JP3952781B2 - 画像検出装置及びそれを用いた現金自動取扱装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体に光を照射し物体から放出される光および反射光を検出する画像検出装置に係わり、特に、紙幣に光を照射し、この紙幣の基材、蛍光インクから放出される光を検出して紙幣識別を行う画像検出装置を備えた現金自動取扱装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の画像検出装置として、例えば特開平10−31773号公報に記載されているように、光源にLEDアレイを用い光源からの光をロッドレンズを介して物体に照射し、その反射光を平凸レンズ系を介してホトダイオードアレイで検出される硬貨識別装置の構成が開示されている。
【0003】
また、特開平11−39533号公報には、波長の異なる二つの光源からの光を照射し、反射光をレンズ系で集光し、それぞれの波長に対応した感度を有するエリアセンサで検出する紙葉類真偽識別装置の構成が開示されている。
【0004】
また、特開平11−219459号公報には、紙幣鑑別にLEDアレイの波長の異なる三つの光源をスキャンごとに切換えて光を照射し、透過光をレンズ系で集光しCCDエリアセンサで検出する画像取得装置の構成が開示されている。 また、蛍光画像検出の応用装置としては、現金自動取扱装置、自動販売機等に利用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
これら従来例では、一つの光源の照射範囲を拡大して光源の数を少なくすること、反射光の受光効率を向上させることなどの配慮がなされていない。
【0006】
本発明の目的は、光源の数を少なくしたことによる光量の低下を抑えた画像検出装置と、波長の異なる複数の光源の照射光により励起された複数の波長の光を検出することが可能な画像検出装置を備えた現金自動取扱装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、複数の発光手段から集光した光を物体に照射する集光手段と、前記発光手段と発光手段との間に設けられて前記照射された光によって前記物体から放出又は反射される光を検出する受光手段とを備えた画像検出装置において、
前記集光手段は平凸シリンドリカルレンズに回折格子を設けた回折格子付き平凸シリンドリカルレンズあって、前記回折格子付き平凸シリンドリカルレンズの入射光側に前記発光手段を設けたことにより達成される。
【0008】
また、上記目的は、前記発光手段と前記受光手段とを直線上に配置したことにより達成される。
【0009】
また、上記目的は、発光手段の光を反射させて物体に照射するための反射板と、前記照射された光によって前記物体から放出又は反射される光を検出する受光手段とを備えた画像検出装置において、前記反射板は前記物体から放出又は反射される光を前記受光手段に導くための開口部のある開口部付き反射板であって、前記開口部付き反射板の発光手段からの光が当たる反射部分に円筒凸面を形成し、前記開口部付き反射板で反射した光を集光する平凸シリンドリカルレンズと、前記開口部付き反射板の入射光側に前記発光手段と、前記開口部付き反射板の開口部からの光を受光するための前記受光手段を配置したことにより達成される。
【0010】
また、上記目的は、前記円筒凸面に代えて回析格子を設けたことにより達成される。
【0011】
また、上記目的は、前記開口部付き反射板で反射した光を集光する手段は平凸シリンドリカルレンズに回折格子を設けた回折格子付き平凸シリンドリカルレンズであることにより達成される。
【0012】
また、上記目的は、前記発光手段に複数の波長の異なる発光手段を設け、前記複数の波長の異なる発光手段の照射により前記物体から放出又は反射される光に感度を有する複数の受光手段を設けたことにより達成される。
【0022】
また、上記目的は、前記発光手段に複数の波長の異なる発光手段を設け、前記複数の波長の異なる発光手段の照射により前記物体から放出又は反射される光に感度を有する複数の受光手段を設けたことにより達成される。
【0023】
また、本発明は、上記画像検出装置を現金自動取扱装置に搭載したものである。
【0024】
【発明の実施の形態】
蛍光画像検出装置を用いた一般的な現金自動取扱装置を図18に示す。
図18は、現金自動取扱装置の概略構成図である。
図18において、90は現金自動取扱装置である。91は現金預け入れ時に供給された紙幣96aを収納するための紙幣の分離と、現金払い出し時に利用者が指定した金額を払い出すための紙幣供給受取機構である。97は紙幣搬送路92a、92bと、紙幣が真券であるか偽券であるかを鑑別する蛍光画像検出装置1と、紙幣が1枚か2枚以上かを判別する重送検出手段(図示せず)などを設けた紙幣鑑別部である。93は紙幣の収納時と払い出し時に一時的に紙幣を蓄積しておく一時スタッカである。94は機械処理ができない紙幣を収納するための紙幣回収箱94である。95a、95b、95cは金種別に紙幣96bを収納し払い出すための金種収納箱である。
