JP2001034804A - 刻印読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型に構成することができる刻印読み取り装
置を提供する。 【解決手段】 刻印読み取り装置１０は、上面に透明板
２４が設けられた筐体１２の内部に、ＬＥＤ１４、ハー
フミラー１６、フレネルレンズ１８、撮影レンズ２０、
撮像素子２２等を備えて構成される。フレネルレンズ１
８は、透明板２４の直下部に配置され、フレネルレンズ
１８の下部には、ハーフミラー１６と撮影レンズ２０と
撮像素子２２とが順次配列されている。また、ハーフミ
ラー１６の側方には、ＬＥＤ１４が配置されている。か
かる構成により、ＬＥＤ１４から照射された照明光は垂
直下方から読み取り対象物Ａに照射され、読み取り対象
物Ａの表面から垂直下方に反射した反射光は撮像素子２
２によって撮像される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、硬貨、遊戯用コイ
ン、カードなどの読み取り対象物の表面に刻まれた刻印
を読み取る刻印読み取り装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今の金融経済の自由化に伴う外国通貨
の流入により、硬貨の真偽を判別する必要性が高まって
いる。かかる硬貨の真偽判別は、通常、硬貨表面に刻ま
れた刻印を読み取ることによって行われている。

【０００３】例えば特開平８−１４７５２３号公報に開
示された刻印読み取り装置１は、図５に示すように、撮
像領域２に配置された読み取り対象物Ａに対して、当該
撮像領域２の周囲の斜め下方に円環状に配置されたＬＥ
Ｄ４から照明光を照射し、読み取り対象物Ａの表面によ
って下方に反射する上記照明光の反射光を、撮像領域２
の下方に設けられた撮影レンズ６を介して撮像素子８に
より撮像する。

【０００４】撮像領域２の周囲の斜め下方から照明光を
照射すると、図６に示すように、読み取り対象物Ａの表
面に刻まれた刻印のエッジ部に入射した照明光のみが下
方、すなわち撮影レンズ６、撮像素子８の方向に反射す
る。従って、撮像素子８によって撮像される撮像画像
は、図７に示すように、刻印のエッジ部のみが明るい画
像となる。その結果、刻印読み取り装置１を用いること
により、読み取り対象物Ａの表面に刻まれた刻印を読み
取ることが可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
にかかる刻印読み取り装置には、以下に示すような問題
点があった。すなわち、上記刻印読み取り装置１におい
ては、撮像領域２に配置された読み取り対象物Ａに対し
て照明光を照射して刻印に応じた撮像画像（反射パター
ン）を得るべく、ＬＥＤ４を撮像領域２の周囲の斜め下
方に配置する必要があった。従って、読み取り対象物Ａ
を配置する撮像領域２と比較して、刻印読み取り装置１
の大きさが極めて大きいものとなっていた。

【０００６】そこで、本発明は上記問題点を解決し、小
型に構成することができる刻印読み取り装置を提供する
ことを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の刻印読み取り装置は、所定の配置面に配置
された読み取り対象物の表面に刻まれた刻印を読み取る
刻印読み取り装置であって、上記配置面と略垂直方向
に、上記配置面に配置された上記読み取り対象物の上記
表面に対して照明光を照射する照明手段と、上記配置面
に配置された上記読み取り対象物の上記表面によって上
記配置面と略垂直方向に反射する上記照明光の反射光を
撮像する撮像手段とを備えたことを特徴としている。

【０００８】配置面と略垂直方向に照明光を照射するこ
とで、読み取り対象物が配置される撮像領域の周囲の斜
め下方に光源を配置する必要がなくなる。また、配置面
と略垂直方向に照明光を照射して略垂直方向に反射する
反射光を撮像することで、読み取り対象物の刻印の平坦
部によって反射した反射光のみが撮像手段により撮像さ
れる。

【０００９】また、本発明の刻印読み取り装置は、上記
照明光と上記反射光との光路上に配置され、上記照明光
を反射させて上記配置面に配置された上記読み取り対象
物の上記表面に対して照射させるとともに、上記反射光
を透過させて上記撮像手段に入射させるハーフミラーを
さらに備えたことを特徴としてもよい。

【００１０】ハーフミラーを備えることで、配置面と略
垂直方向に照明光を照射させるとともに、配置面に対し
て略垂直方向に反射する反射光を撮像手段に入射させる
ことが容易となる。

