專利名稱：硬幣識別裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及裝配在自動售貨機(jī)等中的硬幣識別裝置。
背景技術(shù)：
圖21是表示現(xiàn)有的硬幣識別裝置的概略結(jié)構(gòu)的正面透視圖。該硬幣識 別裝置具有機(jī)箱1、投幣口 3、通道4、三個感應(yīng)器5、 6、 7、門8、返回 通道9、分類通道IO、識別部ll、收納筒12。用于接收硬幣2的投幣口3 設(shè)置在機(jī)箱l的上方，通道4連接于投幣口 3并向下方傾斜設(shè)置。感應(yīng)器 5、 6、 7設(shè)置在通道4的側(cè)壁面上。門8設(shè)置在通道4的末端。返回通道9 連接于門8的一端，分類通道10連接于門8的另一端。收納筒12收納經(jīng) 過分類通道10分類的硬幣2。感應(yīng)器5、 6、 7的輸出凈皮提供給識別部11。
以下對上述結(jié)構(gòu)的硬幣識別裝置的動作進(jìn)行說明。投入到投幣口 3的 硬幣2，在通道4中滾動。在滾動過程中，感應(yīng)器5檢測硬幣2的凹凸， 感應(yīng)器6檢測硬幣2的材料，感應(yīng)器7檢測硬幣2的厚度。感應(yīng)器5、 6、 7將檢測到的硬幣2的特征傳送給識別部11?；谶@些特征，識別部11 識別硬幣2的真假和面值。并且，根據(jù)該識別結(jié)果，假幣從門8被送至返 回通道9。并且真幣從門8送至分類通道10，按照面值收納到收納筒12。 這種硬幣識別裝置，例如，在本申請的發(fā)明者們提出的專利文獻(xiàn)l中公開。
這樣，現(xiàn)有的硬幣識別裝置中，為獲得硬幣2的凹凸、材料和厚度特 征而獨(dú)立安裝專用的感應(yīng)器5、 6、 7。感應(yīng)器5、 6、 7從通道4的上游起 按順序安裝，在同一位置不能安裝它們中的兩個感應(yīng)器。因此，分別在不 同的位置無關(guān)聯(lián)地分別獨(dú)立地檢測硬幣2的凹凸、材料和厚度。因此，很 難檢測硬幣2在同一部位上的凹凸、材料和厚度的相互關(guān)系，使硬幣2的精確識別具有局限性。
專利文件1:(日本)特開2006-59139號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是可檢測硬幣同 一部位的兩個特征的相互關(guān)系的硬幣識別裝 置。本發(fā)明的硬幣識別裝置具有檢測部、第一切換部、存儲部和控制部。 檢測部具有包含一組線圏的第一感應(yīng)器以及振蕩電路，由電源供給電壓、 并輸出因硬幣通過線圏之間而變化的檢測信號。第一切換部在硬幣通過線 圏之間的期間，使線圏的磁連接在同相連接和反相連接之間多次切換。控 制部通過比較來自檢測部的檢測信號和存儲部存儲的基準(zhǔn)信號，判定硬幣 的真假和類別。這樣，由于在硬幣通過線圏之間的期間，第一切換部使線 圏的^茲連接在同相連接和反相連接之間多次切換，因此可檢測硬幣在同一 部位的多個特征的相互關(guān)系。


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的硬幣識別裝置的概略結(jié)構(gòu)的正面透 視圖。
圖2是用于簡化說明本發(fā)明第一至第四實(shí)施方式的硬幣識別裝置的結(jié) 構(gòu)的框圖。
圖3是表示構(gòu)成圖2所示硬幣識別裝置的第一感應(yīng)器的第一狀態(tài)的剖 面圖。
圖4是表示圖3所示第一感應(yīng)器的第二狀態(tài)的剖面圖。 圖5是表示圖2所示第一切換部和第一感應(yīng)器的連接結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖6是表示圖2所示第三切換部、第一感應(yīng)器、電容器組的連接結(jié)構(gòu) 的電路圖。
圖7是圖2所示硬幣識別裝置的第一、第二感應(yīng)器輸出的輸出波形圖。 圖8是^L大顯示圖7所示各個波形并顯示各部分輸出信號波形的圖。 圖9是本發(fā)明第一實(shí)施方式的硬幣識別裝置的框圖。
6圖10是圖9的調(diào)諧電路和檢測電路及其附近的電路圖。 圖ll是作為圖IO的開關(guān)部的電子開關(guān)的電路圖。 圖12是不同硬幣材料的調(diào)諧特性圖。 圖13是不同硬幣厚度的調(diào)諧特性圖。
圖14是作為本發(fā)明第二實(shí)施方式的識別對象的硬幣的剖面圖。
圖15是表示對應(yīng)于圖14所示的硬幣的上表面開始的深度的、調(diào)諧電
路的輸出電壓的變化的特性圖。
圖16是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的硬幣識別裝置的調(diào)諧電路的一部
分的電路圖。
圖17是本發(fā)明第四實(shí)施方式的硬幣識別裝置的框圖。 圖18是圖17的振蕩部的電路圖。
圖19是表示圖17所示的硬幣識別裝置的笫一感應(yīng)器、第二感應(yīng)器輸 出的輸出波形和各部分的輸出信號波形的圖。
圖20是表示適用于第一實(shí)施方式、第四實(shí)施方式的緩沖電路的一示例 的電路圖。
圖21是表示現(xiàn)有的硬幣識別裝置的概略結(jié)構(gòu)的正面透視圖。 附圖標(biāo)記說明
20、 20A 石更幣
21、 201 硬幣識別裝置
22 機(jī)箱
23 投幣口
24 通道 24A 緩沖機(jī)
25 第一感應(yīng)器
26 第二感應(yīng)器
27 門
28 返回通道
29 分類通道
7收納筒 水晶振子
微機(jī)
振蕩器 分頻器 切換控制部 調(diào)諧電路
43A 、 43B 芯 44A、 44B 線圏
檢測電路
模擬^t字轉(zhuǎn)換器(A/D轉(zhuǎn)換器) 識別電路 輸出端子 存儲部
200780026782.4
30 35
36、 206
37
38
39、 205
40、 202 41A、 41B、 42A 、 42B、
45
46
47
48
49
50A 、 50B 52、 53、 54、 55 52A、 56A 61、( 61A、 61B、 61C、 61D、 65、' 66
67A、 67D、 68 A 、
磁力線 輸出波形 波形電平
時間段
信號 信號
復(fù)位信號 信號
電阻
電阻 開關(guān)部
53A 、 54A 、 55A
時刻
J、 63、 64 62A 、 63A 、 64A 62B、 63B、 64B 62C、 63C、 64C 62D、 63D、 64D 5 輸入端子
晶體管
67B、 67C 67E、 67F、 67G 68B、 68C、 68D69 補(bǔ)償切換電路
70、 84 電源
71A、 71B、 71C、 71D 開關(guān)部
71E、 71F、 71G、 71H 開關(guān)部
71J、 71K 開關(guān)部
72、 80 端子
72 A 耦合電容器
731、 732 電容器組
73A 、 73B、 73C、 73D 電容器
74 峰值保持電路
75 復(fù)位電路 77 增益切換電路 77A 運(yùn)算放大器
78A 、 78B、 78C、 78D、 78E 電阻
79A、 79B、 79C、 79D 開關(guān)部
81 輸入端子
82 晶體管
83A 、 83B、 83C、 83D、 83E 電阻
85A、 85B N溝道FET
86A 、 86B 端子
卯 振蕩電路
91 第一切換部
92 第二切換部
93 第三切換部
94 整形部
95 控制部
96 檢測部
103、 104、 105、 106、 107 特性曲線113、 114、 115、 116、 117 特性曲線 118、 119、 120 特性曲線
131
132
133、 134 151
152、 157 154A、 154B 156、 158
203
204
210
211 211A 211B 211C
212A、 212B、 212F、 212G、
213
214
215
216 216A 216B
216C、 216D 221A、 221B 222A 、 222B、
表面材料 內(nèi)芯材料 特性曲線 電路
端子
開關(guān)部
電容器
放大部
振蕩部
輸入端子
比較器 負(fù)輸入端子
正輸入端子
輸出端子 212C、 212D、 212E 212H、 212J 電阻
電容器
晶體管
輸出端子
復(fù)位電路 輸入端子
曰曰
體管
電阻 電容器 222C、 222D
電阻
電容器
231、 232、 233、 234
時間段
10231A、 232A、 233A、 234A 復(fù)位信號
231B、 232B、 233B、 234B 信號
