CN102401815A - 超声波检查装置以及具备该装置的纸张类处理装置 - Google Patents

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Abstract

根据一实施方式，提供一种超声波检测装置，具备：发送部，相对于输送纸张类的输送面以规定的角度设置，对所述输送面发射超声波；接收部，具备多个检测超声波的通道，检测入射到通道的超声波；以及分割构件，对所述接收部屏蔽从所述发送部发射的超声波的、在与所述纸张类的输送方向正交的方向的所述纸张类的端部衍射的衍射波。

Description

超声波检查装置以及具备该装置的纸张类处理装置
相关申请的交叉引用
本申请基于2010年9月16日提交的在先的日本专利申请No.2010-208489、2010年9月10日提交的在先的日本专利申请No.2010-203498以及2011年3月7日提交的在先的日本专利申请No.2011-049553并要求其优先权。本发明通过参照该申请而包含其全部内容。
技术领域
典型实施例涉及一种超声波检查装置、以及具备超声波检查装置的纸张类处理装置。
背景技术
以往，实用化了例如进行纸币等纸张类的计数以及判别的纸张类处理装置。纸张类处理装置一张张地取入投入到投入部的纸张类，并输送到纸张类的检查装置。检查装置对纸张类进行各种处理来判别纸张类的状态。纸张类处理装置根据检查装置的检查结果来划分纸张类并进行聚集。
纸张类处理装置例如检测粘贴在纸张类的带等异物。纸张类处理装置将附着有异物的纸张类判定为不适于再流通的纸张类。例如，检查装置通过向纸张类照射超声波并检测透射波，来检测有无粘贴在纸张类的带等异物。
照射超声波的发送传感器以及检测透射波的接收传感器，相对纸张类的尺寸具有充分的扫描范围。在从发送传感器输出的超声波中，存在在纸张类的端部衍射的超声波。在纸张类的端部衍射的超声波(衍射波)，有可能入射到与接收传感器的纸张类重叠的位置。其结果是，存在纸张类的端部的检测困难这样的课题。
另外，在使用了超声波的检测方法中，在要检测被检体的孔的情况下，直接透过孔过来的超声波强度高且容易衍射。因此，不仅由位于孔的位置的接收传感器检测到透射波，而且邻接的接收传感器接收到衍射波中强度较高的波，从而导致错误地识别孔的大小。
发明内容
本发明要解决的问题在于，提供一种能够以更高的精度进行检查的超声波检查装置、以及具备超声波检查装置的纸张类处理装置。
为了解决上述问题，本发明提供一种超声波检测装置，具备：发送部，相对于输送纸张类的输送面以规定的角度设置，对所述输送面发射超声波；接收部，具备多个检测超声波的通道，检测入射到通道的超声波；以及分割构件，对所述接收部屏蔽从所述发送部发射的超声波的、在与所述纸张类的输送方向正交的方向的所述纸张类的端部衍射的衍射波。
另外，本发明还提供一种纸张类处理装置，具备：输送部，输送纸张类；发送部，相对通过所述输送部输送纸张类的输送面以规定的角度设置，对所述输送面发射超声波；接收部，具备多个检测超声波的通道，检测入射到通道的超声波；分割构件，对所述接收部屏蔽从所述发送部发射的超声波的、在与所述纸张类的输送方向正交的方向的所述纸张类的端部衍射的衍射波；判定部，根据所述接收部的检测结果对所述纸张类进行判定；以及划分处理部，根据所述判定部的判定结果来划分所述纸张类。
附图说明
图1是表示第1实施方式的纸张类处理装置的外观的立体图。
图2是表示第1实施方式的纸张类处理装置的结构例的概要主视图。
图3是表示第1实施方式的纸张类处理装置的控制系统的结构例的框图。
图4是表示第1实施方式的超声波检查装置的结构例的略图。
图5是表示第1实施方式的超声波检查装置的结构例的立体图。
图6是表示第1实施方式的超声波检查装置的结构例的立体图。
图7是表示第1实施方式的超声波检查装置的结构例的立体图。
图8是表示第1实施方式的超声波检查装置的结构例的立体图。
图9是表示第1实施方式的超声波检查装置的结构例的概要主视图。
图10是表示第1实施方式的超声波检查装置的结构例的概要截面图。
图11是表示第1实施方式的超声波检查装置的结构例的概要截面图。
图12是表示第1实施方式的超声波检查装置的结构例的概要主视图。
图13是表示第1实施方式的超声波检查装置的结构例的概要截面图。
图14是表示第1实施方式的超声波检查装置的其它结构例的略图。
图15是表示第1实施方式的超声波检查装置的其它结构例的框图。
图16是表示第1实施方式的超声波检查装置的其它结构例的略图。
图17是用于说明第1实施方式的超声波检查装置的其它结构例的曲线。
图18是表示第1实施方式的超声波检查装置的另外其它结构例的略图。
图19是表示第2实施方式的超声波检查装置的框图。
图20是表示第2实施方式的超声波检查装置的发送部以及接收部与被检体的配置的一个例子的图。
图21是表示第2实施方式的超声波检查装置的判定处理的流程图。
图22是表示通过第2实施方式的超声波检查装置所检测的接收信号的一个例子的图。
图23是表示通过第2实施方式的超声波检查装置所检测的接收信号的其它例子的图。
图24是表示第2实施方式的第1变形例的超声波检查装置的框图。
图25是表示第2实施方式的第1变形例的超声波检查装置的动作的流程图。
图26是表示第2实施方式的第2变形例的超声波检查装置的框图。
图27是表示第2实施方式的第2变形例的超声波检查装置的动作的流程图。
图28是表示第3实施方式的超声波检查装置的框图。
图29是表示第3实施方式的超声波检查装置的发送部以及接收部与被检体的配置例的图。
图30A是第3实施方式的发送部的整体图，图30B是表示发送部以及接收部中的各元件的结构例的图。
图31A是在以往例子中所接收的超声波的一个例子的图，图31B是表示在本实施方式的超声波检查装置中所接收的超声波的一个例子的图。
图32是表示通过第3实施方式的超声波检查装置所检测的接收信号的其它例子的图。
具体实施方式
一般，根据一个实施方式，提供一种超声波检查装置，包含：发送部，相对于输送纸张类的输送面以规定的角度设置，对所述输送面发射超声波；接收部，具备多个检测超声波的通道，检测入射到通道的超声波；以及分割构件，对所述接收部屏蔽从所述发送部发射的超声波的、在与所述纸张类的输送方向正交的方向的所述纸张类的端部衍射的衍射波。
下面，参照附图详细地说明第1实施方式的超声波检查装置、以及具备超声波检查装置的纸张类处理装置。
图1是用于说明第1实施方式的纸张类处理装置100的外观的说明图。如图1所示，纸张类处理装置100在装置外部具备投入部112、操作部136、操作显示部137、门138、取出口139以及键盘140。
投入部112是用于投入例如纸币等纸张类7的结构。投入部112汇总接受处于重叠状态的纸张类7。操作部136接受操作者的各种操作输入。操作显示部137对操作者显示各种操作引导以及处理结果等。此外，操作显示部137也可以构成为触摸屏。在这种情况下，纸张类处理装置100根据显示在操作显示部137上的按钮、以及操作者对操作显示部137的操作来检测各种操作输入。
门138是用于开闭投入部112的投入口的门。取出口139是用于从堆积由纸张类处理装置100判断为不能再流通的纸张类7的聚集部取出纸张类7的结构。键盘140作为接受操作者的各种操作输入的输入部而发挥功能。
图2是用于说明图1所示的纸张类处理装置100的结构例的说明图。纸张类处理装置100在装置内部具备投入部112、取出部113、吸附辊114、输送通路115、检查部116、门120至125、排除输送通路126、排除聚集部127、聚集/捆扎部128至131、裁断部133以及堆栈134。另外，纸张类处理装置100具备主控制部151。主控制部151总体地控制纸张类处理装置100的各部分的动作。
取出部113设于投入部的上部。取出部113具备吸附辊114。吸附辊114设置成使置于投入部112的纸张类7接触到聚集方向的上端。即，吸附辊114通过旋转而将置于投入部112的纸张类7从聚集方向的上端一张张地取入到装置内部。吸附辊114如下地发挥功能：例如每旋转1次取出一张纸张类7。由此，吸附辊114以固定的间隔取出纸张类7。由吸附辊114取入的纸张类7被导入到输送通路115。
输送通路115是将纸张类7输送到纸张类处理装置100内的各部分的输送单元。输送通路115具备未图示的输送带以及驱动滑轮等。输送通路115通过未图示的驱动电机以及驱动滑轮来使输送带进行动作。输送通路115通过输送带以固定速度输送由吸附辊114取入的纸张类7。此外，设输送通路115中的接近取出部113的一侧为上游侧、接近堆栈134的一侧为下游侧来进行说明。
