JP7218429B2

JP7218429B2 - 画像取得装置、紙葉類処理装置及び画像取得方法

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Publication number: JP7218429B2
Application number: JP2021513133A
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Inventors: 晶坊垣; 了介南
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Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2023-02-06
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Description

本発明は、画像取得装置、紙葉類処理装置及び画像取得方法に関する。より詳しくは、紙葉類の高解像度の画像を取得するのに好適な画像取得装置、紙葉類処理装置及び画像取得方法に関する。

現在、紙葉類処理装置では、紙葉類の搬送過程において、紙葉類の種類の識別や、正損判定、真偽判定等が行われている。このうち、紙葉類の真偽判定は、例えば、光学ラインセンサで読み取った紙葉類の画像を解析することにより行われる。この場合、例えば、認識した紙葉類の記番号の並びや桁数に基づいて、紙葉類の真偽判定がなされる。記番号認識を行うためには、記番号部分の画像が高解像度であることが望ましい。

例えば、特許文献１には、１点灯サイクル中の波長の異なる第１～第ｎ（ｎは２以上の整数）の光のうちの少なくとも１つの光の発光回数が他の光の発光回数と異なるように発光手段の発光制御を行う紙葉類識別装置が開示されている。より具体的には、反射緑の発光回数を多くして高解像度の反射画像を取得する例が開示されている。

また、例えば、特許文献２には、第１光源の光を紙葉類に反射させた反射光による反射画像と、第２光源の光を該紙葉類に透過させた透過光による透過画像とを互いに補完した合成画像を生成し、この合成画像に対して、該紙葉類の記番号領域を文字認識する記番号認識装置が開示されている。

特許第５００５７６０号公報特開２０１６－２１８８１０号公報

近年、記番号の色の認識や、記番号の背景色からの分離等を行うため、記番号認識用のカラー画像を取込む必要性が高まっている。すなわち、より多くの種類（波長）の光を紙葉類に照射して、より多くの種類（波長）の画像を取得することが要求されている。

しかしながら、特許文献１に記載の技術を利用して、例えばカラー画像を取得しようとすると、紙葉類に照射する光の種類が増加するため、反射緑等の特定種の光の発光回数を減らす必要があり、高解像度の画像を取得することができなくなる。また、特許文献１に記載の技術では、高解像度の画像を得るために特定種の光の発光回数を多くすると、その分だけ他の光の発光が無くなるため、他の画像の低解像度化や、取得する画像の種類の減少を招くことになる。

また、特許文献２に記載されているように、反射画像と透過画像とを互いに補完した合成画像を取得する方法では、紙葉類の一方の面のみの正確な画像が取得できない可能性がある。透過画像では他方の面の図柄も撮像され得るためである。また、透過画像を生成するために受光される透過光の透過率は、紙葉類の厚み、材質等により変動し、センサ出力の変動は、一般的に、反射光受光時よりも透過光受光時の方が大きくなるためである。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、種々の画像を取得できるとともに、より正確な高解像度の画像を取得することができる画像取得装置、紙葉類処理装置及び画像取得方法を提供することを目的とするものである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、搬送される紙葉類の画像を取得する画像取得装置であって、互いに波長域が異なる第１の波長域の光と第２の波長域の光とを紙葉類に照射する発光部と、前記発光部から照射された前記第１の波長域の光が前記紙葉類で反射した光を受光して第１の画像信号を出力するとともに、前記発光部から照射された前記第２の波長域の光が前記紙葉類で反射した光を受光して第２の画像信号を出力する受光部と、前記第１の画像信号に基づく第１の反射画像データ及び前記第２の画像信号に基づく第２の反射画像データをそれぞれ生成し、前記第１の反射画像データ及び前記第２の反射画像データを合成して合成画像を生成する画像生成部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記発光部は、前記第１の波長域の光と、前記第２の波長域の光とを異なるタイミングで前記紙葉類に照射し、前記画像生成部は、前記第１の反射画像データと、前記第２の反射画像データとを前記紙葉類の搬送方向において合成することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記発光部は、前記第１の波長域の光を前記紙葉類に照射した後に、前記第２の波長域の光を前記紙葉類に照射し、前記第２の波長域の光を前記紙葉類に照射した後に、前記第１の波長域の光を前記紙葉類に照射することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記発光部は、前記第１の波長域の光の照射を開始してから前記第２の波長域の光の照射を開始するまでの時間間隔と、前記第２の波長域の光の照射を開始してから前記第１の波長域の光の照射を開始するまでの時間間隔とが同一となるように、前記第１の波長域の光と前記第２の波長域の光とを前記紙葉類に照射することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記発光部は、前記第１の波長域の光と、前記第２の波長域の光とを同時に前記紙葉類に照射し、前記画像生成部は、前記第１の反射画像データと、前記第２の反射画像データとを主走査方向において合成することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記第１の反射画像データ及び前記第２の反射画像データは、グレー変換された画像データであることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記画像取得装置は、前記合成画像を認識する画像認識部を更に備え、前記画像認識部は、前記合成画像から前記紙葉類に付されている記番号を認識することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記画像取得装置は、前記合成画像を認識する画像認識部を更に備え、前記画像認識部は、前記合成画像から前記紙葉類に付されているバーコードを認識することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記第１の波長域の光は、青色光であり、前記第２の波長域の光は、緑色光であることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記第１の波長域の光は、赤色光であり、前記第２の波長域の光は、赤外光であることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記第１の波長域の光は、第１の赤外光であり、前記第２の波長域の光は、前記第１の赤外光とは波長域が異なる第２の赤外光であることを特徴とする。

また、本発明は、前記画像取得装置を備えることを特徴とする紙葉類処理装置である。

また、本発明は、搬送される紙葉類の画像を取得する画像取得方法であって、第１の波長域の光が紙葉類で反射した光を受光して第１の画像信号を出力するとともに、前記第１の波長域の光とは波長域が異なる第２の波長域の光が前記紙葉類で反射した光を受光して第２の画像信号を出力する受光ステップと、前記第１の画像信号に基づく第１の反射画像データ及び前記第２の画像信号に基づく第２の反射画像データをそれぞれ生成し、前記第１の反射画像データ及び前記第２の反射画像データを合成して合成画像を生成する画像生成ステップと、を備えることを特徴とする。

本発明の画像取得装置、紙葉類処理装置及び画像取得方法によれば、種々の画像を取得できるとともに、より正確な高解像度の画像を取得することができる。

実施形態１の概要を説明するための図である。実施形態１に係る紙幣処理装置の外観を示した斜視模式図である。実施形態１に係る紙幣識別装置（画像取得装置）が備える撮像部の構成を説明する断面模式図である。実施形態１に係る紙幣識別装置（画像取得装置）の構成を説明するブロック図である。実施形態１における、光源制御部による各光源の制御、及びセンサ制御部による各ラインセンサからの信号読出の制御の一例を示したタイミングチャートである。実施形態１における、光源制御部による各光源の制御、及びセンサ制御部による各ラインセンサからの信号読出の制御の他の例を示したタイミングチャートである。実施形態１における、光源制御部による各光源の制御、及びセンサ制御部による各ラインセンサからの信号読出の制御の更に他の例を示したタイミングチャートである。実施形態１に係る紙幣識別装置（画像取得装置）及び画像取得方法における合成画像の取得手順と、その後の主な処理フローとを示すフローチャートである。実施形態１の変形例における、光源制御部による各光源の制御、及びセンサ制御部による各ラインセンサからの信号読出の制御の一例を示したタイミングチャートである。実施形態１と、その変形例における、光源制御部による各光源の制御、及びセンサ制御部による各ラインセンサからの信号読出の制御の複数の例を示したタイミングチャートである。実施形態２の概要を説明するための図である。実施形態２に係る光学ラインセンサの受光部の撮像素子の配置とバンドパスフィルタの対応を示した平面模式図である。実施形態２におけるバンドパスフィルタの配置を示した平面模式図であり、第１及び第２の波長域の光として青色光と緑色光を利用する場合を示す。実施形態２におけるバンドパスフィルタの配置を示した平面模式図であり、第１及び第２の波長域の光として赤色光と赤外光を利用する場合を示す。実施形態２の変形例に係る光学ラインセンサの受光部の撮像素子の配置とバンドパスフィルタの対応を示した平面模式図である。実施形態２の変形例におけるバンドパスフィルタの配置を示した平面模式図であり、３つの波長域の光として第１～第３の赤外光を利用する場合を示す。

