紙張識別裝置、紙張分光測定用光導以及光導盒的製作方法

2023-09-19 19:00:30

紙張識別裝置、紙張分光測定用光導以及光導盒的製作方法
【專利摘要】基於紙張的光學特性識別該紙張的紙張識別裝置由以下部件構成：至少一個光源，向紙張照射光；導光體，將對從光源照射並在紙張的多個區域上反射的反射光或透過紙張的多個區域的透射光進行接收並聚光的光，從射出部射出；光學處理部，根據由導光體從射出部射出的光形成光譜分布；以及識別處理部，基於由光學處理部形成的所述光譜分布的特徵識別紙張。
【專利說明】紙張識別裝置、紙張分光測定用光導以及光導盒
【技術領域】
[0001]本發明涉及用於識別紙張的紙張識別裝置、在用於在該紙張識別裝置中取得紙張的光學特性的分光測定中利用的光導以及收納該光導的光導盒。
【背景技術】
[0002]已知以下技術:通過向紙幣照射光，測量由紙幣表面反射的反射光或透過紙幣的透射光而調查紙幣的光學特性，從而識別紙幣的幣種、真偽以及完損。例如，在專利文獻I中，公開了以下紙幣識別裝置:為了測量紙幣的光學特性，將紫外線或紅外線等多個種類的光源排列為一列，利用與其對應而設置的多個傳感器測量光學特性。此外，在專利文獻2中，公開了以下裝置:利用兩個傳感器測量對由紙幣表面反射的紫外線進行濾波而得到的兩個不同的波長域的反射光，通過進行光譜分析而識別紙幣。
[0003]例如，若是對紫外線或紅外線顯示出具有特徵的光學特性的紙幣，則向紙幣照射紫外線或紅外線，分析從紙幣得到的反射光或透射光的強度，從而能夠識別該紙幣。此外，在成為處理對象的多個種類的紙幣中，在照射了紫外線或紅外線的情況下從紙幣得到的反射光或透射光的光譜分布根據各個幣種而不同的情況下，通過分析光譜分布而能夠識別紙幣的幣種。由於這樣的光學特性在紙幣上的多個部分區域被測量，所以設置向各區域照射規定波長的檢查光的多個光源，利用通過與各光源對應而設置的多個傳感器測量的數據進行識別處理。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:專利第3152372號公報
[0007]專利文獻2:(日本)特開平10 - 143705號公報

【發明內容】

[0008]發明要解決的課題
[0009]但是，根據上述現有技術，根據作為光源而利用的檢查光而需要多個傳感器，在此之上為了處理通過各傳感器測量的數據，處理內容以及處理電路複雜化，所以存在裝置大型化或製造成本變高的問題。例如，在通過紅外線以及紫外線的各個檢查光測量光學特性的情況下，需要與各光對應的光源和與各光源對應的傳感器，需要將通過各光源測量的結果分別進行處理。進而，為了測量規定域的光學特性，還存在需要濾波器等的情況。因此，裝置的結構和通過該裝置所進行的處理內容都變得複雜。
[0010]為了應對此情況，考慮利用光導將測量到的光引導至一個傳感器的方法。光導優選與在紙幣識別裝置中取得紙幣的全面圖像的線傳感器相同地，小型且能夠高效率地測定紙幣全面的光學特性，但實現這樣的光導是困難的。
[0011]此外，在實現了這樣的光導的情況下，為了將接收到的光高效率地引導至傳感器，優選光導與其他部件不接觸。為了利用光導，需要滿足這樣的制約條件且能夠將光導收納在內部的光導盒。
[0012]本發明是為了解決上述的現有技術的問題而完成的，其目的在於，提供以簡單的結構高速地測量紙張的光學特性並識別的紙張識別裝置；在該紙張識別裝置中利用的、高效率地測定紙張上的寬範圍的光學特性的紙張分光測定用光導；以及能夠維持該光導的性能且將其收納在內部的光導盒。
[0013]用於解決課題的手段
[0014]為了解決上述的課題並達成目的，本發明是一種紙張識別裝置，基於紙張的光學特性識別該紙張，其特徵在於，具備:至少一個光源，向所述紙張照射光；導光體，將對從所述光源照射並在所述紙張的多個區域上反射的反射光或透過所述紙張的多個區域的透射光進行接收並聚光的光，從射出部射出；光學處理部，根據通過所述導光體從所述射出部射出的光形成光譜分布；以及識別處理部，基於通過所述光學處理部形成的所述光譜分布的特徵識別所述紙張。
[0015]此外，本發明的特徵在於，在上述發明中，所述識別處理部基於所述光譜分布的特徵，進行所述紙張的幣種識別以及真偽識別的至少一方。
[0016]此外，本發明的特徵在於，在上述發明中，還具備:光源控制部，控制所述光源，與所述紙張的多個區域對應地設置多個所述光源，並且所述導光體接收來自根據所述光源控制部的控制而從所述光源照射了光的區域的反射光或透射光。
[0017]此外，本發明的特徵在於，在上述發明中，所述光學處理部根據從所述導光體的射出面射出的光而形成幹涉條紋，所述識別處理部基於通過所述光學處理部形成的所述幹涉條紋的特徵識別所述紙張。
[0018]此外，本發明的特徵在於，在上述發明中，所述光學處理部具有:第一偏振光板，接收從所述導光體的所述射出部射出的光並將其偏光為直線偏振光；稜鏡，接收通過所述第一偏振光板偏光的所述直線偏振光，射出具有根據接收位置而不同的相位差的異常光以及常光；以及第二偏振光板，接收從所述稜鏡射出的所述異常光以及所述常光並將其偏光為直線偏振光，通過從所述第二偏振光板射出的所述直線偏振光形成所述幹涉條紋。
[0019]此外，本發明的特徵在於，在上述發明中，所述稜鏡是具有對於所述異常光以及所述常光的折射率不同的楔形的第一復折射材料、以及與所述第一復折射材料結晶軸不同的楔形的第二復折射材料的沃拉斯頓稜鏡。
[0020]此外，本發明的特徵在於，在上述發明中，所述第一偏振光板以及所述第二偏振光板將接收到的光偏光為相對於豎直方向傾斜45度的直線偏振光波。
[0021]此外，本發明的特徵在於，在上述發明中，所述識別處理部通過傅立葉變換根據在所述光學處理部中形成的所述幹涉條紋而生成頻率分布，並基於所述頻率分布的特徵識別所述紙張。
[0022]此外，本發明是一種紙張分光測定用光導，用於紙張表面的分光測定，其特徵在於，具有:多個接收部，通過與紙張對置的接收面接收來自所述紙張的光；以及射出部，將通過所述多個接收部接收的光向與該光入射的方向不同的方向射出，多個所述接收部，被配置為調整其間隔以及高度使得相鄰的兩個接收部處於相互遠離的位置上且能夠有效地測定光的測定區域處於排列方向上相接的位置或一部分重複的位置上，並且接收在所述紙張上在所述排列方向上連續的區域的光。[0023]此外，本發明的特徵在於，在上述發明中，具有:多個導光板，在厚度方向上排列而被配置，多個所述接收部在多個所述導光板的各個中分開形成。
[0024]此外，本發明的特徵在於，在上述發明中，多個所述導光板在分支為各接收部的部分上具有向所述導光板的厚度方向彎曲的部分形狀，在厚度方向上排列而被配置時全部的所述接收部線狀地排列為一列。
[0025]此外，本發明的特徵在於，在上述發明中，配置各導光板，以使比起從所述射出部至所述接收部的距離遠的所述導光板的一部分向所述厚度方向彎曲的彎曲角度，從所述射出部至所述接收部的距離近的所述導光板的一部分向所述厚度方向彎曲的彎曲角度變得更大。
[0026]此外，本發明的特徵在於，在上述發明中，各導光板在分支為多個所述接收部的區域上具有直到各接收部的圓弧狀的側面形狀，從分支的根向前端具有一致的截面形狀。
[0027]此外，本發明的特徵在於，在上述發明中，在各導光板中，形成直到接收部的側面形狀的圓弧的外徑、和形成直到在該外徑側相鄰的接收部的側面形狀的圓弧的內徑相同。
[0028]此外，本發明的特徵在於，在上述發明中，還具備:隔板，在相鄰的接收部之間對光進行遮光。
[0029]此外，本發明是一種光導盒，將上述發明所涉及的光導以僅接收部以及射出部向外部曝光的方式收納於內部，具備:基板，從下側對各導光板進行位置決定並支撐；以及蓋板，從上側對各導光板進行位置決定並固定，所述基板以及所述蓋板僅在所述導光板的角部與所述光導接觸。
[0030]此外，本發明的特徵在於，在上述發明中，所述蓋板具有上側保持部，該上側保持部具有主體部和在該主體部上固定的板簧，所述上側保持部通過所述板簧將所述導光板側面推壓到所述主體部，以對所述導光板進行位置決定並固定。
[0031 ] 此外，本發明的特徵在於，在上述發明中，所述基板具有:下側保持部，形成用於對所述導光板進行位置決定的槽部，在所述槽部的底面上僅與中央相比形成得高的兩外側部與所述導光板的下側角部相接，在所述槽部的兩側面上僅與上部相比形成得窄的下部與所述導光板的下側角部相接。
[0032]發明效果
