JP4176611B2

JP4176611B2 - 硬貨判別方法および装置

Info

Publication number: JP4176611B2
Application number: JP2003358732A
Authority: JP
Inventors: 保則池本; 裕之池田
Original assignee: Laurel Machinery Co Ltd
Current assignee: Laurel Machinery Co Ltd
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2003-10-20
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2023-10-20
Also published as: JP2005122587A

Description

本発明は、硬貨判別方法および装置に関するものであり、さらに詳細には、装置を大型化させることなく、硬貨の表面パターンを光学的に検出して、硬貨が受け入れ可能か否か、硬貨の金種および硬貨が所定レベルを越えて汚損しているか否かを、確実に判別することができる硬貨判別方法および装置に関するものである。

硬貨が受け入れ可能か否か、すなわち、硬貨の真偽および流通硬貨か否かならびに硬貨の金種を判別するとともに、硬貨が所定レベルを越えて汚損しているか否かを判別する硬貨判別装置が知られている。

特開２０００−３０６１３５号公報は、硬貨の表面パターンを光学的に検出して、硬貨が受け入れ可能か否かおよび硬貨の金種を判別するとともに、カラーセンサを用いて、硬貨の表面のカラー画像データを生成して、硬貨が所定レベルを越えて汚損しているか否かを判別する硬貨判別装置を提案している。

すなわち、特開２０００−３０６１３５号公報に開示された硬貨判別装置においては、硬貨の一方の面に、第一の光源から光を照射し、第一の受光手段によって、反射光を検出して、硬貨の一方の面のパターンデータを生成するとともに、硬貨の他方の面に、第二の光源から光を照射し、第二の受光手段によって、反射光を検出して、硬貨の他方の面のパターンデータを生成し、生成された硬貨の両面のパターンデータを、金種毎の硬貨の基準パターンデータと比較して、硬貨が受け入れ可能か否かおよび硬貨の金種を判別し、さらに、硬貨の一方の面に、第一の白色光源から白色光を照射し、第一のカラーセンサによって、反射光を検出して、硬貨の一方の面のカラー画像データを生成するとともに、硬貨の他方の面に、第二の白色光源から白色光を照射し、第二のカラーセンサにより、反射光を検出して、硬貨の他方の面のカラー画像データを生成し、生成された硬貨の両面のカラー画像データを、硬貨の両面のパターンデータに基づいて、判別された金種の硬貨の基準カラー画像データと比較して、硬貨が硬貨が所定レベルを越えて汚損しているか否かを判別するように構成されている。

しかしながら、このように、硬貨の両面のパターンデータを、金種毎の硬貨の基準パターンデータと比較して、硬貨が受け入れ可能か否かおよび硬貨の金種を判別し、さらに、硬貨の両面のカラー画像データを、硬貨の両面のパターンデータに基づいて、判別された金種の硬貨の基準カラー画像データと比較して、硬貨が硬貨が所定レベルを越えて汚損しているか否かを判別する場合には、第一の光源、第二の光源、第一の白色光源および第二の白色光源ならび第一の受光手段、第二の受光手段、第一のカラーセンサおよび第二のカラーセンサを、硬貨の搬送通路に沿って、配置しなければならず、硬貨判別装置が大型化するという問題があった。

したがって、本発明は、装置を大型化させることなく、硬貨の表面パターンを光学的に検出して、硬貨が受け入れ可能か否か、硬貨の金種および硬貨が所定レベルを越えて汚損しているか否かを、確実に判別することができる硬貨判別方法および装置を提供することを目的とするものである。

本発明のかかる目的は、硬貨の表面に光を照射し、前記硬貨の表面によって反射された光を光電的に検出して、前記硬貨の表面の検出パターンデータを生成し、対応する金種の硬貨の基準パターンデータを、所定強度信号レベル以上の信号強度レベルを有する画素データが「１」に、所定信号強度レベル未満の信号強度レベルを有する画素データが「０」になるように二値化して、生成されたデータ「１」の画素データからなる基準明部パターンデータおよびデータ「０」の画素データからなる基準暗部パターンデータに基づき、前記検出パターンデータから、前記基準明部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる明部パターンデータを抽出するとともに、前記検出パターンデータから、前記基準暗部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる暗部パターンデータを抽出し、前記明部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、明部データ信号強度平均値を算出するとともに、前記暗部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、暗部データ信号強度平均値を算出し、前記明部データ信号強度平均値と、前記暗部データ信号強度平均値との差を算出して、金種毎に定められたしきい値のうち、対応する金種の硬貨の第一のしきい値と比較するとともに、前記検出パターンデータと、対応する金種の硬貨の前記基準パターンデータとをパターンマッチングによって、比較して、前記検出パターンデータと前記基準パターンデータのパターンの一致の程度を算出し、前記検出パターンデータと前記基準パターンデータとのパターンの一致の程度を、第二のしきい値と比較し、前記明部データ信号強度平均値と、前記暗部データ信号強度平均値との差が、前記第一のしきい値以上で、かつ、前記検出パターンデータと前記基準パターンデータとのパターンの一致の程度が、前記第二のしきい値以上のときに、前記硬貨の表面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別するとともに、前記明部データ信号強度平均値と、前記暗部データ信号強度平均値との差が、前記第一のしきい値未満か、あるいは、前記検出パターンデータと前記基準パターンデータとのパターンの一致の程度が、前記第二のしきい値未満のときに、前記硬貨の表面が、所定レベルを越えて、汚損されていると判別することを特徴とする硬貨判別方法によって達成される。

本発明者の研究によれば、硬貨のエッジ部分により反射された光はその強度が大きいが、長期間にわたって、流通し、汚損された硬貨の場合には、エッジ部分が磨耗するため、汚損されていない硬貨に比して、明部データ信号強度平均値が低くなり、その一方で、硬貨の平坦な部分から反射された光の強度は、一般に低いが、長期間にわたり、流通し、汚損された硬貨の場合には、硬貨の平坦な部分に形成された傷や硬貨の平坦な部分に付着した汚れによって、光が乱反射されるため、汚損されていない硬貨に比して、暗部データ信号強度平均値が高くなることが確認されており、したがって、一般に、汚損レベルの高い硬貨ほど、明部データ信号強度平均値が低くなり、その一方で、汚損レベルの高い硬貨ほど、暗部データ信号強度平均値が高くなるから、明部データ信号強度平均値と、暗部データ信号強度平均値に基づいて、きわめて高精度で、硬貨が、所定レベルを越えて、汚損されているか否かを判別することが可能になる。

しかしながら、硬貨が、長期間にわたって、流通し、汚損された結果、エッジ部分が傷つけられている硬貨の場合には、エッジ部分に形成された傷によって、光が乱反射され、明部データ信号強度平均値が高くなって、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差が大きくなることがあり得る。硬貨が、長期間にわたって、流通し、汚損された結果、硬貨のエッジ部分に、さびや汚れが付着している場合には、硬貨のエッジ部分に付着しているさびや汚れによって、光が乱反射され、明部データ信号強度平均値が高くなって、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差が大きくなり、長期間にわたって、流通し、汚損された結果、硬貨の平坦な部分に、さびや汚れが付着している場合には、暗部データ信号強度平均値が低下し、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差が大きくなることがあり得る。さらに、硬貨が、長期間にわたって、流通し、汚損された結果、硬貨に反りや変形が生じている場合には、光が硬貨に照射される位置や角度によって、明部データ信号強度平均値が高くなったり、暗部データ信号強度平均値が低下したりして、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差が大きくなることがあり得る。また、硬貨が、長期間にわたって、流通し、汚損された結果、硬貨の一部が欠けた場合には、硬貨が汚損されているにもかかわらず、明部データ信号強度平均値および暗部データ信号強度平均値が、硬貨が汚損されていない場合と、ほとんど変わらず、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差が小さくならないことがあり得る。したがって、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差が第一のしきい値以上の場合に、ただちに、硬貨が汚損されていないと判別するときは、硬貨の判別精度が低下するおそれがある。

その一方で、本発明者の研究によれば、このような場合には、いずれも、検出パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度が小さくなることが見出されている。

したがって、本発明によれば、明部データ信号強度平均値と、暗部データ信号強度平均値との差が、第一のしきい値以上で、かつ、検出パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度が、第二のしきい値以上のときに、硬貨の表面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別するように構成されているから、きわめて高精度で、硬貨が所定レベルを越えて、汚損されているか否かを判別することが可能になる。

また、本発明によれば、硬貨の表面に光を照射し、硬貨の表面によって反射された光を光電的に検出して、硬貨の表面の検出パターンデータを生成することによって、硬貨が受け入れ可能か否かおよび硬貨の金種を判別する場合には、硬貨が受け入れ可能か否かおよび硬貨の金種を判別するために用いた硬貨の表面のパターンデータに基づいて、硬貨の表面が、所定レベルを越えて、汚損されているか否かを判別することができるから、装置を大型化させることなく、硬貨が受け入れ可能か否かおよび硬貨の金種ならびに硬貨の表面が、所定レベルを越えて、汚損されているか否かを判別することが可能になる。

本発明の好ましい実施態様においては、前記検出パターンデータおよび前記基準パターンデータが、ｒθ座標系に展開されている。

本発明の前記目的はまた、硬貨の下面を支持する硬貨通路部材と、前記硬貨通路部材の上方に設けられ、前記硬貨通路部材との間に、硬貨通路を形成し、前記硬貨通路部材との間で、硬貨を挟持して搬送可能な第一の搬送ベルトと、第一の搬送ベルトによって、前記前記硬貨通路部材上を搬送されている硬貨の下面に向けて、前記硬貨通路部材に形成された第一の透明通路部を介して、光を発する第一の光源と、前記第一の光源から発せられ、前記硬貨の下面により反射された光を、前記第一の透明通路部を介して、光電的に受光し、前記硬貨の下面の検出パターンデータを生成する第一の受光手段と、硬貨の下面を支持する第二の搬送ベルトと、前記第二の搬送ベルトの上方に設けられ、その下面と前記第二の搬送ベルトとの間に、前記硬貨通路を形成し、その下面と前記第二の搬送ベルトとの間で、硬貨を挟持して搬送可能な硬貨通路形成部材と、前記第二の搬送ベルトによって支持されつつ、搬送されている硬貨の上面に向けて、前記硬貨通路形成部材に形成された第二の透明通路部を介して、光を発する第二の光源と、前記第二の光源から発せられ、前記硬貨の上面により反射された光を、前記第二の透明通路部を介して、光電的に受光し、前記硬貨の上面の検出パターンデータを生成する第二の受光手段と、前記第一の受光手段により生成された前記硬貨の下面の検出パターンデータを記憶する第一のパターンデータ記憶手段と、前記第二の受光手段により生成された前記硬貨の上面の検出パターンデータを記憶する第二のパターンデータ記憶手段と、金種毎の硬貨の基準パターンデータを記憶する基準パターンデータ記憶手段と、金種毎の硬貨の基準汚損レベルデータを記憶する基準汚損レベルデータ記憶手段と、前記第一のパターンデータ記憶手段に記憶された前記硬貨の下面の検出パターンデータと前記基準パターンデータ記憶手段に記憶された硬貨の金種毎の前記基準パターンデータとを、パターンマッチングによって、比較するとともに、前記第二のパターンデータ記憶手段に記憶された前記硬貨の上面の検出パターンデータと前記基準パターンデータ記憶手段に記憶された硬貨の金種毎の前記基準パターンデータとを、パターンマッチングによって、比較して、前記硬貨が受け入れ可能か否かおよび前記硬貨の金種を判別する金種判別手段と、前記第一のパターンデータ記憶手段に記憶された前記硬貨の下面の検出パターンデータおよび前記第二のパターンデータ記憶手段に記憶された前記硬貨の上面の検出パターンデータに基づき、前記硬貨が、所定レベルを越えて、汚損されているか否かを判別する汚損レベル判別手段を備え、前記汚損レベル判別手段が、前記金種判別手段が判別した金種の硬貨の表裏面の基準パターンデータを、所定強度信号レベル以上の信号強度レベルを有する画素データが「１」に、所定信号強度レベル未満の信号強度レベルを有する画素データが「０」になるように二値化して、生成されたデータ「１」の画素データからなる基準明部パターンデータおよびデータ「０」の画素データからなる基準暗部パターンデータに基づき、前記硬貨の下面の検出パターンデータから、硬貨の下面の前記基準明部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる明部パターンデータを抽出するとともに、前記硬貨の下面の前記検出パターンデータから、硬貨の下面の前記基準暗部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる暗部パターンデータを抽出し、前記明部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、明部データ信号強度平均値を算出するとともに、前記暗部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、暗部データ信号強度平均値を算出し、前記明部データ信号強度平均値と、前記暗部データ信号強度平均値との差を算出して、前記基準汚損レベルデータ記憶手段に記憶されている各金種の表面および裏面についてのしきい値のうち、前記金種判別手段によって判別された金種の硬貨の下面の第一のしきい値と比較するとともに、前記硬貨の下面の前記検出パターンデータと、対応する金種の硬貨の前記基準パターンデータとをパターンマッチングによって、比較し、前記硬貨の下面の前記検出パターンデータと前記基準パターンデータのパターンの一致の程度を算出して、前記硬貨の下面の前記検出パターンデータと前記基準パターンデータとのパターンの一致の程度を、第二のしきい値と比較し、前記明部データ信号強度平均値と、前記暗部データ信号強度平均値との差が、前記第一のしきい値以上で、かつ、前記硬貨の下面の前記検出パターンデータと前記基準パターンデータとのパターンの一致の程度が、前記第二のしきい値以上のときに、前記硬貨の下面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別するとともに、前記明部データ信号強度平均値と、前記暗部データ信号強度平均値との差が、前記第一のしきい値未満か、あるいは、前記硬貨の下面の前記検出パターンデータと前記基準パターンデータとのパターンの一致の程度が、前記第二のしきい値未満のときに、前記硬貨の下面が、所定レベルを越えて、汚損されていると判別し、さらに、前記硬貨の上面の検出パターンデータから、硬貨の上面の前記基準明部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる明部パターンデータを抽出するとともに、前記硬貨の上面の前記検出パターンデータから、硬貨の上面の前記基準暗部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる暗部パターンデータを抽出し、前記明部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、明部データ信号強度平均値を算出するとともに、前記暗部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、暗部データ信号強度平均値を算出し、前記明部データ信号強度平均値と、前記暗部データ信号強度平均値との差を算出して、前記基準汚損レベルデータ記憶手段に記憶されている各金種の表面および裏面についてのしきい値のうち、前記金種判別手段によって判別された金種の硬貨の上面の第三のしきい値と比較するとともに、前記硬貨の上面の前記検出パターンデータと、対応する金種の硬貨の前記基準パターンデータとをパターンマッチングによって、比較し、前記硬貨の上面の前記検出パターンデータと前記基準パターンデータのパターンの一致の程度を算出して、前記硬貨の上面の前記検出パターンデータと前記基準パターンデータとのパターンの一致の程度を、第四のしきい値と比較し、前記明部データ信号強度平均値と、前記暗部データ信号強度平均値との差が、前記第三のしきい値以上で、かつ、前記硬貨の上面の前記検出パターンデータと前記基準パターンデータとのパターンの一致の程度が、前記第四のしきい値以上のときに、前記硬貨の上面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別するとともに、前記明部データ信号強度平均値と、前記暗部データ信号強度平均値との差が、前記第三のしきい値未満か、あるいは、前記硬貨の上面の前記検出パターンデータと前記基準パターンデータとのパターンの一致の程度が、前記第四のしきい値未満のときに、前記硬貨の上面が、所定レベルを越えて、汚損されていると判別するように構成されたことを特徴とする硬貨判別装置によって達成される。

