JP6701625B2 - 紙葉類識別装置の光ガイド装置 - Google Patents

Description

本発明は、紙葉類識別装置の光ガイド装置に関し、より詳細には、搬送路に沿って搬送される紙葉類の光学的な特性を検出する紙葉類識別装置の光センサに適用される光ガイド装置に関するものである。

従来、搬送路に沿って搬送される紙葉類の光学的な特性を検出する紙葉類識別装置の光センサに適用される光ガイド装置が例えば特許文献１に提案されている。この特許文献１に提案されている光ガイド装置は、導光体及びハウジングを備えている。

導光体は、発光素子からの光を自身に伝搬させるもので、上部に拡散表面を有している。ハウジングは、導光体の周囲を覆うものである。このような光ガイド装置は、上部に光制御層を有し、更に導光体と光制御層との間にプリズム構造層を有している。

このような光ガイド装置では、導光体の上部の拡散表面によって、導光体内部を伝搬した光を均一化するとともに外部に出射し、外部に出射した拡散光をプリズム構造層によって集光して輝度を上昇させた後、光制御層の遮光によって、光の広がりを示す配光角を制限している。

特表２００４−５３８４７３号公報

ところが、上述した特許文献１に提案されている光ガイド装置では、導光体とハウジングとに加え、光制御層やプリズム構造層を必要とし、部品点数の増大とともに組立工数の増加を招来する。またプリズム構造層として用いられる輝度向上フィルムは高価なものであり、更に光制御層の配光制御を遮光によって実現しているので光量低下が発生する。

本発明は、上記実情に鑑みて、製造コストの低減化を図るとともに、光量の低下を抑制することができる紙葉類識別装置の光ガイド装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る紙葉類識別装置の光ガイド装置は、搬送路に沿って搬送される紙葉類の光学的な特性を検出する紙葉類識別装置の光センサに適用されるものであって、自身の長手方向が前記紙葉類の前記搬送路での搬送方向に直交するよう配置されるとともに、前記搬送路に近接する出射部と、前記出射部に対向する底部と、発光素子からの光を入射する入射部と、前記入射部を通じて入射した光を前記底部に向けて反射する反射部とを有し、かつ前記入射部を通じて入射した光を前記反射部、前記底部及び前記出射部の順に伝搬させて該出射部より前記搬送路に向けて出射させる導光体を備えた光ガイド装置において、前記導光体は、前記底部及び前記出射部の少なくとも一方に所定の間隔で設けられ、かつ前記出射部から出射される光の配光角を調整する配光角調整部を備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記紙葉類識別装置の光ガイド装置において、前記底部に設けられた各配光角調整部は、伝搬する光を前記出射部に向けて反射させ、かつ前記出射部より平行光として出射させる反射面を有することを特徴とする。

また本発明は、上記紙葉類識別装置の光ガイド装置において、前記出射部は、前記搬送路に向けて出射される光の配光角を制御する屈折面を有する複数の凹部を備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記紙葉類識別装置の光ガイド装置において、前記導光体における前記入射部及び前記出射部を除いた部分を囲繞する光反射部材を備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記紙葉類識別装置の光ガイド装置において、前記入射部は、前記発光素子からの光を集光して平行光に変換するレンズを備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記紙葉類識別装置の光ガイド装置において、前記反射部は、光の反射面が前記入射部における光の入射部分を焦点とする放物面形状を成すよう湾曲して構成されていることを特徴とする。

また本発明は、上記紙葉類識別装置の光ガイド装置において、前記反射部は、前記出射部の両端に連続して形成されるとともに前記底部を挟み込むよう設けられた左右一対のものであり、前記底部に設けられた各配光角調整部の反射面は、一方の反射部における光の反射面に焦点を有し、該焦点の鉛直下側に頂点が設けられた第１放物面と、他方の反射部における光の反射面に焦点を有し、該焦点の鉛直下側に頂点が設けられた第２放物面とが連続して形成されて成ることを特徴とする。

また本発明は、上記紙葉類識別装置の光ガイド装置において、前記出射部に設けられた各配光角調整部は、放物線を所定の軸の周りに回転させて形成される回転放物面を反射面とし、かつ自身の焦点部分に入射した前記底部からの光を該反射面で反射させて平行光として前記搬送路に出射することを特徴とする。

また本発明は、上記紙葉類識別装置の光ガイド装置において、前記入射部は、放物線を所定の軸の周りに回転させて形成される回転放物面を外面とし、かつ自身の焦点部分に入射した前記発光素子からの光を平行光に変換する複数の凸部を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、導光体の底部及び出射部の少なくとも一方に所定の間隔で設けられた配光角調整部が、出射部から出射される光の配光角を調整するので、発光素子で発光された光の配光角を調整しながら搬送路に所望の角度にて出射させることができる。しかも、従来のように光制御層やプリズム構造層を必要としないので部品点数を削減でき、更に配光制御を遮光によって行うものでもない。従って、製造コストの低減化を図るとともに、光量の低下を抑制できるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１である光ガイド装置が適用される紙葉類識別装置の要部となる光センサ及びその周辺機器を模式的に示す説明図である。 図２は、図１に示した紙葉類識別装置に適用される光ガイド装置の縦断面を模式的に示す断面図である。 図３は、本発明の実施の形態２である光ガイド装置を示すもので、（ａ）は光ガイド装置の縦断面を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）とは搬送方向の下流側から導光体の縦断面を示す断面図である。 図４は、本発明の実施の形態３である光ガイド装置の縦断面を模式的に示す断面図である。 図５は、図４に示した光ガイド装置における光の伝搬を模式的に示す説明図である。 図６は、本発明の実施の形態４である光ガイド装置の縦断面を模式的に示す断面図である。 図７は、図６に示した導光体を上方から見た場合を示す平面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る紙葉類識別装置の光ガイド装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１である光ガイド装置が適用される紙葉類識別装置の要部となる光センサ及びその周辺機器を模式的に示す説明図である。ここで例示する紙葉類識別装置１は、例えば自動販売機等に適用されるもので、投入された紙葉類（以下、紙幣ともいう）の金種や真贋を識別するものである。この紙葉類識別装置１は、投入された紙幣２から光学的、磁気的な特性を検出し、その検出結果から紙幣２の特徴を抽出することにより金種判定及び真贋判定を行っている。