在从取出部113延伸的输送通路115上设有检查部116。检查部116具备图像读取装置117、图像读取装置118、超声波检测装置135以及厚度检查部119。检查部116检测纸张类7的光学特征信息、机械特征以及磁特性信息。由此，纸张类处理装置100检测纸张类7的种类、污损度以及真伪等。
图像读取装置117以及118分别设置成夹住输送通路115而对置。图像读取装置117以及118读取在输送通路115上输送的纸张类7的两面的图像。图像读取装置117以及118分别具备Charge CoupledDevice(CCD)(电荷耦合器件)照相机。纸张类处理装置100根据由图像读取装置117以及118拍摄的图像来获取纸张类7的表面以及背面的图案图像。
图像读取装置117以及118将所读取的图像临时地存储到检查部116内的未图示的存储器。纸张类处理装置100根据操作输入将存储在该存储器中的图像显示到操作显示部137。
超声波检查装置135对所输送的纸张类7照射超声波，检测透过纸张类7的透射波。由此，超声波检查装置135例如检测纸张类7的形状。另外，超声波检查装置135例如将粘贴在纸张类7的带等检测为异物。
厚度检查部119检查在输送通路115上输送的纸张类7的厚度。例如，在检测出的厚度大于等于规定值的情况下，纸张类处理装置100检测取出了两张纸张类7。
另外，检查部116具备未图示的磁传感器等。磁传感器检测纸张类7的磁特征信息。
主控制部151根据图像读取装置117、118、超声波检查装置135、厚度检查部119以及磁传感器等的检测结果来进行各种判定。例如，主控制部151判定纸张类7的种类(category)。
另外，主控制部151判定纸张类7的真伪(authentication)。即，主控制部151判定纸张类是合法票(legal sheet)还是非法票(illegalsheet)。
另外，主控制部151检测纸张类7的好坏(recirculatable/unrecirculatable)。即，主控制部151判定纸张类7是能够再流通(recirculatable)的合格票(fit sheet)还是不能再流通(unrecirculatable)的破损票(unfit sheet)。
并且，主控制部15判定纸张类7是否为排除票。即，主控制部151将判定为非法票的纸张类7、或者由厚度检查部119检测到重叠的纸张类7判定为排除票。即，排除票是不符合合格票以及破损票的纸张类7。
纸张类处理装置100将判定为合格票的纸张类7输送到聚集/捆扎部128至131。另外，纸张类处理装置100将判断为破损票的纸张类7输送到裁断部133。裁断部133裁断所输送的破损票。此外，纸张类处理装置100也可以将破损票输送并聚集到堆栈134。每当聚集的破损票例如到达100张时堆栈134进行包装。
纸张类处理装置100将判断为排除票的纸张类7输送到排除聚集部127。排除票例如包含取出两张票等输送异常的票、存在折叠或者破损等的缺陷票、以及应用外票种或者非法票等不能判别的票。
在检查部116的下游侧的输送通路115上依次配设有门120至125。门120至125分别被主控制部151控制。主控制部151根据检查部116的检查的结果来控制各门120至125的动作。由此，主控制部151进行控制使得在输送通路115上输送的纸张类7输送到规定的处理部。
紧着在检查部116后面配设的门120，将输送通路115分支为排除输送通路126。即，门120进行切换，以将检查部116的检查的结果判定为不是合法票的排除票、或者不能进行检查部116的检查的不能检查票等输送到排除输送通路126。
在排除输送通路126的终端部设有排除聚集部(排除部)127。排除聚集部127保持由取出部113取出的姿势不变地聚集如上述那样的排除票以及不能检查票。能够从取出口139取出聚集到排除聚集部127的纸张类7。
另外，在通过门121至124分支的前端，分别设有聚集/捆扎部128至131(统称为聚集捆扎部132)。在聚集/捆扎部132中，针对每个种类以及表里来聚集判定为能够再流通的纸张类7。聚集/捆扎部132将聚集的纸张类7以每规定张数进行捆扎并保存。
在通过门125分支的前端，配设有裁断部133。裁断部133裁断纸张类7并进行收纳。输送到门125的纸张类7是正规的纸张类7、且判定为不能再流通的纸张类7(破损票)。
另外，在通过门125分支的其它输送通路的前端，配设有堆栈134。在选择了破损票裁断模式的情况下，主控制部151控制门125使得纸张类7输送到裁断部133。另外，在没有选择破损票裁断模式的情况下，主控制部151控制门125使得纸张类7输送到堆栈134。
此外，主控制部151逐次存储聚集到聚集/捆扎部132的纸张类7的张数、以及由裁断部133所裁断的纸张类7的张数以及识别信息。
图3是用于说明图1以及图2所示的纸张类处理装置100的控制系统的结构例的框图。
纸张类处理装置100具备主控制部151、检查部116、输送控制部152、聚集/捆扎控制部153、裁断控制部156、操作显示部137以及键盘140等。
主控制部151进行纸张类处理装置100的整体控制。主控制部151根据通过操作显示部137所输入的操作、以及检查部116的检查结果来控制输送控制部152以及聚集/捆扎控制部153。
例如，操作员通过操作显示部137或者键盘140输入对于进行处理的纸张类7的各种判定中的阈值、纸张类7的供给源的名称以及处理方法等。
检查部116具备图像读取装置117和118、厚度检查部119、超声波检查装置135、其它传感器类154以及CPU 155。
图像读取装置117以及118读取在输送通路115上输送的纸张类7的双面的图像。图像读取装置117以及118例如具备CCD等感光元件和光学系统。图像读取装置117以及118对所输送的纸张类7投射光，通过光学系来接受反射光或者透射光。图像读取装置117以及118使通过光学系接受的光成像到CCD，获取电信号(图像)。
主控制部151将成为纸张类7的基准的图像(基准图像)预先存储到存储部151a。主控制部151通过比较从纸张类7获取的图像、和存储到存储部151a的基准图像，进行对于纸张类7的各种判定。
如上述那样，超声波检查装置135对所输送的纸张类7照射超声波。超声波检查装置135检测透过纸张类7的超声波。另外，存储部151a预先存储与超声波检查装置135的检测结果进行比较的阈值。主控制部151根据超声波检查装置135的检测结果和存储到存储部151a的阈值来进行对于纸张类7的各种判定。
在纸张类7上附着有异物的情况下，透过纸张类7的超声波(透射波)的强度衰减。例如，主控制部151根据超声波检查装置135的检测结果和存储到存储部151a的阈值来判定在纸张类7上是否附着有异物。
厚度检查部119检查在输送通路115上输送的纸张类7的厚度。其它传感器类154例如是磁传感器等。磁传感器从在输送通路115上传输的纸张类7检测磁特征信息。
CPU 155进行图像读取装置117、118、厚度检查部119、超声波检查装置135以及其它传感器类154等的动作控制。另外，CPU 155与主控制部151进行数据的传输。即，CPU 155能够将检查部116的各部分中的检测结果传输给主控制部151。
输送控制部152根据主控制部151的控制来控制取出部113、输送通路115、排除输送通路126以及门120至125。由此，输送控制部152控制纸张类7的取入以及输送。另外，输送控制部152进行针对所判定的纸张类7的每个种类而划分的划分处理。即，输送控制部152作为划分处理部而发挥功能。
例如，在由超声波检查装置135检测出在纸张类7上附着有异物的情况下，输送控制部152控制门120至125，使得将纸张类7输送到排除聚集部127、裁断部133或者堆栈134。
聚集/捆扎控制部153根据主控制部151的控制来控制排除聚集部127以及聚集/接收部128至131。由此，聚集/捆扎控制部153进行纸张类7的聚集以及捆扎的控制。
裁断控制部156根据主控制部151的控制来控制裁断部133的动作。由此，裁断部133进行所输送的纸张类7的裁断。
图4是用于说明图2以及图3所示的超声波检查装置135的结构例的说明图。另外，图5是从某个角度看图4所示的超声波检查装置135的一部分的图。超声波检查装置135设置于例如纸张类处理装置100的输送通路115的附近。
如图4所示，超声波检查装置135具备发送传感器50、接收传感器60、分割构件70以及控制部80。此外，图4所示的箭头a表示纸张类7的输送方向。另外，图5所示的箭头b表示发送传感器50以及接收传感器60的扫描方向。此外，输送方向a和扫描方向b相互正交。另外，箭头c表示与包含输送方向a和扫描方向b的面(输送面P)垂直的方向。
