(57)【要約】【課題】被検出体としてのコインＣの識別処理を効率的かつ正確に行うことを可能とする。【解決手段】コインＣの光学画像を取り込むコイン検出手段１４が、撮像部４ｂのコイン搬送方向上流側にコインＣの表面輝度を検出する輝度測定部１５を備えたものであって、上記輝度測定部１５で測定した表面輝度に基づいて当該コインＣの新旧状態を大別した上で種類または真偽を判定を画像判定手段で行い、コインの新旧状態に基づいた識別動作を直ちに可能としてコインの新旧状態に基づく光学画像のバラツキを実質的になくし、識別処理時間を短縮化するとともに識別精度を向上させるようにしたもの。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置内に挿入または投入された被検出体としてのコインを検出位置に搬送する搬送手段と、
上記検出位置において、適宜の照明条件を備えた照明部により上記コインを照らしながら撮像部により撮影して当該コインの光学画像を取り込むコイン検出手段と、
そのコイン検出手段を通して取り込んだコインの光学画像を解析することによって当該コインの種類または真偽を判定する画像判定手段と、
を備えたコインの識別装置において、
上記コイン検出手段は、前記撮像部のコイン搬送方向上流側で前記コインの表面輝度を検出する輝度測定部を備えているとともに、
前記画像判定手段は、上記コイン検出手段の輝度測定部で検出した表面輝度に基づいて当該コインの新旧状態を大別した上でコインの種類または真偽を判定するように構成されていることを特徴とするコインの識別装置。
【請求項２】
前記コイン検出手段の照明部には、前記輝度測定部で測定したコインの表面輝度に基づいて大別したコインの新旧状態に対応して、当該照明部における照明条件を調整する照明制御部が設けられていることを特徴とする請求項１記載のコインの識別装置。
【請求項３】
前記照明部における照明条件として、コインに対する照明角度および照明照度が採用されていることを特徴とする請求項２記載のコインの識別装置。
【請求項４】
前記画像判定手段が、前記コイン検出手段を通して取り込んだコインの光学画像を、予め記憶された基準テンプレートと比較して解析を行うように構成されたものであって、
上記基準テンプレートを、前記輝度測定部で測定したコインの表面輝度に基づいて大別したコインの新旧状態に対応して切り替えるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のコインの識別装置。
【請求項５】
前記輝度測定手段のコイン搬送方向の上流側には、コインの材質または外径を測定する予備的識別手段が配置されていることを特徴とする請求項１記載のコインの識別装置。
【請求項６】
被検出体としてのコインを検出位置まで搬送し、適宜に設定した照明条件で上記コインを照らしながら撮影し、その撮影により取り込んだコインの光学画像を解析することによって当該コインの種類または真偽を判定するようにしたコインの識別方法において、
上記コインの撮影を行う前に当該コインの表面輝度を検出し、検出したコインの表面輝度に基づいてコインの新旧状態を大別した後に、当該コインの種類または真偽の判定を行うようにしたことを特徴とするコインの識別方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コインの光学画像を取り込んで解析することによりコインの種類または真偽を判定するようにしたコインの識別装置および識別方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動販売機、自動券売機、ゲーム機などのように硬貨等のコインを取り扱うように構成された各種装置には、装置内に挿入又は投入された硬貨等のコインの種類または真偽を判定するコイン識別装置がしばしば設けられている。例えば、硬貨識別装置においては、社会問題化している硬貨の偽造・変造に対応すべく様々なタイプの識別装置が従来から提案されており、特願昭６１−９０５４７号公報、特願平１１−３７５５３２号公報、あるいは特願平１１−３７５５３３号公報などには、硬貨表面の凹凸形状を検知することによって硬貨の識別を行うようにした方式のものが開示されている。また、特許第２８０３９３０号公報には、光学的に読み取った硬貨表面の光学画像から得たパターンデータを、予め記憶された基準の画像パターンデータと比較することによって、金種または真偽を判定するようにした方式のものが開示されている。
【０００３】
