JP2016015031A - Optical line sensor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ライン光源から出射され、紙幣や有価証券などの紙葉類を反射又は透過した光を読取るための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 for reading light emitted from a line light source and reflected or transmitted through paper sheets such as banknotes and securities.
光学ラインセンサ装置は、紙葉類の鑑別などのために、紙葉類の色・模様などの認識をするために用いられる装置である。この光学ラインセンサ装置は、紙葉類を照明するためのライン光源と、そのライン光源から出射され紙葉類を透過又は反射した光を導くためのレンズアレイと、そのレンズアレイにより導かれた光を受光する受光部とを備えている。受光部は、レンズアレイを経て結像された反射画像あるいは透過画像を光電変換する機能を有する。 The optical line sensor device is a device used for recognizing the color / pattern of a paper sheet for the purpose of identifying the paper sheet. The optical line sensor device includes a line light source for illuminating a paper sheet, a lens array for guiding light emitted from the line light source and transmitted or reflected by the paper sheet, and light guided by the lens array. And a light receiving portion for receiving light. The light receiving unit has a function of photoelectrically converting a reflected image or a transmitted image formed through the lens array.
詳しく説明すると、従来の光学ラインセンサ装置では、紙葉類の形状、透かしなどを識別するために、ライン光源からの光を紙幣等に照射し、その透過光を電気信号に変換してこれらの画像を読み取る透過型の光学ラインセンサユニットと、紙葉類の表と裏の両面に、表面用のライン光源と裏面用のライン光源からの光を照射し、それぞれの反射光を電気信号に変換して、紙葉類の表と裏の図柄などを読み取る2台の反射型の光学ラインセンサユニットとを組み合わせている(特許文献1,2参照)。この構成によって、一度の搬送により、紙葉類の透過画像と紙葉類の表裏の反射画像を同時に読み取ることができる。
More specifically, in a conventional optical line sensor device, in order to identify the shape of paper sheets, watermarks, etc., light from a line light source is irradiated onto bills and the like, and the transmitted light is converted into electric signals to convert these light signals. A transmissive optical line sensor unit that reads images, and the front and back sides of paper sheets are irradiated with light from the front and back line light sources, and the reflected light is converted into electrical signals. Thus, two reflection-type optical line sensor units that read the front and back patterns of paper sheets and the like are combined (see
しかしながら、特許文献1,2に記載された従来の光学ラインセンサ装置では、紙葉類に向けて透過光を照射する透過用ライン光源と、その紙葉類の表面に向けて反射光を出射する反射用ライン光源とを個別に配置する必要があった。このため、光学ラインセンサ装置自体が大型化し、高価になるという問題があった。
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、1つのライン光源に透過用ライン光源及び反射用ライン光源の二つの機能を同時に持たせることにより、光学ラインセンサ装置を小型化して、効率的かつ経済的な光学ラインセンサ装置を提供することを目的とする。
However, in the conventional optical line sensor devices described in
The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, and an optical line sensor device is provided by simultaneously providing two functions of a transmission line light source and a reflection line light source in one line light source. An object of the present invention is to provide an optical line sensor device that is reduced in size and is efficient and economical.
本発明の光学ラインセンサ装置は、長手方向に延び所定の波長範囲の光を透過する材質で形成された導光体と、導光体の中に光を照射する光源部とを含んで構成されるライン光源とを備える。導光体には、その長手方向に沿って、出射方向の互いに異なる第1の出射面及び第2の出射面と、第1の出射面に対向し光拡散用の第1の拡散パターンが長手方向に沿って配置された第1の拡散パターン形成面と、第2の出射面に対向し光拡散用の第2の拡散パターンが長手方向に沿って配置され第2の拡散パターン形成面とが形成されている。さらに、第1の出射面から出射され被照射物に照射された透過光を収束する第1のレンズアレイと、第2の出射面から出射され被照射物に照射された反射光を収束する第2のレンズアレイと、第1のレンズアレイにより収束された光を受光し電気信号に変換する第1の受光部と、第2のレンズアレイにより収束された光を受光し電気信号に変換する第2の受光部とを備えるものである。 An optical line sensor device according to the present invention includes a light guide formed of a material that extends in a longitudinal direction and transmits light in a predetermined wavelength range, and a light source unit that emits light into the light guide. Line light source. The light guide has a first emission surface and a second emission surface that are different from each other in the emission direction, and a first diffusion pattern for light diffusion that is opposed to the first emission surface along the longitudinal direction. A first diffusion pattern formation surface arranged along the direction, and a second diffusion pattern formation surface opposite to the second emission surface, and a second diffusion pattern for light diffusion arranged along the longitudinal direction. Is formed. Furthermore, the first lens array that converges the transmitted light emitted from the first emission surface and irradiated on the irradiated object, and the first lens array that converges the reflected light emitted from the second emission surface and irradiated on the irradiated object. The second lens array, a first light receiving unit that receives the light converged by the first lens array and converts it into an electrical signal, and the first light receiving unit that receives the light converged by the second lens array and converts it into an electrical signal. And 2 light receiving parts.
