JP2005025624A

JP2005025624A - Identification sensor

Info

Publication number: JP2005025624A
Application number: JP2003192163A
Authority: JP
Inventors: Kazue Yoshioka; 一栄吉岡; Atsushi Fujimoto; 淳富士本
Original assignee: Seta Corp; Aruze Corp
Current assignee: Universal Entertainment Corp; Seta Corp
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2005-01-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive identification sensor capable of precisely determining the kind of an object with minimum sample data by using the geometric symmetry of the surface structures applied to both sides of the object. <P>SOLUTION: The identification sensor 2 is for determining the kind of the object by optically sensing the surface structures 6a and 6b on both sides of the object 4. A plurality of identification sensors are arranged in symmetric positions to the center line T of the object. Each identification sensor comprises a light emitting element 8 for radiating a sensing light L toward the surface structure of the object during scanning, a light receiving element 10 for receiving a light R generated from the surface structure of the object when radiating the sensing light, and an arithmetic determination part 12 for performing a predetermined arithmetic processing to an electric signal outputted from the light receiving element, and comparatively determining which of a plurality of preliminarily registered sample data the calculated operation result corresponds to, thereby determining the kind of the object. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物の表裏面に施された面構成の幾何学的対称性を利用することによって、最も少ないサンプルデータで対象物の種類を高精度に判定することが可能な識別センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば特許文献１に示されているように、対象物の表裏面に施された面構成（例えば、紙幣や集積回路等の表裏面に施された複雑なデザインやパターン）を認識して、対象物の種類（例えば真贋や精度等）を判定する識別センサが知られている。この種の識別センサは、通常、対象物の特徴を最も良く反映した面構成（デザインやパターン）の特徴部分に配置され、対象物と識別センサとを相対的に移動させることによって識別センサを面構成の特徴部分に沿って走査している。そして、走査中に得られたセンシングデータ（面構成の特徴部分をプロットしたデータ）とサンプルデータと比較することによって対象物の種類（真贋や精度等）を判定している。
なお、サンプルデータとは、例えば対象物の種類（例えば真贋や精度等）を判定するための基準となる真正なデータを意味する。
【０００３】
【特許文献１】
特許２８９６２８８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような対象物（例えば紙幣や集積回路等）は製造ラインで大量に連続生産されており、その際、対象物の表裏面に施される複雑なデザインやパターンは、その表裏面の全く同一位置に同一形状を維持しつつパターン印刷されることは無く、印刷精度や機械精度の影響によって若干のズレや変形等を伴う。従来の識別センサは、センシング領域が極めて狭いピンスポット状態で走査されるため、特徴部分のデザインやパターンに若干でもズレや変形等があると、その特徴部分のセンシングデータに大きな違いが生じてしまう。
【０００５】
具体的に説明すると、従来の識別センサは、常時一定箇所に位置決め固定されており、特徴部分のデザインやパターンのズレや変形等に合わせて位置調整されることは無く、常に特定の走査ライン上のセンシングデータをプロットするようになっている。このため、例えばデザインやパターンにズレや変形等が無い場合には、特定の走査ライン上の特徴部分から得られるセンシングデータはサンプルデータと常に一致する。
【０００６】
これに対して、その特定の走査ライン上の特徴部分に若干でもズレや変形等があると、同一の走査ラインを走査しているにも関わらず、識別センサから得られるセンシングデータはサンプルデータとは相違したものとなる。これは、従来の識別センサのセンシング領域が極めて狭いピンスポット状態であるため、特徴部分に若干でもズレや変形があると、その特徴部分のデザインやパターンがセンシング領域から外れてしまう。この場合、識別センサは異なる特徴部分を走査しているのと同じ状態になるが、そこから得られるセンシングデータは同一の走査ライン上のデータとしてサンプルデータと比較されてしまう。異なる特徴部分からのセンシングデータはサンプルデータとは相違したものとなるため、例えば紙幣の真贋では真正紙幣を贋物として誤って判定されたり、集積回路の精度では完成品を欠陥品として誤って判定されてしまうといった問題があった。
【０００７】
また、対象物の種類（例えば紙幣や集積回路等の真贋や精度等）を高精度に判定するためには、その対象物の特徴部分をあらわしたサンプルデータがより多く必要となる。例えば紙幣を例に採って説明すると、紙幣の表裏面には、その縦横に沿って異なるデザインが印刷されているため、全ての特徴部分を把握するためには、その紙幣の縦横に沿って往復走査した際のサンプルデータを個別に登録しなければならない。この場合、サンプルデータの登録容量が増加することによってデータベースの記憶容量も大きくしなければならず、その結果、識別センサの製造コストが上昇してしまうといった問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するために成されており、その目的は、対象物の表裏面に施された面構成の幾何学的対称性を利用することによって、最も少ないサンプルデータで対象物の種類を高精度に判定することが可能な低価格な識別センサを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は、対象物４に沿って走査して、その対象物の表裏面に施された面構成（表面構成６ａ、裏面構成６ｂ）を光学的にセンシングすることによって、当該対象物の種類を判定する識別センサ２であって、識別センサは、走査方向Ｓ１に沿って延出した対象物の中心線Ｔに対して対称位置にそれぞれ複数配置されており、各々の識別センサは、少なくとも、走査中に所定のセンシング光Ｌを対象物の面構成に向けて発光する発光素子８と、発光素子と一体的に配置され且つセンシング光が発光された際に対象物の面構成から生じる光Ｒを受光する受光素子１０と、受光素子から出力された電気信号に所定の演算処理を施し、そのとき算出された演算結果（電気信号の変化状態Ｖｅ）が予め登録された複数のサンプルデータのいずれに該当するかを比較することによって、対象物の種類を判定する演算判定部１２とを備えている。
演算判定部には、少なくとも、サンプル対象物の表裏面に施された面構成を光学的にセンシングすることで得られた複数のサンプルデータを予め登録するデータベース１２ａと、受光素子から出力された電気信号に所定の演算処理を施して演算結果を算出する演算回路１２ｂと、演算回路によって算出された演算結果とデータベースに予め登録した複数のサンプルデータとを比較する演算結果比較回路１２ｃと、演算結果比較回路の比較値に基づいて、対象物の種類を判定する判定回路１２ｄとが設けられている。
