JP2012198188A - 光検出装置、及び光検出装置を備える紙葉類処理装置 - Google Patents

光検出装置、及び光検出装置を備える紙葉類処理装置 Download PDF

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尚久 中野
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Abstract

【課題】より低コスト且つ高速に紙葉類から複数種類の光を検出することができる光検出装置、及び光検出装置を備える紙葉類処理装置を提供する。
【解決手段】一実施形態に係る光検出装置は、紙葉類に対して光を照射する照明部と、光を検出し、信号を生成するセンサと、前記紙葉類からの光を前記センサに結像させるレンズと、前記照明部から発せられて前記紙葉類を照明した光の拡散反射光、正反射光、拡散透過光、及び直接透過光のうちの２つを前記レンズにより前記センサの異なる領域に結像させるように配置された反射部材と、を具備する。
【選択図】 図４

Description

本発明の実施形態は、光検出装置、及び光検出装置を備える紙葉類処理装置に関する。
従来、種々の紙葉類の検査を行う紙葉類処理装置が実用化されている。紙葉類処理装置は、紙葉類の画像を読み取る光検出装置を有する。紙葉類処理装置は、投入部に投入された紙葉類を１枚ずつ取り込み、光検出装置に搬送する。
光検出装置は、搬送される紙葉類から、紙葉類の光学的な特徴（特徴量）を検知する。紙葉類処理装置は、予め設定される種々のパラメータと、検知された特徴量との比較を行うことにより、紙葉類を識別する。例えば、紙葉類処理装置は、紙葉類の種類（ｃａｔｅｇｏｒｙ）、券種（ｄｅｎｏｍｉｎａｔｉｏｎ）、汚損の度合の識別、紙葉類の真偽（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）の識別、及び／または紙葉類が再流通可能であるか否かの正損（ｆｉｔｎｅｓｓ）の識別を実行する。
例えば、光検出装置は、紙葉類に光を照射し、拡散反射光（拡散反射成分）、または正反射光（正反射成分）を受光する。また、例えば、光検出装置は、紙葉類に光を照射し、紙葉類を透過した透過光を取得する。
特開２０１０−２４５９１８号公報 特開２００４−１０２５６２号公報
しかし、拡散反射光と正反射光とを取得する為に、拡散反射光を受光する為の光学系と、正反射光を受光する為の光学系とを個別に配置する必要がある。この為、コスト及び設置スペースが嵩むという課題がある。
また、拡散反射光と正反射光とを１つの受光系で受光する場合、拡散反射用の照明と、正反射用の照明とを切り替える必要がある。しかし、紙葉類処理装置は、高速で紙葉類を搬送する為、拡散反射光と正反射光とを取得することが困難であるという課題がある。
そこで、より低コスト且つ高速に紙葉類から複数種類の光を検出することができる光検出装置、及び光検出装置を備える紙葉類処理装置を提供することを目的とする。
一実施形態に係る光検出装置は、紙葉類に対して光を照射する照明部と、光を検出し、信号を生成するセンサと、前記紙葉類からの光を前記センサに結像させるレンズと、前記照明部から発せられて前記紙葉類を照明した光の拡散反射光、正反射光、拡散透過光、及び直接透過光のうちの２つを前記レンズにより前記センサの異なる領域に結像させるように配置された反射部材と、を具備する。
図１は、一実施形態に係る紙葉類処理装置について説明するための図である。 図２は、一実施形態に係る紙葉類処理装置について説明するための図である。 図３は、一実施形態に係る紙葉類処理装置について説明するための図である。 図４は、一実施形態に係る光検出装置について説明するための図である。 図５は、一実施形態に係る光検出装置について説明するための図である。 図６は、一実施形態に係る光検出装置について説明するための図である。 図７は、一実施形態に係る光検出装置について説明するための図である。 図８は、一実施形態に係る光検出装置について説明するための図である。 図９は、一実施形態に係る光検出装置について説明するための図である。 図１０は、一実施形態に係る光検出装置について説明するための図である。 図１１は、一実施形態に係る光検出装置について説明するための図である。 図１２は、一実施形態に係る光検出装置について説明するための図である。 図１３は、一実施形態に係る光検出装置について説明するための図である。 図１４は、一実施形態に係る光検出装置について説明するための図である。 図１５は、一実施形態に係る光検出装置について説明するための図である。 図１６は、一実施形態に係る光検出装置について説明するための図である。 図１７は、一実施形態に係る光検出装置について説明するための図である。 図１８は、一実施形態に係る光検出装置について説明するための図である。 図１９は、一実施形態に係る光検出装置について説明するための図である。
以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る光検出装置、及び光検出装置を備える紙葉類処理装置について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、一実施形態に係る紙葉類処理装置１００の外観を示す。
図１に示すように、紙葉類処理装置１００は、装置外部に、投入部１１２、操作部１３６、操作表示部１３７、ドア１３８、取出口１３９、及びキーボード１４０を備えている。
投入部１１２は、例えば紙幣などの紙葉類１６を投入するための構成である。投入部１１２は、重ねられた状態の紙葉類１６をまとめて受け入れる。操作部１３６は、オペレータによる各種操作入力を受け付ける。操作表示部１３７は、オペレータに対して各種の操作案内、及び処理結果などを表示する。なお、操作表示部１３７は、タッチパネルとして構成されていてもよい。この場合、紙葉類処理装置１００は、操作表示部１３７に表示されるボタンと、操作表示部１３７に対するオペレータによる操作と、に基づいて、各種の操作入力を検知する。
ドア１３８は、投入部１１２の投入口を開閉する為のドアである。取出口１３９は、紙葉類処理装置１００により再流通不可と判断された紙葉類１６がスタックされる集積部から紙葉類１６を取り出す為の構成である。キーボード１４０は、オペレータによる各種操作入力を受け付ける入力部として機能する。
図２は、図１に示された紙葉類処理装置１００の構成例を示す。
紙葉類処理装置１００は、装置内部に、投入部１１２、取出部１１３、吸着ローラ１１４、搬送路１１５、検査部１１６、ゲート１２０乃至１２５、排除搬送路１２６、排除集積部１２７、集積・結束部１２８乃至１３１、裁断部１３３、及びスタッカ１３４を備える。また、紙葉類処理装置１００は、主制御部１５１を備える。主制御部１５１は、紙葉類処理装置１００の各部の動作を統合的に制御する。
取出部１１３は、投入部の上部に設けられる。取出部１１３は、吸着ローラ１１４を備えている。吸着ローラ１１４は、投入部１１２にセットされた紙葉類１６を集積方向の上端に接するように設けられている。即ち、吸着ローラ１１４は、回転することにより、投入部１１２にセットされた紙葉類１６を集積方向の上端から１枚ずつ装置内部に取り込む。吸着ローラ１１４は、たとえば、１回転するごとに１枚の紙葉類１６を取り込むように機能する。これにより、吸着ローラ１１４は、紙葉類１６を一定のピッチで取り込む。吸着ローラ１１４により取り込まれた紙葉類１６は、搬送路１１５に導入される。
搬送路１１５は、紙葉類１６を紙葉類処理装置１００内の各部に搬送する搬送手段である。搬送路１１５は、図示しない搬送ベルト及び駆動プーリ（搬送ローラ）などを備えている。搬送路１１５は、図示しない駆動モータ及び駆動プーリにより搬送ベルトを動作させる。搬送路１１５は、吸着ローラ１１４により取り込まれた紙葉類１６を搬送ベルトにより一定速度で搬送する。なお、搬送路１１５における取出部１１３に近い側を上流側、スタッカ１３４に近い側を下流側として説明する。
取出部１１３から延びた搬送路１１５上には、検査部１１６が設けられている。検査部１１６は、画像読取装置１１７、画像読取装置１１８、光検出装置１３５、及び厚み検査部１１９を備えている。検査部１１６は、紙葉類１６の光学的特徴情報、機械的特徴、及び磁気的特長情報を検出する。これにより、紙葉類処理装置１００は、紙葉類１６の種類、汚損度、及び真偽などを検知する。
画像読取装置１１７、及び１１８は、それぞれ搬送路１１５を挟んで対面するように設けられている。画像読取装置１１７、及び１１８は、搬送路１１５を搬送される紙葉類１６の両面の画像を読み取る。画像読取装置１１７、及び１１８は、それぞれ、Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ（ＣＣＤ）カメラを備える。紙葉類処理装置１００は、画像読取装置１１７、及び１１８により撮像した画像に基づいて、紙葉類１６の表面及び裏面の模様画像を取得する。
画像読取装置１１７、及び１１８は、読み取った画像を検査部１１６内の図示しないメモリに一時的に記憶する。紙葉類処理装置１００は、このメモリに記憶されている画像を操作入力に応じて操作表示部１３７に表示する。
光検出装置１３５は、搬送される紙葉類１６に対して光を照射する。さらに光検出装置１３５は、搬送される紙葉類１６から光を検出する。
厚み検査部１１９は、搬送路１１５を搬送される紙葉類１６の厚みを検査する。例えば、検出した厚みが規定値以上である場合、紙葉類処理装置１００は、紙葉類１６の２枚取りを検出する。
また、検査部１１６は、図示しない磁気センサなどを備えている。磁気センサは、紙葉類１６の磁気的な特徴情報を検出する。
