WO2018142998A1 - 画像採取装置、硬貨状媒体処理機及び画像採取方法 - Google Patents

画像採取装置、硬貨状媒体処理機及び画像採取方法 Download PDF

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WO2018142998A1
WO2018142998A1 PCT/JP2018/001878 JP2018001878W WO2018142998A1 WO 2018142998 A1 WO2018142998 A1 WO 2018142998A1 JP 2018001878 W JP2018001878 W JP 2018001878W WO 2018142998 A1 WO2018142998 A1 WO 2018142998A1
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WO
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image
coin
medium
imaging
sensor
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Application number
PCT/JP2018/001878
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English (en)
French (fr)
Inventor
和矢 多田
敏之 天羽
秀人 芝尾
るか 森下
Original Assignee
グローリー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D5/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of coins, e.g. for segregating coins which are unacceptable or alien to a currency
    • G07D5/02—Testing the dimensions, e.g. thickness, diameter; Testing the deformation

Definitions

  • the present invention relates to an image capturing device, a coin-shaped medium processing machine, and an image capturing method. More specifically, the present invention relates to an image collecting device, a coin-shaped medium processing machine, and an image collecting method for collecting an image for identification processing of a coin-shaped medium passing through a conveyance path.
  • an image sampling device having a configuration in which a coin is irradiated with light and its reflected light is imaged is used.
  • an optical sensor for detecting the arrival of a coin is provided in order to collect an image of a coin conveyed at high speed in the coin processor.
  • a timing sensor including a phototransistor is provided to detect that irradiation light from an LED is blocked by a conveyed coin. And the detection result by a timing sensor is utilized for control of the imaging timing of an imaging device.
  • a coin arrival sensor that determines whether or not a coin is present on the transport path is provided by the cooperation of the light emitting element and the light receiving element, and the passage detection by the coin arrival sensor is performed. The coin is imaged based on the timing.
  • a light arrival element and a light receiving element constitute a coin arrival sensor, and the arrival sensor senses the timing of coin image pickup.
  • Patent No. 5264343 Japanese Patent No. 4391367 Patent No. 5117468
  • the imaging region is designed to have a size that allows the largest diameter coin to pass among the coins to be imaged. . For this reason, the small-diameter coins conveyed at high speed cannot always pass through a certain part of the imaging region, and the imaging position may not be constant.
  • transport means such as a transport belt that holds the coins being transported are provided, but in order to prevent detection of small diameter coins, the number of optical sensors installed in the transport path is increased. If this is the case, the conveying means may overlap with the detection area of the optical sensor, and the conveying means may be erroneously detected as a coin.
  • an optical sensor is provided to collect an image of a coin passing through the conveyance path, and the optical sensor detects a coin to perform imaging.
  • the apparatus configuration due to the arrangement of optical sensors.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to provide an image capturing device, a coin-shaped medium processing machine, and an image capturing method that have a high degree of freedom in sensor arrangement and can reduce the sensor size. Is.
  • the present invention is an image sampling device that collects an image for identification processing of a coin-shaped medium passing through a conveyance path, and a conveyance unit that conveys the coin-shaped medium
  • An image sensor having an image sensor that images the coin-like medium, and a control unit that controls an imaging interval of the image sensor so as to collect a plurality of medium images when one piece of the coin-shaped medium passes, And a selection unit that selects a specific medium image as the identification processing image from the plurality of collected medium images.
  • the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the control unit controls an imaging interval of the imaging element so as to collect the plurality of medium images at different timings.
  • the present invention is the above invention, wherein the selection unit selects a medium image in which the center of the captured coin-shaped medium is closest to the center of the imaging region as the identification processing image from the plurality of medium images. It is characterized by selecting.
  • the present invention is the above invention, wherein the medium image selected by the selection unit has a front end and a rear end in the transport direction of the captured coin-shaped medium as reference points, respectively, and one of the reference points and the When the distance A between the outer edge of the imaging region and the distance B between the other of the reference points and the outer edge of the imaging region are obtained, the difference between the distance A and the distance B is the largest among the plurality of medium images. It is a small medium image.
  • the present invention is the above invention, further comprising another sensor different from the image sensor at a position upstream of the image sensor in the transport path, wherein the control unit is configured such that the another sensor is the coin. Control for shortening the imaging interval of the image sensor during a predetermined period after detecting the arrival of the medium.
  • the shortened imaging interval is an imaging interval capable of imaging two or more full-surface images of a medium having the largest diameter among the coin-like media to be imaged.
  • control unit detects the coin-shaped medium to be imaged before the another sensor detects the arrival of the coin-shaped medium and after the predetermined period has elapsed.
  • control is performed so that at least a part of the medium having the smallest diameter can be imaged.
  • the present invention is the above invention, further comprising a light source that has a plurality of light emitting units and irradiates the surface of the coin-like medium with light emitted from the plurality of light emitting units, and the control unit includes the imaging In the single exposure period with respect to the element, control is performed so that the timings of the light emission periods of the plurality of light emitting units are different.
  • this invention is a coin-shaped medium processing machine provided with the said image collection device.
  • the present invention is also an image collection method for collecting an image for identification processing of a coin-like medium passing through a conveyance path, wherein the control unit controls an image pickup interval of the image pickup element, and one piece of the coin-like medium is provided.
  • An image collecting step for collecting a plurality of medium images when passing, and the selection unit compares the reference information with a specific medium image as the identification processing image from the plurality of collected medium images. And an image selection step of selecting.
  • the degree of freedom of sensor arrangement is high, and the sensor size can be reduced.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of a sensor unit including an image sensor of the image capturing device according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a plane schematic diagram which shows the conveyance surface of the sensor unit of FIG. It is the figure which removed the conveyance path side cover from the image sensor of FIG. 2, and showed the internal structure.
  • It is a cross-sectional schematic diagram of the image sensor of FIG. It is a figure which shows an example of the collection method of the medium image using the conventional photosensor. It is a figure which shows another example of the collection method of the medium image using the conventional photosensor. It is a figure which shows the collection method of the medium image of the large diameter coin by the image collection device which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the collection method of the medium image of the small diameter coin by the image collection device which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the principle by which the media image of the resin coin is extract
  • FIG. It is a figure explaining an example of the method of selecting the image for identification processing from the several medium image, ie, the medium image 100c1 shown to (a), and the medium image 100c2 shown to (b). It is a block diagram explaining the processing flow in the coin-shaped medium processing machine which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 13 is a diagram showing light emission states of the light emitting arrays 23A, 23B, 23C, and 23D at times A to D in FIG. It is a conceptual diagram which shows a mode when each light emission part illuminates the surface of a coin when annular
  • the image sampling apparatus is provided in a coin-like medium processing machine used for identifying and counting coin-like media, and displays an image for identifying processing of a coin-like medium conveyed in the coin-like medium processing machine.
  • the image collecting device may be a unit part configured to be detachable from the coin-shaped medium processing machine, or may be a part of a coin-shaped medium processing machine configured inseparably from the coin-shaped medium processing machine. .
  • the coin-shaped medium processing machine processes a plurality of types of coin-shaped media having different diameters, and in response to this, the image capturing device images a plurality of types of coin-shaped media having different diameters.
  • the coin-shaped medium having the largest diameter among the coin-shaped media to be imaged is also referred to as “large diameter coin”
  • the coin-shaped medium having a diameter smaller than that of the large diameter coin is also referred to as “small diameter coin”.
  • the image capturing device is used for capturing images of coins, but can be used for capturing images of media having a size similar to coins other than coins. Images of coin-like media such as resin coins and medals may be collected. That is, in the present specification, the “coin-like medium” means a coin and any medium having a shape similar to the coin, and usually does not include banknotes. In a coin-like medium processing machine, when a coin-like medium (foreign matter) other than coins is thrown into the slot, it is possible to discriminate between coins and foreign matter, accept coins, and reject (discharge) foreign matters. It is.
  • the sensor unit includes a magnetic detection sensor 1, an image sensor 2, a damage detection sensor (optical detection sensor) 3, a phosphorescence detection sensor 4, and a fluorescence detection sensor 5 in order from the upstream side to the downstream side of the transport path.
  • a plurality of sensors are integrated.
  • the arrows in FIGS. 1 and 3 indicate the conveyance direction of the coin 100 passing through the conveyance path.
  • the image capturing device collects an image for identification processing using the image sensor 2, but as shown in the figure, other various sensors may be provided around the image sensor 2.
  • the denomination of various coins 100 can be determined, and a sensor unit that can be applied globally can be obtained. Furthermore, by integrating and integrating a plurality of sensors, cost reduction and space saving can be achieved.