この構成であれば、第1の出射面と第2の出射面とから、違った方向に光を出射させることができる。第1の出射面から出射され被照射物に照射された透過光を、第1のレンズアレイを通して第1の受光部で受けることができ、第2の出射面から出射され被照射物に照射された反射光を、第2のレンズアレイを通して第2の受光部で受けることができる。すなわち、導光体と光源部とを含んで構成される同一のライン光源によって、反射用ライン光源と透過用ライン光源とを共用させることができる。したがって、反射用ライン光源と透過用ライン光源とを共用できなかった従来の光学ラインセンサ装置と比べて、光学ラインセンサ装置の小型化と低廉化とが達成できる。 With this configuration, light can be emitted in different directions from the first emission surface and the second emission surface. The transmitted light emitted from the first emission surface and applied to the irradiated object can be received by the first light receiving unit through the first lens array, and emitted from the second emission surface and applied to the irradiated object. The reflected light can be received by the second light receiving unit through the second lens array. That is, the same line light source including the light guide and the light source unit can share the reflection line light source and the transmission line light source. Therefore, the optical line sensor device can be reduced in size and cost compared to the conventional optical line sensor device that cannot share the reflection line light source and the transmission line light source.
第1の出射面及び第2の出射面のいずれか若しくは両方がレンズの形状を有することが好ましい。この構造により、第1の出射面と第2の出射面とから出射される光の分離が容易に達成できる。
なお、拡散パターンは印刷拡散パターンなど、光源部から導光された光を第1又は第2の出射面に反射するものであれば、その構造は限定されない。例えば、第1の拡散パターン及び第2の拡散パターンのいずれか若しくは両方が、複数のプリズムで構成されていてもよい。複数のプリズム拡散パターンにて構成することで、効率よく均一に光を出射面に照射することができる。
It is preferable that one or both of the first emission surface and the second emission surface have a lens shape. With this structure, it is possible to easily achieve separation of light emitted from the first emission surface and the second emission surface.
The structure of the diffusion pattern is not limited as long as it reflects the light guided from the light source unit to the first or second emission surface, such as a printing diffusion pattern. For example, either or both of the first diffusion pattern and the second diffusion pattern may be composed of a plurality of prisms. By configuring with a plurality of prism diffusion patterns, light can be efficiently and uniformly irradiated onto the exit surface.
導光体を保持する保持部材をさらに備え、保持部材の導光体に対向する表面が光を散乱させる部材で構成されていてもよい。そのようにすることで、拡散パターンを通り抜けてしまった光が保持部材の表面に当たって散乱又は反射し、導光体の中に戻すことができる。なお、光を散乱させる部材は、拡散パターンの下にあればよく、その他の部分について保持部材は空洞でもよい。 The holding member which hold | maintains a light guide may be further provided, and the surface facing the light guide of a holding member may be comprised with the member which scatters light. By doing so, the light that has passed through the diffusion pattern strikes the surface of the holding member, is scattered or reflected, and can be returned to the light guide. In addition, the member which scatters light should just be under a diffusion pattern, and a holding member may be a cavity about other parts.
保持部材の導光体に対向する表面は、白色部材で形成されていてもよい。例えば300nm-1000nmの波長で反射するもので形成する。そのようにすることで光源部から入射された光を、すべて導光体の中に戻し、出射方向に照射することができる。
また、保持部材は、第1の拡散パターンに対向する表面で、所定の第1の波長の光を反射するが、第1の波長と異なる所定の第2の波長の光を反射しない色を有し、第2の拡散パターンに対向する面で、第2の波長の光を反射するが、第1の波長の光を反射しない色を有し、光源部は、少なくとも第1の波長と第2の波長を含む光を照射する発光素子を有するものであってもよい。
The surface of the holding member facing the light guide may be formed of a white member. For example, it is made of a material that reflects at a wavelength of 300 nm to 1000 nm. By doing so, all the light incident from the light source unit can be returned to the light guide and irradiated in the emission direction.
The holding member has a color that reflects light of a predetermined first wavelength on the surface facing the first diffusion pattern, but does not reflect light of a predetermined second wavelength different from the first wavelength. The light source part has a color that reflects light of the second wavelength on the surface facing the second diffusion pattern but does not reflect light of the first wavelength, and the light source unit includes at least the first wavelength and the second wavelength. It may have a light emitting element that irradiates light having a wavelength of.
この構成によれば、同一の光源部からの出射により、第1の出射面からと第2の出射面から異なる波長の光を照射することができる。
また、光源部について、複数の波長の光を時分割で点灯する点灯手段を設けることにより、様々な波長の光を時分割に照射し、さらに保持部材の色との組み合わせることで、少ない点灯拡散パターンで、様々な波長の光を第1出射面や第2の出射面に照射することができる。
According to this configuration, light having different wavelengths can be emitted from the first emission surface and from the second emission surface by emission from the same light source unit.
In addition, by providing lighting means that lights multiple wavelengths of light in a time-division manner for the light source unit, it is possible to irradiate light of various wavelengths in a time-division manner and further combine with the color of the holding member to reduce lighting diffusion. With the pattern, it is possible to irradiate the first emission surface and the second emission surface with light of various wavelengths.
