JPH1049654A

JPH1049654A - 画像取込装置の信号補正方法

Info

Publication number: JPH1049654A
Application number: JP8200220A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kanzaki; 裕行神▲崎▼; Taku Inoue; 卓井上; Yumi Ishino; 由美石野; Yasuo Ishiguro; 靖男石黒; Takafumi Amano; 尚文天野
Original assignee: Nidec Copal Corp; Glory Ltd
Current assignee: Glory Ltd; Nidec Precision Corp
Priority date: 1996-07-30
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 1998-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】読取対象物の表面の反射光量特性値が変動し
ても、常に確実な識別ができる画像取込装置の信号補正
方法を提供する。【解決手段】搬送される読取対象物に光を当てて反射
される光量を演算する反射光量測定演算部と、前記読取
対象物に照射する光量を制御する発光量制御手段と、前
記発光量制御手段によって照射された前記読取対象物の
２次元画像を採取するエリアセンサとを具備した搬送読
取対象物の画像取込装置において、前記反射光量測定演
算部からの反射光量に応じて前記エリアセンサによって
採取された画像信号の増幅率を変更する補正を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、硬貨、メダル、カ
ード、紙幣等の紙葉類、缶、瓶などの読取対象物の表面
パターン及び色を画像認識する方法であって、表面の汚
れ等によって光の反射光量比率（反射率）、乱反射光量
及び全反射光量の差又は比の異なる読取対象物を確実に
認識するための信号補正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】所定物品の真偽や種別を判別する必要性
は益々高まっているが、この傾向は硬貨やメダルを扱う
バンクマシンや自動販売機等の分野で特に顕著である。
従来の硬貨読取装置は、硬貨の外形寸法（径、厚み）及
び材質を基準にして当該硬貨の真偽を判別しているが、
この判別方法では近年の国際化に伴う社会問題に充分に
対処し得ない様相を呈している。即ち、近年の国際化で
多数の外国人が我国に入国しているが、この入国に伴な
って我国の硬貨に酷似した多数の外国硬貨が流入して氾
濫し、その結果、判別し難い外国硬貨が行使されて経済
活動が大きく阻害されることが少なくない。例えば日本
国政府が発行している５００円硬貨は世界で多いサイズ
であり、硬貨の大きさや厚み等の外形的寸法からでは、
韓国やロシア等の外国の硬貨と区別することはほとんど
できない。そこで、近年の硬貨読取装置は照明装置を用
いて硬貨の刻印、換言すれば硬貨の露出面における図
形、数字、又は文字等を基準にして当該硬貨の金種及び
真偽を判別する工夫が施されている。

【０００３】従来の硬貨読取装置として、例えば特開平
５−８９２７６号公報に開示されたものがあり、この硬
貨読取装置は、搬送される硬貨の表面パターンを搬送路
上方に配設した撮像素子で撮像し、撮像された画像デー
タより硬貨の真偽の判別を行なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
硬貨読取装置は、金種、経年変化による硬貨表面色の違
いによる反射光量比率の差異により、安定したレベルの
色情報を正しく反映した画像情報（輝度情報）を取込む
ことは困難であり、連続した複数金種の連続硬貨の判別
には問題があった。即ち、発光強度を一定に保つように
光源を調節しておき、硬貨から反射されてくる画像をイ
メージセンサ等で撮像するようになっているが、撮像画
像は硬貨の表面反射光であるので、光源強度を一定値に
制御しても表面の汚れや酸化により反射光量比率が落ち
ているものであれば画像は暗くなり、暗くなれば色情報
が正しく得られないことになる。あるいは、撮像前に予
め硬貨に光を当ててその表面における反射光量比率を測
定し、反射光の強度が一定になるように発光量を調整し
た上で硬貨から反射されてくる画像を撮像する場合に
も、常に露光量が一定となるため表面パターンは安定に
検出できるが、色情報には若干の違いが生じる。このた
め、硬貨の表面汚れや表面の金属酸化によって光の反射
光量比率や散乱光量比率が低下した場合に照射光量を増
大させるようにすることが考えられるが、一様に照射光
量を増大させた場合には色情報が正確に読出せないとい
う不具合があり、新らしい硬貨と流通硬貨とのコントラ
ストを一定にするような補正方法によって、安定して硬
貨識別を行ない得る方法の出現が要請されている。本発
明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明
の目的は、硬貨等の読取対象物を撮像素子の撮像エリア
で確実に読取るようにすると共に、読取対象物の画像取
込に先立って読取対象物の反射光量特性値を測定演算
し、その測定演算された反射光量特性値に応じて画像信
号の増幅率を変化させるようにした画像取込装置の信号
補正方法を提供することにある。即ち、本発明の目的
は、全反射光、散乱反射光を測定して得られた特性値か
らコントラストを予測し、硬貨表面の損傷状態により乱
反射が大きく、コントラストの低い硬貨には増幅特性を
変える信号補正方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、搬送される読
取対象物に光を当てて反射される光量を測定、演算する
反射光量測定演算部と、前記読取対象物に照射する光量
を制御する発光量制御手段と、前記発光量制御手段によ
って照射された前記読取対象物の２次元画像を採取する
エリアセンサとを具備した搬送読取対象物の画像取込装
置における信号補正方法に関するもので、本発明の上記
目的は、前記反射光量測定演算部からの反射光量に応じ
て前記エリアセンサによって採取された画像信号の増幅
率を変更する補正を施すことによって達成される。ま
た、前記補正を、反射光量が低いときには高い増幅率を
適用し、前記反射光量が高いときには低い増幅率を適用
することによって、より効果的に達成される。前記補正
を、前記エリアセンサのアナログ出力信号をデイジタル
信号に変換するときの基準電圧を変えることによって行
なうようにしても達成することができる。

