KR101399534B1 - 피사체 구별 장치 및 코인 구별 장치 - Google Patents

피사체 구별 장치 및 코인 구별 장치 Download PDF

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Abstract

피사체 구별 장치는 피사체의 표면에 편평하지 않은 패턴이 있는 피사체를 구별한다. 피사체 구별 장치는, 상기 피사체를 지지하는 지지 표면을 포함하는 투명 유닛; 상기 투명 유닛을 통해 상기 피사체의 표면에 조명 광(illumination light)을 조사하는 광 조사 유닛; 상기 투명 유닛의 적어도 일부를 포함하는 촬상 영역을 촬상하고, 이미지 데이터를 생성하는 촬상 유닛; 및 상기 촬상 유닛에 의해 생성되는 이미지 데이터를 사용하여, 상기 피사체를 구별하는 구별 처리 유닛을 포함한다. 상기 구별 처리 유닛은 보정 이미지 데이터를 사용하여 피사체 이미지 데이터를 보정함으로써 생성된 구별 이미지 데이터에 기초하여 피사체를 구별한다. 상기 피사체 이미지 데이터는 상기 피사체가 상기 촬상 영역에 있는 상태에서 상기 촬상 영역을 촬상함으로써 생성된다. 상기 보정 이미지 데이터는 상기 촬상 영역 내에 피사체가 없는 상태에서 상기 촬상 영역을 촬상함으로써 생성된다.

Description

피사체 구별 장치 및 코인 구별 장치{SUBJECT DISCRIMINATING APPARATUS AND COIN DISCRIMINATING APPARATUS}
본 발명은 표면에 평탄하지 않은 패턴이 있는 피사체를 구별하는 피사체 구별 장치, 및 코인 구별 장치에 관한 것이다.
2011년 3월 30일에 출원된 일본특허출원 No. 2011-076341의 우선권을 주장하는 바이며, 상기 문헌의 내용은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
표면에 평탄하지 않은 패턴이 있는 피사체를 구별하는 피사체 구별 장치로서, 코인을 촬상하고 그 획득된 이미지 데이터에 기초하여 코인을 구별하는 코인 구별 장치가 알려져 있다. 이러한 코인 구별 장치는 일반적으로 복수의 코인을 이송하고 이어서 촬상 영역으로 이송된 코인의 표면을 촬상한다. 코인 구별 장치는, 촬상을 위해, 코인 표면에 조명 광을 조사하는 광원, 및 코인 표면으로부터 반사되는 반사광을 수광하는 촬상 유닛을 포함한다(예를 들어, 일본특허출원공보 No. 2000-306135(이하 특허문헌 1이라 칭함)를 참조하라).
특허문헌 1에 개시된 코인 구별 장치에서는, 이송 벨트에 의해 투명 부재의 표면에 압력이 가해지는 동안 코인이 이송된다. 투명 부재는 유리와 같은 광투과성 재료로 이루어져 있다. 광원은 투명 부재의 하부 측에 배치되어, 코인이 촬상 영역을 통해 통과하는 타이밍에 맞춰 광 방출을 수행하며, 투명 부재를 통해 코인 표면 상에 조명 광을 조사한다. 촬상 유닛은 코인 표면에 직접 대향하도록 배치되어 있고, 조명 광 중에서, 코인 표면으로부터 반사되는 반사광을 주로 수광한다. 이 촬상 유닛에 의해 획득된 이미지 데이터와 코인의 타입을 나타내는 사전기록된 데이터를 비교하여 코인을 구별한다.
그렇지만, 특허문헌 1에 개시된 코인 구별 장치에서는, 코인 표면으로부터 반사되는 반사광 외에, 코인이 이송되는 측면 상의 투명 부재의 표면에서 반사되는 반사광, 및 조명 광이 조사되는 측면 상의 투명 부재의 표면에서 반사되는 반사광도 촬상 유닛에 입사된다. 결과적으로, 그 획득된 데이터를 사용해서는 더 이상 정확한 구별이 수행될 수 없으며, 구별 정확성이 떨어진다. 또한, 이러한 이미지 데이터에 기초하여 생성된 이미지는 투명 부재 표면으로부터의 반사광이 촬상되는 것이기 때문에 코인의 주변이 희끄무레하게 보여 구별이 잘 안 되므로, 시각적 구별이 더 어렵게 된다.
본 발명의 목적은 구별 정확성이 우수한 피사체 구별 장치 및 코인 구별 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 피사체 구별 장치는 피사체의 표면 상에 편평하지 않은 패턴이 있는 물제를 구별한다.
