JPH09190558A - 媒体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、媒体から反射する反射光成分に着
目し、この反射光成分には金属面反射と紙面反射によっ
て正反射光成分と拡散反射光成分が異なることを捉え
て、この両反射光成分の割合を求めることにより媒体を
正確に検知判定する媒体検知装置の提供を目的とする。 【解決手段】この発明は、媒体から反射した反射光成分
を分析して媒体を検知する媒体検知装置であって、上記
媒体から反射した反射光成分を正反射光成分と拡散反射
光成分とに区分して受光する受光手段を備えたことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、硬貨等の媒体を
光学的に読取って検知する媒体検知装置に関し、さらに
詳しくは媒体から反射した反射光成分を分析することに
基づいて媒体を正確に検知判定する媒体検知装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】以下、硬貨を光学検知する硬貨検知装置
を例にとって説明する。この硬貨検知装置は、図８に示
すように、硬貨Ｃの自重により傾斜通路８１を転動させ
て下方に移送する硬貨移送方式や図９に示すように、搬
送ベルト９１の上面に硬貨Ｃを載せて一定速度で搬送す
るベルト搬送方式が採用されている。この搬送処理途中
の硬貨Ｃを、ＣＣＤカメラ９２で撮影して画像取得し、
この画像パターンから金種判定や真偽判定を行ってい
る。

【０００３】この画像取得に際しては、図１０に示すよ
うに、例えば搬送ベルト１０１で移送される硬貨Ｃの検
知位置を投光器１０２…で照射し、ここに硬貨Ｃが導か
れたとき透過形のトリガセンサ１０３で検知し、このト
リガセンサ１０３のセンサ信号に基づいてＣＰＵ１０４
はＣＣＤカメラ１０５にシャッタ信号を出力し、このシ
ャッタ信号を受けたＣＣＤカメラ１０５はシャッタを開
放して硬貨Ｃからの反射光１０６を受光し、受光画像の
ビデオ信号をＡ／Ｄ変換器１０７および画像メモリ１０
８を介してＣＰＵ１０４は画像データを取得し、これを
データ処理して金種判定している。

【０００４】この金種判定処理動作を図１１のフローチ
ャートを参照して説明すると、今、ＣＰＵ１０４にＣＣ
Ｄカメラ１０５が受光した画像データが入力されると
（ステップｎ1 ）、ＣＰＵ１０４は検知した画像のエッ
ジ強調処理およびノイズ除去処理を行った後（ステップ
ｎ2 〜ｎ3 ）、検知した画像データから硬貨の円形を検
出し、この検出した円形データから硬貨の特徴を抽出し
て硬貨の真偽および金種を判定している（ステップｎ4
〜ｎ6）。

【０００５】しかし、この種の検知構成では精巧な偽造
硬貨が使用された場合に十分対処できなかった。例え
ば、硬貨に類似した金属材質の表面に硬貨の絵柄紙面を
複写して貼り付けるなどの不正使用がなされた場合は、
検出不能となる場合があり完全に真偽を判別できない恐
れがあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこでこの発明は、媒
体から反射する反射光成分に着目し、この反射光成分に
は金属面反射と紙面反射によって正反射光成分と拡散反
射光成分とが異なる特性を有することから反射光成分の
成分割合を求めることにより媒体を正確に検知する媒体
検知装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
媒体から反射した反射光成分を分析して媒体を検知する
媒体検知装置であって、上記媒体から反射した反射光成
分を正反射光成分と拡散反射光成分とに区分して受光す
る受光手段を備えたことを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の発明は、正反射光成分を受
光する受光器と拡散反射光成分を受光する受光器とで受
光手段を構成したことを特徴とする。

【０００９】請求項３記載の発明は、正反射光成分を受
光する受光器と拡散反射光成分を受光する受光器との一
方を撮像手段で構成したことを特徴とする。

【００１０】請求項４記載の発明は、受光手段が受光す
る正反射光成分と拡散反射光成分との差を求めることに
基づいて媒体を検知判定する検知判定手段を備えたこと
を特徴とする。

【００１１】請求項５記載の発明は、受光手段が受光す
る正反射光成分と拡散反射光成分との比率を求めること
に基づいて媒体を検知判定する検知判定手段を備えたこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項６記載の発明は、媒体から反射した
反射光成分の分析時に、正反射光成分と拡散反射光成分
とを、偏光成分で区分する受光手段を備えたことを特徴
とする。

【００１３】請求項７記載の発明は、正反射光成分と拡
散反射光成分とを偏光成分で区分するとき、この偏光成
分を特定方向に偏光するＰ偏光成分で区分することを特
徴とする。

