(57)【要約】【課題】小型化の要求を満足させるようにした刻印読取り装置を提供する。【解決手段】刻印読取り装置２０においては、照明部２３で読取対象物Ｐを照らし出し、照らし出された読取対象物Ｐの像は撮像手段２８の撮像面２８ａ上で結ばれる。このとき、撮像手段２８の前方においては、結像レンズ群に代えてピンホール部３０ａを配置させているので、極めてシンプルな装置構成にすることができ、これによって、装置の薄型化（小型化）と同時に低コスト化をも達成させる。しかも、ピンホール部３０ａの採用は、確かに結像レンズ群に比べ画像自体にニジミが発生し易くなるが、常に一定のニジミが発生している状態が維持され続けるので、画像処理を行う上で、そのニジミを考慮するような画像処理を常に実行すればよく、定常的に発生するニジミは画像処理において有利に働くことになる。さらに、ピンホール部３０ａの採用によって、画像自体に歪みが発生し難いので、この点も画像処理を実行する上で有利である。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
読取部位に配置された読取対象物の刻印を読み取るための刻印読取り装置において、
前記読取部位に対向して配置されて、前記読取対象物を撮像する撮像手段と、
前記読取対象物を照らす照明部と、
前記読取部位と前記撮像手段との間に配置されて、前記撮像手段に結像させるピンホール部とを備えたことを特徴とする刻印読取り装置。
【請求項２】
前記照明部は、
前記読取部位に近接させて環状に配置されると共に、外方に向けて光を出射する複数個のＬＥＤと、
前記ＬＥＤの周囲に配置されて、前記各ＬＥＤから出射した光を前記読取部位に向けて反射させる環状の反射ミラーとを備えたことを特徴とする請求項１記載の刻印読取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、硬貨、メダル或いはカード等に形成した刻印を読み取るための刻印読取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術として、特開平９−２８２５１２号公報がある。この公報に記載された刻印読取り装置は、環状に配列したＬＥＤから外方に向けて出射させた光を、リング状の反射鏡で一旦反射させ、この反射光で硬貨を照らし出すよう構成されている。すなわち、読取り対象物である硬貨は間接照明によって、ＣＣＤで撮像されることになる。従って、照明ムラを低減させることができ、これによって、硬貨等の刻印を鮮明に撮像させることが可能となった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の刻印読取り装置であっても、ＣＣＤで硬貨の刻印を撮像する場合、ＣＣＤの前に結像レンズ群を配置させることが必要であり、このような結像レンズ群の採用は、装置の筐体内に結像レンズ群の占有スペースを必要し、装置を小型化させ難いといった問題点がある。特に、自動販売機などのようにそれ自体に小型化が求められているような機器内に刻印読取り装置を設置するような場合には、極めて大きなスペース的制約を受けることになる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２８２５１２号公報
【特許文献２】
特開平９−２５９３２１号公報
【特許文献３】
特開平９−２５９３２２号公報
【特許文献４】
特開２００２−７４４８２号公報
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、更なる小型化の要求を満足させるようにした刻印読取り装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る刻印読取り装置は、読取部位に配置された読取対象物の刻印を読み取るための刻印読取り装置において、読取部位に対向して配置されて、読取対象物を撮像する撮像手段と、読取対象物を照らす照明部と、読取部位と撮像手段との間に配置されて、撮像手段に結像させるピンホール部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この刻印読取り装置においては、照明部で読取対象物を照らし出し、照らし出された読取対象物の像は撮像手段の撮像面上で結ばれる。このとき、撮像手段の前方においては、結像レンズ群に代えてピンホール部を配置させているので、極めてシンプルな装置構成にすることができ、これによって、装置の薄型化（小型化）と同時に低コスト化をも達成させる。しかも、結像レンズ群はレンズ自体の個体差が大きく、結像レンズ群を装置内に組み込む際には、結像調整を余儀なくされる。これに対し、ピンホール部の採用は、確かに結像レンズ群に比べ画像自体にニジミが発生し易くなるが、常に一定のニジミが発生している状態が維持され続けるので、画像処理を行う上で、そのニジミを考慮するような画像処理を常に実行すればよく、定常的に発生するニジミは画像処理において有利に働くことになる。さらに、ピンホール部の採用によって、画像自体に歪みが発生し難いので、この点も画像処理を実行する上で有利である。
