JPH09218968A

JPH09218968A - 硬貨識別装置

Info

Publication number: JPH09218968A
Application number: JP8045641A
Authority: JP
Inventors: Masashi Nishikawa; 昌志西川
Original assignee: Glory Ltd
Current assignee: Glory Ltd
Priority date: 1996-02-08
Filing date: 1996-02-08
Publication date: 1997-08-19
Anticipated expiration: 2016-02-08
Also published as: JP3542223B2

Abstract

(57)【要約】【課題】硬貨識別センサにおいて、同心円状模様の偽
造硬貨を簡単な構造で確実に識別する。【解決手段】硬貨を１枚づつ分離した状態で搬送する
搬送手段を具えた硬貨判別装置において、前記分離して
搬送される硬貨の表又は裏のいずれか一方の面の中心か
ら外れた所定の領域にスポット光を照射する照射手段
と、前記スポット光の反射光位置を検出する受光手段
と、前記反射光位置の軌跡形状から正貨、偽造貨を判別
する判別手段とを具えることによって上記課題は達成さ
れる。

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、複数の光電変換
素子を異なる位置に配置し、偽造硬貨、特に旋盤加工さ
れた円形硬貨を確実に識別するようにした硬貨識別装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、銀行等の金融機関で回収される５
００円等の硬貨の中には、鉛、或いは、白銅で作られた
同径、同厚みの偽貨が混入していることがあった。しか
しながら、従来の硬貨識別装置では、硬貨の大きさを、
光センサを用いて測定し、硬貨を識別したり、硬貨の材
質を磁性材料成分から分析し、磁気センサで硬貨の移動
に伴って生成する磁界変化量を検出し硬貨識別を行なっ
たり、硬貨表面の画像を入力し、いわゆるパターン認識
技術によって硬貨識別を行なう等の識別処理が行なわれ
ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかして、上述の硬貨
径の測定や磁界変化量を検出する技術では、同一形状、
同一材質の偽造貨を識別し排除することは原理的に困難
であった。更に、旋盤で削っただけの偽造貨を排除する
ため、硬貨の表面の画像パターンをパターンマッチング
技術により認識する装置も用いられているが、かかる装
置では、その構成が大がかりになり、高価であると共
に、処理時間がかかるという欠点があった。他方、従来
技術１として特開平６−６０２４０号公報にはレーザ光
をリニア状に配設された変位検出素子により受光し、そ
の反射光の変位を測定して同心円状の凸凹を持ったコイ
ンを識別する技術が開示されている。しかしながら、従
来技術１ではレーザ発光素子及びＣＣＤリニアセンサを
用いることにより装置が高価なものとなるといった問題
点があった。また、従来技術２として特開平６−３０１
８４０号公報には、紙幣表面の微小な凹凸の高さの違い
を微小スポット光の反射光受光位置の変動により検出
し、紙幣の真贋を識別する技術が記載されている。しか
しながら、従来技術２の方法では偽造貨幣基準データを
必要とし、かかるデータは通常一定しないという問題点
があった。この発明は上述のような事情に鑑みてなされ
たものであり、この発明の目的は、真の硬貨と同径、同
材質又は鉛貨、かつ同色で製作の容易な旋盤加工による
同心円状の渦模様を有する偽造硬貨を簡単かつ確実に排
除する安価な硬貨識別装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は硬貨を１枚ず
つ分離した状態で搬送する搬送手段を具えた硬貨識別装
置に関するものであり、この発明の上記目的は、前記分
離して搬送される硬貨の表又は裏のいずれか一方の面の
中心から外れた所定の領域にスポットを照射する照射手
段と、前記スポット光の反射光位置を検出する受光手段
と、前記反射光位置の軌跡形状から正貨、偽造貨を識別
する識別手段とを具えることによって達成される。

【０００５】

【発明の実施の形態】この発明の硬貨識別センサは、磁
気的特性を検知する磁気センサと、光学的特性を検知す
る複数の光学系センサ（以下、「光学系複合センサ」と
呼ぶ）とをコンパクトに配設して１筐体（又は、２筐
体）に包含すると共に、硬貨の搬送路を形成した構造と
なっており、搬送硬貨の金種，真偽等を正確に識別する
ことができる。先ず図１を参照して、一般的な硬貨繰り
出しに回転円盤を用いた硬貨処理機の識別部を用いて、
硬貨の動きを説明する。硬貨投入部から投入された混合
金種の硬貨は、図示しない硬貨貯溜装置の内底部に設け
られているコンベア上に貯溜され、コンベアの駆動によ
って、硬貨繰出し装置２０の水平回転円盤２１へと送り
出される。図１に示す回転円盤２１上に供給された硬貨
は、回転円盤２１の回転による遠心力によって円盤円周
の案内壁２１ａに沿って移行し、厚み規制部材２１ｂの
下を通過することにより、開口部２１ｃから１層１列状
態で硬貨通路３１Ａに送り出される。硬貨通路３１Ａに
送り出された硬貨は、ベルト伝動用のプーリ３３に巻き
掛けられている一本の搬送ベルト（例えば５φの丸ベル
ト）３２によって、通路底面３１ａに沿って且つ通路側
面３１ｂの片方に押し当てられて硬貨通路３１Ａ上を摺
動しながら移動し、硬貨識別センサ部１００へと搬送さ
れる。硬貨通路３１Ａ上を１層１列状態で搬送されてく
る硬貨は、硬貨識別センサ１００の硬貨通路部１１０を
通り、更に、下流域の硬貨通路３１Ｂへと搬送ベルト３
２によって搬送されるが、ここで、硬貨が硬貨通路部１
１０を通過する際に、硬貨の磁気的特性及び光学的な各
種の特性を硬貨識別センサ１００によって検知し、この
検知情報に基づいて硬貨識別部の判別手段で硬貨の材
質，直径，ギザ，色、汚損及び同心円模様等を判別し、
硬貨の金種，真偽等を識別するようになっている。

