CN104065849A - 图像读取装置及纸张类处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像读取装置及纸张类处理装置，其中，图像读取装置具备：照明部（21），从倾斜方向以规定的入射角（α）对纸张类（1）的表面照射光线；读取部（24），从所述纸张类（1）上的读取范围接收反射光，以取得纸张类图像；反射镜（22，25），配置在与所述入射角（α）相同的出射角（α）方向上，并且具有与所述读取范围（D）平行的镜面，使来自所述纸张类（1）上的反射光通过所述镜面向所述读取范围（D）反射。

Description

图像读取装置及纸张类处理装置

本申请以日本专利申请No.2013-058943（申请日：2013年3月21日）为基础，享有该申请的优先权。本申请以该申请为参照，并包括该申请的全部内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及图像读取装置及纸张类处理装置。

背景技术

以往，对各种纸张类进行检查的纸张类处理装置已投入实际使用。纸张类处理装置具有读取纸张类图像的图像读取装置。纸张类处理装置逐张取出被投放到投放部的纸张类，并将其搬送到图像读取装置。

图像读取装置具有发光部（照明装置）和受光部（线阵图像传感器）。图像读取装置通过发光部对纸张类照射可见光。图像读取装置通过受光部读取被纸张类照射的反射光，并检测出纸张类的光学特征（特征量）。纸张类处理装置通过对预设的参数和被检测出的特征量进行比较，从而识别纸张类。

为了使纸张类处理装置正确地识别纸张类，如上所述的图像读取装置有必要高精度以取得纸张类图像。但是，纸张类的光泽度有偏差。因此，随着图像读取装置的受光部设置方向的不同，图像的读取结果会产生偏差。

发明内容

本发明所要解决的课题是提供一种以更高精度读取图像的图像读取装置及纸张类处理装置。

涉及一实施方式的图像读取装置具备：照明部，从倾斜方向以规定的入射角对纸张类的表面照射光线；读取部，从所述纸张类上的读取范围接收反射光，取得纸张类图像；反射镜，配置在与所述入射角相同的出射角方向，并且具有与所述读取范围平行的镜面，使来自所述纸张类上的反射光通过所述镜面向所述读取范围反射。

根据以上结构，图像读取部可以通过再次反射到读取范围的反射光，来补充纸张类的光泽强时在读取范围减少的Z轴方向的扩散反射光。由此，图像读取部能够降低纸张类1的光泽强度的影响。其结果是，能够提供一种以更高精度读取图像的图像读取装置及纸张类处理装置。

附图说明

图1是用于说明涉及一实施方式的纸张类处理装置的图；

图2是用于说明涉及一实施方式的图像读取装置的图；

图3是用于说明涉及一实施方式的图像读取装置的图；

图4是用于说明涉及一实施方式的图像读取装置的图；

图5是用于说明涉及一实施方式的图像读取装置的图；

图6是用于说明涉及一实施方式的图像读取装置的图；

图7是用于说明涉及一实施方式的图像读取装置的图；及

图8是用于说明涉及一实施方式的图像读取装置的图；

发明内容

根据一实施方式，提供一种图像读取装置，其具备：照明部，从倾斜方向以规定的入射角对纸张类的表面照射光线；读取部，从所述纸张类上的读取范围接收反射光，取得纸张类图像；反射镜，配置在与所述入射角相同的出射角方向，并且具有与所述读取范围平行的镜面，使来自所述纸张类上的反射光通过所述镜面向所述读取范围反射。

以下，参照附图，对涉及一实施方式的图像读取装置及纸张类处理装置进行详细说明。

图1表示涉及一实施方式的纸张类处理装置100的构成例。纸张类处理装置100根据图像读取装置的检测结果，能够识别纸张类1的券种（denomination）和世代（generation）等类别（category）、纸张类1的真伪（authentication）以及纸张类1的损耗度（fitness）等。

纸张类处理装置100具备供应部100、分离辊11、搬送系统12、第一闸门13、第一堆积箱14、第二闸门15、第二堆积箱16、图像读取部20、控制部40、缓冲存储器50、存储部60、操作部70、显示部80以及输入输出部90。另外，纸张类处理装置100在第二闸门15的后段具备未图示的剪裁部。

