検査装置
検査装置１は、搬送路上を搬送される紙幣に紫外線を照射する光源１２Ａと、紙幣に赤外線を照射する光源１２Ｂと、紙幣から発生する光を受光するフォトセンサ１７と、光源１２Ａ，１２Ｂを高速で個々に切り換えて点灯させるように制御する光源制御処理部２０と、識別処理部２２とを有している。識別処理部２２は、まず光源１２Ａ，１２Ｂを順番に点灯させて紙幣に光を照射した時に略同一時間内に受光して得られるフォトセンサ１７の２つの検出信号（出力信号）を各々入力し、フォトセンサ１７の出力比を算出する。そして、このフォトセンサ１７の出力比の算出データを、予めメモリ部２１に記憶された基準データと比較・照合することにより、紙幣３の真偽判定及び金種判定を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送路上を通る紙幣及び伝票類等の真偽や種類の判別等の検査を行う検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
紙幣等の紙葉類の検査を行う検査装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、紙葉類の表面反射を測定するフォトセンサと、紙葉類に対して光を照射する照明部とを備え、紙葉類の金種や真偽を識別するものが知られている。
【特許文献１】特開２００２−７４４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年では、紙幣や証券等の偽造対策として、２種類以上のセキュリティ用の特徴パターンを紙幣等に設けることがある。この場合には、そのような特徴パターンを正確に見分けて、紙幣等の金種判別や真偽判別を高精度に行う必要がある。
【０００４】
本発明の目的は、対象物の認識精度を向上させることができる検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、搬送路上を通る対象物を検査する検査装置であって、複数の波長帯域の光を対象物に照射する照明部と、対象物から発生する光を受光する少なくとも１つの受光検知素子と、照明部により対象物に複数の波長帯域の光を照射した時に対象物から発生する光を受光検知素子で略同一時間内に受光することによって得られる複数の検出信号を合成し、この合成データを予め設定された基準データと比較・照合することにより、対象物を識別する識別処理部とを備えることを特徴とするものである。
【０００６】
このような検査装置において、搬送路上を通る対象物が所定位置に到達すると、照明部により複数の波長帯域の光が対象物に照射され、その時に対象物から発生する光が受光検知素子で受光される。対象物から発生する光は、照明部により照射される複数の波長帯域の光ごとに異なるものである。このため、受光検知素子の検出信号としては、複数の波長帯域の光に応じた複数の検出信号が得られる。これらの複数の検出信号は、複数の波長帯域の光を対象物に照射した時に対象物から発生する光を略同一時間内に受光して得たものであるため、対象物の任意の同一領域についての検出信号である。そして、識別処理部によって、そのような複数の検出信号から合成データが生成され、この合成データを基準データと比較・照合することで対象物の識別処理が行われる。このような手法を採用することにより、例えば照明部により照射された光を受けると、波長帯域の異なる複数の光成分を生じさせる複数種類の特徴パターンが対象物に設けられている場合でも、これらの特徴パターンを正確に判定することができる。これにより、対象物の認識精度が向上する。
【０００７】
好ましくは、識別処理部は、合成データとして、照明部により対象物に複数の波長帯域の光を照射した時に対象物から発生する光を受光検知素子で略同一時間内に受光することによって得られる複数の検出値の比を求める。対象物が搬送路上を通るときに、対象物の上下動（搬送バタツキ）が発生すると、照明部により対象物に光が照射された時の対象物の照明位置が高さ方向にずれるため、受光検知素子の検出値が変動する。しかし、対象物の搬送バタツキがあっても、対象物から発生する光を受光検知素子で略同一時間内に受光したときには、複数の波長帯域の光に対応する複数の検出信号は、対象物が実質的に同じ搬送高さ位置にある状態での検出信号となる。他方、対象物から発生する光を受光検知素子で略同一時間内に受光することによって得られた複数の検出値の比は、対象物の搬送高さ位置に拘らず、常にほぼ一定となる。従って、その点に着目し、合成データとして複数の検出値の比を用いることにより、対象物の搬送バタツキが生じても、受光検知素子の検出値の変動による影響を受けることなく、対象物の識別を行うことができる。これにより、対象物の認識精度が更に向上する。
【０００８】
また、好ましくは、照明部は、波長帯域の異なる光を照射する複数の光源と、各光源を個々に切り換えて点灯させるように制御する点灯制御部とを有する。このような構成では、複数の光源を高速で切り換えて点灯させ、その時に対象物から発生する光を順番に１つの受光検知素子で受光することにより、対象物に複数の波長帯域の光を照射した時に対象物から発生する光を確実に略同一時間内に受光することができる。この場合には、使用する受光検知素子が１つで済むので、部品コストの削減を図ることができる。
【０００９】
また、照明部は、波長帯域の異なる光を照射する複数の光源を有し、受光検知素子は、各光源より対象物に光を照射した時に対象物から発生する光を各光源に対応して別々に受光するように複数有していても良い。このような構成では、例えば搬送路上を通る対象物が所定位置に達したときに、全ての光源を常時点灯させる。そして、その時に対象物から発生する各光源に対応する光をそれぞれ別々の受光検知素子により同タイミングで受光することにより、対象物に複数の波長帯域の光を照射した時に対象物から発生する光を確実に略同一時間内に受光することができる。この場合には、光源の点灯時に生じるノイズの影響が少なくなり、光源の発光レベルが安定化する。また、光源の点灯制御を容易に行うことができる。
【００１０】
このとき、搬送路と各受光検知素子との間には、各光源より対象物に光を照射した時に対象物から発生する複数の特徴をもった光成分のうち一部の光成分のみを透過させる光学フィルタがそれぞれ配置されていることが好ましい。この場合には、対象物から発生する同じ特徴をもった光成分が複数の受光検知素子に入射されることを防止できる。これにより、検査装置の小型化等の為に複数の受光検知素子を近接して配置した場合でも、各受光検知素子に対する光のクロストークが確実に抑えられるため、各受光検知素子が不要な光成分をノイズとして受光してしまうことを防止できる。なお、対象物から発生する特徴をもった光成分としては、対象物に紫外線を当てると発生する蛍光成分や、対象物に赤外線を当てた時の反射成分等がある。
【００１１】
さらに、好ましくは、複数の光源は、紫外線を照射する第１光源と、赤外線を照射する第２光源とを含む。これにより、対象物に紫外線を照射した時に対象物で生じる蛍光のレベルと、対象物に赤外線を照射した時に対象物で反射する赤外線のレベルとを検知することができる。
【００１２】
このとき、搬送路と受光検知素子との間には、第１光源より照射される紫外線を除去する紫外線除去フィルタが配置されていることが好ましい。これにより、第１光源から照射される紫外線がノイズとして受光検知素子に入射されることを防止できる。
【００１３】
また、搬送路と第１光源及び第２光源との間には、第１光源より照射される紫外線に含まれる可視光成分を除去すると共に、第２光源から照射される赤外線を透過させる紫外線・赤外線透過フィルタが配置されていることが好ましい。これにより、第１光源から照射される紫外線に含まれる可視光成分がノイズとして受光検知素子に入射されることを防止できる。
【００１４】
さらに、好ましくは、複数の光源は、紫外線を照射する第１光源と、赤外線を照射する第２光源と、緑色の光を照射する第３の光源とを含む。これにより、緑色光を照射したときの検出信号も対象物の判定に加味されるので、対象物の認識精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、搬送路上を通る対象物の真偽等を精度良く認識することができる。これにより、高精度に偽造された対象物にも十分に対処することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明に係る検査装置の第１の実施形態を示す構成図である。
【図２】図２は、図１に示す筐体の水平方向断面図である。
【図３】図３は、図１に示す制御ユニットの機能ブロックを示す図である。
【図４】図４は、図２に示す２つの光源の点灯タイミングを示す図である。
【図５】図５は、図３に示す識別処理部の処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図２に示す２つの光源より紙幣に光を照射した時に受光して得られるフォトセンサの出力値データとフォトセンサの出力比データとをモデル化して示した図である。
【図７】図７は、本発明に係る検査装置の第２の実施形態を示す構成図である。
【図８】図８は、図７に示す筐体の水平方向断面図である。
【図９】図９は、図８のIX−IX線断面図である。
【図１０】図１０は、図７に示す制御ユニットの機能ブロックを示す図である。
【図１１】図１１は、図８に示す２つの光源の点灯タイミングを示す図である。