ここで紙幣２の光学的特性とは、紙幣２の紙質、厚み、印刷模様等により、金種によって異なる光透過パターンや光反射パターンを有していることである。また紙幣２の磁気的特性とは、紙幣２が磁性体を含むインキで印刷されていることにより、金種によって異なる磁気パターンを有していることである。

上記紙葉類識別装置１の光センサ１０は、紙幣２の光学的特性を検出するためのもので、紙幣２の搬送路３に近接配置されている。この光センサ１０は、発光素子１１と、光ガイド装置２０と、受光素子１２とを備えて構成されている。

発光素子１１は、複数（例えば２つ）用いられており、それぞれが紙幣２の光学的な特性を検出するための光源であって例えば発光ダイオードである。使用する発光ダイオードは、表面実装タイプ、スルーホール実装タイプのどちらでもよい。またその発光波長は、識別対象とする紙幣２の種類にもよるが、紙質や蛍光インキの特性を検出したい場合には紫外線を選択すればよく、印刷模様のパターンや紙の厚み、すかし、すき入れバーパターンを検出したい場合には可視光や赤外線を選択すればよい。多波長の光を用いることでより多くの紙幣２の特徴を抽出することができるので、２波長発光ダイオードや３波長発光ダイオードを用いることが好ましい。

これら発光素子１１は、それぞれ点灯回路４，５が接続されるとともに、所定の直流電源６から電源供給されている。これら点灯回路４，５は、演算制御部７に接続されており、演算制御部７からの制御信号により点灯制御が行われる。

光ガイド装置２０は、発光素子１１の数を低減化させるために設けられたものであり、発光素子１１からの光を搬送路３に出射させるものである。この光ガイド装置２０の構成については後述する。

受光素子１２は、フォトダイオードであり、発光素子１１及び光ガイド装置２０に対して搬送路３を挟んで対向配置されている。そのため、搬送路３に紙幣２が搬送されていない場合、光ガイド装置２０から出射された光は受光素子１２に直接到達する。一方、搬送路３に紙幣２が搬送されて光ガイド装置２０と受光素子１２との間を紙幣２が通過する場合、光ガイド装置２０から出射された光は紙幣２によって反射又は吸収され、それ以外の光は紙幣２を透過して受光素子１２に到達する。

このような受光素子１２は、自身に到達した光を電気信号として検出し、その検出結果を増幅器８を通じて演算制御部７に与えるものである。

このような紙葉類識別装置１では、上記光センサ１０を用いることで、搬送路３を搬送される紙幣２の光学的特性、すなわち発光素子１１の光波長における光学的特性を、パターンデータとして検出することができる。そして、演算制御部７が、自身に接続されたメモリに記憶された各金種のパターンデータと比較することで、紙幣２の金種判定や真贋判定を行うことができる。

図２は、図１に示した紙葉類識別装置１に適用される光ガイド装置２０の縦断面を模式的に示す断面図である。尚、この図２においては、搬送路３における紙幣２の搬送方向は、紙面に直交する方向である。ここで例示する光ガイド装置２０は、搬送路３の下方側に配設されており、導光体２０ａと光反射部材２０ｂとを備えている。

導光体２０ａは、搬送路３における紙幣２の搬送方向に直交する方向、すなわち左右方向が自身の長手方向となる長尺状部材であり、ＰＭＭＡ（Poly Methyl Methacrylate）等のアクリル樹脂のような透明な樹脂材により構成されている。このように導光体２０ａは、透明な樹脂材から構成されるものであるので、図示の便宜上、導光体２０ａについては断面を示すハッチングを省略している。

このような導光体２０ａは、縦断面形状が略コ字状をなしており、出射部２１、底部２２、入射部２３，２４及び反射部２５，２６を備えて構成されている。出射部２１は、導光体２０ａの上部に形成され、かつ搬送路３に近接する部位である。この出射部２１は、搬送路３を臨む出射面２１１を有しており、該搬送路３に向けて光を出射するものである。底部２２は、出射部２１に対向する部位であり、底面２２１が出射面２１１に対向している。

入射部２３，２４は、２つあり、底部２２の左右両側であって下方に向けて突出する部分の端部に設けられている。これら入射部２３，２４は、それぞれの端面となる入射面２３１，２４１が対応する発光素子１１と対向しており、発光素子１１からの光を入射するものである。このような入射部２３，２４は、レンズ２３２，２４２を備えている。レンズ２３２，２４２は、それぞれ対応する入射部２３，２４の入射面２３１，２４１に配置されている。これらレンズ２３２，２４２は、発光素子１１からの光を集光して平行光に変換するものである。

反射部２５，２６は、２つあり、一方が出射部２１の左端に連続し、他方が出射部２１の右端に連続して、底部２２を挟み込むように設けられている。出射部２１の左方の反射部（以下、左方反射部ともいう）２５は、左方側の入射部２３の上方側に位置しており、上方に向かうに連れて漸次右方に傾斜する左方反射面（光の反射面）２５１を有している。この左方反射部２５は、左方側の入射部２３で入射した光を底部２２に向けて反射させるものである。