控制部40统一控制纸张类处理装置100各部的动作。控制部40具有CPU、随机存取存储器、程序存储器以及非易失性存储器等。CPU进行各种演算处理。随机存取存储器暂时存储由CPU执行的演算的结果。程序存储器以及非易失性存储器对CPU执行的各种程序和控制数据等进行存储。通过由CPU执行存储在程序存储器中的程序，控制部40能够进行各种处理。

供应部10对放入纸张类处理装置100的纸张类1进行堆积。供应部10集中接纳处于堆叠状态的纸张类1。

分离辊11设置在供应部10的下端。当将纸张类1投放到供应部10时，分离辊11接触被投放的纸张类1的堆积方向的下端。分离辊11通过旋转，将放置于供应部10中的纸张类1从堆积方向的下端逐张放入纸张类处理装置100的内部。

例如，分离辊11每旋转一周，即拾取一张纸张类1。由此，分离辊11以恒定的间距拾取纸张类1。由分离辊11拾取的纸张类1被导入至搬送系统12。

搬送系统12是将纸张类1搬送到纸张类处理装置100内的各部分的搬送部。搬送系统12具备未图示的输送带以及未图示的驱动带轮等。搬送系统12通过未图示的驱动电机对驱动带轮进行驱动。输送带由驱动带轮带动而进行动作。

搬送系统12通过输送带以规定速度对由分离辊11拾取的纸张类1进行搬送。另外，将搬送系统12中接近分离辊11的一侧作为上游侧，另一侧作为下游侧进行说明。

图像读取部20从由搬送系统12搬送的纸张类1处取得图像。图像读取部20例如具备摄像机，用于从纸张类1取得图像。摄像机根据在纸张类1的表面反射的光来取得图像（纸张类图像）。图像读取部20将检测的纸张类图像传送到控制部40。

控制部40根据纸张类图像识别纸张类1的损耗度。即，控制部40识别纸张类1是可再次流通的正常券（fit for reuse sheet）还是不可再次流通的损券（unfit for reuse sheet）。

另外，控制部40根据纸张类图像识别纸张类1的真伪。即，控制部40识别纸张类1是真券（genuine）还是伪券（counterfeit）。

进一步，控制部40根据纸张类图像识别纸张类1的券种和世代等类别。即，控制部40起到识别部的功能，所述识别部根据预设的基准参数和纸张类图像来识别纸张类1的特征。

第一闸门13和第二闸门15设置在搬送系统12的图像读取部20的下游。第一闸门13和第二闸门15分别根据控制部40的控制进行动作。控制部40根据对于纸张类1的各种识别结果来控制第一闸门13和第二闸门15。

第一闸门13在第一堆积箱14和第二闸门15之间切换纸张类1的搬送目的地。另外，第二闸门15在第二堆积箱16和剪裁部之间切换纸张类1的搬送目的地。

控制部40对第一闸门13和第二闸门15进行控制，从而将判定为正常劵的纸张类1搬送到第一堆积箱14或者第二堆积箱16处。即，控制部40对各部进行控制，从而将正常券的纸张类1按照类别进行分类并堆积。

另外，控制部40对第一闸门13和第二闸门15进行控制，从而将判定为损券的纸张类1搬动到设置在第二闸门15后段的剪裁部。即，控制部40对各部进行控制，从而将判定为损券的纸张类1搬送到剪裁部，并通过剪裁部进行剪裁。即，根据第一闸门13和第二闸门15将纸张类分类为不同类别，因而，第一闸门13和第二闸门15作为分类处理部发挥作用。

另外，控制部40控制各闸门，从而将判定为伪券的纸张类1搬送到未图示的隔离堆积库。进一步，控制部40也可以控制各闸门，从而将正常券按照类别搬送到不同的堆积库。

缓冲存储器50存储各种处理结果。例如，缓冲存储器存储由图像读取部20取得的纸张类图像。还有，缓冲存储器50可以由控制部40具备的随机存取存储器或非易失性存储器等代替。

存储部60存储用于上述识别处理的各种参数等数据。例如，存储部60按照纸张类1的不同类别预先存储不同的参数。控制部40根据由存储部60存储的参数以及上述的纸张类图像来进行识别处理。由此，控制部40能够识别纸张类的类别、真伪和损耗度。

