(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光手段から集光した光を物体に照射する集光手段と、前記発光手段と発光手段との間に設けられて前記照射された光によって前記物体から放出又は反射される光を検出する受光手段とを備えた画像検出装置において、
前記集光手段は平凸シリンドリカルレンズに回折格子を設けた回折格子付き平凸シリンドリカルレンズあって、前記回折格子付き平凸シリンドリカルレンズの入射光側に前記発光手段を設けたことを特徴とする画像検出装置。
【請求項２】
前記発光手段と前記受光手段とを直線上に配置したことを特徴とする請求項１に記載の画像検出装置。
【請求項３】
発光手段の光を反射させて物体に照射するための反射板と、前記照射された光によって前記物体から放出又は反射される光を検出する受光手段とを備えた画像検出装置において、
前記反射板は前記物体から放出又は反射される光を前記受光手段に導くための開口部のある開口部付き反射板であって、前記開口部付き反射板の発光手段からの光が当たる反射部分に円筒凸面を形成し、前記開口部付き反射板で反射した光を集光する平凸シリンドリカルレンズと、前記開口部付き反射板の入射光側に前記発光手段と、前記開口部付き反射板の開口部からの光を受光するための前記受光手段を配置したことを特徴とする画像検出装置。
【請求項４】
前記円筒凸面に代えて回析格子を設けたことを特徴とする請求項３記載の画像検出装置。
【請求項５】
前記開口部付き反射板で反射した光を集光する手段は平凸シリンドリカルレンズに回折格子を設けた回折格子付き平凸シリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項３記載の画像検出装置。
【請求項６】
前記発光手段に複数の波長の異なる発光手段を設け、前記複数の波長の異なる発光手段の照射により前記物体から放出又は反射される光に感度を有する複数の受光手段を設けたことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の画像検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体に光を照射し物体から放出される光および反射光を検出する画像検出装置に係わり、特に、紙幣に光を照射し、この紙幣の基材、蛍光インクから放出される光を検出して紙幣識別を行う画像検出装置を備えた現金自動取扱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像検出装置として、例えば特開平１０−３１７７３号公報に記載されているように、光源にＬＥＤアレイを用い光源からの光をロッドレンズを介して物体に照射し、その反射光を平凸レンズ系を介してホトダイオードアレイで検出される硬貨識別装置の構成が開示されている。
【０００３】
また、特開平１１−３９５３３号公報には、波長の異なる二つの光源からの光を照射し、反射光をレンズ系で集光し、それぞれの波長に対応した感度を有するエリアセンサで検出する紙葉類真偽識別装置の構成が開示されている。
【０００４】
また、特開平１１−２１９４５９号公報には、紙幣鑑別にＬＥＤアレイの波長の異なる三つの光源をスキャンごとに切換えて光を照射し、透過光をレンズ系で集光しＣＣＤエリアセンサで検出する画像取得装置の構成が開示されている。  また、蛍光画像検出の応用装置としては、現金自動取扱装置、自動販売機等に利用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これら従来例では、一つの光源の照射範囲を拡大して光源の数を少なくすること、反射光の受光効率を向上させることなどの配慮がなされていない。
【０００６】
本発明の目的は、光源の数を少なくしたことによる光量の低下を抑えた画像検出装置と、波長の異なる複数の光源の照射光により励起された複数の波長の光を検出することが可能な画像検出装置を備えた現金自動取扱装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、複数の発光手段から集光した光を物体に照射する集光手段と、前記発光手段と発光手段との間に設けられて前記照射された光によって前記物体から放出又は反射される光を検出する受光手段とを備えた画像検出装置において、
前記集光手段は平凸シリンドリカルレンズに回折格子を設けた回折格子付き平凸シリンドリカルレンズあって、前記回折格子付き平凸シリンドリカルレンズの入射光側に前記発光手段を設けたことにより達成される。
【０００８】
また、上記目的は、前記発光手段と前記受光手段とを直線上に配置したことにより達成される。
【０００９】
また、上記目的は、発光手段の光を反射させて物体に照射するための反射板と、前記照射された光によって前記物体から放出又は反射される光を検出する受光手段とを備えた画像検出装置において、前記反射板は前記物体から放出又は反射される光を前記受光手段に導くための開口部のある開口部付き反射板であって、前記開口部付き反射板の発光手段からの光が当たる反射部分に円筒凸面を形成し、前記開口部付き反射板で反射した光を集光する平凸シリンドリカルレンズと、前記開口部付き反射板の入射光側に前記発光手段と、前記開口部付き反射板の開口部からの光を受光するための前記受光手段を配置したことにより達成される。