出射部２１の右方の反射部（以下、右方反射部ともいう）２６は、右方側の入射部２４の上方側に位置しており、上方に向かうに連れて漸次左方に傾斜する右方反射面（光の反射面）２６１を有している。この右方反射部２６は、右方側の入射部２４で入射した光を底部２２に向けて反射させるものである。

かかる導光体２０ａにおいては、底部２２に複数の底側凹部（配光角調整部）２２２が形成されているとともに、出射部２１に複数の出射側凹部２１２が形成されている。

底側凹部２２２は、搬送路３における紙幣２の搬送方向に沿って延在しており、三角溝形状を成している。このような底側凹部２２２は、底部２２において導光体２０ａの長手方向（左右方向）に沿って所定間隔毎に並設されている。

底側凹部２２２を形成する２つの傾斜面２２２ａ，２２２ｂのうち、上方に向かうに連れて漸次右方に傾斜する第１傾斜面２２２ａは、左方反射部２５の左方反射面２５１で全反射された光を、再び全反射により出射面２１１に直交する方向に反射させる角度に設定されて反射面を構成している。また上方に向かうに連れて漸次左方に傾斜する第２傾斜面２２２ｂは、右方反射部２６の右方反射面２６１で全反射された光を、再び全反射により出射面２１１に直交する方向に反射させる角度に設定されて反射面を構成している。

出射側凹部２１２は、搬送路３における紙幣２の搬送方向に沿って延在しており、三角溝形状を成している。このような出射側凹部２１２は、出射部２１において導光体２０ａの長手方向（左右方向）に沿って所定間隔毎に並設されている。出射側凹部２１２を形成する２つの傾斜面２１２ａ，２１２ｂは、搬送路３に出射される光の配光角を制御する屈折面を構成している。

光反射部材２０ｂは、光反射性の材料から構成されるものであり、導光体２０ａにおける入射部２３，２４及び出射部２１を除いた部分を囲繞する態様で設けられている。

以上のような構成を有する光ガイド装置２０においては、発光素子１１で発光された光をレンズ２３２，２４２にて集光させて入射部２３，２４で平行光として入射する。入射部２３，２４を通じて入射した光を、反射部２５，２６の反射面（左方反射面２５１及び右方反射面２６１）で反射させる。反射面で全反射させた光を底部２２の各底側凹部２２２の第１傾斜面２２２ａ又は第２傾斜面２２２ｂで反射させて出射部２１に出射させることで、発光素子１１で発光された光が入射部２３，２４、反射部２５，２６、底部２２及び出射部２１の順に導光体２０ａを伝搬させる。このようにして導光体２０ａを伝搬した光を、出射部２１から出射面２１１に直交する方向に沿って搬送路３に出射させる（図２中の一点鎖線Ａ参照）。

また、上記光ガイド装置２０では、発光素子１１で発光されて入射部２３，２４を通じて入射した光のうち、反射部２５，２６の反射面（左方反射面２５１及び右方反射面２６１）や底部２２の底側凹部２２２の傾斜面（第１傾斜面２２２ａ及び第２傾斜面２２２ｂ）等で反射されずに導光体２０ａの外部に出射した光を光反射部材２０ｂにより反射させて再度導光体２０ａの内部に入射させることができる。

そして、再度導光体２０ａの内部に入射させた光のうち、底部２２における底側凹部２２２以外の底面２２１から入射した光については、出射部２１における出射側凹部２１２の傾斜面２２２ａ，２２２ｂにて屈折させて出射部２１から出射面２１１に直交する方向に沿って搬送路３に出射させる（図２中の二点差線Ｂ参照）。

以上説明したように本発明の実施の形態１である光ガイド装置２０によれば、発光素子１１から発光された光を伝搬させる導光体２０ａの底部２２の各底側凹部２２２が、導光体２０ａを伝搬する光を傾斜面（第１傾斜面２２２ａ及び第２傾斜面２２２ｂ）にて出射部２１に向けて反射させ、かつ出射部２１より出射面２１１に直交する方向に沿って平行光として出射させるので、発光素子１１で発光された光の配光角を調整しながら搬送路３に所望の角度にて出射させることができる。しかも、従来のように光制御層やプリズム構造層を必要としないので部品点数を削減でき、更に配光制御を遮光によって行うものでもない。従って、製造コストの低減化を図るとともに、光量の低下を抑制できる。

上記光ガイド装置２０によれば、光反射部材２０ｂが導光体２０ａにおける入射部２３，２４と出射部２１とを除いた部分を囲繞しているので、一旦導光体２０ａの外部に出射した光を再度導光体２０ａの内部に入射させることができ、発光素子１１からの光の導光効率を向上させることができる。

上記光ガイド装置２０によれば、発光素子１１で発光された光をレンズ２３２，２４２にて集光させて入射部２３，２４で平行光として入射しているので、入射部２３，２４で入射した光のうち反射部２５，２６に到達する割合を増大させることができ、結果的に反射部２５，２６の反射面（左方反射面２５１及び右方反射面２６１）で全反射させる光の割合を増大させて導光効率を向上させることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。

上述した実施の形態１では、出射部２１に出射側凹部２１２が形成されていたが、本発明では、出射側凹部２１２が形成されていなくてもよい。また出射部２１に凹部が形成されていない場合には、光反射部材２０ｂが導光体２０ａの底部２２を覆わなくてもよい。

上述した実施の形態１では、出射側凹部２１２は、搬送路３における紙幣２の搬送方向に沿って延在していたが、本発明においては、出射部２１に設けられた凹部は、搬送路３における紙幣２の搬送方向に直交する方向に沿って延在してもよく、該凹部の集光及び配光制御の機能を利用したい方向に応じて決められるものである。

