JP2844547B2 - コイン画像入力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、画像入力装置に関するものであり、例え
ば、画像処理によるコインの正否や良否の判別等に利用
可能なものである。

（従来の技術） 例えば、画像処理装置では、ワークの画像信号を処理
装置に入力するための画像入力装置が必要である。画像
入力装置は、基本的にはワークの載置部と、この載置部
に載置されたワークの被検査面に対向配置したカメラ乃
至は結像光学系とを有してなる。

しかるに、従来の画像入力装置は、ワーク載置部と照
明手段と画像入力手段とが個別に作られて個別に配置さ
れているため、システム全体が大型化するという問題が
あり、これに伴って外部光による障害を受けやすいと
か、照明むらを生じやすいというような問題を生じ、こ
れらの問題をできるだけ解消するためには、光源を強化
しなければならなかった。

そこで本出願人は、ワークの被撮像面の画像を取り込
むための画像取り込み部を有するケースと、このケース
に取付けられワークの被撮像面の画像を入力する画像入
力手段と、上記ケース内の画像取り込み部と画像入力手
段との間に設置されワークの被撮像面を照明する照明手
段とを備えてなる画像入力装置に関して先に特許出願を
した。特願平１−225121号がそれである。

第８図ないし第10図は上記出願にかかる画像入力装置
と実質的に同じ画像入力装置の例を示す。第８図ないし
第10図において、直方体状のケース15の内部には、同ケ
ース15の長手方向の一半部（第９図において左半部）で
あって幅方向両側に、照明手段18,18が対をなして配置
されている。照明手段18,18は、それぞれ複数の光源4,4
とその上方に配置された拡散板2,2とを有してなる。光
源４は、例えばLEDなどでなり、複数の光源４が基板上
に列をなし、また、一方の光源４の列と他方の光源４の
列が相互に列方向にずらされて千鳥状に配列されてい
る。

一対の照明手段18,18からの照明光は拡散板2,2により
拡散され、ケース15の天板16に達するが、この天板16に
は透明で長方形のカバーガラス１が固定されている。天
板16の上記カバーガラス１を有してなる部分は画像取り
込み部19となっていて、第８図に矢印で示すように、ワ
ーク９がカバーガラス１の上を同カバーガラス１を幅方
向に横切って搬送されるようになっている。ワーク９
は、例えばコインなどであり、カバーガラス１の上面と
接するワーク９の下面が被撮像面となっている。

上記一対の照明手段18,18の間にはミラー３がほぼ45
゜に斜設されている。ミラー３は細長い長方形に形成さ
れている。ミラー３の斜設の向きは、上方からの光を第
９図において右方に反射する向きである。ワーク９の被
撮像面からの反射光は、ミラー３で側方に反射され、結
像光学系とラインセンサ等を有してなる画像入力手段20
に導かれる。画像入力手段20は、照明手段18,18によっ
て照明されたワーク９の被撮像面の画像を、ワーク９の
搬送方向に対し直交する方向に１ラインごとに検出し、
画像信号として出力する。この画像信号は、画像処理装
置等に入力される。

上記画像入力装置によれば、システム全体を小型にま
とめることができ、外部光による障害を受けにくく、照
明むらもなく、しかも、光源を強化する必要もない、と
いうように優れた効果を奏する。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記のような優れた効果を奏する画像入力装
置にも、解決すべき課題が残されている。それは、全体
を小型にまとめるという条件を満足させるために、照明
手段18を構成する複数の光源４を一方向に直線状に配列
せざるを得ず、ワーク９を全方向から均等に照明するこ
とができず、ワーク９の一部分の画像が鮮明に取り込ま
れないことである。その理由をさらに詳細に説明する。
複数の光源４の配列方向からは被撮像面に十分な照明光
が照射されて十分な照度を得られるが、第９図に矢印A,
Bで示すように、光源４の配列方向両端部から被撮像面
に向かう照明光はほとんどない。そこで、第11図に示す
ように、ワーク９としてコインを想定した場合、ワーク
９の搬送方向を矢印Ｓの方向とすると、光源４によるワ
ーク９の照明範囲は、第11図に符号Ｅで示すように、上
記搬送方向に直交する方向の狭い範囲になる。この照明
範囲Ｅのうち第11図に符号a,bで示す両端部の照明範囲
は、矢印A,Bで示すように、光源４の配列方向両端部か
ら照明されるべき範囲である。しかるに、上記のよう
に、光源４の配列方向両端部から被撮像面に向かう照明
光はほとんどないため、上記範囲a,bでは凹凸形状が明
確に出ず、画像処理の精度が悪化するという問題があ
る。