第1のレンズアレイと第1の受光部とを、搬送路の一方の側に配置し、第2のレンズアレイと第2の受光部とを、搬送路の他方の側に配置し、ライン光源を搬送路の一方の側に配置した構造であれば、ライン光源の第1出射面から出射された光で紙葉類の透過光を、ライン光源の第2出射面から出射された光で紙葉類の反射光を読み取ることができる。
第1のレンズアレイと第1の受光部とを、搬送路の一方の側に配置し、第2のレンズアレイと第2の受光部とを、搬送路の他方の側に配置し、ライン光源を搬送路の両方の側にそれぞれ配置した構造であれば、一方のライン光源の第1出射面から出射された光で紙葉類の透過光を、一方のライン光源の第2出射面から出射された光で紙葉類の反射光を読み取ることができ、それと同時に、他方のライン光源の第1出射面から出射された光で紙葉類の透過光を、他方のライン光源の第2出射面から出射された光で紙葉類の反射光を読み取ることができる。
The first lens array and the first light receiving unit are arranged on one side of the conveyance path, the second lens array and the second light receiving unit are arranged on the other side of the conveyance path, and a line light source Is arranged on one side of the conveying path, the light transmitted from the first light exit surface of the line light source is used to transmit the transmitted light of the paper sheet, and the light emitted from the second light output surface of the line light source is used to change the paper. The reflected light of the leaves can be read.
The first lens array and the first light receiving unit are arranged on one side of the conveyance path, the second lens array and the second light receiving unit are arranged on the other side of the conveyance path, and a line light source Are arranged on both sides of the conveying path, the light emitted from the first emission surface of one line light source is emitted from the second emission surface of one line light source. The reflected light of the paper sheet can be read with the emitted light, and at the same time, the transmitted light of the paper sheet is emitted from the first emission surface of the other line light source, and the second emission of the other line light source. The reflected light of the paper sheet can be read with the light emitted from the surface.
搬送路の一方の側に配置されているライン光源の第1出射面から出射された光と、搬送路の他方の側に配置されているライン光源の第2出射面から出射された光とが、紙葉類の上下で同一部分に照射される構成であってもよい。
搬送路の一方の側に配置されているライン光源の第1出射面から出射された光の指向角が被照射物の搬送方向に対して垂直であってもよい。
The light emitted from the first emission surface of the line light source arranged on one side of the conveyance path and the light emitted from the second emission surface of the line light source arranged on the other side of the conveyance path are The structure may be such that the same part is irradiated on the top and bottom of the paper sheet.
The directivity angle of the light emitted from the first emission surface of the line light source arranged on one side of the conveyance path may be perpendicular to the conveyance direction of the irradiated object.
以上のように本発明によれば、1つのライン光源に透過用ライン光源及び反射用ライン光源の二つの機能を同時に持たせることにより、光学ラインセンサ装置を小型化して、省スペースで安価に、紙葉類の表裏両面の反射光と透過光とを同時に読み取ることができる。 As described above, according to the present invention, the optical line sensor device can be miniaturized by providing the two functions of the transmission line light source and the reflection line light source in one line light source at the same time. Reflected light and transmitted light on both sides of the paper sheet can be read simultaneously.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図されている。
<光学ラインセンサ装置>
図1は、有価証券や紙幣などの紙葉類S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。紙葉類Sを搬送するための搬送路11において、紙葉類Sは、搬送方向xに沿った姿勢で直線状に搬送される。光学ラインセンサ装置は、搬送路11を挟んで両側に対向配置されるセンサユニット12,13を有している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
<Optical line sensor device>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an optical line sensor device that detects an image of a paper sheet S such as securities or banknotes. In the
両方のセンサユニット12,13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。