【０００６】以下、この発明の好適な実施の形態につい
て更に詳細に説明する。図２は、この発明の硬貨識別装
置の一構成例を示しており、硬貨識別装置は、硬貨の材
質，直径，ギザ，色，汚損及び同心円模様等の検出が可
能な硬貨識別センサ１００と、識別モードや包装対象硬
貨等の設定情報に従い、硬貨識別センサ１００の検知情
報に基づいて硬貨の真偽等の識別及び金種などの判別を
行ない、その判別結果を出力する判別手段２００とから
構成される。硬貨識別センサ１００は、図２の破線内に
示すように、搬送硬貨の通路となる通路部１３０、硬貨
の直径を検出するための線状光発光手段１２１ａ，１２
１ｂ及び線状光受光手段１２１ｃ、ギザ検出手段１２２
から発光される特定波長の光を吸収するフィルタ手段１
２４、硬貨側面のギザの有無を検出するギザ検出手段１
２２、硬貨の表面又は裏面の所定の領域を照射するため
のスポット光照射手段１２５、その反射光を受光し色や
汚損及び同心円状模様等を検出するＲＧＢ受光手段１２
３、及び硬貨の材質を検出する硬貨材質検出手段１１０
を備え、各センサの構成部品を１筐体にコンパクトに包
含してユニット化した構成となっている。図３は、硬貨
識別センサ１００の構成の例を示す平面構造図で、図４
は図３の光学系複合センサ部１２０を硬貨搬送方向（図
中の矢印ｘ方向）から見た正面構造図である。図３に示
すように、硬貨識別センサ１００は、硬貨の磁気的特性
を検知する磁気センサ部１１０と、硬貨の光学的特性を
検知する複数の光学系センサが１筐体内に配設されて成
る光学系複合センサ部１２０とから構成される。本発明
では、磁気センサ部１１０と光学系複合センサ部１２０
とを一体化し、１個のセンサユニットとしているが、図
３に示すように、磁気センサ部１１０と光学系複合セン
サ部１２０とを独立ユニットとし、それぞれ独立で製造
及び設置／交換可能なユニット構成とするようにしても
良い。なお、以下に説明する構成例では、搬送路（硬貨
通路）の上流側に光学系複合センサ部１２０を配置し、
硬貨搬送方向に対して硬貨が搬送路の右側（図３中の幅
Ｗの通路部１３０の右側）に寄せられて搬送されてくる
場合の配置構成を例として説明する。また、他の構成例
では、搬送路の下流側に光学系複合センサ部１２０を配
置する構成も可能である。

【０００７】先ず、硬貨識別センサ１００の光学系複合
センサ部１２０の構成について、図３及び図４を参照し
て説明する。図４に示すように、光学系複合センサ部１
２０の上部中央に設けられた通路部１３０には、底板１
３１ａと側板１３２ｂから成る硬貨通路１３１が形成さ
れており、本発明では、硬貨通路１３１の部材としてサ
ファイアガラスを使用している。サファイアガラスは、
硬度がビッカース硬度で１８００以上のものを使用して
おり、硬貨通路１３１を光透過にすると共に、硬貨通路
１３１の耐磨耗度を上げる様にしている。このサファイ
アガラス製の硬貨通路１３１の上部には、硬貨の搬送方
向ｘと直交する方向に複数の小光源を直線状に並べ、中
央で左右に分割されて成る第１及び第２の線状光源１２
１ａ，１２１ｂが配設されており、硬貨通路１３１の下
面には、上記第１及び第２の線状光源１２１ａ，１２１
ｂと対向する位置に１個の線状光受光手段１２２が設け
られている。また、硬貨通路１３１の側板１３１ｂ（片
寄せ側）の外壁近傍には、硬貨の搬送面に対して平行方
向から搬送硬貨の側面部に光を当ててその反射光を受光
してギザの状態（有無や数）を検出するギザ検出手段１
２２が配設されている。そして、硬貨通路１３１の下方
には、搬送硬貨の底面部に所定の角度（例えば約３５
度）でスポット光を形成するランプ光源等で構成された
照射手段１２５と、搬送硬貨の底面部から反射される照
射手段１２５の光を受光するＲＧＢ受光手段１２３ｂと
が配設され、硬貨通路１３１の上方には、照射手段１２
５の直射光を硬貨通路１３１を通して受光する受光セン
サ１２３ｃが、照射手段１２５の光軸方向に配設されて
いる。また、この受光センサ１２３ｃとＲＧＢ受光手段
１２３ｂとは、硬貨通路１３１の面に対してほぼ対称位
置に配設されている。上記照射手段１２５，ＲＧＢ受光
手段１２３ｂ及び受光センサ１２３ｃは、硬貨の搬送面
に対して鉛直な第１の面上に配設され、かつ磁気センサ
部１１０と上記線状光源１２１ａ，１２１ｂ，線状光受
光手段１２２が配設されている第２の面との間に配設さ
れている。また、ギザ検出手段１２２は、図３に示すよ
うに発光部１２２Ａと受光部１２２Ｂから成り、搬送面
上で所定の角度を成して配設され、かつ発光部１２２Ａ
が上記第１の面と第２の面との間で、受光部１２２Ｂが
上記第２の面とほぼ同一面上に配設されている。

