介質表面讀取裝置的製作方法
2023-10-24 03:34:22
專利名稱：介質表面讀取裝置的製作方法
技術領域：
本發明是涉及例如在處理硬錢幣的自動交易機內部所構成的介質表面讀取裝置，更詳細地講是有關能夠高精度識別介質種類的具有高識別性能的介質表面讀取裝置。
所述讀取傳感器，例如是將照射用LED的照射光照射到硬錢幣表面，並把其表面圖形的反射光用CCD圖像傳感器受光後來讀取介質的表面圖形。
這種情況下，如圖6所法，在讀取位置的上方設有LED61，當從該上方照射到E下方時，作為介質62的表面圖形所表示的細微的邊緣部分的影子就難以清楚地顯現出來。其結果，由於邊緣部分未被強調所以圖像不清楚，使用CCD圖像傳感器63進行拍攝就變得困難。
由於這點，為了在CCD圖像傳感器上能得到高對比度的圖像，將照射方向並不是從正上方而是從介質的斜上方進行傾斜照射，這樣就會使邊緣部分的影子作長(拉長)，這樣可提高CCD圖像傳感器的受光性能(例如參照專利文獻1)。
但是如圖7所示，把照射用的LED71例如配置在介質72左右兩側的兩斜上方且設定為是來自兩側面的照射方向時，由於在運送路徑的兩側存在著把介質72導向運送方向的橫嚮導向板73，所以該橫嚮導板73就遮擋了傾斜照射光74的一部分。如圖8所示，由CCD圖像傳感器取得圖像的正規讀取區域81由於是從兩側面進行照射，所以被限制於靠近中央處，當介質82從該讀取區域81(範圍內)越出並通過時，已越出的外周邊部分83的圖像因欠缺而未被讀取，這樣一來，介質就會被判定為是直徑小於正規尺寸的介質。
例如，如圖9所示，在識別大小不同的φ20小直徑硬錢幣91和φ25大直徑硬錢幣92這兩硬錢幣91、92的情況下，在把兩硬錢幣的圖像數據進行比較時，其各自的圖像數據也許要有部分欠缺，因此兩硬錢幣91、92的圖像數據與正規值相比其標準離差在±4mm範圍內，在該標準離差範圍內，兩硬錢幣91、92的圖像數據因一部分重疊而產生不能識別的重合檢測區域93，由於產生了該重合區域93致使識別精度下降。
另外，還有一種讀取裝置是，從下方通過玻璃板照射硬錢幣的下面側，讀取在下面側反射的硬錢幣表面圖形(例如參照專利文獻2，專利文獻3)。
然而，這種情況除了要有硬錢幣下的讀取裝置以外，在硬錢幣運送路徑的下面也要有讀取裝置，這樣一來就要在配置結構上受到制約並變得複雜化，從而造成成本提高。
〔專利文獻1〕特開平06-176235號公告〔專利文獻2〕特開平07-167788〔專利文獻3〕特開平09-288755號公告本發明涉及的介質表面讀取裝置，是一種對載於運送裝置的運送面上並被運送的介質的上面進行照射，由讀取裝置讀取所述被照射照射的介質上面的邊緣部分的介質表面讀取裝置，其特徵在於具有從與所述讀取裝置的讀取位置相對應的斜上方照射被所述運送裝置運送的介質的上面及介質的周邊部的各邊緣部分的傾斜照射裝置、和容許從所述傾斜照射裝置傾斜照射介質的上面及介質的周邊部，並在運送的橫向方向上引導介質的橫嚮導向裝置。
這裡，運送裝置是指能把介質裝載於運送面上並運送到讀取位置上的輸送帶。
所述介質是指被使用的、在外表面上具有不同種類區別的特有圖形的流通硬錢幣、外國硬錢幣及遊藝幣。
所述邊緣部分是指介質的表面圖形做成後(具有)略微的凹凸等差部分，另外是指介質的周邊部，例如是形成了圓形周邊部的略呈直角的角部分。
