JP2007058517A - 硬貨検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 検出精度の向上を図りつつ、検出時間を短縮することができる硬貨検出装置を提供する。
【解決手段】 硬貨２の片側面に光を照射する光源Ｌと、前記硬貨２の片側面で反射した光を透過光と反射光とに分岐するハーフミラー３と、前記ハーフミラー３の透過光と前記ハーフミラー３の反射光のうちいずれか一方に基づいて前記硬貨２の片側面の全体の画像を取得する全体エリアセンサ５と、前記ハーフミラー３の透過光と前記ハーフミラー３の反射光のうちいずれか他方に基づいて前記硬貨２の片側面の一部の画像を取得する部分エリアセンサ６とを備えたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、硬貨の識別を行う硬貨検出装置に関するものである。

従来から、硬貨表面の撮像結果に基づいて硬貨の真偽及び金種等を識別する硬貨検出装置が知られている。この種の硬貨検出装置では、硬貨表面のパターンの特徴を画像として読み込む際に、硬貨の凹凸を画像濃度として読み込む必要があるため、模様の抽出に複雑な画像処理を用いなければならず、識別の前処理に時間がかかっていた。そのため、近年この処理時間を短縮すべく、硬貨表面に異なる波長の光を反射させ、この反射光に基づいて取得された波長毎の画像を用いて処理を行うものが提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−９７３６３号公報

ところで、上述の硬貨検出装置においては、さらなる検出精度の向上が望まれているが、画像を単に高解像度で取得しようとすると、硬貨上の微細な凹凸や模様等を捉えることはできるものの、画像データの容量が増加してしまうという課題がある。
そして、画像データの容量が増加することで、データ転送、データの書き込み、画像処理に時間を要してしまう。

そこで、この発明は、検出精度の向上を図りつつ、検出時間を短縮することができる硬貨検出装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、硬貨（例えば、実施の形態における硬貨２）の片側面に光を照射する光源（例えば、実施の形態における光源Ｌ）と、前記硬貨の表面で反射した光を透過光と反射光とに分岐するハーフミラー（例えば、実施の形態におけるハーフミラー３）と、前記透過光と前記反射光のうちのいずれか一方に基づいて前記硬貨の片側面の全体の画像を取得する第１の撮像手段（例えば、実施の形態における全体エリアセンサ５）と、前記透過光と前記反射光のうちのいずれか他方に基づいて前記硬貨の片側面の一部の画像を取得する第２の撮像手段（例えば、実施の形態における部分エリアセンサ６）とを備えたことを特徴とする。
このように構成することで、硬貨の片側面で反射した光がハーフミラーで分岐され、第１の撮像手段と第２の撮像手段とに入力されるので、硬貨の片側面の全体の画像と、硬貨の片側面の一部の画像とを同時に取得することができる。

請求項２に記載した発明は、前記第２の撮像手段が、高解像度用の撮像素子であることを特徴とする。
このように構成することで、第１の撮像手段で硬貨の片側面の全体画像を取得しつつ、第２の撮像手段に硬貨の片側面の一部を高解像度の画像として取得することができる。

請求項３に記載した発明は、前記ハーフミラーと前記第２の撮像手段との間にレンズを設けたことを特徴とする。
このように構成することで、第１の撮像手段で硬貨の片側面の全体画像を取得しつつ、第２の撮像手段に硬貨の片側面の一部を拡大した画像を取得させることができる。

請求項４に記載した発明は、前記第２の撮像手段の取得する画像が、硬貨の中心部分であることを特徴とする。
このように構成することで、第２の撮像手段で捉えた硬貨の中心部分の画像と比較するための画像も中心部分の画像とすることができるため、例えば、ランダムな硬貨の回転角に応じた複数枚の画像を用意することなく、硬貨の回転角に応じて回転させて比較を行うことができる。

請求項５に記載した発明は、前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段とで得られた画像を並行処理する画像処理部（例えば、実施の形態における画像処理部９）を具備することを特徴とする。
このように構成することで、第１の撮像手段で得られた硬貨の片側面の全体画像と、予め用意された硬貨の片側面の全体画像とを比較するのと並行して、第２の撮像手段で得られた硬貨の片側面の一部の画像と、予め用意された硬貨の片側面の一部の画像とを比較することができる。

請求項１に記載した発明によれば、硬貨の表面で反射した光がハーフミラーで分岐され、第１の撮像手段と第２の撮像手段とに入力されることで、硬貨の片面表面の全体の画像と、硬貨の片面表面の一部の画像とをそれぞれ取得することができるため、第１の撮像手段と第２の撮像手段とによって硬貨の片面全体の画像を取得する場合と比較して、一部の画像を取得している分だけ画像データの容量が減少し、検出時間の短縮に寄与することができる効果がある。

