(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されている硬貨の一方の面に向けて、光を発する発光手段と、前記発光手段から発せられ、前記硬貨の一方の面により反射された光を光電的に受光し、前記硬貨の一方の面の画像パターンデータを生成するラインセンサと、金種毎の硬貨の基準データを記憶する基準データ記憶手段と、前記ラインセンサにより生成された前記硬貨の一方の面の画像パターンデータに基づき、前記硬貨の径を求め、前記基準データ記憶手段に記憶されている金種毎の硬貨の基準径データと比較して、前記硬貨の金種を第一次的に決定する第一の金種決定手段と、前記第一の金種決定手段によって決定された前記硬貨の金種の基準パターンデータを前記基準データ記憶手段から読み出し、前記硬貨の一方の面の画像パターンデータと比較して、前記硬貨の金種を最終的に決定する金種判別手段を備え、前記発光手段が複数の発光素子を有し、少なくも７０％の前記発光素子が、前記ラインセンサと交差する基準硬貨の各周縁部と前記基準硬貨の中心を結ぶ直線上で、かつ、前記基準硬貨の中心から距離が等しい位置に設けられていることを特徴とする硬貨判別装置。
【請求項２】
少なくも８０％の前記発光素子が、前記ラインセンサと交差する前記基準硬貨の各周縁部と前記基準硬貨の中心を結ぶ直線上で、かつ、前記基準硬貨の中心から距離が等しい位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の硬貨判別装置。
【請求項３】
さらに、硬貨の磁気的性質を検出する磁気センサと、前記磁気センサが検出した前記硬貨の磁気的性質に基づいて、前記硬貨の金種を決定する第二金種決定手段を備え、前記金種判別手段が、制御第一金種決定手段が決定した前記硬貨の金種と前記第二金種決定手段が決定した前記硬貨の金種とが一致しないときは、前記硬貨を受け入れ不能硬貨と判別することを特徴とする請求項１または２に記載の硬貨判別装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬貨判別装置に関するものであり、さらに詳細には、硬貨の表面パターンを光学的に検出して、硬貨が受け入れ可能か否かおよび硬貨の金種の判別をおこなう硬貨判別装置に関するものである。
【従来の技術】
硬貨が受け入れ可能か否か、すなわち、硬貨の真偽および流通硬貨か否かならびに硬貨の金種を判別するため、従来は、硬貨の径、材質、厚みなどを検出していたが、近年、判別精度を高めるために、さらに、硬貨の表面パターンを光学的に検出して、硬貨を判別する硬貨判別装置が提案されている。
たとえば、特開平８−３６６６１号公報は、ＣＣＤエリアセンサを用いて、硬貨の表面パターンを光学的に検出して、基準パターンと比較することにより、硬貨の金種および硬貨が受け入れ可能か否かを判別する硬貨判別装置を提案している。
しかしながら、このように、ＣＣＤエリアセンサを用いて、硬貨の表面パターンを検出し、硬貨を判別する場合には、装置が大型化し、また、コストが高くなるという問題があった。
【発明が解決しようとする課題】
また、ラインセンサの側方に、発光素子を円環状に配置し、硬貨から反射された反射光を、ラインセンサによって検出して、硬貨の径を検出するとともに、硬貨の表面パターンを検出し、硬貨の径に基づいて、硬貨の金種を第一次的に決定し、メモリに記憶されている対応する金種の硬貨の基準表面パターンを読み出して、ラインセンサが検出した硬貨の表面パターンと比較して、硬貨を判別するように、硬貨判別装置を構成することも考えられる。
しかしながら、かかる硬貨判別装置においては、硬貨の各周縁部と発光素子との関係が一定ではないため、硬貨の表面パターンデータを精度良く生成することが困難であり、したがって、硬貨の径に基づいて、硬貨の金種を精度良く判別して、硬貨の表面パターンデータと対比すべき基準表面パターンデータを精度良く選択することが困難であるとともに、硬貨の表面パターンに基づき、精度良く、硬貨が受け入れ可能か否かおよび硬貨の金種を判別することができないという問題があった。
