JP2000510988A - シート材の光学式検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この装置は、高解像度をもって検知される領域をシート材上に定める。この目的のため、上記シート材の上記領域によってシート材軸の方向に発せられた光を検知器軸の方向に偏向するための複数の反射器を備えた反射装置が設けられる。検知装置に対する上記シート材上の領域の相対位置を決定するための少なくとも２つの反射器の位置を変更するために調整装置が用いられる。これら反射器は、上記シート材から上記検知装置に向かって発せられた光の光路長が、上記シート材の全領域において、かつ少なくとも上記調整装置により調整可能な上記反射装置の複数の位置において等しくなるように配置される。

Description

【発明の詳細な説明】 シート材の光学式検知装置 発明の属する技術分野 本発明は、銀行券または有価証券のようなシート材の光学式検知装置に関する ものである。 発明の背景 ドイツ特許公開第１９５ １７ １９４号には、検知器軸の方向からシート材 の領域に入射し、かつ光学的シート材軸の方向へ出射する光を検知する固定式検 知装置が開示されている。光学式検知のために搬送される上記シート材は、上記 固定式検知装置を搬送方向に沿って通過する。搬送されるシート材が通過すると きにその全表面が検知されるように、この検知装置によって検知される領域は、 シート材の搬送方向と直角な幅全体に亘る。 さらに、検知中にシート材を照明するための照明装置を備えている。この照明 装置は、検知装置が反射光と透過光との双方を検知することができるように、シ ート材を両側から照らすための要素を有している。 この装置の解像度は約５０dpi（ドット・パー・インチ）である。光学式文字 読取（ＯＣＲ）ソフトウェアを用いて銀行券の紙幣番号を検知するような用途に 対しては、この解像度では不満足である。紙幣番号の検知のために、解像度を例 えば約２５０dpiに上げると、データ転送速度は、既知の装置のデータ転送速度 よりも約２５倍もの速いものになる。このようなデータ転送速度は、大変な努力 によってのみ処理可能なことに問題がある。 上記事情から出発して、本発明は、検知時の処理に僅かな努力しか必要としな いデータ転送速度ながら高い解像度が得られるシート材の光学式検知装置を提供 する課題に基づくものである。 発明の開示 この課題は、主請求項に記載された特徴によって解決される。 本発明の基本的概念は、シート材の全幅よりも狭いことが好ましいシート材領 域のみが高い解像度をもって検知されることにある。この領域は、意図した用途 に必要なシート材上の領域が高解像度をもって検知されるようにシート材上に選 択される。この目的のため、上記シート材の上記領域によってシート材軸の方向 に発せられた光を検知器軸の方向に偏向するための複数の反射器を備えた反射装 置が設けられる。検知装置に対する上記シート材上の領域の相対位置を決定する ための少なくとも２つの反射器の位置を変更するために、調整装置を用いること ができる。これら反射器は、上記シート材から上記検知装置に向かって発せられ た光の光路長が、上記シート材上の領域の位置に左右されないように配置される 。 この装置の利点は、意図した用途に適した領域を高解像度をもって検知するこ とができることである。固定式であることが好ましい検知装置により精密な調整 が維持される。検知中は光路長が一定であることにより、一旦結像系が調整され た後は、シート材上の領域を決定するときに結像系を変更する必要がないことが 保証される。上記調整装置は、比較的軽量の反射器の位置を変更するだけで、比 較的重い物を動かすことではないので、シート材上の適切な領域を、簡易な手段 で極めて精密に調整することができる。 第１の好ましい実施の形態においては、検知器軸とシート材軸とが平行に配置 される。第１の反射器は上記検知器軸に対して第１の反射器角４５°をなし、第 ２の反射器は上記シート材軸に対して第２の反射器角４５°をなす。