【００１０】
また、上記目的は、前記円筒凸面に代えて回析格子を設けたことにより達成される。
【００１１】
また、上記目的は、前記開口部付き反射板で反射した光を集光する手段は平凸シリンドリカルレンズに回折格子を設けた回折格子付き平凸シリンドリカルレンズであることにより達成される。
【００１２】
また、上記目的は、前記発光手段に複数の波長の異なる発光手段を設け、前記複数の波長の異なる発光手段の照射により前記物体から放出又は反射される光に感度を有する複数の受光手段を設けたことにより達成される。
【００２２】
また、上記目的は、前記発光手段に複数の波長の異なる発光手段を設け、前記複数の波長の異なる発光手段の照射により前記物体から放出又は反射される光に感度を有する複数の受光手段を設けたことにより達成される。
【００２３】
また、本発明は、上記画像検出装置を現金自動取扱装置に搭載したものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
蛍光画像検出装置を用いた一般的な現金自動取扱装置を図１８に示す。
図１８は、現金自動取扱装置の概略構成図である。
図１８において、９０は現金自動取扱装置である。９１は現金預け入れ時に供給された紙幣９６ａを収納するための紙幣の分離と、現金払い出し時に利用者が指定した金額を払い出すための紙幣供給受取機構である。９７は紙幣搬送路９２ａ、９２ｂと、紙幣が真券であるか偽券であるかを鑑別する蛍光画像検出装置１と、紙幣が１枚か２枚以上かを判別する重送検出手段（図示せず）などを設けた紙幣鑑別部である。９３は紙幣の収納時と払い出し時に一時的に紙幣を蓄積しておく一時スタッカである。９４は機械処理ができない紙幣を収納するための紙幣回収箱９４である。９５ａ、９５ｂ、９５ｃは金種別に紙幣９６ｂを収納し払い出すための金種収納箱である。
【００２５】
次に、この現金自動取扱装置の動作について説明する。
現金預け入れ時は、紙幣供給受取機構９１に供給された紙幣９６ａが１枚づつ分離され、搬送路９２ａに供給される。紙幣鑑別部９７で蛍光画像検出装置１の紙幣からの蛍光情報等により紙幣が真券であるか偽券であるかを鑑別する。さらに、重送検出手段により紙幣が１枚か２枚以上かを判別する。紙幣が真券であり１枚の場合は一時スタッカ９３に蓄積され取引金額を表示する。
一方、供給した紙幣に問題がある場合は供給した全ての紙幣は紙幣供給受取機構９１に戻される。取引が成立した場合は再び紙幣鑑別部９７を通り紙幣が１枚か２枚以上かをチェックしてそれぞれの金種収納箱９５に収納する。現金払い出し時には金種収納箱９５の紙幣９６ｂを１枚づつ分離し搬送路９２ｂに供給する。紙幣鑑別部９７において紙幣が１枚か２枚以上かを判別する。紙幣が１枚の場合は紙幣供給受取機構９１に払い出される。２枚以上の場合は一時スタッカに蓄積され、その後、紙幣回収箱９４に収納される。なお、紙幣鑑別部９７は往復どちらの方向から紙幣が搬送されても鑑別可能なように構成されている。
【００２６】
ところで、現金自動取扱装置、いわゆるＡＴＭは、銀行に限らず駅、デパートなど多くの人が集中する場所に設置されるようになってきている。特に近年では、コンビニエンスストアーへの設置の広がりを見せており、今後ますますコンビニエンスストアーへの導入が予想される。
【００２７】
このように、コンビニエンスストアーなどの店舗に自動現金取扱装置を設置する場合、設置スペースに制約があり店舗経営者らからは現金自動取扱装置の小型化の要求が高い。そこで、近年の現金自動取扱装置は図１８で示したように、現金供給受取機構や紙幣回収箱を前面方向に配置し、現金の補給払出し作業を前面から行うようにすることによって、幅方向の寸法を大幅に小さくすることが可能となった。
【００２８】
一方、この種の現金自動支払装置は、海外向けも種々検討されている。
日本国内のみでの使用であれば、紙幣は１万円札、５千円札、２千円札、千円札の４種類であり、これらの紙幣に印刷された蛍光インクの配置パターンを認識しておけば、金種の認識は十分可能であるが、海外の紙幣は蛍光材料、デザイン、大きさなどが日本の紙幣とは全く異なるため、日本仕様の現金自動取扱装置をそのまま海外で使用することは出来ない。
【００２９】
さて、紙幣の蛍光画像を検出する装置は、紙幣に印刷された蛍光インクに紫外光を照射し、この蛍光インクからの蛍光を受光して光の強弱で金種を判断するものである。また、特殊な光を紙幣に照射し、紙幣のセルロース、バインダなどの基材から放出される光を検出して紙幣の材質を判別して金種を判断するものである。ところが、上述したように、現金自動取扱装置は小型化が要求されているため、蛍光画像検出装置も小さくしなければならず、紫外光を照射する発光素子、反射光を受光する受光素子の数をできるだけ少なくして蛍光画像検出装置の小型化を図ることが考えられている。このことから、発光、受光それぞれの素子の数を減らした分、紫外光の照射幅をできるだけ広くして、海外の紙幣にも対応できるようにする必要がある。さらに、波長の異なる複数の光を照射し、それによって励起された複数の波長の光を受光できるようにして、多数の紙幣に対応できるようにすることおよび情報量を多くして真偽の精度の向上を図ることが考えられている。
