JP2016009445A - 光学ラインセンサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない光源点灯回数で可視波長と可視波長以外の光源の色情報とを独立して取得することが可能な光学ラインセンサ装置を提供する。【解決手段】媒体Ｓに照射する複数の光源と、前記複数の光源を単体点灯し、任意の組合せで同時点灯し、及び、前記複数の光源を全て消灯させる点灯駆動回路と、前記媒体Ｓから反射若しくは前記媒体Ｓを透過した光を電気信号に変換する受光素子が複数配列された受光部１４，１５と、前記受光素子からの光検出信号を処理する信号処理部２７とを有する。前記複数の光源は、可視光、紫外光（ＵＶ）、赤外光（ＩＲ）を照射する光源からなり、前記受光素子は、可視光の波長帯の光に対してそれぞれ透過特性の異なるカラーフィルタ（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）を備え、前記カラーフィルタ（Ｒ）は、赤色光と赤外光を透過し、前記カラーフィルタ（Ｇ）は、緑色光と赤外光を透過し、前記カラーフィルタ（Ｂ）は、青色光と赤外光を透過する。【選択図】図２

Description

本発明は、光学ラインセンサ装置に関するものである。

光学ラインセンサ装置は、有価証券や紙幣などの紙葉類（「媒体Ｓ」という）の鑑別などのために、媒体の色情報を読み取るために用いられる装置である。この光学ラインセンサ装置は、媒体Ｓを照明するための光源と、光源から照射され、媒体Ｓを反射若しくは透過した光を集光するレンズと、レンズによって集光された光を、光検出信号として電気信号に変換する１又は複数の受光素子が配列された受光部と、受光部からの光検出信号を処理する信号処理部とを備えている。

光学ラインセンサ装置において媒体Ｓの色情報を読み取る場合、可視光の波長帯の光を照射する複数の光源（例えば赤、緑、青）を順次点灯する方式が広く知られている。この順次点灯方式では複数の光源の種類の回数だけ点灯する必要がある。
そこで、複数の可視光の波長帯の光に対してそれぞれ異なる透過特性を有するカラーフィルタを受光素子に設け、可視光の波長帯の光を照射する複数の光源を同時点灯し（あるいは白色光源を点灯し）、カラーフィルタごとにそれぞれの色情報を読み取る方式が考え出された。この方式であれば、可視光の波長帯の光を照射する複数の光源を１回同時点灯するだけで、媒体の色情報を取得できる。

特開2012-068731号公報 特開2010-233008号公報

しかし、可視光以外の波長帯の光を照射する光源の点灯時の色情報（蛍光）を取得する要望がある。このためには、可視光の波長帯の光を照射する光源とは別のタイミングで点灯する必要があり、点灯回数が複数回必要となっていた。
本発明の課題は、可視波長の光源と可視波長以外の光源の同時点灯時に、可視波長の光源の色情報を取得し、続いて可視波長の光源と可視波長以外の光源の同時消灯時に、可視波長以外の光源による色情報を、燐光により取得することで、光源の少ない点灯回数で可視波長と可視波長以外の光源の色情報を取得することが可能な光学ラインセンサ装置を提供することである。

本発明の光学ラインセンサ装置は、それぞれ異なる波長の光を媒体に照射する複数の光源と、前記複数の光源を点灯する点灯手段と、前記点灯された光源から照射され、前記媒体を反射若しくは透過した光を集光するレンズと、前記レンズによって集光された光を、光検出信号として電気信号に変換する１又は複数の受光素子が配列された受光部と、前記受光部からの光検出信号を処理する信号処理部と、を有し、前記点灯手段は、前記複数の光源を組み合わせて同時に点灯することができ、前記信号処理部は、前記複数の光源の組合せの同時点灯の後の、前記複数の光源の全消灯時の光検出信号を信号処理するものである。

このような構成に基づいて、前記信号処理部は、前記複数の光源の組合せの同時点灯時に、媒体の反射光若しくは透過光を検出して信号処理することができるとともに、前記複数の光源の組合せの同時点灯の後の、前記複数の光源の全消灯時の光検出信号を、媒体の燐光を検出し、該燐光を信号処理することができる。
本発明の実施態様によれば、前記複数の光源は、１種類以上の可視光の波長帯の光を照射する第１の光源と、１種類以上の可視光以外の波長帯の光を照射する第２の光源と、を有し、前記点灯手段は、前記第１の光源と前記第２の光源を同時点灯する同時点灯手段を備え、前記信号処理部は、前記同時点灯の後の、前記第１の光源と前記第２の光源の全消灯時の光検出信号を信号処理するものである。

