(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
ATM(Automated Teller Machine)に設けられた紙幣鑑別装置は、紙葉類鑑別装置の一種であり、少なくとも紙幣に光を照射するための発光素子と発光素子から出射した光を検出する受光素子とを備えている。紙幣鑑別装置は、紙幣を反射または透過した発光素子からの光を検出することで得られる受光素子からの出力に基づいて、紙幣の真贋を鑑別する。
【0003】
紙幣鑑別装置で紙幣の真贋を正しく鑑別するためには、受光素子が受光した光量(以降、受光量と記す)と受光素子からの出力との関係が既知である必要があるが、温度変化等の環境変化や受光素子の経年劣化などに起因して、受光量に対して出力が変化してしまうことがある。このため、紙幣鑑別装置では、このような変化を補正するために、紙幣の鑑別を開始する前に紙幣がない状態で事前調整が行われる。事前調整に関する技術は、例えば、特許文献1に開示されている。
【0004】
ところで、受光素子は受光量に応じた電荷を蓄積するように構成されているが、蓄積できる電荷には限界がある。このため、所定の光量を超えて光を受光すると、受光素子が飽和してしまい、所定の光量を超えて受光した光が出力に反映されない。飽和状態は、発光素子と受光素子が対向する位置に配置される透過型の鑑別装置が事前調整を行うときに、特に生じやすい。
【0005】
従って、事前調整を行うときには、飽和状態にならないように、紙幣鑑別時に比べて発光素子から発光される光の強度(つまり、単位時間当たりの発光量)を抑えた状態で、受光素子における受光量と出力の関係が調査され、出力が予め決められた基準値となるようにゲイン調整が行われるのが通常である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
(実施例1)
図1は、ATMに設置された本実施例に係る紙幣鑑別装置を示す概略図である。
図1に示す紙幣鑑別装置10は、紙葉類である紙幣の真贋を鑑別する紙葉類鑑別装置であり、紙幣1が搬送されるATM100内の搬送路2の途中に設けられている。
【0016】
紙幣鑑別装置10内には、搬送路2上を搬送されている紙幣1に光を照射する光源11と、光源11からの光を検出して検出した光量に応じた出力値を出力する光検出器12とが、搬送路2を挟んで向かい合う様に配置されている。即ち、紙幣鑑別装置10は、紙幣1を透過した光の光量から紙幣1の真贋を鑑別する透過型の鑑別装置である。なお、光検出器12は、複数の受光素子からなる光検出器であり、例えば、複数のフォトダイオードからなるCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサである。
【0017】
図2は、本実施例に係る紙幣鑑別装置の構成を示す図である。
図2に示すように、紙幣鑑別装置10は、光源11と光検出器12に加えて、光検出器12からのアナログ信号を増幅させる増幅器13と、増幅器13からのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器14と、紙幣鑑別装置10を制御する制御部20と、光源11を制御するための制御部20からの制御信号をアナログ信号に変換するD/A変換器15と、D/A変換器15からのアナログ信号に基づいて光源11を制御する光源駆動部16と、を備えている。
【0018】
制御部20は、紙幣1が光源11と光検出器12の間にあるときに紙幣1に光を照射するように光源11を制御するとともに、光検出器12からの出力値を補正して補正された出力値に基づいて紙幣1の真贋を鑑別するように構成されている。
【0019】
より具体的には、制御部20は、
図3に示すように、紙幣鑑別装置10の制御プログラムやそのプログラムの実行に必要な各種の情報を記憶する記憶部21と、光検出器12からの出力を補正する出力補正部22と、紙幣1の真贋を鑑別する鑑別部23と、光源11の駆動を制御する光源駆動制御部24と、を備えている。そして、制御部20では、光検出器12からの出力値を記憶部21が一旦記憶し、出力補正部22が記憶部21に記憶された光検出器12からの出力値を後述する事前調整処理によって予め記憶部21に記憶されている変換テーブルに基づいて補正し、鑑別部23が補正後の出力値に基づいて紙幣1の真贋を鑑別する。
【0020】
なお、制御部20は、
図3に示すような機能構成を有する一方で、
図4に示すようなハードウェア構成を有している。即ち、制御部20は、CPU(Central Processing Unit)31、メモリ32、入出力インターフェース(以降、入出力I/Fと記す)33、記憶装置34、及び可搬記録媒体36が挿入される可搬記録媒体駆動装置35を有し、それらがバス37によって相互に接続された構成を有している。
【0021】
