JP2003208650A

JP2003208650A - 画像検出装置及びそれを用いた現金自動取扱装置

Info

Publication number: JP2003208650A
Application number: JP2002004032A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yoshida; 吉田　　隆; Katsuhiko Kimura; 勝彦木村; Eiji Mizuno; 英治水野; Muneharu Nakabayashi; 宗治中林
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2003-07-25
Anticipated expiration: 2022-01-11
Also published as: JP3952781B2

Abstract

(57)【要約】【課題】紙幣に紫外光を効率よく楕円形に照射できる機
構により紙幣から放出される蛍光を高感度で検出する画
像検出装置と現金取扱装置を提供する。【解決手段】蛍光画像検出装置１の紫外線発光素子４ａ
乃至４ｅからの光を平凸シリンドリカルレンズに円筒凹
面９ａ乃至９ｅを設けた凹面付き平凸シリンドリカルレ
ンズ８を用いて、紙幣１７の長手方向（ｘ方向）への拡
大と短手方向（ｙ方向）への集光により楕円形に照射す
る。紙幣１７からの蛍光１２を受光素子５ａ乃至５ｈで
検知するように構成した。これにより、発光素子は長手
方向に間隔を広くして配置できるので一つの基板に受光
素子と発光素子を同列に配置できる。そのため、受光素
子は照射位置の真上で受光できるので検知感度が向上す
る。また、発光波長の異なる複数の発光素子を配置でき
る。さらに、それに対応した波長感度を有する複数の受
光素子を発光素子と同列に配置でき、複数種類の放射光
又は反射光を検知できる多目的な蛍光検知装置が構成で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物体に光を照射し
物体から放出される光および反射光を検出する画像検出
装置に係わり、特に、紙幣に光を照射し、この紙幣の基
材、蛍光インクから放出される光を検出して紙幣識別を
行う画像検出装置を備えた現金自動取扱装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像検出装置として、例えば特
開平１０−３１７７３号公報に記載されているように、
光源にＬＥＤアレイを用い光源からの光をロッドレンズ
を介して物体に照射し、その反射光を平凸レンズ系を介
してホトダイオードアレイで検出される硬貨識別装置の
構成が開示されている。

【０００３】また、特開平１１−３９５３３号公報に
は、波長の異なる二つの光源からの光を照射し、反射光
をレンズ系で集光し、それぞれの波長に対応した感度を
有するエリアセンサで検出する紙葉類真偽識別装置の構
成が開示されている。

【０００４】また、特開平１１−２１９４５９号公報に
は、紙幣鑑別にＬＥＤアレイの波長の異なる三つの光源
をスキャンごとに切換えて光を照射し、透過光をレンズ
系で集光しＣＣＤエリアセンサで検出する画像取得装置
の構成が開示されている。また、蛍光画像検出の応用装
置としては、現金自動取扱装置、自動販売機等に利用さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これら従来例では、一
つの光源の照射範囲を拡大して光源の数を少なくするこ
と、反射光の受光効率を向上させることなどの配慮がな
されていない。

【０００６】本発明の目的は、光源の数を少なくしたこ
とによる光量の低下を抑えた画像検出装置と、波長の異
なる複数の光源の照射光により励起された複数の波長の
光を検出することが可能な画像検出装置を備えた現金自
動取扱装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、発光手段か
ら集光した光を物体に照射する集光手段と、前記照射さ
れた光によって前記物体から放出又は反射される光を検
出する受光手段とを備えた画像検出装置において、前記
集光手段は平凸シリンドリカルレンズであって、この平
凸シリンドリカルレンズの入射光側に前記発光手段と前
記受光手段とを配置したことにより達成される。

【０００８】また、上記目的は、前記集光手段は円筒レ
ンズであって、前記発光手段の近傍に前記受光手段を配
置したことにより達成される。

【０００９】また、上記目的は、発光手段から集光した
光を物体に照射する集光手段と、前記照射された光によ
って前記物体から放出又は反射される光を検出する受光
手段とを備えた画像検出装置において、前記集光手段は
平凸シリンドリカルレンズに円筒凹面を設けた凹面付き
平凸シリンドリカルレンズであって、前記円筒凹面の入
射光側に前記発光手段と前記受光手段とを配置したこと
により達成される。

【００１０】また、上記目的は、前記集光手段は円筒レ
ンズに円筒凹面を設けた凹面付き円筒レンズあって、前
記円筒凹面の入射光側に前記発光手段を設けたことによ
り達成される。

【００１１】また、上記目的は、前記集光手段は平凸シ
リンドリカルレンズに回折格子を設けた回折格子付き平
凸シリンドリカルレンズあって、前記円筒凹面の入射光
側に前記発光手段を設けたことにより達成される。

【００１２】また、上記目的は、前記発光手段に複数の
波長の異なる発光手段を設け、前記複数の波長の異なる
発光手段の照射により前記物体から放出又は反射される
光に感度を有する複数の受光手段を設けたことにより達
成される。

【００１３】また、上記目的は、前記発光手段と前記受
光手段とを直線上に配置したことにより達成される。

【００１４】また、上記目的は、前記発光手段と前記受
光手段を同じ回路基板に設けたことにより達成される。

【００１５】また、上記目的は、発光手段の光を反射さ
せ物体に照射するための反射板と、前記照射された光に
よって前記物体から放出又は反射される光を検出する受
光手段からなる画像検出装置において、前記反射板は前
記物体から放出又は反射される光を前記受光手段に導く
ための開口部のある開口部付き反射板であって、前記開
口部付き反射板で反射した光を集光する平凸シリンドリ
カルレンズと、前記開口部付き反射板の入射光側に前記
発光手段と、前記開口部付き反射板の開口部からの光を
受光するための前記受光手段を配置したことにより達成
される。

