JP3801681B2 - Reader - Google Patents

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JP3801681B2
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尚文 天野
秀章 上條
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    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07DHANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D5/00Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of coins, e.g. for segregating coins which are unacceptable or alien to a currency
    • G07D5/005Testing the surface pattern, e.g. relief

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Coins (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬貨、メダル、カードなどの読取対象物の表面を読み取る読取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
所定の物品の真偽を判別する必要性はますます高まっているが、この傾向は硬貨やメダルを扱うバンクマシンや自動販売機等の分野で特に顕著である。従来の硬貨読取装置は、硬貨の大きさ、厚み、更には材質を基準にして当該硬貨の真偽を判別しているが、この判別方法では、近年の国際化に伴う社会問題に充分に対処し得ない様相を呈している。即ち、近年の国際化で多数の外国人が我国に入国しているが、この入国に伴い、我国の硬貨に酷似した多数の外国硬貨が流入、且つ、氾濫し、その結果、判別し難い偽造硬貨が行使されて経済活動が大きく阻害されることが少なくない。例えば、日本国政府が発行している500円硬貨は、世界で最も多いサイズであり、硬貨の大きさや厚み等の外形的寸法からでは、韓国やロシヤ等の外国の硬貨と区別することはほとんどできない。そこで、近年の硬貨読取装置は、照明装置を用いて、硬貨の刻印、詳言すれば、硬貨の露出面における図形、数字、又は、文字等を基準にして当該硬貨の真偽を判別する工夫が施されている。
【0003】
従来の読取装置には、特開平5−89276号公報に開示されたものがある。この読取装置は、搬送される読取対象物の表面を上部に配設した撮像素子で撮像し、撮像された画像データより読取対象物の真偽の判別を行うものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の読取装置は、読取対象物の搬送と撮像素子での撮像とが非同期で行われていたため、移動する読取対象物の静止画像を撮像素子で出力するためには、少なくとも2フィールド分の時間が必要であった。
【0005】
また、一般の撮像素子はテレビジョン方式の同期信号で動作しているが、同期信号は読取対象物の搬送タイミングと非同期に発生するので、同期信号のタイミングと読取対象物の搬送タイミングとを合わせるのが難しかった。
【0006】
本発明は、このような問題を解決して、撮像を開始してから撮像された画像を出力するまでの期間を短くすると共に、読取対象物の搬送タイミングと同期信号のタイミングとを容易に合わせることができる読取装置を提供することを目的とする。
【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、本発明の読取装置は、所定の搬送路を搬送される読取対象物の表面を読み取る読取装置において、搬送路の撮像領域に読取対象物が到来した際に取込みトリガを発生させる取込み信号と、取込みトリガで初期化させて出力を開始するテレビジョン方式の同期信号と、取込みトリガが発生した後で且つ取込みトリガと同一の垂直ブランキング区間内に読出しトリガを発生させる読出し信号とを出力させる信号出力手段と、取込みトリガが発生してから読出しトリガが発生するまでの間の所定期間だけ、搬送路の撮像領域に光を照射するLED光源からなる照明手段と、受光部、電極部および転送部を有し、取込み信号および読出し信号のタイミングで読取対象物の表面を撮像するエリアセンサからなる撮像手段と、撮像手段への外乱光の入射を遮る遮光手段と、を備え、撮像手段は、受光部で発生した電荷を電極部に蓄積させる第1の処理と、同期信号に基づいて電極部に蓄積された電荷を転送部へ出力させる第2の処理とを実行させる機能を有し、取込みトリガの発生タイミングで第1の処理を実行させると共に読出しトリガの発生タイミングで第2の処理を実行させ、第1の処理と第2の処理とを、照明手段が光を照射する所定の時間内に実行していることを特徴とする。
【0008】
本発明の読取装置によれば、信号出力手段によって取込み信号及び読出し信号が生成される。ここで、取込み信号は、読取対象物が撮像領域に到達した際に取込みトリガを発生させる信号である。また、読出し信号は、取込みトリガが発生した後で且つ取込みトリガと同一の垂直ブランキング区間内に読出しトリガを発生させる信号である。
【0009】
