JP5989475B2 - 画像読取装置、及び紙葉類処理装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、画像読取装置、及び紙葉類処理装置に関する。
従来、種々の紙葉類の検査を行う紙葉類処理装置が実用化されている。紙葉類処理装置は、紙葉類の画像を読み取る画像読取装置を有する。紙葉類処理装置は、投入部に投入された紙葉類を１枚ずつ取り込み、画像読取装置（光検出装置）に搬送する。
画像読取装置は、照明部（照明装置）とラインイメージセンサとを有する。画像読取装置は、照明部により紙葉類に対して照明装置により光を照射する。画像読取装置は、ラインイメージセンサにより、搬送される紙葉類に照射された光の反射光を読み取り、紙葉類の光学的な特徴（特徴量）を検出する。紙葉類処理装置は、予め設定された種々のパラメータと、検出された特徴量との比較を行うことにより、紙葉類を識別する。
また、紙葉類が高速で搬送される場合、画像読取装置の読取範囲でばたつき（紙葉類の搬送面に垂直な方向の位置のばらつき）が生じる可能性がある。そこで、紙葉類の搬送面に垂直な方向の照度の均一性を高めた照明装置を有する画像読取装置がある。
特開２０１２−０６０３１３号公報
紙葉類処理装置では、紙葉類上のしわ、及び折り目などを検出することが想定されている。しかし、上記したような画像読取装置により紙葉類に対して均一に光が照射された場合、紙葉類の面全体が均一に照明されてしまう。この為、しわ及び折り目で影ができず、しわ及び折り目の見分けが付かないという課題がある。
そこで本発明は、より高い精度で画像を読み取る画像読取装置、及び紙葉類処理装置を提供することを目的とする。
一実施形態に係る画像読取装置は、搬送部により搬送される紙葉類の画像を読み取る画像読取装置であって、前記紙葉類に対して赤外光を含まない可視光を照射する第１の照明部と、前記第１の照明部とは異なる角度から前記紙葉類に対して可視光と赤外光とを照射する第２の照明部と、前記紙葉類により反射された可視光及び赤外光を受光し、可視画像と赤外画像とを撮像する撮像部と、を具備する。
図１は、一実施形態に係る紙葉類処理装置について説明するための図である。 図２は、一実施形態に係る画像読取装置について説明するための図である。 図３は、一実施形態に係る画像読取装置について説明するための図である。 図４は、一実施形態に係る画像読取装置について説明するための図である。 図５は、一実施形態に係る画像読取装置について説明するための図である。 図６は、一実施形態に係る画像読取装置について説明するための図である。 図７は、一実施形態に係る画像読取装置について説明するための図である。 図８は、一実施形態に係る画像読取装置について説明するための図である。
以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る画像読取装置、及び紙葉類処理装置について詳細に説明する。
図１は、一実施形態に係る紙葉類処理装置１００の構成例を示す。
紙葉類処理装置１００は、画像読取装置による検出結果に基づいて、紙葉類１の券種（ｄｅｎｏｍｉｎａｔｉｏｎ）及び世代（ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）などのカテゴリ（ｃａｔｅｇｏｒｙ）、紙葉類１の真偽（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）、並びに、紙葉類１の正損（ｆｉｔｎｅｓｓ）などを識別することができる。
紙葉類処理装置１００は、供給部１０、分離ローラ１１、搬送系１２、第１のゲート１３、第１のスタッカ１４、第２のゲート１５、第２のスタッカ１６、画像読取部２０、制御部４０、バッファメモリ５０、辞書記憶部６０、操作部７０、表示部８０、及び入出力部９０を備える。また、紙葉類処理装置１００は、第２のゲート１５の後段に図示しない裁断部を備える。
制御部４０は、紙葉類処理装置１００の各部の動作を統合的に制御する。制御部４０は、ＣＰＵ、ランダムアクセスメモリ、プログラムメモリ、及び不揮発性メモリなどを備える。ＣＰＵは、種々の演算処理を行う。ランダムアクセスメモリは、ＣＰＵにより行われる演算の結果を一時的に記憶する。プログラムメモリ及び不揮発性メモリは、ＣＰＵが実行する種々のプログラム及び制御データなどを記憶する。制御部４０は、ＣＰＵによりプログラムメモリに記憶されているプログラムを実行することにより、種々の処理を行うことができる。
供給部１０は、紙葉類処理装置１００に取り込む紙葉類１をストックする。供給部１０は、重ねられた状態の紙葉類１をまとめて受け入れる。
分離ローラ１１は、供給部１０の下端に設置される。供給部１０に紙葉類１が投入される場合、投入された紙葉類１の集積方向の下端に接する。分離ローラ１１は、回転することにより、供給部１０にセットされる紙葉類１を集積方向の下端から１枚ずつ紙葉類処理装置１００の内部に取り込む。
分離ローラ１１は、たとえば、１回転するごとに１枚の紙葉類１を取り込む。これにより、分離ローラ１１は、紙葉類１を一定のピッチで取り込む。分離ローラ１１により取り込まれた紙葉類１は、搬送系１２に導入される。
搬送系１２は、紙葉類１を紙葉類処理装置１００内の各部に搬送する搬送部である。搬送系１２は、図示しない搬送ベルト及び図示しない駆動プーリなどを備える。搬送系１２は、図示しない駆動モータにより駆動プーリを駆動する。搬送ベルトは、駆動プーリにより動作する。
