JP7262952B2 - 紙葉類処理装置および紙葉類処理方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、紙葉類を処理する紙葉類処理装置および紙葉類処理方法に関する。

近年、銀行や大規模小売業等では日常的に大量の紙幣が扱われ、これら紙幣を金種や、正損（紙幣の汚損度合い）に応じて分類して整理する業務が存在している。このような紙幣の整理業務を自動化する装置として紙葉類処理装置が用いられている。この紙葉類処理装置は、例えば、紙幣の種類や正損の度合いを鑑別する鑑査部と、紙幣を金種別などに分類して集積する複数の集積部と、などを備えている。
鑑査部は、紙幣の画像を所得する画像読取装置、紙幣の蛍光印刷を検知する蛍光検知装置、その他、種々のセンサを備えて構成されている。画像読取装置は、読み取った画像から、紙幣の券種、紙幣の汚れ、紙幣の傾き等を判別する。

特開２００７－６６０５９号公報 特開２００９－１９９１８２号公報

この発明の実施形態の課題は、蛍光発光により紙葉類の蛍光インク印刷情報および紙葉類の位置、傾きを検出可能とした紙葉類処理装置および紙葉類処理方法を提供することにある。

一実施形態によれば、紙葉類処理装置は、蛍光インク印刷情報が付された紙葉類を搬送路に沿って搬送する搬送機構と、前記蛍光インク印刷情報と共通の励起光波長で蛍光発光を示す蛍光材料を含む蛍光基準部材であって、前記紙葉類の通過範囲を包含し前記搬送路に対向して配置された蛍光基準部材と、前記蛍光基準部材に励起光を照射する光源装置と、前記紙葉類の搬送方向と交差する方向に並んで設けられた複数の受光センサを有し、前記蛍光基準部材の蛍光発光を撮像し、前記蛍光基準部材上を通過する前記紙葉類の輪郭を含む画像および前記蛍光インク印刷情報の画像を取得する撮像装置と、を備えている。前記蛍光基準部材は、前記撮像装置が１ラインを走査する時間内に蛍光発光強度が安定状態の３０％以上５０％程度までに励起される蛍光材料を含んで構成される。

図１は、第１の実施形態に係る画像読取装置を模式的に示す側面図。 図２は、前記画像読取装置の斜視図。 図３は、前記画像読取装置の搬送機構および蛍光基準部材を模式的に示す平面図。 図４は、前記画像読取装置の動作状態を示す側面図。 図５は、前記画像読取装置の他の動作状態を示す側面図。 図６は、前記画像読取装置の撮像装置、光源装置、蛍光体の波長分布を模式的に示す図。 図７は、前記画像読取装置で読み取った画像例の模式図。 図８は、励起光照明と蛍光体の発光との関係を示す模式図。 図９は、前記画像読取装置の動作状態を示す側面図。 図１０Ａは、前記画像読取装置の他の動作状態を示す側面図。 図１０Ｂは、図１０Ａにおける蛍光基準部材部分を拡大して示す側面図。 図１１は、光源装置の配置が変更され前記画像読取装置の動作状態を示す側面図。 図１２は、光源装置の配置が変更され前記画像読取装置の動作状態を示す側面図。 図１３は、前記画像読取装置の画像取得部、制御部、および画像処理部を機能ブロックとして示すブロック図。 図１４は、前記画像読取装置における画像処理工程を示すフロー図。 図１５は、前記画像処理工程の各工程に対応する取得画像を模式的に示す図。 図１６は、前記画像読取装置を備えた画像処理装置の一例を示す断面図。 図１７は、第２の実施形態に係る画像読取装置を模式的に示す側面図。 図１８は、第２の実施形態に係る画像読取装置の斜視図。

以下、図面を参照しながら実施形態について、詳細に説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更であって容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の寸法、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

（第１の実施形態）
図１は、紙葉類処理装置の一例として、第１の実施形態に係る画像読取装置を概略的に示す側面図、図２は、上記画像読読取装置の斜視図、図３は、上記画像読読取装置の一部を模式的に示す平面図である。
図１および図２に示すように、画像読取装置１０は、紙葉類の一例である紙幣Ｐを所定の搬送路に沿って搬送する搬送機構１１、搬送路の中途部に対向して配置された蛍光基準部材１７、撮像装置１２、光源装置１３、画像取得部１４、制御部１５、画像処理部１６を備えている。