【0025】
次に、この現金自動取扱装置の動作について説明する。
現金預け入れ時は、紙幣供給受取機構91に供給された紙幣96aが1枚づつ分離され、搬送路92aに供給される。紙幣鑑別部97で蛍光画像検出装置1の紙幣からの蛍光情報等により紙幣が真券であるか偽券であるかを鑑別する。さらに、重送検出手段により紙幣が1枚か2枚以上かを判別する。紙幣が真券であり1枚の場合は一時スタッカ93に蓄積され取引金額を表示する。
一方、供給した紙幣に問題がある場合は供給した全ての紙幣は紙幣供給受取機構91に戻される。取引が成立した場合は再び紙幣鑑別部97を通り紙幣が1枚か2枚以上かをチェックしてそれぞれの金種収納箱95に収納する。現金払い出し時には金種収納箱95の紙幣96bを1枚づつ分離し搬送路92bに供給する。紙幣鑑別部97において紙幣が1枚か2枚以上かを判別する。紙幣が1枚の場合は紙幣供給受取機構91に払い出される。2枚以上の場合は一時スタッカに蓄積され、その後、紙幣回収箱94に収納される。なお、紙幣鑑別部97は往復どちらの方向から紙幣が搬送されても鑑別可能なように構成されている。
【0026】
ところで、現金自動取扱装置、いわゆるATMは、銀行に限らず駅、デパートなど多くの人が集中する場所に設置されるようになってきている。特に近年では、コンビニエンスストアーへの設置の広がりを見せており、今後ますますコンビニエンスストアーへの導入が予想される。
【0027】
このように、コンビニエンスストアーなどの店舗に自動現金取扱装置を設置する場合、設置スペースに制約があり店舗経営者らからは現金自動取扱装置の小型化の要求が高い。そこで、近年の現金自動取扱装置は図18で示したように、現金供給受取機構や紙幣回収箱を前面方向に配置し、現金の補給払出し作業を前面から行うようにすることによって、幅方向の寸法を大幅に小さくすることが可能となった。
【0028】
一方、この種の現金自動支払装置は、海外向けも種々検討されている。
日本国内のみでの使用であれば、紙幣は1万円札、5千円札、2千円札、千円札の4種類であり、これらの紙幣に印刷された蛍光インクの配置パターンを認識しておけば、金種の認識は十分可能であるが、海外の紙幣は蛍光材料、デザイン、大きさなどが日本の紙幣とは全く異なるため、日本仕様の現金自動取扱装置をそのまま海外で使用することは出来ない。
【0029】
さて、紙幣の蛍光画像を検出する装置は、紙幣に印刷された蛍光インクに紫外光を照射し、この蛍光インクからの蛍光を受光して光の強弱で金種を判断するものである。また、特殊な光を紙幣に照射し、紙幣のセルロース、バインダなどの基材から放出される光を検出して紙幣の材質を判別して金種を判断するものである。ところが、上述したように、現金自動取扱装置は小型化が要求されているため、蛍光画像検出装置も小さくしなければならず、紫外光を照射する発光素子、反射光を受光する受光素子の数をできるだけ少なくして蛍光画像検出装置の小型化を図ることが考えられている。このことから、発光、受光それぞれの素子の数を減らした分、紫外光の照射幅をできるだけ広くして、海外の紙幣にも対応できるようにする必要がある。さらに、波長の異なる複数の光を照射し、それによって励起された複数の波長の光を受光できるようにして、多数の紙幣に対応できるようにすることおよび情報量を多くして真偽の精度の向上を図ることが考えられている。
【0030】
ところが、紫外線の照射幅を広くすると光量が減少し、金種の検出精度が低下するという問題がある。特に、海外の紙幣の場合、塗布された蛍光インクの量を少なくした国もあり、海外紙幣の場合は、できるだけ紫外線を絞込んで光量を上げたほうが良い。
【0031】
そこで、本発明は、海外紙幣にも対応できる蛍光画像検出装置を種々検討した結果を図に示す実施例にて説明する。
【0032】
本発明の現金自動取扱装置に搭載される蛍光画像検出装置1を図1、図2、図3を用いて説明する。
図1は、本発明を備えた蛍光画像検出装置の一実施例を示す図である。
尚、この蛍光画像検出装置は紙幣に印刷された蛍光画像に紫外光を照射し、蛍光画像から放射される蛍光を検出して紙幣の真贋を判定するものである。
【0033】
図1において、1は蛍光画像検出装置である。5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g、5hは部材2、紫外光LEDなどの発光素子4a、4b、4c、4d、4eと、ホトダイオードなどの受光素子である。3は発光素子4a乃至4eと受光素子5a乃至5hなどを取付け、紙幣21からの蛍光を検出する光検出回路基板である。6a乃至6eは発光素子4a、4b、4c、4d、4eに対応して設けられた可視光カットフィルタである。7a乃至7h(ただし、7c〜7gは図への記載は省略した)受光素子5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g、5hに対応して設けられ、受光したい蛍光だけを通過させる紫外光カットフィルタである。
