KR20160065927A - 지엽류 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지엽류 처리 장치에서 사용하는 광 센서부의 박형화 및 검지 범위의 확대를 도모하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 지엽류 처리 장치(1)는, 반송로를 통과하는 지엽류에 조사광을 조사하는 발광부(14)와, 반송로를 통과하는 지엽류를 투과한 조사광을 집광하는 집광 광학계(11)와, 집광 광학계(11)에서 집광된 집광광을 수광하는 수광부(15)를 갖는 광 센서부와, 수광부(15)의 출력 신호에 기초하여, 판정 대상이 되는 지엽류의 판정을 행하는 제어 수단(30)을 구비하고, 조사광의 반송로의 폭 방향에 있어서의 강도 분포는, 집광부(11)의 광축 중심 위치의 강도보다도, 집광부(11)의 광축 중심 위치 주위의 강도가 큰 것을 특징으로 한다.

Description

지엽류 처리 장치{PAPER SHEET PROCESSING DEVICE}

본 발명은 지폐와 금권 등 지엽류(紙葉類)의 진위 판정을 행하는 지엽류 처리 장치에 관한 것이다.

자동 판매기 등 지폐의 취급을 가능하게 하는 각종 기기에서는, 지폐의 진위와 돈의 종류를 판정하여, 지폐 가치에 따른 상품이나 서비스를 제공하는 일이 행하여졌다. 이러한 장치에서는, 지폐의 진위 및 지폐의 종류를 판정하기 위해 지폐 처리 장치를 사용하는 것이 일반적이다. 지폐 처리 장치에서는, 삽입된 지폐를 반송하면서, 각종 센서를 사용하여 지폐의 판정을 행한다. 사용할 센서에는, 광을 사용하여, 판정 대상이 되는 지폐의 광학 특성을 검출하는 타입 이외에, 지폐의 자기 특성을 검출하는 타입 등이 사용되었다.

특허 문헌 1에는, 서류 통로의 제2 측으로부터 광을 서류에 조사하고, 서류를 투과한 광을 서류 통로의 제1 측에 설치한 광 검출기로 수광하는 광 투과 측량을 사용하는 서류 수용기용 센서 장치가 개시되어 있다. 이 센서 장치에서는, 프레넬 렌즈 어레이를 사용함으로써, 서류 통로의 비교적 폭 넓은 영역으로부터 광 검출기 상에 광을 수속시키는 것을 가능하게 하여, 서류 통로 폭의 거의 전체를 검출 유효 범위로 하는 것을 가능하게 하고 있다.

(특허 문헌1) 일본 특허 제5178722호 공보

특허 문헌 1에 나타내는 지폐의 식별 센서와 같이, 프레넬 렌즈 어레이를 사용함으로써, 렌즈의 두께를 얇게 하여, 식별 센서를 박형으로 할 수 있다. 그러나, 식별 센서의 소형화를 한층 더 도모하기 위해 프레넬 렌즈의 초점 거리를 짧게 하면 광의 강도 분포는 광축 중심 위치에서는 높은 강도를 갖지만, 광축 중심을 벗어남에 따라 저하되어 버린다. 도 16에, 초점 거리가 짧은 프레넬 렌즈 FL의 단면도와, 그 출사광 Lo(프레넬 렌즈 FL을 투과 직후)의 강도 분포의 일례를 나타낸다.

도 16에 도시하는 바와 같이 초점 거리가 짧은 프레넬 렌즈를 사용하는 경우에는 검출하는 광학 특성이 불균일하게 되어 버리게 된다. 서류로부터 균일한 특성을 얻기 위해서는, 도 16에 도시하는 직사각형 형상의 이상값으로 되는 것이 바람직하다.

본 발명은 프레넬 렌즈를 사용하여, 대상이 되는 지엽류의 광학 특성을 검출하는 지엽류 처리 장치에 있어서, 상술한 프레넬 렌즈의 결점을 억제하여, 지엽류의 광학 특성을 균일하게 검출하는 것을 목적으로 한다.

그를 위해, 본 발명에 따른 지엽류 처리 장치는, 다음 사항을 특징으로 하는 것이다.

반송 수단과, 광 센서부와, 제어 수단을 구비하고,

상기 반송부는 판정 대상이 되는 지엽류를 반송로 내에서 반송하고,

상기 광 센서부는, 상기 반송로를 통과하는 지엽류에 조사광을 조사하는 발광부와, 상기 반송로를 통과하는 지엽류를 투과한 조사광을 집광하는 프레넬 렌즈와, 상기 프레넬 렌즈에서 집광된 집광광을 수광하는 수광부를 갖고,

상기 제어 수단은 상기 수광부의 출력 신호에 기초하여, 상기 지엽류의 진위 판정을 행하고,

상기 조사광의 상기 반송로의 폭 방향에 있어서의 강도 분포는, 상기 집광부의 광축 중심 위치의 강도보다도, 상기 집광부의 광축 중심 위치 주위의 강도가 큰 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 지엽류 처리 장치는,

