JP2012085004A - Optical line sensor device - Google Patents

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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical line sensor device for discrimination comprising sensor elements of a new shape for avoiding occurrence of moire because occurrence of moire is inevitable when a sensor for discrimination is developed and the discrimination function itself is inhibited.SOLUTION: The optical line sensor device comprises a light source which irradiates a moving medium with a plurality of light beams while switching with time, light receiving units 14, 15 where sensor elements are arranged one-dimensionally in a direction y perpendicular to the moving direction x of the medium and detect light transmitted the medium or reflected thereon, and a signal processing unit 27 which discriminates the information of the medium by processing the optical detection signal of the light receiving units 14, 15. Observation width b of the sensor element in the moving direction of the medium and the arrangement pitch p of sensor elements arranged one-dimensionally satisfy a relation b>p.

Description

本発明は光学ラインセンサ装置に関し、特に有価証券や紙幣等の鑑別を目的とする鑑別用途光学ラインセンサ装置に関するものである。   The present invention relates to an optical line sensor device, and more particularly to a discrimination-use optical line sensor device for the purpose of discriminating securities and banknotes.

最近の印刷技術や複写技術の目覚ましい性能向上に伴い、紙幣、有価証券等の偽造がますます精巧になってきており、これらを的確に判別して排除することが国家の社会秩序を維持するために重要視されている。特にATMや紙幣処理機など紙幣を取り扱う機器において、より高速で高性能な真偽判定目的の鑑別システムが強く求められてきている。
これら紙幣や有価証券の鑑別方法として、光学ラインセンサ装置によるパターン識別が、従前より用いられてきている。
With recent remarkable improvements in printing technology and copying technology, counterfeiting of banknotes, securities, etc. is becoming more and more sophisticated, and to accurately identify and eliminate these in order to maintain the national social order Is important. In particular, in a device that handles banknotes such as ATMs and banknote processors, there is a strong demand for a higher-speed and higher-performance discrimination system for authenticity determination purposes.
As a method for discriminating these bills and securities, pattern identification using an optical line sensor device has been used for some time.

光学ラインセンサ装置には、縮小レンズとミラー及びCCDを組み合わせた縮小光学ラインセンサ装置と、セルフォックレンズなどの等倍光学系を用いた密着型光学ラインセンサ装置とがあり、縮小光学系はシステム単価が安く、解像度を容易に調整できること、焦点深度が深い長所がある反面、センサの容積が大きくなることやホコリや異物が侵入し易い欠点がある。そこで、最近はメンテナンスの容易な密着型光学ラインセンサ装置が広く使われてきている。   The optical line sensor device includes a reduction optical line sensor device combining a reduction lens, a mirror, and a CCD, and a contact type optical line sensor device using an equal magnification optical system such as a selfoc lens, and the reduction optical system is a system. The unit price is low, the resolution can be easily adjusted, and there is an advantage that the depth of focus is deep. However, there are disadvantages that the volume of the sensor is increased and dust and foreign matter are liable to enter. Therefore, a contact type optical line sensor device that is easy to maintain has been widely used recently.

光学ラインセンサ装置は、偽造が巧妙化しセンサの検出信号処理技術が進歩するに伴って、対象媒体の表・裏・透過の3方位から画像を読み取るようにされる。
また光学ラインセンサ装置は、人間の可視光領域とともに、さらに可視領域外の紫外を含む波長の光を光源から照射して、可視光照射による色情報、紫外光照射による媒体の蛍光色情報など、少なくとも2以上の波長帯で画像を読み出すものが、最近の主流になっている。
The optical line sensor device reads an image from three directions of front, back, and transmission of a target medium as counterfeiting becomes more sophisticated and the detection signal processing technology of the sensor advances.
In addition, the optical line sensor device irradiates light of a wavelength including ultraviolet light outside the visible region together with the human visible light region, color information by visible light irradiation, fluorescent color information of the medium by ultraviolet light irradiation, etc. What reads an image in at least two or more wavelength bands has become the mainstream these days.

このため、現状の鑑別用途の光学ラインセンサ装置は、搭載している光源部に紫外光から可視光にわたる広帯域の波長をそれぞれ発光することができるように複数種類のLEDを装備し、これらのLEDを順次切り替えて発光させ、受光部においてそれぞれの光検出信号を集めて、各条件の画像データとし、これをもとに真偽判別を実施している。
光学ラインセンサ装置は、有価証券や紙幣等の媒体の移動中に、媒体の透過像若しくは反射像を読み取るために、媒体が通過する位置の上又は下にラインセンサを配置している。このラインセンサのセンサ素子は、アモルファスシリコンまたは単結晶シリコンのフォトダイオードを採用している。
For this reason, the current optical line sensor device for discrimination is equipped with a plurality of types of LEDs so that the mounted light source unit can emit light in a wide wavelength range from ultraviolet light to visible light. Are sequentially switched to emit light, and the respective light detection signals are collected in the light receiving unit to obtain image data of each condition, and authenticity determination is performed based on this.
In the optical line sensor device, in order to read a transmission image or a reflection image of a medium during movement of a medium such as securities or bills, the line sensor is disposed above or below a position where the medium passes. The sensor element of this line sensor employs a photodiode of amorphous silicon or single crystal silicon.

ラインセンサは、各センサ素子を直線上に配列し、各センサ素子の光検出信号をライン信号に変換するドライバICとを組み合わせたタイプ、又はフォトダイオードと信号処理ドライバとを一体化したセンサICチップを直線上に配列し、これらを基板上に実装したタイプが用いられている。このうち最近はコストおよび生産効率の観点からセンサICチップを用いた光学ラインセンサ装置が汎用的に用いられている。   The line sensor is a sensor IC chip in which each sensor element is arranged on a straight line and combined with a driver IC that converts a light detection signal of each sensor element into a line signal, or a photodiode and a signal processing driver are integrated. Are arranged on a straight line, and these are mounted on a substrate. Recently, an optical line sensor device using a sensor IC chip is widely used from the viewpoint of cost and production efficiency.

従来のセンサICチップは、可能な限りICのサイズを小さくする工夫が進められている。各センサICチップの横方向(一次元配列方向)のピッチ(画素ピッチ)は、要求される画素(「画素」とは媒体上で光学的に読み取る最小単位を言う)のサイズと関係があり、要求される画素のサイズに応じて決定される。しかし、センサICチップの縦方向(一次元配列方向と直角な方向、媒体の移動する方向)の長さ(観測幅に相当)は画素のサイズと必ずしも結びつかない。媒体上の縦方向の画素サイズは媒体の移動速度や露光時間の設定によって調整ができるからである。   Conventional sensor IC chips are being devised to reduce the size of the IC as much as possible. The pitch (pixel pitch) in the horizontal direction (one-dimensional array direction) of each sensor IC chip is related to the size of the required pixel (“pixel” means the smallest unit that is optically read on the medium), It is determined according to the required pixel size. However, the length (corresponding to the observation width) of the sensor IC chip in the vertical direction (the direction perpendicular to the one-dimensional array direction, the direction in which the medium moves) does not necessarily relate to the pixel size. This is because the vertical pixel size on the medium can be adjusted by setting the moving speed of the medium and the exposure time.

よって、センサICチップの縦方向の長さを小さくするほど、1枚のシリコンウエハーから取り出せるチップの数を増やすことができる。このためセンサICチップ上のフォトダイオードの形状は、性能を落とさずに縦方向の長さを小型化する工夫が重ねられてきている。
前述の理由から従来のセンサICチップのフォトダイオードの画素形状は正方形あるいは縦方向が短い長方形となっており、画素ピッチは変えずに画素サイズを小型化することで市場の要求に対応しているのが現状となっている。
Therefore, the number of chips that can be taken out from one silicon wafer can be increased as the length of the sensor IC chip in the vertical direction is reduced. For this reason, the shape of the photodiode on the sensor IC chip has been devised to reduce the length in the vertical direction without degrading the performance.
For the above reasons, the pixel shape of the photodiode of the conventional sensor IC chip is a square or a rectangle with a short vertical direction, and it meets the market demand by reducing the pixel size without changing the pixel pitch. Is the current situation.

特開2004-355262号公報JP 2004-355262 A

媒体を照らす光源は、通常、発光特性の違う複数の光源素子を備え、これらの光源素子を切り換えて色情報を得る構造となっている。媒体上の縦方向のライン密度(解像度)は、媒体が移動中に切り換える光源色の数と、単位距離に何回データを取得したいかで決まる。例えば媒体の移動距離1mmあたり4回データを取得し、切り換える光源色の数が2であるとすると、解像度は、8本/mmとなる。   A light source that illuminates a medium usually includes a plurality of light source elements having different light emission characteristics, and has a structure in which color information is obtained by switching these light source elements. The vertical line density (resolution) on the medium is determined by the number of light source colors to be switched while the medium is moving and how many times the data is to be acquired per unit distance. For example, if data is acquired four times per 1 mm of the moving distance of the medium and the number of light source colors to be switched is 2, the resolution is 8 lines / mm.

最近、信号処理の高速化により精度の高い画像を読み出すことが可能となり、さらに媒体の文字や番号までを識別して鑑別機能を向上させることが要望され、解像度が2本以上/mm、好ましくは媒体の数字や文字を読み取るために4本以上/mmの解像度が求められてきている。
ところが、有価証券や紙幣などの高度な鑑別機能を有する光学ラインセンサ装置を開発するにあたり、対象媒体の印刷パターンによって、読み出す画像の鑑別機能を阻害するモワレが発生する場合がある。モワレとは、直線上に等ピッチで配列された各センサ素子と縞模様の画像とが干渉を起こし、各センサ素子の光検出信号が周期的に変動する現象をいう。顕著なモワレが検出されれば、正確な画像が読みとれず鑑別機能を阻害する。
Recently, it has become possible to read highly accurate images by increasing the speed of signal processing, and further, it has been desired to improve the discrimination function by identifying even the characters and numbers of the medium, and the resolution is 2 or more / mm, preferably In order to read numbers and characters on a medium, a resolution of 4 lines / mm or more has been demanded.
However, when developing an optical line sensor device having an advanced discrimination function such as securities or banknotes, moire that inhibits the discrimination function of the read image may occur depending on the print pattern of the target medium. Moire refers to a phenomenon in which each sensor element arranged on a straight line at an equal pitch and a striped image cause interference, and the light detection signal of each sensor element fluctuates periodically. If a noticeable moire is detected, an accurate image cannot be read and the discrimination function is inhibited.

