(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、光を発する光源と、前記光源から発せられ、前記硬貨によって反射された光を受光する反射光センサと、搬送されている前記硬貨の磁気的性質を検出する磁気センサ手段と、前記硬貨の搬送方向に対して、前記光源および前記磁気センサの下流側に設けられ、搬送されている前記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と、前記反射光センサが受光した前記硬貨の反射光の光量および前記磁気センサ手段が検出した前記硬貨の磁気的性質にしたがって、前記センサが受光する前記硬貨の一方の面により反射された光の光量を制御する受光光量制御手段を備えたことを特徴とする硬貨判別装置。
【請求項２】
前記受光光量制御手段が、前記反射光センサが受光した前記硬貨の反射光の光量および前記磁気センサ手段が検出した前記硬貨の磁気的性質にしたがって、前記発光手段が発する光の強度を制御するように構成された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】
前記受光光量制御手段が、前記反射光センサが受光した前記硬貨の反射光の光量および前記磁気センサ手段が検出した前記硬貨の磁気的性質にしたがって、前記センサが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する時間を制御するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の硬貨判別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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、精度良く、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ことのできる硬貨判別装置に関するものである。
【０００２】
【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、発光素子から発せられ、硬貨によって反射された光を光電的に検出して、硬貨の表面パターンを生成し、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。
【０００３】
白銅やアルミニウムなどの光の反射率の高い材料からなる硬貨の場合には、照射する光の光量が高いと、ＣＣＤエリアセンサにより、検出される光量が全体として多くなって、飽和し、硬貨の表面からの反射光を検出することによって、硬貨の表面のパターンを精度良く生成することが困難になり、他方、銅や黄銅など光の反射率の小さい材料からなる硬貨の場合には、照射する光の光量が低いときは、反射光の光量が小さすぎて、硬貨の画像パターンを精度良く検出することができないため、この硬貨判別装置にあっては、磁気センサが検出した硬貨の磁気的性質に基づいて、発光素子から発せられる光の強度を制御し、あるいは、ＣＣＤエリアセンサが、硬貨から反射された光を受光する時間を制御することにより、硬貨の材質にかかわらず、精度良く、硬貨の画像パターンを検出するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、白銅やアルミニウムなどの光の反射率の高い材料からなる硬貨の場合でも、汚損しているときには、硬貨から反射される光の光量は小さく、他方、銅や黄銅などの光の反射率の小さい材料からなる硬貨の場合でも、新たに発行された硬貨であれば、硬貨から反射される光の光量は多いため、このように光の強度ないしはＣＣＤエリアセンサの受光時間を制御すると、汚損した白銅やアルミニウムなどの光の反射率の高い材料からなる硬貨の場合には、反射光の光量が小さすぎて、硬貨の画像パターンを精度良く検出することができず、他方、新たに発行された銅や黄銅などの光の反射率の小さい材料からなる硬貨の場合には、検出される光量が全体として多くなって、飽和し、硬貨の表面からの反射光を検出することによって、硬貨の表面のパターンを精度良く生成することが困難になるという問題があった。
【０００５】
したがって、本発明は、硬貨の表面パターンを光学的に検出して、精度良く、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ことのできる硬貨判別装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【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、光を発する光源と、前記光源から発せられ、前記硬貨によって反射された光を受光する反射光センサと、搬送されている前記硬貨の磁気的性質を検出する磁気センサ手段と、前記硬貨の搬送方向に対して、前記光源および前記磁気センサの下流側に設けられ、搬送されている前記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と、前記反射光センサが受光した前記硬貨の反射光の光量および前記磁気センサ手段が検出した前記硬貨の磁気的性質にしたがって、前記センサが受光する前記硬貨の一方の面により反射された光の光量を制御する受光光量制御手段を備えたことを特徴とする硬貨判別装置によって達成される。