また、本発明においては、上記底側凹部２２２及び上記出射側凹部２１２の大きさや形成密度等は適宜変化させてもよい。例えば、底側凹部２２２は、底部２２の中央部分で高密度に形成し、かつ底部２２の左右両端部分で低密度に形成することで、出射部２１全体から出射される光のムラを少なくして均一化させるようにしてもよい。

＜実施の形態２＞
図３の（ａ）は、本発明の実施の形態２である光ガイド装置の縦断面を模式的に示す断面図である。ここで例示する光ガイド装置３０も上述した実施の形態１の光ガイド装置２０と同様に、図１に示した紙葉類識別装置１の要部に適用されるものである。そのため、実施の形態１と同一の構成を有するものには同一の符号を付してその説明を適宜省略する。

この図３の（ａ）においては、搬送路３における紙幣２の搬送方向は、紙面に直交する方向であり、光ガイド装置３０は、搬送路３の下方側に配設されており、導光体３０ａと光反射部材３０ｂとを備えている。

導光体３０ａは、搬送路３における紙幣２の搬送方向に直交する方向、すなわち左右方向が自身の長手方向となる長尺状部材であり、ＰＭＭＡ（Poly Methyl Methacrylate）等のアクリル樹脂のような透明な樹脂材により構成されている。このように導光体３０ａは、透明な樹脂材から構成されるものであるので、図示の便宜上、導光体３０ａについては断面を示すハッチングを省略している。

このような導光体３０ａは、出射部３１、底部３２、入射部３３，３４及び反射部３５，３６を備えて構成されている。出射部３１は、導光体３０ａの上部に形成され、かつ搬送路３に近接する部位である。この出射部３１は、搬送路３を臨む出射面３１１を有しており、該搬送路３に向けて光を出射するものである。底部３２は、出射部３１に対向する部位であり、底面３２１が出射面３１１に対向している。

入射部３３，３４は、２つあり、底部３２の左右両側に設けられている。これら入射部３３，３４は、それぞれの端面となる入射面３３１，３４１が対応する発光素子１１と対向しており、発光素子１１からの光を入射するものである。

反射部３５，３６は、２つあり、一方が出射部３１の左端に連続し、他方が出射部３１の右端に連続して、底部３２を挟み込むように設けられている。出射部３１の左方の反射部（以下、左方反射部ともいう）３５は、左方側の入射部３３の上方側に位置しており、上方に向かうに連れて漸次右方に湾曲する左方反射面（光の反射面）３５１を有している。この左方反射面３５１は、左方の入射部３３の発光素子１１からの入射部分を焦点とする放物面形状を成している。このような左方反射部３５は、左方側の入射部３３で入射した光を底部３２に向けて反射させるものである。

出射部３１の右方の反射部（以下、右方反射部ともいう）３６は、右方側の入射部３４の上方側に位置しており、上方に向かうに連れて漸次左方に湾曲する右方反射面（光の反射面）３６１を有している。この右方反射面３６１は、右方の入射部３４の発光素子１１からの入射部分を焦点とする放物面形状を成している。このような右方反射部３６は、右方側の入射部３４で入射した光を底部３２に向けて反射させるものである。

かかる導光体３０ａにおいては、底部３２に複数の底側凹部（配光角調整部）３２２が形成されているとともに、出射部３１に複数の出射側凹部３１２が形成されている。

底側凹部３２２は、搬送路３における紙幣２の搬送方向に沿って延在しており、三角溝形状を成している。このような底側凹部３２２は、底部３２において導光体３０ａの長手方向（左右方向）に沿って所定間隔毎に並設されている。

底側凹部３２２を形成する２つの傾斜面３２２ａ，３２２ｂのうち、上方に向かうに連れて漸次右方に傾斜する第１傾斜面３２２ａは、左方反射部３５の左方反射面３５１で全反射された光を、再び全反射により出射面３１１に直交する方向に反射させる角度に設定されて反射面を構成している。また上方に向かうに連れて漸次左方に傾斜する第２傾斜面３２２ｂは、右方反射部３６の右方反射面３６１で全反射された光を、再び全反射により出射面３１１に直交する方向に反射させる角度に設定されて反射面を構成している。

出射側凹部３１２は、搬送路３における紙幣２の搬送方向に直交する方向、すなわち左右方向に沿って延在しており、図３の（ｂ）に示すように三角溝形状を成している。このような出射側凹部３１２は、出射部３１において搬送路３における紙幣２の搬送方向に沿って所定間隔毎に並設されている。出射側凹部３１２を形成する２つの傾斜面３１２ａ，３１２ｂは、搬送路３に出射される光の配光角を制御する屈折面を構成している。

光反射部材３０ｂは、光反射性の材料から構成されるものであり、導光体３０ａにおける入射部３３，３４及び出射部３１を除いた部分を囲繞する態様で設けられている。

以上のような構成を有する光ガイド装置３０においては、図３の（ａ）に示すように、発光素子１１で発光された光を入射部３３，３４で入射する。入射部３３，３４を通じて入射した光を、反射部３５，３６の反射面（左方反射面３５１及び右方反射面３６１）で反射させる。

ここで反射部３５の左方反射面３５１は、左方の入射部３３の発光素子１１からの入射部分を焦点とする放物面形状を成しているので、左方の入射部３３を通じて入射した光を平行光に変換して底部３２に反射させる。一方、反射部３６の右方反射面３６１は、右方の入射部３４の発光素子１１からの入射部分を焦点とする放物面形状を成しているので、右方の入射部３４を通じて入射した光を平行光に変換して底部３２に反射させる。

