異物検出装置、異物検出方法、及び、紙葉類処理装置
【課題】 紙葉類に貼付されている光沢物及び蛍光体を簡易な構成で検出することができる異物検出装置、異物検出方法、及び、紙葉類処理装置を提供する。
【解決手段】 異物検出装置１は、蛍光体を励起させ第３波長帯域の蛍光を発生させる第１波長帯域の光と前記第３波長帯域とは異なる第２波長帯域の光とを紙葉類７に対して照射する。前記紙葉類７からの光を受光し、受光した光のうちの少なくとも前記第２波長帯域及び前記第３波長帯域の光を撮像して画像を取得し、取得した画像に基づいて光沢物５２及び蛍光体５１を検出する。
【解決手段】 異物検出装置１は、蛍光体を励起させ第３波長帯域の蛍光を発生させる第１波長帯域の光と前記第３波長帯域とは異なる第２波長帯域の光とを紙葉類７に対して照射する。前記紙葉類７からの光を受光し、受光した光のうちの少なくとも前記第２波長帯域及び前記第３波長帯域の光を撮像して画像を取得し、取得した画像に基づいて光沢物５２及び蛍光体５１を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、紙葉類に貼付されている光沢物及び蛍光体を検出する異物検出装置、異物検出方法、及び、紙葉類処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有価証券、または紙幣などの紙葉類を計数及び鑑査し、この鑑査結果に応じて施封処理や裁断処理を行なう機器本体と、この機器本体とＵＳＢもしくはＬＡＮなどのケーブルにより接続され、上記機器本体の計数情報を管理する管理端末とからなる紙葉類処理装置が実用化されている。
【０００３】
このような紙葉類処理装置では、破損箇所にセロハンテープ、若しくはメンディングテープなどの粘着テープが貼付されている紙葉類を処理する場合がある。この場合、紙葉類処理装置は、粘着テープが貼付された紙葉類が再び流通しないようにする為に、紙葉類を抜き出して裁断する。この為に、紙葉類処理装置は、紙葉類に粘着テープが貼付されているか否かを判定する必要がある。
【０００４】
そこで、吸収率の大きい波長の紫外光と、吸収率の小さい波長の紫外光とを粘着テープに対して照射し、照射した各紫外光が粘着テープにより正反射された光を撮像してそれぞれ画像を取得し、取得した各画像の差、または比率により粘着テープを検出する検出装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３０３６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した検出装置は、紙葉類上に貼付されているセロハンテープなどの光沢物及びメンディングテープなどの蛍光特性を持つ異物（蛍光体）を検出する場合、光沢物と蛍光体のそれぞれに対して個別に照明装置、光学系、及び撮像素子を配置する必要があり、装置が大きくなってしまうという問題がある。また、照明装置、光学系、及び撮像素子の必要数が増える為、コストが嵩むという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、紙葉類に貼付されている光沢物及び蛍光体を簡易な構成で検出することができる異物検出装置、異物検出方法、及び、紙葉類処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態としての紙葉類処理装置は、紙葉類上に添付されている光沢物及び蛍光体を検出する異物検出装置であって、前記蛍光体を励起させ第３波長帯域の蛍光を発生させる第１波長帯域の光と前記第３波長帯域とは異なる第２波長帯域の光とを紙葉類に対して照射する照明装置と、前記紙葉類からの光を受光する光学系と、前記光学系により受光した光を撮像する少なくとも前記第２波長帯域及び前記第３波長帯域を感度領域として含む撮像手段と、前記撮像手段により取得した画像に基づいて光沢物及び蛍光体を検出する検出手段と、を具備する。
【０００８】
また、本発明の一実施形態としての異物検出方法は、紙葉類上に添付されている光沢物及び蛍光体を検出する異物検出装置に用いられる異物検出方法であって、前記蛍光体を励起させ第３波長帯域の蛍光を発生させる第１波長帯域の光と前記第３波長帯域とは異なる第２波長帯域の光とを紙葉類に対して照射し、前記紙葉類からの光を受光し、前記受光した光のうちの少なくとも前記第２波長帯域及び前記第３波長帯域の光をそれぞれ撮像し、前記撮像することにより取得した各画像に基づいて光沢物及び蛍光体を検出する。
【０００９】
また、本発明の一実施形態としての紙葉類処理装置は、紙葉類上に添付されている光沢物及び蛍光体を検出する異物検出装置を有する紙葉類処理装置であって、前記紙葉類を搬送する搬送手段と、前記蛍光体を励起させ第３波長帯域の蛍光を発生させる第１波長帯域の光と前記第３波長帯域とは異なる第２波長帯域の光とを前記搬送手段により搬送される前記紙葉類に対して照射する照明装置と、前記紙葉類からの光を受光する光学系と、前記光学系により受光した光を撮像する少なくとも前記第２波長帯域及び前記第３波長帯域を感度領域として含む撮像手段と、前記撮像手段により取得した画像に基づいて光沢物及び蛍光体を検出する検出手段と、を具備する。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の一形態によれば、紙葉類に貼付されている光沢物及び蛍光体を簡易な構成で検出することができる異物検出装置、異物検出方法、及び、紙葉類処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る異物検出装置、異物検出方法、及び、紙葉類処理装置について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る紙葉類処理装置１を概略的に示す図である。図２は、図１に示す紙葉類処理装置１の読み取り位置付近の構成を紙葉類の搬送方向に直行する向きから見た図である。
【００１３】
紙葉類処理装置１は、紙葉類上に貼付されているセロハンテープなどの光沢物及びメンディングテープなどの蛍光特性を持つ異物（蛍光体）を検出する異物検出装置を含む。図１に示すように、異物検出装置は、光源２、フィルタＦ、カメラ３、及び画像処理部４などを含む。紙葉類処理装置１は、この異物検出装置と制御部５とローラ６とを備えている。なお、異物検出装置が制御部５を有するようにしても良い。
【００１４】
光源２は、少なくとも、紫外光から赤色光までの帯域を含む広い発光帯域の光を発する光源、若しくは、例えば、キセノンランプ、水銀ランプ、ハロゲンランプなどのような多様な帯域の光を発する光源である。光源２は、ローラ６により搬送される紙葉類７に対して光を照射する。
【００１５】
フィルタＦは、図３に示すように、例えば、波長が３８０ｎｍ未満である紫外領域の波長の光（紫外光）及び波長が６０５ｎｍ以上７５０ｎｍ未満である赤色領域の波長の光（赤色光）のみを透過させる透過特性を有するフィルタである。この光源２及びフィルタＦにより、紙葉類７に紫外光と赤色光を照射する照明装置が構成されている。
【００１６】
即ち、照明装置は、紫外光を紙葉類７に対して照射する紫外光照射手段として機能する。また、照明装置は、赤色光を紙葉類７に対して照射する赤色光照射手段として機能する。
【００１７】
カメラ３は、光を受光するための図示しないレンズなどの光学系と、光学系により受光した光を電気信号に変換して画像（信号）を取得することができる撮像手段としての撮像素子とを備えている。このカメラ３は、すくなくとも、青色領域を感度領域として含む撮像素子と、赤色領域を感度領域として含む撮像素子とを備えている。即ち、カメラ３は、４３５ｎｍ以上４８０ｎｍ未満の波長を感度領域とする撮像素子と、６０５ｎｍ以上７５０ｎｍ未満の波長を感度領域とする撮像素子とを備えている。
