JP2007213210A - 紙葉類鑑別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紙葉類の搬送方向を制御したり受光系を移動させることなく、変色要素が紙葉類のどのような位置にあっても紙葉類を鑑別できる紙葉類鑑別装置を提供する。
【解決手段】変色要素２を設けた紙葉類１を一方向に搬送する搬送手段と、紙葉類２に光を照射する発光素子列Ｌ１〜Ｌｎからなる投光手段４と、投光手段４の照射光による変色要素１の光学的特性に基づく特徴的反射光が、搬送手段の紙葉類搬送方向と直交する紙葉類幅方向の略全域で受光可能なように配置した光電変換素子列Ｐ１〜Ｐｎからなる受光手段５と、受光手段５の受光出力状態と予め記憶した真の紙葉類の受光出力データとを照合し照合結果に基づいて紙葉類の真偽を判定する判定手段と、を備えて構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、見る角度に応じて異なった色や模様が見える光学的特性を有する変色要素を利用して紙葉類の真偽を鑑別する紙葉類鑑別装置に関し、特に、変色要素の位置が異なる複数種の紙葉類の鑑別が可能な紙葉類鑑別装置に関する。

近年、紙幣、有価証券、商品券等の紙葉類又はクレジットカード、キャッシュカード等のプラスチックカード類（以下、これらを総称して単に紙葉類と称す）が偽造されるケースが増えている。近年の偽造の主な特徴の一つとして、普及している高性能なカラーコピー機やコンピューターに接続するスキャナー及びプリンターを利用することが挙げられる。

かかる偽造手法に対する対応策として、パールインキ、カラーシフティングインキのような光学的変化インキ（OVI：Optical Variable Ink）やホログラム等による図形、文字、記号（以下、変色要素と称す）を設けている。かかる変色要素は、見る角度に応じて異なった色や模様（図形、文字、記号）が見える光学的特性を有するものであり、一定の方向からの画像読取りではその光学的特性を読込むことが不可能であり、また、変色要素の光学的特性を上述したカラーコピー機やプリンターの印刷によって再現することは不可能であるので、変色要素を紙葉類に設けることは偽造防止対策として有効である。

従来、このような変色要素を利用して紙葉類の真偽を鑑別する紙葉類鑑別装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。従来の紙葉類鑑別装置は、紙葉類の搬送経路に変色要素の光学的特性に基づく反射光を計測する計測領域を設定し、紙葉類が計測領域に進入したときに、光源からの光を紙葉類の変色要素に対して照射し、この照射光に基づく変色要素からの反射光を受光手段で受光し、鑑別対象の変色要素の光学的特性により定められた特徴的反射光が受光素子で受光されたか否かを判別することにより、紙葉類の真偽を鑑別する構成である。
特開２００２−１１７４３１号公報 特開２００５−６２９６８号公報

しかしながら、従来の紙葉類鑑別装置は、変色要素からの反射光を計測する計測領域を、鑑別対象の紙葉類における変色要素の位置によって予め定め、紙葉類が計測領域に進入して光を照射したときに変色要素の特徴的反射光が受光できるよう、鑑別対象の変色要素の特徴的反射光の反射方向に合わせて受光系を予め固定配置する構成である。このため、従来装置では、鑑別対象の紙葉類の変色要素位置が一定である場合は鑑別できるが、変色要素位置が異なる複数種の紙葉類を鑑別することができないという問題がある。

このため、変色要素位置やその光学的特性が異なる複数種（千円、五千円、一万円等）の紙幣が利用される、例えば自動販売機、券売機、両替機等に適用しようとすれば、例えば、別途、変色要素検出手段を設けて紙葉類上の変色要素の位置を予め検出し、検出位置に応じて変色要素を計測領域に搬送制御可能に搬送系を構成するか、若しくは、変色要素の位置の変化に応じて移動制御可能に計測系を構成する等の対応が必要となり、鑑別装置の構成が複雑化したり、製造コストが高価になったりする虞れがある。

