JP2003272022A - 近赤外光を用いた紙葉類のテープ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コンパクトな構成で検出精度が高く、冷却装置
等を要しない簡易構成の紙葉類のテープ検出装置を提供
する。 【解決手段】紙葉類に貼着されたテープに対して、それ
ぞれ異なる透過率を有する複数の波長帯の光を紙葉類に
照射し、前記テープからの透過光量に基づいて前記テー
プの有無を検出するテープ検出装置であり、前記テープ
によって吸収される近赤外の波長を有する検出光と、前
記テープによって吸収されない近赤外の波長を有する参
照光とを光路上で合成して前記紙葉類に照射し、前記各
波長の前記紙葉類からの透過光の比率によって前記テー
プが貼着されているか否かを判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙幣等の紙葉類に
貼着されたテープの有無を検出する紙葉類のテープ検出
装置に関するものであり、特に近赤外光の検出光（成
分）及び参照光（成分）を用いた紙葉類のテープ検出装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】破断された紙幣等の紙葉類にテープを貼
着して張り合わせ、紙葉類が不正に使用されたり悪用さ
れることがある。従来紙葉類に貼着されたテープを検出
する場合、紙葉類の厚さ（変位ローラ間のギャップ）を
検出することによって行っている。この場合、機械的な
機構によって搬送される紙葉類の厚さの変動を検出して
いるため、装置が大掛かりになると共に、検出精度にも
限界がある。

【０００３】このような問題を解決するものとして特開
平１０−６３９１２に示される装置がある。これは、紙
葉類への付着物に対してそれぞれ異なる透過率を有する
複数の波長帯を含む光を紙葉類に照射したときの透過光
量に基づいて、付着物の有無を検出する装置である。そ
して、光学的構成を用いると共に、光源として赤外ハロ
ゲンランプ又はセラミックヒータ等の赤外光源を用いる
ようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
装置は赤外線を使用するため光源が熱源となってしま
い、被射体や装置の温度上昇が避けられず、装置も大掛
かりとなってしまう問題がある。

【０００５】また、上記光源の代わりに長波長の光を発
光するＬＥＤ（発光ダイオード）もあるがエネルギー効
率が非常に悪く、必要な照度を得られるようにするため
には上記光源が必要である。しかしながら、この装置で
は、IsAsフォトダイード等の長波長を受ける受光器は冷
却しないとＳＮ比がとれないため、冷却装置が必要とな
るといった問題がある。また、テープの粘着剤の吸収を
利用しているため透過光でしか検出できず、紙葉類の表
裏のいずれに貼られているか検出できない。

【０００６】本発明は上述のような事情よりなされたも
のであり、本発明の目的は、コンパクトな構成で検出精
度が高く、冷却装置等を要しない簡易構成の紙葉類のテ
ープ検出装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は近赤外光を用い
た紙葉類のテープ検出装置に関するもので、本発明の上
記目的は、紙葉類に貼着されたテープに対して、それぞ
れ異なる透過率を有する複数の波長帯の光を紙葉類に照
射し、前記テープの透過光量に基づいて前記テープの有
無を検出するテープ検出装置であり、前記テープによっ
て吸収される近赤外の波長を有する検出光と、前記テー
プによって吸収されない近赤外の波長を有する参照光と
を光路上で合成して前記紙葉類に照射し、前記各波長の
前記紙葉類からの透過光の比率によって前記テープが貼
着されているか否かを判定することによって達成され
る。

【０００８】また、本発明の上記目的は、紙葉類に貼着
されたテープに対して、異なる透過率を有する複数の波
長帯を含む光源の光を紙葉類に照射し、前記テープの透
過光量に基づいて前記テープの有無を検出するテープ検
出装置であり、前記紙葉類の透過光から前記テープによ
って吸収される近赤外の波長を有する検出光成分と、前
記テープによって吸収されない近赤外の波長を有する参
照光成分とを抽出し、前記抽出された検出光成分及び参
照光成分の比率によって前記テープが貼着されているか
否かを判定することによって達成される。

