(57)【要約】【課題】  対象物の搬送バタツキによる出力レベルの変動を低減することができる蛍光検出装置を提供する。【解決手段】  蛍光検出装置１は、搬送路３の検出領域Ｐを挟んで対向するように配置された発光ユニット６及び受光ユニット７を有している。発光ユニット６のケース８内には、搬送路３の検出領域Ｐに向けて光を照射する光源９が収容されている。ケース８の窓部１１には、光源９から照射される光の照射範囲を搬送路３の検出領域Ｐ側に対して集光させる、いわゆる略平行光を生成する光学レンズ１３が設けられている。受光ユニット７のケース１４内には、光源９より照射される光によって紙幣２から生じる蛍光を受光するフォトセンサ１５が収容されている。ケース１４の窓部１７には、フォトセンサ１５の受光範囲を搬送路３の検出領域Ｐ側に対して集光させる光学レンズ１９が設けられている。【選択図】  図１
2005215784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路上を通る対象物に含まれる蛍光成分を検出する蛍光検出装置において、
前記搬送路の検出領域に向けて光を照射する光源と、
前記検出領域を挟んで前記光源と対向するように配置され、前記光源より照射される光によって前記対象物から生じる蛍光を受光するフォトセンサと、
前記光源と前記検出領域との間に配置され、前記光源から照射される光の照射範囲を前記検出領域側に対して集光させる第１光学系とを備えることを特徴とする蛍光検出装置。
【請求項２】
前記第１光学系は、前記光源を収容するケースに設けられ、前記光源側に対して凸状に形成された曲面をもった第１レンズを有し、前記光源から照射される光が前記第１レンズを通ることにより略平行光となることを特徴とする請求項１記載の蛍光検出装置。
【請求項３】
前記フォトセンサと前記検出領域との間に配置され、前記フォトセンサの受光範囲を前記検出領域側に対して集光させる第２光学系を更に備えることを特徴とする請求項１または２記載の蛍光検出装置。
【請求項４】
前記第２光学系は、前記フォトセンサを収容するケースに設けられ、前記フォトセンサ側に対して凸状に形成された曲面をもった第２レンズを有することを特徴とする請求項３記載の蛍光検出装置。
【請求項５】
搬送路上を通る対象物に含まれる蛍光成分を検出する蛍光検出装置において、
前記搬送路の検出領域に向けて光を照射する光源と、
前記検出領域を挟んで前記光源と対向するように配置され、前記光源より照射される光によって前記対象物から生じる蛍光を受光するフォトセンサと、
前記フォトセンサと前記検出領域との間に配置され、前記フォトセンサの受光範囲を前記検出領域側に対して集光させる光学系とを備えることを特徴とする蛍光検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送路上を通る紙幣及び伝票類等に含まれる蛍光成分を検出する蛍光検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の蛍光検出装置としては、例えば特許文献１に記載されているものがある。この文献に記載の蛍光検出装置は、搬送路上を通る紙幣に光を照射するＬＥＤを有する発光部と、搬送路を挟んで対向配置され、紙幣から発生した光を受光するフォトダイオードを有する受光部とを備えている。
【特許文献１】特開２００３−１６２７４８号公報
【特許文献２】特開２００１−３５７４２９号公報
【特許文献３】特開平７−２８２３１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術においては、紙幣の搬送中に、紙幣の上下動いわゆる搬送バタツキが発生すると、受光部の出力レベルが変動してしまう。また、発光部の照射範囲と受光部の受光範囲が異なる場合、蛍光成分が第二の照明光源となって周囲を照らすため、受光部の出力レベルが変動してしまう。このため、受光部の出力レベルに基づいて紙幣の金種や真偽等を識別する際に、高精度な識別を行うことが困難である。
【０００４】
本発明の目的は、対象物の搬送バタツキによる出力レベルの変動を低減することができる蛍光検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、搬送路上を通る対象物に含まれる蛍光成分を検出する蛍光検出装置において、搬送路の検出領域に向けて光を照射する光源と、検出領域を挟んで光源と対向するように配置され、光源より照射される光によって対象物から生じる蛍光を受光するフォトセンサと、光源と検出領域との間に配置され、光源から照射される光の照射範囲を検出領域側に対して集光させる第１光学系とを備えることを特徴とするものである。
【０００６】
