JP2007058617A - 硬貨画像検出装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 硬貨の識別のための画像データを良好に検出することができる硬貨画像検出装置の提供。
【解決手段】 硬貨1を囲むように円環状に配置されて硬貨1の表面に光を照射する光照射手段8と、光照射手段8で光が照射された硬貨の画像を検出する画像検出手段9とを有し、光照射手段8を複数の領域A1,A2,A3に分割し、各領域A1,A2,A3毎に異なる照射タイミングで光を硬貨1に照射するとともに、各照射タイミングそれぞれについて画像検出手段9により画像を検出する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、識別を行うために硬貨の画像を検出する硬貨画像検出装置に関する。
識別を行うために硬貨の画像を検出する硬貨画像検出装置に関する技術として、硬貨を囲むように円環状に配置されて硬貨の表面に光を照射する複数のLEDと、これら複数のLEDで光が照射された硬貨の画像を検出するCCDエリアセンサとを有するものがある(例えば、特許文献1参照)。
特開平8−36661号公報
ところで、上記のような硬貨画像検出装置で硬貨を検出する場合、硬貨は材質により光の反射率が高いもの(500円硬貨、100円硬貨、50円硬貨および1円硬貨)と、反射率の低いもの(10円硬貨および5円硬貨)とがあり、例えば、低反射率の硬貨にLEDの発光量を合わせると、高反射率の硬貨の画像が明るくなり過ぎてしまう。そのため、その後に行われる硬貨の真偽および金種の識別が良好にできない可能性があった。
したがって、本発明は、硬貨の識別のための画像データを良好に検出することができる硬貨画像検出装置の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、硬貨を囲むように円環状に配置されて硬貨の表面に光を照射する光照射手段と、該光照射手段で光が照射された硬貨の画像を検出する画像検出手段とを有する硬貨画像検出装置において、前記光照射手段を複数の領域に分割し、各領域毎に異なる照射タイミングで光を硬貨に照射するとともに、各照射タイミングそれぞれについて前記画像検出手段により画像を検出することを特徴としている。
請求項1に係る発明によれば、硬貨を囲むように円環状に配置されて硬貨の表面に光を照射する光照射手段を複数の領域に分割し、各領域毎に異なる照射タイミングで光を硬貨に照射すると、各領域から偏って照射された光で硬貨には表面の凹凸による陰影が生じることになり、このような陰影を含む画像を各照射タイミングそれぞれについて画像検出手段で検出することになる。これにより、例え光照射手段の発光量を低反射率の硬貨に合わせても、高反射率の硬貨にも陰影を明確に形成することができるため、硬貨の識別のための画像データを良好に検出することができる。
本発明に係る一実施形態の硬貨画像検出装置を図面を参照して以下に説明する。
図1は、本実施形態の硬貨画像検出装置の平面図であり、図2はその側面図である。図1および図2において、硬貨1は、エンドレスベルト2により、硬貨通路3の表面に押圧されつつ、一対のガイドレール4,5に沿って、矢印Fの方向に、硬貨通路3内を送られる。硬貨通路3には、光が透過可能なガラス、アクリル樹脂などからなる透明材料により形成された透明通路部6が設けられている。硬貨1の搬送方向に対して、透明通路部6の上流側には、硬貨1の磁気的性質を検出する一対の磁気センサ7,7が設けられている。
透明通路部6の下方には、透明通路部6上を通過する硬貨1の表面に透明通路部6を介して下側から光を照射する光照射部(光照射手段)8が設けられ、さらに、その下方には、光照射部8から発せられ硬貨1により反射された光を受光することで、硬貨1の画像データを検出する画像検出部(画像検出手段)9が設けられている。
光照射部8は、図1に示すように、透明通路部6の中心部を中心とした円上に等間隔で配置された多数(例えば24個)のLEDなどの発光素子L1〜L24を備えている。各発光素子L1〜L24は、光軸が、水平方向に対して、小さな角度をなし、透明通路部6の中心部を中心とした円の中心軸上の所定の点を向くように配置されており、透明通路部6上を通過する硬貨1の表面(下面)に浅い角度で光を照射可能なようになっている。つまり、光照射部8は、透明通路部6上を通過する硬貨1を全周にわたって囲むように円環状に配置されていて、透明通路部6上を通過する硬貨1の表面(下面)に下側から光を照射する。また、円環状の光照射部8は、その中心軸線が透明通路部6上の硬貨1の中心軸線と平行または一致するように配置されている。