シート材上 の領域の位置を決定するために、第１および第２の反射器は、上記調整装置によ って、検知器軸またはシート材軸に直角な方向に平行移動させられる。 第２の好ましい実施の形態においては、検知器軸とシート材軸とが固定された 軸角度をなす。第１の反射器は上記検知器軸に対して第１の反射器角をなし、第 ２の反射器は上記シート材軸に対して第２の反射器角をなし、この第２の反射器 角は、９０°マイナス上記軸角度の半分マイナス第１の反射器角となる。シート 材上の領域の位置を決定するために、第１および第２の反射器は、上記調整装置 によって、上記軸角度の二等分線に直角な方向に平行移動させられる。 本発明のさらなる特徴および利点は、従属請求項および図面を参照して記述さ れる下記の実施の形態から明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明の第１の実施の形態の概略的側面図を示す。 第２図は、本発明の第１の実施の形態の概略的正面図を示す。 第３図は、シート材上の検知される領域の位置を示す。 第４図は、本発明の第２の実施の形態の概略図を示す。 発明の好ましい実施の形態 第１図および第２図は本発明の第１の実施の形態の概略的側面図および正面図 を示す。検知のために、シート材１０はハウジング２０を搬送方向Ｔに沿って通 過する。シート材１０はハウジング２０内の窓２１を通して照明され、または少 なくとも部分的に検知されるシート材によって光が発せられる。ここでは、照明 装置３０が、シート材の搬送方向Ｔに対して直角でかつシート材軸Ａ₂またはＡ₂ ’に対してある角度を保って配置された発光ダイオードのアレイとして設けられ ている。発光ダイオード３０から発せられた光は、先ず結像系３１を通過し、次 いで窓２１を通ってシート材１０の領域を照明する。この領域は、搬送方向Ｔに 少なくとも余分の長さｌだけ延び、シート材１０全体の幅Ｇに亘って搬送方向Ｔ と直角である。発光ダイオードから高い強度の光を得るために、発光ダイオード はパルスモードで作動され、発光ダイオードの連続動作中の電流よりも高い電流 が短時間供給される。 必要であれば、照明装置３０として、発光ダイオードのアレイを使用する代わ りに、付随する反射器が取り付けられた電球のような他の手段を使用することが できる。さらに照明装置３０は、シート材１０がハウジング２０側とは反対側か ら照明されるように、取り付けられ、あるいは少なくとも要素を備えることがで きる。これによって、シート材１０によって反射されおよび／または透過される 光の検知が可能になる。 シート材１０によってシート材軸Ａ₂またはＡ₂’方向に発せられた光は、反射 装置５０によって検知器軸Ａ₁方向に偏向される。検知器軸Ａ₁方向に偏向された 光は、固定式であることが好ましい検知装置によって検知される。この検知装置 はＣＣＤアレイ４０を備えていることが好ましく、このアレイ上に、検知器軸Ａ₁ の方向に偏向された光が結像系４１によって結像される。 第１の実施に形態においては、検知器軸Ａ₁およびシート材軸Ａ₂またはＡ₂ ’が平行である。反射装置５０の第１の反射器５１は、検知器軸Ａ₁と第１の反 射器角βをなすように配置される。０＜β＜９０°である。これによって、検知 器軸Ａ₁に沿った光の光路Ｌが点Ｙにおいてシート材軸Ａ₂に交差する。反射装置 ５０の第２の反射器５２は、点Ｙにおいてシート材軸Ａ₂に対してγ＝９０°− βである第２の反射器角γをなす。かくして、反射器５１と５２とは角度δ＝９ ０°をなす。好ましくはβ＝γ＝４５°が選択される。 さらに、反射器５１，５２は、これらに入射する光を完全に反射させるように 設けられることが好ましい。しかしながら、ある種の用途では、例えば半透明ま たはダイクロイックまたは偏光的な少なくとも別個の反射器として設計すること も可能である。さらに、必要であればプリズムを反射器として用いることも可能 である。 