WO2016021294A1 - 紙葉類処理装置 - Google Patents

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WO2016021294A1
WO2016021294A1 PCT/JP2015/066096 JP2015066096W WO2016021294A1 WO 2016021294 A1 WO2016021294 A1 WO 2016021294A1 JP 2015066096 W JP2015066096 W JP 2015066096W WO 2016021294 A1 WO2016021294 A1 WO 2016021294A1
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WO
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light
paper sheet
optical sensor
optical
transport path
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PCT/JP2015/066096
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Inventor
鶴巻　悟
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株式会社日本コンラックス
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    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
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    • G07D11/00—Devices accepting coins; Devices accepting, dispensing, sorting or counting valuable papers
    • G07D11/10—Mechanical details
    • G07D11/16—Handling of valuable papers
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    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/20—Testing patterns thereon
    • G07D7/202—Testing patterns thereon using pattern matching

Definitions

  • the present invention relates to a paper sheet processing apparatus that performs authenticity determination of paper sheets such as banknotes and cash vouchers.
  • a banknote processing apparatus In various devices capable of handling banknotes such as vending machines, authenticity and denomination of banknotes are determined, and products and services corresponding to banknote values are provided. In such an apparatus, it is common to use a banknote processing apparatus in order to determine the authenticity of a banknote and the kind of banknote. In a banknote processing apparatus, a banknote is determined using various sensors, conveying the inserted banknote. As a sensor to be used, a type for detecting magnetic characteristics of banknotes, in addition to a type for detecting optical characteristics of banknotes to be determined using light, and the like are used.
  • Patent Document 1 discloses document acceptance using light transmission measurement in which light is applied to a document from the second side of the document path and light transmitted through the document is received by a photodetector provided on the first side of the document path.
  • a sensor device for a machine is disclosed. In this sensor device, it is possible to focus light on a photodetector from a relatively wide area of the document path by using a Fresnel lens array, and the detection effective range is almost the entire width of the document path. Making it possible.
  • FIG. 16 shows a cross-sectional view of the Fresnel lens FL with a short focal length and an example of the intensity distribution of the emitted light Lo (immediately after passing through the Fresnel lens FL).
  • the present invention uses a Fresnel lens to detect the optical characteristics of a target paper sheet, and suppresses the above-mentioned defects of the Fresnel lens and uniformly detects the optical characteristics of the paper sheet.
  • the purpose is to do.
  • the paper sheet processing apparatus is characterized by the following matters.
  • a conveying means, an optical sensor unit, and a control means The transport unit transports paper sheets to be determined in a transport path
  • the optical sensor unit includes: a light emitting unit that irradiates the paper sheets that pass through the transport path; a Fresnel lens that collects the light that has passed through the paper sheets that pass through the transport path; and the Fresnel lens.
  • a light receiving portion that receives the condensed light collected by The control means performs authenticity determination of the paper sheet based on an output signal of the light receiving unit,
  • the intensity distribution of the irradiation light in the width direction of the transport path is characterized in that the intensity around the optical axis center position of the light collecting part is larger than the intensity at the optical axis center position of the light collecting part.
  • the paper sheet processing apparatus is: When the intensity distribution of the irradiation light and the condensing characteristic of the Fresnel lens in the width direction of the transport path are added, the intensity distribution of the condensed light immediately after passing through the Fresnel lens is the width direction of the transport path. Is substantially constant.
  • the paper sheet processing apparatus is: The light emitting unit A light source unit for emitting light source light;
  • the light source unit is disposed on the optical path of the light source light emitted, has a rib that protrudes toward the transport path and transmits light, The irradiation light having the intensity distribution is generated by transmitting the light source light through the rib.
  • the paper sheet processing apparatus is: A plurality of the optical sensor units; Each said optical sensor part is arrange
  • the paper sheet processing apparatus of the present invention in the paper sheet processing apparatus that uses the Fresnel lens to detect the optical characteristics of the paper sheet to be determined, the non-uniform optical characteristics of the Fresnel lens are suppressed. Thus, it is possible to uniformly detect the optical characteristics of the paper sheet to be determined.
  • Top view showing a state of banknote conveyance in a paper sheet processing apparatus (first embodiment) Side sectional view showing the configuration of a slave paper leaf processing apparatus (first embodiment)
  • Block diagram showing the control configuration of the paper sheet processing apparatus (first embodiment) Sectional drawing of the optical sensor part in the width direction of a conveyance path (1st Embodiment) Sectional drawing of the optical sensor part in the length direction of a conveyance path (1st Embodiment) Enlarged sectional view of the optical sensor section in the width direction of the transport path (first embodiment) Diagram showing intensity distribution of irradiated light, optical characteristics of condensing element, intensity distribution of condensed light Intensity distribution of irradiated light and condensed light by a plurality of optical sensor units (first embodiment)
  • the figure which shows the scanning form by an optical sensor part Diagram showing test paper used for optical property measurement test The figure which shows the form of the optical characteristic test, and the test result Flow chart showing determination process in paper sheet processing apparatus Sectional drawing of the optical sensor part in the width
  • FIG. 1 is a top view showing a state of banknote conveyance in the paper sheet processing apparatus 1 of the first embodiment, and a banknote S that is a genuine determination target is conveyed to the paper sheet processing apparatus 1. The situation is shown.
  • the banknote S to be determined is inserted into the paper sheet processing apparatus 1 in the direction indicated by the arrow from the right side in the figure.
  • FIG. 1 shows a top view of the lower structure of the paper sheet processing apparatus 1.
  • the paper sheet to be determined targets not only such banknotes but also various paper sheets such as various securities such as cash vouchers, securities and coupons. It is possible.
  • the paper sheet processing apparatus 1 is provided with drive rollers 42A to 42D as conveying means for conveying the banknote S.
  • the banknote S inserted into the paper sheet handling machine 1 is sandwiched between the drive rollers 42A to 42D and the opposing rollers 43A to 43D facing each other, and It is conveyed in the left direction.
  • one conveyance path forming the conveyance path of the banknote S is adjacent to a direction (width direction of the conveyance path) orthogonal to the conveyance direction of the banknote S in order to identify the pattern of the banknote S.
  • five optical sensor units 10A to 10E are provided.
  • Each of the optical sensor units 10A to 10E can detect the optical characteristics of the banknote S with the width of each of the optical sensor units 10A to 10E shown in FIG. Therefore, by using the five optical sensor units 10A to 10E, a detection width W2 that is substantially the same as the width W1 of the banknote S is realized, and the optical characteristics of the entire banknote S can be detected.
  • FIG. 2 is a side sectional view showing the configuration of the paper sheet processing apparatus 1.
  • 1 is a cross-sectional view of the sheet processing apparatus 1 of FIG. 1 as viewed from the side and cut near the optical sensor unit 10A.
