JP2003006701A - 蛍光パターン検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、簡単な構成により、発光波長帯域
の異なる複数種類の蛍光物質のうち特定の蛍光物質の蛍
光パターンだけを選択的に検出でき、光源の発光強度の
低下に起因した検出信号レベルの低下を補正できる蛍光
パターン検出装置を提供することを課題とする。 【解決手段】蛍光パターン検出装置１は、ガラス板３に
沿って搬送される媒体に紫外光を照射するための光源
５、紫外光の照射により媒体の蛍光物質から励起発光さ
れる蛍光を透過させるバンドパスフィルタ６、およびバ
ンドパスフィルタ６を透過した蛍光を受光して蛍光物質
の蛍光パターンを検出する受光素子８を有する。また、
検出装置１は、ガラス板３に並んで設けられた蛍光基準
板９、および蛍光基準板９から発光される蛍光をバンド
パスフィルタ６および結像レンズ７を介して受光して光
源５からの紫外光の発光強度を検出する受光素子１０を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、媒体に紫外光を
照射してこの媒体に含まれる蛍光物質を励起させ、この
蛍光物質から励起発光される蛍光を受光して、その蛍光
パターンを検出する蛍光パターン検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光物質は、その蛍光物質に特有の波長
帯域を有する紫外光によって励起され、その蛍光物質に
特有の波長帯域を有する蛍光を発光する。

【０００３】従来、このような蛍光物質の特性を利用し
て、例えば、紙幣などの媒体の真偽を判定する装置が知
られている。この種の装置では、予め紙幣に印刷された
インクに含まれる蛍光物質や紙幣に鋤き込まれた（蛍光
物質を含む蛍光糸として織り込まれた）蛍光物質に、ブ
ラックライトやＵＶランプの紫外光を照射し、蛍光物質
から励起発光される蛍光を受光し、蛍光物質の蛍光パタ
ーンを検出する。そして、この検出した蛍光パターンと
予め用意した正規の紙幣の蛍光パターンとを照合し、パ
ターンマッチングにより紙幣の真偽を判定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の装置では、紙幣が発光波長帯域の異なる複数種類の蛍
光物質を含む場合、真偽判定に利用する特定の蛍光物質
の蛍光パターンだけを選択的に検出することはできなか
った。

【０００５】また、ブラックライトやＵＶランプは、そ
の寿命により、或いは周辺温度の変化により、紫外光の
発光強度が低下することが知られている。このように、
紫外光の発光強度が低下すると、蛍光物質の励起によっ
て蛍光物質から発光される蛍光の発光強度も低下し、蛍
光パターンの検出信号のレベルも低下し、最悪の場合、
蛍光パターンの検出が不能になってしまう問題があっ
た。

【０００６】このため、紫外光をフォトダイオードなど
を用いてモニタし、検出信号のレベルを補正する方法が
提案されている。しかし、この方法では、紫外光をモニ
タするためのレンズなどの光学部材を別途必要とし、装
置構成が複雑になる問題があった。

【０００７】この発明は、以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、簡単な構成により、発光波長帯域の異
なる複数種類の蛍光物質のうち特定の蛍光物質の蛍光パ
ターンだけを選択的に検出でき、光源の発光強度の低下
に起因した検出信号レベルの低下を補正できる蛍光パタ
ーン検出装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の蛍光パターン検出装置は、検出対象となる
蛍光物質に照射せしめる励起光を発光する光源と、上記
励起光の照射により励起された上記蛍光物質から発光さ
れる蛍光の波長帯域を含む特定波長範囲の光を選択的に
通過させるバンドパスフィルタと、このバンドパスフィ
ルタを通過した上記蛍光を受光し、上記蛍光物質の蛍光
パターンを検出する第１検出手段と、上記蛍光物質に近
接した位置に設けられ、上記励起光を受光することで上
記特定波長範囲内の波長帯域を有する蛍光を励起発光す
る蛍光基準部材と、この蛍光基準部材から発光された蛍
光を上記バンドパスフィルタを介して受光し、上記光源
から発光される励起光の発光強度を検出する第２検出手
段と、を備えている。

【０００９】上記発明によると、検出対象の蛍光物質か
らの蛍光だけを通過させるバンドパスフィルタを有する
ため、発光波長帯域の異なる別の種類の蛍光物質から蛍
光が発光された場合でも、他の種類の蛍光を遮断でき、
検出対象の蛍光物質の蛍光パターンだけを選択的に検出
できる。また、検出対象の近くに蛍光基準部材を配置し
たため、実際に検出対象の蛍光物質に照射される励起光
の発光強度をモニタできる。さらに、蛍光パターンを検
出するためのバンドパスフィルタを励起光のモニタにも
兼用でき、装置構成を簡略化できる。

