JPH08329302A - コイン識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コインの真偽判別精度の向上と、処理速度の
向上を図る。 【構成】 一定の速度でコインを移送するコイン搬送手
段に沿って、少なくともコイン材質により出力が変化す
る磁気センサ１０と、コイン表面の凹凸模様を読み取る
光学センサ２０とを配置し、磁気センサの出力に基づい
て、少なくともコインの穴の有無に関する特徴と、コイ
ンの材質に関する特徴と、コインの外径に関する特徴と
から成るコイン全体の特徴を検出し、その特徴値の組み
合わせからコインの金種を決定する金種判別部４０と、
識別対象とする各金種の登録画像を記憶した基準画像記
憶部５０と、光学センサで読み取ったコイン表面の読み
取り画像と金種判別部で決定された金種の登録画像とを
照合して当該コインの真偽を判定する真偽判別部８０と
を備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動販売機やＡＴＭ
等の金融自動化機器に用いられるコイン識別装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置では磁気センサでコ
インの材質、厚み、穴の有無の特徴をとらえ、又光学セ
ンサで外径を測定してコインの金種と真偽とを識別して
いた。しかし、近年では材質、外径等の類似する外国硬
貨が混入される場合があり、その際にこれらを誤識別す
る可能性が高くなってきている。そこで、各センサの検
出精度を高める提案が種々なされている。例えば、特開
昭６０−２０１２４７には検出精度を高めた磁気センサ
の構造が、また特開平３−１８０９９２には磁気センサ
を異なる周波数で交互に駆動して材質を精度良く検出す
る方法が記載されている。また、最近ではコイン表面の
模様の読み取り画像の照合による識別方法も各種提案さ
れおり、特開平６−１２５４８には読み取り画像の一部
を切り出した小面積の画像で金種等の判別を行った後、
前記読み取り画像と判別された金種の基準画像とで真偽
を判別する方法が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、センサ
の検出精度を高めると同時に、その正常検出範囲を小さ
く限定しようとすると、装置環境条件による検出出力の
変動やコインの摩耗や傷による検出出力の変化によっ
て、真貨であっても正常検出範囲をはずれリジェクトさ
れてしまうという問題があった。

【０００４】一方、コイン表面模様の読み取り画像の照
合では任意角度で読み取られる様々な金種のコインの識
別に長時間の処理が必要となる問題があり、また特開平
６−１２５４８のように読み取り画像の一部を切り出し
た小面積の画像で金種等の判別を行う方法では、金種判
別のための画像領域が狭いため局部的なコインの傷や汚
れに対しても金種判別能力が低下してしまう欠点があ
る。更に、コイン表面模様の読み取り画像だけによる識
別では、簡易な材料を用いてコイン表面模様を転写した
偽造硬貨を識別できないという欠点がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は前記課題を解
決するために、一定の速度でコインを移送するコイン搬
送手段に沿って、少なくともコイン材質により出力が変
化する第１のセンサと、コイン表面の凹凸模様を読み取
る第２のセンサとを配置し、第１のセンサの出力に基づ
いて、少なくともコインの穴の有無に関する特徴と、コ
インの材質に関する特徴と、コインの外径に関する特徴
とから成るコイン全体の特徴を検出し、その特徴値の組
み合わせからコインの金種を決定する金種判別部と、識
別対象とする各金種の登録画像を記憶した基準画像記憶
部と、第２のセンサで読み取ったコイン表面の読み取り
画像と金種判別部で決定された金種の登録画像とを照合
して当該コインの真偽を判定する真偽判別部とを備えた
ものである。この時、前記第１のセンサと前記第２のセ
ンサがコインの同一面に対峙するように構成すると好適
である。

【０００６】

【作用】この発明のコイン識別装置によれば、一定の速
度でコインを移送するコイン搬送手段に沿って、少なく
ともコイン材質により出力が変化する第１のセンサと、
コイン表面の凹凸模様を読み取る第２のセンサとが配置
され、金種判別部は、第１のセンサの出力に基づいて、
少なくともコインの穴の有無に関する特徴と、コインの
材質に関する特徴と、コインの外径に関する特徴とから
成るコイン全体の特徴を検出し、その特徴値の組み合わ
せからコインの金種を決定し、基準画像記憶部は、識別
対象とする各金種の登録画像を記憶する。また、真偽判
別部は、第２のセンサで読み取ったコイン表面の読み取
り画像と金種判別部で決定された金種の登録画像とを照
合して当該コインの真偽を判定する。従って、第１セン
サでは金種だけを判別すればよく、従来より検出精度や
許容範囲を大まかに設定できるので、環境条件等による
センサ出力変動に強くなり金種判別を誤ったり真貨をリ
ジェクトしたりすることがない。また、第２センサで読
み取ったコイン表面模様による真偽識別は、第１センサ
で判別された金種の基準画像だけを対象に行うため処理
時間の短縮が可能となる。またこの時、前記第１のセン
サと前記第２のセンサがコインの同一面に対峙するよう
に構成することで、材質と模様とを同一面で検出するこ
とにより、その面が同材質で同模様となっていることを
正確に認識でき、簡易な材料を用いてコイン表面模様を
転写した偽造硬貨を容易に識別できる。

