光学ラインセンサ装置
【解決手段】所定波長帯の光を紙幣などの媒体Ｓに照射する光源と、一次元に配列されたセンサモジュール１４と、センサモジュール１４の光検出信号を処理する信号処理部２７とを有し、前記センサモジュール１４は、１つの画素に、第一の受光素子と第二の受光素子とを含み、前記第一の受光素子は、それぞれ可視光に対して透過特性の違う可視光カラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂを備え、前記第二の受光素子は透明フィルタＷを備えるか若しくはフィルタがない素子である。前記信号処理部２７は、媒体Ｓを透過若しくは反射し、第一の受光素子で検出された光量に基づいて画素に入ってくる媒体Ｓの色情報を判別し、前記第二の受光素子で検出された光量に基づいて、前記画素に入ってくる全体光量を算出する。
【効果】前記第二の受光素子によって、媒体Ｓを反射又は透過し、センサモジュールに入る全体光量を測定することができるので、この全体光量をリファレンスとした、可視光カラーフィルタを透過した光強度の割合を正確に測定することができる。
【効果】前記第二の受光素子によって、媒体Ｓを反射又は透過し、センサモジュールに入る全体光量を測定することができるので、この全体光量をリファレンスとした、可視光カラーフィルタを透過した光強度の割合を正確に測定することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学ラインセンサ装置に関し、特に有価証券や紙幣等の鑑別を目的とする鑑別用途光学ラインセンサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の印刷技術や複写技術の目覚ましい性能向上に伴い、紙幣、有価証券等の偽造がますます精巧になってきており、これらを的確に判別して排除することが国家の社会秩序を維持するために重要視されている。特にＡＴＭや紙幣処理機など紙幣を取り扱う機器において、より高速で高性能な真偽判定目的の鑑別システムが強く求められてきている。
これら紙幣や有価証券の鑑別方法として、光学ラインセンサ装置によるパターン識別が、従前より用いられてきている。
【０００３】
光学ラインセンサ装置には、縮小レンズとミラー及びＣＣＤを組み合わせた縮小光学ラインセンサ装置と、セルフォックレンズなどの等倍光学系を用いた密着型光学ラインセンサ装置とがあり、縮小光学系はシステム単価が安く、解像度を容易に調整できること、焦点深度が深い長所がある反面、センサの容積が大きくなることやホコリや異物によるトラブルが多い欠点がある。そこで、最近はメンテナンスの容易な密着型光学ラインセンサ装置が広く使われてきている。
【０００４】
光学ラインセンサ装置は、偽造が巧妙化しセンサの検出信号処理技術が進歩するに伴って、対象媒体の表・裏・透過の３方位から画像を読み取って鑑別精度を高めることが好まれるようになってきている。
また光学ラインセンサ装置は、人間の可視光領域は当然として、さらに可視領域外の紫外、赤外を含む波長の光を光源から照射して、可視光照射による色情報、紫外光照射による媒体の蛍光色情報、赤外光による濃淡情報など、少なくとも２以上の波長帯で画像を読み出すものが、最近の主流になっている。
【０００５】
このため、現状の鑑別用途の光学ラインセンサ装置は、搭載している光源部に紫外光から可視光、赤外光にわたる広帯域の波長をそれぞれ発光することができるように複数種類のＬＥＤを装備し、対象媒体を高速に走らせてこれらのＬＥＤを順次切り替えて発光させ、受光部においてそれぞれの光検出信号を集めて、各条件の画像データとし、これをもとに真偽判別を実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2004-355262号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記従来の光学ラインセンサ装置によれば、対象媒体を高速に走らせてＬＥＤを順次切り替えて発光させていたが、ＬＥＤの一回の照射で対象媒体の全ての色情報が検知できれば、光源の波長切り替え数を減らすことで信号処理の負担を軽減できることや媒体読み取り時の副走査方向の解像度を増やすことができ、好ましい。
また、可視光照射による色情報を求める際に、照射された可視光の全体光量が分かれば、より正確な媒体の色情報を知ることができる。
【０００８】
また、紫外光照射による媒体の蛍光色情報を求める場合にも、照射された紫外光の全体光量が分かれば、より正確な媒体の蛍光色情報を知ることができる。
そこで、本発明の目的は、有価証券や紙幣等の高度な鑑別機能を有する光学ラインセンサ装置を開発するにあたり、鑑別に求められる媒体の画像情報を正確に測定し、高速・高解像度の出力を可能とし、鑑別の精度を向上させることができる光学ラインセンサ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光学ラインセンサ装置は、所定波長帯の光を、移動する媒体に照射する光源と、受光素子が配列されたセンサモジュールを備える受光部と、前記受光部の光検出信号を処理する信号処理部とを有し、前記受光素子は、第一の受光素子と第二の受光素子とを有し、前記センサモジュールは、１つの画素ごとに、前記第一の受光素子と前記第二の受光素子とを配列したものであり、前記第一の受光素子は、それぞれ可視光に対して透過特性の違う可視光カラーフィルタを備える２種類以上の受光素子からなり、前記第二の受光素子は透明フィルタを備えるか若しくはフィルタがない受光素子であり、前記信号処理部は、媒体を透過若しくは反射し、前記センサモジュールの第一の受光素子で検出された各光強度に基づいて媒体の色情報を判別し、前記第二の受光素子で検出された光量に基づいて、前記画素に入ってくる全体光量を算出するものである。
【００１０】
この構成であれば、前記第一の受光素子によって、各可視光カラーフィルタを通過した、媒体の反射光量若しくは透過光量を出力できる。したがって、一回の光源光の照射で、移動する媒体の色情報を知ることができる。また前記第二の受光素子によって、媒体を反射又は透過し、センサモジュールに入る全体光量を測定することができるので、この全体光量をリファレンスとした、可視光カラーフィルタを透過した光強度の割合を正確に測定することができる。
【００１１】
前記光源は、波長３００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外光を媒体に照射することができる光源を含み、前記可視光カラーフィルタは前記紫外光に対して実質的に不透明であり、前記透明フィルタは前記紫外光に対して実質的に透明であり、前記信号処理部は前記受光部の第二の受光素子で検出された光量に基づいて紫外光強度を求め、該紫外光強度に対する、第一の受光素子で検出された蛍光の色情報を読み出すものであってもよい。これにより、従来の、媒体の蛍光量を明暗出力のみで読み出すセンサに比べて、赤色など明度が低く検出が困難であった色を含め、蛍光を色別の情報として読み出すことにより検出感度を向上させることができる。また、センサモジュールに入る紫外光の全体光量をリファレンスとした、各可視光カラーフィルタを透過した光強度の割合を求めることができ、媒体の色情報を正確に出力できる。
【００１２】