【０００６】さらに、搬送される読取対象物に光を当て
て反射される光量を測定、演算する反射光量測定演算部
と、前記読取対象物に照射する光量を制御する発光量制
御手段と、前記発光量制御手段によって照射された前記
読取対象物の２次元画像を採取するエリアセンサとを具
備した搬送読取対象物の画像取込装置において、前記反
射光量測定演算部の演算結果に応じて前記エリアセンサ
によって採取された画像信号の大きさに応じた前記エリ
アセンサのアナログ出力信号の増幅出力が非直線的に小
さくなっていくように増幅率を変更する補正を施すよう
にしても、本発明の目的は達成される。又、前記増幅率
を変更する補正は前記エリアセンサのγ特性を変化させ
るための端子電圧に依存しても良く、ビデオ増幅器に内
蔵された非線形素子のゲイン切換手段によって行なわれ
ても良い。更に、前記搬送読取対象物の画像取込装置に
おいて、前記エリアセンサによって採取された画像信号
のアナログ出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器の出力がアドレス部の下位ビットに接
続され、該アドレスで示されるメモリ領域には補正値が
書かれており、アドレス部の上位ビットによって選ばれ
る領域にはそれぞれ異なった複数種類の補正値が記憶さ
れているＲＯＭと、前記Ａ／Ｄ変換を行なうに際して、
前記反射光量測定演算部の演算結果に基づいて前記ＲＯ
Ｍの上位アドレス信号を設定し、前記Ａ／Ｄ変換器の出
力を前記ＲＯＭに入力することによって補正後のデータ
を前記ＲＯＭのデータ部から出力するようにしても目的
を達成できる。尚、前記反射光量特性値は、全反射光に
対する反射光量比率、全反射光と乱反射光との差又は比
である。

【０００７】

【発明の実施の形態】硬貨等の読取対象物の表面の画像
をＣＣＤ等で成るイメージセンサで取込んでパターン認
識を行なう際、光源と受光量を常に一定にした環境で読
取対象物表面の画像を取込んでも、必ずしも正しい色調
で画像が読取れているとは限らない。そこで、読取対象
物表面の種別や経年変化等で変わる表面色に影響されず
に、常に適正露光量にして表面パターンの読出しを行な
い得るように、先ずコントラストの不足しているもの、
即ち反射光量比率等の反射光量特性値の低い読取対象物
に対してはコントラストを標準値である一定値にするよ
うに調整するが、これには非線形増幅器（例えばγ特性
のある増幅器）等のコントラスト補正手段を利用し、ゲ
インを読取対象物の反射光量特性値に応じて変える信号
処理を行なう。ここでのγの表現は、テレビで使用する
γ補正のように特定すべき数値ではなく、反射光量特性
値の小さい読取対象物にはゲインを大きくとり、反射光
量特性値の大きい読取対象物にはゲインを少な目にする
といった非線形の増幅特性を持たせるようにするγ関数
であり、読取対象物の撮像前にモニタした反射光量特性
値によってゲインを変えて画像データを読出す。