しかしながら、本発明者の研究によれば、硬貨が、長期間にわたって、流通し、汚損された結果、硬貨のエッジ部分が傷つけられている場合、硬貨のエッジ部分に、さびや汚れが付着している場合、硬貨の平坦な部分に、さびや汚れが付着している場合、硬貨に反りや変形が生じている場合あるいは硬貨の一部が欠けた場合には、いずれの場合にも、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差が大きくなることがあり得ることが見出されており、したがって、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差が第一のしきい値以上の場合に、ただちに、硬貨が汚損されていないと判別するときは、硬貨の判別精度が低下するおそれがある。

したがって、本発明によれば、硬貨判別装置の汚損レベル判別手段が、明部データ信号強度平均値と、暗部データ信号強度平均値との差が、第一のしきい値以上で、かつ、硬貨の下面の検出パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度が、第二のしきい値以上のときに、初めて、硬貨の下面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別するとともに、明部データ信号強度平均値と、暗部データ信号強度平均値との差が、第三のしきい値以上で、かつ、硬貨の上面の検出パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度が、第四のしきい値以上のときに、初めて、硬貨の上面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別するように構成されているから、きわめて高精度で、硬貨が所定レベルを越えて、汚損されているか否かを判別することが可能になる。

また、本発明によれば、第一の光源および第一の受光手段と、第二の光源および第二の受光手段を設けるだけで、硬貨の表面が、所定レベルを越えて、汚損されているか否かを判別することができるから、装置を大型化させることなく、硬貨が受け入れ可能か否かおよび硬貨の金種ならびに硬貨の表面が、所定レベルを越えて、汚損されているか否かを判別することが可能になる。

本発明の好ましい実施態様においては、前記基準パターンデータ記憶手段が、前記基準明部パターンデータおよび前記基準暗部パターンデータを記憶するように構成されている。

本発明の好ましい実施態様によれば、あらかじめ、基準明部パターンデータおよび基準暗部パターンデータが生成されて、基準パターンデータ記憶手段に記憶されているから、演算時間を短縮することが可能になり、効率的に、硬貨が所定レベルを越えて、汚損されているか否かを判別することが可能になる。

本発明の別の好ましい実施態様においては、前記汚損レベル判別手段が、前記基準パターンデータ記憶手段に記憶されている前記金種判別手段が判別した金種の硬貨の下面の前記基準明部パターンデータおよび前記基準暗部パターンデータならびに硬貨の上面の前記基準明部パターンデータおよび前記基準暗部パターンデータを生成するように構成されている。

本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記金種判別手段が、ｒθ座標系に展開された前記基準パターンデータと、ｒθ座標系に展開された検出パターンデータとを、パターンマッチングによって、比較することによって、硬貨が受け入れ可能か否かおよび硬貨の金種を判別するように構成されている。

本発明のさらに好ましい実施態様においては、硬貨判別装置は、さらに、前記検出パターンデータにエッジ強調処理を施すデータ処理手段を備え、前記金種判別手段が、前記基準パターンデータと、エッジ強調処理が施された前記検出パターンデータとを、パターンマッチングによって、比較することによって、硬貨が受け入れ可能か否かおよび硬貨の金種を判別するように構成されている。

本発明のさらに好ましい実施態様によれば、硬貨判別装置は、さらに、検出パターンデータにエッジ強調処理を施すデータ処理手段を備え、金種判別手段が、基準パターンデータと、エッジ強調処理が施された検出パターンデータとを、パターンマッチングによって、比較することによって、硬貨が受け入れ可能か否かおよび硬貨の金種を判別するように構成されているから、基準パターンデータと検出パターンデータのパターンマッチングの精度を大幅に向上させることが可能になり、したがって、硬貨が受け入れ可能か否かおよび硬貨の金種を、より高精度で、判別することが可能になるとともに、硬貨が、所定レベルを越えて、汚損されているか否かを、より高精度で、判別することが可能になる。

本発明によれば、装置を大型化させることなく、硬貨の表面パターンを光学的に検出して、硬貨が受け入れ可能か否か、硬貨の金種および硬貨が所定レベルを越えて汚損しているか否かを、確実に判別することができる硬貨判別方法および装置を提供することが可能になる。

以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。

図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる硬貨判別装置の略縦方向断面図である。

図１に示されるように、硬貨１が搬送される硬貨通路２は、硬貨１の全搬送方向に延びる硬貨通路部材３を備えている。硬貨判別装置は、第一のパターンデータ検出ユニット４と第二のパターンデータ検出ユニット５とを備え、第一のパターンデータ検出ユニット４の部分においては、下方に位置した硬貨通路部材３と上方に位置したエンドレス状の丸ベルトにより構成された搬送ベルト６とによって、硬貨通路２が形成され、第二のパターンデータ検出ユニット５の部分においては、硬貨通路部材３に形成された開口部７ａから、硬貨通路部材３の上方に突出するように設けられ、エンドレス状のベルトにより構成された搬送ベルト７と搬送ベルト７の上方に設けられた硬貨１の搬送方向に延びる硬貨通路形成部材８とによって、硬貨通路２が形成されている。

図１に示されるように、第一のパターンデータ検出ユニット４が設けられた硬貨通路部材３の部分には、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第一の透明通路部９が形成され、硬貨通路形成部材７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第二の透明通路部１０が設けられている。

図２は、第一の透明通路部９の略平面図である。

図１および図２に示されるように、硬貨１は、硬貨通路２の上方に位置する搬送ベルト６により、一対のガイドレール１１、１１に沿って、矢印Ａの方向に、硬貨通路２内を第一の透明通路部９に送られる。硬貨１の搬送方向に対して、第一の透明通路部９の上流側には、硬貨通路２の幅方向に、硬貨１の磁気的性質を検出する一対の磁気センサ１２、１２が設けられている。第一の透明通路部９の部分では、硬貨１は、搬送ベルト６により第一の透明通路部３の上面に押し付けられつつ、搬送されるように構成されている。第一の透明通路部９の下方には、第一の透明通路部９を通過する硬貨１に光を照射する複数の発光素子２０を備えた第一の発光手段２１が設けられており、さらに、その下方には、第一の発光手段２１から発せられ、硬貨１により反射された光を受光し、画像データを生成する第一の画像データ生成手段２２が設けられている。本実施態様においては、第一の発光手段２１および第一の画像データ生成手段２２によって、第一のパターンデータ検出ユニット４が構成されている。

第一の発光手段２１は、図２に示されるように、第一の透明通路部３の中心部を中心とした円上に配置された多数のＬＥＤなどの発光素子２０を備えており、各発光素子２０は、光軸が、水平方向に対して、小さな角度をなし、第一の透明通路部９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、第一の透明通路部９上を通過する硬貨１に、浅い角度で、光を照射可能なようになっている。

第一の画像データ生成手段２２は、光軸が、第一の透明通路部３の中心部を中心とした円の中心軸と一致するように配置されたレンズ系２３と、レンズ系２３の下方に設けられ、その焦点が、第一の透明通路部３の上表面に位置するように配置されており、発光素子２０から発せられ、硬貨１の表面により反射された光を光電的に検出するモノクロタイプのセンサ２４と、センサ２４によって光電的に検出されて得られた硬貨１の下面の画像データをディジタル信号に変換して、硬貨１の下面のディジタル化された画像データを生成するＡ／Ｄコンバータ（図示せず）を備えている。センサ２４としては、二次元ＣＣＤセンサが用いられている。

第一の画像データ生成手段２２の直下流側には、硬貨通路２の幅方向に、発光素子２５と受光素子２６とからなる二組のタイミングセンサ２７、２７が設けられており、発光素子２５から発せられた光が、第一の透明通路部９を介して、受光素子２６により受光可能に、かつ、受光素子２６が発光素子２５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。タイミングセンサ２７は、発光素子２５から発せられた光が、第一の透明通路部９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２６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の中心が第一の透明通路部９の中心と合致する位置にあるように、第一の画像データ生成手段２２に対して、配置されている。

図１に示されるように、硬貨１は、第一の透明通路部３およびその下流部までは、硬貨通路２の上方に設けられた搬送ベルト６によって、硬貨通路部材３の上面に押圧されつつ、搬送され、第一の透明通路部３の下流部において、その下面が、硬貨通路部材３に形成された開口部７ａから、硬貨通路部材３の上方に突出するように設けられた搬送ベルト７によって支持され、搬送ベルト６と搬送ベルト７によって挟持されて、硬貨通路２内を搬送される。

図１に示されるように、硬貨１は、搬送ベルト６の終端部の直上流部で、その上面が硬貨通路形成部材８によって支持され、搬送ベルト７によって、硬貨通路形成部材８の下面に押圧されつつ、硬貨通路２内を搬送され、第二のパターンデータ検出ユニット５に送られる。搬送ベルト７が、硬貨１の自重によって、下方に撓むことを防止するため、複数のバックアップローラ７ａ、７ｂが設けられている。

第二のパターンデータ検出ユニット５は、第二の透明通路部１０の上方に設けられており、第二の透明通路部１０を通過する硬貨１に光を照射する複数の発光素子３０を備えた第二の発光手段３１と、第二の透明通路部１０の上方に設けられ、第二の発光手段３１から発せられ、硬貨１により反射された光を受光し、画像データを生成する第二の画像データ生成手段３２を備えている。第二の発光手段３１は、第二の透明通路部１０の上方に設けられ、下方に向けて、光を照射する点を除き、第一の発光手段２１と同様に構成され、第二の透明通路部１０の中心部を中心とした円上に配置された多数のＬＥＤなどの発光素子３０を備えており、各発光素子３０は、光軸が、水平方向に対して、小さな角度をなし、第二の透明通路部１０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、第二の透明通路部１０の下面を通過する硬貨１に、浅い角度で光を照射可能なようになっている。

第二の画像データ生成手段３２は、光軸が、第二の透明通路部１０の中心部を中心とした円の中心軸と一致するように配置されたレンズ系３３と、このレンズ系３３の上方に設けられ、その焦点が、第二の透明通路部１０上を通過する硬貨１の上表面に位置するように配置されており、発光素子３０から発せられ、硬貨１の表面により反射された光を光電的に検出するモノクロタイプのセンサ３４と、センサ３４により、光電的に検出されて得られた硬貨１の上面の画像データをディジタル信号に変換して、硬貨１の上面のディジタル化された画像データを生成するＡ／Ｄコンバータ（図示せず）を備えている。センサ３４としては、二次元ＣＣＤセンサが用いられている。

第二の画像データ生成手段３２の直下流側には、発光素子３５と受光素子３６とからなる二組のタイミングセンサ３７、３７が設けられており、発光素子３５から発せられた光が、第二の透明通路部１０を介して、受光素子３６により、受光可能に、かつ、受光素子３６が発光素子３５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。タイミングセンサ３７は、発光素子３５から発せられた光が、第二の透明通路部１０の下面を搬送される硬貨１によって遮られて、受光素子３６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の中心が透明通路部１０の中心と合致する位置にあるように、第二の画像データ生成手段３２に対して、配置されている。

図１に示されるように、硬貨通路形成部材８の下流端部の直上流部から、硬貨通路２の下流側に延びる搬送ベルト３９が設けられ、第二の透明通路部１０を通過後に、硬貨１は、搬送ベルト７と搬送ベルト３９に挟持され、さらに、搬送ベルト３９と硬貨通路部材３によって挟持されて、硬貨通路２内を、下流側に向けて、搬送されるように構成されている。

図３は、本発明の好ましい実施態様にかかる硬貨判別装置の検出系、制御系、判別系を示すブロックダイアグラムである。

図３に示されるように、硬貨判別装置の検出系は、硬貨１が第一の透明通路部９に達したことを検出する２組のタイミングセンサ２７、２７および硬貨１が第二の透明通路部１０に達したことを検出する２組のタイミングセンサ３７、３７を備えている。