8は平面側に円筒凹面9a、9b、9c、9d、9eを一体に形成した凹面付き平凸シリンドリカルレンズである。この凹面付き平凸シリンドリカルレンズ8の取付け方向は、紙幣17の長手方向と平行であり、図1中のx方向に長い形状となっている。紙幣17の搬送方向は図1に示したy方向である。11a、11bは発光素子からの照射光10と、発光素子4a乃至4eによる楕円形の照射エリアである。12は照射光10で紙幣17より放射され受光素子5a乃至5hで受光される蛍光光である。18は紙幣17と、この紙幣17を案内し搬送するための光が通過できる部材で形成された上ガイドであり、19は下ガイド19である。これらの部材から蛍光画像検出装置1は構成されている。
【0034】
図2は、図1のy−y方向で切断しx−x方向から見た図である。
【0035】
尚、図2の説明では図1も参照して説明する。
図2において、光検出回路基板3と紫外光カットフィルタ7a乃至7hと可視光カットフィルタ6a乃至6eおよび凹面付き平凸シリンドリカルレンズ8は部材2に取付けられている。凹面付き平凸シリンドリカルレンズ8と一体に有する円筒凹面9a乃至9eそれぞれの円筒凹面は、その曲率半径の中心を通る直線(y方向)と円筒凸面の曲率半径の中心を通る直線(x方向)が直交するように形成されている。
【0036】
発光素子4a乃至4eは、凹面付き平凸シリンドリカルレンズ8の円筒凹面9a乃至9eが形成する曲率半径の中心を通る直線と、円筒凸面の曲率半径の中心を通る直線の交点の真上又は近傍に位置するように設けられている。
例えば発光素子4aと発光素子4bとの間に設けられた受光素子5aは、凹面付き平凸シリンドリカルレンズ8の円筒凸面である曲率半径の中心を通る直線上、又はその近傍に配置されている。なお、ここでは受光素子4a乃至4eは凹面付き平凸シリンドリカルレンズ8の平面部に対応した位置に一定間隔で配置したが間隔は一定でなくても良く必ずしも限定されるものではない。
【0037】
また、発光する波長の異なる発光素子を複数設け、それに対応した発光素子側の光カットフィルタと、波長感度の異なる複数の受光素子とそれに対応した受光素子側の光カットフィルタを設けて複数種類の蛍光または反射光を検知できるように発光素子、受光素子の配置間隔を密に構成することもできる。
【0038】
複数の発光する波長の異なる発光素子と、複数の受光素子を設けてスキャンごとに発光素子を切り替えて点灯することにより、複数種類の蛍光または反射光を検知できるように発光素子、受光素子の配置間隔を密に構成することもできるが、発光素子側の光カットフィルタは設けても良い。
【0039】
尚、凹面付き平凸シリンドリカルレンズ8は平面側に円筒凹面部を設けたが、円筒凸面側を入射光側にして円筒凸面側に設けてもよく、凹面付き平凸シリンドリカルレンズ8は別々の平凸シリンドリカルレンズと平凹シリンドリカルレンズを組み合わせたものでもよい。
【0040】
スペーサ13は、発光素子4a乃至4eおよび発光素子5a乃至5hを凹面付き平凸シリンドリカルレンズ8の円筒凸面である曲率半径の中心を通る直線上に位置決めするためのものである。紫外光カットフィルタ7a乃至7hと可視光カットフィルタ6a乃至6eはその端部をスペーサ13と部材2とで挟んで固定される。凹面付き平凸シリンドリカルレンズ8は平面部と凸面側の端部位置で部材2に固定される。
【0041】
この凹面付き平凸シリンドリカルレンズ8の材質は石英ガラス、樹脂等が使用できる。光源と物体までの距離を25mmとした場合、凹面および凸面の曲率半径は2.5mmから5mmの範囲が好適である。ただし、それ以外の曲率半径でも使用可能である。
【0042】
図3は、図1の蛍光画像検出装置1の発光素子4a、4b、4c、4d、4eで照射された紙幣17のx方向の光量分布を示す。
図3において、発光素子4a乃至4eで照射された光量分布を20a、20b、20c、20d、20eに示す。また、各発光素子の光量分布20a乃至20eを加算した合成光量分布を21に示し、平面側に円筒凹面がない平凸シリンドリカルレンズを用いた時の光量分布を22a乃至22eに示す。
このように、入射光側に円筒凹面がない平凸シリンドリカルレンズの場合にはx方向への光の広がりは少ない。
【0043】
本発明によれば、平凸シリンドリカルレンズの平面側に円筒凹面を設けることにより、凹レンズの作用により発光素子の光を長手方向(x方向)に拡大できる。また、拡大した光はシリンドリカルレンズの作用によりy方向(すなわち円筒凸面中央部)に集光でき光量の増加が行なえる。
