JPH08305833A - ワーク画像撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、小型化、光源の長寿命化、コスト
ダウンを計ることを目的とする。 【構成】 この発明は、ワーク１１と相対的に移動しワ
ーク１１に照明光を照射する光源と、ワーク１１からの
光を受光してワーク１１の画像を撮像する受光体２５と
を有するワーク画像撮像装置において、前記光源として
用いられる発光ダイオードと、この発光ダイオードを受
光体２５の撮像時間に比較して短い時間にフラッシュ点
灯させる駆動手段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】本発明はコイン、メダル等のワー
クの画像を撮像するワーク画像撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワーク画像撮像装置は、相対的に移動す
るワークを静止したワークとしてとらえてその画像を撮
像する場合、ワークに光源から照射する照明光を瞬間的
に光らせてワークの画像を撮像する方式がよく用いられ
る。この方式では、光源にはキセノン管等の電極管を用
いるのが普通である。また、発光ダイオードを点灯させ
る方式としては、発光ダイオードの電流制御により発光
ダイオードを点灯させる方式や、発光ダイオードを所定
周期のパルスで駆動して発光させる方式があるが、発光
ダイオードを単発発光を主として発光させる方式は見受
けられず、上記方式の光源には発光ダイオードが用いら
れていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記方式では、光源に
キセノン管等の電極管を用いるので、光源の寿命が比較
的短く、光源の駆動電圧は高い電圧を必要としてノイズ
源となり易く、高価である等の問題がある。本発明は、
上記問題点を改善し、小型化、光源の長寿命化、コスト
ダウンを計ることができるワーク画像撮像装置を提供す
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、ワークと相対的に移動しワ
ークに照明光を照射する光源と、前記ワークからの光を
受光して前記ワークの画像を撮像する受光体とを有する
ワーク画像撮像装置において、前記光源として用いられ
る発光ダイオードと、この発光ダイオードを前記受光体
の撮像時間に比較して短い時間にフラッシュ点灯させる
駆動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
ーク画像撮像装置において、前記受光体をエリアイメー
ジセンサとしたものである。請求項３記載の発明は、請
求項１または２記載のワーク画像撮像装置において、前
記ワークを小型のものとしたものである。請求項４記載
の発明は、請求項３記載のワーク画像撮像装置におい
て、前記ワークをコイン或いはメダルとし、前記光源か
ら前記ワークへの照明光を暗視野照明光としたものであ
る。

【０００６】

【作用】請求項１記載の発明では、発光ダイオードから
なる光源はワークと相対的に移動してワークに照明光を
照射し、受光体がワークからの光を受光してワークの画
像を撮像する。そして、駆動手段は発光ダイオードを受
光体の撮像時間に比較して短い時間にフラッシュ点灯さ
せる。請求項２記載の発明では、請求項１記載のワーク
画像撮像装置において、エリアイメージセンサからなる
受光体がワークからの光を受光してワーク画像を撮像す
る。

【０００７】請求項３記載の発明では、請求項１または
２記載のワーク画像撮像装置において、小型のワークの
画像が光源及び受光体により撮像される。請求項４記載
の発明では、請求項３記載のワーク画像撮像装置におい
て、ワークはコイン或いはメダルからなり、光源からワ
ークへ暗視野照明光が照射される。

【０００８】

【実施例】図２は請求項１〜４記載の発明を応用した硬
貨識別装置の一例を示し、図１はその一部を示す。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に沿って搬送され、搬送路１２の途中で外径センサ
１０により外径が検知される。硬貨位置検知センサ１３
は搬送路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所定
位置でワーク１１を検知して硬貨位置検知信号を画像処
理部１６へ出力する。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
のである。