このような蛍光検出装置において、搬送路上を通る対象物が搬送路の検出領域に達すると、光源より対象物に光が照射され、この時に対象物から生じる蛍光がフォトセンサで受光される。このフォトセンサの出力レベル（蛍光レベル）は対象物の照明光量に影響され、対象物の照明光量が少ないとフォトセンサの出力レベルが低くなる。そこで、光源と搬送路の検出領域との間に上記の第１光学系を設けることにより、光源から照射される光の広がりが第１光学系によって抑えられるため、対象物が光源から近い位置にある時の対象物の照明光量と対象物が光源から遠い位置にある時の対象物の照明光量との差が小さくなる。これにより、対象物の上下動いわゆる搬送バタツキによるフォトセンサの出力レベルの変動を低減することができる。
【０００７】
このとき、好ましくは、第１光学系は、光源を収容するケースに設けられ、光源側に対して凸状に形成された曲面をもった第１レンズを有する。これにより、例えば光源から照射される光の照射範囲を搬送路の検出領域側に対してほぼ一定に集光させる、いわゆる略平行光を生成する第１光学系を簡単に形成することができる。
【０００８】
また、好ましくは、フォトセンサと検出領域との間に配置され、フォトセンサの受光範囲を検出領域側に対して集光させる第２光学系を更に備える。フォトセンサの出力レベルは、更にフォトセンサの受光範囲の広がりにも影響される。つまり、対象物がフォトセンサから遠い位置にあると、フォトセンサの受光範囲が広くなるため、フォトセンサが対象物の照明領域以外の領域も見てしまうことがあり、この場合にはフォトセンサの出力レベルが低くなる。そこで、フォトセンサと搬送路の検出領域との間に上記の第２光学系を設けることにより、フォトセンサの受光範囲の広がりが抑えられるため、特に対象物がフォトセンサから遠い位置にあるときに、フォトセンサの受光範囲内において対象物の照明領域以外の領域が少なくなる。これにより、対象物の搬送バタツキによるフォトセンサの出力レベルの変動をより低減することができる。
【０００９】
このとき、好ましくは、第２光学系は、フォトセンサを収容するケースに設けられ、フォトセンサ側に対して凸状に形成された曲面をもった第２レンズを有する。これにより、例えばフォトセンサの受光範囲を搬送路の検出領域側に対してほぼ一定に集光させるような第２光学系を簡単に形成することができる。
【００１０】
また、本発明は、搬送路上を通る対象物に含まれる蛍光成分を検出する蛍光検出装置において、搬送路の検出領域に向けて光を照射する光源と、検出領域を挟んで光源と対向するように配置され、光源より照射される光によって対象物から生じる蛍光を受光するフォトセンサと、フォトセンサと検出領域との間に配置され、フォトセンサの受光範囲を検出領域側に対して集光させる光学系とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
このような蛍光検出装置において、搬送路上を通る対象物が搬送路の検出領域に達すると、光源より対象物に光が照射され、この時に対象物から生じる蛍光がフォトセンサで受光される。このフォトセンサの出力レベル（蛍光レベル）は、フォトセンサの受光範囲の広がりに影響される。つまり、対象物がフォトセンサから遠い位置にあると、フォトセンサの受光範囲が広くなるため、フォトセンサは対象物の照明領域以外の領域も見てしまうことがあり、この場合にはフォトセンサの出力レベルが低くなる。そこで、フォトセンサと搬送路の検出領域との間に上記の光学系を設けることにより、フォトセンサの受光範囲の広がりが抑えられるため、特に対象物がフォトセンサから遠い位置にあるときに、フォトセンサの受光範囲内において対象物の照明領域以外の領域が少なくなる。これにより、対象物の上下動いわゆる搬送バタツキによるフォトセンサの出力レベルの変動を低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、対象物の搬送バタツキに起因したフォトセンサの出力レベルの変動を低減することができる。これにより、フォトセンサの出力レベルに基づいて、対象物の種別や真偽等の識別を高精度に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係わる蛍光検出装置の好適な一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る蛍光検出装置の一実施形態を示す断面図である。同図において、本実施形態の蛍光検出装置１は、紙幣２の真偽判別及び金種判別を行う紙幣検査機に備えられている装置である。紙幣２には、紫外線を当てた時に蛍光を発する成分が含まれている。蛍光検出装置１は、搬送路３上を通る紙幣２に含まれる蛍光成分の含有量を検出するものである。
【００１５】
搬送路３は、上搬送ガイド板４と下搬送ガイド板５とで形成されている。紙幣２をスムーズに搬送させるために、上搬送ガイド板４と下搬送ガイド板５との間には２〜３ｍｍ程度の隙間が設けられている。
