JP2010039897A - 光検出装置および紙葉類処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度環境や経年変化による励起光照射用光源の光強度変動や受光手段の感度変動等の変動要因を排除し、常に安定した残光検出あるいは蛍光・残光検出が可能となる光検出装置および紙葉類処理装置を提供する。
【解決手段】搬送される紙葉類Ｐ上に蛍光物質で印刷された蛍光印刷情報からの蛍光および燐光物質で印刷された燐光印刷情報からの残光を検出する光検出装置において、蛍光検出位置１３から残光検出位置１４にかけて存在し、紙葉類Ｐが存在しない状態で励起光の照射を受けて特定波長の光を放射する基準板１５を設け、蛍光を検出するラインイメージセンサ１６の出力信号および残光を検出するラインイメージセンサ１８の出力信号を、前記基準板１５から放射される光の検出信号に基づき補正する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、たとえば、搬送される銀行券やその外の有価証券等の紙葉類上に印刷された蛍光印刷情報（第１の印刷情報）からの蛍光および燐光印刷情報（第２の印刷情報）からの残光をそれぞれ検出し、その検出結果に応じて前記搬送される紙葉類を種類ごとに区分処理する紙葉類処理装置において、搬送される紙葉類上の燐光印刷情報からの残光、あるいは、搬送される紙葉類上の蛍光印刷情報からの蛍光および燐光印刷情報からの残光を検出する光検出装置、および、この光検出装置を用いた紙葉類処理装置に関する。

一般に、たとえば、銀行券やその外の有価証券等の紙葉類を種類ごとに区分処理する紙葉類処理装置において、搬送される紙葉類の表面に印刷された蛍光印刷情報および燐光印刷情報を取得する場合、その搬送路において励起光源からの励起光照射（たとえば、紫外線照射）により蛍光物質および燐光物質を励起し、励起状態でその発光光を検出する蛍光検出器と、搬送路の下流側に位置して励起光照射終了後の燐光物質の残光を検出する残光検出器を配置した構成の光検出装置が用いられる。

このような光検出装置として、励起光源としての紫外線照明装置を挟んで搬送路の上流側と下流側に反射受光系を２つ配置し、紙葉類の蛍光と残光とを分別する技術が公知である（たとえば、特許文献１参照）。この公知例では、紫外線照明装置を間欠点灯し、照明が暗時に燐光特徴を、照明が明時と暗時との差で蛍光特徴を判別するようにしている。

また、搬送路の上流側で紫外線照明装置と蛍光検出器で蛍光特徴を、搬送路の下流側で残光検出器を配置して残光特徴を検出する技術が公知である（たとえば、特許文献２参照）。

これらの公知例では、いずれも、搬送路上に２つの反射方式の光検出器を配置することで、紙葉類からの蛍光および残光を検出している。

また、一般的に蛍光印刷情報を取得する場合、読取面の近傍に配置した蛍光発光体からの蛍光の発光量をモニタして、紫外線照明装置の紫外線エネルギの変動を検出し信号補正することで、高性能な検出を可能とした技術が公知である（たとえば、特許文献３参照）。

さらに、同様の目的で、紫外線照明の明るさを制御可能な紫外線照明装置を構成することで、直接、紫外線照明装置の紫外線光量を光センサで受光し、紫外線照明装置で最適化する技術が公知である（たとえば、特許文献４参照）。
特許第３７９０９３１号公報 実公昭６２−２６９１号公報 特許第３８２７７９２号公報 特許第３９６１９９２号公報

上記したように、紙葉類上の蛍光印刷情報からの蛍光および燐光印刷情報からの残光を検出する光検出装置において、その情報量を安定に検出する光検出装置はいまだに提供されていない。蛍光のみを検出する光検出装置では、特許文献３のような蛍光発光体の発光量を補正情報とする場合や、特許文献４のように紫外線光量モニタ信号を用いることで、温度や経年変化の影響をなくす補正が実現されている。

しかし、蛍光および残光の双方を検出する光検出装置になると、検出位置が２箇所あり、２式の光検出器が必要であり、かつ、残光を検出する光検出装置では、励起光源が存在しない位置での検出となるため、蛍光発光体の利用ができない。

また、蛍光検出位置での紫外線モニタ方式は実現の可能性はあるが、実際に使用している光検出器の温度や経年変化に伴う感度変動は補正できないという問題がある。

そこで、本発明は、温度環境や経年変化による励起光照射用光源の光強度変動や受光手段の感度変動等の変動要因を排除し、常に安定した残光検出あるいは蛍光・残光検出が可能となる光検出装置および紙葉類処理装置を提供することを目的とする。

本発明の光検出装置は、搬送される紙葉類上に残光特性を有する発光物質で印刷された印刷情報からの残光を検出する光検出装置であって、前記搬送される紙葉類上に励起光を照射する光源と、この光源による励起光の照射位置から当該照射位置よりも前記紙葉類の搬送方向の下流側である残光検出位置にかけて設けられ、前記搬送される紙葉類が存在しない状態で前記光源による励起光の照射を受けて特定波長の光を放射する基準板と、前記残光検出位置に対応して設けられ、前記搬送される紙葉類上の印刷情報からの残光、あるいは、前記搬送される紙葉類が存在しない状態での前記基準板から放射される光を受光して電気信号に変換する受光手段と、この受光手段による紙葉類上の印刷情報に基づく出力信号を、前記受光手段から得られる前記基準板から放射される光の検出信号に基づき補正する信号補正手段と、この信号補正手段により補正された前記受光手段の出力信号に基づき前記残光の有無を判別する判別手段とを具備している。