本発明は上記問題点に着目してなされたもので、紙葉類の搬送方向を制御したり、受光系を移動させることなく、変色要素の位置が異なる複数種の紙葉類を鑑別可能な紙葉類鑑別装置を提供することを目的とする。

このため、請求項１の発明は、見る角度に応じて異なった色や模様が見える光学的特性を有する変色要素を備えた紙葉類の真偽を鑑別する紙葉類鑑別装置であって、前記紙葉類を搬送する搬送手段と、該搬送手段で搬送された前記紙葉類に光を照射する投光手段と、該投光手段の照射光による前記変色要素の光学的特性に基づく特徴的反射光が、前記搬送手段の紙葉類搬送方向と直交する紙葉類幅方向の略全域で受光可能なように配置した受光手段と、該受光手段の受光出力状態と予め記憶した真の紙葉類の受光出力データとを照合し照合結果に基づいて紙葉類の真偽を判定する判定手段とを備えて構成した。

かかる構成では、搬送手段により搬送された紙葉類の搬送方向と直交する紙葉類幅方向の略全域に投光手段から光を照射する。受光手段は、照射光に基づいた紙葉類幅方向の略全域からの反射光を受光する。判定手段は、受光手段の受光出力状態と予め記憶した真の紙葉類の受光出力データとを照合し照合結果に基づいて紙葉類の真偽を判定する。

請求項２のように、前記受光手段は、前記紙葉類幅方向に沿って複数の光電変換素子を列状に配設して構成するとよい。
請求項３の発明は、前記受光手段の光電変換素子列を、前記紙葉類幅方向に対して斜めに配設する構成とした。
かかる構成では、特徴的反射光の反射方向が紙葉類幅方向にある場合でも受光手段により反射光を受光できるようになる。

請求項４のように、反射角度の異なる特徴的反射光がそれぞれ受光可能なように複数の受光手段を配置する構成とするとよい。
請求項５のように、互いに対をなす投光手段と受光手段を複数組設け、各組を紙葉類搬送方向に沿って配置し、且つ、前記紙葉類幅方向に沿ってずらして配置し、複数組の受光手段により前記紙葉類幅方向の略全域で前記特徴的反射光が受光可能な構成とするとよい。

前記判定手段は、具体的には請求項６のように、前記真の紙葉類の受光出力データを記憶する記憶手段と、前記受光手段の受光出力状態を前記記憶手段の前記受光出力データと照合して紙葉類の真偽判定処理を行う照合手段とを備える構成である。

請求項７のように、真の紙葉類の受光出力データを登録する登録モードと前記判定手段により紙葉類の真偽を判定する鑑別モードを切替えるモード切替手段と、該モード切替手段で前記登録モードを選択したときに前記受光手段の受光出力に基づいて真の紙葉類の受光出力データの登録処理を行うデータ登録手段とを備える構成とするとよい。
かかる構成では、真の紙葉類の受光出力データの登録と紙葉類の真偽の鑑別とを、同一の装置で行うことができるようになる。

本発明の紙葉類鑑別装置によれば、搬送方向と直交する紙葉類の幅方向の略全域からの特徴的反射光を受光可能なように受光手段を配置したので、紙葉類を一方向に搬送する従来同様の搬送系と固定配置した投光手段及び受光手段とを用いた単純な装置構成で、変色要素が紙葉類のどの位置にあっても変色要素の光学的特性に基づいて紙葉類の真偽を鑑別することができる。従って、変色要素の位置が異なる異種類の紙葉類の鑑別が可能であり、自動販売機、券売機、両替機等の紙幣鑑別装置等に有効である。

