JP2511508B2

JP2511508B2 - 紙葉類鑑別装置

Info

Publication number: JP2511508B2
Application number: JP63260387A
Authority: JP
Inventors: 照和浦野; 家信滝澤
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1988-10-18
Filing date: 1988-10-18
Publication date: 1996-06-26
Anticipated expiration: 2011-06-26
Also published as: JPH02108186A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、紙幣、証券その他の紙葉類の鑑別を行う
紙葉類鑑別装置に関する。

［従来の技術］紙幣、証券その他の紙葉類の鑑別を行う紙葉類鑑別装
置は、通常、被鑑別紙葉類の搬送路とこの搬送路上に各
種鑑別センサが配置された構成を有している。

すなわち、この種の紙葉類鑑別装置のうち、例えば、
現金自動入出金機に用いられる紙幣鑑別装置では、現金
自動入出金機の紙幣搬送系に連動して歯車を介して複数
本のローラ軸を回転させ、このローラ軸を紙幣の搬送方
向に適宜間隔をおいて配列することで、紙幣の搬送路が
構成されており、この搬送路上に光センサや磁気センサ
などの鑑別用センサ素子が配置され、紙幣の種類や表
裏、真偽などを鑑別するよう構成されている。

このような紙幣鑑別装置において、例えば、鑑別用セ
ンサ素子を個別センサにより構成した場合、これらセン
サを紙幣の外形や、印刷されている模様、図柄に応じて
最適の位置に配置する必要が生じ、この位置が最適位置
からずれていると紙幣鑑別装置の性能を低下させる原因
となる。

それゆえ、従来から、鑑別用センサ素子として、イメ
ージセンサを用いて、紙幣全面を読取ることにより、上
述の個別センサを用いた場合のようなセンサ配置の制限
をなくし、鑑別対象紙幣の種類、あるいは、鑑別可能な
紙幣の表裏や正逆等紙幣の投入方向（以下、これらを種
類・方向と略称する）についての自由度を増し、より汎
用性を高めようとした紙幣鑑別装置も提案されている。

また、従来の多くの装置では、被鑑別紙幣の判別内容
の重要な要素である紙幣の種類の判別の方法として、紙
幣の外径寸法が紙幣の種類に対応していることを利用し
て被鑑別紙幣の外形寸法を検出し、これを基準の値と比
較するという方法がとられている。

［発明が解決しようとする課題］しかし、上記の鑑別用センサとして個別センサを鑑別
対象紙幣に対応して配設する方法には、以下の問題点が
あった。

同一装置にて複数の種類の紙幣を鑑別対象とし、さ
らに鑑別する際の紙幣の表裏や正逆の方向についての制
限をなくし、装置の運用効率を高めることに対する要求
があるが、このような要求を全て満たし、かつ、所定の
鑑別性能を維持できるようなセンサ配設の条件を求める
ことは極めて困難である。

紙幣鑑別装置を搬送される紙幣は、一般的に鑑別用
センサ位置に対し常に一定の位置関係を保って搬送され
るわけではなく、搬送方向に対し左右に位置がずれてい
たり、紙幣自体が斜めに傾いて搬送されることが多く、
このような場合には、鑑別用センサが、搬送されて移動
しつつある紙幣から読取る図柄や模様も、位置のずれ方
や、傾きの程度により様々となるため、必ずしも鑑別セ
ンサが紙幣の最適なトラック上を走査しないことにな
り、鑑別精度の低下をきたしたり、場合によっては鑑別
不能とされ、紙幣が返却される等の不都合が生ずる。

また、被鑑別紙幣全体にわたって読取り可能なイメー
ジセンサを用いた場合にも以下の問題点があった。

イ．被鑑別紙幣の全面についてその外形及び図柄や模様
を細密に検出可能ではあるが、イメージセンサを構成す
る各検出素子を、小形化して高密度化する必要があるた
め、個々の検出素子の感度は一般に小さくなり、光源の
光出力が同一であれば、走査時間を長くする必要があ
り、鑑別処理速度の低下はまぬがれない。一方、処理速
度を高めるために光源の光出力を増大すると、光源ひい
ては装置が大形化し、また消費電力、発熱量も増大する
という不都合が起こる。

ロ．検出データが増大するため、これを格納する記憶装
置の容量が大きくなり、また鑑別のためのデータ処理を
マイクロプロセッサなどで行なった場合には高性能なも
のが必要となる。すなわち単一素子を用いた場合は、印
刷の色あいや濃度によるセンサ出力の階調検出による鑑
別処理もそれほどデータと処理時間の増大はきたさない
が、イメージセンサにて同様な検出と鑑別処理を実施す
るにはデータメモリの記憶容量、もしくは、回路性能は
センサ検出情報量に比例して増大させ、もしくは、高度
化する必要がある。したがって、データメモリや、鑑別
回路も検出情報量の増大に伴なって高度化していかなけ
ればならない。そうしないと、せっかく前記イメージセ
ンサによって検出して得た情報の一部あるいは一要素を
省略（例えば、センサ出力の階調要素を省略）せざるを
得なくなり、結局、イメージセンサを用いても前記個別
センサを用いた場合と同じ程度の情報しか処理できない
という不都合を生じてしまう。

