JP2021117874A - 硬貨識別装置、自動取引装置、及び硬貨識別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】硬貨の側面に形成された特徴的形状を用いて、硬貨を識別する。【解決手段】硬貨Ｃの表面画像及び裏面画像の何れか一方又は双方の円形画像を取得する第１画像センサ２３と、硬貨Ｃの側面画像を取得する第２画像センサ２４と、円形画像を用いて、硬貨Ｃの種類を特定し、該種類を特定した特定硬貨の側面の所定の角度位置に形成されている特徴的形状が側面画像の所定の角度位置に存在しているか否か判定する識別部５０とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、硬貨識別装置、自動取引装置、及び硬貨識別方法に関し、例えば、硬貨の側面に形成された模様を用いて、硬貨の識別を行う硬貨識別装置、自動取引装置、及び硬貨識別方法に関する。

一般に、硬貨を識別する硬貨識別装置は、硬貨表面の模様や直径等の硬貨の特徴を検出する画像センサと、その画像センサの出力信号に基づいて、硬貨の種別とその真偽を識別する識別装置とを有する。この識別装置は、硬貨側面の模様（ギザ）の有無を硬貨の特徴の一つとして、識別に使用されることがある。

特許文献1には、斜め上方から硬貨を撮像するイメージセンサを備えることにより、硬貨の表面及び側面を同時に撮像する硬貨識別装置が開示されている。

特開２００２−３２４２６０号公報

ところで、近年発行された地方自治６０周年記念貨幣には、「異形斜めギザ」と呼ばれる加工が硬貨側面に施されている。また、令和３年発行予定の新５００円硬貨にも「異形斜めギザ」が施される予定である（下記財務省ＨＰ参照）。
https://www.mof.go.jp/currency/bill/20190409.html
この異形斜めギザは、硬貨の表面画像又は裏面画像の模様に対応して、部分的に形成されている。つまり、異形斜めギザは、硬貨側面の所定の角度位置に形成されている。硬貨識別装置が、硬貨の特徴的形状である異形斜めギザの形状や、異形斜めギザが形成された角度位置を判別できれば、偽造硬貨の識別力が向上することが期待される。

この点、特許文献１に記載の技術は、硬貨の側面画像を用いて、ギザの有無を判別するものであり、異形斜めギザについて考慮されていない。また、特許文献１の画像センサは、硬貨の斜め上方から撮像するため、硬貨の表面画像又は裏面画像の傾斜像を撮像してしまう。このため、硬貨の識別時に、傾斜像を表面画像又は裏面画像に変換する変換処理が必要となる。また、硬貨と画像センサとの距離が短いときには、表面画像又は裏面画像の周縁しか撮像することができない。逆に、硬貨と画像センサとの距離を長くすると、表面画像又は裏面画像や側面画像の解像度が低くなってしまう。

本発明は、硬貨の側面に形成された特徴的形状を識別することができる硬貨識別装置、自動取引装置、及び硬貨識別方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、第１発明の硬貨識別装置は、硬貨の表面画像及び裏面画像の何れか一方又は双方の円形画像を取得する第１画像センサ（画像センサ２３）と、前記硬貨の側面画像を取得する第２画像センサ（画像センサ２４）と、前記円形画像と前記側面画像とを対応させて、前記硬貨を識別する識別手段とを備えることを特徴とする。

これによれば、円形画像と側面画像とを対応させるので、硬貨側面に形成された特徴的形状を硬貨の識別基準にすることができる。また、該特徴的形状の回転位置を含めて硬貨の識別基準にすることができる。

また、第２発明の硬貨識別装置は、硬貨の表面画像及び裏面画像の何れか一方又は双方の円形画像と前記硬貨の側面画像とを同時に取得する単一の画像センサと、前記円形画像と前記側面画像とを対応させて、前記硬貨を識別する識別手段とを備えることを特徴とする。なお、括弧内の符号や文字は、実施形態において付した符号等であって、本発明を限定するものではない。