従がって、発光素子の光を拡大でき、なだらかに変化させることができるため、これらを加算した合成光量分布は光量の増加と光量変動を小さくできる効果があるため、紙幣の蛍光検知の感度向上と検知誤差を小さくできるので検知精度の向上を図ることができる。
【0044】
以上のごとく、各発光素子の光を長手方向(x方向)に拡大できるので、紙幣全体を照射するための発光素子の数を少なくでき、コストの低減に効果がある。
また、一つの基板に受光素子と発光素子を同列に配置できるため、紙幣から放射または反射された光は上方へ向かうことから、真上に配置した受光素子は受光効率がよいので検知感度の向上によって装置の組立易さ、小型化ができるのでコストの低減に効果がある。
【0045】
また、凹レンズ作用による発光素子の光の拡大と凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分布変化を小さくでき発光素子の配置間隔を広くすることができるので、発光波長の異なる複数の発光素子を配置できる。さらに、それに対応した複数の受光素子を発光素子と同列に配置でき、複数種類の放射光又は反射光を検知できるように構成できる。したがって、多目的な蛍光検知装置が小型、低コストで得られる効果がある。
【0046】
一方、発光波長の異なる複数の発光素子を常時点灯しておくことができるので検知速度が向上するとともに、発光波長の異なる複数の発光素子をスキャンことに切り替えて点灯する場合には、複数の受光素子を密に配置できるので検知精度の向上し、平凸シリンドリカルレンズに円筒凹面を設けることにより装置の組立易さ、小型化ができるのでコストの低減を図ることが出来る。
【0047】
次に、図4に蛍光画像検出装置の他の一実施例を示す。また、図5にその断面図を示す。
図4は、図1の構成に別の受光素子30a乃至30nとそれに対応した光カットフィルタ31a乃至31nを設けた構成である。
図4乃至図5において、図1の構成の他に、受光素子30a乃至30nを取付けた光検出回路基板33(図5に示す)と、受光素子30a乃至30nを所定の位置と姿勢に位置決めするスペーサ34(図5に示す)と、受光したい光だけを通過させる光カットフィルタ31a乃至31nと、紙幣17からの放射光又は反射光32a乃至32nとで構成される。また、検出間隔を狭くするために受光素子5a乃至5hと受光素子30a乃至30nは紙幣面の検出位置を互いに補間するように受光素子のピッチをずらせて配列することもできる。
【0048】
このように本発明によれば、受光素子を多数設けることができるので検出間隔を狭くすることができ検出精度の向上に効果があり、凹レンズ作用による発光素子の光の拡大と凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分布変化を小さくでき発光素子の配置間隔を広くできるので、発光波長の異なる複数の発光素子を多数配置できる。
それに対応した複数の受光素子を狭い間隔で多数配置でき、複数種類の放射光又は反射光を検知できるように構成できる。したがって、多目的な蛍光検知装置の検出精度の向上に効果がある。
【0049】
図6に蛍光画像検出装置の他の一実施例を記載した断面図で説明する。
図6は、図5の構成の受光素子30a乃至30nと対称位置に別の受光素子40a乃至40nとそれに対応した光カットフィルタ41a乃至41nを設けた構成である。
図6において、図5の構成の他に、受光素子40a乃至40nを取付けた光検出回路基板43と、受光素子40a乃至40nを所定の位置と姿勢に位置決めするスペーサ44と、受光したい光だけを通過させる光カットフィルタ41a乃至41bと、紙幣17からの放射光又は反射光42a乃至42nとで構成される。また、検出間隔を狭くするために受光素子30a乃至30nと受光素子40a乃至40nは紙幣面の検出位置を互いに補間するように受光素子を半ピッチずらせて配列することもできる。
【0050】
このように本発明によれば、受光素子を多数設けることができるので検出間隔を狭くすることができ検出精度の向上に効果がある。
【0051】
また、凹レンズ作用による発光素子の光の拡大と凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分布変化を小さくでき発光素子の配置間隔を広くすることができるので、発光波長の異なる複数の発光素子を多数配置できる。さらに、それに対応した複数の受光素子を狭い間隔で多数配置でき、複数種類の放射光又は反射光を検知できるように構成できる。したがって、多目的な蛍光検知装置の検出精度の向上に効果がある。
【0052】
次に、図7に蛍光画像検出装置の他の一実施例を断面図で説明する。また、図8は光検知回路基板3側から見た図を示す。
図7乃至図8において、図4の構成の発光素子を4a乃至4jに、円筒凹面を9a乃至9jに増加し、受光素子30a乃至30nを発光素子4a乃至4jと同じ光検知回路基板3に取付けたものである。