상기 조사광의 상기 강도 분포와, 상기 반송로의 폭 방향에 있어서의 상기 프레넬 렌즈의 집광 특성을 가산한 경우, 상기 프레넬 렌즈를 투과한 직후의 상기 집광광의 강도 분포는, 상기 반송로의 폭 방향에 대해 대략 일정한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 지엽류 처리 장치는,

상기 발광부는,

광원광을 사출하는 광원부와,

상기 광원부가 사출하는 광원광의 광로 상에 배치되고, 상기 반송로 측으로 돌출되어, 광을 투과시키는 리브를 갖고,

상기 광원광을 상기 리브를 투과시킴으로써, 상기 강도 분포를 갖는 상기 조사광을 생성하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 지엽류 처리 장치는,

상기 광 센서부를 복수 갖고,

각 상기 광 센서부는, 상기 반송로의 폭 방향에 대해 서로 다른 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지엽류 처리 장치에 의하면, 프레넬 렌즈를 사용하여, 판정 대상이 되는 지엽류의 광학 특성을 검출하는 지엽류 처리 장치에 있어서, 프레넬 렌즈의 불균일한 광학 특성을 억제하여, 판정 대상이 되는 지엽류의 광학 특성을 균일하게 검출하는 것이 가능해진다.

도 1은 지엽류 처리 장치에 있어서의 지폐 반송 모습을 도시하는 상면도(제1 실시 형태).
도 2는 지엽류 처리 장치의 구성을 도시하는 측단면도(제1 실시 형태).
도 3은 지엽류 처리 장치의 제어 구성을 도시하는 블록도(제1 실시 형태).
도 4는 반송로의 폭 방향의 광 센서부의 단면도(제1 실시 형태).
도 5는 반송로의 길이 방향에 있어서의 광 센서부의 단면도(제1 실시 형태).
도 6은 반송로의 폭 방향에 있어서의 광 센서부의 확대 단면도(제1 실시 형태).
도 7은 조사광의 강도 분포, 집광 소자의 광학 특성, 집광광의 강도 분포를 도시하는 도면.
도 8은 복수의 광 센서부에 의한 조사광 및 집광광의 강도 분포(제1 실시 형태).
도 9는 광 센서부에 의한 주사 형태를 도시하는 도면.
도 10은 광학 특성 측정 시험에 사용하는 테스트 용지를 도시하는 도면.
도 11은 광학 특성 시험의 형태 및 그 시험 결과를 도시하는 도면.
도 12는 지엽류 처리 장치에 있어서의 판정 처리를 나타내는 흐름도.
도 13은 반송로의 폭 방향에 있어서의 광 센서부의 단면도(제2 실시 형태).
도 14는 반송로의 폭 방향에 있어서의 광 센서부의 확대 단면도(제2 실시 형태).
도 15는 반송로의 폭 방향에 있어서의 조사광, 강도 분포를 도시하는 도면(제2 실시 형태).
도 16은 프레넬 렌즈의 단면도와 출사광의 강도 분포를 도시하는 도면.

(제1 실시 형태)

제1 실시 형태의 지엽류 처리 장치(1)에 대해 그 상세한 것에 대해 설명한다. 도 1은, 제1 실시 형태의 지엽류 처리 장치(1)에 있어서의 지폐 반송 모습을 도시하는 상면도이며, 지엽류 처리 장치(1)에 대해, 진위의 판정 대상이 되는 지폐 S가 반송되는 모습이 도시되어 있다. 판정 대상이 되는 지폐 S는, 도면 중 우측으로부터 화살표로 표시하는 방향으로 지엽류 처리 장치(1)에 삽입된다. 도 1은, 지엽류 처리 장치(1)의 하부 구성에 대해, 그 상면도를 나타내고 있다. 또한, 본 발명에 따른 지엽류 처리 장치에 있어서, 판정 대상으로 하는 지엽류는, 이러한 지폐 이외에, 금권, 증권, 쿠폰권과 같은 각종 유가 증권 등 각종 지엽류를 대상으로 하는 것이 가능하다.

지엽류 처리 장치(1)에서는, 지폐 S를 반송하는 반송 수단으로서의 구동 롤러(42A~42D)가 설치되어 있다. 도 1 중, 지엽류 처리 장치(1)에 삽입된 지폐 S는, 이 구동 롤러(42A~42D)와, 각각에 대향하는 대향 롤러(43A~43D) 사이에서, 지폐 S의 상하 부분이 끼워서 지지되고, 도면 중 좌측 방향으로 반송된다. 지엽류 처리 장치(1)에 있어서, 지폐 S의 반송로를 형성하는 한쪽의 반송로에는, 지폐 S의 패턴을 식별하기 위해, 지폐 S의 반송 방향과 직교하는 방향(반송로의 폭 방향)에 인접해서 배치된 5개의 광 센서부(10A~10E)가 설치되어 있다. 각 광 센서부(10A~10E)는, 도 5에 도시하는 각 광 센서부(10A~10E)의 폭으로, 지폐 S의 광학 특성을 검출하는 것을 가능하게 하고 있다. 따라서, 5개의 광 센서부(10A~10E)를 사용함으로써, 지폐 S의 폭 W1과 대략 동일하고, 검출 폭 W2를 실현하여, 지폐 S 전체의 광학 특성을 검출 가능하게 하고 있다.