このような構成によれば、前記可視波長以外の第２の光源の単独点灯時に得られる光検出信号は、前記可視波長の第１の光源の単独点灯時に得られる光検出信号と比べて小さい。前記第１の光源と前記第２の光源の同時点灯時（点灯タイミング１と称する）に得られる光検出信号は、前記第１の光源のみ点灯時の光検出信号とみなすことが可能であり、点灯タイミング１直後の前記第１の光源と前記第２の光源の全消灯時（点灯タイミング２と称する）には、点灯タイミング１で点灯し点灯タイミング２で消灯した可視波長以外の光源の燐光を光検出信号として得ることが可能である。これにより、少ない点灯回数で可視波長と可視波長以外の光源の色情報を取得することができる。

本発明の別の実施態様によれば、前記第１の光源は、可視光の波長帯内で第１〜第３の３種類の波長の光を照射する複数の光源、若しくは、白色光源を有し、前記第２の光源は、紫外光を照射する紫外光源を有する。このような構成によれば、紫外光を照射する光源の燐光を光検出信号として取得することができる。
本発明のさらに別の実施態様によれば、前記第１の光源は、可視光の波長帯内で第１〜第３の３種類の波長の光を照射する複数の光源、若しくは、白色光源を有し、前記第２の光源は、赤外光を照射する赤外光源を有する。このような構成によれば、赤外光を照射する光源の燐光を光検出信号として取得することが可能である。

前記２種類以上のカラーフィルタは、可視光の波長帯内の第１の波長の光と赤外光を透過するカラーフィルタ、可視光の波長帯内の第２の波長の光と赤外光を透過するカラーフィルタ、及び、可視光の波長帯内の第３の波長の光と赤外光を透過するカラーフィルタ、であってもよい。この場合、赤外光の画像読み取り時に全画素を連続して読み出すことができ、空間解像度の高い情報を取り出すことが可能となり、媒体の記番号や微少なパターンの判別に有効となる。

以上のように本発明によれば、信号処理部は、前記複数の光源の組合せの同時点灯時に、媒体の反射光若しくは透過光を検出して信号処理することができるとともに、前記複数の光源の組合せの同時点灯の後の、前記複数の光源の全消灯時の光検出信号を、媒体の燐光を検出し、該燐光を信号処理することができる。

本発明の実施形態に基づく光学ラインセンサ装置を示す断面図である。 本発明の第１実施例に基づく受光部の素子配列を示す模式図である。 本発明の第２実施例に基づく受光部の素子配列を示す模式図である。 本発明の第１実施例に基づく複数の光源の点灯タイミングと、取得される光検出信号の種類を示した図である。 本発明の第２実施例に基づく複数の光源の点灯タイミングと、取得される光検出信号の種類を示した図である。 本発明の第１実施例に基づく受光部における受光素子とフィルタの配列例を示す図である。 本発明の第２実施例に基づく受光部における受光素子とフィルタの配列例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図されている。
＜光学ラインセンサ装置＞
図１は、有価証券や紙幣などの紙葉類（「媒体Ｓ」という）の画像を検出する光学ラインセンサ装置を示す断面図である。紙幣搬送路１１において、媒体Ｓは、搬送方向ｘに沿った姿勢で直線状に搬送される。光学ラインセンサ装置は、媒体Ｓをｘ方向に直線状に搬送するための紙幣搬送路１１を挟んで両側に対向配置されるセンサユニット１２、１３を有している。

一方のセンサユニット１２は、長さ方向（図１におけるｙ方向）の寸法が厚さ方向（図１におけるｚ方向）の寸法及び幅方向（図１におけるｘ方向）の寸法に比してかなり大きく、細長い形状をなしている。センサユニット１２は、下方向に開口部が設けられた細長い箱状の筐体１６と、この筐体１６にその開口部を閉塞させるように取り付けられる細長い板状の透光カバー１７と、筐体１６の中に収納されたユニット本体Ｕとで構成される。

