(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の撮像領域に配置された読取り対象物の表面を読み取る読取り装置において、
前記撮像領域に照明光を照射する照明手段と、
光の入射に伴い電荷を生ずる受光部、前記受光部に生じた電荷を蓄積する蓄積部、及び、読み出し信号に基づいて前記蓄積部に蓄積された電荷を転送して出力する転送部を有して、前記撮像領域に配置された前記読取り対象物の表面を撮像する撮像手段と、
前記読み出し信号を出力する制御手段と、
前記撮像手段の前記受光部の一部を遮光する遮光手段と
を備え、
前記蓄積部には、光の入射に伴って生じた電荷が存在する電荷領域と前記遮光手段により遮光されることによって電荷が存在しない無電荷領域とが形成され、
前記転送部は、前記無電荷領域に先だって、前記電荷領域の電荷の転送を行い、
前記制御手段は、前記電荷領域の電荷の転送の終了後であって、前記電荷領域と前記無電荷領域とを合わせた１フィールド分の電荷転送時間が経過する前に、次位の読み出し信号を出力する
ことを特徴とする読取り装置。
【請求項２】
前記電荷転送時間は、テレビジョン方式によって定められ、
前記制御手段は、
テレビジョン方式の１フィールド分の電荷転送時間を等分した周期で、前記読み出し信号を順次出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の読取り装置。
【請求項３】
前記照明手段は、
相前後する２つの前記読み出し信号の出力間で、一定の時間だけ前記撮像領域に照明光を照射する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の読取り装置。
【請求項４】
前記撮像手段は、
前記蓄積部に生じた電荷を排出する排出部をさらに有し、
前記排出部は、前記読み出し信号に同期して電荷の排出を開始し、前記照明手段による照明の開始に同期して前記電荷の排出を停止する
ことを特徴とする請求項３に記載の読取り装置。
【請求項５】
前記遮光手段は、前記撮像手段の前記受光部に対向して配置され、一部に開口を有する遮光板である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の読取り装置。
【請求項６】
前記遮光手段は、前記読取り対象物の表面の一部または全部を、前記撮像手段の前記受光部の一部に結像させる結像光学系である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の読取り装置。
【請求項７】
前記撮像領域を含んで延在する搬送路と、
前記搬送路上で前記読取り対象物を前記撮像領域まで搬送する搬送手段とをさらに備えた
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の読取り装置。
【請求項８】
前記撮像領域を含んで延在する搬送路と、
前記搬送路上で前記読取り対象物を前記撮像領域まで搬送する搬送手段と、
前記撮像領域に前記読取り対象物が配置され、若しくは近接したことを検出し、所定の検出信号を出力する検出手段と
をさらに備え、
前記照明手段は、前記検出信号に基づいて照明を開始する
ことを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の読取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、読取り対象物の表面を読み取る読取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今のバンキングシステムの自動化に伴い、紙幣の種類を判別する必要性が高まっている。かかる紙幣の種類の判別は、通常、紙幣の表面に印刷された印刷パターンのうち特徴部分を読み取ることによって行われている。
【０００３】
上記読取り装置としては、例えば、紙幣の表面に光を照射するＬＥＤ(Light Emitting Diode)等の照明手段と、この照明光によって形成された紙幣の反射像を撮像するＣＣＤ(Charge Coupled Device)等の撮像手段とを備えて構成されるものが知られている。上記撮像手段によって、紙幣の特徴部分を撮像して読み取ることにより、紙幣の種類を判別することが可能となる。
