JPWO2014178129A1 - 画像取得装置及び画像取得方法 - Google Patents

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Abstract

搬送路を搬送される紙葉類１００の一方の面に対して第１光源１１より光を照射し、紙葉類１００の他方の面に対して第２光源２１、第４光源２２より光を照射する。第１受光センサ１４は、第１光源１１から照射された光が紙葉類１００の一方の面により反射した第１反射光を受光し、第２受光センサ２４は、第２光源２１、第４光源２２から照射された光が紙葉類１００の他方の面により反射した第２反射光を受光するとともに、第１光源１１から照射された光が紙葉類１００を透過した透過光を受光する。これにより装置の小型化を実現しながら、紙葉類の良好な反射画像及び透過画像を取得する。

Description

この発明は、搬送路を搬送される紙葉類の画像データを取得する画像取得装置及び画像取得方法に関する。
従来、紙葉類の種類や真偽の識別、紙葉類の管理等を行うために紙葉類を撮像して画像データを取得する装置が利用されている。例えば、特許文献１には、紙幣を撮像して画像データを取得し、該画像データから得られる特徴に基づいて紙幣の種類や真偽を識別する紙幣処理機が開示されている。具体的には、特許文献１に係る紙幣処理機は、紙幣の上方に導光板を配置し、導光板の側方にある光源から入射した光を紙幣に向けて照射し、導光板と同じく紙幣上方に配置した第１のセンサによって紙幣で反射された光を受光して反射画像を取得すると共に、紙幣下方に配置した第２のセンサによって紙幣を透過した光を受光して透過画像を取得する。なお、この紙幣処理機では、複数波長の光源を順次点灯することにより、それぞれの波長で画像を撮像することができる。
特許文献１に係る紙幣処理機は、透過画像と紙幣片面の反射画像とを取得することができるが、紙幣の種類や真偽を識別するには紙幣各面の特徴を得るために紙幣両面の反射画像を読み取ることが望ましい。このため、紙幣の透過画像と両面の反射画像とを取得する装置も知られている。例えば特許文献２及び特許文献３に開示された紙幣画像検出装置は、それぞれが光源及び画像検出センサを含む２つの検出ユニットを紙幣の上方及び下方に配置することにより、透過画像と、紙幣両面の反射画像とを取得する。なお、特許文献２の装置と特許文献３の装置では、検出ユニット内での光源及び画像検出センサの配置が異なっている。
特開２００１−３５７４２９号公報 特許第４３３４９１３号公報 特許第４３３４９１２号公報
しかしながら、上記従来技術を用いたとしても、良好な画像データを取得することができない場合がある。具体的には、特許文献２に記載の装置は、透過画像を読み取るための光源とセンサとがずれた位置に配置されているために十分な透過光量を得られず、良好な透過画像を得ることが困難となっている。
また、特許文献３に記載の装置では、透過画像を読み取るための光源とセンサとが対向する位置に配置されているが、反射画像を取得するための光源がファイバーレンズアレイに対して片側にのみ設置されているために良好な反射画像を得ることが困難となっている。また、この装置では上方から下方へ透過した光による透過画像と下方から上方へ透過した光による透過画像とを読み取る構成となっているが、透過画像は１枚取得すればよく、不要な光源が含まれた構成となっている。
良好な紙幣画像を読み取るためには、光の指向性を考慮して、十分な光を紙幣に向けて照射することが好ましい。また、画像取得装置は紙幣処理装置等の内部で利用されるが、近年、紙幣処理装置の低コスト化、小型化が求められていることから、画像取得装置についても小型かつ低コストでありながら良好な画像を読み取る性能を有することが求められている。
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、装置の小型化を実現しながら、良好な反射画像及び透過画像を取得することができる画像取得装置及び画像取得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、本発明は、搬送路を搬送される紙葉類の画像データを取得するために、前記搬送路を搬送される紙葉類の一方の面の側に設けられた第１光源と、前記第１光源から照射され、前記搬送される紙葉類によって反射された光を受光する第１受光センサと、前記搬送路を前記搬送される紙葉類の他方の面の側に設けられ、前記搬送される紙葉類を透過した光を受光する第２受光センサとを有する画像取得装置において、前記第１光源が前記第１受光センサに前記搬送される紙葉類からの反射光を供給する第１の方向及び前記第２受光センサに透過光を供給する第２の方向の両方の指向性を持った光を発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２受光センサと同一の面の側に設けられた第２光源をさらに備え、前記第１受光センサは、前記第１光源から照射された光が前記紙葉類の一方の面により反射した第１反射光を受光し、前記第２受光センサは、前記第２光源から照射された光が前記紙葉類の他方の面により反射した第２反射光を受光するとともに、前記第１光源から照射された光が前記紙葉類を透過した透過光を受光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受光センサと同一の面側で、前記第１光源と前記第１受光センサの前後を反対にした位置に第３光源を設けるとともに、前記第２受光センサと同一面側の前記第２センサの前後の双方に前記第２及び第４光源を更に設け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光源は、所定の光量を前記第１の方向と前記第２の方向に分配して照射するライン状光源であり、前記第２の方向に照射する光量の分配比率は、前記第１の方向に照射する光量の分配比率よりも大きいことを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記第２受光センサが前記透過光を受光する場合の光の蓄積時間は、前記第１受光センサが前記搬送される紙葉類からの反射光を受光する場合の光の蓄積時間並びに／若しくは前記第２受光センサが前記搬送される紙葉類からの反射光を受光する場合の光の蓄積時間よりも長いことを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記第２受光センサが前記透過光を受光する場合の前記第１光源による照射時間は、前記第１受光センサが前記搬送される紙葉類からの反射光を受光する場合の前記第１光源による照射時間並びに／若しくは前記第２受光センサが前記搬送される紙葉類からの反射光を受光する場合の前記第２光源による照射時間よりも長いことを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記第２受光センサが前記透過光を受光する場合に前記第１光源に供給される発光電流は、前記第１受光センサが前記搬送される紙幣からの反射光を受光する場合に前記第１光源に供給される発光電流並びに／若しくは前記第２受光センサが前記搬送される紙幣からの反射光を受光する場合に前記第２光源に供給される発光電流よりも大きいことを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記第２受光センサが前記透過光を受光した場合の前記第２受光センサの出力に対する増幅率は、前記第１受光センサが前記搬送される紙幣からの反射光を受光した場合の前記第１受光センサの出力に対する増幅率並びに／若しくは前記第２受光センサが前記搬送される紙幣からの反射光を受光した場合の前記第２受光センサの出力に対する増幅率よりも大きいことを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記第１受光センサによる前記搬送される紙幣からの反射光の受光と、前記第２受光センサによる前記透過光の受光とを同時に行うことを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記第１光源及び／又は前記第２光源は、波長の異なる光を時分割で照射し、少なくとも前記第１光源及び／又は前記第２光源による照射時間、前記第１光源及び／又は前記第２光源に対して供給される発光電流、前記第１受光センサ及び前記第２受光センサによる蓄積時間並びに／若しくは前記第１受光センサ及び前記第２受光センサの出力に対する増幅率のいずれか１つが、前記波長に応じて異なることを特徴とする。
