(57)【要約】【課題】高精度で硬貨を識別可能な硬貨識別装置及び硬貨識別方法を提供する。【解決手段】搬送路を搬送される硬貨を識別する硬貨識別装置であって、前記硬貨の撮像画像を取得する撮像部と、前記撮像部による前記硬貨の撮像と同時に、前記硬貨による磁界変動を検出する磁気検出部と、前記磁気検出部の検出信号に基づいて前記硬貨の搬送状態を検出する搬送状態検出部と、前記搬送状態検出部で検出された搬送状態に基づいて前記撮像画像を補正する画像補正部と、前記画像補正部の補正結果に基づいて前記硬貨を識別する識別部と、を備えることを特徴とする硬貨識別装置である。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路を搬送される硬貨を識別する硬貨識別装置であって、
前記硬貨の撮像画像を取得する撮像部と、
前記撮像部による前記硬貨の撮像と同時に、前記硬貨による磁界変動を検出する磁気検出部と、
前記磁気検出部の検出信号に基づいて前記硬貨の搬送状態を検出する搬送状態検出部と、
前記搬送状態検出部で検出された搬送状態に基づいて前記撮像画像を補正する画像補正部と、
前記画像補正部の補正結果に基づいて前記硬貨を識別する識別部と、
を備えることを特徴とする硬貨識別装置。
【請求項２】
前記識別部は、前記磁気検出部の前記検出信号も前記硬貨の識別に使用することを特徴とする請求項１記載の硬貨識別装置。
【請求項３】
前記搬送状態検出部は、前記搬送状態として、前記搬送路に対して直交する方向における前記硬貨の位置情報である垂直位置情報を検出することを特徴とする請求項１又は２記載の硬貨識別装置。
【請求項４】
前記画像補正部は、前記垂直位置情報に基づいて、前記撮像画像を補正することを特徴とする請求項４記載の硬貨識別装置。
【請求項５】
前記搬送状態検出部は、前記撮像画像に基づいて、前記搬送状態として、前記搬送路と平行な面内における前記硬貨の位置情報である面内位置情報を検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の硬貨識別装置。
【請求項６】
前記面内位置情報に基づいて、前記磁気検出部の前記検出信号を補正する磁気信号補正部を更に備えることを特徴とする請求項５記載の硬貨識別装置。
【請求項７】
前記識別部は、前記磁気信号補正部の補正結果も前記硬貨の識別に使用することを特徴とする請求項６記載の硬貨識別装置。
【請求項８】
前記磁気検出部は、前記撮像部の撮像領域を基準にして、前記撮像部とは反対側に設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の硬貨識別装置。
【請求項９】
前記磁気検出部は、複数個所に設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の硬貨識別装置。
【請求項１０】
前記磁気検出部は、相互誘導型の磁気センサと、自己励磁型の磁気センサとの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の硬貨識別装置。
【請求項１１】
搬送路を搬送される硬貨を識別する硬貨識別方法であって、
前記硬貨の撮像画像を取得する撮像ステップと、
前記撮像ステップにおける前記硬貨の撮像と同時に、前記硬貨による磁界変動を検出する磁気検出ステップと、
前記磁気検出部の検出信号に基づいて前記硬貨の搬送状態を検出する搬送状態検出ステップと、
前記搬送状態検出ステップで検出された搬送状態に基づいて前記撮像画像を補正する画像補正ステップと、
前記画像補正ステップにおける補正結果に基づいて前記硬貨を識別する識別ステップと、
を備えることを特徴とする硬貨識別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬貨識別装置及び硬貨識別方法に関する。より詳しくは、搬送路を搬送される硬貨の識別に好適な硬貨識別装置及び硬貨識別方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、硬貨の識別処理を行うために、硬貨の材質を磁気的に検出する磁気センサと、硬貨の外形を光学的に検出する光学センサとを備えた硬貨識別装置が用いられている。例えば、特許文献１には、磁気センサと光センサが複合一体的に配設された硬貨識別部を備えた硬貨識別装置が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、上述のような磁気センサ及び光学センサに加えて、これらの上流側にエリアセンサを配置して硬貨の表面の模様を光学的に検出することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１６１１１９号公報
【特許文献２】特開平９−９１４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の硬貨識別装置は、磁気センサによる磁気検出及び光センサによる外形検出のみを行うため、偽装貨等の検知能力が低い。
【０００６】
また、特許文献２に記載の装置では、硬貨の浮きや片寄外れといった硬貨の搬送状態に変動が生じた場合に、各センサの出力データもバラツキが大きくなり、識別能力が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、高精度で硬貨を識別可能な硬貨識別装置及び硬貨識別方法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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、搬送路を搬送される硬貨を識別する硬貨識別装置であって、前記硬貨の撮像画像を取得する撮像部と、前記撮像部による前記硬貨の撮像と同時に、前記硬貨による磁界変動を検出する磁気検出部と、前記磁気検出部の検出信号に基づいて前記硬貨の搬送状態を検出する搬送状態検出部と、前記搬送状態検出部で検出された搬送状態に基づいて前記撮像画像を補正する画像補正部と、前記画像補正部の補正結果に基づいて前記硬貨を識別する識別部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上記発明において、前記識別部は、前記磁気検出部の前記検出信号も前記硬貨の識別に使用することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記発明において、前記搬送状態検出部は、前記搬送状態として、前記搬送路に対して直交する方向における前記硬貨の位置情報である垂直位置情報を検出することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上記発明において、前記画像補正部は、前記垂直位置情報に基づいて、前記撮像画像を補正することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記発明において、前記搬送状態検出部は、前記撮像画像に基づいて、前記搬送状態として、前記搬送路と平行な面内における前記硬貨の位置情報である面内位置情報を検出することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記発明において、前記面内位置情報に基づいて、前記磁気検出部の前記検出信号を補正する磁気信号補正部を更に備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記発明において、前記識別部は、前記磁気信号補正部の補正結果も前記硬貨の識別に使用することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上記発明において、前記磁気検出部は、前記撮像部の撮像領域を基準にして、前記撮像部とは