【００３０】
ところが、紫外線の照射幅を広くすると光量が減少し、金種の検出精度が低下するという問題がある。特に、海外の紙幣の場合、塗布された蛍光インクの量を少なくした国もあり、海外紙幣の場合は、できるだけ紫外線を絞込んで光量を上げたほうが良い。
【００３１】
そこで、本発明は、海外紙幣にも対応できる蛍光画像検出装置を種々検討した結果を図に示す実施例にて説明する。
【００３２】
本発明の現金自動取扱装置に搭載される蛍光画像検出装置１を図１、図２、図３を用いて説明する。
図１は、本発明を備えた蛍光画像検出装置の一実施例を示す図である。
尚、この蛍光画像検出装置は紙幣に印刷された蛍光画像に紫外光を照射し、蛍光画像から放射される蛍光を検出して紙幣の真贋を判定するものである。
【００３３】
図１において、１は蛍光画像検出装置である。５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈは部材２、紫外光ＬＥＤなどの発光素子４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅと、ホトダイオードなどの受光素子である。３は発光素子４ａ乃至４ｅと受光素子５ａ乃至５ｈなどを取付け、紙幣２１からの蛍光を検出する光検出回路基板である。６ａ乃至６ｅは発光素子４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅに対応して設けられた可視光カットフィルタである。７ａ乃至７ｈ（ただし、７ｃ〜７ｇは図への記載は省略した）受光素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈに対応して設けられ、受光したい蛍光だけを通過させる紫外光カットフィルタである。
８は平面側に円筒凹面９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅを一体に形成した凹面付き平凸シリンドリカルレンズである。この凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８の取付け方向は、紙幣１７の長手方向と平行であり、図１中のｘ方向に長い形状となっている。紙幣１７の搬送方向は図１に示したｙ方向である。１１ａ、１１ｂは発光素子からの照射光１０と、発光素子４ａ乃至４ｅによる楕円形の照射エリアである。１２は照射光１０で紙幣１７より放射され受光素子５ａ乃至５ｈで受光される蛍光光である。１８は紙幣１７と、この紙幣１７を案内し搬送するための光が通過できる部材で形成された上ガイドであり、１９は下ガイド１９である。これらの部材から蛍光画像検出装置１は構成されている。
【００３４】
図２は、図１のｙ−ｙ方向で切断しｘ−ｘ方向から見た図である。
【００３５】
尚、図２の説明では図１も参照して説明する。
図２において、光検出回路基板３と紫外光カットフィルタ７ａ乃至７ｈと可視光カットフィルタ６ａ乃至６ｅおよび凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８は部材２に取付けられている。凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８と一体に有する円筒凹面９ａ乃至９ｅそれぞれの円筒凹面は、その曲率半径の中心を通る直線（ｙ方向）と円筒凸面の曲率半径の中心を通る直線（ｘ方向）が直交するように形成されている。
【００３６】
発光素子４ａ乃至４ｅは、凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８の円筒凹面９ａ乃至９ｅが形成する曲率半径の中心を通る直線と、円筒凸面の曲率半径の中心を通る直線の交点の真上又は近傍に位置するように設けられている。
例えば発光素子４ａと発光素子４ｂとの間に設けられた受光素子５ａは、凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８の円筒凸面である曲率半径の中心を通る直線上、又はその近傍に配置されている。なお、ここでは受光素子４ａ乃至４ｅは凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８の平面部に対応した位置に一定間隔で配置したが間隔は一定でなくても良く必ずしも限定されるものではない。
【００３７】
また、発光する波長の異なる発光素子を複数設け、それに対応した発光素子側の光カットフィルタと、波長感度の異なる複数の受光素子とそれに対応した受光素子側の光カットフィルタを設けて複数種類の蛍光または反射光を検知できるように発光素子、受光素子の配置間隔を密に構成することもできる。
【００３８】
複数の発光する波長の異なる発光素子と、複数の受光素子を設けてスキャンごとに発光素子を切り替えて点灯することにより、複数種類の蛍光または反射光を検知できるように発光素子、受光素子の配置間隔を密に構成することもできるが、発光素子側の光カットフィルタは設けても良い。
【００３９】
