JP2006512668A - 有価紙葉の光学的特徴を検出する光学センサ装置 - Google Patents

有価紙葉の光学的特徴を検出する光学センサ装置 Download PDF

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Abstract

有価紙葉の光学的特徴を検出する光学センサ装置は、有価紙葉(64)を案内する通路(13)に隣接してかつ通路(13)の両側に配置された第１のホトカプラ(5又は9)及び第２のホトカプラ(6又は10)を備える。第１のホトカプラ(5又は9)及び第２のホトカプラ(6又は10)の各々は、発光する発光素子(20,22,30,32)と、発光素子(20,22,30,32)からの光を選択的に受光する受光素子(21,23,31,33)とを有するので、各受光素子(21,23,31,33)は、有価紙葉(64)上で反射し及び有価紙葉(64)を透過した光を受光して、有価紙葉(64)から複数の光学的特徴を検出することができる。従って、光学センサ装置は、少数の発光素子及び受光素子により複数の光学的走査パターンを取出して、有価紙葉(64)の鑑別精度を向上することができ、有価紙葉(64)上の同一走査線上又は走査領域上に照射される異なる波長の複数の光により、有価紙葉(64)に印刷される異なる色の光学的パターンを取出すことができ、安価な発光及び受光素子を利用して製造コストを低減できる。

Description

本発明は、光学センサ装置、特に、有価紙葉上で反射し又は有価紙葉を透過した複数の光により紙幣等の有価紙葉の複数の光学的特徴を検出して、有価紙葉の鑑別性能を向上する光学センサ装置に属する。
例えば、特許文献１は、可視光と赤外光とを同時に発生する２個の発光ダイオードチップを有する単一の発光素子により、発光素子から可視光と赤外光とをそれぞれ発生する従来システムで利用されてきた発光素子の数を減少して紙幣を光学的に識別するシステムを開示する。
他面、特許文献２は、可視光と赤外光との反射率比又は透過率比が所定の範囲内にあることを検査する貨幣識別装置を示す。この装置は、可視光と赤外光とを発生する複数の光源、即ち発光ダイオードと、光源からの発光を受光する受光素子と、２つの光源の発光レベル比を検出する比較回路と、比較回路から常に一定の比が得られるように、２つの光源の一方の発光量を制御する制御装置とを備える。この装置では、一方の発光ダイオードは、何らの制御なしに定電流で自由に点灯され、他方の発光ダイオードは、可視光量と赤外光量との比率を保持して、発光レベルの一定比率で点灯されて可視光量と赤外光量の絶対レベルを一定値に保持する必要はない利点がある。
特開昭６２−１１１３７６号公報 特公昭５４−２６４００号公報 実開昭５８−３２５６２号公報
しかしながら、紙幣から取り出される異なる光学的特徴が不十分なため、識別装置により正確に紙幣を鑑別できない場合があった。また、通常の光学的センサは、発光素子と受光素子とを組合わせたホトカプラを利用するので、光学センサ数を増加して鑑別精度を向上させる程、識別装置の占有面積が増大して、センサ構造がより大型化すると共に、紙幣の対象位置への光学的走査の障害となる欠陥が生ずる。
従って、本発明の目的は、改善された鑑別性能で有価紙葉の複数の光学的特徴を検出できる光学センサ装置を提供することである。本発明の別の目的は、有価紙葉の複数の光学的特徴を検出するコンパクトな又は小型の光学センサ装置を提供することである。また、本発明の別の目的は、少数の発光素子及び受光素子により、複数の光学的走査パターンを取出して有価紙葉の鑑別精度を向上できる光学センサ装置を提供することである。さらに本発明の別の目的は、有価紙葉上の同一走査線上又は走査領域上に照射されかつ異なる波長の複数の光により、有価紙葉上に印刷される異なる色の光学的パターンを取出すことのできる光学センサ装置を提供することである。さらなる本発明の目的は、安価な発光素子及び受光素子を利用して製造コストを低減できる光学センサ装置を提供することである。
本発明による有価紙葉の複数の光学的特徴を検出する光学センサ装置は、有価紙葉を案内する通路(13)に隣接してかつ通路(13)の反対側に配置された第１及び第２のホトカプラ(5,6又は9,10)を備える。第１及び第２のホトカプラ(5,6又は9,10)の各々は、発光する発光素子(20,22,30,32)と、発光素子(20,22,30,32)に隣接して配置されかつ複数の発光素子(20,22,30,32)からの光を選択的に受光する受光素子(21,23,31,33)とを有し、各受光素子(21,23,31,33)は、有価紙葉上で反射した光と有価紙葉を透過した光とを受光して有価紙葉から多数の光学的特徴を検出でき、少数の発光素子及び受光素子により、複数の光学的走査パターンを取出して有価紙葉の鑑別精度を向上することができ、有価紙葉上の同一走査線上又は走査領域上に照射される異なる波長の複数の光により、有価紙葉に印刷される異なる色の複数の光学的パターンを得ることができ、安価な発光素子及び受光素子を利用して製造コストを低減できる。
本発明の前記目的、他の目的及び効果は、添付図面に示す最良の実施の形態に関する下記説明から明らかとなろう。
図１は、入口(60)に挿入した紙幣(64)を挟持し通路(13)に沿って搬送する一対の搬送ベルト(39)を有する運搬装置(19)を備えた従来の紙幣識別装置を示す。通路(13)に近接して取り付けられるセンサ(80)は、発光部(81)と、通路(13)の反対側に配置される受光部(82)とを有する。発光部(81)は、２種類の異なる波長、例えば、赤色光及び赤外光を発生する第１及び第２の発光素子(81a,81b)を備えている。第１及び第２の発光素子(81a,81b)は、第１及び第２の発光素子(81a,81b)の光を実質的に紙幣(64)の同一箇所に照射するため、傾いて配置される。搬送装置(19)は、搬送ベルト(39)を駆動する搬送モータ(66)と、同期して駆動されて紙幣(64)を搬送ベルト(39)で挟持しながら搬送する一対の上部プーリ(84)及び一対の下部プーリ(85)と、搬送モータ(66)の回転に同期してパルスを発生するパルス発生装置(83)とを備える。押圧ローラ(86)は、紙幣(64)上に押圧されかつ回転して紙幣(64)を通路(13)に沿って搬送する。受光部(82)及びパルス発生装置(83)は、制御装置(96)の入力端子に電気的に接続され、制御装置(96)の出力端子は、搬送モータ(66)及び発光部(81)に電気的に接続される。