主制御部１５１は、画像読取装置１１７、１１８、光検出装置１３５、厚み検査部１１９、及び磁気センサなどによる検出結果に基づいて、各種の判定を行う。例えば、主制御部１５１は、紙葉類１６の種類（ｃａｔｅｇｏｒｙ）、及び／又は券種（ｄｅｎｏｍｉｎａｔｉｏｎ）を判定する。
また、主制御部１５１は、紙葉類１６の真偽（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）を判定する。すなわち、主制御部１５１は、紙葉類１６が真券(ｇｅｎｕｉｎｅ)であるか、偽券(ｃｏｕｎｔｅｒｆｅｉｔ)であるかを判定する。
また、主制御部１５１は、紙葉類１６の正損（ｆｉｔｎｅｓｓ）を検知する。即ち、主制御部１５１は、紙葉類１６が再流通可能（ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔａｂｌｅ）な正券（ｆｉｔ ｓｈｅｅｔ）であるか、再流通不可能（ｕｎｒｅｃｉｒｃｕｌａｔａｂｌｅ）な損券（ｕｎｆｉｔ ｓｈｅｅｔ）であるかを判定する。
さらに、主制御部１５１は、紙葉類１６が排除券であるか否か判定する。すなわち、主制御部１５１は、偽券と判定された紙葉類１６、または厚み検査部１１９により重なりが検知された紙葉類１６を、排除券と判定する。すなわち、排除券は、正券及び損券に該当しない紙葉類１６である。
紙葉類処理装置１００は、正券と判定した紙葉類１６を集積・結束部１２８乃至１３１に搬送する。また、紙葉類処理装置１００は、損券と判定した紙葉類１６を裁断部１３３に搬送する。裁断部１３３は、搬送される損券を裁断する。なお、紙葉類処理装置１００は、損券をスタッカ１３４に搬送し集積してもよい。スタッカ１３４は、集積した損券が例えば１００枚に到達するごとに施封を行う。
紙葉類処理装置１００は、排除券と判定した紙葉類１６を排除集積部１２７に搬送する。排除券は、例えば、２枚取り券などの搬送異常券、折れまたは破れなどが存在する不良券、及び適用外券種または偽券などの判別不能券を含む。
検査部１１６の下流側の搬送路１１５上には、ゲート１２０乃至１２５が順に配設されている。ゲート１２０乃至１２５は、それぞれ、主制御部１５１により制御される。主制御部１５１は、検査部１１６による検査の結果に基づいて各ゲート１２０乃至１２５の動作を制御する。これにより、主制御部１５１は、搬送路１１５を搬送されている紙葉類１６を所定の処理部に搬送するように制御する。
検査部１１６の直後に配設されたゲート１２０は、搬送路１１５を排除搬送路１２６に分岐する。即ち、ゲート１２０は、検査部１１６による検査の結果、真券ではないと判定された排除券、または、検査部１１６による検査を行うことができない検査不能券等を排除搬送路１２６に搬送するように切り替えられる。
排除搬送路１２６の終端部には、排除集積部（排除部）１２７が設けられている。排除集積部１２７は、取出部１１３にて取出した姿勢のまま、上記したような排除券、及び検査不能券を集積する。排除集積部１２７に集積された紙葉類１６は、取出口１３９から取り出すことができる。
また、ゲート１２１乃至１２４により分岐される先には、集積・結束部１２８乃至１３１（総じて集積結束部１３２と称する）がそれぞれ設けられている。集積・結束部１３２には、再流通可能であると判定された紙葉類１６が種類及び表裏毎に区別されて集積される。集積・結束部１３２は、集積した紙葉類１６を所定枚数毎に結束して格納する。
ゲート１２５により分岐される先には、裁断部１３３が配設されている。裁断部１３３は、紙葉類１６を裁断して収納する。ゲート１２５には、正規の紙葉類１６であり、且つ、再流通が不可能であると判定された紙葉類１６（損券）が搬送される。
また、ゲート１２５により分岐される他方の搬送路の先には、スタッカ１３４が配設されている。主制御部１５１は、損券裁断モードが選択されている場合、紙葉類１６を裁断部１３３に搬送するようにゲート１２５を制御する。また、主制御部１５１は、損券裁断モードが選択されていない場合、紙葉類１６をスタッカ１３４に搬送するようにゲート１２５を制御する。
なお、主制御部１５１は、集積・結束部１３２に集積された紙葉類１６の枚数、及び、裁断部１３３により裁断された紙葉類１６の枚数及び識別情報を逐次記憶する。
図３は、図１及び図２に示された紙葉類処理装置１００の制御系の構成例を示す。
紙葉類処理装置１００は、主制御部１５１、検査部１１６、搬送制御部１５２、集積・結束制御部１５３、裁断制御部１５６、操作表示部１３７、及びキーボード１４０などを備える。
主制御部１５１は、紙葉類処理装置１００の全体的な制御を司る。主制御部１５１は、操作表示部１３７により入力される操作、及び検査部１１６による検査結果に基づき、搬送制御部１５２及び集積・結束制御部１５３を制御する。
例えば、紙葉類処理装置１００を操作する操作員は、操作表示部１３７またはキーボード１４０により、処理する紙葉類１６に対する各種の判定における閾値、紙葉類１６の供給元の名称、及び処理方法などを入力する。
検査部１１６は、画像読取装置１１７、及び１１８、厚み検査部１１９、光検出装置１３５、その他のセンサ類１５４、及びＣＰＵ１５５を備える。
画像読取装置１１７、及び１１８は、搬送路１１５を搬送される紙葉類１６の両面の画像を読み取る。画像読取装置１１７、及び１１８は、例えばＣＣＤなどの受光素子と光学系とを備える。画像読取装置１１７、及び１１８は、搬送される紙葉類１６に対して光を投光し、反射光または透過光を光学系により受光する。画像読取装置１１７、及び１１８は、光学系により受光した光をＣＣＤに結像させ、電気信号（画像）を取得する。
主制御部１５１は、紙葉類１６の基準となる画像（基準画像）を記憶部１５１ａに予め記憶する。主制御部１５１は、紙葉類１６から取得した画像と、記憶部１５１ａに記憶される基準画像とを比較することにより、紙葉類１６に対する各種の判定を行う。
光検出装置１３５は、上記したように、搬送される紙葉類１６に対して光を照射する。さらに光検出装置１３５は、搬送される紙葉類１６から光を検出する。
また、記憶部１５１ａは、光検出装置１３５の検出結果と比較する閾値を予め記憶する。主制御部１５１は、光検出装置１３５の検出結果と記憶部１５１ａに記憶されている閾値とに基づいて、紙葉類１６に対する各種の判定を行う。
厚み検査部１１９は、搬送路１１５を搬送される紙葉類１６の厚みを検査する。その他のセンサ類１５４は、例えば、磁気センサなどである。磁気センサは、搬送路１１５を搬送される紙葉類１６から磁気的な特徴情報を検出する。
ＣＰＵ１５５は、画像読取装置１１７、１１８、厚み検査部１１９、光検出装置１３５、及びその他のセンサ類１５４などの動作の制御を行う。また、ＣＰＵ１５５は、主制御部１５１とデータの伝送を行う。すなわち、ＣＰＵ１５５は、検査部１１６の各部における検知結果を主制御部１５１に伝送することができる。
搬送制御部１５２は、主制御部１５１の制御に基づき、取出部１１３、搬送路１１５、排除搬送路１２６、及びゲート１２０乃至１２５を制御する。これにより、搬送制御部１５２は、紙葉類１６の取り込み及び搬送を制御する。また、搬送制御部１５２は、判定した紙葉類１６の種類毎に区分する区分処理（ｓｏｒｔｉｎｇ）を行う。即ち、搬送制御部１５２は、区分処理部として機能する。
例えば、搬送制御部１５２は、損券であると判定された紙葉類１６を裁断部１３３、またはスタッカ１３４に搬送するようにゲート１２０乃至１２５を制御する。また、搬送制御部１５２は、排除券であると判定された紙葉類１６を排除集積部１２７に搬送するようにゲート１２０乃至１２５を制御する。またさらに、搬送制御部１５２は、正券であると判定された紙葉類１６を集積結束部１３２に搬送するようにゲート１２０乃至１２５を制御する。
集積・結束制御部１５３は、主制御部１５１の制御に基づき、排除集積部１２７及び集積・結束部１２８乃至１３１を制御する。これにより、集積・結束制御部１５３は、紙葉類１６の集積、及び結束の制御を行なう。
裁断制御部１５６は、主制御部１５１の制御に基づき、裁断部１３３の動作を制御する。これにより、裁断部１３３は、搬送される紙葉類１６の裁断を行う。
図４は、第１の実施形態に係る光検出装置１３５の構成例を示す。また、図５は、光検出装置１３５の一部を示す。また、図６は、図４に示されるＸ方向から光検出装置１３５を見た例を示す。
光検出装置１３５は、例えば紙葉類処理装置１００の搬送路１１５の近傍に設置される。図４に示すように、光検出装置１３５は、照明部（第１の照明部）１、照明部（第２の照明部）２、第１の検出部１３５ａ、第２の検出部１３５ｂ、信号処理部１３、及び画像処理部１４を備える。なお、光検出装置１３５の近傍の搬送路１１５は、搬送ローラ１５を備える。
第１の検出部１３５ａは、ミラー３、ミラー４、ミラー５、レンズ９、及びセンサ１１を備える。また、第２の検出部１３５ｂは、ミラー６、ミラー７、ミラー８、レンズ１０、及びセンサ１２を備える。
また、光検出装置１３５は、図示しない制御部を備える。制御部は、光検出装置１３５の各部の動作を統合的に制御する。制御部は、ＣＰＵ、バッファメモリ、プログラムメモリ、及び不揮発性メモリなどを備える。ＣＰＵは、種々の演算処理を行う。バッファメモリは、ＣＰＵにより行われる演算の結果を一時的に記憶する。プログラムメモリ及び不揮発性メモリは、ＣＰＵが実行する種々のプログラム及び制御データなどを記憶する。制御部は、ＣＰＵによりプログラムメモリに記憶されているプログラムを実行することにより、種々の処理を行うことができる。例えば、制御部は、照明部１及び２、並びに、センサ１１及び１２の動作のタイミングを制御する。
なお、制御部は、図３に示す主制御部１５１と通信を行うことができる。制御部は、主制御部１５１から入力された制御信号に基づいて、照明部１及び２、並びに、センサ１１及び１２を動作させる信号を生成する。