CPU31は、制御部20全体の制御を行うものである。メモリ32は、制御プログラムの実行の際に、記憶装置34または可搬記録媒体36に記憶されている制御プログラムや、制御プログラムの実行に必要な情報を一時的に記憶するものであり、例えば、RAM(Random Access Memory)である。入出力I/F33は、紙幣鑑別装置10を構成する制御部20以外の構成要素との間で情報をやり取りするものである。記憶装置34は、制御プログラムや制御プログラムの実行に必要な情報を不揮発的に記憶するものであり、例えば、ハードディスク装置である。可搬記録媒体駆動装置35は、光ディスクやコンパクトフラッシュ(登録商標)などの可搬記録媒体36を収容するものであり、記憶装置34と同様に、制御プログラムや制御プログラムの実行に必要な情報を不揮発的に記憶するものである。
【0022】
以上のように構成された紙幣鑑別装置10は、紙幣1の鑑別処理を開始する前に事前調整処理を実行し、紙幣1の鑑別処理中に調整処理を実行して光検出器12からの出力値を補正することで、紙幣1の真贋の鑑別を正確に行うことができる。
【0023】
図5は、本実施例に係る紙幣鑑別装置で実行される事前調整処理のフローチャートであり、
図6は、本実施例に係る紙幣鑑別装置で実行される鑑別処理中に行われる調整処理のフローチャートである。以下、
図5及び
図6を参照しながら、事前調整処理と調整処理について具体的に説明する。
【0024】
図5に示す事前調整処理は、記憶装置34または可搬記録媒体36に記憶されている制御プログラムをメモリ32にロードしてCPU31が制御プログラムを実行することにより行われる。事前調整処理は、紙幣鑑別が行われる前の紙幣鑑別が行われていないタイミングを見計らって、つまり、紙幣1が光源11と光検出器12の間の搬送路2上にない状態で行われる。このため、以降では、事前調整処理を無媒体調整処理とも記す。なお、事前調整処理は、処理の開始を指示する利用者の操作により手動で開始されてもよく、事前に設定したスケジュールに従って定期的にまたは不定期に開始されてもよい。
【0025】
事前調整処理が開始されると、制御部20は、光源11からの単位時間当たりの発光量である光の強度を設定する(ステップS101)。より具体的には、光源11への入力電流や電圧を設定する。なお、この設定値は、後述する紙幣鑑別時に使用される値と同じ値である。さらに、制御部20は、光源11が点灯する点灯時間を初期値に設定する(ステップS103)。ここでは、初期値として、例えば、最大点灯時間の1%の時間を設定する。
【0026】
光の強度と点灯時間が設定されると、制御部20の光源駆動制御部24は、光源11の発光を制御する(ステップS105)。より具体的には、光源駆動部16に制御信号を出力し、光源駆動部16にステップS101及びステップS103の設定に従って光源11を点灯させる。
【0027】
その後、制御部20は、光源11の点灯により点灯時間と光の強度から算出される光量を受光した光検出器12からの出力を取得する(ステップS107)。より具体的には、記憶部21が、光検出器12から出力されて、増幅器13、A/D変換器14を介して制御部20に入力された出力値を点灯時間とともに一時記憶する。なお、出力値と点灯時間は、光検出器を構成する受光素子毎に一時記憶してもよい。
【0028】
さらに、制御部20は、現在の点灯時間の設定が最大点灯時間に達しているかどうかを判断する(ステップS109)。そして、最大点灯時間に達していなければ(ステップS109がNO)、現在の点灯時間に所定時間(例えば、最大点灯時間の1%)を加えた時間を点灯時間として設定し(ステップS111)、ステップS105以降の処理を繰り返す。これにより、例えば、
図7に示すような、事前調整時における点灯時間毎の出力値が得られる。
【0029】
ステップS109で最大点灯時間に達していると判断されると(ステップS109がYES)、制御部20は、変換テーブルを作成する(ステップS113)。より具体的には、制御部20は、上記の処理によって紙幣1が光源11と光検出器12との間の搬送路2にない状態で光源11の点灯時間を変化させながら予め取得した
図7に示す事前調整時における光源11の点灯時間毎の光検出器12からの出力値と、出荷前に予め記憶部21に記憶された
図8に示す出荷時における光源11の点灯時間毎の光検出器12からの出力値とを点灯時間毎に関連付けて、
図9に示す変換テーブルを作成する。そして、作成した変換テーブルを記憶部21に記憶させる。
【0030】
以上の処理により、事前調整処理が終了する。
図7及び
図8に示すような点灯時間毎の光検出器12からの出力値は受光素子毎に記憶されてもよく、
図9に示す変換テーブルもまた受光素子毎に作成され記憶されてもよい。
【0031】