このモワレの発生原因を、図6を用いて説明する。モワレは縦方向にも横方向にも発生するが、以下縦方向に発生するモワレを説明する。図6のy方向はセンサモジュールのセンサ素子の配列(横方向)を示し、x方向は媒体の送り方向(縦方向)を示している。光源の色は、緑(G)→他の色→緑(G)→他の色という具合に、緑(G)が2回に1回、繰り返し発光されるものとする。センサモジュールのセンサ素子が断続的に読取り状態にされることにより、媒体上に縦方向1mmあたり8本の観測ラインが発生している。すなわち、x方向の解像度は8本/mmである。   The cause of this moire will be described with reference to FIG. Moire occurs both in the vertical direction and in the horizontal direction. Moire generated in the vertical direction will be described below. The y direction in FIG. 6 indicates the arrangement (lateral direction) of the sensor elements of the sensor module, and the x direction indicates the medium feeding direction (vertical direction). As for the color of the light source, it is assumed that green (G) is repeatedly emitted once every two times, such as green (G) → other colors → green (G) → other colors. By intermittently reading the sensor element of the sensor module, eight observation lines are generated on the medium per 1 mm in the vertical direction. That is, the resolution in the x direction is 8 lines / mm.

図6では、この観測ラインの右横に、入力される画像の縦方向の分布を示す。入力される画像は便宜的に正弦波形状とする。センサ素子で観測されたセンサ出力信号を太い折れ線で示し、センサ出力信号に含まれるモアレ画像を太い破線で示している。このような周期性の画像を読む場合、モアレが発生する。
ここで一つの発光ごとに媒体がx方向に進む距離を“a”、センサ素子の観測窓のx方向の幅を“b”とすると、観測ラインの縦方向の幅は(a+b)となる。緑(G)が2回に1回繰り返し発光されるので、観測ラインのx方向の周期は2(a+b)となる。入力される画像の周期を2(a+b)+δ(0<δ<a+b)とすると、発生するモアレの周期は4(a+b)2/δとなる。
In FIG. 6, the vertical distribution of the input image is shown on the right side of the observation line. The input image has a sine wave shape for convenience. A sensor output signal observed by the sensor element is indicated by a thick broken line, and a moire image included in the sensor output signal is indicated by a thick broken line. When reading such periodic images, moire occurs.
Here, when the distance that the medium travels in the x direction for each light emission is “a” and the width of the observation window of the sensor element in the x direction is “b”, the vertical width of the observation line is (a + b). Since green (G) is emitted once every two times, the period of the observation line in the x direction is 2 (a + b). If the cycle of the input image is 2 (a + b) + δ (0 <δ <a + b), the cycle of the generated moire is 4 (a + b) 2 / δ.

このようにモアレが発生する場合、ファクシミリやスキャナー用途では、モワレをそのまま含む画像を出力すると製品価値を損ねるため、通常は補完処理、誤差拡散法、網点法、分解能変更など種々の画像処理を施すことによりモワレを出力画像に出さない工夫がなされている。
ところが鑑別用途のラインセンサ装置においては、真偽や破損を緻密に読み取る必要があり、さらには装置上画像を読み取った直後に真偽の判断を判定するため画像処理ソフトをプロセスに導入する時間的余裕がないと考えられる。
When moiré occurs in this way, for facsimile and scanner applications, if an image containing moire is output as it is, the product value is lost. Usually, various image processing such as complementary processing, error diffusion method, halftone method, and resolution change are performed. By applying this technique, a device has been devised to prevent moire from appearing in the output image.
However, in the line sensor device for discrimination use, it is necessary to read the authenticity and damage precisely, and further, the time required to introduce image processing software into the process in order to judge the authenticity immediately after reading the image on the device. It seems that there is no room.

なお、鑑別用途のラインセンサ装置において、ソフトウェアにより解像度を落としたり、ローパスフィルタなど光学的にボカシを加えてモワレを消去する方法も考えられるが、これにより鑑別センサの目的である正確な画像を読み取る機能そのものを低下させてしまうという難点がある。
本発明は、解像度の高い鑑別用途センサを開発するには、モワレ発生は避けられず、それが鑑別機能そのものを阻害することから、モワレ発生を避けるための新たな形状のセンサ素子を備える鑑別用途光学ラインセンサ装置を提供することを目的とする。
In addition, in line sensor devices for discrimination applications, it is possible to reduce the resolution by software or optically blur such as a low-pass filter to erase moire, but this makes it possible to read an accurate image that is the purpose of the discrimination sensor There is a drawback that the function itself is degraded.
In the present invention, the occurrence of moire is unavoidable in order to develop a high-resolution discrimination application sensor, and this impedes the discrimination function itself, so that it is provided with a sensor element having a new shape to avoid the occurrence of moire. An object is to provide an optical line sensor device.

本発明の鑑別用途光学ラインセンサ装置は、媒体の移動中に、スペクトル特性の相違する複数の光を時間的に切換えて前記媒体に照射する光源と、センサ素子が前記媒体の移動方向と異なる方向に一次元に配列され、前記媒体を透過若しくは反射した光を検出する受光部と、前記受光部の光検出信号を処理することにより前記媒体の情報を判別する信号処理部とを有し、前記センサ素子の、前記媒体の移動方向に沿った観測幅bと、前記センサ素子が一次元に配列されているセンサ素子の配列ピッチpとの関係が、b>pの関係を満たすものである。   The optical line sensor device for differential use according to the present invention includes a light source that irradiates the medium by temporally switching a plurality of lights having different spectral characteristics while the medium is moving, and a direction in which the sensor element is different from the moving direction of the medium. A light receiving unit that detects light transmitted or reflected by the medium, and a signal processing unit that determines information on the medium by processing a light detection signal of the light receiving unit, The relation between the observation width b of the sensor element along the moving direction of the medium and the arrangement pitch p of the sensor elements in which the sensor elements are arranged one-dimensionally satisfies the relation of b> p.

この構成によれば、センサ素子の形状を、媒体が移動する方向にサイズを拡げて、センサ素子の一次元方向の長さと、媒体の移動方向に沿った長さとの比率を、1より大きくしている。[背景技術]で述べたように、従来のセンサICチップのセンサ素子の形状は正方形あるいは縦方向(一次元配列方向と直角な方向)が短い長方形となっているが、本発明のセンサ素子は一次元方向の長さと、縦方向の長さとの比率が1より大きい、すなわち縦長になっているという、形状上の大きな特徴がある。現在センサ素子が読取っている観測ラインと、同一センサ素子が一つ前に読取った観測ラインとを重複させることが容易にできる。これによりモワレ発生を軽減でき、鑑別可能な良質の画像が得られる。   According to this configuration, the size of the sensor element is increased in the direction in which the medium moves, and the ratio of the length in the one-dimensional direction of the sensor element to the length in the direction of movement of the medium is greater than 1. ing. As described in [Background Art], the shape of the sensor element of the conventional sensor IC chip is a square or a rectangle with a short vertical direction (a direction perpendicular to the one-dimensional array direction). There is a significant feature in the shape that the ratio between the length in the one-dimensional direction and the length in the vertical direction is larger than 1, that is, the length is long. It is possible to easily overlap the observation line currently read by the sensor element with the observation line previously read by the same sensor element. As a result, the occurrence of moire can be reduced, and a good-quality image that can be identified is obtained.

前記センサ素子の前記観測幅bと、前記媒体の単位移動距離あたり前記複数の光を時間的に切換える回数である読取り解像度Nと、前記複数の光を時間的に切換える中での特定のスペクトル特性の発光の繰り返し数n(nは2以上の整数)との関係が、
b>=(n−1)/N・・・(1)
の式を満たすことが好ましい。この構成によれば、現在センサ素子が読取っている観測ラインと、同一センサ素子が一つ前に読取った観測ラインとを、確実に重複させることができる。
The observation width b of the sensor element, a reading resolution N that is the number of times the plurality of lights are switched over time per unit moving distance of the medium, and a specific spectral characteristic during the time switching of the plurality of lights. The relationship with the number of repetitions of light emission n (n is an integer of 2 or more)
b> = (n−1) / N (1)
It is preferable to satisfy the formula: According to this configuration, the observation line currently read by the sensor element and the observation line read by the same sensor element before can be reliably overlapped.

本発明のセンサ素子は一次元方向の長さと、縦方向の長さとの比率が1.25以上であることがさらに望ましい。
本発明の光学ラインセンサ装置は、センサモジュールを媒体に密着させて読み取る、等倍読取り方式を採用するものであってもよい。
In the sensor element of the present invention, the ratio of the length in the one-dimensional direction to the length in the vertical direction is more preferably 1.25 or more.
The optical line sensor device of the present invention may adopt a 1 × magnification reading method in which a sensor module is read in close contact with a medium.

以上のように本発明によれば、従来のセンサICチップの縮小化方向と逆行するセンサ素子の縦方向のサイズを特別に大きくした長方形の画素を採用することにより、読取り時のモワレ発生が軽減でき、高い鑑別機能を有する。また、センサ素子の縦方向のサイズを伸ばすことにより、光学的に読み取る場合の一画素の面積が大きくなるので、光学読み取り感度を向上にもつながる。   As described above, according to the present invention, the occurrence of moire at the time of reading is reduced by employing rectangular pixels in which the size of the sensor element in the vertical direction opposite to the reduction direction of the conventional sensor IC chip is specially increased. It has a high discrimination function. In addition, by increasing the size of the sensor element in the vertical direction, the area of one pixel when optically reading is increased, leading to an improvement in optical reading sensitivity.

有価証券や紙幣など媒体の画像を検出する光学ラインセンサ装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical line sensor apparatus which detects the image of media, such as securities and a banknote. センサモジュールの素子配列を示す正面図である。It is a front view which shows the element arrangement | sequence of a sensor module. 媒体Sが紙面左から右へのx方向に移動する様子を示す、センサモジュールの側面図である(比較例)。It is a side view of a sensor module which shows a mode that medium S moves to the x direction from the paper surface left to the right (comparative example). 媒体Sが紙面左から右へのx方向に移動する様子を示す、センサモジュールの側面図である(実施例)。FIG. 6 is a side view of the sensor module showing how the medium S moves in the x direction from the left to the right of the drawing (Example). 本発明における、観測幅bと、読取り解像度Nとの関係を描いたグラフである。4 is a graph depicting the relationship between an observation width b and a reading resolution N in the present invention. モワレの発生原因を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the cause of generation | occurrence | production of moire.

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、有価証券や紙幣など(以下「媒体S」という)の画像を検出する鑑別用途光学ラインセンサ装置を示す断面図であり、媒体Sをx方向に直線状に搬送するための紙幣搬送路11を挟んで両側に対向配置される同一構成の検出ユニット12,13を有している。紙幣搬送路11は、媒体Sを搬送方向xに沿わせた姿勢で直線状に真っ直ぐ搬送するものである。図1の座標系x,y,zは互いに直交している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a differential use optical line sensor device that detects an image of securities, banknotes and the like (hereinafter referred to as “medium S”), and banknote transport for transporting the medium S linearly in the x direction. The detection units 12 and 13 having the same configuration are disposed opposite to each other across the path 11. The banknote conveyance path 11 conveys the medium S straightly in a posture along the conveyance direction x. The coordinate systems x, y, and z in FIG. 1 are orthogonal to each other.

