JP4290256B2

JP4290256B2 - Reader

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Publication number: JP4290256B2
Application number: JP33607698A
Authority: JP
Inventors: 秀章上條
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Copal Corp
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2018-11-26
Also published as: JP2000163623A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、読取り対象物の表面を読み取る読取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今のバンキングシステムの自動化に伴い、紙幣の種類を判別する必要性が高まっている。かかる紙幣の種類の判別は、通常、紙幣の表面に印刷された印刷パターンのうち特徴部分を読み取ることによって行われている。
【０００３】
上記読取り装置としては、例えば、紙幣の表面に光を照射するＬＥＤ(Light Emitting Diode)等の照明手段と、この照明光によって形成された紙幣の反射像を撮像するＣＣＤ(Charge Coupled Device)等の撮像手段とを備えて構成されるものが知られている。上記撮像手段によって、紙幣の特徴部分を撮像して読み取ることにより、紙幣の種類を判別することが可能となる。
【０００４】
また、上記の読取り装置は、紙幣の種類を判別するためだけでなく、カード、伝票、有価証券など、様々な読取り対象物の表面に印刷されたパターンを読み取るために用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記読取り装置には、以下に示すような問題点がある。すなわち、上記読取り装置においては、撮像手段として通常のＣＣＤを用いているため、ＣＣＤによって撮像された１フィールド分の画像全ての転送処理が終了しなければ、次の画像の処理を行うことができない。すなわち、読取り対象物の表面の印刷パターンのうち読取りたい特徴部分が、例えば文字列などのように横長領域（縦長領域でも同様）を形成する場合などは、実際に判別に必要であるのは撮像画像の上側半分等であるにもかかわらず、判別に不要な下側半分も含めた１フィールド分の画像全ての転送処理が終了しなければ、次の画像の処理を行うことができず、読取りの高速化が妨げられる。
【０００６】
一方、かかる場合に読取りの高速化を図るべく、通常用いられる周波数（１４．３１８１８ＭＨｚ）の倍の周波数で駆動できるＣＣＤを用いたり、受光面を分割して撮像画像を並列に出力できるＣＣＤを用いたりする方法も考えられるが、いずれも特殊なＣＣＤを用いるため、製造コストが多大となる。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点を解決し、安価に構成できるとともに、読取り対象物の表面を高速に読み取ることができる読取り装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の読取り装置は、所定の撮像領域に配置された読取り対象物の表面を読み取る読取り装置であって、撮像領域に照明光を照射する照明手段と、光の入射に伴い電荷を生ずる受光部、受光部に生じた電荷を蓄積する蓄積部、及び、読み出し信号に基づいて蓄積部に蓄積された電荷を転送して出力する転送部を有して、撮像領域に配置された読取り対象物の表面を撮像する撮像手段と、読み出し信号を出力する制御手段と、撮像手段の受光部の一部を遮光する遮光手段とを備え、蓄積部には、光の入射に伴って生じた電荷が存在する電荷領域と遮光手段により遮光されることによって電荷が存在しない無電荷領域とが形成され、転送部は、無電荷領域に先だって、電荷領域の電荷の転送を行い、制御手段は、電荷領域の電荷の転送の終了後であって、電荷領域と無電荷領域とを合わせた１フィールド分の電荷転送時間が経過する前に、次位の読み出し信号を出力することを特徴としている。
【０００９】
撮像手段の受光部の一部を遮光する遮光手段を備えることで、読取り対象物の表面のうち、必要な部分の像のみを受光部、蓄積部に形成し、他の部分を無電荷状態とすることができる。さらに、転送部が、無電荷領域に先だって電荷領域の電荷を転送することで、当該電荷領域の電荷の転送後は、転送部に残存する電荷がなくなり、次の画像の処理が可能となる。さらに、電荷領域の電荷の転送の終了後であって１フィールド分の電荷転送時間が経過する前に次位の読み出し信号が出力されることで、１フィールド分の電荷転送時間の経過を待たずに、次の画像の処理がなされる。
【００１０】
本発明の読取り装置においては、電荷転送時間は、テレビジョン方式によって定められ、制御手段は、テレビジョン方式の１フィールド分の電荷転送時間を等分した周期で、読み出し信号を順次出力することを特徴としてもよい。
【００１１】
読み出し信号をテレビジョン方式の１フィールド分の電荷転送時間を等分した周期で出力することにより、読み出し信号の生成、出力が容易となる。
【００１２】
本発明の読取り装置においては、照明手段は、相前後する２つの読み出し信号の出力間で、一定の時間だけ撮像領域に照明光を照射することを特徴としてもよい。
【００１３】
各読み出し信号間において、一定の時間だけ照明光を照射することで、各撮像画像の輝度レベルをほぼ一定に維持することができる。
【００１４】
本発明の読取り装置においては、撮像手段は、蓄積部に生じた電荷を排出する排出部をさらに有し、排出部は、読み出し信号に同期して電荷の排出を開始し、照明手段による照明の開始に同期して電荷の排出を停止することを特徴としてもよい。
【００１５】
排出部を有して、読み出し信号に同期して電荷の排出を開始し、照明手段による照明の開始に同期して電荷の排出を停止することで、外乱光の影響によって照明開始前に受光部に生じた電荷を効果的に排出することができる。
【００１６】
本発明の読取り装置においては、制御手段は、照明手段による照明の終了に同期して読み出し信号を出力することを特徴としてもよい。
【００１７】
照明の終了に同期して読み出し信号が出力される、すなわち、照明終了と同時に蓄積部から電荷が転送され、出力されることで、照明終了後、電荷転送までの外乱光の影響を除去できる。
【００１８】
本発明の読取り装置においては、遮光手段は、撮像手段の受光部に対向して配置され、一部に開口を有する遮光板であることを特徴としてもよい。
【００１９】
一部に開口を有する遮光板を遮光手段とすることで、当該遮光手段を容易に構成することができる。
【００２０】
本発明の読取り装置においては、遮光手段は、読取り対象物の表面の一部または全部を、撮像手段の受光部の一部に結像させる結像光学系であることを特徴としてもよい。
【００２１】
読取り対象物の表面の一部または全部を撮像手段の受光面の一部に結像させる結像光学系を遮光手段とすることによっても、当該遮光手段を容易に構成することができる。
【００２２】
本発明の読取り装置においては、撮像領域を含んで延在する搬送路と、搬送路上で読取り対象物を撮像領域まで搬送する搬送手段とをさらに備えたことを特徴としてもよい。
【００２３】
搬送路及び搬送手段を備えることで、読取り対象物を撮像領域まで搬送することが可能となる。
【００２４】
本発明の読取り装置においては、撮像領域を含んで延在する搬送路と、搬送路上で読取り対象物を撮像領域まで搬送する搬送手段と、撮像領域に読取り対象物が配置され、若しくは近接したことを検出し、所定の検出信号を出力する検出手段とをさらに備え、照明手段は、検出信号に基づいて照明を開始することを特徴としてもよい。
【００２５】
搬送路及び搬送手段を備えることで、読取り対象物を撮像領域まで搬送することが可能となるとともに、検出信号に基づいて照明を開始することで、撮像領域に読取り対象物が配置されたタイミングに当該読取り対象物の表面を撮像することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態にかかる読取り装置について図面を参照して説明する。本実施形態に係る読取り装置は、撮像領域に配置された紙幣（読取り対象物）の表面に印刷された印刷パターンを読み取る読取り装置である。まず、本発明の実施形態にかかる読取り装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る読取り装置の一部切り欠き斜視図である。
