(57)【要約】【課題】  ＬＥＤ７２の個体差を吸収して精度の高い識別が行える紙幣識別装置１０を提供する。【解決手段】  紙幣に光を照射する光源部７０と、照射後の光を検出する画像センサ部３０とを備えた紙幣識別装置１０について、前記光源部７０を、ＬＥＤ７２と、該ＬＥＤ７２の個体差による前記光のピーク波長のばらつきを収束させる導光板７１とで構成した。【選択図】    図９
2007034601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙葉類に光を照射する照射手段と、照射後の光を検出する検出手段とを備えた紙葉類識別装置であって、
前記照射手段を、
光を発する発光素子と、
該発光素子の個体差による前記光のピーク波長のばらつきを収束させる透光性のばらつき収束部材とで構成した
紙葉類識別装置。
【請求項２】
前記ばらつき収束部材は、
所定範囲の波長に対して透過率が増加または減少の一方向へ変化する特性を有する
請求項１記載の紙葉類識別装置。
【請求項３】
前記所定範囲は、
前記発光素子の個体差によるピーク波長のばらつきの範囲である
請求項２記載の紙葉類識別装置。
【請求項４】
前記ばらつき収束部材を、
透過性のアクリル素材で形成した
請求項１、２または３記載の紙葉類識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば紙幣に代表される紙葉類の真偽や金種を識別するような紙葉類識別装置に関し、特に光センサの検出精度を向上する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙幣の真偽識別や金種識別など、紙葉類を識別する装置が提供されている。この装置には、発光素子と受光素子とから構成される光センサ等、様々なセンサが設けられている。
【０００３】
前記光センサを用いる装置としては、発光素子と受光素子とを筐体内に配置し、前記発光素子の光の照射によって紙幣の表面から放出される蛍光を前記受光素子で受光して検査する検査装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
この検査装置は、筐体の下面に防塵ガラス板が設けられ、この防塵ガラス板と発光素子との間に光の紫外成分のみを透過する紫外線透過フィルタが設けられている。従って、発光素子から照射された光は、紫外線透過フィルタを透過して紫外成分のみとなり、この紫外成分のみの光が殆どそのまま防塵ガラス板を透過して紙幣に照射されることになる。これにより、紙幣に含まれる蛍光成分を受光素子で検出し、検査できるとされている。
【０００５】
そしてこの検査装置は、前記発光素子から照射された光によって蛍光を発する蛍光体が設けられており、紙幣の検査を行う際には、まずこの蛍光体の蛍光量を検出し、その検出値に基づいて発光素子の発光量を補正する。これにより、発光素子の発光量が温度変化等によって変化しても対応できるとされている。
【０００６】
ここで、ＬＥＤ等の発光素子には光量が最も強くなるピーク波長が存在するが、このピーク波長は、発光素子毎に個体差によるばらつきがある。一般に、このピーク波長のばらつきに対応しようとすれば、発光素子毎に個別の微調整を行うか、ばらつきを考慮して判定用の閾値範囲を広くするかのいずれかが必要となる。このため、個別の微調整を行うと製造コストがかさむことになり、判定用の閾値範囲を広くすると検査精度の向上に限界が生じることになるという問題点がある。
【０００７】
しかし、上述した従来例の検査装置は、このような問題点に対応できるものではなかった。つまり、発光素子の個体差は考慮されず、同じ発光素子の温度変化等による発光量の変換に対応するにすぎないものであった。
【０００８】
また、発光素子と紙幣との間には、防塵ガラス板と紫外線透過フィルタが設けられているが、防塵ガラス板は単に防塵機能を有するだけであり、紫外線透過フィルタは光の紫外線成分を抽出するだけであるため、発光素子の個体差に関して影響を与えるものではなかった。
