(57)【要約】【課題】走査ライン数より少ない数の発光素子を用いて紙幣の光学的情報を読み取り可能な透過型ホトセンサを備えた紙幣識別装置を提案すること。【解決手段】紙幣識別装置１の透過型ホトセンサ７は、紙幣搬送路４を挟み、下側に配置した発光素子１１および導光体１２と、上側に配置した２個の受光素子１３、１４を備えている。発光素子１１からの射出光は導光体１２の内部を伝播して、導光体１２の下面に形成した反射面１５、１６で上方に反射され、導光体１２の出射面１２ｃに形成した集光部１７、１８から射出して、走査ライン２１、２２上の照射位置Ｐ１、Ｐ２において、搬送される紙幣Ｐを照射する。紙幣Ｐの透過光成分が上側の受光素子１３、１４で受光される。走査ライン以外の位置に配置した発光素子１１を用いて２本の走査ライン２１、２２に沿って紙幣Ｐの光学的情報を読み取ることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過型ホトセンサによって紙葉類に担持されている光学的情報を読み取り、当該光学的情報に基づき紙葉類の識別を行う紙葉類識別装置において、
前記透過型ホトセンサは、少なくとも一つの発光素子と、当該発光素子からの射出光を分岐させて複数の照射位置に導く導光手段と、前記照射位置において識別対象の紙葉類を通過した後の光を受光するための受光素子とを有していることを特徴とする紙葉類識別装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記導光手段は、前記射出光が所定方向に伝播する導光用光学素子と、当該導光用光学素子の内部を伝播する前記射出光を各照射領域に向けて反射する複数の反射用光学素子と、各反射用光学素子で反射された後に前記導光用光学素子から射出する光を集光するための複数の集光用光学素子とを備えていることを特徴とする紙葉類識別装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記導光用光学素子には、前記反射用光学素子および前記集光用光学素子のうち、少なくとも一方が一体成形されていることを特徴とする紙葉類識別装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記透過型ホトセンサの前記照射位置は、識別対象の紙葉類における短辺方向の異なる位置を長辺方向に延びる複数の走査ライン上に位置しており、
前記受光素子として、各走査ラインに対峙した位置に配置された複数の受光素子が備わっており、
前記発光素子は、複数の前記走査ラインの側方に外れた位置に配置されており、
前記導光用光学素子は、複数の前記走査ラインに交差する状態に配置されていることを特徴とする紙葉類識別装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記導光用光学素子は、入射面と、当該入射面に直交している出射面と、当該出射面に対峙している対向面とを備えており、
前記入射面には前記発光素子が対峙しており、前記出射面には前記受光素子が対峙しており、前記対向面には、入射光を直角に折り曲げて前記出射面に導くための前記反射用光学素子として機能する複数の反射面が形成されていることを特徴とする紙葉類識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙幣、商品券、クーポン券などの各種の紙葉類の種類、真偽を識別するために、透過型ホトセンサを用いて紙葉類に担持されている光学的情報を読み取る紙葉類識別装置に関し、さらに詳しくは、透過型ホトセンサの発光素子数を削減でき、発光素子を紙葉類の走査ライン上以外の位置に配置可能な紙葉類識別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙葉類識別装置、例えば、自動販売機、遊技機などに搭載されている紙幣識別装置としては、紙幣挿入口から挿入された紙幣を内部に取り込み、定まった位置に配置されている透過型ホトセンサによって紙幣に担持されている光学的情報を読み取り、読み取った情報に基づき紙幣の種類、真偽などの識別を行うものが知られている。一般的には、紙幣の長辺方向に延びる複数の走査ラインに沿って紙幣の光学的情報を読み込み、これらに基づき識別が行われる。このため、各走査ラインに対応する位置に、発光素子および受光素子を備えた透過型ホトセンサが配置される。特許文献１には、３本の走査ラインに対応して３組の透過型ホトセンサが配置された紙幣識別装置が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、波長の異なる複数の光源からの光を、漏斗形状の導光体によって単一の受光素子に導くことにより、各光源からの光による紙幣の測定領域のずれを少なくして、紙幣識別精度の向上を図った紙幣識別装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１８７２９１号公報
