光学読取装置および紙葉類処理装置
【課題】紙葉類の透かし画像の検出と形状や欠損の検出を同一ステージで実現することができる光学読取装置および紙葉類処理装置を提供することである。
【解決手段】実施形態に係る光学読取装置は、搬送される紙葉類の一方の面に第１の波長を有する光を照射する第１の光源と、前記搬送される紙葉類の一方の面で、前記第１の光源による光照射と同じ位置に第２の波長を有する光を照射する第２の光源と、前記搬送される紙葉類の他方の面側に設けられ、前記第１の光源の光照射により当該紙葉類を透過した第１の波長を有する光を受光して電気信号に変換する第１の受光手段と、前記搬送される紙葉類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当該紙葉類を透過した第２の波長を有する光を受光して電気信号に変換する第２の受光手段とを具備している。
【解決手段】実施形態に係る光学読取装置は、搬送される紙葉類の一方の面に第１の波長を有する光を照射する第１の光源と、前記搬送される紙葉類の一方の面で、前記第１の光源による光照射と同じ位置に第２の波長を有する光を照射する第２の光源と、前記搬送される紙葉類の他方の面側に設けられ、前記第１の光源の光照射により当該紙葉類を透過した第１の波長を有する光を受光して電気信号に変換する第１の受光手段と、前記搬送される紙葉類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当該紙葉類を透過した第２の波長を有する光を受光して電気信号に変換する第２の受光手段とを具備している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光学読取装置および紙葉類処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
銀行券に盛り込まれた真偽アイテムのうち、透かし画像を偽造するのは用紙の製造技術に関わる技術が必要なことから難易度が高く、簡単なことではないことが容易に推察できる。したがって、用紙の表面に白または淡色で模様を描画することで透かして見ると、透かし画像が存在するように見える効果を生む偽造券が流通する可能性がある。これら偽造券を検査する方法として、各種技術が提案されている。これらは、銀行券の透かし画像部分の透過光画像や反射光画像を取得し比較することや、登録情報との照合をすることで真贋を判別するようになっている。
【０００３】
また、装置の小型化やコスト抑制を考慮し、１つの受光センサと複数の照明装置（反射および透過条件）で構成し、銀行券の移動時に時間分割で照明を切換えつつ、銀行券からの反射光や透過光情報を取得する仕組みが多く提案されている。
【０００４】
これらの検査装置のポイントは、真性の透かし画像は透過光画像で濃淡変化を有するが、反射光では透かし模様の輪郭部などはほとんど確認できないものであるが、比較的稚拙な偽造券では、反射光にて模様の輪郭が確認できる。そのため、透過光画像と反射光画像の透かし画像部の特徴を本物の特徴と比較することで真偽判別することを提案している。
【０００５】
一方、使用する用紙に漉き込みで透かし画像を造り込んだ偽造券の場合、人間が得た視覚情報を脳で処理するように、透過光取得画像から、真贋を判断する機能を機械的に提供した例も存在する。この技術では、透かし画像の透過光画像を細かいエリアで積分したデータをもとに判別処理している。
【０００６】
しかしながら、上記した従来技術には以下のような問題がある
（１）銀行券処理装置の搭載可能検査装置数と高速化対応の課題
銀行券処理装置では銀行券の損傷具合や種別の判別をしつつ、再流通できる銀行券か否かを判別し区分する機能と、本物か偽物かを判別し区分する機能を実現する必要がある。それぞれの検査目的に合わせて検査装置を搬送通路上に複数の異なる機能ユニットを並べて、総合的な真偽判別性能の向上を実現している。
【０００７】
しかし、製品の設置条件や処理能力に応じて機械の大きさが決まり、搭載できる検査装置のユニット数にも制限がでてくる。様々な国の銀行券では様々なセキュリティ素子が盛り込まれている。同時に偽造券も多く流通している場合が多く、これらを排除できる高い真偽判別性能が求められている。したがって、機械に搭載できるユニット数の制約が性能実現の問題となる。
【０００８】
この問題を解決する方法として、前述のように同一ユニット内に異なる波長の照明光を出力する光源を搭載して、銀行券を照明できる構造とし、受光センサを１つとする構成を用意することで、銀行券の通過時に時分割で照明光を切換えて、異なる照明条件の画像を取得する工夫がされている。たとえば、可視光と赤外光や反射光と透過光など、異なる画像情報を１つのユニットで様々な媒体情報を取得する方法がある。
【０００９】
しかし、この時分割露光制御方式では、銀行券が移動している状態で２分割や３分割など分割数設けるため、取得画像の位置が異なる情報となり、媒体情報の同時性が確保できない。また、時分割するため高速に銀行券が移動する場合には、取得できる光量の制限やセンサ駆動時間の制限などを受けるため、容易に高速化できないという課題を抱えている。
【００１０】
（２）搬送位置ばらつきと透かし検査視野の関係
銀行券処理装置等では、銀行券を１枚づつ取出し、ベルト等の挟持搬送手段で移動させつつ検出ユニットを通過させる機構を有する。これらの装置では、常に同一位置に銀行券を通過させるのは難しく、同一機体内でも異なる機体間でも一定のばらつきを持っている。具体的には、検出する銀行券を搬送する機構の影響でその位置が搬送方向に直交する方に位置がずれる「スライド」や、銀行券の中心から回転する「スキュー」を起こす。
【００１１】
これらの搬送される銀行券の位置ばらつきは機械処理する上で、ある程度の範囲で認めて処理する許容範囲が必要となる。この許容範囲は製品によりさまざまに異なる場合が多い。銀行券の搬送速度や、搬送路下流の機構の能力等により条件が異なるためである。検査装置としては、機構の許容範囲内までばらつきを許し、検出性能を維持できることが、装置のバランスという点や処理能力的に望ましい姿となる。
【００１２】
一方、検査装置から見ると検査対象位置が通過する銀行券ごとに異なり、一定でない条件となる。特に、検査対象である透かし画像が銀行券の狭い一部分で、かつ、銀行券の長手方向の端に配置されている場合、最も大きな影響を受ける。銀行券の透かし画像を検査する場合、検出エリア内に透かし画像以外の印刷画像領域が混入すると、光透過率の高い透かし画像に比較し光透過率の低い印刷画像部の影響が大きく、検出する特徴量が大きく変動する。この結果、透かし画像の真偽判別で正常な銀行券を偽物と誤判別する可能性が高くなる。
【００１３】
従来、このようなケースでは、銀行券の位置変動を考慮し、検査対象領域を狭く設定することで影響を低減していた。このように、銀行券の搬送位置ずれを許容する範囲を広くする程、銀行券の検査範囲を狭めるという課題がある。
【００１４】
また、銀行券の内面を細かい積分エリアに分割したデータに対し、ニューラルネットワークを使うことで、パターンを構成する個々のデータの連結関係を捉え、銀行券の位置ずれの影響を除去するようにした技術も提案がされているが、積分した段階で細かい明るさ分布は除去されてしまい繊細な偽造券では性能が期待できないこと、銀行券の位置ずれで周辺の印刷画像部が検出範囲に混入することで、判別性能が低下することが問題となるため、銀行券内の透かし画像位置を特定する能力が性能を左右するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００２−７４４４９号公報
【特許文献２】特開平６−２０３２４４号公報
【特許文献３】特開２００６−１５５３４１号公報
【特許文献４】特開２０００−３０７８１９号公報
【特許文献５】特開２００３−７７０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明が解決しようとする課題は、紙葉類の透かし画像の検出と形状や欠損の検出を同一ステージで実現することができる光学読取装置および紙葉類処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
実施形態に係る光学読取装置は、搬送される紙葉類の一方の面に第１の波長を有する光を照射する第１の光源と、前記搬送される紙葉類の一方の面で、前記第１の光源による光照射と同じ位置に第２の波長を有する光を照射する第２の光源と、前記搬送される紙葉類の他方の面側に設けられ、前記第１の光源の光照射により当該紙葉類を透過した第１の波長を有する光を受光して電気信号に変換する第１の受光手段と、前記搬送される紙葉類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当該紙葉類を透過した第２の波長を有する光を受光して電気信号に変換する第２の受光手段とを具備している。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置の光学系部分を模式的に示す側面図。
【図２】実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置の光学系部分を模式的に示す正面図。
【図３】実施形態に係る銀行券の一例を示す模式図。
【図４】実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置の構成を概略的に示すブロック図。
【図５】実施形態に係る射影画像処理部の処理を説明する模式図。
【図６】実施形態に係る射影画像処理部の処理を説明する模式図。
【図７】実施形態に係る射影画像処理部の処理を説明する模式図。
【図８】実施形態に係る射影画像処理部の処理を説明する模式図。
【図９】実施形態に係る射影画像処理部の処理を説明する模式図。
【図１０】実施形態に係る透過画像補正処理部の処理を説明する模式図。
【図１１】実施形態に係る透過画像補正処理部の処理を説明する模式図。
【図１２】実施形態に係る銀行券の搬送位置ばらつき時の検査対象位置変動を説明する模式図。
【図１３】他の実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置の光学系部分を模式的に示す正面図。
【図１４】他の実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置の光学系部分を模式的に示す正面図。
【図１５】他の実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置の光学系部分を模式的に示す側面図。
【図１６】他の実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置の光学系部分を模式的に示す側面図。
【図１７】実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置を用いた紙葉類処理装置の外観を模式的に示す斜視図。
【図１８】実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置を用いた紙葉類処理装置の内部構成を模式的に示す構成図。
【図１９】実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置を用いた紙葉類処理装置の制御系統の構成を概略的に示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。
まず、本実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置を用いた紙葉類処理装置について説明する。
【００２０】
図１７、図１８は、本実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置を用いた紙葉類処理装置の構成を模式的に示すものである。この紙葉類処理装置１１１は、たとえば、複数の銀行の各支店等から送られた銀行券（以降、紙葉類ともいう）を検査して、再使用可能な銀行券だけを結束して再使用に供するためのものである。
