JP2917197B2 - 光学センサ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現金処理機や光学読取
装置、あるいはカード／証書発行装置や複写機等におい
て、紙幣、帳票あるいはカードや証書、または用紙等の
紙葉類を光学的に検出する光学センサ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、現金処理機や複写機等において
は、紙幣や用紙等の紙葉類の位置、外形、搬送速度等を
監視する必要がある。それ故これらの機器においては、
紙葉類を検出する装置として、発光素子と受光素子が紙
葉類の搬送位置に対向配置されたものがある。このよう
な発光素子と受光素子とからなる光学センサ装置を開示
したものとして、例えば特開平１−２９９１４３号公報
が挙げられる。上記公報によれば、発光素子を内蔵した
センサ装置と受光素子を内蔵したセンサ装置とがそれぞ
れ別部材に取付けられており、両センサ装置はセンサ駆
動回路と別々に接続されている。

【０００３】また発光センサと受光センサを同一部材に
内蔵したセンサ装置として、例えば図５に示すものがあ
る。図５において、センサ装置１は、発光素子２と受光
素子３とから構成される。センサ装置１は、ガイド部材
４の孔５の位置に設けられている。ガイド部材４ともう
一つのガイド部材６により、紙葉類７の搬送路８を形成
する。紙葉類７が搬送路８に存在するとき、センサ装置
１の発光素子２から発せられた光が紙葉類７により反射
され、受光素子３に入光して紙葉類７を検出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示される
センサ装置においては、２つのセンサ装置に対して別々
に配線が必要になるので、配線コードや配線のための部
品の点数が多くなり、配線構造が複雑になると共に、装
置が高価になるという問題があった。さらに、配線コー
ドや配線部品が増加することにより、センサ装置の交換
に時間が掛かると共に、断線による障害が発生しやす
く、それによる稼働率の低下を招くという問題があっ
た。

【０００５】また、図５に示す従来例では、発光素子か
ら発せられた光が紙葉類に反射して受光素子に入光する
ので、受光センサの受光量は紙葉類の表面の状態により
左右される。例えば、紙葉類の表面が皺苦茶の状態で
は、光は乱反射し、散乱して受光量は少なくなる。他
方、センサの表面が汚れている場合や、紙粉がガイド部
材の孔から飛散してセンサ素子に付着しその光軸を遮っ
た場合も、受光量が少なくなる。そうした場合、紙葉類
を検出する際の受光量が少なくなって、最悪の場合に
は、紙葉類を検出できないという問題があった。

【０００６】

【問題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、発光素子と受光素子を密閉し、発光素子の
光を透過する突出状に形成された第１の透光部と、受光
素子に入光する光を透過する突出状に形成された第２の
透光部とを有する密閉ケースと、２つの嵌挿孔を有し、
前記第１の透光部と前記第２の透光部とをこの２つの嵌
挿孔に嵌挿して前記密閉ケースを取付けるケース取付部
材と、前記密閉ケースに対向して配設され、前記第１の
透光部からの光を入光する突出状の入光部とこの入光し
た光を反射する入光側反射面とこの入光側反射面からの
光を反射する出光側反射面とこの出光側反射面からの光
を透過して前記第２の透光部に出光する突出状の出光部
とを有する反射体と、２つの嵌挿孔を有し、前記入光部
と前記出光部をこの２つの嵌挿孔に嵌挿して前記反射体
を取付け、前記ケース取付部材とで検出対象媒体の通過
路を形成する反射体取付部と、前記密閉ケースに具備さ
れ、発光素子および受光素子のリードと接続することに
よりこれら両素子を支持するコネクタとを設けたもので
ある。

【０００７】前記第１の透光部の発光素子側および前記
第２の透光部の受光素子側を凸レンズ形状にしてもよ
い。

【０００８】

【作用】上記構成を有する本発明によれば、密閉ケース
内に発光素子と受光素子とを内蔵したので、発光素子あ
るいは受光素子に紙粉や汚れが付着することはない。ま
た、密閉ケースに対向して反射体を配設することによ
り、発光素子と受光素子とを密閉ケースに内蔵すること
を可能にし、この密閉ケースに、発光素子および受光素
子のリードと接続することによりこれら両素子を支持す
るコネクタを設けたので、配線部品点数が少なくなる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明に係る実施例と図面にしたがっ
て説明する。なお各図面に共通する要素には同一の符号
を付す。

