蛍光・燐光検知装置
【課題】紙葉類等に漉き込まれた糸状蛍光発光や細線による燐光発光を検知することが可能な蛍光・燐光検知装置を提供すること。
【解決手段】蛍光発光又は燐光発光を結像レンズによって開口するスリットに結像し、このスリットを通過した発光光量を拡散板で拡散してセンサで検知する蛍光・燐光検知装置において、スリットの縦横の長さを被検出蛍光体の縦横の長さの所定の倍数を超えない範囲で構成することにより、Ｓ／Ｎ比の良好な蛍光・燐光検知装置にすることができる。
【解決手段】蛍光発光又は燐光発光を結像レンズによって開口するスリットに結像し、このスリットを通過した発光光量を拡散板で拡散してセンサで検知する蛍光・燐光検知装置において、スリットの縦横の長さを被検出蛍光体の縦横の長さの所定の倍数を超えない範囲で構成することにより、Ｓ／Ｎ比の良好な蛍光・燐光検知装置にすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙葉類など媒体に含まれる蛍光体を検知する装置において、糸状蛍光体や細線の蛍光体を検知する蛍光・燐光検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、紫外線励起によって発光する蛍光体を媒体に印刷したり、漉き込ませたりして偽造防止を狙った紙幣、カード又は有価証券が知られている。
【０００３】
これらの媒体は、媒体全体に蛍光発光体を塗布したものや、蛍光や燐光を部分的にベタ塗りしたものがある（図９参照）。
【０００４】
これらの蛍光や燐光の検出には、紫外線を発光する紫外線発光ランプと、この紫外線発光ランプから発光された紫外線を媒体に照射することにより、媒体に含まれる蛍光体が紫外線によって励起され、当該蛍光体から発せられた励起光を例えば受光素子としてのフォトダイオードで受光する方法が知られている。
【０００５】
このように紫外線発光ランプなどの励起光源によって発光する印刷物、シール又はマークを上述したセンサを備えた光学系やカメラなどで検知する方法も知られている。
【０００６】
このような従来の検知方法としては、検出する発光部分は比較的面積が大きいベタ塗り図案や、発光強度が強いインクなど、蛍光印刷部分に特徴があり、その特徴を主に検知する比較的簡易な蛍光検知装置が用いられていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１０９５９８号公報 （第３頁、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の検知方法では、
（１）比較的簡易な光学系で検知できていることもあり、外光の影響を受けやすく、発光が無いのに有ると誤検知したり、発光を正しく検知できなかったりする場合があるという課題があった。また、画像入力による装置による蛍光燐光検知は高額になるという課題があった。
【０００８】
（２）また、海外紙幣に用いられているように緑、赤、青、黄などの蛍光を発光する糸状の発光体を漉き込ませたものや（図７参照）、細い線で描かれた蛍光や燐光を発光する図案などは（図８参照）、検知エリア（読取範囲）に対して、その検知エリアに入る糸状の発光体の信号レベルが発光体が無い場合の信号レベルに対して低く、検知できないという課題があった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、紙葉類等に漉き込まれた糸状蛍光発光や細線による燐光発光を検知することが可能な蛍光・燐光検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の蛍光・燐光検知装置は、被検出媒体を搬送する搬送面上に設定された読取面を紫外線で照射する照射手段と、被検出媒体が前記読取面を通過する際、前記照射手段によって励起された被検出媒体に含有又は漉き込まれた蛍光体から放射される蛍光発光を検知する蛍光検知装置と、この蛍光検知装置の搬送下流に配置された燐光検知装置と、を備え、前記蛍光検知装置は、前記照射手段によって紫外線照射される読取面又はこの読取面と相対抗する位置に配置された蛍光基準板から放射される光を結像する結像光学手段と、この結像光学系によって結像された光を検知する蛍光検知手段と、を備え、前記蛍光検知手段は、前記照射手段によって紫外線照射される読取面又はこの読取面と相対抗する位置に配置された蛍光基準板から放射される光を結像する複数の結像光学手段と、この結像光学系によって結像された光を検知する複数の蛍光検知手段と、を備え、前記結像光学手段は、前記読取範囲から反射又は放射される紫外線をカットし、蛍光発光を通過させるフィルタと、このフィルタを通過した光を結像する結像レンズと、を備え、前記蛍光検知手段は、この結像光学手段の直近後方に前記読取面の読取範囲を設定するために配置した所定の開口部を有するスリットと、このスリットを通過した光を拡散する拡散手段と、この拡散手段によって拡散された光を検知するセンサと、を備え、前記読取範囲は、読取面に対して搬送方向の長さである横寸法と搬送方向と直行する縦寸法を有する四角形の範囲に設定するとき、この読取範囲の横寸法及び縦寸法を前記蛍光体の横寸法及び縦寸法に所定の係数を掛けて算出したことを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４記載の蛍光・燐光検知装置は、被検出媒体を搬送する搬送面上に設定された読取面を紫外線で照射する照射手段と、被検出媒体が前記読取面を通過する際、前記照射手段によって励起された被検出媒体に含有又は漉き込まれた蛍光体から放射される蛍光発光を検知する蛍光検知装置と、この蛍光検知装置の搬送下流に配置された燐光検知装置と、を備え、前記蛍光検知装置は、被検出媒体が前記読取面を通過する際、前記照射手段によって励起された被検出媒体に含有又は漉き込まれた蛍光体から放射される蛍光発光を検知する複数の結像光学手段及びこの結像光学手段に対応する複数の蛍光検知手段を備え、前記結像光学手段は、前記読取範囲から反射又は放射される紫外線をカットし、蛍光発光を通過させるフィルタと、このフィルタを通過した光を結像する結像レンズと、を備え、前記照射手段によって紫外線照射される読取面又はこの読取面と相対抗する位置に配置された蛍光基準板から放射される光を結像し、前記蛍光検知手段は、前記結光学手段の直近後方に前記読取面の読取範囲を設定するために配置した所定の開口部を有するスリットと、このスリットを通過した光を拡散する拡散手段と、この拡散手段によって拡散された光を検知するセンサと、を備え、前記読取範囲は、読取面に対して搬送方向の長さである横寸法と搬送方向と直行する縦寸法を有する四角形の範囲に設定するとき、この読取範囲の横寸法及び縦寸法を前記蛍光体の横寸法及び縦寸法に所定の係数を掛けて算出したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、紙葉類等に漉き込まれた糸状蛍光発光や細線による燐光発光を検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の実施例に係る蛍光・燐光検知装置１００の一例である。 図２（１）は、蛍光検知装置４０の正面図である。図２（２）は、図２（１）に示す蛍光検知装置４０の左側面図である。以下、これらの図を参照して説明する。
【００１５】
蛍光・燐光検知装置１００は、例えば、図示しない紙葉類処理装置などに搭載される。紙葉類処理装置は、一括して集積された紙葉類（被検出媒体）を所定の間隔で一枚ずつ取り出して搬送路によって搬送し、本実施例の蛍光・燐光検知装置などの紙葉類判別装置によって当該紙葉類の真偽（真券か偽券か）判別又は正損（正券か損券か）判別を行い、紙葉類の種類、品質、などによって集積、施封などの区分処理を行う装置である。
【００１６】
従って、蛍光・燐光検知装置１００は、上述した真偽検知を行う手段として用いられることが多い。
