JPH10302110A

JPH10302110A - 紙幣判別装置

Info

Publication number: JPH10302110A
Application number: JP9107280A
Authority: JP
Inventors: Yuji Matsuzoe; 雄二松添; Nobuhiko Tsuji; 伸彦辻
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1997-04-24
Filing date: 1997-04-24
Publication date: 1998-11-13

Abstract

(57)【要約】【課題】紙幣判別装置に関し、紙幣を検出する部分を
小型化し、金種の判別を高速にすることを目的とする。【解決手段】二つのラインセンサモジュール１１，１
２と、二つの光源ユニット１３，１４と、発光素子搭載
部１５および受光素子搭載部１６からなる紙幣状態セン
サユニットとで紙幣センサ部を構成し、紙幣判別演算部
１７がラインセンサモジュール１１，１２から得られた
紙幣１８の両側の特定位置の画像データで紙幣の金種を
判別する。紙幣１８の特定位置は、発光ダイオード２０
ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄおよびフォトダイオード２
１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄからなる４組のフォトイ
ンタラプタが出力する紙幣１８による遮光・通光タイミ
ングにより求められる。紙幣１８の両側の一部の領域だ
けの画像データを取得して使うので画像データを取得す
る部分の構成を小型化でき高速処理が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は紙幣判別装置に関
し、特に自動販売機や両替機などにおいて投入された紙
幣の金種を１枚ずつ判別する紙幣判別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動販売機や両替機など紙幣を扱う装置
では、紙幣を判別するための装置を備えている。従来よ
りこの種の装置では、紙幣の金種に特有な模様を調べる
ことによって金種を特定しているが、その金種判別に必
要な情報はたとえば以下のような方法にて取得するよう
にしている。

【０００３】図２４は従来の紙幣判別装置のセンサ部分
を示す概略図である。図に例示のセンサ部分は、紙幣１
が搬送される搬送路の途中に設けられるもので、直線上
に配列された複数の、図では４個のフォトダイオード２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、紙幣の搬送路を介して各フォ
トダイオード２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと対向する位置に
直線上に配列された４個の発光ダイオード３ａ，３ｂ，
３ｃ，３ｄとによって構成される。これらフォトダイオ
ード２ａ〜２ｄおよび発光ダイオード３ａ〜３ｄは、紙
幣１の搬送方向に直交するライン上に位置している。

【０００４】ここで、フォトダイオード２ａ〜２ｄおよ
び発光ダイオード３ａ〜３ｄの間を紙幣１が通過すると
き、それぞれ発光ダイオード３ａ〜３ｄによって発光さ
れた光は紙幣１を搬送方向の検出ライン４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄに沿って照射する。照射された光は紙幣１を透
過し、その透過した光はそれぞれ対応するフォトダイオ
ード２ａ〜２ｄにて受光され、これにより、紙幣を判別
するための紙幣の濃淡模様の情報を、紙幣１の４本の検
出ライン４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄから得ることができ
る。このようにして得られたライン上の濃淡情報を千円
札、五千円札、壱万円札のそれぞれ対応する位置の濃淡
情報に関する基準データと比較することで、千円札、五
千円札、壱万円札を判別している。

【０００５】図２５は従来の紙幣判別装置の別のセンサ
部分を示す概略図である。図に例示のセンサ部分は、Ｃ
ＣＤラインセンサ５と、結像レンズ６と、ＣＣＤライン
センサ５と対向する位置に配置された発光ダイオードア
レイ７とから構成され、ＣＣＤラインセンサ５および発
光ダイオードアレイ７はそれらの長手方向が紙幣１の搬
送方向に直交する方向に一致するよう配置される。

【０００６】紙幣１が搬送されてくると、発光ダイオー
ドアレイ７が紙幣１の一方の面を照明し、その反対側の
面では、紙幣１から透過してきた光は結像レンズ６を介
してＣＣＤラインセンサ５に到達し、ＣＣＤラインセン
サ５が搬送方向に直交する方向の紙幣１の一つの検出ラ
イン８上の模様情報を検出する。これを紙幣１の搬送方
向に連続して検出することにより、紙幣１の全面の情報
を得ることができる。その後、全面の模様情報はあらか
じめ登録された千円札、五千円札、壱万円札の基準パタ
ーンと比較され、ここでパターンが一致するかどうかに
よって、紙幣の判別が行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ライン
上の模様情報から紙幣判別する方式では、紙幣の搬送方
向に対して限定された数カ所をライン状に検出した特定
位置の濃淡情報を基にしている。搬送されてくる紙幣は
それぞれ、一般に搬送速度が変化したり、突入位置や突
入角度がずれることがあり、その影響により、安定して
特定位置の紙幣のライン上の模様情報を得ることは困難
である。そのため、従来では、速度、位置、角度を検出
するためのセンサを設ける必要があり、コスト高にな
る。また、得られる模様情報は数本のライン情報である
ため、紙幣判別のための情報量としては少なく、判別能
力が低いという問題がある。

【０００８】また、紙幣全面の模様情報から紙幣を判別
する方式では、搬送方向に直交する方向の紙幣の全幅に
渡って紙幣をライン状に検知するため、その検知領域の
照明もライン状に行う必要がある。結像レンズはその光
軸中心に比べてその周辺部はレンズの収差によってレン
ズを通る光の量が少なくなる性質がある。このため、ラ
インセンサが検知する領域の全幅に渡って均一な光量分
布にするよう周辺部の光量を増やす必要がある。従来で
は、図２５の発光ダイオードアレイ７のように、中心部
よりも周辺にいくに従って発光ダイオード間の間隔を密
にすることで、周辺部の光量を増加させている。このた
め、発光ダイオードアレイは数多くの発光ダイオードを
配置する必要がある。また、検知する領域が全幅である
ため、ラインセンサおよび発光ダイオードアレイは大き
くなり、装置そのものが大型になって小型化は一般的に
困難である。さらに、紙幣判別のための模様の濃淡情報
は紙幣全面の画像情報であるため、パターンマッチング
処理などで処理するデータ量が膨大になり、そのため高
速処理が可能な演算装置、および膨大な基準パターンを
保存し処理する回路を必要とするなど、コストが高くな
るというという問題点があった。

【０００９】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、紙幣の模様情報をライン状に検知する場合よ
りも判別精度が高く、紙幣の全面で検知する場合よりも
高速処理が必要なく小型でコスト的に安価な紙幣判別装
置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では上記問題を解
決するために、紙幣の大きさおよび模様情報を基に紙幣
の金種を判別する紙幣判別装置において、紙幣の搬送方
向と直交する同一のライン上に配置されて紙幣の両エッ
ジを含む前記ライン上の所定の撮像領域の模様を結像レ
ンズを介してラインセンサ上に結像させることで検出す
る二つのラインセンサ手段と、紙幣の搬送路を挟んで前
記二つのラインセンサ手段にそれぞれ対向する位置に配
置されて通過する紙幣に対して照明する二つの光源手段
と、前記二つのラインセンサ手段が配置されたラインに
対して前記搬送方向の前後の平行ライン上に前記紙幣の
搬送路を挟んで発光部および受光部がそれぞれ対向して
配置された４組のフォトインタラプタを含む紙幣状態セ
ンサ手段と、前記紙幣状態センサ手段により検出された
紙幣の通過タイミングおよび前記二つのラインセンサ手
段にて検出された紙幣の両エッジ近傍の模様の画像デー
タを基に紙幣の大きさおよび模様の特徴を抽出して金種
の判別を行う紙幣判別演算手段と、を備えていることを
特徴とする紙幣判別装置が提供される。

【００１１】上記構成によれば、紙幣状態センサ手段の
排出側のフォトインタラプタが紙幣の前縁を検出するこ
とで紙幣の前縁から所定の位置の検出領域を二つのライ
ンセンサ手段が撮像し、挿入側のフォトインタラプタが
紙幣の後縁を検出することで紙幣の後縁から所定の位置
の検出領域を二つのラインセンサ手段が撮像する。紙幣
判別演算手段は二つのラインセンサ手段が検出した紙幣
の４箇所の画像データより紙幣の搬送方向に直交する方
向の長さと、四つの模様の相関関係とを求め、紙幣の長
さ情報で仮の金種を決定し、先に求めた相関関係から最
終的に金種を決定する。このように紙幣の両側の一部の
領域の画像データだけで判別処理を行うので高速処理が
可能になり、画像を検出するラインセンサ手段および光
源手段を紙幣の両側に二つに分けて配置するようにした
ので、画像データを取得する紙幣センサ部分の構成を小
型化できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による紙幣判別装置
の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は紙幣判
別装置の原理的な構成を示す図である。本発明によれ
ば、紙幣判別装置は、二つのラインセンサモジュール１
１，１２と、二つの光源ユニット１３，１４と、発光素
子搭載部１５および受光素子搭載部１６と、紙幣判別演
算部１７とを備えている。発光素子搭載部１５および受
光素子搭載部１６は紙幣状態センサユニットを構成し、
ラインセンサモジュール１１，１２、光源ユニット１
３，１４、および紙幣状態センサユニットは紙幣センサ
部を構成する。

【００１３】紙幣センサ部のラインセンサモジュール１
１，１２は紙幣１８の両エッジ近傍の模様を検出するよ
う、紙幣１８が通過する搬送路の両端付近の紙幣１８の
搬送方向１９と直交する同一ライン上に配置されてい
る。光源ユニット１３，１４は紙幣の搬送路を挟んでそ
れそれラインセンサモジュール１１，１２と対向する位
置に配置されている。発光素子搭載部１５および受光素
子搭載部１６は光源ユニット１３および光源ユニット１
４の間、ラインセンサモジュール１１およびラインセン
サモジュール１２の間において、搬送路の中央部分を挟
むように対向して配置される。発光素子搭載部１５はそ
の四隅の近傍に四つの発光ダイオード２０ａ，２０ｂ，
２０ｃ，２０ｄが搬送路に向かって光を放射するように
設けられている。なお、発光ダイオード２０ａ，２０ｂ
は紙幣１８の搬送方向１９と直交する、ラインセンサモ
ジュール１１，１２がライン検知するラインよりも上流
位置であってそのラインに平行なライン上に配置され、
発光ダイオード２０ｃ，２０ｄは検知するラインよりも
下流であってそのラインに平行なライン上に配置され
る。受光素子搭載部１６は発光素子搭載部１５の四つの
発光ダイオード２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄにそれ
ぞれ対向した位置にてそれらが発光した光を受けるよう
四つのフォトダイオード２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１
ｄが設けられている。それぞれ対向する発光ダイオード
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄおよびフォトダイオー
ド２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは４組のフォトイン
タラプタを構成している。