【特許文献１】特開２００４−２６５１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、上述の問題に鑑み、発光素子の個体差を吸収して精度の高い識別が行える紙葉類識別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、発光素子の個体差による光のピーク波長のばらつきを収束させる透光性のばらつき収束部材を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明により、発光素子の個体差を吸収して精度の高い識別が行える紙葉類識別装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。  
図１は、自動取引装置の１つであって、銀行等の金融機関に設置されるＡＴＭ１の斜視図を示す。このＡＴＭ１は、装置本体の上部前面に、通帳の投入を許容する通帳挿入口２と、硬貨の入出金を行う硬貨入出金口３と、カードの挿入を許容するカード挿入口４と、紙葉類としての紙幣の入出金を行う紙幣入出金口５と、顧客に取引操作を表示案内するタッチパネル兼用のＣＲＴ６とを備えている。この構成により、ＡＴＭ１は、入金、出金、振込み、通帳記入、および残高照会等の取引を許容している。
【００１３】
このＡＴＭ１の取扱い操作について説明すると、ＡＴＭ１の内部に設けられた制御装置（図示省略）が、取引項目別の入力案内、操作手順、および受入れ案内等の各種取引の案内情報をＣＲＴ６に表示し、この表示に基づいて顧客にタッチ入力された取引を実行する。
【００１４】
図２は、ＡＴＭ１に内蔵される紙幣処理装置７の内部構成図を示す。この紙幣処理装置７は、上部一側に顧客が紙幣を出し入れする紙幣入出金口５を開口し、この紙幣入出金口５と搬送路９で連通する内方に紙幣の真偽識別および金種識別を行う紙幣識別装置１０が設けられている。
【００１５】
紙幣識別装置１０の後段には、紙幣識別装置１０に導かれた紙幣を適正と判定したときに一時保留する一時保留部、および識別不良と判定したときに識別不良紙幣を返却保留する返却保留部が、搬送路９で連通されて設けられている。
【００１６】
さらにその後段には、第１〜第３出金カートリッジのそれぞれから搬送路９への紙幣の受け渡しを行う各繰出ユニット、搬送路９から入金カートリッジへ紙幣の受け渡しを行う集積ユニット、および、搬送路９から直接紙幣を受入れる回収／リジェクトカートリッジが設けられている。
【００１７】
紙幣処理装置７の天板８は、図中点線で示すように開閉可能に枢支されている。また、紙幣識別装置１０には、カバー１３および拡張カバー１５が図中点線で示すように開閉可能に枢支されている。これらの天板８、カバー１３および拡張カバー１５は、同方向へ開閉するように構成されている。
【００１８】
以上の構成により、紙幣処理装置７は、入金処理、出金処理および精査処理等の処理指令に応じた搬送処理を実行できる。また、紙幣識別装置１０で紙幣の真偽や金種を識別できる。
【００１９】
また紙幣識別装置１０内で紙幣が詰まった場合など紙幣識別装置１０のメンテナンスが必要な際には、天板８と同方向にカバー１３および拡張カバー１５を開操作できる。
【００２０】
次に、紙幣識別装置１０の構成について説明する。  
図３は本体ユニット１１が開状態で拡張ユニット１２が閉状態の紙幣識別装置１０を前方から見た斜視図を示し、図４は本体ユニット１１および拡張ユニット１２が閉状態の紙幣識別装置１０を前方から見た斜視図を示し、図５は拡張ユニット１２を取り外した状態で本体ユニット１１が閉状態の紙幣識別装置１０を後方から見た斜視図を示す。
【００２１】