さらに、前記被鑑別紙幣の外形寸法を検出してこれを
基準の値と比較することにより紙幣の種類を判別すると
いう方法には以下の欠点があった。

すなわち、一般に市中を流通している紙幣の中には、
水に漬けたり、折り返したりしたことによって寸法が縮
小しているものがある。このような紙幣の寸法を検出し
てそれをそのまま基準の値と比較した場合、金種を誤っ
て判別し、その結果、金額を誤って鑑別して、最終的に
矛盾が生じ、紙幣が返却されるというおそれが大きかっ
た。

以上、紙幣鑑別装置について詳述したような事情は、
紙幣以外の紙葉類を鑑別する他の紙葉類鑑別装置につい
ても同じである。

この発明は、以上述べた鑑別用センサを単一素子によ
り構成した場合における不都合、すなわち、紙葉類の搬
送位置ずれや搬送姿勢の傾斜の度合いにより鑑別用セン
サの検出パターンが異なるために生ずる鑑別性能の低下
と、被鑑別紙葉類の全面を検出可能なイメージセンサを
用いた場合における処理時間の増大や、装置の大形化、
消費電力の増大及び回路の容量増大と高性能化の必要性
という問題点を除去し、比較的小型で消費電力も少な
く、かつ、鑑別精度が高く、さらに鑑別時間の短い紙葉
類鑑別装置を比較的安価に提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明は、多数の単位素子から構成されるイメージセ
ンサと、少数の素子（一般には、単一の素子）で構成さ
れるパターンセンサとを組み合わせることによって、比
較的単純な構成によって精度の高い鑑定を可能にしたも
のであり、具体的には以下の構成を有する。

すなわち、紙葉類の光学的あるいは磁気的特徴を検出して該紙葉
類を鑑別する紙葉類鑑別装置において、被鑑別紙葉類の特定の領域に形成されている図柄、模
様もしくは文字等の特徴的印刷部分に対応したイメージ
を検出するイメージセンサと、前記被鑑別紙葉類の前記イメージセンサによる検出領
域以外の部分を横切る直線に沿って走査したときに得ら
れる該紙葉類の図柄、模様もしくは文字等に対応したパ
ターンを検出するパターンセンサと、前記イメージセンサ及びパターンセンサによってそれ
ぞれ検出されたイメージデータ及びパターンデータを記
憶する検出データ記憶手段と、前記イメージセンサによって得られたイメージデータ
に基づいて前記被鑑別紙葉類の外形寸法、基準位置から
の変位量、基準方向に対する傾き及び種類・方向等の判
定データを求める判定データ検出手段と、鑑別対象とする既知の紙葉類の種類・方向、変位量及
び傾き等をあらかじめ種々設定して前記イメージセンサ
及びパターンセンサによってそれぞれのイメージ及びパ
ターンを検出したときに得られる基準イメージデータ及
び基準パターンデータを記憶する基準データ記憶手段
と、前記判定データ検出手段によって得られた判定データ
に基づいて前記基準データ記憶手段から対応する特定の
基準データを選択して出力させる基準データ選択手段
と、この選択して出力された特定の基準データと前記検出
データ記憶手段に記憶されている検出データとを比較し
て互いの一致度を求める比較手段と、この比較手段によって求められた一致度データをもと
にして最終鑑別結果を得る判断手段とを含む構成を有す
る。

［作用］前記構成によれば、前記判定データ検出手段によって
求められた判定データに基づいて、前記基準データ選択
手段により前記基準データ記憶手段から対応する特定基
準データを選択し、この選択された特定基準データと前
記検出データとを比較して一致度を求め、しかる後、前
記判断手段により、前記一致度データをもとにして最終
鑑別結果を得る判断を行うことにより、前記被鑑別紙葉
類の鑑別が行われる。

すなわち、前記イメージセンサによって得られたイメ
ージデータからは最初に被鑑別紙葉類の種類・方向、変
位量もしくは傾き等の判定データを求め、この判定デー
タに基づいて他のセンサによる検出データを含めて最終
鑑別を行うようにしている。

これにより、例えば、前記イメージセンサによって最
終鑑別のためのデータを直接求めるようにした場合（そ
のためには、被鑑別紙幣の全体に関するイメージデータ
をくまなく得るとともに、こうして得た比較的大量のデ
ータを全て処理するか、あるいは、必要部分のデータを
切り出す処理等が必要となる）に比較して、イメージデ
ータのサンプリングの仕方あるいはサンプリングデータ
の処理の仕方を著しく簡略化できるとともに、高速処理
を可能にする。