本発明は、上述の問題点を解消するためになされたも
ので、照明むらがなく、ワークとしてのコイン全体の画
像を正確に取り込むことができるようにして、正しい画
像処理を行なうことができるようにした画像処理装置を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、コインの被撮像面の凹凸画像を取り込む画
像取り込み部と、コインの被撮像面の画像を入力する画
像入力手段と、上記画像取り込み部と画像入力手段との
間に設置されコインの被撮像面を照明する照明手段とを
備えてなる画像入力装置において、上記画像取り込み部
は、コイン表面全体の凹凸画像を取り込むことができる
ようにコインの直径よりも大きく、照明手段からの照明
光をコインの被撮像面に向かって反射させる反射部材
を、照明手段と画像取り込み部との間の空間に、画像取
り込み部のコインの搬送方向両端部の範囲とともに、コ
インの搬送方向に直交する方向の両端部の範囲もそれぞ
れ照明するように配置して、コインの被撮像面を全周に
わたって照明することができるようにしたことを特徴と
する。

（作 用） 照明手段は、画像取り込み部にあるコインの被撮像面
を照明する。被撮像面の画像は画像入力手段によって撮
像され、画像処理装置等に入力される。照明手段と画像
取り込み部との間の空間に、画像取り込み部のコインの
搬送方向両端部の範囲とともに、コインの搬送方向に直
交する方向の両端部の範囲もそれぞれ照明するように配
置した反射部材は、照明手段からの照明光をコインの被
撮像面に向かって反射させる。このとき、上記反射部材
はリング照明手段と同等のものとみなすことができ、被
撮像面における照明範囲を均一に照明することができ
る。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明にかかるコイン画像
入力装置の実施例について説明する。なお、第８図ない
し第10図の例と共通の構成部分には共通の符号を使用す
る。

第１図ないし第４図において、直方体状のケース15の
内部には、同ケース15の長手方向の一半部（第２図にお
いて左半部）であって幅方向両側に、照明手段18,18が
対をなして配置されている。照明手段18,18は、それぞ
れ複数の光源4,4とその上方に配置された拡散板2,2とを
有してなる。光源４は、例えばLEDなどの適宜の発光素
子でなり、複数の光源４が基板上に列をなして、また、
一方の光源４の列と他方の光源４の列が相互に列方向に
ずらされて千鳥状に配列されている。この実施例では、
各光源4,4は照明光の出射部分が凸レンズ状に形成され
ることにより指向性をもっており、この指向性光源4,4
から上方に向かって出た照明光はそれぞれ拡散板2,2で
拡散される。各拡散板2,2の上方にはミラー10,10が斜設
されていて、光源4,4から出たあと拡散板2,2で拡散され
た照明光をミラー10,10が斜め上方に反射するようにな
っている。

光源４を構成する発光素子の列数及び発光素子全体の
数は、コインの大きさやその材質等によって適宜変更し
てよい。光源４としては、LEDのほか、ハロゲンラン
プ、蛍光管、陰極線管などを用いてもよい。

