JPWO2014083601A1 - ラインセンサの制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

搬送される紙葉類の画像を撮像するラインセンサの制御装置を、紙葉類に光を照射するための光源と、光源の点灯及び消灯を制御するための光源制御部と、紙葉類がラインセンサによる撮像位置を通過する間は光源が点灯している間も消灯している間も予め設定されたタイミングでラインセンサから信号を読み出して、読み出した信号のうち光源が点灯している間に得られた信号のみを紙葉類の画像を形成するデータに変換するセンサ制御部とによって構成する。

Description

この発明は、紙葉類等を撮像するラインセンサの制御装置及び制御方法に関する。

従来、紙葉類を撮像するためのラインセンサが様々な分野で利用されている。例えば、ラインセンサを固定して、該ラインセンサによる撮像位置を通過するように紙葉類を搬送して紙葉類の全面を走査しながら撮像することができる。

ラインセンサでは紙葉類を高速かつ高精度に撮像することが望まれるため、例えば、特許文献１には、光源の波長によるセンサ感度の違いや、ラインセンサや回路等の機差による影響を抑制する方法が開示されている。具体的には、波長の違いや機差に応じてラインセンサで受光する光量を制御する。

また、ラインセンサを利用する装置では、装置の小型化や製造コストの低減が求められる。例えば、紙葉類の種類や真偽を識別する紙葉類識別装置では、可視光や赤外光等の異なる波長の光を照射して撮像した反射画像や透過画像を利用するが、装置の大型化やコスト上昇を避けるため、単一のラインセンサを利用することが好ましい。このため、例えば、特許文献２には、単一のラインセンサを利用しながら異なる波長の光を照射して反射画像や透過画像を撮像する方法が開示されている。具体的には、ラインセンサによる撮像位置を紙葉類が通過する際に、波長の異なる複数種類の光源を交番点灯させることにより各光による画像を撮像する。

特開２０００−３０７８１９号公報 国際公開第２００８／１２０３５７号

しかしながら、上記従来技術によれば、撮像対象とする紙葉類の搬送速度が変わるとラインセンサで受光する光量が変化して出力が安定せず紙葉類を高精度に撮像することができないという問題があった。

紙葉類識別装置では、例えば、入金時と出金時で搬送速度が異なったり、１枚の紙葉類を搬送するか束紙幣を搬送するかによって搬送速度が異なったりする場合がある。また、搬送速度には誤差が含まれるが、近年、処理の高速化に伴って紙葉類の搬送速度も高速になっており誤差による搬送速度の変動も無視できないものとなっている。例えば、ラインセンサから１ライン分の信号を読み出す時間を搬送速度に合わせて設定すると、搬送速度の変動によりラインセンサから出力される信号が安定せず取得される画像の品質に影響する。

また、例えば、ラインセンサから１ライン分の信号を読み出す時間を所定時間に固定すると、搬送速度が低いために１ライン分の信号読出を終えてから次ラインの信号読出を行うまでの間に、信号読出を行わない時間が発生する場合がある。信号読出を行わない間にラインセンサを形成するＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子にリーク電流等による電荷が蓄積されるとこれが画像品質に影響する。

本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたもので、紙葉類の搬送速度の変更や変動による影響を受けることなく紙葉類画像を高精度に撮像することができるラインセンサの制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

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撮像するラインセンサの制御装置であって、前記紙葉類に光を照射するための光源と、前記光源の点灯及び消灯を制御するための光源制御部と、前記紙葉類が前記ラインセンサによる撮像位置を通過する間は前記光源が点灯している間も消灯している間も予め設定されたタイミングで前記ラインセンサから信号を読み出して、読み出した信号のうち前記光源が点灯している間に得られた信号のみを前記紙葉類の画像を形成するデータに変換するセンサ制御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、前記紙葉類の画像を形成する１周期分のデータを取得するために前記光源制御部及び前記センサ制御部によって行われる光源点灯及び信号読出が、前記紙葉類が搬送速度の上限速度で前記１周期分に対応する距離を搬送される間に完了するように設定されて、前記紙葉類の搬送速度が前記上限速度未満の場合には、１周期分のデータの取得が完了してから次周期分のデータの取得を開始するまでの間は前記光源制御部が前記光源を消灯すると共に前記センサ制御部が前記ラインセンサからの信号読出を継続することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記紙葉類の画像を形成する１周期分のデータを取得するための測定が複数サイクルの測定によって構成され、各サイクルの間で前記光源制御部が前記光源を消灯すると共に前記センサ制御部が前記ラインセンサからの信号読出を継続するダミーサイクルの時間を変更して、搬送速度の違いによる前記１周期分の測定時間の差を調整することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記紙葉類の画像を形成する１周期分のデータを取得するための測定で、前記光源制御部により前記光源を点灯すると共に前記センサ制御部により前記紙葉類の画像を取得するための信号を前記ラインセンサから読み出す信号読出工程と、前記光源制御部により前記光源を消灯すると共に前記センサ制御部により前記ラインセンサから信号を読み出すダミー読出工程とを行うことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記紙葉類の画像を形成する１周期分のデータを取得するための測定時間が変化したときは、前記ダミー読出工程を行う時間を調整することにより時間の変化に対応することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、各波長の光を照射してデータを取得するために前記光源を点灯する時間の長さは前記光源から照射される光の波長域における前記ラインセンサの感度に基づいて設定され、前記１周期分のデータを取得する間に前記光源を点灯する回数は取得する画像の解像度に基づいて設定されることを特徴とする。

また、本発明は、搬送される紙葉類に向けて光源から光を照射して画像を撮像するラインセンサの制御方法であって、前記光源を点灯して前記紙葉類に向けて光を照射した状態で前記ラインセンサから信号を読み出す第１信号読出工程と、前記光源を消灯した状態で前記ラインセンサから信号を読み出す第２信号読出工程と、前記第１信号読出工程で読み出した信号のみを前記紙葉類の画像を形成するデータに変換する信号処理工程とを含み、紙葉類画像を形成する１周期分のデータを取得するために行われる前記第１信号読出工程及び前記第２信号読出工程が、前記紙葉類が搬送速度の上限速度で前記１周期分に対応する距離を搬送される間に完了するように設定されて、前記紙葉類の搬送速度が前記上限速度未満の場合には、１周期分のデータの取得が完了してから次周期分のデータの取得を開始するまでの間は前記第２信号読出工程のみを継続して行うことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記紙葉類の画像を形成する１周期分のデータを取得するための測定が複数サイクルの測定によって構成され、各サイクルの間で前記第２信号読出工程を継続して行うダミーサイクルの時間を変更して、搬送速度の違いによる前記１周期分の測定時間の差を調整することを特徴とする。

本発明によれば、紙葉類に向けて光を照射する光源の点灯及び消灯を繰り返す間、ラインセンサからの信号読出を所定タイミングで行いながら、光源を点灯している間に得られたデータのみを利用して所定解像度の紙葉類の画像を取得することができる。このとき、光源を消灯している間もラインセンサからの信号読出を継続するので、ラインセンサを形成する撮像素子にリーク電流等による電荷が蓄積されることを回避して紙葉類を高精度に撮像することができる。

また、本発明によれば、１周期分のデータを取得するために行う測定内容が、例えば、紙葉類が上限速度で１ライン分の距離を搬送される時間内に完了するように設定されるので、速度の変動によらず常に１ライン分の距離を搬送される間に１周期分の同じ測定内容を実行して紙葉類を高精度に撮像することができる。また、紙葉類の搬送速度が遅いために、１周期分の測定を完了してから次周期分の測定を開始するまでの間に時間が余る場合には、この時間内もラインセンサからの信号読出を継続するので、撮像素子にリーク電流等による電荷が蓄積されることを回避することができる。

