JP5614957B2 - 紙葉類鑑別用光学センサ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光学センサ装置、特に、有価紙葉を透過し又は有価紙葉上で反射する複数の光により紙幣等の有価紙葉の複数の光学的特徴を検出して、有価紙葉の鑑別性能を向上する光学センサ装置に属する。
図２２は、有価紙葉である紙幣を透過し又は紙幣上で反射する複数の光により紙幣の複数の光学的特徴を検出する従来の紙幣鑑別装置(100)を示す。紙幣鑑別装置(100)は、入口(101)に挿入される紙幣(50)を搬送通路(55)に沿って搬送する搬送装置(102)と、搬送通路(55)に沿って移動する紙幣(50)の光学的特性及び磁気的特性を検出するセンサ装置(110)と、センサ装置(110)の出力を受信して紙幣(50)の真贋を判断すると共に、搬送装置(102)に駆動信号を付与する制御装置(103)とを備える。フレーム(104)は、金属製のパネルにより形成された上部フレーム(104a)及び下部フレーム(104b)から構成され、搬送装置(102)、センサ装置(110)及び制御装置(103)は、フレーム(104)内に収容される。
図示しないが、制御装置(103)は、紙幣(50)の透過光量パターン情報又は磁気パターン情報を予め記憶する記憶装置と、センサ装置(110)の出力する紙幣(50)の情報と記憶装置内に記憶される紙幣情報とを比較し、これらの情報の一致又は不一致により紙幣(50)の種類又は真偽を判定して、搬送装置(102)を制御する中央演算処理装置とを備える。センサ装置(110)は、紙幣(50)の光学的特徴を検出して検出信号を発生する光学センサ装置(111)と、紙幣(50)の予め決められた位置に印刷された磁性インキを検出して検出信号を発生する磁気センサ装置(112)とを備える。制御装置(103)は、光学センサ装置(111)又は磁気センサ装置(112)から受信する検出信号と記憶装置からの信号との比較により紙幣(50)の真贋を判断する。光学センサ装置(111)又は磁気センサ装置(112)から受信する検出信号と記憶装置からの信号とが一致して、制御装置(103)が紙幣(50)を真正と判断するとき、搬送装置(102)を更に駆動し、出口(106)を通じて紙幣(50)を集積室(105)内に収納する。逆に、光学センサ装置(111)又は磁気センサ装置(112)から受信する検出信号と記憶装置からの信号とが一致せずに、制御装置(103)が紙幣(50)を真正と判断しないとき、搬送装置(102)を逆転して、紙幣(50)を入口(101)に戻す。この種の紙葉類鑑別装置は、例えば、下記特許文献１により公知である。
図２３に示すように、紙葉類鑑別装置(100)では、光学センサ装置(111)は、搬送通路(55)に隣接してかつ搬送通路(55)を挟んで反対側に互いに垂直方向に分離して配置される発光ダイオード(114)と受光トランジスタ(115)からなるホトカプラにより構成される。発光ダイオード(114)及び受光トランジスタ(115)は、砲弾型の樹脂封止体(114a,115a)から導出する外部リード(117)を有し、フレーム(104)内に設けられる上部及び下部プリント基板(116)のスルーホールに外部リード(117)を挿入するピン挿入方式により、発光ダイオード(114)及び受光トランジスタ(115)は、上部及び下部プリント基板(116)に取り付けられる。発光ダイオード(114)と受光トランジスタ(115)は、それぞれ半球状のレンズを形成する樹脂封止体(114a,115a)に対向して、円柱レンズ(118)が設けられる。この種の光学センサ装置は、例えば、下記特許文献２〜５により公知である。
特表２００６−５１２６６８号公報 特開２００２−７１５６８号公報 実公平６−２２１８６号公報 実用新案登録第３０３７９４６号公報 米国特許第５９０３３３９号公報
しかしながら、ピン挿入方式による従来の光学センサ装置では、樹脂封止体から導出される外部リードを介してプリント基板に発光ダイオードを取り付けるので、発光ダイオードの外部リードの形状若しくはスルーホールへの挿入位置の差異により、複数の発光ダイオードの垂直方向及び水平方向の取付位置が不均一になる虞れがあり、複数の発光ダイオードの発光軸の位置決めを高精度に維持できないため、有価紙葉上の特定位置に光を正確に照射して有価紙葉の光学的特徴の効果的な検出が妨げられた。また、前記発光ダイオードでは、樹脂封止体及び樹脂封止体から導出される外部リードにより、光学センサ装置の高さ又は厚さが増大し、光学センサ数を増加して透過光量パターンの検出精度を向上させる程、光学センサ装置の占有面積が増大して、紙葉類鑑別装置がより大型化する欠陥がある。更に、従来の光学センサ装置では、発光ダイオード及び受光トランジスタ自身、砲弾型のレンズ部を備える上に円柱レンズを設けるため、発光ダイオードからの光束が光学センサ装置の製造誤差により変動し、光束の均一化に影響を与える欠陥がある。他面、紙幣の多数の微小領域から多色透過光データを抽出して、異なる波長の光出力の差又は比が所定の範囲に該当するか否かを精密に決定することが近代的紙幣鑑別法であるといえよう。
従って、本発明の目的は、透過光量パターンの検出性能を改善して有価紙葉の複数の光学的特徴を検出できる光学センサ装置を提供することにある。本発明の別の目的は、発光素子の発光軸を正確に制御して、有価紙葉の透過光量パターンの検出精度を向上できる光学センサ装置を提供することである。本発明の別の目的は、少ない数の受光素子により増加する数の発光素子から照射される異なる波長の光を受光して鑑別性能を向上できる光学センサ装置を提供することにある。本発明の更に別の目的は、有価紙葉の複数の光学的特徴を検出する複数の発光素子間の間隔を減少しかつ発光素子と受光素子との間の間隔を減少して、小型の光学センサ装置を提供することにある。
四発光受光素子を有する本発明による紙葉類鑑別用光学センサ装置は、上センサ組立体(1)と、有価紙葉(50)を搬送する搬送通路(55)を介して上センサ組立体(1)に対向して配置される下センサ組立体(2)とを備える。上センサ組立体(1)は、搬送通路(55)に対して平行に配置されかつ複数の上リード(61)を有する上配線基板(11)と、上配線基板(11)上に表面実装されかつ対応する上リード(61)に電気的に接続される２個の端子を有する上発光素子(21)と、上配線基板(11)上に表面実装されかつ対応する上リード(61)に電気的に接続される２個の端子を有する上受光素子(37)と、上配線基板(11)上に配置される上ブラケット(41)と、上ブラケット(41)上に支持される上非球面レンズ(51)と、上配線基板(11)、上ブラケット(41)及び上非球面レンズ(51)により形成されて、上発光素子(21)を配置する上光拡散室(53)とを備える。下センサ組立体(2)は、搬送通路(55)に対して平行に配置されかつ複数の下リード(62)を有する下配線基板(12)と、下配線基板(12)上に表面実装されかつ対応する下リード(62)に電気的に接続される２個の端子を有する下発光素子(31)と、下配線基板(12)上に表面実装されかつ対応する下リード(62)に電気的に接続される２個の端子を有する下受光素子(38)と、下配線基板(12)上に配置される下ブラケット(42)と、下ブラケット(42)上に支持される下非球面レンズ(52)と、下配線基板(12)、下ブラケット(42)及び下非球面レンズ(52)により形成されて、下発光素子(31)を配置する下光拡散室(53)とを備える。下発光素子(31)から照射される光は、下光拡散室(53)内で拡散し、その後、下非球面レンズ(52)により平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路(55)を通る紙葉類(50)を透過し、上非球面レンズ(51)により上受光素子(37)に集光された後に上受光素子(37)により受光される。上発光素子(21)から照射される光は、上光拡散室(53)内で拡散し、その後、上非球面レンズ(51)により平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路(55)を通る紙葉類(50)を透過し、下非球面レンズ(52)により下受光素子(38)に集光された後に下受光素子(38)により受光される。
本発明による四発光受光素子を有する紙葉類鑑別用光学センサ装置では、下記の理由により紙葉類の透過光の透過光量パターンの検出精度を向上することができる。
［１−１］ 紙葉類鑑別用光学センサ装置を製造する際に、マウンタ（実装機）により上発光素子(21)及び下発光素子(31)を把持（吸着）して、それぞれ数マイクロメータの精度で上配線基板(11)及び配線基板(12)上の所定の表面位置に上発光素子(21)及び下発光素子(31)を正確に実装でき、上受光素子(31)及び下受光素子(32)により有価紙葉(50)上の特定位置で正確に透過光を検出することができる。
［１−２］ 何れも発光ダイオードチップである上発光素子(21)及び下発光素子(31)を上配線基板(11)及び下配線基板(12)の表面に実装するので、樹脂封止体から導出する外部リードをスルーホールに挿入するピン挿入方式に比べて、上センサ組立体(1)及び下センサ組立体(2)の厚さと配列長さを顕著に減少することができる。
［１−３］ 上発光素子(21)及び下発光素子(31)をそれぞれ上配線基板(11)及び下配線基板(12)に直接固着するので、ピン挿入方式に発生する外部リード及びスルーホールによる変位又は取付誤差がなく、上発光素子(21)及び下発光素子(31)の光軸を高精度に対向する光学素子に整合させることができる。
六発光受光素子を有する本発明による紙葉類鑑別用光学センサ装置は、上センサ組立体(1)と、有価紙葉(50)を搬送する搬送通路(55)を介して上センサ組立体(1)に対向して配置される下センサ組立体(2)とを備える。上センサ組立体(1)は、搬送通路(55)に対して平行に配置されかつ複数の上リード(61)を有する上配線基板(11)と、対応する上リード(61)に電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有しかつ上配線基板(11)上に個別に表面実装される第１及び第２の上発光素子(21,22)と、対応する上リード(61)に電気的に接続される２個の端子を有しかつ上配線基板(11)上に表面実装される上受光素子(37)と、上配線基板(11)上に配置される上ブラケット(41)と、上ブラケット(41)上に支持される上非球面レンズ(51)と、上配線基板(11)、上ブラケット(41)及び上非球面レンズ(51)により形成されて、第１及び第２の上発光素子(21,22)を配置する上光拡散室(53)とを備える。下センサ組立体(2)は、搬送通路(55)に対して平行に配置されかつ複数の下リード(62)を有する下配線基板(12)と、対応する下リード(62)に電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有しかつ下配線基板(12)上に個別に表面実装される第１及び第２の下発光素子(31,32)と、対応する下リード(62)に電気的に接続される２個の端子を有しかつ下配線基板(12)上に表面実装される下受光素子(38)と、下配線基板(12)上に配置される下ブラケット(42)と、下ブラケット(42)上に支持される下非球面レンズ(52)と、下配線基板(12)、下ブラケット(42)及び下非球面レンズ(52)により形成されて、第１及び第２の下発光素子(31,32)を配置する下光拡散室(53)とを備える。第１及び第２の下発光素子(31,32)から照射される光は、下光拡散室(53)内で拡散し、その後、下非球面レンズ(52)により平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路(55)を通る紙葉類(50)を透過し、上非球面レンズ(51)により上受光素子(37)に集光された後に上受光素子(37)により受光される。第１及び第２の上発光素子(21,22)から照射される光は、上光拡散室(53)内で拡散し、その後、上非球面レンズ(51)により平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路(55)を通る紙葉類(50)を透過し、下非球面レンズ(52)により下受光素子(38)に集光された後に下受光素子(38)により受光される。
本発明による六発光受光素子を有する紙葉類鑑別用光学センサ装置では、下記の理由により紙葉類の透過光の透過光量パターンを高精度で検出することができる。
［２−１］ 紙葉類鑑別用光学センサ装置を製造する際に、マウンタ（実装機）により上発光素子(21)及び下発光素子(31)を把持（吸着）して、それぞれ数マイクロメータの精度で上配線基板(11)及び配線基板(12)上の所定の表面位置に上発光素子(21)及び下発光素子(31)を正確に実装でき、上受光素子(31)及び下受光素子(32)により有価紙葉(50)上の特定位置で正確に透過光を検出することができる。
［２−２］ １mm以下、好ましくは０.６mm以下のピッチ間隔で隣り合う第１の上発光素子(21)と第２の上発光素子(22)とを上配線基板(11)の表面上に実装すると共に、１mm以下、好ましくは０.６mm以下のピッチ間隔で隣り合う第１の下発光素子(31)及び第２の下発光素子(32)とを下配線基板(12)の表面上に実装することができるため、第１及び第２の上発光素子(21,22)から照射されて実質的に同一の有価紙葉(50)の領域を透過する光を下受光素子(38)により検出すると共に、第１及び第２の下発光素子(31,32)から照射されて実質的に同一の有価紙葉(50)の領域を透過する光を上受光素子(37)により検出して、同一領域の透過光量パターンの検出精度を向上することができる。しかしながら、発光素子間のピッチ間隔は、発光素子の寸法と絶縁条件を考慮して、当業者が必要に応じて適宜設定できる長さである。
［２−３］ 何れも発光ダイオードチップである第１及び第２の上発光素子(21,22)及び第１及び第２の下発光素子(31,32)をそれぞれ上配線基板(11)及び下配線基板(12)の各表面に実装するので、樹脂封止体から導出される外部リードをスルーホールに挿入するピン挿入方式に比べて、上センサ組立体(1)及び下センサ組立体(2)の厚さと配列長さを顕著に減少することができる。
［２−４］ 第１及び第２の上発光素子(21,22)並びに第１及び第２の下発光素子(31,32)をそれぞれ上配線基板(11)及び下配線基板(12)に直接固着するので、ピン挿入方式に発生する外部リード及びスルーホールによる変位又は取付誤差がなく、第１及び第２の上発光素子(21,22)及び第１及び第２の下発光素子(31,32)の光軸を高精度に対向する光学素子に整合させることができる。
［２−５］ 従来の紙葉類鑑別用光学センサ装置と比較して、異なる波長の光を発生する発光素子数及び検出する透過光量パターン数を増加して、鑑別性能を向上できる上、受光素子数を減少して、製造価格を低減することができる。
八発光受光素子を有する本発明による紙葉類鑑別用光学センサ装置は、上センサ組立体(1)と、有価紙葉(50)を搬送する搬送通路(55)を介して上センサ組立体(1)に対向して配置される下センサ組立体(2)とを備える。上センサ組立体(1)は、搬送通路(55)に対して平行に配置されかつ複数の上リード(61)を有する上配線基板(11)と、対応する上リード(61)に電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有しかつ上配線基板(11)上に個別に表面実装される第１、第２及び第３の上発光素子(21,22,23)と、対応する上リード(61)に電気的に接続される２個の端子を有しかつ上配線基板(11)上に表面実装される上受光素子(37)と、上配線基板(11)上に配置される上ブラケット(41)と、第１、第２及び第３の上発光素子(21,22,23)並びに上受光素子(37)に対向して上ブラケット(41)上に支持される上非球面レンズ(51)と、上配線基板(11)、上ブラケット(41)及び上非球面レンズ(51)により形成されて、第１、第２及び第３の上発光素子(21,22,23)を配置する上光拡散室(53)とを備える。下センサ組立体(2)は、搬送通路(55)に対して平行に配置されかつ複数の下リード(62)を有する下配線基板(12)と、対応する下リード(62)に電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有しかつ下配線基板(12)上に個別に表面実装される第１、第２及び第３の下発光素子(31,32,33)と、対応する下リード(62)に電気的に接続される２個の端子を有しかつ下配線基板(12)上に表面実装される下受光素子(38)と、下配線基板(12)上に配置される下ブラケット(42)と、第１、第２及び第３の下発光素子(31,32,33)並びに下受光素子(38)に対向して下ブラケット(42)上に支持される下非球面レンズ(52)と、下配線基板(12)、下ブラケット(42)及び下非球面レンズ(52)により形成されて、第１、第２及び第３の下発光素子(31,32,33)を配置する下光拡散室(53)とを備える。第１、第２及び第３の下発光素子(31,32,33)から照射される光は、下光拡散室(53)内で拡散し、その後、下非球面レンズ(52)により平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路(55)を通る紙葉類(50)を透過し、上非球面レンズ(51)により上受光素子(37)に集光された後に上受光素子(37)により受光される。第１、第２及び第３の上発光素子(21,22,23)から照射される光は、上光拡散室(53)内で拡散し、その後、上非球面レンズ(51)により平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路(55)を通る紙葉類(50)を透過し、下非球面レンズ(52)により下受光素子(38)に集光された後に下受光素子(38)により受光される。
八発光受光素子を有する本発明の紙葉類鑑別用光学センサ装置では、下記の理由により紙葉類の透過光の透過光量パターンを高精度で検出することができる。
［３−１］ 紙葉類鑑別用光学センサ装置を製造する際に、マウンタ（実装機）により、第１、第２及び第３の上発光素子(21,22,23)並びに第１、第２及び第３の下発光素子(31,32,33)を把持（吸着）して、それぞれ数マイクロメータの精度で上配線基板(11)及び配線基板(12)上の所定の表面位置に第１、第２及び第３の上発光素子(21,22,23)並びに第１、第２及び第３の下発光素子(31,32,33)を正確に実装して、上受光素子(31)及び下受光素子(32)により有価紙葉(50)上の特定位置で正確に透過光を検出することができる。
［３−２］ １mm以下、好ましくは０.６mm以下のピッチ間隔で隣り合う第１の上発光素子(21)と第２の上発光素子(22)とを上配線基板(11)の表面上に実装しかつ１mm以下、好ましくは０.６mm以下のピッチ間隔で隣り合う第１の下発光素子(31)及び第２の下発光素子(32)とを下配線基板(12)の表面上に実装できる。このため、隣り合う第１、第２及び第３の上発光素子(21,22,23)から照射されて実質的に同一の有価紙葉(50)の領域を透過する光を下受光素子(38)により検出すると共に、隣り合う第１、第２及び第３の下発光素子(31,32,33)から照射されて実質的に同一の有価紙葉(50)の領域を透過する光を上受光素子(37)により検出して、同一領域の透過光量パターンの検出精度を向上することができる。
［３−３］ 何れも発光ダイオードチップである第１、第２及び第３の上発光素子(21,22,23)並びに第１、第２及び第３の下発光素子(31,32,33)をそれぞれ上配線基板(11)及び下配線基板(12)の表面に実装するので、ピン挿入方式に比べて、上センサ組立体(1)及び下センサ組立体(2)の厚さと配列長さを顕著に減少することができる。
