JPH08110964A - 硬貨判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表面検査手段を用いて同形異種の硬貨を選別
する。 【構成】 検査位置に硬貨を運ぶ搬送手段と、検査位置
に至った硬貨の面に検索用の光ビームを照射する光源
と、この検索ビームの硬貨面からの反射光を受光する光
センサーとからなる。光センサーに向かう反射光路中に
斜存させ、半反射鏡に向けて前記光源を配置して、検索
ビームと反射光との共通光路を設ける。搬送中の硬貨に
検索ビームを連続照射して反射光の強弱信号により硬貨
の種類及び表裏を非接触下に判別できるように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面検査手段を用いた
硬貨判別装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、周知の硬貨判別手段の多くが、硬
貨の形状、大きさ及び厚みと重さの違いを判別の対象と
して構成されていた。即ち、国内通用の日本円硬貨は、
その種類別に大きさ又は重さが異なることから、これら
を判別のための比較対象とすることにより、比較的容易
な装置構成により判別精度の高い装置を提供することが
できた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年外
国硬貨の国内持込みが増え、これに伴いこれら外国硬貨
による自動販売機或は両替機などへの投入が多発するよ
うになった。しかも、日本円硬貨と類似する外国硬貨と
の貨幣価値の差が大きい場合にはその損失も大となり、
これら外国硬貨の使用を防止する必要性が要求されてい
る。

【０００４】このため、形状、大きさ及び重さ等の類似
する硬貨を判別する手段の一つとして、表面検査手段が
挙げられるが現用のこの種の装置としてはレーザー光を
利用したフライングスポット方式、フーリエ変換方式な
どによる高精密検査装置が普及しているが、これら装置
は高価である上に、結果の判定をモニターによる読み取
りに頼る場合が多い。

【０００５】一方、硬貨判別としては、前述の国内外硬
貨でも、それらの表面の凹凸形状及び模様などが機械的
に見て異なるところから高精密な検査手段を必要としな
い反面、検査結果による早い比較判別機能が要求され
る。従って、この比較判別を機械処理で行う必要があ
る。

【０００６】このような硬貨判別のための要求下に於
て、本発明は表面検査手段を利用した硬貨判別方法とし
て、特に安価にして高速処理下での高い性能を期待でき
る硬貨判別装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、第１に検査位置に硬貨を運ぶ搬送
手段と、検査位置に至った硬貨の面に検索用の光ビーム
を照射する光源と、この検索ビームの硬貨面からの反射
光を受光する光センサーとからなり、該光センサーに向
かう反射光路中に斜存させ、半反射鏡に向けて前記光源
を配置して、検索ビームと反射光とを共通の光路によっ
て構成し、搬送中の硬貨に検索ビームを連続照射して反
射光の強弱信号により硬貨の種類及び表裏を非接触下に
判別できるように構成してなることを特徴とする。

【０００８】第２には硬貨の通過域に位置検知用の光セ
ンサーを加えて、該位置検知用の光センサーで感知した
硬貨位置で前記反射光を受光する光センサーによる硬貨
面の検索を開始又は終了するように構成してなることを
特徴とする。この場合の検査する面は、硬貨の表裏両面
の他、その外周面が適用可能である。

【０００９】

【作用】光又は超音波のビーム（以下検索ビームと云
う）を硬貨の表面に照射すると、その一部が反射する。
然も、その場合の反射状況は、所定の検索ビーム入射角
に対して、硬貨表面の形状に応じて異なる角度で反射
し、或は乱反射及び拡散する。従って、前記入射角に対
して規定の位置に配置したセンサーが感知するビーム反
射量は、硬貨表面形状によって異なる。

【００１０】検索ビームを搬送移動中の硬貨に連続照射
することによって、硬貨表面模様形状に応じたビーム反
射量に基づく強弱信号を得ることができる。そして、こ
の強弱信号の変化パターンは各種硬貨の夫々に於て独自
の態様を示す。

【００１１】従って、この強弱信号の変化パターンの認
識により、硬貨の種別及び表裏の判別などを行うことが
できる。

【００１２】内外硬貨の表裏面と側周面には夫々特別の
模様形状が表されており、これら硬貨の表裏面並びに側
周面を測定の対象とすることにより、前記ビーム反射量
の強弱パターン認識で硬貨の種別判定が可能である。