また、本発明によれば、例えば、異なる複数の測定モードで搬送速度が異なるような場合に、１周期分の測定内容を複数サイクルで構成して、各サイクルの間に光源を消灯しながらラインセンサからの信号読出のみを行うダミーサイクルを挿入すると共にダミーサイクルの時間を調整することにより搬送速度による１周期分の時間の差を調整することができる。搬送速度が異なる場合でも、同じサイクルで同じ測定内容を実行して紙葉類を高精度に撮像することができる。また、搬送速度による時間差をダミーサイクルにより調整して、ラインセンサからの信号読出を継続するので、撮像素子にリーク電流等による電荷が蓄積されることを回避することができる。

また、本発明によれば、撮像に利用する光の波長域でのラインセンサの感度に基づいて光源を点灯する時間の長さが設定されるので、異なる波長域の光を利用して紙葉類を撮像する場合でもセンサ感度に起因するバラツキを抑制することができる。また、１周期分の測定を行う間に光源を点灯してデータを取得する回数を変更することにより、所望の解像度で紙葉類画像を取得することができる。

図１は、本実施形態に係るラインセンサの制御装置が利用される貨幣処理システムの外観を示す模式図である。 図２は、ラインセンサ及び該ラインセンサを含む紙葉類識別装置の構成概略を説明する模式図である。 図３は、ラインセンサの制御装置として機能する紙葉類識別装置の機能構成を示す機能ブロック図である。 図４は、ラインセンサによる測定タイミングと紙葉類の搬送速度に応じて出力される搬送機構メカクロックとの関係を示すタイミングチャートである。 図５は、ラインセンサを利用して行われる１セット分の測定内容の例を説明する図である。 図６は、搬送速度が変動した場合の測定タイミングを説明するタイミングチャートである。 図７は、搬送速度が異なる複数モードで紙葉類が撮像される場合の測定タイミングを説明するタイミングチャートである。 図８は、紙葉類処理装置の動作テストに利用するダミー紙幣の例を示す図である。 図９は、厚みセンサ及びラインセンサから得られたデータの保存に利用するリングバッファについて説明する図である。

以下に添付図面を参照して、この発明に係るラインセンサの制御装置及び制御方法の好適な実施例を詳細に説明する。本発明に係るラインセンサの制御装置及び制御方法は様々な分野で利用できるものであるが、以下では、紙葉類の種類や真偽等を識別したり紙葉類に印刷された文字等を読み取ったりするために、ラインセンサを利用して紙葉類画像を取得する紙葉類識別装置が、ラインセンサの制御装置として機能する場合を例に説明を行う。

図１は、ラインセンサを含む紙葉類識別装置が利用される貨幣処理システムの外観を示す模式図である。貨幣処理システム１は、バラ紙幣処理装置１００、束紙幣処理装置２００、バラ硬貨処理装置３００、包装硬貨処理装置４００、有価媒体処理装置５００、操作表示部６００及びプリンタ７００から構成されている。バラ紙幣処理装置１００は、バラ紙幣の入出金処理を行うために利用される。バラ紙幣処理装置１００と接続された束紙幣処理装置２００は、バラ紙幣処理装置１００から搬送された所定枚数の紙幣から束紙幣を作成したり、束紙幣の入出金を行ったりするために利用される。バラ硬貨処理装置３００はバラ硬貨の入出金処理を行うために利用され、バラ硬貨処理装置３００と接続された包装硬貨処理装置４００はバラ硬貨処理装置３００から搬送された所定枚数の硬貨から包装硬貨を作成したり包装硬貨の入出金を行ったりするために利用される。有価媒体処理装置５００は、小切手や商品券等、紙幣以外の有価媒体を入金するために利用される。操作表示部６００は、各装置１００〜５００を利用するために必要な各種情報を入力するための入力装置であり、各種情報を表示画面に出力するための出力装置でもある。プリンタ７００は、各装置１００〜５００で行われる処理に関係する情報を印字するために利用される。

ラインセンサを含む紙葉類識別装置は、バラ紙幣処理装置１００、束紙幣処理装置２００及び有価媒体処理装置５００の内部で、紙幣、束紙幣、小切手、商品券等の画像を撮像するために利用される。紙葉類識別装置は、ラインセンサによって撮像した紙葉類画像を利用して、紙幣の金種、真偽、正損を識別したり、束紙幣にされた紙幣の金種を識別したり、小切手や商品券等の有価媒体の種類を識別したりする機能を有する。また、紙葉類画像を利用して、紙幣の記番号、束紙幣の結束帯や有価媒体に印字された文字等を読み取る機能も有している。

紙幣等を入出金する方法及び装置、紙幣等の画像を利用して行われる識別処理や文字認識処理とこれらの処理を実現するための装置については、従来技術を利用することができるので詳細な説明は省略する。以下では、紙葉類の画像を撮像するために行われる本実施形態に係るラインセンサの制御方法について詳細を説明する。

図２は、ラインセンサ１０及び該ラインセンサ１０を含む紙葉類識別装置２の構成概略を説明する模式図である。図２（ａ）は紙葉類識別装置２を側方から見た図を模式的に示したものであり、同図（ｂ）は紙葉類識別装置２を構成する上台板２ａを下側（Ｚ軸負方向側）から見た図であり、同図（ｃ）は紙葉類識別装置２を形成する下台板２ｂを上側（Ｚ軸正方向側）から見た図である。紙葉類識別装置２は、上台板２ａと下台板２ｂの間をＸ軸方向に搬送される紙葉類３の画像をラインセンサ１０によって撮像する。

図２（ａ）に示すように、Ｘ軸方向に搬送される紙葉類３は、紙葉類識別装置２の右側から装置内に進入して厚みセンサ３０の間を通過する。厚みセンサ３０は下台板２ｂに固定された基準ローラと上台板２ａに上下可動に取り付けられた検知ローラとによって構成され、２つのローラの間を紙葉類３が通過するときの検知ローラの位置の変化から紙葉類３の厚みが測定される。厚みセンサ３０を通過した紙葉類３は、続いて、上台板２ａ及び下台板２ｂの各々に回転可能に軸支された対向する２つのローラ４１、４０によって搬送されて、紙葉類識別装置２の左側から排出される。なお、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、紙葉類識別装置２は、Ｙ軸方向に離れて配置された２つの厚みセンサ３０及び３１と、紙葉類３を搬送するために配置された複数のローラ４０〜４８とを有している。詳細な図示は省略するが一部を図２（ａ）に示したように、各ローラ４０〜４８は、ギアやベルト等を介してモータ等の駆動部と接続されている。そして、各ローラ４０〜４８が駆動部によって回転駆動されることによって紙葉類３が搬送される。駆動部と、各ローラ４０〜４８と、これらを接続するギアやベルト等によって図３に示す紙葉類搬送機構４が構成される。

ラインセンサ１０は、図２（ａ）に示すように、２本の導光体１０ａと、ＣＣＤ等の撮像素子１０ｂと、下方を通過する紙葉類３からの光を撮像素子１０ｂへ導くロッドレンズ１０ｃとを有している。センサケースの下面は透明材から成る測定窓１０ｄとなっており、導光体１０ａから測定窓１０ｄを経て照射された光が紙葉類３によって反射される。そして、この反射光が測定窓１０ｄ及びロッドレンズ１０ｃを経て撮像素子１０ｂによって受光される。

ラインセンサ１０は、図２（ｂ）に示すように、複数の撮像素子１０ｂがＹ軸方向に配置されたライン形状を有しており、この撮像素子１０ｂに対応するように導光体１０ａ及びロッドレンズ１０ｃが配置されている。また、図２（ｂ）に示すように、ラインセンサ１０の側面に、ＬＥＤ等の反射用光源１１が配置されており、この反射用光源１１からの光が導光体１０ａに入射される。そして、導光体１０ａが、入射された光をＹ軸負方向側へ導きながらＺ軸負方向側へ出射することにより紙葉類３に向けて光を照射するようになっている。反射用光源１１は、例えば異なる波長域の光を照射可能な複数のＬＥＤ等によって構成され、選択された波長域の光を照射できるようになっている。