【図１２】図１２は、図１０に示す識別処理部の処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実際に２つの光源より紙幣に光を照射した時に受光して得られるフォトセンサの出力データの一例とフォトセンサの出力比データの一例とを示した図である。
【図１４】図１４は、他の実施形態に係る検査装置における筐体の水平方向断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１…検査装置、２…搬送路、３…紙幣（対象物）、７…センサユニット、８…制御ユニット、１２Ａ…光源（第１光源、照明部）、１２Ｂ…光源（第２光源、照明部）、１６…紫外線・赤外線透過フィルタ、１７…フォトセンサ、１７Ａ，１７Ｂ…フォトセンサ、１８…集光レンズ（紫外線除去フィルタ）、２０…光源制御処理部（照明部）、２１…メモリ部、２２…識別処理部、３０…検査装置、３１…センサユニット、３２…制御ユニット、３５…可視光透過フィルタ（光学フィルタ）、３６…赤外線透過フィルタ（光学フィルタ）、３７…光源制御処理部（照明部）、３８…メモリ部、３９…識別処理部。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係わる検査装置の好適な一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る検査装置の第１の実施形態を示す構成図である。同図において、本実施形態の検査装置１は、搬送路２上を通る紙幣３の真偽判別及び金種判別を行うための装置であり、例えば紙幣計数機に組み込まれている。紙幣３には、偽造対策に有効なセキュリティ用の特徴パターンとして、赤外線（ＩＲ光）を反射させる赤外インクと、紫外線（ＵＶ光）を受けると蛍光を生じさせる蛍光インクとが含まれている。
【００２０】
搬送路２は、窓部４ａを有する上搬送ガイド板４と下搬送ガイド板５とで形成されている。紙幣３をスムーズに搬送させるために、上搬送ガイド板４と下搬送ガイド板５との間には２〜３ｍｍ程度の隙間が設けられている。搬送路２の途中には、紙幣３を矢印方向に搬送させる複数の搬送ローラ６が配置されている。
【００２１】
検査装置１は、上搬送ガイド板４上に配置されたセンサユニット７と、このセンサユニット７と接続された制御ユニット８とを有している。センサユニット７は略直方体形状の筺体９を有し、この筺体９内には、高さ方向に延在する仕切り部１０が設けられている。
【００２２】
仕切り部１０により形成された筺体９の一方の空間１１ａ内には、図２に示すように、搬送路２上を搬送される紙幣３の表面に光を照射する２つの光源１２Ａ，１２Ｂが収容されている。光源１２Ａは、紫外成分（約２００〜４００ｎｍ帯）を含む光を発生させる紫外線ＬＥＤであり、光源１２Ｂは、赤外成分（約７８０〜１４００ｎｍ帯）を含む光を発生させる赤外線ＬＥＤである。光源１２Ａ，１２Ｂは、紙幣３の略同一箇所に光を照射するように並んで配置されていると共に、筐体９の上面部に設けられた回路プリント基板１３に固定されている。
【００２３】
また、回路プリント基板１３には、光源１２Ａ，１２Ｂの照射光量をモニタするモニタ用フォトセンサ１４Ａ，１４Ｂが実装されている。このフォトセンサ１４Ａ，１４Ｂは、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光検知素子である。
【００２４】
この筺体９の下部には、防塵ガラス板１５が固定されている。防塵ガラス板１５は、紫外線及び赤外線の透過率が極めて高い材料で形成されている。防塵ガラス板１５の下面部は、搬送路２の窓部４ａに固定されている。
【００２５】
防塵ガラス板１５と光源１２Ａ，１２Ｂとの間には、紫外線・赤外線透過フィルタ１６が配置されている。紫外線・赤外線透過フィルタ１６は、光源１２Ａから照射される光に含まれる可視光成分（約３８０〜７８０ｎｍ帯）を除去すると共に、光源１２Ｂから照射される赤外線を透過させる光学フィルタである。このような紫外線・赤外線透過フィルタ１６を設けることにより、可視光成分が紙幣３の表面で反射して不要なノイズとなることを防止できる。
【００２６】
仕切り部１０により形成された筐体９の他方の空間１１ｂ内には、光源１２Ａ，１２Ｂより紙幣３の表面に光を照射した時に紙幣３の表面から発生する光を受光する検知用のフォトセンサ１７が収容されている。フォトセンサ１７は、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光検知素子であり、回路プリント基板１３に固定されている。
【００２７】
防塵ガラス板１５とフォトセンサ１７との間には、紫外線を除去する紫外線除去フィルタ機能を有する集光レンズ１８が配置されている。これにより、紙幣３の表面から発する光は、集光レンズ１８を通ってフォトセンサ１７に入射されることになる。このとき、集光レンズ１８の紫外線除去フィルタ機能によって、光源１２Ａから照射される紫外線をフォトセンサ１７がノイズとして受光することは無い。
【００２８】
回路プリント基板１３には、上記の光源１２Ａ，１２Ｂやフォトセンサ１７等の他に、電子回路部品（図示せず）及び外部接続用コネクタ１９が実装されている。外部接続用コネクタ１９には、上記の制御ユニット８が電気ケーブルで接続されている。
【００２９】
制御ユニット８は、図３に示すように、光源制御処理部２０、メモリ部２１及び識別処理部２２（識別手段）を有している。なお、光源１２Ａ，１２Ｂ及び光源制御処理部２０は、紙幣３を照らす照明部（照明手段）を構成する。
【００３０】
光源制御処理部２０は、紙幣到来センサ（図示せず）によって搬送路２上を通る紙幣３が上搬送ガイド板４の窓部４ａ上に達したことが検出されると、点灯制御部を構成し、センサユニット７の回路プリント基板１３に実装された光源駆動回路（図示せず）に制御信号を送出して、光源１２Ａ，１２Ｂをそれぞれ個別に制御する。このとき、光源制御処理部２０は、図４に示すように、光源１２Ａ，１２Ｂを高速で個々に切り換えて点灯させるように制御する。なお、光源１２Ａ，１２Ｂの点灯切り換え周期は、例えば１〜１０ｍｓ程度である。
【００３１】
メモリ部２１には、紙幣判別用の基準データが予め記憶されている。この基準データとしては、紙幣３の長手方向に対する複数の検査領域について、光源１２Ａから光を照射した時に受光して得られるフォトセンサ１７の出力値（検出値）Ｐ１と光源１２Ｂから光を照射した時に受光して得られるフォトセンサ１７の出力値Ｐ２との比（以下、フォトセンサ１７の出力比という）が用いられる。このフォトセンサ１７の出力比の基準データは、本物の紙幣３を搬送路２上に搬送させ、光源１２Ａ，１２Ｂを上記のように切り換えて点灯させた時に順番に受光して得られたフォトセンサ１７の検出値Ｐ１，Ｐ２から求められる。このとき、光源１２Ａ，１２Ｂの点灯は高速で切り換えられるので、光源１２Ａ，１２Ｂから光を照射した時のフォトセンサ１７の検出値Ｐ１，Ｐ２は、略同一時間内に受光して得られた値となる。
【００３２】
このとき、光源（赤外線ＬＥＤ）１２Ｂの光量は、紙幣３における無印刷の領域に照射した時のフォトセンサ１７の出力値（出力電圧）がフォトセンサ１７の出力飽和レベルに近い電圧（例えば４Ｖ）となるように設定されている。また、光源（紫外線ＬＥＤ）１２Ａの光量は、紙幣３における無印刷の領域に照射した時のフォトセンサ１７の出力電圧がフォトセンサ１７の低レベルに近い電圧（例えば１Ｖ）となるように設定されている。
【００３３】
識別処理部２２は、フォトセンサ１７の検出信号（出力信号）を入力し、所定の演算を行い、メモリ部２１に記憶された紙幣判別用の基準データを用いて紙幣３の判別を行う。この識別処理部２２の処理手順の詳細を図５に示す。
【００３４】
同図において、まず光源１２Ａ，１２Ｂを順番に点灯させて搬送中の紙幣３に光を照射した時に受光して得られるフォトセンサ１７の２つの検出信号を各々入力する（手順１０１）。このとき、光源１２Ａ，１２Ｂの点灯は、上述したように光源制御処理部２０によって高速で切り換えられるので、光源１２Ａ，１２Ｂに対応するフォトセンサ１７の２つの検出信号は、略同一時間内に受光して得られた信号である。
【００３５】
続いて、この時のフォトセンサ１７の検出値Ｐ１，Ｐ２からフォトセンサ１７の出力比を算出する（手順１０２）。そして、この算出したフォトセンサ１７の出力比をメモリ部２１に格納する（手順１０３）。
【００３６】
続いて、１枚の紙幣３の全検査領域について、フォトセンサ１７の出力比を算出したかどうかを判断し（手順１０４）、フォトセンサ１７の出力比を全て算出していないときは、上記の手順１０１〜１０３を繰り返し実行する。一方、フォトセンサ１７の出力比を全て算出したときは、フォトセンサ１７の出力比についての全算出データ及び基準データをメモリ部２１から読み出し、各算出データを基準データとを比較・照合することにより、紙幣３の真偽判定及び金種判定を行う（手順１０５）。
【００３７】
図６は、光源１２Ａ，１２Ｂの点灯を切り換えて紙幣３に光を照射した時に受光して得られるフォトセンサ１７の出力値データと、この出力値データから算出されたフォトセンサ１７の出力比データをモデル化して示したものである。
【００３８】
