(57)【要約】      （修正有）【課題】  紙葉類の形状などを正確に認識でき、かつ安定した読み取りが可能で、かつ出射光の光量や光軸のばらつきを抑制できる紙葉類の認識装置を提供する。【解決手段】  紙葉類の認識装置は、照明装置１０から出射され紙葉類２０を透過した光をレンズアレイ１１により受光素子１２へ導くよう構成されている。照明装置１０は、導光体１と、光源ユニットと、光源ユニットから導光体１に入射された光を紙葉類２０に向けて出射するための光拡散パターン２とを有し、光拡散パターン２は、導光体１に形成された複数の楔状の溝により構成され、複数の楔状の溝の各々は導光体１の長手方向の直交方向に同じ長さを有し、かつ長手方向に一直線状に整列している。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙葉類に光を照射する照明装置と、前記照明装置から出射され紙葉類を透過した光を導くためのレンズアレイと、前記レンズアレイにより導かれた透過光を受光する受光素子とを備えた紙葉類の認識装置において、
前記照明装置は、長手状に延びる導光体と、前記導光体の長手方向の少なくとも一方の端面付近に配置された光源と、前記光源から前記導光体に入射された光を紙葉類に向けて出射するための光拡散パターンとを有し、
前記光拡散パターンは、前記導光体に形成された複数の楔状の溝により構成され、前記複数の楔状の溝の各々は前記長手方向の直交方向に同じ長さを有し、かつ前記長手方向に一直線状に整列していることを特徴とする、紙葉類の認識装置。
【請求項２】
前記光拡散パターンの前記長手方向の寸法は、前記受光素子の読取領域の幅よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の紙葉類の認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙葉類の認識装置に関し、より特定的には、紙葉類を透過した光を受光することで紙葉類を認識する紙葉類の認識装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
紙葉類の認識装置は、例えば金融端末機器において紙幣や有価証券の鑑別装置や、印刷機器などにおいて紙葉類の形状などの認識に用いられる装置である。この紙葉類の認識装置は、基板上に受光素子を直線状に配したセンサと、原稿を照明するための棒状の照明装置と、原稿で反射された光を各受光素子に導くためのレンズアレイとから構成されている。
【０００３】
このような紙葉類の認識装置は、たとえば特開２００３−４６７２６号公報に開示されている。この公報に開示された装置においては、紙葉類を照明する照明装置が光源と導光体とを有し、その光源から導光体に入射された光を紙葉類に向けて出射させるための光拡散層が形成されている。その光拡散層は、紙葉類に照射される光を一定とするため（照度むらを無くすため）に、導光体の長手方向において光源が配置される一端側から他端側へ向かって徐々に光拡散層の面積が増加するように構成されている。具体的には、光拡散層が長手方向に分割されたり、また光拡散層の幅が長手方向に変化している。
【０００４】
図１０（ａ）は光拡散層１０２ａを長手方向に分割した構成を示す図であり、図１１（ａ）は光拡散層１０２ｂの幅を長手方向に変化させた構成を示す図である。図１０（ａ）を参照して、導光体１の長手方向（図中左右方向）の両端に光源が配置される場合、長手方向に分割された光拡散層１０２ａの各分割部の面積は導光体１の端部側から中央側に向かって大きくなっている。また図１１（ａ）を参照して、導光体１の長手方向（図中左右方向）の両端に光源が配置される場合、光拡散層１０２ｂの短手方向の幅Ｌは導光体１の端部側から中央側に向かって大きくなっている。
【特許文献１】特開２００３−４６７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１０（ａ）に示す光拡散層１０２ａの形状では、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）に示すセンサの出力が得られる。図１０（ｂ）は導光体１とセンサとの間に紙葉類がない場合を示し、図１０（ｃ）は導光体１とセンサとの間に紙葉類がある場合を示している。導光体１から出射した光を紙葉類に照射し、紙葉類を透過した光をセンサにより受光するため、導光体１とセンサとの間に紙葉類がある場合には、図１０（ｃ）に示すように紙葉類のある部分でのセンサ出力は、紙葉類がない部分でのセンサ出力よりも低くなる。このセンサ出力の低下した部分を検出することにより紙葉類の形状を認識することができる。
【０００６】
しかし、図１０（ａ）に示すように光拡散層１０２ａは長手方向に分割されているため、図１０（ｂ）に示すように分割部間の光拡散層１０２ａがない部分でのセンサ出力は光拡散層１０２ａがある部分でのセンサ出力よりも低くなる。このため、図１０（ｃ）に示すように紙葉類のない部分においても、分割部間の光拡散層１０２ａがない部分でセンサ出力の低い部分Ｓが生じ、この部分Ｓに基づいて紙葉類の形状を誤って認識するという問題がある。