【０００８】図５は、図４の光学系複合センサ部１２０
の背面部の構造の一例を示しており、第１及び第２の線
状光源１２１ａ，１２１ｂのカバー１２１Ａの部材は、
線状光受光手段１２１ｃに均一な光が入るように、白濁
した樹脂を使用している。また、隣合う光学系のセンサ
が干渉しないように、フィルタ手段１２４として、線状
光受光手段１２１ｃの受光面上部のサファイアガラス
（硬貨通路の底板）１３１ａの下面には、特定波長の光
をカット（吸収）するフィルタ１２４ａが蒸着されてい
る。例えば、図４の配置例では、搬送硬貨から反射され
たギザ検出手段１２２の照明光が線状光受光手段１２１
ｃ側に入らないようになる。一方、線状光受光手段１２
１ｃの受光面には、ＲＧＢ受光手段１２３ｂの照射手段
１２５からの反射光が入らないように、フイルムを貼り
つけてスリット状の窓（図示せず）を形成している。ま
た、図４及び図５に示すように、筐体の外壁は、ＩＣや
ランプ光源の熱が放熱されるように、例えばアルミダイ
キャスト製の放熱板１２０Ｂを使用している。そして、
筐体内に包含される各センサ構成部品は、図５の斜線部
に示すように、充填剤１２０Ａ（例えば、シリコン樹
脂）によりモールドされて一体化されている。また、筐
体の下方にはコネクタ１２０Ｃが設けられ、このコネク
タ１２０Ｃを介して信号処理回路に接続されるようにな
っている。

【０００９】次に、光学系複合センサ部１２０のセンサ
構成部品の具体例を示して、各光学系センサの識別判定
要素と判定有効対象について説明する。第１及び第２の
線状光源１２１ａ，１２１ｂと線状光受光手段１２１ｃ
から成る光学系センサ（以下、「径検出センサ」と呼
ぶ）は、直径及び穴検出用センサとして使用される。第
１及び第２の線状光源１２１ａ，１２１ｂとしては、例
えば複数のＬＥＤを線状に配列した２つのＬＥＤアレイ
が使用され、線状光受光手段１２１ｃとしてはＣＣＤ
（一次元イメージセンサ）が使用される。そして、この
ＣＣＤ１２１ｃの検知情報に基づき、径差による硬貨の
分離と穴の検出が行なわれる。ギザ検出手段１２２とし
ての光学系センサ（以下、「ギザ検出センサ」と呼ぶ）
は、レーザダイオード、セルフォックレンズ（又はコリ
メータレンズ）、シリンドリカルレンズ及びフォトダイ
オードから構成され、フォトダイオードの検知情報に基
づき、５００円類似外国貨の検知及び１０円新貨と中国
伍分等との分離が行なわれる。なお、レーザダイオード
からの照明光は、近赤外線の波長の光としているため、
サファイアガラスに付着するフィルタ１２４ａは、近赤
外線をカットする近赤外線カットフィルタを用いてい
る。照射手段１２５，ＲＧＢ受光手段１２３ｂ及び補正
用の受光センサ１２３ｃから成る、ＲＧＢ受光処理手段
１２３としての光学系センサ（以下、「ＲＧＢ検出手
段」と呼び）は、硬貨の色汚損及び同心円状模様等の検
出用手段として使用される。照射手段１２５としては、
円形状にスポット光を照射する白色光ランプが使用さ
れ、より具体的には白色光ランプと、レンズ（及びスリ
ット；スリットは有る方が好ましい）により構成される
スポット光生成用照射手段１２５を通路の下面より搬送
される硬貨の中心より外側を照らす用に取り付けその仰
角を約３５度にする。このスポット光のスポット形状の
大きさは、例えば５×１０ｍｍの面積であるが、ランプ
にフィラメントを使用しレンズでこの光を集光すると、
中央部の狭い範囲にその照度のピークが形成でき、おお
よそ円形硬貨の片面の１／３を照らす直径となる。硬貨
の下部は透明なサファイアガラスでできており、硬貨の
表面は一般に鏡面状に形成されており、そのスポット光
からの光を受けて反射する反射光の光軸よりも、通路の
中央よりの位置に配置し散乱光を受光するように受光手
段１２３ｂを配設するようになっている。ＲＧＢ受光手
段１２３ｂとしては、図６（Ａ）に示すような感度特性
の受光素子が、図６（Ｂ）のように配置されたものが図
６（Ｃ）に示すような外形のパッケージに一体と成って
収納されている。すなわち、図６（Ｂ）に示す受光平面
の受光センサは、同図に示す様なＲ（赤色）、Ｇ（緑
色）、Ｂ（青色）受光手段であって、このＲＧＢ受光手
段はＲＧＢの独立したセンサ領域を持ち、サンドイッチ
構造の中央にＧを、両サイドの層にＲとＢを隣合わせに
配置し、且つＲＧＢ受光手段の中央を中心に点対象構造
になる様にしている。そして、ＲＧＢ受光手段の点対象
に位置する２箇所のＲとＢの受光素子の出力は加算され
て処理され、ＲＧＢ受光手段での全体のＲとＢとＧの各
受光素子の面積を等しくしている。すなわち、照射手段
１２５からのスポット光を搬送路上に置かれた硬貨の鏡
面に当てた場合に反射される光軸がＲＧＢ受光手段の受
光面より外側になるような位置にＲＧＢ受光手段を配置
し、且つ前記円形物体の表面の不均一により散乱する散
乱光を受光できる様にやや照射手段に近い位置に配設す
る。そして同心円形渦状傷を持った偽造貨が受光手段上
を通過するとき反射光は硬貨の搬送によって変化する渦
の向きに応じて反射面の向きが変わるため、反射は図６
（Ｄ）の様な円軌跡路を描き、反射光はその受光位置を
順次変えるので、ＲＧＢ受光手段のＲとＢの出力強度が
変わる。この出力強度の変化により、鑑別しようとする
硬貨の表面に同心円状渦状の模様が有るか否かを判定す
る。次に、受光センサ１２３ｃとしてはフォトダイオー
ドが使用される。そして、ＲＧＢ受光手段１２３ｂの各
ＲＧＢの検知出力が図７に示すようにそれぞれ対数増幅
器１２３ｄに入力されて、対数圧縮された出力信号Ｒ
Ｏ、ＧＯ、ＢＯが減算器１２３ｅに入力され、その出力
信号ＶＯＲ／Ｇ及びＶＯＢ／Ｇにより白銅系／アルミ硬
貨と銅系硬貨との分離、白銅系と鉛偽硬貨等の分離及び
５００円硬貨と旋盤で削って作られた同心円状模様の偽
造貨との分離が行なわれる。更に、ＲＧＢ受光手段１２
３ｂの検知出力に基づき、流通貨での汚損硬貨の分離が
行なわれる、また、受光センサ１２３ｃは、後述する硬
貨による遮光状態の検出用センサ、及び汚損貨の検出用
センサとして使用される他に、照射手段１２５の発光量
の補正用センサとして使用される。すなわち、照射手段
１２５の発光強度を一定（基準値）にするための発光量
監視センサとしても使用される。