［３−４］ 第１、第２及び第３の上発光素子(21,22,23)並びに第１、第２及び第３の下発光素子(31,32,33)をそれぞれ上配線基板(11)及び下配線基板(12)に直接固着するので、ピン挿入方式に発生する外部リード及びスルーホールによる変位又は取付誤差がなく、第１、第２及び第３の上発光素子(21,22,23)並びに第１、第２及び第３の下発光素子(31,32,33)の光軸を高精度に対向する光学素子に整合させることができる。
［３−５］ 従来の紙葉類鑑別用光学センサ装置と比較して、異なる波長の光を発生する発光素子数及び検出する透過光量パターン数を増加して、鑑別性能を向上できる上、受光素子数を減少して、製造価格を低減することができる。
十発光受光素子を有する本発明による紙葉類鑑別用光学センサ装置の第１の実施の形態は、上センサ組立体(1)と、有価紙葉(50)を搬送する搬送通路(55)を介して上センサ組立体(1)に対向して配置される下センサ組立体(2)とを備える。上センサ組立体(1)は、搬送通路(55)に対して平行に配置されかつ複数の上リード(61)を有する上配線基板(11)と、対応する上リード(61)に電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有しかつ上配線基板(11)上に個別に表面実装される第１、第２、第３及び第４の上発光素子(21,22,23,24)と、対応する上リード(61)に電気的に接続される２個の端子を有しかつ上配線基板(11)上に表面実装される上受光素子(37)と、上配線基板(11)上に配置される上ブラケット(41)と、上ブラケット(41)上に支持される上非球面レンズ(51)と、上配線基板(11)、上ブラケット(41)及び上非球面レンズ(51)により形成されて、第１、第２、第３及び第４の上発光素子(21,22,23,24)を配置する上光拡散室(53)とを備える。下センサ組立体(2)は、搬送通路(55)に対して平行に配置されかつ複数の下リード(62)を有する下配線基板(12)と、対応する下リード(62)に電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有しかつ下配線基板(12)上に個別に表面実装される第１、第２、第３及び第４の下発光素子(31,32,33,34)と、対応する下リード(62)に電気的に接続される２個の端子を有しかつ下配線基板(12)上に表面実装される下受光素子(38)と、下配線基板(12)上に配置される下ブラケット(42)と、下ブラケット(42)上に支持される下非球面レンズ(52)と、下配線基板(12)、下ブラケット(42)及び下非球面レンズ(52)により形成されて、第１、第２、第３及び第４の下発光素子(31,32,33,34)を配置する下光拡散室(53)とを備える。第１、第２、第３及び第４の下発光素子(31,32,33,34)から照射される光は、下光拡散室(53)内で拡散し、その後、下非球面レンズ(52)により平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路(55)を通る紙葉類(50)を透過し、上非球面レンズ(51)により上受光素子(37)に集光された後に上受光素子(37)により受光される。第１、第２、第３及び第４の上発光素子(21,22,23,24)から照射される光は、上光拡散室(53)内で拡散し、その後、上非球面レンズ(51)により平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路(55)を通る紙葉類(50)を透過し、下非球面レンズ(52)により下受光素子(38)に集光された後に下受光素子(38)により受光される。
十発光受光素子を有する本発明の紙葉類鑑別用光学センサ装置の第１の実施の形態では、下記の理由により紙葉類の透過光の透過光量パターンを高精度で検出することができる。
［４−１］ 紙葉類鑑別用光学センサ装置を製造する際に、マウンタ（実装機）により、第１、第２、第３及び第４の上発光素子(21,22,23,24)並びに第１、第２、第３及び第４の下発光素子(31,32,33,34)を把持（吸着）して、それぞれ数マイクロメータの精度で上配線基板(11)及び配線基板(12)上の所定の表面位置に第１、第２、第３及び第４の上発光素子(21,22,23,24)並びに第１、第２、第３及び第４の下発光素子(31,32,33,34)を正確に実装して、上受光素子(31)及び下受光素子(32)により有価紙葉(50)上の特定位置で正確に透過光を検出することができる。
［４−２］ １mm以下、好ましくは０.６mm以下のピッチ間隔で隣り合う第１の上発光素子(21)と第２の上発光素子(22)とを上配線基板(11)の表面上に実装しかつ１mm以下、好ましくは０.６mm以下のピッチ間隔で隣り合う第１の下発光素子(31)及び第２の下発光素子(32)とを下配線基板(12)の表面上に実装できる。このため、隣り合う第１、第２、第３及び第４の上発光素子(21,22,23,24)から照射されて実質的に同一の有価紙葉(50)の領域を透過する光を下受光素子(38)により検出すると共に、隣り合う第１、第２、第３及び第４の下発光素子(31,32,33,34)から照射されて実質的に同一の有価紙葉(50)の領域を透過する光を上受光素子(37)により検出して、同一領域の透過光量パターンの検出精度を向上することができる。
［４−３］ 何れも発光ダイオードチップである第１、第２、第３及び第４の上発光素子(21,22,23,24)並びに第１、第２、第３及び第４の下発光素子(31,32,33,34)をそれぞれ上配線基板(11)及び下配線基板(12)の表面に実装するので、ピン挿入方式に比べて、上センサ組立体(1)及び下センサ組立体(2)の厚さと配列長さを顕著に減少することができる。
［４−４］ 第１、第２、第３及び第４の上発光素子(21,22,23,24)並びに第１、第２、第３及び第４の下発光素子(31,32,33,34)をそれぞれ上配線基板(11)及び下配線基板(12)に直接固着するので、ピン挿入方式に発生する外部リード及びスルーホールによる変位又は取付誤差がなく、第１、第２、第３及び第４の上発光素子(21,22,23,24)並びに第１、第２、第３及び第４の下発光素子(31,32,33,34)の光軸を高精度に対向する光学素子に整合させることができる。
［４−５］ 従来の紙葉類鑑別用光学センサ装置と比較して、異なる波長の光を発生する発光素子数及び検出する透過光量パターン数を増加して、鑑別性能を向上できる上、受光素子数を減少して、製造価格を低減することができる。
十発光受光素子を有する本発明の紙葉類鑑別用光学センサ装置の第２の実施の形態は、上センサ組立体(1)と、有価紙葉(50)を搬送する搬送通路(55)を介して上センサ組立体(1)に対向して配置される下センサ組立体(2)とを備える。上センサ組立体(1)は、搬送通路(55)に対して平行に配置されかつ複数の上リード(61)を有する上配線基板(11)と、対応する上リード(61)に電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有しかつ上配線基板(11)上に個別に表面実装される第１、第２、第３及び第４の上発光素子(21,22,23,24)と、対応する上リード(61)に電気的に接続される２個の端子を有しかつ上配線基板(11)上に表面実装される上受光素子(37)と、上配線基板(11)上に配置される上ブラケット(41)と、上ブラケット(41)上に支持される上非球面レンズ(51)と、上配線基板(11)、上ブラケット(41)及び上非球面レンズ(51)により形成されて、第１、第２、第３及び第４の上発光素子(21,22,23,24)を配置する上光拡散室(53)とを備える。下センサ組立体(2)は、搬送通路(55)に対して平行に配置されかつ複数の下リード(62)を有する下配線基板(12)と、対応する下リード(62)に電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有しかつ下配線基板(12)上に個別に表面実装される第１、第２、第３及び第４の下発光素子(31,32,33,34)と、対応する下リード(62)に電気的に接続される２個の端子を有しかつ下配線基板(12)上に表面実装される下受光素子(38)と、下配線基板(12)上に配置される下ブラケット(42)と、下ブラケット(42)上に支持される下非球面レンズ(52)と、下配線基板(12)、下ブラケット(42)及び下非球面レンズ(52)により形成されて、第１、第２、第３及び第４の下発光素子(31,32,33,34)を配置する下光拡散室(53)とを備える。第１、第２及び第３の下発光素子(31,32,33)から照射される光は、下光拡散室(53)内で拡散し、その後、下非球面レンズ(52)により平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路(55)を通る紙葉類(50)を透過し、上非球面レンズ(51)により上受光素子(37)に集光された後に上受光素子(37)により受光される。第４の上発光素子(24)から照射される光は、上光拡散室(53)内で拡散し、その後、上非球面レンズ(51)により平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路(55)を通る紙葉類(50)で反射し、上非球面レンズ(51)により上受光素子(37)に集光された後に上受光素子(37)により受光される。第１、第２及び第３の上発光素子(21,22,23)から照射される光は、上光拡散室(53)内で拡散し、その後、上非球面レンズ(51)により平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路(55)を通る紙葉類(50)を透過し、下非球面レンズ(52)により下受光素子(38)に集光された後に下受光素子(38)により受光される。第４の下発光素子(34)から照射される光は、下光拡散室(53)内で拡散し、その後、下非球面レンズ(52)により平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路(55)を通る紙葉類(50)で反射し、下非球面レンズ(52)により下受光素子(38)に集光された後に下受光素子(38)により受光される。
十発光受光素子を有する本発明の紙葉類鑑別用光学センサ装置の第２の実施の形態では、上記第１の実施の形態と同様に、紙葉類鑑別用光学センサ装置の透過光量パターンの検出精度を向上することができる。第１、第２及び第３の下発光素子(31,32,33)からの透過光を上受光素子(37)が受光し、第１、第２及び第３の上発光素子(21,22,23)からの透過光を下受光素子(38)が受光するので、透過光量パターン数が増加し、有価紙葉(50)の真偽を高精度に鑑別できと共に、第４の上発光素子(24)からの反射光を上受光素子(37)が受光し、第４の下発光素子(34)からの反射光を下受光素子(38)が受光するので、有価紙葉(50)の金種を確実に識別することができる。
本発明による紙葉類鑑別用光学センサ装置は、複数の受光用電極体(81)並びに発光用電極体(71)及び受光用電極体(81)に接続される複数のリード(61)を有する配線基板(11)と、配線基板(11)の発光用電極体(71)にそれぞれ接続される２個の端子を有する少なくとも第１及び第２の発光素子(21,22)と、配線基板(11)の受光用電極体(81)にそれぞれ接続される２個の端子を有する受光素子(37)と、配線基板(11)上に配置されるブラケット(41)と、第１及び第２の発光素子(21,22)に対向してブラケット(41)上に支持される非球面レンズ(51)とを備える。第１及び第２の発光素子(21,22)は、配線基板(11)の発光用電極体(71)上に表面実装され、紙葉類(50)を搬送する搬送通路(55)に対して配線基板(11)は、平行に配置され、配線基板(11)、ブラケット(41)及び非球面レンズ(51)とにより形成される光拡散室(53)内に第１及び第２の発光素子(21,22)が配置される。第１及び第２の発光素子(21,22)から照射される光は、光拡散室(53)内で拡散され、非球面レンズ(51)を通って平行な線状光線に変換される。線状光線は、搬送通路(55)を通る紙葉類(50)で反射し、非球面レンズ(51)で集光されて受光素子(37)により受光される。
第１及び第２の発光素子(21,22)を点灯すると、第１及び第２の発光素子(21,22)の各光は、光拡散室(53)内で拡散した後に、第１の非球面レンズ(51)を透過して紙葉類上で反射する。第１の非球面レンズ(51)を透過する光は、ほぼ矩形断面又は楕円断面の線状光線になるため、第１及び第２の発光素子(21,22)の実装位置の相違を補償して、第１及び第２の発光素子(21,22)を配線基板(11)上の同一位置に固着したとみなすことができる。書面上で反射した光は、第１の非球面レンズ(51)を通じて受光素子(37)で受光することができる。
本発明の紙葉類鑑別用光学センサ装置では、有価紙葉上の特定位置を正確に透過又は反射する光を検出して、実質的に有価紙葉の同一領域を透過又は反射する光を受光素子により検出して、有価紙葉の透過光量パターン数と反射光量パターン数を増加して、紙葉類の検出精度を向上することができる。
四発光受光素子を有する本発明の第１の実施の形態を示す断面図 図１の別方向の断面図 四発光受光素子を有する本発明の第２の実施の形態を示す断面図 図３の別方向の断面図 六発光受光素子を有する本発明の第１の実施の形態を示す断面図 六発光受光素子を有する本発明の第２の実施の形態を示す断面図 六発光受光素子を有する本発明の第３の実施の形態を示す断面図 八発光受光素子を有する本発明の第１の実施の形態を示す断面図 八発光受光素子を有する本発明の第２の実施の形態を示す断面図 八発光受光素子を有する本発明の第３の実施の形態を示す断面図 十発光受光素子を有する本発明の第１の実施の形態を示す断面図 十発光受光素子を有する本発明の第２の実施の形態を示す断面図 本発明で使用するＬＥＤチップとＰＤチップの代表的な配置状態を示す部分斜視図 本発明で使用する発光素子と受光素子の代表的な配置状態を示す部分分解斜視図 本発明で使用する発光素子と受光素子の代表的な配置状態を示す部分拡大斜視図 非球面レンズの変形例を示す斜視図 四発光受光素子を有する５個の光学センサ装置を一列に配置した本発明による紙葉類鑑別用光学センサ装置の実施の形態を示す断面図 六発光受光素子を有する５個の光学センサ装置を一列に配置した本発明による紙葉類鑑別用光学センサ装置の実施の形態を示す断面図 八発光受光素子を有する５個の光学センサ装置を一列に配置した本発明による紙葉類鑑別用光学センサ装置の実施の形態を示す断面図 十発光受光素子を有する５個の光学センサ装置を一列に配置した本発明による紙葉類鑑別用光学センサ装置の実施の形態を示す断面図 四、六、八及び十発光受光素子を有する５個の光学センサ装置を一列に配置した本発明による紙葉類鑑別用光学センサ装置の実施の形態を示す断面図 従来の紙幣鑑別装置を示す断面図 従来の光学センサ装置を示す断面図
紙幣鑑別装置に適用する本発明による紙葉類鑑別用光学センサ装置の実施の形態を図１〜図２１について以下説明する。図１〜図２１では、図２２及び図２３に示す箇所と実質的に同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。図示の座標軸を構成するＸ軸は、搬送通路(55)を移動する紙幣(50)の幅方向又は搬送通路(55)の幅方向を示し、Ｙ軸は、搬送通路(55)を移動する紙幣(50)の厚さ方向又は紙幣(50)の表面及び裏面に対して垂直方向を示し、Ｚ軸は、搬送通路(55)を移動する紙幣(50)の長さ方向又は搬送通路(55)の進行方向を示す。本明細書では、「上」及び「上部」は、Ｙ軸方向の上方位置を示し、「下」及び「下部」は、Ｙ軸方向の下方位置を示す。また、図１４に示す複数の発光素子及び受光素子を配置するＹ軸上の上方のＸ軸を第１の配列直線(56)といい、Ｙ軸上の下方のＸ軸を第２の配列直線(57)という。第１及び第２の配列直線(56,57)は、互いに平行でありかつ搬送通路(55)の進行方向とは直角である。また、本明細書では、「非球面レンズ」は、発光素子から照射される光を有価紙葉（紙幣）に向って横一列に集光する、即ち線状光を照射できると共に、紙幣上に照射される線状光を受光素子に向って集光する円柱レンズ、部分円柱レンズ、放物レンズ又はこれらの近似形状を有するレンズである。また、ブラケットは、非球面レンズを所定の位置に保持すると共に、内部に外乱光が侵入するのを防止する作用がある。
図１〜図４は、四発光受光素子を有する本発明による紙幣鑑別用光学センサ装置(10a,10b)を示す。図１及び図２に示す光学センサ装置(10a)は、上センサ組立体(1)と、紙幣（有価紙葉）(50)を搬送する搬送通路(55)を介して上センサ組立体(1)に対向して配置される下センサ組立体(2)とを備える。上センサ組立体(1)は、複数の上接続端子(63)を有する上支持基板(13)と、上支持基板(13)の対応する上接続端子(63)に電気的に接続される複数の上リード(61)を有しかつ上支持基板(13)上に配置される上配線基板(11)と、上配線基板(11)上に表面実装されかつ対応する上リード(61)に電気的に接続される２個の端子を有する上ＬＥＤ（発光ダイオード）チップ（上発光素子）(21)と、上配線基板(11)上に表面実装されかつ対応する上リード(61)に電気的に接続される２個の端子を有する上ＰＤ（ホトダイオード）チップ（上受光素子）(37)と、上配線基板(11)上に配置される上ブラケット(41)と、上ブラケット(41)により支持される上非球面レンズ(51)とを備える。
図１３に示すように、上ＬＥＤチップ(21)の一方の端子は、上配線基板(11)に形成される上発光用電極体(71)上に固着されて電気的に接続され、上発光用電極体(71)は、上リード(61)の１つに接続され、上ＬＥＤチップ(21)の他方の端子は、金ワイヤにより他の上リード(61)に電気的に接続される。上ＰＤチップ(37)の一方の端子は、上配線基板(11)に形成される上受光用電極体(81)上に固着されて電気的に接続され、上受光用電極体(81)は、上リード(61)の他の１つに接続され、上ＰＤチップ(37)の他方の端子は、金ワイヤにより他の上リード(61)に電気的に接続される。上発光用電極体(71)と上受光用電極体(81)は、搬送通路(55)の進行方向とは直角な第１の配列直線(56)上に整合して配置される。上配線基板(11)の複数の上リード(61)は、上支持基板(13)の上接続端子(63)に半田又はろう材を介して電気的に接続される。上非球面レンズ(51)は、上ＬＥＤチップ(21)及び上ＰＤチップ(37)に対向して上ブラケット(41)内に固定される。上リード(61)は、上ＬＥＤチップ(21)と上ＰＤチップ(37)とに個別に電力を供給する。
上センサ組立体(1)と同様に、下センサ組立体(2)は、複数の下接続端子(64)を有する下支持基板(14)と、下支持基板(14)の対応する下接続端子(64)に電気的に接続される複数の下リード(62)を有しかつ下支持基板(14)上に配置される下配線基板(12)と、下配線基板(12)上に個別に表面実装されかつ対応する下リード(62)に電気的に接続される２個の端子を有する下ＬＥＤチップ（下発光素子）(31)と、下配線基板(12)上に表面実装されかつ対応する下リード(62)に電気的に接続される２個の端子を有する下ＰＤ（ホトダイオード）チップ（下受光素子）(38)と、下配線基板(12)上に配置される下ブラケット(42)と、下ブラケット(42)により支持される下非球面レンズ(52)とを備える。