搬送系１２は、分離ローラ１１により取り込む紙葉類１を搬送ベルトにより一定速度で搬送する。なお、搬送系１２において分離ローラ１１に近い側を上流側、逆側を下流側として説明する。
画像読取部２０は、搬送系１２により搬送される紙葉類１から画像を取得する。画像読取部２０は、例えば、カメラ、照明、背景板、画像読取部、画像処理部、及び制御部を備える。カメラ及び照明と背景板とは、互いに搬送系１２を挟んで対向する位置に配置される。カメラは、例えば、Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ（ＣＣＤ）またはＣＭＯＳなどのラインイメージセンサと、光をセンサに結像させるレンズとを備える。レンズは、紙葉類１上の反射光と、背景板上の反射光とを受光し、センサに結像させる。センサは、結像された光に応じて電気信号を生成し、画像を取得する。これにより、画像読取部２０は、搬送系１２により搬送される紙葉類１の画像を読み取る。
さらに、画像読取部２０は、取得した画像から特徴量を算出する。画像読取部２０は、算出した特徴量と、画像とを制御部４０に供給する。
制御部４０は、供給された特徴量に基づいて、紙葉類１の真偽を識別する。即ち、制御部４０は、紙葉類１が真券(ｇｅｎｕｉｎｅ)であるか、偽券(ｃｏｕｎｔｅｒｆｅｉｔ)であるか識別する。
また、制御部４０は、供給された特徴量に基づいて、紙葉類１の券種及び世代などのカテゴリを識別する。
さらに、制御部４０は、供給された特徴量に基づいて、紙葉類１の正損を識別する。即ち、制御部４０は、紙葉類１が再流通（ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）可能な正券（ｆｉｔ ｓｈｅｅｔ）であるか、再流通不可能な損券（ｕｎｆｉｔ ｓｈｅｅｔ）であるかを識別する。
第１のゲート１３及び第２のゲート１５は、搬送系１２の画像読取部２０より下流に設けられる。第１のゲート１３及び第２のゲート１５は、それぞれ制御部４０の制御に基づいて動作する。制御部４０は、紙葉類１に対する各種の識別の結果に応じて第１のゲート１３及び第２のゲート１５を制御する。
第１のゲート１３は、紙葉類１の搬送先を第１のスタッカ１４と第２のゲート１５とで切り替える。また、第２のゲート１５は、紙葉類１の搬送先を第２のスタッカ１６と裁断部とで切り替える。
制御部４０は、正券と判定した紙葉類１を第１のスタッカ１４または第２のスタッカ１６に搬送するように、第１のゲート１３及び第２のゲート１５を制御する。即ち、制御部４０は、正券を種類毎に区分けして集積するように各部を制御する。
また、制御部４０は、損券と判定した紙葉類１を第２のゲート１５の後段に設けられる裁断部に搬送するように、第１のゲート１３及び第２のゲート１５を制御する。即ち、制御部４０は、損券と判定した紙葉類１を裁断部に搬送し、裁断部により裁断するように各部を制御する。
バッファメモリ５０は、種々の処理結果を記憶する。例えば、バッファメモリ５０は、画像読取部２０により取得された画像を記憶する。また、バッファメモリ５０は、画像から算出された特徴量などを記憶する。なお、バッファメモリ５０は、制御部４０が備えるランダムアクセスメモリまたは不揮発性メモリなどにより代用されてもよい。
辞書記憶部６０は、上記の識別処理に用いられる種々のパラメータを記憶する。辞書記憶部６０は、例えば、紙葉類のカテゴリ毎にパラメータを予め記憶する。制御部４０は、辞書記憶部６０により記憶されているパラメータと、上記の特徴量とに基づいて識別処理を行う。これにより、制御部４０は、紙葉類のカテゴリ、真偽、及び正損を識別することができる。
操作部７０は、オペレータによる各種操作入力を操作部により受け付ける。操作部７０は、オペレータにより入力される操作に基づいて操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部４０に伝送する。表示部８０は、制御部４０の制御に基づいて種々の画面を表示する。例えば、表示部８０は、オペレータに対して各種の操作案内、及び処理結果などを表示する。なお、操作部７０と表示部８０とは、タッチパネルとして一体に形成されていてもよい。
入出力部９０は、紙葉類処理装置１００に接続される外部機器、または記憶媒体とデータの送受信を行う。例えば、入出力部９０は、ディスクドライブ、ＵＳＢコネクタ、ＬＡＮコネクタ、またはデータの送受信が可能な他のインターフェースなどを備える。紙葉類処理装置１００は、入出力部９０に接続される外部機器、または記憶媒体からデータを取得することができる。また、紙葉類処理装置１００は、入出力部９０に接続される外部機器、または記憶媒体に処理結果を伝送することもできる。
図２は、画像読取部（画像読取装置）２０の例を示す。
画像読取部２０は、照明２１（第１の照明２１）、第２の照明２２（第２の照明２２）、及びカメラ２３を備える。画像読取部２０は、搬送系１２により図２に示す矢印Ａの方向に搬送されている紙葉類１から画像を読み取る。なお、画像読取部２０は、紙葉類１が搬送される搬送面Ｐ上の所定の範囲を撮像する。
照明２１は、搬送系１２により搬送されている紙葉類１に対して光を照射する。照明２１は、少なくともカメラ２３の読取範囲より広い照射範囲に対して光を照射する。照明２１は、赤外光を含まない可視光を紙葉類１に対して照射することができる構成を備える。
