JP4401943B2 - 刻印読取り装置 - Google Patents

Description

本発明は、硬貨、メダル或いはカード等に形成した刻印を読み取るための刻印読取り装置に関するものである。

従来、このような分野の技術として、特開平９−２８２５１２号公報がある。この公報に記載された刻印読取り装置は、環状に配列したＬＥＤから外方に向けて出射させた光を、リング状の反射鏡で一旦反射させ、この反射光で硬貨を照らし出し、間接照明の下で硬貨をＣＣＤで撮像する。この間接照明は、照明ムラを低減させることができ、これによって、硬貨等の刻印を鮮明に撮像することができる。

特開平９−２８２５１２号公報 特開平９−２８２５１３号公報 特開平１０−２２２７１５号公報

しかしながら、前述した従来の刻印読取り装置には、次のような課題が存在している。すなわち、このような刻印読取り装置であっても、小型化を更に推し進めていく場合、リング状に整列させたＬＥＤの配列径を小さくする必要がある。これによって、各ＬＥＤの数が減少することになる。その結果、照明部から出射される光量が減少し、これに伴って硬貨表面に照射される光の均一性が低下し易くなり、刻印のコントラストの低下を招来し、このことが、装置の更なる小型化を推進させる上で問題である。

本発明は、特に、更なる小型化の要求を満足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。

本発明に係る刻印読取り装置は、読取り領域で照らし出された読取対象物を撮像するための刻印読取り装置において、筐体内で環状に配置されて外方に向けて光を出射する照明部と、筐体内で照明部を取り囲むように配置されて、照明部からの光を読取り領域に向けて反射させる反射鏡と、読取対象物で反射した光を受光して読取対象物を撮像する撮像部と、照明部と撮像部との間に配置され、読取対象物からの反射光を撮像部に集光させる集光レンズ部と、照明部の発光面の利用光出射側が開放され且つ照明部の発光面の非利用光出射側が塞がれるように、照明部と反射鏡との間で照明部の発光面に近接して配置された光拡散部材とを備えたことを特徴とする。

この刻印読取り装置は、照明ムラを少なくするために、照明部から出射した光を反射鏡で一旦反射させた後に読取対象物を照明するいわゆる間接照明を利用している。さらに、この刻印読取り装置の照明部から出射する光には、間接照明として利用されていない光が存在し、この非利用光の有効利用を図るために、照明部の発光面の利用光出射側が開放され且つ照明部の発光面の非利用光出射側が塞がれるように、光拡散部材が、照明部と反射鏡との間で照明部の発光面に近接して配置されている。従って、本来的に照明として有効利用されている光は、光拡散部材を介さずに直接、反射鏡に到達し、今まで照明光として有効利用されていない光を光拡散部材内に導き入れることで、照明部の発光面から出射される非利用光を照明として有効利用することができ、これに伴って、装置の小型化による光量不足が解消し、刻印のコントラストの低下を防止することできる。

また、光拡散部材から反射鏡に向かう光のうちで読取対象物の縁部を照らす光以外を規制する遮光板を、光拡散部材と反射鏡との間に配置すると好適である。このような遮光板を利用することで、光拡散部材から出射した光を読取対象物の縁部に集中させることができ、これによって、読取対象物のエッジ部分のコントラストが高められ、エッジ部分を鮮明に撮像することができる。このことは、外形輪郭情報に基づく読取対象物の外形寸法判定などを行う場合に特に有効である。

また、光拡散部材には、光拡散部材から反射鏡に向かう光のうちで読取対象物の縁部を照らす光以外を規制するように、反射鏡に対向する側の面に遮光部が設けられていると好適である。光拡散部材と一体の遮光部を利用することで、光拡散部材から出射した光を読取対象物の縁部に集中させることができ、これによって、読取対象物のエッジ部分のコントラストが高められ、エッジ部分を鮮明に撮像することができる。このことは、外形輪郭情報に基づく読取対象物の外形寸法判定などを行う場合に特に有効である。そして、この光拡散部材は遮光部が一体であるゆえに、部品点数の削減、組立作業性の向上及び装置の小型化に最適である。

また、照明部は複数のＬＥＤからなり、光拡散部材は、各ＬＥＤの発光面の略半分を塞ぐように配置されると好適である。このような構成は、ＬＥＤを反射鏡に対面するように配列させる場合に特に有効である。

本発明によれば、装置の小型化に伴う光量不足を解消して、装置の更なる小型化を可能にしている。

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。

図１及び図２に示すように、刻印読取り装置１は、樹脂からなる直方体形状の筺体１０を有しており、この筺体１０の下面には円形状の開口部１１が形成され、この開口部１１は、サファイアガラス等で成形された透明板１２によって塞がれている。そして、透明板１２上の読取り領域Ｓ内において、読取対象物（例えば５００円硬貨）Ｃは、この透明板１２に押し付けられた状態で撮像される。

