本发明系使用于自动售货机、钱币兑换机等设备中的硬币识别装置。 以前，曾提出过各种各样的硬币识别装置，在电子式硬币识别装置中，周知的方法是在硬币的通道上至少配备两个以上的检测线圈，在由上述检测线圈产生的电磁场的作用下，检测出硬币通过时各检测线圈阻抗的变化。
这种识别方式的典型装置中，有用检测线圈作为振荡线圈，将硬币通过时的等效电感的变化量作为振荡频率的变化量来检测的频率变化检测方式;有用检测线圈作为振荡线圈，将硬币通过时的等效损耗电阻R的变化作为共振回路的变化量来处理的阻抗电压检测方式;以及由检测线圈及与该检测线圈进行对比的标准阻抗元件，和另外两个阻抗元件形成电桥回路，检测硬币通过时电桥的平衡点的方式，等等。
在识别硬币时，为了提高识别的准确度，其中包括被测硬币的金属材料种类的判别，伪硬币的排除等，有的采取将上述几种识别方式同时并用的方法，也有虽然是一种识别方式，但采用的与检测线圈相对应的电磁场的频率却多于两个。
例如，第8图是上述频率变化检测方式的以往的构造例子。在第8图中，在硬币通道上布置的三个检测线圈201、202、203分别检测硬币的外形、厚度和材质。
上述检测线圈201、202、203分别由具有不同振荡频率的各自独立的振荡回路204、205、206的振荡线圈构成。207是AND回路，208是计数回路，借助于以微型电子计算机209传来的选通脉冲信号S1～S3，通过计数回路208，可以交替读出振荡回路204、205、206的振荡频率，硬币的识别就靠由微型电子计算机209进行的硬币识别判断程序检查上述读出的数据来进行。（特公昭58-6985号公报）。另外，在第8图中INA，INB是计数器的输入进口。
第9图是上述电桥平衡点检测方式的以往的构成例子。
振荡线圈351借电压恒定的交流电源350来励磁，向两个接收线圈352，353供给恒定的电压。310A是主要用来检测硬币的材质和厚度的线圈，310B是主要用来检测硬币的外形轮廓的线圈。以上述检测线圈310A作为一边，形成都与硬币的金属材料相连的电桥回路311A～314A，电桥回路的输出各自对应地与差动放大电路301A～304A相连接，而各差动放大电路301A～304A的输出又各自和与其对应的比较电路305A～308A的输入端直接连接。然后，比较电路305A～308A的输出与识别判定回路309的输入连接。上述检测线圈310B也形成与上述检测线圈310A同样的回路，而与识别判定回路309相连接。
进而，电桥回路的交流源输出，通过波形变换回路310连接到识别判定回路309上。
然后，在识别判定回路309中，将由同步脉冲进口CP提供的一系列标准脉冲信号及由比较回路305A～308A以及305B～308B提供的输出电平与予定的标准值相比较，来进行硬币的识别（特公昭58-30632号公报）。
在第9图中，L1A～L4A，R1A～R4A是与上述检测线圈310A共同构成电桥回路311A～314A，并且形成与硬币的金属材料种类相应的标准阻抗元件的可变线圈和可变电阻;r0A～r4A是电桥回路311A～314A的一侧的阻抗;L1B～L4B，R1B～R4B，r0B～r4B是上述电桥回路311B～314B一侧的可变线圈，可变电阻和阻抗。此外，IN1A～IN4A，IN1B～IN4B则为输入进口。