【０００９】本発明の上記目的は、前記判定を、Ｋを定
数として、Ｋ・log（前記検出光の透過率／前記参照光
の透過率）で計算した値をしきい値と比較して行うこと
によって、より効果的に達成される。

【００１０】更に、本発明は近赤外光を用いた紙葉類の
テープ検出装置に関するもので、本発明の上記目的は、
紙葉類に貼着されたテープに対して、それぞれ異なる反
射率を有する複数の波長帯の光を紙葉類に照射し、前記
テープの反射光量に基づいて前記テープの有無を検出す
るテープ検出装置であり、前記テープによって吸収され
る近赤外の波長を有する検出光と、前記テープによって
吸収されない近赤外の波長を有する参照光とを別光路で
前記紙葉類に照射し、前記各波長の前記紙葉類からの反
射光の比率によって前記テープが貼着されているか否か
を判定することによって達成される。

【００１１】また、本発明の上記目的は、紙葉類に貼着
されたテープに対して、異なる反射率を有する複数の波
長帯を含む光源の光を紙葉類に照射し、前記テープの反
射光量に基づいて前記テープの有無を検出するテープ検
出装置であり、前記紙葉類の反射光から前記テープによ
って吸収される近赤外の波長を有する検出光成分と、前
記テープによって吸収されない近赤外の波長を有する参
照光成分とを抽出し、前記抽出された検出光成分及び参
照光成分の比率によって前記テープが貼着されているか
否かを判定することによって達成される。

【００１２】本発明の上記目的は、前記判定を、Ｋを定
数として、Ｋ・log（前記検出光の反射率／前記参照光
の反射率）で計算した値をしきい値と比較して行うこと
によって、より効果的に達成される。

【００１３】更に本発明の上記目的は、前記検出光の波
長を２２８０〜２３５０ｎｍとし、前記参照光の波長を
２０００ｎｍ〜２２００ｎｍとすることによって、より
効果的に達成される。

【００１４】

【発明の実施の態様】本発明では、近赤外光を発光する
ＬＥＤを照射光源とし、ダイクロイックミラー及び受光
用フォトダイオードを用いることによりコンパクトな構
成とし、本発明のように近赤外光の波長を使用すれば冷
却装置は不要である。本発明では、市販のテープが全て
光学的に特性が均一化されているという事実に基づいて
いる。即ち、国内で市販されている透明テープの規格は
表１のようになっており、メンディングテープの規格は
表２のようになっている。表１及び表２以外のテープは
市販されていない。各表における数値は公称値であり、
（）の数値は実測値である。また、ＭＦはマットフィニ
ッシュで、つや消し加工処理がされていることを示して
いる。

【００１５】

【表１】

【表２】 上記表１及び表２は、国内で市販されているテープの基
材、粘着材名及び厚みを示している。テープの基材はセ
ロハン系、アセテート系、ポリプロピレン系の３種であ
ることが分かる。

【００１６】図１及び図２にテープ単体（表１及び表２
に示される１２種類）の透過率及び反射率の特性を示す
が、この特性図よりいずれも波長２２８０〜２３５０ｎ
ｍ付近に共通の光吸収帯があることが分かる。即ち、図
１は透明テープ及びメンディングテープ単体の透過率を
示しており、波長２２８０〜２３５０ｎｍ付近で共通の
光吸収帯が存在していることが分かる。図２は透明テー
プ及びメンディングテープ単体の反射率を示しており、
同様に波長２２８０〜２３５０ｎｍ付近で共通の光吸収
帯が存在していることが分かる。