透光カバー１７は、幅（ｘ）方向の両端部に先端側ほど厚さが薄くなるように傾斜する面取りが施されている。この面取りは媒体Ｓがセンサユニット１２を通過する際に引っかかる障害とならないようにするためである。なお透光カバー１７として、接合部の段差を極小化したユニット本体Ｕとの一体樹脂成型品を用いてもよい。
透光カバー１７の材質はライン光源２０から出射される光を透過させるものであれば良く、例えばアクリル樹脂やシクロオレフィン系樹脂などといった透明の樹脂であってもよい。ただ、本発明の実施の形態では、白板ガラス、ホウケイ酸ガラスなど特に紫外光を透過させるものを使用するのが好ましい。

センサユニット１２のユニット本体Ｕ内には、透光カバー１７に対し反対側に基板１８が設置され、その上に受光部１４と点灯駆動回路２８とが配置されている。この基板１８はフェノール、ガラスエポキシなどで形成された薄い絶縁板であり、その裏面若しくは内層に銅箔からなる配線パターンが形成されている。
受光部１４もユニット本体Ｕと同様に細長い形状をなしており、その長さ（ｙ）方向を、ユニット本体Ｕの長さ（ｙ）方向に一致させて筐体１６の中に取り付けられている。この受光部１４は、その画像検出方向を透光カバー１７に向けている。

さらにユニット本体Ｕ内には、長さ（ｙ）方向に細長い形状のレンズアレイ２５が、受光部１４と平行に配置されている。このレンズアレイ２５は、媒体Ｓの画像を受光部１４の感光面上に等倍の正立像として結像させるためのレンズ素子である。レンズアレイ２５は、ユニット本体Ｕの幅（ｘ）方向及び長さ（ｙ）方向における位置を受光部１４に全体的に重ね合わせた状態で、筐体１６に取り付けられている。

レンズアレイ２５は、受光部１４に取り込む画像の検出エリア（観測ライン）を、透光カバー１７よりも所定距離外側に設定しており（図１においてこの観測ラインをＲ１で示す）、観測ラインＲ１もユニット本体Ｕと同様、長さ（ｙ）方向に細長い領域となっている。この観測ラインＲ１と受光部１４とを含む面はｘ軸に垂直となる。
基板１８上の点灯駆動回路２８はライン光源２０に電力を供給してその発光を駆動・制御する回路である。点灯駆動回路２８はライン光源２０の各発光素子３０を任意の組合せで同時点灯制御することもでき、各発光素子３０を個別に点灯制御することもでき、発光素子３０を全て消灯させることもできる。

ユニット本体Ｕ内には、観測ラインＲ１に向けて斜めに光を照射することのできる細長い形状のライン光源２０が設けられている（図１において光の方向を破線で示す）。このライン光源２０は、ユニット本体Ｕの長さ（ｙ）方向に沿って、受光部１４及びレンズアレイ２５と平行な状態で筐体１６に取り付けられている。
このライン光源２０は、受光部１４とほぼ同等若しくはそれ以上の長さの、細長い形状の透明樹脂等からなる導光体３２と、導光体３２内に光を照射する半導体素子からなる発光素子３０とを有している。発光素子３０は複数設置され、ユニット本体Ｕの長さ（ｙ）方向に沿って均等のピッチ、若しくは不均等のピッチで配列されている。例えば、発光素子３０は、導光体３２の端面付近に集中して設置されていてもよい。

さらに筐体１６には、図１に示すように、導光体３２から出射する光を斜め下方にガイドするための反射板部３４が設けられている。この反射板部３４もユニット本体Ｕと同様、長さ（ｙ）方向に細長い形状をなし、長さ（ｙ）方向に沿った平行な溝を有し、この溝にライン光源２０を収容している。ライン光源２０を収容する溝の片面は、導光体３２から厚さ（−ｚ）方向に離れるに従ってホーン状に広がるが、該溝の他面は水平に切断されている。これは導光体３２からの照射光が観測ラインＲ１まで進むときに障害にならないようにするためである。

ライン光源２０における発光素子３０は、複数、具体的には５つ備えられている。
各発光素子３０は、それぞれが可視光の所望の波長領域の光を単独で照射可能な３つの発光素子（ＬＥＤ素子）３０Ａ〜３０Ｃと、波長３００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外光の発光が可能な発光素子３０Ｄと、波長８００ｎｍ以上の赤外光の発光が可能な発光素子３０Ｅとを含む。各発光素子３０Ａ〜３０Ｅは、所定の電極端子（図示せず）を備え、それらはワイヤーボンディング等（図示せず）によって点灯駆動回路２８に接続されている。

