JP2007240315A

JP2007240315A - 紙葉類検査装置

Info

Publication number: JP2007240315A
Application number: JP2006062760A
Authority: JP
Inventors: Junji Miura; 淳二三浦
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2026-03-08
Also published as: CN101034484B; JP4746449B2; CN101034484A

Abstract

【課題】ホログラムの付された紙葉類の真贋、損傷を安定して検出することが可能な紙葉類検査装置を提供する。
【解決手段】紙葉類処理装置は、紙葉類１２のホログラム１０に、このホログラムから回折光を得る所定の方向から照明光を照射する光源装置１６と、ホログラムからの回折光を受光する第１受光部１８と、ホログラムに照射され紙葉類を透過した透過光を受光する第２受光部２０と、第１受光部により受光された回折光からホログラムの真贋を判別するとともに、第２受光部により受光された透過光からホログラムの欠損を判別する判別処理装置と、を有している。
【選択図】図１

Description

この発明はホログラムが付された紙葉類等を検査する紙葉類検査装置に関する。

ホログラムに代表される回折型光学的変化素子（以下、回折型ＯＶＤ）は、表面に光の回折現象を引き起こす加工がされた素子であり、回折パターンにより光の回折・干渉現象に起因する鮮やかな色彩を発光する模様を有している。ホログラムは、通常の印刷とは異なる光学的な特徴を有しているため、商品券、有価証券等の紙葉類のセキュリティスレッドとして用いられ、真贋を判別する目的として実現化されている。

このようなホログラムが付された紙葉類の品質管理を目的として、紙葉類を検査する種々の検査装置が用いられている。例えば、検査媒体の表面にレーザ光を照射して、その反射回折画像を受光センサを用いて検査する検査装置、あるいは、ライン照明を用いて移動する検査媒体を検査する装置等が実用化されている（例えば、特許文献１、２、３）。
特開２００４−１５０８８５号公報特開２００２−２２１４９４号公報特開２００２−２２１４９６号公報

しかしながら、従来の検査装置において、レーザ光を利用したものは、検査媒体を静止させ観測する条件が厳しいとともに、情報収集や判別処理に時間がかかるという問題がある。移動媒体を検査する検査装置は、検査媒体のばたつき等が検査結果に悪影響を与えるという問題がある。

また、有価証券等の紙葉類はその流通過程で欠け、剥がれ等による欠損「欠損」や、傷、しわ等による表面状態が劣化しホログラム本来の光学的特徴が失われる「疲弊」が発生する可能性がある。これら紙葉類を自動的に検査する装置では、真贋（本物とにせ物）と損傷状態を検査することを求められる。しかし、このようなホログラムの欠損や疲弊等を検査する装置は提供されていない。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、ホログラムの付された紙葉類の真贋、損傷を安定して検出することが可能な紙葉類検査装置を提供する。

上記目的を達成するため、この発明の態様に係る紙葉類検査装置は、ホログラムが設けられた紙葉類を検査する紙葉類検査装置であって、前記紙葉類のホログラムに、このホログラムから回折光を得る所定の方向から照明光を照射する光源装置と、前記ホログラムからの回折光を受光する第１受光部と、上記ホログラムに照射され前記紙葉類を透過した透過光を受光する第２受光部と、前記第１受光部により受光された回折光から前記ホログラムの真贋を判別するとともに、前記第２受光部により受光された透過光から前記ホログラムの欠損を判別する判別処理装置と、を備えている。

上記構成によれば、ホログラムの付された紙葉類の真贋、損傷を安定して検出することが可能な紙葉類検査装置を提供することができる。

以下図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係る紙葉類検査装置について詳細に説明する。
図１および図２に示すように、この発明の第１の実施形態に係る紙葉類検査装置は、検査対象となるホログラム１０が付された有価証券等の紙葉類１２を保持する保持機構１４、紙葉類に検査用の照明光を照射する光源装置１６、ホログラム１０からの反射光を受光する第１受光センサ１８、および紙葉類を透過した透過光を受光する第２受光センサ２０を備えている。

ホログラム１０は、紙葉類１２に貼付された例えば、円形の金属箔１０ａと、この金属箔に形成された所望形状、例えば「Ａ」の回折パターン（回折格子）１０ｂとを有している。ホログラム１０は、所定の角度から可視光が照射されると、回折パターン１０ｂに対応した回折光を反射し虹色の特徴パターンを表示する。