撮像手段では、取込みトリガの発生タイミングで第1の処理を実行して、光の入射によって受光部で発生した電荷を電極部に蓄積させる。この第1の処理によって、読取対象物の表面で反射した光の像が電荷として電極部に蓄積される。ここで、撮像手段への外乱光の入射は遮光手段によって遮られるので、撮像手段の電極部に不要な電荷が蓄積されることはない。その結果、撮像手段で撮像される画像のS/N比が向上する。
【0010】
次に、この読出しトリガが発生した後で且つ垂直ブランキング区間が終了したタイミングで第2の処理を実行し、電極部に蓄積された電荷を転送部へ出力させる。この第2の処理は、1フィールド期間(次の垂直ブランキング区間が来るまでの期間)、或いは、1フレーム期間(複数の垂直ブランキング区間が来るまでの期間)で終了する。
【0011】
このように、垂直ブランキング区間内に電極部に電荷を蓄積させて、更にこの垂直ブランキング区間が終了したタイミングで電極部の電荷を転送部へ出力させることにより、撮像を開始してから撮像された画像を出力するまでの期間を、1フィールド期間、或いは、1フレーム期間とすることができる。
【0012】
また、読取対象物が撮像領域に到達した際に発生する取込みトリガに同期して同期信号を出力しているので、読取対象物の搬送タイミングと同期信号のタイミングとを容易に合わせることができる。
【0013】
ここで、遮光手段は、撮像手段の受光部の前方に配置された波長フィルタを有することが好ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る好適な実施形態について添付図面を参照して説明する。
【0016】
図1は、本実施形態に係る読取装置1の構成を示す斜視図である。この読取装置1は、読取対象物である硬貨Aの表面に刻印された図形、模様、数字、又は文字等を読み取る装置である。同図より読取装置1は、直方体形状の撮像ユニット10と、撮像ユニット10上面の対向する周縁部にそれぞれ取り付けられた平面板20,21と、撮像ユニット10及び平面板20,21の上方に配設されたベルトコンベヤ30とを備えている。撮像ユニット10の上面と平面板20,21の上面との高さは一致しており、全体で一平面が形成され、硬貨Aを搬送させる搬送路Bとなっている。この搬送路Bとベルトコンベヤ30の下面とは硬貨Aの厚さとほぼ同一の隙間が設けられ、ベルトコンベヤ30の駆動によって、この隙間を硬貨Aが搬送される。さらに、撮像ユニット10、平面板20,21、及びベルトコンベヤ30は、外乱光の入射を遮るための遮光手段である遮光ケース35に収容されている。
【0017】
図2に示すように、撮像ユニット10は、上面が開口した立方体形状の筐体11と、この上面開口を覆うガラス製の上面板12とから構成され、筐体11内部には、撮像手段であるエリアセンサ13と、硬貨Aの通過を検出するためのLED14と、照明手段であるLED15とが配設されている。エリアセンサ13は筐体11内部中央の固定台16に取り付けられ、上面板12の撮像領域Cを通過する硬貨Aの表面を撮像する。
【0018】
ここで、エリアセンサ13は受光部、電極部および転送部を備え、受光部は光の入射によって電荷を発生させる。受光部で発生した電荷は電極部に蓄積され、蓄積された電荷は電極部から転送部へ転送される。
【0019】
また、LED14は筐体11の内部側面から突出した固定板17に取り付けられ、上面板12に向けて光を照射する。更にLED15は上面板12の内面に沿ってリング形に配設され、上面板12上を通過する硬貨Aに光を短時間照射する。
【0020】
図1に示すベルトコンベヤ30のベルトは、搬送路Bの中央に設けられており、該ベルトの両側に配置された一対のLED14から照射された光は上面板12及びベルトコンベヤ30のベルトの両側を通過して上方に向けて進行する。ベルトコンベヤ30上方の照射光の光路上には一対のPD40が配設されており、ベルトコンベヤ30のベルトの両側を通過した光はそれぞれ対向するPD40に入射する。
【0021】
次に、読取装置1による硬貨Aの読取処理について、図3の概略図を用いて説明する。図3(a)は、上面板12及び平面板20,21からなる搬送路Bとベルトコンベヤ30との隙間に硬貨Aが挿入された状態を示している。LED14からは光が上方に向けて照射されており、照射光は上面板12及びベルトコンベヤ30のベルトの両側を通過してPD40に入射する。
【0022】
次に、図3(b)に示すように、ベルトコンベヤ30のベルトの移動に合わせて硬貨Aが搬送され、LED14の照射光の光路上に硬貨Aが到達すると、照射光は硬貨Aによって遮られて、PD40での受光量は所定レベル未満となる。PD40での受光量の減少によって、本装置は硬貨Aがエリアセンサ13の撮像領域Cに接近していると判断する。
【0023】
更に、硬貨Aが搬送されて、図3(c)に示すように、撮像領域Cに硬貨Aが到達すると、それまで硬貨Aにより阻まれていたLED14からの照射光は再びPD40に照射されて、エリアセンサ13を駆動させるための信号(詳細は後述する)が出力される。撮像領域CにはLED15から光が照射されており、撮像領域Cに到達した硬貨Aを照明する。この照射光は硬貨Aの表面に斜めから入射するので、硬貨Aの表面の凹凸によって陰影のある像が浮かび上がる。この表面像を前述の信号に基づいてエリアセンサ13で撮像することにより、鮮明な硬貨Aの画像が得られる。
【0024】