下側のセンサユニット12は、上方向に開口部が設けられた細長い箱状の筐体14と、この筐体14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18と、筐体14の中に収納されたユニット本体Uとで構成される。
Both
The
筐体14は、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りが施されている。この面取りは紙葉類Sがセンサユニット12,13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。
透光カバー18の材質はライン光源6から出射される光を透過させるものであれば良く、例えばアクリル樹脂やシクロオレフィン系樹脂などといった透明の樹脂であってもよい。
The
The material of the
センサユニット12のユニット本体U内には、透光カバー18に対し反対側に基板20が設置され、その上に受光部24と点灯駆動回路28とが配置されている。この基板20はフェノール、ガラスエポキシなどで形成された薄い絶縁板であり、その裏面若しくは内層に銅箔からなる配線パターンが形成されている。
ライン光源6の両端の端子31を基板20の各所に形成された孔に挿入し、基板20の裏面において半田などで配線拡散パターンと接合することにより、ライン光源6を基板20に搭載し固定することができるとともに、点灯駆動回路28から基板裏面の配線パターンを通してライン光源部6に点灯電力を供給してその発光を駆動・制御することができる。
In the unit main body U of the
受光部24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14の中に取り付けられている。この受光部24は、その画像検出方向を透光カバー18に向けている。
受光部24は基板20に実装され、光を受けて光電変換により電気出力として画像を読取る受光素子を含んで構成されている。受光素子の材質・構造は特に規定されるものではなく、アモルファスシリコン、結晶シリコン、CdS、CdSeなどを用いたフォトダイオードやフォトトランジスタを配置したものであってもよい。またCCD(Charge Coupled Device)リニアイメージセンサであってもよい。さらに受光部24として、フォトダイオードやフォトトランジスタ、駆動回路及び増幅回路を一体としたIC(Integrated Circuit)を複数個並べた、いわゆるマルチチップ方式のリニアイメージセンサを用いることもできる。
Similarly to the unit main body U, the
The
さらにユニット本体U内には、長さ(y)方向に細長い形状のレンズアレイ26が、受光部24と平行に配置されている。このレンズアレイ26は、紙葉類Sの反射画像を受光部24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。レンズアレイ26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受光部24に全体的に重ね合わせた状態で、筐体14に取り付けられている。
Further, a
レンズアレイ26は、セルフォックレンズアレイ(登録商標:日本板硝子製)などのロッドレンズアレイを用いることができる。本発明の実施の形態では、レンズアレイ26の倍率は1(正立)に設定されている。
レンズアレイ26は、受光部24に取り込む画像の検出エリア(観測ライン)を、透光カバー18よりも所定距離外側に設定しており(図1においてこの観測ラインをR1で示す)、観測ライン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。この観測ラインR1と受光部24とを含む面はx軸に垂直となる。
The
In the
他方のセンサユニット13は、センサユニット12とは、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。すなわちセンサユニット13には、細長い箱状の筐体15の上方向に開口部が設けられ、この筐体15にその開口部を閉塞させるように透光カバー19が取り付けられている。センサユニット13とセンサユニット12とは透光カバー18,19の主面同士を搬送路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ている。
The
センサユニット13のユニット本体U内には、長さ(y)方向に細長い形状のレンズアレイ27が受光部25と平行に配置されている。このレンズアレイ27は、紙葉類Sの透過画像を受光部25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。レンズアレイ27は、センサユニット13のユニット本体Uの幅(x)方向及び長さ(y)方向における位置を受光部25に全体的に重ね合わせた状態で、筐体15に取り付けられている。
In the unit main body U of the
レンズアレイ27は、受光部25に取り込む画像の検出エリア(観測ライン)を、透光カバー19よりも所定距離外側に設定しており(図1においてこの観測ラインをR2で示す)、この観測ラインR2と受光部25とを結んだ線はz軸に平行となる。なお、観測ラインR2もセンサユニット13のユニット本体Uと同様、長さ(y)方向に細長い領域となっている。
In the
センサユニット13のユニット本体U内には、透光カバー19に対し反対側に基板21が設置され、その上に受光部25が配置されている。受光部25の構造は、今まで説明したものと異なるところはない。
この構成により、図1における上側のセンサユニット13の受光部25が、下側のセンサユニット12の、観測ラインR2における透過画像を検出可能となる。また、図1における図示下側のセンサユニット12の受光部24はライン光源6から照射された観測ラインR1の反射画像を検出可能となる。
In the unit main body U of the
With this configuration, the
従来の光ラインセンサ装置では2方向に照射するため別々の1つのライン光源が必要であったため、搬送方向xの光ラインセンサ装置の厚みを薄くできなかったが、本発明では、1つのライン光源6で2方向に照射することができるため、光ラインセンサ装置を、搬送方向xに対して、薄く実現することができる。
図2は、図1のセンサユニット13に代えて、センサユニット12と同じ構成を持つセンサユニット13′を採用した光学ラインセンサ装置の概略構成を示す。この光学ラインセンサ装置によれば、上側のセンサユニット13′のライン光源7が、観測ラインR1,R2に向けてそれぞれ光を照射することができる。下側のセンサユニット12の受光部24は、観測ラインR1 における透過画像を検出することが可能となり、また、センサユニット13′の受光部25はライン光源7から照射された観測ラインR2の反射画像を検出することが可能となる。したがって、紙葉類Sの一回の搬送で、紙葉類Sの各観測ラインR1,R2における透過画像、紙葉類Sの観測ラインR2における上面の反射画像、紙葉類Sの観測ラインR1における下面の反射画像を検出することができる。
In the conventional optical line sensor device, since one separate line light source is necessary for irradiation in two directions, the thickness of the optical line sensor device in the transport direction x cannot be reduced. However, in the present invention, one line light source is used. 6 can irradiate in two directions, so that the optical line sensor device can be made thin with respect to the transport direction x.