【００１４】発光素子搭載部１５および受光素子搭載部
１６からなる紙幣状態センサユニットは搬送されてきた
紙幣１８がこの紙幣状態センサユニットを通過するとき
の通過タイミングを検出し、これによって、ラインセン
サモジュール１１，１２が紙幣１８の所定位置の画像を
検出し、画像データとして出力する。紙幣判別演算部１
７は紙幣状態センサユニットから出力された紙幣１８の
通過タイミングおよびラインセンサモジュール１１，１
２から出力された画像データを基に、紙幣１８の速度、
挿入角、紙幣長さを演算し、画像データを画像処理する
ことで紙幣１８の模様を調べ、演算結果および模様の特
徴から紙幣を判別する。

【００１５】このように、紙幣１８の両側の一部の領域
だけを紙幣判別のための画像データとして取り込むた
め、処理するデータ量を少なくすることができ、ライン
センサモジュール１１，１２および光源ユニット１３，
１４をそれぞれ二つに分けたことにより、画像検出部分
の構成を小型化することができる。

【００１６】次に、本発明の紙幣判別装置の第１の実施
の形態について詳細に説明する。図２は紙幣判別装置の
紙幣センサ部の左半分を拡大して示した図である。紙幣
センサ部は紙幣の搬送路の中心に対して左右対称に構成
されているので、ここでは、その左半分のみを示してい
る。

【００１７】紙幣センサ部の左側の位置には、紙幣１８
の端部の模様を検出できる位置にラインセンサモジュー
ル１１が配置され、その対向する位置には光源ユニット
１３が配置され、図示はしないが、右側の位置にもライ
ンセンサモジュール１２および光源ユニット１４が配置
されている。紙幣センサ部の中央部には紙幣状態センサ
ユニットが配置されている。

【００１８】ラインセンサモジュール１１は結像レンズ
１１ａとラインセンサ１１ｂとから構成され、紙幣１８
のエッジが必ずラインセンサ１１ｂの視野１１ｃに入る
位置に設置されている。

【００１９】光源ユニット１３はライン上に配置された
複数の照明用発光ダイオード１３ａと、その照明用発光
ダイオード１３ａを取り囲むように四方に配置された反
射板１３ｂと、光の出口部分に設けられた拡散板１３ｃ
とから構成されている。ここで、ライン上に配置された
複数の照明用発光ダイオード１３ａは光源ユニット１３
の中心部から両端部に向かって間隔が密になるように設
置され、出射される光のパワーが両端部で大きくなるよ
うにして、結像レンズ１１ａが持つレンズの収差による
影響をなくすようにしている。

【００２０】紙幣状態センサユニットは第１の発光ダイ
オード２０ａ、図示しない第２の発光ダイオード２０
ｂ、第３の発光ダイオード２０ｃ、および図示しない第
４の発光ダイオード２０ｄからなる発光部と、これらに
対向する位置にそれぞれ配置された第１のフォトダイオ
ード２１ａ、図示しない第２のフォトダイオード２１
ｂ、第３のフォトダイオード２１ｃ、および図示しない
第４のフォトダイオード２１ｄからなる受光部と、これ
ら発光部および受光部の間に配置されてそれらの間に形
成される四つの光軸上にピンホールを有するピンホール
板１６ａとによって構成されている。

【００２１】次に、紙幣状態センサユニットによる紙幣
１８の状態の検出、すなわち、搬送されてくる紙幣１８
の速度および紙幣の挿入角の検出について説明する。図
３は紙幣状態センサユニットでの紙幣の搬送状態検出を
説明するための図であって、（Ａ）はフォトダイオード
の位置と紙幣の挿入状態との関係を示し、（Ｂ）はフォ
トダイオードの検出タイミングを示し、（Ｃ）はサンプ
リング位置を示している。

【００２２】紙幣状態センサユニットの挿入方向側の第
１のフォトダイオード２１ａおよび第２のフォトダイオ
ード２１ｂと、排出方向側の第３のフォトダイオード２
１ｃおよび第４のフォトダイオード２１ｄとはそれぞ
れ、搬送方向に直交するライン上に配置されている。ま
た、ラインセンサモジュール１１，１２はそれらの視野
１１ｃ，１２ｃが第１のフォトダイオード２１ａと第３
のフォトダイオード２１ｃとの間、および第２のフォト
ダイオード２１ｂと第４のフォトダイオード２１ｄとの
間にくるように配置されている。正確には、視野１１
ｃ，１２ｃから第３のフォトダイオード２１ｃおよび第
４のフォトダイオード２１ｄまでの距離をＸとすると
き、視野１１ｃ，１２ｃから第１のフォトダイオード２
１ａおよび第２のフォトダイオード２１ｂまでの距離
Ｘ’が

【００２３】

【数１】Ｘ’＝Ｘ＋ｖ／ｔ ……（１）で表される位置にラインセンサモジュール１１，１２が
配置される。ここに、ｖは紙幣の平均速度、ｔは１サン
プリングに要する時間を表している。これは、紙幣１８
の模様が正立した正方向の状態で挿入された場合と、模
様が倒立した逆方向の状態で挿入された場合とで同じ位
置の画像データを取るためである。

【００２４】紙幣１８が図の上から移動してくるとし
て、このとき、紙幣１８は左下がりの状態で紙幣状態セ
ンサユニットに挿入されてくるとする。搬送方向１９に
沿って紙幣１８が移動してくると、まず最初に、斜めに
なった状態で搬送されてきた紙幣１８の前縁は第１のフ
ォトダイオード２１ａの方に差しかかる。これにより、
第１の発光ダイオード２０ａからの光を受けていた第１
のフォトダイオード２１ａは紙幣１８の前縁によって遮
光される。このときのタイミングを遮光タイミングｔ１
とする。次に、紙幣１８の前縁は第２のフォトダイオー
ド２１ｂに差しかかることにより、第２の発光ダイオー
ド２０ｂからの光は遮光タイミングｔ２で遮光される。
続いて、紙幣１８の前縁が第３のフォトダイオード２１
ｃおよび第４のフォトダイオード２１ｄに差しかかる
と、第３の発光ダイオード２０ｃおよび第４の発光ダイ
オード２０ｄからの光が遮光タイミングｔ３，ｔ４で遮
光される。紙幣１８がさらに移動して、紙幣１８の後縁
が第１のフォトダイオード２１ａに差しかかると、第１
のフォトダイオード２１ａは第１の発光ダイオード２０
ａからの光を受けるようになる。このときのタイミング
を通光タイミングｔ５とする。続いて、紙幣１８の後縁
が第２のフォトダイオード２１ｂ、第３のフォトダイオ
ード２１ｃおよび第４のフォトダイオード２１ｄに差し
かかると、それぞれ、通光タイミングｔ６，ｔ７，ｔ８
のタイミングで第２の発光ダイオード２０ｂ、第３の発
光ダイオード２０ｃおよび第４の発光ダイオード２０ｄ
からの光を受けるようになる。

【００２５】第１のフォトダイオード２１ａおよび第３
のフォトダイオード２１ｃの間隔はあらかじめ決められ
ているので、これらの通光タイミングの時間差から紙幣
１８の搬送速度が求められ、さらに、その搬送速度と第
１のフォトダイオード２１ａおよび第２のフォトダイオ
ード２１ｂの通光タイミングの時間差から紙幣１８の挿
入角が求められる。このように、通光タイミングから、
紙幣の速度、紙幣の挿入角を算出し、搬送系の挿入角異
常、速度異常の有無を判断するが、これらの具体的な構
成については、たとえば特願平９−２５１８６号におい
て詳述された構成を採用することができる。

【００２６】次に、ラインセンサモジュール１１，１２
によって検出される紙幣１８の検出領域について説明す
る。図３（Ｃ）に示したように、たとえば、紙幣１８が
図中左下がりで移動してきた場合には、第１のフォトダ
イオード２１ａおよび第２のフォトダイオード２１ｂを
通過後、まず、第３のフォトダイオード２１ｃによる遮
光タイミングｔ３で紙幣１８の領域Ａ，Ｂ’の模様がサ
ンプリングされる。続いて、第４のフォトダイオード２
１ｄによる遮光タイミングｔ４で紙幣１８の領域Ａ’，
Ｂの模様がサンプリングされ、第１のフォトダイオード
２１ａによる通光タイミングｔ５で紙幣１８の領域Ｃ，
Ｄ’の模様がサンプリングされ、そして第２のフォトダ
イオード２１ｂによる通光タイミングｔ６で紙幣１８の
領域Ｃ’，Ｄの模様がサンプリングされる。このよう
に、１枚の紙幣１８について、八つの画像データが得ら
れることになる。なお、各検出領域の搬送方向の幅は１
サンプリング時間当たりに紙幣１８が移動する距離、す
なわち、Ｘ’−Ｘの距離に相当する。

【００２７】領域Ａ，Ａ’，Ｂ，Ｂ’，Ｃ，Ｃ’，Ｄ，
Ｄ’から得られた八つの画像データは金種判別にすべて
が使用される訳ではなく、挿入角に応じて選択される。
図示の例のように、左下がりで挿入角が大きい場合に
は、ハッチングした領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの四つの画像デ
ータ、すなわち、紙幣１８の前縁および後縁からそれぞ
れ距離Ｘだけ離れた位置における四つの画像データが選
択される。しかし、挿入角が小さい場合、たとえば挿入
角が３度以下のときは、領域Ａ，Ｂ’，Ｃ，Ｄ’で検出
した画像データが選択される。

【００２８】次に、紙幣状態センサユニットで検出され
た遮光タイミングおよび通光タイミングを基に光源ユニ
ット１３，１４が発光し、ラインセンサモジュール１
１，１２が紙幣１８の領域Ａ，Ａ’，Ｂ，Ｂ’，Ｃ，
Ｃ’，Ｄ，Ｄ’を撮像するサンプリング動作ついて説明
する。

【００２９】図４はサンプリング動作時の制御の流れを
説明する図であって、（Ａ）は紙幣センサ部およびこれ
の制御に関連する紙幣判別演算部の一部を示し、（Ｂ）
はサンプリング動作時のタイミングチャートを示してい
る。