【特許文献２】特開２００２−２６００５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているように、従来の紙幣識別装置では、紙幣の光学的情報を読み取るための走査ラインに対応する個数の透過型ホトセンサを配置する必要がある。また、各透過型ホトセンサの発光素子および受光素子を走査ラインに対応した位置に対向配置する必要がある。したがって、複数の透過型ホトセンサを配置するためのスペースが必要であり、また、配置位置も定まっているので、部品レイアウトの自由度が低いという問題点がある。
【０００５】
特許文献２に開示の紙幣識別装置では、漏斗形状の導光体を用いることによって、複数の光源からの光を単一の受光素子に導くようにしているので、この構成を採用すれば受光素子の個数を低減できる。しかし、紙幣搬送路を挟み、その厚さ方向に、導光体および光源と、受光素子とが配列されているので、紙幣識別装置の厚さ寸法が増加してしまうという問題点がある。
【０００６】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、設置スペースが少なくて済み、しかも厚さ寸法の増加を招くことのない透過型ホトセンサを備えた紙幣識別装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、透過型ホトセンサによって紙葉類に担持されている光学的情報を読み取り、当該光学的情報に基づき紙葉類の識別を行う紙葉類識別装置において、前記透過型ホトセンサは、少なくとも一つの発光素子と、当該発光素子からの射出光を分岐させて複数の照射位置に導く導光手段と、前記照射位置において識別対象の紙葉類を通過した後の光を受光するための受光素子とを有していることを特徴としている。
【０００８】
本発明では、発光素子から射出された一本の光ビームが、導光手段によって複数の光ビームに分岐され、分岐後の各光ビームが予め定められている複数の照射位置に導かれる。照射位置は、例えば、紙幣などの紙葉類に担持されている光学的情報を読み取るための複数の走査ライン上に位置しており、この場合には、例えば、各走査ラインに対応する位置に配置された受光素子に対して、一つの発光素子から射出された一本の光ビームが導光手段によって複数に分岐されて導かれる。したがって、走査ラインの本数より少ない個数の発光素子を配置すればよいので、設置スペースを低減できる。また、導光手段によって発光素子からの射出光を導くので、発光素子を走査ライン上の照射位置に対峙した位置とは異なる位置に配置することができ、その設置場所について自由度が増す。
【０００９】
ここで、前記導光手段は、前記射出光が所定方向に伝播する導光用光学素子と、当該導光用光学素子の内部を伝播する前記射出光を各受光素子に向けて反射する複数の反射用光学素子と、各反射用光学素子で反射された後に前記導光用光学素子から射出する光を集光するための複数の集光用光学素子とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
この場合、前記導光用光学素子には、前記反射用光学素子および前記集光用光学素子のうち、少なくとも一方を一体成形しておくことができる。
【００１１】
また、紙幣の識別を行う紙葉類識別装置では、一般に、前記透過型ホトセンサの前記照射位置は、識別対象の矩形の紙葉類における短辺方向の異なる位置を長辺方向に延びる複数の走査ライン上の位置である。この場合には、前記受光素子として、各走査ラインに対峙した位置に配置された複数の受光素子を配置し、前記発光素子を、複数の前記走査ラインの側方に外れた位置に配置し、前記導光用光学素子を、複数の前記走査ラインに交差する状態に配置することができる。
【００１２】
このようにすれば、例えば、紙幣搬送路を挟み、その厚さ方向に、導光用光学素子と受光素子を対向配置し、紙幣搬送路の側方に発光素子を配置できるので、発光素子、導光用光学素子および受光素子を厚さ方向に配列する場合とは異なり、厚さ方向の寸法増加を抑制できる。