搬送ローラ１５は、所定の回転速度で回転する。搬送ローラ１５は、紙葉類１６を挟持しつつ、紙葉類１６を所定の方向に移動させる。紙葉類１６は、搬送路１１５により図４に示す矢印ａの方向に搬送される。即ち、紙葉類１６は、図４の左側から右側に搬送される。なお、紙葉類１６が搬送される搬送路上の面を搬送面Ｐとする。
図６に示されるように、照明部（第１の照明部）１は、搬送路１１５により搬送される紙葉類１６に対して角度αで光が入射するように設置される。即ち、照明部１は、紙葉類１６が搬送される搬送面Ｐに対して垂直な線と角度αを成す線上に設置される。
また、照明部（第２の照明部）２は、搬送路１１５により搬送される紙葉類１６に対して角度γで光が入射するように設置される。即ち、照明部１は、紙葉類１６が搬送される搬送面Ｐに対して垂直な線と角度γを成す線上に設置される。
照明部１及び２は、例えば、赤外線（赤外光）、または可視光を出力する。照明部１及び２は、例えば、ＬＥＤ、蛍光灯、または他の光源などを備える。
図４及び図６に示されるように、第１の検出部１３５ａ及び第２の検出部１３５ｂは、搬送面Ｐを挟んで互いに対向する位置に設けられる。なお、図５は、光検出装置１３５の第１の検出部１３５ａを示す図である。本例では、第１の検出部１３５ａが、照明部１及び２と同じ側に設けられる。
第１の検出部１３５ａのミラー３、ミラー４、及びミラー５は、光を反射する反射部材である。ミラー３、ミラー４、及びミラー５は、光を反射する鏡面をそれぞれ有する。
レンズ９は、所定の走査範囲から光を受光する。レンズ９は、受光した光をセンサ１１に結像させる。
センサ１１は、レンズ９により結像された光に基づいて、画像または光強度に応じた電気信号を取得する。すなわち、センサ１１は、入射する光の光強度を検出値として検出する。センサ１１は、例えば、ＣＭＯＳ、フォトダイオード、またはＣＣＤなどの受光素子が線状に配列されたラインイメージセンサを備える。
例えば、センサ１１は、３色（３つの波長帯域）の光を検出する３ラインカラーセンサなどを備える。さらに、センサ１１は、３色に加え、さらに赤外波長の光を検出する４ラインカラーセンサなどを備えていても良い。
４ラインセンサは、例えば、４ラインのそれぞれの受光素子にフィルタがオンチップされることにより構成される。また、４ラインセンサは、４板プリズムにより４色に分光された光が４ラインの受光素子にそれぞれ入射するように構成されていてもよい。
また、例えば、照明部１及び２が赤外光を照射する構成である場合、センサ１１は、赤外光を除く帯域の光を遮断するフィルタ（波長制限媒体）をさらに有する。なお、センサ１１は、所定の帯域の波長を感度領域とするセンサを備える構成であってもよい。
また、他の例として、照明部１及び照明部２は、可視光から赤外までの波長の光を照射し、センサ１１及びセンサ１２が４ラインセンサにより可視光から赤外光までの光を一度に取得するようにしても良い。
このようにすることにより、透過光及び反射光を可視画像として取得し、さらに透過光及び反射光を赤外画像として取得することができる。これにより、センサ１１及びセンサ１２は、明るさ情報、色味（カラー）、及び光沢を一度に取得することができる。
図６に示されるように、ミラー３は、照明部１から角度αで紙葉類１６に照射された光の拡散反射光Ａを反射する。即ち照明部１は、紙葉類１６に光を照射することにより、拡散反射光Ａを発生させる。なお、拡散反射光Ａは、紙葉類１６に角度αで入射し、角度βで反射した光である。即ち、拡散反射光Ａは、正反射光を除く反射光である。なお、図５に示されるように、ミラー３は、搬送される紙葉類１６上の第１の走査範囲内で反射した拡散反射光Ａを反射させる。
ミラー４は、ミラー３により反射された拡散反射光Ａを反射し、レンズ９に入射させる。ミラー４により反射されてレンズ９に入射した拡散反射光Ａは、レンズ９によりセンサ１１に結像される。
なお、センサ１１は、第１の受光領域（エリア）ａと第２の受光領域（エリア）ｂとを備える。エリアａ及びエリアｂは、センサ１１が有する複数の受光素子のうちの所定範囲に配置されている受光素子の群を示す。ミラー４により反射されてレンズ９に入射した拡散反射光Ａは、レンズ９によりセンサ１１のエリアａに結像される。
即ち、ミラー３及びミラー４は、紙葉類１６の表面で反射角β（β≠α）で反射した拡散反射光Ａが、レンズ９を介してセンサ１１のエリアａに結像するように配置される。
また、図６に示されるように、ミラー５は、照明部２から角度γで紙葉類１６に照射された光の正反射光Ｂを反射する。即ち照明部２は、紙葉類１６に光を照射することにより、正反射光Ｂを発生させる。なお、正反射光Ｂは、紙葉類１６に角度γで入射し、角度γで反射した光である。なお、図５に示されるように、ミラー５は、搬送される紙葉類１６上の第２の走査範囲内で反射した正反射光Ｂを反射させる。
ミラー４は、ミラー５により反射された正反射光Ｂを反射し、レンズ９に入射させる。ミラー４により反射されてレンズ９に入射した正反射光Ｂは、レンズ９によりセンサ１１のエリアｂに結像される。
即ち、ミラー４及びミラー５は、紙葉類１６の表面で入射角と等しい角度で反射した正反射光Ｂが、レンズ９を介してセンサ１１のエリアｂに結像するように配置される。
この構成により、第１の検出部１３５ａは、紙葉類１６により反射された拡散反射光Ａ及び正反射光Ｂを、１対のレンズ９及びセンサ１１により検出することができる。
なお、レンズ９の焦点をあわせる為に、拡散反射光Ａの光路長（ワークディスタンス）と、正反射光Ｂの光路長とが等しい事が好ましい。例えば、ミラー３乃至ミラー５は、角度γと角度βとが等しい場合、拡散反射光Ａの光路長と、正反射光Ｂの光路長とが等しくなるように設置される。また、ミラー３及びミラー５は、紙葉類１６の搬送面Ｐと平行な長軸を有する。これにより、ミラー３及びミラー５の反射面と、紙葉類１６との距離を一定にすることができる。
なお、ミラー４は、ミラー３により反射された反射光を反射する鏡面と、ミラー５により反射された反射光を反射する鏡面とを備える。しかし、ミラー４は、ミラー３により反射された反射光を反射する鏡面と、ミラー５により反射された反射光を反射する鏡面との両方を備えていなくてもよい。ミラー４は、ミラー３により反射された反射光を反射する鏡面と、ミラー５により反射された反射光を反射する鏡面とがそれぞれ個別に配置されて構成されていてもよい。また、ミラー３乃至５は、一体に形成されていてもよい。
センサ１１は、エリアａ及びｂに結像された光に応じて電気信号を生成する。なお、センサ１１は、連続的にエリアａ及びｂに結像された光に応じて電気信号を生成することにより、二次元的な画像を生成する。これにより、第１の検出部１３５ａは、１つの受光系で拡散反射光Ａと正反射光Ｂとを検出することができる。
第２の検出部１３５ｂのミラー６、ミラー７、及びミラー８は、光を反射する反射部材である。ミラー６、ミラー７、及びミラー８は、光を反射する鏡面をそれぞれ有する。
レンズ１０は、所定の走査範囲から光を受光する。レンズ１０は、受光した光をセンサ１２に結像させる。
センサ１２は、レンズ１０により結像された光に基づいて、画像または光強度に応じた電気信号を取得する。すなわち、センサ１２は、センサ１１と同様の構成を備える。
図６に示されるように、ミラー６は、照明部１から角度αで紙葉類１６に照射された光の拡散透過光Ｃを反射する。即ち照明部１は、紙葉類１６に光を照射することにより、拡散透過光Ｃを発生させる。なお、拡散透過光Ｃは、紙葉類１６に角度αで入射し、角度αとは異なる角度βで紙葉類１６を透過した光である。なお、ミラー６は、搬送される紙葉類１６上の所定の走査範囲を透過した拡散透過光Ｃを反射させる。
ミラー７は、ミラー６により反射された拡散透過光Ｃを反射し、レンズ１０に入射させる。ミラー７により反射されてレンズ１０に入射した拡散透過光Ｃは、レンズ１０によりセンサ１２に結像される。
なお、センサ１２は、第３の受光領域（エリア）ｃと第４の受光領域（エリア）ｄとを備える。エリアｃ及びエリアｄは、センサ１２が有する複数の受光素子のうちの所定範囲に配置されている受光素子の群を示す。ミラー７により反射されてレンズ１０に入射した拡散透過光Ｃは、レンズ１０によりセンサ１２のエリアｃに結像される。
即ち、ミラー６及びミラー７は、紙葉類１６を入射角と異なる角度β（β≠α）で透過した拡散透過光Ｃが、レンズ１０を介してセンサ１２のエリアｃに結像するように配置される。
また、図６に示されるように、ミラー８は、照明部２から角度γで紙葉類１６に照射された光の直接透過光Ｄを反射する。即ち照明部２は、紙葉類１６に光を照射することにより、直接透過光Ｄを発生させる。なお、直接透過光Ｄは、紙葉類１６に角度γで入射し、角度γで紙葉類１６を透過した光である。なお、ミラー８は、搬送される紙葉類１６上の所定の走査範囲を透過した直接透過光Ｄを反射させる。
ミラー７は、ミラー８により反射された直接透過光Ｄを反射し、レンズ１０に入射させる。ミラー７により反射されてレンズ１０に入射した直接透過光Ｄは、レンズ１０によりセンサ１２のエリアｄに結像される。
即ち、ミラー７及びミラー８は、入射角と等しい角度で紙葉類１６を透過した直接透過光Ｄが、レンズ１０を介してセンサ１２のエリアｄに結像するように配置される。
この構成により、第２の検出部１３５ｂは、紙葉類１６を透過した拡散透過光Ｃ及び直接透過光Ｄを、１対のレンズ１０及びセンサ１２により検出することができる。
なお、レンズ１０の焦点をあわせる為に、拡散透過光Ｃの光路長（ワークディスタンス）と、直接透過光Ｄの光路長とが等しい事が好ましい。例えば、ミラー６乃至ミラー８は、角度γと角度βとが等しい場合、拡散透過光Ｃの光路長と、直接反射光Ｄの光路長とが等しくなるように設置される。また、ミラー６及びミラー８は、紙葉類１６の搬送面Ｐと平行な長軸を有する。これにより、ミラー６及びミラー８の反射面と、紙葉類１６との距離を一定にすることができる。