第10图是上述已往的阻抗式电压检测方式的例子。在第10图中901是在硬币通道中配备的判别硬币材质的检测线圈;902，903是判别硬币厚度的检测线圈，904是判别硬币外径的检测线圈。而且，901～904各个线圈都是构成振荡回路OSC的一部份。上述901～904各个线圈的阻抗的变化，以振荡回路OSC的频率变化的形式输出，而这个频率变化，又借助于频率电压变换回路fVC而得出电压的变化，再输送到硬币的材质、厚度和外径的各个判别回路M，T，D中去。在各判别回路M，T，D中，将检测的输出与予与设定的各种金属材料的标准值相比较而进行判别，识别硬币。另外，905，906，907是在上述检测线圈901，902，903，904的近旁设置的各检测线圈的通过检测传感器，根据这些传感器905，906，907的信号作出各判别回路M，T，D的调整和重新调整的条件。（实公昭56-11182公报）。
此外，第10图中的A1～A4各为判别硬币A，B，C，D时所产生的输出的“与”门，A5则是各种硬币都对应不上的情况下，认定为伪硬币时输出的“与”门，这个“与”门A5是在向各判别回路M，T，D输入的信号都是“非”时才输出。DT1是用上述通过检测传感器的检测出来的信号将信号输出去的第1微分回路和第2微分回路，它使收到这个信号的触发器FF重新设是，回到初始状态。
如第8图所例示的这种以往的识别装置中，对于硬币的每一种检测项目（轮廓、材质，厚度）都各有多个独立的振荡回路，而且对于每一种检测项目都要用相应的多个振荡频率使它起作用，所以不但检测判别系统的信号流程复杂，回路的组成复杂，而且为了不使振荡回路之间的信号相互干涉，检测线圈所用的电线必须用绝缘线等等，需要采用特别的措施。
另外，如第9图所示的例子，对于每一个检测线圈，每一种金属材料的两边的电桥都要用阻抗元件，差动放大器和比较器，检测判别系统的信号流程也很复杂，不但组成回路的零件很多，而且还需要调整每一种金属材料的电桥平衡点。
而如第10图所示的例子中，各种检测线圈全部都是串联连接，虽然简化了包含有振荡回路的检测回路，但是对于每一种硬币的检测要素都要有各自独立的检测线圈，而且每一个检测线圈都要有硬币通过的检测传感器和检测回路，整个说来，构成回路的部件变得非常复杂。
以往的这种识别装置，回路的构成都很复杂，需要很多组成回路的部件，不仅使得成本提高了，而且故障的发生率也高;又因为检测判别系统的信号复杂，传递分支多，使用性能也不好。
而且，近来装有硬币识别装置的兑换机、自动售货机所用的硬币兑换装置中，对小型化的要求越来越高，上述以往的硬币识别装置的构造很难满足这种要求。
本发明是由通过硬币的硬币通道，沿上述硬币通道布置，而且由于上述硬币通过而阻抗发生变化的检测线圈，以及由检测出上述检测线圈的阻抗的变化而识别硬币的检测回路所组成的一种硬币识别装置。在上述硬币通道上，上述检测线圈的两个线圈是相对地布置的，而且在上述硬币通道上，该检测线圈至少配备两组，而且，包括上述相对地布置的两个检测线圈在内的全部检测线圈都是串联连接的，借助于这样的组合可以检测判别硬币的三个要素（外径，材质，厚度）和与标准真硬币的外观上的差别0这种硬币识别装置结构非常简单，部件的数量少，却能精确地识别硬币。
以下结合附图作进一步描述。
第1图a是本发明的一种硬币识别装置实施例的主要部分的正面图，第1图b是该装置的电路图。第2图a、b是表示检测线圈的构造和投入的硬币的位置关系的断面图。第3图是检测回路的输出电压的波形图。第4图a说明两个检测线圈的设计位置与投入的硬币之间的关系;第4图b说明三个检测线圈的设计位置与投入的硬币之间的关系。第5图ab是第4图a的检测线圈检测后输出的波形图。第5图c、d是第4图b的检测线圈检测后输出的波形图。第6图的a～c是检测回路的输出特性图。第7图是表示硬币判别程序的流程的例子。第8图，第9图和第10图各为以往的硬币识别装置的电气线路图。
下面，根据附图详细说明本发明的一个实施例。第1图、第2图、第4图是本发明的实施例，第3图、第5图、第6图则是这个实施例的典型特性图。在第2图和第4图中，凡是与第1图中相同的部件，均给以相同的标号。