また、本発明の光検出装置は、搬送される紙葉類上に蛍光物質で印刷された第１の印刷情報からの蛍光および蛍光物質とは異なる発光物質であって残光特性を有する発光物質で印刷された第２の印刷情報からの残光を検出する光検出装置であって、前記搬送される紙葉類上に励起光を照射する光源と、この光源による励起光の照射により前記搬送される紙葉類上の第１の印刷情報から放射される蛍光を検出するための蛍光検出位置から、当該蛍光検出位置よりも前記紙葉類の搬送方向の下流側である前記搬送される紙葉類上の第２の印刷情報からの残光を検出するための残光検出位置にかけて設けられ、前記搬送される紙葉類が存在しない状態で前記光源による励起光の照射を受けて特定波長の光を放射する基準板と、前記蛍光検出位置に対応して設けられ、前記搬送される紙葉類上の第１の印刷情報から放射される蛍光、あるいは、前記搬送される紙葉類が存在しない状態での前記基準板から放射される光を受光して電気信号に変換する第１の受光手段と、前記残光検出位置に対応して設けられ、前記搬送される紙葉類上の第２の印刷情報からの残光、あるいは、前記搬送される紙葉類が存在しない状態での前記基準板から放射される光を受光して電気信号に変換する第２の受光手段と、前記第１の受光手段による紙葉類上の第１の印刷情報に基づく出力信号を、前記第１の受光手段から得られる前記基準板から放射される光の検出信号に基づき補正するとともに、前記第２の受光手段による紙葉類上の第２の印刷情報に基づく出力信号を、前記第２の受光手段から得られる前記基準板から放射される光の検出信号に基づき補正する信号補正手段と、この信号補正手段により補正された前記第１の受光手段および前記第２の受光手段の各出力信号に基づき前記蛍光および残光の有無を判別する判別手段とを具備している。

また、本発明の紙葉類処理装置は、残光特性を有する発光物質で印刷された印刷情報を有する紙葉類を搬送する搬送手段と、この搬送手段により搬送される紙葉類上に励起光を照射する光源と、この光源による励起光の照射位置から当該照射位置よりも前記紙葉類の搬送方向の下流側である残光検出位置にかけて設けられ、前記搬送される紙葉類が存在しない状態で前記光源による励起光の照射を受けて特定波長の光を放射する基準板と、前記残光検出位置に対応して設けられ、前記搬送される紙葉類上の印刷情報からの残光、あるいは、前記搬送される紙葉類が存在しない状態での前記基準板から放射される光を受光して電気信号に変換する受光手段と、この受光手段による紙葉類上の印刷情報に基づく出力信号を、前記受光手段から得られる前記基準板から放射される光の検出信号に基づき補正する信号補正手段と、この信号補正手段により補正された前記受光手段の出力信号に基づき前記残光の有無を判別する判別手段と、この判別手段の判別結果に応じて前記紙葉類を区分処理する区分処理手段とを具備している。

また、本発明の紙葉類処理装置は、蛍光物質で印刷された第１の印刷情報および蛍光物質とは異なる発光物質であって残光特性を有する発光物質で印刷された第２の印刷情報を有する紙葉類を搬送する搬送手段と、この搬送手段により搬送される紙葉類上に励起光を照射する光源と、この光源による励起光の照射により前記搬送される紙葉類上の第１の印刷情報から放射される蛍光を検出するための蛍光検出位置から、当該蛍光検出位置よりも前記紙葉類の搬送方向の下流側である前記搬送される紙葉類上の第２の印刷情報からの残光を検出するための残光検出位置にかけて設けられ、前記搬送される紙葉類が存在しない状態で前記光源による励起光の照射を受けて特定波長の光を放射する基準板と、前記蛍光検出位置に対応して設けられ、前記搬送される紙葉類上の第１の印刷情報から放射される蛍光、あるいは、前記搬送される紙葉類が存在しない状態での前記基準板から放射される光を受光して電気信号に変換する第１の受光手段と、前記残光検出位置に対応して設けられ、前記搬送される紙葉類上の第２の印刷情報からの残光、あるいは、前記搬送される紙葉類が存在しない状態での前記基準板から放射される光を受光して電気信号に変換する第２の受光手段と、前記第１の受光手段による紙葉類上の第１の印刷情報に基づく出力信号を、前記第１の受光手段から得られる前記基準板から放射される光の検出信号に基づき補正するとともに、前記第２の受光手段による紙葉類上の第２の印刷情報に基づく出力信号を、前記第２の受光手段から得られる前記基準板から放射される光の検出信号に基づき補正する信号補正手段と、この信号補正手段により補正された前記第１の受光手段および前記第２の受光手段の各出力信号に基づき前記蛍光および残光の有無を判別する判別手段と、この判別手段の判別結果に応じて前記紙葉類を区分処理する区分処理手段とを具備している。

本発明によれば、温度環境や経年変化による励起光照射用光源の光強度変動や受光手段の感度変動等の変動要因を排除し、常に安定した残光検出あるいは蛍光・残光検出が可能となる光検出装置および紙葉類処理装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施の形態に係る光検出装置が適用される紙葉類処理装置について説明する。

図１０、図１１は、本発明の実施の形態に係る光検出装置が適用される紙葉類処理装置の構成を模式的に示すものである。この紙葉類処理装置１１１は、たとえば、複数の銀行の各支店等から送られた銀行券（以降、紙葉類ともいう）を検査して、再使用可能な銀行券だけを結束して再使用に供するためのものである。

図１０、図１１において、紙葉類処理装置１１１は、その一端部に集積状態の複数枚の銀行券をセットする供給部１１２を有する。供給部１１２の上部には、当該供給部１１２にセットされた銀行券をその集積方向上端のものから１枚ずつ取出す取出部１１３が設けられている。取出部１１３は、最上端の銀行券に転接して負圧を生じつつ回転する吸着ローラ１１４を有する。吸着ローラ１１４は、たとえば、１回転するごとに１枚の銀行券を取出すように機能し、銀行券を一定のピッチで取出すように動作する。

取出部１１３の下流側には、吸着ローラ１１４によって取出された銀行券を搬送する搬送手段としての搬送路１１５が延設されている。搬送路１１５には、図示しない搬送ベルトや駆動プーリが配設され、図示しない駆動モータによって搬送ベルトを走行させることにより銀行券を一定速度で搬送するようになっている。

取出部１１３から延びた搬送路１１５上には、搬送されている銀行券の光学的および磁気的な特徴情報を検出して銀行券の種類、汚棄損、表裏、真偽などを検査する検査部１１６が設けられている。検査部１１６は、搬送路１１５の両側に配設され、搬送される銀行券の両面の画像を読取るための２つの画像読取装置１１７，１１８を有する。画像読取装置１１７，１１８は、たとえば、撮像手段としてＣＣＤカメラを有し、撮像した画像から銀行券の表面の模様画像を読取る。