[0033]根據本發明，在紙張上設定能夠測量可用於識別處理的光學特性的多個區域，對在該多個區域上測量的光進行聚光而用於識別處理，所以不需要為了對光進行處理而設置多個傳感器，從而避免裝置的結構複雜化並能夠準確地識別紙張。此外，本發明對從紙張接收到的光進行聚光並利用，但由於是光學處理，所以處理速度為高速。
[0034]此外，根據本發明，在紙張上設定能夠測量可用於幣種識別或真偽識別等紙張的識別處理的光學特性的多個區域，對來自各區域的光進行聚光，基於從聚光後的光得到的特徵進行識別處理，所以能夠根據在紙張上設定的區域，通過一次識別處理，可以僅進行例如幣種識別或真偽識別，還可以進行幣種識別以及真偽識別的雙方。
[0035]此外，根據本發明，通過將多個接收部排列為在紙張上的測定區域相接，從而能夠在排列方向上連續的區域上測定紙張的光學特性。
[0036]此外，根據本發明，通過將多個接收部分為多個導光板而形成，從而與在一個導光板上形成全部的接收部的情況相比,能夠高效率地測定光學特性。[0037]此外，根據本發明，由於將多個導光板在厚度方向上排列而配置，並且導光板的一部分具有在厚度方向上彎曲的形狀，所以能夠將多個接收部線狀地配置為一列，掃描紙張並測定紙張全面的光學特性。
[0038]此外，根據本發明，配置多個導光板，以使比起從接收部至射出部的距離遠的導光板的一部分在厚度方向上彎曲的彎曲角度，從接收部至射出部的距離近的導光板的一部分在厚度方向上彎曲的彎曲角度變得更大，所以不會由於基於彎曲的光的衰減和基於從接收部至射出部的距離的光的衰減而導致僅從一部分的導光板射出的光具有較大的衰減。
[0039]此外，根據本發明，在從射出部向各接收部分支的區域上，將到達各接收部的側面形狀設為圓弧狀，將通過接收部接收的光在內部全反射並且引導至射出部，所以能夠將接收到的光高效率地弓I導至射出部。
[0040]此外，根據本發明，形成光導的各導光板、和將光導收納在內部的光導盒，僅在導光板的角部接觸，所以能夠將從導光板向外部洩露的光抑制到最低限。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]圖1是表示實施例1所涉及的紙幣識別裝置的結構概要的示意圖。
[0042]圖2是表示在實施例1所涉及的紙幣識別裝置中利用的光導的構造的圖。
[0043]圖3是用於說明實施例1所涉及的光導的紙幣表面的測量區域的圖。
[0044]圖4是用於說明實施例1所涉及的光導具有能夠識別紙幣的光學性能的圖。
[0045]圖5是表示實施例1所涉及的光學處理部的結構概要的示意圖。
[0046]圖6是用於說明在實施例1所涉及的光學處理部中進行的光學處理的概要的示意圖。
[0047]圖7是表示由實施例1所涉及的光學處理部得到的幹涉條紋的例子的圖。
[0048]圖8是表示通過傅立葉變換從幹涉條紋得到的頻率分布的例子的圖。
[0049]圖9是表示用於光導的光學性能評價的裝置的結構概要的示意圖。
[0050]圖10是表示實施例2所涉及的紙幣識別裝置的結構概要的示意圖。
[0051]圖11是用於說明實施例2所涉及的光導的測定區域的圖。
[0052]圖12是表示實施例2所涉及的光導的外觀的立體圖。
[0053]圖13是表示形成實施例2所涉及的光導的各導光板的彎曲形狀的截面示意圖。
[0054]圖14是用於說明實施例2所涉及的各導光板的配置位置的關係的圖。
[0055]圖15是用於說明實施例2所涉及的各導光板的形狀的圖。
[0056]圖16是用於說明實施例2所涉及的光導在盒內部的固定方法的圖。
[0057]圖17是用於說明在實施例2所涉及的光導的射出側塗覆的密封材料的截面示意圖。
[0058]圖18是用於說明實施例2所涉及的導光板的固定方法的截面示意圖。
[0059]圖19是用於說明維持實施例2所涉及的各導光板的間隙的方法的截面示意圖。
[0060]圖20是用於說明在實施例2所涉及的光導中利用的光源單元的截面示意圖以及外觀圖。
[0061]圖21是表示在實施例2所涉及的導光板中利用的材質的分光透射率特性的例子的圖。【具體實施方式】
[0062]以下參照附圖，詳細說明本發明所涉及的紙張識別裝置、在用於在該紙張識別裝置中取得紙張的光學特性的分光測定中利用的光導以及收納該光導的光導盒的適合的實施例。另外，以下，作為紙張，設為以紙幣為例進行說明。
[0063]實施例1
[0064]在圖1中表示紙幣識別裝置I的概要。如圖1 (A)所示，紙幣識別裝置I具有:光源2，為了識別紙幣100而向紙幣100照射光；光導10，從接收部接收從光源2照射並在紙幣100上反射的反射光並從發射部發射；光學處理部3，經由光導10接收來自紙幣100的反射光；以及識別處理部4，通過對從由光學處理部3處理的光得到的信息進行處理從而識別紙幣100。
[0065]圖1 (B)是利用與同圖(A)不同的光導11的情況下的例子，除了光導11以外的基本結構與同圖(A)相同。紙幣識別裝置I被設置為光導10或11相對於光學處理部3固定，且具有圖1 (A)或(B)的結構，此外也可以是光導10或11被設置為相對於光學處理部3可裝卸，通過更換光導10或11從而實現同圖(A)或(B)的結構。
[0066]此外，紙幣識別裝置I除了如圖1所示的功能部之外，還包含:用於傳輸紙幣100的傳輸部；用於檢測紙幣100的到達並決定處理開始的定時的定時傳感器；以及與其他裝置之間進行數據的發送接收的通信接口等，但對此由於與現有技術相同，所以省略說明。此夕卜，紙幣識別裝置I不限於利用在紙幣100上反射的反射光的方式，還能夠利用透過紙幣100的透射光、或利用反射光以及透射光的雙方，但由於後述的光學處理是相同的，所以在本實施例中說明僅利用反射光的情況。
[0067]光源2例如由LED或燈等形成，具有向成為識別對象的紙幣100照射光的功能。例如，如圖1 (A)所示，與光導10的多個接收部IOA?IOE對應地配置多個白色LED而用作光源2。其中，只要光學處理部3能夠經由光導10以及11接收充分的光量，則不特別限定形成光源2的LED等的個數或種類。光源2的光量調整或光源2的點亮以及關閉的定時通過作為光源控制部發揮作用的識別處理部4控制。
[0068]光導10以及11是由例如無色透明的樹脂材料或玻璃材料成形的導光板(導光體)，具有將從一個或多個接收部接收到的光從規定的射出部射出的功能。圖1 (A)所示的光導10在紙幣100的上方(Z軸正方向)從五個接收部IOA?IOE接收光，與此相對，同圖(B)所示的光導11將在紙幣100的上方與紙幣100對置的面整體設為接收部11A。圖1示意性地表示了光導10以及11的構造，但具體而言，例如具有圖2所示的形狀。
[0069]如圖2 (A)所示的光導10對從在紙幣識別裝置I中與紙幣100對置而配置的五個接收部IOA?IOE接收到的光進行聚光，從一個射出部IOF向光學處理部3射出。光導10的形狀被光學設計，以使從各接收部IOA?IOE接收到的光通過內部被反射而從射出部IOF射出。此外，被光學設計以使從沿著X軸向排列而配置的各接收部IOA?IOE接收到的光，不會以大地不同的強度到達處於X軸向的大致中央的射出部10F。
[0070]具體而言，例如，從在X軸向的大致中央配置的接收部IOC隨著向兩端外側延伸，接收面的面積變大。即，比起接收部IOC的面積，接收部IOB以及IOD的面積更大，比起接收部IOB以及IOD的面積，接收部IOA以及IOE的面積更大。[0071]另外，接收的光量的調整通過考慮了接收部等的光導的形狀、光導的材質等的光學設計而實現，此外也可以例如通過控制光源2而進行。具體而言，也可以將如圖2 (A)所示的光導10的接收部IOA?IOE的接收面的面積設為全部相同的大小，控制從與各接收部IOA?IOE對應而設置的各光源2照射的光的光量。由此，基於光導10的形狀或從接收部IOA?IOE至射出部IOF為止的光程長度等來控制各光源2的光量，則能夠控制從各接收部IOA?IOE到達射出部IOF的光量。此外，通常，進行光量的調整以使從各接收部IOA?IOE接收到的光以大致相同的強度到達射出部10F，但也能夠故意地設為不同的強度。具體而言，只需控制從與各接收部IOA?IOE對應而設置的各光源2照射的光量或照射定時等，就能夠例如在紙幣100上的某區域照射強光，在其他區域照射弱光。適當決定光導10的形狀或各光源2的控制，以使為了識別紙幣100而在進行後述的光譜分析等時易於表現紙幣100的特徵。
[0072]如圖2 (B)所示的光導11將從紙幣識別裝置I中與紙幣100對置的面即接收部IlA接收到的光從射出部IlB向光學處理部3射出。光導11的形狀被光學設計為從接收部IlA接收到的光從射出部IlB被射出。此外，在接收部IlA中形成菲涅爾透鏡，以使具有聚光功能。在如圖2 (B)所示的光導11中，也對在紙幣100上的寬範圍內接收到的光進行聚光，從一個射出部IlB射出。
