JPH0546839A

JPH0546839A - 硬貨判別装置

Info

Publication number: JPH0546839A
Application number: JP20790791A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Niitsuma; 信行新妻
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1991-08-20
Filing date: 1991-08-20
Publication date: 1993-02-26
Anticipated expiration: 2015-10-10
Also published as: JP3097195B2

Abstract

(57)【要約】【目的】硬貨の表面形状をパターン認識することによっ
て、硬貨の判別精度を向上可能な硬貨判別装置を実現す
ること。【構成】形状変数信号発生部２は、反射型光センサ機構
３によって硬貨表面の形状パターンをアナログ電気信号
に変換し、形状変数信号として発する。この信号はＡ／
Ｄ変換部５によってデジタル化された後、微分演算部８
によってパルス符号化される。このパルス符号化信号か
ら、パルス計数部９は正および負のパルス数を計数す
る。ＲＡＭ１３には、このパルス計数信号に対応する硬
貨別パルス数が予め記憶されており、これらを比較する
ことにより制御部１０は硬貨の種類を判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は硬貨判別装置に関し、特
に、硬貨種類の判別技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動販売機などに利用されている硬貨判
別装置においては、投入された硬貨の直径、板厚および
穴の有無などが、金種毎に異なること、または正貨と偽
貨とで異なることを利用して、硬貨の判別が行われてい
る。例えば、硬貨の直径の差異を利用した硬貨判別装置
では、硬貨毎の直径に対応した選別孔を備える硬貨搬送
路を設けておき、ここを通過する硬貨を対応する選別孔
から落下させることによって金種別に振り分ける。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、硬貨の
直径などの差異を利用して、硬貨を判別する従来の硬貨
判別装置においては、硬貨の形態に対する単一のデータ
に基づいて判別するため、類似の形態を有する偽貨や類
似する外貨などを確実に判別できないという問題があ
る。

【０００４】そこで、従来の硬貨判別装置においては、
その判別精度を高めるために、硬貨搬送路にセンサーコ
イルおよびセンサーコアなどをさらに追加して配置し、
材質なども併せて検出して判別するなど、複数の判別手
段を組み合わせる構成が採用されている。この構成によ
れば、硬貨を異なる属性から特定するため、判別精度の
向上を図ることができるが、それでも、直径，厚さおよ
び材質が同一であれば、表面の模様が異なっていても判
別は困難であった。

【０００５】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
硬貨の表面形状をパターン認識することによって、硬貨
種類の判別精度を向上可能な硬貨判別装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る硬貨判別装置において講じた手段は、
硬貨供給源に連通する硬貨搬送路などに配置され、相対
的に移動する硬貨の表面部位との離間距離を計測して硬
貨表面の形状パターンに対応する形状変数信号として発
する形状変数信号発生手段と、この形状変数信号に微分
演算処理を施してパルス符号化し、これをパルス符号化
信号として発する微分演算手段と、このパルス符号化信
号に基づいて硬貨の種類を判別し、その判別結果を所定
の信号として発する制御手段とを設けることである。こ
こで、形状変数信号発生手段は、光センサー、フォトレ
フレクター、電磁センサー、近接センサーなど、硬貨表
面の各部位との離間距離を計測して形状変数信号として
発するものであり、これ自身がデジタル化処理機能、微
分演算処理機能を備えるインテリジェントセンサーまた
はスマートセンサーであって、形状変数信号発生手段お
よび微分演算手段が一体化しているものであってもよ
い。

【０００７】本発明において、制御手段がパルス符号化
信号に基づいて硬貨の種類を判別するにあたり、パルス
符号化信号を直接利用するのではなく、硬貨判別装置
に、パルス符号化信号のうちの増加または減少のパルス
信号のパルス数を計数し、パルス計数信号として発する
パルス計数手段と、このパルス計数信号に対応する硬貨
種類別パルス数が記憶された記憶手段とを設けておき、
制御手段が、パルス計数信号と硬貨種類別パルス数とを
比較することにより、硬貨の種類を判別するようにした
ものが好ましい。