照明２２は、搬送系１２により搬送されている紙葉類１に対して光を照射する。照明２２は、少なくともカメラ２３の読取範囲より広い照射範囲に対して光を照射する。また、照明２２は、少なくとも可視光と赤外光とを同時に紙葉類１に対して照射することができる構成を備える。
照明２１及び照明２２は、光源と、光学系とを備える。光源は、光を射出する素子である。例えば、光源は、ＬＥＤ、有機ＥＬ、冷陰極管、ハロゲン光源、蛍光灯、または他の発光素子を備える。光学系は、光源から放射された光を集光及び導光し、カメラ２３の読取範囲に照射させる。
照明２１及び照明２２（照明装置）は、被検物として紙葉類の表面に光を照射する。この場合、照明装置は、ラインイメージセンサの長尺方向に均一になるような照度分布を備えることが望ましい。
カメラ２３の読取範囲に紙葉類１が存在する場合、照明２１及び２２からの光は、紙葉類１に照射される。紙葉類１に照射された光は、紙葉類１の表面で反射する。
カメラ２３は、ＣＣＤ、またはＣＭＯＳなどのフォトダイオードがライン状に配列されたフォトダイオードアレイ（ラインイメージセンサ）と、このラインイメージセンサに光を結像させる例えばレンズなどの光学系とを備える。ラインイメージセンサは、受光した光を電気信号、即ち画像に変換するライン状に配列された複数の撮像素子（画素）を備える。
カメラ２３は、例えば、紙葉類１が搬送される搬送面Ｐに対して垂直な方向（ｚ軸方向）の撮像光軸を有する。カメラ２３は、照明２１及び２２から紙葉類１に照射された光の反射光を受光し、画像を取得する。
ラインイメージセンサは、受光した光に応じて電荷を蓄積する。また、ラインイメージセンサは、ラインイメージセンサの各画素に蓄積された電荷に応じたアナログの電圧レベルを所定のタイミングで図示しないアナログディジタル変換器（ＡＤ変換器）に出力する。
ＡＤ変換器は、ラインイメージセンサから供給されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換し、さらにＡＧＣ補正などの補正を行う。カメラ２３は、連続してラインイメージセンサにより取得されたアナログ信号をディジタル信号に変換する。カメラ２３は、連続したディジタル信号に基づいて、紙葉類１の画像を取得することができる。
なお、カメラ２３の撮像範囲に搬送される紙葉類１は、傾きのない通常搬送状態の他に、位置ずれ、若しくは傾きが生じた状態、即ち、スライド／スキュー搬送状態（斜め搬送状態）で搬送される場合がある。そこで、カメラ２３は、搬送される紙葉類１の搬送状態に応じて紙葉類１の画像を補正する。
即ち、カメラ２３は、紙葉類１の画像に基づいて、紙葉類１の位置の検出（スライド量の検出）、及び傾きの検出（スキュー量の検出）を行う。カメラ２３は、スライド量及びまたはスキュー量に応じて、紙葉類１の画像を補正する。さらに、カメラ２３は、補正された紙葉類１の画像から、特徴量の演算を行なう。カメラ２３は、制御部４０に算出した特徴量を送信する。
制御部４０は、供給された特徴量に基づいて、紙葉類１の真偽、券種、及び正損などを識別する。
照明２１は、反射部材２１１、光源２１２、及び実装基板２１３を備える。
図３は、照明２１の光源２１２、及び実装基板２１３の構成の例を示す。
光源２１２は、光を放出する発光素子である。上記したように、光源２１２は、赤外光を除く可視光を放出する構成である。照明２１は、紙葉類１の搬送方向と直交する方向（カメラ２３の走査方向と平行な方向）にライン状に所定の間隔をおいて配列された複数の光源２１２としてのＬＥＤを備える。即ち、照明２１は、線状の範囲に可視光を放出する発光部を備える。
なお、本実施形態では、光源２１２としてＬＥＤを用いる例について説明するが、この構成に限定されない。光源２１２は、赤外光を含まない可視光を放出することができる構成であれば、如何なる構成であってもよい。
実装基板２１３は、光源２１２としてのＬＥＤを配設する為の基盤である。実装基板２１３は、例えば、アルミ、銅、または他の放熱性の高い素材により形成される。また、実装基板２１３には、光源２１２を点灯させる為の電気回路が設置されている。
反射部材２１１は、光を全反射するミラー（反射面）を備える。図２に示すように、反射部材２１１のミラーは、折線状に形成される。即ち、反射部材２１１のミラーは、断面が複数の直線の形状を有する。即ち、反射部材２１１は、光源２１２及び搬送面Ｐに対して角度の異なる複数の反射面を有する。
反射部材２１１のミラーは、例えば、アルミなどの金属部材などにより構成される。即ち、断面の形状が折線形状になるように金属部材を削り出す。さらに、金属部材の表面を研磨することにより、鏡面（反射面）を形成する。これにより、反射部材２１１のミラーを形成することができる。
また、反射部材２１１のミラーは、例えば、折り曲げられた板金により形成されていてもよい。この場合、断面の形状が折線形状になるように板金を折り曲げる。さらに、板金の表面を研磨することにより、鏡面の反射面を形成する。これにより、反射部材２１１のミラーを形成することができる。
また、反射部材２１１のミラーは、例えば、矩形状の複数のミラーにより形成されていてもよい。この場合、断面の形状が折線形状になるように複数のミラーを組み合わせる。これにより、反射部材２１１のミラーを形成することができる。
