(57)【要約】【課題】蛍光発光した記番号の読み取り精度を向上可能な記番号読取装置、紙葉類識別装置、紙葉類処理装置、及び記番号読取方法を提供する。【解決手段】紙葉類に記載され、かつ、可視光吸収及び蛍光発光する記番号を読み取る記番号読取装置であって、搬送される紙葉類の記番号領域に可視光及び励起光を順次照射して、前記記番号領域の可視光画像データ及び蛍光画像データを取得する光学ラインセンサと、前記蛍光画像データから検出される記番号が、前記可視光画像データから検出される記番号に対応する位置に存在するか否かの判定を行う位置判定部と、を備えることを特徴とする記番号読取装置である。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙葉類に記載され、かつ、可視光吸収及び蛍光発光する記番号を読み取る記番号読取装置であって、
搬送される紙葉類の記番号領域に可視光及び励起光を順次照射して、前記記番号領域の可視光画像データ及び蛍光画像データを取得する光学ラインセンサと、
前記蛍光画像データから検出される記番号が、前記可視光画像データから検出される記番号に対応する位置に存在するか否かの判定を行う位置判定部と、
を備えることを特徴とする記番号読取装置。
【請求項２】
前記位置判定部は、前記蛍光画像データによる蛍光画像と、前記可視光画像データによる可視光画像とを重ね合わせて一致度を算出し、算出した前記一致度に基づき前記判定を行うことを特徴とする請求項１記載の記番号読取装置。
【請求項３】
前記蛍光画像データによる蛍光画像上で文字認識を行って得られた記番号と、前記可視光画像データによる可視光画像上で文字認識を行って得られた記番号とが一致するか否かを判定する文字判定部を更に備えることを特徴とする請求項１又は２記載の記番号読取装置。
【請求項４】
前記光学ラインセンサは、前記可視光及び前記励起光を照射したときの副走査方向の分解能が、いずれも紙葉類に記載された記番号の線幅以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の記番号読取装置。
【請求項５】
前記光学ラインセンサは、前記可視光及び前記励起光を連続して照射することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の記番号読取装置。
【請求項６】
前記光学ラインセンサは、互いに異なる波長帯域の光を透過する複数のフィルタと、前記複数のフィルタを透過した光を受光する複数の受光素子とを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の記番号読取装置。
【請求項７】
前記蛍光画像データから検出される前記記番号の色を検出する色検出部を更に備えることを特徴とする請求項６記載の記番号読取装置。
【請求項８】
前記励起光は、紫外光であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の記番号読取装置。
【請求項９】
前記可視光画像データは、前記紙葉類の反射光画像データであり、
前記蛍光画像データは、前記紙葉類を基準にして、前記励起光を照射する光源と同じ側に位置する受光部によって取得されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の記番号読取装置。
【請求項１０】
前記光学ラインセンサは、紙葉類に赤外光を更に照射することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の記番号読取装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の記番号読取装置と、
少なくとも前記位置判定部の判定結果に基づいて前記紙葉類の真偽を判定する真偽判定部と、
を備えることを特徴とする紙葉類識別装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の紙葉類識別装置を備えることを特徴とする紙葉類処理装置。
【請求項１３】
紙葉類に記載され、かつ、可視光吸収及び蛍光発光する記番号を読み取る記番号読取方法であって、
光学ラインセンサにより、搬送される紙葉類の記番号領域に可視光及び励起光を順次照射して、前記記番号領域の可視光画像データ及び蛍光画像データを取得する画像データ取得ステップと、
前記蛍光画像データから検出される記番号が、前記可視光画像データから検出される記番号に対応する位置に存在するか否かの判定を行う位置判定ステップと、
を備えることを特徴とする記番号読取方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記番号読取装置、紙葉類識別装置、紙葉類処理装置、及び記番号読取方法に関する。より詳しくは、紙葉類に記載された記番号を読み取るのに好適な記番号読取装置、紙葉類識別装置、紙葉類処理装置、及び記番号読取方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、紙葉類識別装置では、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、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。
【０００３】
例えば、特許文献１には、一連の番号が蛍光インキで印刷されていて、その蛍光インキでなる番号が、短波長蛍光インキでなる番号長波長蛍光インキでなる番号とでなり、２種類のブラックランプで真贋判定が可能な偽造防止策が施された番号印刷媒体が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、光学ラインセンサに関して、可視光、紫外光及び赤外光を媒体に照射し、媒体から反射若しくは媒体を透過した光を、可視光の波長帯の光に対してそれぞれ透過特性の異なるカラーフィルタ（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）を備える受光素子で受光することにより、少ない光源点灯回数で可視波長と可視波長以外の光源の色情報とを独立して取得する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、光学ラインセンサに関して、少なくとも可視光領域及び赤外光領域の波長帯を含む複数の異なる波長帯の光を紙幣にタイミングを重ねて照射して、それぞれの光源の波長帯に応じた範囲の波長の光のみを透過するバンドパスフィルタを備えた受光素子によって、紙幣からのそれぞれの光源の波長帯に応じた範囲の波長の光の受光強度を同時に取得することにより、各画像の解像度及び正確性の低下を効率良く防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２０５５００号公報
【特許文献２】特開２０１６−９４４５号公報
【特許文献３】特開２０１６−５３７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、紙幣（銀行券）や商品券、小切手等の紙葉類の管理を厳格化するため、国内外ともに、紙葉類に記載された記番号の認識機能を向上することが市場から要望されている。また、現在、セキュリティ要素として蛍光発光する記番号が採用された紙幣及び小切手がある。
【０００８】
しかしながら、従来の光学ラインセンサでは、そのような蛍光発光する記番号を読み取ること、すなわち文字認識することは困難であった。図１８は、比較形態１に係る記番号読取方法の画像データ取得ステップにおける画像データの取得態様を説明するための模式図である。図１９は、比較形態１に係る記番号読取方法の概念を説明するための模式図であり、記番号が記載された紙幣の、紙幣情報、可視光画像及び蛍光画像を示す。図１８に示すように、比較形態１では、可視光画像の副走査方向の解像度は高く、記番号の文字の線幅に対して１ライン以上のデータ採取を行うため、図１９に示すように、可視光画像から検出される記番号の文字単位での読取（文字認識）は可能である。しかしながら、図１８に示すように、蛍光画像は副走査方向の解像度が低く、また、蛍光発光する記番号は、その輪郭がぼやけてしまうため、図１９に示すように、記番号を文字単位で検出することが困難である。
【０００９】
また、比較形態１に係る記番号読取装置において、蛍光画像の解像度のみを上げたとしても、記番号の文字単位での検出自体は可能であるが、蛍光発光（蛍光反応）自体にムラがあるため、蛍光画像のみから記番号を文字認識することは依然困難である。特に、紙葉類のヨレや蛍光材料の劣化等が発生した場合や、記番号が小さい記号からなる場合は、蛍光画像から記番号を文字認識することが困難であり、記番号の認識率（文字を正しく認識する確率）が低下してしまう。