尚、凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８は平面側に円筒凹面部を設けたが、円筒凸面側を入射光側にして円筒凸面側に設けてもよく、凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８は別々の平凸シリンドリカルレンズと平凹シリンドリカルレンズを組み合わせたものでもよい。
【００４０】
スペーサ１３は、発光素子４ａ乃至４ｅおよび発光素子５ａ乃至５ｈを凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８の円筒凸面である曲率半径の中心を通る直線上に位置決めするためのものである。紫外光カットフィルタ７ａ乃至７ｈと可視光カットフィルタ６ａ乃至６ｅはその端部をスペーサ１３と部材２とで挟んで固定される。凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８は平面部と凸面側の端部位置で部材２に固定される。
【００４１】
この凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８の材質は石英ガラス、樹脂等が使用できる。光源と物体までの距離を２５ｍｍとした場合、凹面および凸面の曲率半径は２．５ｍｍから５ｍｍの範囲が好適である。ただし、それ以外の曲率半径でも使用可能である。
【００４２】
図３は、図１の蛍光画像検出装置１の発光素子４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅで照射された紙幣１７のｘ方向の光量分布を示す。
図３において、発光素子４ａ乃至４ｅで照射された光量分布を２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅに示す。また、各発光素子の光量分布２０ａ乃至２０ｅを加算した合成光量分布を２１に示し、平面側に円筒凹面がない平凸シリンドリカルレンズを用いた時の光量分布を２２ａ乃至２２ｅに示す。
このように、入射光側に円筒凹面がない平凸シリンドリカルレンズの場合にはｘ方向への光の広がりは少ない。
【００４３】
本発明によれば、平凸シリンドリカルレンズの平面側に円筒凹面を設けることにより、凹レンズの作用により発光素子の光を長手方向（ｘ方向）に拡大できる。また、拡大した光はシリンドリカルレンズの作用によりｙ方向（すなわち円筒凸面中央部）に集光でき光量の増加が行なえる。
従がって、発光素子の光を拡大でき、なだらかに変化させることができるため、これらを加算した合成光量分布は光量の増加と光量変動を小さくできる効果があるため、紙幣の蛍光検知の感度向上と検知誤差を小さくできるので検知精度の向上を図ることができる。
【００４４】
以上のごとく、各発光素子の光を長手方向（ｘ方向）に拡大できるので、紙幣全体を照射するための発光素子の数を少なくでき、コストの低減に効果がある。
また、一つの基板に受光素子と発光素子を同列に配置できるため、紙幣から放射または反射された光は上方へ向かうことから、真上に配置した受光素子は受光効率がよいので検知感度の向上によって装置の組立易さ、小型化ができるのでコストの低減に効果がある。
【００４５】
また、凹レンズ作用による発光素子の光の拡大と凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分布変化を小さくでき発光素子の配置間隔を広くすることができるので、発光波長の異なる複数の発光素子を配置できる。さらに、それに対応した複数の受光素子を発光素子と同列に配置でき、複数種類の放射光又は反射光を検知できるように構成できる。したがって、多目的な蛍光検知装置が小型、低コストで得られる効果がある。
【００４６】
一方、発光波長の異なる複数の発光素子を常時点灯しておくことができるので検知速度が向上するとともに、発光波長の異なる複数の発光素子をスキャンことに切り替えて点灯する場合には、複数の受光素子を密に配置できるので検知精度の向上し、平凸シリンドリカルレンズに円筒凹面を設けることにより装置の組立易さ、小型化ができるのでコストの低減を図ることが出来る。
【００４７】
次に、図４に蛍光画像検出装置の他の一実施例を示す。また、図５にその断面図を示す。
図４は、図１の構成に別の受光素子３０ａ乃至３０ｎとそれに対応した光カットフィルタ３１ａ乃至３１ｎを設けた構成である。
図４乃至図５において、図１の構成の他に、受光素子３０ａ乃至３０ｎを取付けた光検出回路基板３３（図５に示す）と、受光素子３０ａ乃至３０ｎを所定の位置と姿勢に位置決めするスペーサ３４（図５に示す）と、受光したい光だけを通過させる光カットフィルタ３１ａ乃至３１ｎと、紙幣１７からの放射光又は反射光３２ａ乃至３２ｎとで構成される。また、検出間隔を狭くするために受光素子５ａ乃至５ｈと受光素子３０ａ乃至３０ｎは紙幣面の検出位置を互いに補間するように受光素子のピッチをずらせて配列することもできる。
【００４８】
このように本発明によれば、受光素子を多数設けることができるので検出間隔を狭くすることができ検出精度の向上に効果があり、凹レンズ作用による発光素子の光の拡大と凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分布変化を小さくでき発光素子の配置間隔を広くできるので、発光波長の異なる複数の発光素子を多数配置できる。
