JP5367509B2 - 光検出装置、及びこの光検出装置を備える紙葉類処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送される紙葉類から光を検出する光検出装置、及びこの光検出装置を備える紙葉類処理装置に関する。

従来、紙幣等の種々の紙葉類の計数鑑別を行う紙葉類処理装置が実用化されている。紙葉類処理装置は、投入部に投入された紙葉類を１枚ずつ取り込み、光検出装置に搬送する。光検出装置は、紙葉類から光を検出し、検出した光に基づいて画像を取得する。紙葉類処理装置は、取得した画像に基づいて、紙葉類の種類と真偽とを判定する。またさらに、紙葉類処理装置は、取得した画像に基づいて、紙葉類が再流通可能であるか否かを判定する。紙葉類処理装置は、判定結果に基づいて紙葉類を種類毎に区分して集積する。

紙葉類処理装置により処理する紙葉類には、蛍光印刷情報（第１の印刷情報）、及び燐光印刷情報（第２の印刷情報）が印刷されている。蛍光印刷情報は、蛍光体を含むインク（蛍光インク）により印刷された情報である。蛍光体は、励起光源から射出される励起光（例えば紫外線）などにより励起される。励起された蛍光体は、光（蛍光）を発する状態になる。励起光の照射が中断された場合、蛍光体は、蛍光を発しない状態になる。

燐光印刷情報は、燐光体を含むインク（燐光インク）により印刷された情報である。燐光体は、励起光源から射出される励起光（例えば紫外線）などにより励起される。励起された燐光体は、光を発する状態になる。励起光の照射が中断された場合、燐光体は、時間とともに徐々に減衰する光（残光）を発する状態になる。

例えば特許文献１には、励起光源と、蛍光を検出するセンサと、燐光を検出するセンサと備える光検出装置が開示されている。

特許第３７９０９３１号公報

一般的に、蛍光と燐光とを検出する光検出装置は、紙葉類が搬送される搬送路の上流側に蛍光検出部を備える。また、光検出装置は、蛍光検出部より下流側に燐光検出部を備える。

蛍光検出部は、紙葉類に対して励起光源から励起光を照射して蛍光体及び燐光体を励起させる。蛍光検出部は、励起された蛍光体から発せられる蛍光を検出し、蛍光印刷情報を読み取る。

また、残光検出部は、蛍光検出部による励起光の照射が中断された後に燐光体から発せられる残光を検出し、燐光印刷情報を読み取る。

励起光源は、経年により発光量が変化する。また、検出部のセンサも、感度が変化する場合がある。そこで、検出部の検出位置の近傍に蛍光基準板を備える光検出装置が一般的に実用化されている。

この場合、蛍光検出部は、蛍光基準板としての蛍光ガラス備える。蛍光ガラスは、センサに対して検出基準となる蛍光を発光する。センサと蛍光ガラスとは、紙葉類処理装置の搬送路を挟み、互いに対向して設けられる。蛍光検出部は、紙葉類が搬送されていない状態において蛍光ガラスから放射される蛍光を検出する。蛍光検知部は、検出した蛍光の値に基づいて、発光素子の発光量、若しくは、センサの感度を補正する。

しかし、燐光検出部の検出位置には、励起光源からの光が届かない。この為、燐光検出部の検出位置に蛍光ガラスを設置しても蛍光ガラスが励起されない。この為、燐光検出部のセンサの補正を行う事ができないという問題がある。

そこで、本発明の目的は、蛍光検出部及び燐光検出部の補正を行う事ができる光検出装置、及びこの光検出装置を備える紙葉類処理装置を提供することにある。

本発明の一実施形態としての光検出装置は、紙葉類が搬送される搬送路上の第１の検出位置から蛍光を検出する第１の検出部と、前記紙葉類が搬送される搬送路上の第２の検出位置から残光を検出する第２の検出部と、前記第１の検出位置を含み、且つ、前記第２の検出位置を含まない範囲に励起光を照射する照明部と、前記照明部により励起されて蛍光を放射する蛍光体を有し、前記第１の検出部に対して基準光を放射する第１の基準部材と、前記第２の検出位置に紙葉類が存在する場合に前記第２の検出部における検出結果に影響を与えない基準光を前記第２の検出部に対して放射する第２の基準部材と、前記第１の検出部により検出する基準光に基づいて前記第１の検出部の検出結果の補正を行い、前記第２の検出部により検出する基準光に基づいて前記第２の検出部の検出結果の補正を行う補正制御部と、を具備する。

また、本発明の一実施形態としての紙葉類処理装置は、紙葉類を搬送する搬送手段と、前記紙葉類が搬送される搬送路上の第１の検出位置から蛍光を検出する第１の検出部と、前記紙葉類が搬送される搬送路上の第２の検出位置から残光を検出する第２の検出部と、前記第１の検出位置を含み、且つ、前記第２の検出位置を含まない範囲に励起光を照射する照明部と、前記照明部により励起されて蛍光を放射する蛍光体を有し、前記第１の検出部に対して基準光を放射する第１の基準部材と、前記第２の検出位置に紙葉類が存在する場合に前記第２の検出部における検出結果に影響を与えない基準光を前記第２の検出部に対して放射する第２の基準部材と、前記第１の検出部により検出する基準光に基づいて前記第１の検出部の検出結果の補正を行い、前記第２の検出部により検出する基準光に基づいて前記第２の検出部の検出結果の補正を行う補正制御部と、前記第１の検出部により検出する蛍光画像と、前記第２の検出部により検出する残光画像とに基づいて前記紙葉類に蛍光印刷情報及び燐光印刷情報が施されているか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定結果に基づいて、前記紙葉類の種類を判定し、種類毎に区分する区分処理部と、を具備する。

