JP4543029B2 - コインのテスト方法及びテスト装置 - Google Patents

Description

本発明は、イメージセンサを用いてコインのイメージを検知するコインのテスト方法及びテスト装置に関する。

コインのエンボスを認識するプロセスにおいて、通常、列（コラム）及び行（ライン）に配列されたピクセルを有する写真イメージセンサを用いる方法が知られている。この方法では、移動対象物、即ち、コイン（また、ここでは、「コイン」はトークン又はカウンタ等を示す。）の記録の正確な瞬間を判断する必要がある。ひとつの問題は、自由な動きのなかでのコインを検知し、現在のイメージ記録システム又はイメージセンサのみでコインの走行を観察することである。イメージセンサを通過するようなコインの動的行動及び光学イメージセンサによるイメージ生成の間、イメージエリアを通過する時間及びセンサの記録スピードの厳密な分析が行なわれる必要がある。露光時間及び記録の瞬間のための正確な値を判断することは、大変重要である。特別な場合では可能であるが、コインが、イメージセンサの記録エリアを一定のスピードで進むことは期待できず、短い時間でさえも記録エリアにとどまることはない。 調査される４つのタイムエリアは、即ち、センサエリアへのコインの進入（run-in）と、記録/露光時間と、評価装置でのイメージ処理のためのデータ転送又は送信と、イメージ処理、分析及び評価とである。４番目の時間枠には、固定値は与えられていないが、全体のプロセスの最大時間は別として、最初の３つの時間枠では、極端にスピードが重要視される。

選択されたコインの進入時間は測定され、その進入時間は、イメージセンサの記録エリアおけるコイン縁部の出現からこの記録エリアによるコインの完全な検知までの時間として測定される。測定された進入時間は、４．５ｍｓから９．９ｍｓの間であり、０．０１、０．１０、１及び２ユーロコインは、それぞれ４．９ｍｓ、５．９ｍｓ、６．９９ｍｓ及び７．７１ｍｓである。測定されるコインの対象直径範囲は、１５ｍｍから３３ｍｍの間である。実際のコインチェッカの測定は、３ｍ/ｓの最大コインスピードである。このような既定の条件では、イメージを周期的に走査することにより、正確な記録場所までコインの走行についてくことは想定できない。また、このような場合、イメージセンサから操作処理装置までのデータ転送時間は長すぎる。

本発明の第１の目的は、テストされるコインのイメージを記録するイメージセンサを用いたコインのテスト方法及びテスト装置において、コインのイメージの記録の瞬間又は、記録の場所がそれぞれ確実に判断され、イメージセンサから評価装置までのデータ転送時間が短縮されるコインのテスト方法及びテスト装置を提供することである。

この目的は、メインクレームの特徴及びその従属の装置クレームの特徴による本発明に応じて達成される。

本発明は、イメージセンサの機能を用い適切な部分的エリアを選択する。個々のピクセルの走査スピードは、それらの数とは関係がないため、転送スピードを、実質的に、選択されるポイントの数に比例すると仮定することができる。コインの移動方向における少なくとも１つのフロント列（コラム）及び/又はイメージセンサの少なくとも１つの行（ライン）は、時間的検知情報と共にコインの移動についての情報を提供するコインのパラメータを検知し、これらのパラメータ及び時間的情報に基づいて、コインが記録に望ましいイメージセンサの対象エリアに現れるときを判断し、イメージセンサは、対象エリアのコラム及びラインの作動に切り替えられ、記録が開始されるので、コインの移動を観察し、コインのイメージの実際の記録の瞬間を正確に算出することができ、イメージセンサでのコインの対象エリアのみの駆動の結果、イメージデータを読み出すための時間は短縮される。

従属クレームに引用された方法により、有益な発展及び進歩が可能となる。

移動方向における少なくとも１つのフロント列によるコインの頂点の検知を通じて、コインの直径を測定することができ、これにより対象エリアの高さ及び幅に関する情報提供することができる。

コインの先端及び頂点の走査、走査の時間的情報及びコインの直径により、コインのスピードを簡単な方法で算出することができる。特に、イメージセンサの記録エリアは、コインの表面より若干大きいため、ゆっくり移動する小さいコインの場合には、このスピード情報は、すでに記録の瞬間を定めるためには十分である。従って、チェックされずにセンサエリアを通過することはまれである。

コインのスピード及び/又は加速度を、走査時間及び対象距離の関数として正確に算出することができるため、コインの頂点を検知した後、直径の半分の高さでイメージセンサの少なくとも１つの行を駆動させ、コインの先端を数回走査することは、特に有益である。従って、たとえコインが、進入の過程で遅れ又は加速しても、認識の瞬間を正確に判断することができる。

