(57)【要約】【課題】プラスチックレンズのように温度変化に伴う特性変化が大きいレンズを用いた場合であっても、温度変化に対して安定な硬貨識別を行うこと。【解決手段】撮像部が、反射光をレンズユニットによって集光することで硬貨画像を取得し、温度センサが、硬貨画像が取得された際の温度を示す取得時温度を検出し、レンズユニットの温度特性に起因する硬貨画像の倍率変動について、取得時温度と基準温度に対する倍率との関係を示す倍率情報を記憶部に対してあらかじめ記憶させ、イメージ径算出部および画像切り出し部が、検出された取得時温度および倍率情報に基づいて硬貨画像を補正するように硬貨識別装置を構成する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される硬貨へ光を照射し、前記硬貨による反射光を撮像することで前記硬貨を識別する硬貨識別方法であって、
前記反射光をレンズユニットによって集光することで硬貨画像を取得する硬貨画像取得工程と、
前記硬貨画像取得工程によって前記硬貨画像が取得された際の温度を示す取得時温度を検出する温度検出工程と、
前記レンズユニットの温度特性に起因する前記硬貨画像の倍率変動について、前記取得時温度と基準温度に対する倍率との関係を示す倍率情報を記憶部に対してあらかじめ記憶させる記憶工程と、
前記温度検出工程によって検出された前記取得時温度および前記倍率情報に基づいて前記硬貨画像取得工程によって取得された前記硬貨画像を補正する補正工程と
を含んだことを特徴とする硬貨識別方法。
【請求項２】
前記補正工程によって補正された前記硬貨画像の径と当該径が正当である場合に含まれるべき所定の数値範囲を示す判定枠とを対比する判定枠対比工程
をさらに含んだことを特徴とする請求項１に記載の硬貨識別方法。
【請求項３】
前記硬貨画像から所定の部分画像を切り出す場合における切り出し境界を前記温度検出工程によって検出された前記取得時温度および前記倍率情報に基づいて決定する切り出し境界決定工程
をさらに含んだことを特徴とする請求項１または２に記載の硬貨識別方法。
【請求項４】
搬送される硬貨へ光を照射し、前記硬貨による反射光を撮像することで前記硬貨を識別する硬貨識別装置であって、
前記反射光をレンズユニットによって集光することで硬貨画像を取得する硬貨画像取得手段と、
前記硬貨画像取得手段によって前記硬貨画像が取得された際の温度を示す取得時温度を検出する温度検出手段と、
前記レンズユニットの温度特性に起因する前記硬貨画像の倍率変動について、前記取得時温度と基準温度に対する倍率との関係を示す倍率情報を記憶部に対してあらかじめ記憶させる記憶手段と、
前記温度検出手段によって検出された前記取得時温度および前記倍率情報に基づいて前記硬貨画像取得工程によって取得された前記硬貨画像を補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする硬貨識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、搬送される硬貨へ光を照射し、硬貨による反射光を撮像することで硬貨を識別する硬貨識別方法および硬貨識別装置に関し、特に、プラスチックレンズのように温度変化に伴う特性変化が大きいレンズを用いた場合であっても、温度変化に対して安定な硬貨識別を行うことができる硬貨識別方法および硬貨識別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
硬貨に対して光を照射して硬貨による反射光をＣＣＤ（Charge  Coupled  Devices）カメラなどの受光部へ導入することで硬貨画像を撮像し、硬貨の金種や真偽を識別する硬貨識別装置が知られている。かかる硬貨識別装置では、硬貨を搬送機構によって搬送し、撮像位置に到達した時点で硬貨画像を撮像することが一般的に行われている。
【０００３】
ここで、上記した反射光をＣＣＤカメラの受光部へ導入するために、凸レンズを組み合わせたレンズユニットが用いられる。かかる凸レンズの材料としてはガラスが用いられることもあるが、材質をガラスにするとレンズユニットが高価となるため、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）製レンズやポリカーボネート樹脂（ＰＣ）製レンズといった安価なブラスチックレンズが用いられることも多い。
【０００４】
しかし、プラスチックレンズには、安価であるという利点以外にも加工が容易といった利点がある反面、温度変化に起因する屈折率変化や体積変化によってレンズ特性が変化しやすいという欠点がある（たとえば、特許文献１参照）。このため、複数のレンズを組み合わせることで、かかる欠点を緩和する試みがなされている。
【０００５】
たとえば、特許文献２には、複数のレンズを組み合わせた場合に、レンズの温度変化に起因するレンズ間隔変動によって発生する焦点検出誤差を、検出した温度に基づいて補正する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平０２−１２６２０９号公報