【０００４】
また、上記の読取り装置は、紙幣の種類を判別するためだけでなく、カード、伝票、有価証券など、様々な読取り対象物の表面に印刷されたパターンを読み取るために用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記読取り装置には、以下に示すような問題点がある。すなわち、上記読取り装置においては、撮像手段として通常のＣＣＤを用いているため、ＣＣＤによって撮像された１フィールド分の画像全ての転送処理が終了しなければ、次の画像の処理を行うことができない。すなわち、読取り対象物の表面の印刷パターンのうち読取りたい特徴部分が、例えば文字列などのように横長領域（縦長領域でも同様）を形成する場合などは、実際に判別に必要であるのは撮像画像の上側半分等であるにもかかわらず、判別に不要な下側半分も含めた１フィールド分の画像全ての転送処理が終了しなければ、次の画像の処理を行うことができず、読取りの高速化が妨げられる。
【０００６】
一方、かかる場合に読取りの高速化を図るべく、通常用いられる周波数（１４．３１８１８ＭＨｚ）の倍の周波数で駆動できるＣＣＤを用いたり、受光面を分割して撮像画像を並列に出力できるＣＣＤを用いたりする方法も考えられるが、いずれも特殊なＣＣＤを用いるため、製造コストが多大となる。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点を解決し、安価に構成できるとともに、読取り対象物の表面を高速に読み取ることができる読取り装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の読取り装置は、所定の撮像領域に配置された読取り対象物の表面を読み取る読取り装置であって、撮像領域に照明光を照射する照明手段と、光の入射に伴い電荷を生ずる受光部、受光部に生じた電荷を蓄積する蓄積部、及び、読み出し信号に基づいて蓄積部に蓄積された電荷を転送して出力する転送部を有して、撮像領域に配置された読取り対象物の表面を撮像する撮像手段と、読み出し信号を出力する制御手段と、撮像手段の受光部の一部を遮光する遮光手段とを備え、蓄積部には、光の入射に伴って生じた電荷が存在する電荷領域と遮光手段により遮光されることによって電荷が存在しない無電荷領域とが形成され、転送部は、無電荷領域に先だって、電荷領域の電荷の転送を行い、制御手段は、電荷領域の電荷の転送の終了後であって、電荷領域と無電荷領域とを合わせた１フィールド分の電荷転送時間が経過する前に、次位の読み出し信号を出力することを特徴としている。
【０００９】
撮像手段の受光部の一部を遮光する遮光手段を備えることで、読取り対象物の表面のうち、必要な部分の像のみを受光部、蓄積部に形成し、他の部分を無電荷状態とすることができる。さらに、転送部が、無電荷領域に先だって電荷領域の電荷を転送することで、当該電荷領域の電荷の転送後は、転送部に残存する電荷がなくなり、次の画像の処理が可能となる。さらに、電荷領域の電荷の転送の終了後であって１フィールド分の電荷転送時間が経過する前に次位の読み出し信号が出力されることで、１フィールド分の電荷転送時間の経過を待たずに、次の画像の処理がなされる。
【００１０】
本発明の読取り装置においては、電荷転送時間は、テレビジョン方式によって定められ、制御手段は、テレビジョン方式の１フィールド分の電荷転送時間を等分した周期で、読み出し信号を順次出力することを特徴としてもよい。
【００１１】
読み出し信号をテレビジョン方式の１フィールド分の電荷転送時間を等分した周期で出力することにより、読み出し信号の生成、出力が容易となる。
【００１２】
本発明の読取り装置においては、照明手段は、相前後する２つの読み出し信号の出力間で、一定の時間だけ撮像領域に照明光を照射することを特徴としてもよい。
【００１３】
各読み出し信号間において、一定の時間だけ照明光を照射することで、各撮像画像の輝度レベルをほぼ一定に維持することができる。
【００１４】
本発明の読取り装置においては、撮像手段は、蓄積部に生じた電荷を排出する排出部をさらに有し、排出部は、読み出し信号に同期して電荷の排出を開始し、照明手段による照明の開始に同期して電荷の排出を停止することを特徴としてもよい。
【００１５】
