(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明用光源から出射された照明光を反射鏡の反射面で反射させて読取対象物に照射し、前記読取対象物の刻印パターンからの反射光を撮像手段で受光することで前記読取対象物の刻印パターンを読み取る刻印読取り装置において、
環状に配置され、波長を赤外線とする前記照明光を外方に向けて出射する複数の前記照明光源と、
前記反射面を金（Ａｕ）で形成した環状の前記反射鏡とを備えており、
前記反射鏡は前記照明用光源の外側で同心状に配置され、
前記反射鏡の内壁面にはＶ溝形状の複数の前記反射面が形成され、
前記反射面のＶ溝の溝底は、前記複数の照明光源のそれぞれの光源中心軸線上に配置されていることを特徴とする刻印読取り装置。
【請求項２】
前記読取対象物を所定位置へと搬送する搬送手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の刻印読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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。
【０００２】
【従来の技術】
従来からある刻印読取り装置は、特開平５−８９２７６号公報に開示されているように、円周状に配置された複数の光源から出射した発散光が筐体の下部に配置された反射鏡で反射して、斜めから読取対象物を照らした後、この読取対象物をＣＣＤカメラ等の撮像手段で撮像するように構成され、照明光として、蛍光灯やキセノンランプ等からの可視光を含んだ光を使用している。
【０００３】
同公報記載の刻印読取り装置では、照明光は読取対象物の刻印パターンに対して斜めに照明され、主として刻印パターンのエッジ部分で反射した光が撮像手段で受光される。この結果、読取対象物は、刻印パターンのエッジ部分を際立たせて撮像される。
【０００４】
また、同公報には、反射鏡の反射面の材質について何らの記載もないが、一般に反射面は銀又はアルミニウムで形成されている。
【０００５】
また、搬送される読取対象物の刻印を読み取る装置として、例えば、特開平８−８３３３５号公報が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した刻印読取り装置では、読取対象物の刻印パターンのエッジ部分に塵や汚れが付着していると、この塵や汚れによって、照明光の可視光は吸収ないしは散乱され易くなるので、刻印パターンのエッジ部分で反射されて撮像手段で受光される反射光の光量は、塵や汚れがない場合に比べて著しく減少してしまう。このため、塵や汚れは灰色がかった画像として撮像手段に読み込まれ、結果として読取対象物の刻印パターンの認識精度が低下することとなる。
【０００７】
更に、前述した刻印読取り装置を長期間使用した場合、銀又はアルミニウムで形成された反射鏡の反射面は酸化され易いので、時間の経過と共に反射面の反射率は低下してしまう。このため、刻印パターンのコントラストが低下し、結果として刻印パターンの認識精度が低下することとなる。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、変化が少なく読取対象物の刻印パターンを鮮明に読み取ることのできる刻印読取り装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による刻印読取り装置は、照明用光源から出射された照明光を反射鏡の反射面で反射させて読取対象物に照射し、読取対象物の刻印パターンからの反射光を撮像手段で受光することで読取対象物の刻印パターンを読み取る刻印読取り装置において、環状に配置され、波長を赤外線とする照明光を外方に向けて出射する複数の照明光源と、反射面を金（Ａｕ）で形成した環状の反射鏡とを備えており、反射鏡は照明用光源の外側で同心状に配置され、反射鏡の内壁面にはＶ溝形状の複数の反射面が形成され、反射面のＶ溝の溝底は、複数の照明光源のそれぞれの光源中心軸線上に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
この刻印読取り装置によれば、読取対象物の刻印パターンがもつエッジ部分に塵や汚れが付着している場合であっても、照明用光源から出射された赤外線は可視光より波長が長く塵や汚れによって吸収ないしは散乱されにくい。この結果、塵や汚れによる灰色がかった画像が撮像手段に読み込まれることはなく、読取対象物の刻印パターンが撮像手段で鮮明に撮像される。
【００１１】
更に、この刻印読取り装置を長期間使用した場合であっても、反射鏡の反射面は、化学的に不活性な金属であり酸化されにくい金で形成されているので、時間と共に反射面の反射率が低下することがない。この結果、刻印パターンのコントラストは低下することがなく、読取対象物の刻印パターンが撮像手段で鮮明に撮像される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明によ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。
