JP2007233506A - イメージセンサ及び識別装置及びその補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】イメージセンサ／識別装置の光源劣化に対する補正／キャリブレーションを簡便にすることができる技術を提供することを目的とする。
【解決手段】イメージセンサ１０は光源１３と識別面２２の間に透過状態と反射状態とを切り替えることができる液晶シャッタ１７を備える。対象物を識別する直前に液晶シャッタ１７を反射状態に切り替えて、液晶シャッタ１７からの反射光を読み取り、あらかじめ記憶してある基準時における液晶シャッタ１７からの反射光の読み取りデータと比較して補正値を求める。次に液晶シャッタ１７を透過状態に切り替えて対象物からの反射光を読み取り、補正値を用いて補正処理を行う。液晶シャッタ１７の反射状態／透過状態の切り替えは電気的に容易に行うことができる。
【選択図】図４

Description

本発明は識別装置、特に反射型イメージセンサを備える識別装置に関する。

識別装置のイメージセンサは光源から出た光を対象物に照射し、その透過光あるいはその反射光を検出することにより対象物を識別している。識別装置の光源は一般的には使用とともに経年劣化するため、識別装置の稼働開始直後と稼働後相当期間経過した後とを比較すると、同じ対象物を検出した場合であっても検出値が異なる場合がある。例えば識別装置がＡＴＭ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｔｅｌｌｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅ）のような紙葉類識別装置に用いられた場合、稼働開始直後と稼働後相当期間経過した後とを比較すると、同じ紙幣を検出した場合であっても検出値が異なる。そのため紙幣の識別精度が低下し、入金業務に支障を来すおそれがある。この問題を防止するためには稼働後相当期間経過した後の検出値に対して補正を行い、補正後のデータを用いて識別を行うことが考えられる。なお、この問題は紙葉類識別装置固有の問題でなく、イメージセンサを備える識別装置の多くが抱える問題であった。

従来の反射型イメージセンサ／識別装置における補正方法としては、原稿面上の対象物を置かない場所、例えば原稿面の端に基準原稿を置き、当該基準原稿の検出値を元に対象物の検出値を補正するものがある（特許文献１）。また、基準となる補正板を移動可能にし、補正板を原稿面上に移動させ、その検出値を元に対象物の検出値を補正するものがある（特許文献２）。原稿面に基準原稿を置き、その検出値を元に対象物の検出値を補正するものがある。原稿面そのものを白色にして基準原稿面とし、当該基準原稿面の検出値を元に対象物の検出値を補正するものがある。

特開２０００−２３２５５５号公報 特開平７−３８７５１号公報

しかしながら、原稿面上の対象物を置かない場所に基準原稿を置く補正方法では、対象物を置く場所、例えば原稿面のほぼ中央と、基準原稿を置く場所、例えば原稿面の端との間で、場所による光量のムラあるいは受光素子個々の感度のバラツキがあった場合に正しく補正できない。基準となる補正板を移動可能にする補正方法では、移動可能な補正板を新たに設ける必要がある。原稿面に基準原稿を置く方法では、いったん識別装置の稼働を停止しなければならず、稼働ロスが大きい。原稿面そのものを基準原稿面とする方法では、例えばＡＴＭでは原稿面上を紙幣が搬送されるため、原稿面にキズがついたり原稿面が汚れたりすることがある。キズがついた原稿面や汚れた原稿面を基準原稿面とするのでは正しい補正ができない。

本発明は上記課題を踏まえ、上記従来の課題を解決し、反射型イメージセンサ／識別装置の補正／キャリブレーションを簡便に行うことを目的とする。

上記課題の少なくとも１つを解決するために本発明は、対象物を識別するイメージセンサを提供する。本発明に係るイメージセンサは、対象物を支持するための支持部と、前記対象物を識別するための光を照射する光源であって、前記支持部に対向して配置された光源と、前記支持部に対して前記光源と同じ側に配置され、受光素子を備える受光部と、前記光源と前記支持部の間に配置され、前記光源から前記支持部への光を透過又は反射させるシャッタ部と、前記受光部のキャリブレーション時に前記光源からの光を反射させるように前記シャッタ部を制御するシャッタ制御部とを備える。

本発明に係るイメージセンサによれば、光源と支持部の間に配置され、光源から支持部への光を透過又は反射させるシャッタ部を備え、このシャッタ部は、受光部のキャリブレーション時に光源からの光を反射させるように制御されるので、イメージセンサの補正／キャリブレーションを簡便に行うことができる。

本発明に係るイメージセンサは、支持部に対し受光部と反対側に第２の光源をさらに備えていてもよい。反射型イメージセンサのみならず透過型イメージセンサも備えるＡＴＭのような紙葉類識別装置のイメージセンサについても補正／キャリブレーションを簡便に行うことができる。

本発明に係るイメージセンサは、受光部は２以上の受光素子からなる。例えば、紙葉類識別装置に使用する場合、対象物である紙幣の幅が広いので、受光部は２以上の受光素子を備えることが望ましい。

本発明に係るイメージセンサは、受光部は１以上の受光素子からなり、前記受光部はイメージセンサの主走査方向に移動可能であってもよい。この構成を備えることによって、受光素子そのものによる感度バラツキをなくすことができる。

本発明に係るイメージセンサにおいて、シャッタ部は液晶シャッタであってもよい。液晶シャッタであれば機械的な可動部がなく電気的に容易にシャッタ部の透過状態／反射状態を制御できる。

本発明に係るイメージセンサの液晶シャッタに使用される液晶はコレステリック液晶であってもよい。コレステリック液晶であれば液晶を挟む板について偏光板ではなくガラス板を使用できるため液晶シャッタ部を透過する光の光量を多くできる。

本発明に係るイメージセンサは、キャリブレーション時に、前記受光部によって検出された検出値と、あらかじめ用意されている基準値とを用いて補正値を算出する補正値算出部と、前記算出した補正値を用いて、前記受光部によって検出された検出値を補正して出力する補正部とを備える。この構成を備えることにより、イメージセンサの補正／キャリブレーションを簡便に行うことができる。