また、真の紙葉類の受光出力データの登録機能を設けことにより、真の紙葉類のデータ登録と紙葉類の真偽鑑別を同一装置で行うことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る紙葉類鑑別装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図１において、本実施形態の紙葉類鑑別装置は、見る角度に応じて異なった色や模様が見える光学的特性を有する変色要素１（図２に示す）を備えた紙葉類２を一方向に搬送する搬送手段３と、搬送手段３で搬送された紙葉類２に光を照射する投光手段４と、投光手段４の照射光に基づく反射光を受光して電気信号に変換する受光手段５と、受光手段５から出力された電気信号からノイズを除去するフィルタ６と、真の紙葉類の受光出力データを登録する登録モードと紙葉類２の真偽・種類を鑑別する鑑別モードを切替えるモード切替手段としての切替えスイッチ７と、切替えスイッチ７で登録モードが選択されたときに真の紙葉類の受光出力データ登録処理を実行する登録手段８と、切替えスイッチ７で鑑別モードが選択されたときに紙葉類２の真偽・種類判定処理を実行し判定結果を出力する照合手段９と、登録手段８によって得られた真の紙葉類の受光出力データを記憶する記憶手段としての記憶装置１０とを備えて構成される。

前記紙葉類２に設ける変色要素１は、見る角度に応じて異なった色や模様が見える光学的特性を有する要素であり、例えば見る角度に応じて異なった模様等が見えるホログラム、見る角度に応じて印刷した色が異なって見える光学的変化インキ（OVI: Optical Variable Ink）、凹版印刷によるインキの盛り上がりを利用して見る角度によって模様の見え方が変化する凹版潜像印刷等が考えられる。光学的変化インキ（OVI：Optical Variable Ink）としては、見る角度に応じて色が変化するカラーシフティングインキや見る角度によって光沢のあるパール色が視認できるパールインキ等がある。

前記投光手段４は、図２に示すよう紙葉類２の搬送方向と直交する紙葉類幅方向に沿って紙葉類２を横断するように、複数の例えば発光ダイオード等の発光素子Ｌ１〜Ｌｎを列状に設け、計測領域において紙葉類２の幅方向全域に光を照射できるよう構成されている。また、図３に示すように発光素子Ｌ１からの光をレンズ１１により平行光として紙葉類２に照射するよう構成される。尚、他の発光素子Ｌ２〜Ｌｎからの光についても同様にレンズを設けて平行光として照射する構成である。尚、投光手段４の照射光は、必ずしも平行光である必要はない。

前記受光手段５は、投光手段４の発光素子列Ｌ１〜Ｌｎと平行に図２に示すよう紙葉類２の搬送方向と直交する紙葉類幅方向に沿って紙葉類２を横断するよう、投光手段４の各発光素子１１に対応させて複数の例えばフォトトランジスやフォトダイオード等の光電変換素子Ｐ１〜Ｐｎを列状に設け、投光手段４の照射光による変色要素１の光学的特性に基づく特徴的反射光が紙葉類２の幅方向全域で受光可能なように構成されている。また、図３に示すように紙葉類２からの反射光をレンズ１２により集光して光電変換素子Ｐ１に入射するよう構成される。尚、他の光電変換素子Ｐ２〜Ｐｎについても同様にレンズにより集光する構成である。

前記登録手段８は、切替えスイッチ７を介して取込んだ真の紙葉類の各光電変換素子Ｐ１〜Ｐｎの受光出力データに基づいて、真の紙葉類の受光出力データ登録処理を実行する。受光出力データ登録処理としては、例えば同一の紙葉類を所定回数繰返して得られた各計測データの平均値を算出したり、或いは、同一種類の複数の紙葉類の各計測データの平均値を算出したりする等の統計的処理を実行し、算出した平均値データを登録データとして記憶装置１０に登録する。言うまでもなく、鑑別対象の紙葉類が複数種ある場合には、それぞれの紙葉類について受光出力データの登録処理を実行し、紙葉類の種類別に受光出力データを記憶装置１０に書込む。ここで、登録手段８と記憶装置１０によりデータ登録手段を構成する。

前記照合手段９は、切替えスイッチ７を介して取込んだ鑑別対象の紙葉類２の各光電変換素子Ｐ１〜Ｐｎの受光出力データを、記憶装置１０に登録されている真の紙葉類の各登録データと照合して鑑別対象の紙葉類２の真偽・種類の判定処理を実行し、判定結果を出力する。真偽・種類判定処理としては、例えば、ＤＰマッチングの手法を用いて、両データ間の距離（両データがどれだけ類似しているかを表現する値で、距離＝０の時、両データは同一となる）を求め、予め設定した閾値と比較して閾値以下であれば真の紙葉類と判定する。ここで、照合手段９と記憶装置１０により判定手段を構成する。

