WO2023013225A1 - 紙幣鑑別用光学センサ装置 - Google Patents

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WO2023013225A1
WO2023013225A1 PCT/JP2022/022427 JP2022022427W WO2023013225A1 WO 2023013225 A1 WO2023013225 A1 WO 2023013225A1 JP 2022022427 W JP2022022427 W JP 2022022427W WO 2023013225 A1 WO2023013225 A1 WO 2023013225A1
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WO
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lid
light
bill
optical
banknote
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PCT/JP2022/022427
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English (en)
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Inventor
太一 佐藤
伸郎 高島
健太 湯地
功介 増田
亨 関
Original Assignee
日本金銭機械株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/892—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the flaw, defect or object feature examined
    • G01N21/894—Pinholes
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G—PHYSICS
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an optical sensor device for bill discrimination that constitutes a part of the bill path with the cover of the housing of the unitized optical element device.
  • Patent Document 1 discloses that a pair of detection devices having the same configuration are arranged facing each other across a banknote transport path, and an image detection sensor for detecting an image of a first detection area on one side of a banknote, and a first sensor.
  • Each detecting device is provided with first light emitting means for emitting light toward a detection area and second light emitting means for emitting light toward a second detection area different from the first detection area
  • 1 shows a banknote image detection device in which an image detection sensor of one detection device detects an image of a second detection area of the other detection device. Both reflected light and transmitted light images of both sides of the banknote are obtained by image detection sensors of a pair of detection devices arranged on opposite sides of the banknote transport path in the banknote transport direction.
  • Patent Document 2 two or three pairs of coaxial lead-type light-emitting diodes and light-receiving transistors are arranged across a banknote transport passage to detect a plurality of optical characteristics of valuable paper sheets, thereby improving discrimination performance.
  • Fig. 3 shows an improved optical sensor device
  • Patent Document 3 discloses a transport means for transporting an irradiated object having a black watermark and a white watermark constituting a light transmitting portion, and a transport means arranged on one surface side of the irradiated object and arranged at a predetermined angle with respect to a vertical plane of the irradiated object. and a transmissive light source that irradiates the irradiation part of the object to be irradiated with light at an angle of 1, and a transmissive light source that is arranged parallel to the vertical surface of the object on the other side of the object to be irradiated, and the light emitted from the irradiation part is irradiated onto the object.
  • An image comprising a cylindrical lens array that converges the scattered transmitted light that is scattered and reflected by the undulations of the black watermark and the white watermark on the irradiated object, and a sensor that forms an image of the scattered transmitted light converged by the cylindrical lens array and outputs it for each line.
  • a reader is shown.
  • the light emitted from the transmissive light source of the image reading device to the irradiation unit is scattered and reflected by the undulations of the black and white watermarks on the object to be irradiated. It has the advantage of being able to read watermarks in parts.
  • the paper sheet handling device disclosed in Patent Document 4 includes a case forming a conveying passage, the case being made of a light-transmitting and water-repellent resin and forming a lower surface of the conveying passage, a lower cover and a lower cover. a lower case having a lower tray coupled to the bottom of the sensor device, and a structure for disposing the lower optical sensor of the sensor device between the lower cover and the lower tray.
  • This structure has the drawback that the entire case must be made of a light transmissive material.
  • Patent document 5 shows a paper sheet reading unit that is arranged on a document transport path between transport rollers and reads an image of a transported document.
  • the class reading section includes a light source unit and an image sensor unit.
  • the light source unit irradiates the document with light for transmissive reading.
  • the light source unit irradiates the document with light from below.
  • the image sensor unit irradiates the document with light for reflection reading, and the image sensor unit can read the reflected light from the document and the transmitted light that is emitted from the light source unit to the document and transmitted through the document.
  • the image sensor unit irradiates the document with reflection reading light from above to read the reflected light from the document.
  • the image sensor unit reads the transmitted light which is irradiated from the light source unit and transmitted through the original.
  • the image sensor unit reads reflected light from the original P by irradiating the original with light for reflection reading from below.
  • the image sensor units have the same configuration and are arranged symmetrically about the center point.
  • Document 5 has the advantage of being able to realize an illumination device with a small projection length in a predetermined direction, and an image sensor unit, an image reading device, and a paper discriminating device using the illumination device.
  • a light emitting means for irradiating one surface of a moving paper sheet with detection light and a light emitting means which are arranged to face the other surface of the moving paper sheet and perpendicularly to the moving direction of the paper sheet, pass through the paper sheet.
  • a plurality of light-receiving means for receiving detection light, an image data generation means for generating image data with gradation corresponding to the detection light incident on the light-receiving means, and a white reference member used for shading correction of the image data are irradiated with the detection light.
  • a white reference data storage means for storing white reference data obtained by the above-described processing, and adjusting the white reference data for shading correction of the image data of the light receiving means to a predetermined value when the position of the light receiving means in the width direction is within a specific area.
  • 1 shows a sheet validating device with adjusting means; In this paper sheet discriminating apparatus, since the image of the paper sheet is appropriately shading-corrected, it is possible to reduce the brightness unevenness of the image data.
  • an optical sensor device for bill discrimination in which a housing of a unitized optical element device is fitted into a translucent partition wall forming a banknote transport passage and the housing is used as a part of the partition wall is as follows. It was not proposed, and there was a difficulty that the optical element device could not be assembled or exchanged smoothly.
  • the present invention provides an optical sensor device for banknote discrimination in which a unitized housing for housing an optical element device of a reflective optical device is fitted into an opening of a partition wall to facilitate assembly of the optical element device and replacement of parts. intended to provide
  • the bill validating optical sensor device of the present invention comprises a pair of partition walls (11, 12) arranged in parallel with each other at a constant interval, and a bill passage (20) formed between the pair of partition walls (11, 12). and a reflective optical device (13, 30) incorporated in at least one of the partitions (11, 12) and forming part of the banknote passage (20).
  • Each of the reflective optical devices (13, 30) includes a housing (41) that houses the optical element device (40), and each housing (41) receives light emitted from the built-in optical element device (40). and a lid (42) formed of a light-transmissive material that transmits light reflected from and reflected from banknotes; 43). The lid (42) of the housing (41) is fitted in the opening (53) of the partitions (11, 12) to form part of the banknote passage (20).
  • the housing (41) for housing the optical element device (40) is unitized, and the housing (41) is fitted in the openings (53) of the partition walls (11, 12), so that it can be used as an optical sensor for bill discrimination.
  • the housing (41) can be easily assembled or replaced, and the lid (42) of the housing (41) constitutes a part of the banknote passage (20). There is an advantage that the degree of freedom of arrangement of the can be increased. Even the chargeable lid (42) is provided on the housing (41) with an area as small as possible to limit the chargeable region of the lid (42), and the housing (41) is covered with a transparent or opaque light-transmitting material.
  • the lid (42) is formed, it is not necessary to form the entire partition with a light-transmitting material as in the structure shown in Cited Document 4, and the partition can be formed with a light-impermeable material.
  • the inner cavity (49) formed by the box (43) and the lid (42) of the housing (42) is kept liquid-tight so that the optical element device (40) housed in the inner cavity (49) is , the deterioration of characteristics due to the intrusion of foreign matter from the outside does not occur.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical sensor device for bill discrimination according to the present invention
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of an optical sensor device for bill discrimination according to the present invention
  • 1 is an exploded perspective view of an optical sensor device for bill discrimination according to the present invention
  • cover used for this invention Plan view of the lid with the optical element device removed Partial cross-sectional view of a housing used in the present invention Partial plan view of FIG. Cross-sectional view showing the detailed interior of the optical element device
  • Each partition wall (11, 12) is made of a light transmissive or non-light transmissive material such as polycarbonate resin, acrylic resin or glass.
  • Bills conveyed along the bill passage 20 are conveyed by drive means such as pairs of rollers and/or conveying belts, as is conventional.
  • Each reflective optical device (13, 30) comprises a housing (41) containing an optical element device (40), the housing (41) having a lid (42) forming a liquid-tight internal cavity (49). ) and a box (43), in which an optical element arrangement (40) is arranged in an internal cavity (49).
  • the optics device (40) includes a photoreceptive device (19, 35) such as the known contact image sensor (CIS), point sensor, or both, as shown in FIG.
  • the lid (42) constituting each housing (41) of the reflective optical device (13, 30) has a light transmissive property that transmits light emitted from the internal optical element device (40) and light reflected from banknotes.
  • a box (43) made of material and enclosing the optical element device (40) is combined with a lid (42) to form a unit containing the optical element device (40).
