JPH0836660A - コイン識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外国硬貨を国内硬貨に誤識別するという問題
点を除去すると共に、環境条件の変動に対して安定な識
別が可能なコイン識別装置を提供する。 【構成】 磁気センサ１０と光学センサ２０とがコイン
搬送手段に沿って配置され、穴判別部４０では磁気セン
サの出力に基づきコインの穴の有無を判別し、材質判別
部５０はコインが白銅貨であるか否かを判別する。ま
た、外径判別部８０は光学センサの出力に基づきコイン
の外径を少なくとも２以上のグループに分類する。金種
判別部６０は、穴判別部、材質判別部、外径判別部の判
別結果に基づきコインの金種を決定する。真偽判別部１
００はコイン表面の凹凸パターンから当該金種特有の光
学的パターンの特徴を抽出し、この特徴に基づきコイン
の真偽を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動販売機やＡＴＭ
等の金融自動化機器に用いられるコイン識別装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置では磁気センサでコ
インの材質、厚み、穴の有無の特徴をとらえ、又光学セ
ンサで外径を測定してコインの種類と真偽を識別してい
た。

【０００３】しかし、近年では材質、外径等の類似する
外国硬貨が混入される場合があり、その際にこれらを誤
識別する可能性が高くなってきている。そこで、各セン
サの検出精度を高める提案が種々なされている。例え
ば、特開昭６０ー２０１２４７には検出精度を高めた磁
気センサの構造が、また特開平３ー１８０９９２には磁
気センサを異なる周波数で交互に駆動して材質を精度良
く検出する方法が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ように各センサの検出精度を高める工夫を行なっても、
材質及び外形形状（厚み、外径）が非常に似かよった外
国硬貨があり、これらを国内硬貨に誤識別するという問
題があった。

【０００５】また、センサの検出精度を高めると同時
に、その正常検出範囲を小さく限定しようとすると、装
置環境条件による検出出力の変動やコインの摩耗や傷に
よる検出出力の変化によって、真貨であっても正常検出
範囲をはずれリジェクトされてしまうという問題があっ
た。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明のコイン識別装置は、コイン搬送手段に沿って
配置される磁気センサと光学センサを有し、磁気センサ
の出力に基づいてコインの穴の有無を判別する穴判別部
と、磁気センサの出力に基づいてコインが白銅貨である
か否かを判別する材質判別部と、光学センサの出力に基
づいてコインの外径を少なくとも２つ以上のグループに
分類する外径判別部と、前記穴判別部、材質判別部、外
径判別部の判別結果に基づいてコインの金種を決定する
金種判別部と、光学センサで読み取ったコイン表面の凹
凸パターンからコインの特徴を抽出してコインの真偽を
判定する真偽判別部とを備えたことを特徴とする。

【０００７】また、本発明のコイン識別装置における前
記真偽判別部は金種判別部で決定された識別対象コイン
の種類に基づいて抽出する特徴の切り換えを行なうこと
を特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明のコイン識別装置においては、コイン搬
送手段に沿って磁気センサと光学センサとが配置され、
穴判別部では磁気センサの出力に基づきコインの穴の有
無を判別し、材質判別部はコインが白銅貨であるか否か
を判別する。また、外径判別部は光学センサの出力に基
づきコインの外径を少なくとも２以上のグループに分類
する。金種判別部は、穴判別部、材質判別部、外径判別
部の判別結果に基づきコインの金種を決定する。真偽判
別部は金種の決定したコイン表面の凹凸パターンから光
学的パターンの特徴を抽出し、この特徴に基づきコイン
の真偽を判定する。従って、コインの材質や外形形状
（厚み、外径）の類似した外国硬貨が混入してもこれら
を誤識別することはなく、また、金種の判別は磁気セン
サや光学センサの出力を大まかに区分して判別する方法
であるため、環境条件の変化によるセンサ出力の変動に
対しても十分に対応することが可能である。