【００１０】また、本発明の蛍光パターン検出装置は、
検出対象となる特定の蛍光物質を含む複数種類の蛍光物
質を有する媒体に照射せしめる励起光を発光する光源
と、この光源から上記媒体に向かう励起光のうち少なく
とも上記特定の蛍光物質を励起させ得る波長帯域を有す
る紫外光を通過させ、且つ上記励起光のうち少なくとも
可視光を遮断する光学フィルタと、この光学フィルタを
通過した紫外光の照射により励起された上記特定の蛍光
物質から発光される蛍光の波長帯域を含む特定波長範囲
の光を選択的に通過させるバンドパスフィルタと、この
バンドパスフィルタを通過した上記蛍光を受光し、上記
特定の蛍光物質の蛍光パターンを検出する第１検出手段
と、上記媒体に近接した位置に設けられ、上記光学フィ
ルタを通過した紫外光を受光することで上記特定波長範
囲内の波長帯域を有する蛍光を励起発光する蛍光基準部
材と、この蛍光基準部材から発光された蛍光を上記バン
ドパスフィルタを介して受光し、上記光源から発光され
る励起光の発光強度を検出する第２検出手段と、を備え
ている。

【００１１】上記発明によると、光源と検出対象との間
に可視光を遮断する光学フィルタを配置したため、蛍光
パターンを検出する際のノイズ成分となり得る可視光を
媒体に照射することがなく、蛍光パターンをより確実に
検出できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明の実施の形態について詳細に説明する。

【００１３】図１には、この発明の実施の形態に係る蛍
光パターン検出装置１（以下、単に検出装置１と称す
る）の要部の構成を斜視図にして概略的に示してある。
また、図２には図１の構成をｘ軸方向から見た図を示し
てあり、図３には図１の構成をｙ軸方向から見た図を示
してある。尚、図３では、図示簡略化のため検出装置１
の一部の構成を図示省略してある。

【００１４】検出装置１は、被検出媒体Ｐ（以下、単に
媒体Ｐと称する）をｙ軸方向（図中矢印Ｔ方向）に沿っ
て一定速度で搬送する搬送機構２（移動手段）を有す
る。本実施の形態では、媒体Ｐは、検出対象となる特定
の蛍光物質を含む複数種類の蛍光物質を有するものとす
る。例えば、媒体Ｐが紙幣である場合、紙幣に印刷され
るインクに複数種類の蛍光物質が含まれており、或いは
紙幣に漉き込まれる蛍光糸に複数種類の蛍光物質が含ま
れていることが考えられる。尚、ここで言う蛍光物質の
種類とは、紫外光によって励起されたとき発光する蛍光
の波長帯域（発光波長帯域）の異なるものを言う。

【００１５】上記媒体Ｐは、搬送機構２により搬送さ
れ、ｘｙ平面に沿ってｘ軸方向に延設された矩形のガラ
ス板３の上面３ａ（移動経路）に沿って移動される。ガ
ラス板３は、後述する光源５からの紫外光を透過し、媒
体Ｐに含まれる蛍光物質から励起発光される蛍光を透過
し、且つ自身が紫外光により蛍光を励起発光することの
ない材質、例えば石英ガラスにより形成されている。

【００１６】ガラス板３より媒体Ｐの搬送方向下流側で
ガラス板３より低い位置には、ｘ軸方向に延設された矩
形板状の光学フィルタ４を介して、ｘ軸方向に延設され
た光源５が設けられている。光源５としては、ブラック
ライトやＵＶランプなどの紫外光を発光するものが用い
られる。光学フィルタ４は、光源５から発光される紫外
光のうち、少なくとも、媒体Ｐに含まれる検出対象とな
る特定の蛍光物質を励起発光し得る波長帯域の紫外光を
透過するとともに、少なくとも可視光を遮断する特性を
有する。

【００１７】つまり、光源５から発光された紫外光のう
ち蛍光物質の励起に有効な波長成分の紫外光だけが光学
フィルタ４およびガラス板３を順次透過されて媒体Ｐに
照射されることになる。また、ノイズ成分となる可視光
は、媒体Ｐに照射されることのないように、光学フィル
タ４で遮断される。

