(57)【要約】【課題】構造が簡単であり、ラインセンサを不要とした硬貨径検出装置を提供すること。【解決手段】硬貨搬送路面の下方に配置され、硬貨搬送路面に設けられた光通過部を通して搬送される硬貨に光を照射する光照射手段と、硬貨搬送路面の上方に配置され、光通過部を通過した光のうち、搬送される硬貨によって遮光されなかった光を受光する受光手段と、硬貨が通過しないときの最大受光量と、硬貨が光通過部を通過したときの最小受光量との関係に基づいて硬貨の径を判定する制御部とを備えた硬貨径検出装置において、光通過部は、硬貨搬送路面の幅方向に対して所定の角度をもって、硬貨搬送路面の側端から内側に向かって両側に切り欠きで設けられており、光照射手段は、放物面鏡と、該放物面鏡の焦点に配置された光源とで構成されて光通過部に平行光を照射し、受光手段は、放物面鏡とそれぞれの放物面鏡の焦点に配置された受光センサとで構成され、光通過部を通過した平行光を各放物面鏡の焦点に集めて受光することを特徴とする。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の硬貨搬送ガイドと、硬貨が一枚ずつ搬送される硬貨搬送路面とを含む硬貨搬送路と、
前記硬貨搬送路面の下方に配置され、前記硬貨搬送路面に設けられた光通過部を通して前記搬送される硬貨に光を照射する光照射手段と、
前記硬貨搬送路面の上方に配置され、前記光通過部を通過した光のうち、前記搬送される硬貨によって遮光されなかった光を受光する受光手段と、
前記硬貨が通過しないときの最大受光量と、前記硬貨が前記光通過部を通過して光を遮蔽したときの最小受光量との関係に基づいて前記硬貨の径を判定する制御部とを備えた硬貨径検出装置において、
前記光通過部は、前記硬貨搬送路面の幅方向に対して平行又は所定の角度をもって、前記硬貨搬送ガイド側から内側に向かって、両側に設けられており、
前記光照射手段は、一または二の放物面鏡と、それぞれの該放物面鏡の焦点に配置された光源とで構成されて前記光通過部に平行光を照射し、
前記受光手段は、二つの放物面鏡とそれぞれの該放物面鏡の焦点に配置された受光センサとで構成され、前記光通過部を通過した平行光を前記各放物面鏡の焦点に集めて受光することを特徴とする硬貨径検出装置。
【請求項２】
前記光照射手段を前記硬貨搬送路面の上方に配置し、前記受光手段を前記硬貨搬送路面の下方に配置したことを特徴とする請求項１に記載の硬貨径検出装置。
【請求項３】
前記光通過部は、所定の幅で前記硬貨搬送路面の側端部から切り欠きによって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の硬貨径検出装置。
【請求項４】
前記平行光が前記硬貨搬送路面に対して鉛直または搬送方向に対して所定の角度をもって前記光通過部に入射されるように、前記光照射手段及び前記受光手段が配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の硬貨径検出装置。
【請求項５】
前記放物面鏡は軸外し放物面鏡である請求項１乃至４のいずれかに記載の硬貨径検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬貨の径を検出する硬貨径検出装置に関し、特に、従来のようなラインセンサを不要とし、簡単な構造の光源を用いた硬貨径検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、硬貨処理機などにおける硬貨の径を判別するものとして、たとえば特許文献１に示される、円形物体の径判別方式が提案されている。これは、通路の下方に光源を配置し、上部に一対のイメージセンサを配置し、通路を搬送される硬貨により遮られる光源からの光の影をイメージセンサ上に結像することで硬貨の径を測定するようになっている。この方式の場合、光源のむらがイメージセンサのデータに対するノイズとなるため、光源からの光を平行光とする必要がある。そこで、凸レンズの焦点の近傍に光源を設ける方法がとられている。
【０００３】
しかしながら、上記の凸レンズの焦点の近傍に光源を設ける構成とした場合、凸レンズの径が大きくなるため、構造が大がかりなものとなるという欠点があった。
【０００４】
また、特許文献２に示すように、硬貨の搬送方向と直角な方向に硬貨の最大径よりも長いスリットを近接して設け、スリットを、たとえば搬送路の一部をなすスリガラスによって覆うようにしたものが知られている。