反対側に設けられることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記発明において、前記磁気検出部は、複数個所に設けられることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、上記発明において、前記磁気検出部は、相互誘導型の磁気センサと、自己励磁型の磁気センサとの少なくとも一方を含むことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、搬送路を搬送される硬貨を識別する硬貨識別方法であって、前記硬貨の撮像画像を取得する撮像ステップと、前記撮像ステップにおける前記硬貨の撮像と同時に、前記硬貨による磁界変動を検出する磁気検出ステップと、前記磁気検出部の検出信号に基づいて前記硬貨の搬送状態を検出する搬送状態検出ステップと、前記搬送状態検出ステップで検出された搬送状態に基づいて前記撮像画像を補正する画像補正ステップと、前記画像補正ステップにおける補正結果に基づいて前記硬貨を識別する識別ステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の硬貨識別装置及び硬貨識別方法によれば、高精度で硬貨を識別できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１に係る硬貨識別装置の画像センサ、磁気センサ及びフォトセンサを備えたセンサユニットの斜視模式図である。
【図２】図１のセンサユニットの搬送面を示す平面模式図である。
【図３】図２の画像センサから搬送路側カバーを取り外して画像センサの内部構造を示した図である。
【図４】図１のセンサユニットの搬送面を硬貨が搬送される状態を示す図であり、硬貨の搬送方向に直交する方向から見た図である。
【図５】図１のセンサユニットの搬送面を硬貨が搬送される状態を示す図であり、硬貨の搬送方向から見た図である。
【図６】図１のセンサユニットの断面模式図である。
【図７】実施形態１における、画像センサの撮像領域と、磁気センサの検知領域と、フォトセンサの検知領域との配置関係を示す図である。
【図８】実施形態１に係る硬貨識別装置の制御に係る構成を示すブロック図である。
【図９】実施形態１における、画像センサの露光期間と、磁気センサの磁気信号の取得タイミングとの関係を示す図である。
【図１０】実施形態２に係る硬貨識別装置の制御に係る構成を示すブロック図である。
【図１１】実施形態２における磁気信号補正部の補正方法を説明するための図であり、硬貨が片寄面に片寄された状態を示す。
【図１２】実施形態２における磁気信号補正部の補正方法を説明するための図であり、硬貨が反片寄面に片寄された状態を示す。
【図１３】実施形態２における磁気信号補正部の補正方法を説明するための図であり、硬貨が片寄面及び反片寄面の間を搬送される状態を示す。
【図１４】実施形態２における磁気信号補正部の補正方法を説明するための図であり、（ａ）は、硬貨の片寄外れ量Ｌと、磁気センサの基本磁気出力との関係をまとめた基準テーブルであり、（ｂ）は、（ａ）の磁気センサの基本磁気出力の逆数をとった逆数補正テーブルであり、（ｃ）は、硬貨の浮き量Ｕと、磁気センサの特性変動量との関係をまとめた特性変動量テーブルであり、（ｄ）は、硬貨の浮き量Ｕと、画像倍率との関係をまとめた画像倍率テーブルであり、（ｅ）は、実施形態１に係るセンサユニットの概略図であり、片寄外れ量Ｌで硬貨が搬送される状態を示す。
【図１５】実施形態２における磁気信号補正部及び画像補正部の補正方法を説明するための図であり、（ａ）は、画像センサからの入力情報を表し、（ｂ）は、磁気信号及び撮像画像の補正処理における各種データを表す。
【図１６】実施形態３に係る硬貨識別装置の画像センサ及び径検知センサを備えたセンサユニットの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（実施形態１）
以下、図面を参照して、本発明の硬貨識別装置及び硬貨識別方法の実施形態について説明する。本実施形態に係る硬貨識別装置及び硬貨識別方法は、硬貨を識別及び計数する硬貨処理機内で利用され、硬貨処理機内を搬送される硬貨の識別処理用画像を採取する。硬貨識別装置は、硬貨処理機から着脱可能に構成されたユニット部品であってもよいし、硬貨処理機と一体不可分に構成された硬貨処理機の一部分であってもよい。
【００２２】
また、本実施形態に係る硬貨識別装置及び硬貨識別方法は、硬貨の識別に利用されるものであるが、硬貨以外の硬貨に類似する大きさの媒体の検出に利用することが可能であり、例えば、樹脂コイン、メダル等の硬貨状媒体を検出することができる。すなわち、本明細書において「硬貨」とは、硬貨及びそれに類似する形状を有する媒体全般を意味し、通常、紙幣は含まれない。硬貨処理機においては、硬貨以外の硬貨状媒体（異物）が投入口に投入された場合には、硬貨と異物とを判別し、硬貨を受け入れ、異物はリジェクト（排出）することが可能である。
【００２３】
まず、図１〜７を用いて、本実施形態に係る硬貨識別装置の一部を構成する磁気センサ１及び画像センサ２を含むセンサユニットについて説明する。センサユニットは、硬貨１００の搬送方向において同じ位置に、磁気検出部としての磁気センサ１と、撮像部としての画像センサ２とを備え、磁気センサ１に対して搬送路４の上流側又は下流側にフォトセンサ（タイミングセンサ）３を更に備え、これら複数のセンサ１〜３が一体化されたものである。本実施形態に係る硬貨識別装置（センサユニット）の搬送路４は、硬貨処理機の搬送路の全体の一部を構成するものであり、硬貨１００のいずれか一方の面に接触する平滑な搬送面４ａと、硬貨１００の端面（周面）に接触して硬貨１００を片寄せ案内する片寄面４ｂと、搬送面４ａを挟んで片寄面４ｂと反対に位置する反片寄面４ｃとを有している。図１、３及び４中の矢印は、搬送路４を通過する硬貨１００の搬送方向を示している。ただし、硬貨１００は、図１、３及び４の矢印と反対の方向に搬送される場合もある。
【００２４】
本実施形態に係る硬貨識別装置は、磁気センサ１を用いて硬貨１００の磁気情報を採取するとともに、画像センサ２を用いて識別処理用画像（撮像画像）を採取するものである。本実施形態に係る硬貨識別装置は、画像センサ２を備えることから、硬貨１００の種類の識別のみならず、硬貨１００の真偽、正損（汚損）等の判定も可能である。
【００２５】
本実施形態では、図１〜４に示すように、硬貨１００を搬送する搬送部２１として、搬送面４ａから所定距離だけ離れた位置に搬送路４に沿って張られた搬送ベルト２１ａと、搬送ベルト２１ａに対して一定間隔で固定された搬送ピン２１ｂが設けられている。搬送ベルト２１ａは、プーリー、モータ等を備える駆動装置によって駆動される。図１、３及び４に示すように、円柱状の搬送ピン２１ｂが硬貨１００の外縁部に接触し、搬送ベルト２１ａが移動することによって、硬貨１００は、一枚ずつ間隔を空けて搬送路４上を搬送される。このとき、図４に示すように、搬送ベルト２１ａと硬貨１００との間には隙間があり、搬送ベルト２１ａは、硬貨１００を搬送面４ａに押さえつけていない。また、図５に示すように、搬送路４は、静止状態の硬貨１００が搬送面４ａから浮かず、かつ、片寄面４ｂ（搬送ガイド２８ａ側の搬送路４の一方端）に寄せされた状態となるように、傾けて設置されており、それに合わせてセンサユニットも傾けて設置されている。これにより、搬送面４ａ及び片寄面４ｂ（搬送ガイド２８ａ）に硬貨１００を接触させた状態で摺動させ、画像センサ２等のセンサによる検出精度の向上を図っている。このように、硬貨１００は、搬送路４の一方端に寄せされた状態で、すなわち、硬貨１００の端面が片寄面４ｂ（搬送ガイド２８ａ）に接触した状態で、搬送面４ａ上を摺動することが好ましい。なお、搬送部２１の構成は、硬貨１００を搬送することができるものであれば図示した構成に限定されず、搬送ピン２１ｂを省略して搬送ベルト２１ａのみとしてもよいし、搬送ピン２１ｂの形状及び大きさを変更してもよい。搬送ピン２１ｂが省略される場合には、搬送ベルト２１ａが硬貨１００の搬送面４ａと反対側の面を押さえつつ硬貨１００とともに移動する。搬送路４の傾きの大きさは特に限定されないが、以下では、搬送面４ａに対して硬貨１００側を上、搬送面４ａに対して画像センサ２の撮像素子２４側を下として説明を行う。