搬送機構１１は、複数の搬送ローラＲ１、Ｒ２および搬送ローラＲ１、Ｒ２に巻回された複数の無端の搬送ベルトＢ１、Ｂ２、少なくとも搬送ローラＲ１、Ｒ２の一方を回転駆動する図示しない駆動源等を有している。搬送ベルトＢ１、Ｂ２は一対ずつ互いに対向して配置され、これらの搬送ベルト間に紙幣Ｐを挟んだ状態で、紙幣Ｐを搬送する。本実施形態において、搬送機構１１は、互いに平行に配置された２つの第１搬送ベルト対２０ａ、および互いに平行に配置された２つの第２搬送ベルト対２０ｂを有している。２つの第１搬送ベルト対２０ａは、それぞれ搬送路と平行に配置されているとともに、紙幣Ｐの幅よりも狭い間隔を置いて互いに平行に配置されている。２つの第２搬送ベルト対２０ｂは、それぞれ搬送路と平行に配置されているとともに、紙幣Ｐの幅よりも狭い間隔を置いて互いに平行に配置されている。また、第２搬送ベルト対２０ｂは、第１搬送ベルト対２０ａに対し、搬送方向Ａに所定の間隔Ｄだけ離間して配置されている。各第２搬送ベルト対２０ｂは、対応する第１搬送ベルト対２０ａと搬送方向Ａに整列して配置されている。
なお、搬送機構１１は、更に複数の搬送ベルト対を備えていてもよい。また、搬送機構１１は、各無端ベルトに搬送方向に並ぶ複数の透孔を設け、吸引手段によりこれらの透孔を通して紙幣Ｐを吸引し搬送ベルトに吸着する構成としてもよい。

蛍光基準部材１７は、例えば、表面に蛍光インクが塗布された石英ガラス板で構成され、照射される励起照明の強度に応じた強度で蛍光発光を示すものである。蛍光基準部材１７は、例えば、細長い平板状に形成されている。蛍光基準部材１７は、搬送機構１１の搬送ベルトと干渉しない位置に配設されている。本実施形態では、蛍光基準部材１７は、第１搬送ベルト対２０ａと第２搬送ベルト対２０ｂとの間で、搬送路に対向して配置されている。更に、蛍光基準部材１７は、一方の表面が搬送路と平行に対向するように、例えば、一方の表面が鉛直方向上方を向くように、配置されている。図１に示す例では、蛍光基準部材１７は、搬送路の下方に配置されている。

図２および図３に示すように、蛍光基準部材１７は、搬送方向Ａと交差する方向、例えば、搬送方向Ａと直交する方向に延在している。本実施形態によれば、蛍光基準部材１７は、紙幣Ｐの幅よりも充分長い長さに形成されている。蛍光基準部材１７の長手方向の両端部は、それぞれ紙幣Ｐの搬送経路の外側まで延出している。すなわち、蛍光基準部材１７の両端部は、搬送される紙幣Ｐの両側縁ＰＳと対向する位置に設けられている。これにより、紙葉類Ｐが図３に破線で示す基準位置にある場合、および、図３に実線で示すように搬送方向Ａに対して傾いて（スキュー）位置している場合、あるいは基準位置に対してずれて（スライド）いる場合のいずれにおいても、蛍光基準部材１７は、蛍光基準部材１７の上を通過する紙幣Ｐの両側縁ＰＳを含む全面および側縁ＰＳの外側の一定領域と対向する。

図１および図２に示すように、光源装置１３は、蛍光基準部材１７および紙幣Ｐに蛍光発光を励起する光を照射する励起用の照明装置であり、光源として、例えば、キセノンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ、あるいはＬＥＤ等を備えている。光源装置１３は、搬送路に対して、蛍光基準部材１７の反対側に、すなわち、図においては、搬送路の上方に配置されている。また、光源装置１３は、蛍光基準部材１７に対して、搬送方向Ａの上流側に設けられている。光源装置１３は、その光軸が、蛍光基準部材１７に垂直な方向に対して角度θをなすように配設されている。光源装置１３は、蛍光基準部材１７の上面全域に励起光を照射して蛍光基準部材１７を蛍光発光させるとともに、蛍光基準部材１７の上を通過する紙幣Ｐに励起光を照射して、紙幣Ｐの蛍光インク印刷領域を蛍光発光させるように機能する。

撮像装置１２は、搬送されている紙幣Ｐを一次元的に順次撮像するラインイメージセンサ（例えば、モノクロのラインＣＣＤやラインＣＭＯＳ）、あるいはカメラなどにより構成されている。本実施形態では、撮像装置１２としてラインイメージセンサを用いている。このラインイメージセンサは、搬送方向Ａと直交する方向に並んで設けられた複数の受光素子（受光センサ）を有している。撮像装置１２は、搬送路の上方に配置され、搬送路を挟んで蛍光基準部材１７に対向している。また、撮像装置１２は、搬送方向Ａと直交する方向に延在し、蛍光基準部材１７の上面ほぼ全体に対向している。撮像装置１２を構成するラインイメージセンサは、それぞれ受光した光を電気信号、すなわち画像に変換する複数の撮像素子（画素）を有し、これらの撮像素子が複数列に並んで配列されている。撮像装置１２は、受光素子により、紙幣Ｐが通過する所定範囲（撮像範囲）を順次撮像し、画像を取得する。