【００１８】
画像処理部４は、カメラ３により取得した画像に対して、例えば二値化処理を施し、セロハンテープ及びメンディングテープなどの粘着テープを検出する。
【００１９】
制御部５は、光源２、カメラ３、画像処理部４、及び、ローラ６の動作を総合的に制御する。制御部５は、記憶手段として機能するメモリを備えている。メモリは、例えば、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどにより構成され、ＲＯＭは、制御用のプログラム、および制御データなどを予め記憶している。また、ＲＡＭは、ワーキングメモリとして機能し、制御部５が処理中のデータなどを一時保管する。また、制御部５は、カメラ３により取得した画像（信号）に基づいて光沢物、及び蛍光体を検出する検出手段として機能する。
【００２０】
ローラ６は、紙葉類７を図１に示す矢印ａの方向に搬送するための搬送機構である。
【００２１】
図２に示すように、光源２は、光源２からの光が入射角θで紙葉類７上のカメラ３の読み取り位置に照射される位置に配置される。カメラ３は、光源２から照射された光が紙葉類７により反射角θで反射された反射光の光軸に配置される。即ち、入射角θと反射角θの角度は等しいので、カメラ３の読み取り位置に光沢物などの鏡面体が存在する場合、カメラ３は、光源２から照射された光が光沢物により正反射された正反射光を受光する。
【００２２】
フィルタＦは、光源２とカメラ３の読み取り位置との間に設置されている。即ち、光源２から発せられた光の一部がフィルタＦにより吸収され、紫外光及び赤色光のみが透過され、透過された紫外光及び赤色光が入射角θでカメラ３の読み取り位置に照射される。即ち、カメラ３の読み取り位置に照射される光は、紫外領域の波長の光及び赤色領域の波長の光のみである。
【００２３】
本実施形態では、フィルタＦを用いて紫外領域の波長の光及び赤色領域の波長の光のみを照射する構成を実現したが、これに限定されない。例えば、照明装置は、紫外領域の波長の光を発する発光ダイオードと、赤色領域の波長の光を発する発光ダイオードとが組み合わされた構成であっても良い。
【００２４】
図４は、蛍光体５１が貼付されている紙葉類７を処理する場合の説明図である。
図４（Ａ）に示すように、紙葉類処理装置１は、表面の一部にメンディングテープなどの蛍光体５１が貼付されている紙葉類７を処理するとする。
【００２５】
即ち、蛍光体５１は、Ｘ線、紫外線（紫外光）、若しくは可視光などの励起光のエネルギーが蛍光体５１を構成する原子の電子を励起させることにより蛍光が発せられる蛍光特性を有している。
【００２６】
図４（Ｂ）に示すように、紙葉類処理装置１は、蛍光体５１の貼付された紙葉類７を矢印ａの方向に搬送しつつ、光源２により光を照射する。この際、光源２から発せられた光は、フィルタＦにより紫外光及び赤色光のみが透過され、紙葉類７に照射される。
【００２７】
紙葉類７に照射された紫外光及び赤色光は、蛍光体５１を構成する原子の電子を励起させることにより蛍光を発生させる。ここで、蛍光体５１から発せられる蛍光は、励起光より長い波長の光に励起されている。紫外光は、例えば、波長が４３５ｎｍ以上４８０ｎｍ未満である青色光に励起される。また、赤色光は、例えば、波長が７５０ｎｍ以上の紫赤色光に励起される。なお、励起されることにより変わる波長は、蛍光体５１の原子構造により異なる。
【００２８】
また、紙葉類７に照射された紫外光及び赤色光は、蛍光体５１及び紙葉類７の表面で拡散反射及び正反射される。即ち、蛍光体５１が貼付されている位置では、拡散反射及び正反射された紫外光及び赤色光と、励起された青色光及び紫赤色光の蛍光とが発せられ、カメラ３の光学系に入射される。また、蛍光体５１が貼付されていない位置では、拡散反射及び正反射された紫外光及び赤色光が発せられ、カメラ３の光学系に入射される。
【００２９】
カメラ３は、青色領域を感度領域として含む撮像素子と、赤色領域を感度領域として含む撮像素子とにより、光学系に入射した光を撮像する。青色領域を感度領域として含む撮像素子は、光学系に入射した光を撮像することにより、図４（Ｃ）に示すような信号を出力する。
【００３０】
図４（Ｃ）は、縦軸を光強度、横軸を紙葉類７上の撮像位置とした青色領域を感度領域として含む撮像素子の出力信号を示す図である。紙葉類７上で拡散反射及び正反射された光には青色光は含まれていない為、図４（Ｃ）に示すように、Ｌｏｗレベルの信号が検出される。蛍光体５１が貼付されている位置では、蛍光の中に青色光が含まれているため、図４（Ｃ）に示すように、Ｈｉｇｈレベルの信号が検出される。
【００３１】
紙葉類処理装置１の制御部５は、検出された信号のＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとの中間値に閾値を設ける、若しくは、検出された信号を二値化することにより、蛍光体５１を検出することができる。即ち、制御部５は、青色光を撮像することにより取得した画像信号に基づいて蛍光体５１を検出することができる蛍光体検出手段として機能する。
【００３２】
なお、赤色領域を感度領域として含む撮像素子の出力信号には、蛍光体５１が貼付されている、貼付されていないに関わらず、その拡散反射及び正反射された反射光に赤色光が含まれているため、差が検出されない。
【００３３】
図５は、光沢物５２が貼付されている紙葉類７を処理する場合の説明図である。
図５（Ａ）に示すように、紙葉類処理装置１は、表面の一部にセロハンテープなどのなどの光沢物５２が貼付されている紙葉類７を処理するとする。
【００３４】
光沢物５２の表面は、鏡面体になっている。この為、光沢物５２の表面では、図６に示すように、光沢物５２に入射された光が入射角と同じ角度で反射される正反射光３３が発生する。また、光沢物５２は、完全な鏡面体ではない為、図６に示すように、光沢物５２に入射された光が入射角とは異なる角度で反射される拡散反射光３４も同時に発生する。なお、正反射された光は、拡散反射された光に比べてその光強度が強くなる。
【００３５】
なお、紙葉類７の表面でも正反射は発生するが、光沢物５２に比べて表面の原子の配列が規則的に揃っていない為、正反射された光と拡散反射された光との差が光沢物５２によるものに比べてより小さい。
【００３６】
図５（Ｂ）に示すように、紙葉類処理装置１は、光沢物５２が貼付された紙葉類７を矢印ａの方向に搬送しつつ、光源２により光を照射する。この際、光源２から発せられた光は、フィルタＦにより紫外光及び赤色光のみが透過され、紙葉類７に照射される。
【００３７】
紙葉類７に照射された紫外光及び赤色光は、光沢物５２により正反射及び拡散反射される。ここでは、正反射された光の光軸を撮像するようにカメラ３が設置されている。これにより、拡散反射された光の検出信号は、正反射された光の検出信号に比べて極めて小さい為、拡散反射された光を無視することが出来る。
【００３８】
即ち、光沢物５２が貼付されている位置では、正反射された紫外光及び赤色光が発せられ、カメラ３の光学系に入射される。また、光沢物５２が貼付されていない位置では、光沢物５２が貼付されている位置からの反射光に比べてより光強度の弱い光が発せられ、カメラ３の光学系に入射される。
【００３９】
カメラ３は、青色領域を感度領域として含む撮像素子と、赤色領域を感度領域として含む撮像素子とにより、光学系に入射した光を撮像する。赤色領域を感度領域として含む撮像素子は、光学系に入射した光を撮像することにより、図５（Ｃ）に示すような信号を出力する。
【００４０】