FIG. 2 shows a schematic configuration of an optical line sensor device that employs a
なお、この場合、ライン光源6,7は、搬送中、同時に点灯させないで、時間的に交互に分割して点灯させることが好ましい。この時分割点灯の効果を、後に図8、図9を用いて説明する。
<ライン光源>
センサユニット12のライン光源6は、図1に示すように、ユニット本体Uの長さ(y)方向に沿って、受光部24及びレンズアレイ26と平行な状態で筐体14に取り付けられている。
In this case, it is preferable that the
<Line light source>
As shown in FIG. 1, the line
図3は、光学ラインセンサ装置におけるライン光源6の外観を概略的に示す斜視図である。図4はライン光源6の各構成部材の分解斜視図である。
ライン光源6は、長手方向Lに沿って延びる透明な導光体1と、長手方向Lの一方の端面付近に設けられた光源部3と、長手方向Lの他方の端面付近に設けられた光源部4と、導光体1の各側面(底側面1a及び側面1b)を保持するための保持部材2と、底側面1aと側面1bとの間に斜めに形成された光拡散パターン形成面1gに形成され、光源部3及び光源部4から導光体1の端面1e,1fに入射され導光体1の中を進む光を拡散・屈折させて、導光体1の光出射側面1c,1dから出射させるための光拡散パターンP1と、底側面1aに形成され、光源部3及び光源部4から導光体1の端面1e,1fに入射され導光体1の中を進む光を拡散・屈折させて、導光体1の光出射側面1dから出射させるための光拡散パターンP2とを有している。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing the appearance of the line
The line
なお、光源部3、光源部4は両方備えることは必須でなく、光源部3、光源部4の片方のみを備える構成であってもよい。
導光体1は、アクリル樹脂などの光透過性の高い樹脂、あるいは光学ガラスで形成されている。なお、光源部として紫外光を発光する光源部を用いる場合は、導光体1の材料として、紫外光に対する減衰が比較的少ないフッ素系樹脂あるいはシクロオレフィン系樹脂が好ましい。
In addition, it is not essential to provide both the
The
導光体1は、細長い柱状であり、その長手方向Lに直交する断面は、長手方向Lのどの切り口においても、実質的に同じ形状、同じ寸法をしている。また導光体1のプロポーション、すなわち導光体1の長手方向Lの長さと、その長手方向Lに直交する断面の高さHとの比率は10よりも大きく、好ましくは30よりも大きい。例えば導光体1の長さが200mmであれば、その長手方向Lに直交する断面の高さHは5mm程度である。
The
導光体1の側面は、光拡散パターン形成面1g(図4において導光体1の斜めカット面に相当)、底側面1a、側面1b、光出射側面1c,1dの5つの側面からなる。底側面1a、側面1b、光拡散パターン形成面1g は平面形状であり、光出射側面1c,1dはレンズの集光効果を持たせるために外向きに滑らかな凸の曲線状に形成されている。
光拡散パターン形成面1g上の光拡散パターンP1は、一定の幅を維持して、導光体1の長手方向Lに沿って一直線状に延びている。底側面1a上の光拡散パターンP2は、一定の幅を維持して、導光体1の長手方向Lに沿って一直線状に延びている。これらの光拡散パターンP1,P2の長手方向Lに沿った寸法は、イメージセンサの読取長(つまり受光部24の読取領域の幅)よりも長くなるように形成されている。
The side surface of the
The light diffusion pattern P1 on the light diffusion
光出射側面1cは、導光体1の断面で見て、光拡散パターン形成面1g上の光拡散パターンP1の対角位置に、外向きに滑らかな凸レンズ状に形成されている。
光出射側面1dは、導光体1の断面で見て、底側面1a上の光拡散パターンP2の対角位置に、外向きに滑らかな凸レンズ状に形成されている。
この光拡散パターンP1により、導光体1の端面1e,1fから入射され、導光体1の内部を長手方向Lに伝搬する光を屈折・拡散させ、長手方向Lに沿ってほぼ一様の明るさで光出射側面1cから照射することができる。また光出射側面1cが外向きに滑らかな凸レンズ状に形成されていることから、照射されるビームの集光度(長手方向Lに垂直な面内での集光度)を上げることができる。
The light
The light emitting
The light diffusion pattern P1 refracts and diffuses light that is incident from the end faces 1e and 1f of the
また、光拡散パターンP2により、導光体1の端面1e,1fから入射され、導光体1の内部を長手方向Lに伝搬する光を屈折・拡散させ、長手方向Lに沿ってほぼ一様の明るさで、かつ集光された状態で光出射側面1dから照射することができる。また光出射側面1dが外向きに滑らかな凸レンズ状に形成されていることから、照射されるビームの集光度(長手方向Lに垂直な面内での集光度)を上げることができる。
Further, the light diffusing pattern P2 refracts and diffuses light that is incident from the end faces 1e and 1f of the
このようにライン光源6は、図1に示すように、光出射側面1cを通して、観測ラインR1に向けて斜めに光を照射するとともに、光出射側面1dを通して、観測ラインR2に向けて直上に光を照射することができる(図1においてそれぞれの光の方向を一点鎖線で示す)。
保持部材2は、導光体1の光出射側面以外の側面より漏れ出す光を再び導光体1内に反射させるための半透明、又は不透明な部材である。例えば反射率の高い白色樹脂の成形品、又はその白色樹脂を塗布した樹脂の成形品であってもよい。または、保持部材2をステンレスやアルミニウムなどの金属体で形成してもよい。
In this way, as shown in FIG. 1, the line
The holding
保持部材2は、導光体1の長手方向Lに沿った細長い形状であり、導光体1の底側面1a及び側面1bを覆うことができるように、導光体1の底側面1aに対向する底面2a、導光体1の側面1bに対向する側面2bを有している。
これらの2つの側面2a,2bはそれぞれ平面をなしており、これらの2つの内面で断面がほぼ「L」の字状の凹部を形成するので、導光体1をこの凹部の中に設置することができる。この覆った状態で、保持部材2の底面2aが導光体1の底側面1aに当接し、保持部材2の側面2bが導光体1の側面1bに当接する。このため、保持部材2で導光体1を保護することができる。
The holding
These two
また導光体1の端面1e,1fから入射され、導光体1の内部を長手方向Lに伝搬する光が、光拡散パターンP1,P2により屈折・拡散されるときに、当該光の一部が導光体1の外に漏洩することがあるが、このとき底面2a、側面2bが当該漏洩光を反射させて、導光体1の内部に戻すのに有効である。
さらに、好ましくは、保持部材2は、光拡散パターン形成面1gに対向する斜面2gを備えている。
Further, when light that is incident from the end faces 1e and 1f of the
Further, preferably, the holding
導光体1の端面1e,1fから入射され、導光体1の内部を長手方向Lに伝搬する光が、光拡散パターンP1により屈折・拡散されるときに、当該光の一部が光拡散パターン形成面1gを透過して導光体1の外に漏洩することがあるが、斜面2gがあれば、斜面2gが当該漏洩光を反射させて、導光体1の内部に戻すのに有効である。
光源部3,4は可視光、可視から赤外にわたる波長の光、又は紫外光を発光する光源である。
When light that is incident from the end faces 1e and 1f of the
The
可視光、可視から赤外にわたる波長の光を発光する場合、例えば近赤外、赤、緑、青の各波長の光を発する複数のLED(Light Emitting Diode)が用いられる。また、赤、緑、青を混在した白色光を発する場合、赤、緑、青の3色を同時点灯してもよいし、光源部の封止剤に蛍光剤を混入し、蛍光による白色光を出してもよい。
紫外光を発光する場合、300nm〜400nmの紫外光光源部等が使用可能である。好ましくは330nm〜380nmの範囲にピーク発光波長を有する紫外発光ダイオードが用いられる。
In the case of emitting visible light or light having a wavelength ranging from visible to infrared, for example, a plurality of LEDs (Light Emitting Diodes) that emit light having wavelengths of near infrared, red, green, and blue are used. In addition, when emitting white light mixed with red, green, and blue, the three colors of red, green, and blue may be lit at the same time. May be issued.