画像検出部9は、光軸が、透明通路部6の中心部を中心とした円環状の光照射部8の中心軸と一致するように配置されたレンズ系構成部15と、レンズ系構成部15の下方に設けられ、その焦点が、透明通路部6の上表面に位置するように配置されており、光照射部8から発せられ、硬貨1の表面(下面)により反射された光を光電的に検出するCCD等の多数の受光素子が面状に並べられたエリアセンサ16と、エリアセンサ16により、光電的に検出されて得られた硬貨1の画像データをディジタル信号に変換して、硬貨1のディジタル化された画像データを生成する図3に示すA/Dコンバータ17とを備えている。
透明通路部6における画像検出部9の直下流側には、透明通路部6を介して上下に配置される発光素子18と受光素子19とからなる二組のタイミングセンサ20,20が設けられている。これらタイミングセンサ20,20は、発光素子18から発せられた光が透明通路部6を介して受光素子19により受光可能に、かつ、受光素子19が発光素子18から発せられた光を受光しないときにタイミング信号を出力するように構成されている。各タイミングセンサ20,20は、発光素子18から発せられた光が、透明通路部6の表面上を搬送される硬貨1によって遮られて受光素子19に受光されず、タイミング信号が出力されるときに、硬貨1が透明通路部6の表面上にあって、その中心が透明通路部6の中心とほぼ合致する位置にあるように配置されている。
図3は、本実施形態の硬貨画像検出装置の制御系を示すブロック図である。
硬貨画像検出装置は、硬貨1が透明通路部6に達したことを検出する上記したタイミングセンサ20,20と、タイミングセンサ20からタイミング信号を受けたときに、光照射部8に発光信号を出力して光を発光させ、透明通路部6の上表面に位置する硬貨1に光を照射させる発光制御部25と、タイミングセンサ20からタイミング信号を受けたときに、画像検出部9のエリアセンサ16に、硬貨1の表面により反射された光の検出を開始させる取込制御部26とを備えている。
また、硬貨画像検出装置は、磁気センサ7,7で検出された硬貨1の磁気的性質を示す磁気データを記憶する磁気データメモリ28と、エリアセンサ16により光電的に検出されA/Dコンバータ17によってディジタル化された硬貨1の画像パターンデータを記憶する画像データメモリ29と、磁気データの各金種毎のマスタデータおよび画像パターンデータの各金種毎のマスタデータが記憶された基準データメモリ30と、磁気センサ7,7で検出され磁気データメモリ28に記憶された硬貨1の磁気データと、基準データメモリ30に記憶されている磁気データのマスタデータとを比較するとともに、エリアセンサ16により検出され画像データメモリ29に記憶された硬貨1の画像パターンデータと、基準データメモリ30に記憶されている画像パターンデータのマスタデータとを比較して硬貨1の金種を識別する識別部31とを有している。
そして、本実施形態の硬貨画像検出装置では、上記した光照射部8が、図1に示すように、連続配置される複数(例えば8個)の発光素子からなる複数(例えば3つ)の円弧状の第1発光領域A1、第2発光領域A2及び第3発光領域A3に等分割されており、第1発光領域A1を構成する複数の発光素子L1〜L8が、図3に示すように、これらを同時に駆動可能な第1発光駆動部D1に接続され、第2発光領域A2を構成する複数の発光素子L9〜L16が、これらを同時に駆動可能な第2発光駆動部D2に接続され、第3発光領域A3を構成する複数の発光素子L17〜L24が、これらを同時に駆動可能な第3発光駆動部D3に接続されている。そして、発光制御部25は、第1発光領域A1、第2発光領域A2及び第3発光領域A3の各領域毎に異なる照射タイミングで光を硬貨1に向け照射することになり、取込制御部26が、各照射タイミングそれぞれについて画像検出部9のエリアセンサ16により画像を検出させる。
以上のような構成の本実施形態の硬貨画像検出装置では、一の硬貨1が、エンドレスベルト2によって、硬貨通路3の表面に押圧されつつ、一対のガイドレール4,5に沿って硬貨通路3内を送られると、まず、磁気センサ7によってこの硬貨1の磁気データを検出して磁気データメモリ28に記憶させる。