【００３０】サンプリング動作時の制御の構成として
は、紙幣センサ部を構成するラインセンサモジュール１
１，１２と、光源ユニット１３，１４と、紙幣状態セン
サモジュール２２の第１ないし第４の発光ダイオード
（ＬＥＤ）２０ａ〜２０ｄおよび第１ないし第４のフォ
トダイオード（ＰＤ）２１ａ〜２１ｄとはそれぞれ紙幣
判別演算部１７のセンサ制御部３０に接続されている。
また、センサ制御部３０はラインセンサモジュール１
１，１２によって撮像された画像データを一時保存する
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３１と、サンプリン
グ動作の制御プログラムおよび後述する金種判定のため
のパラメータとの比較のための基準データを格納した読
取り専用メモリ（ＲＯＭ）３２とに接続されている。

【００３１】紙幣状態センサモジュール２２の第１ない
し第４の発光ダイオード２０ａ〜２０ｄについては、常
時または紙幣の搬送開始に応答して、点灯するよう制御
される。ここで、紙幣がたとえば図３に示すように左下
がりに傾斜した状態で搬送され、紙幣センサ部に挿入さ
れると、第１ないし第４のフォトダイオード２１ａ〜２
１ｄは遮光タイミングおよび通光タイミングで状態の変
化するタイミング信号Ｓ１〜Ｓ４を出力し、紙幣判別演
算部１７のセンサ制御部３０に送られる。センサ制御部
３０はタイミング信号Ｓ３，Ｓ４の遮光タイミングｔ
３，ｔ４、タイミング信号Ｓ１，Ｓ２の通光タイミング
ｔ５，ｔ６に応答して画像取り込み開始を指令する。す
なわち、照明開始信号Ｓ５およびセンサ露光開始信号Ｓ
６が４回オンになる。

【００３２】照明開始信号Ｓ５は光源ユニット１３，１
４に送られ、センサ露光開始信号Ｓ６はラインセンサモ
ジュール１１，１２に送られる。光源ユニット１３，１
４は照明開始信号Ｓ５により照明を開始し、ラインセン
サモジュール１１，１２はセンサ露光開始信号Ｓ６によ
り露光を開始する。

【００３３】センサ制御部３０から照明開始信号Ｓ５が
出力されると、光源ユニット１３，１４内の照明用発光
ダイオードから放射された光は、直接または反射板を介
して、照明用発光ダイオードと紙幣との間に配置された
拡散板を照射し、拡散板を透過することにより拡散され
た光は光量が均一化されて紙幣を照明する。

【００３４】さらに、紙幣を透過してきた光はラインセ
ンサモジュール１１，１２に入力される。ラインセンサ
モジュール１１，１２では、入射された光は結像レンズ
で集光され、集光された光がラインセンサ上に結像す
る。ラインセンサ上に結像した紙幣の画像は光電変換さ
れ、紙幣画像データＳ７としてラインセンサモジュール
１１，１２からセンサ制御部３０へ出力される。センサ
制御部３０はその紙幣画像データＳ７をランダムアクセ
スメモリ３１に保存する。

【００３５】次に、ラインセンサモジュール１１，１２
および紙幣状態センサモジュール２２によって検出され
た紙幣の画像データおよび紙幣の搬送状態のデータを基
に金種判定を行う紙幣判別演算部１７について詳細に説
明する。

【００３６】図５は紙幣判別演算部の構成例を示す図で
ある。紙幣判別演算部１７はラインセンサモジュール１
１，１２からの画像データを受けるセンサ制御部３０
と、このセンサ制御部３０から転送された画像データを
記憶するランダムアクセスメモリ３１と、紙幣状態セン
サモジュール２２の第１ないし第４のフォトダイオード
２１ａ〜２１ｄから出力された遮光・通光タイミング信
号を受ける速度算出部３３と、この速度算出部３３から
の速度データを受ける挿入角算出部３４と、この挿入角
算出部３４からの紙幣挿入角のデータを基にランダムア
クセスメモリ３１内の画像データの選択を行う画像デー
タ選定部３５と、選定された画像データを基に紙幣のエ
ッジを抽出して紙幣の長さを求めるエッジ抽出部３６
と、画像データの微分２乗和を算出する微分２乗和算出
部３７と、エッジ抽出部３６からの紙幣長さ情報および
微分２乗和算出部３７からの微分２乗和情報を受けて金
種判定を行う紙幣判別部３８と、この紙幣判別部３８に
よる判別結果および速度算出部３３および挿入角算出部
３４における速度異常情報および挿入角異常情報を受け
て計数するカウンタ３９とから構成される。

【００３７】ラインセンサモジュール１１，１２から４
回のサンプリングで得られた紙幣の領域Ａ，Ａ’，Ｂ，
Ｂ’，Ｃ，Ｃ’，Ｄ，Ｄ’の八つの画像データはセンサ
制御部３０を介してランダムアクセスメモリ３１に格納
される。一方、紙幣状態センサモジュール２２の第１な
いし第４のフォトダイオード２１ａ〜２１ｄから出力さ
れた遮光・通光タイミング信号は速度算出部３３に入力
され、紙幣の搬送方向に並んだ第１および第３のフォト
ダイオード２１ａ，２１ｃの遮光タイミングの時間差か
ら紙幣の速度情報を算出し、その速度情報と紙幣の搬送
方向に直交して並んだ第１および第２のフォトダイオー
ド２１ａ，２１ｂの遮光タイミングの時間差とから紙幣
の挿入角情報を算出する。速度算出部３３および挿入角
算出部３４での算出結果が正常値と大きく外れている場
合は、速度異常情報および挿入角異常情報としてカウン
タ３９に送られる。

【００３８】挿入角算出部３４で算出された紙幣の挿入
角情報は画像データ選定部３５に送られる。画像データ
選定部３５では、紙幣の挿入角がどちらに傾いている
か、また、挿入角がたとえば３度以下かどうかによっ
て、ランダムアクセスメモリ３１に格納された画像デー
タを選択する。たとえば、図３の例のように、紙幣が左
下がりで挿入角が大きい場合には、領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
の四つの画像データが選択される。このようにして選択
された画像データは、まず、エッジ抽出部３６に送ら
れ、紙幣長さ情報が求められる。次に、エッジ抽出部３
６での紙幣長さ情報の求め方について説明する。

【００３９】図６は紙幣の長手方向の長さを算出する手
順を説明する図であって、（Ａ）は紙幣とその画像検出
領域との位置関係を示し、（Ｂ）および（Ｃ）はライン
センサモジュールが検出した紙幣の濃淡情報を示し、
（Ｄ）は紙幣のエッジ検出および長さ算出方法を示して
いる。

【００４０】まず、図６（Ａ）に示したように、ライン
センサモジュール１１は紙幣１８の左側のエッジが視野
１１ｃに入るよう配置され、ラインセンサモジュール１
２は紙幣１８の右側のエッジが視野１２ｃに入るよう配
置されており、視野１１ｃおよび視野１２ｃはそれらの
内側の端部が距離Ｌｃだけ隔てられている。

【００４１】ラインセンサモジュール１１，１２によっ
て検出された紙幣の濃淡情報、たとえば図３（Ｃ）にて
紙幣１８の第１回目のサンプリング時の領域Ａおよび
Ｂ’における画像データは図６（Ｂ）および（Ｃ）に示
したように、光源ユニットからの光を直接入力すること
によって非常に明るいデータとして出力される光源情報
と、紙幣を透過することによって減衰された暗いデータ
として出力される模様情報とからなっている。

【００４２】このようにして得られた濃淡情報は微分す
ることにより、図６（Ｄ）に示したように、光源情報と
模様情報との境界において最大値が得られる。この最大
値の位置が紙幣のエッジに対応する位置情報として得る
ことができる。したがって、視野１１ｃの内側端から最
大値までの距離をＬ_L、視野１２ｃの内側端から最大値
までの距離をＬ_Rとするとき、紙幣の長手方向の長さＬ
は、

【００４３】

【数２】Ｌ＝Ｌ_L＋Ｌ_C＋Ｌ_R ……（２）によって求められ、この紙幣長さ情報は紙幣判別部３８
に送られる。

【００４４】また、画像データ選定部３５によって選択
された画像データは微分２乗和算出部３７に送られる。
この微分２乗和算出部３７では、図６（Ｂ）および
（Ｃ）に示したような濃淡情報として得られた画像デー
タを、まず、２乗し、この２乗したデータを微分して微
分２乗値を求め、さらに、その微分２乗値を積分して微
分２乗和を求める。この算出は紙幣の選択された４か所
の領域、たとえば図３（Ｃ）の領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにつ
いてそれぞれ行われる。この微分２乗和情報は紙幣判別
部３８に送られる。

【００４５】次に、紙幣長さ情報および微分２乗和情報
を受けて金種の判定を行う紙幣判別部３８の詳細を説明
する。図７は紙幣判別部の構成を示す図である。紙幣判
別部３８はエッジ抽出部３６からの紙幣長さ情報を受け
て紙幣の金種を大まかに判定する仮金種決定部４１と、
微分２乗和算出部３７からの微分２乗和情報を受けて検
出領域のデータ間の比を求める微分２乗和パラメータ算
出部４２と、仮金種決定部４１および微分２乗和パラメ
ータ算出部４２の出力を受けて紙幣の金種を決定してカ
ウンタに通知する金種決定部４３とから構成されてい
る。仮金種決定部４１では、紙幣の長手方向の長さが金
種により異なることを利用して、紙幣長さ情報から金種
を仮に決定する。微分２乗和パラメータ算出部４２は紙
幣の４か所の領域の画像データから得られた四つの微分
２乗和情報を基に白紙やコピー券を判定したり、挿入さ
れた紙幣の模様が正立か倒立かで紙幣の挿入方向を判定
したり、四つの微分２乗和情報の相関比から金種に特有
な微分２乗和パラメータα、βを求める。そして、金種
決定部４３では、微分２乗和パラメータα、βと仮金種
の情報とから金種を決定し、対応する金種のコードをカ
ウンタ３９へ出力する。