操作部70通过操作部接收操作者输入的各种操作指令。操作部70根据操作者输入的操作指令生成操作信号，并将生成的操作信号传送到控制部40。

显示部80基于控制部40的控制显示各种画面。例如，显示部80向操作者显示各种操作指南及处理结果等。而且，操作部70和显示部80可以作为触摸面板一体地形成。

输入输出部90与连接到纸张类处理装置100的外部设备或存储介质之间进行数据的发送和接收。例如，输入输出部90具备磁盘驱动器、USB连接器、LAN连接器、或者可以发送和接收数据的其他界面等。纸张类处理装置100可以从连接到输入输出部90的外部机器或存储介质取得数据。另外，纸张类处理装置100也可以将处理结果传送到连接于输入输出部90的外部设备或存储介质。

图2表示图像读取部20的结构和控制部40的功能的例子。图2是从搬送纸张类1的搬送面的斜上方观察图像读取部20的图。

还有，在图2示出的例子中，X方向与Y方向正交，X方向与Z方向正交，Y方向与Z方向正交。而且，搬送面与包含X方向和Y方向的面平行。这种情况下，光学系统23的受光光轴设置在Z轴上。

此外，纸张类1以被搬送系统12的输送带夹持的状态，通过驱动带轮以规定速度在搬送面朝着箭头A的方向被搬送。即，纸张类1以规定速度进入图像读取部20的读取范围D。

图像读取部20具备照明21、反射镜22、光学系统23以及传感器24。照明21对由搬送系统12搬送的纸张类1照射可见光。照明21对于至少比线状的读取范围D大的范围照射光线，所述读取范围D是能够通过光学系统23和传感器24读取图像的范围。

照明21具备光源和光学系统。光源是射出光的元件。例如，光源具备LED、有机EL、冷阴极管、卤素光源、荧光灯或者其他发光元件。光学系统对光源发射的光进行聚光和导光，以照射到读取范围D。

还有，照明21设置为以角度α入射到搬送纸张类1的搬送面。因此，在纸张类1的表面正反射的光相对于纸张类1的搬送面形成角度α。另外，在纸张类1的表面扩散反射的光从光入射的点开始呈放射状扩散。

反射镜22具备反射光的镜面。反射镜22设置在能够对从照明21射出并由纸张类1正反射的光进行反射的位置。还有，反射镜22的镜面设置为包含与读取范围D平行的线段。即，反射镜22具备存在于与读取范围D等距的镜面。进一步，反射镜22对在读取范围D内的纸张类1的表面正反射的光进行反射，并使其入射到读取范围D。即，反射镜22对来自读取范围D的光进行回射。

例如，光学系统23和传感器24例如是从与X轴平行的线状读取范围D拍摄图像的摄像机。即，光学系统23和传感器24从线状读取范围D拍摄图像，所述线状读取范围D在纸张类1的搬送面上朝着与纸张类1的搬送方向垂直的方向延伸。还有，读取范围D形成为长于纸张类1的宽度。由此，光学系统23和传感器24能够一次拍摄纸张类1宽度方向全体的图像（即一线段的图像）。

光学系统23具备例如透镜或导光部件等用于接收光并将接收的光在传感器24中成像的结构。

传感器24是由电荷耦合器件（Charge Coupled Device：CCD）或互补金属氧化物半导体（Complimentary Metal Oxide Semiconductor：CMOS）等多个受光元件线状排列而成的线阵图像传感器。传感器24将接收的光转换为电信号、即图像。

光学系统23的受光光轴设置在Z轴上。即，光学系统23能够接收读取范围D上沿着Z轴方向反射的光。光学系统23接收来自读取范围D的光，并使其在传感器24上成像。由此，传感器24能够拍摄读取范围D的图像。

还有，例如，传感器24连续地从由搬送系统12搬送的纸张类1拍摄图像。进而，传感器24将连续拍摄的图像连结。这样，图像读取部20能够取得纸张类1的全体图像。图像读取部20将取得的纸张类1的图像（纸张类图像）提供到控制部40。

控制部40根据纸张类图像来识别纸张类1的真伪、券种及损耗度等。

控制部40统一控制纸张类处理装置100各部的动作。控制部40具有CPU、随机存取存储器、程序存储器以及非易失性存储器等。CPU进行各种演算处理。随机存取存储器暂时存储由CPU执行的演算的结果。程序存储器以及非易失性存储器对CPU执行的各种程序和控制数据等进行存储。通过由CPU执行存储在程序存储器中的程序，控制部40能够进行各种处理。