それに対応した複数の受光素子を狭い間隔で多数配置でき、複数種類の放射光又は反射光を検知できるように構成できる。したがって、多目的な蛍光検知装置の検出精度の向上に効果がある。
【００４９】
図６に蛍光画像検出装置の他の一実施例を記載した断面図で説明する。
図６は、図５の構成の受光素子３０ａ乃至３０ｎと対称位置に別の受光素子４０ａ乃至４０ｎとそれに対応した光カットフィルタ４１ａ乃至４１ｎを設けた構成である。
図６において、図５の構成の他に、受光素子４０ａ乃至４０ｎを取付けた光検出回路基板４３と、受光素子４０ａ乃至４０ｎを所定の位置と姿勢に位置決めするスペーサ４４と、受光したい光だけを通過させる光カットフィルタ４１ａ乃至４１ｂと、紙幣１７からの放射光又は反射光４２ａ乃至４２ｎとで構成される。また、検出間隔を狭くするために受光素子３０ａ乃至３０ｎと受光素子４０ａ乃至４０ｎは紙幣面の検出位置を互いに補間するように受光素子を半ピッチずらせて配列することもできる。
【００５０】
このように本発明によれば、受光素子を多数設けることができるので検出間隔を狭くすることができ検出精度の向上に効果がある。
【００５１】
また、凹レンズ作用による発光素子の光の拡大と凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分布変化を小さくでき発光素子の配置間隔を広くすることができるので、発光波長の異なる複数の発光素子を多数配置できる。さらに、それに対応した複数の受光素子を狭い間隔で多数配置でき、複数種類の放射光又は反射光を検知できるように構成できる。したがって、多目的な蛍光検知装置の検出精度の向上に効果がある。
【００５２】
次に、図７に蛍光画像検出装置の他の一実施例を断面図で説明する。また、図８は光検知回路基板３側から見た図を示す。
図７乃至図８において、図４の構成の発光素子を４ａ乃至４ｊに、円筒凹面を９ａ乃至９ｊに増加し、受光素子３０ａ乃至３０ｎを発光素子４ａ乃至４ｊと同じ光検知回路基板３に取付けたものである。
【００５３】
こうすることによって、図７乃至図８の構成においても図４と同様の効果が得られる。さらに、一つの基板に発光素子と受光素子を配置できるため、紙幣から放射または反射された光は比較的上方へ向かうことから、上方に配置した受光素子は受光効率がよいので検知感度の向上に効果があるので、装置の組立易さ、小型化ができるのでコストの低減に効果がある。
【００５４】
また、第一の波長の発光素子４ａ、４ｃ、４ｅ、４ｇ、４ｉと、第二の波長の発光素子４ｂ、４ｄ、４ｆ、４ｈの発光波長の異なる複数の発光素子を多数配置できる。さらに、それに対応した第一の波長の受光素子３０ａ、３０ｃ、３０ｅ、３０ｇ、３０ｉ、３０ｋ、３０ｎと、第二の波長の受光素子３０ｂ、３０ｄ、３０ｆ、３０ｈ、３０ｊ、３０ｍの複数の受光素子を狭い間隔で多数配置でき、複数種類の放射光又は反射光を検知できるように構成できるので、多目的な蛍光検知装置の検出精度の向上に効果がある。
【００５５】
図９に図４の他の一実施例を示す。
図９は、光検知回路基板３側から見た図である。
図９において、紙幣面の検出間隔を狭くするために受光素子５ａ乃至５ｈと受光素子３０ａ乃至３０ｍは紙幣面の検出位置を互いに補間するように受光素子をｐ／２（ｐ＝配置ピッチ）ずらせて千鳥に配列することもできる。
【００５６】
このように図９によれば、図４とおなじような効果が得られ、さらに、一つの基板に発光素子と受光素子を配置できる。そのため、紙幣から放射または反射された光は比較的上方へ向かうことから、上方に配置した受光素子は受光効率がよいので検知感度の向上に効果がある。さらに、装置の組立易さ、小型化ができるのでコストの低減に効果がある。
【００５７】
また、受光素子を千鳥に配列にして、多数設けることができるので検出間隔を狭くすることができ検出精度の向上に効果がある。
【００５８】
図１０に蛍光画像検出装置１に取付けられた凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８の他の一実施例を示す。
図１０は円筒レンズ４７に円筒凹面を一定間隔ごとに設けたものである。
図１０において、凹レンズ作用による発光素子の光の拡大と凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分布変化を小さくでき発光素子の配置間隔を広くすることができる。そのため、図１乃至図９と同じ効果が得られる。さらに、円筒レンズは組み立て易く、また、加工が容易なためコストの低減に効果がある。
【００５９】
図１１に蛍光画像検出装置１に取付けられた凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８の他の一実施例を示す。
図１１は円筒レンズ５０である。
図１１において、光源は円筒レンズ５０の焦点又は焦点近傍に配置すれば、照射光は平行光となり楕円形の照射面積の長手方向を長くでき、短手方向の光の集光をより向上できるが、これ以外の位置でも使用可能である。