【００２１】
図１７、図１８において、紙葉類処理装置１１１は、その一端部に集積状態の複数枚の銀行券をセットする供給部１１２を有する。供給部１１２の上部には、当該供給部１１２にセットされた銀行券をその集積方向上端のものから１枚ずつ取出す取出部１１３が設けられている。取出部１１３は、最上端の銀行券に転接して負圧を生じつつ回転する吸着ローラ１１４を有する。吸着ローラ１１４は、たとえば、１回転するごとに１枚の銀行券を取出すように機能し、銀行券を一定のピッチで取出すように動作する。
【００２２】
取出部１１３の下流側には、吸着ローラ１１４によって取出された銀行券を搬送する搬送手段としての搬送路１１５が延設されている。搬送路１１５には、図示しない搬送ベルトや駆動プーリが配設され、図示しない駆動モータによって搬送ベルトを走行させることにより銀行券を一定速度で搬送するようになっている。
【００２３】
取出部１１３から延びた搬送路１１５上には、搬送されている銀行券の光学的および磁気的な特徴情報を検出して銀行券の種類、汚棄損、表裏、真偽などを検査する検査部１１６が設けられている。検査部１１６は、搬送路１１５の両側に配設され、搬送される銀行券の両面の画像を読取るための２つの画像読取装置１１７，１１８を有する。画像読取装置１１７，１１８は、たとえば、撮像手段としてＣＣＤカメラを有し、撮像した画像から銀行券の表面の模様画像を読取る。
【００２４】
また、検査部１１６は、搬送路１１５を搬送される銀行券の厚みを検査する厚み検査部１１９を有する。厚み検査部１１９は、銀行券の２枚取りを検出するのに用いられる。
【００２５】
さらに、検査部１１６は、搬送される銀行券の形状および透かし画像等を検出する形状・透かし検出装置１３５を有する。形状・透かし検出装置１３５については後で詳細を説明する。
【００２６】
この他に、検査部１１６は、銀行券の磁気的な特徴情報を検出する少なくとも１つ以上の磁気センサ等をも備えている。
【００２７】
検査部１１６の下流側の搬送路１１５上には、たとえば、６つのゲート１２０〜１２５が順次配設されている。ゲート１２０〜１２５は、検査部１１６における検査結果に基づいて図示しない制御部による制御にしたがって切換えられ、当該銀行券を所定の処理部へ案内する。
【００２８】
検査部１１６の直後に配設されたゲート１２０は、搬送路１１５を排除搬送路１２６に分岐する位置に設けられ、検査部１１６を介して正規の銀行券ではないことが検出された排除券、および、検査部１１６において検査できなかった検査不能券等を排除搬送路１２６へ案内するように切換えられる。
【００２９】
排除搬送路１２６の終端部には、取出部１１３にて取出した姿勢のまま、すなわち、表裏を反転しないで（実際には３６０°回転させて）、排除券および検査不能券をその取出し順序を変えずに集積する排除集積部（排除部）１２７が設けられている。
【００３０】
排除集積部１２７には、この他に、銀行券を重ね取りした検査不能券や正規の銀行券ではないことが判定された偽券などが集積される。
【００３１】
また、ゲート１２０の下流側の搬送路１１５に沿って設けられたゲート１２１〜１２４によって分岐された位置には、それぞれ第１乃至第４の集積・結束部（集積部）１２８〜１３１（以下、総称して集積・結束部１３２と称する場合もある）が配設されている。集積・結束部１３２には、ゲート１２０を介して導かれた排除券以外の正規の銀行券のうち再使用可能な正券だけが集積されて結束される。
【００３２】
たとえば、第１および第２の集積・結束部１２８，１２９には、表面を上にした正券が１００枚ずつ集積されて結束され、第３および第４の集積・結束部１３０，１３１には、裏面を上にした正券が１００枚ずつ集積されて結束される。具体的には、集積・結束部１２８に正券を１００枚集積した後、この１００枚の正券を結束しているときに、もう一方の集積・結束部１２９に次の１００枚の正券を集積する。このようにして集積・結束部１３２で結束された正券は、図示しないコンベア等によって機外へ排出されて再使用に供される。
【００３３】
最も下流側に配設されたゲート１２５によって搬送路１１５から分岐された位置には、ゲート１２０を介して導かれた排除券以外の銀行券のうち、集積・結束部１３２へ集積されなかった損券、すなわち、正規の銀行券ではあるが汚棄損等の理由によって再使用不可能と判断された銀行券を裁断して失効させたのち収納する裁断部１３３が配設されている。なお、損券裁断モードが選択されていない場合、損券は裁断部１３３へ搬送されずに損券集積用のスタッカ１３４に集積される。
【００３４】
また、紙葉類処理装置１１１は、その供給部１１２側にオペレータが操作する操作部１３６を有する。操作部１３６には、オペレータによる各種操作入力等を受付けるとともに、オペレータに対して各種操作案内等を表示する操作・表示パネル（表示部）１３７が設けられている。操作・表示パネル１３７は、表示したボタンにオペレータが触れることで当該ボタンの入力を検知するタッチパネルにより構成されている。この他に、操作・表示パネル１３７の近傍には、供給部１１２の銀行券投入口を開閉する取っ手を有するドア１３８、排除集積部１２７に集積された銀行券を取出すための取出口１３９、オペレータが操作するキーボード１４０などが設けられている。
【００３５】
図１９は、上記のように構成された紙葉類処理装置１１１の制御系統の構成を概略的に示すものである。
【００３６】
図１９において、主制御部１５１は、全体的な制御を司るもので、これには前記検査部１１６、操作・表示パネル１３７およびキーボード１４０がそれぞれ接続されるとともに、搬送制御部１５２および集積・結束制御部１５３がそれぞれ接続される。
【００３７】
主制御部１５１は、操作・表示パネル１３７からの指示や検査部１１６の検査結果などに基づき搬送制御部１５２および集積・結束制御部１５３をそれぞれ制御する。
【００３８】
検査部１１６は、前記画像読取装置１１７，１１８、厚み検査部１１９、形状・透かし検出装置１３５、その他の銀行券のセンサ類（磁気センサ等）１５４、および、これらからのデータを処理することにより光学的および磁気的な特徴情報を検出して銀行券の種類、汚棄損、表裏、真偽などを判定するＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）１５５により構成されている。
【００３９】
搬送制御部１５２は、主制御部１５１の制御に基づき前記取出部１１３、搬送路１１５、排除搬送路１２６およびゲート１２０〜１２５を制御することにより、銀行券の取出・搬送制御を行なう。
【００４０】
集積・結束制御部１５３は、主制御部１５１の制御に基づき前記排除集積部１２７および集積・結束部１２８〜１３１を制御することにより、銀行券の集積・結束制御を行なう。
【００４１】
以下、このように構成された紙葉類処理装置１１１の動作について簡単に説明する。
まず、オペレータの手作業によって１まとめの銀行券が供給部１１２にセットされる。この場合、オペレータは、ドア１３８を開けて銀行券を供給部１１２へセットする。この後、取出部１１３が駆動されることで、銀行券が最上端のものから順に１枚ずつ搬送路１１５上に取出される。搬送路１１５上に取出された銀行券は、検査部１１６を通過し、検査される。
【００４２】
このとき、たとえば、取出部１１３によって複数枚の銀行券が重なった状態で取出されている場合、集積方向両端にある銀行券の表面の画像がそれぞれ画像読取装置１１７，１１８により読取られる。当然のことながら、銀行券が１枚だけ正常に取出されている場合には、当該銀行券の表裏の画像がそれぞれ読取られることになる。
【００４３】
このようにして銀行券から読取られた画像は、検査部１１６内の図示しないメモリに一時記憶され、必要に応じて操作・表示パネル１３７を介してオペレータに対して表示される。本実施形態では、取出部１１３で取出された銀行券のうち、排除集積部１２７へ集積される銀行券の画像のみをメモリに記憶するようにしている。なお、メモリに記憶した画像は、操作・表示パネル１３７における所定の操作により切換え表示可能となっている。
【００４４】
検査部１１６は、画像読取装置１１７，１１８により読取られた画像や厚み検査部１１９の検査結果、形状・透かし検出装置１３５の検出結果等に基づいて、当該銀行券が正規の銀行券であるか否かを判定する。この判定の結果、正規の銀行券である場合、当該銀行券は再使用可能な正券であるか否かを判定する。
【００４５】
この判定の結果、当該銀行券が再使用可能な正券である場合、ゲート１２０が集積・結束部１３２に向かう搬送路１１５の方向に切換えられる。そして、ゲート１２１〜１２４のうちいずれか１つのゲートが集積・結束部１３２方向に切換えられ、ゲート１２０を介して導かれた当該正券がいずれかの集積・結束部１３２に集積される。
【００４６】
本実施形態では、たとえば、一方の画像読取装置１１７で表の模様が検出された正券、すなわち、表面を上にした状態で搬送された正券を第１、第２の集積・結束部１２８，１２９のいずれか一方に集積し、他方の画像読取装置１１８で表の模様が検出された正券、すなわち、裏面を上にした状態で搬送された正券を第３、第４の集積・結束部１３０，１３１のいずれか一方に集積するようにしている。
【００４７】
これにより、正券の表裏を取り揃えるようにしている。たとえば、第１の集積・結束部１２８に表面が上の正券を集積していき、第１の集積・結束部１２８の正券が１００枚に達した時点で、１００枚の正券を結束するとともに、第２の集積・結束部１２９に対する正券の集積を開始し、２つの集積・結束部に１００枚ずつ交互に集積して結束するようにしている。
【００４８】
上記判定の結果、当該銀行券が再使用不可能な損券である場合、ゲート１２５が切換えられて搬送中の当該損券が裁断部１３３へ導かれ、当該損券が裁断されて失効される。なお、集積・結束した正券の枚数、および、裁断して失効した損券の枚数は、主制御部１５１で計数されて、集計される。
【００４９】
上記判定の結果、当該銀行券が正規の銀行券でない場合、ゲート１２０が切換えられて搬送路１１５が排除搬送路１２６に接続される。そして、検査部１１６は、当該被処理媒体が他の媒体であるか否かを判定する。この判定の結果、当該被処理媒体は他の媒体でない場合、すなわち、２つの画像読取装置１１７，１１８で読取ったいずれの画像からも当該被処理媒体が他の媒体ではないことが判定されると、当該被処理媒体が正規の銀行券ではない例えば偽造された排除券であることが判断され、あるいは、２枚以上の銀行券の重ね取りが判断され、排除搬送路１２６に導かれた当該被処理媒体がそのまま排除集積部１２７へ集積される。
【００５０】
上記判定の結果、当該被処理媒体は他の媒体である場合、たとえば異物であることが判断され、当該被処理媒体の搬送が停止されて排除搬送路１２６上に停止される。このようにして、排除搬送路１２６上に停止された当該被処理媒体は、オペレータによって取出されて確認され、手作業によって処理される。
【００５１】
次に、前記形状・透かし検出装置１３５について詳細に説明する。
図１および図２は、形状・透かし検出装置１３５の光学系部分の構成を模式的に示すものである。図１および図２において、銀行券（紙葉類）１１は、たとえば、図３に示すように偽造防止用の透かし画像Ｐおよび印刷画像（図示省略）を有していて、搬送ローラ１２，１３（前記搬送路１１５に相当）により挟持して図示矢印ａ方向に搬送されるものとする。
【００５２】
搬送される銀行券１１の一方の面側には、銀行券１１の一方の面に第１の波長を有する光として赤外光および第２の波長を有する光として可視光を照射する照明部１４が設けられている。
【００５３】
照明部１４は、たとえば、複数のＬＥＤチップ（発光素子）１５を銀行券１１の搬送方向ａと直交する方向に一定間隔で直線状に並設したもので、赤外光を発するＬＥＤチップＬＲと可視光を発するＬＥＤチップＬＷを１個置きに並べることで、赤外光と可視光とが混ざった混色照明光を実現している。
