JP2005100197A

JP2005100197A - 識別センサ及び識別装置

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Publication number: JP2005100197A
Application number: JP2003334536A
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: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2005-04-14
Also published as: AU2004214551A1; EP1519327A3; US7920302B2; ZA200407554B; CN1601565A; CN100357978C; US20050069190A1; US7528998B2; EP1519327A2; US20090185735A1

Abstract

【課題】対象物の表面構成のズレが生じている場合であっても、対象物に対する高い識別信頼度や高精度な識別機能を有する識別センサ及び識別装置を提供する。
【解決手段】識別センサ２は、対象物４の表面構成６からの光を受光する複数の光学素子E1,E2,E3を有し、各光学素子は、走査方向Ｓ１を横断する方向のセンシング領域W1,W2,W3が幅広に確保されるように所定間隔で配置されている。また、識別装置は、識別センサを対象物に沿って走査した際、複数の光学素子から出力された各電気信号に基づいて、対象物の表面に対する表面構成の印刷ズレを検出するズレ検出手段１０と、ズレ検出手段の検出結果に基づいて、複数の光学素子の中から特定の光学素子を選択する光学素子選択手段１２と、選択した特定の光学素子からの電気信号が、予め登録した許容範囲内にあるか否かを判定することで、対象物を識別する判定識別手段１４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、対象物に対する高い識別信頼度や高精度な識別機能を有する識別センサ及び識別装置に関する。

従来から、対象物を光学的に識別する種々の識別センサ及び識別装置が知られている。
例えば特許文献１には、対象物(紙幣)からの反射光の光学的特性を検出することにより対象物の識別(紙幣の真贋判定)を行う反射型識別センサが示されている。かかる識別センサは、通常、対象物(紙幣)の特徴を最も良く反映した表面構成（例えば、紙幣表面に印刷された文字や図形等の印刷パターン）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で識別センサを表面構成の特徴部分に沿って走査している。この場合、予めサンプル対象物(真正紙幣)を走査し、その特徴部分からの反射光の反射光特性をサンプルデータとして登録しておく。そして、実際の識別処理では、対象物に対して識別センサを走査している間に得られたセンシングデータ(紙幣の特徴部分からの反射光に基づくデータ)と、予め登録してあるサンプルデータと比較することにより対象物である紙幣の真贋を判定している。

例えば特許文献２には、対象物(紙幣)からの透過光の光学的特性を検出することにより対象物の識別(紙幣の真贋判定)を行う透過型識別センサが示されている。かかる透過型識別センサでは、予めサンプル対象物(真正紙幣)の透過光特性をサンプルデータとして登録し、その後は上記特許文献１と同様に、対象物に対して識別センサを走査している間に得られたセンシングデータ(紙幣の特徴部分からの透過光に基づくデータ)と、予め登録してあるサンプルデータと比較することにより対象物である紙幣の真贋を判定している。

ところで、上述したような対象物である紙幣は、大量生産されており、その紙幣に施された模様や印刷パターン等の特徴部分は、全ての紙幣表面上において全く同一位置に同一形状で施されることは無く、例えば特徴部分の印刷中における印刷精度や印刷機の機械精度により若干のズレが生じてしまう場合がある。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、紙幣表面上の特徴部分に若干でもズレがあると、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。

具体的に説明すると、識別センサは一定箇所に位置決めされており、対象物(紙幣)の特徴部分のズレ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における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、例えば対象物(紙幣)の特徴部分にズレが無い場合、特定の走査ライン上におけるセンシングデータは、予め登録してあるサンプルデータと一致するが、その特定の走査ライン上の特徴部分に若干でもズレがあると、同一の走査ラインを走査しているにも関わらず、その識別センサにより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。

従来の識別センサのセンシング領域は、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があると、その特徴部分のパターンがセンシング領域から外れてしまうことになり、そうなると識別センサは異なる部分(特徴部分から外れた部分)を走査しているのと同じ状態になる。そして、その異なる部分から得られるデータを、上記特定の走査ライン上におけるセンシングデータと見做してサンプルデータと比較してしまう。異なる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、真正紙幣が贋物として誤って判定されてしまう畏れがあり、識別信頼度や識別精度に欠けるといった問題があった。
特許第２８９６２８８号公報特開２００３−７７０２６号公報