排出部を有して、読み出し信号に同期して電荷の排出を開始し、照明手段による照明の開始に同期して電荷の排出を停止することで、外乱光の影響によって照明開始前に受光部に生じた電荷を効果的に排出することができる。
【００１６】
本発明の読取り装置においては、制御手段は、照明手段による照明の終了に同期して読み出し信号を出力することを特徴としてもよい。
【００１７】
照明の終了に同期して読み出し信号が出力される、すなわち、照明終了と同時に蓄積部から電荷が転送され、出力されることで、照明終了後、電荷転送までの外乱光の影響を除去できる。
【００１８】
本発明の読取り装置においては、遮光手段は、撮像手段の受光部に対向して配置され、一部に開口を有する遮光板であることを特徴としてもよい。
【００１９】
一部に開口を有する遮光板を遮光手段とすることで、当該遮光手段を容易に構成することができる。
【００２０】
本発明の読取り装置においては、遮光手段は、読取り対象物の表面の一部または全部を、撮像手段の受光部の一部に結像させる結像光学系であることを特徴としてもよい。
【００２１】
読取り対象物の表面の一部または全部を撮像手段の受光面の一部に結像させる結像光学系を遮光手段とすることによっても、当該遮光手段を容易に構成することができる。
【００２２】
本発明の読取り装置においては、撮像領域を含んで延在する搬送路と、搬送路上で読取り対象物を撮像領域まで搬送する搬送手段とをさらに備えたことを特徴としてもよい。
【００２３】
搬送路及び搬送手段を備えることで、読取り対象物を撮像領域まで搬送することが可能となる。
【００２４】
本発明の読取り装置においては、撮像領域を含んで延在する搬送路と、搬送路上で読取り対象物を撮像領域まで搬送する搬送手段と、撮像領域に読取り対象物が配置され、若しくは近接したことを検出し、所定の検出信号を出力する検出手段とをさらに備え、照明手段は、検出信号に基づいて照明を開始することを特徴としてもよい。
【００２５】
搬送路及び搬送手段を備えることで、読取り対象物を撮像領域まで搬送することが可能となるとともに、検出信号に基づいて照明を開始することで、撮像領域に読取り対象物が配置されたタイミングに当該読取り対象物の表面を撮像することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態にかかる読取り装置について図面を参照して説明する。本実施形態に係る読取り装置は、撮像領域に配置された紙幣（読取り対象物）の表面に印刷された印刷パターンを読み取る読取り装置である。まず、本発明の実施形態にかかる読取り装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る読取り装置の一部切り欠き斜視図である。
【００２７】
読取り装置１０は、上面の一部に撮像領域１２が形成された直方体形状の撮像ユニット１４と、撮像領域１２の両側に取り付けられた平面板１６,１８と、撮像領域１２及び平面板１６,１８の上方に配設されたベルトコンベヤ２０（搬送手段）とを備えて構成される。ここで、撮像領域１２が形成されている撮像ユニット１４の上面と平面板１６、１８の上面の高さは一致して全体で一平面を形成しており、これらは撮像領域１２を含んで延在する搬送路２２を構成する。
【００２８】
撮像ユニット１４は、図２の断面図に示すように、複数のＬＥＤ２４（照明手段）、ＣＣＤ２６（撮像手段）、遮光板２８（遮光手段）、結像レンズ３０、ハーフミラー３２等を、ハウジング３４に内蔵して構成される。
【００２９】
ハウジング３４は、遮光性の材料によって形成された上カバー３６と、同じく遮光性の材料によって形成された底蓋３８とを接合させて構成される。ここで、上カバー３６と底蓋３８との接合部には、ハウジング３４内部への粉塵等の進入を防止するために、ゴム製のＯリング３９が設けられている。また、上カバー３６の上面には、壁面の一部を開口した読取り窓３６ａにガラス製の透明板４０がはめ込まれた部分が形成されており、当該部分が搬送路２２上の撮像領域１２となる。
【００３０】
読取り窓３６ａに対向する位置には、撮像領域１２に照明光を照射する複数のＬＥＤ２４が設けられている。ＬＥＤ２４は、矩形状のプリント基板４２上に組み込まれ、当該プリント基板４２は、支持柱４４を介して上カバー３６に固定されている。尚、ＬＥＤ２４には、当該プリント基板４２からハウジング３４の外部に延線されたフラットケーブル４６を介して、制御信号（後述の照明信号Ｓ３）が与えられる。