図６（ａ）は、搬送路２上で紙幣３を搬送させた場合のフォトセンサ１７の出力値データを示している。図６（ｂ）の三角印は、図６（ａ）に示した出力値データのうち、光源１２Ｂより紙幣３に赤外線を照射した時に受光して得られるフォトセンサ１７の出力値Ｐ２のみを示している。図６（ｃ）の三角印は、図６（ａ）に示した出力値データのうち、光源１２Ａより紙幣３に紫外線を照射した時に受光して得られるフォトセンサ１７の出力値Ｐ１のみを示している。なお、図６（ｂ），（ｃ）の黒丸印は、参考として、紙幣３の上下動（搬送バタツキ）が無いと仮定した場合のフォトセンサ１７の出力値データを示したものである。ただし、上述したように搬送路２を形成する上搬送ガイド板４と下搬送ガイド板５との間には所定の隙間が設けられているため、実際の紙幣３の搬送中には、紙幣３の上下動（搬送バタツキ）が生じることが多い。この場合には、図６（ｂ），（ｃ）の三角印で示すように、フォトセンサ１７の出力値が変動する。
【００３９】
図６（ｂ）中のＸ部分は、光源１２Ｂより紙幣３に赤外線を照射した時に特徴となる部分である。紙幣３に付された特徴パターンの一つである赤外インクに赤外線を当てると、赤外インクで赤外線が反射し、その結果フォトセンサ１７の出力値が変化する。この特徴となるＸ部分では、他の部分に比べてフォトセンサ１７の出力値が低くなる。図６（ｃ）中のＹ部分は、光源１２Ａより紙幣３に紫外線を照射した時に特徴となる部分である。紙幣３に付されたもう一つの特徴パターンである蛍光インクに紫外線を当てると、蛍光インクで蛍光が生じ、その結果フォトセンサ１７の出力値が変化する。この特徴となるＹ部分では、他の部分に比べてフォトセンサ１７の出力値が高くなる。
【００４０】
図６（ｄ）は、図６（ａ）に示した隣り合うフォトセンサ１７の出力値Ｐ１，Ｐ２から求めたフォトセンサ１７の出力比（Ｐ２／Ｐ１）のデータを示している。隣り合うフォトセンサ１７の出力値Ｐ１，Ｐ２は、紙幣３の同じ検査領域を略同一時間内に光検出して得た値である。つまり、隣り合うフォトセンサ１７の出力値Ｐ１，Ｐ２は、紙幣３がほぼ同じ搬送高さ位置にある時の値である。また、その時に得られるフォトセンサ１７の出力比は、紙幣３の搬送高さ位置に係わらず、常にほぼ一定となる。従って、紙幣３の搬送バタツキによりフォトセンサ１７の出力変動が生じても、フォトセンサ１７の出力比の変動は殆ど無い。
【００４１】
以上のように本実施形態にあっては、２種類の光源１２Ａ，１２Ｂより交互に紙幣３に光を照射し、その時に紙幣３から発生する光を受光することによって得られるフォトセンサ１７の２つの出力信号を取り込んでフォトセンサ１７の出力比を求め、これを基準データと比較・照合して紙幣３の識別を行うので、２種類のセキュリティ用特徴パターンが紙幣３に設けられている場合でも、そのような特徴パターンの有無、位置、レベル等を正確に判定できる。また、特徴パターンだけでなく、紙幣３の紙質の差なども判定可能である。さらに、フォトセンサ１７の出力比を用いて紙幣３の識別を行うことにより、紙幣３の搬送バタツキの影響を受けなくて済む。このため、例えばコントラストの低い印刷パターン等が付された紙幣３の識別も高精度に行える。以上により、紙幣３の認識精度が向上するので、近年において精度が向上したコピー機等により作られた偽造紙幣の真偽判定等も確実に行うことができる。
【００４２】
また、２つの光源１２Ａ，１２Ｂを切り換えて点灯させることにより、使用するフォトセンサ１７が１つであっても、紙幣３に紫外線を照射した時に紙幣３から発生する光と紙幣３に赤外線を照射した時に紙幣３から発生する光とを略同一時間内に受光することができる。このため、部品点数を最小限に抑えることが可能となる。
【００４３】
図７は、本発明に係る検査装置の第２の実施形態を示す構成図である。図中、第１の実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
本実施形態の検査装置３０は、第１の実施形態におけるセンサユニット７及び制御ユニット８に代えて、センサユニット３１及び制御ユニット３２を有している。センサユニット３１における筐体９の空間１１ｂ内には、図８及び図９に示すように、２つのフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂが並んで収容されている。フォトセンサ１７Ａは、光源１２Ａより紙幣３に紫外線を照射した時に紙幣３から発生する光を受光するように配置され、フォトセンサ１７Ｂは、光源１２Ｂより紙幣３に赤外線を照射した時に紙幣３から発生する光を受光するように配置されている。
【００４５】
また、筐体９の空間１１ｂ内には、回路プリント基板１３から集光レンズ１８まで高さ方向に延在した仕切り部３３が設けられている。上記のフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂは、その仕切り部３３を挟むように配置されている。また、筐体９の空間１１ａ内には、仕切り部３３に対応して、光源１２Ａ，１２Ｂに挟まれた仕切り部３４が設けられている。
【００４６】
フォトセンサ１７Ａと集光レンズ１８との間には、可視光透過フィルタ３５が配置されている。この可視光透過フィルタ３５は、光源１２Ａより紙幣３に紫外線を照射した時に紙幣３で生じた蛍光（可視光）を透過させると共に、光源１２Ｂより紙幣３に赤外線を照射した時に紙幣３で反射した赤外線を除去する光学フィルタである。フォトセンサ１７Ｂと集光レンズ１８との間には、赤外線透過フィルタ３６が配置されている。この赤外線透過フィルタ３６は、光源１２Ｂより紙幣３に赤外線を照射した時に紙幣３で反射した赤外線を透過させると共に、光源１２Ａより紙幣３に紫外線を照射した時に紙幣３で生じた蛍光及び紫外線の反射光を除去する光学フィルタである。このような可視光透過フィルタ３５及び赤外線透過フィルタ３６を設けることにより、フォトセンサ１７Ａ，１７Ｂに対する光のクロストークが確実に抑えられる。
【００４７】
制御ユニット３２は、図１０に示すように、光源制御処理部３７（照明部を構成する一要素）、メモリ部３８及び識別処理部３９（識別手段）を有している。光源制御処理部３７は、紙幣到来センサ（図示せず）によって搬送路２上を通る紙幣３が上搬送ガイド板４の窓部４ａ上に達したことが検出されると、図１１に示すように、光源１２Ａ，１２Ｂを所定時間だけ点灯し続けるように点灯制御部を構成する光源駆動回路（図示せず）を制御する。
【００４８】
メモリ部３８には、紙幣判別用の基準データが予め記憶されている。この基準データとしては、紙幣３の長手方向に対する複数の検査領域について、光源１２Ａから光を照射した時に受光して得られるフォトセンサ１７Ａの出力値Ｐ１と光源１２Ｂから光を照射した時に受光して得られるフォトセンサ１７Ｂの出力値Ｐ２との比（以下、フォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力比）が用いられる。このフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力比の基準データは、本物の紙幣３を搬送路２上に搬送させ、光源１２Ａ，１２Ｂを一緒に点灯させた時に同時に受光して得られたフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力値から求められる。
【００４９】
識別処理部３９は、フォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力信号を入力し、所定の演算を行い、メモリ部３８に記憶された紙幣判別用の基準データを用いて紙幣３の判別を行う。この識別処理部３９の処理手順の詳細を図１２に示す。
【００５０】
同図において、まず光源１２Ａ，１２Ｂを同時に点灯させて搬送中の紙幣３に光を照射した時に同タイミングで受光して得られるフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの検出信号を入力する（手順１１１）。続いて、この時のフォトセンサ１７Ａの検出値Ｐ１及びフォトセンサ１７Ｂの検出値Ｐ２から、フォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力比を算出し（手順１１２）、これをメモリ部３８に格納する（手順１１３）。続いて、１枚の紙幣３の全検査領域について、フォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力比を算出したかどうかを判断し（手順１１４）、フォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力比を全て算出したときは、各算出データと基準データとを比較・照合することにより、紙幣３の真偽判定及び金種判定を行う（手順１１５）。
【００５１】
以上のように本実施形態では、光源１２Ａ，１２Ｂを同時点灯させた時に同タイミングで受光して得られたフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力値から、フォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力比を求め、これを用いて紙幣３を識別するので、第１の実施形態と同様に、紙幣３に付された２種類のセキュリティ用特徴パターン等を正しく判定できると共に、紙幣３の搬送バタツキの影響等を受けることなく識別が行える。これにより、紙幣３の認識精度が向上するので、高精度な偽造紙幣に十分に対応することが可能となる。
【００５２】