図１３に示すように、下ＬＥＤチップ(38)の一方の端子は、下配線基板(12)に形成される下発光用電極体(72)上に固着されて電気的に接続され、下発光用電極体(72)は、下リード(62)の１つに接続され、下ＬＥＤチップ(31)の他方の端子は、金ワイヤにより他の下リード(62)に電気的に接続される。下ＰＤチップ(38)の一方の端子は、下配線基板(12)に形成される下受光用電極体(82)上に固着されて電気的に接続され、下受光用電極体(82)は、下リード(62)の他の１つに接続され、下ＰＤチップ(38)の他方の端子は、金ワイヤにより他の下リード(62)に電気的に接続される。下発光用電極体(72)と下受光用電極体(82)は、搬送通路(55)の進行方向とは直角な第２の配列直線(57)上に整合して配置される。下配線基板(12)の複数の下リード(62)は、下支持基板(14)の下接続端子(64)に半田又はろう材を介して電気的に接続される。下非球面レンズ(52)は、下ＬＥＤチップ(31)及び下ＰＤチップ(38)に対向して下ブラケット(42)内に固定される。下リード(62)は、下ＬＥＤチップ(31)と下ＰＤチップ(38)とに個別に電力を供給する。
上非球面レンズ(51)及び下非球面レンズ(52)は、上ＬＥＤチップ(21)及び下ＬＥＤチップ(31)から放射される光をそれぞれ平行な線状光線に変換する。また、上非球面レンズ(51)は、紙幣(50)を透過する下ＬＥＤチップ(31)からの光を上ＰＤチップ(37)に集光させると共に、下非球面レンズ(52)は、紙幣(50)を透過する上ＬＥＤチップ(21)からの光を下ＰＤチップ(38)に集光させる。上発光素子(21)及び下発光素子(31)自体にはレンズを設ける必要がない。
紙幣鑑別装置のフレーム(104)内で搬送通路(55)を形成する上壁(55a)に上支持基板(13)が固定され、下壁(55b)に下支持基板(14)が固定される。上ブラケット(41)は、第１の上ＬＥＤチップ(21)と上ＰＤチップ(37)とを分離する上隔壁(43)を有し、下ブラケット(42)は、第１の下ＬＥＤチップ(31)と下ＰＤチップ(38)とを分離する下隔壁(44)を有する。上配線基板(11)に形成される開口部(11a)には、上ブラケット(41)の上隔壁(43)の端部が嵌合され、下配線基板(12)に形成される開口部(12a)には、下ブラケット(42)の下隔壁(44)の端部が嵌合される。
上非球面レンズ(51)は、上ブラケット(41)の上隔壁(43)を介して上ＬＥＤチップ(21)及び上ＰＤチップ(37)から一定距離離間して配置されると共に、下非球面レンズ(52)は、下ブラケット(42)の下隔壁(44)を介して第１の下ＬＥＤチップ(31)及び下ＰＤチップ(38)から一定距離離間して配置される。上ブラケット(41)の上隔壁(43)は、上ＬＥＤチップ(21)に隣接する上ＰＤチップ(37)に上ＬＥＤチップ(21)からの光が直接入射するのを防止して、上ＰＤチップ(37)の誤作動を抑制できる。同様に、下ブラケット(42)の下隔壁(44)は、下ＬＥＤチップ(31)に隣接する下ＰＤチップ(38)に下ＬＥＤチップ(31)からの光が直接入射するのを防止して、下ＰＤチップ(38)の誤作動を抑制できる。
図１及び図２に示す光学センサ装置(10a)では、上ＬＥＤチップ(21)と下ＬＥＤチップ(31)とが搬送通路(55)内の中心点周りに点対称位置に配置され、同様に、上ＰＤチップ(37)と下ＰＤチップ(38)とが点対称位置に配置される。上ＬＥＤチップ(21)と下ＬＥＤチップ(31)は、時分割制御されて各々異なる時間に点灯され、上ＰＤチップ(37)及び下ＰＤチップ(38)による上ＬＥＤチップ(21)の光と下ＬＥＤチップ(31)の光との同時受光が阻止される。
下ＬＥＤチップ(31)から照射される光は、下非球面レンズ(52)を通じて平行な線状光線に変換された後、紙幣(50)を透過し、更に、上非球面レンズ(51)を通じて上ＰＤチップ(37)に集光されて上ＰＤチップ(37)により受光される。同様に、上ＬＥＤチップ(21)から照射される光は、上非球面レンズ(51)を通じて平行な線状光線に変換された後、紙幣(50)を透過し、更に、下非球面レンズ(52)を通じて下ＰＤチップ(38)に向って集光され、下ＰＤチップ(38)により受光される。この場合に、上ＬＥＤチップ(21)の消灯後に、下ＬＥＤチップ(31)が点灯し、また、下ＬＥＤチップ(31)の消灯後に、上ＬＥＤチップ(21)が点灯する。
図３及び図４に示す光学センサ装置(10b)では、上ＬＥＤチップ(21)と第１の下ＬＥＤチップ(31)及び上ＰＤチップ(37)と下ＰＤチップ(38)とが搬送通路(55)を横断する中心軸周りに対称位置に配置される。図１〜図３に示す四発光受光素子を有する光学センサ装置(10a,10b)では、上ＬＥＤチップ(21)と下ＬＥＤチップ(31)とで異なる波長の光を発生させて、制御装置(103)は、紙幣(50)の２種類の透過光データを得て、紙幣(50)の真偽を判断することができる。
図５〜図７は、六発光受光素子を有する本発明の紙葉類鑑別用光学センサ装置(10c,10d,10e)を示す。図５に示すように、光学センサ装置(10c)は、上センサ組立体(1)と、紙幣（有価紙葉）(50)を搬送する搬送通路(55)を介して上センサ組立体(1)に対向して配置される下センサ組立体(2)とを備える。
上センサ組立体(1)は、複数の上接続端子(63)を有する上支持基板(13)と、上支持基板(13)の対応する上接続端子(63)に電気的に接続される複数の上リード(61)を有しかつ上支持基板(13)上に配置される上配線基板(11)と、上配線基板(11)上に個別に表面実装されかつ対応する上リード(61)に電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有する第１及び第２の上ＬＥＤチップ（第１及び第２の上発光素子）(21,22)と、上配線基板(11)上に表面実装されかつ対応する上リード(61)に電気的に接続される２個の端子を有する上ＰＤチップ（上受光素子）(37)と、上配線基板(11)上に配置される上ブラケット(41)と、上ブラケット(41)により支持される上非球面レンズ(51)とを備える。
図１３に示すように、第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)の一方の端子は、上配線基板(11)に分離して形成される上発光用電極体(71)上に個別に固着されて電気的に接続され、各上発光用電極体(71)は、上リード(61)の１つに接続され、第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)の各他方の端子は、金ワイヤにより他の上リード(61)に個別に電気的に接続される。上ＰＤチップ(37)の一方の端子は、上配線基板(11)に形成される上受光用電極体(81)上に固着されて電気的に接続され、上受光用電極体(81)は、上リード(61)の他の１つに接続され、上ＰＤチップ(37)の他方の端子は、金ワイヤにより他の上リード(61)に電気的に接続される。上発光用電極体(71)と上受光用電極体(81)は、搬送通路(55)の進行方向とは直角な第１の配列直線(56)上に整合して配置される。上配線基板(11)の複数の上リード(61)は、上支持基板(13)の上接続端子(63)に半田又はろう材を介して電気的に接続される。上リード(61)は、第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)並びに上ＰＤチップ(37)に個別に電力を供給する。上非球面レンズ(51)は、第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)及び上ＰＤチップ(37)に対向して上ブラケット(41)内に固定される。
上センサ組立体(1)と同様に、下センサ組立体(2)は、複数の下接続端子(64)を有する下支持基板(14)と、下支持基板(14)の対応する下接続端子(64)に電気的に接続される複数の下リード(62)に電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有する第１及び第２の下ＬＥＤチップ（第１及び第２の下発光素子）(31,32)と、下配線基板(12)上に個別に表面実装されかつ対応する下リード(62)に電気的に接続される２個の端子を有する下ＰＤチップ（下受光素子）(38)と、下配線基板(12)上に配置される下ブラケット(42)と、下ブラケット(42)により支持される下非球面レンズ(52)とを備える。
図１３に示すように、第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)の一方の端子は、下配線基板(12)に分離して形成される下発光用電極体(72)上に個別に固着されて電気的に接続され、各下発光用電極体(72)は、下リード(62)の１つに接続され、第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)の各他方の端子は、金ワイヤにより他の下リード(62)に個別に電気的に接続される。下ＰＤチップ(38)の一方の端子は、下配線基板(12)に形成される下受光用電極体(82)上に固着されて電気的に接続され、下受光用電極体(82)は、下リード(62)の他の１つに接続され、下ＰＤチップ(38)の他方の端子は、金ワイヤにより他の下リード(62)に電気的に接続される。下発光用電極体(72)と下受光用電極体(82)は、搬送通路(55)の進行方向とは直角な第２の配列直線(57)上に整合して配置される。下配線基板(12)の複数の下リード(62)は、下支持基板(14)の下接続端子(64)に半田又はろう材を介して電気的に接続される。下リード(62)は、第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)並びに下ＰＤチップ(38)に個別に電力を供給する。下非球面レンズ(52)は、第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)及び下ＰＤチップ(38)に対向して下ブラケット(42)内に固定される。
第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)から照射されて紙幣(50)を透過する光を受光する下ＰＤチップ(38)の第２の配列直線(57)に沿う受光面の長さは、第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)の第１の配列直線(56)に沿う発光面の長さと同一か又はこれより大きい。第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)から照射されて紙幣(50)を透過する光を受光する上ＰＤチップ(37)の第１の配列直線(56)に沿う受光面の長さは、第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)の第２の配列直線(57)に沿う発光面の長さと同一か又はこれより大きい。従って、上ＰＤチップ(37)及び下ＰＤチップ(38)は、紙幣(50)を透過する十分な量の光を受光することができる。例えば、下ＰＤチップ(38)の第２の配列直線(57)に沿う受光面の長さ及び上ＰＤチップ(37)の第１の配列直線(56)に沿う受光面の長さは、それぞれ１.５mm又はそれ以下である。
図５〜図７に示す六発光受光素子を有する紙葉類鑑別用光学センサ装置(10c,10d,10e)の上非球面レンズ(51)と下非球面レンズ(52)は、図１〜図４に示す四発光受光素子を有する紙葉類鑑別用光学センサ装置(10a,10b)と同様の構造と作用を有する。しかしながら、図５〜図７に示す上非球面レンズ(51)と下非球面レンズ(52)は、第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)及び第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)から放射される光を平行な線状光線に変換するため、紙幣(50)上に投影される光の像は、紙幣(50)の搬送方向長さよりこれに直角な方向の長さのほうが大きいほぼ矩形断面又は楕円断面となり、隣り合う第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)及び第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)からの光をほぼ同一の領域で又は大部分重複する領域で紙幣(50)を通過する透過光パターンを下ＰＤチップ(38)及び上ＰＤチップ(37)により検出することができる。この目的で、上非球面レンズ(51)及び下非球面レンズ(52)は、第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)及び第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)から放射される光をそれぞれ平行な線状光線に変換する。また、上非球面レンズ(51)は、紙幣(50)を透過する第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)からの光を上ＰＤチップ(37)に集光させると共に、下非球面レンズ(52)は、紙幣(50)を透過する第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)からの光を下ＰＤチップ(38)に集光させる。第１及び第２の上発光素子(21,22)及び第１及び第２の下発光素子(31,32)自体にはレンズを設ける必要がない。
第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)から照射される光は、下非球面レンズ(52)を通り平行な線状光線に変換されて、紙幣(50)上に投影される。紙幣(50)を透過する光は、上非球面レンズ(51)を通り上ＰＤチップ(37)上に集光される。第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)から照射される光は、上非球面レンズ(51)を通り平行な線状光線に変換されて、紙幣(50)上に投影される。紙幣(50)を透過する光は、下非球面レンズ(52)を通り下ＰＤチップ(38)上に集光される。第１の上ＬＥＤチップ(21)の消灯後に、第２の上ＬＥＤチップ(22)が点灯して、下ＰＤチップ(38)は、第２の上ＬＥＤチップ(22)からの光を受光する。また、第２の上ＬＥＤチップ(22)の消灯後に、第１の下ＬＥＤチップ(31)が点灯し、第１の下ＬＥＤチップ(31)から照射される光は、紙幣(50)を透過し、上ＰＤチップ(37)が受光する。第１の下ＬＥＤチップ(31)の消灯後に、第２の下ＬＥＤチップ(32)が点灯し、上ＰＤチップ(37)は、第２の下ＬＥＤチップ(32)からの光を受光する。
図５〜図７に示す六発光受光素子を有する紙葉類鑑別用光学センサ装置(10c,10d,10e)では、フレーム(104)内で搬送通路(55)を形成する上壁(55a)に上支持基板(13)が固定され、下壁(55b)に下支持基板(14)が固定される。上ブラケット(41)は、第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)と上ＰＤチップ(37)とを分離する上隔壁(43)を有し、下ブラケット(42)は、第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)と下ＰＤチップ(38)とを分離する下隔壁(44)を有する。上配線基板(11)に形成される開口部(11a)には、上ブラケット(41)の上隔壁(43)の端部が嵌合され、下配線基板(12)に形成される開口部(12a)には、下ブラケット(42)の下隔壁(44)の端部が嵌合される。
図５〜図７に示す六発光受光素子を有する紙葉類鑑別用光学センサ装置(10c,10d,10e)では、上非球面レンズ(51)は、上ブラケット(41)の上隔壁(43)を介して第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)並びに上ＰＤチップ(37)から一定距離離間して配置されると共に、下非球面レンズ(52)は、下ブラケット(42)の下隔壁(44)を介して第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)並びに下ＰＤチップ(38)から一定距離離間して配置される。上ブラケット(41)の上隔壁(43)は、第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)に隣接する上ＰＤチップ(37)に第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)からの光が直接入射するのを阻止して、上ＰＤチップ(37)の誤作動並びに第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)の擬似点灯を防止できる。同様に、下ブラケット(42)の下隔壁(44)は、第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)に隣接する下ＰＤチップ(38)に第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)からの光が直接入射するのを阻止して、下ＰＤチップ(38)の誤作動並びに第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)の擬似点灯を防止できる。
図５に示す光学センサ装置(10c)では、第１の上ＬＥＤチップ(21)と第１の下ＬＥＤチップ(31)、第２の上ＬＥＤチップ(22)と第２の下ＬＥＤチップ(32)及び上ＰＤチップ(37)と下ＰＤチップ(38)とがそれぞれ搬送通路(55)内の中心点周りに点対称位置でかつ搬送通路(55)を横断する中心軸周りに対称位置に配置される。第１の上ＬＥＤチップ(21)、第２の上ＬＥＤチップ(22)、第１の下ＬＥＤチップ(31)及び第２の下ＬＥＤチップ(32)は、時分割制御で各々異なる時間に点灯され、上ＰＤチップ(37)及び下ＰＤチップ(38)による第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)並び第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)の光の同時受光が防止される。
図６に示す光学センサ装置(10d)では、第１の上ＬＥＤチップ(21)と第１の下ＬＥＤチップ(31)、第２の上ＬＥＤチップ(22)と第２の下ＬＥＤチップ(32)及び上ＰＤチップ(37)と下ＰＤチップ(38)とがそれぞれ搬送通路(55)内の中心点周りに点対称位置に配置される。また、第１の上ＬＥＤチップ(21)と第２の上ＬＥＤチップ(22)とが隣接して配置され、第１の下ＬＥＤチップ(31)と第２の下ＬＥＤチップ(32)とが隣接して配置される点で図５に示す構成と相違する。図７に示す光学センサ装置(10e)では、第１の上ＬＥＤチップ(21)と第２の下ＬＥＤチップ(32)、第２の上ＬＥＤチップ(22)と第１の下ＬＥＤチップ(31)及び上ＰＤチップ(37)と下ＰＤチップ(38)とがそれぞれ搬送通路(55)を横断する中心軸周りに対称位置に配置される。図６及び図７に示す光学センサ装置(10d,10e)では、第１の上ＬＥＤチップ(21)と第２の上ＬＥＤチップ(22)及び第１の下ＬＥＤチップ(31)と第２の下ＬＥＤチップ(32)とを何れも０.６mm以下、例えば、０.４５mmのピッチ間隔で第１及び第２の配線基板(11,12)上に固定される。
図５〜図７に示す六発光受光素子から成る光学センサ装置(10c,10d,10e)では、第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)と第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)とをそれぞれ異なる波長の光を発生させて、これらの光を紙幣(50)に透過させて、上ＰＤチップ(37)と下ＰＤチップ(38)により検出することにより、上ＰＤチップ(37)と下ＰＤチップ(38)に接続される制御装置（図示せず）により、紙幣(50)の４種類の透過光パターンデータを作成して、透過光パターンデータを制御装置内に予め記憶される透過光パターンデータ又は基準レベルと比較して、紙幣(50)の真偽を判断することができる。