領域Ｂ内のシート材１０からシート材軸Ａ₂方向に発せられた光は、第２の反 射器５２によって第１の反射器５１に向かって反射され、第１の反射器５１から 検知器軸Ａ₁方向に検知装置に向かって反射される。反射器５１および５２の配 置によって、シート材１０から検知装置へ発せられた光の光路長Ｌは、シート材 の領域Ｂの全領域において等しいことが保証される。Ｌ＝Ｌ₁₁＋Ｌ₁₂＋Ｌ₁₃＝Ｌ₂₁ ＋Ｌ₂₂＋Ｌ₂₃である。これにより、結像系４１によるシート材の領域Ｂの全領 域の検知器４０上への結像が何等問題なく許容される。 シート材１０の領域Ｂの歪みのない画像が検知装置のＣＣＤアレイ４０上に形 成されるのを保証するために、検知器軸Ａ₁がＣＣＤアレイ４０と直角で、かつ シート材軸Ａ₂またはＡ₂’がシート材１０と直角であることが好ましい。もし検 知器軸Ａ₁がＣＣＤアレイ４０と直角でなく、および／またはシート材軸Ａ₂ またはＡ₂’がシート材１０と直角でなければ、生じた歪みは例えば適当な結像 系４１によって補償することができる。このような歪みを補償する他の方法では 、ＣＣＤアレイ４０によって検知された測定値を評価することによって行われる 。 検知装置に対するシート材上の領域Ｂの相対位置を決定するために、図示しな い調整装置を用いて反射器５１および５２の位置を変更することができる。この 目的のために、反射器５１および５２が検知器軸Ａ₁またはシート材軸Ａ₂と直角 なＤ方向に平行移動させられる。反射器５１および５２の移動した位置には、 ５１’および５２’が付され、第１図に破線で示されている。領域ＢはＤ’方向 に領域Ｂ’に移される。Ｄ’＝２＊Ｄである。 反射器５１および５２の長さは、シート材１０の全幅Ｇに亘ってシート材軸Ａ₂ またはＡ₂’方向へ発せられる光が検知器軸方向に偏向されるように選択される のが好ましい。反射器５１および５２の幅は、シート材軸Ａ₂またはＡ₂’方向へ 発せられる光が結像系４１に完全に収まるように選択されるのが好ましい。これ により、光路の制限が避けられる。この反射器５１および５２の配置により、光 路長Ｌがシート材１０、特に領域Ｂ’の全幅Ｇに亘って等しいことが保証される 。Ｌ’＝Ｌ₁₁’＋Ｌ₁₂’＋Ｌ₁₃’＝Ｌ₂₁’＋Ｌ₂₂’＋Ｌ₂₃’＝Ｌである。 かくして反射器５１および５２の配置により、領域Ｂはシート材１０の全幅Ｇ に亘って位置するのを許容され、光路長Ｌは、一旦結像系４１が光路長Ｌに調整 されると、再調整は不要になる。反射器５１および５２は比較的軽量なので、ス テッピングモータのような簡易な手段によって極めて精密に調整することができ る。 第３図はシート材１０上の領域ＢおよびＢ’の位置を示す。これらの領域は、 銀行券の紙幣番号が各領域内に存在するように選ばれている。装置の解像度はＣ ＣＤアレイ４０のピクセルの数Ｎと、シート材の画素の所望の幅ｂに依存する。 シート材１０上の画素ＰのサイズはＰ＝ｌ＊ｂである。望ましい解像度である２ ５０dpiに対してはｌ＝ｂ＝０．１mmが選択される。ＣＣＤアレイのピクセル数 Ｎ＝２５６の場合、領域Ｂの幅はＢ＝Ｎ＊ｂ＝２５．６mmとなる。 銀行券の所望の搬送速度Ｔ＝１０m/sと、濃淡値２５６に対応する１ピクセル 当り１バイトの色深さにおいて、データ転送速度ＤはＤ＝Ｎ＊Ｔ＊Ｆ／ｌ＝２５ ．６MB/sとなる。データ転送速度Ｄを遅くするためには、例えばピクセルの数Ｎ を意図した用途に適したＮ＜２５６ピクセルに選べばよい。 第４図は、本発明の第２の実施の形態の概略図を示し、検知器軸Ａ₁とシート 材軸Ａ₂またはＡ₂’とが軸角度αをなしている。０＜α＜１８０°である。した がって、軸角度αは検知器４０とシート材１０との相対位置によって決定される 。検知器軸に対して反射器角βをなす第１の反射器５１が検知器軸Ａ₁上に存在 し、０＜β＜９０°−α／２である。これにより、点Ｘにおいてシート材軸Ａ₂ と交差する光路Ｌが形成される。第１の反射器角βは原則として上記範囲内で 自由に選択される。 さらに、交差点Ｘにおいてシート材軸Ａ₂と第２の反射器角γをなす第２の反 射器５２が存在し、この反射器角γは、軸角度αと第１の反射器角βとから得ら れる。