JP7418542B2 - 光学センサ、紙葉類識別装置及び紙葉類処理装置 - Google Patents
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Description
<本実施形態の概要>
まず、図1を用いて、本実施形態の概要について説明する。本実施形態の光学センサは、搬送される紙幣の反射画像及び/又は透過画像を取得しながら、紙幣に対して励起光を照射して蛍光及び燐光を検出する比較形態1に対して、主に、各サイクルで(1)燐光検出を複数回に分けて行う、(2)上記(1)で検出した燐光成分にそれぞれ基づく複数の出力値を合算して、そのサイクルの燐光の出力値(そのサイクルの一画素分のデータ)とする、という点で相違する。
次に、図2及び図3を用いて、本実施形態に係る光学センサの構成について説明する。図2及び図3に示すように、本実施形態に係る光学センサ2aは、搬送される紙幣BNを反射及び/又は透過した光を検出するとともに、紙幣BNから発せられた光を検出するものであり、光源101a、受光部102a、光源制御部11a及び演算部16aを備えている。
<本実施形態の概要>
まず、図4を用いて、本実施形態の概要について説明する。本実施形態の光学センサは、搬送される紙幣の反射画像及び/又は透過画像を取得しながら、紙幣に対して励起光を照射して蛍光及び燐光を検出する比較形態1に対して、主に、各サイクルで(1)励起光照射を複数回に分けて行う、という点で相違する。
次に、図5及び図6を用いて、本実施形態に係る光学センサの構成について説明する。図5及び図6に示すように、本実施形態に係る光学センサ2bは、搬送される紙幣BNを反射及び/又は透過した光を検出するとともに、紙幣BNから発せられた光を検出するものであり、光源101b、受光部102b及び光源制御部11bを備えている。
<本実施形態の概要>
まず、図7を用いて、本実施形態の概要について説明する。本実施形態の光学センサは、搬送される紙幣の反射画像及び/又は透過画像を取得しながら、紙幣に対して励起光を照射して蛍光及び燐光を検出する比較形態1に対して、主に、各サイクルで(1)励起光照射を複数回に分けて行う、(2)燐光検出を複数回に分けて行う、(3)上記(2)で検出した燐光成分にそれぞれ基づく複数の出力値を合算して、そのサイクルの燐光の出力値(そのサイクルの一画素分のデータ)とする、という点で相違する。
次に、図8を用いて、上記光学センサを備える本実施形態に係る紙幣処理装置の構成について説明する。本実施形態に係る紙幣処理装置は、例えば、図8に示す構成を有するものであってもよい。図8に示す紙幣処理装置300は、上述の光学センサ(図8では図示せず)を備え、紙幣の識別処理を行う紙幣識別装置(図8では図示せず)と、処理対象の複数の紙幣が積層状態で載置されるホッパ301と、リジェクト紙幣が排出される2つのリジェクト部302と、オペレータからの指示を入力するための操作部303と、筐体310内で金種、真偽及び正損が識別された紙幣を分類して集積するための4つの集積部306a~306dと、紙幣の識別計数結果や各集積部306a~306dの集積状況等の情報を表示するための表示部305とを備える。
次に、図9を用いて、本実施形態に係る紙幣識別装置の主要部である撮像部の構成について説明する。図9に示すように、撮像部21は、互いに対向配置された上部ユニット110及び下部ユニット120を備えている。Z方向において離間した上部ユニット110及び下部ユニット120の間には、紙幣BNがXY平面内をX方向に搬送される隙間が形成されており、この隙間は本実施形態に係る紙幣処理装置の搬送路311の一部を構成する。上部ユニット110及び下部ユニット120は、それぞれ、搬送路311の上側(+Z方向)及び下側(-Z方向)に位置している。Y方向が撮像部21の主走査方向に対応し、X方向が撮像部21副走査方向に対応している。
次に、図11を用いて、本実施形態に係る紙幣識別装置の構成について説明する。図11に示すように、本実施形態に係る紙幣識別装置1は、制御部10、検出部20及び記憶部30を備えている。
次に、図12を用いて、光源制御部11による各光源111、121、124の制御(点灯タイミング)と、受光部113、123による受光のタイミングとについて説明する。なお、図12は、光源点灯及び受光の内容及びタイミングを示している。図12中、Wは白色光、UVは紫外光を表し、A~Dは、第1の赤外光(IR1)、第2の赤外光(IR2)、紙幣を透過する第1の赤外光(TIR1)及び紙幣を透過する緑色光(TG)を表す。