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、対象物の表面構成のズレが生じている場合であっても、対象物に対する高い識別信頼度や高精度な識別機能を有する識別センサ及び識別装置を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明は、対象物(例えば、紙幣)４の表面に沿って走査した際に、その対象物の表面に施された表面構成６を光学的にセンシングすることにより対象物を識別する識別センサ２であって、識別センサには、対象物の表面構成から生じた光Ｒを受光することが可能な複数の光学素子(例えば、E1,E2,E3)が設けられており、複数の光学素子は、走査方向Ｓ１を横断する方向のセンシング領域(W1,W2,W3の合計)が幅広に確保されるように、走査方向を横断する方向に所定間隔で配置されている。
また、本発明は、対象物の表面に沿って走査した際に、その対象物の表面に施された表面構成を光学的にセンシングすることにより対象物を識別する識別装置であって、この識別装置には、対象物の表面構成から生じた光を受光することが可能な複数の光学素子を有する識別センサが設けられており、この識別センサの複数の光学素子は、走査方向を横断する方向のセンシング領域が幅広に確保されるように、走査方向を横断する方向に所定間隔で配置されている。
このような識別センサが組み込まれた識別装置は、更に、識別センサを対象物の表面に沿って走査した際に、対象物の表面構成から生じた光を受光した複数の光学素子のそれぞれから出力された複数の電気信号に基づいて、対象物の表面に対する表面構成のズレを検出することが可能なズレ検出手段１０と、ズレ検出手段から出力された検出結果に基づいて、複数の光学素子の中から特定の光学素子を選択することが可能な光学素子選択手段１２と、光学素子選択手段により選択した特定の光学素子からの電気信号が、予め登録した許容範囲内にあるか否かを判定することにより、対象物を識別することが可能な判定識別手段１４とを備えている。
この場合、複数の光学素子は、それぞれ、対象物の表面構成に向けて所定のセンシング光を発光する発光部８ａと、発光部から所定のセンシング光が発光された際に対象物の表面構成から生じた光を受光する受光部８ｂとを備えて構成されていると共に、複数の光学素子は、走査方向を横断する方向において互いに隙間なく配置されている。
なお、対象物の表面構成から生じた光には、対象物の表面構成から反射した反射光Ｒや対象物の表面構成を透過した透過光Ｔが含まれ、対象物の表面構成には、例えば紙幣の表面に印刷された文字や図形等の印刷パターンが含まれる。

本発明によれば、対象物の表面構成のズレが生じている場合であっても、対象物に対する高い識別信頼度や高精度な識別機能を有する識別センサ及び識別装置を実現することが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態に係る識別センサ及び識別装置について、添付図面を参照して説明する。
図１(ａ)には、本実施の形態の識別センサ２が組み込まれた識別装置の外観構成が示されている。この場合、識別センサ２は、対象物４の表面に沿って走査した際に、その対象物４の表面構成６を光学的にセンシングすることにより、対象物４を識別することができるようになっている。なお、ここでは、対象物４として紙幣を想定し、この紙幣４の表面に印刷されている文字や図形等の印刷パターンを表面構成６と規定する。

識別センサ２は、対象物である紙幣４の特徴部分に沿ってセンシング(走査)されるように、複数箇所に配列される。例えば図１(ａ)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を所定間隔に配列し、紙幣４の長手方向にセンシングする構成が示されているが、これ以外に例えば紙幣４の長手方向に沿って複数の識別センサ２を所定間隔に配列し、紙幣４の短手方向にセンシングするように構成しても良い。
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などに合わせて任意に設定されるため、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を判定及び識別するのに有効な部分(例えば、表面構成６のうち、その紙幣４の特徴を最も良く表した部分)を指す。

また、複数の識別センサ２を紙幣４の特徴部分に沿って相対的に走査させる方法として、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、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が考えられるが、ここでは、その一例として、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(ｂ))。なお、いずれの方法でも、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。