【特許文献２】特開平０６−３２４２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２の技術を用いると、プラスチックレンズを用いた場合における温度変化による焦点のずれを補正することはできるものの、レンズユニットを介して取得される撮像画像の倍率変化については補正することができないという問題がある。
【０００８】
具体的には、特許文献２の技術を用いてＣＣＤカメラの受光部へ焦点を合わせた場合であっても、受光部に結像する画像の大きさは温度によって変動する。そして、硬貨識別装置の場合、画像の大きさに変動があると識別精度が低下してしまう。
【０００９】
その理由は、画像を介して取得される硬貨の径が識別要素として用いられているため、画像に基づく硬貨の径が変動すると適正な硬貨識別を行うことが困難になるからである。また、あらかじめ用意されたテンプレート画像と硬貨画像を対比する場合に、硬貨画像の大きさが温度によって変動すると、テンプレートとの対比処理に悪影響を及ぼすからである。
【００１０】
これらのことから、プラスチックレンズのように温度変化に伴う特性変化が大きいレンズを用いた場合であっても、温度変化に対して安定な硬貨識別を行うことができる硬貨識別方法あるいは硬貨識別装置をいかにして実現するかが大きな課題となっている。
【００１１】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、プラスチックレンズのように温度変化に伴う特性変化が大きいレンズを用いた場合であっても、温度変化に対して安定な硬貨識別を行うことができる硬貨識別方法および硬貨識別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するため本発明は、搬送される硬貨へ光を照射し、前記硬貨による反射光を撮像することで前記硬貨を識別する硬貨識別方法であって、前記反射光をレンズユニットによって集光することで硬貨画像を取得する硬貨画像取得工程と、前記硬貨画像取得工程によって前記硬貨画像が取得された際の温度を示す取得時温度を検出する温度検出工程と、前記レンズユニットの温度特性に起因する前記硬貨画像の倍率変動について、前記取得時温度と基準温度に対する倍率との関係を示す倍率情報を記憶部に対してあらかじめ記憶させる記憶工程と、前記温度検出工程によって検出された前記取得時温度および前記倍率情報に基づいて前記硬貨画像取得工程によって取得された前記硬貨画像を補正する補正工程とを含んだことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記の発明において、前記補正工程によって補正された前記硬貨画像の径と当該径が正当である場合に含まれるべき所定の数値範囲を示す判定枠とを対比する判定枠対比工程をさらに含んだことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記の発明において、前記硬貨画像から所定の部分画像を切り出す場合における切り出し境界を前記温度検出工程によって検出された前記取得時温度および前記倍率情報に基づいて決定する切り出し境界決定工程をさらに含んだことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、搬送される硬貨へ光を照射し、前記硬貨による反射光を撮像することで前記硬貨を識別する硬貨識別装置であって、前記反射光をレンズユニットによって集光することで硬貨画像を取得する硬貨画像取得手段と、前記硬貨画像取得手段によって前記硬貨画像が取得された際の温度を示す取得時温度を検出する温度検出手段と、前記レンズユニットの温度特性に起因する前記硬貨画像の倍率変動について、前記取得時温度と基準温度に対する倍率との関係を示す倍率情報を記憶部に対してあらかじめ記憶させる記憶手段と、前記温度検出手段によって検出された前記取得時温度および前記倍率情報に基づいて前記硬貨画像取得工程によって取得された前記硬貨画像を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、反射光をレンズユニットによって集光することで硬貨画像を取得し、硬貨画像が取得された際の温度を示す取得時温度を検出し、レンズユニットの温度特性に起因する硬貨画像の倍率変動について、取得時温度と基準温度に対する倍率との関係を示す倍率情報を記憶部に対してあらかじめ記憶させ、検出された取得時温度および倍率情報に基づいて硬貨画像を補正することとしたので、プラスチックレンズのように温度変化に伴う特性変化が大きいレンズを用いた場合であっても、温度変化に対して安定な硬貨識別を行うことができるという効果を奏する。
【００１７】
また、本発明によれば、補正された硬貨画像の径とこの径が正当である場合に含まれるべき所定の数値範囲を示す判定枠とを対比することとしたので、イメージ画像から得られる硬貨画像の径に対して温度補正を行うことで、温度変化がある場合であっても径の判定を安定して高精度に行うことができるという効果を奏する。
【００１８】