以下、本発明に係る画像取得装置、紙葉類処理装置及び画像取得方法の好適な実施形態を、図面を参照しながら説明する。本発明の対象となる紙葉類としては、紙幣、小切手、商品券、手形、帳票、有価証券、カード状媒体等の様々な紙葉類が適用可能であるが、以下においては、紙幣を対象とする装置及び方法を例として、本発明を説明する。また、以下では、本発明に係る画像取得装置の好適な実施形態として、画像取得装置の機能を兼ね備えた紙幣識別装置について説明する。なお、以下の説明は、紙幣識別装置（画像取得装置）、紙幣処理装置及び画像取得方法の一例である。

本明細書において、反射画像とは、紙葉類に光を照射して当該紙葉類で反射された光の強度分布に基づく画像を意味する。

（実施形態１）
＜本実施形態の概要＞
まず、図１を用いて、本実施形態の概要について説明する。図１に示したように、本実施形態では、光学ラインセンサにより、第１の波長域の光と、第１の波長域と異なる第２の波長域の光とを紙幣に繰り返し照射して２色の反射画像をそれぞれ取得し、そして、これらの反射画像をグレー変換した上で紙幣の搬送方向（光学ラインセンサの副走査方向）において合成して合成画像を生成する。そのため、各反射画像に比べて、紙幣の搬送方向においてより高解像度、具体的には２倍の解像度のモノクロ画像を取得することができる。また、２つの波長の反射画像を取得することから、特許文献１に記載のように特定種の光の発光回数を増やして解像度を高める場合に比べて、より多くの種類（波長）の画像を取得することができる。これは、カラー画像を取得しようとする場合に非常に有利に働く。更に、２つの反射画像を合成することから、特許文献２に記載のように反射画像と透過画像とを用いる場合に比べ、紙幣の一方の面のみのより正確な画像を取得することができる。

合成画像に利用する第１及び第２の波長域の光としては、波長が近い光が好適である。これにより、グレー変換した際に似た画像が得られやすく、合成画像がより自然なものとなる。好適な波長の組み合わせとしては、例えば、青色光と、緑色光との組み合わせ、赤色光と、赤外光との組み合わせ、第１の赤外光と、第１の赤外光とは波長域が異なる第２の赤外光との組み合わせが挙げられる。

＜紙幣処理装置の構成＞
次に、図２を用いて、本実施形態に係る紙幣処理装置の構成について説明する。本実施形態に係る紙幣処理装置は、例えば、図２に示す構成を有するものであってもよい。図２に示す紙幣処理装置３００は、テーブル上に設置して利用する小型の紙幣処理装置であり、紙幣の識別処理を行う紙幣識別装置（図２では図示せず）と、処理対象の複数の紙幣が積層状体で載置されるホッパ３０１と、ホッパ３０１から筐体３１０内に繰り出された紙幣が偽造券、真偽不確定券等のリジェクト紙幣であった場合に該リジェクト紙幣が排出される２つのリジェクト部３０２と、オペレータからの指示を入力するための操作部３０３と、筐体３１０内で金種、真偽及び正損が識別された紙幣を分類して集積するための４つの集積部３０６ａ～３０６ｄと、紙幣の識別計数結果や各集積部３０６ａ～３０６ｄの集積状況等の情報を表示するための表示部３０５とを備える。紙幣識別装置による正損判定の結果に基づき、４つの集積部３０６ａ～３０６ｄのうち、集積部３０６ａ～３０６ｃには、正券が収納され、集積部３０６ｄには汚損券が収納される。なお、集積部３０６ａ～３０６ｄへの紙幣の振り分け方法は任意に設定可能である。

＜撮像部の構成＞
次に、図３を用いて、本実施形態に係る紙幣識別装置の主要部である撮像部の構成について説明する。図３に示すように、撮像部２１は、互いに対向配置された光学ラインセンサ１１０及び１２０を備えている。光学ラインセンサ１１０及び１２０の間には、紙幣ＢＮが搬送される隙間が形成されており、この隙間は本実施形態に係る紙幣処理装置の搬送路３１１の一部を構成する。光学ラインセンサ１１０及び１２０は、それぞれ、搬送路３１１の上側及び下側に位置している。

光学ラインセンサ１１０は、発光部としての２つの反射用光源１１１、集光レンズ１１２及び受光部１１３を備えている。反射用光源１１１は、紙幣ＢＮの受光部１１３側の主面（以下、Ａ面）に、所定波長の光（赤外光等の非可視光と、赤・緑・青等の単色光や白色光等の可視光）を順次照射する。集光レンズ１１２は、反射用光源１１１から出射され、紙幣ＢＮで反射された光を集光する。受光部１１３は、紙幣ＢＮの搬送方向（副走査方向）に対して直交する方向（主走査方向）にライン状に配列された複数の撮像素子（受光素子、図示せず）を備え、集光レンズ１１２によって集光された光を受光して電気信号に変換する。そして、その電気信号を増幅処理した後、デジタルデータにＡ／Ｄ変換した上で画像信号として出力する。

光学ラインセンサ１２０は、発光部としての２つの反射用光源１２１、集光レンズ１２２及び受光部１２３を備えている。反射用光源１２１は、紙幣ＢＮの受光部１２３側の主面（以下、Ｂ面）に、所定波長の光（赤外光等の非可視光と、赤・緑・青等の単色光や白色光等の可視光）を照射する。集光レンズ１２２は、反射用光源１２１から出射され、紙幣ＢＮで反射された光を集光する。受光部１２３は、紙幣ＢＮの搬送方向に対して直交する方向にライン状に配列された複数の撮像素子（受光素子、図示せず）を備え、集光レンズ１２２によって集光された光を受光して電気信号に変換する。そして、その電気信号を増幅処理した後、デジタルデータにＡ／Ｄ変換した上で画像信号として出力する。

各光源１１１、１２１は、図３の紙面に垂直な方向（主走査方向）に延びるライン状の導光体（図示せず）と、導光体の両端部（一方の端部でもよい）に設けられた複数のＬＥＤ素子（図示せず）とを備えている。

各光源１１１、１２１は、ＬＥＤ素子として、例えば、第１及び第２の波長域の光を少なくとも含む互いに異なる波長域の光を照射可能な複数のＬＥＤ素子を備え、選択された波長域の光を照射できるように構成されている。具体的には、例えば、各光源１１１、１２１は、赤外光（ＩＲ）を発光するＬＥＤ素子と、可視光（赤・緑・青等の単色光や白色）を発光するＬＥＤ素子とを備えており、紙幣ＢＮに向けて赤外光及び可視光をそれぞれ照射する。好ましくは、各光源１１１、１２１は、複数種の赤外光をそれぞれ発光する複数のＬＥＤ素子（例えば第１～第３の赤外光をそれぞれ発光する３種のＬＥＤ素子）と、波長域が６００ｎｍ～７００ｎｍの赤色光を発光するＬＥＤ素子と、波長帯が５００ｎｍ～６００ｎｍの緑色光を発光するＬＥＤ素子と、波長帯が４００ｎｍ～５００ｎｍの青色光を発光するＬＥＤ素子とを備えている。