画像取得部１４は、撮像装置１２により撮像した画像に対して、例えば、ＡＧＣ補正、Ａ／Ｄ変換などの種々の処理を施す。制御部１５は、光源装置１３、撮像装置１２、画像取得部１４、画像処理部１６、および搬送機構１１の動作を総合的に制御する。制御部５は、記憶手段として機能するメモリを備えている。メモリは、例えばＲＯＭ、ＲＡＭあるいは不揮発性メモリ等により構成される。メモリは、制御用のプログラム、制御データ、及び、紙幣Ｐの判定の基準となる画像などを予め記憶している。また、ＲＡＭは、ワーキングメモリとして機能し、制御部１５が処理中のデータなどを一時保管する。不揮発性メモリは、本装置により処理した紙幣Ｐから読み取った画像を蓄積して記憶する。
画像処理部１６は、撮像装置１２により取得した画像に基づいて、紙幣Ｐの位置及び傾きの検出、補正、画像特徴量の演算、並びに、紙幣Ｐの種類などの判定を行なう。画像取得部１４、制御部１５、および画像処理部１６のより詳細な構成については後述する。

画像読取装置１０による蛍光画像の撮像動作について説明する。
図４および図５は、画像読取装置１０の異なる動作状態をそれぞれ概略的に示す側面図である。図４に示すように、紙幣Ｐが撮像装置１２の撮像範囲に存在していない場合、光源装置１３から出射された励起光ｂは、蛍光基準部材１７の全域に照射される。これにより、蛍光基準部材１７が励起され蛍光発光を生じる。撮像装置１２は、撮像範囲で生じている蛍光発光Ｃ（蛍光発光範囲）を受光する。この間、撮像装置１２は、受光した蛍光発光の強度を検知し、検知した強度に基づいて、撮像装置１２の受光感度を補正するようにしてもよい。
次に、図５に示すように、制御部１５の制御の下、搬送機構１１は、搬送ベルトを駆動することにより紙幣Ｐを撮像範囲に搬送する。すなわち、搬送機構１１により紙幣Ｐを搬送路に沿って搬送方向Ａに搬送し、蛍光基準部材１７の上を通過させる、すなわち、蛍光発光範囲を通して紙幣Ｐを搬送する。同時に、光源装置１３は、紙幣Ｐが通過する撮像範囲に励起光ｂを照射する。照射された励起光は、紙幣Ｐに印刷された蛍光インク領域を励起し、蛍光発光Ｃを生じる。撮像装置１２は、撮像範囲で生じた蛍光発光を受光する。これにより、画像読取装置１０は、蛍光発光範囲を撮像することにより、紙幣Ｐの蛍光画像を取得することが出来る。

図６は、光源装置１３が出射する励起光の波長λ１、撮像装置１２の感度波長λＳ、蛍光基準部材１７および紙幣Ｐの蛍光インク印刷領域の蛍光発光波長λｆの一例を示す模式図である。図示のように、撮像装置１２の感度波長λＳは例えば可視光波長（４００～８００ｎｍ）に設定されている。励起光の波長λ１は、例えば紫外線波長（３５０～３９０ｎｍ）であり、感度波長λＳの範囲外に設定されている。蛍光発光波長λｆは、例えば、赤色光波長であり、感度波長λＳの範囲内に設定されている。
励起光の波長λ１、感度波長λＳ、蛍光発光波長λｆを上記のように選択した場合、励起光波長λ１がノイズとして撮像装置１２に入ることを抑制することができる。白色紙葉類の蛍光波長を除いた各種波長は、必要に応じて光学フィルタや材料の選定により選択することができる。

図７は、画像読取装置１０で、読み取った蛍光画像の一例を示している。図示の例は、紙幣Ｐのスライド、スキューが無い状態で撮像した画像の例を示している。図示のように、蛍光基準部材１７の上に紙幣Ｐが無いときは蛍光基準部材１７全体が発光することで、蛍光基準部材１７の蛍光発光そのもの(以降、明基準とする)を明画像として読み取られる。紙幣Ｐが蛍光基準部材１７の上を通過している間は、励起光が紙幣Ｐに遮られるため、蛍光基準部材１７の大部分は蛍光発光せず、また、紙幣Ｐ自体は蛍光を示さないため、紙幣Ｐの通過位置は黒色画像として読み取られる。ただし、紙幣Ｐが通過する間、蛍光基準部材１７の両端部は、紙幣Ｐと重ならないため、継続して蛍光発光し、紙幣Ｐの側縁ＰＳの外側に位置する明画像として読み取られる。また、紙幣Ｐに蛍光インクで印刷された蛍光インク印刷領域ＥＧは、蛍光発光を示し、明情報として読み取られる。