紙幣識別装置１０は、本体ユニット１１の後方（図３の左側）に拡張ユニット１２が接続されて構成されている。本体ユニット１１は、ベース１４にカバー１３が回転軸２４で軸支されて構成されており、拡張ユニット１２は、拡張ベース１６に拡張カバー１５が回転軸１７で軸支されて構成されている。
【００２２】
閉状態のときにカバー１３とベース１４とが対向する対向面間には搬送路２８（図３参照）が設けられており、カバー１３とベース１４とに上下に対向配置された複数のローラ２１で紙幣を搬送するように構成されている。  
この搬送路２８は、閉状態のときに拡張カバー１５と拡張ベース１６とが対向する対向面間にも続けて設けられている。拡張カバー１５と拡張ベース１６とには、複数のローラ（図示省略）が上下に対向配置されており、このローラで紙幣を搬送するように構成されている。
【００２３】
従ってこの搬送路２８は、本体ユニット１１から拡張ユニット１２へ一直線に連続しており、本体ユニット１１の前方から受け入れた紙幣を直線的に搬送して拡張ユニット１２の後方から排出する構成になっている。
【００２４】
また、カバー１３と拡張カバー１５は、同じ方向に独立して開閉動作し、ＡＴＭ１の天板８とも同じ方向に独立して開閉動作するため（図２の仮想線参照）、カバー１３や拡張カバー１４を開けた後の作業（例えば詰まり紙幣の除去などの作業）が容易に行える。
【００２５】
前記カバー１３は、搬送路２８との対向面（下面）に、検出手段としての画像センサ部３０（図３参照）、および磁気センサ部４０（図３参照）が前方からこの順で設けられている。
【００２６】
ここで前記画像センサ部３０は、搬送路２８の搬送路幅Ｌ（図３参照）の右端から左端まで一直線に設けられている。  
前記カバー１３の左右両側面の各前方部分には、搬送路２８の搬送幅方向と平行な回転軸９８に回転可能に枢支されたフック部９０が左右対称にそれぞれ独立して設けられている。
【００２７】
前記カバー１３の左側面の略中央位置には、ＡＴＭ１に電気的に接続するための３つの接続コネクタ２３が設けられている。これにより、カバー１３に設けられたローラ２１、画像センサ部３０、および磁気センサ部４０等の電気的要素は、電力の供給を受けると共に各種制御信号を受信することができ、検出した検出信号をＡＴＭ１に送信することができる。
【００２８】
ベース１４は、搬送路２８との対向面（上面）に、照射手段としての光源部７０（図３参照）、対向ローラ部５０（図３参照）、および複数の固定ローラ８３（図５参照）が前方からこの順で設けられている。
【００２９】
ここで光源部７０は、搬送路２８搬送路幅Ｌの右端から左端まで一直線に設けられている。
【００３０】
また、複数の固定ローラ８３は、いずれもステンレスなどの硬度が高く変形しない金属部材で断面中実に形成された円筒形のローラであり、搬送幅方向と平行に回転軸が備えられて搬送方向に回転する。
【００３１】
固定ローラ８３の上方には、搬送路２８（図３参照）を挟んで感圧センサ部８０が設けられている。この感圧センサ部８０は、図５に示すように、３つの変位ローラ８１が搬送幅方向の回転軸に回転可能に枢支されており、その左右外側には、少なくとも外周が変形可能なゴム等の弾性部材で形成されたローラであるゴムローラ８２が１つずつ設けられている。これらの変位ローラ８１およびゴムローラ８２は、前記固定ローラ８３の上方に該固定ローラ８３と対向して配置されている。
【００３２】
前記変位ローラ８１は、外周面がステンレスなどの硬度が高く変形しない金属部材で形成され、その内側に弾性変形が可能なゴムなどの弾性体が設けられている。この構成により、紙幣が搬送路２８を通過する際に紙幣の厚みによって弾性体が変形して変位ローラ８１（正確には変位ローラ８１の外周）が持ち上がり、この持ち上がり距離（上方への変位距離）を図示省略するセンサで検出して紙幣の厚みを検出する。
【００３３】
また、前記ベース１４の手前側の左右両端の上部内側には、フック部９０と係合する係合ベアリング９９が設けられている。  