発光素子３０Ａ〜３０Ｃは、例えば赤緑青（Ｒ，Ｇ，Ｂ）若しくはシアン・マゼンタ・イエローといった３原色に相当する複数色の波長領域の光を照射可能となっている。なお、３つの発光素子３０Ａ〜３０Ｃに代えて、白色光を照射する１つの発光素子を使っても構わない。
各発光素子３０Ａ〜３０Ｅは、異なる波長領域の光を導光体３２内に照射可能とされており、このため点灯駆動回路２８によって各素子に電圧を印加する電極端子を選択することにより発光素子３０Ａ〜３０Ｅを同時に、若しくは時間的に切り替えて発光できる回路構成となっている。

なお、筐体１６には、その内部において受光部１４へライン光源２０の光が漏れるのを防止するための底壁部３５が形成されており、この底壁部３５には受光部１４の光路にのみ開口部が形成され、この開口部にレンズアレイ２５が取り付けられている。前述の反射板部３４とこの底壁部３５とは、図１に示すように一体に形成されていても良い。
この構成により、図１における図示上側のセンサユニット１２の受光部１４は、図１における図示上側のライン光源２０から照射され、観測ラインＲ１で反射される反射画像を検出できる。

他方のセンサユニット１３は、センサユニット１２とは、紙幣搬送路１１を挟んで長さ（ｙ）方向に沿う軸を中心に１８０度反転させた姿勢で対向配置されている。すなわちセンサユニット１３は、細長い箱状の筐体２１の上方向に開口部が設けられ、この筐体２１にその開口部を閉塞させるように透光カバー２２が取り付けられている。センサユニット１３とセンサユニット１２とは透光カバー１７、２２の主面同士を紙幣搬送路１１に平行状態で１．５〜３mmのギャップを介して互いに対向させることになる。

センサユニット１３のユニット本体Ｕ内には、長さ（ｙ）方向に細長い形状のレンズアレイ２６が受光部１５と平行に配置されている。このレンズアレイ２６は、媒体Ｓの画像を受光部１５の感光面上に等倍の正立像として結像させるためのレンズ素子である。レンズアレイ２６は、センサユニット１３のユニット本体Ｕの幅（ｘ）方向及び長さ（ｙ）方向における位置を受光部１５に全体的に重ね合わせた状態で、筐体２１に取り付けられている。

レンズアレイ２６は、受光部１５に取り込む画像の検出エリア（観測ライン）を、透光カバー２２よりも所定距離外側に設定しており（図１においてこの観測ラインをＲ２で示す）、この観測ラインＲ２と受光部１５とを結んだ線はｚ軸に平行となる。なお、当然のことながら観測ラインＲ２もセンサユニット１３のユニット本体Ｕと同様、長さ（ｙ）方向に細長い領域となっている。

センサユニット１３のユニット本体Ｕ内には、透光カバー２２に対し反対側に基板１９が設置され、その上に受光部１５と点灯駆動回路２９とが配置されている。
また、センサユニット１３のユニット本体Ｕ内には、前述したライン光源２０と同じ構成のライン光源２３，２４が備えられている。ライン光源２３は、図１において下から上に（媒体Ｓの裏面を下から上に）向けて照射する。ライン光源２３はセンサユニット１２の受光部１４に相対して配置されているので、ライン光源２３から照射され、媒体Ｓを透過した光は、レンズアレイ２５を通過して受光部１４に入射される。

ライン光源２３、２４も前述したライン光源２０と同様、それぞれが所望の波長領域の光を単独で照射可能な５つの発光素子を備えている。
この構成により、図１における図示上側のセンサユニット１２の受光部１４が図１における図示下側のセンサユニット１３の、観測ラインＲ１における透過画像が検出可能となる。また、図１における図示下側のセンサユニット１３の受光部１５はライン光源２３から照射された観測ラインＲ２の反射画像が検出可能となる。

なお、ライン光源２０とライン光源２３とは、透過画像と反射画像が同時に受光部１４に入ることがないように、点灯駆動回路２８，２９の時間的なスイッチングにより発光制御されている。
＜受光部＞
受光部１４，１５は、反射光を受けて光電変換により電気出力として画像を読取る受光素子を含んで構成されている。受光素子の材質・構造は特に規定されるものではなく、アモルファスシリコン、結晶シリコン、ＣｄＳ、ＣｄＳｅなどを用いたフォトダイオードやフォトトランジスタを配置したものであってもよい。またＣＣＤ（Charge Coupled Device）などのイメージセンサであってもよい。