【００３１】
ＬＥＤ２４が組み込まれたプリント基板４２と読取り窓３６ａとの間には、プリント基板４２と読取り窓３６ａとを結ぶ方向と４５゜の角度を持ってハーフミラー３２が斜めに配置されている。ハーフミラー３２は、ＬＥＤ２４から照射された光を透過させて撮像領域１２に照射光を入射させるとともに、撮像領域１２に配置された紙幣２の表面で反射した光をほぼ垂直に反射させて結像レンズ３０に入射させる。
【００３２】
ハーフミラー３２によって反射する光の光路上、すなわち、ハーフミラー３２からハウジング３４の長手方向に後退した位置には、結像レンズ３０が配置されており、さらに結像レンズ３０の後段には、結像レンズ３０によって結像された紙幣２の表面像を撮像するＣＣＤ２６が配置されている。ここで、ＣＣＤ２６は、光の入射に伴い電荷を生ずる受光部２６ａと、受光部２６ａに生じた電荷を蓄積する蓄積部２６ｂと、後述の読み出し信号Ｓ６に同期して蓄積部２６ｂに蓄積された電荷を転送して出力する転送部２６ｃと、蓄積部２６ｂに生じた電荷を排出する排出部２６ｄとを有している。また、ＣＣＤ２６には、ハウジング３４の外部に延線されたフラットケーブル４８が接続されており、かかるフラットケーブル４８を介してＣＣＤ２６に種々の制御信号（後述の読み出し信号Ｓ６等）が与えられるとともに、ＣＣＤ２６からの出力信号が出力される。
【００３３】
ＣＣＤ２６の受光部２６ａに対向する位置には、ＣＣＤ２６の受光部２６ａの上側半分に対応する位置に開口２８ａを有し、下側半分を遮光する遮光板２８が配置されている。かかる位置に遮光板３４を配置することで、ＣＣＤ２６の蓄積部２６ｂの上側半分には、光の入射に伴って生じた電荷が存在する電荷領域が形成され、また、下側半分には、遮光されることによって電荷が存在しない無電荷領域が形成されることになる。
【００３４】
さらに、ＬＥＤ２４とハーフミラー３２との間には、ＬＥＤ２４から出射された出射光を拡散させる映り込み防止板５０が設けられている。このため、紙幣２には拡散光が照射され、紙幣２の像にＬＥＤ２４が映り込むことはない。
【００３５】
ベルトコンベヤ２０のベルトは、図１に示すように、搬送路２２の中央に設けられており、搬送路２２上に載置された紙幣２は、ベルトコンベヤ２０の駆動によって、搬送路２２上を撮像領域１２まで搬送され、あるいは撮像領域１２から搬出される。
【００３６】
ハウジング１４の内部であって上記ベルトの両側に対応する位置には、一対の検出用ＬＥＤ５２が配置されており、検出用ＬＥＤ５２から出射された光は読取り窓３６ａ及びベルトコンベヤ２０のベルトの両側を通過して上方に向けて進行する。また、ベルトコンベヤ２０の上方であって上記出射光の光路上には、一対の光検出器（以下ＰＤ５４という）が配設されている。ここで、検出用ＬＥＤ５２とＰＤ５４とは、撮像領域１２に紙幣２が配置され、若しくは近接したことを検出して検出信号を出力する検出手段を構成する。
【００３７】
読取り装置１０は、さらに、図３に示す制御部５６、ドライバ５８及びアンプ６０を備えている。制御部５６は、取込み信号生成回路６２、照明信号生成回路６４、同期信号生成回路６６、読み出し信号生成回路６８及び排出信号生成回路７０を備えて構成される。以下、各構成要素について詳述する。
【００３８】
取込み信号生成回路６２は、検出用ＬＥＤ５２とＰＤ５４とによって構成される検出手段から出力される検出信号Ｓ１に基づいて、パルス状の取込み信号Ｓ２を生成し、出力する。具体的には、搬送路２２上を撮像領域１２に向かって紙幣２が搬送されると、検出用ＬＥＤ５２から出射されてＰＤ５４に入射する光（以下検出光という）の光路が紙幣２に遮られ、検出光が一旦遮光される。その後、紙幣２が撮像領域１２に到達すると、紙幣２は検出光の光路からはずれるため、検出光は再度通光する。取込み信号生成回路６２は、上記通光タイミングに取込み信号Ｓ２を生成し、この取込み信号Ｓ２を照明信号生成回路６４に出力する。
【００３９】
照明信号生成回路６４は、取込み信号Ｓ２をうけて、一定時間のみハイレベルとなる照明信号Ｓ３を照明用ＬＥＤ２４及び排出信号生成回路７０に対して出力する。照明用ＬＥＤ２４は、照明信号Ｓ３がハイレベルである間、撮像領域１２に対して光を照射する。このとき同期信号生成回路６６の同期信号をモニタすることで、相前後する２つの読み出し信号Ｓ６の出力間で、一定の時間だけ照明することができる。