【００１０】図１は本発明に係る実施例の光学センサ装
置を示す断面図、図２は実施例の光学センサ装置の密閉
ケースを示す斜視図、図３は実施例の光学センサ装置の
密閉ケースを底部から示す斜視図である。

【００１１】本実施例の光学センサ装置１０には、密閉
ケース１１が設けられ、密閉ケース１１に対向してプリ
ズム１２が設けられる。密閉ケース１１は、光を透過す
る合成樹脂等から形成されており、本体１１ａと蓋１３
から構成される。蓋１３は、本体１１ａに対して接着固
定されている。本体１１ａには、円柱状に突出した透光
部１４、１５が形成され、また側部に係止部１６が形成
されている。透光部１４、１５の内側下面１４ａ、１５
ａは、凸レンズ形状になっている。

【００１２】密閉ケース１１にはまた、コネクタ１７が
設けられている。コネクタ１７は、合成樹脂から形成さ
れ、密閉ケース１１に取付けられたハウジング１８と、
突起１９が形成されたハウジング２０とから構成され
る。ハウジング１８は、密閉ケース１１内に配置された
プラスチックケース２１と、発光素子２２および受光素
子２３のそれぞれのリード２４、２５を支持しており、
ハウジング２０の突起１９を係止する切り欠き部２６を
有する。ハウジング２０には受部２７が固定されてお
り、受部２７には線２８が接続されている。ハウジング
２０をハウジング１８の内部に挿入すると、リード２
４、２５が受部２７に挿通され、リード２４、２５と線
２８が接続される。また、ハウジング２０を所定位置ま
で挿入した時、ハウジング２０の突起１９がハウジング
１８の切り欠き部２６に軽くロックされる。

【００１３】密閉ケース１１内には、発光素子２２およ
び受光素子２３が配設され、両素子２２、２３はそれぞ
れのリード２４、２５とともに、プラスチックケース２
１に封入されている。プラスチックケース２１は、合成
樹脂等からなり、発光素子２２から発した光が通過する
発光透過部２９が凸レンズ形状になっており、また、受
光素子２３に入光する光が通過する受光透過部３０も凸
レンズ形状になっている。発光透過部２９および受光透
過部３０のそれぞれのレンズ中心は、発光素子２２およ
び受光素子２３のそれぞれの光軸と一致している。ま
た、発光素子２２の光軸は密閉ケース１１の透光部１４
の内側下面１４ａのレンズ中心と一致し、受光素子２３
の光軸は密閉ケース１１の透光部１５の内側下面１５ａ
のレンズ中心に一致する。なお、感度を向上させるため
に、上記発光素子２２は指向性の狭い素子を使用し、受
光素子２３は指向性の広い素子を使用している。

【００１４】密閉ケース１１は、透光部１４、１５が下
側搬送ガイド３１に形成された孔３２に嵌挿されること
により、搬送ガイド３１に取付けられる。下側搬送ガイ
ド３１に対向して上側搬送ガイド３３が設けられてお
り、両搬送ガイド３１、３３により紙葉類３４の搬送路
３５が形成される。

【００１５】上側搬送ガイド３３にはプリズム１２が取
付けられている。プリズム１２は、入光部１２ａおよび
出光部１２ｂが上側搬送ガイド３３の孔３６に嵌挿する
ことにより、取付けられる。入光部１２ａは密閉ケース
１１の透光部１４に対向し、出光部１２ｂは透光部１５
に対向する。プリズム１２は、密閉ケース内の発光素子
２２から出力され、図１における下方から入光された光
を、上側搬送ガイド３３に沿ってプリズム１２内を平行
に反射させる入光側反射面３７と、この入光側反射面３
７に反射した反射光を再び反射して、密閉ケース１１内
の受光素子２３へ出光させる出光側反射面３８とを有す
る。これらの両反射面３７、３８は、光を所定の方向に
反射するために所定の角度に傾斜させた構造になってい
る。