【００１３】
かかる配置を実現するためには、前記導光用光学素子として、入射面と、当該入射面に直交している出射面と、当該出射面に対峙している対向面とを備えたものを採用し、前記入射面に前記発光素子を対峙させ、前記出射面に前記受光素子を対峙させ、前記対向面に、入射光を直角に折り曲げて前記出射面に導くための前記反射用光学素子として機能する複数の反射面を形成しておけばよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の紙葉類識別装置の透過型ホトセンサでは、一つの発光素子から射出される一本の光ビームを導光手段によって分岐させて複数の照射位置に導くようにしている。したがって、各発光素子からの射出光が対応する各照射位置を照射する場合に比べて、必要とされる発光素子の個数を低減できるので、透過型ホトセンサの設置スペースを少なくできる。また、発光素子を照射位置に対峙した位置に配置する必要が無いので、部品レイアウトの自由度も高まる。さらに、発光素子を照射位置の側方に配置した場合には、装置の厚さ寸法の増加も抑制できるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した紙葉類識別装置の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１は本発明を適用した紙幣識別装置を示す全体構成図である。本例の紙幣識別装置１は、その装置ハウジング２の前面に形成した紙幣挿入口３と、ここから挿入された紙幣Ｐを搬送するための紙幣搬送路４と、この紙幣搬送路４に沿って紙幣Ｐをその長辺方向に搬送する紙幣搬送機構５とを有している。紙幣搬送路４における紙幣挿入口３の近傍には、当該紙幣挿入口３に紙幣Ｐが挿入されたか否かを検出するための入口センサ６が配置されている。
【００１７】
紙幣搬送路４の途中位置には、紙幣搬送機構５によって紙幣搬送路４に沿って搬送される紙幣Ｐに担持されている光学的情報(透過光の強弱パターン)を読み取るための透過型ホトセンサ７が配置されている。透過型ホトセンサ７の詳細については後述する。
【００１８】
入口センサ６の検出信号および透過型ホトセンサ７の読取情報は、制御ユニット１０に供給される。制御ユニット１０は、マイクロコンピュータを中心に構成されており、入口センサ６によって紙幣Ｐが挿入されたことを検出すると、紙幣搬送機構５を駆動して、挿入された紙幣Ｐの先端をくわえ込み、紙幣搬送路４に沿って送り込む。また、透過型ホトセンサ７によって搬送される紙幣Ｐの光学的情報を読み取り、この光学的情報に基づき紙幣Ｐの種類、真偽、受入可否の識別処理を行う。紙幣の識別処理においては、透過型ホトセンサ７により読み取られた光学的情報を、予め設定されている判定基準などの識別仕様と照合することにより、挿入紙幣Ｐの識別処理を行う。
【００１９】
制御ユニット１０は、受入可能な真札が挿入されたことを検出すると、紙幣搬送路４の後端４ａから後段側の紙幣収納部(図示せず)に紙幣Ｐを送り出す。受入不可の紙幣であると識別された場合には、紙幣搬送機構５によって紙幣Ｐを逆方向に搬送して、紙幣挿入口３から紙幣Ｐを排出する。
【００２０】
図２(ａ)および(ｂ)は、透過型ホトセンサ７の概略構成を示す斜視図および側面図である。本例の透過型ホトセンサ７は、紙幣搬送路４を挟み、その下側に配置された発光素子１１および導光体１２と、その上側に配置された２個の受光素子１３、１４とを備えている。下側に配置されている導光体１２は細長い矩形断面のプラスチック成形品あるいはガラス成形品であり、紙幣搬送路４の直下を、当該紙幣搬送路４に沿って幅方向に延びている。
【００２１】
この導光体１２の一方の端面１２ａは紙幣搬送路４の厚さ方向に延びる入射面であり、この入射面１２ａには発光素子１１が対峙しており、当該発光素子１１からの射出光が当該入射面１２ａから導光体１２の内部に垂直に入射する。導光体１２の内部に入射した光は当該導光体１２の内部をその長手方向に伝播する。導光体１２の下面１２ｂには、一定の間隔で傾斜面が形成されており、これらの傾斜面は反射膜がコーティングされた反射面１５、１６とされている。導光体１２の内部を伝播する光は、その一部の光成分が反射面１５で直角に上方に向けて反射され、その残りの光成分が反射面１６によって直角に上方に向けて反射されるようになっている。
【００２２】
