CN105247582A - 图像取得装置以及图像取得方法 - Google Patents

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Abstract

通过第1光源(11)对在搬运路径上被搬运的纸张(100)的一个面照射光，通过第2光源(21)、第4光源(22)对纸张(100)的另一个面照射光。第1光接收传感器(14)接收从第1光源(11)照射的光通过纸张(100)的一个面进行反射后的第1反射光，第2光接收传感器(24)接收从第2光源(21)、第4光源(22)照射的光通过纸张(100)的另一个面进行反射后的第2反射光，并且接收从第1光源(11)照射的光透射了纸张(100)的透射光。由此，一边实现装置的小型化，一边取得纸张的良好的反射图像以及透射图像。

Description

图像取得装置以及图像取得方法
技术领域
该发明涉及取得在搬运路径上被搬运的纸张的图像数据的图像取得装置以及图像取得方法。
背景技术
以往，利用为了进行纸张的种类或真假的识别、纸张的管理等而拍摄纸张并取得图像数据的装置。例如，在专利文献1中，公开了对纸币进行拍摄而取得图像数据，基于从该图像数据得到的特征而识别纸币的种类或真假的纸币处理机。具体地说，在专利文献1所涉及的纸币处理机中，在纸币的上方配置导光板，将从处于导光板的侧方的光源入射的光向纸币进行照射，通过与导光板同样地配置在纸币上方的第1传感器来接收由纸币反射的光而取得反射图像，并且通过配置在纸币下方的第2传感器来接收透射了纸币的光而取得透射图像。另外，在该纸币处理机中，通过依次点亮多个波长的光源，从而能够以各个波长来拍摄图像。
专利文献1所涉及的纸币处理机虽然能够取得透射图像和纸币单面的反射图像，但在识别纸币的种类或真假时，为了取得纸币各面的特征，期望读取纸币双面的反射图像。因此，还已知取得纸币的透射图像和双面的反射图像的装置。例如，专利文献2以及专利文献3中所公开的纸币图像检测装置，将分别包含光源以及图像检测传感器的两个检测单元配置在纸币的上方以及下方，从而取得透射图像和纸币双面的反射图像。在专利文献2的装置和专利文献3的装置中，检测单元内的光源以及图像检测传感器的配置不同。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2001-357429号公报
专利文献2：特许第4334913号公报
专利文献3：特许第4334912号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，有时即使使用了上述现有技术，也无法取得良好的图像数据。具体地说，专利文献2所记载的装置，由于用于读取透射图像的光源和传感器被配置在错开的位置，因而无法得到充分的透射光量，难以获得良好的透射图像。
此外，在专利文献3所记载的装置中，用于读取透射图像的光源和传感器被配置在对置的位置，但用于取得反射图像的光源相对于光纤透镜阵列仅被设置在一侧，因而难以获得良好的反射图像。此外，在该装置中成为读取基于从上方透射到下方的光的透射图像和基于从下方透射到上方的光的透射图像的结构，但透射图像取得一张即可，成为含有不必要的光源的结构。
为了读取良好的纸币图像，优选考虑光的指向性而向纸币照射充分的光。此外，图像取得装置在纸币处理装置等的内部被利用，但近年来由于被要求纸币处理装置的低成本化、小型化，因而针对图像取得装置也被要求既是小型且低成本又具有读取良好的图像的性能。
本发明为了消除上述的现有技术的问题点而完成，其目的在于提供一种图像取得装置以及图像取得方法，其能够实现装置的小型化，且能够取得良好的反射图像以及透射图像。
用于解决课题的方案
为了解决上述的课题并达成目的，本发明是一种图像取得装置，具有以下部件以取得在搬运路径上被搬运的纸张的图像数据：第1光源，被设置于在所述搬运路径上被搬运的纸张的一个面侧；第1光接收传感器，接收从所述第1光源照射且由所述被搬运的纸张所反射的光；以及第2光接收传感器，被设置于在所述搬运路径上所述被搬运的纸张的另一个面侧，接收透射了所述被搬运的纸张的光，其特征在于，所述第1光源发出具有第1方向以及第2方向的双方的指向性的光，其中，该第1方向是对所述第1光接收传感器提供来自所述被搬运的纸张的反射光的方向，该第2方向是对所述第2光接收传感器提供透射光的方向。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，还包括：第2光源，被设置于与所述第2光接收传感器相同的面侧，所述第1光接收传感器接收从所述第1光源照射的光由所述纸张的一个面进行反射后的第1反射光，所述第2光接收传感器接收从所述第2光源照射的光由所述纸张的另一个面进行反射后的第2反射光，并且接收从所述第1光源照射的光透射了所述纸张的透射光。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，在与所述第1光接收传感器相同的面侧，将所述第1光源和所述第1光接收传感器的前后颠倒的位置上设置第3光源，并且在与所述第2光接收传感器相同面侧的所述第2传感器的前后的双方进一步设置所述第2光源以及第4光源。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述第1光源是将预定的光量分配至所述第1方向和所述第2方向进行照射的线状光源，对所述第2方向照射的光量的分配比率比对所述第1方向照射的光量的分配比率还要大。