【００１６】また、上記目的は、前記開口部付き反射板
で反射した光を集光する手段は円筒レンズであることに
より達成される。

【００１７】また、上記目的は、前記開口部付き反射板
で反射した光を集光する手段は平凸シリンドリカルレン
ズに円筒凹面を設けた凹面付き平凸シリンドリカルレン
ズであることにより達成される。

【００１８】また、上記目的は、前記開口部付き反射板
で反射した光を集光する手段は円筒レンズに円筒凹面を
設けた凹面付き円筒レンズであることにより達成され
る。

【００１９】また、上記目的は、前記開口部付き反射板
で反射した光を集光する手段は平凸シリンドリカルレン
ズに回折格子を設けた回折格子付き平凸シリンドリカル
レンズであることにより達成される。

【００２０】また、上記目的は、前記開口部付き反射板
は発光手段からの光が当たる反射部分に円筒凸面を形成
したことにより達成される。

【００２１】また、上記目的は、前記開口部付き反射板
は発光手段からの光が当たる反射部分に回折格子を形成
したことにより達成される。

【００２２】また、上記目的は、前記発光手段に複数の
波長の異なる発光手段を設け、前記複数の波長の異なる
発光手段の照射により前記物体から放出又は反射される
光に感度を有する複数の受光手段を設けたことにより達
成される。

【００２３】また、本発明は、上記画像検出装置を現金
自動取扱装置に搭載したものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】蛍光画像検出装置を用いた一般的
な現金自動取扱装置を図１８に示す。図１８は、現金自
動取扱装置の概略構成図である。図１８において、９０
は現金自動取扱装置である。９１は現金預け入れ時に供
給された紙幣９６ａを収納するための紙幣の分離と、現
金払い出し時に利用者が指定した金額を払い出すための
紙幣供給受取機構である。９７は紙幣搬送路９２ａ、９
２ｂと、紙幣が真券であるか偽券であるかを鑑別する蛍
光画像検出装置１と、紙幣が１枚か２枚以上かを判別す
る重送検出手段（図示せず）などを設けた紙幣鑑別部で
ある。９３は紙幣の収納時と払い出し時に一時的に紙幣
を蓄積しておく一時スタッカである。９４は機械処理が
できない紙幣を収納するための紙幣回収箱９４である。
９５ａ、９５ｂ、９５ｃは金種別に紙幣９６ｂを収納し
払い出すための金種収納箱である。

【００２５】次に、この現金自動取扱装置の動作につい
て説明する。現金預け入れ時は、紙幣供給受取機構９１
に供給された紙幣９６ａが１枚づつ分離され、搬送路９
２ａに供給される。紙幣鑑別部９７で蛍光画像検出装置
１の紙幣からの蛍光情報等により紙幣が真券であるか偽
券であるかを鑑別する。さらに、重送検出手段により紙
幣が１枚か２枚以上かを判別する。紙幣が真券であり１
枚の場合は一時スタッカ９３に蓄積され取引金額を表示
する。一方、供給した紙幣に問題がある場合は供給した
全ての紙幣は紙幣供給受取機構９１に戻される。取引が
成立した場合は再び紙幣鑑別部９７を通り紙幣が１枚か
２枚以上かをチェックしてそれぞれの金種収納箱９５に
収納する。現金払い出し時には金種収納箱９５の紙幣９
６ｂを１枚づつ分離し搬送路９２ｂに供給する。紙幣鑑
別部９７において紙幣が１枚か２枚以上かを判別する。
紙幣が１枚の場合は紙幣供給受取機構９１に払い出され
る。２枚以上の場合は一時スタッカに蓄積され、その
後、紙幣回収箱９４に収納される。なお、紙幣鑑別部９
７は往復どちらの方向から紙幣が搬送されても鑑別可能
なように構成されている。

【００２６】ところで、現金自動取扱装置、いわゆるＡ
ＴＭは、銀行に限らず駅、デパートなど多くの人が集中
する場所に設置されるようになってきている。特に近年
では、コンビニエンスストアーへの設置の広がりを見せ
ており、今後ますますコンビニエンスストアーへの導入
が予想される。

【００２７】このように、コンビニエンスストアーなど
の店舗に自動現金取扱装置を設置する場合、設置スペー
スに制約があり店舗経営者らからは現金自動取扱装置の
小型化の要求が高い。そこで、近年の現金自動取扱装置
は図１８で示したように、現金供給受取機構や紙幣回収
箱を前面方向に配置し、現金の補給払出し作業を前面か
ら行うようにすることによって、幅方向の寸法を大幅に
小さくすることが可能となった。

【００２８】一方、この種の現金自動支払装置は、海外
向けも種々検討されている。日本国内のみでの使用であ
れば、紙幣は１万円札、５千円札、２千円札、千円札の
４種類であり、これらの紙幣に印刷された蛍光インクの
配置パターンを認識しておけば、金種の認識は十分可能
であるが、海外の紙幣は蛍光材料、デザイン、大きさな
どが日本の紙幣とは全く異なるため、日本仕様の現金自
動取扱装置をそのまま海外で使用することは出来ない。

【００２９】さて、紙幣の蛍光画像を検出する装置は、
紙幣に印刷された蛍光インクに紫外光を照射し、この蛍
光インクからの蛍光を受光して光の強弱で金種を判断す
るものである。また、特殊な光を紙幣に照射し、紙幣の
セルロース、バインダなどの基材から放出される光を検
出して紙幣の材質を判別して金種を判断するものであ
る。ところが、上述したように、現金自動取扱装置は小
型化が要求されているため、蛍光画像検出装置も小さく
しなければならず、紫外光を照射する発光素子、反射光
を受光する受光素子の数をできるだけ少なくして蛍光画
像検出装置の小型化を図ることが考えられている。この
ことから、発光、受光それぞれの素子の数を減らした
分、紫外光の照射幅をできるだけ広くして、海外の紙幣
にも対応できるようにする必要がある。さらに、波長の
異なる複数の光を照射し、それによって励起された複数
の波長の光を受光できるようにして、多数の紙幣に対応
できるようにすることおよび情報量を多くして真偽の精
度の向上を図ることが考えられている。