本発明によれば、硬貨の側面に形成された特徴的形状を識別することができる。

本発明の第１実施形態である硬貨識別装置の平面図である。 本発明の第１実施形態である硬貨識別装置の断面を示す模式図である。 硬貨の裏面を示す図である。 硬貨の表面を示す図である。 硬貨の下部側面を示す斜視図である。 硬貨の上部側面を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態である硬貨識別装置の第２画像センサが撮像した撮像画像の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態である硬貨識別装置の第１画像センサが撮像した撮像画像の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態である硬貨識別装置の動作を説明するためのフローチャートである。 第１画像センサが撮像した撮像画像と辞書画像との対比を説明する説明図（１）である。 第１画像センサが撮像した撮像画像と辞書画像との対比を説明する説明図（２）である。 第１画像センサが撮像した撮像画像と辞書画像との対比を説明する説明図（３）である。 本発明の第１実施形態である自動取引装置の斜視図である。 本発明の第１変形例である硬貨識別装置の断面図である。 本発明の第２実施形態である硬貨識別装置の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第３実施形態である硬貨識別装置の平面図である。 本発明の第３実施形態である硬貨識別装置の断面を示す模式図である。 本発明の第４実施形態である硬貨識別装置の平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態につき詳細に説明する。なお、各図は、本実施形態を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
（構成の説明）
図１は、本発明の第１実施形態である硬貨識別装置の平面図であり、図２は、本発明の第１実施形態である硬貨識別装置の断面を示す模式図である。
硬貨識別装置１００は、搬送路１０を走行する硬貨Ｃの表面画像及び裏面画像の何れか一方及び側面画像を撮像し、硬貨Ｃの種類及び真偽を判別する装置である。硬貨識別装置１００は、搬送路１０と、サファイアガラス１１と、搬送ベルト１２と、表面用光源２０と、２つの画像センサ２３，２４と、２つの側面用光源３０，３０と、２つのハーフミラー３１，３１と、制御部としての識別部５０とを備える。ここで、搬送中の硬貨Ｃの表裏は定まっておらず、２つの画像センサ２３，２４の何れか一方が表面画像を撮像すれば、他方が裏面画像を撮像する。

搬送路１０は、円形の開口部１０ａが形成された金属板金で構成されている。サファイアガラス１１は、通常のガラスよりも傷が付きにくい透明部材である。サファイアガラス１１は、その上面が搬送路１０の上面と同一高さになるように、搬送路１０の開口部１０ａに嵌合される。搬送ベルト１２は、図示しないモータにより駆動され、硬貨Ｃを搬送方向Ａに搬送するものである。なお、搬送ベルト１２は、例えば、ピンベルトや押圧ベルトである。ピンベルトは、硬貨Ｃを搬送するためのピンが設けられているものである。また、押圧ベルトは、搬送路１０やサファイアガラス１１に硬貨Ｃを押圧するものである。

図３Ａ〜図３Ｄは、硬貨Ｃの外観を示す図である。図３Ａは、裏面を示す図であり、図３Ｂは、表面を示す図である。また、図３Ｃは、硬貨Ｃの下部側面を示す斜視図であり、図３Ｄは、上部側面を示す斜視図である。

硬貨Ｃは、令和３年に発行予定の新５００円硬貨である。ここで、裏面（図３Ａ）に刻印された文字列「５００」の配列方向をＸ軸とし、これに垂直且つ面内の方向をＹ軸としている。また、表面（図３Ｂ）には、竹、橘の図柄が形成されている。

硬貨Ｃの側面全周には、ギザが形成されており、部分的に異形斜めギザ６０が形成されている。「異形斜めギザ」とは、斜めギザの一部を他のギザとは異なる形状（例えば、斜めギザの傾斜角や幅を変えたもの）にしたものである。異形斜めギザ６０は、Ｘ軸からの角度をθとしたときに、例えば、θ＝０°，９０°，１８０°，２７０°の角度位置に形成されている。

図１，２の説明に戻り、表面用光源２０は、リング状の光源であり、硬貨Ｃの画像センサ２３側の面を照明する。画像センサ２３，２４は、結像レンズ２１及び撮像素子２２を備える。画像センサ２３は、硬貨Ｃの表面（図３Ｂ）及び裏面（図３Ａ）の何れか一方を撮像する。画像センサ２３の光軸Ｏは、搬送路１０の開口部１０ａの中心と、表面用光源２０の中心と、画像センサ２４の光軸とに一致し、サファイアガラス１１の中心にも一致するのが好ましい。