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述第2光接收传感器接收所述透射光的情况下的光电荷的累积时间，比所述第1光接收传感器接收来自所述被搬运的纸张的反射光的情况下的光电荷的累积时间和/或所述第2光接收传感器接收来自所述被搬运的纸张的反射光的情况下的光电荷的累积时间还要长。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述第2光接收传感器接收所述透射光的情况下的所述第1光源的照射时间，比所述第1光接收传感器接收来自所述被搬运的纸张的反射光的情况下的所述第1光源的照射时间和/或所述第2光接收传感器接收来自所述被搬运的纸张的反射光的情况下的所述第2光源的照射时间还要长。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述第2光接收传感器接收所述透射光的情况下提供给所述第1光源的发光电流，比所述第1光接收传感器接收来自所述被搬运的纸币的反射光的情况下提供给所述第1光源的发光电流和/或所述第2光接收传感器接收来自所述被搬运的纸币的反射光的情况下提供给所述第2光源的发光电流还要大。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述第2光接收传感器接收了所述透射光的情况下的对于所述第2光接收传感器的输出的放大率，比所述第1光接收传感器接收了来自所述被搬运的纸币的反射光的情况下的对于所述第1光接收传感器的输出的放大率和/或所述第2光接收传感器接收了来自所述被搬运的纸币的反射光的情况下的对于所述第2光接收传感器的输出的放大率还要大。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，将所述第1光接收传感器进行的来自所述被搬运的纸币的反射光的光接收、和所述第2光接收传感器进行的所述透射光的光接收同时进行。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述第1光源和/或所述第2光源将波长不同的光以时分方式进行照射，至少所述第1光源和/或所述第2光源的照射时间、对所述第1光源和/或所述第2光源提供的发光电流、所述第1光接收传感器以及所述第2光接收传感器的累积时间和/或对于所述第1光接收传感器以及所述第2光接收传感器的输出的放大率的其中一个，根据所述波长而不同。
此外，本发明是一种图像取得方法，取得在搬运路径上被搬运的纸张的图像数据，其特征在于，所述图像取得方法包括：第1照射步骤，被设置于在所述搬运路径上被搬运的纸张的一个面侧的第1光源，同时照射对第1方向和第2方向这两个方向具有指向性的光，其中，该第1方向是由所述纸张的一个面进行了反射的光被所述第1光接收传感器接收的方向，该第2方向是透射了所述纸张的光被设置于所述搬运路径的另一方的第2光接收传感器接收的方向；第1反射光接收步骤，所述第1光接收传感器接收从所述第1光源照射的光被所述纸张的一个面进行反射后的第1反射光；以及透射光接收步骤，所述第2光接收传感器接收从所述第1光源照射的光透射了所述纸张后的透射光。
发明效果
由于如下构成，因而能够一边实现装置的小型化，一边取得良好的反射图像以及透射图像，即包括：第1光源，被设置于在搬运路径上被搬运的纸张的一个面侧；第1光接收传感器，接收从第1光源照射且由被搬运的纸张所反射的光；以及第2光接收传感器，被设置于在搬运路径上被搬运的纸张的另一个面侧，接收透射了被搬运的纸张的光，第1光源发出具有第1方向以及第2方向的双方的指向性的光，其中，该第1方向是对所述第1光接收传感器提供来自被搬运的纸张的反射光的方向，该第2方向是对第2光接收传感器提供透射光的方向。
附图说明
图1是用于说明实施例所涉及的图像取得的概念的说明图。
图2是用于说明上方的收发光单元和纸张的位置关系的说明图。
图3是用于说明收发光单元的结构的变形例的说明图。
图4是收发光单元的立体图。
图5是用于说明图像取得装置的功能结构的功能框图。
图6是用于说明光源控制部以及传感器控制/信号处理部的电路图。
图7是用于说明光源控制部的变形例的说明图。
图8是用于说明图像取得装置的动作的具体例的说明图。
图9是用于说明进行同时取得的情况下的图像取得装置的动作的具体例的说明图。
具体实施方式
以下参照附图详细地说明该发明所涉及的图像取得装置以及图像取得方法的优选实施方式。本实施方式的图像取得装置具有从支票、商品券、有价证券等各种纸张生成图像的功能。图像取得装置例如被利用于在纸张处理装置内从已生成的图像中提取特征而判定纸张的种类或真假。
实施例
首先，说明本实施例所涉及的图像取得的概念。图1是用于说明实施例所涉及的图像取得的概念的说明图。本实施例所涉及的图像取得装置具有搬运纸张100的搬运路径。在此，将纸张100的搬运方向设为X轴负方向，将与纸张100的面垂直的轴设为Z轴，假设Y轴与X轴以及Z轴正交。此外，假设纸张100被大致水平地搬运，将Z轴正侧设为上方，将Z轴负侧设为下方。进而，为了便于说明，将纸张100的Z轴正侧的面称为正面，将纸张100的Z轴负侧的面称为背面。
图像取得装置具有两个收发光单元10、20。在图1中示出了从Y轴方向看两个收发光单元10、20的截面示意图。如图1所示，收发光单元10、20经由搬运路径而对置。