図５（Ｃ）は、縦軸を光強度、横軸を紙葉類７上の撮像位置とした赤色領域を感度領域として含む撮像素子の出力信号を示す図である。紙葉類７上で拡散反射及び正反射された光は、光沢物５２上で正反射された光に比べて光強度が弱い為、図５（Ｃ）に示すように、Ｌｏｗレベルの信号として検出される。光沢物５２が貼付されている位置では、正反射された光を撮像素子が検出するため、図５（Ｃ）に示すように、Ｈｉｇｈレベルの信号が検出される。
【００４１】
紙葉類処理装置１の制御部５は、検出された信号のＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとの中間値に閾値を設ける、若しくは、検出された信号を二値化することにより、光沢物５２を検出することができる。即ち、制御部５は、赤色光を撮像することにより取得した画像信号に基づいて光沢物５２を検出することができる光沢物検出手段として機能する。
【００４２】
なお、青色領域を感度領域として含む撮像素子の出力信号には、光沢物５２が貼付されている、貼付されていないに関わらず、その拡散反射及び正反射された反射光に青色光が含まれていないため、信号が検出されない。
【００４３】
上記したように、紙葉類処理装置１は、検査対象物に対して紫外光及び赤色光を照射し、蛍光体を励起させることにより発生した青色光の検出信号に基づいて、蛍光体５１を検出し、光沢物５２により正反射された赤色光の検出信号に基づいて、光沢物５２を検出することができる。この結果として、紙葉類に貼付されている光沢物及び蛍光体を簡易な構成で検出することができる異物検出装置、異物検出方法、及び、紙葉類処理装置を提供することができる。
【００４４】
カメラ３の撮像素子として青色領域を感度領域として含む撮像素子と、赤色領域を感度領域として含む撮像素子とが用いられているとしたがこれに限定されない。例えば、ＲＧＢカラーラインイメージセンサを用いることにより、本発明を実現することが出来る。
【００４５】
図７は、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５を撮像素子として用いる場合の構成を説明するための説明図である。
【００４６】
ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５は、青色領域を感度領域として含む撮像素子と、赤色領域を感度領域として含む撮像素子と緑色領域を感度領域として含む撮像素子とがそれぞれ一ラインずつ配列されている撮像素子である。
【００４７】
即ち、光源２から発せられた光は、フィルタＦにより紫外光及び赤色光のみが搬送される紙葉類７に照射される。照射された光が紙葉類７上の蛍光体５１が貼付されている位置において反射、若しくは励起することにより、赤紫色光及び青色光が発せられる。また、照射された光が紙葉類７上の光沢物５２が貼付されている位置において反射することにより、強い赤色光及び紫外光が発せられる。また、照射された光が紙葉類７上の蛍光体５１も光沢物５２も貼付されていない位置において反射することにより、弱い赤色光及び紫外光が発せられる。
【００４８】
反射、若しくは励起することにより発生した光は、それぞれカメラ３の光学系に入射する。光学系に入射した光のうち、青色光は、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５のうちの１ラインに並べられた青色領域を感度領域として含む撮像素子により結像される。赤色光は、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５のうちの１ラインに並べられた赤色領域を感度領域として含む撮像素子により結像される。紫外光は、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５では結像されない。
【００４９】
図７に示すように、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、及びＢｌｕｅの各色のラインイメージセンサが１列ずつ並べられている場合、入射角と等しい角θで反射される正反射光が撮像素子に入射するため、撮像素子に入射する光のうちの正反射光の比率が拡散反射光に比べて大きくなる。この為、拡散反射光の影響が少なくなる為、光沢物５２の正確な検知が可能となる。
【００５０】
しかし、実際に紙葉類７を処理する場合、例えば、傾きやしわなどにより紙葉類７の読み取り位置における角度が変動する場合がある。例えば、図５（Ｃ）に示すように、本来の正反射光の反射角θからαだけずれた場合、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５は拡散反射光のみを撮像することになる。この場合、紙葉類７に光沢物５２が貼付されているとしても、正反射光を撮像することが出来ないため、光沢物５２を検出することが出来なくなる可能性があるという問題がある。
【００５１】
そこで、例えば、カメラ３の撮像素子としてＲＧＢカラーエリアイメージセンサを用いることにより、この問題を解決することが出来る。
【００５２】
図８及び９は、他の実施形態に係る紙葉類処理装置１の読み取り位置付近の構成を概略的に示す図である。本実施形態では、ＲＧＢカラーエリアイメージセンサ３６を撮像素子として用いる。
【００５３】
ＲＧＢカラーエリアイメージセンサ３６は、青色領域を感度領域として含む撮像素子と、赤色領域を感度領域として含む撮像素子と緑色領域を感度領域として含む撮像素子とが２次元的に複数配列されている撮像素子である。この為、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５に比べて、撮像することが出来る領域が広くなる。
【００５４】
例えば、図８、若しくは図９に示すように、光沢物５２が貼付された紙葉類７がαの角度で傾くことにより、入射角θはθ−α、若しくはθ＋αとなる。また、反射角も同様にθ−α、若しくはθ＋αとなる。この場合、カメラ３の光学系に入射する正反射光は、紙葉類７に傾きがない場合に比べて２αずれる。
【００５５】
しかし、ＲＧＢカラーエリアイメージセンサ３６は、図８に示すように、各色の撮像素子が２次元的に配列されている為、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５に比べて大きな受光幅を持っている。即ち、撮像素子にＲＧＢカラーエリアイメージセンサ３６を用いる場合、紙葉類処理装置１は、紙葉類７の角度が変動しても、正反射光を撮像することが出来る。この結果として、紙葉類の傾きに因らず、紙葉類に貼付されている光沢物及び蛍光体を、簡易な構成で検出することができる異物検出装置、異物検出方法、及び、紙葉類処理装置を提供することができる。
【００５６】
しかし、撮像素子にＲＧＢカラーエリアイメージセンサ３６を用いる場合、受光幅が広い為に正反射光の他に拡散反射光も多く受光してしまう。本装置では、正反射光を受光することができれば、光沢物５２の検知を行なう事ができるため、拡散反射光はノイズと考えることが出来る。即ち、撮像素子にＲＧＢカラーエリアイメージセンサ３６を用いる場合、Ｓ（ｓｉｇｎａｌ）／Ｎ（Ｎｏｉｓｅ）比がＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５を用いる場合に比べて悪くなる。
【００５７】
そこで、例えば、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５を複数ライン並べることにより、上記した紙葉類７の傾きの問題及びＳ／Ｎ比の問題を解決することが出来る。
【００５８】
