有周波数ω0は、硬貨Cの材質に固有な量であり、ω=ω0のときの実部透磁率μ′の大きさは、硬貨Cの厚さに依存することがわかる。
即ち、上記複素透磁率μは、励磁周波数ωにより変化し、虚部透磁率μ″がゼロ、実部透磁率μ′が最大となる周波数ωが硬貨Cの材質に依存する固有のものであり、この周波数を固有周波数ω0と定義した。そして、コインCの材質が同じであれば固有周波数ω0が一定であり、その時の実部透磁率μ′が厚さに比例して小さくなる。従って、本発明の硬貨識別用センサ1に設けられるセンサ部3は、磁気回路のギャップGに硬貨Cを通過させ、通過した硬貨Cによる上記の固有周波数ω0と、その周波数における実部透磁率μ′とを測定することにより、硬貨Cの材質および厚さの識別を可能にする。
【0007】
次に、上述の原理を実現する手段である固有周波数ω0の測定方法を説明する。固有周波数ω0の測定方法としては、励磁コイル6の励磁周波数をスイープさせる方法が最も原理的であるが、同様の効果を簡単に得る方法として検出コイル7のパルス応答波形を調べる方法を発明した。
前記励磁コイル6に図5の(A)に示す様なパルス波形を印加した場合における検出コイル7の応答波形を図5の(B)に示す。過渡特性の周期Tは、固有周波数ω0によって決り、
ω0=2π/T
である。従って、応答波形の周期Tと、正負のピーク電圧v1、v2を測ることにより、センサ部3のギャップGを通過する硬貨Cの材質および厚さを識別することが可能になる。
【0008】
次に、上述の測定方法を実現する測定回路を説明する。該測定回路は、励磁コイル6に対して1msec毎に20V、2μ幅のパルス電圧を印加し、検出コイル7の応答波形の周期Tと正負のピーク電圧v1、v2を求める。
周期Tは、材質に固有な上述の固有周波数ω0に依存する量であり、同じ固有周波数ω0を持つ材質の場合、損失量が厚さに比例するので、
ω0=2π/T
により固有周波数ω0を求め、そのときの正負のピーク電圧v1、v2と厚さtcの一次式
tc=K1(ω0)v1+K2(ω0)v2
で近似できる。K1、K2は比例定数であり、材質の種類により予め求めておき、基準値として図6に示すようなテーブルを作成する。はじめに求めたω0により硬貨Cの種別(材質)を推定し、対応する比例定数K1、K2から厚さtcを算出する。
【0009】
図7は、上記識別方式をマイクロコンピュータ(以下、マイコンという。)を用いて実現する識別部4のブロック図である。図8の▲1▼、▲3▼(拡大図)に示すようなパルスを励磁コイル6に印加する。そのときの検出コイル7の応答波形を図8の▲2▼、▲4▼(拡大図)に示す。検出コイル7は、バンドパスフィルタ8を介してゼロクロス回路9および正負のピークホールド回路11、12に接続されており、ゼロクロス回路9は、応答波形の電圧がゼロとなる立上りエッジを検出する。図8の▲7▼にゼロクロス回路9の出力を示す。周期Tを求めるため周期検出回路13は、第一のゼロクロスパルスでSRフリップフロップをセットし、第二のゼロクロスパルスでSRフリップフロップをリセットして図8の▲8▼に示すようなゲートパルスを得る。ゲートパルスのパルス幅は周期Tである。時間計測のための基準クロックを、このゲートが開いている間、カウンタ14でカウントする。このカウンタ14のカウント値は周期Tに比例する。このカウント値をマイコン15に取込み、カウンタ14をクリアする。また、正負のピークホールド回路11、12の出力を内蔵のA/Dコンバータを介してマイコン15に取込み、正負の正負のピーク電圧v1、v2を求める。この周期Tと正負のピーク電圧v1、v2から硬貨Cの材質(種別)および厚さを判定する。
【0010】
次に、図9に示すフローチャートに基づいて識別処理の手順を説明する。上述のように周期Tを計測した後、固有周波数ω0を演算し、この固有周波数ω0から材質の判定を行う。材質判定は、材質による硬貨Cの種類の集合S
S={A,B,C,・・・N}
に属する任意の材質ξ(ξ∈S)の固有周波数ωξに対して、測定した固有周波数ω0が許容誤差εの範囲を含めて一致(|ω0−ωξ|<ε)するか否かを判断し、何れかの材質ξに一致する場合は、その材質ξであると判定し、何れの材質ξにも一致しない場合は、偽貨であると判定する。
材質判定に続き、上述のように正負のピーク電圧v1、v2を計測した後、判定した材質ξに対応する比例定数K1ξ、K2ξをテーブルより参照し、演算式
tc=K1ξv1+K2ξv2
を用いて厚さtcの演算を行う。
材質ξおよび厚さtcを求めた後、これを種別判定用の基準値と比較し、硬貨Cの種類および真偽を判定する。その判定結果は、図10に示すように、16ビットコードで表された識別信号として上位制御部に送信される。16ビットコードの上位2ビットは真偽コード、下位8ビットは厚さコード(0.01mm単位の16進表記)、残りのビットは種類コードである。尚、識別信号通信方式は、シリアル、パラレル、PWM出力等、任意の方式を用いることができる。
【0011】
次に、図11に基づいて硬貨識別用センサ1による硬貨Cの大きさ測定を説明する。硬貨識別用センサ1に大きさ判定機能を付加する場合は、図11の(A)に示す如く、硬貨通路の上手側に、所定間隔Lを存して通過検出用のセンサ部16(光式センサ、渦電流式センサ、前記センサ部3と同等のセンサ等)を設ける。図11の(B)は、所定の大きさの硬貨Cが硬貨通路2を通過したときの各センサ部3、16の出力波形を示している。センサ部3の出力電圧v1が変化する時間TDは、通過速度Vと硬貨Cの直径Dとの間に
D=V・TD
の関係が成り立つ。センサ部16の通過出力からセンサ部3の出力電圧v1が変化するまでの時間をTPとすれば、硬貨通過速度Vは、L/TPであるので、硬貨Cの直径Dは、
D=L・(TD/TP)
で求められる。求めた直径データは、例えば、上位制御部に送信され、二次識別用データとして利用される。
【0012】