また、本発明は、搬送路を搬送される紙葉類の画像データを取得する画像取得方法であって、前記搬送路を搬送される紙葉類の一方の面の側に設けられた第１光源が、前記紙葉類の一方の面により反射した光が第１受光センサにより受光される第１の方向と、前記紙葉類を透過した光が前記搬送路の他方に設けられた第２受光センサにより受光される第２の方向との２方向に対して指向性を有した光を同時に照射する第１照射ステップと、前記第１光源から照射された光が前記紙葉類の一方の面により反射した第１反射光を前記第１受光センサが受光する第１反射光受光ステップと、前記第１光源から照射された光が前記紙葉類を透過した透過光を前記第２受光センサが受光する透過光受光ステップとを含んだことを特徴とする。
搬送路を搬送される紙葉類の一方の面の側に設けられた第１光源と、第１光源から照射され、搬送される紙葉類によって反射された光を受光する第１受光センサと、搬送路を搬送される紙葉類の他方の面の側に設けられ、搬送される紙葉類を透過した光を受光する第２受光センサとを備え、第１光源が第１受光センサに搬送される紙葉類からの反射光を供給する第１の方向及び第２受光センサに透過光を供給する第２の方向の両方の指向性を持った光を発するよう構成したので、装置の小型化を実現しながら、良好な反射画像及び透過画像を取得することができる。
図１は、実施例に係る画像取得の概念について説明するための説明図である。 図２は、上方の受発光ユニットと紙葉類の位置関係について説明するための説明図である。 図３は、受発光ユニットの構成の変形例を説明するための説明図である。 図４は、受発光ユニットの斜視図である。 図５は、画像取得装置の機能構成を説明するための機能ブロック図である。 図６は、光源制御部及びセンサ制御／信号処理部について説明するための回路図である。 図７は、光源制御部の変形例について説明するための説明図である。 図８は、画像取得装置の動作の具体例について説明するための説明図である。 図９は、同時取得を行う場合の画像取得装置の動作の具体例について説明するための説明図である。
以下に添付図面を参照して、この発明に係る画像取得装置及び画像取得方法の好適な実施形態を詳細に説明する。本実施形態に係る画像取得装置は、小切手、商品券、有価証券等、様々な紙葉類から画像を生成する機能を有する。画像取得装置は、例えば紙葉類処理装置内で、生成した画像から特徴を抽出して紙葉類の種類や真偽を判定するために利用される。
まず、本実施例に係る画像取得の概念について説明する。図１は、実施例に係る画像取得の概念について説明するための説明図である。本実施例に係る画像取得装置は、紙葉類１００を搬送する搬送路を有する。ここで、紙葉類１００の搬送方向をＸ軸負方向とし、紙葉類１００の面に垂直な軸をＺ軸とし、Ｙ軸はＸ軸及びＺ軸に直交するものとする。また、紙葉類１００は略水平に搬送されるものとし、Ｚ軸正側を上方、Ｚ軸負側を下方という。さらに、説明の便宜上、紙葉類１００のＺ軸正側の面を表面といい、紙葉類１００のＺ軸負側の面を裏面という。
画像取得装置は、２つの受発光ユニット１０，２０を有する。図１には、２つの受発光ユニット１０、２０をＹ軸方向から見た断面模式図を示している。図１に示すように、受発光ユニット１０，２０は、搬送路を介して対向する。
受発光ユニット１０は、Ｚ軸方向正側に設けられており、その筐体１７の下面（紙葉類１００に対向する面）にはガラス又は樹脂から成る透明部材１６が嵌め込まれている。この受発光ユニット１０は、紙葉類１００の表面に光を照射する第１光源１１を有する。また、受発光ユニット１０は、第１集光レンズ１３及び第１基板１５を有する。第１基板１５には、第１受光センサ１４が設けられている。この第１受光センサ１４は、Ｙ軸方向に複数配列されてイメージラインセンサを形成する。
第１集光レンズ１３は、第１光源１１から照射された光が紙葉類１００の表面により反射した反射光を集光して、第１受光センサ１４に受光させるよう配置される。このため第１受光センサ１４の出力を用い、紙葉類１００の表面反射画像データを生成することができる。
また、詳細は後述するが、第１光源１１から照射された光が紙葉類１００を透過した透過光は、受発光ユニット２０内部の第２受光センサ２４により受光され、紙葉類１００の透過画像データの生成に用いられる。すなわち、第１光源１１は、紙葉類１００の表面反射画像データの生成と、紙葉類１００の透過画像データの生成とに共用されることとなる。
さらに、受発光ユニット１０は、紙葉類１００の表面に光を照射する第３光源１２を有する。第３光源１２から照射された光は、紙葉類１００の表面により反射され、第１集光レンズ１３により集光され、第１受光センサ１４に受光される。この第３光源１２は、紙葉類１００の表面反射画像データを生成する際に第１光源１１の光量を補うために用いられるものであり、透過画像データの生成に寄与するものではない。
受発光ユニット２０は、Ｚ軸方向負側に設けられており、その筐体２７の上面（紙葉類１００に対向する面）にはガラス又は樹脂から成る透明部材２６が嵌め込まれている。この受発光ユニット２０は、紙葉類１００の裏面に光を照射する第２光源２１及び第４光源２２を有する。また、受発光ユニット２０は、第２集光レンズ２３及び第２基板２５を有する。第２基板２５には、第２受光センサ２４が設けられている。この第２受光センサ２４は、Ｙ軸方向に複数配列されてイメージラインセンサを形成する。
第２集光レンズ２３は、第２光源２１及び第４光源２２から照射された光が紙葉類１００の裏面により反射した反射光を集光して、第２受光センサ２４に受光させるよう配置される。このため第２受光センサ２４の出力を用い、紙葉類１００の裏面反射画像データを生成することができる。
さらに、第２集光レンズ２３は、受発光ユニット１０の第１光源１１と対向するよう位置決めされており、第１光源１１から照射された光が紙葉類１００を透過した透過光を集光して、第２受光センサ２４に受光させる。このため、第２受光センサ２４の出力を用い、紙葉類１００の透過画像データを生成することができる。
光源制御部３０は、紙葉類１００の位置情報に基づいて、第１光源１１、第２光源２１、第４光源２２及び第３光源１２の点灯を制御する制御部である。センサ制御／信号処理部４０は、第１受光センサ１４及び第２受光センサ２４による受光を制御するとともに、第１受光センサ１４及び第２受光センサ２４の出力を用いて表面反射画像データ、透過画像データ及び裏面反射画像データを生成する制御部である。
このように、本実施例に係る画像取得装置は、第１光源１１を表面反射画像データの生成と透過画像データの生成に共用し、第２受光センサ２４を裏面反射画像データの生成と透過画像データの生成に共用するので、小型かつ低コストの装置構成で表面反射画像データ、透過画像データ及び裏面反射画像データを得ることができる。