図１０は、さらに他の実施形態に係る紙葉類処理装置１の読み取り位置付近の構成を概略的に示す図である。本実施形態では、走査方向と垂直な方向に複数ライン並べられたＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５を撮像素子として用いる。
【００５９】
図１０に示すように、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５を複数ライン並べることにより、走査方向と垂直な方向への受光領域が広くなる。この場合、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５を並べるライン数は、想定される紙葉類７の傾きに応じて決定する。即ち、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５を並べるライン数は、少なくとも、紙葉類７の傾きによる正反射光の反射角の変動を許容することが出来れば、如何なるライン数であってもよい。
【００６０】
上記した構成によれば、紙葉類７の傾きを許容する最低限のライン数のＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５により光沢物の検出を行なう為、ＲＧＢカラーエリアイメージセンサ３６を用いる場合に比べてＳ／Ｎ比を向上させることが出来る。即ち、本実施形態は、紙葉類７の傾きを許容することが出来、且つ、よりＳ／Ｎ比の良くすることが出来る。この結果として、紙葉類の傾きに因らず、紙葉類に貼付されている光沢物及び蛍光体を、簡易な構成でより高い精度で検出することができる異物検出装置、異物検出方法、及び、紙葉類処理装置を提供することができる。
【００６１】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００６２】
蛍光体に紫外光と赤色光を照射し、青色光と赤色光を撮像することにより蛍光体及び光沢物を検出する構成としたが、これに限定されない。検出する物質に適合した照明装置、フィルタ、及び撮像素子を用いれば、蛍光体に照射する光の波長及び撮像素子の感度領域は如何なるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施形態に係る紙葉類処理装置を概略的に示す図。
【図２】図１に示す紙葉類処理装置の読み取り位置付近の構成を紙葉類の搬送方向に直行する向きから見た図。
【図３】図１に示すフィルタの透過特性を説明するためのグラフ。
【図４】蛍光体が貼付されている紙葉類を処理する場合の説明図。
【図５】光沢物が貼付されている紙葉類を処理する場合の説明図。
【図６】正反射及び拡散反射について説明するための説明図。
【図７】ＲＧＢカラーラインイメージセンサを撮像素子として用いる場合の紙葉類処理装置の読み取り位置付近の構成を説明するための説明図。
【図８】ＲＧＢカラーエリアイメージセンサを撮像素子として用いる場合の紙葉類処理装置の読み取り位置付近の構成を説明するための説明図。
【図９】ＲＧＢカラーエリアイメージセンサを撮像素子として用いる場合の紙葉類処理装置の読み取り位置付近の構成を説明するための説明図。
【図１０】複数ラインのＲＧＢカラーラインイメージセンサを撮像素子として用いる場合の紙葉類処理装置の読み取り位置付近の構成を説明するための説明図。
【符号の説明】
【００６４】
１…紙葉類処理装置、２…光源、３…カメラ、４…画像処理部、５…制御部、６…ローラ、７…紙葉類、３５…ＲＧＢカラーラインイメージセンサ、３６…ＲＧＢカラーエリアイメージセンサ、５１…蛍光体、５２…光沢物、Ｆ…フィルタ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、紙葉類に貼付されている光沢物及び蛍光体を検出する異物検出装置、異物検出方法、及び、紙葉類処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有価証券、または紙幣などの紙葉類を計数及び鑑査し、この鑑査結果に応じて施封処理や裁断処理を行なう機器本体と、この機器本体とＵＳＢもしくはＬＡＮなどのケーブルにより接続され、上記機器本体の計数情報を管理する管理端末とからなる紙葉類処理装置が実用化されている。
【０００３】
このような紙葉類処理装置では、破損箇所にセロハンテープ、若しくはメンディングテープなどの粘着テープが貼付されている紙葉類を処理する場合がある。この場合、紙葉類処理装置は、粘着テープが貼付された紙葉類が再び流通しないようにする為に、紙葉類を抜き出して裁断する。この為に、紙葉類処理装置は、紙葉類に粘着テープが貼付されているか否かを判定する必要がある。
【０００４】
そこで、吸収率の大きい波長の紫外光と、吸収率の小さい波長の紫外光とを粘着テープに対して照射し、照射した各紫外光が粘着テープにより正反射された光を撮像してそれぞれ画像を取得し、取得した各画像の差、または比率により粘着テープを検出する検出装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３０３６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した検出装置は、紙葉類上に貼付されているセロハンテープなどの光沢物及びメンディングテープなどの蛍光特性を持つ異物（蛍光体）を検出する場合、光沢物と蛍光体のそれぞれに対して個別に照明装置、光学系、及び撮像素子を配置する必要があり、装置が大きくなってしまうという問題がある。また、照明装置、光学系、及び撮像素子の必要数が増える為、コストが嵩むという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、紙葉類に貼付されている光沢物及び蛍光体を簡易な構成で検出することができる異物検出装置、異物検出方法、及び、紙葉類処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態としての紙葉類処理装置は、紙葉類上に添付されている光沢物及び蛍光体を検出する異物検出装置であって、前記蛍光体を励起させ第３波長帯域の蛍光を発生させる第１波長帯域の光と前記第３波長帯域とは異なる第２波長帯域の光とを紙葉類に対して照射する照明装置と、前記紙葉類からの光を受光する光学系と、前記光学系により受光した光を撮像する少なくとも前記第２波長帯域及び前記第３波長帯域を感度領域として含む撮像手段と、前記撮像手段により取得した画像に基づいて光沢物及び蛍光体を検出する検出手段と、を具備する。
【０００８】
また、本発明の一実施形態としての異物検出方法は、紙葉類上に添付されている光沢物及び蛍光体を検出する異物検出装置に用いられる異物検出方法であって、前記蛍光体を励起させ第３波長帯域の蛍光を発生させる第１波長帯域の光と前記第３波長帯域とは異なる第２波長帯域の光とを紙葉類に対して照射し、前記紙葉類からの光を受光し、前記受光した光のうちの少なくとも前記第２波長帯域及び前記第３波長帯域の光をそれぞれ撮像し、前記撮像することにより取得した各画像に基づいて光沢物及び蛍光体を検出する。
【０００９】