【００２７】
読取り装置１０は、上面の一部に撮像領域１２が形成された直方体形状の撮像ユニット１４と、撮像領域１２の両側に取り付けられた平面板１６,１８と、撮像領域１２及び平面板１６,１８の上方に配設されたベルトコンベヤ２０（搬送手段）とを備えて構成される。ここで、撮像領域１２が形成されている撮像ユニット１４の上面と平面板１６、１８の上面の高さは一致して全体で一平面を形成しており、これらは撮像領域１２を含んで延在する搬送路２２を構成する。
【００２８】
撮像ユニット１４は、図２の断面図に示すように、複数のＬＥＤ２４（照明手段）、ＣＣＤ２６（撮像手段）、遮光板２８（遮光手段）、結像レンズ３０、ハーフミラー３２等を、ハウジング３４に内蔵して構成される。
【００２９】
ハウジング３４は、遮光性の材料によって形成された上カバー３６と、同じく遮光性の材料によって形成された底蓋３８とを接合させて構成される。ここで、上カバー３６と底蓋３８との接合部には、ハウジング３４内部への粉塵等の進入を防止するために、ゴム製のＯリング３９が設けられている。また、上カバー３６の上面には、壁面の一部を開口した読取り窓３６ａにガラス製の透明板４０がはめ込まれた部分が形成されており、当該部分が搬送路２２上の撮像領域１２となる。
【００３０】
読取り窓３６ａに対向する位置には、撮像領域１２に照明光を照射する複数のＬＥＤ２４が設けられている。ＬＥＤ２４は、矩形状のプリント基板４２上に組み込まれ、当該プリント基板４２は、支持柱４４を介して上カバー３６に固定されている。尚、ＬＥＤ２４には、当該プリント基板４２からハウジング３４の外部に延線されたフラットケーブル４６を介して、制御信号（後述の照明信号Ｓ３）が与えられる。
【００３１】
ＬＥＤ２４が組み込まれたプリント基板４２と読取り窓３６ａとの間には、プリント基板４２と読取り窓３６ａとを結ぶ方向と４５゜の角度を持ってハーフミラー３２が斜めに配置されている。ハーフミラー３２は、ＬＥＤ２４から照射された光を透過させて撮像領域１２に照射光を入射させるとともに、撮像領域１２に配置された紙幣２の表面で反射した光をほぼ垂直に反射させて結像レンズ３０に入射させる。
【００３２】
ハーフミラー３２によって反射する光の光路上、すなわち、ハーフミラー３２からハウジング３４の長手方向に後退した位置には、結像レンズ３０が配置されており、さらに結像レンズ３０の後段には、結像レンズ３０によって結像された紙幣２の表面像を撮像するＣＣＤ２６が配置されている。ここで、ＣＣＤ２６は、光の入射に伴い電荷を生ずる受光部２６ａと、受光部２６ａに生じた電荷を蓄積する蓄積部２６ｂと、後述の読み出し信号Ｓ６に同期して蓄積部２６ｂに蓄積された電荷を転送して出力する転送部２６ｃと、蓄積部２６ｂに生じた電荷を排出する排出部２６ｄとを有している。また、ＣＣＤ２６には、ハウジング３４の外部に延線されたフラットケーブル４８が接続されており、かかるフラットケーブル４８を介してＣＣＤ２６に種々の制御信号（後述の読み出し信号Ｓ６等）が与えられるとともに、ＣＣＤ２６からの出力信号が出力される。
【００３３】
ＣＣＤ２６の受光部２６ａに対向する位置には、ＣＣＤ２６の受光部２６ａの上側半分に対応する位置に開口２８ａを有し、下側半分を遮光する遮光板２８が配置されている。かかる位置に遮光板３４を配置することで、ＣＣＤ２６の蓄積部２６ｂの上側半分には、光の入射に伴って生じた電荷が存在する電荷領域が形成され、また、下側半分には、遮光されることによって電荷が存在しない無電荷領域が形成されることになる。
【００３４】
さらに、ＬＥＤ２４とハーフミラー３２との間には、ＬＥＤ２４から出射された出射光を拡散させる映り込み防止板５０が設けられている。このため、紙幣２には拡散光が照射され、紙幣２の像にＬＥＤ２４が映り込むことはない。
【００３５】
ベルトコンベヤ２０のベルトは、図１に示すように、搬送路２２の中央に設けられており、搬送路２２上に載置された紙幣２は、ベルトコンベヤ２０の駆動によって、搬送路２２上を撮像領域１２まで搬送され、あるいは撮像領域１２から搬出される。
【００３６】
ハウジング１４の内部であって上記ベルトの両側に対応する位置には、一対の検出用ＬＥＤ５２が配置されており、検出用ＬＥＤ５２から出射された光は読取り窓３６ａ及びベルトコンベヤ２０のベルトの両側を通過して上方に向けて進行する。また、ベルトコンベヤ２０の上方であって上記出射光の光路上には、一対の光検出器（以下ＰＤ５４という）が配設されている。ここで、検出用ＬＥＤ５２とＰＤ５４とは、撮像領域１２に紙幣２が配置され、若しくは近接したことを検出して検出信号を出力する検出手段を構成する。
【００３７】
読取り装置１０は、さらに、図３に示す制御部５６、ドライバ５８及びアンプ６０を備えている。制御部５６は、取込み信号生成回路６２、照明信号生成回路６４、同期信号生成回路６６、読み出し信号生成回路６８及び排出信号生成回路７０を備えて構成される。以下、各構成要素について詳述する。
【００３８】
取込み信号生成回路６２は、検出用ＬＥＤ５２とＰＤ５４とによって構成される検出手段から出力される検出信号Ｓ１に基づいて、パルス状の取込み信号Ｓ２を生成し、出力する。具体的には、搬送路２２上を撮像領域１２に向かって紙幣２が搬送されると、検出用ＬＥＤ５２から出射されてＰＤ５４に入射する光（以下検出光という）の光路が紙幣２に遮られ、検出光が一旦遮光される。その後、紙幣２が撮像領域１２に到達すると、紙幣２は検出光の光路からはずれるため、検出光は再度通光する。取込み信号生成回路６２は、上記通光タイミングに取込み信号Ｓ２を生成し、この取込み信号Ｓ２を照明信号生成回路６４に出力する。
【００３９】
照明信号生成回路６４は、取込み信号Ｓ２をうけて、一定時間のみハイレベルとなる照明信号Ｓ３を照明用ＬＥＤ２４及び排出信号生成回路７０に対して出力する。照明用ＬＥＤ２４は、照明信号Ｓ３がハイレベルである間、撮像領域１２に対して光を照射する。このとき同期信号生成回路６６の同期信号をモニタすることで、相前後する２つの読み出し信号Ｓ６の出力間で、一定の時間だけ照明することができる。
【００４０】
同期信号生成回路６６は、垂直同期信号Ｓ４及び水平同期信号Ｓ５を発生させ、ドライバ５８を介してＣＣＤ２６に対して出力する。ここで、垂直同期信号Ｓ４は、テレビジョン方式すなわちＮＴＳＣ準拠の一定周期毎にパルスを発生させる周期信号であり、かかる垂直同期信号Ｓ４の間隔は、ＣＣＤ２６に蓄積された１フィールド分の電荷転送時間となる。また、垂直同期信号Ｓ４を読み出し信号生成回路６８に対しても出力する。
【００４１】
読み出し信号生成回路６８は、同期信号生成回路６６から受けた垂直同期信号Ｓ４を分周して読み出し信号Ｓ６を発生させる。読み出し信号Ｓ６は、垂直同期信号Ｓ４の半周期毎にパルスを発生させる周期信号であり、読み出し信号生成回路６８は、当該読み出し信号Ｓ６を、ドライバ５８を介してＣＣＤ２６に対して出力するとともに、排出信号生成回路７０に対して出力する。ＣＣＤ２６では、当該読み出し信号Ｓ４のパルスに同期して、蓄積部２６ｂに蓄積された電荷の転送、出力が開始される。その際、蓄積部２６ｂにおける無電荷領域に先立って、電荷領域の電荷が転送されるようになっている。また、読み出し信号Ｓ４は、上記垂直同期信号Ｓ４の周期を２等分した周期でパルスを発生させるので、上記蓄積部２６ｂの上側半分に形成される電荷領域の電荷の転送後であって、テレビジョン方式における１フィールド分の電荷転送時間が経過する前に、次位の読み出し信号Ｓ４が出力されることになる。ＣＣＤ２６から出力された出力画像は、アンプ６０によって増幅された後、外部に対して出力される。
【００４２】
排出信号生成回路７０は、パルス状の排出信号Ｓ７を繰り返し生成し、ドライバ５８を介してＣＣＤ２６に出力する。かかる排出信号Ｓ７は電荷排出用のトリガ信号であり、ＣＣＤ２６の蓄積部２６ｂに蓄積された電荷は、排出信号Ｓ７の入力に伴って排出される。排出信号生成回路７０は、照明信号Ｓ３がハイレベルとなるタイミング（すなわち照射用ＬＥＤ２４の照明の開始のタイミング）に同期して、排出信号Ｓ７の出力を停止するとともに、読み出し信号生成回路６８から出力される読み出し信号Ｓ６のパルスに同期して排出信号Ｓ７の出力を再開する。