しかも、前記イメージセンサによれば、一定の幅を有
する領域についてのデータが得られるものであるから、
この検出領域が多少ずれたり異なったりしても一定の意
味のあるデータを得ることが可能であり、例えば、パタ
ーンセンサ等の個別センサだけでこのような判定データ
を求める場合に比較して、被鑑別対象たる紙葉類の種類
・方向が様々な場合にも適用することができ、適用の自
由度を極めて広く確保することができる。

ちなみに、パターンセンサ等の個別センサだけで上述
のような判定データを求める場合には、紙葉類の種類・
方向が異なったり、あるいは、パターンセンサの走査位
置が少しずれただけで、得られるパターンデータが著し
く異なってしまうので、１つのセンサ配置だけでは様々
な紙葉類について意味あるデータを求めることは極めて
困難である。

次に、こうして得た判定データを、被鑑別紙葉類につ
いて検出した検出データが比較すべき対象として最適と
判断される基準データを選ぶために用い、これによって
比較すべき基準データを選択してから、この選択された
基準データと被鑑別紙葉類の検出データとを比較するこ
とにより一致度を求め、この一致度をもとにして最終鑑
別の判断を行うようにしている。つまり、検出データと
比較すべき対象（特定基準データ）を１つに絞ってか
ら、比較を行っている。

これにより、全ての基準データと直接比較する場合に
必要な膨大な比較処理の大部分を一挙に省略することを
可能にしている。

［実施例］以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図は本発明の一実施例に係る紙幣鑑別装置の構成
を示すブロック図、第２図は第１図に示される一実施例
の各センサの配置状態を表わす平面図である。

本実施例の紙幣鑑別装置は、便宜上、大きく分ける
と、被鑑別紙幣の図柄、模様あるいは文字等のイメージ
あるいはパターンを光学的あるいは磁気的センサによっ
て検出するセンサが配置されている部分と、これらセン
サによって検出された信号を処理して鑑別処理を行う回
路部分とから構成されている。

そこで、まず、第２図によりセンサ配置を説明する。

第２図において、符号１は紙幣であり、この紙幣１は
矢印Ｓの示す方向に搬送路２上を搬送されるが、この搬
送路２上のおける図中右端部には光学的な紙幣突入検知
センサ10が配置されている。なお、この紙幣突入センサ
10は、紙幣の重なりを検知する光学的な重なり検知セン
サを兼用してもよい。

前記紙幣突入検知センサ10から図中搬送方向に少し左
方に移動した位置には、光源５と該光源５から射出され
た光が被鑑別紙幣によって反射されて生ずる反射光を検
出する受光素子アレイ３との対及び光源６と受光素子ア
レイ４との対により構成される２つのイメージセンサ30
5及び406が配置されている。すなわち、これらイメージ
センサ305及び406は、ともに、密着型で反射型に構成し
たいわゆるラインセンサで構成されており、前記搬送路
２の図中上端部及び下端部にそれぞれ配置されている。

また、これらイメージセンサ305及び406から図中搬送
方向に少し左方に移動した位置には、磁気検出センサ７
が配置されている。

そして、この磁気検出センサ７からさらに図中搬送方
向に少し左方に移動した位置、すなわち、前記搬送路２
の図中左端部には、光源9a,9b,9c,9dと、これら各光源
から射出された光が被鑑別紙幣によって反射されて生ず
る反射光をそれぞれ検出する受光素子8a,8b,8c,8dとに
より構成される４つの反射型フォトセンサ89a,89b,89c,
89dが、前記搬送方向と直交する方向にほぼ一列に並ぶ
ように配置されている。なお、これら反射型フォトセン
サ89a,89b,89c,89dは本発明におけるパターンセンサを
構成する。

また、本配置例は、前記反射型イメージセンサ305及
び406、磁気検出センサ７、反射型フォトセンサ89a,89
b,89c,89dを搬送路２の片面に配設したようになってい
るが、これは説明を分かりやすくするために簡潔な構成
としたものであり、必要に応じて搬送路２の両面に適宜
センサを配置することもあり、またセンサの数等におい
ても本実施例に限定されるものではない。

次に、第１図により前記各センサによって検出された
信号を処理して鑑別処理を行う回路部分を中心に本実施
例の全体構成を説明する。なお、この回路部分も便宜上
前記各センサからの信号をサンプリングして所定の信号
にするサンプリング部分とこの信号を用いて鑑別処理を
行う鑑別部分とに分けて説明する。

まず、サンプリング部分について説明する。

第１図において、前記紙幣突入検知センサ10の出力部
は波形整形回路13の入力部に接続され、さらに該波形整
形回路13の出力部は制御回路の入力部の接続されてい
る。これにより、前記紙幣突入検知センサ10によって検
知された紙幣突入信号（IN）34は前記波形整形回路13に
より波形整形されて制御回路30へ送られる。

また、前記イメージセンサ305及び406の受光素子アレ
イ３と４との出力部はともにマルチプレクサ14の入力部
に接続され、さらに、このマルチプレクサ14の出力部は
増幅器15の入力部に接続されているとともに、該マルチ
プレクサ14の制御信号入力部は前記制御回路30の選択信
号出力部に接続されている。