  • the lid (42) is made of a transparent or opaque light transmissive material similar to or different from that of the partitions (11, 12), but the box (43) need not be made of a light transmissive material.
  • the optical element device (40) housed in the box (43) of the housing (41) is liquid-tightly surrounded and sealed by the lid (42) and the box (43), so that the housing (42)
  • the optical element device (40) accommodated therein does not suffer from characteristic deterioration due to foreign matter entering from the outside.
  • the two partitions (11, 12) are arranged on the lower side and the upper side of the banknote passage (20), respectively, and both partitions (11, 12) extend along the banknote passage (20). It is divided into an entrance (50) side and a bill exit (51) side.
  • Each optical element device (40) of the reflective optical device (13, 30) is accommodated in each opening (53) formed between the banknote entrance (50) side and the banknote exit (51) side.
  • the lid (42) of the housing (41) is detachably fitted, and the lid (42) forms the banknote passage (20) together with the partition walls (11, 12).
  • each lid (42) of the reflective optical device (13, 30) is flush with the outer surface of the partition walls (11, 12) along the banknote passage (20). ), a lid sidewall (45) extending from the passage wall (44) covering part of the side surface of the optical element device (40), and a lid parallel to the passage wall (44). and a lid flange (46) projecting from the side wall (45).
  • Each box (43) of the reflective optical devices (13, 30) has a box side wall (47) covering different sides of the optical device (40) and a box side wall (47) connected to the optical device (40). It has a box back wall (48) that covers the back of the box.
  • each box (43) and the corresponding lid (41) are liquid-tightly formed by the Z-shaped cross-section fitting structure (71), so that the box (43) and the lid (41) are is not a simple single-plane contact, but a plurality of bending Z-shaped cross sections with a long creepage distance, so that foreign matter can be sufficiently prevented from entering the internal cavity (49).
  • the box back wall (48) of the box (43) has a U-shaped notch (55) and a tongue (54) formed by the notch (55).
  • the optical element device (40) is brought into close contact with the inner surface of the passage wall (44) of the lid (41) by its own elasticity, and the inner surface of the passage wall (44) of the lid (41) and the optical element device (40) are brought into contact with each other. gap formation can be avoided between For this reason, the optical element device (40) including the reflective light guides (17, 33) and the transmission light guide (23) shown in FIG. There is an advantage that they are arranged in the correct position, in the correct direction, and at the shortest distance.
  • an inner projection (56) provided at the tip of the tongue (54) allows the optical element device (40) to be moved from the lid (42) using the elasticity of the tongue (54). can be pressed towards
  • Mortise joints (60) are formed at the front and rear ends of the cover (42) forming the banknote passage (20), and each tenon joint (60) includes a plurality of tenons (61). and a plurality of mortise grooves (62) are alternately formed.
  • each tenon joint (60) includes a plurality of tenons (61). and a plurality of mortise grooves (62) are alternately formed.
  • a tenon-kumite joint is provided at the longitudinal ends of the partitions (11, 12), i.e. at the corresponding end of each opening (53), opposite the joints (60) at the front and rear ends of the lid (42).
  • a plurality of tenons (61) and a plurality of tenon grooves (62) of the tenon joint (60) are formed at the front and rear ends of the lid (42), and the openings of the partition walls (11, 12) are formed.
  • the mortise groove and tenon of the tenon joint joint are formed.
  • the cover (42) of the housing (41) is fitted into the opening (53) of the partition wall (11), and the bottom wall of the banknote passage (20) is closed.
  • the lid (42) of the housing (41) is fitted into the opening (53) of the partition (12) to partially form the lower wall of the banknote passage (20). It is formed.
  • the reflective optical device (30) shown in FIG. accommodates a smaller optical element device 40 than the reflective optical device 30 above the bill passageway 20.
  • the optical element device (40) has a different shape even if it has the same shape.
  • the element arrangement (40) may comprise the same or different shaped housings (41) composed of the same or different types of optical elements.
  • the housing (41) for housing the optical element device (40) can be unitized to increase the degree of freedom in arranging the optical element device (40).
  • the unitized housing (41) is detachably fitted in the opening (53) of the partition walls (11, 12) to facilitate assembly of the bill validating optical sensor or replacement of the housing (41). can do.
  • the lid (42) of the housing (41) is made of a transparent or opaque light-transmitting material, it is not necessary to make the entire partition walls (11, 12) of a light-transmitting material. By forming the lid (42) with electrification property in the smallest possible area, it is possible to limit the electrification property of the lid (42).
  • the embodiment of the optical sensor device for banknote validation of the present invention shown in FIG. 8 further includes the following four technical concepts A to D: A. banknote discrimination by specularly reflected light on a single banknote surface by a reflective optical device (13 or 30) arranged above or below the banknote passage (20); B. banknote discrimination by reflected light on the banknote surface along the same optical scanning line and transmitted light on the backside by both reflective optical devices (13, 30); C. banknote discrimination by a pair of reflected lights on the front and back sides of banknotes by a double reflection type optical device (13, 30); D. Bill discrimination by a pair of reflected light from the front and back sides of the bill and light transmitted to the back side by the double reflective optical device (13, 30).
  • the bill validating optical sensor device is a reflective optical device (13, 30).
  • the reflective optical device (13, 30) is provided between a reflective box (43) forming a housing (41) and inner walls (18a, 34a) and outer walls (15a, 31a) of the reflective box (43).
  • the reflecting box (43) includes inclined surfaces (18a, 34a) formed facing the reflecting recesses (16, 32) and flat surfaces (15a, 31a). and the flat surfaces (15a, 31a) are tapered in a direction away from one of the partition walls (11, 12).
  • the inward and outward surfaces of the reflecting light guide (17, 33) having an oval cross section are brought into contact with the inclined surfaces (18a, 34a) and flat surfaces (15a, 31a) of the reflecting box (43), respectively.
  • the reflecting light guides (17, 33) are arranged in the reflecting recesses (16)
  • the reflecting light guides (17, 33) form a tapered reflecting box (43).
  • the flat surfaces (15a, 31a) of and is securely held in the reflecting recesses (16, 32) of the reflecting box (43).
  • the reflecting light guide (17, 33) is also reliably supported by a support structure (not shown) of the reflective optical device (13, 30).
  • the light emitted from the reflecting light guides (17, 33) reaches the bill (21).
  • specularly reflected directly reflected, specularly reflected
  • the generated reflected light enters the optical waveguide fiber lens (18, 34) and is received by the light receiving device (19, 35). be done.
  • the light emitted from the reflecting light guides (17, 33) is specularly reflected at the reflection point (25) of the banknote (21) with the same incident angle and reflection angle, so light absorption and light diffusion occur at the time of reflection.
  • the receiver (19, 35) provides a sufficient amount of specular reflection with minimal light absorption and minimal light diffusion, unlike conventional validators that reflect diffusely or irregularly on the bill face. It can receive light.
  • a reflected light signal containing print (print pattern) information on the surface of the bill (21) is sent from the light receiving device (19, 35) to a control device (not shown), and the control device stores the obtained print information in a storage device ( (not shown) to determine the authenticity of the banknote.
  • the reflective optical devices (13, 30) are formed in a reflective box (43) made of a material such as nylon, polyacetal resin, ABS, or a surface-treated light-reflective resin material, and the reflective box (43).
  • the optical waveguide fiber lens (18, 34) is, for example, a refractive index dispersion lens.
  • FIG. 8 shows the corresponding receiving device (19) arranged coaxially to each waveguide fiber lens (18, 34).
  • the light receiving device (19) is composed of a photosensitive element such as a phototransistor or a photodiode.
  • the light receiving device (19, 35) has a sufficient amount of specular reflection with a minimum light absorption amount and a minimum light diffusion amount. Receive reflected light.
  • a reflected light signal containing printed pattern information on the surface of the bill (21) is sent from the light receiving device (19, 35) to a control device (not shown), and the control device stores the obtained print information in a storage device. (not shown) to determine the authenticity of the banknote.
  • the bill validating optical sensor device of Concept A includes a pair of partition walls (11, 12) arranged in parallel with each other at a constant interval, and a bank bill formed inside between the pair of partition walls (11, 12). It comprises a passageway (20) and a reflective optical device (13, 30) arranged adjacent to and outside one partition (11, 12) made of a light transmissive material.
  • the reflective optical device (13, 30) includes a reflective box (43) and a reflective recess ( 16, 32), reflecting light guides (17, 33) disposed in reflecting recesses (16, 32), and optical waveguide fiber lenses (18) disposed surrounded by inner walls (18a, 34a). , 34) and a light receiving device (19, 35) arranged coaxially with and outside the optical waveguide fiber lens (18, 34).