ここで、透過画像データを生成する場合には、紙葉類１００を透過した透過光を用いることから、表面反射画像データや裏面反射画像データを生成する場合よりも必要な光量が大きくなる。
そこで、本実施例に係る画像取得装置は、第１光源１１の指向性に基づいて、少なくとも第１光源１１の輝度、第１光源１１の点灯時間、第２受光センサ２４における光の蓄積時間、並びに第２受光センサ２４からの出力に対する増幅率（ゲイン）のいずれか１つを制御することにより、良好な透過画像データの生成に要する光量を確保する。
具体的には、第１光源１１として、紙葉類１００の表面により反射した光が第１受光センサ１４により受光される第１の方向と、紙葉類１００を透過した光が第２受光センサ２４により受光される第２の方向との２方向に指向性を有する導光体を用いる。この導光体は、所定の光量を第１の方向と前記第２の方向に分配して照射し、かつ第２の方向に照射する光量の分配比率が、第１の方向に照射する光量の分配比率よりも大きい構造を有する。この導光体の指向性を考慮して、透過画像データの生成に供する光量を調整する。このような光量の調整を行うのは、紙葉類１００による透過光の減衰は、反射光の減衰より大きいためである。
第１光源１１を透過画像データの生成に用いる場合には、第１光源１１を表面反射画像データの生成にのみ用いる場合よりも、第１光源１１の輝度を大きくするよう光源制御部３０が制御を行うことにより、透過画像データの生成に供する光量を調整することができる（Ａ−１）。輝度の調整についての詳細は後述するが、第１光源１１による光の照射に使用する電流を異ならせることにより、輝度の調整が可能である。
また、第１光源１１を透過画像データの生成に用いる場合には、第１光源１１を表面反射画像データの生成にのみ用いる場合よりも、第１光源１１の点灯時間を長くするよう光源制御部３０が制御を行うことにより、透過画像データの生成に供する光量を調整することができる（Ａ−２）。
また、第２受光センサ２４を透過画像データの生成に用いる場合には、第２受光センサ２４を裏面反射画像データの生成に用いる場合よりも、第２受光センサ２４における光の蓄積時間を長くするようセンサ制御／信号処理部４０が制御を行なうことにより、透過画像データの生成に供する光量を調整することができる（Ｂ−１）。
なお、蓄積時間の制御については、特開平６−１８９０６６号公報等に記載されている周知の制御方法を使用できるので詳細の記載は省略する。蓄積時間の制御は、受光センサが受光対象波長の光を受光するときに、フォトダイオードアレイの露光時間を変更することが好適である。特開平６−１８９０６６号では露光時間を決定する周期の時間を変更するようにしているが、露光時間を指定する信号を付加すること、及び、１ライン分の各フォトダイオードの出力をバッファリングし、バッファからの読み出しと露光とを並行に行わせることにより１ライン分の画素の読み出しを常に同一の時間で行うことができる。
また、第２受光センサ２４を透過画像データの生成に用いる場合には、第２受光センサ２４を裏面反射画像データの生成に用いる場合よりも、第２受光センサ２４からの出力の読取時間を長くするようセンサ制御／信号処理部４０が制御を行なうことにより、透過画像データの生成に供する光量を調整することができる（Ｂ−２）。
また、第２受光センサ２４を透過画像データの生成に用いる場合には、第２受光センサ２４を裏面反射画像データの生成に用いる場合よりも、第２受光センサ２４からの出力に対するゲインを大きくするようセンサ制御／信号処理部４０が制御を行なうことにより、透過画像データの生成に供する光量を調整することができる（Ｂ−３）。
本実施形態に係る画像取得装置では、このように、（Ａ−１）〜（Ａ−２）及び（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）に示した構成及び制御を単独又は組み合わせて用いることによって、表面反射画像データ、透過画像データ及び裏面反射画像データを良好な状態で取得できる。
次に、受発光ユニット１０，２０の構成について説明する。図２は、上方の受発光ユニット１０と紙葉類１００の位置関係について説明するための説明図である。具体的には、図２（ａ）は、受発光ユニット１０に含まれる第１光源１１、第３光源１２及び集光レンズ１３をＺ軸正方向側から見た上面図であり、図２（ｂ）は、受発光ユニット１０に含まれる第１光源１１をＸ軸正側から見た正面図である。また、図３は、受発光ユニットの構成の変形例であり、図４は、受発光ユニット１０，２０の斜視図である。
図２（ａ）に示すように、受発光ユニット１０に含まれる第１光源１１、第１集光レンズ１３及び第３光源１２は、Ｙ軸方向に長い導光体によって形成される。このため、第１光源１１及び第３光源１２は、紙葉類１００が通過する際に、紙葉類１００のＹ軸方向全体に光を照射することができる。同様に、第１集光レンズ１３は、紙葉類１００が通過する際に、紙葉類１００のＹ軸方向全体に亘って光を集光することができる。また、搬送中の紙葉類１００がまず第１光源１１の下を通過し、次に第１集光レンズ１３の下を通過し、その後、第２光源１２の下を通過するよう、第１光源１１、第１集光レンズ１３及び第３光源１２を配置している。
第１光源１１及び第３光源１２の側面には、それぞれ発光部３１、３２が取り付けられている。発光部３１、３２はそれぞれ４つの発光素子３３、３４を含んでいる。この発光素子３３、３４が点灯すると、第１光源１１及び第３光源１２の導光体の側方から光が入射する。なお、図２では図示を省略しているが、図４に示すように、受発光ユニット２０に含まれる第２光源２１及び第４光源２２についても、側方の発光部４１に含まれる発光素子４３を点灯して側方から光を入射する。
また、図２では、発光部３１と発光部３２とを同一の側（Ｙ軸方向負側）に設ける構成を示したが、図３（ａ）に示すように、発光部３１と発光部３２とを異なる側に設けてもよい。図３（ａ）では、第１光源１１のＹ軸方向正側に発光部３１を設け、第３光源１２のＹ軸方向負側に発光部３２を設けた構成を示している。また、図３（ｂ）に示すように、第１光源１１及び第３光源１２の両側方（Ｙ軸方向正側及びＹ軸方向負側）にそれぞれ発光部３１、３２を設けてもよい。
各種画像データを取得するのに必要な波長の光を紙葉類１００に向けて照射するために、発光部３１、３２、４１で利用する発光素子３３、３４、４３として、例えば所定波長の光を発するＬＥＤ（Light Emitting Diode）を利用する。
赤外光と緑色可視光の２つの波長を用いる場合には、発光素子３３、３４、４３の４つのＬＥＤうち、２つを赤外光のＬＥＤとし、２つを緑色可視光のＬＥＤとすればよい。
発光素子３３，３４のうち、赤外光のＬＥＤ２つを点灯すれば、第１光源１１及び第３光源１２から紙葉類１００の表面に対して赤外光が照射されるので、赤外光の表面反射画像データを得ることができる。ここで、第１光源１１は透過画像データの光源としても使用可能であるので、発光素子３３のうち、赤外光のＬＥＤ２つを点灯した状態では、赤外光の透過画像データを得ることができる。
同様に、発光素子３３，３４のうち、緑色可視光のＬＥＤ２つを点灯すれば、第１光源１１及び第３光源１２から紙葉類１００の表面に対して緑色可視光が照射されるので、緑色可視光の表面反射画像データを得ることができる。また、発光素子３３のうち、緑色可視光のＬＥＤ２つを点灯した状態では、緑色可視光の透過画像データを得ることができる。
発光素子４３のうち、赤外光のＬＥＤ２つを点灯すれば、第２光源２１及び第４光源２２から紙葉類１００の裏面に対して赤外光が照射されるので、赤外光の裏面反射画像データを得ることができる。同様に、発光素子４３のうち、緑色可視光のＬＥＤ２つを点灯すれば、第２光源２１及び第４光源２２から紙葉類１００の裏面に対して緑色可視光が照射されるので、緑色可視光の裏面反射画像データを得ることができる。