【０００８】図１は、搬送路１上を搬送される読取対象
物２から反射される表面パターンを、ＣＣＤイメージセ
ンサ等で成るエリアセンサ３で光学的に読取り、そのビ
デオ信号ＶＳをビデオ信号処理回路４で処理した後にビ
デオ増幅器５で増幅し、増幅されたビデオ信号ＶＳＢを
Ａ／Ｄ変換器６でデイジタル値ＤＶに変換して、（必要
に応じてＲＯＭ７の格納データを読出して）、ＣＰＵ等
で成る制御回路８で処理する一般的な画像取込装置を示
している。かかる画像取込装置では各装置のパラメータ
が固定されており、読取対象物２の表面の輝度（反射光
量比率等の反射光量特性値）が変化しても常に同一のパ
ラメータで画像を取込んで処理するようになっているの
で、読取対象物２の表面輝度が変化した場合には正確な
画像情報の取込みが不可能である。尚、ＲＯＭ７はＡ／
Ｄ変換器６からのデイジタル値ＤＶに対応してテーブル
データを出力するものであり、必ずしも必要なものでは
ない。

【０００９】そのため、本発明では図２に示すように、
エリアセンサ３による読取対象物２の画像読取に先立っ
て、反射光量比率測定演算部１０で光量一定な光源１１
による読取対象物２からの全反射光の光量をフォトセン
サ１２で測定し、反射光量比率測定演算部１０で測定演
算された反射光量比率ＭＲを制御回路８に入力する。読
取対象物２の輝度と反射光量比率ＭＲとの関係は例えば
図３（Ａ）のようになっており、明るい（白っぽい）読
取対象物２は反射光量比率ＭＲが大であり、暗い（黒っ
ぽい）読取対象物２は反射光量比率ＭＲが小である。そ
して、反射光量比率ＭＲの大小にかかわらず撮像出力
（平均値）が一定値となるように、制御回路８が回路系
を制御する。即ち、反射光量比率ＭＲがある値より大き
い図３（Ａ）の領域ＡＲ１の場合は全体的に白っぽい読
取対象物２であり、高レベル出力がいわゆる”飛ぶ（ホ
ワイトクリップ）”おそれがあるため、図３（Ｂ）のよ
うに高レベルを抑えるような特性曲線を用いて補正す
る。また、反射光量比率ＭＲが平均的な範囲ＡＲ２にあ
る場合は平均的な輝度の読取対象物２であり、図３
（Ｃ）に示すように特に補正は行なわない。つまり、線
形的な処理を行なう。そして、反射光量比率ＭＲがある
値より小さい図３（Ａ）の領域ＡＲ３の場合は全体的に
黒っぽい読取対象物２であり、低レベル出力がいわゆ
る”つぶれる”おそれがあるため、図３（Ｄ）のように
低レベルの出力を増大するような特性曲線を用いて補正
する。

【００１０】制御回路８が図３に示すような信号補正を
行なう場合、図２に示すようにビデオ信号処理回路４に
対してγ補正信号γＣを与えてγ係数を可変する方法、
ビデオ増幅器５に対してゲイン補正信号ＧＣを与えてゲ
インを可変する方法、Ａ／Ｄ変換器６の基準電圧Ｖ
_ｒｅｆを基準電圧指令ＲＦＶによって可変する方法、Ａ
／Ｄ変換器６からのデイジタル値ＤＶに応じてテーブル
データを出力するＲＯＭ７を介挿し、テーブル選択信号
ＴＳに基づいてレベル変換を行なう方法、制御回路８自
身が上記同様の補正をソフトウェアを用いて行なう方
法、及び上記各方法を組み合せて補正を行なう方法があ
る。尚、ＲＯＭ７を使用する場合の補正は、そのテーブ
ル値により直線的なものから極めて特徴な関数を使用す
るものまで、自在な変換特性を実現できる利点がある。

【００１１】制御回路８からのγ補正信号γＣによって
ビデオ信号処理回路４のγ係数を可変する場合、図４に
示すように反射光量比率ＭＲが大きいときにはγ係数を
小さくし、反射光量比率ＭＲが小さいときにはγ係数を
大きくする。図５はデイジタル方式で可変する例を示し
ており、図６のように２ビットのγ補正信号γＣ（γ
１，γ２）を制御することによってγ係数をデイジタル
的に可変する。図７はアナログ方式で可変する例を示し
ており、制御回路８からのデイジタルのγ補正信号γＣ
をＤ／Ａ変換器８１でアナログのγ補正信号γｉに変換
してビデオ信号処理回路４に入力する。ビデオ信号処理
回路４は図８に示すような関係でγ係数を可変すること
によって、反射光量比率ＭＲに対応したγ係数の可変を
実現することができる。