【００５４】
照明部１４と搬送される銀行券１１との間には、照明拡散板１６が配設されている。これにより、点光源であるＬＥＤチップの輝点間の光源の存在しないエリアに照明光が広がる効果を得て、直線状の照明領域を確保することができるようになっている。
【００５５】
照明拡散板１６は、乳白色ガラスや白色フィルムなど、光を拡散させるものを使用する。たとえば、透過効率が良く拡散性を制御できるレンズ拡散板（ＬＳＤ（Light Shaping Diffuser））等が利用できる。
【００５６】
搬送される銀行券１１の他方の面側には、銀行券１１を透過した赤外光および可視光をそれぞれ受光して電気信号に変換する受光部１７が設けられている。受光部１７は、光学像を結ぶレンズ等の結像手段１８、および、ラインイメージセンサ等の第１受光素子１９および第２受光素子２０を有する。これらの２つの受光部１９，２０は、互いに異なる波長の光を受光するように、受光光路中に設けたダイクロイックミラー２１により２つの波長光に分離し受光する。
【００５７】
すなわち、照明部１４による光照射による銀行券１１の透過光を直線上の光軸で受光するように、搬送路の照明部１４とは反対側にＣＣＤラインイメージセンサ等のライン状に走査する第１受光素子１９および第２受光素子２０を配設する。２つの受光部１９，２０は、照明部１４の２つの波長光にそれぞれ合わせて受光波長を制限するため、ダイクロイックミラー２１により赤外光を反射させて第１受光素子１９に結び、ダイクロイックミラー２１を透過する可視光は第２受光素子２０に結像する。このように、照明部１４の異なる２つの波長光に合わせて、受光部１７も２つの波長光で分離し同時に同一箇所の画像を結像する構成にしている。
【００５８】
なお、ダイクロイックミラー２１を、可視光を反射し、赤外光を透過するタイプに変えることにより受光する波長と配置を変更することもできる。
【００５９】
このような構成により、銀行券１１の同一箇所の透過光画像を２つの異なる波長で捉えた画像として取得できる。本実施形態では、銀行券１１に真偽用セキュリティ素子として組み込まれた透かし画像Ｐを透過赤外光の濃淡変化により検査し、透過可視光による射影情報を利用して銀行券１１の外形形状、端面部の位置、損傷や欠損などを検査する。
【００６０】
この２つの検査では、銀行券１１の透過光量を検査するが、その透過光量レベルに大きな相違がある。透かし画像等は用紙の拡散光透過や吸収により照明光量に対して透過光量が１／１０以下程度まで減衰する。この減衰した光量を中心に濃淡変化を多値情報として検査し評価可能な信号を抽出する必要がある。
【００６１】
一方、銀行券１１の形状等を検査する場合、銀行券１１の端面位置を捉えることが必要なため、銀行券１１からの透過光量は照明光量の１／２から１／５程度で「あり／なし」を判断できればその機能を満たす。ただし、必要以上に光量を増すと、銀行券１１の端面部では照明光による回折の影響や受光素子の画素にじみの影響で透過光領域が大きくなり、端面位置が正しく計測できなくなる。
【００６２】
このように、２つの透過光検出光学系では評価する透過光量の大きさに相違があるため、それぞれ用途に適合した照明光量の最適化調整が必要となる。そこで、照明部１４は、後述するように検査用途ごとに最適な照明条件が設定される。
【００６３】
図４は、本実施形態に係る形状・透かし検出装置１３５の構成を概略的に示すものである。照明部１４の各赤外光用のＬＥＤチップＬＲは照明駆動部４１により駆動され、各可視光用のＬＥＤチップＬＷは照明駆動部４２により駆動される。照明駆動部４１，４２は、ＬＥＤチップＬＲ，ＬＷをそれぞれ用途に適合した照明光量となるように、最適な照明条件で駆動するようになっている。
【００６４】
第１受光素子１９および第２受光素子２０は、受光部制御部４３によって走査制御、露光制御される。その場合、搭載する製品ごとに銀行券１１の搬送速度が異なる場合にも、受光素子を走査（スキャン）するための駆動信号の周波数を変えて対応可能としている。
【００６５】
第１受光素子１９および第２受光素子２０からの各アナログ信号は、それぞれ受光増幅部４４，４５で適正な出力信号レベルまで増幅された後、Ａ／Ｄ変換部４６，４７に送られ、それぞれ量子化（デジタル化）される。Ａ／Ｄ変換部４６，４７で量子化された各信号は、それぞれの検査目的に合わせて透過画像処理部４８、射影画像処理部４９へ送られ、ここで補正処理等が行なわれる。
【００６６】
透過画像処理部４８の処理結果は透過画像補正処理部５０へ送られ、射影画像処理部４９の処理結果は形状・位置・欠損等検出部５１へ送られる。透過画像補正処理部５０の処理結果は透かし検出部５２へ送られ、形状・位置・欠損等検出部５１の検出結果は透過画像補正処理部５０へ送られる。透かし検出部５２および形状・位置・欠損等検出部５１の各検出結果は検査部１１６のＣＰＵ１５５（図１９参照）へ送られる。これら各部４８〜５２の詳細は次に説明する動作説明にて述べる。
【００６７】
以下、上記のように構成された形状・透かし検出装置１３５の動作について説明する。
銀行券１１が搬送ローラ１２，１３により図示矢印ａ方向に搬送され、照明部１４の位置に到達すると、銀行券１１は照明部１４により赤外光と可視光からなる混合照明光が搬送方向ａと直交方向にライン状に照射される。
【００６８】
照明部１４の光照射による銀行券１１からの透過光は、受光部１７において、結像手段１８を介してダイクロイックミラー２１に導かれ、ここで２つの波長光に分離され、赤外光（透過赤外光）は第１受光素子１９へ入射し、可視光（透過可視光）は第２受光素子２０へ入射し、それぞれ電気信号に変換される。
【００６９】
第１受光素子１９および第２受光素子２０の各出力信号（アナログ信号）は、それぞれ受光増幅部４４，４５で適正な出力信号レベルまで増幅された後、Ａ／Ｄ変換部４６，４７に送られ、ここで量子化（デジタル化）されて透過赤外光画像および透過可視光画像となる。
【００７０】
Ａ／Ｄ変換部４６から得られる透過赤外光画像は透過画像処理部４８へ送られ、Ａ／Ｄ変換部４７から得られる透過可視光画像は射影画像処理部４９へ送られ、ここで補正処理等が行なわれる。
【００７１】
補正処理としては、たとえば、銀行券１１が搬送路に存在しなし状態で照明光を直接受光して、明るさや受光素子感度ばらつきによる信号レベルの違い（歪）を補正するシェーディング補正や、照明光量の経時変化や温度変化による明るさ変動等を一定に保つ出力信号レベル補正などを行ない、安定な検査性能を維持するための機能を実現する。
【００７２】
また、射影画像処理部４９は、Ａ／Ｄ変換部４７からの透過可視光画像から、図５に示すように、透過光が「明」から「暗」に、「暗」から「明」に変化する位置情報を座標情報として抽出する。座標情報は、座標値「０，０」から座標値「ｍ，ｎ」までの全走査範囲Ｅ１における走査（スキャン）方向（受光素子の走査方向）ｂの何画素目と、銀行券１１の移動（搬送）方向ａの何スキャン目かを示す座標値である。
【００７３】
この銀行券１１の端面位置座標値（以降、媒体端面位置座標値ともいう）により、全走査範囲Ｅ１内のどこに銀行券１１が位置するかの元となる座標情報を抽出する。同時に、銀行券１１の端面から内側に位置する孔や破れのように、銀行券１１の内部で透過光領域が存在する場合も、その「暗」から「明」への変化位置座標情報も抽出する。
【００７４】
次に、形状・位置・欠損等検出部５１は、射影画像処理部４９で取得された座標情報から、図５の座標値（０，ａ）、（０，ｂ）、（ｃ，ａ）、（ｄ，ｂ）の４点を特定することで、銀行券１１の端面位置を検出する。次に、この銀行券１１の四隅の対向する２コーナを結び（破線で示す）、交差する点の位置座標値を重心座標値ｇとして認識する。この重心位置（重心座標値ｇ）により、銀行券１１の走査方向ｂの標準搬送センタ（搬送方向の中心点）の走査方向ｂへのずれ量を算出する。このずれ量がスライド量であり、標準搬送センタからどれほど銀行券１１が離れているかを判断する量とする。
【００７５】
続いて、図６に示すように、銀行券１１の長辺方向の２つのコーナ座標値（０，ｅ）、（ｆ，ｇ）から、走査方向ｂにどれだけ差があるかを算出する。この差が銀行券１１の傾き（スキュー）を判断する特徴量として抽出する。この特徴量は、反対側の２つのコーナ座標値（ｈ，ｉ）、（ｊ，ｋ）からも算出され、２つの情報が得られる。このうち大きい方の値をスキュー量を求める値として採用し、銀行券１１の長辺方向の長さ情報からスキュー量を判定する。同様に、銀行券１１の短辺方向の２つのコーナの搬送方向の座標値差を求め、上記スキュー判定の妥当性を検証する。相互の検出量に大きな差が生じた場合、最大値を採用するなどの判定処理をする。
【００７６】
図７に示す例のように、銀行券１１の四隅の一部に欠損部１１ａがある場合は、スライド量とスキュー量の算出に誤差が生じないように、長方形であるかの検証を端面位置座標の連続性を検査することで異常を検出する。コーナの欠損部１１ａを認識した場合には、端面位置情報の連続性から仮想コーナ座標値を求める。この仮想コーナ座標値を用いて、スライド量とスキュー量を算出することで誤検出を回避する。
【００７７】
同様に、射影画像処理部４９で取得された座標情報から、銀行券１１の外形形状および寸法を、また、銀行券１１の外形の内側に透過光が存在する場合には、孔や破れ等の欠損情報を検出する。図８は、銀行券１１が走査方向ｂに平行に移動したスライド状態を示す図で、重心位置ずれによりスライド量を求める。図９は、銀行券１１にスライドとスキューが混在した場合を示し、前述の方法でスライド量とスキュー量を算出し、銀行券１１の搬送状態とその位置を特定する。
【００７８】
次に、透過画像補正処理部５０は、透過画像処理部４８で補正処理された後の透過赤外光画像から、検査対象の透かし画像エリア（透かし画像Ｐが存在するエリア）を抽出し、透過濃度変化や明るさ情報などを専用のアルゴリズムにより抽出処理する。この際、透かし画像エリアの抽出には、形状・位置・欠損等検出部５１から銀行券１１の通過位置情報に基づくスキュー量とスライド量を取得し、このスキュー量とスライド量に基づき、入力された透過赤外光画像をアフィン変換等の手法を用いて回転や移動する補正処理を行なう。
【００７９】
図１０に、スキューした入力画像（透過赤外光画像）Ｉａ（またはＩｂ）の回転補正により、正常に搬送された場合と同等の辞書画像Ｒｐと同じ位置条件に合わせ込んだ場合の概念図を示す。この補正処理により、後段の透かし検出部５２での照合処理を高精度に実現可能となる。
【００８０】
また、透過画像補正処理部５０は、検査部１１６のＣＰＵ１５５（図１９参照）から、当該銀行券１１の金種や表裏や通過方向などの情報を取得し、これらの情報から、透かし検出処理するための透かし画像エリアを検出切り出し、透かし画像エリア内の画像情報を透かし検出部５２に出力する。
【００８１】
さらに、透過画像補正処理部５０は、図１１に示すように、銀行券１１の透かし画像Ｐ内に孔等の欠損部１１ｂが存在した場合にも、その大きさが透かし画像Ｐに比較して充分小さければ、欠損部１１ｂを含む周囲のエリア１１ｃを透かし画像エリアから除外する。この機能の精度は、画像読取分解能が小さいほど高精度に実現できる。
【００８２】
透かし検出部５２は、透過画像補正処理部５０から供給される透かし画像エリア内の画像情報に対し、あらかじめ設定された真性の透かし画像（辞書情報）とのマッチング処理や、濃淡情報や透過光量など様々な情報を駆使し透かし画像の真偽を評価する。
【００８３】
形状・位置・欠損等検出部５１の検出結果および透かし検出部５２の評価結果は検査部１１６のＣＰＵ１５５に送られ、銀行券１１の種類判定や真偽判定等を行なうためのパラメータの１つとして用いられる。
【００８４】
