JP2000172898A - 紙葉類識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 紙葉類識別装置において、センサ投光部の発
光素子や発光チップの実装ずれ等に起因する出射投光ビ
ームのプロファイルや出射角度の機体間ばらつきを吸収
可能とし、搬送媒体のばたつきや紙葉類の折れに対する
センサ出力特性の機体間ばらつきを低減する。 【解決手段】 透過型センサの投光部１９に光拡散部材
２５を備えることにより、投光部１９の発光素子の実装
ずれ等に起因する投光ビームのプロファイルや出射角度
の機体間ばらつきを吸収可能となり、投光プロファイル
を安定させることができ、従って、紙葉１３の搬送ばた
つきがあっても、センサの出力特性が安定し、高精度の
識別が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙葉類を透過した
光を受光するセンサ出力により、紙葉類の識別を行う紙
葉類識別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、自動預金機等に適用される紙葉
類識別装置を図１（ａ）（ｂ）に示す。紙葉識別装置１
１は、紙葉挿入部１２より挿入される紙葉１３を搬送す
る搬送ローラ１４と搬送ガイド１５が設けられ、この搬
送ガイド１５を挟んで透過型の光センサ１６が設けられ
ている。光センサ１６は、基板１７上のＬＥＤ１８を含
む投光部１９と、アンプ基板２０上のフォトダイオード
（ＰＤ）２１を含む受光部２２とから構成され、搬送さ
れる紙葉１３に対して投光部１９から光を出射し、紙葉
類１３を透過した透過光を受光部２２により受光する。
紙葉識別装置１１は、光センサ１６による受光出力の大
きさにより、紙葉類（搬送媒体）の光透過率や模様を識
別し、紙葉類の種類や真偽を鑑別する。

【０００３】しかしながら、上記のような紙葉類識別装
置に用いられた透過型光センサでは、その構成上、光源
のチップの実装ずれや、光源の実装ずれにより、装置の
機体間で、搬送媒体上での透光ビームの照射位置にばら
つきが生じ、機体間で性能にばらつきが生じる。また、
機体毎に調整が必要となる。

【０００４】また、図２（ａ）に示すように、異なる２
波長の光源、ＬＥＤ（１）とＬＥＤ（２）を利用し、そ
の出力比から紙葉類の２波長間の透過率比を求め、紙葉
類を鑑別する紙葉類識別装置がある。この２つのＬＥＤ
の指向特性（発光プロファイル）が、例えば、図２
（ｂ）（ｃ）に示すごとくであるとすると、センサと紙
葉類との距離に対するセンサの出力特性が、図３（ｂ）
に示すように２つの波長間で異なる。一般にＬＥＤのメ
ーカが異なったり、同一メーカの商品であっても波長が
異なったりすると、ＬＥＤの構造が異なるため、指向特
性が異なる。同一の指向特性のものを揃えることは，極
めて困難で、不可能と言える。さらに、ＬＥＤの実装ず
れや光源のチップのずれ等によっても、指向特性のバラ
ツキが生じる。指向特性が異なると、図２（ｄ）のよう
に、検出媒体２３に対する投光プロファイルＰ１，Ｐ２
は、互いにずれたものとなる。このような場合、図３
（ａ）に示すように、紙幣などの紙葉１３が搬送される
ことによって生じるバタツキや、紙葉１３の折れによ
り、センサが紙葉類をセンシングする位置が異なると、
図３（ｃ）に示す直線に沿って、受光出力が変動する。
そして、センサと搬送媒体との距離に対するセンサの出
力変化特性がセンサ間又は、光源間でばらつき、紙葉類
の搬送バタツキや紙幣の折れにより、出力比が変化し、
正確な鑑別ができなくなるといった問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の問題点を解決するもので、センサ投光部の発光素
子や発光チップの実装ずれ等に起因する出射投光ビーム
のプロファイルや出射角度の機体間ばらつきを吸収可能
とし、搬送媒体のばたつきや紙葉類の折れに対するセン
サ出力特性の機体間ばらつきを低減することができる紙
葉類識別装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、紙葉類を搬送し、この紙葉類の識別を行う
紙葉類識別装置であって、光源を有する投光部と、この
投光部から出射され、紙葉類を透過した光を受光する受
光素子を有する受光部とを備えた光センサを具備し、前
記光センサの投光部は、前記光源と搬送される紙葉類と
の間の光軸上に光拡散部材を有するものである。この構
成においては、投光が光拡散部材を通ることで、投光プ
ロファイルを安定させることができ、これにより、搬送
される紙葉類の搬送ばたつきがあっても、センサの出力
特性を安定させることができ、高精度の識別が可能とな
る。また、前記投光部は複数の光源を有し、少なくとも
２つの異なる波長の光源から紙葉類を透過した光の前記
受光素子による受光出力の大きさを比較することにより
紙葉類を識別するものであってもよい。また、前記光源
と拡散部材との間、又は、前記拡散部材と紙葉類との間
に開口を有するものとしてもよい。