【００１０】
更に、比較形態１では、励起光を照射する光源が消灯してから再点灯するまでの時間が長く、記番号の燐光による信号成分が光学ラインセンサの出力信号に含まれないため、蛍光画像から記番号を抽出する上で不利となる。
【００１１】
また、特許文献１〜３には、蛍光発光する記番号の読み取りに関するする上記技術的課題については記載されておらず、上記技術的課題を解決するものではなかった。
【００１２】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、蛍光発光した記番号の読み取り精度を向上可能な記番号読取装置、紙葉類識別装置、紙葉類処理装置、及び記番号読取方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、紙葉類に記載され、かつ、可視光吸収及び蛍光発光する記番号を読み取る記番号読取装置であって、搬送される紙葉類の記番号領域に可視光及び励起光を順次照射して、前記記番号領域の可視光画像データ及び蛍光画像データを取得する光学ラインセンサと、前記蛍光画像データから検出される記番号が、前記可視光画像データから検出される記番号に対応する位置に存在するか否かの判定を行う位置判定部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記発明において、前記位置判定部は、前記蛍光画像データによる蛍光画像と、前記可視光画像データによる可視光画像とを重ね合わせて一致度を算出し、算出した前記一致度に基づき前記判定を行うことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上記発明において、前記記番号読取装置は、前記蛍光画像データによる蛍光画像上で文字認識を行って得られた記番号と、前記可視光画像データによる可視光画像上で文字認識を行って得られた記番号とが一致するか否かを判定する文字判定部を更に備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記発明において、前記光学ラインセンサは、前記可視光及び前記励起光を照射したときの副走査方向の分解能が、いずれも紙葉類に記載された記番号の線幅以下であることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、上記発明において、前記光学ラインセンサは、前記可視光及び前記励起光を連続して照射することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、上記発明において、前記光学ラインセンサは、互いに異なる波長帯域の光を透過する複数のフィルタと、前記複数のフィルタを透過した光を受光する複数の受光素子とを有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、上記発明において、前記記番号読取装置は、前記蛍光画像データから検出される前記記番号の色を検出する色検出部を更に備えることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、上記発明において、前記励起光は、紫外光であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、上記発明において、前記可視光画像データは、前記紙葉類の反射光画像データであり、前記蛍光画像データは、前記紙葉類を基準にして、前記励起光を照射する光源と同じ側に位置する受光部によって取得されることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、上記発明において、前記光学ラインセンサは、紙葉類に赤外光を更に照射することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、紙葉類識別装置であって、前記記番号読取装置と、少なくとも前記位置判定部の判定結果に基づいて前記紙葉類の真偽を判定する真偽判定部と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、紙葉類処理装置であって、前記紙葉類識別装置を備えることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、紙葉類に記載され、かつ、可視光吸収及び蛍光発光する記番号を読み取る記番号読取方法であって、光学ラインセンサにより、搬送される紙葉類の記番号領域に可視光及び励起光を順次照射して、前記記番号領域の可視光画像データ及び蛍光画像データを取得する画像取得ステップと、前記蛍光画像データから検出される記番号が、前記可視光画像データから検出される記番号に対応する位置に存在するか否かの判定を行う位置判定ステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の記番号読取装置、紙葉類識別装置、紙葉類処理装置、及び記番号読取方法によれば、蛍光発光した記番号の読み取り精度を向上することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】記番号が記載された紙幣の一例を示す平面模式図である。
【図２】紙幣に記載された記番号の例を示す平面模式図であり、（ａ）は、可視光下で視認可能な可視文字を示し、（ｂ）〜（ｅ）は、励起光下で視認可能な蛍光文字を示す。
【図３】実施形態１に係る記番号読取方法の概念を説明するための模式図であり、記番号が記載された紙幣の、紙幣情報、可視光画像及び蛍光画像を示す。
【図４】実施形態１に係る記番号読取方法の位置判定ステップにおける処理の一例を説明するための模式図であり、（ａ）は、可視光画像の２値化画像から記番号を含む部分画像を記号単位で抽出した場合を示し、（ｂ）は、蛍光画像から記番号を含む部分画像を記号単位で抽出した場合を示す。
【図５】実施形態１に係る記番号読取方法の位置判定ステップにおける処理の別の例を説明するための模式図であり、（ａ）は、可視光画像の２値化画像から記番号を含む部分画像を抽出した場合を示し、（ｂ）は、蛍光画像から記番号を含む部分画像を抽出した場合を示す。
【図６】実施形態１に係る記番号読取方法の画像データ取得ステップにおける画像データの取得態様を説明するための模式図である。
【図７】実施形態１に係る記番号読取装置による紙幣の画像形成方法の概念を説明するための模式図である。
【図８】実施形態１に係る記番号読取装置及び紙幣識別装置の内部構成を示すブロック図である。
【図９】実施形態１に係る光学ラインセンサを紙幣の搬送面に垂直で、紙幣の搬送方向と平行な面で切った断面図である。
【図１０】実施形態１に係る光学ラインセンサの受光部の受光素子の配置とフィルタの対応を示した断面図である。
【図１１】図９に示した発光部及び集光レンズの詳細な構成を示す断面図である。
【図１２】図１１に示したＬＥＤヘッダにおけるＬＥＤ素子の配置を示す断面図である。
【図１３】図９に示した光学ラインセンサの、発光部の発光タイミング及び受光部の受光タイミングを示したタイミングチャートである。
【図１４】図９に示した光学ラインセンサで取得したデータに基づいて画像データを形成する処理の流れを示す制御ブロック図である。
【図１５】実施形態１に係る記番号読取装置及び紙幣識別装置の処理フローを示すフローチャートである。
【図１６】（ａ）は、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り、（ｂ）は、実施形態１に係る紙幣処理装置内部の構造概要を示した断面模式図である。
【図１７】実施形態１に係る別の紙幣処理装置の外観を示した斜視模式図である。
【図１８】比較形態１に係る記番号読取方法の画像データ取得ステップにおける画像データの取得態様を説明するための模式図である。
【図１９】比較形態１に係る記番号読取方法の概念を説明するための模式図であり、記番号が記載された紙幣の、紙幣情報、可視光画像及び蛍光画像を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る記番号読取装置、紙葉類識別装置、紙葉類処理装置、及び記番号読取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。なお、以下の説明は、記番号読取装置、紙幣識別装置、紙幣処理装置、及び記番号読取方法の一例である。
【００２９】
（処理対象の紙幣）
まず、本実施形態の処理対象の紙幣について説明をする。図１は、記番号が記載された紙幣の一例を示す平面模式図である。処理対象となる紙幣は、図１に示すように、可視域（例えば３８０〜７８０ｎｍ）のうちの少なくとも一部の波長帯域の光を吸収し、かつ、照射された励起光により蛍光発光する記番号１が記載されたものが好適である。