次に、前記一の硬貨1がタイミングセンサ20で検出されてタイミングセンサ20から図4(a)に示すように出力があった時点(図4におけるt1時点)で、発光制御部25が、図4(b)に示すように第1発光駆動部D1に第1発光駆動出力信号を、図4(c)に示すように第2発光駆動部D2に第2発光駆動出力信号を、図4(d)に示すように第3発光駆動部D3に第3発光駆動出力信号を、同時に出力し、第1発光駆動部D1、第2発光駆動部D2および第3発光駆動部D3によって第1発光領域A1、第2発光領域A2および第3発光領域A3にあるすべての発光素子L1〜L24を同時に予め調整された一定の発光時間tcだけ駆動して円環状に配置された全発光素子L1〜L24を一斉に発光時間tcだけ発光させる(図4におけるt1時点〜t2時点:tc=t2−t1)とともに、これに同期して取込制御部26が、図4(e)に示すようにエリアセンサ16に画像を取り込ませるための画像取込信号を出力して前記一の硬貨1からの反射光つまりこの硬貨1の表面(下面)の画像データをエリアセンサ16に検出させる(図4におけるt1時点〜t2時点)。そして、画像取込信号の終了時点(図4におけるt2時点)からは、図4(f)に示すように、取り込んだ画像データをA/Dコンバータ17でA/D変換して画像データメモリ29に記憶させる(図4におけるt2時点〜t4時点)。このとき、画像データを画像データメモリ29に記憶させる記憶時間tf(tf=t4−t2)は、エリアセンサ16の能力に応じて設定されることになるが、この記憶時間tfは発光時間tcより短くなるように設定されている。
以上によって、エリアセンサ16は、全発光素子L1〜L24の発光時の前記一の硬貨1の全体の画像データ(以下、全体画像データと称す)を検出することになり、この全体画像データを画像データメモリ29が記憶することになる。なお、エリアセンサ16は画像の検出を開始しようとする際のt1時点ですべての受光素子群が一旦クリアされる。
上記した画像データのエリアセンサ16による検出後(図4におけるt2時点)、必要に応じてエリアセンサ16の受光素子群からデータ移送用の素子群にデータを転送するのに必要な若干の待機時間の経過を待った後(図4におけるt3時点)、発光制御部25が、図4(b)に示すように第1発光駆動部D1のみに第1発光駆動出力信号を出力し、第1発光駆動部D1によって第1発光領域A1のみにあるすべての発光素子L1〜L8を同時に予め調整された一定の発光時間tcだけ駆動して円弧状に配置された第1発光領域A1のみの発光素子L1〜L8を一斉に発光時間tcだけ発光させる(図4におけるt3時点〜t5時点:tc=t5−t3)とともに、これに同期して取込制御部26が、図4(e)に示すようにエリアセンサ16に画像取込信号を出力して前記一の硬貨1からの反射光つまりこの硬貨1の表面(下面)の画像データをエリアセンサ16に検出させる(図4におけるt3時点〜t5時点)。そして、画像取込信号の終了時点(図におけるt5時点)からは、図4(f)に示すように、取り込んだ画像データをA/Dコンバータ17でA/D変換して画像データメモリ29に記憶させる(図におけるt5時点〜t7時点)。このときも、画像データを画像データメモリ29に記憶させる記憶時間tf(tf=t7−t5)は、エリアセンサ16の能力に応じて設定されることになるが、発光時間tcより短くなるように設定されている。
以上によって、エリアセンサ16は、前記一の硬貨1における第1発光領域A1の発光素子L1〜L8からの偏った発光に対し逆側に生じるこの硬貨1の表面模様(凹凸)に基づく陰影の画像を検出することになり、この画像データを画像データメモリ29が記憶することになる。このときも、エリアセンサ16は画像の検出を開始しようとする際のt3時点ですべての受光素子群が一旦クリアされる。
上記した画像データのエリアセンサ16による検出後(図4におけるt5時点)、必要に応じてエリアセンサ16の受光素子群からデータ移送用の素子群にデータを転送するのに必要な若干の待機時間の経過を待った後(図4におけるt6時点)、発光制御部25が、図4(c)に示すように第2発光駆動部D2のみに第2発光駆動出力信号を出力し、第2発光駆動部D2によって第2発光領域A2のみにあるすべての発光素子L9〜L16を同時に予め調整された一定の発光時間tcだけ駆動して円弧状に配置された第2発光領域A2のみの発光素子L9〜L16を一斉に発光時間tcだけ発光させる(図4におけるt6時点〜t8時点:tc=t8−t6)とともに、これに同期して取込制御部26が、図4(e)に示すようにエリアセンサ16に画像取込信号を出力して前記一の硬貨1からの反射光つまりこの硬貨1の表面(下面)の画像データをエリアセンサ16に検出させる(図4におけるt6時点〜t8時点)。そして、画像取込信号の終了時点(図4におけるt8時点)からは、図4(f)に示すように、取り込んだ画像データをA/Dコンバータ17でA/D変換して画像データメモリ29に記憶させる(図4におけるt8時点〜t10時点)。このときも、画像データを画像データメモリ29に記憶させる記憶時間tf(tf=t10−t8)は、エリアセンサ16の能力に応じて設定されることになるが、発光時間tcより短くなるように設定されている。