図１２は、検査対象である銀行券１１の透かし画像Ｐの位置が、搬送時位置ずれにより変動する様子を示している。この変動量を求めた条件としては、銀行券１１の長さが１６０ｍｍ、銀行券１１の幅が８２ｍｍ、位置ずれ量が±５ｍｍ、回転量が±５°とした。この図のように、銀行券１１の搬送位置ずれ許容範囲を広げると検査対象位置が大きく変わることが分かる。同時に検出位置補正機能が重要であることが分かる。
【００８５】
以上述べた少なくとも１つの実施形態によれば、以下の作用効果を期待できる。
（１）銀行券処理機の搭載可能検査装置数の確保と高速化対応
銀行券の透かし画像を検査する装置に銀行券の形状や欠損を同一位置で同時に検査する光学手段を搭載することで、透かし画像の真偽判別性能の向上を実現できるとともに、銀行券の搬送路上の搭載ユニットを２個から１個にできる。もともと搭載可能ユニット数の制限数から１ユニットスペースを異なる真偽アイテム用に利用できるため、装置としての総合的な真偽性能向上に寄与し、コスト低減にも寄与する。また、削減スペース分装置を小型化することも可能となる。
【００８６】
（２）搬送ばらつきと透かし検査視野ずれによる誤判別削減
銀行券が移動する際の位置ずれや回転などの変動による検査性能への悪影響を、透かし画像を検査している同一位置で取得した銀行券の位置や回転情報を有効に活用することで、取得画像のうち透かし画像の検出エリアを正確に捕捉することができる。その結果、検査閾値を緩めることなく常に高い真偽判別性能を実現できるとともに、銀行券の存在するエリアを狭めることなく、そのセキュリティ素子のほぼ全域を検査できる。また、検査する銀行券の位置が正確に把握できるため、読取り分解のまま基準データとの比較評価が可能となり、より細かい画像情報で検査が可能となる。
【００８７】
（３）検査対象位置欠損の真偽検査性能影響を低減
透かし画像を検査する銀行券のセキュリティ素子が損傷している場合に、同一位置で取得した射影情報による銀行券の欠損情報を有効に活用することで、その欠損が透かし画像の検査エリアに比較して大きくない場合は、欠損位置の周囲を含むエリアを検査対象から除外し、透かし画像の検出判定処理を行なうことができる。その結果、欠損に影響されない真偽判別性能を実現できるとともに、損傷の多い劣悪な銀行券を検査する場合に、真偽性能を維持しつつ排除率を低減できる。
【００８８】
なお、前記実施形態では、照明部１４として、複数のＬＥＤチップ１５を銀行券１１の搬送方向ａと直交する方向に一定間隔で直線状に並設し、かつ、赤外光を発するＬＥＤチップＬＲと可視光を発するＬＥＤチップＬＷを１個置きに並べることで、赤外光と可視光とが混ざった混色照明光を実現したものを用いたが、たとえば、図１３に示すように、伝送ライト方式の透明構造体（ロッド光学体）２２を銀行券１１の搬送方向と直交する方向に配設し、この透明構造体２２の両端面から、それぞれ照明光を照射することにより、受光部１７から見てライン状の照明光を得るようにしてもよい。
【００８９】
この場合、赤外光と可視光との混合照明光は、透明構造体２２の両端面側にそれぞれ赤外光を発するＬＥＤ（発光素子）２３，２３、可視光を発するＬＥＤ２４，２４、およびダイクロイックミラー２５，２５を配設し、ＬＥＤ２３，２３からの赤外光とＬＥＤ２４，２４からの可視光をダイクロイックミラー２５，２５を介して透明構造体２２の両端面からそれぞれ照射することにより実現可能である。この例の場合、照明拡散板１６を省略してもよい。
【００９０】
また、照明部１４として、たとえば、図１４に示すように、伝送ライト方式の透明構造体（ロッド光学体）２６を銀行券１１の搬送方向と直交する方向に配設し、この透明構造体２６の両端面から、それぞれ照明光を照射することにより、受光部１７から見てライン状の照明光を得るようにしてもよい。
【００９１】
この場合、赤外光と可視光との混合照明光は、透明構造体２６の両端面側にそれぞれハロゲンランプのようにブロードな発光波長を持つ光源２７，２７、光学フィルタ（可視光吸収赤外光透過フィルタ）２８、および光学フィルタ（赤外光吸収可視光透過フィルタ）２９を配設し、光源２７，２７からの光を光学フィルタ２８，２９を介して透明構造体２６の両端面からそれぞれ照射することにより実現可能である。この例の場合も、照明拡散板１６を省略してもよい。
【００９２】
なお、光学フィルタ２８，２９を共通の光透過特性を有するものを使用することもできる。その場合、可視光と赤外光の光量バランスを受光部１７が必要なバランスとなるような透過分光特性を光学フィルタ２８，２９に持たせる。
【００９３】
また、受光部１７として、たとえば、図１５に示すように、自己収束型の結像レンズであるセルフォックレンズ（登録商標）３０，３１、光学フィルタ（可視光吸収赤外光透過フィルタ）３２、光学フィルタ（赤外光吸収可視光透過フィルタ）３３、および、密着型イメージセンサ３４，３５の組み合わせでも実現可能である。
【００９４】
さらに、受光部１７として、たとえば、図１６に示すように、結像レンズ３６，３７、光学フィルタ（可視光吸収赤外光透過フィルタ）３２、光学フィルタ（赤外光吸収可視光透過フィルタ）３３、および、密着型イメージセンサ３４，３５の組み合わせでも実現可能である。
【００９５】
また、前記実施形態では、透過画像補正処理部５０で入力画像を回転や移動処理して、標準位置で生成された辞書画像と照合する方法を記述しているが、入力画像はそのままで、形状・位置・欠損等検出部５２から銀行券１１の媒体通過位置情報に基づくスキュー量とスライド量を受取り、辞書画像の方を回転や移動することで照合処理する方法でも同様の効果を得られる。
【００９６】
さらに、前記実施形態では、紙葉類が銀行券の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、たとえば、銀行券以外の有価証券であっても同様に適用可能である。
【００９７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９８】
１１…銀行券（紙葉類）、Ｐ…透かし画像、１２，１３…搬送ローラ（搬送路）、１４…照明部、１５…ＬＥＤチップ、１６…照明拡散板、１７…受光部、１８…結像手段、１９…第１受光素子、２０…第２受光素子、２１…ダイクロイックミラー、４８…透過画像処理部、４９…射影画像処理部、５０…透過画像補正処理部、５１…形状・位置・欠損等検出部、５２…透かし検出部、１１１…紙葉類処理装置、１１２…供給部、１１３…取出部、１１５…搬送路（搬送手段）、１１６…検査部、１２０〜１２５ゲート、１２６…排除搬送路、１２７…排除集積部、１２８〜１３１…集積・結束部、１３５…形状・透かし検出装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光学読取装置および紙葉類処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
銀行券に盛り込まれた真偽アイテムのうち、透かし画像を偽造するのは用紙の製造技術に関わる技術が必要なことから難易度が高く、簡単なことではないことが容易に推察できる。したがって、用紙の表面に白または淡色で模様を描画することで透かして見ると、透かし画像が存在するように見える効果を生む偽造券が流通する可能性がある。これら偽造券を検査する方法として、各種技術が提案されている。これらは、銀行券の透かし画像部分の透過光画像や反射光画像を取得し比較することや、登録情報との照合をすることで真贋を判別するようになっている。
【０００３】
また、装置の小型化やコスト抑制を考慮し、１つの受光センサと複数の照明装置（反射および透過条件）で構成し、銀行券の移動時に時間分割で照明を切換えつつ、銀行券からの反射光や透過光情報を取得する仕組みが多く提案されている。
【０００４】
これらの検査装置のポイントは、真性の透かし画像は透過光画像で濃淡変化を有するが、反射光では透かし模様の輪郭部などはほとんど確認できないものであるが、比較的稚拙な偽造券では、反射光にて模様の輪郭が確認できる。そのため、透過光画像と反射光画像の透かし画像部の特徴を本物の特徴と比較することで真偽判別することを提案している。
【０００５】
一方、使用する用紙に漉き込みで透かし画像を造り込んだ偽造券の場合、人間が得た視覚情報を脳で処理するように、透過光取得画像から、真贋を判断する機能を機械的に提供した例も存在する。この技術では、透かし画像の透過光画像を細かいエリアで積分したデータをもとに判別処理している。
【０００６】
しかしながら、上記した従来技術には以下のような問題がある
（１）銀行券処理装置の搭載可能検査装置数と高速化対応の課題
銀行券処理装置では銀行券の損傷具合や種別の判別をしつつ、再流通できる銀行券か否かを判別し区分する機能と、本物か偽物かを判別し区分する機能を実現する必要がある。それぞれの検査目的に合わせて検査装置を搬送通路上に複数の異なる機能ユニットを並べて、総合的な真偽判別性能の向上を実現している。
【０００７】
しかし、製品の設置条件や処理能力に応じて機械の大きさが決まり、搭載できる検査装置のユニット数にも制限がでてくる。様々な国の銀行券では様々なセキュリティ素子が盛り込まれている。同時に偽造券も多く流通している場合が多く、これらを排除できる高い真偽判別性能が求められている。したがって、機械に搭載できるユニット数の制約が性能実現の問題となる。
【０００８】
この問題を解決する方法として、前述のように同一ユニット内に異なる波長の照明光を出力する光源を搭載して、銀行券を照明できる構造とし、受光センサを１つとする構成を用意することで、銀行券の通過時に時分割で照明光を切換えて、異なる照明条件の画像を取得する工夫がされている。たとえば、可視光と赤外光や反射光と透過光など、異なる画像情報を１つのユニットで様々な媒体情報を取得する方法がある。
【０００９】
しかし、この時分割露光制御方式では、銀行券が移動している状態で２分割や３分割など分割数設けるため、取得画像の位置が異なる情報となり、媒体情報の同時性が確保できない。また、時分割するため高速に銀行券が移動する場合には、取得できる光量の制限やセンサ駆動時間の制限などを受けるため、容易に高速化できないという課題を抱えている。
【００１０】
（２）搬送位置ばらつきと透かし検査視野の関係
銀行券処理装置等では、銀行券を１枚づつ取出し、ベルト等の挟持搬送手段で移動させつつ検出ユニットを通過させる機構を有する。これらの装置では、常に同一位置に銀行券を通過させるのは難しく、同一機体内でも異なる機体間でも一定のばらつきを持っている。具体的には、検出する銀行券を搬送する機構の影響でその位置が搬送方向に直交する方に位置がずれる「スライド」や、銀行券の中心から回転する「スキュー」を起こす。
【００１１】
これらの搬送される銀行券の位置ばらつきは機械処理する上で、ある程度の範囲で認めて処理する許容範囲が必要となる。この許容範囲は製品によりさまざまに異なる場合が多い。銀行券の搬送速度や、搬送路下流の機構の能力等により条件が異なるためである。検査装置としては、機構の許容範囲内までばらつきを許し、検出性能を維持できることが、装置のバランスという点や処理能力的に望ましい姿となる。
【００１２】
一方、検査装置から見ると検査対象位置が通過する銀行券ごとに異なり、一定でない条件となる。特に、検査対象である透かし画像が銀行券の狭い一部分で、かつ、銀行券の長手方向の端に配置されている場合、最も大きな影響を受ける。銀行券の透かし画像を検査する場合、検出エリア内に透かし画像以外の印刷画像領域が混入すると、光透過率の高い透かし画像に比較し光透過率の低い印刷画像部の影響が大きく、検出する特徴量が大きく変動する。この結果、透かし画像の真偽判別で正常な銀行券を偽物と誤判別する可能性が高くなる。
【００１３】
従来、このようなケースでは、銀行券の位置変動を考慮し、検査対象領域を狭く設定することで影響を低減していた。このように、銀行券の搬送位置ずれを許容する範囲を広くする程、銀行券の検査範囲を狭めるという課題がある。
【００１４】