【０００８】
また、照明部は、読取部位に近接させて環状に配置されると共に、外方に向けて光を出射する複数個のＬＥＤと、ＬＥＤの周囲に配置されて、各ＬＥＤから出射した光を読取部位に向けて反射させる環状の反射ミラーとを備えると好適である。このような構成によって、読取対象物を間接光によって照らし出すことができ、直接光を利用した場合に起こる光源の写り込みを防止することができる。そして、このような間接光は、ピンホール部との組み合わせで使うと、画質を高める上で一層の効果が期待できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る刻印読取り装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１０】
図１に示すように、煙草用の自動販売機１は、操作パネル２を上部に配置した開閉ドア３を有している。このドア３は、ハウジング４の前面にヒンジを介して取り付けられ、商品の補充時、釣銭の補充時、溜まった硬貨の取出し時または内部点検時などに開閉される。また、ハウジング４内には、多数のストック部５がマトリックス状に配置され、各ストック部５には、商品としてのタバコが横置きの状態（寝せた状態）で縦方向に段積みされている。また、ストック部５の側方には硬貨選別部６が配置され、コイン投入口７から投入した硬貨Ｐの種類は、この硬貨選別部６内の磁気測定、質量測定又は径測定などの様々な手法によって選別されると同時に、不適切な硬貨Ｐは釣銭取出口に排出される。
【００１１】
また、コイン投入口７から投入した硬貨Ｐは、前述したような様々な手法によって選別されるが、このような選別手法とは別に、後述する刻印読取り装置２０によっても選別される。図２に示すように、刻印読取り装置２０は、硬貨選別部６内を通って硬貨貯留部１２まで延在する硬貨搬送通路１１の途中に配置され、硬貨搬送通路１１に沿って流動する硬貨Ｐのおもて面又は裏面は、刻印読取り装置２０によって撮像され、画像処理により偽造と判断された不適切な硬貨Ｐは釣銭取出口に排出される。
【００１２】
図３に示すように、この刻印読取り装置２０は、硬貨搬送通路１１に沿って延在する防塵ガラス２１を有し、この防塵ガラス２１は、樹脂製の偏平な筐体２２の前面に設けられた円形の開口窓２２ａに嵌め込まれるようにして接着剤等で固定されている。そして、硬貨搬送通路１１内を自重によって落下する読取対象物（例えば５００円硬貨）Ｐは、防塵ガラス２１の表面における読取面（読取部位）２１ａに対して接触するか又は極僅かな間隙をもって流動する。なお、この読取部位２１ａの輪郭は、円形の開口窓２２ａに合致する。
【００１３】
さらに、筺体２２の内部において、防塵ガラス２１の読取部位２１ａに近接した位置には照明部２３が配置されている。この照明部２３は、外方に向けて発散光を出射するように回路基板２５上に環状に配列した複数の光源２４（例えば面実装タイプのＬＥＤ又はリードタイプのＬＥＤ）を有し、この回路基板２５は、筐体２２内の支持部２７に固定されている。さらに、照明部２３は、各光源（ＬＥＤ）２４からの照射光を防塵ガラス２１上の撮像部位２１ａに向けて反射させる環状の反射ミラー２６を有している。このような照明部２３の採用によって、硬貨Ｐを間接光によって照らし出すことができ、直接光を利用した場合に起こる光源２４の写り込みを防止することができ、画質を高めるうえで極めて効果的である。
【００１４】
さらに、筺体２２の内部には、撮像手段としてのＣＣＤ２８が配置され、このＣＣＤ２８は、回路基板２９上にリード部２８ｂを介して実装されている。そして、回路基板２９は支持部２７に固定され、ＣＣＤ２８の撮像面２８ａは、撮像部位２１ａの中心を通る光軸Ｌ上に配置される。
【００１５】