【００４３】
続いて、本実施形態にかかる読取り装置１０の動作及び作用について説明する。図４は、本実施形態にかかる読取り装置１０の搬送路２２上を紙幣２が搬送される様子を示す説明図である。紙幣２は、図４（ａ）に示すように、撮像ユニット１４の上面に形成された撮像領域１２及び平面板１４、１６からなる搬送路２２とベルトコンベヤ２０との隙間に挿入され、搬送路２２に沿って搬送される。ここで、検出用ＬＥＤ５２からは光が上方に向けて出射されており、出射光は撮像領域１２及びベルトコンベヤ２０のベルトの両側を通過してＰＤ５４に入射している。
【００４４】
図４（ｂ）に示すように、ベルトコンベヤ２０のベルトの移動に合わせて紙幣２が搬送され、検出用ＬＥＤ５２の出射光の光路上に紙幣２が到達すると、出射光は紙幣２によって遮られ、検出信号Ｓ１がローレベルとなる。検出信号Ｓ１がローレベルになることで、紙幣２が撮像領域１２に近接していると判断される。
【００４５】
更に、紙幣２が搬送されて、図４（ｃ）に示すように、撮像領域１２に紙幣２が到達すると、それまで紙幣２により通光を阻まれていた検出用ＬＥＤ５２の出射光は再びＰＤ５４に入射されて、検出信号Ｓ１がハイレベルとなる。かかる検出信号Ｓ１の立ち上がりに伴い、制御部５６によって照明用ＬＥＤ２４の発光が制御され、紙幣２の表面がＣＣＤ２６によって撮像される。
【００４６】
以下、紙幣２が撮像領域１２に到達した後の、信号の流れについて説明する。図５は、比較のために用いる従来技術にかかる読取り装置における各信号のタイミングチャートであり、図６は、本実施形態に係る読取り装置１０における各信号のタイミングチャートである。
【００４７】
紙幣２が撮像領域１２に到達すると、上述の如く、ＰＤ５４から出力される検出信号Ｓ１が、ローレベルからハイレベルに立ち上がる。
【００４８】
検出信号Ｓ１がローレベルからハイレベルに立ち上がると、取込み信号生成回路６２によって、パルス状の取込み信号Ｓ２が生成され、この取込み信号Ｓ２は照明信号生成回路６４に出力される。
【００４９】
取込み信号Ｓ２が照明信号生成回路６４に入力されると、一定時間のみハイレベルとなる照明信号Ｓ３が生成され、照明用ＬＥＤ２４及び排出信号生成回路７０に対して出力される。かかる照明信号Ｓ３がハイレベルである間、照明用ＬＥＤ２４から撮像領域１２に対して光が照射され、この間、紙幣２による反射光がＣＣＤ２６の受光部２６ａに入射され、紙幣２の表面パターンに応じた電荷量がＣＣＤ２６の蓄積部２６ｂに蓄積される。ここで、ハウジング１４が遮光性の材料でできていることから、外乱光の影響を極力抑えることが可能となる。
【００５０】
一方、テレビジョン方式の垂直同期信号Ｓ４及び水平同期信号Ｓ５は、逐次同期信号生成回路６６によって生成され、ドライバ５８を介してＣＣＤ２６に対して出力されている。また、読み出し信号生成回路６８により、同期信号生成回路６６によって生成された垂直同期信号Ｓ４を分周することによって、垂直同期信号Ｓ４の２分の１の周期でパルスを生じる読み出し信号Ｓ６が生成され、ドライバ５８を介してＣＣＤ２６に対して出力される。
【００５１】
ＣＣＤ２６は、垂直同期信号Ｓ４及び水平同期信号Ｓ５によって駆動され、読み出し信号Ｓ６のパルスが生じる度に、蓄積部２６ｂに蓄積された電荷を転送し、出力する。ここで、従来技術にかかる読取り装置においては、１フィールド分の電荷転送時間毎に読み出し信号Ｓ６のパルスが生じていたため、図５に示すように、１フィールド分の電荷転送時間毎に１フィールド分の出力画像が出力される。
【００５２】
これに対して、本実施形態に係る読取り装置１０においては、１フィールド分の電荷転送時間の半分の時間毎に読み出し信号Ｓ６のパルスが生じる。従って、２分の１フィールド分の画像が転送され、出力されたタイミングで、次の画像の出力が開始される。ここで、本実施形態に係る読取り装置１０は、遮光板２８を設けて、ＣＣＤ２６の受光部２６ａの上側半分にのみ紙幣２からの反射光を照射して電荷領域を形成するとともにＣＣＤ２６の下側半分を無電荷領域として、当該無電荷領域に先立って電荷領域の電荷の転送を行う。また、紙幣２の表面パターンを表す２分の１フィールド分の画像の転送終了後であって、ＣＣＤ２６の転送部２６ｃが無電荷状態となったときに次の画像の転送を開始する。従って、相前後する２つの画像が重なることはない。その結果、１フィールド分の画像を出力する時間内に、異なる２つの２分の１フィールド分の画像を出力することが可能となる。
【００５３】
ところで、紙幣等の種類の判別は、紙幣２の表面パターンのうち特定の文字列など、横長（あるいは縦長）領域のパターンを読み取れば十分な場合が多い。本実施形態に係る読取り装置１０は、かかる場合に極めて有利である。すなわち、図７（ａ）に示すように、紙幣２の表面パターンのうち、横長の金額表示の部分のみを読み取りたい場合に、縦横比がほぼ４：３の長方形の受光面を有する汎用のＣＣＤ２６を用いる場合、図７（ｂ）に示すように、判別に必要のない部分（図７（ｂ）中の「○○銀」）まで撮像され、出力される。これに対して、本実施形態に係る読取り装置１０においては、図７（ｃ）に示すように、判別に必要なパターンを含む２つの２分の１フィールド分の画像を、１フィールド分の画像を出力する時間内に出力することができる。
【００５４】
また、排出信号生成回路７０から出力される排出信号Ｓ７によって、照明用ＬＥＤ２４の照明の開始から電荷の読み出しまでの間のみ、蓄積部２６ｂに電荷が蓄積されて、それ以外のときは電荷が逐次排出される。従って、外乱光の影響を極めて小さくすることができる。
【００５５】
続いて、本実施形態にかかる読取り装置の効果について説明する。本実施形態に係る読取り装置１０は、遮光板２８を用いることによって紙幣２の表面の特徴部分（例えば金額表示部分）の像のみをＣＣＤ２６の受光部２６ａ、蓄積部２６ｂに電荷領域として形成するとともに、当該電荷領域の電荷の転送後であって１フィールド分の電荷転送時間が経過する前に次位の読み出し信号を出力することで、１フィールド分の電荷転送時間の経過を待たずに、次の画像の処理をすることができる。従って、高価な特殊ＣＣＤ等を用いなくても、安価な汎用ＣＣＤを用いて、読取り対象物である紙幣２の表面を高速に読み取ることが可能となる。
【００５６】
また、本実施形態に係る読取り装置１０は、読み出し信号Ｓ６をテレビジョン方式の１フィールド分の電荷転送時間を２等分した周期で出力することにより、容易に読み出し信号Ｓ６の生成、出力することが可能となる。
【００５７】
また、本実施形態に係る読取り装置１０は、各読み出し信号Ｓ６間において、一定の時間だけ照明光を照射することで、各撮像画像の輝度レベルをほぼ一定に維持できる。その結果、良好な撮像画像を得ることが可能となる。
【００５８】
また、本実施形態に係る読取り装置１０は、ＣＣＤ２６が上記排出部２６ｄを有することで、外乱光の影響によって照明開始前に受光部２６ａに生じた電荷を外部に排出することができる。その結果、外乱光の影響が低減され、良好な撮像画像を得ることが可能となる。
【００５９】
また、本実施形態に係る読取り装置１０は、遮光手段として一部に開口２８ａを有する遮光板２８を採用することで、当該遮光手段を容易に構成することができる。その結果、読取り装置１０の製造コストの低減を図ることができる。
【００６０】
さらに、本実施形態に係る読取り装置１０は、搬送路２２及び搬送手段２０を備えることで、読取り対象物である紙幣２を自動的に、かつ、高速に撮像領域まで搬送することが可能となる。その結果、複数の紙幣２の表面を連続的に高速に読み取ることが可能となる。
【００６１】
また、本実施形態に係る読取り装置１０は、撮像領域１２に紙幣２が配置されたことを検出する検出手段である検出用ＬＥＤ５２とＰＤ５４とを備え、この検出信号に同期して照明を開始することで、撮像領域１２に紙幣２が配置されたタイミングに効果的に紙幣２の表面に照射光を照射することができる。その結果、極めて良好な撮像画像を得ることが可能となる。
【００６２】
上記実施形態にかかる読取り装置１０においては、遮光板２８を用いることによってＣＣＤ２６の受光部２６ａの上側半分のみに紙幣２の表面パターンを撮像し、かかる撮像画像を１フィールド分の電荷転送時間の半周期毎に読み出していたが、これは、遮光板２８を用いてＣＣＤ２６の受光部２６ａの上側３分の１のみに紙幣２の表面パターンを撮像し、図８に示すように、１フィールド分の電荷転送時間の３分の１周期毎に読み出し信号Ｓ６のパルスを生じさせることで、３つの３分の１フィールド分の画像を、１フィールド分の画像を出力する時間内に出力するようにしてもよい。