紙幣識別装置の作動時に、紙幣(64)が入口(60)に投入されると、搬送モータ(66)が回転されて上部プーリ(84)及び下部プーリ(85)を駆動し、搬送ベルト(39)により紙幣(64)が搬送される。ここで、パルス発生装置(83)は、搬送モータ(66)の回転に同期してパルスを出力し、鑑別制御装置(96)は、受信した同期パルスに対応して第１の発光素子(81a)と第２の発光素子(81b)とを交互に点灯させて、赤色光及び赤外光を紙幣(64)に照射する。このように、従来の紙幣識別装置は、異なる波長の２つの光の放射により紙幣の光学的特徴を検出して紙幣を鑑別する。しかしながら、紙幣識別装置は、紙幣から取り出される異なる光学的特徴が不十分なため、正確に紙幣を鑑別することができない。この種の紙幣鑑別装置は、例えば特許文献３に示される。
本発明の光学センサ装置の実施の形態を図２〜図１４について以下記載する。図２に示すように、本発明の光学センサ装置を有する紙幣鑑別装置は、入口(60)に挿入される紙幣(64)を通路(13)に沿って運搬する搬送装置(19)と、通路(13)に沿って移動する紙幣(64)の光学的特性及び磁気的特性を検出するセンサ装置(18)と、センサ装置(18)の出力を受信して紙幣(64)の真贋を判断すると共に、搬送装置(19)に駆動信号を付与する制御装置(96)とを備える。フレーム(95)は、金属製のパネルにより形成された上部フレーム(95a)及び下部フレーム(95b)から構成され、搬送装置(19)、センサ装置(18)及び制御装置(96)はフレーム(95)内に収容される。
図２に示すように、搬送装置(19)は、搬送モータ(66)と、搬送モータ(66)の出力軸に固定されたピニオン(65)と、ピニオン(65)に噛み合う第１の歯車(62)と、第１の歯車(62)に噛み合う第２の歯車(63)と、第２の歯車(63)により駆動される搬送ローラ(67)と、搬送ローラ(67)に捲回され紙幣(64)を保持して通路(13)に沿って搬送する搬送ベルト(39)とを備える。搬送モータ(66)の回転に同期して回転されるロータリエンコーダ（図示せず）は、制御装置(96)へのパルス信号を発生する。
センサ装置(18)は、紙幣(64)の光学的特徴を検出して検出信号を発生する光学センサ装置(15)と、紙幣(64)の予め決められた位置に印刷された磁性インキを検出して検出信号を発生する磁気センサ装置(16)と、入口(60)への紙幣(64)の挿入を検出する入口センサ(14)とを備える。図２及び図８に示す入口センサ(14)は、発光ダイオードと受光トランジスタからなるホトカプラにより構成される。光学センサ装置(15)は、通路(13)に沿って入口(60)側に配置された前部センサ組立体(15a)と、前部センサ組立体(15a)から一定距離離間して奥側に配置された後部センサ組立体(15b)と、後部センサ組立体(15b)の奥側に配置されかつ紙幣(64)の不正抜き取りを行う糸を検出するスレッドセンサ(17)とを備える。押圧ローラ(38)は、磁気センサ装置(16)に対向して配置され、磁気センサ装置(16)に紙幣(64)を押圧する。
図５に示すように、前部センサ組立体(15a)は、一対の外部センサ組立体(1)と、外部センサ組立体(1)から幅方向に一定距離離間してかつ外部センサ組立体(1)の間に配置された内部センサ組立体(2)とを備える。各外部センサ組立体(1)は、通路(13)に隣接してかつ通路(13)を挟んで反対側に互いに垂直方向に分離して配置された第１のホトカプラ(5)と第２のホトカプラ(6)とを備える。第１のホトカプラ(5)は、第１の波長の第１の光を発する第１の発光素子(20)と、第１の発光素子(20)に隣接する第１の受光素子(21)とを備える。同様に、第２のホトカプラ(6)は、第１の発光素子(20)の第１の光の第１の波長とは異なる第２の波長の第２の光を発する第２の発光素子(22)と、第２の発光素子(22)に隣接する第２の受光素子(23)とを備える。第１の発光素子(20)は、第１の受光素子(21)に対して併置され、紙幣(64)の搬送方向に対して直角にかつ通路(13)を挟んで第２の受光素子(23)と同軸上に配置される。第２の発光素子(22)は、第２の受光素子(23)に対して併置され、紙幣(64)の搬送方向に対して直角にかつ通路(13)を挟んで第１の受光素子(21)と同軸上に配置される。第１の受光素子(21)は、第２の発光素子(22)と同軸上に配置され、紙幣(64)上で反射した第１の発光素子(20)からの第１の光と、紙幣(64)を直線的に透過した第２の発光素子(22)からの第２の光とを選択的に受光する。第２の受光素子(23)は、第１の発光素子(20)と同軸上に配置され、紙幣(64)上で反射した第２の発光素子(22)からの第２の光と、紙幣(64)を直線的に透過した第１の発光素子(20)からの第１の光とを選択的に受光する。第１の発光素子(20)は、好ましくは赤外光ＬＥＤであり、第２の発光素子(22)は、好ましくは赤外光以外の例えば赤色光の第２の光を発するＬＥＤである。換言すれば、第１及び第２の光の一方が赤外光であり、第１及び第２の光の他方が赤外光の波長以外の波長の光である。第１の発光素子(20)及び第２の発光素子(22)は、時分割制御で各々異なる時間に点灯され、第１の受光素子(21)又は第２の受光素子(23)により第１の光及び第２の光の同時受光を防止する。