次に、蛍光画像における蛍光基準部材１７と紙幣Ｐとの境界部Ｐ１、Ｐ２についてより詳しく説明する。始めに、蛍光体の励起と蛍光の時間特性について簡単に述べる。
図８に示すように、蛍光体は、励起照明が当たり始めてから蛍光発光の強度が安定するまでに時間がかかる(全立上り時間Ｔ０)。また、蛍光体は、励起光が当たらなくなってから、蛍光発光が無くなるまでにも時聞がかかり(残光)、ある一定の割合まで蛍光発光が弱くなる時間を蛍光寿命と称する。これらの時間は蛍光体の組成等によって決まる。
τ:蛍光寿命、Ｒｒ:輯射遷移速度、Ｒｎ:無轄射遷移速度とすると、
τ＝ １／（Ｒｒ＋Ｒｎ） となる。
また、一般に励起照明が当たらなくなってから時間t経過後の蛍光強度Ｉ（ｔ）は以下で表される。
Ｉ（ｔ）＝ Ｉ（０）ｅｘｐ［－ｔ／τ］
Ｉ（０）：励起光照射時の蛍光強度
以上のことから、光源装置１３から照射される励起光の変化に対し、蛍光基準部材１７の蛍光の変化には遅延があることを踏まえ、上記境界部Ｐ１、Ｐ２を検討する必要がある。

図１に示したように、光源装置１３は、蛍光基準部材１７に垂直な方向に対してある角度をもって蛍光基準部材１７に励起光を照射する。そこで、まず、光源装置１３を蛍光基準部材１７に対して搬送方向Ａの上流側に配置されている場合について説明する。
図９に示すように、励起光ｂが蛍光基準部材１７に垂直な方向に対して角度をもっている場合、紙幣Ｐが撮像装置１２の撮像範囲直下に来る前に、紙幣Ｐが励起光ｂを遮る状態が発生する。そのため、撮像された蛍光画像上では、搬送方向Ａにおける紙幣Ｐの先端側の境界Ｐ１に、紙幣Ｐの影が生じる。しかし、蛍光基準部材１７は蛍光寿命τを持つことから、残光によって蛍光画像に写る影は低減される。
また、紙幣Ｐの後端側の境界部Ｐ２においては、図１０Ａに示すように、紙幣Ｐが撮像装置１２の直下を通り過ぎるより以前から蛍光基準部材１７に励起光ｂが当たり始める。そのため、蛍光基準部材１７の立上り時間が蛍光画像に与える影響を低減することができる。

図１０Ｂは、図１０Ａにおける蛍光基準部材１７の近傍分を拡大して示す図である。
図示のように、励起光ｂの照射角度：θ［deg］、
紙幣Ｐと蛍光基準部材１７との距離：ｄ２［ｍｍ］、
紙幣Ｐの搬送速度：Ｖ［ｍ／sec］、
とした場合、理想的には、紙幣Ｐが通過後、撮像装置１２の撮像範囲に蛍光基準部材１７が映り始めるときには、蛍光基準部材１７の励起が既に完了していること、すなわち、蛍光基準部材１７の蛍光発光の全立上り時間Ｔ０が以下の通りであることが望ましい。
Ｔ０＝ｄｓ×ｔａｎθ／Ｖ
現実的は、画像処理において、蛍光基準部材１７の蛍光発光の光強度が、発光背景と紙幣Ｐとの境界を判定可能な蛍光強度の閾値Ｉ（ｘ）（図７参照）を越えるところまで立上るのに必要な立上り時間Ｔｘが、
Ｔｘ＝（ｄｓ×ｔａｎθ＋Ｐ×Ｒ）／（Ｖ×１０³） ［sec］
Ｐ「pix」：境界検出に求める画素精度、Ｒ「mm/pix」：画像解像度、
を満たす蛍光基準部材の材料を選定することで対応している。
一例では、θ＝２０deg、ｄｓ＝５ｍｍ、Ｖ＝５ｍ／sec、Ｐ＝２pix、
Ｒ＝０．５ｍｍ／pix の時、Ｔｘ≒ ５．６×１０⁴ ［sec］＝０．５６「msec」となる蛍光基準部材１７を選択している。

一方、図１１に示すように、光源装置１３を蛍光基準部材１７に対して搬送方向Ａの下流側に配置した場合について説明する。この場合、図１１に示すように、励起光ｂが蛍光基準部材１７に垂直な方向に対して角度をもっていることから、紙幣Ｐが撮像装置１２の直下に来ても蛍光基準部材(7)の励起が続いている。また、図１２に示すように、紙幣Ｐが撮像装置１２の直下を通過した後も蛍光基準部材１７が励起されない状態が生じる。前者の場合は蛍光画像に大きく影響を与えることは無いが、後者の場合は、紙幣Ｐによる励起照明の影と、蛍光基準部材１７の立上り時間とが加算され、蛍光画像に影響を及ぼすことになる。
以上のことから、励起照明として１つの光源装置１３を用いる場合、光源装置１３を蛍光基準部材１７に対して搬送方向Ａの上流側に設置することで、紙幣Ｐと蛍光基準部材１７との境界、ひいては紙幣Ｐの傾き（形状）をより明確に撮像することができる。