【０００７】
また図１１（ａ）に示す光拡散層１０２ｂの形状では、図１１（ｂ）に示すセンサ出力が得られる。導光体１とセンサとの間に紙葉類がある場合には導光体１とセンサとの間に紙葉類がない場合よりもセンサ出力は低くなる。
【０００８】
この図１１（ａ）に示す光拡散層１０２ｂの形状では、導光体１の端部側と中央側とで光拡散層１０２ｂの幅が異なっているため、紙葉類と導光体との距離が離れると、光拡散層１０２ｂの幅の広い部分において紙葉類に照射する光の強度が急激に低下するため安定な読み取りができないという問題がある。以下、そのことを説明する。
【０００９】
図１２は、導光体と紙葉類との距離を変えた場合に、図１１（ａ）に示す形状の光拡散層の幅Ｌが太い部分と細い部分とで紙葉類を照射する光の強度がどのように変わるかを示す図である。図１２を参照して、光拡散層１０２ｂの幅Ｌが細い部分では、導光体１と紙葉類２０との距離を変えても、紙葉類２０を照射する光の強度は一点鎖線で示すようにあまり変化しない。これに対して、光拡散層１０２ｂの幅Ｌが太い部分では、導光体１と紙葉類２０との距離を大きくすると、紙葉類２０を照射する光の強度は二点鎖線で示すように急激に低下する。このように光の強度が低下すると、センサによる検出が不正確になり、安定した読み取りができなくなる。
【００１０】
また図１０（ａ）および図１１（ａ）に示す光拡散層１０２ａ、１０２ｂは白色塗料などの拡散材を印刷塗布して形成されており、印刷のダレや位置ずれにより、導光体１から出射される光の光量や光軸のばらつきが大きいという問題もあった。
【００１１】
それゆえ本発明の目的は、紙葉類の形状などを正確に認識でき、かつ安定した読み取りが可能で、かつ出射光の光量や光軸のばらつきを抑制できる紙葉類の認識装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の紙葉類の認識装置は、紙葉類に光を照射する照明装置と、その照明装置から出射され紙葉類を透過した光を導くためのレンズアレイと、そのレンズアレイにより導かれた透過光を受光する受光素子とを備えた紙葉類の認識装置において、照明装置は、長手状に延びる導光体と、その導光体の長手方向の少なくとも一方の端面付近に配置された光源と、その光源から導光体に入射された光を紙葉類に向けて出射するための光拡散パターンとを有し、光拡散パターンは、導光体に形成された複数の楔状の溝により構成され、複数の楔状の溝の各々は長手方向の直交方向に同じ長さを有し、かつ長手方向に一直線状に整列していることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の紙葉類の認識装置によれば、光拡散パターンは長手方向に沿って整列した複数の楔状の溝により構成されているため、紙葉類の形状を正確に認識することができる。また、複数の楔状の溝の各々が長手方向の直交方向に同じ長さを有しているため、光拡散パターンの幅が異なることによって紙葉類を照射する光の強度が紙葉類と導光体との距離の変化により急激に低下するということもない。また光拡散パターンは、導光体に形成された複数の溝により構成されているため、光拡散パターンに白色塗料を用いた場合に生じる導光体からの出射光の光量や光軸のばらつきも抑制することができる。
【００１４】
上記の紙葉類の認識装置において好ましくは、光拡散パターンの長手方向の寸法は受光素子の読取領域の幅よりも大きい。
【００１５】
これにより、光量が一定となり、受光素子による光の検出が容易となる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明の紙葉類の認識装置によれば、紙葉類の形状などを正確に認識することができ、かつ安定した読み取りが可能で、かつ出射光の光量や光軸のばらつきを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態における紙葉類の認識装置の構成を概略的に示す断面図である。図２は、図１に示される紙葉類の認識装置における照明装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。
【００１９】
図１を参照して、本実施の形態の紙葉類の認識装置は、透過型であって、紙葉類（原稿）２０の一方側に保護ガラス１４ａおよび照明装置１０を有し、かつ紙葉類２０の他方側に保護ガラス１４ｂ、レンズアレイ１１、受光素子１２および基板１３を有している。
【００２０】
照明装置１０は、紙葉類２０に向けて光を出射するものである。レンズアレイ１１は紙葉類２０を透過した透過光を受光素子１２へ導くものである。受光素子１２は透過光を受けて光電変換により光出力として画像を読み取るものである。基板１３は受光素子１２を実装するものである。
【００２１】