なお、以降では、紙幣1が光源11と光検出器12との間の搬送路2にない状態である事前調整時における光源11の点灯時間毎の光検出器12からの出力値を第1の出力値と記し、出荷時における光源11の点灯時間毎の光検出器12からの出力値を、つまり、光源11の点灯時間毎の所望の出力値を第2の出力値と記す。従って、
図9では、変換前出力の列の出力値が第1の出力値であり、変換後出力の列の出力値が第2の出力値である。
【0032】
図6に示す鑑別処理中に行われる調整処理は、紙幣鑑別処理の一部を構成する処理であり、紙幣鑑別処理毎に行われる処理である。なお、
図6に示す調整処理も、
図5に示す事前調整処理と同様に、記憶装置34または可搬記録媒体36に記憶されている制御プログラムをメモリ32にロードしてCPU31が制御プログラムを実行することにより行われる。調整処理は、紙幣鑑別のために光源11からの光が紙幣1に照射され、光検出器12が紙幣1を透過した光を検出した後に開始される。なお、紙幣鑑別のために光源11から出射される光の強度は、
図5のステップS101と同じである。また、光源11の点灯時間は、予め設定された一定時間であり、ここでは、例えば、最大点灯時間である。
【0033】
制御部20は、まず、紙幣1を透過した光を検出した光検出器12からの出力を取得する(ステップS201)。なお、以降では、紙幣1が光源11と光検出器12との間の搬送路2にある状態である紙幣鑑別時における、光検出器12からの出力値を第3の出力値と記す。
【0034】
次に、制御部20の出力補正部22は、
図5のステップS113で作成された変換テーブルを参照して第3の出力値を補正し、補正により得られる出力値である第4の出力値を鑑別部23に出力する(ステップS203)。
【0035】
具体的には、変換テーブルに第3の出力値と同じ値の第1の出力値が存在する場合には、第3の出力値と同じ値の第1の出力値と関連付けられている第2の出力値を第4の出力値として鑑別部23に出力する。例えば、ステップS201で得られた第3の出力値が6である場合には、
図9の変換前出力の列から6を検索して、検索により得られた変換前出力の列の2行目の値(6)と関連付けられている変換後出力の列の2行目の値(10)を第4の出力値として出力する。
【0036】
一方、変換テーブルに第3の出力値と同じ値の第1の出力値が存在しない場合には、第2の出力値を補間して第4の出力値を算出し出力する。例えば、ステップS201で得られた第3の出力値が7.5である場合には、
図9の変換前出力の列から7.5を検索しても該当する値は見つからない。このため、変換前出力の列の2行目の値(6)に関連付けられている変換後出力の列の2行目の値(10)と変換前出力の列の3行目の値(9)に関連付けられている変換後出力の列の3行目の値(15)とを取得し、これらを補間して得られる12.5を第4の出力値として出力する。なお、補間の方法は、線形補間に限られず任意の補間方法を用いてもよい。また、補間に用いられるデータの数も2つに限られず、2つ以上の任意の数のデータを用いて補間してもよい。
【0037】
以上の処理により、鑑別処理中に行われる調整処理が終了する。紙幣鑑別装置10は、その後、出力補正部22から出力された第4の出力値に基づいて、紙幣1の真贋を鑑別する。
【0038】
本実施例に係る紙幣鑑別装置10では、事前調整時における光検出器12からの出力値と所望の出力値である出荷時の出力値とが関連付けられた変換テーブルを鑑別処理前に行われる事前調整処理で作成し鑑別処理中に参照する。これにより、環境変化や経年劣化などに起因する光検出器12からの出力の変動が生じている場合であっても光検出器12からの出力を適切に補正することができる。このため、紙幣鑑別装置10によれば、紙幣1を正確に鑑別することができる。
【0039】
また、紙幣鑑別装置10では、事前調整時における出力値と出荷時の出力値を点灯時間で関連付けることで、同一の受光量に対する現時点における出力値と出荷時の出力値とを関連付けた変換テーブルが作成される。変換テーブルの作成に当たり、受光量の調整は、光源11からの光の強度を変化させることなく光源11の点灯時間を変化させることにより行なわれる。このため、光源11からの光の強度を変化させる場合とは異なり、波長を変化させることなく受光量が調整される。従って、変換テーブルには、紙幣鑑別時と同じ条件(同じ波長)で得られた受光量毎の変換が定義される。このため、紙幣鑑別装置10によれば、光検出器12からの出力を適切に補正することが可能であり、紙幣1を正確に鑑別することができる。
【0040】
また、紙幣鑑別装置10では、受光素子毎に調整が行われるため、素子間の個体差による出力のばらつきを抑えることができる。このため、紙幣鑑別装置10によれば、光検出器12からより安定した出力を得ることが可能であり、紙幣1を正確に鑑別することができる。
【0041】