したがって、前記イメージセンサ305及び406の光源５
及び６により被鑑別紙幣１に照射されて反射された反射
光はそれぞれ受光素子アレイ３と４で受光され、反射光
の明暗に応じて受光素子アレイ３と４を構成しているフ
ォトダイオード等により光電変換される。これら受光素
子アレイ３と４を構成している個々のフォトダイオード
毎の出力は前記マルチプレクサ14の入力部に送られる。
このマルチプレクサ14は、前記制御回路30から出力され
る選択信号（SEL）35の内容に対応して前記受光素子ア
レイ３及び４を構成するフォトダイオードの出力のうち
の１つを選択し、前記増幅器15へ出力する。なお、前記
制御回路30から出力される前記選択信号SEL35は、後述
する搬送同期パルス37をトリガとして、前記制御回路30
から受光素子アレイ３と４を構成する全てのフォトダイ
オード等の出力を走査し終わるまで順次切替えられるよ
うになっている。

また、前記増幅器15の出力部はアナログディジタル変
換器（ADC）（以下、ADコンバータと略称する）16とア
ナログコンパレータ回路（COMP）17との入力部に接続さ
れているとともに、前記ADコンバータ16のサンプリング
パルス入力部には前記制御回路30のサンプリングパルス
出力部が接続されている。さらに、前記ADコンバータ16
の出力部は前記制御回路30の入力部に接続され、また、
前記制御回路30のサンプリングパルス出力部はイメージ
データメモリ18の入力部に接続されており、さらに前記
アナログコンパレータ回路17の出力部も前記イメージデ
ータメモリ18の入力部に接続されている。なお、前記制
御回路30にはパターンデータメモリ31（本発明における
検出データ記憶手段を構成する）が接続されている。

これにより、上述のようにして前記マルチプレクサ14
によって順次選択されて増幅器15により増幅された信号
はADコンバータ16とアナログコンパレータ回路17の入力
部に送られる。その際、前記制御回路30からは、前記選
択信号35と同期してサンプリングパルス（SAMPLE）36が
前記ADコンバータ16に送られる。したがって、このADコ
ンバータ16は、そのとき入力されている前記増幅器15か
らのアナログ信号をそのレベルに応じたｎビットのディ
ジタル信号に変換し、制御回路30へ出力し、制御回路30
はこのｎビットディジタル出力をパターンデータメモリ
31（本発明における検出データ記憶手段を構成する）へ
順次格納していく。

また、前記アナログコンパレータ回路17へ供給された
増幅器15の出力は、このアナログコンパレータ回路17の
基準電圧入力端子に入力されている基準電圧と比較され
て２値（０、１）化され、前記サンプリングパルス36に
同期して順次イメージデータメモリ18に格納される。

また、前記磁気センサ７の出力部は増幅器23の入力部
に接続され、またこの増幅器23の出力部は整流回路24の
入力部に接続されている。さらに、この整流回路24の出
力部はローパスフィルタ25の入力部に接続され、このロ
ーパスフィルタ25の出力部はマルチプレクサ26の入力部
に接続されている。それゆえ、前記磁気検出センサ７の
出力信号は前記増幅器23により増幅された後、整流回路
24により整流され、さらにローパスフィルタ25により交
流分をカットされた直流磁気パターン信号に変換されマ
ルチプレクサ26に送られる。

さらに、前記反射型フォトセンサ89a,89b,89c,89dの
受光素子8a,8b,8c,8dの出力部も前記マルチプレクサ26
の入力部に接続さ、また、このマルチプレクサ26の出力
部は増幅器（AMP）27の入力部に接続されている。さら
に、この増幅器27の出力部はADコンバータ（ADC）28の
入力部に接続され、また、このADコンバータ28の出力部
は前記制御回路30の入力部に接続されている。なお、前
記マルチプレクサ26の選択信号入力部及び前記ADコンバ
ータ28のサンプリングパルス入力部にはそれぞれ前記制
御回路30の選択信号出力部及びサンプリングパルス出力
部が接続されている。

これにより、前記反射型フォトセンサ89a,89b,89c,89
dの受光素子8a,8b,8c,8dによって検出された被鑑別紙幣
１の模様等に対応する各パターン信号も前記マルチプレ
クサ26に送られ、前述のイメージセンサと同様に制御回
路30より供給される選択信号35aの指令内容に応じて、
前記磁気センサ７、受光素子8a,8b,8c,8dのいずれかの
出力を選択し、増幅器27へ送る。この増幅器27の出力は
ADコンバータ28へ入力される。このADコンバータ28は、
制御回路30から、前記選択信号35と同期して出力される
サンプリングパルス38が入力される度毎に、そのとき入
力されているアナログ信号をそのレベルに応じたｎビッ
トのディジタル信号に変換し、制御回路30へ出力する。
該制御回路30はこのｎビットディジタル信号をパターン
データメモリ31（本発明における検出データ記憶手段を
構成する）へ順次格納していく。