この発明の一形態によれば、蛍光検出部及び燐光検出部の補正を行う事ができる光検出装置、及びこの光検出装置を備える紙葉類処理装置を提供することができる。

図１は、一実施形態に係る紙葉類処理装置の構成例について説明するための説明図である。 図２は、図１に示す紙葉類処理装置の構成例について説明するための説明図である。 図３は、図１及び図２に示す紙葉類処理装置の制御系の構成例について説明するためのブロック図である。 図４は、第１の実施形態に係る光検出装置の構成を模式的に示す説明図である。 図５は、図４に示す各部の設置位置の例について説明する為の説明図である。 図６は、図４に示す第２の蛍光基準板から発せられる光について説明する為の説明図である。 図７は、図４に示す第２の蛍光基準板から発せられる光について説明する為の説明図である。 図８は、紙葉類を透過する透過光と離隔距離との関係について説明する為の説明図である。 図９は、第２の実施形態に係る光検出装置の構成を模式的に示す説明図である。 図１０は、第３の実施形態に係る光検出装置の構成を模式的に示す説明図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る光検出装置、及びこの光検出装置を備える紙葉類処理装置について詳細に説明する。

図１及び図２は、本発明の第１の実施形態に係る紙葉類処理装置１１１の構成例について説明するための説明図である。紙葉類処理装置１１１は、紙葉類を検査し、再流通可能な紙葉類を結束する。

図１に示すように、紙葉類処理装置１１１は、装置外部に、投入部１１２、操作部１３６、操作・表示パネル１３７、ドア１３８、取出口１３９、及びキーボード１４０を備えている。

投入部１１２は、紙葉類を投入するための構成である。投入部１１２は、重ねられた状態の紙葉類をまとめて受け入れる。操作部１３６は、オペレータによる各種操作入力を受け付ける。操作・表示パネル１３７は、オペレータに対して各種の操作案内、及び処理結果などを表示する。なお、操作・表示パネル１３７は、タッチパネルとして構成されていてもよい。この場合、紙葉類処理装置１１１は、操作・表示パネル１３７に表示されるボタンと、操作・表示パネル１３７に対するオペレータによる操作と、に基づいて、各種の操作入力を検知する。

ドア１３８は、投入部１１２の投入口を開閉する為のドアである。取出口１３９は、紙葉類処理装置１１１により再流通不可と判断された紙葉類がスタックされる集積部から紙葉類を取り出す為の構成である。キーボード１４０は、オペレータによる各種操作入力を受け付ける。

また、図２に示すように、紙葉類処理装置１１１は、装置内部に、投入部１１２、取出部１１３、吸着ローラ１１４、搬送路１１５、検査部１１６、ゲート１２０乃至１２５、排除搬送路１２６、排除集積部１２７、集積・結束部１２８乃至１３２、裁断部１３３、及びスタッカ１３４を備えている。また、紙葉類処理装置１１１は、紙葉類処理装置１１１の各部の動作を統合的に制御する主制御部１５１を備えている。

取出部１１３は、投入部の上部に設けられている。取出部１１３は、吸着ローラ１１４を備えている。吸着ローラ１１４は、投入部１１２にセットされた紙葉類を集積方向の上端に接するように設けられている。即ち、吸着ローラ１１４は、回転することにより、投入部１１２にセットされた紙葉類を集積方向の上端から１枚ずつ装置内部に取り込む。吸着ローラ１１４は、たとえば、１回転するごとに１枚の紙葉類を取出すように機能する。これにより、吸着ローラ１１４は、紙葉類一定のピッチで取出す。吸着ローラ１１４により取り込まれた紙葉類は、搬送路１１５に導入される。

搬送路１１５は、紙葉類を紙葉類処理装置１１１内の各部に搬送する搬送部である。搬送路１１５は、図示しない搬送ベルト及び駆動プーリなどを備えている。搬送路１１５は、図示しない駆動モータにより搬送ベルトを動作させる。搬送路１１５は、吸着ローラ１１４により取り込まれた紙葉類を搬送ベルトにより一定速度で搬送する。なお、搬送路１１５における取出部１１３に近い側を上流側、スタッカ１３４に近い側を下流側として説明する。

取出部１１３から延びた搬送路１１５上には、検査部１１６が設けられている。検査部１１６は、画像読取装置１１７、画像読取装置１１８、厚み検査部１１９、及び光検出装置１３５を備えている。検査部１１６は、紙葉類の光学的特徴情報、及び磁気的特長情報を検出する。これにより、紙葉類処理装置１１１は、紙葉類の種類を判定する。また、紙葉類処理装置１１１は、紙葉類の汚棄損の度合いを判定する。また、紙葉類処理装置１１１は、紙葉類の表と裏とを判定する。またさらに、紙葉類処理装置１１１は、紙葉類の真偽を判定する。

画像読取装置１１７、及び１１８は、それぞれ搬送路１１５を挟んで対面するように設けられている。画像読取装置１１７、及び１１８は、搬送路１１５を搬送される紙葉類の両面の画像を読み取る。画像読取装置１１７、及び１１８は、それぞれ、ＣＣＤカメラを備える。紙葉類処理装置１１１は、画像読取装置１１７、及び１１８により撮像した画像に基づいて、紙葉類の表面及び裏面の模様画像を取得する。

画像読取装置１１７、及び１１８は、読み取った画像を検査部１１６内の図示しないメモリに一時的に記憶する。紙葉類処理装置１１１は、このメモリに記憶されている画像を操作入力に応じて操作・表示パネル１３７に表示する。