收发光单元10被设置在Z轴方向正侧，在其壳体17的下面(与纸张100对置的面)嵌有由玻璃或者树脂构成的透明构件16。该收发光单元10具有对纸张100的正面照射光的第1光源11。此外，收发光单元10具有第1聚光透镜13以及第1基板15。在第1基板15上设置有第1光接收传感器14。该第1光接收传感器14在Y轴方向上排列多个而形成图像线传感器(Imagelinesensor)。
第1聚光透镜13被配置为，对从第1光源11照射的光由纸张100的正面反射后的反射光进行聚光，从而使第1光接收传感器14接收。因此，使用第1光接收传感器14的输出，能够生成纸张100的正面反射图像数据。
此外，细节在后面叙述，但从第1光源11照射的光透射了纸张100的透射光被收发光单元20内部的第2光接收传感器24接收，用于纸张100的透射图像数据的生成。即，第1光源11在纸张100的正面反射图像数据的生成和纸张100的透射图像数据的生成中被共用。
进而，收发光单元10具有向纸张100的正面照射光的第3光源12。从第3光源12照射的光被纸张100的正面反射，通过第1聚光透镜13被聚光，且被第1光接收传感器14接收。该第3光源12是为了在生成纸张100的正面反射图像数据时补偿第1光源11的光量而使用的光源，不对透射图像数据的生成产生贡献。
收发光单元20被设置在Z轴方向负侧，在其壳体27的上面(与纸张100对置的面)嵌有由玻璃或者树脂构成的透明构件26。该收发光单元20具有对纸张100的背面照射光的第2光源21以及第4光源22。此外，收发光单元20具有第2聚光透镜23以及第2基板25。在第2基板25上设置有第2光接收传感器24。该第2光接收传感器24在Y轴方向上排列多个而形成图像线传感器。
第2聚光透镜23被配置为，对从第2光源21以及第4光源22照射的光由纸张100的背面反射后的反射光进行聚光，从而使第2光接收传感器24接收。因此，使用第2光接收传感器24的输出，能够生成纸张100的背面反射图像数据。
进而，第2聚光透镜23被定位成与收发光单元10的第1光源11对置，对从第1光源11照射的光透射了纸张100的透射光进行聚光，从而使第2光接收传感器24接收。因此，使用第2光接收传感器24的输出，能够生成纸张100的透射图像数据。
光源控制部30是基于纸张100的位置信息，控制第1光源11、第2光源21、第4光源22以及第3光源12的点亮的控制部。传感器控制/信号处理部40是控制第1光接收传感器14以及第2光接收传感器24进行的光接收，并且使用第1光接收传感器14以及第2光接收传感器24的输出而生成正面反射图像数据、透射图像数据以及背面反射图像数据的控制部。
这样，本实施例所涉及的图像取得装置在正面反射图像数据的生成和透射图像数据的生成中共用第1光源11，在背面反射图像数据的生成和透射图像数据的生成中共用第2光接收传感器24，因而能够以小型且低成本的装置结构来获得正面反射图像数据、透射图像数据以及背面反射图像数据。
在此，在生成透射图像数据的情况下，由于使用透射了纸张100的透射光，因而与生成正面反射图像数据或背面反射图像数据的情况相比，必要的光量增大。
因此，本实施例所涉及的图像取得装置基于第1光源11的指向性，至少控制第1光源11的亮度、第1光源11的点亮时间、第2光接收传感器24中的光电荷的累积时间、以及对于来自第2光接收传感器24的输出的放大率(增益)的其中一个，从而确保良好的透射图像数据的生成所需的光量。
具体地说，作为第1光源11，使用在由纸张100的正面反射的光被第1光接收传感器14接收的第1方向、和透射了纸张100的光被第2光接收传感器24接收的第2方向的两个方向上具有指向性的导光体。该导光体具有如下构造，即将预定的光量分配到第1方向和所述第2方向进行照射，并且向第2方向照射的光量的分配比率比向第1方向照射的光量的分配比率还要大。考虑该导光体的指向性，调整提供给透射图像数据的生成的光量。进行这样的光量的调整是因为纸张100对透射光的衰减比反射光的衰减大。
在将第1光源11用于透射图像数据的生成的情况下，光源控制部30进行控制，以便与将第1光源11仅用于正面反射图像数据的生成的情况相比，增大第1光源11的亮度，从而能够调整提供给透射图像数据的生成的光量(A-1)。关于亮度的调整的细节在后面叙述，但通过改变在第1光源11的光的照射中使用的电流，能够实现亮度的调整。
此外，在将第1光源11用于透射图像数据的生成的情况下，光源控制部30进行控制，以便与将第1光源11仅用于正面反射图像数据的生成的情况相比，延长第1光源11的点亮时间，从而能够调整提供给透射图像数据的生成的光量(A-2)。
此外，在将第2光接收传感器24用于透射图像数据的生成的情况下，传感器控制/信号处理部40进行控制，以便与将第2光接收传感器24用于背面反射图像数据的生成的情况相比，延长第2光接收传感器24中的光电荷的累积时间，从而能够调整提供给透射图像数据的生成的光量(B-1)。
另外，关于累积时间的控制，能够使用在特开平6-189066号公报等中记载的公知的控制方法，因而省略详细的记载。累积时间的控制优选在光接收传感器对光接收对象波长的光进行接收时，变更光电二极管阵列的曝光时间。在特开平6-189066号中对决定曝光时间的周期的时间进行变更，但通过附加用于指定曝光时间的信号、以及缓冲一行量的各发光二极管的输出且使来自缓冲器的读出和曝光并行地进行，从而能够将一行量的像素的读出始终以相同的时间进行。
此外，在将第2光接收传感器24用于透射图像数据的生成的情况下，传感器控制/信号处理部40进行控制，以便与将第2光接收传感器24用于背面反射图像数据的生成的情况相比，延长来自第2光接收传感器24的输出的读取时间，从而能够调整提供给透射图像数据的生成的光量(B-2)。