また、銀行券の内面を細かい積分エリアに分割したデータに対し、ニューラルネットワークを使うことで、パターンを構成する個々のデータの連結関係を捉え、銀行券の位置ずれの影響を除去するようにした技術も提案がされているが、積分した段階で細かい明るさ分布は除去されてしまい繊細な偽造券では性能が期待できないこと、銀行券の位置ずれで周辺の印刷画像部が検出範囲に混入することで、判別性能が低下することが問題となるため、銀行券内の透かし画像位置を特定する能力が性能を左右するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００２−７４４４９号公報
【特許文献２】特開平６−２０３２４４号公報
【特許文献３】特開２００６−１５５３４１号公報
【特許文献４】特開２０００−３０７８１９号公報
【特許文献５】特開２００３−７７０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明が解決しようとする課題は、紙葉類の透かし画像の検出と形状や欠損の検出を同一ステージで実現することができる光学読取装置および紙葉類処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
実施形態に係る光学読取装置は、搬送される紙葉類の一方の面に第１の波長を有する光を照射する第１の光源と、前記搬送される紙葉類の一方の面で、前記第１の光源による光照射と同じ位置に第２の波長を有する光を照射する第２の光源と、前記搬送される紙葉類の他方の面側に設けられ、前記第１の光源の光照射により当該紙葉類を透過した第１の波長を有する光を受光して電気信号に変換する第１の受光手段と、前記搬送される紙葉類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当該紙葉類を透過した第２の波長を有する光を受光して電気信号に変換する第２の受光手段とを具備している。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置の光学系部分を模式的に示す側面図。
【図２】実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置の光学系部分を模式的に示す正面図。
【図３】実施形態に係る銀行券の一例を示す模式図。
【図４】実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置の構成を概略的に示すブロック図。
【図５】実施形態に係る射影画像処理部の処理を説明する模式図。
【図６】実施形態に係る射影画像処理部の処理を説明する模式図。
【図７】実施形態に係る射影画像処理部の処理を説明する模式図。
【図８】実施形態に係る射影画像処理部の処理を説明する模式図。
【図９】実施形態に係る射影画像処理部の処理を説明する模式図。
【図１０】実施形態に係る透過画像補正処理部の処理を説明する模式図。
【図１１】実施形態に係る透過画像補正処理部の処理を説明する模式図。
【図１２】実施形態に係る銀行券の搬送位置ばらつき時の検査対象位置変動を説明する模式図。
【図１３】他の実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置の光学系部分を模式的に示す正面図。
【図１４】他の実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置の光学系部分を模式的に示す正面図。
【図１５】他の実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置の光学系部分を模式的に示す側面図。
【図１６】他の実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置の光学系部分を模式的に示す側面図。
【図１７】実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置を用いた紙葉類処理装置の外観を模式的に示す斜視図。
【図１８】実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置を用いた紙葉類処理装置の内部構成を模式的に示す構成図。
【図１９】実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置を用いた紙葉類処理装置の制御系統の構成を概略的に示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。
まず、本実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置を用いた紙葉類処理装置について説明する。
【００２０】
図１７、図１８は、本実施形態に係る光学読取装置が適用される形状・透かし検出装置を用いた紙葉類処理装置の構成を模式的に示すものである。この紙葉類処理装置１１１は、たとえば、複数の銀行の各支店等から送られた銀行券（以降、紙葉類ともいう）を検査して、再使用可能な銀行券だけを結束して再使用に供するためのものである。
【００２１】
図１７、図１８において、紙葉類処理装置１１１は、その一端部に集積状態の複数枚の銀行券をセットする供給部１１２を有する。供給部１１２の上部には、当該供給部１１２にセットされた銀行券をその集積方向上端のものから１枚ずつ取出す取出部１１３が設けられている。取出部１１３は、最上端の銀行券に転接して負圧を生じつつ回転する吸着ローラ１１４を有する。吸着ローラ１１４は、たとえば、１回転するごとに１枚の銀行券を取出すように機能し、銀行券を一定のピッチで取出すように動作する。
【００２２】
取出部１１３の下流側には、吸着ローラ１１４によって取出された銀行券を搬送する搬送手段としての搬送路１１５が延設されている。搬送路１１５には、図示しない搬送ベルトや駆動プーリが配設され、図示しない駆動モータによって搬送ベルトを走行させることにより銀行券を一定速度で搬送するようになっている。
【００２３】
取出部１１３から延びた搬送路１１５上には、搬送されている銀行券の光学的および磁気的な特徴情報を検出して銀行券の種類、汚棄損、表裏、真偽などを検査する検査部１１６が設けられている。検査部１１６は、搬送路１１５の両側に配設され、搬送される銀行券の両面の画像を読取るための２つの画像読取装置１１７，１１８を有する。画像読取装置１１７，１１８は、たとえば、撮像手段としてＣＣＤカメラを有し、撮像した画像から銀行券の表面の模様画像を読取る。
【００２４】
また、検査部１１６は、搬送路１１５を搬送される銀行券の厚みを検査する厚み検査部１１９を有する。厚み検査部１１９は、銀行券の２枚取りを検出するのに用いられる。
【００２５】
さらに、検査部１１６は、搬送される銀行券の形状および透かし画像等を検出する形状・透かし検出装置１３５を有する。形状・透かし検出装置１３５については後で詳細を説明する。
【００２６】
この他に、検査部１１６は、銀行券の磁気的な特徴情報を検出する少なくとも１つ以上の磁気センサ等をも備えている。
【００２７】
検査部１１６の下流側の搬送路１１５上には、たとえば、６つのゲート１２０〜１２５が順次配設されている。ゲート１２０〜１２５は、検査部１１６における検査結果に基づいて図示しない制御部による制御にしたがって切換えられ、当該銀行券を所定の処理部へ案内する。
【００２８】
検査部１１６の直後に配設されたゲート１２０は、搬送路１１５を排除搬送路１２６に分岐する位置に設けられ、検査部１１６を介して正規の銀行券ではないことが検出された排除券、および、検査部１１６において検査できなかった検査不能券等を排除搬送路１２６へ案内するように切換えられる。
【００２９】
排除搬送路１２６の終端部には、取出部１１３にて取出した姿勢のまま、すなわち、表裏を反転しないで（実際には３６０°回転させて）、排除券および検査不能券をその取出し順序を変えずに集積する排除集積部（排除部）１２７が設けられている。
【００３０】
排除集積部１２７には、この他に、銀行券を重ね取りした検査不能券や正規の銀行券ではないことが判定された偽券などが集積される。
【００３１】
また、ゲート１２０の下流側の搬送路１１５に沿って設けられたゲート１２１〜１２４によって分岐された位置には、それぞれ第１乃至第４の集積・結束部（集積部）１２８〜１３１（以下、総称して集積・結束部１３２と称する場合もある）が配設されている。集積・結束部１３２には、ゲート１２０を介して導かれた排除券以外の正規の銀行券のうち再使用可能な正券だけが集積されて結束される。
【００３２】
たとえば、第１および第２の集積・結束部１２８，１２９には、表面を上にした正券が１００枚ずつ集積されて結束され、第３および第４の集積・結束部１３０，１３１には、裏面を上にした正券が１００枚ずつ集積されて結束される。具体的には、集積・結束部１２８に正券を１００枚集積した後、この１００枚の正券を結束しているときに、もう一方の集積・結束部１２９に次の１００枚の正券を集積する。このようにして集積・結束部１３２で結束された正券は、図示しないコンベア等によって機外へ排出されて再使用に供される。
【００３３】
最も下流側に配設されたゲート１２５によって搬送路１１５から分岐された位置には、ゲート１２０を介して導かれた排除券以外の銀行券のうち、集積・結束部１３２へ集積されなかった損券、すなわち、正規の銀行券ではあるが汚棄損等の理由によって再使用不可能と判断された銀行券を裁断して失効させたのち収納する裁断部１３３が配設されている。なお、損券裁断モードが選択されていない場合、損券は裁断部１３３へ搬送されずに損券集積用のスタッカ１３４に集積される。
【００３４】
また、紙葉類処理装置１１１は、その供給部１１２側にオペレータが操作する操作部１３６を有する。操作部１３６には、オペレータによる各種操作入力等を受付けるとともに、オペレータに対して各種操作案内等を表示する操作・表示パネル（表示部）１３７が設けられている。操作・表示パネル１３７は、表示したボタンにオペレータが触れることで当該ボタンの入力を検知するタッチパネルにより構成されている。この他に、操作・表示パネル１３７の近傍には、供給部１１２の銀行券投入口を開閉する取っ手を有するドア１３８、排除集積部１２７に集積された銀行券を取出すための取出口１３９、オペレータが操作するキーボード１４０などが設けられている。
【００３５】
図１９は、上記のように構成された紙葉類処理装置１１１の制御系統の構成を概略的に示すものである。
【００３６】
図１９において、主制御部１５１は、全体的な制御を司るもので、これには前記検査部１１６、操作・表示パネル１３７およびキーボード１４０がそれぞれ接続されるとともに、搬送制御部１５２および集積・結束制御部１５３がそれぞれ接続される。
【００３７】
主制御部１５１は、操作・表示パネル１３７からの指示や検査部１１６の検査結果などに基づき搬送制御部１５２および集積・結束制御部１５３をそれぞれ制御する。
【００３８】
検査部１１６は、前記画像読取装置１１７，１１８、厚み検査部１１９、形状・透かし検出装置１３５、その他の銀行券のセンサ類（磁気センサ等）１５４、および、これらからのデータを処理することにより光学的および磁気的な特徴情報を検出して銀行券の種類、汚棄損、表裏、真偽などを判定するＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）１５５により構成されている。
【００３９】
搬送制御部１５２は、主制御部１５１の制御に基づき前記取出部１１３、搬送路１１５、排除搬送路１２６およびゲート１２０〜１２５を制御することにより、銀行券の取出・搬送制御を行なう。
【００４０】
集積・結束制御部１５３は、主制御部１５１の制御に基づき前記排除集積部１２７および集積・結束部１２８〜１３１を制御することにより、銀行券の集積・結束制御を行なう。
【００４１】
以下、このように構成された紙葉類処理装置１１１の動作について簡単に説明する。