In the case of emitting ultraviolet light, an ultraviolet light source unit of 300 nm to 400 nm can be used. Preferably, an ultraviolet light emitting diode having a peak emission wavelength in the range of 330 nm to 380 nm is used.
光源部3と光源部4には、前述したように、基板20に実装されるための端子31が形成されていて、この端子31を基板20に差込み、半田付けなどで接合することにより、それぞれ点灯駆動回路28に電気的に接続される。点灯駆動回路28は、光源部3に電圧を印加する電極端子と光源部4に電圧を印加する電極端子とを選択することにより、光源部3及び光源部4を同時に、若しくは時間的に切り替えて発光させることができる回路構成となっている。また光源部3,4に内蔵された複数のLEDのうち任意のLEDを選択して同時に、若しくは時間的に切り替えて発光させることもできる。
As described above, the
以上の構成により、コンパクトな構成で、光源部3が設置される端面1e、光源部4が設置される端面1fの片方又は両方から、可視光若しくは可視光から赤外光までを含む波長範囲の光、又は紫外光を導光体1に入射することができる。これにより、光源部3,4から発光される光を、導光体1の光出射側面1c,1dから、それぞれ別方向に出射することができる。
With the above configuration, the wavelength range including visible light or visible light to infrared light from one or both of the
図5は、光拡散パターンP1,P2の形成例を示す側面図である。この実施例では、光拡散パターンP1,P2は、導光体1の底側面1a又は光拡散パターン形成面1gに彫刻された複数のV字状の溝により構成されている。これらの複数のV字状の溝の各々は、導光体1の長手方向Lに直交する方向に延びるよう形成されており、互いに同じ幅を有している。V字状の溝の断面は、例えば二等辺三角形状を有していてもよい。
FIG. 5 is a side view showing an example of forming the light diffusion patterns P1 and P2. In this embodiment, the light diffusion patterns P1 and P2 are constituted by a plurality of V-shaped grooves engraved on the
なお、光拡散パターンPの溝のV字形状は一例であり、照度むらが顕著にならない限り、V字形に代えてU字形にするなど任意に変更することができる。光拡散パターンPの幅も一定の幅を維持する必要はなく、導光体1の長手方向Lに沿って幅が変化するものであってもよい。溝のピッチv、溝の深さd、溝の開口幅uについても、適宜変更することができる。
Note that the V-shape of the groove of the light diffusion pattern P is an example, and can be arbitrarily changed, for example, a U-shape instead of a V-shape, as long as the illuminance unevenness is not significant. The width of the light diffusion pattern P need not be maintained at a constant width, and the width may change along the longitudinal direction L of the
光拡散パターンP1,P2として、図6に示すように、例えばテープ状のものを導光体1に貼り付けてもよく、保護ガラス面に印刷してもよく、ペースト状のものを塗布してもよい。光拡散パターンP1,P2の形状も限定されない。図示したような連続した四角の形状であっても良く、他の任意の形状であってもよい。
以上で、主に導光体1の形状を説明したが、光出射側面1c,1dは必ずしも凸状に形成されていなくてもよく、図7に示すように、平面状であってもよい。この場合、光出射側面1c′,1d′が平面状に形成されていることから、照射されるビームの集光度(長手方向Lに垂直な面内での集光度)は、光出射側面1c,1dが外向きに滑らかな凸レンズ状に形成されている場合と比べて、若干低下するが、実用上問題ないと考えている。もしビームの集光度を上げたい場合、光出射側面1c′,1d′に対向するように、導光体1から出射した光を集光するレンズを配置するとよい。
As the light diffusion patterns P1 and P2, as shown in FIG. 6, for example, a tape-like one may be attached to the
Although the shape of the
以下、光源部3,4が、第1の波長と第2の波長を含む光をそれぞれ照射する発光素子を有し、保持部材2は、光拡散パターンP1に対向する表面2gで、所定の第1の波長の光を反射するが、第1の波長と異なる所定の第2の波長の光を反射しない色を有し、保持部材2は、光拡散パターンP2に対向する底面2aで、第2の波長の光を反射するが、第1の波長の光を反射しない色を有する実施例を説明する。
Hereinafter, the
光源部3は例えば赤色の発光波長を持つ光源部であり、光源部4は緑色の波長をもつ光源部であるとする。これらの光源部3,4が同時に導光体1の端面1e,1fに向かって光を照射する。
導光体1は、端面1e,1fにおいて光源部3,4から照射され、y方向に光を導光し、搬送路11の幅方向(y方向)に沿って2列の光を拡散する光拡散パターンP1,P2を備える。
For example, the
The
保持部材2はそれぞれ底面2aと斜面2gと側面2bに分割され、底面2aは例えばシアン色、斜面2gはマゼンダ色で備えられている。
光拡散パターンP1より屈折・拡散した光が導光体1の光出射側面1cから観測ラインR1に向かって出射するとき、一部の光が光出射側面1cの内面で反射し導光体1の中に戻ることがある。戻った光は導光体1の保持部材2の光拡散パターン形成面1gを通過して斜面2gに当たって反射する。この場合、斜面2gかマゼンダ色であれば、赤い光が多く反射され、再び導光体1の光出射側面1cから出射されるので、光出射側面1cから出射される光は赤い成分が多くなる。