一対の照明手段18,18からの照明光は拡散板2,2により
拡散され、ミラー10,10で反射されてケース15の天板16
に達するが、この天板16には透明のカバーガラス１が固
定されている。カバーガラス１は長方形をなし、その長
手方向をケース15の長手方向に向けて固定されている。
また、カバーガラス１の上面は上記天板16の上面と一致
するように、天板16の窓孔にカバーガラス１が埋め込ま
れた状態で取付けられている。天板16の上記カバーガラ
ス１を有してなる部分は画像取り込み部19となってい
て、第１図に矢印で示すように、ワーク９がカバーガラ
ス１の上を同カバーガラス１を幅方向に横切って搬送さ
れるようになっている。ここにいうワーク９はコインな
どであって、カバーガラス１の上面と接するワーク９の
下面が被撮像面9aとなっている。第２図からもわかるよ
うに、画像取り込み部19の長さはコインからなるワーク
９の直径よりも大きくなっている。

上記各ミラー10,10を経てワーク９の被撮像面9aに向
かう照明光軸の上記被撮像面9aに対する入射角度θは、
ほぼ45゜程度になるように各ミラー10,10の角度が設定
されている。

上記一対の照明手段18,18の間にはミラー３がほぼ45
゜に斜設されている。ミラー３は細長い長方形に形成さ
れている。ミラー３はプリズムで構成してもよい。ミラ
ー３の斜設の向きは、上方からの光を第２図において右
方に反射する向きである。

ワーク９の被撮像面9aからの反射光は、ミラー３で側
方に反射され、結像光学系５に至る。結像光学系５は、
ワーク９の被撮像面9aの画像をラインセンサ６上に結像
させる。結像光学系５はピント調整部材によってピント
調整可能である。ラインセンサ６はケース15の長手方向
の一半部であって照明手段18,18の配置部とは反対側の
半部に光軸調整部材７を介して固定されている。ライン
センサ６は、照明手段18,18によって照明されたワーク
９の被撮像面9aの画像を、ワーク９の搬送方向に対し直
交する方向に１ラインごとに検出し、画像信号として出
力する。この画像信号は、画像処理装置等に入力され
る。結像光学系５とラインセンサ６を含む部分は画像入
力手段20を構成している。

以上のようにして、一つのケース15内に、照明手段1
8,18、画像取り込み部19、画像入力手段20が設置されて
おり、また、画像取り込み部19と画像入力手段20との間
に照明手段18,18が設置されている。

照明手段18,18とその上方の天板16とで形成される空
間には、上述した反射部材としてのミラー10,10以外
に、上記空間の周囲を囲むようにして反射部材としての
反射板11,12,11,13が配置され、後述するように、画像
取り込み部19のワーク９の搬送方向両端部の範囲10Aと
ともに、ワーク９の搬送方向に直交する方向の両端部の
範囲12A、13Aもそれぞれ照明するようになっている。反
射板11,11は各光源4,4の列に沿ってケース15の内壁面に
固定されている。反射板12,13は、各光源4,4の列の両端
部に適宜の部材、例えば、ケース15の内部を長手方向に
二分する部材やケース15の内壁面等に固定されている。
また、反射板12,13は、列をなす各光源4,4からの照明光
を効率よく被撮像面9aに向かって反射することができる
ように、適宜の角度に傾けて固定されている。反射板1
1,12,11,13の反斜面は、アルミ蒸着や光沢アルミ板など
で構成することができる。

このように、照明手段18、18の上方の空間に、画像取
り込み部19のワーク９の搬送方向両端部の範囲10Aとと
もに、ワーク９の搬送方向に直交する方向の両端部の範
囲12A、13Aもそれぞれ照明するように反射板11,12,11,1
3を配置することにより、拡散板2,2で拡散されて周囲に
漏れようとする照明光をカバーガラス１の方に向かって
反射することができ、被撮像面9aでの照度を約10％程度
向上させることができる。また、各反射板11,12,11,13
は間接的な照明光源とみなすことができ、この間接的な
照明光源が照明手段18と画像取り込み部19との間の空間
を取り囲むようにして配置され、被撮像面9aに対しては
あたかもリング照明と同様の配置関係となっているた
め、上記被撮像面9aを全周にわたって照明することがで
き、照明むらのない均一な光量で照明することができ
る。