  • the paper sheet processing apparatus 1 includes a transport unit and an optical sensor unit 10 (the optical sensor units 10A to 10E have the same configuration. Therefore, when any one of the optical sensor units is described below, The reference numerals A to E are abbreviated.).
  • it has a control means for controlling the conveyance means, the optical sensor unit 10, and determining paper sheets based on a signal from the optical sensor unit 10.
  • FIG. 2 shows two drive rollers 42A and 42B.
  • Opposing rollers 43A and 43B are arranged to face the driving rollers 42A and 42B.
  • the driving rollers 42A and 42B are rotated in the direction of the arrow shown by driving means such as a motor.
  • the opposing rollers 43A and 43B are arranged at positions where they come into contact with the driving rollers 42A and 42B, and rotate according to the rotation of the driving roller or the movement of the bill S inserted in the paper sheet processing apparatus 1.
  • a conveyance path through which the banknotes S pass is formed by the first wall 11 and the second wall 12 that are opposed to each other.
  • a light emitting element 14 (“light source unit” in the present invention) made of LEDs disposed on a substrate is disposed.
  • the light emitting element 14 is disposed with its light emitting surface facing the first wall 11.
  • the first wall 11 located on the light emitting element 14 side is formed of a transparent resin, and the light irradiated by the light emitting element 14 passes through the first wall 11 and is irradiated into the conveyance path.
  • the light emitting element 14 of this embodiment irradiates light of one type of wavelength
  • the light emitting element 14 may emit light of a plurality of different wavelengths.
  • the light receiving element 15 (“light receiving part” in the present invention) disposed on the substrate is disposed on the other side (second wall 12 side) of the transport path.
  • the second wall 12 located on the light receiving element 15 side is formed of a transparent resin.
  • a photodetector (PD) capable of detecting the intensity of light and darkness of transmitted light that has passed through the banknote S is used. Irradiation light emitted from the light emitting element 14 passes through the first wall 11 and the bill S and the second wall 12 conveyed in the conveying path, is received by the light receiving element 15, and is received as a light reception output signal by the control unit 30.
  • Control means in the present invention.
  • the optical sensor unit 10 of the paper sheet processing apparatus 1 employs a transmission type that irradiates light on one surface of the banknote S and receives transmitted light from the other surface.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a control configuration of the paper sheet processing apparatus 1.
  • the sheet processing apparatus 1 includes an optical sensor unit 10 including a light emitting element 14 and a light receiving element 15, an amplifier 24 that amplifies a light reception output signal from the optical sensor unit 10, and a control unit 30.
  • the control unit 30 includes the optical sensor units 10A to 10A. While controlling the light emission of 10E, the received light reception output signal is input.
  • the control unit 30 includes a CPU 31.
  • the CPU 31 is a central processing means in which storage means such as ROM and RAM are integrated, and can execute various calculations based on programs and various data stored in the storage means.
  • the control unit 30 controls the driving rollers 42A to 42D of the transport unit and performs control related to transport of the banknote S to be identified.
  • the CPU 31 further includes a D / A converter 32 that outputs a driving signal for controlling light emission of the light emitted from the light emitting element 14, and an A / D converter 33 that receives the transmitted light from the light receiving element 23 and converts it into sample information. Is provided. CPU31 performs the determination (authentication determination, classification determination, etc.) of the banknote S used as identification object.
  • 4A shows a cross-sectional view of the optical sensor units 10A to 10E in the width direction of the transport path.
  • 4A is a cross-sectional view in the YZ plane between AA shown in FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the ZX plane between BB in FIG. 4A
  • FIG. 5C is a ZX plane taken along CC in FIG. 4A.
  • the optical sensor unit 10B includes a light emitting element 14b, a first wall 11, a second wall 12, a condensing element 13b, and a light receiving element 15b.
  • a conveyance path for conveying the banknote S is formed between the first wall 11 and the second wall 12.
  • the first wall 11 and the second wall 12 are formed of a material that is optically transparent with respect to light used in the optical sensor unit 10B. Therefore, the light source light emitted from the light emitting element 14b forms an optical path that passes through the first wall 11, the second wall 12, and the light condensing element 13 and enters the light receiving element 15b.
  • the first wall 11 is formed with ribs 11a to 11f protruding toward the conveyance path.
  • the surfaces of the ribs 11a to 11f have a spherical shape.
  • the ribs 11a to 11f regulate the position of the bill S passing through the conveyance path by narrowing the height of the conveyance path.
  • the optical sensor units 10A to 10E can detect the optical characteristics of the bills S whose positions are regulated by the ribs 11a to 11f, and can improve the accuracy of the detected optical characteristics. Yes.
  • the ribs 11a to 11f have a function of giving a predetermined intensity distribution to the light source light emitted from the light emitting element 14b.
  • the ribs 11a to 11c protruding from the transport path have a light collecting function. Therefore, the light source light emitted from the light emitting element 14b is collected by the ribs 11b and 11c, and forms a predetermined intensity distribution in the irradiation light irradiated on the conveyance path.
  • the light emitting section in the present invention refers to a configuration for forming irradiation light, and the light emitting section in the first embodiment is configured to include light emitting elements 14a to 14b and ribs 11a to 11f.
  • Fresnel lenses are used for the light condensing elements 13a to 13e.
  • a short focal length can be realized by using a condensing lens with a small curvature radius.
  • a Fresnel lens it is conceivable to employ a Fresnel lens as in this embodiment.
  • FIG. 6 shows an enlarged cross-sectional view of the optical sensor unit 10B in the width direction of the conveyance path.
  • This figure is a cross-sectional view showing a state when the banknote S to be determined is passing.
  • the light source light L1 emitted from the light emitting element 14b passes through the first wall 11 and becomes irradiation light L2 that irradiates the banknote S.
  • the ribs 11b and 11c formed on the first wall 11 give a predetermined intensity distribution in the width direction of the transport path.
  • the irradiation light L2 at the position of the banknote S has an intensity around the optical axis center position of the condensing element 13b rather than the intensity at the optical axis center position D0 of the condensing element 13b.
  • the intensity distribution increases.
  • the irradiation light L2 applied to the banknote S is transmitted through the banknote S to become transmitted light L3 including the optical characteristics of the banknote S.
  • the transmitted light L3 becomes the condensed light L4 that is transmitted through the second wall 12 and then condensed on the light receiving element 15b by the condensing element 13b.
  • the condensing element 13b composed of a Fresnel lens has non-uniform optical characteristics as shown in FIG. Therefore, a difference arises in the optical characteristic of the banknote S detected by the incident position with respect to a Fresnel lens. Specifically, at the optical axis center position of the light condensing element 13b, the optical characteristics of the banknote S having high strength can be acquired, but the optical characteristics of the banknote S detected around the optical axis center position are low in intensity. It becomes.
  • the irradiation light L2 is given an intensity distribution as shown in FIG.