本発明に係る識別装置は、上述したイメージセンサと、少なくとも前記光源の点灯又は消灯、並びに光量を制御する発光制御部と、前記受光素子によって検出された検出値を処理する画像処理部と、キャリブレーション時に、前記画像処理部で処理された検出値と、あらかじめ用意されている基準値とを用いて補正値を算出する補正値算出部と、前記画像処理部で処理された検出値及び前記補正値算出部で算出された前記補正値を記憶する記憶部と、前記補正値を用いて受光部によって検出された検出値を補正して出力する補正部とを備える。本発明はイメージセンサとしての形態だけでなく、それを用いた識別装置の形態でも実施できる。

本発明に係る識別装置の補正方法は、支持部を照射する光源と、支持部と光源との間に反射状態又は透過状態に切り替え可能なシャッタ部とを備える識別装置の補正方法であって、前記シャッタ部を反射状態に切り替え、前記反射光を検出し、基準値とを比較して補正値を算出し、前記シャッタ部を透過状態に切り替えて対象物を検出し、前記補正値を用いて前記受光部によって検出された検出値を補正して出力するステップを備える。本発明はイメージセンサ、識別装置としての形態だけでなく、識別装置の補正方法の形態でも実施できる。

以下本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．ＡＴＭ１の構成
Ｂ．イメージセンサ１０の構成
Ｃ．イメージセンサ１０の識別動作
Ｄ．液晶シャッタ１７の構成
Ｅ．ＡＴＭ１の動作
Ｆ．変形例

Ａ．ＡＴＭ１の構成：
図１を参照して、本実施例に係るＡＴＭ１について説明する。図１は本実施例に係るＡＴＭ１の機能を示すブロック図である。ＡＴＭ１は、ＡＴＭ制御部２と紙幣入出金口３とカードリーダ４とプリンタ５と表示パネル６と紙幣入出金機構部７とを備える。ＡＴＭ制御部２は、カードリーダ４、プリンタ５、表示パネル６などＡＴＭ１と利用者とのインターフェースを制御する。ＡＴＭ制御部２は、例えば、キャッシュカードの認証情報、ＡＴＭ１への入金額等を中央のホストコンピュータ４４に送り、中央のホストコンピュータ４４からは認証の可否、預金残高等の情報を受信する。紙幣入出金口３は、ＡＴＭ１の利用者が紙幣を入金し、紙幣を出金する、入出金口である。カードリーダ４は、ＡＴＭ１に挿入されたキャッシュカードを読み取る。プリンタ５は、通帳に対する印字あるいは明細書の印刷を行う。表示パネル６は、ＡＴＭ制御部２から利用者へのメッセージ、例えば入金額、出金額、口座残高、振り込み先等を表示する。また、表示パネル６は、操作パネルも兼ねており、ＡＴＭ１の利用者は、表示パネルに対して、例えば、入金操作、出金操作を行う。

紙幣入出金機構部７は、紙幣入出金機構制御部８と紙幣鑑別部３３と金庫カセット９とを備える。紙幣入出金機構制御部８は、ＡＴＭ制御部２からの命令を受けて、紙幣入出金機構部７の動作の制御を行うとともに、紙幣鑑別部３３で識別した紙幣の額面データをＡＴＭ制御部２に送る。紙幣鑑別部３３は、紙幣の額面及びまたは真贋を識別するところである。金庫カセット９は、入金された紙幣を収納したり、あるいは出金用紙幣をあらかじめ準備して収納する。金庫カセット９は、通常、複数備えられており、出金用紙幣は額面ごとに異なる金庫カセット９に収納されている。

図２を用いて紙幣鑑別部３３について説明する。図２は、紙幣鑑別部３３の構成を示すブロック図である。紙幣鑑別部３３は、センサ群３４とセンサ制御部３５と中央処理装置（以下「ＣＰＵ」という。）３６と記憶部３７と不揮発性記憶部３８と通信制御部３９と画像処理部２０とを備える。

センサ群３４には、イメージセンサ１０のほか、各種センサが含まれる。センサ制御部３５は、イメージセンサ１０のほか、紙幣鑑別部３３の各種センサを制御する。ＣＰＵ３６は、紙幣鑑別部３３の中枢であり、紙幣鑑別部３３の動作を制御する。ＣＰＵ３６は、イメージセンサ１０が読み出したデータを用いて、補正値を算出し、補正処理後のデータと紙幣データとを比較して識別動作を実行し、必要に応じて補正処理等の各種演算／データ処理を行う。

記憶部３７は、補正値を求める際に用いられる比較用データ、補正値、補正処理後のデータなどのデータを一時的に記憶する。不揮発性記憶部３８は、書き換え可能な不揮発メモリであり、ＡＴＭ出荷時の初期データ、紙幣データ等の各種データのほか、センサ制御部３５を制御するためのプログラムを記憶する。

通信制御部３９は、紙幣入出金機構制御部８とデータの送受信を行ったり、紙幣入出金機構制御部８からの命令を受け、ＣＰＵ３６に伝える。画像処理部２０は、イメージセンサ１０からの検出データに対して補正処理等を行う。

Ｂ．イメージセンサ１０の構成：
図３から図６を参照して、本実施例に係るイメージセンサ１０とセンサ制御部３５と画像処理部２０について説明する。図３は、イメージセンサ１０とセンサ制御部３５と画像処理部２０を詳しく説明するブロック図である。図４は本実施例に係るイメージセンサ１０の側面を模式的に示す説明図である。図５は本実施例に係るイメージセンサ１０の正面を模式的に示す説明図である。図６は本実施例に係るイメージセンサ１０の斜視図である。

イメージセンサ１０は、紙幣搬送機構１１と光源１３と受光部１５と受光素子１６と液晶シャッタ１７とを備える。

紙幣搬送機構１１には、紙幣搬送台１２及び複数のローラー２１を備える。紙幣搬送台１２はその上側面に識別面２２を有し、識別面２２上に搬送された紙幣２３の識別が行われる。複数のローラー２１は、紙幣搬送台１２の上下には識別面２２を挟むように対になって設置されている。紙幣２３は２組のローラー２１に挟まれ、ローラー２１が回転することにより紙幣搬送台１２上を搬送される。