厚み検査部１１９は、搬送路１１５を搬送される紙葉類の厚みを検査する。例えば、検出した厚みが規定値以上である場合、紙葉類処理装置１１１は、紙葉類の２枚取りを検出する。

光検出装置１３５は、搬送路１１５を搬送される紙葉類から蛍光及び残光を検出し、蛍光印刷情報及び燐光印刷情報を取得する。光検出装置１３５については後で詳細を説明する。

また、検査部１１６は、図示しない磁気センサなどを備えている。磁気センサは、紙葉類の磁気的な特徴情報を検出する。

検査部１１６の下流側の搬送路１１５上には、ゲート１２０乃至１２５が順に配設されている。ゲート１２０乃至１２５は、それぞれ、主制御部１５１により制御される。主制御部１５１は、検査部１１６による検査の結果に基づいて各ゲート１２０乃至１２５の動作を制御する。これにより、主制御部１５１は、搬送路１１５を搬送されている紙葉類を所定の処理部に搬送するように制御する。

検査部１１６の直後に配設されたゲート１２０は、搬送路１１５を排除搬送路１２６に分岐する。即ち、主制御部１５１は、検査部１１６による検査の結果、正規の紙葉類（Ｌｅｇａｌ ｓｈｅｅｔ）ではないと判定された紙葉類（ｉｌｌｅｇａｌ ｓｈｅｅｔ）、または、検査部１１６による検査を行うことができない検査不能券等を排除搬送路１２６に搬送するようにゲート１２０を切り替える。

排除搬送路１２６の終端部には、排除集積部（排除部）１２７が設けられている。排除集積部１２７は、取出部１１３にて取出した姿勢のまま、上記したような排除券、及び検査不能券を集積する。排除集積部１２７に集積された紙葉類は、取出口１３９から取り出すことができる。

また、ゲート１２１乃至１２４により分岐される先には、集積・結束部１２８乃至１３１（総じて集積結束部１３２と称する）がそれぞれ設けられている。集積・結束部１３２には、再流通可能であると判定された紙葉類が種類及び表裏毎に区別されて集積される。集積・結束部１３２は、集積した紙葉類を所定枚数毎に結束して格納する。

ゲート１２５により分岐される先には、裁断部１３３が配設されている。裁断部１３３は、紙葉類を裁断して収納する。なお、ゲート１２５に搬送される紙葉類は、正規の紙葉類であり、且つ、再流通が不可能であると判定された紙葉類である。また、ゲート１２５により分岐される他方の搬送路の先には、スタッカ１３４が配設されている。主制御部１５１は、損券裁断モードが選択されている場合、紙葉類を裁断部１３３に搬送するようにゲート１２５を制御する。また、主制御部１５１は、損券裁断モードが選択されていない場合、紙葉類をスタッカ１３４に搬送するようにゲート１２５を制御する。

なお、主制御部１５１は、集積・結束部１３２に集積された紙葉類の枚数、及び、裁断部１３３により裁断された紙葉類の枚数を計数する。

図３は、図１及び図２に示す紙葉類処理装置１１１の制御系の構成例について説明するためのブロック図である。
図３に示すように、装置全体を統合的に制御する主制御部１５１に検査部１１６、搬送制御部１５２、集積・結束制御部１５３、操作・表示パネル１３７、及びキーボード１４０などが接続されている。

主制御部１５１は、紙葉類処理装置１１１の全体的な制御を司る。主制御部１５１は、操作・表示パネル１３７により入力される操作信号、及び検査部１１６による検査結果に基づき、搬送制御部１５２及び集積・結束制御部１５３を制御する。

検査部１１６は、画像読取装置１１７、及び１１８、厚み検査部１１９、光検出装置１３５、その他のセンサ類１５４、及びＣＰＵ１５５を備える。

画像読取装置１１７、及び１１８は、搬送路１１５を搬送される紙葉類の両面の画像を読み取る。厚み検査部１１９は、搬送路１１５を搬送される紙葉類の厚みを検査する。

光検出装置１３５は、搬送路１１５を搬送される紙葉類から蛍光及び残光を検出し、蛍光印刷情報及び燐光印刷情報を取得する。

その他のセンサ類１５４は、例えば、磁気センサなどである。磁気センサは、搬送路１１５を搬送される紙葉類から磁気的な特徴情報を検出する。

ＣＰＵ１５５は、画像読取装置１１７、１１８、厚み検査部１１９、光検出装置１３５、及びその他のセンサ類１５４などによる検査の結果に基づいて、搬送路１１５を搬送される紙葉類の種類、汚棄損、表裏、及び真偽などを判定する。

搬送制御部１５２は、主制御部１５１の制御に基づき、取出部１１３、搬送路１１５、排除搬送路１２６、及びゲート１２０乃至１２５を制御する。これにより、搬送制御部１５２は、紙葉類の取り込み及び搬送を制御する。また、搬送制御部１５２は、判定した紙葉類の種類毎に区分する区分処理を行う。即ち、搬送制御部１５２は、区分処理部として機能する。

集積・結束制御部１５３は、主制御部１５１の制御に基づき、前記排除集積部１２７及び集積・結束部１２８〜１３１を制御する。これにより、集積・結束制御部１５３は、紙葉類の集積、及び結束の制御を行なう。

本実施形態に係る紙葉類処理装置１１１により処理する紙葉類上には、例えば、蛍光体を含有する蛍光インクにより印刷された蛍光印刷情報（第１の印刷情報）と、燐光体を含有する燐光インクにより印刷された燐光印刷情報（第２の印刷情報）とが印刷されているとする。