このエリアセンサ13の撮像処理について、図4のブロック図、及び図5の波形図を用いて説明する。エリアセンサ13は、信号出力手段である制御回路50で生成された取込み信号(図5(b)参照)、及び読出し信号(図5(d)参照)によって制御される。ここで、取込み信号は硬貨Aが撮像領域Cに到達した際に取込みトリガを発生させる信号である。また、読出し信号は取込みトリガが発生した後で且つ取込みトリガと同一の垂直ブランキング区間内に読出しトリガを発生させる信号である。読出し信号はドライバ51を介してエリアセンサ13に与えられ、エリアセンサ13ではこの信号に従った処理を行う。
【0025】
また、制御回路50には、取込み信号を生成させる取込み信号生成回路50aと、同期信号リセット回路50bとが組み込まれている。同期信号リセット回路50bは、取込み信号生成回路50aで生成された取込み信号を入力して、取込みトリガの発生タイミングでテレビジョン方式の垂直同期信号(図5(f))及び水平同期信号(図5(g))をリセット(初期化)する。これらの同期信号はアンプ52に与えられる。更に、アンプ52には、エリアセンサ13から出力された硬貨Aの表面の画像データ(図5(e)参照)が与えられて、この画像データはアンプ52で増幅された後に、同期信号の同期タイミングで出力される。
【0026】
エリアセンサ13は、受光部で発生した電荷を電極部に蓄積させる電荷蓄積処理(第1の処理)と、電極部に蓄積された電荷を転送部に出力させる電荷出力処理(第2の処理)とを排他的に実行する機能を有している。電荷蓄積処理は取込み信号に取込みトリガが発生したタイミングで行われ、電荷出力処理は読出し信号に読込みトリガが発生したタイミングで行われる。
【0027】
エリアセンサ13の各処理は次のように行われる。まず、LED14からの照射光が硬貨Aによって遮られてPD40の受光量が減少すると、PD40から制御手段50に与えられる受光量信号(図5(a)参照)のレベルが低下する。この受光量信号を入力した制御手段50は、硬貨Aがエリアセンサ13の撮像領域Cに接近していると判断する。更に硬貨Aが搬送されると、それまで硬貨Aにより阻まれていたLED14からの照射光は再びPD40に照射されて、受光量レベルが上昇する。この受光量信号を入力した制御回路50は、硬貨Aが撮像領域Cに到達したものと判断して、取込み信号に取込みトリガを発生させる。
【0028】
エリアセンサ13では取込みトリガの発生タイミングで、受光部で発生した電荷を電極部に蓄積させる。その結果、LED15からの照射光が硬貨Aの表面で反射した反射光による光像が、エリアセンサ13の電極部に電荷として蓄えられる。
【0029】
また、遮光ケース35によって外乱光の入射が遮られるので、エリアセンサ13に外乱光が入射することはない。このため、エリアセンサ13の受光部で発生する電荷は、LED15の照射光が硬貨Aで反射した光による有用な電荷だけである。よって、エリアセンサ13に不要電荷を排出させるための機能を持たせる必要はない。
【0030】
なお、LED15は、取込みトリガが発生してから読出しトリガが発生するまでの全期間(図5(c)参照)パルス点灯してもよく、また、取込みトリガが発生してから読出しトリガが発生するまでの間の所定の一期間(図5(h)(i)参照)パルス点灯してもよい。
【0031】
制御回路50では、取込みトリガを発生させてから所定時間経過した後(例えば、10H(1H=63.5μsec))に、読出信号に読出しトリガを発生させる。読出しトリガはエリアセンサ13に与えられて、エリアセンサ13は電極部に蓄積された電荷を転送部に出力させる。この出力処理によって、垂直ブランキング区間(例えば、20H)終了後に硬貨A表面の画像データ(図5(e)参照)がエリアセンサ13から出力される。
【0032】
このように、垂直ブランキング区間内に電極部に電荷を蓄積させて、更にこの垂直ブランキング区間が終了したタイミングで電極部の電荷を転送部に出力させることにより、撮像を開始してから撮像された画像を出力するまでの期間を、1フィールド期間、或いは、1フレーム期間とすることができる。
【0033】
即ち、エリアセンサ13では、受光部で発生した電荷を電極部に蓄積させる電荷蓄積処理と、電極部に蓄積された電荷を転送部に出力させる電荷出力処理とを、LED14が光を照射する所定の時間内に実行させることにより、撮像を開始してから撮像された画像を出力するまでの期間を、1フィールド期間、或いは、1フレーム期間とすることができる。
【0034】
また、硬貨Aが撮像領域Cに到達した際に発生する取込みトリガに同期して同期信号が出力されるので、硬貨Aの搬送タイミングと同期信号のタイミングとを容易に合わせることができる。
【0035】
更に、エリアセンサ13の電極部に電荷が蓄積されている期間が非常に短いので、LED14からの照射光が硬貨A表面、或いは上面板12の内面で反射して、エリアセンサ13の電極部に入射することがあっても、この入射光が電荷として電極部に蓄積されることはほとんどない。
【0036】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、遮光手段としては、撮像ユニット10の上面板12のみを覆う遮光カバーであってもよい。また、外乱光には、LED14から出射した光が上面板12の内面で反射した光も含み、このような光を遮る遮光手段としては、例えば、LED14と上面板12とを接近させて、上面板12の内面で反射した光が拡がらないようにすることによって、エリアセンサ13への入射を遮る構成であってもよい。さらに、発光波長の異なるLEDをLED14とLED15とで用いて、上面板12とエリアセンサ13との間に、LED14から出射した光を遮断する波長フィルタを配置することによって、遮光手段を実現してもよい。
【0037】