叙述の如く構成されたものにおいて、硬貨Cの識別に用いられる硬貨識別用センサ1は、硬貨通過用のギャップGを存してループ状の磁路を形成するコア5と、前記ギャップGに磁場を発生させるべく、前記コア5に巻装される励磁コイル6と、硬貨Cの通過に伴う前記磁場の磁束変化を検出すべく、前記コア5に巻装される検出コイル7とを備え、該検出コイル7の出力波形に基づき、硬貨Cの磁気的な固有周波数ω0又は固有周期Tを特定する。つまり、硬貨通過用のギャップGを存してループ状に形成されるコア5に、励磁コイル6および検出コイル7を巻装することにより、励磁コイル6の印加によって生じる磁気エネルギーを、前記ギャップGに集中させて磁気結合を強めることができ、その結果、硬貨Cの材質や厚さの違いを検出コイル7の出力波形に明確に表すことが可能になる。しかも、硬貨Cの材質に依存する固有周波数ω0を特定できるため、硬貨Cの厚さに影響されることなく、硬貨Cの材質を正確に判定することができ、延ては、その材質判定結果に基づいて硬貨Cの種類を正確に識別することが可能になる。
【0013】
また、前記励磁コイル6にパルス電圧を印加し、検出コイル7から出力される応答波形の固有周期Tを計測するので、励磁周波数をスイープさせる必要がなく、その結果、検出回路を簡略化することができる許りでなく、検出精度を高めることができる。
【0014】
また、前記硬貨識別用センサ1は、計測した固有周期T、又は、該固有周期Tに基づいて演算される固有周波数ω0を判定用データと比較し、その比較結果に基づいて硬貨Cの材質を判定するので、上位制御部で材質判定を行う必要がなく、その結果、上位制御部の処理負担を軽減できる許りでなく、硬貨識別用センサ1の汎用性を高めることができる。
【0015】
また、前記硬貨識別用センサ1は、検出コイル7の出力波形に基づき、硬貨Cの厚さに依存する実部透磁率μ′を特定するため、硬貨Cの厚さを正確に判定することができる。
【0016】
また、前記実部透磁率μ′に関係するピーク電圧v1、v2を、検出コイル7のパルス応答波形に基づいて計測するため、簡単な検出回路で硬貨Cの厚さを特定することが可能になる。
【0017】
また、前記硬貨識別用センサ1は、計測したピーク電圧v1、v2と、硬貨Cの材質に対応して予め用意される比例定数とを用いて硬貨Cの厚さを演算するので、上位制御部で厚さ演算を行う必要がなく、その結果、上位制御部の処理負担を軽減できる許りでなく、硬貨識別用センサ1の汎用性を高めることができる。
【0018】
また、前記硬貨識別用センサ1は、材質および厚さを個別に判定し、両判定結果に基づいて硬貨Cの種類を識別するため、材質および厚さに依存する単一の検出データに基づいて硬貨Cの種類を識別する場合に比して識別精度を大幅に向上させることができる。
【0019】
また、前記硬貨識別用センサ1は、前記コア5に対し、硬貨通過方向に所定間隔を存して配置される通過検出用のセンサ部16と、該センサ部16の検出信号および前記検出コイル7の出力波形に基づいて硬貨Cの大きさを判定するため、大きさ判定データを硬貨識別用データに加えれば、識別精度を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は硬貨識別用センサの要部正面図、(B)は要部側面図である。
【図2】透磁率と固有周波数の関係を示すグラフである。
【図3】各種硬貨の固有周波数の実測値を示す表である。
【図4】材質と固有周波数の関係および厚さと実部透磁率との関係を示すグラフである。
【図5】(A)は励磁コイルの励磁波形を示す波形図、(B)は検出コイルの検出波形を示す波形図である。
【図6】材質、固有周波数および比例定数の関係を定義したテーブルの説明図である。
【図7】識別部の構成を示すブロック図である。
【図8】識別部の作用を示す波形図である。
【図9】識別部の処理手順を示すフローチャートである。
【図10】識別信号の内容を示す説明図である。
【図11】(A)は硬貨識別用センサ部および通過検出用センサ部の配置を示す側面図、(B)は各センサ部の出力を示す波形図である。
【符号の説明】
1 硬貨識別用センサ
2 硬貨通路
3 センサ部
4 識別部
5 コア
6 励磁コイル
7 検出コイル
8 バンドパスフィルタ
9 ゼロクロス回路
11 ピークホールド回路
12 ピークホールド回路
13 周期検出回路
14 カウンタ
15 マイコン
16 センサ部
C 硬貨
G ギャップ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coin identification sensor provided in an ATM, a change machine, a vending machine, a ticket machine, or a coin identification method using the coin identification sensor. The present invention relates to a coin identifying sensor and a coin identifying method capable of accurately identifying the type of a coin based on determination.
[0002]
[Prior art]