231C、 232C、 233C、 234C 信號
241 運(yùn)算放大器
242 電阻
243 電容器
244 電壓跟隨器
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，在各實(shí)施方式中，與先前的實(shí)施方式相同的部分賦予相同的標(biāo)記，并有可能簡化說明。(笫一實(shí)施方式)
圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的硬幣識別裝置21的概略結(jié)構(gòu)的正面透視圖。硬幣識別裝置21包括機(jī)箱22、投幣口23、通道24、第一感應(yīng)器25 (以下稱感應(yīng)器25)、第二感應(yīng)器26 (以下稱感應(yīng)器26)、門27、返回通道28、分類通道29、收納筒30。
用于接收硬幣20的投幣口 23設(shè)置在機(jī)箱22的上方，通過緩沖機(jī)24A與通道24連接。通道24設(shè)置為以大約10°~12°的傾斜朝向下方。感應(yīng)器25、 26以此順序安裝在通道24的側(cè)壁面。
例如，感應(yīng)器25的直徑是8.3mm,感應(yīng)器26的直徑是12.5mm。感應(yīng)器25、 26被安裝成從通道24的底面到中心的距離例如為13.25mm。另外，感應(yīng)器25、 26的中心之間相隔例如25.0mm。
門27設(shè)置在通道24的末端，根據(jù)真假對硬幣20進(jìn)行分類。引導(dǎo)假幣的返回通道28連接在門27的一端，引導(dǎo)真幣的分類通道29連接在門27的另一端。收納筒30連接于分類通道29，按面值收納經(jīng)分類通道29分類的硬幣20。
接下來，用圖2 圖4以硬幣識別裝置21的電路為中心進(jìn)行說明。圖2是用于簡化說明硬幣識別裝置21的結(jié)構(gòu)的框圖。圖3、圖4是感應(yīng)器25、
ii26的剖面圖。
如圖2所示，硬幣識別裝置21包括感應(yīng)器25、 26、振蕩電路卯、電容器組731、 732、第一切換部91、第二切換部92、第三切換部93、整形部94、控制部95、存儲部49，作為電路。感應(yīng)器25和電容器組731，感應(yīng)器26和電容器組732，以及振蕩電路90構(gòu)成檢測部96?？刂撇?5上連接預(yù)先存儲了基準(zhǔn)信號的存儲部49?？刂撇?5通過將經(jīng)整形部94輸入的檢測信號與存儲部49存儲的基準(zhǔn)信號進(jìn)行比較，判定硬幣20的真假和類別。
接下來，用圖3、圖4對感應(yīng)器25、 26進(jìn)行說明。感應(yīng)器25是在通道24的兩側(cè)壁面上相對安裝的鐵氧體磁心41A、41B上分別纏繞線圏42A、42B構(gòu)成的。同樣，感應(yīng)器26也是在通道24的兩側(cè)壁面上相對安裝的鐵氧體/f茲心43A、 43B上分別纏繞線圏44A、 44B構(gòu)成的。由于感應(yīng)器25、26是基本相同的結(jié)構(gòu)，下面代表性地以感應(yīng)器25為中心進(jìn)行說明。
線圏42A和線圈42B的磁連接，通過第一切換部91在串聯(lián)同相連接和串聯(lián)反相連接之間進(jìn)行切換。圖3表示線圏42A和線圏42B串聯(lián)同相連接時的磁力線50A的情況。磁力線50A在貫穿通道24中的硬幣20的方向上輸出，主要是高效地檢測硬幣20的材料的特征。
圖4表示線圈42A和線圈42B串聯(lián)反相連接時的磁力線50B的情況。磁力線50B在被通道24中的硬幣20限制的方向上輸出，主要是高效地檢測硬幣20的凹凸或厚度的特征。
即，具有含有一組線圏42A、 42B的感應(yīng)器25以及振蕩電路90的檢測部96，輸出隨硬幣20通過線圈42A、 42B之間而變化的檢測信號。另夕卜，關(guān)于通過如此將線圏42A和線圏42B的磁連接在串聯(lián)同相連接和串聯(lián)反相連接之間進(jìn)行切換以獲得硬幣20的不同信息的原理，在稍后的說明中加以敘述。
另外，雖然線圈42A和線圈42B是串聯(lián)連接的，但并不限定于串聯(lián)連接，也可以是并聯(lián)連接，即，也可以在并聯(lián)同相連接和并聯(lián)反相連接之間進(jìn)行切換。如果串聯(lián)連接，則變化較大，可檢測出微小的變化。與之相對，如果并聯(lián)連接，則可檢測穩(wěn)定的輸出。
如上所述，感應(yīng)器26與感應(yīng)器25的結(jié)構(gòu)相同，感應(yīng)器26的直徑比感應(yīng)器25的直徑大。因此，通過切換同相連接和反相連接，可分別由感應(yīng)器25檢測硬幣20的材料的信息和凹凸信息，由感應(yīng)器26檢測材料的信息和厚度信息。
接下來，對第一切換部91和第三切換部93的功能進(jìn)行說明。圖5是表示由線圏42A、42B構(gòu)成的感應(yīng)器25與構(gòu)成第一切換部91的開關(guān)部71A、71B和開關(guān)部71J之間的連接結(jié)構(gòu)的電路圖。當(dāng)將開關(guān)部71A短路，開關(guān)部71J連接到圖的下方時，線圏42A、 42B被串聯(lián)同相連接。另一方面，當(dāng)將開關(guān)部71B短路，開關(guān)部71J連接到圖的上方時，線圏42A、 42B被串聯(lián)反相連接。由此，第一切換部91使線圏42A、 42B的磁連接在串聯(lián)同相連接和串聯(lián)反相連接之間進(jìn)行切換。同樣，第一切換部91使感應(yīng)器26中的線團(tuán)44A、 44B的連接分別在串聯(lián)同相連接和串聯(lián)反相連接之間進(jìn)行切換。
圖6是表示由線圏42A、 42B組成的感應(yīng)器25與構(gòu)成第三切換部93的開關(guān)部71E、 71F以及在電容器組731中包含的電容器73A、 73B之間的連接結(jié)構(gòu)的電路圖。另外，為簡便起見，省略了第一切換部91。第三切換部93對連接于感應(yīng)器25的電容器73A、 73B進(jìn)行切換。電容器73A、73B的靜電電容互不相同，包括在電容器組731中。由于如此分別獨(dú)立設(shè)置電容器73A、 73B，因此能夠很容易地進(jìn)行串聯(lián)同相連接和串聯(lián)反相連接的頻率調(diào)整。同樣，電容器組732獨(dú)立包括兩個電容器，第三切換部93根據(jù)感應(yīng)器26的線圏44A、 44B為串聯(lián)同相連接的情況和為串聯(lián)反相連接的情況選擇并切換電容器，由此進(jìn)行頻率調(diào)整。這樣，檢測部96最好具有靜電電容互不相同的多個電容器73A、 73B，第三切換部93對連接于感應(yīng)器25或感應(yīng)器26的電容器73A、 73B進(jìn)^f亍切換。另外，電容器組731、732中，除了使用靜電電容不同的電容器配置外，也可使用靜電電容相同的多個電容器，串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。即，只要第三切換部93能將連接于感應(yīng)器25、 26的靜電電容切換為適合于同相連接、反相連接的值即可，對
13電容器組731、 732的結(jié)構(gòu)不作限定。
另外，第三切換部93根據(jù)感應(yīng)器26的線圏44A、 44B為串聯(lián)同相連接的情況和為串聯(lián)反相連接的情況選擇并切換電容器，由此進(jìn)行頻率調(diào)整，除此之外，也可以不改變感應(yīng)器26的線圏44A、 44B的連接而選擇并切換電容器，以改變頻率。即，由第三切換部93進(jìn)行的頻率調(diào)整不限定為與第一切換部91進(jìn)行的線圏44A、44B的同相連接和反相連接的切換同時動作。即使只改變頻率，也能檢測多個不同的硬幣特性。
接下來，對第二切換部92的功能進(jìn)行說明。第二切換部92的作用是，對從包括感應(yīng)器25、 26的檢測部96輸出的檢測信號進(jìn)行切換，通過整形部94傳送給控制部95。
接下來，說明這種結(jié)構(gòu)的硬幣識別裝置21中的識別方法的一個示例。圖7是對在硬幣20通過線圈42A、 42B之間以及線圏44A、 44B時的感應(yīng)器25、 26的輸出進(jìn)行檢波，并將該輸出平滑后的包絡(luò)波形。將感應(yīng)器25的線圏42A、 42B串聯(lián)同相連接的情況下得到輸出波形52，將線圏42A、42B串聯(lián)反相連接的情況下得到輸出波形53。并且，將感應(yīng)器26的線圈44A、 44B串聯(lián)同相連接的情況下得到輸出波形54，將線圏44A、 44B串聯(lián)反相連接的情況下得到輸出波形55。
