(57)【要約】【課題】  コストダウン化を図りつつ、搬送路上を通る対象物の位置検出を高精度に行うことができる画像読取装置を提供する。【解決手段】  画像読取装置１は筐体３を有し、筐体３内には、読取部位４ａに搬送された硬貨２を撮像するＣＣＤカメラ１４が配置されている。ＣＣＤカメラ１４は、基台１６上に載置されたプリント基板１７に実装されている。また、画像読取装置１は、硬貨２が読取部位４ａに達したかどうかを検出する位置センサ１８を有している。位置センサ１８は、筐体３内に配置された発光素子１９と、窓ガラス４を挟んで発光素子１９と対向するように筐体３の上方に配置され、発光素子１９からの照射光を受光する受光素子２０とからなる。発光素子１９は、ＣＣＤカメラ１４を実装したプリント基板１７上に実装されている。また、筐体３内には、発光素子１９からの照射光を受光素子２０に向けて導光する導光部材２１が配置されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路上を通る対象物の画像を読み取る画像読取装置において、
前記対象物が前記搬送路上の読取部位に達したかどうかを検出する位置検出手段と、
前記対象物が前記読取部位に達したときに、前記対象物を撮像する撮像素子とを備え、
前記位置検出手段は、発光素子と、前記読取部位を挟んで前記発光素子と対向するように配置され、前記発光素子からの照射光を受光する受光素子とを有し、
前記発光素子及び前記受光素子のいずれか一方は、前記撮像素子を実装する基板上に配置され、
前記発光素子と前記受光素子との間には、前記発光素子からの照射光を前記受光素子に向けて導光する導光部材が配置されていることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記導光部材は、前記基板側の端面に開口し、前記発光素子からの照射光を通すための第１光通過穴と、前記読取部位側の端面に開口すると共に前記第１光通過穴と連通し、前記発光素子からの照射光を通すための第２光通過穴とを有し、前記第１光通過穴の開口面積よりも前記第２光通過穴の開口面積が小さいことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記第１光通過穴には、前記発光素子からの照射光を拡散させる光拡散部材が配置されていることを特徴とする請求項２記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記基板上には前記発光素子が配置され、
前記第１光通過穴には、前記光拡散部材から発生する拡散光を集光して前記第２光通過穴に導く集光レンズが配置されていることを特徴とする請求項３記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送路上を通る硬貨やメダル等の画像を読み取る画像読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
搬送路上を通る硬貨等の画像を読み取る画像読取装置としては、例えば特許文献１，２に記載されているものが知られている。これらの文献に記載の画像読取装置は、搬送装置によって搬送される読取対象物の通過を検出する位置センサと、読取対象物が読取部位に達したときに、読取対象物を撮像するＣＣＤカメラとを備えている。位置センサは、読取部位を挟んで対向配置されたＬＥＤ及び受光素子からなっている。
【特許文献１】特開平９−２８２５１２号公報
【特許文献２】特開平９−２８２５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の位置センサを構成するＬＥＤ及び受光素子は、それぞれ専用のプリント基板に実装されるのが一般的であるため、プリント基板の数が全体として多くなり、コストアップの要因となっている。
【０００４】
本発明の目的は、コストダウン化を図りつつ、搬送路上を通る対象物の位置検出を高精度に行うことができる画像読取装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、搬送路上を通る対象物の画像を読み取る画像読取装置において、対象物が搬送路上の読取部位に達したかどうかを検出する位置検出手段と、対象物が読取部位に達したときに、対象物を撮像する撮像素子とを備え、位置検出手段は、発光素子と、読取部位を挟んで発光素子と対向するように配置され、発光素子からの照射光を受光する受光素子とを有し、発光素子及び受光素子のいずれか一方は、撮像素子を実装する基板上に配置され、発光素子と受光素子との間には、発光素子からの照射光を受光素子に向けて導光する導光部材が配置されていることを特徴とするものである。
【０００６】
このように撮像素子を実装する基板上に、位置検出手段を構成する発光素子及び受光素子のいずれか一方を配置することにより、それらの素子を実装するための基板の数を減らすことができる。ところで、搬送路上を通る対象物の画像を読み取る際には、撮像素子が実装された基板を搬送路に対して水平方向に移動させて、対象物に対する撮像素子の位置（対象物の撮像位置）を調整することがある。このとき、上述したように発光素子及び受光素子のいずれか一方を撮像素子と同じ基板上に配置した場合には、当該基板を移動させると、発光素子または受光素子が撮像素子と一緒に動くため、発光素子と受光素子との相対位置がずれてしまう。そこで、本発明では、発光素子と受光素子との間に、発光素子からの照射光を受光素子に向けて導光する導光部材を配置するようにした。これにより、発光素子と受光素子との相対位置が多少ずれたとしても、発光素子からの照射光が確実に受光素子に向かうようになるため、必要な位置検出精度を確保することができる。導光部材は、撮像素子、発光素子及び受光素子が実装される基板に比べて安価なものである。従って、コスト削減を実現しつつ、搬送路上を通る対象物が読取部位に達したかどうかの位置検出を高精度に行うことが可能となる。
【０００７】
好ましくは、導光部材は、基板側の端面に開口し、発光素子からの照射光を通すための第１光通過穴と、読取部位側の端面に開口すると共に第１光通過穴と連通し、発光素子からの照射光を通すための第２光通過穴とを有し、第１光通過穴の開口面積よりも第２光通過穴の開口面積が小さい構成とする。このとき、撮像素子が実装された基板を搬送路に対して水平方向に移動させることで、発光素子または受光素子が撮像素子と一緒に動いても、発光素子または受光素子が第１光通過穴の開口に対応する範囲内に収まるように、導光部材を構成する。この場合には、発光素子からの照射光の通過位置は、第１光通過穴及び第２光通過穴によって規制されるため、発光素子からの照射光が効率よく受光素子に向かうようになる。
【０００８】
このとき、好ましくは、第１光通過穴には、発光素子からの照射光を拡散させる光拡散部材が配置されている。これにより、発光素子からの照射光は、指向特性の影響が除去された拡散光となって受光素子に向かうようになる。従って、受光素子に対し安定した光量を確保できるため、対象物の位置検出精度を更に向上させることが可能となる。
【０００９】
また、好ましくは、基板上には発光素子が配置され、第１光通過穴には、光拡散部材から発生する拡散光を集光して第２光通過穴に導く集光レンズが配置されている。これにより、十分な光量の拡散光が第２光通過穴を介して受光素子に向かうようになるため、対象物の位置検出精度をより一層向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、位置検出手段を構成する発光素子及び受光素子のいずれか一方を、撮像素子を実装する基板上に配置し、発光素子と受光素子との間に、発光素子からの照射光を受光素子に向けて導光する導光部材を配置したので、コストダウン化を図りつつ、搬送路上を通る対象物の位置検出を高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係わる画像読取装置の好適な一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る画像読取装置の一実施形態を示す斜視図である。同図において、本実施形態の画像読取装置１は、硬貨２の表面に刻印された図形、模様、数字及び文字等の画像を読み取る装置である。画像読取装置１は、直方体状の筐体３を有し、この筐体３の上板３ａに形成された円形開口部には、窓ガラス４が設けられている。
【００１３】
筐体３の上側には、硬貨２を窓ガラス４上まで搬送させる搬送装置５が配置されている。搬送装置５は、硬貨２の搬送方向Ａに延在する無端ベルト６と、この無端ベルト６を駆動させる１対のプーリ７と、筐体３の上板３ａに隣接して硬貨２の搬送方向Ａに延びる搬送テーブル８とを有している。筐体３の上板３ａ、窓ガラス４及び搬送テーブル８は、硬貨２の搬送路Ｂを形成している。また、窓ガラス４の所定領域は、硬貨２の画像を読み取るための読取部位４ａを形成している。
【００１４】
筐体３の内部には、図２及び図３に示すように、窓ガラス４の読取部位４ａ上まで搬送された硬貨２を照明する照明部９が配置されている。照明部９は、支持フレーム１０上に載置されたリング状のプリント基板１１と、このプリント基板１１上に実装され、外方に向けて光を照射する複数の光源１２と、各光源１２からの照射光を窓ガラス４の読取部位４ａに向けて反射させるリング状の反射板１３とを有している。光源１２は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）である。
【００１５】
また、筐体３の内部における照明部９の下方位置には、ＣＣＤカメラ１４が配置されている。ＣＣＤカメラ１４は、窓ガラス４の読取部位４ａに到達した硬貨２を、レンズ１５を介して撮像する撮像素子である。ＣＣＤカメラ１４は、基台１６の上面に載置されたプリント基板１７上に実装されている。
【００１６】
プリント基板１７は、図示しないネジ等により基台１６に固定される。また、プリント基板１７は、図示はしないが、基台１６への固定位置を筐体３に対して水平方向（図２のＸ，Ｙ方向）に調整できるように構成されている。これにより、基台１６に対するプリント基板１７の固定位置を変えることで、ＣＣＤカメラ１４を水平方向にずらし、ＣＣＤカメラ１４による硬貨２の撮像位置を調整することが可能となる。
【００１７】
なお、ＣＣＤカメラ１４で撮像した硬貨２の画像は識別処理部（図示せず）に送られ、画像処理が施された後、硬貨２の真偽判別等の処理が実行される。
【００１８】
また、画像読取装置１は、硬貨２が窓ガラス４の読取部位４ａに達したかどうかを検出する位置センサ１８を更に有している。位置センサ１８は、筐体３の内部に配置された２つの発光素子１９と、窓ガラス４を挟んで各発光素子１９と対向するように筐体３の上方に配置され、各発光素子１９からの照射光を受光する２つの受光素子２０とからなり、光の遮断の有無によって硬貨２が読取部位４ａに達したかどうかを判断する。
【００１９】
発光素子１９は、例えばＬＥＤであり、上記のＣＣＤカメラ１４を実装したプリント基板１７上に実装されている。受光素子２０は、例えばＰＤ（フォトダイオード）であり、図示しないプリント基板上に実装されている。このように１枚のプリント基板１７をＣＣＤカメラ１４及び２つの発光素子１９の実装に共通利用するので、画像読取装置１において使用するプリント基板の数を少なくしコスト削減を図ることができる。
【００２０】
ただし、発光素子１９は、ＣＣＤカメラ１４と共にプリント基板１７上に実装されているので、上述したようにプリント基板１７を基台１６に対して水平方向に動かして、ＣＣＤカメラ１４の位置合わせを行うときには、発光素子１９も一緒に動くことになる。この場合には、受光素子２０に対する発光素子１９の位置がずれてしまう。
【００２１】
このため、筐体３の内部における各発光素子１９の前方位置には、各発光素子１９からの照射光を対応する受光素子２０に向けて導光する導光部材２１がそれぞれ配置されている。各導光部材２１は、支持フレーム１０に固定されている。
【００２２】
導光部材２１は、発光素子１９側（プリント基板１７側）の下端面に開口し、発光素子１９からの照射光を通すための光入射側通過穴２２と、受光素子２０側（照明部９側）の上端面に開口すると共に光入射側通過穴２２と連通し、発光素子１９からの照射光を通すための光出射側通過穴２３とを有している。
【００２３】
光入射側通過穴２２及び光出射側通過穴２３は、いずれも円柱状に形成されている。導光部材２１は、光出射側通過穴２３の中心が受光素子２０の中心と一致するように配置されている。また、光出射側通過穴２３の開口面積（開口径）は、光入射側通過穴２２の開口面積（開口径）に対して十分に小さくなっている。光入射側通過穴２２は、ＣＣＤカメラ１４の位置合わせによって発光素子１９が筐体３に対して水平方向に多少ずれても、発光素子１９からの照射光が確実に入射されるような開口径を有している（図４参照）。さらに、導光部材２１は、他の回り光等が光入射側通過穴２２及び光出射側通過穴２３に入り込まないように遮光性材料で形成されている。
【００２４】
光入射側通過穴２２の開口近傍には、発光素子１９からの照射光を拡散させる光拡散板２４が配置されている。この光拡散板２４を設けることにより、発光素子１９の指向特性が抑えられ、発光素子１９からの照射光は照明ムラの少ない拡散光となるため、受光素子に対し安定した光量が確保されるようになる。また、光入射側通過穴２２における光拡散板２４の上方には、光拡散板２４から発生する拡散光を集光して光出射側通過穴２３に導く集光レンズ２５が配置されている。これにより、拡散光は、略並行光として光出射側通過穴２３を通り、受光素子２０に向かうようになる。
【００２５】
このような導光部材２１を設けることにより、図４に示すように、ＣＣＤカメラ１４の位置合わせを行うことで発光素子１９がＲ方向に多少動いても、発光素子１９からの照射光の通過位置は光入射側通過穴２２及び光出射側通過穴２３によって規制され、発光素子１９からの照射光が受光素子２０に対してほぼ真っ直ぐに進むようになる。このとき、発光素子１９からの照射光が光拡散板２４及び集光レンズ２５を通ることで、十分な光量の拡散光が受光素子２０に入射される。従って、硬貨２が搬送路Ｂ上の読取部位４ａに達したことを高精度に検出することができる。
【００２６】
以上のように本実施形態によれば、位置センサ１８の発光素子１９をＣＣＤカメラ１４と同じプリント基板１７上に実装すると共に、発光素子１９と受光素子２０との間に導光部材２１を配置したので、低コスト化が図れると共に、硬貨２（読取部位４ａ）に対するＣＣＤカメラ１４の位置調整を行っても、硬貨２の位置検出を高精度に行うことができる。従って、その後でＣＣＤカメラ１４により硬貨２を撮像したときに、鮮明な画像を得ることが可能となる。
【００２７】
図５は、本発明に係る画像読取装置の他の実施形態を示す断面図である。図中、上述した実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００２８】
同図において、本実施形態の画像読取装置３０は、上述した実施形態における導光部材２１に代えて、導光部材３１を有している。導光部材３１の光入射側通過穴３２は、円柱状に形成された光出射側通過穴３３側に向けて先細りとなるように略円錐状に形成されている。光入射側通過穴３２には、その形状に応じた構造をもった光拡散板２４及び集光レンズ２５が配置されている。その他の構成は、上述した実施形態と同様である。本実施形態でも、上記と同様の効果が得られる。
【００２９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、ＣＣＤカメラ１４が実装されたプリント基板１７上に発光部材１９を配置し、筐体３の上方に受光素子２０を配置する構成としたが、これとが逆に、筐体３の上方に発光素子１９を配置し、プリント基板１７上に受光部材２０を配置してもよい。この場合、例えば図２においては、光通過穴２３が光入射側通過穴となり、光通過穴２２が光出射側通過穴となる。また、光通過穴２２に配置されたレンズ２５は、発光素子からの照射光を拡大させるレンズとなる。このような構成では、ＣＣＤカメラ１４の位置合わせにより受光素子が水平方向にずれ動いても、発光素子からの照射光の通過位置は光通過穴２２，２３によって規制されるため、所望の位置検出精度を確保することが可能となる。
【００３０】
また、上記実施形態の画像読取装置は、硬貨２の画像を読み取るものであるが、本発明は、表面に刻印が設けられたメダルやカード等の画像を読み取るものにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る画像読取装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す画像読取装置の断面図である。
【図３】図２に示す筐体の平面図である。
【図４】図２に示す導光部材によって発光素子からの照射光が受光素子に導光される様子を示す図である。
【図５】本発明に係る画像読取装置の他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…画像読取装置、２…硬貨（対象物）、３…筐体、３ａ…上板、４…窓ガラス、４ａ…読取部位、８…搬送テーブル、１４…ＣＣＤカメラ（撮像素子）、１７…プリント基板、１８…位置センサ（位置検出手段）、１９…発光素子、２０…受光素子、２１…導光部材、２２…光入射側通過穴（第１光通過穴）、２３…光出射側通過穴（第２光通過穴）、２４…光拡散板（光拡散部材）、２５…集光レンズ、３０…画像読取装置、３１…導光部材、３２…光入射側通過穴（第１光通過穴）、３３…光出射側通過穴（第２光通過穴）、Ｂ…搬送路。
【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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