【００１７】また、図３及び図４は、表１の透明テープ
Ａ２が紙幣の４部位（４本のグラフで表示）に貼着され
た場合と貼着されていない場合の差を示しており、図３
は透過の場合のテープ無し時の透過率と、テープ貼着時
の透過率との差を示し、図４は反射の場合のテープ無し
時の反射率と、テープ貼着時の反射率との差を示してい
る。図３の特性より領域Ｘ１（波長２０００〜２２００
ｎｍ）では差が小さく、テープＡ２の光吸収が小さいこ
とが分かり、領域Ｘ２（波長２２８０〜２３５０ｎｍ付
近）では差が大きく、テープＡ２の光吸収が大きいこと
が分かる。また、図４の特性より領域Ｙ１（波長２００
０〜２２００ｎｍ）では差が小さく、テープＡ２の光吸
収が小さいことが分かり、領域Ｙ２（波長２２８０〜２
３５０ｎｍ付近）では差が大きく、テープＡ２の光吸収
が大きいことが分かる。これら特性図より、光吸収波長
２２８０〜２３５０ｎｍ付近でテープ有無の差が、透過
率及び反射率の双方共最も大きくなることが分かる。

【００１８】更に、透明テープＡ２を紙幣の４部位（４
本のグラフで表示）に貼付した場合の透過率の変化率を
図５に示し、透明テープＡ２を紙幣の４部位（４本のグ
ラフで表示）に貼付した場合の反射率の変化率を図６に
示す。即ち、図５の透過率変化率は下記数１によるもの
であり、図６の反射率変化率は下記数２によるものであ
る。

【００１９】

【数１】

【数２】 これら図５及び図６より、テープの透過率及び反射率の
変化率にすると、いずれも模様による差が出難いこと、
つまりテープが紙幣のどこに貼付されても特性上差が生
じないことが分かる。

【００２０】上述のことから、万円券に全１２種類のテ
ープを貼付した場合と貼付しない場合とについて、テー
プ吸収波長のピーク２３００ｎｍ（＝検出波長）と吸収
のない近傍波長として２１００ｎｍ（参照波長）での２
波長の透過率比率（％）と、反射率比率（％）との複数
サンプルの分布を示すと図７のようになる。透過率比率
（％）は下記数３で表され、反射率比率（％）は下記数
４で表される。

【００２１】

【数３】透過率比率（％）＝（２３００ｎｍの透過率／
２１００ｎｍの透過率）×１００

【数４】反射率比率（％）＝（２３００ｎｍの反射率／
２１００ｎｍの反射率）×１００ この図７より、透過、反射共に検出波長を参照波長で正
規化することにより、紙幣の模様に関係なく一律のしき
い値でテープ貼着の有無を判別できることが分かる。

【００２２】また、図８は近赤外光に対して、紙幣（本
例は万円券表裏全個所）に基材３種類、全１２種類のテ
ープが貼着された場合と貼着されていない場合の反射光
量の評価値を示す静止状態での特性図であり、テープな
しの場合の評価値は特性ａであり、テープ基材がポリプ
ロピレンテープの場合の評価値は特性ｂであり、テープ
基材がアセテートテープの場合の評価値は特性ｃであ
り、テープ基材がセロハンテープの場合の評価値は特性
ｄである。なお、評価値はＫを定数として、Ｋ・log
（２３００ｎｍ光による反射率／２１００ｎｍ光による
反射率）なる演算式によって求めている。この特性図か
ら明らかなように、反射光量の評価値は紙幣模様とテー
プ基材によって差異があり、テープ貼付紙幣と紙幣単体
では金種・表裏やテープ貼付位置に関係なく一律のしき
い値を設定することができ、紙幣に貼付されたテープの
有無を検知することが可能であることが分かる。本発明
はかかる原理に基づいて、紙幣に貼付されたテープを検
出するものである。なお、テープ基材により評価値に差
があり、評価値はセロハン系＜アセテート系＜ポリプロ
ピレン系となっている。

