JP2010086286A - Engraved mark reading device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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。 The present invention relates to a stamp reading device for reading a stamp formed on a coin, medal, card or the like.
従来、このような分野の技術として、特開平11−316861号公報に記載された光学式読取装置がある。この光学式読取装置は、環状に配置した各LEDで発生させた照射光をプリズム及び拡散板を介して被写体に照射し、その反射光をレンズ群によって取り込み、被写体をCCDで撮像するものである。
しかしながら、前述した従来の光学式読取装置では、LEDの故障や劣化等に起因して装置に異常が生じて、正規の被写体を偽物と判定する等の誤作動が生じても、装置の異常がLEDの異常に起因したものであるか否かの判断が難しいといった問題点があった。 However, in the conventional optical reader described above, even if a malfunction occurs in the apparatus due to a failure or deterioration of the LED, and a malfunction occurs such as determining a legitimate subject as a fake, the apparatus malfunctions. There is a problem that it is difficult to determine whether or not it is caused by an abnormality of the LED.
そこで、本発明は、照明部の正常又は異常を簡易かつ確実に検知できる刻印読取り装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a marking reading device that can easily and reliably detect normality or abnormality of an illumination unit.
本発明に係る刻印読取り装置は、撮像領域内における読取り有効領域で照らし出された読取対象物を撮像するための刻印読取り装置において、読取り有効領域の外に環状に配置されて読取対象物を照らし出すための光を出射する照明部と、読取対象物で反射した光を受光して読取対象物を撮像する撮像部と、照明部と撮像部との間に配置され、撮像領域の光を撮像部に集光させる集光レンズ部と、照明部の発光面より径方向外方側に配置されて読取対象物の照明に寄与しない光を取り込む光取込口と、撮像領域内における読取り有効領域外の読取り無効領域内に配置された光取出口とを有するライトガイドと、を備えたことを特徴とする。 The marking reading device according to the present invention is a marking reading device for imaging a reading object illuminated in a reading effective area in an imaging area, and is arranged in an annular shape outside the reading effective area to illuminate the reading object. An illumination unit that emits light to be emitted, an imaging unit that receives light reflected by the reading object and images the reading object, and is disposed between the illumination unit and the imaging unit, and images light in the imaging region A condensing lens unit that collects light on the light source, a light intake port that is arranged radially outward from the light emitting surface of the illuminating unit and takes in light that does not contribute to illumination of the reading object, and a reading effective region in the imaging region And a light guide having a light outlet disposed in an outside reading invalid area.
この刻印読取り装置では、照明部から出射した光が読取対象物で反射し、読取対象物が撮像部によって撮像される。ここで、照明部から出射される光には、読取対象物の照明に寄与しない光(以下、「非利用光」とも言う。)が存在する。この刻印読取り装置は、照明部の発光面より径方向外方側に配置されて非利用光を取り込む光取込口と、撮像領域における読取り有効領域外の読取り無効領域内に配置された光取出口とを有するライトガイドを備えているため、非利用光は、このライトガイドの光取出口より取り込まれ、光取出口が配置された読取り無効領域内に誘導される。このようにして誘導された非利用光は、集光レンズ部によって撮像部に集光され、撮像部による画像では、読取り無効領域内にライトガイドの光取出口が撮像される。これによって、読取対象物の照明に影響を与えない非利用光の有効利用を図りつつ、読取対象物の画像に悪影響を及ぼすことなく、照明部から出射される光の輝度を検出できるため、画像処理によって照明部の正常又は異常を簡易かつ確実に検知でき、読取対象物の撮像と同時に照明部の光の状態を監視することができる。 In this marking reader, the light emitted from the illumination unit is reflected by the reading object, and the reading object is imaged by the imaging unit. Here, the light emitted from the illumination unit includes light that does not contribute to illumination of the reading object (hereinafter also referred to as “unused light”). This marking reading device is arranged on the radially outer side from the light emitting surface of the illumination unit to take in unused light, and the light capturing device arranged in the reading invalid region outside the reading effective region in the imaging region. Since the light guide having the outlet is provided, the unused light is taken in from the light outlet of the light guide and guided to the reading invalid area where the light outlet is arranged. The non-use light thus guided is condensed on the imaging unit by the condensing lens unit, and in the image by the imaging unit, the light outlet of the light guide is imaged in the reading invalid area. As a result, it is possible to detect the luminance of the light emitted from the illumination unit without adversely affecting the image of the reading object while effectively using the non-use light that does not affect the illumination of the reading object. By processing, normality or abnormality of the illumination unit can be detected easily and reliably, and the light state of the illumination unit can be monitored simultaneously with imaging of the reading object.
