WO2018181197A1 - 硬貨識別装置、硬貨処理装置および硬貨識別方法 - Google Patents

Abstract

硬貨識別装置は、搬送中の識別対象の硬貨のライン画像データを検出するラインセンサと、前記ライン画像データを所定のサンプリング間隔で取得する取得部と、前記取得されたライン画像データ毎に、前記取得されたライン画像データと基準パターンの硬貨を示す基準パターン画像データの一部である角度毎の基準ラインデータとの類似度を割り出し、前記割り出された類似度に基づいて前記識別対象の硬貨の輪転角度を推定する推定部と、前記推定された輪転角度に基づいて前記ライン画像データを補正する補正部と、前記補正されたライン画像データに基づいて前記識別対象の硬貨を識別する識別部と、を有する。

Description

硬貨識別装置、硬貨処理装置および硬貨識別方法

　本発明は、硬貨識別装置、硬貨処理装置および硬貨識別方法に関する。
　本願は、２０１７年３月３１日に出願された特願２０１７－０７０６５４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　硬貨識別装置は、硬貨処理装置に用いられる。硬貨識別装置は、搬送路上に配置され、搬送されてくる硬貨を撮像部により撮像し、得られた撮像画像を用いて硬貨の金種の識別等を行っている。撮像部としては、ＣＣＤカメラ等のエリアセンサが知られている。例えば、特許文献１は、ラインセンサを用いることで装置の小型化と低コスト化を実現している。

日本国特開２０１５－１０２８９４号公報

　搬送されてくる硬貨が回転しながら（いわゆる輪転状態）ラインセンサ上を通過すると、画像が変形してしまい、識別精度が低下してしまう可能性がある。

　本発明は、硬貨が回転しながらラインセンサ上を通過しても識別精度を向上させることが可能となる硬貨識別装置、硬貨処理装置および硬貨識別方法の提供を目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明の実施態様に係る硬貨識別装置は、搬送中の識別対象の硬貨のライン画像データを検出するラインセンサと、前記ライン画像データを所定のサンプリング間隔で取得する取得部と、前記取得されたライン画像データ毎に、前記取得されたライン画像データと基準パターンの硬貨を示す基準パターン画像データの一部である角度毎の基準ラインデータとの類似度を割り出し、前記割り出された類似度に基づいて前記識別対象の硬貨の輪転角度を推定する推定部と、前記推定された輪転角度に基づいて前記ライン画像データを補正する補正部と、前記補正されたライン画像データに基づいて前記識別対象の硬貨を識別する識別部と、を有する。

　本発明の実施態様に係る硬貨処理装置は、上記の硬貨識別装置を備え、前記硬貨識別装置の識別結果に基づいて、前記識別対象の硬貨を処理する。

　本発明の実施態様に係る硬貨識別方法は、ラインセンサによって検出される搬送中の識別対象の硬貨のライン画像データを所定のサンプリング間隔で取得し、前記取得されたライン画像データ毎に、前記取得されたライン画像データと基準パターンの硬貨を示す基準パターン画像データの一部である角度毎の基準ラインデータとの類似度を割り出し、前記割り出された類似度に基づいて前記識別対象の硬貨の輪転角度を推定し、前記推定された輪転角度に基づいて前記ライン画像データを補正し、前記補正されたライン画像データに基づいて前記識別対象の硬貨を識別することを含む。

　本発明によれば、硬貨が回転しながらラインセンサ上を通過しても識別精度を向上させることが可能となる硬貨識別装置、硬貨処理装置および硬貨識別方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る硬貨処理装置を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る硬貨識別装置を示す斜視図である。 図２に示す硬貨識別装置の要部を示す斜視図である。 図２に示す硬貨識別装置を示す断面図である。 図２に示す硬貨識別装置を示す断面図である。 図２に示す硬貨識別装置の識別基板の構成を示すブロック図である。 図２に示す硬貨識別装置の硬貨識別処理のフローチャートである。 図２に示す硬貨識別装置の検出データであって、硬貨画像データを示す。 図２に示す硬貨識別装置の検出データであって、補正後の円形硬貨画像データを示す。 図２に示す硬貨識別装置の検出データであって、硬貨画像データを示す。 図２に示す硬貨識別装置の検出データであって、補正後の円形硬貨画像データを示す。 図２に示す硬貨識別装置のライン画像データの基準パターン画像データとの類似度の割り出し方法を説明するための図であって、円形硬貨画像データにおけるライン画像データの取得位置を示す。 図２に示す硬貨識別装置のライン画像データの基準パターン画像データとの類似度の割り出し方法を説明するための図であって、基準パターン画像データにおける基準ラインデータの位置を示す。 本発明の一実施形態に係る図２に示す硬貨識別装置のライン画像データの基準パターン画像データとの類似度の割り出し方法を説明するための図であって、円形硬貨画像データにおけるライン画像データの取得位置を示す。 本発明の一実施形態に係る図２に示す硬貨識別装置のライン画像データの基準パターン画像データとの類似度の割り出し方法を説明するための図であって、基準パターン画像データにおける基準ラインデータの位置を示す。 図２に示す硬貨識別装置の類似度マップを示す。 図２に示す硬貨識別装置の類似度マップを示す。 図２に示す硬貨識別装置の類似度マップにおける高類似度ラインを示す。 図２に示す硬貨識別装置の検出データ類を示す図であって、輪転補正後の円形硬貨画像データを示す。 図２に示す硬貨識別装置の検出データ類を示す図であって、基準パターン画像データを示す。 図２に示す硬貨識別装置の変形例２を説明するための図であって、極座標変換の各座標を示す。 図２に示す硬貨識別装置の変形例２を説明するための図であって、極座標変換後の円形硬貨画像データを示す。 図２に示す硬貨識別装置の変形例２を説明するための図であって、極座標変換後の基準パターン画像データを示す。 図２に示す硬貨識別装置の変形例３の検出範囲を示す図である。

　本発明の実施形態を図面を参照して以下に説明する。
　本実施形態に係る硬貨処理装置は、機外から投入されたバラ硬貨を識別しつつ計数して、バラ硬貨を金種別に収納する硬貨処理装置である。図１に示すように、本実施形態に係る硬貨処理装置１は、外部から硬貨が投入される硬貨投入繰出部１０を有している。

　硬貨投入繰出部１０は、回転円盤１２と側壁部１３と分別環１４とを有している。回転円盤１２は、水平に配置されている。側壁部１３は、略円筒状であり、この回転円盤１２の外縁部から鉛直に立ち上がる。側壁部１３の一部が切り欠かれている。分別環１４は、側壁部１３の切欠部分に設けられている。分別環１４と回転円盤１２との間に硬貨一枚分の隙間が設けられている。

　硬貨投入繰出部１０には、機外からバラ硬貨が投入される。この状態で回転円盤１２が図１における反時計回りに回転すると、その遠心力によって硬貨が側壁部１３の内周面に沿って運ばれる。さらに硬貨は、回転円盤１２と分別環１４との隙間を介して一枚ずつ分離されて硬貨投入繰出部１０から外に順次繰出される。

　硬貨投入繰出部１０の硬貨繰出位置には、硬貨投入繰出部１０から繰り出された硬貨を一列状に案内する搬送路２０と、搬送路２０上の硬貨を搬送するフィードユニット２１とが設けられている。

　搬送路２０は、第１搬送部２３と第２搬送部２４と第３搬送部２５とを有している。第１搬送部２３は、回転円盤１２の接線方向に沿って配置されている。第２搬送部２４は、この第１搬送部２３の回転円盤１２とは反対側から直交方向に延出する。第３搬送部２５は、この第２搬送部２４の第１搬送部２３とは反対側から直交方向に延出する。第１搬送部２３には、搬送中の硬貨の金種を識別しつつ計数する硬貨識別装置２７が設けられている。硬貨処理装置１は、硬貨識別装置２７の識別結果に基づいて硬貨を処理する。

　第２搬送部２４には、リジェクト口２８とリジェクト部２９とが設けられている。リジェクト口２８は、硬貨を落下可能であり落下した硬貨を機外に取出可能に案内する。リジェクト部２９は、硬貨識別装置２７で識別不能と識別された硬貨をリジェクト口２８に落下させる。リジェクト口２８から落下した硬貨は、リジェクト箱（不図示）に排出される。