図１(ａ),(ｂ)に示すように、識別センサ２には、紙幣４の表面構成６から生じた光を受光することが可能な複数の光学素子(例えば、E1,E2,E3)が設けられている。
本実施の形態では、その一例として、３個の光学素子E1,E2,E3が適用されており、それぞれの光学素子E1,E2,E3は、紙幣４(表面構成６)に向けて所定のセンシング光Ｌを発光する発光部８ａと、発光部８ａから所定のセンシング光Ｌが発光された際に紙幣４(表面構成６)から生じた光Ｒを受光する受光部８ｂとを備えて構成されている(図１(ｃ))。この場合、それぞれの光学素子E1,E2,E3を受光部８ｂだけで構成しても良い。なお、識別センサ２の３個の光学素子E1,E2,E3は、市販されたものを利用することが可能であり、発光部８ａとしては、例えば半導体レーザや発光ダイオード等を適用すれば良い。また、受光部８ｂとしては、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等を適用すれば良い。

ここで、所定のセンシング光Ｌとは、例えば発光部８ａに半導体レーザや発光ダイオードを用いた場合、その発光部８ａから発光する所定周波数の光を想定している。一方、紙幣４の表面構成６から生じた光Ｒとは、紙幣４(表面構成６)から反射した反射光Ｒを想定しており、その反射光Ｒは、表面構成６の形状や位置、及び、表面構成６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)を有する。

また、３個の光学素子E1,E2,E3を発光部８ａと受光部８ｂとを備えて構成した場合や、各光学素子E1,E2,E3を受光部８ｂだけで構成した場合のいずれでも、これら３個の光学素子E1,E2,E3を、走査方向Ｓ１を横断(直交)する方向に所定間隔で配置することにより、走査方向Ｓ１を横断する方向のセンシング領域(W1,W2,W3の合計)を幅広に確保することができる。

具体的に説明すると、例えば図１(ｅ)に示すように、３個の光学素子E1,E2,E3のそれぞれのセンシング領域をW1,W2,W3とすると、これらセンシング領域W1,W2,W3は、各光学素子E1,E2,E3それぞれの発光部８ａからセンシング光Ｌが発光された際に紙幣４(表面構成６)から反射した反射光Ｒを受光可能な領域として規定することができる。
そして、これらセンシング領域W1,W2,W3が走査方向Ｓ１を横断(直交)する方向に沿って互いに隣接するように、所定間隔で３個の光学素子E1,E2,E3を配列すれば、互いに隣接した３つのセンシング領域W1,W2,W3の合計が、個々の識別センサ２におけるセンシング領域(対象物４の表面構成６を光学的にセンシング(走査)可能な領域)となる。この結果、識別センサ２のセンシング領域(W1,W2,W3の合計)を、走査方向Ｓ１を横断する方向に沿って幅広に拡大して確保することができる。

また、各光学素子E1,E2,E3を受光部８ｂだけで構成した場合は、例えば自然光や室内灯や蛍光灯からの光により紙幣４(表面構成６)から反射した反射光Ｒを受光可能な領域としてセンシング領域W1,W2,W3を規定することができる。そして、これらセンシング領域W1,W2,W3が互いに隣接するように、所定間隔で３個の光学素子E1,E2,E3を配列すれば、上記同様、識別センサ２のセンシング領域(W1,W2,W3の合計)を、走査方向Ｓ１を横断する方向に沿って幅広に拡大して確保することができる。

このように各識別センサ２におけるセンシング領域(W1,W2,W3の合計)を幅広に確保することにより、紙幣４の表面構成６がズレて印刷されている場合でも、その印刷ズレの影響を受けること無く、紙幣４(表面構成６)の特徴部分を光学的にセンシングして対象物４を識別することができる。