また、本発明の一実施形態としての紙葉類処理装置は、紙葉類上に添付されている光沢物及び蛍光体を検出する異物検出装置を有する紙葉類処理装置であって、前記紙葉類を搬送する搬送手段と、前記蛍光体を励起させ第３波長帯域の蛍光を発生させる第１波長帯域の光と前記第３波長帯域とは異なる第２波長帯域の光とを前記搬送手段により搬送される前記紙葉類に対して照射する照明装置と、前記紙葉類からの光を受光する光学系と、前記光学系により受光した光を撮像する少なくとも前記第２波長帯域及び前記第３波長帯域を感度領域として含む撮像手段と、前記撮像手段により取得した画像に基づいて光沢物及び蛍光体を検出する検出手段と、を具備する。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の一形態によれば、紙葉類に貼付されている光沢物及び蛍光体を簡易な構成で検出することができる異物検出装置、異物検出方法、及び、紙葉類処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る異物検出装置、異物検出方法、及び、紙葉類処理装置について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る紙葉類処理装置１を概略的に示す図である。図２は、図１に示す紙葉類処理装置１の読み取り位置付近の構成を紙葉類の搬送方向に直行する向きから見た図である。
【００１３】
紙葉類処理装置１は、紙葉類上に貼付されているセロハンテープなどの光沢物及びメンディングテープなどの蛍光特性を持つ異物（蛍光体）を検出する異物検出装置を含む。図１に示すように、異物検出装置は、光源２、フィルタＦ、カメラ３、及び画像処理部４などを含む。紙葉類処理装置１は、この異物検出装置と制御部５とローラ６とを備えている。なお、異物検出装置が制御部５を有するようにしても良い。
【００１４】
光源２は、少なくとも、紫外光から赤色光までの帯域を含む広い発光帯域の光を発する光源、若しくは、例えば、キセノンランプ、水銀ランプ、ハロゲンランプなどのような多様な帯域の光を発する光源である。光源２は、ローラ６により搬送される紙葉類７に対して光を照射する。
【００１５】
フィルタＦは、図３に示すように、例えば、波長が３８０ｎｍ未満である紫外領域の波長の光（紫外光）及び波長が６０５ｎｍ以上７５０ｎｍ未満である赤色領域の波長の光（赤色光）のみを透過させる透過特性を有するフィルタである。この光源２及びフィルタＦにより、紙葉類７に紫外光と赤色光を照射する照明装置が構成されている。
【００１６】
即ち、照明装置は、紫外光を紙葉類７に対して照射する紫外光照射手段として機能する。また、照明装置は、赤色光を紙葉類７に対して照射する赤色光照射手段として機能する。
【００１７】
カメラ３は、光を受光するための図示しないレンズなどの光学系と、光学系により受光した光を電気信号に変換して画像（信号）を取得することができる撮像手段としての撮像素子とを備えている。このカメラ３は、すくなくとも、青色領域を感度領域として含む撮像素子と、赤色領域を感度領域として含む撮像素子とを備えている。即ち、カメラ３は、４３５ｎｍ以上４８０ｎｍ未満の波長を感度領域とする撮像素子と、６０５ｎｍ以上７５０ｎｍ未満の波長を感度領域とする撮像素子とを備えている。
【００１８】
画像処理部４は、カメラ３により取得した画像に対して、例えば二値化処理を施し、セロハンテープ及びメンディングテープなどの粘着テープを検出する。
【００１９】
制御部５は、光源２、カメラ３、画像処理部４、及び、ローラ６の動作を総合的に制御する。制御部５は、記憶手段として機能するメモリを備えている。メモリは、例えば、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどにより構成され、ＲＯＭは、制御用のプログラム、および制御データなどを予め記憶している。また、ＲＡＭは、ワーキングメモリとして機能し、制御部５が処理中のデータなどを一時保管する。また、制御部５は、カメラ３により取得した画像（信号）に基づいて光沢物、及び蛍光体を検出する検出手段として機能する。
【００２０】
ローラ６は、紙葉類７を図１に示す矢印ａの方向に搬送するための搬送機構である。
【００２１】
図２に示すように、光源２は、光源２からの光が入射角θで紙葉類７上のカメラ３の読み取り位置に照射される位置に配置される。カメラ３は、光源２から照射された光が紙葉類７により反射角θで反射された反射光の光軸に配置される。即ち、入射角θと反射角θの角度は等しいので、カメラ３の読み取り位置に光沢物などの鏡面体が存在する場合、カメラ３は、光源２から照射された光が光沢物により正反射された正反射光を受光する。
【００２２】
フィルタＦは、光源２とカメラ３の読み取り位置との間に設置されている。即ち、光源２から発せられた光の一部がフィルタＦにより吸収され、紫外光及び赤色光のみが透過され、透過された紫外光及び赤色光が入射角θでカメラ３の読み取り位置に照射される。即ち、カメラ３の読み取り位置に照射される光は、紫外領域の波長の光及び赤色領域の波長の光のみである。
【００２３】
本実施形態では、フィルタＦを用いて紫外領域の波長の光及び赤色領域の波長の光のみを照射する構成を実現したが、これに限定されない。例えば、照明装置は、紫外領域の波長の光を発する発光ダイオードと、赤色領域の波長の光を発する発光ダイオードとが組み合わされた構成であっても良い。
【００２４】
図４は、蛍光体５１が貼付されている紙葉類７を処理する場合の説明図である。
図４（Ａ）に示すように、紙葉類処理装置１は、表面の一部にメンディングテープなどの蛍光体５１が貼付されている紙葉類７を処理するとする。
【００２５】
即ち、蛍光体５１は、Ｘ線、紫外線（紫外光）、若しくは可視光などの励起光のエネルギーが蛍光体５１を構成する原子の電子を励起させることにより蛍光が発せられる蛍光特性を有している。
【００２６】
図４（Ｂ）に示すように、紙葉類処理装置１は、蛍光体５１の貼付された紙葉類７を矢印ａの方向に搬送しつつ、光源２により光を照射する。この際、光源２から発せられた光は、フィルタＦにより紫外光及び赤色光のみが透過され、紙葉類７に照射される。
【００２７】
紙葉類７に照射された紫外光及び赤色光は、蛍光体５１を構成する原子の電子を励起させることにより蛍光を発生させる。ここで、蛍光体５１から発せられる蛍光は、励起光より長い波長の光に励起されている。紫外光は、例えば、波長が４３５ｎｍ以上４８０ｎｍ未満である青色光に励起される。また、赤色光は、例えば、波長が７５０ｎｍ以上の紫赤色光に励起される。なお、励起されることにより変わる波長は、蛍光体５１の原子構造により異なる。
【００２８】
また、紙葉類７に照射された紫外光及び赤色光は、蛍光体５１及び紙葉類７の表面で拡散反射及び正反射される。即ち、蛍光体５１が貼付されている位置では、拡散反射及び正反射された紫外光及び赤色光と、励起された青色光及び紫赤色光の蛍光とが発せられ、カメラ３の光学系に入射される。また、蛍光体５１が貼付されていない位置では、拡散反射及び正反射された紫外光及び赤色光が発せられ、カメラ３の光学系に入射される。
【００２９】
カメラ３は、青色領域を感度領域として含む撮像素子と、赤色領域を感度領域として含む撮像素子とにより、光学系に入射した光を撮像する。青色領域を感度領域として含む撮像素子は、光学系に入射した光を撮像することにより、図４（Ｃ）に示すような信号を出力する。
【００３０】
図４（Ｃ）は、縦軸を光強度、横軸を紙葉類７上の撮像位置とした青色領域を感度領域として含む撮像素子の出力信号を示す図である。紙葉類７上で拡散反射及び正反射された光には青色光は含まれていない為、図４（Ｃ）に示すように、Ｌｏｗレベルの信号が検出される。蛍光体５１が貼付されている位置では、蛍光の中に青色光が含まれているため、図４（Ｃ）に示すように、Ｈｉｇｈレベルの信号が検出される。
【００３１】
紙葉類処理装置１の制御部５は、検出された信号のＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとの中間値に閾値を設ける、若しくは、検出された信号を二値化することにより、蛍光体５１を検出することができる。即ち、制御部５は、青色光を撮像することにより取得した画像信号に基づいて蛍光体５１を検出することができる蛍光体検出手段として機能する。