【0053】
こうすることによって、図7乃至図8の構成においても図4と同様の効果が得られる。さらに、一つの基板に発光素子と受光素子を配置できるため、紙幣から放射または反射された光は比較的上方へ向かうことから、上方に配置した受光素子は受光効率がよいので検知感度の向上に効果があるので、装置の組立易さ、小型化ができるのでコストの低減に効果がある。
【0054】
また、第一の波長の発光素子4a、4c、4e、4g、4iと、第二の波長の発光素子4b、4d、4f、4hの発光波長の異なる複数の発光素子を多数配置できる。さらに、それに対応した第一の波長の受光素子30a、30c、30e、30g、30i、30k、30nと、第二の波長の受光素子30b、30d、30f、30h、30j、30mの複数の受光素子を狭い間隔で多数配置でき、複数種類の放射光又は反射光を検知できるように構成できるので、多目的な蛍光検知装置の検出精度の向上に効果がある。
【0055】
図9に図4の他の一実施例を示す。
図9は、光検知回路基板3側から見た図である。
図9において、紙幣面の検出間隔を狭くするために受光素子5a乃至5hと受光素子30a乃至30mは紙幣面の検出位置を互いに補間するように受光素子をp/2(p=配置ピッチ)ずらせて千鳥に配列することもできる。
【0056】
このように図9によれば、図4とおなじような効果が得られ、さらに、一つの基板に発光素子と受光素子を配置できる。そのため、紙幣から放射または反射された光は比較的上方へ向かうことから、上方に配置した受光素子は受光効率がよいので検知感度の向上に効果がある。さらに、装置の組立易さ、小型化ができるのでコストの低減に効果がある。
【0057】
また、受光素子を千鳥に配列にして、多数設けることができるので検出間隔を狭くすることができ検出精度の向上に効果がある。
【0058】
図10に蛍光画像検出装置1に取付けられた凹面付き平凸シリンドリカルレンズ8の他の一実施例を示す。
図10は円筒レンズ47に円筒凹面を一定間隔ごとに設けたものである。
図10において、凹レンズ作用による発光素子の光の拡大と凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分布変化を小さくでき発光素子の配置間隔を広くすることができる。そのため、図1乃至図9と同じ効果が得られる。さらに、円筒レンズは組み立て易く、また、加工が容易なためコストの低減に効果がある。
【0059】
図11に蛍光画像検出装置1に取付けられた凹面付き平凸シリンドリカルレンズ8の他の一実施例を示す。
図11は円筒レンズ50である。
図11において、光源は円筒レンズ50の焦点又は焦点近傍に配置すれば、照射光は平行光となり楕円形の照射面積の長手方向を長くでき、短手方向の光の集光をより向上できるが、これ以外の位置でも使用可能である。
【0060】
このように図11によれば、円筒レンズは長手方向での集光作用はないため発光素子から放射上に出た光は長手方向に拡散する。また、凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分布変化を小さくでき発光素子の配置間隔を広くすることができる。そのため、図1乃至図9の効果が得られる。さらに、円筒レンズは組み立て易く、また、加工が容易なためコストの低減に効果がある。
【0061】
図12に蛍光画像検出装置1に取付けられた凹面付き平凸シリンドリカルレンズ8の他の一実施例を示す。
図12は平凸シリンドリカルレンズ52である。
図12において、光源は平凸シリンドリカルレンズ52の焦点又は焦点近傍に配置すれば、照射光は平行光となり楕円形の照射面積の長手方向を長くでき、短手方向の光の集光をより向上できる。なお、これ以外の位置でも使用可能である。
【0062】
このように本実施例によれば、平凸シリンドリカルレンズは長手方向での集光作用はないため発光素子から放射上に出た光は長手方向に拡散する。また、凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分布変化を小さくでき発光素子の配置間隔を広くすることができる。そのため、図1乃至図9の効果が得られる。
【0063】
図13に蛍光画像検出装置1に取付けられた凹面付き平凸シリンドリカルレンズ8の他の一実施例を示す。
図13は平凸シリンドリカルレンズ54の平面側に回折格子を一定間隔ごとに設けたものである。
【0064】
図13において、入射光は回折格子で回折されて発光素子の光を拡大できる。また、凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分布変化を小さくでき発光素子の配置間隔を広くすることができる。そのため、図1乃至図9と同じ効果が得られる。
【0065】
次に、蛍光画像検出装置1の他の一実施例を図14を用いて説明する。
図14は蛍光画像検出装置1の構成を示す図である。