【００１３】ビーム反射量の強弱変化に反射面の凹凸形
状及び面傾斜によるところが大きいが、反射量自体はそ
の時々の表面部分からの反射が平均化されるので、表面
状態の変化を鋭敏に感知するにはビーム照射域の径を狭
くすることが必要である。そのために、検索ビームはそ
の照射域の径を極めて細くすることが有効であり、特
に、硬貨表面の形状、模様変化の巾よりも狭い巾である
ことが好ましい。

【００１４】ビーム反射量の強弱信号に基づいてパター
ン認識を行う場合、検索ビームの硬貨に対する照射入射
角を一定に規定しておくことで、硬貨の種類毎に夫々指
定の検出パターンを得ることが出来るので、この検出パ
ターンを基に機械判定を行う上で極めて有効である。

【００１５】勿論、前記ビーム反射量の強弱は、硬貨表
面の模様形状によるところが大きいが、その他に硬貨材
質（特に金属素材の色）並びに表面形状（例えば表面光
沢）による光反射率によっても変化するので、この変化
を対象に前記強弱信号を検知することも可能である。

【００１６】又、硬貨の搬送路の途中に複数個のセンサ
ーを順次配置すれば、硬貨の通過位置に応じて対応する
センサーをそれらの電気回路の切替制御で、硬貨表面又
は裏面の必要な部分の形状及びパターン信号のみを計測
することが出来る。

【００１７】前記パターン認識は、各硬貨に特有の強弱
値の相違を検出対象とするレベル検索或は強弱信号波形
の比較検索でもよく、何れの場合も機械判定による高速
度処理が可能である。

【００１８】

【実施例】図１は本発明装置の一例を示す構成図で、硬
貨１の移送路に向けた光ガイド２の中間に半反射面を光
路に斜在させたハーフミラー又はプリズム等から成る光
分路部材３を配置し、その半反射面に対して斜め方向よ
り白熱ランプ若しくは発光ダイオード等の発光体を光源
４とする光を集光レンズ５を通して射入させて、通過す
る硬貨１の表面に向けて、光軸に並行な高速からなる検
索ビームを照射するようにしてある。この場合の光ガイ
ド２はプラスチックガイド又はフアイバーの他に単に空
洞の筒体であっても良い。

【００１９】６は光受光素子で、フォトダイオード又は
フォトトランジスタ等からなり、前記光ガイド２の一端
に向けて配置し、前記光分路部材３を通過する硬貨１面
からの反射光を受光するようになしてある。７は光ガイ
ド２の他端面に配置したレンズである。

【００２０】図２は外国硬貨の一例として韓国５００ウ
ォン硬貨１ａを模擬的に示した側面図で、該硬貨１ａ本
体の表裏両面周辺には内側に向けて傾斜した面を持つ三
角突起８があり、特に表側（図上面）には前記突起８の
内側に半円球状突起９を周回配置してある。又、側周面
には周期的なピッチで形成された波状突起１０を刻設し
てある。

【００２１】図３は日本国５００円硬貨１ｂを模擬的に
示した側面図で、先の韓国硬貨１ａと形状及び大きさ並
びに重さ等が略等しい、該硬貨１ｂの表裏両面周辺に
は、上面が平な四角突起１１とその内側に配列した半円
球状突起１２とを周回配置してある。そして、側周面に
はＮＩＰＰＯＮの刻印がある。

【００２２】このような同形の二種の硬貨１ａ及び１ｂ
を混合して搬送機により図１の判別機に送り込むと、光
ガイド２の真下に至った硬貨１に光源４からの光が光分
路部材３の半反射面で曲折され、集光レンズ５及びレン
ズ７で集光されたスポット光として照射される。

【００２３】このスポット光が硬貨１に側辺にあたる
と、この場合の硬貨１が日本国硬貨１ｂである場合に
は、照射されたスポット光は四角突起１１の平な上面に
当って、図５に示す如く入射向きに反射逆行する。

【００２４】この反射光はレンズ７で集光されて光ガイ
ド２を逆向きに通ってその一部が光分路部材３の半反射
面を通過し、光受光素子６に至る。これを感知した光受
光素子６は電気信号を出力する。

【００２５】他方、硬貨１が韓国硬貨１ａである場合に
は、図４に示す如く真上から照射されたスポット光は三
角突起８の内側傾斜面に当って反射角θの向きに反射す
る。従って、この場合にはスポット光の殆どが再び光ガ
イド２に向かうことがない。

【００２６】韓国硬貨１ａの場合の光受光素子６からの
無出力若しくは低出力信号と日本国硬貨１ｂの場合の信
号出力との差により、これら硬貨１ａと硬貨１ｂとを区
別することが出来る。