【００１０】次に、硬貨識別装置における色及び汚損検
出処理について説明する。図８は、光学系複合センサ部
１２０のＲＧＢ検出手段１２３の部分を平面図で示して
おり、図９は、そのＡ−Ａ線での断面構造を示してい
る。硬貨の色と汚損の情報は、光学系複合センサ部１２
０のＲＧＢ検出手段１２３（ＲＧＢ受光手段１２３ｂ及
び補正用の受光センサ１２３ｃ）の検知信号によって検
出される。ＲＧＢ検出手段は、図９に示すように、照射
手段１２５からの光を硬貨２の裏面に照射し、その散乱
光を硬貨通路（サファイアガラス）１３１の底板１３１
ａを通してＲＧＢ受光手段１２３ｂで受光し、その受光
信号を出力する。さらに、照射手段１２５からの光を受
光センサ１２３ｃで受光し、その受光信号を出力する。
ＲＧＢ検出手段１２３の信号処理回路の出力には、次の
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示す４チャネルのデ
ータＶO(R/G)，ＶO(B/G)，ＶOG，ＶODがあり、これらの
データ（以下、「色データ」という）は、硬貨材質検出
手段１１０で検出された磁気データと同様にデュアルポ
ートＲＡＭに展開される。（Ａ）ＶO(R/G)：ＲＧＢ受光手段１２３ｂの赤色系の変
化量に対する緑色系の変化量の差。（Ｂ）ＶO(B/G)：ＲＧＢ受光手段１２３ｂの青色系の変
化量に対する緑色系の変化量の差。（Ｃ）ＶOG：ＲＧＢ受光手段１２３ｂの緑色系の変化
量。（Ｄ）ＶOD：受光センサ１２３ｃの受光電圧レベル（図
１１に示す）。図１０は、硬貨２からの散乱光をＲＧＢ受光手段１２３
ｂで受光した際のデータ分布で、Ｘ軸を緑色出力ＶOG
（０Ｖ〜５Ｖ），Ｙ軸を青と緑色の出力比ＶO(B/G)（０
Ｖ〜５Ｖ）としてグラフに示している。この図１０に示
すように、色相が黒っぽい程、緑色出力ＶOG（電圧）の
レベルが低くなり、緑色の鮮明度が増して綺麗な程、緑
色出力ＶOGのレベルが高くなる。一方、色相が赤っぽい
程、青と緑色の出力比ＶO(B/G)のレベルが低くなり、色
相が白っぽい程、青と緑色の出力比ＶO(B/G)のレベルが
高くなる。そして、白銅系／アルミ硬貨は、新貨の場合
は図中の（ア）で示すようなデータ分布となり、流通貨
の場合は図中の（イ）で示すようなデータ分布、さらに
汚損貨の場合は、図中の（ウ）で示すようなデータ分布
となる。一方、銅系（青銅／黄銅系）硬貨は、新貨の場
合は図中の（エ）で示すようなデータ分布となり、流通
貨の場合は図中の（オ）で示すようなデータ分布とな
り、汚損貨の場合は、図中の（カ）で示すようなデータ
分布となる。例えば、１０円新貨（エ）は、ＶOGが白銅
系／アルミ新貨（ア）と流通貨（イ）に近いが、ＶO(B/
G)は離れている。また、１０円流通貨（オ）及び汚損貨
（カ）は、ＶO(B/G)が白銅系／アルミ流通貨（イ）と汚
損貨（ウ）に近いが、ＶOGは汚損貨（ウ）のレベルとな
る。色及び汚損検出処理では、上述のような特性を利用
して、硬貨の金種，及び新貨，流通貨，汚損貨の基準特
性値を予め登録しておき、ＲＧＢ受光手段１２３ｂの緑
色出力ＶOGと青と緑色の出力比ＶO(B/G)を組合わせて、
色及び汚損による硬貨の判別を行なう。例えば、アルミ
の１０円径のものは、ＶOGの値からは１０円新貨と判定
するが、ＶO(B/G)が低いため、異常硬貨と見なして排除
する。また、汚損貨はＶOGの電圧の低さで決定する。