一方の検出ユニット12は、長さ方向(図1におけるy方向)の寸法が厚さ方向(図1におけるz方向)の寸法及び幅方向(図1におけるx方向)の寸法に比してかなり大きく、細長い形状をなしている。検出ユニット12は、下方向に開口部が設けられた細長い箱状の筐体16と、この筐体16にその開口部を閉塞させるように取り付けられる細長い板状の透光カバー17と、筐体16の中に収納されたユニット本体Uとで構成される。
透光カバー17は、ガラス等の透明材料で形成されており、幅(x)方向の両端部に先端側ほど厚さが薄くなるように傾斜する面取が施されている。この面取りは媒体Sが検出ユニット12を通過する際に引っかかる障害とならないようにするためである。なお透光カバー17として、接合部の段差を極小化した一体成型樹脂成型品を用いてもよい。
One detection unit 12 has a dimension in the length direction (y direction in FIG. 1) that is considerably larger than the dimension in the thickness direction (z direction in FIG. 1) and the dimension in the width direction (x direction in FIG. 1). It has an elongated shape. The detection unit 12 includes an elongated box-shaped casing 16 having an opening in the lower direction, an elongated plate-shaped translucent cover 17 attached to the casing 16 so as to close the opening, and a casing. 16 and a unit main body U housed in 16.
The translucent cover 17 is formed of a transparent material such as glass, and is chamfered so as to be thinner at both ends in the width (x) direction so that the thickness becomes thinner toward the tip side. This chamfering is to prevent the medium S from becoming a hindrance when passing through the detection unit 12. In addition, as the translucent cover 17, you may use the integrally molded resin molded product which minimized the level | step difference of the junction part.

ユニット本体U内には、透光カバー17に対し反対側にセンサモジュール(CCDなどの画像検出センサ、信号処理部を含む)14が配置されている。このセンサモジュール14もユニット本体Uと同様に細長い形状をなしており、その長さ(y)方向をユニット本体Uの長さ(y)方向に一致させて筐体16の中に取り付けられている。このセンサモジュール14は、その画像検出方向を透光カバー17に向けている。   In the unit main body U, a sensor module (including an image detection sensor such as a CCD and a signal processing unit) 14 is disposed on the opposite side to the translucent cover 17. The sensor module 14 has an elongated shape like the unit body U, and is mounted in the housing 16 with its length (y) direction coincided with the length (y) direction of the unit body U. . The sensor module 14 has its image detection direction directed to the translucent cover 17.

ユニット本体U内には、長さ(y)方向に細長い形状のロッドレンズアレイ25がセンサモジュール14と平行に配置されている。このロッドレンズアレイ25は、媒体Sの画像をセンサモジュール14の感光面上に等倍の正立像として結像させるためのレンズ素子である。ロッドレンズアレイ25は、ユニット本体Uの幅(x)方向及び長さ(y)方向における位置をセンサモジュール14に全体的に重ね合わせた状態で、筐体16に取り付けられている。   In the unit main body U, a rod lens array 25 having an elongated shape in the length (y) direction is arranged in parallel with the sensor module 14. The rod lens array 25 is a lens element for forming an image of the medium S as an upright image at an equal magnification on the photosensitive surface of the sensor module 14. The rod lens array 25 is attached to the housing 16 in a state where the positions of the unit main body U in the width (x) direction and the length (y) direction are entirely superimposed on the sensor module 14.

センサモジュール14は、ロッドレンズアレイ25を介して取り込む画像の検出エリア(観測ライン)を、透光カバー17よりも所定距離外側に設定しており(図1においてこの検出エリアをR1で示す)、この検出エリアR1とセンサモジュール14とを結んだ線はz軸に平行となる。なお、当然のことながら検出エリアR1もユニット本体Uと同様、長さ(y)方向に細長い領域となっている。   The sensor module 14 sets the detection area (observation line) of the image to be captured via the rod lens array 25 outside the translucent cover 17 by a predetermined distance (this detection area is indicated by R1 in FIG. 1). A line connecting the detection area R1 and the sensor module 14 is parallel to the z-axis. As a matter of course, the detection area R1 is also an elongated area in the length (y) direction, like the unit body U.

以上の構成により、センサモジュール14は、ロッドレンズアレイ25を介して、ユニット本体Uの一側となる透光カバー17の外側に設定された検出エリアR1に存在する画像を結像することができる。
また、ユニット本体U内には、ロッドレンズアレイ25と並んで、検出エリアR1に向けて斜めに光を照射することのできる細長い形状の発光源19が設けられている(図1において光の方向を破線で示す)。この発光源19は、ユニット本体Uの長さ(y)方向に沿って、センサモジュール14及びロッドレンズアレイ25と平行な状態で筐体16に取り付けられている。
With the above configuration, the sensor module 14 can form an image existing in the detection area R <b> 1 set outside the translucent cover 17 on one side of the unit body U via the rod lens array 25. .
In addition, in the unit main body U, an elongated light source 19 that can irradiate light obliquely toward the detection area R1 is provided along with the rod lens array 25 (the direction of light in FIG. 1). Is indicated by a broken line). The light source 19 is attached to the housing 16 in a state parallel to the sensor module 14 and the rod lens array 25 along the length (y) direction of the unit body U.

この発光源19は、センサモジュール14とほぼ同等以上の長さの、細長い形状のガラス等の透明材料からなる光ガイド38と、光ガイド38内に照射する半導体素子からなる発光素子29とを有している。
さらに筐体16には、図1に示すように、光ガイド樹脂38から出射する光を斜め下方にガイドするための反射板部34が設けられている。この反射板部34もユニット本体Uと同様、長さ(y)方向に細長い形状をなし、長さ(y)方向に沿った平行な溝を有し、この溝に発光体19を収容している。発光体19を収容する溝の片面は、光ガイド樹脂38から厚さ(−z)方向に離れるに従ってホーン状に広がるが、該溝の他面は水平に切断されている。これは光ガイド樹脂38からの照射光が検出エリアR1まで進むときに障害にならないようにするためである。
The light source 19 includes a light guide 38 made of a transparent material such as an elongated glass having a length substantially equal to or longer than that of the sensor module 14 and a light emitting element 29 made of a semiconductor element that irradiates the light guide 38. is doing.
Further, as shown in FIG. 1, the casing 16 is provided with a reflecting plate portion 34 for guiding light emitted from the light guide resin 38 obliquely downward. Like the unit body U, the reflecting plate portion 34 has an elongated shape in the length (y) direction and has a parallel groove along the length (y) direction. The light emitter 19 is accommodated in the groove. Yes. One side of the groove that accommodates the light emitter 19 spreads in a horn shape as it is separated from the light guide resin 38 in the thickness (−z) direction, but the other surface of the groove is cut horizontally. This is to prevent the irradiation light from the light guide resin 38 from becoming an obstacle when traveling to the detection area R1.

発光体19における発光素子29は、複数、具体的には5つ備えられている。各発光素子29は、それぞれが所望の波長領域の可視光を単独で照射可能な3つの発光素子(LED素子)29A〜29Cと、波長300nm〜400nmの紫外光(UV)の発光が可能な発光素子29Dと、波長800nm以上の赤外光(IR)の発光が可能な発光素子29Eとを含む。各発光素子29A〜29Eは、所定の電極端子(図示せず)を備え、それらはワイヤーボンディング等によって接続されている。発光素子29A〜29Cは、例えば赤緑青(RGB)あるいはシアン・マゼンタ・イエローといった3原色に相当する複数色の可視光、紫外光、赤外光のうちの任意の三つの波長領域の光を照射可能となっている。   A plurality of, specifically five, light emitting elements 29 in the light emitter 19 are provided. Each light emitting element 29 is capable of emitting three light emitting elements (LED elements) 29A to 29C each capable of independently irradiating visible light in a desired wavelength region and ultraviolet light (UV) having a wavelength of 300 nm to 400 nm. An element 29D and a light emitting element 29E capable of emitting infrared light (IR) having a wavelength of 800 nm or more are included. Each light emitting element 29A-29E is provided with a predetermined electrode terminal (not shown), and they are connected by wire bonding or the like. The light emitting elements 29A to 29C irradiate light of any three wavelength regions of visible light, ultraviolet light, and infrared light of a plurality of colors corresponding to three primary colors such as red, green, blue (RGB) or cyan, magenta, and yellow, for example. It is possible.

各発光素子29A〜29Eは、異なる波長領域の光を光ガイド樹脂38内に照射可能とされており、このため各素子に電圧を印加する電極端子を選択することにより発光素子29A〜29Eを、時間的に切り替えて発光できる回路構成となっている。
なお、筐体16には、その内部においてセンサモジュール14へ発光体19の光が漏れるのを防止するための底壁部35が形成されており、この底壁部35にはセンサモジュール14の光路にのみ開口部が形成され、この開口部にロッドレンズアレイ25が取り付けられている。前述の反射板部34とこの底壁部35とは、図1に示すように一体に形成されていても良い。
Each of the light emitting elements 29A to 29E can irradiate light of a different wavelength region into the light guide resin 38. For this reason, the light emitting elements 29A to 29E are selected by selecting an electrode terminal to apply a voltage to each element. It has a circuit configuration that can switch light in time and emit light.
The casing 16 is formed with a bottom wall portion 35 for preventing light from the light emitter 19 from leaking to the sensor module 14 inside, and the bottom wall portion 35 has an optical path of the sensor module 14. An opening is formed only in the opening, and the rod lens array 25 is attached to the opening. The reflection plate portion 34 and the bottom wall portion 35 may be integrally formed as shown in FIG.

他方の検出ユニット13は、検出ユニット12とは、紙幣搬送路11を挟んで長さ(y)方向に沿う軸を中心に180度反転させた姿勢で対向配置されている。すなわち検出ユニット13は、細長い箱状の筐体21の上方向に開口部が設けられ、この筐体21にその開口部を閉塞させるように透光カバー22が取り付けられている。検出ユニット13と検出ユニット12とは透光カバー17,22の主面同士を紙幣搬送路11に平行状態で1.5〜3mmのギャップを介して互いに対向させることになる。   The other detection unit 13 is opposed to the detection unit 12 in a posture reversed 180 degrees around an axis along the length (y) direction with the banknote transport path 11 in between. That is, the detection unit 13 is provided with an opening in the upper direction of the elongated box-shaped housing 21, and the translucent cover 22 is attached to the housing 21 so as to close the opening. The detection unit 13 and the detection unit 12 face each other with the main surfaces of the translucent covers 17 and 22 parallel to the banknote transport path 11 with a gap of 1.5 to 3 mm.