図２は、本発明の第１実施例に基づく、受光部１４，１５の素子配列を示す正面図である。図３は、本発明の第２実施例に基づく、受光部１４，１５の素子配列を示す正面図である。
受光部１４，１５は、ｙ方向に直線状に並べられた複数の受光素子と信号処理部２７とドライバ部３１とを一体化させたセンサＩＣ（Integrated Circuit）チップを配列し、各受光素子をカラーフィルタで覆い、これを基板上に実装したものである。ドライバ部３１は受光素子を駆動するためのバイアス電流を生成し供給する回路部分であり、信号処理部２７は受光素子の光検出信号を読み取り処理する回路部分である。

媒体Ｓがｘ方向に移動する間に、信号処理部２７において、一列に並べられた受光素子の電子的なシャッタを開いて露光する。このときのシャッタを開いている時間、すなわち紙幣のライン情報を読み取る露光時間（光学読取時間という）は、光源の強度、センサの波長感度などに応じて任意に設定できる。例えば媒体Ｓのｘ方向の移動速度はＡＴＭや紙幣処理機などでは1500mm〜2000mm／秒であり、光学読取時間０．５〜１．０ミリ秒を採用することができる。この設定に従えば、観測ラインＲ１，Ｒ２のｘ方向の幅は０．７５〜２mmとなる。

カラーフィルタを持たない受光部では、この光学読取時間内に一色の明暗情報しか読み取ることができない。従って複数の色情報を得るには、少なくとも赤色光、緑色光、青色光を切替えながら照射し、そのたびに光量を読み取らなければならず、時間を要していた。
本発明の第１実施例では、図２に示すように、受光部１４，１５の一画素（画素とは、画像データを読み取り処理する空間的単位を言う）あたり複数、例えば３つの受光素子が直線状に並んで構成されている。図２では、３つの受光素子のうち、１番目の受光素子が赤のカラーフィルタ（Ｒ）で覆われ、２番目の受光素子が緑のカラーフィルタ（Ｇ）で覆われ、３番目の受光素子が青のカラーフィルタ（Ｂ）で覆われている。なお、Ｒ，Ｇ，Ｂに代えて、他の色の組み合わせ、例えばシアン・マゼンタ・イエローを用いても良い。

なお、第１実施例で使用される前記カラーフィルタ（Ｒ）は、赤色光と赤外光を透過し、第１実施例で使用される前記カラーフィルタ（Ｇ）は、緑色光と赤外光を透過し、第１実施例で使用される前記カラーフィルタ（Ｂ）は、青色光と赤外光を透過するが、第１実施例で使用されるいずれの前記カラーフィルタ（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）も、紫外光を透過しない。

本発明の第２実施例では、図３に示すように、受光部１４，１５の一画素（画素とは、画像データを読み取り処理する空間的単位を言う）あたり複数、例えば４つの受光素子が直線状に並んで構成されている。図３では、４つの受光素子のうち、１番目の受光素子が赤のカラーフィルタ（Ｒ）で覆われ、２番目の受光素子が緑のカラーフィルタ（Ｇ）で覆われ、３番目の受光素子が青のカラーフィルタ（Ｂ）で覆われ、４番目の受光素子は赤外のカラーフィルタ（ＩＲ）で覆われている。

なお、第２実施例で使用される前記カラーフィルタ（Ｒ）は、赤色光を透過し、第２実施例で使用される前記カラーフィルタ（Ｇ）は、緑色光を透過し、第２実施例で使用される前記カラーフィルタ（Ｂ）は、青色光を透過するが、第２実施例で使用される前記カラーフィルタ（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）は、紫外光と赤外光を透過しない。そして、第２実施例で使用される前記カラーフィルタ（ＩＲ）は、赤外光を透過するが、紫外光を透過しない。

＜動作＞
図４は、本発明の第１実施例に基づく、複数の発光素子の点灯タイミングとその際に取得される光検出信号を示している。
ここで点灯タイミングの定義をする。これらの点灯タイミングは信号処理部２７が、点灯駆動回路２８，２９に対して点灯制御信号を送ることによって実現される。