なお、光源装置１３を搬送方向Ａの上流側に設置した場合、境界部Ｐ１の影響を低減するには蛍光寿命τが長いことが望ましい。また、境界部Ｐ２の影響を低減するには、蛍光基準部材１７の立上り時間は、撮像装置１２が１ラインを走査する時間内であることが望ましい。一般的に、蛍光寿命τが長いほど立上り時間も長くなることから、実用上は、撮像装置１２が１ラインを走査する時間内に、蛍光発光強度が安定状態の３０～５０％程度まで励起されるような立上り時間（蛍光寿命）を選択し、蛍光画像から蛍光基準板１７と紙幣Ｐとの境界を検出する際の関値を適切に設定する構成となる。
蛍光基準部材１７は、光源装置１３の出力変化による影響を、撮像装置１２の感度調整等により補正するための基準部材としても機能する。

図１３は、画像取得部、制御部、および画像処理部の有する機能をブロックとして示すブロック図である。
図示のように、画像取得部１４は、アンプ（増幅器）４１、アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）４２、および補正回路４３を備えている。アンプ４１は、撮像装置（ラインセンサ）１２の出力信号（画像データ）を増幅して出力する。Ａ／Ｄ変換回路４２は、入力信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換して出力信号として出力する。補正回路４３は、予め記憶されている撮像装置１２の各撮像素子の特性に基づいて入力信号のムラを補正する。また、補正回路４３は、撮像装置１２から受信した画像のうちの蛍光基準部材１７に対応する画素の明るさと、規定の明るさの値とに基づいて、アンプ４１の増幅率を算出し補正する。即ち、補正回路４３は、撮像装置１２から受信した出力信号のうちの蛍光基準部材１７の蛍光発光に対応する画素の明るさが規定の明るさの値になるように撮像装置１２の感度補正を行なう。

制御部１５は、画像メモリ５１、判定基準メモリ５２、および制御回路５３を備えている。画像メモリ５１は、画像読取装置１０により読み取った画像を蓄積して記憶する。判定基準メモリ５２は、紙幣Ｐの各種の判定の基準となる基準画像を紙幣の種類毎に予め複数記憶している。制御回路５３は、撮像装置１２、画像取得部１４、および画像処理部１６の各部を統合的に制御する。例えば、制御回路５３は、撮像装置１２による撮像範囲の撮像を行なうタイミングを制御する。

画像処理部１６は、位置・傾き検出部６１、位置・傾き補正部６２、画像特徴量演算部６３、および判定部６４を備えている。
図１４は、画像処理部１６による画像処理動作を示すフローチャート、図１５は、各処理構成に対応する処理画像を示す図である。
図示のように、画像処理部１６は、制御部１５の制御の下、画像取得部１４から受信した画像、すなわち、撮像装置１２により紙幣Ｐが搬送される撮像範囲（蛍光発光範囲）を連続的に撮像することにより紙幣の画像および蛍光基準部材の画像を取得する（Ｓ１）。位置、傾き検出部６１は、取得した紙幣画像の境界（輪郭）、すなわち、紙幣画像の側縁（長辺、短辺）を検出し（Ｓ２）、検出した輪郭と予め記憶されている基準位置とを比較することにより、紙幣画像の位置ずれ（スライド）、および傾き（スキュー）を検出する（Ｓ３）。位置・傾き補正部６２は、位置・傾き検出部６１により検出した紙幣Ｐの位置ずれ、および傾きに応じて取得画像の位置および傾きを補正（アファイン変換）する（Ｓ４）。すなわち、位置・傾き補正部６２は、取得画像中の紙幣Ｐの長辺（側縁ＰＳ）および短辺が基準位置と一致するように紙幣画像を補正する。

画像特徴量演算部６３は、位置および傾きを補正した画像と、判定基準メモリ５２に記憶されている紙葉類の各基準画像とを比較し、例えば、画像中の紙幣Ｐ上に、所定の蛍光情報ＥＧが印刷されているかを検出する（Ｓ５）。すなわち、画像特徴量演算部６３は、基準画像の各画素に比べて輝度の低い画素に対応する紙幣Ｐ上の領域は、所定の蛍光印刷が存在しないものと判定する。
判定部６４は、画像特徴量演算部６３により得られた特徴量と判定基準メモリ５２に記憶されている判定の基準量との比較により、蛍光印刷情報ＥＧの有無および正しい位置にあるかを最終判定し、判定結果を出力する（Ｓ６）。
なお、上述した画像を取得した後の処理は、画像読取装置１０で行なわれる紙幣Ｐの検査内容に応じて変わるものであり、上記した処理に限定されない。