図３に示されるように、硬貨判別装置の制御系は、タイミングセンサ２７、２７からタイミング信号を受けたときに、第一の発光手段２１に、発光信号を出力して、光を発せさせ、第一の透明通路部９の上表面に位置する硬貨１に光を照射させ、タイミングセンサ３７、３７からタイミング信号を受けたときに、第二の発光手段３１に、発光信号を出力して、光を発せさせ、第二の透明通路部１０の下表面に位置する硬貨１に光を照射させる発光制御手段４０と、タイミングセンサ２７、２７からタイミング信号を受けたときに、第一の画像データ生成手段２２のセンサ２４に、硬貨１の表面により反射された光の検出を開始させ、タイミングセンサ３７、３７からタイミング信号を受けたときに、第二の画像データ生成手段３２のセンサ３４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画像読み取り制御手段４１とを備えている。

図３に示されるように、硬貨判別装置の判別系は、各金種の硬貨１の磁気的性質を示す磁気データを記憶している第一の基準データメモリ４５と、各金種の硬貨１の径に関する基準径データを記憶する第二の基準データメモリ４６と、ｒθ座標系に展開された各金種の硬貨１の表裏面の基準パターンデータおよびパターンマッチングを実行する際に用いる各金種の硬貨１のしきい値を記憶する基準パターンデータ記憶手段４７と、各金種の硬貨１の基準汚損レベルデータおよび汚損レベルを判定する際に用いる各金種の硬貨１の汚損レベルのしきい値を記憶する基準汚損データ記憶手段４８と、磁気センサ１２、１２からの検出信号に基づいて、第一の基準データメモリ４５にアクセスし、第一の基準データメモリ４５に記憶されている各金種毎の磁気的性質を示す磁気データと磁気センサ１２、１２から入力された硬貨１の磁気データとを比較して、硬貨１の金種を判別し、第一の判別信号を出力する第一の判別手段５０と、第一の判別手段５０から出力された第一の判別信号、第二の基準データメモリ４６に記憶されている各金種の硬貨１の径に関する基準径データおよびセンサ２４により光電的に検出され、Ａ／Ｄコンバータ２８によってディジタル化された硬貨１の下面の画像パターンデータに基づいて、硬貨１が受け入れ可能か否かおよび硬貨１の金種を判別するとともに、基準汚損データ記憶手段４８に記憶されている各金種の硬貨１の基準汚損レベルデータに基づき、硬貨１の下面が所定レベルを越えて汚損しているか否かを判別する第二の判別手段５１と、第一の判別手段５０から出力された第一の判別信号、第二の基準データメモリ４６に記憶されている各金種の硬貨１の径に関する基準径データおよびセンサ３４によって光電的に検出され、Ａ／Ｄコンバータ３８によってディジタル化された硬貨１の上面の画像パターンデータに基づき、硬貨１が受け入れ可能か否かおよび硬貨１の金種を判別するとともに、基準汚損データ記憶手段４８に記憶されている各金種の硬貨１の基準汚損レベルデータに基づき、硬貨１の上面が所定レベルを越えて汚損しているか否かを判別する第三の判別手段５２と、第二の判別手段５１および第三の判別手段５２の判別結果に基づき、硬貨１が受け入れ可能か否かおよび硬貨１の金種を最終的に判別する硬貨判別手段５４を備えている。

本実施態様においては、第一の判別手段５０からの第一の判別信号は、発光制御手段４０に出力され、発光制御手段４０は、第一の判別手段５０からの第一の判別信号にしたがい、第一の判別手段５０の判別した硬貨１の金種に基づき、発光素子２０および発光素子３０の発光量を制御するように構成されている。

図４は、第二の判別手段５１のブロックダイアグラムである。

図４に示されるように、第二の判別手段５１は、センサ２４により、光電的に検出され、Ａ／Ｄコンバータ２８によって、ディジタル化された硬貨１の下面の画像パターンデータを、直交座標系、すなわち、ｘｙ座標系に、展開して記憶する画像パターンデータメモリ６０と、第二の基準データメモリ４６にアクセスし、第二の基準データメモリ４６に記憶されている各金種の硬貨１の径に関する基準径データと、画像パターンデータメモリ６０から読み出した硬貨１の下面の画像パターンデータとを比較して、硬貨１の径に基づき、硬貨１の金種を判別し、第一の金種判別信号を出力する第一の金種判別部６１と、第一の判別手段５０から入力された第一の判別信号と第一の金種判別部６１から入力された第一の金種判別信号とに基づいて、硬貨１の金種を判別し、第二の金種判別信号を出力する第二の金種判別部６２と、画像パターンデータメモリ６０に展開された硬貨１の下面の画像パターンデータの中心座標を求める中心座標決定手段６３と、中心座標決定手段６３により算出された画像パターンデータの中心座標に基づき、硬貨１の下面の画像パターンデータを、極座標系、すなわち、ｒθ座標系に、座標変換して、変換パターンデータを生成して、記憶するパターンデータ変換手段６４と、パターンデータ変換手段６４によって、ｒθ座標系に、座標変換された変換パターンデータに、エッジ強調処理を施すデータ処理手段６５と、第二の金種判別部６２から入力された第二の金種判別信号に基づき、基準パターンデータ記憶手段４７に、ｒθ座標系に展開されて、記憶された各金種の硬貨１の表裏面の基準パターンデータの中から、第二の金種判別部６２が判別した金種の硬貨１の表裏面の基準パターンデータを読み出して、読み出した硬貨１の表裏面の基準パターンデータと、データ処理手段６５によって、エッジ強調処理された変換パターンデータとを比較し、変換パターンデータと、基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤにしたがって、硬貨１が受け入れ可能か否かおよび硬貨１の金種を判別し、金種決定信号、変換パターンデータと、基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤおよび硬貨１の表裏面のうち、いずれの面のパターンデータに基づいて、金種を決定したかを特定する硬貨面特定信号を出力する金種決定部６６と、硬貨１の下面が所定レベルを越えて汚損されているか否かを判別する第一の汚損レベル判別手段６７とを備えている。

図５は、第三の判別手段５２のブロックダイアグラムである。

図５に示されるように、第三の判別手段５２は、センサ３４により、光電的に検出され、Ａ／Ｄコンバータ３８によって、ディジタル化された硬貨１の上面の画像パターンデータを、直交座標系、すなわち、ｘｙ座標系に、展開して記憶する画像パターンデータメモリ７０と、第二の基準データメモリ４６にアクセスし、第二の基準データメモリ４６に記憶されている各金種の硬貨１の径に関する基準径データと、画像パターンデータメモリ７０から読み出した硬貨１の上面の画像パターンデータとを比較して、硬貨１の径に基づき、硬貨１の金種を判別し、第一の金種判別信号を出力する第一の金種判別部７１と、第一の判別手段５０から入力された第一の判別信号と第一の金種判別部７１から入力された第一の金種判別信号とに基づいて、硬貨１の金種を判別し、第二の金種判別信号を出力する第二の金種判別部７２と、画像パターンデータメモリ７０に展開された硬貨１の上面の画像パターンデータの中心座標を求める中心座標決定手段７３と、中心座標決定手段７３により算出された画像パターンデータの中心座標に基づき、硬貨１の上面の画像パターンデータを、極座標系、すなわち、ｒθ座標系に、座標変換して、変換パターンデータを生成して、記憶するパターンデータ変換手段７４と、パターンデータ変換手段７４によって、ｒθ座標系に、座標変換された変換パターンデータに、エッジ強調処理を施すデータ処理手段７５と、第二の金種判別部７２から入力された第二の金種判別信号に基づき、基準パターンデータ記憶手段４７に、ｒθ座標系に展開されて、記憶された各金種の硬貨１の表裏面の基準パターンデータの中から、第二の金種判別部７３が判別した金種の硬貨１の表裏面の基準パターンデータを読み出して、読み出した硬貨１の表裏面の基準パターンデータと、データ処理手段７５によって、エッジ強調処理された変換パターンデータとを比較し、変換パターンデータと、基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤにしたがって、硬貨１が受け入れ可能か否かおよび硬貨１の金種を判別し、金種決定信号、変換パターンデータと、基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤおよび硬貨１の表裏面のうち、いずれの面のパターンデータに基づいて、金種を決定したかを特定する硬貨面特定信号を出力する金種決定部７６と、硬貨１の上面が所定レベルを越えて汚損されているか否かを判別する第二の汚損レベル判別手段７７とを備えている。

図６は、第一の汚損レベル判別手段６７のブロックダイアグラムである。

図６に示されるように、第一の汚損レベル判別手段６７は、金種決定部６６から入力された金種決定信号に基づいて、基準パターンデータ記憶手段４７に、ｒθ座標系に展開されて、記憶されている各金種の硬貨１の表裏面の基準パターンデータの中から、金種決定部６６が決定した金種の硬貨１の表裏面の基準パターンデータを読み出して、所定強度信号レベル以上の信号強度レベルを有する画素データが「１」に、所定信号強度レベル未満の信号強度レベルを有する画素データが「０」になるように、基準パターンデータを二値化して、データ「１」の画素データからなる基準明部パターンデータおよびデータ「０」の画素データからなる基準暗部パターンデータを生成し、基準明部パターンデータを明部パターンデータ抽出部８１に出力するとともに、基準暗部パターンデータを暗部パターンデータ抽出部８２に出力する二値化パターンデータ生成部８０と、二値化パターンデータ生成部８０から入力された基準明部パターンデータに基づいて、第二の判別手段５１のパターンデータ変換手段６４に、ｒθ座標系に展開されて、記憶されている変換パターンデータから、基準明部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる明部パターンデータを抽出する明部パターンデータ抽出部８１と、二値化パターンデータ生成部８０から入力された基準暗部パターンデータに基づいて、第二の判別手段５１のパターンデータ変換手段６４に、ｒθ座標系に展開されて、記憶されている変換パターンデータから、基準暗部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる暗部パターンデータを抽出する暗部パターンデータ抽出部８２と、明部パターンデータ抽出部８１によって抽出された明部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、明部データ信号強度平均値を算出する第一の平均値算出部８３と、暗部パターンデータ抽出部８２によって抽出された暗部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、暗部データ信号強度平均値を算出する第二の平均値算出部８４と、第一の平均値算出部８３によって算出された明部データ信号強度平均値と、第二の平均値算出部８４によって算出された暗部データ信号強度平均値との差を求め、金種決定部６６から入力された金種決定信号に基づいて、基準汚損データ記憶手段４８に記憶されている硬貨１の金種ごとのしきい値の中から、金種決定部６６が決定した金種の硬貨１のしきい値Ｔ１ｊを選択して、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差と比較し、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差がしきい値Ｔ１ｊ以上のときは、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別し、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差がしきい値Ｔ１ｊ未満のときは、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベルを越えていると判別して、第一の汚損レベル判別信号を出力する第一の汚損レベル判別部８５と、金種決定部６６から入力された金種決定信号に基づいて、基準汚損データ記憶手段４８に記憶されている硬貨１の金種ごとのしきい値の中から、金種決定部６６が決定した金種の硬貨１のしきい値Ｔｄ２ｊを選択し、金種決定部６６により、変換パターンデータと、基準パターンデータとが比較されて、算出された変換パターンデータと、基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤがしきい値Ｔ２ｄｊ以上のときは、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別し、変換パターンデータと、基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤがしきい値Ｔｄ２ｊ未満のときは、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベルを越えていると判別して、第二の汚損レベル判別信号を出力する第二の汚損レベル判別部８７と、第一の汚損レベル判別部８５から入力された第一の汚損レベル判別信号および第二の汚損レベル判別部８７から入力された第二の汚損レベル判別信号に基づいて、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベルを越えているか否かを決定する汚損レベル決定部８８を備えている。

図７は、第二の汚損レベル判別手段７７のブロックダイアグラムである。

図７に示されるように、第二の汚損レベル判別手段７７は、金種決定部７６から入力された金種決定信号に基づいて、基準パターンデータ記憶手段４７に、ｒθ座標系に展開されて、記憶されている各金種の硬貨１の表裏面の基準パターンデータの中から、金種決定部７６が決定した金種の硬貨１の表裏面の基準パターンデータを読み出して、所定強度信号レベル以上の信号強度レベルを有する画素データが「１」に、所定信号強度レベル未満の信号強度レベルを有する画素データが「０」になるように、基準パターンデータを二値化して、データ「１」の画素データからなる基準明部パターンデータおよびデータ「０」の画素データからなる基準暗部パターンデータを生成し、基準明部パターンデータを明部パターンデータ抽出部９１に出力するとともに、基準暗部パターンデータを暗部パターンデータ抽出部９２に出力する二値化パターンデータ生成部９０と、二値化パターンデータ生成部９０から入力された基準明部パターンデータに基づいて、第二の判別手段５１のパターンデータ変換手段７４に、ｒθ座標系に展開されて、記憶されている変換パターンデータから、基準明部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる明部パターンデータを抽出する明部パターンデータ抽出部９１と、二値化パターンデータ生成部９０から入力された基準暗部パターンデータに基づいて、第二の判別手段５１のパターンデータ変換手段７４に、ｒθ座標系に展開されて、記憶されている変換パターンデータから、基準暗部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる暗部パターンデータを抽出する暗部パターンデータ抽出部９２と、明部パターンデータ抽出部９１によって抽出された明部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、明部データ信号強度平均値を算出する第一の平均値算出部９３と、暗部パターンデータ抽出部９２によって抽出された暗部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、暗部データ信号強度平均値を算出する第二の平均値算出部９４と、第一の平均値算出部９３によって算出された明部データ信号強度平均値と、第二の平均値算出部９４によって算出された暗部データ信号強度平均値との差を求め、金種決定部７６から入力された金種決定信号に基づいて、基準汚損データ記憶手段４８に記憶されている硬貨１の金種ごとのしきい値の中から、金種決定部７６が決定した金種の硬貨１のしきい値Ｔ１ｋを選択して、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差と比較し、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差がしきい値Ｔ１ｋ以上のときは、硬貨１の上面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別し、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差がしきい値Ｔ１ｋ未満のときは、硬貨１の上面の汚損レベルが所定レベルを越えていると判別して、第一の汚損レベル判別信号を出力する第一の汚損レベル判別部９５と、金種決定部７６から入力された金種決定信号に基づいて、基準汚損データ記憶手段４８に記憶されている硬貨１の金種ごとのしきい値の中から、金種決定部７６が決定した金種の硬貨１のしきい値Ｔｄ２ｋを選択して、金種決定部７６により、変換パターンデータと、基準パターンデータとが比較されて、決定された変換パターンデータと、基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤがしきい値Ｔｄ２ｋ以上のときは、硬貨１の上面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別し、変換パターンデータと、基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤがしきい値Ｔｄ２ｋ未満のときは、硬貨１の上面の汚損レベルが所定レベルを越えていると判別して、第二の汚損レベル判別信号を出力する第二の汚損レベル判別部９７と、第一の汚損レベル判別部９５から入力された第一の汚損レベル判別信号および第二の汚損レベル判別部９６から入力された第二の汚損レベル判別信号に基づいて、硬貨１の上面の汚損レベルが所定レベルを越えているか否かを決定する汚損レベル決定部９８を備えている。

