纸张识别装置、纸张分光测定用光导以及光导盒的制作方法

纸张识别装置、纸张分光测定用光导以及光导盒的制作方法
【专利摘要】基于纸张的光学特性识别该纸张的纸张识别装置由以下部件构成：至少一个光源，向纸张照射光；导光体，将对从光源照射并在纸张的多个区域上反射的反射光或透过纸张的多个区域的透射光进行接收并聚光的光，从射出部射出；光学处理部，根据由导光体从射出部射出的光形成光谱分布；以及识别处理部，基于由光学处理部形成的所述光谱分布的特征识别纸张。
【专利说明】纸张识别装置、纸张分光测定用光导以及光导盒
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于识别纸张的纸张识别装置、在用于在该纸张识别装置中取得纸张的光学特性的分光测定中利用的光导以及收纳该光导的光导盒。
【背景技术】
[0002]已知以下技术:通过向纸币照射光，测量由纸币表面反射的反射光或透过纸币的透射光而调查纸币的光学特性，从而识别纸币的币种、真伪以及完损。例如，在专利文献I中，公开了以下纸币识别装置:为了测量纸币的光学特性，将紫外线或红外线等多个种类的光源排列为一列，利用与其对应而设置的多个传感器测量光学特性。此外，在专利文献2中，公开了以下装置:利用两个传感器测量对由纸币表面反射的紫外线进行滤波而得到的两个不同的波长域的反射光，通过进行光谱分析而识别纸币。
[0003]例如，若是对紫外线或红外线显示出具有特征的光学特性的纸币，则向纸币照射紫外线或红外线，分析从纸币得到的反射光或透射光的强度，从而能够识别该纸币。此外，在成为处理对象的多个种类的纸币中，在照射了紫外线或红外线的情况下从纸币得到的反射光或透射光的光谱分布根据各个币种而不同的情况下，通过分析光谱分布而能够识别纸币的币种。由于这样的光学特性在纸币上的多个部分区域被测量，所以设置向各区域照射规定波长的检查光的多个光源，利用通过与各光源对应而设置的多个传感器测量的数据进行识别处理。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:专利第3152372号公报
[0007]专利文献2:(日本)特开平10 - 143705号公报

【发明内容】

[0008]发明要解决的课题
[0009]但是，根据上述现有技术，根据作为光源而利用的检查光而需要多个传感器，在此之上为了处理通过各传感器测量的数据，处理内容以及处理电路复杂化，所以存在装置大型化或制造成本变高的问题。例如，在通过红外线以及紫外线的各个检查光测量光学特性的情况下，需要与各光对应的光源和与各光源对应的传感器，需要将通过各光源测量的结果分别进行处理。进而，为了测量规定域的光学特性，还存在需要滤波器等的情况。因此，装置的结构和通过该装置所进行的处理内容都变得复杂。
[0010]为了应对此情况，考虑利用光导将测量到的光引导至一个传感器的方法。光导优选与在纸币识别装置中取得纸币的全面图像的线传感器相同地，小型且能够高效率地测定纸币全面的光学特性，但实现这样的光导是困难的。
[0011]此外，在实现了这样的光导的情况下，为了将接收到的光高效率地引导至传感器，优选光导与其他部件不接触。为了利用光导，需要满足这样的制约条件且能够将光导收纳在内部的光导盒。
[0012]本发明是为了解决上述的现有技术的问题而完成的，其目的在于，提供以简单的结构高速地测量纸张的光学特性并识别的纸张识别装置；在该纸张识别装置中利用的、高效率地测定纸张上的宽范围的光学特性的纸张分光测定用光导；以及能够维持该光导的性能且将其收纳在内部的光导盒。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]为了解决上述的课题并达成目的，本发明是一种纸张识别装置，基于纸张的光学特性识别该纸张，其特征在于，具备:至少一个光源，向所述纸张照射光；导光体，将对从所述光源照射并在所述纸张的多个区域上反射的反射光或透过所述纸张的多个区域的透射光进行接收并聚光的光，从射出部射出；光学处理部，根据通过所述导光体从所述射出部射出的光形成光谱分布；以及识别处理部，基于通过所述光学处理部形成的所述光谱分布的特征识别所述纸张。
[0015]此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述识别处理部基于所述光谱分布的特征，进行所述纸张的币种识别以及真伪识别的至少一方。
[0016]此外，本发明的特征在于，在上述发明中，还具备:光源控制部，控制所述光源，与所述纸张的多个区域对应地设置多个所述光源，并且所述导光体接收来自根据所述光源控制部的控制而从所述光源照射了光的区域的反射光或透射光。
[0017]此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述光学处理部根据从所述导光体的射出面射出的光而形成干涉条纹，所述识别处理部基于通过所述光学处理部形成的所述干涉条纹的特征识别所述纸张。
[0018]此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述光学处理部具有:第一偏振光板，接收从所述导光体的所述射出部射出的光并将其偏光为直线偏振光；棱镜，接收通过所述第一偏振光板偏光的所述直线偏振光，射出具有根据接收位置而不同的相位差的异常光以及常光；以及第二偏振光板，接收从所述棱镜射出的所述异常光以及所述常光并将其偏光为直线偏振光，通过从所述第二偏振光板射出的所述直线偏振光形成所述干涉条纹。
[0019]此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述棱镜是具有对于所述异常光以及所述常光的折射率不同的楔形的第一复折射材料、以及与所述第一复折射材料结晶轴不同的楔形的第二复折射材料的沃拉斯顿棱镜。
[0020]此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述第一偏振光板以及所述第二偏振光板将接收到的光偏光为相对于竖直方向倾斜45度的直线偏振光波。
[0021]此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述识别处理部通过傅里叶变换根据在所述光学处理部中形成的所述干涉条纹而生成频率分布，并基于所述频率分布的特征识别所述纸张。
[0022]此外，本发明是一种纸张分光测定用光导，用于纸张表面的分光测定，其特征在于，具有:多个接收部，通过与纸张对置的接收面接收来自所述纸张的光；以及射出部，将通过所述多个接收部接收的光向与该光入射的方向不同的方向射出，多个所述接收部，被配置为调整其间隔以及高度使得相邻的两个接收部处于相互远离的位置上且能够有效地测定光的测定区域处于排列方向上相接的位置或一部分重复的位置上，并且接收在所述纸张上在所述排列方向上连续的区域的光。[0023]此外，本发明的特征在于，在上述发明中，具有:多个导光板，在厚度方向上排列而被配置，多个所述接收部在多个所述导光板的各个中分开形成。
[0024]此外，本发明的特征在于，在上述发明中，多个所述导光板在分支为各接收部的部分上具有向所述导光板的厚度方向弯曲的部分形状，在厚度方向上排列而被配置时全部的所述接收部线状地排列为一列。
[0025]此外，本发明的特征在于，在上述发明中，配置各导光板，以使比起从所述射出部至所述接收部的距离远的所述导光板的一部分向所述厚度方向弯曲的弯曲角度，从所述射出部至所述接收部的距离近的所述导光板的一部分向所述厚度方向弯曲的弯曲角度变得更大。
[0026]此外，本发明的特征在于，在上述发明中，各导光板在分支为多个所述接收部的区域上具有直到各接收部的圆弧状的侧面形状，从分支的根向前端具有一致的截面形状。
[0027]此外，本发明的特征在于，在上述发明中，在各导光板中，形成直到接收部的侧面形状的圆弧的外径、和形成直到在该外径侧相邻的接收部的侧面形状的圆弧的内径相同。
[0028]此外，本发明的特征在于，在上述发明中，还具备:隔板，在相邻的接收部之间对光进行遮光。
[0029]此外，本发明是一种光导盒，将上述发明所涉及的光导以仅接收部以及射出部向外部曝光的方式收纳于内部，具备:基板，从下侧对各导光板进行位置决定并支撑；以及盖板，从上侧对各导光板进行位置决定并固定，所述基板以及所述盖板仅在所述导光板的角部与所述光导接触。
[0030]此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述盖板具有上侧保持部，该上侧保持部具有主体部和在该主体部上固定的板簧，所述上侧保持部通过所述板簧将所述导光板侧面推压到所述主体部，以对所述导光板进行位置决定并固定。