　第３搬送部２５には、硬貨識別装置２７で計数された硬貨を金種別に選別する選別部３２が設けられている。この選別部３２は、硬貨を落下可能な金種別の選別口３２ａ～３２ｆを有している。これら選別口３２ａ～３２ｆが第３搬送部２５の延在方向に並べられている。より小さい外径を有する硬貨がより上流側の選別口３２ａ～３２ｆに落下するように、選別口３２ａ～３２ｆが構成されている。具体的には、最も上流側の選別口３２ａに１円硬貨が落下する。選別口３２ａの下流側の選別口３２ｂに５０円硬貨が落下する。選別口３２ｂの下流側の選別口３２ｃに５円硬貨が落下する。選別口３２ｃの下流側の選別口３２ｄに１００円硬貨が落下する。選別口３２ｄの下流側の選別口３２ｅに１０円硬貨が落下する。選別口３２ｅの下流側の選別口３２ｆに５００円硬貨が落下する。選別口３２ａ～３２ｆの直前位置には硬貨を検知する硬貨検知センサ３３ａ～３３ｆがそれぞれ設けられている。硬貨検知センサ３３ａ～３３ｆのうちの隣り合うセンサが検知した硬貨の枚数の差から、選別口３２ａ～３２ｆのうちの、隣り合うセンサの間にある選別口に落下した硬貨の数を計数するようになっている。

　フィードユニット２１は、複数の搬送ベルト３５，３６を有している。これらの搬送ベルト３５，３６が、硬貨投入繰出部１０から繰り出された硬貨を上側から搬送路２０に押し付けて搬送する。この搬送中、硬貨は、まず、硬貨識別装置２７で識別され計数されることになる。硬貨識別装置２７で識別不能であった硬貨は、リジェクト部２９によってリジェクト口２８から落下させられ、それ以外の硬貨は、選別部３２の金種別の選別口３２ａ～３２ｆの対応するものから落下する。

　選別口３２ａ～３２ｆの下側には、金種別に区分けされた一時貯留部（不図示）と金種別に設けられた複数の出金収納部（不図示）とが設けられている。一時貯留部は、選別口３２ａ～３２ｆから落下した硬貨を機外に返却可能に一時貯留する。出金収納部はそれぞれ、一時貯留部に金種別に貯留された硬貨を出金可能に収納する。

　硬貨識別装置２７は、搬送路２０の第１搬送部２３に設けられている。第１搬送部２３において硬貨搬送方向に対して直交する水平方向を通路幅方向と定義する。第１搬送部２３は、通路部４０と側壁部４１，４２とを有している。通路部４０は、その上面として、水平に配置された搬送面３９を有し、回転円盤１２の接線方向に直線状に延びる。側壁部４１，４２は、通路部４０の通路幅方向両側に立設されて通路部４０の延伸方向と同方向に延びる。通路部４０は、硬貨投入繰出部１０から繰り出された硬貨の下面を搬送面３９で支持して、その硬貨の移動を案内する。側壁部４１，４２はその際に硬貨が一列状に並ぶように硬貨の外周面を案内する。

　硬貨識別装置２７は、通路部４０の一部を構成する搬送板４５を有している。搬送板４５は、その上面として、搬送面３９の一部を構成する搬送面４６を有する。搬送板４５は、搬送面３９の他の部分と同様、硬貨の下面を案内する。搬送板４５は、透光性の材料からなり、具体的にはガラス板からなっている。

　硬貨識別装置２７は、図２に示すように、搬送板４５の上側の通路幅方向の両側にガイド部材４８，４９を有している。ガイド部材４８は、図１に示す側壁部４１の一部を構成している。ガイド部材４９は、図１に示す側壁部４２の一部を構成している。図２に示すように、搬送板４５の上面のガイド部材４８，４９の間部分が硬貨Ｃを案内する搬送面４６となっている。

　硬貨識別装置２７は、図３～図５に示すように、上記した搬送板４５と下側照射部５１と識別部５２とを有している。下側照射部５１は、この搬送板４５の下側に設けられて、搬送面４６上を移動する硬貨Ｃに下側から光を照射する。識別部５２は、搬送板４５の下側に設けられて搬送面４６上を移動する硬貨Ｃを識別する。硬貨識別装置２７は、搬送面４６上を移動する硬貨Ｃに上側から光を照射する上側照射部（不図示）も有している。

　識別部５２は、搬送板４５の下側に配置される集光部としてのセルホックレンズ５５と、セルホックレンズ５５の下側に配置される画像検出部としてのラインセンサ５６とを有している。セルホックレンズ５５およびラインセンサ５６は、搬送面４６の通路幅方向に延在するように配置されている。セルホックレンズ５５およびラインセンサ５６の搬送面４６における硬貨搬送方向の位置を互いに一致させている。識別部５２は、セルホックレンズ５５およびラインセンサ５６によって、これらの真上の硬貨識別位置にある硬貨Ｃの通路幅方向に沿う線状の画像を検出する。この線状の画像を時系列的につないで硬貨Ｃの外径および模様を簡易的に検出して、真偽、正損、金種等を識別する。

　下側照射部５１は、セルホックレンズ５５およびラインセンサ５６の真上である、識別部５２による硬貨の硬貨識別位置（以下、硬貨識別位置と称す）に対して硬貨搬送方向上流側および下流側にそれぞれ配置される共通部品である組立体６１，６１を有している。
　以下の説明においては、硬貨識別位置に対して硬貨搬送方向上流側に設けられる組立体６１およびその構成部品の符号に（Ｕ）を添え、硬貨識別位置に対して硬貨搬送方向下流側に設けられる組立体６１およびその構成部品の符号に（Ｌ）を添えて、それぞれを区別する。

　図３に示すように、組立体６１（Ｕ）は、一対の組立体６１（Ｕ），６１（Ｌ）のうち硬貨搬送方向上流側に設けられる上流側組立体である。組立体６１（Ｕ）は、基板６５（Ｕ）と、光源６７（Ｕ）と、導光板６８（Ｕ）と、反射板６９（Ｕ）と、光吸収シート７０（Ｕ）とを有している。基板６５（Ｕ）と、光源６７（Ｕ）と、導光板６８（Ｕ）と、反射板６９（Ｕ）と、光吸収シート７０（Ｕ）とが組み立てられて一体的に構成されている。光源６７（Ｕ）は、基板６５（Ｕ）に実装される複数のＬＥＤ６６（Ｕ）からなる。導光板６８（Ｕ）は、基板６５（Ｕ）に載置される。反射板６９（Ｕ）は、導光板６８（Ｕ）の上面に貼着される。光吸収シート７０（Ｕ）は、導光板６８（Ｕ）の硬貨識別位置側の下側に配置される。反射板６９（Ｕ）は、組立体６１（Ｕ），６１（Ｌ）のうち硬貨搬送方向上流側の組立体６１（Ｕ）に設けられる上流側反射板である。光吸収シート７０（Ｕ）は、硬貨搬送方向上流側の組立体６１（Ｕ）に設けられる上流側光吸収シートである。

　上流側組立体６１（Ｕ）の基板６５（Ｕ）は、搬送面４６に平行な状態に対して、通路幅方向に平行をなす仮想軸線を中心に硬貨搬送方向上流側よりも下流側が搬送面４６に近づくように傾斜させられている。すなわち、基板６５（Ｕ）は、搬送面４６に対して傾斜している。基板６５（Ｕ）の硬貨搬送方向下流側の縁は、基板６５（Ｕ）の硬貨搬送方向上流側の縁よりも搬送面４６に近い。言い換えると、基板６５（Ｕ）は、基板６５（Ｕ）の硬貨搬送方向上流側の縁から基板６５（Ｕ）の硬貨搬送方向下流側の縁に向かって徐々に搬送面４６に近づくように傾斜している。

　基板６５（Ｕ）の上面に実装された光源６７（Ｕ）は、硬貨識別位置に対して硬貨搬送方向上流側に配置される上流側光源となっている。この光源６７（Ｕ）を構成する複数（具体的には８個）のＬＥＤ６６（Ｕ）は、すべて硬貨搬送方向の位置および高さを合わせており、通路幅方向に等間隔で一列状に配置されている。これらＬＥＤ６６（Ｕ）の光軸の方向は、基板６５（Ｕ）の上面に平行かつ平面視で硬貨搬送方向に平行な方向である。ＬＥＤ６６（Ｕ）は、硬貨搬送方向の下流側つまり硬貨識別位置側に向いている。平面視は、搬送面４６に対して垂直な方向に見た場合を意味してもよい（以下同様）。

　導光板６８（Ｕ）は、透明アクリル板からなる。導光板６８（Ｕ）の中間部分に板厚方向に貫通する配置穴９１（Ｕ）が形成されている。導光板６８（Ｕ）は、この配置穴９１（Ｕ）内に複数のＬＥＤ６６（Ｕ）を配置するようにして基板６５（Ｕ）上に載置されて基板６５（Ｕ）に取り付けられている。導光板６８（Ｕ）は、基板６５（Ｕ）上に載置される平板状の平板部９２（Ｕ）を有している。