【００３０】
なお、本明細書において、「蛍光」とは、励起光（励起のための光）を止めてから発光が持続する寿命が短い（ほぼ無い）蛍光（狭義の蛍光）と、寿命が長く残光する燐光とのいずれも含むものとする。
【００３１】
記番号１は、有色インク及び蛍光インクが紙幣の基材（例えば紙）上に印刷されることによって紙幣に印字されている。有色インクとしては、一般的な顔料、染料等を含むものが挙げられ、蛍光インクとしては、一般的な蛍光材料を含むものが挙げられる。図２（ａ）〜（ｅ）は、紙幣に記載された記番号１の例を示す平面模式図である。記番号１は、紙幣を１枚毎に区別するための通し番号であり、文字、数字等の記号から構成されており、それらの記号自体の情報と、それらの記号の色情報とを有しており、これらの情報によって各紙幣が区別される。また、記番号１は、可視光照射時は、図２（ａ）に示すように、可視光下で視認可能な可視記番号１ａから構成され、励起光照射時は、図２（ｂ）に示すように、励起光下で視認可能な蛍光記番号１ｂから構成される。なお、図２（ｂ）〜（ｅ）中、ハッチング部が蛍光記番号１ｂを示し、破線は可視記番号１ａの輪郭線を示している。可視記番号１ａは、有色インクが可視域のうちの少なくとも一部の波長帯域を吸収することによって視認可能となっており、他方、蛍光記番号１ｂは、蛍光インクが励起光によって励起されて可視域のうちの少なくとも一部の波長帯域の蛍光を発光することによって視認可能となっている。励起光の種類（波長範囲）は特に限定されず、蛍光材料の特性に合わせて適宜選択可能であるが、紫外光が好適である。
【００３２】
蛍光記番号１ｂは、可視記番号１ａと対応する位置に配置されている。具体的には、例えば、図２（ｂ）に示すように、蛍光記番号１ｂは、可視記番号１ａと完全に一致しており、蛍光記番号１ｂと可視記番号１ａでそれらの形状、位置及び線幅が互いに一致していてもよい。この場合、可視記番号１ａの境界上及び内部に蛍光記番号１ｂが存在することになる。また、図２（ｃ）及び（ｄ）に示すように、蛍光記番号１ｂは、可視記番号１ａよりも太く、又は、細くなっており、蛍光記番号１ｂと可視記番号１ａでそれらの形状及び位置が互いに一致する一方で、線幅が互いに異なっていてもよい。更に、図２（ｅ）に示すように、蛍光記番号１ｂは、可視記番号１ａと部分的に一致しており、可視記番号１ａの一部が欠落したものであってもよい。
【００３３】
以下に示す本実施形態に係る記番号読取装置、紙葉類識別装置、紙葉類処理装置、及び記番号読取方法は、可視光吸収及び蛍光発光する記番号が記載された様々な紙幣に対しても、その記番号を精度良く読み取ることが可能なように構成されている。
【００３４】
（記番号読取方法の概念）
次に、本実施形態に係る記番号読取方法の概念について説明する。図３は、実施形態１に係る記番号読取方法の概念を説明するための模式図であり、記番号が記載された紙幣の、紙幣情報、可視光画像及び蛍光画像を示す。本実施形態では、まず、図３に示すように、光学ラインセンサ（以下、単にラインセンサとも言う。）によって、搬送される記番号が記載された紙幣の少なくとも記番号領域２に可視光及び励起光を順次照射して、少なくとも記番号領域２の可視光画像データ及び蛍光画像データを取得する（画像データ取得ステップ）。ただし、ラインセンサは、通常、紙幣が搬送される搬送路全体を横断するように設けられているため、紙幣全体とその背景とを含む画像データを取得する。
【００３５】
次に、蛍光画像データから検出される記番号（以下、蛍光画像記番号とも言う。）３が、可視光画像データから検出される記番号（以下、可視光画像記番号とも言う。）４に対応する位置に存在するか否かを判定する（位置判定ステップ）。以下、位置判定ステップについて、図４を用いて詳述する。図４は、実施形態１に係る記番号読取方法の位置判定ステップにおける処理の一例を説明するための模式図であり、（ａ）は、可視光画像の２値化画像から記番号を含む部分画像を記号単位で抽出した場合を示し、（ｂ）は、蛍光画像から記番号を含む部分画像を記号単位で抽出した場合を示す。
【００３６】
位置判定ステップでは、まず、可視光画像データを所定の閾値に基づき２値化して２値化画像データを生成する。次に、図４（ａ）に示すように、識別処理により決定された紙幣の金種及び方向に基づき、生成した２値化画像データから記番号領域を記号単位で所定形状（例えば矩形状）に切り出して部分画像５ａを生成する。そして、各部分画像５ａにおける記号部分を可視光画像記番号４として検出する。すなわち、各部分画像５ａにおける可視光画像記番号４の形状や位置、線幅といった書体情報を確定する。なお、本明細書において、部分画像とは、画像全体の一部を構成する画像を意味する。
【００３７】
次に、図４（ｂ）に示すように、識別処理により決定された紙幣の金種及び方向に基づき、蛍光画像データから記番号領域を記号単位で所定形状（例えば矩形状）に切り出して部分画像５ｂを生成し、各部分画像５ｂ内における蛍光発光の有無を判定する。蛍光発光の有無は、例えば、画素値を所定の閾値と比較することによって決定される。そして、各部分画像５ｂ内で蛍光発光有りと判定された画素の位置が、対応する部分画像５ａの可視光画像記番号４の位置に対応するか否かを判定する。
【００３８】
具体的には、例えば、図２（ｂ）に示したように、蛍光記番号１ｂが可視記番号１ａと完全に一致する場合は、部分画像５ｂ内において蛍光発光有りと判定された各画素が、対応する部分画像５ａにおける可視光画像記番号４を構成する画素のいずれかと同じ場所に位置するか否かを判定すればよい。また、この場合は、部分画像５ｂ内において蛍光発光有りと判定された画素と蛍光発光無しと判定された画素の位置が、それぞれ、対応する部分画像５ａ内において可視光画像記番号４が有る画素と無い画素の位置と一致するかを判定してもよい。
【００３９】
また、図２（ｅ）に示したように、蛍光記番号１ｂが可視記番号１ａの一部が欠落したものである場合についても、部分画像５ｂ内において蛍光発光有りと判定された画素が、対応する部分画像５ａにおける可視光画像記番号４を構成する画素のいずれかと同じ場所に位置するか否かを判定すればよい。
【００４０】
図２（ｃ）及び（ｄ）に示したように、蛍光記番号１ｂが可視記番号１ａよりも太く、又は、細くなっている場合は、可視光画像データの２値化画像データを膨張処理、又は、細線化処理した画像データを用いて同様の判定処理を行えばよい。
【００４１】
また、本実施形態の位置判定ステップでは、蛍光画像データによる蛍光画像と、可視光画像データによる可視光画像とを重ね合わせて一致度を算出し、算出した一致度に基づいて蛍光画像記番号３が可視光画像記番号４に対応する位置に存在するか否かを判定してもよい。図５は、実施形態１に係る記番号読取方法の位置判定ステップにおける処理の別の例を説明するための模式図であり、（ａ）は、可視光画像の２値化画像から記番号を含む部分画像を抽出した場合を示し、（ｂ）は、蛍光画像から記番号を含む部分画像を抽出した場合を示す。
【００４２】
この場合、まず、図５（ａ）に示すように、識別処理により決定された紙幣の金種及び方向に基づき、可視光画像において記番号領域を所定形状（例えば矩形状）で切り出して部分画像６ａを生成するとともに、図５（ｂ）に示すように、蛍光画像において記番号領域を所定形状（例えば矩形状）で切り出して部分画像６ｂを生成する。そして、生成した両部分画像６ａ及び６ｂから一致度を算出する。例えば、算出した一致度が所定の閾値以上であれば、蛍光画像記番号３が可視光画像記番号４に対応する位置に存在し、算出した一致度が所定の閾値未満であれば、蛍光画像記番号３が可視光画像記番号４に対応する位置に存在しないと判定することができる。
【００４３】
なお、一致度とは、画像間の類似度を示す指標であり、有限の数値範囲内の値、例えば−１〜＋１の間の値で表され、例えば、正規化相関係数を用いて算出される。正規化相関係数を用いる場合、比較対象となる領域全体の画素に基づいて一致度が算出される。
【００４４】
蛍光画像記番号３は、蛍光記番号１ｂを撮像したものであるため、上述のように、従来は蛍光画像記番号３のみから蛍光記番号１ｂを読み取ることは困難であったが、他方、可視光画像記番号４は、可視記番号１ａを撮像したものであるため、可視光画像記番号４のみから記番号１の記号単位での検出及び読み取り（文字認識）が可能である。したがって、位置判定ステップを行うことによって、蛍光画像記番号３を、可視光画像記番号４というより正確な基準と比較することができる。そして、その結果、蛍光画像記番号３が可視光画像記番号４に対応する位置に存在すれば、可視光画像記番号４の読み取り結果の記号、すなわち可視記番号１ａと同じ記号で蛍光記番号１ｂが記載されていると判定できるため、蛍光記番号１ｂを精度良く読み取る（文字認識する）ことが可能となる。