このような構成によると、照明２１は、光源２１２からの光の照度が搬送面Ｐに垂直な方向で均一になるように光源２１２からの光を反射部材２１１により反射させることができる。これにより、照明２１は、紙葉類１の撮像光軸の方向（ｚ軸方向）の変動に因らず、安定した照度の光を紙葉類１に照射することができる。
なお、上記したように、反射部材２１１の各鏡面は、光源２１２からの光が紙葉類１の搬送面Ｐに対して所定の角度で入射するように構成されている。これにより、照明２１は、紙葉類１の搬送面Ｐに対して所定の角度で可視光を照射することができる。
また、照明２２は、反射部材２２１、光源２２２、及び実装基板２２３を備える。
図４は、照明２２の光源２２２、及び実装基板２２３の構成の例を示す。
光源２２２は、光を放出する発光素子である。照明２２は、可視光を放出する複数の光源２２２ａと、赤外光を放出する複数の光源２２２ｂとを備える。光源２２２ａは、例えば、可視光を放出するＬＥＤである。また、光源２２２ｂは、赤外光を放出するＬＥＤである。
光源２２２ａは、紙葉類１の搬送方向と直交する方向（カメラ２３の走査方向と平行な方向）にライン状に所定の間隔をおいて配列されている。また、光源２２２ｂは、光源２２２ａの間に設けられている。即ち、照明２２は、光源２２２ａと光源２２２ｂとが交互にライン状に配列された発光部を備える。照明２２は、この発光部により、線状の範囲に可視光と赤外光との混合光を放出することができる。
なお、本実施形態では、光源２１２としてＬＥＤを用いる例について説明するが、この構成に限定されない。光源２１２は、特定の波長（例えば赤外光）を含まない光を放出することができる構成であれば、如何なる構成であってもよい。
なお、実装基板２２３は、照明２１の実装基板２１３と同様の構成である為、説明を省略する。また、反射部材２２１は、照明２１の反射部材２１１と同様の構成である為、説明を省略する。なお、照明２２の反射部材２２１及び光源２２２は、照明２１の反射部材２１１及び光源２１２とそれぞれカメラ２３の撮像光軸を挟んで対称の位置に設けられている。
このような構成によると、照明２２は、光源２２２からの可視光及び赤外光の照度が搬送面Ｐに垂直な方向で均一になるように光源２２２からの可視光及び赤外光を反射部材２２１により反射させることができる。これにより、照明２２は、紙葉類１の撮像光軸の方向（ｚ軸方向）の変動に因らず、安定した照度の可視光及び赤外光を紙葉類１に照射することができる。
また、反射部材２２１の各鏡面は、光源２２２からの光が紙葉類１の搬送面Ｐに対して所定の角度で入射するように構成されている。これにより、照明２２は、紙葉類１の搬送面Ｐに対して所定の角度で可視光及び赤外光を照射することができる。
なお、照明２２の各部は、照明２１とカメラ２３の撮像光軸を挟んで対称な位置に設けられている。即ち、照明２１及び照明２２は、カメラ２３の撮像範囲に対して搬送系１２の上流側と下流側とから可視光を照射することができる。さらに、照明２２は、カメラ２３の撮像範囲に対して搬送系１２の下流側（または上流側のいずれか）から赤外光を照射することができる。なお、照明２１と照明２２の配置は、搬送方向の上流と下流の順番はなくどちらでも構わない。
なお、カメラ２３は、複数のセンサにより同軸で入射した光を撮像する機能を有する。この為に、カメラ２３は、複数のラインイメージセンサを備える。また、光学系は、１つの光軸で入射した光を分光し、複数のラインイメージセンサに結像させることができる。
図２に示すように、カメラ２３は、レンズ２３１、複数のセンサ２３２、及び分光部材２３３を備える。レンズ２３１は、光を受光し、受光した光をセンサ２３２に結像させる光学系である。レンズ２３１は、所定の範囲から光を受光し、センサ２３２に結像させる。
カメラ２３は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）などの可視光と、赤外光（ＩＲ）とをそれぞれ検出する複数のラインイメージセンサ２３２を備える。即ち、カメラ２３は、赤色の光を検出してＲ信号を生成するラインイメージセンサ２３２ｒ、緑色の光を検出してＧ信号を生成するラインイメージセンサ２３２ｇ、青色の光を検出してＢ信号を生成するラインイメージセンサ２３２ｂ、及び赤外光を検出してＩＲ信号を生成するラインイメージセンサ２３２ｉｒを備える。
分光部材２３３は、１つの光軸で入射した光を赤、緑、青、及び赤外光の４つの波長域の光に分光するプリズムを有する。分光部材２３３は、入射した光から赤色の光を分光し、分光した光をラインイメージセンサ２３２ｒに結像させる。分光部材２３３は、入射した光から緑色の光を分光し、分光した光をラインイメージセンサ２３２ｇに結像させる。分光部材２３３は、入射した光から青色の光を分光し、分光した光をラインイメージセンサ２３２ｂに結像させる。分光部材２３３は、入射した光から赤外光を分光し、分光した光をラインイメージセンサ２３２ｉｒに結像させる。即ち、分光部材２３３は、同一の光軸で入射した光を異なる波長を有する複数の光に分光する。
また、カメラ２３は、１つの光軸で入射した光を複数のラインイメージセンサに結像させるのではなく、異なる位置から入射した異なる波長の光をそれぞれ異なるラインイメージセンサに結像させる構成であってもよい。