【０００７】
本発明によれば、光源から発せられ、硬貨によって反射され、反射光センサが受光した硬貨の反射光の光量および磁気センサ手段が検出した硬貨の磁気的性質にしたがって、センサが受光する硬貨の一方の面により反射された光の光量を制御する受光光量制御手段を備えているから、硬貨の磁気的性質に基づき、硬貨の材料を判定し、反射光センサが受光した硬貨の反射光の光量に基づき、硬貨の汚損度を判定することができ、したがって、白銅やアルミニウムなどの光の反射率の高い材料からなる硬貨の場合でも、汚損していて、硬貨から反射される光の光量が少ないときには、センサが受光する硬貨の一方の面により反射された光の光量が多くなるように制御し、他方、銅や黄銅などの光の反射率の小さい材料からなる硬貨の場合でも、新たに発行された硬貨で、硬貨から反射される光の光量は多いときには、センサが受光する硬貨の一方の面により反射された光の光量が少なくなるように制御することが可能になるから、センサが硬貨から受光する反射光の光量が小さすぎたり、センサにより検出される光量が全体として多くなりすぎて、飽和したりすることを確実に防止することができ、したがって、硬貨の表面のパターンデータを生成して、精度良く、硬貨が受け入れ可能か否かを判別し、硬貨の金種を判別することが可能になる。
【０００８】
本発明の好ましい実施態様においては、前記受光光量制御手段が、前記反射光センサが受光した前記硬貨の反射光の光量および前記磁気センサ手段が検出した前記硬貨の磁気的性質にしたがって、前記発光手段が発する光の強度を制御するように構成されている。
本発明の好ましい実施態様によれば、受光光量制御手段が、反射光センサが受光した硬貨の反射光の光量および磁気センサ手段が検出した硬貨の磁気的性質にしたがって、発光手段が発する光の強度を制御するように構成されているから、白銅やアルミニウムなどの光の反射率の高い材料からなる硬貨の場合でも、汚損していて、硬貨から反射される光の光量が少ないときには、センサが受光する硬貨の一方の面により反射された光の光量が多くなるように制御し、他方、銅や黄銅などの光の反射率の小さい材料からなる硬貨の場合でも、新たに発行された硬貨で、硬貨から反射される光の光量は多いときには、センサが受光する硬貨の一方の面により反射された光の光量が少なくなるように制御することが可能になり、したがって、センサが硬貨から受光する反射光の光量が小さすぎたり、センサにより検出される光量が全体として多くなりすぎて、飽和したりすることを確実に防止することができるから、硬貨の表面のパターンデータを生成して、精度良く、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ことが可能になる。
【０００９】
本発明の別の好ましい実施態様においては、前記受光光量制御手段が、前記反射光センサが受光した前記硬貨の反射光の光量および前記磁気センサ手段が検出した前記硬貨の磁気的性質にしたがって、前記センサが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する時間を制御するように構成されている。
本発明の別の好ましい実施態様によれば、受光光量制御手段が、反射光センサが受光した硬貨の反射光の光量および磁気センサ手段が検出した硬貨の磁気的性質にしたがって、センサが硬貨の一方の面により反射された光を光電的に受光する時間を制御するように構成されているから、白銅やアルミニウムなどの光の反射率の高い材料からなる硬貨の場合でも、汚損していて、硬貨から反射される光の光量が少ないときには、センサが受光する硬貨の一方の面により反射された光の光量が多くなるように制御し、他方、銅や黄銅などの光の反射率の小さい材料からなる硬貨の場合でも、新たに発行された硬貨で、硬貨から反射される光の光量は多いときには、センサが受光する硬貨の一方の面により反射された光の光量が少なくなるように制御することが可能になり、したがって、センサが硬貨から受光する反射光の光量が小さすぎたり、センサによって検出される光量が全体として多くなりすぎて、飽和したりすることを確実に防止することができるから、硬貨の表面のパターンデータを生成して、精度良く、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ことが可能になる。
【００１１】
【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り、図２は、その略側面図である。