【００３２】
なお、赤色領域を感度領域として含む撮像素子の出力信号には、蛍光体５１が貼付されている、貼付されていないに関わらず、その拡散反射及び正反射された反射光に赤色光が含まれているため、差が検出されない。
【００３３】
図５は、光沢物５２が貼付されている紙葉類７を処理する場合の説明図である。
図５（Ａ）に示すように、紙葉類処理装置１は、表面の一部にセロハンテープなどのなどの光沢物５２が貼付されている紙葉類７を処理するとする。
【００３４】
光沢物５２の表面は、鏡面体になっている。この為、光沢物５２の表面では、図６に示すように、光沢物５２に入射された光が入射角と同じ角度で反射される正反射光３３が発生する。また、光沢物５２は、完全な鏡面体ではない為、図６に示すように、光沢物５２に入射された光が入射角とは異なる角度で反射される拡散反射光３４も同時に発生する。なお、正反射された光は、拡散反射された光に比べてその光強度が強くなる。
【００３５】
なお、紙葉類７の表面でも正反射は発生するが、光沢物５２に比べて表面の原子の配列が規則的に揃っていない為、正反射された光と拡散反射された光との差が光沢物５２によるものに比べてより小さい。
【００３６】
図５（Ｂ）に示すように、紙葉類処理装置１は、光沢物５２が貼付された紙葉類７を矢印ａの方向に搬送しつつ、光源２により光を照射する。この際、光源２から発せられた光は、フィルタＦにより紫外光及び赤色光のみが透過され、紙葉類７に照射される。
【００３７】
紙葉類７に照射された紫外光及び赤色光は、光沢物５２により正反射及び拡散反射される。ここでは、正反射された光の光軸を撮像するようにカメラ３が設置されている。これにより、拡散反射された光の検出信号は、正反射された光の検出信号に比べて極めて小さい為、拡散反射された光を無視することが出来る。
【００３８】
即ち、光沢物５２が貼付されている位置では、正反射された紫外光及び赤色光が発せられ、カメラ３の光学系に入射される。また、光沢物５２が貼付されていない位置では、光沢物５２が貼付されている位置からの反射光に比べてより光強度の弱い光が発せられ、カメラ３の光学系に入射される。
【００３９】
カメラ３は、青色領域を感度領域として含む撮像素子と、赤色領域を感度領域として含む撮像素子とにより、光学系に入射した光を撮像する。赤色領域を感度領域として含む撮像素子は、光学系に入射した光を撮像することにより、図５（Ｃ）に示すような信号を出力する。
【００４０】
図５（Ｃ）は、縦軸を光強度、横軸を紙葉類７上の撮像位置とした赤色領域を感度領域として含む撮像素子の出力信号を示す図である。紙葉類７上で拡散反射及び正反射された光は、光沢物５２上で正反射された光に比べて光強度が弱い為、図５（Ｃ）に示すように、Ｌｏｗレベルの信号として検出される。光沢物５２が貼付されている位置では、正反射された光を撮像素子が検出するため、図５（Ｃ）に示すように、Ｈｉｇｈレベルの信号が検出される。
【００４１】
紙葉類処理装置１の制御部５は、検出された信号のＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとの中間値に閾値を設ける、若しくは、検出された信号を二値化することにより、光沢物５２を検出することができる。即ち、制御部５は、赤色光を撮像することにより取得した画像信号に基づいて光沢物５２を検出することができる光沢物検出手段として機能する。
【００４２】
なお、青色領域を感度領域として含む撮像素子の出力信号には、光沢物５２が貼付されている、貼付されていないに関わらず、その拡散反射及び正反射された反射光に青色光が含まれていないため、信号が検出されない。
【００４３】
上記したように、紙葉類処理装置１は、検査対象物に対して紫外光及び赤色光を照射し、蛍光体を励起させることにより発生した青色光の検出信号に基づいて、蛍光体５１を検出し、光沢物５２により正反射された赤色光の検出信号に基づいて、光沢物５２を検出することができる。この結果として、紙葉類に貼付されている光沢物及び蛍光体を簡易な構成で検出することができる異物検出装置、異物検出方法、及び、紙葉類処理装置を提供することができる。
【００４４】
カメラ３の撮像素子として青色領域を感度領域として含む撮像素子と、赤色領域を感度領域として含む撮像素子とが用いられているとしたがこれに限定されない。例えば、ＲＧＢカラーラインイメージセンサを用いることにより、本発明を実現することが出来る。
【００４５】
図７は、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５を撮像素子として用いる場合の構成を説明するための説明図である。
【００４６】
ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５は、青色領域を感度領域として含む撮像素子と、赤色領域を感度領域として含む撮像素子と緑色領域を感度領域として含む撮像素子とがそれぞれ一ラインずつ配列されている撮像素子である。
【００４７】
即ち、光源２から発せられた光は、フィルタＦにより紫外光及び赤色光のみが搬送される紙葉類７に照射される。照射された光が紙葉類７上の蛍光体５１が貼付されている位置において反射、若しくは励起することにより、赤紫色光及び青色光が発せられる。また、照射された光が紙葉類７上の光沢物５２が貼付されている位置において反射することにより、強い赤色光及び紫外光が発せられる。また、照射された光が紙葉類７上の蛍光体５１も光沢物５２も貼付されていない位置において反射することにより、弱い赤色光及び紫外光が発せられる。
【００４８】
反射、若しくは励起することにより発生した光は、それぞれカメラ３の光学系に入射する。光学系に入射した光のうち、青色光は、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５のうちの１ラインに並べられた青色領域を感度領域として含む撮像素子により結像される。赤色光は、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５のうちの１ラインに並べられた赤色領域を感度領域として含む撮像素子により結像される。紫外光は、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５では結像されない。
【００４９】
図７に示すように、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、及びＢｌｕｅの各色のラインイメージセンサが１列ずつ並べられている場合、入射角と等しい角θで反射される正反射光が撮像素子に入射するため、撮像素子に入射する光のうちの正反射光の比率が拡散反射光に比べて大きくなる。この為、拡散反射光の影響が少なくなる為、光沢物５２の正確な検知が可能となる。
【００５０】
しかし、実際に紙葉類７を処理する場合、例えば、傾きやしわなどにより紙葉類７の読み取り位置における角度が変動する場合がある。例えば、図５（Ｃ）に示すように、本来の正反射光の反射角θからαだけずれた場合、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５は拡散反射光のみを撮像することになる。この場合、紙葉類７に光沢物５２が貼付されているとしても、正反射光を撮像することが出来ないため、光沢物５２を検出することが出来なくなる可能性があるという問題がある。
【００５１】