ここでは発光波長の異なる複数の素子を発光素子３３、３４、４３に含める構成を例示したが、発光波長を変更可能な素子を用いる場合には、かかる素子を１又は複数用いて発光部３１、３２、４１を構成してもよい。また、発光部３１、３２、４１で利用する発光素子の数や発光波長は、取得する画像に応じて適宜選択可能である。
第１光源１１として機能する導光体は、側方の発光部３１から入射した光を、内部で一様に散乱した後、第１集光レンズ１３及び第２集光レンズ２３に到達するよう２つの方向に向けて出射する指向性を有する。また、第３光源１２として機能する導光体は、側方の発光部３２から入射した光が、内部で一様に散乱した後、第１集光レンズ１３に到達するよう斜め下方に向けて出射する指向性を有する。
第２光源２１及び第４光源２２として機能する導光体は、側方の発光部４１から入射した光を、同様に内部で一様に散乱した後、第２集光レンズ２３に到達するよう上方に向けて照射する。
なお、第３光源１２、第２光源２１及び第４光源２２のように、側方から入射した光を方向を変えて出射するための導光体については、例えば、特開２０１０−２６７５２４号公報に開示されている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。
同様に、第１光源１１のように、側方から入射した光を異なる２方向へ出射する導光体についても、例えば、特開２００８−２１６４０９号公報に開示されている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。
第１受光センサ１４及び第２受光センサ２４は、ＣＣＤ（charge-coupled device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の素子をＹ軸方向にライン状に配列したイメージセンサであって、紙葉類１００で反射された光や紙葉類１００を透過した光を受けて紙葉類画像を形成するラインデータを出力する機能を有する。第１受光センサ１４は第１基板１５上に設けられ、第２受光センサ２４は第２基板２５上に設けられている。
第１基板１５及び第２基板２５は、それぞれ第１受光センサ１４及び第２受光センサ２４を駆動するための駆動回路と、第１受光センサ１４及び第２受光センサ２４からの信号を処理して出力するための信号処理回路とを含んでいる。第１基板１５は、第１受光センサ１４で受けた光に応じた信号をセンサ制御／信号処理部４０に出力し、第２基板２５は、第２受光センサ２４で受けた光に応じた信号をセンサ制御／信号処理部４０に出力する。
第１集光レンズ１３は、第１光源１１及び第３光源１２から照射されて紙葉類１００で反射された反射光を第１受光センサ１４に集光するとともに伝搬する機能を有する。また、第２集光レンズ２３は、第１光源１１から照射されて紙葉類１００を透過した透過光、若しくは第２光源２１及び第４光源２２から照射されて紙葉類１００で反射された反射光を第２受光センサ２４へ集光するとともに伝搬する機能を有する。
次に、画像取得装置の機能構成について説明する。図５は、画像取得装置の機能構成を説明するための機能ブロック図である。図５に示すように、光源制御部３０は、紙葉類１００の位置情報に応じて、発光部３１、３２、４１の点灯状態を制御する。具体的には、光源制御部３０は、発光部３１、３２、４１に含まれる各発光素子３３、３４、４３について、点灯及び消灯と、点灯時の電流量とを制御することにより、点灯時間及び点灯時の光量を制御する。
発光部３１が発光すると、その光は第１光源１１に入射され、第１光源１１から紙葉類１００の表面に照射される。この結果、第１光源１１は、表面反射画像データを取得するための表面反射光源、並びに透過画像データを取得するための透過光源として機能する。
発光部３２が発光すると、その光は第３光源１２に入射され、第３光源１２から紙葉類１００の表面に照射される。この結果、第３光源１２は、表面反射画像データを取得するための表面反射光源として機能する。
発光部４１が発光すると、その光は第２光源２１及び第４光源２２に入射され、第２光源２１及び第４光源２２から紙葉類１００の裏面に照射される。この結果、第２光源２１及び第４光源２２は、裏面反射画像データを取得するための裏面反射光源として機能する。
第１受光センサ１４は、紙葉類１００の表面で反射した反射光を受光すると、その受光量に応じて電荷を蓄積する。同様に、第２受光センサ２４は、紙葉類１００の裏面で反射した反射光や、紙葉類１００を透過した透過光を受光すると、受光量に応じて電荷を蓄積する。
センサ制御／信号処理部４０は、第１受光センサ１４及び第２受光センサ２４が蓄積した電荷量を第１受光センサ１４及び第２受光センサ２４の出力として読取り、該出力に対する信号処理と増幅とを行って、表面反射画像データ、透過画像データ及び裏面反射画像データを生成する。
次に、光源制御部３０及びセンサ制御／信号処理部４０についてさらに説明する。図６は、光源制御部３０及びセンサ制御／信号処理部４０について説明するための回路図である。図６に示すように、光源制御部３０は、透過光源制御電圧を正側入力とするオペアンプと、反射光源制御電圧を正側入力とするオペアンプとを有する。
透過光源制御電圧を正側入力とするオペアンプの出力は、抵抗値Ｒ３の抵抗素子を介してＮＰＮトランジスタのベースに接続されている。このＮＰＮトランジスタのコレクタは、第１光源の発光部３１に接続されている。そして、ＮＰＮトランジスタのエミッタは、オペアンプの負側入力に接続されるとともに、抵抗値Ｒ１の抵抗素子と、スイッチとを介してグランドに接続されている。このスイッチは、透過光源ＯＮ信号によりＯＮ状態となる。
また、反射光源制御電圧を正側入力とするオペアンプの出力は、抵抗値Ｒ３の抵抗素子を介してＮＰＮトランジスタのベースに接続されている。このＮＰＮトランジスタのコレクタは、第１光源の発光部３１に接続されている。そして、ＮＰＮトランジスタのエミッタは、オペアンプの負側入力に接続されるとともに、抵抗値Ｒ２の抵抗素子と、スイッチとを介してグランドに接続されている。このスイッチは、反射光源ＯＮ信号によりＯＮ状態となる。
なお、透過光源ＯＮ信号を入力する透過光源ＯＮ状態では、反射光源ＯＮ信号は入力せず、反射光源ＯＮ信号を入力する反射光源ＯＮ状態では、透過光源ＯＮ信号は入力しない。
かかる構成及び制御により、透過光源ＯＮ状態では、発光部３１に供給される発光電流の電流値は透過光源制御電圧及び抵抗値Ｒ１に応じて定まり、反射光源ＯＮ状態では、発光部３１に供給される発光電流の電流値は反射光源制御電圧と抵抗値Ｒ２に応じて定まることとなる。具体的には、透過光源ＯＮ状態の発光電流は、透過光源制御電圧を抵抗値Ｒ１で除算した値に略等しくなり、反射光源ＯＮ状態の発光電流は、反射光源制御電圧を抵抗値Ｒ２で除算した値に略等しくなる。
このため、透過光源制御電圧、抵抗値Ｒ１、反射光源制御電圧及び抵抗値Ｒ２とを適切に設定することにより、透過光信号ＯＮ状態と反射光信号ＯＮ状態とで発光部３１に供給される発光電流の電流値を調節することができる。発光部３１の輝度は発光電流に電流値に依存するため、発光電流の電流値を異ならせることにより、透過光信号ＯＮ状態と反射光信号ＯＮ状態とで発光部３１の輝度を変化させることができる。
なお、発光部３２，４１は、反射光源としてのみ用いられるので、透過光源制御電圧を正側入力とするオペアンプ、並びに該オペアンプに接続される各種素子は必要ではない。このため、反射光電圧を正側入力とするオペアンプ、並びに該オペアンプに接続される各種素子のみを使用することとなる。