　平板部９２（Ｕ）は、配置穴９１（Ｕ）の硬貨搬送方向下流側に位置する前側導光板部９３（Ｕ）と、配置穴９１（Ｕ）の通路幅方向両側に位置する側板部９４（Ｕ），９５（Ｕ）と、配置穴９１（Ｕ）の硬貨搬送方向上流側に位置する背板部９６（Ｕ）とを有している。平板部９２（Ｕ）は、基板６５（Ｕ）に載置されることで基板６５（Ｕ）と同様に傾斜して配置されている。つまり、平板部９２（Ｕ）は、硬貨搬送方向上流側よりも下流側が搬送面４６に近づくように傾斜している。平板部９２（Ｕ）は、図４に示すように、平板部９２（Ｕ）と搬送面４６とのなす角度θ１（Ｕ）が０度よりも大きく１５度以下の範囲で傾斜させられている。平板部９２（Ｕ）は、具体的には「θ１（Ｕ）＝１０度」の条件を満たすように傾斜させられている。よって、平板部９２（Ｕ）は、搬送面４６に対して鋭角をなしている。硬貨搬送方向の位置が同じ平板部９２（Ｕ）の部分については、搬送面４６から平板部９２（Ｕ）までの距離が等しい。

　前側導光板部９３（Ｕ）は、硬貨識別位置に対して硬貨搬送方向上流側に配置されている。前側導光板部９３（Ｕ）の前端面９８（Ｕ）および後端面９９（Ｕ）が前側導光板部９３（Ｕ）の厚み方向に平行をなしかつ通路幅方向に平行をなしている。

　導光板６８（Ｕ）は、図３に示すように、前側導光板部９３（Ｕ）の硬貨搬送方向下流側の通路幅方向の一側部から硬貨搬送方向下流側に延出する延出導光板部１００（Ｕ）を有している。前側導光板部９３（Ｕ）と延出導光板部１００（Ｕ）とが、光源６７（Ｕ）の硬貨識別位置側に配置される上流側の導光板部１０１（Ｕ）を構成している。

　延出導光板部１００（Ｕ）は、基端側の基端板部１０２（Ｕ）と先端側の先端板部１０３（Ｕ）とを有している。基端板部１０２（Ｕ）は、前側導光板部９３（Ｕ）と同一平面に配置された状態で、硬貨搬送方向上流側よりも下流側が搬送面４６に近づくように傾斜する。先端板部１０３（Ｕ）は、搬送面４６に対して平行をなすように基端板部１０２（Ｕ）に対して屈曲する。基端板部１０２（Ｕ）は、上流側の導光板６８（Ｕ）において搬送面４６に対し傾斜する上流側傾斜板部となっている。先端板部１０３（Ｕ）は通路幅方向の一側で搬送面４６に対して平行をなす一側平行板部となっている。

　延出導光板部１００（Ｕ）の先端板部１０３（Ｕ）には、傾斜面１０５（Ｕ）が形成されている。傾斜面１０５（Ｕ）は、通路幅方向の外側に位置し、先端板部１０３（Ｕ）の厚み方向に平行をなすとともに平面視で硬貨搬送方向に対して傾斜する。先端板部１０３（Ｕ）には、端面１０６（Ｕ）が形成されている。端面１０６（Ｕ）は、通路幅方向の内側に位置し、先端板部１０３（Ｕ）の厚み方向に平行をなすとともに平面視で硬貨搬送方向に対して平行をなす。端面１０６（Ｕ）は、延出導光板部１００（Ｕ）の中で主に発光する主発光面となっている。硬貨搬送方向において端面１０６（Ｕ）の中央位置が、セルホックレンズ５５およびラインセンサ５６の位置、つまり硬貨識別位置と一致している。

　光源６７（Ｕ）を構成する複数のＬＥＤ６６（Ｕ）のうち、最も延出導光板部１００（Ｕ）側の一つのＬＥＤ６６（Ｕ）は、この延出導光板部１００（Ｕ）と通路幅方向の位置を合わせている。残りの複数（具体的には７個）のＬＥＤ６６（Ｕ）は、前側導光板部９３（Ｕ）の延出導光板部１００（Ｕ）が形成されていない部分と通路幅方向の位置を合わせている。前側導光板部９３（Ｕ）は、複数のＬＥＤ６６（Ｕ）つまり光源６７（Ｕ）と、硬貨識別位置との間に配置されている。

　前側導光板部９３（Ｕ）は、前側導光板部９３（Ｕ）と通路幅方向の位置を合わせている複数のＬＥＤ６６（Ｕ）からの光を硬貨搬送方向に沿って導光し前側導光板部９３（Ｕ）の硬貨搬送方向下流側の図４に示す前端面９８（Ｕ）から照射させる。その結果、複数のＬＥＤ６６（Ｕ）からの光が、硬貨識別位置にある硬貨Ｃに対して搬送方向上流側から照射される。前側導光板部９３（Ｕ）は、硬貨識別位置よりも上流側の上流側搬送方向導光板部となっている。

　前側導光板部９３（Ｕ）は、その板厚方向に直交する方向かつ平面視で硬貨搬送方向に平行する方向に、複数のＬＥＤ６６（Ｕ）のそれぞれの光軸上の光を導光することになる。前側導光板部９３（Ｕ）は、硬貨搬送方向上流側よりも下流側が搬送面４６に近づくように傾斜している。このため、前側導光板部９３（Ｕ）は、複数のＬＥＤ６６（Ｕ）のそれぞれからの光軸上の光を平面視で硬貨搬送方向に平行に、上流側かつ下側から下流側かつ上側に向けて照射する。このときの照射角度は、前側導光板部９３（Ｕ）の傾斜と同様に、搬送面４６に対し０度より大きく１５度以下（具体的には１０度）となっている。

　図３に示すように、延出導光板部１００（Ｕ）は、この延出導光板部１００（Ｕ）と通路幅方向の位置を合わせているＬＥＤ６６（Ｕ）からの光軸上の光を、基端板部１０２（Ｕ）が前側導光板部９３（Ｕ）と同様、板厚方向に直交しかつ平面視で硬貨搬送方向に平行をなすように導光する。導光された光を、先端板部１０３（Ｕ）が傾斜面１０５（Ｕ）で反射させる。その反射により、光の進行方向が硬貨搬送方向に対し交差する方向に変換される。その結果、ＬＥＤ６６（Ｕ）からの光が、硬貨識別位置にある硬貨Ｃに対して一の側方の下側から通路幅方向に沿って他の側方の上側に向けて照射される。つまり、延出導光板部１００（Ｕ）は通路幅方向一側に位置する一側導光板部となっている。傾斜面１０５（Ｕ）は、上流側の導光板６８（Ｕ）の延出導光板部１００（Ｕ）に形成された上流側光路変換部となっている。

　より詳しくは、先端板部１０３（Ｕ）はＬＥＤ６６（Ｕ）からの基端板部１０２（Ｕ）に沿う平面視で搬送方向に平行な光軸上の光を上面１０７（Ｕ）で反射させ、傾斜面１０５（Ｕ）によって平面視で通路幅方向に平行な方向に変換して、下面１０８（Ｕ）で反射させる。その結果、光が、端面１０６（Ｕ）から、平面視で通路幅方向に沿う姿勢のまま通路幅方向の一の側方かつ下側から他の側方かつ上側に向けて照射される。なお、端面１０６（Ｕ）から大気へ出射する際の屈折率の違いに起因して、出射後の光は出射直前よりもさらに上向きに傾斜する。図５に示すように、この出射光の搬送面４６に対する角度θ２（Ｕ）が０度より大きく２０度以下（具体的には１５度）となるように設定されている。延出導光板部１００（Ｕ）は、搬送面４６の通路幅方向の延出導光板部１００（Ｕ）側の端から通路幅Ｗの１／４の位置つまりＷ／４の位置に向けてＬＥＤ６６（Ｕ）からの光軸上の光を照射するようになっている。

　図３に示す反射板６９（Ｕ）は、導光板６８（Ｕ）の平板部９２（Ｕ）の上面全体を覆っており、配置穴９１（Ｕ）の上部開口を塞いでいる。延出導光板部１００（Ｕ）は反射板で覆われてはいない。光吸収シート７０（Ｕ）は、支持部材（不図示）を介して基板６５（Ｕ）に取り付けられている。光吸収シート７０（Ｕ）は、前側導光板部９３（Ｕ）の硬貨識別位置側の下側に前側導光板部９３（Ｕ）と平行に配置され、延出導光板部１００（Ｕ）の下方に配置されている。