피사체의 표면 상에 편평하지 않은 패턴이 있는 피사체를 구별하는 피사체 구별 장치는,
상기 피사체를 지지하는 지지 표면을 포함하는 투명 유닛; 상기 투명 유닛을 통해 상기 피사체의 표면에 조명 광(illumination light)을 조사하는 광 조사 유닛; 상기 투명 유닛의 적어도 일부를 포함하는 촬상 영역을 촬상하고, 이미지 데이터를 생성하는 촬상 유닛; 및 상기 촬상 유닛에 의해 생성되는 이미지 데이터를 사용하여, 상기 피사체를 구별하는 구별 처리 유닛을 포함한다. 상기 구별 처리 유닛은 보정 이미지 데이터를 사용하여 피사체 이미지 데이터를 보정함으로써 생성된 구별 이미지 데이터에 기초하여 피사체를 구별한다. 상기 피사체 이미지 데이터는 상기 피사체가 상기 촬상 영역에 있는 상태에서 상기 촬상 영역을 촬상함으로써 생성된다. 상기 보정 이미지 데이터는 상기 촬상 영역 내에 피사체가 없는 상태에서 상기 촬상 영역을 촬상함으로써 생성된다.
피사체 구별 장치는, 상기 보정 이미지 데이터를 저장하는 저장 유닛을 더 포함한다. 상기 구별 처리 유닛은, 상기 저장 유닛에 저장되어 있는 상기 보정 이미지 데이터를 사용하여, 상기 촬상 유닛에 의해 생성된 상기 피사체 이미지 데이터를 보정함으로써 상기 구별 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
피사체 구별 장치에서, 상기 구별 처리 유닛은 상기 피사체 구별 장치를 제조 시에 상기 저장 유닛에 상기 보정 이미지 데이터를 저장할 수 있다.
피사체 구별 장치에서, 상기 구별 처리 유닛은 상기 피사체 구별 장치의 유지관리 모드(maintenance mode) 시에 상기 저장 유닛에 상기 보정 이미지 데이터를 저장할 수 있다.
피사체 구별 장치에서, 상기 구별 처리 유닛은 상기 피사체 이미지 데이터로부터 상기 보정 이미지 데이터를 공제함으로써 상기 구별 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
피사체 구별 장치는, 상기 피사체를 이송하는 이송 유닛(carrier unit)을 더 포함할 수 있다. 상기 투명 유닛의 지지 표면은 상기 이송 유닛의 일부를 구성한다. 상기 투명 유닛은 상기 지지 표면의 반대 측면 상의 표면에 반사방지 막을 포함할 수 있다.
피사체 구별 장치에서, 상기 이송 유닛은 상기 피사체의 이송을 가이드하는 가이드 그루브를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 코인 구별 장치는 코인의 표면 상에 편평하지 않은 패턴이 있는 코인을 구별한다. 코인 구별 장치는, 상기 코인을 지지하는 지지 표면을 포함하는 투명 유닛; 상기 투명 유닛을 통해 상기 코인의 표면에 조명 광(illumination light)을 조사하는 광 조사 유닛; 상기 투명 유닛의 적어도 일부를 포함하는 촬상 영역을 촬상하고, 이미지 데이터를 생성하는 촬상 유닛; 및 상기 촬상 유닛에 의해 생성되는 이미지 데이터를 사용하여, 상기 코인을 구별하는 구별 처리 유닛을 포함한다. 상기 구별 처리 유닛은 보정 이미지 데이터를 사용하여 피사체 이미지 데이터를 보정함으로써 생성된 구별 이미지 데이터에 기초하여 코인을 구별한다. 상기 피사체 이미지 데이터는 상기 코인이 상기 촬상 영역에 있는 상태에서 상기 촬상 영역을 촬상함으로써 생성된다. 상기 보정 이미지 데이터는 상기 촬상 영역 내에 코인이 없는 상태에서 상기 촬상 영역을 촬상함으로써 생성된다.
본 발명에 따르면, 보정 이미지 데이터에 의해, 피사체가 제공되지 않은 투명 유닛의 지지 표면으로부터 단독으로 반사되는 반사광의 레벨을 획득할 수 있다. 또한, 이러한 보정 이미지 데이터를 사용하여 피사체 이미지 데이터를 효과적으로 보정함으로써, 투명 유닛의 지지 표면에 의해 반사되는 반사광을 배제하여, 피사체로부터 단독으로 반사되는 반사광에 기초하여 생성되는 구별 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 이러한 구별 이미지 데이터에 기초하여, 피사체를 우수한 정확성으로 구별할 수 있다. 그러므로 구별 정확성이 우수한 피사체 구별 장치 및 코인 구별 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코인 구별 장치의 투명 유닛의 개략 평면도이다.
도 2는 도 1의 코인 구별 장치의 투명 유닛의 근처를 측 표면에서 보았을 때의 상태를 간단하게 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 코인 구별 장치의 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 4는 피사체가 촬상 영역에 포함되어 있지 않을 때 도 1의 투명 유닛의 표면으로부터 반사되는 반사광을 나타내는 도면이다.
도 5는 피사체가 촬상 영역에 포함되어 있을 때 도 1의 투명 유닛의 표면으로부터 반사되는 반사광 및 코인 표면으로부터 반사되는 반사광을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4의 이미지에 의해 생성되는 이미지 데이터에 기초하여 표시되는 반사광 레벨이 파형을 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 5의 이미지에 의해 생성되는 이미지 데이터에 기초하여 표시되는 반사광 레벨의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에서, 보정된 이미지 데이터에 기초하여 표시되는 반사광 레벨의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 코인 구별 장치의 다른 예에서의 투명 유닛의 개략적인 평면도이다.