前記光源は、波長８００ｎｍ以上の赤外光を媒体に照射することができる光源を含み、前記可視光カラーフィルタは前記赤外光に対して実質的に透明であり、前記透明フィルタは前記赤外光に対して実質的に透明であり、前記信号処理部は前記受光部の第一の受光素子及び第二の受光素子で検出された赤外光の強度を読み出すものであってもよい。この構成であれば、前記可視光カラーフィルタ、前記透明フィルタともに赤外光に対して実質的に透明であるので、第一の受光素子及び第二の受光素子の両方を用いて、一画素の全体を用いて、媒体の赤外光画像を読み出すことができる。したがって、媒体の読み取り面の、連続した画像情報を高感度で読み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である。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明によれば、従来難点とされていた媒体の正確な色情報を検出することが可能となり、さらには紫外光照射時における蛍光物質の色情報も検知できるようなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】有価証券や紙幣など媒体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。
【図２】センサモジュールの素子配列を示す模式図である。
【図３】センサモジュールの各受光素子で検出されたＲ，Ｇ，Ｂ，透明（Ｗ）の各フィルタを透過した光強度と、フィルタ無の光強度とを、対数目盛りでプロットしたグラフである。
【図４】媒体から発する蛍光を検出するタイミングを説明するための図である。
【図５】センサモジュールにおける受光素子とフィルタの配列例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、有価証券や紙幣など（以下「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り、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検出ユニット１２，１３を有している。紙幣搬送路１１は、媒体Ｓを搬送方向ｘに沿わせた姿勢で直線状に真っ直ぐ搬送するものである。
【００１６】
一方の検出ユニット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。検出ユニット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、ガラス等の透明材料で形成されており、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が施されている。この面取りは媒体Ｓが検出ユニット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一体成型樹脂成型品を用いてもよい。
【００１７】
ユニット本体Ｕ内には、透光カバー１７に対し反対側にセンサモジュール（ＣＣＤなどの画像検出センサ、信号処理部を含む）１４が配置されている。このセンサモジュール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。このセンサモジュール１４は、その画像検出方向を透光カバー１７に向けている。
【００１８】
ユニット本体Ｕ内には、長さ（ｙ）方向に細長い形状のロッドレンズアレイ２５がセンサモジュール１４と平行に配置されている。このロッドレンズアレイ２５は、媒体Ｓの画像をセンサモジュール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。ロッドレンズアレイ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センサモジュール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。
【００１９】
センサモジュール１４は、ロッドレンズアレイ２５を介して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においてこの検出エリアをＲ１で示す）、この検出エリアＲ１とセンサモジュール１４とを結んだ線はｚ軸に平行となる。なお、当然のことながら検出エリア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。
【００２０】
以上の構成により、センサモジュール１４は、ロッドレンズアレイ２５を介して、ユニット本体Ｕの一側となる透光カバー１７の外側に設定された検出エリアＲ１に存在する画像を結像することができる。
また、ユニット本体Ｕ内には、ロッドレンズアレイ２５と並んで、検出エリア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発光体１９が設けられている（図１において光の方向を破線で示す）。この発光体１９は、ユニット本体Ｕの長さ（ｙ）方向に沿って、センサモジュール１４及びロッドレンズアレイ２５と平行な状態で筐体１６に取り付けられている。
【００２１】
この発光体１９は、センサモジュール１４とほぼ同等以上の長さの、細長い形状のガラス等の透明材料からなる光ガイド樹脂３８と、光ガイド樹脂３８内に照射する半導体素子からなる発光素子２９とを有している。
さらに筐体１６には、図１に示すように、光ガイド樹脂３８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、この溝に発光体１９を収容している。発光体１９を収容する溝の片面は、光ガイド樹脂３８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。これは光ガイド樹脂３８からの照射光が検出エリア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。
【００２２】
発光体１９における発光素子２９は、複数、具体的には５つ備えられている。各発光素子２９は、それぞれが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）２９Ａ〜２９Ｃと、波長３００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外光の発光が可能な発光素子２９Ｄと、波長８００ｎｍ以上の発光が可能な発光素子２９Ｅとを含む。各発光素子２９Ａ〜２９Ｅ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によって接続されている。発光素子２９Ａ〜２９Ｃは、例えば赤緑青（ＲＧＢ）あるいはシアン・マゼンタ・イエローといった３原色に相当する複数色の可視光、紫外光、赤外光のうちの任意の三つの波長領域の光を照射可能となっている。
【００２３】
各発光素子２９Ａ〜２９Ｅは、異なる波長領域の光を光ガイド樹脂３８内に照射可能とされており、このため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２９Ａ〜２９Ｅ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、その内部においてセンサモジュール１４へ発光体１９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にはセンサモジュール１４の光路にのみ開口部が形成され、この開口部にロッドレンズアレイ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。
