JP2004240824A

JP2004240824A - Imprint reader

Info

Publication number: JP2004240824A
Application number: JP2003030775A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Kamijo; 秀章上條; Toru Onishi; 透大西
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2004-08-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imprint reader capable of satisfying a request of miniaturization. <P>SOLUTION: In this imprint reader 20, an object P of reading is lighted by an illumination part 23, and the image of the lighted object P is formed on the imaging surface 28a of an imaging means 28. At this time, since a pinhole part 30a is disposed in front of the imaging means 28 instead of an imaging lens group, a device configuration can be made extremely simple, whereby a reduction in cost can be also attained simultaneously with the thinning (miniaturization) of the device. The adaptation of the pinhole part 30a makes the image apt to blur without doubt, compared with the use of the imaging lens group. However, since the state where certain blur is regularly occurring is continuously kept, an image processing with considerations of the blur is regularly executed, whereby the blur which steadily occurs can be made to work for the advantage of the image processing. Since the adaptation of the pinhole part 30a further makes the image difficult to be distorted, this point is also advantageous for the execution of the image processing. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、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。
【０００２】
【従来の技術】
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すよう構成されている。すなわち、読取り対象物である硬貨は間接照明によって、ＣＣＤで撮像されることになる。従って、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させることが可能となった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の刻印読取り装置であっても、ＣＣＤで硬貨の刻印を撮像する場合、ＣＣＤの前に結像レンズ群を配置させることが必要であり、このような結像レンズ群の採用は、装置の筐体内に結像レンズ群の占有スペースを必要し、装置を小型化させ難いといった問題点がある。特に、自動販売機などのようにそれ自体に小型化が求められているような機器内に刻印読取り装置を設置するような場合には、極めて大きなスペース的制約を受けることになる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２８２５１２号公報
【特許文献２】
特開平９−２５９３２１号公報
【特許文献３】
特開平９−２５９３２２号公報
【特許文献４】
特開２００２−７４４８２号公報
【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、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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る刻印読取り装置は、読取部位に配置された読取対象物の刻印を読み取るための刻印読取り装置において、読取部位に対向して配置されて、読取対象物を撮像する撮像手段と、読取対象物を照らす照明部と、読取部位と撮像手段との間に配置されて、撮像手段に結像させるピンホール部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この刻印読取り装置においては、照明部で読取対象物を照らし出し、照らし出された読取対象物の像は撮像手段の撮像面上で結ばれる。このとき、撮像手段の前方においては、結像レンズ群に代えてピンホール部を配置させているので、極めてシンプルな装置構成にすることができ、これによって、装置の薄型化（小型化）と同時に低コスト化をも達成させる。しかも、結像レンズ群はレンズ自体の個体差が大きく、結像レンズ群を装置内に組み込む際には、結像調整を余儀なくされる。これに対し、ピンホール部の採用は、確かに結像レンズ群に比べ画像自体にニジミが発生し易くなるが、常に一定のニジミが発生している状態が維持され続けるので、画像処理を行う上で、そのニジミを考慮するような画像処理を常に実行すればよく、定常的に発生するニジミは画像処理において有利に働くことになる。さらに、ピンホール部の採用によって、画像自体に歪みが発生し難いので、この点も画像処理を実行する上で有利である。
【０００８】
また、照明部は、読取部位に近接させて環状に配置されると共に、外方に向けて光を出射する複数個のＬＥＤと、ＬＥＤの周囲に配置されて、各ＬＥＤから出射した光を読取部位に向けて反射させる環状の反射ミラーとを備えると好適である。このような構成によって、読取対象物を間接光によって照らし出すことができ、直接光を利用した場合に起こる光源の写り込みを防止することができる。そして、このような間接光は、ピンホール部との組み合わせで使うと、画質を高める上で一層の効果が期待できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
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。
【００１０】