所述讀取裝置是指讀取介質的表面圖形和周邊部邊緣部分的裝置，例如是能夠由可光學讀取介質邊緣部分的CCD圖像傳感器來構成的。
所述傾斜照射裝置是指為使按照介質上面的邊緣部分做成的影子通過照射形成較長後從斜上方實施照射的裝置，例如能夠傾斜並構成LED的照射方向。
所述橫嚮導向裝置是指利用運送裝置使被運送的介質運送橫向進行導向的裝置，在橫向引導介質時，一邊容許從斜上方照射介質上面及介質周邊部一邊設置成進行運送引向的形狀。
例如，如果把橫嚮導向裝置的導向面高度設置為低於介質的高度，那麼就能容許來自斜上方的傾斜照射。
而且，在把橫嚮導向裝置的導向面高度設置為低於所述介質上面高度的同時，形成使所述傾斜照射裝置的入射光通過的傾斜面，並設定連結所述傾斜面頂點與所述介質上面的照射對面一側頂點之傾斜方向上的入射界限角度，如果設置所述傾斜照射裝置的入射角度，使其超過該入射界限角度，就能確實照射介質的周邊部。
其結果，即使從斜上方照射介質的上面，但由於來自其傾斜方向的照射光未因橫嚮導向裝置而被遮擋住，所以使運送橫向確實照射到各個角落並能使整個運送橫向確保在讀取檢測區域內。由於這點，因確實照射了介質上面及介質周邊部所以能清楚地進行讀取。因此能夠完全消除讀取後的圖像數據的一部分出現欠缺那樣不清楚的讀取。
另外，由於能夠把依靠橫嚮導向裝置導入的介質運送引導到橫向適當的讀取區域內，所以能把介質一邊運送引導到適於讀取的位置上一邊清楚地照射介質表面的邊緣部分。
另外，根據具有這樣的橫嚮導向裝置可提高介質的讀取精度，為了能正確讀取介質的大小不要把運送寬度擴大到所需的寬度以上，另外不擴大讀取區域就能謀求讀取裝置的小型化和因小型化帶來的低製作成本。
而且，由於在清楚地照射了介質周邊部的邊緣部分後能取得圖像，所以，即使是識別大小近似的不同種類的介質，但因雙方近似的兩檢測數據是標準離差因而不會產生一部分重疊那樣的重合檢測區域，因此可清楚地區分兩介質並能得到高精度的識別性能。
圖2是表示硬錢幣表面讀取裝置的硬錢幣運送狀態下的主要部分俯視圖。
圖3是表示硬錢幣表面讀取裝置的硬錢幣讀取狀態下的主要部分縱剖面圖。
圖4是硬錢幣表面讀取裝置的原理說明圖。
圖5是表示硬錢幣表面讀取裝置的試驗結果例子的圖表。
圖6是表示由以往垂直照射進行的介質讀取狀態下的主要部分的縱剖面圖。
圖7是表示由以往傾斜照射進行的介質讀取狀態下的主要部分的縱剖面圖。
圖8是表示由以往傾斜照射進行的介質讀取狀態下的主要部分的俯視圖。
圖9是表示以往硬錢幣識別時發生重合檢測區域狀態下的圖表。
圖中11-硬錢幣表面讀取裝置，12-輸送帶，13-橫嚮導板，14、15-LED，16-CCD圖像傳感器，17-傾斜面，18-傾斜照射光，C、Cl-硬錢幣，LO-入射界限光，θ2-入射界限角度。
附圖表示了讀取硬錢幣表面圖形的硬錢幣表面讀取裝置，在
圖1中，該硬錢幣表面讀取裝置11是由將硬錢幣C裝在上面後向水平方向運送的輸送帶12、和沿著該輸送帶12的兩側導送硬錢幣C的橫嚮導板13、和檢測被運送過來的硬錢幣CD的存在的硬錢幣檢測傳感器S、和從運送橫向兩側的斜上方照射硬錢幣C的上面的發光二極體(LED)14、15、和把從硬錢幣C的上面反射的反射光進行受光的CCD圖像傳感器16構成。