また、本発明によれば、硬貨画像から所定の部分画像を切り出す場合における切り出し境界を検出された取得時温度および倍率情報に基づいて決定することとしたので、イメージ画像の倍率について温度補正を行うことで、温度変化がある場合であっても画像照合を安定して高精度に行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る硬貨識別方法および硬貨識別装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、撮像部へ硬貨画像を結像させるレンズユニットのレンズとして、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）製やポリカーボネート樹脂（ＰＣ）製のものを使用した硬貨識別装置について説明する。
【実施例】
【００２０】
まず、本実施例に係る硬貨識別装置の概要について図１を用いて説明する。図１は、本実施例に係る硬貨識別装置のレンズ特性および処理概要を示す図である。なお、同図の（Ａ）には撮像部によって撮像される硬貨のイメージ画像の倍率変動と温度との関係を示すグラフを、同図の（Ｂ）には、温度変化に応じて行われる画像補正の概要を、それぞれ示している。
【００２１】
同図の（Ａ）に示したグラフは、横軸が温度を、縦軸がイメージ画像の倍率を、それぞれあらわしており、倍率は、基準温度（２５℃）を１とした場合のイメージ画像の倍率である。ここで、イメージ画像は、撮像位置に到達した硬貨に対してＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）が発光し、ＣＣＤカメラによって撮像されることで得られる。また、硬貨からの反射光は、プラスチック製の凸レンズを複数枚組み合わせたレンズユニットによってＣＣＤカメラの受光面に集光され、受光面には硬貨のイメージ画像が結像される。
【００２２】
なお、同図の（Ａ）に示したグラフは、所定のレンズユニットにおける温度／倍率間の関係の実測結果であり、白丸が最大値（ＭＡＸ）を、黒四角が最小値（ＭＩＮ）を、それぞれ示している。
【００２３】
このように、温度／倍率間の関係は、概ね比例関係にあり、温度の上昇に伴ってイメージ画像の倍率が直線的に増加する傾向にある。具体的には、温度が１０℃上昇するごとに倍率は０．５％ずつ増加するとともに、温度が１０℃低下するごとに倍率は０．５％ずつ低下する。なお、倍率の変動量は、レンズユニット自体の初期倍率には依存せず、撮像中心位置からの距離にも依存しないことが実測から判明した。また、局所的な倍率変動や歪みもみられなかった。
【００２４】
そこで、本実施例に係る硬貨識別装置では、温度とイメージ画像の倍率との関係をあらかじめ取得しておき、温度／倍率間の関係に基づいてイメージ画像を補正することとした。具体的には、同図の（Ｂ）に示したように、基準温度におけるイメージ画像１ａの倍率を１とすると、温度が基準温度よりも３０℃低い場合のイメージ画像１ｂの大きさは、基準温度におけるイメージ画像１ａよりも１．５％小さいものとなる。一方、温度が基準温度よりも３０℃高い場合のイメージ画像１ｃの大きさは、基準温度におけるイメージ画像１ａよりも１．５％大きいものとなる。
【００２５】
本実施例に係る硬貨識別装置は、このような温度と倍率との関係（倍率情報）を記憶し（同図の（１）参照）、イメージ画像取得時における検知温度に対応する倍率を、記憶した倍率情報に基づいて取得することとした（同図の（２）参照）。そして、取得した倍率に基づいて硬貨画像を補正することとした（同図の（３）参照）。ここで、硬貨画像の補正においては、たとえば、各温度におけるイメージ画像の大きさを、基準温度におけるイメージ画像１ａの大きさへ変換する処理を行う。
【００２６】
このように、温度によって変化するイメージ画像の大きさを、倍率情報に基づいて補正することで、温度変化が生じた場合であっても、イメージ画像を基準温度における大きさへ適宜変換することができる。したがって、本実施例に係る硬貨識別装置によれば、プラスチックレンズのように温度変化に伴う特性変化が大きいレンズを用いた場合であっても、温度変化に対して安定な硬貨識別を行うことができる。
【００２７】
図２は、本実施例に係る硬貨識別装置の配置例を示す図である。同図に示すように、搬送される硬貨は、磁気センサを通過することで仮金種判定がなされる。そして、搬送路の上面に設けられた撮像部Ａと、搬送路の下面に設けられた撮像部Ｂとを通過することで、硬貨の両面についてのイメージ画像がそれぞれ取得される。
【００２８】
ここで、各撮像部（撮像部Ａおよび撮像部Ｂ）は、搬送される硬貨側に透明なガラスを有しており、硬貨が撮像位置に到達すると図示しない発光体（たとえば、ＬＥＤ）を発光させるとともに、硬貨からの反射光をレンズユニットで集光し、受光部へ結像させる。なお、磁気センサによる仮金種判定の結果は、各撮像部によって撮像されたイメージ画像に基づく金種判別に用いられるが、この点については後述することとする。
【００２９】
図３は、本実施例に係る硬貨識別装置１０の構成を示すブロック図である。同図に示すように、硬貨識別装置１０は、温度センサ１１と、磁気センサ１２と、撮像部１３と、制御部１４と、記憶部１５とを備えている。