なお、ミラー７は、ミラー６により反射された反射光を反射する鏡面と、ミラー８により反射された反射光を反射する鏡面とを備える。しかし、ミラー７は、ミラー６により反射された反射光を反射する鏡面と、ミラー８により反射された反射光を反射する鏡面との両方を備えていなくてもよい。ミラー７は、ミラー６により反射された反射光を反射する鏡面と、ミラー８により反射された反射光を反射する鏡面とがそれぞれ個別に配置されて構成されていてもよい。また、ミラー６乃至８は、一体に形成されていてもよい。
センサ１２は、エリアｃ及びｄに結像された光に応じて電気信号を生成する。なお、センサ１２は、連続的にエリアｃ及びｄに結像された光に応じて電気信号を生成することにより、二次元的な画像を生成する。これにより、第２の検出部１３５ｂは、１つの受光系で拡散透過光Ｃと直接透過光Ｄとを検出することができる。
信号処理部１３は、センサ１１及びセンサ１２により生成された画像に対して信号処理を施す。例えば、信号処理部１３は、信号の増幅などの処理を施す。画像処理部１４は、信号処理部１３により処理された画像に対して画像処理を施す。画像処理部１４は、例えば、エッジの強調、明るさの調整などを行い、種々の判定に用いられる画像を生成することができる。
なお、センサ１１のエリアａに入射する光と、エリアｂに入射する光とは、光強度が異なる。また、センサ１２のエリアｃに入射する光と、エリアｄに入射する光とは、光強度が異なる。光検出装置１３５は、例えば、照明部１の発光強度と照明部２の発光強度とを個別に制御することにより、各エリアに入射する光の強度を同程度に調整することができる。具体的には、光検出装置１３５は、照明部１の発光強度を照明部２の発光強度より強くすることにより、各光の強度を近づける事ができる。
また、センサ１１及びセンサ１２が、出力を分割することができる例えばＴＡＰ式のセンサなどを備える場合、センサ１１及びセンサ１２は、各エリア毎に出力を分割する。さらに、信号処理部１３は、分割された出力毎にゲインを制御することにより、出力信号の強度を同程度に調整することができる。
なお、図４乃至図６に示された例では、光検出装置１３５は、２つの照明部を備える。しかし、光検出装置１３５は、１つの照明部を備える構成であってもよい。この場合、照明部１は、図７に示されるように、第１の走査範囲に対して光が角度αで入射し、且つ、第２の走査範囲に対して光が角度γで入射するように設置される。この場合、照明部１は、拡散反射光Ａが正反射光にならないように設置される。即ち、照明部１は、角度βとαとが等しくならないように設置される。
画像処理部１４は、拡散反射光Ａから得られた信号により、紙葉類１６の画像（拡散反射画像）を取得する。画像処理部１４は、この画像から紙葉類の明るさや色味の特徴量を抽出する。明るさと色味は、例えば、マンセル表色系（Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系）における明るさＬ＊、色味ａ＊、ｂ＊もしくはｃ＊である。また、画像処理部１４は、拡散反射画像からテクスチャ特徴（拡散反射テクスチャ特徴）を抽出する。
また、画像処理部１４は、正反射光Ｂから得られた信号により、紙葉類１６の表面の光沢の特徴量を抽出する。紙葉類１６の表面状態が艶やかであれば、反射率が高くなり、表面状態が荒れていれば、反射率は低くなる。
また、画像処理部１４は、拡散透過光Ｃから得られた電気信号により、紙葉類１６の画像（拡散透過画像）を取得する。画像処理部１４は、この拡散透過画像からテクスチャ特徴（拡散透過テクスチャ特徴）を抽出する。
またさらに、画像処理部１４は、直接透過光Ｄから得られた信号により、紙葉類１６の画像（直接透過画像）を取得する。画像処理部１４は、この直接透過画像からテクスチャ特徴（直接透過テクスチャ特徴）を抽出する。
例えば、画像処理部１４は、可視領域の波長（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の画像、または近赤外領域の波長（ＩＲ）の画像に基づいてテクスチャ特徴を抽出する。画像処理部１４は、ＩＲ画像に基づいてテクスチャ特徴を抽出する場合、紙葉類１６上の汚れ、または印刷等の影響を受けにくくすることができる。これにより、画像処理部１４は、紙葉類１６の本来の繊維構造の特徴をテクスチャ構造として抽出することができる。
上記したように、画像処理部１４は、拡散反射光Ａ、正反射光Ｂ、拡散透過光Ｃ、及び直接透過光Ｄなどに基づいて、拡散反射テクスチャ特徴、拡散透過テクスチャ特徴、直接透過テクスチャ特徴、明るさ、色味、及び光沢などを抽出する。
さらに、光検出装置１３５は、さらに判定部を備える構成であってもよい。判定部は、は、画像処理部１４により抽出された特徴量の複数、またはすべてを用いて、多次元的にマッピングを行う。これにより、判定部は、紙葉類１６の紙質の識別、及び同定（ｉｄｅｎｔｉｆｙ）を行う事ができる。
例えば、光検出装置１３５が、１８種類（ｃａｔｅｇｏｒｙ）の各１０枚ずつのサンプルの紙葉類１６に対し、マッピングを行う例について説明する。図８は、直接透過テクスチャ特徴（低解像度）、直接透過テクスチャ特徴（高解像度）、及び明るさの３種の特徴量を抽出し、抽出した特徴量に基づいて多次元マッピングが行われた例を示す。
図８の縦軸は、明るさの特徴量を示す。また、図８の横軸は、直接透過テクスチャ特徴（低解像度）を示す。また、図８の奥行きの軸は、直接透過テクスチャ特徴（高解像度）を示す。また、図８にマッピングされたマーカは、種類ごとに異なるカテゴリーを示す。
図８に示されるように、光検出装置１３５は、上記の処理により抽出された特徴量に基づいてマッピングを行うことにより、カテゴリー毎にグループ化を行うことができる。例えば、光検出装置１３５は、マッピングの結果に対して線形判別関数、または非線形判別関数を用いることにより、各グループを分離することが出来る。これにより、光検出装置１３５は、紙葉類１６を分類することができる。
上記したように、本実施形態に係る光検出装置１３５は、二つの異なる特性を持つ光を一つの光学系にて受光することができる。これにより、装置をコンパクトにすることが出来る。さらに、光検出装置１３５は、複数の特性を持つ光から複数の特徴量を抽出し、抽出した特徴量に基づいてマッピングを行う。これにより、光検出装置１３５は、紙葉類１６をカテゴリー毎に分類することができる。この結果、より低コスト且つ高速に紙葉類から複数種類の光を検出することができる光検出装置、及び光検出装置を備える紙葉類処理装置を提供することができる。
（第２の実施形態）
第１の実施形態に係る光検出装置１３５は、拡散反射光Ａと正反射光Ｂとを検出する第１の検出部１３５ａと、拡散透過光Ｃと直接透過光Ｄとを検出する第２の検出部１３５ｂとを備えるとして説明したが、この構成に限定されない。各ミラーの配置によっては、１つの検出部で検出する光の組み合わせを変えることが出来る。
図９乃至図１３は、第２の実施形態に係る光検出装置１３５の構成例を示す。図９及び図１０は、それぞれ光検出装置１３５の一部を示す。また、図１１は、図９及び図１０に示されるＸ方向から光検出装置１３５を見た例を示す。また、図１２は、図９及び図１０に示されるＺ方向から光検出装置１３５を見た例を示す。また、図１３は、図９及び図１０に示されるＹ方向から光検出装置１３５を見た例を示す。
なお、第１の実施形態と同様の構成には同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。第２の実施形態に係る光検出装置１３５は、各ミラー、各レンズ、及び各センサの配置が第１の実施形態と異なる。
光検出装置１３５は、照明部（第１の照明部）１、照明部（第２の照明部）２、第３の検出部１３５ｃ、第４の検出部１３５ｄ、信号処理部１３、及び画像処理部１４を備える。なお、光検出装置１３５の近傍の搬送路１１５は、図示されない搬送ローラを備える。
搬送ローラ１５は、所定の回転速度で回転する。搬送ローラ１５は、紙葉類１６を挟持しつつ、紙葉類１６を所定の方向に移動させる。紙葉類１６は、搬送路１１５により図９及び図１０により示される矢印ａの方向に搬送される。なお、紙葉類１６が搬送される搬送路上の面を搬送面Ｐとする。
第３の検出部１３５ｃは、ミラー２３、ミラー２４、ミラー２５、ミラー２６、ミラー２７、ミラー２８、ミラー２９、ミラー３０、ミラー３１、レンズ３２、及びセンサ１１を備える。また、第４の検出部１３５ｄは、ミラー４３、ミラー４４、ミラー４５、ミラー４６、ミラー４７、ミラー４８、ミラー４９、ミラー５０、ミラー５１、レンズ５２、及びセンサ１２を備える。
図１１に示されるように、照明部（第１の照明部）１は、搬送路１１５により搬送される紙葉類１６に対して角度αで光が入射するように設置される。即ち、照明部１は、紙葉類１６が搬送される搬送面Ｐに対して垂直な線と角度αを成す線上に設置される。
また、照明部（第２の照明部）２は、搬送路１１５により搬送される紙葉類１６に対して角度γで光が入射するように設置される。即ち、照明部１は、紙葉類１６が搬送される搬送面Ｐに対して垂直な線と角度γを成す線上に設置される。
図１１に示されるように、第３の検出部１３５ｃ及び第４の検出部１３５ｄは、搬送路１１５の上流側と下流側とに設けられる。なお、第３の検出部１３５ｃ及び第４の検出部１３５ｄのどちらが上流側に設けられていても良い。
第３の検出部１３５ｃのミラー２３乃至３１は、光を反射する反射部材である。ミラー２３乃至３１は、光を反射する鏡面をそれぞれ有する。
レンズ３２は、所定の走査範囲から光を受光する。レンズ３２は、受光した光をセンサ１１に結像させる。
センサ１１は、レンズ３２により結像された光に基づいて、画像または光強度に応じた電気信号を取得する。すなわち、センサ１１は、入射する光の光強度を検出値として検出する。