【００４５】
なお、蛍光画像記番号３が可視光画像記番号４に対応する位置に存在しない場合は、蛍光記番号１ｂを高精度では読取りできないことになるが、その結果を紙幣の真偽判定に用いることは可能である。すなわち、例えば、蛍光画像記番号３が可視光画像記番号４に対応する位置に存在しない場合は、紙幣が偽造券であると判定してもよい。
【００４６】
また、本実施形態では、蛍光画像をカラーで取得してもよい。この場合、カラーの蛍光画像から、蛍光画像記番号３の色、すなわち蛍光記番号１ｂの発光色を検出することが可能となり、この検出結果を紙幣の真偽判定に用いることができる。
【００４７】
図６は、実施形態１に係る記番号読取方法の画像データ取得ステップにおける画像データの取得態様を説明するための模式図である。本実施形態では、図６に示すように、可視光画像と蛍光画像の副走査の解像度を高くし、記番号１（可視記番号１ａ）の線幅、特に副走査方向の線幅に対して１ライン以上の画像データを検出することが好ましい。すなわち、可視光及び励起光を照射したときのラインセンサの副走査方向の分解能は、いずれも、紙幣に記載された記番号（可視記番号１ａ）の線幅、特に副走査方向の線幅以下であることが好ましい。これにより、可視光画像記番号４及び蛍光画像記番号３のいずれについても検出精度を向上できることから、蛍光記番号１ｂの読み取り精度をより向上することができる。
【００４８】
なお、本実施形態において、可視光画像データ及び蛍光画像データの主走査方向の解像度は、互いに一致していることが望ましいが、必ずしも一致する必要はなく、また、可視光画像データ及び蛍光画像データの副走査方向の解像度も、互いに一致していることが望ましいが、必ずしも一致する必要はない。
【００４９】
また、本実施形態では、励起光を照射する光源が消灯するラインはできるだけ少ないことが好ましい。例えば、図６に示したように、２ライン以下とすることが好ましく、ラインセンサによって順番に照射される光の３回に１回は励起光であることが好ましい。これにより、ラインセンサの出力信号に記番号１の狭義の蛍光による信号成分に加えて燐光による信号成分を加わることができるため、蛍光画像から蛍光画像記番号３を抽出するのに有利となる。したがって、蛍光記番号１ｂの読み取り精度をより向上することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、蛍光画像の記番号領域を文字認識（光学文字認識：ＯＣＲ）して得られた記番号と、可視光画像の記番号領域を文字認識して得られた記番号とが一致するか否かを判定してもよい。この場合、この判定結果を紙幣の真偽判定に用いることができるため、紙幣の真偽判定能力を向上することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、図６に示すように、ラインセンサ１２０は、可視光及び励起光を連続して照射して、可視光画像データと蛍光画像データとを連続して取得することが好ましい。これにより、搬送される紙幣の可視光画像と蛍光画像とを連続して撮像できることから、両画像における紙幣位置のずれを最小限にすることができる。したがって、可視光画像データ及び蛍光画像データに基づき読み取られる蛍光記番号１ｂの読み取り精度を更に向上することが可能である。
【００５２】
本実施形態において、記番号読取に使用する可視光画像データは、紙幣の透過光画像データであってもよいが、記番号１の読み取り精度の観点からは、反射光画像データであることが好ましい。同様の観点から、記番号読取に使用する蛍光画像データは、紙幣に対して（紙幣を基準にして）光源と反対側に位置する受光部によって取得されたデータであってもよいが、紙幣に対して（紙幣を基準にして）光源と同じ側に位置する受光部によって取得されたデータであることが好ましい。
【００５３】
（記番号読取装置による紙幣の画像形成方法）
次に、本実施形態に係る記番号読取装置１００による紙幣の画像形成方法の概念を、図７を用いて説明する。図７は、紙幣の画像形成に係る発光部１４２及び受光部１４４の構成の特徴となる部分を示す図である。
【００５４】
発光部１４２は、波長帯が４００ｎｍ〜５００ｎｍの青色光源と、波長帯が５００ｎｍ〜６００ｎｍの緑色光源と、波長帯が６００ｎｍ〜７００ｎｍの赤色光源と、波長帯が７００ｎｍ〜１０００ｎｍの赤外光源と、を有しており、これらの光源を点灯タイミングを重ねて点灯する。発光部１３７の４つの波長帯の光源を点灯タイミングを重ねて点灯して紙幣に照射して、その反射光を集光レンズ１４３で受光部１４４に集光させて、受光部１４４によって集光された反射光の受光強度を測定する。また、発光部１４２は、波長帯が３００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外光源を更に有している。
【００５５】
図７の右側に示すように、受光部１４４は、４つの受光素子１４４ａ〜１４４ｄを備えており、４つの受光素子１４４ａ〜１４４ｄは、それぞれ透過する波長帯の異なるフィルタ（光学フィルタ）として、４つのバンドパスフィルタ１４７ａ〜１４７ｄを備えている。受光素子１４４ａは４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長帯の光のみを通すバンドパスフィルタ１４７ａ、受光素子１４４ｂは５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長帯の光のみを通すバンドパスフィルタ１４７ｂ、受光素子１４４ｃは６００ｎｍ〜７００ｎｍの波長帯の光のみを通すバンドパスフィルタ１４７ｃ、受光素子１４４ｄは７００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長帯の光のみを通すバンドパスフィルタ１４７ｄを備えている。そして、受光素子１４４ａ〜１４４ｄは、対応するバンドパスフィルタ１４７ａ〜１４７ｄを透過した異なる波長帯の光を受光する。
【００５６】
これによって、発光部１４２から４つの波長帯の光を発光タイミングを重ねて紙幣に照射して、照射した４種類の波長帯の光に対する紙幣からの反射光を受光部１４４で同時に受光したとしても、それぞれの波長帯に対応したバンドパスフィルタ１４７ａ〜１４７ｄによってフィルタリングされるので、それぞれの波長帯ごとの受光強度を受光素子１４４ａ〜１４４ｄによって取得することが可能である。
【００５７】
つまり、受光部１４４で受光強度を取得する間隔及び紙幣の搬送速度を同等とした場合には、図７に示す例では、時分割でデータを取得する方法と比較すると、各波長帯ごとの受光強度のサンプリング数が４倍となることから、副走査方向の解像度が４倍となることを示している。また、時分割でデータを取得する方法と同程度の解像度で良いのであれば、紙幣の搬送速度を４倍にすることが可能となる。
【００５８】
また、受光部の受光素子を６つとして、赤外の７００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲を３つに分割して、分割された波長範囲の光だけを通すバンドパスフィルタに対応する受光素子を設けるようにしたならば、赤外光照射時の画像データについても３つの波長帯ごとの解像度の高い画像データを形成することができる。
【００５９】
なお、本実施形態では、４つの波長帯の光を１つずつ順番に点灯して、波長帯ごとの受光強度を取得するようにしてもよい。その場合においては、照射した光と異なる波長帯での発光に特徴を有するような紙幣の特徴画像を取得することができる。
【００６０】
（記番号読取装置及び紙幣識別装置の内部構成）
次に、本実施形態に係る記番号読取装置及び紙幣識別装置の内部構成を説明する。以下では、励起光として紫外光を照射する場合について説明する。図８は、実施形態１に係る記番号読取装置及び紙幣識別装置の内部構成を示すブロック図である。図８に示すように、記番号読取装置１００及び紙幣識別装置１０１は、搬送中の紙幣の画像に係る情報を取得するラインセンサ１２０、記憶部１６０及び制御部１７０を有する。紙幣識別装置１０１は、記番号読取装置１００の構成に加えて、制御部１７０の識別部１７９を備えている。
【００６１】
ラインセンサ１２０は、図８で示したように、上部ユニット１３０と下部ユニット１４０とを有している。上部ユニット１３０と下部ユニット１４０は紙幣の搬送される搬送路１５０を挟んで反対側に位置しており、紙幣の画像に係る情報を取得する。また、ラインセンサ１２０は、紙幣の一方の面（以下、Ａ面とし、その反対面をＢ面とする。）に光を照射して反射する反射光に基づく反射データと、紙幣に光を照射して透過する透過光に基づく透過データの取得を行うことができる。