また、ベルトコンベヤ30のベルトは必ずしも光を透過する材質のものに限定されず、樹脂或いはその他の材質を用いてもよい。ただし、非透過性の材質を用いた場合には、少なくともLED14の光路上に貫通溝などを形成し、LED14からの照射光がPD40で受光できるようにする必要がある。さらに、読取対象物は硬貨Aに限定されることなく、メダル、カードなどでもよい。
【0038】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の読取装置は、垂直ブランキング区間内に電極部に電荷を蓄積させて、更にこの垂直ブランキング区間が終了したタイミングで電極部の電荷を転送部に出力させているので、撮像を開始してから撮像された画像を出力するまでの期間を、1フィールド期間、或いは、1フレーム期間といった非常に短い期間にすることができる。その結果、例えば、EIA準拠のテレビジョン方式の出力画像であれば、フィールド画で1秒間に60枚の画像を取り込むことができ、単位時間におけるタスク数が向上する。
【0039】
また、読取対象物が撮像領域に到達した際に発生する取込みトリガに同期して同期信号が出力されるので、読取対象物の搬送タイミングと同期信号のタイミングとを容易に合わせることができる。
【0040】
さらに、撮像手段への外乱光の入射が遮光手段によって遮られるので、撮像手段で撮像された画像のS/Nが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る読取装置の構成を示す斜視図である。
【図2】撮像ユニットの断面構造を示す斜視図である。
【図3】図1の読取装置による硬貨の表面読取り処理を示す概略図である。
【図4】エリアセンサを制御するための処理回路を示すブロック図である。
【図5】エリアセンサを制御するための処理回路における波形図である。
【符号の説明】
1…読取装置、10…撮像ユニット、11…筐体、12…上面板、13…エリアセンサ(撮像手段)、14…LED、15…LED(照明手段)、16…固定台、17…固定板、20,21…平面板、30…ベルトコンベヤ、35…遮光ケース(遮光手段)、40…PD、50…制御回路(信号出力手段)、51…ドライバ、52…アンプ、A…硬貨(読取対象物)、B…搬送路、C…撮像領域。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reading device that reads the surface of a reading object such as a coin, medal, or card.
[0002]
[Prior art]
Although the necessity to determine the authenticity of a given article is increasing, this tendency is particularly remarkable in the fields of bank machines and vending machines that handle coins and medals. Conventional coin readers determine the authenticity of a coin based on the size, thickness, and material of the coin, but this determination method sufficiently addresses social problems associated with recent internationalization. It seems to be impossible. That is, many foreigners have entered our country due to internationalization in recent years. Along with this entry, many foreign coins that resemble our own coins flow in and flood, and as a result, counterfeiting that is difficult to discern It is not uncommon for coins to be exercised to significantly hinder economic activity. For example, the 500 yen coin issued by the Japanese government is the most common size in the world, and it is almost impossible to distinguish it from foreign coins such as South Korea and Russia based on the size and thickness of the coin. Can not. Therefore, a recent coin reader uses an illuminator to determine the authenticity of a coin based on the inscription of the coin, more specifically, the figure, number, or character on the exposed surface of the coin. Is given.