此外，在将第2光接收传感器24用于透射图像数据的生成的情况下，传感器控制/信号处理部40进行控制，以便与将第2光接收传感器24用于背面反射图像数据的生成的情况相比，增大对于来自第2光接收传感器24的输出的增益，从而能够调整提供给透射图像数据的生成的光量(B-3)。
在本实施方式所涉及的图像取得装置中，通过这样单独或者组合使用(A-1)～(A-2)以及(B-1)～(B-3)所示的结构以及控制，能够以良好的状态来取得正面反射图像数据、透射图像数据以及背面反射图像数据。
下面，说明收发光单元10、20的结构。图2是用于说明上方的收发光单元10和纸张100的位置关系的说明图。具体地说，图2(a)是从Z轴正方向侧看收发光单元10所包含的第1光源11、第3光源12以及聚光透镜13的俯视图，图2(b)是从X轴正侧看收发光单元10所包含的第1光源11的主视图。此外，图3是收发光单元的结构的变形例，图4是收发光单元10、20的立体图。
如图2(a)所示，收发光单元10所包含的第1光源11、第1聚光透镜13以及第3光源12由Y轴方向较长的导光体形成。因此，第1光源11以及第3光源12在纸张100通过时，能够对纸张100的Y轴方向整体照射光。同样地，第1聚光透镜13在纸张100通过时，能够在纸张100的Y轴方向整体上聚光。此外，配置第1光源11、第1聚光透镜13以及第3光源12，使得搬运中的纸张100首先通过第1光源11的下方，接着通过第1聚光透镜13的下方，然后通过第2光源12的下方。
在第1光源11以及第3光源12的侧面分别安装有发光部31、32。发光部31、32分别包含4个发光元件33、34。如果该发光元件33、34点亮，则从第1光源11以及第3光源12的导光体的侧方入射光。另外，在图2中省略了图示，但如图4所示，关于收发光单元20所包含的第2光源21以及第4光源22，也点亮侧方的发光部41中包含的发光元件43而从侧方入射光。
此外，在图2中示出了将发光部31和发光部32设置在同一侧(Y轴方向负侧)的结构，但也可以如图3(a)所示那样，将发光部31和发光部32设置在不同侧。在图3(a)中示出了在第1光源11的Y轴方向正侧设置发光部31，在第3光源12的Y轴方向负侧设置发光部32的结构。此外，也可以如图3(b)所示那样，在第1光源11以及第3光源12的双侧方(Y轴方向正侧以及Y轴方向负侧)分别设置发光部31、32。
为了将取得各种图像数据所需的波长的光照射到纸张100，作为在发光部31、32、41中利用的发光元件33、34、43，例如利用发出预定波长的光的LED(发光二极管)。
在使用红外光和绿色可见光这两个波长的情况下，将发光元件33、34、43的4个LED中，将两个设为红外光的LED，将两个设为绿色可见光的LED即可。
若点亮发光元件33、34中的两个红外光的LED，则会从第1光源11以及第3光源12对纸张100的正面照射红外光，因而能够得到红外光的正面反射图像数据。在此，第1光源11还能够作为透射图像数据的光源来使用，因而在点亮了发光元件33中的两个红外光的LED的状态下，能够得到红外光的透射图像数据。
同样地，若点亮发光元件33、34中的两个绿色可见光的LED，则会从第1光源11以及第3光源12对纸张100的正面照射绿色可见光，因而能够得到绿色可见光的正面反射图像数据。此外，在点亮了发光元件33中的两个绿色可见光的LED的状态下，能够得到绿色可见光的透射图像数据。
若点亮发光元件43中的两个红外光的LED，则会从第2光源21以及第4光源22对纸张100的背面照射红外光，因而能够得到红外光的背面反射图像数据。同样地，若点亮发光元件43中的两个绿色可见光的LED，则会从第2光源21以及第4光源22对纸张100的背面照射绿色可见光，因而能够得到绿色可见光的背面反射图像数据。
在此例示了将发光波长不同的多个元件包含到发光元件33、34、43的结构，但在使用能够变更发光波长的元件的情况下，也可以使用一个或者多个这样的元件来构成发光部31、32、41。此外，在发光部31、32、41中利用的发光元件的数目或发光波长能够根据要取得的图像而适当选择。
作为第1光源11来发挥作用的导光体，具有将从侧方的发光部31入射的光在内部均匀地散射之后向两个方向射出以使其到达第1聚光透镜13以及第2聚光透镜23的指向性。此外，作为第3光源12来发挥作用的导光体，具有从侧方的发光部32入射的光在内部均匀地散射之后向斜下方射出以到达第1聚光透镜13的指向性。
作为第2光源21以及第4光源22发挥作用的导光体将从侧方的发光部41入射的光在内部均匀地散射之后向上方照射以使其到达第2聚光透镜23。
另外，关于如第3光源12、第2光源21以及第4光源22那样用于改变从侧方入射的光的方向而射出的导光体，例如能够利用在特开2010-267524号公报中公开的技术，因而省略详细的说明。
同样地，关于如第1光源11那样将从侧方入射的光向两个不同的方向射出的导光体，也例如能够利用在特开2008-216409号公报中公开的技术，因而省略详细的说明。
第1光接收传感器14以及第2光接收传感器24是将CCD(电荷耦合装置)或CMOS(互补金属氧化物半导体)等元件沿Y轴方向线状排列的图像传感器，具有接受由纸张100反射的光或透射了纸张100的光而输出用于形成纸张图像的线数据的功能。第1光接收传感器14被设置在第1基板15上，第2光接收传感器24被设置在第2基板25上。