【００４０】
同期信号生成回路６６は、垂直同期信号Ｓ４及び水平同期信号Ｓ５を発生させ、ドライバ５８を介してＣＣＤ２６に対して出力する。ここで、垂直同期信号Ｓ４は、テレビジョン方式すなわちＮＴＳＣ準拠の一定周期毎にパルスを発生させる周期信号であり、かかる垂直同期信号Ｓ４の間隔は、ＣＣＤ２６に蓄積された１フィールド分の電荷転送時間となる。また、垂直同期信号Ｓ４を読み出し信号生成回路６８に対しても出力する。
【００４１】
読み出し信号生成回路６８は、同期信号生成回路６６から受けた垂直同期信号Ｓ４を分周して読み出し信号Ｓ６を発生させる。読み出し信号Ｓ６は、垂直同期信号Ｓ４の半周期毎にパルスを発生させる周期信号であり、読み出し信号生成回路６８は、当該読み出し信号Ｓ６を、ドライバ５８を介してＣＣＤ２６に対して出力するとともに、排出信号生成回路７０に対して出力する。ＣＣＤ２６では、当該読み出し信号Ｓ４のパルスに同期して、蓄積部２６ｂに蓄積された電荷の転送、出力が開始される。その際、蓄積部２６ｂにおける無電荷領域に先立って、電荷領域の電荷が転送されるようになっている。また、読み出し信号Ｓ４は、上記垂直同期信号Ｓ４の周期を２等分した周期でパルスを発生させるので、上記蓄積部２６ｂの上側半分に形成される電荷領域の電荷の転送後であって、テレビジョン方式における１フィールド分の電荷転送時間が経過する前に、次位の読み出し信号Ｓ４が出力されることになる。ＣＣＤ２６から出力された出力画像は、アンプ６０によって増幅された後、外部に対して出力される。
【００４２】
排出信号生成回路７０は、パルス状の排出信号Ｓ７を繰り返し生成し、ドライバ５８を介してＣＣＤ２６に出力する。かかる排出信号Ｓ７は電荷排出用のトリガ信号であり、ＣＣＤ２６の蓄積部２６ｂに蓄積された電荷は、排出信号Ｓ７の入力に伴って排出される。排出信号生成回路７０は、照明信号Ｓ３がハイレベルとなるタイミング（すなわち照射用ＬＥＤ２４の照明の開始のタイミング）に同期して、排出信号Ｓ７の出力を停止するとともに、読み出し信号生成回路６８から出力される読み出し信号Ｓ６のパルスに同期して排出信号Ｓ７の出力を再開する。
【００４３】
続いて、本実施形態にかかる読取り装置１０の動作及び作用について説明する。図４は、本実施形態にかかる読取り装置１０の搬送路２２上を紙幣２が搬送される様子を示す説明図である。紙幣２は、図４（ａ）に示すように、撮像ユニット１４の上面に形成された撮像領域１２及び平面板１４、１６からなる搬送路２２とベルトコンベヤ２０との隙間に挿入され、搬送路２２に沿って搬送される。ここで、検出用ＬＥＤ５２からは光が上方に向けて出射されており、出射光は撮像領域１２及びベルトコンベヤ２０のベルトの両側を通過してＰＤ５４に入射している。
【００４４】
図４（ｂ）に示すように、ベルトコンベヤ２０のベルトの移動に合わせて紙幣２が搬送され、検出用ＬＥＤ５２の出射光の光路上に紙幣２が到達すると、出射光は紙幣２によって遮られ、検出信号Ｓ１がローレベルとなる。検出信号Ｓ１がローレベルになることで、紙幣２が撮像領域１２に近接していると判断される。
【００４５】
更に、紙幣２が搬送されて、図４（ｃ）に示すように、撮像領域１２に紙幣２が到達すると、それまで紙幣２により通光を阻まれていた検出用ＬＥＤ５２の出射光は再びＰＤ５４に入射されて、検出信号Ｓ１がハイレベルとなる。かかる検出信号Ｓ１の立ち上がりに伴い、制御部５６によって照明用ＬＥＤ２４の発光が制御され、紙幣２の表面がＣＣＤ２６によって撮像される。
【００４６】
以下、紙幣２が撮像領域１２に到達した後の、信号の流れについて説明する。図５は、比較のために用いる従来技術にかかる読取り装置における各信号のタイミングチャートであり、図６は、本実施形態に係る読取り装置１０における各信号のタイミングチャートである。
【００４７】
紙幣２が撮像領域１２に到達すると、上述の如く、ＰＤ５４から出力される検出信号Ｓ１が、ローレベルからハイレベルに立ち上がる。
【００４８】
検出信号Ｓ１がローレベルからハイレベルに立ち上がると、取込み信号生成回路６２によって、パルス状の取込み信号Ｓ２が生成され、この取込み信号Ｓ２は照明信号生成回路６４に出力される。
【００４９】