筐体21の中の素子配置は、前述した発光体19と同じ構成の発光体24が備えられていることに加えて、媒体Sの裏面を下から上に向けて照射する発光体23が設けられている。発光体23は検出ユニット12のセンサモジュール14に相対して配置されているので、発光体23から照射され、媒体Sを透過した光は、ロッドレンズアレイ25を通過してセンサモジュール14に入射される。発光体23も前述した発光体19と同様、それぞれが所望の波長領域の光を単独で照射可能な5つの発光素子を備えている。   The element arrangement in the housing 21 is provided with a light emitter 23 that irradiates the back surface of the medium S from the bottom to the top in addition to the light emitter 24 having the same configuration as the light emitter 19 described above. It has been. Since the light emitter 23 is disposed relative to the sensor module 14 of the detection unit 12, the light emitted from the light emitter 23 and transmitted through the medium S passes through the rod lens array 25 and enters the sensor module 14. The Similarly to the light emitter 19 described above, each of the light emitters 23 includes five light emitting elements that can individually irradiate light in a desired wavelength region.

この構成により、図1における図示上側の検出ユニット12のセンサモジュール14が図1における図示下側の検出ユニット13の、検出エリアR1における透過画像を検出可能となる。さらには、図1における図示上側の検出ユニット12のセンサモジュール14は、図1における図示上側の発光体19から照射され、検出エリアR1で反射される反射画像を検出でき、図1における図示下側の検出ユニット13のセンサモジュール15は発光体23から照射された検出エリアR2の反射画像を検出可能となる。   With this configuration, the sensor module 14 of the upper detection unit 12 shown in FIG. 1 can detect a transmission image in the detection area R1 of the lower detection unit 13 shown in FIG. Further, the sensor module 14 of the upper detection unit 12 shown in FIG. 1 can detect a reflected image irradiated from the upper light emitter 19 shown in FIG. 1 and reflected by the detection area R1, and the lower side shown in FIG. The sensor module 15 of the detection unit 13 can detect the reflected image of the detection area R2 irradiated from the light emitter 23.

なお、発光体19と発光体23とは、透過画像と反射画像が同時にセンサモジュール14に入ることがないように、時間的なスイッチングにより発光制御される。
以上の構成により、筺体表面上の透光カバー17,22を通じて照射された対象物の透過画像又は反射画像がロッドレンズアレイ25,26を介してセンサモジュール14,15の表面に、等倍の正立像として結像される。
The light emitting body 19 and the light emitting body 23 are controlled to emit light by temporal switching so that the transmitted image and the reflected image do not enter the sensor module 14 at the same time.
With the above configuration, a transmission image or a reflection image of an object irradiated through the light-transmitting covers 17 and 22 on the surface of the housing is applied to the surface of the sensor modules 14 and 15 through the rod lens arrays 25 and 26 at the same magnification. Formed as a standing image.

判定部30は、センサ素子で読み取った媒体Sの透過画像データ又は反射画像データを、それぞれ例えばマスタデータと比較して真偽、金種及び汚損等を判別するものであり、その機能は、CD−ROMやハードディスクなど所定の記憶媒体Sに記録されたプログラムを、コンピュータが実行することにより実現される。
次に図2は、センサモジュール14,15の素子配列を示す正面図である。センサモジュール14,15は、y方向に直線状に並べられた複数のセンサ素子(それぞれフォトダイオード、フォトトランジスタなどで構成される)と信号処理部27とドライバ部31とを一体化させたセンサICチップを配列し、これを基板上に実装したものである。ドライバ部31はセンサ素子を駆動するためのバイアス電流を作成し供給する回路部分であり、信号処理部27は、センサ素子の光検出信号を読取り処理する回路部分である。センサ素子の種類は、限定されないが、例えばシリコンPNダイオード若しくはPINダイオードが用いられる。
The determination unit 30 compares the transmission image data or the reflection image data of the medium S read by the sensor element with each of, for example, master data to determine authenticity, denomination, contamination, and the like. -Implemented by a computer executing a program recorded in a predetermined storage medium S such as a ROM or a hard disk.
Next, FIG. 2 is a front view showing the element arrangement of the sensor modules 14 and 15. The sensor modules 14 and 15 are sensor ICs in which a plurality of sensor elements (each composed of a photodiode, a phototransistor, etc.) arranged linearly in the y direction, a signal processing unit 27, and a driver unit 31 are integrated. Chips are arranged and mounted on a substrate. The driver unit 31 is a circuit part that generates and supplies a bias current for driving the sensor element, and the signal processing unit 27 is a circuit part that reads and processes a light detection signal of the sensor element. Although the kind of sensor element is not limited, for example, a silicon PN diode or a PIN diode is used.

y方向に直線状に並べられた複数のセンサ素子の配列ピッチを“p”で示している。センサ素子の配列ピッチpは、1センサ素子のy方向の大きさにほぼ等しい。媒体Sがx方向に移動する瞬間に、センサ素子が媒体Sを読み取ることのできる観測幅を“b”で示している。
これらの複数のセンサ素子を一度に露光することによって、媒体Sの面上にy方向に沿った観測ラインを設定することができる。観測ラインのx方向の幅は、センサ素子の観測幅bによって基本的に決まるが、実際はセンサ素子の露光時間があり、この間に媒体Sがx方向に移動するため、これより長くなる(後述)。
An arrangement pitch of a plurality of sensor elements arranged linearly in the y direction is indicated by “p”. The arrangement pitch p of the sensor elements is substantially equal to the size of one sensor element in the y direction. The observation width that the sensor element can read the medium S at the moment when the medium S moves in the x direction is indicated by “b”.
By exposing these plurality of sensor elements at once, an observation line along the y direction can be set on the surface of the medium S. The width of the observation line in the x direction is basically determined by the observation width b of the sensor element. However, in actuality, there is an exposure time of the sensor element, and during this time, the medium S moves in the x direction. .

センサモジュール14,15のy方向の配列ピッチpは、y方向の最大解像度を決定する。例えばピッチpを125μmとすれば、y方向に8本/mmの解像度で読み込むことができる。解像度を落として読み込む場合にはy方向に隣り合うセンサ画素の信号同士を短絡すればよい。例えば隣接の2画素を短絡させて一つの画素として読み出すことで4本/mmの解像度に変更することができる。4画素を短絡して2本/mmの解像度に変更することもできる。   The arrangement pitch p in the y direction of the sensor modules 14 and 15 determines the maximum resolution in the y direction. For example, if the pitch p is set to 125 μm, it can be read with a resolution of 8 lines / mm in the y direction. When reading with lower resolution, the signals of sensor pixels adjacent in the y direction may be short-circuited. For example, it is possible to change the resolution to 4 lines / mm by short-circuiting two adjacent pixels and reading them as one pixel. It is also possible to change the resolution to 2 lines / mm by short-circuiting 4 pixels.

一方、媒体Sのx方向の移動速度を“v”とする。移動速度vはATMや紙幣処理機では例えば1500mm〜2000mm/秒に設定される。ある発光素子の露光開始から次の発光素子の露光開始までの時間(露光周期Tという)は、光源の強度、センサ素子の波長感度などに応じて任意に設定できる。例えば0.5〜1.0ミリ秒に設定される。
一露光周期Tの間に媒体Sがx方向に移動する距離はvTとなる。この距離を“a”と書く。この距離aがx方向の読取り解像度N(N=1/a)を決定する。例えば距離aを125μmとすれば、x方向にN=8本/mmの解像度で読み込むことができる。
On the other hand, the moving speed of the medium S in the x direction is “v”. The moving speed v is set to, for example, 1500 mm to 2000 mm / sec in an ATM or banknote processing machine. The time from the start of exposure of one light emitting element to the start of exposure of the next light emitting element (exposure cycle T) can be arbitrarily set according to the intensity of the light source, the wavelength sensitivity of the sensor element, and the like. For example, it is set to 0.5 to 1.0 milliseconds.
The distance that the medium S moves in the x direction during one exposure period T is vT. This distance is written as “a”. This distance a determines the reading resolution N (N = 1 / a) in the x direction. For example, if the distance a is 125 μm, it can be read with a resolution of N = 8 lines / mm in the x direction.

媒体Sがx方向に移動する間に、信号処理部27において、一列に並べられたセンサ素子を露光周期Tにわたって露光することによって、媒体Sの面上にy方向に沿った所定幅の観測ラインを設定することができる。x方向に沿った観測ラインの幅は、前記距離aと、センサ素子の観測幅bとの和(a+b)となる。
各発光素子29A〜29Eは、各素子に電圧を印加する電極端子を選択することにより、時間的に切り替えて発光されるものとする。ここで特定の色の発光素子に着目し、その発光素子が繰り返し発光される回数(何回に1回発光するか)を、前記露光周期Tの倍数nで表わすとする。例えば、緑(G)の発光素子に注目し、緑(G)→他の色→緑(G)→他の色という具合に、緑(G)が2回に1回繰り返し発光される場合、n=2となる。緑(G)→他の色→他の色→緑(G)→他の色→他の色→緑(G)という具合に、緑(G)が3回に1回繰り返し発光される場合、n=3となる。
While the medium S moves in the x direction, the signal processing unit 27 exposes the sensor elements arranged in a line over the exposure period T, whereby an observation line having a predetermined width along the y direction on the surface of the medium S. Can be set. The width of the observation line along the x direction is the sum (a + b) of the distance a and the observation width b of the sensor element.
Each of the light emitting elements 29A to 29E is assumed to emit light while being switched in time by selecting an electrode terminal that applies a voltage to each element. Here, paying attention to a light emitting element of a specific color, the number of times the light emitting element emits light repeatedly (how many times it emits light once) is represented by a multiple n of the exposure period T. For example, when attention is paid to a green (G) light emitting element and green (G) is emitted once every two times, such as green (G) → other color → green (G) → other color, n = 2. If green (G) is emitted once every three times, such as green (G)-> other colors-> other colors-> green (G)-> other colors-> other colors-> green (G) n = 3.

本発明の実施形態において、3つの発光素子29A〜29C(RGB)が順次切り換えて発光されるものとし、特定の色の発光素子(赤(R))に着目したときの繰り返し回数をn=3とする。
図3は、センサモジュール14をy方向から見た側面図を示す。媒体Sは紙面左から右へx方向に移動するものとし、光源19又は光源23の3つの発光素子29A〜29Cが時間的に切り替えられ、赤(R)→緑(G)→青(B)→・・・と変わっていくものとする。図3(a)は赤(R)の発光状態を示し、図3(b)は緑(G)の発光状態を示し、図3(c)は青(B)の発光状態を示す。図には、各色の露光周期T、1露光周期Tの間に媒体Sが移動する距離a、センサモジュール14の各センサ素子のx方向(縦方向)の観測幅bが示されている。
In the embodiment of the present invention, it is assumed that the three light emitting elements 29A to 29C (RGB) are sequentially switched to emit light, and the number of repetitions when focusing on a specific color light emitting element (red (R)) is n = 3. And
FIG. 3 shows a side view of the sensor module 14 as seen from the y direction. The medium S is assumed to move in the x direction from left to right on the paper surface, and the three light emitting elements 29A to 29C of the light source 19 or the light source 23 are temporally switched, and red (R) → green (G) → blue (B). → ... and will change. 3A shows a red (R) emission state, FIG. 3B shows a green (G) emission state, and FIG. 3C shows a blue (B) emission state. In the figure, the exposure period T of each color, the distance a in which the medium S moves during the exposure period T, and the observation width b in the x direction (vertical direction) of each sensor element of the sensor module 14 are shown.