【０００９】また、本発明のコイン識別装置の真偽判別
部においては、金種判別部で決定されたコインの金種に
よって抽出する特徴を切り替えるようにすることによ
り、真偽判別対象のコインの特徴を的確にかつ詳細に抽
出することができ、コイン認識率の向上と処理速度の高
速化を図ることが出来る。

【００１０】

【実施例】図１はこの発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図であり、図２は検出センサの配置例を示す構成図
である。図２において、コイン１は図示しないコイン搬
送手段により搬送路２上を図示矢印の方向に搬送され
る。搬送路２には磁気センサ１０と光学センサ２０が配
置され、特に光学センサ２０は搬送路２に設けた細長い
穴２aに対峙した位置に配置される。

【００１１】図３は磁気センサ１０の構成を示した図で
ある。

【００１２】磁気センサ１０はフェライトによって構成
された円筒形コア１１の中心部に同じくフェライトによ
って構成され、図示断面形状のように円柱形に上下と中
心部の４箇所に円形環状の鍔部を有する円柱コア１２が
配置されており、この円柱コアの上をコイン１が搬送さ
れるようになっている。そして円柱コア１２の中心部に
は１次コイル１３が巻回され、その上下部位にはそれぞ
れ２次コイル１４、１５が巻回されている。

【００１３】１次コイル１３は発振器１６に接続され、
２次コイル１４、１５は出力が通常状態では「０」とな
るように、互いに逆極性で直列に接続され、その両端か
ら出力電圧Ｖｓ（差電圧）が生じるようになっている。
即ち、一般に周知の差動トランス式の磁気センサとなっ
ている。

【００１４】磁気信号検出部３０は、磁気センサ１０の
交流出力電圧を入力して直流信号に変換するものであ
り、一般に図４に示す様に増幅器３１、整流回路３２、
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３３等で構成され、後述す
る処理がデジタル信号処理の場合はＡ／Ｄ変換器を含
み、ＬＰＦ出力を多値（例えば８ビット）のデジタル信
号として出力する。

【００１５】図５は磁気信号検出部３０の直流信号出力
例であり、横軸が時間経過を縦軸が出力レベルを示して
おり、図５（ａ）は穴のないコインの出力例であり、
（ｂ）は穴のあるコインの出力例を示している。

【００１６】穴判別部４０及び材質判別部５０は、磁気
信号検出部３０の直流出力信号を入力する。穴判別部４
０では、入力信号を微分してそのゼロクロス回数をカウ
ントする等の公知の手段により穴の有無を判別し、その
判別結果をＡ因子として出力する。

【００１７】このように、入力信号の微分信号を用いる
ことにより図５（ａ）のような穴無しコインの入力信号
を微分すると１回だけゼロクロスするのに対し、図５
（ｂ）のような穴開きコインの入力信号を微分すると３
回ゼロクロスし、コインの穴の有無を容易に判別するこ
とが可能となる。

【００１８】材質判別部５０では公知の手段を用いて入
力信号の最大値によりコインの材質を判別し、その判別
結果をＢ因子として出力する。但し、本実施例の材質判
別部５０は従来のように各金種毎の許容値を詳細に設定
するのではなく、入力信号の最大値が比較的小さい白銅
貨であるか否かだけを判別する。

【００１９】図６は現在国内で流通しているコインの種
類を示したものである。これらのコインにおける磁気信
号検出部３０の直流信号出力は白銅貨の最大値に対して
白銅貨以外のコインの最大値は２〜３倍あり、材質判別
部５０での白銅貨か否かの判別は従来より簡単に行なう
ことができる。

【００２０】金種判別部６０は穴判別部４０の出力（Ａ
因子）、材質判別部５０の出力（Ｂ因子）と後述する外
径判別部８０の出力（Ｃ因子）とが入力され、ルックア
ップテーブル等により金種信号を出力する。

