(57)【要約】【課題】１つのライン光源に透過用ライン光源及び反射用ライン光源の二つの機能を同時に持たせることにより、光学ラインセンサ装置を小型化して、効率的かつ経済的な光学ラインセンサ装置を提供する。【解決手段】長手方向に延び所定の波長範囲の光を透過する材質で形成された導光体1と、導光体の中に光を照射する光源部３，４とで構成されるライン光源６，７において、導光体１には、その長手方向Ｌに沿って、出射方向の互いに異なる第1の出射面１ｃ及び第２の出射面１ｄと、第1の出射面１ｃに対向し光拡散用の第１の拡散パターンＰ１が長手方向に沿って配置された第1の拡散パターン形成面１ｇと、第２の出射面１ｄに対向し光拡散用の第２の拡散パターンＰ２が長手方向に沿って配置され第２の拡散パターン形成面１ａとが形成されている。【選択図】図１
2016015031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路において紙葉類などの被照射物を搬送しながら、その透過光画像と反射光画像とを読み取る光学ラインセンサ装置であって、
長手方向に延び所定の波長範囲の光を透過する材質で形成された導光体と、前記導光体の中に光を照射する光源部とを含んで構成されるライン光源を備え、
前記導光体には、その長手方向に沿って、出射方向の互いに異なる第1の出射面及び第２の出射面と、前記第1の出射面に対向し光拡散用の第１の拡散パターンが長手方向に沿って配置された第1の拡散パターン形成面と、前記第２の出射面に対向し光拡散用の第２の拡散パターンが長手方向に沿って配置され第２の拡散パターン形成面とが形成され、
前記第1の出射面から出射され前記被照射物に照射された透過光を収束する第1のレンズアレイと、前記第2の出射面から出射され前記被照射物に照射された反射光を収束する第2のレンズアレイと、前記第1のレンズアレイにより収束された光を受光し電気信号に変換する第1の受光部と、前記第2のレンズアレイにより収束された光を受光し電気信号に変換する第2の受光部とを備える、光学ラインセンサ装置。
【請求項２】
前記第1の出射面及び前記第２の出射面のいずれか若しくは両方がレンズの形状を有する、請求項１に記載の光学ラインセンサ装置。
【請求項３】
前記第１の拡散パターン及び第２の拡散パターンのいずれか若しくは両方が、複数のプリズムで構成される、請求項１又は請求項２に記載の光学ラインセンサ装置。
【請求項４】
少なくとも前記導光体を保持する保持部材をさらに備え、前記保持部材の前記導光体に対向する表面は、光を散乱又は反射させる部材で構成されている、請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学ラインセンサ装置。
【請求項５】
前記保持部材の前記導光体に対向する表面は、白色部材で形成されている、請求項４に記載の光学ラインセンサ装置。
【請求項６】
前記保持部材は、前記第1の拡散パターンに対向する表面で、所定の第1の波長の光を反射するが、第1の波長と異なる所定の第2の波長の光を反射しない色を有し、
前記保持部材は、前記第2の拡散パターンに対向する面で、前記第2の波長の光を反射するが、第1の波長の光を反射しない色を有し、
前記光源部は、少なくとも前記第1の波長と前記第2の波長を含む光を照射する発光素子を有する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学ラインセンサ装置。
【請求項７】
前記第1のレンズアレイと前記第1の受光部とは、前記搬送路の一方の側に配置され、
前記第2のレンズアレイと前記第2の受光部とは、前記搬送路の他方の側に配置され、
前記ライン光源は前記搬送路の一方の側に配置されている、請求項１から請求項６のいずれかに記載の光学ラインセンサ装置。
【請求項８】
前記第1のレンズアレイと前記第1の受光部とは、前記搬送路の一方の側に配置され、
前記第2のレンズアレイと前記第2の受光部とは、前記搬送路の他方の側に配置され、
前記ライン光源は前記搬送路の両方の側にそれぞれ配置されている、請求項１から請求項６のいずれかに記載の光学ラインセンサ装置。
【請求項９】
前記搬送路の一方の側に配置されているライン光源の第1出射面から出射された光と、前記搬送路の他方の側に配置されているライン光源の第2出射面から出射された光とが、紙葉類の上下で同一部分に照射される、請求項８記載の光学ラインセンサ装置。
【請求項１０】