保持機構１４は、例えば、複数のローラ２２および図示しないベルト等により構成され、紙葉類１２を張力が印加された状態、すなわち、弛み無く張った状態で所定位置に保持する。

光源装置１６は、ホログラム１０を含みホログラムよりも大きな照明領域３４にスポット照明光を照射するスポット照明器を有している。スポット照明器は、例えば、白熱光源によって構成され、可視光波長域から近赤外波長域までの波長を含む広い波長領域の照明光を照射する。光源装置１６は、紙葉類１２に対して所定の角度位置に配設され、対象ホログラム１０の回折パターン１０ｂにより回折画像が得られるように最適化した指向性を有する照明光をホログラムに照射する。

第１受光部として機能する第１受光センサ１８は、紙葉類１２に対して光源装置１６と同一面側に設けられ、ホログラム１０からの回折光を受光する位置に配設されている。第１受光センサ１８は、結像レンズ１９を有し、この結像レンズで結像された反射光を受光する。第１受光センサ１８としては、ポイントフォトセンサ、モノクロＣＣＤセンサ、カラーＣＣＤセンサ等を用いることができる。

第２受光部として機能する第２受光センサ２０は、紙葉類１２に対して光源装置１６と反対面側に設けられ、ホログラム１０の周囲から紙葉類１２を透過した透過光を受光する位置に配設されている。第２受光センサ２０は、結像レンズ２１を有し、この結像レンズで結像された透過光を受光する。第２受光センサ２０としては、ポイントフォトセンサ、モノクロＣＣＤセンサ、カラーＣＣＤセンサ等を用いることができる。

図３に示すように、紙葉類検査装置は、第１受光センサ１８により検出された検出データを演算処理し特徴を抽出し、判定基準メモリ２６に記憶されている基準データと比較し、ホログラム１０の真贋を判別する第１判別処理回路２８、第２受光センサ２０により検出された検出データを演算処理し特徴を抽出し、判定基準メモリ２６に記憶されている基準データと比較し、ホログラムおよび紙葉類１２の損傷、欠損を判別する第２判別処理回路３０、光源装置１６を駆動する光源ドライバ３２、および装置全体の動作を制御する制御部３６を備えている。第１および第２判別処理回路は判別処理装置として機能する。

次に、以上のように構成された紙葉類検査装置の検査動作について説明する。
検査対象のホログラム１０から回折光が現れる条件は、ホログラムの回折格子の向きとピッチにより決まる。図４に示すように、光源装置１６からの照射光は、ホログラム１０の回折格子１０ｂに直交する方向Ｂで最適化した入射角度θ１にてホログラム１０へ照明する。これにより、回折格子１０ｂから、正反射光が角度θ１で現れる。この入射角と正反射光角に挟まれた間で回折光が観測される。

照明光を検査対象であるホログラム１０の寸法、ここでは、金属箔１０ａの寸法よりも僅かに大きい照明領域３４を持つスポット照明とすると、図５に示すように、ホログラム１０への照明光の入射角がホログラムの位置に応じて異なるため、回折光λ２、λ３、λ４の波長がずれる。この結果、第１受光センサ１８として、カラーＣＣＤセンサを用いた場合、第１受光センサで受光された画像は位置により波長の異なる虹色画像が得られる。第１判別処理回路２８は、第１受光センサ１８により検出された検出データを演算処理し２次元の画像として特徴を抽出し、判定基準メモリ２６に記憶されている基準データと比較し、ホログラム１０の真贋を判別する。

また、紙葉類１２の照明領域３４に照射された照明光の内、ホログラム１０に当たる光は、金属箔１０ａにより遮蔽され、紙葉類をほとんど透過しない。ホログラム１０の周囲に当たった光は、紙葉類１２を透過し、第２受光センサ２０によって受光される。紙葉類１２を透過する透過光に比較して、非透過光領域として金属箔１０ａによって遮光される光は極端に少ないため、この非透過領域から金属箔の情報が得られる。第２判別処理回路３０は、第２受光センサ２０により検出された検出データを演算処理し１次元あるいは２次元の画像として特徴を抽出し、判定基準メモリ２６に記憶されている基準データと比較する。これにより、第２判別処理回路３０は、ホログラム１０の損傷、欠損を判別する。