コインが少なくとも１つの列を通過すると、コインの高さパターンが検知され評価され、その高さパターンにおいて不連続が存在する場所で溝が認識されることは有益である。

照明装置は有益に設けられており、照明装置は認識の瞬間にパルス状に駆動する、従って、記録の瞬間の定着の結果として、良好な照明を達成することができ、コインのスピードに応じて、照明の長さを決定することが可能となる。

本発明の実施例を、図面を用いて以下に詳細に説明する。

本発明に係る装置は、コインチェッカの他の測定システムを有するコインチェッカ、好ましくは、コインチャンネルに設けられる。前記装置を、コインチェッカコントロールシステムのサブシステムとして構成することができる。その装置は、イメージセンサを備え、「イメージセンサ」は、レンズシステムを有する全体の記録装置を含むことを意図とする。更に、照明装置が設けられ、照明装置は、イメージセンサと関係し、フラッシュライト機能、即ち、コインの表面のパルス照明を生成する。

図１は、本発明に係る装置を概略的に示す。図１に示す装置は、適切なレンズシステムを備え、コイントラック１の領域に配列されたイメージセンサ２と、コインチェッカコントロールシステムの構成要素である評価ユニット３と、照明装置４とを備える。イメージセンサ２として構成された記録装置は、特定の視野及び特定のフォーカスエリアが存在するレンズシステムを備える。光学的な歪み又は不鮮明さが生じないように、撮影されるコイン５は、このエリアに配列される必要がある。対象エリアを示す実例であるイメージセンサ２には、多数の列（コラム）及び行（ライン）が設けられている。多数の列及び行は、ピクセルから形成され、評価ユニット３に接続され、実際の記録のためだけでなく、センサからのデータの読み出しのための行及び列の初期化及び駆動のために、評価ユニット３により個々に又はエリアごとに始動する。記録は、光学イメージの「電気的定着」の工程であり、即ち、電荷坦体としての光学的機能が、電気的「シャッター」として機能する。これは、移動によるぼけをさけるためにできるだけ短い時間で起こるものである。センサからデータが読み出されると、コインは、すでに前進している。記録のために列及び行を始動させることにより、照明装置４も始動する。

コイン５の査定可能な記録を達成することができるように、進入コイン５の移動パラメータに基づき、記録の瞬間は、所望の測定位置又は所望の記録場所で評価ユニット３を介して測定される必要がある。このために、好ましい実施例では、検知の初めで、進入コイン５の移動方向６におけるイメージセンサ２の第１列７のみを駆動させ、この第１列７のピクセルは、評価ユニット３により連続的に読み出され、コインの進入は待たされる。コイン５がイメージセンサに入ると、その先端が、列７により検知され、評価ユニット３により認識される。評価ユニット３は、コインの頂点を認識することを意図とする高さチェックを駆動させる。

図２に示すように、頂点に到達すると、評価ユニット３は、コイン５の直径を測定する。コイン５の直径は、システムの第1測定値として保存される。所望の対象エリアはその直径から決定される。

スピードが先端の走査の瞬間、頂点の走査の瞬間及び直径から算出されるため、この時点で、コインの進入スピードの第１査定が可能となる。簡単な場合では、即ち、ある不明瞭が認められると、この情報は、すでに、スピード及び所望の測定場所から算出することのできる記録の瞬間を決定するために十分である。破線で示された所望の記録エリア８は、この場合では、コインの表面のほとんどを覆うため、これは、特に、ゆっくり走る小さなコインにとって事実である。従って、コインがチェックされずにセンサエリアから抜け出ることはまれである。しかしながら、コインが進入するに従って、スピードが変化することが予測されると、コインの更なるチェックが必要となる。

図３は、コイン５の直径に対する中心線上のピクセル行９が駆動される前記したようなコインの通過の更なるチェックを示す。この駆動は、コイン５の直径を認識した後、評価ユニット３を始動させることにより行なわれる。この場合、第１走査線７は駆動されない。中心線上のコイン５の先端の走査は、システムを通過する際のコインの進展を連続的に提供する。先端の走査の時間的な情報及びそれぞれ対象距離により、それぞれのスピード、所望であれば、それぞれの加速度を測定することができる。そのスピード及び加速度は、後に、測定位置でのコインの到着の時間を判断するために用いられる。この時間的な予想に応じて、及び/又は、コイン５が所定の記録エリア８に完全に入ると、イメージセンサの行及び列は、評価ユニット３により、記録場所での対象エリアとしてコイン５の直径により決められた高さ及び幅で初期化され、予め算出された時点で始動される。これは、コインが、イメージセンサの所望の対象エリアに示された図４に示される。前もって確定されたコインの直径及びスピード及び加速度から測定された測定位置での時間により、記録されるイメージセンサ２の対象範囲は、最善の方法で選択される。