このような被検出体としてのコインの光学画像を取り込むようにした従来のコイン識別装置では、例えば図３に示されているように、装置内に挿入または投入された被検出体としてのコインＣが、搬送手段１の送り作用によってまず第１の検出位置まで搬送されていき、その第１の検出位置に配置された第１のタイミングセンサＴ１により上記コインＣの存在が検出されると、第１のコイン検出手段２によって上記コインＣの材質または外径が測定される。そして、それにより得られたコインＣの材質または外径データは、識別制御手段３に取り込まれて、大まかな認識・判定動作が実行され、現在搬送されているコインＣの種類が、ある程度限定されるようになっている。
【０００４】
さらに、上述した第１の検出位置から第２の検出位置までコインＣが搬送されていき、その第２の検出位置に配置された第２のタイミングセンサＴ２によりコインＣの存在が検出されると、第２のコイン検出手段４によって上記コインＣの撮影が行われて光学画像が取り込まれるようになっている。
【０００５】
すなわち、上記第２のコイン検出手段４は、例えば図４に示されているように、適宜の照明条件に設定された照明部４ａにより上記被検出体としてのコインＣを照らしながら撮像部４ｂにより撮影する構成になされていて、上記照明部４ａには、被検出体としてのコインＣを真上から照明するようにＬＥＤ等の発光体を配置した直上照明部と４ａ１と、被検出体としてのコインＣを斜め上から照明するようにＬＥＤ等の発光体を配置した傾斜照明部４ａ２とが設けられている。また、上記撮像部４ｂに設けられたレンズユニット４ｂ１は、上記コインＣの直上位置に対向するように配置されており、そのレンズユニット４ｂ１を通して、上記コインＣからの反射光が図示を省略した撮像素子に受光されるようになっている。
【０００６】
このような第２のコイン検出手段４を通して得られた、例えば図５に示されているようなコインＣの光学画像データは、上述した識別制御手段内の画像判定手段に取り込まれ、そこで、正規画像の基準テンプレートと比較されることによって、最終的な金種等の判別がなされるようになっている。判別されたコインは、図示を省略した硬貨弁別装置などに搬送されていく。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来のコイン識別装置に対して、実際に挿入または投入される硬貨等のコインＣは、使用の履歴が相互に異なっており、表面が滑らかで高反射率を有するものや、摩耗または汚れが進んで表面の反射率が低下しているものなど、幅広い反射レベルを備えたものが存在している。例えば、新しいコインＣは摩耗が少なく反射率も高いことから、中央部および周端縁部の双方がクッキリした光学画像となる。これに対して古いコインＣは、摩耗が進み反射率も低下していることから、全体がぼやけた光学画像となる。そして、このような新旧コインＣによる光学画像のバラツキは、当然、コインの識別性能を低下させる原因となっている。
【０００８】
一方、このようなコインＣの履歴の相違に基づく問題に対応して、従来から、新しいコインに関する基準テンプレートと、古いコインに関する基準テンプレートとを別個に用意しておき、一つのコインに対して、これら新旧の基準テンプレートによる比較をそれぞれ実行しても良いが、識別性能が向上される反面、多大な識別処理時間を要してしまうという問題がある。
【０００９】
そこで本発明は、被検出体としてのコインの識別処理を、効率的かつ正確に行うことができるようにしたコインの識別装置および識別方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１にかかるコインの識別装置では、コインの光学画像を取り込むコイン検出手段が、撮像部のコイン搬送方向上流側においてコインの表面輝度を検出する輝度測定部を備えているとともに、画像判定手段は、上記コイン検出手段の輝度測定部で検出した表面輝度に基づいて当該コインの新旧状態を大別した上でコインの種類または真偽を判定するように構成されている。
このような構成を有する請求項１にかかるコインの識別装置によれば、輝度測定部によって測定されたコインの表面輝度に基づいて、コインの新旧状態が予め大別されることから、それらのコインの新旧状態に基づいた識別動作が直ちに可能となり、コインの新旧状態に基づく光学画像のバラツキが実質的になくなることによって、その分、識別処理時間が短縮化されるとともに識別精度が向上されるようになっている。
【００１１】
また、本発明の請求項２にかかるコインの識別装置では、上記請求項１におけるコイン検出手段の照明部に、輝度測定部で測定したコインの表面輝度に基づいて大別したコインの新旧状態に対応して、当該照明部における照明条件を調整する照明制御部が設けられており、さらに本発明の請求項３にかかるコインの識別装置では、上記請求項２における照明部における照明条件として、コインに対する照明角度および照明照度が採用されている。