  • the reflecting box (43) has inclined surfaces (18b, 34b) formed on the inner walls (18a, 34a) facing the reflecting recesses (16, 32) and flat surfaces formed on the outer walls (15a, 31a).
  • the inclined surfaces (18b, 34b) and the flat surfaces (15b, 31b) are tapered in a direction away from one of the partition walls (11, 12).
  • the inward surfaces (17a, 33a) and the outward surfaces (17b, 33b) of the reflecting light guide (17, 33) having an oval cross section are aligned with the inclined surfaces of the inner walls (18a, 34a) of the reflecting box (43).
  • the reflecting recesses (16) are placed in the reflecting recesses (16) to form the reflecting light guides (17, 33).
  • the light emitted from the light guides (17, 33) for reflection is specularly reflected at the reflection point (25) on the surface of the bill (21).
  • the generated reflected light is received by the light receiving device (19, 35) through the optical waveguide fiber lens (18, 34).
  • FIG. 8 also shows an optical sensor device for banknote discrimination using reflected light and transmitted light.
  • This optical sensor device consists of a reflective optical device (13) arranged adjacent to and outside the lower (one) partition (11) and an upper (other) partition (12) adjacent to and outside thereof. and a positioned transmissive optical device (14).
  • the reflective optical device (13) is arranged in a reflective box (43) and a reflective concave portion (16) formed in the reflective box (43), and detects bills (21) passing through the bill path (20). ), and a light guide for receiving the reflected light emitted from each reflecting light guide (17) and specularly reflected on the surface of the bill (21). It comprises a wave fiber lens (18) and a light receiving device (19) for receiving light from the optical waveguide fiber lens (18).
  • the transmissive optical device (14) shown in FIG. 8 is arranged in a direct-illumination box (24) integrated with the reflection box (43) and a direct-illumination recess (22) formed in the direct-illumination box (24). It also has a transmitted light guide (23) that irradiates transmitted light onto bills (21) passing through the bill passage (20).
  • the optical axis of the transmissive light guide (23) of the transmissive optical device (14) is aligned with the optical axis of the waveguide fiber lens (18) of the reflective optical device (13).
  • the structure and operation of the reflective optical device (13) and the back reflective optical device (30) shown in FIG. 8 are basically the same.
  • the optical axis of the optical waveguide fiber lens (18) of the reflective optical device (13) is aligned with the optical axis of the back optical waveguide fiber lens (34) of the back reflective optical device (30) in the transmissive optical device (14). 1/2 of the width of the transmitted light guide (23), the width of the separation wall (37), and 1/2 of the width of the back light guide (33) of the back reflection type optical device (30).
  • the transmissive light guide (23) When the transmissive light guide (23) is turned off, the lights emitted from the reflecting light guides (17) at the same time specularly reflect in the irradiation area on the back surface (one surface) of the banknote (21), and then pass through the light guide. The light enters the fiber lens (18) and is received by the light receiving device (19).
  • each reflecting light guide (17) is specularly reflected by the irradiation area on one surface of the banknote (21), and then enters the optical waveguide fiber lens (18) to reach the light receiving device (19). ) is received by the light receiving device (19). ) receives a sufficient amount of reflected light.
  • the reflective light guide (17) is turned off, the light emitted from the transmissive light guide (23) of the transmitted light emitting device (14) emits light including the reflection point (25) on the surface of the bill (21).
  • the bill (21) passes straight through from the surface of the area and is received by the light receiving device (19) through the optical waveguide fiber lens (18).
  • the light emitted from the transmissive light guide (23) imparts banknote information including paper quality information and printing information of the banknote (21) to the light receiving device (19) when the banknote (21) passes through the light guide (23). Since the bill (21) passes through the bill (21) in a straight line, the principal amount of light excluding the absorption and diffusion is supplied to the light receiving device (19). Therefore, the control device that receives the upper signal of the light receiving device (19) judges the authenticity of the banknote from a sufficient amount of transmitted light of the banknote (21).
  • the transmitted light from the transmissive light guide (23) is Since the reflected light from the reflecting light guide (17) is emitted when the transmitted light guide (23) is turned off, malfunction due to simultaneous lighting is prevented.
  • the transmitted light guide (23) irradiates a plurality of reflected lights from the reflecting light guide (17) and the back surface of the same irradiation area of the bill (21) with the transmitted light at different times,
  • an information signal including paper quality information and print information of the banknote (21) is applied to the light receiving device (19).
  • Straight light from the transmissive light guide (23) is absorbed or diffused by the banknote (21), and the light receiving device (19) passes through the optical waveguide fiber lens (18) to receive enough information including paper quality information and print information. receive a large amount of transmitted light.
  • the control device receives paper quality information and print information of the banknote (21), compares them with predetermined print information and paper quality information stored in the storage device, and judges the authenticity of the banknote.
  • the control device can derive the optimum discrimination value by various calculation methods of the output values of the reflected light and the transmitted light of the same wavelength obtained by the light receiving device (19).
  • the reflecting light guide (17) and the transmitting light guide (23) irradiate the same irradiation area on the front and back sides of the bill (21) with the reflected light and the transmitted light at different lighting times. Light pollution caused by leaked light can be prevented.
  • the optical sensor device for bill discrimination of concept C which utilizes a pair of reflected lights for optically scanning both sides of a bill, consists of a reflective optical device (13) arranged below the bill path (20) shown in FIG. , and a rear reflective optical device (30) disposed above the banknote passage (20).
  • the reflective optical device (13) is arranged in a reflective box (43) and a reflective concave portion (16) formed in the reflective box (43), and detects bills (21) passing through the bill path (20). ), and an optical waveguide fiber lens that receives the reflected light that is emitted from the reflecting light guide (17) and specularly reflected on the surface of the banknote (21). (18) and a light receiving device (19) for receiving light from the optical waveguide fiber lens (18).
  • the back surface reflection type optical device (30) is arranged in a back surface box (31) and a reflection concave portion (32) formed in the back surface box (31), and detects bills passing through the bill passage (20). 21), and a back optical waveguide fiber lens that receives the reflected light that is emitted from the back light guide (33) and specularly reflected on the back of the bill (21). (34) and a rear light receiving device (35) for receiving light from the rear optical waveguide fiber lens (34).
  • the reflective optical device (13) and the back reflective optical device (30) are arranged to be shifted in the direction in which the banknote (21) is conveyed on the optical scanning line on the front and back surfaces of the banknote (21). 13) and the back light guide (33) emit reflected light of the same wavelength at the same time to the illuminated areas on the front and back of the banknote (21) to generate a pair of double-sided reflected lights.
  • the reflective optical device (13) is arranged behind the conveying direction on the optical scanning line of one surface and the back surface of the banknote (21), and the back surface reflective optical device (30) is located behind the reflective optical device (13). Therefore, the bills (21) can be inserted into the bill validator with either face facing upwards or downwards, and the same bills (21) can be discriminated. ) can be inserted in any way.
  • the reflective optical device (13) and the rear-surface reflective optical device (30) which are displaced in the direction in which the banknote (21) is conveyed, generate reflected light of the same wavelength toward the banknote (21) at the same time. However, there is no light pollution caused by mutual light interference or leakage of light. Therefore, even if the reflective optical device (13) and the rear reflective optical device (30) are arranged in the reverse direction of the bill (21) conveying direction, the same effect can be obtained.
  • Concept D optical sensor device for bill discrimination which optically scans both sides of a bill with reflected light and transmitted light, is a reflective optical device (13) arranged adjacent to and outside one of partition walls (11). and a transmissive optical device (14) and a rear reflective optical device (30) arranged adjacent to and outside the other partition wall (12).
  • the reflective optical device (13) is arranged in a reflective box (43) and a reflective concave portion (16) formed in the reflective box (43), and detects bills (21) passing through the bill path (20). ), and an optical waveguide fiber lens that receives the reflected light that is emitted from the reflecting light guide (17) and specularly reflected on the surface of the banknote (21). (18) and a light receiving device (19) for receiving light from the optical waveguide fiber lens (18).
  • the transmissive optical device (14) is arranged in a direct projection box (24) and a direct projection recess (22) formed in the direct projection box (24) and bills (21) passing through the bill passage (20). and a transmitted light guide (23) for irradiating transmitted light.
  • the back surface reflection type optical device (30) is arranged in a back surface box (31) that constitutes the box (43) and a reflection concave portion (32) formed in the back surface box (31), and is arranged in the bill path ( 20), the light guide for back surface reflection (33) irradiates light onto the back surface of the bill (21) passing through the banknote (20), and the light emitted from the back surface reflection light guide (33) is specularly reflected on the back surface of the bill (21).