コインサイズに応じて、対象エリア又は記録エリアは、ライン及びコラムを始動させる評価ユニット３により制限され、イメージデータを読み出すための時間は、最小限に短縮される。データの評価がこれと一致すると、作業メモリのスペースを節約するために、円形のイメージの外側に位置する対象エリア１０のエリアでさえ抑制することができる。即ち、これらのエリアからの信号は、評価ユニット３により伝達されない。

図４に示すように、記録中に、照明装置４は、評価ユニット３により同時に始動する。評価ユニット３は、また、スピード及び直径についての前の情報から露光時間を判断する。記録中のコインの表面にできるだけ影のない再生可能な照明を行なうために、コインの表面に均等かつできるだけ明るい照明の拡散が必要とされる。これは、前記したように、記録の瞬間のみ駆動し、電流の高い消費量のためにパルス状に発光する。

記録のための照明は、拡散反射板を備えるリング状に配列された例えば複数の光ダイオードの形をとることができる。

現在の知識によると、記録の露光時間は、照明の慎重なコントロールにより制御される必要がある。循環コインが大変強い汚染、酸化及び反射能力のスペクトルを有することから、この制御は必要である。 更に、コストの理由から、通常、固定開口を備えるレンズシステムが用いられる。

コインの予想高走行速度の理由で、露光時間による露光のコントロールは、可能であれば、排除される必要がある。移動によるぼけを避けるために、露光時間をできるだけ短くする必要がある。照明部品又はイメージセンサのゲインコントロールへの電流の供給を制御する可能性が残る。

実際の記録のための照明に加え、コインの進入をチェックするための照明が必要とされる。その照明を、そのエリアの主要の照明よりも低い光量又はエネルギーを有する線状の照明又は点光源として構成することができる。

従って、コインの記録のための照明への要求とは関係なく、別の測定値を得ることのできる例えば、影の形成によりエンボスの深さを確定するための平らな指向性の照明、２色のコインを認識するための多色照明及び材質を認識するための色照明を用いて、他の照明技術を進入エリアに用いることができる。

進入チェックのための照明を、数回、駆動させる必要があり、そうでなければ、コインの進入の全期間の間、定期的に駆動させる必要があることは検討される必要がある。

当然、進入チェクのための照明は、基本的に進入を観察する評価ユニット３によりコントロールされる。ここでは、露光をコントロールするために用いられるコインの平均輝度を測定することができる。

ある特定の状況では、図３に示すようなコインの通過の更なるチェックを省くことにより、記録時間を除くようにテスト方法を簡略化することができる。第１列を介してのみの観察が行なわれ、接線の進入のため正確に決定することのできない第１端の通過の瞬間及び頂点の通過の瞬間が判断される。後端の通過の瞬間も検知することができる。前記したように、直径を用いてスピードを測定することができ、そのスピードから記録の瞬間を予測することができ、更に、後端の通過の瞬間をチェックのために用いることができる。境界条件がスピードを重要視せず、コインの移動がコインの走行の正確なチェックのために十分継続的であると、簡略化された走査は信頼性のあるものである。

第１列での進入チェックのサポートとして、走査エリア８内の列も走査することができる。この場所への到達時間を、その後、スピードの測定においての列のスペースの割り当てと共に用いることができる。

ある場合において、特に、検知されるコインの直径領域が同様の場合、１つの行のみを介しての観察を予想することができる。しかしながら、このような観察では、走査される行の正確な位置を決定するのに問題がある。従って、精密性に関する妥協案が設けられている。この方法では、また、コインの先端及び後端が検知され、この情報を用いてコインの中心位置を測定することが可能である。このような種類の走査では、イメージセンサのより大きな走査エリアが必要となる。

イメージデータの自由位置選択を許可せず、ピクセルのブロックでの読み出し又はより小さい解像度への切り替えを可能とする装置がある。このような場合でも、列及び可能であれば行を用いて前記したような走査を行なうことができ、列及び行は、削減された数のピクセルを有する。

図５及び図６は、本発明に係る好ましい実施例により行なうことのできる、いわゆる、溝チェックを示す。イメージセンサ又は測定システムへのコインの進入は、第１列の迅速な走査により観察され、前記したように、コインの頂点、即ち、直径が測定される。高さパターンがチェックされると、不連続を溝として評価することができる。適切な数学的な相関関係により、多角形のコインの認識も可能となる。

図５は、イメージセンサ２の第１列７を通過するコインの上端１１の拡大図を示す。簡単な場合では、１つの列のみ走査され、頂点が通過するような上端のピクセルの繰り返しの変化は、ミリングとして認識される。コインのスピードがわかると、溝の幅も推定することができる。