このような構成を有する請求項２および請求項３にかかるコインの識別装置によれば、コインの新旧状態に基づく光学画像のバラツキが、照明制御部によって確実に低減されるようになっている。
【００１２】
さらにまた、本発明の請求項４にかかるコインの識別装置では、上記請求項１における画像判定手段が、コイン検出手段を通して取り込んだコインの光学画像を予め記憶された基準テンプレートと比較して解析を行うように構成されたものであって、上記基準テンプレートを、輝度測定部で測定したコインの表面輝度に基づいて大別したコインの新旧状態に対応して切り替えるように構成されている。
このような構成を有する請求項４にかかるコインの識別装置によれば、基準テンプレートを切り替えて用いるという簡易な構成で、コインの新旧状態に基づく光学画像のバラツキが低減されるようになっている。
【００１３】
また、本発明の請求項５にかかるコインの識別装置では、上記請求項１における輝度測定手段のコイン搬送方向の上流側に、コインの材質または外径を測定する予備的識別手段が配置されている。
このような構成を有する請求項５にかかるコインの識別装置によれば、コインの識別動作が、予備的識別手段によってより正確かつ迅速に行われるようになっている。
【００１４】
一方、本発明の請求項６にかかるコインの識別方法では、被検出体としてのコインの撮影を行う前に当該コインの表面輝度を検出し、検出したコインの表面輝度に基づいてコインの新旧状態を大別した後に、当該コインの種類または真偽を判定を行うようにしている。
このような構成を有する請求項６にかかるコインの識別方法によれば、コインの表面輝度に基づいて予めコインの新旧状態が大別されることから、それらのコインの新旧状態に基づいた識別動作が直ちに可能となり、コインの新旧状態に基づく光学画像のバラツキが実質的になくなることによって、その分、識別処理時間が短縮化されるとともに識別精度が向上されるようになっている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
まず図１に示されている実施形態にかかる硬貨識別装置には、装置内に挿入または投入された被検出体としてのコインＣを一方向に搬送していくベルト状搬送部１１が設けられており、そのベルト状搬送部１１の送り方向（図示右方向）における最上流側の第１の検出位置には、第１のタイミングセンサＴ１が配置されているとともに、その第１のタイミングセンサＴ１に対応して、予備的識別手段としての第１のコイン検出手段１２が配置されている。
【００１６】
上記予備的識別手段としての第１のコイン検出手段１２は、磁気センサなどの検出手段を備えたものであって、上記ベルト状搬送部１１により第１の検出位置に送り込まれたコインＣの材質および外径を測定するように構成されている。この第１のコイン検出手段１２により検出されたコインＣの材質または外径データは、識別制御手段１３内に設けられた画像判定手段に取り込まれ、それらの材質または外径データ基づいて、現在搬送されているコインＣの大まかな認識・判定動作が実行され、コインＣの種類が、ある程度限定されるようになっている。
【００１７】
さらに、上述した第１の検出位置から上記コインＣの搬送方向下流側（図示右方側）に適宜の距離だけ離した第２の検出位置には、第２のタイミングセンサＴ２が配置されているとともに、その第２のタイミングセンサＴ２に対応して、第２のコイン検出手段１４が配置されている。さらに、その第２のコイン検出手段１４のコイン搬送方向上流側（図示左方側）には、コインＣの表面輝度を検出する輝度測定部としての輝度センサ１５が配置されている。
【００１８】
上記輝度測定部としての輝度センサ１５は、周知の反射型のフォトセンサなどから構成されたものであって、コインＣからの反射光を受光することによってコイン表面の輝度分布データが得られるようになっている。この輝度センサ１５により検出されたコインＣの表面輝度データは、上述した識別制御手段１３の画像判定手段に取り込まれ、その取り込まれた表面輝度データに基づいて、上記コインＣの表面輝度、すなわち現在搬送されているコインＣの新旧状態が大別されるようになっている。これは、新しいコインＣは摩耗が少なく反射率も高いことから高輝度にて検出される傾向があるのに対して、古いコインＣは、摩耗が進んで反射率が低下していることから低輝度にて検出される傾向があることによるものである。
【００１９】
一方、上述した第２のコイン検出手段１４としては、前述した従来の欄で説明した構造のもの（図４参照）と同様な構造を備えたものが採用されており、図４に示されているように、適宜の照明条件を有する照明部４ａにより上記被検出体としてのコインＣを照らしながら当該コインＣを撮像部４ｂにより撮影するように構成されており、上記照明部４ａには、被検出体としてのコインＣを真上から照明するようにＬＥＤ等の発光体を配置した直上照明部４ａ１と、被検出体としてのコインＣを斜め上から照明するようにＬＥＤ等の発光体を配置した傾斜照明部４ａ２とが設けられている。また、上記撮像部４ｂに設けられたレンズユニット４ｂ１は、上記コインＣの直上位置に対向するように配置されており、そのレンズユニット４ｂ１を通して、上記コインＣからの反射光が図示を省略した撮像素子に受光されるようになっている。