【００２４】
他方の検出ユニット１３は、検出ユニット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。すなわち検出ユニット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。検出ユニット１３と検出ユニット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。
【００２５】
筐体２１の中の素子配置は、前述した発光体１９と同じ構成の発光体２４が備えられていることに加えて、媒体Ｓの裏面を下から上に向けて照射する発光体２３が設けられている。発光体２３は検出ユニット１２のセンサモジュール１４に相対して配置されているので、発光体２３から照射され、媒体Ｓを透過した光は、ロッドレンズアレイ２５を通過してセンサモジュール１４に入射される。発光体２３も前述した発光体１９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。
【００２６】
この構成により、図１における図示上側の検出ユニット１２のセンサモジュール１４が図１における図示下側の検出ユニット１３の、検出エリアＲ１における透過画像を検出可能となる。さらには、図１における図示上側の検出ユニット１２のセンサモジュール１４は、図１における図示上側の発光体１９から照射され、検出エリアＲ１で反射される反射画像を検出でき、図１における図示下側の検出ユニット１３のセンサモジュール１５は発光体２３から照射された検出エリアＲ２の反射画像を検出可能となる。
【００２７】
なお、発光体１９と発光体２３とは、透過画像と反射画像が同時にセンサモジュール１４に入ることがないように、時間的なスイッチングにより発光制御されている。
以上の構成により、筺体表面上の透光カバー１７，２２を通じて照射された対象物の透過画像又は反射画像がロッドレンズアレイ２５，２６を介してセンサモジュール１４，１５の表面に、等倍の正立像として結像される。
【００２８】
次に図２は、本発明に特徴的な、センサモジュール１４，１５の素子配列を示す正面図である。センサモジュール１４，１５は、ｙ方向に直線状に並べられた複数の受光素子（それぞれフォトダイオード、フォトトランジスタなどで構成される）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作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。受光素子の種類は、限定されないが、例えばシリコンＰＮダイオード若しくはＰＩＮダイオードが用いられる。
【００２９】
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を露光することによって、媒体Ｓの面上にｙ方向に沿った所定幅の観測ラインを設定することができる。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ミリ秒を採用すれば、観測ラインのｘ方向の幅は０．７５〜２mmとなる。
【００３０】
従来のセンサモジュールはカラーフィルタがないので、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。従って多色の情報を得るには、少なくともＲ光、Ｇ光、Ｂ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、実効上の観測ラインの幅も広くなった。
本実施形態では、図２に示すように、センサモジュール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２では、４つの受光素子のうち、１番目の受光素子が赤い（Ｒ）カラーフィルタで覆われ、２番目の受光素子が緑の（Ｇ）カラーフィルタで覆われ、３番目の受光素子が青い（Ｂ）カラーフィルタで覆われている。そして、４番目の受光素子は透明（Ｗ）フィルタで覆われているか、若しくはフィルタで覆われていない。なお前記カラーフィルタ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は通常、３００〜４００ｎｍの紫外光に対しては不透明であり、波長８００ｎｍ以上の赤外光に対しては透過性を有する。
【００３１】
透明（Ｗ）フィルタは、いかなる着色もない「透明な」フィルタである。例えば全てのカラーフィルタの光透過率を加算した光透過率を持つことが望ましい。例えばＲフィルタの光透過帯域と、Ｇフィルタの光透過帯域と、Ｂフィルタの光透過帯域とをつないで包絡線を作ったときの、この包絡線と同様の光透過率を持つことが望ましい。このような「透明フィルタ」を形成する膜の材料は、有機材料では透明なアクリル樹脂、シクロオレフィン系樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂の中から選ばれ、また無機系では窒化シリコン膜、酸化シリコン膜の中から選ばれる。
【００３２】
これらのフィルタ材料は、３００〜４００ｎｍの紫外光に対しても透明である。これらのフィルタ材料は、波長８００ｎｍ以上の赤外光に対しても透過性を有する。
なお、有機材料においては、液晶用途に用いられる紫外光吸収剤を含んだ透明材料は、紫外光に対して透明でないので、採用することは好ましくない。
このようにこのセンサモジュール１４，１５は、一画素に複数の受光素子とそれらを覆う各色のフィルタが搭載されているため、光源の波長を切り替えないで、それぞれが所望の波長領域の光を単独で照射できる複数の発光素子を同時に点灯させて、媒体の色情報を１本の観測ラインで一度に出力することが可能となる。
【００３３】
判定部３０は、受光素子で読み取った媒体Ｓの透過画像データ又は反射画像データを、それぞれ例えばマスタデータと比較して真偽、金種及び汚損等を判別するものであり、その機能は、ＣＤ−ＲＯＭやハードディスクなど所定の記憶媒体Ｓに記録されたプログラムを、コンピュータが実行することにより実現される。
なお、図２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。
【００３４】
このような構成のセンサモジュール１４，１５の光検出信号は各受光素子の光検出信号を同時に取得した信号であり、これらは信号処理部２７に入力される。信号処理部２７は、前記センサモジュール１４，１５のＲ，Ｇ，Ｂの各フィルタを透過した受光素子の信号強度に基づいて、媒体Ｓの色情報を判別するとともに、前記透明（Ｗ）フィルタを透過し、若しくはフィルタを透過しない信号強度に基づいて、当該画素に入ってくる全体光量を算出する。これにより、全体光量を分母（リファレンス）とした、各色信号の正確な光量を知ることができる。
【実施例】
【００３５】
発光体２３の赤、青、緑の発光素子を同時点灯して、静止している媒体Ｓに照射し、透過画像をセンサモジュール１４で読み取った。
図３は、センサモジュール１４の各受光素子で検出されたＲ，Ｇ，Ｂ，透明（Ｗ）の各フィルタを透過した光強度と、フィルタ無の光強度とを、対数目盛りでプロットしたグラフである。横軸は波長(nm)である。このグラフから、透明（Ｗ）フィルタを透過した光強度は、各カラーフィルタを透過した光強度を加算したものと等しくなっており、それはまた、フィルタ無の光強度に等しくなっている。
【００３６】
