JPH11259593A - 刻印読取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、コストダウンを図りつつ、照明光
の利用効率を向上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。 【解決手段】 本発明による刻印読取り装置１は、照明
用光源４１から出射された照明光を、読取対象物２０が
摺動する防塵ガラス１２を介して読取対象物２０に照射
し、読取対象物２０の刻印パターンからの反射光を撮像
手段５０で受光することで、読取対象物２０の刻印パタ
ーンを読み取る刻印読取り装置１において、防塵ガラス
１２は、読取対象物２０の摺動面側に配置させるサファ
イアガラス７０と、サファイアガラス７０の光源側に固
着させて、サファイアガラス７０の屈折率より小さなガ
ラス板又は樹脂板からなる透明なベース板７１とを有し
た構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メダル或いはカー
ド等に設けられた刻印パターンを読み取るための刻印読
取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からある刻印読取り装置は、特開平
７−１６７７８８号公報に開示されているように、筺体
内に照明用ＬＥＤ群が環状に配列され、筺体の中央にＣ
ＣＤが配置され、筺体の頂面に配置させた防塵ガラスの
表面上を硬貨が滑るように移動する構成となっている。
従って、防塵ガラス上まで搬送された硬貨は、ＬＥＤ群
によって照らし出され、硬貨からの反射光をＣＣＤで撮
像することで、硬貨の真偽を判別している。そして、防
塵ガラスは、高速搬送される硬貨との接触によって、極
めてキズの付き易い状態に置かれており、このキズは、
ＣＣＤの読取り認識にエラーを発生させる要因になる。
そこで、従来においては、防塵ガラスに、サファイアガ
ラスの単板が利用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
刻印読取り装置は、上述したように構成されているた
め、次のような課題が存在していた。

【０００４】すなわち、防塵ガラスは、サファイアガラ
スの単板から形成されており、このサファイアガラスと
いうのは、単結晶構造で極めて硬いものであるが、時間
をかけてゆっくりと液相成長させることから、非常に高
価であり、製品のコスト高を引き起こしていた。しか
も、サファイアガラスは屈折率が大きく、防塵ガラスを
透過する光量が不足する可能があることから、良好な映
像を得るために、照明輝度を大きくしなければならない
といった問題点があった。

【０００５】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたもので、特に、コストダウンを図りつつ、照明光
の利用効率を向上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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明の
刻印読取り装置は、照明用光源から出射された照明光
を、読取対象物が摺動する防塵ガラスを介して読取対象
物に照射し、読取対象物の刻印パターンからの反射光を
撮像手段で受光することで、読取対象物の刻印パターン
を読み取る刻印読取り装置において、防塵ガラスは、読
取対象物の摺動面側に配置させるサファイアガラスと、
サファイアガラスの光源側に固着させて、サファイアガ
ラスの屈折率より小さなガラス板又は樹脂板からなる透
明なベース板とを有したことを特徴とする。

【０００７】この刻印読取り装置に適用される防塵ガラ
スは、読取対象物による摺動キズが付く部分にサファイ
アガラスを配置させ、サファイアガラスの強度不足をベ
ース板によって補強する二重構造になっていることか
ら、サファイアガラスの厚みを薄くすることが可能とな
り、これに伴って、高価なサファイアガラス自体のコス
トダウンに大きく寄与する。また、サファイアガラスを
薄くした分の強度をベース板によって簡単に補うことが
できる。しかも、ベース板は、サファイアガラスより屈
折率の小さな材質からなるガラス板又は樹脂板で形成さ
れている。従って、読取対象物を照明する光は、防塵ガ
ラスを透過した光であることから、防塵ガラスでの光り
の透過率が、照明光の利用効率に影響を与えることにな
るが、前述したベース板を適用させると、光の利用効率
が向上し、読取対象物を明るく照らし出すことができ
る。この利用効率向上に付随し、照明用光源の光量を落
とすことも可能となり、この光源に使われているランプ
（例えばＬＥＤ）の本数を減らすことも可能になる。さ
らに、照明用光源をパルス点灯させる場合、電荷を蓄積
するためのコンデンサの容量をも小さくすることがで
き、装置の小型化にも寄与する。