【００２０】
また、本実施形態に採用されている識別制御手段１３内には、上記第２のコイン検出手段１４に設けられた照明部４ａの照明条件を調整する照明制御部が設けられている。この照明制御部は、上述した輝度測定部としての輝度センサ１５で測定した表面輝度に基づいて大別したコインＣの新旧状態に対応して、上記照明部４ａにおける照明条件を調整する機能を備えたものであって、より具体的には、上記照明部４ａの照明条件として、コインＣに対する当該照明部４ａの照明角度および照明照度が採用されており、これら照明部４ａの照明角度および照明照度が、上記コインＣの新旧状態に対応して適宜に調整されるようになっている。
【００２１】
このような照明条件、つまり上記コインＣに対する照明部の照明角度および照明照度を調整することによって、上記コインＣの光学画像が、例えば図２に示されているように調整される。すなわち、前述した直上照明部４ａ１からの照度を強くすると、図２（ａ）のようにコインＣの平坦部からの反射が強くなって平坦部が強調された光学画像となる。また、前述した傾斜照明部４ａ２からの照度を強くすると、図２（ｃ）のようにコインＣの周端縁部からの反射が強くなって周端縁部が強調された光学画像となる。さらに、それらの直上照明部４ａ１と傾斜照明部４ａ２とを適宜に組み合わせた中間的な照度に調整することによって、図２（ｂ）のような中間的な光学画像が得られる。
【００２２】
そして、被検出体としてのコインＣが上述した第２の検出位置まで搬送されてくると、第２のコイン検出手段１４によってコインＣが撮影され、それによって例えば図５に示されているような上記コインＣの光学画像データが検出される。そのコインＣの光学画像データは、上述した識別制御手段１３内の画像判定手段に取り込まれ、その画像判定手段において、基準となるべき正規画像の基準テンプレートと比較されることによって、最終的な金種等の判別がなされる。判別されたコインＣは、図示を省略した硬貨弁別装置などに搬送されていく。
【００２３】
このように本実施形態によれば、輝度測定部としての輝度センサ１５によって測定したコインＣの表面輝度データに基づいて、コインＣの新旧状態が予め大別されることから、それらのコインＣの新旧状態に基づいた識別動作が直ちに可能となり、コインＣの新旧状態に基づく光学画像のバラツキが実質的になくなることによって、その分、識別処理時間が短縮化されるとともに識別精度が向上されるようになっている。
【００２４】
また、本実施形態では、輝度測定部としての輝度センサ１５により測定した表面輝度に基づいて大別したコインＣの新旧状態に対応して、照明部４ａにおける照明条件を照明制御部により調整し、コインＣに対する照明部４ａの照明角度および照明照度を適宜に調整する構成になされていることから、コインＣの新旧状態に基づく光学画像のバラツキが、照明制御部によって確実に低減されるようになっている。
【００２５】
さらに本実施形態によれば、輝度測定手段としての輝度センサ１５のコインＣ搬送方向の上流側に、コインＣの材質または外径を測定する予備的識別手段としての第１のコイン検出手段１２が配置されていることから、コインＣの識別動作が、その予備的識別手段としての第１のコイン検出手段１２によってより正確かつ迅速に行われるようになっている。
【００２６】
一方、上述した実施形態のような照明制御部により照明部４ａにおける照明条件（照明角度および照明照度）を調整することなく、識別制御手段１３の画像判定手段に用いられる基準テンプレートを適宜に切り替えるように構成することも可能である。すなわち、上述した輝度測定部としての輝度センサ１５で測定した表面輝度データに基づいて大別したコインＣの新旧状態に対応して、低輝度用の基準テンプレートと、高輝度用の基準テンプレートとのいずれかに適宜に切り替えることとし、それらのいずれかの基準テンプレートと、実際に取り込まれた光学画像データを比較することによって、最終的な金種等の判別を行うようにしている。
【００２７】
このような実施形態にかかる構成を採用すれば、基準テンプレートを切り替えて用いるという簡易な構成で、コインＣの新旧状態に基づく光学画像のバラツキを低減することが可能となる。
【００２８】
以上、本発明者によってなされた発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であるというのはいうまでもない。