まず、オペレータの手作業によって１まとめの銀行券が供給部１１２にセットされる。この場合、オペレータは、ドア１３８を開けて銀行券を供給部１１２へセットする。この後、取出部１１３が駆動されることで、銀行券が最上端のものから順に１枚ずつ搬送路１１５上に取出される。搬送路１１５上に取出された銀行券は、検査部１１６を通過し、検査される。
【００４２】
このとき、たとえば、取出部１１３によって複数枚の銀行券が重なった状態で取出されている場合、集積方向両端にある銀行券の表面の画像がそれぞれ画像読取装置１１７，１１８により読取られる。当然のことながら、銀行券が１枚だけ正常に取出されている場合には、当該銀行券の表裏の画像がそれぞれ読取られることになる。
【００４３】
このようにして銀行券から読取られた画像は、検査部１１６内の図示しないメモリに一時記憶され、必要に応じて操作・表示パネル１３７を介してオペレータに対して表示される。本実施形態では、取出部１１３で取出された銀行券のうち、排除集積部１２７へ集積される銀行券の画像のみをメモリに記憶するようにしている。なお、メモリに記憶した画像は、操作・表示パネル１３７における所定の操作により切換え表示可能となっている。
【００４４】
検査部１１６は、画像読取装置１１７，１１８により読取られた画像や厚み検査部１１９の検査結果、形状・透かし検出装置１３５の検出結果等に基づいて、当該銀行券が正規の銀行券であるか否かを判定する。この判定の結果、正規の銀行券である場合、当該銀行券は再使用可能な正券であるか否かを判定する。
【００４５】
この判定の結果、当該銀行券が再使用可能な正券である場合、ゲート１２０が集積・結束部１３２に向かう搬送路１１５の方向に切換えられる。そして、ゲート１２１〜１２４のうちいずれか１つのゲートが集積・結束部１３２方向に切換えられ、ゲート１２０を介して導かれた当該正券がいずれかの集積・結束部１３２に集積される。
【００４６】
本実施形態では、たとえば、一方の画像読取装置１１７で表の模様が検出された正券、すなわち、表面を上にした状態で搬送された正券を第１、第２の集積・結束部１２８，１２９のいずれか一方に集積し、他方の画像読取装置１１８で表の模様が検出された正券、すなわち、裏面を上にした状態で搬送された正券を第３、第４の集積・結束部１３０，１３１のいずれか一方に集積するようにしている。
【００４７】
これにより、正券の表裏を取り揃えるようにしている。たとえば、第１の集積・結束部１２８に表面が上の正券を集積していき、第１の集積・結束部１２８の正券が１００枚に達した時点で、１００枚の正券を結束するとともに、第２の集積・結束部１２９に対する正券の集積を開始し、２つの集積・結束部に１００枚ずつ交互に集積して結束するようにしている。
【００４８】
上記判定の結果、当該銀行券が再使用不可能な損券である場合、ゲート１２５が切換えられて搬送中の当該損券が裁断部１３３へ導かれ、当該損券が裁断されて失効される。なお、集積・結束した正券の枚数、および、裁断して失効した損券の枚数は、主制御部１５１で計数されて、集計される。
【００４９】
上記判定の結果、当該銀行券が正規の銀行券でない場合、ゲート１２０が切換えられて搬送路１１５が排除搬送路１２６に接続される。そして、検査部１１６は、当該被処理媒体が他の媒体であるか否かを判定する。この判定の結果、当該被処理媒体は他の媒体でない場合、すなわち、２つの画像読取装置１１７，１１８で読取ったいずれの画像からも当該被処理媒体が他の媒体ではないことが判定されると、当該被処理媒体が正規の銀行券ではない例えば偽造された排除券であることが判断され、あるいは、２枚以上の銀行券の重ね取りが判断され、排除搬送路１２６に導かれた当該被処理媒体がそのまま排除集積部１２７へ集積される。
【００５０】
上記判定の結果、当該被処理媒体は他の媒体である場合、たとえば異物であることが判断され、当該被処理媒体の搬送が停止されて排除搬送路１２６上に停止される。このようにして、排除搬送路１２６上に停止された当該被処理媒体は、オペレータによって取出されて確認され、手作業によって処理される。
【００５１】
次に、前記形状・透かし検出装置１３５について詳細に説明する。
図１および図２は、形状・透かし検出装置１３５の光学系部分の構成を模式的に示すものである。図１および図２において、銀行券（紙葉類）１１は、たとえば、図３に示すように偽造防止用の透かし画像Ｐおよび印刷画像（図示省略）を有していて、搬送ローラ１２，１３（前記搬送路１１５に相当）により挟持して図示矢印ａ方向に搬送されるものとする。
【００５２】
搬送される銀行券１１の一方の面側には、銀行券１１の一方の面に第１の波長を有する光として赤外光および第２の波長を有する光として可視光を照射する照明部１４が設けられている。
【００５３】
照明部１４は、たとえば、複数のＬＥＤチップ（発光素子）１５を銀行券１１の搬送方向ａと直交する方向に一定間隔で直線状に並設したもので、赤外光を発するＬＥＤチップＬＲと可視光を発するＬＥＤチップＬＷを１個置きに並べることで、赤外光と可視光とが混ざった混色照明光を実現している。
【００５４】
照明部１４と搬送される銀行券１１との間には、照明拡散板１６が配設されている。これにより、点光源であるＬＥＤチップの輝点間の光源の存在しないエリアに照明光が広がる効果を得て、直線状の照明領域を確保することができるようになっている。
【００５５】
照明拡散板１６は、乳白色ガラスや白色フィルムなど、光を拡散させるものを使用する。たとえば、透過効率が良く拡散性を制御できるレンズ拡散板（ＬＳＤ（Light Shaping Diffuser））等が利用できる。
【００５６】
搬送される銀行券１１の他方の面側には、銀行券１１を透過した赤外光および可視光をそれぞれ受光して電気信号に変換する受光部１７が設けられている。受光部１７は、光学像を結ぶレンズ等の結像手段１８、および、ラインイメージセンサ等の第１受光素子１９および第２受光素子２０を有する。これらの２つの受光部１９，２０は、互いに異なる波長の光を受光するように、受光光路中に設けたダイクロイックミラー２１により２つの波長光に分離し受光する。
【００５７】
すなわち、照明部１４による光照射による銀行券１１の透過光を直線上の光軸で受光するように、搬送路の照明部１４とは反対側にＣＣＤラインイメージセンサ等のライン状に走査する第１受光素子１９および第２受光素子２０を配設する。２つの受光部１９，２０は、照明部１４の２つの波長光にそれぞれ合わせて受光波長を制限するため、ダイクロイックミラー２１により赤外光を反射させて第１受光素子１９に結び、ダイクロイックミラー２１を透過する可視光は第２受光素子２０に結像する。このように、照明部１４の異なる２つの波長光に合わせて、受光部１７も２つの波長光で分離し同時に同一箇所の画像を結像する構成にしている。
【００５８】
なお、ダイクロイックミラー２１を、可視光を反射し、赤外光を透過するタイプに変えることにより受光する波長と配置を変更することもできる。
【００５９】
このような構成により、銀行券１１の同一箇所の透過光画像を２つの異なる波長で捉えた画像として取得できる。本実施形態では、銀行券１１に真偽用セキュリティ素子として組み込まれた透かし画像Ｐを透過赤外光の濃淡変化により検査し、透過可視光による射影情報を利用して銀行券１１の外形形状、端面部の位置、損傷や欠損などを検査する。
【００６０】
この２つの検査では、銀行券１１の透過光量を検査するが、その透過光量レベルに大きな相違がある。透かし画像等は用紙の拡散光透過や吸収により照明光量に対して透過光量が１／１０以下程度まで減衰する。この減衰した光量を中心に濃淡変化を多値情報として検査し評価可能な信号を抽出する必要がある。
【００６１】
一方、銀行券１１の形状等を検査する場合、銀行券１１の端面位置を捉えることが必要なため、銀行券１１からの透過光量は照明光量の１／２から１／５程度で「あり／なし」を判断できればその機能を満たす。ただし、必要以上に光量を増すと、銀行券１１の端面部では照明光による回折の影響や受光素子の画素にじみの影響で透過光領域が大きくなり、端面位置が正しく計測できなくなる。
【００６２】
このように、２つの透過光検出光学系では評価する透過光量の大きさに相違があるため、それぞれ用途に適合した照明光量の最適化調整が必要となる。そこで、照明部１４は、後述するように検査用途ごとに最適な照明条件が設定される。
【００６３】
図４は、本実施形態に係る形状・透かし検出装置１３５の構成を概略的に示すものである。照明部１４の各赤外光用のＬＥＤチップＬＲは照明駆動部４１により駆動され、各可視光用のＬＥＤチップＬＷは照明駆動部４２により駆動される。照明駆動部４１，４２は、ＬＥＤチップＬＲ，ＬＷをそれぞれ用途に適合した照明光量となるように、最適な照明条件で駆動するようになっている。
【００６４】
第１受光素子１９および第２受光素子２０は、受光部制御部４３によって走査制御、露光制御される。その場合、搭載する製品ごとに銀行券１１の搬送速度が異なる場合にも、受光素子を走査（スキャン）するための駆動信号の周波数を変えて対応可能としている。
【００６５】
第１受光素子１９および第２受光素子２０からの各アナログ信号は、それぞれ受光増幅部４４，４５で適正な出力信号レベルまで増幅された後、Ａ／Ｄ変換部４６，４７に送られ、それぞれ量子化（デジタル化）される。Ａ／Ｄ変換部４６，４７で量子化された各信号は、それぞれの検査目的に合わせて透過画像処理部４８、射影画像処理部４９へ送られ、ここで補正処理等が行なわれる。
【００６６】
透過画像処理部４８の処理結果は透過画像補正処理部５０へ送られ、射影画像処理部４９の処理結果は形状・位置・欠損等検出部５１へ送られる。透過画像補正処理部５０の処理結果は透かし検出部５２へ送られ、形状・位置・欠損等検出部５１の検出結果は透過画像補正処理部５０へ送られる。透かし検出部５２および形状・位置・欠損等検出部５１の各検出結果は検査部１１６のＣＰＵ１５５（図１９参照）へ送られる。これら各部４８〜５２の詳細は次に説明する動作説明にて述べる。
【００６７】
以下、上記のように構成された形状・透かし検出装置１３５の動作について説明する。
銀行券１１が搬送ローラ１２，１３により図示矢印ａ方向に搬送され、照明部１４の位置に到達すると、銀行券１１は照明部１４により赤外光と可視光からなる混合照明光が搬送方向ａと直交方向にライン状に照射される。
【００６８】
照明部１４の光照射による銀行券１１からの透過光は、受光部１７において、結像手段１８を介してダイクロイックミラー２１に導かれ、ここで２つの波長光に分離され、赤外光（透過赤外光）は第１受光素子１９へ入射し、可視光（透過可視光）は第２受光素子２０へ入射し、それぞれ電気信号に変換される。
【００６９】
第１受光素子１９および第２受光素子２０の各出力信号（アナログ信号）は、それぞれ受光増幅部４４，４５で適正な出力信号レベルまで増幅された後、Ａ／Ｄ変換部４６，４７に送られ、ここで量子化（デジタル化）されて透過赤外光画像および透過可視光画像となる。
【００７０】
Ａ／Ｄ変換部４６から得られる透過赤外光画像は透過画像処理部４８へ送られ、Ａ／Ｄ変換部４７から得られる透過可視光画像は射影画像処理部４９へ送られ、ここで補正処理等が行なわれる。
【００７１】
補正処理としては、たとえば、銀行券１１が搬送路に存在しなし状態で照明光を直接受光して、明るさや受光素子感度ばらつきによる信号レベルの違い（歪）を補正するシェーディング補正や、照明光量の経時変化や温度変化による明るさ変動等を一定に保つ出力信号レベル補正などを行ない、安定な検査性能を維持するための機能を実現する。
【００７２】
また、射影画像処理部４９は、Ａ／Ｄ変換部４７からの透過可視光画像から、図５に示すように、透過光が「明」から「暗」に、「暗」から「明」に変化する位置情報を座標情報として抽出する。座標情報は、座標値「０，０」から座標値「ｍ，ｎ」までの全走査範囲Ｅ１における走査（スキャン）方向（受光素子の走査方向）ｂの何画素目と、銀行券１１の移動（搬送）方向ａの何スキャン目かを示す座標値である。
【００７３】