センサ制御／信号処理部４０は、第２受光センサ２４の出力をＡＦＥ（Analog Front End）によりデジタル値に変換し、暗出力をカットした上で増幅する。この時の増幅率は、透過光源ＯＮ状態では透過用ゲインを用い、反射光源ＯＮ状態では反射用ゲインを用いる。透過用ゲインを反射用ゲインよりも大きくすることにより、良好な透過画像データを得ることができる。なお、第１受光センサ１４は、表面反射画像データの生成にのみ用いられるので、第１受光センサ１４の出力に対しては常に反射用ゲインを使用することになる。
次に、光源制御部３０の変形例について説明する。図７は、光源制御部３０の変形例について説明するための説明図である。図６に示した構成では、透過光源制御電圧を正側入力とするオペアンプと、反射光源制御電圧を正側入力とするオペアンプの２つを用いる場合について説明したが、オペアンプが単一であっても、その入力を変化させることにより、透過光信号ＯＮ状態と反射光信号ＯＮ状態とで発光部３１に供給される発光電流の電流値を調節することができる。
図７（ａ）に示す変形例では、ＤＡＣ（digital to analog converter）の出力をオペアンプの正側入力としている。そして、オペアンプの出力は、抵抗値Ｒ３の抵抗素子を介してＮＰＮトランジスタのベースに接続されている。このＮＰＮトランジスタのコレクタは、第１光源の発光部３１に接続されている。ＮＰＮトランジスタのエミッタは、オペアンプの負側入力に接続されるとともに、抵抗値Ｒ１の抵抗素子と、スイッチとを介してグランドに接続されている。このスイッチは、透過光源ＯＮ信号と反射光源ＯＮ信号のいずれかが入力された場合にＯＮ状態となる。
図７（ａ）の構成において、透過光源ＯＮ状態でＤＡＣの出力が透過光源制御電圧となり、反射光源ＯＮ状態でＤＡＣの出力が反射光源制御電圧となるようＤＡＣを制御すれば、透過光信号ＯＮ状態と反射光信号ＯＮ状態とで発光部３１に供給される発光電流の電流値を調節することができる。
図７（ｂ）は、ＤＡＣが透過光源制御電圧と反射光源制御電圧とをそれぞれ出力し、この２つの出力のいずれかをオペアンプの正側入力として切替えるスイッチを設けた変形例であり、その他の構成については図７（ａ）の変形例と同様である。図７（ｂ）の構成では、ＤＡＣによる出力電圧の変更に要する応答時間が不要となるため、透過光信号ＯＮ状態と反射光信号ＯＮ状態とをより高速に切替えることができる。
次に、画像取得装置の動作の具体例について説明する。図８は、画像取得装置の動作の具体例について説明するための説明図である。図８に示す動作では、画像取得装置は、単位時間をｔとした場合に、周期Ｔ＝４ｔのクロック信号ＭＣＬＫを基準とし、Ｔ１〜Ｔ３（＝１２ｔ）分の動作を繰り返す。
光源制御部３０は、第１光源１１に対し、時刻０ｔから時刻２ｔまで透過赤外ＯＮ（赤外の透過光源ＯＮ）とし、時刻２ｔから時刻１２ｔまで透過赤外ＯＦＦとする。また、第１光源１１に対し、時刻０ｔから時刻４ｔまで透過緑ＯＦＦ（緑色可視光の透過光源ＯＦＦ）とし、時刻４ｔから時刻６ｔまで透過緑ＯＮとし、時刻６ｔから時刻１２ｔまで透過緑ＯＦＦとする。
また、光源制御部３０は、第１光源１１に対し、時刻８ｔから時刻９ｔまで反射赤外ＯＮ（赤外の反射光源ＯＮ）とし、それ以外を反射赤外ＯＦＦとする。また、光源制御部３０は、第１光源１１に対し、時刻２ｔから時刻３ｔ、時刻６ｔから時刻７ｔ、時刻１０ｔから時刻１１ｔについて反射緑ＯＮ（緑色可視光の反射光源ＯＮ）とし、それ以外を反射緑ＯＦＦとする。
同様に、光源制御部３０は、第３光源１２に対し、時刻８ｔから時刻９ｔまで反射赤外ＯＮ（赤外の反射光源ＯＮ）とし、それ以外を反射赤外ＯＦＦとする。また、光源制御部３０は、第３光源１２に対し、時刻２ｔから時刻３ｔ、時刻６ｔから時刻７ｔ、時刻１０ｔから時刻１１ｔについて反射緑ＯＮ（緑色可視光の反射光源ＯＮ）とし、それ以外を反射緑ＯＦＦとする。なお、第１光源１１に関し、透過赤外ＯＮと反射赤外ＯＮ時とでは、同じ赤外ＬＥＤをＯＮさせるが、前述の様にＬＥＤの発光電流が異なっている。
また、光源制御部３０は、第２光源２１及び第４光源２２に対し、時刻３ｔから時刻４ｔ、時刻７ｔから時刻８ｔ、時刻１１ｔから時刻１２ｔについて反射緑ＯＮ（緑色可視光の反射光源ＯＮ）とし、それ以外を反射緑ＯＦＦとする。また、光源制御部３０は、第２光源２１、第４光源２２に対し、時刻９ｔから時刻１０ｔまで反射赤外ＯＮ（赤外の反射光源ＯＮ）とし、それ以外を反射赤外ＯＦＦとする。
かかる制御により、第１光源１１は、時刻０ｔから時刻２ｔまで透過赤外光源（赤外の透過光源）として点灯し、時刻２ｔから時刻３ｔまで反射緑光源（緑色可視光の反射光源）として点灯し、時刻３ｔから時刻４ｔまで消灯し、時刻４ｔから時刻６ｔまで透過緑光源（緑色可視光の透過光源）として点灯し、時刻６ｔから時刻７ｔまで反射緑光源として点灯し、時刻７ｔから時刻８ｔまで消灯し、時刻８ｔから時刻９ｔまで反射赤外光源（赤外の反射光源）として点灯し、時刻９ｔから時刻１０ｔまで消灯し、時刻１０ｔから時刻１１ｔまで反射緑光源として点灯し、時刻１１ｔから時刻１２ｔまで消灯することになる。
また、第３光源１２は、時刻２ｔから時刻３ｔまで反射緑光源として点灯し、時刻６ｔから時刻７ｔまで反射緑光源として点灯し、時刻８ｔから時刻９ｔまで反射赤外光源として点灯し、時刻１０ｔから時刻１１ｔまで反射緑光源として点灯する。この第３光源１２は、搬送路上方で反射用光源として使用されるときは常に、第１光源１１と同時に点灯、消灯する。
また、第２光源２１及び第４光源２２は、時刻３ｔから時刻４ｔまで反射緑光源として点灯し、時刻７ｔから時刻８ｔまで反射緑光源として点灯し、時刻９ｔから時刻１０ｔまで反射赤外光源として点灯し、時刻１１ｔから時刻１２ｔまで反射緑光源として点灯し、それ以外では消灯することとなる。
第１受光センサ１４は、時刻２ｔから時刻３ｔまで表面反射緑（紙葉類１００の表面で反射した緑色可視光）を受光して電荷を蓄積して読み出され、時刻６ｔから時刻７ｔまで表面反射緑を受光して電荷を蓄積して読み出され、時刻８ｔから時刻９ｔまで表面反射赤外（紙葉類１００の表面で反射した赤外光）を受光して電荷を蓄積し、時刻１０ｔから時刻１１ｔまで表面反射緑を受光して電荷を蓄積する。なお、それ以外は、ダミーとして読み出しは実行するが、画像データの生成に使用しない。
また、第２受光センサ２４は、時刻０ｔから時刻２ｔまで透過赤外（紙葉類１００を透過した赤外光）を受光して電荷を蓄積して読み出され、時刻３ｔから時刻４ｔまで裏面反射緑（紙葉類１００の裏面で反射した緑色可視光）を受光して電荷を蓄積して読み出され、時刻４ｔから時刻６ｔまで透過緑（紙葉類１００を透過した緑色可視光）を受光して電荷を蓄積して読み出され、時刻７ｔから時刻８ｔまで裏面反射緑を受光して電荷を蓄積して読み出され、時刻９ｔから時刻１０ｔまで裏面反射赤外（紙葉類１００の裏面で反射した赤外光）を受光して電荷を蓄積して読み出され、時刻１１ｔから時刻１２ｔまで裏面反射緑を受光して電荷を蓄積する。なお、それ以外は、ダミーとして読み出しは行われるが画像データの生成に使用しない。
このように、図８に示した動作では、反射光については発光及び受光の時間を１ｔとしているのに対し、透過光については発光及び受光の時間を２ｔとしているため、第２受光センサ２４が透過光を受光する場合であっても十分に電荷を蓄積し、良好な出力を得ることができる。
なお、紙葉類１００を搬送しつつ受発光を行う関係から、受発光の周期は取得する画像データの解像度に影響する。反射緑については４ｔ毎に受発光を行うのに対し、反射赤外については１２ｔ毎に受発光を行っているのは、波長によって紙葉類の識別に必要な解像度が異なるためである。
図８に示した動作例では、表面反射画像データと透過画像データを生成するための受発光を個別に行う場合を示したが、表面反射画像データを生成するための受発光を行っているときに透過画像データを生成するための受光を同時に行うこともできる。