発光素子は、互いに異なる波長帯域の複数のセンシング光（近赤外光、可視光）を個別に発光することが可能に構成されており、受光素子は、発光素子から互いに異なる波長帯域のセンシング光が個別に発光された際に対象物の面構成から生じる光を順次受光することが可能に構成されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係る識別センサについて、添付図面を参照して説明する。
図１（ａ）及び図２に示すように、本実施の形態の識別センサ２は、対象物４に沿って走査して、その対象物の表裏面に施された面構成（表面構成６ａ、裏面構成６ｂ）を光学的にセンシングすることによって、当該対象物の種類を判定することができるようになっている。なお、以下の説明では、対象物４の一例として紙幣を適用し、当該紙幣４の表裏面に施された（印刷された）面構成（例えば文字や図形等のデザイン）を表面構成６ａ及び裏面構成６ｂと規定する。
【００１１】
識別センサ２は、走査方向Ｓ１に沿って延出した紙幣４の中心線Ｔに対して対称位置にそれぞれ配置されており、紙幣４の特徴部分に沿って（走査）センシングできるように複数設けられている。このように紙幣４の中心線Ｔに対して対称位置にそれぞれ識別センサ２を配置することによって、紙幣４の表裏面に施された面構成６ａ，６ｂの幾何学的対称性を利用しつつ、最も少ないサンプルデータで紙幣４の種類（例えば紙幣の真贋）を高精度に判定することが可能となる。
なお、紙幣４の中心線Ｔは、紙幣４を長手方向又は短手方向（長手方向に直交する方向）に沿って半分に折り返したときに形成される線であり、図１（ａ）及び図２には、その一例として、紙幣４を長手方向に沿って半分に折り返したときに形成される中心線Ｔが示されている。
【００１２】
図１（ａ）及び図２には、紙幣４の長手方向を横断する方向（短手方向）に沿って複数の識別センサ２を中心線Ｔに対してそれぞれ対称位置に配列し、紙幣４の長手方向に（走査）センシングする構成例が示されているが、これ以外に、紙幣４の長手方向に沿って複数の識別センサ２を中心線（中心線Ｔに直交する線）に対してそれぞれ対称位置に配列し、紙幣４の短手方向に（走査）センシングするように構成してもよい。
なお、識別センサ２の配列間隔や個数は、紙幣４の特徴部分の形状や位置等に合わせて任意に設定されるため、ここでは識別センサ２の配列間隔や個数については特に限定しない。また、対象物である紙幣４の特徴部分とは、その紙幣４を特定或いは判定するのに有効な部分を指す。
【００１３】
また、複数の識別センサ２を紙幣４の特徴部分に沿って走査する方法として、紙幣４を固定した状態で各識別センサ２を矢印Ｓ１で示す走査方向に沿って移動させる方法や、各識別センサ２を固定した状態で紙幣４を矢印Ｓ２で示す走査方向に沿って移動させる方法、紙幣４と各識別センサ２を矢印Ｓ１，Ｓ２方向に相対的に同時に移動させる方法などが考えられるが、本実施の形態では、紙幣４を固定した状態で各識別センサ２を走査方向Ｓ１に移動させる方法を採用する（図１（ｃ）参照）。なお、いずれの方法においても、各々の識別センサ２や紙幣４を移動させるための手段として既存の移動装置を利用することができるため、その説明は省略する。この場合、各々の識別センサ２を移動させるタイミングとしては、各識別センサ２を同時に移動させる方法が一般的であるが、これに限定されることは無く、各識別センサ２の移動タイミングを個別に制御して相対的にずらして移動させる方法を適用しても良い。
【００１４】
このような識別センサ２には、走査中に所定のセンシング光Ｌを紙幣４の面構成６ａ，６ｂに向けて発光する発光素子８と、発光素子８と一体的に配置され（図１（ｃ），（ｄ）参照）且つセンシング光Ｌが発光された際に紙幣４の面構成６ａ，６ｂから生じる光Ｒを受光する受光素子１０とが設けられている。
【００１５】
図１（ｂ），（ｄ）に示すように、本実施の形態において、発光素子８は、走査方向Ｓ１に直交する方向のセンシング領域Ｅ１を幅広に確保したセンシング光Ｌを紙幣４の面構成６ａ，６ｂに向けて発光することができるように構成されている。一方、受光素子１０は、センシング光Ｌが発光された際に紙幣４の面構成６ａ，６ｂから生じる光Ｒを受光するように、走査方向Ｓ１に直交する方向の受光領域Ｅ２を幅広に確保できるように構成されている。
この場合、紙幣４の面構成６ａ，６ｂから生じる光Ｒとは、センシング光Ｌが発光された際に紙幣４の面構成６ａ，６ｂから反射した反射光を想定しており、かかる反射光は、面構成６ａ，６ｂの形状や位置、或いは、面構成６ａ，６ｂの印刷に使用するインクの種類（例えば磁気インク）や濃淡に応じて、異なる光学的特性（光強度の変化、散乱、波長変化など）を奏する。
【００１６】
また、発光素子８は、互いに異なる波長帯域の複数のセンシング光Ｌを個別に発光することが可能に構成されており、受光素子１０は、発光素子８から互いに異なる波長帯域のセンシング光Ｌが個別に発光された際に紙幣４の面構成６ａ，６ｂから生じる光（反射光）Ｒを順次受光することが可能に構成されている。なお、発光素子８から互いに異なる波長帯域の複数のセンシング光Ｌを個別に発光させる方法としては、例えば発光素子８に印加する電圧値を切り換えることによって、発光素子８の発振波長を変化させる方法を適用することができる。
【００１７】
この場合、互いに異なる波長帯域のセンシング光Ｌのうち、その一方は略７００ｎｍから１６００ｎｍの波長帯域に設定し、その他方は略３８０ｎｍから７００ｎｍの波長帯域に設定することが好ましい。更に好ましくは、互いに異なる波長帯域のセンシング光Ｌのうち、その一方は略８００ｎｍから１０００ｎｍの波長帯域に設定し、その他方は略５５０ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域に設定することが好ましい。なお、本実施の形態では、一例として、互いに異なる波長帯域のセンシング光Ｌのうち、その一方を略９４０ｎｍの波長帯域に設定し、その他方を略６４０ｎｍの波長帯域に設定している。なお、説明の都合上、略７００ｎｍから１６００ｎｍの波長帯域に含まれるセンシング光Ｌを近赤外光と呼び、略３８０ｎｍから７００ｎｍの波長帯域に含まれるセンシング光Ｌを可視光と呼ぶことにする。
このような波長帯域を実現するための発光素子８としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ等を適用することができるが、それ以外のものであっても、上述したような波長帯域を実現できれば特に種類は問わない。
【００１８】
ここで、互いに異なる波長帯域のセンシング光Ｌ（近赤外光、可視光）を発光素子８から発光させる方法としては、例えば近赤外光と可視光とを所定のタイミングで交互に発光させる方法が好ましい。この場合、近赤外光と可視光との発光タイミングは、各識別センサ２の移動速度や紙幣４の種類に合わせて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。本実施の形態では、その一例として、近赤外光と可視光とを所定のタイミングで交互に発光させているが、紙幣４の面構成６ａ，６ｂを光学的にセンシングすることができれば、これ以外の方法であっても良い。
【００１９】
上述したような識別センサ２によれば、各識別センサ２を走査方向Ｓ１に沿って紙幣４上を移動させながら同時に、発光素子８から近赤外光と可視光とを所定のタイミングで交互に発光させる。このとき受光素子１０は、紙幣４の表裏面構成６から生じる光Ｒを順次受光し、その受光量に対応した電気信号即ち識別信号を出力する。
識別センサ２には演算判定部１２が設けられており、受光素子１０から出力された識別信号は、演算判定部１２において所定の演算処理が施され、そのとき算出された演算結果（電気信号の変化状態Ｖｅ）が予め登録した複数のサンプルデータのいずれに該当するかを比較することによって、紙幣４の種類（例えば、紙幣の真贋）が判定される。
【００２０】
図１（ｅ）に示すように、演算判定部１２には、サンプル対象物（真正紙幣）の表裏面に施された面構成６ａ，６ｂを光学的にセンシングすることで得られた複数のサンプルデータを予め登録するデータベース１２ａと、受光素子１０から出力された識別信号に所定の演算処理を施して演算結果を算出する演算回路１２ｂと、演算回路１２ｂによって算出された演算結果とデータベース１２ａに予め登録した複数のサンプルデータとを比較する演算結果比較回路１２ｃと、演算結果比較回路１２ｃの比較値に基づいて、紙幣４の種類を判定する判定回路１２ｄとが設けられている。
なお、サンプル対象物（真正紙幣）とは、真正紙幣を意味する。
【００２１】
また、サンプルデータとは、真正紙幣の表裏面に施された面構成６ａ，６ｂを光学的にセンシングして得たセンシングデータを意味する。サンプルデータは、識別センサ２によって走査する紙幣４と同一種類のサンプル対象物（真正紙幣）の表裏面に施された面構成６ａ，６ｂを光学的にセンシングしたデータで構成されている。
例えば、真正紙幣を多数（例えば数百個）用意し、それぞれの真正紙幣のセンシングデータを検出する。このとき得られたサンプルデータは、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、面構成６ａ，６ｂのズレや変形等によりある程度の幅を持ったデータａ，ｂ，ｃ，ｄとして検出される。なお、かかるサンプルデータａ，ｂ，ｃ，ｄは、受光素子１０から出力される識別信号（デジタル信号）を全てプロットしたものである。この場合、サンプルデータａ，ｂ，ｃ，ｄの最大値を結んで形成した最大ラインＭ１と、最小値を結んで形成した最小ラインＭ２との間の領域を許容範囲と規定する。