したがって、本発明は、精度良く、硬貨を判別することのできるコンパクトでかつ低コストの硬貨判別装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
本発明のかかる目的は、搬送されている硬貨の一方の面に向けて、光を発する発光手段と、前記発光手段から発せられ、前記硬貨の一方の面により反射された光を光電的に受光し、前記硬貨の一方の面の画像パターンデータを生成するラインセンサと、金種毎の硬貨の基準データを記憶する基準データ記憶手段と、前記ラインセンサにより生成された前記硬貨の一方の面の画像パターンデータに基づき、前記硬貨の径を求め、前記基準データ記憶手段に記憶されている金種毎の硬貨の基準径データと比較して、前記硬貨の金種を第一次的に決定する第一の金種決定手段と、前記第一の金種決定手段によって決定された前記硬貨の金種の基準パターンデータを前記基準データ記憶手段から読み出し、前記硬貨の一方の面の画像パターンデータと比較して、前記硬貨の金種を最終的に決定する金種判別手段を備え、前記発光手段が複数の発光素子を有し、少なくも７０％の前記発光素子が、前記ラインセンサと交差する基準硬貨の各周縁部と前記基準硬貨の中心を結ぶ直線上で、かつ、前記基準硬貨の中心から距離の等しい位置に設けられた硬貨判別装置によって達成される。
本発明において、基準硬貨とは、処理すべき硬貨の径を平均した径を有する硬貨や、処理すべき硬貨のうち、中間的な径を有する硬貨など、処理すべき硬貨の径のうちで、標準的な径を有する実在する硬貨ないし仮想的な硬貨をいうものとする。
本発明によれば、少なくも７０％の発光素子が、ラインセンサと交差する標準的な径を有する基準硬貨の各周縁部と基準硬貨の中心を結ぶ直線上で、かつ、基準硬貨の中心から距離が等しい位置に設けられているから、複数の発光素子から、硬貨の各周縁部にほぼ同一条件で、光を照射することができ、したがって、ラインセンサによって、硬貨の鮮明な画像を生成することができるから、硬貨の径に基づいて、硬貨の金種を精度良く判別することが可能となるとともに、硬貨の画像パターンデータと基準パターンデータとを、パターンマッチングすることによって、精度良く、硬貨の金種を判別することが可能になる。
本発明の好ましい実施態様においては、少なくも８０％の前記発光素子が、前記ラインセンサと交差する前記基準硬貨の各周縁部と前記基準硬貨の中心を結ぶ直線上で、かつ、前記基準硬貨の中心から距離が等しい位置に設けられている。
本発明の好ましい実施態様によれば、複数の発光素子から、硬貨の各周縁部により同一に近い条件で、光を照射することができ、したがって、ラインセンサによって、硬貨の鮮明な画像を生成することができるから、硬貨の径に基づいて、硬貨の金種を精度良く判別することが可能となるとともに、硬貨の画像パターンデータと基準パターンデータとを、パターンマッチングすることによって、精度良く、硬貨の金種を判別することが可能になる。
本発明のさらに好ましい実施態様においては、さらに、硬貨の磁気的性質を検出する磁気センサと、前記磁気センサが検出した前記硬貨の磁気的性質に基づいて、前記硬貨の金種を決定する第二金種決定手段を備え、前記金種判別手段が、制御第一金種決定手段が決定した前記硬貨の金種と前記第二金種決定手段が決定した前記硬貨の金種とが一致しないときは、前記硬貨を受け入れ不能硬貨と判別するように構成されている。
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、さらに、硬貨の磁気的性質に基づき、硬貨の金種を判別しているので、硬貨の判別精度をより一層向上させることが可能となる。
