JP4958492B2 - 画像読取り装置 - Google Patents

Description

本発明は、紙幣、商品券、証明書などで、印刷部上に透過性のホログラムフィルムが貼られた媒体の印刷部の確認に利用される画像読取り装置に関するものである。

従来から一般的に利用されているこの種の画像読取り装置として、特開２００５−３３５８９号公報がある。この公報に記載された画像読取り装置は、筐体内で直線的に配列されたＬＥＤからの光を紙幣などの媒体に照射し、媒体で反射した光をＣＣＤによって撮像する。このような装置は、紙幣などの真偽判別に利用されている。

特開２００５−３３５８９号公報

しかしながら、近年、セキュリティーを目的として、印画や印字上に透過性のホログラムフィルムが貼られた媒体が出現しており、このような媒体を単に撮像するたけでは、ホログラムが画像に写り込み、ホログラムを確認することはできるが、ホログラムの下にある印画又は印字部分を撮像することが極めて困難であった。

本発明は、ホログラムフィルムの下の印刷部を鮮明に撮像できるようにした画像読取り装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像読取り装置は、印刷部上に透過性のホログラムフィルムが貼られた媒体を撮像するためのライン型撮像素子と、媒体上を通る撮像ラインと平行にライン状に配置された照明手段と、照明手段の前方に配置され、照明手段から出射された光を偏光する第１の偏光板と、照明手段とライン型撮像素子との間に配置され、媒体で反射した光を偏光する第２の偏光板とを備え、第１の偏光板は、撮像ラインに対して略垂直する第１の偏光透過軸を有し、第２の偏光板は、撮像ラインに対して略平行な第２の偏光透過軸を有することを特徴とする。

ホログラムフィルムの下の印刷部を観察するにあたって、本発明に係る画像読取り装置では、ライン状の照明手段の前方に配置した第１の偏光板と、照明手段とライン型の撮像素子との間に配置した第２の偏光板とが利用されている。この場合、第１の偏光板の第１の偏光透過軸の方向及び第２の偏光板の第２の偏光透過軸の方向を、それぞれ特定することで、極めて鮮明にホログラムフィルムの下の印刷部を鮮明に撮像できることが実験により確かめられている。実験の結果、第１の偏光板が、撮像ラインに対して略垂直方向に延在する第１の偏光透過軸を有し、第２の偏光板が、撮像ラインに対して略平行に延在する第２の偏光透過軸を有すると、撮像時にホログラムを消失させることができ、これによって、印刷部の文字や画像パターンなどの確認を確実に行うことができる。

また、第１の偏光透過軸に対して第２の偏光透過軸は８５°〜９５°の範囲内であると好適である。第１の偏光透過軸に対して第２の偏光透過軸を厳密に直交させる必要はなく、この範囲内で交わるようにしても初期の目的を達成することができる。

また、照明手段の入射角は、撮像ラインを通る撮像光軸線に対して２５°〜３５°であると好適である。この角度は、照明が撮像素子に写り込み難い角度である。

また、ホログラムフィルムは、３６０度の方向すなわちどの方向からでもホログラムの観察可能であり、印刷部はカラー印刷であり、照明手段は、基板上に直線的に配列された白色ＬＥＤであると好適である。ホログラムフィルム及び印刷部がこのような条件下にある場合、白色のＬＥＤを利用すると、印画部を最も鮮明に写し出すことができる。

本発明によれば、ホログラムフィルムの下の印刷部を鮮明に撮像できる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る画像読取り装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１に示すように、媒体（例えば、紙幣、商品券、証明書、パスポートなど）Ａ上には、セキュリティー部分Ｇが設けられ、このこのセキュリティー部分Ｇには、印字や印画された印刷部Ｓ上に透過性のホログラムフィルムＨが貼られている。そして、この画像読取り装置１は、前述した構成をもったセキュリティー部分Ｇの印刷部Ｓにおける文字や画像パターンの確認のために利用される。なお、透過性のホログラムフィルムＨは、見る角度によってホログラムの色が変化したり透明になったりすると共に、３６０度の方向すなわちどの方向からでもホログラムの観察可能であり、印刷部Ｓは、カラー印刷された画像パターンや文字である。