【００６０】
このように図１１によれば、円筒レンズは長手方向での集光作用はないため発光素子から放射上に出た光は長手方向に拡散する。また、凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分布変化を小さくでき発光素子の配置間隔を広くすることができる。そのため、図１乃至図９の効果が得られる。さらに、円筒レンズは組み立て易く、また、加工が容易なためコストの低減に効果がある。
【００６１】
図１２に蛍光画像検出装置１に取付けられた凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８の他の一実施例を示す。
図１２は平凸シリンドリカルレンズ５２である。
図１２において、光源は平凸シリンドリカルレンズ５２の焦点又は焦点近傍に配置すれば、照射光は平行光となり楕円形の照射面積の長手方向を長くでき、短手方向の光の集光をより向上できる。なお、これ以外の位置でも使用可能である。
【００６２】
このように本実施例によれば、平凸シリンドリカルレンズは長手方向での集光作用はないため発光素子から放射上に出た光は長手方向に拡散する。また、凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分布変化を小さくでき発光素子の配置間隔を広くすることができる。そのため、図１乃至図９の効果が得られる。
【００６３】
図１３に蛍光画像検出装置１に取付けられた凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８の他の一実施例を示す。
図１３は平凸シリンドリカルレンズ５４の平面側に回折格子を一定間隔ごとに設けたものである。
【００６４】
図１３において、入射光は回折格子で回折されて発光素子の光を拡大できる。また、凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分布変化を小さくでき発光素子の配置間隔を広くすることができる。そのため、図１乃至図９と同じ効果が得られる。
【００６５】
次に、蛍光画像検出装置１の他の一実施例を図１４を用いて説明する。
図１４は蛍光画像検出装置１の構成を示す図である。
図１４において、６８ａ乃至６８ｅは、部材２、紫外光ＬＥＤなどの発光素子である。６０ａ乃至６０ｎはホトダイオードなどの受光素子である。発光素子６８ａ乃至６８ｅに対応して可視光カットフィルタ６９ａ乃至６９ｅが設けられている。受光素子６０ａ乃至６０ｎに対応して受光したい蛍光だけを通過させる紫外光カットフィルタ６１ａ乃至６１ｎが設けられている。６２は紙幣１７からの蛍光６７を受光素子６０ａ乃至６０ｎに導くための開口部６３ａ乃至６３ｎが設けられ発光素子６８ａ乃至６８ｅの光を紙幣１７に反射させるための反射板である。５２はこの反射板６２からの光を紙幣面に集光させるための平凸シリンドリカルレンズである。６５は発光素子からの照射光である。６６は発光素子６８ａ乃至６８ｅによる楕円形の照射面積である。６７は照射光６５で紙幣１７より放射され受光素子６０ａ乃至６０ｎで受光される蛍光である。１８、１９は図１にも記載したように、紙幣１７を案内し搬送するための光が通過できる部材で形成された上ガイド１８と、下ガイドである。
【００６６】
平凸シリンドリカルレンズ５２の長手方向（紙幣１７の長手方向）をｘ方向、短手方向（紙幣１７の短手方向すなわち搬送方向）をｙ方向と図示する。また、反射板６２は入射光を略９０度の方向に反射するように略４５度に部材２に固定される。
【００６７】
また、発光する波長分布の異なる発光素子を複数設け、それに対応した発光素子側の光カットフィルタと、波長感度の異なる複数の受光素子とそれに対応した受光素子側の光カットフィルタを設けて複数種類の蛍光または反射光を検知できるように発光素子、受光素子の配置間隔を蜜に構成することもできる。
【００６８】
また、複数の発光する波長の異なる発光素子と、複数の受光素子を設けてスキャンごとに発光素子を切り替えて点灯することにより、複数種類の蛍光または反射光を検知できるように発光素子、受光素子の配置間隔を蜜に構成することもできる。なお、発光素子側の光カットフィルタは設けても良い。
【００６９】
図１５は、図１４の蛍光画像検出装置をｙ−ｙ方向から切断しｘ−ｘ方向から見た図である。
図１５において、発光素子６８ａ乃至６８ｅなどを取付けた発光回路基板７３と、受光素子６０ａ乃至６０ｎなどを取付け紙幣２１からの蛍光６７を検出する光検出回路基板７０と、反射板６２の開口部６３ａ乃至６３ｎから蛍光６７を受光素子６０ａ乃至６０ｎに導くための貫通口７２と、受光素子６０ａ乃至６０ｎを貫通口７２に位置決めするためのスペーサ７１と、発光素子６８ａ乃至６８ｅを位置決めするためのスペーサ７４を示す。紫外光カットフィルタ６９ａ乃至６９ｅと可視光カットフィルタ６１ａ乃至６１ｎはその端部をスペーサ７４、７１と部材２とで挟んで固定される。平凸シリンドリカルレンズ５２は凸面側の端部位置で部材２に固定される。
【００７０】
なお、反射板６２は部材２にアルミ蒸着などで形成することができる。また、平凸シリンドリカルレンズの材質は石英ガラス、樹脂等が使用できる。光源と物体までの距離を２５ｍｍとした場合、凸面の曲率半径は２．５ｍｍから５ｍｍの範囲が好適であるがそれ以外でも使用できる。