また、図２（ａ）に示すように、ラインセンサ１０の下方には透過用光源２０が設けられている。ＬＥＤ等の光源２０ａが収められたケースの上面は透明材から成る照射窓２０ｂとなっており、光源２０ａから照射窓２０ｂを経た光が紙葉類３に向けて照射される。そして、紙葉類３を透過した光が、ラインセンサ１０の測定窓１０ｄ及びロッドレンズ１０ｃを経て撮像素子１０ｂによって受光される。透過用光源２０及び２１は、紙葉類３に向けて赤外光を照射する。

反射用光源１１からの光を導いて紙葉類３に向けて照射する導光体１０ａと、紙葉類３から反射された光を受光する撮像素子１０ｂとは、図２（ｂ）に示すように、下方を通過する紙葉類３全面の反射画像を取得できるように配置されている。これに対して、透過用光源２０及び２１は、図２（ｃ）に示すように、Ｙ軸方向に離れた２箇所の位置のみに配置されている。このため、例えば、図８（ｂ）〜（ｄ）の左側に示すように紙葉類処理装置の動作テスト用に準備されたダミー紙幣４ａ〜４ｃの透過画像を撮像した場合には、同図右側に示すように帯状の部分領域のみが含まれる画像５ａ〜５ｃが取得される。

次に、反射用光源１１、透過用光源２０、２１及びラインセンサ１０を制御する紙葉類識別装置２について説明する。図３は、ラインセンサ１０を制御する紙葉類識別装置２の機能構成を説明するための機能ブロック図である。

図３に示すように、紙葉類識別装置２は、図２に示した構成の他に、制御部５０及び記憶部６０を有している。ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の論理デバイスから成る制御部５０は、測定条件設定部５１と、光源制御部５２と、センサ制御部５３と、データ出力部５４とを有している。また、半導体メモリ等から成る記憶部６０は、測定用パラメータ６１等のデータの保存に利用されると共に、ラインセンサ用リングバッファ６２及び厚みセンサ用リングバッファ６３として機能する。また、制御部５０には、外部から各部の動作の基本周波数となるシステムクロックが入力される。また、制御部５０には、紙葉類搬送機構４から、搬送される紙葉類３の搬送速度に応じて出力される搬送機構メカクロックが入力される。制御部５０は、これら２つのクロックを利用して各動作のタイミング及び動作時間を決定して実行する。なお、記憶部６０に保存された測定用パラメータ６１は、図示しない通信インターフェイスを介して外部から書き換え可能となっている。

測定条件設定部５１は、記憶部６０に保存された測定用パラメータ６１を利用して測定条件を設定する機能を有する。記憶部６０には、例えば、紙葉類３の搬送速度毎に、後述する１セット分の測定の間に各光源から照射する光の波長域、各光を照射するために光源の点灯及び消灯を行うタイミング、ラインセンサ１０から信号を読み出すタイミング等が測定用パラメータ６１として保存されている。測定条件設定部５１は、搬送機構メカクロックから紙葉類３の搬送速度をリアルタイムに認識して、この搬送速度に基づいて記憶部６０の測定用パラメータ６１を参照する。そして、読み出した測定用パラメータ６１に基づいて、反射用光源１１及び透過用光源２０、２１の点灯及び消灯のタイミングと、ラインセンサ１０からの信号読み出しのタイミングとを設定する。ただし、搬送速度を認識する方法がこれに限定されるものではなく、例えば、図示しない通信インターフェイスを介して外部から入力された測定モード等の情報に基づいて搬送速度を認識する態様であっても構わない。測定時の光源制御及び信号読出のタイミングの詳細については後述する。

なお、１セットの測定とは、光源から照射する光の波長域や光源点灯及び信号読出を行うタイミング及び時間等が設定された測定パターンのことを言う。１セットの測定を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、紙葉類３の画像を撮像する。１セットの測定が１つの測定パターンのみから構成される場合もあるし、１セット分の測定の中に複数種類の測定パターンが含まれる場合もある。１セット分の測定の中に複数種類の測定パターンが含まれる場合に、各測定パターンをサイクルと呼ぶが、詳細については後述する。

光源制御部５２は、測定条件設定部５１によって設定されたタイミングに基づいて、反射用光源１１及び透過用光源２０、２１の点灯及び消灯を制御する。この制御は、紙葉類３の搬送速度に応じて変化する搬送機構メカクロックと、紙葉類３の搬送速度によらず常に一定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が、詳細については後述する。

センサ制御部５３は、測定条件設定部５１によって設定されたタイミングに基づいて、ラインセンサ１０からの信号の読み出しタイミングを制御する。そして、読み出した信号を順次デジタルデータに変換して記憶部６０のラインセンサ用リングバッファ６２に保存する。また、センサ制御部５３は、厚みセンサ３０から出力される信号についても、順次デジタルデータに変換して記憶部６０の厚みセンサ用リングバッファ６３に保存する。ラインセンサ１０からの信号読出の制御は、搬送機構メカクロック及びシステムクロックを利用して行われるが詳細については後述する。

データ出力部５４は、ラインセンサ用リングバッファ６２に保存されたデータから紙葉類３の画像を形成するデータを読み出して、測定結果として外部に出力する機能を有する。また、厚みセンサ用リングバッファ６３に保存されたデータから紙葉類３の厚みを示すデータを読み出して、測定結果として外部に出力する機能も有している。

本実施形態に係る紙葉類識別装置２は、紙葉類３の到来を検知する専用の検知センサを有していない。このため、紙葉類識別装置２では、センサ制御部５３が、ラインセンサ１０による撮像位置を紙葉類３が搬送されているか否かに拘わらず、ラインセンサ用リングバッファ６２を利用してラインセンサ１０から得られたデータの保存を続けている。また、同様に、センサ制御部５３は、厚みセンサ３０による測定位置を紙葉類３が搬送されているか否かに拘わらず、厚みセンサ用リングバッファ６３を利用して厚みセンサ３０から得られたデータの保存を続けている。データ出力部５４が、センサ制御部５３によって得られたデータの変化に基づいて紙葉類３の到来を検知する。ところが、ラインセンサ１０及び厚みセンサ３０による実際の測定から紙葉類３の到来が検知されるまでも間にはタイムラグが存在するので、データ出力部５４が紙葉類３の到来を検知したときには、既に、紙葉類３から得られたデータの一部がリングバッファに保存された状態にある。このため、データ出力部５４がラインセンサ用リングバッファ６２及び厚みセンサ用リングバッファ６３から所定時間分遡ってデータを読み出すことにより、ラインセンサ１０及び厚みセンサ３０により紙葉類３の全体を測定したデータを取得することができる。リングバッファの利用方法詳細については後述する。

次に、光源制御部５２によって行われる光源制御及びセンサ制御部５３によって行われるラインセンサ１０からの信号読出の制御について詳細を説明する。本実施形態に係るラインセンサ１０の制御方法では、紙葉類３の搬送速度が変動した場合でも、この影響を受けることなく安定してデータを取得できることを１つの特徴としている。

