(57)【要約】【課題】  処理時間が短く、且つ撮像窓の汚れや硬貨の汚れ等による影響を低減して識別対象硬貨を精度よく識別可能な硬貨識別装置を提供する。【解決手段】  硬貨識別装置１は、識別対象硬貨１５を撮像して撮像データＤ1を生成する画像入力部３と、識別部２とを備える。識別部２は、撮像データＤ2における識別対象硬貨１５の中心位置Ｃを算出する中心算出部５３と、中心位置Ｃを中心とする円周Ａ上のデータＤ14を撮像データＤ2から抽出する円周データ取込部５５と、円周Ａ上のデータＤ14において特徴区間を決定する特徴区間抽出部５７と、円周Ａ上のデータＤ14と予め記憶された基準データＤ8とを比較することにより、識別対象硬貨１５を識別する判定部９とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
識別対象硬貨の表面を撮像して該識別対象硬貨に関する撮像データを生成する画像入力部と、
前記撮像データに基づいて前記識別対象硬貨を識別する識別部と
を備え、
前記識別部が、前記撮像データにおける前記識別対象硬貨の中心位置を算出し、該中心位置を中心とする所定円周上のデータにおいて所定の特徴を有する特徴区間を決定し、該特徴区間と、硬貨の種類に応じて予め記憶された前記所定円周上の基準データにおける特徴区間とに基づいて、前記識別対象硬貨を識別する、硬貨識別装置。
【請求項２】
前記識別部が、前記所定円周上のデータにおける前記特徴区間の位置及び前記基準データにおける前記特徴区間の位置を基準にして前記所定円周上のデータと前記基準データとを互いに関連付け、前記所定円周上のデータと前記基準データとを互いに比較することにより前記識別対象硬貨を識別する、請求項１に記載の硬貨識別装置。
【請求項３】
前記識別部が、前記所定円周上のデータにおける前記特徴区間の長さと前記基準データにおける前記特徴区間の長さとを比較することにより、前記識別対象硬貨を識別する、請求項１または２に記載の硬貨識別装置。
【請求項４】
前記識別部が、前記所定円周上のデータにおける前記特徴区間の位置及び前記基準データにおける前記特徴区間の位置に基づいて前記識別対象硬貨の基準状態からの姿勢角を求め、前記識別対象硬貨の所定の識別部位における識別データを前記撮像データから前記中心位置及び前記姿勢角に基づいて抽出し、前記識別データと硬貨の種類に応じて予め記憶された基準識別データとを比較することにより、前記識別対象硬貨を識別する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の硬貨識別装置。
【請求項５】
前記特徴区間の前記所定の特徴が、前記所定円周上のデータが該特徴区間にわたって規定範囲内の値を有することである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の硬貨識別装置。
【請求項６】
前記識別部が、前記所定円周上のデータにおいて前記特徴区間とは別の第２の特徴区間を決定し、前記第２の特徴区間にさらに基づいて識別対象硬貨を識別する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の硬貨識別装置。
【請求項７】
前記識別部が、前記中心位置を中心とする複数の所定円周上のデータのそれぞれにおいて前記特徴区間を決定する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の硬貨識別装置。
【請求項８】
前記画像入力部が、前記識別対象硬貨の表面に赤外光を照射する光源を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の硬貨識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、販売機や金融機器などの硬貨処理装置において、硬貨の識別に用いられる硬貨識別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の硬貨識別装置は、コイルにより発生する磁界を硬貨が通過するように構成される。そして、コイルに生じるインピーダンス及びインダクタンスの変化を発振回路の周波数変化及び振幅変化として検出し、この周波数変化に基づいて硬貨の材質を判定するとともに、振幅変化に基づいて硬貨の外径や断面積を判定する。この硬貨識別装置は、判定した硬貨の材質、外径、断面積等に基づいて、該硬貨の種類を識別する。
【０００３】
近年、上記識別方法に加えて、硬貨表面の模様や凹凸における特徴部分を判定することによって識別精度をより高めることが求められている。このような識別方法を実現するためには、硬貨表面を撮像して撮像データを作成し、この撮像データを用いて識別する方法が有効である。しかし、硬貨投入口に投入された硬貨の円周方向の姿勢角は様々である。そこで、撮像データを用いて硬貨を識別するために、例えば複数の姿勢角に対応する複数の基準データを記憶しておき、識別対象硬貨の撮像データを複数の基準データと照合すること、また、撮像データを回転させ一つの基準データと照合することによって、硬貨の種類を識別するといった方法がある。しかし、これらの方法では処理時間が長くなり、実用性に欠けるという問題がある。