【００１１】図１１は色データのサンプリングのタイミ
ングを示しており、色データは、ＲＧＢ検出センサ（受
光センサ１２３ｃ）の出力信号ＶODにより遮光状態を検
出し、硬貨の通過に伴なう遮光期間のデータをサンプリ
ングする。すなわち、受光センサ１２３ｃの出力信号Ｖ
ODのレベルを所定周期（例えば７３０ｍｓ周期）でサン
プリングして、ＶODの立ち下がりのポイントＴｄと立ち
上がりのポイントＴｕを検出する。例えば、ＶODの出力
値が、待機レベルから所定量Ｌ１（例えばＬ１＝ＶODの
待機レベル×（１／８）ｍｖ）の変化量を検出した時点
を上記立ち下がりポイントＴｄとし、また、ＶODの出力
値が、遮光レベルの最小値より所定量Ｌ２（例えばＬ２
＝ＶODの待機レベル×（１／８）ｍｖ）の変化量を検出
した時点を上記立ち上がりポイントＴｕとする。そし
て、検出したポイントＴｄからポイントＴｕまでのＶO
(R/G)，ＶO(B/G)，ＶOGのサンプリングデータを硬貨一
枚の「色データ」としてＲＡＭに格納する。

【００１２】次に旋盤加工傷等の同心円状模様を持った
円形偽造貨の検出動作に関して説明をする。先ず、偽造
硬貨は一般に、図１２（Ａ）に示すような同心円状の旋
盤傷をもっている。この旋盤傷は使用するバイトにより
できるもので、凸凹の断面はほぼ均一である。そして、
偽造硬貨は、１個づつ旋盤によって削り出すことにより
制作され、加工時のバイトの傷により同心円状の模様傷
ができる。また、通常の旋盤加工であれば、その切削あ
とは、渦巻き状となる。本発明では、同心円状の模様に
渦巻き状の切削傷も含むこととして説明を進める。ま
た、この様な、偽造硬貨は、プレス型を製作し、部材を
プレスすることによっても容易に量産できるという危惧
があり、硬貨自動処理機においてもこの様な偽造硬貨を
排除する機能は必須のものとなっている。渦或いは溝の
大きさは、通常間隔が約１ｍｍ深さ約０．１乃至０．２
ｍｍであり、形状は切削する切削バイトの形状である。
図９は照射手段１２５と受光手段１２３ｂと反射光軸の
存在する位置をセンサの取り付け平面で表したものであ
る。照射手段１２５から出力されるスポット光は図１２
（Ａ）の偽造貨の表面を下から上の方に向かって点線状
に硬貨が搬送されるのに従って移動していく。その時の
散乱反射光の軌跡は硬貨の移動区間を図１２（Ａ）の必
ずしも等間隔でない区間ＺＡ，ＺＢ，ＺＣ，…ＺＥで示
す５個の区間に分けて処理される。すなわち、区間ＺＡ
をスポット光が照らしている場合には、反射光の受光位
置は図６（Ｄ）の（ａ）から（ｂ）の位置に有り、この
場合、偽造硬貨の凸凹での光の反射面はスポット光の光
軸の方向とほぼ平行となり影響を与えない図６（Ｄ）の
（ａ）から（ｂ）に移動する。次に区間ＺＢのときに
は、偽造硬貨の凸凹での光の反射面が４５度を向く図６
（Ｄ）の位置（ｂ）から（ｃ）になり、区間ＺＣでは偽
造硬貨の凸凹面とスポット光の光軸とは直角に対するよ
うになり、中央の位置にあるときには反射光軸は図６
（Ｄ）の（ｃ）になる。区間ＺＤでは区間ＺＢのときと
９０度ずれて図６（Ｄ）の（ｃ）から（ｄ）の位置にな
り、区間ＺＤでは図６（Ｄ）の（ｄ）から（ｅ）に移動
する。なお、これら図６（Ｄ）の（ａ）〜（ｅ）の受光
位置は、受光手段１２３ｂのセンサ面上に位置するよう
に取り付けがおこなわれる。

【００１３】次に、受光手段１２３ｂの出力信号の処理
について説明する。ＲＧＢ受光手段１２３ｂは図６
（Ｃ）に示すように例えば縦７．００ｍｍ，横７．６ｍ
ｍの大きさで、硬貨の搬送方向に３分割し両端の２箇所
は更に２分割され合計５個の受光素子から構成され、図
６（Ｃ）に示す様な素子の配置となっている。出力は図
６（Ｂ）に示す対角線状に位置するＲとＧのセンサの２
個づつの和を１出力としてＲＧＢ受光手段１２３ｂの出
力はＲＧＢ各々１個づつとなっている。そしてその後段
の対数増幅器１２３ｄと差動増幅器１２３ｅにより図７
に示される様にＶ_ＯＢ／Ｇ，Ｖ_ＯＲ／Ｇの出力を得てい
る。また、別途ＶＯＧの出力も得ている。しかして、円
形偽造貨に対する図７の差動増幅器１２３ｅの出力波形
Ｖ_ＯＲ／Ｇ，Ｖ_ＯＢ／Ｇの特徴を考察してみると、先
づ、図１３（Ａ）の区間ＺＢではスポット光が図６
（Ｄ）の（ｂ）となりＲＧＢ受光手段１２３ｂの赤部Ｒ
に近づくため、区間ＺＡに対しＶ_ＯＲ／Ｇは高くなりＶ
_ＯＢ／Ｇは低くなる。他方、図１３（Ａ）の区間ＺＤで
は、逆にＶ_ＯＲ／Ｇは低くなりＶ_ＯＢ／Ｇは高くなる。
更に、図１３（Ａ）の区間ＺＣではＶ_ＯＲ／Ｇ，Ｖ
_ＯＢ／Ｇ共にターニング・ポイントとなり、照度ムラに
よる影響も大きくなる。従って、同心円状模様のある偽
造硬貨の場合、図１３（Ａ），（Ｂ）の様な波形とな
る。また、正常硬貨の場合には、表面に模様があるが、
模様の数が少なく向きが一定でないため、あまり影響受
けず、図１３（Ｃ），（Ｄ）の波形のようになる。