【０００５】
スリットと相対向する搬送路の下側には、独立した複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）が配せられてなる光源が設けられているとともに、スリットと相対向する搬送路の上側には、棒状レンズを介して光電変換素子としてのＣＣＤ形ラインセンサが設けられている。ここに、ラインセンサは、硬貨の径を光学的に測定するために用いられる。すなわち、このような構成により、光源からの光はスリットを通り、スリガラスで散乱されて均一となる。そして、硬貨の部分が遮光され、棒状レンズによりラインセンサの受光面に硬貨の影を結ぶようになっている。
【０００６】
しかしながら、ガラス面を硬貨が移動することによる焼き付きでガラス面が汚れ、硬貨の径の検出精度が悪くなるという問題があった。また、ＬＥＤを複数設けるとともに、それを検出するためのラインセンサも必要であり、コストが高くなるという欠点もあった。
【０００７】
【特許文献１】特開昭５８−１４４７０４号公報
【特許文献２】特開平４−２９６６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上述のような問題に鑑み為されたものであり、安くて簡単な構造の光源によって平行光を作り、さらには、硬貨搬送路のスリットを透過した光を集中して受光することによって、ラインセンサを不要とし、また、安定して硬貨径を検出することを可能にした硬貨径検出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】
【０００９】
本発明は、ラインセンサを不要とした硬貨径検出装置に関し、本発明の上記目的は、一対の硬貨搬送ガイドと硬貨が一枚ずつ搬送される硬貨搬送路面とを含む硬貨搬送路と、前記硬貨搬送路面の下方に配置され、前記硬貨搬送路面に設けられた光通過部を通して前記搬送される硬貨に光を照射する光照射手段と、前記硬貨搬送路面の上方に配置され、前記光通過部を通過した光のうち、前記搬送される硬貨によって遮光されなかった光を受光する受光手段と、前記硬貨が通過しないときの最大受光量と、前記硬貨が前記光通過部を通過して光を一部遮蔽したときの最小受光量との関係に基づいて前記硬貨の径を判定する制御部とを備えた硬貨径検出装置において、
前記光通過部は、前記硬貨搬送路面の幅方向に対して平行又は所定の角度をもって、前記硬貨搬送ガイド側から内側に向かって両側に設けられており、
前記光照射手段は、一または二の放物面鏡と、それぞれの該放物面鏡の焦点に配置された光源とで構成されて前記光通過部に平行光を照射し、
前記受光手段は、二つの放物面鏡とそれぞれの該放物面鏡の焦点に配置された受光センサとで構成され、前記光通過部を通過した平行光を前記各放物面鏡の焦点に集めて受光することによって達成される。
【００１０】
また、本発明の上記目的は、前記光照射手段を前記硬貨搬送路面の上方に配置し、前記受光手段を前記硬貨搬送路面の下方に配置することによっても同様に達成される。
【００１１】
また、本発明の上記目的は、前記光通過部を、所定の幅で前記硬貨搬送路の端部から切り欠きによって形成することによって効果的に達成される。
【００１２】
さらに、本発明の上記目的は、前記平行光が前記硬貨搬送路面に対して鉛直または搬送方向に対して所定の角度をもって前記光通過部に入射されるように、前記光照射手段及び前記受光手段を配置することによって、さらに効果的に達成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る硬貨径検出装置によれば、平行光を使用しているため、光照射手段と受光手段の間の距離には制限がなく、電気的な配線の必要な光源／受光センサを装置設計上の都合のよいところに配置できる。また、平行光が通過する光通過部が硬貨搬送路面の幅方向の左右両側に設けられているので、硬貨の片寄せを行わなくても、硬貨径検出の信頼性が向上する。
【００１４】
さらに、光源と放物面鏡によって平行光を発生させているため、凸レンズが不要となり、また、光通過部を通貨した光を放物面鏡で１点に集めて受光し、受光した光量で径を判定しているため、ＣＣＤラインセンサ等のイメージセンサが不要となり、安価に製作できる。
【００１５】