  • the direct light box (24) and the back box (31) are integrally formed as an integrated box (36), and the direct light recess (22) of the direct light box (24) and the reflecting light of the back box (31) are formed.
  • a separation wall (37) is formed between the recess (32).
  • the reflective optical device (13) irradiates the illuminated area on the front side of the bill (21) with reflected light
  • the transmitted light guide (23) irradiates the illuminated area on the back side of the bill (21).
  • the rear surface reflection type optical device (30) generates transmitted light at different lighting times with respect to the irradiation area of the rear surface of the banknote (21).
  • the reflective optical device (13) and the back reflective optical device (30) generate reflected light of the same wavelength at the same time to the illumination regions of the front and back surfaces of the banknote (21), respectively, thereby Each pair of reflected lights is generated.
  • Concept D optical sensor device for bill validation combines all of the advantages of Concepts AC optical sensor devices.
  • the transmissive light guide (23) When the transmissive light guide (23) is turned off, the light emitted from the pair of reflecting light guides (17) specularly reflects in the irradiation area on the surface of the banknote (21), and then passes through the optical waveguide fiber lens (18). and is received by the light receiving device (19).
  • the amount of light reflected on the surface of the bill (21) may be diffused or scattered depending on the surface condition. Also, even if light absorption occurs, it is clear that the amount of specularly reflected light in the illuminated area on the back surface of the bill (21) is much larger than the amount of diffused light, the amount of scattered light, or the amount of absorbed light. Therefore, the light receiving device (19) receives the maximum amount of reflected light from the back surface of the bill (21).
  • the pair of reflecting light guides (17) irradiates the irradiation area with light from two directions, the amount of light emitted is simply double that when a single reflecting light guide (17) is used. occur in the area.
  • the light receiving device (19) can receive a sufficient amount of reflected light from the bill (21).
  • the light receiving device Due to the specular reflection at the reflection point on the banknote surface, the light receiving device receives the maximum amount of reflected light signal containing the printed information of the banknote, excluding absorbed light and diffuse light, so that the banknote can be accurately discriminated. 2.
  • the light-receiving device penetrates the banknote in the irradiation area including the reflection point (25), receives the maximum amount of transmitted light containing the paper quality information and the printing information, and can discriminate the banknote more accurately.
  • the authenticity of bills can be determined from various optical patterns of bills. 4.
  • the optimum discrimination value can be derived by various calculation methods of output values of reflected light and transmitted light of the same wavelength. 5. By irradiating the banknotes with different reflected light beams of the same wavelength at the same time, the discrimination time can be shortened. 6. By housing the reflective optical device and the transmissive optical device in a small housing, the bill validator can be made compact. 7. A reflective optical device and a rear reflective optical device having the same optical configuration are arranged on both sides of a banknote to discriminate the banknote. In both cases, the same discrimination result can be obtained, regardless of how the banknotes are inserted into the discrimination device.
  • the bill validating optical sensor device of the present invention can be used in various bill handling devices such as a bill validating device, a bill identifying device, a bill counting machine, a bill storage machine, and a bill dispensing machine.