  • Such an intensity distribution of the irradiation light L2 cancels the non-uniform characteristics of the condensing element 13b, and the intensity distribution of the condensing light L4 immediately after passing through the condensing element 13b is substantially constant in the width direction of the conveyance path. It is trying to become.
  • FIG. 7C is a diagram showing the intensity distribution of the condensed light L4 immediately after passing through the condensing element 13b (the surface of the condensing element 13b in the negative Z-axis direction). Note that FIG.
  • the intensity distribution of the condensed light L4 is obtained by adding the intensity distribution of the irradiation light L2 shown in FIG. 7A and the optical characteristics of the condensing element 13b shown in FIG. 7B.
  • the intensity distribution of the condensed light L4 shown in FIG. 7C is an intensity distribution close to the rectangular ideal value shown in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing the intensity distributions of the irradiation light L2 and the condensed light L4 in the width direction of the transport path for the plurality of optical sensor units 10A to 10E in the first embodiment.
  • the intensity distributions of the irradiation light L2 and the condensed light L4 formed by the plurality of optical sensor units 10A to 10E are in a form in which the intensity distribution of FIG. 7A and the intensity distribution of FIG. .
  • the rib 11b is shared by the optical sensor unit 10A and the optical sensor unit 10B. The same applies to the other ribs 11c to 11e and is shared by the plurality of optical sensor portions 11B to 11E.
  • the plurality of optical sensor units 10A to 10E are arranged adjacent to each other in the width direction of the transport path, a substantially constant intensity distribution of the condensed light L4 is obtained over the entire width direction of the transport path. Realized. That is, in the first embodiment, it is possible to detect the optical characteristics of the banknote S uniformly over substantially the entire area of the banknote S.
  • FIG. 9 is a diagram showing a scanning form by the optical sensor units 10A to 10E of the first embodiment.
  • Each of the optical sensor units 10A to 10E scans the bill S in the horizontal direction, and each of the light receiving elements 15a to 15e outputs sample information U (voltage value) based on the scanning position.
  • the range of one piece of sample information U acquired at a certain timing of the optical sensor unit 10A is indicated by a rectangular solid line frame.
  • the light receiving elements 15a to 15e acquire the sample information U at a position shifted by the broken line interval by sampling every predetermined time or every predetermined transport amount.
  • Each of the optical sensor units 10A to 10E can acquire sample information sequences R1 to R5 adjacent to each other in the width direction of the banknote S (the vertical direction in FIG. 9). Therefore, in 1st Embodiment, it is possible to detect the wide range of the banknote S as a characteristic for determination.
  • the sample information U in each of the sample information rows R1 to R5 overlaps adjacently in the banknote length direction (lateral direction in FIG. 9), but the sample information U is separated from each other. Or it is good also as acquiring in the form which made it overlap.
  • the determination regarding the paper sheet is performed by comparing the position of each of the optical sensor units 10A to 10E with the reference data stored in advance for each of the sample information strings R1 to R5 thus acquired.
  • FIG. 10 shows a top view of the test paper ST used for the optical characteristic measurement test.
  • a hole ST1 having a right triangle shape is formed in the center of the test paper ST.
  • the test sheet ST is inserted into the sheet processing apparatus 1 in the direction of the arrow shown in the drawing (left direction).
  • the opening amount of the holes ST1 in the width direction of the transport path decreases.
  • the relationship between the transport amount of paper sheets and the total value of the signal intensity of the light receiving elements 15b to 15e was measured for the total value of the optical sensor units 10A to 10E.
  • FIG. 11A shows a form in which no rib is formed on the first wall 11
  • FIG. 11B shows a form in which the rib 11 b is formed at the optical axis center position of the light condensing element 13 b on the first wall 11. is there.
  • FIG. 11C corresponds to the first embodiment of the present invention, in which ribs 11b and 11c are formed so as to have a predetermined intensity distribution.
  • a graph is shown in which the horizontal axis represents the amount of paper transport, and the vertical axis represents the total value of the signal intensities of the light receiving elements 15b to 15e.
  • the signal strength increases as the hole ST1 starts to pass, and the signal strength attenuates as the hole ST1 passes.
  • the width of the hole ST1 in the width direction of the conveyance path linearly attenuates with the conveyance of the test paper ST. Therefore, it is ideal that the total value of the signal intensities of the light receiving elements 15b to 15e attenuate linearly.
  • the linearity when passing through the hole ST1 is the best in FIG. 11C, and FIG. 11A and FIG. 11B. It turns out that it has deteriorated in order.
  • the reason why the linear characteristic is deteriorated in FIG. 11A is that it is not possible to follow the change in the aperture amount due to the hypotenuse of the hole ST1 due to the non-uniformity of the optical characteristics of the condensing elements 13a to 13e.
  • the reason why the linear characteristic is further deteriorated in FIG. 11B is that the light collecting function by the ribs 11a to 11e is superimposed on the non-uniformity of the optical characteristics of the light collecting elements 13a to 13e.
  • FIG. 12 is a flowchart showing determination processing in the paper sheet processing apparatus 1 according to the embodiment of the present invention.
  • the control unit 30 rotationally drives the drive rollers 42A to 42D to start transporting the banknote S (S101). Then, the control unit 30 receives the sample information U output from each of the optical sensor units 10A to 10E as the banknote S is conveyed, and performs an acquisition process of storing the sample information rows R1 to R5 in the storage unit in the CPU 31. Execute (S102).
  • the identification process (S200) may be executed.
  • the obtained sample information U is compared with reference data stored in advance in the memory in the CPU 31 to obtain a similarity (S103).
  • a similarity S103
  • S104: Yes it is determined that the bill is a true bill (S105), and is determined to be outside the predetermined range. If it is found (S104: No), it is determined that it is not a genuine note (S106).
  • a plurality of light emitting elements 14a to 14e are used for the light source unit that emits the light source light, but various forms can be adopted for the light source unit.
  • FIG. 13 to 15 show the configuration of the optical sensor units 15A to 15E in the second embodiment.
  • the configuration of the paper sheet processing apparatus 1 described with reference to FIGS. 1 and 2 and the control configuration described with reference to FIG. 3 are the same in the second embodiment.
  • the light guide unit 16 is used instead of the plurality of light emitting elements 14a to 14e used in the first embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the optical sensor units 15A to 15E in the width direction of the transport path.
  • the light emitting elements 14a to 14e and the ribs 11a to 11f of the first wall 11 are used as the light emitting part for forming the irradiation light L2.
  • the light emitting part is used as the light emitting part. The difference is that the light section 16 is used.
  • the light guide unit 16 of the present embodiment is emitted from a light guide path 161 disposed opposite to the back surface of the first wall 11, light emitting elements 163R and 163L, and light emitting elements 163R and 163L disposed on the left and right sides of the light guide path 161.
  • the optical path conversion units 162R and 162L that guide the light to the light guide path 161 are provided.