【００１８】ガラス板３のｚ軸方向に沿った下方には、
円板状のバンドパスフィルタ６が設けられている。バン
ドパスフィルタ６の形状はこれに限らない。バンドパス
フィルタ６は、媒体Ｐに光源５からの紫外光が照射され
たとき媒体Ｐに含まれる特定の蛍光物質から励起発光さ
れる蛍光の波長帯域を含む特定の波長範囲の光だけを透
過可能な特性を有する。言い換えると、バンドパスフィ
ルタ６は、検出対象となる特定の蛍光物質から励起発光
される蛍光だけを透過可能なもので、この特定の蛍光物
質の発光分光特性に合わせて選択されるべきものであ
る。

【００１９】バンドパスフィルタ６のさらに下方には、
バンドパスフィルタ６を透過した蛍光を受光素子８（第
１検出手段）に収束するための光学部材７（収束手段）
が設けられている。この光学部材７として、単なる結像
レンズの他に、ロッドレンズアレイを用いることもでき
る。

【００２０】しかして、媒体Ｐへの紫外光の照射によっ
て励起された特定の蛍光物質から発光される蛍光は、ガ
ラス板３を透過された後、バンドパスフィルタ６を透過
される。バンドパスフィルタ６は特定の蛍光物質から励
起発光される蛍光だけを透過可能な特性を有するため、
上記特定の蛍光物質とは異なる発光波長帯域を有する別
の種類の蛍光物質から励起発光された蛍光はバンドパス
フィルタ６で散乱されて遮断される。

【００２１】バンドパスフィルタ６を透過された蛍光
は、光学部材７によって収束性が与えられて受光素子８
により受光される。すなわち、上述した光源５から受光
素子８に至る光学系により、特定の蛍光物質の蛍光パタ
ーンが検出される。尚、受光素子８は、ｘ軸方向に分解
能がある例えばＣＣＤやフォトダイオードアレイなどに
より構成されている。

【００２２】ところで、ブラックライトやＵＶランプな
どの光源５は、その寿命により、或いは周辺温度の変化
などにより、経時的にその発光強度が低下することが知
られている。光源５の発光強度が低下すると、蛍光物質
から励起発光される蛍光の発光強度も光源５の発光強度
に略比例して低下し、検出される蛍光パターンのレベル
も低下する。最悪の場合、検出不能となる程度に蛍光パ
ターンのレベルが低下する。

【００２３】このため、本発明では、光源５から発光さ
れる励起光の発光強度をモニタして監視し、受光素子８
による検出結果にフィードバックし、受光素子８で検出
される蛍光パターンのレベルを補正するようにした。図
４には、補正回路のブロック図を示してある。

【００２４】つまり、検出装置１は、検出対象となる蛍
光物質を含む媒体Ｐの近くに矩形板状の蛍光基準板９
（蛍光基準部材）を有する。蛍光基準板９は、基本的に
媒体Ｐの近くであればどこに配置しても良いが、本実施
の形態では、ガラス板３に対してｘ軸方向に並んだ位置
に配置した。つまり、光源５からの距離が略同じになる
媒体Ｐの移動経路に沿って蛍光基準板９を配設した。

【００２５】蛍光基準板９には、バンドパスフィルタ６
を透過可能な波長帯域を有する蛍光を励起発光する蛍光
物質が含まれている。つまり、蛍光基準板９に含まれる
蛍光物質として、検出対象と同じ蛍光物質を選択しても
良い。しかし、必ずしも同じである必要はなく、発光波
長帯域がバンドパスフィルタ６の透過波長範囲内である
蛍光物質であれば良い。

【００２６】また、蛍光基準板９には、自身が励起発光
する蛍光の発光強度が経時的に低下しない部材であるこ
とが要求される。例えば、（株）住田光学ガラス製の蛍
光発光ガラスが適当である。この蛍光発光ガラスには、
ルミラスＢ、ルミラスＧ９、ルミラスＲ７（商品名）な
どがある。つまり、検出対象となる蛍光物質から励起発
光される蛍光の色が青である場合にはルミラスＢを蛍光
基準板９として使用し、蛍光色が緑の場合にはルミラス
Ｇ９、蛍光色が赤の場合にはルミラスＲ７を蛍光基準板
９として使用することができる。

【００２７】また、検出装置１は、蛍光基準板９から励
起発光される蛍光をバンドパスフィルタ６および光学部
材７を介して受光する位置に受光素子１０（第２検出手
段）を備えている。本実施の形態では、受光素子１０を
上述した蛍光パターン検出用の受光素子８の隣に並べて
配置した。