反射部３５，３６で全反射させた光を底部３２の各底側凹部３２２の第１傾斜面３２２ａ又は第２傾斜面３２２ｂで反射させて出射部３１に出射させることで、発光素子１１で発光された光が入射部３３，３４、反射部３５，３６、底部３２及び出射部３１の順に導光体３０ａを伝搬させる。このようにして導光体３０ａを伝搬した光を、出射部３１から出射面３１１に直交する方向に沿って搬送路３に出射させる（図３の（ａ）中の一点鎖線Ｃ参照）。

また、上記光ガイド装置３０では、発光素子１１で発光されて入射部３３，３４を通じて入射した光のうち、反射部３５，３６の反射面（左方反射面３５１及び右方反射面３６１）や底部３２の底側凹部３２２の傾斜面３２２ａ，３２２ｂ（第１傾斜面３２２ａ及び第２傾斜面３２２ｂ）等で反射されずに導光体３０ａの外部に出射した光を光反射部材３０ｂにより反射させて再度導光体３０ａの内部に入射させることができる。

そして、再度導光体３０ａの内部に入射させた光のうち、底部３２における底側凹部３２２以外の底面３２１から入射した光については、出射部３１における出射側凹部３１２の傾斜面３２２ａ，３２２ｂにて屈折させて出射部３１から出射面３１１に直交する方向に沿って搬送路３に出射させる（図３の（ｂ）中の二点鎖線Ｄ参照）。

以上説明したように本発明の実施の形態２である光ガイド装置３０によれば、発光素子１１から発光された光を伝搬させる導光体３０ａの底部３２の各底側凹部３２２が、導光体３０ａを伝搬する光を傾斜面（第１傾斜面３２２ａ及び第２傾斜面３２２ｂ）にて出射部３１に向けて反射させ、かつ出射部３１より出射面３１１に直交する方向に沿って平行光として出射させるので、発光素子１１で発光された光の配光角を調整しながら搬送路３に所望の角度にて出射させることができる。しかも、従来のように光制御層やプリズム構造層を必要としないので部品点数を削減でき、更に配光制御を遮光によって行うものでもない。従って、製造コストの低減化を図るとともに、光量の低下を抑制できる。

上記光ガイド装置３０によれば、光反射部材３０ｂが導光体３０ａにおける入射部３３，３４と出射部３１とを除いた部分を囲繞しているので、一旦導光体３０ａの外部に出射した光を再度導光体３０ａの内部に入射させることができ、発光素子１１からの光の導光効率を向上させることができる。

上記光ガイド装置３０によれば、反射部３５，３６の反射面（左方反射面３５１及び右方反射面３６１）が入射部３３，３４の発光素子１１からの入射部分を焦点とする放物面形状を成しているので、対応する入射部３３，３４を通じて入射した光を平行光に変換して底部３２に反射させることができ、底部３２に到達する光の割合を増大させることができ、結果的に底部３２の底側凹部３２２で全反射させる光の割合を増大させて導光効率を向上させることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態２について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。

上述した実施の形態２では、出射部３１に出射側凹部３１２が形成されていたが、本発明では、出射側凹部３１２が形成されていなくてもよい。また出射部３１に凹部が形成されていない場合には、光反射部材３０ｂが導光体３０ａの底部３２を覆わなくてもよい。

上述した実施の形態２では、出射側凹部３１２は、左右方向に沿って延在していたが、本発明においては、出射部３１に設けられた凹部は、搬送路３における紙幣２の搬送方向に沿って延在してもよく、該凹部の集光及び配光制御の機能を利用したい方向に応じて決められるものである。

また、本発明においては、上記底側凹部３２２及び上記出射側凹部３１２の大きさや形成密度等は適宜変化させてもよい。例えば、底側凹部３２２は、底部３２の中央部分で高密度に形成し、かつ底部３２の左右両端部分で低密度に形成することで、出射部３１全体から出射される光のムラを少なくして均一化させるようにしてもよい。

＜実施の形態３＞
図４は、本発明の実施の形態３である光ガイド装置の縦断面を模式的に示す断面図である。ここで例示する光ガイド装置４０も上述した実施の形態１の光ガイド装置２０と同様に、図１に示した紙葉類識別装置１の要部に適用されるものである。そのため、実施の形態１と同一の構成を有するものには同一の符号を付してその説明を適宜省略する。

この図４においては、搬送路３における紙幣２の搬送方向は、紙面に直交する方向であり、光ガイド装置４０は、搬送路３の下方側に配設されており、導光体４０ａと光反射部材４０ｂとを備えている。

導光体４０ａは、搬送路３における紙幣２の搬送方向に直交する方向、すなわち左右方向が自身の長手方向となる長尺状部材であり、ＰＭＭＡ（Poly Methyl Methacrylate）等のアクリル樹脂のような透明な樹脂材により構成されている。このように導光体４０ａは、透明な樹脂材から構成されるものであるので、図示の便宜上、導光体４０ａについては断面を示すハッチングを省略している。

このような導光体４０ａは、縦断面形状が略コ字状をなしており、出射部４１、底部４２、入射部４３，４４及び反射部４５，４６を備えて構成されている。出射部４１は、導光体４０ａの上部に形成され、かつ搬送路３に近接する部位である。この出射部４１は、搬送路３を臨む出射面４１１を有しており、該搬送路３に向けて光を出射するものである。底部４２は、出射部４１に対向する部位であり、底面４２１が出射面４１１に対向している。