本實(shí)施方式中，第一切換部91將線圏42A、 42B的連接切換為串聯(lián)同相連接或串聯(lián)反相連接。而且，同時第三切換部93選擇并切換將電容器73A或電容器73B連接到感應(yīng)器25。因此，例如在時刻56A時能幾乎同時檢測出表示硬幣20的材料的特征的串聯(lián)同相連接波形電平52A和表示硬幣20的凹凸的特征的串聯(lián)反相連接波形電平53A。
另外，直徑8.3mm的感應(yīng)器25和直徑12.5mm的感應(yīng)器26相距25.0mm設(shè)置。因此，在感應(yīng)器25、 26之間滾入直徑14.60mm以上的硬幣20時，石更幣20由感應(yīng)器25、 26兩方檢測到。因此，可由感應(yīng)器25檢測串聯(lián)同相連接波形電平52A和串聯(lián)反相連接波形電平53A，并且?guī)缀跬瑫r由感應(yīng)器26檢測串聯(lián)同相連接波形電平54A和串聯(lián)反相連接波形電平55A。第一切換部91、第二切換部92、第三切換部93的切換操作，由控制部95進(jìn)行?；蚴橇硗鉁?zhǔn)備專用的進(jìn)行切換控制的微機(jī)，在預(yù)先規(guī)定的定時切換第一切換部91、第二切換部92、第三切換部93。
這樣，在本實(shí)施方式中，第一切換部91將線圏44A、 44B切換為串聯(lián)同相連接或串聯(lián)反相連接。因此，感應(yīng)器26在時刻56A也能幾乎同時檢測表示硬幣20的材料的特征的串聯(lián)同相連接波形電平54A和表示硬幣20的厚度的特征的串聯(lián)反相連接波形電平55A。
因此，在時刻56A,根據(jù)感應(yīng)器25的波形電平52A、 53A,在硬幣20的同一處檢測材料和凹凸信息。與該檢測同時，根據(jù)感應(yīng)器26的波形電平54A、 55A，在硬幣20的同一處檢測材料和厚度信息。這樣，可檢測到感應(yīng)器25和感應(yīng)器26的相互信息。因此，能更精確地識別硬幣20。
接下來，參照圖8對由第一切換部91進(jìn)行的切換和根據(jù)該切換從感應(yīng)器25、 26輸出的信息波形進(jìn)行說明。圖8表示的是圖7所示的各種波形的放大圖。橫軸的全跨度表示lmsec的時間。第一切換部91將該lmsec分割為分別為250fisec的4個時間段61 64。并且，第二切換部92與第一切換部91連動，切換由感應(yīng)器25、 26向整形部94的輸出。通過第一切換部91、第二切換部92反復(fù)進(jìn)行時間段61~64的一連串的動作，控制部95通過整形部94，連續(xù)地依次提取感應(yīng)器25、 26的輸出。
即，在時間段61，感應(yīng)器25的線圏42A、 42B串聯(lián)同相連接，主要檢測硬幣20的材料的特征。并且，在時間段62，感應(yīng)器25的線圈42A、42B串聯(lián)反相連接，主要檢測硬幣20的凹凸。
在時間段63，感應(yīng)器26的線圏44A、 44B串聯(lián)同相連接，主要檢測硬幣20的材料的特征。并且，在時間段64，感應(yīng)器26的線圏44A、 44B串聯(lián)反相連接，主要檢測硬幣20的厚度。
如上所述，控制部95通過第一切換部91的作用，在硬幣20的同一處，可獲得每一個感應(yīng)器的兩個信息。據(jù)此，即使減少感應(yīng)器的數(shù)量，也能在獲得必要的種類數(shù)量的信息的同時，提高獲得信息的位置的同一性，提高識別精度。如上所述，在lmsec內(nèi)獲得4種信息時，由于硬幣20通過通道24的速度約為0.2m/sec，因此獲得這些信息的硬幣20的位置在0.2mm范圍內(nèi)。而且，通過設(shè)置第二切換部92，可共用整形部94，因此，可使電路結(jié)構(gòu)簡單化，有助于降低成本。
接下來，用圖8~圖IO對具體的電路結(jié)構(gòu)示例及其動作進(jìn)行說明。圖9是硬幣識別裝置21的具體的框圖。圖IO是圖9的調(diào)諧電路40和檢測電路45及其附近的電路圖。
圖9中，水晶振子35例如以8MHz振蕩，連接于微機(jī)36內(nèi)的振蕩器37。從振蕩器37輸出時鐘信號，該時鐘信號連接到分頻器38和切換控制部39。即，水晶振子35、振蕩器37和分頻器38構(gòu)成圖2的振蕩電路卯。振蕩電路卯是與感應(yīng)器25、 26的電感值無關(guān)地以規(guī)定的頻率使后述的調(diào)諧電路40進(jìn)行他激振蕩的他激式振蕩電路。
分頻器38的輸出被連接到包括感應(yīng)器25、 26而構(gòu)成的調(diào)諧電路40。線圏42A、 42B、 44A、 44B與電容器73A ~ 73D連接，構(gòu)成調(diào)諧電路40。即，調(diào)諧電路40和切換控制部39構(gòu)成圖2的檢測部96、第一切換部91、第二切換部92。調(diào)諧電路40內(nèi)的連接是根據(jù)切換控制部39的輸出而被電子切換的。另外，分頻器38的分頻比以切換控制部39的輸出為依據(jù)進(jìn)行切換。
調(diào)諧電路40的輸出被輸入給檢測電路45。檢測電路45內(nèi)置有檢波電路、峰值保持電路、將該峰值保持電路復(fù)位的復(fù)位電路。檢測電路45內(nèi)的復(fù)位電路根據(jù)切換控制部39的輸出復(fù)位。檢測電路45的輸出通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D轉(zhuǎn)換器)46連接到識別電路47。檢測電路45的峰值保持電路和復(fù)位電路以及A/D轉(zhuǎn)換器46，對來自調(diào)諧電路40的檢測信號進(jìn)行整形，將包絡(luò)波形輸出給識別電路47。這些構(gòu)成圖2的整形部94。
識別電路47的輸出被連接到輸出端子48。從輸出端子48輸出表示投入的硬幣20的真假和面值的數(shù)據(jù)。即，識別電路47和切換控制部39構(gòu)成圖2的控制部95。另外，關(guān)于連接在分頻器38與調(diào)諧電路40之間的補(bǔ)償切換電路69，將在后文中加以敘述。
接下來，再次用圖8對來自分頻器38、調(diào)諧電路40、切換控制部39、
16檢測電路45的各個輸出及它們的關(guān)系進(jìn)行說明。分頻器38的分頻比由切換控制部39進(jìn)行切換。而且，分頻器38輸出不同頻率的信號61A 64A。分頻器38在時間段61內(nèi)以將例如頻率100kHz的信號61A輸出給線圈42A 、 42B的方式切換分頻比。
以下相同，分頻器38在時間段62內(nèi)切換分頻比，以將例如頻率120kHz的信號62A輸出給線圈42A、 42B。在時間段63內(nèi)切換分頻比，將例如頻率170kHz的信號63A輸出給線圈44A、 44B，在時間段64內(nèi)將例如頻率215kHz的信號64A輸出給線圏44A、 44B。
調(diào)諧電路40接收信號61A 64A，在時間段61~64分別輸出信號61B 64B。另外，如圖所示，達(dá)到調(diào)諧電路40的動作穩(wěn)定、其輸出大致固定為止，大約需要100fisec。
切換控制部39，在各時間段61 ~ 64的終點(diǎn)分別輸出50jisec的復(fù)位信號61C ~ 64C。根據(jù)這些復(fù)位信號，檢測電路45內(nèi)的峰值保持電路被復(fù)位。
檢測電路45對由調(diào)諧電路40輸出的信號61B ~ 64B進(jìn)行檢波，保持峰值，輸出信號61D 64D。因檢測電路45具有復(fù)位電路，因此在各時間段61 64的終點(diǎn)，使用復(fù)位信號61C 64C進(jìn)行復(fù)位，不受前面時間的影響。A/D轉(zhuǎn)換器46將信號61D 64D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，提供給識別電路47。
硬幣20通過感應(yīng)器25、 26的時間分別約為100msec。因此，感應(yīng)器25、 26對1枚硬幣20分別依次提取100點(diǎn)不同位置的特征。本實(shí)施方式中，由切換控制部39進(jìn)行同相連接和反相連接的切換與感應(yīng)器25、 26的切換，在100msec內(nèi)獲得400個特征數(shù)據(jù)。即，用切換控制部39進(jìn)行400次的切換(100點(diǎn)x2x2)。由于切換控制部39如此頻繁地進(jìn)行切換，識別電路47即使不計算從投入硬幣20開始至到達(dá)感應(yīng)器25、 26位置的時間，也能獲得硬幣20的識別所需的特征數(shù)據(jù)。即，切換控制部39和識別電路47也可以不連動。