蛍光体及び燐光体は、外部から光、熱、紫外線、またはＸ線などの励起光により励起され、光を発光する。蛍光体及び燐光体は、励起光の照射時間とともに発光量が増加する。蛍光体及び燐光体は、励起光が照射された時間が発光飽和時間に達する場合、発光量が飽和する。発光飽和時間は、蛍光体及び燐光体の発光量が飽和するのに必要な時間である。発光飽和時間は、材料の特性により決まる。

また、蛍光体及び燐光体は、発光飽和してから減衰時間が経過する場合発光しない状態に遷移する。減衰時間は、蛍光体及び燐光体の発光量が飽和している状態から発光しない状態に遷移するまでの時間である。減衰時間も、蛍光体及び燐光体の材料の特性により決まる時間である。

蛍光体の発光飽和時間は、燐光体の発光飽和時間に比べて短い。また、蛍光体の減衰時間は、燐光体の減衰時間に比べて短い。

即ち、本実施形態の光検出装置１３５は、蛍光体及び燐光体に対して、蛍光体及び燐光体の発光量が十分に飽和するまで励起光を照射する。励起光が中断されてから蛍光体の減衰時間に対応する時間が経過する場合、蛍光体は、蛍光を発しない状態に遷移する。このタイミングで光を検出することにより、光検出装置１３５は、燐光体から発せられる燐光（残光）のみを検出することができる。

図４は、図２及び図３に示す光検出装置１３５の構成を模式的に示す説明図である。
図４に示すように、光検出装置１３５は、駆動プーリ１及び搬送ベルト２などにより構成される搬送路１１５の近傍に設けられる。搬送路１１５は、紙葉類Ｐを矢印ａの方向に搬送する。

光検出装置１３５は、照明部３、第１の検出部４、第２の検出部５、アンプ回路６、信号処理部７、制御部８、補正制御部９、第１の蛍光基準板１０、第２の蛍光基準板１１、及び遮光板１２を備える。

照明部３は、例えば、紫外線などの励起光を照射する。照明部３は、搬送路１１５により搬送される紙葉類Ｐに対して励起光を照射する。照明部３は、少なくとも第１の検出部４の検出位置Ａを含む範囲に対して光を放射する。

照明部３は、例えば、紫外線を出力する蛍光灯、または冷陰極管を備える。照明部３は、高周波の電圧を受けることにより、連続して紫外線を照射することができる。

また、近年、ＬＥＤ照明が高輝度化している。この為、ＬＥＤ照明が搬送路１１５に沿ってアレイ状に配列される照明装置を用いてもよい。また、水銀ランプ等の紫外線を含む光を照射する光源により、検出位置に合わせて光を照射する照明装置を用いてもよい。

また、本実施形態では、紫外線を照射することにより光を発する蛍光体及び燐光体を例に挙げて説明するが、これに限定されない。例えば、赤外線により励起されて光を発する蛍光体及び燐光体を検出する場合、照明部３は、赤外線を出力する照明装置により構成される。即ち、照明部３は、検出する物体の特性に応じて適宜変更される。

第１の検出部４及び第２の検出部５は、例えば、ＣＭＯＳ、またはＣＣＤなどを用いたラインイメージセンサと光を受光するレンズとを備える。即ち、第１の検出部４は、レンズ４１とセンサ４２とを備える。また、第２の検出部５は、レンズ５１とセンサ５２とを備える。

レンズ４１は、搬送路１１５上の所定の検出位置Ａから光を受光する。レンズ４１は、受光した光をセンサ４２に結像させる。センサ４２は、受光した光を電気信号に変換する。レンズ５１は、搬送路１１５上の所定の検出位置Ｂから光を受光する。レンズ５１は、受光した光をセンサ５２に結像させる。センサ５２は、受光した光を電気信号に変換する。

第１の検出部４及び第２の検出部５は、検出した光について色分解を行う場合、カラーラインイメージセンサ等のアレイ型センサを備える。また、第１の検出部４及び第２の検出部５は、色分解を行う必要がない場合、モノクロイメージセンサ、またはフォトダイオードアレイ等を備える。また、第１の検出部４及び第２の検出部５は、走査方向に幅を持たせる必要がない場合、単一の受光素子により構成されていてもよい。

また、第１の検出部４及び第２の検出部５は、例えば、裏面入射型のイメージセンサを備えていてもよい。またさらに、第１の検出部４及び第２の検出部５は、ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）イメージセンサなどを備えていてもよい。

また、第１の検出部４及び第２の検出部５が単一の受光素子である場合、アバランシェフォトダイオード（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）、または光電子増倍管（Ｐｈｏｔｏ Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）などにより構成されてもよい。

なお、第１の検出部４は、紙葉類Ｐから蛍光を検出する。また、第２の検出部５は、紙葉類Ｐから残光を検出する。

アンプ回路６は、第１の検出部４及び第２の検出部５により検出される信号を増幅する。アンプ回路６は、第１の検出部４により検出される信号を増幅する増幅器６１と、第２の検出部５により検出される信号を増幅する増幅器６２と備える。各増幅器の増幅率は、補正制御部９により制御される。アンプ回路６は、増幅した信号を信号処理部７に送信する。

信号処理部７は、アンプ回路６から送信される信号を受信する。信号処理部７は、受信した信号に対してアナログディジタル変換（Ａ／Ｄ変換）を行う。信号処理部７は、Ａ／Ｄ変換処理の結果として、画像情報を取得する。即ち、信号処理部７は、受信した信号をサンプリングし、画像情報を取得する。