光学ラインセンサ１１０及び１２０がそれぞれ、搬送方向に搬送されている紙幣ＢＮに対して撮像を繰り返し行い、画像信号を出力することによって、本実施形態に係る紙幣識別装置は、紙幣ＢＮ全体の画像を取得する。本実施形態に係る紙幣識別装置は、光学ラインセンサ１１０の出力信号に基づいて紙幣ＢＮのＡ面の反射画像を取得し、光学ラインセンサ１２０の出力信号に基づいて紙幣ＢＮのＢ面の反射画像を取得する。

＜紙幣識別装置（画像取得装置）の構成＞
次に、図４を用いて、本実施形態に係る紙幣識別装置（画像取得装置）の構成について説明する。図４に示すように、本実施形態に係る紙幣識別装置（画像取得装置）１は、制御部１０、検出部２０及び記憶部３０を備えている。

制御部１０は、記憶部３０に記憶された各種の処理を実現するためのプログラムと、当該プログラムを実行するＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）と、当該ＣＰＵによって制御される各種ハードウェアと、ＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）等の論理デバイス等によって構成されている。制御部１０は、記憶部３０に記憶されたプログラムに従って、紙幣識別装置１の各部から出力された信号と、制御部１０からの制御信号とに基づいて、紙幣識別装置１の各部を制御する。また、制御部１０は、記憶部３０に記憶されたプログラムにより、光源制御部１１、センサ制御部１２、画像生成部１３、画像認識部１４及び識別部１５の機能を有している。

検出部２０は、紙幣の搬送路に沿って、上述の撮像部２１に加え、磁気検出部２２、厚み検出部２３及びＵＶ検出部２４を備えている。撮像部２１は、上述のように紙幣を撮像して画像信号（画像データ）を出力する。磁気検出部２２は、磁気を測定する磁気センサ（図示せず）を備え、磁気センサにより紙幣に印刷されている磁気インクやセキュリティスレッド等の磁気を検出する。磁気センサは、複数の磁気検出素子をライン状に配列した磁気ラインセンサである。厚み検出部２３は、紙幣の厚みを測定する厚み検出センサ（図示せず）を備え、厚み検出センサによりテープや重送等を検出する。厚み検出センサは、搬送路を挟んで対向するローラにおける紙幣通過時の変位量を、各ローラに設けたセンサによって検出するものである。ＵＶ検出部２４は、紫外線照射部（図示せず）及び受光部（図示せず）を備え、紫外線照射部により紫外線を紙幣に照射したときに発生する蛍光や、紙幣を透過する紫外線を受光部により検出する。

記憶部３０は、半導体メモリやハードディスク等の不揮発性の記憶装置から構成されており、紙幣識別装置１を制御するための各種プログラムと各種データとを記憶している。また、記憶部３０には、撮像部２１による１サイクル分の撮像の間に各光源１１１、１２１から照射する光の波長域、各光源１１１、１２１の点灯及び消灯を行うタイミング、各光源１１１、１２１のＬＥＤ素子に流す順電流の値、各光学ラインセンサ１１０、１２０から信号を読み出すタイミング等が撮像用パラメータとして保存されている。

なお、１サイクルの撮像とは、各光源１１１、１２１から照射する光の波長域や、各光源１１１、１２１の点灯及び消灯、各ＬＥＤ素子に流す順電流の値、信号読出を行うタイミング等が設定された撮像パターンのことを言う。１サイクルの撮像を１周期として、これを連続して繰り返し実行することにより、紙幣全体の画像を取得する。

光源制御部１１は、各光源１１１、１２１による個別の紙幣の画像を撮像するために、光源１１１及び１２１を順に点灯させる動的点灯制御を行うものである。詳細には、光源制御部１１は、撮像用パラメータに設定されたタイミングに基づいて、各光源１１１、１２１の点灯及び消灯を制御する。この制御は、紙幣の搬送速度に応じて変化するメカクロックと、紙幣の搬送速度によらず常に一定の周波数で出力されるシステムクロックとを利用して行われる。また、光源制御部１１は、撮像用パラメータに基づき、各ＬＥＤ素子に流す順電流の大きさを設定する。

センサ制御部１２は、撮像用パラメータに設定されたタイミングに基づいて、各光学ラインセンサ１１０、１２０から画像信号を読み出すタイミングを制御し、各光源１１１、１２１の点灯及び消灯のタイミングに同期して各ラインセンサから画像信号を読み出す。この制御は、メカクロックとシステムクロックとを利用して行われる。そして、センサ制御部１２は、読み出した画像信号、すなわちラインデータを順次、記憶部３０のリングバッファ（ラインメモリ）に保存する。

なお、ここで、ラインデータとは、各光学ラインセンサ１１０、１２０による１回の撮像によって得られた画像信号に基づくデータを意味し、取得される画像の横方向（紙幣の搬送方向に直交する方向）の一列分のデータに対応する。

画像生成部１３は、検出部２０から取得した紙幣に係る各種信号に基づいて画像を生成する機能を有する。詳細には、画像生成部１３は、まず、リングバッファに保存されたデータ（画像信号）を光の照射及び受光の条件毎のデータに分解する。具体的には、第１の赤外光を照射して反射した光の受光強度データと、第２の赤外光を照射して反射した光の受光強度データと、第３の赤外光を照射して反射した光の受光強度データと、赤色光を照射して反射した光の受光強度データと、緑色光を照射して反射した光の受光強度データと、青色光を照射して反射した光の受光強度データとに分解する。そして、画像生成部１３は、分解されたデータ毎の特性に応じて、暗出力カット、ゲイン調整、明出力レベルの補正等の補正処理を行い、紙幣の各種の画像データを生成して生画像データとして記憶部３０へ保存する。

また、画像生成部１３は、第１の波長域の光の受光強度データに基づく第１の生画像データをグレー変換して第１の画像データ（以下、第１のモノクロ画像データ）を生成するとともに、第２の波長域の光の受光強度データに基づく第１の生画像データをグレー変換して第２の画像データ（以下、第２のモノクロ画像データ）を生成する。より具体的には、対応する受光部１１３又は１２３の出力の最大強度（２５５ｄｉｇｉｔ）及び最小強度（０ｄｉｇｉｔ）がそれぞれ白及び黒となるように、各色の生画像データを変換する。なお、このとき、人間の比視感度に合わせて、緑色の光の生画像データの受光強度（出力）を赤色や青色等の光の生画像データの受光強度（出力）より高く補正してもよい。また、第１のモノクロ画像データ及び第２のモノクロ画像データは、それぞれ、上記第１の画像データ及び第２の画像データに対応する。

また、画像生成部１３は、２種以上の画像データを合成して副走査方向の解像度を増加させる超解像処理部としても機能し、生成した第１のモノクロ画像データ及び第２のモノクロ画像データを紙幣の搬送方向（副走査方向）において合成して合成画像を生成する。すなわち、第１のモノクロ画像データと、第２のモノクロ画像データとを１列毎に合成する。更に換言すると、第１のモノクロ画像データを構成するラインデータと、第２のモノクロ画像データを構成するラインデータとを副走査方向において交互に配置して１枚の反射画像を生成する。

なお、画像生成部１３は、合成画像の生成を、第１及び第２の生画像データの生成、並びに、第１及び第２のモノクロ画像データの生成と同時進行で実行してもよい。すなわち、各生画像データのラインデータを生成する度にそれに対応するモノクロ画像データを生成し、各モノクロ画像データのラインデータを生成する度に順次合成してもよい。