光源１３は紙幣搬送台１２の識別面２２に対向して配置されている。光源１３は、紙幣搬送台１２上の識別面２２をライン状に照らす。光源１３としては、例えば、白色冷陰極蛍光ランプやＬＥＤが使われる。なお、光源の色は白色でなくてもよい。

液晶シャッタ１７は識別面２２と光源１３の間に配置されている。液晶シャッタ１７は光を透過する透過状態と光を反射する反射状態のいずれかの状態に切り替えて用いられる。

受光部１５は識別面２２に対して光源１３と同じ側に配置されている。受光部１５には２以上の受光素子１６がライン状に配置されており、受光素子１６は、光源１３から紙幣２３に対して照射された照射光の反射光を一度に１ラインずつ検出する。受光素子１６として、例えば、ＣＣＤセンサーのほか、ＭＯＳセンサー、フォトダイオードなどが使われる。なお、受光素子１６としてＭＯＳセンサーやフォトダイオードを用いた場合には、照射光の反射光を一度に１ライン分検出できないので、例えば、受光素子１６の一方の端から順番に検出する。

センサ制御部３５は、発光制御部１４とシャッタ制御部１８と駆動部１９とを備える。発光制御部１４は光源１３に接続されており、光源１３の点灯／消灯を制御し、必要に応じて光源１３の光量を制御する。シャッタ制御部は１８は、液晶シャッタ１７の光を透過する透過状態と光を反射する反射状態の切り替えを制御する。駆動部１９は受光素子１６と接続され、受光素子１６の検出動作を駆動する。

画像処理部２０は、受光素子１６と接続され、受光素子１６が検出した検出値に対して画像処理を行う。画像処理部２０は、受光素子１６によって検出されたアナログデータの検出値をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換処理を実行するためのＡ／Ｄ変換器４１を備える。また、画像処理部２０は、受光素子１６によって検出され、デジタルデータに変換された検出値に対して補正処理を行う補正部４２を備える。より具体的には、補正部４２に備えられているＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）４３によって補正処理が実行される。なお、本実施例では補正部４２が補正処理を行っているが、ＣＰＵ３６が補正処理を行ってもよい。また、Ａ／Ｄ変換処理は、受光素子１６が行ってもよい。

Ｃ．イメージセンサ１０の識別動作
図４から図６を参照しながら、液晶シャッタ１７を透過状態に切り替えるとき、すなわち紙幣２３を検出するときのイメージセンサ１０の動作について説明する。発光制御部１４が光源１３を点灯させると、シャッタ制御部１８は液晶シャッタ１７を透過状態に切り替える。ローラー２１の回転により紙幣２３が紙幣搬送台１２の識別面２２上に順に搬送される。光源１３からの光は液晶シャッタ１７を透過し紙幣２３を照射し、紙幣２３で反射した反射光が受光部１５の受光素子１６に到達する。受光素子１６は駆動部１９により検出状態にされ、反射光を検出する。受光素子１６はライン状に配置されているため、１回の検出で１ライン分の反射光を検出することができる。受光素子１６が１ライン分の反射光を検出すると、ローラー２１が回転し紙幣２３を１ライン分搬送する。紙幣２３が１ライン分搬送されると、受光素子１６は、次の１ライン分の反射光を検出する。このように受光素子１６は、紙幣２３がローラー２１により１ラインずつ搬送されるごとに１ラインずつ紙幣２３からの反射光を検出し、最終的には紙幣２３全体の反射光を検出する。なお、ローラー２１の回転は、反射光の読み取りごとに回転が停止する間欠動作でもよいし、反射光の読み取りごとに回転が停止しない連続回転でもよい。

次に、液晶シャッタ１７を反射状態に切り替えるとき、すなわち初期データを取得するとき又は補正値を算出するときのイメージセンサ１０の動作について、図４から図６を参照しながら説明する。発光制御部１４が光源１３を点灯させると、シャッタ制御部１８は液晶シャッタ１７を反射状態に切り替える。光源１３から発光された光は液晶シャッタ１７を照射し、反射状態である液晶シャッタ１７において反射して受光部１５の受光素子１６に到達する。受光素子１６は駆動部１９により検出状態にされ前記反射光を検出する。受光素子１６はライン状に配置されているため１回の検出で１ライン分の値を取得する。初期データの取得及び補正値の算出に当たっては、１ライン分の検出値を取得すれば十分であるが、何回か測定し、平均をとってもよい。読み取りバラツキを緩和できるからである。なお、光源１３が複数の波長を発光できる場合、あるいは波長ごとに複数の光源１３を有している場合には、波長ごとに反射光を検出することが好ましい。

Ｄ．液晶シャッタ１７の構成
図７を参照して、液晶シャッタ１７の構成について説明する。図７は本実施例において用いられる液晶シャッタ１７の構成の一例を示す説明図である。図７（ａ）は液晶シャッタ１７に電圧を印加しない場合の説明図、図７（ｂ）は液晶シャッタ１７に電圧を印加した場合の説明図である。

液晶シャッタ１７は、液晶２５を挟んで２枚の偏光板２６、２７を備えており、偏光板２６、２７は透過させる光の振動方向が９０度ずれるように配置されている。偏光板２６、２７はそれぞれ透明電極２８、２９を備えており、液晶２５に対して電圧を印加できるようになっている。透明電極２８、２９の液晶２５側には配向膜３０、３１が配置されている。配向膜３０、３１は隣り合った液晶分子３２を一定の方向に配向させる性質を持っている。配向膜３０、３１は液晶分子３２の配向方向が９０度ずれるように配置されている。