またさらに、光通過部を切り欠きによって設け、その上をガラス板等で覆っていないため、ガラス面上を硬貨が移動することによる焼き付きでガラス面が汚れ、硬貨の径の検出精度が悪くなるということがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る硬貨径検出装置は、硬貨搬送路面の幅方向あるいは幅方向に対して所定の角度（例えば０°〜４５°程度）をもって両側から所定幅（平行な幅あるいは搬送路面の搬送方向の中心部に向かって次第に幅が狭くなるような幅）の切り欠き(光通過部)を設け、その切り欠き部に平行光を通過させて、硬貨搬送時に硬貨に遮光されることによる光量低下から硬貨径を判定するものである。
【００１７】
硬貨搬送路面へ平行光を通過させるために、光源（ある程度の大きさのあるランプか、発光ダイオードのような点光源でもよい。）を硬貨搬送路面の下方に配置し、搬送方向に直角に平行光を生成するよう切り欠き部の下方近傍に放物面鏡を配置する。光源と放物面鏡のペアを一対設けても良いし、切り欠きに合わせて二対設けても良い。
【００１８】
硬貨径の検出は、硬貨搬送路面上の硬貨が切り欠き部を通過する際の平行光を２つの放物面鏡を切り欠き部に合わせて配置し、放物面鏡で集光された光を受光センサ（光を電気信号に変換する光電変換素子）でそれぞれ受け、その減衰量合計によって硬貨径を制御部が演算する。
【００１９】
硬貨搬送路面上の切り欠き部には、板ガラス等の透明な被覆部材を配置していないので、下側の放物面鏡へのゴミの落下による影響をなくすために、下側の放物面鏡は切り欠き部の斜め下方に配置するのが好ましい。また、放物面鏡は配線不要であり、配線の必要な光源と受光センサは、配線の都合の良いところに適宜配置可能となる。このようにすることにより、上述のような効果が期待できる。
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、具体的に説明する。図１は本発明に係る硬貨径検出装置を硬貨搬送路１の上方から見た図である。図１（Ａ）において、硬貨搬送ガイド１ａは硬貨搬送路面１ｂを硬貨２が矢印の方向に搬送される際に、搬送路からはみ出さないようにガイドする働きをするものである。左右の硬貨搬送ガイド１ａ側から硬貨搬送路面１ｂの幅方向の内側に向かって、２箇所の光通過部３が切り欠きによって直線状に設けられている。光通過部３へは硬貨搬送路面１ｂの下方に設けられた光照射手段（図示せず）から平行光が照射されており、光通過部３を通過した平行光は硬貨搬送路１ｂの上方に設けられた受光手段（図示せず）によって受光量が計測される。硬貨２が光通過部３を通過していないときが受光量が最大となり、硬貨２の直径が光通過部３の中心線ＸＸに重なったときに受光量が最小となる。従って、最小受光量と最大受光量との比をとれば硬貨の径を検出することができる。なぜならば、硬貨の径によって光通過部３を通過する光量が変化するからである。
【００２１】
また、光通過部３を硬貨搬送路面１ｂの幅方向に２箇所設けているのは、硬貨の片寄せ（硬貨の外周部がガイドレールの一方に接した状態のまま搬送されること）が外れた場合でも硬貨径の検出精度が低下しないようにするためのである。
【００２２】
なお、左右の光通過部３の長さＬは、最小径の穴あき硬貨（５０円硬貨）が片寄せ状態になった場合においても、片寄せ側の光通過部３を通過した光がその硬貨の穴から通過しないような長さに設定されているとともに、片寄せ側と反対側の光通過部３を通過した光の一部が当該硬貨によって遮蔽され得るような長さに設定されている。
【００２３】
図１（Ｂ）は光通過部３を硬貨搬送路面１ｂの幅方向に対して所定の角度θ１だけ傾けて配置した場合を示す。
【００２４】
さらに、図１（C）は、図１（A）における光通過部３の形状を、硬貨搬送路面１ｂの幅方向の内側に向かって次第に幅が狭くなるような形状（台形状あるいはテーパ状）にしたものである。これによって後述のような効果が得られる。
【実施例１】
【００２５】
図２は、硬貨搬送路面１ｂの下方に設置されている、平行光を光通過部３に照射するための光照射手段の第１実施例を示す図であり、一つの放物面鏡４と、その焦点に配置された光源（例えば発光ダイオード、以下ＬＥＤという。）５とで構成されている。放物面鏡４の焦点から発射された光は鏡面に反射すると平行光になるという性質があるため、この性質を利用して平行光を作り出している。