【００１２】図９は、制御回路８からのゲイン補正信号
ＧＣによってビデオ増幅器５のゲインＧを可変する例で
あり、反射光量比率ＭＲとゲインＧとの関係は例えば図
１０に示すようになっており、反射光量比率ＭＲが大き
い場合にはゲインＧを小さくし、反射光量比率ＭＲが小
さい場合にゲインＧを大きくする。ゲイン補正信号ＧＣ
はビデオ増幅器５でアナログ的に処理され、制御回路８
から出力されるゲイン補正信号ＧＣはデイジタルである
ので、この場合はＤ／Ａ変換器でアナログ化すれば良
い。又、図１１は、Ａ／Ｄ変換器６の基準電圧Ｖ_ｒｅｆ
を反射光量比率ＭＲに応じて可変する例を示しており、
制御回路８は反射光量比率ＭＲが小さい場合には基準電
圧指令ＲＦＶを小さくし、反射光量比率ＭＲが大きい場
合には基準電圧指令ＲＦＶを大きくする。制御回路８か
らの基準電圧指令ＲＦＶはデイジタル値であるので、Ｄ
／Ａ変換器８２でアナログ値に変換してＡ／Ｄ変換器６
の基準電圧Ｖ_ｒｅｆとする。従って、反射光量比率ＭＲ
と基準電圧Ｖ_ｒｅｆとの関係は図１２（Ａ）のようにな
り、基準電圧Ｖ_ｒｅｆが大きい場合には図１２（Ｂ）に
示す低解像度の関係でＡ／Ｄ変換し、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ
が小さい場合には図１２（Ｃ）に示す高解像度の関係で
Ａ／Ｄ変換する。つまり、見かけ上の増幅度が大きくな
り、同一信号が入力した場合、基準電圧Ｖ_ｒｅｆが大き
いときより小さいときの方が読出すＡ／Ｄ変換値は大き
くなる。このように反射光量比率ＭＲの大小に応じてＡ
／Ｄ変換器６の基準電圧Ｖ_ｒｅｆを可変しているので、
全体がくすんでいて反射光量比率ＭＲの小さい読取対象
物２に対しても十分な変換精度が得られる。

【００１３】図１３はＡ／Ｄ変換器６の後段にレベル変
換手段としてＲＯＭ７を介挿した例を示しており、制御
回路８からのテーブル選択信号ＴＳに基づいてＲＯＭ７
に格納されたデータテーブルを読出して出力する。この
場合、反射光量比率ＭＲが小さいときにレベルを拡大し
て強調し、反射光量比率ＭＲが大きいときにレベルを保
持する。つまり、デイジタル値ＤＶをＲＯＭ７のアドレ
ス部の下位ビット（Ａ_０〜Ａ_ｎ−１）に接続し、該アド
レスで示されるメモリ領域に補正値を書込んでおき、ア
ドレス部の上位ビット（Ａ_ｎ〜Ａ_ｎ＋ｍ）によって選ば
れる領域にはそれぞれ異なった複数種類の変換データが
記憶されている。図１４（Ａ）は入力デイジタル値ＤＶ
とビデオ出力たるデイジタル値ＤＶＡとの関係を、変換
テーブルＮｏ．０〜Ｎｏ．ｋについて示しており、図１
４（Ｂ）は変換テーブル番号と変換データ数及び配列と
の関係を示している。変換テーブルＮｏ．０〜Ｎｏ．ｋ
は２^ｎ個ずつの変換データを格納している。

【００１４】上述ではフォトセンサ１２で全反射光の光
量を測定し、光量特性値として反射光量比率を求めて信
号補正するようにしているが、図２に対応して図１５に
示すように硬貨面からの乱反射光を受光するフォトセン
サ１３を設け、全反射光量と乱反射光量との差を測定演
算部１４で演算するようにしても良い。又、図１６は、
乱反射光と全反射光との比を測定演算部１５で演算する
例を示している。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１７は、本発明を適用できる画像読取装
置として硬貨画像読取装置１００の一例を示す斜視構造
図であり、硬貨Ｃの表面に刻印された図形、模様、数
字、文字等からなる表面パターンを光学的に読取る装置
である。この硬貨画像読取装置１００は、直方体形状の
撮像ユニット１１０と、撮像ユニット１１０の上面に対
向して設けられた搬送路を形成する平面板１０１と、平
面板１０１の上方に配設された１対のローラ１０２，１
０２及びこれに巻回された搬送ベルト１０３で成るベル
トコンベヤとを備えている。撮像ユニット１１０の上面
と平面板１０１の上面の高さとは一致しており、全体で
一平面が形成されて硬貨Ｃの搬送路となっている。この
搬送路面と搬送ベルト１０３の下面には、硬貨Ｃの厚さ
とほぼ同一の隙間が空けられており、ベルトコンベヤの
駆動によってこの隙間を硬貨Ｃが搬送される。