【０００７】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本発明の第１
の実施形態による紙葉類識別装置を図４に示す。紙葉類
識別装置は、自動預金機等に搭載され、紙葉１３を搬送
する搬送ガイド１５により区画された搬送路を挟んで、
センサを構成する投光部１９と受光部２２を配置してい
る。投光部１９は、発光素子（光源）を有し、この発光
素子より波長の異なる２つの光ビームを出射し、受光部
２２の２つの受光素子は、搬送される紙葉１３を透過し
た２つの透過光を受光する。これら２つの受光素子の出
力により、搬送媒体の波長間の透過特性を比べることに
より、搬送媒体の真偽を判定する。ここに、発光素子と
しては、基板１７上に設けられた波長の異なる２つのＬ
ＥＤ（１）（２）１８を用い、受光素子としては、２つ
のフォトダイオード（ＰＤ）２１を用いている。また、
投光部１９は、発光素子と搬送される紙葉１３との間の
光軸上に光を拡散させる光拡散部材２５（以下、拡散板
と記す）を備えている。

【０００８】この紙葉類識別装置の回路構成を図５に示
す。制御回路２７は、タイミングパルス発生装置２８に
より駆動回路３２を介して発光素子であるＬＥＤ（１）
（２）１８の駆動を時分割点灯し、これにより、受光素
子である２つのＰＤ２１が同時に２つのＬＥＤから出射
される光を受光することがないようにしている。ＰＤ２
１の増幅回路３３としては、オペアンプを採用し、増幅
された２つの受光出力から演算回路２９により２波長の
出力比を計算し、予めメモリ３０に記憶させておいた本
物の紙葉の２波長の出力比と比較回路３１により比較す
ることにより、搬送媒体の真偽を判定するものである。
２つのＰＤ２１、及び、増幅回路３３のオペアンプ等の
素子は同一種類のものを採用し、温度変化等の環境変化
により、２系統の増幅回路間での増幅特性ばらつきがで
ないように構成する方が望ましい。制御回路２７はＣＰ
Ｕで構成することもできる。

【０００９】上記演算回路２９の動作手順を図６に示
す。演算回路２９は２つの受光素子のオペアンプ出力λ
１，λ２を取り込み（＃１）、これらの比（λ２／λ
１）＝Ｘを演算し、（＃２）、これを予め計測してある
本物紙葉のλ２／λ１のｍｉｎ，ｍａｘ値と比較し（＃
３）、Ｘがこれらの間にあれば、ＯＫとし（＃４）、そ
うでなければ、ＮＧとする（＃５）。

【００１０】上記構成においては、センサの投光部１９
の発光素子と搬送媒体との間に拡散板２５を配置してい
るので、発光素子であるＬＥＤから出射された光は拡散
板２５により拡散されてランバート分布を持つ２次光源
となり、従って、発光素子の実装ずれ、発光素子の発光
チップの実装ずれ、発光素子から出射される投光ビーム
プロファイルずれ等に起因するセンサから出射される投
光ビームのプロファイルや出射角度のずれを小さくする
という効果が得られる。

【００１１】従来のセンサにおいては、媒体識別の分解
能（Ｓ／Ｎ）を上げるためには、ＬＥＤの発光パワーを
上げる必要があるが、駆動電流を上げることは、仕様上
の制限があり、また、ＬＥＤ寿命に大きく影響するた
め、通常は図７（ａ）（ｂ）に示すような砲弾型のＬＥ
Ｄ、又は、発光チップ１８ｃの台座にパラボラ形状のも
のを採用することが多い。この場合、ＬＥＤの全面に照
射される光の効率は向上するが、投光プロファイルが狭
くなり、このため、上述のように、そのプロファイルが
様々な要因でばらつき、その結果、２つのＬＥＤの受光
出力比が一定とならない。