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。
図１は、本発明の実施態様にかかる硬貨判別装置の略正面図である。
図１に示されるように、硬貨１が搬送される硬貨通路２には、光が透過可能なガラス、アクリル樹脂などからなる透明材料により形成された透明通路部３が設けられている。
硬貨１は、搬送ベルト４により、一対のガイドレール（図示せず）に沿って、矢印Ａの方向に、硬貨通路２内を透明通路部３に送られる。硬貨１の搬送方向に対して、透明通路部３の上流側には、硬貨１の磁気的性質を検出する一対の磁気センサ６、６が設けられている。透明通路部３の部分では、硬貨１は、搬送ベルト４により透明通路部３の上面に押し付けられつつ、搬送されるように構成されている。透明通路部３の下方には、透明通路部３を通過する硬貨１に光を照射する発光手段７が設けられ、さらに、その下方には、発光手段７から発せられ、硬貨１により反射された光を受光し、硬貨１の表面パターンデータを生成するラインセンサ８と、発光手段７から発せられ、硬貨１により反射された光をラインセンサ８に集光するセルフォックレンズ９が設けられている。
図２は、発光手段７の配置を示す略平面図である。
図２に示されるように、発光手段７は、ラインセンサ８の中心を中心として、ほぼ楕円状に配置された多数のＬＥＤなどの発光素子１０を備えている。各発光素子１０は、光軸が、水平方向に対して、小さな角度をなし、透明通路部３の中心部を中心とした楕円の中心軸上の所定の点を向くように配置されており、透明通路部３上を通過する硬貨１に、浅い角度で光を照射可能なように構成されている。
各発光素子１０は、硬貨１の各周縁部がラインセンサ８と交差する点と硬貨１の中心を結ぶ直線上に位置する発光素子１０の距離関係が等しくなるように配置されている。
図３は、発光素子１０の配置方法を説明する略平面図である。
図３に示されるように、硬貨１の中心を通り、硬貨１の搬送方向と平行な直線（以下、中心線という。）に対して、線対称の位置にあるラインセンサ８と交差する硬貨１の周縁部Ａ、Ａと硬貨１の中心を結ぶ直線上に位置する一対の発光素子１０ａ、１０ａは、硬貨１の中心から距離Ｌの位置に設けられ、中心線に対して、線対称に位置するラインセンサ８と交差する硬貨１の周縁部Ｂ、Ｂと硬貨１の中心を結ぶ直線上に位置する一対の発光素子１０ｂ、１０ｂは、硬貨１の中心から距離Ｌの位置に設けられている。同様に、中心線に対して、線対称に位置するラインセンサ８と交差する硬貨１の周縁部Ｃ、Ｃと硬貨１の中心を結ぶ直線上に位置する一対の発光素子１０ｃ、１０ｃは、硬貨１の中心から距離Ｌの位置に設けられ、中心線に対して、線対称に位置するラインセンサ８と交差する硬貨１の周縁部Ｄ、Ｄと硬貨１の中心を結ぶ直線上に位置する一対の発光素子１０ｄ、１０ｄは、硬貨１の中心から距離Ｌの位置に設けられている。図２に示される発光素子１０は、このようにして、その位置が決定されて配置されたものであり、発光素子１０は、ラインセンサ８の中心を中心として、ほぼ楕円状に配置されることになる。
このように、ラインセンサ８と交差する硬貨１の各周縁部と硬貨１の中心を結ぶ直線上に位置する各発光素子１０を、硬貨１の中心から等しい距離Ｌの位置に設けることによって、発光素子１０から、硬貨１の各周縁部に同一条件で、光を照射することができ、ラインセンサ８によって、硬貨１の鮮明な画像を生成することが可能になる。
ここに、硬貨１の径が異なると、硬貨１のある周縁部がラインセンサ８と交差した際、硬貨１のその周縁部と硬貨１の中心を結ぶ直線は異なったものとなるので、本実施態様においては、処理すべき硬貨１の径の平均を算出し、ラインセンサ８と交差する平均径を有する仮想的な硬貨を、発光素子の配置を決定するための基準硬貨として用い、基準硬貨の各周縁部と基準硬貨の中心を結ぶ直線上に、各発光素子１０を、基準硬貨の中心から等しい距離Ｌの位置に設けることとしている。