【００１４】かかる動作原理のもとに、その動作を図１
４のフローチャートを参照して説明する。先ず、照射手
段１２５の発光量の調整を行ない（ステップＳ９０
０）、図７の受光センサ１２３ｃの出力Ｖｏｄに適正な
出力が得られる様に照射手段１２５の発光量を調節す
る。次に硬貨の搬送が開始され（ステップＳ９０２）、
１枚づつ硬貨が分離されて搬送され、センサ部への到来
を待つ。しかして、上述の出力Ｖｏｄにより、硬貨の到
来を判断する（ステップＳ９０４）。そして、硬貨の到
来が検知されると、硬貨１枚分の通過の間に、所定時間
毎に出力Ｖ_ＯＲ／Ｇ、Ｖ_ＯＢ／Ｇデータがサンプリング
される（ステップＳ９０６）。一例として、５００円硬
貨では１６乃至２５ポイントのデータが収集されるよう
に所定時間毎にサンプリング処理が実行される。

【００１５】次に図１３に示す硬貨の波形を例にとって
説明する。先ず区間ＺＡでスタート・ブロック・ピーク
値のＲＧ_ｔ１及びＢＧ_ｔ１を算出する（ステップＳ９０
８）。この処理は、出力Ｖ_ＯＲ／ＧデータＲＧ_１からＲ
Ｇ_６の中から最大値ＲＧ_ｔ１を演算する処理である。同
様に出力Ｖ_ＯＢ／ＧデータＢＧ_１からＢＧ_６の中から最
小値ＢＧ_ｔ１を演算処理する。続いて、区間ＺＢでスタ
ート・ブロック・レベル値（ＲＧ_ｔ２及びＢＧ_ｔ２）を
算出する（ステップＳ９１０）。この処理は、出力Ｖ
_ＯＲ／ＧデータＲＧ_７、ＲＧ_８から平均値ＲＧ_ｔ２を演
算する処理である。同様に出力Ｖ_ＯＢ／ＧデータＢ
Ｇ_７、ＢＧ_８から平均値ＢＧ_ｔ２を演算処理する。次
に、区間ＺＢ乃至区間ＺＤのデータからセンター・ブロ
ック・ピーク値１であるＲＧ_ｔ４及びＢＧ_ｔ４を算出す
る（ステップＳ９１２）。この処理は、出力Ｖ_ＯＲ／Ｇ
データＲＧ_９からＲＧ_２１までのデータの中から最小値
ＲＧ_ｔ４を演算する処理である。同様に、出力Ｖ
_ＯＢ／ＧデータＢＧ_９からＢＧ_ｔ２１までのデータの中
から最小値ＢＧ_ｔ４を演算処理する。続いて区間ＺＢ乃
至区間ＺＤのデータからセンター・ブロック・ピーク値
２であるＲＧ_ｔ３及びＢＧ_ｔ３を演算する（ステップＳ
９１４）。この処理は、出力Ｖ_ＯＲ／Ｇデータにおい
て、ＲＧ_９からステップＳ９１２のＲＧ_ｔ４検出データ
までのデータの中から最大値ＲＧ_ｔ３を演算する処置で
ある。同様に、出力Ｖ_ＯＢ／Ｇデータに対して、ステッ
プＳ９１２のＢＧ_ｔ４検出データからＢＧ_２１までのデ
ータの中から最大値ＢＧ_ｔ３を演算処理する。次に、区
間ＺＤでエンド・ブロック・レベル値ＲＧ_ｔ５及びＢＧ
_ｔ５を算出する（ステップＳ９１６）。この処理は、出
力Ｖ_ＯＲ／ＧデータＲＧ_２２，ＲＧ_２３の平均値ＲＧ
_ｔ５を演算する処理である。同様に、出力Ｖ_ＯＢ／Ｇデ
ータＢＧ_２２、ＢＧ_２３の平均値ＢＧ_ｔ５を演算処理す
る。

【００１６】かくして、スタートブロック及びセンター
ブロックのピーク値及びレベル値が演算できると、次に
判定演算を実行する（ステップＳ９１８）。すなわち、
演算値ＲＧｔ３−ＲＧｔ４，ＢＧｔ３−ＢＧｔ４をそれ
ぞれ計算する。そして、かかる演算値が所定の閾値を満
足するか否か判定する（ステップＳ９２０）。この判定
条件は、条件（ＲＧｔ３−ＲＧｔ４＞Ｔｈ０）かつ（Ｂ
Ｇｔ３−ＢＧｔ４＞Ｔｈ２）であれば、偽造硬貨と判定
し、異常通知を行う（ステップＳ９２４）。他方、上記
判定条件を満足しなければ正常通知を出力する（ステッ
プＳ９２２）。理想的形状の偽造硬貨の波形を図１５
（Ａ）に、又、理想的正常硬貨の波形を図１５（Ｂ）に
示す。偽造硬貨の波形の特徴としては、硬貨中央付近の
Ｍａｘ，Ｍｉｎの差が大きいことにあり、実際にその部
分を判定に使用して、十分な偽造硬貨排除能力が確認で
きた。ところで、正常硬貨の中には、図１５（Ｃ）のよ
うに多少模様が出るものもあり、これを通すようにＳ９
２０の判定処理の閾値を設定する必要がある。このた
め、図１５（Ｄ）のようにキズが薄い偽造硬貨は本実施
例では排除不可能である。