また、照明部を取り囲むように配置されて、照明部からの光を読取り有効領域に向けて反射させる反射鏡と、照明部が環状に配置された回路基板とを備え、ライトガイドの光取込口は、反射鏡の近傍で回路基板から覗いて、読取対象物の照明に寄与しない光を取り込む位置に配置されていると好適である。このような反射鏡を備えることで、照明部から出射した光を反射鏡で一旦反射させてから読取対象物を照明するいわゆる間接照明が達成される。そして、この間接照明において、上述したのと同様に非利用光が存在し、反射鏡の近傍に光取込口を配置させることで、非利用光を取り込み易くでき、しかも画像に光取込口が映り込むことを容易に防止することができる。 The light guide includes a reflecting mirror that is disposed so as to surround the illuminating unit and reflects the light from the illuminating unit toward the reading effective area, and a circuit board in which the illuminating unit is arranged in an annular shape. It is preferable that the mouth is arranged at a position to take in light that does not contribute to illumination of the reading object when viewed from the circuit board in the vicinity of the reflecting mirror. By providing such a reflecting mirror, so-called indirect illumination is achieved in which the light emitted from the illumination unit is once reflected by the reflecting mirror and then the reading object is illuminated. In this indirect illumination, there is unusable light in the same manner as described above, and by arranging the light intake near the reflecting mirror, it is easy to capture the unusable light, and the light intake is in the image. Can be easily prevented from being reflected.
また、ライトガイドの光取出口は、撮像部の矩形の画像の隅部に映り込むような位置に配置されていると好適である。撮像部の矩形の画像において、隅部は、円形の読取り有効領域の外に常に位置することになるので、上記構成の光取出口によれば、撮像部における画像の有効利用を図ることができ、読取対象物の撮像と同時に照明部の光の状態を監視することができる。なお、通常のCCD等の撮像部の画像は、一般的に矩形の画像が多いので、本発明は汎用性が高いと言える。 In addition, it is preferable that the light outlet of the light guide is arranged at a position where it is reflected in the corner of the rectangular image of the imaging unit. In the rectangular image of the imaging unit, the corner is always located outside the circular effective reading area. Therefore, according to the light outlet having the above configuration, the image can be effectively used in the imaging unit. The light state of the illumination unit can be monitored simultaneously with the imaging of the reading object. In addition, since the image of an imaging unit such as a normal CCD is generally a rectangular image, it can be said that the present invention is highly versatile.