The holding
When the light refracted / diffused from the light diffusion pattern P1 is emitted from the light
光拡散パターンP2より屈折・拡散した光が導光体1の光出射側面1dから観測ラインR2に向かって出射するとき、一部の光が光出射側面1dの内面で反射し導光体1の中に戻ることがある。戻った光は導光体1の保持部材2の底側面1aを通過して底面2aに当たって反射する。この場合、底面2aかシアン色であれば、緑の光が多く反射され、再び導光体1の光出射側面1dから出射されるので、光出射側面1dから出射される光は緑の成分が多くなる。
When the light refracted / diffused from the light diffusion pattern P2 is emitted from the light
このように、複数の異なる波長を有する光源部3,4により出射し、導光体1に備えた光拡散パターンの直下にある保持部材2の表面を、第1の波長は反射し、第2の波長を吸収する色で構成すれば、当該光拡散パターンに対向する光出射側面から、第1の波長の光を多く含む光を照射することができるので、紙幣の抽出したい色が反射型と透過型で異なる場合に有効である。
Thus, the first wavelength reflects the surface of the holding
<点灯制御>
図8は、図2に示した上方と下方に同一構成のセンサユニット12,13′を配置した光学ラインセンサ装置において、紙葉類Sの搬送中、ライン光源6,7を時間的に分割して交互に点灯させるための制御装置を示すブロック構成図である。
制御装置は、上側センサユニット13′、下側センサユニット12、上側センサユニット13′のライン光源7を点灯/消灯させるための点灯駆動回路29、下側センサユニット12のライン光源6を点灯/消灯させるための点灯駆動回路28、上側センサユニット13′の受光部25、下側センサユニット12の受光部24、マイクロコンピュータを用いた制御部40、及びエンコーダ部44を含む。
<Lighting control>
8 shows an optical line sensor device in which the
The control device turns on / off the light
エンコーダ部44は、搬送路11を搬送される紙葉類Sの動きをクロック信号に変換して出力する回路である。この実施形態では、搬送される紙葉類の搬送距離に同期してパルス状のクロック信号を出力する。
制御部40は、点灯制御部41、画像作成部43、画像情報を記憶するメモリ42の各機能ブロックを含む。
The
The
点灯制御部41は、エンコーダ部44から出力されるクロック信号に基づいて、点灯駆動回路28,29に、ライン光源6,7の点灯/消灯を制御する信号を送る。
画像作成部43は、エンコーダ部44から出力されるクロック信号に基づいて、受光部24,25から出力され観測ラインR1,R2ごとに読み取られた画像(ライン画像という)を、点灯制御部41と同期させて、メモリ42に取り込む。メモリ42に取り込まれたライン画像は、重ね合わされて、紙葉類S全体の透過画像および表裏両面の反射画像が生成される。生成された画像は、紙葉類Sの形状、真偽、重送、テープ貼りあわせ、汚れ度合などを識別するための画像情報として出力される。
The
Based on the clock signal output from the
図9は、図2に示した上方と下方に同一構成のセンサユニット12,13′を配置した光学ラインセンサ装置において、紙葉類Sの搬送状態を表すクロック信号、ライン光源6,7の点灯/消灯信号、受光部24,25が読み取る反射画像/透過画像の区別を示す信号の流れを示す流れ図である。
クロック信号は、紙葉類Sの一定の搬送距離ごとにエンコーダ部44から出力されるクロック信号を示している。
FIG. 9 shows the clock signal indicating the transport state of the paper sheet S and the lighting of the
The clock signal indicates a clock signal output from the
点灯制御部41は、1クロック期間を2つに時分割し、前半はライン光源6を点灯し、ライン光源7を消灯する信号を点灯駆動回路28,29に送り、後半はライン光源6を消灯し、ライン光源7を点灯する信号を点灯駆動回路28,29に送る。
なお、1クロック期間を2つに時分割することは一実施例であり、本発明はこれに限定されるものではない。例えば1クロック期間をN(Nは偶数)に分割し、奇数期間では、ライン光源6を点灯しライン光源7を消灯し、偶数期間ではライン光源6を消灯しライン光源7を点灯するようにしてもよい。
The
Note that time division of one clock period into two is one embodiment, and the present invention is not limited to this. For example, one clock period is divided into N (N is an even number), the line
図9に示した前半のライン光源6の点灯期間において、受光部24は、紙幣の観測ラインR1に照射された反射光量を読み取り、同時に受光部25は、紙幣の観測ラインR2に照射された透過光量を読み取る。
図9に示した後半のライン光源7の点灯期間において、受光部24は、紙幣の観測ラインR1に照射された透過光量を読み取り、同時に受光部25は、紙幣の観測ラインR2に照射された反射光量を読み取る。
In the lighting period of the line
In the lighting period of the latter half of the line
以上説明したように、紙葉類Sが搬送される際の搬送周期を時分割することにより、紙葉類Sの表裏反射画像の読み取りと紙葉類Sの透過画像の読み取りを行うことができる。 As described above, the front and back reflection images of the paper sheet S and the transmission image of the paper sheet S can be read by time-sharing the conveyance cycle when the paper sheet S is conveyed. .