Recently, many coin identification sensors and coin identification methods have been proposed for identifying the type and authenticity of coins using the magnetic or electrical characteristics of coins. This type of coin identifying sensor includes a pair of independent cores facing each other with a gap for passing coins, a transmission coil wound around one core in order to generate a magnetic field in the gap, In order to detect a change in magnetic flux of the magnetic field accompanying the passage, a receiving coil wound around the other core is provided. As a coin identifying method using the coin identifying sensor, there is known a method for identifying the type of a coin based on a change in output voltage of the receiving coil.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the identification of coins using the conventional coin identification sensor or coin identification method, there are the following problems.
1) Since each coil is wound around an independent core, the magnetic coupling is weak, and the magnetic characteristics of the coin cannot be clearly shown in the output waveform of the receiving coil.
2) Since a coin is identified from a slight difference in output waveform, a highly accurate detection circuit is required, resulting in an increase in cost.
3) Since the change in the output voltage of the receiving coil depends on the material and thickness of the coin, there is a possibility that a modified coin crafted with a thickness corresponding to the material may be mistakenly recognized as a genuine coin.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been created in view of the above circumstances and has been created for the purpose of solving these problems, and is a coin identifying sensor used for identifying a coin, wherein the coin identifying sensor is a coin. A core that forms a loop-shaped magnetic path with a gap for passage, an excitation coil wound around the core to generate a magnetic field in the gap, and a magnetic flux change of the magnetic field accompanying the passage of coins. A detection coil wound around the core for detection, and a natural frequency / natural period specifying means for specifying a natural frequency or a natural period depending on the material of the coin based on an output waveform of the detection coil. It is a feature. In other words, by winding an exciting coil and a detecting coil around a core formed in a loop shape with a gap for passing coins, magnetic energy generated by applying the exciting coil is concentrated in the gap and magnetically coupled. As a result, the difference in coin material and thickness can be clearly expressed in the output waveform of the detection coil. Moreover, since the natural frequency or natural period depending on the material of the coin can be specified, the material of the coin can be accurately determined without being affected by the thickness of the coin. Based on this, it becomes possible to accurately identify the type of coin.