また、図５及び図６に示す光学センサ装置(10c,10d)では、点対象に配置される第１の上ＬＥＤチップ(21)と第１の下ＬＥＤチップ(31)とが同一波長の光を発生すると共に、第２の上ＬＥＤチップ(22)と第２の下ＬＥＤチップ(32)が同一波長の光を発生すれば、紙幣(50)の表面を上にして又は裏面を上にして紙幣(50)を紙葉類鑑別装置の入口(101)に挿入すると、紙幣(50)の表側又は裏側から紙幣(50)のほぼ同一位置に同一波長の光が走査されかつ透過するので、紙幣(50)の表面と裏面の何れの挿入方向でも、紙幣(50)の同一の透過光パターンデータを取り出すことができる。例えば、紙幣(50)の真偽判断の一基準レベルでは、第１の上ＬＥＤチップ(21)と第２の上ＬＥＤチップ(22)からの受光量の和と、第１の上ＬＥＤチップ(21)からの受光量との比及び第２の上ＬＥＤチップ(22)の受光量との比が所定の範囲内にあり、その上、第１の下ＬＥＤチップ(31)と第２の下ＬＥＤチップ(32)からの受光量の和と、第１の下ＬＥＤチップ(31)からの受光量の比及び第２の下ＬＥＤチップ(32)からの受光量との比が所定の範囲内にあるとき、制御装置は、紙幣(50)を真正と判断することができる。
図８〜図１０は、八発光受光素子を有する本発明による紙葉類鑑別用光学センサ装置(10f,10g,10h)を示す。図８に示すように、光学センサ装置(10f)は、上センサ組立体(1)と、紙幣（有価紙葉）(50)を搬送する搬送通路(55)を介して上センサ組立体(1)に対向して配置される下センサ組立体(2)とを備える。図８〜図１０に示す上センサ組立体(1)は、複数の上接続端子(63)を有する上支持基板(13)と、複数の上リード(61)を有しかつ上支持基板(13)上に配置される上配線基板(11)と、上配線基板(11)上に個別に表面実装されかつ対応する上リード(61)に電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有する第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ（第１、第２及び第３の上発光素子）(21,22,23)と、上配線基板(11)上に表面実装されかつ対応する上リード(61)に電気的に接続される２個の端子を有する上ＰＤチップ（上受光素子）(37)と、上配線基板(11)上に配置される上ブラケット(41)と、上ブラケット(41)により支持される上非球面レンズ(51)とを備える。
図１３に示すように、第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)の一方の端子は、上配線基板(11)に分離して形成される上発光用電極体(71)上に個別に固着されて電気的に接続され、各上発光用電極体(71)は、上リード(61)の１つに接続され、第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)の各他方の端子は、金ワイヤにより他の上リード(61)に個別に電気的に接続される。上ＰＤチップ(37)の一方の端子は、上配線基板(11)に形成される上受光用電極体(81)上に固着されて電気的に接続され、上受光用電極体(81)は、上リード(61)の他の１つに接続され、上ＰＤチップ(37)の他方の端子は、金ワイヤにより他の上リード(61)に電気的に接続される。上発光用電極体(71)と上受光用電極体(81)は、搬送通路(55)の進行方向とは直角な第１の配列直線(56)上に整合して配置される。上配線基板(11)の複数の上リード(61)は、上支持基板(13)の上接続端子(63)に半田又はろう材を介して電気的に接続される。上リード(61)は、第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)並びに上ＰＤチップ(37)に個別に電力を供給する。上非球面レンズ(51)は、第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)及び上ＰＤチップ(37)に対向して上ブラケット(41)内に固定される。
図８〜図１０に示すように、上センサ組立体(1)と同様に、下センサ組立体(2)は、複数の下接続端子(64)を有する下支持基板(14)と、複数の下リード(62)を有しかつ下支持基板(14)上に配置される下配線基板(12)と、下配線基板(12)上に個別に表面実装されかつ対応する下リード(62)に電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有する第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ（第１、第２及び第３の下発光素子）(31,32,33)と、下配線基板(12)上に個別に表面実装されかつ対応する下リード(62)に電気的に接続される２個の端子を有する下ＰＤチップ（下受光素子）(38)と、下配線基板(12)上に配置される下ブラケット(42)と、下ブラケット(42)により支持される下非球面レンズ(52)とを備える。
図１３に示すように、第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)の一方の端子は、下配線基板(12)に分離して形成される下発光用電極体(72)上に個別に固着されて電気的に接続され、各下発光用電極体(72)は、下リード(62)の１つに接続され、第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)の各他方の端子は、金ワイヤにより他の下リード(62)に個別に電気的に接続される。下ＰＤチップ(38)の一方の端子は、下配線基板(12)に形成される下受光用電極体(82)上に固着されて電気的に接続され、下受光用電極体(82)は、下リード(62)の他の１つに接続され、下ＰＤチップ(38)の他方の端子は、金ワイヤにより他の下リード(62)に電気的に接続される。下発光用電極体(72)と下受光用電極体(82)は、搬送通路(55)の進行方向とは直角な第２の配列直線(57)上に整合して配置される。下配線基板(12)の複数の下リード(62)は、下支持基板(14)の下接続端子(64)に半田又はろう材を介して電気的に接続される。下リード(62)は、第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)並びに下ＰＤチップ(38)に個別に電力を供給する。下非球面レンズ(52)は、第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)及び下ＰＤチップ(38)に対向して下ブラケット(42)内に固定される。
図８〜図１０に示す八発光受光素子を有する紙葉類鑑別用光学センサ装置(10f,10g,10h)では、上非球面レンズ(51)は、上ブラケット(41)の上隔壁(43)を介して第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)並びに上ＰＤチップ(37)から一定距離離間して配置されると共に、下非球面レンズ(52)は、下ブラケット(42)の下隔壁(44)を介して第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)並びに下ＰＤチップ(38)から一定距離離間して配置される。上ブラケット(41)の上隔壁(43)は、第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)に隣接する上ＰＤチップ(37)に第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)からの光が直接入射するのを阻止して、上ＰＤチップ(37)の誤作動並びに第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)の擬似点灯を防止できる。同様に、下ブラケット(42)の下隔壁(44)は、第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,3)に隣接する下ＰＤチップ(38)に第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)からの光が直接入射するのを阻止して、下ＰＤチップ(38)の誤作動並びに第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)の擬似点灯を防止できる。
第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)から照射されて紙幣(50)を透過する光を受光する下ＰＤチップ(38)の第２の配列直線(57)に沿う受光面の長さは、第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)の第１の配列直線(56)に沿う発光面の長さと同一か又はこれより大きい。また、第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)から照射されて紙幣(50)を透過する光を受光する上ＰＤチップ(37)の第１の配列直線(56)に沿う受光面の長さは、第１〜第３の下ＰＤチップ(31,32,33)の第２の配列直線(57)に沿う発光面の長さと同一か又はこれより大きい。これにより、上ＰＤチップ(37)及び下ＰＤチップ(38)は、紙幣(50)を透過する十分な量の光を受光することができる。例えば、下ＰＤチップ(38)の第２の配列直線(57)に沿う受光面の長さ及び上ＰＤチップ(37)の第１の配列直線(56)に沿う受光面の長さは、それぞれ１.５mm又はそれ以下である。
図８〜図１０に示す八発光受光素子を有する紙葉類鑑別用光学センサ装置(10f,10g,10h)の上非球面レンズ(51)と下非球面レンズ(52)は、図５〜図７に示す六発光受光素子を有する紙葉類鑑別用光学センサ装置(10c,10d,10e)と同様の構造と作用を有する。しかしながら、図８〜図１０に示す上非球面レンズ(51)と下非球面レンズ(52)は、第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)及び第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)から放射される光を平行な線状光線に変換するため、紙幣(50)上に投影される光の像は、紙幣(50)の搬送方向長さよりこれに直角な方向の長さのほうが大きいほぼ矩形断面又は楕円断面となり、隣り合う第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)及び第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)からの光をほぼ同一の領域で又は大部分重複する領域で紙幣(50)を通過する透過光パターンを下ＰＤチップ(38)及び上ＰＤチップ(37)により検出することができる。この目的で、上非球面レンズ(51)及び下非球面レンズ(52)は、第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)及び第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)から放射される光をそれぞれ平行な線状光線に変換する。また、上非球面レンズ(51)は、紙幣(50)を透過する第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)からの光を上ＰＤチップ(37)に集光させると共に、下非球面レンズ(52)は、紙幣(50)を透過する第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)からの光を下ＰＤチップ(38)に集光させる。第１、第２及び第３の上発光素子(21,22,23)及び第１、第２及び第３の下発光素子(31,32,33)自体にはレンズを設ける必要がない。
図８〜図１０に示す八発光受光素子を有する紙葉類鑑別用光学センサ装置(10f,10g,10h)では、フレーム内で搬送通路(55)を形成する上壁(55a)に上支持基板(13)が固定され、下壁(55b)に下支持基板(14)が固定される。上ブラケット(41)は、第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)と上ＰＤチップ(37)とを分離する上隔壁(43)を有し、下ブラケット(42)は、第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)と下ＰＤチップ(38)とを分離する下隔壁(44)を有する。上配線基板(11)に形成される開口部(11a)には、上ブラケット(41)の上隔壁(43)の端部が嵌合され、下配線基板(12)に形成される開口部(12a)には、下ブラケット(42)の下隔壁(44)の端部が嵌合される。
図８に示す光学センサ装置(10f)では、第１の上ＬＥＤチップ(21)と第１の下ＬＥＤチップ(31)、第２の上ＬＥＤチップ(22)と第２の下ＬＥＤチップ(32)、第３の上ＬＥＤチップ(23)と第３の下ＬＥＤチップ(33)及び上ＰＤチップ(37)と下ＰＤチップ(38)とがそれぞれ搬送通路(55)内の中心点周りに点対称位置に配置される。第１の上ＬＥＤチップ(21)、第２の上ＬＥＤチップ(22)、第３の上ＬＥＤチップ(23)、第１の下ＬＥＤチップ(31)、第２の下ＬＥＤチップ(32)及び第３の下ＬＥＤチップ(33)は、時分割制御で各々異なる時間に点灯され、上ＰＤチップ(37)及び下ＰＤチップ(38)による第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)並び第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)の光の同時受光を防止する。
上ＰＤチップ(37)は、第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)から照射されて搬送通路(55)を通る紙幣(50)を透過する光を受光し、下ＰＤチップ(38)は、第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)から照射されて紙幣(50)を透過する光を受光する。第１の上ＬＥＤチップ(21)から照射される光は、上非球面レンズ(51)を通じて平行光線に変換され、紙幣(50)を透過し、下非球面レンズ(52)を通じて下ＰＤチップ(38)に受光される。例えば、第１の上ＬＥＤチップ(21)の消灯後に、第２の上ＬＥＤチップ(22)が点灯し、第２の上ＬＥＤチップ(22)の消灯後に、第３の上ＬＥＤチップ(23)が点灯し、下ＰＤチップ(38)に受光される。また、第３の上ＬＥＤチップ(23)の消灯後に、第１の下ＬＥＤチップ(31)が点灯し、第１の下ＬＥＤチップ(31)から照射される光は、上非球面レンズ(51)を通じて平行な線状光線に変換され、紙幣(50)を透過し、下非球面レンズ(52)を通じて上ＰＤチップ(37)に受光される。第１の下ＬＥＤチップ(31)の消灯後に、第２の下ＬＥＤチップ(32)が点灯し、第２の下ＬＥＤチップ(32)の消灯後、第３の下ＬＥＤチップ(33)が点灯し、上ＰＤチップ(37)に受光される。
図９に示す光学センサ装置(10g)では、第１の上ＬＥＤチップ(21)と第３の下ＬＥＤチップ(33)、第２の上ＬＥＤチップ(22)と第２の下ＬＥＤチップ(32)、第３の上ＬＥＤチップ(23)と第１の下ＬＥＤチップ(31)及び上ＰＤチップ(37)と下ＰＤチップ(38)とがそれぞれ搬送通路(55)内の中心点周りに点対称位置に配置される。図９の光学センサ装置(10g)と同様に、図１０に示す光学センサ装置(10h)では、第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)及び上ＰＤチップ(37)と、第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)及び下ＰＤチップ(38)とがそれぞれ搬送通路(55)を横断する中心軸周りに対称位置に配置される。しかしがら、第１の上ＬＥＤチップ(21)と第２及び第３の上ＬＥＤチップ(22,23)とが上ＰＤチップ(37)及び上ブラケット(41)の上隔壁(43)を介して離間して配置され、第３の下ＬＥＤチップ(33)と第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)とが下ＰＤチップ(38)及び下ブラケット(42)の下隔壁(44)を介して離間して配置される点で図９の構造と相違する。図８及び図９に示す光学センサ装置(10f,10g,10h)では、第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)及び第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)をそれぞれ０.６mm以下の各間隔で第１及び第２の配線基板(11,12)に固定される。
図８〜図１０に示す八発光受光素子から成る光学センサ装置(10f,10g,10h)では、第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)と第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)とをそれぞれ異なる波長の光を発生させて、上ＰＤチップ(37)と下ＰＤチップ(38)に接続される制御装置（図示せず）により、紙幣(50)の６種類の透過光パターンデータを作成して、透過光パターンデータを制御装置内に予め記憶される透過光パターンデータ又は基準レベルと比較して、紙幣(50)の真偽を判断することができる。
また、図８に示す光学センサ装置(10f)では、点対象に配置される第１の上ＬＥＤチップ(21)と第１の下ＬＥＤチップ(31)とが同一波長の光を発生すると共に、第２の上ＬＥＤチップ(22)と第２の下ＬＥＤチップ(32)が同一波長の光を発生しかつ第３の上ＬＥＤチップ(23)と第３の下ＬＥＤチップ(33)とが同一波長の光を発生すれば、紙幣(50)の表面を上にして又は裏面を上にして紙幣(50)を紙葉類鑑別装置の入口に挿入すると、紙幣(50)の表側又は裏側から紙幣(50)のほぼ同一位置に同一波長の光が走査されかつ透過するので、紙幣(50)の表面と裏面の何れの挿入方向でも、紙幣(50)の同一の透過光パターンデータを取り出すことができる。例えば、紙幣(50)の真偽判断の一基準レベルでは、第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)からの受光量の和と、第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)からの各受光量との比が所定の範囲内にあり、その上、第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)からの受光量の和と、第１、第２及び第３の第１の下ＬＥＤチップ(31,32,33)からの各受光量との比が所定の範囲内にあるとき、制御装置は、紙幣(50)を真正と判断することができる。