さらに、筺体１０の下方には、透明板１２上まで読取対象物Ｃを搬送させるための搬送装置２０が設けられている。この搬送装置２０は、読取対象物Ｃの搬送方向Ａに延在する無端ベルト２１と、この無端ベルト２１を循環駆動させるための一対のプーリ２２，２３と、刻印読取り装置１の下面に隣接して搬送方向Ａに延びる搬送テーブル２４とを有している。従って、図示しないモータでプーリ２３を回転させることによって、無端ベルト２１を駆動させ、読取対象物Ｃを透明板１２の読取り領域Ｓ上まで自動搬送させることができる。

また、筺体１０の内部には、透明板１２に近接して照明部１４が配置されている。この照明部１４は、ドーナツ状の回路基板１８と、この回路基板１８上で環状に配列させるように固定されて、外方に向けて発散光を出射する複数のＬＥＤ１５（例えば面実装タイプ又はリードタイプのＬＥＤ）とを有し、各ＬＥＤ１５を取り囲むように配置された環状の反射鏡１６は、各ＬＥＤ１５からの出射光を透明板１２上の読取り領域Ｓに向けて反射させる。よって、各ＬＥＤ１５から出射した光は、反射鏡１６で一旦反射させた後、読取対象物Ｃを照らし出し、これにより間接照明が達成され、照明ムラを少なくしている。

さらに、筺体１０の内部には、撮像部としてのＣＣＤ２７と、照明部１４とＣＣＤ２７との間に配置されて、読取対象物Ｃで反射した光をＣＣＤ２７に集光させるための集光レンズ部２５と、透明板１２に向けて光を出射させる投光素子（例えばＬＥＤ）２８とが設けられている。また、筐体１０の外には、投光素子２８から出射されて透明板１２を透過した光を受光するための受光素子２９が設けられている。そして、投光素子２８及び受光素子２９は、読取対象物Ｃが読取り領域Ｓに到来したことを検出するためのセンサとして利用され、読取対象物Ｃが読取り領域Ｓ内に入った瞬間に、この受光素子２９からの硬貨検出信号はＬＥＤ１５及びＣＣＤカメラ２７に付与され、この信号によってＬＥＤ１５及びＣＣＤカメラ２７が作動を開始する。なお、各ＬＥＤ１５は極めて短時間だけ点灯するので、搬送中の読取対象物Ｃの一瞬を捕らえた静止画像がＣＣＤカメラ２７によって撮像される。

さらに、各ＬＥＤ１５は、リング状の反射鏡１６に対面するように回路基板１８上に環状に配列され、接着剤によって固定されている。この回路基板１８は、筺体１０内に設けられた支持フレーム１９に固定されて、透明板１２に対して平行に配置されると共に、中央に円形の撮像用の開口部１８ａを有している。また、各ＬＥＤ１５は、回路基板１８の透明板１２側で等間隔で且つ環状に配列されると共に、外方に向けて放射状に光を出射する。更に、各ＬＥＤ１５を取り囲むように配置される反射鏡１６は、回路基板１８と透明板１２との間で、筺体１０の内壁面１０ａに固着させるように取り付けられている。

ここで、刻印読取り装置１の小型化を推し進めていくと、リング状に整列させたＬＥＤ１５の配列径が小さくなる。これにより、各ＬＥＤ１５の個数が減少することになる。その結果、照明部１４から出射される光量が減少し、これに伴って読取対象物Ｃの表面に照射される光の均一性が低下し易くなり、硬貨やカードなどの表面に存する刻印のコントラストの低下を招来する。

そこで、更なる小型化の要求を満足させるように、図３に示すように、回路基板１８には、ＬＥＤ１５の発光面１５ａに近接して光拡散部材４０が回路基板１８に固定されている。この光拡散部材４０は、ガラス又はプラスチックによってリング状に形成され、均一な厚み（例えば１ｍｍ）をもって照明部１４を取り囲むように配置されている。光拡散部材４０によって、ＬＥＤ１５の発光面１５ａは、利用光出射側が開放され且つ非利用光出射側が塞がれるように、ＬＥＤ１５と反射鏡１６との間でＬＥＤ１５の発光面１５ａに近接して配置されている。具体的に、光拡散部材４０によって面実装タイプのＬＥＤ１５の発光面１５ａの非利用光出射側を塞ぐにあたって、各ＬＥＤ１５の発光面１５ａの回路基板１８側において、発光面１５ａ全体の略半分が塞がれる。