  • the light emitting elements 163R and 163L are configured by LEDs or the like, and emit light source light in the negative Z-axis direction. Light emitted from the light emitting elements 163R and 163L is guided into the light guide 161 by the optical path conversion units 162R and 162L.
  • the light guided to the light guide path 161 emits the irradiation light L2 to the first wall 11 side.
  • FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view of the optical sensor unit 10B in the width direction of the conveyance path.
  • the light guide 161 of the present embodiment is configured by a light guide 162 having a reflection surface 163 on the inner surface.
  • a cross-sectional view of the light guide 161 in the ZX plane is shown on the right side of the cross-sectional view of the light guide 161 in the YZ plane.
  • the light source light emitted from the light emitting elements 163R and 163L repeats reflection on the inner surface of the light guide 161, and is emitted from the first wall 11 side as the light source light L1.
  • the light source light L1 is transmitted through the ribs 11b and 11c formed on the first wall 11, thereby irradiating the bill S with the irradiation light L2 having a predetermined intensity distribution as in the first embodiment.
  • the transmitted light L3 after passing through the banknote S passes through the second wall 12 and the light condensing element 13b, becomes the condensed light L4, and enters the light receiving element 15b.
  • FIG. 15 shows irradiation light and intensity distribution in the width direction of the conveyance path of the second embodiment corresponding to the configurations of the optical sensor units 10A to 10E.
  • the intensity distribution of the irradiation light L2 of the second embodiment is realized by the ribs 11b and 11c formed on the first wall 11, and is the same as that of the first embodiment described in FIG. The intensity distribution is similar.
  • the intensity of the condensed light L4 immediately after passing through the light collecting element 13b is about the width direction of the transport path. It is almost constant. Accordingly, also in the second embodiment, it is possible to detect the optical characteristics of the banknote S uniformly over substantially the entire area of the banknote S.
  • the ribs 11a to 11f protruding toward the banknote transport path are used in order to realize a predetermined intensity distribution.
  • the light guide path 161 is used. It is good also as giving predetermined intensity distribution to irradiation light L2.
  • a predetermined intensity distribution is given to the light source light L1 emitted from the light guide 161 by changing the reflectance in the Y-axis direction of the reflecting surface 163 provided in the light guide 161 according to the position of the Y-axis. It is possible. In this case, a predetermined intensity distribution can be realized without providing the ribs 11a to 11f.