【００２６】
図２、３及び６に示すように、画像センサ２は、撮像領域２２ａに対応して設けられた円形の平面形状を有する透明部２２の下方に、撮像領域２２ａを照明する光源２３と、撮像領域２２ａを撮像する撮像素子２４とを有する。なお、図３は、図２に示した画像センサ２から搬送路側カバー２７を取り外した状態を示した図であり、画像センサ２の内部構造を示している。上記構成により、透明部２２上を通過する硬貨１００を照明しつつ撮像することができる。
【００２７】
具体的には、上方が開口した箱状の筐体２６の内部に、光源２３及び撮像素子２４が設置され、筐体２６の上部に、搬送路側カバー２７及び搬送ガイド２８ａ、２８ｂが取り付けられる。搬送路側カバー２７の中央には、上記透明部２２が設けられている。搬送路側カバー２７及び透明部２２は、搬送面４ａを構成している。透明部２２の材質は、強度及び透明性に優れていることが望ましく、サファイヤガラスが好適に用いられる。透明部２２の寸法は、識別対象の硬貨１００のうち、最も径が大きい硬貨よりも大きいことが望ましい。搬送ガイド２８ａ、２８ｂは、搬送路側カバー２７の上面よりも突出するように設けられており、硬貨１００が通過する搬送路４の幅を規定する側壁として機能する。また、搬送ガイド２８ａは、上述のように、搬送中に硬貨１００が接触する片寄面４ｂを構成し、搬送ガイド２８ｂは、反片寄面４ｃを構成している。搬送路側カバー２７及び搬送ガイド２８ａ、２８ｂの材質は特に限定されず、硬質樹脂、セラミック、金属等で構成される。
【００２８】
光源２３は、搬送面４ａを平面視した状態において撮像領域２２ａの中心を囲むように配置された複数の発光素子２３ａと、発光素子２３ａの上に配置された円環状のプリズム（導光体）２３ｂと、円環状のプリズム２３ｂの内周側に配置された円環状の光拡散フィルム２３ｃとを含む円環状照明である。円環状照明を用いることにより、撮像領域２２ａを通過する硬貨１００を周囲から均一に照明することができるので、硬貨１００の鮮明な画像を撮影することができる。なお、円環状照明において、撮像領域２２ａの周囲に配置される発光素子２３ａは、図３に示すように一重に囲んでいてもよいし、二重以上に囲んでいてもよい。
【００２９】
発光素子２３ａとしては、発光ダイオード（ＬＥＤ）が好適である。複数の発光素子２３ａが発する光の波長域は特に限定されず、赤外光、可視光等を用いることができるが、硬貨１００の色の検知能力を高める観点から、白色光が好適である。すなわち、発光素子２３ａとしては、白色ＬＥＤが好適に用いられる。また、複数の発光素子２３ａの各々が異なる波長域の光を発してもよく、例えば、赤色、緑色及び青色の光をそれぞれ照射する３種のＬＥＤで白色光を得てもよい。各発光素子２３ａの発光面は上方に設けられ、発光素子２３ａが発した光は、プリズム２３ｂに入射する。
【００３０】
プリズム２３ｂの断面は、図６に示したように、発光素子２３ａの発光面に対向する下面（入光面）と、下面から入射した上方へ向かう光を撮像領域２２ａの方向へ反射させる反射面と、光拡散フィルム２３ｃに対向する出光面とを有する。図６中の矢印は、発光素子２３ａが発した光の光路を示している。光拡散フィルム２３ｃは、撮像領域２２ａを均一に照明するために設けられる部材であり、光を拡散させる機能を有するものであれば特に限定されない。
【００３１】
撮像素子２４は、ＣＣＤ二次元イメージセンサ等の二次元イメージセンサが配置された光電変換部２４ａと、撮像領域２２ａを通過する硬貨１００で反射された光を受光して光電変換部２４ａの受光面に結像させるレンズユニット２４ｂとを含む。撮像素子２４は、撮像領域２２ａの直下に配置されることが好ましい。
【００３２】
図１及び３に示すように、硬貨１００が撮像領域２２ａ内に進入すると、光源２３が撮像領域２２ａ（透明部２２）に向けて光を発し、搬送される硬貨１００の表面（いずれか一方の面）で反射される光を撮像素子２４が受光し、結像させることで、硬貨画像（撮像画像）が採取される。
【００３３】
図１〜３及び６に示すように、磁気センサ１は、撮像領域２２ａ（透明部２２）の上方に、複数、例えば２つ設けられている。複数の磁気センサ１は、搬送面４ａを平面視した状態において、硬貨１００の搬送方向に直交する方向において異なる位置に配置されている。ただし、図７に示すように、各磁気センサ１は、その検知領域１ａが画像センサ２の撮像領域２２ａ内に位置するように配置されている。
【００３４】
各磁気センサ１は、搬送路４に磁界を生じさせるとともに、搬送路４を硬貨１００が通過するときの磁界変動を検出し、検出信号を出力する。各磁気センサ１は、搬送路４を通過する硬貨１００との間の距離を検出する。
【００３５】
各磁気センサ１の種類は、特に限定されないが、相互誘導型の磁気センサ及び自己励磁型の磁気センサが好適である。各磁気センサ１は、いずれも、相互誘導型の磁気センサ又は自己励磁型の磁気センサであってもよいし、複数の磁気センサ１が、少なくとも１つの相互誘導型の磁気センサと、少なくとも１つの自己励磁型の磁気センサとを含んでいてもよい。
【００３６】
相互誘導型の磁気センサは、円筒型のポットコア等のコアに巻線が巻回されて形成された１次コイル（励磁コイル）と、円筒型のポットコア等のコアに巻線が巻回されて形成された２次コイル（検知コイル）と、交流電源とを含んで構成される。１次コイルは、交流電源から交流電圧が印加され、搬送路４に磁界を発生する。２次コイルは、搬送路４を硬貨１００が通過するときの磁界の変化を検知する。
【００３７】
自己励磁型の磁気センサは、円筒型のポットコア等のコアに巻線が巻回されて形成されたコイルと、交流電源とを含んで構成される。コイルは、交流電源から交流電圧が印加され、搬送路４に磁界を発生するとともに、搬送路４を硬貨１００が通過するときの磁界の変化を検知する。
【００３８】
各磁気センサ１に印加される交流電圧の周波数は、数１００ｋＨｚ〜数ＭＨｚ程度の高周波を少なくとも含んでいる。交流電圧の周波数が数ｋＨｚ〜数１０ｋＨｚであると、硬貨の材質（導電率）が各磁気センサ１の検出信号に大きく影響し、硬貨１００の位置情報を得るためには材質の影響が少ない高周波の方が適しているためである。
【００３９】
図１〜３及び６に示すように、フォトセンサ３は、撮像領域２２ａ（透明部２２）の上方に、複数、例えば２つ設けられており、硬貨１００の到来を検知する。各フォトセンサ３は、硬貨１００の到来を検知すると、硬貨１００の到来を示す検知信号を出力する。複数のフォトセンサ３は、搬送面４ａを平面視した状態において、硬貨１００の搬送方向に直交する方向において異なる位置に配置されている。ただし、図７に示すように、各フォトセンサ３は、その検知領域３ａが画像センサ２の撮像領域２２ａ内に位置するように配置されている。
【００４０】
各フォトセンサ３は、スポット状の光を撮像領域２２ａ（透明部２２）に向けて照射する、ＬＥＤ等の光源３１と、撮像領域２２ａを通過した光源３１からの光を受光する、フォトトランジスタ等の受光素子３２とを含んで構成されている。光源３１は、受光素子３２に直接光が入射するように、その光軸が設定されている。光源３１からの光が硬貨１００で遮られて受光素子３２が受光しなくなったことに基づき、硬貨１００が撮像領域２２ａ内に進入したことが検知され、検知後直ちに硬貨１００の撮像が行われる。
【００４１】