請求項２に記載した発明によれば、第１の撮像手段で硬貨の片側面の全体画像を取得しつつ、第２の撮像手段に硬貨の片側面の一部を高解像度の画像として取得することができるため、硬貨の片側面のより微細な凹凸を画像として検出することができ、したがって、検出精度を向上させることができる効果がある。

請求項３に記載した発明によれば、第１の撮像手段で硬貨の片側面の全体画像を取得しつつ、第２の撮像手段に硬貨の片側面の一部を拡大した画像を取得させることができるため、硬貨の片側面のより微細な凹凸を画像として検出することができ、したがって、検出精度を向上させることができる効果がある。

請求項４に記載した発明によれば、第２の撮像手段で捉えた硬貨の中心部分の画像と比較するための画像も中心部分の画像とすることができるため、例えば、ランダムな硬貨の回転角に応じた複数枚の画像を用意することなく、硬貨の回転角に応じて回転させて比較を行うことができ、したがって、第２の撮像手段で捉えた画像と比較するための画像の枚数を削減することができる効果がある。

請求項５に記載した発明によれば、第１の撮像手段で得られた硬貨の片側面の全体画像と、予め用意された硬貨の片側面の全体画像とを比較するのと並行して、第２の撮像手段で得られた硬貨の片側面の一部の画像と、予め用意された硬貨の片側面の一部の画像とを比較することができるため、処理時間を短縮することができるとともに、２つの異なる画像に基づいて処理を行うことができるため、検出精度の向上を図ることができる効果がある。

次に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１において、１は硬貨検出装置を示している。この硬貨検出装置１は、通路（図示せず）を介して搬入された硬貨２の片側面に光を照射する光源Ｌを備えている。この光源Ｌは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等で構成されたものであり、通常は消灯しているが、硬貨２が搬入されたことを検出して点灯するようになっている。なお、光源Ｌは、ＬＥＤに限るものではなく種々の発光手段から適宜選択してもよい。

また、硬貨２から見て光源Ｌと同じ側にはハーフミラー３が設けられている。このハーフミラー３は、硬貨２の片側面で反射した光を透過させると同時に、ミラー表面４で反射させるものであり、このミラー表面４で反射させた光の向きがハーフミラー３の角度を調整することによって可変となっている。また、ハーフミラー３によって透過された透過光（図１中、破線で示す）の軸線上には硬貨２の片側面の全体を画像として捉える全体エリアセンサ（第１の撮像手段）５が配置され、一方、ハーフミラー３で反射された光の軸線上（図１中、一点鎖線で示す）には硬貨２の片側面の一部分のみを画像として捉える部分エリアセンサ（第２の撮像手段）６が配置されている。

そして、全体エリアセンサ５とハーフミラー３との間にはレンズ７が、部分エリアセンサ６とハーフミラー３との間にはレンズ８がそれぞれ配置されている。レンズ７はハーフミラー３の透過光を全体エリアセンサ５上で収束させるものであり、レンズ８はハーフミラー３の反射光を部分エリアセンサ６上で収束させるためのものである。そして、これらレンズ７，８は倍率が可変となっている。

全体エリアセンサ５は、レンズ７によって収束させた光に基づいて硬貨２の片側面の全体の画像（以下、単に全体画像と呼ぶ）を捉えるものであり、一方、部分エリアセンサ６は、レンズ８によって収束させた光に基づいて硬貨２の片側面の中心部分の画像（以下、単に部分画像と呼ぶ）を捉えるものである。そして、部分エリアセンサ６は、全体エリアセンサ５よりも高解像度のエリアセンサであり、硬貨表面の微細な凹凸や模様を画像として抽出できるようになっている。

これら全体エリアセンサ５と部分エリアセンサ６とは、画像の処理を行う画像処理部９に接続されており、全体エリアセンサ５と部分エリアセンサ６とで捉えられた全体画像及び部分画像の画像データは画像処理部９に向けて出力されるようになっている。なお、この実施の形態では、ハーフミラー３の透過光をレンズ７によって全体エリアセンサ５上に収束させるとともにハーフミラー３の反射光をレンズ８によって部分エリアセンサ６上に収束させるように設定しているが、ハーフミラー３の反射光を全体エリアセンサ５上に収束させ、ハーフミラー３の透過光を部分エリアセンサ６上に収束させるようにしてもよい。

画像処理部９は、各種硬貨の表裏面を予め撮影した複数のマスタ画像を記憶する記憶部（図示せず）を備えている。この記憶部に予め記憶された複数のマスタ画像は、各種硬貨の表裏面の全体を撮影した全体画像と、各種硬貨の中心から所定の範囲内である中心部分を高解像度で撮影した部分画像とで構成されている。すなわち、記憶部には、全体エリアセンサ５、部分エリアセンサ６で捉えられる画像と同一の条件（解像度、大きさ）の表・裏面のマスタ画像が硬貨の種類毎に予め記憶されているのである。