前記搬送路の一方の側に配置されているライン光源の第1出射面から出射された光の指向角が前記被照射物の搬送方向に対して垂直である、請求項７から請求項９のいずれかに記載の光学ラインセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライン光源から出射され、紙幣や有価証券などの紙葉類を反射又は透過した光を読取るための光学ラインセンサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学ラインセンサ装置は、紙葉類の鑑別などのために、紙葉類の色・模様などの認識をするために用いられる装置である。この光学ラインセンサ装置は、紙葉類を照明するためのライン光源と、そのライン光源から出射され紙葉類を透過又は反射した光を導くためのレンズアレイと、そのレンズアレイにより導かれた光を受光する受光部とを備えている。受光部は、レンズアレイを経て結像された反射画像あるいは透過画像を光電変換する機能を有する。
【０００３】
詳しく説明すると、従来の光学ラインセンサ装置では、紙葉類の形状、透かしなどを識別するために、ライン光源からの光を紙幣等に照射し、その透過光を電気信号に変換してこれらの画像を読み取る透過型の光学ラインセンサユニットと、紙葉類の表と裏の両面に、表面用のライン光源と裏面用のライン光源からの光を照射し、それぞれの反射光を電気信号に変換して、紙葉類の表と裏の図柄などを読み取る２台の反射型の光学ラインセンサユニットとを組み合わせている（特許文献１，２参照）。この構成によって、一度の搬送により、紙葉類の透過画像と紙葉類の表裏の反射画像を同時に読み取ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−６８７３１号公報
【特許文献２】特開２０１２−１９０２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２に記載された従来の光学ラインセンサ装置では、紙葉類に向けて透過光を照射する透過用ライン光源と、その紙葉類の表面に向けて反射光を出射する反射用ライン光源とを個別に配置する必要があった。このため、光学ラインセンサ装置自体が大型化し、高価になるという問題があった。
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、１つのライン光源に透過用ライン光源及び反射用ライン光源の二つの機能を同時に持たせることにより、光学ラインセンサ装置を小型化して、効率的かつ経済的な光学ラインセンサ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】
【０００６】
本発明の光学ラインセンサ装置は、長手方向に延び所定の波長範囲の光を透過する材質で形成された導光体と、導光体の中に光を照射する光源部とを含んで構成されるライン光源とを備える。導光体には、その長手方向に沿って、出射方向の互いに異なる第1の出射面及び第２の出射面と、第1の出射面に対向し光拡散用の第１の拡散パターンが長手方向に沿って配置された第1の拡散パターン形成面と、第２の出射面に対向し光拡散用の第２の拡散パターンが長手方向に沿って配置され第２の拡散パターン形成面とが形成されている。さらに、第1の出射面から出射され被照射物に照射された透過光を収束する第1のレンズアレイと、第2の出射面から出射され被照射物に照射された反射光を収束する第2のレンズアレイと、第1のレンズアレイにより収束された光を受光し電気信号に変換する第1の受光部と、第2のレンズアレイにより収束された光を受光し電気信号に変換する第2の受光部とを備えるものである。
【０００７】
この構成であれば、第1の出射面と第２の出射面とから、違った方向に光を出射させることができる。第1の出射面から出射され被照射物に照射された透過光を、第1のレンズアレイを通して第1の受光部で受けることができ、第2の出射面から出射され被照射物に照射された反射光を、第2のレンズアレイを通して第2の受光部で受けることができる。すなわち、導光体と光源部とを含んで構成される同一のライン光源によって、反射用ライン光源と透過用ライン光源とを共用させることができる。したがって、反射用ライン光源と透過用ライン光源とを共用できなかった従来の光学ラインセンサ装置と比べて、光学ラインセンサ装置の小型化と低廉化とが達成できる。
【０００８】
第1の出射面及び第２の出射面のいずれか若しくは両方がレンズの形状を有することが好ましい。この構造により、第1の出射面と第２の出射面とから出射される光の分離が容易に達成できる。
なお、拡散パターンは印刷拡散パターンなど、光源部から導光された光を第1又は第２の出射面に反射するものであれば、その構造は限定されない。例えば、第１の拡散パターン及び第２の拡散パターンのいずれか若しくは両方が、複数のプリズムで構成されていてもよい。複数のプリズム拡散パターンにて構成することで、効率よく均一に光を出射面に照射することができる。  
【０００９】