  • sensors other than the image sensor 2 since a general sensor is applicable in the field
  • a transport belt 21a stretched above the transport surface along the transport path, and fixed to the transport belt 21a at regular intervals.
  • a transport pin 21b is provided.
  • the conveyor belt 21a is driven by a driving device including a pulley, a motor, and the like.
  • the columnar conveyance pins 21b come into contact with the outer edge of the coin 100, and the conveyance belt 21a moves, so that the coins 100 are conveyed on the conveyance path one by one at intervals.
  • the configuration of the transport unit 21 is not limited to the illustrated configuration as long as the coin 100 can be transported.
  • the transport pin 21b may be omitted and only the transport belt 21a may be used, or the shape of the transport pin 21b may be omitted. The size may be changed.
  • the conveyance pin 21 b is omitted, the conveyance belt 21 a moves with the coin 100 while pressing the upper surface of the coin 100.
  • the coin 100 can be slid while being in contact with the surface of the conveyor path or the conveyor guide 28, so that the accuracy of detection by a sensor such as the image sensor 2 can be improved.
  • the position during conveyance of the coin 100 can be regulated also by providing the conveyance pin 21b, the accuracy of detection by a sensor such as the image sensor 2 can be improved. It is preferable that the coin 100 slides on the conveyance surface in a state where it is shifted to the end of the conveyance path, that is, in a state where the end surface of the coin 100 is in contact with the conveyance guide 28.
  • the image sensor 2 includes a light source 23 that illuminates the imaging region 22a below the transparent portion 22 having a circular planar shape provided corresponding to the imaging region 22a, and the imaging region 22a. And an image pickup device 24 for picking up images.
  • FIG. 3 is a view showing a state where the conveyance path side cover 27 is removed from the image sensor 2 shown in FIG. 2, and shows the internal structure of the image sensor 2.
  • the light source 23 and the image sensor 24 are installed inside a box-shaped housing 26 that opens upward, and a transport path side cover 27 and a transport guide 28 are attached to the top of the housing 26.
  • the transparent portion 22 is provided in the center of the transport path side cover 27.
  • the material of the transparent portion 22 is preferably excellent in strength and transparency, and sapphire glass is preferably used.
  • the dimension of the transparent portion 22 is desirably larger than the largest diameter coin (large diameter coin) among the coins 100 to be imaged.
  • the conveyance guide 28 is provided so as to protrude from the upper surface of the conveyance path side cover 27, and functions as a side wall that defines the width of the conveyance path through which the coin 100 passes.
  • the material of the conveyance path side cover 27 and the conveyance guide 28 is not particularly limited, and is made of hard resin, ceramic, metal, or the like.
  • the light source 23 includes a plurality of light emitting elements 23a disposed so as to surround the center of the imaging region 22a in plan view, an annular prism (light guide) 23b disposed on the light emitting element 23a, and an annular shape.
  • the annular illumination includes an annular light diffusion film 23c disposed on the inner peripheral side of the prism 23b.
  • a light emitting diode (LED) is suitable as the light emitting element 23a.
  • the wavelength range of the light emitted from the plurality of light emitting elements 23a is not particularly limited, and infrared light, visible light, or the like can be used. From the viewpoint of increasing the color detection ability of the coin 100, white light is preferable.
  • each of the plurality of light emitting elements 23a may emit light in different wavelength ranges, and for example, white light may be obtained by three types of LEDs that respectively emit red, green, and blue light.
  • the light emitting surface of each light emitting element 23a is provided above, and the light emitted from the light emitting element 23a enters the prism 23b.
  • the cross section of the prism 23b includes a lower surface (light incident surface) that faces the light emitting surface of the light emitting element 23a, and a reflective surface that reflects upward light incident from the lower surface in the direction of the imaging region 22a. And a light exit surface facing the light diffusion film 23c.
  • the arrows in FIG. 4 indicate the optical path of the light emitted from the light emitting element 23a.
  • the light diffusion film 23c is a member provided to uniformly illuminate the imaging region 22a, and is not particularly limited as long as it has a function of diffusing light. By using the annular illumination, the coin 100 passing through the imaging region 22a can be illuminated uniformly from the surroundings, so that a clear image of the coin 100 can be taken.
  • the imaging element 24 includes a photoelectric conversion unit 24a in which a CCD image sensor or the like is disposed, and a lens unit 24b that receives light reflected by the coin 100 passing through the imaging region 22a and forms an image on a light receiving surface of the photoelectric conversion unit 24a. Including.
  • the imaging element 24 is preferably arranged in the normal direction of the imaging region 22a. When the imaging element 24 is arranged in an oblique direction with respect to the imaging region 22a and the coin 100 is imaged from the oblique direction, the collected medium image may be distorted because the coin 100 may rotate during conveyance. is there.
  • the image sensor 2 does not have a timing sensor for detecting the arrival of the coin 100. That is, the image capturing device according to the present embodiment does not use a timing sensor for determining the imaging timing of the coin 100.
  • the conventional image sensor it is necessary to design the arrangement of the conveyance belt 21a and the conveyance pin 21b so as not to prevent the intrusion detection of the coin 100 by the timing sensor, but in this embodiment, for the arrangement of the timing sensor.
  • the arrangement of the conveyor belt 21a and the conveyor pins 21b is not restricted.
  • the configuration of the transport belt 21a and the transport pins 21b It is difficult to adjust the relationship between the arrangement and the arrangement of the timing sensor. In such a case, the image capturing device of the present embodiment that does not use a timing sensor is particularly preferably used.
  • FIG. 5 shows an example of a medium image collection method using the conventional photosensor 200.
  • a plurality of photosensors (an example of a timing sensor) 200 are arranged on the upstream side of the conveyance path in the imaging region 22a.
  • Each photosensor 200 includes a combination of a light source that emits spot-shaped light toward the imaging region 22a and a light receiving element that receives light from the light source that has passed through the imaging region 22a. It is arranged above the transport path so as not to overlap with 24 etc. Based on the fact that the light from the light source is blocked by the coin 100 and the light receiving element stops receiving light, it is detected that the coin 100 has entered the imaging region 22a, and a medium image is taken immediately after the detection.
  • the imaging region 22a is designed to be larger than the large-diameter coin 100b. Therefore, the small-diameter coin 100a passes through different parts of the imaging region 22a as shown in FIG. there's a possibility that. Therefore, in order to reliably detect the arrival of the small-diameter coin 100a, a plurality of photosensors 200 are arranged in the imaging region 22a. On the other hand, the photosensor 200 must be disposed so as not to overlap the passing positions of the transport belt 21a and the transport pin 21b in order to prevent erroneous detection. For this reason, it is difficult to achieve both the arrangement of the conveyance belt 21 a and the conveyance pins 21 b and the arrangement of the photosensor 200.
  • FIG. 6 shows another example of a medium image collection method using the conventional photosensor 200.
  • a plurality of photosensors 200 are arranged in front of the imaging region 22a (on the downstream side of the conveyance path), and the imaging timing is based on the timing at which the light from the light source is blocked by the coin 100 and the conveyance speed of the coin 100. Is decided. That is, a medium image is taken after a predetermined waiting period t after the light from the light source is blocked by the coin 100.
  • the photosensor 200 must be disposed so as not to overlap the passing positions of the transport belt 21 a and the transport pin 21 b in order to prevent erroneous detection. It was constrained.
  • the image sensor 2 is reduced in size. It was difficult.
  • the imaging of the imaging region 22a is continuously performed at the set imaging interval without using the timing sensor.
  • the arrival timing of the coin 100 cannot be strictly detected, so that an appropriate medium image may not be obtained.
  • the image capturing device includes a control unit and a selection unit. Therefore, an appropriate medium image can be collected by a combination of the control of the imaging interval by the control unit and the selection of the image for identification processing by the selection unit.
  • the control unit controls the imaging interval of the imaging element 24 so that a plurality of medium images are collected at different timings when the coin 100 passes through one imaging region 22a of the image sensor 2. That is, the image sensor 24 captures images a plurality of times for each of the coins 100 that pass through the imaging region 22a.
  • FIG. 7 shows the collection position of the medium image (image pickup position of the large-diameter coin 100b) when collecting the medium image of the large-diameter coin 100b
  • FIG. 8 shows the case where the medium image of the small-diameter coin 100a is collected.
  • the collection position of the medium image (the imaging position of the small-diameter coin 100a) is shown.
  • the selection unit selects a specific medium image 100b1 as an identification processing image of the large-diameter coin 100b from among the collected medium images 100b1 and 100b2 of the large-diameter coin 100b.
  • the selection unit selects a specific medium image 100a1 as an identification processing image of the small-diameter coin 100a from among the medium images 100a1 and 100a2 of the collected small-diameter coins 100a.