도 10은 도 9의 코인 구별 장치의 투명 유닛의 근처를 측 표면에서 보았을 때의 상태를 간단하게 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따라, 코인의 표면에 편평하지 않은 패턴이 있는 코인의 구별을 수행하는 코인 구별 장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코인 구별 장치의 투명 유닛의 개략적인 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 코일 구별 장치(1)는 코인 M을 이송하는 이송 장치(11)를 포함한다.
이송 장치(11)는 플레이트형 이송 유닛(3), 코인 M을 이송하는 이송 벨트(2), 및 이송 유닛(3)이 한 측면의 표면에 형성된 가이드 그루브(guide groove)(5)를 포함한다. 가이드 그루브(5)는 이송되는 코인 M을 가이드한다. 이송 유닛(3) 내의 가이드 그루브(5)의 내부 표면은 코인 M을 이송하기 위한 코인 통로(4)이다.
이송 벨트(2)는 구동 롤러 및 백업 롤러(도면에 도시되지 않음)에 의해 지지되는 무한 벨트(endless belt)이다. 이송 벨트(2)는 가이드 그루브(5)가 연장하는 방향에 거의 평행한 방향으로 구동된다. 이송 벨트(2)는 가이드 그루브(5) 내에서 이송 유닛(3)의 표면에 압력을 가하면서 화살표 F의 방향으로 코인 M을 이송한다.
이송 유닛(3)은 사파이어 유리 또는 아크릴 수지와 같은 광투과성 투명 재료에 의해 형성되는 투명 유닛(6)을 가진다. 투명 유닛(6)은 이송 유닛(3)이 시각적으로 잘 보이는 상태에서 사각형 형상이다. 투명 유닛(6)은 가이드 그루브(5) 내에서 노출되어 있으며, 이송되어야 하는 코인 M의 표면을 지지하는 지지 표면(6a)을 가진다. 투명 유닛(6)의 지지 표면(6a)은 이송 유닛(3)의 일부를 구성한다.
또한, 코인 구별 장치(1)는 투명 유닛(6)을 통과하는 코인 M을 투명 유닛(6)을 통해 촬상하는 촬상 유닛(20)을 포함한다. 촬상 유닛(20)은 투명 유닛(6)의 적어도 일부를 포함하는 촬상 영역을 가진다. 촬상 영역의 중심부가 대략 투명 유닛(6)의 지지 표면(6a)의 중심부가 되도록 설정되어 있으며, 가이브 그루브(6)에 노출되어 있다. 촬상 영역에서, 투명 유닛(6)의 지지 표면(6a)을 통해 광이 조사되며, 투명 유닛(6)을 투과하는 광은 코인 M의 표면에 조사되어, 투명 유닛(6)을 횡단하여 통과한다. 촬상 유닛(20)은 코인 M의 표면으로부터 반사되는 반사광을 주로 수광하고, 이미지 데이터를 생성한다. 촬상 유닛(20)의 특정한 구성에 대해 이하에 설명한다.
도 2는 코인 구별 장치의 투명 유닛의 근처를 측 표면에서 보았을 때의 상태를 간단한 형태로 나타내는 도시하고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 코인 구별 장치(1)는 광 조사 유닛(21), 촬상 소자(22), 렌즈(23), 및 빔 스플리터(25)를 포함한다.
광 조사 유닛(21)은 표면 광원(21a)을 포함한다. 표면 광원(21a)은 광 조사 측면 상에서 이송 유닛(3)의 표면 근처에 배치되어 있다. 표면 광원(21a)은 지지 표면(6a)에 대해 수직으로 조명 광을 조사하는 조사 표면을 가진다. 표면 광원(21a)은 조사 표면이 투명 유닛(6)의 지지 표면(6a)에 대해 거의 수직이 되도록 배치되어 있다. 표면 광원(21a)으로서는, 예를 들어, 복수의 백색 LED로 이루어져 있는 백색 표면 광원이 사용될 수 있다.
촬상 소자(22)는 촬상 영역에서 반사광을 촬상하는 CCD-타입 이미지 센서 또는 CMOS-타입 이미지 센서일 수 있다. 촬상 소자(22)는 그 수신된 반사광을 전기 신호로 변환함으로써 이미지 데이터를 생성하고, 그 이미지 데이터를 출력한다.
렌즈(23)는 촬상 영역에서 반사된 반사광을 촬상하기 위해, 촬상 소자(22) 상에서 촬상 영역으로부터의 반사광의 광속(luminous flux)을 수집하는 광학 기능을 가지고 있다. 렌즈(23)는 렌즈(23)의 광학 축이 투명 유닛(6)의 중심부의 중앙에 있는 원의 중심 축과 일치하도록 배치된다. 렌즈(23)는 깊은 피사계 심도(depth of field) 및 그 범위에 걸쳐 일정한 배율(magnification)을 가지는 텔레센트릭 렌즈(telecentric lens)와 같은 렌즈이고, 시차 오차(parallax error)에 기인하는 이미지 왜곡을 가지지 않는다.