[0031 ] 此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述基板具有:下侧保持部，形成用于对所述导光板进行位置决定的槽部，在所述槽部的底面上仅与中央相比形成得高的两外侧部与所述导光板的下侧角部相接，在所述槽部的两侧面上仅与上部相比形成得窄的下部与所述导光板的下侧角部相接。
[0032]发明效果
[0033]根据本发明，在纸张上设定能够测量可用于识别处理的光学特性的多个区域，对在该多个区域上测量的光进行聚光而用于识别处理，所以不需要为了对光进行处理而设置多个传感器，从而避免装置的结构复杂化并能够准确地识别纸张。此外，本发明对从纸张接收到的光进行聚光并利用，但由于是光学处理，所以处理速度为高速。
[0034]此外，根据本发明，在纸张上设定能够测量可用于币种识别或真伪识别等纸张的识别处理的光学特性的多个区域，对来自各区域的光进行聚光，基于从聚光后的光得到的特征进行识别处理，所以能够根据在纸张上设定的区域，通过一次识别处理，可以仅进行例如币种识别或真伪识别，还可以进行币种识别以及真伪识别的双方。
[0035]此外，根据本发明，通过将多个接收部排列为在纸张上的测定区域相接，从而能够在排列方向上连续的区域上测定纸张的光学特性。
[0036]此外，根据本发明，通过将多个接收部分为多个导光板而形成，从而与在一个导光板上形成全部的接收部的情况相比,能够高效率地测定光学特性。[0037]此外，根据本发明，由于将多个导光板在厚度方向上排列而配置，并且导光板的一部分具有在厚度方向上弯曲的形状，所以能够将多个接收部线状地配置为一列，扫描纸张并测定纸张全面的光学特性。
[0038]此外，根据本发明，配置多个导光板，以使比起从接收部至射出部的距离远的导光板的一部分在厚度方向上弯曲的弯曲角度，从接收部至射出部的距离近的导光板的一部分在厚度方向上弯曲的弯曲角度变得更大，所以不会由于基于弯曲的光的衰减和基于从接收部至射出部的距离的光的衰减而导致仅从一部分的导光板射出的光具有较大的衰减。
[0039]此外，根据本发明，在从射出部向各接收部分支的区域上，将到达各接收部的侧面形状设为圆弧状，将通过接收部接收的光在内部全反射并且引导至射出部，所以能够将接收到的光高效率地弓I导至射出部。
[0040]此外，根据本发明，形成光导的各导光板、和将光导收纳在内部的光导盒，仅在导光板的角部接触，所以能够将从导光板向外部泄露的光抑制到最低限。
【专利附图】

【附图说明】
[0041]图1是表示实施例1所涉及的纸币识别装置的结构概要的示意图。
[0042]图2是表示在实施例1所涉及的纸币识别装置中利用的光导的构造的图。
[0043]图3是用于说明实施例1所涉及的光导的纸币表面的测量区域的图。
[0044]图4是用于说明实施例1所涉及的光导具有能够识别纸币的光学性能的图。
[0045]图5是表示实施例1所涉及的光学处理部的结构概要的示意图。
[0046]图6是用于说明在实施例1所涉及的光学处理部中进行的光学处理的概要的示意图。
[0047]图7是表示由实施例1所涉及的光学处理部得到的干涉条纹的例子的图。
[0048]图8是表示通过傅里叶变换从干涉条纹得到的频率分布的例子的图。
[0049]图9是表示用于光导的光学性能评价的装置的结构概要的示意图。
[0050]图10是表示实施例2所涉及的纸币识别装置的结构概要的示意图。
[0051]图11是用于说明实施例2所涉及的光导的测定区域的图。
[0052]图12是表示实施例2所涉及的光导的外观的立体图。
[0053]图13是表示形成实施例2所涉及的光导的各导光板的弯曲形状的截面示意图。
[0054]图14是用于说明实施例2所涉及的各导光板的配置位置的关系的图。
[0055]图15是用于说明实施例2所涉及的各导光板的形状的图。
[0056]图16是用于说明实施例2所涉及的光导在盒内部的固定方法的图。
[0057]图17是用于说明在实施例2所涉及的光导的射出侧涂覆的密封材料的截面示意图。
[0058]图18是用于说明实施例2所涉及的导光板的固定方法的截面示意图。
[0059]图19是用于说明维持实施例2所涉及的各导光板的间隙的方法的截面示意图。
[0060]图20是用于说明在实施例2所涉及的光导中利用的光源单元的截面示意图以及外观图。
[0061]图21是表示在实施例2所涉及的导光板中利用的材质的分光透射率特性的例子的图。【具体实施方式】
[0062]以下参照附图，详细说明本发明所涉及的纸张识别装置、在用于在该纸张识别装置中取得纸张的光学特性的分光测定中利用的光导以及收纳该光导的光导盒的适合的实施例。另外，以下，作为纸张，设为以纸币为例进行说明。
[0063]实施例1
[0064]在图1中表示纸币识别装置I的概要。如图1 (A)所示，纸币识别装置I具有:光源2，为了识别纸币100而向纸币100照射光；光导10，从接收部接收从光源2照射并在纸币100上反射的反射光并从发射部发射；光学处理部3，经由光导10接收来自纸币100的反射光；以及识别处理部4，通过对从由光学处理部3处理的光得到的信息进行处理从而识别纸币100。
[0065]图1 (B)是利用与同图(A)不同的光导11的情况下的例子，除了光导11以外的基本结构与同图(A)相同。纸币识别装置I被设置为光导10或11相对于光学处理部3固定，且具有图1 (A)或(B)的结构，此外也可以是光导10或11被设置为相对于光学处理部3可装卸，通过更换光导10或11从而实现同图(A)或(B)的结构。
[0066]此外，纸币识别装置I除了如图1所示的功能部之外，还包含:用于传输纸币100的传输部；用于检测纸币100的到达并决定处理开始的定时的定时传感器；以及与其他装置之间进行数据的发送接收的通信接口等，但对此由于与现有技术相同，所以省略说明。此夕卜，纸币识别装置I不限于利用在纸币100上反射的反射光的方式，还能够利用透过纸币100的透射光、或利用反射光以及透射光的双方，但由于后述的光学处理是相同的，所以在本实施例中说明仅利用反射光的情况。
[0067]光源2例如由LED或灯等形成，具有向成为识别对象的纸币100照射光的功能。例如，如图1 (A)所示，与光导10的多个接收部IOA?IOE对应地配置多个白色LED而用作光源2。其中，只要光学处理部3能够经由光导10以及11接收充分的光量，则不特别限定形成光源2的LED等的个数或种类。光源2的光量调整或光源2的点亮以及关闭的定时通过作为光源控制部发挥作用的识别处理部4控制。
[0068]光导10以及11是由例如无色透明的树脂材料或玻璃材料成形的导光板(导光体)，具有将从一个或多个接收部接收到的光从规定的射出部射出的功能。图1 (A)所示的光导10在纸币100的上方(Z轴正方向)从五个接收部IOA?IOE接收光，与此相对，同图(B)所示的光导11将在纸币100的上方与纸币100对置的面整体设为接收部11A。图1示意性地表示了光导10以及11的构造，但具体而言，例如具有图2所示的形状。
[0069]如图2 (A)所示的光导10对从在纸币识别装置I中与纸币100对置而配置的五个接收部IOA?IOE接收到的光进行聚光，从一个射出部IOF向光学处理部3射出。光导10的形状被光学设计，以使从各接收部IOA?IOE接收到的光通过内部被反射而从射出部IOF射出。此外，被光学设计以使从沿着X轴向排列而配置的各接收部IOA?IOE接收到的光，不会以大地不同的强度到达处于X轴向的大致中央的射出部10F。
[0070]具体而言，例如，从在X轴向的大致中央配置的接收部IOC随着向两端外侧延伸，接收面的面积变大。即，比起接收部IOC的面积，接收部IOB以及IOD的面积更大，比起接收部IOB以及IOD的面积，接收部IOA以及IOE的面积更大。[0071]另外，接收的光量的调整通过考虑了接收部等的光导的形状、光导的材质等的光学设计而实现，此外也可以例如通过控制光源2而进行。具体而言，也可以将如图2 (A)所示的光导10的接收部IOA?IOE的接收面的面积设为全部相同的大小，控制从与各接收部IOA?IOE对应而设置的各光源2照射的光的光量。由此，基于光导10的形状或从接收部IOA?IOE至射出部IOF为止的光程长度等来控制各光源2的光量，则能够控制从各接收部IOA?IOE到达射出部IOF的光量。此外，通常，进行光量的调整以使从各接收部IOA?IOE接收到的光以大致相同的强度到达射出部10F，但也能够故意地设为不同的强度。具体而言，只需控制从与各接收部IOA?IOE对应而设置的各光源2照射的光量或照射定时等，就能够例如在纸币100上的某区域照射强光，在其他区域照射弱光。适当决定光导10的形状或各光源2的控制，以使为了识别纸币100而在进行后述的光谱分析等时易于表现纸币100的特征。