[0073]像這樣，本實施例所涉及的紙幣識別裝置I的一個特徵在於，通過利用光導10或11，在接收到來自紙幣100上的多個區域或寬區域的光後，將接收到的光聚光為一個，用於後續的紙幣100的識別處理。光學處理部3以及識別處理部4使用被聚光的光進行處理，所以不需要以往那樣的多個傳感器。因此，與以往裝置相比成為簡單的裝置結構且還能夠抑制製造成本。此外，能夠測量多個區域的光學特性，且由於利用被聚光的光而不是單獨利用各區域的光學特性，所以能夠高速地進行處理。
[0074]通過光導10以及11測量的紙幣100上的區域的例子如圖3所示。若利用如圖2(A)所示的光導10，則如圖3 (A)所示，能夠通過各個對應的各接收部IOA?IOE接收來自沿著Y軸向通過光導10的下方(Z軸負方向)的紙幣100上的獨立的五個區域IOlA?IOlE的光。
[0075]此外，若利用如圖2 (B)所示的光導11，則如圖3 (B)所示，能夠通過接收部IlA接收來自通過光導10的下方的紙幣100上的寬區域102的光。此外，若控制來自光源2的光的照射定時，則如圖3 (C)所示，還能夠僅將通過光導11的下方的紙幣100的在移動的方向(Y軸向)上的一部分的區域103A以及103B作為對象而接收光。此外，關於如圖2(A)所示的光導10，同樣也能夠僅測量在Y軸向上的一部分的區域。
[0076]除了利用光導10或11對來自多個區域的光進行聚光並利用的方式之外，還能夠單獨測量來自多個區域的光。具體而言，例如，如圖2 (B)所示的光導11，接收部IlA由一個面形成，但如圖1 (B)所示，由於多個光源2被配置在相離的位置上，所以通過控制從各光源2照射光的定時，如圖3 (D)所示，能夠將紙幣100上的一部分的區域104A?104E設為測量對象區域，單獨地接收來自各區域的光。
[0077]此外，在利用如圖2 (A)所示的光導10的情況下，也可以通過控制來自與各接收部IOA?IOE對應的各光源2的光的照射定時，如圖3 (D)所示，能夠僅將在紙幣100上與各接收部IOA?IOE對應的一部分區域104A?104E作為對象而單獨地接收來自各區域的光。根據圖2 (A)的光導10，測量對象區域與接收部IOA?IOE對應而被限定，所以與同圖(B)的光導11相比，能夠更準確地將測量對象區域限定為一部分區域104A?104E。
[0078]另外，若組合如圖3 (D)所示的各區域104A?104E的Y軸向的位置，則還能夠同時測量所選擇的任意的兩個、三個或四個區域。
[0079]像這樣，通過控制光導10以及11的形狀或光源2的發光定時或光量，能夠變更在紙幣100上接收光的位置以及區域。因此，關於成為識別對象的紙幣100，在僅檢測一部分的區域的光學特性即可的情況下，能夠與此對應而調整光導10以及11的測量區域。若僅將易於得到光學的特徵的部分區域作為對象而進行測量，則能夠減輕測量結果的後處理的負擔並進行高速的識別處理。此外，若通過限定測量區域而抑制對於測量結果的其他區域的影響，則能夠提高紙幣100的識別精度。
[0080]圖2 (A)以及(B)所示的光導10以及11相對於同圖所示的正面形狀，具有從側方(X軸向)觀察的厚度為薄的平板形狀。例如，相對於正面形狀的縱橫(X軸向以及Z軸向)的尺寸為數十_?IOOmm左右,厚度成為5mm左右。其中,本實施例不限定於此。例如,光導10以及11也可以具有比紙幣100更寬的寬度(X軸向的尺寸)。
[0081]此外，圖2所示的光導10或11為一例，光導10以及11的形狀根據成為識別對象的紙幣100的測量對象區域、以及紙幣100和光學處理部3的位置關係而被適當決定。具體而言，例如可以從接收部向射出部形成大致L字型或大致U字型，且接收部的數目也沒有被特別限定。
[0082]通過利用這樣的光導10以及11，相對於接收來自紙幣100的反射光的位置，配置光學處理部3的位置的自由度變高。因此，能夠將紙幣識別裝置I小型化。此外，由於通過光導10以及11對從紙幣100接收到的光進行聚光並利用，所以能夠在一個傳感器中得到充分的光量而進行識別處理。
[0083]此外，通過變更光導10以及11的形狀或控制光源2的配置位置以及點亮定時等，能夠變更紙幣100上的測量位置以及測量區域，變更從通過光導10以及11聚光的光得到的光學特性。若根據成為處理對象的紙幣100的光學特性，控制光導10以及11的形狀或光源2的位置以及點亮定時等，則能夠準確地識別紙幣100。
[0084]具體而言，例如，在某紙幣100中，如圖3 (A)所示，能夠根據用於識別處理的目的而設定適當的測量區域，以使測量諸如能夠得到可用於幣種識別的光學特性的區域IOlA?101C、和能夠得到可用於真偽識別的光學特性的區域IOlD以及101E。此時，在一次測量中，能夠得到幣種識別所需的光學特性和真偽識別所需的光學特性的雙方。由於僅測量必要的區域，所以能夠高速地進行處理。此外，由於得到對識別處理有效的光學特性而進行紙幣100的識別處理，所以能夠準確地識別幣種以及真偽。
[0085]光導10以及11的一個特徵在於，對在紙幣100上的多個區域上測量的光進行聚光而用於識別。
[0086]示出利用圖9所示的紙幣識別裝置進行識別處理的例子。該紙幣識別裝置201從光源207向紙幣100照射光，將在紙幣100上反射的光通過聚光透鏡202聚光，通過準直透鏡203使之成為平行光後，將通過設置在縫隙部件204上的縫隙的光通過稜鏡205進行分光，通過CCD傳感器206測量各波長的光的反射強度。關於這樣的以往的紙幣識別裝置201的結構、功能以及動作，例如在國際公開第2009/157049號中公開。[0087]在此，代替聚光透鏡202、準直透鏡203以及縫隙部件204而利用如圖2 (A)所示的光導10。並且，通過光導10的接收部IOA?IOE接收從光源207照射、在紙幣100上反射的反射光。與從縫隙部件204的縫隙入射至CXD傳感器206的情況相同，光導10配置為從射出部IOF射出的光入射至CXD傳感器206。並且，根據通過稜鏡205被分光且通過CXD傳感器206被測量的光譜分布，識別紙幣100。
[0088]其結果，例如，關於具有2種不同的幣種的紙幣100，在如圖3 (A)所示測量了區域IOlA?IOlE的情況下，得到圖4 (A)所示的光譜分布。在圖4 (A)中，能夠明確地區分2種的各紙幣100的光譜分布20以及21。即，能夠利用光導10，基於光譜分布20以及21識別紙幣100的幣種。
[0089]根據紙幣100的幣種，例如如圖4 (B)所示，還存在兩個光譜分布30以及31在寬波長區域上大致一致的情況。但是，即使在這種情況下，由於也能夠在某波長區域32中明確地區分各紙幣100的光譜分布30以及31，所以能夠識別紙幣100的幣種。S卩，通過將以往裝置的光學系統置換為本實施例所涉及的光導10以及11，也能夠進行紙幣識別。
[0090]另外，圖4 (A)以及(B)是一例，在利用如圖2所示的光導10以及11，將紙幣100上的測量區域如圖3 (B)?(D)所示那樣進行選擇而測量的情況下，也同樣能夠識別紙幣100的幣種。此外，還能夠利用光導10以及11進行紙幣100的真偽識別。關於紙幣100的幣種以及真偽的識別，將從成為識別處理的對象的紙幣100得到的圖4 (A)以及(B)所示的各光譜(20、21、30以及31)與例如在存儲裝置等中預先保存的各幣種的基準數據相比而判定，但關於判定處理由於與現有技術相同所以省略詳細的說明。
[0091]本實施例的一個特徵在於，通過光導10或11，能夠有效地利用寬波長域的光而識另Ij紙幣100。但是，用於識別的檢查光不被特別限定，與以往相同，也可以利用紫外線或紅外線等規定波長域的檢查光。具體而言，也可以將紫外線或紅外線等規定波長域的檢查光向紙幣100照射，如圖3 (A)?(C)所示，將來自紙幣100上的各區域的反射光通過光導10或11進行聚光並進行光譜分析。此時，也與圖4 (A)以及(B)的情況相同，能夠從光譜分析的結果得到各紙幣100的特徵，從而識別幣種以及真偽。
[0092]具體而言，例如，在紙幣100上的圖3 (D)所示的部分區域104D上，利用與紫外線反應的螢光墨而印刷規定的安全標記情況下，能夠向該區域104D照射紫外線而進行反射光的光譜分析，基於該分析結果判定有無安全標記，從而用於真偽識別等。此外，除了按照每個部分區域進行光譜分析之外，也可以連續地進行規定區域的光譜分析，基於光譜的變化識別紙幣。例如，在圖3 (A)所示的部分區域IOlC內，通過螢光墨印刷了多個安全標記的情況下，能夠向該部分區域IOlC連續地照射紫外線，基於所得到的反射光的光譜的變化而識別紙幣。無論在哪個情況下，都能夠通過預先準備成為判定基準的基準數據而比較該基準數據和測量數據，將所得到的結果用於紙幣100的識別。