本発明の刻印読取り装置によれば、照明部の正常又は異常を簡易かつ確実に検知できる。 According to the marking reading device of the present invention, normality or abnormality of the illumination unit can be detected easily and reliably.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1及び図2に示すように、刻印読取り装置1は、樹脂からなる直方体形状の筺体10を有しており、この筺体10の下面には円形状の開口部11が形成され、この開口部11は、サファイアガラス等で成形された透明板12によって塞がれている。そして、読取対象物(例えば500円硬貨)Cは、透明板12上における読取り有効領域Sにて透明板12に押し付けられた状態で撮像される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the marking
さらに、筺体10の下方には、透明板12上まで読取対象物Cを搬送させるための搬送装置20が設けられている。この搬送装置20は、刻印読取り装置1の下面に隣接して読取対象物Cの搬送方向Aに延びる搬送テーブル21と、搬送テーブル21上において読取対象物Cを搬送方向Aに向けて搬送するための図示しない搬送機構とを有している。この搬送装置20の作動によって、読取対象物Cを透明板12上における読取り有効領域Sまで自動搬送させることができる。
Further, a
また、筺体10の内部には、透明板12に近接する照明部14が配置されている。この照明部14は、ドーナツ状の回路基板18と、読取り有効領域Sの外において回路基板18上で環状に配列させるように固定されて、径方向外方に向けて発散光を出射する複数のLED15(例えば面実装タイプ又はリードタイプのLED)と、を有している。また、各LED15を取り囲むように配置されたリング状の反射鏡16は、各LED15からの出射光を透明板12上における読取り有効領域Sに向けて反射させている。よって、各LED15から出射した光は、反射鏡16で一旦反射された後、読取対象物Cを照らし出し、これにより間接照明が達成され、照明ムラを少なくしている。
An
さらに、筺体10の内部には、読取対象物Cで反射した光を受光して読取対象物Cを撮像するCCDカメラ(撮像部)23と、照明部14とCCDカメラ23との間に配置されて、撮像領域Tの光をCCDカメラ23に集光させるための集光レンズ部24とが設けられている。また、筺体10の外部には、透明板12を挟むようにして、筺体10から突出させた回路基板18の両端部に吊り下げられた投光素子26と受光素子27とが設けられている。そして、投光素子26及び受光素子27は、読取対象物Cが読取り有効領域Sに到来したことを検出するためのタイミングセンサとして利用され、読取対象物Cが読取り有効領域S内に入った瞬間に、この受光素子27からの硬貨検出信号はLED15及びCCDカメラ23に付与され、この信号によってLED15及びCCDカメラ23が作動する。このLED15及びCCDカメラ23の作動により、搬送中の読取対象物Cの一瞬を捕らえた静止画像がCCDカメラ23によって撮像される。
Further, the
各LED15は、リング状の反射鏡16に対面するように回路基板18上に環状に配列され、半田付けされている。この回路基板18は、筺体10内に設けられた図示しない支持部材によって固定され、透明板12に対して平行に配置されると共に、中央に円形の撮像用の開口部18aを有している。この開口部18aの内側には、CCDカメラ23側から透明板12側へ向けて僅かに内径が広がるような円錐台形状の読取り枠28が、読取り有効領域Sを規定するために設けられている。この読取り枠28は、透明板12に対して平行なフランジ部28aを透明板12側に有している。また、各LED15は、回路基板18の透明板12側と読取り枠28のフランジ部28aとの間において発光面が径方向外方を向くように等間隔でかつ環状に配列され、径方向外方に向けて放射状に光を出射する。さらに、各LED15を取り囲むように配置される反射鏡16は、回路基板18と透明板12との間で、筺体10の内壁面に固着させるように取り付けられている。
Each
このような刻印読取り装置1において、LED15は、読取り有効領域Sの外に配置されると共に回路基板18と読取り枠28とで取り囲まれているため、LED15から出射した光は、撮像領域Tに漏れ出ることがない。さらに、読取り有効領域Sが読取り枠28によって規定されており、透明板12上の読取り有効領域Sに到来した読取対象物Cで反射した光のみが集光レンズ部24によって集光され、CCDカメラ23によって受光される。このように、読取り枠28によりCCDカメラ23で受光される光を規制することによって、読取対象物Cで反射した光以外の光が画像へ映り込むことを防止し、読取対象物C表面の刻印を鮮明に撮像する。また、得られた画像に画像処理を施すことによって読取対象物Cの真偽は判定される。
In such a
ここで、刻印読取り装置1にあっては、読取対象物Cの照明に寄与しない光、すなわち非利用光を取り込むライトガイド30が更に設けられている。このライトガイド30は、図3に示すように、LED15の発光面より径方向外方であってかつ反射鏡16の近傍で回路基板18から覗いて非利用光を取り込む光取込口30aと、撮像領域T内における読取り有効領域S外の読取り無効領域Xに配置された光取出口30bとを有している。
Here, the marking
このライトガイド30は、例えば、アクリル系樹脂等の導光性を有する部材で成形されており、光取込口30aは、回路基板18の端部と反射鏡16の隙間から覗くように固定され、光取出口30bは、読取り枠28上に載置されて固定されている。ライトガイド30の固定は、接着剤によって回路基板18及び読取り枠28に固定してもよいし、回路基板18を固定するための支持部材に固定してもよい。
The