  • the realization of the predetermined intensity distribution using the light guide tube 162 is not limited to the form using the reflection surface 163, and the transmittance of the light guide tube 162 is adjusted according to the position of the Y axis. Various forms can be adopted. Further, the configuration of the light guide unit 16 is not limited to the configuration of the present embodiment, and various configurations can be employed.

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Abstract

【課題】紙葉類処理装置で使用する光センサ部の薄型化、並びに、検知範囲の拡大を図る。 【解決手段】本発明に係る紙葉類処理装置（１）は、搬送路を通過する紙葉類に照射光を照射する発光部（１４）と、搬送路を通過する紙葉類を透過した照射光を集光する集光光学系（１１）と、集光光学系（１１）で集光された集光光を受光する受光部（１５）と、を有する光センサ部と、受光部（１５）の出力信号に基づいて、判定対象となる紙葉類の判定を行う制御手段（３０）と、を備え、照射光の搬送路の幅方向における強度分布は、集光部（１１）の光軸中心位置の強度よりも、集光部（１１）の光軸中心位置周囲の強度が大きいことを特徴とする。

Description

紙葉類処理装置
　本発明は、紙幣や金券など紙葉類の真偽判定を行う紙葉類処理装置に関する。
　自動販売機など紙幣の取り扱いを可能とする各種機器では、紙幣の真偽や金種を判定して、紙幣価値に応じた商品やサービスを提供することが行われている。このような機器では、紙幣の真贋、並びに、紙幣の種類を判定するため紙幣処理装置を使用することが一般的である。紙幣処理装置では、挿入された紙幣を搬送しつつ、各種センサを使用して紙幣の判定を行う。使用するセンサには、光を使用して、判定対象となる紙幣の光学特性を検出するタイプの他、紙幣の磁気特性を検出するタイプ等が使用されている。
　特許文献１には、書類通路の第２の側から光を書類に照射し、書類を透過した光を書類通路の第１の側に設けた光検出器で受光する光透過測定を用いる書類受入機用のセンサ装置が開示されている。このセンサ装置では、フレネルレンズ・アレイを使用することで、書類通路の比較的幅広い領域から光検出器上に光を収束させることを可能とし、書類通路の幅のほぼ全体を検出有効範囲とすることを可能としている。
特許第５１７８７２２号公報
　特許文献１に示す紙幣の識別センサのように、フレネルレンズ・アレイを使用することで、レンズの厚みを薄くし、識別センサを薄型にすることができる。しかし、より一層の識別センサの小型化を図るためにフレネルレンズの焦点距離を短くすると光の強度分布は、光軸中心位置では高い強度を有するものの、光軸中心を外れるにつれて、低下してしまう。図１６に、焦点距離が短いフレネルレンズＦＬの断面図と、その出射光Ｌｏ（フレネルレンズＦＬを透過直後）の強度分布の一例を示す。
　図１６に示すように焦点距離の短いフレネルレンズを使用した場合には検出する光学特性が不均一となってしまうこととなる。書類から均一な特性を得るには、図１６に示す矩形状の理想値となることが好ましい。
　本発明は、フレネルレンズを使用して、対象となる紙葉類の光学特性を検出する紙葉類処理装置において、上述するフレネルレンズの欠点を抑制し、紙葉類の光学特性を均一に検出することを目的とする。
　そのため本発明に係る紙葉類処理装置は、以下の事項を特徴とするものである。
　搬送手段と、光センサ部と、制御手段と、を備え、
　前記搬送部は、判定対象となる紙葉類を搬送路内で搬送し、
　前記光センサ部は、前記搬送路を通過する紙葉類に照射光を照射する発光部と、前記搬送路を通過する紙葉類を透過した照射光を集光するフレネルレンズと、前記フレネルレンズで集光された集光光を受光する受光部と、を有し、
　前記制御手段は、前記受光部の出力信号に基づいて、前記紙葉類の真偽判定を行い、
　前記照射光の前記搬送路の幅方向における強度分布は、前記集光部の光軸中心位置の強度よりも、前記集光部の光軸中心位置周囲の強度が大きいことを特徴とする。
　さらに本発明に係る紙葉類処理装置は、
　前記照射光の前記強度分布と、前記搬送路の幅方向における前記フレネルレンズの集光特性を加算した場合、前記フレネルレンズを透過直後の前記集光光の強度分布は、前記搬送路の幅方向について略一定であることを特徴とする。
　さらに本発明に係る紙葉類処理装置は、
　前記発光部は、
　光源光を射出する光源部と、
　前記光源部が射出する光源光の光路上に配置され、前記搬送路側に突起し、光を透過するリブを有し、
　前記光源光を前記リブを透過させることで、前記強度分布を有する前記照射光を生成することを特徴とする。
　さらに本発明に係る紙葉類処理装置は、
　前記光センサ部を複数有し、
　各前記光センサ部は、前記搬送路の幅方向について異なる位置に配置されていることを特徴とする。
　本発明の紙葉類処理装置によれば、フレネルレンズを使用して、判定対象となる紙葉類の光学特性を検出する紙葉類処理装置において、フレネルレンズの不均一な光学特性を抑制し、判定対象となる紙葉類の光学特性を均一に検出することが可能となる。
紙葉類処理装置における紙幣搬送の様子を示す上面図（第１実施形態） 従紙葉類処理装置の構成を示す側断面図（第１実施形態） 紙葉類処理装置の制御構成を示すブロック図（第１実施形態） 搬送路の幅方向における光センサ部の断面図（第１実施形態） 搬送路の長さ方向における光センサ部の断面図（第１実施形態） 搬送路の幅方向における光センサ部の拡大断面図（第１実施形態） 照射光の強度分布、集光素子の光学特性、集光光の強度分布を示す図 複数の光センサ部による照射光と集光光の強度分布（第１実施形態） 光センサ部による走査形態を示す図 光学特性測定試験に使用するテスト用紙を示す図 光学特性試験の形態、及び、その試験結果を示す図 紙葉類処理装置における判定処理を示すフロー図 搬送路の幅方向における光センサ部の断面図（第２実施形態） 搬送路の幅方向における光センサ部の拡大断面図（第２実施形態） 搬送路の幅方向における照射光、強度分布を示す図（第２実施形態） フレネルレンズの断面図と出射光の強度分布を示す図
（第１実施形態）
　第１実施形態の紙葉類処理装置１についてその詳細を説明する。図１は、第１実施形態の紙葉類処理装置１における紙幣搬送の様子を示す上面図であり、紙葉類処理装置１に対して、真偽の判定対象となる紙幣Ｓが搬送される様子が示されている。判定対象となる紙幣Ｓは、図中右側から矢印で示す方向にて紙葉類処理装置１に挿入される。図１は、紙葉類処理装置１の下部構成について、その上面図を示している。なお、本発明に係る紙葉類処理装置において、判定対象とする紙葉類は、このような紙幣以外に、金券、証券、クーポン券のような各種有価証券など各種紙葉類を対象とすることが可能である。