表面反射画像データを生成するための受発光を行っているときに透過画像データを生成するための受光を同時に行うことで、表面反射画像データと透過画像データを同時取得することができる。
図９は、同時取得を行う場合の画像取得装置の動作の具体例について説明するための説明図である。図９に示す動作では、画像取得装置は、単位時間をｔとした場合に、周期Ｔ＝５ｔのクロック信号ＭＣＬＫを基準とし、Ｔ１〜Ｔ２（＝１０ｔ）分の動作を繰り返す。
光源制御部３０は、第１光源１１に対し、時刻０ｔから時刻２ｔまで透過／反射赤外ＯＮとし、時刻２ｔから時刻５ｔまで透過／反射赤外ＯＦＦとし、時刻５ｔから時刻６ｔまで透過／反射赤外ＯＮとし、時刻６ｔから時刻１０ｔまで透過／反射赤外ＯＦＦとする。また、第１光源１１に対し、時刻０ｔから時刻３ｔまで透過／反射緑ＯＦＦとし、時刻３ｔから時刻４ｔまで透過／反射緑ＯＮとし、時刻４ｔから時刻７ｔまで透過／反射緑ＯＦＦとし、時刻７ｔから時刻９ｔまで透過／反射緑ＯＮとし、時刻９ｔから時刻１０ｔまで透過／反射緑ＯＦＦとする。
また、光源制御部３０は、第３光源１２に対し、時刻０ｔから時刻１ｔまで反射赤外ＯＮとし、時刻５ｔから時刻６ｔまで反射赤外ＯＮとし、それ以外を反射赤外ＯＦＦとする。また、光源制御部３０は、第３光源１２に対し、時刻３ｔから時刻４ｔまで反射緑ＯＮとし、時刻７ｔから時刻８ｔまで反射緑ＯＮとし、それ以外を反射緑ＯＦＦとする。
また、光源制御部３０は、第２光源２１及び第４光源２２に対し、時刻４ｔから時刻５ｔ、時刻９ｔから時刻１０ｔについて反射緑ＯＮとし、それ以外を反射緑ＯＦＦとする。また、光源制御部３０は、第２光源２１及び第４光源２２に対し、時刻２ｔから時刻３ｔ、時刻６ｔから時刻７ｔについて反射赤外ＯＮとし、それ以外を反射赤外ＯＦＦとする。図９に示す実施例では、第１光源１１と第３光源１２とは常に同一波長の光を同時に点灯、消灯を行う。
かかる制御により、第１光源１１は、時刻０ｔから時刻２ｔまで透過赤外光源と反射赤外光源とを併用して点灯し、時刻２ｔから時刻３ｔまで消灯し、時刻３ｔから時刻４ｔまで反射緑光源として点灯し、時刻４ｔから時刻５ｔまで消灯し、時刻５ｔから時刻６ｔまで反射赤外光源としてとして点灯し、時刻６ｔから時刻７ｔまで消灯し、時刻７ｔから時刻９ｔまで透過緑光源と反射緑光源とを併用して点灯し、時刻９ｔから時刻１０ｔまで消灯することとなる。
また、第３光源１２は、時刻０ｔから時刻１ｔまで反射赤外として点灯し、時刻３ｔから時刻４ｔまで反射緑光源として点灯し、時刻５ｔから時刻６ｔまで反射赤外光源として点灯し、時刻７ｔから時刻８ｔまで反射緑光源として点灯し、それ以外では消灯することとなる。
また、第２光源２１及び第４光源２２は、時刻２ｔから時刻３ｔまで反射赤外光源として点灯し、時刻４ｔから時刻５ｔまで反射緑光源として点灯し、時刻６ｔから時刻７ｔまで反射赤外光源として点灯し、時刻９ｔから時刻１０ｔまで反射緑光源として点灯し、それ以外では消灯することとなる。
第１受光センサ１４は、時刻０ｔから時刻ｔまで表面反射赤外を受光して電荷を蓄積して読み出され、時刻３ｔから時刻４ｔまで表面反射緑を受光して電荷を蓄積して読み出され、時刻５ｔから時刻６ｔまで表面反射赤外を受光して電荷を蓄積して読み出され、時刻７ｔから時刻８ｔまで表面反射緑を受光して電荷を蓄積して読み出される。なお、それ以外は、ダミーとして画像データの生成に使用しない。
また、第２受光センサ２４は、時刻０ｔから時刻２ｔまで透過赤外を受光して電荷を蓄積して読み出され、時刻２ｔから時刻３ｔまで裏面反射赤外を受光して電荷を蓄積して読み出され、時刻４ｔから時刻５ｔまで裏面反射緑を受光して電荷を蓄積して読み出され、時刻６ｔから時刻７ｔまで裏面反射赤外を受光して電荷を蓄積して読み出され、時刻７ｔから時刻９ｔまで透過緑を受光して電荷を蓄積して読み出され、時刻９ｔから時刻１０ｔまで裏面反射緑を受光して電荷を蓄積して読み出される。なお、それ以外は、ダミーとして読み出しは行われるが画像データの生成に使用しない。
このように、図９に示した動作では、時刻０ｔから時刻ｔ、並びに時刻７ｔから時刻８ｔにおいて表面反射光と透過光の同時取得を行っているため、１０ｔ分の動作を繰り返しにより表面反射画像データ、裏面反射画像データ及び透過画像データを取得することができる。したがって、図８に示した１２ｔ分の動作を繰り返す場合に比して解像度の向上が実現可能である。
上述してきたように、本実施例に係る画像取得装置は、第１光源１１を表面反射画像データの生成と透過画像データの生成に共用し、第２受光センサ２４を裏面反射画像データの生成と透過画像データの生成に共用するので、小型かつ低コストの装置構成で表面反射画像データ、透過画像データ及び裏面反射画像データを得ることができる。このように、画像取得装置を小型化すれば、小型化により空いたスペースを紙葉類１００の搬送のための駆動用に用いることができ、紙葉類１００を安定して搬送可能である。
また、本実施例に係る画像取得装置は、第１光源１１の２方向の指向性をもとに、第１光源１１の輝度、第１光源１１の点灯時間、第２受光センサ２４における光の蓄積時間、第２受光センサ２４における光の蓄積時間、第２受光センサ２４からの出力の読取時間、並びに第２受光センサ２４からの出力に対する増幅率を制御することにより、良好な透過画像データの生成に要する光量を確保することができる。
なお、本実施例に開示した構成及び動作は本発明を限定するものではなく、その構成及び動作は適宜変更して実施可能である。例えば、反射画像データを生成する場合と透過画像データを生成する場合とでＬＥＤの点灯個数を異ならせることにより、各画像データの生成に適切な光量を実現するように構成してもよい。また、各光源の発光時間や各受光センサの蓄積時間などを波長毎に異ならせてもよい。
また、本実施例では、赤外光と緑色可視光を用いる場合を例に説明を行ったが、その他の紫外〜赤外領域の光を用いる場合であっても、本発明を適用可能である。
以上のように、本発明に係る画像取得装置及び画像取得方法は、装置の小型化を実現しながら、紙葉類の良好な反射画像及び透過画像を取得することに適している。
１０，２０ 受発光ユニット
１１ 第１光源
１２ 第３光源
１３ 第１集光レンズ
１４ 第１受光センサ
１５ 第１基板
１６，２６ 透明部材
１７，２７ 筐体
２１ 第２光源
２２ 第４光源
２３ 第２集光レンズ
２４ 第２受光センサ
２５ 第２基板
３０ 光源制御部
３１，３２，４１ 発光部
３３，３４，４３ 発光素子
４０ センサ制御／信号処理部
１００ 紙葉類