図１１及び図１２は、十発光受光素子を有する本発明による紙葉類鑑別用光学センサ装置(10i,10j)を示す。図１１に示すように、光学センサ装置(10i)は、上センサ組立体(1)と、紙幣（有価紙葉）(50)を搬送する搬送通路(55)を介して上センサ組立体(1)に対向して配置される下センサ組立体(2)とを備える。上センサ組立体(1)は、複数の上接続端子(63)を有する上支持基板(13)と、複数の上リード(61)を有しかつ上支持基板(13)上に配置される上配線基板(11)と、上配線基板(11)上に個別に表面実装されかつ対応する上リード(61)に電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有する第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ（上発光素子）(21,22,23,24)と、上配線基板(11)上に表面実装されかつ対応する上リード(61)に電気的に接続される２個の端子を有する上ＰＤチップ（上受光素子）(37)と、上配線基板(11)上に配置される上ブラケット(41)と、上ブラケット(41)により支持される上非球面レンズ(51)とを備える。
図１３に示すように、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)の一方の端子は、上配線基板(11)に分離して形成される上発光用電極体(71)上に個別に固着されて電気的に接続され、各上発光用電極体(71)は、上リード(61)の１つに接続され、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)の各他方の端子は、金ワイヤにより他の上リード(61)に個別に電気的に接続される。上ＰＤチップ(37)の一方の端子は、上配線基板(11)に形成される上受光用電極体(81)上に固着されて電気的に接続され、上受光用電極体(81)は、上リード(61)の他の１つに接続され、上ＰＤチップ(37)の他方の端子は、金ワイヤにより他の上リード(61)に電気的に接続される。上発光用電極体(71)と上受光用電極体(81)は、搬送通路(55)の進行方向とは直角な第１の配列直線(56)上に整合して配置される。上配線基板(11)の複数の上リード(61)は、上支持基板(13)の上接続端子(63)に半田又はろう材を介して電気的に接続される。上リード(61)は、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)並びに上ＰＤチップ(37)に個別に電力を供給する。上非球面レンズ(51)は、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)及び上ＰＤチップ(37)に対向して上ブラケット(41)内に固定される。
上センサ組立体(1)と同様に、図１１及び図１２に示すように、下センサ組立体(2)は、複数の下接続端子(64)を有する下支持基板(14)と、複数の下リード(62)を有しかつ下支持基板(14)上に配置される下配線基板(12)と、下配線基板(12)上に個別に表面実装され
かつ対応する下リード(62)に電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有する第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ（第１、第２、第３及び第４の下発光素子）(31,32,33,34)と、下配線基板(12)上に個別に表面実装されかつ対応する下リード(62)に電気的に接続される２個の端子を有する下ＰＤチップ（下受光素子）(38)と、下配線基板(12)上に配置される下ブラケット(42)と、下ブラケット(42)により支持される下非球面レンズ(52)とを備える。
図１３に示すように、第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)の一方の端子は、下配線基板(12)に分離して形成される下発光用電極体(72)上に個別に固着されて電気的に接続され、各下発光用電極体(72)は、下リード(62)の１つに接続され、第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)の各他方の端子は、金ワイヤにより他の下リード(62)に個別に電気的に接続される。下ＰＤチップ(38)の一方の端子は、下配線基板(12)に形成される下受光用電極体(82)上に固着されて電気的に接続され、下受光用電極体(82)は、下リード(62)の他の１つに接続され、下ＰＤチップ(38)の他方の端子は、金ワイヤにより他の下リード(62)に電気的に接続される。下発光用電極体(72)と下受光用電極体(82)は、搬送通路(55)の進行方向とは直角な第２の配列直線(57)上に整合して配置される。下配線基板(12)の複数の下リード(62)は、下支持基板(14)の下接続端子(64)に半田又はろう材を介して電気的に接続される。下リード(62)は、第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)並びに下ＰＤチップ(38)に個別に電力を供給する。下非球面レンズ(52)は、第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)及び下ＰＤチップ(38)に対向して下ブラケット(42)内に固定される。
図１１に示す光学センサ装置(10i)では、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)及び第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)をそれぞれ０.６mm以下のピッチ間隔で第１及び第２の配線基板(11,12)上に固定することができる。上非球面レンズ(51)は、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)から放射される光を平行な線状光線に変換するため、紙幣(50)上に投影される光の像は、紙幣(50)の搬送方向長さよりこれに直角な方向の長さのほうが大きいほぼ矩形断面又は楕円断面となり、隣り合う第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)及び第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)からの光をほぼ同一の領域で又は大部分重複する領域で紙幣(50)を通過する透過光パターンを下ＰＤチップ(38)及び上ＰＤチップ(37)により検出することができる。
この目的で、上非球面レンズ(51)及び下非球面レンズ(52)は、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)及び第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)から放射される光をそれぞれ平行な線状光線に変換する。また、上非球面レンズ(51)は、紙幣(50)を透過する第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)からの光を上ＰＤチップ(37)に集光させ受光させると共に、下非球面レンズ(52)は、紙幣(50)を透過する第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)からの光を下ＰＤチップ(38)に集光させ受光させる。第１、第２、第３及び第４の上発光素子(21,22,23,24)及び第１、第２、第３及び第４の下発光素子(31,32,33,34)自体にはレンズを設ける必要がない。
図１１に示す光学センサ装置(10i)では、フレーム内で搬送通路(55)を形成する上壁(55a)に上支持基板(13)が固定され、下壁(55b)に下支持基板(14)が固定される。上ブラケット(41)は、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)と上ＰＤチップ(37)を分離する上隔壁(43)を有し、下ブラケット(42)は、第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)と下ＰＤチップ(38)とを分離する下隔壁(44)を有する。上配線基板(11)に形成される開口部(11a)には、上ブラケット(41)の上隔壁(43)の端部が嵌合され、下配線基板(12)に形成される開口部(12a)には、下ブラケット(42)の下隔壁(44)の端部が嵌合される。
上ブラケット(41)の上隔壁(43)を介して第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)並びに上ＰＤチップ(37)から一定距離離間して上非球面レンズ(51)が配置されると共に、下ブラケット(42)の下隔壁(44)を介して第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)並びに下ＰＤチップ(38)から一定距離離間して下非球面レンズ(52)が配置される。上ブラケット(41)の上隔壁(43)は、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)からの光が隣接する上ＰＤチップ(37)に直接入射するのを防止すると共に、上ＰＤチップ(37)の誤作動並びに第１〜第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)の擬似点灯を防止する作用がある。同様に、下ブラケット(42)の下隔壁(44)は、第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)からの光が隣接する下ＰＤチップ(38)に直接入射するのを阻止して、下ＰＤチップ(38)の誤作動並びに第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)の擬似点灯を防止する作用がある。
第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)から照射されて紙幣(50)を透過する光を受光する下ＰＤチップ(38)の第２の配列直線(57)に沿う受光面の長さは、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)の第１の配列直線(56)に沿う発光面の長さと同一か又はこれより大きい。また、第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)から照射されて紙幣(50)を透過する光を受光する上ＰＤ(37)の第１の配列直線(56)に沿う受光面の長さは、第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)の第２の配列直線(57)に沿う発光面の長さと同一か又はこれより大きい。従って、上ＰＤチップ(37)及び下ＰＤチップ(38)は、紙幣(50)を透過する十分な量の光を受光することができる。例えば、下ＰＤチップ(38)の第２の配列直線(57)に沿う受光面の長さ及び上ＰＤチップ(37)の第１の配列直線(56)に沿う受光面の長さは、それぞれ１.５mm又はそれ以下である
図１１に示す光学センサ装置(10i)では、第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)と、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(23,24)との間に上ＰＤチップ(37)が配置され、第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)と、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(33,34)との間に下ＰＤチップ(38)が配置される。光学センサ装置(10i)では、第１の上ＬＥＤチップ(21)と第１の下ＬＥＤチップ(31)、第２の上ＬＥＤチップ(22)と第２の下ＬＥＤチップ(32)、第３の上ＬＥＤチップ(23)と第３の下ＬＥＤチップ(33)、第４の上ＬＥＤチップ(24)と第４の下ＬＥＤチップ(34)及び上ＰＤチップ(37)と下ＰＤチップ(38)とが搬送通路(55)内の中心点でＺ軸周りに点対称位置でかつ搬送通路(55)を横断する中心軸でＸ軸方向に対称位置に配置される。第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)並びに第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)は、何れも時分割制御で各々異なる時間に点灯され、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)並び第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)からの光の上ＰＤチップ(37)及び下ＰＤチップ(38)による同時受光を防止する。
第１の上ＬＥＤチップ(21)の消灯後に、第２の上ＬＥＤチップ(22)を点灯し、第２の上ＬＥＤチップ(22)の消灯後に、第３の上ＬＥＤチップ(23)を点灯し、第３の上ＬＥＤチップ(23)の消灯後に、第４の上ＬＥＤチップ(24)を点灯し、点灯した光は、下ＰＤチップ(38)が受光する。また、第４の上ＬＥＤチップ(24)の消灯後に、第１の下ＬＥＤチップ(31)を点灯し、第１の下ＬＥＤチップ(31)から照射される光は、上非球面レンズ(51)を通じて平行な線状光線に変換される。第１の下ＬＥＤチップ(31)からの光は、紙幣(50)を透過し、下非球面レンズ(52)を通じて上ＰＤチップ(37)に受光される。第１の下ＬＥＤチップ(31)の消灯後に、第２の下ＬＥＤチップ(32)を点灯し、第２の下ＬＥＤチップ(32)の消灯後に、第３の下ＬＥＤチップ(33)を点灯し、第３の下ＬＥＤチップ(33)の消灯後に、第４の下ＬＥＤチップ(34)が点灯され、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(33,34)の光は、上ＰＤチップ(37)に受光される。
十発光受光素子を有する図１１の光学センサ装置(10i)では、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)と第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)からそれぞれ異なる波長の光を発生させて、上ＰＤチップ(37)と下ＰＤチップ(38)に接続される制御装置により、紙幣(50)の８種類の透過光パターンデータを作成して、透過光パターンデータを制御装置内に予め記憶される透過光パターンデータ又は基準レベルと比較して、紙幣(50)の真偽を判断することができる。
また、図１１に示す光学センサ装置(10f)では、互いに点対象に配置される第１の上ＬＥＤチップ(21)と第１の下ＬＥＤチップ(31)、第２の上ＬＥＤチップ(22)と第２の下ＬＥＤチップ(32)、第３の上ＬＥＤチップ(23)と第３の下ＬＥＤチップ(33)及び第４の上ＬＥＤチップ(24)と第４の下ＬＥＤチップ(34)とが同一波長の光を発生すれば、紙幣(50)の表面を上にして又は裏面を上にして紙幣(50)を紙葉類鑑別装置の入口に挿入すると、紙幣(50)の表側又は裏側から紙幣(50)のほぼ同一位置に同一波長の光が走査されかつ透過するので、紙幣(50)の表面と裏面の何れの挿入方向でも、紙幣(50)の同一の透過光パターンデータを取り出すことができる。例えば、紙幣(50)の真偽判断の一基準レベルでは、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)からの受光量の和と、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)からの各受光量との比が所定の範囲内にあり、その上、第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)からの受光量の和と、第１、第２、第３及び第４の第１の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)からの各受光量との比が所定の範囲内にあるとき、制御装置は、紙幣(50)を真正と判断することができる。
図１２に示す光学センサ装置(10j)では、第１〜第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)と、第４の上ＬＥＤチップ(24)との間に上ＰＤチップ(37)を配置し、第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)と、第４の下ＬＥＤチップ(34)との間に下ＰＤチップ(38)が配置される。図１１の光学センサ装置(10i)と同様に、光学センサ装置(10j)では、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)及び上ＰＤチップ(37)が第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)及び下ＰＤチップ(38)とそれぞれ点対称位置に配置される。第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)と第４の上ＬＥＤチップ(24)とが上ＰＤチップ(37)及び上ブラケット(41)の上隔壁(43)を介して離間して配置され、第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)と第４の下ＬＥＤチップ(34)とが下ＰＤチップ(38)及び下ブラケット(42)の下隔壁(44)を介して離間して配置される点で光学センサ装置(10i)と相違する。図１２に示す光学センサ装置(10j)では、第１、第３及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)並びに第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)を１mm以下、好ましくは０.６mm以下のピッチ間隔で第１及び第２の配線基板(11,12)に固定することができる。
十発光受光素子を有する図１２の光学センサ装置(10j)では、第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)から照射されて搬送通路(55)を通る紙幣(50)を透過する光と、第４の上ＬＥＤチップ(24)から照射されて搬送通路(55)を通る紙幣(50)に反射する光とが上ＰＤチップ(37)によりを受光される。第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)から照射されて搬送通路(55)を通る紙幣(50)を透過する光と、第４の下ＬＥＤチップ(34)から照射されて搬送通路(55)を通る紙幣(50)に反射する光とが下ＰＤチップ(38)により受光される。上ＰＤチップ(37)が受光する第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)の透過光と、下ＰＤチップ(38)が受光する第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)の透過光とにより、紙幣(50)の６種類の透過光パターンデータを作成して、透過光パターンデータを制御装置内に予め記憶される透過光パターンデータ又は基準レベルと比較して、紙幣(50)の真偽を高精度に判断することができる。
また、上ＰＤチップ(37)が受光する第４の上ＬＥＤチップ(24)の反射光と、下ＰＤチップ(38)が受光する第４の下ＬＥＤチップ(34)の反射光とにより、紙幣(50)の２種類の反射光パターンデータを作成して、紙幣(50)の金種を識別することができる。第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)の１つと、第４の上ＬＥＤチップ(24)とは、同一波長の光を発生し、第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)の１つと、第４の下ＬＥＤチップ(34)とは、同一波長の光を発生すれば、紙葉類鑑別装置の入口(101)に挿入される紙幣(50)の表面及び裏面の向きに依存せずに、紙幣(50)の表面又は裏面上のほぼ同一位置で同一波長の光を反射させ又は透過させて、紙幣(50)の金種を識別しかつ紙幣(50)の真偽を鑑別することができる。