  • Separation wall (40) Optical element device (41) Housing (42) Lid (43) Box (reflection box) (44) Passage wall (45) Lid side wall, (46) Lid rim, (47) Box side wall, (48) Box back wall, (53) Opening, (54) Tongue, (55) ⁇ notch, (60) ⁇ tenon joint, (61) ⁇ tenon, (62) ⁇ mortise groove,

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Abstract

【課題】紙幣鑑別用光学センサ装置の反射型光学装置の光学素子装置を収容するユニット化筐体を隔壁の開口部に嵌合して、光学素子装置を容易に組立て部品を交換する。 【解決手段】紙幣鑑別用光学センサ装置は、紙幣通路(20)の一部を構成する反射型光学装置(13,30)を備え、反射型光学装置(13,30)は、光学素子装置(40)を収容する筐体(41)を有する。筐体(41)は、内部の光学素子装置(40)から照射される光及び紙幣から反射する光を透過する光透過性材料で形成される蓋(42)と、蓋(42)と組み合わされて光学素子装置(40)を包囲する箱(43)とを備え、筐体(41)の蓋(42)は、隔壁(11,12)の開口部(53)内に篏合されて、紙幣通路(20)の一部を形成する。

Description

紙幣鑑別用光学センサ装置
　本発明は、ユニット化した光学素子装置の筐体の蓋により紙幣通路の一部を構成する紙幣鑑別用光学センサ装置に関するものである。
　種々形式の紙幣鑑別用光学センサ装置が従来公知である。例えば、下記特許文献１は、紙幣搬送路を挟んで対向して同一構成の一対の検出装置を配置し、紙幣の片側の第１の検出領域の画像を検出する画像検出センサと、第１の検出領域に向けて光を照射する第１の発光手段と、第１の検出領域とは異なる第２の検出領域に向けて光を照射する第２の発光手段とを各検出装置に設け、一方の検出装置の画像検出センサにより、他方の検出装置の第２の検出領域の画像を検出する紙幣画像検出装置を示す。紙幣搬送路の紙幣搬送方向の互いに反対側に配置される一対の検出装置の画像検出センサにより、紙幣両面の反射光と透過光の両画像が得られる。
　特許文献２は、紙幣搬送通路を挟んで、２対又は３対の同軸リード型の発光ダイオードと受光トランジスタとを配置して、有価紙葉の複数の光学的特徴を検出して、鑑別性能を改善する光学センサ装置を示す。
　特許文献３は、光透過部を構成する黒透かしと白透かしとを有する被照射物を搬送する搬送手段と、被照射物の一面側に配置され、被照射物の垂直面に対して所定角度だけ傾斜させて被照射物の照射部に光を照射する透過型光源と、被照射物の他面側の被照射物の垂直面に対して平行配置され、照射部から照射される光が被照射物の黒透かしと白透かしの起伏により散乱反射される散乱透過光を収束する円柱レンズアレイと、円柱レンズアレイで収束する散乱透過光を結像してライン毎に出力するセンサとを備える画像読取装置を示す。画像読取装置の透過型光源から照射部に照射する光が、被照射物の黒透かしと白透かしの起伏により散乱反射して形成される散乱透過光をセンサで受光して、被照射物の透過部の透かしを読み取れる利点がある。
　特許文献４に示される紙葉類取扱装置は、搬送通路を形成するケースを備え、ケースは、光透過性で撥水性の樹脂により形成されて搬送通路の下面を形成する下部カバーと、下部カバーの底部に結合される下部トレイとを有する下部ケースを備え、下部カバーと下部トレイとの間にセンサ装置の下部光学センサを配置する構造を備える。この構造では、ケース全体を光透過性材料で形成しなければならない難点がある。
　特許文献５は、搬送ローラと搬送ローラとの間で原稿の搬送路上に配置されて、搬送される原稿の画像を読み取る紙葉類読取部を示す。類読取部は、光源ユニットとイメージセンサユニットとを備える。光源ユニットは、原稿に透過読み取り用の光を照射する。光源ユニットは、光を原稿に対して下方向から照射する。イメージセンサユニットは、原稿に反射読み取り用の光を照射すると共に、イメージセンサユニットは原稿からの反射光および光源ユニットから原稿に照射され原稿を透過した透過光を読み取ることができる。イメージセンサユニットは、反射読み取り用の光を原稿に対して上方向から照射することで原稿からの反射光を読み取る。また、イメージセンサユニットは光源ユニットから照射され、原稿を透過した透過光を読み取る。一方、イメージセンサユニットは、反射読み取り用の光を原稿に対して下方向から照射することで原稿Ｐからの反射光を読み取る。イメージセンサユニットは、中心点を点対称に配置した同一の構成である。引用文献５は、所定の方向への突出長の小さい照明装置と、照明装置を用いるイメージセンサユニット、画像読取装置及び紙葉類鑑別装置を実現できる利点がある。
　特許文献６は、移動する紙葉の一面に検知光を照射する発光手段と、移動する紙葉の他面に対向してかつ紙葉の移動方向に直交して配置されて紙葉を通過する検知光を受光する複数の受光手段と、受光手段に入射する検知光に応じた階調の画像データを生成する画像データ生成手段と、画像データのシェーディング補正に用いる白基準部材に検知光を照射して得られる白基準データを記憶する白基準データ記憶手段と、受光手段の幅方向位置が特定領域内にあるとき、受光手段の画像データをシェーディング補正する白基準データを、所定値に調整する調整手段とを備える紙葉鑑別装置を示す。この紙葉鑑別装置では、紙葉の画像が適当にシェーディング補正されるので、画像データの輝度むらを低減することができる。
特許第４,３３４,９１０号明細書 特許第４,４８４,２１１号明細書 特許第４,５２２,９５２号明細書 特許第５,２２７,０８７号明細書 特許第５,５２９,３１８号明細書 特許第６,８２３,７３９号明細書
　従来では、ユニット化した光学素子装置の筐体を紙幣搬送通路を形成する透光性の隔壁に嵌合して、筐体を隔壁の一部として利用する紙幣鑑別用光学センサ装置の構造は、提案されず、光学素子装置を円滑に組立て又は交換できない難点があった。
　本発明は、反射型光学装置の光学素子装置を収容するユニット化筐体を隔壁の開口部に嵌合して、光学素子装置の組立及び部品の交換を容易に行う紙幣鑑別用光学センサ装置を提供することを目的とする。
　本発明の紙幣鑑別用光学センサ装置は、互いに一定間隔離間して並行に配置される一対の隔壁(11,12)と、一対の隔壁(11,12)間に形成される紙幣通路(20)と、少なくとも一方の隔壁(11,12)に組み込まれて、紙幣通路(20)の一部を構成する反射型光学装置(13,30)とを備える。各反射型光学装置(13,30)は、光学素子装置(40)を収容する筐体(41)を備え、各筐体(41)は、内蔵する光学素子装置(40)から照射される光及び紙幣から反射する光を透過する光透過性材料で形成される蓋(42)と、蓋(42)と組み合わされて光学素子装置(40)を収容する内部空洞(49)を形成する箱(43)とを備える。筐体(41)の蓋(42)は、隔壁(11,12)の開口部(53)内に篏合されて、紙幣通路(20)の一部を形成する。
　光学素子装置(40)を収容する筐体(41)をユニット化して、隔壁(11,12)の開口部(53)内に筐体(41)を篏合するので、紙幣鑑別用光学センサに容易に筐体(41)を組み込み又は交換できしかも筐体(41)の蓋(42)は、紙幣通路(20)の一部を構成するので、装置全体を小型化し、光学素子装置(40)の配置自由度を増大できる利点がある。帯電性を有する蓋(42)でも極力小さい面積で筐体(41)に設けて、蓋(42)による帯電性領域を制限すると共に、透明又は不透明の光透過性材料により筐体(41)の蓋(42)を形成すれば、引用文献４に示される構造のように、隔壁全体を光透過性材料で形成する必要がなく、光不透過性材料で隔壁を形成できる。筐体(42)の箱(43)と蓋(42)が形成する内部空洞(49)は、液密に保持されるため、内部空洞(49)内に収容される光学素子装置(40)は、外部からの異物の侵入による特性劣化を生じない。
本発明の紙幣鑑別用光学センサ装置の断面図 本発明の紙幣鑑別用光学センサ装置の外観を示す斜視図 本発明の紙幣鑑別用光学センサ装置の分解斜視図 本発明に使用する蓋の平面図 光学素子装置を除去した蓋の平面図 本発明に使用する筐体の部分断面図 図６の部分平面図 光学素子装置の詳細な内部を示す断面図
　図１に示す本発明の紙幣鑑別用光学センサ装置は、互いに一定間隔離間して並行に配置される一対の隔壁(11,12)と、一対の隔壁(11,12)間に形成される紙幣通路(20)とを備え、各隔壁(11,12)は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂又はガラス等の光透過性材料又は光不透過性材料で形成される。紙幣通路(20)に沿って搬送される紙幣は、従来と同様に、複数対のローラ及び／又は搬送ベルト等の駆動手段により搬送される。各反射型光学装置(13,30)は、光学素子装置(40)を収容する筐体(41)を備え、筐体(41)は、液密な内部空洞(49)を形成する蓋(42)と箱(43)により構成され、内部空洞(49)内には光学素子装置(40)が配置される。光学素子装置(40)は、図８に示す公知の密着イメージセンサ（CIS）、ポイントセンサ又はこれらの両方等の受光装置(19,35)を含む。