在本實(shí)施方式中，由感應(yīng)器25檢測硬幣20的凹凸和材料，由感應(yīng)器26檢測硬幣20的厚度和材料，精確地識別硬幣20。但是，即使只是一個感應(yīng)器，也能通過對此感應(yīng)器的同相連接和反相連接的切換，來識別硬幣
1720的凹凸或厚度和材料。以下，對使用一個感應(yīng)器時所需的切換次數(shù)進(jìn)行敘述。
如果由切換控制部39進(jìn)行的切換較慢，則不能檢測硬幣20的精確特征。至少一個感應(yīng)器，必須在不同的5點(diǎn)以上的位置獲取硬幣20的特征。如果進(jìn)一步考慮同相連接和反相連接的切換，則有必要在硬幣20的通過時間內(nèi)進(jìn)行10次以上的切換。而且，由切換控制部39進(jìn)行的切換越快，越能獲取精確的檢測信息。但是，如果超出必要地加快，則加重微機(jī)36的負(fù)擔(dān)。從以上可知，由切換控制部39進(jìn)行的切換，最好是一個感應(yīng)器在10次~ 1000次之間。
接下來用圖10對更具體的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。調(diào)諧電路40連接在晶體管66的集電極與電源70之間。輸入端子65連接于分頻器38的輸出，并通過電阻67A連接于晶體管66的基極。電阻67B連接在晶體管66的基極和接地之間，補(bǔ)償切換電路69連接于晶體管66的發(fā)射極。調(diào)諧電路40的輸出通過端子72輸入給檢測電路45 。
接下來，對調(diào)諧電路40進(jìn)行說明。開關(guān)部71A~71D的一個端子全部連接到電源70。開關(guān)部71A的另一個端子連接于開關(guān)部71E的一個端子、開關(guān)部71J的一個選擇端子和線圏42A的另一個端子。開關(guān)部71J的共用端子連接于線圈42B的另一個端子，線圏42B的一個端子與連接在晶體管66的集電極上的端子72連接。并且，開關(guān)部71E的另一個端子通過電容器73A連接于端子72。
開關(guān)部71B的另一個端子連接于線圏42A的一個端子、開關(guān)部71J的另一個選擇端子和開關(guān)部71F的一個端子。而且，開關(guān)部71F的另一個端子通過電容器73B連接于端子72。
開關(guān)部71C的另一個端子連接于開關(guān)部71G的一個端子、開關(guān)部71K的一個選擇端子和線圈44A的另一個端子。開關(guān)部71K的共用端子連接于線圏44B的另一個端子，線圈44B的一個端子連接于端子72。并且，開關(guān)部71G的另 一個端子通過電容器73C連接于端子72。
開關(guān)部71D的另一個端子連接于線圈44A的一個端子、開關(guān)部71K
18的另一個選擇端子和開關(guān)部71H的一個端子。并且，開關(guān)部71H的另一個端子通過電容器73D連接于端子72。
而且，開關(guān)部71A 71D、開關(guān)部71E 71H和開關(guān)部71J、 71K由切換控制部39在圖8所示的時間段61 64依次進(jìn)行切換。即，在時間段61，開關(guān)部71A和開關(guān)部71E被短路，開關(guān)部71J被切換至另 一個選擇端子側(cè)。由此，線圏42A和線圏42B串聯(lián)同相連接。而i，電容器73A與線圏42A和線圏42B的串聯(lián)連接體并聯(lián)連接。
在時間段62,開關(guān)部71B和開關(guān)部71F被短路，開關(guān)部71J被切換至一個選擇端子側(cè)。由此，線圏42A和線圏42B串聯(lián)反相連接。而且，電容器73B與線圏42A和線圏42B的串聯(lián)連接體并聯(lián)連接。
在時間段63，開關(guān)部71C和開關(guān)部71G被短路，開關(guān)部71K被切換至另一個選擇端子側(cè)。由此，線圏44A和線圏44B串聯(lián)同相連接。而且，電容器73C與線圏44A和線圏44B的串聯(lián)連接體并聯(lián)連接。
在時間段64，開關(guān)部71D和開關(guān)部71H被短路，開關(guān)部71K被切換至一個選擇端子側(cè)。由此，線圏44A和線圈44B串聯(lián)反相連接。而且，電容器73D與線圏44A和線圏44B的串聯(lián)連接體并聯(lián)連接。
另外，開關(guān)部71A ~ 71D和開關(guān)部71E ~ 71H分別只有被選擇的一個開關(guān)部接通，其他的開關(guān)部斷開。這樣，開關(guān)部71A、 71B、 71J構(gòu)成對圖2的感應(yīng)器25的第一切換部91。并且，開關(guān)部71C、 71D、 71K構(gòu)成對圖2的感應(yīng)器26的第一切換部91。并且，開關(guān)部71E、 71F構(gòu)成對感應(yīng)器25的第三切換部93，開關(guān)部71G、 71H構(gòu)成對感應(yīng)器26的第三切換部93。
另外，切換控制部39在lmsec內(nèi)對應(yīng)于檢測電路45切換感應(yīng)器25和感應(yīng)器26。即，開關(guān)部71A、 71B、 71C、 71D構(gòu)成圖2的第二切換部92。
開關(guān)部71A 71D的一個端子直接連接于電源70。即，第一切換部91對應(yīng)于感應(yīng)器25具有一組開關(guān)部71A、71B和開關(guān)部71J，這組開關(guān)部71A、71B連接在感應(yīng)器25與電源70之間。由此，第一切換部91能夠不對調(diào)諧電路40施加有害的高頻影響地進(jìn)行切換。從另一個角度看，則第二切換部
1992設(shè)置在電源70和感應(yīng)器25、 26之間。由此，第二切換部92也可以不 對調(diào)諧電路40施加有害的高頻影響地進(jìn)行切換。
圖IO的電路圖中，在由線圈和電容器所構(gòu)成的并聯(lián)電路的外部設(shè)置的 開關(guān)部71A 71D對電源70與線圏42A、 44A的連接進(jìn)行切換。并且，線 圏42A、 42B與電容器73A、 73B中的任意一個的并聯(lián)電路中，設(shè)置有一 組開關(guān)部71E、 71F和開關(guān)部71J。另一方面，線圏44A、 44B與電容器 73C、 73D中的任意一個的并聯(lián)電路中，設(shè)置有一組開關(guān)部71G、 71H和 開關(guān)部71K。用這樣簡單的結(jié)構(gòu)就能進(jìn)行也包括電容器73A~ 73D的切換， 能夠?qū)崿F(xiàn)第一切換部91、第二切換部92的功能。包括在由線圏和電容器 構(gòu)成的并聯(lián)電路中的電阻值越小越好。因此，最好是如此減少開關(guān)部的個 數(shù)來構(gòu)成電路。
并且，由于形成調(diào)諧電路40的電容器73A ~ 73D是分別獨(dú)立設(shè)置的， 因此可容易地進(jìn)行串聯(lián)同相連接和串聯(lián)反相連接的頻率調(diào)整。
調(diào)諧電路40的輸出被輸出給端子72，輸入給檢測電路45。檢測電路 45的輸出從端子80輸出到A/D轉(zhuǎn)換器46。檢測電路45由峰值保持電路 74、復(fù)位電路75、輸入端子76、增益切換電路77構(gòu)成。峰值保持電路74 連接于端子72,并包括公知的檢波電路。復(fù)位電路75將峰值保持電路74 復(fù)位。輸入端子76中被輸入從切換控制部39到復(fù)位電路75的復(fù)位信號。 增益切換電路77設(shè)置在峰值保持電路74的輸出端與端子80之間。
增益切換電路77，由串聯(lián)連接在運(yùn)算放大器77A的輸入和輸出之間的 電阻78A~78D以及分別與電阻78A~78D并聯(lián)連接的開關(guān)部79A~79D 構(gòu)成。開關(guān)部79A 79D分別對應(yīng)圖8所示的時間段61~64，由切換控制 部39進(jìn)行切換。增益切換電路77通過開關(guān)部79A ~ 79D的ON-OFF的切 換，使感應(yīng)器25、 26的各個輸出的增益的變化幅度為最大。由此，信號 61D ~ 64D的SN比提高，測量精度得以提高。