【００１４】

【作用】この発明によれば、媒体から反射した反射光成
分を受光手段が受光したとき、この受光手段は反射光成
分を正反射光成分と拡散反射光成分とに分析して区分
し、この区分した両成分の割合から媒体を検知する。

【００１５】また、反射光成分の受光時に、正反射光成
分を受光する受光器と、拡散反射光成分を受光する受光
器との各専用の受光器を用いて受光する。

【００１６】同じく、反射光成分の受光時に、受光器の
一方を撮像手段で構成して反射光成分を受光する。

【００１７】また、受光手段が受光した正反射光成分お
よび拡散反射光成分の差から検知判定手段が媒体を検知
判定する。

【００１８】同じく、受光手段が受光した正反射光成分
および拡散反射光成分の比率から検知判定手段が媒体を
検知判定する。

【００１９】さらに、媒体からの反射光成分を受光手段
が受光したとき、受光手段は偏光成分から正反射光成分
と拡散反射光成分とを区分して媒体を検知する。

【００２０】また、正反射光成分と拡散反射光成分とを
区分する偏光成分を特定方向に偏光する性質を有するＰ
偏光成分より求めて媒体を検知する。

【００２１】

【発明の効果】この結果、媒体からの反射光成分を正反
射光成分と拡散反射光成分とに区分して捉えることがで
きるため、この両成分の差／比率等の成分割合から媒体
の特徴を正確に捉えて媒体を高精度に検知判定すること
ができる。したがって、成分割合が明確に異なる金属面
反射と紙面反射とを正確に区分でき、金属材質の表面に
硬貨の絵柄紙面を貼り付けるなどの精巧な偽造硬貨に対
しても確実に判別でき、酷似硬貨による不正行為を完全
に防止することができる。

【００２２】また、正反射光成分用の受光器と拡散反射
光成分用の受光器との各専用の２つの受光器で受光すれ
ば、２つの受光器の光量の差から反射特性を検出できる
ので硬貨が少し汚れていたり、光沢のある紙面の検知で
あってもその光量差から正確に区別することができる。
また、受光器をＣＣＤカメラ等の撮像手段で代用すれ
ば、構成部品が少なくなり経済的となる。

【００２３】さらに、反射光成分の分析時に、特定方向
に偏光する偏光成分を捉えれば高検知出力を得て検知判
定でき、この偏光成分の内でも特徴のある性質を有する
Ｐ偏光成分を捉えれば、検出比率が高まり高精度の検知
ができる。

【００２４】

【実施例】この発明の実施例を以下図面に基づいて詳述
する。図１は自動預金支払機の硬貨処理ユニットに内蔵
される硬貨検知装置１１を示し、この硬貨検知装置１１
は搬送ベルト１２上に載って一定速度で搬送される硬貨
Ｃを上方一側（図中左側）から下向きに傾斜投光する投
光器１３と、上方他側（図中右側）の上下位置で反射光
を受光する第１受光器１４と第２受光器１５とを有して
硬貨Ｃを光学的に受光検知する。

【００２５】ところで、第１受光器１４と第２受光器１
５との２つの受光器１４，１５を用いたのは金属や紙等
の検知媒体の材質によって反射内容が変化し、この反射
内容を両受光器１４，１５で捉えることにより検知媒体
を正確に特定するものである。

【００２６】これは、図２に示すように、検知媒体が金
属２１のとき、金属２１を照射した入射光２２の入射角
θ1 と、垂線２３を挟んだ同角度の反射角θ2 の方向に
正反射光成分２４が多く表れ、拡散反射光成分が少なく
表れる性質を有している。これに対し、検知媒体が紙２
５のときは、正反射光成分が少なく表れ、拡散反射光成
分が多く表れる。また、紙２５の反射光成分２６は直進
性に乏しく媒体の反射部分に球面状に小さく分布して反
射性の弱い性質を有している。

【００２７】このような性質を有することから上方の正
反射光成分が多く表れる上部位置には第１受光器１４を
設置し、またその下方の拡散反射光成分が多く表れる下
部位置には第２受光器１５を設置して、これらの両受光
器１４，１５の受光量の差あるいは比率を検出すること
で金属と紙とを明確に区別している。

【００２８】図３は受光した反射光成分の差を求める場
合の硬貨検知装置１１の制御回路ブロック図を示し、第
１受光器１４で受光した正反射光成分を第１のＩ−Ｖ
（電圧変換）変換器３１で電圧変換して得られた受光値
と、第２受光器１５で受光した拡散反射光成分を第２の
Ｉ−Ｖ変換器３２で電圧変換して得られた受光値との受
光差を差動アンプ３３で増幅出力し、これをコンパレー
タ３４で比較して金属か紙かを判定出力する。