【００１７】
本実施例では、上記真偽検知を行うために、図７〜図９に示す蛍光体が当該紙葉類に含有又は漉き込まれている場合の蛍光又は燐光の検知を目的とするが、特に、従来検知が困難だった図７に示す糸状蛍光発光体（糸状蛍光発光パターン）又は図８に示す細線発光体（細線発光パターン）の検知を目的とする。
【００１８】
本実施例の蛍光・燐光検知装置１００は、紙葉類Ｐが搬送路１０上を所定の速度で搬送される場合を前提としている。また、本実施例では、紙葉類Ｐが長手搬送（紙葉類の長辺を搬送路と平行に搬送）される場合について説明するが、短手搬送（紙葉類の短辺を搬送路と平行に搬送）される場合についても本発明を実施することが可能である。以上のことを前提に以下詳細に説明する。
【００１９】
搬送路１０は、搬送ローラ（図示しない）及びこの搬送ローラに掛け回した搬送ベルト（図示しない）で構成され、紙葉類Ｐをこの搬送ベルトで挟持して、又はエア吸い込みによる吸着によって搬送する。図は、このようにして搬送路１０上を紙葉類Ｐが図示矢印Ａ方向に搬送される状態を示す。
【００２０】
蛍光・燐光検知装置１００は、搬送路１０上の読取面１１を紫外線によって照射する照射部３０、紙葉類Ｐが読取面１１を通過する際、この照射部３０によって励起され、当該紙葉類Ｐから放射された蛍光を検知する蛍光検知装置４０、この蛍光検知装置４０の搬送下流に配置された燐光検知装置５０及び読取面１１と相対抗する下部に配置された蛍光基準板２１などによって構成される。
【００２１】
照射部（照射手段）３０は、読取面１１を照射するため、２個の紫外線ランプ３３ａ、３３ｂが読取面に対して上流側及び下降側に配置される。
【００２２】
紫外線ランプ３３ａ、３３ｂは、搬送路路１０の搬送方向と交差する奥行方向に長尺に構成された紫外線を発光するランプで構成され、紙葉類に含有する又は漉き込まれた蛍光体に対し、最適な励起波長を含む紫外線励起ランプが用いられる。
【００２３】
紫外線ランプを２個配置する理由は、発光光量を十分に確保する意味と、紙葉類が平坦でない場合に、均一に照射されない場合があり、それを防止する効果がある。
【００２４】
また、紫外線ランプ３３ａ、３３ｂの奥行方向の長さは、奥行方向の読取面１１の長さＬに比べて十分な長さ（例えば３倍程度）とすることによって、読取面１１を均一に照射する効果がある。
【００２５】
紫外線ランプ３３ａ、３３ｂと読取面１１との間には、紫外線透過フィルタ３２ａ、３２ｂが配置される。この紫外線透過フィルタ３２ａ、３２ｂは、紫外線ランプ３３ａ、３３ｂから放射される放射光の中から可視光をカットし、紫外線を透過させる。被検出媒体である紙葉類Ｐに含有又は漉き込まれた蛍光体は波長の短い紫外線によって励起されるからである。このようにして生成された紫外線によって読取面１１が照射される。
【００２６】
この読取面１１を非検出媒体が通過する際、当該紙葉類に上述した蛍光体が含有又は漉き込まれている場合には、上記紫外線ランプ３３ａ、３３ｂによって当該蛍光体が励起され、当該蛍光体から特定の蛍光色を有する可視光が放射される。いわゆる蛍光発光となる。
【００２７】
蛍光検知装置４０は、照射部３０によって紫外線照射を受けた読取面１１又は蛍光基準板２１からの反射光を結像する結像光学部（結像光学手段）４１及びこの結像光学部４１で結像された反射光を検知する蛍光検知部（蛍光検知手段）４６で構成される。
【００２８】
また、上記読取面１１の搬送方向と交差する奥行方向の長さＬは、当該読取面１１上を紙葉類が通過するため、当該紙葉類Ｐの有効検知範囲の奥行方向の長さによって設定される。本実施例では、紙葉類Ｐの両端面は搬送ベルトへのエア吸着によって搬送されるため、紙葉類の奥行方向の全範囲を有効検知範囲に設定することが可能である。このようにして設定された奥行方向の長さＬに応じて結像レンズ４３の結像倍率が設定される。なお、上記紙葉類Ｐの有効検知範囲の長さＬが長く、蛍光体又は燐光体による発光光量が対外光に対して十分なＳ／Ｎが得られない場合には、有効検知範囲を分割し複数の蛍光・燐光検知部で検知する場合もある。詳細は後述する。
【００２９】
この蛍光発光は微弱であるために外乱交の影響を受けやすい。従って、この影響を軽減するために、読取面１１上に設定された読取範囲から反射される紫外線をカットし、蛍光発光を通過させるためにシャープカットフィルタ（フィルタ）４２が配置され、このシャープカットフィルタ４２を通過した光が結像レンズ４３を通過する。
【００３０】
結像レンズ４３を通った光は、さらにセンサ感度に不要な波長帯域を除去するための赤外線カットフィルタ４４を介してスリット４５に結像される。
【００３１】
このスリット４５の開口面積に結像する光学倍率によって検出エリアの面積が決定され、発光体の検出制度が決定される。
【００３２】
なお、この発光体の発行強度によっても適正なスリット４５の開口部が決定される。このようにして設定されたスリット４５を通過した光は、拡散板４７によって拡散され、センサ４８の感度面に均一に当たる。この効果は、検知手段としてのセンサが所定の範囲の面積を有し、当該面積内で感度が均一でない場合に有効である。また、製造・組立誤差等を吸収する上で効果がある。
【００３３】
本実施例では、上述述したシャープカットフィルタ４２、結像レンズ４３及び赤外カットフィルタ４４は、箱状体の本体の中に一体に組み込んで固定し、塵等の混入がないように構成する。箱状体は、四角形、円筒形など、その形態の制限を受けないが、シャープカットフィルタ４２及び赤外カットフィルタ４４などは、紙葉類からの発光色によって変更する場合があるため、着脱可能に構成してもよい。この場合は、内部に塵等の混入がないような防塵が必要になる。
【００３４】
この光センサ４８は、微弱な蛍光を検知するために高感度のセンサが用いられる。例えば光電子増倍管などが使用される。
【００３５】
蛍光基準板２１は、紫外線ランプ３３ａ、３３ｂの経年変化を検知するための蛍光発光基準板である。紫外線ランプ３３ａ、３３ｂは、時間の経過に伴って紫外線発光光量が低下（経年変化）する。この紫外線発光光量の低下によって、上述した蛍光又は後述する燐光の発光光量が低下する。この発光光量が低下した状態で、蛍光又は燐光を含有又は漉き込まれた紙葉類を検知すると、紙葉類に実際には蛍光体（燐光体）が含有しているのに、当該蛍光体（燐光体）が含有していないと誤検知する場合がある。
【００３６】
この不具合を解決するために、紙葉類の搬送を行っていないとき、蛍光検知装置４０は、当該蛍光基準板２１に用いられている蛍光基準板蛍光面２２から放射される蛍光発光光量を検知し、当該蛍光発光光量に応じてセンサ４８の出力を増幅する増幅器（図示しない）のゲインを制御する。すなわち、紙葉類が搬送を行っていないとき、所定範囲の蛍光発光光量変動に係らずセンサ４８の出力を増幅する増幅器のゲインが一定になるようにする（ＡＧＣ（Automatic Gain Control）制御と称する）。このＡＧＣ制御は従来技術によって達成されており、その詳細の説明を省略する。なお、このＡＧＣ制御は、燐光検知装置５０のセンサ（検知手段）５８の出力を増幅する増幅器（図示しない）に対しても行われる。
【００３７】
また、上述した蛍光基準板蛍光面２２からの蛍光発光をモニタすることにより上述したＡＧＣ制御による紫外線ランプ３３ａ、３３ｂの経年変化を防止することができるのみならず、ランプ切れ検知及びランプ変動検知などの自己診断も可能になる。この蛍光基準板蛍光面２２からの反射光量を用いた自己診断方法は後述する。
【００３８】
燐光検知装置５０では、燐光を検知する。燐光検知装置５０は、読取面１２からの反射光を結像する結像光学系部５１及びこの結像光学部５１で結像された反射光を検知する燐光検知部５６で構成される。この燐光検知装置５０の基本的な構成は蛍光検知装置４０と同様であるため、同一部分の説明は省略し、その異なる部分の説明を主に行う。