本発明による紙葉類鑑別用光学センサ装置の四発光受光素子、六発光受光素子、八発光受光素子及び十発光受光素子を有する光学センサ装置(10a〜10j)では、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)及び第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)は、紫外、青色、緑色、赤色、近赤外及び赤外光から選択される光を発生する発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）である。詳細に図示しないが、各ＬＥＤチップは、半導体基板と、半導体基板の上面と底面にそれぞれ形成されたアノード電極及びカソード電極とを備える。
図１３に示すように、各ＬＥＤチップのカソード電極（底面電極）は、上配線基板(11)の上発光用電極体(71)及び下配線基板(12)の下発光用電極体(72)に半田等の導電性接着材を介して電気的に接続され、上発光用電極体(71)及び下発光用電極体(72)は、それぞれ上リード(61)及び下リード(62)に電気的に接続される。各ＬＥＤチップのアノード電極（上面電極）は、金ワイヤ等の金属細線（ボンディングワイヤ）を介して上配線基板(11)の上リード(61)及び下配線基板(12)の下リード(62)にそれぞれ電気的に接続される。本発明の全実施の形態では、発光半導体ダイオードチップと、金属細線と、第１及び第２の配線基板(11,12)から露出する第１及び第２のリード(61,62)の一部は、シリコーン樹脂等の光透過性の保護樹脂(39)により被覆され、水分等の外部からの異物の侵入を防止して、各ＬＥＤチップ(21,22,23,24,31,32,33,34)の劣化を抑制する。
上ＰＤチップ(37)及び下ＰＤチップ(38)は、半導体基板と、半導体基板にそれぞれ形成されたアノード端子及びカソード端子とを備えるホトダイオードである。上ＰＤチップ(37)及び下ＰＤチップ(38)のアノード端子（一方の端子）は、上配線基板(11)の上受光用電極体(81)及び下配線基板(12)の下受光用電極体(82)にそれぞれ電気的に接続され、カソード端子（他方の端子）は、金ワイヤ等の金属細線（ボンディングワイヤ）により上リード(61)及び下リード(62)に電気的に接続される。ＬＥＤチップ(21,22,23,24,31,32,33,34)と同様に、ホトダイオードと、金属細線と、第１及び第２の配線基板(11,12)から露出する第１及び第２のリード(61,62)の一部は、シリコーン樹脂等の光透過性の保護樹脂(39)により被覆され、水分等の外部からの異物の侵入を防止して、上ＰＤチップ(37)及び下ＰＤチップ(38)の劣化を抑制する。ホトダイオードの代わりに、エミッタ端子、ベース端子及びコレクタ端子を有するホトトランジスタ等の他の光検出器を使用してもよい。
ガラスエポキシ基板等の公知のプリント基板を使用して第１及び第２の配線基板(11,12)並びに第１及び第２の支持基板(13,14)を作成し、図示しない印刷装置により、第１及び第２の配線基板(11,12)の上発光用電極体(71)、下発光用電極体(72)、上受光用電極体(81)及び下受光用電極体(82)上に半田ペーストが印刷される。その後、図示しないマウンタ（表面実装機）により第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)及び上ＰＤチップ(37)並びに第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)及び下ＰＤチップ(38)が、高位置精度で第１及び第２の配線基板(11,12)の半田ペースト上に実装される。その後、図示しないリフロー炉により半田ペーストに熱を加えて溶解し、各チップ(21,22,23,24,37,31,32,33,34,38)は、上発光用電極体(71)、下発光用電極体(72)、上受光用電極体(81)及び下受光用電極体(82)上に固着される。続いて、ワイヤボンディングにより対応する電極間を電気的に接続して、紙幣鑑別装置の図示しない電源から第１及び第２の接続端子(63,64)を通じて第１及び第２の配線基板(11,12)の第１及び第２のリード(61,62)に電力を供給することができる。
光学センサ装置(10a〜10j)では、紙幣(50)の搬送方向に対して直角な第１の配列直線(56)上に第１、第２、第３及び第４の上発光素子(21〜24)を整合して上支持基板(13)上に配置し、第１の上発光素子(21)と第２の上発光素子(22)との間、第２の上発光素子(22)と第３の上発光素子(23)との間又は第３の上発光素子(23)と第４の上発光素子(24)との間に上受光素子(37)が配置される。同様に、紙幣(50)の搬送方向に対して直角な第２の配列直線(57)上に第１、第２、第３及び第４の下発光素子(31〜34)を整合して下配線基板(12)上に配置し、第１の下発光素子(31)と第２の下発光素子(32)との間、第２の下発光素子(32)と第３の下発光素子(33)との間又は第３の下発光素子(33)と第４の下発光素子(34)との間に下受光素子(38)が配置される。
製造の際に、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)及び第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)をマウンタにより数mmのピッチ間隔で正確に位置決めして第１及び第２の配線基板(11,12)上に表面実装することができる。従って、１mm以下、好ましくは０.６mm以下のピッチ間隔で隣り合う第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)及び第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)を第１及び第２の配線基板(11,12)上に表面実装して、隣り合う第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)並びに第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)から照射されて紙幣(50)の実質的に同一の領域又は重複する領域を透過する光を第１及び下ＰＤチップ(37,38)により検出して、検出精度を向上することができる。
第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)並びに第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)を第１及び第２の配線基板(11,12)上に直接固定するので、従来のピン挿入方式に比べて、光学センサ装置(10a〜10j)の厚さと配列長さを顕著に減少することができる。また、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)及び第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)をそれぞれ第１及び第２の配線基板(11,12)に直接固着するので、外部リードを有する従来の発光ダイオードを使用する場合に比べて、第１及び第２の配線基板(11,12)上での取付位置が不均一にならず、各ＬＥＤチップ(21,22,23,24,31,32,33,34)の光軸を高精度に整合させることができる。ピン挿入方式の従来の発光ダイオードを使用すると、外部リードの形状若しくはスルーホールへの挿入位置の差異により、樹脂封止体内のＬＥＤチップの取付位置に１５０μm程度の誤差が発生するが、表面実装される第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)及び第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)では、取付位置の誤差を数μm以下に抑制することができる。
次に、図１４に示すように、第１及び第２の支持基板(13,14)、第１及び第２の配線基板(11,12)、第１及び第２のブラケット(41,42)及び第１及び第２の非球面レンズ(51,52)が順次互いに取り付けられる。第１及び第２のブラケット(41,42)は、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリプロピレン、アクリル樹脂等の不透明樹脂又は光不透過性樹脂により形成される。第１及び第２の非球面レンズ(51,52)は、ポリカーボネート樹脂又はアクリル樹脂等の透明樹脂又は光透過性樹脂により形成される。
図１５に示すように、第１及び第２のブラケット(41,42)の底部(41a,42a)に可撓性の密閉部材(46)が一体に形成され、第１及び第２のブラケット(41,42)を第１及び第２の配線基板(11,12)に取り付けるときに、密閉部材(46)は、第１及び第２の配線基板(11,12)の表面に密着する。例えば、エポキシ樹脂等の比較的硬質な材質により形成される第１及び第２のブラケット(41,42)に対し、シリコーン樹脂等の比較的軟質なエラストマーで形成される密閉部材(46)は、第１及び第２のブラケット(41,42)の底部(41a,42a)に沿って、第１及び第２のブラケット(41,42)と一体成型され、第１及び第２の配線基板(11,12)の表面の縁部(11b,12b)に当接するときに、縁部(11b,12b)の形状に沿って僅かに変形する。第１及び第２のブラケット(41,42)と第１及び第２の配線基板(11,12)との間が密閉部材(46)により密閉され、密閉部材(46)は、第１及び第２のブラケット(41,42)と共に、各要素を機械的に確実に支持すると共に、外乱光及び異物が第１及び第２のブラケット(41,42)内に侵入して、センサ組立体(1,2)の検出精度が低下するのを防止することができる。
図１４に示すように、第１及び第２の非球面レンズ(51,52)は、ほぼ五角形断面を有し、先端に向かって幅が縮小するテーパ状断面を形成する２つの傾斜面(51a,52a)と、２つの傾斜面(51a,52a)を先端で接続する円柱面又は湾曲面(51d,52d)とを有する。第１及び第２のブラケット(41,42)の第１及び第２の隔壁(43,44)の上部には、第１及び第２の非球面レンズ(51,52)の傾斜面(51a,52a)にほぼ合致する２つの傾斜面(43a,44b)を有する切欠部が形成される。図１５に示すように、第１及び第２のブラケット(41,42)に第１及び第２の非球面レンズ(51,52)を取り付けるとき、第１及び第２のブラケット(41,42)の第１及び第２の隔壁(43,44)の傾斜面(43a,44b)には第１及び第２の非球面レンズ(51,52)の傾斜面(51a,52a)が当接し、第１及び第２の非球面レンズ(51,52)は、第１及び第２のブラケット(41,42)の第１及び第２の隔壁(43,44)に支持される。傾斜面(51a,52a)は、６０°〜１２０°、好ましくは９０°の角度に形成され、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)及び第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)から照射されるほぼ円形断面又は楕円形断面の光は、紙幣(50)に向って平行な線状光線に変換する。傾斜面(51a,52a)に対向して形成される第１及び第２の非球面レンズ(51,52)の平坦面(51b,52b)は、ほぼ矩形断面の光を放出する。
図１１及び図１２に示すように、第１及び第２の非球面レンズ(51,52)のＸ軸方向の長さは、Ｘ軸方向に一列にそれぞれ配置される第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)及び上ＰＤチップ(37)並びに第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)及び下ＰＤチップ(38)の配列長さよりも大きい。上非球面レンズ(51)及び下非球面レンズ(52)を通じて、紙幣(50)を透過する第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)の光を確実に上ＰＤチップ(37)に照射させる。また、下非球面レンズ(52)及び上非球面レンズ(51)を通じて、紙幣(50)を透過する第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)の光を確実に下ＰＤチップ(38)に照射させる。
第１及び第２の非球面レンズ(51,52)は、紙幣(50)の搬送方向に対して直角方向に幅広に形成され、第１及び第２の平坦面(51b,52b)から放出される光も、紙幣(50)の搬送方向に対して直角方向に幅広に形成される。従来の砲弾型ＬＥＤチップでは、ほぼ円形断面の光が紙幣(50)に照射されるが、本実施の形態の光学センサ装置(10)では、第１及び第２の非球面レンズ(51,52)により、ほぼ矩形断面の光を紙幣(50)に照射して、紙幣(50)のより広範囲で透過光データを得ることができる。図１６に示すように、第１及び第２の非球面レンズ(51,52)の平坦面(51b,52b)と傾斜面(51a,52a)との間の側面に段部(51c,52c)を形成してもよい。平坦面(51b,52b)の断面が縮小され、紙幣(50)に照射される光の範囲を限定し、紙幣(50)のより狭い領域の透過光データを得ることができる。
同一又は異なる構造の四発光受光素子、六発光受光素子、八発光受光素子及び十発光受光素子をＸ軸方向に複数並置してもよい。図１７〜図２１では、波長３７０nm程度の紫外光ＬＥＤチップＵＶ、波長４７０nm程度の青色光ＬＥＤチップＢ、波長５２５nm程度の緑色光ＬＥＤチップＧ、波長６２０nm程度の赤色光ＬＥＤチップＲ、波長７４０nm程度の近赤外光ＬＥＤチップＮＩＲ、波長８３０nm程度の赤外光ＬＥＤチップＩＲが使用される。
図１７に示す光学センサ装置(20a)の実施の形態では、Ｘ軸方向の中央側に四発光受光素子を有する中央側光学センサ装置(30a)を１列配置し、Ｘ軸方向の右側に四発光受光素子を有する右側光学センサ装置(30b)を２列配置し、Ｘ軸方向の左側に四発光受光素子を有する左側光学センサ装置(30c)を２列配置する。中央側光学センサ装置(30a)は、図１に示す光学センサ装置(10a)と同様に配置される第１の上ＬＥＤチップ(21)及び第１の下ＬＥＤチップ(31)を有する。右側光学センサ装置(30b)は、図３に示す光学センサ装置(10b)と同様に配置される第１の上ＬＥＤチップ(21)及び第１の下ＬＥＤチップ(31)を有する。左側光学センサ装置(30c)は、中央側光学センサ装置(30a)を中心に右側光学センサ装置(30b)を反転した構造を有し、図３に示す光学センサ装置(10b)の第１の上ＬＥＤチップ(21)、上ＰＤチップ(37)、第１の下ＬＥＤチップ(31)及び下ＰＤチップ(38)とは、対称位置に各チップ(21,37,31,38)が配置される。
各光学センサ装置(30a,30b,30c)の第１の上ＬＥＤチップ(21)と第１の下ＬＥＤチップ(31)は、時分割制御で各々異なる時間に点灯される。また、各光学センサ装置(30a,30b,30c)では、それぞれ１つのＬＥＤチップ(21,31)が同時に点灯しても、各光学センサ装置(30a,30b,30c)間に設けられる隔壁(43,44)は、上ＰＤチップ(37)及び下ＰＤチップ(38)による複数の光の同時受光を防止する。
各ＬＥＤチップ(21,31)の発光色は、中央側光学センサ装置(30a)の中心(29)に対し、左右対称に配置される。このＬＥＤ配列により、搬送通路(55)内に挿入される紙幣(50)の表面及び裏面の向きに関係なく、紙幣(50)のほぼ同一位置で同一波長の光を透過させて、紙幣(50)の透過光データを得ることができる。例えば、表面と裏面とを反転して紙幣(50)を搬送通路(55)内に挿入するとき、紙幣(50)の一側部表面に照射される光の波長は、紙幣(50)の一側部裏面に照射される光の波長と同一である。
制御装置は、第１の上ＬＥＤチップ(21)から照射されかつ紙幣(50)を透過する第１の光の下ＰＤチップ(38)による受光量を決定する。上センサ組立体(1)と同様に、下センサ組立体(2)でも、第１の下ＬＥＤチップ(31)から照射されかつ紙幣(50)を透過する第２の光の上ＰＤチップ(37)による各受光量を決定する。制御装置は、第１及び第２の光の受光量がそれぞれ所定の比率の範囲内にあるとき、紙幣(50)を真正と判断して、搬送装置を駆動し、紙幣(50)を紙幣鑑別装置の集積室内に収納する。
図１７の光学センサ装置(20a)では、光学センサ装置(20a)の外側にそれぞれ１列配置される右側光学センサ装置(30b)及び左側光学センサ装置(30c)を紙幣(50)の金種を判断するのに使用する。制御装置は、右側光学センサ装置(30b)及び左側光学センサ装置(30c)の第１の上ＬＥＤチップ(21)及び第１の下ＬＥＤチップ(31)から照射されて、紙幣(50)で反射してそれぞれ上ＰＤチップ(37)及び下ＰＤチップ(38)が受光する第１及び第２の光の受光量をそれぞれ所定の数値と比較して、搬送通路(55)内に挿入される紙幣(50)の金種を判断することができる。
図１８に示す光学センサ装置(20b)の実施の形態では、Ｘ軸方向の中央側に六発光受光素子を有する中央側光学センサ装置(30a)を１列配置し、Ｘ軸方向の右側に六発光受光素子を有する右側光学センサ装置(30b)を２列配置し、Ｘ軸方向の左側に六発光受光素子を有する左側光学センサ装置(30c)を２列配置する。中央側光学センサ装置(30a)は、図５に示す光学センサ装置(10c)と同様に配置される第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)及び第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)を有する。右側光学センサ装置(30b)は、図６に示す光学センサ装置(10b)と同様に配置される第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)及び第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)を有する。左側光学センサ装置(30c)は、中央側光学センサ装置(30a)を中心に右側光学センサ装置(30b)を反転した構造を有し、図６に示す光学センサ装置(10b)の第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)、上ＰＤチップ(37)、第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)及び下ＰＤチップ(38)とは、対称位置に各チップ(21,22,37,31,32,38)が配置される。
各光学センサ装置(30a,30b,30c)の第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)並びに第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)は、時分割制御で各々異なる時間に点灯される。また、各光学センサ装置(30a,30b,30c)では、それぞれ１つのＬＥＤチップ(21,22,31,32)が同時に点灯しても、各光学センサ装置(30a,30b,30c)間に設けられる隔壁(43,44)は、上ＰＤチップ(37)及び下ＰＤチップ(38)による複数の光の同時受光を防止する。
各ＬＥＤチップ(21,22,31,32)の発光色は、中央側光学センサ装置(30a)の中心(29)に対し、左右対称に配置される。このＬＥＤ配列により、搬送通路(55)内に挿入される紙幣(50)の表面及び裏面の向きに関係なく、紙幣(50)のほぼ同一位置で同一波長の光を透過させて、紙幣(50)の透過光データを得ることができる。例えば、表面と裏面とを反転して紙幣(50)を搬送通路(55)内に挿入するとき、紙幣(50)の一側部表面に照射される光の波長は、紙幣(50)の一側部裏面に照射される光の波長と同一である。