図１１に示されるように、ミラー２３は、照明部１から角度αで紙葉類１６に照射された光の拡散反射光Ａを反射する。なお、拡散反射光Ａは、紙葉類１６に角度αで入射し、角度βで反射した光である。さらにミラー２４乃至ミラー２６は、ミラー２３により反射された拡散反射光Ａがミラー２７に入射するように光を反射する。
ミラー２７は、ミラー２３乃至ミラー２６により反射された拡散反射光Ａを反射し、レンズ３２に入射させる。ミラー２７により反射されてレンズ３２に入射した拡散反射光Ａは、レンズ３２によりセンサ１１に結像される。
なお、センサ１１は、エリアａとエリアｂとを備える。ミラー２７により反射されてレンズ３２に入射した拡散反射光Ａは、レンズ３２によりセンサ１１のエリアａに結像される。
即ち、ミラー２３乃至ミラー２７は、紙葉類１６の表面で反射角β（β≠α）で反射した拡散反射光Ａが、レンズ３２を介してセンサ１１のエリアａに結像するように配置される。
また、図１１に示されるように、ミラー２８は、照明部１から角度αで紙葉類１６に照射された光の拡散透過光Ｃを反射する。なお、拡散透過光Ｃは、紙葉類１６に角度αで入射し、角度βで紙葉類１６を透過した光である。さらに、ミラー２９乃至ミラー３１は、ミラー２８により反射された拡散透過光Ｃがミラー２７に入射するように光を反射する。
ミラー２７は、ミラー２８乃至ミラー３１により反射された拡散透過光Ｃを反射し、レンズ３２に入射させる。ミラー２７により反射されてレンズ３２に入射した拡散透過光Ｃは、レンズ３２によりセンサ１１のエリアｂに結像される。
即ち、ミラー２７乃至ミラー３１は、紙葉類１６を入射角αとは異なる角度βで透過した拡散透過光Ｃが、レンズ３２を介してセンサ１１のエリアｂに結像するように配置される。
この構成により、第３の検出部１３５ｃは、紙葉類１６により反射された拡散反射光Ａと、紙葉類１６を透過した拡散透過光Ｃとを、１対のレンズ３２及びセンサ１１により検出することができる。
なお、レンズ３２の焦点をあわせる為に、拡散反射光Ａの光路長（ワークディスタンス）と、拡散透過光Ｃの光路長とが等しい事が好ましい。ミラー２３乃至ミラー３１は、角度βで反射された拡散反射光Ａの光路長と、角度βで透過した拡散透過光Ｃの光路長とが等しくなるように設置される。また、ミラー２３及びミラー２８は、紙葉類１６の搬送面Ｐと平行な長軸を有する。これにより、ミラー２３及びミラー２８の反射面と、紙葉類１６との距離を一定にすることができる。
なお、ミラー２７は、ミラー２６により反射された反射光を反射する鏡面と、ミラー３１により反射された反射光を反射する鏡面とを備える。しかし、ミラー２７は、ミラー２６により反射された反射光を反射する鏡面と、ミラー３１により反射された反射光を反射する鏡面との両方を備えていなくてもよい。ミラー２７は、ミラー２６により反射された反射光を反射する鏡面と、ミラー３１により反射された反射光を反射する鏡面とがそれぞれ個別に配置されて構成されていてもよい。
第４の検出部１３５ｄのミラー４３乃至５１は、光を反射する反射部材である。ミラー４３乃至５１は、光を反射する鏡面をそれぞれ有する。
レンズ５２は、所定の走査範囲から光を受光する。レンズ５２は、受光した光をセンサ１２に結像させる。
センサ１２は、レンズ５２により結像された光に基づいて、画像または光強度に応じた電気信号を取得する。すなわち、センサ１２は、入射する光の光強度を検出値として検出する。
図１１に示されるように、ミラー４３は、照明部２から角度γで紙葉類１６に照射された光の正反射光Ｂを反射する。なお、正反射光Ｂは、紙葉類１６に角度γで入射し、角度γで反射した光である。さらにミラー４４乃至ミラー４６は、ミラー４３により反射された正反射光Ｂがミラー４７に入射するように光を反射する。
ミラー４７は、ミラー４３乃至ミラー４６により反射された正反射光Ｂを反射し、レンズ５２に入射させる。ミラー４７により反射されてレンズ５２に入射した正反射光Ｂは、レンズ５２によりセンサ１２に結像される。
なお、センサ１２は、エリアｃとエリアｄとを備える。ミラー４７により反射されてレンズ５２に入射した正反射光Ｂは、レンズ５２によりセンサ１２のエリアｃに結像される。
即ち、ミラー４３乃至ミラー４７は、紙葉類１６の表面で入射角と等しい角度で反射した正反射光Ｂが、レンズ５２を介してセンサ１２のエリアｃに結像するように配置される。
また、図１１に示されるように、ミラー４８は、照明部２から角度γで紙葉類１６に照射された光の直接透過光Ｄを反射する。なお、直接透過光Ｄは、紙葉類１６に角度γで入射し、角度γで紙葉類１６を透過した光である。さらに、ミラー４９乃至ミラー５１は、ミラー４８により反射された直接透過光Ｄがミラー４７に入射するように光を反射する。
ミラー４７は、ミラー４８乃至ミラー５１により反射された直接透過光Ｄを反射し、レンズ５２に入射させる。ミラー４７により反射されてレンズ５２に入射した直接透過光Ｄは、レンズ５２によりセンサ１２のエリアｄに結像される。
即ち、ミラー４７及びミラー５１は、入射角と等しい角度で紙葉類１６を透過した直接透過光Ｄが、レンズ５２を介してセンサ１２のエリアｄに結像するように配置される。
この構成により、第４の検出部１３５ｄは、紙葉類１６により反射された正反射光Ｂと、紙葉類１６を透過した直接透過光Ｄとを、１対のレンズ５２及びセンサ１２により検出することができる。
なお、レンズ５２の焦点をあわせる為に、正反射光Ｂの光路長（ワークディスタンス）と、直接透過光Ｄの光路長とが等しい事が好ましい。ミラー４３乃至ミラー５１は、角度γで反射された正反射光Ｂの光路長と、角度γで透過した直接透過光Ｄの光路長とが等しくなるように設置される。また、ミラー４３及びミラー４８は、紙葉類１６の搬送面Ｐと平行な長軸を有する。これにより、ミラー４３及びミラー４８の反射面と、紙葉類１６との距離を一定にすることができる。
なお、ミラー４７は、ミラー４６により反射された反射光を反射する鏡面と、ミラー５１により反射された反射光を反射する鏡面とを備える。しかし、ミラー４７は、ミラー４６により反射された反射光を反射する鏡面と、ミラー５１により反射された反射光を反射する鏡面との両方を備えていなくてもよい。ミラー４７は、ミラー４６により反射された反射光を反射する鏡面と、ミラー５１により反射された反射光を反射する鏡面とがそれぞれ個別に配置されて構成されていてもよい。
上記したように、本実施形態に係る光検出装置１３５は、二つの異なる特性を持つ光を一つの光学系にて受光することができる。これにより、装置をコンパクトにすることが出来る。この結果、より低コスト且つ高速に紙葉類から複数種類の光を検出することができる光検出装置、及び光検出装置を備える紙葉類処理装置を提供することができる。
なお、図９乃至図１３に示された例では、光検出装置１３５は、２つの照明部を備える。しかし、光検出装置１３５は、１つの照明部を備える構成であってもよい。この場合、照明部１は、図１４に示されるように、第１の走査範囲に対して光が角度αで入射し、且つ、第２の走査範囲に対して光が角度γで入射するように設置される。この場合、照明部１は、拡散反射光Ａが正反射光にならないように設置される。即ち、照明部１は、角度βとαとが等しくならないように設置される。
また、図９乃至図１３に示された例では、光検出装置１３５の第３の検出部１３５ｂが拡散反射光Ａと拡散透過光Ｃとを検出し、第４の検出部１３５ｄが正反射光Ｂと直接透過光Ｄとを検出する構成として説明したがこの構成に限定されない。１つの検出部が、拡散反射光Ａと直接透過光Ｄとを検出し、もう一つの検出部が正反射光Ｂと拡散透過光Ｃとを検出する構成であってもよい。この場合、１つの検出部に拡散反射光Ａと直接透過光Ｄとを入射させるように複数のミラーが設置される。また、他方の検出部に正反射光Ｂと拡散透過光Ｃとを入射させるように複数のミラーが設置される。
即ち、光検出装置１３５の１つの検出部は、拡散反射光Ａ、正反射光Ｂ、拡散透過光Ｃ、及び直接透過光Ｄのうちの２つを検出することができるように配置される複数のミラー（反射部材）を備える。
（第３の実施形態）
なお、第１の実施形態では、光検出装置１３５は、第１の走査範囲から出力される拡散反射光Ａと第２の走査範囲から出力される正反射光Ｂとを１つの光学系で受光し、第１の走査範囲から出力される拡散透過光Ｃと第２の走査範囲から出力される直接透過光Ｄとを他の１つの光学系で受光する。これにより、光検出装置１３５は、二つの異なる特性を持つ光を１つの光学系で受光することができる。光検出装置１３５は、得られた光を基に複数の特徴量を抽出し、複数の特徴量を用いて媒体の同定を行う。
しかし、光検出装置１３５は、異なる位置からの拡散反射光Ａと正反射光Ｂとを１つの字光学系で受光する。即ち、光検出装置１３５は、同じ位置の拡散反射光Ａ及び正反射光Ｂに対応する特徴量を取得する為に、時間的に異なるタイミングで受光した拡散反射光Ａ及び正反射光Ｂに基づいて特徴量を抽出する必要がある。このように、同じ位置から同時に発せられた拡散反射光Ａ及び正反射光Ｂを受光することができない為、搬送状態の変動によっては得たい情報が正確に取得できない可能性がある。
そこで、図１５及び図１６により示されるようにミラー、レンズ、及びセンサを配置することにより、光検出装置１３５は、同じ位置から同時に発せられた拡散反射光Ａと正反射光Ｂとを同時に取得することができる。
図１５及び図１６は、第３の実施形態に係る光検出装置１３５の構成例を示す。図１５は、光検出装置１３５の構成例を示す。また、図１６は、図１５により示されたＸ方向から光検出装置１３５を見た例を示す。
光検出装置１３５は、照明部６１、第５の検出部１３５ｅ、第６の検出部１３５ｆ、信号処理部１３、及び画像処理部１４を備える。