ここで、硬貨処理機の処理速度を向上させるために、硬貨１００が高速搬送される場合には、搬送中の硬貨１００の挙動が不安定になりやすく、例えば、硬貨１００の浮きや片寄外れといった現象が発生し得る。硬貨１００の浮きとは、撮像領域２２ａにおいて硬貨１００の少なくとも一部が搬送面４ａから浮き上がった状態で、搬送面４ａ上を移動することを言い、硬貨１００の片寄外れとは、撮像領域２２ａにおいて硬貨１００が片寄面４ｂ（搬送ガイド２８ａ）から外れた状態（接触しない状態）で、搬送面４ａ上を移動することを言う。上述のように、本実施形態では、搬送面４ａ及び片寄面４ｂに硬貨１００を接触させた状態で摺動させ、画像センサ２等のセンサによる検出精度の向上を図っている。しかしながら、実際は、硬貨処理機の搬送路とセンサユニットの搬送路４との継ぎ目での段差、硬貨粉や異物の付着等により、硬貨１００の浮きや片寄外れといった現象が発生し得る。硬貨処理機内を硬貨１００が搬送される時、わずかながら削れることがあり、硬貨粉とは、この削れた硬貨１００の粉末のことを言う。また、硬貨粉は、硬貨１００が通過する部分に付着することがある。異物とは、硬貨処理機に投入される硬貨１００に付着しているものであり、テープの切れ端、泥（土）等が相当し、硬貨粉同様、硬貨１００が通過する部分に付着することがある。そして、硬貨１００は、硬貨処理機内を高速（例えば２０００ｍｍ／秒以上）で搬送されることから、これらに起因する僅かな突起（異物）で跳ねることがある。
【００４２】
撮像領域２２ａにおいて硬貨１００全体が搬送面４ａから浮き上がった場合には、画像センサ２によって撮影された硬貨１００の画像サイズが、実際の硬貨１００のサイズよりも小さくなってしまう。撮像領域２２ａにおいて硬貨１００一部が搬送面４ａから浮き上がった場合（以下、この現象を片浮きとも言う。）には、画像センサ２によって撮影された硬貨１００の画像の形状が、実際の硬貨１００の形状と異なるものとなってしまう。例えば、硬貨１００が円形である場合、硬貨１００の画像の形状は、楕円形となることがある。これらの結果、画像センサ２による画像のみに基づいて硬貨１００の識別を行うと、誤判定となるおそれがある。このように、画像センサ２による識別は、搬送路４（搬送面４ａ）に対して直交する方向（以下、垂直方向とも言う。）における硬貨１００の位置変動に影響を受けやすい。
【００４３】
また、硬貨１００の片寄外れが発生した場合、撮像領域２２ａは、識別対象の硬貨１００のうち、最大径の硬貨１００よりも大きく設計されるため、高速で搬送される硬貨１００は、必ずしも撮像領域２２ａの一定の部分を通過できず、各磁気センサ１による磁気検知位置が一定しないことになる。その結果、各磁気センサ１による磁束は搬送路４上で広がっているが、各磁気センサ１への硬貨１００の重なり具合によって、すなわち各磁気センサ１の検知領域１ａに対する硬貨１００の位置によって、硬貨１００を貫く磁束が変化し、各磁気センサ１の検出信号がばらつくことになる。このように、磁気センサ１の検出信号は、搬送路４（搬送面４ａ）と平行な面（以下、水平面とも言う。）内における硬貨１００の位置変動に影響を受けやすい。
【００４４】
他方、各磁気センサ１によれば、上述のように、各磁気センサ１と硬貨１００の距離を検知可能であることから、複数の磁気センサ１の検出信号によれば、これらの検出信号の多次元解析や、これらの検出信号と硬貨１００の浮き状態毎に設けられた磁気用テンプレートとの比較といった方法により、垂直方向における硬貨１００の位置情報である垂直位置情報を検出することが可能である。垂直位置情報としては、具体的には、垂直方向における硬貨１００の位置（以下、垂直変動情報とも言う。）と、硬貨１００の傾きの大きさ及び向き（以下、傾き情報とも言う。）とが含まれ得る。また、硬貨１００の垂直変動情報としては、硬貨１００と搬送面４ａとの間の隙間の大きさ（以下、浮き情報とも言う。）と、硬貨１００の厚さ（以下、厚さ情報とも言う。）とが含まれ得る。
【００４５】
そこで、本実施形態では、垂直方向における硬貨１００の位置変動に影響を受けやすい画像センサ２による撮像画像を、各磁気センサ１による垂直位置情報に基づいて、適宜補正し、この補正された画像に基づいて硬貨１００の識別を行う。したがって、本実施形態に係る硬貨識別装置は、精度の高い識別能力を有するとともに、識別能力の安定化が可能である。
【００４６】
以下、図８に示すブロック図を用いて、本実施形態に係る硬貨識別装置における処理フローの一例を説明する。図８に示す例では、本実施形態に係る硬貨識別装置は、磁気センサ１、画像センサ２、フォトセンサ３といった既出の構成要素に加え、制御部４０及び記憶部５０を含んでいる。制御部４０は、センサ制御部４１、搬送状態検出部４２、画像補正部４３及び識別部４４を含んでいる。記憶部５０は、処理対象の硬貨１００に関する硬貨情報５１を格納しており、硬貨１００の処理に伴い、画像センサ２で撮像された撮像画像５２や、撮像画像５２が画像補正部４３で補正された補正画像５３を格納するものである。識別部４４は、硬貨情報５１と補正画像５３とを対比することにより、硬貨１００の種類、真偽、正損（汚損）等を識別・判定するものである。
【００４７】
センサ制御部４１は、フォトセンサ３を制御する機能を有し、フォトセンサ３の出力信号に基づいて、各磁気センサ１及び画像センサ２を制御する。すなわち、フォトセンサ３によって硬貨１００の到来が検知されると、センサ制御部４１によって各センサ１、２によるセンシング動作が制御される。センサ制御部４１は、発光素子２３ａの発光タイミングと、撮像素子２４の撮影タイミングと、各磁気センサ１の磁気検知タイミングを制御し、これらを同期させる。
【００４８】
特に、各磁気センサ１は、画像センサ２による硬貨１００の撮像と同時に、硬貨１００による磁界変動を検出する。これにより、硬貨１００の浮きや位置といった搬送状態が同じ状態にある時に、各磁気センサ１による磁界変動の検出と、画像センサ２による撮像とを行うことができるため、これらの磁気センサ１の検出信号（以下、磁気信号とも言う。）５４から得られる垂直位置情報に基づく撮像画像５２の補正精度を高くすることができる。他方、各磁気センサ１の検出タイミングが画像センサ２の撮像タイミングと同時でない場合は、硬貨１００の搬送状況は刻々変化するため、異なる搬送状態にある硬貨１００に対するセンシング結果に基づいて撮像画像５２の補正が行われることとなり、撮像画像５２の補正精度を充分には高くできないおそれがある。
【００４９】
ここで、磁気センサ１が、画像センサ２による硬貨１００の撮像と同時に、硬貨１００による磁界変動を検出するとは、図９に示すように、撮像素子２４に対する露光期間Ｔ１内に、検出された磁気センサ１の磁気信号５４が取得（サンプリング）されることを意味する。なお、撮像素子２４に対する露光期間Ｔ１は、撮像素子２４のシャッターが開いてから閉まるまでの期間であり、１枚の硬貨１００を撮像する期間に相当する。各磁気センサ１の磁気信号５４のサンプリング間隔は、通常、撮像素子２４に対する露光期間に比べて充分短いため、硬貨１００の撮像と同時に硬貨１００による磁界変動を検出することは可能である。磁気信号５４が取得されるタイミングＴ２は、撮像素子２４に対する露光期間Ｔ１内であれば特に限定されず、例えば、撮像素子２４に対する露光開始と同時であってもよい。また、取得して利用される磁気信号５４の出力値は、図９の出力（１）に示すように、露光期間Ｔ１中の出力値と、硬貨１００のない状態での出力値（処理を行っていない待機時の出力値でも、硬貨１００進入前の出力値でもよい）との差（変動量）でもよいし、図９の出力（２）に示すように、露光期間Ｔ１中の出力値そのものでもよい。
【００５０】
画像センサ２からの撮像画像５２の取得と、各磁気センサ１からの磁気信号５４の取得（サンプリング）とは、いずれもセンサ制御部４１によって行われる。