図６に示すように、後部センサ組立体(15b)は、一対の外部センサ組立体(3)と、外部センサ組立体(3)から幅方向に一定距離離間してかつ外部センサ組立体(3)の間に配置された内部センサ組立体(4)とを備える。各外部センサ組立体(3)は、通路(13)に隣接してかつ通路(13)を挟んで反対側に互いに垂直方向に分離して配置された第３のホトカプラ(9)と第４のホトカプラ(10)とを備える。第３のホトカプラ(9)は、第３の光を発する第３の発光素子(30)と、第３の発光素子(30)に隣接して配置された第３の受光素子(31)とを備える。同様に、第４のホトカプラ(10)は、第４の光を発する第４の発光素子(32)と、第４の発光素子(32)に隣接して配置された第４の受光素子(33)とを備える。第３の発光素子(30)は、第３の受光素子(31)に対して併置され、紙幣(64)の搬送方向に対して直角にかつ通路(13)を挟んで第４の発光素子(32)と同軸上に配置される。第４の発光素子(32)は、第４の受光素子(33)に対して併置され、紙幣(64)の搬送方向に対して直角にかつ通路(13)を挟んで第３の発光素子(30)と同軸上に配置される。第３の受光素子(31)は、第４の発光素子(32)と同軸上に配置され、紙幣(64)に反射した第３の発光素子(30)からの第３の光と、紙幣(64)を直線的に透過した第４の発光素子(32)からの第４の光とを選択的に受光する。第４の受光素子(33)は、第３の発光素子(30)と同軸上に配置され、紙幣(64)上で反射した第４の発光素子(32)からの第４の光と、紙幣(64)を直線的に透過した第３の発光素子(30)からの第３の光とを選択的に受光する。第４の発光素子(32)は、好ましくは赤外光ＬＥＤであり、第３の発光素子(30)は、好ましくは赤外光以外の例えば緑色光の第４の光を発するＬＥＤである。換言すれば、第３及び第４の光の一方が赤外光であり、第３及び第４の光の他方が赤外光の波長以外の波長の光である。いずれにしても、第１、第２、第３及び第４の光の各々は、赤色光、緑色光、黄色光、青色光、紫外光及び赤外光から選択できる。第３の発光素子(30)及び第４の発光素子(32)は、時分割制御で各々異なる時間に点灯され、第３の受光素子(31)又は第４の受光素子(33)により第１の光及び第２の光の同時受光を防止する。
図示の実施の形態では、第１のホトカプラ(5)及び第２のホトカプラ(6)は第１の四素子組立体を形成し、第３のホトカプラ(9)及び第４のホトカプラ(10)は通路(13)に沿って長さ方向に第１の四素子組立体の後方に配置される第２の四素子組立体を形成する。図５及び図６は、一列に配置された３個の光学素子を各々有する第１の三素子組立体(7)、第２の三素子組立体(8)、第３の三素子組立体(11)及び第４の三素子組立体(12)（トリプレックス組立体）を示す。第１の三素子組立体(7)及び第２の三素子組立体(8)は、通路(13)に隣接してかつ通路(13)を挟んで反対側に互いに垂直方向に分離して配置される。第１の三素子組立体(7)は、互いに同一の又は異なる波長の第１の光を発する第１の発光素子（２個の上部発光素子）(24)と、第１の発光素子(24)の間に一列に配置されかつ紙幣(64)上で反射した第１及び第２の光を異なる時間で受光する第１の受光素子（１個の上部受光素子）(25)とを備える。例えば、第１の発光素子(24)の各々は、同じ赤色光を発生するＬＥＤでよい。通路(13)を挟んで第１の三素子組立体(7)の下方にかつ同軸上に配置された第２の三素子組立体(8)は、第２の受光素子（２個の下部受光素子）(27)と、２個の第２の受光素子(27)の間に一列に配置され第２の光を発する第２の発光素子（１個の下部発光素子）(26)とを備える。例えば、第１の発光素子(24)は、赤色光ＬＥＤであり、第２の発光素子(26)は、赤外光ＬＥＤである。本光学センサ装置では、第１の受光素子(25)は、紙幣(64)上で反射した第１の発光素子(24)からの第１の光と、紙幣(64)を直線的に透過した第２の発光素子(26)からの第２の光とを受光できる。各第２の受光素子(27)は、紙幣(64)上で反射した第２の発光素子(26)からの第２の光と、紙幣(64)を直線的に透過した第１の発光素子(24)からの第１の光とを受光できる。
第３の三素子組立体(11)は、互いに同一の又は異なる波長の第１の光を発する第１の発光素子（２個の上部発光素子）(34)と、第１の発光素子(34)の間に一列に配置されかつ紙幣(64)上で反射した第１及び第２の光を異なる時間で受光する第１の受光素子（１個の上部受光素子）(35)とを備える。例えば、各第１の発光素子(34)は、赤外光を発するＬＥＤでよい。通路(13)を挟んで第３の三素子組立体(11)の下方にかつ第３の三素子組立体(11)と同軸上に配置された第４の三素子組立体(12)は、第４の受光素子（２個の下部受光素子）(37)と、第４の受光素子(37)の間に一列に配置され第４の光を発する第４の発光素子（１個の下部発光素子）(36)とを備える。例えば、第３の発光素子は、赤外光ＬＥＤであり、第４の発光素子(36)は、緑色光ＬＥＤである。本光学センサ装置では、第３の受光素子(35)は、紙幣(64)上で反射した第３の発光素子からの第３の光と、紙幣(64)を直線的に透過した第４の発光素子(36)からの第４の光とを受光できる。各第４の受光素子(37)は、紙幣(64)上で反射した第４の発光素子(36)からの第４の光と、紙幣(64)を直線的に透過した第３の発光素子(34)からの第３の光とを受光できる。第１の発光素子(24)、第２の発光素子(26)、第３の発光素子(34)及び(36)は、異なる時間に点灯される。
これらの発光素子及び受光素子は、フレーム(95)内に設けられた上部及び下部プリント基板(90)の一方に取付けられるＬＥＤであり、好ましくはホトトランジスタ、ホトダイオード又はその他の光電子素子である。第１の三素子組立体(7)、第２の三素子組立体(8)、第３の三素子組立体(11)及び第４の三素子組立体(12)は、通路(13)の中心軸(13a)に沿って取付けられ、第１のホトカプラ(5)、第２のホトカプラ(6)、第３のホトカプラ(9)及び第４のホトカプラ(10)は、中心軸(13a)に対して対称（鏡像状態）に配置される。透明樹脂等の光透過性材料からなる一対のスペーサ(45)が上方及び下方の発光素子及び受光素子の間に配置される。例えば、スペーサ(45)は、細長い板又は円柱状レンズでよい。図７に示すように、発光素子(20,30)及び受光素子(21,31)は、発光素子(20,30)と受光素子(21,31)とを互いに適切に離間した状態に保持する隔壁(87)を有する上部ケース(91)内に配置される。同様に、発光素子(22,32)及び受光素子(23,33)は、発光素子(22,32)と受光素子(23,33)とを互いに適切に離間した状態に保持する隔壁(87)を有する下部ケース(92)内に配置される。発光素子(24,34)及び受光素子(25,35)は、隔壁(87)を有する上部ケース(93)内にスレッドセンサ(17)と共に配置され、互いに適切に離間した状態に保持される。同様に、発光素子(26,36)及び受光素子(27,37)は、隔壁(87)を有する下部ケース(94)内にスレッドセンサ(17)と共に配置され、互いに適切に離間した状態に保持される。