所述輸送帶12在沿著運送方向而面對面設置的皮帶輪P1、P2之間以規定的張緊度設置平麵皮帶，該平麵皮帶面為硬錢幣的運送面，並由在其中一個皮帶輪上未圖示的驅動機構連結後來轉輸動力，在硬錢幣讀取時以一定速度進行旋轉驅動。
在所述輸送帶12的兩側配置有橫嚮導板13，該橫嚮導板13是，使沿著運送方向並在內向傾斜的傾斜面17相向構成的。
該傾斜面17如圖2及圖3所示，被切成對於水平方向的皮帶運送面，從位於其運送橫向斜上方兩側的LED14、15向斜下方進行照射時的傾斜照射光不被遮擋的傾斜角度。
另外，設定使被運送過來的硬錢幣C通過後述的硬錢幣檢測傳感器S進行檢測。所述硬錢幣檢測傳感器S，例如是把由投光器和受光器構成的光電檢測傳感器配置在硬錢幣檢測位置上，當硬錢幣C裝在輸送帶12的上面被引導到該硬錢幣檢測位置上時，根據遮光來檢測硬錢幣C的存在，並與該檢測信號連動後使處於OFF待機狀態下的各LED14、15進行一定時間ON發光，這時的傾斜照射光18面向讀取檢測區域20進行照射。
所述CCD圖像傳感器16被設置在讀取位置的上方，在這裡，從硬錢幣C上面反射的圖像數據受光後根據光學檢測來讀取在硬錢幣上面的表面圖樣和硬錢幣周邊部分這兩方面上表示的邊緣部分，已讀取的數據是用圖未示的控制部來識別幣種。圖中，19是表示保護玻璃，20是表示讀取檢測區域。
以下，把對於輸送帶上面的傾斜照射原理結構參照圖4進行說明。
如圖4(A)所示，橫嚮導板13是以橫嚮導板13的導向面高度L2低於硬錢幣C的高度(厚度)L1而設定的。
這種情況下，當設定L1硬錢幣的高度L2導向面高度t硬錢幣與導板的間隙時，以當t＝0時L1＞L2當t＞0時L1≥L2來表示，這樣，由於有發生t＝0時的可能性，所以，條件式就成為L1＞L2。
根據設定這樣的條件式就能容許來自斜上方的傾斜照射光18的入光。
例如，如圖4(A)上的假想線所示，當硬錢幣C1向橫向最大限度移動並與單側的橫嚮導板13接觸後(t＝0)，即使傾斜照射光18的照射區域處於最小的運送狀態，也能容許來自同樣斜上方的傾斜照射光18的入光。
但是，當讀取對象物像硬錢幣C那樣極其薄的情況下，由於是用輸送帶上面進行平行地運送，所以難以使橫嚮導板13的導向面高度L2變低，一旦過於薄，則硬錢幣恐怕要上到橫嚮導板13上，這樣就得不到原來適宜的導向功能。
由於這點，如圖4(B)所示，橫嚮導板13內側的導向面高度L2設定的要比硬錢幣C的高度L1低，與此同時，在橫嚮導板13的內側(橫嚮導板13)是被切成一個入射光用的傾斜面17，並設置了連結該傾斜17的頂點M1與硬錢幣C上面照射對面一側的頂點M2的傾斜方向的入射界限光L0的入射界限角度θ2，在超過該入射界限角度θ2的範圍內設定LED的入射角度θ1。
例如，如果在水平方向的輸送帶上面與從來自其斜上方的入射角度之間所形成的入射界限角度θ2是30°的情況下，那麼來自LED的傾斜照射光18的入射角度θ1可以設定為在於30°的角度。
這種情況下當L1硬錢幣的高度L2導向面高度θ1傾斜入射光的入射角度θ2入射界限角度t硬錢幣與導板的間隙時，以當t＝0時則 L1＞L2θ1＞θ2當t＞0時則 L1≥L2θ1≥θ2表示，這樣，由於有發生t＝0時的可能性，所以條件式成為L1＞L2、θ1＞θ2。
根據設定這樣的條件式就能在讀取檢測區域20內確保整個運送寬度，並在該廣範圍的讀取檢測區域20內能夠確實可讀取照射硬錢幣C的上面和其硬錢幣的圓形周邊部。