図１および図２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。
【００１２】
硬貨１は、搬送ベルト４によって、一対のガイドレール５、５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の上流端部下方には、透明通路部３上の硬貨１の下面の一部に向けて、光を照射する光源７と、光源７から発せられ、硬貨１の下面の一部によって反射された光を受光する単一素子タイプの反射光センサ８が設けられている。
【００１３】
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に光を照射する多数のＬＥＤなどからなる発光素子９が設けられ、さらに、その下方には、多数の発光素子９から発せられ、硬貨１により反射された光を受光し、画像データを生成する画像データ生成手段１０が設けられている。
図２に示されるように、多数の発光素子９は、透明通路部３の中心部を中心とした円上に配置され、各発光素子９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なっている。
【００１４】
画像データ生成手段１０は、光軸が、透明通路部３の中心部を中心とした円の中心軸と一致するように配置されたレンズ系１１と、レンズ系１１の下方に設けられ、その焦点が、透明通路部３の上表面に位置するように配置されており、発光素子９から発せられ、硬貨１の表面により反射された光を光電的に検出するＣＣＤエリアセンサ１２と、ＣＣＤエリアセンサ１２により、光電的に検出されて得られた硬貨１の画像データをディジタル信号に変換して、硬貨１のディジタル化された画像データを生成するＡ／Ｄコンバータ（図示せず）を備えている。
【００１５】
画像データ生成手段１０の直下流側には、発光素子１５と受光素子１６とからなる二組のタイミングセンサ１７、１７が設けられており、発光素子１５から発せられた光が、透明通路部３を介して、受光素子１６により受光可能に、かつ、受光素子１６が発光素子１５から発せられた光を受光しないときに、タイミング信号を出力するように構成されている。タイミングセンサ１７は、発光素子１５から発せられた光が、透明通路部３の表面上を搬送される硬貨１によって遮られて、受光素子１６によって受光されず、タイミング信号が出力されるときに、硬貨１の中心が透明通路部３の中心と合致する位置にあるように、画像データ生成手段１０に対して、配置されている。
【００１６】
図３は、本発明の実施態様にかかる硬貨判別装置の検出系、制御系、判別系を示すブロックダイアグラムである。
図３において、硬貨判別装置の検出系は、硬貨１の磁気的性質を検出する磁気センサ６、６と、光源７から発せられ、硬貨１の下面の一部によって反射された光を受光する単一素子タイプの反射光センサ８と、硬貨１が透明通路部３に達したことを検出する２組のタイミングセンサ１７、１７を備えている。
図３において、硬貨判別装置の制御系は、タイミングセンサ１７からタイミング信号を受けたときに、発光信号を出力して、多数の発光素子９を同時に発光させ、透明通路部３上に位置する硬貨１の下面に光を照射させる発光制御手段２０と、タイミングセンサ１７からタイミング信号を受けたときに、画像データ生成手段１０のＣＣＤエリアセンサ１２に、硬貨１の下面により反射された光の検出を開始させる画像読み取り制御手段２１とを備えている。
【００１７】
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、基準反射光量データ、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３０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３０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３１と、発光素子９から発せられ、硬貨１によって反射された光を、ＣＣＤエリアセンサ１２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３２と、Ａ／Ｄコンバータ３２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３３と、径データ生成手段３３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３０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３４と、Ａ／Ｄコンバータ３２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のパターンデータを生成するパターンデータ生成手段３５と、第一金種決定手段３１から入力された金種決定信号と第二金種決定手段３３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３０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３５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３６と、反射光センサ８によって検出された硬貨１の反射光量データと基準データメモリ３０に記憶された基準反射光量データとを比較し、発光制御手段２０に光量決定信号を出力する光量決定手段３７を備えている。