【０００８】

【作用】本発明においては、形状変数信号発生手段が発
する形状変数信号を微分演算手段によってパルス符号化
信号とすると、パルス符号化信号は、たとえば、増加方
向、変化なし、および、減少方向であることを示す３値
化データとなる。従って、制御手段は、このパルス符号
化信号（３値化データ）を直接、または、パルス計数手
段によってパルス符号化信号から得られた増加または減
少のパルス数をパルス計数信号として、硬貨種類別パル
ス数と比較する。ここで、パルス計数信号は硬貨表面の
形状パターンに対応しているため、硬貨種類別パルス数
として記憶されていたデータと比較することにより、硬
貨を特定できる。従って、各硬貨の表面形状をパターン
として認識して、判別するので、硬貨の判別精度が高
い。ここで、形状変数信号を、直接、硬貨の種類の判別
に用いると、離間距離の計測に反射型光センサーなどを
使用した場合には、硬貨表面の変色などの影響により判
別精度が低下する。これに対し、本発明においては、微
分化演算処理を施してパルス符号化信号とし、これを硬
貨の判別に用いており、このパルス符号化信号は硬貨表
面の部位毎の相対的な形状変化を示すので、硬貨の使用
履歴にかかわらず、硬貨を確実に判別できる。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の実施例を、添付図面に基づい
て説明する。

【００１０】図１は、本発明に係る硬貨判別装置の一実
施例を示すブロック図である。この図において、硬貨判
別装置１の硬貨判別部１ａには、形状変数信号発生部２
（形状変数信号発生手段）として、硬貨供給源に連通す
る硬貨搬送路に配置され、この経路を通過する硬貨の各
表面部位との離間距離を連続的に計測することによっ
て、表面形状をアナログ電磁気信号として検出すると共
に、これを形状変数信号として発する反射型光センサ機
構３と、この形状変数信号を演算処理などが可能な信号
レベルにまで増幅するための増幅器４とを備えている。
この増幅器４には、形状変数信号を所定のサンプリング
周期でデジタル量に変換し、デジタル信号として発する
Ａ／Ｄ変換部５（Ａ／Ｄ変換手段）が接続されている。
ここで、Ａ／Ｄ変換部５はマイクロコンピューター６の
内部に構成されており、このマイクロコンピューター６
のＣＰＵ７の内部には、Ａ／Ｄ変換部５からのデジタル
信号が伝送され、このデジタル信号に微分演算処理を施
してパルス符号化信号を発する微分演算部８（微分演算
手段）と、このパルス符号化信号のうちの増加および減
少のパルス数をそれぞれ計数し、パルス計数信号として
求めるパルス計数部９（パルス計数手段）と、マイクロ
コンピューター６の動作を制御すると共に、パルス計数
部９により求めたパルス計数信号によって、硬貨の種類
を判別する硬貨判別機能を有する制御部１０（制御手
段）とを有する。ここで、制御部１０は、硬貨の判別結
果をデータバスを介して所定の信号として硬貨搬送機構
などに伝達可能になっている。なお、ＣＰＵ７の内部に
は、パルス計数部９により計数されたパルス計数信号な
どを一時記憶しておくレジスタ部１１も備えている。さ
らに、ＣＰＵ７は、動作プログラムが予め格納されてい
るＲＯＭ１２、前述のパルス計数信号に対応する硬貨別
パルス数が記憶されているＲＡＭ１３（記憶部）ともデ
ータバスを介して接続されている。

【００１１】この構成の硬貨判別装置１において、反射
型光センサ機構３は、図２（ａ），図２（ｂ）に示す硬
貨搬送路１４に配置されている。この硬貨搬送路１４
は、硬貨ＣＮの一方の面が規定される案内面１４ａと、
硬貨ＣＮの外周側で対向する案内部材１４ｂ，１４ｃに
よって画定されており、案内面１４ａには硬貨搬送路１
４に向けて反射型光センサ機構３の反射型光センサ３ａ
が配置されている。本例においては、硬貨ＣＮは、硬貨
搬送路１４の硬貨供給源側（硬貨投入口側）から硬貨収
納部側（矢印Ｃの方向）に向けて搬送されるとき、硬貨
搬送手段（図示せず）によって案内面１４ａの側に押し
つけられた状態で搬送され、硬貨ＣＮ自身が回転しない
ようになっている。ここで、反射型光センサ３ａは、こ
の硬貨搬送路１４を通過する硬貨ＣＮの中心が反射型光
センサ３ａを横切るように配置されている。このため、
反射型光センサ３ａからの放射光は、図３（ａ）に示す
５００円の正貨である硬貨ＣＮａの表面側または裏面側
のＡ−Ａ線（一点鎖線）周囲に照射され、この領域にお
ける凹凸に対応して、反射光の強度が時間的に変化す
る。このため、反射型光センサ機構３が反射光強度を変
換して得られる電気信号は、硬貨ＣＮａの表面の凹凸パ
ターンに対応するアナログ電気信号、すなわち、形状変
数信号となっている。これに対し、図３（ｂ）に示すよ
うな表面に凹凸が形成されていない偽貨である硬貨ＣＮ
ｂが通過した場合には、反射型光センサ機構３は、その
表面側または裏面側のＢ−Ｂ線（一点鎖線）周囲におけ
る表面形状に対応したアナログ電気信号、すなわち、外
周側に対応する変化以外には、時間的な変化を殆ど示さ
ない形状変数信号を発する。