第1基板15以及第2基板25分别包含用于驱动第1光接收传感器14以及第2光接收传感器24的驱动电路、和用于对来自第1光接收传感器14以及第2光接收传感器24的信号进行处理而输出的信号处理电路。第1基板15将与由第1光接收传感器14接受的光相应的信号输出到传感器控制/信号处理部40，第2基板25将与由第2光接收传感器24接受的光相应的信号输出到传感器控制/信号处理部40。
第1聚光透镜13具有将从第1光源11以及第3光源12照射且由纸张100反射的反射光聚光至第1光接收传感器14并且进行传播的功能。此外，第2聚光透镜23具有将从第1光源11照射且透射了纸张100的透射光、或者从第2光源21以及第4光源22照射且由纸张100反射的反射光聚光至第2光接收传感器24并且进行传播的功能。
下面，说明图像取得装置的功能结构。图5是用于说明图像取得装置的功能结构的功能框图。如图5所示，光源控制部30根据纸张100的位置信息，控制发光部31、32、41的点亮状态。具体地说，光源控制部30针对发光部31、32、41中包含的各发光元件33、34、43，控制点亮以及熄灭、和点亮时的电流量，从而控制点亮时间以及点亮时的光量。
若发光部31发光，则其光被入射到第1光源11，从第1光源11照射到纸张100的正面。其结果，第1光源11作为用于取得正面反射图像数据的正面反射光源、以及用于取得透射图像数据的透射光源发挥作用。
若发光部32发光，则其光被入射到第3光源12，从第3光源12照射到纸张100的正面。其结果，第3光源12作为用于取得正面反射图像数据的正面反射光源发挥作用。
若发光部41发光，则其光被入射到第2光源21以及第4光源22，从第2光源21以及第4光源22照射到纸张100的背面。其结果，第2光源21以及第4光源22作为用于取得背面反射图像数据的背面反射光源发挥作用。
第1光接收传感器14若接收由纸张100的正面反射的反射光，则根据其光接收量而累积电荷。同样地，第2光接收传感器24若接收由纸张100的背面反射的反射光或透射了纸张100的透射光，则根据其光接收量而累积电荷。
传感器控制/信号处理部40将第1光接收传感器14以及第2光接收传感器24累积的电荷量作为第1光接收传感器14以及第2光接收传感器24的输出来读取，且进行对于该输出的信号处理和放大，从而生成正面反射图像数据、透射图像数据以及背面反射图像数据。
下面，进一步说明光源控制部30以及传感器控制/信号处理部40。图6是用于说明光源控制部30以及传感器控制/信号处理部40的电路图。如图6所示，光源控制部30具有将透射光源控制电压设为非反相输入的运算放大器、和将反射光源控制电压设为非反相输入的运算放大器。
将透射光源控制电压设为非反相输入的运算放大器的输出，经由电阻值R3的电阻元件而连接到NPN晶体管的基极。该NPN晶体管的集电极连接到第1光源的发光部31。并且，NPN晶体管的发射极连接到运算放大器的反相输入，并且经由电阻值R1的电阻元件和开关而连接到地。该开关通过透射光源ON信号而成为ON状态。
此外，将反射光源控制电压设为非反相输入的运算放大器的输出，经由电阻值R3的电阻元件而连接到NPN晶体管的基极。该NPN晶体管的集电极连接到第1光源的发光部31。并且，NPN晶体管的发射极连接到运算放大器的反相输入，并且经由电阻值R2的电阻元件和开关而连接到地。该开关通过反射光源ON信号而成为ON状态。
另外，在输入透射光源ON信号的透射光源ON状态下，不输入反射光源ON信号，在输入反射光源ON信号的反射光源ON状态下，不输入透射光源ON信号。
通过这样的结构以及控制，在透射光源ON状态下，提供给发光部31的发光电流的电流值根据透射光源控制电压以及电阻值R1而决定，在反射光源ON状态下，提供给发光部31的发光电流的电流值根据反射光源控制电压和电阻值R2而决定。具体地说，透射光源ON状态的发光电流与将透射光源控制电压除以电阻值R1后的值大致相等，反射光源ON状态的发光电流与将反射光源控制电压除以电阻值R2后的值大致相等。
因此，通过适当地设定透射光源控制电压、电阻值R1、反射光源控制电压以及电阻值R2，能够调整在透射光信号ON状态和反射光信号ON状态下提供给发光部31的发光电流的电流值。由于发光部31的亮度依赖于发光电流的电流值，因而通过使发光电流的电流值不同，能够在透射光信号ON状态和反射光信号ON状态下改变发光部31的亮度。
另外，由于发光部32、41仅作为反射光源而被使用，因而不需要将透射光源控制电压设为非反相输入的运算放大器、以及连接到该运算放大器的各种元件。因此，仅使用将反射光电压设为非反相输入的运算放大器、以及连接到该运算放大器的各种元件。
传感器控制/信号处理部40将第2光接收传感器24的输出通过AFE(analogfrontend，模拟前端)变换为数字值，在切断暗输出的基础上进行放大。这时的放大率在透射光源ON状态下使用透射用增益，在反射光源ON状态下使用反射用增益。通过使透射用增益大于反射用增益，能够得到良好的透射图像数据。另外，由于第1光接收传感器14仅用于正面反射图像数据的生成，因而对于第1光接收传感器14的输出始终使用反射用增益。
下面，说明光源控制部30的变形例。图7是用于说明光源控制部30的变形例的说明图。在图6所示的结构中，说明了使用将透射光源控制电压设为非反相输入的运算放大器、和将反射光源控制电压设为非反相输入的运算放大器这两个的情况，但即使预算放大器为一个，也能够通过改变其输入而调节在透射光信号ON状态和反射光信号ON状态下提供给发光部31的发光电流的电流值。