【００１１】また、本発明の刻印読み取り装置は、上記
照明手段は、点光源と、上記点光源から照射された発散
光を平行光にする平行光形成手段とを有することを特徴
としてもよい。

【００１２】点光源と平行光形成手段とを有すること
で、配置面と略垂直方向に照射される照明光を容易に形
成することができる。

【００１３】また、本発明の刻印読み取り装置は、上記
平行光形成手段は、フレネルレンズであることを特徴と
してもよい。

【００１４】平行光形成手段をフレネルレンズとするこ
とで、平行光形成手段の小型化をはかることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態にかかる
刻印読み取り装置について、図面を参照して説明する。
まず、本実施形態にかかる刻印読み取り装置の構成につ
いて説明する。図１は本実施形態にかかる刻印読み取り
装置の模式断面図である。

【００１６】刻印読み取り装置１０は、図１に示すよう
に、筐体１２の内部の側方に配置されたＬＥＤ１４（点
光源）、略中央部に配置されたハーフミラー１６、ハー
フミラー１６の上方に配置されたフレネルレンズ１８、
及びハーフミラー１６の下方に配置された撮影レンズ２
０、撮像素子２２及び読み取り対象物Ａの有無を検知す
るフォトダイオード（図示せず）を主として備えて構成
される。以下、詳細に説明する。

【００１７】筐体１２は、略直方体形状を有しており、
遮光性の材質により構成される。筐体１２の上面には開
口部が形成され、この開口部はサファイヤガラスなどの
透光性の材質からなる透明板２４によって塞がれてい
る。ここで、透明板２４の上面２４ａは、表面に刻まれ
た刻印を読み取るべき読み取り対象物Ａを配置する配置
面となる。従って、上記開口部及び透明板２４は、読み
取り対象物Ａを配置するために十分な大きさとしてあ
る。

【００１８】筐体１２の内部であって、透明板２４の直
下部には、当該透明板２４に接してフレネルレンズ１８
が配置されている。フレネルレンズ１８も、読み取り対
象物Ａからの反射光を集束させる（詳細は後述）ことを
可能とすべく、透明板２４と同程度の大きさを有してい
る。

【００１９】ＬＥＤ１４は、筐体１２の側部内壁に固定
されており、透明板２４の上面２４ａに対して略平行方
向に発散光を照射する。ＬＥＤ１４から照射された発散
光の光路上であって、透明板２４及びフレネルレンズ１
８の下部にはハーフミラー１６が配置されている。ハー
フミラー１６は、ＬＥＤ１４から照射された発散光を反
射させてフレネルレンズ１８に入射させる。尚、ＬＥＤ
１４とハーフミラー１６との間には、ＬＥＤ１４から照
射された発散光の光径を調節する凸レンズ（以下、コン
デンサレンズ２６という）が設けられている。

【００２０】かかる構成から、ＬＥＤ１４から照射され
た発散光は、ハーフミラー１６によって反射してフレネ
ルレンズ１８に入射し、フレネルレンズ１８によって平
行光とされて透明板２４に入射する。当該平行光は、透
明板２４を下から上に透過し、透明板２４の上面２４ａ
から略垂直上方に出射する。従って、透明板２４の上面
２４ａに配置された読み取り対象物Ａの表面には、透明
板２４の上面２４ａと略垂直方向から照明光が照射され
ることになる。

【００２１】透明板２４及びフレネルレンズ１８の下部
であって、ハーフミラー１６のさらに下方には、ハーフ
ミラー１６の側から撮影レンズ２０と撮像素子２２とが
順次配列されている。より詳細には、撮影レンズ２０
は、その物体側主点が上記フレネルレンズ１８の焦点と
ほぼ一致するように配置され、また、撮像素子２２は、
受光面がほぼ撮影レンズ２０の後ろ側焦点位置にくるよ
うに配置されている。

【００２２】かかる構成により、読み取り対象物Ａの表
面によって透明板２４の上面２４ａに対して略垂直方向
に反射した反射光は、透明板２４を上から下に透過し、
フレネルレンズ１８によって集束光とされ、ハーフミラ
ー１６を透過する。ハーフミラー１６を透過した上記反
射光は撮影レンズ２０によって撮像素子２２の受光面に
結像され、当該反射光は撮像素子２２により撮像され
る。