【００３０】
また、制御部１４は、温度取得部１４ａと、倍率決定部１４ｂと、金種仮判定部１４ｃと、画像取得部１４ｄと、イメージ径算出部１４ｅと、判定枠対比部１４ｆと、画像切り出し部１４ｇと、判別部１４ｈとを備えている。そして、記憶部１５は、倍率情報１５ａと、テンプレート１５ｂとを記憶する。
【００３１】
温度センサ１１は、撮像部１３内の基板に設けられた温度センサであり、絶対温度信号を制御部１４の温度取得部１４ａへ出力する。なお、この温度センサ１１を用いることで、磁気センサ１２のコイル抵抗値から温度を算出する方式に比べ、精度の高い周囲温度を取得することができる。
【００３２】
磁気センサ１２は、硬貨の材質や厚み、おおまかな外径といった硬貨の特徴を検出するセンサであり、検出した信号を制御部１４の金種判定部１４ｃへ出力する。なお、本実施例では、磁気センサ１２を備えた硬貨識別装置１０について示したが、磁気センサ１２を省略することとしてもよい。
【００３３】
撮像部１３は、搬送される硬貨に対して光を照射し、硬貨による反射光に基づいて硬貨画像（イメージ画像）を取得し、取得したイメージ画像を制御部１４の画像取得部１４ｄへ出力する。なお、この撮像部１３は、図２に示したように搬送路の両面にそれぞれ設けられ、硬貨の表面および裏面のイメージ画像を取得するものとする。
【００３４】
ここで、この撮像部１３の詳細な構成について図４を用いて説明しておく。図４は、撮像部１３の構成例を示す図である。同図に示すように、撮像部１３は、硬貨側にガラス１３ａを有しており、ＬＥＤによる照射光をガラス１３ａ経由で硬貨にあて、硬貨による反射光をレンズユニット１３ｂで集光して撮像デバイス１３ｃへ導くことで、撮像デバイス１３ｃ上にイメージ画像を結像させる。
【００３５】
具体的には、撮像部１３は、同図に示す「中心軸」まわりに円対象な形状を有しており、ＬＥＤ基板の上面にＬｏｗアングルＬＥＤを円状に配置するとともに、ＬＥＤ基板の下面にＨｉｇｈアングルＬＥＤを円状に配置している。
【００３６】
ＬｏｗアングルＬＥＤによる照射光は、ＬＥＤ基板の上方に設けられたミラーで反射され、同図に示す「Ｌｏｗアングル光軸」のように、硬貨面に対して小さい入射角で硬貨へ達する。一方、ＨｉｇｈアングルＬＥＤによる照射光は、ＬＥＤ基板の下方に設けられたミラーで反射され、同図に示す「Ｈｉｇｈアングル光軸」のように、硬貨面に対して大きい入射角で硬貨へ達する。
【００３７】
このように、ＬｏｗアングルＬＥＤおよびＨｉｇｈアングルＬＥＤを用いることで、国内の通貨のように模様のエッジが立った硬貨や、ユーロ通貨におけるなだらかな肖像のように模様のエッジが不明確な硬貨を、それぞれ判別することができる。
【００３８】
たとえば、エッジが立った硬貨の場合、ＬｏｗアングルＬＥＤのみを発光させることで、エッジが立った模様を反映したイメージ画像を得ることができる。また、エッジが不明確な硬貨の場合、ＨｉｇｈアングルＬＥＤのみ、または、双方のＬＥＤを発光させることで、エッジが不明確な模様を反映したイメージ画像を得ることができる。
【００３９】
このように、各ＬＥＤによる照射光は、ガラス１３ａを通過して硬貨へ照射される。そして、硬貨による反射光は、再びガラス１３ａを通過してレンズユニット１３ｂへ到達する。レンズユニット１３ｂは、プラスチック製の凸レンズであるレンズ１３ｂａおよびレンズ１３ｂｂを有しており、硬貨による反射光を集光して撮像デバイス１３ｃ上にイメージ画像を結像させる。
【００４０】
なお、カメラ基板上には、上述した温度センサ１１、撮像デバイス１３ｃおよび駆動回路、タイミングセンサ、各ＬＥＤの発光制御回路、制御部１４と通信するためのインタフェースコネクタ等が実装されている。
【００４１】
ここで、タイミングセンサは、フォトトランジスタで構成され、撮像部１３とは反対側の搬送路面に設けられた図示しないＬＥＤからの照射光が、搬送される硬貨によって遮られたことを検出する。そして、タイミングセンサによる検出結果は、各ＬＥＤの発光タイミング、撮像デバイス１３ｃの撮像タイミングを制御するために用いられる。
【００４２】
なお、図４では、温度センサ１１をカメラ基板上に設けた場合について示しているが、ＬＥＤ基板上に設けることとしてもよい。このように、撮像部１３は、プラスチックレンズを用いたレンズユニット１３ｂを備えている。しかし、上記したようにプラスチックレンズのレンズ特性は温度変化の影響を受けやすく、撮像デバイス１３ｃに結像されるイメージ画像の大きさは、図１に示したように変化する。
【００４３】
このため、撮像部１３に設けられた温度センサ１１で硬貨撮像時の温度を取得し、取得した温度を制御部１４へ通知する。そして、温度を通知された制御部１４は、温度変化に応じたイメージ画像の補正処理を行うことになる。
【００４４】
図３の説明に戻り、制御部１４について説明する。制御部１４は、温度センサ１１によって取得された温度および記憶部１５の倍率情報１５ａに基づき、撮像部１３から受け取った硬貨画像（イメージ画像）の補正を行うとともに、補正後の硬貨画像を記憶部１５のテンプレート１５ｂと対比することで硬貨の金種あるいは真偽を判別する処理を行う処理部である。