導光体を保持する保持部材をさらに備え、保持部材の導光体に対向する表面が光を散乱させる部材で構成されていてもよい。そのようにすることで、拡散パターンを通り抜けてしまった光が保持部材の表面に当たって散乱又は反射し、導光体の中に戻すことができる。なお、光を散乱させる部材は、拡散パターンの下にあればよく、その他の部分について保持部材は空洞でもよい。
【００１０】
保持部材の導光体に対向する表面は、白色部材で形成されていてもよい。例えば300nm-1000nmの波長で反射するもので形成する。そのようにすることで光源部から入射された光を、すべて導光体の中に戻し、出射方向に照射することができる。
また、保持部材は、第1の拡散パターンに対向する表面で、所定の第1の波長の光を反射するが、第1の波長と異なる所定の第2の波長の光を反射しない色を有し、第2の拡散パターンに対向する面で、第2の波長の光を反射するが、第1の波長の光を反射しない色を有し、光源部は、少なくとも第1の波長と第2の波長を含む光を照射する発光素子を有するものであってもよい。
【００１１】
この構成によれば、同一の光源部からの出射により、第1の出射面からと第2の出射面から異なる波長の光を照射することができる。
また、光源部について、複数の波長の光を時分割で点灯する点灯手段を設けることにより、様々な波長の光を時分割に照射し、さらに保持部材の色との組み合わせることで、少ない点灯拡散パターンで、様々な波長の光を第1出射面や第2の出射面に照射することができる。
【００１２】
第1のレンズアレイと第1の受光部とを、搬送路の一方の側に配置し、第2のレンズアレイと第2の受光部とを、搬送路の他方の側に配置し、ライン光源を搬送路の一方の側に配置した構造であれば、ライン光源の第1出射面から出射された光で紙葉類の透過光を、ライン光源の第２出射面から出射された光で紙葉類の反射光を読み取ることができる。
第1のレンズアレイと第1の受光部とを、搬送路の一方の側に配置し、第2のレンズアレイと第2の受光部とを、搬送路の他方の側に配置し、ライン光源を搬送路の両方の側にそれぞれ配置した構造であれば、一方のライン光源の第1出射面から出射された光で紙葉類の透過光を、一方のライン光源の第２出射面から出射された光で紙葉類の反射光を読み取ることができ、それと同時に、他方のライン光源の第1出射面から出射された光で紙葉類の透過光を、他方のライン光源の第２出射面から出射された光で紙葉類の反射光を読み取ることができる。
【００１３】
搬送路の一方の側に配置されているライン光源の第1出射面から出射された光と、搬送路の他方の側に配置されているライン光源の第2出射面から出射された光とが、紙葉類の上下で同一部分に照射される構成であってもよい。
搬送路の一方の側に配置されているライン光源の第1出射面から出射された光の指向角が被照射物の搬送方向に対して垂直であってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明によれば、１つのライン光源に透過用ライン光源及び反射用ライン光源の二つの機能を同時に持たせることにより、光学ラインセンサ装置を小型化して、省スペースで安価に、紙葉類の表裏両面の反射光と透過光とを同時に読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】紙葉類の片側の反射画像と透過画像とを読み取るための光学ラインセンサ装置の構成を概略的に示すX-Z平面での断面図である。
【図２】紙葉類の両側の反射画像と透過画像とを読み取るための光学ラインセンサ装置の構成を概略的に示すX-Z平面での断面図である。
【図３】ライン光源を下斜め方向から見た斜視図である。
【図４】ライン光源の各構成部材を示す分解斜視図である。
【図５】導光体に付加された拡散パターンの一例を示す側面図である。
【図６】導光体に付加された拡散パターンの他の一例を示す斜視図である。
【図７】導光体の他の形状を示す断面図である。
【図８】上方と下方に同一構成のセンサユニットを配置した光学ラインセンサ装置において、紙葉類Ｓの搬送中、ライン光源を時間的に分割して交互に点灯させるための制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】上側光ラインセンサ装置と下側光学ラインセンサ装置を制御方法について示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図されている。
＜光学ラインセンサ装置＞
図１は、有価証券や紙幣などの紙葉類Ｓの画像を検出する光学ラインセンサ装置を示す断面図である。紙葉類Ｓを搬送するための搬送路１１において、紙葉類Ｓは、搬送方向ｘに沿った姿勢で直線状に搬送される。光学ラインセンサ装置は、搬送路１１を挟んで両側に対向配置されるセンサユニット１２，１３を有している。