前記のように、２個の発光素子と２個の受光素子とを組合わせた本発明の第１の実施の形態では、センサ装置は、通路(13)に隣接してかつ通路(13)の反対側に配置された第１のホトカプラ(5又は9)と第２のホトカプラ(6又は10)とを備える。第１のホトカプラ(5又は9)は、第１の光を発する第１の発光素子(20又は30)と、第１の発光素子(20又は30)に隣接して配置された第１の受光素子(21又は31)とを備える。第２のホトカプラ(6又は10)は、第１の光とは異なる光波長の第２の光を発する第２の発光素子(22又は32)と、第２の発光素子(23又は33)とを備える。第１の受光素子(21又は31)は、紙幣(64)上で反射した第１の発光素子(20又は30)からの第１の光と、紙幣(64)を直線的に透過した第２の発光素子(22又は32)からの第２の光とを受光できる。第２の受光素子(23又は33)は、紙幣(64)上で反射した第２の発光素子(22又は32)からの第２の光と、紙幣(64)を直線的に透過した第１の発光素子(20又は30)からの第１の光とを受光できる。従って、第１のホトカプラ(5又は9)と第２のホトカプラ(6又は10)との組合せにより、２つの透過光特性と２つの反射光特性を含む４つの光学的特性又は光学パターンを得ることができ、発光素子及び受光素子の数を減少することができる。
図９及び図１０は、前部センサ組立体(15a)及び後部センサ組立体(15b)を有するセンサ装置(18)の他の実施の形態を例示する。図８に示すように、前部センサ組立体(15a)は、一対の外部センサ組立体(1)と、外部センサ組立体(1)から幅方向に一定距離離間しかつ外部センサ組立体(1)の間に配置された内部センサ組立体(2)とを備える。各外部センサ組立体(1)は、通路(13)に隣接してかつ通路(13)を挟んで反対側に互いに垂直方向に分離して配置された第１の三素子組立体(72)及び第２の三素子組立体(73)を備える。第１の三素子組立体(72)は、第１の光を発する第１の発光素子(40)と、第１の発光素子(40)に隣接して配置された一対の第１の受光素子(41)とを備える。第２の三素子組立体(73)は、第２の光を発する一対の第２の発光素子(42)と、第２の発光素子(42)に隣接しかつ第２の発光素子(42)の間に配置された第２の受光素子(43)とを備える。上部プリント基板(90)に取付けられた第１の発光素子(40)及び第１の受光素子(41)は、下部プリント基板(90)に取付けられた第２の受光素子(43)及び第２の発光素子(42)と各々同軸上に配置されるので、各第１の受光素子(41)は、紙幣(64)上で反射した第１の発光素子(40)からの第１の光と、紙幣(64)を直線的に透過した第２の発光素子(42)からの第２の光とを受光でき、第２の受光素子(43)は、紙幣(64)を直線的に透過した第１の発光素子(40)からの第１の光と、紙幣(64)上で反射した２個の第２の発光素子(42)からの第２の光の両方とを受光できる。例えば、第１の発光素子(40)は、赤外光ＬＥＤでよく、第２の発光素子(42)は、赤色光ＬＥＤでよく、受光素子は、ホトトランジスタでよい。
内部センサ組立体(2)は、通路(13)に隣接してかつ通路(13)を挟んで反対側に互いに垂直方向に分離して配置された第１の三素子組立体(74)及び第２の三素子組立体(75)を備える。第１の三素子組立体(74)は、第１の光を発する第１の発光素子(46)と、第１の発光素子(46)に隣接してかつ第１の発光素子(46)の両側に配置された２個の第１の受光素子(47)とを備える。第２の三素子組立体(75)は、第２の光を発する２個の第２の発光素子(48)と、第２の発光素子(48)に隣接しかつ第２の発光素子(48)の間に配置された第２の受光素子(49)とを備える。上部プリント基板(90)に取付けられた第１の発光素子(46)及び第１の受光素子(47)は、下部プリント基板(90)に取付けられた第２の受光素子(49)及び第２の発光素子(48)と各々同軸上に配置されるので、各第１の受光素子(47)は、紙幣(64)上で反射した第１の発光素子(46)からの第１の光と、紙幣(64)を直線的に透過した第２の発光素子(48)からの第２の光とを受光でき、第２の受光素子(49)は、紙幣(64)を直線的に透過した第１の発光素子(46)からの第１の光と、紙幣(64)上で反射した２個の第２の発光素子(48)からの第２の光の両方とを受光できる。例えば、第１の発光素子(46)は、赤色光ＬＥＤでよく、第２の発光素子(48)は、赤外光ＬＥＤでよく、受光素子は、ホトトランジスタでよい。
図１０に示すように、後部センサ組立体(15b)は、一対の外部センサ組立体(3)と、外部センサ組立体(3)から幅方向に一定距離離間しかつ外部センサ組立体(3)の間に配置された内部センサ組立体(4)とを備える。各外部センサ組立体(3)は、通路(13)に隣接してかつ通路(13)を挟んで反対側に互いに垂直方向に分離して配置された第１の三素子組立体(76)及び第２の三素子組立体(77)を備える。第１の三素子組立体(76)は、第１の光を発する第１の発光素子(50)と、第１の発光素子(50)に隣接して配置された一対の第１の受光素子(51)とを備える。第２の三素子組立体(77)は、第２の光を発する一対の第２の発光素子(53)と、第２の発光素子(53)に隣接しかつ第２の発光素子(53)の間に配置された第２の受光素子(54)とを備える。第１の発光素子(50)及び第１の受光素子(51)は、下部プリント基板(90)に取付けられた第２の受光素子(54)及び第２の発光素子(53)と各々同軸上に上部プリント基板(90)に取付けられるので、各第１の受光素子(51)は、紙幣(64)上で反射した第１の発光素子(50)からの第１の光と、紙幣(64)を直線的に透過した第２の発光素子(53)からの第２の光とを受光でき、第２の受光素子(54)は、紙幣(64)を直線的に透過した第１の発光素子(50)からの第１の光と、紙幣(64)上で反射した２個の第２の発光素子(53)からの第２の光の両方とを受光できる。例えば、第１の発光素子(50)は、緑色光ＬＥＤでよく、第２の発光素子(53)は、赤外光のＬＥＤでよく、受光素子は、ホトトランジスタでよい。