例えば、カメラ２３は、紙葉類１の搬送方向に所定の距離を離隔された撮像範囲からそれぞれ異なる色の光を検出する構成であってもよい。カメラ２３は、異なる位置から検出された異なる色の信号の位置ずれを画像信号処理により補正し、紙葉類１の可視画像を取得する構成であってもよい。
カメラ２３は、ラインイメージセンサ２３２ｒ、２３２ｇ、及び２３２ｂにより検出した信号を可視画像用の電気信号として出力する。ＡＤ変換器は、可視画像用の電気信号に基づいて、可視画像を取得することができる。
また、カメラ２３は、ラインイメージセンサ２３２ｉｒにより検出した信号を赤外画像（ＩＲ画像）用の電気信号として出力する。ＡＤ変換器は、赤外画像用の電気信号に基づいて、赤外画像を取得することができる。
即ち、カメラ２３の撮像範囲に紙葉類１が存在する場合、紙葉類１の表面で拡散反射した可視光及び赤外光が同一の光軸でカメラ２３のレンズ２３１に入射する。カメラ２３は、同一の光軸で入射した可視光と赤外光とを含む光から、可視画像と赤外画像とをそれぞれ取得することができる。
なお、可視光は、カメラ２３の撮像光軸を挟んで搬送系１２の上流側と下流側との両方から紙葉類１に対して所定の角度で照射されている。この為、画像読取部２０は、紙葉類１にシワまたは折り目などが存在する場合に影が生じにくい状態で可視画像を読み取ることができる。
また、赤外光は、カメラ２３の撮像光軸を挟んだ搬送系１２の上流側と下流側との両いずれか一方から紙葉類１に対して所定の角度で照射されている。この為、画像読取部２０は、紙葉類１にシワまたは折り目などが存在する場合に影が生じやすい状態で赤外画像を読み取ることができる。
図５は、画像読取部２０の信号処理の例を示す。
画像読取部２０は、照明２１を駆動する為の照明駆動部２４と、照明２２を駆動する為の照明駆動部２５とを備える。照明駆動部２４は、照明２１の点灯及び発光強度を制御する。照明駆動部２５は、照明２２の点灯及び発光強度を制御する。
また、画像読取部２０のカメラ２３は、受光制御部２３４、可視光センサとしてのラインイメージセンサ２３２ｒ、２３２ｇ、及び２３２ｂ、画像補正部２３５、並びに補正用データを記憶するメモリ２３６を備える。
受光制御部２３４は、ラインイメージセンサ２３２ｒ、２３２ｇ、及び２３２ｂによる信号の検出を制御する。例えば、受光制御部２３４は、紙葉類１の搬送速度に応じた周期で信号を検出するようにラインイメージセンサ２３２ｒ、２３２ｇ、及び２３２ｂを制御する。カメラ２３は、図示しないＡＤ変換器により、ラインイメージセンサ２３２ｒ、２３２ｇ、及び２３２ｂにより検出された信号をＡＤ変換し、可視画像を取得する。
画像補正部２３５は、メモリ２３６に格納されている補正用データを用いて可視画像を補正する。メモリ２３６は、予め設定された補正用データを記憶するメモリである。
例えば、メモリ２３６は、ラインイメージセンサ２３２ｒ、２３２ｇ、及び２３２ｂの各画素毎の感度の不均一特性、照明２１及び２２の明るさのムラ、及びまたはレンズ２３１の光学特性などに基づいて生成された補正値を補正用データとして記憶する。画像補正部２３５は、メモリ２３６に格納されている補正用データに基づいて、シェーディング補正、明るさ補正、及びひずみ補正などを可視画像に施す。カメラ２３は、補正された可視画像を制御部４０に送信する。
また、画像読取部２０のカメラ２３は、受光制御部２３７、赤外光センサとしてのラインイメージセンサ２３２ｉｒ、画像補正部２３８、及び補正用データを記憶するメモリ２３９を備える。
受光制御部２３７は、ラインイメージセンサ２３２ｉｒによる信号の検出を制御する。例えば、受光制御部２３７は、紙葉類１の搬送速度に応じた周期で信号を検出するようにラインイメージセンサ２３２ｉｒを制御する。また、受光制御部２３７は、ラインイメージセンサ２３２ｒ、２３２ｇ、及び２３２ｂと同じタイミングでラインイメージセンサ２３２ｉｒにより信号を検出するように制御する構成であってもよい。
カメラ２３は、図示しないＡＤ変換器により、ラインイメージセンサ２３２ｉｒにより検出された信号をＡＤ変換し、赤外画像を取得する。
画像補正部２３８は、メモリ２３９に格納されている補正用データを用いて赤外画像を補正する。メモリ２３９は、予め設定された補正用データを記憶するメモリである。
例えば、メモリ２３９は、ラインイメージセンサ２３２ｉｒの各画素毎の感度の不均一特性、照明２２の明るさのムラ、及びまたはレンズ２３１の光学特性などに基づいて生成された補正値を補正用データとして記憶する。画像補正部２３８は、メモリ２３９に格納されている補正用データに基づいて、シェーディング補正、明るさ補正、及びひずみ補正などを赤外画像に施す。カメラ２３は、補正された赤外画像を制御部４０に送信する。
制御部４０は、例えば、プログラムを実行することにより、第１の汚損検出部４１、第２の汚損検出部４２、統合判定部４３、及び区分制御部４４として機能する。
上記したように、制御部４０は、画像読取部２０から供給された可視画像及び赤外画像をバッファメモリ５０に記憶する。また、制御部４０は、辞書記憶部６０に記憶されている判定基準としてのパラメータを読み出す。
第１の汚損検出部４１は、辞書記憶部６０から読み出したパラメータと、カメラ２３から供給された可視画像とを比較する。第１の汚損検出部４１は、比較結果に基づいて、紙葉類１の汚損を検出する。例えば、第１の汚損検出部４１は、紙葉類１上の汚損、シミ、及び落書き等を検出する。第１の汚損検出部４１は、検出結果（第１の検出結果）を統合判定部４３に送信する。