【００２７】かかる硬貨１ａと硬貨１ｂとの夫々特徴と
する表裏周辺の突起巾ｄに対して、検索ビームの巾は狭
いことがパターンの違いによる反射量の違いがより大き
いので、前記差の感度を上げることが出来る。

【００２８】尚、この場合の検索ビームは連続的な光ビ
ームであれば良く、又、他の実施例として、光源に替え
て超音波発信源及び同センサーを用いても良い。

【００２９】図６は上記実施例と同様な装置構成下に硬
貨１の側周面を計測対象とする場合を示す構成図で、韓
国硬貨１ａの場合には側周面に形成された波状突起１０
によって、検索ビームは乱反射するが、日本国硬貨１ｂ
の場合には検索ビームの殆どが正反射されるので、それ
を光受光素子６で検知することが出来る。

【００３０】図７は本発明装置の他の実施例を示す構成
図で、硬貨挿入口１３より投入された硬貨１が自重落下
若しくは途中の搬送手段を経て検査域１４に至る。検査
域１４は、硬貨１が容易に通過する程度のスリット状の
通路に構成され、その途中に測定用の孔１５及び１６を
内側に開穿して、これら孔１５及び１６を通して検査用
のスポット光を通過する硬貨１に照射し、且つその反射
光を受光する位置にセンサー１７及び１８を配置してあ
る。

【００３１】この測定用の孔１５及び１６の開穿位置か
ら硬貨１の半径程度離れた位置（ｐ１）に透過孔１９と
これより幾分離れた位置（ｐ２）に今一つの透過孔２０
を夫々設けて、これら両透過孔１９及び２０に一方側よ
り光入射させ他方側で受光するセンサー２１及び２２を
配置してある。そして、この通路への出口側を二又通路
２３ａ及び２３ｂに構成し、その二又分岐部に後述する
プランジャーで作動する分岐板２４を設けてある。

【００３２】図８は本発明装置における光センサー６或
は１７又は１８からの出力電気回路及び出力波形ａ，
ｂ，ｃを示す。光センサー６或は１７又は１８からの出
力は増幅器３０を経て出力端子３１から取り出すように
してある。

【００３３】尚、上記図７図示の実施例における硬貨１
の位置ｐ１及びｐ２で示す二つの位置を通過する各時間
を、測定時間ｔ１及びｔ２とする。

【００３４】図８図示の回路による出力波形の判定方法
には、アナログ的出力波形の電位差を対象とする場合
と、ディジタル的出力波形の電位との二つの状況が混合
される要素を持つ。そして、多くの出力信号波形のアナ
ログ量（出力電圧の高さ）は、その設置するセンサーの
位置に大きく依存する。

【００３５】即ち、反射波の垂直方向で直接受光する場
合（図８ａ状態）、入射光軸に対して反射角θの光軸位
置での受光の場合（図８ｂ状態）、乱反射の受光の場合
（図８ｃ状態）等、測定する方法及び使用するセンサー
の位置が直接反射光、反射角又は乱反射光等の光センサ
ーの位置の選択により、出力波形のアナログ量は大きく
変化する。

【００３６】そして、硬貨１の表面に円形の突起がある
場合は光センサーは、前記図８ｃに示す如く、連続的な
受光による出力に重ねて、硬貨表面での乱反射が原因で
位置ｐ１及びｐ２間を通過する時間ｔ１からｔ２の間の
複数個の円形突起の通過に対応し、出力波形の上部にパ
ルス状の波形が重なり出力波となる。

【００３７】従って、アナログ出力にこのパルス的波形
の重なる波形を観測することで、円形突起の存在を確認
することが出来る。

【００３８】図９は、一つの硬貨のディジタル的判定法
のための電気回路の一例を示すもので、先ず、二つのセ
ンサー１７及び１８からの信号、例えば硬貨の表及び裏
面から同様な強度の信号が検出された場合（図９ａ）、
その出力は１及び１となり、アンド回路３２を経て出力
波形が検出される。

【００３９】二つのセンサー１７及び１８からの信号
が、どちらかが強く、他が乱反射等で弱い場合（図９
ｂ）、入力が１及び０となり、アンド回路３２を経た出
力波形が０となる。

【００４０】入力が１波形のみで、そのアナログ量で入
力を１又は０と判定（即ち、ある閾値電圧を定める）す
れば、強度の強い出力時の出力は１となり、出力につな
がるオペアンプ３３及びドライバー３４が働き、前述の
プランジャー３５をＯＮする場合がある。（図９ｃ）