【０００７】

【実施例】以下、図１〜図９を参照して、本発明の一実
施例の構成及び動作を詳細に説明する。図１はこの発明
の一実施例の構成を示すブロック図であり、図２は検出
センサの配置例を示す構成図である。図２において、コ
イン１は図示しないコイン搬送手段により搬送路２上を
図示矢印の方向に一定の速度で搬送される。搬送路２に
は磁気センサ１０と光学センサ２０が配置され、特に光
学センサ２０は搬送路２に設けた細長い穴２aに対峙し
た位置に配置され、コイン厚みが変化しても焦点ズレを
生じないようにしている。

【０００８】図１において、磁気センサ１０は、磁気信
号検出部３０を介して金種判別部４０と接続される。磁
気センサ１０および磁気信号検出部３０の構成を図３に
示す。図３において、磁気センサ１０はフェライト等に
よって構成された円筒形コア１１の中心部にコイル１２
が巻回され、磁気信号検出部３０は発振回路３１と検波
回路３２とで構成される。

【０００９】この磁気センサ１０は一般的に渦電流式と
呼ばれるセンサであり、金属体である対象物が接近した
ときに起こるコイルのインピーダンス変化を利用して、
発振回路３１でコイル１２に高周波電流を流して発生さ
せる交流磁界（図３波線部）中に金属体が入ったとき生
じる渦電流損失による発振振幅の減少を検波回路３２で
検出するものである。図４は金属体の接近・通過により
発振回路３１の振幅が３１ａに示す振幅から３１ｂに示
す振幅まで減少後３１ａに示す振幅に戻る様子を示す図
であり、図５はそのときの検波回路３２の出力を示す図
である。図５におけるΔＶは発振振幅の最大変化量を示
すものであり、これはセンサと金属体間の距離や金属体
の導電率によって変化する。

【００１０】図６は各種金属を対象としてセンサ・対象
物間の距離に対するΔＶの値を示した図である。図６に
おいて、（イ）は導電率が低い鉄系の金属、（ロ）は導
電率がやや低い白銅、（ハ）は導電率がやや高い黄銅等
の銅合金、（二）は導電率の高い純銅であり、同一距離
におけるΔＶの大小関係は（イ）＞（ロ）＞（ハ）＞
（ニ）であるが導電率の高い金属ほど距離に対するΔＶ
の変化が大きい。従って、磁気センサ１０の設置はΔＶ
の変化がリニアな領域でセンサ・対象物間の距離をでき
るだけ離した位置（Ｓ₁）に設定すれば、導電率の異な
る金属に対するΔＶの差が大きくできるため材質判別に
有利となる。尚、導電率の極端に小さいプラスチック等
非金属材料の場合、磁気信号検出部３０の出力レベルは
ほとんど変化しない。

【００１１】図１における金種判別部４０は、材質判別
部４１と外径判別部４２と穴判別部４３とルックアップ
テーブル（以下ＬＵＴ）４４とからなる。図７は磁気信
号検出部３０の直流信号出力例であり、横軸が時間経過
を縦軸が出力レベルを示しており、図７（ａ）は穴のな
いコインの出力例であり、（ｂ）は穴のあるコインの出
力例である。

【００１２】材質判別部４１は入力された磁気信号検出
部３０の直流信号出力から上述したΔＶの値を求めコイ
ン１の導電率（すなわち材質）を判別し、外径判別部４
２は入力された磁気信号検出部３０の直流信号出力を所
定のしきい値（ＴＨ）と比較して入力信号がＴＨ以下で
ある時間（Δｔ）からコイン１の外径を判別する。

【００１３】穴判別部４３では、入力信号のレベルが穴
部で大きくなることを利用し、穴の有無を判別するしき
い値を設けるか、あるいは入力信号の微分等の公知の手
段により穴の有無を判別する。

【００１４】材質判別部４１と外径判別部４２と穴判別
部４３の各判別結果はＬＵＴ４４に入力され、コイン１
の金種判別結果を金種信号として出力する。ＬＵＴ４４
から出力される金種信号は、識別対象コインの各金種の
基準画像を登録した基準画像登録部６０に入力され、後
述する真偽判別に用いる基準画像を選択する。