ここで取得される画像情報は、第１の検出部４及び第２の検出部５により検出される１ライン分の光に対応する。信号処理部７は、上記の処理を一枚の紙葉類Ｐ全体に対して行う。これにより、信号処理部７は、紙葉類Ｐの蛍光画像、及び残光画像を取得する。

制御部８は、光検出装置１３５の全体の制御を司るものである。制御部８は、ＣＰＵ、バッファメモリ、プログラムメモリ、及び不揮発性メモリなどを備えている。ＣＰＵは、種々の演算処理を行う。バッファメモリは、ＣＰＵにより演算結果を一時的に記憶する。プログラムメモリ及び不揮発性メモリは、ＣＰＵが実行する種々のプログラム及び制御データなどを記憶する。制御部８は、ＣＰＵによりプログラムメモリに記憶されているプログラムを実行することにより、種々の処理を行うことができる。

例えば、制御部８は、第１の検出部４及び第２の検出部５により光を検出するタイミングをそれぞれ制御する。
また、制御部８の不揮発性メモリは、予め参照データを記憶する。制御部８は、紙葉類Ｐから検出する画像情報と不揮発性メモリに記憶される参照データとを比較する。制御部８は、比較結果に基づいて、紙葉類Ｐから検出する画像情報の中に蛍光印刷情報及び燐光印刷情報が存在するか否かを判定する。即ち、制御部８は、判定部として機能する。

補正制御部９は、アンプ回路６の増幅器６１及び増幅器６２の増幅率をそれぞれ制御する。補正制御部９は、第１の蛍光基準板１０から放射される基準光のレベルに応じて、増幅器６１の増幅率を制御する。また、補正制御部９は、第２の蛍光基準板１１から放射される基準光のレベルに応じて、増幅器６２の増幅率を制御する。

残光の光強度は、蛍光の光強度に比べて弱い。即ち、増幅器６１及び増幅器６２における増幅率が同じ値の場合、第２の検出部５により検出される信号は、第１の検出部４により検出される信号に比べて小さい。そこで、補正制御部９は、増幅器６２の増幅率を増幅器６１の増幅率に比べて高く設定する。これにより、光検出装置１３５は、蛍光と残光とで同程度のレベルの信号を得ることができる。

第１の蛍光基準板１０は、アンプ回路６の増幅器６１の増幅率を補正するための基準光を第１の検出部４に与える。即ち、第１の蛍光基準板１０は、第１の検出部４に基準光を与える基準部材として機能する。第１の蛍光基準板１０は、搬送路１１５を挟んで第１の検出部４と対向する位置に設置される。また、第１の蛍光基準板１０は、少なくとも第１の検出部４と検出位置Ａとを結ぶ線の延長線上に設置される。

第１の蛍光基準板１０は、例えば蛍光体を含有するガラス（蛍光ガラス）などを備える。例えば紫外線が蛍光ガラスに照射される場合、蛍光ガラスに含まれる蛍光体は、蛍光を発する。即ち、第１の蛍光基準板１０に励起光が照射された場合、第１の蛍光基準板１０は、蛍光を第１の検出部４に対して発する。即ち、検出位置Ａに紙葉類Ｐが存在しない場合、第１の検出部４により撮像される画像には、第１の蛍光基準板１０の少なくとも一部が写り込む。

第２の蛍光基準板１１は、アンプ回路６の増幅器６２の増幅率を補正するための基準光を第２の検出部５に与える。即ち、第２の蛍光基準板１１は、第２の検出部５に基準光を与える基準部材として機能する。第２の蛍光基準板１１は、搬送路１１５を挟んで第２の検出部５と対向する位置に設置される。また、第２の蛍光基準板１１は、少なくとも第２の検出部５と検出位置Ｂとを結ぶ線の延長線上に設置される。なお、第２の蛍光基準板１１は、検出位置Ｂと距離Ｌを離隔して設置される。即ち、検出位置Ｂに紙葉類Ｐが存在する場合、紙葉類Ｐと第２の蛍光基準板１１との間には距離Ｌの空間が存在する。

第２の蛍光基準板１１は、例えば蛍光体を含有するガラス（蛍光ガラス）などを備える。例えば紫外線が蛍光ガラスに照射される場合、蛍光ガラスに含まれる蛍光体は、蛍光を発する。即ち、第２の蛍光基準板１１に励起光が照射された場合、第２の蛍光基準板１１は、蛍光を第２の検出部５に対して発する。即ち、検出位置Ｂに紙葉類Ｐが存在しない場合、第２の検出部５により撮像される画像には、第２の蛍光基準板１１の少なくとも一部が写り込む。

遮光板１２は、照明部３から放射される光を遮る。

図５は、各部の設置位置の例について説明する為の説明図である。
上記したように、第１の検出部４は蛍光を検出する。蛍光を検出する為に、少なくとも第１の検出部４の検出位置Ａに照明部３から放射される光が入射するように各部が設置される。

紙葉類Ｐが検出位置Ａに存在しない場合、検出位置Ａの近傍に設置される第１の蛍光基準板１０に照明部３から放射される光が入射する。第１の蛍光基準板１０に含まれる蛍光体は、入射した光により励起され、光（基準光）を第１の検出部４に放射する。

また、第２の検出部５は燐光（残光）を検出する。残光を検出する為に、少なくとも第２の検出部５の検出位置Ｂに照明部３から放射される光が入射しないように各部が設置される。即ち、遮光板１２は、照明部３と検出位置Ｂとを結ぶ線上に設置される。遮光板１２は、照明部３から放射されて検出位置Ｂに入射する光を遮る。