【００３０】ところが、紫外線の照射幅を広くすると光
量が減少し、金種の検出精度が低下するという問題があ
る。特に、海外の紙幣の場合、塗布された蛍光インクの
量を少なくした国もあり、海外紙幣の場合は、できるだ
け紫外線を絞込んで光量を上げたほうが良い。

【００３１】そこで、本発明は、海外紙幣にも対応でき
る蛍光画像検出装置を種々検討した結果を図に示す実施
例にて説明する。

【００３２】本発明の現金自動取扱装置に搭載される蛍
光画像検出装置１を図１、図２、図３を用いて説明す
る。図１は、本発明を備えた蛍光画像検出装置の一実施
例を示す図である。尚、この蛍光画像検出装置は紙幣に
印刷された蛍光画像に紫外光を照射し、蛍光画像から放
射される蛍光を検出して紙幣の真贋を判定するものであ
る。

【００３３】図１において、１は蛍光画像検出装置であ
る。５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ
は部材２、紫外光ＬＥＤなどの発光素子４ａ、４ｂ、４
ｃ、４ｄ、４ｅと、ホトダイオードなどの受光素子であ
る。３は発光素子４ａ乃至４ｅと受光素子５ａ乃至５ｈ
などを取付け、紙幣２１からの蛍光を検出する光検出回
路基板である。６ａ乃至６ｅは発光素子４ａ、４ｂ、４
ｃ、４ｄ、４ｅに対応して設けられた可視光カットフィ
ルタである。７ａ乃至７ｈ（ただし、７ｃ〜７ｇは図へ
の記載は省略した）受光素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、
５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈに対応して設けられ、受光した
い蛍光だけを通過させる紫外光カットフィルタである。
８は平面側に円筒凹面９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅを
一体に形成した凹面付き平凸シリンドリカルレンズであ
る。この凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８の取付け
方向は、紙幣１７の長手方向と平行であり、図１中のｘ
方向に長い形状となっている。紙幣１７の搬送方向は図
１に示したｙ方向である。１１ａ、１１ｂは発光素子か
らの照射光１０と、発光素子４ａ乃至４ｅによる楕円形
の照射エリアである。１２は照射光１０で紙幣１７より
放射され受光素子５ａ乃至５ｈで受光される蛍光光であ
る。１８は紙幣１７と、この紙幣１７を案内し搬送する
ための光が通過できる部材で形成された上ガイドであ
り、１９は下ガイド１９である。これらの部材から蛍光
画像検出装置１は構成されている。

【００３４】図２は、図１のｙ−ｙ方向で切断しｘ−ｘ
方向から見た図である。

【００３５】尚、図２の説明では図１も参照して説明す
る。図２において、光検出回路基板３と紫外光カットフ
ィルタ７ａ乃至７ｈと可視光カットフィルタ６ａ乃至６
ｅおよび凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８は部材２
に取付けられている。凹面付き平凸シリンドリカルレン
ズ８と一体に有する円筒凹面９ａ乃至９ｅそれぞれの円
筒凹面は、その曲率半径の中心を通る直線（ｙ方向）と
円筒凸面の曲率半径の中心を通る直線（ｘ方向）が直交
するように形成されている。

【００３６】発光素子４ａ乃至４ｅは、凹面付き平凸シ
リンドリカルレンズ８の円筒凹面９ａ乃至９ｅが形成す
る曲率半径の中心を通る直線と、円筒凸面の曲率半径の
中心を通る直線の交点の真上又は近傍に位置するように
設けられている。例えば発光素子４ａと発光素子４ｂと
の間に設けられた受光素子５ａは、凹面付き平凸シリン
ドリカルレンズ８の円筒凸面である曲率半径の中心を通
る直線上、又はその近傍に配置されている。なお、ここ
では受光素子４ａ乃至４ｅは凹面付き平凸シリンドリカ
ルレンズ８の平面部に対応した位置に一定間隔で配置し
たが間隔は一定でなくても良く必ずしも限定されるもの
ではない。

【００３７】また、発光する波長の異なる発光素子を複
数設け、それに対応した発光素子側の光カットフィルタ
と、波長感度の異なる複数の受光素子とそれに対応した
受光素子側の光カットフィルタを設けて複数種類の蛍光
または反射光を検知できるように発光素子、受光素子の
配置間隔を密に構成することもできる。

【００３８】複数の発光する波長の異なる発光素子と、
複数の受光素子を設けてスキャンごとに発光素子を切り
替えて点灯することにより、複数種類の蛍光または反射
光を検知できるように発光素子、受光素子の配置間隔を
密に構成することもできるが、発光素子側の光カットフ
ィルタは設けても良い。

【００３９】尚、凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８
は平面側に円筒凹面部を設けたが、円筒凸面側を入射光
側にして円筒凸面側に設けてもよく、凹面付き平凸シリ
ンドリカルレンズ８は別々の平凸シリンドリカルレンズ
と平凹シリンドリカルレンズを組み合わせたものでもよ
い。

【００４０】スペーサ１３は、発光素子４ａ乃至４ｅお
よび発光素子５ａ乃至５ｈを凹面付き平凸シリンドリカ
ルレンズ８の円筒凸面である曲率半径の中心を通る直線
上に位置決めするためのものである。紫外光カットフィ
ルタ７ａ乃至７ｈと可視光カットフィルタ６ａ乃至６ｅ
はその端部をスペーサ１３と部材２とで挟んで固定され
る。凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８は平面部と凸
面側の端部位置で部材２に固定される。

【００４１】この凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８
の材質は石英ガラス、樹脂等が使用できる。光源と物体
までの距離を２５ｍｍとした場合、凹面および凸面の曲
率半径は２．５ｍｍから５ｍｍの範囲が好適である。た
だし、それ以外の曲率半径でも使用可能である。

