(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置部に載置された紙幣を１枚ずつ順次繰り出して識別センサ部に送り、前記識別センサ部の識別センサによって検出された信号に基づいて前記紙幣の金種、真偽を識別し、識別された前記紙幣を集積部に投出するようになっている紙幣処理機において、前記識別センサは前記紙幣の通過幅のほぼ全域をスリット状に照射する投光部と、フォトダイオードアレイで成る受光部とで構成され、前記投光部は導光板(11)と前記導光板(11)の側面に配置された４つの波長の異なるＬＥＤ（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ４）とで成るとともに、これら４つのＬＥＤは前記導光板(11)の厚み方向に沿って順次配列されており、前記投光部及び受光部が前記紙幣の搬送路を挟んで対向配置されていることを特徴とする紙幣処理機。
【請求項２】
前記４つの波長の異なるＬＥＤが赤外光、赤色光、緑色光及び青色光である請求項１に記載の紙幣処理機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙幣の金種や真偽の識別機能を備えた紙幣処理機に関するものであり、特に搬送される紙幣の全域を走査可能とするように、複数波長の光をスリット状に紙幣に照射する小型の識別センサを設け、紙幣に対する透過光ないし反射光に基づいて紙幣の金種や真偽を識別するようにした小型化を図った紙幣処理機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紙幣の金種や真偽を識別するための識別機能を搭載した紙幣処理機（紙幣識別装置）は種々提案されており、例えば特開平１０−３１２４８０号公報に示されるものがある。
【０００３】
上記公報に示される紙幣処理機は、図１９に示すように紙幣１００の搬送路を挟んで一方に赤色ＬＥＤアレイ１０２ａと赤外ＬＥＤアレイ１０２ｂとを並設して光源を形成し、向かい合う他方に受光部１０１としてのリニアイメージセンサを形成している。赤色ＬＥＤアレイ１０２ａ及び赤外ＬＥＤアレイ１０２ｂは、通過する紙幣１００の幅にほぼ等しい長さを有している。そして、受光部１０１の出力を紙幣真偽判別処理部１０４に入力して、紙幣１００の真偽を判別するようになっている。複数波長の光源を用いる理由は、真正紙幣とカラーコピーの偽券とはそれらを透過する光の波長に違いがあり、透過率の比が相違することに基づいて真偽の判定を行い得るためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の紙幣処理機では、複数のＬＥＤアレイ１０２ａ及び１０２ｂを並設して識別センサを構成しているため、識別センサの光源部の寸法が必然的に紙幣搬送方向に長くなってしまう。その結果、紙幣搬送路の寸法を長くせざるを得なくなり、紙幣処理機の小型化が阻害されるという問題点があった。殊に紙幣の識別精度を向上させるという観点から、多くの波長光源を使用して識別することが望ましいとされている。例えば４波長の光源で識別するために、波長の異なる４列のＬＥＤアレイを並設して識別センサを構成するとすれば、センサが占有する寸法はかなり大きなものとなってしまう。５波長光源のセンサを用いれば、センサの大きさ（長さ）は更に大きくなる。
【０００５】
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、複数波長の光源を用いて紙幣を識別する場合であっても、識別センサのサイズを小型に形成できると共に、紙幣搬送路を短くすることによって小型化を実現した紙幣処理機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、載置部に載置された紙幣を１枚ずつ順次繰り出して識別センサ部に送り、前記識別センサ部の識別センサによって検出された信号に基づいて前記紙幣の金種、真偽を識別し、識別された前記紙幣を集積部に投出するようになっている紙幣処理機に関するもので、本発明の上記目的は、前記識別センサを前記紙幣の通過幅のほぼ全域をスリット状に照射する投光部と、フォトダイオードアレイで成る受光部とで構成し、前記投光部を導光板(11)と前記導光板(11)の側面に配置された４つの波長の異なるＬＥＤ（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ４）とで構成するとともに、これら４つのＬＥＤを前記導光板(11)の厚み方向に沿って順次配列し、前記投光部及び受光部を前記紙幣の搬送路を挟んで対向配置することによって達成される。