另外，圖10所示增益切換電路77,由串聯(lián)連接的電阻78A 78D以 及分別與電阻78A~78D并聯(lián)連接的開關(guān)部79A~79D構(gòu)成。除此以外， 也可以將電阻78A ~ 78D并聯(lián)連接，將開關(guān)部79A ~ 79D分別與電阻78A ~78D串聯(lián)連接，構(gòu)成增益切換電路77。
接下來，對補(bǔ)償切換電路69進(jìn)行說明。補(bǔ)償切換電路69由電阻67C、 67D、 67E、 67F、 67G和開關(guān)部68A~ 68D構(gòu)成。電阻67C、 67D、 67E、 67F、 67G串聯(lián)連接在晶體管66的發(fā)射極和接地之間。開關(guān)部68A~68D 分別連接在電阻67D ~ 67G的兩端。開關(guān)部68A~ 68D由切換控制部39在 圖8的時間段61 64分別進(jìn)行切換，對應(yīng)于各個切換，將預(yù)定的補(bǔ)償電壓 (offset voltage )給檢測電路45的輸出電壓。即，補(bǔ)償切換電路69通過 切換開關(guān)部68A ~ 68D來控制補(bǔ)償電壓，將檢測電路45的輸出電壓變化幅 度增大。由此，信號61D~64D的SN比提高，測量精度提高。
另外，圖10所示補(bǔ)償切換電路69中，電阻67D 67G串聯(lián)連接，各 電阻67D 67G和開關(guān)部68A~68D并聯(lián)連接。除此以外，也可以將電阻 67D 67G并聯(lián)連接，將開關(guān)部68A 68D與各電阻67D 67G串聯(lián)連接。 并且，還可以將多個穩(wěn)定電壓(齊納電壓)不同的穩(wěn)壓二極管(齊納二極 管)并聯(lián)插入到峰值保持電路74的輸入端，通過電子開關(guān)對這些穩(wěn)壓二極 管進(jìn)行切換，以切換補(bǔ)償電壓。
如上，用增益切換電路77和補(bǔ)償切換電路69使感應(yīng)器25、 26的各個 輸出的增益的變化幅度為最大，這對進(jìn)行精確測定是非常重要的。
接下來，對開關(guān)部71A-71K的優(yōu)選結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖ll是表示本實(shí) 施方式使用的開關(guān)部71A~71K中的任意一個的電路圖。特別是調(diào)諧電路 40內(nèi)使用的開關(guān)部71E~71K，最好采用使用場效應(yīng)晶體管(FET)形式 的電子開關(guān)。即，第一切換部91、第二切換部92最好由多個作為開關(guān)元 件的FET構(gòu)成。這是為了在頻率切換時，提高調(diào)諧電路40的隔離。另夕卜， 此結(jié)構(gòu)還可以用于開關(guān)部68A ~ 68D和開關(guān)部79A ~ 79D。
由切換控制部39控制的信號被輸入到輸入端子81。電阻83A連接在 輸入端子81和晶體管82的基極之間。并且，電阻83B連接在晶體管82 的基極和接地之間。晶體管82的發(fā)射極直接連接于接地，集電極通過電阻 83C連接于例如24V的電源84。
并且，晶體管82的集電極通過電阻83D連接到N溝道FET 85A的柵極。晶體管82的集電極還通過電阻83E連接到N溝道FET 85B的柵極。 FET 85A的漏極連接于一個端子86A， FET 85A的源極連接于FET 85B 的源極。FET85B的漏極連接于另一個端子86B。
兩個FET85A、 85B如此串聯(lián)連接。因此，在提高端子86A、 86B之 間的隔離的同時，提高高頻性能。并且，因?yàn)殚_關(guān)部71E~71K由FET 85A、 85B構(gòu)成，所以能使導(dǎo)通電阻極小。另外，調(diào)諧電路40的開關(guān)部71J、 71K 可以分別使用兩個圖ll所示的電子開關(guān)。
接下來說明對相對設(shè)置的感應(yīng)器26的兩個線圏44A、 44B的磁連接進(jìn) 行切換，獲得硬幣20的不同信息的原理。圖12表示當(dāng)線圏44A和44B串 聯(lián)同相連接且投入了相同厚度不同材料的硬幣20時的調(diào)諧電路40的輸出 特性，即，輸出電壓相對頻率的變化。
當(dāng)線圏44A、 44B的附近不存在金屬、無負(fù)荷時，輸出特性曲線103。 其中心頻率約為150kHz。另外，當(dāng)線圏44A、 44B附近存在金屬、有負(fù)荷 時，輸出特性曲線104~107。其中心頻率約為170kHz。特性曲線104是 使用銅作為構(gòu)成硬幣20的負(fù)荷金屬的情況，特性曲線105是使用黃銅作為 負(fù)荷金屬的情況。另外，特性曲線106是使用白銅作為負(fù)荷金屬的情況， 特性曲線107是使用鎳作為負(fù)荷金屬的情況。這樣，特性曲線顯示根據(jù)作 為負(fù)荷的金屬種類而不同的特征的電平。因此，用該電平的特征，可檢測 投入的硬幣20的材料。
另外，與無負(fù)荷時相比，有負(fù)荷時調(diào)諧電路40的中心頻率高出約 20kHz。因此，將從分頻器38輸出的輸出頻率設(shè)定為比無負(fù)荷時的中心頻 率高20kHz，即可靈敏地檢測硬幣20的材料。而且，該設(shè)定頻率如果設(shè)定 為略高于有負(fù)荷時的峰值頻率，則穩(wěn)定性變好。即，線圏44A、 44B同相 連接時的振蕩電路90的振蕩頻率最好設(shè)定為，以預(yù)定的頻率(例如20kHz) 偏離硬幣20通過線圈44A、 44B之間之前的調(diào)諧頻率。
由切換控制部39 (控制部95) —邊根據(jù)分頻器38的分頻比改變頻率 一邊測定A/D轉(zhuǎn)換器46的輸出，由此測出無負(fù)荷時的峰值頻率。該測出 值存入微機(jī)36內(nèi)的存儲部49。并且，分頻器38將分頻比切換為沒有投入硬幣20時存儲在存儲部49中的頻率，校正振蕩頻率。這樣，因校正了經(jīng) 時變化或溫度變化，即使環(huán)境變化也能精確識別硬幣20。
并且，生產(chǎn)時對每個產(chǎn)品檢測出無負(fù)荷時的峰值頻率，存儲到各產(chǎn)品 的存儲部49,由此可使振蕩器37的輸出頻率達(dá)到最佳。因此，可實(shí)現(xiàn)不 被每個產(chǎn)品的差異所左右的高識別性能。
并且，切換控制部39 (控制部95)在出貨后也在沒有投入硬幣20時 檢測峰值頻率，但，該測定范圍可限定在以生產(chǎn)時每個產(chǎn)品存儲的峰值頻 率為中心的比較小的范圍內(nèi)(比生產(chǎn)時小的范圍)。因此，可縮短峰值頻 率的檢測時間。
圖13是當(dāng)線圏44A、 44B串聯(lián)反相連接且投入了同材料但厚度不同的 硬幣20時的調(diào)諧電路40的輸出特性。線圏44A、 44B的附近不存在金屬、 無負(fù)荷時，輸出特性曲線113。并且，線圏44A、 44B的附近存在金屬、 有負(fù)荷時，輸出特性曲線114~120。無論哪種情況，中心頻率均為約 215kHz。有負(fù)荷時的特性曲線114與無負(fù)荷時的特性曲線113相比，產(chǎn)生 約0.8V的渦電流引起的損耗。因此，電壓電平下降。并且，如特性曲線 114~120所示，根據(jù)金屬的厚度，該損耗的大小不同。即，如果逐漸增加 厚度，從薄金屬的特性曲線114變化為特性曲線115~120。因此，用這個 電平的特征，可檢測投入的硬幣20的厚度。因此，線圏44A、 44B反相連 接時的振蕩頻率最好設(shè)定為與硬幣20通過線圈44A、 44B之間之前的調(diào)諧 頻率實(shí)質(zhì)上相同的頻率。
另外，該頻率的設(shè)定是按每個產(chǎn)品設(shè)定最適合的頻率。并且，圖12、 圖13對感應(yīng)器26進(jìn)行了說明，同樣的原理也適用感應(yīng)器25。但，由于感 應(yīng)器25比感應(yīng)器26的直徑小，圖4的磁力線50B不在硬幣20的表面方 向擴(kuò)散。因此，線圏42A、 42B反相連接時，可獲取反映硬幣20表面的比 較^U、的面積的凹凸的信息。
如上所述，硬幣識別裝置21中，振蕩器37的輸出通過分頻器38供給 于調(diào)諧電路40，振蕩器37與調(diào)諧電路40獨(dú)立設(shè)置。因此，即使由于硬幣 20的影響、周圍溫度等環(huán)境的影響導(dǎo)致線圏42A、 42B、 44A、 44B的阻抗發(fā)生變化，也不會對振蕩器37的振蕩頻率產(chǎn)生影響，可穩(wěn)定地識別硬幣 20。
(第二實(shí)施方式)