【０００４】
これに対し、例えば特許文献１に開示された硬貨判別装置は、撮像データを用いる識別方法において処理時間を短縮することを課題としている。この硬貨判別装置は、まず、硬貨のパターンデータ（撮像データ）における中心位置を求める。そして、該中心位置を原点としてパターンデータを極座標系に変換する。続いて、該中心位置から一定の距離を隔てた領域におけるパターンデータ値のピーク位置と基準パターンデータのピーク位置とを検出することにより硬貨の姿勢角を求め、パターンデータの姿勢角が基準パターンデータの姿勢角と一致するようにパターンデータを補正し、補正したパターンデータと基準パターンデータとを比較することにより硬貨を判別する。
【特許文献１】特許第３１７０１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された硬貨判別装置には、次の問題点がある。すなわち、この装置では、パターンデータを極座標系に変換して姿勢角を算出する必要があるため、演算量が多くなり、演算に長時間を要するとともに判定精度も低く抑えられてしまう。また、硬貨を撮像する際に、硬貨の汚れや埃等が、硬貨を撮像するための窓に付着することがある。また、流通硬貨には汚れ・傷・磨耗などが存在する。そして、撮像窓や硬貨に付着した汚れ等が撮像データに反映された場合、パターンデータにおけるピーク位置が本来のピーク位置とは異なってしまう恐れが多分にある。ピーク位置が本来のピーク位置と異なった場合、補正されたパターンデータは基準パターンデータとは大きく異なるものとなってしまい、硬貨を精度よく判別することができない。
【０００６】
本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、処理時間が短く、且つ撮像窓の汚れや硬貨の汚れ等による影響を低減して識別対象硬貨を精度よく識別可能な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】
【０００７】
上記した課題を解決するために、本発明による硬貨識別装置は、識別対象硬貨の表面を撮像して該識別対象硬貨に関する撮像データを生成する画像入力部と、撮像データに基づいて識別対象硬貨を識別する識別部とを備え、識別部が、撮像データにおける識別対象硬貨の中心位置を算出し、該中心位置を中心とする所定円周上のデータにおいて所定の特徴を有する特徴区間を決定し、該特徴区間と、硬貨の種類に応じて予め記憶された所定円周上の基準データにおける特徴区間とに基づいて、識別対象硬貨を識別することを特徴とする。
【０００８】
上記した硬貨識別装置では、所定円周上のデータにおいて所定の特徴（例えば、データ値が規定範囲内の値である等）を有する特徴区間と基準データの特徴区間とに基づいて、識別対象硬貨を識別する。このように、所定円周上のデータにおいて或る区間にわたって特徴を捉えることにより、撮像窓の汚れや識別対象硬貨の汚れ等による影響を抑え、所定円周上のデータにおける特徴部分を精度良く決定することができるとともに、中心位置を基準として所定円周上の特徴区間を参照することにより硬貨を識別することも可能となる。従って、上記した硬貨識別装置によれば、姿勢角の算出を省略することが可能なため、従来の方法すなわちピーク位置と基準パターンデータのピーク位置とを検出することにより姿勢角を求めパターンデータを一致させる方法と比較して、処理時間を短縮できるとともに判定精度を高めることができる。また、撮像窓の汚れや識別対象硬貨の汚れ等による影響を抑えて識別対象硬貨を精度よく識別することができる。
【０００９】
また、硬貨識別装置は、識別部が、所定円周上のデータにおける特徴区間の位置及び基準データにおける特徴区間の位置を基準にして所定円周上のデータと基準データとを互いに関連付け、所定円周上のデータと基準データとを互いに比較することにより識別対象硬貨を識別することを特徴としてもよい。この硬貨識別装置では、所定円周上のデータ及び基準データそれぞれの特徴区間の位置を基準にしてこれらのデータを互いに関連付けることにより、所定円周上における同一部位のデータ同士を正確に関連付けることができる。そして、互いに関連付けられた同一部位のデータ同士を比較することにより、複雑な演算が必要なく短い処理時間でこれらのデータの一致・不一致を判定することができる。従って、この硬貨識別装置によれば、識別対象硬貨を短時間で且つ精度良く識別することができる。
【００１０】
また、硬貨識別装置は、識別部が、所定円周上のデータにおける特徴区間の長さと基準データにおける特徴区間の長さとを比較することにより、識別対象硬貨を識別することを特徴としてもよい。これにより、精度良く決定された所定円周上のデータの特徴区間と基準データの特徴区間とに基づいて、識別対象硬貨を精度よく且つ容易に識別することができる。
