JPH05274514A - コインの径測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】常に最適な光量を光電変換素子に与えることが
でき、高精度で、しかも、安定した測定能力が得られる
コインの径測定装置を提供する。 【構成】搬送される硬貨１の影を検出するラインセンサ
７の出力信号をカウントする第１のカウンタ１２を設
け、この第１のカウンタ１２がカウントアップする以前
にラインセンサ７が硬貨１の影を検出しなくなったと
き、第１のカウンタ１２がリセットされるように構成さ
れる。第１のカウンタ１２がカウントアップすると、第
２のカウンタ１６がカウント動作を開始し、硬貨１の影
の残り全ての期間をカウントし、硬貨１の影がなくなっ
たとき、ＣＰＵ１４が第２のカウンタ１６の値を読込
み、硬貨１の径を判別する。光量制御回路１７は, ライ
ンセンサ７の出力信号のピーク値を検出し、そのピーク
値とあらかじめ設定される基準値との比較を行ない、そ
の比較結果に基づき光源５をオン，オフ制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、硬貨あるい
はメダルなどのコインを種類ごとに選別するコイン処理
機において、コインの径を光学的に測定するコインの径
測定装置に係り、特にコイン径測定用の光電変換素子に
対する光源の光量を最適値に制御する光量制御技術に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、たとえば、硬貨を種類ごとに選
別する硬貨処理機にあっては、硬貨の径を測定すること
により、硬貨の種類を判別し、その判別結果に基づき硬
貨を種類ごとに選別するようになっている。

【０００３】従来、このような硬貨処理機において、硬
貨の径を測定する場合、たとえば、搬送される硬貨の下
方から発光ダイオードなどの光源で光を照射するととも
に、硬貨を挟んで上方にラインセンサなどの光電変換素
子を配置し、硬貨が通過するとき、硬貨の影を光電変換
素子で検出して、その影の領域をカウンタでカウントす
ることにより、硬貨の径を測定している。

【０００４】ところが、従来、硬貨径測定用の光電変換
素子に対する光源である発光ダイオードは定電流で駆動
されていたため、光電変換素子と発光ダイオードとの位
置合わせが正確に行なわれていない場合、光電変換素子
には最適な光量が与えられていなかった。また、発光ダ
イオードの経時変化による劣化、初期性能のばらつき、
環境温度の変化などによっても前記同様、最適な光量が
与えられなくなる。光電変換素子は、発光ダイオードか
らの光量が過多でも、また少なくても正確な硬貨径の測
定はできない。したがって、従来のように定電流駆動の
場合、硬貨径の測定値はばらつき、硬貨の種類の誤判別
を引き起した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、硬貨
径測定用の光電変換素子に対する光源である発光ダイオ
ードは定電流で駆動されていたため、光電変換素子と発
光ダイオードとの位置合わせが正確に行なわれていない
場合、光電変換素子に与えられる光量は最適値ではなく
なり、硬貨の誤判別を招いた。また、この位置合わせを
正確に行なうためには高コストを要した。

【０００６】また、発光ダイオードの経時変化による劣
化や、初期性能のばらつき、周囲温度の変化により、光
電変換素子に与えられる光量は変化し、その結果、光電
変換素子による径測定値は変動し、硬貨の種類の誤判別
が生じた。

【０００７】さらに、硬貨径測定部の硬貨搬送路にガラ
スや透明な樹脂などを用いた硬貨処理機では、硬貨の搬
送に伴う搬送面の曇りや汚れ、傷などにより、光源であ
る発光ダイオードからの光量は変化し、上記同様、硬貨
の種類の誤判別を引き起こすという問題があった。