また、検査部１１６は、搬送路１１５を搬送される銀行券の厚みを検査する厚み検査部１１９を有する。厚み検査部１１９は、銀行券の２枚取りやテープ貼りなどを検出するのに用いられる。

さらに、検査部１１６は、搬送される銀行券上に印刷された蛍光印刷情報（第１の印刷情報）からの蛍光および燐光印刷情報（第２の印刷情報）からの残光をそれぞれ検出する光検出装置１３５を有する。光検出装置１３５については後で詳細を説明する。

この他に、検査部１１６は、銀行券の磁気的な特徴情報を検出する少なくとも１つ以上の磁気センサ等をも備えている。

検査部１１６の下流側の搬送路１１５上には、たとえば、６つのゲート１２０〜１２５が順次配設されている。ゲート１２０〜１２５は、検査部１１６における検査結果に基づいて図示しない制御部による制御にしたがって切換えられ、当該銀行券を所定の処理部へ案内する。

検査部１１６の直後に配設されたゲート１２０は、搬送路１１５を排除搬送路１２６に分岐する位置に設けられ、検査部１１６を介して正規の銀行券ではないことが検出された排除券、および、検査部１１６において検査できなかった検査不能券等を排除搬送路１２６へ案内するように切換えられる。

排除搬送路１２６の終端部には、取出部１１３にて取出した姿勢のまま、すなわち、表裏を反転しないで（実際には３６０°回転させて）、排除券および検査不能券をその取出し順序を変えずに集積する排除集積部（排除部）１２７が設けられている。

排除集積部１２７には、この他に、銀行券を重ね取りした検査不能券や正規の銀行券ではないことが判定された偽券などが集積される。

また、ゲート１２０の下流側の搬送路１１５に沿って設けられたゲート１２１〜１２４によって分岐された位置には、それぞれ第１乃至第４の集積・結束部（集積部）１２８〜１３１（以下、総称して集積・結束部１３２と称する場合もある）が配設されている。集積・結束部１３２には、ゲート１２０を介して導かれた排除券以外の正規の銀行券のうち再使用可能な正券だけが集積されて結束される。

たとえば、第１および第２の集積・結束部１２８，１２９には、表面を上にした正券が１００枚ずつ集積されて結束され、第３および第４の集積・結束部１３０，１３１には、裏面を上にした正券が１００枚ずつ集積されて結束される。具体的には、集積・結束部１２８に正券を１００枚集積した後、この１００枚の正券を結束しているときに、もう一方の集積・結束部１２９に次の１００枚の正券を集積する。このようにして集積・結束部１３２で結束された正券は、図示しないコンベア等によって機外へ排出されて再使用に供される。

最も下流側に配設されたゲート１２５によって搬送路１１５から分岐された位置には、ゲート１２０を介して導かれた排除券以外の銀行券のうち、集積・結束部１３２へ集積されなかった損券、すなわち、正規の銀行券ではあるが汚棄損等の理由によって再使用不可能と判断された銀行券を裁断して失効させたのち収納する裁断部１３３が配設されている。なお、損券裁断モードが選択されていない場合、損券は裁断部１３３へ搬送されずに損券集積用のスタッカ１３４に集積される。

また、紙葉類処理装置１１１は、その供給部１１２側にオペレータが操作する操作部１３６を有する。操作部１３６には、オペレータによる各種操作入力等を受付けるとともに、オペレータに対して各種操作案内等を表示する操作・表示パネル（表示部）１３７が設けられている。操作・表示パネル１３７は、表示したボタンにオペレータが触れることで当該ボタンの入力を検知するタッチパネルにより構成されている。この他に、操作・表示パネル１３７の近傍には、供給部１１２の銀行券投入口を開閉する取手を有するドア１３８、排除集積部１２７に集積された銀行券を取出すための取出口１３９、オペレータが操作するキーボード１４０などが設けられている。

図１２は、上記のように構成された紙葉類処理装置１１１の制御系統の構成を概略的に示すものである。
図１２において、主制御部１５１は、全体的な制御を司るもので、これには前記検査部１１６、操作・表示パネル１３７およびキーボード１４０がそれぞれ接続されるとともに、搬送制御部１５２および集積・結束制御部１５３がそれぞれ接続される。

主制御部１５１は、操作・表示パネル１３７からの指示や検査部１１６の検査結果などに基づき搬送制御部１５２および集積・結束制御部１５３をそれぞれ制御する。
検査部１１６は、前記画像読取装置１１７，１１８、厚み検査部１１９、光検出装置１３５、その他の銀行券のセンサ類（磁気センサ等）１５４、および、これらからのデータを処理することにより光学的および磁気的な特徴情報を検出して銀行券の種類、汚棄損、表裏、真偽などを判定するＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）１５５により構成されている。

搬送制御部１５２は、主制御部１５１の制御に基づき前記取出部１１３、搬送路１１５、排除搬送路１２６およびゲート１２０〜１２５を制御することにより、銀行券の取出・搬送制御を行なう。

集積・結束制御部１５３は、主制御部１５１の制御に基づき前記排除集積部１２７および集積・結束部１２８〜１３１を制御することにより、銀行券の集積・結束制御を行なう。

以下、このように構成された紙葉類処理装置１１１の動作について簡単に説明する。
まず、オペレータの手作業によって１まとめの銀行券が供給部１１２にセットされる。この場合、オペレータは、ドア１３８を開けて銀行券を供給部１１２へセットする。この後、取出部１１３が駆動されることで、銀行券が最上端のものから順に１枚ずつ搬送路１１５上に取出される。搬送路１１５上に取出された銀行券は、検査部１１６を通過し、検査される。

このとき、たとえば、取出部１１３によって複数枚の銀行券が重なった状態で取出されている場合、集積方向両端にある銀行券の表面の画像がそれぞれ画像読取装置１１７，１１８により読取られる。当然のことながら、銀行券が１枚だけ正常に取出されている場合には、当該銀行券の表裏の画像がそれぞれ読取られることになる。

このようにして銀行券から読取られた画像は、検査部１１６内の図示しないメモリに一時記憶され、必要に応じて操作・表示パネル１３７を介してオペレータに対して表示される。本実施の形態では、取出部１１３で取出された銀行券のうち、排除集積部１２７へ集積される銀行券の画像のみをメモリに記憶するようにしている。なお、メモリに記憶した画像は、操作・表示パネル１３７における所定の操作により切換え表示可能となっている。