지폐 S의 판정은, 이 5개의 광 센서부(10A~10E)를 사용하여 실행된다. 도 2는, 지엽류 처리 장치(1)의 구성을 도시하는 측단면도이다. 정확히 도 1의 지엽류 처리 장치(1)를 가로 방향에서 봤을 때, 광 센서(10A) 부근에서 절단했을 때의 단면도로 되어 있다. 지엽류 처리 장치(1)는, 운송 수단, 광 센서부(10)(광 센서부(10A~10E)는 마찬가지의 구성이기 때문에, 이후 어느 하나의 광 센서부에 대해 설명을 행하는 경우, 도면 부호 10A~10E 중 부호 A~E를 생략해서 나타냄.)를 포함하여 구성되어 있다. 이 밖에, 운송 수단, 광 센서부(10)의 제어 및 광 센서부(10)에서의 신호 등에 따라 지엽류를 판정하는 제어 수단을 갖고 있다.

도 2에는, 2개의 구동 롤러(42A, 42B)가 도시되어 있다. 이 구동 롤러(42A, 42B)와 대향하여, 대향 롤러(43A, 43B)가 배치되어 있다. 구동 롤러(42A, 42B)는, 모터 등의 구동 수단에 의해 도시하는 화살표 방향으로 회전한다. 또한 대향 롤러(43A, 43B)는, 구동 롤러(42A, 42B)에 접촉되는 위치에 배치되고, 구동 롤러의 회전 또는 지엽류 처리 장치(1)에 삽입된 지폐 S의 이동에 따라 회전한다.

지엽류 처리 장치(1)는, 대향하여 위치하는 제1 벽(11)과 제2 벽(12)에 의해 지폐 S가 통과하는 반송로가 형성되어 있다. 이 반송로의 한쪽(제1 벽(11) 측)에는, 기판 상에 배치된 LED로 이루어지는 발광 소자(14)(본 발명에 있어서의 「광원부」)가 배치되어 있다. 발광 소자(14)는, 그 발광면을 제1 벽(11)을 향하게 하여 배치되어 있다. 발광 소자(14) 측에 위치하는 제1 벽(11)은, 투명한 수지에 의해 형성되어 있고, 발광 소자(14)가 조사한 광은 제1 벽(11)을 통과하여 반송로 내에 조사된다. 본 실시 형태의 발광 소자(14)는, 1종류의 파장의 광을 조사하는 것을 사용하고 있지만, 발광 소자(14)는 서로 다른 파장의 광을 조사하는 것으로 해도 된다. 복수 파장의 광을 조사하는 경우에는 복수 파장의 광을 시분할로 조사함으로써, 지폐 S의 특성을 광의 파장마다 취득하는 것이 가능해진다.

이 반송로의 다른 쪽(제2 벽(12) 측)에는, 기판 상에 배치된 수광 소자(15)(본 발명에 있어서의 「수광부」)가 배치되어 있다. 수광 소자(15) 측에 위치하는 제2 벽(12)은, 투명한 수지에 의해 형성되어 있다. 이 수광 소자(15)에는, 지폐 S를 투과한 투과광의 명암 강도를 검출할 수 있는 포토 디텍터(PD)를 사용하고 있다. 발광 소자(14)로부터 조사된 조사광은, 제1 벽(11)과 반송로 중을 반송되는 지폐 S와 제2 벽(12)을 투과하여, 수광 소자(15)에서 수광되고, 수광 출력 신호로서 제어부(30)(본 발명에 있어서의 「제어 수단」)로 출력된다. 이와 같이 지엽류 처리 장치(1)의 광 센서부(10)는, 지폐 S의 한쪽 면에 광을 조사하고, 다른쪽 면으로부터의 투과광을 수광하는 투과형 타입을 채용하고 있다.

도 3에는, 지엽류 처리 장치(1)의 제어 구성을 도시하는 블록도가 도시되어 있다. 지엽류 처리 장치(1)는, 발광 소자(14)와 수광 소자(15)를 포함하는 광 센서부(10), 광 센서부(10)로부터의 수광 출력 신호를 증폭하는 앰프(24), 제어부(30)를 구비하여 구성되어 있다. 또한, 이 제어 구성에서는, 1개의 광 센서부(10)만을 나타내고 있지만, 도 1과 같이 5개의 광 센서부(10A~10E)를 갖는 경우, 제어부(30)는, 각 광 센서부(10A~10E)의 발광을 제어함과 함께, 수광한 수광 출력 신호를 입력한다.