  • the control of the imaging interval by the control unit is performed according to, for example, the diameter of the coin 100 to be identified, the conveyance speed of the coin 100 adjusted by the conveyance unit 21, and the size of the imaging region 22a.
  • the coin 100 is preferably imaged at an imaging interval capable of capturing two or more full-surface images of the largest diameter coin (large diameter coin) 100b among the coins 100 to be imaged. .
  • it is ensured that at least two medium images obtained by capturing the entire surface of the coin 100 can be collected, so that the image quality of the selected identification processing image can be ensured.
  • control unit when another sensor different from the image sensor 2 is provided at a position upstream of the image sensor 2 in the conveyance path, the control unit performs a predetermined period after the other sensor detects the arrival of the coin 100. During this, control for shortening the imaging interval of the imaging device 24 may be performed. Thereby, the collection of images that do not include the coin 100 can be reduced, and the processing can be simplified.
  • the type of another sensor is not particularly limited, but the magnetic detection sensor 1 shown in FIGS. 1 to 3 can be used.
  • the magnetic detection sensor 1 include a sensor including a magnetic detection element such as a magnetoresistive element or a Hall element (Hall IC).
  • a magnetic detection element such as a magnetoresistive element or a Hall element (Hall IC).
  • Hall IC Hall element
  • the magnetic detection sensor 1 is provided for collecting magnetic information of the coin 100 used for identification processing, and does not have only a function of detecting the arrival of the coin 100 unlike the photosensor 200.
  • the passage detection sensor may be utilized.
  • the shortened imaging interval is the entire image of the largest diameter coin (large diameter coin) 100b among the coins 100 to be imaged. It is preferable that the imaging interval is such that two or more images can be captured.
  • the imaging interval before and behind shortening is made into the imaging interval which can image at least one part of the small diameter coin 100a. That is, before another sensor detects the arrival of the coin 100 and after the elapse of a predetermined period after the other sensor detects the arrival of the coin 100, the control unit includes the coin 100 to be imaged. It is preferable to perform control so that at least a part of the smallest diameter coin (small diameter coin) 100a can be imaged. Thereby, it is possible to prevent the occurrence of the coin 100 that is not imaged by the image sensor 2 when another sensor does not detect the coin 100 while reducing the collection of images that do not include the coin 100.
  • the magnetic detection sensor 1 can detect a coin 100 having magnetism, but cannot detect a resin coin having no magnetism.
  • the transmissive photosensor cannot detect a resin coin having high light transmittance.
  • the image sensor 2 according to the present embodiment detects reflected light of a coin-like medium passing through the conveyance path, and therefore the resin coin 100r having high light transmittance is used. Even if it exists, it can be detected. Therefore, the coin-like medium processing machine of the present embodiment can detect foreign matter such as the resin coin 100r inserted into the coin-like medium processing machine using the image sensor 2, and discharge the detected foreign matter. Can do.
  • the selection condition used in the selection unit is not particularly limited as long as the selection processing image is selected from a plurality of medium images based on a certain standard. It is preferable that the selection unit selects a medium image in which the center of the captured coin 100 is closest to the center of the imaging region 22a as the identification processing image from the plurality of medium images. Further, a specific part of the coin 100 is set in advance as a reference point, and an image in which the center of the coin 100 is closest to the center of the imaging region 22a based on the position of the captured reference point of the coin 100 is used as an image for identification processing. It is preferable to select. As the reference point, one that can specify the position and state of the coin 100 can be used. For example, an arbitrary position such as a center point or an end (edge) of the coin 100 may be used. Are preferably used.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an example of a method for selecting an image for identification processing from a plurality of medium images, that is, the medium image 100c1 shown in (a) and the medium image 100c2 shown in (b).
  • the front end and the rear end in the conveyance direction of the medium image 100c1 are used as reference points, respectively, the distance A1 between one of the reference points and the outer edge of the imaging region 22a, the other reference point, and the imaging region.
  • a distance B 1 with the outer edge of 22a is obtained, and an absolute value
  • the respective reference point leading and trailing ends of the conveying direction of the medium image 100c2 the distance between the distance A 2 between the outer edge of one and the imaging region 22a of the reference point, the outer edge of the other of the imaging region 22a of the reference point B 2 is calculated, and the absolute value
  • the medium image having the smallest difference between the distance A between one of the reference points and the outer edge of the imaging region 22a and the distance B between the other reference point and the outer edge of the imaging region 22a is the coin 100. Is the closest media image to the center of the imaging region 22a.
  • the coin-shaped medium processing machine includes a storage unit 50, a magnetic unit 1, a magnetic detection sensor 1, a light emitting element 23 a, an imaging element 24, a control unit 30, and a selection unit 40.
  • An identification unit 60 is included.
  • the storage unit 50 stores coin information 51 related to the coin 100 to be processed, and a medium image 52 captured by the image sensor 2 and an identification processing image 53 selected by the selection unit 40 in accordance with the processing of the coin 100. Is stored.
  • the discriminating unit 60 discriminates / determines the type, authenticity, correctness (dirt), etc. of the coin 100 by comparing the coin information 51 with the discrimination processing image 53.
  • the control unit 30 includes a transport control unit 31, a magnetic detection unit 32, an imaging control unit 33, and an image detection unit 34.
  • the conveyance control unit 31 controls conveyance of the coin 100 by the conveyance unit 21 configured by the conveyance belt 21a and the like.
  • the magnetic detection unit 32 detects the coin 100 passing through the transport path based on the output of the magnetic detection sensor 1.
  • the imaging control unit 33 controls the light emission timing of the light emitting element 23a and the imaging timing of the imaging element 24, and synchronizes them.
  • the image detection unit 34 creates a medium image 52 based on the output of the image sensor 24.
  • coin-like medium processing such as an amplifier circuit, a filter circuit, an AD converter circuit, and a drive circuit, suitably. Circuits common in the field of machines may intervene.
  • the conveyance control unit 31 starts conveying the coin 100. Furthermore, light emission of the light emitting element 23a and imaging of the image pickup element 24 are started.
  • the coin 100 conveyed through the coin-shaped medium processing machine passes through the detection area of the magnetic detection sensor 1 and is detected by the magnetic detection unit 32.
  • the imaging control unit 33 changes the light emission timing of the light emitting element 23a and the imaging timing of the imaging element 24 to a predetermined imaging interval. At this time, the imaging control unit 33 may read the coin information 51 including the diameter of the small-diameter coin 100a from the storage unit 50 in order to determine the imaging interval.
  • the image detection unit 34 creates a medium image 52 based on the output of the image sensor 24. Imaging of the coin 100 is performed a plurality of times at different timings for each sheet, and a plurality of medium images 52 are created (image collection step). The created plurality of medium images 52 are stored in the storage unit 50. Then, the plurality of medium images 52 are compared with reference information such as the reference point of the coin 100 in the coin information 51 stored in advance in the storage unit 50, and the selection unit 40 selects the medium images 52 from the plurality of medium images 52. The identification processing image 53 is selected (image selection step). Further, the identification unit 60 compares the selected identification processing image 53 with the identification information of the coin 100 in the coin information 51 stored in advance in the storage unit 50, and determines the type, authenticity, and correctness of the coin 100. Identify and judge (dirt) etc.
  • the physical configuration of the control unit 30, the selection unit 40, and the identification unit 60 is controlled by, for example, a software program for realizing various processes, a CPU (central processing unit) that executes the software program, and the CPU. And hardware including logic devices such as FPGA (Field Programmable Gate Array). For storing software programs and data necessary for the operation of each unit, a storage unit 50, a memory such as a RAM and a ROM provided separately, a hard disk, and the like are used.
  • Examples of the physical configuration of the storage unit 50 include a storage device such as a volatile or nonvolatile memory or a hard disk.
  • storage part 50 is utilized in order to memorize
  • the image capturing apparatus captures a plurality of medium images 52 at different timings when the coin 100 passes through the imaging region 22a of the image sensor 2 by the control unit 30.
  • the imaging interval of the imaging device 24 is controlled, no timing sensor is provided in the image sensor 2. Therefore, compared to the conventional method of detecting the arrival of coins by the timing sensor and performing one imaging, the variation in the detection position due to the difference in diameter between the plurality of types of coins to be imaged and the waiting time Since it is not necessary to secure a margin in consideration of the difference, the imaging region 22a can be reduced. As a result, the sensor size can be reduced.
  • an image sensor can be additionally installed above the transparent portion 22 so that both sides of the coin 100 are imaged.
  • the light source 23 provided in the image sensor 2 may have a plurality of light emitting units that are independently driven and controlled.