検査部１１６は、画像読取装置１１７，１１８により読取られた画像や厚み検査部１１９の検査結果、光検出装置１３５の検出結果等に基づいて、当該銀行券が正規の銀行券であるか否かを判定する。この判定の結果、正規の銀行券である場合、当該銀行券は再使用可能な正券であるか否かを判定する。

この判定の結果、当該銀行券が再使用可能な正券である場合、ゲート１２０が集積・結束部１３２に向かう搬送路１１５の方向に切換えられる。そして、ゲート１２１〜１２４のうちいずれか１つのゲートが集積・結束部１３２方向に切換えられ、ゲート１２０を介して導かれた当該正券がいずれかの集積・結束部１３２に集積される。

本実施の形態では、たとえば、一方の画像読取装置１１７で表の模様が検出された正券、すなわち、表面を上にした状態で搬送された正券を第１、第２の集積・結束部１２８，１２９のいずれか一方に集積し、他方の画像読取装置１１８で表の模様が検出された正券、すなわち、裏面を上にした状態で搬送された正券を第３、第４の集積・結束部１３０，１３１のいずれか一方に集積するようにしている。

これにより、正券の表裏を取り揃えるようにしている。たとえば、第１の集積・結束部１２８に表面が上の正券を集積していき、第１の集積・結束部１２８の正券が１００枚に達した時点で、１００枚の正券を結束するとともに、第２の集積・結束部１２９に対する正券の集積を開始し、２つの集積・結束部に１００枚ずつ交互に集積して結束するようにしている。

上記判定の結果、当該銀行券が再使用不可能な損券である場合、ゲート１２５が切換えられて搬送中の当該損券が裁断部１３３へ導かれ、当該損券が裁断されて失効される。なお、集積・結束した正券の枚数、および、裁断して失効した損券の枚数は、主制御部１５１で計数されて、集計される。

上記判定の結果、当該銀行券が正規の銀行券でない場合、ゲート１２０が切換えられて搬送路１１５が排除搬送路１２６に接続される。そして、検査部１１６は、当該被処理媒体が他の媒体であるか否かを判定する。この判定の結果、当該被処理媒体は他の媒体でない場合、すなわち、２つの画像読取装置１１７，１１８で読取ったいずれの画像からも当該被処理媒体が他の媒体ではないことが判定されると、当該被処理媒体が正規の銀行券ではない例えば偽造された排除券であることが判断され、あるいは、２枚以上の銀行券の重ね取りが判断され、排除搬送路１２６に導かれた当該被処理媒体がそのまま排除集積部１２７へ集積される。

上記判定の結果、当該被処理媒体は他の媒体である場合、たとえば異物であることが判断され、当該被処理媒体の搬送が停止されて排除搬送路１２６上に停止される。このようにして、排除搬送路１２６上に停止された当該被処理媒体は、オペレータによって取出されて確認され、手作業によって処理される。

次に、前記光検出装置１３５について詳細に説明する。
図１、図２は、光検出装置１３５の光学系部分を模式的に示すものである。図１、図２において、紙葉類（たとえば、銀行券）Ｐは、その表面に蛍光物質で印刷された蛍光印刷情報（第１の印刷情報）、および、蛍光物質とは異なる発光物質であって残光特性を有する発光物質、たとえば、燐光物質で印刷された燐光印刷情報（第２の印刷情報）をそれぞれ有していて、図示しない搬送手段（前記搬送路１１５に相当）により図示矢印ａ方向に搬送される。

紙葉類Ｐ上に励起光を照射する光源としての紫外線照明装置１１は、搬送される紙葉類Ｐ上にその搬送方向ａと直交する方向に設定された帯状の照明エリア１２に対して紫外線（励起光）を照射し、紙葉類Ｐ上の蛍光印刷情報（蛍光物質）および燐光印刷情報（燐光物質）を励起するように構成されている。

なお、紫外線照明装置１１は、たとえば、紫外線を出力する蛍光灯や冷陰極管を使用することが可能で、高周波点灯することで時間的に連続的に紫外線を照射することができる。また、最近の発光ダイオード（ＬＥＤ）による照明装置の高輝度化の流れを受け、ＬＥＤをライン方向にアレイ状に並べた照明装置も使用できる。もちろん、水銀ランプ等の紫外線を有する光源を使用し、検出位置に合わせてライン上の配光に変換した照明装置も利用できる。

照明エリア１２に対応する部位には、紙葉類Ｐ上の蛍光印刷情報から放射される蛍光を検出するための蛍光検出位置１３が設定されているとともに、この蛍光検出位置１３よりも紙葉類Ｐの搬送方向ａの下流側に所定距離Ｌ離れた部位には、紙葉類Ｐ上の燐光印刷情報からの残光を検出するための残光検出位置１４が設定されている。ここに、上記所定距離Ｌは、検出対象である燐光物質の残光特性と搬送手段の搬送速度（紙葉類Ｐの移動速度）により決定される。

蛍光検出位置１３および残光検出位置１４に相対向し搬送される紙葉類Ｐの裏側に位置する部位で、紙葉類Ｐの搬送方向ａと直交する幅方向のほぼ中央部には、蛍光検出位置１３から残光検出位置１４にかけて存在し、搬送される紙葉類Ｐが存在しない状態で紫外線照明装置１１による励起光の照射を受けて特定波長の光を放射する基準板１５が設けられている。基準板１５については後で詳細を説明する。

蛍光検出位置１３と相対向する上方部位には、第１の受光手段としてのラインイメージセンサ１６が紙葉類Ｐの搬送方向ａと直交する方向に配設されている。ラインイメージセンサ１６は、紙葉類Ｐの搬送方向ａと直交する方向に走査方向ｂを有していて、その受光面に対して結像レンズ１７により蛍光検出位置１３の受光光軸１３ａを結像させるように構成されている。

残光検出位置１４と相対向する上方部位には、第２の受光手段としてのラインイメージセンサ１８が紙葉類Ｐの搬送方向ａと直交する方向に配設されている。ラインイメージセンサ１８は、紙葉類Ｐの搬送方向ａと直交する方向に走査方向ｂを有していて、その受光面に対して結像レンズ１９により残光検出位置１４の受光光軸１４ａを結像させるように構成されている。