빔 스플리터(25)는 광 조사 유닛(21)으로부터 방출되는 조명 광의 광속 및 촬상 소자(22)에 의해 수광되는 광의 광속이 교차하는 위치에 배치되고, 이러한 광속들은 촬상 영역으로 지향된다. 빔 스플리터(25)로서는, 광 조사 유닛(21)으로부터 방출되는 조사 광을 촬상 영역에 반사하고, 또한 촬상 영역에서 반사되는 반사광을 전송하는 하프 미러(half mirror)를 사용할 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 코인 구별 장치는 투명 유닛(6)을 위해 제공된 타이밍 센서(8)를 포함한다. 타이밍 센서(8)는 발광 소자(8b) 및 수광 소자(8a)를 포함한다. 타이밍 센서(8)는, 발광 소자(8b)로부터 방출되는 광이 투명 유닛(6)을 통해 수광 소자(8a)에 의해 수광되고, 발광 소자(8b)로부터 방출되는 광이 수광 소자(8a)에 의해 수광되지 않을 때는 타이밍 신호가 출력되도록 구성되어 있다. 타이밍 센서(8)는, 투명 유닛(6)의 표면을 횡단해서 이송되는 코인 M에 의한 간섭으로 인해 발광 소자(8b)로부터 방출되는 광이 수광 소자(8a)에 의해 수광됨이 없이 타이밍 신호가 출력될 때, 코인 M이 촬상 포인트의 앞에 있다는 것을 검출할 수 있는 위치에 배치된다. 도 2에서, 투명 유닛(6)의 하류 측에 타이밍 센서(8)가 제공되어 있는 구성으로 되어 있지만, 본 발명은 이러한 구성에 제한되지 않는다. 타이밍 센서(8)는 투명 유닛(6)의 상류 측에 제공될 수도 있다.
반사방지 막(9)은 지지 표면(6a)에 대해 반대 측면 상에서 투명 유닛(6)의 표면 상에 형성된다. 반사방지 막(9)은 투명 유닛(6)의 지지 표면(6a)에 대해 반대 측 상의 표면 상에서 조명 광의 표면 반사가 발생되는 것을 방지하는 특징을 가진다. 반사방지 막(9)은 투명 유닛(6)이 표면 상에 적층되는 싱글-층 막 또는 멀티-층 막에 의해 구성된다.
반사방지 막(9)을 제공함으로써, 촬상 소자(22)에 의해 수광되는 반사광이 신호의 최솟값과 최댓값 간의 비율(동적 범위)은 반사방지 막이 제공되지 않은 경우에 비해 더 넓게 될 수 있다. 결과적으로, 반사방지 막(9)을 제공하는 것이 바람직하다.
다음, 코인 구별 장치의 제어 시스템에 대해 설명한다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 코인 구별 장치의 제어 시스템을 도시하는 블록도이다. 코인 구별 장치(1)는 제어 시스템을 집합적으로 제어하는 제어 유닛(34)을 포함한다.
또한, 코인 구별 장치(1)는 아날로그/디지털 변환 유닛(A-D 변환 유닛)(31), 저장 유닛(33), 및 구별 처리 유닛(36)을 포함한다. 이러한 처리 유닛들은 제어 유닛(34)으로부터의 커맨드에 의해 서로 연결되고 제어된다.
제어 유닛(34)은 타이밍 신호가 타이밍 센서(8)로부터 입력될 때와 동기해서 광 조사 유닛(21)에 조사 신호(irradiation signal)를 출력하고, 이에 따라 광 소자 유닛(21)은 조명 광을 조사하게 된다. 또한, 제어 유닛(34)은, 타이밍 신호가 입력될 때와 동기해서, 촬상 소자(22)에 의해 수광되는 반사광의 디지털 데이터를 판독하여, 이미지 데이터의 생성을 명령한다.
아날로그/디지털 변환 유닛(31)은 촬상 소자(22)로부터 입력되는 아날로그 신호 이미지 데이터를 디지털 데이터로 변환하여, 디지털화된 이미지 데이터로 출력한다.
저장 유닛(33)은 이미지 데이터를 저장한다. 저장 유닛(33)은, 이미지 데이터 외에, 코인 M의 각각의 타입의 편평하지 않은 패턴을 나타내는 이미지 패턴 데이터를 미리 저장한다. 저장 유닛(33)은 제어 유닛(34)의 제어를 판독된 제어에 따라 이미지 데이터 및 이미지 패턴 데이터를 판독한다.
구별 처리 유닛(36)은 촬상 소자(22)에 의해 생성되는 이미지 데이터를 사용함으로써 코인 M의 구별 처리를 수행한다. 구별 처리 시에, 구별 처리 유닛(36)은, 타이밍 센서(8)의 타이밍 신호에 따라, 저장 유닛(33)으로 하여금 코인 M이 촬상 영역에 있을 때 촬상 영역을 촬상함으로써 생성되는 이미지 데이터를 피사체 이미지 데이터로서 저장하게 하고, 코인 표면의 편평하지 않은 패턴을 포함하는 음영(shadow)을 나타낸다.