内部センサ組立体(4)は、通路(13)に隣接してかつ通路(13)を挟んで反対側に互いに垂直方向に分離して配置された第１の三素子組立体(78)及び第２の三素子組立体(79)を備える。第１の三素子組立体(78)は、第１の光を発する第１の発光素子(56)と、第１の発光素子(56)に隣接しかつ第１の発光素子(56)の両側に配置された２個の第１の受光素子(57)とを備える。第２の三素子組立体(79)は、第２の光を発する一対の第２の発光素子(58)と、第２の発光素子(58)に隣接しかつ第２の発光素子(58)の間に配置された第２の受光素子(59)とを備える。第１の発光素子(56)及び第１の受光素子(57)は、下部プリント基板(90)に取付けられた第２の受光素子(59)及び第２の発光素子(58)と各々同軸上に上部プリント基板(90)に取付けられるので、各第１の受光素子(57)は、紙幣(64)上で反射した第１の発光素子(56)からの第１の光と、紙幣(64)を直線的に透過した第２の発光素子(58)からの第２の光とを受光でき、第２の受光素子(59)は、紙幣(64)を透過した第１の発光素子(56)の第１の光と、紙幣(64)上で反射した２個の第２の発光素子(58)からの第２の光の両方とを受光できる。例えば、第１の発光素子(56)は、赤外光のＬＥＤでよく、第２の発光素子(58)は、緑色光ＬＥＤでよく、受光素子は、ホトトランジスタでよい。
前記のように、本発明の第２の実施の形態では、光学センサ装置は、第１の三素子組立体(7,11,72,74,76,78)と第２の三素子組立体(8,12,73,75,77,79)とを備え、その一方が一対の外側発光素子(24,34,42,48,53,58)と、一対の外側発光素子(24,34,42,48,53,58)の間に配置された内側受光素子(25,35,43,49,54,59)とを有し、他方が一対の外側受光素子(27,37,41,47,51,57)と、一対の外側受光素子(27,37,41,47,51,57)の間に配置された内側発光素子(26,36,40,46,50,56)とを有し、外側発光素子(24,34,42,48,53,58)とは異なる光波長の光を発する。
内側受光素子(25,35,43,49,54,59)は、紙幣(64)上で反射した外側発光素子(24,34,42,48,53,58)からの光と、紙幣(64)を直線的に透過した内側発光素子(26,36,40,46,50,56)からの光とを受光できる。各外側受光素子(27,37,41,47,51,57)は、紙幣(64)上で反射した内側発光素子(26,36,40,46,50,56)からの光と、紙幣(64)を直線的に透過した外側発光素子(24,34,42,48,53,58)からの光とを受光できる。第１の三素子組立体(7,11,72,74,76,78)と第２の三素子組立体(8,12,73,75,77,79)との組合せにより、３つの透過光特性と４つの反射光特性を含む紙幣(64)の７種類の光学的特性又は光学的パターンを得ることができ、発光素子及び受光素子の数を減少することができる。
第１の三素子組立体(7,11,72,74,76,78)の一対の外側発光素子(24,34,42,48,53,58)と、第２の三素子組立体(8,12,73,75,77,79)の内側発光素子(26,36,40,46,50,56)とは、赤外光及び赤外光以外の波長の光を発生するＬＥＤから選択することができる。内側受光素子(25,35,43,49,54,59)は、紙幣(64)上で反射した第１の三素子組立体(7,11,72,74,76,78)の一対の外側発光素子(24,34,42,48,53,58)からの光と、紙幣(64)を直線的に透過した内側発光素子(26,36,40,46,50,56)からの光とを受光できる。一対の外側受光素子(27,37,41,47,51,57)は、紙幣(64)を直線的に透過した第１の三素子組立体(7,11,72,74,76,78)の一対の外側発光素子(24,34,42,48,53,58)からの光と、紙幣(64)上で反射した第２の三素子組立体(8,12,73,75,77,79)の内側発光素子(26,36,40,46,50,56)からの光とを受光できる。
各三素子組立体の発光素子及び受光素子は、紙幣(64)の搬送方向に対して垂直にかつ一列に配置される。第１の三素子組立体(7,11,72,74,76,78)は、第１のホトカプラ(5又は9)に対して幅方向に一定距離離間して配置され、第２の三素子組立体(8,12,73,75,77,79)は、第２のホトカプラ(6又は10)に対して幅方向に一定距離離間して配置され、２個の発光素子及び２個の受光素子を備える四素子組立体と、３個の発光素子及び３個の受光素子を備える六素子組立体との組合わせ構造が形成される。外側発光素子(24,34,42,48,53,58)及び内側発光素子(26,36,40,46,50,56)は、時分割制御で各々異なる時間に点灯され、異なる発光素子の発生する光の重複受光を防止する。
図８に示すように、入口センサ(14)、光学センサ装置(15)、磁気センサ装置(16)及びスレッドセンサ(17)は、増幅装置(97)を介して制御装置(96)の入力端子に接続され、制御装置(96)の出力端子は、センサ装置(18)の発光素子と、搬送モータ(66)を駆動する搬送装置(19)のモータ制御回路(68)とに接続される。