次に、本実施形態の紙葉類鑑別装置の動作について説明する。尚、以下では変色要素がホログラムである場合を例に説明する。
真の紙葉類の受光出力データの登録モードについて説明する。
切替えスイッチ７で登録モードを選択し切替えスイッチ７を登録手段８に接続する。この状態で、本鑑別装置に登録する真の紙葉類を挿入し、搬送手段３によって計測領域まで搬送する。計測領域に紙葉類が進入すると、投光手段４の発光素子Ｌ１〜Ｌｎにより紙葉類の幅方向全域に光を照射する。これにより、紙葉類の搬送に伴って紙葉類全面に光が照射され、受光手段５の光電変換素子Ｐ１〜Ｐｎで紙葉類全面からの反射光を受光する。投光手段４及び受光手段５は、変色要素１であるホログラムの光学的特性に基づく特徴的反射光を良好に計測できる位置及び角度で配置されており、変色要素１に光が照射されると、変色要素１の位置に応じて受光手段５の光電変換素子Ｐ１〜Ｐｎのいずれかが変色要素１であるホログラムの光学的特性に基づく特徴的反射光を受光する。

ここで、ホログラムの特徴的反射光とは、ホログラムによる特徴的回折反射光であり、ある視角に対して図４のように図柄等を生じさせるものである。図４は、２種類の図柄Ａ，Ｂをそれぞれ２つの角度、即ち、計４つの角度に対して特徴的反射光（反射光Ａ，反射光Ａ′、反射光Ｂ、反射光Ｂ′）が生じるホログラムの例を示す。そして、本実施形態の投光手段４及び受光手段５は、図４の例えば反射光Ｂ、反射光Ｂ′を良好に計測できる位置及び角度で配置されているものとする。

受光手段５で反射光を受光すると、紙葉類が計測領域を通過するのに伴い紙葉類の受光手段５の各光電変換素子Ｐ１〜Ｐｎから受光レベルに応じた図５示すような電気信号が出力される。図５は、光電変換素子Ｐ１〜Ｐｎの出力が紙葉類表面からの反射光の受光によりレベルが上昇し、光電変換素子Ｐｋ，Ｐｊの出力が紙葉類上の変色要素１からの図４の反射光Ｂ，Ｂ′の受光により更にレベルが上昇する様子を示している。尚、図５では、光電変換素子Ｐｋ，Ｐｊにそれぞれ隣接する光電変換素子Ｐｋ＋１，Ｐｋ−１とＰｊ＋１，Ｐｊ−１でも反射光Ｂ，Ｂ′の一部が受光される場合を示している。

受光手段５の各光電変換素子Ｐ１〜Ｐｎの出力は、フィルタ６でノイズを除去された後、切替えスイッチ７を介して登録手段８に取込まれる。そして、この計測動作を例えば同一の紙葉類について所定回数繰返し行うか、或いは、同一種類の所定枚数の紙葉類について行い、各動作毎の各光電変換素子Ｐ１〜Ｐｎの出力について平均値を演算し、演算された各光電変換素子Ｐ１〜Ｐｎの出力平均値による受光出力パターンを、真の紙葉類の受光出力データとして記憶装置１０に記憶し登録する。変色要素１の位置が異なる鑑別対象の紙葉類が複数種あれば、それぞれの種類の紙葉類について同様の登録動作を実行し、紙葉類の種類毎の受光出力データを紙葉類の種類と対応付けて記憶装置１０に登録する。

次に、紙葉類の真偽・種類の鑑別モードについて説明する。
切替えスイッチ７で鑑別モードを選択し切替えスイッチ７を照合手段９に接続する。この状態で、本鑑別装置に鑑別対象の紙葉類２を挿入し搬送手段３によって計測領域まで搬送する。その後、受光手段５が受光出力を発生するまでの動作は前述の登録モードと同様であるので説明を省略する。