なお、前述した「利用光」とは、ＬＥＤ１５から出射した光のうちで、反射鏡１６で反射した後に読取り領域Ｓの照明に寄与する光を言い、「非利用光」とは、ＬＥＤ１５から出射した光のうちで、読取り領域Ｓの照明に寄与しない光を言う。実際上、発光面１５ａの一部を塞いで検証すると、撮像に影響をほとんど与えない光が存在する。この光を「非利用光」と定義する。

このように、ＬＥＤ１５の発光面１５ａの一部を塞ぐような光拡散部材４０を利用すると、照明として元々有効利用されていた光は、光拡散部材４０を介さずに直接、反射鏡１６に到達し、今まで照明光として有効利用されていない光（非利用光）は光拡散部材４０内に導き入れることになるので、ＬＥＤ１５の発光面１５ａから出射される略全ての光を照明として有効利用することができ、これに伴って、装置１の小型化による光量不足を解消させ、刻印のコントラストの低下を防止することできる。

さらに、光拡散部材４０と反射鏡１６との間には、遮光板４１が光拡散部材４０に近接して配置されている。この遮光板４１は、リング状に形成されると共に、回路基板１８上で固定され、光拡散部材４０から反射鏡１６に向かう光のうちで読取対象物Ｃの縁部を照らす光以外を規制する。このような構成の遮光板４１を利用することで、光拡散部材４０から出射した光を読取対象物Ｃの縁部に集中させることができ、これによって、読取対象物Ｃのエッジ部分のコントラストを高めて、エッジ部分を鮮明に撮像することができる。このことは、外形輪郭情報に基づく読取対象物Ｃの外形寸法判定などを行う場合に特に有効である。

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、図４及び図５に示すように、他の実施形態に係る刻印読取り装置５１において、光拡散部材５０には、リング状の光拡散部５０ａの外表面（反射鏡１６に対向する側の面）に遮光部５０ｂが設けられ、遮光部５０ｂによって、光拡散部５０ａから反射鏡１６に向かう光のうちで読取対象物Ｃの縁部を照らす光以外を規制する。このように、光拡散部５０ａと遮光部５０ｂとを一体化させることで、光拡散部材５０から出射した光を読取対象物Ｃの縁部に集中させることができ、これによって、読取対象物Ｃのエッジ部分のコントラストを高めて、エッジ部分を鮮明に撮像することができる。このことは、外形輪郭情報に基づく読取対象物の外形寸法判定などを行う場合に特に有効である。そして、光拡散部５０ａと遮光部５０ｂとが一体化すると、部品点数の削減と装置の小型化に最適である。なお、読取対象物Ｃとしては、硬貨に限られず、メダル或いはカード等であってもよいことは言うまでもない。

本発明に係る刻印読取り装置の一実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る刻印読取り装置の断面図である。 刻印読取り装置の要部拡大断面図である。 本発明に係る刻印読取り装置の他の実施形態を示す要部拡大断面図である。 図４の刻印読取り装置に適用した光拡散部材を示す斜視図である。

符号の説明

１，５１…刻印読取り装置、１０…筐体、１４…照明部、１５…ＬＥＤ、１５ａ…発光面、１６…反射鏡、２５…集光レンズ部、２７…ＣＣＤ（撮像部）、４０，５０…光拡散部材、４１…遮光板、５０ａ…光拡散部、５０ｂ…遮光部、Ｃ…硬貨（読取対象物）、Ｓ…読取り領域。

Claims (4)

1. 読取り領域で照らし出された読取対象物を撮像するための刻印読取り装置において、
   筐体内で環状に配置されて外方に向けて光を出射する照明部と、
   前記筐体内で前記照明部を取り囲むように配置されて、前記照明部からの光を前記読取り領域に向けて反射させる反射鏡と、
   前記読取対象物で反射した光を受光して前記読取対象物を撮像する撮像部と、
   前記照明部と前記撮像部との間に配置され、前記読取対象物からの反射光を前記撮像部に集光させる集光レンズ部と、
   前記照明部の発光面の利用光出射側が開放され且つ前記照明部の前記発光面の非利用光出射側が塞がれるように、前記照明部と前記反射鏡との間で前記照明部の前記発光面に近接して配置された光拡散部材とを備えたことを特徴とする刻印読取り装置。
2. 前記光拡散部材から前記反射鏡に向かう光のうちで前記読取対象物の縁部を照らす光以外を規制する遮光板を、前記光拡散部材と前記反射鏡との間に配置したことを特徴とする請求項１記載の刻印読取り装置。
3. 前記光拡散部材には、前記光拡散部材から前記反射鏡に向かう光のうちで前記読取対象物の縁部を照らす光以外を規制するように、前記反射鏡に対向する側の面に遮光部が設けら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。
4. 前記照明部は複数のＬＥＤからなり、前記光拡散部材は、前記各ＬＥＤの発光面の略半分を塞ぐように配置されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項記載の刻印読取り装置。

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