従って、透明（Ｗ）フィルタを透過した光強度又はフィルタ無の光強度に基づいてセンサモジュール１４に入る全体光量を求めることができることが、明確に示されている。
図３のグラフは、赤、青、緑のＬＥＤを混色した可視光発光体でセンサモジュール１４を照射した結果に基づくものであったが、例えば波長３００ｎｍから４００ｎｍの帯域の紫外光を照射して、媒体Ｓから発する、可視光である蛍光を観測する場合もある。この場合は、透明（Ｗ）フィルタを、紫外光に対して透過性のある前述した材料の中から選択する。こうすれば図３に示したように、各カラーフィルタは４５０ｎｍより短波長側の紫外光に対して不透明であるのに対して、透明（Ｗ）のフィルタを透過した光強度と、フィルタ無の光強度とは、４００ｎｍ未満の紫外領域まで延びている。
【００３７】
媒体Ｓから発する蛍光を観測する場合、蛍光は、紫外光を照射する時刻とほぼ同時に観測できる。従って、一回の光学読取時間の中で、紫外光を照射し可視の蛍光を観測することができる。この様子を図４に示す（横軸“ｔ”は時間を表わす）。図４（ｃ）は信号処理部２７における光学読取時間Ｔを示す。
信号処理部２７は、紫外光を照射するタイミングで、透明（Ｗ）フィルタを通して又はフィルタ無の受光素子で検出された光信号を記録するとともに、同じ光学読取時間Ｔ内で、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。
【００３８】
信号処理部２７は、透明（Ｗ）フィルタを透過した光強度又はフィルタ無の光強度を判定部３０に渡し、Ｒ，Ｇ，Ｂの各フィルタを透過した光強度を判定部３０に渡す。これにより、判定部３０は、媒体Ｓを反射又は透過し、センサモジュール１４に入る紫外光を含む全体光量をリファレンスとした、各カラーフィルタを透過した光強度を求めることができる。
【００３９】
また例えば波長８００ｎｍ以上の帯域の赤外光を照射する赤外照射発光素子を用いて、媒体Ｓから発する赤外光を観測する場合もある。この場合、透明（Ｗ）フィルタは勿論、各カラーフィルタ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）も赤外光を透過させるので、センサモジュール１４に結像される画像は空間的に連続した色情報のない濃淡のみの画像となる。
従来のセンサモジュールは、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、緑の発光素子を点灯してカラーフィルタ（Ｇ）を通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、センサモジュール１４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。
【００４０】
ところが、赤外光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、透明（Ｗ）フィルタは勿論、各カラーフィルタ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）も赤外光を透過させるので、センサモジュール１４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方向に連続した領域の画像となる。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。
【００４１】
判定部３０は、以上説明した、正確な光量に基づいた表裏の透過画像データ、反射画像データを、それぞれマスタデータと比較して真偽、金種及び汚損等を判別することができる。
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、前記の形態に限定されるものではない。例えば、センサモジュール１４，１５の受光素子は図５（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５（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り、２列のうち１つの列（例えば下の列）の一隅に、透明（Ｗ）フィルタ又はフィルタ無の第二の受光素子が配列されている例を示す。図５（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り、それらの４列のうち最も１つの列（例えば下の列）に、透明（Ｗ）フィルタ又はフィルタ無の第二の受光素子が配列されている例を示す。これらの場合でも、一画素内において、透明（Ｗ）フィルタを通して又はフィルタ無の受光素子で検出された光信号を記録するとともに、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。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。
【符号の説明】
【００４２】
１２，１３ 検出ユニット
１４，１５ センサモジュール
１９，２３，２４ 発光体
２７ 信号処理部
３０ 判定部
ＲＧＢ 可視光カラーフィルタ
Ｓ 有価証券、紙幣などの媒体
Ｕ ユニット本体
Ｗ 透明フィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学ラインセンサ装置に関し、特に有価証券や紙幣等の鑑別を目的とする鑑別用途光学ラインセンサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の印刷技術や複写技術の目覚ましい性能向上に伴い、紙幣、有価証券等の偽造がますます精巧になってきており、これらを的確に判別して排除することが国家の社会秩序を維持するために重要視されている。特にＡＴＭや紙幣処理機など紙幣を取り扱う機器において、より高速で高性能な真偽判定目的の鑑別システムが強く求められてきている。
これら紙幣や有価証券の鑑別方法として、光学ラインセンサ装置によるパターン識別が、従前より用いられてきている。
【０００３】
光学ラインセンサ装置には、縮小レンズとミラー及びＣＣＤを組み合わせた縮小光学ラインセンサ装置と、セルフォックレンズなどの等倍光学系を用いた密着型光学ラインセンサ装置とがあり、縮小光学系はシステム単価が安く、解像度を容易に調整できること、焦点深度が深い長所がある反面、センサの容積が大きくなることやホコリや異物によるトラブルが多い欠点がある。そこで、最近はメンテナンスの容易な密着型光学ラインセンサ装置が広く使われてきている。
【０００４】
光学ラインセンサ装置は、偽造が巧妙化しセンサの検出信号処理技術が進歩するに伴って、対象媒体の表・裏・透過の３方位から画像を読み取って鑑別精度を高めることが好まれるようになってきている。
また光学ラインセンサ装置は、人間の可視光領域は当然として、さらに可視領域外の紫外、赤外を含む波長の光を光源から照射して、可視光照射による色情報、紫外光照射による媒体の蛍光色情報、赤外光による濃淡情報など、少なくとも２以上の波長帯で画像を読み出すものが、最近の主流になっている。
【０００５】