図４は、本発明の実施態様にかかる硬貨判別装置の検出系および判別系を示すブロックダイアグラムである。
図４に示されるように、硬貨判別装置の検出系は、一対の磁気センサ６、６およびラインセンサ８を備えている。
図４に示されるように、硬貨判別装置の判別系は、各金種の硬貨の基準磁気データ、基準磁気データ、基準径データおよび基準表面パターンデータを記憶する基準データメモリ２０と、磁気センサ６、６の検出した硬貨１の磁気データと、基準データメモリ２０に記憶された各金種の硬貨の基準磁気データを比較して、硬貨１の金種を決定する第一金種決定手段２１と、発光手段７から発せられ、硬貨１によって反射された光を、ラインセンサ８が光電的に検出して生成した硬貨１のアナログパターンデータをディジタル化するＡ／Ｄコンバータ２２と、Ａ／Ｄコンバータ２２によってディジタル化された硬貨１のパターンデータに基づき、硬貨１の径データを生成する径データ生成手段２３と、径データ生成手段２３によって生成された硬貨１の径データと、基準データメモリ２０に記憶された各金種の硬貨の基準径データを比較して、硬貨１の金種を決定する第二金種決定手段２４と、Ａ／Ｄコンバータ２２によってディジタル化された硬貨１のパターンデータに基づいて、硬貨１の表面パターンデータを生成するパターンデータ生成手段２５と、第一金種決定手段２１から入力された金種決定信号と第二金種決定手段２３から入力された金種決定信号とに基づき、硬貨１の金種を決定して、基準データメモリ２０から、決定された金種の硬貨の基準表面パターンデータを読み出し、パターンデータ生成手段２５から入力された硬貨１の表面パターンデータと比較して、硬貨１の金種を最終的に判別する金種判別手段２６とを備えている。
以上のように構成された本発明の実施態様にかかる硬貨判別装置は、以下のようにして、硬貨１が受け入れ可能か否か、硬貨１が受け入れ可能なときは、その金種を判別する。
硬貨１は、搬送ベルト４により、一対のガイドレール（図示せず）に沿って、矢印Ａの方向に、硬貨通路２内を透明通路部３に向けて、送られ、透明通路部３の上流側に設けられた一対の磁気センサ６、６によって、硬貨１の磁気的性質が検出される。
硬貨１の磁気的性質を検出すると、磁気センサ６、６は検出信号を、第一金種決定手段２１に出力する。第一金種決定手段２１は、磁気センサ６、６から入力された硬貨１の磁気データを、基準データメモリ２０に記憶された各金種の硬貨の基準磁気データと比較して、硬貨１の金種を決定し、金種決定信号を、金種判別手段２６に出力する。
硬貨１が透明通路部３に達すると、硬貨１に発光手段７の各発光素子１０から発せられた光が照射される。各発光素子１０から発せられ、硬貨１によって反射された反射光は、セルフォックレンズ９によって、ラインセンサ８の光電面に集光される。
ラインセンサ８は、各発光素子１０から発せられ、硬貨１によって反射された反射光を光電的に検出し、硬貨１のアナログパターンデータを生成する。
本実施態様においては、ラインセンサ８と交差する基準硬貨の各周縁部と基準硬貨の中心を結ぶ直線上に位置する各発光素子１０が、基準硬貨の中心から距離Ｌの位置に設けられており、したがって、発光素子１０から、硬貨１の各周縁部にほぼ同一条件で、光を照射することができ、ラインセンサ８によって、硬貨１の鮮明な画像を生成することが可能になる。
ラインセンサ８によって生成された硬貨１のアナログパターンデータは、Ａ／Ｄコンバータ２２に入力され、ディジタル化されて、硬貨１の表面パターンデータが生成される。Ａ／Ｄコンバータ２２によってディジタル化された硬貨１の表面パターンデータは、径データ生成手段２３に入力され、硬貨１の径データが生成されて、第二金種決定手段２４に出力される。