紙葉類識別装置２では、紙葉類３の識別処理を行うために必要な画像の解像度が予め設定されている。搬送速度が変動した場合でも予め設定された所定解像度の画像を撮像するため、光源制御及び信号読出制御は、搬送機構メカクロックに基づいて行われる。具体的には、例えば、紙葉類画像を１００ｄｐｉの解像度で撮像するように設定されている場合には、紙葉類３が１／１００インチ移動する度に１ライン分のラインデータを取得する必要がある。紙葉類３が１／１００インチ移動する時間は、搬送速度によって変化するので、ラインデータを取得するタイミングを、時間ではなく紙葉類３の移動距離に応じて制御する必要がある。このため、紙葉類３の画像を撮像するための光源制御及び信号読出制御は、常に一定の時間間隔で出力されるシステムクロックではなく紙葉類３の移動距離に応じて出力される搬送機構メカクロックに基づいて行われる。

装置の仕様として紙葉類３の搬送速度が所定値に設定されている場合でも、実際の搬送速度が変動する場合がある。例えば、紙葉類３の搬送速度が２０００ｍｍ／秒の場合に、±２５％の範囲で変動すると、１５００〜２５００ｍｍ／秒の間で速度が変動することになる。そして、搬送速度の変動に伴って搬送機構メカクロックのクロック幅も変動する。紙葉類識別装置２は、このように搬送速度が変動する場合でも所定解像度の画像を安定して取得できるようにラインセンサ１０を制御する。

図４は、ラインセンサ１０による測定と搬送機構メカクロックとの関係を示すタイミングチャートである。図４（ａ）に示すようにシステムクロックは常に一定の時間間隔で出力される。これに対して、搬送機構メカクロックは、図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように、搬送速度によって変化する。例えば、図４（ｃ）が装置仕様として設定された標準の搬送速度であり、搬送機構メカクロックの３クロック分の時間がｔ２であるとする。搬送速度の変動によって搬送速度が上限値に達した場合には、図４（ｂ）に示すように、３クロック分の時間ｔ１はｔ２より短くなる（ｔ１＜ｔ２））。また、逆に搬送速度が下限値に達した場合には、図４（ｄ）に示すように、３クロック分の時間ｔ３はｔ２より長くなる（ｔ３＞ｔ２）。

本実施形態に係る紙葉類識別装置２では、所定解像度で紙葉類３を撮像するため、１セット分（１周期分）の測定が搬送機構メカクロックの３クロック分の間に行われるよう設定されている。図４の例では、１セット分の測定が、紙葉類３の画像を形成する１ライン分のラインデータを取得するための測定に相当する。１セット分、すなわち１周期分の測定を繰り返すことにより、各ラインのラインデータが取得される。そして、取得されたラインデータにより紙葉類画像が形成されることになる。

１セット分の測定の開始タイミングは、搬送機構メカクロックの３クロック毎に設定される。具体的には、図４（ａ）では時間ｔ１毎に、同図（ｂ）では時間ｔ２毎に、同図（ｃ）では時間ｔ３毎に、１セット分の測定が開始される。

これに対して、１セット分の測定時間は、図４（ａ）に示すシステムクロックに基づいて設定される。このため、搬送速度の変動によらず、１セット分の測定時間は常に一定となる。紙葉類識別装置２では、この１セット分の測定時間が、図４（ｂ）に示す上限速度に合わせて設定される。具体的には、紙葉類３が上限速度で搬送される際の搬送機構メカクロックの３クロック分の時間内に１セット分の測定が完了するように設定される。この結果、搬送速度によらず搬送機構メカクロックの３クロック分の時間内に１セット分の測定が完了する。

例えば、図４（ｂ）に示すように、１セット分の測定時間が、上限速度での搬送機構メカクロック３クロック分の時間ｔ１に設定される。１セット分の測定時間は図４（ａ）に示すシステムクロックに基づいて管理されるので、同図（ｃ）に示すように紙葉類３が標準速度で搬送される場合も、１セット分の測定は時間ｔ１で完了する。また、図４（ｄ）に示すように、紙葉類３が下限速度で搬送される場合も、同様に、１セット分の測定が時間ｔ１で完了する。

このように、紙葉類識別装置２では、上限速度で搬送された場合でも測定を完了できるように、１セット分の測定内容及び測定時間を設定する。また、各測定の開始タイミングは、搬送速度に応じて出力される搬送機構メカクロックに基づいて制御される。これにより、搬送速度が変動した場合でも、速度に応じた所定のタイミングでラインセンサ１０による同じ測定を繰り返して、同一の解像度で紙葉類３の画像を取得することができる。

なお、１セット分の測定が完了してから次セットの測定を開始するまでの間（図４（ｃ）及び（ｄ）斜線部）は、紙葉類３の画像を撮像するための測定は行わないが、ラインセンサ１０からの信号読出を継続して行っている。以下では、ラインセンサ１０からの信号読出制御について、具体的な測定内容を例示しながら説明する。

図５は、１セット分（１周期分）の測定の具体例を示す図である。例えば、紙葉類３の搬送速度が２０００ｍｍ／秒で±２５％変動する可能性がある場合に、上限速度２５００ｍｍ／秒で３クロック分（３０４．８μ秒間）の間に１セット分の測定を行うべく、図５に示すように測定内容が設定される。

具体的には、３０４．８μ秒の間に、反射用光源１１から赤外光を１５３．８μ秒間照射して、その後２４．７μ秒の間は全ての光源を消灯する（図５中「ダミー」）。そして、再び反射用光源１１を点灯して、緑の可視光を２４．７μ秒間照射して、その後２４．７μ秒間は再び全ての光源を消灯する。続いて、透過用光源２０及び２１を点灯して赤外光を５２．２μ秒間照射して、その後２４．７μ秒間はまた全ての光源を消灯する。光を照射している間は、ラインセンサ１０からの信号読出が行われる。すなわち、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おり、紙葉類３が３０４．８μ秒間で０．７６２ｍｍ（＝２５００ｍｍ／秒×３０４．８μ秒）移動する間に、赤外光による反射画像を形成する１ライン分のデータ、緑の可視光による反射画像を形成する１ライン分のデータ、及び赤外光による透過画像を形成する１ライン分のデータが取得されることになる。

この場合、０．７６２ｍｍ毎に各画像の１ライン分のデータが取得されるので、２つの反射画像と１つの透過画像の搬送方向（副走査方向）の解像度は３３．３ｄｐｉとなる。これに対して、ラインセンサ１０で撮像素子１０ｂが配置される方向（主走査方向）の解像度は設定によって変更可能である。例えば、ラインセンサ１０が主走査方向に２００ｄｐｉの解像度を有する場合には、紙葉類画像の主走査方向の解像度は２００ｄｐｉとしてもよいし、撮像素子１０ｂから読み出す信号を間引くことにより１００ｄｐｉとしてもよいし、副走査方向の解像度に合わせて３３．３ｄｐｉとしてもよい。

図５に示すように、各光を照射する時間は、各々異なる時間に設定することができる。例えば、ラインセンサ１０の撮像素子１０ｂの感度が受光する光の波長域によって異なること、光源から照射される光量が異なること、紙葉類画像に求められる画像品質が異なること等を考慮して、各照射時間を設定する。

例えば、反射用光源１１からの光量によって光の照射時間を調整する。また、撮像素子１０ｂの感度が低い波長域では光の照射時間を長くする。また、撮像素子１０ｂの感度が低い波長域でも、撮像する画像が高品質でなくてもよい場合には照射時間を短くしてもよい。

また、図５では、１セット分の測定で各光が１回ずつ照射されるので、各光で得られる画像の解像度は全て同じになるが、照射回数を変更することにより解像度を変えることもできる。例えば、反射用光源１１による緑の可視光の照射を１セットの測定中に２回行えば、１セットの測定中に１回行う場合に比べて２倍の解像度を有する反射画像を取得することができる。

図５でダミーと示している間は全ての光源が消灯されており、ラインセンサ１０の撮像素子１０ｂは光を受光しない。よって、この間は画像を撮像するための信号読出は不要であるが、あたかも画像を撮像しているかのようにラインセンサ１０からの信号読出を継続して行うため、この信号読出をダミーと呼んでいる。

