JPH08574B2 - 貨幣等位置決め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、貨幣等位置決め装置に係り、とくに、任意
の向きで導入された貨幣、メダル等（以下、貨幣等とい
う）を所定の向きに直して位置決めするものに関する。

【従来の技術】

例えば、貨幣をケース内に収納して、装飾品として販
売することが行なわれており、この場合を例にして説明
する。 日本の貨幣であれば、500円、100円、50円、10円、５
円、１円といった種類があり、これらの貨幣を一枚ずつ
ケース内にいれて装飾品とする。 その際、貨幣の表面には、各種文字、図柄が表示されて
いて、「向き」があり、よって、装飾品としての品質を
高めるためには、貨幣を所定の向きでケース内に並べる
必要がある。 従来は、貨幣のケース内への搬入はもとより、全ての
作業が作業員の手作業によって行なわれており、よっ
て、上記貨幣の向きについても、作業員が目視により確
認して、所定の向きに直していた。 しかしながら、作業員が目視により確認して、その向き
を直すという手作業であるために、作業効率が悪く、ま
た、作業員の指紋等が貨幣へ付着するのを防止する必要
がある等、作業に際して多くの制約を受けるために、作
業ミスも多く、装飾品としての品質が低下してしまうと
いう問題があった。 また、プルーフ貨幣の場合、作業はいわゆるクリーン
ルーム内で行なわれることになるが、作業員の手作業が
主流であるために、クリーン度が向上しないという問題
もあった。 そこで、貨幣の向きを判別してこれを自動的に矯正す
る装置として、例えば、CCDカメラを使用する場合を考
えてみる。すなわち、CCDカメラによって、貨幣の表面
の模様パターンとして認識し、それを予め記憶されてい
る基準パターンと比較して、貨幣の向きを直すのであ
る。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、かかる場合にはつぎのような問題があ
った。 まず、CCDカメラを使用して貨幣の模様パターンを認
識する場合には、貨幣の表面が全面同色であるために、
貨幣の表面の凹凸を検出する必要がある。 このように、貨幣の表面の凹凸を検出するためには、
照明の工夫による影の検出が必要となる。ところが、プ
ルーフ貨幣の場合には、その表面が鏡面に近くて反射率
が高いので、影の検出が困難であるという問題があつ
た。 また通常貨幣の場合には、反射率の良い部分と悪い部
分があったり、表面に傷がある等、表面状態が不均一で
あるために、パターン認識率が低いという問題があっ
た。 さらに、影を検出するための照明についても問題があ
った。例えば、面照光による全面照射では影を作りにく
く、また、点照光による一方向のみの照明は、影を作り
やすいが、パターンの特定が難しいという問題があっ
た。 メダル等に関しても同様の問題があった。 このように、従来の方法によると、表面パターンの認
識が困難であり、よって、判別の精度も低く、装飾品と
しての品質の低下が懸念されていた。 本発明はこのような点に基づいてなされたもので、そ
の目的とするところは、貨幣等の表面パターンを高い精
度で計測、認識し、これに基づいてその方向を正確に判
別し、所定の向きに直すことを可能とする貨幣等位置決
め装置を提供することにある。

【問題点を解決するための手段】

上記目的を達成するべく、本発明にかかる貨幣等位置
決め装置は貨幣、メダル等を保持してこれを回転させる
貨幣保持・回転手段と、上記貨幣、メダル等の中心位置
から任意の半径位置について全周にわたって線状に走査
しその表面パターンをサンプリングするパターンサンプ
リング手段と、 上記パターンサンプリング手段によって検出された表面
パターンと予め登録されている基準パターンとを比較し
てその異同をチェックし一致している場合に上記貨幣保
持・回転手段を所定の位置で停止させて貨幣、メダル等
の位置を決める制御手段と、を具備したことを特徴とす
る貨幣等位置決め装置を供する。 本発明にかかる貨幣等位置決め装置は、パターンサン
プリング手段が貨幣、メダル等の凹凸を検出するもので
ある点及びパターンサンプリング手段が貨幣、メダル等
の表面の粗さ又は傾斜等による反射光照度を検出するも
のである点をも特徴とする。

【作用】

まず、貨幣等を貨幣保持・回転手段上に搭載する。貨
幣保持・回転手段は、搭載した貨幣等を保持して、これ
を回転させる。 その際、パターンサンプリング手段は貨幣等の表面パ
ターンをサンプリングする。すなわち、貨幣等の中心位
置から任意の半径位置について、これを全周にわたって
線状に走査して、その表面パターンをサンプリングする
ものである。 一方、制御手段は貨幣等の基準パターンを予め記憶し
ていて、上記サンプリングされた表面パターンと基準パ
ターンとを比較する。 制御手段は表面パターンと基準パターンとを比較して
その異同をチェックし、一致している場合に上記貨幣保
持・回転手段を所定の位置で停止させて貨幣等の位置を
決めるものである。