図１に示すように、煙草用の自動販売機１は、操作パネル２を上部に配置した開閉ドア３を有している。このドア３は、ハウジング４の前面にヒンジを介して取り付けられ、商品の補充時、釣銭の補充時、溜まった硬貨の取出し時または内部点検時などに開閉される。また、ハウジング４内には、多数のストック部５がマトリックス状に配置され、各ストック部５には、商品としてのタバコが横置きの状態（寝せた状態）で縦方向に段積みされている。また、ストック部５の側方には硬貨選別部６が配置され、コイン投入口７から投入した硬貨Ｐの種類は、この硬貨選別部６内の磁気測定、質量測定又は径測定などの様々な手法によって選別されると同時に、不適切な硬貨Ｐは釣銭取出口に排出される。
【００１１】
また、コイン投入口７から投入した硬貨Ｐは、前述したような様々な手法によって選別されるが、このような選別手法とは別に、後述する刻印読取り装置２０によっても選別される。図２に示すように、刻印読取り装置２０は、硬貨選別部６内を通って硬貨貯留部１２まで延在する硬貨搬送通路１１の途中に配置され、硬貨搬送通路１１に沿って流動する硬貨Ｐのおもて面又は裏面は、刻印読取り装置２０によって撮像され、画像処理により偽造と判断された不適切な硬貨Ｐは釣銭取出口に排出される。
【００１２】
図３に示すように、この刻印読取り装置２０は、硬貨搬送通路１１に沿って延在する防塵ガラス２１を有し、この防塵ガラス２１は、樹脂製の偏平な筐体２２の前面に設けられた円形の開口窓２２ａに嵌め込まれるようにして接着剤等で固定されている。そして、硬貨搬送通路１１内を自重によって落下する読取対象物（例えば５００円硬貨）Ｐは、防塵ガラス２１の表面における読取面（読取部位）２１ａに対して接触するか又は極僅かな間隙をもって流動する。なお、この読取部位２１ａの輪郭は、円形の開口窓２２ａに合致する。
【００１３】
さらに、筺体２２の内部において、防塵ガラス２１の読取部位２１ａに近接した位置には照明部２３が配置されている。この照明部２３は、外方に向けて発散光を出射するように回路基板２５上に環状に配列した複数の光源２４（例えば面実装タイプのＬＥＤ又はリードタイプのＬＥＤ）を有し、この回路基板２５は、筐体２２内の支持部２７に固定されている。さらに、照明部２３は、各光源（ＬＥＤ）２４からの照射光を防塵ガラス２１上の撮像部位２１ａに向けて反射させる環状の反射ミラー２６を有している。このような照明部２３の採用によって、硬貨Ｐを間接光によって照らし出すことができ、直接光を利用した場合に起こる光源２４の写り込みを防止することができ、画質を高めるうえで極めて効果的である。
【００１４】
さらに、筺体２２の内部には、撮像手段としてのＣＣＤ２８が配置され、このＣＣＤ２８は、回路基板２９上にリード部２８ｂを介して実装されている。そして、回路基板２９は支持部２７に固定され、ＣＣＤ２８の撮像面２８ａは、撮像部位２１ａの中心を通る光軸Ｌ上に配置される。
【００１５】
図３及び図４に示すように、撮像面２８ａに硬貨Ｐの像を結像させるため、読取部位２１ａとＣＣＤ２８の撮像面２８ａとの間にピンホール板３０を配置させる。このピンホール板３０は、厚み約１３μｍで形成され、接着剤を介して支持部２７の壁面に固定されている。さらに、このピンホール板３０には、撮像面２８ａに像を結像させるためのピンホール部３０ａを有し、このピンホール部３０ａは、光軸Ｌ上に位置する直径約１２．５μｍの孔として形成されている。また、このようなピンホール板３０と結像面２８ａとの間隔は、約２．１ｍｍに設定されている。なお、様々な実験の結果として、ピンホール部３０ａの直径が５０μｍ以上場合には、ピンホール部３０ａで起こる回析現象によって、撮像面２８ａで適切な像を結ぶことができないことが確認されている。
【００１６】
このような刻印読取り装置２０においては、照明部２３で硬貨Ｐを照らし出し、照らし出された硬貨Ｐの像が、ＣＣＤ２８の撮像面２８ａ上に結ばれる。このとき、ＣＣＤ２８の前方において、結像レンズ群に代えてピンホール部３０ａを配置させているので、極めてシンプルな装置構成が達成され、これによって、装置２０の薄型化（小型化）と同時に低コスト化を実現した。この場合、光軸Ｌ方向における筐体２２の厚みを２５ｍｍ程度まで小さくできた。
【００１７】
しかも、結像レンズ群はレンズ自体の個体差が大きく、結像レンズ群を装置内に組み込む際には結像調整を余儀なくされ、それと同時に装置構成の複雑化を将来する。これに対し、ピンホール部３０ａの採用は、確かに結像レンズ群に比べ画像自体にニジミが発生し易くなる（図５参照）。しかしながら、常に一定のニジミが発生している状態が維持され続けるので、画像処理を行う上で、そのニジミを考慮するような画像処理を常に実行すればよく、定常的に発生するニジミは画像処理において有利に働くことになる。さらに、ピンホール部３０ａの採用によって、画像自体に歪みが発生し難いので、この点も画像処理を実行する上で有利な点である。特に、この刻印読取り装置２０は、自動販売機１などのようにそれ自体に小型化が求められているような機器内に設置する場合に最適である。
【００１８】
なお、図３に示すように、筐体２２内には、防塵ガラス２１に向けて光を出射する投光素子（例えばＬＥＤ）３２が設けられている。これに対し、投光素子３２から出射した光を受光する受光素子３３は、硬貨搬送通路１１を挟んで投光素子３２に対向する位置に設置されている。そして、投光素子３２と受光素子３３との協働によって構成された到来センサを用いることで、硬貨Ｐが撮像部位２１ａに到達したか否かを判別することができる。この受光素子３３からの硬貨検出信号は光源２４及びＣＣＤ２８の各回路基板２５，２９に付与され、この電気信号によって光源２４及びＣＣＤ２８が作動を開始する。このとき、各光源２４からは極めて短い時間、光が出射されるので、ＣＣＤ２８では、搬送途中の硬貨Ｐの一瞬を捕らえた静止画像（図５参照）が撮像されることになる。
【００１９】
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、読取対象物として、硬貨Ｐを例に挙げて説明したが、メダル或いはカード等であってもよく、特にこの発明は、単純化された図案、数字、記号及び外形の画像認識に適する。
【００２０】
【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、読取部位に配置された読取対象物の刻印を読み取るための刻印読取り装置において、読取部位に対向して配置されて、読取対象物を撮像する撮像手段と、読取対象物を照らす照明部と、読取部位と撮像手段との間に配置されて、撮像手段に結像させるピンホール部とを備えたことにより、更なる小型化の要求を満足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を適用した自動販売機の一例を示す分解斜視図である。
【図２】自動販売機内の硬貨選別部分を示す正面図である。
【図３】本発明に係る刻印読取り装置の一実施形態を示す断面図である。
【図４】図３の要部拡大断面図である。
【図５】ピンホール部を利用して得られた５００円硬貨の画像を示す図である。
【符号の説明】