図２及び図３に示すように、この画像読取り装置１は、並設された搬送ローラ３列の下方に配置され、搬送ローラ列３の下方が、狭い空間ゆえに筐体２は扁平に形成されている。この筐体２には、搬送方向Ｂに対して直交する方向に延在する矩形の撮像窓４が形成され、この撮像窓４には、防塵ガラス９が嵌め込まれている。そして、この撮像窓４は、ライン型のＣＣＤ（撮像素子）１０の撮像可能部分に対応して延在する撮像ラインＬ（図４参照）の全長を確保するのに十分な長さを有している。なお、この撮像ラインＬは、媒体Ａの表面上を通って延在する直線的な仮想ラインであり、撮像素子１０は、ＣＭＯＳであってもよい。

さらに、筐体２内には、撮像窓４と平行すなわち撮像ラインＬと平行に延在する一対の第１及び第２の照明手段５，６が配置されている。各照明手段５，６の実装基板５ａ，６ａは、筐体２に固定され、撮像ラインＬと平行に延在する。各実装基板５ａ，６ａの表面には、撮像ラインＬ対して平行に一列に配置された複数個の白色ＬＥＤ５ｂ，６ｂが固定され、各ＬＥＤ５ｂ，６ｂは、撮像窓４に向けて光を出射する。

一方の照明手段５と他方の照明手段６とは、搬送方向Ｂに対して直交し且つ撮像ラインＬを通って延在する平面状の撮像光軸線Ｐ１に対し鏡面対称関係にあり、照明手段５，６のＬＥＤ５ｂ，６ｂの入射角αは、撮像光軸線Ｐ１に対して２５°〜３５°に設定されている。このように、媒体Ａに対して斜め方向から光を照射することにより、ＣＣＤ１０による照明光の映り込みが適切に防止される。また、２列の照明手段５，６を用いることで、光量アップも図られている。

各照明手段５，６の実装基板５ａ，６ａ間には、撮像光軸線Ｐ１の通過を可能にする程度の細長い隙間が形成されている。媒体Ａで反射した光は、筐体２の底壁２ａに固定された第１の反射ミラー７によって筐体２の側壁２ｂに向けて反射し、この反射光は、筐体２の側壁２ｂに固定された第２の反射ミラー８によってＣＣＤ１０に向けて反射する。このＣＣＤ１０と第２の反射ミラー８とを筐体２内で対面させることにより、光路の延長化と筐体２の扁平化を可能にしている。なお、ＣＣＤ１０の前方には、第２の反射ミラー８で反射した光をライン型ＣＣＤ１０に適切に入射させるための結像レンズ群１２が配置されている。

さらに、図２〜図４に示すように、媒体Ａ上に設けられたセキュリティー部分Ｇの印刷部Ｓのみの確認をライン型のＣＣＤ１０によって達成するために、照明手段５，６から出射された光を偏光するための第１の偏光板２０が、各照明手段５，６の前方に配置されている。具体的には、各照明手段５，６のＬＥＤ５ｂ，６ｂの光出射面を覆うように、第１の偏光板２０が各ＬＥＤ５ｂ，６ｂに貼り付けられている。さらに、照明手段５，６とライン型ＣＣＤ１０との間において第２の偏光板３０が配置されている。具体的に、この第２の偏光板３０は、結像レンズ群１２とＣＣＤ１０との間でＣＣＤ１０の前面に貼り付けられている。また、結像レンズ群１２の前に第２の偏光板３０を配置することも可能である。

さらに、図５に示すように、第１の偏光板２０は、撮像ラインＬに対して略垂直して延在する第１の偏光透過軸２０ａを有し、図６に示すように、第２の偏光板３０は、撮像ラインＬに対して略平行に延在する第２の偏光透過軸３０ａを有している。この場合、第１の偏光透過軸２０ａに対して第２の偏光透過軸は、必ずしも直交する必要はなく、８５°〜９５°の範囲内であれば、初期の目的を達成することができる。