【００６２】
記憶部１６０は、ＤＤＲ−ＳＤＲＡＭ等からなる記憶デバイスである。記憶部１６０には、金種、真偽、正損等を識別するために必要となる判定用データ１６１が保存されている。判定用データ１６１には、種々のテンプレート１６２及び種々の閾値１６３が含まれている。テンプレート１６２として、例えば、金種、真偽、正損等を識別するためにラインセンサ１２０により紙幣を撮像した画像と比較するための基準画像等が保存されている。また、閾値１６３として、紙幣の金種、真偽、正損等を識別するために紙幣から取得した各種の特徴量を判定するための値が保存されている。所定のテンプレート１６２及び所定の閾値１６３は、紙幣識別装置１０１で処理される紙幣の金種別に予め準備されている。なお、記憶部１６０には、この他、紙幣を識別するための各種データの計測方法を設定した設定データ等も保存されている。また、記憶部１６０は、紙幣の識別結果の保存等にも利用される。
【００６３】
また、記憶部１６０は、可視反射生画像データ１６４、反射光画像データ１６５、ＵＶ蛍光画像データ１６６、透過光画像データ１６７及びＵＶ蛍光生画像データ１６８を有する。
【００６４】
可視反射生画像データ１６４は、下部ユニット１４０によって紙幣のＡ面に可視光を照射して、下部ユニット１４０の備えるセンサによって取得した照射した光の波長帯ごとの反射光に基づく反射光画像データを含む。可視反射生画像データ１６４は、加算平均の処理を加えていない画像データであり、可視光画像データを含む。
【００６５】
反射光画像データ１６５は、下部ユニット１４０によって紙幣のＡ面に可視光及び赤外光を照射して、下部ユニット１４０の備えるセンサによって取得した照射した光の波長帯ごとの反射光に基づく反射光画像データを含む。反射光画像データ１６５は、加算平均の処理を加えた画像データであり、可視光画像データ及び赤外光画像データを含む。
【００６６】
上述の記番号読取処理に使用する可視光画像データは、可視反射生画像データ１６４に含まれるものであってもよいし、反射光画像データ１６５に含まれるものであってもよいが、反射光画像データ１６５に含まれるものであることが好ましい。
【００６７】
ＵＶ蛍光生画像データ１６８は、下部ユニット１４０によって紙幣のＡ面に紫外光を照射して、下部ユニット１４０の備えるセンサによって取得した紙幣が発する蛍光に基づく波長帯ごとの蛍光画像データを含む。ＵＶ蛍光生画像データ１６８は、加算平均の処理を加えていない画像データである。
【００６８】
ＵＶ蛍光画像データ１６６は、下部ユニット１４０によって紙幣のＡ面に紫外光を照射して、下部ユニット１４０の備えるセンサによって取得した紙幣が発する蛍光に基づく波長帯ごとの蛍光画像データを含む。ＵＶ蛍光画像データ１６６は、加算平均の処理を加えた画像データである。
【００６９】
上述の記番号読取処理に使用する蛍光画像データは、ＵＶ蛍光生画像データ１６８に含まれるものであってもよいし、ＵＶ蛍光画像データ１６６に含まれるものであってもよいが、ＵＶ蛍光画像データ１６６に含まれるものであることが好ましい。
【００７０】
透過光画像データ１６７は、上部ユニット１３０の備える光源を点灯することによって紙幣に光を照射して、下部ユニット１４０の備えるセンサによって取得した照射した光の波長帯ごとの紙幣を透過した透過光に基づく透過光画像データを含む。透過光画像データ１６７は、加算平均の処理を加えた画像データである。
【００７１】
制御部１７０は、記番号読取装置１００及び紙幣識別装置１０１の全体を制御する制御部であり、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等の論理デバイスから構成されており、記番号読取装置１００に含まれる、画像データ生成ユニット１７１、ラインメモリ１７２、光源制御部１７３、ＡＦＥ制御部１７４、外形抽出部１７５、位置判定部１７６、色検出部１７７及び文字判定部１７８と、紙幣識別装置１０１の識別部１７９とを有する。
【００７２】
画像データ生成ユニット１７１は、ラインセンサ１２０から取得したデータをラインメモリ１７２に一旦取り込む。ラインメモリ１７２にはラインセンサ１２０で同時に取得された、複数の種類のラインデータが含まれている。ラインデータの種類とは、反射光を取得したデータなのか透過光を取得したデータなのか、及び照射した光の波長の違い等によって区別される。画像データ生成ユニット１７１は、ラインメモリ１７２のデータをラインデータの種類ごとに振り分けることによって、それぞれの種類に応じた画像データを生成する。また、画像データ生成ユニット１７１は、それぞれの種類の画像データに対して補正や、加算平均などの処理を行って、生成した画像データを可視反射生画像データ１６４、反射光画像データ１６５、ＵＶ蛍光画像データ１６６及び透過光画像データ１６７に登録する。
【００７３】
光源制御部１７３は、ラインセンサ１２０の有する複数の光源ごとの点灯及び消灯の制御を行う。ＡＦＥ制御部１７４は、ラインセンサ１２０の有するＡＦＥ１４５ａに対して、オフセット調整、入力信号のサンプリング設定、データを取り込むタイミングの制御及びデータ出力設定などを行う。
【００７４】
外形抽出部１７５は、ラインセンサ１２０で取得した紙幣の透過光画像データに基づいて、紙幣の外形形状（輪郭）を抽出し、各画像での紙幣の切出し位置を確定する。すなわち、紙幣及びその背景を含む各画像の全体の中で、紙幣に相当する領域を確定する。確定された紙幣の切出し位置情報は、紙幣の輪郭情報として記憶部１６０に保存される。
【００７５】
位置判定部１７６は、上述のように、蛍光画像データから検出される記番号が、可視光画像データから検出される記番号に対応する位置に存在するか否かの判定を行う。
【００７６】
色検出部１７７は、上述のように、蛍光画像データから検出される記番号の色を検出する。
【００７７】
文字判定部１７８は、上述のように、蛍光画像上で文字認識を行って得られた記番号と、可視光画像上で文字認識を行って得られた記番号とが一致するか否かを判定する。
【００７８】
識別部１７９は、金種識別部１７９ａ、真偽判定部１７９ｂ及び正損判定部１７９ｃを有し、ラインセンサ１２０で取得したデータを利用して識別処理を行う。金種識別部１７９ａ、真偽判定部１７９ｂ及び正損判定部１７９ｃは、ラインセンサ１２０で取得したデータに基づいて形成した各種画像データに基づいて、それぞれ、紙幣の金種識別、真偽判定及び正損判定を行う。真偽判定部１７９ｂは、少なくとも位置判定部１７６、色検出部１７７及び文字判定部１７８の判定結果に基づいて紙幣の真偽を判定する。
【００７９】
また、識別部１７９は、金種、真偽、正損等を識別するためにラインセンサ１２０が撮影した紙幣の各種画像を用いる場合、外形抽出部１７５によって得られた紙幣の輪郭情報を利用する。例えば、識別部１７９は、外形抽出部１７５によって得られた紙幣の輪郭情報に基づいて、紙幣及びその背景を含む各画像の全体の中で、紙幣に相当する領域を識別対象エリアとして画定し、該エリア内の画像データをブロック化してパターンマッチング等による識別処理を行う。
【００８０】
（ラインセンサの構成）
次に、図８に示したラインセンサ１２０の構成を説明する。図９は、記番号読取装置１００及び紙幣識別装置１０１のラインセンサ１２０を紙幣の搬送面に垂直で、紙幣の搬送方向と平行な面で切った断面図である。
【００８１】
ラインセンサ１２０は、紙幣を搬送する搬送路１５０を挟むようにして図面上に示す紙幣のＢ面側の上部ユニット１３０とＡ面側の下部ユニット１４０とを含む。上部ユニット１３０は、発光部１３１と、透明部材１３６とを含む。また、下部ユニット１４０は、発光部１４２ａ、１４２ｂ（以下、まとめて発光部１４２と言う。）と、集光レンズ１４３と、受光部１４４と、受光部基板１４５と、透明部材１４６とを含む。
【００８２】
発光部１３１、１４２の光源は、導光体又はＬＥＤアレイで構成されている。発光部１４２は、ピーク波長を９５０ｎｍの赤外光（ＩＲ）とする光源と、ピーク波長を６５０ｎｍの赤色光（Ｒ）とする光源と、ピーク波長を５５０ｎｍの緑色光（Ｇ）とする光源と、ピーク波長を４５０ｎｍの青色光（Ｂ）とする光源と、ピーク波長を３７０ｎｍの紫外光（ＵＶ）とする光源とを有している。発光部１４２から照射された光は、透明部材１４６を通して紙幣に照射され、紙幣から反射された光は、集光レンズ１４３によって集光されて、受光部１４４で受光され、受光部１４４によって取得されたデータは、受光部基板１４５によって制御部１７０に送信される。受光部１４４は、図９の紙面に垂直な方向に延びるライン状の受光センサであって、約１６００個の画素単位ユニットがライン状に並んでいる。また、該画素単位ユニットは４つの受光素子１４４ａ〜１４４ｄを含んでおり、それぞれの受光素子１４４ａ〜１４４ｄは所定の波長帯の光のみを透過させるバンドパスフィルタ１４７ａ〜１４７ｄを備えている。