側面用光源３０，３０は、直方体形状のハーフミラー３１，３１を介して、硬貨Ｃの両側を照明する。２つのハーフミラー３１，３１は、直方体形状であり、反射面で硬貨Ｃの側面で拡散反射した光を画像センサ２４の方向に反射する。これにより、画像センサ２４は、両側の側面を撮像する。

図４は、本発明の第１実施形態である硬貨識別装置の第２画像センサが撮像した撮像画像の一例を示す図である。
撮像画像２００は、第２画像センサとしての画像センサ２４が取得する画像である。ここで、側面用光源３０は、硬貨Ｃの側面を照射するものであり、画像センサ２４側を照明することを目的としていない。以下、便宜的に、画像センサ２４側を照明する光源を有しているものとして説明する。つまり、画像センサ２４は、硬貨Ｃの表面（図３Ｂ）及び裏面（図３Ａ）の他方と、両側の側面とを同時に撮像するものとして説明する。撮像画像２００は、例えば、硬貨Ｃの表面画像２６０と、両側の側面画像２２０，２２５と、搬送ベルト１２を撮像したベルト画像２３０とを含む。側面画像２２０，２２５は、異形斜めギザ画像２４０，２４５を含んでいる。なお、画像センサ２４が取得する表面画像２６０は、ベルト画像２３０で中央部が隠れてしまう。

図５は、第１画像センサが撮像した撮像画像の一例を示す図である。
撮像画像２５０は、第１画像センサとしての画像センサ２３が取得する画像である。撮像画像２５０は、例えば、硬貨Ｃの裏面画像２１０を含む。なお、硬貨Ｃの搬送状態によって、画像センサ２４が裏面画像２１０を取得し、画像センサ２３が表面画像２６０を取得することもある。つまり、画像センサ２３は、硬貨Ｃの表面画像２６０及び裏面画像２１０の何れか一方の円形画像を取得する。画像センサ２４は、硬貨Ｃの表面画像２６０及び裏面画像２１０の他方の円形画像と共に、硬貨Ｃの両側の側面画像を取得する。

識別部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、硬貨識別プログラム（不図示）を実行することにより、硬貨識別機能を実現する制御部である。識別部５０は、画像センサ２３が撮像した表面画像２６０又は裏面画像２１０と裏面辞書画像２８０（図７Ａ）とを対比して、硬貨Ｃの種類を判定すると共に硬貨Ｃの回転角φ（図７Ｂ，７Ｃ）を特定する。また、識別部５０は、画像センサ２４が撮像した硬貨Ｃの側面画像の中に特徴的形状（例えば、異形斜めギザ）の画像が含まれているか否か判定すると共に、当該特徴的形状が所定の回転位置θ（図３Ａ）にあるか否か判定する。さらに、識別部５０は、表面画像２６０又は裏面画像２１０及び特徴的形状の角度位置（例えばθ＝０°，９０°，２７０°）を用いて、硬貨Ｃの真偽を判定する。

識別部５０は、２つの画像センサ２３，２４を同期制御し、同時に撮像する。これにより、識別部５０は、硬貨Ｃの中心が画像センサ２３の光軸Ｏを通過したときの表面画像２６０又は裏面画像２１０と、両側の側面画像２２０，２２５（図７Ａ）とを取得することができる。なお、硬貨Ｃの中心が画像センサ２３の光軸Ｏまで到来したか否かの判断については、到来前から画像センサ２３，２４の画像を一定間隔で取り続け、取得画像から直上に硬貨Ｃが来たと判断してもよいし、画像センサ２３，２４と別の到来検出用のセンサ（不図示）を用いてもよい。

図６は、本発明の第１実施形態である硬貨識別装置の動作を説明するためのフローチャートである。
このフローは、硬貨Ｃの搬送状態で逐次実行されたり、不図示の到来検出用センサが硬貨Ｃの到来を検出したときに実行されたりする。
識別部５０は、２つの画像センサ２３，２４で硬貨Ｃの表裏の一方と側面とを同時に撮像する（Ｓ１１）。つまり、画像センサ２３が表面画像２６０及び裏面画像２１０の一方の画像を取得し、画像センサ２４が表面画像２６０及び裏面画像２１０の他方の画像と側面画像２２０，２２５（図７Ａ）とを取得する。