さらに、画像処理部９は、記憶部に記憶されている複数の画像と、全体エリアセンサ５、部分エリアセンサ６によって捉えられた画像とを比較する比較部（図示せず）を備えている。この比較部は、全体エリアセンサ５から入力された全体画像と記憶部に予め記憶された全体画像とを比較する全体画像比較部（図示せず）と、部分エリアセンサ６から入力された部分画像と記憶部に予め記憶された部分画像とを比較する部分画像比較部（図示せず）とで構成されている。そして、これら全体画像比較部と部分画像比較部とで行う処理は各々独立しており、各処理が並行して行われるようになっている。

全体画像比較部は、全体エリアセンサ５で捉えられた全体画像と、記憶部に記憶された全体画像とに基づいて、硬貨２の位置の確定、硬貨２の回転角の特定、硬貨２の種類（金種）の判定を行うものである。一方、部分画像比較部は、部分エリアセンサ６で捉えられた高解像度の部分画像と、記憶部に記憶された高解像度の部分画像とに基づいて、硬貨表面の模様、刻印、微細点などの判定を行うようになっている。そして、部分画像比較部では、硬貨の中心部分の画像を取扱うため、有孔硬貨（例えば、５円硬貨、５０円硬貨）の場合、孔径、孔周囲の微細点の状態判定も行うようになっている。

次に、上述した構成の硬貨検出装置の作用について説明する。
まず、通路を介して硬貨２が搬入されると、この硬貨２には光源Ｌによって片側面に光が照射され、ここで反射した光がハーフミラー３によって透過光と反射光とに分割される。前者の透過光は、レンズ７を介して全体エリアセンサ５上に収束され、この全体エリアセンサ５によって硬貨２の全体画像が捉えられる。

そして、捉えられた硬貨２の全体画像は、画像データとして画像処理部９に入力され、全体画像比較部により、記憶部に予め記憶されている各種硬貨の全体画像と比較される。ここで、硬貨２が前述した通路を介して搬入される時、表・裏面の向き、硬貨の種類、回転位置などはランダムとなる。そのため、単に記憶部に格納されている各種硬貨の表・裏面の全体画像と、全体エリアセンサ５で捉えられた全体画像とを比較しようとすると、硬貨の種類毎、表裏面毎以外に、回転角毎の全体画像を予め用意しておく必要が生じ、記憶部の記憶容量が増加してしまう。そこで、前述の記憶部では、各種硬貨毎に表・裏面の全体画像を１枚ずつ格納しておき、全体画像比較部において、例えば、この硬貨の表面の全体画像を回転させながら全体エリアセンサ５から受け取った全体画像と一致するか否かを判定し、どの回転角においても一致しない場合、記憶された全体画像を同一硬貨の裏面の画像に切り替えて、前述の表面と同様に回転させ、これらの画像が一致するか否かを判定する。表・裏面どちらでも一致しない場合は、他の硬貨の表・裏面の画像に切り替えて同様に判定を行い、これらの全体画像が一致するまで順次比較する。そして、記憶された全体画像と全体エリアセンサ５で捉えられた全体画像とが一致した場合には、該当する硬貨の種類を検出結果として出力する。また、投入された硬貨２の全体画像が予め記憶されたどの全体画像とも一致しない場合には、該当する硬貨がないとの検出結果を出力する。

一方、後者の反射光は、レンズ８を介して部分エリアセンサ６上に収束され、硬貨２の片面の中心部分における高解像度の部分画像として捉えられる。この捉えられた部分画像は画像データとして画像処理部９に入力され、部分画像比較部で記憶部に格納された部分画像と比較される。ここで、部分画像の容量は、解像度と画像の面積に依存し、例えば、解像度が高くなるほど増加し、さらに、画像の大きさが大きくなるほど増加する。そのため、部分画像の解像度と画像の面積は、少なくとも中心部分に孔が形成された有孔硬貨の孔周縁の凹凸や模様等が画像として捉えられ、且つ、前述した全体画像と同程度か又はそれ以下の容量となる所定の値に設定される。

また、部分画像比較部では、部分エリアセンサ６から部分画像を受け取ると、この部分エリアセンサ６からの部分画像と、記憶部に格納された部分画像が一致するか否かを判定する。この時に、全体画像比較部と同様に、予め記憶された部分画像を回転させながら、部分エリアセンサ６で捉えられた部分画像と、予め記憶された部分画像とが一致するか否かを判定する。そして、これらの部分画像が一致することなく予め記憶された部分画像が一回転した時点で、比較対象を記憶部に予め記憶された他の硬貨の画像データに入れ替えて、順次硬貨の表・裏面、種類毎に同様の処理を繰り返す。