另外，這時如圖4(B)的假想線所示，當硬錢幣C1向橫向最大限度移動並與單側的橫嚮導板13接觸後(t＝0)，如果傾斜照射光18的入射界限光L0的入射界限角度θ2是50°的情況下，那麼來自LED的傾斜照射光18的入射角度θ1可以設定為大於50°的角度。根據這點，硬錢幣C1即使處於偏心(偏光)的運送狀態下，也能容許來自斜上方的傾斜照射光18的入光。
以下，就如此構成的硬錢幣表面讀取裝置11的讀取工作進行說明。
當硬錢幣C裝在輸送帶12上後被引導至讀取位置上時，由讀取位置上的硬錢幣檢測傳感器S來檢測遮擋住光軸光的硬錢幣C。這時，根據該傳感器S的檢測信號由圖未示的控制部使硬錢幣檢測傳感器的光電輸出形成OFF後，與該OFF連動使兩側的LED14、15形成ON並開始照射。根據這點，硬錢幣C的上面就被完全照射。
這時，硬錢幣C的上面即使從斜上方的LED14、15進行照射，然而由於來自其傾斜方向的傾斜照射光18沒有因橫嚮導板13而被遮擋，所以能夠確實照射硬錢幣C的上面及圓形外周邊部的邊緣部分。由於這點，從設在讀取位置上方的CCD圖像傳感器能清楚地進行讀取，並能完全消除已讀取的圖像數據的一部分因橫嚮導板13的原因而欠缺的那樣不清楚的讀取。
另外，硬錢幣C通過兩側的橫嚮導板13一邊被運送引導到適於讀取的橫向中央位置上一邊被運送到下一階段。這時，利用此導向面高度L2更上方上形成的傾斜面17也能得到限制硬錢幣C被抬起的作用，從而能夠實現穩定的硬錢幣運送。
根據這樣的讀取功能就能提高幣種其他硬錢幣的讀取精度，不需要在能夠正確地讀取硬錢幣的大小的寬度基礎上額外擴大運送寬度，不需擴大讀取區域便可實現讀取裝置的小型化，並由此可降低成本。
尤其是，由於在清楚地照射硬錢幣周邊的邊緣部後能取得圖像，所以即使在識別大小近似的其他幣種硬錢幣時，由於兩檢測數據是標準離差所以不生產生一部分出現重疊那樣的重合檢測區域，因此能明確地區分各種硬錢幣並能得到高精度的識別性能。
圖5是表示使用了硬錢幣表面讀取裝置11的試驗結果，在使用該硬錢幣表面讀取裝置11來識別大小不同的Φ20的小直徑硬錢幣51和Φ25大直徑硬錢幣52這兩硬錢幣51，52的情況下，將兩硬錢幣的圖像數據進行比較後，其兩硬錢幣51，52各自圖像數據的標準離差與正規值相比是用±2mm這一比較小範圍的標準離差解決的。
因此，由於在兩硬錢幣的標準離差範圍內的圖像數據不會重疊，且不會產生不能識別的重合檢測區域，所以被看作是確實能提高識別精度。
如上所述，即使從斜上方照射硬錢幣的上面，但由於來自其傾斜方向的照射光未因橫嚮導板而被遮擋，所以，通過運送橫向確實能照射到各個角落，這樣就能使運送橫向的整體確保其成為讀取檢測區域。由於這點就能夠確實地照射並清楚地讀取硬錢幣上面和硬錢幣周邊部。尤其是，從試驗結果例子中也能得知，由於在清楚地照射硬錢幣周邊部的邊緣部分後能取得圖像，所以即使是大小近似的硬錢幣，因不會產生重合檢測區域，因而可清楚地進行區分並能得到高精度的識別性能。
在本發明與所述一實施例結構的對應中，該發明涉及的介質表面讀取裝置與實施例涉及的硬錢幣表面讀取裝置11對應，以下同樣是運送裝置與輸送帶12對應，介質與硬錢幣C、C1對應，讀取裝置與CCD圖像傳感器16對應，傾斜照射裝置與左右的LED14、15對應，橫(向)導向裝置與橫嚮導板13對應等，根據本發明的權利要求中表示的技術思想都能應用，並且不只限定於所述一實施例的結構。