【００１７】
両方のセンサユニット１２，１３は、長さ方向（図１におけるｙ方向）の寸法が厚さ方向（図１におけるｚ方向）の寸法及び幅方向（図１におけるｘ方向）の寸法に比してかなり大きく、細長い形状をなしている。
下側のセンサユニット１２は、上方向に開口部が設けられた細長い箱状の筐体１４と、この筐体１４にその開口部を閉塞させるように取り付けられる細長い板状の透光カバー１８と、筐体１４の中に収納されたユニット本体Ｕとで構成される。
【００１８】
筐体１４は、幅（ｘ）方向の両端部に先端側ほど厚さが薄くなるように傾斜する面取りが施されている。この面取りは紙葉類Ｓがセンサユニット１２，１３を通過する際に引っかかる障害とならないようにするためである。
透光カバー１８の材質はライン光源６から出射される光を透過させるものであれば良く、例えばアクリル樹脂やシクロオレフィン系樹脂などといった透明の樹脂であってもよい。
【００１９】
センサユニット１２のユニット本体Ｕ内には、透光カバー１８に対し反対側に基板２０が設置され、その上に受光部２４と点灯駆動回路２８とが配置されている。この基板２０はフェノール、ガラスエポキシなどで形成された薄い絶縁板であり、その裏面若しくは内層に銅箔からなる配線パターンが形成されている。
ライン光源６の両端の端子３１を基板２０の各所に形成された孔に挿入し、基板２０の裏面において半田などで配線拡散パターンと接合することにより、ライン光源６を基板２０に搭載し固定することができるとともに、点灯駆動回路２８から基板裏面の配線パターンを通してライン光源部６に点灯電力を供給してその発光を駆動・制御することができる。
【００２０】
受光部２４もユニット本体Ｕと同様に細長い形状をなしており、その長さ（ｙ）方向を、ユニット本体Ｕの長さ（ｙ）方向に一致させて筐体１４の中に取り付けられている。この受光部２４は、その画像検出方向を透光カバー１８に向けている。
受光部２４は基板２０に実装され、光を受けて光電変換により電気出力として画像を読取る受光素子を含んで構成されている。受光素子の材質・構造は特に規定されるものではなく、アモルファスシリコン、結晶シリコン、ＣｄＳ、ＣｄＳｅなどを用いたフォトダイオードやフォトトランジスタを配置したものであってもよい。またＣＣＤ（Charge Coupled Device）リニアイメージセンサであってもよい。さらに受光部２４として、フォトダイオードやフォトトランジスタ、駆動回路及び増幅回路を一体としたＩＣ（Integrated Circuit）を複数個並べた、いわゆるマルチチップ方式のリニアイメージセンサを用いることもできる。
【００２１】
さらにユニット本体Ｕ内には、長さ（ｙ）方向に細長い形状のレンズアレイ２６が、受光部２４と平行に配置されている。このレンズアレイ２６は、紙葉類Ｓの反射画像を受光部２４の感光面上に等倍の正立像として結像させるためのレンズ素子である。レンズアレイ２６は、ユニット本体Ｕの幅（ｘ）方向及び長さ（ｙ）方向における位置を受光部２４に全体的に重ね合わせた状態で、筐体１４に取り付けられている。
【００２２】
レンズアレイ２６は、セルフォックレンズアレイ（登録商標：日本板硝子製）などのロッドレンズアレイを用いることができる。本発明の実施の形態では、レンズアレイ２６の倍率は１（正立）に設定されている。
レンズアレイ２６は、受光部２４に取り込む画像の検出エリア（観測ライン）を、透光カバー１８よりも所定距離外側に設定しており（図１においてこの観測ラインをＲ１で示す）、観測ラインＲ１もユニット本体Ｕと同様、長さ（ｙ）方向に細長い領域となっている。この観測ラインＲ１と受光部２４とを含む面はｘ軸に垂直となる。
【００２３】
他方のセンサユニット１３は、センサユニット１２とは、搬送路１１を挟んで長さ（ｙ）方向に沿う軸を中心に１８０度反転させた姿勢で対向配置されている。すなわちセンサユニット１３には、細長い箱状の筐体１５の上方向に開口部が設けられ、この筐体１５にその開口部を閉塞させるように透光カバー１９が取り付けられている。センサユニット１３とセンサユニット１２とは透光カバー１８，１９の主面同士を搬送路１１に平行状態で１．５〜３mmのギャップを介して互いに対向させている。
【００２４】
センサユニット１３のユニット本体Ｕ内には、長さ（ｙ）方向に細長い形状のレンズアレイ２７が受光部２５と平行に配置されている。このレンズアレイ２７は、紙葉類Ｓの透過画像を受光部２５の感光面上に等倍の正立像として結像させるためのレンズ素子である。レンズアレイ２７は、センサユニット１３のユニット本体Ｕの幅（ｘ）方向及び長さ（ｙ）方向における位置を受光部２５に全体的に重ね合わせた状態で、筐体１５に取り付けられている。