【００４２】図３は、図１の蛍光画像検出装置１の発光
素子４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅで照射された紙幣１
７のｘ方向の光量分布を示す。図３において、発光素子
４ａ乃至４ｅで照射された光量分布を２０ａ、２０ｂ、
２０ｃ、２０ｄ、２０ｅに示す。また、各発光素子の光
量分布２０ａ乃至２０ｅを加算した合成光量分布を２１
に示し、平面側に円筒凹面がない平凸シリンドリカルレ
ンズを用いた時の光量分布を２２ａ乃至２２ｅに示す。
このように、入射光側に円筒凹面がない平凸シリンドリ
カルレンズの場合にはｘ方向への光の広がりは少ない。

【００４３】本発明によれば、平凸シリンドリカルレン
ズの平面側に円筒凹面を設けることにより、凹レンズの
作用により発光素子の光を長手方向（ｘ方向）に拡大で
きる。また、拡大した光はシリンドリカルレンズの作用
によりｙ方向（すなわち円筒凸面中央部）に集光でき光
量の増加が行なえる。従がって、発光素子の光を拡大で
き、なだらかに変化させることができるため、これらを
加算した合成光量分布は光量の増加と光量変動を小さく
できる効果があるため、紙幣の蛍光検知の感度向上と検
知誤差を小さくできるので検知精度の向上を図ることが
できる。

【００４４】以上のごとく、各発光素子の光を長手方向
（ｘ方向）に拡大できるので、紙幣全体を照射するため
の発光素子の数を少なくでき、コストの低減に効果があ
る。また、一つの基板に受光素子と発光素子を同列に配
置できるため、紙幣から放射または反射された光は上方
へ向かうことから、真上に配置した受光素子は受光効率
がよいので検知感度の向上によって装置の組立易さ、小
型化ができるのでコストの低減に効果がある。

【００４５】また、凹レンズ作用による発光素子の光の
拡大と凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分
布変化を小さくでき発光素子の配置間隔を広くすること
ができるので、発光波長の異なる複数の発光素子を配置
できる。さらに、それに対応した複数の受光素子を発光
素子と同列に配置でき、複数種類の放射光又は反射光を
検知できるように構成できる。したがって、多目的な蛍
光検知装置が小型、低コストで得られる効果がある。

【００４６】一方、発光波長の異なる複数の発光素子を
常時点灯しておくことができるので検知速度が向上する
とともに、発光波長の異なる複数の発光素子をスキャン
ことに切り替えて点灯する場合には、複数の受光素子を
密に配置できるので検知精度の向上し、平凸シリンドリ
カルレンズに円筒凹面を設けることにより装置の組立易
さ、小型化ができるのでコストの低減を図ることが出来
る。

【００４７】次に、図４に蛍光画像検出装置の他の一実
施例を示す。また、図５にその断面図を示す。図４は、
図１の構成に別の受光素子３０ａ乃至３０ｎとそれに対
応した光カットフィルタ３１ａ乃至３１ｎを設けた構成
である。図４乃至図５において、図１の構成の他に、受
光素子３０ａ乃至３０ｎを取付けた光検出回路基板３３
（図５に示す）と、受光素子３０ａ乃至３０ｎを所定の
位置と姿勢に位置決めするスペーサ３４（図５に示す）
と、受光したい光だけを通過させる光カットフィルタ３
１ａ乃至３１ｎと、紙幣１７からの放射光又は反射光３
２ａ乃至３２ｎとで構成される。また、検出間隔を狭く
するために受光素子５ａ乃至５ｈと受光素子３０ａ乃至
３０ｎは紙幣面の検出位置を互いに補間するように受光
素子のピッチをずらせて配列することもできる。

【００４８】このように本発明によれば、受光素子を多
数設けることができるので検出間隔を狭くすることがで
き検出精度の向上に効果があり、凹レンズ作用による発
光素子の光の拡大と凸レンズ作用による光の集光で発光
素子の光量分布変化を小さくでき発光素子の配置間隔を
広くできるので、発光波長の異なる複数の発光素子を多
数配置できる。それに対応した複数の受光素子を狭い間
隔で多数配置でき、複数種類の放射光又は反射光を検知
できるように構成できる。したがって、多目的な蛍光検
知装置の検出精度の向上に効果がある。

【００４９】図６に蛍光画像検出装置の他の一実施例を
記載した断面図で説明する。図６は、図５の構成の受光
素子３０ａ乃至３０ｎと対称位置に別の受光素子４０ａ
乃至４０ｎとそれに対応した光カットフィルタ４１ａ乃
至４１ｎを設けた構成である。図６において、図５の構
成の他に、受光素子４０ａ乃至４０ｎを取付けた光検出
回路基板４３と、受光素子４０ａ乃至４０ｎを所定の位
置と姿勢に位置決めするスペーサ４４と、受光したい光
だけを通過させる光カットフィルタ４１ａ乃至４１ｂ
と、紙幣１７からの放射光又は反射光４２ａ乃至４２ｎ
とで構成される。また、検出間隔を狭くするために受光
素子３０ａ乃至３０ｎと受光素子４０ａ乃至４０ｎは紙
幣面の検出位置を互いに補間するように受光素子を半ピ
ッチずらせて配列することもできる。

【００５０】このように本発明によれば、受光素子を多
数設けることができるので検出間隔を狭くすることがで
き検出精度の向上に効果がある。

【００５１】また、凹レンズ作用による発光素子の光の
拡大と凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分
布変化を小さくでき発光素子の配置間隔を広くすること
ができるので、発光波長の異なる複数の発光素子を多数
配置できる。さらに、それに対応した複数の受光素子を
狭い間隔で多数配置でき、複数種類の放射光又は反射光
を検知できるように構成できる。したがって、多目的な
蛍光検知装置の検出精度の向上に効果がある。