具体例を挙げて説明すると、例えば図１(ｅ)に示すように、紙幣４(表面構成６)に３つの特徴部分P1,P2,P3が規定されており、これら３つの特徴部分P1,P2,P3に沿って識別センサ２の３個の光学素子E1,E2,E3をセンシング(走査)する場合を想定する。この場合、３つの特徴部分P1,P2,P3は、各識別センサ２を紙幣４に沿って走査した際に、３個の光学素子E1,E2,E3によりセンシングする表面構成６上の部位(走査方向Ｓ１に沿った特徴部分)を指す(図３)。
ここで、紙幣４に施された表面構成６(特徴部分P1,P2,P3)に印刷ズレが無い場合には、特徴部分P1,P2,P3は、３個の光学素子E1,E2,E3により幅広に確保されたセンシング領域(W1,W2,W3の合計)内に位置付けられた状態に維持される。そして、この状態で識別センサ２を紙幣４に沿って走査することにより、その表面構成６における特徴部分P1,P2,P3を光学的にセンシングすることができ、その結果、対象物４を高信頼度で高精度に識別することが可能となる。

これに対して、紙幣４に施された表面構成６(特徴部分P1,P2,P3)に印刷ズレが有る場合には、例えば図１(ｆ)に示すように、特徴部分P1,P2,P3は、その一部がセンシング領域(W1,W2,W3の合計)から外れて位置付けられた状態となる。同図(ｆ)では、紙幣４に対して表面構成６(特徴部分P1,P2,P3)が図中上方側に印刷ズレとなっており、表面構成６の特徴部分Ｐ１がセンシング領域(W1,W2,W3の合計)から外れている。なお、印刷ズレの方向としては、走査方向Ｓ１を横断(直交)する方向を想定している。

しかし、３個の光学素子E1,E2,E3によりセンシング領域(W1,W2,W3の合計)が幅広に確保されているため、特徴部分Ｐ１以外の他の２つの特徴部分P2,P3は、センシング領域(W1,W2,W3の合計)内に位置付けられた状態に維持される。そして、この状態で識別センサ２を紙幣４に沿って走査することにより、その表面構成６における２つの特徴部分P2,P3は、２つの光学素子E1,E2で光学的にセンシングされ、その結果、対象物４を高信頼度で高精度に識別することができる。

この場合、表面構成６における特徴部分P1,P2,P3の少なくとも１つが、センシング領域(W1,W2,W3の合計)内に位置付けられれば、その１つの特徴部分(P1,P2,P3のいずれか１つ)のセンシングデータに基づいて、対象物４を高信頼度で高精度に識別することができる。従って、図１(ｆ)では図示しなかったが、例えば２つの特徴部分P1,P2がセンシング領域(W1,W2,W3の合計)から外れて位置付けられても、他の１つの特徴部分Ｐ３は、センシング領域(W1,W2,W3の合計)内に位置付けられた状態に維持される。そして、この状態で識別センサ２を紙幣４に沿って走査することにより、その表面構成６における１つの特徴部分Ｐ３は、１つの光学素子Ｅ１で光学的にセンシングされ、その結果、対象物４を高信頼度で高精度に識別することができる。

このように本実施の形態の識別センサ２によれば、３個の光学素子E1,E2,E3によりセンシング領域(W1,W2,W3の合計)を幅広に確保したことにより、紙幣４に施された表面構成６(特徴部分P1,P2,P3)に印刷ズレが有る場合でも、その印刷ズレの影響を受けること無く、紙幣４(表面構成６)の特徴部分を光学的にセンシングして対象物４を高信頼度で高精度に識別することができる。

ここで、紙幣４に施された表面構成６(特徴部分P1,P2,P3)の印刷ズレに関して、余り極端な印刷ズレの紙幣４は、発行されないか、或いは、流通段階で贋物として簡単に見分けられるので、そのような極端な印刷ズレの紙幣４は想定していない。本実施の形態で想定しているのは、目視で簡単に見分けられないような印刷ズレであり、そのような印刷ズレは、特徴部分P1,P2,P3のそれぞれに対して上下方向で略±２ｍｍ程度と考えられる。
従って、本実施の形態の識別センサ２において、３個の光学素子E1,E2,E3は、上記の略±２ｍｍ程度の印刷ズレを考慮して構成されている。例えば、３個の光学素子E1,E2,E3それぞれのセンシング領域W1,W2,W3を略２ｍｍ程度に設定し、これらセンシング領域W1,W2,W3が互いに隙間無く隣接するように３個の光学素子E1,E2,E3を配列すれば、上記の略±２ｍｍ程度の印刷ズレを考慮したセンシング領域(W1,W2,W3の合計)を有する識別センサ２を実現することができる。