【００５１】
なお、制御部４０と、発光素子２３ａ、撮像素子２４等のセンサ構成部材との間には、適宜、増幅回路、フィルタ回路、ＡＤ変換回路、駆動回路等の硬貨処理機の分野において一般的な回路が介在してもよい。
【００５２】
図８に示す例では、硬貨処理機の硬貨投入口に硬貨１００が投入されると、硬貨処理機の搬送制御部（図示せず）によって硬貨１００の搬送が開始される。搬送制御部は、搬送ベルト２１ａ等で構成される搬送部２１による硬貨１００の搬送を制御する。
【００５３】
また、硬貨投入口に硬貨１００が投入されると、フォトセンサ３による硬貨１００の検知が開始される。そして、硬貨処理機内を搬送される硬貨１００が、フォトセンサ３の検知領域３ａに到達して検知されると、フォトセンサ３の出力信号に基づくセンサ制御部４１の指令の元、磁気センサ１及び画像センサ２によるセンシング動作が開始される。すなわち、画像センサ２が硬貨１００の撮像画像５２を取得するとともに（撮像ステップ）、画像センサ２による硬貨１００の撮像と同時に、磁気センサ１が硬貨１００による磁界変動を検出する（磁気検出ステップ）。なお、硬貨１００は、撮像時にその全体が撮像領域２２ａ内にあればよく、撮像時に撮像領域２２ａの中央に位置していてもよいし、位置していなくてもよい。撮像時に硬貨１００の全体が撮像領域２２ａ内に存在していれば、硬貨１００の浮きといった硬貨１００の搬送状態を検出できるためである。
【００５４】
画像センサ２によって硬貨１００が撮像されて硬貨１００の撮像画像５２が取得されると、取得された撮像画像５２は、記憶部５０に格納される。各磁気センサ１の磁気信号５４もまた、記憶部５０に格納される。
【００５５】
ここで、識別部４４は、磁気センサ１の磁気信号５４に基づいて、硬貨１００が樹脂製の硬貨以外の硬貨状媒体である樹脂コインであるか否かを判定する（樹脂コイン判定ステップ）。より詳細には、識別部４４は、各磁気センサ１の磁気信号５４の出力値を、記憶部５０に予め格納された硬貨情報５１中の所定の閾値と比較し、磁気信号５４の出力値がこの閾値未満である場合は、樹脂コインが硬貨投入口に投入されたと判定する。この場合、当該硬貨状媒体は、リジェクトされ、これ以降の処理は停止される。磁気信号５４の出力値が上記閾値以上である場合は、以下の処理が続行される。
【００５６】
搬送状態検出部４２は、磁気センサ１の磁気信号５４に基づいて硬貨１００の搬送状態を検出する（搬送状態検出ステップ）。より詳細には、搬送状態検出部４２は、上述のように、多次元解析や、記憶部５０に予め格納された硬貨情報５１中の磁気用テンプレートとの比較といった方法により、磁気信号５４に基づいて、垂直方向における硬貨１００の位置情報である垂直位置情報５５を検出し、記憶部５０に格納する。
【００５７】
画像補正部４３は、搬送媒体状態検出部４２で検出された硬貨１００の搬送状態に基づいて撮像画像５２を補正する（画像補正ステップ）。より詳細には、垂直位置情報５５に基づいて撮像画像５２を補正して補正画像５３を生成する。例えば、硬貨１００全体が同じ距離だけ搬送面４ａから浮き上がっている場合は、当該浮きの大きさに応じて撮像画像５２全体を拡大する。すなわち、硬貨１００の中心を基準として、浮きの大きさに応じて算出された倍率比で撮像画像５２を拡大する。硬貨１００の一部のみが搬送面４ａから浮き上がっている場合は、撮像画像５２を当該傾きの大きさ及び向きに応じて撮像画像５２を変形する。生成された補正画像５３は、記憶部５０に格納される。
【００５８】
そして、識別部４４が、画像補正部４３の補正結果に基づいて硬貨１００を識別する（識別ステップ）。より詳細には、識別部４４は、補正画像５３と、記憶部５０に予め格納された硬貨情報５１中の硬貨１００の画像に関する識別情報とを比較し、硬貨１００の種類、真偽、正損（汚損）等を識別・判定する。
【００５９】
制御部４０及び搬送制御部の物理的な構成としては、例えば、各種の処理を実現するためのソフトウェアプログラム、当該ソフトウェアプログラムを実行するＣＰＵ（中央処理装置）、当該ＣＰＵによって制御される各種ハードウェア、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等の論理デバイス等を含むものが挙げられる。各部の動作に必要なソフトウェアプログラムやデータの保存には、記憶部５０や、別途専用に設けられたＲＡＭやＲＯＭ等のメモリ、ハードディスク等が利用される。
【００６０】
記憶部５０の物理的な構成としては、例えば、揮発性又は不揮発性のメモリやハードディスク等の記憶装置が挙げられる。記憶部５０は、硬貨処理機で行われる処理に必要な各種のデータを記憶するために利用される。
【００６１】
以上で説明したように、本実施形態に係る硬貨識別装置は、硬貨１００の撮像画像５２を取得する画像センサ２（撮像部、撮像ステップ）と、画像センサ２による硬貨１００の撮像と同時に、硬貨１００による磁界変動を検出する複数の磁気センサ１（磁気検出部、磁気検出ステップ）と、これらの磁気センサ１の検出信号（磁気信号）５４に基づいて硬貨１００の搬送状態を検出する搬送状態検出部４２（搬送状態検出ステップ）と、搬送媒体状態検出部４２で検出された硬貨１００の搬送状態に基づいて撮像画像５２を補正する画像補正部４３（画像補正ステップ）と、画像補正部４３の補正結果に基づいて硬貨１００を識別する識別部４４（識別ステップ）と、を備えることから、硬貨１００の搬送状態がばらついた場合であっても、識別部４４による識別・判定を高精度に行うことができる。すなわち、高精度で硬貨１００を識別することができるとともに、識別能力の安定化が可能である。
【００６２】
また、本実施形態において、搬送状態検出部４２は、磁気信号５４に基づいて、硬貨１００の搬送状態として、搬送路４（搬送面４ａ）に対して直交する方向（直交方向）における硬貨１００の位置情報である垂直位置情報５５を検出することから、硬貨１００の浮きが発生した場合に効果的に硬貨１００を識別することができる。
【００６３】
また、本実施形態において、画像補正部４３は、垂直位置情報５５に基づいて、撮像画像５２を補正することから、硬貨１００の浮きが発生した場合により効果的に硬貨１００を識別することができる。
【００６４】
また、本実施形態において、各磁気センサ１は、画像センサ２の撮像領域２２ａを基準にして、画像センサ２とは反対側に設けられることから、画像センサ２による硬貨１００の撮像と同時に、各磁気センサ１によって硬貨１００による磁界変動を容易に検出することができる。
【００６５】
また、本実施形態において、磁気センサ１は、複数個所に設けられることから、搬送状態検出部４２は、垂直位置情報５５として、硬貨１００の傾き情報を検出することが可能であるため、硬貨１００が傾いて搬送される場合であっても高精度で硬貨１００を識別することができる。
【００６６】
（実施形態２）
実施形態１に係る硬貨識別装置は、磁気信号に基づいて撮像画像を補正し、その補正画像により識別処理を行うものであったが、実施形態２に係る硬貨識別装置は、補正画像のみならず、撮像画像に基づいて磁気信号を補正し、その補正磁気信号も用いて識別処理を行う。図１０は、実施形態２に係る硬貨識別装置の制御に係る構成を示すブロック図である。
【００６７】
図１０に示すように、本実施形態に係る硬貨識別装置は、実施形態１に係る硬貨識別装置が備える構成要素に加え、制御部４０に磁気信号補正部４５を更に含んでいる。
【００６８】
本実施形態では、各磁気センサ１には、数１００ｋＨｚ〜数ＭＨｚ程度の高周波の交流電圧に加えて、数ｋＨｚ〜数１０ｋＨｚ程度の低周波の交流電圧が印加されることが好ましい。これにより、硬貨１００の材質の検知が可能となり、更なる識別能力の向上が可能である。高周波の交流電圧及び低周波の交流電圧は、合成された交流電圧（合成波）として印加されてもよいし、交互に印加されてもよい。