[0072]如图2 (B)所示的光导11将从纸币识别装置I中与纸币100对置的面即接收部IlA接收到的光从射出部IlB向光学处理部3射出。光导11的形状被光学设计为从接收部IlA接收到的光从射出部IlB被射出。此外，在接收部IlA中形成菲涅尔透镜，以使具有聚光功能。在如图2 (B)所示的光导11中，也对在纸币100上的宽范围内接收到的光进行聚光，从一个射出部IlB射出。
[0073]像这样，本实施例所涉及的纸币识别装置I的一个特征在于，通过利用光导10或11，在接收到来自纸币100上的多个区域或宽区域的光后，将接收到的光聚光为一个，用于后续的纸币100的识别处理。光学处理部3以及识别处理部4使用被聚光的光进行处理，所以不需要以往那样的多个传感器。因此，与以往装置相比成为简单的装置结构且还能够抑制制造成本。此外，能够测量多个区域的光学特性，且由于利用被聚光的光而不是单独利用各区域的光学特性，所以能够高速地进行处理。
[0074]通过光导10以及11测量的纸币100上的区域的例子如图3所示。若利用如图2(A)所示的光导10，则如图3 (A)所示，能够通过各个对应的各接收部IOA?IOE接收来自沿着Y轴向通过光导10的下方(Z轴负方向)的纸币100上的独立的五个区域IOlA?IOlE的光。
[0075]此外，若利用如图2 (B)所示的光导11，则如图3 (B)所示，能够通过接收部IlA接收来自通过光导10的下方的纸币100上的宽区域102的光。此外，若控制来自光源2的光的照射定时，则如图3 (C)所示，还能够仅将通过光导11的下方的纸币100的在移动的方向(Y轴向)上的一部分的区域103A以及103B作为对象而接收光。此外，关于如图2(A)所示的光导10，同样也能够仅测量在Y轴向上的一部分的区域。
[0076]除了利用光导10或11对来自多个区域的光进行聚光并利用的方式之外，还能够单独测量来自多个区域的光。具体而言，例如，如图2 (B)所示的光导11，接收部IlA由一个面形成，但如图1 (B)所示，由于多个光源2被配置在相离的位置上，所以通过控制从各光源2照射光的定时，如图3 (D)所示，能够将纸币100上的一部分的区域104A?104E设为测量对象区域，单独地接收来自各区域的光。
[0077]此外，在利用如图2 (A)所示的光导10的情况下，也可以通过控制来自与各接收部IOA?IOE对应的各光源2的光的照射定时，如图3 (D)所示，能够仅将在纸币100上与各接收部IOA?IOE对应的一部分区域104A?104E作为对象而单独地接收来自各区域的光。根据图2 (A)的光导10，测量对象区域与接收部IOA?IOE对应而被限定，所以与同图(B)的光导11相比，能够更准确地将测量对象区域限定为一部分区域104A?104E。
[0078]另外，若组合如图3 (D)所示的各区域104A?104E的Y轴向的位置，则还能够同时测量所选择的任意的两个、三个或四个区域。
[0079]像这样，通过控制光导10以及11的形状或光源2的发光定时或光量，能够变更在纸币100上接收光的位置以及区域。因此，关于成为识别对象的纸币100，在仅检测一部分的区域的光学特性即可的情况下，能够与此对应而调整光导10以及11的测量区域。若仅将易于得到光学的特征的部分区域作为对象而进行测量，则能够减轻测量结果的后处理的负担并进行高速的识别处理。此外，若通过限定测量区域而抑制对于测量结果的其他区域的影响，则能够提高纸币100的识别精度。
[0080]图2 (A)以及(B)所示的光导10以及11相对于同图所示的正面形状，具有从侧方(X轴向)观察的厚度为薄的平板形状。例如，相对于正面形状的纵横(X轴向以及Z轴向)的尺寸为数十_?IOOmm左右,厚度成为5mm左右。其中,本实施例不限定于此。例如,光导10以及11也可以具有比纸币100更宽的宽度(X轴向的尺寸)。
[0081]此外，图2所示的光导10或11为一例，光导10以及11的形状根据成为识别对象的纸币100的测量对象区域、以及纸币100和光学处理部3的位置关系而被适当决定。具体而言，例如可以从接收部向射出部形成大致L字型或大致U字型，且接收部的数目也没有被特别限定。
[0082]通过利用这样的光导10以及11，相对于接收来自纸币100的反射光的位置，配置光学处理部3的位置的自由度变高。因此，能够将纸币识别装置I小型化。此外，由于通过光导10以及11对从纸币100接收到的光进行聚光并利用，所以能够在一个传感器中得到充分的光量而进行识别处理。
[0083]此外，通过变更光导10以及11的形状或控制光源2的配置位置以及点亮定时等，能够变更纸币100上的测量位置以及测量区域，变更从通过光导10以及11聚光的光得到的光学特性。若根据成为处理对象的纸币100的光学特性，控制光导10以及11的形状或光源2的位置以及点亮定时等，则能够准确地识别纸币100。
[0084]具体而言，例如，在某纸币100中，如图3 (A)所示，能够根据用于识别处理的目的而设定适当的测量区域，以使测量诸如能够得到可用于币种识别的光学特性的区域IOlA?101C、和能够得到可用于真伪识别的光学特性的区域IOlD以及101E。此时，在一次测量中，能够得到币种识别所需的光学特性和真伪识别所需的光学特性的双方。由于仅测量必要的区域，所以能够高速地进行处理。此外，由于得到对识别处理有效的光学特性而进行纸币100的识别处理，所以能够准确地识别币种以及真伪。
[0085]光导10以及11的一个特征在于，对在纸币100上的多个区域上测量的光进行聚光而用于识别。
[0086]示出利用图9所示的纸币识别装置进行识别处理的例子。该纸币识别装置201从光源207向纸币100照射光，将在纸币100上反射的光通过聚光透镜202聚光，通过准直透镜203使之成为平行光后，将通过设置在缝隙部件204上的缝隙的光通过棱镜205进行分光，通过CCD传感器206测量各波长的光的反射强度。关于这样的以往的纸币识别装置201的结构、功能以及动作，例如在国际公开第2009/157049号中公开。[0087]在此，代替聚光透镜202、准直透镜203以及缝隙部件204而利用如图2 (A)所示的光导10。并且，通过光导10的接收部IOA?IOE接收从光源207照射、在纸币100上反射的反射光。与从缝隙部件204的缝隙入射至CXD传感器206的情况相同，光导10配置为从射出部IOF射出的光入射至CXD传感器206。并且，根据通过棱镜205被分光且通过CXD传感器206被测量的光谱分布，识别纸币100。
[0088]其结果，例如，关于具有2种不同的币种的纸币100，在如图3 (A)所示测量了区域IOlA?IOlE的情况下，得到图4 (A)所示的光谱分布。在图4 (A)中，能够明确地区分2种的各纸币100的光谱分布20以及21。即，能够利用光导10，基于光谱分布20以及21识别纸币100的币种。
[0089]根据纸币100的币种，例如如图4 (B)所示，还存在两个光谱分布30以及31在宽波长区域上大致一致的情况。但是，即使在这种情况下，由于也能够在某波长区域32中明确地区分各纸币100的光谱分布30以及31，所以能够识别纸币100的币种。S卩，通过将以往装置的光学系统置换为本实施例所涉及的光导10以及11，也能够进行纸币识别。
[0090]另外，图4 (A)以及(B)是一例，在利用如图2所示的光导10以及11，将纸币100上的测量区域如图3 (B)?(D)所示那样进行选择而测量的情况下，也同样能够识别纸币100的币种。此外，还能够利用光导10以及11进行纸币100的真伪识别。关于纸币100的币种以及真伪的识别，将从成为识别处理的对象的纸币100得到的图4 (A)以及(B)所示的各光谱(20、21、30以及31)与例如在存储装置等中预先保存的各币种的基准数据相比而判定，但关于判定处理由于与现有技术相同所以省略详细的说明。
[0091]本实施例的一个特征在于，通过光导10或11，能够有效地利用宽波长域的光而识另Ij纸币100。但是，用于识别的检查光不被特别限定，与以往相同，也可以利用紫外线或红外线等规定波长域的检查光。具体而言，也可以将紫外线或红外线等规定波长域的检查光向纸币100照射，如图3 (A)?(C)所示，将来自纸币100上的各区域的反射光通过光导10或11进行聚光并进行光谱分析。此时，也与图4 (A)以及(B)的情况相同，能够从光谱分析的结果得到各纸币100的特征，从而识别币种以及真伪。