また、２つのフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂを使用し、光源１２Ａ，１２Ｂを所定時間だけ同時に点灯し続けるようにしたので、光源１２Ａ，１２Ｂの点灯時に生じるノイズの影響が少なくなり、光源１２Ａ，１２Ｂの発光量が安定化する。また、光源１２Ａ，１２Ｂの点灯制御を簡素化することができる。
【００５３】
図１３（ａ）は、実際に光源１２Ｂより紙幣３に赤外線を照射した時のフォトセンサ１７Ｂの出力データの一例を示したものであり、図１３（ｂ）は、実際に光源１２Ａより紙幣３に紫外線を照射した時のフォトセンサ１７Ａの出力データの一例を示したものである。また、図１３（ｃ）は、図１３（ａ），（ｂ）に示すフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力データから求めたフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力比のデータを示したものである。このようなフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力比データを用いることで、紙幣３の搬送バタツキの影響を殆ど受けない鑑別処理が実現可能となる。
【００５４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、フォトセンサの出力比データを用いて紙幣３の識別を行うようにしたが、光源１２Ａ，１２Ｂより紙幣３に光を照射した時に同一時間内に受光して得られるフォトセンサの出力信号を合成したデータであれば、例えばフォトセンサの出力差データ等も使用可能である。この場合でも、得られた合成データを基準データと比較・照合することにより、紙幣３に設けられた特徴パターン等を正確に判定できるため、紙幣３の認識精度を向上させることが可能である。
【００５５】
また、上記実施形態では、波長帯域の異なる光を照射する２つの光源１２Ａ，１２Ｂを使用したが、特にこれに限られず、３つ以上の光源を使用しても良い、例えば、光源に可視光を用いた場合では、その使用する光源により紙幣の細部のデータの採取が可能となる。
【００５６】
図１４は、光源として上述した紫外線ＬＥＤ及び赤外線ＬＥＤに加えて、第３の光源として緑色のＬＥＤを検査装置のセンサユニットに組み込んだ実施形態を示す図である。
【００５７】
図１４に示されるセンサユニット５７は、図１及び図２に示されるセンサユニット７に類似した構成を備えており、センサユニット７に代わって検査装置１に組み込むことができるものである。センサユニット５７は略直方体形状の筐体５９を有し、筐体５９内には、検査装置の高さ方向に延在する仕切り部６０が設けられている。
【００５８】
仕切り部６０により形成された筐体５７の一方の空間６１ａ内には、３つの光源６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃが収容されている。光源６２Ａは紫外成分を含む光を発生させる紫外線ＬＥＤであり、光源６２Ｂは赤外成分を含む光を発生させる赤外線ＬＥＤであり、光源６２Ｃは緑色光を発生させる緑色ＬＥＤである。筐体５７の上面部に設けられた回路プリント基板（図示しない）には、光源６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃの照射光量をモニタするモニタ用フォトセンサ６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃが実装されている。また、光が紙幣の表面で反射して不要なノイズとなることを防止するために、不要な光成分を除去することができる光学フィルタ６６が筐体５７の下面部に配置されている。
【００５９】
仕切り部６０により形成された筐体５７の他方の空間６１ｂ内には、検知用フォトセンサ６７及び光学フィルタ６８が収容されている。フォトセンサ６７は、光源６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃより紙幣の表面に光を照射したときに紙幣の表面から発生する光を受光するものであり、上記の回路プリント基板（図示しない）に固定されている。光学フィルタ６８は、紙幣の表面から発生する光のうちフォトセンサ６７に不要な光成分を除去するためのものである。
【００６０】
なお、光学フィルタ６６，６８は、センサユニット５７において特に必須の構成要素ではない。
【００６１】
図７に示されるセンサユニット５７は、緑色ＬＥＤである光源６２Ｃと、光源６２Ｃの照射光量をモニタするモニタ用フォトセンサ６４Ｃを備えること、及び、フィルタ１６，１８の機能が異なることを除いては、図２に示される第１の実施形態におけるセンサユニット７と同様の構成を備える。そのため、図３に示される制御ユニット８の光源処理部２０にて光源６２Ｃに対応させた処理を行わせることで、上述の第１の実施形態に係る検査装置と同様に搬送路２上を通る紙幣３の真偽判別及び金種判別を行うことができる。
【００６２】
このように、緑色のＬＥＤを第３の光源に用いた場合、緑色光を照射したときのフォトセンサの出力データも紙幣判定に加味されるので、より高い紙幣の認識が可能となる。緑色のＬＥＤは可視光の中では紙幣の印刷パターンの各色に対し高いコントラストが得られると共に波長の短いＬＥＤの中では比較的安価で輝度も高いので、第３の光源に好適である。
【００６３】
なお、センサユニット５７のように３つの光源を備えるセンサユニットは、上述の第２の実施形態に係る検査装置３０のセンサユニット３１（図７，８及び９参照）のように、３つのフォトセンサを設け、そのフォトセンサ間を仕切り部で区切ることで紙幣の表面から発生する光を光源別に受光する構成に変更しても良い。
【００６４】
また、上記実施形態では複数の光源を利用しているが、光源としては、白色光源のように、複数の波長帯域をもった光を照射する１つの光源を使用してもよい。
【００６５】
さらに、上記実施形態は、紙幣を検査するものであるが、本発明の検査装置は、特に紙幣には限られず、伝票、証券、カード等といった検査対象物にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明によれば、搬送路上を通る対象物の真偽等を精度良く認識することができる。これにより、高精度に偽造された対象物にも十分に対処することが可能となる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送路上を通る紙幣及び伝票類等の真偽や種類の判別等の検査を行う検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
紙幣等の紙葉類の検査を行う検査装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、紙葉類の表面反射を測定するフォトセンサと、紙葉類に対して光を照射する照明部とを備え、紙葉類の金種や真偽を識別するものが知られている。
【特許文献１】特開２００２−７４４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年では、紙幣や証券等の偽造対策として、２種類以上のセキュリティ用の特徴パターンを紙幣等に設けることがある。この場合には、そのような特徴パターンを正確に見分けて、紙幣等の金種判別や真偽判別を高精度に行う必要がある。
【０００４】
本発明の目的は、対象物の認識精度を向上させることができる検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、搬送路上を通る対象物を検査する検査装置であって、複数の波長帯域の光を対象物に照射する照明部と、対象物から発生する光を受光する少なくとも１つの受光検知素子と、照明部により対象物に複数の波長帯域の光を照射した時に対象物から発生する光を受光検知素子で略同一時間内に受光することによって得られる複数の検出信号を合成し、この合成データを予め設定された基準データと比較・照合することにより、対象物を識別する識別処理部とを備えることを特徴とするものである。
【０００６】
このような検査装置において、搬送路上を通る対象物が所定位置に到達すると、照明部により複数の波長帯域の光が対象物に照射され、その時に対象物から発生する光が受光検知素子で受光される。対象物から発生する光は、照明部により照射される複数の波長帯域の光ごとに異なるものである。このため、受光検知素子の検出信号としては、複数の波長帯域の光に応じた複数の検出信号が得られる。これらの複数の検出信号は、複数の波長帯域の光を対象物に照射した時に対象物から発生する光を略同一時間内に受光して得たものであるため、対象物の任意の同一領域についての検出信号である。そして、識別処理部によって、そのような複数の検出信号から合成データが生成され、この合成データを基準データと比較・照合することで対象物の識別処理が行われる。このような手法を採用することにより、例えば照明部により照射された光を受けると、波長帯域の異なる複数の光成分を生じさせる複数種類の特徴パターンが対象物に設けられている場合でも、これらの特徴パターンを正確に判定することができる。これにより、対象物の認識精度が向上する。
【０００７】