以上によって、エリアセンサ16は、前記一の硬貨1における第2発光領域A2の発光素子L9〜L16からの偏った発光に対し逆側に生じるこの硬貨1の表面模様(凹凸)に基づく陰影の画像を検出することになり、この画像データを画像データメモリ29が記憶することになる。このときも、エリアセンサ16は画像の検出を開始しようとする際のt6時点ですべての受光素子群が一旦クリアされる。
上記した画像データのエリアセンサ16による検出後(図4におけるt8時点)、必要に応じてエリアセンサ16の受光素子群からデータ移送用の素子群にデータを転送するのに必要な若干の待機時間の結果を待った後(図4におけるt9時点)、発光制御部25が、図4(d)に示すように第3発光駆動部D3のみに第3発光駆動出力信号を出力し、第3発光駆動部D3によって第3発光領域A3のみにあるすべての発光素子L17〜L24を同時に予め調整された一定の発光時間tcだけ駆動して円弧状に配置された第3発光領域A3のみの発光素子L17〜L24を一斉に発光時間tcだけ発光させる(図4におけるt9時点〜t11時点:tc=t11−t9)とともに、これに同期して取込制御部26が、図4(e)に示すようにエリアセンサ16に画像取込信号を出力して前記一の硬貨1からの反射光つまりこの硬貨1の表面(下面)の画像データをエリアセンサ16に検出させる(図4におけるt9時点〜t11時点)。そして、画像取込信号の終了時点(図4におけるt11時点)からは、図4(f)に示すように、取り込んだ画像データをA/Dコンバータ17でA/D変換して画像データメモリ29に記憶させる(図4におけるt11時点〜t12時点)。このときも、画像データを画像データメモリ29に記憶させる記憶時間tf(tf=t12−t11)は、エリアセンサ16の能力に応じて設定されることになるが、発光時間tcより短くなるように設定されている。
以上によって、エリアセンサ16は、前記一の硬貨1における第3発光領域A3の発光素子L17〜L24からの偏った発光に対し逆側に生じるこの硬貨1の表面模様(凹凸)に基づく陰影の画像を検出することになり、この画像データを画像データメモリ29が記憶することになる。このときも、エリアセンサ16は画像の検出を開始しようとする際のt9時点ですべての受光素子群が一旦クリアされる。
なお、上記した画像データメモリ29へ前記一の硬貨1の画像データを記憶させる際の上記したt2,t5,t8,t11の各時点において、画像データメモリ29の異なるメモリ領域に画像データを記憶させるように、取込制御部26が図4(g)に示すように画像データメモリ29へメモリ領域を切り換えさせるメモリ切換信号を出力する。
また、上記した画像データメモリ29へ前記一の硬貨1の画像データを記憶させた直後の上記したt4,t7,t10,t12の各時点においては、取込制御部26が図4(h)に示すように識別トリガ信号を識別部31に出力する。
そして、t4時点で出力された識別トリガ信号を受けると、識別部31は、エリアセンサ16で検出され画像データメモリ29に記憶された前記一の硬貨1の全体画像データを、基準データメモリ30を参照して、従来と同様の硬貨位置の確定、回転角の特定、金種・表裏の判定を行う。
また、t7時点で出力された識別トリガ信号を受けると、識別部31は、エリアセンサ16で検出され画像データメモリ29に記憶された、第1発光領域A1の発光素子L1〜L8のみの発光による前記一の硬貨1の表面模様(凹凸)に基づく陰影の画像の切り出しを行う。
さらに、t10時点で出力された識別トリガ信号を受けると、識別部31は、エリアセンサ16で検出され画像データメモリ29に記憶された、第2発光領域A2の発光素子L9〜L16のみの発光による前記一の硬貨1の表面模様(凹凸)に基づく陰影の画像の切り出しを行う。なお、この切り出し後、後工程に先立ってこのとき切り出された第2発光領域A2の発光素子L9〜L16のみの発光による影の画像を、既に切り出された第1発光領域A1の発光素子L1〜L8のみの発光による影の画像と組み合わせておいても良い。
そして、t12時点で出力された識別トリガ信号を受けると、識別部31は、エリアセンサ16で検出され画像データメモリ29に記憶された、第3発光領域A3の発光素子L17〜L24のみの発光による前記一の硬貨1の表面模様(凹凸)に基づく陰影の画像の切り出しを行い、次に、この切り出された第3発光領域A3の発光素子L17〜L24のみの発光による影の画像を、既に切り出されている第1発光領域A1の発光素子L1〜L8のみの発光による影の画像および第2発光領域A2の発光素子L9〜L16のみの発光による影の画像と組み合わせて前記一の硬貨1の全体の一つの影の画像データ(以下、影の画像データと称す)を得る。