【００３９】
上記燐光は、基本的には蛍光体による蛍光発光であるが、いわゆる蛍光発光よりも長寿命の発光が可能である。従って、このような燐光を検知するには、燐光体に紫外線ランプによって紫外線を照射して励起発光させ、紫外線の影響を受けない状態で発光している光（燐光）を検知することになる。一方、燐光は、蛍光に比べ発光強度が１／１０〜１／２０程度と低く、外光の影響を受けやすい。従って、この外光の影響を受けなくするために、照射部３０の紫外線ランプ３３ａ、３３ｂの光が燐光検知装置５０に入力されないように紫外線ランプ３３ａ、３３ｂは、照明カバー３４によって覆われる。
【００４０】
この燐光検知装置５０には、読取面１２を照射するために蛍光検知装置４０に設けられているような照射部３０が設けられていない。燐光は、照射部３０の紫外線による紫外線励起を受けた蛍光体が紫外線励起をやめた後にも蛍光体（燐光体）が発光するからであり、上述した理由の通りである。
【００４１】
本実施例では、上述したように紙葉類Ｐが搬送上流に配置された照射部３０で紫外線による紫外線励起を受けた後に、さらに搬送され、所定の時間経過後燐光検知装置５０の読取面１２上を図示矢印Ａ方向に搬送されるため、この燐光検知が可能になる。
【００４２】
燐光検知部（燐光検知手段）５６は、結像光学部（結像光学手段）５１によって結像された光を取り込む部分に本発明の特徴であるスリット５６が配置され、このスリット５６を通過した光は拡散板５７によって拡散される。拡散板５７によって拡散された光はセンサ（検知手段）５８によって検知される。
【００４３】
このスリット５６の形状は紙葉類に漉き込まれた蛍光材（燐光材）の形状によって設定される（詳細は後述する）。
【００４４】
図３は、糸状蛍光体（又は燐光体）Ｆ１の形状に対する読取面形状との関係を示す図であり、スリット４５又は５７に結像される読取面の読取範囲を示している。従って、例えば、結像レンズ４３の結像倍率Ｍが１／５に設定してある場合、現実のスリット形状は図に示す形状の１／５でよいことになる。以上のことを前提に以下、説明する。
【００４５】
糸状蛍光体又は糸状燐光体はその蛍光材質が異なるが、検出するためのスリット４５、５５との関係では蛍光検知部４６及び燐光検知部５６を共通にできるため、以下、糸状蛍光体のスリット４５に関して説明する。
【００４６】
スリット４５の開口形状は、搬送方向の幅Ｗ２に対して搬送方向と直行する奥行き方向の長さＬ２で示される。一方、蛍光発光体Ｆ１の形状を短手幅Ｗ１と長手長さＬ１で示す。媒体に漉き込まれたり、印刷されたりした蛍光体は、搬送されるスリット４５の開口形状に対して様々な向きで配置される。図は、正にこの様々な状態になっている状態を示す。
【００４７】
スリット４５の開口形状に対して、蛍光発光光量が十分であれば、センサ（検知手段）４８の出力（センサ出力）も検出可能なレベルになり、容易に検知可能である。一方、蛍光発光光量が非常に低ければセンサ出力も低く検知不可能になる。すなわち、発光光量が低い場合には、蛍光Ｆ１からの発光出力に比べて蛍光Ｆ１以外の部分からのノイズ成分の出力が大きくなり、信号対ノイズ比であるＳ／Ｎ比（Signal to Noise ratio）が悪くなり蛍光の検出が不可能になる。
【００４８】
この場合、スリット４５の開口面積を小さくしノイズ成分の出力を低減するか、センサ感度を高める方法が考えられる。
【００４９】
図４は、センサ出力と閾値との関係を示す一例で、センサ出力のダイナミックレンジを１００で表してある。図は、スリット開口部に全く蛍光体が掛からないときの信号出力レベル（暗）をノイズレベルとしてノイズＮとし、スリット開口部４５ａに最大に蛍光体が掛かったときの信号レベル（明）を信号Sと表示してある。
【００５０】
信号Ｓが信号として認識するための閾値であるレベル１よりも高ければ、最低限のＳ／Ｎ比（Signal to Noise Ratio）が確保できるため、信号Ｓを検知することができる。
【００５１】
本実施例にかかるスリット開口部４５ａの縦横寸法Ｌ２、Ｗ２は、検出する蛍光体の縦横寸法Ｌ１、Ｗ１を用いて下式（１）、（２）を満たすときに蛍光体の検出が可能である。しかしながら、検出する蛍光体の縦横寸法が同じであっても、その種類、蛍光体の含有量によって蛍光体からの発光光量が異なる場合があり、発光光量が大きい場合には係数ｍ及び係数ｋの値も大きな値を設定することができるが、発光光量が小さい場合には係数ｍ及び係数ｋの値は小さな値を設定することになる。また、下式（１）、（２）の範囲を超えてスリット開口部４５ａの縦寸法Ｌ２、横寸法Ｗ２を大きくすると、上述したノイズＮ成分が大きくなり、最低限のＳ／Ｎ比が確保できなくなる。
【００５２】
Ｌ２＝ｍ×Ｌ１・・・・・・・・・・・・・（１）
Ｗ２＝ｋ×Ｗ１・・・・・・・・・・・・・（２）
３≦ｍ≦８・・・・・・・・・・・・・・・（３）
３≦ｋ≦７・・・・・・・・・・・・・・・（４）
Ｌ１：検出する蛍光体の長さ
Ｗ１：検出する蛍光体の幅
Ｌ２：スリット開口部４５ａの縦寸法
Ｗ２：スリット開口部４５ａの横寸法
上述した寸法を図示した例について、ｍ及びｋの最大値を用いて読取面での読取可能な最大範囲を、Ｌ１＝５ｍｍ、Ｗ１＝０．５ｍｍ、ｍ＝８、ｋ＝７の場合について算出すると以下の通りである。なお、ｍ＝３、ｋ＝３は読取面での読取範囲の最低範囲であって、検知する蛍光体の大きさと、結像レンズの結像倍率との関係でスリットとして製造可能な現実的な範囲に設定される。
【００５３】
Ｌ２＝８×５ｍｍ＝４０ｍｍ・・・・・・・（５）
Ｗ２＝７×０．５ｍｍ＝３．５ｍｍ・・・・（６）
上式（５）、（６）で示される読取面での読取範囲が検知できる最大範囲であるため、たとえば、被検出媒体である紙葉類の幅（本実施例では短手長さ）が上式（５）を超え、読取範囲を大きくする必要がある場合には、蛍光検知部を複数配置し、読取範囲を複数の蛍光検知部で検知する必要がある。この複数の蛍光検知部又は燐光検知部によって蛍光（燐光）を検知する方法は後述する。
【００５４】
なお、上式（５）、（６）に設定した場合の現実のスリット開口部は、結像レンズ４３の結像倍率Ｍ＝１／５の場合下記の大きさになる。
【００５５】
ＳＬ２＝４０ｍｍ／５＝８ｍｍ・・・・・・（７）
ＳＷ２＝３．５ｍｍ／５＝０．７ｍｍ・・・（８）
ＳＬ２：スリット開口部４５ａの搬送方向と直行する奥行方向の長さ
ＳＷ２：スリット開口部４５ａの搬送方向の長さ
被検出紙葉類が搬送されて読取面１１に到達すると、上述した方法に基づいて設定されたスリット開口部４５ａに結像された蛍光発光光量は拡散板４７によって拡散された後にセンサ（検知手段）４８によって検知される。上述した通りである。
【００５６】
一方、紙葉類の初期化時又は紙葉類の処理後など、紙葉類の処理を行っていないときには、蛍光・燐光検知部１００の自己診断が行われる。この自己診断は紙葉類処理装置からの自己診断指示によって、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）によって蛍光・燐光検知部１００内の自己診断が行われ、その結果は紙葉類処理装置に送信される。本願発明は、紙葉類処理装置の発明を目的にしていないため、その説明は省略する。この自己診断では、蛍光基準板蛍光面２２から放射される蛍光発光光量を検知し、検知した出力が設定された基準内に入っているかどうかを診断する。
【００５７】
具体的には、蛍光基準板蛍光面２２から放射される蛍光発光光量が図４に示すレベル１からレベル２の範囲にあるかどうかを下式（９）により確認する。
【００５８】
レベル１≦蛍光基準板蛍光面２２の蛍光発光光量≦レベル２・・・・・・・（９）