【００２９】
例えば上述した実施形態では、照明部として、直上照明部および傾斜照明部が設けられているが、それらのうちの一方の照明部のみを用いるように構成することも可能である。
【００３０】
また、本発明は、上述した実施形態のような硬貨に限定されることなく適用することが可能であり、例えばゲームトークンのような多種多様なコインＣを被検出体とすることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の請求項１にかかるコインの識別装置は、コインの光学画像を取り込むコイン検出手段が、撮像部のコイン搬送方向上流側にコインの表面輝度を検出する輝度測定部を備え、コイン検出手段の輝度測定部で測定した表面輝度に基づいて当該コインの新旧状態を大別した上で種類または真偽を判定を画像判定手段で行うように構成したことにより、コインの新旧状態に基づいた識別動作を直ちに可能とし、コインの新旧状態に基づく光学画像のバラツキを実質的になくして識別処理時間を短縮化するとともに識別精度を向上させるようにしたものであるから、被検出体としてのコインの識別処理を効率的かつ正確に行うことができ、コインの識別装置の有用性を高めることができる。
【００３２】
また、本発明の請求項２にかかるコインの識別装置は、上記請求項１におけるコイン検出手段の照明部に、輝度測定部で測定した表面輝度に基づいて大別したコインの新旧状態に対応して当該照明部における照明条件を調整する照明制御部を設け、さらに本発明の請求項３にかかるコインの識別装置は、上記請求項２における照明条件として、コインに対する照明部の照明角度および照明照度を採用したことによって、コインの新旧状態に基づく光学画像のバラツキを照明制御部により簡易かつ確実に低減させるようにしたものであるから、上述した効果を安定して得ることができる。
【００３３】
さらにまた、本発明の請求項４にかかるコインの識別装置は、上記請求項１における画像判定手段を、予め記憶された基準テンプレートとコインの光学画像とを比較して解析を行うように構成し、輝度測定部で測定した表面輝度に基づいて大別したコインの新旧状態に対応して基準テンプレートを切り替えて用いることにより、簡易な装置でコインの新旧状態に基づく光学画像のバラツキを低減させるようにように構成したものであるから、上述した効果を簡易な構成で得ることができる。
【００３４】
また、本発明の請求項５にかかるコインの識別装置は、上記請求項１における輝度測定手段のコイン搬送方向の上流側に、コインの材質または外径を測定する予備的識別手段を配置し、その予備的識別手段によってコインの識別動作を正確かつ迅速に行うようにしたものであるから、上述した効果に加えて識別精度を高めることができる。
【００３５】
一方、本発明の請求項６にかかるコインの識別方法では、被検出体としてのコインの撮影を行う前に当該コインの表面輝度を検出し、それにより得たコインの表面輝度に基づいてコインの新旧状態を大別した上で当該コインの種類または真偽を判定を行うことにより、コインの新旧状態に基づいた識別動作を直ちに可能として、コインの新旧状態に基づく光学画像のバラツキを実質的になくし、その分、識別処理時間を短縮化するとともに識別精度を向上させるようにしたものであるから、被検出体としてのコインの識別処理を効率的かつ正確に行うことができ、コインの識別装置の有用性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における硬貨識別装置の概要を表した模式的側面説明図である。
【図２】照明部における照明条件を調整した状態を表したものであって、（ａ）は直上照明部からの照度を強くした場合、（ｃ）は傾斜照明部からの照度を強くした場合、（ｂ）は直上照明部と傾斜照明部とを適宜に組み合わせた中間的な照度に調整した場合である。
【図３】従来における硬貨識別装置の概要を表した模式的側面説明図である。
【図４】照明部の構造例を模式的に表した正面説明図である。
【図５】コインＣの光学画像データの一例を表した平面説明図である。
【符号の説明】
Ｃ  コイン
１１  ベルト状搬送部
１２  第１のコイン検出手段（予備的識別手段）
１３  識別制御手段（照明制御部）
１４  第２のコイン検出手段
１５  輝度センサ（輝度測定部）
Ｔ１  第１のタイミングセンサ
Ｔ２  第２のタイミングセンサ
４ａ  照明部
４ａ１  直上照明部
４ａ２  傾斜照明部
４ｂ  撮像部
４ｂ１  レンズユニット
【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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