(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙葉類の撮像対象領域の一方の面に第１の波長を有する光を照射する第１の光源と、
前記紙葉類の撮像対象領域の他方の面に第２の波長を有する光を照射する第２の光源と、
前記紙葉類の撮像対象領域の一方の面側に設けられ、前記第１の光源の光照射により前記紙葉類の撮像対象領域で反射した第１の波長を有する光、および、前記第２の光源の光照射により前記紙葉類の撮像対象領域を透過した第２の波長を有する光をそれぞれ受光することにより、前記紙葉類の撮像対象領域内の画像を第１の波長と第２の波長とで分離撮像する第１の撮像手段と、
前記紙葉類の撮像対象領域の他方の面側に設けられ、前記第２の光源の光照射により前記紙葉類の撮像対象領域で反射した第２の波長を有する光を受光することにより、前記紙葉類の撮像対象領域内の画像を撮像する第２の撮像手段と、
を具備したことを特徴とする紙葉類の画像入力装置。
【請求項２】
前記第１の光源の第１の波長を有する光に可視光を使用するとともに、前記第２の光源の第２の波長を有する光に赤外光を使用し、かつ、前記第１、第２の撮像手段として赤外光および可視光に感度を持つカラーイメージセンサを使用することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の画像入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、搬送される有価証券などの紙葉類の種類判別や真偽判別等を行なうために、紙葉類の透かし画像や印刷画像を光学的に入力する紙葉類の画像入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の技術として、たとえば、特開平８−１５２３５９号公報あるいは特開平６−２０３２４４号公報に開示されていてるものがある。
【０００３】
特開平８−１５２３５９号公報の技術は、機械識別用の有価証券の分光反射量の波形を所定の基準レベルで２値化し、あらかじめ把握されている２値化した波形と同じであるかを判定することにより、機械識別用の有価証券の真偽判別や種類判別を瞬時に行なうものである。
【０００４】
特開平６−２０３２４４号公報の技術は、紙幣の透かしパターンをそれぞれ透過光および反射光を利用した２つの光学的読取手段にて読取り、双方の読取データ同志を比較することにより、紙幣の真偽を判別することで、紙幣の透かしについての判別能力を向上するとともに、汚れなどのノイズによる影響を軽減するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、搬送中の紙葉類の真偽判別や種類判別を行なう目的で、複数の反射波長特性を検出する場合、従来（特開平８−１５２３５９号公報）のように、センサを紙葉類の搬送方向に対して検出する波長の数だけ配設する必要があり、そのため装置全体が大形化するという問題がある。
【０００６】
また、搬送中の紙葉類の透かし画像の検出を行なう目的で、透かし画像が存在する範囲の片面の反射光による画像（以下、反射画像という）と透過光による画像（以下、透過画像という）を得るために、従来（特開平６−２０３２４４号公報）のように、白色光または単色光を用いて紙葉類を照明すると、同一地点で検出する場合は透過光と反射光とが混在してしまい、反射画像と透過画像をそれぞれ単独で得ることができないという基本的な問題があった。
【０００７】
そのため、反射画像と透過画像を別の搬送位置で検出せざるをえないが、異なる地点で別々に検出される２つの画像を正確に重ね合わせるのは極めて困難である。また、搬送速度や搬送姿勢が一定していない場合には、２つの画像の重ね合わせはほとんど不可能に近い。
【０００８】
さらに、片面の反射画像で透かし画像の検出を行なうと、検出対象とならないもう片面に反射画像で認識できる疑似透かし画像を有する偽造物を分別できないという問題がある。
【０００９】
また、前記例と同様に、同一場所で検出できないため、別々のユニットを搬送路上に配置するため、装置全体が大形化するという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、反射画像と透過画像との重ね合わせが極めて容易となり、紙葉類の種類判別や真偽判別等を高性能に行なうことが可能となる紙葉類の画像入力装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の紙葉類の画像入力装置は、紙葉類の撮像対象領域の一方の面に第１の波長を有する光を照射する第１の光源と、前記紙葉類の撮像対象領域の他方の面に第２の波長を有する光を照射する第２の光源と、前記紙葉類の撮像対象領域の一方の面側に設けられ、前記第１の光源の光照射により前記紙葉類の撮像対象領域で反射した第１の波長を有する光、および、前記第２の光源の光照射により前記紙葉類の撮像対象領域を透過した第２の波長を有する光をそれぞれ受光することにより、前記紙葉類の撮像対象領域内の画像を第１の波長と第２の波長とで分離撮像する第１の撮像手段と、前記紙葉類の撮像対象領域の他方の面側に設けられ、前記第２の光源の光照射により前記紙葉類の撮像対象領域で反射した第２の波長を有する光を受光することにより、前記紙葉類の撮像対象領域内の画像を撮像する第２の撮像手段とを具備している。