【００１４】
図１は、刻印読取り装置１の実施形態を示す斜視図である。刻印読み取り装置１は、樹脂からなるボックス状の筐体１０を備えており、この筐体１０の上面には円形状の開口部１１が形成されている。この開口部１１にはサファイアガラス等で形成された透明板１２が固定されており、この透明板１２の外面と一致させた読取面１２ｂ上の読取部位１２ｃに読取対象物（例えば、５００円硬貨）２０が配置される。また、筐体１０の上方には、透明板１２上まで読取対象物２０を搬送させるための搬送装置３０が設けられている。この搬送装置３０は、読取対象物２０の搬送方向Ａに延びる搬送テーブル３４を備え、図示しないモータによりプーリ３２，３３を回転させることで無端ベルト３１が駆動され、読取対象物２０が透明板１２の読取部位１２ｃまで自動的に搬送される。
【００１５】
また、筐体１０の内部において、透明板１２の内面１２ａと近接した位置には照明部４０が設けられている。この照明部４０には、外方に向けて発散光を出射する複数の照明用光源４１が設けられ、この照明用光源４１は、透明板１２の読取部位１２ｃの周囲に環状に配置されている。この環状に配置された光源４１の外側には、各光源４１から出射された発散光を透明板１２上の読取対象物２０に向けて反射させる環状の反射鏡４２が同心状に配置されている。さらに、筐体１０の内部において、透明板１２の下方位置には撮像手段としてのＣＣＤカメラ５０が設けられている。
【００１６】
さらにまた、透明板１２の下方位置には、透明板１２に向けて光を出射させるＬＥＤ６０とが設けられ、透明板１２の上方において、透明板１２を介してＬＥＤ６０と対向する位置には、ＬＥＤ６０から出射した光を受光する受光素子６１が設けられている。そして、ＬＥＤ６０と受光素子６１とで読取対象物２０の通過を検出するセンサが構成され、このセンサを用いることによって読取対象物２０がＣＣＤカメラ５０の上方に到達したか否かが判断される。このセンサからの信号は光源４１及びＣＣＤカメラ５０に与えられ、この信号によって光源４１及びＣＣＤカメラ５０が作動を開始する。なお、各光源４１からの光は極めて短時間に出射されるので、ＣＣＤカメラ５０では、搬送中の読取対象物２０の一瞬を捕らえた静止画像が撮像される。
【００１７】
図２に示すように、回路基板１３は、筐体１０内に設けられた支持フレーム１４の上端に固定されて、透明板１２の内面１２ａに対して平行に配置されると共に、中央に撮像用の開口部１４ａを有している。この回路基板１３の上面には、各光源４１が等間隔で且つ環状に配置されている。各光源４１から出射される照明光の波長は赤外線であり、光源４１としては、例えば図３に示すような発光スペクトルを有する赤外ＬＥＤが用いられている。即ち、赤外ＬＥＤの発光スペクトルは７５０ｎｍから９５０ｎｍまでの波長領域に分布し、８４０ｎｍにピークを有している。なお、光源４１の発光スペクトルは前述した近赤外域にピークを有するものに限らず、遠赤外域にピークを有するものであってもよい。また、ＣＣＤカメラ５０のＣＣＤは、この波長領域において感度が高いものが好ましい。
【００１８】
また、回路基板１３上で環状に配置された光源４１の周囲には、光源４１と中心対称に環状の反射鏡４２が配置されている。この反射鏡４２は、筐体１０の内壁面１０ａに当接され、筐体１０の蓋部１０ｂと回路基板１３とにより挟持されることで位置決め固定がなされ、この反射鏡４２の反射面４３に金めっき（鍍金）が施されている。反射面４３に形成するめっき（鍍金）の方法としては、特に限定されるものではなく、真空蒸着、スパッタリング等を含む乾式であっても、電気、化学を用いる湿式めっきであっても何等限られるものではない。
【００１９】
ここで、反射鏡４２の反射面４３に金メッキを施したのは以下の理由による。前述したように、光源４１から出射される照明光の波長は赤外であり、図３に示すように、発光スペクトルのピークは、８４０ｎｍの波長をもっている。この波長では、図６に示すように、金（Ａｕ）の反射率はアルミニウム（Ａｌ）より高く、銀（Ａｇ）とほぼ同一である。従って、金及び銀はアルミニウムに比べて反射面４３の材質として適している。また、空気中では、銀は酸化され易いのに対して、金は酸化されにくいという性質を有しており、この点で銀に比べて金が反射面４３の材質として適している。このように、金は、赤外線の波長領域で反射率が高く、且つ、化学的に最も不活性であり空気中で酸化され難いので、経時変化もほとんど生じないので反射率があまり低下することがない。この結果、刻印パターン２１のコントラストはほとんど低下せず、読取対象物２０の刻印パターン２１の画像を長期間に亘って鮮明に読み取ることができる。なお、金は、図６に示すように、８４０ｎｍ以外の波長においても反射率が高いことは言うまでもない。
【００２０】
なお、図４及び図５に示すように、反射鏡４２の内壁面にはＶ溝形状の複数の反射面４３が形成され、各反射面４３は、各光源４１とそれぞれ対面している。そして、各光源４１の光源中心軸線Ｂ上には各反射面４３の溝底４３ａが配置され、光源中心軸線Ｂによって溝底４３ａにおける開き角がほぼ２等分割される。その結果、各光源４１から出射された光は読取面１２ｂの読取部位１２ｃで全体に亘って均一に照射される。