【０００７】
また、前記識別センサを前記紙幣の通過幅のほぼ全域をスリット状に照射する投光部と、フォトダイオードアレイで成る受光部とで構成し、前記投光部を導光板と前記導光板の側面に配置された赤外光ＬＥＤ、赤色光ＬＥＤ、緑色光ＬＥＤ、青色光ＬＥＤとで構成し、前記投光部及び受光部を前記紙幣の搬送路を挟んで対向配置することによって、或は前記紙幣の搬送路を挟んで１対の投受光部を配設し、前記投受光部を、前記紙幣の通過幅のほぼ全域をスリット状に照射する導光板と、前記導光板の側面に配置された赤外光ＬＥＤ、赤色光ＬＥＤ、緑色光ＬＥＤ、青色光ＬＥＤと、前記導光板に並設されたフォトダイオードアレイとで構成し、前記搬送路を通過する前記紙幣の同一個所の表裏情報を前記１対の投受光部によって同時に反射光で検出することによって、或は前記紙幣の搬送路を挟んで投光部及び投受光部を配設し、前記投光部を、前記紙幣の通過幅のほぼ全域をスリット状に照射する第１の導光板と、前記第１の導光板の側面に配置された紫外光ＬＥＤ、赤外光ＬＥＤ、第１緑色光ＬＥＤとで構成し、前記投受光部を、前記紙幣の通過幅のほぼ全域をスリット状に照射する第２の導光板と、前記第２の導光板の側面に配置された赤色光ＬＥＤ、第２緑色光ＬＥＤ、青色光ＬＥＤと、前記第２の導光板に並設されたフォトダイオードアレイとで構成し、前記搬送路を通過する前記紙幣の同一個所の表裏情報を前記フォトダイオードアレイによって反射光及び透過光で検出することによって、或は前記紙幣の搬送路を挟んで投光部及び投受光部を配設し、前記投光部を、前記紙幣の通過幅のほぼ全域をスリット状に照射する第１の導光板と、前記第１の導光板の側面に配置された赤外光ＬＥＤ、第１緑色光ＬＥＤと、前記第１の導光板に並設された第１紫外光ＬＥＤアレイとで構成し、前記投受光部を、前記紙幣の通過幅のほぼ全域をスリット状に照射する第２の導光板と、前記第２の導光板の側面に配置された赤色光ＬＥＤ、第２緑色光ＬＥＤ、青色光ＬＥＤと、前記第２の導光板に並設された第２紫外光ＬＥＤアレイと、前記第２の導光板に並設されたフォトダイオードアレイとで構成し、前記搬送路を通過する前記紙幣の同一個所の表裏情報を前記フォトダイオードアレイによって反射光及び透過光で検出することによって、上記目的は達成される。前記第１紫外光ＬＥＤアレイ及び第２紫外光ＬＥＤアレイに代えて、ＵＶランプ又はバリア放電蛍光ランプとしても良い。
【０００８】
更に、本発明の上記目的は、前記紙幣の搬送路を挟んで投光部及び投受光部を配設し、前記投光部を、前記紙幣の通過幅のほぼ全域をスリット状に照射する第１の導光板と、前記第１の導光板の側面に配置された赤外光ＬＥＤ、第１緑色光ＬＥＤとで構成し、前記投受光部を、前記紙幣の通過幅のほぼ全域をスリット状に照射する第２の導光板と、前記第２の導光板の側面に配置された赤色光ＬＥＤ、第２緑色光ＬＥＤ、青色光ＬＥＤと、前記第２の導光板に並設されたフォトダイオードアレイとで構成し、前記搬送路を通過する前記紙幣の同一個所の表裏情報を前記フォトダイオードアレイによって反射光及び透過光で検出することによって達成される。
【０００９】
前記紙幣処理機と一体又は別置きで表示部を設け、前記投光部又は投受光部の紫外光を前記紙幣に照射することで、少なくとも前記紙幣が前記紫外光に反応するものである際には前記紫外光の透過又は反射に伴って発生する可視光である蛍光に基づき、前記表示部に前記紙幣の画像を表示するようにしても、前記投光部又は投受光部の赤外光を前記紙幣に照射して得られる前記赤外光の反射光又は透過光に基づき、前記表示部に前記紙幣の画像を表示するようにしても良く、前記集積部は単一の集積部であっても良い。
【００１０】
【発明の実施の態様】
本発明では、複数波長を有する光源で成る識別センサを構成するに際して、各波長について単一のＬＥＤを採用し、この単一のＬＥＤから発する各光を導光板の側方から導く。そして、導光板から面照射される光を紙幣の通過幅のほぼ全域に亙ってスリット状に照射して、紙幣からの反射光、透過光を処理して紙幣の識別処理を行うようにしている。導光板を使用して複数波長の光を紙幣に照射するため、識別センサのサイズを小型に形成できると共に、紙幣搬送路を短くすることによって紙幣処理機を小型化することができる。