【００２３】また、撮影レンズ２０の像側焦点とＬＥＤ
１４とは、ハーフミラー１６に対して互いに共役な位置
に配置されている。

【００２４】続いて、本実施形態にかかる刻印読み取り
装置の動作について説明する。ＬＥＤ１４から照射され
た発散光は、コンデンサレンズ２６によって光径を調節
され、ハーフミラー１６によって反射して、フレネルレ
ンズ１８に入射する。フレネルレンズ１８に入射した照
射光は、当該フレネルレンズ１８によって平行光とされ
た後、透明板２４に入射する。当該平行光は透明板２４
を下から上に透過し、透明板２４の上面２４ａから垂直
上方に出射する。

【００２５】上記平行光が透明板２４の上面２４ａから
垂直上方に出射すると、当該平行光は、読み取り対象物
Ａを照明する照明光となり、透明板２４の上面２４ａに
配置された読み取り対象物Ａの表面に照射される。読み
取り対象物Ａの表面に照射された照射光は、読み取り対
象物Ａの表面によって、図２に示すように反射する。す
なわち、読み取り対象物Ａの刻印の平坦部（透明板２４
の上面２４ａに略平行な部分）に入射した照明光は、当
該平坦部に対して略垂直方向、すなわち透明板２４の上
面２４ａに対して略垂直方向に反射する。一方、読み取
り対象物Ａの刻印のエッジ部に入射した照明光は、上記
透明板２４の上面２４ａに対して略垂直方向には反射せ
ず、斜め下方に反射する。従って、読み取り対象物Ａの
表面に入射した照明光のうち、主として刻印の平坦部に
よって反射した反射光が、透明板２４の上面２４ａから
垂直方向に当該透明板２４に入射する。

【００２６】透明板２４に入射した上記刻印の平坦部に
よる反射光は、略平行光として透明板２４を透過し、フ
レネルレンズ１８によって集束光とされ、ハーフミラー
１６を透過する。ハーフミラー１６を透過した上記反射
光は撮影レンズ２０によって撮像素子２２の受光面に結
像され、当該反射光は撮像素子２２により撮像される。
ここで、上記刻印の平坦部による反射光が撮像素子２２
によって撮像されるため、撮像素子２２によって撮像さ
れる撮像画像は、図３に示すように、刻印のエッジ部が
暗く、平坦部が明るい画像となる。その結果、刻印読み
取り装置１０を用いることにより、読み取り対象物Ａの
表面に刻まれた刻印を読み取ることが可能となる。

【００２７】続いて、本実施形態にかかる刻印読み取り
装置の作用及び効果について説明する。本実施形態にか
かる刻印読み取り装置１０は、読み取り対象物Ａを配置
する配置面である上記透明板２４の上面２４ａに対して
略垂直方向から読み取り対象物Ａの表面に照明光を照射
することで、読み取り対象物Ａが配置される透明板２４
（撮像領域）の周囲の斜め下方に光源を配置する必要が
なくなる。その結果、装置自体を小型に構成することが
可能となる。また、上記透明板２４の上面２４ａに対し
て略垂直方向から読み取り対象物Ａの表面に照明光を照
射し、上記透明板２４の上面２４ａに対して略垂直方向
に反射する反射光を撮像することで、読み取り対象物Ａ
の表面に刻まれた刻印の平坦部が明るく、エッジ部が暗
い撮像画像を得ることができる。その結果、読み取り対
象物Ａの表面に刻まれた刻印を読み取ることが可能とな
る。

【００２８】また、本実施形態にかかる刻印読み取り装
置１０は、ハーフミラー１６を備えることで、上記透明
板２４の上面２４ａに対して略垂直方向から読み取り対
象物Ａの表面に照明光を照射させるとともに、上記透明
板２４の上面２４ａに対して略垂直方向に反射する反射
光を撮像素子２２に入射させることが容易となる。

【００２９】さらに、本実施形態にかかる刻印読み取り
装置１０は、ＬＥＤ１４とフレネルレンズ１８とを備え
て照明手段を構成することで、上記透明板２４の上面２
４ａに対して垂直方向に照射する照明光を容易に形成す
ることができる。特に、本実施形態にかかる刻印読み取
り装置１０は、発散光から平行光を形成する平行光形成
手段としてフレネルレンズ１８を採用している。フレネ
ルレンズ１８は、通常の凸レンズなどと比較して極めて
薄く製造することができるため、装置自体をさらに小型
化することが可能となる。