【００６３】
このようにすることで、図９（ａ）に示すような、さらに横長（あるいは縦長）領域の部分を、汎用のＣＣＤ２６を用いて読み取る際に、図７（ｂ）に示すように、判別に必要のない部分（図７（ｂ）中の肖像画部分）を除去し、図７（ｃ）に示すように、判別に必要なパターンを含む３つの３分の１フィールド分の画像として、１フィールド分の画像を出力する時間内に出力することができる。
【００６４】
また、上記実施形態に係る読取り装置１０においては、１フィールド分の電荷転送時間を等分した間隔でパルスを生じる読み出し信号Ｓ６を出力していたが、かかる読み出し信号Ｓ６のパルス間隔は等間隔でなくてもよい。すなわち、図１０に示すように、照明信号Ｓ３のハイレベルからローレベルへの立ち下がり、すなわち、照明の終了に同期させて読み出し信号Ｓ６のパルスを生じさせるようにしてもよい。このようにすることで、照明の終了から電荷読み出しまでの間の外乱光の影響を除去することができる。また、この場合は、外部への画像出力を２分の１フィールド毎に行うことで、効率のよい画像出力を行うことができる。すなわち、出力画像は、図１１（ｃ）に示すように、２分の１フィールド毎に出力される。
【００６５】
また、上記実施形態に係る読取り装置１０においては、受光部２６ａに対向する位置に設けられた遮光板２８を遮光手段として用いていたが、これは、紙幣２の表面の一部（または全部）を、ＣＣＤ２６の受光部２６ａの一部（上側半分、上側３分の１等）に結像させる結像光学系であってもよい。かかる結像光学系の例としては、図１２に示すような開口部３２ａを有するハーフミラー３２と結像レンズ３０との組み合わせ、あるいは、図１３に示すような、開口７２ａを有する遮光シート７２を上面に張り付けた透明板４０と結像レンズ３０との組み合わせが考えられる。このような構成の遮光手段であっても、構成が容易であり、ＣＣＤ２６の蓄積部２６ｂに効果的に電荷領域と無電荷領域を形成することができる。
【００６６】
また、上記実施形態に係る読取り装置１０は、紙幣２の表面に印刷された印刷パターンを読み取る読取り装置であったが、本発明に係る読取り装置１０は、伝票やカードなどその他の紙葉類の表面に現れたパターンを読み取る読取り装置としても適用可能である。
【００６７】
【発明の効果】
本発明の読取り装置は、遮光手段を用いて読取り対象物の表面の一部を撮像手段の受光部、蓄積部に電荷領域として形成するとともに、当該電荷領域の電荷の転送後であって１フィールド分の電荷転送時間が経過する前に次位の読み出し信号を出力することで、１フィールド分の電荷転送時間の経過を待たずに、次の画像の処理をすることができる。従って、高価な特殊ＣＣＤを用いなくても、安価な汎用ＣＣＤを用いて、読取り対象物の表面の必要部分を高速に読み取ることが可能となる。
【００６８】
また、本発明の読取り装置は、読み出し信号をテレビジョン方式の１フィールド分の電荷転送時間を等分した周期で出力することにより、容易に読み出し信号の生成、出力することが可能となる。
【００６９】
また、本発明の読取り装置は、各読み出し信号間において、一定の時間だけ照明光を照射することで、各撮像画像の輝度レベルをほぼ一定に維持できる。その結果、良好な撮像画像を得ることが可能となる。
【００７０】
また、本発明の読取り装置は、撮像手段が排出部を有することで、外乱光の影響によって照明開始前に受光部に生じた電荷を効果的に排出することができる。その結果、外乱光の影響が低減され、良好な撮像画像を得ることが可能となる。
【００７１】
また、本発明の読取り装置は、照明の終了に同期して読み出し信号を出力することで、照明の終了から電荷読み出しまでの間の外乱光の影響を除去することができる。その結果、外乱光の影響が低減され、良好な撮像画像を得ることが可能となる。
【００７２】
また、本発明の読取り装置は、遮光手段として、一部に開口を有する遮光板、あるいは、読取り対象物の表面の一部または全部を撮像手段の受光面の一部に結像させる結像光学系を採用することで、当該遮光手段を容易に構成することができる。その結果、読取り装置の製造コストの低減を図ることができる。
【００７３】
さらに、本発明の読取り装置は、搬送路及び搬送手段を備えることで、読取り対象物を自動的に、かつ、高速に撮像領域まで搬送することが可能となる。その結果、複数の読取り対象物の表面を連続的に高速に読み取ることが可能となる。
【００７４】
また、本発明の読取り装置は、撮像領域に読取り対象物が配置されたことを検出する検出手段を備え、この検出信号に基づいて照明を開始することで、撮像領域に読取り対象物が配置されたタイミングに効果的に読取り対象物の表面に照射光を照射することができる。その結果、極めて良好な撮像画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】読取り装置の一部切り欠き斜視図である。
【図２】撮像ユニットの断面図である。
【図３】制御部の構成図である。
【図４】紙幣が搬送される様子を示す図である。
【図５】各信号の流れを示すタイミングチャートである。
【図６】各信号の流れを示すタイミングチャートである。
【図７】出力画像を示す図である。
【図８】各信号の流れを示すタイミングチャートである。
【図９】出力画像を示す図である。
【図１０】各信号の流れを示すタイミングチャートである。
【図１１】出力画像を示す図である。
【図１２】ハーフミラーの斜視図である。
【図１３】透明板の斜視図である。
【符号の説明】
１０…読取り装置、１２…撮像領域、１４…撮像ユニット、１６，１８…平面板、２０…ベルトコンベア、２２…搬送路、２４…照明用ＬＥＤ、２６…ＣＣＤ、２６ａ…受光部、２６ｂ…蓄積部、２６ｃ…転送部、２６ｄ…排出部、２８…遮光板、２８ａ…開口、３０…結像レンズ、３２…ハーフミラー、３４…ハウジング、３６…上カバー、３８…底蓋、３９…Ｏリング、４０…透明板、４２…プリント基板、４４…支持柱、４６，４８…フラットケーブル、５０…映り込み防止板、５２…検出用ＬＥＤ、５４…ＰＤ、５６…制御部、５８…ドライバ、６０…アンプ、６２…取込み信号生成回路、６４…照明信号生成回路、６６…同期信号生成回路、６８…読み出し信号生成回路、７０…排出信号生成回路、７２…遮光シート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reading device that reads the surface of an object to be read.
[0002]
[Prior art]
With the recent automation of banking systems, the need to discriminate the types of banknotes is increasing. The discrimination of the bill type is usually performed by reading a characteristic portion of the print pattern printed on the surface of the bill.
[0003]
As the reading device, for example, an illumination unit such as an LED (Light Emitting Diode) that irradiates light on the surface of a bill and a CCD (Charge Coupled Device) that captures a reflected image of the bill formed by the illumination light. What is comprised including an imaging means is known. It is possible to determine the type of banknote by imaging and reading the characteristic part of the banknote by the imaging means.