【００１６】撮像ユニット１１０は図１８に詳細を示す
ように、上面が開口した立方体形状の筐体１１１と、こ
の筐体１１１の上面開口を覆う透明ガラスからなる上面
板１１２とから構成され、上面板１１２の中央部には、
周囲を遮光部材１１４で囲まれた略円形状の読取り窓１
１３が形成されており、筐体１１１内にはＣＣＤイメー
ジセンサで成るエリアセンサ１２０が結像レンズ１２１
及び赤外線透過フイルタ１２２を介して設けられている
と共に、読取り窓１１３の下方にはリング状に配設され
た多数の赤外線発光ダイオードで成る赤外線照明装置１
３０が配設されており、搬送される硬貨Ｃの表面からの
照射光を受光するフォトダイオード等のフォトセンサ１
２３（全反射光用）及び１２４（乱反射光用）が設けら
れている。又、搬送路を挟んで対向するように１対の発
光ダイオード１０４及びフォトセンサ１０５が設けられ
ており、読取エリアに硬貨Ｃの全面が入ったときに遮光
を検知するようになっている。更に筐体１１１内には、
映像回路１４０及びタイミング回路１５０がプリント基
板等の形態で内蔵されており、搬送路の両側には図１９
に示すように、硬貨Ｃを円滑に搬送するための硬貨搬送
ガイド１０６Ａ及び１０６Ｂが配設されている。尚、赤
外線透過フィルタ１２２は、外来漏洩光によるエリアセ
ンサ１２０での不要な電荷の蓄積を防止し、画像ノイズ
が発生しないように設けられている。

【００１７】回路構成は図２０に示すようになってお
り、映像回路１４０はエリアセンサ１２０からの読取信
号ＲＳを入力して映像信号ＶＤＳを出力する映像プロセ
ス回路１４１を有し、映像プロセス回路１４１を駆動し
て画像を取込むタイミングを規制する取込タイミング回
路１４２と、エリアセンサ１２０を駆動するドライバ１
４３とを具備している。タイミング回路１５０は、フォ
トセンサ１０５からの遮光検知信号ＢＬにより画像取込
みのための取込タイミングＴ１及び赤外線照明装置１３
０の照明点灯のための点灯タイミングＴ２を出力するタ
イミング信号生成回路１５１と、フォトセンサ１２３及
び１２４の各増幅出力ＰＤ１及びＰＤ２を差動的に入力
して増幅する差動増幅器１５２と、フォトセンサ１２３
の増幅出力ＤＰ１を制御回路１６０からの基準値ＲＦ１
と比較する比較器１５３と、比較器１５３の出力をホー
ルドしてゲイン補正信号ＧＣを出力するホールド回路１
５４と、差動増幅器１５２の出力ＤＰＤを制御回路１６
０からの基準値ＲＦ２と比較する比較器１５５と、比較
器１５５の出力をホールドしてγ値補正信号γＣを出力
するホールド回路１５６とを具備している。ゲイン補正
信号ＧＣ及びγ補正信号γＣは、映像回路１４０内の映
像プロセス回路１４１に入力され、ゲイン及びγ係数を
可変するようになっている。赤外線照明装置１３０は、
点灯タイミングＴ２でオンオフされるスイッチング素子
としてのＦＥＴ１３１と、電源＋Ｖ_ｃとＦＥＴ１３１と
の間に接続された多数の発光ダイオード１３２とで構成
されている。

【００１８】映像回路１４０からの映像信号ＶＤＳは硬
貨識別装置等の制御回路１６０に入力されて画像処理さ
れるが、制御回路１６０は図２１に示すように、全体の
制御を行なうＣＰＵ１６１と、制御プログラム等を格納
しているＲＯＭ１６２と、信号処理や補正の作業領域と
なるＲＡＭ１６３と、映像信号ＶＤＳをデイジタル量に
変換して取込むＡ／Ｄ変換器１６４と、ドライバ１４３
を制御したり、比較器１５３及び１５５の基準値ＲＦ１
及びＲＦ２等をＣＰＵ１６１の指令に基づいて設定する
Ｄ／Ａ変換器１６５とを具備している。