図3(a)は、赤の発光下で媒体Sを読み取る最初の瞬間を示す。媒体Sが読み取られる幅(R(1)と表示)は“b”となる。
図3(b)は、赤の発光下で1ライン分を読み取った後、次の緑の発光下でセンサ素子の読取りに切り替わった時点を示す。図4(a)から(b)に進む間に、媒体Sは距離aだけ進んでいる。従って、センサ素子が赤色で読み取ったx方向の幅(観測ラインの幅)は、a+bとなる。
FIG. 3 (a) shows the first moment of reading the medium S under red light emission. The width (indicated as R (1)) by which the medium S is read is “b”.
FIG. 3B shows a time point when the sensor element is switched to reading under the next green emission after reading one line under the red emission. While proceeding from FIG. 4A to FIG. 4B, the medium S has advanced a distance a. Therefore, the width in the x direction (observation line width) read by the sensor element in red is a + b.

図3(c)は、緑の発光下で1ライン分を読み取った後、次の青の発光下でセンサ素子の読取りに切り替わった時点を示す。図4(b)から(c)に進む間に、媒体Sはさらに距離aだけ進む。従って、センサ素子が緑色で読み取ったx方向の幅(観測ラインの幅)は、a+bとなる。このとき、センサ素子が赤色で読み取った部分の先端は、センサ素子の観測幅の右端(x1で示す)よりも、2aだけ進んでいる。ここで、赤の光でセンサ素子が読み取った観測ラインの幅はa+bであるから、後端のb−a(=a+b−2a)だけが、まだセンサ素子の下を通過中ということになる(図3(c)参照)。   FIG. 3C shows a point in time when the reading is switched to reading of the sensor element under the next blue light emission after reading one line under the green light emission. While proceeding from FIG. 4B to FIG. 4C, the medium S further proceeds by the distance a. Therefore, the width in the x direction (the width of the observation line) read by the sensor element in green is a + b. At this time, the tip of the portion read by the sensor element in red is advanced by 2a from the right end (indicated by x1) of the observation width of the sensor element. Here, since the width of the observation line read by the sensor element with red light is a + b, only the rear end ba − (= a + b−2a) is still passing under the sensor element ( (Refer FIG.3 (c)).

図3(d)は、青の発光下で、センサ素子で1ライン分を読み取った後、次の赤の発光下でセンサ素子での読取りに切り替わる瞬間を示す。図3(c)から(d)に進む間に、媒体Sはさらに距離aだけ進む。このとき、「前の」赤の発光下でセンサ素子が読み取った部分の後端は、センサ素子の観測幅の右端x1よりも、3a−(a+b)だけ進んでいる。この時点で赤の発光下で、次の媒体Sを読み取る(R(2)と表示)。   FIG. 3D shows the moment when the sensor element is read for one line under blue light emission and then switched to reading with the sensor element under the next red light emission. While proceeding from FIG. 3C to FIG. 3D, the medium S further proceeds by the distance a. At this time, the rear end of the portion read by the sensor element under “front” red emission is advanced by 3a− (a + b) from the right end x1 of the observation width of the sensor element. At this time, the next medium S is read under red light emission (displayed as R (2)).

図3(e)は、赤の光でセンサ素子が読み取った観測ラインの露光量の分布を表わすグラフである。当該部分の右端から計測して距離aに至るまで、露光量は徐々に上がっていき、距離aの地点から距離(b−a)の地点までの間の露光量はピークとなり、距離(b−a)の地点から距離(a+b)の地点まで露光量は徐々に下がっていく。観測ラインの幅は(a+b)となる。   FIG. 3E is a graph showing the exposure amount distribution of the observation line read by the sensor element with red light. The exposure amount gradually increases until the distance a is measured from the right end of the portion, and the exposure amount between the point of the distance a and the point of the distance (ba) becomes a peak, and the distance (b− The exposure amount gradually decreases from the point a) to the point of distance (a + b). The width of the observation line is (a + b).

図3(d)から分かるように、「前の」赤の発光下でセンサ素子が読み取った部分の後端と、センサ素子の観測幅の右端x1との間に、3a−(a+b)の「赤で読み取られない部分」(“e”で示す)が存在する。この非読取り部分eが存在すると、赤の発光下でセンサ素子が読み取る観測ラインがx方向に不連続となり、図6に示したようなモアレが発生する要因となる。   As can be seen from FIG. 3 (d), between the rear end of the portion read by the sensor element under “front” red light emission and the right end x1 of the observation width of the sensor element, “3a− (a + b)” There is a portion (indicated by “e”) that cannot be read in red. If this non-reading portion e exists, the observation line read by the sensor element under red light emission becomes discontinuous in the x direction, which causes a moire as shown in FIG.

そこで、3a−(a+b)の「赤で読み取られない部分」が存在しないように、すなわち、3a−(a+b)=<0となるように、センサ素子のx方向の幅bを設定する。不等号3a−(a+b)=<0を書き換えると、b>=2aとなる。x方向の読取り解像度N(N=1/a)を用いればb>=2/Nとなる。
図4は、条件b=2aが満たされるときの、媒体Sが紙面左から右へx方向に移動する様子を示す模式図である。
Therefore, the width b in the x direction of the sensor element is set so that there is no “part that cannot be read in red” of 3a− (a + b), that is, 3a− (a + b) = <0. Rewriting the inequality sign 3a- (a + b) = <0 results in b> = 2a. If the reading resolution N in the x direction (N = 1 / a) is used, b> = 2 / N.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a state in which the medium S moves in the x direction from the left to the right on the paper surface when the condition b = 2a is satisfied.

図4(a)は、赤の発光下でセンサ素子が媒体Sを読み取る最初の瞬間を示す。媒体Sの読取りライン幅すなわち観測幅は“b”である(R(1)と表示)。図4(b)は、赤の発光下でセンサ素子が1ライン分を読み取った後、次の緑の発光下でセンサ素子が緑の読取りに切り替わる時点を示す。図4(a)から(b)に進む間に、媒体Sは距離aだけ進む。従って、赤の発光下でセンサ素子が読み取るx方向の幅は、a+bとなる。図4(c)は、緑の発光下でセンサ素子が1ライン分を読み取った後、次の青の発光下でセンサ素子の読取りに切り替わる時点を示す。図4(b)から(c)に進む間に、媒体Sはさらに距離aだけ進む。従って、緑の発光下でセンサ素子が読み取るx方向の幅は、a+bとなる。このとき、赤の発光下のセンサ素子が読み取った部分の先端は、センサ素子の観測幅の右端x1よりも、2aだけ進んでいる。ここで、赤の発光下のセンサ素子が読み取った部分の全幅はa+bであるから、後端のb−aの部分だけが、まだセンサ素子の下を通過中ということになる(図4(c))。   FIG. 4A shows the first moment when the sensor element reads the medium S under red light emission. The read line width, that is, the observation width of the medium S is “b” (indicated as R (1)). FIG. 4B shows a point in time after the sensor element reads one line under red light emission, the sensor element switches to green reading under the next green light emission. While proceeding from FIG. 4A to FIG. 4B, the medium S advances by a distance a. Therefore, the width in the x direction read by the sensor element under red light emission is a + b. FIG. 4C shows a time point when the sensor element reads one line under green light emission and then switches to reading the sensor element under the next blue light emission. While proceeding from FIG. 4B to FIG. 4C, the medium S further proceeds by the distance a. Therefore, the width in the x direction read by the sensor element under green light emission is a + b. At this time, the tip of the portion read by the sensor element under red light emission is advanced by 2a from the right end x1 of the observation width of the sensor element. Here, since the full width of the portion read by the sensor element under red light emission is a + b, only the portion b−a at the rear end is still passing under the sensor element (FIG. 4C). )).

図4(d)は、青の発光下でセンサ素子が1ライン分を読み取った後、次の赤の発光下でセンサ素子の読取りに切り替わる時点を示す。図4(c)から(d)に進む間に、媒体Sはさらに距離aだけ進む。このとき、「前の」赤の発光下のセンサ素子が読み取った部分の先端は、センサ素子の観測幅の右端x1よりも、3aだけ進んでいる。「前の」赤の発光下のセンサ素子が読み取った部分の後端は、センサ素子の観測幅の右端x1よりも、3a−(a+b)だけ進むことになるが、この実施例ではb=2aを想定しているので、3a−(a+b)=0となる。この時点で赤の発光下でセンサ素子が、次の媒体Sを読み取る(R(2)と表示)。   FIG. 4D shows a time point when the sensor element reads one line under blue light emission and then switches to reading the sensor element under the next red light emission. While proceeding from FIG. 4C to FIG. 4D, the medium S further proceeds by the distance a. At this time, the tip of the portion read by the sensor element under the “previous” red light emission is advanced by 3a from the right end x1 of the observation width of the sensor element. The rear end of the portion read by the sensor element under the “front” red light emission is advanced by 3a− (a + b) from the right end x1 of the observation width of the sensor element. In this embodiment, b = 2a. Therefore, 3a- (a + b) = 0. At this time, the sensor element reads the next medium S under red light emission (displayed as R (2)).

図4(e)は、赤の発光下のセンサ素子が読み取った部分の露光量を表わしたグラフである。当該部分の右端から計測して距離aに至るまで、露光量は徐々に上がっていき、距離aの地点から距離(b−a)の地点までの間の露光量はピークとなり、距離(b−a)の地点から距離(a+b)の地点まで露光量は徐々に下がっていく。
図4(d)から分かるように、「前の」赤の発光下のセンサ素子が読み取った部分の後端と、センサ素子の観測幅の右端x1との間に、「読み取られない部分」が存在しなくなる。この非読取り部分が存在しないので、赤の発光下のセンサ素子が読み取る観測ラインは連続的に存在することになり、図6に示したようなモアレは発生しなくなる。
FIG. 4E is a graph showing the exposure amount of the portion read by the sensor element under red light emission. The exposure amount gradually increases until the distance a is measured from the right end of the portion, and the exposure amount between the point of the distance a and the point of the distance (ba) becomes a peak, and the distance (b− The exposure amount gradually decreases from the point a) to the point of distance (a + b).
As can be seen from FIG. 4D, there is an “unreadable portion” between the rear end of the portion read by the “front” sensor element under red light emission and the right end x1 of the observation width of the sensor element. No longer exists. Since this non-reading portion does not exist, the observation lines read by the sensor elements under red light emission exist continuously, and the moire as shown in FIG. 6 does not occur.