【００５２】次に、図７に蛍光画像検出装置の他の一実
施例を断面図で説明する。また、図８は光検知回路基板
３側から見た図を示す。図７乃至図８において、図４の
構成の発光素子を４ａ乃至４ｊに、円筒凹面を９ａ乃至
９ｊに増加し、受光素子３０ａ乃至３０ｎを発光素子４
ａ乃至４ｊと同じ光検知回路基板３に取付けたものであ
る。

【００５３】こうすることによって、図７乃至図８の構
成においても図４と同様の効果が得られる。さらに、一
つの基板に発光素子と受光素子を配置できるため、紙幣
から放射または反射された光は比較的上方へ向かうこと
から、上方に配置した受光素子は受光効率がよいので検
知感度の向上に効果があるので、装置の組立易さ、小型
化ができるのでコストの低減に効果がある。

【００５４】また、第一の波長の発光素子４ａ、４ｃ、
４ｅ、４ｇ、４ｉと、第二の波長の発光素子４ｂ、４
ｄ、４ｆ、４ｈの発光波長の異なる複数の発光素子を多
数配置できる。さらに、それに対応した第一の波長の受
光素子３０ａ、３０ｃ、３０ｅ、３０ｇ、３０ｉ、３０
ｋ、３０ｎと、第二の波長の受光素子３０ｂ、３０ｄ、
３０ｆ、３０ｈ、３０ｊ、３０ｍの複数の受光素子を狭
い間隔で多数配置でき、複数種類の放射光又は反射光を
検知できるように構成できるので、多目的な蛍光検知装
置の検出精度の向上に効果がある。

【００５５】図９に図４の他の一実施例を示す。図９
は、光検知回路基板３側から見た図である。図９におい
て、紙幣面の検出間隔を狭くするために受光素子５ａ乃
至５ｈと受光素子３０ａ乃至３０ｍは紙幣面の検出位置
を互いに補間するように受光素子をｐ／２（ｐ＝配置ピ
ッチ）ずらせて千鳥に配列することもできる。

【００５６】このように図９によれば、図４とおなじよ
うな効果が得られ、さらに、一つの基板に発光素子と受
光素子を配置できる。そのため、紙幣から放射または反
射された光は比較的上方へ向かうことから、上方に配置
した受光素子は受光効率がよいので検知感度の向上に効
果がある。さらに、装置の組立易さ、小型化ができるの
でコストの低減に効果がある。

【００５７】また、受光素子を千鳥に配列にして、多数
設けることができるので検出間隔を狭くすることができ
検出精度の向上に効果がある。

【００５８】図１０に蛍光画像検出装置１に取付けられ
た凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８の他の一実施例
を示す。図１０は円筒レンズ４７に円筒凹面を一定間隔
ごとに設けたものである。図１０において、凹レンズ作
用による発光素子の光の拡大と凸レンズ作用による光の
集光で発光素子の光量分布変化を小さくでき発光素子の
配置間隔を広くすることができる。そのため、図１乃至
図９と同じ効果が得られる。さらに、円筒レンズは組み
立て易く、また、加工が容易なためコストの低減に効果
がある。

【００５９】図１１に蛍光画像検出装置１に取付けられ
た凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８の他の一実施例
を示す。図１１は円筒レンズ５０である。図１１におい
て、光源は円筒レンズ５０の焦点又は焦点近傍に配置す
れば、照射光は平行光となり楕円形の照射面積の長手方
向を長くでき、短手方向の光の集光をより向上できる
が、これ以外の位置でも使用可能である。

【００６０】このように図１１によれば、円筒レンズは
長手方向での集光作用はないため発光素子から放射上に
出た光は長手方向に拡散する。また、凸レンズ作用によ
る光の集光で発光素子の光量分布変化を小さくでき発光
素子の配置間隔を広くすることができる。そのため、図
１乃至図９の効果が得られる。さらに、円筒レンズは組
み立て易く、また、加工が容易なためコストの低減に効
果がある。

【００６１】図１２に蛍光画像検出装置１に取付けられ
た凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８の他の一実施例
を示す。図１２は平凸シリンドリカルレンズ５２であ
る。図１２において、光源は平凸シリンドリカルレンズ
５２の焦点又は焦点近傍に配置すれば、照射光は平行光
となり楕円形の照射面積の長手方向を長くでき、短手方
向の光の集光をより向上できる。なお、これ以外の位置
でも使用可能である。

【００６２】このように本実施例によれば、平凸シリン
ドリカルレンズは長手方向での集光作用はないため発光
素子から放射上に出た光は長手方向に拡散する。また、
凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分布変化
を小さくでき発光素子の配置間隔を広くすることができ
る。そのため、図１乃至図９の効果が得られる。

【００６３】図１３に蛍光画像検出装置１に取付けられ
た凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８の他の一実施例
を示す。図１３は平凸シリンドリカルレンズ５４の平面
側に回折格子を一定間隔ごとに設けたものである。

【００６４】図１３において、入射光は回折格子で回折
されて発光素子の光を拡大できる。また、凸レンズ作用
による光の集光で発光素子の光量分布変化を小さくでき
発光素子の配置間隔を広くすることができる。そのた
め、図１乃至図９と同じ効果が得られる。

【００６５】次に、蛍光画像検出装置１の他の一実施例
を図１４を用いて説明する。図１４は蛍光画像検出装置
１の構成を示す図である。図１４において、６８ａ乃至
６８ｅは、部材２、紫外光ＬＥＤなどの発光素子であ
る。６０ａ乃至６０ｎはホトダイオードなどの受光素子
である。発光素子６８ａ乃至６８ｅに対応して可視光カ
ットフィルタ６９ａ乃至６９ｅが設けられている。受光
素子６０ａ乃至６０ｎに対応して受光したい蛍光だけを
通過させる紫外光カットフィルタ６１ａ乃至６１ｎが設
けられている。６２は紙幣１７からの蛍光６７を受光素
子６０ａ乃至６０ｎに導くための開口部６３ａ乃至６３
ｎが設けられ発光素子６８ａ乃至６８ｅの光を紙幣１７
に反射させるための反射板である。５２はこの反射板６
２からの光を紙幣面に集光させるための平凸シリンドリ
カルレンズである。６５は発光素子からの照射光であ
る。６６は発光素子６８ａ乃至６８ｅによる楕円形の照
射面積である。６７は照射光６５で紙幣１７より放射さ
れ受光素子６０ａ乃至６０ｎで受光される蛍光である。
１８、１９は図１にも記載したように、紙幣１７を案内
し搬送するための光が通過できる部材で形成された上ガ
イド１８と、下ガイドである。