蛍光基準板蛍光面２２の蛍光発光光量がレベル１に満たない場合には、紫外線ランプ３３ａ、３３ｂの発光光量が低下していることを示す。紫外線ランプ３３ａ、３３ｂが切れている場合もこの状態になる。また、蛍光発光光量がレベル２を超えている場合には、外乱光が入り込んでいる場合、又は蛍光検知装置４０を構成するフィルタ、レンズなどが破損し不要な光が入り込んだ状態が含まれる。これら何れの場合も、蛍光・燐光検知装置１００が正常に機能しないために自己診断異常にする。
【実施例２】
【００５９】
図５は、本発明の実施例２に係る蛍光検知部を示す。この蛍光検知部は、例えば、実施例１に示す結像レンズ４１及び蛍光検知部４６からなる受光系を複数個（図示した例では４個）配置したものである。図示した例では、結像レンズと検知部を限られた範囲に複数配置するのが困難であるために、検知部を結像レンズから離れた位置に配置し、その間を光ファイバーなどの導光装置で接続してある。この光ファイバーを用いることで、下方に検知部を移動でき搭載上部の蛍光・燐光検知装置１００の検知スペースを小さくできるメリットがある。
【００６０】
また、図のように受光系を分割配置にすることによって、以下の効果が期待できる。（１）紙葉類に含有する蛍光体又は漉き込まれた蛍光体の位置が紙葉類の特定の位置にある場合には、このような分割によって個別に検知することが可能になる。
【００６１】
（２）検知位置ごとに被検出蛍光体によってシャープカットフィルタなどの特性を変更することが可能になり被検出蛍光体の検知制度を向上することができる。
【００６２】
（３）受光系を分割することにより、読取面を複数の受光系で検知するため、各受光系のスリット開口部の大きさを小さくすることができる。この結果、当該検知部のＳ／Ｎ比が向上する。
【００６３】
図６は、複数分割の蛍光検知部及び燐光検知部の検知エリアを示す図で、図５に示す複数に分割した蛍光検知部を同様に燐光検知部にも適用した一例である。図中、蛍光検知エリアＦＡ〜ＦＤは、２個の紫外線ランプによって照射され、当該検知エリアＦＡ〜ＦＤの範囲に含まれる蛍光体が検知エリアごとに検知される。
【００６４】
一方、上記蛍光検知部の搬送方向下流に隣接して配置される燐光検知部も蛍光検知に対応対して４分割され、４個の燐光検知エリアＰＡ〜ＰＤ内の燐光体が検知される。
【００６５】
図７は、複数の発光色を有する蛍光体の糸状発光パターンの一例である。また、図８は、細線の燐光体の燐光発行パターンの一例である。
【００６６】
発光色が複数の場合、上記シャープカットフィルタを発光色に合わせるか、同一のシャープカットフィルタで検知後、受光出力を検知する際、複数の閾値で発光色を判別することにより発光媒体の特徴を検知することができる。
【００６７】
また、細線の燐光パターンのように、紙葉類の偏った位置にある場合には、本実施例の分割検知方法は検知制度が高いために有効である。
【００６８】
以上説明したように、本実施例は、複数の蛍光検知部及燐光検知部を用いて紙葉類の蛍光または燐光を検知しているため、実施例１の効果に加えてさらに検知精度を高めた検知が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施例１に係る蛍光・燐光検知装置を示す図。
【図２】蛍光検知部の正面図及び左側面図。
【図３】糸状蛍光体又は燐光体の形状に対する読取面形状との関係を示す図。
【図４】センサ出力と閾値との関係を示す図。
【図５】本発明の実施例２に係る蛍光検知部を示す。
【図６】複数分割の蛍光検知部及び燐光検知部の検知エリアを示す図。
【図７】複数の発光色を有する蛍光体の糸状発光パターンの一例。
【図８】細線の燐光体燐光発光パターンの一例。
【図９】従来の蛍光体の発光パターン。
【符号の説明】
【００７０】
Ｐ 紙葉類
１０ 搬送路
１１、１２ 読取面
２０ 蛍光基準板部
２１ 蛍光基準板
２２ 蛍光基準板蛍光面
２３ 蛍光基準板スリット
２４ 外光防止カバー
３０ 照射部
３１、１０１ 窓
３２ａ、３２ｂ 紫外線透過フィルタ
３３ａ、３３ｂ 紫外線ランプ
４０ 蛍光検知装置
４１ 結像レンズ部
４２ シャープカットフィルタ
４３ レンズ
４４ 赤外カットフィルタ
４５ スリット
４５ａ スリット開口部
４６ 蛍光検知部
４７ 拡散板
４８ センサ
５０ 燐光検知装置
５１ 結像レンズ部
５２ シャープカットフィルタ
５３ レンズ
５４ 赤外カットフィルタ
５５ スリット
５６ 燐光検知部
５７ 拡散板
５８ センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙葉類など媒体に含まれる蛍光体を検知する装置において、糸状蛍光体や細線の蛍光体を検知する蛍光・燐光検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、紫外線励起によって発光する蛍光体を媒体に印刷したり、漉き込ませたりして偽造防止を狙った紙幣、カード又は有価証券が知られている。
【０００３】
これらの媒体は、媒体全体に蛍光発光体を塗布したものや、蛍光や燐光を部分的にベタ塗りしたものがある（図９参照）。
【０００４】
これらの蛍光や燐光の検出には、紫外線を発光する紫外線発光ランプと、この紫外線発光ランプから発光された紫外線を媒体に照射することにより、媒体に含まれる蛍光体が紫外線によって励起され、当該蛍光体から発せられた励起光を例えば受光素子としてのフォトダイオードで受光する方法が知られている。
【０００５】
このように紫外線発光ランプなどの励起光源によって発光する印刷物、シール又はマークを上述したセンサを備えた光学系やカメラなどで検知する方法も知られている。
【０００６】
このような従来の検知方法としては、検出する発光部分は比較的面積が大きいベタ塗り図案や、発光強度が強いインクなど、蛍光印刷部分に特徴があり、その特徴を主に検知する比較的簡易な蛍光検知装置が用いられていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１０９５９８号公報 （第３頁、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の検知方法では、
（１）比較的簡易な光学系で検知できていることもあり、外光の影響を受けやすく、発光が無いのに有ると誤検知したり、発光を正しく検知できなかったりする場合があるという課題があった。また、画像入力による装置による蛍光燐光検知は高額になるという課題があった。
【０００８】
（２）また、海外紙幣に用いられているように緑、赤、青、黄などの蛍光を発光する糸状の発光体を漉き込ませたものや（図７参照）、細い線で描かれた蛍光や燐光を発光する図案などは（図８参照）、検知エリア（読取範囲）に対して、その検知エリアに入る糸状の発光体の信号レベルが発光体が無い場合の信号レベルに対して低く、検知できないという課題があった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、紙葉類等に漉き込まれた糸状蛍光発光や細線による燐光発光を検知することが可能な蛍光・燐光検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の蛍光・燐光検知装置は、被検出媒体を搬送する搬送面上に設定された読取面を紫外線で照射する照射手段と、被検出媒体が前記読取面を通過する際、前記照射手段によって励起された被検出媒体に含有又は漉き込まれた蛍光体から放射される蛍光発光を検知する蛍光検知装置と、この蛍光検知装置の搬送下流に配置された燐光検知装置と、を備え、前記蛍光検知装置は、前記照射手段によって紫外線照射される読取面又はこの読取面と相対抗する位置に配置された蛍光基準板から放射される光を結像する結像光学手段と、この結像光学系によって結像された光を検知する蛍光検知手段と、を備え、前記蛍光検知手段は、前記照射手段によって紫外線照射される読取面又はこの読取面と相対抗する位置に配置された蛍光基準板から放射される光を結像する複数の結像光学手段と、この結像光