なお、図4の例では、b=2aが満たされるときの、媒体Sが移動する様子を示したが、b>2aであってもよい。この場合、同一色の発光下でセンサ素子が読み取る観測ラインは、一部重なりながら、連続的に存在することになり、モアレの発生防止という効果を奏することができる。
以上の図4の実施例では、特定の色の発光素子に着目したときの発光の繰り返し回数を“3”とし、媒体Sを送りながらサイクリックに切り換えていた。このため、3a−(a+b)の非読取り部分が存在しないように、すなわち、3a−(a+b)=<0となるように、センサ素子のx方向の幅bを設定する必要があった。不等号3a−(a+b)=<0を書き換えると、b>=2aとなった。したがって、x方向の読取り解像度NをN本とすると、センサモジュール14のセンサ素子のx方向の観測幅bは、“2/N”以上である必要があった。
In the example of FIG. 4, the state in which the medium S moves when b = 2a is satisfied is shown, but b> 2a may be used. In this case, the observation lines read by the sensor elements under the same color of light emission are continuously present while partially overlapping, and an effect of preventing the occurrence of moire can be achieved.
In the embodiment of FIG. 4 described above, the number of repetitions of light emission when focusing on a light emitting element of a specific color is set to “3”, and the medium S is cyclically switched. Therefore, it is necessary to set the width b in the x direction of the sensor element so that there is no non-reading portion of 3a− (a + b), that is, 3a− (a + b) = <0. Rewriting the inequality sign 3a- (a + b) = <0 yielded b> = 2a. Therefore, when the reading resolution N in the x direction is N, the observation width b in the x direction of the sensor elements of the sensor module 14 needs to be “2 / N” or more.

しかし、特定の色の発光素子に着目したときの発光の繰り返し回数は3とは限らない。例えば“2”でもよい。このときは、2a−(a+b)の非読取り部分が存在しないように、すなわち、2a−(a+b)=<0となるように、センサ素子のx方向の幅bを設定する。不等号2a−(a+b)=<0を書き換えると、b>=aとなる。x方向の読取り解像度N(N=1/a)を用いればb>=1/Nとなる。したがって、x方向の読取り解像度NをN本とすると、センサモジュール14のセンサ素子のx方向の観測幅bは、前記“1/N”以上である必要がある。   However, the number of repetitions of light emission when focusing on a specific color light-emitting element is not necessarily three. For example, “2” may be used. At this time, the width b in the x direction of the sensor element is set so that there is no non-reading portion of 2a− (a + b), that is, 2a− (a + b) = <0. Rewriting the inequality sign 2a- (a + b) = <0 results in b> = a. If read resolution N in the x direction (N = 1 / a) is used, b> = 1 / N. Therefore, if the reading resolution N in the x direction is N, the observation width b in the x direction of the sensor elements of the sensor module 14 needs to be equal to or greater than the “1 / N”.

また特定の色の発光素子に着目したときの発光の繰り返し回数は“4”でもよい。上に説明したように赤外(IR)光源を含む場合、光源色の数は“4”となるが、この場合、4a−(a+b)=<0となるように、センサ素子のx方向の幅bを設定する。不等号4a−(a+b)=<0を書き換えると、b>=3aとなる。x方向の読取り解像度Nを用いればb>=3/Nとなる。   Further, the number of repetitions of light emission when focusing on a light emitting element of a specific color may be “4”. As described above, when an infrared (IR) light source is included, the number of light source colors is “4”. In this case, 4a− (a + b) = <0 so that 4a− (a + b) = <0. Set the width b. Rewriting the inequality sign 4a- (a + b) = <0 results in b> = 3a. If the reading resolution N in the x direction is used, b> = 3 / N.

一般に特定の色の発光素子に着目したときの発光の繰り返し回数をn(nは2以上の整数)とすると、前記媒体の移動方向に沿った観測幅bと、x方向の読取り解像度Nとの関係は、
b>=(n−1)/N・・・(1)
となる。
Generally, when the number of repetitions of light emission when focusing on a light emitting element of a specific color is n (n is an integer of 2 or more), an observation width b along the moving direction of the medium and a reading resolution N in the x direction Relationship
b> = (n−1) / N (1)
It becomes.

以下、数値例をあげる。y方向の配列ピッチpは、y方向の最大解像度を決定するものであるが、これは製造されるセンサ素子の製造サイズに相当する。普通90〜100μm程度に設定されている。
(a)最新の鑑別用途光学ラインセンサ装置のx方向の読取り解像度Nは2本〜12本/mmが用いられている。例えばx方向の解像度8本/mmで、特定の色の発光素子に着目したときの発光の繰り返し回数2で読み取る場合を想定する。モワレが出にくいためのセンサ画素のx方向の観測幅bは、前記(1)式を用いて計算し、125μm以上とすればよい。
The following are numerical examples. The arrangement pitch p in the y direction determines the maximum resolution in the y direction, which corresponds to the manufacturing size of the sensor element to be manufactured. Usually, it is set to about 90 to 100 μm.
(A) Latest discriminating application The reading resolution N in the x direction of the optical line sensor device is 2 to 12 / mm. For example, it is assumed that the number of repetitions of light emission is 2 at the resolution of 8 lines / mm in the x direction when attention is paid to a light emitting element of a specific color. The observation width b in the x direction of the sensor pixel, which is less likely to cause moire, is calculated using the above equation (1) and may be 125 μm or more.

(b)x方向の解像度8本/mmで、特定の色の発光素子に着目したときの発光の繰り返し回数3で読み取る場合を想定する。モワレが出にくいためのセンサ画素のx方向の観測幅bは、2/8=250μm以上とすればよい。
(c)x方向の解像度12本/mmで、特定の色の発光素子に着目したときの発光の繰り返し回数3で読み取る場合を想定する。モワレが出にくいためのセンサ画素のx方向の観測幅bは、2/12=167μm以上とすればよい。
(B) A case is assumed in which reading is performed with the number of repetitions of light emission 3 when focusing on a light emitting element of a specific color at a resolution of 8 lines / mm in the x direction. The observation width b in the x direction of the sensor pixel for preventing moire from occurring may be 2/8 = 250 μm or more.
(C) Assume a case where reading is performed with the number of repetitions of light emission 3 when focusing on a light emitting element of a specific color at a resolution of 12 lines / mm in the x direction. The observation width b in the x direction of the sensor pixel for preventing moire from occurring may be 2/12 = 167 μm or more.

通常、ラインセンサのy方向の1発光素子あたりの配列ピッチpは約90〜100μmであるので、本発明によれば、発光素子のサイズはその横幅に対し125μm以上、あるいは167μm以上の縦幅という、従来の正方形のセンサICチップでは想定できない、新規な長方形の形状が本発明の有効な手段となる。
本発明では、従来の正方形のセンサ形状にない新しい形状として、発光素子のサイズを、横幅に対しその1倍よりも大きな縦幅を持つ形状、長方形に限定する。
Usually, since the arrangement pitch p per light emitting element in the y direction of the line sensor is about 90 to 100 μm, according to the present invention, the size of the light emitting element is 125 μm or more, or a vertical width of 167 μm or more with respect to the lateral width. A novel rectangular shape that cannot be assumed by a conventional square sensor IC chip is an effective means of the present invention.
In the present invention, as a new shape that does not exist in the conventional square sensor shape, the size of the light-emitting element is limited to a shape and a rectangle having a vertical width larger than 1 times the horizontal width.

また、発光素子のサイズを、横幅に対しその1.25倍以上という長方形状が好ましい形状になる。さらに好ましくは、1.5倍以上になる。
図5は、ラインセンサのy方向の1発光素子あたりの配列ピッチpを0.1mmと仮定し、n=2と仮定したときの、観測幅bと読取り解像度Nとの関係を描いたグラフである。前記(1)式は双曲線で描かれている。「観測幅bがpよりも大きい」という領域は斜めハッチングで示されている。また、「観測幅bがpよりも大きく、かつ、b>=1/Nを満たす」領域はクロスハッチングで示されている。
In addition, a rectangular shape in which the size of the light emitting element is 1.25 times or more the width is a preferable shape. More preferably, it becomes 1.5 times or more.
FIG. 5 is a graph depicting the relationship between the observation width b and the reading resolution N when the arrangement pitch p per light emitting element in the y direction of the line sensor is assumed to be 0.1 mm and n = 2. is there. The equation (1) is drawn as a hyperbola. A region where “observation width b is larger than p” is indicated by oblique hatching. Further, the region where “the observation width b is larger than p and b> = 1 / N” is shown by cross hatching.

以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えばコストダウン目的の簡易型としてセンサモジュールを1本省略して片方の透過光源部のみとする組み合わせにも適用できる。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments. For example, the present invention can be applied to a combination in which one sensor module is omitted and only one transmissive light source unit is provided as a simple type for cost reduction purposes. In addition, various modifications can be made within the scope of the present invention.

12,13 検出ユニット
14,15 センサモジュール
19,23,24 発光源
27 信号処理部
30 判定部
S 有価証券、紙幣などの媒体
U ユニット本体
12, 13 Detection unit 14, 15 Sensor module 19, 23, 24 Light emission source 27 Signal processing unit 30 Determination unit S Medium such as securities, banknotes U Unit body

光学ラインセンサ装置は、偽造が巧妙化しセンサの検出信号処理技術が進歩するに伴って、対象媒体の表・裏・透過の3方位から画像を読み取るようにされる。
また光学ラインセンサ装置は、人間の可視光領域とともに、さらに可視領域外の紫外光及び赤外光を光源から照射して、可視光照射による色情報、紫外光照射による媒体の蛍光色情報など、少なくとも2以上の波長帯で画像を読み出すものが、最近の主流になっている。
The optical line sensor device reads an image from three directions of front, back, and transmission of a target medium as counterfeiting becomes more sophisticated and the detection signal processing technology of the sensor advances.
Moreover, the optical line sensor device irradiates ultraviolet light and infrared light outside the visible region from a light source together with the human visible light region, color information by visible light irradiation, fluorescent color information of the medium by ultraviolet light irradiation, etc. What reads an image in at least two or more wavelength bands has become the mainstream these days.

従来のセンサICチップは、可能な限りICのサイズを小さくする工夫が進められている。各センサICチップの横方向(一次元配列方向:この方向を副走査方向ということがある)のピッチ(画素ピッチ)は、要求される画素(「画素」とは媒体上で光学的に読み取る最小単位を言う)のサイズと関係があり、要求される画素のサイズに応じて決定される。しかし、センサICチップの縦方向(一次元配列方向と直角な方向、媒体の移動する方向:この方向を主走査方向ということがある)の長さ(観測幅に相当)は画素のサイズと必ずしも結びつかない。媒体上の縦方向の画素サイズは媒体の移動速度や露光時間の設定によって調整ができるからである。 Conventional sensor IC chips are being devised to reduce the size of the IC as much as possible. The pitch (pixel pitch) of each sensor IC chip in the horizontal direction (one-dimensional array direction : this direction may be referred to as the sub-scanning direction ) is the minimum required pixel (“pixel” is optically read on the medium). It is determined according to the required pixel size. However, the length (corresponding to the observation width) of the vertical direction of the sensor IC chip (the direction perpendicular to the one-dimensional array direction, the direction in which the medium moves : this direction may be referred to as the main scanning direction ) is not necessarily the size of the pixel. Not tied. This is because the vertical pixel size on the medium can be adjusted by setting the moving speed of the medium and the exposure time.