第一實(shí)施方式以單一材料構(gòu)成的硬幣20為對象，對識別其材料的原理 進(jìn)行了說明。本實(shí)施方式對識別用兩種以上金屬的包覆材料構(gòu)成的硬幣 20A的材料的原理和與其對應(yīng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明
圖14是上述結(jié)構(gòu)的硬幣20A的剖面圖。例如，表面材料131是白銅， 內(nèi)芯材料132是銅。即硬幣20A例如是美國的10、 25、 50美分。
如圖12所示，調(diào)諧電路40的輸出特性根據(jù)硬幣材料發(fā)生變化。雖然 圖13表示的是同樣材料而硬幣厚度不同時的輸出特性的差異，但是硬幣材 料不同時，輸出電壓也不同。利用該輸出電壓的差異，可識別表面材料131 和內(nèi)芯材料132。
圖15是表示對應(yīng)于圖14所示的硬幣20A的上表面開始的深度，調(diào)諧 電路40的輸出電壓的變化的特性圖。特性曲線133表示將比特性曲線134 高的振蕩頻率的信號輸入到調(diào)諧電路40的情況。這時，線圏44A、 44B反 相連接。
線圏44A、 44B發(fā)生的交流磁場在硬幣20A的厚度方向穿透時，其穿 透深度根據(jù)頻率而不同。即，高頻率時，由于趨膚效應(yīng)(skin effect)磁場 穿透不深，表面材料131的影響較大，低頻率時，磁場穿透較深，表面材 料131和內(nèi)芯材料132影響輸出電壓電平。因此，可根據(jù)表面材料131和 內(nèi)芯材料132的輸出電平的不同來識別硬幣20A。
即，在圖10中，由切換控制部39切換的兩種不同的頻率從分頻器38 交替輸入到輸入端子65。如果構(gòu)成硬幣20A的表面材料131的材料和內(nèi)芯 材料132的材料不同，則在該輸入頻率的調(diào)諧電路40的輸出電平不同。因 此，例如，檢測輸入端子65輸入了 100kHz信號時的無負(fù)荷時和有負(fù)荷時 的輸出電壓的差，以及輸入了 200kHz信號時的無負(fù)荷時和有負(fù)荷時的輸 出電壓的差。并且，將預(yù)先保存的硬幣20A的情況下得到的值存儲在存儲 部49，由識別電路47 (控制部95)將檢測到的差和存儲的值進(jìn)行比較。
24由此，可識別硬幣20A的材料。這樣，可使用一個感應(yīng)器26，通過切換施 加的頻率來檢測硬幣20A的材料。 (第三實(shí)施方式)
圖16是表示本實(shí)施方式的調(diào)諧電路的一部分的電路圖。第一實(shí)施方式 中，調(diào)諧電路40的感應(yīng)器25、 26和電容器73A 73D并聯(lián)連接。本實(shí)施 方式中，感應(yīng)器25、 26和電容器156、 158串聯(lián)連接，構(gòu)成調(diào)諧電路。即， 使用串聯(lián)調(diào)諧電路這點(diǎn)與第一實(shí)施方式不同，通過使電路151和與電路151 相同結(jié)構(gòu)的電路并聯(lián)連接，用以替代圖10的調(diào)諧電路40。即，電路151 只表示包括感應(yīng)器25的部分。
電路151插入到圖10的晶體管66的集電極與檢測電路45的端子72 之間。這種情況下，由于是串聯(lián)調(diào)諧電路，因此可省略連接于檢測電路45 的端子72的耦合電容器72A。
以下，對電路151的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。電路151的一個端子152連接于 線圏42A的一個端子，線圏42A的另一個端子連接于開關(guān)部154A的共用 端子。開關(guān)部154A的一個選擇端子連接于線圏42B的一個端子，線圏42B 的另一個端子通過電容器156連接于開關(guān)部154B的一個選擇端子。并且， 開關(guān)部154B的共用端子連接于電路151的另一個端子157。開關(guān)部154A 的另一個選擇端子連接于線圈42B的另一個端子，線圈42B的一個端子通 過電容器158連接于開關(guān)部154B的另一個選擇端子。
開關(guān)部154A、 154B與第一實(shí)施方式的開關(guān)部71J、 71K的結(jié)構(gòu)相同。 而且，分別獨(dú)立設(shè)置形成電路151的電容器156、 158。因此，可容易地進(jìn) 行串聯(lián)同相連接和串聯(lián)反相連接的頻率調(diào)整。
對上述結(jié)構(gòu)的電路151的動作進(jìn)行說明。根據(jù)圖9的切換控制部39 的輸出，將開關(guān)部154A、 154B切換到實(shí)線所示方向。于是，線圈42A、 42B串聯(lián)同相連接的同時，電容器156串聯(lián)連接在該串聯(lián)連接體上。由于 線圏42A、 42B是串聯(lián)同相連接，因此可高效地檢測硬幣20的材料。
并且，如果4艮據(jù)切換控制部39的輸出，將開關(guān)部154A、 154B切換到 虛線表示的方向，則線圏42A、 42B串聯(lián)反相連接。同時，電容器158串
25聯(lián)連接在該串聯(lián)連接體上。由于線圏42A、 42B是串聯(lián)反相連接，因此可 高效地檢測硬幣20的材料厚度。
由于電路151是串聯(lián)調(diào)諧電路，因此表示諧振電路的諧振銳度的值， 即Q值較高。如果包含在調(diào)諧電路中的內(nèi)部電阻為R，電容器的電容為C, 角頻率為co,則串聯(lián)調(diào)諧電路的Q值以R和(o和C的乘積的倒數(shù)表示。 另夕卜，如果^f吏用電路151，則可以只^使用開關(guān)部154A、 154B構(gòu)成圖2的 第一切換部91、第三切換部93。 (第四實(shí)施方式)
圖17是以第四實(shí)施方式的硬幣識別裝置201的電路為中心的框圖。圖 18是圖17的振蕩部204的電路圖。雖然基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式的圖2 相同，但是本實(shí)施方式中的振蕩電路90的結(jié)構(gòu)不同。即，在第一實(shí)施方式 中以固定頻率振蕩的振蕩器37的輸出通過分頻器38供給于調(diào)諧電路40。 與此不同的是，本實(shí)施方式中使用包含調(diào)諧頻率可變的調(diào)諧電路202的自 激式振蕩電路。
從圖17和圖9的比較可以看出，該結(jié)構(gòu)中設(shè)置切換控制部205、振蕩 部204，以替代切換控制部39、調(diào)諧電路40、水晶振子35、振蕩器37、 分頻器38。切換控制部205相當(dāng)于切換控制部39,在切換振蕩部204內(nèi)的 連接的同時，切換檢測電路45的增益。振蕩部204的輸出連接到檢測電路 45。用微才幾206構(gòu)成切換控制部205、 A/D轉(zhuǎn)換器46和識別電路47，從輸 出端子48輸出表示投入的硬幣20的真假和面值的數(shù)據(jù)。即，該結(jié)構(gòu)中由 振蕩部204構(gòu)成圖2的檢測部96。
如圖18所示，振蕩部204由調(diào)諧電路202和振蕩用的放大部203構(gòu)成。 調(diào)諧電路202由感應(yīng)器25、 26和與感應(yīng)器25、 26并聯(lián)連接的電容器221A、 221B、 222A 222D形成。即，振蕩部204是自激振蕩。關(guān)于振蕩部204 的詳情將在后文中敘述。
接下來，用圖19對切換控制部205進(jìn)行的切換和根據(jù)該切換由感應(yīng)器 25、 26輸出的信號的波形進(jìn)行說明。切換控制部205將lmsec等間隔分割 為4個時間段231、 232、 233、 234。切換控制部205重復(fù)時間段231 ~ 234的一連串的時間，由此使檢測電路45連續(xù)依次提取感應(yīng)器25、 26的輸出。
在時間段231，感應(yīng)器25的線圏42A、 42B串聯(lián)同相連接，主要檢測 硬幣20的材料特征。并且，在時間段232，感應(yīng)器25的線圏42A、 42B 串聯(lián)反相連接，主要檢測硬幣20的凹凸。
在時間段233，感應(yīng)器26的線圏44A、 44B串聯(lián)同相連接，主要檢測 硬幣20的材料特征。并且，在時間段234,感應(yīng)器26的線圏44A、 44B 串聯(lián)反相連接，主要檢測硬幣20的厚度。
切換控制部205在各時間段231 ~ 234的終點(diǎn)輸出50fisec的復(fù)位信號 231A~234A。如圖18所示，在放大部203內(nèi)設(shè)置有復(fù)位電路216。并且， 如第一實(shí)施方式所述，檢測電路45內(nèi)設(shè)置有峰值保持電路74。切換控制 部205用復(fù)位信號231A ~ 234A,使復(fù)位電路216和峰值保持電路74復(fù)位。