ＣＣＤ等の撮像素子１０ｂでは、例えば、リーク電流によって素子内に電荷が蓄積されて、次に信号を読み出すときに蓄積された電荷の影響を受ける場合がある。また、反射用光源１１や透過用光源２０及び２１から照射される光の種類によっては、信号読出を終えた後も撮像素子１０ｂに電荷が残留して、この電荷の影響を受ける場合もある。電荷の蓄積や残留（残像）があると、光を受けていないにも拘わらずラインセンサ１０から光を受けたかのような偽信号が出力されて、正確な画像を取得することができなくなる。例えば、赤外光を受光した後に残像による影響を受けやすい。このため、センサ制御部５３は、全光源を消灯している間もラインセンサ１０からの信号読出を継続して行っている。これにより、撮像素子１０ｂに電荷が蓄積して、次に信号を読み出すときに偽信号が出力されることを回避して、紙葉類３の正確な画像を取得することができる。ただし、光源を消灯している間にラインセンサ１０から読み出した信号は紙葉類３を撮像したものではないので、紙葉類３の画像データとして利用することなく破棄される。

紙葉類３に向けて照射する光の種類、照射を開始するタイミング、照射を停止するタイミング等は、予め測定用パラメータ６１として記憶部６０に保存されており、測定条件設定部５１がこれらのパラメータを読み出して、図５に示すように、１セット分の測定内容を設定する。

測定条件設定部５１によって１セット分の測定内容が設定されると、この設定内容に基づいて光源制御部５２及びセンサ制御部５３による測定が開始される。図６は、図５に示す設定内容に基づいて、光源制御部５２及びセンサ制御部５３によって行われる測定の具体例を示すタイミングチャートである。図６（ａ）はシステムクロック、同図（ｂ）及び（ｃ）は搬送速度が変動した場合の測定タイミングを示している。図５に示したように、１セット分の測定内容が上限速度に合わせて設定されているので、紙葉類３が上限速度の２５００ｍｍ／秒で搬送されている場合には、図６（ｂ）に示すように、３クロック分の３０４．８μ秒の間に１セット分（１周期分）の測定が行われる。

具体的には、搬送機構メカクロックをトリガーとして、光源制御部５２が反射用光源１１を点灯して赤外光の照射を開始する。赤外光の照射時間はシステムクロックによってカウントされて、図６（ｂ）に示すように１５３．８μ秒間行われる。そして、引き続き、システムクロックに基づいて、図５に示す測定内容が実行される。また、センサ制御部５３も、同様に、光源制御部５２により光が照射されている間に紙葉類３からの光を受けたラインセンサ１０からの信号を読み出すので、図６（ｂ）に示すタイミング及び時間で信号読出が行われることになる。ラインセンサ１０から読み出された信号は、その後、Ａ／Ｄ変換等の信号処理を経て記憶部６０のラインセンサ用リングバッファ６２に保存されるので、図６（ｂ）に示すように信号読出から遅れてデータ保存が行われることになる。

図６（ｃ）は、紙葉類３が標準速度２０００ｍｍ／秒で搬送されている場合のタイミングチャートを示している。１セット分（１周期分）の測定が上限速度に合わせて３０４．８μ秒に設定されているので、搬送機構メカクロックをトリガーとして測定を開始した後、光源制御、信号読出及びデータ保存をシステムクロックに基づいて行うと、標準速度での３クロック分の時間３８１μ秒が経過するよりも前に測定を完了する。

この後、図６（ｃ）に斜線で示した７６．２μ秒（＝３８１μ秒−３０４．８μ秒）の間は紙葉類３の画像を撮像するための測定は行われない。ただし、この間も、リーク電流による影響を回避するため、センサ制御部５３はラインセンサ１０からの信号読出を継続する。例えば、ラインセンサ１０からの信号読出は、７６．２μ秒間の間に略等間隔で３回行う態様であってもよいし、次セットの測定を開始する前に１回だけ行う態様であってもよい。ラインセンサ１０に電荷が蓄積されることを回避するために信号読出を行うタイミング及び回数は設定によって変更することが可能であり、この設定も測定用パラメータ６１として記憶部６０に保存される。

なお、図６（ｂ）及び（ｃ）では、１セット分のタイミングチャートのみを示しているが、実際には、この測定を繰り返し行うことにより、ラインセンサ１０の下方を通過する紙葉類３の全面の画像を取得する。

このように、搬送速度が変動する場合でも、上限速度に合わせて測定内容を設定することで、常に同じ測定内容を実行して、同一解像度の紙葉類画像を安定して取得することができる。また、全ての光源を消灯して紙葉類画像を形成するデータの測定を行わない間も、ラインセンサ１０からの信号読出を続けることにより、リーク電流等による影響を回避して紙葉類画像を正確に撮像することができる。

次に、紙葉類３が異なる搬送速度で搬送される場合のラインセンサ１０の制御方法について説明する。紙葉類識別装置２では、紙葉類３が所定速度で搬送される場合の速度変動に対応することに加えて、紙葉類３が異なる搬送速度で搬送される複数の測定モードが設定されている場合にも測定モードによらず紙葉類３の画像を高精度に撮像することができる。

例えば、紙葉類識別装置２は、紙幣出金モードで図１に示すバラ紙幣処理装置１００から出金される紙幣の撮像と、束紙幣出金モードで束紙幣処理装置２００から出金される束紙幣の撮像とを行う。紙幣出金モードでは、紙葉類３が２０００ｍｍ／秒で搬送されるよう設定されているが、搬送速度が±２５％変動する可能性があるものとする。また、束紙幣出金モードでは、束紙幣が２５４ｍｍ／秒の搬送速度で搬送される束紙幣高速出金モードと、１２７ｍｍ／秒の搬送速度で搬送される束紙幣低速出金モードとがあり、いずれのモードでも搬送速度が±５％変動する可能性があるものとする。すなわち、紙葉類識別装置２は、２０００ｍｍ／秒で搬送される紙幣の画像、２５４ｍｍ／秒で搬送される束紙幣の画像又は１２７ｍｍ／秒の搬送速度で搬送される束紙幣の画像を撮像する。また、金種等を識別するために、紙葉類識別装置２は、撮像対象が１枚の紙幣であるか束紙幣であるかによらず１００ｄｐｉの解像度で緑の可視光による反射画像を撮像すると共に、３３ｄｐｉの解像度で赤外光による反射画像を撮像するものとする。また、紙葉類識別装置２は、撮像対象が１枚の紙幣である場合には３３ｄｐｉの解像度で赤外光による透過画像を撮像するが、束紙幣は光を透過しないため束紙幣の透過画像は撮像しないものとする。以上の条件で測定が行われる場合を例として、図７を参照しながら説明を行うこととする。

図７は、測定モードによって搬送速度が異なる場合に、搬送速度に応じて設定される１セットの測定内容を示すタイミングチャートである。図７（ａ）は２５００ｍｍ／秒で搬送される１枚の紙幣を撮像するための測定内容であり、同図（ｂ）は高速モードの２６６．７ｍｍ／秒で搬送される束紙幣を撮像するための測定内容であり、同図（ｃ）は低速モードの１５８．８ｍｍ／秒で搬送される束紙幣を撮像するための測定内容である。図７（ａ）〜（ｃ）は、各モードで、搬送速度の変動を考慮して、上限速度に合わせて設定された１セット（１周期分）の測定内容である。これらの測定は、図４では、同図（ｂ）に相当するもので、このように設定することで同図（ｂ）〜（ｄ）を参照しながら説明したように、搬送速度が変動した場合でもこの影響を受けることなく測定を行うことができる。なお、紙葉類識別装置２では、搬送機構メカクロックの周波数をモニタすることによって搬送速度の変動をリアルタイムに検知して、検知した搬送速度に対応した測定を行えるようになっている。