このように、全体画像比較部と部分画像比較部とで各画像の比較を行い、全体画像比較部と部分画像比較部とによって出力された検出結果が一致した場合に金種を確定する。一方、少なくとも全体画像比較部と部分画像比較部とのいずれか一方でも該当する金種がないとの結果であった場合や、両者の金種が一致しない場合には、再度、検出を繰り返すか又は該当する金種がないとして処理を終了する。なお、この実施の形態では記憶部に全体画像と部分画像とを記憶するようにしたが、全体画像用の記憶部と部分画像用の記憶部とを個別に設けてもよい。このように構成した場合には、全体画像比較部、部分画像比較部と記憶部間の画像データのやり取りが遅滞なくスムーズに行える分有利となる。

したがって、上述の実施の形態によれば、硬貨２の片側面に反射した光がハーフミラー３で分岐され、全体エリアセンサ５と部分エリアセンサ６とに入力されることで、硬貨２の全体画像と、硬貨２の部分画像とをそれぞれ取得することができるため、２つのエリアセンサを用いて硬貨２の全体画像を取得する場合と比較して、画像データの容量を減少させることができ、検出時間の短縮に寄与することができる。

また、全体エリアセンサ５で硬貨２の片側面の全体画像を取得しつつ、部分エリアセンサ６で硬貨２の片側面の中心部分を拡大した画像を取得することができるため、硬貨２上の微細な凹凸や模様等を画像として抽出することができ、したがって、検出精度を向上させることができる。

そして、部分エリアセンサ６を高解像度化することで、低解像度で硬貨２の全体画像を取得する場合と比較して、画像データの容量を増加させることなしに、高解像度化を図ることが可能になるため、処理時間を抑制しつつ硬貨検出の精度を向上させることができる。

さらに、回転角がランダムな硬貨２の中心部分の部分画像を部分エリアセンサ６で捉えることで、記憶部に予め記憶された部分画像も中心部分の画像とすることができるため、予め記憶された画像を硬貨２の回転角に応じて回転させて比較を行うことができ、この結果、硬貨２の回転角毎の部分画像を用意する必要がなくなり、記憶部に予め記憶しておく画像の枚数を削減することができる。

また、全体エリアセンサ５で捉えた硬貨２の全体画像と、予め記憶された全体画像とを比較するのと同時に、部分エリアセンサ６で得られた硬貨２の部分画像と、予め記憶された部分画像とを比較することができるため、処理時間を短縮することができるとともに、２つの異なった画像に基づいて処理を行うことができ、この結果、検出精度の向上を図ることができる。

尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、色等を比較項目に加えてもよい。
また、上記実施の形態では、ハーフミラーによって光を２方向に分岐させる場合について説明したが、３方向以上に分岐させて３つ以上のエリアセンサを設けるようにしてもよい。さらに、部分エリアセンサとして高解像度のものを用いたが、全体エリアセンサと同等の解像度の部分エリアセンサを用いて、レンズで硬貨の中心部分だけの画像を拡大し、このような拡大画像を部分エリアセンサで捉えるようにしてもよい。但し、この場合は、部分エリアセンサへの光が拡散するため、ＬＥＤの光量を適宜増加させるのが望ましい。
そして、上記実施の形態では、レンズ７，８として倍率が可変なものを用いたが、倍率固定式のものを用いてもよい。

本発明の実施の形態における硬貨検出装置の構成図である。

符号の説明

３ ハーフミラー
２ 硬貨
５ 全体エリアセンサ（第１の撮像手段）
６ 部分エリアセンサ（第２の撮像手段）
７，８ レンズ
９ 画像処理部
Ｌ 光源

Claims (5)

1. 硬貨の片側面に光を照射する光源と、
   前記硬貨の片側面で反射した光を透過光と反射光とに分岐するハーフミラーと、
   前記透過光及び前記反射光のうちのいずれか一方に基づいて前記硬貨の片側面の全体の画像を取得する第１の撮像手段と、
   前記透過光及び前記反射光のうちのいずれか他方に基づいて前記硬貨の片側面の一部の画像を取得する第２の撮像手段とを備えたことを特徴とする硬貨検出装置。
2. 前記第２の撮像手段は、高解像度用の撮像素子であることを特徴とする請求項１に記載の硬貨検出装置。
3. 前記ハーフミラーと前記第２の撮像手段との間にレンズを設けたことを特徴とする請求項１に記載の硬貨検出装置。
4. 前記第２の撮像手段が取得する前記硬貨の片側面の一部の画像は、硬貨の中心部分の画像であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の硬貨検出装置。
5. 前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段とで得られた画像を並行処理する画像処理部を具備することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の硬貨検出装置。
   

Images