好ましくは、識別処理部は、合成データとして、照明部により対象物に複数の波長帯域の光を照射した時に対象物から発生する光を受光検知素子で略同一時間内に受光することによって得られる複数の検出値の比を求める。対象物が搬送路上を通るときに、対象物の上下動（搬送バタツキ）が発生すると、照明部により対象物に光が照射された時の対象物の照明位置が高さ方向にずれるため、受光検知素子の検出値が変動する。しかし、対象物の搬送バタツキがあっても、対象物から発生する光を受光検知素子で略同一時間内に受光したときには、複数の波長帯域の光に対応する複数の検出信号は、対象物が実質的に同じ搬送高さ位置にある状態での検出信号となる。他方、対象物から発生する光を受光検知素子で略同一時間内に受光することによって得られた複数の検出値の比は、対象物の搬送高さ位置に拘らず、常にほぼ一定となる。従って、その点に着目し、合成データとして複数の検出値の比を用いることにより、対象物の搬送バタツキが生じても、受光検知素子の検出値の変動による影響を受けることなく、対象物の識別を行うことができる。これにより、対象物の認識精度が更に向上する。
【０００８】
また、好ましくは、照明部は、波長帯域の異なる光を照射する複数の光源と、各光源を個々に切り換えて点灯させるように制御する点灯制御部とを有する。このような構成では、複数の光源を高速で切り換えて点灯させ、その時に対象物から発生する光を順番に１つの受光検知素子で受光することにより、対象物に複数の波長帯域の光を照射した時に対象物から発生する光を確実に略同一時間内に受光することができる。この場合には、使用する受光検知素子が１つで済むので、部品コストの削減を図ることができる。
【０００９】
また、照明部は、波長帯域の異なる光を照射する複数の光源を有し、受光検知素子は、各光源より対象物に光を照射した時に対象物から発生する光を各光源に対応して別々に受光するように複数有していても良い。このような構成では、例えば搬送路上を通る対象物が所定位置に達したときに、全ての光源を常時点灯させる。そして、その時に対象物から発生する各光源に対応する光をそれぞれ別々の受光検知素子により同タイミングで受光することにより、対象物に複数の波長帯域の光を照射した時に対象物から発生する光を確実に略同一時間内に受光することができる。この場合には、光源の点灯時に生じるノイズの影響が少なくなり、光源の発光レベルが安定化する。また、光源の点灯制御を容易に行うことができる。
【００１０】
このとき、搬送路と各受光検知素子との間には、各光源より対象物に光を照射した時に対象物から発生する複数の特徴をもった光成分のうち一部の光成分のみを透過させる光学フィルタがそれぞれ配置されていることが好ましい。この場合には、対象物から発生する同じ特徴をもった光成分が複数の受光検知素子に入射されることを防止できる。これにより、検査装置の小型化等の為に複数の受光検知素子を近接して配置した場合でも、各受光検知素子に対する光のクロストークが確実に抑えられるため、各受光検知素子が不要な光成分をノイズとして受光してしまうことを防止できる。なお、対象物から発生する特徴をもった光成分としては、対象物に紫外線を当てると発生する蛍光成分や、対象物に赤外線を当てた時の反射成分等がある。
【００１１】
さらに、好ましくは、複数の光源は、紫外線を照射する第１光源と、赤外線を照射する第２光源とを含む。これにより、対象物に紫外線を照射した時に対象物で生じる蛍光のレベルと、対象物に赤外線を照射した時に対象物で反射する赤外線のレベルとを検知することができる。
【００１２】
このとき、搬送路と受光検知素子との間には、第１光源より照射される紫外線を除去する紫外線除去フィルタが配置されていることが好ましい。これにより、第１光源から照射される紫外線がノイズとして受光検知素子に入射されることを防止できる。
【００１３】
また、搬送路と第１光源及び第２光源との間には、第１光源より照射される紫外線に含まれる可視光成分を除去すると共に、第２光源から照射される赤外線を透過させる紫外線・赤外線透過フィルタが配置されていることが好ましい。これにより、第１光源から照射される紫外線に含まれる可視光成分がノイズとして受光検知素子に入射されることを防止できる。
【００１４】
さらに、好ましくは、複数の光源は、紫外線を照射する第１光源と、赤外線を照射する第２光源と、緑色の光を照射する第３の光源とを含む。これにより、緑色光を照射したときの検出信号も対象物の判定に加味されるので、対象物の認識精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、搬送路上を通る対象物の真偽等を精度良く認識することができる。これにより、高精度に偽造された対象物にも十分に対処することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明に係る検査装置の第１の実施形態を示す構成図である。
【図２】図２は、図１に示す筐体の水平方向断面図である。
【図３】図３は、図１に示す制御ユニットの機能ブロックを示す図である。
【図４】図４は、図２に示す２つの光源の点灯タイミングを示す図である。
【図５】図５は、図３に示す識別処理部の処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図２に示す２つの光源より紙幣に光を照射した時に受光して得られるフォトセンサの出力値データとフォトセンサの出力比データとをモデル化して示した図である。
【図７】図７は、本発明に係る検査装置の第２の実施形態を示す構成図である。
【図８】図８は、図７に示す筐体の水平方向断面図である。
【図９】図９は、図８のIX−IX線断面図である。
【図１０】図１０は、図７に示す制御ユニットの機能ブロックを示す図である。
【図１１】図１１は、図８に示す２つの光源の点灯タイミングを示す図である。
【図１２】図１２は、図１０に示す識別処理部の処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実際に２つの光源より紙幣に光を照射した時に受光して得られるフォトセンサの出力データの一例とフォトセンサの出力比データの一例とを示した図である。
【図１４】図１４は、他の実施形態に係る検査装置における筐体の水平方向断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１…検査装置、２…搬送路、３…紙幣（対象物）、７…センサユニット、８…制御ユニット、１２Ａ…光源（第１光源、照明部）、１２Ｂ…光源（第２光源、照明部）、１６…紫外線・赤外線透過フィルタ、１７…フォトセンサ、１７Ａ，１７Ｂ…フォトセンサ、１８…集光レンズ（紫外線除去フィルタ）、２０…光源制御処理部（照明部）、２１…メモリ部、２２…識別処理部、３０…検査装置、３１…センサユニット、３２…制御ユニット、３５…可視光透過フィルタ（光学フィルタ）、３６…赤外線透過フィルタ（光学フィルタ）、３７…光源制御処理部（照明部）、３８…メモリ部、３９…識別処理部。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係わる検査装置の好適な一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る検査装置の第１の実施形態を示す構成図である。同図において、本実施形態の検査装置１は、搬送路２上を通る紙幣３の真偽判別及び金種判別を行うための装置であり、例えば紙幣計数機に組み込まれている。紙幣３には、偽造対策に有効なセキュリティ用の特徴パターンとして、赤外線（ＩＲ光）を反射させる赤外インクと、紫外線（ＵＶ光）を受けると蛍光を生じさせる蛍光インクとが含まれている。
【００２０】
搬送路２は、窓部４ａを有する上搬送ガイド板４と下搬送ガイド板５とで形成されている。紙幣３をスムーズに搬送させるために、上搬送ガイド板４と下搬送ガイド板５との間には２〜３ｍｍ程度の隙間が設けられている。搬送路２の途中には、紙幣３を矢印方向に搬送させる複数の搬送ローラ６が配置されている。
【００２１】
検査装置１は、上搬送ガイド板４上に配置されたセンサユニット７と、このセンサユニット７と接続された制御ユニット８とを有している。センサユニット７は略直方体形状の筺体９を有し、この筺体９内には、高さ方向に延在する仕切り部１０が設けられている。
【００２２】
仕切り部１０により形成された筺体９の一方の空間１１ａ内には、図２に示すように、搬送路２上を搬送される紙幣３の表面に光を照射する２つの光源１２Ａ，１２Ｂが収容されている。光源１２Ａは、紫外成分（約２００〜４００ｎｍ帯）を含む光を発生させる紫外線ＬＥＤであり、光源１２Ｂは、赤外成分（約７８０〜１４００ｎｍ帯）を含む光を発生させる赤外線ＬＥＤである。光源１２Ａ，１２Ｂは、紙幣３の略同一箇所に光を照射するように並んで配置されていると共に、筐体９の上面部に設けられた回路プリント基板１３に固定されている。
【００２３】
また、回路プリント基板１３には、光源１２Ａ，１２Ｂの照射光量をモニタするモニタ用フォトセンサ１４Ａ，１４Ｂが実装されている。このフォトセンサ１４Ａ，１４Ｂは、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光検知素子である。
【００２４】
この筺体９の下部には、防塵ガラス板１５が固定されている。防塵ガラス板１５は、紫外線及び赤外線の透過率が極めて高い材料で形成されている。防塵ガラス板１５の下面部は、搬送路２の窓部４ａに固定されている。
【００２５】