液晶２５、すなわち透明電極２８、２９間に対して電圧を印加しない場合には、図７（ａ）に示すように、液晶分子３２は、配向膜３０に接するところでは配向膜３０の配向方向と平行に並び、配向膜３０から遠ざかるにつれて少しずつねじれて向きを変えていく。液晶分子３２が反対側の配向膜３１に接するところでは、液晶分子３２の向きは、配向膜３０の配向方向と９０度ずれ、配向膜３１の配向方向と平行となる。

光が偏光板２６に入射すると、一方向の振動成分の光のみが偏光板２６を透過する。次に光は液晶２５を通過するが、液晶分子３２のねじれにより光の振動の向きが少しずつねじれていく。光が偏光板２７に達した時には光の振動の向きは、偏光板２７を透過する光の振動の向きと一致し、光は振動板２７を透過することができる。

一方、液晶２５に電圧を印加した場合には、図７（ｂ）に示すように、液晶２５の液晶分子３２は分子の長い方向が偏光板２６、２７がなす面と垂直な方向に並び、ねじれは生じない。

この結果、光が偏光板２６に入射すると、一方向の振動成分の光のみが偏光板２６を透過するのは同じであるが、液晶分子３２にねじれが生じていないため、光が液晶２５を通過する間に光の振動の向きは変わらない。光が偏光板２７に達した時の光の振動の向きは偏光板２６を通過した時の光の振動の向きと同じであり、偏光板２７が透過させる光の振動の向きとは９０度ずれている。したがって、光は偏光板２７を透過することができずに反射する。

液晶シャッタ１７にはシャッタ制御部１８が接続されている。シャッタ制御部１８は液晶シャッタ１７を透過状態又は反射状態のいずれかに切り替える。すなわち、シャッタ制御部１８は、液晶２５に電圧を印加しなければ液晶シャッタ１７を透過状態とし、液晶２５に電圧を印加すれば液晶シャッタ１７を反射状態とする。したがって、液晶シャッタ１７の透過状態又は反射状態の切り替えは、液晶２５への電圧の印加の有無により、電気的に容易に行うことができる。

液晶シャッタ制御部１８は、例えば、紙幣２３を検出する場合に、液晶シャッタ１７を透過状態に切り替える。一方、液晶シャッタ制御部１８は、初期データを取得するときは補正値を算出するときに液晶シャッタ１７を反射状態に切り替える。

Ｅ．ＡＴＭ１の動作：
図８を参照して、ＡＴＭ１の製造から稼働まで処理手順について説明する。図８は本実施例に係るイメージセンサを備えるＡＴＭ１の稼働までの動作を示すフローチャートである。以下フローチャートに従って説明する。

ＡＴＭ１を製造後、ＡＴＭ１のＣＰＵ３６は、初期データを不揮発性記憶部３８に記憶する（ステップＳ１００）。出荷時にはＡＴＭ１をすぐに稼働できるようにあらかじめ初期データを不揮発性記憶部３８に記憶しておくことが望ましいからである。なお、ＡＴＭ１を出荷した後、例えば銀行に設置した後、初期データを不揮発性記憶部３８に記憶してもよい。また、出荷後に光源１３を交換したときには、初期データを不揮発性記憶部３８に記憶する（ステップＳ１１０）。光源１３を交換したときは、不揮発性記憶部３８に記憶されている初期データは使えないからである。なお、初期データを不揮発性記憶部３８に記憶する細かい動作については後述する。

図９を参照して、ＡＴＭ１を稼働させてからの処理手順について説明する。図９は、ＡＴＭ１を稼働させてから稼働終了までの動作を示すフローチャートである。ＡＴＭ１は、稼働時間になると起動し、利用者による操作を待つ。ＡＴＭ１の利用者により、例えば、入金操作が行われると、ＡＴＭ１内の紙幣鑑別部３３にあるＣＰＵ３６は補正値を算出する（ステップＳ２００）。ＣＰＵ３６は、補正値を算出すると、紙幣２３の識別を実行する（ステップＳ２１０）。紙幣２３の識別が終わると、ＡＴＭ制御部２は、稼働時間内か否かを判断し（ステップＳ２２０）、稼働時間内であれば次の利用者の入金操作（ステップＳ２００）を待つ。一方、稼働時間外の場合には、ＡＴＭ制御部２は、ＡＴＭ１の稼働を停止する（ステップＳ２３０）。なお、補正値算出及び紙幣識別における詳細な処理については以下で説明する。

図１０を参照してＡＴＭ１の初期データ記憶時の処理手順について説明する。図１０は初期データ記憶時（ステップＳ１００またはステップＳ１１０）に実行されるフローチャートである。以下フローチャートに従って説明する。

ＡＴＭ１の製造会社の担当者は、操作パネル６を操作して、不揮発性記憶部３８に初期データを記憶させる。担当者が操作パネル６を操作すると、操作内容は、ＡＴＭ制御部２により解析され、紙幣入出金機構部７に初期データを取得するように命令を出す。紙幣入出金機構部７の紙幣入出金機構制御部８は、紙幣鑑別部３３のＣＰＵ３６に命令を伝える。ＣＰＵ３６は、センサ制御部３５の発光制御部１４に命令を出して光源１３を点灯させるとともに、シャッタ制御部１８に命令を出して液晶シャッタ１７を反射状態に切り替えさせる（ステップＳ３００）。ＣＰＵ３６は駆動部１９に命令を出して受光素子１６を検出状態とし、受光素子１６に液晶シャッタ１７からの反射光を検出させる（ステップＳ３１０）。

画像処理部２０のＡ／Ｄ変換器４１は、受光素子１６が検出した検出値（アナログデータ）をデジタルデータに変換する（ステップＳ３２０）。ＣＰＵ３６は、あらかじめ不揮発性記憶部３８に記憶されている初期値の範囲内に検出値が収まっているか否かを判断する（ステップＳ３３０）。ＣＰＵ３６は、検出値が初期値の範囲内に収まっている場合には、検出値を初期データ記憶時（以下「基準時」という。）の初期データとして不揮発性記憶部３８に記憶する（ステップＳ３４０）。