[0003]
A conventional reading apparatus is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-89276. In this reading apparatus, the surface of a reading object to be conveyed is imaged by an image pickup device arranged on the upper side, and the authenticity of the reading object is determined from the captured image data.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional reader, since the reading object is conveyed asynchronously with the image pickup device, at least two fields are required to output a still image of the moving reading object with the image pickup device. Time was needed.
[0005]
A general image sensor operates with a television-type synchronization signal. Since the synchronization signal is generated asynchronously with the conveyance timing of the reading object, the synchronization signal timing and the conveyance timing of the reading object are matched. It was difficult.
[0006]
The present invention solves such a problem, shortens the period from the start of imaging to the output of the captured image, and easily matches the timing of conveying the reading object and the timing of the synchronization signal. It is an object of the present invention to provide a reader that can perform the above-described process.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a reading device according to the present invention is a reading device that reads the surface of an object to be read that is conveyed along a predetermined conveyance path, and is a capture trigger when the reading object arrives at the imaging area of the conveyance path. , A television-type synchronization signal that is initialized by a capture trigger and starts output, and a read trigger is generated after the capture trigger occurs and within the same vertical blanking interval as the capture trigger A signal output means for outputting a readout signal; an illumination means comprising an LED light source that irradiates light to the imaging region of the conveyance path for a predetermined period from when the capture trigger occurs until the readout trigger occurs ; An imaging means comprising an area sensor that has a head portion, an electrode portion, and a transfer portion, and picks up an image of the surface of the reading object at the timing of the capture signal and the readout signal; A light-blocking unit that blocks disturbance light from entering the image unit, and the image-pickup unit stores the charge generated in the light-receiving unit in the electrode unit based on a first process and a synchronization signal. And a second process for executing the second process for outputting the charge to the transfer unit, causing the first process to be performed at the acquisition trigger generation timing and the second process to be performed at the read trigger generation timing . The first process and the second process are performed within a predetermined time during which the illumination unit emits light .
[0008]
According to the reading apparatus of the present invention, the capture signal and the readout signal are generated by the signal output means. Here, the acquisition signal is a signal that generates an acquisition trigger when the reading object reaches the imaging region. The read signal is a signal for generating a read trigger after the acquisition trigger is generated and within the same vertical blanking interval as the acquisition trigger.
[0009]
In the imaging means, the first process is executed at the timing of occurrence of the capture trigger, and the charges generated in the light receiving part due to the incidence of light are accumulated in the electrode part. By this first processing, an image of light reflected on the surface of the reading object is accumulated as an electric charge in the electrode portion. Here, the incidence of disturbance light on the image pickup means is blocked by the light blocking means, so that unnecessary charges are not accumulated in the electrode portions of the image pickup means. As a result, the S / N ratio of the image picked up by the image pickup means is improved.
[0010]
Next, after this read trigger occurs and at the timing when the vertical blanking interval ends, the second process is executed to output the charge accumulated in the electrode part to the transfer part. This second process ends in one field period (a period until the next vertical blanking interval comes) or one frame period (a period until a plurality of vertical blanking intervals come).
[0011]
In this way, the charge is accumulated in the electrode part in the vertical blanking interval, and the charge of the electrode part is output to the transfer unit at the timing when the vertical blanking interval is completed. The period until the output image is output can be one field period or one frame period.
[0012]
In addition, since the synchronization signal is output in synchronization with the capture trigger that occurs when the reading object reaches the imaging region, the conveyance timing of the reading object and the timing of the synchronization signal can be easily matched.
[0013]
Here, the light shielding unit preferably has a wavelength filter disposed in front of the light receiving unit of the imaging unit .
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments according to the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0016]
FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of a reading device 1 according to the present embodiment. The reading device 1 is a device that reads a figure, a pattern, a number, a character, or the like engraved on the surface of a coin A that is a reading object. As shown in FIG. 1, the reader 1 includes a rectangular parallelepiped imaging unit 10, flat plates 20 and 21 attached to opposing peripheral portions on the upper surface of the imaging unit 10, and the imaging unit 10 and the flat plates 20 and 21. And a belt conveyor 30 provided. The heights of the upper surface of the imaging unit 10 and the upper surfaces of the flat plates 20 and 21 coincide with each other, so that a flat surface is formed as a whole, which is a transport path B for transporting the coins A. A gap substantially the same as the thickness of the coins A is provided between the conveyance path B and the lower surface of the belt conveyor 30, and the coins A are conveyed through the gaps by driving the belt conveyor 30. Further, the imaging unit 10, the flat plates 20, 21 and the belt conveyor 30 are accommodated in a light shielding case 35 which is a light shielding means for shielding the incidence of disturbance light.