【００２５】
レンズアレイ２７は、受光部２５に取り込む画像の検出エリア（観測ライン）を、透光カバー１９よりも所定距離外側に設定しており（図１においてこの観測ラインをＲ２で示す）、この観測ラインＲ２と受光部２５とを結んだ線はｚ軸に平行となる。なお、観測ラインＲ２もセンサユニット１３のユニット本体Ｕと同様、長さ（ｙ）方向に細長い領域となっている。
【００２６】
センサユニット１３のユニット本体Ｕ内には、透光カバー１９に対し反対側に基板２１が設置され、その上に受光部２５が配置されている。受光部２５の構造は、今まで説明したものと異なるところはない。
この構成により、図１における上側のセンサユニット１３の受光部２５が、下側のセンサユニット１２の、観測ラインＲ２における透過画像を検出可能となる。また、図１における図示下側のセンサユニット１２の受光部２４はライン光源６から照射された観測ラインＲ１の反射画像を検出可能となる。
【００２７】
従来の光ラインセンサ装置では２方向に照射するため別々の１つのライン光源が必要であったため、搬送方向ｘの光ラインセンサ装置の厚みを薄くできなかったが、本発明では、１つのライン光源６で２方向に照射することができるため、光ラインセンサ装置を、搬送方向ｘに対して、薄く実現することができる。
図２は、図１のセンサユニット１３に代えて、センサユニット１２と同じ構成を持つセンサユニット１３′を採用した光学ラインセンサ装置の概略構成を示す。この光学ラインセンサ装置によれば、上側のセンサユニット１３′のライン光源７が、観測ラインＲ１，Ｒ２に向けてそれぞれ光を照射することができる。下側のセンサユニット１２の受光部２４は、観測ラインＲ１ における透過画像を検出することが可能となり、また、センサユニット１３′の受光部２５はライン光源７から照射された観測ラインＲ２の反射画像を検出することが可能となる。したがって、紙葉類Ｓの一回の搬送で、紙葉類Ｓの各観測ラインＲ１，Ｒ２における透過画像、紙葉類Ｓの観測ラインＲ２における上面の反射画像、紙葉類Ｓの観測ラインＲ１における下面の反射画像を検出することができる。
【００２８】
なお、この場合、ライン光源６，７は、搬送中、同時に点灯させないで、時間的に交互に分割して点灯させることが好ましい。この時分割点灯の効果を、後に図８、図９を用いて説明する。
＜ライン光源＞
センサユニット１２のライン光源６は、図１に示すように、ユニット本体Ｕの長さ（ｙ）方向に沿って、受光部２４及びレンズアレイ２６と平行な状態で筐体１４に取り付けられている。
【００２９】
図３は、光学ラインセンサ装置におけるライン光源６の外観を概略的に示す斜視図である。図４はライン光源６の各構成部材の分解斜視図である。
ライン光源６は、長手方向Ｌに沿って延びる透明な導光体１と、長手方向Ｌの一方の端面付近に設けられた光源部３と、長手方向Ｌの他方の端面付近に設けられた光源部４と、導光体１の各側面（底側面１ａ及び側面１ｂ）を保持するための保持部材２と、底側面１ａと側面１ｂとの間に斜めに形成された光拡散パターン形成面１gに形成され、光源部３及び光源部４から導光体１の端面１ｅ，１ｆに入射され導光体１の中を進む光を拡散・屈折させて、導光体１の光出射側面１ｃ，１ｄから出射させるための光拡散パターンＰ１と、底側面１ａに形成され、光源部３及び光源部４から導光体１の端面１ｅ，１ｆに入射され導光体１の中を進む光を拡散・屈折させて、導光体１の光出射側面１ｄから出射させるための光拡散パターンＰ２とを有している。
【００３０】
なお、光源部３、光源部４は両方備えることは必須でなく、光源部３、光源部４の片方のみを備える構成であってもよい。
導光体１は、アクリル樹脂などの光透過性の高い樹脂、あるいは光学ガラスで形成されている。なお、光源部として紫外光を発光する光源部を用いる場合は、導光体１の材料として、紫外光に対する減衰が比較的少ないフッ素系樹脂あるいはシクロオレフィン系樹脂が好ましい。
【００３１】
導光体１は、細長い柱状であり、その長手方向Ｌに直交する断面は、長手方向Ｌのどの切り口においても、実質的に同じ形状、同じ寸法をしている。また導光体１のプロポーション、すなわち導光体１の長手方向Ｌの長さと、その長手方向Ｌに直交する断面の高さＨとの比率は１０よりも大きく、好ましくは３０よりも大きい。例えば導光体１の長さが２００ｍｍであれば、その長手方向Ｌに直交する断面の高さＨは５ｍｍ程度である。
【００３２】
導光体１の側面は、光拡散パターン形成面１g（図４において導光体１の斜めカット面に相当）、底側面１ａ、側面１ｂ、光出射側面１ｃ，１ｄの５つの側面からなる。底側面１ａ、側面１ｂ、光拡散パターン形成面１g は平面形状であり、光出射側面１ｃ，１ｄはレンズの集光効果を持たせるために外向きに滑らかな凸の曲線状に形成されている。