図14において、68a乃至68eは、部材2、紫外光LEDなどの発光素子である。60a乃至60nはホトダイオードなどの受光素子である。発光素子68a乃至68eに対応して可視光カットフィルタ69a乃至69eが設けられている。受光素子60a乃至60nに対応して受光したい蛍光だけを通過させる紫外光カットフィルタ61a乃至61nが設けられている。62は紙幣17からの蛍光67を受光素子60a乃至60nに導くための開口部63a乃至63nが設けられ発光素子68a乃至68eの光を紙幣17に反射させるための反射板である。52はこの反射板62からの光を紙幣面に集光させるための平凸シリンドリカルレンズである。65は発光素子からの照射光である。66は発光素子68a乃至68eによる楕円形の照射面積である。67は照射光65で紙幣17より放射され受光素子60a乃至60nで受光される蛍光である。18、19は図1にも記載したように、紙幣17を案内し搬送するための光が通過できる部材で形成された上ガイド18と、下ガイドである。
【0066】
平凸シリンドリカルレンズ52の長手方向(紙幣17の長手方向)をx方向、短手方向(紙幣17の短手方向すなわち搬送方向)をy方向と図示する。また、反射板62は入射光を略90度の方向に反射するように略45度に部材2に固定される。
【0067】
また、発光する波長分布の異なる発光素子を複数設け、それに対応した発光素子側の光カットフィルタと、波長感度の異なる複数の受光素子とそれに対応した受光素子側の光カットフィルタを設けて複数種類の蛍光または反射光を検知できるように発光素子、受光素子の配置間隔を蜜に構成することもできる。
【0068】
また、複数の発光する波長の異なる発光素子と、複数の受光素子を設けてスキャンごとに発光素子を切り替えて点灯することにより、複数種類の蛍光または反射光を検知できるように発光素子、受光素子の配置間隔を蜜に構成することもできる。なお、発光素子側の光カットフィルタは設けても良い。
【0069】
図15は、図14の蛍光画像検出装置をy−y方向から切断しx−x方向から見た図である。
図15において、発光素子68a乃至68eなどを取付けた発光回路基板73と、受光素子60a乃至60nなどを取付け紙幣21からの蛍光67を検出する光検出回路基板70と、反射板62の開口部63a乃至63nから蛍光67を受光素子60a乃至60nに導くための貫通口72と、受光素子60a乃至60nを貫通口72に位置決めするためのスペーサ71と、発光素子68a乃至68eを位置決めするためのスペーサ74を示す。紫外光カットフィルタ69a乃至69eと可視光カットフィルタ61a乃至61nはその端部をスペーサ74、71と部材2とで挟んで固定される。平凸シリンドリカルレンズ52は凸面側の端部位置で部材2に固定される。
【0070】
なお、反射板62は部材2にアルミ蒸着などで形成することができる。また、平凸シリンドリカルレンズの材質は石英ガラス、樹脂等が使用できる。光源と物体までの距離を25mmとした場合、凸面の曲率半径は2.5mmから5mmの範囲が好適であるがそれ以外でも使用できる。
【0071】
このように本発明によれば、反射板で反射した光を平凸シリンドリカルレンズで長手方向(x方向)に拡散できる。また、拡散した光は凸レンズの作用によりy方向(すなわち円筒凸面中央部)に集光でき光量の増加が行なえる。このように、発光素子の光を拡大でき、これらを加算した合成光量分布は光量の増加と光量変動を小さくできる効果がある。したがって、紙幣の蛍光検知の感度向上と、検知誤差を小さくできるので検知精度の向上に効果がある。
【0072】
その上、各発光素子の光を長手方向(x方向)に拡大できるので、紙幣全体を照射するための発光素子の数を少なくできるためコストの低減に効果がある。
【0073】
また、紙幣から放射または反射された光は上方へ向かうことから、反射板の真上に配置した受光素子は受光効率がよいので検知感度の向上に効果がある。
【0074】
一方、発光素子の長手方向への光の拡大と凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分布変化を小さくでき発光素子の配置間隔を広くすることができるので、発光波長分布の異なる複数の発光素子を配置できる。さらに、それに対応した複数の受光素子を配置でき、複数種類の放射光又は反射光を検知できるように構成できる。したがって、多目的な蛍光検知装置が小型、低コストで得られる効果がある。
【0075】
また、発光波長の異なる複数の発光素子を常時点灯しておくことができるので検知速度の向上に効果がある。しかも、発光波長の異なる複数の発光素子をスキャンことに切り替えて点灯する場合には、複数の受光素子を密に配置できるので検知精度の向上に効果がある。
【0076】
尚、平凸シリンドリカルレンズに替えて図11の円筒レンズを使用しても上述と同じ効果が得られる。
【0077】