【００１６】発光素子２２は、フォトダイオードにより
構成されており、その指向特性は図１に示す角度θ１ま
で、光の放射強度が分布している。それ故、プリズム１
２に入光する光は、発光素子２２から発光した光の一部
である。即ち、図１に示すθ２の部分はプリズム１２に
入光しない。さらに、入光側反射面３７および出光側反
射面３８において、臨界角以下の光は全反射せずに透過
してしまうので、両反射面３７、３８に対する入射角度
θ３、θ４は、臨界角以上としなければならない。

【００１７】密閉ケース１１の発光透過部２９を凸レン
ズ形状とすることにより、発光素子２２から発光した光
が屈折され、集光される。さらにその光が透光部下面１
４ａの凸レンズ形状により、屈折され、集光される。透
過部２９の凸レンズ形状および透光部下面１４ａの凸レ
ンズ形状は、反射面３７に達する光が平行光になるよう
に、その曲率が設定される。また出光側反射面３８に反
射した光は、透光部下面１５ａの凸レンズ形状および受
光透過部３０の凸レンズ形状により、屈折され、集光さ
れ、受光素子２３に達する。透光部下面１５ａの凸レン
ズ形状および透過部３０の凸レンズ形状は、受光素子２
３に達する光が平行光になるように、その曲率が設定さ
れる。これにより、発光素子２２から発光された光は、
減衰することなく、受光素子２３に入光できる。

【００１８】なお本実施例では、反射面３７、３８に対
する入射角度θ３、θ４は、約４５度に設定してあり、
プリズム１２の材質をアクリルとした場合、臨界角は約
４２度となり、入射角度θ３、θ４は臨界角以上にな
る。

【００１９】図４実施例の検出回路を示す回路図であ
る。図４において、ＬＥＤは発光素子２２、ＴＲ１は受
光素子２３、Ｒ１は受光素子２３の負荷抵抗、Ｒ２は発
光素子２２の負荷抵抗を示す。図に４０で示す部分は、
密閉ケース１１の内部を示し、リードとしてコネクタ１
７に突出する部分４１（図１）は、２４、２５および４
２の３本となり、従来に比較して１本少なくなってい
る。検出回路４１は図示しない、駆動回路としての制御
部に接続されている。

【００２０】次に本実施例の動作を説明する。発光素子
２２から発光された光は、プラスチックケース２１の発
光透過部２９により屈折され、集光し、透光部１４に入
光する。この透光部１４によりさらに屈折、集光され
て、搬送路３５を通過してプリズム１２内に入光する。
そして入光側反射面３７により、光は、プリズム１２内
を出光側反射面３８方向へ反射される。

【００２１】入光側反射面３７から反射された光は、出
光側反射面３８により、密閉ケース１１の透光部１５方
向へ再び反射される。この透光部１５により屈折、集光
され、さらに受光透過部３０により屈折、集光されて、
受光素子２３へ入光する。

【００２２】以上のような発光、受光を行い、搬送路３
５内を搬送される紙葉類３４の搬送状態を検出する。即
ち、紙葉類３４が搬送されて、受光素子２３とプリズム
１２間または発光素子２２とプリズム１２間を通過する
と、受光素子２３が受光する光量が変化する。このと
き、受光素子２３の受光量の時間経過に伴う変化を測定
することにより、紙葉類３４の位置、大きさ、あるいは
搬送速度等を検知できる。

【００２３】発光素子２２および受光素子２３は、密閉
ケース１１により密閉されているので、塵やホコリ、紙
粉等が発光素子２２あるいは受光素子２３に付着するの
を防止できる。密閉ケース１１の透光部１４、１５の搬
送路３５側には、紙葉類３４の搬送により風圧が作用
し、または紙葉類３４が直接作用し、ホコリや紙粉等が
溜まるおそれはない。

【００２４】また線２８に比較的大きな外力が加えられ
たとき、ハウジング２０が弾性変形し、切り欠き部２６
による突起１９の係止が解除され、ハウジング２０がハ
ウジング１８から離脱する。これにより、線２８に外力
が加えられても、線２８が断線するおそれはない。

【００２５】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、種々の変形が可能である。例えば、プラスチック
ケース２１は、発光素子２２、受光素子２３およびそれ
らのリード２４、２５を全体的に覆う形状でなくともよ
く、透過部２９、３０を支持できるものであればよい。

