JPH08297729A

JPH08297729A - ワーク撮像装置

Info

Publication number: JPH08297729A
Application number: JP7101204A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ikeda; 正弘池田; Hiroshi Nakamura; 宏中村
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1995-04-25
Filing date: 1995-04-25
Publication date: 1996-11-12
Anticipated expiration: 2015-09-11
Also published as: JP3085876B2

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、ワークを常に的確に撮像すること
ができるようにすることを目的とする。【構成】この発明は、大きさの異なるワーク１１を撮
像領域１５で撮像する撮像手段１４と、撮像領域１５内
の異なる位置でワーク１１の通過を検出する複数のワー
ク通過検出器１６₁〜１６₃と、撮像領域１５にワーク１
１を搬入するように導くワーク搬入路に配置されワーク
１１の大きさを検出するワーク大きさ検出器１３と、こ
のワーク大きさ検出器１３の検出結果に基づいて複数の
ワーク通過検出器１６₁〜１６₃のいずれかを選択する制
御手段２２とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は大きさの異なるワークを
撮像するワーク撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワーク撮像装置は、搬送系により
順次に搬送される大きさの異なる複数種類の硬貨などの
ワークを所定の撮像領域で撮像するスキャナと、このス
キャナより手前に設けられた一対の発光素子及び受光素
子からなりワークをスキャナの撮像領域より手前の位置
で検出するワーク通過検出器とを有し、このワーク通過
検出器からのワーク通過検出信号に基づいてワークがス
キャナの撮像領域を通過するタイミングでスキャナを作
動させてワークを撮像している。ここに、ワークがスキ
ャナの撮像領域を通過するタイミングとは、ワークがス
キャナの撮像領域（視野）の中央に位置するタイミング
をいう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記ワーク撮像装置で
は、搬送系のジッターが大きい場合には、ワーク通過検
出器よりのワーク通過検出信号から予想されるワークの
撮像領域通過タイミングと、実際にワークがスキャナの
撮像領域を通過するタイミングとが大きくずれてしまう
ので、スキャナのワーク撮像タイミングがずれてワーク
を的確に撮像することができなくなる。また、ワークは
大きさが同一ではないので、ワーク通過検出器よりのワ
ーク通過検出信号から、ワークの搬送方向エッジがスキ
ャナの撮像領域を通過するタイミングは判るが、大きさ
の異なるワークの中心が何時スキャナの撮像領域を通過
するかは判らず、ワークを的確に撮像することができな
い。本発明は、上記問題点を改善し、ワークを常に的確
に撮像することができるワーク撮像装置を提供すること
を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、大きさの異なるワークを所
定の撮像領域で撮像する撮像手段と、前記撮像領域内の
異なる位置で前記ワークの通過を検出する複数のワーク
通過検出器と、前記撮像領域に前記ワークを搬入するよ
うに導くワーク搬入路に配置され前記ワークの大きさを
検出するワーク大きさ検出器と、このワーク大きさ検出
器の検出結果に基づいて前記複数のワーク通過検出器の
いずれかを選択する制御手段とを備えたものである。

【０００５】請求項２記載の発明は、請求項１記載のワ
ーク撮像装置において、前記複数のワーク通過検出器は
複数組の互いに対向する発光素子及び受光素子から構成
し、前記制御手段は前記ワーク大きさ検出器の検出結果
に基づいて前記複数のワーク通過検出器の中のいずれか
一組のワーク通過検出器のみを選択するものである。

【０００６】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載のワーク撮像装置において、前記ワークは円形ワー
クとし、前記ワーク大きさ検出器は円形ワークの外径を
検出するワーク外径検出器としたものである。請求項４
記載の発明は、請求項３記載のワーク撮像装置におい
て、前記ワークはコインあるいはメタルとしたものであ
る。

【０００７】

【作用】請求項１記載の発明では、大きさの異なるワー
クは所定の撮像領域で撮像手段により撮像され、複数の
ワーク通過検出器は撮像領域内の異なる位置でワークの
通過を検出する。撮像領域にワークを搬入するように導
くワーク搬入路に配置されたワーク大きさ検出器はワー
クの大きさを検出し、制御手段はワーク大きさ検出器の
検出結果に基づいて複数のワーク通過検出器のいずれか
を選択する。