[0092]具体而言，例如，在纸币100上的图3 (D)所示的部分区域104D上，利用与紫外线反应的荧光墨而印刷规定的安全标记情况下，能够向该区域104D照射紫外线而进行反射光的光谱分析，基于该分析结果判定有无安全标记，从而用于真伪识别等。此外，除了按照每个部分区域进行光谱分析之外，也可以连续地进行规定区域的光谱分析，基于光谱的变化识别纸币。例如，在图3 (A)所示的部分区域IOlC内，通过荧光墨印刷了多个安全标记的情况下，能够向该部分区域IOlC连续地照射紫外线，基于所得到的反射光的光谱的变化而识别纸币。无论在哪个情况下，都能够通过预先准备成为判定基准的基准数据而比较该基准数据和测量数据，将所得到的结果用于纸币100的识别。
[0093]此外，根据本实施例，不限于通过一个光谱分布仅识别币种或真伪的任一方的方式，还能够同时识别双方。如图3 (A)?(D)所示，根据本实施例，能够在纸币100上设定多个测量区域。因此，例如，若设定能够测量对币种识别有效的光学特性的区域、和能够测量对真伪识别有效的光学特性的区域，将从这些区域得到的光利用光导10或11进行聚光并生成光谱分布，则能够同时进行币种识别以及真伪识别。
[0094]在图4 (A)以及(B)中，横轴表示光的波长，纵轴表示各波长的光的反射强度。关于纸币100的完损识别，已知能够根据如图4 (A)以及(B)所示的光谱分布的某波长域中的光谱波形的特征进行完损识别。
[0095]这里，示出能够根据利用本实施例所涉及的光导10以及11测量的结果而进行纸币的完损识别。将未使用的新币的光谱分布作为基准而对各纸币的测量结果进行标准化，将纵轴作为与基准纸币的强度比，横轴作为光的波长而做成的图为图4(C)。此外，关于多个完券以及损券，根据进行这样的标准化而得到的结果，求得如同图(C)所示的波长域λ I?λ 2中的切线y = ax + b，将斜率a作为横轴，截距b作为纵轴而做成的图为图4 (D)0另外，在此利用了作为完券而未使用的纸币即新币以及流通券。
[0096]在图4 (D)中，将从应被识别为完券的纸币100得到的值以圆点表示，将从应被识别为损券的纸币100得到的值以三角点表示。像这样，若设定成为阈值42的直线，则能够将该直线作为边界，区分被识别为完券的纸币100的分布40和被识别为损券的纸币100的分布41。即，还能够通过根据利用光导10以及11而得到的光谱分布而计算规定的特征量并与阈值比较，从而进行纸币100的完损识别。
[0097]另外，用于完损识别的特征量不限定于光谱分布的斜率，例如还能够利用形成光谱分布的光反射强度。具体而言，由于在完券和损券之间对光反射强度产生差异，所以通过以可区分完券以及损券的方式设定阈值，从而能够通过比较光反射强度和阈值而进行完损识别。此时，传感器的数目没有被特别限定。此外，关于测量光的波长，若能够根据完损而测量反射强度的差异，则也可以仅在一个波长中进行测量，也可以在多个波长中进行测量。例如，还能够通过利用由一个传感器测量的多个波长的光反射强度的总和或以规定波长测量的多个传感器的反射强度的总和，与阈值比较，从而识别纸币的完损。
[0098]本实施例利用具有可识别纸币100的币种、真伪以及完损的光学性能的光导10以及11，以与以往装置201不同的方法进行纸币100的识别。具体而言，根据在纸币100表面上反射的光，由光学处理部3形成干涉条纹，通过CXD传感器55测量该干涉条纹。并且，将干涉条纹通过识别处理部4变换为频率分布，基于该频率分布进行纸币100的识别。以下，详细说明纸币识别装置I的这些处理。
[0099]首先，如图1所示，从光源2向纸币100照射的光在纸币100上反射并入射至光导10或11。入射至光导10或11的光从光导10或11被入射至光学处理部3。在光学处理部3内，形成被入射的光的干涉条纹。
[0100]图5是表示光学处理部3的结构概略的示意图。如图5所示，光学处理部3具有:散射板50,用于将从同图左侧(X轴负方向侧)的光导10或11入射的光散射为一致的光并射出；第一 45度偏振光板51,用于使从散射板50入射的无偏振光波成为45度的直线偏振光波；沃拉斯顿棱镜52,利用复折射将从45度偏振光板入射的直线偏振光波分离为具有光程差(相位差)的异常光(垂直偏振光波)以及常光(水平偏振光波)的、正交的两个偏振光分量；第二 45度偏振光板53,对齐产生了光程差的异常光以及常光的两个偏振光分量振动的面；透镜54,用于使两个光分量在(XD传感器55上成像；以及(XD传感器55,用于将两个光分量的干涉光的分布作为干涉条纹分量而测量。
[0101]在此，详细说明光学处理部3的动作。图6是用于说明光学处理部3的内部的光的情况的不意图。
[0102]首先，从图6的左侧(X轴负方向侧)的光导10或11入射至光学处理部3的光300，通过散射板50散射后,入射至第一 45度偏振光板51。从通过散射板50从光导10或11入射的光300中，去除光导10或11的形状所导致的影响等，成为一致的光301并入射至45度偏振光板51。即，即使在光从X轴负方向侧被入射至散射板50的一部分区域的情况下，也将其作为一致的光从散射板50的X轴正方向侧的整面向45度偏振光板51射出。
[0103]接着，入射至45度偏振光板51的光301，如图6所示，被偏光为绕着X轴相对于Z轴倾斜45度的方向的直线偏振光波302。S卩，以无偏光状态入射的光301成为45度直线偏振光波302。
[0104]如图5所示，在光学处理部3中利用的沃拉斯顿棱镜52由处于结晶方向正交的关系的第一复折射材料52a以及第二复折射材料52b形成。由方解石或水晶等成形的各复折射材料52a以及52b从相对于光前进的方向(X轴向)垂直的方向(Y轴向)来看的形状成为各个楔形。两个复折射材料52a以及52b，从Y轴向来看，以成为矩形形状且接合面形成该矩形形状的对角线的方式被接合。
[0105]通过沃拉斯顿棱镜52具有这样的形状，从而根据Z轴向的位置，光沿着X轴向透过复折射材料52a以及52b的各个内部的距离dl以及d2发生变化。
[0106]即，从沃拉斯顿棱镜52的Z轴向最下端入射的光仅透过第一复折射材料52a。并且，入射光随着向Z轴正方向侧移动，透过第一复折射材料52a的距离dl变短，且透过第二复折射材料52b的距离d2变长。这样，从Z轴向最上端入射的光仅透过第二复折射材料52b。
[0107]如图6所示，在沃拉斯顿棱镜52的Z轴向的某位置上，光向X轴正方向行进而将透过第一复折射材料52a的距离设为dl，将透过第二复折射材料52b的距离设为d2，将结晶轴向为Y轴向的第一复折射材料52a中的异常光303的折射率设为no，将常光304的折射率设为ne。此时，由于偏振光方向的差异产生的异常光303以及常光304的光程差LI成为 LI = (no — ne) dl。
[0108]与此相对，在结晶方向为Z轴向的第二复折射材料52b中，异常光303的折射率成为ne，常光304的折射率成为no。并且，此时的光程差L2成为L2 = (ne — no) d2。
[0109]另外，由于根据斯涅尔定律，正交的两个常光304以及异常光303的行进方向在两个复折射材料52a以及52b的边界面中几次倾斜，所以在第二复折射材料52b中的光程严格来说根据d2变化。具体而言，例如，异常光303向着绕着Y轴向从X轴向Z轴正方向仅倾斜0.5度的方向行进。例如，在利用了水晶作为第二复折射材料52b的情况下，若设为d2=5mm，则实际的光程成为5.0000192mm。像这样，d2根据复折射材料52a以及52b的折射率等而变化，但由于d2的变化量非常微小，所以不特别考虑也没有问题。
[0110]因此，透过两个复折射材料52a以及52b后的异常光303以及常光304的光程差L成为L = LI + L2 = (no — ne) (dl — d2)。如图5所示，由于(dl — d2)的值根据沃拉斯顿棱镜52的Z轴向的位置而变化，所以光程差L也同样地根据沃拉斯顿棱镜52的Z轴向的位置而变化。
[0111]像这样，由于异常光303以及常光304的光程差L根据Z轴向的位置而变化，所以若干涉这两个光303以及304，则产生在Z轴向上具有深浅的干涉条纹。
[0112]因此，通过第二 45度偏振光板53对齐透过两个复折射材料52a以及52b而产生了光程差的异常光303以及常光304的两个偏振光分量振动的面而进行干涉。由此透过45度偏振光板53的光306在Z轴向形成干涉条纹。
[0113]如图5所示，光学处理部3将这样得到的两个光分量通过透镜54在CXD传感器55上成像。其结果，通过CXD传感器55，测量例如如图7所示的干涉条纹。