【００８３】
搬送路１５０と受光部１４４との間に紫外光を遮断する紫外光カットフィルタを備えることもできる。例えば、集光レンズ１４３に紫外光カットフィルタを蒸着させておいて、紙幣からの光が受光部１４４へ至る前に４００ｎｍ以下の紫外光成分がカットされるようになっていてもよい。これによって、紙幣から反射された紫外光成分をカットすることができ、紫外光照射時に取得する可視光の光量を蛍光発光による光量に限定することが可能となるのである。特に、取得する可視光の蛍光発光の光量が少ない場合には、その蛍光発光及び燐光発光を高精度に検知することができるようになる。
【００８４】
発光部１３１は、ピーク波長を９５０ｎｍの赤外光（ＩＲ）とする光源と、ピーク波長を５５０ｎｍの緑色光（Ｇ）とする光源とを有している。発光部１３１から照射された光は、透明なガラス又は樹脂からなる透明部材１３６を通して紙幣に照射され、紙幣を透過した光は、透明なガラス又は樹脂からなる透明部材１４６を通して集光レンズ１４３に入り、集光レンズ１４３よって集光されて、受光部１４４で受光され、受光部１４４によって取得されたデータは、受光部基板１４５によって制御部１７０に送信される。
【００８５】
また、上部ユニット１３０と下部ユニット１４０の間には搬送路１５０があり、上部ユニット１３０と下部ユニット１４０の隙間は１〜３ｍｍである。これは、紙幣が搬送中にジャム等の障害を起こさないこと、及び光学特性で焦点と照明深度が適切に構成できることを考慮した距離である。また、受光部１４４は、図９の紙幣の搬送方向に対して垂直方向である主走査方向の長さは約２００ｍｍであり、画素単位ユニットが約１６００個であることから主走査方向の解像度は約２００ｄｐｉである。また、紙幣の搬送速度は２０００ｍｍ／秒である。
【００８６】
次に、本実施形態に係るラインセンサ１２０の受光部１４４の受光素子１４４ａ〜１４４ｄの配置と光学フィルタの対応を説明する。図１０は、実施形態１に係るラインセンサ１２０の受光部１４４の受光素子１４４ａ〜１４４ｄの配置と光学フィルタの対応を示した図である。
【００８７】
図４（ａ）に示すように、受光部１４４の画素単位ユニットは４つの受光素子１４４ａ〜１４４ｄを有している。画素単位ユニットは、４００〜５００ｎｍの波長の青色光（Ｂ）を透過するバンドパスフィルタ１４７ａを有する受光素子１４４ａと、５００〜６００ｎｍの波長の緑色光（Ｇ）を透過するバンドパスフィルタ１４７ｂを有する受光素子１４４ｂと、６００〜７００ｎｍの波長の赤色光（Ｒ）を透過するバンドパスフィルタ１４７ｃを有する受光素子１４４ｃと、７００〜１０００ｎｍの波長の赤外光（ＩＲ）を透過するバンドパスフィルタ１４７ｄを有する受光素子１４４ｄとを有している。なお、受光素子１４４ｄのバンドパスフィルタ１４７ｄは、１０００ｎｍを超える波長範囲を透過するものであってもよい。
【００８８】
これによって受光部１４４は、４００〜５００ｎｍの波長の青色光（Ｂ）の受光強度と、５００〜６００ｎｍの波長の緑色光（Ｇ）の受光強度と、６００〜７００ｎｍの波長の赤色光（Ｒ）の受光強度と、７００〜１０００ｎｍの波長の赤外光（ＩＲ）の受光強度とを同時に取得することができる。
【００８９】
ここでは、図１０（ａ）に示すように、受光素子は、紙幣の搬送方向に２列、搬送方向と垂直な方向に２列となるよう配置される例を説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではない。図１０（ｂ）に示すように、受光素子は、紙幣の搬送方向に対して垂直な方向に１列に配置されてもよい。また、図１０（ｃ）に示すように、受光素子は、紙幣の搬送方向に１列に配置されてもよい。
【００９０】
次に、図９に示した発光部１３１、１４２及び集光レンズ１４３の詳細な構成を、図１１を用いて説明する。図１１では、図９に示した発光部１３１、１４２ａを例に説明するが、発光部１４２ｂは発光部１４２ａと同じ構成である。
【００９１】
図１１（ａ）は、図９に示した発光部１３１の詳細な構成を示しており、主走査方向に伸びる導光体１２とその主走査方向の両方の端面に光源であるＬＥＤヘッダ１１を備えている。導光体１２の両方の端面から、図面上に示す矢印の方向にＬＥＤヘッダ１１によって光を照射することによって、照射した光の波長で導光体１２が均等に発光する。
【００９２】
図１１（ｂ）は、図９に示した発光部１４２ａの詳細な構成を示しており、導光体２２とその主走査方向の両方の端面に光源であるＬＥＤヘッダ２１を備えている。導光体２２の両方の端面から、図面上に示す矢印の方向にＬＥＤヘッダ２１によって光を照射することによって、照射した光の波長で導光体２２が均等に発光することに関しては、発光部１３１と同様である。ただし、ＬＥＤヘッダ２１から照射される光の波長は、ＬＥＤヘッダ１１から照射される光の波長とは異なっている。詳しくは後述する。
【００９３】
図１１（ｃ）は、図９に示した集光レンズ１４３の詳細な構成を示している。集光レンズ１４３は、主走査方向にアレイ状に並べられた複数のロッドレンズ３１で構成されたロッドレンズアレイである。
【００９４】
図１１（ａ）及び（ｂ）では、発光部１３１、１４２ａは、導光体１２、２２の両端部にＬＥＤヘッダ１１、２１を備えるものとした。これは、両端部に光源を設けることによって導光体１２、２２の発光強度を確保し、導光体１２、２２の場所による発光強度の差異を最小化することを目的としたものであった。しかしながら、ＬＥＤヘッダ１１、２１に用いるＬＥＤ素子の発光強度及び導光体１２、２２の性能によっては、導光体１２、２２の両端にＬＥＤヘッダ１１、２１を持たせることが必須ではない。
【００９５】
図１１（ｄ）は、図１１（ａ）に示した発光部１３１に対して、ＬＥＤヘッダ１１が片側の端部にのみ設けられた発光部１３１を示している。図１１（ｅ）は、図１１（ｂ）に示した発光部１４２ａに対して、ＬＥＤヘッダ２１が片側の端部にのみ設けられた発光部１４２ａを示している。
【００９６】
次に、図１１に示したＬＥＤヘッダ１１、２１におけるＬＥＤ素子の配置を、図１２を用いて説明する。
【００９７】
図１２は、ＬＥＤヘッダ１１、２１におけるＬＥＤ素子の配置の一例である。図１２に示すＬＥＤヘッダ１１は、９個のＬＥＤ素子が３行×３列に配置されている。９個のＬＥＤ素子の内訳は、ピーク波長を５５０ｎｍの緑色光（Ｇ）を発光するＬＥＤ素子１１ａが４個と、ピーク波長を９５０ｎｍの赤外光（ＩＲ）を発光するＬＥＤ素子１１ｂが５個で構成されていて、緑色光（Ｇ）を発光するＬＥＤ素子１１ａと、赤外光（ＩＲ）を発光するＬＥＤ素子１１ｂとが、隣接しないよう配置されている。
【００９８】
図１２に示すＬＥＤヘッダ２１は、７個のＬＥＤ素子が１行×１列＋２行×３列に配置されている。７個のＬＥＤ素子の内訳は、ピーク波長を４５０ｎｍの青色光（Ｂ）を発光するＬＥＤ素子２１ａが１個と、ピーク波長を５５０ｎｍの緑色光（Ｇ）を発光するＬＥＤ素子２１ｂが１個と、ピーク波長を６５０ｎｍの赤色光（Ｒ）を発光するＬＥＤ素子２１ｃが１個と、ピーク波長を９５０ｎｍの赤外光（ＩＲ）を発光するＬＥＤ素子２１ｄが１個と、ピーク波長を３７０ｎｍの紫外光（ＵＶ）を発光するＬＥＤ素子２１ｅが３個とで構成されている。
【００９９】
紫外光（ＵＶ）を発光するＬＥＤ素子２１ｅは、紫外光照射時の蛍光発光を取得することを目的としており、反射光に比較して光量の少ない蛍光を取得するために他の光源よりも多く配置している。また、紫外光（ＵＶ）を発光するＬＥＤ素子２１ｅは、図１２のＬＥＤヘッダ２１に示すように、３行の２行目に配置されている。
【０１００】
また、紫外光（ＵＶ）を発光するＬＥＤ素子２１ｅは、図示していないが、可視光成分をカットする可視光カットフィルタを備えている。これによって、ＬＥＤ素子２１ｅによって照射される光から可視光成分をカットすることができ、紫外光（ＵＶ）の紫外領域以外のノイズ成分をカットすることで、紫外光から励起した蛍光発光以外の反射成分を除去することができる。
【０１０１】
次に、図９に示したラインセンサ１２０の、発光部１３１、１４２の発光タイミング及び受光部１４４の受光タイミングを説明する。図１３は、ラインセンサ１２０の、発光部１３１、１４２の発光タイミング及び受光部１４４の受光タイミングを示したタイミングチャートである。
【０１０２】
図１３に示したように、ラインセンサ１２０はフェーズ１〜３の３フェーズを１サイクルとして、該サイクルを繰り返すことによって紙幣の全面に対応するデータを取得する。
【０１０３】