【００７１】
このように本発明によれば、反射板で反射した光を平凸シリンドリカルレンズで長手方向（ｘ方向）に拡散できる。また、拡散した光は凸レンズの作用によりｙ方向（すなわち円筒凸面中央部）に集光でき光量の増加が行なえる。このように、発光素子の光を拡大でき、これらを加算した合成光量分布は光量の増加と光量変動を小さくできる効果がある。したがって、紙幣の蛍光検知の感度向上と、検知誤差を小さくできるので検知精度の向上に効果がある。
【００７２】
その上、各発光素子の光を長手方向（ｘ方向）に拡大できるので、紙幣全体を照射するための発光素子の数を少なくできるためコストの低減に効果がある。
【００７３】
また、紙幣から放射または反射された光は上方へ向かうことから、反射板の真上に配置した受光素子は受光効率がよいので検知感度の向上に効果がある。
【００７４】
一方、発光素子の長手方向への光の拡大と凸レンズ作用による光の集光で発光素子の光量分布変化を小さくでき発光素子の配置間隔を広くすることができるので、発光波長分布の異なる複数の発光素子を配置できる。さらに、それに対応した複数の受光素子を配置でき、複数種類の放射光又は反射光を検知できるように構成できる。したがって、多目的な蛍光検知装置が小型、低コストで得られる効果がある。
【００７５】
また、発光波長の異なる複数の発光素子を常時点灯しておくことができるので検知速度の向上に効果がある。しかも、発光波長の異なる複数の発光素子をスキャンことに切り替えて点灯する場合には、複数の受光素子を密に配置できるので検知精度の向上に効果がある。
【００７６】
尚、平凸シリンドリカルレンズに替えて図１１の円筒レンズを使用しても上述と同じ効果が得られる。
【００７７】
図１の凹面付き平凸シリンドリカルレンズ８、図１０の凹面付き円筒レンズ、図１３の回折格子付き平凸シリンドリカルレンズを用いると、さらに長手方向への光の拡大が可能になり発光素子の数を少なくできるためコストの低減に効果がある。
【００７８】
次に、図１６は図１４の蛍光画像検出装置１の他の一実施例を示す。
図１６は、反射板６２の発光素子６８ａ乃至６８ｅからの光を反射する部分に、紙幣１７からの蛍光６７を通過させる開口部のある円筒凸面反射板７０ａ乃至７０ｅを設けた以外は図１４と同じ構成である。
【００７９】
このように本発明によれば、上記図１４の効果が得られる。さらに、発光素子からの光りを円筒凸面反射板で長手方向（ｘ方向）に拡大できるので、紙幣全体を照射するための発光素子の数を少なくできるためコストの低減に効果がある。また、発光波長の異なる複数の発光素子を配置、多目的な蛍光検知装置が小型、低コストで得られる効果がある。
【００８０】
次に、図１７は図１４の蛍光画像検出装置１の他の一実施例を示す。図１７は反射板６２の発光素子６８ａ乃至６８ｅからの光を反射する部分に、紙幣１７からの蛍光６７を通過させる開口部のある回折格子反射板７５ａ乃至７５ｅを設けた以外は図１４と同じ構成である。このように、回折格子反射板に当たった発光素子からの光のスポットが紙幣１７の上に多数の光のスポット（楕円形の照射面積６６）として現れる。
【００８１】
このように本発明によれば、上記図１４の効果が得られる。さらに、発光素子からの光りを回折格子反射板で長手方向（ｘ方向）に拡大できるので、紙幣全体を照射するための発光素子の数を少なくできるためコストの低減に効果がある。また、発光波長の異なる複数の発光素子を配置、多目的な蛍光検知装置が小型、低コストで得られる効果がある。
【００８２】
このように本発明によれば、本発明の蛍光画像検出装置を設けた小型の紙幣鑑別部と紙幣搬送路を往復搬送路で構成したことにより設置面積を小さくでき装置の小型化に効果がある。また、搬送路を短くできるため預け入れ及び払い出しの時間を短縮できる効果がある。
【００８３】
これまでの説明では現金自動取扱装置に使用する蛍光画像検出装置について述べたが、各種自動販売機の蛍光画像検出装置にも応用できる。また、対象物に光を照射しその反射光から画像を読取るスキャナ、複写機の画像読取り装置等に使用できる。
【００８４】
以上説明したように本発明によれば、蛍光画像検出装置の紫外線発光素子からの光を平凸シリンドリカルレンズ、円筒レンズ、平凸シリンドリカルレンズに円筒凹面を設けた凹面付き平凸シリンドリカルレンズ、円筒レンズに円筒凹面を設けた凹面付き円筒レンズおよび平凸シリンドリカルレンズに回折格子を設けた回折格子付き平凸シリンドリカルレンズを用いて紙幣の長手方向への拡大と、短手方向への集光を行い紙幣からの蛍光又は反射光を受光素子で検知するように構成した。
【００８５】
また、紫外線発光素子から光を紙幣から放射される蛍光又は反射光を受光素子に取り込む開口部を設けた開口部付き反射板、発光素子からの光りの当たる面に円筒凸面を設けた開口部付き円筒凸面反射板、発光素子からの光りの当たる面に回折格子を設けた開口部付き回折格子反射板を用い、さらに、前記反射板からの反射光を平凸シリンドリカルレンズ、円筒レンズ、平凸シリンドリカルレンズに円筒凹面を設けた凹面付き平凸シリンドリカルレンズ、円筒レンズに円筒凹面を設けた凹面付き円筒レンズおよび平凸シリンドリカルレンズに回折格子を設けた回折格子付き平凸シリンドリカルレンズを用いて紙幣の長手方向への拡大と、短手方向への集光を行い紙幣からの蛍光又は反射光を反射板の開口部の真上に設けた受光素子で検知するように構成した。