  • the control unit has a plurality of light emitting arrays (light emitting units) 23 ⁇ / b> A, 23 ⁇ / b> B, within a single exposure period for the image sensor 24.
  • FIG. 12 is a graph showing an example of the temporal relationship between the single exposure period for the image sensor 24 and the light emission periods of the plurality of light emitting arrays 23A, 23B, 23C, and 23D.
  • FIG. 13 is a diagram showing a light emission state of the light emitting arrays 23A, 23B, 23C, and 23D at times A to D in FIG.
  • the annular illumination in which a plurality of light emitting elements 23a are arranged so as to surround the center of the imaging region 22a is divided into four light emitting arrays 23A, 23B, 23C, 23D, and the divided individual light emitting arrays.
  • 23A, 23B, 23C, and 23D individually illuminate the coins 100 at different timings, as shown conceptually in FIG. 14, a bright portion is provided in the vicinity of the convex portion 101 existing on the surface of the coin 100. A dark part (shadow) occurs.
  • the four light emitting arrays 23A, 23B, 23C, and 23D are turned on at the same time and the coin 100 is illuminated from all the surrounding directions, the bright part and the dark part generated by a specific light emitting array are changed to the bright part generated by another light emitting array. It is canceled out by the dark part. Therefore, by performing control that changes the timing of the light emission period of each of the plurality of light emitting arrays 23A, 23B, 23C, and 23D, it is possible to obtain a medium image in which the brightness corresponding to the unevenness on the surface of the coin 100 becomes clearer. it can.
  • the above light emission timing control is preferably performed while the imaging control unit 33 is used to detect the arrival of the coin 100 and then temporarily reduce the imaging interval of the imaging device 24.
  • 12 and 13 show an example in which the light source 23 is divided into four light emitting arrays 23A, 23B, 23C, and 23D, but the number of divisions of the light source 23 can be any number of 2 or more.
  • the number of image sensors included in the image sensor is not particularly limited, and may be one or plural.
  • the image capturing device of the present invention only needs to collect a plurality of medium images when one coin-shaped medium passes, and when the image sensor includes a plurality of image sensors, the plurality of image sensors simultaneously serve as a medium.
  • the structure which collects an image may be sufficient, and the structure which a several image pick-up element collects a medium image at a different timing may be sufficient.
  • the present invention relates to an image collection device, a coin-shaped medium processing machine, and an image collection method for collecting an image for identification processing of a coin-like medium passing through a conveyance path, and has a high degree of freedom in sensor arrangement and a sensor size. This is a useful technology that can reduce the size of the device.
  • Magnetic detection sensor 2 Image sensor 3: Damage detection sensor 4: Phosphorescence detection sensor 5: Fluorescence detection sensor 21: Conveying part 21a: Conveying belt 21b: Conveying pin 22: Transparent part 22a: Imaging region 23: Light source 23a: Light emitting elements 23A, 23B, 23C, 23D: Light emitting array 23b: Prism (light guide) 23c: light diffusion film 24: imaging device 24a: photoelectric conversion unit 24b: lens unit 26: housing 27: transport path side cover 28: transport guide 30: control unit 31: transport control unit 32: magnetic detection unit 33: imaging control unit 34: Image detection unit 40: Selection unit 50: Storage unit 51: Coin information 52: Media image 53: Image for identification processing 60: Identification unit 100: Coin 100a: Coin 100a1, 100a2, 100b1, 100b2, 100c1, 100c2: Medium image 100b: Large-diameter coin 100r: Resin coin 101: Convex portion 200 on coin surface: Photo sensor t: Standby period

Abstract

本発明は、センサ配置の自由度が高く、センササイズを小型化できる画像採取装置を提供する。本発明は、搬送路を通過する硬貨状媒体の識別処理用画像を採取する画像採取装置であって、前記硬貨状媒体を搬送する搬送部と、前記硬貨状媒体を撮像する撮像素子を有する画像センサと、前記硬貨状媒体が１枚通過する時に、複数の媒体画像を採取するように前記撮像素子の撮像間隔を制御する制御部と、採取された前記複数の媒体画像の中から、特定の媒体画像を前記識別処理用画像として選択する選択部とを備えることを特徴とする画像採取装置である。