【００４６】次に、紙幣判別部３８を構成する仮金種決
定部４１、微分２乗和パラメータ算出部４２、および金
種決定部４３のそれぞれの処理の流れについて説明す
る。図８は仮金種決定部の処理の流れを示すフローチャ
ートである。仮金種決定部４１では、エッジ抽出部３６
から紙幣長さ情報を受けて、まず、紙幣長さＬがある基
準値Ｌ_R1より小さいかどうかを判定する（ステップＳ
１）。ここで、紙幣長さＬが基準値Ｌ_R1より小さけれ
ば、この紙幣は異常に短いとしてＮＧコードを出力する
（ステップＳ２）。次に、紙幣長さＬは基準値Ｌ_R1以上
であって基準値Ｌ _R2（＞Ｌ_R1）より小さいかどうかを判
定する（ステップＳ３）。ここで、紙幣長さＬが基準値
Ｌ_R1と基準値Ｌ_R2との間にあれば、その紙幣は仮の千円
と判定し仮千円コードを出力する（ステップＳ４）。次
に、紙幣長さＬは基準値Ｌ_R2以上であって基準値Ｌ
_R3（＞Ｌ_R2）より小さいかどうかを判定する（ステップ
Ｓ５）。ここで、紙幣長さＬが基準値Ｌ_R2と基準値Ｌ_R3
との間にあれば、その紙幣は仮の五千円と判定し仮五千
円コードを出力する（ステップＳ６）。そして、紙幣長
さＬは基準値Ｌ_R4（＞Ｌ_R3）より小さいかどうかを判定
する（ステップＳ７）。ここで、紙幣長さＬが基準値Ｌ
_R4より小さければ、その紙幣は仮の壱万円と判定し仮壱
万円コードを出力する（ステップＳ８）。もし、紙幣長
さＬが基準値Ｌ_R4より小さくなければ、紙幣としてあま
りにも長すぎるとしてＮＧコードを出力する（ステップ
Ｓ２）。

【００４７】図９は微分２乗和パラメータ算出部の処理
の流れを示すフローチャートである。微分２乗和パラメ
ータ算出部４２は微分２乗和算出部３７から微分２乗和
情報を受けて、イレギュラーパラメータＡＬＬを算出す
る（ステップＳ１１）。ここで、紙幣が上から下に搬送
されてくるとして、その場合の紙幣の左上の検出領域の
画像データから得られた微分２乗和を微Ａとし、紙幣の
右上の検出領域の画像データから得られた微分２乗和を
微Ｂとし、紙幣の左下の検出領域の画像データから得ら
れた微分２乗和を微Ｃとし、紙幣の右下の検出領域の画
像データから得られた微分２乗和を微Ｄとすると、

【００４８】

【数３】ＡＬＬ＝微Ａ＋微Ｂ＋微Ｃ＋微Ｄ ……（３）の演算を行う。次に、そのＡＬＬ値が所定の基準値Ｒ_L
より小さいかどうかを判定する（ステップＳ１２）。こ
こで、基準値Ｒ_LはＡＬＬ値がとり得る値よりも十分に
小さい値であり、ＡＬＬ値が基準値Ｒ_Lより小さけれ
ば、白紙と判定し、ＮＧコードを出力する（ステップＳ
１３）。これは、白紙の場合はＡＬＬ値が０に近い値を
とることによる。次に、ＡＬＬ値が所定の基準値Ｒ_Hよ
り大きいかどうかを判定する（ステップＳ１４）。ここ
で、基準値Ｒ_HはＡＬＬ値がとり得る値よりも十分に大
きい値であり、ＡＬＬ値が基準値Ｒ_Hより大きければ、
コピー券と判定し、ＮＧコードを出力する（ステップＳ
１３）。これは、コピー券の場合は普通の紙幣よりも濃
淡の振幅がかなり大きく出てしまう現象があることから
ＡＬＬ値が大きな値をとることによる。

【００４９】次に、微Ａ＋微Ｂが微Ｃ＋微Ｄより大きい
かどうかを判定する（ステップＳ１５）。これにより、
紙幣の挿入方向を判定する。すなわち、千円、五千円、
壱万円は、正立状態で見て、その下側の画像検出位置よ
りも上側の画像検出位置に模様が多くあるので、微Ａ＋
微Ｂが微Ｃ＋微Ｄよりも大きな値を取ることになり、こ
の場合はその紙幣は正立状態で挿入されてきたと判定
し、逆の場合には紙幣は倒立状態で挿入されてきたと判
定する。次に、正立状態の場合、微Ａおよび微Ｂを比較
して紙幣の左右判定を行う（ステップＳ１６）。ここ
で、微Ａが微Ｂより大きければ、微分２乗和パラメータ
α、βを算出する（ステップＳ１７）。すなわち、微分
２乗和パラメータα、βは、

【００５０】

【数４】 α＝（微Ａ＋微Ｂ）／（微Ｃ＋微Ｄ） β＝微Ａ／微Ｂ ……（４）によって求められる。ステップＳ１６の判定において、
微Ａが微Ｂより大きくなければ、微分２乗和パラメータ
α、βは、

【００５１】

【数５】 α＝（微Ａ＋微Ｂ）／（微Ｃ＋微Ｄ） β＝微Ｂ／微Ａ ……（５）によって求められる（ステップＳ１８）。

【００５２】ステップＳ１５において、紙幣が倒立状態
で挿入されてきたと判定された場合には、微Ｃおよび微
Ｄを比較して紙幣の左右判定を行い（ステップＳ１
９）、微Ｃが微Ｄよりも大きい場合には、微分２乗和パ
ラメータα、βは、

【００５３】

【数６】 α＝（微Ｃ＋微Ｄ）／（微Ａ＋微Ｂ） β＝微Ｃ／微Ｄ ……（６）によって求められ（ステップＳ２０）、微Ｃが微Ｄより
も大きくない場合には、微分２乗和パラメータα、β
は、

【００５４】

【数７】 α＝（微Ｃ＋微Ｄ）／（微Ａ＋微Ｂ） β＝微Ｄ／微Ｃ ……（７）によって求められる（ステップＳ２１）。

【００５５】ここで、紙幣の４か所ある画像データの上
下の検出領域の濃淡の比を表す微分２乗和パラメータα
および紙幣の上側の左右の検出領域の濃淡の比を表す微
分２乗和パラメータβについて説明すると、紙幣の移動
方向に対して紙幣が正立状態で挿入されると、金種を示
す数字や濃淡パターンの有無によって、千円札および壱
万円の場合、αが中程度、βは小さくなり、五千円札の
場合には、αが大きく、βが中程度になる特徴がある。
これら微分２乗和パラメータα、βの金種による特徴が
金種の判別に使用されるのである。

【００５６】次に、仮金種決定部４１で得られた仮金種
のコードおよび微分２乗和パラメータ算出部４２で得ら
れた微分２乗和パラメータα、βを基に金種決定部４３
で金種が決定されるが、その金種決定処理の例を図１０
に示す。

【００５７】図１０は金種決定部の処理の流れを示すフ
ローチャートである。金種決定部４３では、まず、αが
ある基準値Ｒ₁より小さいかどうかを判定する（ステッ
プＳ３１）。ここでは、五千円札以外の紙幣かどうかを
判定している。五千円札以外の紙幣である場合には、仮
金種決定部４１での結果が仮千円コードであるかどうか
が判定され（ステップＳ３２）、仮千円コードであれ
ば、その紙幣は千円と判定し千円コードを出力する（ス
テップＳ３３）。もし、仮千円コードでなければ、次
に、仮壱万円コードであるかどうかが判定され（ステッ
プＳ３４）、仮壱万円コードであれば、その紙幣は壱万
円と判定し壱万円コードを出力する（ステップＳ３
５）。仮千円コードでも仮壱万円コードでもなければ、
次に、βがある基準値Ｒ₂より大きいかどうかが判定さ
れる（ステップＳ３６）。ここで、βが基準値Ｒ₂より
大きければ、次に、仮五千円コードであるかどうかが判
定され（ステップＳ３７）、仮五千円コードであれば、
その紙幣は五千円と判定し五千円コードを出力する（ス
テップＳ３８）。ステップＳ３６の判定において、βが
基準値Ｒ₂より大きくないとき、またはステップＳ３７
の判定において、仮五千円コードでなければ、ＮＧコー
ドを出力する（ステップＳ３９）。

【００５８】ステップＳ３１の判定において、五千円札
以外の紙幣ではない、すなわち、五千円札ではないかと
判定された場合には、さらに、αがある基準値Ｒ₃より
小さいかどうかが判定される（ステップＳ４０）。αが
基準値Ｒ₃より小さければ、次に、仮五千円コードであ
るかどうかが判定され（ステップＳ３７）、ここで、仮
五千円コードであれば、その紙幣は五千円と判定して五
千円コードを出力し（ステップＳ３８）、仮五千円コー
ドでなければ、ＮＧコードを出力する（ステップＳ３
９）。ステップＳ４０の判定にて、αが基準値Ｒ₃より
小さくなければ、その紙幣は五千円ではないとしてＮＧ
コードを出力する（ステップＳ３９）。このようにして
出力された千円コード、五千円コード、壱万円コード、
またはＮＧコードは、カウンタ３９に送られる。

【００５９】次に、本発明の第２の実施の形態における
紙幣判別装置について説明する。この第２の実施の形態
では、紙幣の所定の４か所の画像データに加えて、紙幣
の両側の中間位置における２か所の画像データをサンプ
リングし、この６か所の画像データを基にして紙幣を判
別するようにしている。したがって、画像データのサン
プリング回数が増えるだけで、紙幣センサ部の構成は第
１の実施の形態の場合と同じである。

【００６０】図１１はラインセンサモジュールによる画
像データのサンプリング位置を示した図、図１２はフォ
トダイオードの検出タイミングによるセンサ制御部の動
作を示した図である。図１１に示したように、画像デー
タとしては、紙幣１８の領域Ａ，Ｂ’，Ａ’，Ｂ，Ｃ，
Ｄ’，Ｃ’，Ｄ，Ｅ，Ｆ’，Ｅ’，Ｆの模様が検出され
る。ここで、領域Ｅ，Ｆ’，Ｅ’，Ｆは、紙幣１８の短
手方向の長さをＬｓとするとき、ほぼＬｓ／２の位置に
ある。なお、紙幣１８の短手方向の長さＬｓは千円札、
五千円札、壱万円札で同じである。