Ｓ１１の処理後、識別部５０は、表裏の一方を撮像した円形画像を用いて、硬貨Ｃの回転角を特定する（Ｓ１２）。硬貨Ｃが振動等で搬送中に回転するので、識別部５０は、硬貨Ｃの撮像画像（裏面画像２１０）と、裏面辞書画像２８０とを対比して回転角φ（図７Ｂ，図７Ｃ）を特定する。

Ｓ１２の処理後、識別部５０は、円形画像と辞書画像とで硬貨Ｃの真偽を仮判定する（Ｓ１３）。つまり、識別部５０は、Ｓ１１で特定された回転角φを用いて、裏面辞書画像２８０を回転させ、回転した表面辞書画像と円形画像とを対比して、硬貨Ｃの真偽を仮判定する。Ｓ１３の処理後、識別部５０は、側面画像２２０，２２５（図７Ａ）に含まれる「異形斜めギザ」を検出する（Ｓ１４）。このとき、識別部５０は、異形斜めギザの形状を識別していることになる。Ｓ１４の処理後、識別部５０は、「異形斜めギザ」が所定の回転位置にあるか否か判定する（Ｓ１５）。「異形斜めギザ」が所定の回転位置に有れば（Ｓ１５で「有る」）、識別部５０は、「真」の硬貨Ｃと判定する。一方、「異形斜めギザ」が所定の回転位置に無ければ（Ｓ１５で「無い」）、識別部５０は、「偽」の硬貨Ｃと判定する。

図７Ａ〜図７Ｃは、第１画像センサが撮像した撮像画像と辞書画像との対比を説明する説明図である。図７Ａは、硬貨Ｃに刻印された文字列「５００」の軸（Ｘ軸）が搬送方向に対して垂直な状態であり、図７Ｂ，図７Ｃは、硬貨ＣのＸ軸がφ＝４５°右回りに回転している状態である。

図７Ａ〜図７Ｃの左図は、画像センサ２３が取得した取得画像と、画像センサ２４が取得した取得画像とを重畳したものである。言い換えれば、図７Ａ〜図７Ｃの左図は、画像センサ２４が取得した２つの側面画像２２０，２２５と、画像センサ２３が取得した撮像画像（裏面画像２１０）とを重畳させたものである。また、図７Ａ〜図７Ｃの右図は、辞書画像２７１，２７２，２７３であり、Ｓ１２（図６）で特定された回転角φで回転した裏面辞書画像２８０，２８１を含む。

例えば、図７Ａの左図の取得画像２０１は、硬貨Ｃの裏面画像２１０と、両側の側面画像２２０，２２５とを含む。側面画像２２０，２２５は、異形斜めギザ画像２４０，２４５を含んでいる。また、図７Ａの右図の辞書画像２７１は、裏面辞書画像２８０と、側面辞書画像２９０，２９５とを有する。裏面辞書画像２８０は、Ｓ１２（図６）で特定された回転角φ＝０°で回転したものであるため、裏面画像２１０と同様の画像になっている。

Ｓ１２（図６）の回転角特定では、識別部５０は、円形画像としての裏面画像２１０の文字列「５００」の文字方向と、搬送方向Ａ（図１）に対して直角な方向との成す角θ＝０を特定する。Ｓ１３の判定では、識別部５０は、円形画像としての裏面画像２１０と裏面辞書画像２８０とを対比し、真偽を仮判定する。Ｓ１４の「異形斜めギザ」の検出では、識別部５０は、側面画像２２０，２２５と側面辞書画像２９０，２９５とを対比し、異形斜めギザ画像２４０，２４５を検出する。Ｓ１５の「異形斜めギザ」の位置判定では、識別部５０は、異形斜めギザ画像２４０，２４５の角度位置θ＝０を求める。

図７Ｂの取得画像２０２においては、裏面画像２１１がφ＝４５°時計方向に回転している。このため、Ｓ１３で対比する裏面辞書画像２８１も４５°時計方向に回転したものである。また、側面画像２２１，２２６は、異形斜めギザ画像２４１，２４２，２４６，２４７を含んでいる。異形斜めギザ画像２４１，２４２，２４６，２４７の位置は、裏面画像２１１の文字方向、つまり、側面画像２２１，２２６の両端部に偏在する。同様に、側面辞書画像２９１，２９６も、同様な位置に異形斜めギザ画像２４１，２４２，２４６，２４７を含んでいる。