【００１８】
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および受け入れ可能なときは、硬貨１の金種を判別する。
硬貨１は、搬送ベルト４により、硬貨通路２の表面に押圧されつつ、一対のガイドレール５、５に沿って、矢印Ａの方向に、硬貨通路２内を送られ、一対の磁気センサ６、６により、そ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３１に出力する。第一金種決定手段３１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３０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３６に出力する。
【００１９】
一方、光源７は、常時、オンされており、硬貨１が、透明通路部３に送られると、光源７から発せられた光により、その一部が照射される。硬貨１の一部により反射された光は、反射光センサ８に受光され、反射光検出信号が、光量決定手段３７に出力される。
光量決定手段３７は、反射光検出信号を受けると、基準反射光量データを基準データメモリ３０から読み出し、反射光センサ８により検出された硬貨１の反射光量データと基準反射光量データとを比較する。
【００２０】
その結果、反射光センサ８により検出された硬貨１の反射光量データが基準反射光量データを越えているときは、硬貨１は、白銅やアルミニウムなどの光の反射率の高い材料から作られており、汚損度の高くない硬貨であるか、あるいは、銅や黄銅などの光の反射率の小さい材料から作られているが、まだ、あまり流通されてはおらず、反射率が高い硬貨であるかのいずれかと判定されるから、光量決定手段３７は、発光素子９が発する光を低光量に制御すべき旨の光量決定信号を、発光制御手段２０に出力する。
【００２１】
他方、反射光センサ８により検出された硬貨１の反射光量データが基準反射光量データ以下のときは、硬貨１は、白銅やアルミニウムなどの光の反射率の高い材料から作られているが、長期間の流通などにより汚損されていて、反射率の低い硬貨であるか、あるいは、銅や黄銅などの光の反射率の小さい材料から作られており、流通の結果、反射率が低い硬貨であるかのいずれかと判定されるから、光量決定手段３７は、各発光素子９が発する光を高光量に制御すべき旨の光量決定信号を、発光制御手段２０に出力する。
【００２２】
硬貨１が透明通路部３に達し、タイミングセンサ１７、１７が硬貨１を検出すると、タイミング信号が、発光制御手段２０および画像読み取り制御手段２１に出力される。
その結果、発光制御手段２０は、光量決定手段３７から入力された光量決定信号にしたがって、各発光素子９が発する光を低光量に制御し、あるいは、各発光素子９が発する光を高光量に制御して、各発光素子９を発光させる。同時に、画像読み取り制御手段２１は、画像データ生成手段１０のＣＣＤエリアセンサ１２に、硬貨１の下面により反射された光の検出を開始させる。
【００２３】
各発光素子１０は、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に配置されているので、硬貨１の下面の凹凸パターンにしたがって、光は反射される。硬貨１の下面からの反射光は、レンズ系１１によって、ＣＣＤエリアセンサ１２に導かれて、ＣＣＤエリアセンサ１２により光電的に検出され、硬貨１の下面のアナログパターンデータがＣＣＤエリアセンサ１２によって生成される。
ＣＣＤエリアセンサ１２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３２に入力され、ディジタル化されて、硬貨１の下面パターンデータが生成される。Ａ／Ｄコンバータ３２によってディジタル化された硬貨１のパターンデータは、径データ生成手段３３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３４に出力される。
【００２４】
第二金種決定手段３４は、基準データメモリ３０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３３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３６に出力する。本実施態様においては、反射光センサ８が検出した硬貨１の反射光の光量に基づいて、各発光素子９の光量を制御しているから、ＣＣＤエリアセンサ１２によって検出される硬貨１からの反射光の光量が少なすぎたり、多すぎて飽和し、精度良く、硬貨１のパターンデータが生成できないということが確実に防止され、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３４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。