【０００８】請求項２記載の刻印読取り装置において、
ベース板に波長選択特性をもたせると好ましい。このよ
うな構成を採用した場合、防塵ガラスに波長選択特性を
もたせるにあたって、別途光学フィルターを用意せずと
も、ベース板に波長選択特性をもたせることができ、汎
用性が極めて高く、自由度が大きく向上する。

【０００９】請求項３記載の刻印読取り装置において、
ベース板は、照明用光源の波長と読取対象物の位置を検
知するフォトセンサの波長とを含む帯域を透過させる帯
域フィルタ特性を有すると好ましい。このような構成を
採用した場合、ベース板において、光源からの照明光と
フォトセンサから出力される検出光とを透過させ、ノイ
ズとなる外部の迷光を可能な限り遮断することが可能に
なるので、装置の誤動作防止対策に効果的であり、読取
対象物の映像をより鮮明にすることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による刻
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。

【００１１】図１は、刻印読取り装置１の実施形態を示
す斜視図である。刻印読取り装置１は、樹脂からなる筐
体１０を備えており、この筐体１０の上面には円形状の
開口部１１が形成されている。この開口部１１には透明
な防塵ガラス１２が固定されており、この防塵ガラス１
２の外面１２ｂ上の読取部位１２ｃに、所定の刻印パタ
ーンをもった読取対象物（例えば、５００円硬貨）２０
が摺動しながら移動してくる。また、筐体１０の上方に
は、防塵ガラス１２上まで読取対象物２０を搬送させる
ための搬送装置３０が設けられている。この搬送装置３
０は、読取対象物２０の搬送方向Ａに延びる搬送テーブ
ル３４を備え、図示しないモータによりプーリ３２，３
３を回転させることで無端ベルト３１が駆動し、読取対
象物２０が防塵ガラス１２の読取部位１２ｃまで自動的
に搬送される。

【００１２】また、筐体１０の内部において、防塵ガラ
ス１２の内面１２ａと近接した位置には照明部４０が設
けられている。この照明部４０には、外方に向けて発散
光を出射する複数の照明用光源（例えばＬＥＤ）４１が
設けられ、この照明用光源４１は、防塵ガラス１２の読
取部位１２ｃの周囲に環状に配置されている。この環状
に配置された光源４１の外側には、各光源４１から出射
された発散光を防塵ガラス１２上の読取対象物２０に向
けて反射させる環状の反射鏡４２が同心状に配置されて
いる。さらに、筐体１０の内部において、防塵ガラス１
２の下方位置には撮像手段としてのＣＣＤカメラ５０が
設けられている。

【００１３】さらにまた、防塵ガラス１２の下方位置に
は、防塵ガラス１２に向けて光を出射させる発光素子と
してのＬＥＤ６０が設けられ、防塵ガラス１２の上方に
おいて、防塵ガラス１２を介してＬＥＤ６０と対向する
位置には、ＬＥＤ６０の出射光を受光するための受光素
子６１が設けられている。そして、発光素子６０と受光
素子６１とで、読取対象物２０の通過を検出するフォト
センサＦが構成され、このフォトセンサＦを用いること
によって、読取対象物２０がＣＣＤカメラ５０の上方に
到達したか否かが判断される。このフォトセンサＦから
の信号に基づいて、光源４１及びＣＣＤカメラ５０が作
動を開始する。なお、各光源４１からの光は、極めて短
時間でパルス点灯を繰り返すが、ＣＣＤカメラ５０で
は、搬送中の読取対象物２０の刻印パターンを一瞬の静
止画像として捕らえる。