【０００９】画像処理部１６はフレームメモリ１７、画
像処理用ＩＣからなる画像処理回路１８、ＣＰＵ（マイ
クロコンピュータ）１９、テンプレート用ＲＯＭ２０を
有し、ＣＰＵ１９は硬貨位置検知センサ１３から硬貨位
置検知信号が入力されることによりＳＨＵＴ信号を映像
回路部２１を介してスキャナ１４内のドライバ２２へ出
力する。ここに、ＣＰＵ１９及び映像回路部２１はタイ
ミング生成回路２３を構成し、このタイミング生成回路
２３は硬貨位置検知センサ１３からの硬貨位置検知信号
に同期してＳＨＵＴ信号をドライバ２２へ出力すること
になる。

【００１０】スキャナ１４は、ドライバ２２と、光源と
して発光ダイオードを用いた発光デバイス２４と、ＣＣ
Ｄからなるエリアイメージセンサなどにより構成される
受光系２５とを有する。ドライバ２２は、映像回路部２
１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２４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。例えばドライバ２２はスキャナ１４
の撮像時間、例えば１／５０秒に比較して短い時間、例
えば３０μｓ〜２５０μｓのパルス幅の単一パルスを発
生してこのパルスにより発光デバイス２４の発光ダイオ
ードをフラッシュ点灯させる。

【００１１】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２５により受光されてアナログ画像信号ＶＩＤ
ＥＯ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ＶＩＤ
ＥＯは、映像回路部２１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１６内のフレームメモリ
１７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。映像回路部２１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１７に格納し終わっ
た時にＴＡＩＬ信号をＣＰＵ１９へ出力する。

【００１２】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。ＣＰＵ１９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１７への
格納まで終了して映像回路部２１からＴＡＩＬ信号が入
力されると、フレームメモリ１７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。

【００１３】次に、画像処理回路１８は、ＣＰＵ１９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１７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ＲＯＭ２０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。

【００１４】ここに、テンプレート用ＲＯＭ２０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。ＣＰＵ１９
は画像処理回路１８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、外径センサ１０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。

【００１５】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２６を通してワーク１１を撮像する。
発光デバイス２４は筒状遮光部材２７の周囲に等間隔で
配置された複数の発光ダイオード２８と、この複数の発
光ダイオード２８の下側に斜めに配置された環状のミラ
ー２９とを有し、発光ダイオード２８からの照明光はミ
ラー２９で反射されて底部の孔２６を通してワーク１１
を照射する。

【００１６】ワーク１１からの反射光は、遮光部材２７
の内部を通過し、レンズ３０を透過して受光系２５のＣ
ＣＤからなるエリアイメージセンサ３１により受光され
る。遮光部材２７は発光ダイオード２８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２８からミラー２９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２
８からの直接光がワーク１１で反射されてレンズ３０を
介してエリアイメージセンサ３１に入射することはな
い。

【００１７】この例では光源として発光ダイオード２８
を用いたが、発光ダイオードは、定常的に流れる電流で
駆動される場合には、その発熱量によって劣化する。ま
た、発光ダイオードは、パルス状の電流で駆動される場
合には、流すことのできる電流が増える。また、発光ダ
イオードは、硬貨１１を撮像するスキャナ１４の光源の
ように瞬間的に発光し、かつ、発光間隔が発光時間に対
して十分に長い単発の発光を行う場合には、流すことの
できる電流がさらに増える。従って、この例では、発光
ダイオード２８は、フラッシュ発光するので、定常的な
電流で駆動する場合に比べて高い放射光束を得ることが
できる。

【００１８】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、ワーク１１と相対的に移動しワーク
に照明光を照射する光源と、ワーク１１からの光を受光
してワーク１１の画像を撮像する受光体としての受光系
２５とを有するワーク画像撮像装置としてのスキャナ１
４を有する硬貨識別装置において、前記光源として用い
られる発光ダイオード２８と、この発光ダイオード２８
を受光体２５の撮像時間に比較して短い時間にフラッシ
ュ点灯させる駆動手段としてのドライバ２２とを備えた
ので、小型化が可能となり、光源の駆動電圧を低くでき
てノイズを低減できるとともに、ドライバ２２を簡易な
ものにでき、寿命を長くできる。また、安価にできて輻
射ノイズを小さくでき、振動及び衝撃に強くできるとと
もに、撮像タイミングの制御が容易になる。さらに、ワ
ークに照射する光のエネルギー制御が容易になり、電力
が少なくて済んで光源のレイアウトが容易になる。