发送传感器50是对以固定的速度向输送方向a输送的纸张类7照射超声波的发送部。发送传感器50设置在夹住输送通路115而与接收传感器60相对置的位置。发送传感器50具备压电元件。压电元件具有压电体、以及设置成夹持压电体的1对电极。
发送传感器50通过向压电元件的电极施加电压来改变压电体的形状。在向压电元件的电极施加脉冲信号的情况下，发送传感器50使压电体振动。其结果是发送传感器50能够产生超声波。
此外，透过纸张类7的超声波的透射率根据超声波的入射角而变动。因此，以对于纸张类7的超声波的入射角成为最佳的方式设置发送传感器50。此外，最佳角度根据纸张类7的材质以及结构而不同。如图4所示，发送传感器50设置成所照射的超声波的方向相对纸张类7的输送方向a形成角度θ。此外，该角度θ是成为不包含90°的倾斜的角度。
接收传感器60是检测从发送传感器50发送并透过了纸张类7的透射波的接收部。接收传感器60设置于夹住传输通路115而与发送传感器50相对置的位置。接收传感器60与发送传感器50相同地具备压电元件。
接收传感器60根据压电体的形状的变化而生成信号。在向接收传感器60照射超声波的情况下，压电体的形状根据超声波的强度以及周期而变化。即，接收传感器60生成与超声波的强度以及周期相应的信号。由此，接收传感器60检测透过了纸张类7的透射波。此外，以相对于输送方向a与发送传感器50相同的角度来设置接收传感器60。
即，发送传感器50以及接收传感器60设在相对输送方向a形成θ角度的轴S上。发送传感器50输出与轴S平行地传播的超声波。即，发送传感器50设置成输出超声波的面(振动面)与轴S正交。另外，接收传感器60设置成超声波入射的面(振动面)与轴S正交。
此外，如图5所示，接收传感器60具备切割压电元件所形成的多个通道60a至60h。接收传感器60针对每个通道检测超声波，生成与超声波强度相应的信号。即，接收传感器60的各通道能够从分别不同的范围检测超声波。此外，该通道数是一个例子，通道数以及各通道的大小是根据接收传感器60的分辨率来决定的。
发送传感器50对上述的输送面P上的规定的范围(照射范围)照射超声波。此外，发送传感器50构成为：在扫描方向b上形成至少包含输送纸张类7的范围的大小的照射范围。
另外，接收传感器60的各通道从上述的输送面P上的规定的范围(检测范围)分别接收超声波。接收传感器60构成为：以在扫描方向b上至少包含输送纸张类7的范围的大小来形成组合了各通道的检测范围的检测范围。
在检测范围中存在纸张类7的情况下，接收传感器60的各通道检测从发送传感器50发射并透过了纸张类7的超声波(透射波)。另外，在检测范围中不存在纸张类7的情况下，接收传感器60的各通道检测从发送传感器50发射并直接入射到接收传感器60的超声波(直射波)。
控制部80是进行超声波检查装置135的整体控制的单元。控制部80具备CPU、缓冲存储器、程序存储器以及非易失性存储器等。
CPU进行各种运算处理。缓冲存储器通过CPU临时存储运算结果。程序存储器以及非易失性存储器存储CPU所执行的各种程序以及控制数据等。
控制部80通过由CPU执行存储在程序存储器中的程序，能够进行各种处理。例如，控制部80控制发送传感器50以及接收传感器60的动作定时。
另外，控制部80与图3所示的检查部116的CPU 155以及主控制部151连接。例如，控制部80能够将处理结果传输给主控制部151或者CPU 155。另外，能够根据从主控制部151或者CPU 155发送的控制信号来控制超声波检查装置135的动作。
例如，控制部80生成脉冲信号。控制部80将所生成的脉冲信号输入到发送传感器50。发送传感器50根据所输入的脉冲信号向压电元件施加电压。由此，发送传感器50发射超声波。
接收传感器60根据压电元件的动作生成超声波的检测信号。如上所述，接收传感器60具备多个通道60a至60h。接收传感器60针对每个通道检测超声波，生成检测信号。接收传感器60将检测信号传输给控制部80。
控制部80读取通过多个通道60a至60h所检测的检测信号。控制部80针对每规定间隔从接收传感器60读取所接收的检测信号。由此，控制部80能够从所输送的纸张类7的整体获取检测信号。
分割构件70对接收传感器60屏蔽从发送传感器50输出并在纸张类7的端部衍射的衍射波。分割构件70具备支撑构件71以及分割板72。
支撑构件71是用于支撑分割板72的构件，不限于如图5所示那样的形状。只要能够保持接收传感器60与分割板72的位置关系，则支撑构件71也可以是任意形状。
图6、图7以及图8是用于说明图5所示的分割构件70的结构的说明图。图6是从某个角度看分割构件70的透视图。另外，图7是从某个角度看除了支撑构件71的分割构件70的图。另外，图8是从其它角度看分割构件70的图。
图9是从扫描方向b看图4所示的超声波检查装置135的一部分的图。图10是表示图9所示的超声波检查装置135的线段X中的截面的图。另外，图11是表示与图9所示的超声波检查装置135的轴S平行的线段Y中的截面的图。
分割板72具备与包含输送方向a和与输送面P垂直的方向c的面平行的平面。分割板72例如由聚氯乙烯等构成，但不限于该结构。只要能够至少屏蔽在纸张类7上衍射的衍射波，则分割板72也可以是任意的。根据物质的厚度以及密度，声波的传播也会变化。因此，分割板72的材质以及厚度等是能够根据接收传感器60的分辨率等而适当选择的。
如图6至图8所示，分割构件70具备多个分割板72。如图10所示，各分割板72在扫描方向b上隔着规定间隔设置。分割构件70具备由多个分割板72分割的多个超声波路径。
另外，如图8所示，分割构件70在与所输送的纸张类7、即输送面相对置的面(入射面)73上具备开口部。并且，如图8以及图9所示，分割构件70在与接收传感器60的振动面相对置的面(发射面)74上具备开口部。
如图7以及图11所示，分割构件70以及接收传感器60设置成分割板72与接收传感器60的各通道之间接触。由此，入射到接收传感器60的各通道的超声波，在扫描方向b上通过各分割板72进行划分。即，分割构件70引导入射到入射面的超声波，使得从分别与每个超声波路径相对应的发射面发射。
另外，在纸张类7的端部进行衍射的衍射波，向扫描方向b衍射并传输。各分割板72具备与包含输送方向a和与输送面P垂直的方向c的面平行的平面。即，各分割板72具备与扫描方向b正交的面。因此，分割构件70能够防止衍射波在通过分割板72形成的超声波路径上传输、且能够将透过纸张类7的透射波引导到接收传感器60的振动面。由此，分割构件70能够将在各超声波路径上传播的超声波引导到接收传感器60的各通道。
另外，如图9所示，分割构件70形成为与所输送的纸张类7相对置的入射面73与包含纸张类7的输送方向a和扫描方向b的输送面P平行。即，各分割板72上的线段OQ与输送方向a平行。
并且，分割构件70形成为与接收传感器60的振动面相对置的发射面74变得平行。即，发射面74是与图4所示的轴S正交的面。即，各分割板72上的线段RQ与轴S正交。
另外，各分割板72需要至少在从接收传感器60的检测范围到接收传感器60的振动面的区间中分割超声波。因此，各分割板72上的线段OR形成为与线段OQ形成角度θ。
此外，如图10所示，分割构件70在分割构件70的入射面73与输送面P之间隔着规定的距离d地设置。该距离d是用于允许纸张类7的垂直方向的抖动的界限(margin)。
在纸张类7上衍射的超声波的影响根据纸张类7与分割构件70的入射面的距离而变化。即，在纸张类7与分割构件70的入射面73的距离变大的情况下，在纸张类7上衍射的超声波的影响变大。
因此，优选分割构件70的入射面73与输送面P之间的距离d是允许纸张类7的抖动、且尽可能小的值。即，分割构件70优选设置于不与在输送面P上输送的纸张类7接触、且尽可能地接近输送面P的位置。
如上述那样，第1实施方式的超声波检查装置135具备发送传感器50、接收传感器60以及分割构件70。分割构件70具备多个分割板72，该分割板72具有与包含与输送纸张类7的输送面P垂直的方向c和纸张类7的输送方向a的面平行的面。另外，分割构件70具备通过多个分割板72分割的多个超声波路径。另外，分割构件70具备通过多个分割板72形成的入射面73和发射面74。入射面73与纸张类7的输送面P平行地设置。另外，发射面74设在与接收传感器的振动面接触的位置。分割构件70将入射到入射面73的超声波引导到每个超声波路径，并从发射面74发射。
由此，分割构件70能够将入射到入射面73的超声波引导到接收传感器60的各通道。并且，分割构件70能够防止在纸张类7的端部衍射的超声波入射到接收传感器60的与纸张类7重叠的通道中。其结果是，能够提供一种能够以更高的精度进行检查的超声波检查装置以及具备超声波检查装置的纸张类处理装置。