制御装置は、第１の上ＬＥＤチップ(21)及び第２の上ＬＥＤチップ(22)から照射されかつ紙幣(50)を透過する第１及び第２の光の下ＰＤチップ(37)による各受光量を加算して、総受光量を決定する。次に、第１及び第２の光の各受光量と総受光量との比を算出し、各商が所定の範囲内にあるとき、紙幣(50)を真正と判断する。
上センサ組立体(1)と同様に、下センサ組立体(2)でも、第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)から照射されかつ紙幣(50)を透過する第３及び第４の光の上ＰＤチップ(37)による各受光量を加算して、総受光量を決定する。次に、第３及び第４の光の各受光量と総受光量との比を算出し、各商が所定の範囲内にあるとき、紙幣(50)を真正と判断する。このように、制御装置は、第１〜第４の光の受光量の比率が所定の比率の範囲内にあるとき、紙幣(50)を真正と判断して、搬送装置を駆動し、紙幣(50)を紙幣鑑別装置の集積室内に収納する。
図１８の光学センサ装置(20b)では、光学センサ装置(20b)の外側にそれぞれ１列配置される右側光学センサ装置(30b)及び左側光学センサ装置(30c)を使用して、紙幣(50)の金種を判断する。制御装置は、右側光学センサ装置(30b)及び左側光学センサ装置(30c)の第２の上ＬＥＤチップ(22)及び第２の下ＬＥＤチップ(32)から照射されて、紙幣(50)で反射してそれぞれ上ＰＤチップ(37)及び下ＰＤチップ(38)が受光する第２及び第４の光の受光量をそれぞれ所定の数値と比較して、搬送通路(55)内に挿入される紙幣(50)の金種を判断することができる。
図１９に示す光学センサ装置(20c)の実施の形態では、Ｘ軸方向の中央側に八発光受光素子を有する中央側光学センサ装置(30a)を１列配置し、Ｘ軸方向の右側に八発光受光素子を有する右側光学センサ装置(30b)を２列配置し、Ｘ軸方向の左側に八発光受光素子を有する左側光学センサ装置(30c)を２列配置する。中央側光学センサ装置(30a)は、図９に示す光学センサ装置(10g)と同様に配置される第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)及び第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)を有する。右側光学センサ装置(30b)は、図８に示す光学センサ装置(10f)と同様に配置される第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)及び第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)を有する。左側光学センサ装置(30c)は、中央側光学センサ装置(30a)を中心に右側光学センサ装置(30b)を反転した構造を有し、図８に示す光学センサ装置(10f)の第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)、上ＰＤチップ(37)、第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)及び下ＰＤチップ(38)とは、対称位置に各チップ(21,22,23,37,31,32,33,38)が配置される。
各光学センサ装置(30a,30b,30c)の第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)並びに第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)は、時分割制御で各々異なる時間に点灯される。また、各光学センサ装置(30a,30b,30c)では、それぞれ１つのＬＥＤチップ(21,22,23,31,32,33)が同時に点灯しても、各光学センサ装置(30a,30b,30c)間に設けられる隔壁(43,44)は、上ＰＤチップ(37)及び下ＰＤチップ(38)による複数の光の同時受光を防止する。
各ＬＥＤチップ(21,22,23,31,32,33)の発光色は、中央側光学センサ装置(30a)の中心(29)に対し、左右対称に配置される。このＬＥＤ配列により、搬送通路(55)内に挿入される紙幣(50)の表面及び裏面の向きに関係なく、紙幣(50)のほぼ同一位置で同一波長の光を透過させて、紙幣(50)の透過光データを得ることができる。例えば、表面と裏面とを反転して紙幣(50)を搬送通路(55)内に挿入するとき、紙幣(50)の一側部表面に照射される光の波長は、紙幣(50)の一側部裏面に照射される光の波長と同一である。
制御装置は、第１の上ＬＥＤチップ(21)及び第２の上ＬＥＤチップ(22)から照射されかつ紙幣(50)を透過する第１及び第２の光の下ＰＤチップ(37)による各受光量を加算して、総受光量を決定する。次に、第１及び第２の光の各受光量と総受光量との比を算出し、各商が所定の範囲内にあるとき、紙幣(50)を真正と判断する。
上センサ組立体(1)と同様に、下センサ組立体(2)でも、第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)から照射されかつ紙幣(50)を透過する第３及び第４の光の上ＰＤチップ(37)による各受光量を加算して、総受光量を決定する。次に、第３及び第４の光の各受光量と総受光量との比を算出し、各商が所定の範囲内にあるとき、紙幣(50)を真正と判断する。このように、制御装置は、第１〜第４の光の受光量の比率が所定の比率の範囲内にあるとき、紙幣(50)を真正と判断して、搬送装置を駆動し、紙幣(50)を紙幣鑑別装置の集積室内に収納する。
図１９の光学センサ装置(20c)では、制御装置は、第３の上ＬＥＤチップ(23)及び第３の下ＬＥＤチップ(33)から照射されて、紙幣(50)で反射してそれぞれ上ＰＤチップ(37)及び下ＰＤチップ(38)が受光する第５及び第６の光の受光量をそれぞれ所定の数値と比較して、搬送通路(55)内に挿入される紙幣(50)の金種を判断することができる。
図２０に示す光学センサ装置(20d)の実施の形態では、Ｘ軸方向の中央側に十発光受光素子を有する中央側光学センサ装置(30a)を１列配置し、Ｘ軸方向の右側に十発光受光素子を有する右側光学センサ装置(30b)を２列配置し、Ｘ軸方向の左側に十発光受光素子を有する左側光学センサ装置(30c)を２列配置する。中央側光学センサ装置(30a)は、図１１に示す光学センサ装置(10i)と同様に配置される第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)及び第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)を有する。右側光学センサ装置(30b)は、図１２に示す光学センサ装置(10j)と同様に配置される第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)及び第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)を有する。左側光学センサ装置(30c)は、中央側光学センサ装置(30a)を中心に右側光学センサ装置(30b)を反転した構造を有し、図１２に示す光学センサ装置(10j)の第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)、上ＰＤチップ(37)、第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)及び下ＰＤチップ(38)とは、対称位置に各チップ(21,22,23,24,37,31,32,33,34,38)が配置される。
各光学センサ装置(30a,30b,30c)の第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)並びに第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)は、時分割制御で各々異なる時間に点灯される。また、各光学センサ装置(30a,30b,30c)では、それぞれ１つのＬＥＤチップ(21,22,23,24,31,32,33,34)が同時に点灯しても、各光学センサ装置(30a,30b,30c)間に設けられる隔壁(43,44)は、上ＰＤチップ(37)及び下ＰＤチップ(38)による複数の光の同時受光を防止する。
各ＬＥＤチップ(21,22,23,24,31,32,33,34)の発光色は、中央側光学センサ装置(30a)の中心(29)に対し、左右対称に配置される。このＬＥＤ配列により、搬送通路(55)内に挿入される紙幣(50)の表面及び裏面の向きに関係なく、紙幣(50)のほぼ同一位置で同一波長の光を透過させて、紙幣(50)の透過光データを得ることができる。例えば、表面と裏面とを反転して紙幣(50)を搬送通路(55)内に挿入するとき、紙幣(50)の一側部表面に照射される光の波長は、紙幣(50)の一側部裏面に照射される光の波長と同一である。
図２０の光学センサ装置(20d)では、図２２に示す従来の光学センサ装置(111)と比較して、異なる波長の光を発生する発光素子の数を増加して、鑑別性能を向上できると共に、発光素子よりも高価なＰＤチップの数を削減して、製造価格を低減することができる。制御装置は、第１の上ＬＥＤチップ(21)、第２の上ＬＥＤチップ(22)及び第３の上ＬＥＤチップ(23)から照射されかつ紙幣(50)を透過する第１、第２及び第３の光の下ＰＤチップ(37)による各受光量を加算して、総受光量を決定する。次に、第１、第２及び第３の光の各受光量と総受光量との比を算出し、各商が所定の範囲内にあるとき、紙幣(50)を真正と判断する。
上センサ組立体(1)と同様に、下センサ組立体(2)でも、第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31)から照射されかつ紙幣(50)を透過する第４、第５及び第６の光の上ＰＤチップ(37)による各受光量を加算して、総受光量を決定する。次に、第４、第５及び第６の光の各受光量と総受光量との比を算出し、各商が所定の範囲内にあるとき、紙幣(50)を真正と判断する。このように、制御装置は、第１〜第６の光の受光量の比率が所定の比率の範囲内にあるとき、紙幣(50)を真正と判断して、搬送装置を駆動し、紙幣(50)を紙幣鑑別装置の集積室内に収納する。
図２０の光学センサ装置(20d)では、制御装置は、第４の上ＬＥＤチップ(24)及び第４の下ＬＥＤチップ(34)から照射されて、紙幣(50)で反射してそれぞれ上ＰＤチップ(37)及び下ＰＤチップ(38)が受光する第７及び第８の光の受光量をそれぞれ所定の数値と比較して、搬送通路(55)内に挿入される紙幣(50)の金種を判断することができる。
四発光受光素子、六発光受光素子、八発光受光素子及び十発光受光素子を組み合わせて、Ｘ軸方向に並置してもよい。図２１に示す光学センサ装置(20e)の実施の形態では、Ｘ軸方向の中央側に六発光受光素子を有する中央側光学センサ装置(40a)を１列配置し、中央側光学センサ装置(40a)のＸ軸方向の右側に八発光受光素子を有する右中央側光学センサ装置(40b)を１列配置し、右中央側光学センサ装置(40b)のＸ軸方向の右側に十発光受光素子を有する右側光学センサ装置(40c)を１列配置する。同様に、中央側光学センサ装置(40a)のＸ軸方向の左側に八発光受光素子を有する左中央側光学センサ装置(40d)を１列配置し、左中央側光学センサ装置(40d)のＸ軸方向の左側に十発光受光素子を有する左側光学センサ装置(40e)を１列配置する。
中央側光学センサ装置(40a)は、図６に示す光学センサ装置(10d)と同様に配置される第１及び第２の上ＬＥＤチップ(21,22)及び第１及び第２の下ＬＥＤチップ(31,32)を有する。右中央側光学センサ装置(40b)は、図８に示す光学センサ装置(10f)と同様に配置される第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)及び第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)を有する。右側光学センサ装置(40c)は、図１２に示す光学センサ装置(10j)と同様に配置される第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)及び第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)を有する。左中央側光学センサ装置(40d)は、中央側光学センサ装置(40a)を中心に右中央側光学センサ装置(40b)を反転した構造を有し、図８に示す光学センサ装置(10f)の第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)、上ＰＤチップ(37)、第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)及び下ＰＤチップ(38)とは、対称位置に各チップ(21,22,37,31,32,38)が配置される。左側光学センサ装置(40e)は、中央側光学センサ装置(40a)を中心に右側光学センサ装置(40c)を反転した構造を有し、図１２に示す光学センサ装置(10j)の第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)、上ＰＤチップ(37)、第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)及び下ＰＤチップ(38)とは、対称位置に各チップ(21,22,23,24,37,31,32,33,34,38)が配置される。
各ＬＥＤチップ(21,22,23,24,31,32,33,34)の発光色は、中央側光学センサ装置(40a)の中心(29)に対し、左右対称に配置される。このＬＥＤ配列により、搬送通路(55)内に挿入される紙幣(50)の表面及び裏面の向きに関係なく、紙幣(50)のほぼ同一位置で同一波長の光を透過させて、紙幣(50)の透過光データを得ることができる。例えば、表面と裏面とを反転して紙幣(50)を搬送通路(55)内に挿入するとき、紙幣(50)の一側部表面に照射される光の波長は、紙幣(50)の一側部裏面に照射される光の波長と同一である。図２１に示す光学センサ装置(20e)では、右側光学センサ装置(40c)及び左側光学センサ装置(40e)の第４の上ＬＥＤチップ(24)と第４の下ＬＥＤチップ(34)から照射されて紙幣(50)で反射した反射光を紙幣(50)の金種の判断に使用し、他のＬＥＤチップ(21,22,23,31,32,33)から照射されて紙幣(50)を透過した透過光を紙幣(50)の真偽の判断に使用する。
紙幣(50)の透過光データにより、例えば、紙幣(50)の表面のインク、紙、裏面のインクの材質及び厚みを検出できるので、高度な偽造紙幣を鑑別する紙幣鑑別装置では、紙幣(50)の反射光データよりも紙幣(50)の透過光データが使用される。また、紙幣(50)の同一領域の３種類以上の透過光データを検出して、偽造紙幣を高精度に検出することができる。しかしながら、第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)の反射光を上ＰＤチップ(37)により受光し、第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)の反射光を下ＰＤチップ(38)により受光し、紙幣(50)の反射光データを使用して、紙幣(50)の真偽を判断してもよい。また、第４の上ＬＥＤチップ(24)の透過光を下ＰＤチップ(38)により受光し、第４の下ＬＥＤチップ(34)の透過光を上ＰＤチップ(37)により受光して、紙幣(50)の真偽を判断してもよい。更に、第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)及び第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)の透過光を使用して、紙幣(50)の金種を判断してもよい。
紙葉類鑑別装置の入口(101)に挿入された紙幣(50)は、図示しないセンタリング装置によるセンタリング動作により又は搬送通路(55)の側壁に案内され、搬送通路(55)の幅方向のほぼ中心に沿って搬送される。搬送通路(55)の中心を移動する紙幣(50)は、前述した光学センサ装置(10a〜10j,20a〜20e)の中心を通過するため、各ＬＥＤチップ(21,22,23,24,31,32,33,34)から放出された光は、常に紙幣(50)の幅方向のほぼ同一位置に照射される。よって、互いに点対象位置に配置されるＬＥＤチップが同一波長の光を発生する本実施の形態の光学センサ装置(10a〜10j,20a〜20e)では、紙幣(50)の表面及び裏面の何れを上にして紙葉類鑑別装置の入口(101)に挿入しても、紙幣(50)の幅方向のほぼ同一位置の透過光パターンデータ又は反射光パターンデータを取り出すことができる。
紙幣の多数の微小領域から多色透過光データを抽出して、異なる波長の光出力の差又は比が所定の範囲に該当するか否かを精密に決定する近代的紙幣鑑別法を実現するため、表面実装型の発光素子と受光素子を使用する必要がある。即ち、基板上の同一電極又は接近する異なる複数の電極上に発光素子チップを実装して、同一の保護樹脂により、複数の発光素子チップを共通に被覆することができる。基板上の同一電極上に複数の発光素子チップを実装して、発光素子チップの各アノード電極又はカソード電極を同一電極に接続するとき、発光素子チップの各カソード電極又はアノード電極を基板上のそれぞれ異なる別の電極に金属細線（ボンディングワイヤ）で接続することができる。また、基板上の異なる電極上にそれぞれ複数の発光素子チップを実装して、発光素子チップの各アノード電極又はカソード電極を異なる電極に接続するとき、発光素子チップの各カソード電極又はアノード電極を基板上の同一の電極に金属細線（ボンディングワイヤ）で接続することができる。表面実装に使用する保護樹脂は、レンズ作用がなく、一方の発光素子チップが点灯しても、他方の発光素子チップに偽灯が生じない。発光素子チップ間のピッチ間隔は、１mm以下、好ましくは０.６mm以下であり、発光素子チップからの光を拡散室内で拡散させた後に、非球面レンズを通じて紙幣に照射する。これにより、異なる波長の光を発光素子チップから紙幣の同一領域に線状光線として照射し、受光素子チップにより受光することにより、紙幣の同一領域の多色光データを得ることができる。この構造では、発光素子チップにレンズ作用のある封止樹脂体及び樹脂封止体から導出される外部リードは、不要である。換言すれば、樹脂封止体のレンズ作用を発生せずに、拡散室として使用することができる。
図６〜図１２に示すように、本発明の実施の形態では、それぞれ２個の端子を有する少なくとも第１及び第２の発光素子(21,22)が配線基板(11)の同一又は異なる発光用電極体(71)上にそれぞれ表面実装され、第１及び第２の発光素子(21,22)と非球面レンズ(51)との間に光拡散室(53)が形成される。配線基板(11)の同一又は異なる発光用電極体(71)上にそれぞれ表面実装される第１及び第２の発光素子(21,22)は、同一の光透過性の保護樹脂により被覆される。２個の端子を有する受光素子(37)が配線基板(11)の受光用電極体(81)上に表面実装され、第１の非球面レンズ(51)を受光用の非球面レンズとして使用することができる。別法として、配線基板(11)に対向して配置される別の配線基板(12)に受光用電極体(81)を形成して、２個の端子を有する受光素子(37)を受光用電極体(81)上に表面実装してもよい。配線基板(11)上で第１及び第２の発光素子(21,22)の実装位置が相違しても、第１及び第２の発光素子(21,22)を１mm以下、好ましくは０.６mm以下のピッチ間隔で分離した同一又は異なる発光用電極体(71)上に表面実装できる。