以上のように構成された紙葉類処理装置の画像読取装置によれば、照射される励起光の出力に応じて蛍光発光を示す蛍光基準部材を、紙葉類が搬送される範囲を包含するように設置することで、紙葉類が搬送される位置および傾きの補正と、撮像装置の感度補正とを簡易な構成で実現することが可能となる。また、蛍光基準部材１７を搬送機構１１と干渉しない位置に配置することにより、搬送機構に影響されない紙葉類画像を取得することが可能となる。更に、撮像装置の走査速度などを鑑みた蛍光発光励起特性に基づいて蛍光基準部材の蛍光材料を選定することにより、紙葉類画像の境界をより明確に取得し、搬送される紙葉類の位置および傾き補正を高精度に実現することができる。以上により、本実施形態によれば、蛍光検知により、紙葉類の位置、傾きを検出および補正することが可能な簡易な構成の紙葉類処理装置および紙葉類処理方法を提供することができる。

次に、上述した画像読取装置１０を備える紙葉類処理装置の一例について説明する。
図１６は、実施形態に係る紙葉類処理装置の概略構成を示す断面図である。
図示のように、紙葉類処理装置は、処理装置本体１００と処理装置本体１００を操作及び制御するための制御装置２００とから構成されている。制御装置２００が制御する処理装置本体１００は、１台であっても、複数台であっても良い。処理装置本体１００は、紙葉類としての紙幣Ｐを券種、正損等の種類に応じて区分し、区分した紙幣Ｐを種類毎に集積する区分集積装置１００Ａと所定数毎に紙幣Ｐを施封する施封装置１００Ｂとを有している。処理装置本体１００は、１つの区分集積装置１００Ａに対して任意の数の施封装置１００Ｂが接続可能な構成となっている。
制御装置２００は、処理装置本体１００の制御、処理装置本体１００に対する動作設定、あるいは処理装置本体１００による処理データの管理などを行う。制御装置２００は、例えば、パーソナルコンビュータにより構成される。制御装置２００は、表示部、操作部および記憶部などを有している。

次に、処理装置本体１００の内部の構成について説明する。
図１６に示すように、処理装置本体１００の区分集積装置１００Ａは、複数の紙幣Ｐが投入される投入部１０４を有している。投入部１０４には、複数の種類が混在する複数の紙幣Ｐが一括して投入される。投入部１０４は、ステージ１０５、バックアッププレート１０６)、および、取込手段としての取出しローラ１１０を有している。投入部１０４に投入された複数の紙幣Ｐは、ステージ１０５に載置され、パックアッププレート１０６およびバネ１０８によって取出しローラ１１０に押し付けられる。取出しローラの後段に、搬送路１１２が設けられている。搬送路１１２には、取出しローラ１１０により１枚ずつ取り出された紙幣Ｐが順に供給される。
搬送路１１２上に、前述した画像読取装置１０が設けられている。上記したように、画像読取装置１０は、搬送路１１２で搬送される紙幣Ｐの画像を読み取り、且つ、紙幣Ｐの位置および傾きを検出する鑑査装置として機能する。読取装置１０は、読み取った画像に基づいて、搬送路１１２を搬送される紙幣Ｐの向きを判定する。また、画像読取装置１０は、読み取った画像に基づいて、搬送路１１２を搬送される紙幣Ｐに対して後段の処理が可能か否かを判定する。

画像読取装置１０の後段に延設された搬送路１１２上に、画像読取装置１０の処理結果に基づいて紙幣Ｐの搬送方向を選択的に切換えるための複数のゲートＧ１～Ｇ９が設けられている。また、画像読取装置１０の後段に搬送路１１２に沿って表裏反転機構（表裏反転部）１３４が設けられている。更に、表裏反転機構１３４の後端に、搬送路１１２に沿って複数の集積庫１４１～１４６が並んで配置されている。
表裏反転機構１３４は、２組の搬送ベルト１３３、１３５により構成される。搬送ベルト１３３、１３５は、その入口から出口に向けて中心軸の回りで１８０°回転されたねじり搬送路を形成している。画像読取装置１０により裏面と反転された紙幣Ｐは、表裏反転機構１３４へ振り分けられ、搬送ベルト１３３、１３５により表裏反転される。
表裏反転機構１３４により反転された紙幣Ｐおよび表裏反転機構１３４を通過することなく搬送される紙幣Ｐは、表裏を取り揃えられた状態で集積庫に送られる。送られている紙幣Ｐは、ゲートＧ５～Ｇ９により券種毎に振り分けられ、対応する集積庫１４１～１４６のいずれかに券種毎に集積される。また、送られた紙幣Ｐの一部は、ゲートＧ３により集積装置１００Ｂに振分けられる。