入射部４３，４４は、２つあり、底部４２の左右両側であって下方に向けて突出する部分の端部に設けられている。これら入射部４３，４４は、それぞれの端面となる入射面４３１，４４１が対応する発光素子１１と対向しており、発光素子１１からの光を入射するものである。このような入射部４３，４４は、レンズ４３２，４４２を備えている。レンズ４３２，４４２は、それぞれ対応する入射部４３，４４の入射面４３１，４４１に配置されている。これらレンズ４３２，４４２は、発光素子１１からの光を集光して平行光に変換するものである。

反射部４５，４６は、２つあり、一方が出射部４１の左端に連続し、他方が出射部４１の右端に連続して、底部４２を挟み込むように設けられている。出射部４１の左方の反射部（以下、左方反射部ともいう）４５は、左方側の入射部４３の上方側に位置しており、上方に向かうに連れて漸次右方に傾斜する左方反射面（光の反射面）４５１を有している。この左方反射部４５は、左方側の入射部４３で入射した光を底部４２に向けて反射させるものである。

出射部４１の右方の反射部（以下、右方反射部ともいう）４６は、右方側の入射部４４の上方側に位置しており、上方に向かうに連れて漸次左方に傾斜する右方反射面（光の反射面）４６１を有している。この右方反射部４６は、右方側の入射部４４で入射した光を底部４２に向けて反射させるものである。

かかる導光体４０ａにおいては、底部４２に複数の底側凹部（配光角調整部）４２２が形成されている。底側凹部４２２は、搬送路３における紙幣２の搬送方向に沿って延在しており、略三角溝形状を成している。このような底側凹部４２２は、底部４２において導光体４０ａの長手方向（左右方向）に沿って所定間隔毎に並設されている。

底側凹部４２２を形成する２つの傾斜面４２２ａ，４２２ｂのうち、上方に向かうに連れて漸次右方に傾斜する第１傾斜面４２２ａは、左方反射部４５の左方反射面４５１に焦点を有し、該焦点の鉛直下側に頂点が設けられた放物面（第１放物面：図４中の一点鎖線参照）により構成されている。より詳細に説明すると、各底側凹部４２２の第１傾斜面４２２ａは、左方反射面４５１における焦点を共通とし、頂点が上下方向に異なる放物面により構成されている。

一方、上方に向かうに連れて漸次左方に傾斜する第２傾斜面４２２ｂは、右方反射部４６の右方反射面４６１に焦点を有し、該焦点の鉛直下側に頂点が設けられた放物面（第２放物面：図４中の二点差線参照）により構成されている。より詳細に説明すると、各底側凹部４２２の第２傾斜面４２２ｂは、右方反射面４６１における焦点を共通とし、頂点が上下方向に異なる放物面により構成されている。

光反射部材４０ｂは、光反射性の材料から構成されるものであり、導光体４０ａにおける入射部４３，４４及び出射部４１を除いた部分を囲繞する態様で設けられている。

以上のような構成を有する光ガイド装置４０においては、発光素子１１で発光された光をレンズ４３２，４４２にて集光させて入射部４３，４４で平行光として入射する。入射部４３，４４を通じて入射した光を、反射部４５，４６の反射面（左方反射面４５１及び右方反射面４６１）で反射させる。反射面で全反射させた光を底部４２の各底側凹部４２２の第１傾斜面４２２ａ又は第２傾斜面４２２ｂで反射させて出射部４１に出射させることで、発光素子１１で発光された光が入射部４３，４４、反射部４５，４６、底部４２及び出射部４１の順に導光体４０ａを伝搬させる。このようにして導光体４０ａを伝搬した光を、出射部４１から出射面４１１に直交する方向に沿って搬送路３に出射させる。

特に、各底側凹部４２２の第１傾斜面４２２ａは、左方反射部４５の左方反射面４５１に焦点を有し、かつ該焦点の鉛直下側に頂点が設けられた放物面により構成されているので、左方反射面４５１における焦点から出射した光を全反射させることができる（図５中の一点鎖線Ｅ参照）。各底側凹部４２２の第２傾斜面４２２ｂは、右方反射部４６の右方反射面４６１に焦点を有し、かつ該焦点の鉛直下側に頂点が設けられた放物面により構成されているので、右方反射面４６１における焦点から出射した光を全反射させることができる。

また、上記光ガイド装置４０では、発光素子１１で発光されて入射部４３，４４を通じて入射した光のうち、反射部４５，４６の反射面（左方反射面４５１及び右方反射面４６１）や底部４２の底側凹部４２２の傾斜面４２２ａ，４２２ｂ（第１傾斜面４２２ａ及び第２傾斜面４２２ｂ）等で反射されずに導光体４０ａの外部に出射した光を光反射部材４０ｂにより反射させて再度導光体４０ａの内部に入射させることができる。

以上説明したように本発明の実施の形態３である光ガイド装置４０によれば、発光素子１１から発光された光を伝搬させる導光体４０ａの底部４２の各底側凹部４２２が、導光体４０ａを伝搬する光を傾斜面４２２ａ，４２２ｂ（第１傾斜面４２２ａ及び第２傾斜面４２２ｂ）にて出射部４１に向けて反射させ、かつ出射部４１より出射面４１１に直交する方向に沿って平行光として出射させるので、発光素子１１で発光された光の配光角を調整しながら搬送路３に所望の角度にて出射させることができる。しかも、従来のように光制御層やプリズム構造層を必要としないので部品点数を削減でき、更に配光制御を遮光によって行うものでもない。従って、製造コストの低減化を図るとともに、光量の低下を抑制できる。

特に、各底側凹部４２２の第１傾斜面４２２ａ及び第２傾斜面４２２ｂは、対応する反射部４５，４６の反射面に焦点を有し、かつ該焦点の鉛直下側に頂点が設けられた放物面により構成されているので、対応する反射部４５，４６の焦点から出射された光を全反射させることができ、出射部４１から出射される光の配光角の調整の向上を図ることができる。