【００１９】また、本例は、請求項２記載の発明の実施
例であって、受光体２５をＣＣＤからなるエリアイメー
ジセンサとしたので、ワークを瞬間的に容易に撮像する
ことができる。また、本例は、請求項３記載の発明の実
施例であって、ワークを小型の硬貨としたので、ワーク
を瞬間的に容易に撮像することができる。

【００２０】さらに、本例は、請求項４記載の発明の実
施例であって、ワークを硬貨とし、光源からワークへの
照明光を暗視野照明光としたので、ワークを鮮明に撮像
することができる。なお、本発明は、上述の例に限定さ
れるものではなく、例えば硬貨識別装置以外のものに適
用してもよく、ワークを硬貨以外のコインなどの小型の
ものとしてもよい。また、受光系２５として写真フィル
ムなどを用いてワークの画像を撮像するようにしてもよ
い。

【００２１】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、ワークと相対的に移動しワークに照明光を照射する
光源と、前記ワークからの光を受光して前記ワークの画
像を撮像する受光体とを有するワーク画像撮像装置にお
いて、前記光源として用いられる発光ダイオードと、こ
の発光ダイオードを前記受光体の撮像時間に比較して短
い時間にフラッシュ点灯させる駆動手段とを備えたの
で、小型化が可能となり、光源の駆動電圧を低くできて
ノイズを低減できるとともに、駆動手段を簡易なものに
でき、寿命を長くできる。また、安価にできて輻射ノイ
ズを小さくでき、振動及び衝撃に強くできるとともに、
撮像タイミングの制御が容易になる。さらに、ワークに
照射する光のエネルギー制御が容易になり、電力が少な
くて済んで光源のレイアウトが容易になる。

【００２２】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載のワーク画像撮像装置において、前記受光体をエリア
イメージセンサとしたので、ワークを瞬間的に容易に撮
像することができる。請求項３記載の発明によれば、請
求項１または２記載のワーク画像撮像装置において、前
記ワークを小型のものとしたので、ワークを瞬間的に容
易に撮像することができる。請求項４記載の発明によれ
ば、請求項３記載のワーク画像撮像装置において、前記
ワークをコイン或いはメダルとし、前記光源から前記ワ
ークへの照明光を暗視野照明光としたので、ワークを鮮
明に撮像することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１〜４記載の発明を応用した硬貨識別装
置の一例の一部を示すブロック図である。

【図２】同例を示す概略図である。

【図３】同例を説明するための図である。

【図４】同例の硬貨識別フローを示すフローチャートで
ある。

【図５】同例のスキャナを示す断面図である。

【符号の説明】

１１ ワーク １４ スキャナ １６ 画像処理部 ２１ 映像回路部 ２２ ドライバ ２４ 発光デバイス ２５ 受光系 ２６ 孔 ２７ 遮光部材 ２８ 発光ダイオード ２９ ミラー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークと相対的に移動しワークに照明光を
   照射する光源と、前記ワークからの光を受光して前記ワ
   ークの画像を撮像する受光体とを有するワーク画像撮像
   装置において、前記光源として用いられる発光ダイオー
   ドと、この発光ダイオードを前記受光体の撮像時間に比
   較して短い時間にフラッシュ点灯させる駆動手段とを備
   えたことを特徴とするワーク画像撮像装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のワーク画像撮像装置におい
   て、前記受光体をエリアイメージセンサとしたことを特
   徴とするワーク画像撮像装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載のワーク画像撮像装
   置において、前記ワークを小型のものとしたことを特徴
   とするワーク画像撮像装置。
4. 【請求項４】請求項３記載のワーク画像撮像装置におい
   て、前記ワークをコイン或いはメダルとし、前記光源か
   ら前記ワークへの照明光を暗視野照明光としたことを特
   徴とするワーク画像撮像装置。