【００１４】
また、本発明の紙葉類の画像入力装置は、前記第１の光源の第１の波長を有する光に可視光を使用するとともに、前記第２の光源の第２の波長を有する光に赤外光を使用し、かつ、前記第１、第２の撮像手段として赤外光および可視光に感度を持つカラーイメージセンサを使用することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
まず、第１の実施の形態について説明する。
【００２０】
図１は、第１の実施の形態に係る紙葉類の画像入力装置を模式的に示している。なお、以下の説明においては、図面に対して垂直方向はカラーイメージセンサにより、また、水平方向（紙葉類の搬送方向）は紙葉類を搬送させることによって、紙葉類に対し２次元の走査を行なう場合について説明する。
【００２１】
図１において、透かし画像や印刷画像を有する有価証券などの紙葉類１は、一対の搬送ローラ２により立位状態で挟持されて図示矢印方向に搬送される。搬送される紙葉類１の一方の面（裏面）側には、紙葉類１の撮像対象領域（たとえば、透かし画像が存在する範囲）に対し第１の波長を有する光として赤外光を照射する棒状の光源３が紙葉類１の搬送方向と直交する方向に平行に設けられているとともに、他方の面（表面）側には、光源３と同一範囲（紙葉類１の撮像対象領域）に対し第２の波長を有する光として可視光を照射する棒状の光源４が紙葉類１の搬送方向と直交する方向に平行に設けられている。
【００２２】
光源３と相対向する紙葉類１の他方の面側には、光源３の光照射により紙葉類１の撮像対象領域を透過した光（赤外光）、および、光源４の光照射により紙葉類１の撮像対象領域で反射した光（可視光）をそれぞれ受光する撮像手段としてのカメラ５が設けられている。
【００２３】
カメラ５は、赤外光と赤色や緑色波長域の可視光に感度を持つライン状のカラーイメージセンサ（カラーラインセンサ）を用いていて、このカラーイメージセンサは紙葉類１の搬送方向と直交する方向に平行配設されている。
【００２４】
このように構成することにより、カメラ５の赤外光出力からは紙葉類１の裏面から表面への透過画像が得られ、可視光出力からは紙葉類１の表面の反射画像が得られる。得られた透過画像により、紙葉類１の外形寸法や孔などの部分的損傷の有無を検出する。得られた反射画像では、紙葉類１の表面の図柄をあらかじめ与えられた辞書情報と照合をとることで、種類や搬送方向を認識する。同様に、紙葉類１の表面の汚損程度を検出する。
【００２５】
また、赤外光による透過画像は、紙葉類１の紙や印刷の赤外吸収特性が得られる。このデータをあらかじめ与えられた辞書データとパターンマッチングや積分処理などにより、紙葉類１の真偽を判別する。
【００２６】
本実施の形態では、紙葉類１の同一場所の透過光と反射光の情報が得られるため、透過画像から紙葉類１の形状的な損傷を認識して、他の処理系にフィードバックすることで、紙葉類１の種類、搬送方向、汚損、真偽の判別における誤認識を防止することが可能となり、少ないスペースでより信頼性の高いシステムを構築できる。
【００２７】
なお、カメラ５のカラーイメージセンサとして、その受光波長域が赤色と青色、赤色と緑色、あるいは、緑色と青色の２色受光するカラーイメージセンサを使用することで、より高性能な検出が可能となる。
【００２８】
また、光源３に発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点光源を使用する場合には、図１に示すように、光源３と紙葉類１との間に光拡散板６を配設することで、フラットな照射光が得られる。
【００２９】
このように、第１の実施の形態によれば、紙葉類１の撮像対象領域を同時に照明する、赤外光を出力する光源３と、可視光を出力する光源４と、当該撮像対象領域を撮像するカラーイメージセンサを用いたカメラ５とを組合わせることにより、１つの光学系で同じ撮像対象域領域の純粋な透過画像と反射画像を得ることができる。
【００３０】