【００２１】また光学センサ２０は、図７に示すように
光源２１及びセルフォックレンズ２２とを１次元ＣＣＤ
センサ２３とから成る読み取り系がコイン搬送路２に設
けた長穴２ａの中心位置を基準にしてコイン搬送路２に
垂直な面に対して各々θ°傾けた正反射型の光学系構成
となっている。

【００２２】光学信号検出部７０は光源２１から照射さ
れコイン１表面で反射した光を１次元ＣＣＤセンサ２３
が受光した光量に対応した線順次の電気信号（画像信
号）に変換する周知の回路であり、ＣＣＤセンサ２３と
同一の基板上あるいは極めて近傍に配置される。光学信
号検出部７０から出力される画像信号は、コインの移動
に伴って外径判別部８０と画像メモリ９０に順次入力さ
れる。

【００２３】外径判別部８０は光学信号検出部７０から
出力される線順次の画像信号から各コインの幅を求め、
求めたコイン幅の最大値をコイン外径として予め記憶し
ておいた数値と比較し、コイン外径の大きさに対する分
別信号をＣ因子として出力する。

【００２４】図６の国内流通コインを見ると、前述のＡ
因子Ｂ因子だけでは金種判別できないものとして、１円
と１０円及び１００円と５００円とが挙げられ、コイン
外径の大きさを少なくとも２種以上のグループに分別し
て全金種の判別を行なうことが必要となる。

【００２５】外径判別部でのコイン外径の分別方法は２
３mm以上／未満の１ビットで分別することも可能である
が、外径検出精度をあまり問題としないように２１mm以
下／２１〜２５mm／２５mm以上のように分類し、各々を
２ビットのＣ因子（”０１”／”１０”／”１１”）と
して金種判別部６０に出力する。

【００２６】画像メモリ部９０は、光学信号検出部７０
から出力される画像信号を順次蓄積し、コイン１枚分の
画像信号を記憶する。

【００２７】真偽判別部１００は特徴抽出部１１０と識
別部１２０とを有する。

【００２８】金種判別部６０から出力される金種信号に
基づいて、特徴抽出部１１０では画像メモリ部９０から
読み出す画像信号からコインの特徴を抽出する。識別部
１２０では抽出されたコイン画像の特徴と予め辞書に登
録しておいた対象コインの特徴とを比較して真偽の判別
を行ない、真偽判別結果を出力する。

【００２９】以下、動作の説明を行なう。

【００３０】コイン１を搬送路２上に沿って移動させて
コイン１が磁気センサ１０に接近すると、磁気センサ１
０の出力電圧Ｖｓがコイン１の材質及びコイン１と磁気
センサ１０との距離に応じて変化し、この出力電圧Ｖｓ
を磁気信号検出部３０で図５のような直流信号に変換し
て穴判別部４０と材質判別部５０とに入力する。

【００３１】穴判別部４０ではコインの穴の有無を判別
した結果をA因子とし、穴開きコインのときは”１”を
穴無しコインのときは”０”を出力する。

【００３２】また、材料判別部５０ではコイン材質が白
銅であるか否かを判別した結果をＢ因子信号とし、白銅
貨の時は”１”を他の材質の時は”０”を出力する。

【００３３】次に、コイン１が搬送路２の長穴２ａにか
かるようになると、コイン１の反射光を受光する光学セ
ンサ２０の受光量が変化し、光学信号検出部７０で線順
次の画像信号に変換して外径判別部８０と画像メモリ９
０に入力する。

【００３４】外径判別部８０では、線順次の画像信号か
ら各々コインの幅を求めてその最大値をコイン外径と
し、２ビットのＣ因子信号として出力する。また、画像
メモリ部９０では、コイン１が搬送路２の長穴にかかる
ようになってからこれを通り過ぎるまで、光信号検出部
７０から出力されるコイン１枚分の線順次画像信号を記
憶する。