제어부(30)는, CPU(31)를 포함하여 구성되어 있다. CPU(31)는 ROM, RAM 등의 기억 수단이 일체화된 중앙 연산 수단이며, 기억 수단에 기억하는 프로그램, 각종 데이터에 기초하여 각종 연산을 실행 가능하게 하고 있다. 또한, 도시하지 않지만, 이 제어부(30)는, 반송 수단의 구동 롤러(42A~42D)를 제어하고, 확인 대상이 되는 지폐 S의 반송에 관한 제어도 행하는 것으로 하고 있다.

이 CPU(31)에는, 또한 발광 소자(14)의 조사광의 발광을 제어하는 구동 신호를 출력하는 D/A 컨버터(32)와, 수광 소자(23)의 투과광을 수신하고, 샘플 정보로 변환하는 A/D 컨버터(33)가 설치되어 있다. CPU(31)는, 식별 대상이 된 지폐 S의 판정(진위 판정, 종별 판정 등)을 행한다.

도 4의 (A)에는, 반송로의 폭 방향에 있어서의 광 센서부(10A~10E)의 단면도가 도시되어 있다. 도 4의 (A)는, 도 1에 도시하는 A-A 사이에서의 YZ 평면에 있어서의 단면도이다. 또한, 도 5의 (B)는, 도 4의 (A)의 B-B 사이에서의 ZX 평면에 있어서의 단면도이고, 도 5의 (C)는, 도 4의 (A)의 C-C 사이에서의 ZX 평면에 있어서의 단면도이다.

여기서는, 1개의 광 센서부(10B)를 예로 들어 설명한다. 광 센서부(10B)는, 발광 소자(14b), 제1 벽(11), 제2 벽(12) 집광 소자(13b), 수광 소자(15b)를 갖고 구성되어 있다. 제1 벽(11)과 제2 벽(12) 사이에는, 지폐 S를 반송하기 위한 반송로가 형성되어 있다. 제1 벽(11)과 제2 벽(12)은, 광 센서부(10B)에서 사용하는 광에 대해 광학적으로 투명한 재료로 형성되어 있다. 따라서, 발광 소자(14b)로부터 사출된 광원광은, 제1 벽(11), 제2 벽(12), 집광 소자(13)를 투과하여 수광 소자(15b)에 입사되는 광로를 형성한다.

또한 제1 벽(11)에는, 반송로 측으로 돌출된 리브(11a~11f)가 형성되어 있다. 도 5의 (A), 도 5의 (C)의 리브(11c)의 단면도로부터 알 수 있는 바와 같이 리브(11a~11f)의 표면은, 구면 형상을 갖고 있다. 리브(11a~11f)는, 반송로의 높이를 축소함으로써, 반송로 내를 통과하는 지폐 S의 위치를 규제한다. 광 센서부(10A~10E)는, 리브(11a~11f)에 의해, 위치가 규제된 상태의 지폐 S에 대해 광학 특성을 검출하는 것이 가능해져, 검출하는 광학 특성의 정밀도의 향상을 도모하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한 리브(11a~11f)는, 발광 소자(14b)로부터 사출된 광원광에 소정의 강도 분포를 갖게 하는 기능을 갖고 있다. 반송로에 대해 돌출된 리브(11a~11c)는, 집광 기능을 갖는다. 따라서, 발광 소자(14b)로부터 사출된 광원광은, 리브(11b, 11c)에서 집광되게 되고, 반송로에 조사하는 조사광에 소정의 강도 분포를 형성한다. 본 발명에 있어서의 발광부는, 조사광을 형성하는 구성을 말하는 것이며, 제1 실시 형태에 있어서의 발광부는, 발광 소자(14a~14b)와 리브(11a~11f)를 가지고 구성된다. 반송로와 제2 벽(12)을 투과한 광은, 집광 소자(13b)에 의해 수광 소자(15b) 상에 집광된다. 본 실시 형태에서는, 집광 소자(13a~13e)에 프레넬 렌즈를 사용하고 있다. 광 센서부(10A~10E)의 검출 범위의 확대를 도모한 경우, 예를 들어, 곡률 반경이 작은 집광 렌즈를 사용함으로써, 짧은 초점 거리를 실현하는 것이 가능하다. 그러나 집광 렌즈의 두께가 커지기 때문에, 본 실시 형태와 같이 프레넬 렌즈를 채용하는 것이 생각된다. 집광 소자(13a~13e)에 프레넬 렌즈를 사용함으로써, 넓은 검출 범위를 확보함과 함께, 광 센서부(10A~10E)에 필요한 광로 길이를 짧게 하는 것이 가능해진다.