図７（ａ）は、１枚の紙幣を搬送する場合の１セットの測定内容である。図７（ａ）上段に示すように、１セットの測定は、サイクルＡ、サイクルＢ及びサイクルＣの３つのサイクルから形成される。

なお、１セットと１サイクルとは、呼び方を区別しているが、いずれも光源から照射する光の波長域や、光源点灯及び信号読出を行うタイミング及び時間等が設定された測定パターンのことを示している。紙葉類３の画像を撮像する際には、１セットの測定を１周期として、これが連続して繰り返される。すなわち、１セット分の測定を終えると同じセット分の測定が行われ、これを繰り返して測定が行われる。これに対して、１サイクルの測定は、１セット中に含まれるもので、これが連続して繰り返されるものではない。例えば、サイクルＡの測定を終えると続いてサイクルＡではなくサイクルＢの測定が行われる。このような違いから１セットの測定と１サイクルの測定とを区別している。

図７（ａ）下段に示すように、サイクルＡでは、反射用光源１１から緑の可視光を照射して（図中「反射緑」）、続いて赤外光を照射した後（図中「反射赤外」）、全ての光源を消灯する（図中「ダミー」）。サイクルＢでは、反射用光源１１から緑の可視光を照射して、続いて透過用光源２０及び２１から赤外光を照射した後（図中「透過赤外」）、全ての光源を消灯する。サイクルＣでは、反射用光源１１から緑の可視光を照射した後、全ての光源を消灯する。ここでも、各光を照射する時間は、ラインセンサ１０の感度等によって設定される。また、全ての光源を消灯する図中のダミーの間もラインセンサ１０からの信号読出を継続している。

図７（ａ）に示す例では、３種のサイクルから構成された１セットの測定を繰り返すことにより、緑の可視光による反射画像と、赤外光による反射画像と、赤外光による透過画像とを撮像することができる。赤外光による反射画像は１セット中サイクルＡのみで測定される。紙葉類３が１セット分の距離０．７６２ｍｍ（＝２５００ｍｍ／秒×３０４．８μ秒）を搬送される間に、１ライン分のデータが取得されるので、赤外光による反射画像の解像度は３３．３ｄｐｉとなる。赤外光による透過画像についても、１セット中サイクルＢのみで測定されるので、同じく解像度は３３．３ｄｐｉとなる。これらに対して、緑の可視光による反射画像は１セット中の全てのサイクルで測定される。すなわち、１セット分の時間で搬送される距離０．７６２ｍｍで３ライン分のデータが取得されるので解像度は略１００ｄｐｉとなる。

なお、図７（ａ）に示すサイクルの例は一例であって、例えば、所定光の照射及び信号読出が、サイクルＡ及びサイクルＣで行われる態様であっても構わないし、サイクルＡ及びサイクルＢ、又は、サイクルＢ及びサイクルＣで行われる態様であっても構わない。また、２つ以下又は４つ以上のサイクルによって構成されても構わない。各サイクルでの測定内容は、利用する光や撮像する紙葉類画像の解像度等に応じて設定され、記憶部６０の測定用パラメータ６１として保存される。

図７（ｂ）は、束紙幣を高速モードで搬送する場合の１セットの測定内容である。搬送速度は２６６．７ｍｍ／秒となり、搬送機構メカクロックの３クロック分０．７６２ｍｍに相当する時間は２８５７．１μ秒となる。この１セット分の時間を３つに分割する。そして、図７（ｂ）上段に示すように、１サイクル目の測定では、同図（ａ）のサイクルＡの測定を行った後、残りの時間は全ての光源を消灯しながらラインセンサ１０からの信号読出のみを行うダミーサイクルとする。そして、２サイクル目及び３サイクル目では、図７（ａ）のサイクルＣの測定を行った後、各々の残りの時間をダミーサイクルとする。束紙幣では透過画像は撮像できないので、１セットの測定で、サイクルＡの測定を１回、サイクルＣの測定を２回行って、各サイクルで余った時間を全てダミーサイクルとするものである。ダミーサイクルは、図７（ａ）下段にダミーとして示した時間２４．７μ秒の略３４倍の長さ８５０．７７μ秒となる。このダミーサイクルの間に、ラインセンサ１０からの信号読出を３４回行ってもよいし、設定により読出回数を変更してもよい。

図７（ｃ）は、束紙幣を低速モードで搬送する場合の１セットの測定内容である。搬送速度は１５８．８ｍｍ／秒となり、搬送機構メカクロックの３クロック分０．７６２ｍｍに相当する時間は５７１４．３μ秒となる。この１セット分を３サイクルに分割して、図７（ｃ）上段に示すように、１サイクル目の測定では、同図（ａ）のサイクルＡの測定を行った後、残りの時間はダミーサイクルとする。そして、２サイクル目及び３サイクル目では、図７（ａ）のサイクルＣの測定を行った後、各々の残りの時間をダミーサイクルとする。高速モードの場合と同様に、束紙幣では透過画像は撮像できないので、１セットの測定でサイクルＡの測定を１回、サイクルＣの測定を２回行って、各サイクルで余った時間を全てダミーサイクルとするものである。各ダミーサイクルは、図７（ａ）下段にダミーとして示した時間２４．７μ秒の略７３倍の長さ１８０３．１７μ秒となる。ここでもダミーサイクルの間に行うラインセンサ１０からの信号読出回数は設定により変更することができる。

図７（ｂ）及び（ｃ）でも、同図（ａ）の場合と同様に緑の可視光による反射画像の解像度は略１００ｄｐｉとなり、赤外光による反射画像は３３．３ｄｐｉとなる。このように、１枚の紙幣の出金識別と、束紙幣の高速モードと、束紙幣の低速モードとで、搬送速度が大きく異なるが、サイクルＡ及びサイクルＣの同じ設定内容で測定を行って、同じ解像度の紙葉類画像を取得することができる。また、全ての光源を消灯して測定を行わない間もラインセンサ１０からの信号読出を続けるためリーク電流等によるノイズ等を抑制することができる。また、赤外光を受光したラインセンサ１０では、撮像素子１０ｂに残留した電荷による残像が問題となる場合があるが、このように赤外光の照射後に必ずダミーの信号読出を行うことによりノイズによる影響を抑制することができる。

なお、図４の例では、１セット分の測定を行った後、次の１セット分の測定を開始するまでの間に、全ての光源を消灯した状態で信号読出を行うダミーの信号読出の時間を設けることによって、速度の変動に対応する例を示した。しかし、本実施形態がこれに限定されるものではない。例えば、図７の例で、１セットの測定内容に含まれるダミーの信号読出（図７中「ダミー」）を行う時間を調整することにより、搬送速度の変動に伴う測定時間の差を調整することもできる。すなわち、１セットの分の測定内で行われる各サイクルの測定の間に、ダミーの信号読出を行って、時間調整を行う態様であってもよい。具体的には、システムクロックに基づいて各サイクルの間で行うダミーの信号読出を行う時間を調整しながら、設定された測定内容の全てを実行すると共に、サイクルＡの測定開始タイミングを搬送機構メカクロックの３クロックに同期させる。これにより、搬送速度によらず常に設定された測定内内容を実行しながら、各サイクルの間で行うダミーの信号読出によって時間調整を行うことができる。

また、紙葉類画像について、ラインセンサ１０で撮像素子１０ｂが配置される方向（主走査方向）の解像度は、設定によって変更可能である。例えば、ラインセンサ１０が主走査方向に２００ｄｐｉの解像度を有する場合には、紙葉類画像の主走査方向の解像度は２００ｄｐｉとしてもよいし、撮像素子１０ｂから読み出す信号を間引くことにより１００ｄｐｉとしてもよいし、副走査方向の解像度に合わせて３３．３ｄｐｉとしてもよい。