【００６１】ここで、紙幣１８が図１１に示したように
左下がりで紙幣センサ部に挿入されてきたとする。ま
ず、斜めになった状態で搬送されてきた紙幣１８の前縁
は第１のフォトダイオード２１ａが受けていた光を遮光
し、続いて、第２のフォトダイオード２１ｂ、第３のフ
ォトダイオード２１ｃが受けていた光を順次遮る。この
ときのタイミングは図１２において遮光タイミングｔ１
１，ｔ１２，ｔ１３で示してある。遮光タイミングｔ１
３のとき、紙幣判別演算部１７のセンサ制御部３０は光
源ユニット１３，１４への照明開始信号およびラインセ
ンサモジュール１１，１２へのセンサ露光開始信号をオ
ンにすると同時に、図示しない第１タイマ、および第２
タイマをセットする。その第１タイマおよび第２タイマ
にセットされる値はセンサ制御部３０にて次のようにし
て計算される。すなわち、遮光タイミングｔ１１，ｔ１
２，ｔ１３の時間差より求めた紙幣の速度、紙幣の挿入
角と紙幣１８の短手方向の長さＬｓとから、ラインセン
サモジュール１１，１２の視野を紙幣の短手方向の中心
が通過する時間を予測し、その予測時間を第１タイマお
よび第２タイマにセットする。

【００６２】次に、センサ露光開始信号によりラインセ
ンサモジュール１１，１２は領域Ａ，Ｂ’の模様を紙幣
画像データとして出力する。続いて、遮光タイミングｔ
１４にて第４のフォトダイオード２１ｄが遮光される
と、照明開始信号およびセンサ露光開始信号がオンにな
り、領域Ａ’，Ｂにおける紙幣１８の模様が紙幣画像デ
ータとして取り込まれる。

【００６３】次に、タイミングｔ１５にて第１タイマ
が、そしてタイミングｔ１６にて第２タイマがタイムア
ウトすると、センサ制御部３０は割り込みを発生し、そ
れぞれ照明開始信号およびセンサ露光開始信号がオンに
なり、領域Ｅ，Ｆ’および領域Ｅ’，Ｆにおける紙幣１
８の模様が紙幣画像データとして取り込まれる。

【００６４】さらに、紙幣１８が移動してその後縁が第
１のフォトダイオード２１ａをタイミングｔ１７で通光
すると、照明開始信号およびセンサ露光開始信号がオン
になり、領域Ｃ，Ｄ’における紙幣１８の模様が紙幣画
像データとして取り込まれ、第２のフォトダイオード２
１ｂがタイミングｔ１８で通光することにより、照明開
始信号およびセンサ露光開始信号がオンになり、領域
Ｃ’，Ｄにおける紙幣１８の模様が紙幣画像データとし
て取り込まれる。

【００６５】このようにして領域Ａ，Ａ’，Ｂ，Ｂ’，
Ｅ，Ｅ’，Ｆ，Ｆ’，Ｃ，Ｃ’，Ｄ，Ｄ’にてサンプリ
ングされた１２個の紙幣画像データは紙幣判別演算部１
７のランダムアクセスメモリ３１に保存され、さらに、
挿入角算出部３４で算出された挿入角に応じて画像デー
タ選定部３５が六つの紙幣画像データを選択する。たと
えば、図１１のように紙幣１８が左下がりで挿入された
ときに、紙幣１８の挿入角が３度以上の場合は、領域
Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｆ，Ｃ，Ｄの紙幣画像データが選択され
る。紙幣１８の挿入角が３度より小さい場合は、領域
Ａ，Ｂ’，Ｅ，Ｆ’，Ｃ，Ｄ’でサンプリングした紙幣
画像データが選択される。なお、紙幣１８が右下がりで
挿入された場合は、領域Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｆ，Ｃ，Ｄまたは
領域Ａ’，Ｂ，Ｅ’，Ｆ，Ｃ’，Ｄでサンプリングした
紙幣画像データが選択される。

【００６６】選択された紙幣画像データは紙幣判別演算
部１７のエッジ抽出部３６および微分２乗和算出部３７
にそれぞれ入力され、紙幣長さ情報および微分２乗和情
報が算出される。これら紙幣長さ情報および微分２乗和
情報は図１３に示す紙幣判別部５０に入力される。

【００６７】図１３は第２の実施の形態における紙幣判
別部の構成を示す図である。紙幣判別部５０はエッジ抽
出部３６からの紙幣長さ情報を受けて紙幣の金種を確率
の大きさを表すレベルを付けて判定する仮金種決定部５
１と、微分２乗和算出部３７からの微分２乗和情報を受
けて検出領域のデータ間の比を求める微分２乗和パラメ
ータ算出部５２と、仮金種決定部５１および微分２乗和
パラメータ算出部５２の出力を受けて紙幣の金種を決定
してカウンタに通知する金種決定部５３とから構成され
ている。

【００６８】仮金種決定部５１では、紙幣の長手方向の
長さが金種により異なることを利用して、紙幣長さ情報
から金種を仮に決定する。また、紙幣の長さによりレベ
ル付けを行う。微分２乗和パラメータ算出部５２は紙幣
の挿入側および搬出側の４か所の領域の画像データから
得られた四つの微分２乗和情報を基に白紙やコピー券を
判定したり、挿入された紙幣の模様が正立か倒立かで紙
幣の挿入方向を判定したり、四つの微分２乗和情報の相
関比から金種に特有な微分２乗和パラメータα、βを求
める。金種決定部５３では、微分２乗和パラメータα、
βと仮金種の情報（レベルに依存しない情報）とから仮
の金種を決定する。そして、第２金種決定部５４では、
特にレベルの低い金種のコードについて再チェックを行
い、対応する金種のコードをカウンタ３９へ出力する。

【００６９】次に、紙幣判別部５０を構成する部分の処
理について説明するが、微分２乗和パラメータ算出部５
２はその動作が図９に示した微分２乗和パラメータ算出
処理と同じであり、金種決定部５３においても決定され
た金種が仮の金種コードであることを除いて図１０に示
した金種決定処理と同じ動作であるので、ここでは、仮
金種決定部５１および第２金種決定部５４のそれぞれの
処理の流れについて説明する。

【００７０】図１４は仮金種決定部の処理の流れを示す
フローチャートである。仮金種決定部５１では、エッジ
抽出部３６から紙幣長さ情報を受けて、まず、紙幣長さ
Ｌがある基準値Ｌ_R11より小さいかどうかを判定する
（ステップＳ４１）。ここで、紙幣長さＬが基準値Ｌ
_R11より小さければ、この紙幣は異常に短いとしてＮＧ
コードを出力する（ステップＳ４２）。次に、紙幣長さ
Ｌは基準値Ｌ_R11以上であって基準値Ｌ_R12（＞
Ｌ_R11）より小さいかどうかを判定する（ステップＳ４
３）。ここで、紙幣長さＬが基準値Ｌ_R11と基準値Ｌ
_R12との間にあれば、その紙幣はレベルの高い仮の千円
と判定し仮千円高レベルコードを出力する（ステップＳ
４４）。次に、紙幣長さＬは基準値Ｌ_R12以上であって
基準値Ｌ_R13（＞Ｌ_R1 ₂）より小さいかどうかを判定す
る（ステップＳ４５）。ここで、紙幣長さＬが基準値Ｌ
_R12と基準値Ｌ_R13との間にあれば、その紙幣はレベル
の低い仮の千円と判定し仮千円低レベルコードを出力す
る（ステップＳ４６）。次に、紙幣長さＬは基準値Ｌ
_R13以上であって基準値Ｌ_R14（＞Ｌ_R13）より小さい
かどうかを判定する（ステップＳ４７）。ここで、紙幣
長さＬが基準値Ｌ_R13と基準値Ｌ_R1 ₄との間にあれば、
その紙幣はレベルの低い仮の五千円と判定し仮五千円低
レベルコードを出力する（ステップＳ４８）。次に、紙
幣長さＬは基準値Ｌ_R14以上であって基準値Ｌ_R15（＞
Ｌ_R14）より小さいかどうかを判定する（ステップＳ４
９）。ここで、紙幣長さＬが基準値Ｌ_R14と基準値Ｌ
_R15との間にあれば、その紙幣はレベルの高い仮の五千
円と判定し仮五千円高レベルコードを出力する（ステッ
プＳ５０）。次に、紙幣長さＬは基準値Ｌ_R15以上であ
って基準値Ｌ_R16（＞Ｌ_R15）より小さいかどうかを判
定する（ステップＳ５１）。ここで、紙幣長さＬが基準
値Ｌ_R15と基準値Ｌ_R16との間にあれば、その紙幣はレ
ベルの低い仮の五千円と判定し仮五千円低レベルコード
を出力する（ステップＳ５２）。次に、紙幣長さＬは基
準値Ｌ_R16以上であって基準値Ｌ_R17（＞Ｌ_R16）より
小さいかどうかを判定する（ステップＳ５３）。ここ
で、紙幣長さＬが基準値Ｌ_R16と基準値Ｌ_R17との間に
あれば、その紙幣はレベルの低い仮の壱万円と判定し仮
壱万円低ベルコードを出力する（ステップＳ５４）。そ
して、紙幣長さＬは基準値Ｌ_R17以上であって基準値Ｌ
_R18（＞Ｌ_R17）より小さいかどうかを判定する（ステ
ップＳ５５）。ここで、紙幣長さＬが基準値Ｌ_R17と基
準値Ｌ_R18との間にあれば、その紙幣はレベルの高い仮
の壱万円と判定し仮壱万円高レベルコードを出力する
（ステップＳ５６）。もし、紙幣長さＬが基準値Ｌ_R18
以上であれば、紙幣としてあまりにも長すぎるとしてＮ
Ｇコードを出力する（ステップＳ４２）。

【００７１】図１５は第２金種決定部の処理の流れを示
すフローチャートである。第２金種決定部５４では、ま
ず、金種決定部５３での処理にて出力されたコードがＮ
Ｇコードかどうかを判定し（ステップＳ６１）、ＮＧコ
ードであれば、そのままそのＮＧコードを出力する（ス
テップＳ６２）。次に、金種決定部５３での金種決定に
使用した仮金種コードのレベルは高レベルかどうかを判
定し（ステップＳ６３）、高レベルならば、それぞれ決
定された金種のコードを出力する（ステップＳ６４）。
このように、高レベルおよびＮＧコードで金種判定され
たものについては、そのままそのコードをカウンタ３９
へ出力することになる。もし、判定された仮金種コード
のレベルが低レベルならば、低レベル評価パラメータγ
を算出する（ステップＳ６５）。すなわち、紙幣の左側
中間部の検出領域の画像データから得られた微分２乗和
を微Ｅとし、紙幣の右側中間部の検出領域の画像データ
から得られた微分２乗和を微Ｆとすると、