　紙葉類処理装置１では、紙幣Ｓを搬送する搬送手段としての駆動ローラ４２Ａ～４２Ｄが設けられている。図１中、紙葉類処理装置１に挿入された紙幣Ｓは、この駆動ローラ４２Ａ～４２Ｄと、それぞれに対向する対向ローラ４３Ａ～４３Ｄとの間で、紙幣Ｓの上下部分が挟持され、図中、左方向に搬送される。紙葉類処理装置１において、紙幣Ｓの搬送路を形成する一方の搬送路には、紙幣Ｓのパターンを識別するため、紙幣Ｓの搬送方向に直交する方向（搬送路の幅方向）に隣接して配置された５個の光センサ部１０Ａ～１０Ｅが設けられている。各光センサ部１０Ａ～１０Ｅは、図５に示す各光センサ部１０Ａ～１０Ｅの幅で、紙幣Ｓの光学特性を検出することを可能としている。したがって、５つの光センサ部１０Ａ～１０Ｅを使用することで、紙幣Ｓの幅Ｗ１と略同じ、検出幅Ｗ２を実現し、紙幣Ｓ全体の光学特性を検出可能としている。
　紙幣Ｓの判定は、この５個の光センサ部１０Ａ～１０Ｅを使用して実行される。図２は、紙葉類処理装置１の構成を示す側断面図である。ちょうど、図１の紙葉類処理装置１を横方向から見て、光センサ部１０Ａ付近で切断したときの断面図となっている。紙葉類処理装置１は、搬送手段、光センサ部１０（光センサ部１０Ａ～１０Ｅは同様の構成であるため、以後、何れか１つの光センサ部について説明を行う場合、１０Ａ～１０Ｅ中の符号Ａ～Ｅを略して示す。）を含んで構成されている。この他、搬送手段、光センサ部１０の制御、並びに、光センサ部１０からの信号等に基づいて紙葉類を判定する制御手段を有している。
　図２には、２つの駆動ローラ４２Ａ、４２Ｂが図示されている。この駆動ローラ４２Ａ、４２Ｂと対向して、対向ローラ４３Ａ、４３Ｂが配置されている。駆動ローラ４２Ａ、４２Ｂは、モータなどの駆動手段にて図示する矢印の方向に回転する。また、対向ローラ４３Ａ、４３Ｂは、駆動ローラ４２Ａ、４２Ｂに当接する位置に配置され、駆動ローラの回転あるいは紙葉類処理装置１に挿入された紙幣Ｓの移動に従い回転する。
　紙葉類処理装置１には、対向して位置する第１壁１１と第２壁１２によって紙幣Ｓが通過する搬送路が形成されている。この搬送路の一方（第１壁１１側）には、基板上に配置されたＬＥＤからなる発光素子１４（本発明における「光源部」）が配置されている。発光素子１４は、その発光面を第１壁１１に向けて配置されている。発光素子１４側に位置する第１壁１１は、透明な樹脂によって形成されており、発光素子１４が照射した光は第１壁１１を通過して搬送路内へと照射される。本実施形態の発光素子１４は、１種類の波長の光を照射するものを使用しているが、発光素子１４は異なる複数の波長の光を照射するものとしてもよい。複数の波長の光を照射する場合には複数の波長の光を時分割で照射することで、紙幣Ｓの特性を光の波長毎に取得することが可能となる。
　この搬送路の他方（第２壁１２側）には、基板上に配置された受光素子１５（本発明における「受光部」）が配置されている。受光素子１５側に位置する第２壁１２は、透明な樹脂によって形成されている。この受光素子１５には、紙幣Ｓを透過した透過光の明暗強度を検出可能なフォトディテクタ（ＰＤ）を使用している。発光素子１４から照射された照射光は、第１壁１１と搬送路中を搬送される紙幣Ｓと第２壁１２を透過して、受光素子１５にて受光され、受光出力信号として制御部３０（本発明における「制御手段」）に出力される。このように紙葉類処理装置１の光センサ部１０は、紙幣Ｓの一方の面に光を照射し、他方の面からの透過光を受光する透過型タイプを採用している。
　図３には、紙葉類処理装置１の制御構成を示すブロック図が示されている。紙葉類処理装置１は、発光素子１４と受光素子１５を含む光センサ部１０、光センサ部１０からの受光出力信号を増幅するアンプ２４、制御部３０を備えて構成されている。なお、この制御構成では、１個の光センサ部１０のみを示しているが、図１のように５個の光センサ部１０Ａ～１０Ｅを有する場合、制御部３０は、各光センサ部１０Ａ～１０Ｅの発光を制御するとともに、受光した受光出力信号を入力する。
　制御部３０は、ＣＰＵ３１を含んで構成されている。ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶手段が一体化された中央演算手段であり、記憶手段に記憶するプログラム、各種データに基づいて各種演算を実行可能としている。なお、図示しないが、この制御部３０は、搬送手段の駆動ローラ４２Ａ～４２Ｄを制御し、識別対象となる紙幣Ｓの搬送に関する制御も行うこととしている。
　このＣＰＵ３１には、さらに発光素子１４の照射光の発光を制御する駆動信号を出力するＤ／Ａコンバータ３２と、受光素子２３の透過光を受信し、サンプル情報に変換するＡ／Ｄコンバータ３３が設けられている。ＣＰＵ３１は、識別対象となった紙幣Ｓの判定（真偽判定、種別判定等）を行う。
　図４（Ａ）には、搬送路の幅方向における光センサ部１０Ａ～１０Ｅの断面図が示されている。図４（Ａ）は、図１に示すＡ－Ａ間でのＹＺ平面における断面図である。また、図５（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ－Ｂ間でのＺＸ平面における断面図であり、図５（Ｃ）は、図４（Ａ）のＣ－Ｃ間でのＺＸ平面における断面図である。
　ここでは、１つの光センサ部１０Ｂを例にとって説明を行う。光センサ部１０Ｂは、発光素子１４ｂ、第１壁１１、第２壁１２、集光素子１３ｂ、受光素子１５ｂを有して構成されている。第１壁１１と第２壁１２の間には、紙幣Ｓを搬送するための搬送路が形成されている。第１壁１１と第２壁１２は、光センサ部１０Ｂで使用する光について光学的に透明な材料で形成されている。したがって、発光素子１４ｂから射出された光源光は、第１壁１１、第２壁１２、集光素子１３を透過して受光素子１５ｂへと入射する光路を形成する。
　また、第１壁１１には、搬送路側に突起したリブ１１ａ～１１ｆが形成されている。図５（Ａ）、図５（Ｃ）のリブ１１ｃの断面図から分かるようにリブ１１ａ～１１ｆの表面は、球面形状を有している。リブ１１ａ～１１ｆは、搬送路の高さを狭めることで、搬送路内を通過する紙幣Ｓの位置を規制する。光センサ部１０Ａ～１０Ｅは、リブ１１ａ～１１ｆによって、位置が規制された状態の紙幣Ｓについて光学特性を検出することが可能となり、検出する光学特性の精度の向上を図ることが可能となっている。
　また、リブ１１ａ～１１ｆは、発光素子１４ｂから射出された光源光に所定の強度分布を持たせる機能を有している。搬送路に対して突起したリブ１１ａ～１１ｃは、集光機能を有する。したがって、発光素子１４ｂから射出された光源光は、リブ１１ｂ、１１ｃにて集光されることとなり、搬送路に照射する照射光に所定の強度分布を形成する。本発明における発光部は、照射光を形成する構成をいうものであり、第１実施形態における発光部は、発光素子１４ａ～１４ｂと、リブ１１ａ～１１ｆを有して構成される。搬送路と第２壁１２を透過した光は、集光素子１３ｂによって、受光素子１５ｂ上に集光される。本実施形態では、集光素子１３ａ～１３ｅにフレネルレンズを使用している。光センサ部１０Ａ～１０Ｅの検出範囲の拡大を図った場合、例えば、曲率半径の小さい集光レンズを使用することで、短い焦点距離を実現することが可能である。しかしながら、集光レンズの厚さが大きくなるため、本実施形態のようにフレネルレンズを採用することが考えられる。集光素子１３ａ～１３ｅにフレネルレンズを使用することで、広い検出範囲を確保すると共に、光センサ部１０Ａ～１０Ｅに必要な光路長を短くすることが可能となる。