【００１６】
蛍光検出装置１は、搬送路３の検出領域Ｐを挟んで対向するように配置された発光ユニット６及び受光ユニット７を有している。
【００１７】
発光ユニット６は、上搬送ガイド板４に固定されたケース８を有し、このケース８内には、搬送路３の検出領域Ｐに向けて光を照射する光源９が収容されている。光源９は、紫外成分を含む光を発生させる紫外線ＬＥＤであり、ケース８の上端部に取り付けた基板１０に固定されている。ケース８の下部には、例えば透明なアクリル樹脂等で形成された窓部１１が設けられている。また、ケース８内における光源９と窓部１１との間には、紫外線以外の波長成分を除去する紫外線透過フィルタ１２が配置されている。
【００１８】
窓部１１には、紫外線透過フィルタ１２側（光源８側）に対して凸状に形成された曲面１３ａをもった光学レンズ１３が設けられている。この光学レンズ１３は、光源９から照射される光の照射範囲を搬送路３の検出領域Ｐ側に対して集光させる光学系である。光源９から照射された光は、光源９のもつ指向特性によって、遠くなるに従って広がっていく。光学レンズ１３は、そのような光源９から照射される光の照射範囲を搬送路３の検出領域Ｐ側に対してほぼ一定に集光させる、いわゆる略平行光を生成するように形成されている（図３の１点鎖線参照）。なお、光学レンズ１３は、ケース８の窓部１１とは別に作り、後で窓部１１と接合させても良く、最初から窓部１１と一体的に作っても良い。
【００１９】
受光ユニット７は、下搬送ガイド板５に固定されたケース１４を有し、このケース１４内には、光源９より照射される光によって紙幣２から生じる蛍光を受光するフォトセンサ１５が収容されている。フォトセンサ１５は、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等であり、ケース１４の下端部に取り付けた基板１６に固定されている。ケース１４の上部には、例えば透明なアクリル樹脂等で形成された窓部１７が設けられている。
【００２０】
また、ケース１４内におけるフォトセンサ１５と窓部１７との間には、紙幣２に照射された紫外線のうち紙幣２を透過した成分を除去する紫外線除去フィルタ１８が配置されている。これにより、紙幣２を透過した紫外成分がノイズとしてフォトセンサ１５に達するのが防止されるため、紫外光によるフォトセンサ１５の誤検出を防ぐことができる。
【００２１】
窓部１７には、紫外線除去フィルタ１８側（フォトセンサ１５側）に対して凸状に形成された曲面１９ａをもった光学レンズ１９が設けられている。光学レンズ１９は、フォトセンサ１５の受光範囲を搬送路３の検出領域Ｐ側に対して集光させる光学系である。フォトセンサ１５の受光範囲は、フォトセンサ１５のもつ指向特性によって、遠くなるに従って広がっていく。光学レンズ１９は、光学レンズ１３により規定される光の照射範囲に合わせて、フォトセンサ１５の受光範囲を搬送路３の検出領域Ｐ側に対してほぼ一定（略平行）に集光させるように形成されている（図３の破線参照）。なお、光学レンズ１９は、上記の光学レンズ１３と同様に、ケース１４の窓部１７と別々に作っても良いし、窓部１７と一体的に作っても良い。
【００２２】
以上のように構成した蛍光検出装置１において、搬送路３上を搬送される紙幣２が検出領域Ｐに到達すると、光源９から出射された光が紫外線透過フィルタ１２及び窓部１１を透過して紙幣２に当たり、紙幣２が照らされる。このとき、紙幣２から発する蛍光が窓部１７及び紫外線除去フィルタ１８を透過してフォトセンサ１５に受光され、このフォトセンサ１５により蛍光量が電気信号として検出される。そして、フォトセンサ１５の出力信号（検出信号）が図示しない識別ユニットに送られ、フォトセンサ１５の出力レベルに基づいた紙幣２の真偽判定や金種判定等が実行される。
【００２３】
ところで、上述したように搬送路３を形成する上搬送ガイド板４と下搬送ガイド板５との間には所定の隙間が設けられているため、紙幣２が搬送されている最中に、紙幣２の上下動（搬送バタツキ）が生じる。このため、上記の光学レンズ１３，１９が設けられていない場合には、以下の不具合が生じる。
【００２４】
即ち、図２に示すように、光源９から照射される光の照射範囲（一点鎖線参照）はフォトセンサ１５側に向けて広がり、フォトセンサ１５の受光範囲（点線参照）は光源９側に向けて広がっている。このため、例えば紙幣２が図中の高さ位置Ｂにあるときには、光源９から照射される光によって照らし出される紙幣２の照明領域Ｘとフォトセンサ１５によって受ける紙幣２の受光領域Ｙとが一致するので、フォトセンサ１５の出力レベルとしては、それ相当の値が得られる。
【００２５】