一方、符号11はタイミングギアであって、図示しない
搬送ローラのシャフトに連結されており、紙幣搬送の
際、搬送ローラと共に紙幣の搬送距離に比例した角度分
回転するように構成されている。また、符号12は回転セ
ンサであり、この回転センサ12は、トランスや磁気抵抗
素子などで構成されており、このタイミングギア11に接
近して設けられ、前記タイミングギア11が回転すること
により該タイミングギア11の歯が移動する速度に応じた
周波数の信号を発生するものである。

この回転センサ12の出力部は、波形整回路29の入力部
に接続され、また、この波形整形回路29の出力部は前記
制御回路30の入力部に接続されている。これにより、前
記回転センサ12で検出された信号は前記波形整形回路に
よって整形され、搬送同期パルス37として前記制御回路
30に送られる。

この搬送同期パルス37は、前記受光素子アレイ3,4、
磁気検出センサ７及び反射型フォトセンサの受光素子8
a,8b,8c,8dの出力信号を前記被鑑別紙幣の搬送速度に同
期してサンプリングするために用いられる。

第３図は前記搬送同期パルス37と、前記選択信号35、
選択信号35a、サンプリングパルス36及びサンプリング
パルス38との関係を示すタイムチャートである。なお、
このタイムチャートに示される例は、前記イメージセン
サ305及び406の受光素子アレイ３と４がともに128素子
で構成される場合の例であり、したがって、図に示され
るように、前記選択信号35は前記搬送同期パルス37の１
周期内に16進数の00〜FFの信号が順次出力されるように
なっている。また、その間に５つのセンサを選択すれば
よいので、前記選択信号35aは前記選択信号35のMSB（す
なわち、最上位の桁）側３ビットを用いた信号で構成し
ている。

以上が、サンプリング部分の説明であるが、次の鑑別
部分について説明する。

前記イメージデータメモリ18の出力部には、種類方向
判別回路（J₁）19、紙幣変位検出回路（J₂）20及び外径
寸法検出回路（J₃）21の入力部がそれぞれ接続されてい
る。

前記種類・方向判別回路（J₁）19は被鑑別紙幣１の種
類並びに表裏や正逆等の搬送姿勢を判別する回路であ
り、また、前記紙幣変位検出回路（J₂）20は、搬送され
る被鑑別紙幣１の搬送位置変位及び傾きを検出する回路
であり、さらに、前記外径寸法検出回路（J₃）21は、被
鑑別紙幣１の外径寸法を検出する回路である。

なお、これら種類・方向判別回路（J₁）19、紙幣変位
検出回路（J₂）20及び外径寸法検出回路（J₃）21によっ
て得られるデータは、本発明における判定データを構成
するものである。

前記種類・方向判別回路（J₁）19、紙幣変位検出回路
（J₂）20及び外径寸法検出回路（J₃）21のそれぞれの出
力部は前記制御回路30及び基準パターン選択回路22（本
発明における基準データ選択手段を構成する）の入力部
に接続されているとともに、この基準パターン選択回路
22の出力部は前記制御回路30の入力部に接続されてい
る。そして、前記制御回路30には前記パターンデータメ
モリ31の外に、基準パターンメモリ32（本発明における
基準データ記憶手段を構成する）及び比較回路33（本発
明における比較手段を構成する）が接続されている。

以下、上述の構成の詳細とその動作を含めて鑑別処理
の内容を詳述する。

第４図は被鑑別紙幣たる種類（イ）の紙幣を鑑別する
際において、前記各センサが紙幣のどの位置を走査する
かを示す走査位置関係を示す説明図であり、また、第５
図は種類（ロ）の紙幣を鑑別する際において、前記各セ
ンサが紙幣のどの位置を走査するかを示す走査位置関係
を示す説明図である。

これらの図において、Ａブロックと表示したエリアは
前記イメージセンサ406の受光素子アレイ４により走査
される範囲を示し、Ｂブロックと表示されたエリアは前
記イメージセンサ305の受光素子アレイ３により走査さ
れる範囲を示すものである。

また、図中ａ〜ｄで示される各トラックは前記反射型
フォトセンサ89a〜89dによってそれぞれ走査されるトラ
ックを示すものであり、また、図中Ｍで示されるトラッ
クは磁気センサ７によって走査されるトラックを示すも
のである。

また、第６図は前記第４図の位置関係において、前記
受光素子アレイ３及び４によって読み取られた前記種類
（イ）の紙幣のイメージデータによって形成されるイメ
ージの一部を示す説明図であり、また、第７図は前記第
５図の位置関係において、前記受光素子アレイ３及び４
によって読み取られた前記種類（ロ）の紙幣のイメージ
データによって形成されるイメージの一部を示す説明図
である。なお、これらイメージデータは前記イメージデ
ータメモリ18に格納される。