【００３０】続いて、本発明の第２の実施形態にかかる
刻印読み取り装置について、図面を参照して説明する。
図４は本実施形態にかかる刻印読み取り装置の模式断面
図である。本実施形態にかかる刻印読み取り装置４０が
上記第１の実施形態にかかる刻印読み取り装置１０と異
なる点は、上記第１の実施形態にかかる刻印読み取り装
置１０は、ハーフミラー１６をフレネルレンズ１８と撮
影レンズ２０との間に配置していたのに対し、本実施形
態にかかる刻印読み取り装置４０とハーフミラー１６を
撮影レンズ２０と撮像素子２２との間に配置している点
である。尚、ハーフミラー１６の配置変更に伴い、ＬＥ
Ｄ１４から発せられた光を当該ハーフミラー１６によっ
てフレネルレンズ１８の方向に反射させるべく、ＬＥＤ
１４及びコンデンサレンズ２６の位置が調節される。

【００３１】本実施形態にかかる刻印読み取り装置４０
も、上記第１の実施形態にかかる刻印読み取り装置１０
と同様に、装置自体を小型に構成することが可能とな
る。

【００３２】また、同様の変形として、ハーフミラー１
６を撮影レンズ２２に組み込むことも可能である。

【００３３】さらに、上記各実施形態にかかる刻印読み
取り装置１０，４０においては、発散光から平行光を形
成する平行光形成手段としてフレネルレンズ１８を用い
ていたが、これは、凸レンズであってもよい。

【００３４】また、上記各実施形態にかかる刻印読み取
り装置１０，４０においては、透明板２４を設け、透明
板２４の上面２４ａを、読み取り対象物Ａを配置する配
置面としていたが、読み取り対象物Ａを非接触で読み取
る場合は、透明板２４を設けずに、フレネルレンズ１８
の上面を、読み取り対象物Ａを配置する配置面としても
よい。

【００３５】

【発明の効果】本発明の刻印読み取り装置は、配置面と
略垂直方向に照明光を照射することで、読み取り対象物
が配置される撮像領域の周囲の斜め下方に光源を配置す
る必要がなくなる。その結果、装置自体を小型に構成す
ることが可能となる。

【００３６】また、本発明の刻印読み取り装置において
は、ハーフミラーを備えることで、配置面と略垂直方向
に照明光を照射させるとともに、配置面に対して略垂直
方向に反射する反射光を撮像手段に入射させることが容
易となる。

【００３７】また、本発明の刻印読み取り装置において
は、点光源と平行光形成手段とを備えて照明手段を構成
することで、配置面と略垂直方向に照射される照明光を
容易に形成することができる。

【００３８】また、本発明の刻印読み取り装置において
は、平行光形成手段をフレネルレンズとすることで、平
行光形成手段の小型化をはかることができる。その結
果、装置自体をさらに小型化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】刻印読み取り装置の模式断面図である。

【図２】読み取り対象物表面の反射の様子を示す図であ
る。

【図３】撮像画像を示す図である。

【図４】刻印読み取り装置の模式断面図である。

【図５】刻印読み取り装置の模式断面図である。

【図６】読み取り対象物表面の反射の様子を示す図であ
る。

【図７】撮像画像を示す図である。

【符号の説明】

１０，４０…刻印読み取り装置、１２…筐体、１４…Ｌ
ＥＤ、１６…ハーフミラー、１８…フレネルレンズ、２
０…撮影レンズ、２２…撮像素子、２４…透明板、２６
…コンデンサレンズ、Ａ…読み取り対象物。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の配置面に配置された読み取り対象
   物の表面に刻まれた刻印を読み取る刻印読み取り装置に
   おいて、 前記配置面と略垂直方向に、前記配置面に配置された前
   記読み取り対象物の前記表面に対して照明光を照射する
   照明手段と、 前記配置面に配置された前記読み取り対象物の前記表面
   によって前記配置面と略垂直方向に反射する前記照明光
   の反射光を撮像する撮像手段とを備えたことを特徴とす
   る刻印読み取り装置。
2. 【請求項２】 前記照明光と前記反射光との光路上に配
   置され、 前記照明光を反射させて前記配置面に配置された前記読
   み取り対象物の前記表面に対して照射させるとともに、
   前記反射光を透過させて前記撮像手段に入射させるハー
   フミラーをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記
   載の刻印読み取り装置。
3. 【請求項３】 前記照明手段は、 点光源と、 前記点光源から照射された発散光を平行光にする平行光
   形成手段とを有することを特徴とする請求項１または２
   に記載の刻印読み取り装置。
4. 【請求項４】 前記平行光形成手段は、フレネルレンズ
   であることを特徴とする請求項３に記載の刻印読み取り
   装置。