또한, 구별 처리를 실행하는 중이 아닌 때에도, 주로 제조 시 또는 유지관리 모드(maintenance mode) 시에, 코인 구별 장치(1)는 저장 유닛(33)으로 하여금 피사체가 촬상 영역에 있지 않을 때에 촬상 영역을 촬상함으로써 생성되는 이미지 데이터를 보정 이미지 데이터로서 저장하게 할 수 있다. 이때, 제어 유닛(34)은 타이밍 신호와 무관하게 조사 신호를 광 조사 유닛(21)에 출력하므로, 광 조사 유닛(21)은 조명 광을 조사하게 되며, 제어 유닛(34)은 촬상 소자(22)를 구동하도록 제어하므로, 촬상 소자(22)는 반사광을 수광하고 이미지 데이터를 생성하게 된다.
코인 구별 장치(1)의 제조를 완료 시에 또는 코인 구별 장치(1)의 유지관리 모드 시에, 구별 처리 유닛(36)은 저장 유닛(33)으로부터 하여금 피사체, 또는 이송 유닛이나 이송 벨트와 같은 반사체가 촬상 영역에 있지 않을 때 촬상 영역을 촬상함으로써 생성되는 이미지 데이터를 보정 이미지 데이터로서 저장하게 한다.
또한, 구별 처리 유닛(36)은 보정 이미지를 사용하여 피사체 이미지 데이터를 보정하고, 이에 의해 보정된 데이터를 생성한다. 여기서, 피사체 이미지 데이터는 피사체가 촬상 영역에 있을 때 촬상 영역을 촬상함으로써 생성되는 데이터이다. 한편, 보정 이미지 데이터는, 피사체, 및 이송 유닛이나 이송 벨트와 같은 반사체가 촬상 영역에 없을 때 촬상 영역을 촬상함으로써 생성되는 데이터이다. 그런 다음 구별 처리 유닛(36)은 그 보정된 데이터를 구별 이미지 데이터로서 저장 유닛(33)에 저장한다. 구별 처리 유닛(36)은 구별 이미지 데이터와 저장 유닛(33)에 저장되어 있는 이미지 패턴 데이터를 비교하여, 구별 이미지 데이터에 의해 표시되는 코인 M을 구별한다.
코일 구별 장치(1)는 피사체 이미지 데이터 또는 구별 이미지 데이터에 기초하여 이미지를 디스플레이하는 디스플레이 유닛을 포함할 수 있다.
코일 구별 장치(1)는 보정 이미지 데이터에 의해, 코인 M이 있지 않은 투명 유닛(6)의 지지 표면(6a)으로부터 단독으로 반사되는 반사광의 레벨을 획득할 수 있다. 또한, 이 보정 이미지 데이터를 사용하여 피사체 이미지 데이터를 보정함으로써, 코일 구별 장치(1)는 투명 유닛(6)의 지지 표면(6a)에 의해 반사되는 반사광은 배제하여, 코인 표면으로부터 단독으로 반사되는 반사광에 기초해서 생성되는 구별 이미지 데이터를 효과적으로 획득할 수 있다. 결과적으로, 코일 구별 장치(1)는 구별 이미지 데이터에 기초하여 코인 표면의 편평하지 않은 패턴의 음영을 더 정확하게 포착할 수 있고, 구별 처리를 우수한 정확성으로 처리할 수 있다. 또한, 코일 구별 장치는 구별 이미지 데이터에 기초하여 이미지를, 디스플레이 유닛 도는 외부 디스플레이 장치 상에 디스플레이하고, 그 디스플레이된 이미지는, 투명 부재 표면으로부터 반사되는 반사광의 침투성이 억제되므로 시인성이 우수하고, 코인 M의 주변 일부 및 코인 표면의 편평하지 않은 패턴이 깨끗하게 디스플레이된다.
코일 구별 장치(1)는 구별 처리 유닛(36)에 의해, 그 생성된 피사체 이미지 데이터 모두를 보정 이미지 데이터로 보정할 수 있다. 그렇지만, 코일 구별 장치(1)는 보정 모드가 선택된 경우에만, 보정 이미지 데이터로 피사체 이미지 데이터를 보정할 수 있다. 이 경우, 보정 모드가 아닐 때에는, 구별 처리는 피사체 이미지 데이터를 이미지 구별 데이터로서 직접 사용함으로써 수행될 수 있다.
다음, 피사체 이미지 데이터 및 보정 이미지 데이터가 생성되고, 피사체 이미지 데이터가 보정되는 시퀀스의 예에 대해 설명한다. 후술되는 코인 구별 장치는 도 1 내지 도 3에서 설명한 구성과 동일한 구성을 가지므로, 동일한 참조 번호를 사용한다.
코인 구별 장치(1)가 유지관리 모드에 설정되어 있을 때의 동작에 대해 후술한다.