【０００８】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
ワーク撮像装置において、複数のワーク通過検出器は複
数組の互いに対向する発光素子及び受光素子から構成さ
れ、制御手段はワーク大きさ検出器の検出結果に基づい
て複数のワーク通過検出器の中のいずれか一組のワーク
通過検出器のみを選択する。

【０００９】請求項３記載の発明では、請求項１または
２記載のワーク撮像装置において、ワークは円形ワーク
とされ、ワーク外径検出器からなるワーク大きさ検出器
は円形ワークの外径を検出する。請求項４記載の発明で
は、請求項３記載のワーク撮像装置において、ワークは
コインあるいはメタルである。

【００１０】

【実施例】図１は請求項１〜３記載の発明を応用した硬
貨識別装置の一例を示し、図２はその一部を示す。大き
さの異なる複数種類の硬貨からなるワーク１１は、図示
しない搬送系により搬送路１２に沿って順次に搬送さ
れ、ワーク大きさ検出器としてのワーク外径検出器１３
は撮像手段としてのスキャナ１４の撮像領域（視野）１
５にワーク１１を搬入するように導くワーク搬入路に配
置されてワーク１１の大きさ、つまり、ワーク１１の外
径を検出する。

【００１１】ワーク通過検出器としての複数の硬貨位置
検出器１６₁〜１６₃は、スキャナ１４の上面に設けられ
て撮像領域１５内の異なる位置でワーク１１の通過（ワ
ーク１１の中央の通過）を検出する。この硬貨位置検出
器１６₁〜１６₃は、複数組の互いに対向する発光ダイオ
ードからなる発光部１６₁₁〜１６₁₃及びフォトトランジ
スタからなる受光部１６₂₁〜１６₂₃により構成され、搬
送路１２上におけるスキャナ１４の視野１５のワーク搬
送方向先端位置よりもワーク搬送方向上流側の異なる位
置でワーク１１を検出して硬貨位置検出信号をスイッチ
回路１７内のスイッチ素子１７₁〜１７₃を介して画像処
理部１８及び映像回路部１９の一部により構成されるタ
イミング生成回路２０へ出力する。

【００１２】スキャナ１４の視野１５は硬貨からなる小
型のワーク１１を撮像するための比較的狭いものであ
り、スイッチ回路１７及び判断回路２１はワーク外径検
出器１３の検出結果に基づいて硬貨位置検出器１６₁〜
１６₃のいずれかを選択する制御手段２２を構成する。
判断回路２１は、複数の硬貨位置検出器１６₁〜１６₃の
中でスキャナ１４の視野１５よりほぼ一定距離だけ手前
を通過するワーク（スキャナ１４の視野１５の中央より
ほぼ一定距離だけ手前に到来したワーク）を検出する硬
貨位置検出器に対応する、スイッチ素子１７₁〜１７₃の
中の１つのスイッチ素子を予め決められている複数種類
のワーク１１の大きさ、スキャナ１４の視野１５、搬送
系のジッターにより選択的に作動させることによって硬
貨位置検出器１６₁〜１６₃のいずれか１つを選択するも
のであり、ワーク外径検出器１３からのワーク外径検出
信号によりスイッチ回路１７内のスイッチ素子１７₁〜
１７₃を制御してワーク１１の大きさに応じてスイッチ
素子１７₁〜１７₃の中の１つのスイッチ素子を選択的に
オンさせ、その他のスイッチ素子をオフさせる。

【００１３】画像処理部１８はフレームメモリ２３、画
像処理用ＩＣからなる画像処理回路２４、ＣＰＵ（マイ
クロコンピュータ）２５、テンプレート用ＲＯＭ２６を
有し、ＣＰＵ２５はスイッチ回路１７から硬貨位置検出
信号が入力されることによりＳＨＵＴ信号を映像回路部
１９を介してスキャナ１４内のドライバへ出力する。こ
のように、ＣＰＵ２５及び映像回路部１９はタイミング
生成回路２０を構成し、このタイミング生成回路２０は
スイッチ回路１７からの硬貨位置検出信号に同期してＳ
ＨＵＴ信号をスキャナ１４内のドライバへ出力すること
になる。