[0114]像这样，能够通过光学处理部3，根据表示纸币100的光学特性的光而形成干涉条纹。由于经由光导10或11入射至光学处理部3的光根据纸币100的光学特性而成为不同的光，所以通过CCD传感器55测量的干涉条纹也根据纸币100而成为不同的干涉条纹。因此，能够基于干涉条纹所表现的特征而识别纸币100。
[0115]图1所示的识别处理部4对通过CXD传感器55测量的干涉条纹进行傅里叶变换。即，通过对如图7所示那样的干涉条纹进行傅里叶变换，变换为如图8所示那样的频率分布。该频率分布是将从纸币100得到的光通过光学处理部3变换为干涉条纹，进而将该干涉条纹通过识别处理部4进行傅里叶变换而得到的频率分布，所以表示根据纸币100的光学特性而不同的频率分布。因此，能够基于频率分布所表现的峰值的位置、大小(振幅)等特征而识别纸币100。
[0116]具体而言，例如，如图8所示，在将币种不同的2种纸币100通过纸币识别装置I测量而得到的频率分布60以及61中，起峰的频率和峰值的高度成为不同。识别处理部4通过比较这样得到的频率分布60以及61，基于例如峰值位置以及峰高度等特征进行纸币100的识别。与参照图4说明的内容相同，能够利用币种、完损以及真伪等之间所表现的频率分布的差异而进行纸币100的识别。其中，图8是一例，还存在表示光谱不具有明确的峰值的、例如如图4 (A)或(B)所示那样的波形的情况，但此时也能够根据光谱的差异而识别纸币100。
[0117]另外，若预先利用纸币识别装置I测量成为处理对象的纸币100的光学特性，将其作为基准数据而存储至存储器等存储装置中，则能够通过比较该基准数据和测量数据而识别多个种类的纸币100。此外，也能够设定阈值以使能够区分币种、完损以及真伪等种类的差异，从而进行纸币100的识别。由于这样的纸币100的识别处理与现有技术相同所以省略详细的说明。
[0118]此外，在图1中表示了通过光导10或11的接收部接收从光源2照射并在纸币100上反射的反射光的例子，但本实施例不限定于此，也可以是从相对于纸币100而与光导10或11对置的一侧(Z轴负方向侧)向纸币100照射光，利用透过纸币100的透射光的方式。根据纸币100的特征适当决定利用反射光或透射光的任一个、或反射光以及透射光的双方，以使得到能够容易且准确地识别纸币100的光学特性。同样，还适当决定光导10以及11的形状、纸币100上的光的测量位置以及测量区域，以使能够容易且准确地识别成为处理对象的纸币100。
[0119]此外，作为导光板表示了利用树脂制的光导10或11的方式，但本实施例不限定于此，例如，作为导光体也可以利用光纤等。
[0120]如上述那样，根据本实施例，由于通过光导10或11测量纸币100的表面的光学特性，所以对于纸币100配置光学处理部3的位置的选择的自由度高，从而能够将纸币识别装置I小型化。此外，通过将纸币识别装置I小型化，能够降低制造所花费的成本。
[0121]此外，能够通过利用光导10或11，在宽范围测量纸币100的光学特性或仅测量部分区域，设定测量位置或测量区域，以使迎合各纸币100的光学的特征而易于检测光学特性。因此，能够准确地测量各纸币100的光学特性，准确地识别纸币100。此时，根据在纸币上能够测量可用于币种识别的光学特性的区域或能够测量可用于真伪识别的光学特性的区域等被设定的区域，通过一次识别处理，能够仅进行币种识别以及真伪识别的任一方，还能够进行币种识别以及真伪识别的双方。
[0122]光导10或11能够由透明的树脂材料等廉价且容易地制造。因此，根据纸币100的种类制造各种的光导，根据成为处理对象的纸币100选择合适的光导并利用，从而能够准确地测量各纸币100的光学特性并准确地识别纸币100。
[0123]此外，通过光导10或11对从纸币100上的多个区域或宽区域得到的光进行聚光并用于识别处理，所以与未聚光的情况相比利用的光的强度变高，纸币100的光学特性的测量精度或纸币100的识别精度提高。进而，若利用全波长域的光而不是仅利用所得到的光的一部分的波长区域，则能够进行有效地利用光的纸币识别。测量的光的强度高，与测量弱光的情况相比能够缩短测量时间，所以能够缩短识别的整体的处理时间。
[0124]此外，由于通过光学处理部3对从纸币100得到的光进行干涉并利用，所以通过干涉效果，能够在一部分的区域得到具有比从纸币100得到的光的强度更高的强度的光。因此，光学特性被强调，纸币100的光学特性的测量精度或纸币100的识别精度提高。
[0125]此外，在CCD传感器55的测量的前阶段，即直至形成干涉条纹时为止为利用了光的处理，所以与拍摄图像或进行对拍摄到的图像的图像处理的情况相比能够高速地进行处理。
[0126]实施例2
[0127]在实施例1中，示出了将一个平板状的导光板(导光体)用作光导10、11的例子，但在本实施例中，说明将组合了多个导光板的导光板用作光导的例子。另外，包含实施例1，在本实施方式中，利用将通过接收部接收的光引导至射出部的导光体即导光板。在利用一个导光板的情况下该导光板为光导10、11，在利用多个导光板的情况下通过这些导光板形成一个光导。
[0128]在图10中，表示利用本实施例所涉及的光导400的纸币识别装置I的概要。如图10 (A)所示，纸币识别装置I具有:光源2，向纸币100照射光；光导400，将从光源2照射并在纸币100上反射的反射光从接收部501?516接收并从射出部521?524向光学处理部3射出；光学处理部3，经由光导400接收来自纸币100的反射光；以及识别处理部4，通过对从由光学处理部3处理的光得到的信息进行处理，从而识别纸币100。本实施例所涉及的光导400具有16个接收部501?516，如图10 (B)所示，各接收部501?516接收从光源2照射并在纸币100上反射的光。
[0129]关于光源2、光学处理部3以及识别处理部4的功能以及动作，由于与在实施例1中说明的内容相同所以省略详细的说明，以下，详细说明作为本实施例的特征的光导400。
[0130]如图10 (A)所不,光导400由四个导光板401?404形成。各导光板401?404是利用丙烯树脂等透明树脂材料而成形的板状体。在导光板401中，被设置为与纸币100对置的四个接收部501?504在X轴向被配置为一列，以使离纸币100的高度成为相同。通过四个接收部501?504接收的光在内部被全反射并被引导至X轴向，从射出部521向光学处理部3射出。同样，通过在其他导光板402?404中光也在内部被全反射，从而在导光板402中将通过接收部505?508接收的光引导至射出部522，在导光板403中将通过接收部509?512接收的光引导至射出部523，在导光板404中将通过接收部513?516接收的光引导至射出部524。
[0131]四个导光板401?404如图10 (A)所示，在将光学处理部3侧的各射出部521?524的位置在Y轴向对齐的状态下，按照导光板401、402、403、404的顺序，X轴向的长度变短。各导光板401?404的长度被设定为各接收部501?516在X轴向等间隔地配置。
[0132]具体而言，在导光板401以及导光板402的X轴向的长度的差异被设定为，光学处理部3侧的射出部521以及522对齐为在X轴向成为相同的位置的状态下，导光板401的接收部504和导光板402的接收部505的X轴向的间隔与在各导光板401以及402中相邻的接收部(501?504以及505?508)的X轴向的间隔成为相同。导光板402和导光板403、导光板403和导光板404的X轴向的长度也被设定为同样。其结果，在光导400中，16个接收部501?516成为在X轴向等间隔地配置的状态。此外，关于各导光板401?404的形状细节如后述，但这些16个接收部501?516在X轴向上被线状地排列为一列。
[0133]图11是用于说明接收部501?516的具体的配置的例子的图。图11 (A)表示在从Y轴向看一个接收部501?516的情况下能够有效地测定纸币100的光学特性的区域(图中斜线区域)，同图(B)表示在从Z轴向看的情况下的16个接收部501?516的配置位置(图中实线)和在该配置位置上能够测定的纸币100上的区域(图中虚线)。
[0134]如图11 (A)所示，在一个接收部501?516中，能够有效地接收开口角22.6度的区域内(图中斜线部)的光。若将具有矩形截面的接收部501?516的X轴向的宽度设定为
4.5mm，将从纸币100至接收面的高度设定为9mm，则在X轴向上能够在12mm的宽度有效地测定来自纸币100的光。因此，相邻的两个接收部501?516的X轴向中心位置配置为在X轴向成为12mm以内，从而能够在纸币100上测定连续的带状区域的光学特性。