次に、画像読取り装置１の動作を簡単に説明する。
図４に示すように、ＬＥＤ５ｂ，６ｂから出射した白色光は、第１の偏光板２０を通過して媒体Ａのセキュリティー部分Ｇに照射される。このとき、第１の偏光板２０によってＰ波がカットされ、Ｓ波の光のみがセキュリティー部分Ｇに照射される。セキュリティー部分Ｇに光が照射されると、セキュリティー部分ＧでＳ波の光（回折光及び正反射光）及び拡散反射光が発生する。この光は、第１及び第２の反射ミラー７，８を介して結像レンズ群１２に入射する。

そして、結像レンズ群１２から出射した光は、第２の偏光板３０を通過してライン型ＣＣＤ１０に入射される。このとき、第２の偏光板３０によって、Ｓ波の光がカットされ、Ｐ波の光のみがＣＣＤ１０に入射して、セキュリティー部分Ｇの撮像が行われる。なお、セキュリティー部分Ｇは、搬送ローラ列３により媒体Ａを所定の速度で送りながら撮像される。

前述した構成の画像読取り装置１では、ホログラムフィルムＨの下のカラー印刷部Ｓを観察するにあたって、ライン状の照明手段５，６の前方に配置した第１の偏光板２０と、照明手段５，６とライン型のＣＣＤ１０との間に配置した第２の偏光板３０とが利用されている。この場合、第１の偏光板２０の第１の偏光透過軸２０ａの方向及び第２の偏光板３０の第２の偏光透過軸３０ａの方向を、それぞれ特定することで、極めて鮮明にホログラムフィルムＨの下の印刷部Ｓを鮮明に撮像できることが実験により確かめられている。実験の結果として、第１の偏光板２０が、撮像ラインＬに対して略垂直に延在する第１の偏光透過軸２０ａを有し、第２の偏光板３０が、撮像ラインＬに対して略平行に延在する第２の偏光透過軸３０ａを有することで、撮像時にホログラムを消失させることができ、これにより、モニター画面上で印刷部Ｓの印刷文字や印刷画像パターンなどの確認を確実に行うことができる。

画像読取り装置１の実験結果について以下説明する。

［比較例１］
図７及び図８に示すように、第１の偏光板２０及び第２の偏光板３０に関しては、本発明と異なり、第１の偏光板２０が、撮像ラインＬに対して略平行に延在する第１の偏光透過軸２０ａを有し、第２の偏光板３０が、撮像ラインＬに対して略直交して延在する第２の偏光透過軸３０ａを有している。このような状況下でセキュリティー部分Ｇをライン型ＣＣＤ１０によって撮像すると、図７に示すように、モニター画面上において、ホログラムフィルムＨのホログラムの部分が透けることなく、印刷部Ｓが、ホログラムの影響により極めて観察し難くなる。そのことは、「ＮＩＰＰＯＮ １０００」の「Ｎ」の文字を拡大して示す図１３（ａ）からも明らかである。また、図８に示すように、撮像結果において、ホログラムフィルムＨの周辺の平均濃度が１１４．８ＬＳＢであるのに対し、ホログラムフィルムＨの場所での濃度が２２０ＬＳＢであることが分かる。このように、グラフ上でも濃度差が見られ、セキュリティー部分Ｇの撮像時に、ホログラムの影響が残存していることが分かる。

［比較例２］
図９及び図１０に示すように、第１の偏光板２０及び第２の偏光板３０に関しては、本発明と異なり、第１の偏光板２０が、撮像ラインＬに対して略直交して延在する第１の偏光透過軸２０ａを有し、第２の偏光板３０が、撮像ラインＬに対して４５°の角度をもって延在する第２の偏光透過軸３０ａを有している。このような状況下でセキュリティー部分Ｇをライン型ＣＣＤ１０によって撮像すると、図９に示すように、モニター画面上において、ホログラムフィルムＨのホログラムの部分が僅かに透けているが、印刷部Ｓが、ホログラムの影響により観察し難くなる。そのことは、「ＮＩＰＰＯＮ １０００」の「Ｎ」の文字を拡大して示す図１３（ｂ）からも明らかである。また、図１０に示すように、撮像結果において、ホログラムフィルムＨの周辺の平均濃度が９５．４ＬＳＢであるのに対し、ホログラムフィルムＨの場所での濃度が１７５ＬＳＢであることが分かる。このように、グラフ上でも濃度差が見られ、セキュリティー部分Ｇの撮像時に、ホログラムの影響が残存していることが分かる。