【００６６】平凸シリンドリカルレンズ５２の長手方向
（紙幣１７の長手方向）をｘ方向、短手方向（紙幣１７
の短手方向すなわち搬送方向）をｙ方向と図示する。ま
た、反射板６２は入射光を略９０度の方向に反射するよ
うに略４５度に部材２に固定される。

【００６７】また、発光する波長分布の異なる発光素子
を複数設け、それに対応した発光素子側の光カットフィ
ルタと、波長感度の異なる複数の受光素子とそれに対応
した受光素子側の光カットフィルタを設けて複数種類の
蛍光または反射光を検知できるように発光素子、受光素
子の配置間隔を蜜に構成することもできる。

【００６８】また、複数の発光する波長の異なる発光素
子と、複数の受光素子を設けてスキャンごとに発光素子
を切り替えて点灯することにより、複数種類の蛍光また
は反射光を検知できるように発光素子、受光素子の配置
間隔を蜜に構成することもできる。なお、発光素子側の
光カットフィルタは設けても良い。

【００６９】図１５は、図１４の蛍光画像検出装置をｙ
−ｙ方向から切断しｘ−ｘ方向から見た図である。図１
５において、発光素子６８ａ乃至６８ｅなどを取付けた
発光回路基板７３と、受光素子６０ａ乃至６０ｎなどを
取付け紙幣２１からの蛍光６７を検出する光検出回路基
板７０と、反射板６２の開口部６３ａ乃至６３ｎから蛍
光６７を受光素子６０ａ乃至６０ｎに導くための貫通口
７２と、受光素子６０ａ乃至６０ｎを貫通口７２に位置
決めするためのスペーサ７１と、発光素子６８ａ乃至６
８ｅを位置決めするためのスペーサ７４を示す。紫外光
カットフィルタ６９ａ乃至６９ｅと可視光カットフィル
タ６１ａ乃至６１ｎはその端部をスペーサ７４、７１と
部材２とで挟んで固定される。平凸シリンドリカルレン
ズ５２は凸面側の端部位置で部材２に固定される。

【００７０】なお、反射板６２は部材２にアルミ蒸着な
どで形成することができる。また、平凸シリンドリカル
レンズの材質は石英ガラス、樹脂等が使用できる。光源
と物体までの距離を２５ｍｍとした場合、凸面の曲率半
径は２．５ｍｍから５ｍｍの範囲が好適であるがそれ以
外でも使用できる。

【００７１】このように本発明によれば、反射板で反射
した光を平凸シリンドリカルレンズで長手方向（ｘ方
向）に拡散できる。また、拡散した光は凸レンズの作用
によりｙ方向（すなわち円筒凸面中央部）に集光でき光
量の増加が行なえる。このように、発光素子の光を拡大
でき、これらを加算した合成光量分布は光量の増加と光
量変動を小さくできる効果がある。したがって、紙幣の
蛍光検知の感度向上と、検知誤差を小さくできるので検
知精度の向上に効果がある。

【００７２】その上、各発光素子の光を長手方向（ｘ方
向）に拡大できるので、紙幣全体を照射するための発光
素子の数を少なくできるためコストの低減に効果があ
る。

【００７３】また、紙幣から放射または反射された光は
上方へ向かうことから、反射板の真上に配置した受光素
子は受光効率がよいので検知感度の向上に効果がある。

【００７４】一方、発光素子の長手方向への光の拡大と
凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分布変化
を小さくでき発光素子の配置間隔を広くすることができ
るので、発光波長分布の異なる複数の発光素子を配置で
きる。さらに、それに対応した複数の受光素子を配置で
き、複数種類の放射光又は反射光を検知できるように構
成できる。したがって、多目的な蛍光検知装置が小型、
低コストで得られる効果がある。

【００７５】また、発光波長の異なる複数の発光素子を
常時点灯しておくことができるので検知速度の向上に効
果がある。しかも、発光波長の異なる複数の発光素子を
スキャンことに切り替えて点灯する場合には、複数の受
光素子を密に配置できるので検知精度の向上に効果があ
る。

【００７６】尚、平凸シリンドリカルレンズに替えて図
１１の円筒レンズを使用しても上述と同じ効果が得られ
る。

【００７７】図１の凹面付き平凸シリンドリカルレンズ
８、図１０の凹面付き円筒レンズ、図１３の回折格子付
き平凸シリンドリカルレンズを用いると、さらに長手方
向への光の拡大が可能になり発光素子の数を少なくでき
るためコストの低減に効果がある。

【００７８】次に、図１６は図１４の蛍光画像検出装置
１の他の一実施例を示す。図１６は、反射板６２の発光
素子６８ａ乃至６８ｅからの光を反射する部分に、紙幣
１７からの蛍光６７を通過させる開口部のある円筒凸面
反射板７０ａ乃至７０ｅを設けた以外は図１４と同じ構
成である。

【００７９】このように本発明によれば、上記図１４の
効果が得られる。さらに、発光素子からの光りを円筒凸
面反射板で長手方向（ｘ方向）に拡大できるので、紙幣
全体を照射するための発光素子の数を少なくできるため
コストの低減に効果がある。また、発光波長の異なる複
数の発光素子を配置、多目的な蛍光検知装置が小型、低
コストで得られる効果がある。