このため、現状の鑑別用途の光学ラインセンサ装置は、搭載している光源部に紫外光から可視光、赤外光にわたる広帯域の波長をそれぞれ発光することができるように複数種類のＬＥＤを装備し、対象媒体を高速に走らせてこれらのＬＥＤを順次切り替えて発光させ、受光部においてそれぞれの光検出信号を集めて、各条件の画像データとし、これをもとに真偽判別を実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2004-355262号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記従来の光学ラインセンサ装置によれば、対象媒体を高速に走らせてＬＥＤを順次切り替えて発光させていたが、ＬＥＤの一回の照射で対象媒体の全ての色情報が検知できれば、光源の波長切り替え数を減らすことで信号処理の負担を軽減できることや媒体読み取り時の副走査方向の解像度を増やすことができ、好ましい。
また、可視光照射による色情報を求める際に、照射された可視光の全体光量が分かれば、より正確な媒体の色情報を知ることができる。
【０００８】
また、紫外光照射による媒体の蛍光色情報を求める場合にも、照射された紫外光の全体光量が分かれば、より正確な媒体の蛍光色情報を知ることができる。
そこで、本発明の目的は、有価証券や紙幣等の高度な鑑別機能を有する光学ラインセンサ装置を開発するにあたり、鑑別に求められる媒体の画像情報を正確に測定し、高速・高解像度の出力を可能とし、鑑別の精度を向上させることができる光学ラインセンサ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光学ラインセンサ装置は、所定波長帯の光を、移動する媒体に照射する光源と、受光素子が配列されたセンサモジュールを備える受光部と、前記受光部の光検出信号を処理する信号処理部とを有し、前記受光素子は、第一の受光素子と第二の受光素子とを有し、前記センサモジュールは、１つの画素ごとに、前記第一の受光素子と前記第二の受光素子とを配列したものであり、前記第一の受光素子は、それぞれ可視光に対して透過特性の違う可視光カラーフィルタを備える２種類以上の受光素子からなり、前記第二の受光素子は透明フィルタを備えるか若しくはフィルタがない受光素子であり、前記信号処理部は、媒体を透過若しくは反射し、前記センサモジュールの第一の受光素子で検出された各光強度に基づいて媒体の色情報を判別し、前記第二の受光素子で検出された光量に基づいて、前記画素に入ってくる全体光量を算出するものである。
【００１０】
この構成であれば、前記第一の受光素子によって、各可視光カラーフィルタを通過した、媒体の反射光量若しくは透過光量を出力できる。したがって、一回の光源光の照射で、移動する媒体の色情報を知ることができる。また前記第二の受光素子によって、媒体を反射又は透過し、センサモジュールに入る全体光量を測定することができるので、この全体光量をリファレンスとした、可視光カラーフィルタを透過した光強度の割合を正確に測定することができる。
【００１１】
前記光源は、波長３００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外光を媒体に照射することができる光源を含み、前記可視光カラーフィルタは前記紫外光に対して実質的に不透明であり、前記透明フィルタは前記紫外光に対して実質的に透明であり、前記信号処理部は前記受光部の第二の受光素子で検出された光量に基づいて紫外光強度を求め、該紫外光強度に対する、第一の受光素子で検出された蛍光の色情報を読み出すものであってもよい。これにより、従来の、媒体の蛍光量を明暗出力のみで読み出すセンサに比べて、赤色など明度が低く検出が困難であった色を含め、蛍光を色別の情報として読み出すことにより検出感度を向上させることができる。また、センサモジュールに入る紫外光の全体光量をリファレンスとした、各可視光カラーフィルタを透過した光強度の割合を求めることができ、媒体の色情報を正確に出力できる。
【００１２】
前記光源は、波長８００ｎｍ以上の赤外光を媒体に照射することができる光源を含み、前記可視光カラーフィルタは前記赤外光に対して実質的に透明であり、前記透明フィルタは前記赤外光に対して実質的に透明であり、前記信号処理部は前記受光部の第一の受光素子及び第二の受光素子で検出された赤外光の強度を読み出すものであってもよい。この構成であれば、前記可視光カラーフィルタ、前記透明フィルタともに赤外光に対して実質的に透明であるので、第一の受光素子及び第二の受光素子の両方を用いて、一画素の全体を用いて、媒体の赤外光画像を読み出すことができる。したがって、媒体の読み取り面の、連続した画像情報を高感度で読み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である。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明によれば、従来難点とされていた媒体の正確な色情報を検出することが可能となり、さらには紫外光照射時における蛍光物質の色情報も検知できるようなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】有価証券や紙幣など媒体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。
【図２】センサモジュールの素子配列を示す模式図である。
【図３】センサモジュールの各受光素子で検出されたＲ，Ｇ，Ｂ，透明（Ｗ）の各フィルタを透過した光強度と、フィルタ無の光強度とを、対数目盛りでプロットしたグラフである。
【図４】媒体から発する蛍光を検出するタイミングを説明するための図である。
【図５】センサモジュールにおける受光素子とフィルタの配列例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、有価証券や紙幣など（以下「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り、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検出ユニット１２，１３を有している。紙幣搬送路１１は、媒体Ｓを搬送方向ｘに沿わせた姿勢で直線状に真っ直ぐ搬送するものである。
【００１６】
一方の検出ユニット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。検出ユニット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、ガラス等の透明材料で形成されており、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が施されている。この面取りは媒体Ｓが検出ユニット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一体成型樹脂成型品を用いてもよい。
【００１７】
ユニット本体Ｕ内には、透光カバー１７に対し反対側にセンサモジュール（ＣＣＤなどの画像検出センサ、信号処理部を含む）１４が配置されている。このセンサモジュール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。このセンサモジュール１４は、その画像検出方向を透光カバー１７に向けている。
【００１８】
ユニット本体Ｕ内には、長さ（ｙ）方向に細長い形状のロッドレンズアレイ２５がセンサモジュール１４と平行に配置されている。このロッドレンズアレイ２５は、媒体Ｓの画像をセンサモジュール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。ロッドレンズアレイ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センサモジュール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。