【００６９】
本実施形態では、硬貨処理機の硬貨投入口に硬貨１００が投入されると、樹脂コイン判定ステップまでは、実施形態１と同様の処理が実行される。
【００７０】
その後、まず、識別部４４が、撮像画像５２や、低周波の交流電圧印加時の磁気センサ１の磁気信号５４に基づいて、硬貨１００の仮金種を判定する。
【００７１】
その後、搬送状態検出部４２は、撮像画像５２に基づいて、硬貨１００の搬送状態として、水平面内における硬貨１００の位置情報である面内位置情報５６を検出する（第一の搬送状態検出ステップ）。より詳細には、搬送状態検出部４２は、例えば、撮像画像５２において硬貨１００の外周端を抽出する処理を行い、面内位置情報５６として、水平面内における硬貨１００の外径と中心位置を検出する。搬送状態検出部４２は、また、検出した面内位置情報５６を記憶部５０に格納する。画像センサ２が硬貨１００の画像データをカラーで採取し、撮像画像５２がカラー画像である場合、搬送状態検出部４２は、撮像画像５２に基づいて、バイカラー硬貨のコア部及びリング部のそれぞれの位置情報も検出可能である。
【００７２】
上述のように、画像センサ２による識別は、垂直方向における硬貨１００の位置変動に影響を受けやすいが、撮像画像５２によれば、硬貨１００の面内位置情報５６を容易に検出することが可能である。
【００７３】
そして、本実施形態では、磁気信号補正部４５が、面内位置情報５６に基づいて、各磁気センサ１の磁気信号５４（好ましくは高周波の交流電圧印加時の磁気信号５４）を補正する（磁気信号補正ステップ）。より詳細には、磁気信号補正部４５は、面内位置情報５６に基づいて複数の磁気センサ１の磁気信号５４を補正して補正磁気信号５７を生成し、記憶部５０に格納する。磁気信号補正部４５による補正方法としては、例えば、下記（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の方法が挙げられる。
【００７４】
（Ｉ）使用する磁気センサ１を選択する方法
図１１〜１３に示すように、硬貨１００の片寄外れ度合いより、確実に硬貨１００に掛かるセンサ１（硬貨１００の片寄外れ度合いによって磁気信号５４に変動があるもの）の磁気信号５４のみを使用する。なお、図１１〜１３は、硬貨１００の搬送方向に直交する方向に４つの磁気センサ１Ａ〜１Ｄが設けられる場合を示している。磁気センサ１Ａ〜１Ｄは、搬送部２１の両側に２個ずつ均等に配置されている。
【００７５】
図１１に示すように、硬貨１００が片寄面４ｂ側に完全に片寄せされた状態では、まず、１）搬送状態検出部４２が面内位置情報５６として水平面内における硬貨１００の外径と中心位置を検出し（第一の搬送状態検出ステップ）、次に、２）磁気信号補正部４５が上記１）の検出結果に基づき硬貨１００の水平面内の位置と各磁気センサ１Ａ〜１Ｄの水平面内の位置との関係を確認する。図１１に示した例では、磁気センサ１Ａ〜１Ｃの下方には完全遮光の硬貨１００、すなわち磁気センサ１Ａ〜１Ｃの検知領域に完全に重なる硬貨１００が有り、磁気センサ１Ｄの下方には硬貨１００が無いことが検出される。そして、磁気信号補正部４５は、磁気センサ１Ａ〜１Ｃの磁気信号５４については基本データとの比較用データに分類し、磁気センサ１Ｄの磁気信号５４については使用しないデータに分類し、これらの分類された磁気信号５４を補正磁気信号５７として記憶部５０に格納する（磁気信号補正ステップ）。そして、搬送状態検出部４２が補正磁気信号５７（各磁気センサ１Ａ〜１Ｃの磁気信号５４）を基本データと比較し、硬貨１００の浮き量（硬貨１００の上端位置）を算出し（片浮きの確認も可能）、硬貨１００の垂直位置情報５５として記憶部５０に格納する（第二の搬送状態検出ステップ）。
【００７６】
図１２に示すように、硬貨１００が反片寄面４ｃ側に完全に片寄せされた状態では、まず、１）搬送状態検出部４２が面内位置情報５６として水平面内における硬貨１００の外径と中心位置を検出し（第一の搬送状態検出ステップ）、次に、２）磁気信号補正部４５が上記１）の検出結果に基づき硬貨１００の水平面内の位置と各磁気センサ１Ａ〜１Ｄの水平面内の位置との関係を確認する。図１２に示した例では、磁気センサ１Ｂ〜１Ｄの下方には完全遮光の硬貨１００、すなわち磁気センサ１Ｂ〜１Ｄの検知領域に完全に重なる硬貨１００が有り、磁気センサ１Ａの下方には硬貨１００が無いことが検出される。そして、磁気信号補正部４５は、磁気センサ１Ｂ〜１Ｄの磁気信号５４については基本データとの比較用データに分類し、磁気センサ１Ａの磁気信号５４については使用しないデータに分類し、これらの分類された磁気信号５４を補正磁気信号５７として記憶部５０に格納する（磁気信号補正ステップ）。そして、搬送状態検出部４２が補正磁気信号５７（各磁気センサ１Ｂ〜１Ｄの磁気信号５４）を基本データと比較し、硬貨１００の浮き量（硬貨１００の上端位置）を算出し（片浮きの確認も可能）、硬貨１００の垂直位置情報５５として記憶部５０に格納する（第二の搬送状態検出ステップ）。
【００７７】
図１３に示すように、硬貨１００が片寄面４ｂから距離Ｌだけ離れた（ただし反片寄面４ｃに接触しない）状態では、まず、１）搬送状態検出部４２が面内位置情報５６として水平面内における硬貨１００の外径と中心位置を検出し（第一の搬送状態検出ステップ）、次に、２）磁気信号補正部４５が上記１）の検出結果に基づき硬貨１００の水平面内の位置と各磁気センサ１Ａ〜１Ｄの水平面内の位置との関係を確認する。図１３に示した例では、磁気センサ１Ｂ〜１Ｄの下方には完全遮光の硬貨１００、すなわち磁気センサ１Ｂ及び１Ｃの検知領域に完全に重なる硬貨１００が有り、磁気センサ１Ａ及び１Ｄの下方には一部通過の硬貨１００、すなわち磁気センサ１Ａ及び１Ｄの検知領域に部分的に重なる硬貨１００が有ることが検出される。そして、磁気信号補正部４５は、磁気センサ１Ｂ、１Ｃの磁気信号５４については基本データとの比較用データに分類し、磁気センサ１Ａ、１Ｄの磁気信号５４については距離Ｌでの基本データとの比較用データに分類し、これらの分類された磁気信号５４を補正磁気信号５７として記憶部５０に格納する（磁気信号補正ステップ）。そして、搬送状態検出部４２が補正磁気信号５７のうちの各磁気センサ１Ｂ、１Ｃの磁気信号５４を基本データと比較し、硬貨１００の浮き量（硬貨１００の上端位置）を算出し（片浮きの確認も可能）、補正磁気信号５７のうちの各磁気センサ１Ａ、１Ｄの磁気信号５４を距離Ｌでの基本データと比較し、硬貨１００の浮き量（硬貨１００の上端位置）を算出し（片浮きの確認も可能）、硬貨１００の垂直位置情報５５として記憶部５０に格納する（第二の搬送状態検出ステップ）。
【００７８】
（ＩＩ）片寄外れ用判定枠を使用する方法
判定に使用する基準値（判定枠）を磁気センサ１毎に複数準備し、硬貨１００の片寄外れ度合いにより、最適な基準値を選択して使用する。準備する複数の基準値は、片寄外れ度合い０．５ｍｍ毎、１．０ｍｍ毎等、決まった間隔で準備する。
【００７９】
（ＩＩＩ）補正値テーブルを使用する方法
磁気センサ１毎に片寄外れ度合いにより変動する磁気信号５４の比率の逆数を補正値テーブルとして複数準備し、片寄外れ度合いにより、最適な補正値テーブルを選択して使用する。以下、詳述する。
【００８０】
まず、図１４（ａ）〜（ｅ）を用いて、基準となるテーブルについて説明する。ここでは、図１４（ｅ）に示すように、片寄面４ｂと硬貨１００との間隔を片寄外れ量Ｌとして説明する。また、図１４（ｅ）も図１１〜１３と同様に、硬貨１００の搬送方向に直交する方向に４つの磁気センサ１Ａ〜１Ｄが設けられる場合を示している。磁気センサ１Ａ〜１Ｄは、搬送部２１の両側に２個ずつ均等に配置されている。
【００８１】