그러나, 도 16에서 설명한 바와 같이 프레넬 렌즈의 주위 부분은, 렌즈 표면의 단차에 의해 집광 성능이 저하되는 것이 알려져 있다. 따라서, 프레넬 렌즈를 사용하는 집광 소자(13a~13e)는, 광축 중심 위치 부근에서 높은 강도를 갖고 있지만, 광축 중심 위치 주위의 강도는 낮아진다. 즉 집광 소자(13a~13e)의 광축 중심 위치 주위에서는, 렌즈 표면의 단차에 의한 손실이 크다.

도 6에는, 반송로의 폭 방향에 있어서의 광 센서부(10B)의 확대 단면도가 도시되어 있다. 이 도면은, 판정 대상이 되는 지폐 S가 통과하고 있을 때의 모습을 도시한 단면도이다. 발광 소자(14b)로부터 사출한 광원광 L1은, 제1 벽(11)을 투과하여, 지폐 S를 조사하는 조사광 L2가 된다. 이 때, 제1 벽(11)에 형성되어 있는 리브(11b, 11c)에 의해, 반송로의 폭 방향에 대해 소정의 강도 분포가 부여된다. 구체적으로는, 리브(11b), 리브(11c)의 집광 기능에 의해, 집광 소자(13a)와 집광 소자(13b)의 인접 위치에 집광(리브(11b)에 의함), 또는 집광 소자(13b)와 집광 소자(13c)의 인접 위치에 집광(리브(11c)에 의함)된다. 지폐 S 위치에서의 조사광 L2는, 도 7의 (A)에 도시하는 바와 같이, 집광 소자(13b)의 광축 중심 위치 D0의 강도보다도, 집광 소자(13b)의 광축 중심 위치 주위의 강도가 커지는 강도 분포가 된다.

지폐 S에 조사된 조사광 L2는, 지폐 S를 투과함으로써, 지폐 S의 광학 특성을 포함한 투과광 L3이 된다. 투과광 L3은 제2 벽(12)을 투과한 후, 집광 소자(13b)에서 수광 소자(15b) 상에 집광되는 집광광 L4가 된다. 전술한 바와 같이, 프레넬 렌즈로 구성된 집광 소자(13b)는, 도 7의 (B)에 도시하는 바와 같이 불균일한 광학 특성을 갖고 있다. 따라서, 프레넬 렌즈에 대한 입사 위치에 의해 검출하는 지폐 S의 광학 특성에 차이가 생기게 된다. 구체적으로는, 집광 소자(13b)의 광축 중심 위치에서는, 높은 강도로 이루어지는 지폐 S의 광학 특성을 취득할 수 있지만, 광축 중심 위치 주위에서 검출되는 지폐 S의 광학 특성의 강도는 낮아진다.

제1 실시 형태에서는, 리브(11b, 11c)를 사용함으로써, 조사광 L2에 도 7의 (A)에 도시하는 바와 같은 강도 분포를 갖게 하는 것으로 하고 있다. 이러한 조사광 L2의 강도 분포에 의해, 집광 소자(13b)의 불균일한 특성을 제거하고, 집광 소자(13b)를 투과 직후의 집광광 L4의 강도 분포가, 반송로의 폭 방향에 대해 대략 일정하게 되도록 하고 있다. 도 7의 (C)는, 집광 소자(13b)를 투과한 직후(집광 소자(13b)의 Z축 부(負)의 방향의 면)의, 집광광 L4의 강도 분포를 도시한 도면이다. 또한, 도 7의 (C)는, 지폐 S가 백지 등과 같이, 균일한 광학 특성을 갖는 경우, 또는 지폐 S를 통과시키고 있지 않은 상태이다. 이러한 경우, 집광광 L4의 강도 분포는, 도 7의 (A)에 도시하는 조사광 L2의 강도 분포와, 도 7의 (B)에 도시하는 집광 소자(13b)의 광학 특성을 가산한 것이 된다. 도 7의 (C)에 도시하는 집광광 L4의 강도 분포는, 전술한 도 16에 도시하는 직사각형 형상의 이상값과 가까운 강도 분포로 된다.

도 8은, 제1 실시 형태에 대하여, 복수의 광 센서부(10A~10E)에 대해, 반송로의 폭 방향에 있어서의 조사광 L2와 집광광 L4의 강도 분포를 도시한 도면이다. 복수의 광 센서부(10A~10E)에서 형성되는 조사광 L2와 집광광 L4의 강도 분포는, 각각 도 7의 (A)의 강도 분포, 도 7의 (C)의 강도 분포를 나열한 형태로 된다. 또한, 도 8에 도시하는 바와 같이, 리브(11b)는, 광 센서(10A)와 광 센서부(10B)에서 공유되고 있다. 다른 리브(11c~11e)에 대해서도 마찬가지이며, 복수의 광 센서부(11B~11E)에서 공유하고 있다. 제1 실시 형태에서는, 복수의 광 센서부(10A~10E)를 반송로의 폭 방향에 인접시켜 배치하고 있기 때문에, 반송로의 폭 방향의 전역에 걸쳐 대략 일정한 집광광 L4의 강도 분포를 실현하고 있다. 즉, 제1 실시 형태에서는, 지폐 S의 대략 전역에 걸쳐 균일하게 지폐 S의 광학 특성을 검출하는 것이 가능하게 되어 있다.