此外，在上述的第1实施方式中，以分割构件70以及接收传感器60各自分开设置的结构进行了说明，但是不限于该结构。也可以组合接收传感器60和分割构件70而构成。
图12是用于说明图4所示的接收传感器60的结构例的说明图。接收传感器60具备匹配层61、压电元件62以及衬板(backing)层63。匹配层61是用于在接收传感器60和空气之间有效地传播超声波的结构。通常，压电元件62的声阻抗与空气中的声阻抗之差大。因此，在边界面中进行反射的超声波变多。
匹配层61是具备压电元件62的声阻抗和空气中的声阻抗的中间声阻抗的结构。通过将匹配层61设在压电元件62与空气之间，接收传感器60能够有效地检测在空气中传播的超声波。
此外，匹配层61与压电元件62粘接。因此，匹配层61与压电元件62联动地振动。
压电元件62具备水晶或者陶瓷等压电体、以及设在压电体两侧的电极。当施加脉冲信号时，压电体具有根据所施加的脉冲信号的周期以及强度进行振动的压电效果。由此，压电体将电信号转换为超声波。另外，压电体将超声波转换为电信号。
衬板层63从压电元件62吸收放射到与匹配层61相反侧(背面)的声音能量(振动)。另外，衬板层63抑制压电元件62的自由震动。
如上述那样，接收传感器60具备通过切割(dicing)板65切割压电元件而形成的多个通道。
在制造接收传感器60的情况下，对层叠有匹配层61、压电元件62以及衬板层63的层叠体，从匹配层61侧通过切割板65设置切口使得形成与纸张类7的输送方向a平行的槽。在这种情况下，至少以大于等于匹配层61以及压电元件62的厚度的深度来设置切口。即，通过切割处理形成的槽至少到达衬板层为止。
并且，如图13所示，在通过切割处理形成的槽中嵌入分割板72。在这种情况下，通过嵌入到分割接收传感器60的通道的槽中的多个分割板72构成分割构件70。
嵌入的分割板72的露出的部分(露出部)具备与图9所示的例子相同的形状。即，分割板72的露出部具备与包含输送方向a和与输送面P垂直的方向c的面平行的平面。另外，分割板72的露出部具备在接收传感器60设于轴S上时与输送面P具有平行的关系的一个边(第1边)。并且，分割板72的露出部具备与第1边形成角度θ的一个边(第2边)。
通过该结构，分割构件70也能够形成与输送面P相对置的入射面73。另外，分割构件70嵌入到用于分割接收传感器60的通道的槽中。因此，通过多个分割板72，形成将入射到入射面73的超声波引导到接收传感器60的各通道的超声波路径。
通过该结构，分割构件70也能够防止在纸张类7的端部衍射的超声波入射到接收传感器60的与纸张类7重叠的通道。其结果，能够提供一种能够以更高的精度进行检查的超声波检查装置、以及具备超声波检查装置的纸张类处理装置。
另外，通过控制检测超声波的定时，能够抑制在纸张类7的端部衍射的衍射波的影响。
图14是用于说明第1实施方式的第1变形例的超声波检查装置135的结构的说明图。此外，对于与图4所示的结构相同的结构附加相同的参照符号，省略其详细的说明。
如图4所示，超声波检查装置135的控制部80具备定时控制部81。
定时控制部81是用于控制通过接收传感器60检测信号的定时的结构。定时控制部81的结构表示图15中。
定时控制部81具备开关82以及缓冲放大器83。另外，定时控制部81具备输入端子和输出端子。
在输入端子中输入通过接收传感器60所检测的信号(输入信号)。开关82根据由定时控制部81生成的定时信号来进行输入到输入端子的输入信号的开关。由此，例如开关82在定时信号为ON时将输入信号传输到后级电路。
此外，定时控制部81根据纸张类7的输送位置、输送速度以及气温等来判定进行检测的检测定时。由此，定时控制部81生成定时信号。
通过开关82的信号通过缓冲放大器83，从输出端子输出为检测信号。即，定时控制部81控制通过接收传感器60来接收所检测的信号的定时。由此，定时控制部81能够控制检测信号的定时。
图16是用于说明图14所示的超声波检查装置135的各部分的设置位置的说明图。如图16所示，接收传感器60具备多个通道60a至60h。另外，将通道60a的端部设为点i、将通道60a与通道60b的边界设为点j、将通道60b和通道60c的边界设为点k。另外，进一步将纸张类7的某个端部设为m。另外，接收传感器60和输送纸张类7的输送面P是隔着距离e而配置的。
如图16所示，在通道60a与发送传感器50之间不存在纸张类7。即，通道60a不与纸张类7重叠。因此，从发送传感器50发射的超声波直接入射到通道60a的点i到点j的范围。在这种情况下，通道60a检测直射波。
另外，如图16所示，在通道60b与发送传感器50之间存在纸张类7。即，通道60b与纸张类7重叠。因此，从发送传感器50发射并透过纸张类7的透射波入射到通道60b的点j到点k的范围。另外，从发送传感器50发射并在纸张类7的端部m衍射的衍射波也入射到通道60b的点j到点k为的范围。在这种情况下，通道60b检测透射波和衍射波。
但是，因为进行衍射，所以衍射波传输比透射波长的距离而入射到通道。透过纸张类7的透射波在距离e的空气中传输并入射到接收传感器60。与此相对，在纸张类7的端部m衍射的衍射波传输比透射波长的距离并入射到接收传感器60。
例如，设在纸张类7的端部m衍射并入射到接收传感器60的衍射波的传输距离为x。另外，设衍射波传输的方向和透射波传输的方向(图4所示的轴S的方向)形成的角度为D。在这种情况下，x＝e/cosD的关系成立。
即，透射波传输的距离为e，与此相对衍射波传输的距离为x＝e/cosD。因为cosD1≤1，所以x＞e的关系成立。
设声速为v。在相同条件下声速v是固定的。并且，当设透过纸张类7入射到接收传感器60为止的时间为T1时，T1＝e/v的关系成立。另外，当设在纸张类7的端部m衍射并入射到接收传感器60为止的时间为T2时，T2＝x/v＝e/v·cosD的关系。
即，衍射波与透射波相比延迟T2-T1＝(e-ecosD)/v·cosD而到达接收传感器60。
图17是用于说明通过接收传感器60所检测的信号的说明图。图17所示的曲线的横轴表示时间。另外，纵轴表示所检测的信号的强度(电平)。
线160表示通过接收传感器60的某个通道所检测的超声波的强度。如图17所示，在时间T1处通过接收传感器60的通道而检测透射波或者直射波。并且，在时间T2处通过接收传感器60的通道来检测衍射波。
因此，定时控制部81在从透射波、或者直射波到达接收传感器60的时间T1到衍射波到达接收传感器60的时间T2的期间进行信号的检测。即，定时控制部81将从时间T1到时间T2的期间判定为检测定时。定时控制部81在从时间T1到时间T2的期间对图15所示的开关82输出ON的定时信号。
定时控制部81根据纸张类7的输送位置、输送速度以及气温等来计算时间T1以及时间T2。此外，定时控制部81也可以是如下结构：将从检测规定值的超声波开始经过预先设定的规定时间为止的时间判定为检测定时。
由此，超声波检查装置135能够抑制在纸张类7的端部衍射的衍射波的影响。其结果是，能够提供以更高的精度进行检查的超声波检查装置、以及具备超声波检查装置的纸张类处理装置。
并且，图14所示的超声波检查装置135也可以是还具备图4所示的分割构件70的结构。在这种情况下，超声波检查装置135通过分割构件70来屏蔽衍射波，还控制检测定时。根据该结构，还能够抑制衍射波的影响。
另外，如上述那样，说明了超声波检查装置135通过使分割构件70的入射面73和输送面P靠近来抑制衍射波的影响，但是也可以是简单地使接收传感器60的振动面和输送面P靠近的结构。
图18是用于说明第1实施方式的超声波检查装置135的第2变形例的说明图。此外，对于与图4所示的结构相同的结构附加相同的参照符号，省略其详细的说明。
超声波检查装置135具备发送传感器50、接收传感器60以及控制部80。
接收传感器60是检测从发送传感器50发送并透过纸张类7的透射波的接收部。接收传感器60设置在夹持输送通路115而与发送传感器50相对置的位置。以振动面与输送面P平行的角度来设置接收传感器60。通过这样设置接收传感器60，能够使输送面P与接收传感器的距离更接近。
通过该结构，超声波检查装置135能够抑制在纸张类7的端部衍射的衍射波的影响。其结果是，能够提供一种能够以更高的精度来进行检查的超声波检查装置、以及具备超声波检查装置的纸张类处理装置。