次に、上述したような識別センサ２を識別装置に組み込んで紙幣４の真贋を識別するための構成及び動作について、添付図面を参照して説明する。
図１(ａ),(ｄ)に示すように、本実施の形態の識別装置は、識別センサ２を紙幣４の表面に沿って走査した際に、紙幣４の表面構成６から反射した反射光Ｒを受光した３個の光学素子E1,E2,E3のそれぞれから出力された複数の電気信号に基づいて、紙幣４の表面に対する表面構成６のズレを検出することが可能なズレ検出手段１０と、ズレ検出手段１０から出力された検出結果に基づいて、３個の光学素子E1,E2,E3の中から特定の光学素子(例えば、E1,E2,E3のいずれか)を選択することが可能な光学素子選択手段１２と、光学素子選択手段１２により選択した特定の光学素子からの電気信号が、予め登録した許容範囲内にあるか否かを判定することにより、紙幣４を識別(紙幣４の真贋を識別)することが可能な判定識別手段１４とを備えている。
なお図面上において、上述したズレ検出手段１０、光学素子選択手段１２、判定識別手段１４は、制御部１６に収容されている。

３個の光学素子E1,E2,E3は、紙幣４(表面構成６)の特徴部分P1,P2,P3からそれぞれ反射した反射光Ｒを受光した際に、その受光量に応じた強度の電気信号(例えば、電圧)を受光部８ｂから出力するようになっている。この場合、３個の光学素子E1,E2,E3それぞれの受光部８ｂから出力される出力電圧は、受光量に比例しており、受光量が増えると出力電圧が増加し、受光量が減ると出力電圧は減少する。
紙幣４(表面構成６)の特徴部分P1,P2,P3から反射する反射光Ｒは、表面構成６(特徴部分P1,P2,P3)の形状や位置、及び、表面構成６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)となってあらわれ、その光学的特性に応じて反射光Ｒの光量が増減変化する。そして、このように反射光Ｒの光量が増減変化することにより、３個の光学素子E1,E2,E3それぞれの受光部８ｂから出力される電流量(電気信号の信号レベル[Ｖ])も増減変化することになる。

以下、識別センサ２を組み込んだ識別装置の動作について説明する。
まず、実際の識別処理を行う前に、プレスキャンを行ってサンプル対象物(真正紙幣)の表面構成が光学的にセンシングされ、そのとき得られたサンプルデータを識別装置(制御部１６)のＲＯＭ(Read Only Memory)１８に登録する。
具体的には、サンプル対象物(真正紙幣)を多数（例えば数百個）用意し、それぞれのサンプル対象物(真正紙幣)を例えば図１(ａ)のように識別装置に１枚ずつセットして、各サンプル対象物毎に各識別センサ２によりサンプルデータを取得する。このとき得られたサンプルデータは、例えば図２(ａ)〜(ｃ)に示すように、各特徴部分P1,P2,P3毎に表面構成６の印刷ズレに応じて、ある程度の幅を持ったデータとして登録される。なお、かかるサンプルデータは、各識別センサ２(３個の光学素子E1,E2,E3の受光部８ｂ)から出力される電気信号を全てプロットしたものである。この場合、各特徴部分P1,P2,P3毎のサンプルデータ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。