以上のように構成された本発明の実施態様にかかる硬貨判別装置は、以下のようにして、硬貨１が受け入れ可能か否か、硬貨１が所定レベルを越えて汚損しているか否かおよび硬貨１の金種を判別する。

硬貨１は、搬送ベルト６により、硬貨通路部材３の上面に押圧されつつ、一対のガイドレール１１、１１に沿って、矢印Ａの方向に、硬貨通路２内を送られ、一対の磁気センサ１２、１２により、その磁気的性質が検出され、検出信号が、第一の判別手段５０に出力される。

第一の判別手段５０は、磁気センサ１２、１２から検出信号が入力されると、第一の基準データメモリ４５にアクセスして、第一の基準データメモリ４５に記憶されている各金種毎の磁気的性質を示す磁気データを読み出し、磁気センサ１２、１２から入力された硬貨１の磁気データと比較して、硬貨１の金種を判別し、金種判別信号を、第二の判別手段５１、第三の判別手段５２および発光制御手段４０に出力する。

さらに、硬貨１が、搬送ベルト６によって、硬貨通路２内を第一の透明通路部９に送られ、タイミングセンサ２７の発光素子２５から発せられた光を遮り、受光素子２６が発光素子２５からの光を受光しなくなると、タイミングセンサ２７からタイミング信号が発光制御手段４０および画像読み取り制御手段４１に出力される。

発光制御手段４０は、タイミングセンサ２７からタイミング信号が入力されると、第一の判別手段５０から入力された金種判別信号に基づいて、第一の発光手段２１に発光信号を出力して、発光素子２０から、第一の透明通路部９上に位置している硬貨１の下側表面に向けて、第一の判別手段５０により判別された硬貨１の金種に応じた光量の光を発光させる。

ここに、第一の判別手段５０による硬貨１の金種の判別結果に基づいて、発光素子２０の発光量を制御しているのは、硬貨１の材質により、反射量が異なり、つねに、同一の光量の光を硬貨１に照射するときは、精度良く、硬貨１の画像パターンを検出することができないからである。

すなわち、白銅やアルミニウムなどの光の反射率の高い材料からなる硬貨の場合には、照射する光の光量が高いと、センサ２４により、検出される光量が全体として多くなって、飽和し、硬貨１の表面からの反射光を検出することにより、硬貨１の表面のパターンに応じた画像パターンデータを精度良く生成することが困難になり、他方、銅や黄銅など光の反射率の小さい材料からなる硬貨の場合には、照射する光の光量が低いときは、反射光の光量が小さすぎて、硬貨１の表面パターンを精度良く検出することができないので、第一の判別手段５０により判別された金種の硬貨１が、白銅やアルミニウムなどの光の反射率の高い材料からなる場合には、発光制御手段４０は、発光素子９が、強度の小さい光を発光するように、第一の発光手段２１に発光信号を出力し、他方、第一の判別手段５０によって判別された金種の硬貨１が、銅や黄銅など光の反射率の小さい材料からなる場合には、発光素子２０が、強度の大きい光を発光するように、発光制御手段４０が構成されている。

また、画像読み取り制御手段４１は、タイミングセンサ２７からタイミング信号が入力されると、第一の画像データ生成手段２２のセンサ２４に、発光素子２０から発せられ、硬貨１の下側表面によって反射された光の検出を開始させる。

第一の発光手段２１は、第一の透明通路部９上を通過する硬貨１に、浅い角度で光を照射可能に配置されているので、硬貨１の下面の凹凸パターンにしたがって、光は反射される。

硬貨１の下面からの反射光は、レンズ系２３により、センサ２４に導かれて、センサ２４により光電的に検出され、硬貨１の下面の画像パターンデータがセンサ２４によって生成される。

センサ２４により生成された硬貨１の下面の画像パターンデータは、Ａ／Ｄコンバータ２８によって、ディジタル化されて、ディジタル化された画像パターンデータは、第二の判別手段５１の画像パターンデータメモリ６０内に、直交座標系、すなわち、ｘｙ座標系に、展開されて記憶される。

第二の判別手段５１の画像パターンデータメモリ６０に、硬貨１の下面の画像パターンデータが記憶されると、第二の判別手段５１の第一の金種判別部６１が、第二の基準データメモリ４６にアクセスして、硬貨１の径に関する基準径データを読み出すとともに、画像パターンデータメモリ６０に記憶された画像パターンデータを読み出して、比較し、硬貨１の金種を判別して、第一の金種判別信号を第二の金種判別部６２に出力する。

ここに、金種が異なっていても、径がわずかしか違わない硬貨があり、わずかに径の大きい硬貨が摩耗した場合などには、径がほとんど一致することがあるから、径を検出することによっては、正確に、硬貨１の金種を判別し得ない場合がある。本実施態様においては、第一の判別手段５０により、硬貨１の磁気的性質に基づき、硬貨１の金種を判別して、第一の判別信号を第二の金種判別部６２に出力するとともに、第二の判別手段５１の第一の金種判別部６１により、硬貨の径に基づいて、硬貨１の金種を判別し、第一の金種判別信号を第二の金種判別部６２に出力して、これらの判別信号に基づき、第一の判別手段５０および第二の判別手段５１の第一の金種判別部６１により判別された硬貨１の金種が一致しないときは、受け入れ不能な硬貨であると判別するように構成されているので、第二の判別手段５１の第一の金種判別部６１が、硬貨１の径に基づいて、硬貨１の金種を一つに決めて、第一の金種判別信号を生成し、第二の金種判別部６２に出力する場合には、硬貨１が受け入れ可能な硬貨であるにもかかわらず、第二の金種判別部６２において、硬貨１が受け入れ不能と判別されるおそれがある。

そこで、本実施態様においては、第二の判別手段５１の第一の金種判別部６１は、検出された硬貨１の径に基づき、最も径が近い金種および二番目に径が近い金種の二つの金種を選択して、第一の金種判別信号を、第二の金種判別部６２に出力するように構成されている。

こうして、第一の判別手段５０から入力された第一の判別信号および第二の判別手段５１の第一の金種判別部６１から入力された第一の金種判別信号に基づいて、第二の判別手段５１の第２金種判別部６２は、第一の判別手段５０の判別結果と第二の判別手段５１の第一の金種判別部６１の判別結果が一致していると判定したときは、第二の判別手段５１の金種決定部６６に、第二の金種判別信号を出力し、第一の判別手段５０の判別結果と第二の判別手段５１の第一の金種判別部６１の判別結果が一致していないと判定したときは、硬貨１は、偽貨あるいは外国硬貨であって、受け入れ不能であると判別して、硬貨判別手段５４に受け入れ不能硬貨検出信号を出力する。

他方、中心座標決定部６３は、画像パターンデータメモリ６０内に、直交座標系、すなわち、ｘｙ座標系に、展開されて記憶された画像パターンデータの中心座標を決定して、パターンデータ変換手段６４に出力する。

図８は、中心座標決定部６３によって実行されるパターンデータの中心座標の算出方法を示す概念図である。

図８において、画像パターンデータメモリ６０には、センサ２４により生成された硬貨１のパターンデータが、直交座標系、すなわち、ｘｙ座標系に、展開されて、記憶されており、中心座標決定部６３は、まず、画像パターンデータメモリ６０に展開されて、記憶されたパターンデータのｙ座標がｙ０である境界データａ１、ａ２のｘ座標ｘ１、ｘ２を求めて、境界データａ１、ａ２の中央のデータａ０のｘ座標ｘｃ＝（ｘ１＋ｘ２）／２を求める。

次いで、中心座標決定部６３は、仮想的に、データａ０から、境界データａ１、ａ２を結ぶ直線に直交する直線を引き、この直線とパターンデータとが交わる境界データｂ１、ｂ２のｙ座標ｙ１、ｙ２を求めて、境界データｂ１、ｂ２の中央のデータＯのｙ座標ｙｃ＝（ｙ１＋ｙ２）／２を求める。

こうして得られたデータＯの座標（ｘｃ、ｙｃ）は、ｘｙ座標系に、展開された硬貨１のパターンデータの中心座標となり、データＯは、ｘｙ座標系に、展開された硬貨１のパターンデータのデータ中心となる。

図９は、センサ２４により生成され、画像パターンデータメモリ６０に展開されて、記憶された硬貨１のパターンデータの一例を示すものである。

パターンデータ変換手段６４は、中心座標決定部６３から入力された硬貨１のパターンデータの中心座標（ｘｃ、ｙｃ）に基づいて、画像パターンデータメモリ６０内に、ｘｙ座標系に、展開されて記憶されたパターンデータを、ｒθ座標系に、座標変換する。

図１０は、中心座標決定部６３によって算出された硬貨１のパターンデータの中心座標（ｘｃ、ｙｃ）に基づいて、パターンデータ変換手段６４により、図９に示されたパターンデータが、ｒθ座標系に、座標変換されて、生成された変換パターンデータの例を示すものである。図１０において、縦軸は、ｘｙ座標系におけるデータ中心Ｏからのの距離ｒであり、横軸は、データ中心Ｏまわりの角度θである。

こうして、パターンデータ変換手段６４により、ｒθ座標系に、座標変換されて、生成された変換パターンデータは、パターンデータ変換手段６４に記憶される。

次いで、データ処理手段６５によって、パターンデータ変換手段６４に記憶された変換パターンデータが読み出され、変換パターンデータにエッジ強調処理が施されて、金種決定部６６に出力される。

データ処理手段６５から、エッジ強調処理が施された変換パターンデータが入力されると、金種決定部６６は、第二の金種判別部６２から入力された第二の金種判別信号に基づき、基準パターンデータ記憶手段４７に、ｒθ座標系に展開されて、記憶された各金種の硬貨１の表裏面の基準パターンデータの中から、第二の金種判別部６２が判別した金種の硬貨１の裏面の基準パターンデータを読み出す。

図１１は、ｒθ座標系に、展開された硬貨１の基準パターンデータの例を示すものであり、図１０に示された変換パターンデータと対応するものである。

図１０に示された変換パターンデータは、中心座標決定部６３により算出された硬貨１のパターンデータの中心座標（ｘｃ、ｙｃ）に基づき、パターンデータ変換手段６４によって、ｘｙ座標系のパターンデータが、ｒθ座標系に、座標変換されて、得られたものであるから、縦座標軸、すなわち、ｒ座標軸のゼロ点は、図１１の基準パターンデータのゼロ点と一致しているが、判別すべき硬貨１の位置は、基準パターンデータを生成したときの硬貨１に対して、回転方向にオフセットしているのが通常であるので、θ値が同一でも、図１０の変換パターンデータと、図１１の基準パターンデータとは、硬貨１の異なる部分のデータであるのが一般である。

したがって、図１０の変換パターンデータと、図１１の基準パターンデータとを、そのまま、比較しても、硬貨１が受け入れ可能か否かおよび硬貨１の金種を判別することはできず、θ軸方向の変換パターンデータのゼロ点が、θ軸方向の基準パターンデータの横軸のゼロ点と一致するように、変換パターンデータを補正した上で、両者を比較することが必要である。

そこで、金種決定部６６は、図１０に示された変換パターンデータのデータ中心から所定の距離ｒ０のパターンデータ値、すなわち、縦座標値が所定の値ｒ０に等しいパターンデータ値を３６０度の範囲にわたって、読み取るとともに、図１１に示された基準パターンデータのデータ中心から所定の距離ｒ０のパターンデータ値、すなわち、縦座標値が所定の値ｒ０に等しいパターンデータ値を３６０度の範囲にわたって読み取って、両者を比較し、硬貨１の周方向のオフセットに起因した変換パターンデータのずれを補正する。

図１２は、データ中心から所定の距離ｒ０の図１０に示された変換パターンデータを３６０度の範囲にわたって、読み取ったパターンデータ値を示すグラフであり、図１３は、データ中心から所定の距離ｒ０の図１１に示された基準パターンデータを３６０度の範囲にわたり、読み取ったパターンデータ値を示すグラフである。図１２および図１３において、縦軸は、データ値であり、横軸は、角度θである。

ここに、硬貨１は、一対のガイドレール１１、１１によってガイドされつつ、硬貨通路２内を送られるので、硬貨１の中心は、第一の透明通路部９上の一定の位置を通過するが、硬貨１の位置は、基準パターンデータを生成したときの硬貨１の位置に対して、回転方向にオフセットしているのが通常であるから、θ値が同一でも、図１０の変換パターンデータの値と、図１１の基準パターンデータの値とは、硬貨１の異なる部分のデータであるので、比較をおこなう前に、θ軸方向の変換パターンデータのゼロ点が、θ軸方向の基準パターンデータのゼロ点と一致するように、変換パターンデータを補正することが必要である。