識別部５０は、円形画像である裏面画像２１１と裏面辞書画像２８１とを対比し、硬貨Ｃの真偽を仮判定する。さらに、識別部５０は、側面画像２２１，２２６の異形斜めギザ画像２４１，２４２，２４６，２４７の位置と、側面辞書画像２９１，２９６の異形斜めギザ画像２４１，２４２，２４６，２４７の位置とが一致するので、硬貨Ｃが真正であると判定する。

一方、図７Ｃの取得画像２０３においては、図７Ｂと同様に、裏面画像２１１及び裏面辞書画像２８１が４５°時計方向に回転している。しかしながら、側面画像２２２，２２７は、異形斜めギザ画像２４１，２４２，２４６，２４７を含まず、単なる斜めギザである。その一方、側面辞書画像２９１，２９６は、異形斜めギザ画像２４１，２４２，２４６，２４７を含んでいる。

識別部５０は、裏面画像２１１と裏面辞書画像２８１とが同一であるので、硬貨Ｃが真正であると仮判定する。しかしながら、識別部５０は、図７Ｂと異なり、側面画像２２２，２２７には、異形斜めギザ画像２４１，２４２，２４６，２４７が含まれていないので、硬貨Ｃが偽造硬貨であると判定する。

以上説明したように、本実施形態の硬貨識別装置１００によれば、一方の画像センサ２３が硬貨Ｃの表面画像２６０（図４）及び裏面画像２１０（図５）の何れか一方を取得する。また、他方の画像センサ２４は、硬貨Ｃの表面画像２６０（図４）及び裏面画像２１０（図５）の他方と、両側の側面画像２２０，２２５とを取得する。

識別部５０は、取得した裏面画像２１０と裏面辞書画像２８０とを対比して、回転角を演算すると共に、硬貨Ｃの真偽を仮判定する（Ｓ１３）。また、識別部５０は、取得した両側の側面画像２２０，２２５と側面辞書画像２９０，２９５とを対比し、異形斜めギザ画像２４０，２４５を検出すると共に、異形斜めギザ画像２４０，２４５の角度位置θを求める。このとき、識別部５０は、異形斜めギザの形状を識別していることになる。そして、識別部５０は、硬貨Ｃの真偽の仮判定と、異形斜めギザ画像２４０，２４５の角度位置θが正常か否かとで、硬貨Ｃの真偽を確定する（Ｓ１６，１７）。

つまり、異形斜めギザ６０（図３Ａ〜図３Ｄ）のように、表面の文字列や模様の向きに対応して形状の異なるギザの箇所が存在するような硬貨Ｃについて、硬貨識別装置１００は、模様の向きと硬貨側面の模様の位相も含めて真偽を判定することができる。このため、硬貨識別装置１００は、偽造硬貨に対する識別力が高い。

（自動取引装置）
図８は、本発明の第１実施形態である自動取引装置の斜視図である。
自動取引装置４００は、例えば、ＡＴＭ（Automated Teller Machine）であり、取引票口４０２と、カード入出口４０３と、紙幣入出金口４０４と、硬貨入出金口４０５と、操作表示部４０６とが、本体筐体４０１に取り付けられたものである。また、硬貨入出金口４０５には、前記した硬貨識別装置１００が設けられている。なお、硬貨識別装置１００を設けた自動取引装置は、ＡＴＭに限らず、例えば、券売機であっても構わない。

取引票口４０２には、取引票を印字する印字装置が配設されている。カード入出口４０３は、磁気カードやＩＣカード等の金融カードを挿入する挿入口である。紙幣入出金口４０４は、紙幣を投入したり、払い出したりする機構部である。硬貨入出金口４０５は、硬貨Ｃを投入したり、払い出したりする機構部である。操作表示部４０６は、タッチパネル式のＬＣＤ（Liquid Crystal Display）であり、取引に必要な取引画面を表示する。

（変形例１）
図９は、本発明の第１変形例である硬貨識別装置の断面図である。
硬貨識別装置１０１は、搬送路１０と、サファイアガラス１１と、搬送ベルト１２と、表面用光源２０と、２つの画像センサ２３，２４と、２つの側面用光源３０，３０と制御部としての識別部５０とを備える点で、前記第１実施形態の硬貨識別装置１００と共通する。しかしながら、硬貨識別装置１０１は、２つのハーフミラー３１，３１の代わりに、２つのミラー３２，３２を備え、２つの側面用光源３０，３０が搬送面に対して傾斜している点で異なる。つまり、側面用光源３０，３０は、ミラー３２，３２を介することなく、直接、硬貨Ｃの側面を照明する。