図１４（ａ）は、片寄外れ量Ｌと、各磁気センサ１Ａ〜１Ｄの基本磁気出力（硬貨１００の浮きが発生していない時の各磁気センサ１Ａ〜１Ｄの出力値）との関係をまとめた基準テーブルであり、片寄外れ量Ｌの所定の変化量（例えば１ｍｍ）毎の各磁気センサ１Ａ〜１Ｄの基本磁気出力を含んでいる。ここで、各磁気センサ１Ａ〜１Ｄの出力値は、各磁気センサ１Ａ〜１Ｄの検知領域に硬貨１００が完全に重なった時に最大値（例えば１００）を取り、各磁気センサ１Ａ〜１Ｄの検知領域に硬貨１００が無い時に最小値（例えば０）を取るように設定されている。以下、この最大値及び最小値を各磁気センサ１Ａ〜１Ｄの基準データとする。図１４（ａ）は、片寄外れ量Ｌがａ（例えば０ｍｍ）、ｂ、ｃ、・・・と増加した場合を例示している。
【００８２】
図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の各磁気センサ１Ａ〜１Ｄの基本磁気出力（ただし０を除く）の逆数をとった逆数補正テーブルである。
【００８３】
図１４（ｃ）は、硬貨１００の浮き量Ｕと、磁気センサ１Ａ〜１Ｄの特性変動量（対応する浮き量Ｕで硬貨１００の浮きが発生したときの磁気センサ１Ａ〜１Ｄの出力値の変動量）との関係をまとめた特性変動量テーブルであり、浮き量Ｕの所定の変化量（例えば０．１ｍｍ）毎の磁気センサ１Ａ〜１Ｄの特性変動量を含んでいる。図１４（ｃ）は、浮き量Ｕが増加すると磁気センサ１Ａ〜１Ｄの出力値が増加する場合を例示している。
【００８４】
図１４（ｄ）は、硬貨１００の浮き量Ｕと、画像倍率（対応する浮き量Ｕで硬貨１００の浮きが発生したときの撮像画像５２の補正比率）との関係をまとめた画像倍率テーブルであり、浮き量Ｕの所定の変化量（例えば０．１ｍｍ）毎の画像倍率を含んでいる。
【００８５】
これらのテーブルはそれぞれ金種毎に予め準備して記憶部５０に格納しておく。
【００８６】
次に、図１５（ａ）及び（ｂ）を用いて、上記テーブルを用いた磁気信号５４の補正方法について説明する。
【００８７】
まず、図１５（ａ）に示すように、搬送状態検出部４２が撮像画像５４から片寄外れ量Ｌを検出する（第一の搬送状態検出ステップ）。画像センサ２の撮像画像５４のみからは硬貨径は確定できないが、撮像画像５４から片寄外れ量Ｌを検出することは可能である。ここでは、片寄外れ量Ｌがｃであり、識別部４４により判定された仮金種がＡであるとする。
【００８８】
次に、図１５（ｂ）に示すように、磁気信号補正部４５が各磁気センサ１Ａ〜１Ｄの実測データを金種Ａの逆数補正テーブルで補正して補正後データを生成し、補正磁気信号５７として記憶部５０に格納する（磁気信号補正ステップ）。すなわち、各磁気センサ１Ａ〜１Ｄの実際の出力値を、片寄外れ量Ｌ＝ｃの時の金種Ａの逆数補正テーブルの値で乗じる。
【００８９】
次に、図１５（ｂ）に示すように、搬送状態検出部４２が補正後データを各磁気センサ１Ａ〜１Ｄの基準データ（金種Ａの場合のもの）と比較して特性差を算出し、算出した特性差を金種Ａの特性変動量テーブルと比較して硬貨１００の浮き量Ｕを検出し、硬貨１００の垂直位置情報５５として記憶部５０に格納する（第二の搬送状態検出ステップ）。すなわち、まず、補正後データから各磁気センサ１Ａ〜１Ｄの基準データ（金種Ａの場合のもの）を減じて特性差を算出する。このとき、補正後データが最小値を取る場合は、基準データの最小値と比較し、補正後データが最小値以外の値を取る場合は、基準データの最大値と比較する。次に、算出した特性差と金種Ａの特性変動量テーブルの特性変動量とを比較して、両者の差が最も小さくなる時の硬貨１００の浮き量Ｕを検出する。
【００９０】
その後、画像補正部４３が、実施形態１と同様に、垂直位置情報５５に基づいて撮像画像５２を補正して補正画像５３を生成する（画像補正ステップ）。例えば、上記（ＩＩＩ）補正値テーブルを使用する方法の場合は、図１５（ｂ）に示すように、画像補正部４３が、画像倍率テーブルから、搬送状態検出部４２によって検出された浮き量Ｕの時の画像倍率を決定し、当該倍率で撮像画像５２を拡大する。
【００９１】
そして、識別部４４が、画像補正部４３の補正結果と、磁気信号補正部４５の補正結果とに基づいて硬貨１００を識別する（識別ステップ）。例えば、識別部４４は、補正画像５３と、記憶部５０に予め格納された硬貨情報５１中の硬貨１００の画像に関する識別情報とを比較し、硬貨１００の種類、真偽、正損（汚損）等を識別・判定するとともに、補正磁気信号５７と、記憶部５０に予め格納された硬貨情報５１中の硬貨１００の磁気特性に関する識別情報とを比較し、硬貨１００の種類、真偽、正損（汚損）等を識別・判定する。識別部４４は、補正画像５３に基づき識別された硬貨１００の種類と、補正磁気信号５７に基づき識別された硬貨１００の種類とが、一致する場合は当該種類であると識別し、一致しない場合は、硬貨１００をリジェクトする。また、補正画像５３に基づき判定された硬貨１００の真偽と、補正磁気信号５７に基づき判定された硬貨１００の真偽とが、一致する場合は当該判定結果を採用し、一致しない場合は、硬貨１００をリジェクトする。また、補正画像５３に基づき判定された硬貨１００の正損と、補正磁気信号５７に基づき判定された硬貨１００の正損とが、一致する場合は当該判定結果を採用し、一致しない場合は、例えば汚損貨又は変形貨であると判定する。
【００９２】
以上で説明したように、本実施形態では、搬送状態検出部４２は、撮像画像５２に基づいて、搬送路４（搬送面４ａ）と平行な面（水平面）内における硬貨１００の位置情報である面内位置情報５６を検出することから、硬貨１００の片寄外れが発生した場合に効果的に硬貨１００を識別することができる。
【００９３】
また、本実施形態において、磁気信号補正部４５は、面内位置情報５６に基づいて、各磁気センサ１の磁気信号５４を補正することから、硬貨１００の片寄外れが発生した場合により効果的に硬貨１００を識別することができる。
【００９４】
また、本実施形態において、識別部４４が、磁気信号補正部４５の補正結果も硬貨１００の識別に使用することから、硬貨１００の搬送状態がばらついた場合であっても、識別部４４による識別・判定をより高精度に行うことができる。
【００９５】
（実施形態３）
実施形態１に係る硬貨識別装置は、磁気信号に基づいて撮像画像を補正し、その補正画像により識別処理を行うものであったが、実施形態３に係る硬貨識別装置は、画像センサに対向配置された径検知センサの出力信号に基づいて撮像画像を補正し、その補正画像により識別処理を行う。図１６は、実施形態３に係る画像採取装置の画像センサの構成を示す模式図であり、図１６中の矢印は、面発光光源６１から発せられた光が径検知センサ６３に入射するまでの経路を示している。
【００９６】
図１６に示すように、本実施形態の画像センサ２は、平行光を照射する落射照明である面発光光源６１からの光をビームスプリッター６２で反射させることにより硬貨１００に照射する。
【００９７】
ビームスプリッター６２は、面発光光源６１から入射した光を撮像領域２２ａに向けて反射させ、かつ、撮像領域２２ａを通過する硬貨１００の表面で反射された光を透過させる。ビームスプリッター６２を透過した光が撮像素子２４により撮像されることで、硬貨画像が得られる。ビームスプリッター６２は、面発光光源６１から発せられた光の進行方向、及び、硬貨１００の搬送面４ａに対して斜め方向に向けられた反射面を有し、例えば、図１６に示すように、硬貨１００の搬送面４ａに対して４５°に傾斜する反射面が設けられる。なお、ビームスプリッター６２は、入射光を反射させる機能と透過させる機能の両方を有するものであればよく、透過光と反射光の割合は特に限定されないが、透過光と反射光の割合が１：１となる特性を示すハーフミラーが好適に用いられる。
【００９８】
また、図１６に示すように、本実施形態では、撮像領域２２ａ（透明部２２）の上方に、２つの径検知センサ６３が設けられている。これらの径検知センサ６３は、撮像領域２２ａの中心に対して、搬送路４の片寄面４ｂ側及び反片寄面４ｃ側に配置されており、撮像領域２２ａの周縁部の上方に位置している。径検知センサ６３の間隔は、処理対象の最小径の硬貨１００の直径よりも小さく設定されている。