【００１９】
センサモジュール１４は、ロッドレンズアレイ２５を介して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においてこの検出エリアをＲ１で示す）、この検出エリアＲ１とセンサモジュール１４とを結んだ線はｚ軸に平行となる。なお、当然のことながら検出エリア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。
【００２０】
以上の構成により、センサモジュール１４は、ロッドレンズアレイ２５を介して、ユニット本体Ｕの一側となる透光カバー１７の外側に設定された検出エリアＲ１に存在する画像を結像することができる。
また、ユニット本体Ｕ内には、ロッドレンズアレイ２５と並んで、検出エリア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発光体１９が設けられている（図１において光の方向を破線で示す）。この発光体１９は、ユニット本体Ｕの長さ（ｙ）方向に沿って、センサモジュール１４及びロッドレンズアレイ２５と平行な状態で筐体１６に取り付けられている。
【００２１】
この発光体１９は、センサモジュール１４とほぼ同等以上の長さの、細長い形状のガラス等の透明材料からなる光ガイド樹脂３８と、光ガイド樹脂３８内に照射する半導体素子からなる発光素子２９とを有している。
さらに筐体１６には、図１に示すように、光ガイド樹脂３８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、この溝に発光体１９を収容している。発光体１９を収容する溝の片面は、光ガイド樹脂３８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。これは光ガイド樹脂３８からの照射光が検出エリア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。
【００２２】
発光体１９における発光素子２９は、複数、具体的には５つ備えられている。各発光素子２９は、それぞれが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）２９Ａ〜２９Ｃと、波長３００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外光の発光が可能な発光素子２９Ｄと、波長８００ｎｍ以上の発光が可能な発光素子２９Ｅとを含む。各発光素子２９Ａ〜２９Ｅ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によって接続されている。発光素子２９Ａ〜２９Ｃは、例えば赤緑青（ＲＧＢ）あるいはシアン・マゼンタ・イエローといった３原色に相当する複数色の可視光、紫外光、赤外光のうちの任意の三つの波長領域の光を照射可能となっている。
【００２３】
各発光素子２９Ａ〜２９Ｅは、異なる波長領域の光を光ガイド樹脂３８内に照射可能とされており、このため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２９Ａ〜２９Ｅ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、その内部においてセンサモジュール１４へ発光体１９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にはセンサモジュール１４の光路にのみ開口部が形成され、この開口部にロッドレンズアレイ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。
【００２４】
他方の検出ユニット１３は、検出ユニット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。すなわち検出ユニット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。検出ユニット１３と検出ユニット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。
【００２５】
筐体２１の中の素子配置は、前述した発光体１９と同じ構成の発光体２４が備えられていることに加えて、媒体Ｓの裏面を下から上に向けて照射する発光体２３が設けられている。発光体２３は検出ユニット１２のセンサモジュール１４に相対して配置されているので、発光体２３から照射され、媒体Ｓを透過した光は、ロッドレンズアレイ２５を通過してセンサモジュール１４に入射される。発光体２３も前述した発光体１９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。
【００２６】
この構成により、図１における図示上側の検出ユニット１２のセンサモジュール１４が図１における図示下側の検出ユニット１３の、検出エリアＲ１における透過画像を検出可能となる。さらには、図１における図示上側の検出ユニット１２のセンサモジュール１４は、図１における図示上側の発光体１９から照射され、検出エリアＲ１で反射される反射画像を検出でき、図１における図示下側の検出ユニット１３のセンサモジュール１５は発光体２３から照射された検出エリアＲ２の反射画像を検出可能となる。
【００２７】
なお、発光体１９と発光体２３とは、透過画像と反射画像が同時にセンサモジュール１４に入ることがないように、時間的なスイッチングにより発光制御されている。
以上の構成により、筺体表面上の透光カバー１７，２２を通じて照射された対象物の透過画像又は反射画像がロッドレンズアレイ２５，２６を介してセンサモジュール１４，１５の表面に、等倍の正立像として結像される。
【００２８】
次に図２は、本発明に特徴的な、センサモジュール１４，１５の素子配列を示す正面図である。センサモジュール１４，１５は、ｙ方向に直線状に並べられた複数の受光素子（それぞれフォトダイオード、フォトトランジスタなどで構成される）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作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。受光素子の種類は、限定されないが、例えばシリコンＰＮダイオード若しくはＰＩＮダイオードが用いられる。
【００２９】
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を露光することによって、媒体Ｓの面上にｙ方向に沿った所定幅の観測ラインを設定することができる。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ミリ秒を採用すれば、観測ラインのｘ方向の幅は０．７５〜２mmとなる。
【００３０】
従来のセンサモジュールはカラーフィルタがないので、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。従って多色の情報を得るには、少なくともＲ光、Ｇ光、Ｂ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、実効上の観測ラインの幅も広くなった。