【００１４】スキャナ１４は、ドライバと、光源として
発光ダイオードを用いた発光デバイスと、ＣＣＤからな
るエリアイメージセンサを用いて構成した受光系とを有
する。スキャナ１４において、ドライバは、映像回路部
１９からＳＨＵＴ信号が入力されることにより単一のパ
ルスを発生し、このパルスにより発光デバイスの発光ダ
イオードを駆動して該発光ダイオードを瞬間的にフラッ
シュ点灯させる。

【００１５】この発光ダイオードからの光はワーク１１
が搬送路１２におけるスキャナ１４の視野１５を通過す
る際にワーク１１に照射され、ワーク１１からの反射光
が受光系により受光されてアナログ画像信号ＶＩＤＥＯ
に変換されることによりワーク１１の画像が瞬間的に２
次元的に撮像される。このアナログ画像信号ＶＩＤＥＯ
は、映像回路部１９によりＡ／Ｄ変換されてデジタル画
像信号となり、画像処理部１８内のフレームメモリ２３
にスキャナ１４の視野１５に対応して２次元的に格納さ
れる。

【００１６】映像回路部１９は１個のワーク１１に対す
るデジタル画像信号をフレームメモリ２３に格納し終わ
った時にＴＡＩＬ信号をＣＰＵ２５へ出力する。このよ
うに、スキャナ１４はワーク１１がスキャナ１４の視野
１５よりほぼ一定距離だけ手前を通過するタイミングで
スイッチ回路１７から出力される硬貨位置検出信号に同
期してワーク１１を撮像することにより大きさの異なる
複数種類のワーク１１を的確に撮像する。

【００１７】ここに、硬貨１１の特徴としては外径、材
質、穴の有無、模様があり、この例では硬貨１１の外径
及び模様から各種硬貨を識別する。図４は、この例の硬
貨識別フローを示す。ＣＰＵ２５は、ワーク１１の画像
取り込みがデジタル画像信号のフレームメモリ２３への
格納まで終了して映像回路部１９からＴＡＩＬ信号が入
力されると、フレームメモリ２３内のデジタル画像信号
について２つの直交するＸ方向、Ｙ方向のヒストグラム
をそれぞれ求め、これらのヒストグラムをしきい値と比
較することにより外形計測を行い、つまり、硬貨１１の
Ｘ方向、Ｙ方向の外径値を算出すると共に、このＸ方
向、Ｙ方向の外径値より硬貨１１の中心位置を算出す
る。

【００１８】次に、画像処理回路２４は、ＣＰＵ２３で
算出した硬貨１１のＸ方向、Ｙ方向の外径値及び中心位
置に基づいて図３に示すようにフレームメモリ２３内の
硬貨１１のデジタル画像信号１１ａのうち硬貨１１の中
心位置Ｏを中心とする円環状領域Ｒのデジタル画像信号
を読み出し（リング切り出しを行い）、このデジタル画
像信号の特徴を強調してその特徴を強調したデジタル画
像信号をテンプレート用ＲＯＭ２６内の複数のテンプレ
ートデータと順次に比較することにより、硬貨１１の特
徴を強調したデジタル画像信号と各テンプレートデータ
とのマッチング演算を行って硬貨１１の特徴を強調した
デジタル画像信号と複数のテンプレートデータとの類似
度を求める。

【００１９】ここに、テンプレート用ＲＯＭ２６内の複
数のテンプレートデータは、予め標準的な複数種類の硬
貨の画像を読み取ってアナログ画像信号を得、これらの
アナログ画像信号をデジタル画像信号に変換してその特
徴を強調した複数のパターンデータである。ＣＰＵ２５
は画像処理回路２４のマッチング演算で求めた硬貨１１
の特徴を強調したデジタル画像信号と複数のテンプレー
トデータとの類似度と、ワーク外径検出器１３で検知し
た硬貨１１の外径値から硬貨１１の金種を判定すること
により硬貨１１を認識する。

【００２０】図５は上記スキャナ１４を示す。スキャナ
１４は、ワーク１１が搬送される搬送路１２の上側に配
置され、底部の孔２７を通してワーク１１を撮像する。
発光デバイスは筒状遮光部材２８の周囲に等間隔で配置
されてタイミング生成回路２０からのＳＨＵＴ信号によ
りドライバで駆動される複数の発光ダイオード２９と、
この複数の発光ダイオード２９の下側に斜めに配置され
た環状のミラー３０とを有し、発光ダイオード２９から
の照明光はミラー３０で反射されて底部の孔２７を通し
てワーク１１を照射する。

