CN1975790A - 硬币检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种硬币检测装置，其具备：光源(L)，将光照射在硬币(2)的单侧面上；半反射镜(3)，将上述硬币(2)的单侧面上反射的光分支成透射光和反射光；整体区域传感器(5)，根据上述半反射镜(3)的透射光和上述半反射镜(3)的反射光中的任意一方，获得上述硬币(2)的单侧面的整体图像；以及局部区域传感器(6)，根据上述半反射镜(3)的透射光和上述半反射镜(3)的反射光中的任意另一方，获得上述硬币(2)的单侧面的一部分图像；由此，在实现检测精度的提高的同时，能够缩短检测时间。

Description

硬币检测装置

本申请以于2005年8月24日向日本专利局提交的专利申请号为2005-242560号为基础申请，在此引入其内容。

技术领域

本发明涉及一种进行硬币识别的硬币检测装置。

背景技术

迄今，公知有根据硬币表面的摄像结果来识别硬币的真伪以及币种等的硬币检测装置。在这种硬币检测装置中，将硬币表面的图案的特征作为图像读入时，因为需要将硬币的凹凸作为图像的浓度而读入，所以，必须对花纹的提取使用复杂的图像处理，这在识别的预处理中需要花费时间。因此，近年来，为了缩短该处理时间，人们提出了这样的方案，即，使波长不同的光在硬币表面上发生反射，利用根据该反射光获得的每个波长的图像而进行处理。(例如参照日本专利特开平9-97363号公报)。

但是，在上述硬币检测装置中，虽然有望进一步提高检测精度，但要想仅以分辨率高来获得图像时，虽然能够捕捉到硬币上的细微的凹凸以及花纹等，然而却存在图像数据的容量会增加这一问题。

另外，由于图像数据容量增加，数据的传输、数据的写入以及图像处理这些方面就需要花费时间。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种在实现检测精度提高的同时能够缩短检测时间的硬币检测装置。

为解决上述技术问题，本发明方案1中记载的发明，其特征在于，具备：光源(例如实施方式中的光源L)，将光照射在硬币(例如实施方式中的硬币2)的单侧面上；半反射镜(half mirror)(例如实施方式中的半反射镜3)，将上述硬币的表面上反射的光分支成透射光和反射光；第1摄像单元(例如实施方式中的整体区域传感器5)，根据上述透射光和上述反射光中的任意一方，获得上述硬币的单侧面的整体图像；以及第2摄像单元(例如实施方式中的局部区域传感器6)，根据上述透射光和上述反射光中的任意另一方，获得上述硬币的单侧面的一部分图像。

通过采用这样的结构，因为在硬币的单侧面上反射的光被半反射镜分支，并被入射到第1摄像单元和第2摄像单元中，所以，可同时获得硬币的单侧面的整体图像和硬币的单侧面的一部分图像。

本发明方案2中记载的发明，其特征在于，上述第2摄像单元是高分辨率用的摄像元件。

通过采用这样的结构，从而能够用第1摄像单元获得硬币的单侧面的整体图像，同时能够在第2摄像单元获得硬币的单侧面的一部分作为高分辨率图像。

本发明方案3中记载的发明，其特征在于，在上述半反射镜和上述第2摄像单元之间设有透镜。

通过采用这样的结构，从而能够用第1摄像单元获得硬币的单侧面的整体图像，同时能够在第2摄像单元获得将硬币的单侧面的一部分予以放大的图像。

本发明方案4中记载的发明，其特征在于，上述第2摄像单元所获得的图像为硬币的中心部分。

通过采用这样的结构，因为用于与第2摄像单元所捕捉到的硬币的中心部分的图像相比较的参照图像也能够作为中心部分的图像，所以无需例如准备多个与随机的硬币的旋转角相对应的参照图像，而可根据硬币的旋转角使一个参照图像发生旋转，从而进行比较。

本发明方案5中记载的发明，其特征在于，具备：图像处理部(如实施方式中的图像处理部9)，对由上述第1摄像单元和上述第2摄像单元获得的图像进行并行处理。

通过采用这样的结构，能够将第1摄像单元获得的硬币的单侧面的整体图像和预先准备的硬币的单侧面的整体图像进行比较，与此相并行地还能够将第2摄像单元获得的硬币的单侧面的局部图像和预先准备的硬币的单侧面的局部图像进行比较。