【００２９】図４は硬貨検知装置の他の制御回路ブロッ
ク図を示し、これは第１受光器１４で受光した正反射光
成分を第１のＩ−Ｖ変換器４１で電圧変換して得られた
受光値と、第２受光器１５で受光した拡散反射光成分を
第２のＩ−Ｖ変換器４２で電圧変換して得られた受光値
との受光比率を除算器４３で求め、この求めた受光比率
からコンパレータ４４が金属か紙かを判定出力する。

【００３０】このように、正反射光成分と拡散反射光成
分との両成分の差や比率の成分割合から検知媒体の特徴
を正確に捉えることができるため、円形金属に硬貨の絵
柄紙面を貼るような偽造硬貨に対しても確実に判別で
き、酷似硬貨による不正行為を完全に防止することがで
きる。また、上下位置に配設した２つの受光器１４，１
５で上下に分散された反射光を個別に受光することによ
り２つの受光量データが得られ、両受光量データから硬
貨が少し汚れていたり、光沢のある紙面であってもその
光量割合から正確に検知媒体を判定することができる。

【００３１】図５はこの発明の他の実施例の硬貨検知装
置５１を示し、この硬貨検知装置５１は搬送ベルト５２
上に載って一定速度で搬送される硬貨Ｃの上面を、リン
グ状投光器５３で上方周辺から照射し、これより真上に
反射した正反射光成分の反射光５４を真上の画像検知兼
用のＣＣＤカメラ５５で検知し、また下部周辺に反射し
た拡散反射光成分の検知位置に下部受光器５６を配設し
ている。このように、正反射光成分対応側の受光器をＣ
ＣＤカメラ５５で代用することができるため、部品点数
が少なくなり硬貨検知装置を経済的に作成できる。

【００３２】図６はこの発明の他の実施例の硬貨検知装
置６１を示し、この硬貨検知装置６１は搬送ベルト６２
上に載って一定速度で搬送される硬貨Ｃを、上方一側
（図中左側）から下向きに傾斜投光する投光器６３と、
上方他側（図中右側）で受光する受光器６４とを対設
し、さらに投光器６３の投光方向の前面にはＰ偏光成分
透過用の第１偏光板６５を配設して入射光６６のＰ偏光
成分のみを透過許容し、また受光器６４の受光方向の前
面にはＰ偏光成分透過用の第２偏光板６７を配設して反
射光６８のＰ偏光成分のみを透過許容している。

【００３３】この偏光成分は、光学的に直進性の高い特
定波長を有するＰ偏光成分と、これと異なる特定波長を
有するＳ偏光成分とに分けられ、透過許容された正反射
光成分のＰ偏光成分は第１〜第２偏光板６５，６７を抵
抗なく透過し、投光時のＰ偏光成分は受光器６４で確実
に検知される。一方、透過許容された拡散反射光成分の
Ｐ偏光成分は反射時に入射光６６が媒体の表面に浸透し
て十分な反射光量が得られず、受光器６４で検知できな
くなる。このため、正反射光成分のＰ偏光成分が得られ
る位置に一つの受光器６４を配設するだけで検知媒体を
検知することができる。

【００３４】また、紙面反射の場合は紙の繊維間で反射
を繰返して位相が乱され、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とが
混在した反射光となり、この混在反射光が偏光板６５，
６７を通過する時にＳ偏光成分が遮断されて受光量が略
半分に減少する。このため、受光量の検知割合から検知
媒体は紙と判定することができる。

【００３５】図７は紙等の誘電体（非導電性物質）の偏
光成分の入射角と反射率との関係を表す図表を示し、Ｐ
偏光成分７１とＳ偏光成分７２とは反射率が若干異な
り、Ｐ偏光成分７１は約５６ｄｅｇの入射角（ブリュー
スタ角）で反射率０となる。

【００３６】したがって、投光をブリュースタ角で入射
させれば、受光器は反射率０を受光したとき紙と判定す
ることができ、金属と紙とを高精度に区別して検出する
ことができる。また、偏光板を透過するＰ偏光成分７１
の透過率７３は透過性が高く、Ｓ偏光成分７２の透過率
７４は透過性が低く、Ｐ偏光成分７１の受光量を効率よ
く捉えることが認められる。