【００１９】このような構成において、その動作を図２
２のタイムチャートを参照して説明する。

【００２０】硬貨Ｃがベルトコンベヤの駆動によって搬
送されて読取り窓１１３の位置まで来ると、硬貨Ｃの端
部で発光ダイオード１０４からの光が遮ぎられ、この遮
光が図２２（Ａ）のようにフォトセンサ１０５で検知さ
れる（時点ｔ１）。フォトセンサ１０５によって遮光が
検知されると、タイミング信号生成回路１５１は図２２
（Ｇ）のように点灯タイミングＴ２を出力してＦＥＴ１
３１をオンさせることによって、赤外線照明装置１３０
の発光ダイオード１３２を時点ｔ１´まで点灯させる。
発光ダイオード１３２の点灯により硬貨Ｃの表面からの
反射光をフォトセンサ１２３及び１２４が受光するが、
フォトセンサ１２３は硬貨表面の全反射光及び乱反射光
の一部を受光し、フォトセンサ１２４は硬貨表面の刻印
のエッジ部反射光及び平面の乱反射光の一部を受光す
る。フォトセンサ１２３及び１２４の出力ＰＤ１及びＰ
Ｄ２は差動増幅器１５２に入力され、差動増幅器１５２
の差動出力ＤＰＤは比較器１５５に入力され、フォトセ
ンサ１２３の出力ＰＤ１は比較器１５３に入力される。
比較器１５３の出力レベルから読取り画像の刻印のエッ
ジ部の輝度を予測し、輝度が標準設定値より小さいと判
定した場合は、ゲイン補正信号ＧＣによって映像プロセ
ス回路１４１のゲインを高い方に切替える。又、比較器
１５５の出力レベルから読取り画像のコントラストを予
測し、コントラストが標準設定値より小さいと判定した
場合は、γ補正信号γＣによって映像プロセス回路１４
１のγ係数を例えば“１”に切替え、標準設定値より大
きいと判定した場合は“０．４５”に切替える。上記２
つの判定及び補正は図２２（Ｉ）のように行なわれ、硬
貨Ｃの搬送が読取りに影響しない程度の短時間に終了す
る（時点ｔ２）。

【００２１】上述の如くしてモニタ及び補正が終了する
と、タイミング信号生成回路１５１は図２２（Ｂ）に示
すような取込タイミングＴ１を出力し（時点ｔ３）、取
込タイミング回路１４２及びドライバ１４３を介してエ
リアセンサ１２０にリセットパルスＲＳＰを入力し、走
査位置を左上角の開始位置にセットする。図２２（Ｅ）
に示すようにエリアセンサ１２０はそれまで電荷をオー
バーフロードレインに廃棄していたのに対し、蓄積可能
な状態にする。その後、所定のブランキング期間におい
て、点灯タイミングＴ２によって、搬送中の硬貨Ｃの表
面パターンが十分読取れる程度の範囲のブレを許容した
時間だけ点灯する（時点ｔ４〜ｔ５）。これと同時にエ
リアセンサ１２０は、図２２（Ｆ）のように赤外線照明
装置１３０が点灯している時間（ｔ４〜ｔ５）に蓄積し
た映像電荷を、同図（Ｈ）のようにビデオ信号ＶＤＳと
して出力する（時点ｔ６）。硬貨Ｃの刻印のエッジ部で
反射し、結像レンズ１２１に入射した光（赤外線）は赤
外線透過フィルタ１２２を透過し、エリアセンサ１２０
上に硬貨Ｃの刻印の線画画像を結像する。エリアセンサ
１２０の各画素に蓄積された硬貨Ｃの読取信号ＲＳは時
系列信号として映像プロセス回路１４１に入力され、図
２２（Ｇ）のように画像取込前に設定されたγ係数及び
ゲインにより映像信号ＶＤＳとして制御回路１６０に入
力され画像処理される。尚、図２２（Ｃ）は垂直同期信
号ＶＤを示し、同図（Ｄ）は水平同期信号ＨＤを示して
おり、ＮＴＳＣ規格においては垂直同期信号ＶＤは６０
Ｈｚであり、この場合の水平同期信号ＨＤは１５．７５
ＫＨｚとなり、クロックＣＬＫは１４．３１８１８ＭＨ
ｚとなる。