Ｐ…硬貨（読取対象物）、２０…刻印読取り装置、２１ａ…読取面（読取部位）、２３…照明部、２４…ＬＥＤ（光源）、２６…反射ミラー、２８…ＣＣＤ（撮像手段）、２８ａ…撮像面、３０ａ…ピンホール部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention particularly relates to a stamp reading device for reading a stamp formed on a coin, a medal, a card, or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a technique in such a field, there is JP-A-9-282512. The engraving reading device described in this publication is configured so that light emitted outward from LEDs arranged in a ring is reflected once by a ring-shaped reflecting mirror, and coins are illuminated by the reflected light. I have. That is, the coin to be read is captured by the CCD by indirect illumination. Therefore, illumination unevenness can be reduced, thereby making it possible to clearly capture an image of a mark such as a coin.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, even in the above-described conventional stamp reading apparatus, when an image of a coin is imaged by a CCD, it is necessary to arrange an imaging lens group in front of the CCD. However, there is a problem that a space occupied by the imaging lens group is required in the housing of the device, and it is difficult to reduce the size of the device. In particular, in the case where the engraving reading device is installed in a device such as a vending machine, which is required to be miniaturized, an extremely large space restriction is imposed.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-9-282512 [Patent Document 2]
JP-A-9-259321 [Patent Document 3]
JP-A-9-259322 [Patent Document 4]
JP-A-2002-74482
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide an engraving reading apparatus that satisfies the demand for further miniaturization.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An engraving reading device according to the present invention is an engraving reading device for reading an engraving of an object to be read arranged at a reading region, wherein: an imaging unit arranged to face the reading region to image the object to be read; An illumination unit for illuminating the target object, and a pinhole unit arranged between the reading unit and the imaging unit to form an image on the imaging unit are provided.
[0007]
In this marking reading device, the reading target is illuminated by the illumination unit, and the illuminated image of the reading target is formed on the imaging surface of the imaging means. At this time, the pinhole portion is arranged in place of the imaging lens group in front of the imaging means, so that an extremely simple device configuration can be achieved, thereby making the device thinner (smaller). At the same time, cost reduction is achieved. Moreover, the imaging lens group has a large individual difference in the lens itself, and when the imaging lens group is incorporated in the apparatus, the imaging adjustment is forced. On the other hand, the adoption of the pinhole portion certainly causes blurring in the image itself as compared with the imaging lens group, but the image processing is performed because the state in which the certain blurring is constantly generated is maintained. Above, it is sufficient to always execute image processing in which the bleeding is taken into consideration, and steadily occurring bleeding works advantageously in image processing. Furthermore, since the image itself is unlikely to be distorted by the use of the pinhole portion, this point is also advantageous in executing the image processing.