도 9는, 제1 실시 형태의 광 센서부(10A~10E)에 의한 주사 형태를 도시하는 도면이다. 각 광 센서부(10A~10E)는, 지폐 S를 가로 방향으로 주사하고, 각 수광 소자(15a~15e)는, 주사 위치에 기초한 샘플 정보 U(전압값)를 출력한다. 도 9에는, 광 센서부(10A)가 어느 타이밍에서 취득하는 1개의 샘플 정보 U의 범위가 사각 형상의 실선 테두리로 도시되어 있다. 지폐 S의 반송에 수반하여, 수광 소자(15a~15e)는, 소정 시간마다 또는 소정 반송량마다 샘플링함으로써, 파선 간격분 어긋난 위치에서 샘플 정보 U를 취득한다. 각 광 센서부(10A~10E)는, 지폐 S의 폭 방향(도 9의 세로 방향)에 있어서, 서로 인접한 샘플 정보 열 R1~R5를 취득하는 것이 가능하다. 따라서, 제1 실시 형태에서는, 지폐 S의 넓은 범위를 판정하기 위한 특성으로서 검출하는 것이 가능하다. 또한, 도면에서는 각 샘플 정보 열 R1~R5 중의 샘플 정보 U는, 지폐의 길이 방향(도 9의 가로 방향)에 인접하여 중복되어 있지만, 각 샘플 정보 U 사이를 이격시킨 형태, 또는 중복시킨 형태로 취득하는 것으로 해도 된다.

지엽류에 관한 판정은, 이와 같이 취득한 각 샘플 정보 열 R1~R5에 대해, 각 광 센서부(10A~10E)의 위치에 대해, 미리 기억하고 있는 기준 데이터와 비교함으로써 행하여진다.

제1 실시 형태의 효과를 확인하기 위해, 테스트 용지 ST를 사용하여 지엽류 처리 장치(1)의 광학 특성 시험을 행하였다. 도 10에는, 광학 특성 측정 시험에 사용하는 테스트 용지 ST의 상면도가 도시되어 있다. 테스트 용지 ST의 중앙에는, 직각 삼각형 형상의 구멍 ST1이 형성되어 있다. 도면에 도시하는 화살표 방향(좌측 방향)으로, 테스트 용지 ST를 지엽류 처리 장치(1)에 삽입한다. 테스트 용지 ST가 반송됨에 따라서, 반송로의 폭 방향(도 10의 세로 방향)에 있어서의 구멍 ST1의 개구량은 적게 되어 있다. 이 광학 특성 시험에서는, 광 센서부(10A~10E)의 합계값에 대해, 지엽류의 반송량과 수광 소자(15b~15e)의 신호 강도의 합계값의 관계를 계측하였다.

도 11의 (A)는, 제1 벽(11)에 리브를 형성하지 않는 형태이고, 도 11의 (B)는 제1 벽(11)에 있어서, 집광 소자(13b)의 광축 중심 위치에 리브(11b)를 형성한 형태이다. 그리고, 도 11의 (C)는, 본 발명의 제1 실시 형태에 상당하는 것이며, 소정의 강도 분포를 갖도록 리브(11b, 11c)를 형성한 모양이다. 각 도면의 아래쪽에는, 가로축에 지엽류의 반송량을 취하고, 세로축에 수광 소자(15b~15e)의 신호 강도의 합계값을 취한 그래프가 도시되어 있다. 도 11의 (A) 내지 도 11의 (C)에 있어서, 구멍 ST1이 통과를 개시함으로써, 신호 강도가 증가하고, 구멍 ST1의 통과에 따라서 신호 강도가 감쇠되어 가는 형상으로 되어 있다. 도 10에 도시하는 바와 같이 구멍 ST1의 형상은, 직각 삼각형이기 때문에, 테스트 용지 ST의 반송에 수반하여, 반송로의 폭 방향에 있어서의 구멍 ST1의 폭은 선형으로 감쇠된다. 따라서, 수광 소자(15b~15e)의 신호 강도의 합계값은, 선형으로 감쇠되어 가는 것이 이상적이다.