【００２２】図２２（Ｉ）に示すように、赤外線照明装
置１３０が点灯した時点ｔ１から補正を行なうが、この
ときに制御回路８は図９におけるゲイン補正信号ＧＣを
設定するか、又は図１１において基準電圧Ｖｒｅｆを決
定するＤ／Ａ変換器８２に基準電圧指令ＲＦＶを書込む
といった動作を実行する。又、図１３の回路構成であれ
ば、図２２（Ｈ）のビデオ信号ＶＤＳを読出クロックＣ
ＬＫで読出す度にＡ／Ｄ変換器６の出力ＤＶをＲＯＭ７
のアドレスＡ_０〜Ａ_ｎ−１に入力することによりＤ_０〜
Ｄ_ｎに変換されたＡ／Ｄ変換出力ＤＶＡを出力する。図
１４に示すようにテーブル領域に書かれたアドレスに１
対１に格納されている変換値がデュアルポートＲＡＭに
書込まれる。このときのアドレスＡ_ｎ〜Ａ_ｎ＋ｍは図２
２の補正時の反射光量比率に応じて制御回路８よりＲＯ
Ｍ７に対して指定される。

【００２３】映像プロセス回路１４１はゲイン補正信号
ＧＣ及びγ補正信号γＣによってゲインγ係数を可変す
るが、その回路は折れ線関数発生回路で実現できる。折
れ線関数は図２３の回路において、電流ｉを増加させる
ことによって同図（Ｂ）のように出力電圧ｅｏが折れ線
関数となる。又、図２４（Ａ）は折れ線関数の基本回路
の一例を示しており、入力電圧ｅｉに対して出力電圧ｅ
ｏは同図（Ｂ）のように基準電圧Ｖｆから傾きがＫ／３
の一次関数として出力させる。このような基本回路を図
２５のように接続構成することによって、折れ線関数近
似回路を形成できる。図２５において、抵抗比ｋｏ〜ｋ
ｎ１、基準電圧Ｖｒ１〜Ｖｒｎの設定によりバイアスと
傾きを決めることができ、スイッチａに接続すると加算
となり、スイッチｂに接続すると減算となる。

【００２４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、読取対象物の表面の反射光量比率に基づいて変換
特性を可変しているため、常に一定値以上のコントラス
トを確保することが可能であり、正確な表面パターンを
検出することが可能となる。又、予め表面の全反射光と
散乱光との反射光量比率又は反射光量差を測定した上で
変換特性を可変して、適性なコントラストのもとに硬貨
の色相を反映した表面パターン情報が得られ、高精度な
識別や判別を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な画像取込装置の回路構成例を示すブロ
ック図である。