【００２３】図９は本発明の第１実施例（透過式）を示
しており、光源としてそれぞれ単色光を発する２個のＬ
ＥＤを用いる場合である。近赤外光として波長２０００
〜２２００ｎｍの参照光を発光する光源１と、近赤外光
として波長２２８０〜２３５０ｎｍの検出光を発光する
光源２とが直交状に設けられており、光源１の前面には
波長２０００〜２２００ｎｍの参照光のみを通過させる
フィルタ３が配設され、光源２の前面には波長２２８０
〜２３５０ｎｍの検出光のみを通過させるフィルタ４が
配設されている。また、フィルタ３及び４の前方には、
２３００ｎｍ以上の光のみ反射する４５度に傾斜したダ
イクロイックミラー５が配設されており、フィルタ３か
らの参照光はダイクロイックミラー５を透過し、フィル
タ４からの検出光はダイクロイックミラー５で反射さ
れ、それぞれ搬送される紙幣１０の表面に光路上で合成
されて照射される。紙幣１０からの透過光はフォトダイ
オード等の受光素子２０で受光され、その検知信号が演
算部２１に入力され、参照光に基づく光量と検出光に基
づく光量との比若しくは上記評価値が演算される。演算
部２１で演算された比信号が判定部２２に入力され、判
定部２２では得られた比又は評価値と別途記憶されてい
るしきい値と比較し、紙幣１０にテープが貼着されてい
るか否かを判定する。

【００２４】なお、光源１及び２は点灯制御部２３で時
分割点灯制御され、その点灯制御に同期して受光素子２
０及び演算部２１は受光データをサンプリングして演算
するようになっている。

【００２５】なお、光源が波長２０００〜２２００ｎｍ
及び２２８０〜２３５０ｎｍの光を発するものであれ
ば、フィルタは必ずしも必要ではない。

【００２６】図９の第１実施例による実際の検出波形を
図１０に示す。即ち、紙幣（千円）の短手方向３箇所に
３枚のテープＴ１〜Ｔ３を貼着し、図９に示すテープ検
出装置によって得られた検出光と反射光の比を規格化し
たものを、紙幣位置に対応させてプロットしたものであ
る。基材がアセテート及びポリプロピレンである透明テ
ープＡ１〜Ａ３、メンディングテープＢ１〜Ｂ６では、
テープＴ１〜Ｔ３位置で谷が深いものになっており、検
出光／参照光の比が小さくなっている。つまり、テープ
貼着の有無がより表われている。また、基材がセロハン
である透明テープＡ４〜Ａ６では、検出光と参照光の比
の変化量が基材がアセテート、ポリプロピレンのものに
比べて小さく、テープ貼着のないものは比信号のレベル
がほぼ一定である。このような波形の相違から、テープ
が貼着されているか否かの判定を行うことができる。

【００２７】また、図１１は本発明の第２実施例（透過
式）を示しており、光源として白色光を発するランプ
（例えばハロゲンランプ）を用いる場合である。光源３
０は搬送される紙幣３１を照射し、紙幣１の透過光は４
５度に傾斜したダイクロイックミラー３２に達する。ダ
イクロイックミラー３２で反射された光はレンズで成る
光学系３３で集光されてフィルタ３５を経てフォトダイ
オード等の受光素子３５で受光され、ダイクロイックミ
ラー３２を透過した光は光学系３６で集光されてフィル
タ３７を経て受光素子３８で受光される。つまり、ダイ
クロイックミラー３２で２つの波長成分（検出光成分、
参照光成分）が抽出される。受光素子３５及び３８から
の検知信号は演算部４０に入力され、参照光成分に基づ
く光量と検出光成分に基づく光量との比若しくは評価値
が演算される。演算部４０で演算された比若しくは評価
値が判定部４１に入力され、判定部４１で紙幣３１にテ
ープが貼着されているか否かを判定する。