　しかしながら、図１６で説明したようにフレネルレンズの周囲部分では、レンズ表面の段差によって集光性能が劣化することが知られている。したがって、フレネルレンズを使用する集光素子１３ａ～１３ｅは、光軸中心位置の付近で高い強度を有するものの、光軸中心位置周囲の強度は低くなる。すなわち、集光素子１３ａ～１３ｅの光軸中心位置周囲では、レンズ表面の段差による損失が大きい。
　図６には、搬送路の幅方向における光センサ部１０Ｂの拡大断面図が示されている。この図は、判定対象となる紙幣Ｓが通過しているときの様子を示した断面図である。発光素子１４ｂから射出した光源光Ｌ１は、第１壁１１を透過して、紙幣Ｓを照射する照射光Ｌ２となる。このとき、第１壁１１に形成されているリブ１１ｂ、１１ｃによって、搬送路の幅方向について所定の強度分布が付与される。具体的には、リブ１１ｂ、リブ１１ｃの集光機能によって、集光素子１３ａと集光素子１３ｂの隣接位置に集光（リブ１１ｂによる）、もしくは、集光素子１３ｂと集光素子１３ｃの隣接位置に集光（リブ１１ｃによる）される。よって、紙幣Ｓの位置での照射光Ｌ２は、図７（Ａ）に示すように、集光素子１３ｂの光軸中心位置Ｄ０の強度よりも、集光素子１３ｂの光軸中心位置周囲の強度が大きくなる強度分布となる。
　紙幣Ｓに照射された照射光Ｌ２は、紙幣Ｓを透過することで、紙幣Ｓの光学特性を含んだ透過光Ｌ３となる。透過光Ｌ３は第２壁１２を透過した後、集光素子１３ｂで受光素子１５ｂ上に集光される集光光Ｌ４となる。前述したように、フレネルレンズで構成された集光素子１３ｂは、図７（Ｂ）に示すように不均一な光学特性を有している。したがって、フレネルレンズに対する入射位置によって検出する紙幣Ｓの光学特性に差が生じることになる。具体的には、集光素子１３ｂの光軸中心位置では、高い強度からなる紙幣Ｓの光学特性を取得できるものの、光軸中心位置周囲で検出される紙幣Ｓの光学特性の強度は、低いものとなる。
　第１実施形態では、リブ１１ｂ、１１ｃを使用することで、照射光Ｌ２に図７（Ａ）に示すような強度分布を持たせることとしている。このような照射光Ｌ２の強度分布によって、集光素子１３ｂの不均一な特性をキャンセルし、集光素子１３ｂを透過直後の集光光Ｌ４の強度分布が、搬送路の幅方向について略一定となるようにしている。図７（Ｃ）は、集光素子１３ｂを透過した直後（集光素子１３ｂのＺ軸負の方向の面）の、集光光Ｌ４の強度分布を示した図である。なお、図７（Ｃ）は、紙幣Ｓが白紙等のように、一様な光学特性を有する場合、あるいは、紙幣Ｓを通過させていない状態である。このような場合、集光光Ｌ４の強度分布は、図７（Ａ）に示す照射光Ｌ２の強度分布と、図７（Ｂ）に示す集光素子１３ｂの光学特性を加算したものとなる。図７（Ｃ）に示す集光光Ｌ４の強度分布は、前述の図１６に示す矩形状の理想値と近い強度分布となる。
　図８は、第１実施形態について、複数の光センサ部１０Ａ～１０Ｅについて、搬送路の幅方向における照射光Ｌ２と集光光Ｌ４の強度分布を示した図である。複数の光センサ部１０Ａ～１０Ｅで形成される照射光Ｌ２と集光光Ｌ４の強度分布は、それぞれ、図７（Ａ）の強度分布、図７（Ｃ）の強度分布を並べた形態となる。なお、図８に示すように、リブ１１ｂは、光センサ部１０Ａと光センサ部１０Ｂで共用されている。他のリブ１１ｃ～１１ｅについても同様であって、複数の光センサ部１１Ｂ～１１Ｅで共用している。第１実施形態では、複数の光センサ部１０Ａ～１０Ｅを搬送路の幅方向に隣接させて配置しているため、搬送路の幅方向の全域にわたって、略一定な集光光Ｌ４の強度分布を実現している。すなわち、第１実施形態では、紙幣Ｓの略全域にわたって、均一に紙幣Ｓの光学特性を検出することが可能となっている。
　図９は、第１実施形態の光センサ部１０Ａ～１０Ｅによる走査形態を示す図である。各光センサ部１０Ａ～Ｅは、紙幣Ｓを横方向に走査し、各受光素子１５ａ～１５ｅは、走査位置に基づくサンプル情報Ｕ（電圧値）を出力する。図９には、光センサ部１０Ａがあるタイミングで取得する１つのサンプル情報Ｕの範囲が四角形状の実線枠で示されている。紙幣Ｓの搬送に伴って、受光素子１５ａ～１５ｅは、所定時間毎、あるいは、所定搬送量毎にサンプリングすることで、破線間隔分ずれた位置でサンプル情報Ｕを取得する。各光センサ部１０Ａ～１０Ｅは、紙幣Ｓの幅方向（図９の縦方向）において、互いに隣接したサンプル情報列Ｒ１～Ｒ５を取得することが可能である。したがって、第１実施形態では、紙幣Ｓの広い範囲を判定のための特性として検出することが可能である。なお、図では各サンプル情報列Ｒ１～Ｒ５中のサンプル情報Ｕは、紙幣の長さ方向（図９の横方向）に隣接して重複しているが、各サンプル情報Ｕ間を離間させた形態、あるいは、重複させた形態で取得することとしてもよい。
　紙葉類に関する判定は、このように取得した各サンプル情報列Ｒ１～Ｒ５に対して、各光センサ部１０Ａ～１０Ｅの位置について、予め記憶している基準データと比較することで行われる。
　第１の実施形態の効果を確認するため、テスト用紙ＳＴを使用して紙葉類処理装置１の光学特性試験を行った。図１０には、光学特性測定試験に使用するテスト用紙ＳＴの上面図が示されている。テスト用紙ＳＴの中央には、直角三角形の形状の孔ＳＴ１が形成されている。図に示す矢印の方向（左方向）に、テスト用紙ＳＴを紙葉類処理装置１に挿入する。テスト用紙ＳＴが搬送されるに従って、搬送路の幅方向（図１０の縦方向）における孔ＳＴ１の開口量は少なくなっている。この光学特性試験では、光センサ部１０Ａ～１０Ｅの合計値について、紙葉類の搬送量と受光素子１５ｂ～１５ｅの信号強度の合計値の関係を計測した。
　図１１（Ａ）は、第１壁１１にリブを形成しない形態であり、図１１（Ｂ）は、第１壁１１において、集光素子１３ｂの光軸中心位置にリブ１１ｂを形成した形態である。そして、図１１（Ｃ）は、本発明の第１実施形態に相当するものであり、所定の強度分布を有するようにリブ１１ｂ、１１ｃを形成した形態である。各図の下方には、横軸に紙葉類の搬送量をとり、縦軸に受光素子１５ｂ～１５ｅの信号強度の合計値をとったグラフが示されている。図１１（Ａ）～図１１（Ｃ）において、孔ＳＴ１が通過開始することで、信号強度が増加し、孔ＳＴ１の通過にしたがって信号強度が減衰していく形状となっている。図１０に示すように孔ＳＴ１の形状は、直角三角形であるため、テスト用紙ＳＴの搬送に伴い、搬送路の幅方向における孔ＳＴ１の幅は、線形に減衰する。したがって、受光素子１５ｂ～１５ｅの信号強度の合計値は、線形に減衰していくことが理想的である。
　図１１（Ａ）から図１１（Ｃ）の各グラフを見ると、孔ＳＴ１の通過時における線形性は、図１１（Ｃ）が最も良好であり、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）の順で劣化していることが分かる。図１１（Ａ）で線形特性が劣化した理由は、集光素子１３ａ～１３ｅの光学特性の不均一性によって、孔ＳＴ１の斜辺による開口量の変化に追従できないことである。また、図１１（Ｂ）でさらに線形特性が劣化している理由は、集光素子１３ａ～１３ｅの光学特性の不均一性に、リブ１１ａ～１１ｅによる集光機能が重畳したことで、孔ＳＴ１の斜辺による開口量の変化に追従できないことである。図１１（Ｃ）に示す光学特性試験の試験結果から分かるように、本発明の第１実施形態では、孔ＳＴ１の開口量の変化に追従した高い線形性を実現し、光センサ部１０Ｃの検出範囲内において、紙幣等の光学特性を一様に検出することが可能である。