ここで、前記第６図及び第７図におけるＡブロック及
びＢブロックはそれぞれ第４図及び第５図におけるＡブ
ロック及びＢブロックに対応している。

さて、以上の各図を参照にしながら、次に、前記種類
・方向判別回路19の動作、すなわち、投入された被鑑別
紙幣１が前記第４図及び第５図に示された２種類の紙幣
のうちのいずれの種類の紙幣に該当するかを判別する動
作について説明する。その動作は以下のようにして行わ
れる。

a.第４図ないし第７図に示されるエリアx₁とエリアy₁と
が交差するエリア（x₁−y₁）について、前記イメージデ
ータメモリ18に記憶されている２値イメージデータを例
えば加算する。また、判定上必要になると予想される場
合には同図に示されるエリアx₂とエリアy₂とが交差する
エリア（x₂−y₂）についても前記と同様に加算する。前
記第６図及び第７図について上述の加算をした結果は下
表の通りである。

b.前記ａにおける加算結果に基づいて種類・方向のグル
ープ分類の判断を実行する。この判断は、例えば第８図
に示すような手順により行う。

c.前記ａ及びｂと同様の方法により、種類・方向を一つ
に特定できるまで、あらかじめ設定されたエリアについ
て演算と判断を繰り返す。

次に、前記紙幣変位検出回路20の動作について説明す
る。

この紙幣変位検出回路20によって紙幣搬送位置変位デ
ータを求めるには、まず、前記イメージデータメモリ18
に格納されている紙幣のイメージデータから紙幣の長辺
と短辺の位置を検出する。次に、第９図に示されるよう
に、長辺と短辺との交点から紙幣の少なくと１つの対角
線上にある２つの角（u,v）の位置を検出する。次い
で、その２つの角（u,v）を結ぶ対角線の中点ｐの位置
を算出する。しかるのち、前記搬送路２の搬送方向に平
行な方向の中心線Ｑと前記紙幣の中点ｐの位置との変位
量ｌを求め、これを搬送位置変位データとする。

また、紙幣の傾きを求めるには、まず、第10図に示さ
れるように、先に位置を求めてあるイメージデータメモ
リ18のＢブロック内の紙幣の角ｖと、この角ｖに対し、
搬送方向に垂直な方向に一定距離X₁だけ離れた位置に相
当するイメージデータメモリ18のＡブロック内の位置ｗ
と、この位置ｗを通り搬送方向に平行な直線が紙幣端と
交わる位置ｗ′とを検出し、ｗとｗ′間の距離Ｌを求
め、紙幣の傾きデータとする。なお、搬送位置変位デー
タ及び傾きデータの求め方として各々１通りの方法で行
う例を説明したが、紙幣の角折れがある場合や端部が破
れている場合等を考慮して基準とする紙幣の角等のポイ
ントを複数箇所定めて複数通りの検出により精度を高め
るようにしてもよいことは勿論である。

次に外径寸法検出回路21の動作について説明する。

まず、搬送方向に垂直な方向の長さについては、第10
図に示すように前記イメージデータメモリ18内のＢブロ
ックの紙幣の角ｖから紙幣の搬送方向へ適当な距離離れ
た位置にある紙幣端ｍを定める。

次に、このｍに対し、搬送方向と垂直な方向にある紙
幣の他端ｎの位置を前記イメージデータメモリ18のＡブ
ロック内に求める。次いで、これらｍとｎとの距離であ
るX₂を算出し、先に搬送位置変位及び傾き検出回路より
検出済みの傾きデータＬにより、下記の式によって補正
し、真の長さＸを算出する。

Ｘ＝X₂cos｛tan^-1（L/X₁）｝また、搬送方向に平行な方向の長さについては、例え
ば、前述の紙幣の角ｖから搬送方向に平行な方向の他端
上にある点ｖ′の位置間での距離Y₁を検出し、上記Ｘと
同様に、下記の式によって補正し、真の長さＹを求め
る。

Ｙ＝Y₁cos｛tan^-1（L/X₁）｝この場合、基準となる点を紙幣角ｖとしたが、これは
搬送方向に対し垂直な方向に近い紙幣の端部であれば任
意の箇所でよい。

なお、上述のように、搬送位置変位データｌ、傾きデ
ータＬ及び、紙幣の搬送方向と垂直な方向の長さＸを求
めるためには、被鑑別紙幣の両端の位置を検出する必要
がある。上述した例では、この被鑑別紙幣の両端の位置
が前記イメージセンサ305及び406の検出エリアに含まれ
ているために、これらイメージセンサによって得られた
イメージデータに前記被鑑別紙幣の両端位置の情報が含
まれている。それゆえ、このイメージデータから前記被
鑑別紙幣の種類・方向のほかに前記搬送位置変位データ
ｌ、傾きデータＬ及び、紙幣の搬送方向と垂直な方向の
長さＸをも求めることが可能であった。しかしながら、
被鑑別紙幣の種類によっては、該紙幣の種類・方向を鑑
別するために最適なセンサ配置を検討した結果、前記イ
メージセンサを前記被鑑別紙幣の両端を検出できないよ
うな位置に配置しなければならない場合も生じ得る。こ
のような場合には、前記イメージセンサのほかに別途被
鑑別紙幣の両端を検出するためのセンサを設けなければ
ならない。