第５図は、このようにして照明されるワーク９を示す
もので、ワーク９を矢印方向に搬送するものとすると、
ワーク９の搬送方向両端部の範囲10Aも、ワーク９の搬
送方向に直交する方向の両端部の範囲12A,13Aも、均一
に照明される。ちなみに、上記符号10Aで示す範囲はミ
ラー10,10および反射板11,11で反射された照明光による
照明範囲を、符号12A,13Aで示す範囲は反射板12,13で反
射された照明光による照明範囲をそれぞれ示す。このよ
うに、照明手段18と画像取り込み部19との間の空間に、
画像取り込み部19のワーク９の搬送方向両端部の範囲10
Aとともに、ワーク９の搬送方向に直交する方向の両端
部の範囲12A、13Aもそれぞれ照明するように反射板11,1
2,11,13を配置することにより、ワーク９を全範囲にわ
たって、かつ、均一に照明することができ、画像入力部
20において被撮像面9a全体の凹凸あるいは模様が鮮明に
浮き出し、ワーク９の表面全体の凹凸からなる画像を明
確に取り込むことができる。ちなみに、第５図において
ワーク９の周縁部に示したドットは、５百円硬貨等にお
けるドットであって、このようなドットを全周にわたっ
て鮮明に浮き出させることができる。

上記実施例では、画像取り込み部19と画像入力手段20
との間に照明手段18,18が設置されているため、照明手
段18,18に何らかの対策を施さないとすれば、照明手段1
8,18の照明光が直接画像入力手段20に入射して画像を劣
化させる恐れがある。そこで、各光源4,4とミラー３と
の間に遮光板8,8を立て、光源4,4からの照明光が直接画
像入力手段20に入射することのないようにしている。

ケース15は各構成部材の総てを内装するものであり、
外乱光が画像信号に影響を及ぼすことのないように、外
乱光の遮蔽の役目もしている。

いま、光源4,4から照明光を出射させると、照明光は
拡散板2,2で拡散され、さらに、ミラー10,10で反射され
て画像取り込み部19を均一に証明する。この状態で、ワ
ーク９を上記画像取り込み部19上において搬送すると、
ワーク９の被撮像面9aが上記照明光で照明され、この照
明光が被撮像面9aで反射される。この反射光はカバーガ
ラス１を通り、ミラー３で側方に反射され、結像光学系
５によってラインセンサ６上に結像される。ラインセン
サ６は上記反射光に応じワーク９の画像信号として１ラ
インずつ出力する。この画像信号は図示されない画像処
理装置に入力され、ワークの正否や良否の判別等所定の
画像処理に供される。

光源4,4の発光量は、ラインセンサ６の出力レベルに
応じて制御することが望ましい。また、ワーク９の材質
により被撮像面9aの反射率が異なる場合にも同様にして
光源4,4の発光量を制御することが望ましい。従って、
光源4,4は光量を調整できるものであることが望まし
い。

上記実施例によれば、画像取り込み部19と画像入力手
段20と照明手段18とを一つのケース15内に一体化して設
置することにより極めて小型化した画像入力装置におい
て、照明手段18からの照明光をワーク９の被撮像面9aに
向かって反射させる反射部材11,12,11,13を、照明手段1
8と画像取り込み部19との間の空間に、画像取り込み部1
9のワーク９の搬送方向両端部の範囲10Aとともに、ワー
ク９の搬送方向に直交する方向の両端部の範囲12A、13A
もそれぞれ照明するように配置したため、被撮像面9aの
全範囲にわたって照明むらのないソフトな照明が得ら
れ、ワーク９の被撮像面9aの凹凸や模様を明確に浮き上
がらせて、その画像信号を画像入力手段20によって的確
に得ることができる。