【００９９】
各径検知センサ６３は、エリアフォトセンサを含んで構成されており、照射された光の強度に応じた信号を検出地点毎に出力する。そのため、図１６に示すように、撮像領域２２ａ内に硬貨１００が進入すると、硬貨１００に照射された平行光は、硬貨１００によって遮光されるため、各径検知センサ６３は、硬貨１００の直径に応じた信号を出力することになる（図１６中、受光出力参照。）。エリアフォトセンサとしては、ＣＣＤ一次元イメージセンサ等の一次元イメージセンサが好適であるが、細長いホトダイオードを使用してもよい。細長いホトダイオードを使用する場合、硬貨１００によって遮光された部分に応じて出力信号が減衰することを利用する。したがって、ホトダイオードの出力特性は、遮光長さ（面積）に比例した（リニアリティのある）ものでないと誤差がでる。
【０１００】
本実施形態に係る硬貨識別装置は、制御部４０に径検出部を更に含み、２つの径検知センサ６３の出力信号に基づいて、硬貨１００の直径を検知し、その検知結果を硬貨１００の径情報として記憶部５０に格納する。硬貨１００には平行光が照射されるため、例え硬貨１００の浮きが発生した場合であっても、径検出部による径情報は、硬貨１００の実際の直径を高精度で反映したものとなる。
【０１０１】
そして、本実施形態では、画像補正部４３は、硬貨１００の径情報に基づいて撮像画像５２を補正する（画像補正ステップ）。より詳細には、径情報に基づいて撮像画像５２を補正して補正画像５３を生成する。例えば、硬貨１００全体が同じ距離だけ搬送面４ａから浮き上がっている場合、その分だけ撮像画像５２における硬貨１００のサイズは小さくなってしまうが、画像補正部４３は、径情報による硬貨１００の直径に合致するように、撮像画像５２全体を拡大する。すなわち、撮像画像５２における硬貨１００の直径ＤＡと径情報による硬貨１００の直径ＤＢとから、倍率比ＤＢ／ＤＡを算出し、硬貨１００の中心を基準として倍率比ＤＢ／ＤＡで撮像画像５２を拡大する。
【０１０２】
そして、識別部４４が、実施形態１と同様に、画像補正部４３の補正結果に基づいて硬貨１００を識別する。すなわち、補正画像５３と、記憶部５０に予め格納された硬貨情報５１中の硬貨１００の画像に関する識別情報とを比較し、硬貨１００の種類、真偽、正損（汚損）等を識別・判定する。
【０１０３】
以上で説明したように、本実施形態では、２つの径検知センサ６３による径情報に基づいて、画像センサ２による撮像画像５２を補正し、その補正画像５３に基づいて硬貨１００の識別を行う。したがって、本実施形態に係る硬貨識別装置は、精度の高い識別能力を有するとともに、識別能力の安定化が可能である。
【０１０４】
（変形形態）
上記実施形態１〜３では、処理フローのトリガーとして、撮像領域２２ａ内に検知領域３ａが存在するフォトセンサ３の検知信号を用いる場合について説明したが、撮像領域２２ａの上流側に複数のフォトセンサを配置し、その検知信号を処理フローのトリガーとして用いてもよい。この場合、上流のフォトセンサが硬貨１００を検知すると、その直後から所定期間の間、複数の撮像画像５２を取得するとともに、それらの撮像タイミングと同時に（それらの露光期間内）に検出された複数の磁気信号５４（各磁気センサ１につき複数の磁気信号５４）を取得する。そして、複数の撮像画像５２の内で最も識別に適した撮像画像５２と、その撮像タイミングと同時に（その露光期間内）に検出された磁気信号５４（各磁気センサ１につき１つの磁気信号５４）とを選択し、選択した撮像画像５２及び磁気信号５４に基づいて識別処理を行ってもよい。
【０１０５】
また、実施形態３においては、硬貨１００の投入口への投入後、２つの径検知センサ６３の出力信号を常時監視することによって硬貨１００の位置を検出し、これらの径検知センサ６３の出力信号に基づいて硬貨１００全体が撮像領域２２ａ内に進入したタイミングを検知し、そのタイミングをトリガーとして識別処理を開始してもよい。
【０１０６】
また、上記実施形態１〜２では、各磁気センサ１が撮像領域２２ａ（透明部２２）の上方に設けられる場合、すなわち画像センサ２が撮像時に位置する硬貨１００の一方に設けられ、各磁気センサ１が撮像時に位置する硬貨１００の他方に設けられる場合について説明したが、各磁気センサ１は、撮像領域２２ａの下方に設けられてもよい。すなわち画像センサ２及び各磁気センサ１がいずれも、撮像時に位置する硬貨１００の一方に設けられてもよい。各磁気センサ１が撮像領域２２ａの上方に設けられる場合は、上述のように、垂直位置情報５５の垂直変動情報に硬貨１００の浮き情報のみならず厚さ情報が含まれる可能性がある。すなわち、硬貨１００に浮きが発生した場合と、厚さが大きな硬貨１００が搬送された場合とで等価な情報が検出される可能性があり、その場合、垂直位置情報５５に基づく撮像画像５２の補正が適切に実施されないおそれがある。それに対して、各磁気センサ１が撮像領域２２ａの下方に設けられる場合は、垂直位置情報５５の垂直変動情報としては、厚さ情報が含まれずに浮き情報のみが含まれ得ることになる。硬貨１００の厚さが変わったとしても、各磁気センサ１と硬貨１００の間の距離は不変であるためである。したがって、本変形形態によれば、垂直位置情報５５に基づく撮像画像５２の補正精度をより向上することができ、硬貨１００をより高精度で識別することができる。
【０１０７】
また、上記実施形態１〜２では、磁気センサ１を２つ又は４つ設ける場合について詳述したが、磁気センサ１の数は特に限定されず、１つでも、３つでも、５つ以上でもよい。ただし、磁気センサ１による垂直位置情報５５の正確性を向上して硬貨１００の識別精度のより高くする観点からは、磁気センサ１の数はより多い方が好ましく、２つ以上であることが好ましい。
【０１０８】
また、上記実施形態１〜３では、硬貨１００が片寄搬送されるようにセンサユニットが設計されている場合について説明したが、硬貨１００は、搬送路４に直交する方向における位置が規制されない状態で搬送路４を搬送されてもよい。
【０１０９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜削除されてもよいし、変更されてもよいし、組み合わされてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
以上のように、本発明は、硬貨識別装置及び硬貨識別方法に関し、高精度で硬貨を識別できる有用な技術である。
【符号の説明】
【０１１１】
１：磁気センサ（磁気検出部）
１ａ：磁気センサの検知領域
２：画像センサ（撮像部）
３：フォトセンサ（タイミングセンサ）
３ａ：フォトセンサの検知領域
４：搬送路
４ａ：搬送面
４ｂ：片寄面
４ｃ：反片寄面
２１：搬送部
２１ａ：搬送ベルト
２１ｂ：搬送ピン
２２：透明部
２２ａ：撮像領域
２３、３１：光源
２３ａ：発光素子
２３ｂ：プリズム（導光体）
２３ｃ：光拡散フィルム
２４：撮像素子
２４ａ：光電変換部
２４ｂ：レンズユニット
２６：筐体
２７：搬送路側カバー
２８ａ、２８ｂ：搬送ガイド
３２：受光素子
４０：制御部
４１：センサ制御部
４２：搬送状態検出部
４３：画像補正部
４４：識別部
４５：磁気信号補正部
５０：記憶部
５１：硬貨情報
５２：撮像画像
５３：補正画像
５４：磁気センサの検出信号（磁気信号）
５５：垂直位置情報
５６：面内位置情報
５７：補正磁気信号
６１：面発光光源
６２：ビームスプリッター
６３：径検知センサ
１００：硬貨
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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