一方、画像生成部１３は、合成画像の生成を、第１及び第２のモノクロ画像データの生成が完了した後に実行してもよい。すなわち、第１のモノクロ画像データ全体を生成するとともに、モノクロ画像データ全体を生成した後、これらの画像データを合成して合成画像を生成してもよい。

画像認識部１４は、画像生成部１３によって生成された合成画像を認識する。すなわち、合成画像を分析して特徴を抽出し、対象物の認識を行う。具体的には、例えば、紙幣に記番号が印刷されている場合、画像認識部１４は、合成画像の記番号部分を文字認識し、紙幣の記番号を認識する。その他、紙幣に印刷された人物の顔を認識してもよい。また、画像認識部１４は、認識結果を記憶部３０へ保存する。

識別部１５は、検出部２０から取得した紙幣に係る各種信号を利用して識別処理を行う。識別部２３は、紙幣の少なくとも金種及び真偽を識別する。識別部１５は、紙幣の正損を判定する機能を有してもよい。その場合、識別部１５は、紙幣の汚れ、折れ、破れ等を検出するとともに、紙幣の厚みから紙幣に貼り付けられたテープ等を検出することにより、紙幣を、市場で再利用できる正券及び市場流通に適さない損券のいずれとして処理するかを判定する機能を有する。

また、識別部１５は、金種、真偽、正損等を識別するために撮像部２１が撮影した紙幣の画像を用いる場合、画像生成部１３によって生成された合成画像や、画像認識部１４によって得られた認識結果を利用する。例えば、識別部１５は、紙幣の真偽を識別するために、画像認識部１４によって得られた紙幣の記番号情報を利用する。

＜光源の制御方法及びラインセンサからの信号読出の制御方法＞
次に、図５を用いて、光源制御部１１による各光源１１１の制御、及びセンサ制御部１２による光学ラインセンサ１１０からの信号読出の制御について説明する。なお、図５は、光源点灯及び信号読出の内容及びタイミングを示している。また、光学ラインセンサ１２０についても光学ラインセンサ１１０と同様に制御されることから、その説明は省略する。

図５に示すように、光学ラインセンサ１１０の撮像位置では、ロータリーエンコーダにより生成されるメカクロック（マスタークロック：ＭＣＬＫ）の２周期分に相当する１サイクル中に、搬送される紙幣に対して、光源１１１から、第１の赤外光を照射し、続いて、第１の赤外光と波長域が異なる第２の赤外光を照射し、続いて、青色光を照射し、続いて、第１及び第２の赤外光と波長域が異なる第３の赤外光を照射し、続いて、赤色光を照射し、そして、緑色光を照射する。紙幣に光が照射されている間、受光部１１３の各撮像素子が露光されて電荷を蓄積する。紙幣に照射する光を切り替える度に、切り替え前の光による画像信号が光学ラインセンサ１１０から読み出される。この結果、光学ラインセンサ１１０によって、１サイクルで、第１の赤外光によるＡ面の反射画像（以下、第１の赤外反射画像）を形成する１列分のラインデータ、第２の赤外光によるＡ面の反射画像（以下、第２の赤外反射画像）を形成する１列分のラインデータ、青色光によるＡ面の反射画像（以下、青色反射画像）を形成する１列分のラインデータ、第３の赤外光によるＡ面の反射画像（以下、第３の赤外反射画像）を形成する１列分のラインデータ、赤色光によるＡ面の反射画像（以下、赤色反射画像）を形成する１列分のラインデータ、及び緑色光によるＡ面の反射画像（以下、緑色反射画像）を形成する１列分のラインデータがこの順で順次取得されることになる。

なお、第１～第３の赤外光のそれぞれの具体的な波長域は、特に限定されないが、第１、第２及び第３の赤外光のピーク波長は、この順に大きくなっていてもよく、例えば、第１～第３の赤外光のそれぞれのピーク波長は、第１が８００ｎｍ、第２が８８０ｎｍ、第３が９５０ｎｍであってもよい。

この１サイクルの撮像を連続して繰り返し実行することにより、紙幣のＡ面全体の、第１の赤外反射画像、第２の赤外反射画像、青色反射画像、第３の赤外反射画像、赤色反射画像及び緑色反射画像をそれぞれ取得する。また、赤色、緑色及び青色の反射画像から紙幣のＡ面全体のカラー画像を取得することができる。

図５は、第１及び第２の波長域の光として、青色光と緑色光を利用する場合を示しており、青色反射画像及び緑色反射画像を合成して合成画像が生成される。

また、例えば、１サイクルの撮像（メカクロックの２周期）で紙幣が０．２５４ｍｍ搬送される場合、１サイクル中に特定の種類の光を１回発光させれば、その光のモノクロ画像を副走査方向において１００ｄｐｉの解像度で取得できる。したがって、図５に示した例では、各色のモノクロ画像及びＲＧＢのカラー画像を副走査方向において１００ｄｐｉの解像度で取得できるとともに、青色反射画像及び緑色反射画像を合成した合成画像を副走査方向において２００ｄｐｉの解像度で取得することができる。

図６を用いて、本実施形態における光源制御部１１による各光源１１１の制御の他の例について説明する。なお、図６は、光源点灯及び信号読出の内容及びタイミングを示しており、光源点灯の内容及びタイミングが一部異なることを除いて、図５の場合と同様である。

図６に示す例では、光学ラインセンサ１１０の撮像位置において、１サイクル中に、搬送される紙幣に対して、光源１１１から、第１の赤外光を照射し、続いて、第２の赤外光を照射し、続いて、第３の赤外光を照射し、続いて、青色光を照射し、続いて、緑色光を照射し、そして、赤色光を照射する。この結果、光学ラインセンサ１１０によって、１サイクルで、第１の赤外反射画像を形成する１列分のラインデータ、第２の赤外反射画像を形成する１列分のラインデータ、第３の赤外反射画像を形成する１列分のラインデータ、青色反射画像を形成する１列分のラインデータ、緑色反射画像を形成する１列分のラインデータ、及び赤色反射画像を形成する１列分のラインデータがこの順で順次取得されることになる。

この１サイクルの撮像を連続して繰り返し実行することにより、紙幣のＡ面全体の、第１の赤外反射画像、第２の赤外反射画像、第３の赤外反射画像、青色反射画像、緑色反射画像及び赤色反射画像をそれぞれ取得する。

図６は、第１及び第２の波長域の光として、第３の赤外光と赤色光を利用する場合を示しており、第３の赤外反射画像及び赤色反射画像を合成して合成画像が生成される。

図６に示した例でも図５の場合と同様に、各色のモノクロ画像及びＲＧＢのカラー画像を副走査方向において１００ｄｐｉの解像度で取得できるとともに、第３の赤外反射画像及び赤色反射画像を合成した合成画像を副走査方向において２００ｄｐｉの解像度で取得することができる。

図７を用いて、本実施形態における光源制御部１１による各光源１１１の制御の更に他の例について説明する。なお、図７は、光源点灯及び信号読出の内容及びタイミングを示しており、光源点灯の内容及びタイミングが一部異なることを除いて、図５の場合と同様である。

図７に示す例では、光学ラインセンサ１１０の撮像位置において、１サイクル中に、搬送される紙幣に対して、光源１１１から、第３の赤外光を照射し、続いて、青色光を照射し、続いて、第１の赤外光を照射し、続いて、緑色光を照射し、続いて、赤色光を照射し、そして、第２の赤外光を照射する。この結果、光学ラインセンサ１１０によって、１サイクルで、第３の赤外反射画像を形成する１列分のラインデータ、青色反射画像を形成する１列分のラインデータ、第１の赤外反射画像を形成する１列分のラインデータ、緑色反射画像を形成する１列分のラインデータ、赤色反射画像を形成する１列分のラインデータ、及び第２の赤外反射画像を形成する１列分のラインデータがこの順で順次取得されることになる。