【００４１】この出力のＯＮ／ＯＦＦを使い、プランジ
ャー３５により駆動される前記分岐板２４の作動で、硬
貨の判別又は選択を行うことが出来る。そして、入力が
２回路、即ち二つの異なるセンサー１７及び１８からの
入力信号を得る場合で、硬貨の表面と裏面に二つのセン
サービームを設置するか、又は硬貨の表面又は裏面に二
つの光ビーム／センサーを設置し、異なる形状及びパタ
ーンを測定判定する場合に相当する。この場合は先の図
９ｃの場合と同様、出力が１になった際にプランジー３
５が働き、硬貨を区別又は選別することが出来る。（図
９ｄ）

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように本発明装置によれば、
硬貨の表面、裏面及び側周面の特定なパターン又は形状
を検査の対象として、検索用の光ビームとそのセンサー
とによって、単独判定又は複数箇所の組合せ判定によっ
て、高性能下に高速処理することが可能である。

【００４３】特に本発明装置は極めて構成が簡単、且つ
低コスト化が可能であると共に、装置の小型軽量化が出
来て、装置自体をカートリッジ化することにより、現存
する自動販売機への追加設置による性能向上も容易であ
る等、本発明装置は実用上極めて有用なるものである。

【００４４】尚、本発明装置の説明では、日本円５００
円硬貨と韓国５００ウオン硬貨とを比較例示したが、そ
の他に本発明装置はサイズ及び重さの異なる硬貨の判別
や表裏の整理判別等にも適用できること勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による硬貨判別装置の一例を示す構成
図。

【図２】韓国５００ウォン硬貨を模擬的に示した側面
図。

【図３】日本国５００円硬貨を模擬的に示した側面図。

【図４】韓国５００ウォン硬貨における光反射状態を示
す側面図。

【図５】日本国５００円硬貨における光反射状態を示す
側面図。

【図６】本発明による硬貨判別装置の他例を示す構成
図。

【図７】本発明による硬貨判別装置の他例を示す構成
図。

【図８】本発明装置における制御装置におけるための電
気回路を示す回路図。

【図９】本発明装置における電気回路の他例を示す回路
図。

【符号の説明】

１ 硬貨 １ａ 韓国５００ウォン硬貨 １ｂ 日本国５００円硬貨 ２ 光ガイド ３ 光分路部材 ４ 光源 ５ 集光レンズ ６ 光受光素子 ７ レンズ ８ 三角突起 ９ 半円球状突起 １０ 波状突起 １１ 四角突起 １２ 半円球状突起 １３ 硬貨挿入口 １４ 検査域 １５ 孔 １６ 孔 １７ センサー １８ センサー １９ 透過孔 ２０ 透過孔 ２１ センサー ２２ センサー ２３ａ 二又通路 ２３ｂ 二又通路 ２４ 分岐板 ３０ 増幅器 ３１ 出力端子 ３２ アンド回路 ３３ オペアンプ ３４ ドライバー ３５ プランジャー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査位置に硬貨を運ぶ搬送手段と、検査
   位置に至った硬貨の面に検索用の光ビームを照射する光
   源と、この検索ビームの硬貨面からの反射光を受光する
   光センサーとからなり、該光センサーに向かう反射光路
   中に斜存させ、半反射鏡に向けて前記光源を配置して、
   検索ビームと反射光とを共通の光路によって構成し、搬
   送中の硬貨に検索ビームを連続照射して反射光の強弱信
   号により硬貨の種類及び表裏を非接触下に判別できるよ
   うに構成してなることを特徴とする硬貨判別装置。
2. 【請求項２】 検査位置に硬貨を運ぶ搬送手段と、検査
   位置に至った硬貨の面に検索用の光ビームを照射する光
   源と、この検索ビームの硬貨面からの反射光を受光する
   光センサー及び硬貨の通過域に位置検知用の光センサー
   を配置して、該位置検知用の光センサーで感知した硬貨
   位置で前記反射光を受光する光センサーによる硬貨面の
   検索を開始又は終了するようになして、搬送中の硬貨に
   検索ビームを連続照射して反射光の強弱信号により硬貨
   の種類及び表裏を非接触下に判別できるように構成して
   なることを特徴とする硬貨判別装置。
3. 【請求項３】 前記検査する面が硬貨の表裏両面又は外
   周面であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記
   載の硬貨判別装置。