点灯タイミング３：ライン光源における可視光の所望の波長領域の光を単独で照射可能な３つの発光素子（ＬＥＤ素子）３０Ａ〜３０Ｃが点灯し、かつ波長３００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外光の発光が可能な発光素子３０Ｄが点灯する期間。
点灯タイミング４：点灯タイミング３のあとの全消灯期間。
点灯タイミング５：ライン光源における波長８００ｎｍ以上の赤外光の発光が可能な発光素子３０Ｅが点灯する期間。

点灯タイミング６：点灯タイミング５のあとの全消灯期間。
図４に示すように、点灯タイミング３において、発光素子３０Ａ〜３０Ｃの各可視光（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）と発光素子３０Ｄの紫外光（ＵＶ）を同時点灯させ、カラーフィルタ（Ｒ）を透過した可視光（Ｒ）の光検出信号、カラーフィルタ（Ｇ）を透過した可視光（Ｇ）の光検出信号、カラーフィルタ（Ｂ）を透過した可視光（Ｂ）の光検出信号を、それぞれ取得する。この際、正味の各可視光（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）の光検出信号と比べ、その中に含まれる紫外光（ＵＶ）による蛍光の光検出信号は小さいため無視することができる。

点灯タイミング４において、全発光素子３０Ａ〜３０Ｅを消灯させ、点灯タイミング３にて点灯していた発光素子３０Ｄの紫外光（ＵＶ）による燐光出力を、カラーフィルタ（Ｒ）を透過した燐光（Ｒ）の光検出信号、カラーフィルタ（Ｇ）を透過した燐光（Ｇ）の光検出信号、カラーフィルタ（Ｂ）を透過した燐光（Ｂ）の光検出信号として、それぞれ取得する。

これにより、１回の点灯と消灯（点灯タイミング３，４）で、発光素子３０Ａ〜３０Ｃの各可視光（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）の光検出信号を得ることができるとともに、紫外光（ＵＶ）を照射する光源の燐光を光検出信号として取得することができる。
点灯タイミング５において、発光素子３０Ｅの赤外光（ＩＲ）を点灯させ、カラーフィルタ（ＲＧＢ）を透過した赤外光（ＩＲ）の光検出信号を取得する。点灯タイミング６において、発光素子３０Ｅを消灯させ、点灯タイミング５にて点灯していた発光素子３０Ｅの赤外光（ＩＲ）による燐光出力を、カラーフィルタ（Ｒ）を透過した燐光（Ｒ）の光検出信号、カラーフィルタ（Ｇ）を透過した燐光（Ｇ）の光検出信号、カラーフィルタ（Ｂ）を透過した燐光（Ｂ）の光検出信号として、それぞれ取得する。

これにより、１回の点灯と消灯（点灯タイミング５．６）で、発光素子３０Ｅの赤外光の光検出信号を得ることができるとともに、赤外光を照射する光源の燐光を光検出信号として取得することができる。
なお、図４において、点灯タイミング３〜６を連続して実施しているが、必ずしも点灯タイミング３〜６を連続して実施する必要はなく、点灯タイミング３，４のみの実施も可能である。点灯タイミング５，６のみの実施も可能である。

図５は、本発明の第２実施例に基づく、複数の光源の点灯タイミングとその際に取得される光検出信号を示している。
ここで図５の点灯タイミングの定義をする。
点灯タイミング７：ライン光源における可視光の所望の波長領域の光を単独で照射可能な３つの発光素子（ＬＥＤ素子）３０Ａ〜３０Ｃが点灯し、かつ波長３００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外光の発光が可能な発光素子３０Ｄが点灯する期間。

点灯タイミング８：点灯タイミング７のあとの全消灯期間。
点灯タイミング９：ライン光源における波長８００ｎｍ以上の赤外光の発光が可能な発光素子３０Ｅが点灯する期間。
点灯タイミング１０：点灯タイミング７のあとの全消灯期間。
点灯タイミング７において、発光素子３０Ａ〜３０Ｃの各可視光（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）と発光素子３０Ｄの紫外光（ＵＶ）を同時点灯させ、カラーフィルタ（Ｒ）を透過した可視光（Ｒ）の光検出信号、カラーフィルタ（Ｇ）を透過した可視光（Ｇ）の光検出信号、カラーフィルタ（Ｂ）を透過した可視光（Ｂ）の光検出信号を、それぞれ取得する。この際、各可視光（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）の光検出信号に含まれる紫外光（ＵＶ）に基づく蛍光の光検出信号は小さいため無視することができる。