図７は、第１及び第２の波長域の光として、第１及び第２の赤外光を利用する場合を示しており、第１の赤外反射画像及び第２の赤外反射画像を合成して合成画像が生成される。

図７に示した例でも図５の場合と同様に、各色のモノクロ画像及びＲＧＢのカラー画像を副走査方向において１００ｄｐｉの解像度で取得できるとともに、第１の赤外反射画像及び第２の赤外反射画像を合成した合成画像を副走査方向において２００ｄｐｉの解像度で取得することができる。

図５～７に示した例では、それぞれの種類の光を照射する時間は一定に設定されている。すなわち、各撮像素子の電荷の蓄積時間は、光の種類によらず一定に設定されている。しかしながら、各種の光を照射する時間は適宜設定可能であり、異なる光で照射時間は異なっていてもよい。

ただし、第１の波長域の光の照射を開始してから第２の波長域の光の照射を開始するまでの時間間隔Ｔ１と、第２の波長域の光の照射を開始してから第１の波長域の光の照射を開始するまでの時間間隔Ｔ２とは、同一の時間間隔に設定されることが好ましい。これにより、合成画像を構成するラインデータを同一ピッチで取得できることから、ひずみの小さいより自然な合成画像を取得することができる。

なお、ここで、複数の時間間隔（Ｔ１及びＴ２や、後述するｔ１、ｔ２及びｔ３）が同一とは、複数の時間間隔が完全に同一である場合のみならず、メカクロックのブレによって発生する程度のずれが複数の時間間隔の間に生じる場合も含むものとする。

＜紙幣識別装置による処理フロー＞
次に、図８を用いて、紙幣識別装置１による処理フロー、なかでも紙幣の合成画像を取得する画像取得方法の処理フローと、その後の主な処理フローとについて説明する。ここでは、光学ラインセンサ１１０を用いた画像取得方法について説明するが、光学ラインセンサ１２０を用いた場合も同様であることから、その説明は省略する。図８に示すように、まず、受光部１１３が、光源１１１から照射された第１の波長域の光（例えば青色光）が紙幣で反射した光を受光して画像信号Ｓ１を出力するとともに、第１の波長域の光と異なるタイミングで光源１１１から照射された第２の波長域の光（例えば緑色光）が紙幣で反射した光を受光して画像信号Ｓ２を出力する（受光ステップＳ１１）。なお、画像信号Ｓ１及び画像信号Ｓ２は、それぞれ、上記第１の画像信号及び第２の画像信号に対応する。

次に、センサ制御部１２が、光学ラインセンサ１１０から画像信号Ｓ１及びＳ２を読み出し、読み出した画像信号Ｓ１及びＳ２を順次、記憶部３０のリングバッファに保存する（画像信号読出ステップＳ１２）。

次に、画像生成部１３が、画像信号Ｓ１に基づく生画像データをグレー変換して第１の画像データ（第１のモノクロ画像データ）を生成するとともに、画像信号Ｓ２に基づく生画像データをグレー変換して第２の画像データ（第２のモノクロ画像データ）を生成し、そして、生成した第１のモノクロ画像データ及び第２のモノクロ画像データを紙幣の搬送方向（副走査方向）において合成して合成画像を生成する（画像生成ステップＳ１３）。

次に、画像認識部１４が、画像生成部１３によって生成された合成画像を認識する（画像認識ステップＳ１４）。

そして、識別部１５が、紙幣の金種、真偽、正損等の判定を行う（識別ステップＳ１５）。このとき、識別部１５は、画像生成部１３によって生成された合成画像や、画像認識部１４の認識結果を利用する。

上述のように、本実施形態では、受光部１１３が、反射用光源１１１から第１の波長域の光が紙幣で反射した光を受光して画像信号Ｓ１を出力するとともに、第１の波長域の光と異なるタイミングで反射用光源１１１から照射された第２の波長域の光が紙幣で反射した光を受光して画像信号Ｓ２を出力し、画像生成部１３が、画像信号Ｓ１に基づく第１の画像データと、画像信号Ｓ２に基づく第２の画像データとを紙幣の搬送方向において合成して合成画像を生成する。このため、第１、第２の各画像データに比べてより高解像度、具体的には副走査方向において２倍の解像度のモノクロ画像を取得することができる。

なお、上記実施形態１では、第１の波長域の光と、第２の波長域の光とをこの順で繰り返し紙幣に照射する場合について説明したが、このように第１及び第２の波長域の光は１回ずつ繰り返し照射されなくてもよい。例えば、緑→緑→青→緑→緑→青の順に光源１１１が発光するといったように、第１及び第２の波長域の光の少なくとも一方が連続して紙幣に照射されてもよい。

また、上記実施形態１では、画像生成部１３が、２種類の画像データをグレー変換した上で合成する場合について説明したが、２種類の画像データをグレー変換することなく合成してもよい。

また、上記実施形態１では、合成画像の生成に利用される光の波長が２つ（第１及び第２の波長域）である場合について説明したが、合成画像の生成に利用される光の波長の数は、２つに特に限定されず、３つ以上であってもよい。具体的には、例えば、赤色、緑色及び青色の光を利用したり、３種の赤外光（例えば第１～第３の赤外光）を利用してもよい。

ここで、図９を用いて、合成画像の生成に利用される光の波長が３つである場合の、光源制御部１１による各光源の制御、及びセンサ制御部１２による各光学ラインセンサ１１０、１２０からの信号読出の制御の一例について説明する。なお、図９は、光源点灯及び信号読出の内容及びタイミングを示しており、光源点灯の内容及びタイミングが一部異なることを除いて、図５の場合と同様である。また、光学ラインセンサ１２０についても光学ラインセンサ１１０と同様に制御されることから、その説明は省略する。

図９に示す例では、光学ラインセンサ１１０の撮像位置において、１サイクル中に、搬送される紙幣に対して、光源１１１から、赤色光を照射し、続いて、第１の赤外光を照射し、続いて、緑色光を照射し、続いて、第２の赤外光を照射し、続いて、青色光を照射し、そして、第３の赤外光を照射する。この結果、光学ラインセンサ１１０によって、１サイクルで、赤色反射画像を形成する１列分のラインデータ、第１の赤外反射画像を形成する１列分のラインデータ、緑色反射画像を形成する１列分のラインデータ、第２の赤外反射画像を形成する１列分のラインデータ、青色反射画像を形成する１列分のラインデータ、及び第３の赤外反射画像を形成する１列分のラインデータがこの順で順次取得されることになる。

図９は、３つの波長域の光として、第１～第３の赤外光を利用する場合を示しており、第１の赤外反射画像、第２の赤外反射画像及び第３の赤外反射画像を合成して合成画像が生成される。

図９に示した例でも図５の場合と同様に、各色のモノクロ画像及びＲＧＢのカラー画像を副走査方向において１００ｄｐｉの解像度で取得できる。一方、図９に示した例では、第１の赤外反射画像、第２の赤外反射画像及び第３の赤外反射画像を合成した合成画像を副走査方向において３００ｄｐｉの解像度で取得することができ、実施形態１に比べて更に高解像度の反射画像を取得することが可能である。

図９に示した例でも図５の場合と同様に、それぞれの種類の光を照射する時間は一定に設定されている。すなわち、各撮像素子の電荷の蓄積時間は、光の種類によらず一定に設定されている。しかしながら、各種の光を照射する時間は適宜設定可能であり、異なる光で照射時間は異なっていてもよい。