一方、紙幣２が高さ位置Ｂよりも光源９側の高さ位置Ａにあるときには、紙幣２の照明領域Ｘよりも紙幣２の受光領域Ｙが大きくなる。このため、フォトセンサ１５は、紙幣２の照明領域Ｘの光を受光するだけでなく、紙幣２の照明領域Ｘ以外の暗い領域をも見ることになるので、紙幣２が高さ位置Ｂにある場合に比べて、フォトセンサ１５の出力レベルが小さくなる。
【００２６】
また、紙幣２が高さ位置Ｂよりもフォトセンサ１５側の高さ位置Ｃにあるときには、紙幣２の照明領域Ｘよりも紙幣２の受光領域Ｙが小さくなるため、フォトセンサ１５が紙幣２における照明領域Ｘ以外の暗い領域を見ることはないが、紙幣２が光源９から遠くなる分だけ紙幣２の照明光量が不十分になる。従って、この場合にも、紙幣２が高さ位置Ｂにある場合に比べて、フォトセンサ１５の出力レベルが小さくなる。
【００２７】
このように紙幣２の搬送バタツキによって紙幣２の高さ位置が変わると、紙幣２のほぼ同じ領域に含まれる蛍光を検出しているにも拘らず、フォトセンサ１５の出力レベルが変わってしまう。このため、その後の紙幣２の識別処理において、紙幣２の真偽や金種の判別を精度良く行うことができなくなる。
【００２８】
これに対し本実施形態では、発光ユニット６のケース８の窓部１１に、光源９から照射される光の照射範囲をフォトセンサ１５側に対して集光させる、いわゆる略平行光を生成する光学レンズ１３を設けたので、搬送路３の検出領域Ｐでは、光源９から出射された光の広がりが抑えられる。このため、図３に示すように、紙幣２が高さ位置Ａ〜Ｃのいずれにある状態においても、紙幣２の照明領域Ｘの面積がほぼ等しくなる。従って、特に紙幣２が高さ位置Ｃにあるときに、光源９から遠く離れていることによる紙幣２の照明光量の低下が最小限に抑えられる。
【００２９】
また、受光ユニット７のケース１４の窓部１７に、フォトセンサ１５の受光範囲を光照射範囲に合うように光源９側に対して集光させる光学レンズ１９を設けたので、搬送路３の検出領域Ｐでは、フォトセンサ１５の受光範囲の広がりが抑えられる。このため、図３に示すように、紙幣２が高さ位置Ａ〜Ｃのいずれにある状態においても、紙幣２の受光領域Ｙの面積がほぼ等しくなる。従って、特に紙幣２が高さ位置Ａにあるときに、紙幣２における照明領域Ｘ以外の暗い領域が大幅に少なくなる。
【００３０】
以上により、紙幣２の搬送バタツキに起因するフォトセンサ１５の出力レベルの変動を抑えることができる。従って、その後の紙幣２の識別処理において、紙幣２の真偽や金種の判別が高精度に行えるため、紙幣２の認識精度が向上する。
【００３１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、光学レンズ１３は、光源９から照射される光の照射範囲をフォトセンサ１５側に対して略平行に集光させるように規定されているが、紙幣２が光源９から離れるに従って紙幣２の照明光量が所望量以上に低下するような場合には、光の照射範囲がフォトセンサ１５側に向かって狭くなるように光学レンズ１３を形成しても良い。この場合には、光の照射範囲に応じてフォトセンサ１５の受光範囲が光源９側に向かって広くなるように光学レンズ１９を形成するのが望ましい。
【００３２】
また、上記実施形態では、発光ユニット６に光学レンズ１３を設け、受光ユニット７に光学レンズ１９を設けたが、光学レンズ１３，１９のいずれか一方のみを設ける構成としても良い。この場合であっても、図２に示すように光学レンズ１３，１９のいずれも設けない場合に比べて、紙幣２の搬送バタツキによるフォトセンサ１５の出力レベルの変動を小さくすることが可能である。
【００３３】
さらに、上記実施形態の蛍光検出装置１は、紙幣に含まれる蛍光を検出するものであるが、本発明は、特に紙幣には限られず、伝票、証券、カード等の蛍光検出にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る蛍光検出装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】従来の蛍光検出装置において、光源から照射される光の照射範囲とフォトセンサの受光範囲とを示す概念図である。
【図３】図１に示す蛍光検出装置において、光源から照射される光の照射範囲とフォトセンサの受光範囲とを示す概念図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…蛍光検出装置、２…紙幣（対象物）、３…搬送路、８…ケース、９…光源、１１…窓部、１３…光学レンズ（第１レンズ、第１光学系）、１３ａ…曲面、１４…ケース、１５…フォトセンサ、１７…窓部、１９…光学レンズ（第２レンズ、第２光学系）、１９ａ…曲面、Ｐ…検出領域、Ｘ…照明領域、Ｙ…受光領域。
【図１】
2005215784.tif 000003
【図２】
2005215784.tif 000004
【図３】
2005215784.tif 000005