上記光ガイド装置４０によれば、光反射部材４０ｂが導光体４０ａにおける入射部４３，４４と出射部４１とを除いた部分を囲繞しているので、一旦導光体４０ａの外部に出射した光を再度導光体４０ａの内部に入射させることができ、発光素子１１からの光の導光効率を向上させることができる。

上記光ガイド装置４０によれば、発光素子１１で発光された光をレンズ４３２，４４２にて集光させて入射部４３，４４で平行光として入射しているので、入射部４３，４４で入射した光のうち反射部４５，４６に到達する割合を増大させることができ、結果的に反射部４５，４６の反射面（左方反射面４５１及び右方反射面４６１）で全反射させる光の割合を増大させて導光効率を向上させることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態３について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。

本発明においては、上記底側凹部４２２の大きさや間隔等は適宜変化させてもよい。例えば、底側凹部４２２は、底部４２の中央部分で高密度に形成し、かつ底部４２の左右両端部分で低密度に形成することで、出射部４１全体から出射される光のムラを少なくして均一化させるようにしてもよい。

＜実施の形態４＞
図６は、本発明の実施の形態４である光ガイド装置の縦断面を模式的に示す断面図である。ここで例示する光ガイド装置５０も上述した実施の形態１の光ガイド装置２０と同様に、図１に示した紙葉類識別装置１の要部に適用されるものである。そのため、実施の形態１と同一の構成を有するものには同一の符号を付してその説明を適宜省略する。

この図６においては、搬送路３における紙幣２の搬送方向は、紙面に直交する方向であり、光ガイド装置５０は、搬送路３の下方側に配設されており、導光体５０ａと光反射部材５０ｂとを備えている。

導光体５０ａは、搬送路３における紙幣２の搬送方向に直交する方向、すなわち左右方向が自身の長手方向となる長尺状部材であり、ＰＭＭＡ（Poly Methyl Methacrylate）等のアクリル樹脂のような透明な樹脂材により構成されている。このように導光体５０ａは、透明な樹脂材から構成されるものであるので、図示の便宜上、導光体５０ａについては断面を示すハッチングを省略している。

このような導光体５０ａは、縦断面形状が略コ字状をなしており、出射部５１、底部５２、入射部５３，５４及び反射部５５，５６を備えて構成されている。出射部５１は、導光体５０ａの上部に形成され、かつ搬送路３に近接する部位である。この出射部５１は、搬送路３を臨む出射面５１１を有しており、該搬送路３に向けて光を出射するものである。底部５２は、出射部５１に対向する部位であり、底面５２１が出射面５１１に対向している。

入射部５３，５４は、２つあり、底部５２の左右両側であって下方に向けて突出する部分の端部に設けられている。これら入射部５３，５４は、それぞれの端面となる入射面５３１，５４１が対応する発光素子１１と対向しており、発光素子１１からの光を入射するものである。このような入射部５３，５４は、複数の入射凸部５３２，５４２を備えている。入射凸部５３２，５４２は、放物線を自身の中心軸周りに回転させて形成される回転放物面を外面とする錐体であり、かつ自身の焦点部分に入射した発光素子１１からの光を平行光に変換するものである。

反射部５５，５６は、２つあり、一方が出射部５１の左端に連続し、他方が出射部５１の右端に連続して、底部５２を挟み込むように設けられている。出射部５１の左方の反射部（以下、左方反射部ともいう）５５は、左方側の入射部５３の上方側に位置しており、上方に向かうに連れて漸次右方に傾斜する左方反射面（光の反射面）５５１を有している。この左方反射部５５は、左方側の入射部５３で入射した光を底部５２に向けて反射させるものである。

出射部５１の右方の反射部（以下、右方反射部ともいう）５６は、右方側の入射部５４の上方側に位置しており、上方に向かうに連れて漸次左方に傾斜する右方反射面（光の反射面）５６１を有している。この右方反射部５６は、右方側の入射部５４で入射した光を底部５２に向けて反射させるものである。

かかる導光体５０ａにおいては、出射部５１に複数の出射側凸部（配光角調整部）５１２が形成されている。出射側凸部５１２は、出射面５１１から搬送路３に向けて突出するよう形成されており、図７に示すように隣り合う出射側凸部５１２と接するように形成されている。出射側凸部５１２は、放物線を自身の中心軸周りに回転させて形成される回転放物面を反射面５１２ａとする錐体であり、かつ自身の焦点部分に入射した底部５２からの光を反射面５１２ａで反射して平行光に変換するものである。

光反射部材５０ｂは、光反射性の材料から構成されるものであり、導光体５０ａにおける入射部５３，５４及び出射部５１を除いた部分を囲繞する態様で設けられている。

以上のような構成を有する光ガイド装置５０においては、発光素子１１で発光された光を入射凸部５３２，５４２にて集光させて入射部５３，５４で平行光として入射する。入射部５３，５４を通じて入射した光を、反射部５５，５６の反射面（左方反射面５５１及び右方反射面５６１）で反射させる。反射面５５１，５６１で全反射させた光を底部５２で出射部５１に向けて反射させるようにして、発光素子１１で発光された光を入射部５３，５４、反射部５５，５６、底部５２及び出射部５１の順に導光体５０ａの内部で伝搬させる。そして、出射部５１の出射側凸部５１２では、自身の焦点部分に入射した底部５２からの光を反射面５１２ａで反射して平行光に変換して搬送路３に出射することで、導光体５０ａを伝搬した光を出射部５１から出射面５１１に直交する方向に沿って搬送路３に出射させる（図６中の一点鎖線Ｆ参照）。