【００３７】上述のように、媒体からの反射光成分を正
反射光成分と拡散反射光成分とに区分して取扱うことが
できるため、この両成分の差／比率等の成分割合から媒
体の特徴を正確に捉えて媒体を高精度に検知判定するこ
とができる。したがって、成分割合が異なる金属面反射
と紙面反射とを正確に区分でき、硬貨の絵柄紙面を貼り
付ける等の偽造硬貨に対してもその不正行為を完全に防
止することができる。また、正反射光成分用の受光器と
拡散反射光成分用の受光器との各専用の２つの受光器で
受光すれば、２つの受光器の光量の差から反射特性を検
出できるので硬貨が少し汚れていたり、光沢のある紙面
であってもその光量差から明確に区別することができ
る。また、受光器をＣＣＤカメラ等の撮像手段で代用す
れば構成部品を削減することができ、経済的となる。さ
らに、反射光成分の分析時に、特定方向に偏光する性質
を有するＰ偏光成分を捉えれば検出比率が高まり高精度
の検知ができる。

【００３８】この発明と、上述の実施例の構成との対応
において、この発明の媒体検知装置は、実施例の硬貨検
知装置１１，５１，６１に対応し、以下同様に、媒体
は、硬貨Ｃと金属２１と紙２５とに対応し、受光手段
は、第１受光器１４と第２受光器１５とＣＣＤカメラ５
５と下部受光器５６と受光器６４とに対応し、撮像手段
は、ＣＣＤカメラ５５に対応し、検知判定手段は、第１
Ｉ−Ｖ変換器３１，４１と第２Ｉ−Ｖ変換器３２，４２
と差動アンプ３３とコンパレータ３４，４４と除算器４
３との制御回路系に対応するも、この発明は上述の実施
例の構成のみに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の硬貨検知装置の硬貨検出状態を示す
概略側面図。

【図２】この発明の金属と紙との反射光成分の分布状態
を示す説明図。

【図３】この発明の硬貨検知装置の制御回路ブロック
図。

【図４】この発明の硬貨検知装置の他の制御回路ブロッ
ク図。

【図５】この発明の他の硬貨検知装置の硬貨検出状態を
示す概略側面図。

【図６】この発明の他の硬貨検知装置の硬貨検出状態を
示す概略側面図。

【図７】この発明の誘電体の偏光成分を捉えた入射角度
に対する反射率を示す図表。

【図８】従来の硬貨検知装置の硬貨の転動による硬貨移
送方式を示す概略側面図。

【図９】従来の硬貨検知装置の硬貨を平面移送させるベ
ルト搬送方式を示す概略側面図。

【図１０】従来の硬貨検知装置の一例を示す制御回路ブ
ロック図。

【図１１】従来の硬貨検知装置の金種判定処理動作を示
すフローチャート。

【符号の説明】

１１，５１，６１…硬貨検知装置 １２，５２，６２…搬送ベルト １３，６３…投光器 １４…第１受光器 １５…第２受光器 Ｃ…硬 貨 ２１…金 属 ２２，６６…入射光 ２４…正反射光成分 ２５…紙 ２６…紙の反射光成分 ３１，４１…第１Ｉ−Ｖ変換器 ３２，４２…第２Ｉ−Ｖ変換器 ３３…差動アンプ ３４，４４…コンパレータ ４３…除算器 ５３…リング状投光器 ５４…正反射光成分の反射光 ５５…ＣＣＤカメラ ５６…下部受光器 ６４…受光器 ６５，６７…偏光板 ６８…反射光 ７１…Ｐ偏光成分

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】媒体から反射した反射光成分を分析して媒
   体を検知する媒体検知装置であって、 上記媒体から反射した反射光成分を正反射光成分と拡散
   反射光成分とに区分して受光する受光手段を備えた媒体
   検知装置。
2. 【請求項２】受光手段は、正反射光成分を受光する受光
   器と拡散反射光成分を受光する受光器とを備えた請求項
   １記載の媒体検知装置。
3. 【請求項３】受光器の一方を撮像手段で構成した請求項
   ２記載の媒体検知装置。
4. 【請求項４】受光手段が受光する正反射光成分と拡散反
   射光成分との差を求めることに基づいて媒体を検知判定
   する検知判定手段を備えた請求項１記載の媒体検知装
   置。
5. 【請求項５】受光手段が受光する正反射光成分と拡散反
   射光成分との比率を求めることに基づいて媒体を検知判
   定する検知判定手段を備えた請求項１記載の媒体検知装
   置。
6. 【請求項６】受光手段は、正反射光成分と拡散反射光成
   分とを偏光成分で区分することを特徴とする請求項１、
   ２、３、４または５記載の媒体検知装置。
7. 【請求項７】偏光成分は、Ｐ偏光成分であることを特徴
   とする請求項６記載の媒体検知装置。