【００１２】次に、この構成の硬貨判別装置１の動作
を、図４および図５も参照して、説明する。

【００１３】図４は硬貨判別装置１の基本動作を示すフ
ローチャート図であり、図５は硬貨の形状パターンとこ
れに対応する各信号の波形を示す。

【００１４】ステップＳＴ１において、入金された５０
０円の硬貨ＣＮａが硬貨搬送路１４に搬送されてきて、
反射光センサ３ａの配置位置を通過すると、反射型光セ
ンサ機構３は、図５（ａ）に示す硬貨ＣＮａの表面に対
応した反射光の強度の変化をアナログ電気信号に変換す
る。ここでは、図５（ａ）に示す硬貨ＣＮａの上面側か
ら表面形状パターンがサンプリングされた場合を示す。
このアナログ電気信号は、増幅器４によって増幅され
て、図５（ｂ）に示す形状変数信号４１としてＡ／Ｄ変
換部５に伝達される。この形状変数信号４１がＡ／Ｄ変
換部５に伝達されたタイミングを検知して、マイクロコ
ンピューター６が、ＲＯＭ１２に予め格納されているプ
ログラムに基づいて動作をスタートする。

【００１５】まず、ステップＳＴ２のデジタル化処理に
おいて、Ａ／Ｄ変換部５に入力された形状変数信号４１
は、図５（ｂ）に示すサンプリング周期ＳＱでデジタル
変換されて、図５（ｃ）に示すデジタル信号５１に変換
される。

【００１６】次に、ステップＳＴ３の微分演算処理にお
いて、デジタル信号５１は、微分演算部８によって微分
化されて、図５（ｄ）に示すパルス符号化信号８１とな
る。

【００１７】この微分演算処理においては、ステップＳ
Ｔ２におけるサンプリング周期に対応して、前回のサン
プリング時に得られた値と今回サンプリング時に得られ
た値とを逐次比較して、予め設定されているしきい値
（スレッショルドレベル）に基づき、増加方向の場合に
は「＋」のパルスを発生させ、減少方向の場合には
「−」のパルスを発生させ、変化なしの場合には「０」
のままパルスを発生させない。

【００１８】本例の場合には、しきい値を３ディジット
に設定し、３ディジット以上の増減があった場合には、
「＋」または「−」のパルスを発生させるようにしてい
る。すなわち、微分演算部８の処理結果は、「＋」，
「０」，「−」の３値のいずれかになる。従って、図３
（ｂ）に示した偽貨である硬貨ＣＮｂが硬貨搬送路１４
を通過した場合には、その外周部に対応したパルスのみ
を示すパルス符号化信号となる。

【００１９】次に、ステップＳＴ４でパルス計数処理が
行われる。この処理において、パルス計数部９は、各サ
ンプリング周期ＳＱ₁，ＳＱ₂・・・ＳＱ_n-1，ＳＱ_n
に対応する各パルスのうち「＋」のパルス数、および
「−」のパルス数をそれぞれカウントする。ここで、カ
ウントされた各パルス数は、パルス計数信号として、一
時的にレジスタ部１１に一時記憶される。例えば、表１
に示すデータが得られている場合には、パルス計数信号
として、「＋」のパルス数ｘおよび「−」のパルス数ｙ
が記憶される。

【００２０】なお、図５（ｄ）に示すパルス符号化信号
８１は、微分演算部８の微分演算処理結果の３値化信号
を模式的に示したものであり、１本の信号ラインに図示
の信号が発生されることを示すものではない。すなわ
ち、パルス符号化信号８１は、３つの状態を示すことが
可能なデジタル信号である。