　組立体６１（Ｌ）は、一対の組立体６１（Ｕ），６１（Ｌ）のうち硬貨搬送方向下流側に設けられる下流側組立体である。組立体６１（Ｌ）は、基板６５（Ｌ）と、光源６７（Ｌ）と、導光板６８（Ｌ）と、反射板６９（Ｌ）と、光吸収シート７０（Ｌ）とを有している。基板６５（Ｌ）と、光源６７（Ｌ）と、導光板６８（Ｌ）と、反射板６９（Ｌ）と、光吸収シート７０（Ｌ）とが組み立てられて一体的に構成されている。光源６７（Ｌ）は、基板６５（Ｌ）に実装される複数のＬＥＤ６６（Ｌ）からなる。導光板６８（Ｌ）は、基板６５（Ｌ）に載置される。反射板６９（Ｌ）は、導光板６８（Ｌ）の上面に貼着される。光吸収シート７０（Ｌ）は、導光板６８（Ｌ）の硬貨識別位置側の下側に配置される。反射板６９（Ｌ）は、組立体６１（Ｕ），６１（Ｌ）のうち硬貨搬送方向下流側の組立体６１（Ｌ）に設けられる下流側反射板である。光吸収シート７０（Ｌ）は、硬貨搬送方向下流側の組立体６１（Ｌ）に設けられる下流側光吸収シートである。

　下流側組立体６１（Ｌ）の基板６５（Ｌ）は、搬送面４６に平行な状態に対して、通路幅方向に平行な仮想軸線を中心に硬貨搬送方向下流側よりも上流側が搬送面４６に近づくように傾斜させられている。すなわち、基板６５（Ｌ）は、搬送面４６に対して傾斜している。基板６５（Ｌ）の硬貨搬送方向上流側の縁は、基板６５（Ｌ）の硬貨搬送方向下流側の縁よりも搬送面４６に近い。言い換えると、基板６５（Ｌ）は、基板６５（Ｌ）の硬貨搬送方向下流側の縁から基板６５（Ｌ）の硬貨搬送方向上流側の縁に向かって徐々に搬送面４６に近づくように傾斜している。

　基板６５（Ｌ）の上面に実装された光源６７（Ｌ）は、硬貨識別位置に対して硬貨搬送方向下流側に配置される下流側光源となっている。この光源６７（Ｌ）を構成する複数（具体的には８個）のＬＥＤ６６（Ｌ）は、すべて硬貨搬送方向の位置および高さを合わせており、通路幅方向に等間隔で一列状に配置されている。これらＬＥＤ６６（Ｌ）の光軸の方向は、基板６５（Ｌ）の上面に平行かつ平面視で硬貨搬送方向に平行な方向である。ＬＥＤ６６（Ｌ）は、硬貨搬送方向の上流側つまり硬貨識別位置側に向いている。

　導光板６８（Ｌ）は、透明アクリル板からなる。導光板６８（Ｌ）の中間部分に板厚方向に貫通する配置穴９１（Ｌ）が形成されている。導光板６８（Ｌ）は、この配置穴９１（Ｌ）内に複数のＬＥＤ６６（Ｌ）を配置するようにして基板６５（Ｌ）上に載置されて基板６５（Ｌ）に取り付けられている。導光板６８（Ｌ）は、基板６５（Ｌ）上に載置される平板状の平板部９２（Ｌ）を有している。

　平板部９２（Ｌ）は、配置穴９１（Ｌ）の硬貨搬送方向上流側に位置する前側導光板部９３（Ｌ）と、配置穴９１（Ｌ）の通路幅方向両側に位置する側板部９４（Ｌ），９５（Ｌ）と、配置穴９１（Ｌ）の硬貨搬送方向下流側に位置する背板部９６（Ｌ）とを有している。平板部９２（Ｌ）は、基板６５（Ｌ）に載置されることで基板６５（Ｌ）と同様に傾斜して配置されている。つまり、平板部９２（Ｌ）は、硬貨搬送方向下流側よりも上流側が搬送面４６に近づくように傾斜している。平板部９２（Ｌ）は、図４に示すように平板部９２（Ｌ）と搬送面４６とのなす角度θ１（Ｌ）が０度よりも大きく１５度以下の範囲で傾斜させられている。平板部９２（Ｌ）は、具体的には「θ１（Ｌ）＝１０度」の条件を満たすように傾斜させられている。よって、平板部９２（Ｌ）は、搬送面４６に対して鋭角をなしている。硬貨搬送方向の位置が同じ平板部９２（Ｌ）の部分については、搬送面４６から平板部９２（Ｌ）までの距離が等しい。

　前側導光板部９３（Ｌ）は、硬貨識別位置に対して硬貨搬送方向下流側に配置されている。前側導光板部９３（Ｌ）の前端面９８（Ｌ）および後端面９９（Ｌ）が前側導光板部９３厚み方向に平行をなしかつ通路幅方向に平行をなしている。

　図３に示すように、導光板６８（Ｌ）は、前側導光板部９３（Ｌ）の硬貨搬送方向上流側の通路幅方向の一側部（延出導光板部１００（Ｕ）とは反対側の側部）から硬貨搬送方向上流側に延出する延出導光板部１００（Ｌ）を有している。前側導光板部９３（Ｌ）と延出導光板部１００（Ｌ）とが光源６７（Ｌ）の硬貨識別位置側に配置される下流側の導光板部１０１（Ｌ）を構成している。

　延出導光板部１００（Ｌ）は、基端側の基端板部１０２（Ｌ）と先端側の先端板部１０３（Ｌ）とを有している。基端板部１０２（Ｌ）は、前側導光板部９３（Ｌ）と同一平面に配置された状態で、硬貨搬送方向下流側よりも上流側が搬送面４６に近づくように傾斜する。先端板部１０３（Ｌ）は、搬送面４６に対して平行をなすように基端板部１０２（Ｌ）に対して屈曲する。基端板部１０２（Ｌ）は、下流側の導光板６８（Ｌ）において搬送面４６に対し傾斜する下流側傾斜板部となっている。先端板部１０３（Ｌ）は通路幅方向の先端板部１０３（Ｕ）とは反対の他側で図４に示すように搬送面４６に対して平行をなす他側平行板部となっている。

　図３に示すように、延出導光板部１００（Ｌ）の先端板部１０３（Ｌ）には、傾斜面１０５（Ｌ）が形成されている。傾斜面１０５（Ｌ）は、通路幅方向の外側に位置し、傾斜面１０５（Ｌ）の厚み方向に平行をなすとともに平面視で硬貨搬送方向に対して傾斜する。先端板部１０３（Ｌ）には、通路幅方向の内側に板厚方向に平行をなすとともに平面視で硬貨搬送方向に対して平行をなす端面１０６（Ｌ）が形成されている。端面１０６（Ｌ）は、延出導光板部１００（Ｌ）の中で主に発光する主発光面となっている。硬貨搬送方向において端面１０６（Ｌ）の中央位置が、セルホックレンズ５５およびラインセンサ５６の位置、つまり硬貨識別位置と一致している。先端板部１０３（Ｌ）の端面１０６（Ｌ）と、先端板部１０３（Ｕ）の端面１０６（Ｕ）とが互いに平行をなして硬貨搬送方向の位置を合わせている。言い換えれば、端面１０６（Ｌ）と端面１０６（Ｕ）とは通路幅方向において対向している。

　光源６７（Ｌ）を構成する複数のＬＥＤ６６（Ｌ）のうち、最も延出導光板部１００（Ｌ）側の一つのＬＥＤ６６（Ｌ）は、この延出導光板部１００（Ｌ）と通路幅方向の位置を合わせている。残りの複数（具体的には７個）のＬＥＤ６６（Ｌ）は、前側導光板部９３（Ｌ）の延出導光板部１００（Ｌ）が形成されていない部分と通路幅方向の位置を合わせている。前側導光板部９３（Ｌ）は、複数のＬＥＤ６６（Ｌ）つまり光源６７（Ｌ）と、硬貨識別位置との間に配置されている。

　前側導光板部９３（Ｌ）は、前側導光板部９３（Ｌ）と通路幅方向の位置を合わせている複数のＬＥＤ６６（Ｌ）からの光を硬貨搬送方向に沿って導光し前側導光板部９３（Ｌ）の硬貨搬送方向上流側の前端面９８（Ｌ）から照射させる。その結果、複数のＬＥＤ６６（Ｌ）からの光が、硬貨識別位置にある硬貨Ｃに対して搬送方向下流側から照射される。前側導光板部９３（Ｌ）は、硬貨識別位置よりも下流側の下流側搬送方向導光板部となっている。