【００２２】
この場合、演算判定部１２では、受光素子１０からの識別信号に基づく演算結果（電気信号の変化状態Ｖｅ）が最大ラインＭ１と最小ラインＭ２との間の領域（許容範囲）内にあるか否かを比較して紙幣４の種類を判定している。具体的には、受光素子１０からの識別信号に基づく演算結果（電気信号の変化状態Ｖｅ）が最大ラインＭ１と最小ラインＭ２との間の領域（許容範囲）内にあれば、その紙幣４は真正なものであることが判定される。これに対して、受光素子１０からの識別信号に基づく演算結果（電気信号の変化状態Ｖｅ）が許容範囲内に無ければ、その紙幣４は贋物であることが判定される。
なお、紙幣４の面構成６ａ，６ｂから生じる反射光Ｒは、新札と旧札とでは異なる光学的特性（光量変化）となって現われるが、反射光Ｒの光量差（即ち、識別信号の強度差）は新札と旧札とでは、それほど大きな違いはない。従って、予め検出したサンプルデータの最大ラインＭ１と最小ラインＭ２との間の幅を大きくする必要がないため、判定精度を向上させることができる。
【００２３】
ここで、演算判定部１２の動作プロセス（即ち、受光素子１０からの識別信号に基づいて紙幣４の種類を判定するまでのプロセス）について具体例を挙げて説明する。
なお、説明を分かり易くするため、図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、走査方向Ｓ１に沿って延出した紙幣４の中心線Ｔに対して対称位置にそれぞれ１個だけ識別センサ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを配置し、これら各識別センサ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを矢印Ｓ１で示す走査方向に沿って移動させることとする。この場合、中心線Ｔに対して対称位置に配置された第１及び第２の識別センサ２ａ，２ｂは、紙幣４の表面に施された表面構成６ａに沿って走査され、一方、残りの第３及び第４の識別センサ２ｃ，２ｄは、紙幣４の裏面に施された裏面構成６ｂに沿って走査される。そして、第１の識別センサ２ａと第３の識別センサ２ｃとは、紙幣４を挟んで対向配置され、第２の識別センサ２ｂと第４の識別センサ２ｄとは、紙幣４を挟んで対向配置されている。
【００２４】
まず、サンプル対象物である真正紙幣４を用意して、その表裏面に施された面構成６ａ，６ｂを光学的にセンシングすることによって、複数のサンプルデータをデータベース１２ａに予め登録する。サンプルセンシング方法としては、図２（ａ）〜（ｄ）に示す４つの方法が想定されるが、本実施の形態では、従来のように全ての方法によるサンプルデータを登録する必要は無く、そのうちの１つの方法（例えば図２（ａ）に示す方法）のサンプルデータを登録すれば足りる。この場合、第１〜第４の識別センサ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄからの識別信号に基づいて、第１〜第４のサンプルデータａ，ｂ，ｃ，ｄ（図３（ａ）〜（ｄ）参照）が登録される。具体的には、図２（ａ）に示す方法において、第１の識別センサ２ａの識別信号に基づいて第１のサンプルデータａ（図３（ａ））が登録され、第２の識別センサ２ｂの識別信号に基づいて第２のサンプルデータｂ（図３（ｂ））が登録され、第３の識別センサ２ｃの識別信号に基づいて第３のサンプルデータｃ（図３（ｃ））が登録され、第４の識別センサ２ｄの識別信号に基づいて第４のサンプルデータｄ（図３（ｄ））が登録される。
【００２５】
次に、任意の紙幣４の種類を実際に判定する場合において、第１〜第４の識別センサ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄで紙幣４をセンシングする方法としては、図２（ａ）〜（ｄ）に示された４つの方法が想定される。つまり、第１〜第４の識別センサ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに対する紙幣４の向きは、図２（ａ）〜（ｄ）に示された４つの向きとなる。
例えば図２（ｂ）に示すような方法で紙幣４がセンシングされたとき、第１〜第４の識別センサ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの各受光素子１０から出力された識別信号は、演算判定部１２の演算回路１２ｂによって所定の演算処理が施され、図４（ａ）〜（ｄ）に示すような電気信号の変化状態Ｖｅを表す演算結果ａ，ｂ，ｃ，ｄとして算出される。具体的には、図２（ｂ）及び図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、演算結果ａは第１の識別センサ２ａからの識別信号に基づいて算出され、演算結果ｂは第２の識別センサ２ｂからの識別信号に基づいて算出され、演算結果ｃは第３の識別センサ２ｃからの識別信号に基づいて算出され、演算結果ｄは第４の識別センサ２ｄからの識別信号に基づいて算出されたものである。
【００２６】
このとき、演算結果比較回路１２ｃは、演算回路１２ｂによって算出された演算結果ａ，ｂ，ｃ，ｄ（図４参照）とデータベース１２ａに予め登録した第１〜第４のサンプルデータａ，ｂ，ｃ，ｄ（図３参照）とを比較する。
この場合、演算結果比較回路１２ｃは、演算結果ａ，ｂ，ｃ，ｄと共に、それら各演算結果ａ，ｂ，ｃ，ｄの電気信号の変化状態Ｖｅを左右反転させたデータ（左右反転演算結果ａ，ｂ，ｃ，ｄ）とを算出し、それら演算結果ａ，ｂ，ｃ，ｄ及び左右反転演算結果ａ，ｂ，ｃ，ｄの各データと、第１〜第４のサンプルデータａ，ｂ，ｃ，ｄ（図３参照）とを比較し、相互に一致しているか否か（即ち、演算結果の各データが第１〜第４のサンプルデータａ，ｂ，ｃ，ｄの許容範囲内にあるか否か）を演算する。
【００２７】
例えば図５（ａ）の演算結果ａに着目すると、演算結果比較回路１２ｃは、この演算結果ａを左右反転演算結果したデータ（電気信号の変化状態Ｖｅ）を算出する（図５（ｂ）参照）。そして、演算結果比較回路１２ｃは、演算結果ａ及び左右反転演算結果ａと第１〜第４のサンプルデータａ，ｂ，ｃ，ｄとの比較演算を行う。この場合、左右反転演算結果ａの電気信号の変化状態Ｖｅ（図５（ｂ））と第２のサンプルデータｂ（図３（ｂ）及び図５（ｃ）参照）とが相互に一致し、左右反転演算結果ａの電気信号の変化状態Ｖｅが、第２のサンプルデータｂの最大ラインＭ１と最小ラインＭ２との間の許容範囲内に位置づけられる（図５（ｄ）参照）。
このような比較演算処理は、全ての演算結果ａ，ｂ，ｃ，ｄ及び左右反転演算結果ａ，ｂ，ｃ，ｄと第１〜第４のサンプルデータａ，ｂ，ｃ，ｄと間で行われるが、ここではその説明は省略する。
【００２８】
このとき、判定回路１２ｄは、演算結果比較回路１２ｃの比較値に基づいて、紙幣４の種類を判定することになる。例えば図４（ａ）〜（ｄ）に示すような電気信号の変化状態Ｖｅを表す演算結果ａ，ｂ，ｃ，ｄが得られた状態において、演算結果比較回路１２ｃが、演算結果ａ，ｂ，ｃ，ｄ及び左右反転演算結果ａ，ｂ，ｃ，ｄと図３に示すような第１〜第４のサンプルデータａ，ｂ，ｃ，ｄとの比較演算を行った場合を想定すると、左右反転演算結果ａが第２のサンプルデータｂと一致し、左右反転演算結果ｂが第１のサンプルデータａと一致し、左右反転演算結果ｃが第４のサンプルデータｄと一致し、左右反転演算結果ｄが第３のサンプルデータｃと一致する。
この場合、判定回路１２は、かかる比較値に基づいて、紙幣４が第１〜第４の識別センサ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに対して図２（ｂ）の向きでセンシングされたことを判定すると共に、第１〜第４のサンプルデータａ，ｂ，ｃ，ｄの全てに一致したことにより、その紙幣４が真正なものと判定する。つまり、判定回路１２は、第１〜第４のサンプルデータａ，ｂ，ｃ，ｄの１つでも一致しない場合には、その紙幣４は贋物として判定し、全て一致した場合にのみ真正と判定する。
なお、上記同様のプロセスを経ることによって、図２（ｃ），（ｄ）に示すような向きでセンシングされた紙幣４の真贋についても高精度に判定することが可能である。
【００２９】
以上、本実施の形態によれば、対象物である紙幣４の表裏面に施された面構成の幾何学的対称性を利用することによって、図２（ａ）〜（ｄ）に示す全ての方法によるサンプルデータを登録する必要は無く、そのうちの１つの方法（例えば図２（ａ）に示す方法）のサンプルデータを登録すれば足りる。この結果、最も少ないサンプルデータで紙幣４の種類を高精度に判定することができると共に、識別センサの製造コストを低減させることができる。
【００３０】
更に、本実施の形態によれば、走査方向Ｓ１に直交する方向のセンシング領域Ｅ１を幅広に確保したセンシング光Ｌを適用したことによって、紙幣４の面構成６ａ，６ｂのズレや変形等に影響されること無く、紙幣４の真贋を正確に判定することができる。更に、互いに異なる波長帯域の複数のセンシング光Ｌを個別に発光してセンシングを行うようにしたことによって、高い識別力で対象物の表裏面構成６を判定することができる。
【００３１】