なお、本実施例では、出力補正部22が変換テーブルを用いて光検出器12からの第3の出力値を補正する例を示したが、出力補正部22は光源11の点灯時間毎の第1の出力値と第2の出力値との関係に基づいて第3の出力値を補正すればよい。このため、出力補正部22は、変換テーブルを用いて第3の出力値を補正する構成に限られない。例えば、記憶部21が光源11の点灯時間毎の第1の出力値と第2の出力値との関係を関数として記憶していてもよく、出力補正部22が記憶部21に記憶されている関数に基づいて第3の出力値を補正してもよい。
【0042】
(実施例2)
本実施例に係る紙幣鑑別装置は、環境変化や経年劣化などに起因する光検出器からの出力の変動を補正することに加えて、紙幣鑑別に適した出力特性を実現するために出力補正部が変換テーブルを参照する点が異なっている。本実施例に係る紙幣鑑別装置は、出力補正部が参照する変換テーブルが異なる点を除き、実施例1に係る紙幣鑑別装置10と同様の構成を有している。このため、本実施例に係る紙幣鑑別装置を構成する構成要素については、実施例1に係る紙幣鑑別装置10と同一の符号を用いて参照する。
【0043】
図10は、鑑別時における紙幣の媒体濃度と光検出器からの出力の関係の一例を示すグラフである。まず、紙幣1の鑑別に好ましい出力特性について、
図10を参照しながら説明する。
【0044】
例えば、光源11からの光をすべて透過させる媒体濃度0から光源11からの光を全く透過させない媒体濃度9までの10段階で媒体濃度を定義すると、正常に機能している光検出器12からの出力値は、媒体濃度が高いほど低い値を示し、
図10に示すような媒体濃度に対して線形な特性を有する。これは、媒体濃度の変化に対して出力値の変化が一定であることを意味している。つまり、紙幣1はその領域によって媒体濃度が異なっているが、光検出器12が正常に機能している場合には、紙幣鑑別装置では、紙幣1の領域に寄らず、鑑別能力は一定である。
【0045】
しかしながら、紙幣1には、鑑別に当たって、より詳細に違いを検出すべき領域もあれば、比較的大まかに違いを検出すれば足りる領域もある。このため、一定の階調表現で紙幣1を鑑別する場合であれば、より詳細に違いを検出すべき領域では違いによって出力値が大きく変化し、比較的大まかに違いを検出すれば足りる領域では違いによって出力値が小さく変化するような出力特性が望ましい。
【0046】
そこで、本実施例に係る紙幣鑑別装置では、点灯時間に対して線形的に増加する関係を有している出荷時における光源11の点灯時間毎の光検出器12からの出力値の代わりに、紙幣1の鑑別に適した点灯時間毎の光検出器12からの所望の出力値を、第2の出力値として変換テーブルの作成に使用する。
【0047】
具体的には、媒体濃度と受光量が反比例の関係にあり、媒体濃度と点灯時間も同様に反比例の関係にあることを考慮して、媒体濃度に対応する点灯時間を換算し、点灯時間毎の光検出器12からの所望の出力値を予め記憶部21に記憶させる。そして、
図5に示す事前調整処理のステップS113で、出荷時における光源11の点灯時間毎の光検出器12からの出力値の代わりに、点灯時間毎の光検出器12からの所望の出力値を用いて変換テーブルを作成すればよい。
【0048】
図11は、このようにして作成された変換テーブルの一例であり、
図12に示すような変換特性を有している。
図11及び
図12の変換テーブルは、点灯時間に対して線形的に増加する関係を有している出荷時における光源11の点灯時間毎の光検出器12からの出力値の代わりに、点灯時間に対して対数関数的に変化する関係を有している出力値を第2の出力値として使用して作成したものである。
【0049】
図11及び
図12に示す変換テーブルによって出力値を補正することで、媒体濃度が低い領域(明るい領域)に比べて媒体濃度が高い領域(暗い領域)で、媒体濃度の変化に対して補正後の出力値を大きく変化させることができる。従って、本実施例に係る紙幣鑑別装置によれば、紙幣1のより詳細に違いを検出すべき領域が媒体濃度の高い領域に存在する場合には、実施例1に係る紙幣鑑別装置10によりも、紙幣1をさらに正確に鑑別することができる。その他の効果は、実施例1に係る紙幣鑑別装置10と同様である。
【0050】
なお、本実施例でも、光源11の点灯時間毎の第1の出力値と第2の出力値との関係に基づいて第3の出力値を補正すればよく、当該関係を変換テーブルの代わりに関数によって記憶していても良い点は、実施例1と同様である。
【0051】
以上では、紙葉類として紙幣を例示し、紙葉類鑑別装置として紙幣鑑別装置を例示して説明したが、上述した技術は、紙幣鑑別装置に限られず、任意の紙葉類鑑別装置に適用可能である。上述した各実施例は、発明の理解を容易にするために本発明の具体例を示したものであり、本発明はこれらに実施例に限定されるものではない。本発明の紙葉類鑑別装置、紙葉類鑑別装置の調整方法、及び、プログラムは、特許請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。