以上のように、紙葉類検査装置は、紙葉類１２に付されたホログラム１０に最適化したスポット照明光を照明し、ホログラムからの回折光情報を検出することで、ホログラムの真贋性を検査することできる。偽造目的で類似のホログラムを故意に貼付したものや、偽造ホログラム媒体では本物の回折格子パターンやピッチといった固有の特徴を完全に一致させない限り、前述の回折光が観測されない。これにより、有効な真贋判別が可能となる。偽造を意図せず同じホログラムを繰り返し製造する場合においても、ホログラムの品質や特徴が安定しているかの検査が可能となる。

同時に、紙葉類を透過した透過光情報を検出することでホログラムに使用されている金属箔の欠損や損傷状態を検査することできる。表面に白色光を当てると虹色の縞模様が観察できるレインボーホログラムは、金属箔によって反射された光が像を再生する原理のため、光を透過しにくい条件を持っている。この特性を利用し、同じ検査装置でホログラムからの透過光情報を検出することで、金属箔の損傷や欠損を検査できる。
これにより、ホログラムの付された紙葉類の真贋、損傷を安定して検出することが可能な紙葉類検査装置を提供することができる。

光源装置から照射する検査光として、スポット照明光を用いることで、ホログラムの回折格子の特徴に最適化した照明が実現可能となる。拡散照明や大面積照明を使用した場合、最適照明に比較してそれ以外の方向性を持った光が存在することになる。これらの光が異なる回折格子に適合したものであると同様に虹色特徴を得られる危険性が増す。この視点から必要とする照明光は検査対象に最適化された必要最低限の光であることが望ましい。スポット照明装置はこの目的に合う照明である。

第１受光センサとしてフォトダイオード等を用いた場合でも、ホログラムの回折光の情報を検出可能である。しかし、二次元のイメージ情報を得る方が、より高性能な真贋検査が可能となる。紙葉類を透過する透過光の検出する第２受光センサについても、フォトダイオード等の一次元データを検出するセンサおよび二次元イメージ情報を得るＣＣＤセンサ等のイメージセンサを用いることができ、性能面ではイメージセンサが有効となる。更に、第１および第２受光センサとして、２次元のイメージセンサであるカラーのイメージセンサ、例えば、カラーＣＣＤセンサを用いた場合、判別性能をより向上することが可能となる。

光源装置として、白色照明または、白熱光源のように広い波長域特性を持つスポット照明を使用することで、検査対象のレインボーホログラムの虹色特徴を最大限に引き出すことができる。同時にホログラムの面が傾いたり、多少の凹凸を持っていている場合でも虹色特徴が安定して得られる。虹色特徴の現れ方は条件によって変動するため、特徴の有無、特徴の頻度等の評価基準で判定することで安定した性能を得ることが可能である。

白熱光源のように熱線を含む光源装置を使用した場合、透過受光を近赤外波長域の光とすることにより、ホログラム周辺にある印刷地模様の影響を低減することで損傷や欠損を検査する性能を向上することが可能となり有効である。

次に、この発明の第２の実施形態について説明する。
上述した第１の実施形態では、紙葉類１２が静止した状態でホログラムを検査する構成としたが、図６に示すように、第２の実施形態によれば、検査装置は、紙葉類１２を紙面と平行な方向Ｃに沿って搬送する搬送機構を備えている。この搬送機構は、紙葉類１２を挟持して搬送する複数の搬送ローラ４０および図示しない搬送ベルト等を有している。

この検査装置によれば、搬送機構によって紙葉類１２を搬送しながら、光源装置１６からホログラム１０を含む照明領域３４に照明光を照射し、反射光を第１受光センサ１８で検出するとともに、紙葉類を透過した透過光を第２受光センサ２０により検出する。

第２の実施形態において、他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、紙葉類を搬送しながら検査することができ、様々な用途への展開が可能となる。

次に、この発明の第３の実施形態について説明する。
図７および図８に示すように、第２の実施形態によれば、紙葉類検査装置は、光源装置１６として、２つの照明器を備えている。すなわち、光源装置１６は、スポット照明器１６ａと透過用の照明光を照射する透過照明器１６ｂとを備えている。