受光素子１２の材質・構造は特に規定されるものではなく、アモルファスシリコン、結晶シリコンあるいはＣｄＳ、ＣｄＳｅなどを含むフォトダイオードやフォトトランジスタを配置したもの、またＣＣＤ（Charge Coupled Device）リニアイメージセンサであってもよい。さらに受光素子１２として、フォトダイオードやフォトトランジスタと駆動回路やアンプ回路とを一体としたＩＣ（Integrated Circuit）を複数個並べた、いわゆるマルチチップ方式のリニアイメージセンサを用いることもできる。
【００２２】
また、必要に応じて基板１３上にドライブＩＣやアンプ回路などの電気回路、あるいは信号を外部に取り出すためのコネクタなどを実装することもできる。さらに図９のブロック図に示すようにＡ／Ｄコンバータ、各種補正回路、画像処理回路、ラインメモリ、Ｉ／Ｏ制御回路などを同時に実装してデジタル信号を外部に取り出すこともできる。
【００２３】
レンズアレイ１１は原稿面で散乱された光を受光素子に等倍で結像するものであり、セルフォックレンズアレイ（登録商標：日本板硝子製）などのロッドレンズアレイをレンズアレイ１１として用いることができる。
【００２４】
保護ガラス１４ａ、１４ｂは必ずしも本発明に必要ではなく省略することもできるが、使用中のごみの飛散や傷つきから照明装置１０やレンズアレイ１１を保護するために設置することが望ましい。また、保護ガラス１４ａ、１４ｂの材質はガラスにこだわらず、例えばアクリルやポリカーボネートといった透明の樹脂に必要に応じて表面にハードコートを施した部材であってもよい。
【００２５】
図２を参照して、照明装置１０は、長手状に延びる導光体１と、光拡散パターン２と、長手方向の一方の端面付近に設けられた光源ユニット３と、導光体１を保持するためのカバー４とを有している。
【００２６】
また光源ユニット３は図２に示すように導光体１の一方端部のみに設置してもよいが、図３に示すように必要に応じて両方の端部に設置することもできる。この場合、２つの光源ユニット３は同一のものであってもよいし、別のものであってもよい。例えば一方の光源ユニット３と他方の光源ユニット３とで異なる波長のＬＥＤを実装しておけば、多数の波長を同時にあるいは切り替えて使用することができる。
【００２７】
導光体１はアクリルやポリカーボネートなどの光透過性の高い樹脂、あるいは光学ガラスで形成される。特に光源として紫外波長を用いる場合には導光体１としてフッ素系樹脂あるいはシクロオレフィン系樹脂が好ましい。この導光体１の長手方向に直交する断面の形状は、図１に示すような形状となっている。
【００２８】
光源ユニット３には、たとえば近赤外、赤、緑の各波長の光を発する３種のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられている。各ＬＥＤは、正の電圧が印加されるリードフレームにたとえばワイヤーボンディングにより電気的に接続されており、また負の電圧が印加されるリードフレームにたとえば半田などにより電気的に接続されている。なお、各ＬＥＤのリードフレームへの電気的接続は上記の接続形態に限定されるものでなく、各ＬＥＤはリードフレームの双方にワイヤーボンディングにより電気的に接続されていてもよい。
【００２９】
光拡散パターン２は、導光体１の光を出射する側とは反対側の面に形成されている。この光拡散パターン２は、図４（ａ）に示すように導光体１の長手方向に一定の幅を維持して一直線状に延びている。また光拡散パターン２の長手方向の寸法は、イメージセンサの読取長（つまり受光素子１２の読取領域の幅）よりも長くなるように形成されている。
【００３０】
この光拡散パターン２は、図５に示すように導光体１の表面に形成された複数の楔状の溝２ａにより構成されている。この複数の楔状の溝２ａの各々は、導光体１の長手方向に直交する方向（短手方向）に延びるよう形成されており、短手方向に互いに同じ長さを有している。複数の楔状の溝２ａの各々の短手方向の一方端は仮想直線Ｂ１−Ｂ１線上に位置しており、他方端は仮想直線Ｂ２−Ｂ２線上に位置している。これにより、複数の楔状の溝２ａより構成される光拡散パターン２は、上述したように導光体１の長手方向に一定の幅を維持して一直線状に延びるよう構成されている。
【００３１】
また複数の楔状の溝２ａは、図６に示すように断面がたとえば二等辺三角形状を有し、かつ導光体１の長手方向の端部側にいくほどその深さ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、・・・）が深くなっている。また複数の楔状の溝２ａの各開口幅（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、・・・）は同じであるため、複数の楔状の溝２ａの各頂角の角度は端部側ほど小さくなっている。
【００３２】
最も深い溝２ａの深さはたとえば１４０μｍであり、最も浅い溝２ａの深さはたとえば１００μｍであり、各溝２ａの開口幅はたとえば７０μｍである。
【００３３】
また複数の楔状の溝２ａの各々は同じピッチで形成されている。溝２ａ同士のピッチは好ましくは受光素子同士のピッチ以下であり、より好ましくは受光素子同士のピッチの１／４以下である。受光素子同士のピッチはたとえば５００μｍであり、溝２ａ同士のピッチはたとえば１００μｍである。