【実施例】

以下、第１図乃至第９図を参照して本発明にかかる貨
幣等位置決め装置の一実施例を説明する。 まず、第１図を参照して本実施例による貨幣等位置決
め装置の概略構成を説明する。まず、貨幣保持・回転手
段１がある。上記貨幣保持・回転手段１は、導入された
貨幣等３を保持して、これを回転させるものである。 一方、パターンサンプリング手段５が設置されてい
る。このパターンサンプリング手段５によって、貨幣等
３の表面パターンをサンプリングする。 すなわち、貨幣等３は、貨幣保持・回転手段１により
回転せられており、その状態で貨幣等３の中心から任意
の半径位置について全周にわたって線状に走査し、それ
によつて、貨幣等３の表面パターンをサンプリングす
る。 サンプリングされた表面パターン情報は、制御手段７
に入力される。制御手段７は、上記表面パターン情報
と、予め登録されている基準パターンとを比較してその
異同をチェックする。そして、一致した場合には、貨幣
保持・回転手段１による回転を制御して、貨幣等３を所
定の向きに位置決めするものである。 以下、各部の構成を詳細に説明していく。 まず、貨幣保持・回転手段１の構成から説明する。貨
幣保持・回転手段１は、第２図及び第３図に示すような
構成になっている。第２図に示すように、基台２には、
駆動モーター９が固定されている。 上記駆動モーター９の回転軸11には、プーリ13が固定
されている。一方、別のプーリー15が配置されていて、
上記プーリ13、プーリ15には、タイミングベルト17が捲
回・張設されている。 上記プーリ15は、回転軸19に固定されている。上記回
転軸19は、図中上下方向に延長配置されていて、基台２
に固定された軸受手段21によって回転可能に軸支されて
いる。 上記軸受手段21は、ベアリングケース23と、このベア
リングケース23と上記回転軸19との間に装着されたベア
リング25、27と、これらベアリング25、27間に介挿され
たカラー29、31と、締結ナット33とから構成されてい
る。 上記回転軸19の下端には、カップリング35を介して、
位置検出手段としてのロータリーエンコーダ37が連結さ
れている。このロータリーエンコーダ37は、基台２に固
定されている。 上記ロータリエンコーダ37は回転角度を検出するもの
であり、例えば、回転に応じて出力されるパルス信号を
カウントするインクリメンタル型ロータリーエンコーダ
が考えられ、また、回転に応じて出力されるコードによ
り直接角度を検出するアブソリュート型ロータリーエン
コーダが考えられる。 また同じく回転角度を検出するものとして、回転角度
により変化する抵抗値を検出し、それを角度に変換する
ポテンショメーターが考えられる。 さらに、回転駆動をパルスモータによるものとし、１
パルスあたりの角度から回転角度を検出するようなもの
でもよい。 上記回転軸19の上端部には、回転台39が固定されてい
る。この回転台39には、第３図に示すようにガイドレー
ル41、43が敷設されていて、チャック45、47が、これら
ガイドレール41、43に沿って図中左右方向に移動可能に
取り付けられている。 回転軸19の先端には、セットベース49が固定されてい
る。このセットベース49上に貨幣等３が載置される。上
記セットベース49の外周には、第３図にも示すようにリ
ンク51がベアリング53を介して、回転可能に取り付けら
れている。 上記リンク51の両端には、第３図に示すようにリンク
55、57が回転可能に連結されていて、これらリンク55、
57は、上記チャック45、47に回転可能に連結されてい
る。 上記回転台39上には、シリンダ機構59が設置されてい
る。このシリンダ機構59は、ピストンロッド61を出没可
能に備えている。また、このシリンダ機構59には、回転
軸19、セットベース49及びエアージョイント62の内部に
形成されたエアー供給・排出ポート60を介して、圧縮空
気が供給・排出される。 上記シリンダ機構59に、上記エアー供給・排出ポート
60を介して圧縮空気を供給し、ピストンロッド61と突出
させることにより、リンク51を圧縮コイルスプリング63
のスプリング力に抗して、第３図中時計方向に回転させ
る。それによって、チャック45、47を開く。その状態で
貨幣等３を導入する。そして、エアー供給・排出ポート
60を介して圧縮空気を排出することにより、シリンダ機
構59を非作動状態とする。それによつて、リンク51が圧
縮コイルスプリング63によって、第３図中反時計方向に
回転する。これにより、チャック45、47が閉じ、導入さ
れた貨幣等３を保持する。 他方、回転軸19、セットベース49及びエアージョイン
ト62の内部には、貨幣吸着用ポート65が形成されてい
る。この貨幣吸着用ポート65を介して吸引することによ
り、導入された貨幣等３をセットベース49上に吸着させ
る。これにより、貨幣等３の不用意な浮上等を防止す
る。 基台２上であって図中右側には、既に述べたパターン
サンプリング手段５が搭載されている。以下、このパタ