紙幣鑑別装置を駆動する際に、紙幣(64)が入口(60)に挿入されると、入口センサ(14)が紙幣(64)の挿入を検出して制御装置(96)に検出信号を送出し、制御装置(96)はモータ制御回路(68)に駆動信号を付与して搬送モータ(66)を回転する。これにより、紙幣(64)は搬送ベルト(39)により通路(13)に沿って内側に搬送されると共に、紙幣(64)がセンサ装置(18)を通過するときにセンサ装置(18)が駆動される。従って、同一のケース(91,92,93,94)内に配置される場合の発光素子(20,22,24,26,30,32,34,36,40,42,46,48,50,53,56,58)は、同時発光による有害な光学的干渉を防止するように点灯される。紙幣(64)の複数の光学的特徴は、発光素子(20,22,24,26,30,32,34,36,40,42,46,48,50,53,56,58)から発せられる何れかの光を受信する受光素子(21,23,25,27,31,33,35,37,41,43,47,49,51,54,57,59)により電気信号に変換され、この電気信号は制御装置(96)に与えられる。赤外光が紙幣(64)を透過するとき、赤外光は紙幣(64)上に印刷されたインクの色彩にはあまり影響されず、紙幣(64)の紙質に影響を受けるので、受光した赤外光は、例えば、赤色光、緑色光、黄色光、青色光又は紫外光等の赤外光以外の光の光量レベルを検出する基準又は基本の光データとすることができる。この場合、赤外光の受光量と、赤外光以外の光の受光量との差は、紙幣(64)の紙質に影響されない良好な光学的データとなる。制御装置(96)は、受信した検出信号により紙幣(64)の真贋を判断し、制御装置(96)が紙幣(64)を真正と判断したときは、搬送装置(19)を更に駆動し、紙幣(64)を排出して集積室(44)内に収納する。反対に、制御装置(96)が紙幣(64)を真正と判断しないときは、搬送装置(19)を逆転して、紙幣(64)を入口(60)に戻す。
本発明の前記実施例は、種々の変更が可能である。例えば、光学センサ装置は、一対の第１及び第２のホトカプラ(5,6若しくは9,10)又は３個若しくは３対の三素子組立体を設ける代わりに、３個又は３対のホトカプラを設けてもよい。図１１に示すように、受光素子(31)をケース(91)内から省略することができ、図１２に示すように、発光素子(20,30)及び受光素子(21)を平面上の三角形の頂点に配置して、受光素子(23)をケース(92)内から省略することもできる。また、図１３に示すように、受光素子(35)をケース(93)内から省略することができ、図１２に示すように、受光素子(37)をケース(94)内から省略して単一の受光素子(27)と発光素子(26,36)とをケース(94)内に取付けることも可能である。ホトカプラ及び三素子組立体の位置及び組合せは、必要に応じて選択することができる。本発明は、紙幣以外にも、例えば債券、証明書、クーポン、仮証券、通貨、銀行券、有価証券及びチケット等の有価紙葉に適用できる点に注意すべきである。
従来の紙幣鑑別装置の断面図 本発明の光学センサ装置を有する紙幣鑑別装置の断面図 図２に示す紙幣鑑別装置の上部フレームの平面図 図２に示す紙幣鑑別装置の下部フレームの平面図 光学センサ装置の複数の前部センサ組立体を示す断面図 光学センサ装置の複数の後部センサ組立体を示す断面図 光学センサ装置の拡大平面図 紙幣鑑別装置の電気回路図 光学センサ装置の複数の前部センサ組立体の他の実施例の断面図 図９に示す光学センサ装置の複数の後部センサ組立体の断面図 受光素子を省略した図７の光学センサ装置の変更実施の形態を示す拡大平面図 図１１に示す三素子組立体の分解斜視図 図１１に示す五素子組立体の分解斜視図 図１１に示す他の三素子組立体の分解斜視図
符号の説明
(5)・・第１のホトカプラ、 (9)・・第３のホトカプラ（第１のホトカプラ）、 (6)・・第２のホトカプラ、 (10)・・第４のホトカプラ（第２のホトカプラ）、 (13)・・通路、 (20)・・第１の発光素子（発光素子、第１の発光素子）、 (21)・・第１の受光素子（受光素子、第１の受光素子）、 (22)・・第２の発光素子（発光素子、第２の発光素子）、 (23)・・第２の受光素子（受光素子、第２の受光素子）、 (30)・・第３の発光素子（発光素子、第１の発光素子）、 (31)・・第３の受光素子（受光素子、第１の受光素子）、 (32)・・第４の発光素子（発光素子、第２の発光素子）、 (33)・・第４の受光素子（受光素子、第２の受光素子）、 (64)・・有価紙葉、 (91)・・ケース、

Claims (26)

  1. 有価紙葉(64)を案内する通路(13)に隣接してかつ通路(13)の両側に配置された第１のホトカプラ(5又は9)及び第２のホトカプラ(6又は10)を備え、
    第１のホトカプラ(5又は9)及び第２のホトカプラ(6又は10)の各々は、光を発する発光素子(20,22,30,32)と、発光素子(20,22,30,32)に隣接して配置されかつ発光素子(20,22,30,32)の光を選択的に受光する受光素子(21,23,31,33)とを有することを特徴とする有価紙葉の光学的特徴を検出する光学センサ装置。
  2. 第１のホトカプラ(5又は9)は、第１の波長の第１の光を発する第１の発光素子(20又は30)と、第１の発光素子(20又は30)に隣接する第１の受光素子(21又は31)とを備え、
    第２のホトカプラ(6又は10)は、第１の発光素子(20又は30)から発せられる第１の光の第１の波長とは異なる第２の波長の第２の光を発する第２の発光素子(22又は32)と、第２の発光素子(22又は32)に隣接する第２の受光素子(23又は33)とを備え、
    第１の受光素子(21又は31)は、有価紙葉(64)上で反射した第１の光と、有価紙葉(64)を透過した第２の発光素子(22又は32)からの第２の光とを受光でき、
    第２の受光素子(23又は33)は、有価紙葉(64)上で反射した第２の光と、有価紙葉(64)を透過した第１の発光素子(20又は30)からの第１の光とを受光できる請求項１に記載の光学センサ装置。
  3. 第１の光及び第２の光の一方は、赤外光であり、
    第１の光及び第２の光の他方は、赤外光の波長以外の波長を有する請求項２に記載の光学センサ装置。
  4. 第１の光及び第２の光は、赤色光、緑色光、黄色光、青色光及び紫外光の中から選択される請求項３に記載の光学センサ装置。
  5. 第１の発光素子(20又は30)は、第１の受光素子(21又は31)に対して併置され、有価紙葉(64)の搬送方向に対して直角にかつ通路(13)を挟んで第２の受光素子(23又は33)と同軸上に配置され、
    第２の発光素子(22又は32)は、第２の受光素子(23又は33)に対して併置され、有価紙葉(64)の搬送方向に対して直角にかつ通路(13)を挟んで第１の受光素子(21又は31)と同軸上に配置される請求項１〜４の何れか１項に記載の光学センサ装置。
  6. 第１の発光素子(20又は30)及び第２の発光素子(22又は32)は、各々異なる時間に点灯され、第１の受光素子(21又は31)及び第２の受光素子(23又は33)の第１の光及び第２の光の同時受光を防止する請求項２に記載の光学センサ装置。