フェーズ１では、発光部１３１のピーク波長を９５０ｎｍの赤外光（ＴＩＲ）とする光源と、ピーク波長を５５０ｎｍの緑色光（ＴＧ）とする光源とを点灯することによって赤外光（ＴＩＲ）及び緑色光（ＴＧ）を紙幣に照射して、受光部１４４で紙幣を透過した光を受け付けて、７００〜１０００ｎｍの波長の赤外光の受光強度（ＴＩＲデータ）と、５００〜６００ｎｍの波長の緑色光の受光強度（ＴＧデータ）とを取得する。
【０１０４】
フェーズ２では、発光部１４２のピーク波長を９５０ｎｍの赤外光（ＲＩＲ）とする光源と、ピーク波長を６５０ｎｍの赤色光（ＲＲ）とする光源と、ピーク波長を５５０ｎｍの緑色光（ＲＧ）とする光源と、ピーク波長を４５０ｎｍの青色光（ＲＢ）とする光源とを点灯することによって、赤外光（ＲＩＲ）、赤色光（ＲＲ）、緑色光（ＲＧ）及び青色光（ＲＢ）を紙幣に照射して、受光部１４４で紙幣から反射された光を受け付けて、７００〜１０００ｎｍの波長の赤外光の受光強度（ＲＩＲデータ）と、６００〜７００ｎｍの波長の赤色光の受光強度（ＲＲデータ）と、５００〜６００ｎｍの波長の緑色光の受光強度（ＲＧデータ）と、４００〜５００ｎｍの波長の青色光の受光強度（ＲＢデータ）とを取得する。
【０１０５】
フェーズ３では、発光部１４２のピーク波長を３７０ｎｍの紫外光（ＲＵＶ）とする光源を点灯することによって、紫外光（ＲＵＶ）を紙幣に照射して、受光部１４４で紙幣からの蛍光を受け付けて、７００〜１０００ｎｍの波長の赤外光の受光強度（ＲＩＲ―ＵＶデータ）と、６００〜７００ｎｍの波長の赤色光の受光強度（ＲＲ―ＵＶデータ）と、５００〜６００ｎｍの波長の緑色光の受光強度（ＲＧ―ＵＶデータ）と、４００〜５００ｎｍの波長の青色光の受光強度（ＲＢ―ＵＶデータ）とを取得する。
【０１０６】
これらにより、紫外光（ＲＵＶ）照射時の蛍光に対するデータは３フェーズ毎に１回取得していることから、紫外光（ＲＵＶ）消灯が２ライン以下となる。
【０１０７】
次に、図９に示したラインセンサ１２０で取得したデータに基づいて画像データを形成する処理の流れを説明する。図１４は、ラインセンサ１２０で取得したデータに基づいて画像データを形成する処理の流れを示す制御ブロック図である。
【０１０８】
ラインセンサ１２０の受光部１４４で取得したデータは、取得したデータを基にして画像データを形成するまでは互いに独立、並列で処理される。
【０１０９】
受光部１４４は約１６００個の画素単位ユニットを有しており、図１０で示した通り該画素単位ユニットは４つの異なる波長帯（Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＩＲ）の光を受光する受光素子１４４ａ〜１４４ｄを備えている。また、受光部１４４は例えば８つの出力チャネルを約１６００個有しており、それぞれの画素単位ユニットで取得した情報はこの８つの出力チャネルを使って所定の順番でＡＦＥ（Analog Front End）１４５ａに送信される。
【０１１０】
図１４の例では、ＡＦＥ１４５ａは、受光部１４４の出力チャネルから接続される８つの入力チャネルを通して約１６００個の画素単位ユニットで取得したアナログ情報を受け付けて、入力チャネルの特性に応じたオフセットの調整とゲインの調整を実施後にＡ／Ｄ変換を行う。また、Ａ／Ｄ変換によってデジタル化された受光部１４４で取得したデータを、本体の制御部１７０への送信をするために並べ替えなどの画素出力変換１４５ｂを行って、ＬＶＤＳシリアライザに通すことによってＬＶＤＳ出力１４５ｃを行い、本体の制御部１７０へＬＶＤＳインタフェースを用いて送信する。なお、ＡＦＥはＬＶＤＳ出力内蔵のものもあり、画素並べ替え処理は制御部１７０で実施してもよい。また、データ伝達のインタフェースは、Ｖ−Ｂｙ−Ｏｎｅ（登録商標）  ＨＳを用いてもよい。
【０１１１】
制御部１７０は、ＬＶＤＳ入力１７１ａでＬＶＤＳインタフェースで受け付けたデジタル化された受光部１４４で取得したデータを、一旦ラインメモリ１７２に格納する。ラインセンサ１２０の下部ユニット１４０からは、受光部１４４によってデータ取得の都度、送信されてくるので、約１６００個ある画素単位ユニットのそれぞれの受光素子１４４ａ〜１４４ｄごとのデータが、ラインメモリ１７２に送られてきた順番に格納される。制御部１７０の画像データ生成ユニット１７１は、ラインメモリ１７２に格納されたデータを、個々のデータに対応する取得条件別のデータへの分解である波長分解１７１ｂを行う。取得条件別のデータに分解するとは、具体的には、赤色光を照射して反射した光の受光強度データ（ＲＲ）と、緑色光を照射して反射した光の受光強度データ（ＲＧ）と、青色光を照射して反射した光の受光強度データ（ＲＢ）と、赤外光を照射して反射した光の受光強度データ（ＲＩＲ）と、紫外光を照射して蛍光発光した赤外光の受光強度データ（ＲＩＲ−ＵＶ）と、紫外光を照射して蛍光発光した赤色光の受光強度データ（ＲＲ−ＵＶ）と、紫外光を照射して蛍光発光した緑色光の受光強度データ（ＲＧ−ＵＶ）と、紫外光を照射して蛍光発光した青色光の受光強度データ（ＲＢ−ＵＶ）と、赤外光を照射して透過した光の受光強度データ（ＴＩＲ）と、緑色光を照射して透過した光の受光強度データ（ＴＧ）とに分解することである。
【０１１２】
また、画像データ生成ユニット１７１は、分解された取得条件別のデータごとの特性に準じて、暗出力カット１７１ｃ、ゲイン調整１７１ｄ及び明出力レベルの補正である明出力補正１７１ｅを行う。更に、画像データ生成ユニット１７１は、用途に応じて、可視光（ＲＲ、ＲＧ、ＲＢ）照射時の反射光に基づく反射可視光画像データに特に加工を加えていない生画像データを記憶部１６０に可視反射生画像データ１６４として記憶し、紫外光（ＲＵＶ）照射時の蛍光に基づく蛍光画像データに特に加工を加えていない生画像データを記憶部１６０にＵＶ蛍光生画像データ１６８として記憶する。また、画像データ生成ユニット１７１は、可視光及び赤外光（ＲＲ、ＲＧ、ＲＢ、ＲＩＲ）照射時の反射光画像データ、紫外光（ＲＵＶ）照射時の蛍光画像データ、及び透過光（ＴＩＲ、ＴＧ）照射時の透過光画像データに対して、ノイズの除去及びモアレの防止のために波長帯ごとにブロック化された加算平均画像のデータを生成して、記憶部１６０に反射光画像データ１６５、ＵＶ蛍光画像データ１６６及び透過光画像データ１６７として記憶する。
【０１１３】
（記番号読取装置及び紙幣識別装置の処理フロー）
次に、図１５を用いて、記番号読取装置１００及び紙幣識別装置１０１の処理フローを説明する。図１５は、記番号読取装置１００及び紙幣識別装置１０１の処理フローを示すフローチャートである。
【０１１４】
まず、上述のように、ラインセンサ１２０を用いて、搬送される紙幣に可視光及び励起光（例えば紫外光）を含む複数の波長帯の光を順次照射して、可視光画像データ及び蛍光画像データを含む各種画像データを取得する（画像データ取得ステップＳ１１）。
【０１１５】
次に、外形抽出部１７５が、透過赤外画像から紙幣の外形形状（輪郭）を抽出し、各画像での紙幣の切出し位置を確定し、紙幣の輪郭情報として記憶部１６０に保存する（外形抽出ステップＳ１２）。
【０１１６】
次に、金種識別部１７９ａが、ラインセンサ１２０で取得したデータに基づいて形成した各種画像データと、外形抽出部１７５によって検出された紙幣の輪郭情報とにより、紙幣の金種及び方向を識別する（金種識別ステップＳ１３）。これにより、各画像データにおける記番号領域２の位置が特定される。
【０１１７】
次に、位置判定部１７６が、上述のように、蛍光画像記番号３が可視光画像記番号４に対応する位置に存在するか否かの判定を行う（位置判定ステップＳ１４）。
【０１１８】
次に、色検出部１７７が、上述のように、蛍光画像記番号３の色を検出する（色検出ステップＳ１５）。
【０１１９】
次に、文字判定部１７８が、上述のように、蛍光画像上で文字認識を行って得られた記番号と、可視光画像上で文字認識を行って得られた記番号とが一致するか否かを判定する（文字判定ステップＳ１６）。
【０１２０】
なお、位置判定ステップＳ１４、色検出ステップＳ１５及び文字判定ステップＳ１６の処理の順序は、上記順序の特に限定されず、適宜設定可能である。
【０１２１】
次に、真偽判定部１７９ｂが、少なくとも位置判定部１７６、色検出部１７７及び文字判定部１７８の判定結果に基づいて、紙幣の真偽を判定する（真偽判定ステップＳ１７）。
【０１２２】
そして、正損判定部１７９ｃが、ラインセンサ１２０で取得したデータに基づいて形成した各種画像データにより、紙幣の正損を識別する（正損判定ステップＳ１８）。
【０１２３】
（紙幣処理装置の構成）