【００１５】図１における光学センサ２０は、コイン１
の表面からの反射光を受光し光電変換する１次元のＣＣ
Ｄセンサであり、光信号検出部６０で駆動されかつ線順
次に受光量に対応した電気信号（画像信号）に変換され
る。また、光信号検出部６０はアナログの画像信号をＡ
／Ｄ変換してディジタルの画像信号変換する機能も有し
ている。ディジタル化された画像信号はコインの移動に
伴って画像メモリ部７０に順次入力され、画像メモリ部
７０はコイン１枚分の画像信号を記憶する。

【００１６】真偽判別部８０は、画像メモリ部７０に記
憶した読み取り画像信号と基準画像記憶部５０に登録さ
れ金種判別部４０の出力（金種信号）によって選択され
る基準画像とを比較し、選択された基準画像との類似度
によってコイン１の真偽を判別し、その結果を出力す
る。

【００１７】以下、実施例のコイン識別装置の動作につ
いて詳細に説明を行なう。コイン１を搬送路２上に沿っ
て一定速度で移動させコイン１が磁気センサ１０に接近
すると、磁気信号検出部３０の出力電圧がコイン１の材
質及びコイン１と磁気センサ１０との距離に応じて変化
する。磁気信号検出部３０の出力は、金種判別部４０の
各判別部（材質判別部４１、外径判別部４２、穴判別部
４３）に入力される。

【００１８】識別対象を図８に示す国内流通コイン６種
としたとき、材質判別部４１ではコイン通過時の磁気信
号検出部３０の出力変化からΔＶを求め、ΔＶの明瞭な
差が識別できる鉄系／白銅／青銅・黄銅・アルミ／非金
属の４種に分類し、２ｂｉｔのＡ因子として各々１１／
１０／０１／００の信号を出力する。

【００１９】また、外径判別部４２では、入力された磁
気信号検出部３０の出力がしきい値（ＴＨ）以下である
時間（Δｔ）からコイン１の外径を求め、１円と１０円
および１００円と５００円の外径差を判別することを目
的に分類し、２ｂｉｔのＢ因子を出力する。一例とし
て、１９〜２１ｍｍを”０１”とし、２１〜２５ｍｍ
を”１０”とし、２５〜２７．５ｍｍを”１１”とし
て、それ以外は”００”を出力とする。

【００２０】更に、穴判別部４３では、前述した方法に
よりコインの穴の有無を検出し、穴開きコインのとき
は”１”を穴無しコインのときは”０”をＣ因子として
出力する。

【００２１】Ａ因子、Ｂ因子、Ｃ因子の各信号がＬＵＴ
４４に入力されると、各信号が図９に示すいずれかの金
種と一致するときはその金種信号を出力される。図９に
おいて、Ｂ因子の？印はＢ因子がいずれの値であっても
良いことを示し、穴開きコインはＡ因子とＣ因子によっ
て金種が判別される。この金種信号は基準画像記憶部５
０に入力され、予め登録されている６種コインの基準画
像（表裏１２枚）から、真偽識別対象となる金種コイン
の基準画像（表裏２枚）が選択される。この時、ＬＵＴ
４４への入力が図９のいずれとも合致しない場合は、金
種信号として”０００”を出力すると共に識別対象外の
コインであると判断して基準画像の選択も後述する真偽
判別部８０の処理も行なわれない。

【００２２】ところで、コイン１が磁気センサ１０を通
過して搬送路２の長穴２aにかかるようになると、光学
センサ２０はコイン１からの反射光を受光するようにな
り、光信号検出部６０で線順次に受光量に対応したディ
ジタルの画像信号に変換され出力される。光信号検出部
６０の画像信号出力は、コインの移動に伴って画像メモ
リ部７０に順次入力され、コイン１枚分の画像信号を画
像メモリ部７０に記憶する。

【００２３】金種判別部４０の処理は、コイン１の移動
にともなってリアルタイムで行なわれ、画像メモリ７０
にコイン１枚分の画像信号を記憶し終えた時には金種判
別部４０から既に金種信号が出力され、基準画像記憶部
５０における真偽識別対象であるコインの基準画像も選
択されている。

【００２４】画像メモリ部７０にコイン１枚分の画像デ
ータが記憶されると、真偽判別部８０は画像メモリ部７
０の読み取り画像データと金種信号で選択された基準画
像記憶部５０の２枚の識別対象基準画像とを各々照合し
て類似度を求め、読み取り画像がいずれかの基準画像と
類似の場合は「真」であるとして”１”を、いずれの基
準画像とも類似しない場合は「偽」であるとして”０”
を出力する。