【００４５】
温度取得部１４ａは、温度センサ１１から絶対温度信号を受け取り、受け取った絶対温度信号を摂氏温度に変換するなどしたうえで倍率決定部１４ｂへ通知する処理を行う処理部である。また、倍率決定部１４ｂは、温度取得部１４ａから受け取った摂氏温度と、記憶部１５の倍率情報１５ａとに基づいて基準温度に対する硬貨画像（イメージ画像）の倍率を決定する処理を行う処理部である。
【００４６】
ここで、倍率決定部１４ｂによって用いられる倍率情報１５ａの例について図５を用いて説明しておく。図５は、倍率情報１５ａの例を示す図である。なお、同図の（１）には、倍率情報１５ａが温度ごとの倍率変動値を含む場合について、同図の（２）には、倍率情報１５ａが温度ごとの補正値（画素値）を含む場合について、それぞれ示している。
【００４７】
図５の（１）に示したように、基準温度との温度差が±０℃である場合には、倍率変動値は０．０％となる。また、基準温度との温度差が＋１０℃である場合、すなわち、温度が基準温度よりも１０℃高い場合には、倍率変動値は＋０．５％となり、以下、温度が１０℃高くなるごとに、倍率変動値は０．５％ずつ増加する。
【００４８】
一方、基準温度との温度差が−１０℃である場合、すなわち、温度が基準温度よりも１０℃低い場合には、倍率変動値は−０．５％となり、以下、温度が１０℃低くなるごとに、倍率変動値は０．５％ずつ減少する。
【００４９】
なお、図５の（１）では、温度ごとの倍率変動値を倍率情報１５ａに含める場合について示したが、倍率変動値に伴う画素数変化をあらかじめ算出しておき、かかる画素数変化を補正値として倍率情報１５ａに含めることとしてもよい。ここで、図５の（２）に示したのは、倍率変動値０．５％が、イメージ画像の１画素に相当する場合の補正値と温度差との関係である。
【００５０】
図５の（２）に示したように、基準温度との温度差が±０℃である場合には、補正値（画素数）は０となる。また、基準温度との温度差が＋１０℃である場合、すなわち、温度が基準温度よりも１０℃高い場合には、補正値は＋１画素となり、以下、温度が１０℃高くなるごとに、補正値は１画素ずつ増加する。
【００５１】
一方、基準温度との温度差が−１０℃である場合、すなわち、温度が基準温度よりも１０℃低い場合には、補正値（画素数）は−１画素となり、以下、温度が１０℃低くなるごとに、補正値は１画素ずつ減少する。
【００５２】
たとえば、５００円硬貨の場合、基準温度におけるイメージ画像の直径が２００画素であるとすると、温度が基準温度よりも１０℃高ければイメージ画像の直径は２０１画素となる。また、温度が基準温度よりも３０℃低い場合には、イメージ画像の直径は１９７画素となる。このように、温度ごとの補正値（画素数）をもつ場合には、硬貨ごとに図５の（２）に示したテーブルを用意することになる。
【００５３】
なお、図５では、倍率情報１５ａが、「基準温度との温度差」項目および「倍率変動値」項目を有する場合（図５の（１）参照）と、「基準温度との温度差」項目および「補正値（画素数）」項目を有する場合（図５の（２）参照）とを、別々に示したが、「基準温度との温度差」項目、「倍率変動値」項目および「補正値（画素値）」項目を含んだ倍率情報１５ａを構成することとしてもよい。この場合についても、「補正値（画素数）」項目については硬貨ごとに用意されることになる。
【００５４】
図３の説明に戻り、制御部１４の説明をつづける。金種仮判定部１４ｃは、磁気センサ１２から検出信号を受け取り、金種の仮判定を行ったうえで、仮判定結果をイメージ径算出部１４ｅへ出力する処理を行う処理部である。たとえば、この金種仮判定部１４ｃは、磁気センサ１２から受け取った検出信号が、５００円硬貨のものに該当する場合には、仮金種判定結果が５００円硬貨である旨をイメージ径算出部１４ｅへ出力する。
【００５５】
画像取得部１４ｄは、撮像部１３から硬貨画像（イメージ画像）を受け取り、受け取ったイメージ画像をイメージ径算出部１４ｅおよび画像切り出し部１４ｇへ出力する処理を行う処理部である。
【００５６】
イメージ径算出部１４ｅは、倍率決定部１４ｂによって決定された倍率（基準温度に対するイメージ画像の倍率）および金種仮判定部１４ｃから受け取った金種仮判定結果に基づいてイメージ画像における硬貨の径（イメージ径）を算出する処理を行う処理部である。なお、このイメージ径算出１４ｅは、算出したイメージ径を判定枠対比部１４ｆへ出力する処理を併せて行う。
【００５７】
ここで、イメージ径算出部１４ｅが行うイメージ径算出処理の詳細な内容について図６および図７を用いて説明しておく。図６は、イメージ径算出処理の概要を示す図であり、図７は、温度変動時におけるイメージ径算出処理を示す図である。なお、図６および図７においては、識別対象硬貨が５００円硬貨である場合について示している。
【００５８】