【００２１】

【表１】

【００２２】次に、ステップＳＴ５で、パルス計数信号
の比較処理が行われる。ここで、ＲＡＭ１３には、パル
ス計数信号に対応する各硬貨種類別パルス数が比較デー
タとして記憶されており、この比較処理において、制御
部１０は、ＲＡＭ１３に記憶されている比較用の各硬貨
種類別パルス数とレジスタ部１１に一時記憶されている
パルス計数信号ｘ，ｙとを比較する。なお、各硬貨種類
別パルス数としては、それぞれの硬貨種類に対応する特
定の値として設定されていてもよいが、本例において
は、一定の範囲をもつ値として記憶させている。また、
搬送中の硬貨表面のいずれの領域の形状変化をサンプリ
ングしていても、硬貨の判別が可能なように、１種類の
硬貨に対しては、複数のデータが硬貨種類別パルス数と
して記憶されている。かかる比較処理によって、制御部
１０は、入金された硬貨が５００円硬貨か否か（ステッ
プＳＴ６）、さらに、ステップＳＴ７からステップＳＴ
１１で、１００円硬貨から１円硬貨まで順次、判断して
いく。これらのステップにおいて、いずれかの正貨であ
ると判別された場合には、制御部１０は、硬貨搬送機構
に対し、硬貨を所定の貨幣収納部に収納処理（ステップ
ＳＴ１３）をするように指令を発する。一方、ＲＡＭ１
３に記憶されているいずれのデータとも一致せず、収納
すべき硬貨と判別されなかった場合には、硬貨搬送機構
に対し、硬貨を返却処理（ステップＳＴ１２）するよう
に指令を発する。これにより、硬貨の判別処理が終了し
（ステップＳＴ１４）、待機状態となるか、あるいは次
の硬貨の判別処理のためにステップＳＴ１に戻る。

【００２３】このように、本例に係る硬貨判別装置１に
おいては、入金された硬貨を、その単一の形態データに
基づいて判別するのではなく、表面形状をパターンとし
て認識して硬貨の判別を行う。このため、例えば、図３
（ａ）に示した正貨である硬貨ＣＮａの材質が白銅、直
径が２６．５ｍｍ、板厚さが１．８ｍｍであるのに対
し、材質が白銅、直径が２６．５ｍｍ、板厚さが１．８
ｍｍの偽貨である硬貨ＣＮｂが入金された場合であって
も確実に判別することができる。しかも、アナログ信号
としての形状変数信号４１、または、この形状変数信号
４１を変換したデジタル信号５１を、直接、硬貨の種類
の判別に用いると、装置構成が複雑化するのに加えて、
硬貨の使用履歴によって表面に汚れなどがあると、精度
よく判別できないのに対し、本例においては、デジタル
信号５１に微分演算処理を施したパルス符号化信号８１
に基づいて判別しているため、硬貨の表面の相対的な形
態分布で判別できるので、硬貨の使用履歴にかかわら
ず、確実な判別動作を行なえる。さらに、本例において
は、パルス符号化信号８１に対し、その正および負のパ
ルス数を計数して、これによって硬貨を判別しているの
で、搬送中の硬貨に、その姿勢が変化して形状変数信号
４１に多少の誤差があっても判別には支障がない。そし
て、硬貨の搬送に硬貨の自然落下などを利用しても、硬
貨種類別パルス数のデータを十分に対応させておけば、
硬貨の判別は可能であるが、本例においては、硬貨の姿
勢を規定した状態で搬送する強制搬送機構を採用してい
るため、硬貨種類別パルス数のデータ量をある程度限定
しておくことができる。

【００２４】なお、形状変数信号４１、デジタル信号５
１およびパルス符号化信号８１の全データを利用するの
に限らず、いずれかの範囲のデータのみを利用してもよ
いものであり、さらに、クロック発生器、カウンタなど
からなる計時手段を組み合わせて、硬貨の直径などを算
出し、判別データとして用いてもよい。この場合でも、
硬貨搬送路に配置される形状変数信号発生部２はそのま
まで構成できるので、装置の小型化などに支障を及ぼす
ことがない。

【００２５】また、上記実施例においては、硬貨搬送路
１４に１つの形状変数信号発生部３を配置したが、これ
に限らず、図６（ａ）に示すように、硬貨搬送路１４を
搬送される硬貨ＣＮの表面側および裏面側に反射型光セ
ンサ３ａ，３ｂを配置してもよい。この場合には、表面
側および裏面側の表面形状のデータが得られ、両方のデ
ータに基づいて判別するので、判別精度がさらに向上す
る。但し、この場合でも、比較的凹凸が明確な方のデー
タのみを用いてもよい。さらに、例えば、図６（ｂ）に
示すように、硬貨ＣＮの表面の４カ所に対応するよう
に、反射型光センサ３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆを配置して
もよい。