在图7(a)所示的变形例中，将DAC(digitaltoanalogconverter，数字模拟转换器)的输出作为运算放大器的非反相输入。并且，运算放大器的输出经由电阻值R3的电阻元件而连接到NPN晶体管的基极。该NPN晶体管的集电极连接到第1光源的发光部31。NPN晶体管的发射极连接到运算放大器的反相输入，并且经由电阻值R1的电阻元件和开关而连接到地。该开关在透射光源ON信号和反射光源ON信号的其中一个被输入的情况下成为ON状态。
在图7(a)的结构中，若将DAC控制为在透射光源ON状态下DAC的输出成为透射光源控制电压，且在反射光源ON状态下DAC的输出成为反射光源控制电压，则能够调节在透射光信号ON状态和反射光信号ON状态下提供给发光部31的发光电流的电流值。
图7(b)是DAC分别输出透射光源控制电压和反射光源控制电压，且设置了将这两个输出的其中一个作为预算放大器的非反相输入而进行切换的开关的变形例，关于其他的结构与图7(a)的变形例相同。在图7(b)的结构中，由于不需要基于DAC的输出电压的变更所需的响应时间，因而能够更快速地切换透射光信号ON状态和反射光信号ON状态。
下面，说明图像取得装置的动作的具体例。图8是用于说明图像取得装置的动作的具体例的说明图。在图8所示的动作中，图像取得装置在将单位时间设为t的情况下，以周期T＝4t的时钟信号MCLK为基准，重复与T1～T3(＝12t)相应的动作。
光源控制部30对第1光源11，在从时刻0t到时刻2t设为透射红外光ON(红外的透射光源ON)，在从时刻2t到时刻12t设为透射红外光OFF。此外，对第1光源11，在从时刻0t到时刻4t设为透射绿光OFF(绿色可见光的透射光源OFF)，在从时刻4t到时刻6t设为透射绿光ON，在从时刻6t到时刻12t设为透射绿光OFF。
此外，光源控制部30对第1光源11，在从时刻8t到时刻9t设为反射红外光ON(红外的反射光源ON)，将除此以外设为反射红外光OFF。此外，光源控制部30对第1光源11，关于从时刻2t到时刻3t、从时刻6t到时刻7t、从时刻10t到时刻11t设为反射绿光ON(绿色可见光的反射光源ON)，将除此以外设为反射绿光OFF。
同样地，光源控制部30对第3光源12，在从时刻8t到时刻9t设为反射红外光ON(红外的反射光源ON)，将除此以外设为反射红外光OFF。此外，光源控制部30对第3光源12，关于从时刻2t到时刻3t、从时刻6t到时刻7t、从时刻10t到时刻11t设为反射绿光ON(绿色可见光的反射光源ON)，将除此以外设为反射绿光OFF。另外，关于第1光源11，在透射红外光ON和反射红外光ON时，使相同的红外LED接通(ON)，但如前述那样LED的发光电流不同。
此外，光源控制部30对第2光源21以及第4光源22，关于从时刻3t到时刻4t、从时刻7t到时刻8t、从时刻11t到时刻12t设为反射绿光ON(绿色可见光的反射光源ON)，将除此以外设为反射绿光OFF。此外，光源控制部30对第2光源21以及第4光源22，在从时刻9t到时刻10t设为反射红外光ON(红外的反射光源ON)，将除此以外设为反射红外光OFF。
通过这样的控制，第1光源11在从时刻0t到时刻2t作为透射红外光源(红外的透射光源)而点亮，在从时刻2t到时刻3t作为反射绿光源(绿色可见光的反射光源)而点亮，在从时刻3t到时刻4t熄灭，在从时刻4t到时刻6t作为透射绿光源(绿色可见光的透射光源)而点亮，在从时刻6t到时刻7t作为反射绿光源而点亮，在从时刻7t到时刻8t熄灭，在从时刻8t到时刻9t作为反射红外光源(红外的反射光源)而点亮，在从时刻9t到时刻10t熄灭，在从时刻10t到时刻11t作为反射绿光源而点亮，在从时刻11t到时刻12t熄灭。
此外，第3光源12在从时刻2t到时刻3t作为反射绿光源而点亮，在从时刻6t到时刻7t作为反射绿光源而点亮，在从时刻8t到时刻9t作为反射红外光源而点亮，在从时刻10t到时刻11t作为反射绿光源而点亮。该第3光源12在搬运路径上方作为反射用光源而使用时，始终与第1光源11同时点亮、熄灭。
此外，第2光源21以及第4光源22，在从时刻3t到时刻4t作为反射绿光源而点亮，在从时刻7t到时刻8t作为反射绿光源而点亮，在从时刻9t到时刻10t作为反射红外光源而点亮，在从时刻11t到时刻12t作为反射绿光源而点亮，在除此以外熄灭。
第1光接收传感器14在从时刻2t到时刻3t接收正面反射绿光(由纸张100的正面反射的绿色可见光)后累积电荷而读出，在从时刻6t到时刻7t接收正面反射绿光后累积电荷而读出，在从时刻8t到时刻9t接收正面反射红外光(由纸张100的正面反射的红外光)后累积电荷，在从时刻10t到时刻11t接收正面反射绿光后累积电荷。另外，除此以外作为虚拟而执行读出，但不使用于图像数据的生成。
此外，第2光接收传感器24在从时刻0t到时刻2t接收透射红外光(透射了纸张100的红外光)后累积电荷而读出，在从时刻3t到时刻4t接收背面反射绿光(由纸张100的背面反射的绿色可见光)后累积电荷而读出，在从时刻4t到时刻6t接收透射绿光(透射了纸张100的绿色可见光)后累积电荷而读出，在从时刻7t到时刻8t接收背面反射绿光后累积电荷而读出，在从时刻9t到时刻10t接收背面反射红外光(由纸张100的背面反射的红外光)后累积电荷而读出，在从时刻11t到时刻12t接收背面反射绿光后累积电荷。另外，除此以外作为虚拟而进行读出，但不使用于图像数据的生成。