　反射型光学装置(13,30)の各筐体(41)を構成する蓋(42)は、内部の光学素子装置(40)から照射される光及び紙幣から反射する光を透過する光透過性材料で形成され、光学素子装置(40)を包囲する箱(43)は、蓋(42)と組み合わされて、光学素子装置(40)を内蔵するユニット（単体）を構成する。蓋(42)は、隔壁(11,12)と同様の又は異なる透明又は不透明の光透過性材料により形成されるが、箱(43)は、光透過性材料で形成する必要はない。従って、筐体(41)の箱(43)内に収容される光学素子装置(40)は、蓋(42)と箱(43)により液密に包囲され密閉されるので、筐体(42)内に収容される光学素子装置(40)は、外部からの異物の侵入による特性劣化を生じない。
　図３に示すように、２つの隔壁(11,12)は、それぞれ紙幣通路(20)の下方側と上方側に配置され、いずれの隔壁(11,12)も紙幣通路(20)に沿う紙幣入口(50)側と、紙幣出口(51)側とに分割される。紙幣入口(50)側と紙幣出口(51)側との間に形成される各開口部(53)内には、反射型光学装置(13,30)の各光学素子装置(40)を収容する筐体(41)の蓋(42)が着脱自在に篏合されて、蓋(42)は、各隔壁(11,12)と共に紙幣通路(20)を形成する。
　反射型光学装置(13,30)の各蓋(42)の外側面は、紙幣通路(20)に沿って隔壁(11,12)の外側面と面一となって配置されて紙幣通路(20)を形成する通路壁(44)と、光学素子装置(40)の側面の一部を覆って通路壁(44)から伸び出す蓋側壁(45)と、通路壁(44)に対し並行に蓋側壁(45)から突出する蓋突縁(46)とを備える。反射型光学装置(13,30)の各箱(43)は、光学素子装置(40)の異なる側面を覆う箱側壁(47)と、箱側壁(47)に接続されて光学素子装置(40)の裏面を覆う箱裏壁(48)とを有する。蓋(41)の蓋突縁(46)は、箱(41)の箱側壁(47)に対し着脱自在な固定手段のねじ(70)により固定される。図６に示すように、各箱(43)と対応する蓋(41)は、Z型断面の篏合構造(71)により液密に形成されるため、箱(43)と蓋(41)とは、単なる単一平面接触ではなく沿面距離の長い屈曲する複数のZ型断面で接触するため、内部空洞(49)内への異物の侵入を十分に阻止することができる。
　箱(43)の箱裏壁(48)は、コ字状に形成される切欠(55)と、切欠(55)により形成される舌片(54)とを有し、舌片(54)は、自身の弾力性により光学素子装置(40)を蓋(41)の通路壁(44)の内面に密着させて、蓋(41)の通路壁(44)の内面と光学素子装置(40)との間に間隙形成を回避することができる。このため、図８に示す反射用導光体(17,33)及び透過光導光体(23)を含む光学素子装置(40)は、紙幣通路(20)を通過する紙幣(21)に対し常に正確な位置、正確な方向に最短離間位置に配置される利点が生ずる。光透過性材料で形成する必要のない箱(43)は、一体に形成される舌片(54)が自身の弾力を発生する材料で形成する必要がある。例えば、図６に示すように、舌片(54)の先端に設けた内側突起(56)により、舌片(54)の弾力性を利用して、光学素子装置(40)を蓋(42)に向かって押圧することができる。
　紙幣通路(20)を形成する蓋(42)の前端と後端には、それぞれほぞ組手接合部(60)が形成され、各ほぞ組手接合部(60)は、複数のほぞ(61)と複数のほぞ溝(62)とが交互に形成される。隔壁(11,12)の長さ方向端部、即ち各開口部(53)の対応端には、蓋(42)の前端と後端のほぞ組手接合部(60)に対向して、相補的なほぞ組手接合部が設けられる。即ち、蓋(42)の前端と後端には、ほぞ組手接合部(60)の複数のほぞ(61)と複数のほぞ溝(62)が形成され、隔壁(11,12)の開口部(53)の対応端には、ほぞ組手接合部のほぞ溝とほぞとが形成される。蓋(41)を隔壁(11,12)の各開口部(53)に装着するとき、蓋(42)のほぞ組手接合部(60)は、隔壁(11,12)のほぞ組手接合部と互いに着脱自在に噛み合い、連結されて、蓋(42)の外側面は、隔壁(11,12)の外側面と共に、面一の円滑な紙幣通路(20)を形成する。反復して説明するが、図８に示すように、隔壁(11)の開口部(53)に筐体(41)の蓋(42)を嵌合して、紙幣通路(20)の下壁の一部が形成され、これと同様に、隔壁(12)の開口部(53)に筐体(41)の蓋(42)が嵌合されて、紙幣通路(20)の下壁の一部が形成される。
　図１に示す紙幣通路(20)の下方側に示す反射型光学装置(13)は、紙幣通路(20)を通過する紙幣の表面又は裏面に光を照射し、紙幣通路(20)の上方側に示す反射型光学装置(30)は、紙幣通路(20)を通過する紙幣の裏面又は表面に光を照射する。図示の例では、紙幣通路(20)の下方側の反射型光学装置(13)は、紙幣通路(20)の上方側の反射型光学装置(30)より小さい光学素子装置(40)を収容する筐体(41)を有するが、光学素子装置(40)は、同一の形状でも異なる形状を有し、紙幣の表面と裏面の光学的特徴を検出する反射型光学装置(13,30)の光学素子装置(40)は、同一の又は異なる種類の光学素子により構成される同一の又は異なる形状の筐体(41)を備えてもよい。
　前記の通り、本発明の紙幣鑑別用光学センサ装置では、光学素子装置(40)を収容する筐体(41)をユニット化して、光学素子装置(40)の配置自由度を増大することができる。また、ユニット化した筐体(41)を隔壁(11,12)の開口部(53)内に着脱自在に篏合して、紙幣鑑別用光学センサを容易に組み立て又は筐体(41)を交換することができる。更に、透明又は不透明の光透過性材料により筐体(41)の蓋(42)を形成すれば、隔壁(11,12)全体を光透過性材料により形成する必要がない。極力小さい面積で帯電性を有する蓋(42)を形成して、蓋(42)による帯電性を制限できる。
　図８に示す本発明の紙幣鑑別用光学センサ装置の実施の形態は、４種の下記技術概念Ａ～Ｄを更に包含する：
　Ａ．紙幣通路(20)の上方又は下方に配置される反射型光学装置(13又は30)による片紙幣面での正反射光による紙幣鑑別、
　Ｂ．両反射型光学装置(13,30)による同一光走査線に沿う紙幣面への反射光と、裏面への透過光による紙幣鑑別、
　Ｃ．両反射型光学装置(13,30)による紙幣の正面と裏面への一対の反射光による紙幣鑑別、
　Ｄ．両反射型光学装置(13,30)による紙幣の正面と裏面の一対の反射光と裏面への透過光による紙幣鑑別。
　図８に示す概念Ａによる紙幣鑑別用光学センサ装置は、光透過性材料で形成される隔壁(11,12)の何れかの開口部(53)に嵌合される反射型光学装置(13,30)を備える。反射型光学装置(13,30)は、筐体(41)を構成する反射用箱(43)と、反射用箱(43)の内壁(18a,34a)と外壁(15a,31a)との間に形成される反射用凹部(16,32)と、反射用凹部(16,32)内に配置される反射用導光体(17,33)と、内壁(18a,34a)に包囲されて配置される光導波繊維レンズ(18,34)と、光導波繊維レンズ(18,34)と同軸にかつその外側に配置される受光装置(19,35)とを備える。
　反射用箱(43)は、反射用凹部(16,32)に面して形成される傾斜面(18a,34a)と、平坦面(15a,31a)とを備え、傾斜面(18a,34a)と平坦面(15a,31a)とは、一方の隔壁(11,12)から離間する方向に先細（テーパ）状に形成される。卵型断面を有する反射用導光体(17,33)の内向面と外向面とをそれぞれ反射用箱(43)の傾斜面(18a,34a)と、平坦面(15a,31a)とに接触させて反射用導光体(17,33)を反射用凹部(16)内に配置すると、反射用導光体(17,33)は、先細（テーパ）状に形成される反射用箱(43)の傾斜面(18a,34a)と平坦面(15a,31a)とに接触して、確実に反射用箱(43)の反射用凹部(16,32)内に確実に保持される。また、反射用導光体(17,33)は、反射型光学装置(13,30)の図示しない支持構造によっても確実に支持される。
　反射用凹部(16,32)内に保持される反射用導光体(17,33)を光エネルギを供給すると、反射用導光体(17,33)から照射される光は、紙幣(21)の表面の反射点(25)で正反射（直接反射、鏡面反射）し、生成される反射光は、光導波繊維レンズ(18,34)に入射して受光装置(19,35)により受光される。反射用導光体(17,33)から照射される光は、紙幣(21)の反射点(25)で入射角と反射角の等しい正反射を行うので、反射時に光吸収及び光拡散が発生したとしても、紙幣面で拡散反射又は乱反射を行う従来の鑑別装置とは異なり、受光装置(19,35)は、最小の光吸収量と最小の光拡散量で正反射する十分な量の反射光を受光できる。紙幣(21)表面の印刷（印刷パターン）情報を含む反射光信号は、受光装置(19,35)から制御装置（図示せず）に送出され、制御装置は、得られる印刷情報を記憶装置（図示せず）に記憶される所定の印刷情報と比較して、紙幣の真贋を判断する。
　反射型光学装置(13,30)は、ナイロン、ポリアセタール樹脂、ＡＢＳ等の材料又は表面加工された光反射性樹脂材料で形成される反射用箱(43)と、反射用箱(43)に形成される反射用凹面(16,32)と、反射用凹部(16,32)内に配置される反射用導光体(17,33)と、内壁に包囲されて配置される光導波繊維レンズ(18,34)と、光導波繊維レンズ(18,34)と同軸にかつその外側に配置される受光装置(19,35)とを備える。光導波繊維レンズ(18,34)は、例えば、屈折率分散型レンズである。図８は、各光導波繊維レンズ(18,34)に対し同軸上に配置される対応する受光装置(19)を示す。受光装置(19)は、ホトトランジスタ、ホトダイオード等の光感応素子により構成される。