  7. 第１のホトカプラ(5又は9)は、通路(13)を挟んで第２のホトカプラ(6又は10)と垂直方向に分離して配置される請求項１に記載の光学センサ装置。
  8. 搬送される有価紙葉(64)を案内する通路(13)に沿って長さ方向にかつ前方及び後方に配置された第１の四素子組立体及び第２の四素子組立体を備え、
    第１の四素子組立体は、通路(13)に隣接してかつ通路(13)の反対側に配置された第１のホトカプラ(5)及び第２のホトカプラ(6)を備え、
    第２の四素子組立体は、通路(13)に隣接してかつ通路(13)の反対側に配置された第３のホトカプラ(9)及び第４のホトカプラ(10)を備え、
    第１のホトカプラ(5)、第２のホトカプラ(6)、第３のホトカプラ(9)及び第４のホトカプラ(10)の各々は、発光する発光素子(20,22,30,32)と、有価紙葉(64)上で反射し又は有価紙葉(64)を透過した発光素子(20,22,30,32)からの光を選択的に受光する受光素子(21,23,31,33)とを有することを特徴とする有価紙葉の光学的特徴を検出する光学センサ装置。
  9. 第１のホトカプラ(5)及び第３のホトカプラ(9)は、第２のホトカプラ(6)及び第４のホトカプラ(10)と垂直方向に一定距離離間しかつ同軸上に各々配置される請求項８に記載の光学センサ装置。
  10. 第１のホトカプラ(5)は、第１の光を発する第１の発光素子(20)と、第１の発光素子(20)に隣接する第１の受光素子(21)とを備え、
    第２のホトカプラ(6)は、第１の光とは異なる波長の第２の光を発する第２の発光素子(22)と、第２の発光素子(22)に隣接する第２の受光素子(23)とを備え、
    第１の受光素子(21)は、有価紙葉(64)上で反射した第１の光と、有価紙葉(64)を透過した第２の光とを受光でき、
    第２の受光素子(23)は、有価紙葉(64)上で反射した第２の光と、有価紙葉(64)を透過した第１の光とを受光でき、
    第３のホトカプラ(9)は、第３の光を発する第３の発光素子(30)と、第３の発光素子(30)に隣接する第３の受光素子(31)とを備え、
    第４のホトカプラ(10)は、第３の光とは異なる波長の第４の光を発する第４の発光素子(32)と、第４の発光素子(32)に隣接する第４の受光素子(33)とを備え、
    第３の受光素子(31)は、有価紙葉(64)上で反射した第３の光と、有価紙葉(64)を透過した第４の光とを受光でき、
    第４の受光素子(33)は、有価紙葉(64)上で反射した第４の光と、有価紙葉(64)を透過した第３の光とを受光できる請求項８又は９に記載の光学センサ装置。
  11. 搬送される有価紙葉(64)を案内する通路(13)に隣接して配置された三素子組立体と備え、
    三素子組立体は、互いに波長の異なる第１の光及び第２の光を発する２個の発光素子と、有価紙葉(64)上で反射した第１及び第２の光を異なる時間で受光する受光素子と、発光素子及び受光素子を固定位置に収容するケース(91)とを有することを特徴とする有価紙葉の光学的特徴を検出する光学センサ装置。
  12. 発光素子は、受光素子の両側にかつ一列に配置される請求項１１に記載の光学センサ装置。
  13. 発光素子及び受光素子は、平面上の三角形の頂点に配置される請求項１１に記載の光学センサ装置。
  14. 搬送される有価紙葉(64)を案内する通路(13)の両側に配置された第１の三素子組立体及び第２の三素子組立体を備え、
    第１の三素子組立体及び第２の三素子組立体の各々は、光を発する少なくとも１個の発光素子と、発光素子から発せられかつ有価紙葉(64)上で反射し又は有価紙葉(64)を透過した光を受光する少なくとも１個の受光素子とを含むことを特徴とする有価紙葉の光学的特徴を検出する光学センサ装置。
  15. 第１の三素子組立体及び第２の三素子組立体の一方は、第１の光及び第２の光を発する第１の発光素子及び第２の発光素子と、第１の発光素子及び第２の発光素子に隣接する第１の受光素子とを有し、
    第１の三素子組立体及び第２の三素子組立体の他方は、第３の光を発する第３の発光素子と、第３の発光素子に隣接する第２の受光素子及び第３の受光素子とを有する請求項１４に記載の光学センサ装置。
  16. 第１の受光素子は、有価紙葉(64)上で反射した第１の光及び第２の光と、有価紙葉(64)を透過した第３の光とを受光し、
    第２の受光素子は、有価紙葉(64)を透過した第１の光と、有価紙葉(64)上で反射した第３の光とを受光し、
    第３の受光素子は、有価紙葉(64)を透過した第２の光と、有価紙葉(64)上で反射した第３の光とを受光する請求項１５に記載の光学センサ装置。
  17. 第１の発光素子、第２の発光素子及び第３の発光素子の少なくとも１個は、赤外光を発生する請求項１５に記載の光学センサ装置。
  18. 第１の発光素子、第２の発光素子及び第３の発光素子は、異なる時間に点灯される請求項１５に記載の光学センサ装置。
  19. 第１の発光素子、第２の発光素子及び第３の発光素子は、異なる波長の第１の光、第２の光及び第３の光を各々発生する請求項１５に記載の光学センサ装置。
  20. 有価紙葉(64)を案内する通路(13)に隣接してかつ通路(13)の両側に配置された第１のホトカプラ(5又は9)及び第２のホトカプラ(6又は10)を備え、
    第１のホトカプラ(5又は9)は、第１の波長の第１の光を発する第１の発光素子(20又は30)と、第１の発光素子(20又は30)に隣接する第１の受光素子(21又は31)とを有し、
    第２のホトカプラ(6又は10)は、第１の波長とは異なる第２の波長の第２の光を発する第２の発光素子(22又は32)と、第２の発光素子(22又は32)に隣接する第２の受光素子(23又は33)とを有し、
    第１の発光素子(20又は30)は、第１の受光素子(21又は31)に対して併置され、有価紙葉(64)の搬送方向に対して直角にかつ通路(13)を挟んで第２の受光素子(23又は33)と同軸上に配置され、
    第２の発光素子(22又は32)は、第２の受光素子(23又は33)に対して併置され、有価紙葉(64)の搬送方向に対して直角にかつ通路(13)を挟んで第１の受光素子(21又は31)と同軸上に配置され、