【００３４】
複数の楔状の溝２ａのそれぞれが上記のように構成されているため、導光体１の端部から入射された光は端部におけるよりも中央部においてより拡散される。これにより、図４（ｂ）に示すように、導光体１の長手方向の全体において紙葉類に照射される光をほぼ一定とすることができるため、照度むらを無くすことができる。
【００３５】
なお図６は、図３に示すように光源ユニット３を導光体１の両端に配置した場合の構成を示している。図２に示すように光源ユニット３を導光体１の一方端にのみ配置する場合には、光源ユニット３が配置される側の端部ほど溝２ａの深さを深くし、逆に光源ユニット３が配置されない側の端部ほど溝２ａの深さを浅くすることで、照度むらを無くすことができる。
【００３６】
複数の楔状の溝２ａは、導光体１の成型と同時に形成される。これにより、導光体１の成型後に溝２ａの形成工程を別途設ける必要がなくなり、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００３７】
本実施の形態によれば、光拡散パターン２は導光体１の長手方向に一定の幅を維持して一直線状に延びるよう構成されているため、紙葉類の形状を正確に認識することができる。また、複数の楔状の溝２ａの各々が長手方向に直交する方向（短手方向）に同じ長さを有しているため、光拡散パターンの幅が長手方向で異なることによって紙葉類を照射する光の強度が紙葉類と導光体との距離の変化により急激に低下するということもない。また光拡散パターン２は、導光体１に形成された複数の溝２ａにより構成されているため、光拡散パターンに白色塗料を用いた場合に生じる導光体１からの出射光の光量や光軸のばらつきも抑制することができる。
【００３８】
なお上記においては楔状の溝２ａが形成される導光体１の面が平坦な場合について説明したが、この面は図７に示すように中央部に凸部１ａを有していてもよく、また図８に示すように中央部に凹部１ｂを有していてもよい。図７に示すように導光体１が中央部に凸部１ａを有している場合には、複数の楔状の溝２ａの各々は凸部１ａに形成されており、かつ凸部１ａの両端部に達している。また図８に示すように導光体１が中央部に凹部１ｂを有している場合には、複数の楔状の溝２ａの各々は凹部１ｂに形成されており、かつ凹部１ｂの両端部に達している。
【００３９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、紙葉類を透過した光を受光することで紙葉類を認識する紙葉類の認識装置に有利に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態における紙葉類の認識装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示される紙葉類の認識装置における照明装置の構成を概略的に示す分解斜視図であり、導光体の一方端部にのみ光源ユニットが配置された構成を示す図である。
【図３】図１に示される紙葉類の認識装置における照明装置の構成を概略的に示す分解斜視図であり、導光体の両端部に光源ユニットが配置された構成を示す図である。
【図４】導光体に形成される光拡散パターンの構成を示す図（ａ）と、この光拡散パターンにより得られるセンサ出力を紙葉類がある場合と無い場合とで示す図（ｂ）である。
【図５】本発明の一実施の形態における紙葉類の認識装置に用いられる導光体の構成を示す斜視図である。
【図６】図５の矢印ＶＩ−ＶＩ線に沿う概略断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態における紙葉類の認識装置に用いられる導光体の他の構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施の形態における紙葉類の認識装置に用いられる導光体のさらに他の構成を示す斜視図である。
【図９】受光素子を説明するためのブロック図である。
【図１０】光拡散層を長手方向に分割した構成を示す図（ａ）と、その形状の光拡散層により得られるセンサ出力を示す図（ｂ）、（ｃ）である。
【図１１】光拡散層の幅を長手方向に変化させた構成を示す図（ａ）と、その形状の光拡散層により得られるセンサ出力を示す図（ｂ）である。
【図１２】光拡散層の幅を長手方向に変化させた構成の問題点を説明するための導光体の断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  導光体、１ａ  凸部、１ｂ  凹部、２  光拡散パターン、２ａ  楔状の溝、３  光源ユニット、４  カバー、１０  照明装置、１１  レンズアレイ、１２  受光素子、１３  基板、１４ａ，１４ｂ  保護ガラス、２０  紙葉類。
【図１】
2006039996.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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