図６に示すように、５００円硬貨は片寄せ機構によって片寄せされた状態で撮像されているものとする。また、同図には、基準温度におけるイメージ画像６１を示している。同図に示すように、５００円硬貨画像の左端は、搬送路の側面を示す搬送路端（Ｌ）に接している。イメージ径算出部１４ｅは、まず、イメージ画像６１から搬送路端（Ｌ）を検出する処理を行う。たとえば、イメージ径算出部１４ｅは、同図に示すイメージ画像６１の左端からサーチを開始し、搬送路端（Ｌ）を検出する。
【００５９】
つづいて、イメージ径算出部１４ｅは、同図に示す硬貨右端（Ｒ）を検出する処理を行う。具体的には、金種仮判定部１４ｃからの仮金種判定結果に基づき、硬貨右端検出開始ポイント（Ｒｓ）および硬貨右端検出終了ポイント（Ｒｅ）を決定し、ＲｓからＲｅへ向けてスキャン処理を行うことで、硬貨右端（Ｒ）を検出する。そして、搬送路端（Ｌ）と硬貨右端（Ｒ）との距離をイメージ径として算出する。
【００６０】
なお、同図に示したイメージ画像６１は、基準温度に対応するものであるが、温度が変化した場合には、各温度に対応する倍率（図５の（１）参照）に基づいてＬ（搬送路端）、Ｒｓ（硬貨右端検出開始ポイント）およびＲｅ（硬貨右端検出終了ポイント）を変化させる。
【００６１】
次に、図７について説明する。図７の「基準温度（調整時温度）」には、比較のために図６と同様の図を示しており、同図の（Ａ）には、温度が基準温度よりも３０℃低い場合について、同図の（Ｂ）には、温度が基準温度よりも３０℃高い場合について、それぞれ示している。なお、同図の（Ａ）および（Ｂ）には、基準温度における硬貨画像７の大きさを参考のため破線で示している。
【００６２】
同図の（Ａ）に示したように、温度が基準温度よりも３０℃低い場合には、図５の（１）によれば、基準温度と比してイメージ画像の倍率は１．５％低いものとなる。このため、イメージ径算出部１４ｅは、基準温度におけるイメージ画像の中心位置と、イメージ画像の中心位置とを合わせたうえで、搬送路端Ｌ（Ａ）を、基準温度における搬送路端Ｌよりも、０．７５％（１．５％÷２）だけ中心位置へ向けて移動させる。
【００６３】
また、硬貨右端検出開始ポイントＲｓ（Ａ）および硬貨右端検出終了ポイントＲｅ（Ａ）についても、基準温度におけるＲｓおよびＲｅよりも、０．７５％（１．５％÷２）だけ中心位置へ向けて移動させる。そして、検出した硬貨右端Ｒ（Ａ）と搬送路端Ｌ（Ａ）との距離をイメージ径（Ａ）として算出する。つづいて、算出されたイメージ径（Ａ）を、１００％／（１００％−１．５％）倍することで、最終的なイメージ径を算出する。
【００６４】
一方、同図の（Ｂ）に示したように、温度が基準温度よりも３０℃高い場合には、図５の（１）によれば、基準温度と比してイメージ画像の倍率は１．５％高いものとなる。このため、イメージ径算出部１４ｅは、基準温度におけるイメージ画像の中心位置と、イメージ画像の中心位置とを合わせたうえで、搬送路端Ｌ（Ｂ）を、基準温度における搬送路端Ｌよりも、０．７５％（１．５％÷２）だけ中心位置から遠ざける方向へ移動させる。
【００６５】
また、硬貨右端検出開始ポイントＲｓ（Ｂ）および硬貨右端検出終了ポイントＲｅ（Ｂ）についても、基準温度におけるＲｓおよびＲｅよりも、０．７５％（１．５％÷２）だけ中心位置から遠ざける方向へ移動させる。そして、検出した硬貨右端Ｒ（Ｂ）と搬送路端Ｌ（Ｂ）との距離をイメージ径（Ｂ）として算出する。つづいて、算出されたイメージ径（Ｂ）を、１００％／（１００％＋１．５％）倍することで、最終的なイメージ径を算出する。
【００６６】
図３の説明に戻り、判定枠対比部１４ｆについて説明する。判定枠対比部１４ｆは、イメージ径算出部１４ｅから受け取ったイメージ径と、所定の硬貨がとるべき径の範囲を示す判定枠とを対比する処理を行う処理部である。なお、イメージ径算出部１４ｅから受け取るイメージ径は、温度変化に伴う倍率補正後のイメージ径である。また、判定枠は、硬貨ごとに用意されるものとする。また、この判定枠対比部１４ｆは、対比結果を判別部１４ｈへ出力する処理を併せて行う。
【００６７】
画像切り出し部１４ｇは、倍率決定部１４ｂによって決定された倍率（基準温度に対するイメージ画像の倍率）に基づき、画像取得部１４ｄから受け取ったイメージ画像から硬貨判別用の部分画像を切り出す処理を行う処理部である。また、この画像切り出し部１４ｇは、切り出した部分画像を極座標変換したうえで判別部１４ｈへ出力する処理を併せて行う。
【００６８】
ここで、画像切り出し部１４ｇが行う極座標変換および画像切り出し処理について図８を用いて説明しておく。図８は、極座標変換および画像切り出し処理を示す図である。なお、同図の（１）には、一般的な極座標変換について、同図の（２）には、画像切り出し処理の概要について、それぞれ示している。
【００６９】
図８の（１）に示した円は、イメージ画像における硬貨をあらわしている。同図に示すように、硬貨中心を原点としたうえで、硬貨内の所定の点と原点との距離をρ、原点および所定の点を結んだ直線とｘ軸とがなす角度をθとする極座標変換を行うと、同図の右側に示したρ軸／θ軸からなる矩形領域（同図の斜線を付した矩形参照）が得られる。
【００７０】