【００１２】本実施形態の図４に示したセンサにおいて
は、投光部１９に拡散板２５を有することで、拡散板２
５を透過後の投光プロファイルを安定なものとし、従っ
て、搬送媒体・紙葉の搬送ばたつきや折れによって、各
センサの出力が変動しても、２波長間の出力比が一定と
なるようにしている。この様子を図８の左側グラフ、及
び右側グラフに示している。紙葉類の真偽判定において
は、紙葉そのものの特性ばらつきを考慮して、真偽の判
定しきい値を設定する必要があるが、センサの出力に変
動があると、その分も考慮して、誤判定のないようにし
きい値を設定する必要があり、機器の真偽判別性能を劣
化させる大きな要因となっていた。本発明においては、
センサの出力変動を極力小さくすることができるので、
真偽判別性能の大幅な向上を図ることができる。

【００１３】（第２の実施形態）第２の実施形態による
紙葉類識別装置を図９（ａ）（ｂ）に示す。ここに示す
紙葉識別装置１１は、２つの透過型センサ（１）（２）
１６を搬送ガイド１５による搬送路の搬送方向と平行に
配置したものである。これら２つの透過型センサの各投
光部には、互いに異なる波長のＬＥＤと拡散板２５が搭
載されている。これら異なる２つのセンサ（１）（２）
１６が紙葉１３の同一部分をセンシングした時の出力を
抽出し、その出力比を算出することで、前記第１の実施
形態と同様の作用効果が得られる。図１０にこれらの信
号を示す。センサ（１）の出力λ１とセンサ（２）の出
力λ２との出力比λ２／λ１を演算することで、紙葉の
同一部分での光透過特性を測定することができる。

【００１４】（第３の実施形態）第３の実施形態による
紙葉類識別装置を図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。こ
こに示す紙葉識別装置は、２つの透過型センサ（１）
（２）１６を搬送路の搬送方向と平行でない位置に配置
したものであり、これら２つのセンサの出力により、搬
送される紙葉上の異なる２つの部分をセンシングし、紙
葉の２つの部分のインクや紙の部分の濃淡の違いを比較
することによって、紙葉の真偽を判定するものである。
紙葉１３の搬送構造としは、ローラ軸４１と一体に駆動
される搬送ローラ１４に紙葉搬送用の搬送ベルト４２が
掛けられたものを用いている。

【００１５】この種の紙葉類識別装置において、搬送さ
れる紙葉１３の搬送ばたつきがあると、特に紙幣を短手
方向に搬送する自動預金機においては、紙幣の折れによ
り２つのセンサで搬送媒体の位置が異なる場合が多いこ
とから、２つのセンサ出力比が、安定しないという問題
があるが、上述と同様、センサの投光部に拡散板を設け
た構成とすることにより、自動預金機の機体間でのセン
サ出力特性にばらつきがなくなり、真偽判別性能の向上
が図れる。図１２に２つのセンサ（１）（２）の出力を
示す。拡散部材がない場合は、上記のような要因によ
り、センサの出力特性が破線で示すようにばらつくの
で、出力比を演算して紙葉の２ケ所の濃淡情報を計測し
ようとしても、出力ばらつきが大きくなるが、拡散部材
を用いることで、その問題を解消できる。

【００１６】（第４の実施形態）第４の実施形態による
紙葉類識別装置を図１３に示す。本実施形態では、搬送
路を挟んで透過型センサの投光部１９と受光部２２を配
置し、搬送路を形成する搬送ガイド１５に拡散処理を施
したものである。これにより上記の実施形態と同様の効
果が得られる。通常、こうした透過型センサを配置する
場合、センサのセンサ面に埃やゴミが堆積することのな
いように、センサ光軸上の搬送ガイド１５は透明部材を
使用することが多い。その透明な搬送ガイドの光センサ
光軸上に光拡散処理を施し、または、拡散部材を採用す
ることにより、コストの低減と、センサ構造・組立性の
簡略化が実現できる。ここで、搬送ガイド１５に拡散処
理を施す場合は、搬送ガイドのセンサ側に施すことが望
ましい。

【００１７】（第５の実施形態）第５の実施形態による
紙葉類識別装置を図１４に示す。この実施形態は、第１
の実施形態でのセンサの投光部１９に配置された拡散板
２５に２つのＬＥＤ１８の各々に対応して同じ円形状の
光透過用の開口４６を設けたものである。開口４６は光
遮蔽部材４５に形成した構成でよい。開口４６が仮想光
源となり、２つの開口４６から出射される光のプロファ
イルＰがほぼ同一になるため、２つの波長の出力特性が
同じになり、第１の実施形態による効果を更に高めるこ
とができる。なお、開口４６は拡散板２５自体にマスキ
ング等により形成してもよい。