[0004]
The reading device is used not only for discriminating the type of banknote, but also for reading patterns printed on the surface of various reading objects such as cards, slips, and securities.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the reader has the following problems. In other words, since the above-described reading device uses a normal CCD as the imaging means, the next image cannot be processed unless the transfer processing for all the images for one field imaged by the CCD is completed. . That is, when the feature portion to be read out of the printed pattern on the surface of the reading object forms a horizontally long region (same as a vertically long region) such as a character string, what is actually necessary for discrimination is imaging. If the transfer processing of all the images for one field including the lower half unnecessary for the discrimination is not completed despite the upper half of the image, the next image cannot be processed and read. Is hindered.
[0006]
On the other hand, in such a case, in order to increase the reading speed, a CCD that can be driven at a frequency twice as high as a commonly used frequency (14.31818 MHz) is used, or a CCD that can divide the light receiving surface and output captured images in parallel. However, since all use special CCDs, the manufacturing cost becomes great.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a reading apparatus that can solve the above-described problems and can be configured at low cost, and can read the surface of an object to be read at high speed.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a reading device according to the present invention is a reading device that reads the surface of an object to be read arranged in a predetermined imaging area, and includes illumination means for irradiating illumination light to the imaging area, An imaging region having a light receiving unit that generates charges upon incidence, a storage unit that stores charges generated in the light receiving unit, and a transfer unit that transfers and outputs charges accumulated in the storage unit based on a readout signal An image pickup means for picking up an image of the surface of an object to be read, a control means for outputting a readout signal, and a light blocking means for shielding a part of the light receiving portion of the image pickup means. A charge region in which the generated charge is present and a non-charge region in which no charge is present are formed by being shielded by the light shielding means, and the transfer unit transfers the charge in the charge region prior to the non-charge region. The control means Even after completion of the charge transfer region, before the charge area and charge transfer time for one field obtained by combining the uncharged region has elapsed, it is characterized by outputting a next order read signal.
[0009]
By providing light shielding means for shielding a part of the light receiving part of the imaging means, only the necessary part of the surface of the reading object is formed in the light receiving part and the storage part, and the other part is in an uncharged state. can do. Furthermore, since the transfer unit transfers the charge in the charge region prior to the non-charged region, there is no charge remaining in the transfer unit after the transfer of the charge in the charge region, and the next image can be processed. Furthermore, after the transfer of the charge in the charge region is completed and before the charge transfer time for one field elapses, the next read signal is output so that the charge transfer time for one field does not wait. Then, the next image is processed.
[0010]
In the reading device of the present invention, the charge transfer time is determined by the television system, and the control means sequentially outputs the read signals at a period equal to the charge transfer time for one field of the television system. It may be a feature.
[0011]
By outputting the readout signal at a period that equally divides the charge transfer time for one field of the television system, the readout signal can be easily generated and output.
[0012]
In the reading apparatus of the present invention, the illuminating means may irradiate the imaging region with illumination light for a certain period of time between the output of two adjacent readout signals.
[0013]
By irradiating illumination light for a certain period of time between read signals, the luminance level of each captured image can be maintained substantially constant.
[0014]
In the reading device of the present invention, the imaging unit further includes a discharge unit that discharges the charge generated in the storage unit, and the discharge unit starts discharging the charge in synchronization with the readout signal, and the illumination unit performs illumination. The discharge of charge may be stopped in synchronization with the start.
[0015]
Having a discharge unit, start discharging the charge in synchronization with the readout signal, and stop discharging the charge in synchronization with the start of illumination by the illumination means, so that the light receiving unit before the start of illumination due to the influence of ambient light It is possible to effectively discharge the charges generated in the.
[0016]
In the reading apparatus of the present invention, the control means may output a read signal in synchronization with the end of illumination by the illumination means.
[0017]
A readout signal is output in synchronization with the end of the illumination, that is, the charge is transferred and output from the storage unit simultaneously with the end of the illumination, so that the influence of disturbance light from the end of the illumination to the charge transfer can be removed.
[0018]
In the reading apparatus of the present invention, the light shielding means may be a light shielding plate that is disposed to face the light receiving portion of the imaging means and has an opening in a part thereof.
[0019]
By using a light shielding plate having an opening in part as the light shielding means, the light shielding means can be easily configured.
[0020]
In the reading apparatus of the present invention, the light shielding means may be an imaging optical system that forms an image of a part or all of the surface of the reading object on a part of the light receiving unit of the imaging means.
[0021]
The light shielding unit can be easily configured by using an imaging optical system that forms an image of a part or all of the surface of the reading object on a part of the light receiving surface of the imaging unit.
[0022]
The reading apparatus according to the present invention may further include a conveyance path that extends including the imaging region, and a conveyance unit that conveys the reading object to the imaging region on the conveyance path.
[0023]
By providing the conveyance path and the conveyance means, it is possible to convey the reading object to the imaging region.
[0024]
In the reading device of the present invention, the conveyance path that extends including the imaging area, the conveyance means that conveys the reading object to the imaging area on the conveyance path, and the reading object is arranged in or close to the imaging area. And detecting means for outputting a predetermined detection signal, and the illuminating means may start illumination based on the detection signal.
[0025]
By providing the conveyance path and the conveyance means, it is possible to convey the reading object to the imaging region, and by starting illumination based on the detection signal, the timing at which the reading object is arranged in the imaging region. The surface of the reading object can be imaged.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A reading apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The reading device according to the present embodiment is a reading device that reads a print pattern printed on the surface of a bill (reading object) arranged in an imaging region. First, the configuration of a reading apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a reading apparatus according to the present embodiment.
[0027]
The reading device 10 includes a rectangular parallelepiped imaging unit 14 having an imaging region 12 formed on a part of the upper surface, flat plates 16 and 18 attached to both sides of the imaging region 12, and the imaging region 12 and the flat plates 16 and 18. And a belt conveyor 20 (conveying means) disposed above. Here, the height of the upper surface of the imaging unit 14 in which the imaging region 12 is formed and the height of the upper surfaces of the flat plates 16 and 18 are coincident to form one plane as a whole, and these extend including the imaging region 12. The existing conveyance path 22 is comprised.
[0028]
As shown in the cross-sectional view of FIG. 2, the imaging unit 14 includes a plurality of LEDs 24 (illuminating means), a CCD 26 (imaging means), a light shielding plate 28 (light shielding means), an imaging lens 30, a half mirror 32, etc. Built in.
[0029]
The housing 34 is configured by joining an upper cover 36 formed of a light shielding material and a bottom cover 38 formed of the same light shielding material. Here, a rubber O-ring 39 is provided at a joint portion between the upper cover 36 and the bottom lid 38 in order to prevent dust and the like from entering the housing 34. Further, on the upper surface of the upper cover 36, a portion in which a glass transparent plate 40 is fitted into a reading window 36 a having a part of the wall surface opened is formed, and this portion is connected to the imaging region 12 on the conveyance path 22. Become.
[0030]
A plurality of LEDs 24 that irradiate the imaging region 12 with illumination light are provided at positions facing the reading window 36a. The LED 24 is incorporated on a rectangular printed circuit board 42, and the printed circuit board 42 is fixed to the upper cover 36 via a support column 44. Note that a control signal (an illumination signal S3 described later) is given to the LED 24 via a flat cable 46 extended from the printed circuit board 42 to the outside of the housing 34.
[0031]
Between the printed circuit board 42 in which the LED 24 is incorporated and the reading window 36a, the half mirror 32 is arranged obliquely at an angle of 45 ° with the direction connecting the printed circuit board 42 and the reading window 36a. The half mirror 32 transmits the light emitted from the LED 24 and causes the irradiated light to enter the imaging region 12, and also reflects the light reflected by the surface of the banknote 2 disposed in the imaging region 12 almost vertically to form an image. The light enters the lens 30.