そこで、金種決定部６６は、図１２の変換パターンデータ値が最大となるθ値θ１および図１３の基準パターンデータ値が最大となるθ値θ２を、それぞれ求め、θ１がθ２に等しくなるように、図１０に示された変換パターンデータを展開し直す。図１４は、こうして展開し直された変換パターンデータを示している。

金種決定部６６は、以上のようにして、データ処理手段６５によって、エッジ強調処理が施され、図１４に示されるように、展開し直された変換パターンデータを、図１１に示される基準パターンデータと比較して、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度Ｄを示すパターンマッチングデータを算出し、算出されたパターンマッチングデータにしたがって、硬貨１が、第二の金種判別部６２により、判別された金種の硬貨であるか、あるいは、受け入れ不能な硬貨であるかを決定する。

すなわち、金種決定部６６は、まず、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤを算出するとともに、第二の金種判別部６２から出力された第二の金種判別信号に基づいて、基準パターンデータ記憶手段４７に記憶されている硬貨１の金種および面ごとのしきい値の中から、第二の金種判別部６２によって判別された金種の硬貨１のしきい値Ｔｄ１ｊを読み出して、パターンマッチングデータＤと比較する。

その結果、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤが、しきい値Ｔｄ１ｊ未満であるときは、硬貨１は、第二の金種判別部６２により、判別された金種の硬貨でなく、受け入れ不能な硬貨であると考えられるから、金種決定部６６は、硬貨１は受け入れ不能な硬貨であると判別する。

これに対して、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤが、しきい値Ｔｄ１ｊ以上ではあるときは、硬貨１は、第二の金種判別部６２により、判別された金種の硬貨であると考えられるから、金種決定部６６は、硬貨１は、第二の金種判別部６２により、判別された金種の硬貨であると判別する。

しかしながら、硬貨１を、つねに、一方の面が上を向くように、搬送することはできないから、硬貨１が、その裏面が上を向くように、搬送されている場合には、展開し直された変換パターンデータと、第二の判別手段５１の第二の金種判別部６２によって判別された金種の裏面の基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤは、しきい値Ｔｄ１ｊ未満になる。したがって、展開し直された変換パターンデータと、第二の判別手段５１の第二の金種判別部６２から入力された第二の金種判別信号にしたがって、選択した金種の裏面の基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤが、しきい値Ｔｄ１ｊ未満であるからといって、硬貨１が、偽貨、外国硬貨などの受け入れ不能な硬貨であると判別するときは、硬貨の判別精度を低下させることになる。

そこで、本実施態様においては、まず、変換パターンデータを、第二の金種判別部６２によって判別された金種の裏面の基準パターンデータと比較し、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤが、しきい値Ｔｄ１ｊ未満であるときは、同様な方法により、変換パターンデータを、その金種の表面の基準パターンデータと比較して、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤにしたがい、硬貨１が、第二の金種判別部６２により仮に決定された金種と等しい金種の硬貨か、偽貨、外国硬貨などの受け入れ不能硬貨かを判別するようにしている。

その結果、硬貨１が受け入れ不能硬貨であると判別したときは、第二の判別手段５１の金種決定部６６は、硬貨判別手段５４に受け入れ不能硬貨検出信号を出力する。

一方、硬貨１が、第二の判別手段５１の第二の金種判別部６２により判別された金種と等しい金種の硬貨であると判別したときは、金種決定信号を、硬貨判別手段５４に出力し、さらに、金種決定信号および変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤとともに、硬貨１の表裏面のうち、いずれの面のパターンデータに基づいて、金種を決定したかを特定する硬貨面特定信号、変換パターンデータ値が最大となるθ値θ１、基準パターンデータ値が最大となるθ値θ２、または、θ軸方向のオフセット値（θ１−θ２）もしくは（θ２−θ１）を、第一の汚損レベル判別手段６７に出力する。

金種決定部６６から出力された金種決定信号および硬貨面特定信号は、第一の汚損レベル判別手段６７の二値化パターンデータ生成部８０、第一の汚損レベル判別部８５に入力され、金種決定部６６から出力された金種決定信号、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度Ｄを示すパターンマッチングデータおよび硬貨面特定信号は、第二の汚損レベル判別部８７に入力される。

金種決定信号および硬貨面特定信号は、第一の汚損レベル判別手段６７の二値化パターンデータ生成部８０に入力され、二値化パターンデータ生成部８０は、金種決定信号および硬貨面特定信号を受けると、金種決定信号および硬貨面特定信号に基づいて、基準パターンデータ記憶手段４７に、ｒθ座標系に、展開されて、記憶されている各金種の硬貨１の表裏面の基準パターンデータの中から、金種決定部６６が決定した金種の硬貨１の硬貨面特定信号によって特定された面の基準パターンデータを読み出して、所定強度信号レベル以上の信号強度レベルを有する画素データが「１」に、所定信号強度レベル未満の信号強度レベルを有する画素データが「０」になるように、基準パターンデータを二値化して、データ「１」の画素データからなる基準明部パターンデータおよびデータ「０」の画素データからなる基準暗部パターンデータを生成し、基準明部パターンデータを明部パターンデータ抽出部８１に出力するとともに、基準暗部パターンデータを暗部パターンデータ抽出部８２に出力する。

明部パターンデータ抽出部８１は、二値化パターンデータ生成部８０から、基準明部パターンデータを受けると、基準明部パターンデータに基づいて、パターンデータ変換手段６４に、ｒθ座標系に展開されて、記憶されている変換パターンデータから、θ軸方向のオフセット値（θ１−θ２）あるいは（θ２−θ１）を考慮して、基準明部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる明部パターンデータを抽出し、第一の平均値算出部８３に、明部パターンデータを出力する。

第一の平均値算出部８３は、明部パターンデータ抽出部８１から、明部パターンデータを受けると、明部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、明部データ信号強度平均値を算出し、第一の汚損レベル判別部８５に出力する。

一方、暗部パターンデータ抽出部８２は、二値化パターンデータ生成部８０から、基準暗部パターンデータを受け取ると、基準暗部パターンデータに基づいて、パターンデータ変換手段６４に、ｒθ座標系に展開されて、記憶されている変換パターンデータから、θ軸方向のオフセット値（θ１−θ２）あるいは（θ２−θ１）を考慮して、基準暗部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる暗部パターンデータを抽出し、第二の平均値算出部８４に、暗部パターンデータを出力する。

第二の平均値算出部８４は、暗部パターンデータ抽出部８２から、暗部パターンデータを受け取ると、暗部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、暗部データ信号強度平均値を算出し、第一の汚損レベル判別部８５に出力する。

第一の平均値算出部８３から、明部データ信号強度平均値が入力され、第二の平均値算出部８４から、暗部データ信号強度平均値が入力されると、第一の汚損レベル判別部８５は、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差を求め、金種決定部６６から入力された金種決定信号および硬貨面特定信号に基づいて、基準汚損データ記憶手段４８に記憶されている硬貨１の金種および面ごとのしきい値の中から、金種決定部６６が決定した金種の硬貨１の対応する面のしきい値Ｔ１ｊを選択して、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差と比較する。

本発明者の研究によれば、硬貨１のエッジ部分により反射された光はその強度が大きいが、長期間にわたって、流通し、汚損された硬貨１の場合には、エッジ部分が磨耗するため、汚損されていない硬貨１に比して、明部データ信号強度平均値が低くなり、その一方で、硬貨１の平坦な部分から反射された光の強度は、一般に低いが、長期間にわたり、流通し、汚損された硬貨１の場合には、硬貨１の平坦な部分に形成された傷や硬貨１の平坦な部分に付着した汚れによって、光が乱反射されるため、汚損されていない硬貨１に比して、暗部データ信号強度平均値が高くなることが確認されている。

したがって、一般に、汚損レベルの低い硬貨１は、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差が大きく、汚損レベルの高い硬貨１ほど、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差が小さくなるから、基準汚損データ記憶手段４８に記憶されている硬貨１の金種および面ごとのしきい値の中から、金種決定部６６が決定した金種の硬貨１の対応する面のしきい値Ｔ１ｊを選択し、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差と、しきい値Ｔ１ｊとを比較することによって、硬貨１が所定レベルを越えて、汚損されているか否かを、精度良く、判別することができる。

明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差と、基準汚損データ記憶手段４８から読み出したしきい値Ｔ１ｊと比較した結果、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差がしきい値Ｔ１ｊ以上であると判定したときは、第一の汚損レベル判別部８５は、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別し、第一の汚損レベル判別信号を、汚損レベル決定部８８に出力する。

これに対して、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差がしきい値Ｔ１ｊ未満であると判定したときは、第一の汚損レベル判別部８５は、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベルを越えて、汚損されていると判別し、第一の汚損レベル判別信号を、汚損レベル決定部８８に出力する。

金種決定部６６から出力された金種決定信号および硬貨面特定信号は、第二の汚損レベル判別部８７にも入力され、金種決定信号および硬貨面特定信号を受けると、第二の汚損レベル判別部８７は、金種決定部６６から入力された金種決定信号および硬貨面特定信号に基づき、基準汚損データ記憶手段４８に記憶されている硬貨１の金種および面ごとのしきい値の中から、金種決定部６６が決定した金種の硬貨１の対応する面のしきい値Ｔｄ２ｊ（Ｔｄ１ｊ＜Ｔｄ２ｊ）を選択し、選択したしきい値Ｔｄ２ｊと、金種決定部６６から入力された変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤとを比較する。

一般に、汚損された硬貨１の場合には、硬貨１のエッジ部分および表面が磨耗された結果、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度が低く、硬貨１の汚損レベルが高いほど、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤが小さくなるから、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤを、硬貨１の金種および面ごとに定めたしきい値Ｔｄ２ｊと比較することによって、硬貨１が所定レベルを越えて、汚損されているか否かを判別することができる。

変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤと、基準汚損データ記憶手段４８から読み出したしきい値Ｔｄ２ｊと比較した結果、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤがしきい値Ｔｄ２ｊ以上であると判定したときは、第二の汚損レベル判別部８７は、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別し、第二の汚損レベル判別信号を、汚損レベル決定部８８に出力する。

これに対して、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤと、基準汚損データ記憶手段４８から読み出したしきい値Ｔｄ２ｊと比較した結果、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤがしきい値Ｔｄ２ｊ未満であると判定したときは、第二の汚損レベル判別部８７は、硬貨１の下面の汚損レベルが、所定レベルを越えて、汚損されていると判別し、第二の汚損レベル判別信号を、汚損レベル決定部８８に出力する。

最後に、第一の汚損レベル判別部８５から入力された第一の汚損レベル判別信号および第二の汚損レベル判別部８７から入力された第二の汚損レベル判別信号に基づき、汚損レベル判別部８８によって、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベルを越えているか否かが決定される。

すなわち、第一の汚損レベル判別部８５から入力された第一の汚損レベル判別信号および第二の汚損レベル判別部８７から入力された第二の汚損レベル判別信号に基づき、第一の汚損レベル判別部８５および第二の汚損レベル判別部８７が、いずれも、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別していると判定したときは、汚損レベル判別部８８は、最終的に、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別する。

これに対して、第一の汚損レベル判別部８５から入力された第一の汚損レベル判別信号および第二の汚損レベル判別部８７から入力された第二の汚損レベル判別信号に基づき、第一の汚損レベル判別部８５および第二の汚損レベル判別部８７のいずれか一方が、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベルを越えて、汚損されていると判別していると判定したときは、汚損レベル判別部８８は、最終的に、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベルを越えて、汚損されていると判別し、硬貨判別手段５４に、汚損硬貨検出信号を出力する。

上述のように、硬貨１のエッジ部分により反射された光はその強度が大きいが、長期間にわたって、流通し、汚損された硬貨１の場合には、エッジ部分が磨耗するため、汚損されていない硬貨１に比して、明部データ信号強度平均値が低くなり、その一方で、硬貨１の平坦な部分から反射された光の強度は、一般に低いが、長期間にわたり、流通し、汚損された硬貨１の場合には、硬貨１の平坦な部分に形成された傷や硬貨１の平坦な部分に付着した汚れによって、光が乱反射されるため、汚損されていない硬貨１に比して、暗部データ信号強度平均値が高くなることが見出されており、一般に、汚損レベルの低い硬貨１は、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差が大きく、汚損レベルの高い硬貨１ほど、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差が小さくなるが、硬貨１が、長期間にわたって、流通し、汚損された結果、エッジ部分が傷つけられている硬貨１の場合には、エッジ部分に形成された傷によって、光が乱反射され、明部データ信号強度平均値が高くなって、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差が大きくなることがあり得る。

また、硬貨１が、長期間にわたって、流通し、汚損された結果、硬貨１のエッジ部分に、さびや汚れが付着している場合には、硬貨１のエッジ部分に付着しているさびや汚れによって、光が乱反射され、明部データ信号強度平均値が高くなって、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差が大きくなり、長期間にわたって、流通し、汚損された結果、硬貨１の平坦な部分に、さびや汚れが付着している場合には、暗部データ信号強度平均値が低下し、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差が大きくなることがあり得る。

さらに、硬貨１が、長期間にわたって、流通し、汚損された結果、硬貨１に反りや変形が生じている場合には、光が硬貨１に照射される位置や角度によって、明部データ信号強度平均値が高くなったり、暗部データ信号強度平均値が低下したりして、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差が大きくなることがあり得る。

また、硬貨１が、長期間にわたって、流通し、汚損された結果、硬貨１の一部が欠けた場合には、硬貨１が汚損されているにもかかわらず、明部データ信号強度平均値および暗部データ信号強度平均値が、硬貨１が汚損されていない場合と、ほとんど変わらず、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差が小さくならないことがあり得る。