点灯タイミング８において、全発光素子３０Ａ〜３０Ｅを消灯させ、点灯タイミング７にて点灯していた発光素子３０Ｄの紫外光（ＵＶ）による燐光出力を、カラーフィルタ（Ｒ）を透過した燐光（Ｒ）の光検出信号、カラーフィルタ（Ｇ）を透過した燐光（Ｇ）の光検出信号、カラーフィルタ（Ｂ）を透過した燐光（Ｂ）の光検出信号として、それぞれ取得する。

これにより、１回の点灯と消灯（点灯タイミング７，８）で、発光素子３０Ａ〜３０Ｃの各可視光（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）の光検出信号を得ることができるとともに、紫外光（ＵＶ）を照射する光源の燐光を光検出信号として取得することができる。
点灯タイミング９において、発光素子３０Ｅの赤外光（ＩＲ）を点灯させ、カラーフィルタ（ＩＲ）を透過した赤外光（ＩＲ）の光検出信号を取得する。点灯タイミング１０において、発光素子３０Ｅを消灯させ、点灯タイミング９にて点灯していた発光素子３０Ｅの赤外光（ＩＲ）による燐光出力を、カラーフィルタ（Ｒ）を透過した燐光（Ｒ）の光検出信号、カラーフィルタ（Ｇ）を透過した燐光（Ｇ）の光検出信号、カラーフィルタ（Ｂ）を透過した燐光（Ｂ）の光検出信号として、それぞれ取得する。

これにより、１回の点灯と消灯（点灯タイミング９，１０）で、発光素子３０Ｅの赤外光（ＩＲ）の光検出信号を得ることができるとともに、赤外光（ＩＲ）を照射する光源の燐光を光検出信号として取得することができる。
なお、図２、図３では１素子のみが同一色のフィルタで覆われていたが、２つ以上の受光素子が対をなして同一色のフィルタで覆われていてもよい。

以上のように、受光部１４，１５において各受光素子の光検出信号を同時に取得した信号は信号処理部２７に入力される。信号処理部２７は、受光部１４，１５の各カラーフィルタ（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）を透過した受光素子の信号強度に基づいて、媒体Ｓの色情報と燐光情報とを判別することができる。
次に本発明の実施の形態において、波長８００ｎｍ以上の帯域の赤外光（ＩＲ）を照射して、媒体Ｓから発する赤外光を観測する場合の効果を説明する。

従来の受光部は、有色の光が媒体Ｓを反射した反射光又は透過したときの透過光を、いずれかのカラーフィルタ（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）を通して読み取っていた。例えば、発光素子３０Ｂの可視光（Ｇ）を点灯してカラーフィルタ（Ｇ）を透過した光を読み取っていた。この場合、媒体Ｓ上の読み取り領域は当該カラーフィルタ（Ｇ）に対向する領域に限られるので、受光部に結像される画像は、他のカラーフィルタ（Ｒ、Ｂ）を飛び越した、互いに所定距離だけ離れた飛び飛びのラインから得られる情報しか持っていない。

ところが本発明の第１実施例では、点灯タイミング５において、赤外光（ＩＲ）を照射する赤外照射ＬＥＤを用いて、媒体Ｓから発する赤外光を観測すれば、各カラーフィルタ（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）は赤外光を透過させるので、受光部に結像される画像は、所定距離だけ離れた飛び飛びのラインの画像でなく、ｘ方向に連続した色情報のない濃淡のみの画像となる。したがって、赤外光の画像読み取り時に全画素を連続して読み出すことができ、空間解像度の高い情報を取り出すことが可能となり、媒体の基番号や微少なパターン判別に有効となる。

以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記形態に限定されるものではない。
例えば第１実施例において、受光部１４，１５の受光素子のフィルタは図６（ａ）に示したように一列に配列されているとは限らず、二列以上に配列されたものであってもよい。図６（ｂ）は、前記受光素子が一画素あたり２×１若しくは１×２に配列されたものであり、図６（ｃ）は、前記受光素子が一画素あたり３列に配列されたものである。このようなフィルタの配列においても、一画素内において、各カラーフィルタ（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）を透過した各受光素子の信号強度を検出することができるので、本発明を実施することは可能である。