[0017]
As shown in FIG. 2, the imaging unit 10 includes a cubic housing 11 having an upper surface opened and a glass upper plate 12 that covers the upper surface opening. An area sensor 13, an LED 14 for detecting the passage of the coin A, and an LED 15 that is an illumination unit are disposed. The area sensor 13 is attached to a fixed base 16 inside the housing 11 and images the surface of the coin A that passes through the imaging region C of the top plate 12.
[0018]
Here, the area sensor 13 includes a light receiving unit, an electrode unit, and a transfer unit, and the light receiving unit generates an electric charge upon incidence of light. The electric charge generated in the light receiving unit is accumulated in the electrode unit, and the accumulated electric charge is transferred from the electrode unit to the transfer unit.
[0019]
The LED 14 is attached to a fixed plate 17 protruding from the inner side surface of the housing 11 and irradiates light toward the upper surface plate 12. Further, the LEDs 15 are arranged in a ring shape along the inner surface of the upper surface plate 12 and irradiate the coin A passing over the upper surface plate 12 with light for a short time.
[0020]
The belt of the belt conveyor 30 shown in FIG. 1 is provided in the center of the conveyance path B, and the light emitted from the pair of LEDs 14 arranged on both sides of the belt is on both sides of the upper plate 12 and the belt of the belt conveyor 30. Pass through and proceed upwards. A pair of PDs 40 are disposed on the optical path of the irradiation light above the belt conveyor 30, and light that has passed through both sides of the belt of the belt conveyor 30 enters the opposing PDs 40.
[0021]
Next, the reading process of the coin A by the reading device 1 will be described with reference to the schematic diagram of FIG. FIG. 3A shows a state where the coin A is inserted into the gap between the conveyance path B composed of the upper surface plate 12 and the flat plates 20 and 21 and the belt conveyor 30. Light is emitted upward from the LED 14, and the irradiated light passes through both sides of the top plate 12 and the belt of the belt conveyor 30 and enters the PD 40.
[0022]
Next, as shown in FIG. 3B, when the coin A is conveyed along with the movement of the belt of the belt conveyor 30 and the coin A reaches the optical path of the irradiation light of the LED 14, the irradiation light is blocked by the coin A. Accordingly, the amount of light received by the PD 40 is less than a predetermined level. The apparatus determines that the coin A is approaching the imaging area C of the area sensor 13 due to the decrease in the amount of light received by the PD 40.
[0023]
Further, when the coin A is transported and the coin A reaches the imaging area C as shown in FIG. 3C, the irradiation light from the LED 14 that has been blocked by the coin A until then is irradiated again on the PD 40. A signal (details will be described later) for driving the area sensor 13 is output. The imaging area C is irradiated with light from the LED 15, and the coin A that has reached the imaging area C is illuminated. Since this irradiation light is incident on the surface of the coin A from an oblique direction, a shaded image emerges due to the irregularities on the surface of the coin A. By capturing this surface image with the area sensor 13 based on the aforementioned signal, a clear image of the coin A can be obtained.
[0024]
The imaging process of the area sensor 13 will be described with reference to the block diagram of FIG. 4 and the waveform diagram of FIG. The area sensor 13 is controlled by a capture signal (see FIG. 5B) and a readout signal (see FIG. 5D) generated by the control circuit 50 which is a signal output means. Here, the acquisition signal is a signal for generating an acquisition trigger when the coin A reaches the imaging region C. The readout signal is a signal for generating a readout trigger after the acquisition trigger is generated and within the same vertical blanking interval as the acquisition trigger. The read signal is given to the area sensor 13 via the driver 51, and the area sensor 13 performs processing according to this signal.
[0025]
Further, the control circuit 50 incorporates a capture signal generation circuit 50a for generating a capture signal and a synchronization signal reset circuit 50b. The synchronization signal reset circuit 50b receives the capture signal generated by the capture signal generation circuit 50a, and uses a television system vertical synchronization signal (FIG. 5 (f)) and a horizontal synchronization signal (FIG. 5) at the capture trigger generation timing. (G)) is reset (initialized). These synchronization signals are given to the amplifier 52. Further, the image data (see FIG. 5E) of the surface of the coin A output from the area sensor 13 is given to the amplifier 52, and this image data is amplified by the amplifier 52 and then synchronized with the synchronization signal. Output at timing.