本実施形態では、図２に示すように、センサモジュール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２では、４つの受光素子のうち、１番目の受光素子が赤い（Ｒ）カラーフィルタで覆われ、２番目の受光素子が緑の（Ｇ）カラーフィルタで覆われ、３番目の受光素子が青い（Ｂ）カラーフィルタで覆われている。そして、４番目の受光素子は透明（Ｗ）フィルタで覆われているか、若しくはフィルタで覆われていない。なお前記カラーフィルタ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は通常、３００〜４００ｎｍの紫外光に対しては不透明であり、波長８００ｎｍ以上の赤外光に対しては透過性を有する。
【００３１】
透明（Ｗ）フィルタは、いかなる着色もない「透明な」フィルタである。例えば全てのカラーフィルタの光透過率を加算した光透過率を持つことが望ましい。例えばＲフィルタの光透過帯域と、Ｇフィルタの光透過帯域と、Ｂフィルタの光透過帯域とをつないで包絡線を作ったときの、この包絡線と同様の光透過率を持つことが望ましい。このような「透明フィルタ」を形成する膜の材料は、有機材料では透明なアクリル樹脂、シクロオレフィン系樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂の中から選ばれ、また無機系では窒化シリコン膜、酸化シリコン膜の中から選ばれる。
【００３２】
これらのフィルタ材料は、３００〜４００ｎｍの紫外光に対しても透明である。これらのフィルタ材料は、波長８００ｎｍ以上の赤外光に対しても透過性を有する。
なお、有機材料においては、液晶用途に用いられる紫外光吸収剤を含んだ透明材料は、紫外光に対して透明でないので、採用することは好ましくない。
このようにこのセンサモジュール１４，１５は、一画素に複数の受光素子とそれらを覆う各色のフィルタが搭載されているため、光源の波長を切り替えないで、それぞれが所望の波長領域の光を単独で照射できる複数の発光素子を同時に点灯させて、媒体の色情報を１本の観測ラインで一度に出力することが可能となる。
【００３３】
判定部３０は、受光素子で読み取った媒体Ｓの透過画像データ又は反射画像データを、それぞれ例えばマスタデータと比較して真偽、金種及び汚損等を判別するものであり、その機能は、ＣＤ−ＲＯＭやハードディスクなど所定の記憶媒体Ｓに記録されたプログラムを、コンピュータが実行することにより実現される。
なお、図２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。
【００３４】
このような構成のセンサモジュール１４，１５の光検出信号は各受光素子の光検出信号を同時に取得した信号であり、これらは信号処理部２７に入力される。信号処理部２７は、前記センサモジュール１４，１５のＲ，Ｇ，Ｂの各フィルタを透過した受光素子の信号強度に基づいて、媒体Ｓの色情報を判別するとともに、前記透明（Ｗ）フィルタを透過し、若しくはフィルタを透過しない信号強度に基づいて、当該画素に入ってくる全体光量を算出する。これにより、全体光量を分母（リファレンス）とした、各色信号の正確な光量を知ることができる。
【実施例】
【００３５】
発光体２３の赤、青、緑の発光素子を同時点灯して、静止している媒体Ｓに照射し、透過画像をセンサモジュール１４で読み取った。
図３は、センサモジュール１４の各受光素子で検出されたＲ，Ｇ，Ｂ，透明（Ｗ）の各フィルタを透過した光強度と、フィルタ無の光強度とを、対数目盛りでプロットしたグラフである。横軸は波長(nm)である。このグラフから、透明（Ｗ）フィルタを透過した光強度は、各カラーフィルタを透過した光強度を加算したものと等しくなっており、それはまた、フィルタ無の光強度に等しくなっている。
【００３６】
従って、透明（Ｗ）フィルタを透過した光強度又はフィルタ無の光強度に基づいてセンサモジュール１４に入る全体光量を求めることができることが、明確に示されている。
図３のグラフは、赤、青、緑のＬＥＤを混色した可視光発光体でセンサモジュール１４を照射した結果に基づくものであったが、例えば波長３００ｎｍから４００ｎｍの帯域の紫外光を照射して、媒体Ｓから発する、可視光である蛍光を観測する場合もある。この場合は、透明（Ｗ）フィルタを、紫外光に対して透過性のある前述した材料の中から選択する。こうすれば図３に示したように、各カラーフィルタは４５０ｎｍより短波長側の紫外光に対して不透明であるのに対して、透明（Ｗ）のフィルタを透過した光強度と、フィルタ無の光強度とは、４００ｎｍ未満の紫外領域まで延びている。
【００３７】
媒体Ｓから発する蛍光を観測する場合、蛍光は、紫外光を照射する時刻とほぼ同時に観測できる。従って、一回の光学読取時間の中で、紫外光を照射し可視の蛍光を観測することができる。この様子を図４に示す（横軸“ｔ”は時間を表わす）。図４（ｃ）は信号処理部２７における光学読取時間Ｔを示す。
信号処理部２７は、紫外光を照射するタイミングで、透明（Ｗ）フィルタを通して又はフィルタ無の受光素子で検出された光信号を記録するとともに、同じ光学読取時間Ｔ内で、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。
【００３８】
信号処理部２７は、透明（Ｗ）フィルタを透過した光強度又はフィルタ無の光強度を判定部３０に渡し、Ｒ，Ｇ，Ｂの各フィルタを透過した光強度を判定部３０に渡す。これにより、判定部３０は、媒体Ｓを反射又は透過し、センサモジュール１４に入る紫外光を含む全体光量をリファレンスとした、各カラーフィルタを透過した光強度を求めることができる。
【００３９】
また例えば波長８００ｎｍ以上の帯域の赤外光を照射する赤外照射発光素子を用いて、媒体Ｓから発する赤外光を観測する場合もある。この場合、透明（Ｗ）フィルタは勿論、各カラーフィルタ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）も赤外光を透過させるので、センサモジュール１４に結像される画像は空間的に連続した色情報のない濃淡のみの画像となる。
従来のセンサモジュールは、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、緑の発光素子を点灯してカラーフィルタ（Ｇ）を通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、センサモジュール１４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。
【００４０】
ところが、赤外光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、透明（Ｗ）フィルタは勿論、各カラーフィルタ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）も赤外光を透過させるので、センサモジュール１４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方向に連続した領域の画像となる。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。
【００４１】
判定部３０は、以上説明した、正確な光量に基づいた表裏の透過画像データ、反射画像データを、それぞれマスタデータと比較して真偽、金種及び汚損等を判別することができる。