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、搬送路を搬送される紙葉類の画像データを取得するために、前記搬送路を搬送される紙葉類の一方の面の側に設けられた第１光源と、前記第１光源から照射され、前記搬送される紙葉類によって反射された光を受光する第１受光センサと、前記搬送路を前記搬送される紙葉類の他方の面の側に設けられ、前記搬送される紙葉類を透過した光を受光する第２受光センサとを有する画像取得装置において、前記第１光源が前記第１受光センサに前記搬送される紙葉類からの反射光を供給するための第１の方向及び前記第２受光センサに透過光を供給するための第２の方向の両方の指向性を持った光を発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受光センサと同一の面側で、前記第１光源と前記第１受光センサの前後を反対にした位置に第３光源を設けるとともに、前記第２受光センサと同一面側の前記第２受光センサの前後の双方に前記第２及び第４光源を更に設け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２受光センサが前記透過光を受光する場合の光電荷の蓄積時間は、前記第１受光センサが前記搬送される紙葉類からの反射光を受光する場合の光電荷の蓄積時間並びに／若しくは前記第２受光センサが前記搬送される紙葉類からの反射光を受光する場合の光電荷の蓄積時間よりも長いことを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記第２受光センサが前記透過光を受光する場合に前記第１光源に供給される発光電流は、前記第１受光センサが前記搬送される紙葉類からの反射光を受光する場合に前記第１光源に供給される発光電流並びに／若しくは前記第２受光センサが前記搬送される紙葉類からの反射光を受光する場合に前記第２光源に供給される発光電流よりも大きいことを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記第２受光センサが前記透過光を受光した場合の前記第２受光センサの出力に対する増幅率は、前記第１受光センサが前記搬送される紙葉類からの反射光を受光した場合の前記第１受光センサの出力に対する増幅率並びに／若しくは前記第２受光センサが前記搬送される紙葉類からの反射光を受光した場合の前記第２受光センサの出力に対する増幅率よりも大きいことを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記第１受光センサによる前記搬送される紙葉類からの反射光の受光と、前記第２受光センサによる前記透過光の受光とを同時に行うことを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記第１光源及び／又は前記第２光源は、波長の異なる光を時分割で照射し、少なくとも前記第１光源及び／又は前記第２光源による照射時間、前記第１光源及び／又は前記第２光源に対して供給される発光電流、前記第１受光センサ及び前記第２受光センサによる光電荷の蓄積時間並びに／若しくは前記第１受光センサ及び前記第２受光センサの出力に対する増幅率のいずれか１つが、前記波長に応じて異なることを特徴とする。
また、第２受光センサ２４を透過画像データの生成に用いる場合には、第２受光センサ２４を裏面反射画像データの生成に用いる場合よりも、第２受光センサ２４が光を受ける時間を長くするようセンサ制御／信号処理部４０が制御を行なうことにより、透過画像データの生成に供する光量を調整することができる（Ｂ−２）。
図２（ａ）に示すように、受発光ユニット１０に含まれる第１光源１１、第１集光レンズ１３及び第３光源１２は、Ｙ軸方向に長い導光体によって形成される。このため、第１光源１１及び第３光源１２は、紙葉類１００が通過する際に、紙葉類１００のＹ軸方向全体に光を照射することができる。同様に、第１集光レンズ１３は、紙葉類１００が通過する際に、紙葉類１００のＹ軸方向全体に亘って光を集光することができる。また、搬送中の紙葉類１００がまず第１光源１１の下を通過し、次に第１集光レンズ１３の下を通過し、その後、第３光源１２の下を通過するよう、第１光源１１、第１集光レンズ１３及び第３光源１２を配置している。
透過光源制御電圧を正側入力とするオペアンプの出力は、抵抗値Ｒ３の抵抗素子を介してＮＰＮトランジスタのベースに接続されている。このＮＰＮトランジスタのコレクタは、第１光源１１の発光部３１に接続されている。そして、ＮＰＮトランジスタのエミッタは、オペアンプの負側入力に接続されるとともに、抵抗値Ｒ１の抵抗素子と、スイッチとを介してグランドに接続されている。このスイッチは、透過光源ＯＮ信号によりＯＮ状態となる。
また、反射光源制御電圧を正側入力とするオペアンプの出力は、抵抗値Ｒ３の抵抗素子を介してＮＰＮトランジスタのベースに接続されている。このＮＰＮトランジスタのコレクタは、第１光源１１の発光部３１に接続されている。そして、ＮＰＮトランジスタのエミッタは、オペアンプの負側入力に接続されるとともに、抵抗値Ｒ２の抵抗素子と、スイッチとを介してグランドに接続されている。このスイッチは、反射光源ＯＮ信号によりＯＮ状態となる。
図７（ａ）に示す変形例では、ＤＡＣ（digital to analog converter）の出力をオペアンプの正側入力としている。そして、オペアンプの出力は、抵抗値Ｒ３の抵抗素子を介してＮＰＮトランジスタのベースに接続されている。このＮＰＮトランジスタのコレクタは、第１光源１１の発光部３１に接続されている。ＮＰＮトランジスタのエミッタは、オペアンプの負側入力に接続されるとともに、抵抗値Ｒ１の抵抗素子と、スイッチとを介してグランドに接続されている。このスイッチは、透過光源ＯＮ信号と反射光源ＯＮ信号のいずれかが入力された場合にＯＮ状態となる。
図７（ｂ）は、ＤＡＣが透過光源制御電圧と反射光源制御電圧とをそれぞれ出力し、この２つの出力のいずれかをオペアンプの正側入力として切替えるスイッチを設けた変形例であり、その他の構成については図７（ａ）の変形例と同様である。図７（ｂ）の構成では、ＤＡＣによる出力電圧の変更に要する時間を待つ必要がなくなるため、透過光信号ＯＮ状態と反射光信号ＯＮ状態とをより高速に切替えることができる。
また、第３光源１２は、時刻０ｔから時刻１ｔまで反射赤外光源として点灯し、時刻３ｔから時刻４ｔまで反射緑光源として点灯し、時刻５ｔから時刻６ｔまで反射赤外光源として点灯し、時刻７ｔから時刻８ｔまで反射緑光源として点灯し、それ以外では消灯することとなる。
また、本実施例に係る画像取得装置は、第１光源１１の２方向の指向性をもとに、第１光源１１の輝度、第１光源１１の点灯時間、第２受光センサ２４における光の蓄積時間、第２受光センサ２４からの出力の読取時間、並びに第２受光センサ２４からの出力に対する増幅率を制御することにより、良好な透過画像データの生成に要する光量を確保することができる。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、搬送路を搬送される紙葉類の画像データを取得するために、前記搬送路を搬送される紙葉類の一方の面の側に設けられた第１光源と、前記第１光源から照射され、前記搬送される紙葉類によって反射された光を受光する第１受光センサと、前記搬送路を前記搬送される紙葉類の他方の面の側に設けられ、前記搬送される紙葉類を透過した光を受光する第２受光センサとを有する画像取得装置において、前記第１光源が前記第１受光センサに前記搬送される紙葉類からの反射光を供給するための第１の方向及び前記第２受光センサに透過光を供給するための第２の方向の両方の指向性を持った光を発し、前記第１光源は、所定の光量を前記第１の方向と前記第２の方向に分配して照射するライン状光源であることを特徴とする。
また、本発明は、搬送路を搬送される紙葉類の画像データを取得するために、前記搬送路を搬送される紙葉類の一方の面の側に設けられた第１光源と、前記第１光源から照射され、前記搬送される紙葉類によって反射された光を受光する第１受光センサと、前記搬送路を前記搬送される紙葉類の他方の面の側に設けられ、前記搬送される紙葉類を透過した光を受光する第２受光センサとを有する画像取得装置において、前記第１光源が前記第１受光センサに前記搬送される紙葉類からの反射光を供給するための第１の方向及び前記第２受光センサに透過光を供給するための第２の方向の両方の指向性を持った光を発し、前記第２の方向に照射する光量は、前記第１の方向に照射する光量よりも大きいことを特徴とする。