第５の検出部１３５ｅは、ミラー６３、ミラー６４、ミラー６５、レンズ６９、及びセンサ７１を備える。また、第６の検出部１３５ｆは、ミラー６６、ミラー６７、ミラー６８、レンズ７０、及びセンサ７２を備える。
また、光検出装置１３５は、図示しない制御部を備える。制御部は、光検出装置１３５の各部の動作を統合的に制御する。制御部は、ＣＰＵ、バッファメモリ、プログラムメモリ、及び不揮発性メモリなどを備える。ＣＰＵは、種々の演算処理を行う。バッファメモリは、ＣＰＵにより行われる演算の結果を一時的に記憶する。プログラムメモリ及び不揮発性メモリは、ＣＰＵが実行する種々のプログラム及び制御データなどを記憶する。制御部は、ＣＰＵによりプログラムメモリに記憶されているプログラムを実行することにより、種々の処理を行うことができる。例えば、制御部は、照明部６１、並びに、センサ７１及び７２の動作のタイミングを制御する。
なお、制御部は、図３に示す主制御部１５１と通信を行うことができる。制御部は、主制御部１５１から入力された制御信号に基づいて、照明部６１、並びに、センサ７１及び７２を動作させる信号を生成する。
図１６に示されるように、照明部６１は、紙葉類１６に対して角度αで光が入射するように設置される。即ち、照明部６１は、紙葉類１６の表面に対して垂直な線と角度αを成す線上に設置される。
照明部６１は、例えば、赤外線（赤外光）、または可視光を出力する。照明部６１は、例えば、ＬＥＤ、蛍光灯、または他の光源などを備える。
図１５及び図１６に示されるように、第５の検出部１３５ｅ及び第６の検出部１３５ｆは、搬送面Ｐを挟んで互いに対向する位置に設けられる。なお、図５は、光検出装置１３５の第５の検出部１３５ｅを示す図である。本例では、第５の検出部１３５ｅが、照明部６１と同じ側に設けられる。
第５の検出部１３５ｅのミラー６３、ミラー６４、及びミラー６５は、光を反射する反射部材である。ミラー６３、ミラー６４、及びミラー６５は、光を反射する鏡面をそれぞれ有する。
レンズ６９は、所定の走査範囲から光を受光する。レンズ６９は、受光した光をセンサ７１に結像させる。
センサ７１は、レンズ６９により結像された光に基づいて、画像または光強度に応じた電気信号を取得する。すなわち、センサ７１は、入射する光の光強度を検出値として検出する。センサ７１は、例えば、ＣＭＯＳ、フォトダイオード、またはＣＣＤなどの受光素子がマトリクス状に配列されたエリアイメージセンサを備える。
例えば、センサ７１は、３色（３つの波長帯域）の光を検出するエリアイメージセンサなどを備える。即ち、センサ７１は、可視領域の波長（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の各色毎のエリアイメージセンサを備える。さらに、センサ７１は、可視領域の波長（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の３色に対応するエリアイメージセンサに加え、さらに赤外波長（ＩＲ）の光を検出するエリアイメージセンサなどを備えていても良い。
また、例えば、照明部６１が赤外光を照射する構成である場合、センサ７１は、赤外光以外の帯域の光を遮断するフィルタ（波長制限媒体）をさらに有する。なお、センサ７１は、所定の帯域（赤外光）の波長を感度領域とするセンサを備える構成であってもよい。
また、他の例として、照明部６１は、可視光から赤外までの波長の光を照射し、センサ７１及びセンサ７２が可視領域の波長及び赤外波長に対応するエリアイメージセンサにより可視光から赤外光までの光を一度に取得するようにしても良い。
このようにすることにより、透過光及び反射光を可視画像として取得し、さらに透過光及び反射光を赤外画像として取得することができる。これにより、センサ７１及びセンサ７２は、明るさ情報、色味（カラー）、及び光沢を一度に取得することができる。
図１６に示されるように、ミラー６３は、照明部６１から角度αで紙葉類１６に照射された光の拡散反射光Ａを反射する。即ち照明部６１は、紙葉類１６に光を照射することにより、拡散反射光Ａを発生させる。即ち、紙葉類１６に光が照射された場合、球状に拡散反射光Ａが生じる。なお、図１５に示されるように、ミラー６３は、紙葉類１６上の第３の走査範囲内で反射した拡散反射光Ａを反射させる。なお、第３の走査範囲の中心を中心点Ｍとする。
ミラー６４は、ミラー６３により反射された拡散反射光Ａを反射し、レンズ６９に入射させる。ミラー６４により反射されてレンズ６９に入射した拡散反射光Ａは、レンズ６９によりセンサ７１に結像される。
なお、センサ７１は、第１の受光領域（エリア）ａと第２の受光領域（エリア）ｂとを備える。センサ７１のエリアａ及びエリアｂは、センサ７１が有する複数の受光素子のうちの所定範囲に配置されている受光素子の群を示す。ミラー６４により反射されてレンズ６９に入射した拡散反射光Ａは、レンズ６９によりセンサ７１のエリアａに結像される。
また、図１６に示されるように、ミラー６５は、照明部６１から角度αで紙葉類１６に照射された光の正反射光Ｂを反射する。即ち照明部６１は、紙葉類１６に光を照射することにより、正反射光Ｂを発生させる。なお、正反射光Ｂは、紙葉類１６に角度αで入射し、角度αで反射した光である。なお、図１５に示されるように、ミラー６５は、搬送される紙葉類１６上の第３の走査範囲内で反射した正反射光Ｂを反射させる。
ミラー６４は、ミラー６５により反射された正反射光Ｂを反射し、レンズ６９に入射させる。ミラー６４により反射されてレンズ６９に入射した正反射光Ｂは、レンズ６９によりセンサ７１のエリアｂに結像される。
即ち、ミラー６４及びミラー６５は、紙葉類１６の表面で入射角と等しい角度で反射した正反射光Ｂが、レンズ６９を介してセンサ７１のエリアｂに結像するように配置される。
なお、紙葉類１６の表面で正反射する正反射光Ｂは、図１７及び図１８に示すように角度ωの広がりを有している。また、第５の検出部１３５ｅは、紙葉類１６の鉛直方向に対して角度θで傾いている。即ち、第５の検出部１３５ｅは、第５の検出部１３５ｅのセンサ７１の中心点と紙葉類１６上の第３の走査範囲の中心点Ｍとを結ぶ直線（第５の検出部１３５ｅの光学系の軸）と、紙葉類１６の表面に対して垂直な線とが角度θを成すように設置される。なお、第５の検出部１３５ｅのセンサ７１の中心点は、例えば、センサ７１のエリアａの中心と、エリアｂの中心との中点を示す。
また、拡散反射光Ａの光軸と第５の検出部１３５ｅの光学系の軸とが角度φを成すようにミラー６３及びミラー６４が設置される。また、正反射光Ｂの光軸と、第５の検出部１３５ｅの光学系の軸とが角度φを成すようにミラー６４及びミラー６５が設置される。即ち、正反射光Ｂの光軸が第５の検出部１３５ｅの光学系の軸に対して拡散反射光Ａと対称になるようにミラー６３乃至６５が設置される。
なお、第５の検出部１３５ｅの光学系の軸の傾き角θは、照明部１からの光の入射角をαと、紙葉類１６の表面で正反射する正反射光Ｂの広がり角をωとした場合、０＜θ＜α−ω/４の範囲内で設定される。
また、第５の検出部１３５ｅの光学系の軸に対する拡散反射光Ａの傾き角φは、ω/４ ＜φ＜αの範囲内で設定される。なお、第５の検出部１３５ｅの光学系の軸に対する正反射光Ｂの傾き角φも同様である。
なお、正反射光Ｂの広がり角ωは、一例として、フォング（Ｐｈｏｎｇ）の反射モデルにより決定される。フォングの反射モデルによると、入射光の強さをＩｉとし、正反射方向と視点との角をω／２とし、鏡面反射定数をｋとし、材質の輝度定数をｎとした場合、鏡面反射の強さＩは、Ｉ＝Ｉｉ×ｋ×ｃｏｓｎ(ω/２)により表される。
従って、正反射光Ｂの広がり角ωは、入射光Ｉｉの強さと正反射光Ｂの強さＩとの比により決定される。例えば、正反射光Ｂの広がり角ωは、ω＝２ｃｏｓ−１｛[Ｉ／（Ｉｉ×ｋ）]１／ｎ｝により表される。
この構成により、第５の検出部１３５ｅは、紙葉類１６により反射された拡散反射光Ａ及び正反射光Ｂを、１対のレンズ６９及びセンサ７１により検出することができる。
なお、レンズ６９の焦点をあわせる為に、拡散反射光Ａの光路長（ワークディスタンス）と、正反射光Ｂの光路長とが等しい事が好ましい。上記したように、ミラー６３乃至ミラー６５は、第５の検出部１３５ｅの光軸と拡散反射光Ａの光軸とが角度φを成し、且つ、第５の検出部１３５ｅの光軸と正反射光Ｂの光軸とが角度φを成すように設置される。この場合、紙葉類１６上の第３の走査範囲の中心点Ｍと、センサ７１の受光素子との距離（光路長）が拡散反射光Ａと正反射光Ｂとで等しくなる。
この結果、第５の検出部１３５ｅは、ひとつのレンズ６９にて二つの異なる特性の光をセンサ７１に結像することができる。センサ７１に入射した光は、電気信号に変換され信号処理部１３に送られ、画像処理部１４に送られる。
なお、ミラー６４は、ミラー６３により反射された反射光を反射する鏡面と、ミラー６５により反射された反射光を反射する鏡面とを備える。しかし、ミラー６４は、ミラー６３により反射された反射光を反射する鏡面と、ミラー６５により反射された反射光を反射する鏡面との両方を備えていなくてもよい。ミラー６４は、ミラー６３により反射された反射光を反射する鏡面と、ミラー６５により反射された反射光を反射する鏡面とがそれぞれ個別に配置されて構成されていてもよい。また、ミラー６３乃至６５は、一体に形成されていてもよい。
センサ７１は、エリアａ及びｂに結像された光に応じて電気信号を生成する。なお、上記したように、センサ７１は、光を電気信号に変換する受光素子がマトリクス状に形成された構成を備える。即ち、センサ７１は、エリアａ及びｂに結像された光に応じて二次元的な画像を生成することができる。これにより、第５の検出部１３５ｅは、紙葉類１６により同時に反射された拡散反射光Ａと正反射光Ｂとを１つの受光系で検出することができる。