【００２５】
他方、Ａ／Ｄコンバータ３２によりディジタル化された硬貨１のパターンデータは、パターンデータ生成手段３５にも出力され、パターンデータ生成手段３５は、Ａ／Ｄコンバータ３２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し、金種判別手段３６に出力する。
金種判別手段３６は、第一金種決定手段３１から入力された金種決定信号と第二金種決定手段３４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。
【００２６】
これに対して、第一金種決定手段３１から入力された金種決定信号と第二金種決定手段３４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３６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３１および第二金種決定手段３４により決定された硬貨１の金種に対応する金種の基準パターンデータを基準データメモリ３０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３５から入力された硬貨１の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、反射光センサ８が検出した硬貨１の反射光の光量に基づいて、各発光素子９の光量を制御しているから、ＣＣＤエリアセンサ１２によって検出される硬貨１からの反射光の光量が少なすぎたり、多すぎて飽和し、精度良く、硬貨１のパターンデータが生成できないということが確実に防止され、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１の金種を判別することが可能となる。
【００２７】
ここに、パターンデータ生成手段３５によって生成された硬貨１のパターンデータと基準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。
【００２８】
本実施態様によれば、反射光センサ８により検出された硬貨１の反射光量に基づき、硬貨１の反射光量データが基準反射光量データを越えているときは、硬貨１は、白銅やアルミニウムなどの光の反射率の高い材料から作られており、汚損度の高くない硬貨であるか、あるいは、銅や黄銅など光の反射率の小さい材料から作られているが、まだ、あまり流通されてはおらず、反射率が高い硬貨であるかのいずれかと判定して、光量決定手段３７が、発光素子９が発する光を低光量に制御すべき旨の光量決定信号を、発光制御手段２０に出力し、他方、反射光センサ８により検出された硬貨１の反射光量に基づき、硬貨１の反射光量データが基準反射光量データ以下のときは、硬貨１は、白銅やアルミニウムなどの光の反射率の高い材料から作られているが、長期間の流通などにより汚損されていて、反射率の低い硬貨であるか、あるいは、銅や黄銅などの光の反射率の小さい材料から作られており、流通の結果、反射率が低い硬貨であるかのいずれかと判定し、光量決定手段３７が、各発光素子９が発する光を高光量に制御すべき旨の光量決定信号を、発光制御手段２０に出力して、発光制御手段２０が、光量決定手段３７から入力された光量決定信号にしたがい、各発光素子９が発する光を低光量に制御し、あるいは、各発光素子９が発する光を高光量に制御している。したがって、ＣＣＤエリアセンサ１２によって検出される硬貨１からの反射光の光量が少なすぎたり、あるいは、多すぎて飽和し、精度良く、硬貨１のパターンデータが生成できないということが確実に防止され、硬貨１の鮮明な画像を生成することができる。その結果、硬貨１の径データに基づき、第二金種決定手段３４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とともに、硬貨１の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１の金種を判別することが可能となる。
【００２９】
図４は、本発明の他の実施態様にかかる硬貨判別装置の検出系、制御系、判別系を示すブロックダイアグラムである。
本実施態様にかかる硬貨判別装置の判別系は、光量決定手段３７に代えて、照射時間決定手段４０を備えており、照射時間決定手段４０は、反射光センサ８が検出した硬貨１の反射光の光量に基づいて、画像読み取り制御手段２１に、読み取り開始時間決定信号を出力し、画像データ生成手段１０のＣＣＤエリアセンサ１２に、硬貨１の下面により反射された光の検出を開始させる時間を制御させるように構成されている。
【００３０】