したがって、紙葉類上の同じ位置の透過画像と表裏の反射画像を同時に得ることにより、透過画像と反射画像との重ね合わせは極めて容易となり、紙葉類の種類や搬送方向および汚損程度、真偽を高性能に判別することが可能となる。同様の理由から、形状の損傷情報をずれなく反射画像処理に反映できることから、物理的損傷を原因とする誤判別をなくすことが可能となる。
【００３１】
次に、第２の実施の形態について説明する。
【００３２】
図２は、第２の実施の形態に係る紙葉類の画像入力装置を模式的に示している。なお、図１と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００３３】
図２において、紙葉類１は、搬送ローラ２により立位状態で挟持されて図示矢印方向に搬送される。搬送される紙葉類１の一方の面（表面）側には、紙葉類１の撮像対象領域に対し第１の波長を有する光として青色光を照射する棒状の光源７が紙葉類１の搬送方向と直交する方向に平行に設けられているとともに、他方の面（裏面）側には、光源７と同一範囲（紙葉類１の撮像対象領域）に対し第２の波長を有する光として緑色光を照射する棒状の光源８が紙葉類１の搬送方向と直交する方向に平行に設けられている。
【００３４】
搬送される紙葉類１の一方の面（表面）側には、光源７の光照射により紙葉類１の撮像対象領域で反射した光（青色光）、および、光源８の光照射により紙葉類１の撮像対象領域を透過した光（緑色光）をそれぞれ受光する第１の撮像手段としてのカメラ９が設けられている。
【００３５】
カメラ９と相対向する紙葉類１の他方の面（裏面）側には、光源８の光照射により紙葉類１の撮像対象領域で反射した光（緑色光）、および、光源７の光照射により紙葉類１の撮像対象領域を透過した光（青色光）をそれぞれ受光する第２の撮像手段としてのカメラ１０が設けられている。
【００３６】
カメラ９，１０は、可視光に感度を持つライン状のカラーイメージセンサ（カラーラインセンサ）を用いていて、このカラーイメージセンサは紙葉類１の搬送方向と直交する方向に平行配設されている。
【００３７】
このように構成することにより、カメラ９の青色光出力からは紙葉類１の表面側の反射画像が得られ、緑色光出力からは紙葉類１の裏面から表面への透過画像が得られる。同様に、カメラ１０の緑色出力からは紙葉類１の裏面側の反射画像が得られ、青色光出力からは紙葉類１の表面から裏面への透過画像が得られる。
【００３８】
紙葉類１の透かし画像の検出のためには、このようにして同時に得られた同じ部分を撮像した４つの画像のうち、透過画像のどちらか一方の画像と両方の反射画像を用いる。その場合、たとえば、１つの透過画像中に透かし画像を形成する線分が検出され、また、２つの反射画像の同じ位置に線分が検出されなかった場合に、透かし画像があったとみなす。
【００３９】
なお、光源７，８として青色と赤色、緑色と赤色、あるいは、赤外光と可視光の組合わせによっても同じ機能を実現できる。
【００４０】
このように、第２の実施の形態によれば、紙葉類１の撮像対象領域を同時に照明する、青色光を出力する光源７と、緑色光を出力する光源８と、当該撮像対象領域の片面は青色光と緑色光で分離撮像するカメラ９と、残る片面の緑色光の波長特性を持つ光源８と適合するカメラ１０を持つことにより、紙葉類１上の同じ位置の透過画像と表裏の反射画像が得られる。この情報を基に透かし画像を検出することにより、表裏どちらかに印刷、手書き等の手段でつけられた模様と、紙そのものにつけられた透かし模様（画像）の識別が可能となる。
【００４１】
また、光源に３原色光を使用し、撮像手段にカラーカメラを用いることで、混合されている透過光と反射光を基に透過画像と反射画像とを完全分離することができる。
【００４２】
次に、第３の実施の形態について説明する。
【００４３】
図３は、第３の実施の形態に係る紙葉類の画像入力装置を模式的に示している。なお、図１、図２と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００４４】
図３において、紙葉類１は、搬送ローラ２により立位状態で挟持されて図示矢印方向に搬送される。搬送される紙葉類１の一方の面（表面）側には、紙葉類１の撮像対象領域に対し可視光を照射する棒状の光源１１が紙葉類１の搬送方向と直交する方向に平行に設けられている。
【００４５】
搬送される紙葉類１の一方の面（表面）側には、光源１１の光照射により紙葉類１の撮像対象領域で反射した光（可視光）を受光する第１の撮像手段としてのカメラ１２が設けられている。
【００４６】
光源１１と相対向する紙葉類１の他方の面（裏面）側には、光源１１の光照射により紙葉類１の撮像対象領域を透過した光（赤外光）を受光する第２の撮像手段としてのカメラ１３が設けられている。