【００２８】しかして、光源５からの励起光が光学フィ
ルタ４を介して蛍光基準板９に照射され、蛍光基準板９
から蛍光が励起発光される。蛍光基準板９から励起発光
された蛍光は、バンドパスフィルタ６および光学部材７
を介して受光素子１０に導かれる。つまり、光源５から
受光素子１０に至る光学系により、光源５から発光され
る励起光の発光強度が検出される。

【００２９】図４に示すように、検出対象の蛍光物質か
らの蛍光を受光する受光素子８には、レベル補正部１２
（補正手段）が接続されている。また、レベル補正部１
２には、一時記憶部１１を介して発光強度モニタ用の受
光素子１０が接続されている。レベル補正部１２では、
受光素子１０を介して検出した光源５の発光強度に基づ
いて、受光素子８を介して検出した蛍光パターンのレベ
ルを補正する。これにより、光源５の発光強度が経時的
に低下した場合であっても、検出装置１で検出する蛍光
パターンのレベルを一定に保持でき、長期間に亘って蛍
光パターンを一定レベルで確実に検出できる。

【００３０】尚、上述した検出装置１で検出した蛍光パ
ターンは、レベル補正部１２を介して図示しない比較照
合回路などへ出力され、そこで、予め用意した基準パタ
ーンと照合されてパターンマッチングされる。

【００３１】以上のように、本実施の形態の検出装置１
によると、検出対象となる蛍光物質から励起発光される
蛍光だけを選択的に透過させるバンドパルフィルタ６を
有するため、発光波長帯域の異なる複数種類の蛍光物質
を含む媒体から特定の蛍光物質の蛍光パターンだけを選
択的に検出できる。

【００３２】また、光源５からの励起光の発光強度をモ
ニタするための蛍光基準板９を媒体Ｐの近くに有するた
め、実際に媒体Ｐに照射される励起光の発光強度をモニ
タでき、光源５の発光強度が低下した場合であっても検
出される蛍光パターンの信号レベルをある一定のレベル
に補正できる。

【００３３】また、光源５からの励起光の発光強度をモ
ニタするための光学系（特に、バンドパスフィルタ６お
よび光学部材７）を、検出対象となる蛍光物質から励起
発光される蛍光を検出するための光学系と兼用とするこ
とができ、発光強度モニタ用の光学系を別途設ける必要
がなく、装置構成を簡略化できる。

【００３４】また、光源５と媒体Ｐとの間に可視光を遮
断する光学フィルタ４を設けたため、媒体Ｐに可視光が
照射されることがなく、媒体Ｐに含まれる蛍光物質から
励起発光される蛍光のノイズ成分となることを防止で
き、蛍光パターンをより確実に検出できる。

【００３５】さらに、本実施の形態の検出装置１は、検
出される蛍光パターンの信号レベルを一定のレベルに補
正するための補正回路を備えているため、光源５から発
光される励起光の発光強度が低下した場合であっても、
蛍光パターンの検出レベルが低下することなく一定のレ
ベルで検出できる。

【００３６】尚、この発明は、上述した実施の形態に限
定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変形可
能である。

【００３７】上述した実施の形態では、検出対象となる
蛍光物質の蛍光パターンを検出するための受光素子８と
光源５の発光強度をモニタするための受光素子１０を略
同一平面に並べて配置した場合について説明したが、こ
れに限らず、例えば、図５に示すように、ｘ軸方向に分
解能を持つ１つの受光素子８’を配置しても良い。この
場合、受光素子８’は、検出対象の蛍光物質からの蛍光
パターンを検出するとともに、発光強度をモニタするた
めの蛍光基準板９からの蛍光も検出することになる。例
えば、受光素子８’として、ｘ軸方向に分解能を持つラ
インセンサやエリアセンサを設ければ良い。

【００３８】また、上述した実施の形態では、蛍光基準
板９をｘ軸方向に沿ってガラス板３に並べて配置した場
合について説明したが、光源５および光学フィルタ４か
ら見て媒体Ｐの搬送経路（つまりガラス板３の上面３
ａ）の反対側に蛍光基準板９を配置しても良い。言い換
えると、図６に示すように、ガラス板３の上方で媒体Ｐ
と重なる位置に蛍光基準板９を配置しても良い。