[0026]
The area sensor 13 has a charge accumulation process (first process) for accumulating charges generated in the light receiving part in the electrode part, and a charge output process (second process) for outputting the charge accumulated in the electrode part to the transfer part. And have a function of executing them exclusively. The charge accumulation process is performed at the timing when the capture trigger occurs in the capture signal, and the charge output process is performed at the timing when the read trigger occurs in the read signal.
[0027]
Each process of the area sensor 13 is performed as follows. First, when the irradiation light from the LED 14 is blocked by the coin A and the light reception amount of the PD 40 decreases, the level of the light reception amount signal (see FIG. 5A) given from the PD 40 to the control means 50 decreases. The control means 50 having received this received light amount signal determines that the coin A is approaching the imaging area C of the area sensor 13. When the coin A is further conveyed, the irradiation light from the LED 14 that has been blocked by the coin A until then is irradiated again on the PD 40, and the received light amount level increases. The control circuit 50 that has received this received light amount signal determines that the coin A has reached the imaging region C, and generates a capture trigger in the capture signal.
[0028]
In the area sensor 13, the charge generated in the light receiving unit is accumulated in the electrode unit at the generation trigger timing. As a result, an optical image of reflected light obtained by reflecting the irradiation light from the LED 15 on the surface of the coin A is stored as an electric charge in the electrode portion of the area sensor 13.
[0029]
Further, since the disturbance light is blocked by the light shielding case 35, the disturbance light does not enter the area sensor 13. For this reason, the electric charge which generate | occur | produces in the light-receiving part of the area sensor 13 is only the useful electric charge by the light which the irradiation light of LED15 reflected with the coin A. FIG. Therefore, it is not necessary for the area sensor 13 to have a function for discharging unnecessary charges.
[0030]
Note that the LED 15 may be lit for the entire period from the occurrence of the acquisition trigger to the generation of the read trigger (see FIG. 5C), and the read trigger is generated after the acquisition trigger is generated. A predetermined period of time (see FIGS. 5 (h) and 5 (i)) may be lit.
[0031]
The control circuit 50 generates a read trigger for the read signal after a predetermined time has elapsed since the acquisition trigger was generated (for example, 10H (1H = 63.5 μsec)). The read trigger is given to the area sensor 13, and the area sensor 13 causes the charge accumulated in the electrode part to be output to the transfer part. By this output processing, the image data on the surface of the coin A (see FIG. 5E) is output from the area sensor 13 after the end of the vertical blanking section (for example, 20H).
[0032]
In this way, the electric charge is accumulated in the electrode part in the vertical blanking interval, and the electric charge of the electrode part is output to the transfer unit at the timing when the vertical blanking interval is completed, so that the image is picked up after the imaging is started. The period until the output image is output can be one field period or one frame period.
[0033]
That is, in the area sensor 13, the LED 14 irradiates light with a charge accumulation process for accumulating the charge generated at the light receiving unit at the electrode unit and a charge output process for outputting the charge accumulated at the electrode unit to the transfer unit. By executing within this time, the period from the start of imaging to the output of the captured image can be set to one field period or one frame period.
[0034]
In addition, since the synchronization signal is output in synchronization with the capture trigger that occurs when the coin A reaches the imaging region C, the transfer timing of the coin A and the timing of the synchronization signal can be easily matched.
[0035]
Furthermore, since the period in which the charge is accumulated in the electrode part of the area sensor 13 is very short, the irradiation light from the LED 14 is reflected on the surface of the coin A or the inner surface of the upper surface plate 12 and is reflected on the electrode part of the area sensor 13. Even if it is incident, this incident light is hardly accumulated as an electric charge in the electrode portion.
[0036]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, the light shielding unit may be a light shielding cover that covers only the upper surface plate 12 of the imaging unit 10. The disturbance light includes light reflected from the inner surface of the upper surface plate 12 by the light emitted from the LED 14. As a light shielding means for blocking such light, for example, the LED 14 and the upper surface plate 12 are brought close to each other, The configuration may be such that the light reflected by the inner surface of the face plate 12 does not spread, thereby blocking the incidence on the area sensor 13. Further, by using LEDs with different emission wavelengths in the LED 14 and LED 15 and arranging a wavelength filter that blocks light emitted from the LED 14 between the upper surface plate 12 and the area sensor 13, a light shielding means is realized. Also good.
[0037]
The belt of the belt conveyor 30 is not necessarily limited to a material that transmits light, and a resin or other material may be used. However, when a non-transparent material is used, it is necessary to form a through groove or the like on at least the optical path of the LED 14 so that irradiation light from the LED 14 can be received by the PD 40. Furthermore, the reading object is not limited to the coin A, and may be a medal, a card, or the like.