ミラー３２，３２は、硬貨Ｃの側面で拡散した拡散光を画像センサ２４まで反射する点で、ハーフミラー３１，３１と共通する。しかしながら、２つの側面用光源３０，３０が出射する照明光は、ミラー３２，３２を介さず、硬貨Ｃの側面を斜め上方から照明する点で相違する。他の動作は、前記第１実施形態の硬貨識別装置１００と同様である。

（第２実施形態）
前記第１実施形態の識別部５０は、硬貨Ｃを撮像した円形画像（表面画像又は裏面画像）の回転角φを特定し、回転角φだけ回転させた辞書画像を用いたが、多数の辞書画像を備え、撮像画像が一致する辞書画像を一つ特定し、特定した辞書画像を用いても構わない。

図１０は、本発明の第２実施形態である硬貨識別装置の動作を説明するためのフローチャートである。なお、本実施形態の硬貨識別装置の構成は、前記第１実施形態の硬貨識別装置１００（図１，２）と同様であるが、識別部５０は、辞書画像２７１，２７２，２７３を多数（例えば、５°毎の辞書画像であれば７２画像、両面の辞書画像のときは、１４４画像）用意している点で相違する。

識別部５０は、前記第１実施形態のＳ１１（図６）と同様に、２つの画像センサ２３，２４で硬貨Ｃの一方と側面とを同時に撮像する（Ｓ２１）。Ｓ２１の処理後、識別部５０は、表裏の一方を撮像した円形画像（表面画像２６０（図４）又は裏面画像２１０（図５））に近似する辞書画像を特定する（Ｓ２２）。つまり、識別部５０は、硬貨Ｃの回転角φを僅かに変えた多数の辞書画像２７１（図７Ａ），２７２（図７Ｂ），２７３（図７Ｃ），・・・を記憶部（不図示）に格納しており、多数の辞書画像の中から近似する辞書画像を一つ特定する。

Ｓ２２の処理後、識別部５０は、撮像した円形画像と特定された辞書画像とで、硬貨Ｃの真偽を仮判定する（Ｓ２３）。Ｓ２３の処理後、識別部５０は、特定された辞書画像と側面画像とを対比し、「異形斜めギザ」の位置で硬貨の真偽を判定する（Ｓ２４）。撮像された異形斜めギザの位置と特定された辞書画像の異形斜めギザの位置とが一致していれば（Ｓ２４で「一致」）、識別部５０は、「真」の硬貨と判定する。一方、撮像された異形斜めギザの位置と特定された辞書画像の異形斜めギザの位置とが不一致であれば（Ｓ２４で「不一致」）、識別部５０は、偽造硬貨と判定する。なお、Ｓ２３の仮判定と、Ｓ２４の異形斜めギザの位置判定とは、何れを先に実行しても構わない。

（第３実施形態）
前記第１，２実施形態の硬貨識別装置１００は、２つの画像センサ２３，２４で硬貨Ｃを撮像したが、単一の画像センサで硬貨Ｃを撮像することもできる。

図１１は、本発明の第３実施形態である硬貨識別装置の平面図であり、図１２は、本発明の第３実施形態である硬貨識別装置の断面を示す模式図である。
硬貨識別装置１０２は、搬送路１０と、サファイアガラス１１と、搬送ベルト１２と、表面用光源２０と、画像センサ２３と、２つの側面用光源３０，３０と、識別部５０とを備える点で、前記第１，２実施形態の硬貨識別装置１００（図１，２）と共通する。

しかしながら、硬貨識別装置１０２は、一方の画像センサ２４（図１，２）が無く、ハーフミラー３１，３１（図１）の代わりに、湾曲型ハーフミラー３３，３３を備え、さらに、ロッドレンズアレイ３５，３５を備えている点で相違する。なお、前記第１実施形態の変形例１と同様に、湾曲型ハーフミラー３３，３３の代わりに湾曲型ミラーを備え、側面用光源３０，３０を搬送面に対して傾斜させても構わない。