도 4는 피사체, 또는 다른 반사체가 촬상 영역에 포함되어 있지 않을 때 투명 유닛의 표면으로부터 반사되는 반사광을 개략적으로 도시하고 있다. 유지관리 모드가 설정되어 있을 때, 제어 유닛(34)은 조사 신호를 광 조사 유닛(21)에 출력하므로, 광 조사 유닛(21)은 촬상 영역 쪽으로 조명 광 LI를 조사하게 된다. 그런 다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 촬상 소자(22)는 투명 유닛(6)의 지지 표면(6a)으로부터 반사되는 (인터페이스로부터 반사되는) 반사광 LB를 수광한다. 또한, 구별 처리 유닛(36)은 촬상 소자(22)에 의해 생성되는 이미지 데이터를, 보정 이미지 데이터로서 저장 유닛(33)에 저장한다. 이때, 저장 유닛(33)에 이미 저장되어 있는 보정 이미지 데이터가 있는 경우에는, 저장 유닛(33)에 저장되어 있는 보정 이미지 데이터를 최신의 보정 이미지 데이터로 갱신한다. 여기서, 제조의 완료 시에는, 유지관리 모드가 설정되어 있을 때와 동일한 동작이 실행된다.
다음, 코인 구별 장치(1)가 유지관리 모드에 설정되어 있지 않을 때의 동작, 환언하면, 정상적인 구별 처리가 수행될 때의 동작에 대해 설명한다.
도 5는 피사체가 촬상 영역에 있을 때, 코인 표면으로부터 반사되는 (코인 M으로부터 반사되는) 반사광 LM, 및 투명 유닛 표면으로부터 반사되는 (인터페이스로부터 반사되는) 반사광 LB를 개략적으로 도시하고 있다. 제어 유닛(34)은 타이밍 센서(8)의 타이밍 신호에 따라 조사 신호를 광 조사 유닛(21)에 출력하여, 광 조사 유닛(21)으로 하여금, 투명 유닛(6)의 지지 표면(6a)을 통과하는 코인 M에 조명 광을 조사하게 하고, 촬상 소자(22)가 촬상 영역으로부터 반사되는 반사광을 수광하도록 제어한다. 또한, 구별 처리 유닛(36)은 코인 표면의 편평하지 않은 패턴을 포함하는 음영을 나타내는 이미지 데이터를 피사체 이미지 데이터로서 저장 유닛(33)에 저장한다.
도 6은 보정 이미지 데이터에 기초해서 표시되는 반사광 레벨의 파형을 도시하는 그래프이다. 또한, 도 7은 피사체 이미지 데이터에 기초해서 표시되는 반사광 레벨의 파형을 도시하는 그래프이다. 도 8은 구별 이미지 데이터에 기초해서 표시되는 반사광 레벨의 파형을 도시하는 그래프이다. 도 6 내지 도 8에서, 수평 축은 도 4 및 도 5의 촬상 영역의 X-방향 위치를 나타내고, 수직 축은 이 X-방향 위치에 대응하는 반사광의 레벨을 나타낸다. 또한, 도 7 및 도 8에서 화살표 S에 의해 표시되는 부분은 X-방향 위치에 대해 코인 표면에 대응하는 범위를 나타낸다.
도 6에 도시된 파형은 투명 유닛(6)의 지지 표면(6a)으로부터 반사되는 반사광의 성분만을 도시하고 있다.
도 7에 도시된 파형은 코인 표면에 대응하는 영역에서, 투명 유닛(6)의 지지 표면(6a)으로부터 반사되는 반사광의 성분이 코인 표면으로부터 반사되는 반사광의 성분에 중첩되어 있는, 코인 표면으로부터 반사되는 반사광의 성분을 도시하고 있다.
구별 처리 유닛(36)은 피사체 이미지 데이터로부터 보정 이미지 데이터를 공제함으로써 피사체 이미지 데이터를 보정한다. 구체적으로, 구별 처리 유닛(36)은 보정 이미지 데이터에 기초해서, 피사체 이미지 데이터에 기초한 반사광 레벨로부터 투명 유닛(6)의 지지 표면(6a)으로부터의 반사광 레벨을 공제한다. 이러한 산술 연산을 수행함으로써, 도 8에 도시된 바와 같이, 코인 구별 장치(1)는 사실상 투명 유닛(6)으로부터 반사되는 반사광의 성분을 포함함이 없이, 코인 표면으로부터 반사되는 반사광의 성분을 포함하는 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 구별 처리 유닛(36)은 이 이미지 데이터를 구별 이미지 데이터로서 출력한다.
전술한 코인 구별 장치에서는, 촬상 피사체인 코인 표면 상에 조명 광이 수직으로 조사되도록 구성되어 있다. 그렇지만, 광 조사 유닛의 이러한 배치 또는 구성은 본 발명에 제한되지 않는다. 예를 들어, 촬상 피사체인 코인 표면에 조명 광이 대각선 방향으로 조사되도록 구성될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 코인 구별 장치의 다른 예에 포함되는 투명 유닛의 개략적인 평면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 코인 구별 장치(1)는 원형의 광 조사 유닛(41)을 포함한다. 광 조사 유닛(41)의 중심은 투명 유닛의 중심부를 관통하는 중심 축 상에 설정되어 있다. 광 조사 유닛(41)은 복수의 발광 소자(42)가 원주 방향(circumferential direction)으로 거의 일정한 간격을 두고 배치되는 구성으로 되어 있다.