接着，参照图19说明第2实施方式的超声波检查装置。第2实施方式的超声波检查装置200包含：发送控制部201、发送部202、接收部203、放大部204、A/D转换部205、检测部206以及缺损位置判断部207。发送控制部201生成控制超声波信号的发送定时等的控制信号。发送部202从发送控制部201接受控制信号，并发送超声波信号。超声波只要使用压电转换器、使用了MEMS(Micro ElectroMechanical System：微机电系统)的振动发生器等即可。在本实施方式中，作为压电转换器使用压电体与树脂的1-3型复合压电体的厚度振动。通过使用厚度振动，能够从发送部202整体向被检体照射具有相同相位的平面波的超声波信号。超声波信号的发送间隔既可以是每固定间隔，也可以是针对后述的被检体201的每个测量位置发送1次。
接收部203设有1个以上，接收透过了被检体210的超声波信号，获得接收信号。此外，作为接收部203只要使用与发送部202相同的转换器或者将振动检测为位移的使用干涉光的位移计等即可。放大部204例如是运算放大器，从接收部203接受接收信号并分别放大接收信号。A/D转换部205从放大部204接受放大后的接收信号，对每个接收信号进行模拟-数字转换而生成数字化的接收信号。检查部206从A/D转换部205接受数字化后的接收信号，测量数字化后的接收信号的峰值，检测是否存在具有大于等于阈值的峰值的接收信号。此外，关于峰值，只要测量信号强度、电流值、电压值以及功率值等的任意一个的峰值即可。
缺损位置判定部207从检测部206接受具有大于等于阈值的峰值的接收信号，将该接收信号判定为缺损候补信号。缺损候补信号是表示在接收部203所接受的接收信号透过被检体的位置存在孔、破损等缺损的可能性的信号。在经过规定期间后的缺损候补信号大于等于阈值的情况下，缺损位置判断部207判定为是缺损信号。缺损信号是表示在缺损候补信号透过被检体的位置存在缺损的信号。另外，缺损位置判定部207将缺损信号透过了被检体的位置判定为缺损位置。被检体210例如是纸币或者卡等纸张类、设置在发送部202与接收部203之间，通过输送辊、传送带等向同一方向输送。
接着，参照图20说明发送部202以及接收部203与被检体210的配置的一个例子。如图20所示，在本实施方式的超声波检查装置中，1个发送部202、和串联排列了1个以上的比发送部202还小的接收部203的接收部阵列211相对置地配置。另外，被检体210设置在发送部202与接收部阵列211之间。被检体210的检查是如下地进行的：从发送部202照射超声波信号，由接收部阵列211的各接收部203接收透过了被检体210的透射波。此外，关于发送部202与接收部203之间的距离，只要是接收部203能够接收来自发送部202的超声波信号的距离、且能够接收多重反射后的接收信号的距离即可。多重反射表示：在通常的测量中接收信号在接收部203中反射、且在发送部202中被反射而再次被接收部203接收。这里，优选设定超声波信号的频率或者信号强度、发送部202与接收部203的距离、发送部202与接收部203的大小，以使得通过其它物体多重反射后的接收信号不受影响。
通过孔等直接接收的超声波信号的信号强度变大，在透过了被检体的超声波信号中信号强度变弱。由此，如果信号强度比所接收的多个超声波信号中的其它信号大，则成为透过孔等缺损部分的超声波信号，从而能够检测被检体存在缺损。另外，接收部203分别分配通道编号，能够判定是由哪个接收部203所接收的信号。并且，如果知道接收部203的各自的位置，则因为接收信号和超声波信号透过了被检体的位置对应，所以能够判定被检体210的哪个位置存在缺损。
接着，参照图21的流程图说明本实施方式的超声波检查装置的判定处理。在步骤S301中，从发送部202发送超声波信号。之后，检测部206测量由各接收部203接收超声波信号并经由放大部204以及A/D转换部205而接受的接收信号的峰值。峰值的测量是只要将接收部阵列211的全部的接收部203的接收信号的峰值经由放大器临时保存到保存部、并能够从该保存部并行地进行读取即可。在步骤S302中，检测部206对每个接收信号检测是否有峰值大于等于阈值的接收信号。在接收信号有大于等于1个的峰值大于等于阈值的接收信号的情况下，向步骤S303行进，在峰值大于等于阈值的接收信号一个都没有的情况下，对后续采样的接收信号重复相同的检测处理。
在步骤S303中，缺损位置判定部207将峰值大于等于阈值的接收信号判定为缺损候补信号。这是因为在峰值大于等于阈值的情况下，该接收信号不透过被检体210而透过孔等直接被接收的可能性高，因此认为接收信号透过了被检体210的位置产生了某些缺损。此外，关于阈值，例如预先测量透过了没有缺损的被检体的透射波，将接收了该透射波的接收信号的峰值的平均值设为阈值即可。在步骤S304中，检查部206测量从接收了缺损候补信号的时刻起经过了信号在发送部202与接收部203之间的距离往复的时间时的、进行多重反射后的接收信号的峰值。
在步骤S305中，检测部206对每个接收信号检测在接收了缺损候补信号的接收部203中是否存在峰值大于等于阈值的多重反射后的接收信号。此外，产生多重反射的周期是固定的，以超声波信号在发送部202与接收部203之间的距离往复的时间的整倍数产生。因而，在检测多重反射后的信号的情况下，不限于反射1次后的接收信号，只要是超声波信号在发送部202与接收部203之间的距离往复的时间的整倍数的定时、且缺损候补信号的峰值成为能够与缺损候补信号以外的接收信号的峰值区别的大小的定时即可。另外，步骤S305中的阈值设定为比步骤S302中的阈值还小的值。在多重反射后的接收信号的峰值比阈值还小的情况下，向步骤S306行进，如果多重反射后的接收信号的峰值大于等于阈值，则向步骤S307行进。在步骤S306中，缺损位置判定部207判定接收信号为衍射波。在步骤S307中，缺损位置判定部207判定接收信号为缺损信号。在步骤S308中，缺损位置判定部207确定接收了缺损信号的接收部203的位置。由此，接收部203的位置与被检体210中的缺损的位置相对应，因此能够判定缺损的位置和大小。此外，也可以将缺损位置的坐标输出到外部。通过以上步骤，结束超声波检查装置200的判定处理。
接着，参照图22以及图23说明通过本实施方式的超声波检查装置200所检测的接收信号的一个例子。此外，这里假定在由通道编号“2”和“3”的接收部203接收的超声波信号所透过被检体210的位置处产生有缺损。如图22所示，对各接收部203赋予通道编号，这里示出由4个接收部203接收的接收信号。在信号401中看到大的振动，峰值变高。另外，由与通道编号“2”以及通道编号“3”的接收部203邻接的通道编号“1”以及通道编号“4”的接收部203来接收的信号402与通常的透射波相比峰值也变高。这是因为通道编号“2”以及通道编号“3”的接收部203所接受的超声波信号的衍射波也被邻接的接收部203所接收的缘故。即，由于信号强度高的衍射波，在其它接收部203中也将接收透过了缺损部分的超声波信号。
因此，在图23中表示还包含信号的多重反射而进行判定处理的情况。首先，在全部的接收部203中存在接收信号的峰值变大的部分，但这是检测在发送部202中为了生成超声波信号而加以施加电压时的信号的部分。在全部的接收部203中检测了施加电压之后，接下来接收信号的峰值大的峰值501表示如下情况：通道编号“2”以及通道编号“3”的接收部203接收透过了被检体210的缺损部分的信号强度高的超声波信号，邻接的接收部203接受了该超声波信号的衍射波。并且，峰值502表示进行多重反射后的超声波信号，是经过超声波信号在发送部202与接收部203之间的距离往复的期间503而再次在接收部203中接收的接收信号。另外，进行多重反射时的衍射波小到不对透射波带来影响的程度。由此，能够区别透过了孔的接收信号和衍射波。即，在图23的例子中，峰值502大于等于阈值的接收信号可以说是透过被检体的缺损部分过来的缺损信号，因此缺损位置判定部207能够判定为在通道编号“2”以及通道编号“3”的接收部203所接收的接收信号透过被检体的位置处存在缺损。
根据以上所示的第2实施方式的超声波检查装置，通过使用衍射波影响少的多重反射后的接收信号来判定被检体的状态，能够判定被检体有无缺损、还能够高精度地判定缺损的位置以及大小。
(第2实施方式的第1变形例)在第2实施方式的超声波检查装置中，通过多重反射后的接收信号的峰值来判定缺损信号，但是在第1变形例中，不同点在于通过计算接收信号的峰值的包络线的衰减率来判定缺损信号。直接透过了孔的接收信号不受来自其它接收信号的衍射波的影响，因此，短时间内减少率为固定，但是其它接收信号由于来自透过了孔的接收信号的衍射波的影响，在衰减率成为固定之前需要时间。由此，通过测量该时间能够判定被检体的缺损部分。参照图24的框图来说明第1变形例的超声波检查装置。第1变形例的超声波检查装置212包含发送控制部201、发送部202、接收部203、放大部204、A/D转换部205、检测部206、衰减率计算部213以及缺损位置判定部214。此外，关于发送控制部201、发送部202、接收部203、放大部204、A/D转换部205以及检测部206，进行与本实施方式的超声波检查装置200相同的动作，因此省略这里的说明。