導光体１２の上面は入射面１２ａに直交する出射面１２ｃであり、紙幣搬送路４の直下をその幅方向に平行に延びている。この出射面１２ｃには、各反射面１５、１６に対峙する部位に上方に凸レンズ状に突出した集光部１７、１８が一体形成されている。各反射面１５、１６で反射された光は、これら集光部１７、１８を介して射出され、これら集光部１７、１８に対峙した位置に配置されている受光素子１３、１４の受光面に集光するようになっている。
【００２３】
このように構成した透過型ホトセンサ７による紙幣Ｐの読取動作を説明する。紙幣搬送機構５によって紙幣Ｐが紙幣搬送路４に沿ってその長手方向に搬送を開始されると、発光素子１１が発光して、そこからの射出光が導光体１２の内部を伝播して、出射面１２ｃの各集光部１７、１８から射出して、各受光素子１３、１４の受光面を照射した状態になる。
【００２４】
搬送される紙幣Ｐが、これら集光部１７、１８と受光素子１３、１４の間の位置を通過して搬送されることにより、当該紙幣Ｐにおける短辺方向に離れた位置を長辺方向(搬送方向)に延びる走査ライン２１、２２に沿って、当該紙幣Ｐの光学的情報が読み取られる。すなわち、発光素子１１から射出された射出光が導光体１２によって二つに分岐され、分岐された各射出光が、紙幣Ｐにおける各走査ライン２１、２２上の照射位置Ｐ１、Ｐ２を照射する。各走査ライン２１、２２における紙幣Ｐの透過光が各受光素子１３、１４によって受光される。この結果、各走査ライン２１、２２に沿った紙幣Ｐの透過光の強弱パターンが受光素子１３、１４から読み取られ、これらの読取情報に基づき紙幣Ｐの種類、真偽などが識別される。
【００２５】
ここで、導光体１２に、特定波長の光成分を吸収あるいは減衰可能な光学特性を付与することにより、発光素子１１の射出光から不要光成分を除去あるいは減衰させることができる。導光体１２に付与されるフィルタ特性あるいは減衰特性を適切に設定すれば、受光素子１３、１４から得られる検出信号のＳ／Ｎ比を高めて検出精度を上げることができる。また、導光体１２としては、出射側が複数に分岐した光ファイバを用いることもできる。さらに、反射面１５、１６および集光部１７、１８は、導光体１２に一体成形せずに、別部品として製造して配置してもよい。勿論、反射面あるいは集光部のみを導光体に一体成形してもよい。
【００２６】
以上説明したように、本例の紙幣識別装置１においては、導光体１２を用いて、発光素子１１から射出される一本の射出光を分岐させて二本の走査ライン上の照射位置Ｐ１、Ｐ２に導くようにしている。よって、走査ライン数(照射位置の数)より少ない個数の発光素子１１を配置すればよいので、走査ラインに対応する個数の発光素子を配置する場合に比べて、設置スペースが少なくて済む。また、発光素子１１を走査ラインに対峙する位置に配置する必要がないので、部品レイアウトの自由度も高まる。さらには、発光素子１１を導光体１２の側方に配置することにより、紙幣搬送路４の厚さ方向の設置スペースの増加を抑制できるので、装置の厚さ寸法の増加を回避できる。
【００２７】
なお、本例は紙幣識別装置に関するものであるが、紙幣以外の紙葉類、例えば、商品券、クーポン券などの識別を行う紙葉類識別装置に対しても、本発明を同様に適用可能である。
【００２８】
また、上記の例では、単一の発光素子を用いているが複数個の発光素子を用いることもできる。この場合には、複数個の発光素子の全て、あるいは一部について、射出光を導光体によって複数に分岐させるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を適用した紙幣識別装置を示す全体構成図である。
【図２】(ａ)および(ｂ)は、透過型ホトセンサの概略構成を示す斜視図および側面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  紙幣識別装置
２  装置ハウジング
３  紙幣挿入口
４  紙幣搬送路
５  紙幣搬送機構
６  入口センサ
７  透過型ホトセンサ
１０  制御ユニット
１１  発光素子
１２  導光体
１３、１４  受光素子
１５、１６  反射面
１７、１８  集光部
２１、２２  走査ライン
Ｐ  紙幣
Ｐ１、Ｐ２  照射位置
【図１】
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【図２】
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