ーンサンプリング手段５と制御手段７の構成について説
明する。 まず、本実施例のパターンサンプリング手段５は、第
４図に示すように、レーザー光を使用するものであり、
それによって、貨幣等３の表面の凹凸を検出するもので
ある。すなわち、レーザー駆動回路71があり、このレー
ザー駆動回路71によって、半導体レーザー73を駆動し、
それによって、レーザー光を出力する。 出力されたレーザー光は、投光レンズ75を介して、貨
幣等３の任意の半径位置に照射される。貨幣等３は、貨
幣保持・回転手段１によって回転せられているので、上
記任意の半径位置について全周にわたって線状にレーザ
ー光が照射されることになる。 照射されたレーザー光は、貨幣等３の表面を反射し
て、受光レンズ77を介して、光位置検出器79に受光され
る。それによって、貨幣等３の任意の半径位置における
全周にわたっての表面パターンがサンプリングされるこ
とになる。 ここで、貨幣等３の表面の凹凸を検出する理論を説明
しておく。第５図に示すように、貨幣等３の表面に凹凸
がある場合には、投光レンズ75との距離に差が生じる。
例えば、或る場所では距離は（Ｌ）であり、別の場所で
は距離（L₁）である。 その場合反射する位置が異なってくるので、投光レン
ズ77を介して光位置検出器79に受光された場合、光位置
検出器79の端から受光地点まででの距離に差が生じる。
即ち、距離（Ｌ）の場合には（ｌ）であり、距離（L₁）
の場合には（l₁）となる。 このように、受光地点の違いから、投光レンズ77と貨
幣等３までの距離、ひいては貨幣等３の表面の凹凸状態
を検出するのである。 尚、これ以外にも、第６図に示すように、光源72及び
光検出センサー74を使用して、貨幣等３の表面の反射光
照度を検出することにより、貨幣等３の表面パターンを
サンプリングするようにしてもよい。 さて、パターンサンプリング手段５によってサンプリン
グされた貨幣等３の表面パターン情報は、制御手段７の
増幅器81に入力される。増幅器81によって増幅された情
報は、比較器83に入力され、さらに、インターフェイス
85、コンピュータ87、メモリー89に入力される。 一方、インターフェイス85には、既に述べたところの
ロータリーエンコーダ37からの位置情報も入力される。 そして、例えば、光位置検出器79からの表面パターン
情報が、第７図中最上位に示すようなものだったとす
る。その情報は、増幅器81によって増幅されて、その下
に示すような情報となる。さらに、比較器83によって基
準値と比較されて、第３番目に示すような情報となる。
その情報と第４番目に示すロータリーエンコーダ37から
の情報に基ずいて、二値化情報に加工して、これを表面
パターン情報とするものである。 制御手段７は、このようにして得られた貨幣等３の表
面パターン情報と、予め登録されている基準パターン情
報とを比較して、その異同をチェックする。そして、一
致している場合には、貨幣保持・回転手段１を制御し
て、貨幣等３を所定の向きに位置決めする。 以上の構成を基にその作用を説明する。 まず、基準パターン情報の登録から説明する。第８図
のフローチャートに示すように、貨幣等３の位置決め作
業を開始する前に、基準パターン情報の登録を行なう。 基準となる貨幣等３を貨幣保持・回転手段１に保持さ
せる。そして、これを回転させる。 次に、パターンサンプリング手段５によって、貨幣等
３の任意の半径位置について全周にわたって線状に走査
し、表面パターンをサンプリングする。この場合、サン
プリングされる半径位置は、貨幣等３の特徴点を最もよ
く表わすことができる部分が選択される。サンプリング
される半径位置として選択される部分は単一であっても
複数であってもよい。 次に、貨幣保持・回転手段１による回転を停止させる。
そして、サンプリングした表面パターンを、制御手段７
により二値化処理して、基準パターンとして登録する
（ティーチング）。 基準パターンを登録した後、貨幣等３を貨幣保持・回
転手段１より取り外す。以上で、基準パターンの登録が
完了する。 次いで、別の貨幣等３の位置決め作業となる。まず、
貨幣等３を貨幣保持・回転手段１に載置して、これを保
持させるとともに回転させる。 次に、パターンサンプリング手段５によって、貨幣等
３の表面パターンをサンプリングする。すなわち、基準
パターンをサンプリングした特定の半径位置と同一の半
径位置について、貨幣等３の全周にわたって線状に走査
し、表面パターンをサンプリングするのである。 サンプリングされた表面パターン情報は、制御手段７
によって二値化処理され二値化情報となる。 制御手段７は、そのサンプリングされた表面パターン
情報と、予め登録されている基準パターン情報とを比較
して、その異同をチェックする。 この異同にチュックについて、第９図を参照して詳し
く説明する。まず、第９図（ａ）の最上位に示されてい
る情報は、登録されている基準パターン情報であ。図中
白抜きの部分はＬ（LOW）であり、また、斜線を施した
部分はＨ（HIGH）である。 一方、第９図（ａ）中中央に示されている情報は、サ