この銀行券１１の端面位置座標値（以降、媒体端面位置座標値ともいう）により、全走査範囲Ｅ１内のどこに銀行券１１が位置するかの元となる座標情報を抽出する。同時に、銀行券１１の端面から内側に位置する孔や破れのように、銀行券１１の内部で透過光領域が存在する場合も、その「暗」から「明」への変化位置座標情報も抽出する。
【００７４】
次に、形状・位置・欠損等検出部５１は、射影画像処理部４９で取得された座標情報から、図５の座標値（０，ａ）、（０，ｂ）、（ｃ，ａ）、（ｄ，ｂ）の４点を特定することで、銀行券１１の端面位置を検出する。次に、この銀行券１１の四隅の対向する２コーナを結び（破線で示す）、交差する点の位置座標値を重心座標値ｇとして認識する。この重心位置（重心座標値ｇ）により、銀行券１１の走査方向ｂの標準搬送センタ（搬送方向の中心点）の走査方向ｂへのずれ量を算出する。このずれ量がスライド量であり、標準搬送センタからどれほど銀行券１１が離れているかを判断する量とする。
【００７５】
続いて、図６に示すように、銀行券１１の長辺方向の２つのコーナ座標値（０，ｅ）、（ｆ，ｇ）から、走査方向ｂにどれだけ差があるかを算出する。この差が銀行券１１の傾き（スキュー）を判断する特徴量として抽出する。この特徴量は、反対側の２つのコーナ座標値（ｈ，ｉ）、（ｊ，ｋ）からも算出され、２つの情報が得られる。このうち大きい方の値をスキュー量を求める値として採用し、銀行券１１の長辺方向の長さ情報からスキュー量を判定する。同様に、銀行券１１の短辺方向の２つのコーナの搬送方向の座標値差を求め、上記スキュー判定の妥当性を検証する。相互の検出量に大きな差が生じた場合、最大値を採用するなどの判定処理をする。
【００７６】
図７に示す例のように、銀行券１１の四隅の一部に欠損部１１ａがある場合は、スライド量とスキュー量の算出に誤差が生じないように、長方形であるかの検証を端面位置座標の連続性を検査することで異常を検出する。コーナの欠損部１１ａを認識した場合には、端面位置情報の連続性から仮想コーナ座標値を求める。この仮想コーナ座標値を用いて、スライド量とスキュー量を算出することで誤検出を回避する。
【００７７】
同様に、射影画像処理部４９で取得された座標情報から、銀行券１１の外形形状および寸法を、また、銀行券１１の外形の内側に透過光が存在する場合には、孔や破れ等の欠損情報を検出する。図８は、銀行券１１が走査方向ｂに平行に移動したスライド状態を示す図で、重心位置ずれによりスライド量を求める。図９は、銀行券１１にスライドとスキューが混在した場合を示し、前述の方法でスライド量とスキュー量を算出し、銀行券１１の搬送状態とその位置を特定する。
【００７８】
次に、透過画像補正処理部５０は、透過画像処理部４８で補正処理された後の透過赤外光画像から、検査対象の透かし画像エリア（透かし画像Ｐが存在するエリア）を抽出し、透過濃度変化や明るさ情報などを専用のアルゴリズムにより抽出処理する。この際、透かし画像エリアの抽出には、形状・位置・欠損等検出部５１から銀行券１１の通過位置情報に基づくスキュー量とスライド量を取得し、このスキュー量とスライド量に基づき、入力された透過赤外光画像をアフィン変換等の手法を用いて回転や移動する補正処理を行なう。
【００７９】
図１０に、スキューした入力画像（透過赤外光画像）Ｉａ（またはＩｂ）の回転補正により、正常に搬送された場合と同等の辞書画像Ｒｐと同じ位置条件に合わせ込んだ場合の概念図を示す。この補正処理により、後段の透かし検出部５２での照合処理を高精度に実現可能となる。
【００８０】
また、透過画像補正処理部５０は、検査部１１６のＣＰＵ１５５（図１９参照）から、当該銀行券１１の金種や表裏や通過方向などの情報を取得し、これらの情報から、透かし検出処理するための透かし画像エリアを検出切り出し、透かし画像エリア内の画像情報を透かし検出部５２に出力する。
【００８１】
さらに、透過画像補正処理部５０は、図１１に示すように、銀行券１１の透かし画像Ｐ内に孔等の欠損部１１ｂが存在した場合にも、その大きさが透かし画像Ｐに比較して充分小さければ、欠損部１１ｂを含む周囲のエリア１１ｃを透かし画像エリアから除外する。この機能の精度は、画像読取分解能が小さいほど高精度に実現できる。
【００８２】
透かし検出部５２は、透過画像補正処理部５０から供給される透かし画像エリア内の画像情報に対し、あらかじめ設定された真性の透かし画像（辞書情報）とのマッチング処理や、濃淡情報や透過光量など様々な情報を駆使し透かし画像の真偽を評価する。
【００８３】
形状・位置・欠損等検出部５１の検出結果および透かし検出部５２の評価結果は検査部１１６のＣＰＵ１５５に送られ、銀行券１１の種類判定や真偽判定等を行なうためのパラメータの１つとして用いられる。
【００８４】
図１２は、検査対象である銀行券１１の透かし画像Ｐの位置が、搬送時位置ずれにより変動する様子を示している。この変動量を求めた条件としては、銀行券１１の長さが１６０ｍｍ、銀行券１１の幅が８２ｍｍ、位置ずれ量が±５ｍｍ、回転量が±５°とした。この図のように、銀行券１１の搬送位置ずれ許容範囲を広げると検査対象位置が大きく変わることが分かる。同時に検出位置補正機能が重要であることが分かる。
【００８５】
以上述べた少なくとも１つの実施形態によれば、以下の作用効果を期待できる。
（１）銀行券処理機の搭載可能検査装置数の確保と高速化対応
銀行券の透かし画像を検査する装置に銀行券の形状や欠損を同一位置で同時に検査する光学手段を搭載することで、透かし画像の真偽判別性能の向上を実現できるとともに、銀行券の搬送路上の搭載ユニットを２個から１個にできる。もともと搭載可能ユニット数の制限数から１ユニットスペースを異なる真偽アイテム用に利用できるため、装置としての総合的な真偽性能向上に寄与し、コスト低減にも寄与する。また、削減スペース分装置を小型化することも可能となる。
【００８６】
（２）搬送ばらつきと透かし検査視野ずれによる誤判別削減
銀行券が移動する際の位置ずれや回転などの変動による検査性能への悪影響を、透かし画像を検査している同一位置で取得した銀行券の位置や回転情報を有効に活用することで、取得画像のうち透かし画像の検出エリアを正確に捕捉することができる。その結果、検査閾値を緩めることなく常に高い真偽判別性能を実現できるとともに、銀行券の存在するエリアを狭めることなく、そのセキュリティ素子のほぼ全域を検査できる。また、検査する銀行券の位置が正確に把握できるため、読取り分解のまま基準データとの比較評価が可能となり、より細かい画像情報で検査が可能となる。
【００８７】
（３）検査対象位置欠損の真偽検査性能影響を低減
透かし画像を検査する銀行券のセキュリティ素子が損傷している場合に、同一位置で取得した射影情報による銀行券の欠損情報を有効に活用することで、その欠損が透かし画像の検査エリアに比較して大きくない場合は、欠損位置の周囲を含むエリアを検査対象から除外し、透かし画像の検出判定処理を行なうことができる。その結果、欠損に影響されない真偽判別性能を実現できるとともに、損傷の多い劣悪な銀行券を検査する場合に、真偽性能を維持しつつ排除率を低減できる。
【００８８】
なお、前記実施形態では、照明部１４として、複数のＬＥＤチップ１５を銀行券１１の搬送方向ａと直交する方向に一定間隔で直線状に並設し、かつ、赤外光を発するＬＥＤチップＬＲと可視光を発するＬＥＤチップＬＷを１個置きに並べることで、赤外光と可視光とが混ざった混色照明光を実現したものを用いたが、たとえば、図１３に示すように、伝送ライト方式の透明構造体（ロッド光学体）２２を銀行券１１の搬送方向と直交する方向に配設し、この透明構造体２２の両端面から、それぞれ照明光を照射することにより、受光部１７から見てライン状の照明光を得るようにしてもよい。
【００８９】
この場合、赤外光と可視光との混合照明光は、透明構造体２２の両端面側にそれぞれ赤外光を発するＬＥＤ（発光素子）２３，２３、可視光を発するＬＥＤ２４，２４、およびダイクロイックミラー２５，２５を配設し、ＬＥＤ２３，２３からの赤外光とＬＥＤ２４，２４からの可視光をダイクロイックミラー２５，２５を介して透明構造体２２の両端面からそれぞれ照射することにより実現可能である。この例の場合、照明拡散板１６を省略してもよい。
【００９０】
また、照明部１４として、たとえば、図１４に示すように、伝送ライト方式の透明構造体（ロッド光学体）２６を銀行券１１の搬送方向と直交する方向に配設し、この透明構造体２６の両端面から、それぞれ照明光を照射することにより、受光部１７から見てライン状の照明光を得るようにしてもよい。
【００９１】
この場合、赤外光と可視光との混合照明光は、透明構造体２６の両端面側にそれぞれハロゲンランプのようにブロードな発光波長を持つ光源２７，２７、光学フィルタ（可視光吸収赤外光透過フィルタ）２８、および光学フィルタ（赤外光吸収可視光透過フィルタ）２９を配設し、光源２７，２７からの光を光学フィルタ２８，２９を介して透明構造体２６の両端面からそれぞれ照射することにより実現可能である。この例の場合も、照明拡散板１６を省略してもよい。
【００９２】
なお、光学フィルタ２８，２９を共通の光透過特性を有するものを使用することもできる。その場合、可視光と赤外光の光量バランスを受光部１７が必要なバランスとなるような透過分光特性を光学フィルタ２８，２９に持たせる。
【００９３】
また、受光部１７として、たとえば、図１５に示すように、自己収束型の結像レンズであるセルフォックレンズ（登録商標）３０，３１、光学フィルタ（可視光吸収赤外光透過フィルタ）３２、光学フィルタ（赤外光吸収可視光透過フィルタ）３３、および、密着型イメージセンサ３４，３５の組み合わせでも実現可能である。
【００９４】
さらに、受光部１７として、たとえば、図１６に示すように、結像レンズ３６，３７、光学フィルタ（可視光吸収赤外光透過フィルタ）３２、光学フィルタ（赤外光吸収可視光透過フィルタ）３３、および、密着型イメージセンサ３４，３５の組み合わせでも実現可能である。
【００９５】
また、前記実施形態では、透過画像補正処理部５０で入力画像を回転や移動処理して、標準位置で生成された辞書画像と照合する方法を記述しているが、入力画像はそのままで、形状・位置・欠損等検出部５２から銀行券１１の媒体通過位置情報に基づくスキュー量とスライド量を受取り、辞書画像の方を回転や移動することで照合処理する方法でも同様の効果を得られる。
【００９６】
さらに、前記実施形態では、紙葉類が銀行券の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、たとえば、銀行券以外の有価証券であっても同様に適用可能である。
【００９７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９８】
１１…銀行券（紙葉類）、Ｐ…透かし画像、１２，１３…搬送ローラ（搬送路）、１４…照明部、１５…ＬＥＤチップ、１６…照明拡散板、１７…受光部、１８…結像手段、１９…第１受光素子、２０…第２受光素子、２１…ダイクロイックミラー、４８…透過画像処理部、４９…射影画像処理部、５０…透過画像補正処理部、５１…形状・位置・欠損等検出部、５２…透かし検出部、１１１…紙葉類処理装置、１１２…供給部、１１３…取出部、１１５…搬送路（搬送手段）、１１６…検査部、１２０〜１２５ゲート、１２６…排除搬送路、１２７…排除集積部、１２８〜１３１…集積・結束部、１３５…形状・透かし検出装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される紙葉類の一方の面に第１の波長を有する光を照射する第１の光源と、
前記搬送される紙葉類の一方の面で、前記第１の光源による光照射と同じ位置に第２の波長を有する光を照射する第２の光源と、
前記搬送される紙葉類の他方の面側に設けられ、前記第１の光源の光照射により当該紙葉類を透過した第１の波長を有する光を受光して電気信号に変換する第１の受光手段と、
前記搬送される紙葉類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当該紙葉類を透過した第２の波長を有する光を受光して電気信号に変換する第２の受光手段と、