取込み信号Ｓ２が照明信号生成回路６４に入力されると、一定時間のみハイレベルとなる照明信号Ｓ３が生成され、照明用ＬＥＤ２４及び排出信号生成回路７０に対して出力される。かかる照明信号Ｓ３がハイレベルである間、照明用ＬＥＤ２４から撮像領域１２に対して光が照射され、この間、紙幣２による反射光がＣＣＤ２６の受光部２６ａに入射され、紙幣２の表面パターンに応じた電荷量がＣＣＤ２６の蓄積部２６ｂに蓄積される。ここで、ハウジング１４が遮光性の材料でできていることから、外乱光の影響を極力抑えることが可能となる。
【００５０】
一方、テレビジョン方式の垂直同期信号Ｓ４及び水平同期信号Ｓ５は、逐次同期信号生成回路６６によって生成され、ドライバ５８を介してＣＣＤ２６に対して出力されている。また、読み出し信号生成回路６８により、同期信号生成回路６６によって生成された垂直同期信号Ｓ４を分周することによって、垂直同期信号Ｓ４の２分の１の周期でパルスを生じる読み出し信号Ｓ６が生成され、ドライバ５８を介してＣＣＤ２６に対して出力される。
【００５１】
ＣＣＤ２６は、垂直同期信号Ｓ４及び水平同期信号Ｓ５によって駆動され、読み出し信号Ｓ６のパルスが生じる度に、蓄積部２６ｂに蓄積された電荷を転送し、出力する。ここで、従来技術にかかる読取り装置においては、１フィールド分の電荷転送時間毎に読み出し信号Ｓ６のパルスが生じていたため、図５に示すように、１フィールド分の電荷転送時間毎に１フィールド分の出力画像が出力される。
【００５２】
これに対して、本実施形態に係る読取り装置１０においては、１フィールド分の電荷転送時間の半分の時間毎に読み出し信号Ｓ６のパルスが生じる。従って、２分の１フィールド分の画像が転送され、出力されたタイミングで、次の画像の出力が開始される。ここで、本実施形態に係る読取り装置１０は、遮光板２８を設けて、ＣＣＤ２６の受光部２６ａの上側半分にのみ紙幣２からの反射光を照射して電荷領域を形成するとともにＣＣＤ２６の下側半分を無電荷領域として、当該無電荷領域に先立って電荷領域の電荷の転送を行う。また、紙幣２の表面パターンを表す２分の１フィールド分の画像の転送終了後であって、ＣＣＤ２６の転送部２６ｃが無電荷状態となったときに次の画像の転送を開始する。従って、相前後する２つの画像が重なることはない。その結果、１フィールド分の画像を出力する時間内に、異なる２つの２分の１フィールド分の画像を出力することが可能となる。
【００５３】
ところで、紙幣等の種類の判別は、紙幣２の表面パターンのうち特定の文字列など、横長（あるいは縦長）領域のパターンを読み取れば十分な場合が多い。本実施形態に係る読取り装置１０は、かかる場合に極めて有利である。すなわち、図７（ａ）に示すように、紙幣２の表面パターンのうち、横長の金額表示の部分のみを読み取りたい場合に、縦横比がほぼ４：３の長方形の受光面を有する汎用のＣＣＤ２６を用いる場合、図７（ｂ）に示すように、判別に必要のない部分（図７（ｂ）中の「○○銀」）まで撮像され、出力される。これに対して、本実施形態に係る読取り装置１０においては、図７（ｃ）に示すように、判別に必要なパターンを含む２つの２分の１フィールド分の画像を、１フィールド分の画像を出力する時間内に出力することができる。
【００５４】
また、排出信号生成回路７０から出力される排出信号Ｓ７によって、照明用ＬＥＤ２４の照明の開始から電荷の読み出しまでの間のみ、蓄積部２６ｂに電荷が蓄積されて、それ以外のときは電荷が逐次排出される。従って、外乱光の影響を極めて小さくすることができる。
【００５５】
続いて、本実施形態にかかる読取り装置の効果について説明する。本実施形態に係る読取り装置１０は、遮光板２８を用いることによって紙幣２の表面の特徴部分（例えば金額表示部分）の像のみをＣＣＤ２６の受光部２６ａ、蓄積部２６ｂに電荷領域として形成するとともに、当該電荷領域の電荷の転送後であって１フィールド分の電荷転送時間が経過する前に次位の読み出し信号を出力することで、１フィールド分の電荷転送時間の経過を待たずに、次の画像の処理をすることができる。従って、高価な特殊ＣＣＤ等を用いなくても、安価な汎用ＣＣＤを用いて、読取り対象物である紙幣２の表面を高速に読み取ることが可能となる。
【００５６】
また、本実施形態に係る読取り装置１０は、読み出し信号Ｓ６をテレビジョン方式の１フィールド分の電荷転送時間を２等分した周期で出力することにより、容易に読み出し信号Ｓ６の生成、出力することが可能となる。