この刻印読取り装置1では、放射状に出射するLED15からの光のうち、透明板12以外へ向かう非利用光が、ライトガイド30の光取込口30aより取り込まれる。そして、取り込まれた非利用光は、導光性を有するライトガイド30を通して、撮像領域T内であって読取り有効領域S外の読取り無効領域Xに配置された光取出口30bに誘導される。このようにして誘導された非利用光は、集光レンズ部24によってCCDカメラ23に集光され、CCDカメラ23による画像では、読取り有効領域Sの読取対象物Cが撮像されると同時に、読取り無効領域X内にライトガイド30の光取出口30bが撮像される。
In the
読取り無効領域Xは、従来、撮像の範囲内であるが読取対象物Cの読取りには利用されなかった領域であり、読取り無効領域Xには、上述した読取り枠28による光の規制等のために光が入射し得ない構成となっていた。しかしながら、本発明の刻印読取り装置1では、ライトガイド30が設けられることにより、この読取り無効領域Xに非利用光が誘導されて光取出口30bが撮像される。このため、読取対象物Cの照明に影響を与えない非利用光の有効利用を図りつつ、読取対象物Cの撮像に悪影響を及ぼすことなく、LED15から出射される光の輝度を検出できるため、画像処理によってLED15の正常又は異常を簡易かつ確実に検知することができる。
The reading invalid area X is an area that is conventionally within the imaging range but has not been used for reading the object C to be read. The reading invalid area X is for light restriction by the
さらに、読取対象物C及び光取出口30bの撮像において、CCDカメラ23の画像は矩形の画像となるが、ライトガイド30の光取出口30bは、当該画像の隅部に映り込むような位置に配置されている。この矩形の画像の隅部は、円形の読取り有効領域Sの外に常に位置するので、このような構成の光取出口30bによれば、CCDカメラ23における画像の有効利用を図ることができ、読取対象物Cの撮像と同時にLED15の光の状態を監視することができる。また、読取り有効領域S内で撮像される読取対象物Cの位置に多少の偏りがある場合でも、読取対象物Cに光取出口30bが映り込むことを防止できる。なお、通常のCCDカメラ23等の画像は、一般的に矩形の場合が多いので、この構成は汎用性が高いと言える。
Further, in the imaging of the reading object C and the
また、ライトガイド30の光取込口30aは、反射鏡16の近傍に配置されているため、非利用光を取り込み易くでき、しかも光取込口30aから読取り有効領域S内に入射される光を無くして、読取対象物Cの画像に光取込口30aからの光が映り込むことを容易に防止している。
In addition, since the
図4に、従来の刻印読取り装置による撮像画像と、本実施形態の刻印読取り装置1による撮像画像とを例示する。図4(a)に示される従来の撮像例では、CCDカメラ23によって撮像された矩形の画像G1は、読取り有効領域Sの画像S1内に読取対象物Cの画像C1を有している。さらに、図4(b)に示される刻印読取り装置1による撮像例では、画像G2における読取り無効領域Xの画像X1の隅部に、ライトガイド30の光取出口30bの画像30baが出現している。
FIG. 4 illustrates an image captured by a conventional marking reader and a captured image captured by the
従来の刻印読取り装置においては、読取対象物の読取りを開始する前に、読取り有効領域内に白色基準板を挿入して撮像する等の方法によって、照明部の輝度の検出を行う必要があった。この方法では、白色基準板の劣化による精度の悪化や、白色基準板が2次光源となり、読取り有効範囲内の画像へ悪影響を与えることがあった。しかしながら、上記構成の刻印読取り装置1によれば、読取り無効領域Xに撮像される光取出口30bの状態は読取り有効領域S内の光の状態とは独立しているため、読取り有効領域Sの撮像を行うまでもなく、装置の起動時においてLED15から出射される光の輝度を検出できる。さらに、実際に装置を稼働させて読取対象物Cの撮像を継続的に行いながらであっても、LED15からの光の状態を監視することができる。
In the conventional marking reading device, it is necessary to detect the luminance of the illumination unit by a method such as inserting a white reference plate in the reading effective area and taking an image before starting reading the reading object. . In this method, accuracy may be deteriorated due to deterioration of the white reference plate, and the white reference plate may become a secondary light source, which may adversely affect an image within the effective reading range. However, according to the
また、上述した起動時におけるLED15の輝度検出結果や稼働時における監視結果に基づいて、LED15からの光量をフィードバック制御することにより、間接照明を所望の状態に調整することもできる。 Moreover, based on the brightness | luminance detection result of LED15 at the time of starting mentioned above, or the monitoring result at the time of operation | movement, feedback control of the light quantity from LED15 can also adjust indirect illumination to a desired state.