受光手段５の各光電変換素子Ｐ１〜Ｐｎから受光出力が発生すると、発生した受光出力を照合手段９に取込む。照合手段９は、取込んだ鑑別対象の紙葉類２の受光出力データを、記憶装置１０に記憶された登録受光出力データと、例えば前述したＤＰマッチング方を用いて照合し、閾値以下であれば真の紙葉類と判断し、その判断結果を出力する。

本実施形態の紙葉類鑑別装置によれば、搬送方向と直交する紙葉類２の幅方向の略全域からの特徴的反射光が受光可能であるので、変色要素１が紙葉類２のどのような位置に設けられていても、変色要素検出手段を設けることなく変色要素１の光学的特性を利用して紙葉類２の真偽を鑑別することができる。従って、１つの鑑別装置で変色要素１の位置が異なる異種類の紙葉類２を鑑別することが可能となり、自動販売機、券売機、両替機等の紙幣鑑別装置として有効である。また、紙葉類を一方向に搬送する従来同様の搬送系と固定配置した投光手段及び受光手段とを用いた単純な構成であり、製造コストの安価な鑑別装置を提供できる。

また、真の紙葉類の受光出力データ登録機能を設けたことにより、別装置で作成した真の紙葉類のデータを記憶装置１０に転送する作業が省略できる。

図６〜図９は、投光手段４と受光手段５のそれぞれ別の構成例を示す。
図６は、１つの投光手段４に対して紙葉類２の搬送方向（図中の矢印方向）前後に受光手段５Ａ，５Ｂを設ける構成例である。
かかる構成では、変色要素１が例えば図４のホログラムである場合に、このホログラムの４つの特徴的反射光のうち、受光手段４Ａで反射光Ａ，反射光Ａ′を受光し、受光手段４Ｂで反射光Ｂ、反射光Ｂ′を受光することが可能となり、特徴的反射光の受光出力データが増大し、紙葉類の真偽・種類の鑑別精度が向上する。

図７は、図６の構成に加えて、２つの受光手段５Ｃ，５Ｄを更に配置する構成例である。
かかる構成では、紙葉類の搬送方向（図中の矢印方向）における特徴的反射光の反射角度が異なる別の変色要素の有無も判定可能であり、例えば、複数の変色要素を備える紙葉類についてそれぞれの変色要素の有無を判別して紙葉類を鑑別することができるようになる。また、判別できる変色要素の種類も増大するので、鑑別可能な紙葉類の種類も増大する。

図８は、紙葉類の幅方向の長さより短い互いに対をなす投光手段４Ａと受光手段５Ａの組と、同じく紙葉類の幅方向の長さより短い互いに対をなす投光手段４Ｂと受光手段５Ｂの組とを設け、各組を、紙葉類の搬送方向（図中の矢印方向）と紙葉類の幅方向に沿ってそれぞれずらし配置し、これら２つの組で紙葉類の幅方向の略全域で変色要素１の特徴的反射光の計測が可能なようにした構成例である。
紙葉類搬送系が、例えば紙葉類をベルトで挟持して搬送する搬送形態の場合、変色要素がベルトで隠れる場合が考えられる。このような場合、投光手段４と受光手段５を、図８のような構成とすると共に、搬送ベルトを、複数に分割し、かつ、各ベルトの紙葉類挟持位置をずらすような配置構成とする。こうすることにより、紙葉類をベルトで挟持して搬送する搬送形態の搬送系において、変色要素１が紙葉類２のどのような位置にあっても変色要素１の光学的特性に基づく特徴的反射光を受光して紙葉類２の真偽・種別の鑑別ができるようになる。

図９は、図６と同様に構成した投光手段４と受光手段５Ａ，５Ｂを、紙葉類搬送方向（図中の矢印方向）に対して斜めに傾けて配設した構成例である。
変色要素の特徴的反射光の反射方向が紙葉類の幅方向に沿うような場合、投光手段と受光手段が例えば図６のような配置構成では、特徴的反射光が投光手段４の発光素子列部分へ反射してしまい、受光手段５Ａ，５Ｂで受光できない。変色要素から反射される特徴的反射光が顕著に表れる反射方向、角度は、変色要素によって定まっているので、鑑別対象の紙葉類における変色要素の特徴的反射光の反射方向、角度がある程度想定できる場合は、変色要素の特徴的反射光の反射方向、角度に応じて、その特徴的反射光の反射方向に受光手段５Ａ，５Ｂが位置するよう、図９のように投光手段４と受光手段５Ａ，５Ｂを、搬送方向に対して斜めに傾けて配置するとよい。