[0135]此外,若将接收部501?516的Y轴向的宽度设定为3.5mm,则同样,在高度9mm、开口角22.6度的情况下能够有效地接收光的区域在Y轴向成为Ilmm的宽度，但在Y轴向能够测定的区域由于收纳光导400的盒而受到限制。具体而言，在盒内被收纳的光导400仅能够在盒中所设置的测定窗的范围内接收光，例如收纳光导400的盒在Y轴向具有9mm宽度的测定窗的情况下Y轴向的测定区域成为宽度9mm。
[0136]S卩，将具有3.5mmX4.5mm的矩形形状的接收面(图中实线)的接收部501?516配置为以离纸币100距离9mm的高度与纸币100对置，则如图11 (B)所示，能够根据一个接收面(图中实线)将纸币100上9mmX 12mm的矩形区域(图中虚线)设为有效测定区域。若将各接收部501?516等间隔地配置为一列，以使各个X轴向中心位置在X轴向成为12_的宽度，则能够将一个接收部作为I波道，在16波道量、宽度192mm的连续的带状区域中有效地测定光学特性。由此，若是X轴向的宽度为192mm以下的纸币100，则通过在光导400的下方将该纸币100在Y轴向上传输并扫描，从而能够测定纸币全面的光学特性。
[0137]另外，在图11 (B)中，设定各接收部501?516的配置位置以使在相邻的接收部501?516中开口角22.6度的测定区域在X轴向相接，但若能够测定纸币100的全面，则也可以设定配置位置以使测定区域的一部分重复。此外，图11 (B)表示通过光源2，在多个波道的区域同时照射光的情况下的例子，但还存在例如以每一个波道或每两个波道的方式，按照每个规定波道，在对应的纸币100上的规定区域上照射光，进行测定的情况。在这样的情况下，为了准确地进行在成为对象的规定区域上的测定而利用隔板。[0138]具体而言，例如，如图11 (C)所示，若在两个接收部502以及503之间配置隔板530，则来自与接收部502对应的光源2的光在纸币100上照射至与接收部502对应的区域且从纸币100反射的光能够不被相邻的接收部503接收。例如，在将16波道的接收部501?516以两个为一组而用作8波道量的情况下，如图11 (D)所示，接收部501?516按照每两个被隔板530划分。另外，在利用隔板530的情况下，如图20 (B)所示，在每个被隔板530划分的区域中配置光源2。若如图11 (C)所示那样将各接收部501?516的各测定区域配置为在X轴向例如重复0.3mm，则能够以8波道量在宽度187.5mm的区域中测定光学特性。
[0139]接着，说明形成光导400的四个导光板401?404的形状。图12是由四个导光板401?404形成的光导400的立体图。各导光板401?404在盒410 (图中虚线)内固定位置而被收纳。
[0140]四个导光板401?404在Y轴向被排列而配置，但各导光板401?404的X轴向的长度不同，以使各接收部501?516在X轴向等间隔地配置。此外，在各导光板401?404中，从光学处理部3侧向前端部(X轴负方向)分支为四个后的区域上，到达各接收部501?516的途中部分成为被弯曲的形状，以使各接收部501?516在X轴向排列为I列。
[0141]图13是用于说明从X轴负方向侧看各导光板401?404的弯曲部的形状的图。关于形成盒410的基板412以及盖板411表示了截面形状。在基板412上，在与各接收部501?516对应的位置上，设置比各接收部501?516微大的开口部，以使仅各接收部501?516在盒410下面曝光。导光板401?404在盒410内位置被固定,关于固定方法如后述。
[0142]从X轴负方向侧看，导光板401的弯曲形状和导光板402的弯曲形状相对于Z轴成为对称的关系。同样，处于两外侧的导光板403的弯曲形状和导光板404的弯曲形状也相对于Z轴成为对称的关系。更具体而言，四个导光板401?404如图14所示那样配置而被利用。
[0143]表示相对于通过接收部501?516接收的光的从射出部521?524射出的光的比例的射出效率，从接收部501?516至射出部521?524的距离越远则越降低。此外，用于将接收部501?516配置为一列的弯曲的角度越大，则全反射率变得越小，所以射出效率降低。因此，从接收部501?508至射出部521?524的距离远的导光板401以及402被配置在内侧，以使这两个导光板401以及402的弯曲角度变得比其他两个导光板403以及404的弯曲角度小。即，设定各导光板401?404的配置位置，以使基于从接收至射出的距离的衰减越大，则基于弯曲角度的衰减变得越小。
[0144]图15是用于说明导光板401?404的形状的图。各导光板401?404的形状被光学地设计为，从各接收部501?516接收到的光在内部被全反射且被引导至各射出部521?524，而不是向导光板401?404的外部泄露。从Y轴向看，被分支为四个后到达接收部501?516的部分的侧面形状在各导光板401?404中成为相同的形状。因此，在图15中，以导光板401为例表示侧面形状。将通过接收部501?504接收到的光从具有与Z轴垂直的接收面的接收部501?504引导至具有与X轴垂直的面的射出部521，所以分支为四个的区域的侧面形状成为圆弧状。在图15 (A)中，虚线箭头所示的范围成为圆弧形状。
[0145]图15 (A)所示的圆弧状的侧面形状中的曲率半径Rl?R5具有大小为Rl >R2> R3 > R4 > R5的关系。优选到达各接收部501?503的圆弧状区域在向X轴向移动时，成为与相邻的接收部502?504重合的关系。具体而言，例如，优选接收部504的圆弧形状外侧的曲率半径(外径)R4’的圆弧部分和接收部503的圆弧形状内侧的曲率半径(内径)R4的圆弧部分在向X轴向平行移动的情况下重合。此外，接收部503的外侧圆弧和接收部502的内侧圆弧，接收部502的外侧圆弧和接收部501的内侧圆弧也同样地，优选在向X轴向平行移动的情况下处于重合的关系。
[0146]例如，在图15 (A)中，通过作为R2’= R2、R3’= R3、R4’= R4而成形导光板401，从而在向X轴向平行移动的情况下对应的圆弧之间成为重合的关系。如图15 (B)所示，此时的形状与如图中白箭头所示那样将对应的圆弧之间处于重合的关系的四个部件仅向X轴向移动不同的量，以使各接收部501?504在X轴向上远离的位置上且被等间隔地配置的情况下的侧面形状一致。
[0147]其中，关于圆弧部分的形状，例如，在利用直径Ht的工具研磨的情况或在通过利用直径Ht的立铣刀等工具对导光板401进行切削加工而成形的情况下，允许对于对应的圆弧的曲率半径产生仅直径Ht的量的差。具体而言，若Ht = 0.5mm左右，则也可以是R4 =R4’ + Ht、R3 = R3’ + Ht、R2 = R2’ + Ht的关系。另外，将接收部501?504的X轴向的宽度设为W1，各曲率半径的关系成为Rl = R2 + WU R2’ = R3 + WU R3’ = R4 + WU R4’=R5 + Wl0
[0148]此外，为了在导光板401内部,对光进行全反射并将光引导至射出部521,基于各接收部501?504的X轴向的宽度尺寸而设定曲率半径。具体而言，若相对于接收部501?504的X轴向的宽度W1，侧面圆弧形状的外侧圆弧的曲率半径变得小于Wl的3倍，则射出效率大大降低，所以优选将外侧圆弧的曲率半径设为Wl的3倍以上。S卩，最小的侧面圆弧形状的外侧圆弧的曲率半径R4’的值优选成为R4’ > 3 X Wl。其中，为了使光导400的尺寸小，允许考虑射出效率而使得R4’为Wl的2.5倍以上。
[0149]根据以上，具体而言，在图15 (A)中，在Wl = 4.5mm、用于导光板401的加工的工具直径为Ht = 0.5mm的情况下，设为R4’ = 12mm (> 4.5X2.5),且设为R5 = 7.5mm (=R4’ 一 W1)。由此，成为 R4 = 12.5mm (R4，+ Ht)，R3’ = 17mm (= R4 + W1)。通过同样的计算，成为R3 = 17.5謹、R2’ = 22謹、R2 = 22.5謹、Rl = 27謹。因此，能够实现高度30mm以下的小型的光导400。
[0150]在图15 (A)右侧所示的表示各导光板401?404的弯曲形状的图中，例如设为Dl=3.5mm、D2 = 3.35mm,在外侧配置的导光板403以及404以成为D3 = 8.75mm的方式具有弯曲的形状，在内侧配置的导光板401以及402以成为D4 = 5.15mm的方式具有弯曲的形状。此外，导光板401?404将相对于高度Hl = 30mm、从上端起H2 = 19.5mm、从下端起H3 = 3_的区域作为与Z轴平行的区域，以将它们连接的方式具有弯曲的形状。另外，各导光板401?404的弯曲部的形状不限定于如图15所示那样截面直线地弯曲的情况，也可以是以成为R形状的方式弯曲的方式。