また、上記光ガイド装置５０では、発光素子１１で発光されて入射部５３，５４を通じて入射した光のうち、反射部５５，５６の反射面（左方反射面５５１及び右方反射面５６１）や底部５２等で反射されずに導光体５０ａの外部に出射した光を光反射部材５０ｂにより反射させて再度導光体５０ａの内部に入射させることができる。

以上説明したように本発明の実施の形態４である光ガイド装置５０によれば、発光素子１１から発光された光を伝搬させる導光体５０ａの出射部５１の各出射側凸部５１２が、導光体５０ａを伝搬する光を出射部５１より出射面５１１に直交する方向に沿って平行光として出射させるので、発光素子１１で発光された光の配光角を調整しながら搬送路３に所望の角度にて出射させることができる。しかも、従来のように光制御層やプリズム構造層を必要としないので部品点数を削減でき、更に配光制御を遮光によって行うものでもない。従って、製造コストの低減化を図るとともに、光量の低下を抑制できる。

上記光ガイド装置５０によれば、光反射部材５０ｂが導光体５０ａにおける入射部５３，５４と出射部５１とを除いた部分を囲繞しているので、一旦導光体５０ａの外部に出射した光を再度導光体５０ａの内部に入射させることができ、発光素子１１からの光の導光効率を向上させることができる。

上記光ガイド装置５０によれば、発光素子１１で発光された光を入射凸部５３２，５４２にて集光させて入射部５３，５４で平行光として入射しているので、入射部５３，５４で入射した光のうち反射部５５，５６に到達する割合を増大させることができ、結果的に反射部５５，５６の反射面（左方反射面５５１及び右方反射面５６１）で全反射させる光の割合を増大させて導光効率を向上させることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態４について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。

本発明においては、上記出射側凸部５１２の大きさや間隔等は適宜変化させてもよい。例えば、出射側凸部５１２は、出射部５１の中央部分で高密度に形成し、かつ出射部５１の左右両端部分で低密度に形成することで、出射部５１全体から出射される光のムラを少なくして均一化させるようにしてもよい。

１ 紙葉類識別装置
２ 紙幣（紙葉類）
３ 搬送路
１０ 光センサ
１１ 発光素子
１２ 受光素子
２０ 光ガイド装置
２０ａ 導光体
２０ｂ 光反射部材
２１ 出射部
２１１ 出射面
２１２ 出射側凹部
２２ 底部
２２１ 底面
２２２ 底側凹部（配光角調整部）
２２２ａ 第１傾斜面
２２２ｂ 第２傾斜面
２３ 入射部
２３１ 入射面
２４ 入射部
２４１ 入射面
２５ 左方反射部
２５１ 左方反射面
２６ 右方反射部
２６１ 右方反射面

Claims (3)

1. 搬送路に沿って搬送される紙葉類の光学的な特性を検出する紙葉類識別装置の光センサに適用されるものであって、
   自身の長手方向が前記紙葉類の前記搬送路での搬送方向に直交するよう配置されるとともに、前記搬送路に近接する出射部と、前記出射部に対向する底部と、発光素子からの光を入射する入射部と、前記入射部を通じて入射した光を前記底部に向けて反射する反射部とを有し、かつ前記入射部を通じて入射した光を前記反射部、前記底部及び前記出射部の順に伝搬させて該出射部より前記搬送路に向けて出射させる導光体を備えた光ガイド装置において、
   前記導光体は、前記底部及び前記出射部の少なくとも一方に所定の間隔で設けられ、かつ前記出射部から出射される光の配光角を調整する配光角調整部を備え、
   前記底部に設けられた各配光角調整部は、伝搬する光を前記出射部に向けて反射させ、かつ前記出射部より平行光として出射させる反射面を有しており、
   前記反射部は、前記出射部の両端に連続して形成されるとともに前記底部を挟み込むよう設けられた左右一対のものであり、
   前記底部に設けられた各配光角調整部の反射面は、一方の反射部における光の反射面に焦点を有し、該焦点の鉛直下側に頂点が設けられた第１放物面と、他方の反射部における光の反射面に焦点を有し、該焦点の鉛直下側に頂点が設けられた第２放物面とが連続して形成されて成ることを特徴とする紙葉類識別装置の光ガイド装置。
2. 搬送路に沿って搬送される紙葉類の光学的な特性を検出する紙葉類識別装置の光センサに適用されるものであって、
   自身の長手方向が前記紙葉類の前記搬送路での搬送方向に直交するよう配置されるとともに、前記搬送路に近接する出射部と、前記出射部に対向する底部と、発光素子からの光を入射する入射部と、前記入射部を通じて入射した光を前記底部に向けて反射する反射部とを有し、かつ前記入射部を通じて入射した光を前記反射部、前記底部及び前記出射部の順に伝搬させて該出射部より前記搬送路に向けて出射させる導光体を備えた光ガイド装置において、
   前記導光体は、前記底部及び前記出射部の少なくとも一方に所定の間隔で設けられ、かつ前記出射部から出射される光の配光角を調整する配光角調整部を備え、
   前記出射部に設けられた各配光角調整部は、放物線を所定の軸の周りに回転させて形成される回転放物面を反射面とし、かつ自身の焦点部分に入射した前記底部からの光を該反射面で反射させて平行光として前記搬送路に出射することを特徴とする紙葉類識別装置の光ガイド装置。
3. 前記入射部は、放物線を所定の軸の周りに回転させて形成される回転放物面を外面とし、かつ自身の焦点部分に入射した前記発光素子からの光を平行光に変換する複数の凸部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の紙葉類識別装置の光ガイド装置。

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