[0032]
An imaging lens 30 is disposed on the optical path of the light reflected by the half mirror 32, that is, at a position retracted from the half mirror 32 in the longitudinal direction of the housing 34. A CCD 26 that captures the surface image of the banknote 2 formed by the image lens 30 is disposed. Here, the CCD 26 is accumulated in the accumulating unit 26b in synchronization with a light receiving unit 26a that generates charges with the incidence of light, an accumulating unit 26b that accumulates charges generated in the light receiving unit 26a, and a readout signal S6 described later. A transfer unit 26c that transfers and outputs charges and a discharge unit 26d that discharges charges generated in the storage unit 26b are provided. The CCD 26 is connected to a flat cable 48 extended to the outside of the housing 34, and various control signals (such as a readout signal S 6 described later) are given to the CCD 26 via the flat cable 48. An output signal from the CCD 26 is output.
[0033]
At a position facing the light receiving portion 26a of the CCD 26, a light shielding plate 28 having an opening 28a at a position corresponding to the upper half of the light receiving portion 26a of the CCD 26 and shielding the lower half is disposed. By arranging the light shielding plate 34 at such a position, a charge region in which charges generated by the incidence of light are present is formed in the upper half of the storage unit 26b of the CCD 26, and the light shielding is formed in the lower half. As a result, an uncharged region where no charge exists is formed.
[0034]
Further, a reflection preventing plate 50 that diffuses the emitted light emitted from the LED 24 is provided between the LED 24 and the half mirror 32. For this reason, the banknote 2 is irradiated with diffused light, and the LED 24 does not appear in the image of the banknote 2.
[0035]
As shown in FIG. 1, the belt of the belt conveyor 20 is provided in the center of the conveyance path 22, and the banknote 2 placed on the conveyance path 22 moves on the conveyance path 22 by driving the belt conveyor 20. It is transported to the imaging area 12 or unloaded from the imaging area 12.
[0036]
A pair of detection LEDs 52 are arranged in the housing 14 at positions corresponding to both sides of the belt, and light emitted from the detection LEDs 52 passes through the reading window 36a and both sides of the belt of the belt conveyor 20. Pass through and proceed upwards. A pair of photodetectors (hereinafter referred to as PD54) is disposed above the belt conveyor 20 and on the optical path of the emitted light. Here, the LED 52 for detection and the PD 54 constitute detection means for detecting that the banknote 2 is disposed in or close to the imaging region 12 and outputting a detection signal.
[0037]
The reading device 10 further includes a control unit 56, a driver 58, and an amplifier 60 shown in FIG. The control unit 56 includes an acquisition signal generation circuit 62, an illumination signal generation circuit 64, a synchronization signal generation circuit 66, a readout signal generation circuit 68, and a discharge signal generation circuit 70. Hereinafter, each component will be described in detail.
[0038]
The capture signal generation circuit 62 generates and outputs a pulsed capture signal S2 based on the detection signal S1 output from the detection means constituted by the detection LED 52 and the PD 54. Specifically, when the banknote 2 is transported on the transport path 22 toward the imaging region 12, an optical path of light (hereinafter referred to as detection light) emitted from the detection LED 52 and incident on the PD 54 is blocked by the banknote 2. The detection light is once blocked. Thereafter, when the banknote 2 reaches the imaging region 12, the banknote 2 deviates from the optical path of the detection light, so that the detection light is transmitted again. The capture signal generation circuit 62 generates a capture signal S <b> 2 at the light transmission timing and outputs the capture signal S <b> 2 to the illumination signal generation circuit 64.
[0039]
The illumination signal generation circuit 64 receives the capture signal S <b> 2 and outputs an illumination signal S <b> 3 that becomes a high level only for a predetermined time to the illumination LED 24 and the discharge signal generation circuit 70. The illumination LED 24 irradiates the imaging region 12 with light while the illumination signal S3 is at a high level. At this time, by monitoring the synchronization signal of the synchronization signal generation circuit 66, it is possible to illuminate between the outputs of the two read signals S6 that precede and follow for a certain period of time.
[0040]
The synchronization signal generation circuit 66 generates a vertical synchronization signal S4 and a horizontal synchronization signal S5 and outputs them to the CCD 26 via the driver 58. Here, the vertical synchronization signal S4 is a periodic signal for generating a pulse at a fixed period in accordance with the television system, that is, NTSC, and the interval of the vertical synchronization signal S4 is the charge transfer time for one field stored in the CCD 26. It becomes. Further, the vertical synchronization signal S4 is also output to the read signal generation circuit 68.
[0041]
The read signal generation circuit 68 divides the vertical synchronization signal S4 received from the synchronization signal generation circuit 66 and generates a read signal S6. The readout signal S6 is a periodic signal that generates a pulse every half cycle of the vertical synchronization signal S4, and the readout signal generation circuit 68 outputs the readout signal S6 to the CCD 26 via the driver 58 and discharges it. Output to the signal generation circuit 70. In the CCD 26, in synchronization with the pulse of the readout signal S4, transfer and output of the charges accumulated in the accumulation unit 26b are started. At this time, the charge in the charge region is transferred prior to the non-charge region in the storage unit 26b. Further, since the readout signal S4 generates a pulse with a period equal to the period of the vertical synchronization signal S4, the readout signal S4 is after the transfer of the charge in the charge region formed in the upper half of the storage unit 26b, Before the charge transfer time for one field in the John method elapses, the next read signal S4 is output. The output image output from the CCD 26 is amplified by the amplifier 60 and then output to the outside.
[0042]
The discharge signal generation circuit 70 repeatedly generates a pulsed discharge signal S 7 and outputs it to the CCD 26 via the driver 58. The discharge signal S7 is a trigger signal for discharging electric charges, and the electric charges accumulated in the accumulation unit 26b of the CCD 26 are discharged along with the input of the discharge signal S7. The discharge signal generation circuit 70 stops the output of the discharge signal S7 and outputs from the read signal generation circuit 68 in synchronization with the timing when the illumination signal S3 becomes high level (that is, the start timing of illumination of the irradiation LED 24). The output of the discharge signal S7 is resumed in synchronization with the read signal S6 pulse.
[0043]
Next, the operation and action of the reading device 10 according to the present embodiment will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a state in which the banknote 2 is transported on the transport path 22 of the reading device 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 4A, the banknote 2 is inserted into a gap between the belt conveyor 20 and the conveyance path 22 formed of the imaging region 12 and the flat plates 14 and 16 formed on the upper surface of the imaging unit 14. 22 is conveyed. Here, light is emitted upward from the detection LED 52, and the emitted light passes through both sides of the imaging region 12 and the belt of the belt conveyor 20 and enters the PD 54.
[0044]
As shown in FIG. 4B, when the banknote 2 is conveyed in accordance with the movement of the belt of the belt conveyor 20 and the banknote 2 reaches the optical path of the outgoing light of the detection LED 52, the outgoing light is blocked by the banknote 2. The detection signal S1 becomes low level. It is determined that the banknote 2 is close to the imaging region 12 when the detection signal S1 is at a low level.
[0045]
Furthermore, when the banknote 2 is conveyed and the banknote 2 arrives at the imaging region 12, as shown in FIG.4 (c), the emitted light of the LED 52 for detection which had been blocked | prevented by the banknote 2 until then is PD54 again. And the detection signal S1 becomes high level. As the detection signal S1 rises, the controller 56 controls the light emission of the illumination LED 24 and the surface of the banknote 2 is imaged by the CCD 26.
[0046]
Hereinafter, the flow of signals after the banknote 2 has reached the imaging region 12 will be described. FIG. 5 is a timing chart of each signal in the reading device according to the related art used for comparison, and FIG. 6 is a timing chart of each signal in the reading device 10 according to the present embodiment.
[0047]
When the banknote 2 reaches the imaging region 12, as described above, the detection signal S1 output from the PD 54 rises from the low level to the high level.
[0048]
When the detection signal S1 rises from a low level to a high level, the capture signal generation circuit 62 generates a pulsed capture signal S2, and the capture signal S2 is output to the illumination signal generation circuit 64.
[0049]
When the capture signal S2 is input to the illumination signal generation circuit 64, an illumination signal S3 that is at a high level only for a predetermined time is generated and output to the illumination LED 24 and the discharge signal generation circuit 70. While the illumination signal S3 is at a high level, light is emitted from the illumination LED 24 to the imaging region 12, and during this time, reflected light from the banknote 2 is incident on the light receiving portion 26a of the CCD 26, and according to the surface pattern of the banknote 2 The charged amount is accumulated in the accumulation unit 26b of the CCD 26. Here, since the housing 14 is made of a light shielding material, it is possible to suppress the influence of ambient light as much as possible.