[0151]接着，说明在具有以上那样的形状的导光板401?404的盒410内的固定方法。图16是用于说明将导光板401?404在盒410内固定的方法的图。在图16 (A)左上的图中，表示从Y轴正方向侧看形成盒410的基板412以及盖板411的情况的截面示意图，在其右侧表示从X轴正方向侧看的图，在其下侧表示从Z轴负方向侧看的图。此外，在图16(B)以及(C)中，表示在各个图16 (A)所示的位置A以及B上从X轴正方向侧看导光板401以及402的上侧的固定状态的情况的截面示意图。[0152]在图16 (A)下侧的图中，表示各接收部501?516的接收面从作为在基板412上设置的贯通洞的各开口部601?616曝光的情形。像这样，通过在盒410内部对各导光板401?404进行位置决定并固定，从而使得各接收部501?516从在基板412上设置的16个开口部601?616曝光。
[0153]此外，由基板412以及盖板411构成的盒410在使基板412覆盖盖板411并固定的状态下，实现了对间隙利用了密封材料或垫片等的防尘构造，从而防止在盒410内部的湿度的上升或产生结露，或防止对盒410内部的灰尘等的侵入。具体而言，如图16 (A)左上的图所示，前端侧的基板412与盖板411的间隙通过密封材料421被塞住。此外，在后端侦1J,基板412与导光板401?404外周的间隙、和各导光板401?404之间的间隙也同样地通过密封材料422被塞住。
[0154]在导光板401?404中，优选空气以外的材质不接触导光板401?404,以使通过接收部501?516接收到的光在内部被全反射而不向外部泄露，从射出部521?524向光学处理部3高效率地射出。作为密封材料422，在利用由橡胶或树脂构成的垫片等的情况下，由于是利用预先成形的形状的材料，所以没有问题，但在利用例如液体垫圈那样有粘性的材质的情况下，需要将在导光板401?404上涂覆的密封材料422设为最低限。因此，在导光板401?404上涂覆密封材料422的部分上，形成用于防止密封材料422的涂覆区域的扩大的突起。具体而言，如图16 (A)以及图17所示，在相邻的导光板401?404之间、和各导光板401?404与基板412之间设置有突起450，通过该突起450，使从后端侧注入的密封材料422不会不需要地向内部侵入并扩散。
[0155]另外，作为密封材料422，优选利用光会被反射而不会被吸收的材质，以使光不从由透明的材质构成的导光板401?404向密封材料422泄露。例如，在基板412为黑色的树脂制的情况下作为密封材料422利用白色的材质，从而能够防止光从导光板401?404向基板412泄露。在基板412的材质为白色树脂或铝材的情况下，由于光被反射，所以作为密封材料422也可以利用白色的其他透明或半透明的材质。
[0156]接着，说明在各导光板401?404的盒410内的固定方法。各导光板401?404的形状被光学地设计为将通过各接收部501?516接收到的光在内部全反射并引导至射出部521?524。为了维持射出效率，优选导光板401?404不接触到形成盒410的铝制的盖板411或树脂制的基板412，以使在将接收到的光引导至射出部521?524的期间，光不会向导光板401?404外泄露。此外，同样地,优选各导光板401?404也不相互接触，以使在各导光板401?404之间光不泄露。因此,如图16 (A)所不,各导光板401?404利用下侧保持部440?443和上侧保持部430?432以最低限的接触面积进行位置决定并固定。
[0157]导光板401通过下侧保持部440以及上侧保持部430对Y轴向的位置进行位置决定并固定。在基板412上设置的下侧保持部440上，形成用于对导光板401的位置进行位置决定的槽，通过根据该槽而配置导光板401，固定导光板401下侧的位置。此外，如图16(B)所示，在盖板411上设置的上侧保持部430在主体部上具有将板簧433以卡锁434固定的形状。通过在途中部分折叠弯曲的板簧433，使得导光板401的上侧侧面按压与在主体部形成的XZ平面平行的面而固定。
[0158]在图18中，以能够明白上侧保持部430以及下侧保持部440的保持状态的方式表示扩大图。如图18 (A)所示，上侧保持部430的主体部成为与在固定板簧433的位置上的Z轴向的厚度相比，与导光板401接触的位置的厚度更薄的截面锥形形状，以进行导光板401的Y轴向的位置决定的同时使得与导光板401的接触面积变小。此外，关于板簧433，仅在Z轴向上折叠弯曲的区域的一部分与导光板401的上侧角部接触。此外，如图18 (B)所示，下侧保持部440也同样地，成为仅支撑导光板401下侧角部的形状，以进行导光板401的Y轴向以及Z轴向的位置决定的同时使得与导光板401的接触面积变小。另外，下侧保持部440的X轴向的厚度成为例如Imm左右。
[0159]在通过上侧保持部431、432以及下侧保持部441?443，保持导光板401?404之中的多个的情况下，也同样地以与导光板401?404的接触面积变小的方式进行保持。例如，如图16 (C)所示，在盖板411的上侧保持部431中，通过以卡锁436固定的板簧435，将导光板401的上侧侧面推压到与在主体部上形成的XZ平面平行的面，从而固定两个导光板401以及402。此外，在基板412上的下侧保持部441中形成的槽中，与图18 (B)相同，将两个导光板401以及402从下方支撑并固定位置。
[0160]另外，各导光板401?404以相互侧面在宽范围不接触的方式进行固定。具体而言，例如，如图19所示，在导光板402的侧面上，设置微小的突起451，通过该突起451，使得导光板401以及402的侧面之间不接触而在整个面上保持间隙。通过圆锥形状的突起451，在各导光板401?404之间形成例如0.1mm左右的间隙。考虑通过接收部501?516接收到的光在导光板401?404的内部被全反射并被引导至射出部521?524时的光路，这样的突起451被设置为对射出效率的影响成为最小限度的位置。
[0161]像这样,在固定各导光板401?404时也同样地,通过将对各导光板401?404的接触面积设为最低限，从而能够防止从接收部501?516被引导至射出部521?524的光在途中向外部泄露。同样，由于各导光板401?404以相互的侧面不在宽范围相接的方式设置规定的间隙并固定，所以能够防止在各导光板401?404之间光泄露。此外，通过各导光板401?404的位置被位置决定，从而如图16 (A)的下侧的附图所示，能够将各接收部501?516在X轴向上等间隔地配置为一列，以使从与在基板412设置的对应的各开口部601?616曝光。此外，通过基板412和盖板411覆盖导光板401?404的周围，通过密封材料421以及422塞住间隙，从而能够防止灰尘等侵入并附着在导光板401?404上。
[0162]在收纳了导光板401?404的盒410的下侧，安装了收纳了图10所示的光源2的单元。图20 (A)是在基板412的下侧，作为光源单元安装了收纳了光源2的盒413时的截面示意图。盒413由侧面不透明的铝材料或树脂材料形成，与纸币100对置的测定窗414由透明的丙烯树脂等形成。在接收部501?516之间如图11 (C)以及(D)所示那样由隔板530隔开的情况下，如图20 (B)所示那样来安装隔板530。例如，在将两个接收部用作I组(I波道)的情况下，在接收部501、502和接收部503、504之间等各组之间设置隔板530。其结果，在由隔板530划分的一个区域内，成为配置了用作I组的接收部、和用于在该接收部中的测定的光源2的状态。由此，将来自与接收部501以及502对应的光源2的光照射在与接收部501以及502对应的纸币100上的区域上，将从该区域反射的光通过接收部501以及502接收，以使不会通过在相邻的区域上配置的接收部503以及504接收。
[0163]从导光板401?404的射出部521?524射出的光通过如图10所不的光学处理部3或识别处理部4被滤波，仅必要的波长域的光被利用。通过对滤波的波长域进行变更，从而能够根据纸币100的种类，仅利用必要的波长域的光。[0164]此外，在与纸币100的种类无关而始终去掉规定波长域的光的情况下，不限于对从射出部521?524射出的光进行滤波的方式,还能够通过导光板401?404进行滤波。具体而言，通过选择导光板401?404的材质，能够去掉规定波长域的光。例如，在存在具有图21所示的分光透射率特性的3种透明树脂材料A?C的情况下，若选择材质B或材质C的材料而成形各导光板401?404,则能够通过各导光板401?404去掉波长为350nm以下的光。此外，例如，若选择材质C的材料而成形各导光板401?404,则能够通过各导光板401?404去掉波长为400nm以下的光。