【００１１】
また、硬貨識別装置は、識別部が、所定円周上のデータにおける特徴区間の位置及び基準データにおける特徴区間の位置に基づいて識別対象硬貨の基準状態からの姿勢角を求め、識別対象硬貨の所定の識別部位における識別データを撮像データから中心位置及び姿勢角に基づいて抽出し、識別データと硬貨の種類に応じて予め記憶された基準識別データとを比較することにより、識別対象硬貨を識別することを特徴としてもよい。
【００１２】
この硬貨識別装置では、特徴区間の位置に基づいて、識別対象硬貨の姿勢角を求めてもよい。これによって、識別対象硬貨の汚れ等の影響を抑えて識別対象硬貨の姿勢角を正確に求めることができ、それに基づいて特定される所定円周上以外の特徴点を正確に早く検出することが可能となる。従って、この硬貨識別装置によれば、正確な姿勢角に基づいて識別データを正確に抽出することができるので、識別データと基準識別データとの比較によって識別対象硬貨を精度よく識別することができる。
【００１３】
また、硬貨識別装置は、特徴区間の所定の特徴が、所定円周上のデータが該特徴区間にわたって規定範囲内の値を有することであることを特徴としてもよい。これによって、撮像窓の汚れや識別対象硬貨の汚れ等の影響を抑えて特徴区間を好適に決定することができる。
【００１４】
また、硬貨識別装置は、識別部が、所定円周上のデータにおいて特徴区間とは別の第２の特徴区間を決定し、第２の特徴区間にさらに基づいて識別対象硬貨を識別することを特徴としてもよい。この硬貨識別装置によれば、複数の特徴区間に基づいて識別対象硬貨を識別することによって、識別対象硬貨をより精度良く識別することができる。
【００１５】
また、硬貨識別装置は、識別部が、中心位置を中心とする複数の所定円周上のデータのそれぞれにおいて特徴区間を決定することを特徴としてもよい。この硬貨識別装置によれば、複数の所定円周上における特徴区間に基づいて識別対象硬貨を識別することによって、識別対象硬貨をより精度良く識別することができる。
【００１６】
また、硬貨識別装置は、画像入力部が、識別対象硬貨の表面に赤外光を照射する光源を有することを特徴としてもよい。これにより、撮像窓の汚れや識別対象硬貨の表面に付着した汚れ等による撮像データへの影響を低減することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による硬貨識別装置によれば、処理時間を短縮し、且つ撮像窓の汚れや硬貨の汚れ等による影響を低減して識別対象硬貨を精度良く識別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら本発明による硬貨識別装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１９】
図１は、本実施形態による硬貨識別装置の構成を示すブロック図である。図１を参照すると、硬貨識別装置１は、識別対象硬貨の表面を撮像して該表面の撮像データＤ1を生成する画像入力部３と、撮像データＤ1に基づいて識別対象硬貨を識別する識別部２と、画像入力部３及び識別部２を制御する制御部１１とを備えている。識別部２は、撮像データＤ1を処理する処理部５と、識別のための基準データなどを記憶する記憶部７と、識別対象硬貨が標準硬貨と一致しているか否かを判定する判定部９とを備えている。処理部５は、例えば中央演算処理装置がプログラムを読み込むことにより構成されてもよく、また、電子回路によって構成されてもよい。処理部５は、撮像処理部５１と、中心算出部５３と、円周データ取込部５５と、特徴区間抽出部５７と、識別部位取込部５９とを有している。記憶部７は、例えばメモリといった記憶装置からなり、撮像データ記憶領域７１と、識別部位記憶領域７３と、基準データ記憶領域７５と、中心位置・姿勢角記憶領域７７とを有している。
【００２０】
撮像処理部５１は、画像入力部３から撮像データＤ1を取り込み、撮像データＤ1を識別部２における演算が容易になるように処理して記憶部７に記憶させるための手段である。具体的には、撮像処理部５１は、まず、画像入力部３からの撮像データＤ1をグレースケールデータ（濃淡画像）に変換する。そして、このグレースケールデータにおける色の濃さを各画素毎に数値化することにより、撮像データＤ2を生成する。撮像データＤ2の一例を図２（ａ）に示す。撮像処理部５１は、生成した撮像データＤ2を記憶部７に送る。記憶部７は、撮像データＤ2を撮像データ記憶領域７１に記憶する。
【００２１】