ただし、第１の波長域の光（例えば第１の赤外光）の照射を開始してから第２の波長域の光（例えば第２の赤外光）の照射を開始するまでの時間間隔ｔ１と、第２の波長域の光の照射を開始してから第３の波長域（例えば第３の赤外光）の光の照射を開始するまでの時間間隔ｔ２と、第３の波長域の光の照射を開始してから第１の波長域の光の照射を開始するまでの時間間隔ｔ３とは、同一の時間間隔に設定されることが好ましい。これにより、合成画像を構成するラインデータを同一ピッチで取得できることから、ひずみの小さいより自然な合成画像を取得することができる。

また、上記実施形態１では、メカクロック（マスタークロック：ＭＣＬＫ）の２周期分で１サイクルの撮像を行う場合について説明したが、メカクロックの１周期分で１サイクルの撮像を行ってもよい。

ここで、図１０を用いて、メカクロックの１周期分で１サイクルの撮像を行う場合の、光源制御部１１による各光源の制御、及びセンサ制御部１２による各光学ラインセンサ１１０、１２０からの信号読出の制御の複数の例について説明する。なお、図１０は、光源点灯及び信号読出の内容及びタイミングを示しており、光源点灯の内容及びタイミングが一部異なることを除いて、図５～７及び９の場合と同様である。また、光学ラインセンサ１２０についても光学ラインセンサ１１０と同様に制御されることから、その説明は省略する。

図１０に示す各例では、光学ラインセンサ１１０の撮像位置において、ロータリーエンコーダにより生成されるメカクロックの１周期分に相当する１サイクル中に、搬送される紙幣に対して、光源１１１から、青色光、赤色光、緑色光、第１の赤外光、第２の赤外光及び第３の赤外光を図１０に示した所定の順で照射する。また、１サイクルの撮像（メカクロックの１周期）で紙幣が０．２５４ｍｍ搬送される。

ここで、基準のメカクロックを基に、周期がメカクロックの２分の１のクロック（以下、１／２ＭＣＬＫとも略記する。）と、周期がメカクロックの３分の１のクロック（以下、１／３ＭＣＬＫとも略記する。）とを生成する。そして、各クロックの立ち上がりを基準にして、第１及び第２の波長域の光を照射する期間のインターバルＴ１’及びＴ２’を同一（実質同一も含む）に設定するとともに、３つの波長域の光を照射する期間のインターバルｔ１’、ｔ２’及びｔ３’を同一（実質同一も含む）に設定する。これにより、各色の搬送方向の移動距離を同じに近づけることができる。

なお、インターバルＴ１’及びＴ２’は、１／２ＭＣＬＫの立ち上がりのタイミングから、システムクロックに基づく一定時間の経過後までの期間に設定される。また、インターバルｔ１’、ｔ２’及びｔ３’は、１／３ＭＣＬＫの立ち上がりのタイミングから、システムクロックに基づく一定時間の経過後までの期間に設定される。

（実施形態２）
本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、実施形態１と重複する内容についての詳細な説明は省略する。また、本実施形態と実施形態１とにおいて、同一又は同様の機能を有する部材には同一の符号を付し、本実施形態において、その部材の詳細な説明は省略する。

＜本実施形態の概要＞
まず、図１１を用いて、本実施形態の概要について説明する。図１１に示したように、本実施形態では、光学ラインセンサにより、第１の波長域の光と、第１の波長域と異なる第２の波長域の光とを紙幣に同時に照射して２色の反射画像をそれぞれ取得し、そして、これらの反射画像をグレー変換した上で紙幣の搬送方向に直交する方向（光学ラインセンサの主走査方向）において合成して合成画像を生成する。そのため、各反射画像に比べて、紙幣の搬送方向に直交する方向においてより高解像度、具体的には２倍の解像度のモノクロ画像を取得することができる。また、実施形態１と同様に、より多くの種類（波長）の画像を取得することができるとともに、紙幣の一方の面のみのより正確な画像を取得することができる。

＜撮像部の構成＞
本実施形態では、各光源１１１、１２１は、波長域が４００ｎｍ～５００ｎｍの青色光を発光するＬＥＤ素子と、波長域が５００ｎｍ～６００ｎｍの緑色光を発光するＬＥＤ素子と、波長域が６００ｎｍ～７００ｎｍの赤色光を発光するＬＥＤ素子と、波長域が７００ｎｍ～１０００ｎｍの赤外光を発光するＬＥＤ素子とを備えており、紙幣ＢＮに青色光、緑色光及び赤色光を含む白色光と、赤外光とを同時に照射する。

図１２に示すように、各受光部１１３、１２３は、紙幣ＢＮの搬送方向（副走査方向）に対して直交する方向（主走査方向）にライン状に配列された複数の画素単位ユニット１３０を備えている。各画素単位ユニット１３０は、主走査方向に１列に配置された４つの撮像素子（受光素子）１３１ａ～１３１ｄと、４つの撮像素子１３１ａ～１３１ｄにそれぞれ対応して設けられた４つのバンドパスフィルタとを備えている。４つのバンドパスフィルタは、それぞれ透過する波長域の異なるフィルタ（光学フィルタ）であり、４００～５００ｎｍの波長域の青色光を透過するバンドパスフィルタ（以下、青色フィルタとも言う。）１３２Ｂと、５００～６００ｎｍの波長域の緑色光を透過するバンドパスフィルタ（以下、緑色フィルタとも言う。）１３２Ｇと、６００～７００ｎｍの波長域の赤色光を透過するバンドパスフィルタ（以下、赤色フィルタとも言う。）１３２Ｒと、７００～１０００ｎｍの波長域の赤外光を透過するバンドパスフィルタ（以下、赤外光フィルタとも言う。）１３２ＩＲとを含んでいる。ここでは、青色フィルタ１３２Ｂ、赤色フィルタ１３２Ｒ、緑色フィルタ１３２Ｇ及び赤外光フィルタ１３２ＩＲが主走査方向にこの順で配置されている。そして、各撮像素子１３１ａ～１３１ｄは、対応するバンドパスフィルタを透過した異なる波長帯の光を受光する。

これによって、各光源１１１、１２１から４つの波長域の光を発光タイミングを重ねて紙幣ＢＮに照射して、照射した４種類の波長域の光に対する紙幣ＢＮからの反射光を対応する受光部１１３又は１２３で同時に受光したとしても、それぞれの波長域に対応したバンドパスフィルタによってフィルタリングされるので、それぞれの波長域ごとの受光強度を撮像素子１３１ａ～１３１ｄによって取得することが可能である。

＜紙幣識別装置（画像取得装置）の構成＞
本実施形態では、センサ制御部１２によって読み出された一列分のラインデータには、照射した光の波長の違い等によって区別される複数の種類のラインデータが含まれている。

また、本実施形態では、画像生成部１３は、リングバッファに保存されたデータ（画像信号）を、赤外光を照射して反射した光の受光強度データと、赤色光を照射して反射した光の受光強度データと、緑色光を照射して反射した光の受光強度データと、青色光を照射して反射した光の受光強度データとに分解する。

また、画像生成部１３は、２種以上の画像データを合成して主走査方向の解像度を増加させる超解像処理部としても機能し、生成した第１のモノクロ画像データ及び第２のモノクロ画像データを紙幣の搬送方向に直交する方向（主走査方向）において合成して合成画像を生成する。すなわち、第１のモノクロ画像データと、第２のモノクロ画像データとを１行毎に合成する。更に換言すると、第１のモノクロ画像データと、第２のモノクロ画像データとを主走査方向において交互に配置して１枚の反射画像を生成する。

＜合成画像の具体例＞
次に、図１３及び１４を用いて、合成画像に用いられる第１及び第２の波長域の光の組み合わせの具体例について説明する。図１３は、第１及び第２の波長域の光として青色光と緑色光を利用する場合を示しており、青色反射画像及び緑色反射画像を合成して合成画像が生成される。