根据本发明方案1中所记载的发明，因为通过硬币表面反射的光被半反射镜分支，并入射到第1摄像单元和第2摄像单元中，可分别获得硬币的单面表面的整体图像以及硬币的单面表面的一部分图像，所以，与通过第1摄像单元和第2摄像单元获得硬币的单面整体图像的情况相比，有使图像数据的容量减少获得了一部分图像的部分而有利于缩短检测时间的效果。

根据本发明方案2中所记载的发明，因为能够由第1摄像单元获得硬币的单侧面的整体图像，同时能够在第2摄像单元获得硬币的单侧面的一部分图像作为高分辨率的图像，所以能够将硬币的单侧面上的更细微的凹凸作为图像而进行检测，因此，具有能提高检测精度的效果。

根据本发明方案3中所记载的发明，因为能够由第1摄像单元获得硬币的单侧面的整体图像，同时能够在第2摄像单元获得将硬币的单侧面的一部分放大的图像，所以，能够将硬币的单侧面上的更细微的凹凸作为图像而进行检测，因此，具有能提高检测精度的效果。

根据本发明方案4中所记载的发明，因为还能够将用于与第2摄像单元所捕捉到的硬币的中心部分的图像相比较的图像作为中心部分的图像，所以无需例如准备多个与随机的硬币的旋转角相对应的图像，而可根据硬币的旋转角使之旋转以进行比较，因此，具有可减少用于与第2摄像单元所捕捉到的图像相比较的图像的数量的效果。

根据本发明方案5中所记载的发明，因为能够将第1摄像单元获得的硬币的单侧面的整体图像和预先准备的硬币的单侧面的整体图像进行比较，与此相并行地还能够将第2摄像单元获得的硬币的单侧面的一部分和预先准备的硬币的单侧面的一部分图像进行比较，所以不但能够缩短处理时间，并且因为能够根据2个不同图像进行处理，所以，有能够实现检测精度的提高的效果。

附图说明

图1是本发明实施方式中的硬币检测装置的结构图。

具体实施方式

下面，根据附图对本发明的实施方式予以说明。

在图1中，1表示硬币检测装置。该硬币检测装置1具备将光照射在经由通路(未图示)搬入的硬币2的单侧面上的光源L。该光源L由LED(发光二极管)等构成，通常熄灭，但当检测到硬币2被搬入这一情况后就点亮。另外，光源L不限于LED，可从各种发光单元中进行合适的选择。

另外，从硬币2看，在与光源L的同侧设有半反射镜3。该半反射镜3使在硬币2的单侧面上反射的光透射并同时在该反射镜表面4上发生反射，通过调整半反射镜3的角度，可改变该反射镜表面4反射的光的方向。另外，在由半反射镜3透射的透射光(图1中用虚线表示)的轴线上配置有将硬币2的单侧面的整体作为图像而捕捉的整体区域传感器(第1摄像单元)5，另一方面，在由半反射镜3反射的光的轴线上(图1中用单点划线表示)配置有仅将硬币2的单侧面的一部分作为图像而捕捉的局部区域传感器(第2摄像单元)6。

另外，整体区域传感器5和半反射镜3之间、局部区域传感器6和半反射镜3之间分别配置有透镜7、透镜8。透镜7用于将半反射镜3的透射光会聚在整体区域传感器5上，透镜8用于将半反射镜3的反射光会聚在局部区域传感器6上。另外，这些透镜7、8的倍率可变。

整体区域传感器5根据透镜7会聚的光来捕捉硬币2的单侧面的整体图像(以下简称为整体图像)，另一方面，局部区域传感器6根据透镜8会聚的光来捕捉硬币2的单侧面的中心部分的图像(以下简称为局部图像)。而且，局部区域传感器6是分辨率高于整体区域传感器5的区域传感器，能够以硬币表面的细微的凹凸和花纹作为图像而提取出。

这些整体区域传感器5和局部区域传感器6与进行图像处理的图像处理部9相连，整体区域传感器5和局部区域传感器6所捕捉的整体图像和局部图像的图像数据向图像处理部9输出。另外，虽然在该实施方式中，采取这样的设定方式，即，将半反射镜3的透射光通过透镜7会聚在整体区域传感器5上，并且将半反射镜3的反射光通过透镜8会聚在局部区域传感器6上，但是，也可以将半反射镜3的反射光会聚在整体区域传感器5上，将半反射镜3的透射光会聚在局部区域传感器6上。