第1图a是表示硬币识别装置的主要部分的示意构造图，第1图b则是电路组合图。
在第1图中，从硬币识别装置主体1的投币口2投入的硬币7在带坡度的坡道3上滚动的过程中，通过检测线圈8和检测线圈9的侧面，借助于这两个检测线圈硬币7被识别出真假来，其中被判定为真硬币的硬币7通过开放的闸门4被导入真硬币的通路5，面对被判定为假硬币的硬币7，闸门4不开放，而使它从假硬币通道6原封不动地退回。
如第1图b所示，第1检测线圈8与第2检测线圈9在将线圈8a8b及线圈9a、9b全部串联起来之后，与电容C1和C2一起形成一个共振回路，再与反馈放大器15、标准电阻R2、R3、发射极反馈电阻R1、晶体管Q1一同组成振荡回路12。该振荡回路12，一般在检测线圈8和9的串联等效电感和电容C1、C2共同决定的恒定的频率下振荡，在晶体管Q1的集电极上，能得到用共振回路的负载阻抗和发射极反馈电阻R1的所确定的交流输出。
如所周知，当投入的硬币7与检测线圈8、9接近时，上述共振回路的负载阻抗是随硬币7的导电率、硬币7的透磁率μ、厚度t以及硬币7与检测线圈8、9的相对位置而变化的，这种变化就以晶体管的集电极电压的变化而表现出来。
C3是隔断直流电压用的耦合电容，晶体管Q1输出的交流电压通过这个藕合电容C3输入整流回路13中，检测的输出则作为直流电压而取得。D1、D2是整流用的二极管，C4、R4是使电流平稳的电容器和电阻。R5、C5是构成低频通过过滤器的电阻和电容器，它将振荡回路12的正常振荡频率范围中的高频成分分流，使得在微型电子计算机14的A/D变频器输入端上检测到的输出不产生高频杂音。而且，如第2图a、b中所示，成对的检测线圈8和9，在筒形铁素体芯子402A～402D的槽内埋设如图所示的线圈8a、8b，9a9b而构成。上述检测线圈8和9，在本实施例中，如第4图所示，其外径比真硬币的外径小，而且设置在上述投入的硬币7的外径全部都进去后的硬币通道10、11上，以使它几乎不受投入的真正硬币7的外径大小的影响。
第1图中的检测线圈8是由如第2图a中所示的在硬币通道10、11上相对地设置，间隔为d3的线圈8a，8b所组成，相互之间为串联同相连接，所以由这些线圈所产生的电磁场的磁力线方向，正如带箭头的线条410所表示的那样，是朝着穿透硬币7的内部的方向。因此，随着硬币7的种类的不同，磁力线的排列方式就不同，就能检测出硬币的厚度和材质来。第2个检测线圈9是由如第2图b中所示的在硬币通道10、11上相对地设置，间隔也同样为d3的线圈9a、9b所组成，相互之间为串联反向连接，所以由这些线圈所产生的电磁场的磁力线方向，如带箭头的线条411所表示的那样，是沿着硬币表面的方向的。一般，大家知道，硬币放在电磁场中时，由电磁场所产生的磁力线向硬币的穿透程度，可以用d＝1/w k μ]]>（w＝2πf）来表示穿透表皮的深度。因此，在频率很高，导电率K非常大的情况下，硬币内部的电流、磁力线全都不是零，越到内部，磁力线的密度就越小。这样一来，借助于适当设计由上述共振回路决定的振荡频率的数值，第1检测线圈8的磁力线穿透硬币内部的程度就大，主要用来灵敏地反映出投入的硬币的材质，而第2检测线圈9的磁力线因为是沿着硬币的表面的，所以能灵敏地反映出线圈9与硬币7之间的距离（d1+d2），结果就是反映出硬币7的厚度t＝d3-（d1+d2）。因此，检测线圈9适用于检测硬币的厚度。
本发明的实施例中，由于振荡回路12的振荡频率设计为f≈115KHz，得到了良好的结果。
例如，经常用来制造硬币的铜（Cu），如以频率为参数求其表面穿透深度d，可得出下列数值。
dH≈0.05mm（f＝1000KH2）K＝1/2×10-8（U/m）
dM≈0.15mm（f＝115KH2）w＝4π×10-7（H/m）