したがって、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差がしきい値Ｔ１ｊ以上の場合に、ただちに、硬貨１が汚損されていないと判別するときは、硬貨１の判別精度が低下するおそれがある。

これに対して、硬貨１が、長期間にわたって、流通し、汚損された結果、硬貨１のエッジ部分が傷つけられた場合や、硬貨１のエッジ部分に、さびや汚れが付着している場合には、硬貨１のエッジ部分の模様が明確ではなくなるため、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤが小さくなる。

また、硬貨１が、長期間にわたって、流通し、汚損された結果、硬貨１の平坦な部分に、さびや汚れが付着している場合には、あたかも、硬貨１の平坦な部分に模様が形成されている場合のように、光が反射するため、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤが小さくなる。

さらに、硬貨１が、長期間にわたって、流通し、汚損された結果、硬貨１に反りや変形が生じている場合には、反射光を検出することによって、硬貨１の表面パターンを正確に検出することが困難になるから、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤが小さくなる。

また、硬貨１が、長期間にわたって、流通し、汚損された結果、硬貨１の一部が欠けた場合には、硬貨１の表面パターンが大きく変化するから、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤが小さくなる。

したがって、硬貨１から得られた明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差に基づいて、硬貨１の汚損レベルを判別する際に、判別精度が低下しやすい場合には、いずれも、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤが小さくなるから、このような場合には、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤと、しきい値Ｔｄ２ｊとを比較し、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤがしきい値Ｔｄ２ｊ未満のときに、硬貨１が、所定のレベルを越えて、汚損されていると判別することによって、硬貨１の判別精度を大幅に向上させることが可能になる。

一方、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤがしきい値Ｔｄ２ｊ以上であるときは、硬貨１から得られた明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差に基づく硬貨１の汚損レベルの判別の信頼度が高いから、硬貨１から得られた明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差に基づいて、硬貨１の汚損レベルを精度よく判別することができる。

したがって、本実施態様においては、第一の汚損レベル判別部８５から入力された第一の汚損レベル判別信号および第二の汚損レベル判別部８７から入力された第二の汚損レベル判別信号に基づき、第一の汚損レベル判別部８５および第二の汚損レベル判別部８７のいずれか一方が、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベルを越えて、汚損されていると判別していると判定したときは、汚損レベル判別部８８が、最終的に、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベルを越えて、汚損されていると判別し、硬貨判別手段５４に、汚損硬貨検出信号を出力するように構成されている。

さらに、硬貨１が、硬貨通路２内を第二の透明通路部１０に送られ、タイミングセンサ３７の発光素子３５から発せられた光を遮って、受光素子３６が発光素子３５からの光を受光しなくなると、タイミングセンサ３７から、タイミング信号が発光制御手段４０および画像読み取り制御手段４１に出力される。

発光制御手段４０は、タイミングセンサ３７からタイミング信号が入力されると、第一の判別手段５０から入力された金種判別信号に基づいて、第二の発光手段３１に発光信号を出力して、発光素子３０から、第二の透明通路部１０上に位置している硬貨１の上側表面に向けて、第一の判別手段５０により判別された硬貨１の金種に応じた光量の光を発光させる。

ここに、第一の判別手段５０による硬貨１の金種の判別結果に基づいて、発光素子３０の発光量を制御しているのは、硬貨１の材質により、反射量が異なり、つねに、同一の光量の光を硬貨１に照射するときは、精度良く、硬貨１の画像パターンを検出することができないからである。

さらに、画像読み取り制御手段４１は、タイミングセンサ３７からタイミング信号が入力されると、第二の画像データ生成手段３２のセンサ３４に、発光素子３０から発せられ、硬貨１の上側表面によって、反射された光の検出を開始させる。

第二の発光手段３１は、第二の透明通路部１０上を通過する硬貨１に、浅い角度で光を照射可能に配置されているので、硬貨１の上面の凹凸パターンにしたがって、光は反射される。

硬貨１の上面からの反射光は、レンズ系３３により、センサ３４に導かれて、センサ３４により光電的に検出され、硬貨１の上面の画像パターンデータがセンサ３４によって生成される。

センサ３４によって生成された硬貨１の上面の画像パターンデータは、Ａ／Ｄコンバータ３８によって、ディジタル化され、ディジタル化された画像パターンデータは、第三の判別手段５２の画像パターンデータメモリ７０内に、直交座標系、すなわち、ｘｙ座標系に、展開されて記憶される。

第三の判別手段５２の画像パターンデータメモリ７０に、硬貨１の上面の画像パターンデータが記憶されると、第三の判別手段５２の第一の金種判別部７１が、第二の基準データメモリ４６にアクセスして、硬貨１の径に関する基準径データを読み出すとともに、画像パターンデータメモリ７０に記憶された画像パターンデータを読み出して、比較し、硬貨１の金種を判別して、第一の金種判別信号を第二の金種判別部７２に出力する。

本実施態様においては、第三の判別手段５２の第一の金種判別部７１は、検出された硬貨１の径に基づき、最も径が近い金種および二番目に径が近い金種の二つの金種を選択して、第一の金種判別信号を、第二の金種判別部７２に出力するように構成されている。

こうして、第一の判別手段５０から入力された第一の判別信号および第三の判別手段５２の第一の金種判別部７１から入力された第一の金種判別信号に基づいて、第三の判別手段５２の第２金種判別部７２は、第一の判別手段５０の判別結果と第三の判別手段５２の第一の金種判別部７１の判別結果が一致していると判定したときは、第三の判別手段５２の金種決定部７６に、第二の金種判別信号を出力し、第一の判別手段５０の判別結果と第三の判別手段５２の第一の金種判別部７１の判別結果が一致していないと判定したときは、硬貨１は、偽貨や外国硬貨などの受け入れ不能硬貨であると判別して、硬貨判別手段５４に受け入れ不能硬貨検出信号を出力する。

他方、中心座標決定部７３は、画像パターンデータメモリ７０内に、直交座標系、すなわち、ｘｙ座標系に、展開されて記憶された画像パターンデータの中心座標を決定して、パターンデータ変換手段７４に出力する。

パターンデータ変換手段７４は、中心座標決定部７３から入力された硬貨１のパターンデータの中心座標（ｘｃ、ｙｃ）に基づいて、画像パターンデータメモリ７０内に、ｘｙ座標系に、展開されて記憶されたパターンデータを、ｒθ座標系に、座標変換する。

こうして、パターンデータ変換手段７４により、ｒθ座標系に、座標変換されて、生成された変換パターンデータは、パターンデータ変換手段７４に記憶される。

次いで、データ処理手段７５によって、パターンデータ変換手段７４に記憶された変換パターンデータが読み出され、変換パターンデータにエッジ強調処理が施されて、金種決定部７６に出力される。

データ処理手段７５から、エッジ強調処理が施された変換パターンデータが入力されると、金種決定部７６は、第二の金種判別部７２から入力された第二の金種判別信号に基づき、基準パターンデータ記憶手段４７に、ｒθ座標系に展開されて、記憶された各金種の硬貨１の表裏面の基準パターンデータの中から、第二の金種判別部７２が判別した金種の硬貨１の表面の基準パターンデータを読み出す。

第三の判別手段５２の金種決定部７６は、第二の判別手段５１の金種決定部６６と全く同様にして、エッジ強調処理が施された変換パターンデータのθ軸方向のずれを補正した上で、変換パターンデータを展開し直し、基準パターンデータとパターンマッチングすることによって、硬貨１が、第二の金種判別部７２により、判別された金種の硬貨であるか、あるいは、受け入れ不能な硬貨であるかを決定する。

すなわち、金種決定部７６は、まず、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤを算出するとともに、第二の金種判別部７２から出力された第二の金種判別信号に基づいて、基準パターンデータ記憶手段４７に記憶されている硬貨１の金種および面ごとのしきい値の中から、第二の金種判別部７２によって判別された金種の硬貨１のしきい値Ｔｄ１ｋを読み出して、パターンマッチングデータＤと比較する。

その結果、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤが、しきい値Ｔｄ１ｋ未満であると判定したときは、第二の判別手段５１の金種決定部６６と同様に、第三の判別手段５２の金種決定部７６は、さらに、変換パターンデータを、その金種の裏面の基準パターンデータと比較して、硬貨１が、第二の金種判別部７２により仮に決定された金種と等しい金種の硬貨か、偽貨、外国硬貨などの受け入れ不能硬貨かを判別する。

その結果、硬貨１が受け入れ不能硬貨であると判別したときは、第三の判別手段５２の金種決定部７６は、硬貨判別手段５４に受け入れ不能硬貨検出信号を出力する。

これに対して、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤが、しきい値Ｔｄ１ｋ以上ではあるときは、硬貨１は、第二の金種判別部７２により、判別された金種の硬貨であると考えられるから、金種決定部７６は、硬貨１は、第二の金種判別部７２により、判別された金種の硬貨であると判別し、金種決定信号を、硬貨判別手段５４に出力し、さらに、金種決定信号および変換パターンデータと基準パターンデータとの一致の程度を示すパターンマッチングデータとともに、硬貨１の表裏面のうち、いずれの面のパターンデータに基づいて、金種を決定したかを特定する硬貨面特定信号を、第二の汚損レベル判別手段７７に出力する。

金種決定部７６から出力された金種決定信号および硬貨面特定信号は、第二の汚損レベル判別手段７７の二値化パターンデータ生成部９０、第一の汚損レベル判別部９５に入力され、金種決定部７６から出力された金種決定信号、パターンマッチングデータおよび硬貨面特定信号は、第二の汚損レベル判別手段７７の第三の汚損レベル判別部９７に入力される。

金種決定信号および硬貨面特定信号は、第二の汚損レベル判別手段７７の二値化パターンデータ生成部９０に入力され、二値化パターンデータ生成部９０は、金種決定信号および硬貨面特定信号を受けると、金種決定信号および硬貨面特定信号に基づいて、基準パターンデータ記憶手段４７に、ｒθ座標系に、展開されて、記憶されている各金種の硬貨１の表裏面の基準パターンデータの中から、金種決定部７６が決定した金種の硬貨１の硬貨面特定信号によって特定された面の基準パターンデータを読み出して、所定強度信号レベル以上の信号強度レベルを有する画素データが「１」に、所定信号強度レベル未満の信号強度レベルを有する画素データが「０」になるように、基準パターンデータを二値化して、データ「１」の画素データからなる基準明部パターンデータおよびデータ「０」の画素データからなる基準暗部パターンデータを生成し、基準明部パターンデータを明部パターンデータ抽出部９１に出力するとともに、基準暗部パターンデータを暗部パターンデータ抽出部９２に出力する。

明部パターンデータ抽出部９１は、二値化パターンデータ生成部９０から、基準明部パターンデータを受けると、基準明部パターンデータに基づいて、パターンデータ変換手段７４に、ｒθ座標系に展開されて、記憶されている変換パターンデータから、θ軸方向のオフセット値（θ１−θ２）あるいは（θ２−θ１）を考慮して、基準明部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる明部パターンデータを抽出し、第一の平均値算出部９３に、明部パターンデータを出力する。

第一の平均値算出部９３は、明部パターンデータ抽出部９１から、明部パターンデータを受けると、明部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、明部データ信号強度平均値を算出し、第一の汚損レベル判別部９５に出力する。

一方、暗部パターンデータ抽出部９２は、二値化パターンデータ生成部９０から、基準暗部パターンデータを受け取ると、基準暗部パターンデータに基づいて、パターンデータ変換手段７４に、ｒθ座標系に展開されて、記憶されている変換パターンデータから、θ軸方向のオフセット値（θ１−θ２）あるいは（θ２−θ１）を考慮して、基準暗部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる暗部パターンデータを抽出し、第二の平均値算出部９４に、暗部パターンデータを出力する。

第二の平均値算出部９４は、暗部パターンデータ抽出部９２から、暗部パターンデータを受け取ると、暗部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、暗部データ信号強度平均値を算出し、第一の汚損レベル判別部９５に出力する。

第一の平均値算出部９３から、明部データ信号強度平均値が入力され、第二の平均値算出部９４から、暗部データ信号強度平均値が入力されると、第一の汚損レベル判別部９５は、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差を求め、金種決定部７６から入力された金種決定信号および硬貨面特定信号に基づいて、基準汚損データ記憶手段４８に記憶されている硬貨１の金種および面ごとのしきい値の中から、金種決定部７６が決定した金種の硬貨１の対応する面のしきい値Ｔ１ｋを選択して、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差と比較する。

その結果、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差がしきい値Ｔ１ｋ以上であると判定したときは、第一の汚損レベル判別部９５は、硬貨１の上面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別し、第一の汚損レベル判別信号を、汚損レベル決定部９８に出力する。

これに対し、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差がしきい値Ｔ１ｋ未満であると判定したときは、第一の汚損レベル判別部９５は、硬貨１の上面の汚損レベルが所定レベルを越えて、汚損されていると判別し、第一の汚損レベル判別信号を、汚損レベル決定部９８に出力する。

金種決定部７６から出力された金種決定信号および硬貨面特定信号は、第二の汚損レベル判別部９７にも入力され、金種決定信号および硬貨面特定信号を受けると、第二の汚損レベル判別部９７は、金種決定部７６から入力された金種決定信号および硬貨面特定信号に基づき、基準汚損データ記憶手段４８に記憶されている硬貨１の金種および面ごとのしきい値の中から、金種決定部７６が決定した金種の硬貨１の対応する面のしきい値Ｔｄ２ｊ（Ｔｄ１ｊ＜Ｔｄ２ｊ）を選択し、選択したしきい値Ｔｄ２ｊと、金種決定部７６から入力された変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤとを比較する。

その結果、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤがしきい値Ｔｄ２ｊ以上であると判定したときは、第二の汚損レベル判別部９７は、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別し、第二の汚損レベル判別信号を、汚損レベル決定部９８に出力する。