　前側導光板部９３（Ｌ）は、その板厚方向に直交する方向かつ平面視で硬貨搬送方向に平行する方向に、複数のＬＥＤ６６（Ｌ）のそれぞれの光軸上の光を導光することになる。硬貨搬送方向下流側よりも上流側が搬送面４６に近づくように傾斜している。このため前側導光板部９３（Ｌ）は、複数のＬＥＤ６６（Ｌ）のそれぞれからの光軸上の光を平面視で硬貨搬送方向に平行に、下流側かつ下側から上流側かつ上側に向けて照射する。このときの照射角度は、前側導光板部９３（Ｌ）の傾斜と同様に搬送面４６に対し０度より大きく１５度以下（具体的には１０度）となっている。

　延出導光板部１００（Ｌ）は、この延出導光板部１００（Ｌ）と通路幅方向の位置を合わせているＬＥＤ６６（Ｌ）からの光軸上の光を、基端板部１０２（Ｌ）が前側導光板部９３（Ｌ）と同様、板厚方向に直交しかつ平面視で硬貨搬送方向に平行をなすように導光する。導光された光を、先端板部１０３（Ｌ）が傾斜面１０５（Ｌ）で反射させる。その反射により、光の進行方向が硬貨搬送方向に対し交差する方向に変換される。その結果、ＬＥＤ６６（Ｌ）からの光が、硬貨識別位置にある硬貨Ｃに対して延出導光板部１００（Ｕ）とは反対側の他の側方の下側から通路幅方向に沿って延出導光板部１００（Ｕ）側の一の側方の上側に向けて照射される。つまり、延出導光板部１００（Ｌ）は通路幅方向において延出導光板部１００（Ｕ）とは反対の他側に位置する他側導光板部となっている。傾斜面１０５（Ｌ）は下流側の導光板６８（Ｌ）の延出導光板部１００（Ｌ）に形成された下流側光路変換部となっている。

　より詳しくは、先端板部１０３（Ｌ）はＬＥＤ６６（Ｌ）からの基端板部１０２（Ｌ）に沿う平面視で搬送方向に平行な光軸上の光を上面１０７（Ｌ）で反射させ、傾斜面１０５（Ｌ）によって平面視で通路幅方向に平行な方向に変換して、下面１０８（Ｌ）で反射させる。その結果、光が、端面１０６（Ｌ）から、平面視で通路幅方向に沿う姿勢のまま通路幅方向の他の側方かつ下側から一の側方かつ上側に向けて照射される。なお、端面１０６（Ｌ）から大気へ出射する際の屈折率の違いに起因して、出射後の光は出射直前よりもさらに上向きに傾斜する。図５に示すように、この出射光の搬送面４６に対する角度θ２（Ｌ）が０度より大きく２０度以下（具体的には１５度）となるように設定されている。延出導光板部１００（Ｌ）は、搬送面４６の通路幅方向の延出導光板部１００（Ｌ）側の端から通路幅Ｗの１／４の位置つまりＷ／４の位置に向けてＬＥＤ６６（Ｌ）からの光軸上の光を照射するようになっている。

　図３に示す反射板６９（Ｌ）は、導光板６８（Ｌ）の平板部９２（Ｌ）の上面全体を覆っており、配置穴９１（Ｌ）の上部開口を塞いでいる。延出導光板部１００（Ｌ）は反射板で覆われてはいない。光吸収シート７０（Ｌ）は、支持部材（不図示）を介して基板６５（Ｌ）に取り付けられている。光吸収シート７０（Ｌ）は、前側導光板部９３（Ｌ）の硬貨識別位置側の下側に配置され、延出導光板部１００（Ｌ）の下方に配置されている。光吸収シート７０（Ｌ）は、前側導光板部９３（Ｌ）と平行である。

　硬貨処理装置１では、図１に示す硬貨投入繰出部１０に投入された硬貨が、硬貨投入繰出部１０から繰り出され、フィードユニット２１で駆動されて搬送路２０で一列状に並べられて搬送される。すると、硬貨識別装置２７においては、図３に示すように、硬貨Ｃが搬送中に搬送面４６上を移動する。識別部５２が硬貨識別位置においてラインセンサ５６により、この搬送中の硬貨Ｃの下面のライン画像データを所定のサンプリング間隔で検出することになる。

　硬貨識別装置２７は、ラインセンサ５６によって検出されたライン画像データに基づいて硬貨を識別する、図６に示す識別基板１１１を有している。識別基板１１１は、硬貨識別装置２７上で搬送される硬貨Ｃのそれぞれに対して、ラインセンサ５６で所定のサンプリング間隔で複数サンプリングして得られた複数のライン画像データを組み合わせて硬貨画像データを生成し、この硬貨画像データをもとに硬貨の金種等の識別を行う。その際に、搬送されてくる硬貨Ｃが回転しながらラインセンサ５６上を通過すると、硬貨画像データが変形してしまい、正しく識別できない場合があるため、硬貨識別の前処理として、硬貨画像データの回転ずれを補正する。以下において、回転ずれの補正を輪転補正と称する。

　図６に示すように、識別基板１１１は、取得部（取得手段）１１２と、輪転角度推定部（推定部、輪転角度推定手段）１１３と、補正部（補正手段）１１４と、識別部（識別手段）１１５と、を有している。取得部１１２は、ラインセンサ５６が検出するライン画像データを所定の時間間隔で取得して記憶する。輪転角度推定部１１３は、取得部１１２が取得したライン画像データと、基準パターン画像データの角度毎の基準ラインデータとの類似度を割り出すことを各ライン画像データ毎に行って硬貨Ｃの輪転角度を推定する。補正部１１４は、輪転角度推定部１１３が推定した輪転角度に基づいて各ライン画像データを輪転補正する。識別部１１５は、補正部１１４で輪転補正された各ライン画像データに基づく円形硬貨画像データを基準パターン画像データと比較して硬貨Ｃを識別する。

　識別基板１１１は、検出対象硬貨Ｃのそれぞれに対して、図７に示すフローチャートの流れで行われる、以下の原理に基づいて輪転補正を行って識別を行う。

［ステップＳ１：検出対象硬貨の硬貨画像データを取得］

　図７に示すフローチャートのステップＳ１で、取得部１１２が、ラインセンサ５６が検出するライン画像データを所定の時間間隔毎に取得する。ラインセンサ５６によるサンプリング毎に１ラインの画像データが得られる。取得部１１２は、１つの検出対象硬貨Ｃを取得タイミング毎にサンプリングして得られた複数の１ラインの画像データを時系列順に並べることで、図８Ａに示すような硬貨画像データを得る。このとき、検出対象硬貨Ｃに輪転が発生していると、硬貨画像データが図８Ａに示すように変形した硬貨を示すことになる。具体的に、図８Ａは、硬貨Ｃの輪転によって回転ずれが起こった場合に得られた５００円硬貨の裏面の硬貨画像データを例示している。識別基板１１１は、ラインセンサ５６が検出した生の画像データに対して、エッジ強調フィルタ処理を行って硬貨画像データを得る。

［ステップＳ２：円形硬貨画像データに変換］

　ステップＳ２で、輪転角度推定部１１３は、取得部１１２が１つの検出対象硬貨Ｃに対して検出した、例えば図８Ａに示すような硬貨画像データを、円形データ（真円の硬貨の画像を示すデータ）となるように補正して、例えば図８Ｂに示すような円形硬貨画像データを得る。

　硬貨画像データを円形硬貨画像データとなるように補正する原理の詳細を示す。取得部１１２は、上側照射部（不図示）による検出対象硬貨Ｃへの照射と、下側照射部５１による検出対象硬貨Ｃへの照射とを交互に切り替えながら、ラインセンサ５６でライン画像データを取得する。このため、取得部１１２は、上側照射部での照射時に取得する影のライン画像データと、下側照射部５１での照射時に取得する日向のライン画像データとを交互に得る。取得部１１２は、複数の影のライン画像データを並べることにより、図９Ａに示すように、影の硬貨画像データＡを得る。また、取得部１１２は、複数の日向のライン画像データを並べることにより、図９Ａに示すように、日向の硬貨画像データＢを得る。輪転角度推定部１１３は、影の硬貨画像データＡから検出対象硬貨Ｃの硬貨幅を割り出す。