【００２１】ワーク１１からの反射光は、遮光部材２８
の内部を通過し、レンズ３１を透過して受光系のＣＣＤ
からなるエリアイメージセンサ３２により受光される。
遮光部材２８は発光ダイオード２９からワーク１１への
直接光を遮断し、ワーク１１の照明光は発光ダイオード
２９からミラー３０で反射されてワーク１１に照射され
る暗視野照明光となる。従って、発光ダイオード２９か
らの直接光がワーク１１で反射されてレンズ３１を介し
てエリアイメージセンサ３２に入射することはない。

【００２２】このように、本例は、請求項１記載の発明
の実施例であって、大きさの異なるワーク１１を所定の
撮像領域１５で撮像する撮像手段としてのスキャナ１４
と、撮像領域１５内の異なる位置でワーク１１の通過を
検出する複数のワーク通過検出器としての硬貨位置検出
器１６₁〜１６₃と、撮像領域１５にワーク１１を搬入す
るように導くワーク搬入路に配置されワーク１１の大き
さを検出するワーク大きさ検出器としてのワーク外径検
出器１３と、このワーク大きさ検出器１３の検出結果に
基づいて複数のワーク通過検出器１６₁〜１６₃のいずれ
かを選択する制御手段２２とを備えたので、制御手段２
２により複数のワーク通過検出器１６_１〜１６_３の中で
スキャナ１４の視野１５よりほぼ一定距離だけ手前を通
過するワークを検出するワーク通過検出器を選択するこ
とができ、複数種類のワークをスキャナ１４の視野１５
の直前で検出してワーク通過検出信号を得ることができ
る。このため、ワークの大きさに合わせて複数のワーク
通過検出器１６₁〜１６₃の中の適切なものを選択するこ
とができ、搬送系のジッターが大きかったりワークの大
きさが異なったりしてもワーク通過検出信号の誤差がさ
ほど大きくならなくてワーク撮像タイミングのずれが問
題ならなくなり、ワークを常に的確に撮像することがで
きる。しかも、簡単な構造で実現できる。

【００２３】また、本例は、請求項２記載の発明の実施
例であって、請求項１記載のワーク撮像装置において、
複数のワーク通過検出器１６₁〜１６₃は複数組の互いに
対向する発光部１６₁₁〜１６₁₃及び受光部１６₂₁〜１６
₂₃から構成し、制御手段２２はワーク大きさ検出器１３
の検出結果に基づいて複数のワーク通過検出器１６₁〜
１６₃の中のいずれか一組のワーク通過検出器のみを選
択するので、ワークを常に的確に撮像することができ、
簡単な構造で実現できる。

【００２４】また、本例は、請求項３記載の発明の実施
例であって、請求項１または２記載のワーク撮像装置に
おいて、ワーク１１は円形ワークとし、ワーク大きさ検
出器は円形ワークの外径を検出するワーク外径検出器１
３としたので、円形ワークを常に的確に撮像することが
でき、簡単な構造で実現できる。

【００２５】図６は請求項１〜３記載の発明を応用した
硬貨識別装置の他の例の一部を示す。この例では、上記
例において、ドライバ３３と発光ダイオード１６₁₁〜１
６₁₃との間にスイッチ回路３４のスイッチ素子３４₁〜
３４₃がそれぞれ挿入され、ドライバ３３はスイッチ素
子３４₁〜３４₃を介して発光ダイオード１６₁₁〜１６₁₃
を駆動する。判断回路２１は、スイッチ回路３４のスイ
ッチ素子３４₁〜３４₃をスイッチ回路１７のスイッチ素
子１７₁〜１７₃と対応して１つだけ作動させることによ
り発光ダイオード１６₁₁〜１６₁₃を選択的に作動させ、
すなわち、３組の硬貨位置検出器１６₁〜１６₃の中のい
ずれか１つの硬貨位置検出器の受光部をスイッチ素子１
７₁〜１７₃により選択すると同時に、その１つの硬貨位
置検出器の発光部をスイッチ素子３４₁〜３４₃により選
択する。