学系によって結像された光を検知する複数の蛍光検知手段と、を備え、前記結像光学手段は、前記読取範囲から反射又は放射される紫外線をカットし、蛍光発光を通過させるフィルタと、このフィルタを通過した光を結像する結像レンズと、を備え、前記蛍光検知手段は、この結像光学手段の直近後方に前記読取面の読取範囲を設定するために配置した所定の開口部を有するスリットと、このスリットを通過した光を拡散する拡散手段と、この拡散手段によって拡散された光を検知するセンサと、を備え、前記読取範囲は、読取面に対して搬送方向の長さである横寸法と搬送方向と直行する縦寸法を有する四角形の範囲に設定するとき、この読取範囲の横寸法及び縦寸法を前記蛍光体の横寸法及び縦寸法に所定の係数を掛けて算出したことを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４記載の蛍光・燐光検知装置は、被検出媒体を搬送する搬送面上に設定された読取面を紫外線で照射する照射手段と、被検出媒体が前記読取面を通過する際、前記照射手段によって励起された被検出媒体に含有又は漉き込まれた蛍光体から放射される蛍光発光を検知する蛍光検知装置と、この蛍光検知装置の搬送下流に配置された燐光検知装置と、を備え、前記蛍光検知装置は、被検出媒体が前記読取面を通過する際、前記照射手段によって励起された被検出媒体に含有又は漉き込まれた蛍光体から放射される蛍光発光を検知する複数の結像光学手段及びこの結像光学手段に対応する複数の蛍光検知手段を備え、前記結像光学手段は、前記読取範囲から反射又は放射される紫外線をカットし、蛍光発光を通過させるフィルタと、このフィルタを通過した光を結像する結像レンズと、を備え、前記照射手段によって紫外線照射される読取面又はこの読取面と相対抗する位置に配置された蛍光基準板から放射される光を結像し、前記蛍光検知手段は、前記結光学手段の直近後方に前記読取面の読取範囲を設定するために配置した所定の開口部を有するスリットと、このスリットを通過した光を拡散する拡散手段と、この拡散手段によって拡散された光を検知するセンサと、を備え、前記読取範囲は、読取面に対して搬送方向の長さである横寸法と搬送方向と直行する縦寸法を有する四角形の範囲に設定するとき、この読取範囲の横寸法及び縦寸法を前記蛍光体の横寸法及び縦寸法に所定の係数を掛けて算出したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、紙葉類等に漉き込まれた糸状蛍光発光や細線による燐光発光を検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の実施例に係る蛍光・燐光検知装置１００の一例である。 図２（１）は、蛍光検知装置４０の正面図である。図２（２）は、図２（１）に示す蛍光検知装置４０の左側面図である。以下、これらの図を参照して説明する。
【００１５】
蛍光・燐光検知装置１００は、例えば、図示しない紙葉類処理装置などに搭載される。紙葉類処理装置は、一括して集積された紙葉類（被検出媒体）を所定の間隔で一枚ずつ取り出して搬送路によって搬送し、本実施例の蛍光・燐光検知装置などの紙葉類判別装置によって当該紙葉類の真偽（真券か偽券か）判別又は正損（正券か損券か）判別を行い、紙葉類の種類、品質、などによって集積、施封などの区分処理を行う装置である。
【００１６】
従って、蛍光・燐光検知装置１００は、上述した真偽検知を行う手段として用いられることが多い。
【００１７】
本実施例では、上記真偽検知を行うために、図７〜図９に示す蛍光体が当該紙葉類に含有又は漉き込まれている場合の蛍光又は燐光の検知を目的とするが、特に、従来検知が困難だった図７に示す糸状蛍光発光体（糸状蛍光発光パターン）又は図８に示す細線発光体（細線発光パターン）の検知を目的とする。
【００１８】
本実施例の蛍光・燐光検知装置１００は、紙葉類Ｐが搬送路１０上を所定の速度で搬送される場合を前提としている。また、本実施例では、紙葉類Ｐが長手搬送（紙葉類の長辺を搬送路と平行に搬送）される場合について説明するが、短手搬送（紙葉類の短辺を搬送路と平行に搬送）される場合についても本発明を実施することが可能である。以上のことを前提に以下詳細に説明する。
【００１９】
搬送路１０は、搬送ローラ（図示しない）及びこの搬送ローラに掛け回した搬送ベルト（図示しない）で構成され、紙葉類Ｐをこの搬送ベルトで挟持して、又はエア吸い込みによる吸着によって搬送する。図は、このようにして搬送路１０上を紙葉類Ｐが図示矢印Ａ方向に搬送される状態を示す。
【００２０】
蛍光・燐光検知装置１００は、搬送路１０上の読取面１１を紫外線によって照射する照射部３０、紙葉類Ｐが読取面１１を通過する際、この照射部３０によって励起され、当該紙葉類Ｐから放射された蛍光を検知する蛍光検知装置４０、この蛍光検知装置４０の搬送下流に配置された燐光検知装置５０及び読取面１１と相対抗する下部に配置された蛍光基準板２１などによって構成される。
【００２１】
照射部（照射手段）３０は、読取面１１を照射するため、２個の紫外線ランプ３３ａ、３３ｂが読取面に対して上流側及び下降側に配置される。
【００２２】
紫外線ランプ３３ａ、３３ｂは、搬送路路１０の搬送方向と交差する奥行方向に長尺に構成された紫外線を発光するランプで構成され、紙葉類に含有する又は漉き込まれた蛍光体に対し、最適な励起波長を含む紫外線励起ランプが用いられる。
【００２３】
紫外線ランプを２個配置する理由は、発光光量を十分に確保する意味と、紙葉類が平坦でない場合に、均一に照射されない場合があり、それを防止する効果がある。
【００２４】
また、紫外線ランプ３３ａ、３３ｂの奥行方向の長さは、奥行方向の読取面１１の長さＬに比べて十分な長さ（例えば３倍程度）とすることによって、読取面１１を均一に照射する効果がある。
【００２５】
紫外線ランプ３３ａ、３３ｂと読取面１１との間には、紫外線透過フィルタ３２ａ、３２ｂが配置される。この紫外線透過フィルタ３２ａ、３２ｂは、紫外線ランプ３３ａ、３３ｂから放射される放射光の中から可視光をカットし、紫外線を透過させる。被検出媒体である紙葉類Ｐに含有又は漉き込まれた蛍光体は波長の短い紫外線によって励起されるからである。このようにして生成された紫外線によって読取面１１が照射される。
【００２６】
この読取面１１を非検出媒体が通過する際、当該紙葉類に上述した蛍光体が含有又は漉き込まれている場合には、上記紫外線ランプ３３ａ、３３ｂによって当該蛍光体が励起され、当該蛍光体から特定の蛍光色を有する可視光が放射される。いわゆる蛍光発光となる。
【００２７】
蛍光検知装置４０は、照射部３０によって紫外線照射を受けた読取面１１又は蛍光基準板２１からの反射光を結像する結像光学部（結像光学手段）４１及びこの結像光学部４１で結像された反射光を検知する蛍光検知部（蛍光検知手段）４６で構成される。
【００２８】
また、上記読取面１１の搬送方向と交差する奥行方向の長さＬは、当該読取面１１上を紙葉類が通過するため、当該紙葉類Ｐの有効検知範囲の奥行方向の長さによって設定される。本実施例では、紙葉類Ｐの両端面は搬送ベルトへのエア吸着によって搬送されるため、紙葉類の奥行方向の全範囲を有効検知範囲に設定することが可能である。このようにして設定された奥行方向の長さＬに応じて結像レンズ４３の結像倍率が設定される。なお、上記紙葉類Ｐの有効検知範囲の長さＬが長く、蛍光体又は燐光体による発光光量が対外光に対して十分なＳ／Ｎが得られない場合には、有効検知範囲を分割し複数の蛍光・燐光検知部で検知する場合もある。詳細は後述する。
【００２９】
この蛍光発光は微弱であるために外乱交の影響を受けやすい。従って、この影響を軽減するために、読取面１１上に設定された読取範囲から反射される紫外線をカットし、蛍光発光を通過させるためにシャープカットフィルタ（フィルタ）４２が配置され、このシャープカットフィルタ４２を通過した光が結像レンズ４３を通過する。