本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、上記実施形態と重複する内容についての詳細な説明は省略する。本実施形態の紙幣処理装置は、光源点灯及び受光の内容及びタイミングが図13に示すものであること以外は、実施形態3と同様の構成を有する。
本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、上記実施形態と重複する内容についての詳細な説明は省略する。本実施形態の紙幣処理装置は、光源点灯及び受光の内容及びタイミングが図14に示すものであること以外は、実施形態3と同様の構成を有する。
本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、上記実施形態と重複する内容についての詳細な説明は省略する。本実施形態の紙幣処理装置は、光源点灯及び受光の内容及びタイミングが図15に示すものであること以外は、実施形態3と同様の構成を有する。
本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、上記実施形態と重複する内容についての詳細な説明は省略する。本実施形態の紙幣処理装置は、受光部113、123の構成が異なること以外は、上記実施形態5と同様である。本実施形態では受光部113について説明を行うが、受光部123についても受光部113と同様の構成を有する。本実施形態は、受光部113に入射した光信号を無効とする(有効なものとしない)機能を有している。
上記実施形態3~7において、演算部16は、1サイクル中の複数の消灯期間で受光部113、123によって受光された複数の燐光成分にそれぞれ基づく複数の出力値を合算し、かつ、光源制御部11は、1サイクル中に、複数の励起用点灯期間にて励起光を照射するが、複数の燐光成分にそれぞれ基づく出力値の合算、及び複数の励起用点灯期間での励起光の照射は、いずれか一方のみ行われてもよい。例えば、励起用点灯期間を1回のみ設け、かつ演算部16は、1サイクル中の複数の消灯期間で受光部113、123によって受光された複数の燐光成分にそれぞれ基づく複数の出力値を合算し、1サイクルでの出力値としてもよいし、励起用点灯期間を複数回設け、かつ1サイクル中の1つの消灯期間で受光部113、123によって受光された1つの燐光成分に基づく出力値を1サイクルでの出力値としてもよい。
上記実施形態1~7では、励起光が照射される際、他の種類の光は照射されないが、励起光照射による反射光、蛍光及び燐光が他の特徴量検出に対して影響を及ぼさなければ、他の特徴量を検出するために照射する光、すなわち検出用光と同時に、励起光を照射してもよい。
上記実施形態3~7において励起光照射及び燐光受光のフェーズの配置と時間を具体的に示したが、他の特徴量検出による紙幣識別(真偽、汚損)結果に影響がなければ、紫外光照射及び燐光受光のフェーズの配置と時間は適宜変更してもよい。
上記実施形態1~7では、燐光検出において出力値を合算したが、蛍光検出又は他の特徴量検出においても、複数のフェーズで得られた出力値を合算し、1サイクルの出力値としてもよい。具体的には、本変形例の光学センサが備える光源制御部は、1サイクル中に、少なくとも一種の光を複数の点灯期間で照射するように、光源を制御し、受光部は、1サイクル中に、紙幣に同じ側から照射された同じ種類の光に起因して紙幣から到達する光を複数の期間(上記複数の点灯期間でもよい)の各々で受光し、演算部は、1サイクル中の上記複数の期間で受光部によって受光された複数の光成分にそれぞれ基づく複数の出力値を合算し、一画素分のデータを生成してもよい。このような態様とすることにより、燐光成分に基づく出力値を合算した場合と同様に、紙幣から到達する光成分に基づく画像信号のS/N比を向上させることができる。また、光源の電流量を抑制することができる。更に、1サイクルに要する時間の増加を抑えることができる。
上記実施形態3~7では、白色光を照射して、青色光、緑色光及び赤色光を、それぞれ受光素子133B、緑色の受光素子133G及び赤色の受光素子133Rの3種類の受光素子で同時に受光するが、上記実施形態1~7では、青色光、緑色光及び赤色光を交互に点灯させ、紙幣から到達する光を1種類の受光素子で受光してもよい。
