(57)【要約】【課題】対象物からの光を広範囲に取り込んで受光することにより、対象物を正確に識別することが可能な識別センサを提供する。【解決手段】対象物４に沿って走査中に対象物からの光Ｒをセンシングすることによって、対象物を識別する識別センサ２であって、走査方向Ｓ１に直交する方向に幅広開口した光路用開口部６ａを有するセンサユニット６と、センサユニット内に設けられた受光素子８と、センサユニット内に設けられており、光路用開口部を介してセンサユニット内に入射した光を受光素子に集光する集光光学系１０とを備えている。この場合、集光光学系は、光路用開口部を通ってセンサユニット内に入射した対象物からの光を受光素子に集光させる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に沿って走査中に前記対象物からの光をセンシングすることによって、前記対象物を識別する識別センサであって、
走査方向に直交する方向に幅広開口した光路用開口部を有するセンサユニットと、
前記センサユニット内に設けられた受光素子と、
前記センサユニット内に設けられており、前記光路用開口部を介してセンサユニット内に入射した光を前記受光素子に集光する集光光学系と、を備えており、前記集光光学系は、前記光路用開口部を通ってセンサユニット内に入射した前記対象物からの光を前記受光素子に集光させることを特徴とする識別センサ。
【請求項２】
前記センサユニットと前記集光光学系は、透明部材で一体成型されており、前記受光素子は、前記集光光学系に対向して設置されていると共に、前記光路用開口部を除いた前記センサユニットの表面には、遮光処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載の識別センサ。
【請求項３】
前記識別センサには、前記対象物からの光を受光した際に前記受光素子から出力される電気信号に演算処理を施し、その演算結果に基づいて前記対象物を識別する演算識別部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の識別センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物からの光を広範囲に取り込んで受光することによって、対象物を正確に識別することが可能な識別センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば特許文献１に示されているように、対象物である紙幣の表面構成（紙幣の表面に印刷されたデザインや模様等）を光学的にセンシングして、紙幣の真贋を識別する各種の識別センサが知られている。この種の識別センサでは、識別センサを紙幣に沿って走査している間に、紙幣の表面構成からの反射光を受光素子で受光し、このとき受光素子から出力された電気信号（即ち、センシングデータ）と基準データとを比較することによって、紙幣の真贋を識別している。なお、基準データとは、表面構成がズレや変形等すること無く正しい位置に印刷された真正紙幣をセンシングして得たセンシングデータである。
【０００３】
【特許文献１】
特許２８９６２８８号（段落番号０００７〜０００９）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、大量生産される紙幣の表面構成は、紙幣表面の同一位置に同一形状で正確に印刷されることは無く、印刷中における印刷精度や機械精度によって若干のズレや変形等を伴う。従来の識別センサは、センシング領域が極めて狭いピンスポット状態でセンシングしているため、表面構成に若干のズレや変形等があると、得られたセンシングデータと基準データとの間に大きな相違が生じ、真正な紙幣を贋物であると誤って識別してしまう場合がある。
【０００５】
具体的に説明すると、センシング中における識別センサは、常時一定箇所に位置決め固定されており、紙幣の表面構成のズレや変形等に合わせて位置調整されることは無く、常に特定の走査ライン上のセンシングデータを検出するようになっている。この場合、紙幣の表面構成にズレや変形等が無ければ、特定の走査ライン上の表面構成から得られるセンシングデータは基準データと常に一致する。これに対して、その特定の走査ライン上の表面構成に若干でもズレや変形等があると、同一の走査ラインを走査しているにも関わらず、識別センサから得られるセンシングデータは基準データから大きく相違したものとなる。
【０００６】