【００７２】

【数８】γ＝微Ｅ＋微Ｆ ……（８）により、低レベル評価パラメータγが求められる。

【００７３】ここで、低レベル評価パラメータγについ
て説明すると、紙幣が移動方向に対して正像方向に挿入
されると、紙幣の左側中間部の検出領域における濃淡パ
ターンの有無や透かしの有無によって、千円および壱万
円の場合には、γが大きな値を示し、五千円の場合は小
さい値を示す特徴がある。このγの特徴から、γを所定
の基準値Ｒ₄と比較することにより、千円と五千円およ
び壱万円と五千円の判別が可能になる。

【００７４】次に、低レベルコードの金種が千円である
かどうかが判定され（ステップＳ６６）、仮千円コード
であれば、γがある基準値Ｒ₄より大きいかどうかを判
定する（ステップＳ６７）。ここで、γがある基準値Ｒ
₄より大きければ、千円コードを出力し（ステップＳ６
８）、γがある基準値Ｒ₄より大きくなければ、ＮＧコ
ードを出力する（ステップＳ６２）。もし、ステップＳ
６６の判定で低レベルコードの金種が千円でなければ、
次に、低レベルコードの金種が仮五千円であるかどうか
が判定される（ステップＳ６９）。もし、仮五千円なら
ば、γがある基準値Ｒ₄より小さいかどうかが判定され
る（ステップＳ７０）。ここで、γがある基準値Ｒ₄よ
り小さければ、五千円コードを出力し（ステップＳ７
１）、γがある基準値Ｒ₄より小さくなければ、ＮＧコ
ードを出力する（ステップＳ６２）。もし、ステップＳ
６９の判定で低レベルコードの金種が仮五千円でなけれ
ば、仮壱万円であると判断し、γがある基準値Ｒ₄より
大きいかどうかを判定する（ステップＳ７２）。ここ
で、γがある基準値Ｒ₄より大きければ、壱万円コード
を出力し（ステップＳ７３）、γがある基準値Ｒ₄より
大きくなければ、ＮＧコードを出力する（ステップＳ６
２）。

【００７５】次に、本発明の第３の実施の形態における
紙幣判別装置について説明する。この第３の実施の形態
では、第２の実施の形態の場合の金種決定に五千円のパ
ターンチェックを加えるようにしている。したがって、
紙幣センサ部の構成、および紙幣センサ部からエッジ抽
出部３６および微分２乗和算出部３７までの処理は第２
の実施の形態の場合と同じである。ここでは、第２の実
施の形態の場合と異なる紙幣判別部について説明する。

【００７６】図１６は第３の実施の形態における紙幣判
別部の構成を示す図である。紙幣判別部６０はエッジ抽
出部３６からの紙幣長さ情報を受けて紙幣の金種を確率
の大きさを表すレベルを付けて判定する仮金種決定部６
１と、微分２乗和算出部３７からの微分２乗和情報を受
けて検出領域のデータ間の比を求める微分２乗和パラメ
ータ算出部６２と、仮金種決定部６１および微分２乗和
パラメータ算出部６２の出力を受けて金種を決定する第
１金種決定部６３と、レベルの低いコードについて再チ
ェックを行うことにより紙幣の金種を決定してカウンタ
に通知する第２金種決定部６４と、五千円の判定を行っ
てカウンタに通知する第３金種決定部６５とから構成さ
れている。

【００７７】仮金種決定部６１では、紙幣の長手方向の
長さが金種により異なることを利用して、紙幣長さ情報
から金種を仮に決定する。また、紙幣の長さによりレベ
ル付けを行う。微分２乗和パラメータ算出部６２は紙幣
の挿入側および搬出側の４か所の領域の画像データから
得られた四つの微分２乗和情報を基に白紙やコピー券を
判定したり、挿入された紙幣の模様が正立か倒立かで紙
幣の挿入方向を判定したり、四つの微分２乗和情報の相
関比から金種に特有な微分２乗和パラメータα、βを求
める。第１金種決定部６３では、微分２乗和パラメータ
α、βと仮金種の情報（レベルに依存しない紙幣の長さ
情報）とから仮の金種コード、ＮＧコード、および第３
金種判定コードを決定する。第２金種決定部６４では、
特にレベルの低い金種のコードについて再チェックを行
い、対応する金種のコードをカウンタ３９へ出力する。
そして、第３金種決定部６５では、特に五千円の持つ模
様の特徴を判断して五千円かどうかを決定してそのコー
ドをカウンタ３９へ出力する。

【００７８】次に、紙幣判別部６０を構成する部分の処
理について説明するが、仮金種決定部６１はその動作が
図１４に示した仮金種決定処理と同じであり、微分２乗
和パラメータ算出部６２はその動作が図９に示した微分
２乗和パラメータ算出処理と同じであり、そして、第２
金種決定部６４はその動作が図１５に示した第２金種決
定処理と同じであるので、ここでは、第１金種決定部６
３および第３金種決定部６５のそれぞれの処理の流れに
ついて説明する。

【００７９】図１７は第３の実施の形態における第１金
種決定部の処理の流れを示すフローチャートである。第
１金種決定部６３では、まず、αがある基準値Ｒ₁より
小さいかどうかを判定する（ステップＳ８１）。ここで
は、五千円札以外の紙幣かどうかを判定している。五千
円札以外の紙幣である場合には、仮金種決定部６１での
結果が仮千円コードであるかどうかが判定され（ステッ
プＳ８２）、仮千円コードであれば、仮千円コードを出
力する（ステップＳ８３）。もし、仮千円コードでなけ
れば、次に、仮壱万円コードであるかどうかが判定され
（ステップＳ８４）、仮壱万円コードであれば、仮壱万
円コードを出力する（ステップＳ８５）。仮千円コード
でも仮壱万円コードでもなければ、次に、βがある基準
値Ｒ₂より大きいかどうかが判定される（ステップＳ８
６）。ここで、βが基準値Ｒ₂より大きければ、次に、
仮五千円コードであるかどうかが判定され（ステップＳ
８７）、仮五千円コードであれば、仮五千円コードを出
力する（ステップＳ８８）。ステップＳ８６の判定にお
いて、βが基準値Ｒ₂より大きくないときは、第３金種
判定コードを出力する（ステップＳ８９）。また、ステ
ップＳ８７の判定において、仮五千円コードでなけれ
ば、ＮＧコードを出力する（ステップＳ９０）。

【００８０】ステップＳ８１の判定において、五千円札
以外の紙幣ではない、すなわち、五千円札ではないかと
判定された場合には、さらに、αがある基準値Ｒ₃より
小さいかどうかが判定される（ステップＳ９１）。αが
基準値Ｒ₃より小さければ、次に、仮五千円コードであ
るかどうかが判定され（ステップＳ９２）、ここで、仮
五千円コードであれば、仮五千円コードを出力し（ステ
ップＳ９３）、仮五千円コードでなければ、第３金種判
定コードを出力する（ステップＳ８９）。ステップＳ９
１の判定にて、αが基準値Ｒ₃より小さくなければ、そ
の紙幣は五千円ではないとしてＮＧコードを出力する
（ステップＳ９０）。このようにして出力された仮千円
コード、仮五千円コード、仮壱万円コード、またはＮＧ
コードは第２金種判定部６４に送られ、第３金種判定コ
ードは第３金種決定部６５に送られる。

【００８１】図１８は第３の実施の形態における第３金
種決定部の構成を示す図である。第３金種決定部６５は
五千円だけが持つ模様の特徴、すなわち、模様の等間隔
性を判断することによって五千円かどうかを判断するも
ので、挿入方向判定部７１と、第３金種決定用パラメー
タ算出部７２と、模様特徴判定部７３と、等間隔判定部
７４と、白紙間距離判定部７５とから構成される。

【００８２】第１金種決定部６３で判断できなかったデ
ータを受けて、まず、挿入方向判定部７１が紙幣の挿入
方向を判定し、第３金種決定用パラメータ算出部７２で
第３金種決定用パラメータを算出する。第３金種決定用
パラメータは特定位置の模様として表れる濃淡情報のピ
ーク・ピーク間の間隔（極値間距離）がどの程度等間隔
性を持っているかを示すものである。この第３金種決定
用パラメータは模様特徴判定部７３にて五千円の特定位
置の模様と一致するかを判定する。等間隔判定部７４は
五千円の特定位置の模様のピーク・ピークの等間隔性と
一致するかを判定する。そして、白紙間距離判定部７５
は五千円の特定位置の紙幣のエッジから模様が始まるま
での距離と一致するかどうかを判定する。

【００８３】このように、特定位置の模様の画像データ
を微分し、その微分値の極値間の距離の等間隔性により
紙幣を判別する機能、および紙幣の搬送方向に直交する
方向のエッジから模様が始まるまでの白紙間距離により
紙幣を判別する機能を追加したことにより、判別精度が
一層向上する。

【００８４】図１９は第３金種決定部で処理される特定
金種のデータを示す説明図であって、（Ａ）は紙幣とそ
の画像検出領域との位置関係を示し、（Ｂ）および
（Ｃ）はラインセンサモジュールが検出した特定金種の
紙幣の濃淡情報を示し、（Ｄ）は濃淡情報の微分値を示
している。

【００８５】紙幣１８は挿入時に搬送路中心に位置して
おらず、左右どちらかに寄っている。（Ａ）に示すこの
例では、紙幣１８は左側に寄っており、ラインセンサモ
ジュール１１の視野１１ｃは紙幣１８の内側に寄った領
域を検出している。五千円の場合、検出領域における濃
淡情報は（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、ピークが等
間隔に表れる特徴を有しており、その内、検出領域の長
い濃淡情報、すなわち、（Ｂ）に示した濃淡情報につい
て微分した（Ｄ）に示すデータが第３金種決定部６５で
使用することになる。なお、（Ｄ）において、Ｗ１〜Ｗ
７はピークの間隔（極値間距離の絶対値）を示してい
る。

【００８６】図２０は第３の実施の形態における第３金
種決定部の処理の流れを示すフローチャートである。ま
ず、挿入方向判定部７１では、挿入された紙幣１８の上
側の二つの検出領域の画像データから得られた微分２乗
和の和（微Ａ＋微Ｂ）と下側の二つの検出領域の画像デ
ータから得られた微分２乗和の和（微Ｃ＋微Ｄ）とを比
較して挿入方向を判定する（ステップＳ１０１）。紙幣
１８が正立の方向に挿入された場合は、検出領域Ｃ，Ｄ
（図３参照）の画像データを選択し、さらに、ラインセ
ンサモジュール１１，１２が検出している検出領域Ｃ，
Ｄの内、紙幣１８のエッジまでの距離が長い方の画像デ
ータを選択する（ステップＳ１０２）。これは紙幣１８
が左右いずれかに大きく寄った場合に、反対側のライン
センサモジュールでは十分な画像データを取ることがで
きないので、模様情報の多いデータを選択し採用するよ
うにしている。一方、紙幣１８が倒立の状態で挿入され
た場合は、検出領域Ａ，Ｂの画像データを選択し、さら
に、その検出領域Ａ，Ｂの内、紙幣１８のエッジまでの
距離が長い方の画像データを選択する（ステップＳ１０
３）。