dL≈0.5mm（f＝10KH2）
实践表明，为判定硬币厚度所必要的表面穿透深度，当表面穿透深度与硬币厚度之比小于0.1时（表面穿透深度d/硬币厚度＜0.1）能得到良好的结果。可是，当考虑识别硬币的材质时，则希望表面穿透深度d比作为检测对象的硬币的厚度大才好，而这样做所需要的振荡频率则是低些的好。为此，在本实施例中，将检测线圈8做成相对的传感器式，把相对布置的线圈8a，8b串联同相连接，这样就使得能觉察到的表面穿透深度d，相对于硬币的厚度而言可以忽略不计，从而识别硬币的材质。
第3图是投入的硬币7通过检测线圈8和9的侧面时，在第1图b的微型电子计算机14的A/D转换器的输入端产生的检测电压波形图的典型例子。微型电子计算机14借助于A/D转换器的输入而顺序读入上述检测电压，并且能在检测出硬币通道10和11中没有硬币7存在的情况下的输出电压Eo，硬币通道10和11中有硬币7通过时，输出电压变化的特微点的电压值Vd1（第1底值电压），Vd2（第2底值电压），Vd3（第3底值电压），VP1（第1峰值电压），VP2（第2峰值电压）的同时，检测出并记忆住从检测到Vd1到检测到Vd2的时间间隔t1，VP1的底值时间t2那样的各特微点的时间关系。
第5图a、b是如第4图所示的，在设有第1检测线圈8和第2检测线圈9的硬币通道10、11上，用同样材质，同样厚度的园形模型假硬币通过时的检测电压曲线图，其中703是外径等于真硬币的最小外径的模形假硬币，702是外径等于真硬币的最大外径的模型假硬币。再者，测点710与硬币的材质相对应，而测点711则与硬币的厚度相对应，在本实施例的情况下，因为硬币702，702的材质相同，所以测点710，711没有变化。第2检测线圈9与模型假硬币之间失去相互作用时，从模型假硬币702检测出来的输出由曲线704表示之，从模型假硬币703检测出来的输出由曲线706表示之。测点710表示曲线704，706的电压的底值点。第1检测线圈与模型假硬币之间失去相互作用时，从模型假硬币702检测出来的输出由曲线705表示之，而从模型假硬币703检测出来的输出由曲线707表示之。测点711表示曲线705，707的电压的底值点。
第1检测线圈8与第2检测线圈9之间的间隔确定在这样的范围内，即当要检测的真硬币通过时，不使曲线704影响曲线705的底值711，而且曲线705也不影响曲线704的底值。因此，曲线704705的综合检测输出可以曲线708表示之，而曲线706与曲线707的综合检测输出以曲线709表示之。
如图所示，曲线704与曲线705在时间座标轴的交点上的综合检测输出曲线708的检测输出电压VP2S和曲线706与曲线707在时间座标轴的交点上的综合检测输出曲线709的检测输出电压VP2L是由硬币与检测线圈8的相互作用面积，也就是由于硬币的外径而产生差别的。结果，综合检测输出曲线708，709的电压峰值712，713就灵敏地反映出硬币的外径。就是说，使检测线圈8、9之间的间隔尺寸比预测的真正硬币的最小直径还要小，就能用第3图中直流检测电压曲线的电压值VP1来检查硬币的材质，用电压值Vd3来检查硬币的厚度，用电压值VP2来检查硬币的外径。
从上述事实，很明显，如果使检测线圈8之间的相对位置保持与上述的第4图（a）相同，那末第1检测线圈8与第2检测线圈9在硬币经过的路线上的放置顺序，即使反过来，也并无不可。
第4图（b）表示多加了一个检测外径用的线圈作为第3检测线圈的情况下，各检测线圈的布置实例。
第5图的C，d表示有三个线圈的硬币通道10、11上让上述模型假硬币702，703通过时的检测电压曲线。