Description

画像採取装置、硬貨状媒体処理機及び画像採取方法
本発明は、画像採取装置、硬貨状媒体処理機及び画像採取方法に関する。より詳しくは、搬送路を通過する硬貨状媒体の識別処理用画像を採取する画像採取装置、硬貨状媒体処理機及び画像採取方法に関するものである。
従来、硬貨処理機に投入された硬貨の識別を行うために、硬貨に光を照射して、その反射光を撮像する構成を備えた画像採取装置が用いられている。従来の画像採取装置では、硬貨処理機内を高速で搬送される硬貨の画像を採取するために、硬貨の到来を検知するための光学センサが設けられていた。
例えば、特許文献１に記載の硬貨識別装置では、フォトトランジスタで構成されるタイミングセンサが設けられ、ＬＥＤからの照射光が、搬送される硬貨によって遮られたことを検出する。そして、タイミングセンサによる検出結果が撮像デバイスの撮像タイミングの制御に利用される。
また、特許文献２に記載の画像読取装置では、発光素子と受光素子との協働によって、搬送路上に硬貨が存在するか否かを判定する硬貨到来センサが設けられ、硬貨到来センサによる通過検知のタイミングを基に、硬貨の撮像が行われる。
同様に、特許文献３に記載の撮像装置では、発光素子と受光素子とで硬貨の到来センサを構成し、この到来センサによって硬貨の撮像のタイミングを図る。
特許第５２６４３４３号 特許第４３９１３６７号 特許第５１１７４６８号
硬貨処理機の処理速度を向上させるために硬貨を高速搬送する場合には、搬送中の硬貨の挙動が不安定になりやすい。搬送中の硬貨が撮像領域において搬送面から浮き上がった場合には、撮像素子のピントがずれてしまう。また、種類ごとに径の違いが大きい海外硬貨に対応可能な硬貨処理機とするためには、撮像領域は、撮像対象の硬貨のうち、最大径の硬貨が通過可能な大きさに設計される。このため、高速で搬送される小径硬貨は、必ずしも撮像領域の一定の部分を通過できず、撮像位置が一定しないおそれがある。したがって、硬貨を安定的に搬送する目的で、搬送中の硬貨を保持する搬送ベルト等の搬送手段が設けられるが、小径硬貨の検知漏れを防ぐために、搬送路に設置する光学センサの数を増やそうとすると、搬送手段が光学センサの検知領域と重なり合って、搬送手段を硬貨と誤検知してしまうおそれがあった。
以上のように、従来の画像採取装置では、搬送路を通過する硬貨の画像を採取するために光学センサを設け、この光学センサが硬貨を検知したことをトリガーにして撮像を行っていたが、特に径が異なる複数種の硬貨の撮像を行えるようにするためには、光学センサの配置に起因して装置構成に大きな制約があった。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、センサ配置の自由度が高く、センササイズを小型化できる画像採取装置、硬貨状媒体処理機及び画像採取方法を提供することを目的とするものである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、搬送路を通過する硬貨状媒体の識別処理用画像を採取する画像採取装置であって、前記硬貨状媒体を搬送する搬送部と、前記硬貨状媒体を撮像する撮像素子を有する画像センサと、前記硬貨状媒体が１枚通過する時に、複数の媒体画像を採取するように前記撮像素子の撮像間隔を制御する制御部と、採取された前記複数の媒体画像の中から、特定の媒体画像を前記識別処理用画像として選択する選択部とを備えることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記制御部は、前記複数の媒体画像を異なるタイミングで採取するように前記撮像素子の撮像間隔を制御することを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記選択部は、前記複数の媒体画像の中から前記識別処理用画像として、撮像された前記硬貨状媒体の中心が撮像領域の中心に最も近い媒体画像を選択することを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記選択部により選択される前記媒体画像は、撮像された前記硬貨状媒体の搬送方向における先端と後端をそれぞれ基準点とし、前記基準点の一方と前記撮像領域の外縁との距離Ａと、前記基準点の他方と前記撮像領域の外縁との距離Ｂを求めたときに、前記複数の媒体画像の中で前記距離Ａと前記距離Ｂの差が最も小さい媒体画像であることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記搬送路の前記画像センサよりも上流側の位置に、前記画像センサとは異なる別のセンサを更に備え、前記制御部は、前記別のセンサが前記硬貨状媒体の到来を検知した後の所定期間中、前記撮像素子の撮像間隔を短縮する制御を行うことを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、短縮された前記撮像間隔は、撮像対象となる前記硬貨状媒体のうちで最大径の媒体の全面画像を２枚以上撮像可能な撮像間隔であることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記制御部は、前記別のセンサが前記硬貨状媒体の到来を検知する前、及び、前記所定期間の経過後には、撮像対象となる前記硬貨状媒体のうちで最小径の媒体の少なくとも一部分を撮像可能な撮像間隔にする制御を行うことを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、複数の発光部を有し、かつ、前記複数の発光部が発する光を前記硬貨状媒体の表面に照射する光源を更に備え、前記制御部は、前記撮像素子に対する単一露光期間内で、前記複数の発光部の各々の発光期間のタイミングを異ならせる制御を行うことを特徴とする。
また、本発明は、上記画像採取装置を備えることを特徴とする硬貨状媒体処理機である。
また、本発明は、搬送路を通過する硬貨状媒体の識別処理用画像を採取する画像採取方法であって、制御部が、撮像素子の撮像間隔を制御して、前記硬貨状媒体が１枚通過する時に、複数の媒体画像を採取する画像採取ステップと、選択部が、基準情報と比較して、採取された前記複数の媒体画像の中から、特定の媒体画像を前記識別処理用画像として選択する画像選択ステップとを含むことを特徴とする。
本発明の画像採取装置、硬貨状媒体処理機及び画像採取方法によれば、センサ配置の自由度が高く、センササイズを小型化できる。
実施形態１に係る画像採取装置の画像センサを備えたセンサユニットの斜視模式図である。 図１のセンサユニットの搬送面を示す平面模式図である。 図２の画像センサから搬送路側カバーを取り外して内部構造を示した図である。 図１の画像センサの断面模式図である。 従来のフォトセンサを用いた媒体画像の採取方法の一例を示す図である。 従来のフォトセンサを用いた媒体画像の採取方法の別の例を示す図である。 実施形態１に係る画像採取装置による大径硬貨の媒体画像の採取方法を示す図である。 実施形態１に係る画像採取装置による小径硬貨の媒体画像の採取方法を示す図である。 実施形態１に係る画像採取装置により樹脂コインの媒体画像が採取される原理を示す図である。 複数の媒体画像、すなわち（ａ）に示す媒体画像１００ｃ１と（ｂ）に示す媒体画像１００ｃ２の中から識別処理用画像を選択する方法の一例を説明する図である。 実施形態１に係る硬貨状媒体処理機における処理フローを説明するブロック図である。 撮像素子２４に対する露光期間と発光アレイ２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄの各々の発光期間との関係の一例を示す波形図である。 図１２中の各時間Ａ～Ｄにおける発光アレイ２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄの発光状況を示す図である。 円環状照明を複数の発光部に分割したときに、個々の発光部が硬貨の表面を照明するときの様子を示す概念図である。
以下、図面を参照して、本発明の画像採取装置の実施形態について説明する。本実施形態に係る画像採取装置は、硬貨状媒体を識別及び計数するために利用される硬貨状媒体処理機内に設けられ、硬貨状媒体処理機内を搬送される硬貨状媒体の識別処理用画像を採取する。画像採取装置は、硬貨状媒体処理機から着脱可能に構成されたユニット部品であってもよいし、硬貨状媒体処理機と一体不可分に構成された硬貨状媒体処理機の一部分であってもよい。硬貨状媒体処理機は、径の異なる複数種の硬貨状媒体を処理し、それに対応して、画像採取装置は、径の異なる複数種の硬貨状媒体を撮像する。本明細書では、撮像対象の硬貨状媒体のうちで最大径の硬貨状媒体を「大径硬貨」ともいい、大径硬貨よりも径が小さい硬貨状媒体を「小径硬貨」ともいう。
また、本実施形態に係る画像採取装置は、硬貨の画像採取に利用されるものであるが、硬貨以外の硬貨に類似する大きさの媒体の画像採取に利用することが可能であり、例えば、樹脂コイン、メダル等の硬貨状媒体の画像を採取してもよい。すなわち、本明細書において「硬貨状媒体」とは、硬貨及びそれに類似する形状を有する媒体全般を意味し、通常、紙幣は含まれない。硬貨状媒体処理機においては、硬貨以外の硬貨状媒体（異物）が投入口に投入された場合には、硬貨と異物とを判別し、硬貨を受け入れ、異物はリジェクト（排出）することが可能である。
まず、図１～４を用いて、本実施形態に係る画像採取装置の一部を構成する画像センサ２を含むセンサユニットについて説明する。センサユニットは、搬送路の上流側から下流側に向かって順に、磁気検知センサ１、画像センサ２、正損検知センサ（光学検知センサ）３、燐光検知センサ４及び蛍光検知センサ５を備え、これら複数のセンサが一体化されたものである。図１及び３中の矢印は、搬送路を通過する硬貨１００の搬送方向を示している。