検出値が初期値の範囲内に収まっていない場合、ＣＰＵ３６は、通信制御部３９を介して紙幣入出金機構制御部８にその旨を伝える。紙幣入出金機構制御部８は、検出値が初期値の範囲内に収まっていない旨をＡＴＭ制御部２に伝え、ＡＴＭ制御部２は、表示パネル６にその旨を表示する。（ステップＳ３５０）。ＣＰＵ３６は、センサ制御部３５の発光制御部１４に命令を出し光源１３を消灯させる（ステップＳ３６０）。なお、担当者は表示パネル６に検出値が初期値の範囲内でない旨の表示がされている場合には、例えば、光源１３を再交換するか、あるいはＡＴＭ１自体を修理するといった対応をすることができる。

なお、初期データ取得時の処理は、出荷前だけでなく、光源を交換した場合にも行われるが（ステップＳ１１０）、処理手順は同じである。

図１１を参照して補正値を求める処理手順について説明する。図１１は、ＡＴＭ１の稼働後、紙幣を識別する前の補正値を求めるとき（ステップＳ２００）の処理を詳細に示すフローチャートである。以下、フローチャートに従って説明する。なお、基準時における初期データは既に不揮発性記憶部３８に記憶されているものとする。

ＡＴＭ１の利用者が操作パネル６を操作してＡＴＭ１に入金操作を行うと（ステップＳ４００）、操作内容はＡＴＭ制御部２により解析され、操作内容が、紙幣入出金機構部７に伝えられる。紙幣入出金機構部７の紙幣入出金機構制御部８は、紙幣鑑別部３３のＣＰＵ３６に対して補正値を求めるように命令を出す。ＣＰＵ３６は、センサ制御部３５の発光制御部１４に命令を出して光源１３を点灯させ、シャッタ制御部１８に命令を出して液晶シャッタ１７を反射状態に切り替えさせる（ステップＳ４１０）。ＣＰＵ３６は、駆動部１９に命令を出して受光素子１６を検出状態とし、受光素子１６に液晶シャッタ１７からの反射光を検出させる（ステップＳ４２０）。画像処理部２０のＡ／Ｄ変換器４１は、受光素子１６が検出した検出値（アナログデータ）をデジタルデータに変換する（ステップＳ４３０）。

ＣＰＵ３６はあらかじめ不揮発性記憶部３８に記憶されている比較用データの値の範囲内に検出値が収まっているか否かを判断する（ステップＳ４４０）。検出値が比較用データの値の範囲内に収まっている場合には、ＣＰＵ３６は、検出値を補正値を求めるときの比較用データとして記憶部３７に記憶する（ステップＳ４５０）。

ＣＰＵ３６は、不揮発性記憶部３８から初期データを読み出し、記憶部３７から比較用データを読み出して補正値を算出する（ステップＳ４６０）。ＣＰＵ３６は、あらかじめ不揮発性記憶部３８に記憶されている補正値の範囲内に算出した補正値が収まっているか否か判断する（ステップＳ４７０）。算出した補正値が補正値の範囲内に収まっている場合には、ＣＰＵ３６は算出した補正値を記憶部３７に記憶し（ステップＳ４８０）、紙幣２３を識別する動作に移る。

一方、検出値が比較用データの値の範囲内に収まっておらず、あるいは算出した補正値が補正値の範囲内に収まっていない場合には、ＣＰＵ３６は、その旨を通信制御部３９を介して紙幣入出金機構部７の紙幣入出金機構制御部８に伝える。紙幣入出金機構制御部８は、ＡＴＭ１のＡＴＭ制御部２にその旨を伝え、ＡＴＭ制御部２は表示パネル６にＡＴＭ１に障害が発生した旨を表示する。（ステップＳ４９０）。ＡＴＭ１の利用者は、表示パネル６における表示に基づいてＡＴＭ１に障害が発生したことを知ることが可能となり、銀行の行員を呼ぶなどの対応ができる。なお、ＡＴＭ制御部２は表示パネル６にＡＴＭ１に障害が発生した旨を表示する際には、アラームを発し、行員に対してＡＴＭに障害が発生したことを知らせてもよい。

また、利用者がＡＴＭ１を利用するときだけでなく、例えば、利用者と次の利用者との間の時間に、あるいは、例えば１日に１回行われる点検時に、ステップ４００からステップ４９０までの処理手順を実行してもよい。この場合、算出した補正値が補正値の範囲内に収まっている場合であっても、算出した補正値と補正値の範囲内との差が小さい場合には、アラームを発し、行員に対して知らせてもよい。利用者の利用中にＡＴＭ１に障害が発生すると利用者に迷惑をかけるため、障害が発生する恐れがある場合には、ＡＴＭ１の利用を停止するなどの措置をとることができる。

図１２を参照して紙幣鑑別部３３が紙幣２３を識別するときの処理手順について説明する。図１２は紙幣２３を識別する処理を詳細に示すフローチャートである。以下、フローチャートに従って説明する。以下の動作は、ＣＰＵ３６が補正値を記憶部３７に記憶した（ステップＳ４８０）後、引き続いて行われる。

ＣＰＵ３６は、記憶部３７から補正値を読み出して、補正値に基づいて光源１３の光量を調整するようにセンサ制御部３５の発光制御部１４に命令を出すとともに、シャッタ制御部１８に命令を出して液晶シャッタ１７を透過状態に切り替えさせる（ステップＳ５００）。ＣＰＵ３６は、ローラー２１を回転させ、紙幣２３を識別面２２に搬送する（ステップＳ５１０）。ＣＰＵ３６は、駆動部１９に命令を出して受光素子１６を検出状態とし、受光素子１６に紙幣２３からの反射光を検出させる（ステップＳ５２０）。

画像処理部２０のＡ／Ｄ変換器４１は、受光素子１６が検出した検出値（アナログデータ）をデジタルデータに変換する。ＣＰＵ３６は、補正値を画像処理部２０の補正部４２に送る。補正部４２は、補正値を用いてデジタルデータに対して補正処理を行う（ステップＳ５３０）。ＣＰＵ３６は、補正処理後のデータを記憶部３７に記憶する（ステップＳ５４０）。