【０００８】そこで、本発明は、光電変換素子と光源と
の位置合わせのばらつき、光源の経時変化による劣化、
光源の初期性能のばらつき、周囲温度の変化、および、
光電変換素子までの光の透過状態などに関係なく、常に
最適な光量を光電変換素子に与えることができ、高精度
で、しかも、安定した測定能力が得られるコインの径測
定装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のコインの径測定
装置は、測定すべきコインを搬送する搬送手段と、この
搬送手段の一方側に設けられ、前記搬送されるコインに
対して光を照射する光源と、この光源と相対向する前記
搬送手段の他方側に設けられ、前記搬送されるコインの
影を検出する光電変換素子と、この光電変換素子から得
られるコインの影検出信号により前記コインの径を判別
する判別手段と、前記光電変換素子の出力信号のピーク
値を検出するピーク値検出手段と、このピーク値検出手
段で検出されたピーク値とあらかじめ設定される基準値
とを比較する比較手段と、この比較手段の比較結果に基
づき前記光源の光量を制御する光量制御手段とを具備し
ている。

【００１０】

【作用】光電変換素子の明部レベル、つまり、遮光物体
のない部分の出力レベルは、光源から最適な光量が与え
られているか否かの目安となる。このレベルが最適値か
ら変動すれば径の検出能力は劣化する。そこで、本発明
では、この光電変換素子の出力信号のピーク値を検出
し、そのピーク値とあらかじめ設定される基準値との比
較を行ない、その結果、光量が過多で基準値よりも上記
ピーク値が上がったときは、たとえば光源をオフし、逆
に光量不足で基準値よりも上記ピーク値が下がったとき
は、たとえば光源をオンすることにより、常に明部レベ
ルを最適値に保つように帰還をかけている。

【００１１】

【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。

【００１２】図３および図４は、本実施例に係る硬貨処
理機の搬送路中に設けられる硬貨径測定部の構成を示す
ものである。すなわち、図示しない硬貨繰出部から１枚
ずつ繰り出される硬貨１は、搬送路２上に導かれ、搬送
ベルト３によって中心部を搬送路１上に押し付けながら
図示矢印方向に搬送される。搬送路２の中途部には、硬
貨１の搬送方向と直角方向に硬貨１の最大径よりも長い
スリット４が設けられ、このスリット４と対向する搬送
路２の下側には、たとえば、多数の発光ダイオードを並
設してなる棒状の光源５が設けられている。スリット４
と対向する搬送路２の上側には、棒状レンズ６を介して
光電変換素子としてのＣＣＤ形ラインセンサ７が配設さ
れている。

【００１３】このような構成により、光源５からの光
は、スリット４を通り、硬貨１の部分が遮光され、棒状
レンズ６によりラインセンサ７の受光面に硬貨１の影を
結ぶようになっている。

【００１４】図１は、本実施例に係る硬貨径測定装置の
電気回路を示すものである。すなわち、ラインセンサ７
は、駆動回路８により走査駆動される。駆動回路８は、
発振器９から出力されるクロックパルスを分周すること
により、ラインセンサ７を駆動するに必要なクロックパ
ルスを得ている。ラインセンサ７の出力信号は、波形整
形回路１０により適当なレベルの波形に整形され、第１
のゲート回路１１に供給される。第１のゲート回路１１
は、波形整形回路１０の出力信号がハイレベルであり、
かつ、第１のカウンタ１２がカウントアップしていない
とき、発振器９からのクロックパルスを第１のカウンタ
１２のクロック端子に入力するように構成される。

【００１５】第１のカウンタ１２の出力は、一定値検出
回路１３に供給される。一定値検出回路１３は、第１の
カウンタ１２の内容が一定値となったとき、それを検出
してＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）
１４に対して信号を出力する。また、第１のカウンタ１
２の出力は、第２のゲート回路１５を介して第２のカウ
ンタ１６のクロック端子に入力される。第２のゲート回
路１５は、第１のカウンタ１２がカウントアップしたと
き、発振器９からのクロックパルスを第２のカウンタ１
６に入力するように構成されている。そして、第２のカ
ウンタ１６のカウント値は、波形整形回路１０の出力信
号が立ち下がったとき、ＣＰＵ１４によって読込まれる
ようになっている。なお、第１のカウンタ１２は、波形
整形回路１０の出力信号が立ち下がったときリセットさ
れるようになっている。