以上のように構成された本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および受け入れ可能なときは、硬貨１の金種を判別する。
硬貨１は、搬送ベルト４により、硬貨通路２の表面に押圧されつつ、一対のガイドレール５、５に沿って、矢印Ａの方向に、硬貨通路２内を送られ、一対の磁気センサ６、６により、そ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３１に出力する。第一金種決定手段３１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３０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３６に出力する。
【００３１】
一方、光源７は、常時、オンされており、硬貨１が、透明通路部３に送られると、光源７から発せられた光により、その一部が照射される。硬貨１の一部により反射された光は、反射光センサ８に受光され、反射光検出信号が、照射時間決定手段４０に出力される。
照射時間決定手段４０は、反射光検出信号を受けると、基準反射光量データを基準データメモリ３０から読み出し、反射光センサ８により検出された硬貨１の反射光量データと基準反射光量データとを比較する。
【００３２】
その結果、反射光センサ８により検出された硬貨１の反射光量データが基準反射光量データ以下のときは、硬貨１は、白銅やアルミニウムなどの光の反射率の高い材料から作られているが、長期間の流通などにより汚損されていて、反射率の低い硬貨であるか、あるいは、銅や黄銅などの光の反射率の小さい材料から作られており、流通の結果、反射率が低い硬貨であるかのいずれかと判定されるから、照射時間決定手段４０は、タイミングセンサ１７、１７が硬貨１を検出し、検出信号が入力されたときに、ただちに、画像読み取り開始信号を、画像データ生成手段１０のＣＣＤエリアセンサ１２に出力させ、硬貨１の下面により反射された光の検出を開始させるべき旨の読み取り開始時間決定信号を画像読み取り制御手段２１に出力する。
【００３３】
他方、反射光センサ８により検出された硬貨１の反射光量データが基準反射光量データを越えているときは、硬貨１は、白銅やアルミニウムなどの光の反射率の高い材料から作られており、汚損度の高くない硬貨であるか、あるいは、銅や黄銅などの光の反射率の小さい材料から作られているが、まだ、あまり流通されてはおらず、反射率が高い硬貨であるかのいずれかと判定されるから、照射時間決定手段４０は、タイミングセンサ１７、１７が硬貨１を検出し、検出信号が入力されてから、所定時間経過後に、画像読み取り開始信号を、画像データ生成手段１０のＣＣＤエリアセンサ１２に出力させ、硬貨１の下面により反射された光の検出を開始させるべき旨の読み取り開始時間決定信号を画像読み取り制御手段２１に出力する。
【００３４】
硬貨１が透明通路部３に達し、タイミングセンサ１７、１７が硬貨１を検出すると、タイミング信号が、発光制御手段２０および画像読み取り制御手段２１に出力される。
その結果、画像読み取り制御手段２１は、照射時間決定手段４０から入力された読み取り開始時間決定信号にしたがって、ただちに、画像読み取り開始信号を、画像データ生成手段１０のＣＣＤエリアセンサ１２に出力して、硬貨１の下面により反射された光の検出を開始させ、あるいは、所定時間経過後に、画像読み取り開始信号を、画像データ生成手段１０のＣＣＤエリアセンサ１２に出力して、硬貨１の下面により反射された光の検出を開始させる。
【００３５】
各発光素子１０は、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に配置されているので、硬貨１の下面の凹凸パターンにしたがって、光は反射される。硬貨１の下面からの反射光は、レンズ系１１によって、ＣＣＤエリアセンサ１２に導かれて、ＣＣＤエリアセンサ１２により光電的に検出され、硬貨１の下面のアナログパターンデータがＣＣＤエリアセンサ１２によって生成される。
ＣＣＤエリアセンサ１２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３２に入力され、ディジタル化されて、硬貨１の下面パターンデータが生成される。Ａ／Ｄコンバータ３２によってディジタル化された硬貨１のパターンデータは、径データ生成手段３３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３４に出力される。
【００３６】