【００８０】次に、図１７は図１４の蛍光画像検出装置
１の他の一実施例を示す。図１７は反射板６２の発光素
子６８ａ乃至６８ｅからの光を反射する部分に、紙幣１
７からの蛍光６７を通過させる開口部のある回折格子反
射板７５ａ乃至７５ｅを設けた以外は図１４と同じ構成
である。このように、回折格子反射板に当たった発光素
子からの光のスポットが紙幣１７の上に多数の光のスポ
ット（楕円形の照射面積６６）として現れる。

【００８１】このように本発明によれば、上記図１４の
効果が得られる。さらに、発光素子からの光りを回折格
子反射板で長手方向（ｘ方向）に拡大できるので、紙幣
全体を照射するための発光素子の数を少なくできるため
コストの低減に効果がある。また、発光波長の異なる複
数の発光素子を配置、多目的な蛍光検知装置が小型、低
コストで得られる効果がある。

【００８２】このように本発明によれば、本発明の蛍光
画像検出装置を設けた小型の紙幣鑑別部と紙幣搬送路を
往復搬送路で構成したことにより設置面積を小さくでき
装置の小型化に効果がある。また、搬送路を短くできる
ため預け入れ及び払い出しの時間を短縮できる効果があ
る。

【００８３】これまでの説明では現金自動取扱装置に使
用する蛍光画像検出装置について述べたが、各種自動販
売機の蛍光画像検出装置にも応用できる。また、対象物
に光を照射しその反射光から画像を読取るスキャナ、複
写機の画像読取り装置等に使用できる。

【００８４】以上説明したように本発明によれば、蛍光
画像検出装置の紫外線発光素子からの光を平凸シリンド
リカルレンズ、円筒レンズ、平凸シリンドリカルレンズ
に円筒凹面を設けた凹面付き平凸シリンドリカルレン
ズ、円筒レンズに円筒凹面を設けた凹面付き円筒レンズ
および平凸シリンドリカルレンズに回折格子を設けた回
折格子付き平凸シリンドリカルレンズを用いて紙幣の長
手方向への拡大と、短手方向への集光を行い紙幣からの
蛍光又は反射光を受光素子で検知するように構成した。

【００８５】また、紫外線発光素子から光を紙幣から放
射される蛍光又は反射光を受光素子に取り込む開口部を
設けた開口部付き反射板、発光素子からの光りの当たる
面に円筒凸面を設けた開口部付き円筒凸面反射板、発光
素子からの光りの当たる面に回折格子を設けた開口部付
き回折格子反射板を用い、さらに、前記反射板からの反
射光を平凸シリンドリカルレンズ、円筒レンズ、平凸シ
リンドリカルレンズに円筒凹面を設けた凹面付き平凸シ
リンドリカルレンズ、円筒レンズに円筒凹面を設けた凹
面付き円筒レンズおよび平凸シリンドリカルレンズに回
折格子を設けた回折格子付き平凸シリンドリカルレンズ
を用いて紙幣の長手方向への拡大と、短手方向への集光
を行い紙幣からの蛍光又は反射光を反射板の開口部の真
上に設けた受光素子で検知するように構成した。

【００８６】このように構成したことにより、発光素子
の光を長手方向に拡大できなだらかに変化させることが
できるため、これらを加算した合成光量分布は光量の増
加と光量変動を小さくできる効果がある。したがって、
紙幣の蛍光検知の感度の向上と、検知誤差を小さくでき
るので検知精度の向上に効果がある。

【００８７】また、各発光素子の光を長手方向に拡大で
きるので、紙幣全体を照射するための発光素子の数を少
なくできるためコストの低減に効果がある。

【００８８】また、発光素子は長手方向に間隔を広くし
て配置できるので、一つの基板に受光素子と発光素子を
同列に配置できる。そのため、紙幣から放射または反射
された光は比較的上方へ向かうことから、真上に配置し
た受光素子は受光効率がよいので検知感度の向上に効果
がある。さらに、装置の組立易さ、小型化ができるので
コストの低減に効果がある。

【００８９】また、発光波長の異なる複数の発光素子を
配置できる。さらに、それに対応した複数の受光素子を
発光素子と同列に配置でき、複数種類の放射光又は反射
光を検知できるように構成できる。したがって、多目的
な蛍光検知装置が小型、低コストで得られる効果があ
る。

【００９０】また、平凸シリンドリカルレンズ、円筒レ
ンズ、平凸シリンドリカルレンズに円筒凹面を設けた凹
面付き平凸シリンドリカルレンズ、円筒レンズに円筒凹
面を設けた凹面付き円筒レンズおよび平凸シリンドリカ
ルレンズに回折格子を設けた回折格子付き平凸シリンド
リカルレンズは装置の組立易さ、小型化ができるのでコ
ストの低減に効果がある。

【００９１】また、現金自動取扱装置に本発明の蛍光画
像検出装置を設けた小型の紙幣鑑別部と紙幣搬送路を往
復搬送路で構成したことにより設置面積を小さくでき装
置の小型化に効果がある。また、搬送路を短くできるた
め預け入れ及び払い出しの時間を短縮できる効果があ
る。

【００９２】

【発明の効果】以上のごとく、光源の数を少なくしたこ
とによる光量の低下を抑え、複数の波長の反射光を検出
することが可能な蛍光画像検出装置を備えた現金自動取
扱装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の蛍光画像検出装置の一実施例
を示す斜視図である。