上記実施形態1~7では、紙幣に対して励起光として紫外光を照射し、可視光領域で発光する蛍光及び燐光を受光する場合について説明したが、紙幣に対して励起光として紫外光以外の光(例えば、可視光や赤外光)を照射し、可視光領域以外の波長帯域(例えば、赤外光領域)で発光する蛍光及び燐光を受光してもよい。
上記実施形態1、3~7では、1サイクル中の複数の消灯期間で受光した複数の燐光成分に基づく複数の出力値を合算する場合について説明したが、合算される複数の出力値に係る複数の燐光成分は、複数のサイクルにわたって受光されたものであってもよい。ここで、複数のサイクルは、連続する複数(例えば2つ)のサイクルであってもよい。また、複数のサイクルの各々で燐光成分を受光する回数は、適宜設定可能であり、1回であってもよいし、複数回であってもよい。
Claims (19)
- 搬送される紙葉類を反射及び/又は透過した光を検出するとともに、前記紙葉類から発せられた光を検出する光学センサであって、
紙葉類に対して、励起光及び検出用光を照射する光源と、
前記検出用光を複数の点灯期間で照射するとともに前記励起光を少なくとも一回照射し、かつ前記励起光の照射後に複数の消灯期間で消灯するように、前記光源を制御する光源制御部と、
前記検出用光が紙葉類で反射及び/又は透過した光を前記複数の点灯期間の各々で受光するとともに前記紙葉類から発せられた燐光を前記複数の消灯期間の各々で受光する受光部と、
前記複数の消灯期間で前記受光部によって受光された複数の燐光成分にそれぞれ基づく複数の出力値を合算し、一画素分のデータを生成する演算部と、を備える
ことを特徴とする光学センサ。 - 前記光源制御部は、1サイクル中に、前記検出用光を前記複数の点灯期間で照射するとともに前記励起光を少なくとも一回照射し、かつ前記励起光の照射後に前記複数の消灯期間で消灯するように、前記光源を制御し、
前記受光部は、1サイクル中に、前記検出用光が前記紙葉類で反射及び/又は透過した光を前記複数の点灯期間の各々で受光するとともに前記紙葉類から発せられた燐光を前記複数の消灯期間の各々で受光し、
前記演算部は、1サイクル中の前記複数の消灯期間で前記受光部によって受光された複数の燐光成分にそれぞれ基づく複数の出力値を合算し、一画素分のデータを生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の光学センサ。 - 前記光源制御部は、連続する2つの点灯期間にそれぞれ挟まれた複数の期間にて前記励起光を照射するように、前記光源を制御する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光学センサ。 - 前記光源制御部は、1サイクル中に、前記複数の期間にて前記励起光を照射するように、前記光源を制御する
ことを特徴とする請求項3に記載の光学センサ。 - 前記受光部は、前記光源が前記励起光を照射する間、前記紙葉類から発せられた蛍光を受光する
ことを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の光学センサ。 - 前記光源制御部は、前記受光部が前記紙葉類から発せられた蛍光を受光する前に、前記励起光を少なくとも一回照射するように、前記光源を制御する
ことを特徴とする請求項5に記載の光学センサ。 - 前記受光部は、前記紙葉類から発せられた蛍光を受光する前に、前記複数の消灯期間の少なくとも一つの期間で前記紙葉類から発せられた燐光を受光する
ことを特徴とする請求項6に記載の光学センサ。 - 前記光源制御部は、前記複数の期間での前記励起光の照射後に前記複数の消灯期間で消灯するように、前記光源を制御し、
前記受光部は、前記光源が前記励起光を照射する前記複数の期間のうちの2番目以降の期間にて前記紙葉類から発せられた蛍光を受光するとともに、前記複数の期間の経過後に前記紙葉類から発せられた燐光を前記複数の消灯期間の各々で受光する
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の光学センサ。 - 前記受光部は、受光素子と、前記受光素子からの電荷が蓄積されるコンデンサと、前記受光素子と前記コンデンサとの電気的接続の切り替えを行うホールドスイッチと、を備え、
1サイクル中に、前記受光素子からの電荷を前記コンデンサに蓄積する第一の蓄積期間と、前記コンデンサに蓄積された電荷を転送する転送期間と、前記コンデンサの放電を行う放電期間と、前記受光素子からの電荷を蓄積する第二の蓄積期間と、を順に含むように制御され、