また、前記ベース１４の左側面の略中央位置には、ＡＴＭ１に電気的に接続するための接続コネクタ２７が設けられている。これにより、ベース１４に設けられたローラ２１、対向ローラ部５０、および光源部７０等の電気的要素は、電力の供給を受けると共に各種制御信号を受信することができ、検出した検出信号をＡＴＭ１に送信することができる。
【００３４】
以上の構成により、紙幣識別装置１０は、紙幣を搬送路２８で搬送する間に画像センサ部３０、磁気センサ部４０、および感圧センサ部８０による金種識別と真偽識別を実行することができる。
【００３５】
また、最も処理時間が長い画像センサ部３０を前方に配し、最も処理時間が短い感圧センサ部８０を後方に配しているため、処理時間がかかるセンサ部から順に紙幣が通過することになり、全体の処理時間を短縮することができる。
【００３６】
次に、画像センサ部３０と光源部７０の構成について説明する。  
図６は、閉状態の本体ユニット１１（図３参照）を画像センサ部３０および光源部７０の位置で縦断して示す正面図、図７は、画像センサ部３０と光源部７０とで構成される光学検出部２９の斜視図である。
【００３７】
ベース１４には、ばらつき収束部材としての導光板７１が、搬送路２８（図３参照）の搬送路幅Ｌ全体に渡って左右に長く水平に設けられている。この導光板７１は、透光性のアクリル樹脂によって断面逆Ｕ字型で内部中実の棒状に形成されており、底面に反射パターンが設けられている。
【００３８】
この導光板７１の左右両側端面には、発光素子としてのＬＥＤ７２がそれぞれ装着されている。このＬＥＤ７２は、光の照射方向を導光板７１の中心に向けて装着されている。  
このＬＥＤ７２と導光板７１とがケース７３に収納されて光源部７０が構成されている。
【００３９】
カバー１３（図６参照）には、搬送路２８（図３参照）の搬送路幅Ｌ全体に渡ってイメージセンサ３１およびセルホックレンズ３２が左右に長く水平に設けられている。イメージセンサ３１は、前後方向に幅を有して左右方向に長い略板状の形状をしており、その下面の前後方向中央に、上下方向に幅を有して左右方向に長い略板状のセルホックレンズ３２の上面が装着されている。このイメージセンサ３１とセルホックレンズ３２とにより構成される画像センサ部３０は、側面視Ｔ字型の形状となる。前記セルホックレンズ３２は、前記導光板７１に対して上下方向に対向するよう対向配置されている。
【００４０】
以上の構成により、ＬＥＤ７２から投射された光は、導光板７１内に入り、底面の反射パターンによって鉛直上方へ向けて反射され、この反射光が導光板７１の湾曲した上面から上方へ照射される。そして、この導光板７１から上方へ照射された照射光は、搬送路２８（図３参照）を横切ってセルホックレンズ３２に集光され、この集光された光がイメージセンサ３１によって受光され、光による画像の検出が行われる。搬送路２８に紙幣Ｓ（図７参照）が存在していた場合は、紙幣Ｓを透過した透過光がイメージセンサ３１によって受光され、紙幣Ｓの画像が検出される。
【００４１】
次に、図８および図９に示す波長特性説明図と共に、ＬＥＤ７２の波長特性と導光板７１の透過特性、および導光板７１透過後の光の波長特性について説明する。
【００４２】
ＬＥＤ７２の波長特性λ１〜λ３は、図８（Ａ）のグラフに示すように、相対光量が最も高くなるピーク波長がＬＥＤ７２の個体差によって異なる。この例では、赤外光を発するＬＥＤ７２が採用されており、ピーク波長の最も小さいＬＥＤ７２は、ピーク波長が８６２ｎｍであり、ピーク波長の最も大きいＬＥＤ７２は、ピーク波長が８８２ｎｍである。
【００４３】
導光板７１の透過特性は、図８（Ｂ）に示すように、この例では１．０であった透過率が８３２ｎｍの波長から下降をはじめ、８９４ｎｍの波長で最低値の０．３２２まで下がる。ここからは逆に透過率が上昇をはじめ、９４４ｎｍの波長で０．７６１まで上がる。その後は透過率が再度下降を始める。