The natural frequency / natural period specifying unit includes a pulse voltage applying unit that applies a pulse voltage to the excitation coil, and a natural period measuring unit that measures a natural period of a response waveform output from the detection coil. It is characterized by. In other words, since the natural period of the coin (the amount depending on the natural frequency) is measured based on the pulse response waveform of the detection coil without sweeping the excitation frequency, the detection circuit can be simplified, Detection accuracy can be increased.
Further, the coin identification sensor includes data comparison means for comparing the natural period data measured by the natural period measurement means or the natural frequency data calculated based on the natural period data with the determination data. It further comprises a material determining means for determining the material of the coin based on the result. That is, since the coin identification sensor includes the material determination means, it is not necessary to perform material determination at the upper control unit on the apparatus body side, and as a result, the processing load on the upper control unit can be reduced. The versatility of the sensor can be improved.
The coin identifying sensor further includes a real part magnetic permeability specifying means for specifying a real part magnetic permeability depending on a thickness of the coin based on an output waveform of the detection coil. That is, since the real part magnetic permeability depending on the thickness of the coin can be specified, it is possible to accurately determine the thickness of the coin.
The real part magnetic permeability specifying means includes pulse voltage applying means for applying a pulse voltage to the exciting coil, and peak voltage measuring means for measuring a peak voltage of a response waveform output from the detection coil. It is a feature. That is, since the peak voltage depending on the magnetic permeability is measured based on the pulse response waveform of the detection coil, the real part magnetic permeability (coin thickness) can be specified with a simple detection circuit.
Further, the coin identifying sensor is a thickness calculating means for calculating the thickness of the coin using the peak voltage data measured by the peak voltage measuring means and a proportional constant prepared in advance corresponding to the material of the coin. Is further provided. That is, since the coin identification sensor includes the thickness calculating means, it is not necessary to perform the thickness calculation at the upper control unit on the apparatus body side, and as a result, the processing load on the upper control unit can be reduced. The versatility of the identification sensor can be enhanced.
In addition, the coin identification sensor includes a data comparison unit that compares the material data determined by the material determination unit and the thickness data calculated by the thickness calculation unit with the identification data; The apparatus further comprises coin identifying means for identifying the type. In other words, since the material and thickness are individually determined and the type of coin is identified based on both determination results, this is compared to the case where the coin type is identified based on a single detection data that depends on the material and thickness. Thus, the identification accuracy can be greatly improved.
Further, the coin identification sensor is based on a coin passage detection means arranged at a predetermined interval in the coin passage direction with respect to the core, a detection signal of the coin passage detection means, and an output waveform of the detection coil. And a size determining means for determining the size of the coin. That is, since the means for determining the size of the coin is further provided, the identification accuracy can be further improved by adding the determination data to the coin identification data.
Moreover, this invention is a coin identification method using the sensor for coin identification of
The coin identifying method includes a peak voltage measuring step of measuring a peak voltage of a response waveform output from the detection coil, a measured peak voltage data, and a proportional constant prepared in advance corresponding to the material of the coin. And a thickness calculating step for calculating the thickness of the coin. That is, since the peak voltage depending on the real part permeability is measured based on the pulse response waveform of the detection coil, the real part permeability (coin thickness) can be specified with a simple detection circuit.
The coin identification method includes a data comparison step of comparing the material data determined in the material determination step and the thickness data calculated in the thickness calculation step with identification data, and the type of coin based on the data comparison result And a coin identifying step for identifying the item. In other words, since the material and thickness are individually determined and the type of coin is identified based on both determination results, this is compared to the case where the coin type is identified based on a single detection data that depends on the material and thickness. Thus, the identification accuracy can be greatly improved.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, 1 is a coin identifying sensor, and the
[0006]
The distance l g of the gap G is made narrower (l >> l g ) than the total magnetic path length l of the magnetic circuit configured in the
μ = B / H = μ′−iμ ″
μ ′ = (B 0 / H 0 ) cos δ, μ ″ = (B 0 / H 0 ) sin δ
μ ″ / μ ′ = tan δ (sometimes defined as ≡1 / Q)
Tan δ is an amount related to energy loss, and δ is called a loss angle.