本実施形態に係る画像採取装置は、画像センサ２を用いて識別処理用画像を採取するものであるが、図示したように、画像センサ２の周辺には、他の各種センサが併設されてもよい。硬貨１００の各検知要素に対応して個別のセンサが配置されていることで、高精度な検知が可能となり、硬貨状媒体処理機の識別能力（識別精度）が向上する。また、多種多様な硬貨１００について金種判定が可能となり、グローバルに適用可能なセンサユニットとすることができる。更に、複数のセンサを複合一体化することによって、コスト低減及び省スペース化が図れる。画像センサ２以外のセンサについては、硬貨状媒体処理機の分野において一般的なセンサを適用可能であることから、詳細な説明は省略する。
本実施形態では、図２に示すように、硬貨１００を搬送する搬送部２１として、搬送路に沿って搬送面の上方に張られた搬送ベルト２１ａと、搬送ベルト２１ａに対して一定間隔で固定された搬送ピン２１ｂが設けられている。搬送ベルト２１ａは、プーリー、モータ等を備える駆動装置によって駆動される。円柱状の搬送ピン２１ｂが硬貨１００の外縁部に接触し、搬送ベルト２１ａが移動することによって、硬貨１００は、一枚ずつ間隔を空けて搬送路上を搬送される。なお、搬送部２１の構成は、硬貨１００を搬送することができるものであれば図示した構成に限定されず、搬送ピン２１ｂを省略して搬送ベルト２１ａのみとしてもよいし、搬送ピン２１ｂの形状及び大きさを変更してもよい。搬送ピン２１ｂが省略される場合には、搬送ベルト２１ａが硬貨１００の上面を押さえつつ硬貨１００とともに移動する。搬送ベルト２１ａを設けることにより、搬送路の表面や搬送ガイド２８に硬貨１００を接触させた状態で摺動させることができるので、画像センサ２等のセンサによる検出の精度を向上することができる。また、搬送ピン２１ｂを設けることによっても、硬貨１００の搬送中の位置を規制することができるので、画像センサ２等のセンサによる検出の精度を向上することができる。硬貨１００は、搬送路の端部に片寄せされた状態で、すなわち、硬貨１００の端面が搬送ガイド２８に接触した状態で、搬送面上を摺動することが好ましい。
図２～４に示すように、画像センサ２は、撮像領域２２ａに対応して設けられた円形の平面形状を有する透明部２２の下方に、撮像領域２２ａを照明する光源２３と、撮像領域２２ａを撮像する撮像素子２４とを有する。なお、図３は、図２に示した画像センサ２から搬送路側カバー２７を取り外した状態を示した図であり、画像センサ２の内部構造を示している。上記構成により、透明部２２上を通過する硬貨１００を照明しつつ撮像することができる。
具体的には、上方が開口した箱状の筐体２６の内部に、光源２３及び撮像素子２４が設置され、筐体２６の上部に、搬送路側カバー２７及び搬送ガイド２８が取り付けられる。搬送路側カバー２７の中央には、上記透明部２２が設けられている。透明部２２の材質は、強度及び透明性に優れていることが望ましく、サファイヤガラスが好適に用いられる。透明部２２の寸法は、撮像対象の硬貨１００のうちで最大径の硬貨（大径硬貨）よりも大きいことが望ましい。搬送ガイド２８は、搬送路側カバー２７の上面よりも突出するように設けられており、硬貨１００が通過する搬送路の幅を規定する側壁として機能する。搬送路側カバー２７及び搬送ガイド２８の材質は特に限定されず、硬質樹脂、セラミック、金属等で構成される。
光源２３は、平面視において撮像領域２２ａの中心を囲むように配置された複数の発光素子２３ａと、発光素子２３ａの上に配置された円環状のプリズム（導光体）２３ｂと、円環状のプリズム２３ｂの内周側に配置された円環状の光拡散フィルム２３ｃとを含む円環状照明である。発光素子２３ａとしては、発光ダイオード（ＬＥＤ）が好適である。複数の発光素子２３ａが発する光の波長域は特に限定されず、赤外光、可視光等を用いることができるが、硬貨１００の色の検知能力を高める観点から、白色光が好適である。すなわち、発光素子２３ａとしては、白色ＬＥＤが好適に用いられる。また、複数の発光素子２３ａの各々が異なる波長域の光を発してもよく、例えば、赤色、緑色及び青色の光をそれぞれ照射する３種のＬＥＤで白色光を得てもよい。各発光素子２３ａの発光面は上方に設けられ、発光素子２３ａが発した光は、プリズム２３ｂに入射する。プリズム２３ｂの断面は、図４に示したように、発光素子２３ａの発光面に対向する下面（入光面）と、下面から入射した上方へ向かう光を撮像領域２２ａの方向へ反射させる反射面と、光拡散フィルム２３ｃに対向する出光面とを有する。図４中の矢印は、発光素子２３ａが発した光の光路を示している。光拡散フィルム２３ｃは、撮像領域２２ａを均一に照明するために設けられる部材であり、光を拡散させる機能を有するものであれば特に限定されない。円環状照明を用いることにより、撮像領域２２ａを通過する硬貨１００を周囲から均一に照明することができるので、硬貨１００の鮮明な画像を撮影することができる。
撮像素子２４は、ＣＣＤイメージセンサ等が配置された光電変換部２４ａと、撮像領域２２ａを通過する硬貨１００で反射された光を受光して光電変換部２４ａの受光面に結像させるレンズユニット２４ｂとを含む。撮像素子２４は、撮像領域２２ａの法線方向に配置されることが好ましい。撮像素子２４を撮像領域２２ａに対して斜め方向に配置し、斜め方向から硬貨１００を撮像する場合、硬貨１００は搬送中に回転することがあるため、採取される媒体画像が歪んでしまうことがある。
なお、画像センサ２は、硬貨１００の到来を検知するためのタイミングセンサを有していない。すなわち、本実施形態に係る画像採取装置は、硬貨１００の撮像タイミングの決定にタイミングセンサを用いない。従来の画像センサでは、タイミングセンサによる硬貨１００の侵入検知を妨げないように、搬送ベルト２１ａ及び搬送ピン２１ｂの配置を設計する必要があったが、本実施形態では、タイミングセンサの配置のために搬送ベルト２１ａ及び搬送ピン２１ｂの配置が制約されることがない。特に、国内外の多様な硬貨に対応可能な硬貨状媒体処理機とするためには、処理可能な硬貨１００の径の範囲を大きくすることが求められるため、搬送ベルト２１ａ及び搬送ピン２１ｂの構成や配置とタイミングセンサの配置との関係を調整することが困難であった。そのような場合に、タイミングセンサを用いない本実施形態の画像採取装置が特に好適に用いられる。
以下において、図５及び６を用いて、従来の画像採取装置による媒体画像の採取方法について説明し、図７及び８を用いて、本実施形態の画像採取装置による媒体画像の採取方法について説明する。
図５は、従来のフォトセンサ２００を用いた媒体画像の採取方法の一例を示している。この例では、撮像領域２２ａ内の搬送路上流側に複数のフォトセンサ（タイミングセンサの一例）２００が配置されている。各フォトセンサ２００は、スポット状の光を撮像領域２２ａに向けて照射する光源と、撮像領域２２ａを通過した光源からの光を受光する受光素子との組み合わせで構成され、画像センサ２の撮像素子２４等と重なり合わないように、搬送路よりも上方に配置される。光源からの光が硬貨１００で遮られて受光素子が受光しなくなったことに基づき、硬貨１００が撮像領域２２ａ内に侵入したことが検知され、検知後直ちに媒体画像の撮像が行われる。
径の異なる複数種の硬貨１００を識別する場合、撮像領域２２ａは、大径硬貨１００ｂよりも大きく設計されるため、小径硬貨１００ａは、図５に示すように、撮像領域２２ａの異なる部分を通過する可能性がある。したがって、小径硬貨１００ａの到来を確実に検知するためには、撮像領域２２ａ内にフォトセンサ２００を複数配置することになる。一方で、フォトセンサ２００は、誤検知を防止するために、搬送ベルト２１ａ及び搬送ピン２１ｂの通過位置と重なり合わないように配置しなければならない。このため、搬送ベルト２１ａ及び搬送ピン２１ｂの配置とフォトセンサ２００の配置とを両立することが困難であった。
図６は、従来のフォトセンサ２００を用いた媒体画像の採取方法の別の例を示している。この例では、撮像領域２２ａの手前（搬送路下流側）に複数のフォトセンサ２００が配置されており、光源からの光が硬貨１００で遮られたタイミング及び硬貨１００の搬送速度に基づき、撮像タイミングが決められる。すなわち、光源からの光が硬貨１００で遮られてから所定の待機期間ｔの経過後に媒体画像の撮像が行われる。図６に示す例においても、フォトセンサ２００は、誤検知を防止するために、搬送ベルト２１ａ及び搬送ピン２１ｂの通過位置と重なり合わないように配置しなければならず、フォトセンサ２００の配置が制約されていた。また、待機期間ｔ経過後の硬貨１００の想定位置と実際の硬貨１００の搬送位置とにずれが生じることを考慮して、撮像領域２２ａの大きさにマージンを設定すると、画像センサ２の小型化が困難であった。
一方、本実施形態では、タイミングセンサを用いずに、撮像領域２２ａの撮像が設定された撮像間隔で連続的に行われる。タイミングセンサを用いない方法では、硬貨１００の到来のタイミングを厳密に検知できないため、適切な媒体画像が得られないおそれがあるが、本実施形態に係る画像採取装置は、制御部及び選択部を有しており、制御部による撮像間隔の制御と、選択部による識別処理用画像の選択との組み合わせによって、適切な媒体画像を採取することができる。
上記制御部は、硬貨１００が画像センサ２の撮像領域２２ａを１枚通過する時に、異なるタイミングで複数の媒体画像を採取するように撮像素子２４の撮像間隔を制御するものである。すなわち、撮像素子２４は、撮像領域２２ａを通過する硬貨１００の各々について、複数回撮像を行う。図７は、大径硬貨１００ｂの媒体画像を採取する場合における媒体画像の採取位置（大径硬貨１００ｂの撮像位置）を示しており、図８は、小径硬貨１００ａの媒体画像を採取する場合における媒体画像の採取位置（小径硬貨１００ａの撮像位置）を示している。上記選択部は、採取された複数の大径硬貨１００ｂの媒体画像１００ｂ１及び１００ｂ２の中から、特定の媒体画像１００ｂ１を大径硬貨１００ｂの識別処理用画像として選択する。また、上記選択部は、採取された複数の小径硬貨１００ａの媒体画像１００ａ１及び１００ａ２の中から、特定の媒体画像１００ａ１を小径硬貨１００ａの識別処理用画像として選択する。