また、例えば、各色のバンドパスフィルタの主走査方向のピッチ（距離）Ｘを０．２５４ｍｍとし、赤外光フィルタ１３２ＩＲを挟んだ緑色フィルタ１３２Ｇと青色フィルタ１３２ＢのピッチＸ１を０．１２７ｍｍとし、赤色フィルタ１３２Ｒを挟んだ青色フィルタ１３２Ｂと緑色フィルタ１３２ＧのピッチＸ２を０．１２７ｍｍとすると、各色のモノクロ画像を主走査方向において１００ｄｐｉの解像度で取得できる。したがって、図１３に示した例では、各色のモノクロ画像及びＲＧＢのカラー画像を主走査方向において１００ｄｐｉの解像度で取得できるとともに、青色反射画像及び緑色反射画像を合成した合成画像を主走査方向において２００ｄｐｉの解像度で取得することができる。

図１４は、第１及び第２の波長域の光として赤色光と赤外光を利用する場合を示しており、赤色反射画像及び赤外反射画像を合成して合成画像が生成される。

また、例えば、各色のバンドパスフィルタの主走査方向のピッチ（距離）Ｘを０．２５４ｍｍとし、緑色フィルタ１３２Ｇを挟んだ赤色フィルタ１３２Ｒと赤外光フィルタ１３２ＩＲのピッチＸ３を０．１２７ｍｍとし、青色フィルタ１３２Ｂを挟んだ赤外光フィルタ１３２ＩＲと赤色フィルタ１３２ＲのピッチＸ４を０．１２７ｍｍとすると、各色のモノクロ画像を主走査方向において１００ｄｐｉの解像度で取得できる。したがって、図１４に示した例でも図１３の場合と同様に、各色のモノクロ画像及びＲＧＢのカラー画像を主走査方向において１００ｄｐｉの解像度で取得できるとともに、赤色反射画像及び赤外反射画像を合成した合成画像を主走査方向において２００ｄｐｉの解像度で取得することができる。

上述のように、第１及び第２の波長域の光を透過する２種類のバンドパスフィルタは、主走査方向で同一（実質同一も含む）のピッチで配置されることが好ましい。これにより、ひずみの小さいより自然な合成画像を取得することができる。

＜紙幣識別装置による処理フロー＞
ここでは、光学ラインセンサ１１０を用いた画像取得方法について説明するが、光学ラインセンサ１２０を用いた場合も同様であることから、その説明は省略する。本実施形態では、受光ステップＳ１１において、受光部１１３が、光源１１１から照射された第１の波長域の光（例えば青色光）が紙幣で反射した光を受光して画像信号Ｓ１を出力するとともに、第１の波長域の光と同じタイミングで光源１１１から照射された第２の波長域の光（例えば緑色光）が紙幣で反射した光を受光して画像信号Ｓ２を出力する。

また、本実施形態では、画像生成ステップＳ１３において、画像生成部１３が、生成した第１のモノクロ画像データ及び第２のモノクロ画像データを主走査方向において合成して合成画像を生成する。

上述のように、本実施形態では、受光部１１３が、反射用光源１１１から第１の波長域の光が紙幣で反射した光を受光して画像信号Ｓ１を出力するとともに、第１の波長域の光と同じタイミングで反射用光源１１１から照射された第２の波長域の光が紙幣で反射した光を受光して画像信号Ｓ２を出力し、画像生成部１３が、画像信号Ｓ１に基づく第１の画像データと、画像信号Ｓ２に基づく第２の画像データとを主走査方向において合成して合成画像を生成する。このため、第１、第２の各画像データに比べてより高解像度、具体的には主走査方向において２倍の解像度のモノクロ画像を取得することができる。

なお、本実施形態においても、画像生成部１３は、２種類の画像データをグレー変換することなく合成してもよい。

また、本実施形態においても、合成画像の生成に利用される光の波長の数は、２つに特に限定されず、３つ以上であってもよい。具体的には、例えば、赤色、緑色及び青色の光を利用したり、３種の赤外光（例えば第１～第３の赤外光）を利用してもよい。

ここで、図１５及び１６を用いて、合成画像の生成に利用される光の波長が３つである場合の、画像生成部１３による合成画像の具体例について説明する。

図１５に示すように、この例では、各画素単位ユニット１３０は、主走査方向に１列に配置された６つの撮像素子（受光素子）１３１ａ～１３１ｆと、６つの撮像素子１３１ａ～１３１ｆにそれぞれ対応して設けられた６つのバンドパスフィルタとを備えている。６つのバンドパスフィルタは、それぞれ透過する波長域の異なるフィルタ（光学フィルタ）であり、上述の青色フィルタ１３２Ｂ、緑色フィルタ１３２Ｇ及び赤色フィルタ１３２Ｒに加えて、第１の赤外光を透過するバンドパスフィルタ（以下、第１の赤外光フィルタとも言う。）１３２ＩＲ１と、第１の赤外光と波長域が異なる第２の赤外光を透過するバンドパスフィルタ（以下、第２の赤外光フィルタとも言う。）１３２ＩＲ２と、第１及び第２の赤外光と波長域が異なる第３の赤外光を透過するバンドパスフィルタ（以下、第３の赤外光フィルタとも言う。）１３２ＩＲ３とを含んでいる。ここでは、青色フィルタ１３２Ｂ、第１の赤外光フィルタ１３２ＩＲ１、赤色フィルタ１３２Ｒ、第２の赤外光フィルタ１３２ＩＲ２、緑色フィルタ１３２Ｇ及び第３の赤外光フィルタ１３２ＩＲ３が主走査方向にこの順で配置されている。そして、各撮像素子１３１ａ～１３１ｆは、対応するバンドパスフィルタを透過した異なる波長帯の光を受光する。

ここでも、第１～第３の赤外光のそれぞれの具体的な波長域は、特に限定されないが、第１、第２及び第３の赤外光のピーク波長は、この順に大きくなっていてもよく、例えば、第１～第３の赤外光のそれぞれのピーク波長は、第１が８００ｎｍ、第２が８８０ｎｍ、第３が９５０ｎｍであってもよい。

図１６は、３つの波長域の光として第１～第３の赤外光を利用する場合を示しており、第１の赤外反射画像、第２の赤外反射画像及び第３の赤外反射画像を合成して合成画像が生成される。

また、例えば、各色のバンドパスフィルタの主走査方向のピッチ（距離）Ｘを０．２５４ｍｍとし、赤色フィルタ１３２Ｒを挟んだ第１の赤外光フィルタ１３２ＩＲ１と第２の赤外光フィルタ１３２ＩＲ２のピッチＸ５を０．０８４７ｍｍとし、緑色フィルタ１３２Ｇを挟んだ第２の赤外光フィルタ１３２ＩＲ２と第３の赤外光フィルタ１３２ＩＲ３のピッチＸ６を０．０８４７ｍｍとし、青色フィルタ１３２Ｂを挟んだ第３の赤外光フィルタ１３２ＩＲ３と第１の赤外光フィルタ１３２ＩＲ１のピッチＸ７を０．０８４７ｍｍとすると、各色のモノクロ画像を主走査方向において１００ｄｐｉの解像度で取得できる。したがって、図１６に示した例でも図１３の場合と同様に、各色のモノクロ画像及びＲＧＢのカラー画像を主走査方向において１００ｄｐｉの解像度で取得できる。一方、図１６に示した例では、第１、第２及び第３の赤外反射画像を合成した合成画像を主走査方向において３００ｄｐｉの解像度で取得することができ、実施形態２に比べて更に高解像度の反射画像を取得することが可能である。