Contrast the frequency dependence of the complex permeability μ = μ′−iμ ″ with the harmonic vibration model,
μ′⇔ (ω 0 2 −ω 2 ) / {(ω 0 2 −ω 2 ) 2 + 4k 0 2 ω 2 }
μ ″ ⇔2kω / {(ω 0 2 −ω 2 ) 2 + 4k 0 2 ω 2 }
a state where the k 0 ≒ ω 0 shown in FIG. 2 (k 0 is the damping constant, omega 0 is the natural frequency). This relationship is expressed by the Kramers-Kronig relationship and shows good agreement with the experiment.
FIG. 3 shows measured values of various coins C. The actually measured values are in good agreement with the shape of the vibration model when k 0 ≈ω 0 . If the coin C is inserted into the gap G and the natural frequency ω 0 is measured, an amount specific to the material of the coin C can be obtained. In addition, the natural frequency of white copper containing Ni, which is a ferromagnetic material, is close to 1.5 KHz, and the real permeability μ ′ (the real part of the complex permeability) decreases depending on the thickness. .
FIG. 4 shows an example of the change in the real part permeability μ ′ with respect to the frequency of Al and Ni by changing the plate thickness. As shown in FIG. 4, the natural frequency ω 0 is an amount inherent to the material of the coin C, and the magnitude of the real part permeability μ ′ when ω = ω 0 depends on the thickness of the coin C. I understand that.
That is, the complex magnetic permeability μ varies depending on the excitation frequency ω, and the frequency ω at which the imaginary part permeability μ ″ is zero and the real part permeability μ ′ is maximum depends on the material of the coin C. and define this frequency and the natural frequency omega 0. then, if the material of the coin C is the same a natural frequency omega 0 is constant, reduced in proportion to the real part permeability mu 'is the thickness at that time. Therefore, the
[0007]
Next, a method for measuring the natural frequency ω 0 that is a means for realizing the above principle will be described. As a method of measuring the natural frequency ω 0, a method of sweeping the excitation frequency of the
FIG. 5B shows a response waveform of the
ω 0 = 2π / T
It is. Therefore, by measuring the response waveform period T and the positive and negative peak voltages v 1 and v 2 , the material and thickness of the coin C passing through the gap G of the
[0008]
Next, a measurement circuit that realizes the above-described measurement method will be described. The measurement circuit applies a pulse voltage of 20 V and 2 μ width every 1 msec to the
The period T is an amount that depends on the above-mentioned natural frequency ω 0 inherent to the material. In the case of a material having the same natural frequency ω 0 , the loss amount is proportional to the thickness.
ω 0 = 2π / T
Calculated natural frequency omega 0, the
Can be approximated by K 1 and K 2 are proportional constants, which are obtained in advance according to the type of material, and a table as shown in FIG. 6 is created as a reference value. The type (material) of the coin C is estimated from ω 0 obtained first , and the thickness t c is calculated from the corresponding proportional constants K 1 and K 2 .
[0009]
FIG. 7 is a block diagram of the identification unit 4 that implements the above identification method using a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer). Pulses as shown in (1) and (3) (enlarged view) in FIG. 8 are applied to the
[0010]
Next, the procedure of identification processing will be described based on the flowchart shown in FIG. After measuring the period T as described above, the natural frequency ω 0 is calculated, and the material is determined from the natural frequency ω 0 . The material judgment is a set S of types of coins C according to the material.
S = {A, B, C,... N}
Whether (<ε | | ω 0 -ω ξ) is against natural frequency omega xi] of any material ξ (ξ∈S), matches the natural frequency omega 0 of measurement, including the range of tolerance epsilon belonging to If it matches with any material ξ, it is determined that the material is ξ, and if it does not match any material ξ, it is determined that it is a fake coin.
Following the material determination, after measuring the positive and negative peak voltages v 1 and v 2 as described above, the proportional constants K 1ξ and K 2ξ corresponding to the determined material ξ are referred to from the table, and the calculation formula t c = K 1ξ v 1 + K 2ξ v 2
Is used to calculate the thickness t c .