【００５７】
また、本実施形態に係る読取り装置１０は、各読み出し信号Ｓ６間において、一定の時間だけ照明光を照射することで、各撮像画像の輝度レベルをほぼ一定に維持できる。その結果、良好な撮像画像を得ることが可能となる。
【００５８】
また、本実施形態に係る読取り装置１０は、ＣＣＤ２６が上記排出部２６ｄを有することで、外乱光の影響によって照明開始前に受光部２６ａに生じた電荷を外部に排出することができる。その結果、外乱光の影響が低減され、良好な撮像画像を得ることが可能となる。
【００５９】
また、本実施形態に係る読取り装置１０は、遮光手段として一部に開口２８ａを有する遮光板２８を採用することで、当該遮光手段を容易に構成することができる。その結果、読取り装置１０の製造コストの低減を図ることができる。
【００６０】
さらに、本実施形態に係る読取り装置１０は、搬送路２２及び搬送手段２０を備えることで、読取り対象物である紙幣２を自動的に、かつ、高速に撮像領域まで搬送することが可能となる。その結果、複数の紙幣２の表面を連続的に高速に読み取ることが可能となる。
【００６１】
また、本実施形態に係る読取り装置１０は、撮像領域１２に紙幣２が配置されたことを検出する検出手段である検出用ＬＥＤ５２とＰＤ５４とを備え、この検出信号に同期して照明を開始することで、撮像領域１２に紙幣２が配置されたタイミングに効果的に紙幣２の表面に照射光を照射することができる。その結果、極めて良好な撮像画像を得ることが可能となる。
【００６２】
上記実施形態にかかる読取り装置１０においては、遮光板２８を用いることによってＣＣＤ２６の受光部２６ａの上側半分のみに紙幣２の表面パターンを撮像し、かかる撮像画像を１フィールド分の電荷転送時間の半周期毎に読み出していたが、これは、遮光板２８を用いてＣＣＤ２６の受光部２６ａの上側３分の１のみに紙幣２の表面パターンを撮像し、図８に示すように、１フィールド分の電荷転送時間の３分の１周期毎に読み出し信号Ｓ６のパルスを生じさせることで、３つの３分の１フィールド分の画像を、１フィールド分の画像を出力する時間内に出力するようにしてもよい。
【００６３】
このようにすることで、図９（ａ）に示すような、さらに横長（あるいは縦長）領域の部分を、汎用のＣＣＤ２６を用いて読み取る際に、図７（ｂ）に示すように、判別に必要のない部分（図７（ｂ）中の肖像画部分）を除去し、図７（ｃ）に示すように、判別に必要なパターンを含む３つの３分の１フィールド分の画像として、１フィールド分の画像を出力する時間内に出力することができる。
【００６４】
また、上記実施形態に係る読取り装置１０においては、１フィールド分の電荷転送時間を等分した間隔でパルスを生じる読み出し信号Ｓ６を出力していたが、かかる読み出し信号Ｓ６のパルス間隔は等間隔でなくてもよい。すなわち、図１０に示すように、照明信号Ｓ３のハイレベルからローレベルへの立ち下がり、すなわち、照明の終了に同期させて読み出し信号Ｓ６のパルスを生じさせるようにしてもよい。このようにすることで、照明の終了から電荷読み出しまでの間の外乱光の影響を除去することができる。また、この場合は、外部への画像出力を２分の１フィールド毎に行うことで、効率のよい画像出力を行うことができる。すなわち、出力画像は、図１１（ｃ）に示すように、２分の１フィールド毎に出力される。
【００６５】
また、上記実施形態に係る読取り装置１０においては、受光部２６ａに対向する位置に設けられた遮光板２８を遮光手段として用いていたが、これは、紙幣２の表面の一部（または全部）を、ＣＣＤ２６の受光部２６ａの一部（上側半分、上側３分の１等）に結像させる結像光学系であってもよい。かかる結像光学系の例としては、図１２に示すような開口部３２ａを有するハーフミラー３２と結像レンズ３０との組み合わせ、あるいは、図１３に示すような、開口７２ａを有する遮光シート７２を上面に張り付けた透明板４０と結像レンズ３０との組み合わせが考えられる。このような構成の遮光手段であっても、構成が容易であり、ＣＣＤ２６の蓄積部２６ｂに効果的に電荷領域と無電荷領域を形成することができる。
【００６６】
また、上記実施形態に係る読取り装置１０は、紙幣２の表面に印刷された印刷パターンを読み取る読取り装置であったが、本発明に係る読取り装置１０は、伝票やカードなどその他の紙葉類の表面に現れたパターンを読み取る読取り装置としても適用可能である。