防塵ガラス板１５と光源１２Ａ，１２Ｂとの間には、紫外線・赤外線透過フィルタ１６が配置されている。紫外線・赤外線透過フィルタ１６は、光源１２Ａから照射される光に含まれる可視光成分（約３８０〜７８０ｎｍ帯）を除去すると共に、光源１２Ｂから照射される赤外線を透過させる光学フィルタである。このような紫外線・赤外線透過フィルタ１６を設けることにより、可視光成分が紙幣３の表面で反射して不要なノイズとなることを防止できる。
【００２６】
仕切り部１０により形成された筐体９の他方の空間１１ｂ内には、光源１２Ａ，１２Ｂより紙幣３の表面に光を照射した時に紙幣３の表面から発生する光を受光する検知用のフォトセンサ１７が収容されている。フォトセンサ１７は、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光検知素子であり、回路プリント基板１３に固定されている。
【００２７】
防塵ガラス板１５とフォトセンサ１７との間には、紫外線を除去する紫外線除去フィルタ機能を有する集光レンズ１８が配置されている。これにより、紙幣３の表面から発する光は、集光レンズ１８を通ってフォトセンサ１７に入射されることになる。このとき、集光レンズ１８の紫外線除去フィルタ機能によって、光源１２Ａから照射される紫外線をフォトセンサ１７がノイズとして受光することは無い。
【００２８】
回路プリント基板１３には、上記の光源１２Ａ，１２Ｂやフォトセンサ１７等の他に、電子回路部品（図示せず）及び外部接続用コネクタ１９が実装されている。外部接続用コネクタ１９には、上記の制御ユニット８が電気ケーブルで接続されている。
【００２９】
制御ユニット８は、図３に示すように、光源制御処理部２０、メモリ部２１及び識別処理部２２（識別手段）を有している。なお、光源１２Ａ，１２Ｂ及び光源制御処理部２０は、紙幣３を照らす照明部（照明手段）を構成する。
【００３０】
光源制御処理部２０は、紙幣到来センサ（図示せず）によって搬送路２上を通る紙幣３が上搬送ガイド板４の窓部４ａ上に達したことが検出されると、点灯制御部を構成し、センサユニット７の回路プリント基板１３に実装された光源駆動回路（図示せず）に制御信号を送出して、光源１２Ａ，１２Ｂをそれぞれ個別に制御する。このとき、光源制御処理部２０は、図４に示すように、光源１２Ａ，１２Ｂを高速で個々に切り換えて点灯させるように制御する。なお、光源１２Ａ，１２Ｂの点灯切り換え周期は、例えば１〜１０ｍｓ程度である。
【００３１】
メモリ部２１には、紙幣判別用の基準データが予め記憶されている。この基準データとしては、紙幣３の長手方向に対する複数の検査領域について、光源１２Ａから光を照射した時に受光して得られるフォトセンサ１７の出力値（検出値）Ｐ１と光源１２Ｂから光を照射した時に受光して得られるフォトセンサ１７の出力値Ｐ２との比（以下、フォトセンサ１７の出力比という）が用いられる。このフォトセンサ１７の出力比の基準データは、本物の紙幣３を搬送路２上に搬送させ、光源１２Ａ，１２Ｂを上記のように切り換えて点灯させた時に順番に受光して得られたフォトセンサ１７の検出値Ｐ１，Ｐ２から求められる。このとき、光源１２Ａ，１２Ｂの点灯は高速で切り換えられるので、光源１２Ａ，１２Ｂから光を照射した時のフォトセンサ１７の検出値Ｐ１，Ｐ２は、略同一時間内に受光して得られた値となる。
【００３２】
このとき、光源（赤外線ＬＥＤ）１２Ｂの光量は、紙幣３における無印刷の領域に照射した時のフォトセンサ１７の出力値（出力電圧）がフォトセンサ１７の出力飽和レベルに近い電圧（例えば４Ｖ）となるように設定されている。また、光源（紫外線ＬＥＤ）１２Ａの光量は、紙幣３における無印刷の領域に照射した時のフォトセンサ１７の出力電圧がフォトセンサ１７の低レベルに近い電圧（例えば１Ｖ）となるように設定されている。
【００３３】
識別処理部２２は、フォトセンサ１７の検出信号（出力信号）を入力し、所定の演算を行い、メモリ部２１に記憶された紙幣判別用の基準データを用いて紙幣３の判別を行う。この識別処理部２２の処理手順の詳細を図５に示す。
【００３４】
同図において、まず光源１２Ａ，１２Ｂを順番に点灯させて搬送中の紙幣３に光を照射した時に受光して得られるフォトセンサ１７の２つの検出信号を各々入力する（手順１０１）。このとき、光源１２Ａ，１２Ｂの点灯は、上述したように光源制御処理部２０によって高速で切り換えられるので、光源１２Ａ，１２Ｂに対応するフォトセンサ１７の２つの検出信号は、略同一時間内に受光して得られた信号である。
【００３５】
続いて、この時のフォトセンサ１７の検出値Ｐ１，Ｐ２からフォトセンサ１７の出力比を算出する（手順１０２）。そして、この算出したフォトセンサ１７の出力比をメモリ部２１に格納する（手順１０３）。
【００３６】
続いて、１枚の紙幣３の全検査領域について、フォトセンサ１７の出力比を算出したかどうかを判断し（手順１０４）、フォトセンサ１７の出力比を全て算出していないときは、上記の手順１０１〜１０３を繰り返し実行する。一方、フォトセンサ１７の出力比を全て算出したときは、フォトセンサ１７の出力比についての全算出データ及び基準データをメモリ部２１から読み出し、各算出データを基準データとを比較・照合することにより、紙幣３の真偽判定及び金種判定を行う（手順１０５）。
【００３７】
図６は、光源１２Ａ，１２Ｂの点灯を切り換えて紙幣３に光を照射した時に受光して得られるフォトセンサ１７の出力値データと、この出力値データから算出されたフォトセンサ１７の出力比データをモデル化して示したものである。
【００３８】
図６（ａ）は、搬送路２上で紙幣３を搬送させた場合のフォトセンサ１７の出力値データを示している。図６（ｂ）の三角印は、図６（ａ）に示した出力値データのうち、光源１２Ｂより紙幣３に赤外線を照射した時に受光して得られるフォトセンサ１７の出力値Ｐ２のみを示している。図６（ｃ）の三角印は、図６（ａ）に示した出力値データのうち、光源１２Ａより紙幣３に紫外線を照射した時に受光して得られるフォトセンサ１７の出力値Ｐ１のみを示している。なお、図６（ｂ），（ｃ）の黒丸印は、参考として、紙幣３の上下動（搬送バタツキ）が無いと仮定した場合のフォトセンサ１７の出力値データを示したものである。ただし、上述したように搬送路２を形成する上搬送ガイド板４と下搬送ガイド板５との間には所定の隙間が設けられているため、実際の紙幣３の搬送中には、紙幣３の上下動（搬送バタツキ）が生じることが多い。この場合には、図６（ｂ），（ｃ）の三角印で示すように、フォトセンサ１７の出力値が変動する。
【００３９】
図６（ｂ）中のＸ部分は、光源１２Ｂより紙幣３に赤外線を照射した時に特徴となる部分である。紙幣３に付された特徴パターンの一つである赤外インクに赤外線を当てると、赤外インクで赤外線が反射し、その結果フォトセンサ１７の出力値が変化する。この特徴となるＸ部分では、他の部分に比べてフォトセンサ１７の出力値が低くなる。図６（ｃ）中のＹ部分は、光源１２Ａより紙幣３に紫外線を照射した時に特徴となる部分である。紙幣３に付されたもう一つの特徴パターンである蛍光インクに紫外線を当てると、蛍光インクで蛍光が生じ、その結果フォトセンサ１７の出力値が変化する。この特徴となるＹ部分では、他の部分に比べてフォトセンサ１７の出力値が高くなる。
【００４０】
図６（ｄ）は、図６（ａ）に示した隣り合うフォトセンサ１７の出力値Ｐ１，Ｐ２から求めたフォトセンサ１７の出力比（Ｐ２／Ｐ１）のデータを示している。隣り合うフォトセンサ１７の出力値Ｐ１，Ｐ２は、紙幣３の同じ検査領域を略同一時間内に光検出して得た値である。つまり、隣り合うフォトセンサ１７の出力値Ｐ１，Ｐ２は、紙幣３がほぼ同じ搬送高さ位置にある時の値である。また、その時に得られるフォトセンサ１７の出力比は、紙幣３の搬送高さ位置に係わらず、常にほぼ一定となる。従って、紙幣３の搬送バタツキによりフォトセンサ１７の出力変動が生じても、フォトセンサ１７の出力比の変動は殆ど無い。
【００４１】
以上のように本実施形態にあっては、２種類の光源１２Ａ，１２Ｂより交互に紙幣３に光を照射し、その時に紙幣３から発生する光を受光することによって得られるフォトセンサ１７の２つの出力信号を取り込んでフォトセンサ１７の出力比を求め、これを基準データと比較・照合して紙幣３の識別を行うので、２種類のセキュリティ用特徴パターンが紙幣３に設けられている場合でも、そのような特徴パターンの有無、位置、レベル等を正確に判定できる。また、特徴パターンだけでなく、紙幣３の紙質の差なども判定可能である。さらに、フォトセンサ１７の出力比を用いて紙幣３の識別を行うことにより、紙幣３の搬送バタツキの影響を受けなくて済む。このため、例えばコントラストの低い印刷パターン等が付された紙幣３の識別も高精度に行える。以上により、紙幣３の認識精度が向上するので、近年において精度が向上したコピー機等により作られた偽造紙幣の真偽判定等も確実に行うことができる。
【００４２】
また、２つの光源１２Ａ，１２Ｂを切り換えて点灯させることにより、使用するフォトセンサ１７が１つであっても、紙幣３に紫外線を照射した時に紙幣３から発生する光と紙幣３に赤外線を照射した時に紙幣３から発生する光とを略同一時間内に受光することができる。このため、部品点数を最小限に抑えることが可能となる。
【００４３】
図７は、本発明に係る検査装置の第２の実施形態を示す構成図である。図中、第１の実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