【００１４】図２に示すように、回路基板１３は、筐体
１０内に設けられた支持フレーム１４の上端に固定され
て、防塵ガラス１２の内面１２ａに対して平行に配置さ
れると共に、中央に撮像用の開口部１４ａを有してい
る。この回路基板１３の上面には、各光源４１が等間隔
で且つ環状に配置されている。各光源４１から出射され
る照明光の波長は赤外線であり、光源４１としては、例
えば図３に示すような発光スペクトルを有する赤外ＬＥ
Ｄが用いられ、この赤外ＬＥＤの発光スペクトルは９５
０ｎｍにピークをもっている。なお、光源４１の発光ス
ペクトルは遠赤外域にピークを有するものであってもよ
い。また、ＣＣＤカメラ５０は、この波長領域において
感度が高いものが好ましい。さらに、フォトセンサＦの
発光素子を構成するＬＥＤ６０は、赤色ＬＥＤが利用さ
れ、この発光スペクトルは６６０ｎｍにピークを有して
いる。

【００１５】ここで、図４に示すように、約１．５ｍ／
ｓといった高速で移動する読取対象物２０の摺動接触に
耐えるため、防塵ガラス１２では、読取対象物２０の摺
動面をなす外面１２ｂ側に、摺動キズに極めて強いサフ
ァイアガラス７０を有すると共に、光源４１側をなす内
面１２ａ側にベース板としての青板ガラス７１を有して
いる。そして、サファイアガラス７０と青板ガラス７１
とは、紫外線硬化樹脂等からなる接着剤によって貼り合
わされ、その合わせ面に気泡が無いよう接着される。ま
た、防塵ガラス１２は、非常に薄く加工され、その厚み
は０．８ｍｍにすぎないが、サファイアガラス７０は、
単結晶構造で極めて硬いものであるが、時間をかけてゆ
っくりと液相成長させることから、非常に高価であり、
製品のコスト高を招来する。

【００１６】そこで、サファイアガラス７０はその厚み
を薄くする方がよいが、その研磨加工中に破損を起こし
難く、且つ、コスト的に最も見合う厚みとして、０．３
ｍｍ程度の厚みが最適と判断される。そして、このよう
な厚みを採用すると、０．８ｍｍ厚のサファイアガラス
の単板を使用する場合に比べ、単価的に半分のコストダ
ウンを可能にする。そして、サファイアガラス７０の強
度不足を解消するため、０．５ｍｍ厚の安価な青板ガラ
ス７１が補強板としてサファイアガラス７０に貼り付け
られ、この青板ガラス７１を化学強化ガラスにすると、
機械的耐衝撃特性は一層向上することになる。

【００１７】さらに、ベース板としての青板ガラス７１
は、サファイアガラス７０より屈折率の小さな材質から
形成されている。そして、読取対象物２０の照明光は、
防塵ガラス１２を透過させた光であることから、防塵ガ
ラス１２での光りの透過率が、照明光の利用効率に影響
を与えることになる。従って、屈折率の小さな青板ガラ
ス７１を適用すると、光の利用効率が向上し、読取対象
物２０を明るく照らし出すことができる。

【００１８】次に、このことを検証する。図５及び図６
に示すように、直径２６．５ｍｍの硬貨（読取対象物）
２０を照明するための光線において、従来の０．
８ｍｍ厚のサファイアガラスの単板（図示せず）と、
０．３ｍｍ厚のサファイアガラス７０と０．５ｍｍ厚の
青板ガラス７１とを貼り合わせた防塵ガラス１２（図５
参照）とを比較すると、同じ厚みに対しては、光損失率
が光線のいずれの場合でも、サファイアガラス単
板の方が大きいことが判る（図６参照）。従って、光の
利用効率に関しては、従来の０．８ｍｍ厚のサファイア
ガラスの単板に対し、０．３ｍｍ厚のサファイアガラス
７０と０．５ｍｍ厚の青板ガラス７１とを貼り合わせた
構造の防塵ガラス１２は、２割程度向上していることが
判る。

【００１９】そして、光の利用効率向上に付随し、照明
用光源４１の光量を落とすことも可能となり、この照明
用光源４１に使われるランプ（例えばＬＥＤ）の本数を
減らすこともできる。さらに、照明用光源４１をパルス
点灯させる場合、電荷を蓄積するためのコンデンサの容
量をも小さくすることができ、装置の小型化にも寄与す
ることになる。