上記制御部による撮像間隔の制御は、例えば、識別対象の硬貨１００の径、搬送部２１により調整される硬貨１００の搬送速度、撮像領域２２ａの大きさに応じて行われる。硬貨１００の撮像は、図７に示すように、撮像対象となる硬貨１００のうちで最大径の硬貨（大径硬貨）１００ｂの全面画像を２枚以上撮像可能な撮像間隔で行われることが好ましい。これにより、硬貨１００の全面が撮像された媒体画像を少なくとも２枚採取することができることが確保されるので、選択される識別処理用画像の画質を確保することができる。
また、搬送路の画像センサ２よりも上流側の位置に、画像センサ２とは異なる別のセンサを備える場合には、制御部は、別のセンサが硬貨１００の到来を検知した後の所定期間中、撮像素子２４の撮像間隔を短縮する制御を行ってもよい。これにより、硬貨１００が含まれていない画像の採取を減らし、処理を簡素化することができる。
別のセンサの種類は特に限定されないが、図１～３に示した磁気検知センサ１を用いることができる。磁気検知センサ１としては、磁気抵抗素子、ホール素子（ホールＩＣ）等の磁気検出素子を含むセンサが挙げられる。磁気検出素子上を硬貨１００が通過すると、その出力信号が硬貨１００の磁気量に応じて変化する。磁気検知センサ１を利用すれば、磁性を有する硬貨１００の到来を検知することができる。なお、磁気検知センサ１は、識別処理に用いる硬貨１００の磁性情報を採取するために設けられており、フォトセンサ２００のように硬貨１００の到来を検知する機能のみを有するものではない。磁気検知センサ１に対して、フォトセンサ等で構成される通過検知センサが付設される場合には、その通過検知センサを活用してもよい。
別のセンサを利用して撮像素子２４の撮像間隔を一時的に短縮する場合、短縮された撮像間隔は、撮像対象となる硬貨１００のうちで最大径の硬貨（大径硬貨）１００ｂの全面画像を２枚以上撮像可能な撮像間隔とされることが好ましい。
また、別のセンサを利用して撮像素子の撮像間隔を一時的に短縮する場合、短縮前後の撮像間隔は、小径硬貨１００ａの少なくとも一部分を撮像可能な撮像間隔とされることが好ましい。すなわち、別のセンサが硬貨１００の到来を検知する前、及び、別のセンサが硬貨１００の到来を検知した後の所定期間の経過後には、制御部が、撮像対象となる硬貨１００のうちで最小径の硬貨（小径硬貨）１００ａの少なくとも一部分を撮像可能な撮像間隔にする制御を行うことが好ましい。これにより、硬貨１００が含まれていない画像の採取を減らしつつ、別のセンサが硬貨１００を検知しなかったときに、画像センサ２によって撮像されない硬貨１００が発生することを防止できる。例えば、磁気検知センサ１は、磁性を有する硬貨１００を検知できるが、磁性を有さない樹脂コインを検知できない。また、透過型のフォトセンサは、光透過性の高い樹脂コインを検知できない。これに対して、本実施形態の画像センサ２は、図９に示すように、搬送路を通過する硬貨状媒体の反射光を検出するものであることから、光透過性の高い樹脂コイン１００ｒであっても検知可能である。したがって、本実施形態の硬貨状媒体処理機は、画像センサ２を用いて、硬貨状媒体処理機に投入された樹脂コイン１００ｒ等の異物を検知することができ、検知された異物を排出することができる。
小径硬貨１００ａの少なくとも一部分を撮像可能な撮像間隔の求め方の一例を以下に示す。
＜条件＞
・撮像素子２４の撮影領域２２ａ：４５ｍｍΦ
・硬貨１００の搬送速度：２０００ｍｍ／ｓｅｃ
・小径硬貨１００ａの直径：１４ｍｍΦ
＜計算式＞
（４５＋１４）／２０００＝２９．５（ｍｓｅｃ）
したがって、上記条件では、２９．５ｍｓｅｃ以内の間隔で撮像すれば、小径硬貨１００ａの少なくとも一部分を撮像可能である。
上記選択部で用いられる選択条件は、複数の媒体画像の中から、一定の基準に基づき、識別処理用画像を選択するものであれば特に限定されない。選択部が、複数の媒体画像の中から識別処理用画像として、撮像された硬貨１００の中心が撮像領域２２ａの中心に最も近い媒体画像を選択することが好ましい。また、硬貨１００の特定部位を基準点として予め設定しておき、撮像された硬貨１００の基準点の位置に基づき、硬貨１００の中心が撮像領域２２ａの中心に最も近い画像を識別処理用画像として選択することが好ましい。基準点は、硬貨１００の位置や状態を特定できるものを用いることができ、例えば、硬貨１００の中心点、端部（エッジ）等の任意の位置を用いてもよく、中でも硬貨１００の中心点が好適に用いられる。
図１０は、複数の媒体画像、すなわち（ａ）に示す媒体画像１００ｃ１と（ｂ）に示す媒体画像１００ｃ２の中から識別処理用画像を選択する方法の一例を説明する図である。図１０に示す方法では、まず、媒体画像１００ｃ１の搬送方向における先端と後端をそれぞれ基準点とし、基準点の一方と撮像領域２２ａの外縁との距離Ａ１と、基準点の他方と撮像領域２２ａの外縁との距離Ｂ１を求め、その差の絶対値｜Ａ１－Ｂ１｜を算出する。また、媒体画像１００ｃ２の搬送方向における先端と後端をそれぞれ基準点とし、基準点の一方と撮像領域２２ａの外縁との距離Ａ２と、基準点の他方と撮像領域２２ａの外縁との距離Ｂ２を求め、その差の絶対値｜Ａ２－Ｂ２｜を算出する。そして、媒体画像１００ｃ１における差の絶対値｜Ａ１－Ｂ１｜と、媒体画像１００ｃ２における差の絶対値｜Ａ２－Ｂ２｜を比較し、値が小さい方の媒体画像１００ｃ１が選択部により識別処理用画像として選択される。すなわち、複数の媒体画像の中で基準点の一方と撮像領域２２ａの外縁との距離Ａと、基準点の他方と撮像領域２２ａの外縁との距離Ｂの差が最も小さい媒体画像が、硬貨１００の中心と撮像領域２２ａの中心が最も近い媒体画像である。
次に、図１１に示すブロック図を用いて、硬貨状媒体処理機における処理フローの一例を説明する。図１１に示す例では、硬貨状媒体処理機は、搬送部２１、磁気検知センサ１、発光素子２３ａ、撮像素子２４、制御部３０、選択部４０といった既出の構成要素に加え、記憶部５０及び識別部６０を含んでいる。記憶部５０は、処理対象の硬貨１００に関する硬貨情報５１を格納しており、硬貨１００の処理に伴い、画像センサ２で撮像された媒体画像５２や選択部４０で選択された識別処理用画像５３を格納するものである。識別部６０は、硬貨情報５１と識別処理用画像５３とを対比することにより、硬貨１００の種類、真偽、正損（汚損）等を識別・判定するものである。
また、制御部３０は、搬送制御部３１、磁気検出部３２、撮像制御部３３、及び、画像検出部３４を含む。搬送制御部３１は、搬送ベルト２１ａ等で構成される搬送部２１による硬貨１００の搬送を制御する。磁気検出部３２は、磁気検知センサ１の出力に基づいて搬送路を通過する硬貨１００を検知する。撮像制御部３３は、発光素子２３ａの発光タイミング及び撮像素子２４の撮影タイミングを制御し、両者を同期させる。画像検出部３４は、撮像素子２４の出力に基づいて媒体画像５２を作成する。なお、制御部３０と、磁気検知センサ１、発光素子２３ａ、撮像素子２４等のセンサ構成部材との間には、適宜、増幅回路、フィルタ回路、ＡＤ変換回路、駆動回路等の硬貨状媒体処理機の分野において一般的な回路が介在してもよい。
図１１に示す処理フローでは、硬貨状媒体処理機の硬貨投入口に硬貨１００が投入されると、搬送制御部３１による硬貨１００の搬送が開始される。更に、発光素子２３ａの発光及び撮像素子２４の撮影が開始される。磁気検知センサ１の検知結果を用いて撮像間隔を短縮する制御を行う場合には、硬貨状媒体処理機内を搬送される硬貨１００が、磁気検知センサ１の検知エリアを通過し磁気検出部３２で検知されると、撮像制御部３３が、発光素子２３ａの発光タイミング及び撮像素子２４の撮影タイミングを所定の撮像間隔に変更する。このとき、撮像制御部３３は、撮像間隔を決定するために、小径硬貨１００ａの直径等を含む硬貨情報５１を記憶部５０から読み出してもよい。
画像センサ２によって硬貨１００が撮像されると、画像検出部３４が、撮像素子２４の出力に基づいて媒体画像５２を作成する。硬貨１００の撮像は、１枚ごとに異なるタイミングで複数回行われ、複数の媒体画像５２が作成される（画像採取ステップ）。作成された複数の媒体画像５２は、記憶部５０に格納される。そして、複数の媒体画像５２と、記憶部５０に予め格納された硬貨情報５１中の硬貨１００の基準点等の基準情報とを比較して、選択部４０が、複数の媒体画像５２の中から識別処理用画像５３を選択する（画像選択ステップ）。更に、識別部６０が、選択された識別処理用画像５３と、記憶部５０に予め格納された硬貨情報５１中の硬貨１００の識別情報とを比較し、硬貨１００の種類、真偽、正損（汚損）等を識別・判定する。
制御部３０、選択部４０及び識別部６０の物理的な構成としては、例えば、各種の処理を実現するためのソフトウェアプログラム、当該ソフトウェアプログラムを実行するＣＰＵ（中央処理装置）、当該ＣＰＵによって制御される各種ハードウェア、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）等の論理デバイス等を含むものが挙げられる。各部の動作に必要なソフトウェアプログラムやデータの保存には、記憶部５０や、別途専用に設けられたＲＡＭやＲＯＭ等のメモリ、ハードディスク等が利用される。
記憶部５０の物理的な構成としては、例えば、揮発性又は不揮発性のメモリやハードディスク等の記憶装置が挙げられる。記憶部５０は、硬貨状媒体処理機で行われる処理に必要な各種のデータを記憶するために利用される。