また、上記実施形態２では、青色光を発光するＬＥＤ素子と、緑色光を発光するＬＥＤ素子と、赤色光を発光するＬＥＤ素子とを同時に発光させて白色光を紙幣ＢＮに照射する場合について説明したが、例えば、青色光を発光するＬＥＤ素子と、その光で励起して赤色及び緑色をそれぞれ発光する赤色蛍光体及び緑色蛍光体とを用いて白色光を生成し、紙幣ＢＮに照射してもよいし、青色光を発光するＬＥＤ素子と、その光で励起して補色の黄色を発光する黄色蛍光体とを用いて白色光を生成し、紙幣ＢＮに照射してもよい。何れの場合であっても、互いに異なる複数の波長域の光を同時に紙幣ＢＮに照射することが可能である。なお、青色光を発光するＬＥＤ素子と黄色蛍光体とを用いる場合であっても、その白色光には、通常、緑色光及び赤色光も含まれることから、第１及び第２の波長域の光として、上述のように、青色光と緑色光を利用したり、赤色光と赤外光を利用することは可能である。

以上説明したように、上記実施形態１、２では、複数の波長域の光が紙幣で反射した光に基づく複数の画像データを合成して合成画像を生成することから、各画像データに比べてより高解像度のモノクロ画像を取得することができる。また、少なくとも２つの波長の画像データを取得することから、特許文献１に記載のように特定種の光の発光回数を増やして解像度を高める場合に比べて、より多くの種類（波長）の画像を取得することができる。これにより、効率的にカラー画像を取得することができる。更に、合成画像に用いる各画像データは、反射画像を構成するものであることから、特許文献２に記載のように反射画像と透過画像とを用いる場合に比べ、紙幣の一方の面のみのより正確な画像を取得することができる。

また、上記実施形態１、２では、画像認識部１４が紙幣に印刷された記番号や人物の顔を認識する場合について説明したが、本発明の対象となる紙葉類が紙幣以外であれば、商品券やカジノのバーコードチケット等の紙葉類に付されたバーコードやＱＲコード（登録商標）等のコードを本発明に係る画像認識部によって認識してもよい。例えば、紙葉類にバーコードが印刷されている場合、本発明に係る画像認識部は、合成画像のバーコード部分を読み取り、紙幣のバーコードを認識する。バーコードは、紙葉類の長手方向に配置されてもよく、その場合は、紙葉類を長手方向に搬送し、その画像を取得することが好ましい。これにより、高解像度のバーコードの画像を取得することができる。すなわち、バーコードの直線と直交する方向に紙葉類を搬送し、その画像を取得することが好ましい。本発明に係る画像認識部は、記番号や人物の顔、バーコード、ＱＲコード等の、紙葉類に付された複数種の特徴を認識するものであってもよい。

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。また、各実施形態の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。

以上のように、本発明は、種々の画像を取得しつつ、正確な高解像度の画像を取得するのに有用な技術である。

１：紙幣識別装置（画像取得装置）
１０：制御部
１１：光源制御部
１２：センサ制御部
１３：画像生成部
１４：画像認識部
１５：識別部
２０：検出部
２１：撮像部
２２：磁気検出部
２３：厚み検出部
２４：ＵＶ検出部
３０：記憶部
１１０、１２０：光学ラインセンサ
１１１、１２１：反射用光源
１１２、１２２：集光レンズ
１１３、１２３：受光部
１３１ａ～１３１ｆ：撮像素子（受光素子）
１３２Ｂ：青色フィルタ
１３２Ｒ：赤色フィルタ
１３２Ｇ：緑色フィルタ
１３２ＩＲ：赤外光フィルタ
１３２ＩＲ１：第１の赤外光フィルタ
１３２ＩＲ２：第２の赤外光フィルタ
１３２ＩＲ３：第３の赤外光フィルタ
３００：紙幣処理装置
３０１：ホッパ
３０２：リジェクト部
３０３：操作部
３０５：表示部
３０６ａ～３０６ｄ：集積部
３１０：筐体
３１１：搬送路
ＢＮ：紙幣

Claims

搬送される紙葉類の画像を取得する画像取得装置であって、
互いに波長域が異なる第１の波長域の光と第２の波長域の光とを紙葉類に照射する発光部と、
前記発光部から照射された前記第１の波長域の光が前記紙葉類で反射した光を受光して第１の画像信号を出力するとともに、前記発光部から照射された前記第２の波長域の光が前記紙葉類で反射した光を受光して第２の画像信号を出力する受光部と、
前記第１の画像信号に基づく第１の反射画像データ及び前記第２の画像信号に基づく第２の反射画像データをそれぞれ生成し、前記第１の反射画像データ及び前記第２の反射画像データを合成して合成画像を生成する画像生成部と、を備える
ことを特徴とする画像取得装置。
前記発光部は、前記第１の波長域の光と、前記第２の波長域の光とを異なるタイミングで前記紙葉類に照射し、
前記画像生成部は、前記第１の反射画像データと、前記第２の反射画像データとを前記紙葉類の搬送方向において合成する
ことを特徴とする請求項１記載の画像取得装置。
前記発光部は、前記第１の波長域の光を前記紙葉類に照射した後に、前記第２の波長域の光を前記紙葉類に照射し、前記第２の波長域の光を前記紙葉類に照射した後に、前記第１の波長域の光を前記紙葉類に照射する
ことを特徴とする請求項２記載の画像取得装置。
前記発光部は、前記第１の波長域の光の照射を開始してから前記第２の波長域の光の照射を開始するまでの時間間隔と、前記第２の波長域の光の照射を開始してから前記第１の波長域の光の照射を開始するまでの時間間隔とが同一となるように、前記第１の波長域の光と前記第２の波長域の光とを前記紙葉類に照射する
ことを特徴とする請求項３記載の画像取得装置。
前記発光部は、前記第１の波長域の光と、前記第２の波長域の光とを同時に前記紙葉類に照射し、
前記画像生成部は、前記第１の反射画像データと、前記第２の反射画像データとを主走査方向において合成する
ことを特徴とする請求項１記載の画像取得装置。
前記第１の反射画像データ及び前記第２の反射画像データは、グレー変換された画像データである
ことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の画像取得装置。
前記合成画像を認識する画像認識部を更に備え、
前記画像認識部は、前記合成画像から前記紙葉類に付されている記番号を認識する
ことを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の画像取得装置。
前記合成画像を認識する画像認識部を更に備え、
前記画像認識部は、前記合成画像から前記紙葉類に付されているバーコードを認識する
ことを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の画像取得装置。
前記第１の波長域の光は、青色光であり、
前記第２の波長域の光は、緑色光である
ことを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の画像取得装置。
前記第１の波長域の光は、赤色光であり、
前記第２の波長域の光は、赤外光である
ことを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の画像取得装置。
前記第１の波長域の光は、第１の赤外光であり、
前記第２の波長域の光は、前記第１の赤外光とは波長域が異なる第２の赤外光である
ことを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の画像取得装置。
請求項１～１１のいずれかに記載の画像取得装置を備える紙葉類処理装置。
搬送される紙葉類の画像を取得する画像取得方法であって、
第１の波長域の光が紙葉類で反射した光を受光して第１の画像信号を出力するとともに、前記第１の波長域の光とは波長域が異なる第２の波長域の光が前記紙葉類で反射した光を受光して第２の画像信号を出力する受光ステップと、
前記第１の画像信号に基づく第１の反射画像データ及び前記第２の画像信号に基づく第２の反射画像データをそれぞれ生成し、前記第１の反射画像データ及び前記第２の反射画像データを合成して合成画像を生成する画像生成ステップと、を備える
ことを特徴とする画像取得方法。