这样，在图8所示的动作中，针对反射光将发光以及光接收的时间设为1t，而针对透射光将发光以及光接收的时间设为2t，因而即使在第2光接收传感器24接收透射光的情况下也能够充分地累积电荷，得到良好的输出。
另外，由于在搬运纸张100的同时进行收发光的关系，收发光的周期会影响要取得的图像数据的分辨率。针对反射绿光按每4t进行收发光，而针对反射红外光按每12t进行收发光是因为，纸张的识别所需的分辨率根据波长而不同。
在图8所示的动作例中，示出了单独进行用于生成正面反射图像数据和透射图像数据的收发光的情况，但还能够在进行用于生成正面反射图像数据的收发光时同时进行用于生成透射图像数据的光接收。
通过在进行用于生成正面反射图像数据的收发光时同时进行用于生成透射图像数据的光接收，能够同时取得正面反射图像数据和透射图像数据。
图9是用于说明在进行同时取得的情况下的图像取得装置的动作的具体例的说明图。在图9所示的动作中，图像取得装置将单位时间设为t的情况下，以周期T＝5t的时钟信号MCLK为基准，重复与T1～T2(＝10t)相应的动作。
光源控制部30对第1光源11，在从时刻0t到时刻2t设为透射/反射红外光ON，在从时刻2t到时刻5t设为透射/反射红外光OFF，在从时刻5t到时刻6t设为透射/反射红外光ON，在从时刻6t到时刻10t设为透射/反射红外光OFF。此外，对第1光源11，在从时刻0t到时刻3t设为透射/反射绿光OFF，在从时刻3t到时刻4t设为透射/反射绿光ON，在从时刻4t到时刻7t设为透射/反射绿光OFF，在从时刻7t到时刻9t设为透射/反射绿光ON，在从时刻9t到时刻10t设为透射/反射绿光OFF。
此外，光源控制部30对第3光源12，在从时刻0t到时刻1t设为反射红外光ON，在从时刻5t到时刻6t设为反射红外光ON，将除此以外设为反射红外光OFF。此外，光源控制部30对第3光源12，在从时刻3t到时刻4t设为反射绿光ON，在从时刻7t到时刻8t设为反射绿光ON，将除此以外设为反射绿光OFF。
此外，光源控制部30对第2光源21以及第4光源22，关于从时刻4t到时刻5t、从时刻9t到时刻10t设为反射绿光ON，将除此以外设为反射绿光OFF。此外，光源控制部30对第2光源21以及第4光源22，关于从时刻2t到时刻3t、从时刻6t到时刻7t设为反射红外光ON，将除此以外设为反射红外光OFF。在图9所示的实施例中，第1光源11和第3光源12始终将同一波长的光同时进行点亮、熄灭。
通过这样的控制，第1光源11在从时刻0t到时刻2t并用透射红外光源和反射红外光源而点亮，从时刻2t到时刻3t熄灭，从时刻3t到时刻4t作为反射绿光源而点亮，从时刻4t到时刻5t熄灭，从时刻5t到时刻6t作为反射红外光源而点亮，从时刻6t到时刻7t熄灭，从时刻7t到时刻9t并用透射绿光源和反射绿光源而点亮，从时刻9t到时刻10t熄灭。
此外，第3光源12在从时刻0t到时刻1t作为反射红外而点亮，从时刻3t到时刻4t作为反射绿光源而点亮，从时刻5t到时刻6t作为反射红外光源而点亮，从时刻7t到时刻8t作为反射绿光源而点亮，除此以外熄灭。
此外，第2光源21以及第4光源22在从时刻2t到时刻3t作为反射红外光源而点亮，从时刻4t到时刻5t作为反射绿光源而点亮，从时刻6t到时刻7t作为反射红外光源而点亮，从时刻9t到时刻10t作为反射绿光源而点亮，除此以外熄灭。
第1光接收传感器14在从时刻0t到时刻t接收正面反射红外光后累积电荷而读出，在从时刻3t到时刻4t接收正面反射绿光后累积电荷而读出，在从时刻5t到时刻6t接收正面反射红外光后累积电荷而读出，在从时刻7t到时刻8t接收正面反射绿光后累积电荷而读出。另外，除此以外作为虚拟而不使用于图像数据的生成。
此外，第2光接收传感器24在从时刻0t到时刻2t接收透射红外光后累积电荷而读出，在从时刻2t到时刻3t接收背面反射红外光后累积电荷而读出，在从时刻4t到时刻5t接收背面反射绿光后累积电荷而读出，在从时刻6t到时刻7t接收背面反射红外光后累积电荷而读出，在从时刻7t到时刻9t接收透射绿光后累积电荷而读出，在从时刻9t到时刻10t接收背面反射绿光后累积电荷而读出。另外，除此以外作为虚拟而进行读出，但不使用于图像数据的生成。
这样，在图9所示的动作中，由于在从时刻0t到时刻t、以及从时刻7t到时刻8t中进行正面反射光和透射光的同时取得，因而通过重复10t的量的动作，能够取得正面反射图像数据、背面反射图像数据以及透射图像数据。从而，与图8所示的重复12t的量的动作的情况相比，能够实现分辨率的提高。
如上所述，本实施例所涉及的图像取得装置将第1光源11在正面反射图像数据的生成和透射图像数据的生成中共用，将第2光接收传感器24在背面反射图像数据的生成和透射图像数据的生成中共用，因而能够以小型且低成本的装置结构来获得正面反射图像数据、透射图像数据以及背面反射图像数据。若将图像取得装置如此小型化，则能够将因小型化而空出的空间利用到用于纸张100的搬运的驱动中，能够稳定地运送纸张100。
此外，本实施例所涉及的图像取得装置基于第1光源11的两个方向的指向性，控制第1光源11的亮度、第1光源11的点亮时间、第2光接收传感器24中的光电荷的累积时间、第2光接收传感器24中的光电荷的累积时间、来自第2光接收传感器24的输出的读取时间、以及对于来自第2光接收传感器24的输出的放大率，从而能够确保良好的透射图像数据的生成所需的光量。
另外，本实施例中公开的结构以及动作并非用于限定本发明，该结构以及动作能够适当变更而实施。例如，也可以构成为，通过在生成反射图像数据的情况和生成透射图像数据的情况下使LED的点亮个数不同，从而实现适合各图像数据的生成的光量。此外，也可以使各光源的发光时间或各光接收传感器的累积时间等按每个波长而不同。