【００１６】光量制御回路１７は、ラインセンサ７に対
して常に最適な光量を与えるための回路である。一般
に、ラインセンサは、入射光量が多くても少なくても正
確な画像を得ることができない。そこで、ラインセンサ
７の出力信号のピーク値に応じて光源５の光量を制御す
ることにより、ラインセンサ７への光量を常に最適な値
に制御しており、その詳細は後述する。

【００１７】次に、このような構成において動作を説明
する。まず、通常の硬貨径測定動作について、図５に示
すタイミングチャートを参照して説明する。なお、ライ
ンセンサ７は、たとえば、（株）東芝製のＴＤ１３３Ｄ
を使用している。このラインセンサ７は、図５に示すよ
うに、Ｔ１からＴ２の間で１ライン分のデータを取込
む。図５（ａ）のＳＨ信号は、ラインセンサ７のフォン
トセンサの電荷をシフトレジスタに移すための信号であ
り、その後、６４クロックパルス分無効部が有った後、
画像信号が出力される。この出力信号を図５（ｂ）に示
す。

【００１８】ラインセンサ７の出力信号を、波形整形回
路１０においてスレッシュホールド電圧Ｖ１で波形整形
することにより、図５（ｃ）に示すような信号となる。
この信号は、第１のゲート回路１１に供給され、たとえ
ば、ラインセンサ７の１画素転送速度（２ＭＨｚ）をマ
スクする。図５（ｃ）の信号がハイレベルのときで、か
つ、第１のカウンタ１２がカウントアップしていないと
き（第１のカウンタ１２の出力がハイレベルのとき）、
第１のゲート回路１１から上記２ＭＨｚのクロックパル
スが発生することになる。

【００１９】すなわち、図５（ｃ）の斜線を引いた部分
（硬貨１による影部）で第１のゲート回路１１のゲート
が開き、第１のカウンタ１２がカウントを開始する。第
１のカウンタ１２がカウントアップすると、第１のカウ
ンタ１２の出力がロウレベルとなり、第１のゲート回路
１１のゲートが閉じるとともに、第２のゲート回路１５
のゲート開放され、第２のカウンタ１６がカウントを開
始する。第２のカウンタ１６は、硬貨１の影をカウント
するに充分大きく構成されている。

【００２０】そして、波形整形回路１０の出力信号が立
ち下がったとき、ＣＰＵ１４は第２のカウンタ１６のカ
ウント値を読込む。この波形整形回路１０の出力信号の
立ち下がりでのデータの読込みは、ＣＰＵ１４の割込み
機能を用いることにより容易に実現できる。ＣＰＵ１４
は、第２のカウンタ１６のカウント値を読込むと、その
データを例えばあらかじめ設定される硬貨の種類ごとの
基準値と比較することにより、硬貨の径を判別し、硬貨
の種別を分類する。

【００２１】次に、塵または異物により小さな影が発生
した場合の動作ついて、図６に示すタイミングチャート
を参照して説明する。この場合、ラインセンサ７の出力
信号は、前記の場合と同様に、図６（ｂ）に示すような
信号波形となる。そして、塵による影の部分が第１のカ
ウンタ１２によりカウントされる。ところが、この塵に
よる影の部分のパルス幅は、第１のカウンタ１２をカウ
ントアップするには充分でない。そこで、塵による影の
部分の立ち下がり部で第１のカウンタ１２がリセットさ
れる。

【００２２】そして、ラインセンサ７の出力信号が正規
の硬貨の波形になったとき、前記と同様にカウントを開
始する。そして、塵または異物による小さな波形に関係
なく、正確な第２のカウンタ１６のカウント値を得るこ
とができる。したがって、硬貨の径を常に正確に判別す
ることが可能となる。