第６の検出部１３５ｆのミラー６６、ミラー６７、及びミラー６８は、光を反射する反射部材である。ミラー６６、ミラー６７、及びミラー６８は、光を反射する鏡面をそれぞれ有する。
レンズ７０は、所定の走査範囲から光を受光する。レンズ７０は、受光した光をセンサ７２に結像させる。
センサ７２は、レンズ７０により結像された光に基づいて、画像または光強度に応じた電気信号を取得する。すなわち、センサ７２は、センサ７１と同様の構成を備える。
図１６に示されるように、ミラー６８は、照明部６１から角度αで紙葉類１６に照射された光の直接透過光Ｄを反射する。即ち照明部６１は、紙葉類１６に光を照射することにより、直接透過光Ｄを発生させる。なお、直接透過光Ｄは、紙葉類１６に角度αで入射し、角度αで紙葉類１６を透過した光である。即ち、直接透過光Ｄは、照明部６１と、紙葉類１６上の光が入射する位置とを結ぶ直線上で検出される光である。ミラー６８は、搬送される紙葉類１６上の所定の走査範囲を透過した直接透過光Ｄを反射させる。
なお、センサ７２は、第３の受光領域（エリア）ｃと第４の受光領域（エリア）ｄとを備える。センサ７２のエリアｃ及びエリアｄは、センサ７２が有する複数の受光素子のうちの所定範囲に配置されている受光素子の群を示す。ミラー６７は、ミラー６８により反射された直接透過光Ｄを反射し、レンズ７０に入射させる。ミラー６７により反射されてレンズ７０に入射した直接透過光Ｄは、レンズ７０によりセンサ７２のエリアｄに結像される。
即ち、ミラー６７及びミラー６８は、入射角と等しい角度（透過角）αで紙葉類１６を透過した直接透過光Ｄが、レンズ７０を介してセンサ７２のエリアｄに結像するように配置される。
なお、紙葉類１６の表面に対して垂直な線は、第６の検出部１３５ｆのセンサ７２の中心点と紙葉類１６上の第３の走査範囲の中心点Ｍとを結ぶ直線に等しい。即ち、第６の検出部１３５ｆのセンサ７２は、紙葉類１６の表面に対して垂直な線上に設けられる。なお、第６の検出部１３５ｆのセンサ７２の中心点は、例えば、センサ７２のエリアｃの中心と、エリアｄの中心との中点を示す。
また、図１６に示されるように、ミラー６６は、照明部６１から角度αで紙葉類１６に照射された光の拡散透過光Ｃを反射する。即ち照明部６１は、紙葉類１６に光を照射することにより、拡散透過光Ｃを発生させる。即ち、紙葉類１６に光が照射された場合、照明部６１と反対側に球状に拡散透過光Ｃが生じる。なお、拡散透過光Ｃは、紙葉類１６に角度αで入射し、直接透過光Ｄとは異なる角度αで紙葉類１６を透過した光である。即ち、拡散反射光Ｃの光軸が紙葉類１６の表面に対して垂直な線に対して直接透過光Ｄと対称になるようにミラー６６乃至６８が設置される。なお、ミラー６６は、搬送される紙葉類１６上の所定の走査範囲を透過した拡散透過光Ｃを反射させる。
ミラー６７は、ミラー６６により反射された拡散透過光Ｃを反射し、レンズ７０に入射させる。ミラー６７により反射されてレンズ７０に入射した拡散透過光Ｃは、レンズ７０によりセンサ７２に結像される。
ミラー６７により反射されてレンズ７０に入射した拡散透過光Ｃは、レンズ７０によりセンサ７２のエリアｃに結像される。
センサ７２は、エリアｃ及びｄに結像された光に応じて電気信号を生成する。なお、センサ７２は、光を電気信号に変換する受光素子がマトリクス状に形成された構成を備える。即ち、センサ７２は、エリアｃ及びｄに結像された光に応じて二次元的な画像を生成することができる。この構成により、第６の検出部１３５ｆは、紙葉類１６を同時に透過した拡散透過光Ｃ及び直接透過光Ｄを、１対のレンズ７０及びセンサ７２により検出することができる。
なお、レンズ７０の焦点をあわせる為に、拡散透過光Ｃの光路長（ワークディスタンス）と、直接透過光Ｄの光路長とが等しい事が好ましい。上記したように、ミラー６６乃至ミラー６８は、第６の検出部１３５ｆの光軸と拡散透過光Ｃの光軸とが角度αを成し、且つ、第６の検出部１３５ｆの光軸と直接透過光Ｄの光軸とが角度αを成すように設置される。この場合、紙葉類１６上の第３の走査範囲の中心点Ｍと、センサ７２の受光素子との距離（光路長）が拡散透過光Ｃと直接透過光Ｄとで等しくなる。
なお、ミラー６７は、ミラー６６により反射された反射光を反射する鏡面と、ミラー６８により反射された反射光を反射する鏡面とを備える。しかし、ミラー６７は、ミラー６６により反射された反射光を反射する鏡面と、ミラー６８により反射された反射光を反射する鏡面との両方を備えていなくてもよい。ミラー６７は、ミラー６６により反射された反射光を反射する鏡面と、ミラー６８により反射された反射光を反射する鏡面とがそれぞれ個別に配置されて構成されていてもよい。また、ミラー６６乃至６８は、一体に形成されていてもよい。
信号処理部１３は、センサ７１及びセンサ７２により生成された画像に対して信号処理を施す。例えば、信号処理部１３は、信号の増幅などの処理を施す。画像処理部１４は、信号処理部１３により処理された画像に対して画像処理を施す。画像処理部１４は、例えば、エッジの強調、明るさの調整などを行い、種々の判定に用いられる画像を生成することができる。
なお、センサ７１のエリアａに入射する光と、エリアｂに入射する光とは、光強度が異なる。また、センサ７２のエリアｃに入射する光と、エリアｄに入射する光とは、光強度が異なる。センサ７１及びセンサ７２が、出力を分割することができる例えばＴＡＰ式のセンサなどを備える場合、センサ７１及びセンサ７２は、各エリア毎に出力を分割する。さらに、信号処理部１３は、分割された出力毎にゲインを制御することにより、出力信号の強度を同程度に調整することができる。
上記した処理により、光検出装置１３５は、種々の特徴量を抽出する。光検出装置１３５は、画像処理部１４により抽出された特徴量の複数、またはすべてを用いて、多次元的にマッピングを行う。これにより、判定部は、紙葉類１６の紙質の識別、及び同定（ｉｄｅｎｔｉｆｙ）を行う事ができる。例えば、光検出装置１３５は、１８種類（ｃａｔｅｇｏｒｙ）の各１０枚ずつのサンプルの紙葉類１６に対し、マッピングを行う。このマッピング処理により、光検出装置１３５は、第１の実施形態と同様に、図８に示すような処理結果を取得することができる。光検出装置１３５は、マッピングの結果に対して線形判別関数、または非線形判別関数を用いることにより、各グループを分離することが出来る。これにより、光検出装置１３５は、紙葉類１６を分類することができる。
上記したように、本実施形態に係る光検出装置１３５は、ある点から同時に出力された二つの異なる特性を持つ光を一つの光学系にて受光することができる。これにより、さらに装置をコンパクトにすることが出来る。
また、光検出装置１３５は、同じ位置から同時に発せられた拡散反射光Ａと正反射光Ｂとを１つの光学系で同時に取得することができる。またさらに、光検出装置１３５は、同じ位置から同時に発せられた拡散透過光Ｃと直接透過光Ｄとを１つの光学系で同時に取得することができる。これにより、光検出装置１３５は、同じ位置から同時に発せられた拡散反射光Ａ及び正反射光Ｂに基づいて特徴量を算出する為、搬送状態に因らず安定して特徴量を算出することができる。
この結果、より安定して紙葉類から複数種類の光を検出することができる光検出装置、及び光検出装置を備える紙葉類処理装置を提供することができる。
なお、上記の第３の実施形態では、センサ７１及びセンサ７２は、エリアイメージセンサであるとして説明したが、この構成に限定されない。光検出装置１３５は、ラインイメージセンサにより紙葉類１６から光を検出する構成であってもよい。
図１９は、第３の実施形態に係る光検出装置１３５の他の構成例を示す。第５の検出部１３５ｅがラインイメージセンサとしてのセンサ１１を備え、第６の検出部１３５ｆがラインイメージセンサとしてのセンサ１２を備える点が異なる。なお、センサ１１及びセンサ１２は、第１の実施形態及び第２の実施形態において説明したセンサ１１及びセンサ１２と同様の構成である為、詳細な説明を省略する。なお、照明部６１と各ミラー６３乃至６８と、紙葉類１６との配置の関係は、図１６に示された配置と同様である為、図１６を参照し説明する。
光検出装置１３５は、例えば紙葉類処理装置１００の搬送路１１５の近傍に設置される。図１９に示すように、光検出装置１３５は、照明部６１、第５の検出部１３５ｅ、第６の検出部１３５ｆ、信号処理部１３、及び画像処理部１４を備える。なお、光検出装置１３５の近傍の搬送路１１５は、搬送ローラ１５を備える。
第５の検出部１３５ｅは、ミラー６３、ミラー６４、ミラー６５、レンズ６９、及びセンサ１１を備える。
ミラー６３は、照明部６１から角度αで紙葉類１６に照射された光の拡散反射光Ａを反射する。即ち照明部６１は、紙葉類１６に光を照射することにより、拡散反射光Ａを発生させる。即ち、紙葉類１６に光が照射された場合、球状に拡散反射光Ａが生じる。なお、図１９に示されるように、ミラー６３は、紙葉類１６上のライン状の第４の走査範囲内で反射した拡散反射光Ａを反射させる。
ミラー６４は、ミラー６３により反射された拡散反射光Ａを反射し、レンズ６９に入射させる。ミラー６４により反射されてレンズ６９に入射した拡散反射光Ａは、レンズ６９によりセンサ１１に結像される。
なお、上記したように、センサ１１は、第１の受光領域（エリア）ａと第２の受光領域（エリア）ｂとを備える。センサ１１のエリアａ及びエリアｂは、センサ１１が有する複数の受光素子のうちの所定範囲に配置されている受光素子の群を示す。ミラー６４により反射されてレンズ６９に入射した拡散反射光Ａは、レンズ６９によりセンサ１１のエリアａに結像される。
また、ミラー６５は、照明部６１から角度αで紙葉類１６に照射された光の正反射光Ｂを反射する。即ち照明部６１は、紙葉類１６に光を照射することにより、正反射光Ｂを発生させる。なお、正反射光Ｂは、紙葉類１６に角度αで入射し、角度αで反射した光である。なお、図１９に示されるように、ミラー６５は、搬送される紙葉類１６上の第４の走査範囲内で反射した正反射光Ｂを反射させる。