図１６に示すように、施封装置１００Ｂは、集積庫１５１、集積庫１５２、供給部１５３、施封機構１５４、印刷機構１５５、帯供給部１５６を有している。集積庫１５１、１５２は、それぞれゲートＧ４を介して送り込まれた紙幣Ｐを集積する。各集積庫１５１、１５２には、それぞれ紙幣の有無を検知するセンサが設けられている。
供給部１５３は、集積庫１５１あるいは１５２に集積された所定枚数（例えば、１００枚）の紙幣Ｐを施封機構１５４に供給する。施封機構１５４は、供給された１００枚の紙幣束を紙帯で施封する施封機構である。印刷機構１５５は、施封機構１５４で使用する紙帯に所望の印刷データを印刷する。帯供給部１５６は、施封機構１５４に紙帯を供給する。所定枚数毎に施封された紙幣Ｐの束は、図示しないコンベアを介して装置外へ搬出される。
以上のように構成された紙葉類処理装置１００によれば、画像読取装置１０によって紙葉類の傾きを検出し、且つ、紙葉類の画像を読み取ることにより、紙葉類を安定して処理することが可能な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、画像読取装置１０が制御部１５および画像処理部１６を備えている構成としているが、これに限らず、例えば、処理装置本体１００あるいは制御装置２００に制御部１５および画像処理部１６を設ける構成としてもよい。

次に、他の実施形態に係るＨＤＤについて説明する。以下に説明する他の実施形態において、前述した第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、第１の実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。
（第２の実施形態）
図１７は、第２の実施形態に係る画像読取装置を概略的に示す側面図、図１８は、第２の実施形態に係る画像読取装置を概略的に示す斜視図である。
図示のように、第２の実施形態によれば、画像読取装置１０の搬送機構１１は、一対の第１搬送ベルト対２０ａを有している。これらの第１搬送ベルト対２０ａは、搬送路に沿って互いに平行に並んで設けられているとともに、撮像装置１２の撮像範囲を横切って延在している。

蛍光基準部材１７は、複数、例えば、３つに分割され、第１蛍光基準部材１７ａ、第２蛍光基準部材１７ｂ、および第３蛍光基準部材１７ｃを有している。第１、第２、第３蛍光基準部材１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、それぞれ表面に蛍光インクが塗布された石英ガラス板で構成され、それぞれ細長い平板状に形成されている。そして、第１、第２、第３蛍光基準部材１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、撮像装置１２の撮像範囲内で、第１搬送ベルト対２０ａと干渉しない位置に配設されている。すなわち、第１蛍光基準部材１７ａは、一対の第１搬送ベルト対２０ａの間で、搬送路に対向して配置されている。第２および第３蛍光基準部材１７ｂ、１７ｃは、それぞれ第１搬送ベルト対２０ａの外側に外れて配置され、搬送方向Ａと直交する方向に沿って第１蛍光基準部材１７ａと並んで配置されている。第２および第３蛍光基準部材１７ｂ、１７ｃは、それぞれ第１搬送ベルト対２０ａの近傍から紙葉類Ｐの搬送経路範囲の外側まで延在している。すなわち、第２および第３蛍光基準部材１７ｂ、１７ｃは、搬送される紙幣Ｐの両側縁ＰＳと対向する位置に設けられている。
更に、第１、第２、第３蛍光基準部材１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、一方の表面が搬送路と平行に対向するように、例えば、一方の表面が鉛直方向上方を向くように、配置されている。図示の例では、蛍光基準部材１７は、搬送路の下方に配置されている。
撮像装置１２および光源装置１３は、前述した第１の実施形態と同様に構成されている。

上記のように構成された第２の実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様に、搬送機構１１と干渉することなく、安定して紙幣Ｐを撮像し、紙幣Ｐの画像を取得することができる。すなわち、第１、第２、第３蛍光基準部材１７ａ、１７ｂ、１７ｃからの蛍光発光を用いて、両側縁ＰＳを含む紙幣Ｐの輪郭を撮像することができ、紙幣Ｐの位置および傾きを正確に検出することが可能となる。同時に、第１、第２、第３蛍光基準部材１７ａ～１７ｃからの蛍光発光を用いて、撮像装置１２の感度補正をできるとともに、紙幣Ｐ上の蛍光インク印刷情報を読み取ることができる。これにより、取得画像に応じて、紙幣Ｐの位置、傾きを補正し、蛍光インク印刷情報の有無および正しい位置にあるかを容易に判定することが可能となる。
以上により、第２の実施形態によれば、蛍光検知により、紙葉類の位置、傾きを検出および補正することが可能な簡易な構成の紙葉類処理装置を提供することができる。

本発明は上述した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わせにより、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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、処理対象となる紙葉類は、紙幣に限らず、有価証券等の他の紙葉類にも適用可能である。

１０…画像読取装置、１１…搬送機構、１２…撮像装置、１３…光源装置、
１４…画像取得部、１５…制御部、１６…、画像処理部、１７…蛍光基準部材、
１７ａ…第１蛍光基準部材、１７ｂ…第２蛍光基準部材、１７ｃ…第３蛍光基準部材、
２０ａ…第１搬送ベルト対、２０ｂ…第２搬送ベルト対、Ｐ…紙葉類、ＰＳ…側縁、
ＥＧ…蛍光インク印刷領域