図１６及び１７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１６又は図１７に示す構成を有するものであってもよい。図１６に示す紙幣処理装置２００は、複数の紙幣を載置可能なホッパ２１０と、ホッパ２１０に載置された紙幣を搬送する搬送路２１１と、紙幣の識別処理を行う紙幣識別装置１０１と、紙幣識別装置１０１で識別された紙幣を集積する集積部２１３と、所定条件をみたす紙幣を他の紙幣と分けて集積するリジェクト部２１４とを備える。紙幣識別装置１０１をこのような紙幣処理装置２００に内蔵して利用することにより、ホッパ２１０に載置された複数の紙幣を連続して処理し、偽券、損券又は真偽不確定券と判定された紙幣をリジェクト部２１４に返却し、分別することができる。
【０１２４】
図１７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券又は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１０１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。
【０１２５】
なお、図１６に示す紙幣処理装置２００又は図１７に示す紙幣処理装置３００は、一回目の処理で、金種識別と真偽判定を行って金種別に紙幣を整理し、二回目の処理で、整理済みの紙幣の正損判定を行う、というように、紙幣処理を２回に分けて行うものであってもよい。また、別の場所で真偽判定が行われた紙幣に対して、真偽判定を行うものであってもよい。
【０１２６】
上述のように、上記実施形態は、蛍光画像データから検出される記番号（蛍光画像記番号３）が、可視光画像データから検出される記番号（可視光画像記番号４）に対応する位置に存在するか否かの判定を行う位置判定部（位置判定ステップ）を備えることから、蛍光画像記番号３を、可視光画像記番号４というより正確な基準と比較することができる。そして、蛍光画像記番号３が可視光画像記番号４に対応する位置に存在すれば、可視光画像データによる読み取り結果である可視光吸収した記番号と同じ記号で蛍光発光した記番号が記載されていると判定できるため、蛍光発光した記番号の読取精度（認識率）を向上することが可能となる。また、その蛍光発光した記番号の読取結果により紙幣の真偽判定を行うことができるため、紙幣の真偽判定能力を向上することができる。
【０１２７】
また、上記実施形態は、蛍光画像データから検出される記番号（蛍光画像記番号３）の色を検出する色検出部１７７（色検出ステップ）を更に備えることから、この検出結果を紙幣の真偽判定に用いることができる。すなわち、紙幣の真偽判定能力の更なる向上が可能である。
【０１２８】
また、上記実施形態において、ラインセンサ１２０は、可視光及び励起光を照射したときの副走査方向の分解能が、いずれも紙幣に記載された記番号１の線幅以下であることから、可視光画像記番号４及び蛍光画像記番号３のいずれについても検出精度を向上できるため、蛍光発光した記番号の読み取り精度をより向上することができる。
【０１２９】
また、上記実施形態は、蛍光画像データによる蛍光画像上で文字認識を行って得られた記番号と、可視光画像データによる可視光画像上で文字認識を行って得られた記番号とが一致するか否かを判定する文字判定部１７８（文字判定ステップ）を更に備えることから、この判定結果を紙幣の真偽判定に用いることができる。すなわち、紙幣の真偽判定能力の更なる向上が可能である。
【０１３０】
また、上記実施形態において、ラインセンサ１２０は、可視光及び励起光を連続して照射することから、可視光画像と蛍光画像における紙幣位置のずれを最小限にすることができる。したがって、可視光画像データ及び蛍光画像データに基づき読み取られる、蛍光発光した記番号の読み取り精度を更に向上することが可能である。
【０１３１】
また、上記実施形態において、ラインセンサ１２０は、互いに異なる波長帯域の光を透過する複数のフィルタ（バンドパスフィルタ１４７ａ〜１４７ｄ）と、複数のフィルタを透過した光を受光する複数の受光素子１４４ａ〜１４４ｄとを有することから、各画像データの副走査方向の解像度を向上することができるため、可視光画像記番号４及び蛍光画像記番号３のいずれについても検出精度を向上できる。したがって、蛍光発光した記番号の読み取り精度をより向上することができる。
【０１３２】
（変形形態）
上記実施形態では、可視光及び赤外光を同時に照射する場合について説明したが、可視光及び赤外光は、互いに異なるタイミングで照射してもよく、例えば、可視光、励起光及び赤外光を連続して照射してもよい。
【０１３３】
上記実施形態では、複数の受光素子の複数のフィルタとして複数のバンドパスフィルタを用いる場合について説明したが、複数のフィルタは、カラーフィルタであってもよい。
【０１３４】
上記実施形態では、赤色光（Ｒ）を発光するＬＥＤ素子、緑色光（Ｇ）を発光するＬＥＤ素子、及び青色光（Ｂ）を発光するＬＥＤ素子を使用する場合について説明したが、これらの代わりに白色光（Ｗ）を発光するＬＥＤ素子を使用してもよい。この場合も、互いに異なる波長帯域の光を透過する複数のフィルタを有する複数の受光素子によって、赤色光（Ｒ）緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）に係る信号（データ）の採取が可能である。
【０１３５】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
以上のように、本発明は、紙葉類に記載された記番号を読み取るために有用な技術である。
【符号の説明】
【０１３７】
１  記番号
１ａ  可視記番号
１ｂ  蛍光記番号
２  記番号領域
３  蛍光画像記番号
４  可視光画像記番号
５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ  部分画像
１１、２１  ＬＥＤヘッダ
１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ  ＬＥＤ素子
１２、２２  導光体
３１  ロッドレンズ
１００  記番号読取装置
１０１  紙幣識別装置（紙葉類識別装置）
１２０  光学ラインセンサ（ラインセンサ）
１３０  上部ユニット
１３１、１３７、１４２、１４２ａ、１４２ｂ  発光部
１３６、１４６  透明部材
１４０  下部ユニット
１４３  集光レンズ
１４４  受光部
１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃ、１４４ｄ  受光素子
１４５  受光部基板
１４５ａ  ＡＦＥ
１４５ｂ  画素出力変換
１４５ｃ  ＬＶＤＳ出力
１４７ａ、１４７ｂ、１４７ｃ、１４７ｄ  バンドパスフィルタ
１５０  搬送路
１６０  記憶部
１６１  判定用データ
１６２  テンプレート
１６３  閾値
１６４  可視反射生画像データ
１６５  反射光画像データ
１６６  ＵＶ蛍光画像データ
１６７  透過光画像データ
１６８  ＵＶ蛍光生画像データ
１７０  制御部
１７１  画像データ生成ユニット
１７１ａ  ＬＶＤＳ入力
１７１ｂ  波長分解
１７１ｃ  暗出力カット
１７１ｄ  ゲイン調整
１７１ｅ  明出力補正
１７２  ラインメモリ
１７３  光源制御部
１７４  ＡＦＥ制御部
１７５  外形抽出部
１７６  位置判定部
１７７  色検出部
１７８  文字判定部
１７９  識別部
１７９ａ  金種識別部
１７９ｂ  真偽判定部
１７９ｃ  正損判定部
２００、３００  紙幣処理装置（紙葉類処理装置）
２１０  ホッパ
２１１  搬送路
２１３  集積部
２１４  リジェクト部
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
【図１】
2018169881.tif 000003
【図２】
2018169881.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2018169881.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2018169881.tif 000010
【図９】
2018169881.tif 000011
【図１０】
2018169881.tif 000012
【図１１】
2018169881.tif 000013
【図１２】
2018169881.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2018169881.tif 000016
【図１５】
2018169881.tif 000017
【図１６】
2018169881.tif 000018
【図１７】
2018169881.tif 000019
【図１８】
2018169881.tif 000020
【図１９】
2018169881.tif 000021