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は本発明に係る紙幣処理機の外観構成を示しており、図２はその断面構造を示している。上部の載置部１に載置された紙幣は繰出しローラ２で繰り出され、繰り出された紙幣は搬送ローラ３で搬送路に取り込まれると共に、対向して押圧するように配設された分離ローラ４によって１枚ずつに分離され、搬送路に送り込まれる。搬送路に送り込まれた紙幣は、識別センサ部に配設された重送チェックセンサ５及び識別センサ１０を経て送出しローラ６に送られ、更に多数の羽根材で成る羽根車７を介して集積部８に投出されて集積されるようになっている。また、重送チェックセンサ５、識別センサ１０からの検出信号を処理すると共に、全体の制御を行う制御処理部２０が内蔵されており、集積部８は単一の構成となっている。更に、紙幣処理機の前面部には赤外光の画像を表示するための表示部３０が設けられている。
【００１３】
ここで、本発明の識別センサ１０の構成を、図３の側面図及び図４の平面図並びに図５の斜視構造図を参照して説明する。
【００１４】
本例は紙幣ＢＮが短手方向に搬送されると共に、紙幣ＢＮの透過光を検出して識別する場合を示しており、紙幣ＢＮの進行方向に直角に識別センサ１０が配置されていると共に、識別センサ１０の走査領域は紙幣ＢＮの長手寸法を覆う長さを有している。識別センサ１０は紙幣ＢＮを挟んで上部の投光部と下部の受光部とで構成されており、投光部はスリット状の光照射を行うための導光板１１と、導光板１１の側面に配置された基板１２に取り付けられたＬＥＤ１〜ＬＥＤ４とで構成されている。また、受光部は導光板１１からの透過光を紙幣ＢＮを経て集光するシリンドリカルレンズ１３と、シリンドリカルレンズ１３で集光された光量に応じて電気信号に変換するフォトダイオードアレイ１４とで構成されており、基板１２とＬＥＤ１〜ＬＥＤ４との位置関係は図３（Ａ）及び図４（Ａ）のようになっている。また、本例ではＬＥＤ１は赤外光を、ＬＥＤ２は赤色光を、ＬＥＤ３は緑色光を、ＬＥＤ４は青色光をそれぞれ発光するようになっている。
【００１５】
ここで、導光板１１の動作原理を図６を参照して説明する。導光板の一面には反射シートが配置されており、標準光源から出たＬＥＤの光が導光板の端面から入射されると、導光板の表面から均一に面発光される。導光板は公知のものであり、例えばローム社製の「ＬＵＢ１０００」やブリジストン社製の「レイダックロッド」を使用することができる。導光板は基本的には光ファイバと同様の構造であり、コア材とクラッド材で構成され、コア材とクラッド材の界面で全反射が起こり、コア材とクラッド材の中間に光反射層を形成させることにより、ロッド表面より指向性の高い強力な光が放射される。
【００１６】
このような構成において、載置部１に複数枚の未処理紙幣が載置されて手動又は自動で識別の操作指示がなされると、最下層の紙幣から順次繰出しローラ２によって１枚ずつ繰り出され、繰り出された紙幣は搬送ローラ３に受け渡される。この搬送ローラ３に対向して分離ローラ４が紙幣２枚分未満の間隙をもって配置されている。従って、紙幣間の摩擦等によって連れ出された紙幣（２枚出し）があったときは、この分離ローラ４によってその間隙への進入を阻止される。万が一紙幣の厚さのバラツキ等によって２枚出し紙幣が搬送路に進入してしまっても、光学的な重送チェックセンサ５によって検知することで搬送を停止させ、これら２枚出し紙幣を除去可能としている。正常に搬送された紙幣は、搬送路中に設けられた識別センサ１０を通過する際に、搬送長さ方向に亙って光学的に紙幣の全面が走査され、制御処理部２０で金種及び真偽が識別される。
【００１７】
識別センサ１０ではＬＥＤ１が赤外光を、ＬＥＤ２が赤色光を、ＬＥＤ３が緑色光を、ＬＥＤ４が青色光をそれぞれ所定サイクルで順次発光し、これら複数波長の光の信号が制御処理部２０に入力されて処理され、各波長光に対する信号に基づいて紙幣ＢＮの金種や真偽が判定される。また、目で見ることができない赤外光に関する画像を、図７に示すように表示部３０に表示して紙幣識別上の便宜を図っている。
【００１８】
このようにして識別センサ１０を通過した紙幣ＢＮは、その下流側に位置する送出しローラ６を経て羽根車７の各羽根間に挟まれつつ集積部８に整然と集積される。これにより、載置部１に載置された紙幣ＢＮの処理が順次実行される。