根據本發明，由於確實能讀取地照射介質的上面及其周邊部並能使介質的整個運送寬度確保其成為讀取檢測區域，所以能實現可靠性較高的讀取。
權利要求
1.一種介質表面讀取裝置，是一種對載於運送裝置的運送面上並被運送的介質的上面進行照射，由讀取裝置讀取所述被照射照射的介質上面的邊緣部分的介質表面讀取裝置，其特徵在於具有從與所述讀取裝置的讀取位置相對應的斜上方照射被所述運送裝置運送的介質的上面及介質的周邊部的各邊緣部分的傾斜照射裝置、和容許從所述傾斜照射裝置傾斜照射介質的上面及介質的周邊部，並在運送的橫向方向上引導介質的橫嚮導向裝置。
2.根據權利要求1所述的介質表面讀取裝置，其特徵在於把所述橫嚮導向裝置的導向上面的高度設定為低於所述介質的高度。
3.根據權利要求1或2所述的介質表面讀取裝置，其特徵在於所述橫嚮導向裝置是，把面向所述橫嚮導向部件的朝向介質側的導向側面高度設置為低於所述介質上面的高度，並且在所述導向部件的面向介質一側的導向側面上形成為了通過所述傾斜照射裝置照射的入射光的傾斜面，設定來自連結所述傾斜面頂點與所述介質上面的照射對面側頂點之傾斜方向的入射界限角度，設定所述傾斜照射裝置的入射角度使其超過該入射界限角度。
4.一種介質表面讀取裝置，是一種對載於運送裝置的運送面上並被運送的介質的上面進行照射，由讀取裝置讀取所述被照射照射的介質上面的邊緣部分的介質表面讀取裝置，其特徵在於具有將照射光從與所述讀取裝置的讀取位置相對應的斜上方來照射被所述運送裝置的介質上面及介質周邊部刻印圖形的光源、和容許所述光源傾斜照射介質的上面及介質的周邊部的設置在沿著該介質運送橫向端部上的導向部件，設置所述導向部件，使其不遮擋來自所述光源的照射光並能夠使照射光照射所述介質的上面的刻印圖形或形狀。
5.根據權利要求4所述的介質表面讀取裝置，其特徵在於把所述導向部件的朝向介質一側的導向側面的高度設置為低於所述介質的高度。
6.根據權利要求4或5所述的介質表面讀取裝置，其特徵在於所述橫嚮導向部件，把導向部件上面的高度設置為低於所述介質上面的高度，並且形成使所述光源的入射光通過的傾斜面，設定連結所述傾斜面頂點與所述介質上面的照射對面側頂點的傾斜方向上的入射界限角度，設定所述光源的入射角度使其不超過該入射界線角度。
全文摘要
本發明提供一種介質表面讀取裝置，是一種通過對裝載於運送裝置的運送面上且被運送的介質的上面進行照射，由讀取裝置來讀取所述被照射的介質的上面的邊緣部分，從而實現對介質表面的讀取的裝置，其特徵是，具有從與所述讀取裝置的讀取位置相對應的斜上方照射被所述運送裝置運送的介質的上面及介質四周部的各邊緣部分的傾斜照射裝置、和容許從所述的傾斜裝置上傾斜照射介質的上面及介質的周邊部、並在該介質的運送橫向方向上引導該介質的橫嚮導向裝置。在讀取介質表面時，通過設置可清楚地照射其介質表面邊緣部分的傾斜照射裝置，拉長適於取得圖像的斜影，從而可高精度、清楚地進行讀取。
文檔編號G07D5/00GK1426026SQ0215588
公開日2003年6月25日 申請日期2002年12月13日 優先權日2001年12月14日
發明者由利正樹, 三田勝也 申請人:歐姆龍株式會社