1 導光体
1a 底側面
1c 光出射側面
1d 光出射側面
1g 光拡散パターン形成面
2 保持部材
2a 底面
2g 斜面
3,4 光源部
12 センサユニット
13,13′ センサユニット
6,7 ライン光源
24,25 受光部
26,27 レンズアレイ
P1,P2 光拡散パターン
S 紙葉類
DESCRIPTION OF
Claims (10)
長手方向に延び所定の波長範囲の光を透過する材質で形成された導光体と、前記導光体の中に光を照射する光源部とを含んで構成されるライン光源を備え、
前記導光体には、その長手方向に沿って、出射方向の互いに異なる第1の出射面及び第2の出射面と、前記第1の出射面に対向し光拡散用の第1の拡散パターンが長手方向に沿って配置された第1の拡散パターン形成面と、前記第2の出射面に対向し光拡散用の第2の拡散パターンが長手方向に沿って配置され第2の拡散パターン形成面とが形成され、
前記第1の出射面から出射され前記被照射物に照射された透過光を収束する第1のレンズアレイと、前記第2の出射面から出射され前記被照射物に照射された反射光を収束する第2のレンズアレイと、前記第1のレンズアレイにより収束された光を受光し電気信号に変換する第1の受光部と、前記第2のレンズアレイにより収束された光を受光し電気信号に変換する第2の受光部とを備える、光学ラインセンサ装置。 An optical line sensor device that reads a transmitted light image and a reflected light image while transporting an object to be irradiated such as paper sheets in a transport path,
A line light source including a light guide formed of a material that extends in the longitudinal direction and transmits light in a predetermined wavelength range; and a light source unit that emits light into the light guide.
The light guide has a first emission surface and a second emission surface having different emission directions along the longitudinal direction thereof, and a first diffusion pattern for light diffusion facing the first emission surface. A first diffusion pattern forming surface arranged along the longitudinal direction, and a second diffusion pattern for light diffusion facing the second emission surface and arranged along the longitudinal direction to form a second diffusion pattern A surface is formed,
A first lens array for converging transmitted light emitted from the first exit surface and applied to the irradiated object, and a reflected light emitted from the second exit surface and applied to the irradiated object are converged. A second lens array that receives the light converged by the first lens array and converts it into an electrical signal; and receives the light converged by the second lens array and receives an electrical signal An optical line sensor device comprising: a second light receiving unit that converts to
前記保持部材は、前記第2の拡散パターンに対向する面で、前記第2の波長の光を反射するが、第1の波長の光を反射しない色を有し、
前記光源部は、少なくとも前記第1の波長と前記第2の波長を含む光を照射する発光素子を有する、請求項1から請求項3のいずれかに記載の光学ラインセンサ装置。 The holding member has a color that reflects light of a predetermined first wavelength on a surface facing the first diffusion pattern, but does not reflect light of a predetermined second wavelength different from the first wavelength. And
The holding member has a color that reflects the light of the second wavelength on the surface facing the second diffusion pattern, but does not reflect the light of the first wavelength,
4. The optical line sensor device according to claim 1, wherein the light source unit includes a light emitting element that emits light including at least the first wavelength and the second wavelength. 5.
前記第2のレンズアレイと前記第2の受光部とは、前記搬送路の他方の側に配置され、
前記ライン光源は前記搬送路の一方の側に配置されている、請求項1から請求項6のいずれかに記載の光学ラインセンサ装置。 The first lens array and the first light receiving unit are disposed on one side of the transport path,
The second lens array and the second light receiving unit are disposed on the other side of the transport path,
The optical line sensor device according to claim 1, wherein the line light source is disposed on one side of the transport path.
前記第2のレンズアレイと前記第2の受光部とは、前記搬送路の他方の側に配置され、
前記ライン光源は前記搬送路の両方の側にそれぞれ配置されている、請求項1から請求項6のいずれかに記載の光学ラインセンサ装置。 The first lens array and the first light receiving unit are disposed on one side of the transport path,
The second lens array and the second light receiving unit are disposed on the other side of the transport path,
The optical line sensor device according to claim 1, wherein the line light sources are respectively disposed on both sides of the conveyance path.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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2014
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