この後、実際の識別処理では、３個の光学素子E1,E2,E3からの電気信号が、予めＲＯＭ１８に登録した許容範囲内にあるか否かを判定することにより、紙幣４の真贋が識別される。
ここで、紙幣４に施された表面構成６(特徴部分P1,P2,P3)に印刷ズレが無い場合には、特徴部分P1,P2,P3は、３個の光学素子E1,E2,E3により幅広に確保されたセンシング領域(W1,W2,W3の合計)内に位置付けられた状態に維持される(図１(ｅ))。そして、この状態で識別センサ２を紙幣４に沿って走査すると、その紙幣４が真正紙幣であれば、３個の光学素子E1,E2,E3の受光部８ｂから出力される各電気信号は全て、図２(ａ)〜(ｃ)の点線で示すように、サンプルデータの最大ラインＭ１と最小ラインＭ２との間の許容範囲内にプロットされる。

これに対して、紙幣４に施された表面構成６(特徴部分P1,P2,P3)に印刷ズレが有る場合には、例えば図１(ｆ)に示すように、特徴部分P1,P2,P3は、その一部がセンシング領域(W1,W2,W3の合計)から外れて位置付けられた状態となる。この場合、光学素子Ｅ１でセンシングされるべき特徴部分Ｐ１がセンシング領域から外れ、光学素子Ｅ１では、特徴部分Ｐ２がセンシングされる。このように特徴部分Ｐ２が光学素子Ｅ１側にズレたことにより、光学素子Ｅ２では、特徴部分Ｐ３がセンシングされる。そして、光学素子Ｅ３では、センシング対象では無い部位Ｐ４がセンシングされることになる。

光学素子Ｅ１(受光部８ｂ)からの電気信号については、図２(ａ)の許容範囲内にあるか否の判定がされ、光学素子Ｅ２(受光部８ｂ)からの電気信号については、図２(ｂ)の許容範囲内にあるか否の判定がされ、光学素子Ｅ３(受光部８ｂ)からの電気信号については、図２(ｃ)の許容範囲内にあるか否の判定がされる。
従って、図１(ｆ)に示すように特徴部分Ｐ１がセンシング領域(W1,W2,W3の合計)から外れると、各光学素子E1,E2,E3(受光部８ｂ)から出力される各電気信号は、図２(ａ)〜(ｃ)の許容範囲から外れたものとなる。

この場合、識別装置(制御部１６)のズレ検出手段１０により、各光学素子E1,E2,E3のそれぞれから出力された複数の電気信号に基づいて、紙幣４の表面に対する表面構成６のズレが検出される。具体的には、各光学素子E1,E2,E3(受光部８ｂ)から出力される各電気信号と、予めＲＯＭ１８に登録したサンプルデータ(図２(ａ)〜(ｃ))とを比較する。このとき、ズレ検出手段１０は、「光学素子Ｅ１(受光部８ｂ)から出力されるべき電気信号が検出されず、光学素子Ｅ３(受光部８ｂ)からは、ＲＯＭ１８に登録したサンプルデータに該当(近似)しない電気信号が出力されている」ことを認識する。同時に、「光学素子Ｅ１(受光部８ｂ)からの電気信号が図２(ｂ)のサンプルデータに近似し、光学素子Ｅ２(受光部８ｂ)からの電気信号が図２(ｃ)のサンプルデータに近似している」ことを認識する。
この結果、ズレ検出手段１０は、紙幣４表面に対して表面構成６が上方へ印刷ズレしているものと検出し、その検出結果を光学素子選択手段１２に出力する。

このとき、光学素子選択手段１２は、ズレ検出手段１０から出力された検出結果に基づいて、３個の光学素子E1,E2,E3の中から特定の光学素子(例えば、E1,E2,E3のいずれか)を選択する。具体的には、光学素子選択手段１２は、ズレ検出手段１０の検出結果に基づいて、「光学素子Ｅ１(受光部８ｂ)からの電気信号が図２(ｂ)のサンプルデータに近似し、光学素子Ｅ２(受光部８ｂ)からの電気信号が図２(ｃ)のサンプルデータに近似しており、光学素子Ｅ３(受光部８ｂ)からの電気信号は、ＲＯＭ１８の全てのサンプルデータに近似しない」ことを考慮した上で、現在の識別処理では、２つの光学素子E1,E2からの各電気信号を利用することを決定する。そして、これら２つの光学素子E1,E2を選択し、その旨の通知を判定識別手段１４に出力する。