第二金種決定手段３４は、基準データメモリ３０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３３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３６に出力する。本実施態様においては、反射光センサ８が検出した硬貨１の反射光の光量に基づいて、ＣＣＤエリアセンサ１２が、硬貨１の下面によって反射された光の検出を開始する時間を制御しているので、ＣＣＤエリアセンサ１２によって検出される硬貨１からの反射光の光量が少なすぎたり、多すぎて飽和し、精度良く、硬貨１のパターンデータが生成できないということが確実に防止され、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３４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。
【００３７】
他方、Ａ／Ｄコンバータ３２によりディジタル化された硬貨１のパターンデータは、パターンデータ生成手段３５にも出力され、パターンデータ生成手段３５は、Ａ／Ｄコンバータ３２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し、金種判別手段３６に出力する。
金種判別手段３６は、第一金種決定手段３１から入力された金種決定信号と第二金種決定手段３４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。
【００３８】
これに対して、第一金種決定手段３１から入力された金種決定信号と第二金種決定手段３４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３６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３１および第二金種決定手段３４により決定された硬貨１の金種に対応する金種の基準パターンデータを基準データメモリ３０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３５から入力された硬貨１の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、反射光センサ８が検出した硬貨１の反射光の光量に基づいて、ＣＣＤエリアセンサ１２が、硬貨１の下面によって反射された光の検出を開始する時間を制御しているので、ＣＣＤエリアセンサ１２によって検出される硬貨１からの反射光の光量が少なすぎたり、多すぎて飽和し、精度良く、硬貨１のパターンデータが生成できないということが確実に防止され、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１の金種を判別することが可能となる。
【００３９】
ここに、前記実施態様と同様に、パターンデータ生成手段３５によって生成された硬貨１のパターンデータと基準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。
【００４０】
本実施態様によれば、反射光センサ８により検出された硬貨１の反射光量に基づき、硬貨１の反射光量データが基準反射光量データ以下のときは、硬貨１は、白銅やアルミニウムなどの光の反射率の高い材料から作られているが、長期間の流通などにより汚損されていて、反射率の低い硬貨であるか、あるいは、銅や黄銅などの光の反射率の小さい材料から作られており、流通の結果、反射率が低い硬貨であるかのいずれかと判定し、照射時間決定手段４０が、タイミングセンサ１７、１７が硬貨１を検出し、検出信号が入力されたときに、ただちに、画像読み取り開始信号を、画像データ生成手段１０のＣＣＤエリアセンサ１２に出力させ、硬貨１の下面により反射された光の検出を開始させるべき旨の読み取り開始時間決定信号を画像読み取り制御手段２１に出力し、タイミングセンサ１７、１７が硬貨１を検出した時点で、ただちに、ＣＣＤエリアセンサ１２により、硬貨１の反射光の検出を開始させ、他方、硬貨１の反射光量データが基準反射光量データを越えているときは、硬貨１は、白銅やアルミニウムなどの光の反射率の高い材料から作られており、汚損度の高くない硬貨であるか、あるいは、銅や黄銅など光の反射率の小さい材料から作られているが、まだ、あまり流通されてはおらず、反射率が高い硬貨であるかのいずれかと判定して、照射時間決定手段４０が、タイミングセンサ１７、１７が硬貨１を検出し、検出信号が入力されてから、所定時間の経過後に、画像読み取り開始信号を、画像データ生成手段１０のＣＣＤエリアセンサ１２に出力させ、硬貨１の下面により反射された光の検出を開始させるべき旨の読み取り開始時間決定信号を画像読み取り制御手段２１に出力し、タイミングセンサ１７、１７が硬貨１を検出しされてから、所定時間の経過後に、ＣＣＤエリアセンサ１２により、硬貨１の反射光の検出を開始させている。したがって、ＣＣＤエリアセンサ１２によって検出される硬貨１からの反射光の光量が少なすぎたり、多すぎて飽和し、精度良く、硬貨１のパターンデータが生成できないということが確実に防止され、硬貨１の鮮明な画像を生成することができる。その結果、硬貨１の径データに基づき、第二金種決定手段３４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とともに、硬貨１の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１の金種を判別することが可能となる。