第2检测线圈9及第3检测线圈800与模型假硬币之间失去作用时，由检测线圈8与模型假硬币702所产生的检测输出表现为曲线801，而与模型假硬币703所产生的检测输出表现为曲线804。
同样，由检测线圈9与模型假硬币702所产生的检测输出表现为曲线802，而与模型假硬币703所产生的检测输出表现为曲线805此外，由检测线圈与模型假硬币702所产生的检测输出表现为曲线803，而与模型假硬币703所产生的检测输出表现为曲线806。
如本实施例那样使用第3检测线圈800来检测硬币的外形的情况下，第1检测线圈与第2检测线圈之间的间隔Ds以确定在这样的范围内较好，即当欲测的真硬币通过时，不让曲线801影响曲线802的电压低值点810，也不让曲线802影响曲线801的底值点809，但不必使Ds小于真硬币的最小外径。
此外，第2检测线圈9与第3检测线圈800之间的间隔Ds2也布置成和第1检测线圈与第2检测线圈9之间的间隔Ds一样。再者，因为第3检测线圈800受投入硬币的外径尺寸的影响很大，它离开坡道的高度布置成如第4图那样，所以，与投入的硬币的大小相对应，与第3检测线圈800相对的面积就不同，曲线807，808的电压底点811，812就灵敏地反映出硬币的外径。
此时，第3检测线圈800与第2检测线圈9一样，不仅作为相对的传感器，而且因为串联反相连接时，对检测输出的材质检测效果影响很小，所以能得到较好的效果。此外，根据对硬币识别装置所要求的识别精度不同，第3检测线圈800即使不是相对的传感器，也没有问题。
第6图的（a）～（c）表示当用白铜（CuNi）与铅（Pb）模压成硬币的两种园形模型假硬币通过硬币通道10，11时，由检测输出所得出的特性曲线，其中，将外径φ与厚度t作为横座标，而将电压的变化率Vp1，Vd3，Vp2作为纵座标，Vp1主要反映硬币7的材质，Vd3主要反映硬币7的厚度t，而Vp2主要反映硬币7的外径φ。
第1图（b）中微型电子计算机14里的比较判别程序的例子示于第7图中。
在第7图中，判别程序的第1步到第3步是将投入硬币的VP1，VP2，Vd3与予先设定的上下限标准电压值相比较，以判别硬币的材质、外径和厚度这三个要素。
为了提高判别真硬币排除假硬币的性能，在程序的第4步和第5步中，判别如第3图所表示的检测输出波形的各峰值点和底值点的大小及其与时间的相互关系。例如，在第4步中，将Vd1与Vp1的差的绝对值与每一种欲测的真硬币的予先确定的上下限标准值相比较而进行判别。例如，对于硬币A和材质、厚度基本上与这种硬币A相同，而外径比硬币A大的硬币B，如果在硬币A上缠一层不同的材料，把硬币A的外径做得与硬币B一样，这时，上述判别就能有效地排除这种假硬币。
即使是这样精巧地制造出来的，具有同样材质，厚度和外径的假硬币，或者具有中心孔那样的硬币，因为除了Vp1，Vp2，Vd3的电平之外，例如｜ Vd1- Vp1｜，｜ Vp1- Vd2｜那样的峰值点或底值点之间的相差，以产生 Vd1到产生 Vd2所经过的时间t1与 Vp1的产生时间t2之比与真硬币有差别，所以，利用本发明上述那些特点，对于各种金属材料都可以进行比较判别。
对于上述的真硬币与假硬币的输出的差别，以往的检测方式是检测不出来的，而在本发明的实施例中，可以借助于综合判别法，非常准确地判别出真假来。
如上所述，借助于本发明，在硬币移动的通道上，按规定的间隔设置由相对的两个线圈组成的两组检测线圈和一组检测回路，就能用它检查和判别硬币的三个要素（外径、材质、厚度）以及与标准真硬币在外观上的差别（例如有无中心的孔），因此用很少的部件和非常简单的组合就能准确地识别硬币。另外，从上述事实可知，采用本发明不仅使用性能提高了，而且能充分满足近年来装有硬币识别装置的兑币机，自动售货机对硬币兑换装置日益提高的小型化要求。