そこで、例えば、カメラ３の撮像素子としてＲＧＢカラーエリアイメージセンサを用いることにより、この問題を解決することが出来る。
【００５２】
図８及び９は、他の実施形態に係る紙葉類処理装置１の読み取り位置付近の構成を概略的に示す図である。本実施形態では、ＲＧＢカラーエリアイメージセンサ３６を撮像素子として用いる。
【００５３】
ＲＧＢカラーエリアイメージセンサ３６は、青色領域を感度領域として含む撮像素子と、赤色領域を感度領域として含む撮像素子と緑色領域を感度領域として含む撮像素子とが２次元的に複数配列されている撮像素子である。この為、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５に比べて、撮像することが出来る領域が広くなる。
【００５４】
例えば、図８、若しくは図９に示すように、光沢物５２が貼付された紙葉類７がαの角度で傾くことにより、入射角θはθ−α、若しくはθ＋αとなる。また、反射角も同様にθ−α、若しくはθ＋αとなる。この場合、カメラ３の光学系に入射する正反射光は、紙葉類７に傾きがない場合に比べて２αずれる。
【００５５】
しかし、ＲＧＢカラーエリアイメージセンサ３６は、図８に示すように、各色の撮像素子が２次元的に配列されている為、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５に比べて大きな受光幅を持っている。即ち、撮像素子にＲＧＢカラーエリアイメージセンサ３６を用いる場合、紙葉類処理装置１は、紙葉類７の角度が変動しても、正反射光を撮像することが出来る。この結果として、紙葉類の傾きに因らず、紙葉類に貼付されている光沢物及び蛍光体を、簡易な構成で検出することができる異物検出装置、異物検出方法、及び、紙葉類処理装置を提供することができる。
【００５６】
しかし、撮像素子にＲＧＢカラーエリアイメージセンサ３６を用いる場合、受光幅が広い為に正反射光の他に拡散反射光も多く受光してしまう。本装置では、正反射光を受光することができれば、光沢物５２の検知を行なう事ができるため、拡散反射光はノイズと考えることが出来る。即ち、撮像素子にＲＧＢカラーエリアイメージセンサ３６を用いる場合、Ｓ（ｓｉｇｎａｌ）／Ｎ（Ｎｏｉｓｅ）比がＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５を用いる場合に比べて悪くなる。
【００５７】
そこで、例えば、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５を複数ライン並べることにより、上記した紙葉類７の傾きの問題及びＳ／Ｎ比の問題を解決することが出来る。
【００５８】
図１０は、さらに他の実施形態に係る紙葉類処理装置１の読み取り位置付近の構成を概略的に示す図である。本実施形態では、走査方向と垂直な方向に複数ライン並べられたＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５を撮像素子として用いる。
【００５９】
図１０に示すように、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５を複数ライン並べることにより、走査方向と垂直な方向への受光領域が広くなる。この場合、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５を並べるライン数は、想定される紙葉類７の傾きに応じて決定する。即ち、ＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５を並べるライン数は、少なくとも、紙葉類７の傾きによる正反射光の反射角の変動を許容することが出来れば、如何なるライン数であってもよい。
【００６０】
上記した構成によれば、紙葉類７の傾きを許容する最低限のライン数のＲＧＢカラーラインイメージセンサ３５により光沢物の検出を行なう為、ＲＧＢカラーエリアイメージセンサ３６を用いる場合に比べてＳ／Ｎ比を向上させることが出来る。即ち、本実施形態は、紙葉類７の傾きを許容することが出来、且つ、よりＳ／Ｎ比の良くすることが出来る。この結果として、紙葉類の傾きに因らず、紙葉類に貼付されている光沢物及び蛍光体を、簡易な構成でより高い精度で検出することができる異物検出装置、異物検出方法、及び、紙葉類処理装置を提供することができる。
【００６１】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００６２】
蛍光体に紫外光と赤色光を照射し、青色光と赤色光を撮像することにより蛍光体及び光沢物を検出する構成としたが、これに限定されない。検出する物質に適合した照明装置、フィルタ、及び撮像素子を用いれば、蛍光体に照射する光の波長及び撮像素子の感度領域は如何なるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施形態に係る紙葉類処理装置を概略的に示す図。
【図２】図１に示す紙葉類処理装置の読み取り位置付近の構成を紙葉類の搬送方向に直行する向きから見た図。
【図３】図１に示すフィルタの透過特性を説明するためのグラフ。
【図４】蛍光体が貼付されている紙葉類を処理する場合の説明図。
【図５】光沢物が貼付されている紙葉類を処理する場合の説明図。
【図６】正反射及び拡散反射について説明するための説明図。
【図７】ＲＧＢカラーラインイメージセンサを撮像素子として用いる場合の紙葉類処理装置の読み取り位置付近の構成を説明するための説明図。
【図８】ＲＧＢカラーエリアイメージセンサを撮像素子として用いる場合の紙葉類処理装置の読み取り位置付近の構成を説明するための説明図。
【図９】ＲＧＢカラーエリアイメージセンサを撮像素子として用いる場合の紙葉類処理装置の読み取り位置付近の構成を説明するための説明図。
【図１０】複数ラインのＲＧＢカラーラインイメージセンサを撮像素子として用いる場合の紙葉類処理装置の読み取り位置付近の構成を説明するための説明図。
【符号の説明】
【００６４】
１…紙葉類処理装置、２…光源、３…カメラ、４…画像処理部、５…制御部、６…ローラ、７…紙葉類、３５…ＲＧＢカラーラインイメージセンサ、３６…ＲＧＢカラーエリアイメージセンサ、５１…蛍光体、５２…光沢物、Ｆ…フィルタ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙葉類上に添付されている光沢物及び蛍光体を検出する異物検出装置であって、
前記蛍光体を励起させ第３波長帯域の蛍光を発生させる第１波長帯域の光と前記第３波長帯域とは異なる第２波長帯域の光とを含み、且つ、前記第３波長帯域の光を除く光を紙葉類に対して入射角θで照射する照明装置と、
前記照明装置の入射角θに対して正反射方向に設けられ、前記紙葉類からの光を受光する光学系と、
前記光学系により受光した光を撮像する少なくとも前記第２波長帯域及び前記第３波長帯域を感度領域として含む撮像手段と、
前記撮像手段により取得した画像に基づいて光沢物及び蛍光体を検出する検出手段と、
を具備する異物検出装置。
【請求項２】
前記検出手段は、
前記第２波長帯域の光を前記撮像手段により撮像した画像に基づいて光沢物を検出する光沢物検出手段と、
前記第３波長帯域の光を前記撮像手段により撮像した画像に基づいて蛍光体を検出する蛍光体検出手段と、
を具備する請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項３】
前記撮像手段は、少なくとも前記第２波長帯域を感度領域として含むラインイメージセンサと前記第３波長帯域を感度領域として含むラインイメージセンサとを含むカラーラインイメージセンサを具備する請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項４】
