JP3846943B2 - 紙葉類読取装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、読取窓上に置かれた紙幣、印紙等の紙葉類の画像を読み取る紙葉類読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術としては、特開平５−８９２７６号公報のものが知られている。この公報に記載された従来の紙葉類読取装置は、円周上に配置された複数の光源から出射した発散光が、筐体の下部に配置された反射鏡で反射して、略水平方向からカードなどの紙葉類を照らした後に、この紙葉類をＣＣＤカメラ等の撮像手段で撮像するように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各光源から出射した発散光は、光源中心軸線（光軸ともいう）上の輝度が最も高く光源中心軸線から離れるにつれて輝度が低くなるといった発光特性を有している。そこで、各種装置に組み込み易くするために、紙葉類読取装置を小型化した場合、光源と紙葉類との光路が短くなり、紙葉類の表面における照度不均一（以下、照明ムラという）が顕著になる。そして、この照明ムラによって撮像手段で撮像された画像は、コントラストの低い画像となり、例えば、この画像から紙葉類の種類を選別するといった画像処理を行うことは困難であった。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、紙葉類を照明する際に照明ムラがほとんど発生することなく、コントラストの高い紙葉類の画像が撮像できる紙葉類読取装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の紙葉類読取装置は、ガラス板を有し、このガラス板の外面に紙葉類を配置させる読取窓と、紙葉類をガラス板の内面側から照明する照明手段と、照明手段で照明された紙葉類の画像をガラス板の内面側から撮像する撮像手段とを備えた紙葉類読取装置において、
照明手段は、ガラス板の内面側でガラス板に対して平行に配置されると共にガラス板と間隔を空けて対峙され、紙葉類で反射した光を透過させるハーフミラー板と、ガラス板とハーフミラー板との間でガラス板と略平行な光源中心軸線を有する複数の光源とを備え、
光源は、ガラス板とハーフミラー板との間で且つガラス板の周辺部に並べて配置されて、ガラス板とハーフミラー板との両方に向けて発散光を照射させ、この発散光の一部の光をハーフミラー板で反射させてガラス板に入射させることを特徴とする。
【０００６】
本発明の紙葉類読取装置はこのような構成を有するので、複数の光源から照射された発散光の一部の光がガラス板に、他の一部の光がハーフミラー板にそれぞれ到達する。ガラス板に到達した光のうち、光源に近い位置に到達した光は、入射角度が大きいので、ガラス板を透過してガラス板の外面に配置された紙葉類を照明する。これに対して、光源から離れた位置に到達した光は、入射角度が小さいので、ガラス板で反射する。また、ハーフミラー板に到達した光はハーフミラー板で反射して、ガラス板の光源から離れた位置に到達する。この光の入射角度は大きいので、この光はガラス板を透過して紙葉類を照明する。
【０００７】
このように、ガラス板の光源に近い位置には光源からの直接光が到達して、この光がガラス板を透過する。また、ガラス板の光源から離れた位置には光源からの直接光とハーフミラーで反射した間接光とが到達して、ハーフミラーで反射した間接光のみがガラス板を透過する。よって、ガラス板のいずれの位置でも光が透過して、ガラス板の外側に配置された紙葉類は、ほぼ均一な照度で照明される。この照明によって紙葉類で反射した光は、ハーフミラー板を透過して撮像手段に入射して、紙葉類の画像が撮像手段で撮像される。
【０００８】
紙葉類はほぼ均一な照度で照明されるので、紙葉類の表面における照明ムラはほとんど発生することなく、フレアのないコントラストの高い紙葉類の画像が撮像手段で撮像される。そして、この画像に基づいて画像処理を行えば、例えば、紙葉類の種別を容易に判定することができる。
【０００９】
ここで、ハーフミラー板を介してガラス板の反対側に配置されて、紙葉類で反射した光をガラス板とほぼ平行に直進するように反射させる全反射部材を更に備え、全反射部材で反射した光の光路上に撮像手段が配置されていることが好ましい。このような構成を採用した場合、ハーフミラー板を介したガラス板の反対側には全反射ミラーのみを配置すればよく、この位置に撮像手段を配置する構成に比べて、ガラス板に垂直な方向における装置の幅を薄くすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る紙葉類読取装置の好適な実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態である紙葉類読取装置１を示す斜視図である。また、図２は、図１のII−II線における断面図である。図１及び図２に示すように、紙葉類読取装置１は、樹脂からなる直方体状の筐体１０を備え、筐体１０の一端側の上面には、筐体１０の延び方向と直交する方向に延びる矩形状の読取窓１１が設けられている。読取窓１１には反射率が約０．４％となるように反射防止（ＡＲ）コーティングの施されたガラス板２０がはめ込まれ、このガラス板２０の上面（外面）２０ａは、紙幣などの紙葉類Ａを配置する紙葉類配置面として機能する。また、筐体１０の他端側の内部には、入射光による像を撮像するエリアセンサ（撮像手段）３０と、エリアセンサ３０上に像を結像する光学レンズ３１とが配置されている。