中心算出部５３は、撮像データＤ2における識別対象硬貨１５の中心位置Ｃ（図２（ａ）参照）を算出するための手段である。中心算出部５３は、撮像データＤ2を記憶部７の撮像データ記憶領域７１から読み出し、識別対象硬貨１５の中心位置Ｃを例えば次の方法によって算出する。すなわち、中心算出部５３は、撮像データＤ2において第１の直線を想定し、該第１の直線と識別対象硬貨１５の外周との２つの交点を求める。そして、該２つの交点によって規定される線分の垂直二等分線を求める。また、撮像データＤ2において第１の直線とは異なる第２の直線を想定し、該第２の直線と識別対象硬貨１５の外周との２つの交点を求め、該２つの交点によって規定される線分の垂直二等分線を求める。こうして求められた２本の垂直二等分線の交点が、すなわち撮像データＤ2における識別対象硬貨１５の中心位置Ｃである。中心算出部５３は、以上のようにして算出した識別対象硬貨１５の中心位置Ｃに関する中心位置情報Ｄ13を、円周データ取込部５５へ提供するとともに記憶部７の中心位置・姿勢角記憶領域７７に記憶させる。
【００２２】
円周データ取込部５５は、識別対象硬貨１５の中心位置Ｃを中心とする所定の円周上のデータＤ14を撮像データＤ2から抽出するための手段である。すなわち、円周データ取込部５５は、中心算出部５３から中心位置Ｃに関する中心位置情報Ｄ13を受け取る。また、円周データ取込部５５は、予め定められた円周情報（例えば半径など）Ｄ3を記憶部７の識別部位記憶領域７３から読み出す。また、円周データ取込部５５は、記憶部７の撮像データ記憶領域７１から撮像データＤ2を読み出す。そして、円周データ取込部５５は、中心位置情報Ｄ13及び円周情報Ｄ3に基づいて、中心位置Ｃを中心とする所定半径の円周（例えば図２（ａ）の円周Ａ）上のデータＤ14を撮像データＤ2から抽出する。円周上のデータＤ14の一例を図２（ｂ）に示す。なお、図２（ｂ）において、横軸は円周Ａにおける周方向位置であり、縦軸はデータ値である。円周データ取込部５５は、抽出した円周上のデータＤ14を特徴区間抽出部５７及び判定部９に提供する。
【００２３】
特徴区間抽出部５７は、円周上のデータＤ14において所定の特徴を有する特徴区間を決定するための手段である。すなわち、特徴区間抽出部５７は、円周データ取込部５５から円周上のデータＤ14を受け取る。そして、特徴区間抽出部５７は、予め定められた特徴、例えば円周上のデータＤ14が当該区間にわたって規定範囲内の値を有するといった特徴を有する特徴区間（例えば、図２（ｂ）において点ａ2及び点ｂ2に挟まれた区間）を決定する。なお、特徴区間の特徴としては、この他にも、例えば当該区間のデータ値が所定レベルの変化率で連続するといった特徴など、他に様々な特徴を用いることができる。特徴区間抽出部５７は、円周上のデータＤ14における特徴区間の位置（例えば、図２（ｂ）における点ａ2及び点ｂ2の周方向位置）を求める。また、特徴区間抽出部５７は、例えば特徴区間の長さなどの情報を特徴区間情報Ｄ6として判定部９に提供する。
【００２４】
また、特徴区間抽出部５７は、抽出した特徴区間の位置と硬貨の種類に応じて予め記憶された基準データにおける特徴区間の位置とに基づいて、特徴区間の位置関係を求める手段でもある。すなわち、特徴区間抽出部５７は、記憶部７の基準データ記憶領域７５から基準データの特徴区間の位置に関する基準位置情報Ｄ4を読み出す。ここで、図３（ａ）は、基準状態の標準硬貨１７を示す図である。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示された基準状態の標準硬貨１７の円周Ａ上におけるデータ（基準データ）Ｄ8を示すグラフである。記憶部７は、基準データとして、例えば図３（ｂ）に示す基準データＤ8を基準データ記憶領域７５に記憶している。さらに、記憶部７は、基準位置情報Ｄ4として例えば図３（ｂ）に示す点ａ１及び点ｂ１の周方向における位置を基準データ記憶領域７５に記憶している。特徴区間抽出部５７は、記憶部７から読み出した基準位置情報Ｄ4と、円周上のデータＤ14における特徴区間の位置との関係を求める。そして、特徴区間抽出部５７は、特徴区間の位置関係に関する位置関係情報Ｄ10を判定部９に提供する。なお、位置関係情報Ｄ10は、判定部９における円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8との関連付けに用いられる。
【００２５】
さらに、特徴区間抽出部５７は、姿勢角を求める手段でもある。すなわち、特徴区間抽出部５７は、記憶部７から読み出した基準位置情報Ｄ4と、円周上のデータＤ14における特徴区間の位置との差を求めることにより、撮像データＤ2における識別対象硬貨１５の基準状態に対する姿勢角を求める。具体的には、円周上のデータＤ14の全データ数をＮ、点ａ１と点ａ2との間隔（または点ｂ１と点ｂ2との間隔）をＬとすると、姿勢角θはθ＝Ｌ×３６０／Ｎとして求められる。
【００２６】
特徴区間抽出部５７は、こうして求めた識別対象硬貨１５の姿勢角に関する姿勢角情報Ｄ5を、記憶部７の中心位置・姿勢角記憶領域７７に記憶させる。なお、記憶部７は、識別対象硬貨１５の表面及び裏面の双方に対応する基準位置情報Ｄ4を記憶しておくことが好ましい。そして、特徴区間抽出部５７は、特徴区間の長さ等に従って撮像データＤ2における識別対象硬貨１５の表裏を判別し、識別対象硬貨１５の表裏に応じた基準位置情報Ｄ4を用いて姿勢角を求めることが好ましい。
【００２７】