【００８６】
このように構成したことにより、発光素子の光を長手方向に拡大できなだらかに変化させることができるため、これらを加算した合成光量分布は光量の増加と光量変動を小さくできる効果がある。したがって、紙幣の蛍光検知の感度の向上と、検知誤差を小さくできるので検知精度の向上に効果がある。
【００８７】
また、各発光素子の光を長手方向に拡大できるので、紙幣全体を照射するための発光素子の数を少なくできるためコストの低減に効果がある。
【００８８】
また、発光素子は長手方向に間隔を広くして配置できるので、一つの基板に受光素子と発光素子を同列に配置できる。そのため、紙幣から放射または反射された光は比較的上方へ向かうことから、真上に配置した受光素子は受光効率がよいので検知感度の向上に効果がある。さらに、装置の組立易さ、小型化ができるのでコストの低減に効果がある。
【００８９】
また、発光波長の異なる複数の発光素子を配置できる。さらに、それに対応した複数の受光素子を発光素子と同列に配置でき、複数種類の放射光又は反射光を検知できるように構成できる。したがって、多目的な蛍光検知装置が小型、低コストで得られる効果がある。
【００９０】
また、平凸シリンドリカルレンズ、円筒レンズ、平凸シリンドリカルレンズに円筒凹面を設けた凹面付き平凸シリンドリカルレンズ、円筒レンズに円筒凹面を設けた凹面付き円筒レンズおよび平凸シリンドリカルレンズに回折格子を設けた回折格子付き平凸シリンドリカルレンズは装置の組立易さ、小型化ができるのでコストの低減に効果がある。
【００９１】
また、現金自動取扱装置に本発明の蛍光画像検出装置を設けた小型の紙幣鑑別部と紙幣搬送路を往復搬送路で構成したことにより設置面積を小さくでき装置の小型化に効果がある。また、搬送路を短くできるため預け入れ及び払い出しの時間を短縮できる効果がある。
【００９２】
【発明の効果】
以上のごとく、光源の数を少なくしたことによる光量の低下を抑え、複数の波長の反射光を検出することが可能な蛍光画像検出装置を備えた現金自動取扱装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の蛍光画像検出装置の一実施例を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の蛍光画像検出装置の断面図である。
【図３】図３は、図１の発光素子からの光量分布を示すグラフ図である。
【図４】図４は、本発明の蛍光画像検出装置の他の一実施例を示す斜視図である。
【図５】図５は、図４の蛍光画像検出装置の断面図である。
【図６】図６は、本発明の蛍光画像検出装置の他の一実施例の断面図である。
【図７】図７は、本発明の蛍光画像検出装置の他の一実施例の断面図である。
【図８】図８は、図７の光検知回路基板側から見た図である。
【図９】図９は、本発明の蛍光画像検出装置の他の一実施例の光検知回路基板側から見た図である。
【図１０】図１０は、本発明の円筒凹面を設けた円筒レンズの斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の円筒レンズを示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の平凸シリンドリカルレンズを示す斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の回折格子を設けた平凸シリンドリカルレンズの斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の蛍光画像検出装置の他の一実施例を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、図１４の蛍光画像検出装置の断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の蛍光画像検出装置の他の一実施例を示す斜視図である。
【図１７】図１７は、本発明の蛍光画像検出装置の他の一実施例を示す斜視図である。
【図１８】図１８は、一般的な現金自動取扱装置を説明する概略図である。
【符号の説明】
１…蛍光画像検出装置、２…部材、３…光検出回路基板、４ａ乃至４ｅ…受光素子、５ａ乃至５ｈ…発光素子、６ａ乃至６ｅ…紫外光カットフィルタ、７ａ乃至７ｈ…可視光カットフィルタ、８…凹面付き平凸シリンドリカルレンズ、９ａ乃至９ｅ…円筒凹面、１０…照射光、１１…照射面積、１２…蛍光又は反射光、１３…スペーサ、１７…紙幣、１８…上ガイド、１９…下ガイド。
【図１】
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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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