【００６７】
【発明の効果】
本発明の読取り装置は、遮光手段を用いて読取り対象物の表面の一部を撮像手段の受光部、蓄積部に電荷領域として形成するとともに、当該電荷領域の電荷の転送後であって１フィールド分の電荷転送時間が経過する前に次位の読み出し信号を出力することで、１フィールド分の電荷転送時間の経過を待たずに、次の画像の処理をすることができる。従って、高価な特殊ＣＣＤを用いなくても、安価な汎用ＣＣＤを用いて、読取り対象物の表面の必要部分を高速に読み取ることが可能となる。
【００６８】
また、本発明の読取り装置は、読み出し信号をテレビジョン方式の１フィールド分の電荷転送時間を等分した周期で出力することにより、容易に読み出し信号の生成、出力することが可能となる。
【００６９】
また、本発明の読取り装置は、各読み出し信号間において、一定の時間だけ照明光を照射することで、各撮像画像の輝度レベルをほぼ一定に維持できる。その結果、良好な撮像画像を得ることが可能となる。
【００７０】
また、本発明の読取り装置は、撮像手段が排出部を有することで、外乱光の影響によって照明開始前に受光部に生じた電荷を効果的に排出することができる。その結果、外乱光の影響が低減され、良好な撮像画像を得ることが可能となる。
【００７１】
また、本発明の読取り装置は、照明の終了に同期して読み出し信号を出力することで、照明の終了から電荷読み出しまでの間の外乱光の影響を除去することができる。その結果、外乱光の影響が低減され、良好な撮像画像を得ることが可能となる。
【００７２】
また、本発明の読取り装置は、遮光手段として、一部に開口を有する遮光板、あるいは、読取り対象物の表面の一部または全部を撮像手段の受光面の一部に結像させる結像光学系を採用することで、当該遮光手段を容易に構成することができる。その結果、読取り装置の製造コストの低減を図ることができる。
【００７３】
さらに、本発明の読取り装置は、搬送路及び搬送手段を備えることで、読取り対象物を自動的に、かつ、高速に撮像領域まで搬送することが可能となる。その結果、複数の読取り対象物の表面を連続的に高速に読み取ることが可能となる。
【００７４】
また、本発明の読取り装置は、撮像領域に読取り対象物が配置されたことを検出する検出手段を備え、この検出信号に基づいて照明を開始することで、撮像領域に読取り対象物が配置されたタイミングに効果的に読取り対象物の表面に照射光を照射することができる。その結果、極めて良好な撮像画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】読取り装置の一部切り欠き斜視図である。
【図２】撮像ユニットの断面図である。
【図３】制御部の構成図である。
【図４】紙幣が搬送される様子を示す図である。
【図５】各信号の流れを示すタイミングチャートである。
【図６】各信号の流れを示すタイミングチャートである。
【図７】出力画像を示す図である。
【図８】各信号の流れを示すタイミングチャートである。
【図９】出力画像を示す図である。
【図１０】各信号の流れを示すタイミングチャートである。
【図１１】出力画像を示す図である。
【図１２】ハーフミラーの斜視図である。
【図１３】透明板の斜視図である。
【符号の説明】
１０…読取り装置、１２…撮像領域、１４…撮像ユニット、１６，１８…平面板、２０…ベルトコンベア、２２…搬送路、２４…照明用ＬＥＤ、２６…ＣＣＤ、２６ａ…受光部、２６ｂ…蓄積部、２６ｃ…転送部、２６ｄ…排出部、２８…遮光板、２８ａ…開口、３０…結像レンズ、３２…ハーフミラー、３４…ハウジング、３６…上カバー、３８…底蓋、３９…Ｏリング、４０…透明板、４２…プリント基板、４４…支持柱、４６，４８…フラットケーブル、５０…映り込み防止板、５２…検出用ＬＥＤ、５４…ＰＤ、５６…制御部、５８…ドライバ、６０…アンプ、６２…取込み信号生成回路、６４…照明信号生成回路、６６…同期信号生成回路、６８…読み出し信号生成回路、７０…排出信号生成回路、７２…遮光シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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