上記反射板12,13の取付け角度は特に限定されるもの
ではないが、これら反射板12,13で反射される照明光の
中心線が被撮像面9aに対して40゜ないし50゜の入射角度
となるような取付け角度に設定するのが望ましい。ま
た、設計上の条件によっては、第６図に示すように、反
射板12,13を垂直に固定せざるを得ない場合もある。こ
の場合でも、光源４の列の両端部から照明光を画像取り
込み部19の方に向かって反射することができるため、前
述の実施例と同様の作用効果を奏する。

また、第７図に示すように、反射板12,13に代えて光
源４と同じ波長の光源25,27を画像取り込み部19の方に
向かって配置し、その照明光をそれぞれ拡散板26,28を
介して画像取り込み部19に照射するようにしてもよい。
こうすれば、リング照明の効果がさらに向上する。

なお、以上説明した各実施例では、光源４は出射面が
集光レンズの機能をもった指向性光源であり、この指向
性光源４に拡散板２の組合せていたが、無指向性の光源
を用いてもよく、また、無指向性光源とこの光源からの
照明光を集めるシリンドリカルレンズを組み合わせたも
のでもよい。

さらに、前記実施例における反射部材としてのミラー
10,10は平面ミラーであったが、これに変えて反射面が
凹面のミラーを用いてもよい。

なお、画像入力手段には、図示の実施例におけるライ
ンセンサ６に代えて、２次元の画像信号を入力すること
ができるイメージセンサを用いてもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、画像取り込み部と画像入力手段と照
明手段とを有するコイン画像入力装置において、照明手
段からの照明光をコインの被撮像面に向かって反射させ
る反射部材を、照明手段と画像取り込み部との間の空間
に、画像取り込み部のコインの搬送方向両端部の範囲と
ともに、コインの搬送方向に直交する方向の両端部の範
囲もそれぞれ照明するようにしたため、被撮像面の照度
を向上させることができるし、被撮像面の全範囲にわた
って照明むらのないソフトな照明が得られ、コインの被
撮像面の凹凸や模様を明確に浮き上がらせて、その画像
信号を画像入力手段によって的確に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるコイン画像入力装置の実施例を
示す外観平面図、第２図は同上実施例の断面正面図、第
３図は同上実施例の断面平面図、第４図は同上実施例の
断面側面図、第５図は上記実施例の反射部材によるコイ
ンの照明の様子を示す平面図、第６図は本発明にかかる
コイン画像入力装置の別の実施例を示す断面側面図、第
７図は本発明にかかるコイン画像入力装置のさらに別の
実施例を示す断面側面図、第８図は従来考えられていた
画像入力装置の例を示す断面平面図、第９図は同上断面
正面図、第10図は同上断面側面図、第11図は上記従来考
えられていた画像入力装置によるワークとしてのコイン
の照明の様子を示す平面図である。 ９……ワークとしてのコイン、9a……被撮像面、18……
照明手段、19……画像取り込み部、20……画像入力手
段、11,12,13……反射部材、10反射部材としてのミラ
ー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−245495（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−4888（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−82874（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−200386（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−184159（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−41354（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−124427（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−39781（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コインの被撮像面の凹凸画像を取り込む画
   像取り込み部と、コインの被撮像面の画像を入力する画
   像入力手段と、上記画像取り込み部と画像入力手段との
   間に設置されコインの被撮像面を照明する照明手段とを
   備えてなる画像入力装置において、 上記画像取り込み部は、コイン表面全体の凹凸画像を取
   り込むことができるようにコインの直径よりも大きく、 上記照明手段からの照明光を上記コインの被撮像面に向
   かって反射させる反射部材を、上記照明手段と画像取り
   込み部との間の空間に、上記画像取り込み部のコインの
   搬送方向両端部の範囲とともに、上記コインの搬送方向
   に直交する方向の両端部の範囲もそれぞれ照明するよう
   に配置して、上記コインの被撮像面を全周にわたって照
   明することができるようにしたことを特徴とするコイン
   画像入力装置。