例えば第２実施例において、受光部１４，１５の受光素子は図７（ａ）に示したように一列に配列されているとは限らず、二列以上に配列されたものであってもよい。図７（ｂ）は、前記受光素子が一画素あたり２×２に配列されたものである。図７（ｃ）は、前記受光素子が一画素あたり４列に配列されたものである。このようなフィルタの配列においても、一画素内において、各カラーフィルタ（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）を透過した各受光素子の信号強度を検出することができるので、本発明を実施することは可能である。

その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。

１１ 紙幣搬送路
１２、１３ センサユニット
１４，１５ 受光部
１６、２１ 筐体
１７、２２ 透光カバー
１８，１９ 基板
２０、２３、２４ ライン光源
２５、２６ レンズアレイ
２７ 信号処理部
２８，２９ （発光素子の）点灯駆動回路
３０ 発光素子
３１ （受光素子の）ドライバ部
３２ 導光体
Ｂ カラーフィルタ（Ｂ）
Ｇ カラーフィルタ（Ｇ）
ＩＲ カラーフィルタ（ＩＲ）
Ｒ カラーフィルタ（Ｒ）
Ｒ１、Ｒ２ 観測ライン
Ｓ 有価証券、紙幣などの媒体Ｓ
Ｕ ユニット本体

Claims (9)

1. それぞれ異なる波長の光を媒体に照射する複数の光源と、
   前記複数の光源を点灯する点灯手段と、
   前記点灯された光源から照射され、前記媒体を反射若しくは透過した光を集光するレンズと、
   前記レンズによって集光された光を、光検出信号として電気信号に変換する１又は複数の受光素子が配列された受光部と、
   前記受光部からの光検出信号を処理する信号処理部と、を有し、
   前記点灯手段は、前記複数の光源を組み合わせて同時に点灯することができ、
   前記信号処理部は、前記複数の光源の組合せの同時点灯の後の、前記複数の光源の全消灯時の光検出信号を信号処理するものである、光学ラインセンサ装置。
2. 前記複数の光源は、１種類以上の可視光の波長帯の光を照射する第１の光源と、１種類以上の可視光以外の波長帯の光を照射する第２の光源と、を有し、
   前記点灯手段は、前記第１の光源と前記第２の光源を同時点灯する同時点灯手段を備え、
   前記信号処理部は、前記同時点灯の後の、前記第１の光源と前記第２の光源の全消灯時の光検出信号を信号処理するものである、請求項１に記載の光学ラインセンサ装置。
3. 前記第１の光源は、可視光の波長帯内で第１〜第３の３種類の波長の光を照射する複数の光源、若しくは白色光源を有し、
   前記第２の光源は、紫外光を照射する紫外光源を有する、請求項２に記載の光学ラインセンサ装置。
4. 前記第１の光源は、可視光の波長帯内で第１〜第３の３種類の波長の光を照射する複数の光源、若しくは白色光源を有し、前記第２の光源は、赤外光を照射する赤外光源を有する、請求項２に記載の光学ラインセンサ装置。
5. 前記受光素子は、可視光の波長帯の光に対してそれぞれ透過特性の異なる２種類以上のカラーフィルタを備え、
   前記信号処理部は、前記複数の光源の組合せの同時点灯の後の、前記複数の光源の全消灯時の光検出信号を、前記２種類以上のカラーフィルタごとに分割して信号処理するものである、請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学ラインセンサ装置。
6. 前記２種類以上のカラーフィルタは、可視光の波長帯内の第１の波長の光と赤外光を透過するカラーフィルタ、可視光の波長帯内の第２の波長の光と赤外光を透過するカラーフィルタ、及び、可視光の波長帯内の第３の波長の光と赤外光を透過するカラーフィルタ、を有する請求項５に記載の光学ラインセンサ装置。
7. 前記２種類以上のカラーフィルタは、可視光の波長帯内の第１の波長の光を透過するカラーフィルタ、可視光の波長帯内の第２の波長の光を透過するカラーフィルタ、可視光の波長帯内の第３の波長の光を透過するカラーフィルタ、及び赤外光を透過するカラーフィルタ、を有する請求項５に記載の光学ラインセンサ装置。
8. 前記受光部は、前記受光素子が一列に配列されたものである、請求項１から請求項７のいずれかに記載の光学ラインセンサ装置。
9. 前記受光部は、前記受光素子が複数列に配列されたものであり、それらの複数列のうち少なくとも１列に、前記カラーフィルタが配列されている、請求項１から請求項７のいずれかに記載の光学ラインセンサ装置。

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