以上、本発明の好適な実施形態について詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図5に示すように、他の実施形態に係る刻印読取り装置40においては、反射板を用いずに直接照明によって読取対象物を照射しており、ライトガイド35の光取込口35aは、回路基板18から突出してLED15を覗くように配置され、LED15から出射される光のうち読取対象物の照明に寄与しない光を取り込む。そして、読取り無効領域Xに配置された光取出口35bへ非利用光を誘導する。本実施形態のライトガイド35が、先の実施形態と同様の作用効果を奏することは言うまでもない。
The preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, as shown in FIG. 5, in the
なお、ライトガイド30,35の光取出口30b,35bの位置は、読取り無効領域X内であっても、集光レンズ部24の焦点である読取対象物Cの位置から離れすぎない位置、すなわち回路基板18のCCDカメラ23側で回路基板18に近接した位置に配置することが好ましい。光取出口30b,35bをできるだけ焦点に近づけることで、光取出口30b,35bの光を鮮明に撮像することができる。また、ライトガイド30,35の形状は、誘導する光が途中で外に漏れ難いように、内部反射を考慮して設計することが好ましい。ライトガイド30,35としては、アクリル系樹脂から成る部材に限られず、例えば光ファイバであってもよいことは言うまでもない。
It should be noted that the positions of the
1,40…刻印読取り装置、15…LED(照明部)、16…反射鏡、18…回路基板、23…CCDカメラ(撮像部)、24…集光レンズ部、30,35…ライトガイド、30a,35a…光取込口、30b,35b…光取出口、C…読取対象物、G1,G2…画像、S…読取り有効領域、T…撮像領域、X…読取り無効領域。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記読取り有効領域の外に環状に配置されて前記読取対象物を照らし出すための光を出射する照明部と、
前記読取対象物で反射した光を受光して前記読取対象物を撮像する撮像部と、
前記照明部と前記撮像部との間に配置され、前記撮像領域の光を前記撮像部に集光させる集光レンズ部と、
前記照明部の発光面より径方向外方側に配置されて前記読取対象物の照明に寄与しない光を取り込む光取込口と、前記撮像領域内における前記読取り有効領域外の読取り無効領域内に配置された光取出口とを有するライトガイドと、を備えたことを特徴とする刻印読取り装置。 In a marking reader for imaging a reading object illuminated in a reading effective area in an imaging area,
An illumination unit that is arranged in an annular shape outside the effective reading area and emits light for illuminating the reading object;
An imaging unit that receives the light reflected by the reading object and images the reading object;
A condensing lens unit that is disposed between the illumination unit and the imaging unit and collects the light of the imaging region on the imaging unit;
A light intake port that is arranged radially outward from the light emitting surface of the illumination unit and takes in light that does not contribute to illumination of the reading object, and in a reading invalid region outside the reading effective region in the imaging region And a light guide having a light outlet disposed therein.
前記照明部が環状に配列された回路基板とを備え、
前記ライトガイドの前記光取込口は、前記反射鏡の近傍で前記回路基板から覗いて、前記読取対象物の照明に寄与しない光を取り込む位置に配置されていることを特徴とする請求項1記載の刻印読取り装置。 A reflector that is disposed so as to surround the illumination unit and reflects light from the illumination unit toward the reading effective area;
A circuit board in which the illumination unit is arranged in an annular shape,
2. The light intake port of the light guide is disposed at a position for taking in light that does not contribute to illumination of the reading object when viewed from the circuit board in the vicinity of the reflecting mirror. The engraved reading device described.
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