例如，控制部40通过CPU执行程序，从而起到信号处理部41和判定部42的作用。另外，控制部40的非易失性存储器作为基准存储器43发挥作用，所述基准存储器43预先存储判定部42进行判定基准所需的各种判定基准。

信号处理部41对由图像读取部20供应的纸张类图像进行信号处理。例如，信号处理部41能够对纸张类图像实施信号处理以取得各种特征量。例如，信号处理部41能够进行信号的放大、边缘的增强、亮度的调整等，从而生成用于各种判定的判定用图像或特征量。

判定部42将在信号处理部41生成的判定用图像或特征量与存储在基准存储器43的判定基准进行比较，并根据比较结果来判定纸张类1的类别、真伪和损耗度等。例如，在基准存储器43中存储有作为基准的图像（基准图像）的情况下，判定部42将在信号处理部41生成的判定用图像与存储在基准存储器43的基准图像进行比较，并根据比较结果来判定纸张类1的类别、真伪和损耗度等。另外，例如，在基准存储器43中存储有有作为基准的特征量（基准特征量）的情况下，判定部42将在信号处理部41生成的特征量与存储在基准存储器43的基准特征量进行比较，并根据比较结果来判定纸张类1的类别、真伪和损耗度等。

图3和图4表示照射在纸张类1的光的强度分布的示例。还有，图3是光照射在光泽少的纸张类1时的光强度分布。另外，图4是光照射在光泽多的纸张类1时的光强度分布。

如图3所示，纸张类1的光泽少的情况下，自照明21照射到纸张类1的光，从纸张类1的读取范围D呈放射状扩散反射。还有，由于光泽少，自照明21照射到纸张类1的光的正反射光比图4的示例弱。这样，反射光相比图4的示例更均匀地分布。这种情况下，光学系统23和传感器24接收从读取范围D沿着Z轴方向扩散反射的扩散反射光Im。

另外，如图4所示，纸张类1的光泽多的情况下，自照明21照射到纸张类1的光，从纸张类1的读取范围D呈放射状扩散反射。但是，由于光泽多，自照明21照射到纸张类1的光的正反射光比图3的示例强。这样，反射光相比图3的示例更偏向正反射方向分布。还有，这种情况下，光学系统23和传感器24接收从读取范围D沿着Z轴方向扩散反射的扩散反射光Ig。而且，由于反射光偏向正反射方向，扩散反射光Ig比扩散反射光Im弱。

图5和图6表示反射镜22。还有，图5是光照射在光泽少的纸张类1的情况下的光强度分布的示例。另外，图6是光照射在光泽多的纸张类1的情况下的光强度分布的示例。

如上所述，从照明21照射到纸张类1的光以角度α入射到纸张类1的读取范围D。

如图5所示，入射到读取范围D的一部分光从纸张类1呈放射状扩散反射。还有，将从读取范围D沿着Z轴方向扩散反射的扩散反射光设为Im1。另外，入射到读取范围D的一部分光以角度α正反射。还有，相比图6的示例，图5的示例中的扩散反射光更强、正反射光更弱。

反射镜22反射以角度α正反射的光，并将其入射到读取范围D。由反射镜22反射并入射到读取范围D的光，从纸张类1呈放射状扩散反射。该扩散反射的光中，将沿着Z轴方向扩散反射的光设为Im2。这种情况下，光学系统23和传感器24接收从读取范围D沿着Z轴方向扩散反射的扩散反射光Im1+Im2。

另外，如图6所示，入射到读取范围D的一部分光从纸张类1呈放射状扩散反射。还有，将从读取范围D沿着Z轴方向扩散反射的扩散反射光设为Ig1。另外，入射到读取范围D的一部分光以角度α正反射。还有，相比图5的示例，图6的示例中的扩散反射光更弱、正反射光更强。即，扩散反射光Ig1比扩散反射光Im2弱。