【００３０】
結像レンズ４３を通った光は、さらにセンサ感度に不要な波長帯域を除去するための赤外線カットフィルタ４４を介してスリット４５に結像される。
【００３１】
このスリット４５の開口面積に結像する光学倍率によって検出エリアの面積が決定され、発光体の検出制度が決定される。
【００３２】
なお、この発光体の発行強度によっても適正なスリット４５の開口部が決定される。このようにして設定されたスリット４５を通過した光は、拡散板４７によって拡散され、センサ４８の感度面に均一に当たる。この効果は、検知手段としてのセンサが所定の範囲の面積を有し、当該面積内で感度が均一でない場合に有効である。また、製造・組立誤差等を吸収する上で効果がある。
【００３３】
本実施例では、上述述したシャープカットフィルタ４２、結像レンズ４３及び赤外カットフィルタ４４は、箱状体の本体の中に一体に組み込んで固定し、塵等の混入がないように構成する。箱状体は、四角形、円筒形など、その形態の制限を受けないが、シャープカットフィルタ４２及び赤外カットフィルタ４４などは、紙葉類からの発光色によって変更する場合があるため、着脱可能に構成してもよい。この場合は、内部に塵等の混入がないような防塵が必要になる。
【００３４】
この光センサ４８は、微弱な蛍光を検知するために高感度のセンサが用いられる。例えば光電子増倍管などが使用される。
【００３５】
蛍光基準板２１は、紫外線ランプ３３ａ、３３ｂの経年変化を検知するための蛍光発光基準板である。紫外線ランプ３３ａ、３３ｂは、時間の経過に伴って紫外線発光光量が低下（経年変化）する。この紫外線発光光量の低下によって、上述した蛍光又は後述する燐光の発光光量が低下する。この発光光量が低下した状態で、蛍光又は燐光を含有又は漉き込まれた紙葉類を検知すると、紙葉類に実際には蛍光体（燐光体）が含有しているのに、当該蛍光体（燐光体）が含有していないと誤検知する場合がある。
【００３６】
この不具合を解決するために、紙葉類の搬送を行っていないとき、蛍光検知装置４０は、当該蛍光基準板２１に用いられている蛍光基準板蛍光面２２から放射される蛍光発光光量を検知し、当該蛍光発光光量に応じてセンサ４８の出力を増幅する増幅器（図示しない）のゲインを制御する。すなわち、紙葉類が搬送を行っていないとき、所定範囲の蛍光発光光量変動に係らずセンサ４８の出力を増幅する増幅器のゲインが一定になるようにする（ＡＧＣ（Automatic Gain Control）制御と称する）。このＡＧＣ制御は従来技術によって達成されており、その詳細の説明を省略する。なお、このＡＧＣ制御は、燐光検知装置５０のセンサ（検知手段）５８の出力を増幅する増幅器（図示しない）に対しても行われる。
【００３７】
また、上述した蛍光基準板蛍光面２２からの蛍光発光をモニタすることにより上述したＡＧＣ制御による紫外線ランプ３３ａ、３３ｂの経年変化を防止することができるのみならず、ランプ切れ検知及びランプ変動検知などの自己診断も可能になる。この蛍光基準板蛍光面２２からの反射光量を用いた自己診断方法は後述する。
【００３８】
燐光検知装置５０では、燐光を検知する。燐光検知装置５０は、読取面１２からの反射光を結像する結像光学系部５１及びこの結像光学部５１で結像された反射光を検知する燐光検知部５６で構成される。この燐光検知装置５０の基本的な構成は蛍光検知装置４０と同様であるため、同一部分の説明は省略し、その異なる部分の説明を主に行う。
【００３９】
上記燐光は、基本的には蛍光体による蛍光発光であるが、いわゆる蛍光発光よりも長寿命の発光が可能である。従って、このような燐光を検知するには、燐光体に紫外線ランプによって紫外線を照射して励起発光させ、紫外線の影響を受けない状態で発光している光（燐光）を検知することになる。一方、燐光は、蛍光に比べ発光強度が１／１０〜１／２０程度と低く、外光の影響を受けやすい。従って、この外光の影響を受けなくするために、照射部３０の紫外線ランプ３３ａ、３３ｂの光が燐光検知装置５０に入力されないように紫外線ランプ３３ａ、３３ｂは、照明カバー３４によって覆われる。
【００４０】
この燐光検知装置５０には、読取面１２を照射するために蛍光検知装置４０に設けられているような照射部３０が設けられていない。燐光は、照射部３０の紫外線による紫外線励起を受けた蛍光体が紫外線励起をやめた後にも蛍光体（燐光体）が発光するからであり、上述した理由の通りである。
【００４１】
本実施例では、上述したように紙葉類Ｐが搬送上流に配置された照射部３０で紫外線による紫外線励起を受けた後に、さらに搬送され、所定の時間経過後燐光検知装置５０の読取面１２上を図示矢印Ａ方向に搬送されるため、この燐光検知が可能になる。
【００４２】
燐光検知部（燐光検知手段）５６は、結像光学部（結像光学手段）５１によって結像された光を取り込む部分に本発明の特徴であるスリット５６が配置され、このスリット５６を通過した光は拡散板５７によって拡散される。拡散板５７によって拡散された光はセンサ（検知手段）５８によって検知される。
【００４３】
このスリット５６の形状は紙葉類に漉き込まれた蛍光材（燐光材）の形状によって設定される（詳細は後述する）。
【００４４】
図３は、糸状蛍光体（又は燐光体）Ｆ１の形状に対する読取面形状との関係を示す図であり、スリット４５又は５７に結像される読取面の読取範囲を示している。従って、例えば、結像レンズ４３の結像倍率Ｍが１／５に設定してある場合、現実のスリット形状は図に示す形状の１／５でよいことになる。以上のことを前提に以下、説明する。
【００４５】
糸状蛍光体又は糸状燐光体はその蛍光材質が異なるが、検出するためのスリット４５、５５との関係では蛍光検知部４６及び燐光検知部５６を共通にできるため、以下、糸状蛍光体のスリット４５に関して説明する。
【００４６】
スリット４５の開口形状は、搬送方向の幅Ｗ２に対して搬送方向と直行する奥行き方向の長さＬ２で示される。一方、蛍光発光体Ｆ１の形状を短手幅Ｗ１と長手長さＬ１で示す。媒体に漉き込まれたり、印刷されたりした蛍光体は、搬送されるスリット４５の開口形状に対して様々な向きで配置される。図は、正にこの様々な状態になっている状態を示す。
【００４７】
スリット４５の開口形状に対して、蛍光発光光量が十分であれば、センサ（検知手段）４８の出力（センサ出力）も検出可能なレベルになり、容易に検知可能である。一方、蛍光発光光量が非常に低ければセンサ出力も低く検知不可能になる。すなわち、発光光量が低い場合には、蛍光Ｆ１からの発光出力に比べて蛍光Ｆ１以外の部分からのノイズ成分の出力が大きくなり、信号対ノイズ比であるＳ／Ｎ比（Signal to Noise ratio）が悪くなり蛍光の検出が不可能になる。
【００４８】
この場合、スリット４５の開口面積を小さくしノイズ成分の出力を低減するか、センサ感度を高める方法が考えられる。
【００４９】
図４は、センサ出力と閾値との関係を示す一例で、センサ出力のダイナミックレンジを１００で表してある。図は、スリット開口部に全く蛍光体が掛からないときの信号出力レベル（暗）をノイズレベルとしてノイズＮとし、スリット開口部４５ａに最大に蛍光体が掛かったときの信号レベル（明）を信号Sと表示してある。
【００５０】
信号Ｓが信号として認識するための閾値であるレベル１よりも高ければ、最低限のＳ／Ｎ比（Signal to Noise Ratio）が確保できるため、信号Ｓを検知することができる。
【００５１】
本実施例にかかるスリット開口部４５ａの縦横寸法Ｌ２、Ｗ２は、検出する蛍光体の縦横寸法Ｌ１、Ｗ１を用いて下式（１）、（２）を満たすときに蛍光体の検出が可能である。しかしながら、検出する蛍光体の縦横寸法が同じであっても、その種類、蛍光体の含有量によって蛍光体からの発光光量が異なる場合があり、発光光量が大きい場合には係数ｍ及び係数ｋの値も大きな値を設定することができるが、発光光量が小さい場合には係数ｍ及び係数ｋの値は小さな値を設定することになる。また、下式（１）、（２）の範囲を超えてスリット開口部４５ａの縦寸法Ｌ２、横寸法Ｗ２を大きくすると、上述したノイズＮ成分が大きくなり、最低限のＳ／Ｎ比が確保できなくなる。