なお、上述した実施の形態では、対象物として紙幣４を適用しているが、これに限定されることは無く、例えば図６（ａ）に示すように、微細な集積回路がパターン印刷された半導体基板を対象物４として適用することも可能である。この場合の表裏面構成６は、パターン印刷された集積回路となる。このような構成によれば、集積回路６を高精度に判定することができるため、製品の歩留まりを向上させることが可能となる。
【００３２】
また、上述した実施の形態において、発光素子８は、それ単体で互いに異なる波長帯域のセンシング光Ｌ（近赤外光、可視光）を個別に発光するように構成したが、これに限定されることは無く、例えば図１（ｆ），（ｇ）に示すように、互いに異なる波長帯域のセンシング光Ｌ（近赤外光、可視光）を個別に発光する複数（２つ）の発光部８ａ，８ｂによって発光素子８を構成しても良い。例えば一方の発光部８ａからは近赤外光が発光され、他方の発光部８ｂからは可視光が発光される。
【００３３】
更に、上述した実施の形態では、反射光Ｒを用いた識別センサ２の例を示したが、これに限定されることは無く、例えば図６（ｂ），（ｃ）に示すように、透過光を用いた識別センサ２とすることもできる。この場合、一対の識別センサ２を対象物４を挟んで対向配置させ、いずれか一方の識別センサ２の受光素子１０の受光機能を停止させ、他方の識別センサ２の発光素子８（発光部８ａ，８ｂ）の発光機能を停止させる。これにより一方の識別センサ２の発光素子８（発光部８ａ，８ｂ）からのセンシング光Ｌ（近赤外光、可視光）は、対象物４を透過した後、他方の識別センサ２の受光素子１０に受光される。なお、このような透過型の場合には、対象物４は光透過性を有するものに限定されることになる。
【００３４】
また、上述した実施の形態では、単一の発光素子８と受光素子１０とが配置された識別センサ２を基準に説明を加えたが、例えば図７（ａ），（ｂ）に示すように、１つの発光素子８の両側にそれぞれ受光素子１０ａ，１０ｂを配置し、発光素子８からのセンシング光Ｌ（近赤外光、可視光）を対応する受光素子１０ａ，１０ｂで受光するように構成しても良い。
【００３５】
更に、図７（ａ），（ｂ）の変形例として、例えば図７（ｃ）〜（ｆ）に示すように、互いに異なる波長帯域のセンシング光Ｌ（近赤外光、可視光）を個別に発光する複数（２つ）の発光部８ａ，８ｂによって発光素子８を構成しても良い。例えば一方の発光部８ａからは近赤外光が発光され、他方の発光部８ｂからは可視光が発光される。この場合、一方の発光部８ａから近紫外光が発光された際に面構成６ａ，６ｂから生じた反射光Ｒは、一方の受光素子１０ａで受光され、また、他方の発光部８ｂから可視光が発光された際に面構成６ａ，６ｂから生じた反射光Ｒは、他方の受光素子１０ｂで受光される。
【００３６】
また、図７（ａ）〜（ｆ）の変形例として、例えば図８（ａ），（ｂ）に示すように、透過光を用いた識別センサ２とすることもできる。この場合、一対の識別センサ２を対象物４を挟んで対向配置させ、いずれか一方の識別センサ２の受光素子１０ａ，１０ｂの受光機能を停止させ、他方の識別センサ２の発光素子８（発光部８ａ，８ｂ）の発光機能を停止させる。これにより一方の識別センサ２の発光素子８（発光部８ａ，８ｂ）からのセンシング光Ｌ（近赤外光、可視光）は、対象物４を透過した後、他方の識別センサ２の受光素子１０ａ，１０ｂにそれぞれ受光される。なお、このような透過型の場合には、対象物４は光透過性を有するものに限定されることになる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、対象物の表裏面に施された面構成の幾何学的対称性を利用して、対象物の種類を判定する識別センサ２を走査方向Ｓ１に沿って延出した対象物の中心線Ｔに対して対称位置にそれぞれ配置することによって、最も少ないサンプルデータで対象物の種類を高精度に判定することが可能な低価格な識別センサを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る識別センサの使用状態を示す斜視図、（ｂ）は、発光素子からセンシング領域を幅広に確保したセンシング光が発光している状態を示す斜視図、（ｃ）は、識別センサが走査方向に沿って移動している状態を示す斜視図、（ｄ）は、発光素子と受光素子とが一体化された識別センサの平面図、（ｅ）は、演算判定部の内部構成を示すブロック図、（ｆ）及び（ｇ）は、識別センサの変形例を示す平面図であり、発光素子が２つの発光部から構成されている状態を示す図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、対象物である紙幣のセンシング方法を４パターンに分けて示す図。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、図２（ａ）の方法でサンプル紙幣をセンシングした際に、４つの識別センサによって得られたサンプルデータの許容範囲を示す図。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、図２（ｂ）の方法で紙幣をセンシングした際に、４つの識別センサからの識別信号に基づいて演算判定部の演算回路によって算出された演算結果を示す図。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、演算回路によって算出された演算結果とデータベースに予め登録したサンプルデータとを比較して、相互に一致しているか否かを演算しているプロセスを示す図。
【図６】（ａ）は、対象物として微細な集積回路がパターン印刷された半導体基板を適用した変形例を示す斜視図、（ｂ）及び（ｃ）は、透過光を用いた識別センサの構成例を示す図。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、１つの発光素子の両側にそれぞれ受光素子を配置した識別センサの変形例を示す図、（ｃ）〜（ｆ）は、同図（ａ）及び（ｂ）の変形例に係る識別センサの構成を示す図であり、発光素子が２つの発光部から構成されている状態を示す図。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、図７（ａ）〜（ｆ）の変形例であり、透過光を用いた識別センサの構成例を示す図。
【符号の説明】
２識別センサ
４対象物（紙幣）
６ａ，６ｂ面構成（表面構成６ａ、裏面構成６ｂ）
８発光素子
１０受光素子
１２演算判定部
Ｔ中心線
Ｌセンシング光
Ｒ面構成から生じる光
Ｓ１走査方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an identification sensor that can accurately determine the type of an object with the least amount of sample data by utilizing the geometric symmetry of the surface configuration applied to the front and back surfaces of the object.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, as shown in Patent Document 1, a surface configuration (for example, a complicated design or pattern applied to the front and back surfaces of bills, integrated circuits, etc.) applied to the front and back surfaces of an object is recognized. Thus, an identification sensor that determines the type of an object (for example, authenticity, accuracy, etc.) is known. This type of identification sensor is usually arranged on a feature part of a surface configuration (design or pattern) that best reflects the characteristics of the object, and moves the object and the identification sensor relative to each other. Scanning along the features of the configuration. Then, the type of the object (authenticity, accuracy, etc.) is determined by comparing the sensing data (data plotting the characteristic part of the surface configuration) obtained during the scanning with the sample data.