さて、以上のようにして求められた種類・方向判別回
路（J₁）19により検出された被鑑別紙幣１の種類・方向
データと、紙幣変位検出回路（J₂）20により検出された
被鑑別紙幣１の搬送方向に垂直な方向における各センサ
に対する変位量ｌと傾きデータＬ及び外径寸法検出回路
（J₃）21により検出された外径寸法X,Yはそれぞれ制御
回路30及び基準パターン選択回路22に送られる。

前記基準パターン選択回路22では、上記の種類・方向
データ、搬送位置変位量ｌ、傾きデータＬ、外径寸法寸
法X,Yの各データに基づいて、前記パターンデータメモ
リ31に格納されている被鑑別紙幣１のデータと比較する
のに最適な基準パターン（本発明における基準イメージ
データ及び基準パターンデータに対応する）を前記基準
パターンメモリ32に格納されている基準パターンの中か
ら選択して前記比較回路33に送るように、前記基準パタ
ーンメモリ32に選択信号39を送る。なお、この比較によ
って前記判別された種類と方向の紙幣の真偽判別や正損
（紙幣の汚れや破損）判別が行われる。また、前記基準
パターンメモリ32には被鑑別紙幣の種類・方向毎に搬送
位置変位量と傾きの程度に対応した基準パターンがあら
かじめ格納されている。

第11図は前記第４図において反射型フォトセンサ89a
によりトラックａ上を走査したときの基準パターン波形
を示す説明図である。また、第12図は前記第４図におい
て被鑑別紙幣の搬送位置が右に変位し、反射型フォトセ
ンサ89aの走査する位置が前記トラックａからトラック
ａ′にずれた場合の基準パターン波形を示している。な
お、前記各図において、縦軸は反射光の検出強度（相対
値）であり、横軸は走査方向における位置（ｔ）であ
る。前記第11図と第12図のパターン波形の違いは、紙幣
の搬送位置ずれや傾きにより単一素子で検出されるパタ
ーン波形が大巾に変化する可能性の高いことを示すもの
である。前記比較回路33は前記基準パターン選択信号39
の内容に応じて前記基準パターンメモリ18が出力する基
準パターンと、前記パターンメモリ31に記憶されている
被鑑別紙幣１のパターンデータとを比較し、その比較結
果である一致度データを制御回路30に出力する。

この一致度データを受けとった制御回路30は、一致度
データをもとにして総合的な判断を行い、被鑑別紙幣の
真偽判別や正損判別等の鑑別動作を行い、その結果を紙
幣の搬送制御等を行っている図示しない上位の制御部に
出力して紙幣鑑別を終了するものである。

以上詳述したよに、前記一実施例の紙幣鑑別装置は、
紙幣の特徴を抽出しやすいエリアのみにイメージセンサ
305及び406（ラインセンサ）を配置し、その他のエリア
は、個別センサであるフォトセンサ89a〜89dを適宜配置
するようにしたので、鑑別対象紙幣の種類を大巾に増す
ことができ、また、その搬送される紙幣の表裏や正逆の
搬送方向に制限をなくすことができ、極めて汎用性が高
くしかも全面をイメージセンサ化するのに比較してメモ
リ容量や回路規模を小さくできるため比較的高速で鑑別
処理を行うことが可能となるとともに、比較的安価に構
成できる。

さらに、紙幣の種類・方向及び搬送位置変位量、傾き
度合い、外径寸法等データにによって鑑別する際、比較
に用いる基準データを選択し判別するようにしたので、
ラインセンサによる検出エリアは無論のこと、個別エリ
アについても極めて高精度な鑑別を実現できる。

また、被鑑別紙幣の種類候補の判定を被鑑別紙幣上の
図形や模様等の印刷のイメージデータより行うようにし
たので、従来の外径寸法に依存した判定方法に比較し
て、流通紙幣に多くみられる折れや縮みに起因する誤判
別や種類判定誤りに伴う紙幣の返却などを大巾に減少さ
せることができ、信頼性と稼働率を極めて高めることが
できる。

なお、上述の実施例では、前記イメージセンサ305及
び406の出力をアナログコンパレータ回路17で２値化し
た後、前記イメージデータメモリ18に記憶しておいたデ
ータに基づいて種々の判別を行っているが、必ずしもこ
の方法でなくともよく、例えば、ADコンバータ16から得
られるｎビットディジタルデータを直接パターンデータ
メモリ31に格納し、こうして格納した多値（ｎビット）
イメージデータそのままを用いたり、あるいは、特定の
ディジタル値をスライスレベルとして２値化したイメー
ジデータを成生し、これを用いてもよい。