このとき、判定識別手段１４は、光学素子選択手段１２により選択した２つの光学素子E1,E2からの各電気信号が、予めＲＯＭ１８登録したサンプルデータ(図２(ｂ),(ｃ))の許容範囲内にあるか否かを判定する。具体的には、光学素子Ｅ１(受光部８ｂ)からの電気信号が図２(ｂ)のサンプルデータの許容範囲内にあるか否か、光学素子Ｅ２(受光部８ｂ)からの電気信号が図２(ｃ)のサンプルデータの許容範囲内にあるか否かを判定する。なお、同様の識別処理は、図３に示すように、全ての識別センサ２において同時に行われる。
この場合、その紙幣４が真正紙幣であれば、２個の光学素子E1,E2の受光部８ｂから出力される各電気信号は全て、図２(ｂ),(ｃ)の点線で示すように、サンプルデータの最大ラインＭ１と最小ラインＭ２との間の許容範囲内にプロットされる。これに対して、紙幣４が贋物であれば、各電気信号は許容範囲から外れる。

このような識別処理によれば、光学素子選択手段１２により選択した２つの光学素子E1,E2からの各電気信号を適用することにより、紙幣４に施された表面構成６(特徴部分P1,P2,P3)に印刷ズレが有る場合でも、その印刷ズレの影響を受けること無く、紙幣４(表面構成６)の特徴部分を光学的にセンシングして対象物４を高信頼度で高精度に識別することができる。
この場合、紙幣４の表面構成６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、判定精度を更に向上させることができる。

なお、上述した識別処理では、特徴部分Ｐ１がセンシング領域(W1,W2,W3の合計)から外れた場合を想定して説明したが、２つの特徴部分P1,P2がセンシング領域から外れた場合には、光学素子Ｅ１により特徴部分Ｐ３がセンシングされることになるため、この光学素子Ｅ１からの電気信号がサンプルデータの許容範囲(図２(ｃ))内にあるか否かを判定すれば良い。また、上述した識別処理では、紙幣４の表面構成６(特徴部分P1,P2,P3)が上方に印刷ズレしている場合を想定しているが、これとは逆に、下方に印刷ズレしている場合にも適用可能であることは言うまでも無い。

また、本実施の形態の識別センサ２によれば、市販されたものを利用するだけで、簡単に、識別センサ２のセンシング領域(W1,W2,W3の合計)を、走査方向Ｓ１を横断する方向に沿って幅広に拡大して確保することができる。このため、識別センサ２及び識別装置の構成を簡略化することができ、その結果、製造コストを大幅に削減することが可能となる。

また、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４(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の受光部８ｂの受光機能を停止させ、他方の識別センサ２の発光部８ａ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の発光部８ａからのセンシング光Ｌは、対象物４を透過した後、他方の識別センサ２の受光部８ｂ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。

また、上述した実施の形態において、識別センサ２の発光部８ａの発光タイミングや発光波長について特に説明しなかったが、発光タイミングや発光波長は識別装置の制御部１６によって任意に設定することが可能である。例えば、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(所定のタイミングで交互に発光)するように制御することが可能である。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(近赤外光)に設定し、その他方は略３８０ｎｍから７００ｎｍの波長帯域(可視光)に設定することが好ましい。

また、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の精度を判別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。

また、上述した実施の形態では、識別処理において、光学素子選択手段１２により選択した２つの光学素子E1,E2からの各電気信号を適用しているが、例えば印刷ズレの有無を問わず、３個の光学素子E1,E2,E3からの全ての電気信号を利用し、対象物４の識別を行うようにしても良い。例えば、まず、プレスキャンにおいて３個の光学素子E1,E2,E3からの全ての電気信号の平均値(サンプル平均値)をＲＯＭ１８に登録しておく。そして、実際の識別処理において３個の光学素子E1,E2,E3からの全ての電気信号の平均値を出して、かかる平均値がサンプル平均値の許容範囲内にあるか否かを判定すれば良い。この場合、３個の光学素子E1,E2,E3が１つの幅広センサとして機能させることができるため、識別処理制御もし易く利便性も向上する。