[0093]此外，根據本實施例，不限於通過一個光譜分布僅識別幣種或真偽的任一方的方式，還能夠同時識別雙方。如圖3 (A)?(D)所示，根據本實施例，能夠在紙幣100上設定多個測量區域。因此，例如，若設定能夠測量對幣種識別有效的光學特性的區域、和能夠測量對真偽識別有效的光學特性的區域，將從這些區域得到的光利用光導10或11進行聚光並生成光譜分布，則能夠同時進行幣種識別以及真偽識別。
[0094]在圖4 (A)以及(B)中，橫軸表示光的波長，縱軸表示各波長的光的反射強度。關於紙幣100的完損識別，已知能夠根據如圖4 (A)以及(B)所示的光譜分布的某波長域中的光譜波形的特徵進行完損識別。
[0095]這裡，示出能夠根據利用本實施例所涉及的光導10以及11測量的結果而進行紙幣的完損識別。將未使用的新幣的光譜分布作為基準而對各紙幣的測量結果進行標準化，將縱軸作為與基準紙幣的強度比，橫軸作為光的波長而做成的圖為圖4(C)。此外，關於多個完券以及損券，根據進行這樣的標準化而得到的結果，求得如同圖(C)所示的波長域λ I?λ 2中的切線y = ax + b，將斜率a作為橫軸，截距b作為縱軸而做成的圖為圖4 (D)0另外，在此利用了作為完券而未使用的紙幣即新幣以及流通券。
[0096]在圖4 (D)中，將從應被識別為完券的紙幣100得到的值以圓點表示，將從應被識別為損券的紙幣100得到的值以三角點表示。像這樣，若設定成為閾值42的直線，則能夠將該直線作為邊界，區分被識別為完券的紙幣100的分布40和被識別為損券的紙幣100的分布41。即，還能夠通過根據利用光導10以及11而得到的光譜分布而計算規定的特徵量並與閾值比較，從而進行紙幣100的完損識別。
[0097]另外，用於完損識別的特徵量不限定於光譜分布的斜率，例如還能夠利用形成光譜分布的光反射強度。具體而言，由於在完券和損券之間對光反射強度產生差異，所以通過以可區分完券以及損券的方式設定閾值，從而能夠通過比較光反射強度和閾值而進行完損識別。此時，傳感器的數目沒有被特別限定。此外，關於測量光的波長，若能夠根據完損而測量反射強度的差異，則也可以僅在一個波長中進行測量，也可以在多個波長中進行測量。例如，還能夠通過利用由一個傳感器測量的多個波長的光反射強度的總和或以規定波長測量的多個傳感器的反射強度的總和，與閾值比較，從而識別紙幣的完損。
[0098]本實施例利用具有可識別紙幣100的幣種、真偽以及完損的光學性能的光導10以及11，以與以往裝置201不同的方法進行紙幣100的識別。具體而言，根據在紙幣100表面上反射的光，由光學處理部3形成幹涉條紋，通過CXD傳感器55測量該幹涉條紋。並且，將幹涉條紋通過識別處理部4變換為頻率分布，基於該頻率分布進行紙幣100的識別。以下，詳細說明紙幣識別裝置I的這些處理。
[0099]首先，如圖1所示，從光源2向紙幣100照射的光在紙幣100上反射併入射至光導10或11。入射至光導10或11的光從光導10或11被入射至光學處理部3。在光學處理部3內，形成被入射的光的幹涉條紋。
[0100]圖5是表示光學處理部3的結構概略的示意圖。如圖5所示，光學處理部3具有:散射板50,用於將從同圖左側(X軸負方向側)的光導10或11入射的光散射為一致的光並射出；第一 45度偏振光板51,用於使從散射板50入射的無偏振光波成為45度的直線偏振光波；沃拉斯頓稜鏡52,利用復折射將從45度偏振光板入射的直線偏振光波分離為具有光程差(相位差)的異常光(垂直偏振光波)以及常光(水平偏振光波)的、正交的兩個偏振光分量；第二 45度偏振光板53,對齊產生了光程差的異常光以及常光的兩個偏振光分量振動的面；透鏡54,用於使兩個光分量在(XD傳感器55上成像；以及(XD傳感器55,用於將兩個光分量的幹涉光的分布作為幹涉條紋分量而測量。
[0101]在此，詳細說明光學處理部3的動作。圖6是用於說明光學處理部3的內部的光的情況的不意圖。
[0102]首先，從圖6的左側(X軸負方向側)的光導10或11入射至光學處理部3的光300，通過散射板50散射後,入射至第一 45度偏振光板51。從通過散射板50從光導10或11入射的光300中，去除光導10或11的形狀所導致的影響等，成為一致的光301併入射至45度偏振光板51。即，即使在光從X軸負方向側被入射至散射板50的一部分區域的情況下，也將其作為一致的光從散射板50的X軸正方向側的整面向45度偏振光板51射出。
[0103]接著，入射至45度偏振光板51的光301，如圖6所示，被偏光為繞著X軸相對於Z軸傾斜45度的方向的直線偏振光波302。S卩，以無偏光狀態入射的光301成為45度直線偏振光波302。
[0104]如圖5所示，在光學處理部3中利用的沃拉斯頓稜鏡52由處於結晶方向正交的關係的第一復折射材料52a以及第二復折射材料52b形成。由方解石或水晶等成形的各復折射材料52a以及52b從相對於光前進的方向(X軸向)垂直的方向(Y軸向)來看的形狀成為各個楔形。兩個復折射材料52a以及52b，從Y軸向來看，以成為矩形形狀且接合面形成該矩形形狀的對角線的方式被接合。
[0105]通過沃拉斯頓稜鏡52具有這樣的形狀，從而根據Z軸向的位置，光沿著X軸向透過復折射材料52a以及52b的各個內部的距離dl以及d2發生變化。
[0106]即，從沃拉斯頓稜鏡52的Z軸向最下端入射的光僅透過第一復折射材料52a。並且，入射光隨著向Z軸正方向側移動，透過第一復折射材料52a的距離dl變短，且透過第二復折射材料52b的距離d2變長。這樣，從Z軸向最上端入射的光僅透過第二復折射材料52b。
[0107]如圖6所示，在沃拉斯頓稜鏡52的Z軸向的某位置上，光向X軸正方向行進而將透過第一復折射材料52a的距離設為dl，將透過第二復折射材料52b的距離設為d2，將結晶軸向為Y軸向的第一復折射材料52a中的異常光303的折射率設為no，將常光304的折射率設為ne。此時，由於偏振光方向的差異產生的異常光303以及常光304的光程差LI成為 LI = (no — ne) dl。
[0108]與此相對，在結晶方向為Z軸向的第二復折射材料52b中，異常光303的折射率成為ne，常光304的折射率成為no。並且，此時的光程差L2成為L2 = (ne — no) d2。
[0109]另外，由於根據斯涅爾定律，正交的兩個常光304以及異常光303的行進方向在兩個復折射材料52a以及52b的邊界面中幾次傾斜，所以在第二復折射材料52b中的光程嚴格來說根據d2變化。具體而言，例如，異常光303向著繞著Y軸向從X軸向Z軸正方向僅傾斜0.5度的方向行進。例如，在利用了水晶作為第二復折射材料52b的情況下，若設為d2=5mm，則實際的光程成為5.0000192mm。像這樣，d2根據復折射材料52a以及52b的折射率等而變化，但由於d2的變化量非常微小，所以不特別考慮也沒有問題。
[0110]因此，透過兩個復折射材料52a以及52b後的異常光303以及常光304的光程差L成為L = LI + L2 = (no — ne) (dl — d2)。如圖5所示，由於(dl — d2)的值根據沃拉斯頓稜鏡52的Z軸向的位置而變化，所以光程差L也同樣地根據沃拉斯頓稜鏡52的Z軸向的位置而變化。
[0111]像這樣，由於異常光303以及常光304的光程差L根據Z軸向的位置而變化，所以若干涉這兩個光303以及304，則產生在Z軸向上具有深淺的幹涉條紋。
[0112]因此，通過第二 45度偏振光板53對齊透過兩個復折射材料52a以及52b而產生了光程差的異常光303以及常光304的兩個偏振光分量振動的面而進行幹涉。由此透過45度偏振光板53的光306在Z軸向形成幹涉條紋。
[0113]如圖5所示，光學處理部3將這樣得到的兩個光分量通過透鏡54在CXD傳感器55上成像。其結果，通過CXD傳感器55，測量例如如圖7所示的幹涉條紋。
[0114]像這樣，能夠通過光學處理部3，根據表示紙幣100的光學特性的光而形成幹涉條紋。由於經由光導10或11入射至光學處理部3的光根據紙幣100的光學特性而成為不同的光，所以通過CCD傳感器55測量的幹涉條紋也根據紙幣100而成為不同的幹涉條紋。因此，能夠基於幹涉條紋所表現的特徵而識別紙幣100。