【００１８】（第６の実施形態）第６の実施形態による
紙葉類識別装置を図１５に示す。この実施形態は、上記
第５の実施形態において、光遮蔽部材４５に形成した１
つの開口に対して、２つのＬＥＤ（１）（２）１８の光
を集光させることで、センサの小型化を実現したもので
ある。開口が仮想光源となるため、２つの波長の光はほ
ぼ同じ投光プロファイルで出射されることになり、出力
特性に関し上記と同様の効果が得られる。

【００１９】なお、本発明の紙葉類識別装置は、上記実
施形態の構成に限られず種々の変形が可能であり、複数
の光センサを有し、少なくとも２つの異なる光センサの
出力の大きさを比較することにより、紙葉類を識別でき
るようにしてもよく、また、少なくとも２つの異なる光
源の波長、又は、少なくとも２つの異なる光センサの光
源の波長が互いに異なるものを用いればよい。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明の紙葉類識別装置に
よれば、透過型センサの投光部に光拡散部材を備えるこ
とにより、センサ投光部の発光素子の実装ずれ等に起因
する投光ビームのプロファイルや出射角度の機体間ばら
つきを吸収することが可能となり、投光プロファイルを
安定させることができ、従って、搬送される紙葉類の搬
送ばたつきがあっても、センサの出力特性が安定し、高
精度の識別が可能となり、また、センサ出力特性の機体
間ばらつきが低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）（ｂ）は従来の紙葉類識別装置の構成
図である。

【図２】 （ａ）は従来の２つのＬＥＤを用いた紙葉類
識別装置の構成図、（ｂ）（ｃ）はそれらＬＥＤの指向
特性図、（ｄ）はその投光プロファイルを示す図であ
る。

【図３】 （ａ）は従来の紙葉類識別装置の構成図、
（ｂ）（ｃ）は紙葉の搬送位置によるセンサ出力変化特
性を示す図である。

【図４】 本発明の第１の実施形態による紙葉類識別装
置の構成図である。

【図５】 同装置の回路構成図である。

【図６】 同上での演算回路の動作手順を示すフローチ
ャートである。

【図７】 （ａ）は砲弾型のＬＥＤを示す図、（ｂ）は
パラボラ形状のＬＥＤを示す図である。

【図８】 本実施形態のセンサ出力特性を示す図であ
る。

【図９】 本発明の第２の実施形態による紙葉類識別装
置の構成図である。

【図１０】 同装置のセンサ出力特性を示す図である。

【図１１】 （ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の第３の実施
形態による紙葉類識別装置の構成図である。

【図１２】 同装置でのセンサ出力特性を示す図であ
る。

【図１３】 本発明の第４の実施形態による紙葉類識別
装置の構成図である。

【図１４】 本発明の第５の実施形態による紙葉類識別
装置の構成図である。

【図１５】 本発明の第６の実施形態による紙葉類識別
装置の構成図である。

【符号の説明】

１３ 紙葉 １５ 搬送ガイド １８ ＬＥＤ １９ 投光部 ２２ 受光部 ２５ 光拡散部材（拡散板）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細川 速美 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 Ｆターム(参考） 3E041 AA02 AA03 AA04 BA11 BB02 CA01 CB02 CB05 CB07 EA01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紙葉類を搬送し、この紙葉類の識別を行
   う紙葉類識別装置であって、 光源を有する投光部と、この投光部から出射され、紙葉
   類を透過した光を受光する受光素子を有する受光部とを
   備えた光センサを具備し、 前記光センサの投光部は、前記光源と搬送される紙葉類
   との間の光軸上に光拡散部材を有することを特徴とする
   紙葉類識別装置。
2. 【請求項２】 前記投光部は複数の光源を有し、少なく
   とも２つの異なる波長の光源から紙葉類を透過した光の
   前記受光素子による受光出力の大きさを比較することに
   より紙葉類を識別することを特徴とする請求項１に記載
   の紙葉類識別装置。
3. 【請求項３】 前記光源と拡散部材との間、又は、前記
   拡散部材と紙葉類との間に開口を有することを特徴とす
   る請求項１又は請求項２に記載の紙葉類識別装置。