    第１の受光素子(21又は31)は、有価紙葉(64)上で反射した第１の発光素子(20又は30)からの第１の光と、有価紙葉(64)を透過した第２の発光素子(22又は32)からの第２の光とを受光し、
    第２の受光素子(23又は33)は、有価紙葉(64)上で反射した第２の発光素子(22又は32)からの第２の光と、有価紙葉(64)を透過した第１の発光素子(20又は30)からの第１の光とを受光し、
    第１の光及び第２の光の一方は、赤外光であり、第１の光及び第２の光の他方は、赤外光の波長以外の波長を有する光であり、
    第１の発光素子(20又は30)及び第２の発光素子(22又は32)は、各々異なる時間に点灯されることを特徴とする有価紙葉の光学的特徴を検出する光学センサ装置。
  21. 搬送される有価紙葉(64)を案内する通路(13)に沿って長さ方向にかつ前方及び後方に配置された第１の四素子組立体及び第２の四素子組立体を備え、
    第１の四素子組立体は、通路(13)に隣接してかつ通路(13)の両側に配置された第１のホトカプラ(5)及び第２のホトカプラ(6)を備え、
    第２の四素子組立体は、通路(13)に隣接してかつ通路(13)の両側に配置された第３のホトカプラ(9)及び第４のホトカプラ(10)を備え、
    第１のホトカプラ(5)及び第３のホトカプラ(9)は、第２のホトカプラ(6)及び第４のホトカプラ(10)と垂直方向に一定距離離間しかつ同軸上に各々配置され、
    第１のホトカプラ(5)は、第１の光を発する第１の発光素子(20)と、第１の発光素子(20)に隣接する第１の受光素子(21)とを有し、
    第２のホトカプラ(6)は、第１の光とは異なる波長の第２の光を発する第２の発光素子(22)と、第２の発光素子(22)に隣接する第２の受光素子(23)とを有し、
    第３のホトカプラ(9)は、第３の光を発する第３の発光素子(30)と、第３の発光素子(30)に隣接する第３の受光素子(31)とを有し、
    第４のホトカプラ(10)は、第３の光とは異なる波長の第４の光を発する第４の発光素子(32)と、第４の発光素子(32)に隣接する第４の受光素子(33)とを有し、
    第１の受光素子(21)は、有価紙葉(64)上で反射した第１の発光素子(20)からの第１の光と、有価紙葉(64)を透過した第２の発光素子(22)からの第２の光とを受光し、
    第２の受光素子(23)は、有価紙葉(64)上で反射した第２の発光素子(22)からの第２の光と、有価紙葉(64)を透過した第１の発光素子(20)からの第１の光とを受光し、
    第３の受光素子(31)は、有価紙葉(64)上で反射した第３の発光素子(30)からの第３の光と、有価紙葉(64)を透過した第４の発光素子(32)からの第４の光とを受光し、
    第４の受光素子(33)は、有価紙葉(64)上で反射した第４の発光素子(32)からの第４の光と、有価紙葉(64)を透過した第３の発光素子(30)からの第３の光とを受光し、
    第１の光及び第２の光の一方並びに第３の光及び第４の光の一方は、赤外光であり、第１の光及び第２の光の他方並びに第３の光及び第４の光の他方は、赤外光の波長以外のかつ互いに異なる波長を有する光であり、
    第１の発光素子(20)及び第２の発光素子(22)は、各々異なる時間に点灯され、
    第３の発光素子(30)及び第４の発光素子(32)は、各々異なる時間に点灯されることを特徴とする有価紙葉の光学的特徴を検出する光学センサ装置。
  22. 第１の光及び第２の光の他方は、第３の光及び第４の光の他方の波長以外の波長を有する請求項２１に記載の光学センサ装置。
  23. 搬送される有価紙葉(64)を案内する通路(13)に隣接してかつ通路(13)の両側に配置された第１の三素子組立体及び第２の三素子組立体を備え、
    第１の三素子組立体及び第２の三素子組立体の一方は、第１の光及び第２の光を発する第１の発光素子(24又は34)及び第２の発光素子(24又は34)と、第１の発光素子(24又は34)及び第２の発光素子(24又は34)に隣接する第１の受光素子(25又は35)とを有し、
    第１の三素子組立体及び第２の三素子組立体の他方は、第３の光を発する第３の発光素子(26又は36)と、第３の発光素子(26又は36)に隣接する第２の受光素子(27又は37)及び第３の受光素子(27又は37)とを有し、
    第１の受光素子(25又は35)は、有価紙葉(64)上で反射した第１の発光素子(24又は34)及び第２の発光素子(24又は34)からの第１の光及び第２の光と、有価紙葉(64)を透過した第３の発光素子(26又は36)からの第３の光とを受光し、
    第２の受光素子(27又は37)は、有価紙葉(64)上で反射した第３の発光素子(26又は36)からの第３の光と、有価紙葉(64)を透過した第１の発光素子(24又は34)からの第１の光とを受光し、
    第３の受光素子(27又は37)は、有価紙葉(64)上で反射した第３の発光素子(26又は36)からの第３の光と、有価紙葉(64)を透過した第２の発光素子(24又は34)からの第２の光とを受光し、
    第１の発光素子(24又は34)、第２の発光素子(24又は34)及び第３の発光素子(26又は36)の少なくとも１個は、赤外光を発生し、
    第１の発光素子(24又は34)、第２の発光素子(24又は34)及び第３の発光素子(26又は36)は、各々異なる時間に点灯されることを特徴とする有価紙葉の光学的特徴を検出する光学センサ装置。
  24. 第１の発光素子(24又は34)、第２の発光素子(24又は34)及び第３の発光素子(26又は36)は、異なる波長の第１の光、第２の光及び第３の光を各々発生する請求項２３に記載の光学センサ装置。
  25. 受光素子により受光された赤外光は、赤外光以外の光の光量レベルを検出するための基準の光データとなる請求項２０〜２４の何れか１項に記載の光学センサ装置。
  26. 赤外光以外の光は、赤色光、緑色光、黄色光、青色光及び紫外光の中から選択される請求項２０〜２５の何れか１項に記載の光学センサ装置。
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