以上で説明したように、本実施形態の画像採取装置は、制御部３０によって、硬貨１００が画像センサ２の撮像領域２２ａを１枚通過する時に、異なるタイミングで複数の媒体画像５２を採取するように撮像素子２４の撮像間隔を制御するので、画像センサ２内にタイミングセンサが設けられない。したがって、タイミングセンサによって硬貨の到来を検知し、１度の撮像を行う従来の方法と比べて、撮像対象となる複数種の硬貨間の径の違いに起因する検知位置のばらつきや、待機時間の違いを考慮したマージンを確保する必要がないので、撮像領域２２ａを小さくできる。これにより、センササイズを小型化することが可能となる。また、タイミングセンサを設けないことから、透明部２２の上方にも追加的に画像センサを設置し、硬貨１００の両面を撮像する構成とすることも可能となる。
（変形例）
画像センサ２に設けられる光源２３は、独立して駆動制御される複数の発光部を有するものであってもよい。複数の発光部が設けられる第１の例としては、図１２及び１３に示すように、制御部が、撮像素子２４に対する単一露光期間内で、複数の発光アレイ（発光部）２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄの各々の発光期間のタイミングを異ならせる制御を行う場合が挙げられる。図１２は、撮像素子２４に対する単一露光期間と複数の発光アレイ２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄの各々の発光期間の時間的関係の一例を示すグラフである。図１３は、図１２中の各時間Ａ～Ｄにおける発光アレイ２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄの発光状況を示す図である。図１３のように、撮像領域２２ａの中心を囲むように複数の発光素子２３ａが配置された円環状照明を４つの発光アレイ２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄに分割し、分割された個々の発光アレイ２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄがタイミングをずらして硬貨１００を個別に照明する場合には、図１４に概念化して示したように、硬貨１００の表面に存在する凸部１０１の近傍に明部と暗部（影）が生じる。一方、４つの発光アレイ２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄを同時に点灯し、周囲の全方位から硬貨１００を照明すると、特定の発光アレイによって生じる明部と暗部が、他の発光アレイによって生じる明部と暗部によって打ち消される。したがって、複数の発光アレイ２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄの各々の発光期間のタイミングを異ならせる制御を行うことにより、硬貨１００表面の凹凸に対応する明暗がより鮮明になった媒体画像を得ることができる。また、上記制御を撮像素子２４に対する単一露光期間内で行うことにより、採取される媒体画像を１枚にすることができ、媒体画像の処理時間が増大することを防止できる。以上の発光タイミングの制御は、撮像制御部３３を用いて、硬貨１００の到来を検知した後、撮像素子２４の撮像間隔を一時的に短縮する間に行われることが好ましい。また、図１２及び１３には、光源２３を４つの発光アレイ２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄに分割した例を示したが、光源２３の分割数は２以上の任意の数とすることができる。
複数の発光部が設けられる第２の例としては、複数段の円環状照明からそれぞれ異なる入射角で硬貨に対して光を照射し、異なる入射角の光で媒体画像を採取する場合が挙げられる。ローアングル照明で撮像した媒体画像とハイアングル照明で撮像した媒体画像とをそれぞれ採取することで、硬貨の汚損等について識別性能を向上することができる。この場合、（１）低アングル照明で撮像した複数の媒体画像から識別処理用画像を選択し、かつ、高アングル照明で撮像した複数の媒体画像から識別処理用画像を選択する方式、（２）低アングル照明で撮像した複数の媒体画像から識別処理用画像を選択し、かつ、高アングル照明で撮像した媒体画像はそのまま識別処理用画像として用いる方式、（３）低アングル照明で撮像した媒体画像はそのまま識別処理用画像として用い、かつ、高アングル照明で撮像した複数の媒体画像から識別処理用画像を選択する方式のいずれを用いてもよい。
以上、本発明の実施形態及び変形例を説明したが、本発明は、上記実施形態及び変形例に限定されるものではない。上記実施形態及び変形例の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜削除されてもよいし、変更されてもよいし、組み合わされてもよい。例えば、画像センサが備える撮像素子の数は特に限定されず、１つであってもよいし、複数であってもよい。本発明の画像採取装置は、硬貨状媒体が１枚通過する時に複数の媒体画像を採取するものであればよく、画像センサが複数の撮像素子を備える場合には、複数の撮像素子が同時に媒体画像を採取する構成であってもよいし、複数の撮像素子が異なるタイミングで媒体画像を採取する構成であってもよい。
以上のように、本発明は、搬送路を通過する硬貨状媒体の識別処理用画像を採取する画像採取装置、硬貨状媒体処理機及び画像採取方法に関し、センサ配置の自由度が高く、センササイズを小型化できる有用な技術である。
１：磁気検知センサ
２：画像センサ
３：正損検知センサ
４：燐光検知センサ
５：蛍光検知センサ
２１：搬送部
２１ａ：搬送ベルト
２１ｂ：搬送ピン
２２：透明部
２２ａ：撮像領域
２３：光源
２３ａ：発光素子
２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ：発光アレイ
２３ｂ：プリズム（導光体）
２３ｃ：光拡散フィルム
２４：撮像素子
２４ａ：光電変換部
２４ｂ：レンズユニット
２６：筐体
２７：搬送路側カバー
２８：搬送ガイド
３０：制御部
３１：搬送制御部
３２：磁気検出部
３３：撮像制御部
３４：画像検出部
４０：選択部
５０：記憶部
５１：硬貨情報
５２：媒体画像
５３：識別処理用画像
６０：識別部
１００：硬貨
１００ａ：小径硬貨
１００ａ１、１００ａ２、１００ｂ１、１００ｂ２、１００ｃ１、１００ｃ２：媒体画像
１００ｂ：大径硬貨
１００ｒ：樹脂コイン
１０１：硬貨表面の凸部
２００：フォトセンサ
ｔ：待機期間

Claims (10)

  1. 搬送路を通過する硬貨状媒体の識別処理用画像を採取する画像採取装置であって、
    前記硬貨状媒体を搬送する搬送部と、
    前記硬貨状媒体を撮像する撮像素子を有する画像センサと、
    前記硬貨状媒体が１枚通過する時に、複数の媒体画像を採取するように前記撮像素子の撮像間隔を制御する制御部と、
    採取された前記複数の媒体画像の中から、特定の媒体画像を前記識別処理用画像として選択する選択部とを備えることを特徴とする画像採取装置。
  2. 前記制御部は、前記複数の媒体画像を異なるタイミングで採取するように前記撮像素子の撮像間隔を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像採取装置。
  3. 前記選択部は、前記複数の媒体画像の中から前記識別処理用画像として、撮像された前記硬貨状媒体の中心が撮像領域の中心に最も近い媒体画像を選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像採取装置。
  4. 前記選択部により選択される前記媒体画像は、撮像された前記硬貨状媒体の搬送方向における先端と後端をそれぞれ基準点とし、前記基準点の一方と前記撮像領域の外縁との距離Ａと、前記基準点の他方と前記撮像領域の外縁との距離Ｂを求めたときに、前記複数の媒体画像の中で前記距離Ａと前記距離Ｂの差が最も小さい媒体画像であることを特徴とする請求項３に記載の画像採取装置。
  5. 前記搬送路の前記画像センサよりも上流側の位置に、前記画像センサとは異なる別のセンサを更に備え、
    前記制御部は、前記別のセンサが前記硬貨状媒体の到来を検知した後の所定期間中、前記撮像素子の撮像間隔を短縮する制御を行うことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の画像採取装置。
  6. 短縮された前記撮像間隔は、撮像対象となる前記硬貨状媒体のうちで最大径の媒体の全面画像を２枚以上撮像可能な撮像間隔であることを特徴とする請求項５に記載の画像採取装置。
  7. 前記制御部は、前記別のセンサが前記硬貨状媒体の到来を検知する前、及び、前記所定期間の経過後には、撮像対象となる前記硬貨状媒体のうちで最小径の媒体の少なくとも一部分を撮像可能な撮像間隔にする制御を行うことを特徴とする請求項５又は６に記載の画像採取装置。
  8. 複数の発光部を有し、かつ、前記複数の発光部が発する光を前記硬貨状媒体の表面に照射する光源を更に備え、
    前記制御部は、前記撮像素子に対する単一露光期間内で、前記複数の発光部の各々の発光期間のタイミングを異ならせる制御を行うことを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の画像採取装置。
  9. 請求項１～８のいずれかに記載の画像採取装置を備えることを特徴とする硬貨状媒体処理機。
  10. 搬送路を通過する硬貨状媒体の識別処理用画像を採取する画像採取方法であって、
    制御部が、撮像素子の撮像間隔を制御して、前記硬貨状媒体が１枚通過する時に、複数の媒体画像を採取する画像採取ステップと、
    選択部が、基準情報と比較して、採取された前記複数の媒体画像の中から、特定の媒体画像を前記識別処理用画像として選択する画像選択ステップとを含むことを特徴とする画像採取方法。
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