도 10은 도 9의 코인 구별 장치의 투명 유닛의 근처를 측 표면에서 보았을 때의 상태를 간단하게 나타낸 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 코인 구별 장치(1)는 광 조사 유닛(41), 촬상 소자(22), 및 렌즈(23)를 포함한다.
광 조사 유닛(41) 상에 배치된 복수의 발광 소자(42)에서, 이 발광 소자(42) 각각으로부터 조사되는 조명 광의 광속은 투명 유닛(6)의 지지 표면(6a)에 평행한 방향에 대해 투명 유닛(6) 측에 경사진 방향으로 이동한다. 또한, 조명 광은 투명 유닛(6)의 지지 표면(6a)을 통과하는 코인 표면에 대해 대각선으로 조사된다. 코인 표면으로부터 반사되는 반사광은 렌즈(23)를 통해 촬상 소자(22)에 의해 수광된다.
전술한 실시예에서는, 코인을 구별하는 코인 구별 장치의 구성에 대해 예를 들어 설명하였다. 그렇지만, 본 발명의 실시예의 피사체 구별 장치와 관련해서, 구별 피사체는 코인에 제한되지 않는다. 현금, 메달, 및 그외 플레이트형 금속 성분으로서 사용되는 코인이 아닌 코인들과 같이, 표면 상에 편평하지 않은 패턴이 있는 피사체의 구별에 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 명세서에서는, 피사체의 표면 상에 편평하지 않은 패턴이 있는 피사체를 구별하는 피사체 구별 장치에 대해 설명한다. 피사체 구별 장치는, 피사체를 지지하는 지지 표면을 포함하는 투명 유닛; 상기 투명 유닛을 통해 피사체의 표면 상에 조명 광을 조사하는 광 조사 유닛; 투명 유닛의 적어도 일부를 포함하는 촬상 영역을 촬상하여, 이미지 데이터를 생성하는 촬상 유닛; 및 촬상 유닛에 의해 생성되는 이미지 데이터를 사용하여 피사체를 구별하는 구별 처리 유닛을 포함한다. 구별 처리 유닛은 보정 이미지 데이터를 사용해서 피사체 이미지 데이터를 보정함으로써 생성되는 구별 이미지 데이터에 기초해서 피사체를 구별한다. 피사체 이미지 데이터는 촬상 영역에 피사체가 있는 상태에서 촬상 영역을 촬상함으로써 생성된다. 보정 이미지 데이터는 촬상 영역에 피사체가 없는 상태에서 촬상 영역을 촬상함으로써 생성된다.
또한, 본 명세서에서 설명된 피사체 구별 장치는 보정 이미지 데이터를 저장하는 저장 유닛을 더 포함할 수 있다. 구별 처리 유닛은 저장 유닛에 저장되어 있는 보정 이미지 데이터를 사용해서, 촬상 유닛에 의해 생성되는 피사체 이미지 데이터를 보정함으로써 구별 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 설명된 피사체 구별 장치에서, 구별 처리 유닛은 피사체 구별 장치의 제조 시에 보정 이미지 데이터를 저장 유닛에 저장할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 설명된 피사체 구별 장치에서, 구별 처리 유닛은 피사체 구별 장치의 유지관리 모드 시에 보정 이미지 데이터를 저장 유닛에 저장할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 설명된 피사체 구별 장치에서, 구별 처리 유닛은 피사체 이미지 데이터로부터 보정 이미지 데이터를 공제함으로써 구별 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 설명된 피사체 구별 장치는 피사체를 이송하는 이송 유닛을 더 포함할 수 있다. 투명 유닛의 지지 표면은 이송 유닛의 일부를 구성할 수 있다. 투명 유닛은 지지 표면의 반대 측 상의 표면에 반사방지 막을 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 설명된 피사체 구별 장치에서, 이송 유닛은 피사체의 이송을 가이드하는 가이드 그루브를 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에서, 코인의 표면에 편평하지 않은 패턴이 있는 코인을 구별하는 코인 구별 장치에 대해 개시한다. 코인 구별 장치는 코인을 지지하는 지지 표면을 포함하는 투명 유닛; 투명 유닛을 통해 코인의 표면에 조명 광을 조사하는 광 조사 유닛; 투명 유닛의 적어도 일부를 포함하는 촬상 영역을 포함하는 촬상 영역을 촬상하여, 이미지 데이터를 생성하는 촬상 유닛; 및 촬상 유닛에 의해 생성된 이미지 데이터를 사용해서, 코인을 구별하는 구별 처리 유닛을 포함한다. 구별 처리 유닛은 보정 이미지 데이터를 사용해서 피사체 이미지 데이터를 보정함으로써 생성된 구별 이미지 데이터에 기초해서 코인을 구별한다. 피사체 이미지 데이터는 코인이 촬상 영역에 있는 상태에서 촬상 영역을 촬상함으로써 생성된다. 보정 이미지 데이터는 코인이 촬상 영역에 없는 상태에서 촬상 영역을 촬상함으로써 생성된다.