図1の凹面付き平凸シリンドリカルレンズ8、図10の凹面付き円筒レンズ、図13の回折格子付き平凸シリンドリカルレンズを用いると、さらに長手方向への光の拡大が可能になり発光素子の数を少なくできるためコストの低減に効果がある。
【0078】
次に、図16は図14の蛍光画像検出装置1の他の一実施例を示す。
図16は、反射板62の発光素子68a乃至68eからの光を反射する部分に、紙幣17からの蛍光67を通過させる開口部のある円筒凸面反射板70a乃至70eを設けた以外は図14と同じ構成である。
【0079】
このように本発明によれば、上記図14の効果が得られる。さらに、発光素子からの光りを円筒凸面反射板で長手方向(x方向)に拡大できるので、紙幣全体を照射するための発光素子の数を少なくできるためコストの低減に効果がある。また、発光波長の異なる複数の発光素子を配置、多目的な蛍光検知装置が小型、低コストで得られる効果がある。
【0080】
次に、図17は図14の蛍光画像検出装置1の他の一実施例を示す。図17は反射板62の発光素子68a乃至68eからの光を反射する部分に、紙幣17からの蛍光67を通過させる開口部のある回折格子反射板75a乃至75eを設けた以外は図14と同じ構成である。このように、回折格子反射板に当たった発光素子からの光のスポットが紙幣17の上に多数の光のスポット(楕円形の照射面積66)として現れる。
【0081】
このように本発明によれば、上記図14の効果が得られる。さらに、発光素子からの光りを回折格子反射板で長手方向(x方向)に拡大できるので、紙幣全体を照射するための発光素子の数を少なくできるためコストの低減に効果がある。また、発光波長の異なる複数の発光素子を配置、多目的な蛍光検知装置が小型、低コストで得られる効果がある。
【0082】
このように本発明によれば、本発明の蛍光画像検出装置を設けた小型の紙幣鑑別部と紙幣搬送路を往復搬送路で構成したことにより設置面積を小さくでき装置の小型化に効果がある。また、搬送路を短くできるため預け入れ及び払い出しの時間を短縮できる効果がある。
【0083】
これまでの説明では現金自動取扱装置に使用する蛍光画像検出装置について述べたが、各種自動販売機の蛍光画像検出装置にも応用できる。また、対象物に光を照射しその反射光から画像を読取るスキャナ、複写機の画像読取り装置等に使用できる。
【0084】
以上説明したように本発明によれば、蛍光画像検出装置の紫外線発光素子からの光を平凸シリンドリカルレンズ、円筒レンズ、平凸シリンドリカルレンズに円筒凹面を設けた凹面付き平凸シリンドリカルレンズ、円筒レンズに円筒凹面を設けた凹面付き円筒レンズおよび平凸シリンドリカルレンズに回折格子を設けた回折格子付き平凸シリンドリカルレンズを用いて紙幣の長手方向への拡大と、短手方向への集光を行い紙幣からの蛍光又は反射光を受光素子で検知するように構成した。
【0085】
また、紫外線発光素子から光を紙幣から放射される蛍光又は反射光を受光素子に取り込む開口部を設けた開口部付き反射板、発光素子からの光りの当たる面に円筒凸面を設けた開口部付き円筒凸面反射板、発光素子からの光りの当たる面に回折格子を設けた開口部付き回折格子反射板を用い、さらに、前記反射板からの反射光を平凸シリンドリカルレンズ、円筒レンズ、平凸シリンドリカルレンズに円筒凹面を設けた凹面付き平凸シリンドリカルレンズ、円筒レンズに円筒凹面を設けた凹面付き円筒レンズおよび平凸シリンドリカルレンズに回折格子を設けた回折格子付き平凸シリンドリカルレンズを用いて紙幣の長手方向への拡大と、短手方向への集光を行い紙幣からの蛍光又は反射光を反射板の開口部の真上に設けた受光素子で検知するように構成した。
【0086】
このように構成したことにより、発光素子の光を長手方向に拡大できなだらかに変化させることができるため、これらを加算した合成光量分布は光量の増加と光量変動を小さくできる効果がある。したがって、紙幣の蛍光検知の感度の向上と、検知誤差を小さくできるので検知精度の向上に効果がある。
【0087】
また、各発光素子の光を長手方向に拡大できるので、紙幣全体を照射するための発光素子の数を少なくできるためコストの低減に効果がある。
【0088】
また、発光素子は長手方向に間隔を広くして配置できるので、一つの基板に受光素子と発光素子を同列に配置できる。そのため、紙幣から放射または反射された光は比較的上方へ向かうことから、真上に配置した受光素子は受光効率がよいので検知感度の向上に効果がある。さらに、装置の組立易さ、小型化ができるのでコストの低減に効果がある。
【0089】
また、発光波長の異なる複数の発光素子を配置できる。さらに、それに対応した複数の受光素子を発光素子と同列に配置でき、複数種類の放射光又は反射光を検知できるように構成できる。したがって、多目的な蛍光検知装置が小型、低コストで得られる効果がある。
【0090】