ＣＰＵ３６は、記憶部３７から補正処理後のデータを読み出し、不揮発性記憶部３８からあらかじめ記憶されている紙幣データを読み出し、両者を比較し、補正処理後のデータにより表される紙幣の額面及びまたは真贋を識別し、記憶部３７に記憶する（ステップＳ５５０）。ＣＰＵ３６は次に識別する紙幣２３があるか否か判断し（ステップＳ５６０）、次に識別する紙幣２３が存在する場合にはステップＳ５１０に戻る。

一方、ＣＰＵ３６は、次に識別する紙幣２３が存在しない場合には、識別した紙幣２３の合計金額を記憶部３７から読み出し、通信制御部３９を介して、紙幣入出金機構７の紙幣入出金機構制御部８に伝える。紙幣入出金機構制御部８は、識別した紙幣の合計金額をＡＴＭ１のＡＴＭ制御部２に伝える。ＡＴＭ制御部２は、識別した紙幣の合計金額を入金額として表示パネル６表示するとともに、中央のホストコンピュータ４４に入金データを送る（ステップＳ５７０）。ＣＰＵ３６は、発光制御部１４に命令を出し光源１３を消灯させて（ステップＳ５８０）、本処理ルーチンを終了する。

以上説明したように、本実施例に係るＡＴＭ１によれば、紙幣鑑別部３３に、光源１３と識別面２２の間に、液晶２５への電圧の印加の有無により電気的に透過状態と反射状態との切り替えを行うことができる液晶シャッタ１７を備えているため、補正値を算出するときの動作（液晶シャッタ１７を反射状態に切替え）と紙幣２３を識別するときの動作（液晶シャッタ１７を透過状態に切替え）を極めて容易に切り替えることができる。その結果、イメージセンサの読み取りデータの補正を簡便に行うことができる。

また、本実施例に係るＡＴＭ１によれば、紙幣鑑別部３３は、紙幣２３を識別する直前に補正値を算出し、連続して紙幣２３を識別する動作を実行するため、補正値の精度が高くなり、結果として、紙幣２３の識別精度も高くなる。さらに、紙幣２３を識別する直前に補正値を算出し、連続して紙幣２３を識別する動作を実行するため、補正値算出のために、ＡＴＭ１の稼働を停止する必要がなく、稼働ロスもない。なお、補正値を算出するときは、受光素子１６は１ライン分だけ反射光を検出すればよいため、紙幣２３を識別する時間と比較すると、極めて短時間で補正値を算出できる。したがって、ＡＴＭ１の利用者からみれば、入金操作に要する時間はほとんど変わらない。

さらに、本実施例に係るＡＴＭ１によれば、紙幣鑑別部３３の液晶シャッタ１７は、光源１３と識別面２２の間にあるため、紙幣２３の搬送によりキズがついたり汚れたりすることはない。したがって、液晶シャッタ１７を補正値を求めるときの基準面として安定して使用することができる。

Ｆ．変形例：
（１）変形例１
本実施例に係るイメージセンサでは、受光素子１６を２以上にしてライン状に配置しているが、受光素子１６を１素子以上にして主走査方向に移動可能としてもよい。この場合には、受光素子１６の個々の受光感度のバラツキをなくすことができる。

（２）変形例２
本実施例では、イメージセンサとしては反射型イメージセンサのみを用いたが、原稿面２２に対して光源１３と反対側に第２の光源６２を備えてもよい。すなわち、反射型イメージセンサの機能のみならず透過型イメージセンサの機能を備えていてもよい。紙幣には「すかし」があり、例えば「すかし」を検出するため、反射型イメージセンサの機能に加えて透過型イメージセンサの機能も備えているＡＴＭが多い。

図１３から図１５を参照して変形例２に係るイメージセンサの構成について説明する。図１３は変形例２に係るイメージセンサの側面を模式的に示す説明図であり、図１４は変形例２に係るイメージセンサの正面図であり、図１５は変形例２に係るイメージセンサの斜視図である。変形例２の構成は本実施例のＡＴＭ１のイメージセンサ１０の構成とほぼ同じ構成であるが、原稿面２２に対して光源１３と反対側に第２の光源６２を備えている点が異なる。変形例２の場合、反射型イメージセンサとして動作させる場合には、光源６２を消灯して動作させる。したがって、反射型イメージセンサとして動作させる場合、補正値算出時及び紙幣識別時の動作は、本実施例と全く同じになるため、変形例２の動作については説明を省略する。

反射型イメージセンサの光源１３からの反射光を全面補正するための基準板を識別面の下に配する必要があるが、反射型イメージセンサの機能に加え、透過型イメージセンサの機能を備えている場合、透過型イメージセンサ用の第２の光源６２からの光を透過させる必要があるため、反射型イメージセンサ用の光源１３の反射光を全面補正するための基準板を識別面の下に配することができなかった。しかし、変形例２によれば、反射型イメージセンサの光源１３からの反射光を全面補正するための基準板は、液晶シャッタ１７となるため、透過型イメージセンサ用の第２の光源６２を配し、かつ、動作毎に反射型イメージセンサ用の光源１３の反射光の全面補正を両立して実施できる。

（３）変形例３
液晶シャッタ１７の液晶材料としてコレステリック液晶６３を用いてもよい。コレステリック液晶６３は、電圧印加を解除しても配向を維持する性質を有しているため、電子ペーパーの材料として盛んに研究が進められているものであるが、液晶シャッタの材料としても使用ができる。

図１６を参照して変形例３に係る液晶シャッタ６４について説明する。図１６はコレステリック液晶６３を用いた液晶シャッタ６４を示す説明図である。ここで図１６（ａ）はコレステリック液晶６３に電圧を印加しないとき、図１６（ｂ）はコレステリック液晶６３に弱い電圧を印加したとき、図１６（ｃ）はコレステリック液晶６３に強い電圧を印加したときの説明図である。以下、その構成を説明する。液晶シャッタ６４はコレステリック液晶６３を挟んで２枚のガラス板６５、６６より構成される。ガラス板６５、６６はコレステリック液晶６３に電圧をかけるための透明電極６７、６８を備える。なお、液晶シャッタ６４に配向膜を用いてもよいが、コレステリック液晶６３では高分子を少量添加することにより配向膜を使わなくても電気的に双安定状態になる特徴がある。したがって、配向膜を用いなくてもよい。以下その動作について説明する。