第１の汚損検出部４１は、可視画像の出力信号量を評価し、明るさの絶対量を算出する。第１の汚損検出部４１は、例えば、可視画像を複数の領域に分割する。第１の汚損検出部４１は、分割された領域ごとに、明るさの平均値、分布頻度（ヒストグラム）、最大値、最小値、標準偏差、及び分散等の項目を算出する。
例えば、可視画像がＲＧＢの３波長の光に基づいて検出された画像である場合、第１の汚損検出部４１は、色毎に上記の各項目の演算を行なう。また、第１の汚損検出部４１は、色間で上記の各項目の演算を行う構成であってもよい。
第１の汚損検出部４１は、予め正券から収集されたデータ（基準パラメータ）と、可視画像から算出された値とを比較することにより、紙葉類１の汚損の有無、及び汚損の程度（疲弊状態、及び黄ばみなど）を判定する。
また、第１の汚損検出部４１は、可視画像中の透かし部、または端面などの余白部分の画素間の明るさの差（差分）を抽出する。第１の汚損検出部４１は、抽出した差分により、紙葉類１上の落書き等の汚れを検出することができる。さらに、第１の汚損検出部４１は、画素間の差分と、画素間の差分を抽出した領域の周辺で抽出された落書き及びシワとに基づいて、紙葉類１上の落書き及びシワの有無を統合的に判定する。なお、第１の汚損検出部４１は、画素間の差分抽出をラインイメージセンサ２３２の走査方向と、紙葉類１の搬送方向との両方で行う。これにより、第１の汚損検出部４１は、落書き線の方向による性能差を低減できる。
第２の汚損検出部４２は、辞書記憶部６０から読み出したパラメータと、カメラ２３から供給された赤外画像とを比較する。第２の汚損検出部４２は、比較結果に基づいて、紙葉類１の汚損を検出する。例えば、第２の汚損検出部４２は、紙葉類１上のシワ、折れ目、及び落書き等を検出する。第２の汚損検出部４２は、検出結果（第２の検出結果）を統合判定部４３に送信する。
第２の汚損検出部４２は、赤外画像の出力信号量を評価し、明るさの絶対量を算出する。第２の汚損検出部４２は、例えば、赤外画像を複数の領域に分割する。第２の汚損検出部４２は、分割された領域ごとに、明るさの平均値、分布頻度（ヒストグラム）、最大値、最小値、標準偏差、及び分散等の項目を算出する。
第２の汚損検出部４２は、予め正券から収集されたデータ（基準パラメータ）と、赤外画像から算出された値とを比較することにより、紙葉類１のシワ、折れ目、落書きの有無、及び汚損の程度（疲弊状態、及び黄ばみなど）などを判定する。
なお、第２の汚損検出部４２は、赤外画像または赤外画像の明るさに関する情報を第１の汚損検出部４１に送信してもよい。この場合、第１の汚損検出部４１は、赤外画像の明るさと、可視画像の明るさとの比率を算出する。第１の汚損検出部４１は、算出した比率に基づいて、紙葉類１上の黄ばみ、及び汚損などの検出を行う構成であってもよい。
統合判定部４３は、第１の汚損検出部４１から供給された第１の検出結果と、第２の汚損検出部４２から供給された第２の検出結果と、に基づいて、紙葉類１上の状態を統合的に判定する。統合判定部４３は、例えば、第１の検出結果と第２の検出結果とに基づいて、紙葉類１のシワの有無、折れ目の有無、シミの有無、落書きの有無、汚損の程度（疲弊状態、及び黄ばみなど）などを判定する。
さらに、統合判定部４３は、たとえば図示しない磁気検知部などの他の検査部による検査結果を受け取る。統合判定部４３は、複数の検出部による検出結果、第１の検出結果、及び第２の検出結果などに基づいて、紙葉類１の券種、真偽、及び正損などを判定する。
区分制御部４４は、統合判定部４３による判定結果に応じて、紙葉類１を区分するようにゲート及び搬送路などを制御する。即ち、区分制御部４４は、正券と判定した紙葉類１を第１のスタッカ１４または第２のスタッカ１６に搬送するように、第１のゲート１３及び第２のゲート１５を制御する。さらに、区分制御部４４は、紙葉類１の券種に応じて異なるスタッカに紙葉類１を区分する。
また、区分制御部４４は、損券と判定した紙葉類１を第２のゲート１５の後段に設けられる裁断部に搬送するように、第１のゲート１３及び第２のゲート１５を制御する。即ち、制御部４０は、損券と判定した紙葉類１を裁断部に搬送し、裁断部により裁断するように各部を制御する。
またさらに、区分制御部４４は、偽券と判定した紙葉類１を図示しない排除券スタッカに搬送するように、第１のゲート１３及び第２のゲート１５を制御する。
上記したように、画像読取部２０は、搬送されている紙葉類１に対して所定の角度から光を照射する照明２１及び照明２２を備える。画像読取部２０は、照明２１及び照明２２により、カメラ２３の撮像光軸を挟んで搬送系１２の上流側と下流側との両方から紙葉類１に対して所定の角度で可視光を照射することができる。これにより、画像読取部２０は、紙葉類１にシワまたは折り目などが存在する場合に影が生じにくい状態で可視画像を読み取ることができる。
またさらに、画像読取部２０は、照明２２により、カメラ２３の撮像光軸を挟んだ搬送系１２の上流側と下流側との両いずれか一方から紙葉類１に対して所定の角度で赤外光を照射することができる。これにより、画像読取部２０は、紙葉類１にシワまたは折り目などが存在する場合に影が生じやすい状態で赤外画像を読み取ることができる。