【００２０】ところで、青板ガラス７１を色ガラスにし
たり、青板ガラス７１にフィルタ膜を固着させたりし
て、青板ガラス７１に波長選択特性をもたせることもで
きる。例えば、青板ガラス７１に、図３に示すような発
光特性を有する光源４１のみを透過させる帯域フィルタ
特性を形成させると、外部の迷光を可能な限り遮断する
ことが可能となり、装置１の信頼性を向上させることが
できる。

【００２１】さらに、図３に示すように、青板ガラス７
１においては、光源４１の波長とフォトセンサＦの発光
素子６０の波長とを含む帯域を透過させる帯域フィルタ
特性を形成してもよい。具体的には、６００ｎｍ以下の
波長を遮断するカットオフフィルタ特性が、青板ガラス
７１に形成されると好適である。また、６００ｎｍ以下
の波長をカットすることで、蛍光灯の光（その波長帯域
は４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度）の２／３をカットする
ことが可能になる。従って、ノイズとなる外部の迷光を
可能な限り遮断することができ、装置１の誤動作防止対
策に効果的であり、読取対象物２０の映像がより鮮明に
なる。

【００２２】本発明は、前述した実施形態に限定される
ものではない。例えば、ベース板としてはポリカーボネ
イトからなる透明な樹脂板を利用してもよい。さらに、
ベース板に形成する波長選択特性は、前述したものに限
定されず、光源４１やフォトセンサＦの波長特性におい
て適宜決定されるものであり、外部の光の影響を考慮す
ることは言うまでもない。

【００２３】

【発明の効果】本発明による刻印読取り装置は、以上の
ように構成されているため、次のような効果を得る。す
なわち、照明用光源から出射された照明光を、読取対象
物が摺動する防塵ガラスを介して読取対象物に照射し、
読取対象物の刻印パターンからの反射光を撮像手段で受
光することで、読取対象物の刻印パターンを読み取る刻
印読取り装置において、防塵ガラスは、読取対象物の摺
動面側に配置させるサファイアガラスと、サファイアガ
ラスの光源側に固着させて、サファイアガラスの屈折率
より小さなガラス板又は樹脂板からなる透明なベース板
とを有したことにより、コストダウンを図りつつ、照明
光の利用効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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。

【図２】図１に示した刻印読取り装置の要部拡大断面図
である。

【図３】この装置に利用される種々の発光体の波長特性
を示すグラフである。

【図４】本発明に係る刻印読取り装置の要部である防塵
ガラスを示す断面図である。

【図５】図４に示した防塵ガラスに入射する光の角度を
示す概略図である。

【図６】従来のサファイアガラス単板と本発明に適用さ
れる防塵ガラスとの対比を示す図表である。

【符号の説明】

１…刻印読取り装置、１２…防塵ガラス、２０…読取対
象物、４１…照明用光源、５０…撮像手段、７０…サフ
ァイアガラス、７１…青板ガラス（ベース板）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明用光源から出射された照明光を、読
   取対象物が摺動する防塵ガラスを介して前記読取対象物
   に照射し、前記読取対象物の刻印パターンからの反射光
   を撮像手段で受光することで、前記読取対象物の刻印パ
   ターンを読み取る刻印読取り装置において、 前記防塵ガラスは、前記読取対象物の摺動面側に配置さ
   せるサファイアガラスと、前記サファイアガラスの前記
   光源側に固着させて、前記サファイアガラスの屈折率よ
   り小さなガラス板又は樹脂板からなる透明なベース板と
   を有したことを特徴とする刻印読取り装置。
2. 【請求項２】 前記ベース板に波長選択特性をもたせた
   ことを特徴とする請求項１記載の刻印読取り装置。
3. 【請求項３】 前記ベース板は、前記照明用光源の波長
   と前記読取対象物の位置を検知するフォトセンサの波長
   とを含む帯域を透過させる帯域フィルタ特性を有するこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の刻印読取り装置。