これは、従来の識別センサのセンシング領域が極めて狭いピンスポット状態であるため、紙幣の表面構成に若干でもズレや変形等があると、その部分の表面構成がセンシング領域から大きく外れてしまうからである。この場合、識別センサは異なる走査ラインを走査しているのと同じ状態になるが、そこから得られるセンシングデータは同一の走査ライン上のデータとして基準データと比較されてしまう。異なる走査ライン上のセンシングデータは基準データから大きく相違したものとなるため、例えば紙幣の真贋では真正紙幣が贋物と誤って判定されてしまうことになる。
本発明は、このような問題を解決するために成されており、その目的は、対象物からの光を広範囲に取り込んで受光することによって、対象物を正確に識別することが可能な識別センサを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は、対象物４に沿って走査中に対象物からの光Ｒをセンシングすることによって、対象物を識別する識別センサ２であって、走査方向Ｓ１に直交する方向に幅広開口した光路用開口部６ａを有するセンサユニット６と、センサユニット内に設けられた受光素子８と、センサユニット内に設けられており、光路用開口部を介してセンサユニット内に入射した光を受光素子に集光する集光光学系１０とを備えている。この場合、集光光学系は、光路用開口部を通ってセンサユニット内に入射した対象物からの光を受光素子に集光させる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係る識別センサについて、図１を参照して説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施の形態の識別センサ２は、対象物４に沿って走査中に対象物４からの光Ｒをセンシングすることによって、対象物４を識別することができるように構成されており、走査方向Ｓ１に直交する方向に幅広開口した光路用開口部６ａを有するセンサユニット６と、センサユニット６内に設けられた受光素子８と、光路用開口部６ａを介してセンサユニット６内に入射した光Ｒを受光素子８に集光する集光光学系１０とを備えている。
【０００９】
対象物４としては、例えば複雑なデザインやパターンが印刷された紙幣や半導体基板等、識別センサで光学的に識別可能なものであれば特に限定されない。
対象物４からの光Ｒとは、対象物４から反射した反射光、対象物４を透過した透過光の双方を含めた概念である。なお、図面には、その一例として対象物４から反射した反射光Ｒが示されている。
識別センサの走査方法は、例えばセンサユニット６を移動させる方法、対象物４を移動させる方法などが考えられるが、以下の説明では、その一例としてセンサユニット６を移動させる方法を適用する。
【００１０】
センサユニット６は、図面上では略矩形状を成しているが、走査に支障が無い形状であれば、これ以外の形状を成していても良い。このような形状のセンサユニット６には、その一部に光路用開口部６ａが形成されており、光路用開口部６ａを除いたセンサユニット６の表面には、遮光処理が施されている。
遮光処理の一例として、本実施の形態のセンサユニット６には、光路用開口部６ａを除いた表面に遮光部１２が形成（一体成型）されている。遮光部１２には、例えば、外光（外乱光）を反射する反射鏡や偏光板を配置したり、外光がセンサユニット６内に入射しないような特性を有する黒色部材を配置する等の構成を施すことが可能である。なお、これ以外の構成であっても、外光がセンサユニット６内に入射しないような構成であれば、任意の遮光処理を適用することが可能である。
【００１１】
センサユニット６は、このセンサユニット６内に設けられた集光光学系１０と共に透明部材（例えば、透明樹脂等のプラスチック、透明ガラス等）によって一体成型されており、受光素子８は、集光光学系１０に対向して設置されている。具体的には、センサユニット６には、その内部を一部くり抜いて形成した空洞部１４が設けられており、受光素子８は、この空洞部１４に集光光学系１０に対向して設置されている。なお、受光素子８としては、例えば市販のフォトダイオード、フォトトランジスタやフォトサイリスタ等を適用することができる。
【００１２】