これにより、画像読取部は、紙葉類１の正損の判定により有用な可視画像及び赤外画像を取得することができる。この結果、より高い精度で画像を読み取る画像読取装置、及び紙葉類処理装置を提供することができる。
なお、上記した実施形態では、画像読取部２０のカメラ２３は、分光部材２３３により１つの光軸で受光した光を４つの波長域の光に分光する構成であるとして説明したが、この構成に限定されない。分光部材２３３は、さらに多色の光に分光する構成であってもよい。この場合、画像読取部２０のカメラ２３は、１つの光軸で入射した光を各色に分光する分光部材２３３と、各色に対応した複数のラインイメージセンサ２３２を備える。
また、分光部材２３３は、さらに少ない数の色の光に分光する構成であってもよい。分光部材２３３は、１つの光軸で入射した光を少なくとも１つの可視光と、赤外光とに分光できればよい。また、この場合、画像読取部２０のカメラ２３は、分光された可視光を検出するラインイメージセンサと、分光された赤外光を検出するラインイメージセンサ２３２ｉｒとを備えていれば良い。
また、紙葉類１に対して照射される赤外光の照射角度がより鋭角であるほど、紙葉類１にシワまたは折り目などが存在する場合に影が生じやすい。そこで、画像読取部２０は、より鋭角で光を照射することができる照明２２を備える構成であってもよい。
図６は、画像読取部２０の他の構成の例を示す。画像読取部２０は、照明２１、照明２２、及びカメラ２３を備える。なお、照明２１、及びカメラ２３は、図２の例と同様の構成である。
照明２２は、反射部材２２４、光源２２２、及び実装基板２２３を備える。なお、光源２２２、及び実装基板２２３の構成は、図２の例と同様である。
反射部材２２４は、可視光及び赤外光を全反射する全反射面２２６と、可視光を全反射し赤外光を吸収する赤外光低反射面２２５と、を備える。
図６に示すように、反射部材２２４も反射部材２２１と同様に、断面が複数の直線による折れ線の形状を有する。反射部材２２４の赤外光低反射面２２５及び全反射面２２６は、搬送面Ｐに対して複数の異なる角度で設けられている。
なお、図６の例では、１つの面に全反射面２２６が設けられており、その他の面に赤外光低反射面２２５が設けられている。このように、赤外光を反射する全反射面２２６が限定的に設けられている場合、反射部材２２４は、紙葉類１に照射する赤外光の照射角をより鋭角にすることができる。
即ち、反射部材２２４は、紙葉類１に照射する赤外光をより狭指向性にすることができる。これにより、画像読取部２０は、紙葉類１にシワまたは折り目などが存在する場合により影が生じやすい光を紙葉類１に照射することができる。
なお、画像読取部２０は、反射部材２２４の全反射面２２６の数に応じて、紙葉類１に照射する赤外光の照射角を制御することができる。またさらに、画像読取部２０は、反射部材２２４の全反射面２２６の位置に応じて、紙葉類１に対しての赤外光の光軸の角度を制御することができる。これにより、画像読取部２０は、よりシワ及び折り目を検出しやすい角度から紙葉類１に対して赤外光を照射することができる。
図７は、画像読取部２０のさらに他の構成の例を示す。画像読取部２０は、照明２１、照明２２、及びカメラ２３を備える。なお、照明２１、及びカメラ２３は、図２の例と同様の構成である。
照明２２は、反射部材２２１、光源２２２、及び実装基板２２７を備える。なお、反射部材２２１の構成は、図２の例と同様である。
光源２２２は、光を放出する発光素子である。照明２２は、可視光を放出する複数の光源２２２ａと、赤外光を放出する複数の光源２２２ｃとを備える。光源２２２ａは、例えば、可視光を放出するＬＥＤである。また、光源２２２ｃは、赤外光を放出するＬＥＤである。なお、光源２２２ｃは、例えば光源２２２ｂまたは光源２２２ａに比べてより狭い指向性を有するＬＥＤである。即ち、光源２２２ｃは、光源２２２ｂまたは光源２２２ａに比べてより狭い照射角で光を放出する。
この構成によると、画像読取部２０は、紙葉類１に対して赤外光をより狭い照射角で照射することができる。これにより、画像読取部２０は、紙葉類１にシワまたは折り目などが存在する場合により影が生じやすい光を紙葉類１に照射することができる。
またさらに、光源２２２ｃは、光源２２２ａとは異なる光軸で光を放出するように設けられていても良い。
図８に示されているように、光源２２２ａは、実装基板２２７の第１の基板２２７ａ上に設けられている。また、光源２２２ｃは、実装基板２２７の第２の基板２２７ｂ上に設けられている。なお、第１の基板２２７ａと第２の基板２２７ｂとは、反射部材２２１または紙葉類１が搬送される搬送面Ｐに対して互いに異なる角度で設けられている。
これにより、第１の基板２２７ａ上に設けられている光源２２２ａと、実装基板２２７の第２の基板２２７ｂ上に設けられている光源２２２ｃとは、異なる光軸で光を照射することができる。
このような構成によると、照明２２は、第２の基板２２７ｂの設置角度に応じて、紙葉類１に対しての赤外光の光軸の角度を制御することができる。これにより、画像読取部２０は、よりシワ及び折り目を検出しやすい角度から紙葉類１に対して赤外光を照射することができる。