これに対して、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤと、基準汚損データ記憶手段４８から読み出したしきい値Ｔｄ２ｊと比較した結果、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤがしきい値Ｔｄ２ｊ未満であると判定したときは、第二の汚損レベル判別部９７は、硬貨１の下面の汚損レベルが、所定レベルを越えて、汚損されていると判別し、第二の汚損レベル判別信号を、汚損レベル決定部９８に出力する。

最後に、第一の汚損レベル判別部９５から入力された第一の汚損レベル判別信号および第二の汚損レベル判別部９７から入力された第二の汚損レベル判別信号に基づき、汚損レベル判別部９８によって、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベルを越えているか否かが決定される。

すなわち、第一の汚損レベル判別部９５から入力された第一の汚損レベル判別信号および第二の汚損レベル判別部９７から入力された第二の汚損レベル判別信号に基づき、第一の汚損レベル判別部９５および第二の汚損レベル判別部９７が、いずれも、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別していると判定したときは、汚損レベル判別部９８は、最終的に、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別する。

これに対して、第一の汚損レベル判別部９５から入力された第一の汚損レベル判別信号および第二の汚損レベル判別部９７から入力された第二の汚損レベル判別信号に基づき、第一の汚損レベル判別部９５および第二の汚損レベル判別部９７のいずれか一方が、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベルを越えて、汚損されていると判別していると判定したときは、汚損レベル判別部９８は、最終的に、硬貨１の下面の汚損レベルが所定レベルを越えて、汚損されていると判別し、硬貨判別手段５４に、汚損硬貨検出信号を出力する。

硬貨判別手段５４は、第二の判別手段５１の金種決定部６６から入力された金種決定信号および硬貨面特定信号ならびに第三の判別手段５２の金種決定部７６から入力された金種決定信号および硬貨面特定信号に基づき、第二の判別手段５１によって判別された硬貨１の金種と、第三の判別手段５２によって判別された硬貨１の金種とが一致し、かつ、第二の判別手段５１によって判別された硬貨１の面がその金種の硬貨１の一方の面で、第三の判別手段５２によって判別された硬貨１の面がその金種の硬貨１の他方の面であると判定したときは、硬貨１は、第二の判別手段５１および第三の判別手段５２によって判別された金種の受け入れ可能な硬貨であると、最終的に判定する。

これに対して、第二の判別手段５１の金種決定部６６から、受け入れ不能硬貨検出信号が入力されているとき、第三の判別手段５２の金種決定部７６から、受け入れ不能硬貨検出信号が入力されているとき、第二の判別手段５１の金種決定部６６から入力された金種決定信号および第三の判別手段５２の金種決定部７６から入力された金種決定信号に基づき、第二の判別手段５１によって判別された硬貨１の金種と、第三の判別手段５２によって判別された硬貨１の金種とが一致しないと判定したとき、あるいは、第二の判別手段５１の金種決定部６６から入力された金種決定信号および硬貨面特定信号ならびに第三の判別手段５２の金種決定部７６から入力された金種決定信号および硬貨面特定信号に基づき、第二の判別手段５１によって判別された硬貨１の金種と、第三の判別手段５２によって判別された硬貨１の金種とが一致しているが、第二の判別手段５１によって判別された硬貨１の面がその金種の硬貨１の一方の面で、第三の判別手段５２によって判別された硬貨１の面がその金種の硬貨１の他方の面ではないと判別したときは、硬貨判別手段５４は、硬貨１は、偽貨や外国硬貨などの受け入れ不能な硬貨であると判定し、表示手段（図示せず）に、受け入れ不能硬貨検出信号を出力して、偽貨や外国硬貨などの受け入れ不能な硬貨が検出された旨を表示させる。

さらに、第一の汚損レベル判別手段６７の汚損レベル決定部８８から、汚損硬貨検出信号が入力されているとき、あるいは、第二の汚損レベル判別手段７７の汚損レベル決定部９８から、汚損硬貨検出信号が入力されているときは、硬貨判別手段５４は、硬貨１は、汚損レベルが所定レベルを越えた汚損硬貨であると判定し、表示手段（図示せず）に、汚損硬貨検出信号を出力して、汚損レベルが所定レベルを越えた汚損硬貨が検出された旨を表示させる。

こうして、受け入れ不能な硬貨と判別された硬貨あるいは汚損レベルが所定レベルを越えた汚損硬貨であると判別された硬貨は選別され、受け入れ可能と判別された硬貨とは、別個に回収される。

本実施態様によれば、発光素子２０から発せられ、硬貨１の一方の面によって反射された光を、センサ２４によって、光電的に検出して、第一の画像データ生成手段２２により生成された硬貨１の一方の面のパターンデータおよび発光素子３０から発せられ、硬貨１の他方の面によって反射された光を、センサ３４によって、光電的に検出して、第二の画像データ生成手段３２により生成された硬貨１の他方の面のパターンデータに基づいて、硬貨１が受け入れ可能か否かおよび硬貨１の金種を判別するとともに、硬貨１が所定レベルを越えて、汚損されているか否かを判別するように構成されているから、装置を大型化させることなく、第一の発光手段２１および第一の画像データ生成手段２２によって構成された第一のパターンデータ検出ユニット４と、第二の発光手段３１および第二の画像データ生成手段３２によって構成された第二のパターンデータ検出ユニット５とを、硬貨通路２に沿って、配置するだけで、硬貨１が受け入れ可能か否かおよび硬貨１の金種を判別するとともに、硬貨１が所定レベルを越えて、汚損されているか否かを判別することができ、硬貨判別装置を小型化することが可能になる。

また、本実施態様によれば、汚損レベルの高い硬貨１ほど、明部データ信号強度平均値が低くなり、その一方で、汚損レベルの高い硬貨１ほど、暗部データ信号強度平均値が高くなるという新規な知見に基づき、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差と、しきい値Ｔ１ｊとを比較することによって、硬貨１が所定レベルを越えて、汚損されているか否かを判別するように構成されているから、精度良く、硬貨１が所定レベルを越えて、汚損されているか否かを判別することが可能になる。

さらに、本実施態様によれば、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差がしきい値Ｔ１ｊあるいはＴ１ｋ以上である場合においても、ただちに、硬貨１が汚損されていないと判別することなく、さらに、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤと、しきい値Ｔｄ２ｊあるいはＴｄ２ｋを比較し、変換パターンデータと基準パターンデータとのパターンの一致の程度を示すパターンマッチングデータＤが、しきい値Ｔｄ２ｊあるいはＴｄ２ｋ以上であると判定したときに、初めて、硬貨１が汚損されていないと判別するように構成されているから、硬貨１が、長期間にわたって、流通し、汚損された結果、硬貨１のエッジ部分が傷つけられた場合、硬貨１のエッジ部分に、さびや汚れが付着している場合、硬貨１の平坦な部分に、さびや汚れが付着している場合、硬貨１に反りや変形が生じている場合あるいは硬貨１の一部が欠けた場合に、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差がしきい値Ｔ１ｊあるいはＴ１ｋ以上になっても、誤って、硬貨１が、所定のレベルを越えて、汚損されていないと判別することを効果的に防止することができ、したがって、硬貨１の判別精度を大幅に向上させることが可能になる。

また、本実施態様によれば、データ処理手段６５、７５によって、ｒθ座標系に、座標変換された変換パターンデータに、エッジ強調処理を施し、ｒθ座標系に、座標変換された基準パターンデータと比較して、硬貨１が受け入れ可能か否かおよび硬貨１の金種を判別しているから、精度良く、硬貨１が受け入れ可能か否かおよび硬貨１の金種を判別することが可能になる。

さらに、本実施態様によれば、硬貨１の両面のパターンに基づいて、硬貨１が受け入れ可能か否かおよび硬貨１の金種を判別するとともに、硬貨１が所定レベルを越えて、汚損されているか否かを判別しているから、精度良く、硬貨１が受け入れ可能か否かおよび硬貨１の金種を判別することが可能になり、また、硬貨１の一方の面が、所定レベルを越えて、汚損されている場合にも、確実に、汚損硬貨を判別することが可能になる。

図１５は、本発明の別の好ましい実施態様にかかる硬貨判別装置の略縦方向断面図である。

図１５に示されるように、本実施態様にかかる硬貨判別装置は、第二のパターンデータ検出ユニット５の上流側の部分から下流側の部分にわたって、硬貨通路部材３が切断されており、その部分に、硬貨通路部材３の上面よりも上方に位置する搬送ベルト７が設けられている。したがって、硬貨通路部材の上面により、その下面が支持されつつ、搬送ベルト６によって搬送されて来た硬貨１は、その下面が、搬送ベルト７によって支持され、第二のパターンデータ検出ユニット５の部分に搬送されるように構成されている。

第二のパターンデータ検出ユニット５によって、硬貨１の上面のパターンデータが検出されると、硬貨１は、搬送ベルト３９によって、硬貨通路部材３の上面に押圧されつつ、硬貨通路２内を、さらに下流側に向けて、送られる。

本実施態様においては、第一のパターンデータ検出ユニット４の部分においては、硬貨１は、搬送ベルト６によって、硬貨通路部材３に形成された第一の透明通路部９の上面に押圧されつつ、搬送されている状態で、硬貨通路部材３の下方に配置された発光素子２０から、第一の透明通路部９を介して、光を照射され、硬貨１の下面からの反射光が、センサ２４によって、光電的に検出されて、硬貨１の下面のパターンデータが生成され、さらに、硬貨１は、硬貨通路部材３から、搬送ベルト７に受け渡され、搬送ベルト７によって、その下面が支持されて、搬送ベルト７の上方に設けられ、硬貨通路形成部材８の下面に押圧されつつ、搬送されている状態で、硬貨通路形成部材８の上方に配置された発光素子３０から、硬貨通路形成部材８に形成された第二の透明通路部１０を介して、光を照射されて、硬貨１の上面からの反射光が、センサ３４によって、光電的に検出されて、硬貨１の上面のパターンデータが生成されている。したがって、本実施態様によれば、硬貨１を搬送しながら、所望のように、硬貨１の両面の光学パターンを検出して、得られた硬貨１の両面のパターンデータに基づいて、硬貨１が受け入れ可能か否かおよび硬貨１の金種ならびに硬貨１の汚損レベルを判別することが可能になる。

本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

たとえば、前記実施態様においては、第一の汚損レベル判別手段６７が、金種決定部６６から入力された金種決定信号および硬貨面特定信号に基づいて、基準パターンデータ記憶手段４７に、ｒθ座標系に展開されて、記憶されている各金種の硬貨１の表裏面の基準パターンデータの中から、金種決定部６６が決定した金種の硬貨１の表裏面の基準パターンデータを読み出して、所定強度信号レベル以上の信号強度レベルを有する画素データが「１」に、所定信号強度レベル未満の信号強度レベルを有する画素データが「０」になるように、基準パターンデータを二値化して、データ「１」の画素データからなる基準明部パターンデータおよびデータ「０」の画素データからなる基準暗部パターンデータを生成し、基準明部パターンデータを明部パターンデータ抽出部８１に出力するとともに、基準暗部パターンデータを暗部パターンデータ抽出部８２に出力する二値化パターンデータ生成部８０を備え、第二の汚損レベル判別手段７７が、金種決定部７６から入力された金種決定信号および硬貨面特定信号に基づいて、基準パターンデータ記憶手段４７に、ｒθ座標系に展開されて、記憶されている各金種の硬貨１の表裏面の基準パターンデータの中から、金種決定部７６が決定した金種の硬貨１の表裏面の基準パターンデータを読み出して、所定強度信号レベル以上の信号強度レベルを有する画素データが「１」に、所定信号強度レベル未満の信号強度レベルを有する画素データが「０」になるように、基準パターンデータを二値化して、データ「１」の画素データからなる基準明部パターンデータおよびデータ「０」の画素データからなる基準暗部パターンデータを生成し、基準明部パターンデータを明部パターンデータ抽出部９１に出力するとともに、基準暗部パターンデータを暗部パターンデータ抽出部９２に出力する二値化パターンデータ生成部９０を備えているが、あらかじめ、各金種の硬貨の表裏面の基準パターンデータを、所定強度信号レベル以上の信号強度レベルを有する画素データが「１」に、所定信号強度レベル未満の信号強度レベルを有する画素データが「０」になるように二値化して、データ「１」の画素データからなる基準明部パターンデータおよびデータ「０」の画素データからなる基準暗部パターンデータを生成して、基準パターンデータ記憶手段４７に記憶させ、第一の汚損レベル判別手段６７の明部パターンデータ抽出部８１および暗部パターンデータ抽出部８２ならびに第二の汚損レベル判別手段７７の明部パターンデータ抽出部８１および暗部パターンデータ抽出部９２が、それぞれ、基準パターンデータ記憶手段４７に記憶されている基準明部パターンデータおよび基準暗部パターンデータを読み出して、明部パターンデータおよび暗部パターンデータを抽出するように構成することもできる。このように構成することによって、演算時間を短縮させて、判別の効率化を図ることが可能になる。

また、前記実施態様においては、モノクロタイプのセンサ２４およびモノクロタイプのセンサ３４を用いて、硬貨１の表裏面のパターンデータを生成しているが、モノクロタイプのセンサ２４およびモノクロタイプのセンサ３４に代えて、カラーセンサを用いて、カラーパターンデータを生成し、明部データ信号強度平均値と暗部データ信号強度平均値との差およびパターンマッチングデータに基づいて、硬貨１が所定レベルを越えて、汚損されているかを判別するとともに、硬貨１の表裏面のカラーパターンデータ中のＲデータ、ＧデータおよびＢデータに基づき、硬貨１の表裏面の色度データおよび明度データを算出し、基準色度データおよび基準明度データと比較して、硬貨１が所定レベルを越えて、汚損されているかを判別するように構成することもできる。