を具備する光学読取装置。
【請求項２】
前記第１、第２の受光手段の各受光光軸を前記紙葉類上で同一位置にする請求項１記載の光学読取装置。
【請求項３】
前記第１、第２の受光手段の各受光光軸を前記紙葉類から前記第１、第２の受光手段の受光部まで同一位置にする請求項１記載の光学読取装置。
【請求項４】
透かし画像および印刷画像を有し搬送される紙葉類の一方の面に赤外光を照射する第１の光源と、
前記搬送される紙葉類の一方の面で、前記第１の光源による光照射と同じ位置に可視光を照射する第２の光源と、
前記搬送される紙葉類の他方の面側に設けられ、前記第１の光源の光照射により当該紙葉類を透過した赤外光を受光して電気信号に変換することにより透過赤外光画像を取得する第１の受光手段と、
前記搬送される紙葉類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当該紙葉類を透過した可視光を受光して電気信号に変換することにより透過可視光画像を取得する第２の受光手段と、
を具備する光学読取装置。
【請求項５】
前記第２の受光手段により取得された透過可視光画像に基づき当該紙葉類の射影画像を取得し、この取得した射影画像に基づき当該紙葉類の形状および位置を検出する検出手段と、
前記第１の受光手段により取得された透過赤外光画像から、前記検出手段により検出された紙葉類の形状および位置情報に基づき前記透かし画像が存在する透かし画像エリアを特定する透かし画像エリア特定手段と、
をさらに具備する請求項４記載の光学読取装置。
【請求項６】
前記第２の受光手段により取得された透過可視光画像に基づき当該紙葉類の射影画像を取得し、この取得した射影画像に基づき当該紙葉類の形状、位置および欠損を検出する検出手段と、
前記第１の受光手段により取得された透過赤外光画像から、前記検出手段により検出された紙葉類の形状および位置情報に基づき前記透かし画像が存在する透かし画像エリアを特定するとともに、前記検出手段により検出された紙葉類の欠損情報に基づき前記特定された透かし画像エリアから当該欠損部分を除外する透かし画像エリア特定手段と、
をさらに具備する請求項４記載の光学読取装置。
【請求項７】
前記透かし画像エリア特定手段は、前記第１の受光手段により取得された透過赤外光画像から、前記検出手段により検出された紙葉類の形状および位置情報と外部から供給される当該紙葉類の種類情報と搬送方向情報に基づき前記透かし画像が存在する透かし画像エリアを特定する請求項５または請求項６記載の光学読取装置。
【請求項８】
透かし画像および印刷画像を有する紙葉類を搬送する搬送手段と、
この搬送手段により搬送される前記紙葉類の一方の面に赤外光を照射する第１の光源と、
前記搬送手段により搬送される紙葉類の一方の面で、前記第１の光源による光照射と同じ位置に可視光を照射する第２の光源と、
前記搬送手段により搬送される紙葉類の他方の面側に設けられ、前記第１の光源の光照射により当該紙葉類を透過した赤外光を受光して電気信号に変換することにより透過赤外光画像を取得する第１の受光手段と、
前記搬送手段により搬送される紙葉類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当該紙葉類を透過した可視光を受光して電気信号に変換することにより透過可視光画像を取得する第２の受光手段と、
前記第１の受光手段により取得された透過赤外光画像に基づき当該紙葉類の透かし画像を検出し、その真偽を判定する判定手段と、
前記第２の受光手段により取得された透過可視光画像に基づき当該紙葉類の形状および欠損を検出する検出手段と、
前記判定手段の判定結果および前記検出手段の検出結果に応じて前記搬送手段により搬送される紙葉類を区分処理する区分処理手段と、
を具備する紙葉類処理装置。
【請求項９】
透かし画像および印刷画像を有する紙葉類を搬送する搬送手段と、
この搬送手段により搬送される前記紙葉類の一方の面に赤外光を照射する第１の光源と、
前記搬送手段により搬送される紙葉類の一方の面で、前記第１の光源による光照射と同じ位置に可視光を照射する第２の光源と、
前記搬送手段により搬送される紙葉類の他方の面側に設けられ、前記第１の光源の光照射により当該紙葉類を透過した赤外光を受光して電気信号に変換することにより透過赤外光画像を取得する第１の受光手段と、
前記搬送手段により搬送される紙葉類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当該紙葉類を透過した可視光を受光して電気信号に変換することにより透過可視光画像を取得する第２の受光手段と、
前記第２の受光手段により取得された透過可視光画像に基づき当該紙葉類の射影画像を取得し、この取得した射影画像に基づき当該紙葉類の形状、位置および欠損を検出する検出手段と、
前記第１の受光手段により取得された透過赤外光画像から、前記検出手段により検出された紙葉類の形状および位置情報に基づき前記透かし画像が存在する透かし画像エリアを特定する透かし画像エリア特定手段と、
この透かし画像エリア特定手段により特定された透かし画像エリアから当該紙葉類の透かし画像を抽出し、その真偽を判定する判定手段と、
この判定手段の判定結果および前記検出手段の検出結果に応じて前記搬送手段により搬送される紙葉類を区分処理する区分処理手段と、
を具備する紙葉類処理装置。
【請求項１】
搬送される紙葉類の一方の面に第１の波長を有する光を照射する第１の光源と、
前記搬送される紙葉類の一方の面で、前記第１の光源による光照射と同じ位置に第２の波長を有する光を照射する第２の光源と、
前記搬送される紙葉類の他方の面側に設けられ、前記第１の光源の光照射により当該紙葉類を透過した第１の波長を有する光を受光して電気信号に変換する第１の受光手段と、
前記搬送される紙葉類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当該紙葉類を透過した第２の波長を有する光を受光して電気信号に変換する第２の受光手段と、
を具備する光学読取装置。
【請求項２】
前記第１、第２の受光手段の各受光光軸を前記紙葉類上で同一位置にする請求項１記載の光学読取装置。
【請求項３】
前記第１、第２の受光手段の各受光光軸を前記紙葉類から前記第１、第２の受光手段の受光部まで同一位置にする請求項１記載の光学読取装置。
【請求項４】
透かし画像および印刷画像を有し搬送される紙葉類の一方の面に赤外光を照射する第１の光源と、
前記搬送される紙葉類の一方の面で、前記第１の光源による光照射と同じ位置に可視光を照射する第２の光源と、
前記搬送される紙葉類の他方の面側に設けられ、前記第１の光源の光照射により当該紙葉類を透過した赤外光を受光して電気信号に変換することにより透過赤外光画像を取得する第１の受光手段と、
前記搬送される紙葉類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当該紙葉類を透過した可視光を受光して電気信号に変換することにより透過可視光画像を取得する第２の受光手段と、
を具備する光学読取装置。
【請求項５】
前記第２の受光手段により取得された透過可視光画像に基づき当該紙葉類の射影画像を取得し、この取得した射影画像に基づき当該紙葉類の形状および位置を検出する検出手段と、
前記第１の受光手段により取得された透過赤外光画像から、前記検出手段により検出された紙葉類の形状および位置情報に基づき前記透かし画像が存在する透かし画像エリアを特定する透かし画像エリア特定手段と、
をさらに具備する請求項４記載の光学読取装置。
【請求項６】
前記第２の受光手段により取得された透過可視光画像に基づき当該紙葉類の射影画像を取得し、この取得した射影画像に基づき当該紙葉類の形状、位置および欠損を検出する検出手段と、
前記第１の受光手段により取得された透過赤外光画像から、前記検出手段により検出された紙葉類の形状および位置情報に基づき前記透かし画像が存在する透かし画像エリアを特定するとともに、前記検出手段により検出された紙葉類の欠損情報に基づき前記特定された透かし画像エリアから当該欠損部分を除外する透かし画像エリア特定手段と、
をさらに具備する請求項４記載の光学読取装置。
【請求項７】
前記透かし画像エリア特定手段は、前記第１の受光手段により取得された透過赤外光画像から、前記検出手段により検出された紙葉類の形状および位置情報と外部から供給される当該紙葉類の種類情報と搬送方向情報に基づき前記透かし画像が存在する透かし画像エリアを特定する請求項５または請求項６記載の光学読取装置。
【請求項８】
透かし画像および印刷画像を有する紙葉類を搬送する搬送手段と、
この搬送手段により搬送される前記紙葉類の一方の面に赤外光を照射する第１の光源と、
前記搬送手段により搬送される紙葉類の一方の面で、前記第１の光源による光照射と同じ位置に可視光を照射する第２の光源と、
前記搬送手段により搬送される紙葉類の他方の面側に設けられ、前記第１の光源の光照射により当該紙葉類を透過した赤外光を受光して電気信号に変換することにより透過赤外光画像を取得する第１の受光手段と、
前記搬送手段により搬送される紙葉類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当該紙葉類を透過した可視光を受光して電気信号に変換することにより透過可視光画像を取得する第２の受光手段と、
前記第１の受光手段により取得された透過赤外光画像に基づき当該紙葉類の透かし画像を検出し、その真偽を判定する判定手段と、
前記第２の受光手段により取得された透過可視光画像に基づき当該紙葉類の形状および欠損を検出する検出手段と、
前記判定手段の判定結果および前記検出手段の検出結果に応じて前記搬送手段により搬送される紙葉類を区分処理する区分処理手段と、
を具備する紙葉類処理装置。
【請求項９】
透かし画像および印刷画像を有する紙葉類を搬送する搬送手段と、
この搬送手段により搬送される前記紙葉類の一方の面に赤外光を照射する第１の光源と、
前記搬送手段により搬送される紙葉類の一方の面で、前記第１の光源による光照射と同じ位置に可視光を照射する第２の光源と、
前記搬送手段により搬送される紙葉類の他方の面側に設けられ、前記第１の光源の光照射により当該紙葉類を透過した赤外光を受光して電気信号に変換することにより透過赤外光画像を取得する第１の受光手段と、
前記搬送手段により搬送される紙葉類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当該紙葉類を透過した可視光を受光して電気信号に変換することにより透過可視光画像を取得する第２の受光手段と、
前記第２の受光手段により取得された透過可視光画像に基づき当該紙葉類の射影画像を取得し、この取得した射影画像に基づき当該紙葉類の形状、位置および欠損を検出する検出手段と、
前記第１の受光手段により取得された透過赤外光画像から、前記検出手段により検出された紙葉類の形状および位置情報に基づき前記透かし画像が存在する透かし画像エリアを特定する透かし画像エリア特定手段と、
この透かし画像エリア特定手段により特定された透かし画像エリアから当該紙葉類の透かし画像を抽出し、その真偽を判定する判定手段と、
この判定手段の判定結果および前記検出手段の検出結果に応じて前記搬送手段により搬送される紙葉類を区分処理する区分処理手段と、
を具備する紙葉類処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１３−７７１６３（Ｐ２０１３−７７１６３Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１６５７３（Ｐ２０１１−２１６５７３）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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