[0008]
The illuminating unit is arranged in an annular shape close to the reading part, and a plurality of LEDs that emit light outward, and is arranged around the LEDs to read the light emitted from each LED. It is preferable to provide an annular reflecting mirror for reflecting light toward a part. With such a configuration, the object to be read can be illuminated by indirect light, and reflection of a light source that occurs when direct light is used can be prevented. When such indirect light is used in combination with a pinhole, a further effect can be expected in improving image quality.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the stamp reading device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0010]
As shown in FIG. 1, the vending machine 1 for cigarettes has an opening / closing door 3 on which an operation panel 2 is arranged. The door 3 is attached to the front surface of the housing 4 via a hinge, and is opened and closed at the time of replenishment of goods, replenishment of change, removal of accumulated coins, internal inspection, and the like. In the housing 4, a large number of stock parts 5 are arranged in a matrix, and in each stock part 5, cigarettes as commodities are vertically stacked in a horizontal state (in a lying state). I have. A coin sorting unit 6 is disposed beside the stock unit 5, and the type of coin P inserted from the coin insertion slot 7 can be various types such as magnetic measurement, mass measurement, and diameter measurement in the coin selection unit 6. At the same time as being sorted by the method, the inappropriate coins P are discharged to the change outlet.
[0011]
The coins P inserted from the coin insertion slot 7 are sorted by various methods as described above. Apart from such sorting methods, the coins P are also sorted by a stamp reading device 20 described later. As shown in FIG. 2, the stamp reading device 20 is disposed in the middle of a coin transport passage 11 extending to the coin storage unit 12 through the coin sorting unit 6, and coins P flowing along the coin transport passage 11. The front side or the back side is imaged by the engraving reading device 20, and the inappropriate coin P determined to be counterfeit by image processing is discharged to the change outlet.
[0012]
As shown in FIG. 3, the stamp reading device 20 has a dust-proof glass 21 extending along the coin transport path 11, and the dust-proof glass 21 is provided on a front surface of a flat housing 22 made of resin. It is fixed by an adhesive or the like so as to be fitted into the circular opening window 22a. The reading object (for example, a 500-yen coin) P falling by its own weight in the coin transport path 11 contacts the reading surface (reading portion) 21 a on the surface of the dustproof glass 21 or flows with a very small gap. I do. Note that the contour of the reading portion 21a matches the circular opening window 22a.
[0013]
Further, an illumination unit 23 is disposed inside the housing 22 at a position close to the reading portion 21 a of the dustproof glass 21. The illumination unit 23 includes a plurality of light sources 24 (for example, surface-mount type LEDs or lead-type LEDs) arranged in a ring shape on a circuit board 25 so as to emit divergent light outward. The board 25 is fixed to a support 27 in the housing 22. Further, the illumination unit 23 has an annular reflection mirror 26 that reflects the irradiation light from each light source (LED) 24 toward the imaging part 21 a on the dustproof glass 21. By employing such an illumination unit 23, the coin P can be illuminated by indirect light, and the reflection of the light source 24 that occurs when direct light is used can be prevented, which is extremely effective in improving image quality. It is.
[0014]
Further, a CCD 28 as an image pickup means is disposed inside the housing 22. The CCD 28 is mounted on a circuit board 29 via a lead portion 28b. Then, the circuit board 29 is fixed to the support portion 27, and the imaging surface 28a of the CCD 28 is disposed on the optical axis L passing through the center of the imaging portion 21a.
[0015]
As shown in FIGS. 3 and 4, a pinhole plate 30 is arranged between the reading portion 21a and the imaging surface 28a of the CCD 28 in order to form an image of the coin P on the imaging surface 28a. The pinhole plate 30 is formed with a thickness of about 13 μm, and is fixed to a wall surface of the support portion 27 via an adhesive. Further, the pinhole plate 30 has a pinhole portion 30a for forming an image on the imaging surface 28a. The pinhole portion 30a has a diameter of about 12.5 μm located on the optical axis L. It is formed as. The distance between the pinhole plate 30 and the image plane 28a is set to about 2.1 mm. As a result of various experiments, it has been confirmed that when the diameter of the pinhole portion 30a is 50 μm or more, an appropriate image cannot be formed on the imaging surface 28a due to a diffraction phenomenon occurring in the pinhole portion 30a. I have.