【００８７】このようにして決定された画像データを基
に第３金種決定用パラメータ算出部７２では、ピークが
存在する番地を算出し、その番地からピークの間隔Ｗ１
〜Ｗ７を算出し（ステップＳ１０４）、それらの間隔Ｗ
１〜Ｗ７の平均値ＭＥＡＮを算出し（ステップＳ１０
５）、そして間隔Ｗ１〜Ｗ７の中で最も大きい値で間隔
Ｗ１〜Ｗ７を規格化する（ステップＳ１０６）。模様が
等間隔に表れる五千円では、規格化した値はある一定の
値以上になる。これにより、第３金種決定用パラメータ
として、平均値ＭＥＡＮおよび各間隔の規格化値が出力
される。

【００８８】次に、模様特徴判定部７３では、平均値Ｍ
ＥＡＮが所定の基準値Ｐ₁とＰ₂との間に入っているか
どうかで五千円の可能性があるかどうかを判定する（ス
テップＳ１０７）。次に、等間隔判定部７４では規格化
値の最小のものが選択され、その最小の規格化値が所定
の基準値Ｐ₃以上かどうかを判定し、最小の規格化値が
基準値Ｐ₃以上ならば、五千円の可能性があると判定す
る（ステップＳ１０８）。そして、白紙間距離判定部７
５において、紙幣１８のエッジから模様が始まるまでの
距離が所定の基準値Ｐ₄以上かどうかを判定する（ステ
ップＳ１０９）。これは五千円が白紙の部分の距離、す
なわち、エッジから最初に現れるピークまでの距離にお
いて他の金種の白紙の部分の距離と異なっている特徴を
利用するものである。模様特徴判定部７３、等間隔判定
部７４および白紙間距離判定部７５でのそれぞれの判定
結果が肯定ならば、五千円コードを出力し（ステップＳ
１１０）、否定ならばＮＧコードを出力する（ステップ
Ｓ１１１）。これらの五千円コードまたはＮＧコードは
カウンタへ出力される。

【００８９】次に、本発明の第４の実施の形態における
紙幣判別装置について説明する。この第４の実施の形態
では、紙幣の特定位置における検出領域をサンプリング
するのではなく、紙幣の左右両側の検出領域の画像デー
タを二つのラインセンサモジュール１１，１２で検出
し、その画像データを基に金種判定を行うようにしてい
る。したがって、紙幣センサ部の構成は第１ないし第３
の実施の形態の場合と同じである。

【００９０】図２１は第４の実施の形態における紙幣の
画像データの検出を説明する図であって、（Ａ）は紙幣
の検出領域を示し、（Ｂ）はサンプリングタイミングを
示している。第４の実施の形態では、（Ａ）に示したよ
うに、紙幣１８の左右に配置された二つのラインセンサ
モジュール１１，１２が検出できる視野の幅を以て紙幣
１８の前縁から後縁までの全面を検出領域８１，８２と
している。

【００９１】紙幣１８は図示のように左下がりで挿入さ
れてきたとする。まず、斜めになった状態で搬送されて
きた紙幣１８の前縁は第１のフォトダイオード２１ａを
遮光し、続いて、第２のフォトダイオード２１ｂ、第３
のフォトダイオード２１ｃが順次遮光される。このと
き、第１のフォトダイオード２１ａの遮光タイミングｔ
２１で光源ユニット１３，１４への照明開始信号および
ラインセンサモジュール１１，１２へのセンサ露光開始
信号をオンにする。これによりラインセンサモジュール
１１，１２から紙幣画像データが出力される。この照明
開始信号および露光開始信号の出力と紙幣画像データの
出力は第２のフォトダイオード２１ｂの通光タイミング
ｔ２８まで繰り返し行われ、紙幣１８の検出領域８１，
８２の全面の画像データが得られる。

【００９２】この検出領域８１，８２の全面の画像デー
タは、紙幣判別演算部１７に送られる。紙幣判別演算部
１７では、ラインセンサモジュール１１，１２からの紙
幣画像データを積分し、積分された画像データの比を演
算し、その比をあらかじめ記憶されたデータと比較して
金種を決定することになる。このように、紙幣の左右両
端部でサンプリング可能なすべての画像データを積分
し、左右両端部の積分値の相関関係により金種を判定す
るため、処理負荷が小さく、演算装置として安価なＣＰ
Ｕ（中央処理装置）でも高速な金種判定が可能になる。

【００９３】次に、本発明の第５の実施の形態における
紙幣判別装置について説明する。この第５の実施の形態
では、紙幣の特定位置における検出領域の画像データを
サンプリングする二つのラインセンサモジュール１１，
１２として、自動露光判定を行う素子を用いるようにし
ている。したがって、紙幣センサ部の構成およびその処
理方法は第２の実施の形態の場合と同じであり、紙幣判
別部３８における紙幣判別の方法は第３の実施の形態の
場合と同じである。

【００９４】自動露光判定を行う素子としては、たとえ
ば、自動焦点カメラなどで測距用に一般に用いられてい
るオートフォーカスＩＣ（以下、ＡＦＩＣという）が使
用される。このＡＦＩＣはラインセンサおよびその制御
回路、信号処理回路などが一体に形成されたものであ
り、通常のＣＣＤセンサのように、駆動回路や信号伝送
回路などを別途用意する必要がなく、非常に安価にライ
ンセンサモジュールを構成することができる。ただし、
ＡＦＩＣは大きな露光レンジを要するために、非線形な
露光感度を有しており、実際に得られる画像データは検
出光量に比例した階調データになっていないという特性
を有している。このため、そのような画像データで紙幣
判別の処理を行うには、その画像データをＣＣＤセンサ
などで得られる画像データと同じ特性のデータに変換す
る必要がある。そのため、紙幣判別演算部１７は図２２
に示す構成を有している。

【００９５】図２２は第５の実施の形態における紙幣判
別演算部の構成を示す図である。図示の紙幣判別演算部
１７において、その構成は図５に示したものとほとんど
同じであるので、その相違点だけを説明する。図示の紙
幣判別演算部１７によれば、画像データ選定部３５の出
力側に新たに線形化処理部９１が設けられている。

【００９６】この線形化処理部９１に入るまでのＡＦＩ
Ｃより出力された画像データは非線形の特性を有し、線
形化処理部９１によりその画像データは線形化処理され
る。この線形化処理により、ＡＦＩＣより出力された画
像データはＣＣＤセンサなどで得られた画像データと同
じ階調データを有するようになる。次に、線形化処理部
９１による線形化処理について説明する。

【００９７】図２３は線形化処理部における線形化処理
の詳細を示す図であって、（Ａ）はセンサ出力の濃淡情
報を示し、（Ｂ）は線形化処理のためのフィルタリング
特性を示し、（Ｃ）は線形化処理後のデータを示してい
る。

【００９８】ＡＦＩＣで構成されたラインセンサモジュ
ールから出力された画像データは、（Ａ）に示したよう
に、左端の光源情報から立ち上がって、紙幣の模様に対
応する濃淡情報が得られる。この濃淡情報は高くなるに
従って振幅の高さが圧縮されていって同じ階調の変化幅
でも低くなり、濃淡情報の値が大きいところではその変
化が小さくなっている。この特性を補正するため、線形
化処理部９１は（Ｂ）に示したような指数関数フィルタ
によるフィルタリング処理を施す。この指数関数フィル
タの特性はたとえば、

【００９９】

【数９】Ｇ（Ｘ）＝Ａ×２^(F(X)/B) ……（９）で表される。ここで、Ｇ（Ｘ）はフィルタリング処理後
のデータ、Ｆ（Ｘ）は線形化処理部９１に入力されるデ
ータ、ＡおよびＢは係数を示している。このようなフィ
ルタリング処理によって、（Ｃ）に示すような画像デー
タを得ることができ、ＡＦＩＣで得られたデータも、Ｃ
ＣＤセンサで得られた画像データと同じように光量に比
例した正しい濃淡の画像データとなる。その後の処理
は、第３の実施の形態と同じである。

【０１００】このように、ラインセンサモジュールにＡ
ＦＩＣを使用することにより、たとえ紙幣判別演算部１
７に線形化処理部９１を追加するとしても、ＣＣＤセン
サで必要な駆動回路や信号伝送回路などが不要なため、
コストを大幅に低減させることが可能になる。

【０１０１】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、紙幣の
模様情報を得るセンサを二つに分けて紙幣の両側の画像
データを得るように構成した。これにより、搬送方向の
複数のライン情報から紙幣を判別する方法に比較し、検
出する模様の情報量が多く、より判別精度を上げること
ができる。また、紙幣の全面の画像データで紙幣を判別
する方法に比較し、ラインセンサモジュールおよび光源
ユニットを小型化することができ、光源ユニットを少な
い発光素子で紙幣のセンサ面を均一な光量で照明するこ
とが可能になる。

【０１０２】また、四つのフォトインタラプタからなる
紙幣状態センサユニットを備えたことにより、安定して
特定位置の紙幣の画像データを取得することができると
同時に、従来必要であった突入センサ、排出センサ、速
度センサ、角度センサが不要になり、紙幣センサの部分
を小型化、低コスト化することができる。

【０１０３】紙幣の特定位置（上下左右の４箇所）にお
ける画像データ列の微分２乗和の相関関係により紙幣判
別を行うようにしたので、紙幣の挿入状態の影響を受け
ることなく安定的に紙幣判別ができ、従来の紙幣全面の
パターン比較が必要ないので、高速なＣＰＵや膨大な基
準データを保持するための電子回路を必要としないた
め、低コスト化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】紙幣判別装置の原理的な構成を示す図である。

【図２】紙幣判別装置の紙幣センサ部の左半分を拡大し
て示した図である。

【図３】紙幣状態センサユニットでの紙幣の搬送状態検
出を説明するための図であって、（Ａ）はフォトダイオ
ードの位置と紙幣の挿入状態との関係を示し、（Ｂ）は
フォトダイオードの検出タイミングを示し、（Ｃ）はサ
ンプリング位置を示している。