　図１２は、本発明の実施形態に係る紙葉類処理装置１における判定処理を示したフロー図である。紙葉類処理装置１に対して紙幣Ｓが挿入されたことを検出すると、制御部３０は、駆動ローラ４２Ａ～４２Ｄを回転駆動して、紙幣Ｓの搬送を開始する（Ｓ１０１）。そして、制御部３０は、紙幣Ｓの搬送に伴って各光センサ部１０Ａ～１０Ｅから出力されるサンプル情報Ｕを受信し、ＣＰＵ３１内の記憶手段にサンプル情報列Ｒ１～Ｒ５を記憶する取得処理を実行する（Ｓ１０２）。なお、紙幣Ｓの識別精度を向上させるため、各光センサ部１０Ａ～１０Ｅで取得したサンプル情報列、もしくは、光センサ部１０Ａ～１０Ｅ以外のセンサで取得したサンプル情報（Ｓ１０８）に基づいて他パターン識別処理（Ｓ２００）を実行することとしてもよい。
　本実施形態では、取得したサンプル情報Ｕと予めＣＰＵ３１内のメモリに記憶している基準データとを比較し類似度を求める（Ｓ１０３）。比較の結果、取得した各サンプル情報と基準データと類似度が所定範囲内にあると判定された場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）は、真札と判断する（Ｓ１０５）、所定範囲外にあると判定された場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）は、真札でないと判断する（Ｓ１０６）。
（第２実施形態）
　第１実施形態では、光源光を射出する光源部に、複数の発光素子１４ａ～１４ｅを使用しているが、光源部には、各種形態を採用することが可能である。
　図１３～図１５には、第２実施形態における光センサ部１５Ａ～１５Ｅの構成が示されている。なお、図１、図２で説明した紙葉類処理装置１の構成や、図３で説明した制御構成は、第２実施形態においても同様である。本実施形態では、第１実施形態で使用した複数の発光素子１４ａ～１４ｅに代え、導光部１６を使用することとしている。図１３は、搬送路の幅方向における光センサ部１５Ａ～１５Ｅの断面図を示したものである。第１実施形態では、照射光Ｌ２を形成する発光部として、発光素子１４ａ～１４ｅと、第１壁１１のリブ１１ａ～１１ｆを使用していたが、第２実施形態では、発光部として、導光部１６を使用している点において異なっている。
　本実施形態の導光部１６は、第１壁１１の裏面に対向して配置された導光路１６１、導光路１６１の左右に配置された発光素子１６３Ｒ、１６３Ｌ、発光素子１６３Ｒ、１６３Ｌから射出された光を導光路１６１に導く光路変換部１６２Ｒ、１６２Ｌを備えて構成されている。発光素子１６３Ｒ、１６３Ｌは、ＬＥＤ等で構成され、Ｚ軸負の方向に光源光を出射する。発光素子１６３Ｒ、１６３Ｌから出射された光は、光路変換部１６２Ｒ、１６２Ｌによって、導光路１６１内に導かれる。導光路１６１に導かれた光は、第１壁１１側に照射光Ｌ２を出射する。
　図１４は、搬送路の幅方向における光センサ部１０Ｂの拡大断面図である。本実施形態の導光路１６１は、内面に反射面１６３を有する導光管１６２にて構成されている。導光路１６１のＹＺ平面の断面図右側には、ＺＸ平面における導光路１６１の断面図が示されている。発光素子１６３Ｒ、１６３Ｌから出射した光源光は、導光路１６１の内面で反射を繰り返し、第１壁１１側から光源光Ｌ１として出射される。光源光Ｌ１は、第１壁１１に形成されたリブ１１ｂ、１１ｃを透過することで、第１実施形態と同様、所定の強度分布を有する照射光Ｌ２となって紙幣Ｓを照射する。紙幣Ｓを透過した後の透過光Ｌ３は、第２壁１２、集光素子１３ｂを透過して、集光光Ｌ４となり、受光素子１５ｂに入射する。
　図１５には、第２実施形態の搬送路の幅方向における照射光、強度分布が、光センサ部１０Ａ～１０Ｅの構成に対応して示されている。第２実施形態の照射光Ｌ２の強度分布は、第１実施形態と同様、第１壁１１に形成されたリブ１１ｂ、１１ｃによって実現されるものであり、図８で説明した第１実施形態と同様の強度分布となっている。この照射光Ｌ２の強度分布に、図７（Ｂ）の集光素子１３の光学特性が組み合わさることで、集光素子１３ｂを透過直後の集光光Ｌ４の強度は、搬送路の幅方向について略一定となっている。したがって、第２実施形態においても、紙幣Ｓの略全域にわたって、均一に紙幣Ｓの光学特性を検出することが可能である。
　なお、第１実施形態、第２実施形態では、所定の強度分布を実現するため、紙幣搬送路側に突起するリブ１１ａ～１１ｆを使用することとしているが、第２実施形態では、導光路１６１を使用して、照射光Ｌ２に所定の強度分布を付与することとしてもよい。例えば、導光路１６１に設けられた反射面１６３のＹ軸方向の反射率を、Ｙ軸の位置に応じて変更することで、導光路１６１から出射する光源光Ｌ１に所定の強度分布を付与することが考えられる。この場合、リブ１１ａ～１１ｆを設けることなく、所定の強度分布を実現することが可能となる。なお、このような導光管１６２を使用した所定の強度分布の実現は、反射面１６３を使用した形態に限らず、導光管１６２の透過率を、Ｙ軸の位置に応じて調整する等、各種形態を採用することが可能である。また、導光部１６の構成も本実施形態の構成に限られるものではなく、各種構成を採用することが可能である。
１…紙葉類処理装置
１０Ａ～１０Ｅ…光センサ部
１２…第２壁
１１ａ～１１ｆ…リブ
１１１…発光孔
１２１…受光孔
１３ａ～１３ｅ…集光素子（フレネルレンズ）
１４ａ～１４ｅ…発光素子
１５ａ～１５ｅ…受光素子
１６２Ｒ、１６３Ｌ…光路変換部
１６３Ｒ、１６３Ｌ…発光素子
１４…発光素子
１５…受光素子群
１６…導光部
１６１…導光路
３０…制御部
３１…ＣＰＵ
３２…Ｄ／Ａコンバータ
３３…Ａ／Ｄコンバータ
３４、３６…通信Ｉ／Ｆ
４２Ａ～４２Ｄ…駆動ローラ
４３Ａ～４３Ｄ…従動ローラ

Claims (4)

  1. 搬送手段と、光センサ部と、制御手段と、を備え、
    前記搬送部は、判定対象となる紙葉類を搬送路内で搬送し、
    前記光センサ部は、前記搬送路を通過する紙葉類に照射光を照射する発光部と、前記搬送路を通過する紙葉類を透過した照射光を集光するフレネルレンズと、前記フレネルレンズで集光された集光光を受光する受光部と、を有し、
    前記制御手段は、前記受光部の出力信号に基づいて、前記紙葉類の真偽判定を行い、
    前記照射光の前記搬送路の幅方向における強度分布は、前記集光部の光軸中心位置の強度よりも、前記集光部の光軸中心位置周囲の強度が大きい
    紙葉類識別装置。
  2. 前記照射光の前記強度分布と、前記搬送路の幅方向における前記フレネルレンズの集光特性を加算した場合、前記フレネルレンズを透過直後の前記集光光の強度は、前記搬送路の幅方向について略一定である
    請求項１に記載の紙葉類識別装置。
  3. 前記発光部は、
    光源光を射出する光源部と、
    前記光源部が射出する光源光の光路上に配置され、前記搬送路側に突起し、光を透過するリブを有し、
    前記光源光を前記リブを透過させることで、前記強度分布を有する前記照射光を生成する
    請求項１に記載の紙葉類識別装置。
  4. 前記光センサ部を複数有し、
    各前記光センサ部は、前記搬送路の幅方向について異なる位置に配置されている
    請求項１に記載の紙葉類識別装置。
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