【００２１】
次に、前述した構成に基づき、刻印読取り装置１の作用について説明する。
【００２２】
まず、図示しないモータによりプーリ３２，３３を回転させることで、無端ベルト３１を駆動させて、読取対象物２０を透明板１２の読取部位１２ｃまで搬送させる。読取対象物２０がＬＥＤ６０の光軸上を通過するとき、ＬＥＤ６０から受光素子６１に向けて出射される光は遮断され、ＬＥＤ６０及び受光素子６１で構成されるセンサから信号が出力される。この信号は光源４１及びＣＣＤカメラ５０に与えられ、この信号によって光源４１及びＣＣＤカメラ５０が作動を開始する。
【００２３】
この時、各光源４１から赤外線が反射鏡４２に向けて発散状に且つ短時間に出射される。出射された赤外線は、反射鏡４２の各反射面４３で反射され、透明板１２を介して読取対象物２０の刻印パターン２１に照射され、刻印パターン２１で反射される。
【００２４】
図７に示すように、読取対象物２０（例えば、５円硬貨）の刻印パターン２１は、平坦面２１ａとエッジ部分２１ｂとで構成されている。照明光は、刻印パターン２１の平坦面２１ａに対して斜めに照射されるので、刻印パターン２１の平坦面２１ａで反射した光は、図７の一点鎖線で示すように、ＣＣＤカメラ５０には向けられず、ＣＣＤカメラ５０でほとんど受光されることがない。一方、刻印パターン２１のエッジ部分２１ｂで反射した光は、図７の実線で示すように、ＣＣＤカメラ５０に向けて直進し、ＣＣＤカメラ５０で受光されることになる。この結果、エッジ部分２１ｂを際立たせた読取対象物２０の刻印パターン２１が撮像される。
【００２５】
ここで、刻印パターン２１のエッジ部分２１ｂに塵や汚れ等が付着している場合であっても、照明用光源４１から出射された赤外線は可視光より波長が長いので、塵や汚れによってこの赤外線が吸収ないしは散乱反射されることはほとんどない。このため、刻印パターン２１のエッジ部分２１ｂで反射してＣＣＤカメラ５０で受光される反射光の光量は、塵や汚れがない場合と比較してほとんど変わらない。この結果、刻印パターン２１のコントラストが低下することなく、読取対象物２０の刻印パターン２１をＣＣＤカメラ５０で鮮明に撮像できる。
【００２６】
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、反射鏡４２の反射面４３をＶ溝形状としたが、反射面４３は平面として、反射鏡４２の反射面４３と読取面１２ｂとがなすＣＣＤカメラ５０側の内角を直角以上にすると共に、読取面１２ｂの垂線方向において、反射面４３に対して光源４１の光源中心軸線Ｂを傾ける構成としてもよい。
【００２７】
また、読取対象物２０は、硬貨に限定されず、メダルや、エンボス（刻印）加工されたカード等にも適用することができる。特に、エンボス加工されたカードにおいて、カラーインクを印刷したカードに対しては、カラーインクは赤外線をすべて反射するので、印刷絵柄に全く影響されずにエンボス文字を読み取ることができる。
【００２８】
さらに、透明板１２を筐体１０の上部に配置した例を示したが、透明板１２を筐体１０の下部又は側部に配置してもよいことは言うまでもない。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による刻印読取り装置は、前述したように構成されているので、以下に示す効果を有する。
【００３０】
即ち、本発明による刻印読取り装置は、照明用光源から出射される照明光を赤外線とし、反射鏡の反射面を金で形成する構成としたので、読取対象物の刻印パターンを鮮明に撮像することができる。しかも、反射面として用いる金は経時変化が極めて小さいので、長期間の使用に際しても反射鏡の清掃・交換等のメンテナンスをほとんど行わないで済み、信頼性が高いので特に金融機器としても安心して使用できる。
【００３１】
また、赤外線を使用し、外来漏光の影響を受けにくくなっているので、遮光構造を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による刻印読取り装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の刻印読取り装置の断面図である。
【図３】照明用光源から出射される照明光の発光スペクトル分布を示すグラフ図である。
【図４】図１の刻印読取り装置に適用させる反射鏡を示す斜視図である。
【図５】図１の刻印読取り装置を示す平面図である。
【図６】金、銀及びアルミニウムの反射率の波長依存性を示すグラフ図である。
【図７】５円硬貨の刻印パターンで反射される反射光の光路を示す図である。
【符号の説明】
１…刻印読取り装置、２０…読取対象物、２１…刻印パターン、４１…照明用光源、４２…反射鏡、４３…反射面。
【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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