【００１７】次に、硬貨識別方法と金種判定方法を図１
８のタイミングチャートを参照して明する。先ず、硬貨
識別方法を図１６のフローチャートに従って説明する。
図示しない硬貨識別部では、図示しない装置本体からの
スタートコマンドにて識別処理を開始し、ＣＣＤ１２１
ｃの径データ，ギザ検出センサ１２２のギザデータ，及
びＲＧＢ検出手段１２３（受光センサ１２３ｃ）の出力
信号ＶODのサンプリングを開始する。ここで、ＣＣＤ１
２１ｃの径データのサンプリングは、図１８に示すよう
に、セルフトリガポイントＰ１を検知した時点から硬貨
抜けポイントＰ２を検知した時点までである（ステップ
Ｓ２０１）。一方、図１８に示すように、ＲＧＢ検出セ
ンサ（受光センサ１２３ｃ）の出力信号ＶODの立ち下が
り（硬貨遮光）ポイントＴｄを検知した時点で（ステッ
プＳ２０２）、ＲＧＢ検出手段１２３のＶO(R/G)，ＶO
(B/G)，ＶOGの色データの取込みを開始する（ステップ
Ｓ２０３）。そして、ＲＧＢ検出手段のＶODの立ち上が
り（硬貨抜け）ポイントＴｕを検知した時点で（ステッ
プＳ２０４）、次の（Ａ）〜（Ｅ）の処理をする。（Ａ）上記色データの取込み処理を終了する。（Ｂ）ギ
ザカウント数を硬貨１枚のギザデータとして取込み、ギ
ザカウンタをクリアして取込み処理を終了する（ステッ
プＳ２０５）。（Ｃ）磁気データの取込みを開始する
（ステップＳ２０６）。（Ｄ）金種コード送信用タイマ
（例えば１２ｍｓタイマ）をセットする（ステップＳ２
０７）。（Ｅ）金種判定の前処理として、色データに基
づいて色のファクタを求める（ステップＳ２０８）。そ
して、ステップＳ２０６における磁気データの取込み開
始から所定時間（例えば約６ｍｓ）、磁気データのサン
プリングを行ない、そのデータ中のピークを検知する
（ステップＳ２０８）。磁気ピークが確定されたのであ
れば、ピーク値及び、そのピーク時の値を格納し（ステ
ップＳ２０９）、硬貨識別処理を終了して金種判定処理
を開始する。

【００１８】次に、金種判定方法を図１７のフローチャ
ートに従って説明する。なお、図１７の点線枠内の各チ
ェックは、外部より選択設定された識別モードに従って
行なわれる。例えば、設定された識別モードが縮退モー
ドの場合、色データによる偽貨チェックや汚損チェック
等、チェック対象外と設定されているものを除いた項目
をチェックする。ここでは、チェック対象外として汚損
チェックが設定されている場合を例としている。上述の
硬貨の識別処理が終了したのであれば、硬貨識別部で
は、ＲＡＭに格納された上記の各データに基づいて金種
判定処理を行なう。先ず、磁気データとＣＣＤでサンプ
リングした径データ（径因子）をチェックし（ステップ
Ｓ３０１）、非白銅系／白銅系の材質情報と硬貨の径デ
ータによって硬貨の金種を仮に決定する（ステップＳ３
０２）。この仮金種の決定時点で偽貨と判定した場合
は、ステップＳ３１５に移行し（ステップＳ３０３）、
偽貨の金種コードを装置本体に送信して当該硬貨の金種
判定処理を終了する（ステップＳ３１５）。仮金種が決
定され、正常貨と判定されたのであれば、その仮金種に
従って、５００円，１００円，５０円の場合、磁気デー
タ（材質情報）により白銅系硬貨の材質チェックを行な
う（ステップＳ３０４）。この材質チェックで“ＮＧ”
の場合は、白銅系材質偽貨と判断してステップＳ３１５
に移行し（ステップＳ３０５）、偽貨の金種コードを装
置本体に送信して当該硬貨の金種判定処理を終了する
（ステップＳ３１５）。材質チェックが“ＯＫ”であれ
ば、５００円，１０円，５円，１円の場合、色データの
前処理（ステップＳ２０８）で求めた色のファクタにて
ＲＧＢ検知手段の色データのチェックを行なう（ステッ
プＳ３０６）。この色データによるチェックでは、５０
０円硬貨の場合は、更に旋盤貨（旋盤で削って作られた
偽造貨）か否かを色相等によりチェックする。例えば、
旋盤加工による偽造硬貨は同心円模様が生じていること
が多いため、色データのチェックにより同心円部がある
か否かをチェックして旋盤貨を識別する（ステップＳ３
０７，Ｓ３０８）。そして、色チェックで“ＮＧ”の場
合は色偽貨と判断してステップＳ３１５に移行し、当該
金種コードを装置本体に送信して当該硬貨の金種判定処
理を終了する（ステップＳ３１５）。色チェックが“Ｏ
Ｋ”であれば、５００円の場合、ギザデータに基づいて
ギザチェックを行なう。さらに、偽貨検知レベルが
“強”として識別モードに設定されている場合は、１０
０円，５０円のギザチェックをギザデータに基づいて行
なう（ステップＳ３０９）。そして、ギザチェックで
“ＮＧ”の場合はギザ偽貨と判断してステップＳ３１５
に移行し（ステップＳ３１０）、当該金種コードを装置
本体に送信して当該硬貨の金種判定処理を終了する（ス
テップＳ３１５）。ギザチェックが“ＯＫ”であれば、
穴データに基づいて穴の有無のチェックを行なう。この
チェックは金種に係わらず行ない、当該金種の穴の有無
の整合性をチェックする。そして、穴チェックで“Ｎ
Ｇ”の場合は穴偽貨と判断してステップＳ３１５に移行
し（ステップＳ３１３）、当該金種コードを装置本体に
送信して当該硬貨の金種判定処理を終了する（ステップ
Ｓ３１５）。以上、ステップＳ３０２で仮金種を決定し
た硬貨が、上記の各チェックを行なって全て同一硬貨と
判断したときに正常貨とする。そして、当該金種コード
を装置本体に送信して当該硬貨の金種判定処理を終了す
る（ステップＳ３１４）。なお、金種コードの装置本体
への送信は、識別処理のステップＳ２０７でセットした
金種コード送信タイマ（１２ｍｓタイマ）による割込み
によって行なわれ、図１８中のＴｅ時点で送信される。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明の硬貨識別センサに
よれば、高価なＣＣＤセンサを用いることなく、硬貨の
凹凸面から反射される光が受光センサ側の受光平面にお
いて回転する様に移動していくことを検出することによ
り、容易かつ確実に旋盤による同心円凹凸模様をもった
円形偽造貨を検出し排除することができると共に、ＲＧ
Ｂの色の違いを利用して、白銅系／アルミ硬貨と銅系硬
貨の分離処理等も同一のセンサ出力により同時処理する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】硬貨繰出し装置部の内部及び硬貨通路部の構造
の一部を示す平面図である。