도 11의 (A) 내지 도 11의 (C)의 각 그래프를 보면, 구멍 ST1의 통과시에 있어서의 선형성은 도 11의 (C)가 가장 양호하고, 도 11의 (A), 도 11의 (B) 순으로 열화되고 있는 것을 알 수 있다. 도 11의 (A)에서 선형 특성이 열화된 이유는, 집광 소자(13a~13e)의 광학 특성의 불균일성에 의해, 구멍 ST1의 사변에 의한 개구량의 변화에 추종할 수 없는 것이다. 또한, 도 11의 (B)에서 더 선형 특성이 열화되어 있는 이유는, 집광 소자(13a~13e)의 광학 특성의 불균일성에, 리브(11a~11e)에 의한 집광 기능이 중첩됨으로써, 구멍 ST1의 사변에 의한 개구량의 변화에 추종할 수 없는 것이다. 도 11의 (C)에 도시하는 광학 특성 시험의 시험 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에서는, 구멍 ST1의 개구량의 변화에 추종한 높은 선형성을 실현하여, 광 센서부(10C)의 검출 범위 내에 있어서, 지폐 등의 광학 특성을 균일하게 검출하는 것이 가능하다.

도 12는, 본 발명의 실시 형태에 따른 지엽류 처리 장치(1)에 있어서의 판정 처리를 도시한 흐름도이다. 지엽류 처리 장치(1)에 대해 지폐 S가 삽입된 것을 검출하면, 제어부(30)는, 구동 롤러(42A~42D)를 회전 구동하여, 지폐 S의 반송을 개시한다(S101). 그리고, 제어부(30)는, 지폐 S의 반송에 수반하여 각 광 센서부(10A~10E)로부터 출력되는 샘플 정보 U를 수신하고, CPU(31) 내의 기억 수단에 샘플 정보 열 R1~R5을 기억하는 취득 처리를 실행한다(S102). 또한 지폐 S의 식별 정밀도를 향상시키기 위해, 각 광 센서부(10A~10E)에서 취득한 샘플 정보 열 또는 광 센서부(10A~10E) 이외의 센서에서 취득한 샘플 정보(S108)에 기초하여 다른 패턴 식별 처리(S200)를 실행하는 것으로 해도 된다.

본 실시 형태에서는, 취득한 샘플 정보 U와 미리 CPU(31) 내의 메모리에 기억되어 있는 기준 데이터를 비교하여 유사도를 구한다(S103). 비교 결과, 취득한 각 샘플 정보와 기준 데이터와 유사도가 소정 범위 내에 있다고 판정된 경우(S104: Yes)는, 진짜 지폐라고 판단하고(S105), 소정 범위 밖에 있다고 판정된 경우(S104: No)는, 진짜 지폐가 아니라고 판단한다(S106).

(제2 실시 형태)

제1 실시 형태에서는, 광원광을 사출하는 광원부에, 복수의 발광 소자(14a~14e)를 사용하고 있지만, 광원부에는 각종 형태를 채용하는 것이 가능하다.

도 13~도 15에는, 제2 실시 형태에 있어서의 광 센서부(15A~15E)의 구성이 도시되어 있다. 또한, 도 1, 도 2에서 설명한 지엽류 처리 장치(1)의 구성과, 도 3에서 설명한 제어 구성은, 제2 실시 형태에 있어서도 마찬가지이다. 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태에서 사용한 복수의 발광 소자(14a~14e) 대신에, 도광부(16)를 사용하는 것으로 하고 있다. 도 13은, 반송로의 폭 방향의 광 센서부(15A~15E)의 단면을 도시한 것이다. 제1 실시 형태에서는, 조사광 L2를 형성하는 발광부로서, 발광 소자(14a~14e)와 제1 벽(11)의 리브(11a~11f)를 사용했지만, 제2 실시 형태는 발광부로서 도광부(16)를 사용하고 있다는 점에서 상이하다.

본 실시 형태의 도광부(16)는, 제1 벽(11)의 이면에 대향해서 배치된 도광로(161), 도광로(161)의 좌우에 배치된 발광 소자(163R, 163L), 발광 소자(163R, 163L)로부터 사출된 광을 도광로(161)로 안내하는 광로 변환부(162R, 162L)를 구비하여 구성되어 있다. 발광 소자(163R, 163L)는, LED 등으로 구성되고, Z축 부의 방향으로 광원광을 출사한다. 발광 소자(163R, 163L)로부터 출사된 광은, 광로 변환부(162R, 162L)에 의해 도광로(161) 내로 안내된다. 도광로(161)로 안내된 광은, 제1 벽(11) 측에 조사광 L2를 출사한다.

도 14는, 반송로의 폭 방향에 있어서의 광 센서부(10B)의 확대 단면도이다. 본 실시 형태의 도광로(161)는, 내면에 반사면(163)을 갖는 도광관(162)으로 구성되어 있다. 도광로(161)의 YZ 평면의 단면도 우측에는, ZX 평면에 있어서의 도광로(161)의 단면도가 도시되어 있다. 발광 소자(163R, 163L)로부터 출사된 광원광은, 도광로(161)의 내면에서 반사를 반복하여, 제1 벽(11) 측으로부터 광원광 L1로서 출사된다. 광원광 L1은 제1 벽(11)에 형성된 리브(11b, 11c)를 투과함으로써, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 소정의 강도 분포를 갖는 조사광 L2로 되어 지폐 S를 조사한다. 지폐 S를 투과한 후의 투과광 L3은, 제2 벽(12), 집광 소자(13b)를 투과하여, 집광광 L4로 되어, 수광 소자(15b)에 입사된다.