なお、第１、第２の受光手段１６，１８は、本実施の形態ではラインイメージセンサを用いているが、たとえば、色分解を目的とする場合はカラーラインイメージセンサ等のアレイ型センサを用いる。また、色分解の必要がない場合は、モノクロイメージセンサやフォトダイオードアレイ、単一の受光素子等も使用できる。

さらに、第１、第２の受光手段１６，１８として、アレイ状センサとしての高感度の裏面入射型イメージセンサなどや、紙葉類の搬送方向に蓄積機能を内蔵したＴＤＩ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）動作可能で高感度を実現したデバイス等が使用可能である。単一の受光素子としてはフォトダイオード以外に、高感度センサとしてアバランシェフォトダイオードや光電子増倍管（フォトマル）などが使用できる。

紫外線照明装置１１よりも紙葉類Ｐの搬送方向ａの上流側には、搬送されてくる紙葉類Ｐを光学的に検知する検知手段としての検知器２０が配設されている。後で詳細を説明するが、この検知器２０の出力信号に基づき、蛍光検出位置１３、残光検出位置１４における紙葉類あり、なしを示す蛍光検出タイミング信号Ｔ１、残光検出タイミング信号Ｔ２が生成されるようになっている。

また、図２に示すように、上述した光学系部分の読取面から、ラインイメージセンサ１６，１８の受光面までを遮光手段としての遮光部材（暗箱）で囲い、外部からの光の進入を制限するように構成されている。

すなわち、蛍光検出位置１３と対応する上部には、蛍光検出位置１３上から結像レンズ１７を含みラインイメージセンサ１６の受光面までの部分を囲う暗箱２１が設けられているとともに、残光検出位置１４と対応する上部には、残光検出位置１４上から結像レンズ１９を含みラインイメージセンサ１８の受光面までの部分を囲う暗箱２２が設けられている。

このような遮光手段を設ける目的は、紙葉類Ｐからの蛍光や残光は微弱な光のため、外部の光が検出光に与える影響が大きく、これを制限することで、紙葉類Ｐの蛍光・燐光発光物質による発光量を安定に検出するものである。外光の種類としては、たとえば、光検出装置外部の環境光、紫外線照明装置から漏れる光、蛍光検出位置からの蛍光と残光検出位置からの残光の相互干渉等が挙げられる。

次に、基準板１５について詳細を説明する。
本実施の形態で使用する基準板１５としては、たとえば、蛍光発光体として長期に亘り発光量が安定な蛍光ガラス（具体的には、２００〜４００ｎｍの紫外線領域の励起光の照射により、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の波長域の光を発生する、（株）住田光学ガラス社製の機能性蛍光ガラス「ルミラス（登録商標）」など）を用いるものとする。

以下、この蛍光ガラスを用いた基準板１５の構成とその発光動作を図３を用いて説明する。
基準板１５は、紙葉類Ｐの搬送面と反対に位置する面（図３において下面）１５ａを拡散面に加工し、その他の５面（図３において前後左右の各側面と上面）１５ｂ〜１５ｆは光学研磨面とするとともに、紫外線照明装置１１から照射される紫外線（励起光）のうち検出媒体の励起に寄与しない紫外線の入射を防止するための遮光板２３，２４を有した構成になっている。

このような構成において、蛍光検出位置１３において上面１５ｆの一部（図３の例では上面１５ｆの左端部）に紫外線を照射されると、基準板（蛍光ガラス）１５の内部にある物質が特定波長の光を発光する。発光した光は、図３に破線ｃで示すように、基準板１５の内部で、光学研磨面１５ｂ〜１５ｆでは全反射をし、拡散面１５ａでは拡散反射をする。この働きにより、基準板１５の一部（図３の例では上面１５ｆの左端部）に照射された紫外線のエネルギに応じて、内面反射と拡散反射とを繰り返す「ライトガイド効果」により、蛍光検出位置１３と残光検出位置１４の両方（図３の例では上面１５ｆの左端部、右端部）で、励起光源である紫外線照明装置１１からの紫外線の強度に対応した光量の発光光を得ることができるようになっている。

したがって、検出媒体である紙葉類Ｐが受光光軸の位置に存在しない状態では、基準板１５から発光する光を検出し、紙葉類Ｐが受光光軸の位置に存在する状態では、紫外線照射により励起された蛍光・燐光の発光が検出可能となる。

この状態を図４の検出信号の例に示す。蛍光受光光軸１３ａに配置されたラインイメージセンサ１６で得られた蛍光検出信号の波形を図４（ａ）に示し、残光受光光軸１４ａに配置されたラインイメージセンサ１８で得られた残光検出信号の波形を図４（ｂ）に示す。図４において、横軸は時間軸で、縦軸が発光光量の軸である。

図４の波形のように、検出媒体である紙葉類Ｐが検出位置に存在しない状態で、基準板１５からの光を検出した検出信号Ｖ１，Ｖ２が観測され、紙葉類Ｐが検出位置に存在する状態では、紙葉類Ｐからの蛍光・残光を検出した検出信号を得ることができる。

また、基準板１５は、図２および図３に示すように、基準板１５の残光検出位置１４と対応する上面１５ｆと紙葉類Ｐの搬送面との間、本例では基準板１５の残光検出位置１４と対応する上面１５ｆには、当該基準板１５から放射される光の量を減衰させるための減光手段としての減光フィルタ（たとえば、ＮＤフィルタ、ＮＤ：Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）２５が配設されている。

ここで、減光フィルタ２５の設置目的について説明する。
一般的な蛍光物質と燐光物質の紫外線による励起と発光の関係を図５に示す。蛍光物質も燐光物質も紫外線が照射され励起された状態では、物質固有の発光波長を持った光を発する。図５（ａ）に示すように、紫外線の励起を停止すると直ぐに発光が停止する蛍光物質に比べ、図５（ｂ）に示すように、燐光物質はその発光光量は減衰しながら除々に低下して行く。この様子が残光特性である。残光は時間とともに減衰してゆくため、蛍光発光量に比べ光量が小さくなる。