識別部位取込部５９は、識別対象硬貨１５の所定の識別部位における識別データＤ11を、識別対象硬貨１５の中心位置Ｃ及び姿勢角に基づいて撮像データＤ2から抽出するための手段である。すなわち、識別部位取込部５９は、記憶部７の撮像データ記憶領域７１から撮像データＤ2を読み出す。また、識別部位取込部５９は、記憶部７の識別部位記憶領域７３から識別部位情報Ｄ9を読み出す。ここで、識別部位情報Ｄ9とは、識別対象硬貨１５を識別するための識別部位（例えば、図２（ａ）及び図３（ａ）の領域Ｂ）の、中心位置Ｃを基準とする位置や大きさといった情報である。記憶部７は、このような識別部位情報Ｄ9を予め識別部位記憶領域７３に記憶している。
【００２８】
識別部位取込部５９は、記憶部７の中心位置・姿勢角記憶領域７７から姿勢角情報Ｄ5及び中心位置情報Ｄ13を読み出す。識別部位取込部５９は、姿勢角情報Ｄ5及び中心位置情報Ｄ13に基づいて、識別部位情報Ｄ9に示された識別部位（図２（ａ）の領域Ｂ）を撮像データＤ2において特定する。そして、識別部位取込部５９は、特定した識別部位における識別データＤ11を撮像データＤ2から抽出し、該識別データＤ11を判定部９に提供する。なお、記憶部７は、識別対象硬貨１５の表面及び裏面の双方に対応する識別部位情報Ｄ9を記憶しておくことが好ましい。そして、識別部位取込部５９は、識別対象硬貨１５の表裏に応じた識別部位情報Ｄ9を用いて識別部位を抽出することが好ましい。
【００２９】
判定部９は、識別対象硬貨１５の円周Ａ上のデータＤ14と、硬貨の種類に応じて予め記憶された該円周Ａ上の基準データＤ8とを特徴区間に基づいて比較することにより、識別対象硬貨１５が標準硬貨１７と一致しているか否かを判定するための手段である。すなわち、判定部９は、識別対象硬貨１５の円周Ａ上のデータＤ14を円周データ取込部５５から受け取る。また、判定部９は、記憶部７の基準データ記憶領域７５から、円周Ａ上の基準データＤ8を読み出す。また、判定部９は、円周Ａ上のデータＤ14における特徴区間の位置関係情報Ｄ10を特徴区間抽出部５７から受け取る。判定部９は、位置関係情報Ｄ10に基づいて、円周Ａ上のデータＤ14における特徴区間の位置及び基準データＤ8における特徴区間の位置を基準にして円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8とを互いに関連付ける。
【００３０】
円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8とを互いに関連付ける手法の一例としては、データＤ14と基準データＤ8とをそれぞれリングバッファ内に格納し、それぞれの特徴区間の位置を起点にしてデータを順次読み出すとよい。これにより、データＤ14及び基準データＤ8における同一部位のデータ同士が互いに関連付けられることとなる。なお、データＤ14と基準データＤ8とを互いに関連付ける方法はこれに限られるものではなく、特徴区間の位置を基準にデータＤ14及び基準データＤ8を揃えてバッファ内に格納するなど、他に様々な方法を適用することができる。また、データＤ14及び基準データＤ8を格納するためのバッファとしては、記憶部７内にバッファ用の領域を設けてもよいし、ＣＰＵ内部のレジスタを用いてもよい。
【００３１】
判定部９は、互いに関連付けられた円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8とを比較し、これらの一致・不一致を判定することにより、識別対象硬貨１５が標準硬貨１７一致しているか否かを判定する。なお、記憶部７は、識別対象硬貨１５の表面及び裏面の双方に対応する基準データＤ8を記憶しておくことが好ましい。そして、判定部９は、撮像データＤ2における識別対象硬貨１５の表裏に応じた基準データＤ8を用いて上記判定を行うことが好ましい。
【００３２】
また、判定部９は、円周Ａ上のデータＤ14における特徴区間の長さと基準データＤ8における特徴区間の長さとを比較することにより、識別対象硬貨１５が標準硬貨１７と一致しているか否かを判定する機能をさらに備えている。すなわち、判定部９は、円周Ａ上のデータＤ14における特徴区間（ａ2−ｂ2間）の長さに関する特徴区間情報Ｄ6を特徴区間抽出部５７から受け取る。また、判定部９は、標準硬貨１７における特徴区間の長さ（基準長さ）に関する標準特徴区間情報Ｄ7を記憶部７の基準データ記憶領域７５から読み出す。ここで、記憶部７は、図３（ａ）に示される標準硬貨１７における特徴区間（ａ1−ｂ1間）の長さを標準特徴区間情報Ｄ7として基準データ記憶領域７５に記憶している。判定部９は、特徴区間情報Ｄ6と標準特徴区間情報Ｄ7とに基づき、識別対象硬貨１５の特徴区間長さと標準硬貨１７の特徴区間長さとを比較し、これらの長さの一致・不一致を判定することにより、識別対象硬貨１５が標準硬貨１７と一致しているか否かを判定する。なお、記憶部７は、識別対象硬貨１５の表面及び裏面の双方に対応する標準特徴区間情報Ｄ7を記憶しておくことが好ましい。そして、判定部９は、撮像データＤ2における識別対象硬貨１５の表裏に応じた標準特徴区間情報Ｄ7を用いて上記判定を行うことが好ましい。