【００５２】
Ｌ２＝ｍ×Ｌ１・・・・・・・・・・・・・（１）
Ｗ２＝ｋ×Ｗ１・・・・・・・・・・・・・（２）
３≦ｍ≦８・・・・・・・・・・・・・・・（３）
３≦ｋ≦７・・・・・・・・・・・・・・・（４）
Ｌ１：検出する蛍光体の長さ
Ｗ１：検出する蛍光体の幅
Ｌ２：スリット開口部４５ａの縦寸法
Ｗ２：スリット開口部４５ａの横寸法
上述した寸法を図示した例について、ｍ及びｋの最大値を用いて読取面での読取可能な最大範囲を、Ｌ１＝５ｍｍ、Ｗ１＝０．５ｍｍ、ｍ＝８、ｋ＝７の場合について算出すると以下の通りである。なお、ｍ＝３、ｋ＝３は読取面での読取範囲の最低範囲であって、検知する蛍光体の大きさと、結像レンズの結像倍率との関係でスリットとして製造可能な現実的な範囲に設定される。
【００５３】
Ｌ２＝８×５ｍｍ＝４０ｍｍ・・・・・・・（５）
Ｗ２＝７×０．５ｍｍ＝３．５ｍｍ・・・・（６）
上式（５）、（６）で示される読取面での読取範囲が検知できる最大範囲であるため、たとえば、被検出媒体である紙葉類の幅（本実施例では短手長さ）が上式（５）を超え、読取範囲を大きくする必要がある場合には、蛍光検知部を複数配置し、読取範囲を複数の蛍光検知部で検知する必要がある。この複数の蛍光検知部又は燐光検知部によって蛍光（燐光）を検知する方法は後述する。
【００５４】
なお、上式（５）、（６）に設定した場合の現実のスリット開口部は、結像レンズ４３の結像倍率Ｍ＝１／５の場合下記の大きさになる。
【００５５】
ＳＬ２＝４０ｍｍ／５＝８ｍｍ・・・・・・（７）
ＳＷ２＝３．５ｍｍ／５＝０．７ｍｍ・・・（８）
ＳＬ２：スリット開口部４５ａの搬送方向と直行する奥行方向の長さ
ＳＷ２：スリット開口部４５ａの搬送方向の長さ
被検出紙葉類が搬送されて読取面１１に到達すると、上述した方法に基づいて設定されたスリット開口部４５ａに結像された蛍光発光光量は拡散板４７によって拡散された後にセンサ（検知手段）４８によって検知される。上述した通りである。
【００５６】
一方、紙葉類の初期化時又は紙葉類の処理後など、紙葉類の処理を行っていないときには、蛍光・燐光検知部１００の自己診断が行われる。この自己診断は紙葉類処理装置からの自己診断指示によって、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）によって蛍光・燐光検知部１００内の自己診断が行われ、その結果は紙葉類処理装置に送信される。本願発明は、紙葉類処理装置の発明を目的にしていないため、その説明は省略する。この自己診断では、蛍光基準板蛍光面２２から放射される蛍光発光光量を検知し、検知した出力が設定された基準内に入っているかどうかを診断する。
【００５７】
具体的には、蛍光基準板蛍光面２２から放射される蛍光発光光量が図４に示すレベル１からレベル２の範囲にあるかどうかを下式（９）により確認する。
【００５８】
レベル１≦蛍光基準板蛍光面２２の蛍光発光光量≦レベル２・・・・・・・（９）
蛍光基準板蛍光面２２の蛍光発光光量がレベル１に満たない場合には、紫外線ランプ３３ａ、３３ｂの発光光量が低下していることを示す。紫外線ランプ３３ａ、３３ｂが切れている場合もこの状態になる。また、蛍光発光光量がレベル２を超えている場合には、外乱光が入り込んでいる場合、又は蛍光検知装置４０を構成するフィルタ、レンズなどが破損し不要な光が入り込んだ状態が含まれる。これら何れの場合も、蛍光・燐光検知装置１００が正常に機能しないために自己診断異常にする。
【実施例２】
【００５９】
図５は、本発明の実施例２に係る蛍光検知部を示す。この蛍光検知部は、例えば、実施例１に示す結像レンズ４１及び蛍光検知部４６からなる受光系を複数個（図示した例では４個）配置したものである。図示した例では、結像レンズと検知部を限られた範囲に複数配置するのが困難であるために、検知部を結像レンズから離れた位置に配置し、その間を光ファイバーなどの導光装置で接続してある。この光ファイバーを用いることで、下方に検知部を移動でき搭載上部の蛍光・燐光検知装置１００の検知スペースを小さくできるメリットがある。
【００６０】
また、図のように受光系を分割配置にすることによって、以下の効果が期待できる。（１）紙葉類に含有する蛍光体又は漉き込まれた蛍光体の位置が紙葉類の特定の位置にある場合には、このような分割によって個別に検知することが可能になる。
【００６１】
（２）検知位置ごとに被検出蛍光体によってシャープカットフィルタなどの特性を変更することが可能になり被検出蛍光体の検知制度を向上することができる。
【００６２】
（３）受光系を分割することにより、読取面を複数の受光系で検知するため、各受光系のスリット開口部の大きさを小さくすることができる。この結果、当該検知部のＳ／Ｎ比が向上する。
【００６３】
図６は、複数分割の蛍光検知部及び燐光検知部の検知エリアを示す図で、図５に示す複数に分割した蛍光検知部を同様に燐光検知部にも適用した一例である。図中、蛍光検知エリアＦＡ〜ＦＤは、２個の紫外線ランプによって照射され、当該検知エリアＦＡ〜ＦＤの範囲に含まれる蛍光体が検知エリアごとに検知される。
【００６４】
一方、上記蛍光検知部の搬送方向下流に隣接して配置される燐光検知部も蛍光検知に対応対して４分割され、４個の燐光検知エリアＰＡ〜ＰＤ内の燐光体が検知される。
【００６５】
図７は、複数の発光色を有する蛍光体の糸状発光パターンの一例である。また、図８は、細線の燐光体の燐光発行パターンの一例である。
【００６６】
発光色が複数の場合、上記シャープカットフィルタを発光色に合わせるか、同一のシャープカットフィルタで検知後、受光出力を検知する際、複数の閾値で発光色を判別することにより発光媒体の特徴を検知することができる。
【００６７】
また、細線の燐光パターンのように、紙葉類の偏った位置にある場合には、本実施例の分割検知方法は検知制度が高いために有効である。
【００６８】
以上説明したように、本実施例は、複数の蛍光検知部及燐光検知部を用いて紙葉類の蛍光または燐光を検知しているため、実施例１の効果に加えてさらに検知精度を高めた検知が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施例１に係る蛍光・燐光検知装置を示す図。
【図２】蛍光検知部の正面図及び左側面図。
【図３】糸状蛍光体又は燐光体の形状に対する読取面形状との関係を示す図。
【図４】センサ出力と閾値との関係を示す図。
【図５】本発明の実施例２に係る蛍光検知部を示す。
【図６】複数分割の蛍光検知部及び燐光検知部の検知エリアを示す図。
【図７】複数の発光色を有する蛍光体の糸状発光パターンの一例。
【図８】細線の燐光体燐光発光パターンの一例。
【図９】従来の蛍光体の発光パターン。
【符号の説明】
【００７０】
Ｐ 紙葉類
１０ 搬送路
１１、１２ 読取面
２０ 蛍光基準板部
２１ 蛍光基準板
２２ 蛍光基準板蛍光面
２３ 蛍光基準板スリット
２４ 外光防止カバー
３０ 照射部
３１、１０１ 窓
３２ａ、３２ｂ 紫外線透過フィルタ
３３ａ、３３ｂ 紫外線ランプ
４０ 蛍光検知装置
４１ 結像レンズ部
４２ シャープカットフィルタ
４３ レンズ
４４ 赤外カットフィルタ
４５ スリット
４５ａ スリット開口部
４６ 蛍光検知部
４７ 拡散板
４８ センサ
５０ 燐光検知装置
５１ 結像レンズ部
５２ シャープカットフィルタ
５３ レンズ
５４ 赤外カットフィルタ
５５ スリット
５６ 燐光検知部
５７ 拡散板
５８ センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出媒体を搬送する搬送面上に設定された読取面を紫外線で照射する照射手段と、