【図２】図２は、図１の蛍光画像検出装置の断面図であ
る。

【図３】図３は、図１の発光素子からの光量分布を示す
グラフ図である。

【図４】図４は、本発明の蛍光画像検出装置の他の一実
施例を示す斜視図である。

【図５】図５は、図４の蛍光画像検出装置の断面図であ
る。

【図６】図６は、本発明の蛍光画像検出装置の他の一実
施例の断面図である。

【図７】図７は、本発明の蛍光画像検出装置の他の一実
施例の断面図である。

【図８】図８は、図７の光検知回路基板側から見た図で
ある。

【図９】図９は、本発明の蛍光画像検出装置の他の一実
施例の光検知回路基板側から見た図である。

【図１０】図１０は、本発明の円筒凹面を設けた円筒レ
ンズの斜視図である。

【図１１】図１１は、本発明の円筒レンズを示す斜視図
である。

【図１２】図１２は、本発明の平凸シリンドリカルレン
ズを示す斜視図である。

【図１３】図１３は、本発明の回折格子を設けた平凸シ
リンドリカルレンズの斜視図である。

【図１４】図１４は、本発明の蛍光画像検出装置の他の
一実施例を示す斜視図である。

【図１５】図１５は、図１４の蛍光画像検出装置の断面
図である。

【図１６】図１６は、本発明の蛍光画像検出装置の他の
一実施例を示す斜視図である。

【図１７】図１７は、本発明の蛍光画像検出装置の他の
一実施例を示す斜視図である。

【図１８】図１８は、一般的な現金自動取扱装置を説明
する概略図である。

【符号の説明】

１…蛍光画像検出装置、２…部材、３…光検出回路基
板、４ａ乃至４ｅ…受光素子、５ａ乃至５ｈ…発光素
子、６ａ乃至６ｅ…紫外光カットフィルタ、７ａ乃至７
ｈ…可視光カットフィルタ、８…凹面付き平凸シリンド
リカルレンズ、９ａ乃至９ｅ…円筒凹面、１０…照射
光、１１…照射面積、１２…蛍光又は反射光、１３…ス
ペーサ、１７…紙幣、１８…上ガイド、１９…下ガイ
ド。

フロントページの続き (72)発明者水野英治愛知県尾張旭市晴丘町池上１番地株式会社日立製作所情報機器事業部内 (72)発明者中林宗治愛知県尾張旭市晴丘町池上１番地株式会社日立製作所情報機器事業部内Ｆターム(参考） 3E041 AA02 BA11 BB03 BB04 DB01 EA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光手段から集光した光を物体に照射する
集光手段と、前記照射された光によって前記物体から放
出又は反射される光を検出する受光手段とを備えた画像
検出装置において、前記集光手段は平凸シリンドリカル
レンズであって、この平凸シリンドリカルレンズの入射
光側に前記発光手段と前記受光手段とを配置したことを
特徴とする画像検出装置。
【請求項２】前記集光手段は円筒レンズであって、前記
発光手段の近傍に前記受光手段を配置したことを特徴と
する請求項１記載の画像検出装置。
【請求項３】発光手段から集光した光を物体に照射する
集光手段と、前記照射された光によって前記物体から放
出又は反射される光を検出する受光手段とを備えた画像
検出装置において、前記集光手段は平凸シリンドリカル
レンズに円筒凹面を設けた凹面付き平凸シリンドリカル
レンズであって、前記円筒凹面の入射光側に前記発光手
段と前記受光手段とを配置したことを特徴とする画像検
出装置。
【請求項４】前記集光手段は円筒レンズに円筒凹面を設
けた凹面付き円筒レンズあって、前記円筒凹面の入射光
側に前記発光手段を設けたことを特徴とする請求項３記
載の画像検出装置。
【請求項５】前記集光手段は平凸シリンドリカルレンズ
に回折格子を設けた回折格子付き平凸シリンドリカルレ
ンズあって、前記円筒凹面の入射光側に前記発光手段を
設けたことを特徴とする請求項４記載の画像検出装置。
【請求項６】前記発光手段に複数の波長の異なる発光手
段を設け、前記複数の波長の異なる発光手段の照射によ
り前記物体から放出又は反射される光に感度を有する複
数の受光手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至５
のいずれかに記載の画像検出装置。
【請求項７】前記発光手段と前記受光手段とを直線上に
配置したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに
記載の画像検出装置。
【請求項８】前記発光手段と前記受光手段を同じ回路基
板に設けたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか
に記載の画像検出装置。
【請求項９】発光手段の光を反射させ物体に照射するた
めの反射板と、前記照射された光によって前記物体から
放出又は反射される光を検出する受光手段からなる画像
検出装置において、前記反射板は前記物体から放出又は
反射される光を前記受光手段に導くための開口部のある
開口部付き反射板であって、前記開口部付き反射板で反
射した光を集光する平凸シリンドリカルレンズと、前記
開口部付き反射板の入射光側に前記発光手段と、前記開
口部付き反射板の開口部からの光を受光するための前記
受光手段を配置したことを特徴とする画像検出装置。
【請求項１０】前記開口部付き反射板で反射した光を集
光する手段は円筒レンズであることを特徴とする請求項
９記載の画像検出装置。
【請求項１１】前記開口部付き反射板で反射した光を集
光する手段は平凸シリンドリカルレンズに円筒凹面を設
けた凹面付き平凸シリンドリカルレンズであることを特
徴とする請求項９記載の画像検出装置。
【請求項１２】前記開口部付き反射板で反射した光を集
光する手段は円筒レンズに円筒凹面を設けた凹面付き円
筒レンズであることを特徴とする請求項９記載の画像検
出装置。
【請求項１３】前記開口部付き反射板で反射した光を集
光する手段は平凸シリンドリカルレンズに回折格子を設
けた回折格子付き平凸シリンドリカルレンズであること
を特徴とする請求項９記載の画像検出装置。
【請求項１４】前記開口部付き反射板は発光手段からの
光が当たる反射部分に円筒凸面を形成したことを特徴と
する請求項９記載の画像検出装置。
【請求項１５】前記開口部付き反射板は発光手段からの
光が当たる反射部分に回折格子を形成したことを特徴と
する請求項９記載の画像検出装置。
【請求項１６】前記発光手段に複数の波長の異なる発光
手段を設け、前記複数の波長の異なる発光手段の照射に
より前記物体から放出又は反射される光に感度を有する
複数の受光手段を設けたことを特徴とする請求項９乃至
１５のいずれかに記載の画像検出装置。
【請求項１７】請求項１乃至１６に記載の画像検出装置
を用いたことを特徴とする現金自動取扱装置。