ここで、画像切り出し部１４ｇは、硬貨判別に有効な領域を抽出するために、同図の（２）に示したように、切り出し画像の内径（ρｉ）および外径（ρｏ）を指定する。そして、内径（ρｉ）と外径（ρｏ）とで挟まれた領域（同図の斜線を付したドーナツ状の領域参照）について極座標変換を行うと、同図の右側に示したように、ρｉを始点、ρｏを終点とする矩形領域（同図の斜線を付した矩形領域参照）が得られる。
【００７１】
ここで、画像切り出し部１４ｇは、倍率決定部１４ｂによって決定された倍率（基準温度に対するイメージ画像の倍率）に応じて同図に示すρｏを変動させる。なお、ρｉについては、硬貨判別に対する影響が小さいため、変動させないが、このρｉについても変動させることとしてもよい。
【００７２】
ここで、画像切り出し部１４ｇが画像切り出しに用いる倍率情報１５ａの例について図９を用いて説明しておく。図９は、画像切り出しに用いる倍率情報１５ａの一例を示す図である。同図に示した倍率情報１５ａでは、基準温度との温度差に応じてρｏが変動している。なお、同図に示す切出し外径（ρｏ）は、基準温度、すなわち、温度差±０℃で８０画素であり、倍率変動値に応じて算出されたものである。また、同図に示した倍率情報１５ａは、５００円硬貨に対応するものである。
【００７３】
具体的には、各温度におけるρｏは、「８０画素（温度差±０℃における切出し外径）」×（１００＋倍率変動値／２）で算出される値を四捨五入することによって得られる。なお、同図に示すように、切出し内径（ρｉ）については、温度変化に関わらず１６画素に固定されている。このように、画像切り出し部１４ｇは、倍率決定部１４ｂによって決定された倍率（基準温度に対するイメージ画像の倍率）に応じて、切出し外径（ρｏ）を変化させる。
【００７４】
図３の説明に戻り、判別部１４ｈについて説明する。判別部１４ｈは、画像切り出し部１４ｇから受け取った部分画像と、記憶部１５のテンプレート１５ｂとを対比することで硬貨の金種あるいは真偽を判別するとともに、かかる判別結果と、判定枠対比部１４ｆから受け取った外径の判定結果とを用いて最終的な硬貨判別を行う処理を行う処理部である。
【００７５】
ここで、テンプレート１５ｂは、極座標変換されたテンプレートであって、硬貨ごとに用意されている。判別部１４ｈは、各テンプレートと、画像切り出し部１４ｇから受け取った部分画像を対比し、たとえば、両者の一致度を数値化するなどして、所定の基準値を上回った場合に、部分画像の金種を当該テンプレートに対応する金種であると判定する。また、該当するテンプレートがない場合には、判別対象硬貨を偽貨であると判定する。
【００７６】
記憶部１５は、メモリやハードディスクドライブといった記憶デバイスで構成される記憶部であり、倍率情報１５ａおよびテンプレート１５ｂを記憶する。なお、倍率情報１５ａについては、図５や図９を用いて既に説明し、テンプレート１５ｂについては、判別部１４ｈの説明と併せて行ったので、ここでの説明を省略する。
【００７７】
次に、倍率決定部１４ｂが行う倍率決定処理の処理手順について図１０を用いて説明する。図１０は、倍率決定処理の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、倍率決定部１４ｂは、温度取得部１４ａからの温度を入力したならば（ステップＳ１０１）、入力された温度を用いて倍率情報１５ａを検索する（ステップＳ１０２）。そして、基準温度におけるイメージ画像の大きさに対する倍率、または、倍率変動に対応する画素数をあらわす補正値を出力し（ステップＳ１０３）、処理を終了する。
【００７８】
次に、イメージ径算出部１４ｅおよび判定枠対比部１４ｆが行うイメージ径算出処理および判定枠対比処理の処理手順について図１１を用いて説明する。図１１は、イメージ径算出処理および判定枠対比処理の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、イメージ径算出部１４ｅは、倍率決定部１４ｂが決定した補正値（図５の（２）参照）を入力したならば（ステップＳ２０１）、搬送路端（硬貨の左端）を検出する（ステップＳ２０２）。
【００７９】
そして、金種仮判定部１４ｃから受け取った仮金種および倍率決定部１４ｂから受け取った倍率に基づいて右端検索開始位置および右端検索終了位置を決定する（ステップＳ２０３）。つづいて、右端検索開始位置および右端検索終了位置を使用して硬貨の右端を検出する（ステップＳ２０４）。
【００８０】
そして、イメージ径算出部１４ｅは、検出した左端および右端に基づいてイメージ径を取得し（ステップＳ２０５）、イメージ径からステップＳ２０１で入力した補正値を差し引く（ステップＳ２０６）。判定枠対比部１４ｆは、このようにして算出された補正後のイメージ径を判定枠と対比し（ステップＳ２０７）、処理を終了する。
【００８１】
次に、画像切り出し部１４ｇおよび判別部１４ｈが行う画像切り出し処理および判別処理の処理手順について図１２を用いて説明する。図１２は、画像切り出し処理の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、画像切り出し部１４ｇは、温度取得部１４ａからの温度を入力したならば（ステップＳ３０１）、倍率決定部１４ｂから通知された倍率に基づいて切り出し外径（図８の（２）におけるρｏ参照）を決定する（ステップＳ３０２）。