衰减率计算部213从检测部206接受缺损后部分信号，计算缺损候补信号的峰值的包络线的衰减率，针对每个缺损候补信号测量该峰值的包络线的衰减率到达规定的衰减率为止的衰减时间。缺损位置判定部214从衰减率计算部213接受衰减时间，判定衰减时间是否在阈值以内。如果衰减时间在阈值以内则判定为缺损信号，并将缺损信号透过被检体的位置判定为缺损位置。
接着，参照图25的流程图说明第1变形例的超声波检查装置212的动作。此外，步骤S301～步骤S303、以及步骤S306～步骤S308与图21所示的第2实施方式的超声波检查装置200相同，因此省略这里的说明。在步骤S701中，衰减率计算部213计算缺损候补信号中的峰值的包络线的衰减率，测量到达规定的衰减率为止的衰减时间。在步骤S702中，缺损位置判定部213判定衰减时间是否在阈值以内。在衰减时间比阈值还长的情况下，向步骤S306行进，并判定为衍射波。在衰减时间在阈值以内的情况下，向步骤S307行进，判定为缺损信号。
根据以上所述的第1变形例的超声波检查装置212，根据缺损候补信号中的峰值的包络线的衰减率判定缺损信号，从而能够与本实施方式相同地判定被检体有无缺损，还能够高精度地判定缺损的位置以及大小。
(第2实施方式的第2变形例)在第2变形例的超声波检查装置中，不同点在于通过比较透过被检体的缺损部分的接收信号的频率特性、以及透过被检体的缺损部分以外的位置的接收信号的频率特性来判定缺损信号。
参照图26的框图来说明第2变形例的超声波检查装置。第2变形例的超声波检查装置215包含发送控制部201、发送部202、接收部203、放大部204、A/D转换部205、检测部206、频率转换部216以及缺损位置判定部217。此外，关于发送控制部201、发送部202、接收部203、放大部204、A/D转换部205以及检测部206，进行与第2实施方式的超声波检查装置200相同地动作，因此省略这里的说明。
频率转换部216从检测部206接受缺损候补信号，针对每个缺损候补信号计算频率特性。例如频率特性只要通过高速傅里叶变换(FFT：Fast Fourier Transform)计算即可。另外，将不透过被检体210时的超声波信号的频率特性计算为基准频率特性。缺损位置判定部217从频率转换部216接受频率特性和基准频率特性，判定频率特性与基准频率特性的差分是否在阈值以内。如果差分在阈值以内则判定为缺损信号，并将缺损信号透过被检体的位置判定为缺损位置。此外，基准频率特性也可以是缺损位置判定部217预先具有的。
接着，参照图27的流程图说明第2变形例的超声波检查装置215的动作。此外，步骤S301～步骤S303、以及步骤S306～步骤S308与图21所示的超声波检查装置200相同，因此省略这里的说明。在步骤S901中，频率转换部216对缺损候补信号进行FFT处理来计算频率特性以及基准频率特性。在步骤S902中，缺损位置判定部217计算频率特性与基准频率特性的差分。在步骤S903中，缺损位置判定部217判定差分是否在阈值以内。在差分比阈值还大的情况下，向步骤S306行进，并判定为衍射波。在差分在阈值以内的情况下，认为是不透过被检体210而直接接收的接收信号，因此向步骤S307行进，将缺损候补信号判定为缺损信号。
根据以上所示的第2变形例的超声波检查装置，根据超声波信号的频率特性进行判定，从而能够与第2实施方式相同地判定被检体有无缺损、还能够高精度地判定缺损的位置以及大小。
接着，参照图28的框图说明第3实施方式的超声波检查装置。第3实施方式的超声波检查装置300包含：发送控制部301、发送部302、接收部303、放大部304、A/D转换部305、计算部306、判定部307。发送控制部301生成控制超声波的发送定时等的控制信号。发送部302从发送控制部301接受控制信号，产生超声波并向作为被检体的纸币310发射。在超声波的产生中，只要使用压电转换器、使用了MEMS(Micro Electro Mechanical System：微机电系统)的振动发生器等即可。在本实施方式中，作为压电转换器使用压电体与树脂的1-3型符合压电体的厚度振动。通过使用厚度振动，能够从发送部302整体作为相同相位的平面波被检体310发射超声波，因此超声波的定向性变高。超声波的发射间隔既可以是每固定间隔，也可以是针对被检体310的每个测量位置发射1次。
接收部303包含多个接收元件，各接收元件接受从发送部302发射的超声波，并转换为电信号而分别获得接收信号。此时，由接收部303所接收的超声波包含作为透过了被检体310的超声波的透射波、作为不透过被检体310的超声波的直射波以及衍射波、或者重叠了这些的波。此外，作为接收部303，只要使用与发送部302相同的转换器、或者将振动测量为位移的使用了干涉光的位移计等即可。放大部304例如是运算放大器，从各接收部303分别接受接收信号，分别放大接收信号。A/D转换部305从放大部304接受放大后的接收信号，针对每个接收信号进行模拟-数字转换而生成被数字化的接收信号。计算部306从A/D转换部305接受被数字化后的接收信号，针对每个接收信号计算被数字化后的接收信号的信号强度。此外，关于信号强度，只要测量电流值、电压值以及功率值等的任意值即可。
判定部307从计算部306接受每个接收信号的信号强度，根据信号强度来判定被检体的状态。例如，判定部307比较预先确定的规定值和所接受的信号强度，判定所接受的信号强度是否比规定值还小。
被检体310是例如纸币或者卡等纸张类，在发送部302和接收部303相对置而配置的区域中通过输送辊、传送带等输送部向同一方向进行输送。这里，被检体310的检查是通过在被检体310通过发送部302和接收部303之间的期间所发射的超声波进行的。因而，发送部302与接收部303的距离只要是被检体310能够插入到发送部302与接收部303之间、且接收部303能够接收透射波的距离即可。
此外，与发送部302和接收部303配置在垂直于输送被检体310的面(下面还称作输送面)的方向相比，更优选如图28所示那样地相对输送面倾斜地配置。由此，能够提高接收部303中的接收信号的信号强度。
接着，参照图29说明发送部302以及接收部303与被检体310的配置的一个例子，图29是从被检体的输送方向看的图。如图29所示，考虑与输送被检体310时的输送方向正交的方向的位置偏差，以在被检体310的输送面中与输送方向正交的方向的长度比被检体310的宽度还长的方式设计第3实施方式的发送部302和接收部303。另外，作为接收部303使用将接收元件311列状地配置多个的接收阵列312。通过使用这样的接收阵列312，在被检体310的状态判定时能够将各接收元件311视作各通道，能够根据与接收元件311相对置的被检体310的每个区域的信号强度来判定该区域的被检体310的状态。例如，信号强度低的接收信号表示被被检体310吸收的超声波的量多，因此能够判定为与得到接收信号的接收元件311相对置的被检体310的区域的厚度厚。另一方面，信号强度高的接收信号表示被被检体310吸收的超声波信号的量少，因此能够判定为与该接收元件311相对置的被检体310的区域的厚度薄。因此，例如在判定部307判定为接收信号的强度比规定值还小的情况下，意味着被检体310的厚度比与规定值相对应的被检体310的厚度还厚。
这里，从被检体的输送方向看，第3实施方式的发送部302被分割为作为与被检体310的输送方向正交的方向的中心部的L1、作为两端部的L2以及L3的3个部分。发送部302的L1的部分与相对置的接收部303的接收阵列312平行，从L1的部分(还称作第1部分)向与接收部303正交的方向发射超声波。在从如图29所示的输送方向看发送部302的情况下，L2以及L3的部分设在发送部的两端，越到端部越离开发送部303地倾斜设置。即，L2以及L3相对L1倾斜了角度θ(θ为任意的正数)地设置。因而，即使从L2以及L3发射的超声波在被检体310的端部进行衍射，蔓延到内侧的接收元件311的超声波的量也会减少。