　輪転角度推定部１１３は、硬貨画像データＢを構成する複数のライン画像データのうちの隣り合うもの同士毎に、ライン画像データの硬貨幅の差とサンプリング間隔とに基づいて、隣り合うライン画像データのサンプリング位置間の区間搬送速度を割り出す。輪転角度推定部１１３は、割り出された全ての区間搬送速度が一定速度となるように隣り合うライン画像データ同士の配置間隔を補正して、１つの検出対象硬貨Ｃに対して検出した全てのライン画像データを並べる。このような処理により、輪転角度推定部１１３は、図９Ａの日向の硬貨画像データＢを、図９Ｂに示すように、円形硬貨画像データに補正する。これにより、搬送方向に速度変動が発生しても、速度変動による影響が取り除かれた円形硬貨画像データを得ることができる。輪転角度推定部１１３は、１つの検出対象硬貨Ｃに対する全てのライン画像データのうちの硬貨幅の最大値、すなわち外径から、その硬貨の金種を仮決定する。

［ステップＳ３：１つのライン画像データと複数の基準ラインデータ各々との類似度を割り出す］

　次に、ステップＳ３で、輪転角度推定部１１３は、図８Ｂに示すような円形硬貨画像データに変換された硬貨画像データについて、取得部１１２が取得したライン画像データから、取得した位置での硬貨幅を割り出す。次に、輪転角度推定部１１３は、図１０Ａに示すように、割り出された硬貨幅に基づいて、硬貨画像データにおける硬貨の中心から取得したライン画像データのまでの距離Ｒを求める。ここで、図１０Ｂに示すように、距離Ｒの位置に対応する複数の基準パターン画像データが存在する。取得したライン画像データは、複数の基準パターン画像データの候補のうち、いずれか一つと対応する。輪転角度推定部１１３は、図１１Ａに示すライン画像データ（取得したライン画像データ）と、距離Ｒの位置に対応する図１１Ｂに示す複数の基準パターン画像データとを照合して、基準パターン画像データ毎に類似度を割り出す。ここで、日向のライン画像データは、硬貨の表面を示している可能性もあり、硬貨の裏面を示している可能性もある。このため、輪転角度推定部１１３は、基準パターン画像データを日向のライン画像データを表面の基準パターン画像データおよび裏面の基準パターン画像データの両方と照合して類似度を割り出してもよい。この場合、輪転角度推定部１１３は、例えば、表面の基準パターン画像データとの類似度と、裏面の基準パターン画像データとの類似度とのうち、全体的な類似度が高い方を特定してもよい。さらに、輪転角度推定部１１３は、表面および裏面の日向のライン画像データのうち、類似度が高い方に対応する面の日向のライン画像データを日向のライン画像データとして取得していると判断してもよい。

　具体的に、ラインセンサ５６で各ライン画像データをスキャンする際は、硬貨Ｃの輪転の影響を受けない時間でスキャンが実施される。このため、ライン画像データが輪転の影響をスキャン方向においては受けていないとみなす。この前提の下で、輪転角度推定部１１３が以下の処理を行う。すなわち、輪転角度推定部１１３は、図１０Ｂ，図１１Ｂに示すように、円形（真円形）の硬貨を示す基準パターン画像データの同一径（Ｒ）上の基準ラインデータを、硬貨の中心周りに回転角度が３６０度に達するまで所定の角度ずつ回転させて、基準パターン画像データの角度（回転角度）毎の基準ラインデータを得る。輪転角度推定部１１３は、図１１Ａに示すようにサンプリングされたライン画像データと、角度毎の基準ラインデータとの類似度を割り出す。ここで、硬貨Ｃの中心から所定距離Ｒのライン画像データは、回転角度が３６０度に達するまで回転させることにより得られる、基準パターン画像データ上の中心から同じ所定距離Ｒの複数の基準ラインデータうちいずれか１つの基準ラインデータと最も類似度が高くなる。輪転角度推定部１１３は、この類似度が高い基準ラインデータを割り出す。類似度の割り出しは、サンプリングされた複数のライン画像データ各々に対して行われる。

　輪転角度推定部１１３は、例えば、基準パターン画像データを１度ずつ計３６０度回転させる。基準パターン画像データを１度ずつ回転させることにより、輪転角度推定部１１３は、基準角度位置に対して角度が１度ずつそれぞれ異なる複数、例えば、３６０個の基準ラインデータを得る。輪転角度推定部１１３は、サンプリングされた硬貨Ｃの中心から所定距離Ｒの１つのライン画像データと、基準パターン画像データの同じ所定距離Ｒの基準角度位置に対して角度０度の基準ラインデータとの類似度を割り出す。同様に、輪転角度推定部１１３は、角度１度の基準ラインデータとの類似度を割り出す。輪転角度推定部１１３は、同様の処理を、角度２度の基準ラインデータから角度３５９度の基準ラインデータまでについても繰り返す。このようにして、輪転角度推定部１１３は、基準角度位置に対してそれぞれ異なる角度をなす複数の基準ラインデータそれぞれとの類似度を割り出す。類似度は、例えば０から２５５の数値で表してもよい。数値の大きさが類似度の高さを示す。基準角度位置とは、例えば、図１０Ｂに示す位置Ｐ_Ｒであってもよい。この場合、図１０Ｂの線Ｐ_０は、角度０度の基準ラインデータの位置を示す。図１０Ｂの線Ｐ_θは、角度θ度の基準ラインデータの位置を示す。図１１Ｂの線Ｌ_０は、角度０度の基準ラインデータに対応する。図１１Ｂの線Ｌ_θは、角度θ度の基準ラインデータに対応する。角度とは、基準パターン画像データの硬貨（基準パターンの硬貨）中心を通る基準線（例えば、図１０Ｂの線Ｌ_Ｒ）と、前記基準パターンの硬貨の中心から前記基準ラインデータへの垂線（例えば、図１０Ｂの線Ｌ_θ）と、のなす角度（例えば、図１０Ｂの角度θ）を意味してもよい。

［ステップＳ４：１つの検出対象硬貨Ｃに対する全ライン画像データの類似度の割り出しが完了するまでステップＳ３を繰り返す］

　ステップＳ４で、輪転角度推定部１１３は、ラインセンサ５６において１つの検出対象硬貨Ｃの検出を開始してから、この検出対象硬貨Ｃの検出が終了するまで、サンプリング順に、全てのライン画像データについて、ステップＳ３の類似度の割り出しを繰り返す。言い換えれば、輪転角度推定部１１３は、取得部１１２が取得したライン画像データと基準パターン画像データの各角度の基準ラインデータとの類似度を割り出すことをライン画像データ毎に行う。

［ステップＳ５：類似度マップを作成］

　ステップＳ５で、輪転角度推定部１１３は、図１２Ａに示すように、サンプリングされたライン画像データ毎に算出した類似度（０～２５５）を並べて二値画像で表した類似度マップを作成する。図１２Ａの横軸は、基準角度位置に対する角度に対応する。縦軸方向は、サンプリングの順番に対応する。図１２Ａおよび１２Ｂにおいて、白い部分は、類似度が高い部分（高類似度角度）を示している。

［ステップＳ６：類似度マップから各ライン画像データの輪転角度を推定］

　ステップＳ６で、輪転角度推定部１１３は、図１２Ｂに示す領域Ｘ内に示すように、類似度マップから類似度の高い部分を抽出する。次に、輪転角度推定部１１３は、例えば最小二乗法等を用いて、１つの検出対象硬貨Ｃに対する全ライン画像データの類似度の高い部分を繋げた高類似度ライン、例えば図１３に示す高類似度ラインＹを割り出す。なお、ラインセンサ５６上を１つの検出対象硬貨Ｃが通過する間に検出対象硬貨Ｃに輪転の回転速度に変化が少ない場合は、図１３に示すように、高類似度ラインＹが直線として検出される。また、ラインセンサ５６上を１つの検出対象硬貨Ｃが通過する間に検出対象硬貨Ｃに輪転の回転速度等の変化がある場合は、高類似度ラインが折れ線や曲線として検出される。検出された高類似度ラインＹに基づいて各サンプリングのライン画像データの輪転角度を推定する。すなわち、高類似度ラインＹとライン画像データとの交点位置の角度を、ライン画像データの基準角度位置に対する角度と定義する。１つの検出対象硬貨Ｃに対して最初に取得されたライン画像データについての基準角度位置に対する角度を基準（例えば、０度）として、この検出対象硬貨Ｃに対してその後に検出された各ライン画像データの角度を各ライン画像データの輪転角度と定義する。言い換えれば、輪転角度推定部１１３は、各ライン画像データの類似度の高い部分を繋げた高類似度ラインＹの各ライン画像データの位置での角度から硬貨の輪転角度を推定する。