また、本発明は、搬送路を搬送される紙葉類の画像データを取得する画像取得方法であって、前記搬送路を搬送される紙葉類の一方の面の側に設けられたライン状光源である第１光源が、前記紙葉類の一方の面により反射した光が第１受光センサにより受光される第１の方向と、前記紙葉類を透過した光が前記搬送路の他方に設けられた第２受光センサにより受光される第２の方向との２方向に対して所定の光量を分配して照射して、指向性を有した光を同時に照射する第１照射ステップと、前記第１光源から照射された光が前記紙葉類の一方の面により反射した第１反射光を前記第１受光センサが受光する第１反射光受光ステップと、前記第１光源から照射された光が前記紙葉類を透過した透過光を前記第２受光センサが受光する透過光受光ステップとを含んだことを特徴とする。
また、本発明は、搬送路を搬送される紙葉類の画像データを取得する画像取得方法であって、前記搬送路を搬送される紙葉類の一方の面の側に設けられた第１光源が、前記紙葉類の一方の面により反射した光が第１受光センサにより受光される第１の方向に所定の光量の光を照射するとともに、前記紙葉類を透過した光が前記搬送路の他方に設けられた第２受光センサにより受光される第２の方向に前記第１の方向に照射する光量よりも大きい光量の光を照射して、２方向に対して指向性を有した光を同時に照射する第１照射ステップと、前記第１光源から照射された光が前記紙葉類の一方の面により反射した第１反射光を前記第１受光センサが受光する第１反射光受光ステップと、前記第１光源から照射された光が前記紙葉類を透過した透過光を前記第２受光センサが受光する透過光受光ステップとを含んだことを特徴とする。
搬送路を搬送される紙葉類の一方の面の側に設けられた第１光源と、第１光源から照射され、搬送される紙葉類によって反射された光を受光する第１受光センサと、搬送路を搬送される紙葉類の他方の面の側に設けられ、搬送される紙葉類を透過した光を受光する第２受光センサとを備え、第１光源が第１受光センサに搬送される紙葉類からの反射光を供給する第１の方向及び第２受光センサに透過光を供給する第２の方向の両方の指向性を持った光を発し、第１光源は、所定の光量を第１の方向と第２の方向に分配して照射するライン状光源であるよう構成したので、装置の小型化を実現しながら、良好な反射画像及び透過画像を取得することができる。

Claims (11)

  1. 搬送路を搬送される紙葉類の画像データを取得するために、
    前記搬送路を搬送される紙葉類の一方の面の側に設けられた第１光源と、
    前記第１光源から照射され、前記搬送される紙葉類によって反射された光を受光する第１受光センサと、
    前記搬送路を前記搬送される紙葉類の他方の面の側に設けられ、前記搬送される紙葉類を透過した光を受光する第２受光センサとを有する画像取得装置において、
    前記第１光源が前記第１受光センサに前記搬送される紙葉類からの反射光を供給する第１の方向及び前記第２受光センサに透過光を供給する第２の方向の両方の指向性を持った光を発することを特徴とする画像取得装置。
  2. 前記第２受光センサと同一の面の側に設けられた第２光源をさらに備え、
    前記第１受光センサは、前記第１光源から照射された光が前記紙葉類の一方の面により反射した第１反射光を受光し、
    前記第２受光センサは、前記第２光源から照射された光が前記紙葉類の他方の面により反射した第２反射光を受光するとともに、前記第１光源から照射された光が前記紙葉類を透過した透過光を受光する
    ことを特徴とする請求項１に記載の画像取得装置。
  3. 前記第１受光センサと同一の面側で、前記第１光源と前記第１受光センサの前後を反対にした位置に第３光源を設けるとともに、前記第２受光センサと同一面側の前記第２センサの前後の双方に前記第２及び第４光源を更に設けることを特徴とする請求項２に記載の画像取得装置。
  4. 前記第１光源は、所定の光量を前記第１の方向と前記第２の方向に分配して照射するライン状光源であり、前記第２の方向に照射する光量の分配比率は、前記第１の方向に照射する光量の分配比率よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の画像取得装置。
  5. 前記第２受光センサが前記透過光を受光する場合の光の蓄積時間は、前記第１受光センサが前記搬送される紙葉類からの反射光を受光する場合の光の蓄積時間並びに／若しくは前記第２受光センサが前記搬送される紙葉類からの反射光を受光する場合の光の蓄積時間よりも長いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像取得装置。
  6. 前記第２受光センサが前記透過光を受光する場合の前記第１光源による照射時間は、前記第１受光センサが前記搬送される紙葉類からの反射光を受光する場合の前記第１光源による照射時間並びに／若しくは前記第２受光センサが前記搬送される紙葉類からの反射光を受光する場合の前記第２光源による照射時間よりも長いことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の画像取得装置。
  7. 前記第２受光センサが前記透過光を受光する場合に前記第１光源に供給される発光電流は、前記第１受光センサが前記搬送される紙幣からの反射光を受光する場合に前記第１光源に供給される発光電流並びに／若しくは前記第２受光センサが前記搬送される紙幣からの反射光を受光する場合に前記第２光源に供給される発光電流よりも大きいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の画像取得装置。
  8. 前記第２受光センサが前記透過光を受光した場合の前記第２受光センサの出力に対する増幅率は、前記第１受光センサが前記搬送される紙幣からの反射光を受光した場合の前記第１受光センサの出力に対する増幅率並びに／若しくは前記第２受光センサが前記搬送される紙幣からの反射光を受光した場合の前記第２受光センサの出力に対する増幅率よりも大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の画像取得装置。
  9. 前記第１受光センサによる前記搬送される紙幣からの反射光の受光と、前記第２受光センサによる前記透過光の受光とを同時に行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の画像取得装置。
  10. 前記第１光源及び／又は前記第２光源は、波長の異なる光を時分割で照射し、少なくとも前記第１光源及び／又は前記第２光源による照射時間、前記第１光源及び／又は前記第２光源に対して供給される発光電流、前記第１受光センサ及び前記第２受光センサによる蓄積時間並びに／若しくは前記第１受光センサ及び前記第２受光センサの出力に対する増幅率のいずれか１つが、前記波長に応じて異なることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の画像取得装置。
  11. 搬送路を搬送される紙葉類の画像データを取得する画像取得方法であって、
    前記搬送路を搬送される紙葉類の一方の面の側に設けられた第１光源が、前記紙葉類の一方の面により反射した光が第１受光センサにより受光される第１の方向と、前記紙葉類を透過した光が前記搬送路の他方に設けられた第２受光センサにより受光される第２の方向との２方向に対して指向性を有した光を同時に照射する第１照射ステップと、
    前記第１光源から照射された光が前記紙葉類の一方の面により反射した第１反射光を前記第１受光センサが受光する第１反射光受光ステップと、
    前記第１光源から照射された光が前記紙葉類を透過した透過光を前記第２受光センサが受光する透過光受光ステップと
    を含んだことを特徴とする画像取得方法。
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