図１〜図３の構成で、減光フィルタ２５を設置する理由は、紙葉類Ｐからの残光に比べ基準板１５からの光の光量が大きすぎる場合、基準板１５からの光の光量と紙葉類Ｐからの残光の光量とを同程度に合わせることで、検出信号のレンジを有効に利用できることから検出性能を向上させることが可能となる。なお、減光フィルタ２５は検出媒体の特性にあわせ最適化することが望ましい。

なお、図３の例では、基準板１５の残光検出位置１４と対応する上面１５ｆと紙葉類Ｐの搬送面との間に減光フィルタ２５を配設したが、これに限定されるものではなく、たとえば、図６に示すように、基準板１５の残光検出位置１４と対応する下面１５ａに減光手段としての減光部材２６を配設してもよい。その場合、減光部材２６としては、たとえば、光反射率の低い黒色の板などを用いることができる。このようにしても、図３の例の場合と同様な作用効果が得られる。

図７は、光検出装置１３５の構成を概略的に示すものである。ラインイメージセンサ１６，１８からの各信号は、それぞれゲイン可変可能な増幅器３１，３２で増幅された後、Ａ／Ｄ変換・信号補正部３３に送られ、その出力は判別処理部３４に送られ、判別処理部３４において蛍光・残光の有無が判別される。

Ａ／Ｄ変換・信号補正部３３には、センサ信号の補正情報を格納し提供する補正情報メモリ３５が接続され、判別処理部３４には、判別処理における基準情報や判別閾値等を格納する判定基準メモリ３６が接続されている。

また、増幅器３１，３２およびＡ／Ｄ変換・信号補正部３３にはタイミング制御部３７が接続され、このタイミング制御部３７には前記検知器２０が接続されている。タイミング制御部３７は、検知器２０の出力信号に基づき、図４（ａ）に示すような蛍光検出位置１３における紙葉類あり、なしを示す蛍光検出タイミング信号Ｔ１、および、図４（ｂ）に示すような残光検出位置１４における紙葉類あり、なしを示す残光検出タイミング信号Ｔ２を生成する。生成された蛍光検出タイミング信号Ｔ１は増幅器３１およびＡ／Ｄ変換・信号補正部３３に送られ、生成された残光検出タイミング信号Ｔ２は増幅器３２およびＡ／Ｄ変換・信号補正部３３に送られる。

これにより、タイミング信号Ｔ１，Ｔ２の紙葉類なしの期間に信号補正を行ない、紙葉類ありの期間は信号補正を行なわず直前の補正内容を保持するようになっており、それについては後で詳細を説明する。

次に、このように構成された光検出装置１３５の動作について説明する。
紙葉類Ｐが図示しない搬送手段により図示矢印ａ方向に搬送され、照明エリア１２（蛍光検出位置１３）に到達すると、紫外線照明装置１１から紙葉類Ｐ上に励起光として紫外線が照射され、紙葉類Ｐ上の蛍光印刷情報（蛍光物質）および燐光印刷情報（燐光物質）がそれぞれ励起される。

紫外線照射により励起された蛍光印刷情報および燐光印刷情報はそれぞれ発光し、その発光光は結像レンズ１７を介してラインイメージセンサ１６の受光面に結像され、電気信号に変換される。

搬送される紙葉類Ｐが照明エリア１２を通過すると、紫外線照明装置１１による紫外線照射が停止されるので、蛍光印刷情報からの発光は図５（ａ）のように直ぐに停止するのに対し、燐光印刷情報はその残光特性により図５（ｂ）のように発光光量は減衰しながら除々に低下して行く。

その後、搬送される紙葉類Ｐが残光検出位置１４に到達すると、紙葉類Ｐ上の燐光印刷情報からの残光は結像レンズ１９を介してラインイメージセンサ１８の受光面に結像され、電気信号に変換される。

ラインイメージセンサ１６，１８から得られる各信号は、増幅器３１，３２を介してＡ／Ｄ変換・信号補正部３３に送られ、ここでＡ／Ｄ変換された後、ラインイメージセンサ１６，１８の走査方向の感度ばらつきや紫外線照明装置１１のライン方向の明るさむらや結像レンズ１７，１９等に起因するひずみ成分が電気的に補正される。これらの補正情報は内部で生成して補正情報メモリ３５に保存し、補正処理を行なう。

補正処理された信号は判別処理部３４に送られ、ここで蛍光・残光の有無が判別される。蛍光・残光の有無判別は、たとえば、図５（ａ）に示すような波形の蛍光情報が得られた場合は蛍光有りと判別され、図５（ｂ）に示すような波形の残光情報が得られた場合は残光有りと判別される。

判別処理部３４では、紙葉類Ｐの種類に応じて時間方向や走査方向に検出位置を任意に設定したり、カラー情報の演算処理（カラーラインイメージセンサを用いている場合）や検出エリア間の演算など必要な判別処理を行なうことで、高精度な蛍光・残光検出性能を実現している。また、判別のためのエリア分割処理の指定情報や演算処理式や判別のための基準データや判定レベルなど様々な環境データや判定パラメータ等を判定基準メモリ３６に対し格納したり、抽出したりすることで高性能を実現している。

判別処理部３４の判別結果は検査部１１６のＣＰＵ１５５に送られ、紙葉類Ｐの種類判定や真偽判定等を行なうためのパラメータの１つとして用いられる。

図８は、紙葉類Ｐ上の蛍光印刷情報および燐光印刷情報の具体例を示し、図９は、上記した動作により図８の紙葉類Ｐから取得された画像の具体例を示していて、図９（ａ）はラインイメージセンサ１６から得られる蛍光情報を、図９（ｂ）はラインイメージセンサ１８から得られる残光情報を示している。なお、図中の矢印ｄはラインイメージセンサ１６，１８の画像に対する走査方向を示している。

図８の紙葉類Ｐは、たとえば、燐光物質による燐光印刷情報（第２の印刷情報）４１を中央にして、その搬送方向ａの両側部にそれぞれ蛍光物質による蛍光印刷情報（第１の印刷情報）４２，４３が存在する例を示していて、この紙葉類Ｐが図示矢印ａ方向に搬送されるケースで、蛍光検出位置１３と残光検出位置１４とが距離Ｌだけ離れているものとする。この例では、蛍光情報と残光情報で距離Ｌ相当だけ搬送方向ａに位置ずれした画像が取得される。