Claims (7)

1. 蛍光インク印刷情報が付された紙葉類を搬送路に沿って搬送する搬送機構と、
   前記蛍光インク印刷情報と共通の励起光波長で蛍光発光を示す蛍光材料を含む蛍光基準部材であって、前記紙葉類の通過範囲を包含し前記搬送路に対向して配置された蛍光基準部材と、
   前記蛍光基準部材に励起光を照射する光源装置と、
   前記紙葉類の搬送方向と交差する方向に並んで設けられた複数の受光センサを有し、前記蛍光基準部材の蛍光発光を撮像し、前記蛍光基準部材上を通過する前記紙葉類の輪郭を含む画像および前記蛍光インク印刷情報の画像を取得する撮像装置と、を備え、
   前記蛍光基準部材は、前記撮像装置が１ラインを走査する時間内に蛍光発光強度が安定状態の３０％以上５０％程度までに励起される蛍光材料を含んで構成される、
   紙葉類処理装置。
2. 前記光源装置は、前記蛍光基準部材に対し前記紙葉類の搬送方向の上流側に配置され、
   前記光源装置は、その光軸が、前記蛍光基準部材に垂直な方向に対して角度θをなすように配設されている請求項１に記載の紙葉類処理装置。
3. 前記蛍光基準部材の蛍光発光の光強度が、前記紙葉類の境界を判定可能な蛍光強度の閾値を越えるところまで立上るのに必要な立上り時間をＴｘ、前記励起光の照射角度を角度θ、境界検出に求める画素精度をＰ「pix」、画像解像度をＲ「mm/pix」、前記紙葉類と前記蛍光基準部材との距離をｄｓ、前記紙葉類の搬送速度をＶ、とした場合、
   前記蛍光基準部材は、
   Ｔｘ＝（ｄｓ×ｔａｎθ＋Ｐ×Ｒ）／（Ｖ×１０ ³ ） ［sec］
   の関係を満たす蛍光材料を含んで構成されている請求項２に記載の紙葉類処理装置。
4. 前記搬送機構は、前記搬送路に沿って延在する第１搬送ベルト対と、前記搬送路に沿って延在し、前記第１搬送ベルト対から前記紙葉類の搬送方向にある間隔離間して配置された第２搬送ベルト対と、を備え、
   前記蛍光基準部材は、前記第１搬送ベルト対と第２搬送ベルト対との間で、前記搬送路に対向して配置されている請求項１から３のいずれか１項に記載の紙葉類処理装置。
5. 前記搬送機構は、前記搬送路に沿って、かつ、前記撮像装置の撮像範囲を横断して延在する搬送ベルト対を備え、
   前記蛍光基準部材は、それぞれ前記搬送ベルト対から外れた位置で前記搬送路に対向して配置された複数の蛍光基準部材を含んでいる請求項１から３のいずれか１項に記載の紙葉類処理装置。
6. 前記撮像装置により撮像された前記紙葉類の画像および前記蛍光基準部材の画像を取得し、前記取得した前記蛍光基準部材の画像の明るさに応じて前記撮像装置の受光感度を補正する画像取得部と、
   前記紙葉類の画像の輪郭を検出し、前記検出した輪郭と所定の基準位置とを比較して紙葉類の位置ずれ、傾きを検出し、検出した紙葉類画像の位置ずれおよび傾きに応じて取得画像の位置および傾きを前記基準位置に補正する画像処理部と、
   を更に備える請求項１から５のいずれか１項に記載の紙葉類処理装置。
7. 蛍光インク印刷情報が付された紙葉類を処理する紙葉類処理方法であって、
   前記蛍光インク印刷情報と共通の励起光波長で蛍光発光を示す蛍光材料を含む蛍光基準部材に光源装置から励起光を照射して蛍光発光させた状態で、搬送機構により、前記蛍光発光の範囲を通して前記紙葉類を搬送し、
   前記紙葉類が前記蛍光発光の範囲を通過する間、前記紙葉類の搬送方向と交差する方向に並んで設けられた複数の受光センサを有する撮像装置により前記紙葉類を通して前記蛍光発光の範囲を撮像することにより前記紙葉類の画像および前記蛍光基準部材の画像を取得し、
   前記蛍光基準部材は、前記撮像装置が１ラインを走査する時間内に蛍光発光強度が安定状態の３０％以上５０％程度までに励起される蛍光材料を含んで構成され、
   画像処理部により、前記紙葉類の画像から前記紙葉類の輪郭を検出し、
   前記検出した輪郭と基準位置とを比較して前記紙葉類の画像の位置ずれおよび傾きを算出することを特徴とする紙葉類処理方法。

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