[0165]如上述，根据本实施例，通过组合多个导光板401?404而用作光导400，能够高效率地测定纸币100整个面的光学特性。
[0166]此外，由于各导光板401?404被光学设计为通过接收部501?516接收到的光在内部全反射并被引导至射出部521?524，所以能够实现高射出效率并高效率地测定纸币100的光学特性。
[0167]此外，通过将从射出部521?524分支为四个直到各接收部501?516的圆弧形状的途中部分设为向导光板401?404的厚度方向弯曲的形状，从而能够将各接收部501?516等间隔地配置为一列,测定纸币100的光学特性。此时，由于配置各导光板401?404以使具有离射出部521以及522的距离远的接收部501?508的导光板401以及402的弯曲角度变得比具有离射出部523以及524的距离近的接收部509?516的导光板403以及404的弯曲角度小，所以能够将在各导光板401?404中的光的衰减量设为大致相同。
[0168]此外，通过使固定各导光板401?404的上侧保持部430?432、下侧保持部440?442与各导光板401?404的接触面积变小，从而能够将从各导光板401?404经由接触部向外部泄露的光抑制为最低限。此外，由于收纳了各导光板401?404的盒410具有通过密封材料421以及422塞住间隙的防尘构造，所以能够防止灰尘或水分侵入并附着在导光板401?404的表面上,从而射出效率降低。
[0169]此外，通过根据成为测定对象的光的波长域而选择各导光板401?404的材质，从而能够通过各导光板401?404去掉规定波长域的光。例如，在从光源2照射紫外线并要检测可见光的情况下，若将各导光板401?404也用作滤波器，在到达CXD传感器55为止的期间去掉不需要的波长域，则能够改善S/N比(信号噪声比)。
[0170]产业可利用性
[0171]以上那样，本发明是对于利用通过导光板形成的光导而高效率地测定纸张的光学特性，利用测定结果识别纸张的币种等有用的技术。
[0172]标号说明
[0173]I纸币识别装置
[0174]2 光源
[0175]3光学处理部
[0176]4识别处理部
[0177]10、11、400 光导
[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沃拉斯顿棱镜
[0183]52a第一复折射材料
[0184]52b第二复折射材料
[0185]53第二 45度偏振光板
[0186]54 透镜
[0187]55 CCD 传感器
[0188]100 纸币
[0189]401?404导光板
[0190]410、413 盒
[0191]411 盖板
[0192]412 基板
[0193]414测定窗
[0194]421、422 密封材料
[0195]430?432上侧保持部
[0196]433、435 板黃
[0197]440?443下侧保持部
[0198]450,451 突起
[0199]530 隔板
[0200]601 ?616 开口部
【权利要求】
1.一种纸张识别装置，基于纸张的光学特性识别该纸张，其特征在于，具备: 至少一个光源，向所述纸张照射光； 导光体，将对从所述光源照射并在所述纸张的多个区域上反射的反射光或透过所述纸张的多个区域的透射光进行接收并聚光的光，从射出部射出； 光学处理部，根据通过所述导光体从所述射出部射出的光形成光谱分布；以及 识别处理部，基于通过所述光学处理部形成的所述光谱分布的特征识别所述纸张。
2.如权利要求1所述的纸张识别装置，其特征在于， 所述识别处理部基于所述光谱分布的特征，进行所述纸张的币种识别以及真伪识别的至少一方。
3.如权利要求1或2所述的纸张识别装置，其特征在于，还具备: 光源控制部，控制所述光源， 与所述纸张的多个区域对应地设置多个所述光源，并且 所述导光体接收来自根据所述光源控制部的控制而从所述光源照射了光的区域的反射光或透射光。
4.如权利要求1所述的纸张识别装置，其特征在于， 所述光学处理部根据从所述导光体的射出面射出的光而形成干涉条纹，所述识别处理部基于通过所述光学处理部形成的所述干涉条纹的特征识别所述纸张。
5.如权利要求4所述的纸张识别装置，其特征在于， 所述光学处理部具有: 第一偏振光板，接收从所述导光体的所述射出部射出的光并将其偏光为直线偏振光；棱镜，接收通过所述第一偏振光板偏光的所述直线偏振光，射出具有根据接收位置而不同的相位差的异常光以及常光；以及 第二偏振光板，接收从所述棱镜射出的所述异常光以及所述常光并将其偏光为直线偏振光， 通过从所述第二偏振光板射出的所述直线偏振光形成所述干涉条纹。
6.如权利要求5所述的纸张识别装置，其特征在于， 所述棱镜是具有对于所述异常光以及所述常光的折射率不同的楔形的第一复折射材料、以及与所述第一复折射材料结晶轴不同的楔形的第二复折射材料的沃拉斯顿棱镜。
7.如权利要求5所述的纸张识别装置，其特征在于， 所述第一偏振光板以及所述第二偏振光板将接收到的光偏光为相对于竖直方向倾斜45度的直线偏振光波。
8.如权利要求4所述的纸张识别装置，其特征在于， 所述识别处理部通过傅里叶变换根据在所述光学处理部中形成的所述干涉条纹而生成频率分布，并基于所述频率分布的特征识别所述纸张。
9.一种纸张分光测定用光导，用于纸张表面的分光测定，其特征在于，具有: 多个接收部，通过与纸张对置的接收面接收来自所述纸张的光；以及 射出部，将通过所述多个接收部接收的光向与该光入射的方向不同的方向射出， 多个所述接收部，被配置为调整其间隔以及高度使得相邻的两个接收部处于相互远离的位置上且能够有效地测定光的测定区域处于排列方向上相接的位置或一部分重复的位置上，并且接收在所述纸张上在所述排列方向上连续的区域的光。
10.如权利要求9所述的纸张分光测定用光导，其特征在于，具有: 多个导光板，在厚度方向上排列而被配置， 多个所述接收部在多个所述导光板的各个中分开形成。
11.如权利要求10所述的纸张分光测定用光导，其特征在于， 多个所述导光板在分支为各接收部的部分上具有向所述导光板的厚度方向弯曲的部分形状，在厚度方向上排列而被配置时全部的所述接收部线状地排列为一列。
12.如权利要求11所述的纸张分光测定用光导，其特征在于， 配置各导光板，使得比起从所述射出部至所述接收部的距离远的所述导光板的一部分向所述厚度方向弯曲的弯曲角度，从所述射出部至所述接收部的距离近的所述导光板的一部分向所述厚度方向弯曲的弯曲角度变得更大。
13.如权利要求10所述的纸张分光测定用光导，其特征在于， 各导光板在分支为多个所述接收部的区域上具有直到各接收部的圆弧状的侧面形状，从分支的根向前端具有一致的截面形状。
14.如权利要求13所述的纸张分光测定用光导，其特征在于， 在各导光板中，形成直到接收部的侧面形状的圆弧的外径、和形成直到在该外径侧相邻的接收部的侧面形状的圆弧的内径相同。
15.如权利要求9所述的纸张分光测定用光导，其特征在于，还具备: 隔板，在相邻的接收部之间对光进行遮光。
16.—种光导盒,将权利要求9所述的光导以仅接收部以及射出部向外部曝光的方式收纳于内部，具备: 基板，从下侧对各导光板进行位置决定并支撑；以及 盖板，从上侧对各导光板进行位置决定并固定， 所述基板以及所述盖板仅在所述导光板的角部与所述光导接触。
17.如权利要求16所述的光导盒，其特征在于， 所述盖板具有上侧保持部，该上侧保持部具有主体部和在该主体部上固定的板簧，所述上侧保持部通过所述板簧将所述导光板侧面推压到所述主体部，以对所述导光板进行位置决定并固定。
18.如权利要求16所述的光导盒，其特征在于， 所述基板具有: 下侧保持部，形成用于对所述导光板进行位置决定的槽部， 在所述槽部的底面上仅与中央相比形成得高的两外侧部与所述导光板的下侧角部相接， 在所述槽部的两侧面上仅与上部相比形成得窄的下部与所述导光板的下侧角部相接。
【文档编号】G07D7/12GK103765483SQ201280041495
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年8月27日 优先权日:2011年8月25日
【发明者】岛冈史哲, 佐藤刚, 小西博, 井上卓 申请人:光荣株式会社