その後、識別部31は、全体画像データに基づく識別で判定された、硬貨位置の確定情報、回転角の特定情報、金種・表裏の判定情報を利用し、基準データメモリ30を参照して、影の画像データに基づく識別を行い、このようにして得られた前記一の硬貨1についての最終的な識別結果を、この硬貨画像検出装置が設けられた少なくとも入金処理を行う硬貨処理機の図示略の本体制御部に出力する。
例えば、一つの硬貨1について、磁気センサ7による磁気データから金種を割り出すとともに、全体画像データから金種を割り出し、これらの金種が一致した場合には、この金種に仮決定する。これらの金種が一致しない場合には、判別不能硬貨と識別する。仮決定された場合、その金種と、全体画像データに基づく、硬貨位置の確定情報、回転角の特定情報、表裏の判定情報とから、基準データメモリ30に記憶された該当金種の表裏検出側の影の画像データのマスタデータと、実際に検出された影の画像データとを、位置及び回転角を合わせて比較する。そして、マスタデータと影の画像データとの一致度(位置および大きさの一致度)が所定の基準値を超えれば、仮決定された金種の硬貨であると最終的に確定する一方、一致度が所定の基準値を超えなければ、判別不能硬貨と識別する。なお、硬貨1の全体画像データに基づく識別と、硬貨1の影の画像データに基づく識別とをそれぞれ個別の識別部で行っても良い。
以下、同様にして、硬貨通路3で搬送される硬貨1を順次識別する。なお、複数回の画像検出を行うことから必要により検出時に硬貨1の搬送を停止させるようにしても良い。
なお、以上においては、影の画像データを作成するために24個の発光素子L1〜L24を8個ずつの連続する発光素子からなる第1発光領域A1、第2発光領域A2および第3発光領域A3に三等分して発光タイミングをずらす場合を例にとり説明したが、これはあくまで一例であり、例えば、24個の発光素子を6個ずつの連続する発光素子からなる4つの領域に等分したり等、発光素子の数および領域の数は、種々の変更が可能である。ただし、発光素子の数を領域の数の倍数にする必要がある。
また、以上においては、第1発光領域A1の発光素子L1〜L8を第1発光駆動部D1で、第2発光領域A2の発光素子L9〜L16を第2発光駆動部D2で、第3発光領域A3の発光素子L17〜L24を第3発光駆動部D3でそれぞれ駆動するというように、各領域毎に個別に発光駆動部を設ける場合を例にとり説明したが、発光制御部25が直接、第1発光領域A1の発光素子L1〜L8、第2発光領域A2の発光素子L9〜L16および第3発光領域A3の発光素子L17〜L24をそれぞれ個別に発光駆動するようにしても良い。
以上に述べた本実施形態の硬貨画像検出装置によれば、硬貨1を囲むように円環状に配置された光照射部8を複数の第1発光領域A1、第2発光領域A2および第3発光領域A3に分割し、各発光領域A1,A2,A3毎に異なる照射タイミングで光を同一の硬貨1に照射すると、各発光領域A1,A2,A3から偏って照射された光で硬貨1には表面の凹凸による陰影が生じることになり、このような陰影を含む画像を各照射タイミングそれぞれについて画像検出部9のエリアセンサ16で検出することになる。これにより、例え光照射部8の発光量を低反射率の硬貨に合わせても、高反射率の硬貨にも陰影を明確に形成することができるため、硬貨の識別のための画像データを良好に検出することができる。
本発明に係る一実施形態の硬貨画像検出装置を示す平面図である。 本発明に係る一実施形態の硬貨画像検出装置を示す側面図である。 本発明に係る一実施形態の硬貨画像検出装置を示す制御系のブロック図である。 本発明に係る一実施形態の硬貨画像検出装置の制御のタイミングチャートである。
符号の説明
1 硬貨
8 光照射部(光照射手段)
9 画像検出部(画像検出手段)
A1 第1発光領域(領域)
A2 第2発光領域(領域)
A3 第3発光領域(領域)

Claims (1)

  1. 硬貨を囲むように円環状に配置されて硬貨の表面に光を照射する光照射手段と、
    該光照射手段で光が照射された硬貨の画像を検出する画像検出手段とを有する硬貨画像検出装置において、
    前記光照射手段を複数の領域に分割し、各領域毎に異なる照射タイミングで光を硬貨に照射するとともに、各照射タイミングそれぞれについて前記画像検出手段により画像を検出することを特徴とする硬貨画像検出装置。
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