反射镜22反射以角度α正反射的光，并将其入射到读取范围D。由反射镜22反射并入射到读取范围D的光，从纸张类1呈放射状扩散反射。该扩散反射的光中，将沿着Z轴方向扩散反射的光设为Ig2。这种情况下，光学系统23和传感器24接收从读取范围D沿着Z轴方向扩散反射的扩散反射光Ig1+Ig2。还有，图6的示例中的正反射光比图5的示例更强。因此，扩散反射光Ig2比扩散反射光Im2强。

这样，反射镜22能够缩小随着纸张类1的光泽强度变化的扩散反射光的强度的差。即，反射镜22能够光学系统23接收的光的强度差缩小至扩散反射光Ig2与扩散反射光Im2的差。

还有，正反射光附近的角度的反射光根据与角度α的差而逐渐衰减。因此，正反射光附近的角度的反射光比扩散反射光强。但是，从图2的X轴方向观察时呈直线形状的反射镜22无法使正反射光以外的反射光入射到读取范围D。由此，图像读取部20也可以用从图2的X轴方向观察时呈圆弧形状的反射镜25来取代反射镜22。

图7表示反射镜25的示例。图像读取部20具备反射镜25，所述反射镜25具有沿着以读取范围D为中心的圆的弧线的圆弧形状。即，反射镜25具备圆弧形状的镜面，所述圆弧形状镜面是将从图2的沿X轴方向延伸的读取范围D等距离的轨迹连结起来而形成的。反射镜25的镜面能够将在读取范围D上反射并入射到反射镜25的光反射并入射到读取范围D。即，反射镜25能够使来自读取范围D的光回射到读取范围D。根据这样的结构，与图5和图6的示例相比，反射镜25能够使更多的反射光再次入射到读取范围D。其结果是，反射镜25能够进一步减小扩散反射光Im1+Im2与扩散反射光Ig1+Ig2的差，所述扩散反射光Im1+Im2是指纸张类1的光泽弱的情况下从读取范围沿着Z轴方向扩散反射的扩散反射光，所述扩散反射光Ig1+Ig2是指纸张类1的光泽强的情况下从读取范围D沿着Z轴方向扩散反射的扩散反射光。

图8表示Z轴方向的扩散反射光的强度的例子。图表801表示没有反射镜且纸张类1的光泽弱的情况下的Z轴方向的扩散反射光Im的光强度。图表802表示没有反射镜且纸张类1的光泽强的情况下的Z轴方向的扩散反射光Ig的光强度。

图表803表示存在反射镜22且纸张类1的光泽弱的情况下的Z轴方向的扩散反射光Im1+Im2的光强度。图表804表示存在平面镜的反射镜22且纸张类1的光泽强的情况下的Z轴方向的扩散反射光Ig1+Ig2的光强度。

另外，图表805表示存在圆弧形状的凹面镜的反射镜25且纸张类1的光泽弱的情况下Z轴方向的扩散反射光Im1+Im2的光强度。图表806表示存在反射镜22且纸张类1的光泽强的情况下Z轴方向的扩散反射光Ig1+Ig2的光强度。

图表807表示纸张类1的光泽弱的情况下与纸张类1的光泽强的情况下的Z轴方向的扩散反射光的比。即，没有反射镜的情况下，扩散反射光Im与扩散反射光Ig的差异大。即，将扩散反射光Im看作1时的扩散反射光Ig的比率比其他例子小。

另外，存在反射镜22的情况下，扩散反射光Im1+Im2与扩散反射光Ig1+Ig2的差比没有反射镜的情况小。即，将扩散反射光Im1+Im2看作1时的扩散反射光Ig1+Ig2的比率比不存在反射镜的情况大。

进一步，存在反射镜25的情况下，扩散反射光Im1+Im2与扩散反射光Ig1+Ig2的差比存在反射镜22的情况小。即，将扩散反射光Im1+Im2看作1时的扩散反射光Ig1+Ig2的比率比存在反射镜22的情况大。

如上所述，图像读取部20具备使在纸张类1的读取范围D上正反射的正反射光再次入射到读取范围D的反射镜22或25。由此，图像读取部20可以通过再次反射到读取范围D的反射光，补充纸张类1的光泽强时在读取范围D减少的Z轴方向的扩散反射光。由此，图像读取部20能够减小纸张类1的光泽强度的影响。其结果是，能够提供一种以更高精度读取图像的图像读取装置及纸张类处理装置。