【００１９】
なお、上述では赤外光の画像を紙幣処理機に一体化された表示部３０で表示するようにしているが、図８に示すようにライン９Ａで別置きの表示装置９に表示するようにしても良い。また、上述では赤外光に対する紙幣画像を表示するようにしているが、紫外光の紙幣画像を表示するようにしても良い。
【００２０】
更に、上述では識別センサ１０に用いる波長を赤外光、赤色光、緑色光及び青色光の４種としているが、原理的には図９に示すように１つのＬＥＤ（赤外光、赤色光、緑色光、青色光、紫外光のいずれか）を照射光源として投光部を構成し、受光部のフォトダイオードで受光するような構成であっても良い。また、紙幣ＢＮの反射光を受光する場合には、図１０及び図１１に示すように投光部及び受光部を一体化した投受光部にすれば良い。即ち、導光板１５Ａの上部角に傾斜したカット面１５Ｂを形成すると共に、導光板１５Ａの側面にＬＥＤ２を配設し、カット面１５Ｂから赤色光を照射するようにする。カット面１５Ｂから照射された赤色光は紙幣ＢＮから反射され、その反射光は導光板１５Ａに並設されたフォトダイオードアレイ１４にシリンドリカルレンズ１３を介して受光される。
【００２１】
また、図１２は同一の投受光部を２個用いて、図１３に示すように紙幣ＢＮの同一個所の表裏情報を反射光で同時に検出する場合のセンサ構成を示している。上下の投受光部は同一の構成であり、図１４に示すように導光板１１Ａの上部角部に傾斜したカット面１１Ｂを形成すると共に、導光板１１Ａの側面にＬＥＤ１〜ＬＥＤ４を配設し、カット面１１Ｂから４波長の光を順次照射するようにする。カット面１１Ｂから照射された４波長の光は紙幣ＢＮから反射され、その反射光は導光板１１Ａに並設されたフォトダイオードアレイ１４にシリンドリカルレンズ１３を介して受光される。
【００２２】
図１５乃至図１８の各識別センサは、上記図５に示す透過式識別センサ及び図１４に示す反射式識別センサを組み合わせた例を模式的に示しており、図１５の識別センサは紫外光、赤外光及び緑色光のＬＥＤと導光板とで上部の投光部を構成し、赤色光、緑色光、青色光のＬＥＤ及びフォトダイオードアレイと導光板とで下部の投受光部を構成した例である。フォトダイオードアレイは導光板に近接して並列に設置される。また、図１６の識別センサは赤色光、緑色光、紫外光のＬＥＤと導光板とで上部の投光部を構成し、赤色光、緑色光、青色光及び紫外光のＬＥＤ及びフォトダイオードアレイと導光板とで下部の投受光部を構成した例である。フォトダイオードアレイは導光板に近接して並列に設置される。更に、図１７の識別センサは赤外光及び緑色光のＬＥＤ、ＵＶ（紫外光）ランプと導光板とで上部の投光部を構成し、赤色光、緑色光、青色光のＬＥＤ及びＵＶランプ及びフォトダイオードアレイと導光板とで下部の投受光部を構成した例である。ＵＶランプ及びフォトダイオードアレイは、それぞれ導光板に近接して並列に設置される。図１８の識別センサは赤色光及び緑色光のＬＥＤと導光板とで上部の投光部を構成し、赤色光、緑色光、青色光のＬＥＤ及びフォトダイオードアレイと導光板とで下部の投受光部を構成した例である。フォトダイオードアレイは導光板に近接して並列に設置される。
【００２３】
なお、本発明において、紫外光の帯域とは概ね３７０ナノメータの波長を、赤外光の帯域とは概ね８００乃至１０００ナノメータの波長を、赤色光の帯域とは概ね６３０ナノメータの波長を、緑色光の帯域とは概ね５２０ナノメータの波長を、青色光の帯域とは概ね４６５ナノメータの波長をいう。また、本発明における各々の単一のＬＥＤ、紫外光ＬＥＤアレイ、ＵＶランプ、バリア放電蛍光ランプの点灯のタイミングは、同一時期として混色光としてもよいし、時間差を設けるいわゆる交番点灯として各々単色光を個別に照射するようにしてもよい。
【００２４】