［ステップＳ７：推定した各ライン画像データの輪転角度に基づいて各ライン画像データを輪転補正して円形硬貨画像データを輪転補正］

　ステップＳ７で、補正部１１４は、ライン画像データの輪転角度に基づいて、ライン画像データに輪転角度が０度の状態となるように角度補正をかけて、ライン画像データを輪転角度が０度の状態に補正する輪転補正を行う。補正部１１４は、輪転補正を各ライン画像データについて行う。ライン画像データの輪転角度は、輪転角度推定部１１３がステップＳ６で推定した輪転角度である。この輪転補正では、例えば、各ライン画像データの輪転角度に応じた位置のずれ量を求め、このずれ量が零（０）になるように各ライン画像データの位置データ（位置）を補正する。そして、輪転角度推定部１１３は、輪転補正された各ライン画像データを全体として円形硬貨画像データとなるように配置しなおす。その結果、図８Ｂに示すように輪転により変形した円形硬貨画像データを、図１４Ａに示すような輪転補正を行った円形硬貨画像データ、言い換えれば輪転角度による変形成分を除いた状態の円形硬貨画像データに補正することができる。

［ステップＳ８：補正された円形硬貨画像データを基準パターン画像データと比較して硬貨を識別］

　ステップＳ８で、識別部１１５は、輪転補正後の図１４Ａに示すような円形硬貨画像データを、図１４Ｂに示すような基準パターン画像データと比較して、これらの一致度を割り出す。輪転補正後の円形硬貨画像データとは、ステップＳ７にて補正部１１４で補正された各ライン画像データを並べることに得られる画像データである。識別部１１５は、一致度が所定値以上であれば、検出対象硬貨Ｃが、仮決定した金種の硬貨であると識別する。さらに、識別部１１５は、この検出対象硬貨Ｃを、リジェクト部２９でリジェクト口２８に落下させることなく選別部３２に移動させて、選別口３２ａ～３２ｆのうちの対応金種のものに落下させる。一方、一致度がこの所定値より低ければ、識別部１１５は、検出対象硬貨Ｃが金種識別不能であると識別して、する。さらに、識別部１１５は、検出対象硬貨Ｃをリジェクト部２９でリジェクト口２８に落下させると共に、金種識別不能と識別された硬貨をリジェクトした旨の報知を行う。

　すなわち、硬貨処理装置１は、ラインセンサ５６で検出される各ライン画像データを角度の毎の基準パターン画像データと照合して各角度における類似度を割り出して、類似度マップを作成する。そして、硬貨処理装置１は、作成した類似度マップから類似度の高い部分の繋がり、すなわち高類似度ラインＹを見つける。硬貨処理装置１は、この高類似度ラインＹを用いて各ライン画像データにおける輪転角度を推定する。硬貨処理装置１は、推定された各ライン画像データの輪転角度を用いて各ライン画像データを補正して、円形硬貨画像データを補正する。

　以上に述べた本実施形態に係る硬貨識別装置２７および硬貨識別方法によれば、ラインセンサ５６が検出する搬送中の硬貨Ｃのライン画像データを取得部１１２が所定の間隔で（複数の異なるタイミングで）取得する。輪転角度推定部１１３は、取得部１１２が取得したライン画像データと基準パターン画像データの角度毎の基準ラインデータとの類似度を割り出すことを各ライン画像データ毎に行って硬貨Ｃの輪転角度を推定する。補正部１１４は、このように推定した輪転角度に基づいて各ライン画像データを補正する。すると、識別部１１５が、このように補正された各ライン画像データに基づく円形硬貨画像データを基準パターン画像データと比較して硬貨Ｃを識別する。よって、硬貨Ｃが回転すなわち輪転しながらラインセンサ５６上を通過しても識別精度を向上させることが可能となる。その結果、本実施形態に係る硬貨処理装置１は、硬貨処理の処理精度を向上させることが可能となる。

　また、輪転角度推定部１１３は、取得部１１２が取得したライン画像データから、取得した位置での硬貨幅を割り出して取得したライン画像データの硬貨中心からの距離を求める。輪転角度推定部１１３は、そのライン画像データと、硬貨中心から前記距離の基準パターン画像データの角度毎の基準ラインデータとを照合して角度毎の類似度を割り出す。このため、容易に類似度を割り出すことが可能となる。

　また、輪転角度推定部１１３は、基準パターン画像データの角度毎に割り出された類似度をサンプリング順に並べて表示する類似度マップから硬貨の輪転角度を推定する。このため、容易に輪転角度を割り出すことが可能となる。また、輪転角度推定部１１３は、各ライン画像データの基準ラインデータとの類似度の高い角度を繋げた高類似度ラインから硬貨の輪転角度を推定する。このため、容易に輪転角度を推定することが可能となる。

　実施形態において、処理負荷を軽減し、処理時間を短縮する等のために、以下のような変形例が考えられる。

　（変形例１）
　高類似度ラインが検出できれば、ライン画像データごとの輪転角度が推定できる。このため、ステップＳ３において類似度算出を行うライン画像データの数を削減することが可能になる。例えば、全てのライン画像データのうち、予め決められた所定間隔おきのライン画像データについて角度毎の類似度を割り出すようにしてもよい。搬送速度の変化に起因して硬貨画像として取得されたライン画像データの数が所定数以上となった場合は、類似度の割り出しに使用するライン画像データの数を減らすようにしてもよい。

　（変形例２）
　上記の実施形態の類似度算出では、１つのライン画像データに対して基準パターン画像データ側の基準ラインデータを３６０度分比較する場合について説明したが、このような場合に限定されない。ステップＳ３で類似度を求める際に、図１２Ａに示す検出角度範囲Ｄを限定することで処理データを削減することができる。その際に、図１５Ａ～１５Ｃに示すように、図１５Ｂに示す円形硬貨画像データと図１５Ｃに示す基準パターン画像データとをそれぞれ極座標変換（Ｒθ座標系に展開）し、Ｒ－θ展開された硬貨画像とＲ－θパターンとをθ方向にマッチングさせて、最も類似度の高い角度θを決定する（例えば、特許第３１７０１４７号公報参照）。このように決定した角度θを含む一定範囲（例えば、θ－α～θ＋α）を検査角度範囲として設定する。

　（変形例３）
　上記変形例１のさらなる変形について説明する。硬貨外周近傍の画像は、回転角度が変わっても代わり映えがない（金種別の硬貨特有のパターンがない）。このことを鑑みて、例えば、硬貨の外周端から所定距離（例えば、２～３ミリ）内側から中心側を通るラインのライン画像データから類似度の割り出しを始め、硬貨の中心を通るラインを越え、硬貨の反対側の外周端から所定距離（例えば、２～３ミリ）内側を通るラインのライン画像データの類似度の割り出しまでを行っても良い。所定距離は、硬貨の表面模様が金種別に異なることから、金種別に設定しても良い。これにより、類似度算出するデータ量を少なくすることができる。例えば、図１６において、硬貨の中心から硬貨の半径よりも小さい所定距離入り側の領域Ｚ１と、硬貨の中心から硬貨の半径よりも小さい所定距離抜け側の領域Ｚ２と、の二つの領域より外のライン画像データについては、類似度算出は行わないようにする。

　（変形例４）
　硬貨Ｃが輪転せずに搬送されてラインセンサ５６上を通過したときは、図１３に示す高類似度ラインＹは傾きがない、縦軸方向に平行なラインとなる。そして、硬貨が一方向に輪転したときは、図１３に示すように、例えば右肩下がりの一直線状の高類似度ラインＹとなる。硬貨Ｃが逆方向に輪転したときは、逆の左肩下がりの一直線状の高類似度ラインＹとなる。ところで、硬貨Ｃが輪転する理由として、硬貨Ｃが搬送される搬送面４６との接触抵抗の変化が考えられる。接触抵抗の変化の要因としては、搬送面４６の汚れやゴミなどの影響が考えられる。搬送面４６の汚れなどが平均的に存在していれば、接触抵抗も定量的と考えられるので、硬貨Ｃの輪転度合いも定量的となりうる。輪転度合いが定量的で、且つ、その度合いが小さければ、実施形態のように画像検出も補正でき、エラー（画像識別不可）も少なくなる。しかしながら、搬送面４６の汚れが平均的に存在することは希であり、様々な大きさのゴミも存在し得るので、接触抵抗が定量的であるとは限らない。

　よって、図１３に示されるように、類似度算出を行って、高類似度ラインＹを導き出した際、この高類似度ラインＹの角度、すなわち非輪転時の高類似度ラインＹの角度を基準（０度）として、輪転時の高類似度ラインＹの角度が所定値角度以上の場合は、輪転角度推定部１１３は、輪転補正の精度、ひいては硬貨画像識別の精度が下がると判定して、エラーと判断してもよい。また、エラーと判断する条件は、さらに、高類似度ラインＹが所定値以上の割合の曲線状、折れ線状となっている場合、高類似度ラインＹが検出できない場合としてもよい。硬貨処理装置１は、このようなエラーが検出された場合にその旨を報知し、硬貨識別装置２７の搬送面４６のチェックや清掃を促すようにしても良い。すなわち、高類似度ラインＹの検出結果に基づいて硬貨識別装置２７の異常を検出して、報知を行うようにすることもできる。