［実施例］
図１１及び図１２に示すように、第１の偏光板２０及び第２の偏光板３０に関しては、第１の偏光板２０が、撮像ラインＬに対して略直交して延在する第１の偏光透過軸２０ａを有し、第２の偏光板３０が、撮像ラインＬに対して略平行に延在する偏光透過軸３０ａを有している。このような状況下でセキュリティー部分Ｇをライン型ＣＣＤ１０によって撮像すると、図１１に示すように、ホログラムフィルムＨのホログラムの部分が完全に透けており、印刷部Ｓは、ホログラムの影響を受けることなく観察でき、モニター画面上で印刷部Ｓの印刷文字や印刷画像パターンなどを確実に見付け出すことができる。そのことは、「ＮＩＰＰＯＮ １０００」の「Ｎ」の文字を拡大して示す図１３（ｃ）からも明らかである。また、図１２に示すように、撮像結果において、グラフ上、ホログラムフィルムＨの周辺の平均濃度が１１９．７ＬＳＢであり、ホログラムフィルムＨの場所での濃度も周辺濃度と同じであるので、セキュリティー部分Ｇの撮像時に、ホログラムの影響が無くなっていることが分かる。

撮像媒体を示す斜視図である。 本発明に係る画像読取り装置を示す断面図である。 図２のIII−III線に沿う断面図である。 本発明に係る画像読取り装置を模式的に示す斜視図である。 第１の偏光透過軸の向きを示す斜視図である。 第２の偏光透過軸の向きを示す斜視図である。 比較例１に係わる画像を示す平面図である。 比較例１における濃度分布を示すグラフである。 比較例２に係わる画像を示す平面図である。 比較例２における濃度分布を示すグラフである。 本発明に係わる画像読取り装置で撮像した画像を示す平面図である。 実施形態における濃度分布を示すグラフである。 実験結果を示す図である。

符号の説明

１…画像読取り装置、５，６…照明手段、５ａ，６ａ…基板、５ｂ，６ｂ…ＬＥＤ、１０…ＣＣＤ（撮像素子）、２０…第１の偏光板、２０ａ…第１の偏光透過軸、３０…第２の偏光板、３０ａ…第２の偏光透過軸、Ａ…媒体、Ｓ…印刷部、Ｈ…ホログラムフィルム、Ｐ１…撮像光軸線、Ｌ…撮像ライン、α…入射角。

Claims (4)

1. 印刷部上に透過性のホログラムフィルムが貼られた媒体を撮像するためのライン型撮像素子と、
   前記媒体上を通る撮像ラインと平行にライン状に配置された照明手段と、
   前記照明手段の前方に配置され、前記照明手段から出射された光を偏光する第１の偏光板と、
   前記照明手段と前記ライン型撮像素子との間に配置され、前記媒体で反射した光を偏光する第２の偏光板とを備え、
   前記第１の偏光板は、前記撮像ラインに対して略垂直する第１の偏光透過軸を有し、前記第２の偏光板は、前記撮像ラインに対して略平行な第２の偏光透過軸を有することを特徴とする画像読取り装置。
2. 前記第１の偏光透過軸に対して前記第２の偏光透過軸は８５°〜９５°の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の画像読取り装置。
3. 前記照明手段の入射角は、前記撮像ラインを通る撮像光軸線に対して２５°〜３５°であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像読取り装置。
4. 前記ホログラムフィルムは、３６０度の方向からホログラムの観察可能であり、前記印刷部はカラー印刷であり、前記照明手段は、基板上に直線的に配列された白色ＬＥＤであることを特徴とする請求項１記載の画像読取り装置。
   

Images