紙葉類識別装置２は、バラ紙幣処理装置１００、束紙幣処理装置２００及び有価媒体処理装置５００等の紙葉類処理装置の内部で、紙幣、束紙幣、小切手、商品券等の画像を撮像するために利用されるが、これらの紙葉類処理装置では動作確認のための動作テストが行われる。この動作テストでは、紙葉類処理装置にダミー紙幣を投入して、紙葉類識別装置２で設定された測定内容に基づいて紙葉類３の画像が正常に撮像されて、紙葉類３が所定の搬送先に搬送されることの確認が行われる。ダミー紙幣は、紙幣の代わりに利用されるテスト用の紙片で、片面にのみ異なる模様が印刷されている。

紙葉類識別装置２では、図２（ｂ）に示すように配置されたラインセンサ１０により、紙葉類３の全面の反射画像が撮像される。これに対して、透過画像については、同図（ｃ）に示すようにＹ軸方向に離れて配置された透過用光源２０及び２１により、光源に対応するラインセンサ１０の撮像素子１０ｂの位置でのみ画像が撮像される。透過画像では搬送方向に伸びた帯状の部分領域のみが撮像されるが、ダミー紙幣の模様はこのような場合でも動作テストを行えるように設定されている。

図８は、ダミー紙幣の例と、これを紙葉類識別装置２で撮像して得られる透過画像とを示す図である。図８（ｂ）〜（ｄ）の左図はダミー紙幣４ａ〜４ｃの例を示している。このように、紙片の片面に異なる模様が印刷された複数種類のダミー紙幣４ａ〜４ｃが動作テストに利用される。ダミー紙幣４ａ〜４ｃを紙葉類処理装置に投入すると、装置内部で搬送されて、紙葉類識別装置２による撮像が行われる。各ダミー紙幣４ａ〜４ｃの反射画像はダミー紙幣４ａ〜４ｃの外観と同じになるので、紙葉類処理装置内で、撮像された画像の模様の違いからダミー紙幣４ａ〜４ｃの種類が正常に識別されて、種類毎に、収納部等の所定の搬送先に搬送されることを確認することができる。

透過画像では、図８（ａ）に示す透過用光源２０及び２１に対応するＸ軸方向の帯状の部分領域のみが撮像される。図８（ｂ）〜（ｄ）の右図は、左図に示すダミー紙幣４ａ〜４ｃで撮像される透過画像５ａ〜５ｃを示している。このように、ダミー紙幣４ａ〜４ｃを紙葉類処理装置に投入して透過画像を撮像した場合も、各ダミー紙幣４ａ〜４ｃによって異なる透過画像５ａ〜５ｃを得ることができる。これにより、紙葉類処理装置では、紙葉類識別装置２で撮像された透過画像５ａ〜５ｃの模様の違いからダミー紙幣４ａ〜４ｃの種類が正常に識別されて、種類毎に、収納部等の所定の搬送先に搬送されることを確認することができる。

紙葉類識別装置２では、図３に示すように、ラインセンサ用リングバッファ６２及び厚みセンサ用リングバッファ６３を利用して測定を行っている。図９は、リングバッファを利用して行う測定について説明する模式図である。図２（ａ）に示すように、紙葉類３は、厚みセンサ３０の位置を通過した後に、ラインセンサ１０の位置を通過するので、図９（ａ）に示すように、厚みセンサ３０による測定が行われた後、紙葉類３が所定距離進んだ所でラインセンサ１０による測定が行われることになる。

また、ラインセンサ１０による測定では、読み出した信号をデジタルデータに変換するために所定の信号処理が行われ、その後、得られたデジタルデータが記憶部６０のラインセンサ用リングバッファ６２に保存される。このため、例えば、紙葉類３の搬送方向前方の先端がラインセンサ１０による撮像位置を通過してから紙葉類３の到来が検知されるまでの間にタイムラグがある。このため、紙葉類３の到来を検知したときには、既に、ラインセンサ１０による撮像位置を紙葉類３の一部が通過している。すなわち、図９（ａ）に示すように、ラインセンサ１０による測定からさらに時間が経過した所で紙葉類３の到来が検知される。

紙葉類識別装置２では、厚みセンサ３０及びラインセンサ１０によるサンプリングが、搬送機構メカクロックに基づいて行われる。厚みセンサ３０によって紙葉類３の先端の厚みが測定されてから、紙葉類３の到来が検知されるまでの間に得られた厚みデータを蓄積するためにリングバッファが利用される。例えば、図９（ｂ）に示すように、記憶部６０に厚みセンサ用リングバッファ６３が設定される。また、同様に、ラインセンサ１０によって紙葉類３の先端のラインデータが得られてから、紙葉類３の到来が検知されるまでの間に得られたラインデータを蓄積するために、図９（ｃ）に示すように、ラインセンサ用リングバッファ６２が設定される。

ラインセンサ用リングバッファ６２及び厚みセンサ用リングバッファ６３による測定が継続して行われて、ラインセンサ１０によって得られたデータの変化に基づいて紙葉類３の到来が検知される。図９（ａ）に示すように、紙葉類３の到来が検知されたときには、既に、紙葉類３の先端位置がラインセンサ１０による撮像位置を通過して、ラインセンサ１０によるβライン分のラインデータが取得された状態にある。図９（ｃ）に示すように、βライン分のデータはラインセンサ用リングバッファ６２に保存されているので、このデータを読み出すことにより紙葉類３全体のラインデータを取得することができる。また、図９（ａ）に示すように、ラインセンサ１０によるデータから紙葉類３の到来が検知されたときには、既に、紙葉類３の先端位置が厚みセンサ３０による測定位置を通過して、αライン分の厚みデータが取得されている。図９（ｂ）に示すように、αライン分の厚みデータは厚みセンサ用リングバッファ６３には保存されているので、このデータを読み出すことにより紙葉類３全体の厚みデータを取得することができる。

なお、図９に示すα及びβの数値は、図２に示す厚みセンサ３０及びラインセンサ１０の位置関係、ラインセンサ１０から信号を読み出してから紙葉類３の到来を検知するまでに必要な処理時間、１ライン分の測定で紙葉類３が移動する距離によって決定される。これらについての情報は予め記憶部６０の測定用パラメータ６１に含まれており、測定条件設定部５１がこれらの情報を読み出してラインセンサ用リングバッファ６２及び厚みセンサ用リングバッファ６３を記憶部６０内に設定する。

また、紙葉類３の到来検知は、例えば、図６に透過赤外として示した透過画像を取得するためのデータの変化に基づいて行う。ただし、検知は透過画像によるものに限定されず、反射画像に基づいて行ってもよいし厚みに基づいて行ってもよい。また、紙葉類３の先端を検知する態様に限らず、例えば、紙葉類３上で特徴的な模様等が印刷された所定位置を検知する態様であっても構わない。

本実施形態では、ラインセンサ１０により、赤外光による反射画像、緑の可視光による反射画像、赤外光による透過画像を取得する例を示したが、取得する画像がこれらに限定されるものではなく、これらに代えて又はこれらに加えて、他の色の可視光や紫外光等、他の波長域の光を利用して画像を撮像する態様であっても構わない。また、図５や図７に示す各光の照射順序は一例であって、これらに限定されるものではない。また、図７のサイクルＣでは、緑の可視光照射の後、全ての光源を消灯しているが、本実施形態がこれに限定されるものではなく、ここで反射用光源１１や透過用光源２０、２１を点灯して、反射画像又は透過画像を撮像するための処理を行う態様であっても構わない。

本実施形態によれば、搬送速度が変動する場合でも、変動を考慮した搬送速度に合わせて、かつ、各光で取得する画像の解像度に応じて測定内容を設定するので、搬送速度が変動してもその影響を受けることなく、予め設定された解像度の紙葉類３の画像を高精度に撮像することができる。