【００３３】
また、判定部９は、次の機能をさらに備えている。すなわち、判定部９は、識別データＤ11と硬貨の種類に応じて予め記憶された基準識別データＤ12とを比較し、これらの一致・不一致を判定することにより、識別対象硬貨１５が標準硬貨１７と一致しているか否かを判定する。具体的には、判定部９は、識別部位取込部５９から識別データＤ11を受け取るとともに、記憶部７の基準データ記憶領域７５から基準識別データＤ12を読み出す。ここで、記憶部７は、例えば図３（ａ）に示す標準硬貨１７の領域Ｂにおけるデータを基準識別データＤ12として基準データ記憶領域７５に予め記憶している。判定部９は、識別データＤ11と基準識別データＤ12とを比較することにより、識別対象硬貨１５が標準硬貨１７と一致しているか否かを判定する。なお、記憶部７は、識別対象硬貨１５の表面及び裏面の双方に対応する基準識別データＤ12を記憶しておくことが好ましい。そして、判定部９は、撮像データＤ2における識別対象硬貨１５の表裏に応じた基準識別データＤ12を用いて上記判定を行うことが好ましい。
【００３４】
判定部９は、円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8とが互いに一致しており、且つ識別対象硬貨１５の特徴区間長さと標準硬貨１７の特徴区間長さとが互いに一致しており、且つ識別データＤ11と基準識別データＤ12とが互いに一致している場合に、識別対象硬貨１５が標準硬貨１７と一致していることを示す一致信号Ｓ4を硬貨識別装置１の外部へ出力する。
【００３５】
なお、判定部９は、前述した処理部５と同様に、例えば中央演算処理装置がプログラムを読み込むことにより構成されてもよく、また、電子回路によって構成されてもよい。
【００３６】
制御部１１は、識別部２の処理部５及び判定部９を制御するための手段である。制御部１１は、硬貨投入口に硬貨（識別対象硬貨１５）が投入されたことを示す投入信号Ｓ1を画像入力部３から受け取る。そして、制御部１１は、投入信号Ｓ1を受けると、撮像データＤ1の処理を開始するように処理部５に制御信号Ｓ2を送る。また、制御部１１は、特徴区間情報Ｄ6、位置関係情報Ｄ10、識別データＤ11、及びデータＤ14が処理部５から出力されると、判定部９に識別対象硬貨１５を判定するよう指示信号Ｓ3を送る。
【００３７】
次に、画像入力部３の構成について説明する。図４は、本実施形態による画像入力部３の構成図である。図４を参照すると、画像入力部３は、搬送ベルト３１と、搬送板３２と、透明ガラス３４と、透明板３５と、発光素子３６と、ＣＣＤ３７と、レンズ３８と、撮像タイミングセンサ３９と、制御回路４０とを備えている。
【００３８】
搬送ベルト３１と搬送板３２との間には、硬貨が搬送されるための空隙である搬送路３３が設けられている。また、搬送板３２は開口３２ａを有しており、この開口３２ａに透明ガラス３４が嵌め込まれている。この透明ガラス３４は、識別対象硬貨１５を撮像するための窓となる。この開口３２ａは、識別対象硬貨１５の大きさよりもやや大きく設けられるとよい。
【００３９】
透明板３５は、例えばアクリル板といった可視光や赤外光に対して透明な材料からなり、搬送板３２の搬送路３３とは反対側の面上に設けられている。透明板３５には、搬送板３２の開口３２ａに応じて開口３５ａが設けられている。また、透明板３５の内部には、発光素子３６といった光源が開口３２ａの周囲に配置されている。発光素子３６としては、例えば赤外光を照射する赤外光ＬＥＤといった赤外光源を好適に用いることができる。
【００４０】
ＣＣＤ３７は、識別対象硬貨１５の表面を撮像するための撮像装置である。ＣＣＤ３７は、その受光面が透明ガラス３４と対向するように配置されており、識別対象硬貨１５が透明ガラス３４を通過すると、発光素子３６から出射された光のうち識別対象硬貨１５の表面において反射した光を撮像して撮像データＤ1を生成する。また、ＣＣＤ３７は、制御回路４０からの撮像信号Ｓ13に応じたタイミングで撮像する。ＣＣＤ３７は、生成した撮像データＤ1を制御回路４０へ送る。ＣＣＤ３７と透明ガラス３４との間にはレンズ３８が配置されており、レンズ３８は識別対象硬貨１５の表面からの光を集光してＣＣＤ３７に好適に入射させる。
【００４１】
撮像タイミングセンサ３９は、搬送路３３において透明ガラス３４よりも上流側に設けられており、識別対象硬貨１５が通過すると通過信号Ｓ11を制御回路４０へ送る。制御回路４０は、発光素子３６及びＣＣＤ３７を制御するための回路である。制御回路４０は、撮像タイミングセンサ３９から通過信号Ｓ11を受けると、発光素子３６に電源電圧Ｖ1を印加して発光素子３６を点灯させるとともに、ＣＣＤ３７に撮像信号Ｓ13を送る。そして、ＣＣＤ３７から撮像データＤ1を受け取り、該撮像データＤ1を識別部２へ送る。
【００４２】