【００２３】次に、硬貨１の影に塵または異物の影が重
なるような位置になった場合について説明する。硬貨１
の影が完全に重なれば、第２のカウンタ１６のカウント
値は正規の硬貨１のカウント値よりも大きくなり、正確
な硬貨径の判別はできない。しかしながら、硬貨１は搬
送ベルト３により搬送されているので、硬貨１による影
は常に中心部の搬送ベルト３の影から正規の硬貨１の影
まで動くことになる。すなわち、硬貨１の影と塵または
異物による影とは重ならない部分が必ず存在する。

【００２４】以下、図７に示すフローチャートを参照し
て動作を説明する。硬貨１の径を判別する際、第１のカ
ウンタ１２がカウント動作を開始すると、一定値検出回
路１３は、第１のカウンタ１２が一定値（たとえば１６
進数で１００Ｈ）になったかを検出し、一定値になった
ことを検出するとＣＰＵ１４へ信号を出力する。ＣＰＵ
１４は、図７のフローチャートに示すように、一定値検
出回路１３の出力により、第１のカウンタ１２が一定値
になったかを判定しており、一定値となると、次にライ
ンセンサ７の出力信号の立ち下がりの検出を行なう。

【００２５】そして、立ち下がりを検出したとき、ＣＰ
Ｕ１４は、第２のカウンタ１６のカウント値を読込む。
この際、ＣＰＵ１４は、第２のカウンタ１６のカウント
値が「０」であれば、塵または異物により硬貨径の検出
動作が行なわれたものと判断して、たとえば異物報知を
行ない、また、この値が「０」でない場合は、正規の硬
貨１が通過したものと判断し、前述同様な硬貨径の判別
を行なう。

【００２６】次に、光量制御回路１７について図２を参
照して説明する。光量制御回路１７は、波形整形回路１
０の出力信号（ラインセンサ７の出力信号）のピーク値
を検出するピーク値検出回路１８、ピーク値検出回路１
８で検出されたピーク値とあらかじめ定めた基準値とを
比較する比較回路１９、比較回路１９の比較結果に基づ
き、光源５をオン，オフ制御する光源制御回路２０から
構成されている。

【００２７】ピーク値検出回路１８は、オペアンプ２
１、抵抗２２、コンデンサ２３、およびダイオード２４
などによって構成されている。比較回路１９は、基準電
圧を生成する抵抗２５，２６からなる分圧回路、および
オペアンプ２７などによって構成されている。光源制御
回路２０は、光源（発光ダイオード）５をオン，オフ制
御するトランジスタ２８などによって構成されている。

【００２８】なお、比較回路１９の基準電圧（基準値）
は、ラインセンサ７の明部の信号レベルであり、このレ
ベルは、本実施例のラインセンサ７ではＣＣＤのリファ
レンス電圧マイナス２ボルト（Ｖ）が最適であり、これ
よりも小さいと光量が過多であり、逆にこのレベルより
も大きいと光量不足である。どちらの場合も、硬貨径の
正確な測定はできない。したがって、常にこの最適な光
量をラインセンサ７に与えることが硬貨径の検出能力を
向上、安定させることになる。

【００２９】このような構成において、図８に示すフロ
ーチャートを参照して光量制御動作を説明する。ライン
センサ７の出力信号が波形整形回路１０で波形整形さ
れ、ピーク値検出回路１８に入力されると、その信号は
オペアンプ２１で増幅された後、抵抗２２、コンデンサ
２３、およびダイオード２４からなる回路でピーク値が
検出され、比較回路１９のオペアンプ２７の一方の入力
端子に入力される。オペアンプ２７の他方の入力端子に
は、抵抗２５，２６からなる分圧回路で生成された基準
電圧が入力されている。

【００３０】したがって、オペアンプ２７は、ピーク値
検出回路１８からのピーク値と基準電圧とを比較し、そ
の比較結果に応じて光源制御回路２０のトランジスタ２
８をオン，オフ制御する。すなわち、光量が過多で検出
したピーク値が基準電圧よりも下がったとき、トランジ
スタ２８をオフして光源５をオフし、逆に光量不足で検
出したピーク値が基準電圧よりも上がったとき、トラン
ジスタ２８をオンして光源５をオンし、常に明部レベル
を最適値に保つように帰還制御している。