また、集光光学系１０は、受光素子８に対向した側面（即ち、空洞部１４側の表面）に凸レンズ形状を成して構成されている。このような集光光学系１０は、走査方向Ｓ１に直交する方向（光路用開口部６ａと並行する方向）に延出しており、その断面形状は、受光素子８に向かって凸状に湾曲している。また、集光光学系１０の曲率は、光路用開口部６ａを通って入射した光Ｒ（対象物４からの光）が受光素子８に集光するように設定されている。具体的には、凸レンズ形状の集光光学系１０は、走査方向Ｓ１に沿った方向においてフラットなレンズ面（図１（ｂ））となっていると共に、走査方向Ｓ１に直交する方向において受光素子８に向かって凸状に湾曲したレンズ面（図１（ｃ））となっている。これにより、光路用開口部６ａを通って入射した幅広の光Ｒ（対象物４からの光）は、集光光学系１０によって受光素子８に向けて集束され、受光素子８の受光面（図示しない）に集光する。
【００１３】
上述の識別センサ２によれば、センサユニット６を対象物４に沿って走査方向Ｓ１に移動させている間、対象物４からの光Ｒは、光路用開口部６ａを通過した後、集光光学系１０によって受光素子８に集光する（図１（ｂ），（ｃ））。受光素子８は、対象物４からの光Ｒを受光すると、その受光量に対応した電圧値（電流値）の電気信号を演算識別部１６（図１（ａ））に出力する。
演算識別部１６では、受光素子８から出力された電気信号に演算処理を施し、その演算結果に基づいて対象物４が識別される。対象物４の識別方法は、その対象物４の種類や用途に応じて任意に設定することができる。ここで、その一例を示すと、対象物４が紙幣であって、この紙幣の真贋を識別する場合、演算識別部１６は、受光素子８から出力された電気信号に演算処理を施し、その演算結果が許容範囲内にあれば、その紙幣を真正なものと識別し、これに対して、演算結果が許容範囲外にあれば、その紙幣を贋物と識別する。なお、許容範囲とは、予め真正紙幣を走査した際に受光素子８から出力された電気信号の変動範囲であり、実際の識別動作中に受光素子８から出力された電気信号が、かかる変動範囲内にあれば真正紙幣、変動範囲外にあれば贋物紙幣とみなすことができる。
【００１４】
以上、本実施の形態によれば、走査方向に直交する方向に幅広開口した光路用開口部６ａを介して対象物４からの光Ｒを広範囲に取り込んで受光するように構成したことによって、センシング領域が極めて狭いピンスポット状態でセンシングする市販の受光素子８を用いた場合でも、従来のように誤認識されること無く対象物４を正確に識別することができる。
また、本実施の形態によれば、市販の安価な受光素子８を用いて対象物４からの光Ｒを広範囲に取り込んで受光するができるため、センサ構成の簡略化と共に製造コストの大幅な削減を実現することができる。
【００１５】
なお、上述した実施の形態において、集光光学系１０は、センサユニット６と共に一体成型されているが、これに限定されることは無く、例えば図１（ｄ）に示すように、センサユニット６とは別体で集光光学系１０を構成し、センサユニット６内に集光光学系１０を後付け組み立てするようにしても良い。この場合、集光光学系１０としては、例えば平凸レンズやシリンドリカルレンズ等を適用することが可能である。なお、この変形例に係る集光光学系１０の受光素子８側のレンズ面の曲率や湾曲形状は、上述した実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００１６】
また、上述した実施の形態において、集光光学系１０は、走査方向Ｓ１に沿った方向においてフラットなレンズ面（図１（ｂ））となっているが、このレンズ面を走査方向Ｓ１に沿った方向において受光素子８に向かって凸状に湾曲させても良い。この場合、光路用開口部６ａを通って入射した幅広の光Ｒ（対象物４からの光）は、その全てが洩れなく集光光学系１０によって受光素子８に向けて集束され、受光素子８の受光面（図示しない）に集光する。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、対象物からの光を広範囲に取り込んで受光することにより、対象物を正確に識別することが可能な識別センサを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る識別センサの構成を示す斜視図、（ｂ）は、同図（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は、同図（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図、（ｄ）は、本発明の変形例に係る識別センサの構成を示す斜視図。
【符号の説明】
２  識別センサ
４  対象物
６  センサユニット
６ａ  光路用開口部
８  受光素子
１０  集光光学系
Ｒ  対象物からの光
Ｓ１  走査方向
【図１】
2004228947.tif 000003