【００２６】この例では、各硬貨位置検出器１６₁〜１
６₃の間の干渉が無くなり、つまり、フォトトランジス
タ１６₂₁〜１６₂₃は発光ダイオード１６₁₁〜１６₁₃のう
ち対向するもの以外のものからの光により誤動作するこ
とがなくなり、ワーク１１の通過を正確に検出すること
ができる。

【００２７】請求項４記載の発明を応用したワーク識別
装置の例は、上述の例において、ワーク１１を硬貨の代
りにコインあるいはメタルとしたものであり、コインあ
るいはメタルを常に的確に撮像することができ、簡単な
構造で実現できる。本発明は、上述の例に限定されるも
のではなく、ワークを硬貨やコイン、メタル以外の小型
のものとしてもよい。また、スキャナ１４は写真フィル
ムなどを用いてワークの画像を撮像する撮像手段として
もよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、大きさの異なるワークを所定の撮像領域で撮像する
撮像手段と、前記撮像領域内の異なる位置で前記ワーク
の通過を検出する複数のワーク通過検出器と、前記撮像
領域に前記ワークを搬入するように導くワーク搬入路に
配置され前記ワークの大きさを検出するワーク大きさ検
出器と、このワーク大きさ検出器の検出結果に基づいて
前記複数のワーク通過検出器のいずれかを選択する制御
手段とを備えたので、搬送系のジッターが大きかったり
ワークの大きさが異なったりしてもワーク通過検出信号
の誤差がさほど大きくならなくてワーク撮像タイミング
のずれが問題ならなくなり、ワークを常に的確に撮像す
ることができ、しかも、簡単な構造で実現できる。

【００２９】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載のワーク撮像装置において、前記複数のワーク通過検
出器は複数組の互いに対向する発光素子及び受光素子か
ら構成し、前記制御手段は前記ワーク大きさ検出器の検
出結果に基づいて前記複数のワーク通過検出器の中のい
ずれか一組のワーク通過検出器のみを選択するので、ワ
ークを常に的確に撮像することができ、簡単な構造で実
現できる。

【００３０】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは２記載のワーク撮像装置において、前記ワークは円
形ワークとし、前記ワーク大きさ検出器は円形ワークの
外径を検出するワーク外径検出器としたので、円形ワー
クを常に的確に撮像することができ、簡単な構造で実現
できる。請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の
ワーク撮像装置において、前記ワークはコインあるいは
メタルとしたので、コインあるいはメタルを常に的確に
撮像することができ、簡単な構造で実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１〜３記載の発明を応用した硬貨識別装
置の一例を示す概略図である。

【図２】同装置の一部を示す概略図である。

【図３】同装置を説明するための図である。

【図４】同装置の硬貨識別フローを示すフローチャート
である。

【図５】同装置のスキャナを示す断面図である。

【図６】請求項１〜３記載の発明を応用した硬貨識別装
置の他の例の一部を示す概略図である。

【符号の説明】

１１ワーク１３ワーク大きさ検出器１４スキャナ１６₁〜１６₃ ワーク通過検出器１７、３４スイッチ回路１８画像処理部１９映像回路部２０タイミング生成回路２１判断回路２２制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大きさの異なるワークを所定の撮像領域で
撮像する撮像手段と、前記撮像領域内の異なる位置で前
記ワークの通過を検出する複数のワーク通過検出器と、
前記撮像領域に前記ワークを搬入するように導くワーク
搬入路に配置され前記ワークの大きさを検出するワーク
大きさ検出器と、このワーク大きさ検出器の検出結果に
基づいて前記複数のワーク通過検出器のいずれかを選択
する制御手段とを備えたことを特徴とするワーク撮像装
置。
【請求項２】請求項１記載のワーク撮像装置において、
前記複数のワーク通過検出器は複数組の互いに対向する
発光素子及び受光素子から構成し、前記制御手段は前記
ワーク大きさ検出器の検出結果に基づいて前記複数のワ
ーク通過検出器の中のいずれか一組のワーク通過検出器
のみを選択することを特徴とするワーク撮像装置。
【請求項３】請求項１または２記載のワーク撮像装置に
おいて、前記ワークは円形ワークとし、前記ワーク大き
さ検出器は円形ワークの外径を検出するワーク外径検出
器としたことを特徴とするワーク撮像装置。
【請求項４】請求項３記載のワーク撮像装置において、
前記ワークはコインあるいはメタルとしたことを特徴と
するワーク撮像装置。