【００３１】このように、光量制御回路１７では、ライ
ンセンサ７の出力波形に対して帰還をかけて光源５のオ
ン，オフ制御を行なっているため、常に最適な光量をラ
インセンサ７に与えることができる。

【００３２】なお、光源５とラインセンサ７との間に遮
光物体が存在する場合、光源５のオン状態が継続するこ
とになるが、遮光物体によって光源５からの光の多くが
遮られるため、光量過多などになる心配はない。

【００３３】以上説明したように上記実施例によれば、
ラインセンサの出力信号のピーク値を検出し、そのピー
ク値とあらかじめ設定される基準値との比較を行ない、
その比較結果に基づき光源をオン，オフ制御することに
より、ラインセンサと光源との位置合わせのばらつき、
光源の経時変化による劣化、光源の初期性能のばらつ
き、周囲温度の変化、および、ラインセンサまでの光の
透過状態などに関係なく、常に最適な光量をラインセン
サに与えることができ、高精度で、しかも、安定した測
定能力が得られる。

【００３４】なお、前記実施例では、光源として発光ダ
イオードを、光電変換素子としてラインセンサをそれぞ
れ用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定
されるものでなく、その他の光源および光電変換素子を
用いた場合にも同様に適用できる。

【００３５】また、前記実施例では、硬貨を種類ごとに
選別する硬貨処理機において、硬貨の径を測定する硬貨
径測定装置に適用した場合について説明したが、本発明
はこれに限定されるものでなく、たとえば、メダルを種
類ごとに選別するメダル処理機において、メダルの径を
測定するメダルの径測定装置にも適用できる。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、光
電変換素子と光源との位置合わせのばらつき、光源の経
時変化による劣化、光源の初期性能のばらつき、周囲温
度の変化、および、光電変換素子までの光の透過状態な
どに関係なく、常に最適な光量を光電変換素子に与える
ことができ、高精度で、しかも、安定した測定能力が得
られるコインの径測定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る硬貨径測定装置の電気
回路の構成を示すブロック図。

【図２】光量制御回路の構成を詳細に示す回路図。

【図３】硬貨径測定部を一部断面して示す側面図。

【図４】硬貨径測定部を一部断面して示す正面図。

【図５】通常の硬貨径測定動作を説明するタイミングチ
ャート。

【図６】塵または異物により小さな影が発生した場合の
動作を説明するタイミングチャート。

【図７】異物検知動作を説明するフローチャート。

【図８】光量制御動作を説明するフローチャート。

【符号の説明】

１……硬貨（コイン）、２……搬送路、３……搬送ベル
ト、４……スリット、５……光源、６……棒状レンズ、
７……ラインセンサ（光電変換素子）、１２……第１の
カウンタ、１３……一定値検出回路、１４……ＣＰＵ、
１６……第２のカウンタ、１７……光量制御回路、１８
……ピーク値検出回路、１９……比較回路、２０……光
源制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定すべきコインを搬送する搬送手段
   と、 この搬送手段の一方側に設けられ、前記搬送されるコイ
   ンに対して光を照射する光源と、 この光源と相対向する前記搬送手段の他方側に設けら
   れ、前記搬送されるコインの影を検出する光電変換素子
   と、 この光電変換素子から得られるコインの影検出信号によ
   り前記コインの径を判別する判別手段と、 前記光電変換素子の出力信号のピーク値を検出するピー
   ク値検出手段と、 このピーク値検出手段で検出されたピーク値とあらかじ
   め設定される基準値とを比較する比較手段と、 この比較手段の比較結果に基づき前記光源の光量を制御
   する光量制御手段とを具備したことを特徴とするコイン
   の径測定装置。