Note that sample data means, for example, authentic data that serves as a reference for determining the type of an object (for example, authenticity or accuracy).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2896288
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-described objects (for example, banknotes, integrated circuits, etc.) are continuously produced in large quantities on the production line, and at that time, complicated designs and patterns applied to the front and back surfaces of the object are the front and back surfaces. The pattern is not printed while maintaining the same shape at exactly the same position, and is slightly shifted or deformed due to the influence of printing accuracy or machine accuracy. Since the conventional identification sensor is scanned in a pin spot state where the sensing area is extremely narrow, if there is a slight deviation or deformation in the design or pattern of the characteristic part, a large difference will occur in the sensing data of the characteristic part .
[0005]
Specifically, the conventional identification sensor is always positioned and fixed at a fixed position, and is not adjusted in accordance with the design of the feature portion, pattern deviation or deformation, and always on a specific scanning line. The sensing data is plotted. For this reason, for example, when there is no deviation or deformation in the design or pattern, the sensing data obtained from the characteristic portion on the specific scanning line always matches the sample data.
[0006]
On the other hand, if there is any deviation or deformation in the characteristic part on the specific scanning line, the sensing data obtained from the identification sensor is not the sample data, even though the same scanning line is scanned. Is different. This is because the sensing area of the conventional identification sensor is in a very narrow pin spot state, and if there is any deviation or deformation in the characteristic part, the design or pattern of the characteristic part deviates from the sensing area. In this case, the identification sensor is in the same state as scanning different feature portions, but sensing data obtained therefrom is compared with sample data as data on the same scanning line. Sensing data from different features is different from the sample data. For example, in the authenticity of banknotes, a genuine banknote is erroneously determined as a flaw, or in the integrated circuit accuracy, a finished product is erroneously determined as a defective product. There was a problem such as.
[0007]
In addition, in order to determine the type of an object (for example, the authenticity and accuracy of banknotes, integrated circuits, etc.) with high accuracy, more sample data representing the characteristic part of the object is required. For example, taking a banknote as an example, since different designs are printed on the front and back sides of the banknote along the vertical and horizontal directions, in order to grasp all the characteristic parts, the banknotes are reciprocated along the vertical and horizontal sides of the banknote. Sample data at the time of scanning must be individually registered. In this case, the storage capacity of the database has to be increased due to an increase in the registration capacity of the sample data, resulting in a problem that the manufacturing cost of the identification sensor increases.
[0008]
The present invention has been made to solve such a problem, and the object is to use the least amount of sample data by utilizing the geometric symmetry of the surface configuration applied to the front and back surfaces of the object. An object of the present invention is to provide a low-cost identification sensor that can determine the type of an object with high accuracy.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the present invention scans along the object 4 and optically senses the surface configuration (surface configuration 6a, back surface configuration 6b) applied to the front and back surfaces of the object. The identification sensor 2 determines the type of the object, and a plurality of identification sensors are arranged at symmetrical positions with respect to the center line T of the object extending along the scanning direction S1, respectively. The identification sensor includes at least a light-emitting element 8 that emits predetermined sensing light L toward the surface configuration of the object during scanning, and an object that is disposed integrally with the light-emitting element and emits the sensing light. The light-receiving element 10 that receives the light R generated from the surface configuration of the light-receiving element and a predetermined calculation process on the electric signal output from the light-receiving element, and the calculation result (electric signal change state Ve) calculated at that time is registered in advance. Multiple suns By comparing whether corresponds to any of Rudeta, and a calculation judgment unit 12 determines the type of the object.
The calculation determination unit includes at least a database 12a for pre-registering a plurality of sample data obtained by optically sensing the surface configuration applied to the front and back surfaces of the sample object, and the electric power output from the light receiving element. An arithmetic circuit 12b that performs a predetermined arithmetic process on the signal to calculate an arithmetic result, an arithmetic result comparison circuit 12c that compares the arithmetic result calculated by the arithmetic circuit with a plurality of sample data registered in advance in the database, and the arithmetic result A determination circuit 12d for determining the type of the object based on the comparison value of the comparison circuit is provided.
The light emitting element is configured to be capable of individually emitting a plurality of sensing lights (near infrared light and visible light) in different wavelength bands, and the light receiving element is sensing light in different wavelength bands from the light emitting element. When light is emitted individually, the light generated from the surface configuration of the object can be sequentially received.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an identification sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIGS. 1A and 2, the identification sensor 2 according to the present embodiment scans along the object 4, and the surface configuration (surface configuration 6 a, By optically sensing the back surface configuration 6b), the type of the object can be determined. In the following description, a banknote is applied as an example of the object 4, and the surface configuration (for example, design of characters, figures, etc.) applied (printed) on the front and back surfaces of the banknote 4 is the surface configuration 6 a and the back surface. It is defined as configuration 6b.
[0011]
The identification sensors 2 are respectively arranged at symmetrical positions with respect to the center line T of the banknote 4 extending along the scanning direction S1, and a plurality of identification sensors 2 are provided so as to perform (scanning) sensing along the characteristic part of the banknote 4. ing. In this way, by disposing the identification sensors 2 in symmetrical positions with respect to the center line T of the banknote 4, while utilizing the geometric symmetry of the surface configurations 6a and 6b applied to the front and back surfaces of the banknote 4, It becomes possible to determine the type of banknote 4 (for example, the authenticity of a banknote) with high accuracy with the least amount of sample data.
Note that the center line T of the banknote 4 is a line formed when the banknote 4 is folded in half along the longitudinal direction or the lateral direction (direction orthogonal to the longitudinal direction). In FIG. 2, a center line T formed when the banknote 4 is folded back in half along the longitudinal direction is shown as an example.
[0012]
In FIG. 1A and FIG. 2, a plurality of identification sensors 2 are arranged at symmetrical positions with respect to the center line T along a direction (short direction) crossing the longitudinal direction of the banknote 4. Although the structural example which senses in the longitudinal direction (scanning) is shown, each of the plurality of identification sensors 2 along the longitudinal direction of the banknote 4 with respect to the center line (line perpendicular to the center line T) is also shown. You may comprise so that it may arrange in a symmetrical position and it senses in the transversal direction of the banknote 4 (scanning).
In addition, since the arrangement | positioning space | interval and number of the identification sensors 2 are arbitrarily set according to the shape, position, etc. of the characteristic part of the banknote 4, it does not specifically limit about the arrangement | sequence space | intervals and number of the identification sensors 2 here. Moreover, the characteristic part of the banknote 4 which is a target object refers to the part effective in specifying or determining the banknote 4.
[0013]
Further, as a method of scanning the plurality of identification sensors 2 along the characteristic portion of the banknote 4, a method of moving each identification sensor 2 along the scanning direction indicated by the arrow S1 while the banknote 4 is fixed, or each identification sensor The method of moving the banknote 4 along the scanning direction indicated by the arrow S2 while 2 is fixed, the method of moving the banknote 4 and each identification sensor 2 relatively simultaneously in the directions of the arrows S1 and S2, etc. can be considered. In the embodiment, a method is adopted in which each identification sensor 2 is moved in the scanning direction S1 while the banknote 4 is fixed (see FIG. 1C). In any method, since an existing moving device can be used as a means for moving each identification sensor 2 or banknote 4, the description thereof is omitted. In this case, the timing of moving each identification sensor 2 is generally a method of moving each identification sensor 2 at the same time, but is not limited to this, and the movement timing of each identification sensor 2 is individually set. You may apply the method of controlling and moving relatively shifted.