【００２６】なお、本例においては、離間距離の計測に
反射型光センサーを用いたが、他の光センサー、アルフ
ァ線などを利用したフォトリフレクター、コイルセンサ
ーなどを利用した電磁センサー、超音波などを利用した
近接センサーなど、硬貨の表面形状を電磁気信号に変換
可能なものであればよく、また、検出したアナログ信号
をそのまま出力するもの、アナログ信号を増幅して出力
するものの他に、アナログ信号をデジタル信号に変換し
て出力するもの、さらに、各種の演算処理を行って出力
するものなどのインテリジェントセンサーやスマートセ
ンサなどを使用してもよい。

【００２７】また、各信号処理におけるパラメータにつ
いては、硬貨の判別能力などによって最適な条件に設定
されるべき性質のものであり、例えば、各データの記憶
についても、デジタル信号５１をＲＡＭ１３に一時記憶
させても、また、硬貨種類別パルス数をＲＯＭ１２に記
憶させておいてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係る硬貨判別装
置においては、硬貨表面の形状パターンを形状変数信号
として発する形状変数信号発生手段と、これを順次信号
転換させてパルス符号化する微分演算手段とを有し、こ
のパルス符号化信号を利用して、硬貨を判別しているた
め、以下の効果を奏する。

【００２９】各硬貨の表面形状をパターンとして認
識して、判別するので、判別精度が高く、類似する偽貨
や外貨を確実に判別できる。

【００３０】硬貨表面の各部位に対応する相対的な
形状変化に基づいて、硬貨の判別を行うため、硬貨の表
面に汚れなどがあっても、光センサーなどを使用でき、
構成に対する制約が少ない。

【００３１】パルス符号化信号のうちの正または負
のパルス数を計数し、このパルス計数信号によって硬貨
の種類を判別する場合には、信号に多少の誤差などあっ
ても、確実な判別動作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る硬貨判別装置の要部の構
成を示すブロック図である。

【図２】（ａ）は図１に示す硬貨判別装置の硬貨搬送路
の側面図、（ｂ）はその断面図である。

【図３】（ａ）は正貨の表面および裏面の平面図、
（ｂ）は偽貨の表面および裏面の平面図である。

【図４】本発明の実施例に係る硬貨判別装置の基本動作
を示すフローチャート図である。

【図５】（ａ）は硬貨は断面図、（ｂ）はその部位に対
応する形状変数信号の波形を示すグラフ図、（ｃ）はそ
れをデジタル信号化した波形を模式的に示すグラフ図、
（ｄ）はそれをパルス符号化した波形を模式的に示すグ
ラフ図である。

【図６】（ａ）は本発明の別の実施例に係る硬貨判別装
置の硬貨搬送路の断面図、（ｂ）は本発明のさらに別の
実施例に係る硬貨判別装置の硬貨搬送路の側面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・硬貨判別装置１ａ・・・硬貨判別部２・・・形状変数信号発生部（形状変数信号発生手段）３・・・反射型光センサ機構５・・・Ａ／Ｄ変換部（Ａ／Ｄ変換手段）８・・・微分演算部（微分演算手段）９・・・パルス計数部（パルス計数手段）１０・・・制御部（制御手段）１３・・・ＲＡＭ（記憶手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相対的に移動する硬貨の表面部位との離
間距離を計測して硬貨表面の形状パターンに対応する形
状変数信号として発する形状変数信号発生手段と、この
形状変数信号に微分演算処理を施してパルス符号化し、
それをパルス符号化信号として発する微分演算手段と、
このパルス符号化信号に基づいて硬貨の種類を判別し、
その判別結果を所定の信号として発する制御手段と、を
有することを特徴とする硬貨判別装置。
【請求項２】請求項１において、前記微分演算手段
は、所定のしきい値に基づいて、増加，変化なし，減少
の３値にパルス符号化するものであることを特徴とする
硬貨判別装置。
【請求項３】請求項２において、前記パルス符号化信
号のうちの増加および減少のパルス信号のうちの少なく
とも一方のパルス数を計数し、それをパルス計数信号と
して発するパルス計数手段と、このパルス計数信号に対
応する硬貨種類別パルス数が記憶されている記憶手段
と、を有し、前記制御手段は、前記パルス計数信号と前
記硬貨種類別パルス数とを比較することにより、硬貨の
種類を判別することを特徴とする硬貨判別装置。