【００３５】次に、金種判別部６０が前述のＡ因子、Ｂ
因子、Ｃ因子の各信号に基づいて、各信号が図８に示す
いずれかの金種と一致するときはその金種信号を出力す
る。図８において、Ｃ因子のＸ印はＣ因子がいずれの値
であっても良いことを示し、穴開きコインはＡ因子とＢ
因子によって金種判別を行なう。

【００３６】また、Ａ因子、Ｂ因子、Ｃ因子信号が図８
のいずれの金種にも一致しない時は、金種判別部６０
は”０００”を出力し、識別対象外のコインであるとし
て後述する真偽判別部１００の処理は行なわない。

【００３７】ところで、前述の穴判別部４０、材質判別
部５０、外径判別部８０の処理は、コイン１の移動にと
もなってリアルタイムで行なう。従って、画像メモリ９
０にコイン１枚分の画像信号を記憶し終えた時には金種
判別部６０から既に金種信号が出力されている。

【００３８】次に、特徴抽出部１１０で上記金種信号に
基づいて、画像メモリ部９０に記憶された画像信号から
その特徴抽出を行なう。

【００３９】特徴抽出部１１０での特徴抽出方法は特に
限定されることなく識別対象とするコインの種類に応じ
て適宜の処理方法を用いることが可能であるが、一例と
して国内硬貨のコイン表面に円環状に形成されている凹
凸パタンからの特徴抽出について詳述する。

【００４０】図９は対象コイン１として１０円硬貨につ
いての断面（ａ）と表面パターン（ｂ）を示す。

【００４１】コインの外周近傍には円環状に傾斜部１０
１、１０２がコインの表裏共に形成されている。光学セ
ンサ２０では、傾斜部１０１、１０２からの反射光量が
少なく、他の平坦部からの反射光量が多く検出され、光
学信号検出部７０を介して画像メモリ部９０に図９
（ｂ）の画像信号を記憶する。

【００４２】特徴抽出部１１０では、上記画像信号から
コイン画像の中心点（ｘ０、ｙ０）の位置を求め、中心
点からの半径がｄ１／２及びｄ２／２の距離にある画素
（ｘ、ｙ）のデータを各々積分する。

【００４３】国内流通硬貨では１円、５円、１０円が図
９と同様にして２つの円環部を有し、５０円、１００
円、５００円硬貨では１つの円環部を有している。

【００４４】特徴抽出部１１０は、各金種に対応した円
環部の半径データを格納しており、金種判別部６０から
の金種信号に対応して所望半径の画素データだけを積分
する。

【００４５】次に、識別部１２０において上記の所望半
径における画素データの積分結果と予め登録してある辞
書の内容とを比較して、金種判別部６０で判定された金
種の真偽を識別する。

【００４６】ところで、５００円硬貨については図１０
に示すようにコイン外周近傍に円環状の傾斜部１０３と
円環状に配置した微小突起１０４とをコインの表裏共に
有しており、傾斜部１０３の径（ｄ１）だけでなく、微
小突起１０４配列の外接円の径（ｄ２、ｄ３）にある画
素データについてもこれらの位置にある画素データを各
々積分してコインの特徴とすることもできる。この場合
は、高額コインである５００円の特徴が詳細に抽出で
き、その真偽識別の認識率を向上させることができる。

【００４７】本実施例の真偽判別部では、識別対象コイ
ンによって指示される半径位置の画素データを積分した
結果を特徴としたが、図９に示すように外径（ｄ０）か
ら円環部（ｄ１，ｄ２）迄の距離を求めて特徴とし、予
め識別対象コインの特徴として登録してあるＷ１，Ｗ２
とを比較して真偽判定をすることが出来る。この場合
は、前述の中心位置検出などの処理が不要で、真偽判別
部の処理を簡易化できる。