第二金種決定手段２４は、基準データメモリ２０に記憶された各金種の硬貨の基準径データを読み出し、径データ生成手段２３によって生成された硬貨１の径データと比較して、硬貨１の金種を決定し、金種決定信号を、金種判別手段２６に出力する。本実施態様においては、ラインセンサ８と交差する基準硬貨の各周縁部と基準硬貨の中心を結ぶ直線上に位置する各発光素子１０が、基準硬貨の中心から等しい距離Ｌの位置に設けられており、発光素子１０から、硬貨１の各周縁部にほぼ同一条件で、光が照射されるから、ラインセンサ８によって、硬貨１の鮮明な画像を生成することができ、したがって、硬貨１の径データに基づき、第二金種決定手段２４によって、精度良く、硬貨１の金種を決定することが可能となる。
他方、Ａ／Ｄコンバータ２２によってディジタル化された硬貨１の表面パターンデータは、パターンデータ生成手段２５にも出力され、パターンデータ生成手段２５は、Ａ／Ｄコンバータ２２によってディジタル化された硬貨１の表面パターンデータに基づき、硬貨１の表面パターンデータを生成し、金種判別手段２６に出力する。
金種判別手段２６は、第一金種決定手段２１から入力された金種決定信号と第二金種決定手段２４から入力された金種決定信号とを比較し、両者が決定した硬貨１の金種が一致していないときは、硬貨１を受け入れ不能硬貨と判別し、表示手段（図示せず）に、受け入れ不能硬貨検出信号を出力し、受け入れ不能硬貨が検出された旨を表示させる。
これに対して、第一金種決定手段２１から入力された金種決定信号と第二金種決定手段２４から入力された金種決定信号とが一致しているときは、金種判別手段２６は、硬貨１は受け入れ可能硬貨であると判別し、第一金種決定手段２１および第二金種決定手段２４により決定された硬貨１の金種に対応する金種の基準表面パターンデータを基準データメモリ２０から読み出し、パターンマッチングによって、パターンデータ生成手段２５から入力された硬貨１の表面パターンデータと比較し、硬貨１の金種を最終的に判別する。本実施態様においては、ラインセンサ８と交差する基準硬貨の各周縁部と基準硬貨の中心を結ぶ直線上に位置する各発光素子１０が、基準硬貨の中心から等しい距離Ｌの位置に設けられており、発光素子１０から、硬貨１の各周縁部にほぼ同一条件で、光を照射することができるから、ラインセンサ８によって、硬貨１の鮮明な画像を生成することが可能になり、したがって、硬貨１の表面パターンデータと基準表面パターンデータとを、パターンマッチングすることによって、精度良く、硬貨１の金種を判別することが可能となる。
ここに、パターンデータ生成手段２５によって生成された硬貨１の表面パターンデータと基準表面パターンデータとのパターンマッチングにあたっては、特開平８−３６６６１号公報（米国特許第５，５３８，１２３号明細書）に開示された方法を好ましく用いることができる。
受け入れ可能と判別された硬貨と受け入れ不能と判別された硬貨は、別個に回収される。
本実施態様によれば、ラインセンサ８と交差する基準硬貨の各周縁部と基準硬貨の中心を結ぶ直線上に位置する各発光素子１０が、基準硬貨の中心から等しい距離Ｌの位置に設けられているから、発光素子１０から、硬貨１の各周縁部にほぼ同一条件で、光を照射することが可能になる。したがって、ラインセンサ８によって、硬貨１の鮮明な画像を生成することができるから、硬貨１の径に基づいて、硬貨１の金種を精度良く判別することが可能となるとともに、パターンデータ生成手段２５によって生成された硬貨１の表面パターンデータと基準表面パターンデータとを、パターンマッチングすることによって、精度良く、硬貨１の金種を判別することが可能になる。
図５は、本発明の別の実施態様にかかる硬貨判別装置の発光素子１０の配置を示す略平面図である。