[0014]
In such an identification sensor 2, a light-emitting element 8 that emits predetermined sensing light L toward the surface configurations 6a and 6b of the bill 4 during scanning, and the light-emitting element 8 are integrally disposed (FIG. 1C). ), (D)) and a light receiving element 10 that receives the light R generated from the surface configurations 6a and 6b of the banknote 4 when the sensing light L is emitted.
[0015]
As shown in FIGS. 1B and 1D, in the present embodiment, the light emitting element 8 uses the sensing light L in which the sensing region E1 in the direction orthogonal to the scanning direction S1 is wide enough to form the surface configuration of the banknote 4. It is comprised so that it can light-emit toward 6a, 6b. On the other hand, the light receiving element 10 can secure a wide light receiving region E2 in a direction orthogonal to the scanning direction S1 so as to receive the light R generated from the surface configurations 6a and 6b of the banknote 4 when the sensing light L is emitted. It is configured as follows.
In this case, the light R generated from the surface configurations 6a and 6b of the banknote 4 assumes reflected light reflected from the surface configurations 6a and 6b of the banknote 4 when the sensing light L is emitted. Depending on the shape and position of the surface structures 6a and 6b, or the type of ink used for printing the surface structures 6a and 6b (for example, magnetic ink) and light and shade, different optical characteristics (change in light intensity, scattering, wavelength) Change).
[0016]
The light emitting element 8 is configured to be able to individually emit a plurality of sensing lights L in different wavelength bands, and the light receiving element 10 receives the sensing light L in different wavelength bands from the light emitting element 8 individually. The light (reflected light) R generated from the surface configurations 6a and 6b of the banknote 4 when it is emitted is sequentially received. As a method of individually emitting a plurality of sensing lights L in different wavelength bands from the light emitting element 8, for example, a method of changing the oscillation wavelength of the light emitting element 8 by switching the voltage value applied to the light emitting element 8. Can be applied.
[0017]
In this case, it is preferable that one of the sensing lights L in different wavelength bands is set to a wavelength band of about 700 nm to 1600 nm, and the other is set to a wavelength band of about 380 nm to 700 nm. More preferably, one of the sensing lights L in different wavelength bands is set to a wavelength band of about 800 nm to 1000 nm, and the other is set to a wavelength band of about 550 nm to 650 nm. In the present embodiment, as an example, one of the sensing lights L in different wavelength bands is set to a wavelength band of about 940 nm, and the other is set to a wavelength band of about 640 nm. For convenience of explanation, the sensing light L included in the wavelength band of approximately 700 nm to 1600 nm is referred to as near infrared light, and the sensing light L included in the wavelength band of approximately 380 nm to 700 nm is referred to as visible light.
As the light emitting element 8 for realizing such a wavelength band, a light emitting diode (LED), a semiconductor laser, or the like can be applied. If possible, the type is not particularly limited.
[0018]
Here, as a method of emitting sensing light L (near infrared light, visible light) in different wavelength bands from the light emitting element 8, for example, a method of alternately emitting near infrared light and visible light at a predetermined timing. Is preferred. In this case, the emission timings of the near-infrared light and the visible light are arbitrarily set according to the moving speed of each identification sensor 2 and the type of the banknote 4, and are not particularly limited here. In the present embodiment, as an example, near-infrared light and visible light are alternately emitted at a predetermined timing. If the surface configurations 6a and 6b of the banknote 4 can be optically sensed, Other methods may be used.
[0019]
According to the identification sensor 2 as described above, near infrared light and visible light from the light emitting element 8 are alternately switched at a predetermined timing while moving each identification sensor 2 on the bill 4 along the scanning direction S1. Make it emit light. At this time, the light receiving element 10 sequentially receives the light R generated from the front and back surface configuration 6 of the banknote 4 and outputs an electrical signal corresponding to the amount of received light, that is, an identification signal.
The identification sensor 2 is provided with a calculation determination unit 12. The identification signal output from the light receiving element 10 is subjected to a predetermined calculation process in the calculation determination unit 12, and the calculation result (the electric signal of the electric signal) is calculated at that time. The type of banknote 4 (for example, authenticity of banknote) is determined by comparing which of the plurality of sample data registered in advance is the change state Ve).
[0020]
As shown in FIG.1 (e), the calculation determination part 12 has the some sample obtained by optically sensing the surface structures 6a and 6b given to the front and back of a sample target object (genuine banknote). A database 12a for registering data in advance, an arithmetic circuit 12b for performing a predetermined arithmetic process on the identification signal output from the light receiving element 10 to calculate an arithmetic result, an arithmetic result calculated by the arithmetic circuit 12b, and the database 12a in advance A calculation result comparison circuit 12c that compares a plurality of registered sample data, and a determination circuit 12d that determines the type of the banknote 4 based on the comparison value of the calculation result comparison circuit 12c are provided.
In addition, a sample target object (genuine banknote) means a genuine banknote.
[0021]
The sample data means sensing data obtained by optically sensing the surface configurations 6a and 6b provided on the front and back surfaces of the genuine banknote. The sample data is constituted by data obtained by optically sensing the surface configurations 6a and 6b applied to the front and back surfaces of the same sample object (genuine banknote) as the banknote 4 scanned by the identification sensor 2.
For example, a large number (for example, several hundred) of genuine banknotes are prepared, and sensing data of each genuine banknote is detected. The sample data obtained at this time is detected as data a, b, c, d having a certain width due to displacement or deformation of the surface structures 6a, 6b as shown in FIGS. 3 (a) to 3 (d). Is done. The sample data a, b, c, d are obtained by plotting all the identification signals (digital signals) output from the light receiving element 10. In this case, an area between the maximum line M1 formed by connecting the maximum values of the sample data a, b, c, and d and the minimum line M2 formed by connecting the minimum values is defined as an allowable range.
[0022]
In this case, the calculation determination unit 12 determines whether the calculation result (electric signal change state Ve) based on the identification signal from the light receiving element 10 is within the region (allowable range) between the maximum line M1 and the minimum line M2. The type of the banknote 4 is determined by comparing the above. Specifically, if the calculation result (electric signal change state Ve) based on the identification signal from the light receiving element 10 is within an area (allowable range) between the maximum line M1 and the minimum line M2, the banknote 4 is It is determined that it is authentic. On the other hand, if the calculation result (electric signal change state Ve) based on the identification signal from the light receiving element 10 is not within the allowable range, it is determined that the banknote 4 is a basket.
The reflected light R generated from the surface configurations 6a and 6b of the banknote 4 appears with different optical characteristics (light amount change) between the new bill and the old bill, but the light amount difference (that is, the identification signal of the identification signal). The difference in strength is not so different between the new and old bills. Therefore, since it is not necessary to increase the width between the maximum line M1 and the minimum line M2 of the sample data detected in advance, the determination accuracy can be improved.
[0023]
Here, an operation process of the calculation determination unit 12 (that is, a process until the type of the banknote 4 is determined based on the identification signal from the light receiving element 10) will be described with a specific example.
For easy understanding, as shown in FIGS. 2A to 2D, only one identification sensor is provided at each symmetrical position with respect to the center line T of the banknote 4 extending along the scanning direction S1. 2a, 2b, 2c, 2d are arranged, and each of the identification sensors 2a, 2b, 2c, 2d is moved along the scanning direction indicated by the arrow S1. In this case, the first and second identification sensors 2a and 2b arranged at symmetrical positions with respect to the center line T are scanned along the surface configuration 6a applied to the surface of the banknote 4, while the remaining first The third and fourth identification sensors 2 c and 2 d are scanned along a back surface configuration 6 b provided on the back surface of the banknote 4. The first identification sensor 2a and the third identification sensor 2c are arranged to face each other with the banknote 4 interposed therebetween, and the second identification sensor 2b and the fourth identification sensor 2d are arranged to face each other with the banknote 4 interposed therebetween. Has been.