光拡散パターン形成面１g上の光拡散パターンＰ１は、一定の幅を維持して、導光体１の長手方向Ｌに沿って一直線状に延びている。底側面１ａ上の光拡散パターンＰ２は、一定の幅を維持して、導光体１の長手方向Ｌに沿って一直線状に延びている。これらの光拡散パターンＰ１，Ｐ２の長手方向Ｌに沿った寸法は、イメージセンサの読取長（つまり受光部２４の読取領域の幅）よりも長くなるように形成されている。
【００３３】
光出射側面１ｃは、導光体１の断面で見て、光拡散パターン形成面１g上の光拡散パターンＰ１の対角位置に、外向きに滑らかな凸レンズ状に形成されている。
光出射側面１ｄは、導光体１の断面で見て、底側面１ａ上の光拡散パターンＰ２の対角位置に、外向きに滑らかな凸レンズ状に形成されている。
この光拡散パターンＰ１により、導光体１の端面１ｅ，１ｆから入射され、導光体１の内部を長手方向Ｌに伝搬する光を屈折・拡散させ、長手方向Ｌに沿ってほぼ一様の明るさで光出射側面１ｃから照射することができる。また光出射側面１ｃが外向きに滑らかな凸レンズ状に形成されていることから、照射されるビームの集光度（長手方向Ｌに垂直な面内での集光度）を上げることができる。
【００３４】
また、光拡散パターンＰ２により、導光体１の端面１ｅ，１ｆから入射され、導光体１の内部を長手方向Ｌに伝搬する光を屈折・拡散させ、長手方向Ｌに沿ってほぼ一様の明るさで、かつ集光された状態で光出射側面１ｄから照射することができる。また光出射側面１ｄが外向きに滑らかな凸レンズ状に形成されていることから、照射されるビームの集光度（長手方向Ｌに垂直な面内での集光度）を上げることができる。
【００３５】
このようにライン光源６は、図１に示すように、光出射側面１ｃを通して、観測ラインＲ１に向けて斜めに光を照射するとともに、光出射側面１ｄを通して、観測ラインＲ２に向けて直上に光を照射することができる（図１においてそれぞれの光の方向を一点鎖線で示す）。
保持部材２は、導光体１の光出射側面以外の側面より漏れ出す光を再び導光体１内に反射させるための半透明、又は不透明な部材である。例えば反射率の高い白色樹脂の成形品、又はその白色樹脂を塗布した樹脂の成形品であってもよい。または、保持部材２をステンレスやアルミニウムなどの金属体で形成してもよい。
【００３６】
保持部材２は、導光体１の長手方向Ｌに沿った細長い形状であり、導光体１の底側面１ａ及び側面１ｂを覆うことができるように、導光体１の底側面１ａに対向する底面２ａ、導光体１の側面１ｂに対向する側面２ｂを有している。
これらの２つの側面２ａ，２ｂはそれぞれ平面をなしており、これらの２つの内面で断面がほぼ「Ｌ」の字状の凹部を形成するので、導光体１をこの凹部の中に設置することができる。この覆った状態で、保持部材２の底面２ａが導光体１の底側面１ａに当接し、保持部材２の側面２ｂが導光体１の側面１ｂに当接する。このため、保持部材２で導光体１を保護することができる。
【００３７】
また導光体１の端面１ｅ，１ｆから入射され、導光体１の内部を長手方向Ｌに伝搬する光が、光拡散パターンＰ１，Ｐ２により屈折・拡散されるときに、当該光の一部が導光体１の外に漏洩することがあるが、このとき底面２ａ、側面２ｂが当該漏洩光を反射させて、導光体１の内部に戻すのに有効である。
さらに、好ましくは、保持部材２は、光拡散パターン形成面１gに対向する斜面２ｇを備えている。
【００３８】
導光体１の端面１ｅ，１ｆから入射され、導光体１の内部を長手方向Ｌに伝搬する光が、光拡散パターンＰ１により屈折・拡散されるときに、当該光の一部が光拡散パターン形成面１gを透過して導光体１の外に漏洩することがあるが、斜面２ｇがあれば、斜面２ｇが当該漏洩光を反射させて、導光体１の内部に戻すのに有効である。
光源部３，４は可視光、可視から赤外にわたる波長の光、又は紫外光を発光する光源である。
【００３９】
可視光、可視から赤外にわたる波長の光を発光する場合、例えば近赤外、赤、緑、青の各波長の光を発する複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられる。また、赤、緑、青を混在した白色光を発する場合、赤、緑、青の3色を同時点灯してもよいし、光源部の封止剤に蛍光剤を混入し、蛍光による白色光を出してもよい。
紫外光を発光する場合、３００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外光光源部等が使用可能である。好ましくは３３０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲にピーク発光波長を有する紫外発光ダイオードが用いられる。