（ａ）コレステリック液晶６３に電圧を印加しないとき
コレステリック液晶６３は図１６（ａ）に示すようにプレーナ配向になる。液晶シャッタ６４に光が入射した場合、コレステリック液晶６３のらせんピッチ６９に応じた色光を選択反射する。

（ｂ）コレステリック液晶６３に弱い電圧を印加したとき
コレステリック液晶６３に弱い電圧を印加するとその配向は図１６（ｂ）に示すようにフォーカルニック配向に変化し、液晶シャッタ６４に入射した光は液晶シャッタ６４を透過する。この状態で電圧印加を解除してもフォーカルニック配向を維持し、光を透過する。

（ｃ）コレステリック液晶６３に強い電圧を印加したとき
コレステリック液晶６３に強い電圧を印加するとその配向は図１６（ｃ）に示すようにホメオトロピック配向に変化する。この場合フォーカルニック配向よりもさらに透明度を増した状態で、液晶シャッタ６４に入射した光を透過させる。この状態で電圧印加を解除すると、ホメオトロピック配向からプレーナ配向に変化し、光を反射するようになる。

なお、コレステリック液晶６３を用いた場合には液晶シャッタ６４に電圧を印加すると液晶シャッタ６４は透過状態、電圧を印加しないと液晶シャッタ６４は反射状態となる。したがって、本実施例で説明した液晶シャッタ１７と比較すると電圧印加の有無と液晶シャッタの透過状態／反射状態の関係が逆になる。

コレステリック液晶６３を液晶シャッタとして用いた場合には、液晶を挟む板として、偏光板ではなくガラス板を使用できるので、本実施例で説明した偏光板を使用した液晶シャッタ１７に比べシャッタ部を透過する光量を多くすることができる。また、弱い電圧を印加した後で電圧印加を解除しても配向を維持するため省エネルギーの観点から優れている。

（４）変形例４
コレステリック液晶６３による液晶シャッタ６４は青色を反射する層、緑色を反射する層、赤色を反射する層の３層構造にすることが好ましい。光源が複数種類の波長の光を発光できる場合あるいは波長ごとに複数の光源がある場合であっても１つの液晶シャッタで光源が発するどの波長の光も反射できる。

図１７を参照して変形例４に係る液晶シャッタ６４について説明する。図１７は液晶シャッタ６４を３層構造にしたときの概略図である。光源１３の側から青色を反射する層７０、緑色を反射する層７１、赤色を反射する層７２の３層で構成される。反射する光の色はコレステリック液晶６３のらせんピッチを変えることにより容易に変えることができる。コレステリック液晶６３に電圧が印加されていない状態で、光源１３から光が入射すると、上の層から青色、緑色、赤色の順に各色の光が反射する。その結果、白色光を反射できる。

シャッタ部として液晶シャッタ１７、６４を用いた例について説明したが、シャッタ部の構成はこれに限られない。液晶シャッタ以外であっても光の透過状態及び反射状態を切り替えることができるものであればシャッタ部として使用することができる。すなわち、光の透過状態及び反射状態を切り替えることができるシャッタ部を光源１３と識別面２２の間に備えていればよい。

（５）変形例５
例えば、シャッタ部として電気泳動を利用したシャッタ８０が考えられる。図１８から図２０を参照して電気泳動を利用したシャッタ８０について説明する。図１８は、電気泳動を利用したシャッタ８０の側面を模式的に示す説明図である。図１９は、電気泳動を利用したシャッタ８０の上面を模式的に示す説明図である。図２０は電気泳動を利用したシャッタ８０の上面を模式的に示す説明図である。

シャッタ８０は、上面及び下面の一部に開口部８１、８２を有するセル８３が１列あるいは複数列に並んで構成されている。開口部８１、８２にはそれぞれ透明電極８４、８５が設けられている。セル８３の開口部８１、８２以外の上面及び下面には、それぞれ電極８６、８７が設けられている。透明電極８４、８５及び電極８６、８７には、電圧を印加するための駆動部８８が接続されている。セル８３内には泳動粒子８９を分散させた液体９０が封入されている。２つのセル８３の間には隔壁９１が設けられている。セル８３を一列に並べて各セル８３の間には隔壁９１を設けているが、図２０に示すように、全体で１つのセル９２とし、隔壁９１を設けないようにしてもよい。

駆動部８８が、２つ透明電極８４、８５間に電圧を印加し、２つの電極８６、８７間の電圧印加を停止すると、図１８（ａ）のように泳動粒子８９は２つの透明電極８４、８５の間に移動し、開口部８１の上から照射される光を反射する。逆に、２つの電極８６、８７間に電圧を印加し、２つの透明電極８４、８５間の電圧印可を停止すると、図１８（ｂ）のように泳動粒子８９は２つの電極８６、８７間に移動し、透明電極８４、８５の間には泳動粒子が存在しなくなる。その結果、開口部８１の上から照射される光は、反対側の開口部８２に透過する。

（６）変形例６
本実施例のＡＴＭ１では連続して紙幣を識別するときには１枚の紙幣の識別が終わるごとに次ぎに識別すべき紙幣があるか否か検知して、あれば次の紙幣を識別し、なければその紙幣で識別を終了する構成であったが、はじめに識別する紙幣の枚数をカウントしてから、１枚識別するごとに識別数をカウントアップしたり、あるいは、１枚識別するごとに残数からカウントダウンして識別すべき紙幣の残り枚数を管理する構成にしてもよい。

（７）変形例７
本実施例では、入金時の動作について説明したが、本イメージセンサ１０は、入金時だけでなく、出金時にも使用される。金庫カセット９には、紙幣の額面ごとに金庫カセット９を分けて紙幣がセットされるが、お札をセットするのは人が行うため、金庫カセット９に誤った額面の紙幣をセットする恐れがある。したがって、出金時にも紙幣の額面をチェックし、誤った額面の紙幣が出金されないようにしている。