　図８に示す反射用凹部(16,32)内に保持される反射用導光体(17,33)を光エネルギを供給すると、反射用導光体(17,33)から照射される光は、紙幣(21)の表面の反射点(25)で正反射し、生成される多量の反射光は、光導波繊維レンズ(18,34)に入射して受光装置(19,35)により受光される。反射用導光体(17,33)から照射される光は、紙幣(21)の反射点(25)で入射角と反射角の等しい正反射を行うので、反射時に光吸収及び光拡散が発生しても、紙幣面で拡散反射又は乱反射を主として行う従来の鑑別装置とは異なり、受光装置(19,35)は、最小の光吸収量と最小の光拡散量で正反射する十分な量の反射光を受光する。紙幣(21)表面の印刷模様（印刷パターン）情報を含む反射光信号は、受光装置(19,35)から制御装置（図示せず）に送出され、制御装置は、得られる印刷情報を記憶装置（図示せず）に記憶される所定の印刷情報と比較して、紙幣の真贋を判断する。
　図８に示す紙幣通路(20)の下方側に示す紙幣鑑別用光学センサ装置は、図８の紙幣通路(20)の上方側に示す２つの反射光型光学センサ装置から共通の発明概念を抽出して構成される。従って、概念Ａの紙幣鑑別用光学センサ装置は、互いに一定間隔離間して並行に配置される一対の隔壁(11,12)と、一対の隔壁(11,12)間の内側に形成される紙幣通路(20)と、光透過性材料で形成される一方の隔壁(11,12)に隣接してその外側に配置される反射型光学装置(13,30)とを備える。反射型光学装置(13,30)は、反射用箱(43)と、反射用箱(43)の内壁(18a,34a)と外壁(15a,31a)との間に形成される反射用凹部(16,32)と、反射用凹部(16,32)内に配置される反射用導光体(17,33)と、内壁(18a,34a)に包囲されて配置される光導波繊維レンズ(18,34)と、光導波繊維レンズ(18,34)と同軸にかつその外側に配置される受光装置(19,35)とを備える。
　反射用箱(43)は、反射用凹部(16,32)に面して内壁(18a,34a)に形成される傾斜面(18b,34b)と、外壁(15a,31a)に形成される平坦面(15b,31b)とを備え、傾斜面(18b,34b)と平坦面(15b,31b)とは、一方の隔壁(11,12)から離間する方向に先細状に形成される。卵型断面を有する反射用導光体(17,33)の内向面(17a,33a)と外向面(17b,33b)とをそれぞれ反射用箱(43)の内壁(18a,34a)の傾斜面(18b,34b)と、外壁(15a,31a)の平坦面(15b,31b)とに接触させて反射用導光体(17,33)を反射用凹部(16)内に配置して、反射用導光体(17,33)を光エネルギを供給すると、反射用導光体(17,33)から照射される光は、紙幣(21)表面上の反射点(25)で正反射を行い、生成される反射光は、光導波繊維レンズ(18,34)を通じて受光装置(19,35)により受光される。
　図８は、反射光と透過光とを利用する紙幣鑑別用光学センサ装置をも示す。この光学センサ装置は、下方（一方）の隔壁(11)に隣接してその外側に配置される反射型光学装置(13)と、上方（他方）の隔壁(12)に隣接してその外側に配置される透過型光学装置(14)とを備える。反射型光学装置(13)は、反射用箱(43)と、反射用箱(43)に形成される反射用凹部(16)内に配置されて、紙幣通路(20)を通過する紙幣(21)の表面に対し光を照射する一対の反射用導光体(17)と、各反射用導光体(17)から照射されて紙幣(21)の表面で正反射する反射光を受光する光導波繊維レンズ(18)と、光導波繊維レンズ(18)からの光を受光する受光装置(19)とを備える。
　図８に示す透過型光学装置(14)は、反射用箱(43)と一体の直射用箱(24)と、直射用箱(24)に形成される直射用凹部(22)内に配置されかつ紙幣通路(20)を通過する紙幣(21)に対し、透過光を照射する透過光導光体(23)とを備える。透過型光学装置(14)の透過光導光体(23)の光軸は、反射型光学装置(13)の光導波繊維レンズ(18)の光軸と整合する。
　図８に示す反射型光学装置(13)と裏面反射型光学装置(30)の構造と動作は、基本的に同一である。反射型光学装置(13)の光導波繊維レンズ(18)の光軸は、裏面反射型光学装置(30)の裏面光導波繊維レンズ(34)の光軸に対し、透過型光学装置(14)の透過光導光体(23)の幅の１/２の寸法と、分離壁(37)の幅寸法と、裏面反射型光学装置(30)の裏面導光体(33)の幅の１/２の寸法との合計寸法だけ、少なくとも離間する。透過光導光体(23)の消灯時に、各反射用導光体(17)から同時に照射される光は、紙幣(21)の裏面（一方の表面）の照射領域で正反射した後、光導波繊維レンズ(18)に入射して受光装置(19)が受光する。一対の反射用導光体(17)の横断面を通る光軸に沿って各反射用導光体(17)の側面から照射される光の紙幣(21)の一方の面での２つの反射点(25)は、一定距離(d)だけ離間し、反射点(25)から反射する光は、光導波繊維レンズ(18)の入光面(18a)から光導波繊維レンズ(18)に導入され、光導波繊維レンズ(18)を通じて受光装置(19)により受光される。
　各反射用導光体(17)からの光は、前記の通り、紙幣(21)の一方の表面の照射領域で正反射した後、光導波繊維レンズ(18)に入射して受光装置(19)が受光するので、紙幣(21)の表面で主として拡散反射又は乱反射する従来の鑑別装置とは異なり、最小の光吸収量と最小の光拡散量で照射光が反射して、受光装置(19)は、十分な量の反射光を受光する。反射用導光体(17)の消灯時に、透過光発光装置(14)の透過用導光体(23)から照射される光は、紙幣(21)の表面の反射点(25)を含む照射領域表面から紙幣(21)を直進して透過し、光導波繊維レンズ(18)を通じて受光装置(19)が受光する。透過用導光体(23)から照射される光は、紙幣(21)での通過時に、紙幣(21)の紙質情報と印刷情報とを含む紙幣情報を受光装置(19)に付与すると共に、紙幣(21)を直進して透過するので、吸収分と拡散分を除く主光量が受光装置(19)に供給される。従って、受光装置(19)の上方信号を受信する制御装置は、紙幣(21)の充分な量の透過光から紙幣の真贋を判断する。反射用導光体(17)と透過光導光体(23)は、同一波長光を発生するとき、透過光導光体(23)からの透過光は、反射用導光体(17)の消灯時に照射され、反射用導光体(17)からの反射光は、透過光導光体(23)の消灯時に照射されるので、同時点灯による誤動作が阻止される。
　このように、透過光導光体(23)は、反射用導光体(17)からの複数の反射光と同一の紙幣(21)の照射領域の裏面に透過光を異なる時間に照射して、紙幣(21)を直進して透過する際に紙幣(21)の紙質情報と印刷情報を含む情報信号を受光装置(19)に付与する。透過光導光体(23)からの直進光は、紙幣(21)で吸収され又は拡散する分を除き、受光装置(19)は、光導波繊維レンズ(18)を通じて紙質情報と印刷情報を含む充分な量の透過光を受光する。従って、制御装置は、紙幣(21)の紙質情報と印刷情報を受信して、記憶装置に記憶される所定の印刷情報及び紙質情報と比較して、紙幣の真贋を判断することができる。また、制御装置は、受光装置(19)で得られる同波長の反射光と透過光の出力値の種々の演算法により最適な鑑別値を導出することができる。更に、反射用導光体(17)と透過光導光体(23)は、紙幣(21)の表面と裏面の同一照射領域に異なる点灯時間に反射光と透過光を照射するので、光干渉、漏光による光害を防止することができる。
　紙幣の両面を光学的に走査する一対の反射光を利用する概念Ｃの紙幣鑑別用光学センサ装置は、図８に示す紙幣通路(20)の下方に配置される反射型光学装置(13)と、紙幣通路(20)の上方に配置される裏面反射型光学装置(30)とを備える。反射型光学装置(13)は、反射用箱(43)と、反射用箱(43)に形成される反射用凹部(16)内に配置されて、紙幣通路(20)を通過する紙幣(21)の表面に対し光を照射する反射用導光体(17)と、反射用導光体(17)から照射されて紙幣(21)の表面で正反射する反射光を受光する光導波繊維レンズ(18)と、光導波繊維レンズ(18)からの光を受光する受光装置(19)とを備える。
　裏面反射型光学装置(30)は、裏面用箱(31)と、裏面用箱(31)に形成される反射用凹部(32)内に配置されて、紙幣通路（20)を通過する紙幣(21)の裏面に対し光を照射する裏面導光体(33)と、裏面導光体(33)から照射されて紙幣(21)の裏面で正反射する反射光を受光する裏面光導波繊維レンズ(34)と、裏面光導波繊維レンズ(34)からの光を受光する裏面受光装置(35)とを備える。反射型光学装置(13)と裏面反射型光学装置(30)は、紙幣(21)の表面と裏面での光走査線上で紙幣(21)の搬送方向にずれて配置され、反射型光学装置(13)と裏面導光体(33)は、それぞれ紙幣(21)の表面と裏面の照射領域に対し、同一波長の反射光を同時期に発生して、各一対の両面反射光を発生する。