[0115]圖1所示的識別處理部4對通過CXD傳感器55測量的幹涉條紋進行傅立葉變換。即，通過對如圖7所示那樣的幹涉條紋進行傅立葉變換，變換為如圖8所示那樣的頻率分布。該頻率分布是將從紙幣100得到的光通過光學處理部3變換為幹涉條紋，進而將該幹涉條紋通過識別處理部4進行傅立葉變換而得到的頻率分布，所以表示根據紙幣100的光學特性而不同的頻率分布。因此，能夠基於頻率分布所表現的峰值的位置、大小(振幅)等特徵而識別紙幣100。
[0116]具體而言，例如，如圖8所示，在將幣種不同的2種紙幣100通過紙幣識別裝置I測量而得到的頻率分布60以及61中，起峰的頻率和峰值的高度成為不同。識別處理部4通過比較這樣得到的頻率分布60以及61，基於例如峰值位置以及峰高度等特徵進行紙幣100的識別。與參照圖4說明的內容相同，能夠利用幣種、完損以及真偽等之間所表現的頻率分布的差異而進行紙幣100的識別。其中，圖8是一例，還存在表示光譜不具有明確的峰值的、例如如圖4 (A)或(B)所示那樣的波形的情況，但此時也能夠根據光譜的差異而識別紙幣100。
[0117]另外，若預先利用紙幣識別裝置I測量成為處理對象的紙幣100的光學特性，將其作為基準數據而存儲至存儲器等存儲裝置中，則能夠通過比較該基準數據和測量數據而識別多個種類的紙幣100。此外，也能夠設定閾值以使能夠區分幣種、完損以及真偽等種類的差異，從而進行紙幣100的識別。由於這樣的紙幣100的識別處理與現有技術相同所以省略詳細的說明。
[0118]此外，在圖1中表示了通過光導10或11的接收部接收從光源2照射並在紙幣100上反射的反射光的例子，但本實施例不限定於此，也可以是從相對於紙幣100而與光導10或11對置的一側(Z軸負方向側)向紙幣100照射光，利用透過紙幣100的透射光的方式。根據紙幣100的特徵適當決定利用反射光或透射光的任一個、或反射光以及透射光的雙方，以使得到能夠容易且準確地識別紙幣100的光學特性。同樣，還適當決定光導10以及11的形狀、紙幣100上的光的測量位置以及測量區域，以使能夠容易且準確地識別成為處理對象的紙幣100。
[0119]此外，作為導光板表示了利用樹脂制的光導10或11的方式，但本實施例不限定於此，例如，作為導光體也可以利用光纖等。
[0120]如上述那樣，根據本實施例，由於通過光導10或11測量紙幣100的表面的光學特性，所以對於紙幣100配置光學處理部3的位置的選擇的自由度高，從而能夠將紙幣識別裝置I小型化。此外，通過將紙幣識別裝置I小型化，能夠降低製造所花費的成本。
[0121]此外，能夠通過利用光導10或11，在寬範圍測量紙幣100的光學特性或僅測量部分區域，設定測量位置或測量區域，以使迎合各紙幣100的光學的特徵而易於檢測光學特性。因此，能夠準確地測量各紙幣100的光學特性，準確地識別紙幣100。此時，根據在紙幣上能夠測量可用於幣種識別的光學特性的區域或能夠測量可用於真偽識別的光學特性的區域等被設定的區域，通過一次識別處理，能夠僅進行幣種識別以及真偽識別的任一方，還能夠進行幣種識別以及真偽識別的雙方。
[0122]光導10或11能夠由透明的樹脂材料等廉價且容易地製造。因此，根據紙幣100的種類製造各種的光導，根據成為處理對象的紙幣100選擇合適的光導並利用，從而能夠準確地測量各紙幣100的光學特性並準確地識別紙幣100。
[0123]此外，通過光導10或11對從紙幣100上的多個區域或寬區域得到的光進行聚光並用於識別處理，所以與未聚光的情況相比利用的光的強度變高，紙幣100的光學特性的測量精度或紙幣100的識別精度提高。進而，若利用全波長域的光而不是僅利用所得到的光的一部分的波長區域，則能夠進行有效地利用光的紙幣識別。測量的光的強度高，與測量弱光的情況相比能夠縮短測量時間，所以能夠縮短識別的整體的處理時間。
[0124]此外，由於通過光學處理部3對從紙幣100得到的光進行幹涉並利用，所以通過幹涉效果，能夠在一部分的區域得到具有比從紙幣100得到的光的強度更高的強度的光。因此，光學特性被強調，紙幣100的光學特性的測量精度或紙幣100的識別精度提高。
[0125]此外，在CCD傳感器55的測量的前階段，即直至形成幹涉條紋時為止為利用了光的處理，所以與拍攝圖像或進行對拍攝到的圖像的圖像處理的情況相比能夠高速地進行處理。
[0126]實施例2
[0127]在實施例1中，示出了將一個平板狀的導光板(導光體)用作光導10、11的例子，但在本實施例中，說明將組合了多個導光板的導光板用作光導的例子。另外，包含實施例1，在本實施方式中，利用將通過接收部接收的光引導至射出部的導光體即導光板。在利用一個導光板的情況下該導光板為光導10、11，在利用多個導光板的情況下通過這些導光板形成一個光導。
[0128]在圖10中，表示利用本實施例所涉及的光導400的紙幣識別裝置I的概要。如圖10 (A)所示，紙幣識別裝置I具有:光源2，向紙幣100照射光；光導400，將從光源2照射並在紙幣100上反射的反射光從接收部501?516接收並從射出部521?524向光學處理部3射出；光學處理部3，經由光導400接收來自紙幣100的反射光；以及識別處理部4，通過對從由光學處理部3處理的光得到的信息進行處理，從而識別紙幣100。本實施例所涉及的光導400具有16個接收部501?516，如圖10 (B)所示，各接收部501?516接收從光源2照射並在紙幣100上反射的光。
[0129]關於光源2、光學處理部3以及識別處理部4的功能以及動作，由於與在實施例1中說明的內容相同所以省略詳細的說明，以下，詳細說明作為本實施例的特徵的光導400。
[0130]如圖10 (A)所不,光導400由四個導光板401?404形成。各導光板401?404是利用丙烯樹脂等透明樹脂材料而成形的板狀體。在導光板401中，被設置為與紙幣100對置的四個接收部501?504在X軸向被配置為一列，以使離紙幣100的高度成為相同。通過四個接收部501?504接收的光在內部被全反射並被引導至X軸向，從射出部521向光學處理部3射出。同樣，通過在其他導光板402?404中光也在內部被全反射，從而在導光板402中將通過接收部505?508接收的光引導至射出部522，在導光板403中將通過接收部509?512接收的光引導至射出部523，在導光板404中將通過接收部513?516接收的光引導至射出部524。
[0131]四個導光板401?404如圖10 (A)所示，在將光學處理部3側的各射出部521?524的位置在Y軸向對齊的狀態下，按照導光板401、402、403、404的順序，X軸向的長度變短。各導光板401?404的長度被設定為各接收部501?516在X軸向等間隔地配置。
[0132]具體而言，在導光板401以及導光板402的X軸向的長度的差異被設定為，光學處理部3側的射出部521以及522對齊為在X軸向成為相同的位置的狀態下，導光板401的接收部504和導光板402的接收部505的X軸向的間隔與在各導光板401以及402中相鄰的接收部(501?504以及505?508)的X軸向的間隔成為相同。導光板402和導光板403、導光板403和導光板404的X軸向的長度也被設定為同樣。其結果，在光導400中，16個接收部501?516成為在X軸向等間隔地配置的狀態。此外，關於各導光板401?404的形狀細節如後述，但這些16個接收部501?516在X軸向上被線狀地排列為一列。
[0133]圖11是用於說明接收部501?516的具體的配置的例子的圖。圖11 (A)表示在從Y軸向看一個接收部501?516的情況下能夠有效地測定紙幣100的光學特性的區域(圖中斜線區域)，同圖(B)表示在從Z軸向看的情況下的16個接收部501?516的配置位置(圖中實線)和在該配置位置上能夠測定的紙幣100上的區域(圖中虛線)。
[0134]如圖11 (A)所示，在一個接收部501?516中，能夠有效地接收開口角22.6度的區域內(圖中斜線部)的光。若將具有矩形截面的接收部501?516的X軸向的寬度設定為
4.5mm，將從紙幣100至接收面的高度設定為9mm，則在X軸向上能夠在12mm的寬度有效地測定來自紙幣100的光。因此，相鄰的兩個接收部501?516的X軸向中心位置配置為在X軸向成為12mm以內，從而能夠在紙幣100上測定連續的帶狀區域的光學特性。
[0135]此外,若將接收部501?516的Y軸向的寬度設定為3.5mm,則同樣,在高度9mm、開口角22.6度的情況下能夠有效地接收光的區域在Y軸向成為Ilmm的寬度，但在Y軸向能夠測定的區域由於收納光導400的盒而受到限制。具體而言，在盒內被收納的光導400僅能夠在盒中所設置的測定窗的範圍內接收光，例如收納光導400的盒在Y軸向具有9mm寬度的測定窗的情況下Y軸向的測定區域成為寬度9mm。