また、第２の蛍光基準板１１が検出位置Ｂの近傍に設置される場合、照明部３から放射される光が第２の蛍光基準板１１に入射しない。この為、第２の検出部５は、第２の蛍光基準板１１から放射される基準光を検出することが出来ない。そこで、本実施形態では、第２の蛍光基準板１１は、検出位置Ｂと距離Ｌを離隔して設置される。

図５に示すように設置する場合、照明部３から放射される光が第２の蛍光基準板１１に入射し、且つ、照明部３から放射される光が検出位置Ｂに入射しない。この結果、第２の蛍光基準板１１は、燐光を検出する第２の検出部５に対して基準光を第２の検出部５に放射する事ができる。

上記したように配置することにより、第１の検出部４は、紙葉類Ｐから蛍光を検出することができる。また、第２の検出部５は、燐光（残光）を検出する事ができる。

なお、図４及び図５に示すように各部を設置する場合、常に第２の蛍光基準板１１から蛍光が放射される。即ち、紙葉類Ｐが検出位置Ｂに存在する場合でも、第２の蛍光基準板１１は蛍光を放射する。この為、第２の蛍光基準板１１から放射される光の一部が紙葉類Ｐを透過し、第２の検出部５に入射する。

第２の検出部５により検出する残光の光強度は、第１の検出部４により検出する蛍光の光強度に比べて低い値である。この為、残光を検出する場合、蛍光を検出する場合に比べて透過光が与える影響が大きい。

そこで、本実施形態では、発光源としての第２の蛍光基準板１１と、搬送路１１５とが距離（離隔距離）Ｌだけ離隔するように第２の蛍光基準板１１を設置する。即ち、この場合、搬送路１１５により搬送される紙葉類Ｐと第２の蛍光基準板１１とが光路上において離隔距離Ｌだけ離隔される。

図６は、図４に示す第２の蛍光基準板１１から発せられる光について説明する為の説明図である。図６Ａは、第２の蛍光基準板１１と搬送路１１５との間の離隔距離Ｌが短い例について説明する為の図である。また、図６Ｂは、第２の蛍光基準板１１と搬送路１１５との間の離隔距離Ｌが長い例について説明する為の図である。

第２の蛍光基準板１１の蛍光体が照明部３から放射される光により励起される場合、蛍光体は、拡散発光する。拡散した状態で放射される光は、紙葉類Ｐの読み取り面と逆の面から紙葉類Ｐに入射し、紙葉類Ｐを透過する。紙葉類Ｐを透過する透過光の光強度は、第２の蛍光基準板１１と紙葉類Ｐとの離隔距離Ｌに応じて変化する。即ち、検出位置Ｂに紙葉類Ｐが存在する場合に紙葉類Ｐ上の検出位置Ｂを透過して第２の検出部５に入射する光は、離隔距離Ｌに応じて変化する。

例えば、図６Ａに示す例は、図６Ｂに示す例に比べて離隔距離Ｌが長い。この為、図６Ａの例は、図６Ｂに示す例に比べて紙葉類Ｐを透過してレンズ５１に入射する光の強度が大きい。

図７は、図４に示す第２の蛍光基準板１１から発せられる光について説明する為の説明図である。図７Ａは、第２の蛍光基準板１１と搬送路１１５との間の離隔距離Ｌが短い例について説明する為の図である。また、図７Ｂは、第２の蛍光基準板１１と搬送路１１５との間の離隔距離Ｌが長い例について説明する為の図である。

紙葉類Ｐが検出位置Ｂに存在しない場合、第２の蛍光基準板１１から放射される光は、第２の検出部５に直接入射する。この場合、紙葉類Ｐを透過しない為、光強度の減衰が生じない。この結果、第２の検出部５は、図７Ａに示す例と図７Ｂに示す例とで同程度のレベルの光を検出することができる。

即ち、紙葉類Ｐが検出位置Ｂに存在しない状態で第２の検出部５により光を検出する場合、第２の検出部５は、第２の蛍光基準板１１自体を検出する。この為、第２の検出部５により検出される光の光強度は、すくなとも第２の検出部５の焦点深度の範囲内では変化しない。

また、紙葉類Ｐを透過する透過光の光強度は、第２の蛍光基準板１１の幅にも影響される。第２の蛍光基準板１１全体に含有される蛍光体の数は、第２の蛍光基準板１１の、紙葉類Ｐの搬送方向における幅に応じて変化する。

例えば第２の蛍光基準板１１の幅が広い場合、第２の蛍光基準板１１全体から放射される蛍光の総量が多い。また、第２の蛍光基準板１１の幅が狭い場合、第２の蛍光基準板１１全体から放射される蛍光の総量が少ない。即ち、第２の蛍光基準板１１の幅を狭くすることにより、紙葉類Ｐを透過する透過光を抑えることができる。

図８は、紙葉類Ｐを透過する透過光と離隔距離Ｌとの関係について説明する為の説明図である。図８は、紙葉類Ｐが検出位置Ｂに存在しない状態で第２の検出部５により第２の蛍光基準板１１から検出した基準光の強度を１００％とした例を示す。

また、グラフＡは、第２の蛍光基準板１１の搬送方向における幅が１０ｍｍである場合の例である。また、グラフＢは、第２の蛍光基準板１１の搬送方向における幅が５ｍｍである場合の例である。

紙葉類Ｐに印刷される燐光印刷情報は、汚れ、または経年などにより状態が変化する。例えば、燐光情報として塗布されている燐光体の量が変化することにより、燐光体から放射される残光の光強度が変化する。