第１及び第２の発光素子(21,22)を点灯すると、各ＰＮ接合から種々の方向に光が照射され、光拡散室(53)内で拡散した後に、非球面レンズ(51)を透過して書面上で反射する。非球面レンズ(51)を透過する光は、ほぼ矩形断面又は楕円断面の線状光線になるため、第１及び第２の発光素子(21,22)の実装位置の相違を補償して、第１及び第２の発光素子(21,22)を配線基板(11)上の同一位置に固着したとみなすことができる。書面上で反射した光は、非球面レンズ(51)を通じて受光素子(37)で受光することができる。また、第１及び第２の発光素子(21,22)から照射される光が光拡散室(53)を通るため、ピン挿入方式の発光ダイオードとは異なり、封止樹脂内を光が通過しないため、封止樹脂の劣化を防止することができる。
第１及び第２の発光素子(21,22)を包囲して、第１及び第２の発光素子(21,22)から非球面レンズ(52)に向って形成される反射面(54)をブラケット(41)に設け、反射面(54)により、光拡散室(53)の少なくとも一部を形成できる。図６に点線で示すように、第１及び第２の発光素子(21,22)から非球面レンズ(52)に向って外側に断面が拡大する傾斜面又はテーパ面として反射面(54)を形成できる。截頭円錐形、截頭角錐形等の截頭錘体形に形成される反射壁(54)によりブラケット(41)で吸収される光量を抑制しつつ受光素子(37)に反射する光量を増加することができる。
本発明の前記実施例は、種々の変更が可能である。例えば、四発光受光素子、六発光受光素子及び八発光受光素子の第１、第２及び第３の上ＬＥＤチップ(21,22,23)及び第１、第２及び第３の下ＬＥＤチップ(31,32,33)を使用して、紙幣(50)の反射光データを得てもよい。また、ＬＥＤチップ数を増加して、六発光受光素子以上のセンサ組立体を構成し、必要に応じて、２つ以上のＰＤチップを使用してもよい。
第１、第２、第３及び第４の上ＬＥＤチップ(21,22,23,24)及び第１、第２、第３及び第４の下ＬＥＤチップ(31,32,33,34)を紙幣(50)の搬送方向に向かって二列以上配置してもよい。この場合、第１及び第２の配列直線(56,57)に対して平行の第３及び第４又はそれ以上の配列直線が形成される。各センサ装置(1,2)に設けられるＬＥＤチップ及びＰＤチップをそれぞれ５つ以上に増加してもよい。上センサ組立体(1)と下センサ組立体(2)の数は、それぞれ５個又はそれ以下が好ましいが、センサ組立体の数は、本発明を限定しない。また、第１の配列直線(56)及び第２の配列直線(57)にそれぞれ沿って整合して配置した複数の上センサ組立体(1)と、上センサ組立体(1)と同数の下センサ組立体(2)とを設けることが好ましいが、これらの構造は、本発明を限定しない。
図示の実施の形態では、第１及び第２の配列直線(56,57)を含む平面は、紙幣(50)の搬送通路(55)に対して平行に形成されるが、第１及び第２の配列直線(56,57)を含む平面を紙幣(50)の搬送通路(55)に対して直角か又は４５°以下の角度で傾斜させてもよい。本発明は、紙幣以外にも、例えば債券、証明書、クーポン、仮証券、通貨、銀行券、有価証券及びチケット等の有価紙葉に適用できる点に注意すべきである。
本発明は、紙幣鑑別装置、紙幣識別装置又はクーポン受収装置等の紙葉類取扱装置の光学センサとして広範囲に適用することができる。
(1)・・上センサ組立体、 (2)・・下センサ組立体、 (11)・・第１の配線基板、 (12)・・第２の配線基板、 (21〜24)・・上発光素子（上ＬＥＤチップ）、 (31〜34)・・下発光素子（下ＬＥＤチップ）、 (37)・・上受光素子（上ＰＤチップ）、 (38)・・下受光素子（下ＰＤチップ）、 (50)・・有価紙葉（紙幣）、 (55)・・搬送通路、 (61)・・第１のリード、 (62)・・第２のリード、

Claims (15)

  1. 上センサ組立体と、有価紙葉を搬送する搬送通路を介して上センサ組立体に対向して配置される下センサ組立体とを備え、
    上センサ組立体は、搬送通路に対して平行に配置されかつ複数の上リードを有する上配線基板と、上配線基板上に表面実装されかつ対応する上リードに電気的に接続される２個の端子を有する上発光素子と、上配線基板上に表面実装されかつ対応する上リードに電気的に接続される２個の端子を有する上受光素子と、上配線基板上に配置される上ブラケットと、上ブラケット上に支持される上非球面レンズと、上配線基板、上ブラケット及び上非球面レンズにより形成されて、上発光素子を配置する上光拡散室とを備え、
    下センサ組立体は、搬送通路に対して平行に配置されかつ複数の下リードを有する下配線基板と、下配線基板上に表面実装されかつ対応する下リードに電気的に接続される２個の端子を有する下発光素子と、下配線基板上に表面実装されかつ対応する下リードに電気的に接続される２個の端子を有する下受光素子と、下配線基板上に配置される下ブラケットと、下ブラケット上に支持される下非球面レンズと、下配線基板、下ブラケット及び下非球面レンズにより形成されて、下発光素子を配置する下光拡散室とを備え、
    下発光素子から照射される光は、下光拡散室内で拡散し、その後、下非球面レンズにより平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路を通る紙葉類を透過し、上非球面レンズにより上受光素子に集光された後に上受光素子により受光され、
    上発光素子から照射される光は、上光拡散室内で拡散し、その後、上非球面レンズにより平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路を通る紙葉類を透過し、下非球面レンズにより下受光素子に集光された後に下受光素子により受光されることを特徴とする紙葉類鑑別用光学センサ装置。
  2. 上ブラケットは、上発光素子と上受光素子とを分離する上隔壁を有し、
    下ブラケットは、下発光素子と下受光素子とを分離する下隔壁を有する請求項１に記載の紙葉類鑑別用光学センサ装置。
  3. 下受光素子は、上発光素子から照射されて紙葉類を透過する光を受光し、
    下受光素子の第２の配列直線に沿う受光面の長さは、上発光素子の第１の配列直線に沿う発光面の長さと同一か又はこれより大きく、
    上受光素子は、下発光素子から照射されて紙葉類を透過する光を受光し、
    上受光素子の第１の配列直線に沿う受光面の長さは、下発光素子の第２の配列直線に沿う発光面の長さと同一か又はこれより大きい請求項１に記載の紙葉類鑑別用光学センサ装置。
  4. 上センサ組立体と、有価紙葉を搬送する搬送通路を介して上センサ組立体に対向して配置される下センサ組立体とを備え、
    上センサ組立体は、搬送通路に対して平行に配置されかつ複数の上リードを有する上配線基板と、対応する上リードに電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有しかつ上配線基板上に個別に表面実装される第１及び第２の上発光素子と、対応する上リードに電気的に接続される２個の端子を有しかつ上配線基板上に表面実装される上受光素子と、上配線基板上に配置される上ブラケットと、上ブラケット上に支持される上非球面レンズと、上配線基板、上ブラケット及び上非球面レンズにより形成されて、第１及び第２の上発光素子を配置する上光拡散室とを備え、
    下センサ組立体は、搬送通路に対して平行に配置されかつ複数の下リードを有する下配線基板と、対応する下リードに電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有しかつ下配線基板上に個別に表面実装される第１及び第２の下発光素子と、対応する下リードに電気的に接続される２個の端子を有しかつ下配線基板上に表面実装される下受光素子と、下配線基板上に配置される下ブラケットと、下ブラケット上に支持される下非球面レンズと、下配線基板、下ブラケット及び下非球面レンズにより形成されて、第１及び第２の下発光素子を配置する下光拡散室とを備え、
    第１及び第２の下発光素子から照射される光は、下光拡散室内で拡散し、その後、下非球面レンズにより平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路を通る紙葉類を透過し、上非球面レンズにより上受光素子に集光された後に上受光素子により受光され、
    第１及び第２の上発光素子から照射される光は、上光拡散室内で拡散し、その後、上非球面レンズにより平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路を通る紙葉類を透過し、下非球面レンズにより下受光素子に集光された後に下受光素子により受光されることを特徴とする紙葉類鑑別用光学センサ装置。
  5. 上ブラケットは、第１及び第２の上発光素子と上受光素子とを分離する上隔壁を有し、下ブラケットは、第１及び第２の下発光素子と下受光素子とを分離する下隔壁を有する請求項４に記載の紙葉類鑑別用光学センサ装置。
  6. 第１及び第２の上発光素子と第１及び第２の下発光素子との互いに点対象位置に配置される発光素子は、同一波長の光を発生する請求項４に記載の紙葉類鑑別用光学センサ装置。
  7. 上センサ組立体と、有価紙葉を搬送する搬送通路を介して上センサ組立体に対向して配置される下センサ組立体とを備え、
    上センサ組立体は、搬送通路に対して平行に配置されかつ複数の上リードを有する上配線基板と、対応する上リードに電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有しかつ上配線基板上に個別に表面実装される第１、第２及び第３の上発光素子と、対応する上リードに電気的に接続される２個の端子を有しかつ上配線基板上に表面実装される上受光素子と、上配線基板上に配置される上ブラケットと、第１、第２及び第３の上発光素子並びに上受光素子に対向して上ブラケット上に支持される上非球面レンズと、上配線基板、上ブラケット及び上非球面レンズにより形成されて、第１、第２及び第３の上発光素子を配置する上光拡散室とを備え、
    下センサ組立体は、搬送通路に対して平行に配置されかつ複数の下リードを有する下配線基板と、対応する下リードに電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有しかつ下配線基板上に個別に表面実装される第１、第２及び第３の下発光素子と、対応する下リードに電気的に接続される２個の端子を有しかつ下配線基板上に表面実装される下受光素子と、下配線基板上に配置される下ブラケットと、第１、第２及び第３の下発光素子並びに下受光素子に対向して下ブラケット上に支持される下非球面レンズと、下配線基板、下ブラケット及び下非球面レンズにより形成されて、第１、第２及び第３の下発光素子を配置する下光拡散室とを備え、
    第１、第２及び第３の下発光素子から照射される光は、下光拡散室内で拡散し、その後、下非球面レンズにより平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路を通る紙葉類を透過し、上非球面レンズにより上受光素子に集光された後に上受光素子により受光され、
    第１、第２及び第３の上発光素子から照射される光は、上光拡散室内で拡散し、その後、上非球面レンズにより平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路を通る紙葉類を透過し、下非球面レンズにより下受光素子に集光された後に下受光素子により受光されることを特徴とする紙葉類鑑別用光学センサ装置。
  8. 上ブラケットは、第１、第２及び第３の上発光素子と上受光素子とを分離する上隔壁を有し、下ブラケットは、第１、第２及び第３の下発光素子と下受光素子とを分離する下隔壁を有する請求項７に記載の紙葉類鑑別用光学センサ装置。
  9. 第１、第２及び第３の上発光素子と第１、第２及び第３の下発光素子との互いに点対象位置に配置される発光素子は、同一波長の光を発生する請求項７に記載の紙葉類鑑別用光学センサ装置。
  10. 上センサ組立体と、有価紙葉を搬送する搬送通路を介して上センサ組立体に対向して配置される下センサ組立体とを備え、
    上センサ組立体は、搬送通路に対して平行に配置されかつ複数の上リードを有する上配線基板と、対応する上リードに電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有しかつ上配線基板上に個別に表面実装される第１、第２、第３及び第４の上発光素子と、対応する上リードに電気的に接続される２個の端子を有しかつ上配線基板上に表面実装される上受光素子と、上配線基板上に配置される上ブラケットと、上ブラケット上に支持される上非球面レンズと、上配線基板、上ブラケット及び上非球面レンズにより形成されて、第１、第２、第３及び第４の上発光素子を配置する上光拡散室とを備え、
    下センサ組立体は、搬送通路に対して平行に配置されかつ複数の下リードを有する下配線基板と、対応する下リードに電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有しかつ下配線基板上に個別に表面実装される第１、第２、第３及び第４の下発光素子と、対応する下リードに電気的に接続される２個の端子を有しかつ下配線基板上に表面実装される下受光素子と、下配線基板上に配置される下ブラケットと、下ブラケット上に支持される下非球面レンズと、下配線基板、下ブラケット及び下非球面レンズにより形成されて、第１、第２、第３及び第４の下発光素子を配置する下光拡散室とを備え、
    第１、第２、第３及び第４の下発光素子から照射される光は、下光拡散室内で拡散し、その後、下非球面レンズにより平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路を通る紙葉類を透過し、上非球面レンズにより上受光素子に集光された後に上受光素子により受光され、
    第１、第２、第３及び第４の上発光素子から照射される光は、上光拡散室内で拡散し、その後、上非球面レンズにより平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路を通る紙葉類を透過し、下非球面レンズにより下受光素子に集光された後に下受光素子により受光されることを特徴とする紙葉類鑑別用光学センサ装置。
  11. 上ブラケットは、第１、第２、第３及び第４の上発光素子と上受光素子とを分離する上隔壁を有し、下ブラケットは、第１、第２、第３及び第４の下発光素子と下受光素子とを分離する下隔壁を有する請求項１０に記載の紙葉類鑑別用光学センサ装置。
  12. 第１、第２、第３及び第４の上発光素子と第１、第２、第３及び第４の下発光素子との互いに点対象位置に配置される発光素子は、同一波長の光を発生する請求項１０に記載の紙葉類鑑別用光学センサ装置。
  13. 上センサ組立体と、有価紙葉を搬送する搬送通路を介して上センサ組立体に対向して配置される下センサ組立体とを備え、
    上センサ組立体は、搬送通路に対して平行に配置されかつ複数の上リードを有する上配線基板と、対応する上リードに電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有しかつ上配線基板上に個別に表面実装される第１、第２、第３及び第４の上発光素子と、対応する上リードに電気的に接続される２個の端子を有しかつ上配線基板上に表面実装される上受光素子と、上配線基板上に配置される上ブラケットと、上ブラケット上に支持される上非球面レンズと、上配線基板、上ブラケット及び上非球面レンズにより形成されて、第１、第２、第３及び第４の上発光素子を配置する上光拡散室とを備え、
    下センサ組立体は、搬送通路に対して平行に配置されかつ複数の下リードを有する下配線基板と、対応する下リードに電気的に接続される２個の端子をそれぞれ有しかつ下配線基板上に個別に表面実装される第１、第２、第３及び第４の下発光素子と、対応する下リードに電気的に接続される２個の端子を有しかつ下配線基板上に表面実装される下受光素子と、下配線基板上に配置される下ブラケットと、下ブラケット上に支持される下非球面レンズと、下配線基板、下ブラケット及び下非球面レンズにより形成されて、第１、第２、第３及び第４の下発光素子を配置する下光拡散室とを備え、
    第１、第２及び第３の下発光素子から照射される光は、下光拡散室内で拡散し、その後、下非球面レンズにより平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路を通る紙葉類を透過し、上非球面レンズにより上受光素子に集光された後に上受光素子により受光され、
    第４の上発光素子から照射される光は、上光拡散室内で拡散し、その後、上非球面レンズにより平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路を通る紙葉類で反射し、上非球面レンズにより上受光素子に集光された後に上受光素子により受光され、
    第１、第２及び第３の上発光素子から照射される光は、上光拡散室内で拡散し、その後、上非球面レンズにより平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路を通る紙葉類を透過し、下非球面レンズにより下受光素子に集光された後に下受光素子により受光され、
    第４の下発光素子から照射される光は、下光拡散室内で拡散し、その後、下非球面レンズにより平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路を通る紙葉類で反射し、下非球面レンズにより下受光素子に集光された後に下受光素子により受光されることを特徴とする紙葉類鑑別用光学センサ装置。
  14. 上受光素子は、第１、第２及び第３の上発光素子から選択される１つの発光素子から照射されて搬送通路を通る有価紙葉に反射する光と、第４の上発光素子から照射されて搬送通路を通る有価紙葉に反射する光とを受光し、
    第１、第２及び第３の上発光素子から選択される１つの発光素子と、第４の上発光素子とは、同一波長の光を発生し、
    下受光素子は、第１、第２及び第３の下発光素子から選択される１つの発光素子から照射されて搬送通路を通る有価紙葉に反射する光と、第４の下発光素子から照射されて搬送通路を通る有価紙葉に反射する光とを受光し、
    第１、第２及び第３の下発光素子から選択される１つの発光素子と、第４の下発光素子とは、同一波長の光を発生する請求項１３に記載の紙葉類鑑別用光学センサ装置。
  15. 複数の発光用電極体、複数の受光用電極体並びに発光用電極体及び受光用電極体に接続される複数のリードを有する配線基板と、
    配線基板の発光用電極体にそれぞれ接続される２個の端子を有する少なくとも第１及び第２の発光素子と、
    配線基板の受光用電極体にそれぞれ接続される２個の端子を有する受光素子と、
    配線基板上に配置されるブラケットと、
    第１及び第２の発光素子に対向してブラケット上に支持される非球面レンズとを備え、
    配線基板の発光用電極体上に第１及び第２の発光素子を表面実装し、
    紙葉類を搬送する搬送通路に対して平行に配線基板を配置し、
    配線基板、ブラケット及び非球面レンズとにより形成される光拡散室内に第１及び第２の発光素子を配置し、
    第１及び第２の発光素子から照射される光は、光拡散室内で拡散され、非球面レンズを通って平行な線状光線に変換され、線状光線は、搬送通路を通る紙葉類で反射し、非球面レンズで集光されて受光素子により受光されることを特徴とする紙葉類鑑別用光学センサ装置。
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