L1可靠地配置在被检体310通过的位置且与接收部303相对置地配置，与接收部303的接收阵列312平行。L2以及L3是根据从输送方向看时的被检体310的端部所通过的位置中的处于发送部302的最中心侧的位置、以及发送部302的端部来决定的。这是因为由于被检体310取出时的摇晃等，被检体310未必始终通过相同位置的缘故。在图29的例子中，被检体310的右端部靠近与发送部302或者接收部303的右端部相同的位置的情况下，被检体310的摇晃最大，具有从此时的被检体310的左端部所通过的位置到发送部302的端部为止的长度的部分为L2。同样地，在被检体310的左端部靠近与发送部302或者接收部303的左端部相同的位置的情况下，从被检体310的右端部所通过的位置到发送部302的端部为止的长度的部分为L3。
另外，在第3实施方式中，L2和L3配置成具有角度θ，以使得在从发送部302的中心侧到发送部302的一端侧从与接收部303的对置面远离。通过这样设定从与接收部303的对置面远离的角度θ，不会对被检体310的端部的透射波带来很大的影响，能够减少不需要的衍射波的蔓延。此外，角度θ优选为约1度～约2度，但只要小于等于5度左右即可。
此外，在图29的例子中，L2和L3是大概相同的长度，但是也可以是不同的长度，只要根据被检体310的种类、检查环境而适当设定即可。另外，从制造的容易度以及成本的观点考虑，发送部302的L1部分希望由一个元件来形成，但是也可以如接收阵列312那样地由多个元件来形成。另外，发送部302的L2以及L3的部分也可以由一个元件来形成，但优选如图29所那样地由多个元件来形成。通过由多个元件形成L2以及L3的部分，能够根据被检体310的大小变小的情况等停止从不需要的元件产生超声波。由此，能够抑制来自不需要的元件的衍射波、并且能够检查各种大小的被检体。
并且，在图29的例子中，构成为作为发送部302的两端的L2以及L3的两个部分具有角度，但是在构成为被检体310的端部必须通过发送部302的某一个的端部的情况下，也可以构成为仅仅发送部302的一个端部具有角度。
接着，参照图30A以及30B说明具体的发送部302的制造方法的一个例子。图30A是发送部302以及接收部303的整体图，图30B是发送部302以及接收部303的一个元件的放大图。如图30B所示，使用导电性粘接剂等将预先形成了电配线用的配线图案的软性印刷机版(FPC)317的电极面粘接固定到形成在压电振动器314的两主面的电极上。并且，在FPC 317上层叠声音匹配层313而形成超声波发射面。另一方面，将FPC 317和衬板材料315顺序地粘接固定到与超声波发射面相反的面，并且将衬板材料315安装到固定台316。衬板材料315一般使用声音衰减大的环氧、橡胶系列的树脂，优选具有一些柔软性。最后，使用切割工具等来切削加工需要元件分割的部分，进行元件分离。也有时为了提高机械强度在切削槽中填充树脂，但也可以不填充而使用。通常为了完全分离元件，因此，切削槽大多切入到衬板材料315为止。
关于发送部302的两端的L2以及L3的倾斜，通过将形成为角度θ的楔状的树脂插入到处于L1的两端的切削槽，能够比较容易地施与倾斜。为了对L2以及L3的全部元件均等地施与角度θ，优选填充变形少的树脂等，以使得保持L2以及L3的元件间的切削槽间隔为固定。或者，也可以在固定台316与衬板材料315的粘接面上预先形成角度θ的倾斜。在这种情况下，当不粘接固定台316而进行元件分割加工、最后将与元件粘接的每个衬板材料315加压粘接到固定台316时，衬板材料315变形而能够形成角度θ。
接着，参照图31A、31B以及图32说明发送部302的两端的L2以及L3中有无角度所造成的接收部303中的超声波的接收状态的不同。图31A以及31B表示发送部302以及接收部303与被检体310的位置关系的一个例子。接收部303中的通道“Ch”分别与接收元件311相对应。图31A作为比较例表示发送部302的两端(L2以及L3)与L1同一平面、即不具有角度θ时的超声波的状态。图31B为第3实施方式的超声波检测装置300，表示出在发送部302的两端部设有角度的情况。在图31A中，作为在接收部303中接收的超声波，考虑透射波318、直射波319以及衍射波320。此时，“Ch.-1”的位置的接收元件311受到衍射波320的很大影响，所接收的信号强度变高。
另一方面，在图31B中也与图31A相同，例如在“Ch.-1”中产生经由被检体310的端部的衍射波320’。但是，通过具有角度θ，发射不需要的直射波319’或者衍射波320’的元件难以被接收部303接收。由此，透射波318’以外的不需要的直射波319’或者衍射波320’的影响变少。因而，能够在各接收部303中高精度地判定被检体310的状态。
接着，参照图32对在图31A以及31B的结构中测量被检体310的端部附近所得到的接收强度的结果。横轴是接收部303的接收元件311的位置，与上述的图31A以及31B的“Ch”相对应。纵轴表示接收信号的接收强度。虚线321是图31A的情况，实线322是图31B的情况。这里，设角度θ为约1度，来自发送部302的第1部分L1的超声波的发射方向以及与接收部303的接收面正交的方向(图28的308)，从与被检体310的输送通路正交的方向(图28的309)倾斜约46度地配置。
如虚线321所示，可知当设发送部302中的接收部303的对置面为平面时，在“Ch.-1”中接收强度急剧变高，受到衍射波320的影响。
另一方面，实线322的情况下，可知与虚线321相比在“Ch.0”和“Ch.-1”中接收信号的信号强度变低，能够降低衍射波320的影响。
超声波检查装置300也可以还具备存储部，该存储部存储在判定部307进行判定时所使用的规定值。另外，输送单元的前端的输送方向也可以分支为2个。另外，超声波检查装置300也可以还具备分类单元，所述分类单元能够将通过判定部307判定为一部分厚度厚的被检体310向所分支的一方向输送，将其它被检体310向所分支的其它一个方向输送。
根据以上所示的第3实施方式，在发送部中，通过使向被检体的端部附近发射超声波的部分具有如从与接收部的对置面远离那样的角度，能够降低被检体端部中的衍射波的影响，能够高精度地判定被检体的状态。
此外，在上述的各实施方式中说明的功能不局限于使用硬件来构成，也能够使用软件将记载了各功能的程序读入计算机而实现。另外，各功能也可以适当地选择软件、硬件中的某一个来构成。
此外，本发明并不限于上述实施方式本身，在实施阶段能够在不超出其主旨的范围内使结构要素变形并具体化。另外，通过上述实施方式所公开的多个结构要素的适当的组合能够形成各种发明。例如，也可以从实施方式所示的全部结构要素中删除几个结构要素。并且，也可以适当地组合不同实施方式的结构要素。
下面，解决本实施方式的问题的手段如下所述。
[1]一种超声波检查装置，其特征在于，该超声波检查装置具备：
发送部，生成超声波并发送超声波信号；
1个以上的接收部，接收透过了被检体的所述超声波信号而分别取得第1接收信号；
检测部，测量每个所述接收部的所述第1接收信号的第1峰值，检测是否存在该第1峰值大于等于第1阈值的第1接收信号；以及
判定部，在存在所述第1峰值大于等于所述第1阈值的第1接收信号的情况下，将该第1接收信号判定为有可能透过了所述被检体的缺损部分的缺损候补信号，
其中，在存在所述缺损候补信号的情况下，所述检测部测量在接收了该缺损候补信号的接收部中从接收了该缺损候补信号的时间起经过了规定时间的整数倍时所接收的第2接收信号的第2峰值，检测是否存在该第2峰值大于等于第2阈值的第2接收信号，
在存在所述第2峰值大于等于第2阈值的第2接收信号的情况下，所述判定部将该缺损候补信号判定为透过了所述被检体的缺损部分的缺损信号。
[2]根据[1]的超声波检查装置，其特征在于，所述规定期间是所述超声波信号在所述发送部与所述接收部之间的距离往复的时间。
[3]根据[1]的超声波检查装置，其特征在于，所述判定部判定为在所述缺损信号透过了所述被检体的位置存在缺损。
[4]根据[1]的超声波检查装置，其特征在于，所述发送部以及所述接收部以所述被检体能够插入到该发送部和该接收部之间的间隔配置、且该接收部与能够接收由所述发送部反射的所述接收信号的反射波的位置相对置地配置。
[5]一种超声波检查装置，其特征在于，该超声波检查装置具备：
发送部，生成超声波并发送超声波信号；
1个以上的接收部，接收透过了被检体的所述超声波信号而分别取得第1接收信号；
检测部，测量每个所述接收部的所述第1接收信号的峰值，检测是否存在该峰值大于等于第1阈值的第1接收信号；
判定部，在存在所述峰值大于等于所述第1阈值的第1接收信号的情况下，将该第1接收信号判定为有可能透过了所述被检体的缺损部分的缺损候补信号；以及
计算部，针对每个所述缺损候补信号计算该缺损候补信号的峰值的包络线的衰减率，测量该衰减率达到规定的衰减率为止的衰减时间，