【００４４】
これらのＬＥＤ７２の波長特性と導光板７１の透過特性を重ねてみると、図９（Ａ）に示すように、個体差によるＬＥＤ７２のピーク波長のばらつき範囲Ｗ１は、導光板７１の透過特性が下降の一方向へ変化する透過率変化範囲Ｗ２の間に収まっている。
【００４５】
従って、各ＬＥＤ７２から投射された光が導光板７１を透過すると、その透過後の透過光は、図９（Ｂ）に示すようにピーク波長のばらつきが収束される。すなわち、透過光の各波長での光量は、ＬＥＤ７２の光量に導光板７１の透過率を乗算した値になるため、ピーク波長が変化する。この例では、ピーク波長のばらつき範囲で導光板７１の透過率が下降しているため、ピーク波長は小さいほうへ寄せられ、最も小さいピーク波長は８６０ｎｍ、最も大きいピーク波長は８６８ｎｍとなる。従って、導光板７１を透過する前のばらつき範囲Ｗ１が２０ｎｍ（８６２ｎｍ〜８８２ｎｍ）であったのに対し、透過後のばらつき範囲Ｗ３は８ｎｍ（８６０ｎｍ〜８６８ｎｍ）と収束する。
【００４６】
このように、ＬＥＤ７２の個体差によるピーク波長のばらつきを導光板７１によって収束することができる。従って、ＬＥＤ７２の光を直接利用する場合や、ピーク波長の収束を行っていない場合にくらべて、判定用の閾値範囲を狭く設定することができる。
【００４７】
従来であれば、判定用の閾値範囲を狭く設定しようとすれば、ＬＥＤ７２の個体差に合わせて個別の微調整を行う必要があったが、本実施形態では、そのような個別の微調整を行う必要がなく、共通設定で判定用の閾値範囲を狭く設定できるため、高精度な識別機能を低価格で提供することができる。特に本実施形態の光学検出部２９は赤外線を利用したイメージセンサであるため、判定用の閾値範囲を狭くできることによる識別性能の向上は格別である。
【００４８】
なお、導光板７１は、アクリル樹脂に限らず所定範囲の波長に対して透過率が増加または減少の一方向へ変化する特性を有する素材であればよく、ＬＥＤ７２はこの素材に合わせて他のピーク波長を有する発光体であればよいが、本実施の形態のように、一般に用いられる素材であるアクリル樹脂を導光板７１として用い、このアクリル樹脂の透過特性に合わせたＬＥＤ７２を用いることで、低コストで製造することができる。
【００４９】
また、本実施の形態では、画像センサ部３０と光源部７０が紙幣Ｓを挟んで上下に配設された透過型のセンサで光学検出部２９を構成したが、画像センサ部３０と光源部７０とのいずれもが紙幣Ｓの上面側（あるいは下面側）に配設された反射型のセンサで光学検出部２９を構成してもよい。
【００５０】
また、イメージセンサ３１をフォトダイオードとし、ＬＥＤ７２を紫外線発光ＬＥＤとして、紙幣に紫外線を照射して紙幣が発する蛍光を検出する構成にすることも可能である。この場合、導光板７１は、紫外線発光ＬＥＤのピーク波長のばらつき範囲で透過率が増加または減少する素材で構成するとよい。
【００５１】
なお、この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】ＡＴＭの斜視図。
【図２】紙幣処理装置の内部構成図。
【図３】本体ユニットが開状態の紙幣識別装置を前方から見た斜視図。
【図４】閉状態の紙幣識別装置を前方から見た斜視図。
【図５】本体ユニットの斜視図。
【図６】閉状態の本体ユニットを縦断して示す正面図。
【図７】光学検出部の斜視図。
【図８】波長特性の説明図。
【図９】波長特性の説明図。
【符号の説明】
【００５３】
１０…紙幣識別装置
３０…画像センサ部
７０…光源部
７１…導光板
７２…ＬＥＤ
Ｓ…紙幣
Ｗ１…ばらつき範囲
【図１】
2007034601.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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