图像处理部9具备存储部(未图示)，该存储部存储预先对各种硬币的正反面进行摄影后得到的多个母版图像。在该存储部中预先存储的多个母版图像是包括对各种硬币的正反面的整体进行摄影后的整体图像、以及对自各种硬币的中心起在规定范围内即中心部分以高分辨率摄影后的局部图像。也就是说，在存储部中，按每种硬币预先存储与整体区域传感器5和局部区域传感器6所获得的图像相同的条件(分辨率、尺寸)的正反面的母版图像。

更进一步地，图像处理部9具备：比较部(图中未示)，对存储部中存储的多个图像和整体区域传感器5、局部区域传感器6所捕捉到的图像进行比较。该比较部包括：整体图像比较部(未图示)，对从整体区域传感器5输入的整体图像和预先存储在存储部中的整体图像进行比较；以及局部图像比较部(未图示)，对从局部域传感器6输入的局部图像和预先存储在存储部中的局部图像进行比较。而且，由该整体图像比较部和局部图像比较部进行的处理是彼此独立的，各个处理是并行进行的。

整体图像比较部根据整体区域传感器5所捕捉到的整体图像和存储在存储部中的整体图像，进行硬币2的位置的确定、硬币2的旋转角的特别指定、硬币2的种类(币种)的判定。另一方面，局部图像比较部根据局部区域传感器6所捕捉到的高分辨率的局部图像和存储在存储部中的高分辨率的局部图像，进行硬币表面的花纹、印迹、细微点等的判定。另外，在局部图像比较部，为了处理硬币的中心部分的图像，对于有孔硬币(例如5日元硬币、50日元硬币)，还进行孔径、孔周围的细微点的状态判定。

下面，就上述结构的硬币检测装置的作用予以说明。

首先，当经由通路搬入硬币2时，利用光源L将光照射在该硬币2的单侧面上，此处反射的光被半反射镜3分割成透射光和反射光。前者的透射光经由透镜7会聚在整体区域传感器5上，通过该整体区域传感器5可捕捉到硬币2的整体图像。

而且，所捕捉到的硬币2的整体图像，作为图像数据被输入到图像处理部9中，并利用整体图像比较部，与预先存储在存储部中的各种硬币的整体图像相比较。

这里，硬币2在经由上述的通路被搬入时，正反面的方向、硬币的种类以及旋转位置等是随机的。因此，如果欲单将存储在存储部中的各种硬币的正反面的整体图像与该整体区域传感器5所捕捉到的整体图像相比较，则除了对每种硬币的种类、每个正反面之外，还需要对每个旋转角准备整体图像，这样就会增加存储部的存储容量。因此，在上述存储部中，对于每种硬币各存储有1个正反面的整体图像，而在整体图像比较部中，例如，一边使该硬币的表面的整体图像旋转，一边判定其与从整体区域传感器5获取的整体图像是否一致，在对于任何一个旋转角均为不一致的情况下，将所存储的整体图像切换到同一硬币的背面的图像，与上述正面一样，使之旋转，判定这些图像是否一致。当正反面均为不一致的情况下，切换到其他硬币的正反面的图像而进行同样的判定，依次比较直至这些整体图像相一致为止。然后，在存储的整体图像与整体区域传感器5所捕捉到的整体图像相一致的情况下，将相应的硬币的种类作为检测结果而输出。另外，当所投入的硬币2的整体图像和预先存储的任意一个整体图像均不一致的情况下，输出没有相应的硬币这一检测结果。

另一方面，后者的反射光通过透镜8会聚在局部区域传感器6上，作为硬币2的单面的中心部分中的高分辨率的局部图像而捕捉。该捕捉到的局部图像作为图像数据输入到图像处理部9中，并由局部图像比较部与存储在存储部中的局部图像进行比较。在此，局部图像的容量依赖于分辨率和图像的面积，例如分辨率越高，则该容量越大，更进一步地，图像的尺寸越大，则该容量越大。因此，局部图像的分辨率和图像的面积设为这样的预定的值，即，至少在中心部分形成有孔的有孔硬币的孔周缘的凹凸和花纹等作为图像而被捕捉，且为大致等于或小于上述整体图像的容量的值。