残光の光強度の標準値を、基準光の強度の５０％と仮定し、残光の光強度のばらつきの幅が基準光の強度の５０％であると仮定する。この場合、第２の検出部５は、基準光の強度の２５％乃至７５％の強度の光をとして残光を検出する。

上記したように仮定する場合、紙葉類Ｐを透過する透過光の光強度が、基準光の１０％程度未満であれば、高い精度で残光を検出することができる。なお、基準光の２５％乃至１０％の範囲は、残光を高い精度で検出するためのマージンと仮定する。

図８に示すように、第２の蛍光基準板１１の搬送方向における幅が１０ｍｍである場合、離隔距離Ｌが２０ｍｍ程度であれば紙葉類Ｐを透過する透過光の光強度を基準光の１０％未満に抑えることができる。また、第２の蛍光基準板１１の搬送方向における幅が５ｍｍである場合、離隔距離Ｌが１０ｍｍ程度であれば紙葉類Ｐを透過する透過光の光強度を基準光の１０％未満に抑えることができる。

上記したように、本実施形態の光検出装置１３５は、残光を検出する第２の検出部５側に、搬送路１１５と離隔距離Ｌを離隔して設置される第２の蛍光基準板１１を備える。離隔距離Ｌは、第１の検出部４側の照明部３からの光が第２の蛍光基準板１１に入射し、且つ、第２の蛍光基準板１１から放射される光が第２の検出部５における残光の検出結果に影響を与えないように設定される。

これにより、第２の検出部５に基準光を与えることができ、且つ、残光を検出する場合において透過光が検出結果に影響を与えることを防ぐことができる。この結果、蛍光検出部及び燐光検出部の補正を行う事ができる光検出装置、及びこの光検出装置を備える紙葉類処理装置を提供する事ができる。

なお、上記した実施形態では、第２の蛍光基準板１１の搬送方向における幅は５ｍｍ或いは１０ｍｍであるとして説明したが、この構成に限定されない。少なくとも、第２の検出部５の走査幅以上の幅であれば如何なる大きさの幅であってもよい。

搬送路１１５と第２の蛍光基準板１１との離隔距離Ｌは、基準光が第２の検出部５の検出結果に影響を与えないであれば如何なる距離であってもよい。例えば、第２の蛍光基準板１１から発せられる基準光の光強度は、第２の蛍光基準板１１に含まれる蛍光体の素材等により異なる。即ち、離隔距離Ｌは、第２の蛍光基準板１１から発せられる基準光の光強度に応じて適宜設定する必要がある。

次に、第２の実施形態について説明する。
図９は、本発明の第２実施形態に係る光検出装置１３５の構成例について説明する為の説明図である。なお、第１の実施形態と同様の構成には同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図９に示す光検出装置１３５は、照明部３、第１の検出部４、第２の検出部５、アンプ回路６、信号処理部７、制御部８、補正制御部９、蛍光基準板１０、遮光板１２、反射白色板１３、及び導光板１４を備える。

反射白色板１３は、入射した光を拡散して反射する拡散反射体である。反射白色板１３は、搬送路１１５と離隔距離Ｌを離隔して配置される。即ち、反射白色板１３は、搬送路１１５上の検出位置Ｂと光路上において離隔距離Ｌを離隔して配置される。導光板１４は、入射した光を導光する導光体である。導光板１４は、蛍光基準板１０の一部に面するように設置される。導光板１４は、蛍光基準板１０から放射される基準光を受け取り、受け取った基準光を反射白色板１３に入射するように導光する。

照明部３は、光を蛍光基準板１０に対して照射する。蛍光基準板１０は、光により励起され、基準光としての蛍光を放射する。導光板１４は、蛍光基準板１０から放射される蛍光を内部に導光する。導光板１４は、内部に導光した光を反射白色板１３に対して放射する。反射白色板１３は、入射した蛍光を拡散して反射する。反射白色板１３により拡散反射された蛍光は、第２の検出部５に入射する。この場合、反射白色板１３は、第２の検出部５に基準光を与える基準部材として機能する。

上記した構成により、紙葉類Ｐが検出位置Ｂに存在しない場合、蛍光基準板１０から放射される蛍光が反射白色板１３により反射され、第２の検出部５に入射する。即ち、第２の検出部５は、検出基準としての基準光を取得することができる。この結果、補正制御部９は、増幅器６２の増幅率を制御することができる。なおかつ、搬送路１１５と反射白色板１３とが離隔距離Ｌを離隔して設置される為、反射白色板１３から放射される光が第２の検出部５の検出結果に与える影響を抑えることができる。

次に、第３の実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第３実施形態に係る光検出装置１３５の構成例について説明する為の説明図である。なお、第１及び第２の実施形態と同様の構成には同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１０に示す光検出装置１３５は、照明部３、第１の検出部４、第２の検出部５、アンプ回路６、信号処理部７、制御部８、補正制御部９、蛍光基準板１０、遮光板１２、導光板１４、透過白色板１５、及び反射ミラー１６を備える。

透過白色板１５は、入射した光を拡散して透過させる透過反射体である。透過白色板１５は、導光板１４の射出端に設置される。導光板１４は、蛍光基準板１０から放射される基準光を受け取り、受け取った基準光を透過白色板１５に入射するように導光する。反射ミラー１６は、光を反射する反射体である。反射ミラー１６は、透過白色板１５から放射される光を第２の検出部５に入射させることができるような位置に設置される。