さらにまた、各波長の単一のＬＥＤは、導光板の厚み方向（紙幣搬送路から遠ざかる方向）に配置するのが一般的であるが、これに限定されるものではなく、使用する導光板の特性によっては導光板の幅方向に配置することも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明の紙幣処理機によれば、１以上のＬＥＤと導光板を組み合わせてスリット状の光源としており、装填するＬＥＤの数が増加しても、そのことに起因する紙幣搬送方向の占有寸法の増加がないという利点がある。４波長（赤外、赤、緑、青）について単一のＬＥＤとした場合であっても紙幣搬送方向に対する占有寸法を小さくでき、この構成は４波長について紙幣透過光を検知するものであり、透過光を処理する回路に適用する場合に好適である。４波長のＬＥＤにフォトダイオードアレイを加えて投受光部とした場合、フォトダイオードアレイを並設した分だけ占有寸法が大きくなるが、同一のものを上下に配置する構成となるので、部品の共通化が図れるという利点があると共に、紙幣の表裏の各々についての反射光を処理する回路に適用する場合に好適である。
【００２６】
また、投光部として３波長（紫外、赤外、緑）について単一のＬＥＤとし、これと導光板を組み合わせてスリット状の光源とし、さらに受光側には３波長（赤、緑、青）について単一のＬＥＤとし、これと導光板を組み合わせてスリット状の光源とすると共に、フォトダイオードアレイを加えて投受光部とした場合には、フォトダイオードアレイが並設された分だけ紙幣搬送方向に対する占有寸法が大きくなるが、紫外光、赤外光及び緑色光の透過光で真偽識別とし、赤色光、緑色光及び青色光の反射光で金種等を識別する回路に適用する場合に好適である。
【００２７】
単一の紫外光ＬＥＤの輝度が充分得られないケースの対策として、反射用光源としての紫外光ＬＥＤアレイを付加することができ、単一の紫外光ＬＥＤの輝度が充分得られないケースの別の対策として、反射用光源としてのＵＶランプを付加することもできる。真偽判定のための紫外光ＬＥＤを省略し、簡易な構成とすることもできる。
【００２８】
更に、紫外光に反応する紙幣に対し、紫外光を照射してそれに基づく蛍光を表示部に紙幣の画像として表示する場合には、オペレータが肉眼にて疑義のある紙幣についてチェックすることが可能である。紫外光に代えて赤外光としても同様な効果が得られ、集積部を単一の集積部とすれば、単一の集積部であるが故に装置寸法をより小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る紙幣処理機の外観図である。
【図２】本発明に係る紙幣処理機の断面構造図である。
【図３】本発明で用いる識別センサの構成例を示す側面図である。
【図４】本発明で用いる識別センサの構成例を示す平面図である。
【図５】本発明で用いる識別センサの構成例を示す斜視構造図である。
【図６】導光板の動作原理を説明するための平面図及び断面側面である。
【図７】赤外光に対する紙幣画像の一例を示す図である。
【図８】本発明に係る紙幣処理機の他の例を外観図である。
【図９】本発明で用いる識別センサの他の例（透過式１波長）を示す模式的構造図である。
【図１０】本発明で用いる識別センサの他の例（反射式１波長）を示す模式的構造図である。
【図１１】図１０の斜視構造図である。
【図１２】本発明で用いる識別センサの他の例（反射式４波長）を示す模式的構造図である。
【図１３】両面反射による紙幣識別の様子を示す図である。
【図１４】図１２の一方を示す斜視構造図である。
【図１５】本発明で用いる識別センサの他の例（反射式及び透過式各３波長）を示す模式的構造図である。
【図１６】本発明で用いる識別センサの他の例（反射式波４長及び透過式３波長）を示す模式的構造図である。
【図１７】本発明で用いる識別センサの他の例（反射式４波長及び透過式３波長）を示す模式的構造図である。
【図１８】本発明で用いる識別センサの他の例（反射式３波長及び透過式２波長）を示す模式的構造図である。
【図１９】従来の紙幣処理機の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１  載置部
２  繰出しローラ
３  搬送ローラ
４  分離ローラ
５  重送チェックセンサ
６  送出しローラ
７  羽根車
８  集積部
９  表示装置
１０  識別センサ
１１、１１Ａ  導光板
１２  基板
１３  シリンドリカルレンズ
１４  フォトダイオードアレイ
２０  制御処理部
３０  表示部
ＢＮ  紙幣
【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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【図１９】
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