[0024]
First, a genuine banknote 4 as a sample object is prepared, and a plurality of sample data is registered in advance in the database 12a by optically sensing the surface configurations 6a and 6b applied to the front and back surfaces. As the sample sensing method, four methods shown in FIGS. 2A to 2D are assumed, but in the present embodiment, it is not necessary to register sample data by all methods as in the prior art. It is sufficient to register the sample data of one method (for example, the method shown in FIG. 2A). In this case, based on the identification signals from the first to fourth identification sensors 2a, 2b, 2c, and 2d, the first to fourth sample data a, b, c, and d (FIGS. 3A to 3D). )) Is registered. Specifically, in the method shown in FIG. 2A, the first sample data a (FIG. 3A) is registered based on the identification signal of the first identification sensor 2a, and the second identification sensor 2b. The second sample data b (FIG. 3B) is registered based on the identification signal, and the third sample data c (FIG. 3C) is registered based on the identification signal of the third identification sensor 2c. Then, the fourth sample data d (FIG. 3D) is registered based on the identification signal of the fourth identification sensor 2d.
[0025]
Next, in the case of actually determining the type of an arbitrary banknote 4, as a method of sensing the banknote 4 with the first to fourth identification sensors 2a, 2b, 2c, and 2d, FIGS. The four methods shown in FIG. That is, the direction of the banknote 4 with respect to the 1st-4th identification sensors 2a, 2b, 2c, 2d becomes four directions shown by Fig.2 (a)-(d).
For example, when the bill 4 is sensed by the method shown in FIG. 2B, the identification signals output from the respective light receiving elements 10 of the first to fourth identification sensors 2a, 2b, 2c, and 2d are calculated and determined. Predetermined arithmetic processing is performed by the arithmetic circuit 12b of the unit 12, and calculation results a, b, c, and d representing electric signal change states Ve as shown in FIGS. Specifically, as shown in FIGS. 2B and 4A to 4D, the calculation result a is calculated based on the identification signal from the first identification sensor 2a, and the calculation result b is The calculation result c is calculated based on the identification signal from the third identification sensor 2c, and the calculation result d is calculated from the identification signal from the fourth identification sensor 2d. It is calculated based on this.
[0026]
At this time, the operation result comparison circuit 12c includes the operation results a, b, c, d (see FIG. 4) calculated by the operation circuit 12b and the first to fourth sample data a, b, pre-registered in the database 12a. c and d (see FIG. 3) are compared.
In this case, the operation result comparison circuit 12c, together with the operation results a, b, c, d, data obtained by horizontally inverting the change state Ve of the electric signals of the respective operation results a, b, c, d (left-right inversion operation result). a, b, c, d), the calculation results a, b, c, d and the left-right inversion calculation results a, b, c, d, and the first to fourth sample data a, b, c, d (see FIG. 3) are compared with each other and whether or not they match each other (that is, each calculation result is within the allowable range of the first to fourth sample data a, b, c, d) Or not).
[0027]
For example, paying attention to the calculation result a in FIG. 5A, the calculation result comparison circuit 12c calculates data (electric signal change state Ve) obtained by performing a left-right inversion operation on the calculation result a (see FIG. 5B). ). Then, the operation result comparison circuit 12c performs a comparison operation between the operation result a and the left / right inversion operation result a and the first to fourth sample data a, b, c, and d. In this case, the change state Ve (FIG. 5B) of the electrical signal of the left-right reversal calculation result a and the second sample data b (see FIGS. 3B and 5C) match each other. The change state Ve of the electrical signal of the left / right reversal calculation result a is positioned within an allowable range between the maximum line M1 and the minimum line M2 of the second sample data b (see FIG. 5D).
Such comparison operation processing is performed between all the operation results a, b, c, d and the left-right inversion operation results a, b, c, d and the first to fourth sample data a, b, c, d. The description is omitted here.
[0028]
At this time, the determination circuit 12d determines the type of the banknote 4 based on the comparison value of the calculation result comparison circuit 12c. For example, in the state in which the operation results a, b, c, d representing the electric signal change state Ve as shown in FIGS. 4A to 4D are obtained, the operation result comparison circuit 12c operates the operation results a, b. , C, d and left / right reversal calculation results a, b, c, d and the first to fourth sample data a, b, c, d as shown in FIG. The left / right inversion operation result a matches the second sample data b, the left / right inversion operation result b matches the first sample data a, the left / right inversion operation result c matches the fourth sample data d, and the left / right inversion The calculation result d matches the third sample data c.
In this case, the determination circuit 12 determines that the banknote 4 is sensed in the direction of FIG. 2B with respect to the first to fourth identification sensors 2a, 2b, 2c, and 2d based on the comparison value. At the same time, it is determined that the banknote 4 is authentic by matching all of the first to fourth sample data a, b, c, d. That is, the determination circuit 12 determines that the banknote 4 is a treasure when one of the first to fourth sample data a, b, c, d does not match, and determines that the bill 4 is authentic only when all match. To do.
In addition, it is possible to determine with high precision also about the authenticity of the banknote 4 sensed by the direction as shown in FIG.2 (c), (d) by passing through the process similar to the above.
[0029]
As described above, according to the present embodiment, by using the geometric symmetry of the surface configuration applied to the front and back surfaces of the bill 4 that is the object, all of the objects shown in FIGS. It is not necessary to register sample data by a method, and it is sufficient to register sample data of one of the methods (for example, the method shown in FIG. 2A). As a result, the type of the banknote 4 can be determined with high accuracy with the least amount of sample data, and the manufacturing cost of the identification sensor can be reduced.
[0030]
Furthermore, according to the present embodiment, by applying the sensing light L in which the sensing area E1 in the direction orthogonal to the scanning direction S1 is widened, the deviation or deformation of the surface configurations 6a and 6b of the banknote 4 is affected. Without being done, the authenticity of the banknote 4 can be determined accurately. Further, by performing the sensing by individually emitting a plurality of sensing lights L in different wavelength bands, it is possible to determine the front / back surface configuration 6 of the object with high discrimination power.
[0031]
In the above-described embodiment, the banknote 4 is applied as an object, but the present invention is not limited to this, and for example, as shown in FIG. 6A, a fine integrated circuit is pattern-printed. It is also possible to apply a semiconductor substrate as the object 4. The front / back surface configuration 6 in this case is an integrated circuit printed with a pattern. According to such a configuration, since the integrated circuit 6 can be determined with high accuracy, the yield of products can be improved.
[0032]
In the above-described embodiment, the light emitting element 8 is configured to individually emit the sensing light L (near infrared light and visible light) in different wavelength bands as a single unit, but is not limited thereto. For example, as shown in FIGS. 1 (f) and 1 (g), a plurality of (two) light emitting units 8 a that individually emit sensing light L (near infrared light and visible light) in different wavelength bands. , 8b may constitute the light emitting element 8. For example, near-infrared light is emitted from one light-emitting portion 8a, and visible light is emitted from the other light-emitting portion 8b.
[0033]
Furthermore, in the above-described embodiment, the example of the identification sensor 2 using the reflected light R has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, as shown in FIGS. It can also be set as the identification sensor 2 using light. In this case, the pair of identification sensors 2 are arranged opposite to each other with the object 4 interposed therebetween, the light receiving function of the light receiving element 10 of one of the identification sensors 2 is stopped, and the light emitting element 8 (light emitting unit 8a) of the other identification sensor 2 is stopped. , 8b) is stopped. Thereby, the sensing light L (near infrared light, visible light) from the light emitting element 8 (light emitting part 8a, 8b) of one identification sensor 2 is transmitted through the object 4, and then the light receiving element of the other identification sensor 2. 10 receives light. Note that in the case of such a transmission type, the object 4 is limited to one having optical transparency.