【００４８】また図１０に示す５００円硬貨では、微小
突起１０４がコイン表裏面共に円環状に１０１個均等に
配置されており、ｄ３より若干小さい半径からコイン外
径までを特徴画像として抽出し、予め登録してある画像
とマッチングすることにより真偽を判別することも出来
る。通常のパターンマッチングでは入力されるコイン画
像の向きがランダムであるため、マッチング処理に多大
の時間を要するが、上述の特徴画像は約３．６°毎の繰
り返しパターンであり、例えば０．５°毎に傾けた辞書
画像を７つ用意して、入力コイン画像と辞書画像を比較
し、最大の一致率を求めれば容易に真偽判別が出来る。

【００４９】この場合は、金種判別結果に基づいて５０
０円硬貨に対しては上記のパターンマッチング処理によ
る真偽判別処理を行ない、その他の金種のコインに対し
ては前述の真偽判別処理を行なう。

【００５０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、コイン搬送手段に沿って配置される磁気センサと
光学センサを有し、磁気センサの出力に基づいてコイン
の穴の有無を判別する穴判別部と、磁気センサの出力に
基づいてコインが白銅貨であるか否かを判別する材質判
別部と、光学センサの出力に基づいてコインの外径を少
なくとも２つ以上のグループに分類する外径判別部と、
前記穴判別部、材質判別部、外径判別部の判別結果に基
づいてコインの金種を決定する金種判別部と、光学セン
サで読み取ったコイン表面の凹凸パターンからコインの
特徴を抽出してコインの真偽を判定する真偽判別部とを
備えた構成としたので、材質や外形形状（厚み、外径）
の類似した外国硬貨が混入してもこれらを誤識別するこ
とがない。また、金種判別の方法は、従来のように磁気
センサや光学センサの出力を詳細に比較するのではな
く、各センサの出力を大まかに区分して行なう方法であ
るため、環境条件等によるセンサ出力の変動などにより
リジェクトが発生することがない。

【００５１】更に、真偽判別部における特徴抽出の際
に、金種判別結果に基づいて抽出する特徴を選択するよ
うにしたことにより、真偽判別対象コインの特徴を的確
にかつ詳細に検出でき、認識率の向上と処理速度の高速
化を図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】センサの配置例を示す構成図である。

【図３】磁気センサ１０の構成図である。

【図４】磁気信号検出部３０の構成例を示す図である。

【図５】磁気信号検出部３０の直流信号出力例を示す図
である。

【図６】国内で流通しているコインの種類を示した図で
ある。

【図７】光学センサを含む光学系の構成図である。

【図８】金種判別部６０から出力される金種信号の一例
を示す図である。

【図９】１０円硬貨の断面図と表面のパターン図であ
る。

【図１０】５００円硬貨の表面のパターン図である。

【符号の説明】

１０ 磁気センサ ２０ 光学センサ ３０ 磁気信号検出部 ４０ 穴判別部 ５０ 材質判別部 ６０ 金種判別部 ７０ 光学信号検出部 ８０ 外径判別部 ９０ 画像メモリ部 １００ 真偽判別部 １１０ 特徴抽出部 １２０ 識別部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイン搬送手段に沿って配置される磁気
   センサと光学センサを有し、 磁気センサの出力に基づいてコインの穴の有無を判別す
   る穴判別部と、 磁気センサの出力に基づいてコインが白銅貨であるか否
   かを判別する材質判別部と、 光学センサの出力に基づいてコインの外径を少なくとも
   ２つ以上のグループに分類する外径判別部と、 前記穴判別部、材質判別部、外径判別部の判別結果に基
   づいてコインの金種を決定する金種判別部と、 光学センサで読み取ったコイン表面の凹凸パターンから
   コインの特徴を抽出してコインの真偽を判定する真偽判
   別部とを備えたことを特徴とするコイン識別装置。
2. 【請求項２】 前記真偽判別部は、金種判別部で決定さ
   れた識別対象コインの種類に基づいて抽出する特徴の切
   り換えを行なうことを特徴とする請求項１記載のコイン
   識別装置。