媒体を照らす光源は、通常、発光特性の違う複数の光源素子を備え、これらの光源素子を切り換えて色情報を得る構造となっている。媒体上の縦方向のライン密度(読取り解像度)は、媒体が移動中に切り換える光源色の数と、単位距離に何回データを取得したいかで決まる。例えば媒体の移動距離1mmあたり4回データを取得し、切り換える光源色の数が2であるとすると、読取り解像度は、8本/mmとなる。 A light source that illuminates a medium usually includes a plurality of light source elements having different light emission characteristics, and has a structure in which color information is obtained by switching these light source elements. The vertical line density ( reading resolution) on the medium is determined by the number of light source colors to be switched while the medium is moving and how many times data is to be acquired per unit distance. For example, when data is acquired four times per 1 mm of the moving distance of the medium and the number of light source colors to be switched is 2, the reading resolution is 8 lines / mm.

最近、信号処理の高速化により精度の高い画像を読み出すことが可能となり、さらに媒体の文字や番号までを識別して鑑別機能を向上させることが要望され、解像度が2本以上/mm、好ましくは媒体の数字や文字を読み取るために4本以上/mmの解像度が求められてきている。
ところが、有価証券や紙幣などの高度な鑑別機能を有する光学ラインセンサ装置を開発するにあたり、対象媒体の印刷パターンによって、読み出す画像の鑑別機能を阻害するモワレが発生する場合がある。モワレには、副走査方向(横方向)のモワレと主走査方向(縦方向)のモワレとがある。横方向のモワレは、直線上に等ピッチで配列された各センサ素子と縞模様の画像とが干渉を起こし、各センサ素子の光検出信号が周期的に変動する現象をいう。縦方向のモワレは、対象媒体が主操作方向に移動し、それを各センサ素子で周期的に読み取る場合に、センサの読み取りの周期と画像の主走査方向の縞模様とが干渉し、各センサ素子の光検出信号が時間周期的に変動する現象をいう。顕著なモワレが検出されれば、正確な画像が読みとれず鑑別機能を阻害する。
Recently, it has become possible to read highly accurate images by increasing the speed of signal processing, and further, it has been desired to improve the discrimination function by identifying even the characters and numbers of the medium, and the resolution is 2 or more / mm, preferably In order to read numbers and characters on a medium, a resolution of 4 lines / mm or more has been demanded.
However, when developing an optical line sensor device having an advanced discrimination function such as securities or banknotes, moire that inhibits the discrimination function of the read image may occur depending on the print pattern of the target medium. There are moire in the sub-scanning direction (horizontal direction) and moire in the main scanning direction (vertical direction). Moire in the horizontal direction refers to a phenomenon in which each sensor element arranged on a straight line at an equal pitch and a striped image cause interference, and a light detection signal of each sensor element fluctuates periodically. In the case of vertical moire, when the target medium moves in the main operation direction and is periodically read by each sensor element, the reading cycle of the sensor interferes with the stripe pattern in the main scanning direction of the image, and each sensor A phenomenon in which the light detection signal of the element fluctuates periodically. If a noticeable moire is detected, an accurate image cannot be read and the discrimination function is inhibited.

ワレは縦方向にも横方向にも発生し得るが、この明細書では、以下縦方向に発生するモワレを説明する。このモワレの発生原因を、図6を用いて説明する。図6のy方向はセンサモジュールのセンサ素子の配列(横方向)を示し、x方向は媒体の送り方向(縦方向)を示している。光源の色は、緑(G)→他の色→緑(G)→他の色という具合に、緑(G)が2回に1回、繰り返し発光されるものとする。センサモジュールのセンサ素子が断続的に読取り状態にされることにより、媒体上に縦方向1mmあたり本の緑色の観測ラインが発生している。すなわち、x方向の緑色の解像度は本/mmである。 Mode crack is that obtained also occurs in the transverse direction to the longitudinal direction, in this specification, explaining moire occurring below the longitudinal direction. The cause of this moire will be described with reference to FIG. The y direction in FIG. 6 indicates the arrangement (lateral direction) of the sensor elements of the sensor module, and the x direction indicates the medium feeding direction (vertical direction). As for the color of the light source, it is assumed that green (G) is repeatedly emitted once every two times, such as green (G) → other colors → green (G) → other colors. By intermittently reading the sensor element of the sensor module, four green observation lines are generated per 1 mm in the vertical direction on the medium. That is, the green resolution in the x direction is 4 lines / mm.

図6では、この観測ラインの右横に、入力される緑色の画像の縦方向の分布を示す。入力される画像は便宜的に正弦波形状とする。センサ素子で観測された緑色に対するセンサ出力信号を太い折れ線で示す。このように、周期性の画像を読む場合観測ラインと干渉してモアレが発生する。
ここで一つの発光ごとに媒体がx方向に進む距離を唐#、センサ素子の観測窓のx方向の幅を唐tとすると、観測ラインの縦方向の幅は(a+b)となる。緑(G)が2回に1回繰り返し発光されるので、観測ラインのx方向の緑色のピッチは2(a+b)となる。入力される緑色画像のピッチを2(a+b)+δ(0<δ<a+b)とすると、発生する緑色に関するモアレのピッチ、よく知られたモアレに関する理論により、4(a+b)2/δとなる。また観測ラインの濃淡の差が小さくなるほど、モワレの濃淡の差も小さくなり、目立たなくなることも、同理論からよく知られている。
In FIG. 6, the vertical distribution of the input green image is shown on the right side of the observation line. The input image has a sine wave shape for convenience. It shows the sensor output signal by a bold broken line for the observed green sensor element. Thus, when reading an image of a periodic moire is generated interferes with the observation line.
Here, if the distance that the medium travels in the x direction for each light emission is Tang # and the width in the x direction of the observation window of the sensor element is T, the vertical width of the observation line is (a + b). Since green (G) is emitted once every two times, the green pitch in the x direction of the observation line is 2 (a + b). When the pitch of the green image which is input 2 (a + b) + δ (0 <δ <a + b), the pitch of the moire regarding green generated by theory of well-known moiré, and 4 (a + b) 2 / δ Become. It is also well known from the theory that the smaller the difference in the shades of the observation line, the smaller the difference in the shades of moire.

この構成によれば、センサ素子の形状を、媒体が移動する方向にサイズを拡げて、センサ素子の一次元方向の長さと、媒体の移動方向に沿った長さとの比率を、1より大きくしている。[背景技術]で述べたように、従来のセンサICチップのセンサ素子の形状は正方形あるいは縦方向(一次元配列方向と直角な方向)が短い長方形となっているが、本発明のセンサ素子は一次元方向の長さと、縦方向の長さとの比率が1より大きい、すなわち縦長になっているという、形状上の大きな特徴がある。現在センサ素子が読取っている観測ラインと、同一センサ素子が一つ前に読取った観測ラインとを重複させることが容易にできる。言い換えれば、センサ素子を縦に長くすれば、観測ラインの濃淡の差が小さくなり、モワレの濃淡の差も小さくなる。かくして、モワレ発生を軽減でき、鑑別可能な良質の画像が得られる。 According to this configuration, the size of the sensor element is increased in the direction in which the medium moves, and the ratio of the length in the one-dimensional direction of the sensor element to the length in the direction of movement of the medium is greater than 1. ing. As described in [Background Art], the shape of the sensor element of the conventional sensor IC chip is a square or a rectangle with a short vertical direction (a direction perpendicular to the one-dimensional array direction). There is a significant feature in the shape that the ratio between the length in the one-dimensional direction and the length in the vertical direction is larger than 1, that is, the length is long. It is possible to easily overlap the observation line currently read by the sensor element with the observation line previously read by the same sensor element. In other words, if the sensor element is lengthened vertically, the difference in light and shade of the observation line becomes smaller, and the difference in light and shade of moire becomes smaller. Thus, the occurrence of moire can be reduced and a good-quality image that can be identified is obtained.

前記センサ素子の前記観測幅bと、前記媒体の単位移動距離あたり前記複数の光を時間的に切換える回数である読取り解像度Nと、この中で特定の色の光に着目したとき、一度発光してから次に発光するまでに切り替える数をn(nは2以上の整数)としたとき、これらの関係が、
b>=(n−1)/N・・・(1)
の式を満たすことが好ましい。この構成によれば、現在センサ素子が読取っている観測ラインと、同一センサ素子が一つ前に読取った当該色の観測ラインとを、確実に重複させることができる。すなわち、こうすることによって、観測ラインの濃淡の差が小さくなり、モワレが目立たなくなる。
When the observation width b of the sensor element, the reading resolution N that is the number of times the plurality of lights are switched over time per unit moving distance of the medium, and light of a specific color among them, light is emitted once. When n is the number of switches from when the light is emitted to the next time (n is an integer of 2 or more) , these relationships are
b> = (n−1) / N (1)
It is preferable to satisfy the formula: According to this configuration, it is possible to reliably overlap the observation line currently read by the sensor element and the observation line of the color read by the same sensor element last time. In other words, by doing this, the difference in the shade of the observation line becomes small, and the moire becomes inconspicuous.

以上の構成により、センサモジュール14は、ロッドレンズアレイ25を介して、ユニット本体Uの一側となる透光カバー17の外側に設定された検出エリアR1に存在する画像を結像することができる。
また、ユニット本体U内には、ロッドレンズアレイ25と並んで、検出エリアR1に向けて斜めに光を照射することのできる細長い形状の発光源19が設けられている(図1において光の方向を一点鎖線で示す)。この発光源19は、ユニット本体Uの長さ(y)方向に沿って、センサモジュール14及びロッドレンズアレイ25と平行な状態で筐体16に取り付けられている。
With the above configuration, the sensor module 14 can form an image existing in the detection area R <b> 1 set outside the translucent cover 17 on one side of the unit body U via the rod lens array 25. .
In addition, in the unit main body U, an elongated light source 19 that can irradiate light obliquely toward the detection area R1 is provided along with the rod lens array 25 (the direction of light in FIG. 1). Is indicated by a one-dot chain line ). The light source 19 is attached to the housing 16 in a state parallel to the sensor module 14 and the rod lens array 25 along the length (y) direction of the unit body U.