[0136]S卩，將具有3.5mmX4.5mm的矩形形狀的接收面(圖中實線)的接收部501?516配置為以離紙幣100距離9mm的高度與紙幣100對置，則如圖11 (B)所示，能夠根據一個接收面(圖中實線)將紙幣100上9mmX 12mm的矩形區域(圖中虛線)設為有效測定區域。若將各接收部501?516等間隔地配置為一列，以使各個X軸向中心位置在X軸向成為12_的寬度，則能夠將一個接收部作為I波道，在16波道量、寬度192mm的連續的帶狀區域中有效地測定光學特性。由此，若是X軸向的寬度為192mm以下的紙幣100，則通過在光導400的下方將該紙幣100在Y軸向上傳輸並掃描，從而能夠測定紙幣全面的光學特性。
[0137]另外，在圖11 (B)中，設定各接收部501?516的配置位置以使在相鄰的接收部501?516中開口角22.6度的測定區域在X軸向相接，但若能夠測定紙幣100的全面，則也可以設定配置位置以使測定區域的一部分重複。此外，圖11 (B)表示通過光源2，在多個波道的區域同時照射光的情況下的例子，但還存在例如以每一個波道或每兩個波道的方式，按照每個規定波道，在對應的紙幣100上的規定區域上照射光，進行測定的情況。在這樣的情況下，為了準確地進行在成為對象的規定區域上的測定而利用隔板。[0138]具體而言，例如，如圖11 (C)所示，若在兩個接收部502以及503之間配置隔板530，則來自與接收部502對應的光源2的光在紙幣100上照射至與接收部502對應的區域且從紙幣100反射的光能夠不被相鄰的接收部503接收。例如，在將16波道的接收部501?516以兩個為一組而用作8波道量的情況下，如圖11 (D)所示，接收部501?516按照每兩個被隔板530劃分。另外，在利用隔板530的情況下，如圖20 (B)所示，在每個被隔板530劃分的區域中配置光源2。若如圖11 (C)所示那樣將各接收部501?516的各測定區域配置為在X軸向例如重複0.3mm，則能夠以8波道量在寬度187.5mm的區域中測定光學特性。
[0139]接著，說明形成光導400的四個導光板401?404的形狀。圖12是由四個導光板401?404形成的光導400的立體圖。各導光板401?404在盒410 (圖中虛線)內固定位置而被收納。
[0140]四個導光板401?404在Y軸向被排列而配置，但各導光板401?404的X軸向的長度不同，以使各接收部501?516在X軸向等間隔地配置。此外，在各導光板401?404中，從光學處理部3側向前端部(X軸負方向)分支為四個後的區域上，到達各接收部501?516的途中部分成為被彎曲的形狀，以使各接收部501?516在X軸向排列為I列。
[0141]圖13是用於說明從X軸負方向側看各導光板401?404的彎曲部的形狀的圖。關於形成盒410的基板412以及蓋板411表示了截面形狀。在基板412上，在與各接收部501?516對應的位置上，設置比各接收部501?516微大的開口部，以使僅各接收部501?516在盒410下面曝光。導光板401?404在盒410內位置被固定,關於固定方法如後述。
[0142]從X軸負方向側看，導光板401的彎曲形狀和導光板402的彎曲形狀相對於Z軸成為對稱的關係。同樣，處於兩外側的導光板403的彎曲形狀和導光板404的彎曲形狀也相對於Z軸成為對稱的關係。更具體而言，四個導光板401?404如圖14所示那樣配置而被利用。
[0143]表示相對於通過接收部501?516接收的光的從射出部521?524射出的光的比例的射出效率，從接收部501?516至射出部521?524的距離越遠則越降低。此外，用於將接收部501?516配置為一列的彎曲的角度越大，則全反射率變得越小，所以射出效率降低。因此，從接收部501?508至射出部521?524的距離遠的導光板401以及402被配置在內側，以使這兩個導光板401以及402的彎曲角度變得比其他兩個導光板403以及404的彎曲角度小。即，設定各導光板401?404的配置位置，以使基於從接收至射出的距離的衰減越大，則基於彎曲角度的衰減變得越小。
[0144]圖15是用於說明導光板401?404的形狀的圖。各導光板401?404的形狀被光學地設計為，從各接收部501?516接收到的光在內部被全反射且被引導至各射出部521?524，而不是嚮導光板401?404的外部洩露。從Y軸向看，被分支為四個後到達接收部501?516的部分的側面形狀在各導光板401?404中成為相同的形狀。因此，在圖15中，以導光板401為例表示側面形狀。將通過接收部501?504接收到的光從具有與Z軸垂直的接收面的接收部501?504引導至具有與X軸垂直的面的射出部521，所以分支為四個的區域的側面形狀成為圓弧狀。在圖15 (A)中，虛線箭頭所示的範圍成為圓弧形狀。
[0145]圖15 (A)所示的圓弧狀的側面形狀中的曲率半徑Rl?R5具有大小為Rl >R2> R3 > R4 > R5的關係。優選到達各接收部501?503的圓弧狀區域在向X軸向移動時，成為與相鄰的接收部502?504重合的關係。具體而言，例如，優選接收部504的圓弧形狀外側的曲率半徑(外徑)R4』的圓弧部分和接收部503的圓弧形狀內側的曲率半徑(內徑)R4的圓弧部分在向X軸向平行移動的情況下重合。此外，接收部503的外側圓弧和接收部502的內側圓弧，接收部502的外側圓弧和接收部501的內側圓弧也同樣地，優選在向X軸向平行移動的情況下處於重合的關係。
[0146]例如，在圖15 (A)中，通過作為R2』= R2、R3』= R3、R4』= R4而成形導光板401，從而在向X軸向平行移動的情況下對應的圓弧之間成為重合的關係。如圖15 (B)所示，此時的形狀與如圖中白箭頭所示那樣將對應的圓弧之間處於重合的關係的四個部件僅向X軸向移動不同的量，以使各接收部501?504在X軸向上遠離的位置上且被等間隔地配置的情況下的側面形狀一致。
[0147]其中，關於圓弧部分的形狀，例如，在利用直徑Ht的工具研磨的情況或在通過利用直徑Ht的立銑刀等工具對導光板401進行切削加工而成形的情況下，允許對於對應的圓弧的曲率半徑產生僅直徑Ht的量的差。具體而言，若Ht = 0.5mm左右，則也可以是R4 =R4』 + Ht、R3 = R3』 + Ht、R2 = R2』 + Ht的關係。另外，將接收部501?504的X軸向的寬度設為W1，各曲率半徑的關係成為Rl = R2 + WU R2』 = R3 + WU R3』 = R4 + WU R4』=R5 + Wl0
[0148]此外，為了在導光板401內部,對光進行全反射並將光引導至射出部521,基於各接收部501?504的X軸向的寬度尺寸而設定曲率半徑。具體而言，若相對於接收部501?504的X軸向的寬度W1，側面圓弧形狀的外側圓弧的曲率半徑變得小於Wl的3倍，則射出效率大大降低，所以優選將外側圓弧的曲率半徑設為Wl的3倍以上。S卩，最小的側面圓弧形狀的外側圓弧的曲率半徑R4』的值優選成為R4』 > 3 X Wl。其中，為了使光導400的尺寸小，允許考慮射出效率而使得R4』為Wl的2.5倍以上。
[0149]根據以上，具體而言，在圖15 (A)中，在Wl = 4.5mm、用於導光板401的加工的工具直徑為Ht = 0.5mm的情況下，設為R4』 = 12mm (> 4.5X2.5),且設為R5 = 7.5mm (=R4』 一 W1)。由此，成為 R4 = 12.5mm (R4，+ Ht)，R3』 = 17mm (= R4 + W1)。通過同樣的計算，成為R3 = 17.5謹、R2』 = 22謹、R2 = 22.5謹、Rl = 27謹。因此，能夠實現高度30mm以下的小型的光導400。
[0150]在圖15 (A)右側所示的表示各導光板401?404的彎曲形狀的圖中，例如設為Dl=3.5mm、D2 = 3.35mm,在外側配置的導光板403以及404以成為D3 = 8.75mm的方式具有彎曲的形狀，在內側配置的導光板401以及402以成為D4 = 5.15mm的方式具有彎曲的形狀。此外，導光板401?404將相對於高度Hl = 30mm、從上端起H2 = 19.5mm、從下端起H3 = 3_的區域作為與Z軸平行的區域，以將它們連接的方式具有彎曲的形狀。另外，各導光板401?404的彎曲部的形狀不限定於如圖15所示那樣截面直線地彎曲的情況，也可以是以成為R形狀的方式彎曲的方式。