湾曲型ハーフミラー３３，３３及びロッドレンズアレイ３５，３５は、平面視で硬貨Ｃと同一の半径で湾曲している。つまり、湾曲型ハーフミラー３３，３３の反射面も湾曲している。これにより、硬貨Ｃの側面と反射面との間の距離ｄ１（図１２）が略一定になる。

ロッドレンズアレイ３５，３５は、複数の円筒状のロッドレンズが平面視で湾曲状に配列されたものである。ロッドレンズは、屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮ（Graded Index）レンズ）であり、一端に入射する光の状態（方向や位相を含む）を維持して他端から出射するような長さに設定されている。言い換えれば、ロッドレンズは、内部の光線が周期的に蛇行するものであるが、その蛇行周期Ｐがロッドレンズの長さｄ３に一致する。

なお、ロッドレンズの長さｄ３は、蛇行周期Ｐの半分Ｐ／２でも構わないが、そのときには画像が反転する。結果的に、ロッドレンズアレイ３５を構成する複数のロッドレンズの長さは、一端から入射する入射光をそのまま他端から出射する長さ（蛇行周期Ｐ）の半分Ｐ／２の整数倍である。

また、硬貨Ｃの側面と湾曲型ハーフミラー３３，３３の反射面との距離ｄ１と、その反射面とロッドレンズアレイ３５の一端との長さｄ２と、ロッドレンズアレイ３５の他端と画像センサ２３との距離ｄ４との和が、硬貨Ｃの底面と画像センサ２３との距離ｄ５に等しくなるように、ロッドレンズアレイ３５の長さｄ３を設定する。

これにより、硬貨Ｃの側面画像は、湾曲型ハーフミラー３３及びロッドレンズアレイ３５を介して画像センサ２３の撮像素子２２で結像する。また、硬貨Ｃの裏面画像２１０は、直接、画像センサ２３の撮像素子２２で結像する。

以上説明したように、本実施形態の硬貨識別装置１０２の画像センサ２３は、硬貨Ｃの表面画像２６０又は裏面画像２１０及び硬貨Ｃの側面画像を同時に取得する。識別部５０は、硬貨Ｃの表面画像又は裏面画像、及び側面画像を同時に単一画像として取得するため、データの扱いが容易になる。また、識別部５０は、硬貨Ｃの表面画像又は裏面画像、及び側面画像を同時に辞書画像と照合することができる。

（第４実施形態）
前記第１，２実施形態の硬貨識別装置１００は、２つの画像センサ２３，２４を上下同一位置に配設したが、硬貨Ｃの搬送方向にずらして配設することもできる。

図１３は、本発明の第４実施形態である硬貨識別装置の平面図である。
硬貨識別装置１０３は、搬送路１０と、サファイアガラス１１と、搬送ベルト１２と、表面用光源２０と、２つの画像センサ２３，２４と、２つの側面用光源３０，３０と、識別部５０とを備える点で、前記第１，２実施形態の硬貨識別装置１００（図１，２）と共通する。硬貨識別装置１０３は、湾曲型ハーフミラー３３，３３を設けているが、前記第１，２実施形態のように、直方体状のハーフミラー３１，３１（図１，２）であっても構わない。

画像センサ２３（図１，２）の光軸Ｏは、前記第１，２実施形態の硬貨識別装置１００（図１，２）と同様に、搬送路１０の開口部の中心と、サファイアガラス１１の中心と、表面用光源２０の中心に一致する。しかしながら、画像センサ２４の光軸Ｑは、硬貨Ｃの搬送方向にΔＬ移動した位置に存在する。つまり、画像センサ２４の光軸Ｑは、硬貨Ｃの搬送方向及び画像センサ２３の光軸Ｏを含む面の面内に配置されている。また、２つの側面用光源３０，３０及び湾曲型ハーフミラー３３，３３の中点を通る線も光軸Ｑを通る。

これにより、画像センサ２３が撮像画像２５０（図５）を取得する撮像タイミングと、画像センサ２４が撮像画像２００（図４）を取得する撮像タイミングとは、搬送速度をＶとして、ΔＴ＝ΔＬ／Ｖだけ異なる。言い換えれば、画像センサ２３の撮像タイミングと画像センサ２４の撮像タイミングとは、同期している。

（変形例）
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
（１）前記各実施形態の側面用光源３０として、拡散光を使用し、画像センサ２３が硬貨側面の模様が濃淡となって現れる画像を取得するようにしてもよい。また、指向性の強い光を使用し、硬貨側面の凹凸の一部分の反射光のみを集光させてもよい。