この発光源19は、センサモジュール14とほぼ同等以上の長さの、細長い形状のガラス等の透明材料からなる光ガイド38と、光ガイド38内に照射する半導体素子からなる発光素子29とを有している。光ガイド38では発光素子29から照射された光が検出エリアR1に向けて出射される。
さらに筐体16には、図1に示すように、光ガイド38から出射する光を検出エリアR1に導くための反射板部34が設けられている。この反射板部34もユニット本体Uと同様、長さ(y)方向に細長い形状をなし、長さ(y)方向に沿った平行な溝を有し、この溝に発光体19を収容している。発光体19を収容する溝の片面は、光ガイド38から厚さ(−z)方向に離れるに従ってホーン状に広がるが、該溝の他面は水平に切断されている。これは光ガイド38からの照射光が検出エリアR1まで進むときに障害にならないようにするためである。
The light source 19 includes a light guide 38 made of a transparent material such as an elongated glass having a length substantially equal to or longer than that of the sensor module 14 and a light emitting element 29 made of a semiconductor element that irradiates the light guide 38. is doing. In the light guide 38, the light irradiated from the light emitting element 29 is emitted toward the detection area R1.
More housing 16, as shown in FIG. 1, the reflective plate portion 34 for guiding light emitted from the light guide 3 8 in the detection area R1 is provided. Like the unit body U, the reflecting plate portion 34 has an elongated shape in the length (y) direction and has a parallel groove along the length (y) direction. The light emitter 19 is accommodated in the groove. Yes. One side of the groove for accommodating the light emitter 19 has a thickness from the light guide 3 8 (-z) spreads the horn shape as the distance in the direction, the other surface of the groove being cut horizontally. This is to avoid an obstacle when irradiating light from the light guide 3 8 proceeds to the detection area R1.

各発光素子29A〜29Eは、異なる波長領域の光を光ガイド38内に照射可能とされており、このため各素子に電圧を印加する電極端子を選択することにより発光素子29A〜29Eを、時間的に切り替えて発光できる回路構成となっている。
なお、筐体16には、その内部においてセンサモジュール14へ発光体19の光が漏れるのを防止するための底壁部35が形成されており、この底壁部35にはセンサモジュール14の光路にのみ開口部が形成され、この開口部にロッドレンズアレイ25が取り付けられている。前述の反射板部34とこの底壁部35とは、図1に示すように一体に形成されていても良い。
Each light-emitting element 29A~29E is capable irradiated with light of different wavelength regions in the light guide 3 in 8, the light emitting element 29A~29E by selecting the electrode terminal for applying a voltage to this end each element The circuit configuration can emit light by switching over time.
The casing 16 is formed with a bottom wall portion 35 for preventing light from the light emitter 19 from leaking to the sensor module 14 inside, and the bottom wall portion 35 has an optical path of the sensor module 14. An opening is formed only in the opening, and the rod lens array 25 is attached to the opening. The reflection plate portion 34 and the bottom wall portion 35 may be integrally formed as shown in FIG.

媒体Sがx方向に移動する間に、信号処理部27において、一列に並べられたセンサ素子を露光周期Tにわたって露光することによって、媒体Sの面上にy方向に沿った所定幅の観測ラインを設定することができる。x方向に沿った観測ラインの幅は、前記距離aと、センサ素子の観測幅bとの和(a+b)となる。
各発光素子29A〜29Eは、各素子に電圧を印加する電極端子を選択することにより、時間的に切り替えて発光されるものとする。ここで特定の色の発光素子に着目し、その発光素子が繰り返し発光される回数(何回に1回発光するか)を、その発光素子を次に発光させるまでに切り替える数nで表す。例えば、緑(G)の発光素子に注目し、緑(G)→他の色→緑(G)→他の色という具合に、緑(G)が2回に1回繰り返し発光される場合、n=2となる。緑(G)→他の色→他の色→緑(G)→他の色→他の色→緑(G)という具合に、緑(G)が3回に1回繰り返し発光される場合、n=3となる。
While the medium S moves in the x direction, the signal processing unit 27 exposes the sensor elements arranged in a line over the exposure period T, whereby an observation line having a predetermined width along the y direction on the surface of the medium S. Can be set. The width of the observation line along the x direction is the sum (a + b) of the distance a and the observation width b of the sensor element.
Each of the light emitting elements 29A to 29E is assumed to emit light while being switched in time by selecting an electrode terminal that applies a voltage to each element. Here, paying attention to a light emitting element of a specific color, the number of times that the light emitting element emits light repeatedly (how many times it emits once) is represented by a number n that is switched until the light emitting element emits light next time. For example, when attention is paid to a green (G) light emitting element and green (G) is emitted once every two times, such as green (G) → other color → green (G) → other color, n = 2. If green (G) is emitted once every three times, such as green (G)-> other colors-> other colors-> green (G)-> other colors-> other colors-> green (G) n = 3.

図3(a)は、赤の発光下で媒体Sを読み取る最初の瞬間を示す。媒体Sが読み取られる幅(R(1)と表示)は唐tとなる。
図3(b)は、赤の発光下で1ライン分を読み取った後、次の緑の発光下でセンサ素子の読取りに切り替わった時点を示す。図(a)から(b)に進む間に、媒体Sは距離aだけ進んでいる。従って、センサ素子が赤色で読み取ったx方向の幅(観測ラインの幅)は、a+bとなる。
FIG. 3 (a) shows the first moment of reading the medium S under red light emission. The width (indicated as R (1)) in which the medium S is read is t.
FIG. 3B shows a time point when the sensor element is switched to reading under the next green emission after reading one line under the red emission. While advances in Figure 3 (a) (b), the medium S is advanced by a distance a. Therefore, the width in the x direction (observation line width) read by the sensor element in red is a + b.

図3(c)は、緑の発光下で1ライン分を読み取った後、次の青の発光下でセンサ素子の読取りに切り替わった時点を示す。図(b)から(c)に進む間に、媒体Sはさらに距離aだけ進む。従って、センサ素子が緑色で読み取ったx方向の幅(観測ラインの幅)は、a+bとなる。このとき、センサ素子が赤色で読み取った部分の先端は、センサ素子の観測幅の右端(x1で示す)よりも、2aだけ進んでいる。ここで、赤の光でセンサ素子が読み取った観測ラインの幅はa+bであるから、後端のb−a(=a+b−2a)だけが、まだセンサ素子の下を通過中ということになる(図3(c)参照)。 FIG. 3C shows a point in time when the reading is switched to reading of the sensor element under the next blue light emission after reading one line under the green light emission. While advances in Figure 3 (b) (c), the medium S is advanced by further distance a. Therefore, the width in the x direction (the width of the observation line) read by the sensor element in green is a + b. At this time, the tip of the portion read by the sensor element in red is advanced by 2a from the right end (indicated by x1) of the observation width of the sensor element. Here, since the width of the observation line read by the sensor element with red light is a + b, only the rear end ba − (= a + b−2a) is still passing under the sensor element ( (Refer FIG.3 (c)).

図3(d)は、青の発光下で、センサ素子で1ライン分を読み取った後、次の赤の発光下でセンサ素子での読取りに切り替わる瞬間を示す。図3(c)から(d)に進む間に、媒体Sはさらに距離aだけ進む。このとき、「前の」赤の発光下でセンサ素子が読み取った部分の後端は、センサ素子の観測幅の右端x1よりも、e=3a−(a+b)だけ進んでいる。この時点で赤の発光下で、次の媒体Sを読み取る(R(2)と表示)。 FIG. 3D shows the moment when the sensor element is read for one line under blue light emission and then switched to reading with the sensor element under the next red light emission. While proceeding from FIG. 3C to FIG. 3D, the medium S further proceeds by the distance a. At this time, the rear end of the portion read by the sensor element under “front” red emission is advanced by e = 3a− (a + b) from the right end x1 of the observation width of the sensor element. At this time, the next medium S is read under red light emission (displayed as R (2)).

一般に特定の色の発光素子に着目したとき、一度発光してから次に現れるまでに切り替える数をn(nは2以上の整数)とすると、前記媒体の移動方向に沿った観測幅bと、x方向の読取り解像度Nとの関係は、
b>=(n−1)/N・・・(1)
となる。
In general, when paying attention to a light emitting element of a specific color, if the number to be switched between light emission once and appearing next is n (n is an integer of 2 or more), an observation width b along the moving direction of the medium, The relationship with the reading resolution N in the x direction is
b> = (n−1) / N (1)
It becomes.

Claims (4)

有価証券、紙幣などの媒体の鑑別を目的とする光学ラインセンサ装置において、
前記媒体の移動中に、スペクトル特性の相違する複数の光を時間的に切換えて、前記媒体に照射する光源と、
センサ素子が前記媒体の移動方向と異なる方向に一次元に配列され、前記媒体を透過若しくは反射した光を検出する受光部と、
前記受光部の光検出信号を処理することにより前記媒体の情報を判別する信号処理部とを有し、
前記各センサ素子の、前記媒体の移動方向に沿った観測幅bと、前記センサ素子が一次元に配列されているセンサ素子の配列ピッチpとの関係が、b>pの関係を満たす、光学ラインセンサ装置。
In the optical line sensor device for the purpose of identifying media such as securities, banknotes,
A light source that irradiates the medium by temporally switching a plurality of lights having different spectral characteristics during the movement of the medium;
A light receiving unit that detects light transmitted or reflected by the sensor element in a one-dimensional manner in a direction different from the moving direction of the medium;
A signal processing unit for determining information of the medium by processing a light detection signal of the light receiving unit;
The relationship between the observation width b of each sensor element along the moving direction of the medium and the arrangement pitch p of the sensor elements in which the sensor elements are arranged one-dimensionally satisfies the relationship b> p. Line sensor device.
b>=1.25p
の関係を満たす、請求項1に記載の光学ラインセンサ装置。
b> = 1.25p
The optical line sensor device according to claim 1, satisfying the relationship:
前記センサ素子の前記観測幅bと、前記媒体の単位移動距離あたり前記複数の光を時間的に切換える回数である読取り解像度Nと、前記複数の光を時間的に切換える中での特定のスペクトル特性の発光の繰り返し数n(nは2以上の整数)との関係が、
b>=(n−1)/N
の式を満たす、請求項1又は請求項2に記載の光学ラインセンサ装置。
The observation width b of the sensor element, a reading resolution N that is the number of times the plurality of lights are switched over time per unit moving distance of the medium, and a specific spectral characteristic during the time switching of the plurality of lights. The relationship with the number of repetitions of light emission n (n is an integer of 2 or more)
b> = (n−1) / N
The optical line sensor apparatus of Claim 1 or Claim 2 which satisfy | fills Formula.
センサモジュールを媒体に密着させて読み取る、等倍読取り方式を採用する、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の光学ラインセンサ装置。   The optical line sensor device according to any one of claims 1 to 3, which employs an equal magnification reading method in which a sensor module is read in close contact with a medium.
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