After obtaining the material ξ and the thickness t c , the material ξ and the thickness t c are compared with the reference value for type determination to determine the type and authenticity of the coin C. The determination result is transmitted to the upper control unit as an identification signal represented by a 16-bit code as shown in FIG. The upper 2 bits of the 16-bit code are true / false codes, the lower 8 bits are thickness codes (hexadecimal notation in 0.01 mm units), and the remaining bits are type codes. As the identification signal communication method, any method such as serial, parallel, and PWM output can be used.
[0011]
Next, the measurement of the size of the coin C by the
The relationship holds. If the time from passing the output of the
D = L · (T D / T P )
Is required. The obtained diameter data is transmitted to, for example, the host control unit and used as secondary identification data.
[0012]
In the structure configured as described above, the
[0013]
In addition, since a pulse voltage is applied to the
[0014]
The
[0015]
Further, the
[0016]
Further, since the peak voltages v 1 and v 2 related to the real part permeability μ ′ are measured based on the pulse response waveform of the
[0017]
The
[0018]
Further, the
[0019]
Further, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a front view of a main part of a coin identification sensor, and FIG. 1B is a side view of the main part.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between magnetic permeability and natural frequency.
FIG. 3 is a table showing measured values of natural frequencies of various coins.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between material and natural frequency, and the relationship between thickness and real part permeability.
5A is a waveform diagram showing an excitation waveform of an excitation coil, and FIG. 5B is a waveform diagram showing a detection waveform of a detection coil.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a table that defines the relationship among materials, natural frequencies, and proportional constants.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of an identification unit.
FIG. 8 is a waveform diagram showing an operation of an identification unit.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a processing procedure of an identification unit.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the contents of an identification signal.
11A is a side view showing the arrangement of the coin identifying sensor unit and the passage detecting sensor unit, and FIG. 11B is a waveform diagram showing the output of each sensor unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001032087A JP4369626B2 (en) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | Coin identification sensor and coin identification method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001032087A JP4369626B2 (en) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | Coin identification sensor and coin identification method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002236959A JP2002236959A (en) | 2002-08-23 |
| JP4369626B2 true JP4369626B2 (en) | 2009-11-25 |
Family
ID=18896075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001032087A Expired - Fee Related JP4369626B2 (en) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | Coin identification sensor and coin identification method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4369626B2 (en) |
-
2001
- 2001-02-08 JP JP2001032087A patent/JP4369626B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002236959A (en) | 2002-08-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2767278B2 (en) | Coin sorting equipment | |
| ES2343730T3 (en) | CURRENCY DISCRIMINATOR. | |
| CA2162364C (en) | Money validation | |
| EP1451781B1 (en) | Coin discriminator where frequencies of eddy currents are measured | |
| JP4369626B2 (en) | Coin identification sensor and coin identification method | |
| CN104134269B (en) | A kind of Detecting of coin system | |
| JP2013101129A (en) | Eddy current sensor and detection object discrimination circuit | |
| RU2155381C2 (en) | Device for checking authenticity of coins, tokens and other flat metal objects | |
| EP1123537B1 (en) | Bimetallic coin discriminating device and method | |
| EP0978807A1 (en) | Method and device for checking coin for forgery | |
| US6382386B1 (en) | Eddy-current sensor for coin evaluation | |
| JP5034573B2 (en) | Coin identification method and identification apparatus | |
| CA2293767C (en) | Eddy-current sensor for coin evaluation | |
| HUP0000794A2 (en) | Process and apparatus for the identification of metal coins or other disc-shaped objects | |
| JPS5838446Y2 (en) | Money sorting device | |
| KR920005340B1 (en) | Coin sorter for vending machine | |
| GB2092798A (en) | Coin discriminator | |
| JP3844921B2 (en) | Coin inspection method and apparatus | |
| RU17093U1 (en) | DEVICE FOR IDENTIFICATION OF COINS | |
| RU2088970C1 (en) | Coin identifying and sorting device | |
| US20080105744A1 (en) | Authentication by means of geometric security features | |
| JPS6211760B2 (en) | ||
| JPS6229928Y2 (en) | ||
| CN101203892A (en) | Identification using geometric security features | |
| JPH01193988A (en) | Deciding method for electronic coin sorting device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070705 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090709 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090820 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090828 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120904 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |