(57)【要約】【課題】大視野読取りと小視野読取りとを可能にし、読取り時において刻印パターンの読取り精度を向上させるようにした刻印読取り装置を提供する。【解決手段】被写体Ｃの全体を撮像する大視野用の第１の撮像部３０と、被写体Ｃの局所を撮像する小視野用の第２の撮像部４０とを備えた刻印読取り装置では、光路の切り換えのためにハーフミラー５０が設けられているので、ハーフミラー５０によって透過／反射光量の半減が引き起こされ、このことが、画像を著しく暗くし、刻印パターンの読取り精度の悪化を招来する。そこで、本発明に係る刻印読取り装置に利用される環状のライトガイド２２は、環状に配置されたＬＥＤ２１によって囲まれるように配置されると共に、撮像部位Ｓを通る撮像軸線Ｌに沿って延在する平面上において、ＬＥＤ２１から入射した光が撮像部位Ｓに向けて平行光として出射する形状を有している。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像部位に配置される被写体を光により照らして前記被写体の刻印を読み取るための刻印読取り装置において、
前記撮像部位を囲むようにして環状に配置されると共に、前記撮像部位を通る撮像軸線に向けて光を出射する複数のＬＥＤと、
環状に配置された前記ＬＥＤによって囲まれるように配置されると共に、前記撮像部位を通る前記撮像軸線に沿って延在する平面上において、前記ＬＥＤから入射した光が前記撮像部位に向けて平行光として出射する形状をもった環状のライトガイドと、
前記被写体で反射した光が透過及び反射するハーフミラーと、
前記ハーフミラーを透過した光を撮像する大視野用の第１の撮像部と、
前記ハーフミラーで反射した光を撮像する小視野用の第２の撮像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】
前記ライトガイドの前記ＬＥＤ側の入射面は、外方に膨出する湾曲面として形成され、前記ライトガイドの前記撮像部位側の出射面は、前記撮像部位を通る前記撮像軸線に直交する平面に対して鈍角をなす傾斜面として形成されていることを特徴とする請求項１記載の刻印読取り装置。
【請求項３】
前記ライトガイドから出射する前記平行光の出射角度は、前記撮像部位を通る前記撮像軸線に直交する平面に対して略１度〜略１５度であることを特徴とする請求項１又は２記載の刻印読取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬貨、メダル或いはカード等に設けられた刻印パターンを読み取るための刻印読取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開２００５−９９９３９号公報がある。この公報に記載された刻印読取り装置は、硬貨の真偽或いは種別を判別するためのであり、搬送路に沿って搬送されてくる硬貨の表面パターンをＣＣＤカメラで撮像している。この刻印読取り装置は、撮像窓内の硬貨を照らし出すためのＬＥＤが、撮像窓を囲むように配列されている。さらに、環状に配列したＬＥＤの外方には、環状の反射ミラーが配置され、ＬＥＤから出射した光は、反射ミラーで反射させた後に、硬貨に照射される。従って、硬貨を間接照明で照らすことができるので、照明ムラを無くすことができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−９９９３９号公報
【特許文献２】特開平５−８９２７６号公報
【特許文献３】特開平８−２０２９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、間接照明を利用した刻印読取り装置は、ＬＥＤから出た光が硬貨に当たるまでの光路長が長くなり、その結果、照明光量の低下を引き起こす虞がある。特に、２個以上のＣＣＤカメラが刻印読取り装置に利用される場合、撮像用の光路の途中にハーフミラーが配置される。このような状況下にあっては、ハーフミラーによっても透過／反射光量の低下が引き起こされているので、光量の低下は、ＣＣＤカメラによって撮像された画像を著しく暗くし、このことは、刻印パターンの読取り精度の悪化を招来していた。
【０００５】
本発明は、大視野読取りと小視野読取りとを可能にし、読取り時において刻印パターンの読取り精度を向上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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る刻印読取り装置は、撮像部位に配置される被写体を光により照らして被写体の刻印を読み取るための刻印読取り装置において、撮像部位を囲むようにして環状に配置されると共に、撮像部位を通る撮像軸線に向けて光を出射する複数のＬＥＤと、環状に配置されたＬＥＤによって囲まれるように配置されると共に、撮像部位を通る撮像軸線に沿って延在する平面上において、ＬＥＤから入射した光が撮像部位に向けて平行光として出射する形状をもった環状のライトガイドと、被写体で反射した光が透過及び反射するハーフミラーと、ハーフミラーを透過した光を撮像する大視野用の第１の撮像部と、ハーフミラーで反射した光を撮像する小視野用の第２の撮像部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
被写体の全体を撮像する大視野用の第１の撮像部と、被写体の局所を撮像する小視野用の第２の撮像部とを備えた刻印読取り装置では、光路の切り換えのためにハーフミラーが設けられているので、ハーフミラーによって透過／反射光量の半減が引き起こされ、このことが、画像を著しく暗くし、刻印パターンの読取り精度の悪化を招来する。そこで、本発明に係る刻印読取り装置に利用される環状のライトガイドは、環状に配置されたＬＥＤによって囲まれるように配置されると共に、撮像部位を通る撮像軸線に沿って延在する平面上において、ＬＥＤから入射した光が撮像部位に向けて平行光として出射する形状を有している。従って、ＬＥＤからの光が平行光として被写体に照射されるので、ＬＥＤから出射された光を最大限利用することができ、照明ムラの発生低減にも寄与する。
【０００８】
また、ライトガイドのＬＥＤ側の入射面は、外方に膨出する湾曲面として形成され、ライトガイドの撮像部位側の出射面は、撮像部位を通る撮像軸線に直交する平面に対して鈍角をなす傾斜面として形成されていると好適である。このような構成を採用すると、環状のライトガイドにおいて、ＬＥＤから出射された拡散光を平行光として出射させることができると同時に、被写体の表面に対して角度のついた光を出射させることができる。
【０００９】
また、ライトガイドから出射する平行光の出射角度は、撮像部位を通る撮像軸線に直交する平面に対して略１度〜略１５度であると好適である。被写体の刻印を照らすにあたって、ライトガイドから出射する光を浅い角度で刻印に照射すると、撮像結果において、エッジが強調された刻印を画像上で明確に浮き立たせることができる。そこで、検証の結果、平行光の適切な角度は、略１度〜略１５度が適切であると判断される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、大視野での読取りと小視野での読取りとを可能にし、読取り時において刻印パターンの読取り精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１及び図２に示すように、硬貨の真偽判別に利用される刻印読取り装置１は、樹脂からなる筐体１０を有しており、この筐体１０の蓋部１０ａの一部に設けられた開口部１１を塞ぐように、筐体１０の蓋部１０ａには、サファイアガラス等で形成された防塵ガラス板１２が接着剤を介して嵌め込み固定されている。この防塵ガラス板１２のうちで、後述するライトガイド２２で囲まれた領域が撮像部位Ｓとして画成され、この撮像部位Ｓ上で被写体としての硬貨（例えば、５００円硬貨）Ｃ（図６参照）が撮像される。
【００１３】
硬貨Ｃの撮像にあたって、防塵ガラス板１２の表面に沿って硬貨Ｃが摺動するので、刻印読取り装置１へ硬貨Ｃを連続供給は、硬貨搬送装置（図示せず）によって行われる。この硬貨搬送装置は、防振ガラス板１２の延長上に配置された搬送テーブルと、モータ駆動する前後のプーリに架け渡された無端ベルトとで硬貨Ｃを挟み込みながら、硬貨Ｃは、硬貨ストッカから防塵ガラス板１２上の撮像部位Ｓまで、図６の矢印Ａ方向に自動搬送される。
【００１４】
さらに、筐体１０の内部には、防塵ガラス板１２の内面１２ａに近接配置された照明手段２０が収容されている。この照明手段２０によって、撮像部位Ｓ内の硬貨Ｃを照らし出している。この硬貨Ｃは、視野角の広い大視野用の結像レンズ３１とエリア型ＣＣＤ３２とを備えた大視野用の第１の撮像部３０と、視野角の狭い小視野用の結像レンズ４１とエリア型ＣＣＤ４２とを備えた小視野用の第２の撮像部４０とによって撮像される。
【００１５】
大視野用の第１の撮像部３０は、撮像部位Ｓの中心を通る第１の撮像軸線Ｌ上に位置し、小視野用の第２の撮像部４０は、第１の撮像軸線Ｌから分岐した第２の撮像軸線Ｌ１上に位置する。撮像光路を９０度曲げて分岐させるにあたっては、ハーフミラー５０が利用され、硬貨Ｃで反射した光は、ハーフミラー５０を透過して大視野用の第１の撮像部３０内に入射すると共に、ハーフミラー５０で反射して小視野用の第２の撮像部４０内に入射する。
【００１６】
硬貨Ｃの全体を撮像する大視野用の第１の撮像部３０と、硬貨Ｃの局所を撮像する小視野用の第２の撮像部４０とを備えた刻印読取り装置１では、光路の切り換えのためにハーフミラー５０が設けられているので、ハーフミラー５０によって透過／反射光量の半減が引き起こされ、このことが、ＣＣＤ３２，４２によって撮像された画像を著しく暗くし、刻印パターンの読取り精度の悪化を引き起こすことになる。このことにより、硬貨Ｃを可能な限り明るく照らし出しつつ、照明ムラを少なくする工夫が照明手段２０に必要となる。
【００１７】
そこで、図３〜図５に示すように、照明手段２０は、撮像部位Ｓを囲むようにして環状に配置されると共に、撮像部位Ｓを通る撮像軸線Ｌに向けて光を出射する３６個の面実装型ＬＥＤ２１と、ＬＥＤ２１から出射した光を撮像部位Ｓに指向させる環状のライトガイド２２とからなる。赤外光を発する各ＬＥＤ２１は、回路基板２３上で等間隔に配置されると共に、撮像軸線Ｌを中心にして環状に整列されている。各ＬＥＤ２１は、筐体１０の蓋部１０ａと回路基板２３とで挟まれるようにして、撮像部位Ｓの径方向における外方に配置されている。
【００１８】
各ＬＥＤ２１の内方には、アクリル樹脂からなる環状のライトガイド２２が配置され、このライトガイド２２は、環状に配置されたＬＥＤ２１によって囲まれるように配置されている。すなわち、ライトガイド２２は、撮像軸線Ｌを中心にした環状に形成されると共に、ＬＥＤ２１の配列に対して同心的に配置されている。そして、このライトガイド２２の環状の接地面２２ｃは、防塵ガラス板１２の裏面１２ａに接着固定され、ライトガイド２２の内周で撮像部位Ｓの領域が画成される。
【００１９】
図６及び図７に示すように、ライトガイド２２は、撮像部位Ｓを通る撮像軸線Ｌに沿って延在する平面上において、各ＬＥＤ２１の光源２１ａから入射した光が撮像部位Ｓに向けて平行光として出射する形状を有している。そして、ＬＥＤ２１の光源２１ａから出射された拡散光を平行光として出射させつつ、硬貨Ｃの表面に対して角度のついた光を出射させるために、ライトガイド２２のＬＥＤ２１側（外側）の入射面２２ａは、外方に膨出する湾曲面として形成され、ライトガイド２２の撮像部位Ｓ側（内側）の出射面２２ｂは、撮像部位Ｓの中心を通る撮像軸線Ｌに直交する平面に対して鈍角をなす傾斜面として形成されている。
【００２０】
例えば、屈折率１．５のアクリル樹脂で形成されたライトガイド２２を利用して、硬貨Ｃに対する平行光の出射角度αを１５度に設定する場合、スネルの法則により、ライトガイド２２の出射面２２ｂの傾斜角度βは、１１５．８５度である。そして、ライトガイド２２から出射する光を浅い角度で刻印に照射すると、撮像結果において、エッジが強調された刻印を画像上で明確に浮き立たせることができる。そこで、検証の結果、平行光の出射角度αは、略１度〜略１５度が最適であり、このときのライトガイド２２の出射面２２ｂの傾斜角度βは、略９２度〜略１１６度である。
【００２１】
このように構成された照明手段２０を利用することで、ＬＥＤ２１からの光が平行光として被写体に照射されるので、ＬＥＤ２１から出射された光を最大限利用することができ、照明ムラの発生低減にも寄与する。そして、大視野用の第１の撮像部３０により硬貨Ｃの全体を撮像すること並びに小視野用の第２の撮像部４０により硬貨Ｃの局所を撮像することを可能にし、読取り時において刻印パターンの読取り精度を向上させることができる。
【００２２】
照明手段２０の各ＬＥＤ２１を点灯させる場合、到来センサが利用され、到来センサからの信号に基づいて、ＬＥＤ２１が短時間フラッシュ点灯し、大視野用の第１の撮像部３０のＣＣＤ３２によって硬貨Ｃの全体を撮像し、小視野用の第２の撮像部４０のＣＣＤ４２によって硬貨Ｃの局所を撮像する。これら撮像は同時に行われ、その画像データは、画像処理装置に転送されて、パターンマッチングを行った後に硬貨Ｃの真偽判別を行う。このように、硬貨Ｃの全体と局所を鑑別することにより、硬貨Ｃの真偽判別の精度を向上させることができる。
【００２３】
本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、被写体として硬貨に限らず、メダルやカード等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】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２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】本発明に係る刻印読取り装置の撮像手段を示す平面図である。
【図４】図３に示した撮像手段の斜視図である。
【図５】図３を半断面した斜視図である。
【図６】ライトガイドと光路との関係を示す断面図である。
【図７】ライトガイドと光路との関係を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…刻印読取り装置、２１…ＬＥＤ、２２…ライトガイド、２２ａ…入射面、２２ｂ…出射面、３０…第１の撮像部、４０…第２の撮像部、５０…ハーフミラー、Ｓ…撮像部位、Ｃ…硬貨（被写体）、Ｌ…撮像軸線、α…平行光の出射角度、β…ライトガイドの傾斜角度。
【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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【図６】
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【図７】
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