【００２６】
また、光通過部３は当然ながら硬貨の直径よりも幅が狭く、放物面鏡において実際に必要な箇所は図の網掛け部分である。従って、放物面鏡としては、図２の一番下に示すような、放物面鏡の一部を切り取った形状のものでもよい。
【００２７】
放物面鏡は、所定の形状に成形した樹脂（例えばポリカーボネート等）にアルミ等の金属を蒸着させて鏡面に仕上げることによって製作することができる。
【００２８】
図３は、硬貨搬送路面１ｂの上方に設置されている、光通過部３を通過した平行光を受光するための受光手段の実施例を示す図であり、二つの放物面鏡６と、その各焦点に配置された二つの受光センサ（例えばフォトダイオード又はフォトトランジスタ等）７とで構成されている。光通過部３を通過し、放物面鏡６で反射された平行光は焦点に集まるという性質があるため、焦点位置に受光センサ７を配置して光通過部３を通過した光量を検出した。
【００２９】
なお、光通過部３を通過した光が受光センサ７によって遮られないように、放物面鏡６は軸外し放物面鏡（off-axis  paraboloidal  mirror）にするのが好ましい。図３（Ａ）は硬貨の搬送方向から見た図であり、また、図３（Ｂ）は搬送方向に直角な方向から見た図である。
【００３０】
また、受光手段は平行光を集光して点で受光するというものであるから、光照射手段の光源を受光センサに替えたものと構造的には同じである。従って、受光手段の他の実施例としては、図２、並びに後述の図４及び図５に記載の光照射手段の実施例における光源５を受光センサ７に替えたものを使用することができる。
【００３１】
また、各受光センサ７の出力は制御部８に送られてトータルの受光量が算出され、硬貨非通過時の受光量と硬貨通過時の受光量の最小値とから硬貨の径が求められるが、それぞれの受光センサの出力を組み合わせて硬貨径を算出するようにしてもよい。また、個々の受光センサの出力と、トータルの受光量とを組み合わせて硬貨径を求めるようにしてもよい。求められた硬貨径は制御部８から所定の機器に出力されて、硬貨識別処理に利用される。ここで、硬貨非通過時の受光量と硬貨通過時の受光量の最小値とに基づいて硬貨径を算出するのは、光源のデバイスの性能のばらつきによる発光量の違い、電圧変動などによる発光量の変化、又は光通過部の大きさのばらつき等による通過光量の変化等に対応するためである。
【００３２】
なお、ここで、硬貨搬送ガイド１ａの一方に硬貨を片寄せ搬送する方が、非片寄せ側の受光センサの受光量で硬貨径をほぼ検出できるので、より検出精度が高まる。この理由を図９に基づいて説明する。図９は、例えば、図３において、１円硬貨及び５００円硬貨を図の左側（ａ側）の硬貨搬送ガイドに片寄せした場合の、各受光センサの出力を比較したものである。図９の左側の図は片寄せ側の受光センサ７ａの出力を示すが、硬貨は片寄せされているので、ａ側の光通過部３はほぼ完全に遮光され、硬貨径による差がほとんどでない。これに対して、右側の非片寄せ側（ｂ側）の受光センサ７ｂの出力は、硬貨径の小さい１円硬貨の方が径の大きな５００円硬貨よりも遮光される部分が少ないため受光量が多くなり、受光センサの出力も大きくなるので、出力差が大きく出る。しかも、硬貨径の差が非片寄せ側で殆ど検出されることになるため、差が明確に出るという効果もある。
【００３３】
しかしながら、この状態において、例えば１円硬貨の片寄せが少し（１〜２ｍｍ程度）外れた場合、左側の受光センサ７ａの出力はほとんど変化しないものの（図９の左側のグラフのカーブの緩い箇所）、右側の受光センサ７ｂでは大きな変化となって現れるので（右側のグラフのカーブの傾斜が急な箇所）、誤差が生ずるという問題がある。これについては、予め基準のゲージを用いて、同じ遮光幅で、片寄せを１ｍｍ、２ｍｍとずらした場合の出力を記憶しておいて、受光センサごとに補正を行えば、誤差を低減することが可能になる。
【００３４】
さらには、径の変化に対する受光センサの出力変化のカーブを２次曲線状から直線状に変えることによっても上記誤差を低減することができる。図１（C）のように、光通過部３の形状を、硬貨搬送路面１ｂの幅方向の内側に向かって次第に幅が狭くなるような形状（台形状あるいはテーパ状）にすることにより、出力特性をほぼ直線状にすることができる。
【実施例２】
【００３５】