図５に示されるように、本実施態様においては、ラインセンサ８の両端部近傍の４つの発光素子１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈは、ラインセンサ８と交差する仮想的な基準硬貨の各周縁部と仮想的な基準硬貨の中心を結ぶ直線上には位置しているが、仮想的な基準硬貨の中心から距離が他の発光素子１０と仮想的な基準硬貨の中心から距離Ｌよりも大きい位置に設けられている。これは、ラインセンサ８の両端部近傍に、数多くの発光素子１０が集中するため、設計上、４つの発光素子１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈを、所望の位置とは異なった位置に設けたものである。
ここに、少なくも７０％の発光素子１０が、ラインセンサ８と交差する基準硬貨の各周縁部と基準硬貨の中心を結ぶ直線上で、かつ、基準硬貨の中心から等しい距離Ｌの位置に設けられていれば、硬貨１の鮮明な画像を得ることのでき、少なくとも８０％の発光素子１０が、ラインセンサ８と交差する基準硬貨の各周縁部と基準硬貨の中心を結ぶ直線上で、かつ、基準硬貨３０の中心から等しい距離Ｌの位置に設けられていると好ましいことが、実験的に確認されている。
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることがいうまでもない。
たとえば、前記実施態様においては、透明通路部３の上流側に、一対の磁気センサ６、６を設け、磁気センサ６、６の検出した硬貨１の磁気データに基づき、第一金種決定手段２１によって、硬貨１の金種を決定し、硬貨１の径に基づき、第二金種決定手段２４によって決定された硬貨１の金種と一致しないときは、硬貨１は受け入れ不能であると判別しているが、磁気センサ６、６を透明通路部３の下流側に設け、まず、硬貨１の径と表面パターンに基づいて、硬貨１の金種を判別し、ついで、磁気センサ６、６によって、硬貨１の磁気的性質を検出して、硬貨１の金種を判別し、判別結果が一致しないときに、硬貨１は受け入れ不能であると判別するようにしてもよい。
また、前記実施態様においては、処理すべき硬貨１の径の平均径を有する仮想的な硬貨を基準硬貨として用いて、発光素子１０を配置しているが、処理すべき硬貨の径のうちの標準的な径の硬貨を基準硬貨として用いて、発光素子１０を配置すればよく、処理すべき硬貨１の径の平均径を有する仮想的な硬貨に代えて、処理すべき硬貨のうちの中間の径を有する硬貨を基準硬貨として、発光素子１０を配置するようにしてもよい。
さらに、本明細書において、手段とは、必ずしも物理的手段を意味するものではなく、各手段の機能が、ソフトウエアによって実現される場合も包含する。また、一つの手段の機能が二以上の物理的手段により実現されても、二以上の手段の機能が一つの物理的手段により実現されてもよい。
【発明の効果】
本発明によれば、精度良く、硬貨を判別することのできるコンパクトでかつ低コストの硬貨判別装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施態様にかかる硬貨判別装置の略正面図である。
【図２】図２は、発光手段の配置を示す略平面図である。
【図３】図３は、発光素子の配置方法を説明する略平面図である。
【図４】図４は、本発明の実施態様にかかる硬貨判別装置の検出系および判別系を示すブロックダイアグラムである。
【図５】図５は、本発明の別の実施態様にかかる硬貨判別装置の発光素子の配置を示す略平面図である。
【符号の説明】
１  硬貨
２  硬貨通路
３  透明通路部
４  搬送ベルト
６  磁気センサ
７  発光手段
８  ラインセンサ
９  セルフォックレンズ
１０  発光素子
２０  基準データメモリ
２１  第一金種決定手段
２２  Ａ／Ｄコンバータ
２３  径データ生成手段
２４  第二金種決定手段
２５  パターンデータ生成手段
２６  金種判別手段
【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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