尚、上記実施形態では、複数の発光素子を列状に配置した投光手段を用いたが、かかる構成に限定されるものではなく、例えば、１つの光源で紙葉類の幅方向全域に光を照射する構成でもよく、紙葉類の幅方向全域に光を照射する構成であればどのような構成でもよい。
また、本発明では、真の紙葉類の受光出力データを登録するデータ登録手段は必ずしも必須要素ではない。

本発明に係る紙葉類鑑別装置の一実施形態を示す概略構成図 同上実施形態の投光手段と受光手段の配置状態の説明図 投光手段と受光手段の具体的な構成図 ホログラムの特徴的反射光の一例を示す図 受光手段の受光出力状態の一例を示す図 投光手段と受光手段の別の構成例を示す図 投光手段と受光手段の更に別の構成例を示す図 投光手段と受光手段の更に別の構成例を示す図 投光手段と受光手段の更に別の構成例を示す図

符号の説明

１ 変色要素
２ 紙葉類
３ 搬送手段
４，４Ａ，４Ｂ 投光手段
５，５Ａ〜５Ｄ 受光手段
７ 切替えスイッチ
８ 登録手段
９ 照合手段
１０ 記憶装置

Claims (7)

1. 見る角度に応じて異なった色や模様が見える光学的特性を有する変色要素を備えた紙葉類の真偽を鑑別する紙葉類鑑別装置であって、
   前記紙葉類を搬送する搬送手段と、
   該搬送手段で搬送された前記紙葉類に光を照射する投光手段と、
   該投光手段の照射光による前記変色要素の光学的特性に基づく特徴的反射光が、前記搬送手段の紙葉類搬送方向と直交する紙葉類幅方向の略全域で受光可能なように配置した受光手段と、
   該受光手段の受光出力状態と予め記憶した真の紙葉類の受光出力データとを照合し照合結果に基づいて紙葉類の真偽を判定する判定手段と、
   を備えて構成した紙葉類鑑別装置。
2. 前記受光手段は、前記紙葉類幅方向に沿って複数の光電変換素子を列状に配設して構成した請求項１に記載の紙葉類鑑別装置。
3. 前記受光手段の光電変換素子列を、前記紙葉類幅方向に対して斜めに配設する構成とした請求項２に記載の紙葉類鑑別装置。
4. 反射角度の異なる特徴的反射光がそれぞれ受光可能なように複数の受光手段を配置する構成とした請求項２又は３に記載の紙葉類鑑別装置。
5. 互いに対をなす投光手段と受光手段を複数組設け、各組を紙葉類搬送方向に沿って配置し、且つ、前記紙葉類幅方向に沿ってずらして配置し、複数組の受光手段により前記紙葉類幅方向の略全域で前記特徴的反射光が受光可能な構成とした請求項２〜４のいずれか１つに記載の紙葉類鑑別装置。
6. 前記判定手段は、前記真の紙葉類の受光出力データを記憶する記憶手段と、前記受光手段の受光出力状態を前記記憶手段の前記受光出力データと照合して紙葉類の真偽判定処理を行う照合手段とを備える構成である請求項１〜５のいずれか１つに記載の紙葉類鑑別装置。
7. 真の紙葉類の受光出力データを登録する登録モードと前記判定手段により紙葉類の真偽を判定する鑑別モードを切替えるモード切替手段と、該モード切替手段で前記登録モードを選択したときに前記受光手段の受光出力に基づいて真の紙葉類の受光出力データ登録処理を行うデータ登録手段とを備える構成とした請求項１〜６のいずれか１つに記載の紙葉類鑑別装置。

Images