此外，在本实施例中，以使用红外光和绿色可见光的情况为例进行了说明，但在使用其他的紫外～红外区域的光的情况下，也能够应用本发明。
工业上的可利用性
如上所述，本发明所涉及的图像取得装置以及图像取得方法适合一边实现装置的小型化，一边取得纸张的良好的反射图像以及透射图像。
标号说明
10、20收发光单元
11第1光源
12第3光源
13第1聚光透镜
14第1光接收传感器
15第1基板
16、26透明构件
17、27壳体
21第2光源
22第4光源
23第2聚光透镜
24第2光接收传感器
25第2基板
30光源控制部
31、32、41发光部
33、34、43发光元件
40传感器控制/信号处理部
100纸张

Claims (11)

1.一种图像取得装置，具有以下部件以取得在搬运路径上被搬运的纸张的图像数据：
第1光源，被设置于在所述搬运路径上被搬运的纸张的一个面侧；
第1光接收传感器，接收从所述第1光源照射且由所述被搬运的纸张所反射的光；以及
第2光接收传感器，被设置于在所述搬运路径上所述被搬运的纸张的另一个面侧，接收透射了所述被搬运的纸张的光，
其特征在于，
所述第1光源发出具有第1方向以及第2方向的双方的指向性的光，其中，该第1方向是对所述第1光接收传感器提供来自所述被搬运的纸张的反射光的方向，该第2方向是对所述第2光接收传感器提供透射光的方向。
2.如权利要求1所述的图像取得装置，其特征在于，
还包括：第2光源，被设置于与所述第2光接收传感器相同的面侧，
所述第1光接收传感器接收从所述第1光源照射的光由所述纸张的一个面进行反射后的第1反射光，
所述第2光接收传感器接收从所述第2光源照射的光由所述纸张的另一个面进行反射后的第2反射光，并且接收从所述第1光源照射的光透射了所述纸张的透射光。
3.如权利要求2所述的图像取得装置，其特征在于，
在与所述第1光接收传感器相同的面侧，将所述第1光源和所述第1光接收传感器的前后颠倒的位置上设置第3光源，并且在与所述第2光接收传感器相同面侧的所述第2传感器的前后的双方进一步设置所述第2光源以及第4光源。
4.如权利要求1至3的任一项所述的图像取得装置，其特征在于，
所述第1光源是将预定的光量分配至所述第1方向和所述第2方向进行照射的线状光源，对所述第2方向照射的光量的分配比率比对所述第1方向照射的光量的分配比率还要大。
5.如权利要求1至4的任一项所述的图像取得装置，其特征在于，
所述第2光接收传感器接收所述透射光的情况下的光电荷的累积时间，比所述第1光接收传感器接收来自所述被搬运的纸张的反射光的情况下的光电荷的累积时间和/或所述第2光接收传感器接收来自所述被搬运的纸张的反射光的情况下的光电荷的累积时间还要长。
6.如权利要求1至5的任一项所述的图像取得装置，其特征在于，
所述第2光接收传感器接收所述透射光的情况下的所述第1光源的照射时间，比所述第1光接收传感器接收来自所述被搬运的纸张的反射光的情况下的所述第1光源的照射时间和/或所述第2光接收传感器接收来自所述被搬运的纸张的反射光的情况下的所述第2光源的照射时间还要长。
7.如权利要求1至6的任一项所述的图像取得装置，其特征在于，
所述第2光接收传感器接收所述透射光的情况下提供给所述第1光源的发光电流，比所述第1光接收传感器接收来自所述被搬运的纸币的反射光的情况下提供给所述第1光源的发光电流和/或所述第2光接收传感器接收来自所述被搬运的纸币的反射光的情况下提供给所述第2光源的发光电流还要大。
8.如权利要求1至7的任一项所述的图像取得装置，其特征在于，
所述第2光接收传感器接收了所述透射光的情况下的对于所述第2光接收传感器的输出的放大率，比所述第1光接收传感器接收了来自所述被搬运的纸币的反射光的情况下的对于所述第1光接收传感器的输出的放大率和/或所述第2光接收传感器接收了来自所述被搬运的纸币的反射光的情况下的对于所述第2光接收传感器的输出的放大率还要大。
9.如权利要求1至8的任一项所述的图像取得装置，其特征在于，
将所述第1光接收传感器进行的来自所述被搬运的纸币的反射光的光接收、和所述第2光接收传感器进行的所述透射光的光接收同时进行。
10.如权利要求1至9的任一项所述的图像取得装置，其特征在于，
所述第1光源和/或所述第2光源将波长不同的光以时分方式进行照射，至少所述第1光源和/或所述第2光源的照射时间、对所述第1光源和/或所述第2光源提供的发光电流、所述第1光接收传感器以及所述第2光接收传感器的累积时间和/或对于所述第1光接收传感器以及所述第2光接收传感器的输出的放大率的其中一个，根据所述波长而不同。
11.一种图像取得方法，取得在搬运路径上被搬运的纸张的图像数据，其特征在于，所述图像取得方法包括：
第1照射步骤，被设置于在所述搬运路径上被搬运的纸张的一个面侧的第1光源，同时照射对第1方向以及第2方向这两个方向具有指向性的光，其中，该第1方向是由所述纸张的一个面进行了反射的光被所述第1光接收传感器接收的方向，该第2方向是透射了所述纸张的光被设置于所述搬运路径的另一方的第2光接收传感器接收的方向；
第1反射光接收步骤，所述第1光接收传感器接收从所述第1光源照射的光被所述纸张的一个面进行反射后的第1反射光；以及
透射光接收步骤，所述第2光接收传感器接收从所述第1光源照射的光透射了所述纸张后的透射光。
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