次に、基準板１５を用いた信号補正処理について詳細を説明する。
基準板１５は、前述したように、蛍光検出位置１３および残光検出位置１４に相対向し搬送される紙葉類Ｐの裏側に位置する部位で、紙葉類Ｐの搬送方向ａと直交する幅方向のほぼ中央部に、蛍光検出位置１３から残光検出位置１４にかけて存在するように設けられていて、搬送される紙葉類Ｐが存在しない状態で、紫外線照明装置１１からの紫外線照射を受けて特定波長の光を発光する。この様子を図９（ａ）（ｂ）の取得画像例において斜線を付した帯状部１５ａ，１５ｂで示している。

ラインイメージセンサ１６，１８から得られる各信号は図４（ａ）（ｂ）に示したようになり、検出媒体である紙葉類Ｐが検出位置に存在しない状態で、基準板１５からの光を検出した検出信号Ｖ１，Ｖ２が観測され、紙葉類Ｐが検出位置にある状態では、紙葉類Ｐからの蛍光・残光を検出した検出信号が得られる。

そこで、Ａ／Ｄ変換・信号補正部３３では、ラインイメージセンサ１６，１８から得られる基準板１５からの光を検出した検出信号Ｖ１，Ｖ２に基づき、当該検出信号Ｖ１，Ｖ２が常に一定値になるように、増幅器３１，３２の各ゲインを可変制御することで補正する。

その場合、Ａ／Ｄ変換・信号補正部３３は、タイミング制御部３７で生成されたタイミング信号Ｔ１，Ｔ２に基づき上記信号補正処理を行なうもので、タイミング信号Ｔ１，Ｔ２の紙葉類なしの期間に上記信号補正処理を行ない、紙葉類ありの期間は上記信号補正処理を行なわず直前の補正内容を保持するようにしている。

なお、上記信号補正処理の他の方法として、Ａ／Ｄ変換・信号補正部３３において、信号演算処理を行なうことで補正処理することもできる。すなわち、基準板１５の検出信号Ｖ１，Ｖ２と紙葉類Ｐからの蛍光検出信号、残光検出信号との比を算出することにより、基準板１５の検出信号Ｖ１，Ｖ２に対比した蛍光検出信号、残光検出信号を得ることが可能となる。

上記したような基準板１５を用いることで、紫外線照明装置１１の経時変化による光量低下や、環境温度変動に対する光量変動等の影響を除去し、さらに、ラインイメージセンサ１６，１８の温度変動などに対する感度変動なども除去できる。その結果、蛍光・燐光の発光量の絶対値を安定に得られるようになる。

以上説明したように、上記実施の形態によれば、蛍光検出位置１３から残光検出位置１４にかけて存在し、紙葉類Ｐが存在しない状態で励起光の照射を受けて特定波長の光を放射する基準板１５を設け、蛍光を検出するラインイメージセンサ１６の出力信号および残光を検出するラインイメージセンサ１８の出力信号を、前記基準板１５から放射される光の検出信号に基づき補正することにより、温度環境や経年変化による紫外線照明装置１１の光強度変動やラインイメージセンサ１６，１８の感度変動等の変動要因を排除し、常に安定した残光検出あるいは蛍光・残光検出が可能となる。

なお、前記実施の形態では、紙葉類上に印刷された蛍光印刷情報からの蛍光および燐光印刷情報からの残光をそれぞれ検出する光検出装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば、紙葉類上に印刷された燐光印刷情報からの残光のみを検出する光検出装置にも同様に適用可能である。

また、前記実施の形態では、第２の印刷情報が燐光印刷情報である場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、蛍光物質以外の発光物質であって残光特性を有する発光物質で印刷された印刷情報であれば同様に適用可能である。

本発明の実施の形態に係る光検出装置の光学系部分を模式的に示す斜視図。 本発明の実施の形態に係る光検出装置の光学系部分を一部断面して模式的に示す側面図。 基準板の構成を一部断面して模式的に示す側面図。 ラインイメージセンサで得られた蛍光検出信号、残光検出信号の一例を示す波形図。 一般的な蛍光物質と燐光物質の紫外線による励起と発光の関係を示す波形図。 基準板の他の構成を一部断面して模式的に示す側面図。 本発明の実施の形態に係る光検出装置の構成を概略的に示すブロック図。 紙葉類上の蛍光印刷情報および燐光印刷情報の具体例を示す模式図。 図８の紙葉類から取得された画像の具体例を示す模式図。 本発明の実施の形態に係る光検出装置が適用される紙葉類処理装置の外観を模式的に示す斜視図。 紙葉類処理装置の内部構成を模式的に示す構成図。 紙葉類処理装置の制御系統の構成を概略的に示すブロック図。

符号の説明

Ｐ…紙葉類、１１…紫外線照明装置（光源）、１２…照明エリア、１３…蛍光検出位置、１４…残光検出位置、１５…基準板、１６…ラインイメージセンサ（第１の受光手段）、１７…結像レンズ、１８…ラインイメージセンサ（第２の受光手段）、１９…結像レンズ、２０…検知器（検知手段）、２１，２２…暗箱（遮光手段）、２３，２４…遮光板、２５…減光フィルタ（減光手段）、２６…減光部材（減光手段）、３１，３２…増幅器、３３…Ａ／Ｄ変換・信号補正部（信号補正手段）、３４…判別処理部（判別手段）、３７…タイミング制御部、４１…燐光印刷情報（第２の印刷情報）、４２，４３…蛍光印刷情報（第１の印刷情報）、１１１…紙葉類処理装置、１１２…供給部、１１３…取出部、１１５…搬送路（搬送手段）、１１６…検査部、１２０〜１２５ゲート、１２６…排除搬送路、１２７…排除集積部、１２８〜１３１…集積・結束部、１３５…光検出装置。

Claims (9)