照明部３は、光を蛍光基準板１０に対して照射する。蛍光基準板１０は、光により励起され、基準光としての蛍光を放射する。導光板１４は、蛍光基準板１０から放射される蛍光を内部に導光する。導光板１４は、内部に導光した光を図１０に示す矢印Ｇの方向に導光し、射出端から放射する。透過白色板１５は、導光板１４の射出端から放射される光を拡散する。反射ミラー１６は、透過白色板１５により拡散された光を反射し、第２の検出部５に入射させる。この場合、透過白色板１５は、第２の検出部５に基準光を与える基準部材として機能する。

なお、反射ミラー１６は、透過白色板１５と距離Ｌ１だけ離隔するように配置される。さらに、反射ミラー１６は、搬送路１１５と距離Ｌ２だけ離隔するように配置される。この場合、距離Ｌ１と距離Ｌ２との和が第１の実施形態の離隔距離Ｌに対応する。即ち、本構成によると、基準部材としての透過白色板１５と搬送路１１５の検出位置Ｂとが光路上において距離Ｌ１と距離Ｌ２との和だけ離隔している。

上記した構成により、紙葉類Ｐが検出位置Ｂに存在しない場合、蛍光基準板１０から放射される蛍光が反射ミラー１６により反射され、第２の検出部５に入射する。即ち、第２の検出部５は、検出基準としての基準光を取得することができる。この結果、補正制御部９は、増幅器６２の増幅率を制御することができる。なおかつ、透過白色板１５から搬送路１１５までの光路の長さがＬ１＋Ｌ２である。距離Ｌ１及び距離Ｌ２を所定以上の長さにすることにより、透過白色板１５から放射される光が第２の検出部５の検出結果に与える影響を抑えることができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１…駆動プーリ、２…搬送ベルト、３…照明部、４…第１の検出部、５…第２の検出部、６…アンプ回路、７…信号処理部、８…制御部、９…補正制御部、１０…第１の蛍光基準板、１１…第２の蛍光基準板、１２…遮光板、１３…反射白色板、１４…導光板、１５…透過白色板、１６…反射ミラー、４１…レンズ、４２…センサ、５１…レンズ、５２…センサ、６１…増幅器、６２…増幅器、１１１…紙葉類処理装置、１１５…搬送路、１１６…検査部、１３５…光検出装置。

Claims (7)

1. 紙葉類が搬送される搬送路上の第１の検出位置から蛍光を検出する第１の検出部と、
   前記紙葉類が搬送される搬送路上の第２の検出位置から残光を検出する第２の検出部と、
   前記第１の検出位置を含み、且つ、前記第２の検出位置を含まない範囲に励起光を照射する照明部と、
   前記照明部により励起されて蛍光を放射する蛍光体を有し、前記第１の検出部に対して基準光を放射する第１の基準部材と、
   前記第２の検出位置に紙葉類が存在する場合に前記第２の検出部における検出結果に影響を与えない基準光を前記第２の検出部に対して放射する第２の基準部材と、
   前記第１の検出部により検出する基準光に基づいて前記第１の検出部の検出結果の補正を行い、前記第２の検出部により検出する基準光に基づいて前記第２の検出部の検出結果の補正を行う補正制御部と、
   を具備することを特徴とする光検出装置。
2. 前記第２の基準部材は、前記第２の検出位置と光路上において所定距離離隔して配置され、拡散した基準光を放射することを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
3. 前記第２の基準部材は、前記照明部により励起されて蛍光を放射する蛍光体を有し、前記照明部から放射される光が入射する位置に設置されることを特徴とする請求項２に記載の光検出装置。
4. 前記第１の基準部材から放射される基準光を受け取り、受け取った基準光を前記第２の基準部材に入射するように導光する導光体をさらに具備し、
   前記第２の基準部材は、前記導光体により入射する基準光を拡散した状態で反射することを特徴とする請求項２に記載の光検出装置。
5. 前記第１の基準部材から放射される基準光を受け取り、受け取った基準光を前記第２の基準部材に入射するように導光する導光体と、
   入射した光を反射する反射体と、
   をさらに具備し、
   前記第２の基準部材は、前記導光体により入射する基準光を拡散した状態で透過させ、
   前記反射体は、前記第２の基準部材により拡散された基準光を反射して前記第２の検出部に入射させることを特徴とする請求項２に記載の光検出装置。
6. 前記所定距離は、検出する紙葉類の透過率、及び前記第２の基準部材の発光強度に基づいて決定されることを特徴とする請求項２に記載の光検出装置。
7. 紙葉類を搬送する搬送手段と、
   前記紙葉類が搬送される搬送路上の第１の検出位置から蛍光を検出する第１の検出部と、
   前記紙葉類が搬送される搬送路上の第２の検出位置から残光を検出する第２の検出部と、
   前記第１の検出位置を含み、且つ、前記第２の検出位置を含まない範囲に励起光を照射する照明部と、
   前記照明部により励起されて蛍光を放射する蛍光体を有し、前記第１の検出部に対して基準光を放射する第１の基準部材と、
   前記第２の検出位置に紙葉類が存在する場合に前記第２の検出部における検出結果に影響を与えない基準光を前記第２の検出部に対して放射する第２の基準部材と、
   前記第１の検出部により検出する基準光に基づいて前記第１の検出部の検出結果の補正を行い、前記第２の検出部により検出する基準光に基づいて前記第２の検出部の検出結果の補正を行う補正制御部と、
   前記第１の検出部により検出する蛍光画像と、前記第２の検出部により検出する残光画像とに基づいて前記紙葉類に蛍光印刷情報及び燐光印刷情報が施されているか否かを判定する判定部と、
   前記判定部による判定結果に基づいて、前記紙葉類の種類を判定し、種類毎に区分する区分処理部と、
   を具備することを特徴とする紙葉類処理装置。

Images