본 발명의 바람직한 실시예를 위에서 설명하고 도해하였으나, 이러한 실시예는 본 발명의 예에 지나지 않으며 제한으로서 파악되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 추가, 생략, 공제, 및 그외 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 전술한 상세한 설명에 의해 제한되는 것으로서 파악되어서는 안 되며, 첨부의 청구의 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (8)

  1. 피사체의 표면 상에 편평하지 않은 패턴이 있는 피사체를 구별하는 피사체 구별 장치에 있어서,
    상기 피사체를 지지하는 지지 표면을 포함하는 투명 유닛;
    상기 투명 유닛을 통해 상기 피사체의 표면에 조명 광(illumination light)을 조사하는 광 조사 유닛;
    상기 투명 유닛의 적어도 일부를 포함하는 촬상 영역을 촬상하고, 이미지 데이터를 생성하는 촬상 유닛;
    상기 촬상 유닛에 의해 생성되는 이미지 데이터를 사용하여, 상기 피사체를 구별하는 구별 처리 유닛; 및
    상기 지지 표면의 반대 측면 상의 투명 유닛의 표면에 형성되는 반사방지 막
    을 포함하며,
    상기 구별 처리 유닛은 보정 이미지 데이터를 사용하여 피사체 이미지 데이터를 보정함으로써 생성된 구별 이미지 데이터에 기초하여 피사체를 구별하고,
    상기 피사체 이미지 데이터는 상기 피사체가 상기 촬상 영역에 있는 상태에서 상기 촬상 영역을 촬상함으로써 획득되는, 상기 피사체의 표면과 지지 표면에 의해 반사되는 상기 조명 광의 반사 광에 기초하여 생성되며,
    상기 보정 이미지 데이터는 상기 촬상 영역 내에 피사체가 없는 상태에서 상기 촬상 영역을 촬상함으로써 획득되는, 상기 지지 표면에 의해 반사되는 상기 조명 광의 반사 광에 기초하여 생성되고,
    상기 구별 처리 유닛은 또한, 상기 피사체 이미지 데이터로부터 상기 보정 이미지 데이터를 공제함으로써 상기 구별 이미지 데이터를 생성하는, 피사체 구별 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보정 이미지 데이터를 저장하는 저장 유닛
    을 더 포함하며,
    상기 구별 처리 유닛은, 상기 저장 유닛에 저장되어 있는 상기 보정 이미지 데이터를 사용하여, 상기 촬상 유닛에 의해 생성된 상기 피사체 이미지 데이터를 보정함으로써 상기 구별 이미지 데이터를 생성하는, 피사체 구별 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구별 처리 유닛은 상기 피사체 구별 장치를 제조 시에 상기 저장 유닛에 상기 보정 이미지 데이터를 저장하는, 피사체 구별 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 구별 처리 유닛은 상기 피사체 구별 장치의 유지관리 모드(maintenance mode) 시에 상기 저장 유닛에 상기 보정 이미지 데이터를 저장하는, 피사체 구별 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피사체를 이송하는 이송 유닛(carrier unit)
    을 더 포함하며,
    상기 투명 유닛의 지지 표면은 상기 이송 유닛의 일부를 구성하며,
    상기 투명 유닛은 상기 지지 표면의 반대 측면 상의 표면에 반사방지 막을 포함하는, 피사체 구별 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이송 유닛은 상기 피사체의 이송을 가이드하는 가이드 그루브를 포함하는, 피사체 구별 장치.
  8. 코인의 표면 상에 편평하지 않은 패턴이 있는 코인을 구별하는 코인 구별 장치에 있어서,
    상기 코인을 지지하는 지지 표면을 포함하는 투명 유닛;
    상기 투명 유닛을 통해 상기 코인의 표면에 조명 광(illumination light)을 조사하는 광 조사 유닛;
    상기 투명 유닛의 적어도 일부를 포함하는 촬상 영역을 촬상하고, 이미지 데이터를 생성하는 촬상 유닛;
    상기 촬상 유닛에 의해 생성되는 이미지 데이터를 사용하여, 상기 코인을 구별하는 구별 처리 유닛; 및
    상기 지지 표면의 반대 측면 상의 투명 유닛의 표면에 형성되는 반사방지 막
    을 포함하며,
    상기 구별 처리 유닛은 보정 이미지 데이터를 사용하여 피사체 이미지 데이터를 보정함으로써 생성된 구별 이미지 데이터에 기초하여 코인을 구별하고,
    상기 피사체 이미지 데이터는 상기 코인이 상기 촬상 영역에 있는 상태에서 상기 촬상 영역을 촬상함으로써 획득되는, 상기 코인의 표면과 지지 표면에 의해 반사되는 상기 조명 광의 반사 광에 기초하여 생성되며,
    상기 보정 이미지 데이터는 상기 촬상 영역 내에 코인이 없는 상태에서 상기 촬상 영역을 촬상함으로써 획득되는, 상기 지지 표면에 의해 반사되는 상기 조명 광의 반사 광에 기초하여 생성되고,
    상기 구별 처리 유닛은 또한, 상기 피사체 이미지 데이터로부터 상기 보정 이미지 데이터를 공제함으로써 상기 구별 이미지 데이터를 생성하는, 코인 구별 장치.
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