本実施形態の検査装置３０は、第１の実施形態におけるセンサユニット７及び制御ユニット８に代えて、センサユニット３１及び制御ユニット３２を有している。センサユニット３１における筐体９の空間１１ｂ内には、図８及び図９に示すように、２つのフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂが並んで収容されている。フォトセンサ１７Ａは、光源１２Ａより紙幣３に紫外線を照射した時に紙幣３から発生する光を受光するように配置され、フォトセンサ１７Ｂは、光源１２Ｂより紙幣３に赤外線を照射した時に紙幣３から発生する光を受光するように配置されている。
【００４５】
また、筐体９の空間１１ｂ内には、回路プリント基板１３から集光レンズ１８まで高さ方向に延在した仕切り部３３が設けられている。上記のフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂは、その仕切り部３３を挟むように配置されている。また、筐体９の空間１１ａ内には、仕切り部３３に対応して、光源１２Ａ，１２Ｂに挟まれた仕切り部３４が設けられている。
【００４６】
フォトセンサ１７Ａと集光レンズ１８との間には、可視光透過フィルタ３５が配置されている。この可視光透過フィルタ３５は、光源１２Ａより紙幣３に紫外線を照射した時に紙幣３で生じた蛍光（可視光）を透過させると共に、光源１２Ｂより紙幣３に赤外線を照射した時に紙幣３で反射した赤外線を除去する光学フィルタである。フォトセンサ１７Ｂと集光レンズ１８との間には、赤外線透過フィルタ３６が配置されている。この赤外線透過フィルタ３６は、光源１２Ｂより紙幣３に赤外線を照射した時に紙幣３で反射した赤外線を透過させると共に、光源１２Ａより紙幣３に紫外線を照射した時に紙幣３で生じた蛍光及び紫外線の反射光を除去する光学フィルタである。このような可視光透過フィルタ３５及び赤外線透過フィルタ３６を設けることにより、フォトセンサ１７Ａ，１７Ｂに対する光のクロストークが確実に抑えられる。
【００４７】
制御ユニット３２は、図１０に示すように、光源制御処理部３７（照明部を構成する一要素）、メモリ部３８及び識別処理部３９（識別手段）を有している。光源制御処理部３７は、紙幣到来センサ（図示せず）によって搬送路２上を通る紙幣３が上搬送ガイド板４の窓部４ａ上に達したことが検出されると、図１１に示すように、光源１２Ａ，１２Ｂを所定時間だけ点灯し続けるように点灯制御部を構成する光源駆動回路（図示せず）を制御する。
【００４８】
メモリ部３８には、紙幣判別用の基準データが予め記憶されている。この基準データとしては、紙幣３の長手方向に対する複数の検査領域について、光源１２Ａから光を照射した時に受光して得られるフォトセンサ１７Ａの出力値Ｐ１と光源１２Ｂから光を照射した時に受光して得られるフォトセンサ１７Ｂの出力値Ｐ２との比（以下、フォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力比）が用いられる。このフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力比の基準データは、本物の紙幣３を搬送路２上に搬送させ、光源１２Ａ，１２Ｂを一緒に点灯させた時に同時に受光して得られたフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力値から求められる。
【００４９】
識別処理部３９は、フォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力信号を入力し、所定の演算を行い、メモリ部３８に記憶された紙幣判別用の基準データを用いて紙幣３の判別を行う。この識別処理部３９の処理手順の詳細を図１２に示す。
【００５０】
同図において、まず光源１２Ａ，１２Ｂを同時に点灯させて搬送中の紙幣３に光を照射した時に同タイミングで受光して得られるフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの検出信号を入力する（手順１１１）。続いて、この時のフォトセンサ１７Ａの検出値Ｐ１及びフォトセンサ１７Ｂの検出値Ｐ２から、フォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力比を算出し（手順１１２）、これをメモリ部３８に格納する（手順１１３）。続いて、１枚の紙幣３の全検査領域について、フォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力比を算出したかどうかを判断し（手順１１４）、フォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力比を全て算出したときは、各算出データと基準データとを比較・照合することにより、紙幣３の真偽判定及び金種判定を行う（手順１１５）。
【００５１】
以上のように本実施形態では、光源１２Ａ，１２Ｂを同時点灯させた時に同タイミングで受光して得られたフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力値から、フォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力比を求め、これを用いて紙幣３を識別するので、第１の実施形態と同様に、紙幣３に付された２種類のセキュリティ用特徴パターン等を正しく判定できると共に、紙幣３の搬送バタツキの影響等を受けることなく識別が行える。これにより、紙幣３の認識精度が向上するので、高精度な偽造紙幣に十分に対応することが可能となる。
【００５２】
また、２つのフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂを使用し、光源１２Ａ，１２Ｂを所定時間だけ同時に点灯し続けるようにしたので、光源１２Ａ，１２Ｂの点灯時に生じるノイズの影響が少なくなり、光源１２Ａ，１２Ｂの発光量が安定化する。また、光源１２Ａ，１２Ｂの点灯制御を簡素化することができる。
【００５３】
図１３（ａ）は、実際に光源１２Ｂより紙幣３に赤外線を照射した時のフォトセンサ１７Ｂの出力データの一例を示したものであり、図１３（ｂ）は、実際に光源１２Ａより紙幣３に紫外線を照射した時のフォトセンサ１７Ａの出力データの一例を示したものである。また、図１３（ｃ）は、図１３（ａ），（ｂ）に示すフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力データから求めたフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力比のデータを示したものである。このようなフォトセンサ１７Ａ，１７Ｂの出力比データを用いることで、紙幣３の搬送バタツキの影響を殆ど受けない鑑別処理が実現可能となる。
【００５４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、フォトセンサの出力比データを用いて紙幣３の識別を行うようにしたが、光源１２Ａ，１２Ｂより紙幣３に光を照射した時に同一時間内に受光して得られるフォトセンサの出力信号を合成したデータであれば、例えばフォトセンサの出力差データ等も使用可能である。この場合でも、得られた合成データを基準データと比較・照合することにより、紙幣３に設けられた特徴パターン等を正確に判定できるため、紙幣３の認識精度を向上させることが可能である。
【００５５】
また、上記実施形態では、波長帯域の異なる光を照射する２つの光源１２Ａ，１２Ｂを使用したが、特にこれに限られず、３つ以上の光源を使用しても良い、例えば、光源に可視光を用いた場合では、その使用する光源により紙幣の細部のデータの採取が可能となる。
【００５６】
図１４は、光源として上述した紫外線ＬＥＤ及び赤外線ＬＥＤに加えて、第３の光源として緑色のＬＥＤを検査装置のセンサユニットに組み込んだ実施形態を示す図である。
【００５７】
図１４に示されるセンサユニット５７は、図１及び図２に示されるセンサユニット７に類似した構成を備えており、センサユニット７に代わって検査装置１に組み込むことができるものである。センサユニット５７は略直方体形状の筐体５９を有し、筐体５９内には、検査装置の高さ方向に延在する仕切り部６０が設けられている。
【００５８】
仕切り部６０により形成された筐体５７の一方の空間６１ａ内には、３つの光源６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃが収容されている。光源６２Ａは紫外成分を含む光を発生させる紫外線ＬＥＤであり、光源６２Ｂは赤外成分を含む光を発生させる赤外線ＬＥＤであり、光源６２Ｃは緑色光を発生させる緑色ＬＥＤである。筐体５７の上面部に設けられた回路プリント基板（図示しない）には、光源６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃの照射光量をモニタするモニタ用フォトセンサ６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃが実装されている。また、光が紙幣の表面で反射して不要なノイズとなることを防止するために、不要な光成分を除去することができる光学フィルタ６６が筐体５７の下面部に配置されている。
【００５９】
仕切り部６０により形成された筐体５７の他方の空間６１ｂ内には、検知用フォトセンサ６７及び光学フィルタ６８が収容されている。フォトセンサ６７は、光源６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃより紙幣の表面に光を照射したときに紙幣の表面から発生する光を受光するものであり、上記の回路プリント基板（図示しない）に固定されている。光学フィルタ６８は、紙幣の表面から発生する光のうちフォトセンサ６７に不要な光成分を除去するためのものである。