【００１２】
また、筐体１０の内部において、ガラス板２０の下方には、紙葉類Ａをガラス板２０の内面２０ｂ側から照明する照明手段４０が設けられている。照明手段４０は、ガラス板２０と間隔を空けてほぼ平行に対峙させて、紙葉類Ａで反射した光を透過させるハーフミラー板４１と、ガラス板２０とハーフミラー板４１との間で且つガラス板２０の延び方向に沿った両周辺部に各々並設されて、ガラス板２０とハーフミラー板４１との両方に向けて発散光を照射させる複数の光源４２とを備えている。ここで、光源４２には、約６６０ｎｍの波長の光を照射するＬＥＤが用いられている。また、光源４２はガラス板２０の周辺部に配置されているので、光源４２がガラス板２０で反射してエリアセンサ３０の撮像画面内に映り込むことはない。
【００１３】
更に、筐体１０の内部において、ハーフミラー板４１の下方には、ガラス板２０の延び方向に沿った軸線を中心にして、エリアセンサ３０に向けて約４５度傾けた全反射ミラー（全反射部材）５０が固定されている。このため、ハーフミラー板４１を透過した光を、全反射ミラー５０で反射させてエリアセンサ３０に到達させることができる。このように、ハーフミラー板４１の下方に全反射ミラー５０を配置させることにより、エリアセンサ３０をハーフミラー板４１の側方に配置できるようになった。その結果、ハーフミラー板４１の下方にエリアセンサ３０を配置する構造に比べて、筐体１０の高さ方向の幅を薄くすることが可能となった。
【００１４】
次に、紙葉類読取装置１の動作について説明する。図３に示すように、ガラス板２０の上面２０ａに紙葉類Ａが到着すると、センサ（図示せず）によって紙葉類Ａの到着が検出されて、光源４２から発散光が照射される。この発散光によって紙葉類Ａが照明され、紙葉類Ａで反射した光がハーフミラー板４１を透過する。ハーフミラー板４１を透過した光は全反射ミラー５０で反射して、光学レンズ３１を介してエリアセンサ３０に入射する。そして、エリアセンサ３０では、光学レンズ３１によって結像された紙葉類Ａの像が撮像される。
【００１５】
紙葉類読取装置１は、ガラス板２０とハーフミラー板４１とで光源４２を挟んだサンドイッチ構造を有している。このため、ガラス板２０の上面２０ａに配置された紙葉類Ａを均一に照明することができる。即ち、光源４２を出射した発散光のうち、光源中心軸線に沿った光線Ｂはガラス板２０とほぼ平行に直進して、対向する光源４２に到達する。また、光源４２を出射した発散光のうち、光線Ｂより上方に直進する光線Ｃ１，Ｃ２はガラス板２０に到達する。さらに、光源４２を出射した発散光のうち、光線Ｂより下方に直進する光線Ｄはハーフミラー板４１に到達する。
【００１６】
そして、ガラス板２０に到達した光線Ｃ１，Ｃ２のうち、光源４２に近い位置に到達した光線Ｃ１は、入射角度が小さいので、ガラス板２０を透過してガラス板２０の上面２０ａに配置された紙葉類Ａを照明する。これに対して、ガラス板２０に到達した光線Ｃ１，Ｃ２のうち、光源４２から離れた位置に到達した光線Ｃ２は、入射角度が大きいので、ガラス板２０で反射する。また、ハーフミラー板４１に到達した光線Ｄはハーフミラー板４１で反射して、ガラス板２０の光源４２から離れた位置に到達する。この光線Ｄの入射角度は小さいので、この光線Ｄはガラス板２０を透過して紙葉類Ａを照明する。
【００１７】
このように、ガラス板２０の光源４２に近い位置には光源４２からの直接光Ｃ１が到達して、この入射光線Ｃ１がガラス板２０を透過する。また、ガラス板２０の光源４２から離れた位置には光源４２からの直接光Ｃ２とハーフミラー４１で反射した間接光Ｄとが到達して、ハーフミラー４１で反射した間接光Ｄのみがガラス板２０を透過する。よって、ガラス板２０のいずれの位置でも光線が透過して、紙葉類Ａはほぼ均一な照度で照明される。このため、紙葉類Ａの表面における照明ムラはほとんど発生することなく、フレアのないコントラストの高い紙葉類Ａの画像を撮像手段３０で撮像することができる。尚、紙葉類Ａの表面へ到達した後の反射光は拡散光となるが、図面上においてはこれらを省略して光学レンズ３１へ向かう光を代表して示している。
【００１８】