γ＝９０°−α／２−βである。この配置により、反射器５１と５２とは 、δ＝９０°＋γ／２である角度δをなす。 光学軸Ａ₂のシート材１０との交差点を、シート材１０とシート材軸Ａ₂’との 交差点に向かってＤ’方向に移動させるために、反射器５１および５２は、軸角 度αの二等分線に直角なＤ方向に平行移動させられる。Ｄ’＝２＊Ｄ＊ｃｏｓ（ α／２）である。この反射器５１および５２の配置により、光路長も維持される 。Ｌ₁₁”＋Ｌ₁₂”＋Ｌ₁₃”＝Ｌ₂₁”＋Ｌ₂₂”＋Ｌ₂₃”である。 本発明の第２の実施の形態の利点は、検知されるべき領域Ｂの移動が、シート 材１０と検知器４０との間のいかなる相対的配置によっても実質的に実現される ことである。できる限りコンパクトな配置を得るために、光路Ｌ内にさらなる固 定式の反射器を配置してもよい。これら付加的な固定式反射器もまた、調整装置 によって調整可能な反射装置５０の位置内に光路が保たれるように配置される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｋ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ， ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，Ｙ Ｕ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．光学的な検知器軸（Ａ₁）の方向から入射され、かつシート材（１０）によ って光学的なシート材軸（Ａ₂，Ａ₂’）の方向に発せられる、シート材（１０） の領域（Ｂ）の光を検知するための検知装置（４０，４１）と、前記シート材（ １０）の少なくとも前記領域（Ｂ）を照明するための照明装置（３０，３１）と を備えた、銀行券のようなシート材の光学式検知装置であって、 前記シート材（１０）の前記領域（Ｂ）によって前記シート材軸の方向に発せ られた光を前記検知器軸の方向に偏向するために設けられた反射器（５１，５２ ）を備えた反射装置（５０）と、 前記シート材（１０）上の前記領域（Ｂ）の前記検知装置（４０，４１）に対 する相対位置を決定するために、少なくとも前記反射器（５１，５２）の位置を 変更すべく設けられた調整装置とを備え、 前記反射器（５１，５２）は、前記シート材（１０）から前記検知装置（４０ ，４１）に向かって発せられる光の光路長（Ｌ）が前記シート材上の前記領域（ Ｂ）の位置に左右されないように配置されることを特徴とする、シート材の光学 式検知装置。 ２．前記検知器軸（Ａ₁）と前記シート材軸（Ａ₂，Ａ₂’）とが平行に配置さ れ、 第１の反射器（５１）が前記検知器軸（Ａ₁）に対して第１の反射器角（β） をなし、 第２の反射器（５２）が前記シート材軸（Ａ₂，Ａ₂’）に対して、９０°マイ ナス第１の反射器角（β）となる第２の反射器角（γ）をなすことを特徴とする 請求項１記載の装置。 ３．前記調整装置が、少なくとも前記反射器（５１，５２）を、前記検知器軸（ Ａ₁）または前記シート材軸（Ａ₂，Ａ₂’）と直角な方向（Ｄ）に平行移動させ ることを特徴とする請求項２記載の装置。 ４．前記検知器軸（Ａ₁）と前記シート材軸（Ａ₂，Ａ₂’）とが軸角度（α）を なし、 第１の反射器（５１）が前記検知器軸（Ａ₁）に対して第１の反射器角（β） をなし、 第２の反射器（５２）が前記シート材軸（Ａ₂，Ａ₂’）に対して第２の反射器 角（γ）をなし、その結果、該第２の反射器角（γ）が、９０°マイナス軸角度 （α）の半分マイナス前記第１の反射器角（β）となることを特徴とする請求項 １記載の装置。 ５．前記調整装置が、少なくとも前記反射器（５１，５２）を、前記軸角度（α ）の二等分線と直角な方向（Ｄ）に平行移動させることを特徴とする請求項４記 載の装置。 ６．前記反射装置（５０）が少なくとも１つの固定式反射器を備えていることを 特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の装置。