1. 搬送される紙葉類上に残光特性を有する発光物質で印刷された印刷情報からの残光を検出する光検出装置であって、
   前記搬送される紙葉類上に励起光を照射する光源と、
   この光源による励起光の照射位置から当該照射位置よりも前記紙葉類の搬送方向の下流側である残光検出位置にかけて設けられ、前記搬送される紙葉類が存在しない状態で前記光源による励起光の照射を受けて特定波長の光を放射する基準板と、
   前記残光検出位置に対応して設けられ、前記搬送される紙葉類上の印刷情報からの残光、あるいは、前記搬送される紙葉類が存在しない状態での前記基準板から放射される光を受光して電気信号に変換する受光手段と、
   この受光手段による紙葉類上の印刷情報に基づく出力信号を、前記受光手段から得られる前記基準板から放射される光の検出信号に基づき補正する信号補正手段と、
   この信号補正手段により補正された前記受光手段の出力信号に基づき前記残光の有無を判別する判別手段と、
   を具備したことを特徴とする光検出装置。
2. 搬送される紙葉類上に蛍光物質で印刷された第１の印刷情報からの蛍光および蛍光物質とは異なる発光物質であって残光特性を有する発光物質で印刷された第２の印刷情報からの残光を検出する光検出装置であって、
   前記搬送される紙葉類上に励起光を照射する光源と、
   この光源による励起光の照射により前記搬送される紙葉類上の第１の印刷情報から放射される蛍光を検出するための蛍光検出位置から、当該蛍光検出位置よりも前記紙葉類の搬送方向の下流側である前記搬送される紙葉類上の第２の印刷情報からの残光を検出するための残光検出位置にかけて設けられ、前記搬送される紙葉類が存在しない状態で前記光源による励起光の照射を受けて特定波長の光を放射する基準板と、
   前記蛍光検出位置に対応して設けられ、前記搬送される紙葉類上の第１の印刷情報から放射される蛍光、あるいは、前記搬送される紙葉類が存在しない状態での前記基準板から放射される光を受光して電気信号に変換する第１の受光手段と、
   前記残光検出位置に対応して設けられ、前記搬送される紙葉類上の第２の印刷情報からの残光、あるいは、前記搬送される紙葉類が存在しない状態での前記基準板から放射される光を受光して電気信号に変換する第２の受光手段と、
   前記第１の受光手段による紙葉類上の第１の印刷情報に基づく出力信号を、前記第１の受光手段から得られる前記基準板から放射される光の検出信号に基づき補正するとともに、前記第２の受光手段による紙葉類上の第２の印刷情報に基づく出力信号を、前記第２の受光手段から得られる前記基準板から放射される光の検出信号に基づき補正する信号補正手段と、
   この信号補正手段により補正された前記第１の受光手段および前記第２の受光手段の各出力信号に基づき前記蛍光および残光の有無を判別する判別手段と、
   を具備したことを特徴とする光検出装置。
3. 前記基準板の前記残光検出位置と対応する部分に当該基準板から放射される光の量を減衰させる減光手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光検出装置。
4. 前記減光手段は、前記基準板の前記残光検出位置に対応する上面と前記紙葉類の搬送面との間に配設されていることを特徴とする請求項３記載の光検出装置。
5. 前記減光手段は、前記基準板の前記残光検出位置に対応する下面に配設されていることを特徴とする請求項３記載の光検出装置。
6. 前記基準板は、１つの面を光拡散面とし、その他の５つの面をそれぞれ光学研磨面としたことを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれかに記載の光検出装置。
7. 前記基準板は、前記光源から照射される励起光のうち紙葉類の第１および第２の印刷情報の励起に寄与しない励起光の入射を防止するための遮光板を有することを特徴とする請求項３〜請求項６のいずれかに記載の光検出装置。
8. 残光特性を有する発光物質で印刷された印刷情報を有する紙葉類を搬送する搬送手段と、
   この搬送手段により搬送される紙葉類上に励起光を照射する光源と、
   この光源による励起光の照射位置から当該照射位置よりも前記紙葉類の搬送方向の下流側である残光検出位置にかけて設けられ、前記搬送される紙葉類が存在しない状態で前記光源による励起光の照射を受けて特定波長の光を放射する基準板と、
   前記残光検出位置に対応して設けられ、前記搬送される紙葉類上の印刷情報からの残光、あるいは、前記搬送される紙葉類が存在しない状態での前記基準板から放射される光を受光して電気信号に変換する受光手段と、
   この受光手段による紙葉類上の印刷情報に基づく出力信号を、前記受光手段から得られる前記基準板から放射される光の検出信号に基づき補正する信号補正手段と、
   この信号補正手段により補正された前記受光手段の出力信号に基づき前記残光の有無を判別する判別手段と、
   この判別手段の判別結果に応じて前記紙葉類を区分処理する区分処理手段と、
   を具備したことを特徴とする紙葉類処理装置。
9. 蛍光物質で印刷された第１の印刷情報および蛍光物質とは異なる発光物質であって残光特性を有する発光物質で印刷された第２の印刷情報を有する紙葉類を搬送する搬送手段と、
   この搬送手段により搬送される紙葉類上に励起光を照射する光源と、
   この光源による励起光の照射により前記搬送される紙葉類上の第１の印刷情報から放射される蛍光を検出するための蛍光検出位置から、当該蛍光検出位置よりも前記紙葉類の搬送方向の下流側である前記搬送される紙葉類上の第２の印刷情報からの残光を検出するための残光検出位置にかけて設けられ、前記搬送される紙葉類が存在しない状態で前記光源による励起光の照射を受けて特定波長の光を放射する基準板と、
   前記蛍光検出位置に対応して設けられ、前記搬送される紙葉類上の第１の印刷情報から放射される蛍光、あるいは、前記搬送される紙葉類が存在しない状態での前記基準板から放射される光を受光して電気信号に変換する第１の受光手段と、
   前記残光検出位置に対応して設けられ、前記搬送される紙葉類上の第２の印刷情報からの残光、あるいは、前記搬送される紙葉類が存在しない状態での前記基準板から放射される光を受光して電気信号に変換する第２の受光手段と、
   前記第１の受光手段による紙葉類上の第１の印刷情報に基づく出力信号を、前記第１の受光手段から得られる前記基準板から放射される光の検出信号に基づき補正するとともに、前記第２の受光手段による紙葉類上の第２の印刷情報に基づく出力信号を、前記第２の受光手段から得られる前記基準板から放射される光の検出信号に基づき補正する信号補正手段と、
   この信号補正手段により補正された前記第１の受光手段および前記第２の受光手段の各出力信号に基づき前記蛍光および残光の有無を判別する判別手段と、
   この判別手段の判別結果に応じて前記紙葉類を区分処理する区分処理手段と、
   を具備したことを特徴とする紙葉類処理装置。

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