【００４７】
カメラ１２は、可視光に感度を持つライン状のカラーイメージセンサ（カラーラインセンサ）を用いていて、このカラーイメージセンサは紙葉類１の搬送方向と直交する方向に平行配設されている。
【００４８】
カメラ１３は、赤外光に感度を持つライン状のカラーイメージセンサ（カラーラインセンサ）を用いていて、このカラーイメージセンサは紙葉類１の搬送方向と直交する方向に平行配設されている。
【００４９】
このように構成することにより、カメラ１２の可視光出力からは紙葉類１の表面側の反射画像が得られ、カメラ１３の赤外光出力からは紙葉類１の表面から裏面への透過画像が得られる。得られた反射画像および透過画像により、前述した第１の実施の形態と同様な処理が可能となる。
【００５０】
このように、第３の実施の形態によれば、光源１１により照明された紙葉類１の撮像対象領域の同一箇所を撮像する反射光用のカメラ１２と、透過光用のカメラ１３とを有し、これら反射光用のカメラ１２と透過光用のカメラ１３で異なる波長（赤外光、可視光）に感度を持つことより、第１の実施の形態と同様な作用効果が期待できる。
【００５１】
次に、第４の実施の形態について説明する。
【００５２】
図４は、第４の実施の形態に係る紙葉類の画像入力装置を模式的に示している。第４の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対して、さらに、紙葉類１の裏面側の反射画像を得るための光源１４およびカメラ１５を追加したものであり、その他は第１の実施の形態と同様である。
【００５３】
すなわち、光源３，４およびカメラ５よりも紙葉類１の搬送方向下流側（あるいは、上流側でもよい）で、搬送される紙葉類１の一方の面（裏面）側には、紙葉類１の撮像対象領域に対し第２の波長を有する光として可視光を照射する棒状の光源１４が紙葉類１の搬送方向と直交する方向に平行に設けられているとともに、この光源１４の光照射により紙葉類１の撮像対象領域で反射した光（可視光）を受光する撮像手段としてのカメラ１５が設けられている。
【００５４】
カメラ１５は、可視光に感度を持つライン状のカラーイメージセンサ（カラーラインセンサ）を用いていて、このカラーイメージセンサは紙葉類１の搬送方向と直交する方向に平行配設されている。
【００５５】
このように構成することにより、第１の実施の形態と同様、カメラ５の赤外光出力からは紙葉類１の裏面から表面への透過画像が得られ、可視光出力からは紙葉類１の表面の反射画像が得られるとともに、さらに、カメラ１５の可視光出力からは紙葉類１の裏面の反射画像が得られる。すなわち、紙葉類１の透過画像と表裏反射画像をそれぞれ得ることができる。このような２つの光学系で紙葉類１の形状的な損傷、真偽と、さらに両面を対象とした種類、方向、汚損検出が可能となる。
【００５６】
このように、第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態に対して、さらに、紙葉類の裏面側の反射画像を得るための光源およびカメラを追加することにより、２つの光学系で紙葉類の形状的な損傷、真偽と同時に両面を対象とした種類、方向、汚損検出が実現可能となる。
【００５７】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、反射画像と透過画像との重ね合わせが極めて容易となり、紙葉類の種類判別や真偽判別等を高性能に行なうことが可能となる紙葉類の画像入力装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る紙葉類の画像入力装置を模式的に示す概略構成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る紙葉類の画像入力装置を模式的に示す概略構成図。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る紙葉類の画像入力装置を模式的に示す概略構成図。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る紙葉類の画像入力装置を模式的に示す概略構成図。
【符号の説明】
１……紙葉類
２……搬送ローラ
３，４……光源
５……カメラ（撮像手段）
６……光拡散板
６……カメラ
７，８……光源
９，１０……カメラ（撮像手段）
１１……光源
１２，１３……カメラ（撮像手段）
１４……光源
１５……カメラ（撮像手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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