【図２】本発明を適用した画像取込装置の回路構成例を
示すブロック図である。

【図３】本発明の原理を説明するための図である。

【図４】本発明によるビデオ信号処理回路のγ係数の可
変を説明するための図である。

【図５】γ係数をデイジタル方式で可変する装置例を示
すブロック図である。

【図６】図５の動作を説明するための図である。

【図７】γ係数をアナログ方式で可変する装置例を示す
ブロック図である。

【図８】図７の動作を説明するための図である。

【図９】本発明によるビデオ増幅器のゲインの可変を行
なう装置例を示す図である。

【図１０】図９の動作を説明するための図である。

【図１１】Ａ／Ｄ変換器の基準電圧を可変する装置例を
示すブロック図である。

【図１２】図１１の動作を説明するための図である。

【図１３】ＲＯＭを用いてレベル変換を行なう装置例を
示すブロック図である。

【図１４】図１３の動作を説明するための図である。

【図１５】本発明を適用した画像取込装置の第２の回路
構成例を示すブロック図である。

【図１６】本発明を適用した画像取込装置の第３の回路
構成例を示すブロック図である。

【図１７】本発明による硬貨画像読取装置の一例を示す
斜視構造図である。

【図１８】撮像ユニットの構造例を示す断面構造図であ
る。

【図１９】搬送路の構造を示す平面図である。

【図２０】本発明を適用した回路構成例を示す結線図で
ある。

【図２１】制御回路の一例を示すブロック構成図であ
る。

【図２２】本発明の動作例を示すタイムチャートであ
る。

【図２３】本発明に適用できる折れ線関数発生回路の原
理を示す図である。

【図２４】折れ線関数発生の基本回路を示す図である。

【図２５】折れ線関数近似回路の一例を示す結線図であ
る。

【符号の説明】

１搬送路２読取対象物３エリアセンサ４ビデオ信号処理回路５ビデオ増幅器６Ａ／Ｄ変換器７ＲＯＭ８制御回路１０反射光量比率測定演算部１１光源１００硬貨画像読取装置１０３搬送ベルト１１０撮像ユニット１１３読取り窓１１４遮光部材１２０エリアセンサ１２３，１２４フォトセンサ１３０赤外線照明装置１４０映像回路１４１映像プロセス回路１４２取込タイミング回路１４３ドライバ１５０タイミング回路１５１タイミング信号生成回路１５２作動増幅器１５３，１５５比較器１５４，１５６ホールド回路１６０制御回路１６１ＣＰＵ１６２ＲＯＭ１６３ＲＡＭ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 1/40 １０１Ｚ (72)発明者石野由美兵庫県姫路市下手野一丁目３番１号グローリー工業株式会社内 (72)発明者石黒靖男東京都板橋区志村２丁目16番20号株式会社コパル内 (72)発明者天野尚文東京都板橋区志村２丁目16番20号株式会社コパル内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】搬送される読取対象物に光を当てて反射
される光量を測定、演算する反射光量測定演算部と、前
記読取対象物に照射する光量を制御する発光量制御手段
と、前記発光量制御手段によって照射された前記読取対
象物の２次元画像を採取するエリアセンサとを具備した
搬送読取対象物の画像取込装置において、前記反射光量
測定演算部からの反射光量に応じて前記エリアセンサに
よって採取された画像信号の増幅率を変更する補正を施
すようにしたことを特徴とする画像取込装置の信号補正
方法。
【請求項２】前記補正が、前記反射光量が低いときに
は高い増幅率を適用し、前記反射光量が高いときには低
い増幅率を適用するようになっている請求項１に記載の
画像取込装置の信号補正方法。
【請求項３】前記補正は、前記エリアセンサのアナロ
グ出力信号をデイジタル信号に変換するときの基準電圧
を変えることによって行なうようになっている請求項２
に記載の画像取込装置の信号補正方法。
【請求項４】前記反射光量が、全反射光に対する反射
光量比率、全反射光と乱反射光との差又は比である請求
項１に記載の画像取込装置の信号補正方法。
【請求項５】搬送される読取対象物に光を当てて反射
される光量を測定、演算する反射光量特定演算部と、前
記読取対象物に照射する光量を制御する発光量制御手段
と、前記発光量制御手段によって照射された前記読取対
象物の２次元画像を採取するエリアセンサとを具備した
搬送読取対象物の画像取込装置において、前記反射光量
測定演算部の演算結果に応じて前記エリアセンサによっ
て採取された画像信号の大きさに応じた前記エリアセン
サのアナログ出力信号の増幅出力が非直線的に小さくな
っていくように増幅率を変更する補正を施すようにした
ことを特徴とする画像取込装置の信号補正方法。
【請求項６】前記増幅率を変更する補正が前記エリア
センサのγ特性を変化させるための端子電圧に依存して
いる請求項５に記載の画像読込装置の信号補正方法。
【請求項７】前記増幅率を変更する補正が、ビデオ増
幅器に内蔵された非線形素子のゲイン切換手段によって
行なわれるようになっている請求項４に記載の画像読込
装置の信号補正方法。
【請求項８】搬送される読取対象物に光を当てて反射
される光量を測定、演算する反射光量測定演算部と、前
記読取対象物に照射する光量を制御する発光量制御手段
と、前記発光量制御手段によって照射された前記読取対
象物の２次元画像を採取するエリアセンサとを具備した
搬送読取対象物の画像取込装置において、前記エリアセ
ンサによって採取された画像信号のアナログ出力信号を
Ａ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器の出
力がアドレス部の下位ビットに接続され、該アドレスで
示されるメモリ領域には補正値が書かれており、アドレ
ス部の上位ビットによって選ばれる領域にはそれぞれ異
なった複数種類の補正値が記憶されているＲＯＭと、前
記Ａ／Ｄ変換を行なうに際して、前記反射光量測定演算
部の演算結果に基づいて前記ＲＯＭの上位アドレス信号
を設定し、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を前記ＲＯＭに入力
することによって補正後のデータを前記ＲＯＭのデータ
部から出力するようにしたことを特徴とする画像取込装
置の信号補正方法。