ンプリングされた表面パターン情報である。 これら両情報を比較して、一致している部分について
は「OK」とし、一致していない部分については「NG」と
する。このようにして比較演算したものが、第９図
（ａ）中最下段に示す情報である。そして、比較演算し
た結果の「NG」の数を算出する。 このような比較演算を、サンプリングされた表面パタ
ーン情報について、第９図（ｂ）に示すように、所定量
ずつシフトさせながら繰り返し、「NG」の数を算出す
る。そして「NG」の数が最も少ない点を一致点と判別す
る。 次に、上記一致点の判別を基に、回転している貨幣保
持・回転手段１の駆動モータ９の停止位置を算出する。
つまり、駆動モーター９の停止位置を（Ｘ）とすると、
この（Ｘ）は次の式（１）により決定される。 Ｘ＝Ｐ＋ｎ ……｛１） 但し P:基準パターンの初期値 n:シフトの回数 そして、このようにして算出された駆動モーター９の
停止位置に対してロータリーエンコーダ37の検出値が一
致したところで、駆動モーター９を停止させる。 このような作用によって、貨幣等３は基準パターンに
対応した所定の位置に位置決めされる。 貨幣等３の位置決めが完了したら、図示しない搬送手
段によって、貨幣等３を、例えば、ケース内に搬送・搬
入する。 尚、上記「NG」の数の最小値についても設定値を設
け、「NG」の数がそれ以下にならない場合には、エラー
として処理するものである。 このようにエラー処理される場合としては、貨幣等３
が変形している場合、摩滅部分がある場合等である。エ
ラーとなった場合には、貨幣保持・回転手段１による回
転が停止され、貨幣等３が排出される。 以上本実施例によると、次のような効果を奏すること
ができる。 まず、貨幣等３を所定の位置に、精度良く、かつ高速
で、位置決めすることができる。これは、パターンサン
プリング手段５によって、貨幣等３の表面パターンをサ
ンプリングする際、任意の半径位置について全周にわた
って線状に走査するようにしていることが大きく寄与し
ている。 つまり、従来のCCDカメラによる撮像のように、貨幣等
３に対して比較的広い範囲でパターンをサンプリングす
るのではなく、任意の半径位置について全周にわたって
線状にサンプリングするようにしているからである。 また、任意の半径位置を決定するに際しては、その貨
幣等３の特徴を最も正確に把握できる位置を選定してい
ることも、精度を向上させる上で大きく寄与している。 貨幣保持・回転手段１にあっては、貨幣等３を吸引して
セットベース49上に吸着させるようにしているので、貨
幣等３の不用意な浮上を防止して確実に保持することが
できる。 このように、貨幣等３の向きを高い精度で矯正するこ
とができるので、作業効率が向上することはもとより、
装飾品としての品質も大幅に向上するものである。 また貨幣等３の種類が何であっても、その方向を正確
に判別し、所定の向きに直すことができる。 本発明は前記一実施例に限定されるものではない。 まず、パターンサンプリング手段５については、前記
一実施例ではレーザー光を使用したものを示したが、そ
れ以外にも、LED光を使用したものでもよい。 そして、同じく距離を検出するタイプのものとして、
近接センサ、超音波センサ、エアーセンサを使用したも
のでもよい。 また、前述したように、反射光照度を検出するものでも
よく、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ
等を利用した光検出センサを使用するものが考えられ
る。 パターンサンプリング手段５については、各部の構成は
図示したものに限定されず、特に、貨幣等３をセンタリ
ングする構成については、チャックの接触部が円弧条の
もの、３本爪スクロールチャック、コレットチャック等
でもよく、また、基準孔を設けて該基準孔に貨幣等３を
装着してセンタリングするようにしてもよい。 前記一実施例では、位置決め対象の貨幣等３の種類に
ついては予め決められているものとして示したが、貨幣
等３の種類の判別をも含めて位置決めするようにしても
よい。 この場合には、二つの方法が考えられる。まず第１の
方法として、貨幣等３の種類については、その形状、大
きさ、材質等から、これを機械的に判別し、その後、前
記一実施例と同様の作用により、向きを直す方法であ
る。 次に、第２の方法としては、貨幣等３の種類の判別を
含めて、基準パターンとの比較により行なうものであ
る。即ち、複数種類の貨幣についての基準パターンを登
録しておく。そして、位置決め対象の貨幣等３の表面パ
ターンをサンプリングした場合には、まず、複数の基準
パターンとの対比により、貨幣等３の種類を判別する。
次に、位置を決めるべく所定の基準パターンとの対比を
行なうものである。 なお、貨幣は日本の貨幣のみに限られず、外国の貨幣
にも適用できるのは当然である。また貨幣等の形状は、
円形に限られず、方形その他任意である。さらに本発明
にかかる貨幣等位置決め装置は、貨幣、メダル等の凹凸
のある物に適用することができる。