また、平凸シリンドリカルレンズ、円筒レンズ、平凸シリンドリカルレンズに円筒凹面を設けた凹面付き平凸シリンドリカルレンズ、円筒レンズに円筒凹面を設けた凹面付き円筒レンズおよび平凸シリンドリカルレンズに回折格子を設けた回折格子付き平凸シリンドリカルレンズは装置の組立易さ、小型化ができるのでコストの低減に効果がある。
【0091】
また、現金自動取扱装置に本発明の蛍光画像検出装置を設けた小型の紙幣鑑別部と紙幣搬送路を往復搬送路で構成したことにより設置面積を小さくでき装置の小型化に効果がある。また、搬送路を短くできるため預け入れ及び払い出しの時間を短縮できる効果がある。
【0092】
【発明の効果】
以上のごとく、光源の数を少なくしたことによる光量の低下を抑え、複数の波長の反射光を検出することが可能な蛍光画像検出装置を備えた現金自動取扱装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の蛍光画像検出装置の一実施例を示す斜視図である。
【図2】図2は、図1の蛍光画像検出装置の断面図である。
【図3】図3は、図1の発光素子からの光量分布を示すグラフ図である。
【図4】図4は、本発明の蛍光画像検出装置の他の一実施例を示す斜視図である。
【図5】図5は、図4の蛍光画像検出装置の断面図である。
【図6】図6は、本発明の蛍光画像検出装置の他の一実施例の断面図である。
【図7】図7は、本発明の蛍光画像検出装置の他の一実施例の断面図である。
【図8】図8は、図7の光検知回路基板側から見た図である。
【図9】図9は、本発明の蛍光画像検出装置の他の一実施例の光検知回路基板側から見た図である。
【図10】図10は、本発明の円筒凹面を設けた円筒レンズの斜視図である。
【図11】図11は、本発明の円筒レンズを示す斜視図である。
【図12】図12は、本発明の平凸シリンドリカルレンズを示す斜視図である。
【図13】図13は、本発明の回折格子を設けた平凸シリンドリカルレンズの斜視図である。
【図14】図14は、本発明の蛍光画像検出装置の他の一実施例を示す斜視図である。
【図15】図15は、図14の蛍光画像検出装置の断面図である。
【図16】図16は、本発明の蛍光画像検出装置の他の一実施例を示す斜視図である。
【図17】図17は、本発明の蛍光画像検出装置の他の一実施例を示す斜視図である。
【図18】図18は、一般的な現金自動取扱装置を説明する概略図である。
【符号の説明】
1…蛍光画像検出装置、2…部材、3…光検出回路基板、4a乃至4e…受光素子、5a乃至5h…発光素子、6a乃至6e…紫外光カットフィルタ、7a乃至7h…可視光カットフィルタ、8…凹面付き平凸シリンドリカルレンズ、9a乃至9e…円筒凹面、10…照射光、11…照射面積、12…蛍光又は反射光、13…スペーサ、17…紙幣、18…上ガイド、19…下ガイド。
Claims (6)
- 複数の発光手段から集光した光を物体に照射する集光手段と、前記発光手段と発光手段との間に設けられて前記照射された光によって前記物体から放出又は反射される光を検出する受光手段とを備えた画像検出装置において、
前記集光手段は平凸シリンドリカルレンズに回折格子を設けた回折格子付き平凸シリンドリカルレンズあって、前記回折格子付き平凸シリンドリカルレンズの入射光側に前記発光手段を設けたことを特徴とする画像検出装置。 - 前記発光手段と前記受光手段とを直線上に配置したことを特徴とする請求項1に記載の画像検出装置。
- 発光手段の光を反射させて物体に照射するための反射板と、前記照射された光によって前記物体から放出又は反射される光を検出する受光手段とを備えた画像検出装置において、
前記反射板は前記物体から放出又は反射される光を前記受光手段に導くための開口部のある開口部付き反射板であって、前記開口部付き反射板の発光手段からの光が当たる反射部分に円筒凸面を形成し、前記開口部付き反射板で反射した光を集光する平凸シリンドリカルレンズと、前記開口部付き反射板の入射光側に前記発光手段と、前記開口部付き反射板の開口部からの光を受光するための前記受光手段を配置したことを特徴とする画像検出装置。 - 前記円筒凸面に代えて回析格子を設けたことを特徴とする請求項3記載の画像検出装置。
- 前記開口部付き反射板で反射した光を集光する手段は平凸シリンドリカルレンズに回折格子を設けた回折格子付き平凸シリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項3記載の画像検出装置。
- 前記発光手段に複数の波長の異なる発光手段を設け、前記複数の波長の異なる発光手段の照射により前記物体から放出又は反射される光に感度を有する複数の受光手段を設けたことを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の画像検出装置。
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