【００４０】
光源部３と光源部４には、前述したように、基板２０に実装されるための端子３１が形成されていて、この端子３１を基板２０に差込み、半田付けなどで接合することにより、それぞれ点灯駆動回路２８に電気的に接続される。点灯駆動回路２８は、光源部３に電圧を印加する電極端子と光源部４に電圧を印加する電極端子とを選択することにより、光源部３及び光源部４を同時に、若しくは時間的に切り替えて発光させることができる回路構成となっている。また光源部３，４に内蔵された複数のＬＥＤのうち任意のＬＥＤを選択して同時に、若しくは時間的に切り替えて発光させることもできる。
【００４１】
以上の構成により、コンパクトな構成で、光源部３が設置される端面１ｅ、光源部４が設置される端面１ｆの片方又は両方から、可視光若しくは可視光から赤外光までを含む波長範囲の光、又は紫外光を導光体１に入射することができる。これにより、光源部３，４から発光される光を、導光体１の光出射側面１ｃ，１ｄから、それぞれ別方向に出射することができる。
【００４２】
図５は、光拡散パターンＰ１，Ｐ２の形成例を示す側面図である。この実施例では、光拡散パターンＰ１，Ｐ２は、導光体１の底側面１ａ又は光拡散パターン形成面１gに彫刻された複数のＶ字状の溝により構成されている。これらの複数のＶ字状の溝の各々は、導光体１の長手方向Ｌに直交する方向に延びるよう形成されており、互いに同じ幅を有している。Ｖ字状の溝の断面は、例えば二等辺三角形状を有していてもよい。
【００４３】
なお、光拡散パターンＰの溝のＶ字形状は一例であり、照度むらが顕著にならない限り、Ｖ字形に代えてＵ字形にするなど任意に変更することができる。光拡散パターンＰの幅も一定の幅を維持する必要はなく、導光体１の長手方向Ｌに沿って幅が変化するものであってもよい。溝のピッチｖ、溝の深さｄ、溝の開口幅ｕについても、適宜変更することができる。
【００４４】
光拡散パターンＰ１，Ｐ２として、図６に示すように、例えばテープ状のものを導光体１に貼り付けてもよく、保護ガラス面に印刷してもよく、ペースト状のものを塗布してもよい。光拡散パターンＰ１，Ｐ２の形状も限定されない。図示したような連続した四角の形状であっても良く、他の任意の形状であってもよい。
以上で、主に導光体１の形状を説明したが、光出射側面１ｃ，１ｄは必ずしも凸状に形成されていなくてもよく、図７に示すように、平面状であってもよい。この場合、光出射側面１ｃ′，１ｄ′が平面状に形成されていることから、照射されるビームの集光度（長手方向Ｌに垂直な面内での集光度）は、光出射側面１ｃ，１ｄが外向きに滑らかな凸レンズ状に形成されている場合と比べて、若干低下するが、実用上問題ないと考えている。もしビームの集光度を上げたい場合、光出射側面１ｃ′，１ｄ′に対向するように、導光体１から出射した光を集光するレンズを配置するとよい。
【００４５】
以下、光源部３，４が、第1の波長と第2の波長を含む光をそれぞれ照射する発光素子を有し、保持部材２は、光拡散パターンＰ１に対向する表面２ｇで、所定の第1の波長の光を反射するが、第1の波長と異なる所定の第2の波長の光を反射しない色を有し、保持部材２は、光拡散パターンＰ2に対向する底面２ａで、第2の波長の光を反射するが、第1の波長の光を反射しない色を有する実施例を説明する。
【００４６】
光源部３は例えば赤色の発光波長を持つ光源部であり、光源部４は緑色の波長をもつ光源部であるとする。これらの光源部３，４が同時に導光体１の端面１ｅ，１ｆに向かって光を照射する。
導光体１は、端面１ｅ，１ｆにおいて光源部３，４から照射され、y方向に光を導光し、搬送路１１の幅方向（y方向）に沿って2列の光を拡散する光拡散パターンＰ１，Ｐ２を備える。
【００４７】
保持部材２はそれぞれ底面２ａと斜面２ｇと側面２bに分割され、底面２ａは例えばシアン色、斜面２ｇはマゼンダ色で備えられている。
光拡散パターンＰ１より屈折・拡散した光が導光体１の光出射側面１ｃから観測ラインＲ１に向かって出射するとき、一部の光が光出射側面１ｃの内面で反射し導光体１の中に戻ることがある。戻った光は導光体１の保持部材２の光拡散パターン形成面１gを通過して斜面２ｇに当たって反射する。この場合、斜面２ｇかマゼンダ色であれば、赤い光が多く反射され、再び導光体１の光出射側面１ｃから出射されるので、光出射側面１ｃから出射される光は赤い成分が多くなる。
【００４８】
光拡散パターンＰ２より屈折・拡散した光が導光体１の光出射側面１ｄから観測ラインＲ２に向かって出射するとき、一部の光が光出射側面１ｄの内面で反射し導光体１の中に戻ることがある。戻った光は導光体１の保持部材２の底側面１ａを通過して底面２ａに当たって反射する。この場合、底面２ａかシアン色であれば、緑の光が多く反射され、再び導光体１の光出射側面１ｄから出射されるので、光出射側面１ｄから出射される光は緑の成分が多くなる。