【図２】本発明の硬貨識別装置の構成例を示すブロック
図である。

【図３】本発明の硬貨識別センサの構成の一例を示す平
面構造図である。

【図４】図３の光学系複合センサ部を矢印ｘ方向から見
た正面構造図である。

【図５】図４の光学系複合センサ部の背面部の構造の一
例を示す背面構造図である。

【図６】本発明の受光手段の感度特性、配置位置、外
形、受光位置の一例を示す図である。

【図７】本発明のＲＧＢ検出手段の一構成例を示すブロ
ック図である。

【図８】図３の光学系複合センサ部のＲＧＢ検出手段の
部分の構成例を示す平面図である。

【図９】図８の正面構造図である。

【図１０】硬貨識別装置における色／汚損検出方法を説
明するための図である。

【図１１】色データのサンプリング方法を説明するため
の図である。

【図１２】本発明の識別対象硬貨の表面形状及びその反
射光演算出力波形である。

【図１３】本発明の受光手段出力波形の各ゾーン区間毎
の波形特徴部を示す図である。

【図１４】本発明の偽造硬貨識別処理のフローチャート
である。

【図１５】本発明のＲＧＢ受光手段の演算出力波形の一
例である。

【図１６】硬貨識別センサの構成の第１の例での硬貨識
別方法を説明するためのフローチャートである。

【図１７】図１４のフローチャートの続きである。

【図１８】硬貨識別センサの構成例での各センサの出力
波形例を示す図である。

【符号の説明】

２硬貨１００，１０１硬貨識別センサ１２０光学系複合センサ部１２０Ａ充填剤１２０Ｂ放熱板１２０Ｃコネクタ１２１径／穴検出手段（径検出センサ）１２１ａ，ｂ線状光発光手段（ＬＥＤアレイ）１２１ｃ線状光受光手段（ライン型ＣＣＤ）１２２ギザ検出手段（ギザ検出センサ）１２２ａレーザダイオード１２２ｂセルフォックレンズ１２３ＲＧＢ検出手段１２３ｂＲＧＢ受光手段１２３ｃ受光手段（補正用フォトダイオード）１２３ｄ対数増幅器１２３ｅ演算増幅器１２４フィルタ手段１２４ａ近赤外線カットフィルタ１２５照射手段１３０通路部１３１硬貨通路１３１ａ底板１３１ｂ側板２００判別手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硬貨を１枚ずつ分離した状態で搬送する
搬送手段を具えた硬貨識別装置において、前記分離して
搬送される硬貨の表又は裏のいずれか一方の面の中心か
ら外れた所定の領域にスポットを照射する照射手段と、前記スポット光の反射光位置を検出する受光手段と、前記反射光位置の軌跡形状から正貨、偽造貨を識別する
識別手段とを具えたことを特徴とする硬貨識別装置。
【請求項２】前記照射手段は、集光レンズ付白色ラン
プと、スリットから構成されている請求項１に記載の硬
貨識別装置。
【請求項３】前記受光手段は、受光位置の異なる複数
の光電変換素子で構成されている請求項１又は２に記載
の硬貨識別装置。
【請求項４】前記受光手段を前記硬貨の直接反射光受
光位置より硬貨中心側にずらして配設し、散乱反射光を
受光するようにした請求項１乃至３に記載の硬貨識別装
置。
【請求項５】前記受光手段がＲＧＢセンサである請求
項３又は４に記載の硬貨識別装置。
【請求項６】前記識別手段において、前記反射光位置
の軌跡形状が円形状であった場合、偽造貨と判定するよ
うにした請求項１乃至５に記載の硬貨識別装置。
【請求項７】前記円形状の判定を３個所の受光位置の
異なる光電変換素子の出力を相互比較することにより実
行するようにした請求項６に記載の硬貨識別装置。
【請求項８】前記ＲＧＢセンサの各出力を演算処理し
て、白銅系／アルミ系硬貨と銅系硬貨の分離及び白銅系
と鉛偽硬貨の分離を実行するようにした請求項５乃至７
に記載の硬貨識別装置。