【００４１】
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。
【００４２】
たとえば、前記実施態様においては、反射光センサ８が検出した硬貨１からの反射光の光量に基づき、反射光量データが基準反射光量データ以下のときは、各発光素子９が発する光の強度を高くし、あるいは、タイミングセンサ１７、１７が硬貨１を検出した後、ただちに、ＣＣＤエリアセンサ１２により、硬貨１の下面によって反射された光の検出を開始し、他方、反射光センサ８が検出した硬貨１からの反射光の光量に基づき、反射光量データが基準反射光量データを越えているときは、各発光素子９が発する光の強度を低くし、あるいは、タイミングセンサ１７、１７が硬貨１を検出してから、所定時間経過後に、ＣＣＤエリアセンサ１２により、硬貨１の下面によって反射された光の検出を開始しているが、基準データメモリ３０に、第一の基準反射光量データおよび第二の基準反射光量データを記憶させ、反射光量データが第一の基準反射光量データより小さい第二の基準反射光量データ以下のときは、各発光素子９が発する光の強度をＩ１とし、あるいは、タイミングセンサ１７、１７が硬貨１を検出した後、ただちに、ＣＣＤエリアセンサ１２により、硬貨１の下面によって反射された光の検出を開始し、反射光量データが第二の基準反射光量データを越え、第一の基準反射光量データ以下のときは、各発光素子９が発する光の強度をＩ２（Ｉ２はＩ１よりも小さい）とし、あるいは、タイミングセンサ１７、１７が硬貨１を検出してから、所定時間Ｔ１が経過した後に、ＣＣＤエリアセンサ１２により、硬貨１の下面によって反射された光の検出を開始し、反射光量データが第一の基準反射光量データを越えているときは、各発光素子９が発する光の強度をＩ３（Ｉ３はＩ２よりも小さい）とし、あるいは、タイミングセンサ１７、１７が硬貨１を検出してから、所定時間Ｔ１（Ｔ２はＴ１より大きい）が経過した後に、ＣＣＤエリアセンサ１２により、硬貨１の下面によって反射された光の検出を開始するように、各発光素子９が発する光の強度を３段階以上にわたって、制御し、あるいは、ＣＣＤエリアセンサ１２により、硬貨１の下面によって反射された光の検出を開始する時間を３段階以上にわたって、制御するようにしてもよい。
【００４３】
また、前記実施態様においては、反射光センサ８が検出した硬貨１からの反射光の光量に基づいて、各発光素子発する光の強度を制御し、あるいは、ＣＣＤエリアセンサ１２が、硬貨１の下面によって反射された光の検出を開始するタイミングを制御しているが、磁気センサ６、６が検出した硬貨１の磁気的性質に基づいて、硬貨１の材料を判別し、硬貨１の材料と反射光センサ８が検出した硬貨１からの反射光の光量にしたがって、各発光素子発する光の強度を制御し、あるいは、ＣＣＤエリアセンサ１２が、硬貨１の下面によって反射された光の検出を開始するタイミングを制御するようにしてもよい。
【００４４】
さらに、前記実施態様においては、光源７は、常時、オンされているが、タイミングセンサを設けて、硬貨１が、所定の位置に達した時にのみ、光源７をオンさせるようにすることもできる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、硬貨の表面パターンを光学的に検出して、精度良く、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ことのできる硬貨判別装置を提供することが可能となる。
【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、本発明の実施態様にかかる硬貨判別装置の略平面図である。
【図３】図３は、本発明の実施態様にかかる硬貨判別装置の検出系、制御系、判別系を示すブロックダイアグラムである。
【図４】図４は、本発明の別の実施態様にかかる硬貨判別装置の検出系、制御系、判別系を示すブロックダイアグラムである。
【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
５  ガイドレール
６  磁気センサ
７  光源
８  反射光センサ
９  発光素子
１０  画像データ生成手段
１１  レンズ系
１２  ＣＣＤエリアセンサ
１５  発光素子
１６  受光素子
１７  タイミングセンサ
２０  発光制御手段
２１  画像読み取り制御手段
３０  基準データメモリ
３１  第一金種決定手段
３２  Ａ／Ｄコンバータ
３３  径データ生成手段
３４  第二金種決定手段
３５  パターンデータ生成手段
３６  金種判別手段
３７  光量決定手段
４０  照射時間決定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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