【００４９】
このように、複数の異なる波長を有する光源部３，４により出射し、導光体１に備えた光拡散パターンの直下にある保持部材２の表面を、第1の波長は反射し、第2の波長を吸収する色で構成すれば、当該光拡散パターンに対向する光出射側面から、第1の波長の光を多く含む光を照射することができるので、紙幣の抽出したい色が反射型と透過型で異なる場合に有効である。
【００５０】
＜点灯制御＞
図８は、図２に示した上方と下方に同一構成のセンサユニット１２，１３′を配置した光学ラインセンサ装置において、紙葉類Ｓの搬送中、ライン光源６，７を時間的に分割して交互に点灯させるための制御装置を示すブロック構成図である。
制御装置は、上側センサユニット１３′、下側センサユニット１２、上側センサユニット１３′のライン光源７を点灯／消灯させるための点灯駆動回路２９、下側センサユニット１２のライン光源６を点灯／消灯させるための点灯駆動回路２８、上側センサユニット１３′の受光部２５、下側センサユニット１２の受光部２４、マイクロコンピュータを用いた制御部４０、及びエンコーダ部４４を含む。
【００５１】
エンコーダ部４４は、搬送路１１を搬送される紙葉類Sの動きをクロック信号に変換して出力する回路である。この実施形態では、搬送される紙葉類の搬送距離に同期してパルス状のクロック信号を出力する。
制御部４０は、点灯制御部４１、画像作成部４３、画像情報を記憶するメモリ４２の各機能ブロックを含む。
【００５２】
点灯制御部４１は、エンコーダ部４４から出力されるクロック信号に基づいて、点灯駆動回路２８，２９に、ライン光源６，７の点灯／消灯を制御する信号を送る。
画像作成部４３は、エンコーダ部４４から出力されるクロック信号に基づいて、受光部２４，２５から出力され観測ラインＲ１，Ｒ２ごとに読み取られた画像（ライン画像という）を、点灯制御部４１と同期させて、メモリ４２に取り込む。メモリ４２に取り込まれたライン画像は、重ね合わされて、紙葉類S全体の透過画像および表裏両面の反射画像が生成される。生成された画像は、紙葉類Sの形状、真偽、重送、テープ貼りあわせ、汚れ度合などを識別するための画像情報として出力される。
【００５３】
図９は、図２に示した上方と下方に同一構成のセンサユニット１２，１３′を配置した光学ラインセンサ装置において、紙葉類Ｓの搬送状態を表すクロック信号、ライン光源６，７の点灯／消灯信号、受光部２４，２５が読み取る反射画像／透過画像の区別を示す信号の流れを示す流れ図である。
クロック信号は、紙葉類Ｓの一定の搬送距離ごとにエンコーダ部４４から出力されるクロック信号を示している。
【００５４】
点灯制御部４１は、１クロック期間を２つに時分割し、前半はライン光源６を点灯し、ライン光源７を消灯する信号を点灯駆動回路２８，２９に送り、後半はライン光源６を消灯し、ライン光源７を点灯する信号を点灯駆動回路２８，２９に送る。
なお、１クロック期間を２つに時分割することは一実施例であり、本発明はこれに限定されるものではない。例えば１クロック期間をＮ（Ｎは偶数）に分割し、奇数期間では、ライン光源６を点灯しライン光源７を消灯し、偶数期間ではライン光源６を消灯しライン光源７を点灯するようにしてもよい。
【００５５】
図９に示した前半のライン光源６の点灯期間において、受光部２４は、紙幣の観測ラインＲ１に照射された反射光量を読み取り、同時に受光部２５は、紙幣の観測ラインＲ２に照射された透過光量を読み取る。
図９に示した後半のライン光源７の点灯期間において、受光部２４は、紙幣の観測ラインＲ１に照射された透過光量を読み取り、同時に受光部２５は、紙幣の観測ラインＲ２に照射された反射光量を読み取る。
【００５６】
以上説明したように、紙葉類Sが搬送される際の搬送周期を時分割することにより、紙葉類Sの表裏反射画像の読み取りと紙葉類Sの透過画像の読み取りを行うことができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  導光体
１ａ  底側面
１ｃ  光出射側面
１ｄ  光出射側面
１ｇ  光拡散パターン形成面
２  保持部材
２ａ  底面
２ｇ  斜面
３，４  光源部
１２  センサユニット
１３，１３′  センサユニット
６，７  ライン光源
２４，２５  受光部
２６，２７  レンズアレイ
Ｐ１，Ｐ２  光拡散パターン
Ｓ  紙葉類
【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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