更に、撮像手段３０から出力された電気信号を映像プロセス回路（図示せず）でビデオ信号に変換することにより、モニタ（図示せず）に紙葉類Ａの画像を表示させることができる。そして、この画像に基づいて画像処理を行えば、例えば、紙葉類Ａの種別を容易に判定することができる。
【００１９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内において、例えば以下のように変更することも可能である。
【００２０】
（１）上記実施形態では、全反射部材として全反射ミラー５０を用いたが、全反射ミラー５０の代わりに全反射プリズムを用いてもよい。この場合にも、ハーフミラー板４１を透過した光は全反射プリズムで反射して、エリアセンサ３０に到達させることができる。
【００２１】
（２）上記実施形態では、一列に並設した光源４２を用いて紙葉類Ａを照明しているが、上下２段に並べた光源を用いて一方の段の光源でガラス板２０に光を照射すると共に、他方の段の光源でハーフミラー４１に光を照射してもよい。
【００２２】
（３）上記実施形態では、ガラス板２０として反射率が約０．４％となるように反射防止（ＡＲ）コーティングの施されたガラス板を用いたが、こうした反射防止処理の施されていない一般のガラス（値段が安い）を用いてもよい。この場合にも、ハーフミラー４１で反射した間接光の多くがガラス板２０を透過するので、紙葉類Ａを均一に照明することができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明による紙葉類読取装置は、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ことができる。
【００２４】
即ち、ガラス板の光源に近い位置には光源からの直接光が到達して、この光がガラス板を透過する。また、ガラス板の光源から離れた位置にはハーフミラーで反射した間接光が到達して、この光がガラス板を透過する。このように、ガラス板のいずれの位置でも光が透過するので、ガラス板の外側に配置された紙葉類は、ほぼ均一な照度で照明される。このため、紙葉類の表面における照明ムラはほとんど発生することなく、フレアのないコントラストの高い紙葉類の画像を撮像手段で撮像することができる。そして、この画像に基づいて画像処理を行えば、例えば、紙葉類の種別を容易に判定することができる。
【００２５】
また、光源はガラス板の周辺部に配置されているので、光源がガラス板で反射して撮像手段の撮像画面内に映り込むことはない。
【００２６】
更に、ハーフミラー板を介したガラス板の反対側に全反射ミラーを配置する構成にすれば、この位置に撮像手段を配置する構成に比べて、ガラス板に垂直な方向における装置の幅を薄くすることができる。このため、装置の小型化を図ることができ、例えば、他の装置への組込みが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る紙葉類読取装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のII−II線における断面図である。
【図３】本実施形態に係る紙葉類読取装置の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１…紙葉類読取装置、１１…読取窓、２０…ガラス板、２０ａ…外面、２０ｂ…内面、３０…エリアセンサ（撮像手段）、４０…照明手段、４１…ハーフミラー板、４２…光源、５０…全反射ミラー（全反射部材）、Ａ…紙葉類。

Claims (2)

1. ガラス板を有し、このガラス板の外面に紙葉類を配置させる読取窓と、前記紙葉類を前記ガラス板の内面側から照明する照明手段と、前記照明手段で照明された前記紙葉類の画像を前記ガラス板の内面側から撮像する撮像手段とを備えた紙葉類読取装置において、
   前記照明手段は、
   前記ガラス板の内面側で前記ガラス板に対して平行に配置されると共に前記ガラス板と間隔を空けて対峙され、前記紙葉類で反射した光を透過させるハーフミラー板と、
   前記ガラス板と前記ハーフミラー板との間で前記ガラス板と略平行な光源中心軸線を有する複数の光源とを備え、
   前記光源は、
   前記ガラス板と前記ハーフミラー板との間で且つ前記ガラス板の周辺部に並べて配置されて、前記ガラス板と前記ハーフミラー板との両方に向けて発散光を照射させ、この発散光の一部の光を前記ハーフミラー板で反射させて前記ガラス板に入射させることを特徴とした紙葉類読取装置。
2. 前記ハーフミラー板を介して前記ガラス板の反対側に配置されて、前記ハーフミラー板を透過した光を前記ガラス板とほぼ平行に直進するように反射させる全反射部材を更に備え、
   前記全反射部材で反射した光の光路上に前記撮像手段が配置されていることを特徴とした請求項１記載の紙葉類読取装置。

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