　例えば、紙幣(21)の一面と裏面の光走査線上で、反射型光学装置(13)は、搬送方向の後方に配置され、裏面反射型光学装置(30)は、反射型光学装置(13)の前方にずれて配置されるので、紙幣(21)の何れの面を上又は下に向けて紙幣鑑別装置に挿入しても、同一の鑑別結果が得られ、鑑別装置内への紙幣(21)の挿入勝手を問わない。また、紙幣(21)の搬送方向にずれて配置される反射型光学装置(13)と裏面反射型光学装置(30)が、同時間に同一波長の反射光を紙幣(21)に向かって発生しても、互いの光干渉、漏光による光害が発生しない。従って、反射型光学装置(13)と裏面反射型光学装置(30)とを紙幣(21)の搬送方向の後方と前方の逆に配置しても、同様に前記作用効果が得られる。
　紙幣の両面を反射光と透過光とにより光学的に走査する概念Ｄの紙幣鑑別用光学センサ装置は、一方の隔壁(11)に隣接してその外側に配置される反射型光学装置(13)と、他方の隔壁(12)に隣接してその外側に配置される透過型光学装置(14)及び裏面反射型光学装置(30)とを備える。反射型光学装置(13)は、反射用箱(43)と、反射用箱(43)に形成される反射用凹部(16)内に配置されて、紙幣通路(20)を通過する紙幣(21)の表面に対し光を照射する反射用導光体(17)と、反射用導光体(17)から照射されて紙幣(21)の表面で正反射する反射光を受光する光導波繊維レンズ(18)と、光導波繊維レンズ(18)からの光を受光する受光装置(19)とを備える。透過型光学装置(14)は、直射用箱(24)と、直射用箱(24)に形成される直射用凹部(22)内に配置されかつ紙幣通路(20)を通過する紙幣(21)に対し、透過光を照射する透過光導光体(23)とを備える。
　裏面反射型光学装置(30)は、箱(43)を構成する裏面用箱(31)と、裏面用箱(31)に形成される反射用凹部(32)内に配置されて、紙幣通路(20)を通過する紙幣(21)の裏面に対し光を照射する裏面反射用導光体(33)と、裏面反射用導光体(33)から照射されて紙幣(21)の裏面で正反射する反射光を受光する裏面光導波繊維レンズ(34)と、裏面光導波繊維レンズ(34)からの光を受光する裏面受光装置(35)とを備える。
　直射用箱(24)と裏面用箱(31)とは、統合箱(36)として一体に形成され、直射用箱(24)の直射用凹部(22)と裏面用箱(31)の反射用凹部(32)との間に分離壁(37)が形成される。例えば、反射型光学装置(13)は、紙幣(21)の表面の照射領域に対し、反射光を照射し、透過光導光体(23)は、紙幣(21)の裏面の照射領域に対し、同一波長の反射光を照射し、裏面反射型光学装置(30)は、紙幣(21)の裏面の照射領域に対し、透過光を異なる点灯時間に発生する。即ち、反射型光学装置(13)と裏面反射型光学装置(30)は、それぞれ紙幣(21)の表面と裏面の照射領域に対し、同一波長の反射光を同時期に発生して、両面の各一対の反射光を発生する。概念Ｄの紙幣鑑別用光学センサ装置は、概念Ａ～Ｃの光学センサ装置の全作用効果を全て併有する。
　透過光導光体(23)の消灯時に、一対の反射用導光体(17)から照射される光は、紙幣(21)の表面の照射領域で正反射した後、光導波繊維レンズ(18)に入射して受光装置(19)が受光する。紙幣(21)の表面での光反射量は、表面状態により拡散し又は散乱するものもあるが、紙幣(21)の表面を鏡面と仮定しなくても、また、表面で光拡散、光散乱又光吸収が発生しても、紙幣(21)の裏面の照射領域で正反射光量は、拡散光量、散乱光量又吸収光量に比べて格段に大きいことは明らかである。従って、受光装置(19)は、紙幣(21)の裏面での最大反射光量を受光する。また、一対の反射用導光体(17)は、照射領域に２方向から光を照射するため、単一の反射用導光体(17)を使用するときの単純に２倍の光量が照射領域に発生する。この点でも、受光装置(19)は、紙幣(21)からの十分な量の反射光を受信することができる。
　本発明の実施の形態では、下記の作用効果が得られる。
　１．紙幣表面上の反射点で正反射を行うため、受光装置は、吸収光及び拡散光を除く、紙幣の印刷情報を含む最大量の反射光信号を受光して、紙幣を正確に鑑別できる。
　２．受光装置は、反射点(25)を含む照射領域で紙幣を貫通して、紙質情報と印刷情報を含む最大量の透過光を受光して、紙幣をより正確に鑑別できる。
　３．同一発光波長の複数種の反射光と透過光を使用するので、紙幣の種々の光学模様（パターン）から紙幣の真贋を判断することができる。
　４．同一波長の反射光と透過光の出力値の種々の演算法により最適な鑑別値を導出できる。
　５．異なる同一波長の反射光を同一時間に紙幣に照射して、鑑別時間を短縮できる。
　６．反射型光学装置及び透過型光学装置を小型の筐体内に収容して、紙幣鑑別装置を小型に構成できる。
　７．同一の光学構成を有する反射型光学装置と裏面反射型光学装置を紙幣の両側に配置して、紙幣を鑑別するので、紙幣の何れの面を上又は下に向けて紙幣鑑別装置に挿入しても、同一の鑑別結果が得られ、鑑別装置内への紙幣の挿入勝手を問わない。
　本発明の紙幣鑑別用光学センサ装置は、紙幣鑑別装置、紙幣識別装置、紙幣計数機、紙幣収納機、紙幣払出機等種々の紙幣取扱装置に使用することができる。
　(11,12)・・隔壁、　(13,30)・・反射型光学装置、　(14)・・透過型光学装置、　(16,32)・・反射用凹面、　(17,33)・・反射用導光体、　(18,34)・・光導波繊維レンズ、　(19,35)・・受光装置、　(20)・・紙幣通路、　(21)・・紙幣、　(22)・・直射用凹部、　(23)・・透過光導光体、　(24)・・直射用箱、　(25)・・反射点、　(31)・・裏面用箱、　(36)・・統合箱、　(37)・・分離壁、　(40)・・光学素子装置、　(41)・・筐体、　(42)・・蓋、　(43)・・箱（反射用箱）、　(44)・・通路壁、　(45)・・蓋側壁、　(46)・・蓋突縁、　(47)・・箱側壁、　(48)・・箱裏壁、　(53)・・開口部、　(54)・・舌片、　(55)・・切欠、　(60)・・ほぞ組手接合部、　(61)・・ほぞ、　(62)・・ほぞ溝、

Claims (10)

  1. 　互いに一定間隔離間して並行に配置される一対の隔壁と、一対の隔壁間に形成される紙幣通路と、少なくとも一方の隔壁に組み込まれて、紙幣通路の一部を構成する反射型光学装置とを備える紙幣鑑別用光学センサ装置において、
    　反射型光学装置は、光学素子装置を収容する筐体を備え、
    　筐体は、内部の光学素子装置から照射される光及び紙幣から反射する光を透過する光透過性材料で形成される蓋と、蓋と組み合わされて光学素子装置を包囲する箱とを備え、
    　筐体の蓋は、隔壁の開口部内に篏合されて、紙幣通路の一部を形成することを特徴とする紙幣鑑別用光学センサ。
  2. 　光学素子装置は、CISセンサ、ポイントセンサ又はこれらの両方を含む請求項１に記載の紙幣鑑別用光学センサ。
  3. 　蓋の外側面は、隔壁の外側面に対し面一となって紙幣通路を形成する通路壁と、光学素子装置の側面の一部を覆って通路壁から伸び出す蓋側壁と、通路壁に対し並行に蓋側壁から突出する蓋突縁とを備え、
    　箱は、光学素子装置の異なる側面を覆う箱側壁と、箱側壁に接続されて光学素子装置の裏面を覆う箱裏壁とを有する請求項１又は２に記載の紙幣鑑別用光学センサ。
  4. 　蓋の蓋突縁は、箱の箱側壁に対し着脱自在な固定手段により固定される請求項３に記載の紙幣鑑別用光学センサ。
  5. 　箱の箱裏壁は、コ字状に形成される切欠と、切欠により形成される舌片とを有し、
    　舌片は、自身の弾力性により光学素子装置を蓋の通路壁に密着させる請求項３に記載の紙幣鑑別用光学センサ。
  6. 　紙幣通路を形成する蓋の前端と後端には、複数のほぞと複数のほぞ溝とが交互に形成されるほぞ組手接合部が形成され、各ほぞ組手接合部は、対向する隔壁の長さ方向端部に形成されるほぞ組手接合部に着脱自在に嵌合されて、蓋の外側面は、隔壁の外側面と共に、面一の円滑な紙幣通路を形成する請求項１に記載の紙幣鑑別用光学センサ。
  7. 　筐体の蓋は、隔壁の開口部内に着脱可能に又は固定して篏合される請求項１に記載の紙幣鑑別用光学センサ。
  8. 　両隔壁に設けられる反射型光学装置の各々は、互いに同一の又は異なる形状の光学素子装置を収容する筐体を有し、
    　紙幣通路の下方に設けられる反射型光学装置を構成する筐体の蓋は、隔壁に設けられる開口部内に着脱自在に篏合され、
    　紙幣通路の上方に設けられる反射型光学装置を構成する筐体の蓋は、隔壁に設けられる開口部内に着脱自在に篏合され、
    　各光学素子装置から照射される光は、紙幣通路を通過する紙幣の表面と裏面を照射する請求項１に記載の紙幣鑑別用光学センサ。
  9. 　紙幣通路を形成する蓋の前端と後端には、複数のほぞと複数のほぞ溝とが交互に形成されるほぞ組手接合部が形成され、各ほぞ組手接合部は、対向する隔壁の長さ方向端部に形成されるほぞ組手接合部に着脱自在に嵌合されて、蓋の外側面は、隔壁の外側面と共に、面一の円滑な紙幣通路を形成する請求項３に記載の紙幣鑑別用光学センサ。
  10. 　両隔壁に設けられる反射型光学装置の各々は、互いに同一の又は異なる形状の光学素子装置を収容する筐体を有し、
    　紙幣通路の下方に設けられる反射型光学装置を構成する筐体の蓋は、隔壁に設けられる開口部内に着脱自在に篏合され、
    　紙幣通路の上方に設けられる反射型光学装置を構成する筐体の蓋は、隔壁に設けられる開口部内に着脱自在に篏合され、
    　各光学素子装置から照射される光は、紙幣通路を通過する紙幣の表面と裏面を照射する請求項３に記載の紙幣鑑別用光学センサ。
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