振蕩部204在各時間段231 ~234輸出信號231B ~ 234B。達(dá)到振蕩部 204的輸出穩(wěn)定、其輸出大致固定為止，大約需要100fisec。振蕩部204在 各時間段231 ~ 234的終點(diǎn)用復(fù)位電路216復(fù)位，以避免對后續(xù)時間的影響。
到振蕩部204的輸出穩(wěn)定為止的時間，可用穩(wěn)定部縮短。而且，如果 縮短到振蕩部204的輸出穩(wěn)定為止的時間，可以更頻繁地切換感應(yīng)器25， 26的同相連接、反相連接，也能進(jìn)一步提高測定位置的同一性。
作為穩(wěn)定部的具體示例，可通過在調(diào)諧電路202的輸出端子215和檢 測電路45之間設(shè)置使用運(yùn)算放大器的緩沖電路來實(shí)現(xiàn)。圖20是表示緩沖 電路的一示例的電路圖。輸出端子215通過電容器243、電阻242連接于 運(yùn)算放大器241的正輸入端子。并且，運(yùn)算放大器241的負(fù)輸入端子連接 于運(yùn)算放大器241的輸出側(cè)?？捎眠@種電壓跟隨器244作為緩沖電路。另 外，這種緩沖電路也可以在第一實(shí)施方式中使用。即，也可以在連接端子 72和檢測電路45之間插入電壓跟隨器244。
并且，作為穩(wěn)定部的另一個示例，可使用圖10的補(bǔ)償切換電路69。 即，由切換控制部205控制補(bǔ)償切換電路69，只在250網(wǎng)ec的切換間隔中 的各個最初的50nsec內(nèi)控制補(bǔ)償電壓，加速振蕩的上升。具體地說，可用 切換控制部205控制補(bǔ)償切換電路69的開關(guān)部68A ~ 68D來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定部。
27另外，也可以在第一實(shí)施方式中使用這樣的控制。即，也可以由切換控制
部39以上述方式控制開關(guān)部68A ~ 68D。
檢測電路45在各時間段231 ~ 234對振蕩部204輸出的信號231B~ 234B進(jìn)行檢波，進(jìn)行峰值保持，輸出信號231C~234C。因檢測電路45 之后的作用與第一實(shí)施方式相同，故省略詳細(xì)說明。
接下來，用圖18對振蕩部204的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。振蕩部204具有 調(diào)諧電路202和正反饋連接到調(diào)諧電路202的放大部203。
首先，對方文大部203進(jìn)行說明。放大部203的輸入端子210連接到比 較器211的負(fù)輸入端子211A。負(fù)輸入端子211A和正輸入端子211B之間 連接電阻212A。并且，電源70和接地之間串聯(lián)連接電阻212B和212C。 并且，該連接點(diǎn)與正輸入端子211B連接，將基準(zhǔn)電壓給比較器211的正 輸入端子211B。并且，正輸入端子211B和接地之間連接電容器213。
比較器211的輸出端子211C和負(fù)輸入端子211A之間連接反饋電阻 212D，輸出端子211C和電源70之間連接上拉電阻212E。并且，比較器 211的輸出端子211C和NPN型晶體管214的基極之間連接電阻212F。晶 體管214的基極和接地之間連接電阻212J。晶體管214的發(fā)射極和接地之 間串聯(lián)連接電阻212G和電阻212H。
電阻212G用于補(bǔ)償電壓調(diào)整，用電阻212G設(shè)定更適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償電壓。 另外，也可以^使用第一實(shí)施方式所示的補(bǔ)償切換電路69替代電阻212G。
晶體管214的集電極連接于端子72并且連接于振蕩部204的輸出端子 215。并且，晶體管214的基極與電阻212F的連接點(diǎn)上連接復(fù)位電路216。 復(fù)位電路216中，在輸入端子216A和NPN型晶體管216B的基極之間連 接電阻216C，晶體管216B的基極和接地之間連接電阻216D。
晶體管216B的發(fā)射極與接地相連接，并且集電極連接在晶體管214 的基極與電阻212F的連接點(diǎn)上。并且，復(fù)位電路216的輸入端子216A連 接于切換控制部205，復(fù)位電路216以復(fù)位信號231A 234A的輸入定時 復(fù)位。因此，在此定時振蕩部204的輸出停止。
接下來，對調(diào)諧電路202進(jìn)行說明。調(diào)諧電路202連接在端子72和輸入端子210之間，決定振蕩部204的振蕩頻率。調(diào)諧電路202與第一實(shí)施 方式說明的調(diào)諧電路40是大致相同的電路，以其不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說明。 在調(diào)諧電路202中，電容器221A、 221B串聯(lián)連接在電源70和端子 72之間。并且，電容器221A與電容器221B的連接點(diǎn)連接到放大部203 的輸入端子210。此結(jié)構(gòu)中，調(diào)諧電路202連接在構(gòu)成放大部203的比較 器211的輸入端和晶體管214的集電極(輸出端)之間，由此，振蕩部204 自激振蕩。
此外，電容器222A連接在開關(guān)部71E的另一個端子和端子72之間。 同樣，電容器222B連接在開關(guān)部71F的另一個端子和端子72之間，電容 器222C連接在開關(guān)部71G的另一個端子和端子72之間。并且，電容器 222D連接在開關(guān)部71H的另 一個端子和端子72之間。電容器222A ~ 222D 分別相當(dāng)于第一實(shí)施方式的電容器73A ~ 73D。
另外，電容器221A、 221B的串聯(lián)體并聯(lián)連接在電源70和端子72之 間。為了校正由于附加該串聯(lián)體而產(chǎn)生的合成電容，電容器222A~222D 的值比第一實(shí)施方式的電容器73A~73D的值小。因此，調(diào)諧頻率與第一 實(shí)施方式的調(diào)諧電路40大致相同。
并且，開關(guān)部71A 71K的切換由切換控制部205進(jìn)行切換。此切換 定時與第一實(shí)施方式說明的切換控制部39的切換定時相同。
這樣，在本實(shí)施方式中也設(shè)置有切換控制部205，其在硬幣20通過感 應(yīng)器25、 26的時間內(nèi)，對振蕩部204輸出的信號進(jìn)行多次切換。因?yàn)榍袚Q 控制部205在硬幣20通過感應(yīng)器25、 26的期間高速地切換振蕩部204輸 出的信號，所以可檢測硬幣20在同一部位的多個特征的相互關(guān)系。因此， 識別電路47可進(jìn)行包含在此同一部位的相互關(guān)系的特征的對硬幣20的精 確識別。
并且，因?yàn)槭褂们袚Q控制部205使感應(yīng)器25、 26在檢測硬幣20的材 料的同相連接與檢測硬幣20的材料厚度的反相連接之間進(jìn)行切換，所以能 使硬幣識別裝置201小型化，還可實(shí)現(xiàn)低價格。這些效果與第一實(shí)施方式 相同。
29更進(jìn)一步，在本實(shí)施方式中，由于設(shè)置有自激振蕩的振蕩部204,因 此不需要分頻器38等，與第一實(shí)施方式相比，可用較少部件來構(gòu)成。并且， 通過不斷地以調(diào)諧頻率進(jìn)行振蕩，能保持穩(wěn)定的調(diào)諧狀態(tài)，從而能夠正確 識別。
另外，在本實(shí)施方式中，也可以將與圖6所示的第三切換部93相同的 結(jié)構(gòu)，適用于電容器71E 71H、 221A、 221B中的任一個或多個，切換為 與電容器71E 71H、 221A、 221B的靜電電容不同的電容器。如果這樣， 振蕩部204的振蕩頻率改變，可實(shí)現(xiàn)與第二實(shí)施方式相同的效果。并且， 通過這樣改變振蕩頻率以識別多種金屬構(gòu)成的硬幣20A的材料的結(jié)構(gòu)，也 可以適用于感應(yīng)器25或感應(yīng)器26的磁連接不進(jìn)行切換的硬幣識別裝置。
另外，這些實(shí)施方式中，雖然是在整形部94 (檢測電路45)形成包絡(luò) 波形，但并不限定于此。例如，通過檢測即將使檢測電路45復(fù)位之前的輸 出電壓或測定間隔內(nèi)的輸出電壓的峰值，也能識別硬幣20。
工業(yè)利用可能性