[0151]接著，說明在具有以上那樣的形狀的導光板401?404的盒410內的固定方法。圖16是用於說明將導光板401?404在盒410內固定的方法的圖。在圖16 (A)左上的圖中，表示從Y軸正方向側看形成盒410的基板412以及蓋板411的情況的截面示意圖，在其右側表示從X軸正方向側看的圖，在其下側表示從Z軸負方向側看的圖。此外，在圖16(B)以及(C)中，表示在各個圖16 (A)所示的位置A以及B上從X軸正方向側看導光板401以及402的上側的固定狀態的情況的截面示意圖。[0152]在圖16 (A)下側的圖中，表示各接收部501?516的接收面從作為在基板412上設置的貫通洞的各開口部601?616曝光的情形。像這樣，通過在盒410內部對各導光板401?404進行位置決定並固定，從而使得各接收部501?516從在基板412上設置的16個開口部601?616曝光。
[0153]此外，由基板412以及蓋板411構成的盒410在使基板412覆蓋蓋板411並固定的狀態下，實現了對間隙利用了密封材料或墊片等的防塵構造，從而防止在盒410內部的溼度的上升或產生結露，或防止對盒410內部的灰塵等的侵入。具體而言，如圖16 (A)左上的圖所示，前端側的基板412與蓋板411的間隙通過密封材料421被塞住。此外，在後端偵1J,基板412與導光板401?404外周的間隙、和各導光板401?404之間的間隙也同樣地通過密封材料422被塞住。
[0154]在導光板401?404中，優選空氣以外的材質不接觸導光板401?404,以使通過接收部501?516接收到的光在內部被全反射而不向外部洩露，從射出部521?524向光學處理部3高效率地射出。作為密封材料422，在利用由橡膠或樹脂構成的墊片等的情況下，由於是利用預先成形的形狀的材料，所以沒有問題，但在利用例如液體墊圈那樣有粘性的材質的情況下，需要將在導光板401?404上塗覆的密封材料422設為最低限。因此，在導光板401?404上塗覆密封材料422的部分上，形成用於防止密封材料422的塗覆區域的擴大的突起。具體而言，如圖16 (A)以及圖17所示，在相鄰的導光板401?404之間、和各導光板401?404與基板412之間設置有突起450，通過該突起450，使從後端側注入的密封材料422不會不需要地向內部侵入並擴散。
[0155]另外，作為密封材料422，優選利用光會被反射而不會被吸收的材質，以使光不從由透明的材質構成的導光板401?404向密封材料422洩露。例如，在基板412為黑色的樹脂制的情況下作為密封材料422利用白色的材質，從而能夠防止光從導光板401?404向基板412洩露。在基板412的材質為白色樹脂或鋁材的情況下，由於光被反射，所以作為密封材料422也可以利用白色的其他透明或半透明的材質。
[0156]接著，說明在各導光板401?404的盒410內的固定方法。各導光板401?404的形狀被光學地設計為將通過各接收部501?516接收到的光在內部全反射並引導至射出部521?524。為了維持射出效率，優選導光板401?404不接觸到形成盒410的鋁製的蓋板411或樹脂制的基板412，以使在將接收到的光引導至射出部521?524的期間，光不會嚮導光板401?404外洩露。此外，同樣地,優選各導光板401?404也不相互接觸，以使在各導光板401?404之間光不洩露。因此,如圖16 (A)所不,各導光板401?404利用下側保持部440?443和上側保持部430?432以最低限的接觸面積進行位置決定並固定。
[0157]導光板401通過下側保持部440以及上側保持部430對Y軸向的位置進行位置決定並固定。在基板412上設置的下側保持部440上，形成用於對導光板401的位置進行位置決定的槽，通過根據該槽而配置導光板401，固定導光板401下側的位置。此外，如圖16(B)所示，在蓋板411上設置的上側保持部430在主體部上具有將板簧433以卡鎖434固定的形狀。通過在途中部分摺疊彎曲的板簧433，使得導光板401的上側側面按壓與在主體部形成的XZ平面平行的面而固定。
[0158]在圖18中，以能夠明白上側保持部430以及下側保持部440的保持狀態的方式表示擴大圖。如圖18 (A)所示，上側保持部430的主體部成為與在固定板簧433的位置上的Z軸向的厚度相比，與導光板401接觸的位置的厚度更薄的截面錐形形狀，以進行導光板401的Y軸向的位置決定的同時使得與導光板401的接觸面積變小。此外，關於板簧433，僅在Z軸向上摺疊彎曲的區域的一部分與導光板401的上側角部接觸。此外，如圖18 (B)所示，下側保持部440也同樣地，成為僅支撐導光板401下側角部的形狀，以進行導光板401的Y軸向以及Z軸向的位置決定的同時使得與導光板401的接觸面積變小。另外，下側保持部440的X軸向的厚度成為例如Imm左右。
[0159]在通過上側保持部431、432以及下側保持部441?443，保持導光板401?404之中的多個的情況下，也同樣地以與導光板401?404的接觸面積變小的方式進行保持。例如，如圖16 (C)所示，在蓋板411的上側保持部431中，通過以卡鎖436固定的板簧435，將導光板401的上側側面推壓到與在主體部上形成的XZ平面平行的面，從而固定兩個導光板401以及402。此外，在基板412上的下側保持部441中形成的槽中，與圖18 (B)相同，將兩個導光板401以及402從下方支撐並固定位置。
[0160]另外，各導光板401?404以相互側面在寬範圍不接觸的方式進行固定。具體而言，例如，如圖19所示，在導光板402的側面上，設置微小的突起451，通過該突起451，使得導光板401以及402的側面之間不接觸而在整個面上保持間隙。通過圓錐形狀的突起451，在各導光板401?404之間形成例如0.1mm左右的間隙。考慮通過接收部501?516接收到的光在導光板401?404的內部被全反射並被引導至射出部521?524時的光路，這樣的突起451被設置為對射出效率的影響成為最小限度的位置。
[0161]像這樣,在固定各導光板401?404時也同樣地,通過將對各導光板401?404的接觸面積設為最低限，從而能夠防止從接收部501?516被引導至射出部521?524的光在途中向外部洩露。同樣，由於各導光板401?404以相互的側面不在寬範圍相接的方式設置規定的間隙並固定，所以能夠防止在各導光板401?404之間光洩露。此外，通過各導光板401?404的位置被位置決定，從而如圖16 (A)的下側的附圖所示，能夠將各接收部501?516在X軸向上等間隔地配置為一列，以使從與在基板412設置的對應的各開口部601?616曝光。此外，通過基板412和蓋板411覆蓋導光板401?404的周圍，通過密封材料421以及422塞住間隙，從而能夠防止灰塵等侵入並附著在導光板401?404上。
[0162]在收納了導光板401?404的盒410的下側，安裝了收納了圖10所示的光源2的單元。圖20 (A)是在基板412的下側，作為光源單元安裝了收納了光源2的盒413時的截面示意圖。盒413由側面不透明的鋁材料或樹脂材料形成，與紙幣100對置的測定窗414由透明的丙烯樹脂等形成。在接收部501?516之間如圖11 (C)以及(D)所示那樣由隔板530隔開的情況下，如圖20 (B)所示那樣來安裝隔板530。例如，在將兩個接收部用作I組(I波道)的情況下，在接收部501、502和接收部503、504之間等各組之間設置隔板530。其結果，在由隔板530劃分的一個區域內，成為配置了用作I組的接收部、和用於在該接收部中的測定的光源2的狀態。由此，將來自與接收部501以及502對應的光源2的光照射在與接收部501以及502對應的紙幣100上的區域上，將從該區域反射的光通過接收部501以及502接收，以使不會通過在相鄰的區域上配置的接收部503以及504接收。
[0163]從導光板401?404的射出部521?524射出的光通過如圖10所不的光學處理部3或識別處理部4被濾波，僅必要的波長域的光被利用。通過對濾波的波長域進行變更，從而能夠根據紙幣100的種類，僅利用必要的波長域的光。[0164]此外，在與紙幣100的種類無關而始終去掉規定波長域的光的情況下，不限於對從射出部521?524射出的光進行濾波的方式,還能夠通過導光板401?404進行濾波。具體而言，通過選擇導光板401?404的材質，能夠去掉規定波長域的光。例如，在存在具有圖21所示的分光透射率特性的3種透明樹脂材料A?C的情況下，若選擇材質B或材質C的材料而成形各導光板401?404,則能夠通過各導光板401?404去掉波長為350nm以下的光。此外，例如，若選擇材質C的材料而成形各導光板401?404,則能夠通過各導光板401?404去掉波長為400nm以下的光。