[0050]
On the other hand, the vertical sync signal S4 and the horizontal sync signal S5 of the television system are generated by the sequential sync signal generation circuit 66 and output to the CCD 26 via the driver 58. Further, the read signal generation circuit 68 divides the vertical synchronization signal S4 generated by the synchronization signal generation circuit 66, thereby generating a read signal S6 that generates a pulse in a period of one half of the vertical synchronization signal S4. And output to the CCD 26 via the driver 58.
[0051]
The CCD 26 is driven by the vertical synchronizing signal S4 and the horizontal synchronizing signal S5, and transfers and outputs the charge accumulated in the accumulating unit 26b each time a pulse of the readout signal S6 occurs. Here, in the reading device according to the prior art, since the pulse of the read signal S6 is generated every charge transfer time for one field, as shown in FIG. 5, one field corresponds to the charge transfer time for one field. Is output.
[0052]
In contrast, in the reading device 10 according to the present embodiment, a pulse of the read signal S6 is generated every half of the charge transfer time for one field. Accordingly, the output of the next image is started at the timing when the image for one-half field is transferred and output. Here, the reading apparatus 10 according to the present embodiment is provided with a light shielding plate 28, and irradiates only the upper half of the light receiving portion 26 a of the CCD 26 with the reflected light from the banknote 2 to form a charge region and the lower side of the CCD 26. Half the charge-free region is used, and the charge in the charge region is transferred prior to the charge-free region. In addition, after the transfer of the image for one half field representing the surface pattern of the banknote 2 is completed, the transfer of the next image is started when the transfer unit 26c of the CCD 26 is in an uncharged state. Therefore, the two images that follow each other do not overlap. As a result, it is possible to output two different half-field images within the time to output an image for one field.
[0053]
By the way, it is often sufficient to discriminate the type of banknote or the like by reading a pattern of a horizontally long (or vertically long) area such as a specific character string in the surface pattern of the banknote 2. The reading device 10 according to the present embodiment is extremely advantageous in such a case. That is, as shown in FIG. 7 (a), when it is desired to read only a horizontally long amount display portion of the surface pattern of the bill 2, a general-purpose CCD 26 having a rectangular light receiving surface with an aspect ratio of approximately 4: 3. In the case of using, as shown in FIG. 7 (b), an image is taken and output up to a portion that is not necessary for discrimination (“XX silver” in FIG. 7 (b)). On the other hand, in the reading device 10 according to the present embodiment, as shown in FIG. 7C, two half-field images including patterns necessary for discrimination are converted into one-field images. Can be output within the output time.
[0054]
Further, due to the discharge signal S7 output from the discharge signal generation circuit 70, the charge is accumulated in the accumulation unit 26b only from the start of illumination of the illumination LED 24 to the readout of the charge, and in other cases, the charge is sequentially increased. Discharged. Therefore, the influence of disturbance light can be extremely reduced.
[0055]
Next, the effect of the reading apparatus according to the present embodiment will be described. The reading apparatus 10 according to the present embodiment uses the light shielding plate 28 to form only an image of a characteristic portion (for example, a monetary amount display portion) on the surface of the banknote 2 as a charge region in the light receiving unit 26a and the storage unit 26b of the CCD 26. By outputting the next reading signal after the transfer of the charge in the charge region and before the charge transfer time for one field elapses, the next transfer signal is output without waiting for the charge transfer time for one field to elapse. Can be processed. Therefore, it is possible to read the surface of the bill 2 as a reading object at high speed using an inexpensive general-purpose CCD without using an expensive special CCD or the like.
[0056]
Further, the reading apparatus 10 according to the present embodiment can easily generate and output the read signal S6 by outputting the read signal S6 in a period obtained by dividing the charge transfer time for one field of the television system into two equal parts. Is possible.
[0057]
Further, the reading device 10 according to the present embodiment can maintain the luminance level of each captured image substantially constant by irradiating illumination light for a certain period between the respective readout signals S6. As a result, a good captured image can be obtained.
[0058]
Further, in the reading device 10 according to the present embodiment, since the CCD 26 includes the discharge unit 26d, the electric charge generated in the light receiving unit 26a before the start of illumination due to the influence of disturbance light can be discharged to the outside. As a result, the influence of disturbance light is reduced, and a good captured image can be obtained.
[0059]
In addition, the reading device 10 according to the present embodiment can easily configure the light shielding unit by adopting the light shielding plate 28 having a part of the opening 28a as the light shielding unit. As a result, the manufacturing cost of the reading device 10 can be reduced.
[0060]
Furthermore, the reading device 10 according to the present embodiment includes the conveyance path 22 and the conveyance unit 20, so that it is possible to convey the banknote 2 that is a reading object automatically and at high speed to the imaging region. . As a result, the surfaces of the plurality of banknotes 2 can be continuously read at high speed.
[0061]
Further, the reading device 10 according to the present embodiment includes a detection LED 52 and a PD 54 that are detection means for detecting that the banknote 2 is arranged in the imaging region 12, and starts illumination in synchronization with the detection signal. Thereby, irradiation light can be effectively irradiated to the surface of the banknote 2 at the timing when the banknote 2 is arrange | positioned in the imaging area 12. FIG. As a result, a very good captured image can be obtained.
[0062]
In the reading apparatus 10 according to the above-described embodiment, the surface pattern of the banknote 2 is imaged only on the upper half of the light receiving unit 26a of the CCD 26 by using the light shielding plate 28, and the captured image is half the charge transfer time for one field. Although reading was performed every period, the surface pattern of the banknote 2 was imaged only on the upper third of the light receiving portion 26a of the CCD 26 by using the light shielding plate 28. As shown in FIG. By generating a pulse of the read signal S6 every one-third period of the charge transfer time, three one-third field images are output within the time for outputting one field image. Also good.
[0063]
In this way, when a further horizontally (or vertically long) region portion as shown in FIG. 9A is read using a general-purpose CCD 26, as shown in FIG. Unnecessary portions (portrait portion in FIG. 7B) are removed, and as shown in FIG. 7C, three fields of one-third images including patterns necessary for discrimination are displayed as one field. Minute images can be output within the output time.
[0064]
Further, in the reading device 10 according to the above-described embodiment, the read signal S6 that generates a pulse is output at intervals equal to the charge transfer time for one field, but the pulse interval of the read signal S6 is equal. It does not have to be. That is, as shown in FIG. 10, the pulse of the readout signal S6 may be generated in synchronization with the fall of the illumination signal S3 from the high level to the low level, that is, the end of the illumination. By doing in this way, the influence of the disturbance light from the end of illumination to charge read-out can be removed. Further, in this case, efficient image output can be performed by performing image output to the outside every half field. That is, the output image is output for every half field as shown in FIG.
[0065]
Further, in the reading device 10 according to the above embodiment, the light shielding plate 28 provided at a position facing the light receiving portion 26a is used as the light shielding means, but this is a part (or all) of the surface of the banknote 2. May be an imaging optical system that forms an image on a part of the light receiving unit 26a of the CCD 26 (upper half, upper third, etc.). Examples of such an imaging optical system include a combination of a half mirror 32 having an opening 32a as shown in FIG. 12 and an imaging lens 30, or a light shielding sheet 72 having an opening 72a as shown in FIG. A combination of the transparent plate 40 attached to the upper surface and the imaging lens 30 is conceivable. Even with the light shielding means having such a configuration, the configuration is easy, and a charge region and a non-charge region can be effectively formed in the storage unit 26b of the CCD 26.
[0066]
Moreover, although the reading apparatus 10 which concerns on the said embodiment was a reading apparatus which reads the printing pattern printed on the surface of the banknote 2, the reading apparatus 10 which concerns on this invention is other paper sheets, such as a slip and a card | curd. The present invention is also applicable as a reading device that reads a pattern appearing on the surface.
[0067]
【The invention's effect】
The reading apparatus of the present invention forms a part of the surface of the reading object as a charge region in the light receiving unit and storage unit of the imaging unit using the light shielding unit, and transfers one field after the transfer of the charge in the charge region. By outputting the next read signal before the charge transfer time for one minute elapses, the next image can be processed without waiting for the charge transfer time for one field to elapse. Accordingly, even if an expensive special CCD is not used, a necessary portion of the surface of the reading object can be read at high speed using an inexpensive general-purpose CCD.