被検出媒体が前記読取面を通過する際、前記照射手段によって励起された被検出媒体に含有又は漉き込まれた蛍光体から放射される蛍光発光を検知する蛍光検知装置と、
この蛍光検知装置の搬送下流に配置された燐光検知装置と、
を備え、
前記蛍光検知装置は、
前記照射手段によって紫外線照射される読取面又はこの読取面と相対抗する位置に配置された蛍光基準板から放射される光を結像する結像光学手段と、
この結像光学手段によって結像された光を検知する蛍光検知手段と、
を備え、
前記結像光学手段は、
前記読取範囲から反射又は放射される紫外線をカットし、蛍光発光を通過させるフィルタと、
このフィルタを通過した光を結像する結像レンズと、
を備え、
前記蛍光検知手段は、
前記結像光学手段の直近後方に前記読取面の読取範囲を設定するために配置した所定の開口部を有するスリットと、
このスリットを通過した光を拡散する拡散手段と、
この拡散手段によって拡散された光を検知する検知手段と、を備え、
前記読取範囲は、
読取面に対して搬送方向の長さである横寸法と搬送方向と直行する縦寸法を有する四角形の範囲に設定するとき、この読取範囲の横寸法及び縦寸法を前記蛍光体の横寸法及び縦寸法に所定の係数を掛けて算出したことを特徴とする蛍光・燐光検知装置。
【請求項２】
前記読取範囲の横寸法は前記蛍光体の横寸法よりは大きく、前記蛍光体の横寸法の７倍以下とし、前記読取範囲の縦寸法は、前記蛍光体の縦寸法よりは大きく縦寸法の８倍以下であることを特徴とする請求項１記載の蛍光・燐光検知装置。
【請求項３】
前記蛍光検知装置又は燐光検知装置の前記スリットと前記拡散板との間に導光手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の蛍光・燐光検知装置。
【請求項４】
被検出媒体を搬送する搬送面上に設定された読取面を紫外線で照射する照射手段と、
被検出媒体が前記読取面を通過する際、前記照射手段によって励起された被検出媒体に含有又は漉き込まれた蛍光体から放射される蛍光発光を検知する蛍光検知装置と、
この蛍光検知装置の搬送下流に配置された燐光検知装置と、
を備え、
前記蛍光検知装置は、
被検出媒体が前記読取面を通過する際、前記照射手段によって励起された被検出媒体に含有又は漉き込まれた蛍光体から放射される蛍光発光を検知する複数の結像光学手段及びこの結像光学手段に対応する複数の蛍光検知手段を備え、
前記結像光学手段は、
前記読取範囲から反射又は放射される紫外線をカットし、蛍光発光を通過させるフィルタと、
このフィルタを通過した光を結像する結像レンズと、
を備え、
前記照射手段によって紫外線照射される読取面又はこの読取面と相対抗する位置に配置された蛍光基準板から放射される光を結像し、
前記蛍光検知手段は、
前記結光学手段の直近後方に前記読取面の読取範囲を設定するために配置した所定の開口部を有するスリットと、
このスリットを通過した光を拡散する拡散手段と、
この拡散手段によって拡散された光を検知する検知手段と、
を備え、
前記読取範囲は、
読取面に対して搬送方向の長さである横寸法と搬送方向と直行する縦寸法を有する四角形の範囲に設定するとき、この読取範囲の横寸法及び縦寸法を前記蛍光体の横寸法及び縦寸法に所定の係数を掛けて算出したことを特徴とする蛍光・燐光検知装置。
【請求項５】
前記蛍光検知装置又は燐光検知装置の前記スリットと前記拡散板との間に導光手段を設けたことを特徴とする請求項４記載の蛍光・燐光検知装置。
【請求項１】
被検出媒体を搬送する搬送面上に設定された読取面を紫外線で照射する照射手段と、
被検出媒体が前記読取面を通過する際、前記照射手段によって励起された被検出媒体に含有又は漉き込まれた蛍光体から放射される蛍光発光を検知する蛍光検知装置と、
この蛍光検知装置の搬送下流に配置された燐光検知装置と、
を備え、
前記蛍光検知装置は、
前記照射手段によって紫外線照射される読取面又はこの読取面と相対抗する位置に配置された蛍光基準板から放射される光を結像する結像光学手段と、
この結像光学手段によって結像された光を検知する蛍光検知手段と、
を備え、
前記結像光学手段は、
前記読取範囲から反射又は放射される紫外線をカットし、蛍光発光を通過させるフィルタと、
このフィルタを通過した光を結像する結像レンズと、
を備え、
前記蛍光検知手段は、
前記結像光学手段の直近後方に前記読取面の読取範囲を設定するために配置した所定の開口部を有するスリットと、
このスリットを通過した光を拡散する拡散手段と、
この拡散手段によって拡散された光を検知する検知手段と、を備え、
前記読取範囲は、
読取面に対して搬送方向の長さである横寸法と搬送方向と直行する縦寸法を有する四角形の範囲に設定するとき、この読取範囲の横寸法及び縦寸法を前記蛍光体の横寸法及び縦寸法に所定の係数を掛けて算出したことを特徴とする蛍光・燐光検知装置。
【請求項２】
前記読取範囲の横寸法は前記蛍光体の横寸法よりは大きく、前記蛍光体の横寸法の７倍以下とし、前記読取範囲の縦寸法は、前記蛍光体の縦寸法よりは大きく縦寸法の８倍以下であることを特徴とする請求項１記載の蛍光・燐光検知装置。
【請求項３】
前記蛍光検知装置又は燐光検知装置の前記スリットと前記拡散板との間に導光手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の蛍光・燐光検知装置。
【請求項４】
被検出媒体を搬送する搬送面上に設定された読取面を紫外線で照射する照射手段と、
被検出媒体が前記読取面を通過する際、前記照射手段によって励起された被検出媒体に含有又は漉き込まれた蛍光体から放射される蛍光発光を検知する蛍光検知装置と、
この蛍光検知装置の搬送下流に配置された燐光検知装置と、
を備え、
前記蛍光検知装置は、
被検出媒体が前記読取面を通過する際、前記照射手段によって励起された被検出媒体に含有又は漉き込まれた蛍光体から放射される蛍光発光を検知する複数の結像光学手段及びこの結像光学手段に対応する複数の蛍光検知手段を備え、
前記結像光学手段は、
前記読取範囲から反射又は放射される紫外線をカットし、蛍光発光を通過させるフィルタと、
このフィルタを通過した光を結像する結像レンズと、
を備え、
前記照射手段によって紫外線照射される読取面又はこの読取面と相対抗する位置に配置された蛍光基準板から放射される光を結像し、
前記蛍光検知手段は、
前記結光学手段の直近後方に前記読取面の読取範囲を設定するために配置した所定の開口部を有するスリットと、
このスリットを通過した光を拡散する拡散手段と、
この拡散手段によって拡散された光を検知する検知手段と、
を備え、
前記読取範囲は、
読取面に対して搬送方向の長さである横寸法と搬送方向と直行する縦寸法を有する四角形の範囲に設定するとき、この読取範囲の横寸法及び縦寸法を前記蛍光体の横寸法及び縦寸法に所定の係数を掛けて算出したことを特徴とする蛍光・燐光検知装置。
【請求項５】
前記蛍光検知装置又は燐光検知装置の前記スリットと前記拡散板との間に導光手段を設けたことを特徴とする請求項４記載の蛍光・燐光検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−６０５２４（Ｐ２０１０−６０５２４Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２８９４０（Ｐ２００８−２２８９４０）
【出願日】平成２０年９月５日（２００８．９．５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月５日（２００８．９．５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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