[0034]
In the above-described embodiment, the description has been made with reference to the identification sensor 2 in which the single light-emitting element 8 and the light-receiving element 10 are arranged. For example, as shown in FIGS. The light receiving elements 10a and 10b are arranged on both sides of one light emitting element 8, and the sensing light L (near infrared light and visible light) from the light emitting element 8 is received by the corresponding light receiving elements 10a and 10b. You may do it.
[0035]
Further, as a modification of FIGS. 7A and 7B, for example, as shown in FIGS. 7C to 7F, sensing light L (near-infrared light and visible light) having different wavelength bands is individually used. The light emitting element 8 may be configured by a plurality (two) of light emitting portions 8a and 8b that emit light. For example, near-infrared light is emitted from one light-emitting portion 8a, and visible light is emitted from the other light-emitting portion 8b. In this case, the reflected light R generated from the surface structures 6a and 6b when near-ultraviolet light is emitted from one light emitting portion 8a is received by one light receiving element 10a and visible light from the other light emitting portion 8b. The reflected light R generated from the surface structures 6a and 6b when is emitted is received by the other light receiving element 10b.
[0036]
Moreover, as a modification of FIGS. 7A to 7F, for example, as shown in FIGS. 8A and 8B, an identification sensor 2 using transmitted light may be used. In this case, the pair of identification sensors 2 are arranged opposite to each other with the object 4 interposed therebetween, the light receiving function of the light receiving elements 10a and 10b of one of the identification sensors 2 is stopped, and the light emitting element 8 (light emission) of the other identification sensor 2 is stopped. The light emitting function of the parts 8a, 8b) is stopped. Thereby, the sensing light L (near infrared light, visible light) from the light emitting element 8 (light emitting part 8a, 8b) of one identification sensor 2 is transmitted through the object 4, and then the light receiving element of the other identification sensor 2. Light is received by 10a and 10b, respectively. Note that in the case of such a transmission type, the object 4 is limited to one having optical transparency.
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, the identification sensor 2 that determines the type of the object is extended along the scanning direction S1 using the geometric symmetry of the surface configuration applied to the front and back surfaces of the object. By arranging them at symmetrical positions with respect to the center line T, it is possible to realize a low-cost identification sensor that can determine the type of the object with the least amount of sample data with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a perspective view illustrating a usage state of an identification sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a diagram illustrating sensing light emitted from a light emitting element with a wide sensing area. The perspective view which shows a state, (c) is a perspective view which shows the state which the identification sensor is moving along a scanning direction, (d) is a top view of the identification sensor with which the light emitting element and the light receiving element were integrated. , (E) is a block diagram showing the internal configuration of the arithmetic determination unit, (f) and (g) are plan views showing modifications of the identification sensor, and the light emitting element is composed of two light emitting units. The figure which shows a state.
FIGS. 2A to 2D are diagrams illustrating a sensing method of a bill, which is an object, divided into four patterns.
FIGS. 3A to 3D are diagrams showing allowable ranges of sample data obtained by four identification sensors when a sample banknote is sensed by the method of FIG.
FIGS. 4A to 4D are computations calculated by an arithmetic circuit of an arithmetic determination unit based on identification signals from four identification sensors when a banknote is sensed by the method of FIG. 2B. The figure which shows a result.
FIGS. 5A to 5D show a process in which a calculation result calculated by an arithmetic circuit is compared with sample data registered in advance in a database to calculate whether or not they match each other. FIG.
6A is a perspective view showing a modified example in which a semiconductor substrate on which a fine integrated circuit is printed as a target is applied, and FIGS. 6B and 6C are diagrams of an identification sensor using transmitted light. The figure which shows the example of a structure.
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing modifications of the identification sensor in which light receiving elements are arranged on both sides of one light emitting element, and FIGS. 7C to 7F are views of FIGS. It is a figure which shows the structure of the identification sensor which concerns on the modification of (b), and is a figure which shows the state from which the light emitting element is comprised from two light emission parts.
8A and 8B are diagrams showing a configuration example of an identification sensor using transmitted light, which is a modification of FIGS. 7A to 7F. FIG.
[Explanation of symbols]
2 Identification sensor
4 Object (banknote)
6a, 6b Surface configuration (front surface configuration 6a, back surface configuration 6b)
8 Light emitting elements
10 Light receiving element
12 Operation determination unit
T center line
L Sensing light
Light from the R-plane configuration
S1 Scan direction

Claims

An identification sensor that determines the type of the object by scanning along the object and optically sensing the surface configuration applied to the front and back surfaces of the object,
A plurality of the identification sensors are arranged at symmetrical positions with respect to the center line of the object extending along the scanning direction, and each of the identification sensors includes at least
A light emitting element that emits predetermined sensing light toward the surface configuration of the object during scanning; and
A light receiving element that is disposed integrally with the light emitting element and receives light generated from a surface configuration of the object when the sensing light is emitted;
By applying a predetermined calculation process to the electrical signal output from the light receiving element and comparing which of the plurality of sample data registered in advance the calculated result corresponds to the type of the object An identification sensor comprising: an operation determination unit that determines

The arithmetic determination unit includes at least
A database that pre-registers the plurality of sample data obtained by optically sensing the surface configuration applied to the front and back surfaces of the sample object;
An arithmetic circuit for performing a predetermined arithmetic processing on the electrical signal output from the light receiving element and calculating the arithmetic result;
A calculation result comparison circuit for comparing the calculation result calculated by the calculation circuit with the plurality of sample data registered in advance in the database;
The identification sensor according to claim 1, further comprising: a determination circuit that determines a type of the object based on a comparison value of the calculation result comparison circuit.

The light emitting element is configured to be capable of individually emitting a plurality of sensing lights in mutually different wavelength bands, and the light receiving element individually emits sensing lights in mutually different wavelength bands from the light emitting element. 3. The identification sensor according to claim 1, wherein the identification sensor is configured to sequentially receive light generated from the surface configuration of the object.

The light emitting element is composed of a plurality of light emitting units that individually emit sensing light in different wavelength bands, and the light receiving element is configured to emit a plurality of sensing lights individually from the plurality of light emitting units. The identification sensor according to claim 1, wherein the identification sensor is configured to sequentially receive light generated from the surface configuration of the object.

The light emitting element is configured to be capable of individually emitting a plurality of sensing lights in mutually different wavelength bands, and the light receiving element individually emits sensing lights in mutually different wavelength bands from the light emitting element. 3. The identification sensor according to claim 1, wherein the identification sensor includes a plurality of light receiving portions that respectively receive light generated from the surface configuration of the object.

The light emitting element is composed of a plurality of light emitting sections that individually emit sensing light in different wavelength bands, and the light receiving element is configured to individually sense light in different wavelength bands from the plurality of light emitting sections of the light emitting element. 3. The identification sensor according to claim 1, wherein the identification sensor includes a plurality of light receiving portions that respectively receive light generated from a surface configuration of the object when the light is emitted.

The light emitting element is configured to emit sensing light having a wide sensing region in a direction orthogonal to the scanning direction toward the surface configuration of the object, and the light receiving element emits the sensing light. 7. A light receiving region in a direction orthogonal to the scanning direction is configured to be wide so that the light generated from the surface configuration of the object when received is configured to be wide. The identification sensor according to claim 1.

4. The sensing light having different wavelength bands, one of which is set to a wavelength band of about 700 nm to 1600 nm, and the other is set to a wavelength band of about 380 nm to 700 nm. The identification sensor of any one of -7.

4. One of the sensing lights having different wavelength bands is set to a wavelength band of about 800 nm to 1000 nm, and the other is set to a wavelength band of about 550 nm to 650 nm. The identification sensor of any one of -7.

8. One of the sensing lights having different wavelength bands is set to a wavelength band of approximately 940 nm, and the other is set to a wavelength band of approximately 640 nm. The identification sensor according to claim 1.