【００２８】なお、光源の光量によっては、レンズは必
ずしも必要ではない。

【００２９】上述の第１実施例及び第２実施例は透過式
の例であるが、次に反射式の例を図１２及び図１３に示
して説明する。

【００３０】図１２は本発明の第３実施例（反射式）を
示しており、近赤外光として波長２０００〜２２００ｎ
ｍの参照光を発光する光源５０と、近赤外光として波長
２２８０〜２３５０ｎｍの検出光を発光する光源５１と
が同角度に傾斜して設けられており、光源５０の前面に
は波長２０００〜２２００ｎｍの参照光のみを通過させ
るフィルタ５０Ａが配設され、光源５１の前面には波長
２２８０〜２３５０ｎｍの検出光のみを通過させるフィ
ルタ５１Ａが配設されている。また、紙幣上方には集光
レンズ５２及び波長２０００〜２４００ｎｍのみ通過さ
せるフィルタ５３Ａを介して受光素子５３が配設されて
おり、受光素子５３の検出信号は演算部５４に入力さ
れ、参照光に基づく光量と検出光に基づく光量との比若
しくは評価値が演算される。演算部５４で演算された比
若しくは評価値が判定部５５に入力され、判定部５５で
は得られた比又は評価値と別途記憶されているしきい値
と比較し、紙幣にテープが貼着されているか否かを判定
する。なお、光源５０及び５１は点灯制御部５６で時分
割点灯制御され、その点灯制御に同期して受光素子５３
及び演算部５４は受光データをサンプリングして演算す
るようになっている。

【００３１】また、図１３は本発明の第４実施例（反射
式）を示しており、光源として白色光を発するランプ
（例えばハロゲンランプ）を用いる場合である。光源６
０は搬送される紙幣を傾斜して照射し、紙幣からの反射
光は４５度に傾斜したダイクロイックミラー６１に達す
る。ダイクロイックミラー６１で反射された光はレンズ
で成る光学系（図示せず）で集光されてフィルタ６２を
経て受光素子６３で受光され、ダイクロイックミラー６
１を透過した光は光学系で集光されてフィルタ６４を経
て受光素子６５で受光される。つまり、ダイクロイック
ミラー６１で２つの波長成分（検出光成分、参照光成
分）が抽出される。受光素子６３及び６５からの検知信
号は演算部６６に入力され、参照光成分に基づく光量と
検出光成分に基づく光量との比若しくは評価値が演算さ
れる。演算部６６で演算された比若しくは評価値が判定
部６７に入力され、判定部６７で紙幣にテープが貼着さ
れているか否かを判定する。

【００３２】なお、上述では紙葉類として紙幣を例に挙
げているが、他の小切手等の紙葉類にも適用できる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明に係る紙葉類のテー
プ検出装置によれば、光源がＬＥＤであるため、装置が
コンパクトになる利点がある。また、テープのみに吸収
され、紙葉類では減衰が少ない波長帯域の光を使用して
いるので、通路内での紙葉類の通過位置、紙葉類の汚
れ、しわ等に影響を受けずに安定してテープの検出を行
うことができる。更に、使用する光の波長が短いために
受光センサでのＳ／Ｎが充分とれるので、冷却装置が不
要であるといった利点がある。

【００３４】一方、Ｋを定数として、Ｋ・log（検出光
の透過率／参照光の透過率）又はＫ・log（検出光の反
射率／参照光の反射率）で計算した値をしきい値と比較
する場合には対数増幅器が便利であり、テープ有無の分
離がし易い数値として出力が得られるので、判定が容易
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】テープ単体の光学特性の例を示す図である。