【図４】サンプリング動作時の制御の流れを説明する図
であって、（Ａ）は紙幣センサ部およびこれの制御に関
連する紙幣判別演算部の一部を示し、（Ｂ）はサンプリ
ング動作時のタイミングチャートを示している。

【図５】紙幣判別演算部の構成例を示す図である。

【図６】紙幣の長手方向の長さを算出する手順を説明す
る図であって、（Ａ）は紙幣とその画像検出領域との位
置関係を示し、（Ｂ）および（Ｃ）はラインセンサモジ
ュールが検出した紙幣の濃淡情報を示し、（Ｄ）は紙幣
のエッジ検出および長さ算出方法を示している。

【図７】紙幣判別部の構成を示す図である。

【図８】仮金種決定部の処理の流れを示すフローチャー
トである。

【図９】微分２乗和パラメータ算出部の処理の流れを示
すフローチャートである。

【図１０】金種決定部の処理の流れを示すフローチャー
トである。

【図１１】ラインセンサモジュールによる画像データの
サンプリング位置を示した図である。

【図１２】フォトダイオードの検出タイミングによるセ
ンサ制御部の動作を示した図である。

【図１３】第２の実施の形態における紙幣判別部の構成
を示す図である。

【図１４】仮金種決定部の処理の流れを示すフローチャ
ートである。

【図１５】第２金種決定部の処理の流れを示すフローチ
ャートである。

【図１６】第３の実施の形態における紙幣判別部の構成
を示す図である。

【図１７】第３の実施の形態における第１金種決定部の
処理の流れを示すフローチャートである。

【図１８】第３の実施の形態における第３金種決定部の
構成を示す図である。

【図１９】第３金種決定部で処理される特定金種のデー
タを示す説明図であって、（Ａ）は紙幣とその画像検出
領域との位置関係を示し、（Ｂ）および（Ｃ）はライン
センサモジュールが検出した特定金種の紙幣の濃淡情報
を示し、（Ｄ）は濃淡情報の微分値を示している。

【図２０】第３の実施の形態における第３金種決定部の
処理の流れを示すフローチャートである。

【図２１】第４の実施の形態における紙幣の画像データ
の検出を説明する図であって、（Ａ）は紙幣の検出領域
を示し、（Ｂ）はサンプリングタイミングを示してい
る。

【図２２】第５の実施の形態における紙幣判別演算部の
構成を示す図である。

【図２３】線形化処理部における線形化処理の詳細を示
す図であって、（Ａ）はセンサ出力の濃淡情報を示し、
（Ｂ）は線形化処理のためのフィルタリング特性を示
し、（Ｃ）は線形化処理後のデータを示している。

【図２４】従来の紙幣判別装置のセンサ部分を示す概略
図である。

【図２５】従来の紙幣判別装置の別のセンサ部分を示す
概略図である。

【符号の説明】

１１，１２ラインセンサモジュール１３，１４光源ユニット１５発光素子搭載部１６受光素子搭載部１７紙幣判別演算部１８紙幣１９搬送方向２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ発光ダイオード２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄフォトダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紙幣の大きさおよび模様情報を基に紙幣
の金種を判別する紙幣判別装置において、紙幣の搬送方向と直交する同一のライン上に配置されて
紙幣の両エッジを含む前記ライン上の所定の撮像領域の
模様を結像レンズを介してラインセンサ上に結像させる
ことで検出する二つのラインセンサ手段と、紙幣の搬送路を挟んで前記二つのラインセンサ手段にそ
れぞれ対向する位置に配置されて通過する紙幣に対して
照明する二つの光源手段と、前記二つのラインセンサ手段が配置されたラインに対し
て前記搬送方向の前後の平行ライン上に前記紙幣の搬送
路を挟んで発光部および受光部がそれぞれ対向して配置
された４組のフォトインタラプタを含む紙幣状態センサ
手段と、前記紙幣状態センサ手段により検出された紙幣の通過タ
イミングおよび前記二つのラインセンサ手段にて検出さ
れた紙幣の両エッジ近傍の模様の画像データを基に紙幣
の大きさおよび模様の特徴を抽出して金種の判別を行う
紙幣判別演算手段と、を備えていることを特徴とする紙幣判別装置。
【請求項２】前記光源手段は、複数の発光ダイオード
が中心部から前記ライン方向両端部へ向かって密になる
ように配置された発光ダイオードアレイと、前記発光ダ
イオードアレイを取り囲むように配置された光反射板
と、前記発光ダイオードから直接入射された光および前
記光反射板にて反射された光を均一化して前記紙幣を照
明する光拡散板とを有すること特徴とする請求項１記載
の紙幣判別装置。
【請求項３】前記紙幣状態センサ手段は、前記ライン
センサ手段が配置されたラインに平行な二つの前記平行
ライン上に２組ずつの前記フォトインタラプタを所定の
間隔を置いて配置してあることを特徴とする請求項１記
載の紙幣判別装置。
【請求項４】二つの平行ライン上の前記フォトインタ
ラプタは、紙幣の搬送中心に対称で、左右方向に紙幣の
長さより短い間隔を置いて配置されていることを特徴と
する請求項３記載の紙幣判別装置。
【請求項５】前記紙幣状態センサ手段は、前記ライン
センサ手段が配置されたラインと２組のフォトインタラ
プタが配置された挿入方向側の前記平行ラインとの間隔
を、前記ラインセンサ手段が配置されたラインと２組の
フォトインタラプタが配置された排出方向側の前記平行
ラインとの間隔よりも前記ラインセンサ手段が１画像デ
ータのサンプリングに要する時間の間に紙幣が移動する
距離だけ大きくしたことを特徴とする請求項１記載の紙
幣判別装置。
【請求項６】前記紙幣判別演算手段は、前記紙幣状態
センサ手段の４組のフォトインタラプタの遮光、通光の
タイミング信号を受けて紙幣の移動速度および紙幣の傾
斜を表す情報を算出する手段と、排出側の前記フォトイ
ンタラプタの遮光のタイミング信号を受けて前記ライン
センサ手段により得られた紙幣の排出側の所定位置の画
像データおよび挿入側の前記フォトインタラプタの通光
のタイミング信号を受けて前記ラインセンサ手段により
得られた紙幣の挿入側の所定位置の画像データとを保持
するデータ保持手段と、前記画像データから紙幣の金種
を判別する金種判別手段とを有することを特徴とする請
求項１記載の紙幣判別装置。
【請求項７】前記紙幣判別演算手段は、前記二つのラ
インセンサ手段を同期して取得した複数の画像データか
ら前記金種判別手段での紙幣の金種判別に用いる画像デ
ータを前記紙幣の傾斜を表す情報に基づいて選択する手
段を有することを特徴とする請求項６記載の紙幣判別装
置。
【請求項８】前記金種判別手段は、前記画像データか
ら紙幣の長さを算出する紙幣長さ算出手段と、前記画像
データの微分２乗和を算出する微分２乗和算出手段と、
前記紙幣長さ算出手段により算出された紙幣の長さ情報
と前記微分２乗和算出手段により算出された微分２乗和
情報とから最終的に金種を決定する金種決定手段とを有
することを特徴とする請求項６記載の紙幣判別装置。
【請求項９】前記紙幣長さ算出手段は、紙幣の左右両
端部の１対の画像データを微分することによって得られ
た最大値の位置と前記ラインセンサ手段の視野と前記ラ
インセンサ手段が設置された間隔とから紙幣の搬送方向
に直交する方向の紙幣の長さを算出することを特徴とす
る請求項８記載の紙幣判別装置。
【請求項１０】前記金種決定手段は、前記紙幣長さ算
出手段により算出された紙幣の長さで仮の金種を決定す
る仮金種決定部と、前記微分２乗和算出手段により算出
された微分２乗和の相関比の特徴を表すパラメータを算
出する微分２乗和パラメータ算出部と、前記仮金種決定
部より出力された仮金種の情報と前記微分２乗和パラメ
ータ算出部より出力されたパラメータとを基に金種を決
定する金種決定部とを有することを特徴とする請求項８
記載の紙幣判別装置。
【請求項１１】前記紙幣判別演算手段は、前記紙幣状
態センサ手段の挿入側の２組のフォトインタラプタの遮
光のタイミング信号と紙幣の搬送方向の長さとから前記
ラインセンサ手段の視野を紙幣の搬送方向の中心が通過
する時間を予測し、その予測時間における紙幣の画像デ
ータを取得して前記データ保持手段へ保持する紙幣両端
中央部データ取得手段を有することを特徴とする請求項
６記載の紙幣判別装置。
【請求項１２】前記仮金種決定部は、決定した仮の金
種の情報に金種の確率の高さに応じたレベルを付与する
ことを特徴とする請求項１０記載の紙幣判別装置。
【請求項１３】前記金種決定手段は、前記仮金種決定
部で決定したレベルの低い仮の金種に対して紙幣両端中
央部における画像データから得られる紙幣の模様の特徴
から紙幣の金種を決定する第２金種決定部を有すること
を特徴とする請求項１０記載の紙幣判別装置。
【請求項１４】前記金種決定手段は、前記ラインセン
サ手段により得られた紙幣の排出側または挿入側の所定
位置の画像データを微分し、得られた微分値の極値間隔
の平均値により紙幣の金種を決定する第３金種決定部を
有することを特徴とする請求項１０記載の紙幣判別装
置。
【請求項１５】前記第３金種決定部は、前記画像デー
タの微分値から得られた極値間隔の等間隔性により紙幣
の金種を決定する手段を有することを特徴とする請求項
１４記載の紙幣判別装置。
【請求項１６】前記第３金種決定部は、前記画像デー
タの微分値から得られた紙幣のエッジと模様が始まる位
置との距離により紙幣の金種を決定する手段を有するこ
とを特徴とする請求項１４記載の紙幣判別装置。
【請求項１７】前記ラインセンサ手段は露光感度が非
線形なセンサとし、前記紙幣判別演算手段は前記センサ
から得られた画像データを線形化処理する手段を有する
ことを特徴とする請求項１記載の紙幣判別装置。
【請求項１８】前記ラインセンサ手段は紙幣の左右両
端部でサンプリング可能なすべての画像データをサンプ
リングし、前記紙幣判別演算手段はサンプリングしたす
べての画像データを積分し、前記紙幣の左右両端部の積
分値の相関関係により紙幣を判別する手段を有すること
を特徴とする請求項１記載の紙幣判別装置。