其中，在所述衰减时间在第2阈值以内的情况下，所述判定部将该缺损候补信号判定为透过了所述被检体的缺损部分的缺损信号。
[6]一种超声波检查装置，其特征在于，该超声波检查装置具备：
发送部，生成超声波并发送超声波信号；
1个以上的接收部，接收透过了被检体的所述超声波信号而分别取得第1接收信号；
检测部，测量每个所述接收部的所述第1接收信号的峰值，检测是否存在该峰值大于等于第1阈值的第1接收信号；
判定部，在所述第1接收信号的所述峰值大于等于所述第1阈值的情况下，将该第1接收信号判定为有可能透过了所述被检体的缺损部分的缺损候补信号；以及
计算部，针对每个所述缺损候补信号计算表示该缺损候补信号的频率特性的第1特性和表示透过所述被检体之前的频率特性的第2特性，
其中，如果所述第1特性与所述第2特性的差分在第2阈值以内，则所述判定部将该缺损候补信号判定为透过了所述被检体的缺损部分的缺损信号。
[7]一种超声波检查方法，其特征在于，该超声波检查方法具备如下步骤：
生成超声波并发送超声波信号；
通过1个以上的接收部接收透过了被检体的所述超声波信号，分别取得第1接收信号；
测量每个所述接收部的所述第1接收信号的第1峰值，检测是否存在该第1峰值大于等于第1阈值的第1接收信号；
在存在所述第1峰值大于等于所述第1阈值的第1接收信号的情况下，将该第1接收信号判定为有可能透过了所述被检体的缺损部分的缺损候补信号；
在存在所述缺损候补信号的情况下，测量在接收了该缺损候补信号的接收部中从接收了该缺损候补信号的时间起经过了规定时间的大于等于1的整数倍时所接收的第2接收信号的第2峰值，检测是否存在该第2峰值大于等于第2阈值的第2接收信号；以及
在存在所述第2峰值大于等于第2阈值的第2接收信号的情况下，将该缺损候补信号判定为透过了所述被检体的缺损部分的缺损信号。
[8]一种超声波检查方法，其特征在于，该超声波检查方法具备如下步骤：
生成超声波并发送超声波信号；
通过1个以上的接收部接收透过了被检体的所述超声波信号，分别取得第1接收信号；
测量每个所述接收部的所述第1接收信号的峰值，检测是否存在该峰值大于等于第1阈值的第1接收信号；
在存在所述峰值大于等于所述第1阈值的第1接收信号的情况下，将该第1接收信号判定为有可能透过了所述被检体的缺损部分的缺损候补信号；
针对每个所述缺损候补信号计算该缺损候补信号的峰值的包络线的衰减率，测量该衰减率达到规定的衰减率为止的衰减时间；以及
在所述衰减时间在第2阈值以内的情况下，将该缺损候补信号判定为透过了所述被检体的缺损部分的缺损信号。
[9]一种超声波检查方法，其特征在于，该超声波检查方法具备如下步骤：
生成超声波并发送超声波信号；
通过1个以上的接收部接收透过了被检体的所述超声波信号，分别取得第1接收信号；
测量每个所述接收部的所述第1接收信号的峰值，检测是否存在该峰值大于等于第1阈值的第1接收信号；
在所述第1接收信号的所述峰值大于等于所述第1阈值的情况下，将该第1接收信号判定为有可能透过了所述被检体的缺损部分的缺损候补信号；
针对每个所述缺损候补信号计算表示该缺损候补信号的频率特性的第1特性和表示透过所述被检体之前的频率特性的第2特性；以及
如果所述第1特性与所述第2特性的差分在第2阈值以内，则将该缺损候补信号判定为透过了所述被检体的缺损部分的缺损信号。
[10]一种超声波检查装置，其特征在于，该超声波检查装置具备：
发送部，向所输送的被检体发射超声波；
接收部，与所述发送部隔着被检体的输送通路而对置地配置，包含多个元件，在每个该元件中接收所述超声波而取得接收信号；
计算部，计算所述接收部的每个所述元件的接收信号的强度；以及
判定部，判定所述强度是否比规定值小，
其中，所述发送部具有：第1部分，设置在与被检体的输送方向正交的方向的中央部，平行地形成与所述接收部的对置面；以及第2部分，沿着与被检体的输送方向正交的方向的至少一端设置，并且向越往端部离开所述接收部的方向倾斜地形成。
[11]根据[10]的超声波检查装置，其特征在于，所述发送部的所述第2部分从所述发送部的中心侧向该发送部的一端侧倾斜。
[12]根据[10]或者[11]的超声波检查装置，其特征在于，所述发送部在该发送部的两端具有所述第2部分。
[13]根据[11]或者[12]的超声波检查装置，其特征在于，所述发送部设定成所述第2部分与第1部分之间的角度小于等于5度。
[14]根据[10]～[13]中任意一项的超声波检查装置，其特征在于，所述发送部的所述第2部分由多个元件形成。
[15]根据[10]～[14]中任意一项的超声波检查装置，其特征在于，来自所述发送部的第1部分的超声波的发射方向以及与所述接收部的接收面垂直的方向分别相对于与所述输送通路的面垂直的方向倾斜。
[16]根据[10]～[15]中任意一项的超声波检查装置，其特征在于，
所述发送部以及所述接收部具有衬板材料、压电振动器以及声音匹配层，并且通过在该衬板材料与该压电振动器之间、以及该压电振动器与该声音匹配层之间分别插入电布线用基板而形成。

Claims (16)

1.一种超声波检测装置，具备：
发送部，相对于输送纸张类的输送面以规定的角度设置，对所述输送面发射超声波；
接收部，具备多个检测超声波的通道，检测入射到通道的超声波；以及
分割构件，对所述接收部屏蔽从所述发送部发射的超声波的、在与所述纸张类的输送方向正交的方向的所述纸张类的端部衍射的衍射波。
2.根据权利要求1所述的超声波检测装置，所述分割构件具备多个分割板，所述分割板具有与包含所述纸张类的输送方向以及与所述输送面垂直的方向的面平行的面。
3.根据权利要求2所述的超声波检测装置，所述分割构件具备通过在所述接收部的扫描方向上隔着规定间隔设置的多个分割板而形成的多个超声波路径，所述多个超声波路径分别具备与所述输送面相对置的入射面，将入射到所述入射面的超声波分别引导到所述接收部的各通道。
4.根据权利要求3所述的超声波检测装置，所述接收部相对输送纸张类的输送面以与所述发送部相同的角度设置，所述入射面与所述输送面平行地设置。
5.根据权利要求4所述的超声波检测装置，所述分割构件的多个超声波路径分别具备发射入射到入射面的超声波的发射面，所述发射面与所述接收部的各通道平行地设置。
6.根据权利要求5所述的超声波检测装置，所述发射面设置成分割板与所述接收部的各通道之间的位置接触。
7.根据权利要求4所述的超声波检测装置，所述分割板是嵌入到形成在所述接收部的各通道间的槽中而形成的。
8.根据权利要求1所述的超声波检测装置，还具备定时控制部，所述定时控制部将从所述发送部发射并透过所述纸张类的透射波到达所述接收部的各通道起的规定时间设为检测定时，控制通过所述接收部的各通道检测超声波的定时。
9.一种纸张类处理装置，具备：
输送部，输送纸张类；
发送部，相对通过所述输送部输送纸张类的输送面以规定的角度设置，对所述输送面发射超声波；
接收部，具备多个检测超声波的通道，检测入射到通道的超声波；
分割构件，对所述接收部屏蔽从所述发送部发射的超声波的、在与所述纸张类的输送方向正交的方向的所述纸张类的端部衍射的衍射波；
判定部，根据所述接收部的检测结果对所述纸张类进行判定；以及
划分处理部，根据所述判定部的判定结果来划分所述纸张类。
10.根据权利要求9所述的纸张类处理装置，所述分割构件具备多个分割板，所述分割板具有与包含所述纸张类的输送方向以及与所述输送面垂直的方向的面平行的面。
11.根据权利要求10所述的纸张类处理装置，所述分割构件具备通过在所述接收部的扫描方向上隔着规定间隔设置的多个分割板而形成的多个超声波路径，所述多个超声波路径分别具备与所述输送面相对置的入射面，将入射到所述入射面的超声波分别引导到所述接收部的各通道。
12.根据权利要求11所述的纸张类处理装置，所述接收部相对输送纸张类的输送面以与所述发送部相同的角度设置，所述入射面与所述输送面平行地设置。
13.根据权利要求12所述的纸张类处理装置，所述分割构件的多个超声波路径分别具备发射入射到入射面的超声波的发射面，所述发射面与所述接收部的各通道平行地设置。
14.根据权利要求13所述的纸张类处理装置，所述发射面设置成分割板与所述接收部的各通道之间的位置接触。
15.根据权利要求12所述的纸张类处理装置，所述分割板是嵌入到形成在所述接收部的各通道间的槽而形成的。
16.根据权利要求9所述的纸张类处理装置，还具备定时控制部，所述定时控制部将从所述发送部发射并透过所述纸张类的透射波到达所述接收部的各通道起的规定时间设为检测定时，控制通过所述接收部的各通道检测超声波的定时。
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