【００２６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、発光素子と受光素子とを１つの密閉ケースに内臓し
たので、塵、ホコリあるいは紙粉等が発光素子あるいは
受光素子に付着することはなく、したがって、受光素子
の受光量が少なくなることはない。また素子のリードも
密閉ケースに内蔵したので、リードに金属物質が接触し
たり、油や水が付着したりするのを防止できる。

【００２７】また密閉ケースに設けた突出状の第１、第
２の透光部、および、反射体に設けた突出状の入・出光
部を、ケース取付部材および反射体取付部材に設けた２
つの嵌挿孔にそれぞれ嵌挿するだけで簡単に取付けられ
る。しかも、密閉ケースを取付部材に取付けたことによ
り、制御部と接続するコードの本数が減少するととも
に、１個所からの配線を行えばよいので、配線用の部品
の点数が減少し、配線構造も簡単になる。したがって、
センサの取付け、交換を短時間に行うことができ、断線
による障害率も低下し、保守性に優れ、装置の稼働率が
良好に維持できる。さらに、発光・受光透過部およびこ
れらに対向する透光部をそれぞれ凸レンズ形状としたの
で、発光素子から発光された光は平行光となって減衰さ
れにくくなる。よって、紙葉類の表面の状態に左右され
ることなく良好に紙葉類を検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例の光学センサ装置を示す断
面図である。

【図２】実施例の光学センサ装置の密閉ケースを示す斜
視図である。

【図３】実施例の光学センサ装置の密閉ケースを示す斜
視図である。

【図４】実施例の検出装置を示す回路図である。

【図５】従来のセンサ装置を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 光学センサ装置 １１ 密閉ケース １２ プリズム １４、１５ 透光部 １７ コネクタ ２１ プラスチックケース ２２ 発光素子 ２３ 受光素子 ２４、２５ リード ２９、３０ 透過部 ３１、３３ 搬送ガイド ３４ 紙葉類

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G07D 7/00 G01B 11/00 G01V 8/14

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子と受光素子を密閉し、発光素子
   の光を透過する突出状に形成された第１の透光部と、受
   光素子に入光する光を透過する突出状に形成された第２
   の透光部とを有する密閉ケースと、 ２つの嵌挿孔を有し、前記第１の透光部と前記第２の透
   光部とをこの２つの嵌挿孔に嵌挿して前記密閉ケースを
   取付けるケース取付部材と、 前記密閉ケースに対向して配設され、前記第１の透光部
   からの光を入光する突出状の入光部とこの入光した光を
   反射する入光側反射面とこの入光側反射面からの光を反
   射する出光側反射面とこの出光側反射面からの光を透過
   して前記第２の透光部に出光する突出状の出光部とを有
   する反射体と、２つの嵌挿孔を有し、前記入光部と前記出光部をこの２
   つの嵌挿孔に嵌挿して前記反射体を取付け、前記ケース
   取付部材とで検出対象媒体の通過路を形成する反射体取
   付部と、 前記密閉ケースに具備され、発光素子および受光素子の
   リードと接続することによりこれら両素子を支持するコ
   ネクタとを設けたことを特徴とする光学センサ装置。
2. 【請求項２】 前記発光素子と前記受光素子が取付けら
   れ、発光素子の光が透過する凸レンズ形状の第１の透過
   部と、受光素子に入光する光が透過する凸レンズ形状の
   第２の透過部を支持する支持部材を有する請求項1記載
   の光学センサ装置。
3. 【請求項３】 前記密閉ケースの前記第１の透光部の下
   面を前記支持部材の前記第１の透過部に対向させて凸レ
   ンズ形状とし、前記密閉ケースの前記第２の透光部の下
   面を前記支持部材の前記第２の透過部に対向させて凸レ
   ンズ形状とする請求項２記載の光学センサ装置。
4. 【請求項４】 前記支持部材は、前記発光素子とそのリ
   ードおよび前記受光素子とそのリードを封入した光透過
   性部材のケースである請求項２記載の光学センサ装置。
5. 【請求項５】 前記光透過性部材は樹脂で形成した請求
   項４記載の光学センサ装置。