　本発明の実施形態に係る硬貨識別装置は、搬送中の識別対象の硬貨のライン画像データを検出するラインセンサと、前記ライン画像データを所定のサンプリング間隔で取得する取得部と、前記取得されたライン画像データ毎に、前記取得されたライン画像データと基準パターンの硬貨を示す基準パターン画像データの一部である角度毎の基準ラインデータとの類似度を割り出し、前記割り出された類似度に基づいて前記識別対象の硬貨の輪転角度を推定する推定部と、前記推定された輪転角度に基づいて前記ライン画像データを補正する補正部と、前記補正されたライン画像データに基づいて前記識別対象の硬貨を識別する識別部と、を有する。

　上記の硬貨識別装置によれば、ラインセンサが検出する搬送中の識別対象の硬貨のライン画像データを取得部が所定のサンプリング間隔で取得する。推定部は、取得されたライン画像データ毎に、取得されたライン画像データと基準パターンの硬貨を示す基準パターン画像データの一部である角度毎の基準ラインデータとの類似度を割り出す。推定部は、割り出された類似度に基づいて識別対象の硬貨の輪転角度を推定する。補正部は、推定された輪転角度に基づいてライン画像データを補正する。識別部が、補正されたライン画像データに基づいて識別対象の硬貨を識別する。よって、硬貨が回転すなわち輪転しながらラインセンサ上を通過しても識別精度を向上させることが可能となる。

　上記の硬貨識別装置において、前記推定部は、前記取得されたライン画像データから、前記ライン画像データが取得された位置での前記識別対象の硬貨の幅を割り出してもよい。前記推定部は、前記割り出された幅に基づいて、前記取得されたライン画像データから前記基準パターンの硬貨の中心までの距離を求めてもよい。前記推定部は、前記角度毎の基準ラインデータとして、前記基準パターンの硬貨の中心から前記求めた距離だけ離れた位置における基準パターン画像データを使用してもよい。

　上記の硬貨識別装置によれば、推定部は、ライン画像データから、ライン画像データが取得された位置での識別対象の硬貨の幅を割り出す。推定部は、割り出された幅に基づいて、取得されたライン画像データから基準パターンの硬貨の中心までの距離を求める。推定部は、角度毎の基準ラインデータとして、基準パターンの硬貨の中心から求めた距離だけ離れた位置における基準パターン画像データを使用する。このため、容易に類似度を割り出すことが可能となる。

　上記の硬貨識別装置において、前記推定部は、前記割り出され類似度をサンプリング順に並べた類似度マップから前記輪転角度を推定してもよい。

　上記の硬貨識別装置によれば、推定部は、割り出された類似度をサンプリング順に並べた類似度マップから硬貨の輪転角度を推定する。このため、容易に輪転角度を推定することが可能となる。

　上記の硬貨識別装置において、推定部は、前記割り出された類似度のうちより高い類似度の部分を、前記取得されたライン画像データ各々について繋げたラインを利用して、前記輪転角度を推定してもよい。

　上記の硬貨識別装置によれば、推定部は、角度毎の割り出された類似度のうちより高い類似度の部分を、取得されたライン画像データ各々について繋げたラインを利用して、硬貨の輪転角度を推定する。このため、容易に輪転角度を推定することが可能となる。

　上記の硬貨識別装置において、前記角度毎の基準ラインデータは、前記基準パターンの硬貨と同心円の接線に対応してもよい。前記角度は、前記基準パターンの硬貨の中心を通る基準線と、前記基準パターンの硬貨の中心から前記基準ラインデータへの垂線と、のなす角度であってもよい。

　本発明の実施形態に係る硬貨処理装置は、上記いずれかの硬貨識別装置を備え、前記硬貨識別装置の識別結果に基づいて、前記識別対象の硬貨を処理する。

　上記の硬貨処理装置によれば、硬貨が回転すなわち輪転しながらラインセンサ上を通過しても硬貨識別装置の識別精度を向上させることが可能となる。このため、硬貨処理の処理精度を向上させることが可能となる。

　本発明の実施形態に係る硬貨識別方法は、ラインセンサによって検出される搬送中の識別対象の硬貨のライン画像データを所定のサンプリング間隔で取得し、前記取得されたライン画像データ毎に、前記取得されたライン画像データと基準パターンの硬貨を示す基準パターン画像データの一部である角度毎の基準ラインデータとの類似度を割り出し、前記割り出された類似度に基づいて前記識別対象の硬貨の輪転角度を推定し、前記推定された輪転角度に基づいて前記ライン画像データを補正し、前記補正されたライン画像データに基づいて前記識別対象の硬貨を識別することを含む。

　上記の硬貨識別方法によれば、ラインセンサによって検出される搬送中の識別対象の硬貨のライン画像データを所定のサンプリング間隔で取得される。取得されたライン画像データ毎に、取得されたライン画像データと基準パターンの硬貨を示す基準パターン画像データの一部である角度毎の基準ラインデータとの類似度を割り出される。割り出された類似度に基づいて識別対象の硬貨の輪転角度が推定される。この推定された輪転角度に基づいてライン画像データが補正される。補正されたライン画像データに基づいて硬貨が識別される。よって、硬貨が回転すなわち輪転しながらラインセンサ上を通過しても識別精度を向上させることが可能となる。

　本発明は、硬貨識別装置、硬貨処理装置および硬貨識別方法に適用してもよい。

　１　硬貨処理装置
　２０　搬送路
　２７　硬貨識別装置
　５６　ラインセンサ
　１１２　取得部
　１１３　輪転角度推定部
　１１４　補正部
　１１５　識別部
　Ｃ　硬貨

Claims (7)

1. 　搬送中の識別対象の硬貨のライン画像データを検出するラインセンサと、
   　前記ライン画像データを所定のサンプリング間隔で取得する取得部と、
   　前記取得されたライン画像データ毎に、前記取得されたライン画像データと基準パターンの硬貨を示す基準パターン画像データの一部である角度毎の基準ラインデータとの類似度を割り出し、前記割り出された類似度に基づいて前記識別対象の硬貨の輪転角度を推定する推定部と、
   　前記推定された輪転角度に基づいて前記ライン画像データを補正する補正部と、
   　前記補正されたライン画像データに基づいて前記識別対象の硬貨を識別する識別部と、を有する硬貨識別装置。
2. 　前記推定部は、前記取得されたライン画像データから、前記ライン画像データが取得された位置での前記識別対象の硬貨の幅を割り出し、
   　前記推定部は、前記割り出された幅に基づいて、前記取得されたライン画像データから前記基準パターンの硬貨の中心までの距離を求め、
   　前記推定部は、前記角度毎の基準ラインデータとして、前記基準パターンの硬貨の中心から前記求めた距離だけ離れた位置における基準パターン画像データを使用する
   　請求項１記載の硬貨識別装置。
3. 　前記推定部は、前記割り出され類似度をサンプリング順に並べた類似度マップから前記輪転角度を推定する請求項１または２記載の硬貨識別装置。
4. 　前記推定部は、前記割り出された類似度のうちより高い類似度の部分を、前記取得されたライン画像データ各々について繋げたラインを利用して、前記輪転角度を推定する請求項１から３のいずれか一項記載の硬貨識別装置。
5. 　前記角度毎の基準ラインデータは、前記基準パターンの硬貨と同心円の接線に対応し、
   　前記角度は、前記基準パターンの硬貨の中心を通る基準線と、前記基準パターンの硬貨の中心から前記基準ラインデータへの垂線と、のなす角度である請求項１から４のいずれか一項記載の硬貨識別装置。
6. 　請求項１から５のいずれか一項記載の硬貨識別装置を備え、
   　前記硬貨識別装置の識別結果に基づいて、前記識別対象の硬貨を処理する硬貨処理装置。
7. 　ラインセンサによって検出される搬送中の識別対象の硬貨のライン画像データを所定のサンプリング間隔で取得し、
   　前記取得されたライン画像データ毎に、前記取得されたライン画像データと基準パターンの硬貨を示す基準パターン画像データの一部である角度毎の基準ラインデータとの類似度を割り出し、
   　前記割り出された類似度に基づいて前記識別対象の硬貨の輪転角度を推定し、
   　前記推定された輪転角度に基づいて前記ライン画像データを補正し、
   　前記補正されたライン画像データに基づいて前記識別対象の硬貨を識別する
   　ことを含む硬貨識別方法。

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