[0038]
【The invention's effect】
As described in detail above, the reading device of the present invention accumulates charges in the electrode section in the vertical blanking interval, and further outputs the charges in the electrode portion to the transfer section at the timing when the vertical blanking interval ends. Therefore, the period from the start of imaging to the output of the captured image can be a very short period such as one field period or one frame period. As a result, for example, in the case of an EIA-compliant television output image, 60 images can be captured per second as a field image, and the number of tasks per unit time is improved.
[0039]
In addition, since the synchronization signal is output in synchronization with the capture trigger that occurs when the reading object reaches the imaging region, the conveyance timing of the reading object and the timing of the synchronization signal can be easily matched.
[0040]
Furthermore, since the incidence of disturbance light on the imaging unit is blocked by the light shielding unit, the S / N of the image captured by the imaging unit is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of a reading apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a perspective view showing a cross-sectional structure of an imaging unit.
FIG. 3 is a schematic view showing a coin surface reading process by the reading device of FIG. 1;
FIG. 4 is a block diagram showing a processing circuit for controlling the area sensor.
FIG. 5 is a waveform diagram in a processing circuit for controlling an area sensor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reading apparatus, 10 ... Imaging unit, 11 ... Housing | casing, 12 ... Top plate, 13 ... Area sensor (imaging means), 14 ... LED, 15 ... LED (illuminating means), 16 ... Fixing stand, 17 ... Fixing plate 20, 21 ... plane plate, 30 ... belt conveyor, 35 ... light shielding case (light shielding means), 40 ... PD, 50 ... control circuit (signal output means), 51 ... driver, 52 ... amplifier, A ... coin (read object) Object), B ... conveying path, C ... imaging region.

Claims (2)

所定の搬送路を搬送される読取対象物の表面を読み取る読取装置において、
前記搬送路の前記撮像領域に前記読取対象物が到来した際に取込みトリガを発生させる取込み信号と、前記取込みトリガで初期化させて出力を開始するテレビジョン方式の同期信号と、前記取込みトリガが発生した後で且つ前記取込みトリガと同一の垂直ブランキング区間内に読出しトリガを発生させる読出し信号とを出力させる信号出力手段と、
前記取込みトリガが発生してから前記読出しトリガが発生するまでの間の所定期間だけ、前記搬送路の前記撮像領域に光を照射するLED光源からなる照明手段と、
受光部、電極部および転送部を有し、前記取込み信号および前記読出し信号のタイミングで前記読取対象物の表面を撮像するエリアセンサからなる撮像手段と、
前記撮像手段への外乱光の入射を遮る遮光手段と、を備え、
前記撮像手段は、前記受光部で発生した電荷を前記電極部に蓄積させる第1の処理と、前記同期信号に基づいて前記電極部に蓄積された電荷を前記転送部へ出力させる第2の処理とを実行させる機能を有し、
前記取込みトリガの発生タイミングで前記第1の処理を実行させると共に前記読出しトリガの発生タイミングで前記第2の処理を実行させ、
前記第1の処理と前記第2の処理とを、前記照明手段が光を照射する所定の時間内に実行していることを特徴とした読取装置。
In a reading device that reads the surface of an object to be read that is transported along a predetermined transport path,
A capture signal to generate a capture trigger when the object to be read on the imaging area of the conveying path is reached, the synchronizing signal of the television system to start output the initialized with the capture trigger, the capture trigger A signal output means for outputting a readout signal for generating a readout trigger after being generated and within the same vertical blanking interval as the capture trigger;
Predetermined period during the period from the acquisition trigger occurs until the read trigger occurs, the illumination means comprising a LED light source for irradiating light on the imaging area of the conveying path,
An imaging means comprising an area sensor that has a light receiving unit, an electrode unit, and a transfer unit, and images the surface of the reading object at the timing of the capture signal and the readout signal;
A light shielding means for blocking the incidence of disturbance light to the imaging means,
The image pickup means stores a first process for accumulating charges generated in the light receiving unit in the electrode unit, and a second process for outputting charges accumulated in the electrode unit to the transfer unit based on the synchronization signal. And a function to execute
Causing the first process to be executed at the occurrence timing of the capture trigger and causing the second process to be executed at the occurrence timing of the read trigger ;
The reading apparatus, wherein the first process and the second process are performed within a predetermined time during which the illumination unit emits light .
前記遮光手段は、前記撮像手段の前記受光部の前方に配置された波長フィルタを有することを特徴とする請求項1に記載の読取装置。The reading apparatus according to claim 1, wherein the light shielding unit includes a wavelength filter disposed in front of the light receiving unit of the imaging unit.
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