[0068]
In addition, the reading device of the present invention can easily generate and output a read signal by outputting the read signal in a period in which the charge transfer time for one field of the television system is equally divided.
[0069]
In addition, the reading device of the present invention can maintain the luminance level of each captured image substantially constant by irradiating illumination light for a certain period of time between read signals. As a result, a good captured image can be obtained.
[0070]
Further, in the reading apparatus of the present invention, since the imaging unit has the discharge unit, it is possible to effectively discharge the charge generated in the light receiving unit before the start of illumination due to the influence of ambient light. As a result, the influence of disturbance light is reduced, and a good captured image can be obtained.
[0071]
In addition, the reading device of the present invention outputs a readout signal in synchronization with the end of illumination, thereby removing the influence of disturbance light from the end of illumination to the charge readout. As a result, the influence of disturbance light is reduced, and a good captured image can be obtained.
[0072]
Further, the reading device of the present invention is a light-shielding plate having a part of the opening as the light-shielding means, or imaging optics that forms an image of part or all of the surface of the reading object on a part of the light-receiving surface of the imaging means. By adopting the system, the light shielding means can be easily configured. As a result, the manufacturing cost of the reading device can be reduced.
[0073]
Furthermore, since the reading apparatus of the present invention includes the conveyance path and the conveyance means, the reading object can be automatically conveyed to the imaging region at high speed. As a result, the surfaces of a plurality of reading objects can be continuously read at high speed.
[0074]
The reading device of the present invention further includes detection means for detecting that the reading object is arranged in the imaging region, and the reading object is arranged in the imaging region by starting illumination based on the detection signal. It is possible to irradiate the surface of the reading object with the irradiation light effectively at the right timing. As a result, a very good captured image can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a reading device.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an imaging unit.
FIG. 3 is a configuration diagram of a control unit.
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which bills are conveyed.
FIG. 5 is a timing chart showing the flow of each signal.
FIG. 6 is a timing chart showing the flow of each signal.
FIG. 7 is a diagram illustrating an output image.
FIG. 8 is a timing chart showing the flow of each signal.
FIG. 9 is a diagram illustrating an output image.
FIG. 10 is a timing chart showing the flow of each signal.
FIG. 11 is a diagram illustrating an output image.
FIG. 12 is a perspective view of a half mirror.
FIG. 13 is a perspective view of a transparent plate.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Reader, 12 ... Imaging region, 14 ... Imaging unit, 16, 18 ... Planar plate, 20 ... Belt conveyor, 22 ... Conveyance path, 24 ... LED for illumination, 26 ... CCD, 26a ... Light-receiving part, 26b ... Accumulation Part, 26c ... transfer part, 26d ... discharge part, 28 ... light shielding plate, 28a ... aperture, 30 ... imaging lens, 32 ... half mirror, 34 ... housing, 36 ... top cover, 38 ... bottom cover, 39 ... O-ring 40 ... transparent plate, 42 ... printed circuit board, 44 ... support pillar, 46,48 ... flat cable, 50 ... reflection prevention plate, 52 ... detection LED, 54 ... PD, 56 ... control unit, 58 ... driver, 60 ... Amplifier 62 ... Capture signal generation circuit 64 ... Illumination signal generation circuit 66 ... Synchronization signal generation circuit 68 ... Read signal generation circuit 70 ... Discharge signal generation circuit 72 ... Light shielding sheet

Claims

所定の撮像領域に配置された読取り対象物の表面を読み取る読取り装置において、
前記撮像領域に照明光を照射する照明手段と、
光の入射に伴い電荷を生ずる受光部、前記受光部に生じた電荷を蓄積する蓄積部、及び、読み出し信号に基づいて前記蓄積部に蓄積された電荷を転送して出力する転送部を有して、前記撮像領域に配置された前記読取り対象物の表面を撮像する撮像手段と、
前記読み出し信号を出力する制御手段と、
前記撮像手段の前記受光部の一部を遮光する遮光手段と
を備え、
前記蓄積部には、光の入射に伴って生じた電荷が存在する電荷領域と前記遮光手段により遮光されることによって電荷が存在しない無電荷領域とが形成され、
前記転送部は、前記無電荷領域に先だって、前記電荷領域の電荷の転送を行い、
前記制御手段は、前記電荷領域の電荷の転送の終了後であって、前記電荷領域と前記無電荷領域とを合わせた１フィールド分の電荷転送時間が経過する前に、次位の読み出し信号を出力する
ことを特徴とする読取り装置。In a reading device that reads the surface of a reading object arranged in a predetermined imaging area,
Illuminating means for illuminating the imaging region with illumination light;
A light-receiving unit that generates a charge upon incidence of light, a storage unit that stores the charge generated in the light-receiving unit, and a transfer unit that transfers and outputs the charge stored in the storage unit based on a read signal Imaging means for imaging the surface of the object to be read arranged in the imaging area;
Control means for outputting the readout signal;
A light shielding means for shielding a part of the light receiving portion of the imaging means,
In the storage part, a charge region where charges generated with the incidence of light are present and a non-charge region where charges are not present by being shielded by the light shielding means are formed,
The transfer unit performs charge transfer of the charge region prior to the non-charge region,
The control means outputs the next read signal after the charge transfer of the charge region is completed and before the charge transfer time for one field including the charge region and the non-charge region elapses. A reader characterized by outputting.

前記電荷転送時間は、テレビジョン方式によって定められ、
前記制御手段は、
テレビジョン方式の１フィールド分の電荷転送時間を等分した周期で、前記読み出し信号を順次出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の読取り装置。The charge transfer time is determined by a television system,
The control means includes
2. The reading apparatus according to claim 1, wherein the readout signals are sequentially output in a cycle in which a charge transfer time for one field of a television system is equally divided.

前記照明手段は、
相前後する２つの前記読み出し信号の出力間で、一定の時間だけ前記撮像領域に照明光を照射する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の読取り装置。The illumination means includes
3. The reading apparatus according to claim 1, wherein the imaging region is irradiated with illumination light for a certain period of time between the outputs of the two reading signals that are adjacent to each other. 4.

前記撮像手段は、
前記蓄積部に生じた電荷を排出する排出部をさらに有し、
前記排出部は、前記読み出し信号に同期して電荷の排出を開始し、前記照明手段による照明の開始に同期して前記電荷の排出を停止する
ことを特徴とする請求項３に記載の読取り装置。The imaging means includes
A discharge unit for discharging the charge generated in the storage unit;
The reading device according to claim 3, wherein the discharging unit starts discharging charges in synchronization with the readout signal, and stops discharging charges in synchronization with the start of illumination by the illumination unit. .

前記遮光手段は、前記撮像手段の前記受光部に対向して配置され、一部に開口を有する遮光板である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の読取り装置。The light shielding means, wherein disposed opposite to the light receiving portion of the imaging means, the reading device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a light shielding plate having an opening in a part.

前記遮光手段は、前記読取り対象物の表面の一部または全部を、前記撮像手段の前記受光部の一部に結像させる結像光学系である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の読取り装置。The light shielding means, either the part or the whole of the surface of the reading object, according to claim 1-4, characterized in that the a light receiving portion imaging optical system for imaging a portion of the image pickup means A reading device according to claim 1.

前記撮像領域を含んで延在する搬送路と、
前記搬送路上で前記読取り対象物を前記撮像領域まで搬送する搬送手段とをさらに備えた
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の読取り装置。A conveyance path extending including the imaging region;
Reading device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said read object in the conveying path, further comprising conveying means for conveying to said imaging region.

前記撮像領域を含んで延在する搬送路と、
前記搬送路上で前記読取り対象物を前記撮像領域まで搬送する搬送手段と、
前記撮像領域に前記読取り対象物が配置され、若しくは近接したことを検出し、所定の検出信号を出力する検出手段と
をさらに備え、
前記照明手段は、前記検出信号に基づいて照明を開始する
ことを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の読取り装置。A conveyance path extending including the imaging region;
Transport means for transporting the object to be read to the imaging region on the transport path;
Detecting means for detecting that the reading object is arranged or approached in the imaging region, and outputting a predetermined detection signal;
The illumination means, the reading device according to any one of claims 3-6, characterized in that to start the illumination on the basis of the detection signal.