また、上記した実施形態では、照明２１の光源２１２、及び照明２２の光源２２２がＬＥＤであるとして説明したが、この構成に限定されない。例えば、照明２１の光源２１２は、ダイクロイックミラー付きのハロゲンランプにより置き換えることができる。ダイクロイックミラーは、可視光を反射し、赤外光を透過させることができる。これにより、ダイクロイックミラー付きのハロゲンランプは、所定の方向に赤外光を含まない可視光を照射させることができる。
また、照明２２の光源２２２は、アルミミラー付きのハロゲンランプにより置き換えることができる。アルミミラーは、可視光及び赤外光を反射する。これにより、アルミミラー付きのハロゲンランプは、所定の方向に赤外光と可視光とを照射させることができる。
この場合、照明２１及び照明２２は、各ハロゲンランプからの光をライン状の照射範囲に照射させるために、拡散面が設けられた導光部材により光を収斂させる。導光部材は、ハロゲンランプからの光を内部で反射させ、拡散面から放出させる。これにより、照明２１及び照明２２は、ハロゲンランプからの光をライン状の照射範囲に照射させることができる。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
１…紙葉類、１０…供給部、１１…分離ローラ、１２…搬送系、１３…第１のゲート、１４…第１のスタッカ、１５…第２のゲート、１６…第２のスタッカ、２０…画像読取部、２１…照明、２２…照明、２３…カメラ、２４…照明駆動部、２５…照明駆動部、４０…制御部、４１…第１の汚損検出部、４２…第２の汚損検出部、４３…統合判定部、４４…区分制御部、５０…バッファメモリ、６０…辞書記憶部、７０…操作部、８０…表示部、９０…入出力部、１００…紙葉類処理装置、２１１…反射部材、２１２…光源、２１３…実装基板、２２１…反射部材、２２２…光源、２２２ａ…光源、２２２ｂ…光源、２２２ｃ…光源、２２３…実装基板、２２４…反射部材、２２５…赤外光低反射面、２２６…全反射面、２２７…実装基板、２２７ａ…第１の基板、２２７ｂ…第２の基板、２３１…レンズ、２３２…ラインイメージセンサ、２３２ｒ…ラインイメージセンサ、２３２ｇ…ラインイメージセンサ、２３２ｂ…ラインイメージセンサ、２３２ｉｒ…ラインイメージセンサ、２３３…分光部材、２３４…受光制御部、２３５…画像補正部、２３６…メモリ、２３７…受光制御部、２３８…画像補正部、２３９…メモリ。

Claims (8)

  1. 搬送部により搬送される紙葉類の画像を読み取る画像読取装置であって、
    前記紙葉類に対して赤外光を含まない可視光を照射する第１の照明部と、
    前記第１の照明部とは異なる角度から前記紙葉類に対して可視光と赤外光とを照射する第２の照明部と、
    前記紙葉類により反射された可視光及び赤外光を受光し、可視画像と赤外画像とを撮像する撮像部と、
    を具備する画像読取装置。
  2. 前記第１の照明部と前記第２の照明部は、前記撮像部の撮像光軸を挟んで両側から可視光を前記紙葉類に対して照射し、
    前記第２の照明部は、前記撮像光軸の片側から赤外光を前記紙葉類に対して照射する、
    請求項１に記載の画像読取装置。
  3. 前記第１の照明部は、可視光をライン状の照射範囲に照射し、
    前記第２の照明部は、赤外光と可視光とを前記照射範囲に照射し、
    前記撮像部は、前記照射範囲内で前記紙葉類により反射された可視光及び赤外光を受光し、前記可視画像と前記赤外画像とを撮像する、
    請求項１または請求項２に記載の画像読取装置。
  4. 前記第２の照明部は、
    赤外光と可視光とを発する光源と、
    前記光源から発せられた前記可視光を反射して前記照射範囲に照射させ、前記光源から発せられた前記赤外光のうちの一部を反射して前記照射範囲に照射させる反射部材と、
    を具備する請求項３に記載の画像読取装置。
  5. 前記光源は、第１の照射角で可視光を発する第１の光源、及び前記第１の照射角より狭い第２の照射角で赤外光を発する第２の光源であり、
    前記反射部材は、前記光源から発せられた前記可視光及び前記赤外光を反射して前記照射範囲に照射させる請求項４に記載の画像読取装置。
  6. 前記第１の照明部は、前記照射範囲に可視光を照射するダイクロイックミラー付きハロゲンランプを具備し、
    前記第２の照明部は、前記光源としてアルミミラー付きハロゲンランプを具備し、
    前記反射部材は、前記アルミミラー付きハロゲンランプからの赤外光及び可視光を前記照射範囲に照射させる請求項４又は請求項５に記載の画像読取装置。
  7. 紙葉類を搬送する搬送部と、
    前記紙葉類に対して赤外光を含まない可視光を照射する第１の照明部と、
    前記第１の照明部とは異なる角度から前記紙葉類に対して可視光と赤外光とを照射する第２の照明部と、
    前記紙葉類により反射された可視光及び赤外光を受光し、可視画像と赤外画像とを撮像する撮像部と、
    前記撮像部により撮像された前記可視画像及び赤外画像と、予め設定されたパラメータとに基づいて、紙葉類を識別する識別部と、
    前記識別部の識別結果に基づいて、前記紙葉類を区分する区分処理部と、
    を具備する紙葉類処理装置。
  8. 前記識別部は、前記可視画像に基づいて前記紙葉類の汚れを識別し、前記赤外画像に基づいて前記紙葉類のシワ及び折り目を識別する、
    請求項７に記載の紙葉類処理装置。
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