以上が、本実施形態による硬貨識別装置１の構成である。続いて、図５に示すフローチャートを参照しながら硬貨識別装置１の動作について説明する。
【００４３】
まず、画像入力部３において識別対象硬貨１５の表面が撮像され、撮像データＤ1が生成される（ステップＳ１０１）。続いて、撮像処理部５１において撮像データＤ1がグレースケール変換及び数値化されて撮像データＤ2が生成され、該撮像データＤ2が記憶部７の撮像データ記憶領域７１に記憶される（Ｓ１０３）。そして、中心算出部５３において、撮像データＤ2における識別対象硬貨１５の中心位置Ｃが求められる（Ｓ１０５）。識別対象硬貨１５の中心位置Ｃに関する中心位置情報Ｄ13は、記憶部７の中心位置・姿勢角記憶領域７７に記憶される。
【００４４】
続いて、円周データ取込部５５において、識別対象硬貨１５の中心位置Ｃに基づいて撮像データＤ2から円周上のデータＤ14が抽出される（Ｓ１０７）。このとき、円周上のデータＤ14は、予め記憶部７の識別部位記憶領域７３に記憶されている円周情報Ｄ3に基づいて抽出される。そして、特徴区間抽出部５７において、円周上のデータＤ14から所定の特徴を有する特徴区間が決定される（Ｓ１０９）とともに、決定された特徴区間の長さに関する特徴区間情報Ｄ6と、特徴区間の位置とが求められる（Ｓ１１１）。続いて、求められた特徴区間の位置と予め記憶部７の基準データ記憶領域７５に記憶された基準位置情報Ｄ4とに基づいて、位置関係情報Ｄ10が生成されるとともに（Ｓ１１３）、識別対象硬貨１５の姿勢角が求められる（Ｓ１１５）。識別対象硬貨１５の姿勢角に関する姿勢角情報Ｄ5は、記憶部７の中心位置・姿勢角記憶領域７７に記憶される。
【００４５】
続いて、識別部位取込部５９において、識別対象硬貨１５における所定の識別部位に対応する識別データＤ11が撮像データＤ2から抽出される（Ｓ１１７）。このとき、識別部位は、記憶部７の中心位置・姿勢角記憶領域７７に記憶されている中心位置情報Ｄ13及び姿勢角情報Ｄ5、並びに識別部位記憶領域７３に記憶されている識別部位情報Ｄ9に基づいて抽出される。
【００４６】
続いて、判定部９において、位置関係情報Ｄ10に基づいて、基準データＤ8と円周Ａ上のデータＤ14とが互いに関連付けられ、円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8との一致／不一致が判定される。また、判定部９において、記憶部７の基準データ記憶領域７５に記憶されている標準特徴区間情報Ｄ7と特徴区間情報Ｄ6とに基づいて、データＤ14における特徴区間の長さが基準データＤ8における特徴区間の長さと一致しているか否かが判定される。また、判定部９において、記憶部７の基準データ記憶領域７５に記憶されている基準識別データＤ12と識別データＤ11とが相互に比較され、これらの一致／不一致が判定される。そして、判定部９においてこれらの判定結果が全て一致している場合に、一致信号Ｓ4が硬貨識別装置１の外部へ出力される（Ｓ１１９）。
【００４７】
以上に説明した本実施形態による硬貨識別装置１は、次の効果を有する。すなわち、本実施形態による硬貨識別装置１では、所定の円周Ａ上のデータＤ14において所定の特徴を有する特徴区間と、予め記憶された基準データＤ8の特徴区間とに基づいて、識別対象硬貨１５を識別している。このように、円周Ａ上のデータＤ14において或る区間（すなわち特徴区間）にわたって特徴を捉えることにより、透明ガラス３４の汚れや識別対象硬貨１５の汚れ等による影響を抑え、円周Ａ上のデータＤ14における特徴部分を精度良く決定するすることができるとともに、中心位置Ｃを基準として円周Ａ上の特徴区間を参照することにより識別対象硬貨１５を識別することも可能となる。従って、本実施形態による硬貨識別装置１によれば、姿勢角の算出を省略することが可能なため、従来の方法すなわちピーク位置と基準パターンデータのピーク位置とを検出することにより姿勢角を求めパターンデータを一致させる方法と比較して、処理時間を短縮できるとともに判定精度を高めることができる。また、透明ガラス３４の汚れや識別対象硬貨１５の汚れ等による影響を抑えて、識別対象硬貨１５を精度よく識別することができる。
【００４８】
また、本実施形態のように、識別部２は、円周Ａ上のデータＤ14における特徴区間の位置、及び基準データＤ8における特徴区間の位置を基準にして円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8とを互いに関連付けた上で、円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8とを互いに比較することにより識別対象硬貨１５を識別することが好ましい。円周Ａ上のデータＤ14及び基準データＤ8それぞれの特徴区間の位置を基準にしてこれらのデータを互いに関連付けることにより、データＤ14及び基準データＤ8の円周Ａ上における同一部位のデータ同士を正確に関連付けることができる。そして、互いに関連付けられた同一部位のデータ同士を比較することにより、複雑な演算が必要なく短い処理時間でこれらのデータの一致・不一致を判定することができる。従って、識別対象硬貨１５を短時間で且つ精度良く識別することができる。