さらに、前記一実施例では、本発明を紙幣鑑別装置に
適用した例を述べたが、本発明は、これに限られること
なく、紙幣に類似する他の紙葉類、例えば、証券等を鑑
別する他の紙葉類鑑別装置にも適用できることは勿論で
ある。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明は、イメージセンサによ
って得られたイメージデータからは最初に被鑑別紙葉類
の種類・方向、変位量もしくは傾き等の判定データを求
め、この判定データに基づいて他のセンサによる検出デ
ータを含めて最終鑑別を行うようにしている。

ちなみに、パターンセンサ等の個別センサだけで上述
のような判定データを求める場合には、紙葉類の種類・
方向が異なったり、あるいは、パターンセンサの走査位
置が少しずれただけで得られるパターンデータが著しく
異なってしまうので、１つのセンサ配置だけでは様々な
紙葉類について意味あるデータを求めることは極めて困
難である。

さらに、こうして得た判定データを、被鑑別紙葉類に
ついて検出した検出データが比較すべき対象として最適
と判断される基準データを選ぶために用い、これによっ
て比較すべき基準データを選択してから、この選択され
た基準データと被鑑別紙葉類の検出データとを比較する
ことにより一致度を求め、この一致度をもとにして最終
鑑別の判断を行うようにしている。つまり、検出データ
と比較すべき対象（特定基準データ）を１つに絞ってか
ら、比較を行っている。

これにより、全ての基準データと直接比較する場合に
必要な膨大な比較処理の大部分を一挙に省略している。

このように、本発明は、比較的簡単な処理により、し
たがって、比較的単純な構成により正確な鑑別を行うこ
とを可能にしている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る紙幣鑑別装置の構成を
示すブロック図、第２図は第１図に示される一実施例の
各センサの配置状態を表わす平面図、第３図は第１図に
おける搬送同期パルス37と他の信号（選択信号35、選択
信号35a、サンプリングパルス36及びサンプリングパル
ス38）との関係を示すタイムチャート、第４図は種類
（イ）の紙幣の走査位置を示す説明図、第５図は種類
（ロ）の紙幣の走査位置を示す説明図、第６図は種類
（イ）の紙幣のイメージを示す説明図、第７図は種類
（ロ）の紙幣のイメージを示す説明図、第８図は紙幣の
種類・方向のグループ分類を求めるフローチャート、第
９図は搬送位置変位データ算出手順の説明図、第10図は
傾き及び寸法データ算出手順の説明図、第11図はトラッ
クａの基準パターンの波形を示す説明図、第12図はトラ
ックｂの基準パターンの波形を示す説明図である。１……被鑑別紙幣、２……搬送路、22……基準データ選
択手段を構成する基準パターン選択回路、30……判断手
段を構成する制御回路、31……検出データ記憶手段を構
成するパターンデータメモリ、32……基準データ記憶手
段を構成する基準パターンメモリ、33……比較手段を構
成する比較判定回路、89a,89b,89c,89d……パターンセ
ンサを構成する反射型フォトセンサ、305,406……イメ
ージセンサ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】紙葉類の光学的あるいは磁気的特徴を検出
して該紙葉類を鑑別する紙葉類鑑別装置において、被鑑別紙葉類の特定の領域に形成されている図柄、模様
もしくは文字等の特徴的印刷部分に対応したイメージを
検出するイメージセンサと、前記被鑑別紙葉類の前記イメージセンサによる検出領域
以外の部分を横切る直線に沿って走査した時に得られる
該紙葉類の図柄、模様もしくは文字等に対応したパター
ンを検出するパターンセンサと、前記イメージセンサ及びパターンセンサによってそれぞ
れ検出されたイメージデータ及びパターンデータを記憶
する検出データ記憶手段と、前記イメージセンサによって得られたイメージデータに
基づいて前記被鑑別紙葉類の外径寸法、基準位置からの
変位量、基準方向に対する傾き等の判定データを求める
判定データ検出手段と、鑑別対象とする既知の紙葉類の種類・方向、変位量及び
傾き等をあらかじめ種々設定して前記イメージセンサ及
びパターンセンサによってそれぞれのイメージ及びパタ
ーンを検出した時に得られる基準イメージデータを記憶
する基準データ記憶手段と、前記判定データ検出手段によって得られた判定データに
基づいて前記基準データ記憶手段から対応する特定の基
準データを選択して出力させる基準データ選択手段と、この選択して出力された特定の基準データと前記検出デ
ータ記憶手段に記憶されている検出データとを比較して
互いの一致度を求める比較手段と、この比較手段によって求められた一致度データをもとに
して最終鑑別結果を得る判断手段とを備え、さらに、前記判定データ検出手段は前記イメージセンサ
によって得られた２値のイメージデータを加算した結果
に基づいて前記判定データである前記被鑑別紙葉類の種
類・方向を求める種類方向判別回路を含むことを特徴と
する紙葉類鑑別装置。