前記撮像手段は、その走査方向と垂直な方向に複数ライン並べられた前記カラーラインイメージセンサを具備する請求項３に記載の異物検出装置。
【請求項５】
前記撮像手段は、少なくとも前記第２波長帯域と前記第３波長帯域とを感度領域として含むカラーエリアイメージセンサを具備する請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項６】
前記照明装置は、
少なくとも前記第１波長帯域及び前記第２波長帯域を含む帯域の光を発する光源と、
前記光源により発せられた光のうちの前記第１波長帯域の光及び前記第２波長帯域の光のみを透過するフィルタと、
を具備する請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項７】
前記照明装置は、少なくとも前記第１波長帯域の光を発する発光ダイオードと前記第２波長帯域の光を発する発光ダイオードとを光源として有する請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項８】
前記照明装置は、
前記第１波長帯域の光として紫外光を紙葉類に対して照射する紫外光照射手段と、
前記第２波長帯域の光として赤色光を紙葉類に対して照射する赤色光照射手段と、
を具備する請求項１または６または７に記載の異物検出装置。
【請求項９】
紙葉類上に添付されている光沢物及び蛍光体を検出する異物検出装置に用いられる異物検出方法であって、
前記蛍光体を励起させ第３波長帯域の蛍光を発生させる第１波長帯域の光と前記第３波長帯域とは異なる第２波長帯域の光とを含み、且つ、前記第３波長帯域の光を除く光を紙葉類に対して入射角θで照射し、
前記入射角θで前記紙葉類に照射された光の正反射光を受光し、
前記受光した光のうちの少なくとも前記第２波長帯域及び前記第３波長帯域の光をそれぞれ撮像し、
前記撮像することにより取得した各画像に基づいて光沢物及び蛍光体を検出する、
ことを特徴とする異物検出方法。
【請求項１０】
紙葉類上に添付されている光沢物及び蛍光体を検出する異物検出装置を有する紙葉類処理装置であって、
前記紙葉類を搬送する搬送手段と、
前記蛍光体を励起させ第３波長帯域の蛍光を発生させる第１波長帯域の光と前記第３波長帯域とは異なる第２波長帯域の光とを含み、且つ、前記第３波長帯域の光を除く光を前記搬送手段により搬送される前記紙葉類に対して入射角θで照射する照明装置と、
前記照明装置の入射角θに対して正反射方向に設けられ、前記紙葉類からの光を受光する光学系と、
前記光学系により受光した光を撮像する少なくとも前記第２波長帯域及び前記第３波長帯域を感度領域として含む撮像手段と、
前記撮像手段により取得した画像に基づいて光沢物及び蛍光体を検出する検出手段と、
を具備する紙葉類処理装置。
【請求項１】
紙葉類上に添付されている光沢物及び蛍光体を検出する異物検出装置であって、
前記蛍光体を励起させ第３波長帯域の蛍光を発生させる第１波長帯域の光と前記第３波長帯域とは異なる第２波長帯域の光とを含み、且つ、前記第３波長帯域の光を除く光を紙葉類に対して入射角θで照射する照明装置と、
前記照明装置の入射角θに対して正反射方向に設けられ、前記紙葉類からの光を受光する光学系と、
前記光学系により受光した光を撮像する少なくとも前記第２波長帯域及び前記第３波長帯域を感度領域として含む撮像手段と、
前記撮像手段により取得した画像に基づいて光沢物及び蛍光体を検出する検出手段と、
を具備する異物検出装置。
【請求項２】
前記検出手段は、
前記第２波長帯域の光を前記撮像手段により撮像した画像に基づいて光沢物を検出する光沢物検出手段と、
前記第３波長帯域の光を前記撮像手段により撮像した画像に基づいて蛍光体を検出する蛍光体検出手段と、
を具備する請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項３】
前記撮像手段は、少なくとも前記第２波長帯域を感度領域として含むラインイメージセンサと前記第３波長帯域を感度領域として含むラインイメージセンサとを含むカラーラインイメージセンサを具備する請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項４】
前記撮像手段は、その走査方向と垂直な方向に複数ライン並べられた前記カラーラインイメージセンサを具備する請求項３に記載の異物検出装置。
【請求項５】
前記撮像手段は、少なくとも前記第２波長帯域と前記第３波長帯域とを感度領域として含むカラーエリアイメージセンサを具備する請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項６】
前記照明装置は、
少なくとも前記第１波長帯域及び前記第２波長帯域を含む帯域の光を発する光源と、
前記光源により発せられた光のうちの前記第１波長帯域の光及び前記第２波長帯域の光のみを透過するフィルタと、
を具備する請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項７】
前記照明装置は、少なくとも前記第１波長帯域の光を発する発光ダイオードと前記第２波長帯域の光を発する発光ダイオードとを光源として有する請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項８】
前記照明装置は、
前記第１波長帯域の光として紫外光を紙葉類に対して照射する紫外光照射手段と、
前記第２波長帯域の光として赤色光を紙葉類に対して照射する赤色光照射手段と、
を具備する請求項１または６または７に記載の異物検出装置。
【請求項９】
紙葉類上に添付されている光沢物及び蛍光体を検出する異物検出装置に用いられる異物検出方法であって、
前記蛍光体を励起させ第３波長帯域の蛍光を発生させる第１波長帯域の光と前記第３波長帯域とは異なる第２波長帯域の光とを含み、且つ、前記第３波長帯域の光を除く光を紙葉類に対して入射角θで照射し、
前記入射角θで前記紙葉類に照射された光の正反射光を受光し、
前記受光した光のうちの少なくとも前記第２波長帯域及び前記第３波長帯域の光をそれぞれ撮像し、
前記撮像することにより取得した各画像に基づいて光沢物及び蛍光体を検出する、
ことを特徴とする異物検出方法。
【請求項１０】
紙葉類上に添付されている光沢物及び蛍光体を検出する異物検出装置を有する紙葉類処理装置であって、
前記紙葉類を搬送する搬送手段と、
前記蛍光体を励起させ第３波長帯域の蛍光を発生させる第１波長帯域の光と前記第３波長帯域とは異なる第２波長帯域の光とを含み、且つ、前記第３波長帯域の光を除く光を前記搬送手段により搬送される前記紙葉類に対して入射角θで照射する照明装置と、
前記照明装置の入射角θに対して正反射方向に設けられ、前記紙葉類からの光を受光する光学系と、
前記光学系により受光した光を撮像する少なくとも前記第２波長帯域及び前記第３波長帯域を感度領域として含む撮像手段と、
前記撮像手段により取得した画像に基づいて光沢物及び蛍光体を検出する検出手段と、
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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１４５１８３（Ｐ２００９−１４５１８３Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２２４１４（Ｐ２００７−３２２４１４）
【出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]