本発明は、紙幣の真贋判定のみならず、例えばプリペードカードや有価証券などの真贋判定や、或いは、例えば半導体ウェハの技術分野において、半導体ウェハ上に施された複雑な回路パターンの精度や歩留まり等を判定する判定装置としても利用可能である。

（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る識別センサ及び識別装置の外観構成を示す斜視図、（ｂ）は、識別センサを対象物の表面に沿って走査している状態を示す斜視図、（ｃ）は、識別センサの各光学素子の構成を概略的に示す斜視図、（ｄ）は、識別装置の内部構成を概略的に示すブロック図、（ｅ）は、対象物の表面構成がズレていない状態での走査状態を示す図、（ｆ）は、対象物の表面構成がズレている状態での走査状態を示す図。（ａ）は、走査ラインＰ１上におけるサンプルデータの許容範囲を示す図、（ｂ）は、走査ラインＰ２上におけるサンプルデータの許容範囲を示す図、（ｃ）は、走査ラインＰ３上におけるサンプルデータの許容範囲を示す図。特定の光学素子からの電気信号に基づいて、対象物を識別するプロセスを説明するための平面図。対象物を透過した光を用いて対象物を識別する識別センサの構成を示す図であって、（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、側面図。

符号の説明

２識別センサ
４対象物
６表面構成
８ａ発光部
８ｂ受光部
１０ズレ検出手段
１２光学素子選択手段
１４判定識別手段
Ｅ１,Ｅ２,Ｅ３光学素子
Ｒ対象物からの反射光
Ｓ１走査方向
Ｔ対象物からの透過光
Ｗ１,Ｗ２,Ｗ３センシング領域

Claims

対象物の表面に沿って走査した際に、その対象物の表面に施された表面構成を光学的にセンシングすることにより前記対象物を識別する識別センサであって、
前記識別センサには、前記対象物の表面構成から生じた光を受光することが可能な複数の光学素子が設けられており、前記複数の光学素子は、走査方向を横断する方向のセンシング領域が幅広に確保されるように、走査方向を横断する方向に所定間隔で配置されていることを特徴とする識別センサ。
前記複数の光学素子は、それぞれ、前記対象物の表面構成に向けて所定のセンシング光を発光する発光部と、前記発光部から所定のセンシング光が発光された際に前記対象物の表面構成から生じた光を受光する受光部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の識別センサ。
前記複数の光学素子は、前記走査方向を横断する方向において互いに隙間なく配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の識別センサ。
対象物の表面に沿って走査した際に、その対象物の表面に施された表面構成を光学的にセンシングすることにより前記対象物を識別する識別装置であって、
走査方向を横断する方向のセンシング領域が幅広に確保されるように、走査方向を横断する方向に所定間隔で配置され、前記対象物の表面構成から生じた光を受光することが可能な複数の光学素子を有する識別センサと、
前記識別センサを前記対象物の表面に沿って走査した際に、前記対象物の表面構成から生じた光を受光した前記複数の光学素子のそれぞれから出力された複数の電気信号に基づいて、前記対象物の表面に対する前記表面構成のズレを検出することが可能なズレ検出手段と、
前記ズレ検出手段から出力された検出結果に基づいて、前記複数の光学素子の中から特定の光学素子を選択することが可能な光学素子選択手段と、
前記光学素子選択手段により選択した特定の光学素子からの前記電気信号が、予め登録した許容範囲内にあるか否かを判定することにより、前記対象物を識別することが可能な判定識別手段と、を備えていることを特徴とする識別装置。
前記複数の光学素子は、それぞれ、前記対象物の表面構成に向けて所定のセンシング光を発光する発光部と、前記発光部から所定のセンシング光が発光された際に前記対象物の表面構成から生じた光を受光する受光部とを備えていることを特徴とする請求項４に記載の識別装置。
前記複数の光学素子は、前記走査方向を横断する方向において互いに隙間なく配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の識別装置。