１０ 搬送路
２０ 表面用光源
２３ 画像センサ（第１画像センサ）
２４ 画像センサ（第２画像センサ）
３０ 側面用光源
３１ ハーフミラー
３２ ミラー
３３ 湾曲型ハーフミラー
３５ ロッドレンズアレイ（光路長調整手段）
５０ 識別部（制御部）
６０ 異形斜めギザ
１００，１０１，１０２，１０３ 硬貨識別装置
２００ 撮像画像（第１撮像画像）
２０１，２０２，２０３ 取得画像
２１０，２１１ 裏面画像
２２０，２２１，２２２，２２５，２２６，２２７ 側面画像
２３０ ベルト画像
２４０，２４１，２４６ 異形斜めギザ画像
２５０ 撮像画像（第２撮像画像）
２６０ 表面画像
２７１，２７２，２７３ 辞書画像
２８０，２８１ 裏面辞書画像
２９０，２９１，２９５，２９６ 側面辞書画像
４００ 自動取引装置

Claims (12)

1. 硬貨の表面画像及び裏面画像の何れか一方又は双方の円形画像を取得する第１画像センサと、
   前記硬貨の側面画像を取得する第２画像センサと、
   前記円形画像と前記側面画像とを対応させて、前記硬貨を識別する識別手段と
   を備えることを特徴とする硬貨識別装置。
2. 前記識別手段は、前記硬貨の側面に形成されている特徴的形状が所定の角度位置に存在しているか否か判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の硬貨識別装置。
3. 前記識別手段は、前記円形画像を用いて、前記硬貨の種類を特定し、特定された特定硬貨に対して、前記円形画像と前記側面画像とを対応させて、前記特徴的形状を識別する
   ことを特徴とする請求項２に記載の硬貨識別装置。
4. 前記特徴的形状は、異形斜めギザである
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の硬貨識別装置。
5. 前記硬貨は、搬送されるものであり、
   前記第１画像センサは、前記硬貨の表面又は裏面に対して垂直な垂直方向から撮像し、
   前記第２画像センサの光軸は、前記硬貨の搬送方向及び前記第１画像センサの光軸を含む面の面内に配置されており、
   前記第２画像センサは、前記第１画像センサに同期している
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の硬貨識別装置。
6. 前記第２画像センサの光軸は、前記第１画像センサの光軸上に配置されており、
   前記第２画像センサは、前記第１画像センサと同時に撮像する
   ことを特徴とする請求項５に記載の硬貨識別装置。
7. 前記第２画像センサは、前記第１画像センサの光軸に対して、前記硬貨の搬送方向にズレた位置に配設されており、
   前記第２画像センサは、前記第１画像センサの撮像タイミングから搬送時間だけ遅延して撮像する
   ことを特徴とする請求項５に記載の硬貨識別装置。
8. 前記第１画像センサ及び第２画像センサは、結像レンズ及び撮像素子を備えている
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の硬貨識別装置。
9. 硬貨の表面画像及び裏面画像の何れか一方又は双方の円形画像と前記硬貨の側面画像とを同時に取得する単一の画像センサと、
   前記円形画像と前記側面画像とを対応させて、前記硬貨を識別する識別手段と
   を備えることを特徴とする硬貨識別装置。
10. 前記硬貨の側面で拡散反射する拡散光を前記画像センサまで反射させるミラーと、
    前記ミラーと前記画像センサとの間に介挿されるロッドレンズアレイとをさらに備え、
    前記ロッドレンズアレイを構成する複数のロッドレンズは、一端から入射する入射光をそのまま他端から出射する長さの半分の整数倍に調整されており、
    前記硬貨の側面から前記一端までの長さと前記他端から前記画像センサまでの長さとの和は、前記硬貨の表面又は裏面から前記画像センサまでの距離と等しい
    ことを特徴とする請求項９に記載の硬貨識別装置。
11. 請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の硬貨識別装置を備えた自動取引装置。
12. 硬貨の表面画像及び裏面画像の何れか一方又は双方の円形画像と、前記硬貨の側面画像とを同時に取得する画像取得ステップと、
    前記円形画像と前記側面画像とを対応させて、前記硬貨を識別する識別ステップと
    を備えることを特徴とする硬貨識別方法。

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