前記転送期間中及び/又は前記放電期間中には、前記光源から紙葉類に前記励起光が照射され、かつ、前記転送期間中には、前記ホールドスイッチがオフ状態となり、前記受光素子と前記コンデンサとの電気的接続が遮断される
ことを特徴とする請求項5~8のいずれかに記載の光学センサ。 - 搬送される紙葉類を反射及び/又は透過した光を検出するとともに、前記紙葉類から発せられた光を検出する光学センサであって、
紙葉類に対して、励起光及び検出用光を照射する光源と、
前記検出用光を複数の点灯期間で照射するとともに、前記励起光を連続する2つの点灯期間にそれぞれ挟まれた複数の期間にて照射し、かつ前記励起光の照射後に消灯期間で消灯するように、前記光源を制御する光源制御部と、
前記検出用光が紙葉類で反射及び/又は透過した光を前記複数の点灯期間の各々で受光するとともに前記紙葉類から発せられた燐光を前記消灯期間で受光する受光部と、を備える
ことを特徴とする光学センサ。 - 前記光源制御部は、1サイクル中に、前記検出用光を前記複数の点灯期間で照射するとともに、前記励起光を前記連続する2つの点灯期間にそれぞれ挟まれた前記複数の期間にて照射し、かつ前記励起光の照射後に前記消灯期間で消灯するように、前記光源を制御し、
前記受光部は、1サイクル中に、前記検出用光が前記紙葉類で反射及び/又は透過した光を前記複数の点灯期間の各々で受光するとともに前記紙葉類から発せられた燐光を前記消灯期間で受光する
ことを特徴とする請求項10に記載の光学センサ。 - 前記受光部は、前記光源が前記励起光を照射する間、前記紙葉類から発せられた蛍光を受光する
ことを特徴とする請求項10又は11に記載の光学センサ。 - 前記光源制御部は、前記受光部が前記紙葉類から発せられた蛍光を受光する前に、前記励起光を少なくとも一回照射するように、前記光源を制御する
ことを特徴とする請求項12に記載の光学センサ。 - 前記光源制御部は、前記複数の期間での前記励起光の照射後に前記消灯期間で消灯するように、前記光源を制御し、
前記受光部は、前記光源が前記励起光を照射する前記複数の期間のうちの2番目以降の期間にて前記紙葉類から発せられた蛍光を受光するとともに、前記複数の期間の経過後に前記紙葉類から発せられた燐光を前記消灯期間で受光する
ことを特徴とする請求項10~13のいずれかに記載の光学センサ。 - 前記受光部は、受光素子と、前記受光素子からの電荷が蓄積されるコンデンサと、前記受光素子と前記コンデンサとの電気的接続の切り替えを行うホールドスイッチと、を備え、
1サイクル中に、前記受光素子からの電荷を前記コンデンサに蓄積する第一の蓄積期間と、前記コンデンサに蓄積された電荷を転送する転送期間と、前記コンデンサの放電を行う放電期間と、前記受光素子からの電荷を蓄積する第二の蓄積期間と、を順に含むように制御され、
前記転送期間中及び/又は前記放電期間中には、前記光源から紙葉類に前記励起光が照射され、かつ、前記転送期間中には、前記ホールドスイッチがオフ状態となり、前記受光素子と前記コンデンサとの電気的接続が遮断される
ことを特徴とする請求項12~14のいずれかに記載の光学センサ。 - 搬送される紙葉類から到達する光を検出する光学センサであって、
紙葉類に対して少なくとも一種の光を照射する光源と、
前記少なくとも一種の光を複数の点灯期間で照射するように、前記光源を制御する光源制御部と、
紙葉類に同じ側から照射された同じ種類の光に起因して前記紙葉類から到達する光を複数の期間の各々で受光する受光部と、
前記複数の期間で前記受光部によって受光された複数の光成分にそれぞれ基づく複数の出力値を合算し、一画素分のデータを生成する演算部と、を備える
ことを特徴とする光学センサ。 - 前記光源制御部は、1サイクル中に、前記少なくとも一種の光を前記複数の点灯期間で照射するように、前記光源を制御し、
前記受光部は、1サイクル中に、前記紙葉類に同じ側から照射された前記同じ種類の光に起因して前記紙葉類から到達する光を前記複数の期間の各々で受光し、
前記演算部は、1サイクル中の前記複数の期間で前記受光部によって受光された複数の光成分にそれぞれ基づく複数の出力値を合算し、一画素分のデータを生成する
ことを特徴とする請求項16に記載の光学センサ。 - 請求項1~17のいずれかに記載の光学センサを備える
ことを特徴とする紙葉類識別装置。 - 請求項18に記載の紙葉類識別装置を備える
ことを特徴とする紙葉類処理装置。
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