図３及び図４に示すように、撮像面２８ａに硬貨Ｐの像を結像させるため、読取部位２１ａとＣＣＤ２８の撮像面２８ａとの間にピンホール板３０を配置させる。このピンホール板３０は、厚み約１３μｍで形成され、接着剤を介して支持部２７の壁面に固定されている。さらに、このピンホール板３０には、撮像面２８ａに像を結像させるためのピンホール部３０ａを有し、このピンホール部３０ａは、光軸Ｌ上に位置する直径約１２．５μｍの孔として形成されている。また、このようなピンホール板３０と結像面２８ａとの間隔は、約２．１ｍｍに設定されている。なお、様々な実験の結果として、ピンホール部３０ａの直径が５０μｍ以上場合には、ピンホール部３０ａで起こる回析現象によって、撮像面２８ａで適切な像を結ぶことができないことが確認されている。
【００１６】
このような刻印読取り装置２０においては、照明部２３で硬貨Ｐを照らし出し、照らし出された硬貨Ｐの像が、ＣＣＤ２８の撮像面２８ａ上に結ばれる。このとき、ＣＣＤ２８の前方において、結像レンズ群に代えてピンホール部３０ａを配置させているので、極めてシンプルな装置構成が達成され、これによって、装置２０の薄型化（小型化）と同時に低コスト化を実現した。この場合、光軸Ｌ方向における筐体２２の厚みを２５ｍｍ程度まで小さくできた。
【００１７】
しかも、結像レンズ群はレンズ自体の個体差が大きく、結像レンズ群を装置内に組み込む際には結像調整を余儀なくされ、それと同時に装置構成の複雑化を将来する。これに対し、ピンホール部３０ａの採用は、確かに結像レンズ群に比べ画像自体にニジミが発生し易くなる（図５参照）。しかしながら、常に一定のニジミが発生している状態が維持され続けるので、画像処理を行う上で、そのニジミを考慮するような画像処理を常に実行すればよく、定常的に発生するニジミは画像処理において有利に働くことになる。さらに、ピンホール部３０ａの採用によって、画像自体に歪みが発生し難いので、この点も画像処理を実行する上で有利な点である。特に、この刻印読取り装置２０は、自動販売機１などのようにそれ自体に小型化が求められているような機器内に設置する場合に最適である。
【００１８】
なお、図３に示すように、筐体２２内には、防塵ガラス２１に向けて光を出射する投光素子（例えばＬＥＤ）３２が設けられている。これに対し、投光素子３２から出射した光を受光する受光素子３３は、硬貨搬送通路１１を挟んで投光素子３２に対向する位置に設置されている。そして、投光素子３２と受光素子３３との協働によって構成された到来センサを用いることで、硬貨Ｐが撮像部位２１ａに到達したか否かを判別することができる。この受光素子３３からの硬貨検出信号は光源２４及びＣＣＤ２８の各回路基板２５，２９に付与され、この電気信号によって光源２４及びＣＣＤ２８が作動を開始する。このとき、各光源２４からは極めて短い時間、光が出射されるので、ＣＣＤ２８では、搬送途中の硬貨Ｐの一瞬を捕らえた静止画像（図５参照）が撮像されることになる。
【００１９】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、読取対象物として、硬貨Ｐを例に挙げて説明したが、メダル或いはカード等であってもよく、特にこの発明は、単純化された図案、数字、記号及び外形の画像認識に適する。
【００２０】
【発明の効果】
本発明による刻印読取り装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、読取部位に配置された読取対象物の刻印を読み取るための刻印読取り装置において、読取部位に対向して配置されて、読取対象物を撮像する撮像手段と、読取対象物を照らす照明部と、読取部位と撮像手段との間に配置されて、撮像手段に結像させるピンホール部とを備えたことにより、更なる小型化の要求を満足させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る刻印読取り装置を適用した自動販売機の一例を示す分解斜視図である。
【図２】自動販売機内の硬貨選別部分を示す正面図である。
【図３】本発明に係る刻印読取り装置の一実施形態を示す断面図である。
【図４】図３の要部拡大断面図である。
【図５】ピンホール部を利用して得られた５００円硬貨の画像を示す図である。
【符号の説明】
Ｐ…硬貨（読取対象物）、２０…刻印読取り装置、２１ａ…読取面（読取部位）、２３…照明部、２４…ＬＥＤ（光源）、２６…反射ミラー、２８…ＣＣＤ（撮像手段）、２８ａ…撮像面、３０ａ…ピンホール部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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