도 15에는, 제2 실시 형태의 반송로의 폭 방향에 있어서의 조사광, 강도 분포가, 광 센서부(10A~10E)의 구성에 대응하여 도시되어 있다. 제2 실시 형태의 조사광 L2의 강도 분포는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제1 벽(11)에 형성된 리브(11b, 11c)에 의해 실현되는 것이며, 도 8에서 설명한 제1 실시 형태와 마찬가지의 강도 분포로 되어 있다. 이 조사광 L2의 강도 분포에, 도 7의 (B)의 집광 소자(13)의 광학 특성이 조합되어. 집광 소자(13b)를 투과한 직후의 집광광 L4의 강도는, 반송로의 폭 방향에 대해 대략 일정하게 되어 있다. 따라서, 제2 실시 형태에 있어서도, 지폐 S의 대략 전역에 걸쳐 균일하게 지폐 S의 광학 특성을 검출하는 것이 가능하다.

또한, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태에서는, 소정의 강도 분포를 실현하기 위해, 지폐 반송로 측으로 돌출된 리브(11a~11f)를 사용하는 것으로 하고 있지만, 제2 실시 형태에서는, 도광로(161)를 사용하여, 조사광 L2에 소정의 강도 분포를 부여하는 것으로 해도 된다. 예를 들어, 도광로(161)에 설치된 반사면(163)의 Y축 방향의 반사율을 Y축 위치에 따라 변경함으로써, 도광로(161)로부터 출사되는 광원광 L1에 소정의 강도 분포를 부여하는 것이 생각된다. 이 경우. 리브(11a~11f)를 설치하지 않고, 소정의 강도 분포를 실현하는 것이 가능해진다. 또한 이러한 도광관(162)을 사용한 소정의 강도 분포의 실현은, 반사면(163)을 사용한 형태에 한정되지 않고, 도광관(162)의 투과율을 Y축 위치에 따라 조정하는 등, 각종 형태를 채용하는 것이 가능하다. 또한 도광부(16)의 구성도 본 실시 형태의 구성에 한정되는 것이 아니라, 각종 구성을 채용하는 것이 가능하다.

1: 지엽류 처리 장치
10A~10E: 광 센서부
12: 제2 벽
11a~11f: 리브
111: 발광 구멍
121: 수광 구멍
13a~13e: 집광 소자(프레넬 렌즈)
14a~14e: 발광 소자
15a~15e: 수광 소자
162R, 163L: 광로 변환부
163R, 163L: 발광 소자
14: 발광 소자
15: 수광 소자군
16: 도광부
161: 도광로
30: 제어부
31: CPU
32: D/A 컨버터
33: A/D 컨버터
34, 36: 통신 I/F
42A~42D: 구동 롤러
43A~43D: 종동 롤러

Claims (4)

1. 반송 수단과, 광 센서부와, 제어 수단을 구비하고,
   상기 반송부는 판정 대상이 되는 지엽류를 반송로 내에서 반송하고,
   상기 광 센서부는, 상기 반송로를 통과하는 지엽류에 조사광을 조사하는 발광부와, 상기 반송로를 통과하는 지엽류를 투과한 조사광을 집광하는 프레넬 렌즈와, 상기 프레넬 렌즈에서 집광된 집광광을 수광하는 수광부를 갖고,
   상기 제어 수단은 상기 수광부의 출력 신호에 기초하여, 상기 지엽류의 진위 판정을 행하고,
   상기 조사광의 상기 반송로의 폭 방향에 있어서의 강도 분포는, 상기 집광부의 광축 중심 위치의 강도보다도, 상기 집광부의 광축 중심 위치 주위의 강도가 큰 지엽류 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 조사광의 상기 강도 분포와, 상기 반송로의 폭 방향에 있어서의 상기 프레넬 렌즈의 집광 특성을 가산한 경우, 상기 프레넬 렌즈를 투과한 직후의 상기 집광광의 강도 분포는, 상기 반송로의 폭 방향에 대해 대략 일정한 지엽류 처리 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 발광부는,
   광원광을 사출하는 광원부와,
   상기 광원부가 사출하는 광원광의 광로 상에 배치되고, 상기 반송로 측으로 돌출되어, 광을 투과시키는 리브를 갖고,
   상기 광원광을 상기 리브를 투과시킴으로써, 상기 강도 분포를 갖는 상기 조사광을 생성하는 지엽류 처리 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 광 센서부를 복수 갖고,
   각 상기 광 센서부는, 상기 반송로의 폭 방향에 대해 서로 다른 위치에 배치되어 있는 지엽류 처리 장치.

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