スポット照明器１６ａは、ホログラム１０が設けられている照明領域３４ａにスポット照明光を照射する。スポット照明器１６ａは、可視光波長域の照明光を照射する光源として構成されている。スポット照明器１６ａは、紙葉類１２に対して所定の角度位置に配設され、ホログラム１０の回折パターン１０ｂにより回折画像が得られるように最適化した指向性を有する照明光をホログラムに照射する。

透過照明器１６ｂは、ホログラム１０を含みホログラムよりも大きな照明領域３４ｂに透過用の照明光を照射する。透過照明器１６ｂは、近赤外波長域の照明光を照射する光源として構成されている。第３の実施形態において、他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、光源装置をホログラムで反射する波長域の照明光を照射する照明器と、紙葉類を透過する波長域の照明光を照射する照明器とで構成することにより、各照明器をそれぞれの検出に適した最適の機能に設定することが可能となる。すなわち、スポット照明器１６ａは、ホログラム１０と同一寸法のスポット径とすることができ、照明光の強度および均一性を上げ、検出精度の向上を図ることが可能となる。また、透過照明器１６ｂの照射光波長をスポット照明器１６ａの照射光波長と異なる波長域とし、相互の干渉を防止することができる。透過照明器１６ｂの照明光を近赤外波長域とすることにより、紙葉類の印刷地模様等の影響を低減し、確実に紙葉類を透過可能な照明光とすることができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、第１および第２受光センサは、ラインセンサとしてもよい。光源装置のスポット形状は円形に限らず、他の任意の形状とすることができる。

図１は、この発明の第１の実施形態に係る紙葉類検査装置を示す斜視図。図２は、上記紙葉類検査装置を概略的に示す側面図。図３は、上記紙葉類検査装置全体の構成を示すブロック図。図４は、ホログラムの回折光と反射光とを示す図。図５は、スポット照明光によるホログラムの回折光を示す図。図６は、この発明の第２の実施形態に係る紙葉類検査装置を示す斜視図。図７は、この発明の第３の実施形態に係る紙葉類検査装置を示す斜視図。図８は、上記第３の実施形態に係る紙葉類検査装置を概略的に示す側面図。

符号の説明

１０…ホログラム、１２…紙葉類、１６…光源装置、
１８…第１受光センサ、２０…第２受光センサ、２６…判定基準メモリ、
２８…第１判定処理回路、３０…第２判定処理回路

Claims

ホログラムが設けられた紙葉類を検査する紙葉類検査装置であって、
前記紙葉類のホログラムに、このホログラムから回折光を得る所定の方向から照明光を照射する光源装置と、
前記ホログラムからの回折光を受光する第１受光部と、
上記ホログラムに照射され前記紙葉類を透過した透過光を受光する第２受光部と、
前記第１受光部により受光された回折光から前記ホログラムの真贋を判別するとともに、前記第２受光部により受光された透過光から前記ホログラムの欠損を判別する判別処理装置と、
を備えた紙葉類検査装置。
前記光源装置は、前記ホログラムを含み前記ホログラムよりも大きな領域にスポット照明光を照射するスポット照明器を有している請求項１に記載の紙葉類検査装置。
前記光源装置は、可視光波長域から近赤外波長域までの波長領域を含む照明光を照射する照明器を備えている請求項２に記載の紙葉類処理装置。
前記光源装置は、前記ホログラムの形成された領域にスポット照明光を照射するスポット照明器と、前記ホログラムを含み前記ホログラムよりも大きな領域に透過用の照明光を照射する透過照明器と、を有している請求項１に記載の紙葉類検査装置。
前記スポット照明器は、可視光波長域の照明光を照射する照明器であり、前記透過照明器は近赤外波長域の照明光を照射する照明器である請求項４に記載の紙葉類処理装置。
前記第１および第２受光部の少なくとも一方は、一次元のイメージを検出する検出器を有している請求項１ないし５のいずれか１項に記載の紙葉類処理装置。
前記第１および第２受光部の少なくとも一方は、ニ次元のイメージを検出する検出器を有している請求項１ないし５のいずれか１項に記載の紙葉類処理装置。
前記第１および第２受光部の少なくとも一方は、カラーのイメージを検出する検出器を有している請求項１ないし５のいずれか１項に記載の紙葉類処理装置。