还有，在上述实施方式中，对图像读取部20是从被搬送的纸张类1取得图像的结构进行了说明，但不限定于该结构。纸张类处理装置100也可以固定纸张类1并搬送图像读取部20来取得纸张类图像。这种情况下，纸张类处理装置100搬送图像读取部20的照明21、反射镜22、光学系统23、传感器24，从而扫描固定了图像读取部20的读取范围D的整版纸张类1。根据这样的结构，图像读取部20也能够以高精度取得纸张类图像。

另外，上述实施方式中，对反射镜22具备用于反射光的镜面的结构进行了说明，但不限定于该结构。反射镜22也可以具备回射面，用与入射角度相同的角度来反射光。

而且，上述各实施方式中说明的功能，不仅限于使用硬件，也可以使用软件将存储了各种功能的程序加载到计算机中来实现。另外，也可以选择适当的软件、硬件中的任意一个来构成。

虽然对本发明的几个实施方式进行了说明，但是这些实施方式是作为例子提出的，并不限定发明的保护范围。这些新颖的实施方式能够以其他各种方式实施，在不偏离发明宗旨的范围内，可以进行各种省略、替换、变更。这些实施方式或其变形包含在发明的保护范围或主旨中，并且，包含在权利要求范围所记载的发明和其等同的保护范围内。

Claims (8)

1.一种图像读取装置，其特征在于，具备：

照明部（21），从倾斜方向以规定的入射角（α）对纸张类（1）的表面照射光线；

读取部（24），从所述纸张类（1）上的读取范围接收反射光，以取得纸张类图像；

反射镜（22，25），配置在与所述入射角（α）相同的出射角（α）方向上，并且具有与所述读取范围（D）平行的镜面，使来自所述纸张类（1）上的反射光通过所述镜面向所述读取范围（D）反射。

2.根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，

所述反射镜（25）的所述镜面形成为，具有自所述读取范围（D）等距离的轨迹的圆弧形状。

3.根据权利要求1或2所述的图像读取装置，其特征在于，

所述读取部（24）是用于拍摄所述纸张类（1）上的线状的读取范围（D）的线阵图像传感器（24），所述线阵图像传感器（24）对被搬送的纸张类（1）连续拍摄所述读取范围（D），从而取得所述纸张类（1）的整体纸张类图像。

4.根据权利要求1或2所述的图像读取装置，其特征在于，

在静止的所述纸张类（1）上移动线阵图像传感器（24）、所述照明部（24）以及所述反射镜（22，25），从而取得所述纸张类（1）的整体纸张类图像，其中，所述线阵图像传感器（24）用于拍摄所述纸张类上的线状的读取范围。

5.一种纸张类处理装置，其特征在于，具备：

搬送部（12），用于搬送纸张类（1）；

照明部（21），从倾斜方向以规定的入射角（α）对所述纸张类（1）的表面照射光线；

读取部（24），从所述纸张类（1）上的读取范围接收反射光，以取得纸张类图像；

反射镜（22，25），配置在与所述入射角（α）相同的出射角（α）方向上，并且具有与所述读取范围（D）平行的镜面，使来自所述纸张类（1）上的反射光通过所述镜面向所述读取范围（D）反射；

识别部（40），根据所述纸张类图像和预设的基准参数来识别所述纸张类（1）；以及

分类处理部（13，15），根据所述识别部（40）的识别结果对所述纸张类（1）进行分类。

6.根据权利要求5所述的纸张类处理装置，其特征在于，

所述反射镜（25）的所述镜面形成为，具有自所述读取范围（D）等距离的轨迹的圆弧形状。

7.根据权利要求5或6所述的纸张类处理装置，其特征在于，

所述读取部（24）是用于拍摄所述纸张类（1）上的线状的读取范围（D）的线阵图像传感器（24），所述线阵图像传感器（24）对被搬送的纸张类（1）连续拍摄所述读取范围（D），从而取得所述纸张类（1）的整体纸张类图像。

8.根据权利要求5或6所述的纸张类处理装置，其特征在于，

在静止的所述纸张类（1）上移动线阵图像传感器（24）、所述照明部（24）以及所述反射镜（22，25），从而取得所述纸张类（1）的整体纸张类图像，其中，所述线阵图像传感器（24）用于拍摄所述纸张类上的线状的读取范围。