図４は硬貨搬送路面１ｂの下方に設置されている、平行光を光通過部３に照射するための光照射手段の第２実施例を示す図であり、焦点を共有する二つの軸外し放物面鏡４ａ、４ｂと、その焦点に配置された一つの光源ＬＥＤ５とで構成されている。これは、図２の放物面鏡４から不要な部分（中央部分）を取り除いたものと考えることもできるので、実質的には同一である。
【実施例３】
【００３６】
図５は硬貨搬送路面１ｂの下方に設置されている、平行光を光通過部３に照射するための光照射手段の第３実施例を示す図であり、一つの軸外し放物面鏡４と、その焦点に配置された光源ＬＥＤ５とで構成されている。図５（Ａ）は硬貨の搬送方向から見た図であり、また、図５（Ｂ）は搬送方向に直角な方向から見た図である。
【実施例４】
【００３７】
図６は硬貨搬送路面１ｂの下方に設置されている、平行光を光通過部３に照射するための光照射手段の第４実施例を示す図であり、二つの軸外し放物面鏡４ａ、４ｂと、その焦点に配置された二つの光源ＬＥＤ５ａ、５ｂとで構成されている。図５の第３実施例と比較して放物面鏡４のサイズを小さくできるとともに、鏡面と光源との距離を短くすることができるので、装置がコンパクトになる。なお、図６（Ａ）は硬貨の搬送方向から見た図であり、また、図６（Ｂ）は搬送方向に直角な方向から見た図である。
【００３８】
図７は本発明に係る硬貨径検出装置における光照射手段と受光手段との相対的な位置関係を示す図である。図７（Ａ）は平行光を光通過部３に対して鉛直に入射する場合を示しており、光通過部を通過する光の量が最も多くなる。
【００３９】
これに対して、図７（Ｂ）に示すのは、平行光が搬送方向に向かって所定の角度θ２（例えば０〜３０°）傾けて光通過部に入射されるようにした場合である。（Ａ）と比較して通過する光量は全体として少なくなるが、光通過部３から落下するゴミ等が光照射手段の放物面鏡の表面に付着するおそれが少なくなるという利点がある。
【００４０】
図８は、図７を具体例で示したものである。図８（Ａ）は図７（Ａ）の具体例であり、図３の受光手段の実施例と、図６の光照射手段の実施例を組み合わせた場合を示す。
【００４１】
図８（Ｂ）は図７（Ｂ）の具体例であり、図３の受光手段の実施例と、図６の光照射手段の実施例を互いに傾けて組み合わせた場合を示している。図８（Ｂ）の光照射手段における放物面鏡４は鏡面がほぼ垂直になるように設置されているとともに、光通過部３の真下にはないので、光通過部３からゴミが落下しても鏡面に付着しにくくなる。
【００４２】
上述の通り、光照射手段を硬貨搬送路面の下方に配置し、受光手段を硬貨搬送路面の上方に配置した場合について説明を行ったが、光照射手段を硬貨搬送路面の上方に配置し、受光手段を硬貨搬送路面の下方に配置した場合についても全く同様であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る硬貨径検出装置を硬貨搬送路の上方から見た図である。
【図２】硬貨搬送路面の下方に設置されている、光照射手段の第１実施例を示す図である。
【図３】硬貨搬送路面の上方に設置されている、光通過部を通過した平行光を受光するための受光手段の実施例を示す図である。
【図４】硬貨搬送路面の下方に設置されている、光照射手段の第２実施例を示す図である。
【図５】硬貨搬送路面の下方に設置されている、光照射手段の第３実施例を示す図である。
【図６】硬貨搬送路面の下方に設置されている、光照射手段の第４実施例を示す図である。
【図７】本発明に係る硬貨径検出装置における光照射手段と受光手段との相対的な位置関係を示す図である。
【図８】図７の具体例を示した図である。
【図９】受光センサの出力の特性を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  硬貨搬送路
１ａ  硬貨搬送ガイド
１ｂ  硬貨搬送路面
２  硬貨
３  光通過部
４  放物面鏡
５  光源
６  放物面鏡
７  受光センサ
８  制御部
【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】
2009093493.tif 000009
【図８】
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【図９】
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