本發(fā)明的硬幣識別裝置，由于能在幾乎同 一位置上檢測硬幣的材料和 材料厚度的相互關(guān)系，進(jìn)行精確的識別，因此，作為配備在自動售貨機(jī)等 中的硬幣識別裝置非常有用。
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權(quán)利要求
1、一種硬幣識別裝置，包括檢測部，其具有包含一組線圈的第一感應(yīng)器以及振蕩電路，由電源供給電壓、并輸出因硬幣通過所述一組線圈之間而變化的檢測信號；第一切換部，其在所述硬幣通過所述一組線圈之間的期間，使所述一組線圈的磁連接在同相連接和反相連接之間多次切換；存儲部，其存儲基準(zhǔn)信號；以及控制部，其通過比較所述檢測信號和所述基準(zhǔn)信號，判定所述硬幣的真假和類別。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的硬幣識別裝置，其中，所述第 一切換部具有兩組開關(guān)部，所述開關(guān)部中的一組連接在所述第 一感應(yīng)器和所述電源之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的硬幣識別裝置，其中， 所述檢測部進(jìn)一步具有包括一組線圏的第二感應(yīng)器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的硬幣識別裝置，進(jìn)一步包括，第二切換部，其切換并輸出所述第一感應(yīng)器的檢測信號和所述第二感 應(yīng)器的檢測信號。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的硬幣識別裝置，其中，所述第二切換部設(shè)置在所述電源與所述第一感應(yīng)器、所述第二感應(yīng)器 之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的硬幣識別裝置，其中， 所述第二切換部由多個開關(guān)元件構(gòu)成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的硬幣識別裝置，其中， 所述檢測部進(jìn)一步具有與所述第一感應(yīng)器相連接的電容器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的硬幣識別裝置，其中， 所述電容器串聯(lián)連接于所述第一感應(yīng)器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的硬幣識別裝置，其中，所述檢測部進(jìn)一步具有多個電容器，所述硬幣識別裝置進(jìn)一步包括對連接在所述第 一感應(yīng)器上的所述多個 電容器進(jìn)行切換的第三切換部。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的硬幣識別裝置，其中， 所述第三切換部由多個開關(guān)元件構(gòu)成。
11、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的硬幣識別裝置，進(jìn)一步包括 對補(bǔ)償所述檢測信號的補(bǔ)償電壓進(jìn)行切換的補(bǔ)償切換電路。
12、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的硬幣識別裝置，其中， 所述振蕩電路切換多個頻率進(jìn)行振蕩。
13、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的硬幣識別裝置，進(jìn)一步包括 增益切換電路，其改變所述檢測部的增益、切換所述檢測信號的增益。
14、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的硬幣識別裝置，其中，所述振蕩電路是與所述第一感應(yīng)器的電感值無關(guān)地按規(guī)定頻率進(jìn)行振 蕩的他激式振蕩電路。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的硬幣識別裝置，其中， 根據(jù)所述硬幣通過所述一組線圏之間之前的調(diào)諧頻率設(shè)定所述振蕩電路的振蕩頻率。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的硬幣識別裝置，其中， 所述一組線圏同相連接時的所述振蕩電路的振蕩頻率，是以預(yù)定的頻率偏離所述硬幣通過所述一組線圏之間之前的調(diào)諧頻率而設(shè)定的。
17、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的硬幣識別裝置，其中， 所述一組線圏反相連接時的所述振蕩電路的振蕩頻率，設(shè)定為與所述硬幣通過所述一組線圏之間之前的調(diào)諧頻率實(shí)質(zhì)相同的頻率。
18、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的硬幣識別裝置，其中，所述控制部，檢測所述石更幣通過所述一組線圏之間之前的調(diào)諧頻率， 校正所述振蕩電路的振蕩頻率。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的硬幣識別裝置，其中， 所述振蕩電路包括由所述控制部控制、對所述振蕩電路的振蕩頻率進(jìn)行校正的分頻器。
20、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的硬幣識別裝置，其中， 所述檢測部進(jìn)一步具有連接于所述第一感應(yīng)器且與所述第一感應(yīng)器共同構(gòu)成調(diào)諧電路的電容器，以及連接于所述調(diào)諧電路且與所述調(diào)諧電路 共同構(gòu)成所述振蕩電路的放大部；所述振蕩電路是自激式振蕩電路。
21、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的硬幣識別裝置，進(jìn)一步包括 對所述檢測信號進(jìn)行整形，將包絡(luò)波形輸出給所述控制部的整形部。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的硬幣識別裝置，其中，所述整形部具有峰值保持電路和使所述峰值保持電路為初始狀態(tài)的復(fù) 位電路。
23、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的硬幣識別裝置，進(jìn)一步包括 使所述檢測部對所述控制部的輸出穩(wěn)定的穩(wěn)定部。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的硬幣識別裝置，其中，所述穩(wěn)定部由連接在所述檢測部和所述控制部之間的緩沖電路構(gòu)成。
25、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的硬幣識別裝置，其中， 所述穩(wěn)定部由補(bǔ)償切換電路構(gòu)成，所述補(bǔ)償切換電路通過切換對所述檢測信號進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償電壓，使所述振蕩電路的振蕩振幅快速上升。
26、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的硬幣識別裝置，其中， 所述第 一切換部由多個開關(guān)元件構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明的硬幣識別裝置具有檢測部、第一切換部、存儲部和控制部。檢測部具有包含一組線圈的第一感應(yīng)器以及振蕩電路，由電源供給電壓、并輸出因硬幣通過線圈之間而變化的檢測信號。第一切換部在硬幣通過線圈之間的期間，使線圈的磁連接在同相連接和反相連接之間多次切換?？刂撇客ㄟ^比較來自檢測部的檢測信號和存儲部存儲的基準(zhǔn)信號，判定硬幣的真假和類別。
文檔編號G07D5/08GK101490724SQ20078002678
公開日2009年7月22日 申請日期2007年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月18日
發(fā)明者南良武彥, 宮內(nèi)哲, 植木徹, 池田耕治 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社