【００３９】この場合、ガラス板３に沿って媒体Ｐが搬
送されていないとき、蛍光基準板９から励起発光される
蛍光を受光素子１０でモニタし、一時記憶部１１にその
発光強度を一時的に記憶しておく。そして、媒体Ｐを搬
送して検出対象となる蛍光物質からの蛍光を受光素子８
で検出し、一時記憶部１１から読み出した発光強度に基
づいて、蛍光パターンのレベルを補正する。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の蛍光パ
ターン検出装置は、上記のような構成および作用を有し
ているので、簡単な構成により、発光波長帯域の異なる
複数種類の蛍光物質のうち特定の蛍光物質の蛍光パター
ンだけを選択的に検出でき、光源の発光強度の低下に起
因した検出信号レベルの低下を補正できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係る蛍光パターン検出
装置の要部の構成を概略的に示す斜視図。

【図２】図１の検出装置をｘ軸方向から見た図。

【図３】図１の検出装置をｙ軸方向から見た図。

【図４】図１の検出装置による検出信号のレベルを補正
するための補正回路を示す図。

【図５】図１の検出装置の変形例を示す図。

【図６】図１の検出装置の別の変形例を示す図。

【符号の説明】

１…蛍光パターン検出装置、２…搬送機構、３…ガラス
板、３ａ…上面、４…光学フィルタ、５…光源、６…バ
ンドパスフィルタ、７…光学部材、８…受光素子、９…
蛍光基準板、１０…受光素子、１１…一時記憶部、１２
…レベル補正部、Ｐ…媒体。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出対象となる蛍光物質に照射せしめる
   励起光を発光する光源と、 上記励起光の照射により励起された上記蛍光物質から発
   光される蛍光の波長帯域を含む特定波長範囲の光を選択
   的に通過させるバンドパスフィルタと、 このバンドパスフィルタを通過した上記蛍光を受光し、
   上記蛍光物質の蛍光パターンを検出する第１検出手段
   と、 上記蛍光物質に近接した位置に設けられ、上記励起光を
   受光することで上記特定波長範囲内の波長帯域を有する
   蛍光を励起発光する蛍光基準部材と、 この蛍光基準部材から発光された蛍光を上記バンドパス
   フィルタを介して受光し、上記光源から発光される励起
   光の発光強度を検出する第２検出手段と、 を備えていることを特徴とする蛍光パターン検出装置。
2. 【請求項２】 上記第２検出手段による検出結果に基づ
   いて、上記第１検出手段で検出した蛍光パターンのレベ
   ルを補正する補正手段をさらに備えていることを特徴と
   する請求項１に記載の蛍光パターン検出装置。
3. 【請求項３】 検出対象となる特定の蛍光物質を含む複
   数種類の蛍光物質を有する媒体に照射せしめる励起光を
   発光する光源と、 この光源から上記媒体に向かう励起光のうち少なくとも
   上記特定の蛍光物質を励起させ得る波長帯域を有する紫
   外光を通過させ、且つ上記励起光のうち少なくとも可視
   光を遮断する光学フィルタと、 この光学フィルタを通過した紫外光の照射により励起さ
   れた上記特定の蛍光物質から発光される蛍光の波長帯域
   を含む特定波長範囲の光を選択的に通過させるバンドパ
   スフィルタと、 このバンドパスフィルタを通過した上記蛍光を受光し、
   上記特定の蛍光物質の蛍光パターンを検出する第１検出
   手段と、 上記媒体に近接した位置に設けられ、上記光学フィルタ
   を通過した紫外光を受光することで上記特定波長範囲内
   の波長帯域を有する蛍光を励起発光する蛍光基準部材
   と、 この蛍光基準部材から発光された蛍光を上記バンドパス
   フィルタを介して受光し、上記光源から発光される励起
   光の発光強度を検出する第２検出手段と、 を備えていることを特徴とする蛍光パターン検出装置。
4. 【請求項４】 上記第２検出手段による検出結果に基づ
   いて、上記第１検出手段で検出した蛍光パターンのレベ
   ルを補正する補正手段をさらに備えていることを特徴と
   する請求項３に記載の蛍光パターン検出装置。
5. 【請求項５】 上記媒体を移動させる移動手段をさらに
   有し、 上記蛍光基準部材は、上記光学フィルタに対して上記媒
   体の移動経路の反対側に設けられていることを特徴とす
   る請求項３または４に記載の蛍光パターン検出装置。
6. 【請求項６】 上記蛍光基準部材は、上記紫外光の照射
   により励起発光する蛍光の発光レベルが経時的に低下し
   ない蛍光発光ガラスであることを特徴とする請求項３ま
   たは４に記載の蛍光パターン検出装置。