【００６０】
なお、光学フィルタ６６，６８は、センサユニット５７において特に必須の構成要素ではない。
【００６１】
図７に示されるセンサユニット５７は、緑色ＬＥＤである光源６２Ｃと、光源６２Ｃの照射光量をモニタするモニタ用フォトセンサ６４Ｃを備えること、及び、フィルタ１６，１８の機能が異なることを除いては、図２に示される第１の実施形態におけるセンサユニット７と同様の構成を備える。そのため、図３に示される制御ユニット８の光源処理部２０にて光源６２Ｃに対応させた処理を行わせることで、上述の第１の実施形態に係る検査装置と同様に搬送路２上を通る紙幣３の真偽判別及び金種判別を行うことができる。
【００６２】
このように、緑色のＬＥＤを第３の光源に用いた場合、緑色光を照射したときのフォトセンサの出力データも紙幣判定に加味されるので、より高い紙幣の認識が可能となる。緑色のＬＥＤは可視光の中では紙幣の印刷パターンの各色に対し高いコントラストが得られると共に波長の短いＬＥＤの中では比較的安価で輝度も高いので、第３の光源に好適である。
【００６３】
なお、センサユニット５７のように３つの光源を備えるセンサユニットは、上述の第２の実施形態に係る検査装置３０のセンサユニット３１（図７，８及び９参照）のように、３つのフォトセンサを設け、そのフォトセンサ間を仕切り部で区切ることで紙幣の表面から発生する光を光源別に受光する構成に変更しても良い。
【００６４】
また、上記実施形態では複数の光源を利用しているが、光源としては、白色光源のように、複数の波長帯域をもった光を照射する１つの光源を使用してもよい。
【００６５】
さらに、上記実施形態は、紙幣を検査するものであるが、本発明の検査装置は、特に紙幣には限られず、伝票、証券、カード等といった検査対象物にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明によれば、搬送路上を通る対象物の真偽等を精度良く認識することができる。これにより、高精度に偽造された対象物にも十分に対処することが可能となる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路上を通る対象物を検査する検査装置であって、
複数の波長帯域の光を前記対象物に照射する照明部と、
前記対象物から発生する光を受光する少なくとも１つの受光検知素子と、
前記照明部により前記対象物に前記複数の波長帯域の光を照射した時に前記対象物から発生する光を前記受光検知素子で略同一時間内に受光することによって得られる複数の検出信号を合成し、この合成データを予め設定された基準データと比較・照合することにより、前記対象物を識別する識別処理部とを備えることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記識別処理部は、前記合成データとして、前記照明部により前記対象物に前記複数の波長帯域の光を照射した時に前記対象物から発生する光を前記受光検知素子で略同一時間内に受光することによって得られる複数の検出値の比を求めることを特徴とする請求項１記載の検査装置。
【請求項３】
前記照明部は、波長帯域の異なる光を照射する複数の光源と、前記各光源を個々に切り換えて点灯させるように制御する点灯制御部とを有することを特徴とする請求項１または２記載の検査装置。
【請求項４】
前記照明部は、波長帯域の異なる光を照射する複数の光源を有し、
前記受光検知素子は、前記各光源より前記対象物に光を照射した時に前記対象物から発生する光を前記各光源に対応して別々に受光するように複数有していることを特徴とする請求項１または２記載の検査装置。
【請求項５】
前記搬送路と前記各受光検知素子との間には、前記各光源より前記対象物に光を照射した時に前記対象物から発生する複数の特徴をもった光成分のうち一部の光成分のみを透過させる光学フィルタがそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項４記載の検査装置。
【請求項６】
前記複数の光源は、紫外線を照射する第１光源と、赤外線を照射する第２光源とを含むことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項記載の検査装置。
【請求項７】
前記搬送路と前記受光検知素子との間には、前記第１光源より照射される紫外線を除去する紫外線除去フィルタが配置されていることを特徴とする請求項６記載の検査装置。
【請求項８】
前記搬送路と前記第１光源及び前記第２光源との間には、前記第１光源より照射される紫外線に含まれる可視光成分を除去すると共に、前記第２光源より照射される赤外線を透過させる紫外線・赤外線透過フィルタが配置されていることを特徴とする請求項６または７記載の検査装置。
【請求項９】
前記複数の光源は、紫外線を照射する第１光源と、赤外線を照射する第２光源と、緑色の光を照射する第３光源とを含むことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項記載の検査装置。
【請求項１】
搬送路上を通る対象物を検査する検査装置であって、
複数の波長帯域の光を前記対象物に照射する照明部と、
前記対象物から発生する光を受光する少なくとも１つの受光検知素子と、
前記照明部により前記対象物に前記複数の波長帯域の光を照射した時に前記対象物から発生する光を前記受光検知素子で略同一時間内に受光することによって得られる複数の検出信号を合成し、この合成データを予め設定された基準データと比較・照合することにより、前記対象物を識別する識別処理部とを備えることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記識別処理部は、前記合成データとして、前記照明部により前記対象物に前記複数の波長帯域の光を照射した時に前記対象物から発生する光を前記受光検知素子で略同一時間内に受光することによって得られる複数の検出値の比を求めることを特徴とする請求項１記載の検査装置。
【請求項３】
前記照明部は、波長帯域の異なる光を照射する複数の光源と、前記各光源を個々に切り換えて点灯させるように制御する点灯制御部とを有することを特徴とする請求項１または２記載の検査装置。
【請求項４】
前記照明部は、波長帯域の異なる光を照射する複数の光源を有し、
前記受光検知素子は、前記各光源より前記対象物に光を照射した時に前記対象物から発生する光を前記各光源に対応して別々に受光するように複数有していることを特徴とする請求項１または２記載の検査装置。
【請求項５】
前記搬送路と前記各受光検知素子との間には、前記各光源より前記対象物に光を照射した時に前記対象物から発生する複数の特徴をもった光成分のうち一部の光成分のみを透過させる光学フィルタがそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項４記載の検査装置。
【請求項６】
前記複数の光源は、紫外線を照射する第１光源と、赤外線を照射する第２光源とを含むことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項記載の検査装置。
【請求項７】
前記搬送路と前記受光検知素子との間には、前記第１光源より照射される紫外線を除去する紫外線除去フィルタが配置されていることを特徴とする請求項６記載の検査装置。
【請求項８】
前記搬送路と前記第１光源及び前記第２光源との間には、前記第１光源より照射される紫外線に含まれる可視光成分を除去すると共に、前記第２光源より照射される赤外線を透過させる紫外線・赤外線透過フィルタが配置されていることを特徴とする請求項６または７記載の検査装置。
【請求項９】
前記複数の光源は、紫外線を照射する第１光源と、赤外線を照射する第２光源と、緑色の光を照射する第３光源とを含むことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項記載の検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０７８６７０
【国際公開日】平成１７年８月２５日（２００５．８．２５）
【発行日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１７９２７（Ｐ２００５−５１７９２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００５／００１５７３
【国際出願日】平成１７年２月３日（２００５．２．３）
【出願人】（０００００１２２５）日本電産コパル株式会社 (755)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年８月２５日（２００５．８．２５）
【発行日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００５／００１５７３
【国際出願日】平成１７年２月３日（２００５．２．３）
【出願人】（０００００１２２５）日本電産コパル株式会社 (755)
【Ｆターム（参考）】
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