【００４９】
また、本実施形態のように、識別部２は、円周Ａ上のデータＤ14における特徴区間の長さ（特徴区間情報Ｄ6）と基準データＤ8における特徴区間の長さ（標準特徴区間情報Ｄ7）とを比較することにより、識別対象硬貨１５を識別してもよい。これにより、精度良く決定された円周Ａ上のデータＤ14の特徴区間と基準データＤ8の特徴区間とに基づいて、識別対象硬貨１５を精度よく且つ容易に識別することができる。
【００５０】
また、本実施形態のように、識別部２は、円周Ａ上のデータＤ14における特徴区間の位置と、基準データＤ8における特徴区間の位置とに基づいて、識別対象硬貨１５の基準状態からの姿勢角を求めてもよい。これにより、識別対象硬貨１５の汚れ等の影響を抑えて識別対象硬貨１５の姿勢角を正確に求めることができる。さらに、識別部２は、識別対象硬貨１５の識別部位Ｂにおける識別データＤ11を撮像データＤ2から中心位置Ｃ及び姿勢角に基づいて抽出し、この識別データＤ11と予め記憶された基準識別データＤ12とを比較することにより、識別対象硬貨１５を識別してもよい。これにより、データを回転させることなく、円周Ａ上以外の領域にある識別データＤ11を抽出することができるので、識別データＤ11と基準識別データＤ12との比較によって識別対象硬貨１５を短い時間でさらに精度よく識別することができる。
【００５１】
また、本実施形態のように、特徴区間の所定の特徴が、円周Ａ上のデータＤ14が該特徴区間にわたって規定範囲内の値を有することであることが好ましい。これによって、特徴区間内に或る程度の汚れ等がある場合であっても、これに影響されずに特徴区間を好適に決定することができる。
【００５２】
また、本実施形態のように、画像入力部３は、識別対象硬貨１５の表面に赤外光を照射する発光素子３６を有することが好ましい。これにより、識別対象硬貨１５の表面に付着した汚れ等による撮像データＤ1への影響を低減することができる。
【００５３】
本発明による硬貨識別装置は、上記した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では円周上のデータＤ14において一つの特徴区間を決定しているが、円周上のデータＤ14において該特徴区間とは別の第２の特徴区間を決定してもよい。このように、複数の特徴区間に基づいて識別対象硬貨を識別することによって、識別対象硬貨をさらに精度よく識別することができる。
【００５４】
また、上記実施形態では一つの円周Ａ上のデータＤ14を撮像データＤ2から抽出しているが、中心位置Ｃを中心とする複数の（同心）円周上のデータを抽出し、該複数の円周上のデータのそれぞれにおいて特徴区間を決定してもよい。そして、複数の円周上のデータそれぞれにおける特徴区間に基づいて、識別対象硬貨を識別してもよい。これによって、識別対象硬貨をさらに精度よく識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１は、本実施形態による硬貨識別装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、撮像データの一例を示す図である。図２（ｂ）は、円周上のデータの一例を示すグラフである。
【図３】図３（ａ）は、基準状態の標準硬貨を示す図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示された標準硬貨の円周上におけるデータを示すグラフである。
【図４】図４は、本実施形態による画像入力部の構成図である。
【図５】図５は、硬貨識別装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１…硬貨識別装置、２…識別部、３…画像入力部、５…処理部、７…記憶部、９…判定部、１１…制御部、１５…識別対象硬貨、１７…標準硬貨、３１…搬送ベルト、３２…搬送板、３３…搬送路、３４…透明ガラス、３５…透明板、３６…発光素子、３８…レンズ、３９…撮像タイミングセンサ、４０…制御回路、５１…撮像処理部、５３…中心算出部、５５…円周データ取込部、５７…特徴区間抽出部、５９…識別部位取込部、７１…撮像データ記憶領域、７３…識別部位記憶領域、７５…基準データ記憶領域、７７…中心位置・姿勢角記憶領域、Ｄ1、Ｄ2…撮像データ、Ｄ3…円周情報、Ｄ4…基準位置情報、Ｄ5…姿勢角情報、Ｄ6…特徴区間情報、Ｄ7…標準特徴区間情報、Ｄ8…基準データ、Ｄ9…識別部位情報、Ｄ10…位置関係情報、Ｄ11…識別データ、Ｄ12…基準識別データ、Ｄ13…中心位置情報、Ｄ14…円周上のデータ。
【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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