さらに、本明細書において、手段とは、必ずしも物理的手段を意味するものではなく、各手段の機能が、ソフトウエアによって実現される場合も包含する。また、一つの手段の機能が二以上の物理的手段により実現されても、二以上の手段の機能が一つの物理的手段により実現されてもよい。

図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる硬貨判別装置の略縦方向断面図である。図２は、第一の透明通路部の略平面図である。図３は、本発明の好ましい実施態様にかかる硬貨判別装置の検出系、制御系、判別系を示すブロックダイアグラムである。図４は、第二の判別手段のブロックダイアグラムである。図５は、第三の判別手段のブロックダイアグラムである。図６は、第一の汚損レベル判別手段のブロックダイアグラムである。図７は、第二の汚損レベル判別手段のブロックダイアグラムである。図８は、中心座標決定部によって実行されるパターンデータの中心座標の算出方法を示す概念図である。図９は、センサにより生成され、画像パターンデータメモリに展開されて、記憶された硬貨のパターンデータの一例を示す図面である。図１０は、パターンデータ変換手段によって、図９に示されたパターンデータが、ｒθ座標系に、座標変換されて、生成された変換パターンデータの例を示す図面である。図１１は、ｒθ座標系に、展開された硬貨の基準パターンデータの例を示す図面である。図１２は、データ中心から所定の距離ｒ０の図１０に示された変換パターンデータを３６０度の範囲にわたって、読み取ったパターンデータ値を示すグラフである。図１３は、データ中心から所定の距離ｒ０の図１３に示された基準パターンデータを３６０度の範囲にわたって、読み取ったパターンデータ値を示すグラフである。図１４は、展開し直された変換パターンデータを示す図面である。図１５は、本発明の別の好ましい実施態様にかかる硬貨判別装置の略縦方向断面図である。

符号の説明

１硬貨
２硬貨通路
３硬貨通路部材
４第一のパターンデータ検出ユニット
５第二のパターンデータ検出ユニット
６搬送ベルト
７搬送ベルト
７ａ開口部
７ｂ、７ｃバックアップローラ
８硬貨通路形成部材
９第一の透明通路部
１０第二の透明通路部
１１ガイドレール
１２磁気センサ
２０発光素子
２１第一の発光手段
２２第一の画像データ生成手段
２３レンズ系
２４センサ
２５発光素子
２６受光素子
２７タイミングセンサ
２８Ａ／Ｄコンバータ
３０発光素子
３１第二の発光手段
３２第二の画像データ生成手段
３３レンズ系
３４センサ
３５発光素子
３６受光素子
３７タイミングセンサ
３８Ａ／Ｄコンバータ
３９搬送ベルト
４０発光制御手段
４１画像読み取り制御手段
４５第一の基準データメモリ
４６第二の基準データメモリ
４７基準パターンデータ記憶手段
４８基準汚損データ記憶手段
５０第一の判別手段
５１第二の判別手段
５２第三の判別手段
５４硬貨判別手段
６０画像パターンデータメモリ
６１第一の金種判別部
６２第二の金種判別部
６３中心座標決定手段
６４パターンデータ変換手段
６５データ処理手段
６６金種決定手段
６７第一の汚損レベル判別手段
７０画像パターンデータメモリ
７１第一の金種判別部
７２第二の金種判別部
７３中心座標決定手段
７４パターンデータ変換手段
７５データ処理手段
７６金種決定手段
７７第二の汚損レベル判別手段
８０二値化パターンデータ生成部
８１明部パターンデータ抽出部
８２暗部パターンデータ抽出部
８３第一の平均値算出部
８４第二の平均値算出部
８５第一の汚損レベル判別部
８７第二の汚損レベル判別部
８８汚損レベル決定部
９０二値化パターンデータ生成部
９１明部パターンデータ抽出部
９２暗部パターンデータ抽出部
９３第一の平均値算出部
９４第二の平均値算出部
９５第一の汚損レベル判別部
９７第二の汚損レベル判別部
９８汚損レベル決定部

Claims

硬貨の表面に光を照射し、前記硬貨の表面によって反射された光を光電的に検出して、前記硬貨の表面の検出パターンデータを生成し、対応する金種の硬貨の基準パターンデータを、所定強度信号レベル以上の信号強度レベルを有する画素データが「１」に、所定信号強度レベル未満の信号強度レベルを有する画素データが「０」になるように二値化して、生成されたデータ「１」の画素データからなる基準明部パターンデータおよびデータ「０」の画素データからなる基準暗部パターンデータに基づき、前記検出パターンデータから、前記基準明部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる明部パターンデータを抽出するとともに、前記検出パターンデータから、前記基準暗部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる暗部パターンデータを抽出し、前記明部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、明部データ信号強度平均値を算出するとともに、前記暗部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、暗部データ信号強度平均値を算出し、前記明部データ信号強度平均値と、前記暗部データ信号強度平均値との差を算出して、金種毎に定められたしきい値のうち、対応する金種の硬貨の第一のしきい値と比較するとともに、前記検出パターンデータと、対応する金種の硬貨の前記基準パターンデータとをパターンマッチングによって、比較して、前記検出パターンデータと前記基準パターンデータのパターンの一致の程度を算出し、前記検出パターンデータと前記基準パターンデータとのパターンの一致の程度を、第二のしきい値と比較し、前記明部データ信号強度平均値と、前記暗部データ信号強度平均値との差が、前記第一のしきい値以上で、かつ、前記検出パターンデータと前記基準パターンデータとのパターンの一致の程度が、前記第二のしきい値以上のときに、前記硬貨の表面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別するとともに、前記明部データ信号強度平均値と、前記暗部データ信号強度平均値との差が、前記第一のしきい値未満か、あるいは、前記検出パターンデータと前記基準パターンデータとのパターンの一致の程度が、前記第二のしきい値未満のときに、前記硬貨の表面が、所定レベルを越えて、汚損されていると判別することを特徴とする硬貨判別方法。
前記検出パターンデータおよび前記基準パターンデータが、ｒθ座標系に展開されていることを特徴とする請求項１に記載の硬貨判別方法。
硬貨の下面を支持する硬貨通路部材と、前記硬貨通路部材の上方に設けられ、前記硬貨通路部材との間に、硬貨通路を形成し、前記硬貨通路部材との間で、硬貨を挟持して搬送可能な第一の搬送ベルトと、第一の搬送ベルトによって、前記前記硬貨通路部材上を搬送されている硬貨の下面に向けて、前記硬貨通路部材に形成された第一の透明通路部を介して、光を発する第一の光源と、前記第一の光源から発せられ、前記硬貨の下面により反射された光を、前記第一の透明通路部を介して、光電的に受光し、前記硬貨の下面の検出パターンデータを生成する第一の受光手段と、硬貨の下面を支持する第二の搬送ベルトと、前記第二の搬送ベルトの上方に設けられ、その下面と前記第二の搬送ベルトとの間に、前記硬貨通路を形成し、その下面と前記第二の搬送ベルトとの間で、硬貨を挟持して搬送可能な硬貨通路形成部材と、前記第二の搬送ベルトによって支持されつつ、搬送されている硬貨の上面に向けて、前記硬貨通路形成部材に形成された第二の透明通路部を介して、光を発する第二の光源と、前記第二の光源から発せられ、前記硬貨の上面により反射された光を、前記第二の透明通路部を介して、光電的に受光し、前記硬貨の上面の検出パターンデータを生成する第二の受光手段と、前記第一の受光手段により生成された前記硬貨の下面の検出パターンデータを記憶する第一のパターンデータ記憶手段と、前記第二の受光手段により生成された前記硬貨の上面の検出パターンデータを記憶する第二のパターンデータ記憶手段と、金種毎の硬貨の基準パターンデータを記憶する基準パターンデータ記憶手段と、金種毎の硬貨の基準汚損レベルデータを記憶する基準汚損レベルデータ記憶手段と、前記第一のパターンデータ記憶手段に記憶された前記硬貨の下面の検出パターンデータと前記基準パターンデータ記憶手段に記憶された硬貨の金種毎の前記基準パターンデータとを、パターンマッチングによって、比較するとともに、前記第二のパターンデータ記憶手段に記憶された前記硬貨の上面の検出パターンデータと前記基準パターンデータ記憶手段に記憶された硬貨の金種毎の前記基準パターンデータとを、パターンマッチングによって、比較して、前記硬貨が受け入れ可能か否かおよび前記硬貨の金種を判別する金種判別手段と、前記第一のパターンデータ記憶手段に記憶された前記硬貨の下面の検出パターンデータおよび前記第二のパターンデータ記憶手段に記憶された前記硬貨の上面の検出パターンデータに基づき、前記硬貨が、所定レベルを越えて、汚損されているか否かを判別する汚損レベル判別手段を備え、前記汚損レベル判別手段が、前記金種判別手段が判別した金種の硬貨の表裏面の基準パターンデータを、所定強度信号レベル以上の信号強度レベルを有する画素データが「１」に、所定信号強度レベル未満の信号強度レベルを有する画素データが「０」になるように二値化して、生成されたデータ「１」の画素データからなる基準明部パターンデータおよびデータ「０」の画素データからなる基準暗部パターンデータに基づき、前記硬貨の下面の検出パターンデータから、硬貨の下面の前記基準明部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる明部パターンデータを抽出するとともに、前記硬貨の下面の前記検出パターンデータから、硬貨の下面の前記基準暗部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる暗部パターンデータを抽出し、前記明部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、明部データ信号強度平均値を算出するとともに、前記暗部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、暗部データ信号強度平均値を算出し、前記明部データ信号強度平均値と、前記暗部データ信号強度平均値との差を算出して、前記基準汚損レベルデータ記憶手段に記憶されている各金種の表面および裏面についてのしきい値のうち、前記金種判別手段によって判別された金種の硬貨の下面の第一のしきい値と比較するとともに、前記硬貨の下面の前記検出パターンデータと、対応する金種の硬貨の前記基準パターンデータとをパターンマッチングによって、比較し、前記硬貨の下面の前記検出パターンデータと前記基準パターンデータのパターンの一致の程度を算出して、前記硬貨の下面の前記検出パターンデータと前記基準パターンデータとのパターンの一致の程度を、第二のしきい値と比較し、前記明部データ信号強度平均値と、前記暗部データ信号強度平均値との差が、前記第一のしきい値以上で、かつ、前記硬貨の下面の前記検出パターンデータと前記基準パターンデータとのパターンの一致の程度が、前記第二のしきい値以上のときに、前記硬貨の下面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別するとともに、前記明部データ信号強度平均値と、前記暗部データ信号強度平均値との差が、前記第一のしきい値未満か、あるいは、前記硬貨の下面の前記検出パターンデータと前記基準パターンデータとのパターンの一致の程度が、前記第二のしきい値未満のときに、前記硬貨の下面が、所定レベルを越えて、汚損されていると判別し、さらに、前記硬貨の上面の検出パターンデータから、硬貨の上面の前記基準明部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる明部パターンデータを抽出するとともに、前記硬貨の上面の前記検出パターンデータから、硬貨の上面の前記基準暗部パターンデータに含まれている画素に対応する画素からなる暗部パターンデータを抽出し、前記明部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、明部データ信号強度平均値を算出するとともに、前記暗部パターンデータに含まれた画素の信号強度レベルを平均して、暗部データ信号強度平均値を算出し、前記明部データ信号強度平均値と、前記暗部データ信号強度平均値との差を算出して、前記基準汚損レベルデータ記憶手段に記憶されている各金種の表面および裏面についてのしきい値のうち、前記金種判別手段によって判別された金種の硬貨の上面の第三のしきい値と比較するとともに、前記硬貨の上面の前記検出パターンデータと、対応する金種の硬貨の前記基準パターンデータとをパターンマッチングによって、比較し、前記硬貨の上面の前記検出パターンデータと前記基準パターンデータのパターンの一致の程度を算出して、前記硬貨の上面の前記検出パターンデータと前記基準パターンデータとのパターンの一致の程度を、第四のしきい値と比較し、前記明部データ信号強度平均値と、前記暗部データ信号強度平均値との差が、前記第三のしきい値以上で、かつ、前記硬貨の上面の前記検出パターンデータと前記基準パターンデータとのパターンの一致の程度が、前記第四のしきい値以上のときに、前記硬貨の上面の汚損レベルが所定レベル以下であると判別するとともに、前記明部データ信号強度平均値と、前記暗部データ信号強度平均値との差が、前記第三のしきい値未満か、あるいは、前記硬貨の上面の前記検出パターンデータと前記基準パターンデータとのパターンの一致の程度が、前記第四のしきい値未満のときに、前記硬貨の上面が、所定レベルを越えて、汚損されていると判別するように構成されたことを特徴とする硬貨判別装置。
前記基準パターンデータ記憶手段が、前記基準明部パターンデータおよび前記基準暗部パターンデータを記憶するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の硬貨判別装置。
前記汚損レベル判別手段が、前記基準パターンデータ記憶手段に記憶されている前記金種判別手段が判別した金種の硬貨の下面の前記基準明部パターンデータおよび前記基準暗部パターンデータならびに硬貨の上面の前記基準明部パターンデータおよび前記基準暗部パターンデータを生成するように構成されたことを特徴とする請求項３に記載の硬貨判別装置。
前記金種判別手段が、ｒθ座標系に展開された前記基準パターンデータと、ｒθ座標系に展開された検出パターンデータとを、パターンマッチングによって、比較することによって、硬貨が受け入れ可能か否かおよび硬貨の金種を判別するように構成されたことを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載の硬貨判別装置。
さらに、前記検出パターンデータにエッジ強調処理を施すデータ処理手段を備え、前記金種判別手段が、前記基準パターンデータと、エッジ強調処理が施された前記検出パターンデータとを、パターンマッチングによって、比較することによって、硬貨が受け入れ可能か否かおよび硬貨の金種を判別するように構成されたことを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１項に記載の硬貨判別装置。