【発明の効果】

以上詳述したように、本発明にかかる貨幣等位置決め
装置によると、パターンサンプリング手段により、貨幣
等の任意の半径位置について全周にわたって線状に走査
し、その基準パターンを含めて表面パターンを高い精度
でサンプリングすることができる。 よって、貨幣等の方向を正確に判別し、所定の向きに
直すことが可能であり、例えば、装飾品として使用する
場合にも、その品質の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第９図は本発明の一実施例を示す図で、第１
図は貨幣等位置決め装置の概略構成図、第２図は貨幣保
持・回転手段の断面図、第３図は第２図のIII−III矢視
図、第４図はパターンサンプリング手段及び制御手段の
構成図、第５図及び第６図はパターンをサンプリングす
る理論を示す図、第７図はサンプリング情報の二値化処
理を示す図、第８図はフローチャート、第９図（ａ）、
（ｂ）は情報処理の一例を示す図である。 １……貨幣保持・回転手段、２……基台、３……貨幣、
５……パターンサンプリング手段、７……制御手段、９
……駆動モーター、11……回転軸、13……プーリ、15…
…プーリ、17……タイミングベルト、19……回転軸、21
……軸受手段、23……ベアリングケース、25……ベアリ
ング、27……ベアリング、29……カラー、31……カラ
ー、33……締結ナット、35……カップリング、37……ロ
ータリーエンコーダ、39……回転台、41……ガイドレー
ル、43……ガイドレール、45……チャック、47……チャ
ック、49……セットベース、51……リンク、53……ベア
リング、57……リンク、59……シリンダ機構、60……エ
アー供給・排出ポート、61……ピストンロッド、62……
エアージョイント、63……圧縮コイルスプリング、65…
…貨幣吸着ポート、71……レーザー駆動回路、72……光
源、73……半導体レーザー、75……投光レンズ、77……
受光レンズ、79……光位置検出器、81……増幅器、83…
…比較器、85……インターフェイス、87……コンピュー
タ、89……メモリー。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】貨幣、メダル等を保持してこれを回転させ
   る貨幣保持・回転手段と、上記貨幣、メダル等の中心位
   置から任意の半径位置について全周にわたって線状に走
   査しその表面パターンをサンプリングするパターンサン
   プリング手段と、上記パターンサンプリング手段によっ
   て検出された表面パターンと予め登録されている基準パ
   ターンとを比較してその異同をチェックし一致している
   場合に上記貨幣保持・回転手段を所定の位置で停止させ
   て貨幣、メダル等の位置を決める制御手段と、を具備し
   たことを特徴とする貨幣等位置決め装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の貨幣等位置決め装置におい
   て、パターンサンプリング手段は、貨幣、メダル等の凹
   凸を検出するものであることを特徴とする貨幣等位置決
   め装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の貨幣等位置決め装置におい
   て、パターンサンプリング手段は貨幣、メダル等の表面
   の粗さ又は傾斜等による反射光照度を検出するものであ
   ることを特徴とする貨幣等位置決め装置。