【００２５】ところで、本実施例における磁気センサ１
０と光学センサ２０とはコイン１０の同一面に対峙する
構成となっている。この理由は、磁気センサ１０の出力
が検出対象物の表層部材質に依存して厚みで変化しない
ことから、材質と模様とを同一面で検出することによ
り、その面が同材質で同模様となっていることを正確に
認識できるからである。この構成により、張り合わせて
作成したような偽造硬貨でも確実に除去することが可能
になる。尚、磁気センサの構成が発信部と受信部とに分
割された構成であって、その間にコインを通してコイン
の材質と厚みとに依存した出力を得るようにした場合
は、光学センサ側に発信部が有っても受信部が有っても
よい。

【００２６】尚、本実施例における材質判別部４１は鉄
系／白銅／黄銅・青銅・アルミ／非金属の４種に分類す
ることに限らず、ΔＶの明瞭な差が識別できるように分
類すればよく、識別対象となるコインの材質から決定す
れば良い。上記の４種への分類は、高額の国内コインが
同材質でかつ他の他のコインの導電率と大きく異なる点
と、他のコインの導電率はその差が小さい点、更に導電
率の大きく異なる鉄系あるいは非金属の対象物を判別し
て除去することを目的として設定したものである。

【００２７】また、磁気センサ１０は実施例の高周波発
振型の渦電流式センサに限られることはなく、差動コイ
ル式のセンサ等金属物体の接近により出力が変化し、か
つ金属物体の材質によりその感度が変化するものであれ
ば良い。

【００２８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、一定の速度でコインを移送するコイン搬送手段に
沿って、少なくともコイン材質により出力が変化する第
１のセンサと、コイン表面の凹凸模様を読み取る第２の
センサとを配置し、第１のセンサの出力に基づいて、少
なくともコインの穴の有無に関する特徴と、コインの材
質に関する特徴と、コインの外径に関する特徴とから成
るコイン全体の特徴を検出し、その特徴値の組み合わせ
からコインの金種を決定する金種判別部と、識別対象と
する各金種の登録画像を記憶した基準画像記憶部と、第
２のセンサで読み取ったコイン表面の読み取り画像と金
種判別部で決定された金種の登録画像とを照合して当該
コインの真偽を判定する真偽判別部とを備えた構成とし
たので、第１センサでは金種だけを判別すればよく、従
来より検出精度や許容範囲を大まかに設定できるので、
環境条件等によるセンサ出力変動に強くなり金種判別を
誤ったり真貨をリジェクトしたりすることがない。ま
た、第２センサで読み取ったコイン表面模様による真偽
識別は、第１センサで判別された金種の基準画像だけを
対象に行うため処理時間の短縮が可能となる。更に、前
記第１のセンサと前記第２のセンサがコインの同一面に
対峙するように構成したことにより、第１センサで金種
判別の際に材質を判別し、かつ第２のセンサによる真偽
判別の際に表面模様を判別することから、簡易な材料で
偽造されたコインが容易に識別でき、確実に排除するこ
とができる。更に、第１センサ出力が検出対象物の表層
部材質のみに依存して厚みを検出できない場合は、第
１、第２のセンサによりコインの同一面を検出するよう
にすることで、検出面が同材質で同模様となっているか
否かを正確に認識することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】検出センサの配置例を示す構成図である。

【図３】磁気センサ１０及び磁気信号検出部３０の構成
を示す図である。

【図４】発振回路３１の振幅変化の一例を示す図であ
る。

【図５】検波回路３２の出力の一例を示す図である。

【図６】ΔＶとセンサ・対象物間の距離Ｓとの関係を示
す図である。

【図７】磁気信号検出部３０の直流信号の出力例を示す
図である。

【図８】国内で流通しているコインの種類を示す図であ
る。

【図９】因子信号の組み合わせに対するＬＵＴ４４の出
力例を示す図である。

【符号の説明】

１ コイン ２ 搬送路 １０ 磁気センサ ２０ 光学センサ ３０ 磁気信号検出部 ４０ 金種判別部 ５０ 基準画像記憶部 ６０ 光信号検出部 ７０ 画像メモリ部 ８０ 真偽判別部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定の速度でコインを移送するコイン搬
   送手段に沿って、少なくともコイン材質により出力が変
   化する第１のセンサと、コイン表面の凹凸模様を読み取
   る第２のセンサとを配置し、 第１のセンサの出力に基づいて、少なくともコインの穴
   の有無に関する特徴と、コインの材質に関する特徴と、
   コインの外径に関する特徴とから成るコイン全体の特徴
   を検出し、その特徴値の組み合わせからコインの金種を
   決定する金種判別部と、 識別対象とする各金種の登録画像を記憶した基準画像記
   憶部と、 第２のセンサで読み取ったコイン表面の読み取り画像と
   金種判別部で決定された金種の登録画像とを照合して当
   該コインの真偽を判定する真偽判別部とを備えたことを
   特徴とするコイン識別装置。
2. 【請求項２】 前記第１のセンサと前記第２のセンサが
   コインの同一面に対峙していることを特徴とする請求項
   １記載のコイン識別装置。