ミラー６４は、ミラー６５により反射された正反射光Ｂを反射し、レンズ６９に入射させる。ミラー６４により反射されてレンズ６９に入射した正反射光Ｂは、レンズ６９によりセンサ１１のエリアｂに結像される。
即ち、ミラー６４及びミラー６５は、紙葉類１６の表面で入射角と等しい角度で反射した正反射光Ｂが、レンズ６９を介してセンサ１１のエリアｂに結像するように配置される。
センサ１１は、エリアａ及びｂに結像された光に応じて電気信号を生成する。なお、上記したように、センサ１１は、連続的にエリアａ及びｂに結像された光に応じて電気信号を生成することにより、二次元的な画像を生成することができる。これにより、第５の検出部１３５ｅは、紙葉類１６により同時に反射された拡散反射光Ａと正反射光Ｂとを１つの受光系で検出することができる。
また、第６の検出部１３５ｆは、ミラー６６、ミラー６７、ミラー６８、レンズ７０、及びセンサ１２を備える。
ミラー６８は、照明部６１から角度αで紙葉類１６に照射された光の直接透過光Ｄを反射する。即ち照明部６１は、紙葉類１６に光を照射することにより、直接透過光Ｄを発生させる。なお、直接透過光Ｄは、紙葉類１６に角度αで入射し、角度αで紙葉類１６を透過した光である。即ち、直接透過光Ｄは、照明部６１と、紙葉類１６上の光が入射する位置とを結ぶ直線上で検出される光である。ミラー６８は、搬送される紙葉類１６上の所定の走査範囲を透過した直接透過光Ｄを反射させる。
なお、センサ１２は、第３の受光領域（エリア）ｃと第４の受光領域（エリア）ｄとを備える。センサ１２のエリアｃ及びエリアｄは、センサ１２が有する複数の受光素子のうちの所定範囲に配置されている受光素子の群を示す。ミラー６７は、ミラー６８により反射された直接透過光Ｄを反射し、レンズ７０に入射させる。ミラー６７により反射されてレンズ７０に入射した直接透過光Ｄは、レンズ７０によりセンサ１２のエリアｄに結像される。
即ち、ミラー６７及びミラー６８は、入射角と等しい角度（透過角）αで紙葉類１６を透過した直接透過光Ｄが、レンズ７０を介してセンサ１２のエリアｄに結像するように配置される。 なお、紙葉類１６の表面に対して垂直な線は、第６の検出部１３５ｆのセンサ１２の中心点と紙葉類１６上の第３の走査範囲の中心点Ｍとを結ぶ直線に等しい。即ち、第６の検出部１３５ｆのセンサ１２は、紙葉類１６の表面に対して垂直な線上に設けられる。なお、第６の検出部１３５ｆのセンサ１２の中心点は、例えば、センサ１２のエリアｃの中心と、エリアｄの中心との中点を示す。
また、ミラー６６は、照明部６１から角度αで紙葉類１６に照射された光の拡散透過光Ｃを反射する。即ち照明部６１は、紙葉類１６に光を照射することにより、拡散透過光Ｃを発生させる。即ち、紙葉類１６に光が照射された場合、照明部６１と反対側に球状に拡散透過光Ｃが生じる。なお、拡散透過光Ｃは、紙葉類１６に角度αで入射し、直接透過光Ｄとは異なる角度αで紙葉類１６を透過した光である。即ち、拡散反射光Ｃの光軸が紙葉類１６の表面に対して垂直な線に対して直接透過光Ｄと対称になるようにミラー６６乃至６８が設置される。なお、ミラー６６は、搬送される紙葉類１６上の所定の走査範囲を透過した拡散透過光Ｃを反射させる。
ミラー６７は、ミラー６６により反射された拡散透過光Ｃを反射し、レンズ７０に入射させる。ミラー６７により反射されてレンズ７０に入射した拡散透過光Ｃは、レンズ７０によりセンサ１２に結像される。
ミラー６７により反射されてレンズ７０に入射した拡散透過光Ｃは、レンズ７０によりセンサ１２のエリアｃに結像される。
センサ１２は、エリアｃ及びｄに結像された光に応じて電気信号を生成する。なお、センサ１２は、連続的にエリアｃ及びｄに結像された光に応じて電気信号を生成することにより、二次元的な画像を生成することができる。この構成により、第６の検出部１３５ｆは、紙葉類１６を同時に透過した拡散透過光Ｃ及び直接透過光Ｄを、１対のレンズ７０及びセンサ１２により検出することができる。
なお、上述の各実施の形態で説明した機能は、ハードウエアを用いて構成するに留まらず、ソフトウエアを用いて各機能を記載したプログラムをコンピュータに読み込ませて実現することもできる。また、各機能は、適宜ソフトウエア、ハードウエアのいずれかを選択して構成するものであっても良い。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
また、上記実施形態では、搬送される紙葉類から光学的特徴を抽出する例を示したが、光検出装置１３５が、固定された紙葉類から光学的特徴を抽出することができることはもちろんである。
１…照明部、２…照明部、３乃至８…ミラー、９…レンズ、１０…レンズ、１１…センサ、１２…センサ、１３…信号処理部、１４…画像処理部、１５…搬送ローラ、１６…紙葉類、２３乃至３１…ミラー、３２…レンズ、４３乃至５１…ミラー、５２…レンズ、６１…照明部、６２…照明部、６３乃至６８…ミラー、６９…レンズ、７０…レンズ、７１…センサ、７２…センサ、１００…紙葉類処理装置、１１２…投入部、１１３…取出部、１１４…吸着ローラ、１１５…搬送路、１１６…検査部、１１７…画像読取装置、１１８…画像読取装置、１１９…厚み検査部、１３２…集積結束部、１３３…裁断部、１３４…スタッカ、１３５…光検出装置、１５１…主制御部、１５１ａ…記憶部、１５２…搬送制御部、１５３…集積・結束制御部。

Claims (12)

  1. 紙葉類に対して光を照射する照明部と、
    光を検出し、信号を生成するセンサと、
    前記紙葉類からの光を前記センサに結像させるレンズと、
    前記照明部から発せられて前記紙葉類を照明した光の拡散反射光、正反射光、拡散透過光、及び直接透過光のうちの２つを前記レンズにより前記センサの異なる領域に結像させるように配置された反射部材と、
    を具備する光検出装置。
  2. 前記照明部は、搬送される紙葉類に対して光を照射し、
    前記センサは、結像された光に応じて連続的に電気信号を生成する、
    請求項１に記載の光検出装置。
  3. 前記センサは、入射する光を検出する第１の受光領域と、入射する光を検出する第２の受光領域と、を具備し、
    前記反射部材は、前記拡散反射光、前記正反射光、前記拡散透過光、及び前記直接透過光のうちの１つを前記レンズにより前記センサの前記第１の受光領域に結像させ、他の１つを前記レンズにより前記センサの前記第２の受光領域に結像させる、
    請求項２に記載の光検出装置。
  4. 前記照明部は、
    前記紙葉類に対して光を照射し、前記拡散反射光と前記拡散透過光とを発生させる第１の光源と、
    前記紙葉類に対して光を照射し、前記正反射光と前記直接透過光とを発生させる第２の光源と、
    を具備する請求項３に記載の光検出装置。
  5. 前記照明部は、前記第１の光源の発光強度と、前記第２の光源の発光強度とを個別に制御する、請求項４に記載の光検出装置。
  6. 前記第１の光源及び前記第２の光源は、可視領域または、近赤外領域の波長特性の光を前記紙葉類に対して照射する、請求項４に記載の光検出装置。
  7. 前記センサは、３波長の光を検出する３ラインカラーセンサ、または、３波長の光と赤外波長の光を検出する４ラインカラーセンサを備える請求項３に記載の光検出装置。
  8. 前記照明部は、紙葉類に対して光を照射する単一の光源を具備し、
    前記センサは、結像された光に応じて二次元的な画像を生成するエリアイメージセンサを具備する、
    請求項１に記載の光検出装置。
  9. 前記照明部の前記光源は、前記紙葉類に対して光を照射し、前記拡散反射光と前記正反射光とを発生させ、
    前記センサは、光を検出する第１の受光領域と、光を検出する第２の受光領域と、を具備し、
    前記反射部材は、前記拡散反射光を前記レンズにより前記第１の受光領域に結像させ、前記正反射光を前記レンズにより前記第２の受光領域に結像させる、
    請求項８に記載の光検出装置。
  10. 前記センサの前記第１の受光領域により検出された信号と、前記第２の受光領域により検出された信号と、に対して個別に信号処理を行う信号処理部をさらに具備する請求項３または９に記載の光検出装置。
  11. 前記センサにより前記拡散反射光から検出された電気信号に基づいて明度、色味、及びテクスチャ特徴を抽出し、前記センサにより前記正反射光から検出された電気信号に基づいて光沢度を抽出し、前記センサにより前記拡散透過光から検出された電気信号に基づいてテクスチャ特徴を抽出し、前記センサにより前記直接透過光から検出された電気信号に基づいてテクスチャ特徴を抽出する画像処理部と、
    前記画像処理部により抽出された明度、色味、光沢度、及びテクスチャ特徴のうちの１つ以上に基づいて前記紙葉類を同定する判定部と、
    をさらに具備する請求項３または９に記載の光検出装置。
  12. 紙葉類を搬送する搬送部と、
    前記搬送部により搬送された前記紙葉類に対して光を照射する照明部と、
    光を検出し、信号を生成するセンサと、
    前記紙葉類からの光を前記センサに結像させるレンズと、
    前記照明部から発せられて前記紙葉類を照明した光の拡散反射光、正反射光、拡散透過光、及び直接透過光のうちの２つを前記レンズにより前記センサの異なる領域に結像させるように配置された反射部材と、
    前記センサにより検出された信号に基づいて、前記紙葉類を同定する判定部と、
    前記判定部の結果に基づいて、前記紙葉類を区分する区分処理部と、
    を具備する紙葉類処理装置。
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