２つの隣接するピクセルは、それぞれ２つの否定信号を提供するため、２つの隣接する列７、１２を有する拡充形は、溝の認識を簡略化する。それらの変化は、コイン１１の縁部のミリングの存在を示す。簡略化のため、図６において、開始ポイントは、イメージセンサの１つのピクセルの寸法の溝の深さである。しかしながら、イメージセンサの解像度に応じて、溝の深さを複数のピクセルとすることもできる。溝の深さは、コインの測定可能な特徴となる。

イメージセンサに関するコインの移動の異なる状態を示す図である。 イメージセンサに関するコインの移動の異なる状態を示す図である。 イメージセンサに関するコインの移動の異なる状態を示す図である。 イメージセンサに関するコインの移動の異なる状態を示す図である。 ミルドコインの走査を概略的に示す図である。 ミルドコインの走査を概略的に示す図である。

符号の説明

２ イメージセンサ
３ 評価ユニット
４ 照明装置
５ コイン
６ 移動方向
７ 第１列
８ 記録エリア
９ ピクセル行

Claims (11)

1. コインチェッカに挿入され、行及び列を備えチェックされるコインのイメージを記録するイメージセンサを通過するコインのテスト方法であって、
   前記イメージセンサの前記コインの移動方向において、少なくとも１つのフロント列は、前記コインの先端を走査し、時間的な検知情報と共に前記コインの移動についての情報を提供するパラメータを検知し、
   前記パラメータに応じて、前記コインが前記イメージセンサの記録に望ましい対象エリアに現れるときを判断し、
   前記対象エリアの列及び行の駆動へ前記イメージセンサを切り替え、記録を始動し、
   前記コインの頂点は、前記移動方向における少なくとも１つのフロント列により走査され、
   前記コインの直径は、前記頂点の走査から測定され、
   前記コインの頂点が検知されると、前記イメージセンサの少なくとも１つの行が前記直径の半分のレベルで駆動することを特徴とするコインのテスト方法。
2. 前記コインのスピードは、前記直径と同様に、前記先端及び前記頂点の走査の瞬間に応じて算出されることを特徴とする請求項１に記載のテスト方法。
3. 前記コインの前記先端は、進入の間に走査され、前記コインの前記スピード及び/又は加速度は、走査の瞬間及び対象距離に応じて算出されることを特徴とする請求項１又は２に記載のテスト方法。
4. 記録のための前記コインの時間及び/又は位置は、前記スピード及び/又は前記加速度に応じて測定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のテスト方法。
5. 前記コインの前記先端は、前記コインの前記移動方向に配列され、少なくとも１つの前記フロント列を補う追加列により走査され、前記スピードは、前記先端の走査時間及び前記列の間の距離に応じて算出されることを特徴とする請求項４に記載のテスト方法。
6. 前記コインが通過すると、前記コインの高さパターンは、少なくとも１つの列により検知及び評価され、前記コインの前記高さパターンにおける不連続は、溝として評価されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のテスト方法。
7. 前記溝の幅は、前記コインのスピードがわかると測定されることを特徴とする請求項６に記載のテスト方法。
8. 前記コインを照射するための照明装置は、記録時にパルス状に駆動することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のテスト方法。
9. コインチェッカに挿入されるコインのテスト装置において、
   該装置は、イメージセンサ（２）と、該イメージセンサ（２）に接続された評価装置（３）とを備え、
   前記イメージセンサ（２）は、該イメージセンサ（２）を通過しチェックされる前記コイン（５）のイメージを記録するための行及び列を備え、
   前記コイン（５）の移動方向の少なくとも１つのフロント列（７）は、前記コインの一部を検知するために駆動し、
   前記評価装置（３）は、前記イメージセンサ（２）の信号及び関連する時間的な情報から所望の対象エリアを判断し、記録のために前記イメージセンサを始動させ、
   前記行及び列は、互いに個別及び/又はサブエリアで駆動するように配置され、
   前記評価装置（３）は、頂点を判断するために配置され、前記コインの直径を前記少なくとも１つのフロント列の信号から測定し、
   前記コインの頂点が検知されると、前記イメージセンサの少なくとも１つの行が前記直径の半分のレベルで駆動することを特徴とするテスト装置。
10. 照明装置は、前記評価装置（３）に接続され、記録時に前記イメージセンサ（２）のパルス照明を行なうことを特徴とする請求項９に記載のテスト装置。
11. 前記コインの進入チェックのために前記コインを照射する別の照明装置が設けられていることを特徴とする請求項９又は１０に記載のテスト装置。

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