【図２】テープ単体の光学特性の例を示す図である。

【図３】テープ及び紙幣の光学特性の例を示す図であ
る。

【図４】テープ及び紙幣の光学特性の例を示す図であ
る。

【図５】テープ及び紙幣の光学特性の例を示す図であ
る。

【図６】テープ及び紙幣の光学特性の例を示す図であ
る。

【図７】２波長の透過率比率及び反射率比率における万
円券に全１２種類のテープの貼付の有無の分布を示す図
である。

【図８】紙幣にテープが貼着された場合と貼着されてい
ない場合の反射光量比を対数化した評価値を示す特性図
である。

【図９】本発明に係る第１実施例（透過式）の構成例を
示すブロック図である。

【図１０】第１実施例による検出波形例を示す図であ
る。

【図１１】本発明に係る第２実施例（透過式）の構成例
を示すブロック図である。

【図１２】本発明に係る第３実施例（反射式）の構成例
を示すブロック図である。

【図１３】本発明に係る第４実施例（反射式）の構成例
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１、２、３０、５０、５１、６０ 光源 ３、４、３４、３７、５０Ａ、５１Ａ、５３Ａ、６２、
６４ フィルタ ５、６１ ダイク
ロイックミラー １０、３２ 紙幣 ２０、３５、３８、５３、６３、６５ 受光素
子 ２１、４０、５４，６６ 演算
部 ２２、４１、５５、６７ 判定
部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】紙葉類に貼着されたテープに対して、それ
   ぞれ異なる透過率を有する複数の波長帯の光を紙葉類に
   照射し、前記テープの透過光量に基づいて前記テープの
   有無を検出するテープ検出装置であり、前記テープによ
   って吸収される近赤外の波長を有する検出光と、前記テ
   ープによって吸収されない近赤外の波長を有する参照光
   とを光路上で合成して前記紙葉類に照射し、前記各波長
   の前記紙葉類からの透過光の比率によって前記テープが
   貼着されているか否かを判定するようになっていること
   を特徴とする近赤外光を用いた紙葉類のテープ検出装
   置。
2. 【請求項２】紙葉類に貼着されたテープに対して、異な
   る透過率を有する複数の波長帯を含む光源の光を紙葉類
   に照射し、前記テープの透過光量に基づいて前記テープ
   の有無を検出するテープ検出装置であり、前記紙葉類の
   透過光から前記テープによって吸収される近赤外の波長
   を有する検出光成分と、前記テープによって吸収されな
   い近赤外の波長を有する参照光成分とを抽出し、前記抽
   出された検出光成分及び参照光成分の比率によって前記
   テープが貼着されているか否かを判定するようになって
   いることを特徴とする近赤外光を用いた紙葉類のテープ
   検出装置。
3. 【請求項３】前記判定を、Ｋを定数として、Ｋ・log
   （前記検出光の透過率／前記参照光の透過率）で計算し
   た値をしきい値と比較して行うようになっている請求項
   １又は２に記載の近赤外光を用いた紙葉類のテープ検出
   装置。
4. 【請求項４】紙葉類に貼着されたテープに対して、それ
   ぞれ異なる反射率を有する複数の波長帯の光を紙葉類に
   照射し、前記テープの反射光量に基づいて前記テープの
   有無を検出するテープ検出装置であり、前記テープによ
   って吸収される近赤外の波長を有する検出光と、前記テ
   ープによって吸収されない近赤外の波長を有する参照光
   とを別光路で前記紙葉類に照射し、前記各波長の前記紙
   葉類からの反射光の比率によって前記テープが貼着され
   ているか否かを判定するようになっていることを特徴と
   する近赤外光を用いた紙葉類のテープ検出装置。
5. 【請求項５】紙葉類に貼着されたテープに対して、異な
   る反射率を有する複数の波長帯を含む光源の光を紙葉類
   に照射し、前記テープの反射光量に基づいて前記テープ
   の有無を検出するテープ検出装置であり、前記紙葉類の
   反射光から前記テープによって吸収される近赤外の波長
   を有する検出光成分と、前記テープによって吸収されな
   い近赤外の波長を有する参照光成分とを抽出し、前記抽
   出された検出光成分及び参照光成分の比率によって前記
   テープが貼着されているか否かを判定するようになって
   いることを特徴とする近赤外光を用いた紙葉類のテープ
   検出装置。
6. 【請求項６】前記判定を、Ｋを定数として、Ｋ・log
   （前記検出光の反射率／前記参照光の反射率）で計算し
   た値をしきい値と比較して行うようになっている請求項
   ４又は５に記載の近赤外光を用いた紙葉類のテープ検出
   装置。
7. 【請求項７】前記検出光の波長が２２８０〜２３５０ｎ
   ｍであり、前記参照光の波長が２０００ｎｍ〜２２００
   ｎｍである請求項１乃至６のいずれかに記載の近赤外光
   を用いた紙葉類のテープ検出装置。