[0016]
In such a marking reading device 20, the coin P is illuminated by the illumination unit 23, and an image of the illuminated coin P is formed on the imaging surface 28a of the CCD 28. At this time, since the pinhole portion 30a is disposed in front of the CCD 28 instead of the imaging lens group, an extremely simple device configuration is achieved. Realized cost reduction. In this case, the thickness of the housing 22 in the optical axis L direction can be reduced to about 25 mm.
[0017]
Moreover, the imaging lens group has a large individual difference in the lens itself, so that when the imaging lens group is incorporated in the apparatus, the imaging adjustment must be performed, and at the same time, the configuration of the apparatus will become complicated in the future. On the other hand, when the pinhole portion 30a is used, blurring is more likely to occur in the image itself than in the imaging lens group (see FIG. 5). However, since a state in which a certain amount of bleeding is always maintained, it is only necessary to always perform image processing that takes into account the bleeding in performing image processing. Will work advantageously. Further, since the image itself is unlikely to be distorted by employing the pinhole portion 30a, this is also an advantageous point in executing the image processing. In particular, the engraving reading device 20 is most suitable when installed in a device such as the vending machine 1 which is itself required to be downsized.
[0018]
As shown in FIG. 3, a light emitting element (for example, an LED) 32 that emits light toward the dustproof glass 21 is provided in the housing 22. On the other hand, the light receiving element 33 that receives the light emitted from the light emitting element 32 is provided at a position facing the light emitting element 32 with the coin transport path 11 interposed therebetween. Then, it is possible to determine whether or not the coin P has arrived at the imaging site 21a by using an arrival sensor formed by cooperation of the light projecting element 32 and the light receiving element 33. The coin detection signal from the light receiving element 33 is applied to the circuit boards 25 and 29 of the light source 24 and the CCD 28, and the light source 24 and the CCD 28 start operating by the electric signal. At this time, since light is emitted from each light source 24 for a very short time, the CCD 28 captures a still image (see FIG. 5) that captures an instant of the coin P being transported.
[0019]
The present invention is not limited to the embodiments described above. For example, although the coin P is described as an example of the object to be read, it may be a medal or a card, and the present invention is particularly suitable for image recognition of a simplified design, a number, a symbol, and an outer shape.
[0020]
【The invention's effect】
Since the stamp reading device according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained. That is, in an engraving reading apparatus for reading an engraved mark of an object to be read arranged in a reading region, an imaging unit arranged to face the reading region and imaging the object to be read, and an illumination unit for illuminating the object to be read. By providing a pinhole portion arranged between the reading portion and the imaging means and forming an image on the imaging means, it is possible to satisfy the demand for further miniaturization.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a vending machine to which a stamp reading device according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a front view showing a coin sorting portion in the vending machine.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing one embodiment of the stamp reading device according to the present invention.
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part of FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram showing an image of a 500 yen coin obtained using a pinhole portion.
[Explanation of symbols]
P: coin (reading object), 20: stamp reading device, 21a: reading surface (reading part), 23: illumination unit, 24: LED (light source), 26: reflection mirror, 28: CCD (imaging means), 28a ... Imaging surface, 30a ... Pinhole part.

Claims

読取部位に配置された読取対象物の刻印を読み取るための刻印読取り装置において、
前記読取部位に対向して配置されて、前記読取対象物を撮像する撮像手段と、
前記読取対象物を照らす照明部と、
前記読取部位と前記撮像手段との間に配置されて、前記撮像手段に結像させるピンホール部とを備えたことを特徴とする刻印読取り装置。In an engraving reading device for reading an engraving of an object to be read arranged in a reading region,
An imaging unit arranged to face the reading portion and imaging the reading target;
An illumination unit that illuminates the object to be read;
A marking reading device, comprising: a pinhole portion disposed between the reading portion and the imaging means to form an image on the imaging means.

前記照明部は、
前記読取部位に近接させて環状に配置されると共に、外方に向けて光を出射する複数個のＬＥＤと、
前記ＬＥＤの周囲に配置されて、前記各ＬＥＤから出射した光を前記読取部位に向けて反射させる環状の反射ミラーとを備えたことを特徴とする請求項１記載の刻印読取り装置。The lighting unit,
A plurality of LEDs arranged in an annular shape close to the reading portion and emitting light outward;
2. The marking reading device according to claim 1, further comprising: an annular reflection mirror disposed around the LED and configured to reflect light emitted from each of the LEDs toward the reading portion.