【００８２】
つづいて、画像切り出し部１４ｇは、決定した外径および内径（固定値）の範囲で部分画像を切り出し（ステップＳ３０３）、切り出した部分画像を極座標変換する（ステップＳ３０４）。そして、判別部１４ｈは、極座標変換された部分画像とテンプレート１５ｂとを照合し（ステップＳ３０５）、処理を終了する。
【００８３】
なお、これまでは、基準温度との温度差に基づいて変動するイメージ画像の倍率を補正する場合について説明してきたが、図４に示したＬＥＤ（ＬｏｗアングルＬＥＤおよびＨｉｇｈアングルＬＥＤ）の発光時間を、温度差に基づいて補正することとしてもよい。
【００８４】
図１３は、ＬＥＤ発光時間補正に用いる倍率情報１５ａの一例を示す図である。なお、図１３に示した倍率情報１５ａは、図５や図９に示した倍率情報１５ａとともに記憶部１５に記憶される。また、図１３におけるＬＥＤ発光時間補正値の単位は、μｓ（マイクロ秒）であるものとする。
【００８５】
同図に示したように、基準温度との温度差が±０℃である場合には、ＬＥＤ発光時間補正値は０となる。また、基準温度との温度差が＋１０℃である場合、すなわち、温度が基準温度よりも１０℃高い場合には、ＬＥＤ発光時間補正値は＋５となり、以下、温度が１０℃高くなるごとに、ＬＥＤ発光時間補正値は５ずつ増加する。
【００８６】
一方、基準温度との温度差が−１０℃である場合、すなわち、温度が基準温度よりも１０℃低い場合には、ＬＥＤ発光時間補正値は−５となり、以下、温度が１０℃低くなるごとに、ＬＥＤ発光時間補正値は５ずつ減少する。
【００８７】
このように、温度変動に応じてＬＥＤの発光時間を補正することで、温度上昇に伴って発光量が減少するＬＥＤの特性を、発光時間を増加させることで補うことが可能となる。したがって、温度変動がある場合であっても、硬貨に対する照射光を安定して一定に保つことができる。
【００８８】
上述してきたように、本実施例では、撮像部が、反射光をレンズユニットによって集光することで硬貨画像を取得し、温度センサが、硬貨画像が取得された際の温度を示す取得時温度を検出し、レンズユニットの温度特性に起因する硬貨画像の倍率変動について、取得時温度と基準温度に対する倍率との関係を示す倍率情報を記憶部に対してあらかじめ記憶させ、イメージ径算出部および画像切り出し部が、検出された取得時温度および倍率情報に基づいて硬貨画像を補正するように硬貨識別装置を構成したので、プラスチックレンズのように温度変化に伴う特性変化が大きいレンズを用いた場合であっても、温度変化に対して安定な硬貨識別を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上のように、本発明に係る硬貨識別方法および硬貨識別装置は、温度変化に対して安定な硬貨識別を行いたい場合に有用であり、特に、プラスチックレンズのように温度変化によってレンズ特性が変化しやすいレンズを用いた場合の硬貨識別に適している。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本実施例に係る硬貨識別装置のレンズ特性および処理概要を示す図である。
【図２】本実施例に係る硬貨識別装置の配置例を示す図である。
【図３】本実施例に係る硬貨識別装置の構成を示すブロック図である。
【図４】撮像部の構成例を示す図である。
【図５】倍率情報の例を示す図である。
【図６】イメージ径算出処理の概要を示す図である。
【図７】温度変動時におけるイメージ径算出処理を示す図である。
【図８】極座標変換および画像切り出し処理を示す図である。
【図９】画像切り出しに用いる倍率情報の一例を示す図である。
【図１０】倍率決定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】イメージ径算出処理および判定枠対比処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】画像切り出し処理および判別処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】ＬＥＤ発光時間補正に用いる倍率情報の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０    硬貨識別装置
１１    温度センサ
１２    磁気センサ
１３    撮像部
１３ａ  ガラス
１３ｂ  レンズユニット
１３ｂａ、１３ｂｂ  プラスチックレンズ
１３ｃ  撮像デバイス
１４    制御部
１４ａ  温度取得部
１４ｂ  倍率決定部
１４ｃ  金種仮判定部
１４ｄ  画像取得部
１４ｅ  イメージ径算出部
１４ｆ  判定枠対比部
１４ｇ  画像切り出し部
１４ｈ  判別部
１５    記憶部
１５ａ  倍率情報
１５ｂ  テンプレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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