[0165]如上述，根據本實施例，通過組合多個導光板401?404而用作光導400，能夠高效率地測定紙幣100整個面的光學特性。
[0166]此外，由於各導光板401?404被光學設計為通過接收部501?516接收到的光在內部全反射並被引導至射出部521?524，所以能夠實現高射出效率並高效率地測定紙幣100的光學特性。
[0167]此外，通過將從射出部521?524分支為四個直到各接收部501?516的圓弧形狀的途中部分設為嚮導光板401?404的厚度方向彎曲的形狀，從而能夠將各接收部501?516等間隔地配置為一列,測定紙幣100的光學特性。此時，由於配置各導光板401?404以使具有離射出部521以及522的距離遠的接收部501?508的導光板401以及402的彎曲角度變得比具有離射出部523以及524的距離近的接收部509?516的導光板403以及404的彎曲角度小，所以能夠將在各導光板401?404中的光的衰減量設為大致相同。
[0168]此外，通過使固定各導光板401?404的上側保持部430?432、下側保持部440?442與各導光板401?404的接觸面積變小，從而能夠將從各導光板401?404經由接觸部向外部洩露的光抑制為最低限。此外，由於收納了各導光板401?404的盒410具有通過密封材料421以及422塞住間隙的防塵構造，所以能夠防止灰塵或水分侵入並附著在導光板401?404的表面上,從而射出效率降低。
[0169]此外，通過根據成為測定對象的光的波長域而選擇各導光板401?404的材質，從而能夠通過各導光板401?404去掉規定波長域的光。例如，在從光源2照射紫外線並要檢測可見光的情況下，若將各導光板401?404也用作濾波器，在到達CXD傳感器55為止的期間去掉不需要的波長域，則能夠改善S/N比(信號噪聲比)。
[0170]產業可利用性
[0171]以上那樣，本發明是對於利用通過導光板形成的光導而高效率地測定紙張的光學特性，利用測定結果識別紙張的幣種等有用的技術。
[0172]標號說明
[0173]I紙幣識別裝置
[0174]2 光源
[0175]3光學處理部
[0176]4識別處理部
[0177]10、11、400 光導
[0178]IOA ?10E、11A、501 ?516 接收部
[0179]10F、11B、521 ?524 射出部
[0180]50散射板[0181]51第一 45度偏振光板
[0182]52沃拉斯頓稜鏡
[0183]52a第一復折射材料
[0184]52b第二復折射材料
[0185]53第二 45度偏振光板
[0186]54 透鏡
[0187]55 CCD 傳感器
[0188]100 紙幣
[0189]401?404導光板
[0190]410、413 盒
[0191]411 蓋板
[0192]412 基板
[0193]414測定窗
[0194]421、422 密封材料
[0195]430?432上側保持部
[0196]433、435 板黃
[0197]440?443下側保持部
[0198]450,451 突起
[0199]530 隔板
[0200]601 ?616 開口部
【權利要求】
1.一種紙張識別裝置，基於紙張的光學特性識別該紙張，其特徵在於，具備: 至少一個光源，向所述紙張照射光； 導光體，將對從所述光源照射並在所述紙張的多個區域上反射的反射光或透過所述紙張的多個區域的透射光進行接收並聚光的光，從射出部射出； 光學處理部，根據通過所述導光體從所述射出部射出的光形成光譜分布；以及 識別處理部，基於通過所述光學處理部形成的所述光譜分布的特徵識別所述紙張。
2.如權利要求1所述的紙張識別裝置，其特徵在於， 所述識別處理部基於所述光譜分布的特徵，進行所述紙張的幣種識別以及真偽識別的至少一方。
3.如權利要求1或2所述的紙張識別裝置，其特徵在於，還具備: 光源控制部，控制所述光源， 與所述紙張的多個區域對應地設置多個所述光源，並且 所述導光體接收來自根據所述光源控制部的控制而從所述光源照射了光的區域的反射光或透射光。
4.如權利要求1所述的紙張識別裝置，其特徵在於， 所述光學處理部根據從所述導光體的射出面射出的光而形成幹涉條紋，所述識別處理部基於通過所述光學處理部形成的所述幹涉條紋的特徵識別所述紙張。
5.如權利要求4所述的紙張識別裝置，其特徵在於， 所述光學處理部具有: 第一偏振光板，接收從所述導光體的所述射出部射出的光並將其偏光為直線偏振光；稜鏡，接收通過所述第一偏振光板偏光的所述直線偏振光，射出具有根據接收位置而不同的相位差的異常光以及常光；以及 第二偏振光板，接收從所述稜鏡射出的所述異常光以及所述常光並將其偏光為直線偏振光， 通過從所述第二偏振光板射出的所述直線偏振光形成所述幹涉條紋。
6.如權利要求5所述的紙張識別裝置，其特徵在於， 所述稜鏡是具有對於所述異常光以及所述常光的折射率不同的楔形的第一復折射材料、以及與所述第一復折射材料結晶軸不同的楔形的第二復折射材料的沃拉斯頓稜鏡。
7.如權利要求5所述的紙張識別裝置，其特徵在於， 所述第一偏振光板以及所述第二偏振光板將接收到的光偏光為相對於豎直方向傾斜45度的直線偏振光波。
8.如權利要求4所述的紙張識別裝置，其特徵在於， 所述識別處理部通過傅立葉變換根據在所述光學處理部中形成的所述幹涉條紋而生成頻率分布，並基於所述頻率分布的特徵識別所述紙張。
9.一種紙張分光測定用光導，用於紙張表面的分光測定，其特徵在於，具有: 多個接收部，通過與紙張對置的接收面接收來自所述紙張的光；以及 射出部，將通過所述多個接收部接收的光向與該光入射的方向不同的方向射出， 多個所述接收部，被配置為調整其間隔以及高度使得相鄰的兩個接收部處於相互遠離的位置上且能夠有效地測定光的測定區域處於排列方向上相接的位置或一部分重複的位置上，並且接收在所述紙張上在所述排列方向上連續的區域的光。
10.如權利要求9所述的紙張分光測定用光導，其特徵在於，具有: 多個導光板，在厚度方向上排列而被配置， 多個所述接收部在多個所述導光板的各個中分開形成。
11.如權利要求10所述的紙張分光測定用光導，其特徵在於， 多個所述導光板在分支為各接收部的部分上具有向所述導光板的厚度方向彎曲的部分形狀，在厚度方向上排列而被配置時全部的所述接收部線狀地排列為一列。
12.如權利要求11所述的紙張分光測定用光導，其特徵在於， 配置各導光板，使得比起從所述射出部至所述接收部的距離遠的所述導光板的一部分向所述厚度方向彎曲的彎曲角度，從所述射出部至所述接收部的距離近的所述導光板的一部分向所述厚度方向彎曲的彎曲角度變得更大。
13.如權利要求10所述的紙張分光測定用光導，其特徵在於， 各導光板在分支為多個所述接收部的區域上具有直到各接收部的圓弧狀的側面形狀，從分支的根向前端具有一致的截面形狀。
14.如權利要求13所述的紙張分光測定用光導，其特徵在於， 在各導光板中，形成直到接收部的側面形狀的圓弧的外徑、和形成直到在該外徑側相鄰的接收部的側面形狀的圓弧的內徑相同。
15.如權利要求9所述的紙張分光測定用光導，其特徵在於，還具備: 隔板，在相鄰的接收部之間對光進行遮光。
16.—種光導盒,將權利要求9所述的光導以僅接收部以及射出部向外部曝光的方式收納於內部，具備: 基板，從下側對各導光板進行位置決定並支撐；以及 蓋板，從上側對各導光板進行位置決定並固定， 所述基板以及所述蓋板僅在所述導光板的角部與所述光導接觸。
17.如權利要求16所述的光導盒，其特徵在於， 所述蓋板具有上側保持部，該上側保持部具有主體部和在該主體部上固定的板簧，所述上側保持部通過所述板簧將所述導光板側面推壓到所述主體部，以對所述導光板進行位置決定並固定。
18.如權利要求16所述的光導盒，其特徵在於， 所述基板具有: 下側保持部，形成用於對所述導光板進行位置決定的槽部， 在所述槽部的底面上僅與中央相比形成得高的兩外側部與所述導光板的下側角部相接， 在所述槽部的兩側面上僅與上部相比形成得窄的下部與所述導光板的下側角部相接。
【文檔編號】G07D7/12GK103765483SQ201280041495
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年8月27日 優先權日:2011年8月25日
【發明者】島岡史哲, 佐藤剛, 小西博, 井上卓 申請人:光榮株式會社