また、搬送速度が異なる複数の測定モードがある場合でも、各測定モードでの搬送速度及び搬送速度の変動を考慮した搬送速度に合わせて、かつ、各光で取得する画像の解像度に応じて測定内容を設定するので、測定モードが変更されて搬送速度が変更されたり搬送速度が変動したりした場合でも、予め設定された解像度の紙葉類３の画像を高精度に撮像することができる。

また、光源で利用する光の波長域に対するラインセンサ１０の感度、紙葉類３へ照射される光量等を考慮して測定時の光の照射時間を設定するので、光の波長域や光量によらず高精度に画像を撮像することができる。

以上のように、本発明は、紙葉類の搬送速度が大きく異なる測定モードがある場合や搬送速度が変動する場合に、ラインセンサの動作を制御して、搬送速度の影響を受けることなく、所定解像度の画像を高精度に札そうするために有用な技術である。

１ 貨幣処理システム
２ 紙葉類識別装置
２ａ 上台板
２ｂ 下台板
３ 紙葉類
４ 紙葉類搬送機構
１０ ラインセンサ
１０ａ 導光体
１０ｂ 撮像素子
１０ｃ ロッドレンズ
１０ｄ 測定窓
１１ 反射用光源
２０、２１ 透過用光源
２０ａ 光源
２０ｂ 照射窓
３０、３１ 厚みセンサ
４０〜４８ ローラ
５０ 制御部
５１ 測定条件設定部
５２ 光源制御部
５３ センサ制御部
５４ データ出力部
６０ 記憶部
６１ 測定用パラメータ
６２ ラインセンサ用リングバッファ
６３ 厚みセンサ用リングバッファ
１００ バラ紙幣処理装置
２００ 束紙幣処理装置
３００ バラ硬貨処理装置
４００ 包装硬貨処理装置
５００ 有価媒体処理装置
６００ 操作表示部
７００ プリンタ

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撮像するラインセンサの制御装置であって、前記紙葉類に光を照射するための光源と、前記光源の点灯及び消灯を制御するための光源制御部と、前記紙葉類が前記ラインセンサによる撮像位置を通過する間は前記光源が点灯している間も消灯している間も予め設定されたタイミングで前記ラインセンサから信号の読み出しを継続して、前記光源が点灯している間に得られた信号のみで前記紙葉類の画像を形成すると共に、前記光源が消灯している間の信号読み出しにより、前記ラインセンサへの電荷の蓄積を回避するセンサ制御部とを備えることを特徴とする。

また、本発明は、搬送される紙葉類に向けて光源から光を照射して画像を撮像するラインセンサの制御方法であって、前記光源を点灯して前記紙葉類に向けて光を照射した状態で前記ラインセンサから信号を読み出す第１信号読出工程と、前記光源を消灯した状態で前記ラインセンサから信号を読み出す第２信号読出工程と、前記第１信号読出工程で読み出した信号のみを前記紙葉類の画像を形成するデータに変換する信号処理工程とを含み、紙葉類画像を形成する１周期分のデータを取得するために行われる前記第１信号読出工程及び前記第２信号読出工程が、前記紙葉類が搬送速度の上限速度で前記１周期分に対応する距離を搬送される間に完了するように設定されて、前記紙葉類の搬送速度が前記上限速度未満の場合には、１周期分のデータの取得が完了してから次周期分のデータの取得を開始するまでの間は前記第２信号読出工程のみを継続して行うと共に、前記第１信号読出工程における信号の読み出しと前記第２信号読出工程における信号の読み出しとを所定タイミングで継続して実行し、前記ラインセンサへの電荷の蓄積を回避することを特徴とする。

Claims (8)

1. 搬送される紙葉類の画像を撮像するラインセンサの制御装置であって、
   前記紙葉類に光を照射するための光源と、
   前記光源の点灯及び消灯を制御するための光源制御部と、
   前記紙葉類が前記ラインセンサによる撮像位置を通過する間は前記光源が点灯している間も消灯している間も予め設定されたタイミングで前記ラインセンサから信号を読み出して、読み出した信号のうち前記光源が点灯している間に得られた信号のみを前記紙葉類の画像を形成するデータに変換するセンサ制御部と
   を備えることを特徴とするラインセンサの制御装置。
2. 前記紙葉類の画像を形成する１周期分のデータを取得するために前記光源制御部及び前記センサ制御部によって行われる光源点灯及び信号読出が、前記紙葉類が搬送速度の上限速度で前記１周期分に対応する距離を搬送される間に完了するように設定されて、
   前記紙葉類の搬送速度が前記上限速度未満の場合には、１周期分のデータの取得が完了してから次周期分のデータの取得を開始するまでの間は前記光源制御部が前記光源を消灯すると共に前記センサ制御部が前記ラインセンサからの信号読出を継続する
   ことを特徴とする請求項１に記載のラインセンサの制御装置。
3. 前記紙葉類の画像を形成する１周期分のデータを取得するための測定が複数サイクルの測定によって構成され、各サイクルの間で前記光源制御部が前記光源を消灯すると共に前記センサ制御部が前記ラインセンサからの信号読出を継続するダミーサイクルの時間を変更して、搬送速度の違いによる前記１周期分の測定時間の差を調整することを特徴とする請求項２に記載のラインセンサの制御装置。
4. 前記紙葉類の画像を形成する１周期分のデータを取得するための測定で、
   前記光源制御部により前記光源を点灯すると共に前記センサ制御部により前記紙葉類の画像を取得するための信号を前記ラインセンサから読み出す信号読出工程と、
   前記光源制御部により前記光源を消灯すると共に前記センサ制御部により前記ラインセンサから信号を読み出すダミー読出工程と
   を行うことを特徴とする請求項１に記載のラインセンサの制御装置。
5. 前記紙葉類の画像を形成する１周期分のデータを取得するための測定時間が変化したときは、前記ダミー読出工程を行う時間を調整することにより時間の変化に対応することを特徴とする請求項４に記載のラインセンサの制御装置。
6. 各波長の光を照射してデータを取得するために前記光源を点灯する時間の長さは前記光源から照射される光の波長域における前記ラインセンサの感度に基づいて設定され、前記１周期分のデータを取得する間に前記光源を点灯する回数は取得する画像の解像度に基づいて設定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のラインセンサの制御装置。
7. 搬送される紙葉類に向けて光源から光を照射して画像を撮像するラインセンサの制御方法であって、
   前記光源を点灯して前記紙葉類に向けて光を照射した状態で前記ラインセンサから信号を読み出す第１信号読出工程と、
   前記光源を消灯した状態で前記ラインセンサから信号を読み出す第２信号読出工程と、
   前記第１信号読出工程で読み出した信号のみを前記紙葉類の画像を形成するデータに変換する信号処理工程と
   を含み、
   紙葉類画像を形成する１周期分のデータを取得するために行われる前記第１信号読出工程及び前記第２信号読出工程が、前記紙葉類が搬送速度の上限速度で前記１周期分に対応する距離を搬送される間に完了するように設定されて、
   前記紙葉類の搬送速度が前記上限速度未満の場合には、１周期分のデータの取得が完了してから次周期分のデータの取得を開始するまでの間は前記第２信号読出工程のみを継続して行う
   ことを特徴とするラインセンサの制御方法。
8. 前記紙葉類の画像を形成する１周期分のデータを取得するための測定が複数サイクルの測定によって構成され、
   各サイクルの間で前記第２信号読出工程を継続して行うダミーサイクルの時間を変更して、搬送速度の違いによる前記１周期分の測定時間の差を調整する
   ことを特徴とする請求項７に記載のラインセンサの制御方法。

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