本発明に係るイメージセンサ／識別装置の実施例としてＡＴＭを例に取り説明したが、ＡＴＭのほか、例えば有価証券、切手、入場券、乗車券、定期券等を識別するイメージセンサ／識別装置に用いることも可能である。

以上、幾つかの実施例に基づき本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。

本実施例に用いられるＡＴＭの機能ブロックを示す説明図。 紙幣鑑別部の機能を示すブロック図。 イメージセンサとセンサ制御部と画像処理部を詳しく説明するブロック図。 本実施例に係るイメージセンサの側面を模式的に示す説明図。 本実施例に係るイメージセンサの正面を模式的に示す説明図。 本実施例に係るイメージセンサの斜視図。 本実施例において用いられる液晶シャッタの構成の一例を示す説明図。 本実施例に係るイメージセンサを備えるＡＴＭの稼働までの動作を示すフローチャート。 ATMを稼働させてから稼働終了までの動作を示すフローチャート。 初期データ記憶時に実行されるフローチャート。 紙幣を識別する前の補正値を求めるときの処理を詳細に示すフローチャート。 紙幣を識別する処理を詳細に示すフローチャート。 変形例２に係るイメージセンサの側面を模式的に示す説明図。 変形例２に係るイメージセンサの正面図。 変形例２に係るイメージセンサの斜視図。 コレステリック液晶を用いた液晶シャッタを示す説明図。 液晶シャッタを３層構造にしたときの概略図。 電気泳動を用いたシャッタの側面を模式的に示す説明図。 電気泳動を用いたシャッタの上面を模式的に示す説明図。 電気泳動を用いたシャッタの上面を模式的に示す説明図。

符号の説明

１…ＡＴＭ
２…ＡＴＭ制御部
３…紙幣入出金口
４…カードリーダ
５…プリンタ
６…表示パネル
７…紙幣入出金機構部
８…紙幣入出金機構制御部
９…金庫カセット
１０…イメージセンサ
１１…紙幣搬送機構
１２…紙幣搬送台
１３…光源
１４…発光制御部
１５…受光部
１６…受光素子
１７…液晶シャッタ
１８…シャッタ制御部
１９…駆動部
２０…画像処理部
２１…ローラー
２２…識別面
２３…紙幣
２５…液晶
２６、２７…偏光板
２８、２９…透明電極
３０、３１…配向膜
３２…液晶分子
３３…紙幣鑑別部
３４…センサ群
３５…センサ制御部
３６…中央処理装置（ＣＰＵ）
３７…記憶部
３８…不揮発性記憶部
３９…通信制御部
４１…Ａ／Ｄ変換器
４２…補正部
４３…ＤＳＰ
４４…ホストコンピュータ
６２…第２の光源
６３…コレステリック液晶
６４…液晶シャッタ
６５、６６…ガラス板
６７、６８…透明電極
６９…コレステリック液晶のらせんピッチ
７０…青色を反射する層
７１…緑色を反射する層
７２…赤色を反射する層
８０…電気泳動を用いたシャッタ
８１、８２…開口部
８３…セル
８４、８５…透明電極
８６、８７…電極
８８…駆動部
８９…泳動粒子
９０…液体
９１…隔壁
９２…セル

Claims (9)

1. 対象物を識別するためのイメージセンサであって、
   前記対象物を支持するための支持部と、
   前記対象物を識別するための光を照射する光源であって、前記支持部に対向して配置された光源と、
   前記支持部に対して前記光源と同じ側に配置され、受光素子を備える受光部と、
   前記光源と前記支持部との間に配置され、前記光源から前記支持部への光を透過又は反射させるシャッタ部と、
   前記受光部のキャリブレーション時に前記光源からの光を反射させるように前記シャッタ部を制御するシャッタ制御部とを備えるイメージセンサ。
2. 請求項１に記載のイメージセンサであって、
   前記支持部に対し前記受光部と反対側に第２の光源をさらに備えるイメージセンサ。
3. 請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載のイメージセンサにおいて
   前記受光部は２以上の受光素子からなるイメージセンサ。
4. 請求項１または請求項２に記載のイメージセンサにおいて
   前記受光部は１以上の受光素子からなり、前記受光部はイメージセンサの主走査方向に移動可能であるイメージセンサ。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のイメージセンサにおいて、
   前記シャッタ部は液晶シャッタであるイメージセンサ。
6. 請求項５に記載のイメージセンサにおいて、
   前記液晶シャッタの液晶はコレステリック液晶であるイメージセンサ。
7. 請求項１に記載のイメージセンサはさらに、
   キャリブレーション時に、前記受光部によって検出された検出値と、あらかじめ用意されている基準値とを用いて補正値を算出する補正値算出部と、
   前記算出した補正値を用いて、前記受光部によって検出された検出値を補正して出力する補正部とを備えるイメージセンサ。
8. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のイメージセンサと、
   少なくとも前記光源の点灯又は消灯、並びに光量を制御する発光制御部と、
   前記受光部によって検出された検出値を処理する画像処理部と、
   キャリブレーション時に、前記画像処理部で処理された検出値と、あらかじめ用意されている基準値とを用いて補正値を算出する補正値算出部と、
   前記画像処理部で処理された前記検出値及び前記補正値算出部で算出された前記補正値を記憶する記憶部と、
   前記補正値を用いて、前記受光部によって検出された検出値を補正して出力する補正部とを備える識別装置。
9. 支持部を照射する光源と、支持部と光源との間に反射状態または透過状態に切り替え可能なシャッタ部とを備える識別装置の補正方法であって、
   前記シャッタ部を反射状態に切り替え、前記反射光を検出し、基準値と比較して補正値を算出し、
   前記シャッタ部を透過状態に切り替えて対象物を検出し、前記補正値を用いて、前記受光部によって検出された検出値を補正して出力する識別装置の補正方法。

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