另外，在局部图像比较部，一旦从局部区域传感器6获取到局部图像，则进行下述判断，即，来自该局部区域传感器6的局部图像和存储在存储部中的局部图像是否一致。此时，与整体图像比较部相同，一边使得预先存储的局部图像旋转，一边进行如下判断，即，局部区域传感器6所获得的局部图像与预先存储的局部图像是否一致。然后，在预先存储的局部图像旋转一圈而这些局部图像不一致的时刻，将比较对象调换为预先存储在存储部中的其他硬币的图像数据，依次按硬币的正反面、各种类来重复进行同样的处理。

这样，在整体图像比较部和局部图像比较部进行各个图像的比较，在整体图像比较部和部分图像比较部所输出的检测结果为一致的情况下，便可确定币种。另一方面，在例如整体图像比较部和局部图像比较部中的至少任一方是没有相应币种这一结果或者两者币种不一致时，则再次重复进行检测或者以没有相应币种作为结果而结束处理。另外，虽然在该实施方式中，在存储部存储有整体图像和局部图像，但是将整体图像用存储部和局部图像用存储部分别设置也是可以的。在这样的构成中，具有整体图像比较部、局部图像比较部和存储部之间的图像数据的交换不发生延迟而可流畅地进行的优点。

因此，根据上述实施方式，硬币2的单侧面上反射的光由半反射镜3分支，通过入射到整体区域传感器5和局部区域传感器6中，便能够分别获得硬币2的整体图像和硬币2的局部图像，因此，与利用两个区域传感器而获得硬币2的整体图像的情况相比，能够减小图像数据的容量，有利于缩短检测时间。

另外，因为由整体区域传感器5获得硬币2的单侧面的整体图像，同时由局部区域传感器6获得硬币2的单侧面的中心部分的放大图像，所以，能够将硬币2上的细微的凹凸和花纹等作为图像提取出，因此，能够提高检测精度。

而且，由于通过局部区域传感器6的高分辨率化，与以低分辨率获得硬币2的整体图像的情况相比，可不使得图像数据的容量增加地达到高分辨率的目的，所以，能够抑制处理时间且提高硬币检测的精度。

更进一步地，因为通过局部区域传感器6捕捉旋转角随机的硬币2的中心部分的局部图像，能够将预先存储在存储部中的局部图像也作为中心部分的图像，所以，能够根据硬币2的旋转角，使预先存储的图像旋转而进行比较，其结果是，不必准备硬币2的每个旋转角时的局部图像，存储部中预先存储着的图像的张数可得以减少。

另外，因为能够将整体区域传感器5捕捉的硬币2的整体图像和预先存储的整体图像相比较的同时，将局部区域传感器6获得硬币2的局部图像和预先存储的局部图像相比较，所以，能够缩短处理时间，并且还能够根据2个不同的图像进行处理，其结果是，能够提高检测精度。

另外，本发明不限于上述实施方式，还可在比较项目中加入颜色等。

另外，在上述实施方式中，尽管就通过半反射镜将光分支成2个方向的情况进行了说明，但是分支成3个方向以上而设有3个以上的区域传感器也是可以的。更进一步地，作为局部区域传感器，尽管本实施方式中使用高分辨率的传感器，但是也可使用与整体区域传感器相同的分辨率的局部区域传感器，用透镜将硬币的仅中心部分的图像放大，由局部区域传感器捕捉这样的放大图像。但是，在该情况中，由于向局部区域传感器的光的扩散，所以，最好适当增加LED的光量。

另外，在上述实施方式中，作为透镜7、8采用的是倍率可变的透镜，但是采用倍率固定式的透镜也是可以的。

Claims (5)

1.一种硬币检测装置，其特征在于，具备：

光源，将光照射在硬币的单侧面上；

半反射镜，将上述硬币的单侧面上反射的光分支成透射光和反射光；

第1摄像单元，根据上述透射光和上述反射光中的任意一方，获得上述硬币的单侧面的整体图像；以及

第2摄像单元，根据上述透射光和上述反射光中的任意另一方，获得上述硬币的单侧面的一部分图像。

2.权利要求1中记载的硬币检测装置，其特征在于，上述第2摄像单元是高分辨率用的摄像元件。

3.权利要求1中记载的硬币检测装置，其特征在于，在上述半反射镜和上述第2摄像单元之间设有透镜。

4.权利要求1～3中任一项所记载的硬币检测装置，其特征在于，上述第2摄像单元所获得的上述硬币的单侧面的一部分图像是硬币的中心部分的图像。

5.权利要求1～4中任一项所记载的硬币检测装置，其特征在于，具备：图像处理部，对由上述第1摄像单元和上述第2摄像单元所获得的图像进行并行处理。