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、前記の形態に限定されるものではない。例えば、センサモジュール１４，１５の受光素子は図５（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５（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り、２列のうち１つの列（例えば下の列）の一隅に、透明（Ｗ）フィルタ又はフィルタ無の第二の受光素子が配列されている例を示す。図５（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り、それらの４列のうち最も１つの列（例えば下の列）に、透明（Ｗ）フィルタ又はフィルタ無の第二の受光素子が配列されている例を示す。これらの場合でも、一画素内において、透明（Ｗ）フィルタを通して又はフィルタ無の受光素子で検出された光信号を記録するとともに、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。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。
【符号の説明】
【００４２】
１２，１３ 検出ユニット
１４，１５ センサモジュール
１９，２３，２４ 発光体
２７ 信号処理部
３０ 判定部
ＲＧＢ 可視光カラーフィルタ
Ｓ 有価証券、紙幣などの媒体
Ｕ ユニット本体
Ｗ 透明フィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有価証券、紙幣などの媒体の鑑別を目的とする光学ラインセンサ装置において、
所定波長帯の光を、移動する媒体に照射する光源と、受光素子が配列されたセンサモジュールを備える受光部と、前記受光部の光検出信号を処理する信号処理部とを有し、
前記受光素子は、第一の受光素子と第二の受光素子とを有し、
前記センサモジュールは、１つの画素ごとに、前記第一の受光素子と前記第二の受光素子とを配列したものであり、
前記第一の受光素子は、それぞれ可視光に対して透過特性の違う可視光カラーフィルタを備える２つ以上の受光素子からなり、前記第二の受光素子は透明フィルタを備えるか若しくはフィルタがない受光素子であり、
前記信号処理部は、媒体を透過若しくは反射し、前記センサモジュールの第一の受光素子で検出された各光強度に基づいて媒体の色情報を判別し、前記第二の受光素子で検出された光量に基づいて、前記画素に入ってくる全体光量を算出するものである、光学ラインセンサ装置。
【請求項２】
前記光源は、波長３００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外光を媒体に照射することができる光源を含み、
前記可視光カラーフィルタは前記紫外光に対して実質的に不透明であり、前記透明フィルタは前記紫外光に対して実質的に透明であり、前記信号処理部は前記受光部の第二の受光素子で検出された光量に基づいて紫外光強度を求め、該紫外光強度に対する、第一の受光素子で検出された蛍光の色情報を読み出すものである、請求項１に記載の光学ラインセンサ装置。
【請求項３】
前記光源は、波長８００ｎｍ以上の赤外光を媒体に照射することができる光源を含み、
前記可視光カラーフィルタは前記赤外光に対して実質的に透明であり、前記透明フィルタは前記赤外光に対して実質的に透明であり、前記信号処理部は前記受光部の第一の受光素子及び第二の受光素子で検出された赤外光の強度情報を読み出すものである、請求項１又は請求項２に記載の光学ラインセンサ装置。
【請求項４】
前記センサモジュールは、前記受光素子が一列に配列されたものである、請求項１〜請求項３の何れかに記載の光学ラインセンサ装置。
【請求項５】
前記センサモジュールは、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１つの列に、前記第二の受光素子が配列されている、請求項１〜請求項３の何れかに記載の光学ラインセンサ装置。
【請求項１】
有価証券、紙幣などの媒体の鑑別を目的とする光学ラインセンサ装置において、
所定波長帯の光を、移動する媒体に照射する光源と、受光素子が配列されたセンサモジュールを備える受光部と、前記受光部の光検出信号を処理する信号処理部とを有し、
前記受光素子は、第一の受光素子と第二の受光素子とを有し、
前記センサモジュールは、１つの画素ごとに、前記第一の受光素子と前記第二の受光素子とを配列したものであり、
前記第一の受光素子は、それぞれ可視光に対して透過特性の違う可視光カラーフィルタを備える２つ以上の受光素子からなり、前記第二の受光素子は透明フィルタを備えるか若しくはフィルタがない受光素子であり、
前記信号処理部は、媒体を透過若しくは反射し、前記センサモジュールの第一の受光素子で検出された各光強度に基づいて媒体の色情報を判別し、前記第二の受光素子で検出された光量に基づいて、前記画素に入ってくる全体光量を算出するものである、光学ラインセンサ装置。
【請求項２】
前記光源は、波長３００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外光を媒体に照射することができる光源を含み、
前記可視光カラーフィルタは前記紫外光に対して実質的に不透明であり、前記透明フィルタは前記紫外光に対して実質的に透明であり、前記信号処理部は前記受光部の第二の受光素子で検出された光量に基づいて紫外光強度を求め、該紫外光強度に対する、第一の受光素子で検出された蛍光の色情報を読み出すものである、請求項１に記載の光学ラインセンサ装置。
【請求項３】
前記光源は、波長８００ｎｍ以上の赤外光を媒体に照射することができる光源を含み、
前記可視光カラーフィルタは前記赤外光に対して実質的に透明であり、前記透明フィルタは前記赤外光に対して実質的に透明であり、前記信号処理部は前記受光部の第一の受光素子及び第二の受光素子で検出された赤外光の強度情報を読み出すものである、請求項１又は請求項２に記載の光学ラインセンサ装置。
【請求項４】
前記センサモジュールは、前記受光素子が一列に配列されたものである、請求項１〜請求項３の何れかに記載の光学ラインセンサ装置。
【請求項５】
前記センサモジュールは、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１つの列に、前記第二の受光素子が配列されている、請求項１〜請求項３の何れかに記載の光学ラインセンサ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−６８７３１（Ｐ２０１２−６８７３１Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１０９４２（Ｐ２０１０−２１０９４２）
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．セルフォック
【出願人】（５１０１９２０１９）株式会社ヴィーネックス (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．セルフォック
【出願人】（５１０１９２０１９）株式会社ヴィーネックス (5)
【Ｆターム（参考）】
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