JP2013527909A - 光学的可変材料を検出するためのシステムと方法 - Google Patents

Abstract

光学的可変材料を検出するためのシステムと方法が提供される。例示的実施形態によると、光学的可変材料を検出するための方法は、文書の少なくとも一部が第１の入射角からの第１の電磁放射線に晒される間に文書の少なくとも一部の第１の像を撮影する工程と、文書の少なくとも一部が第２の入射角からの第２の電磁放射線に晒される間に文書の少なくとも一部の第２の像を撮影する工程と、を含む。第１の入射角は第２の入射角と異なる。第１と第２の像はほぼ固定された位置を有する撮像装置により撮影される。本方法はまた、光学的可変材料が文書上に存在するかどうかを判断するために第１の像と第２の像とを比較する工程を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は一般的には、光学的可変材料を検出することに関し、より具体的には文書上の光学的可変材料を検出することに関する。

銀行券（例えば紙幣）、小切手、法律関係文書、および他の文書タイプ等の物理的文書は、通信および経済の領域を含む今日の社会において有用な役割を果たす。時には、文書は、文書の認証、識別、美観、完全性等の１つまたは複数の目的を容易にする１つまたは複数の物理的特徴を含んでもよい。このような物理的特徴の一例は、観察者または光源のいずれかのまたは両方の位置に依存して色、輝度、位置、または他の属性を変える能力を有し得る光学的可変材料（光学的可変装置を含む）である。現行システムは文書上の光学的可変材料の存在を適切かつ効率的に検出できないことがある。

例示的実施形態によると、光学的可変材料を検出するための方法は、文書の少なくとも一部が第１の入射角からの第１の電磁放射線に晒される間に文書の少なくとも一部の第１の像を撮影する工程と、文書の少なくとも一部が第２の入射角からの第２の電磁放射線に晒される間に文書の少なくとも一部の第２の像を撮影する工程と、を含む。第１の入射角は第２の入射角と異なる。第１と第２の像は固定されたまたはほぼ固定された位置を有する撮像装置により撮影される。本方法はまた、光学的可変材料が文書上に存在するかどうかを判断するために第１の像と第２の像とを比較する工程を含む。

別の例示的実施形態によると、本方法は文書の第１の複数のライン像を撮影する工程を含む。第１の複数のライン像のそれぞれは、文書の少なくとも一部が第１の入射角からの１つまたは複数の周波数の電磁放射線に晒される間に撮影される。本方法は文書の第２の複数のライン像を撮影する工程を含む。第２の複数のライン像のそれぞれは、文書の少なくとも一部が第２の入射角からの１つまたは複数の周波数の電磁放射線に晒される間に撮影される。第１の入射角は第２の入射角と異なる。本方法はまた、第１の複数のライン像を使用して文書の少なくとも一部の第１の色値を判断する工程と、第２の複数のライン像を使用して文書の少なくとも一部の第２の色値を判断する工程と、第１の色値が第２の色値と異なるかどうかを判断する工程と、第２の色値と異なる第１の色値に応じて光学的可変材料が文書上に存在するということを判断する工程と、を含む。

別の例示的実施形態によると、光学的可変材料を検出するための装置は、文書に向って第１の入射角で第１の電磁放射線を発射する第１の電磁放射線源と文書に向かって第２の入射角で第２の電磁放射線を発射する第２の電磁放射線源とを含む。第１の入射角は第２の入射角と異なる。本装置はまた、文書の第１の像と第２の像を撮影する撮像装置を含む。第１の像と第２の像のそれぞれは、第１の電磁放射線源または第２の電磁放射線源の少なくとも１つからの電磁放射線が文書に向かって発射される間に撮影される。本装置はまた、光学的可変材料が文書上に存在するかどうかを第１の像と第２の像との差異に基づいて判断する制御装置を含む。

本発明の特徴であると考えられる新規な特徴は添付の特許請求範囲に記載される。しかしながら好ましい使用モードだけでなく本発明自体および本発明の別の目的と利点は、添付図面と共に読まれるときに例示的実施形態の以下の詳細説明を参照して最もよく理解される。

例示的実施形態による光学的可変材料検出システムの概略図的表現である。 図１に示す光学的可変材料検出システムの概略図的記述である。 貨幣処理機を示す。 例示的実施形態による、銀行券を撮像する際の連続照射の動作を示す。 例示的実施形態による、ライン走査カメラにより記録された未加工インタリーブ像および個別ＲＧＢ画像への分割の例を示す。 例示的実施形態による、異なるモードの連続照射を実施することができる光源の配置を示す。 色偏移成分（ＣＳＥ：ｃｏｌｏｒ ｓｈｉｔｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）により反射された光の色が入射角と反射率に依存し観察者にとってどのように異なり得るかを例示する。 色偏移成分により反射された光の色が入射角と反射率に依存し観察者にとってどのように異なり得るかを例示する。 例示的実施形態による、光学的可変材料を検出するために多アジマス（ｍｕｌｔｉ−ａｚｉｍｕｔｈ）連続照射を実施するための光源の配置を示す。 例示的実施形態による、連続照射を制御するために使用される例示的参照表を示す。 例示的実施形態による、光学的可変材料検出のための多アジマス連続照射を制御するために使用される例示的参照表を示す。 例示的実施形態による、連続照射に使用されてもよい制御システムのブロック図である。 例示的実施形態による、色偏移成分を検出するために連続照射を適用する全体処理を示すフローチャートである。 例示的実施形態による、光学的可変材料を検出する処理のフローチャートである。 例示的実施形態による、図１３に示す第１の像と第２の像とを比較する処理のフローチャートである。 別の例示的実施形態による、光学的可変材料を検出する処理のフローチャートである。 例示的実施形態による、図１５に示す第１と第２の像を撮影する処理のフローチャートである。

以下の例示的実施形態の詳細な説明では、本明細書の一部をなす添付図面が参照される。これらの実施形態は当業者が本発明を実施できるようするために十分に詳しく説明される。本発明の精神または範囲から逸脱すること無く、他の実施形態が利用され得ることと、論理構造的、機械的、電気的、化学的変更をなし得ること、とが理解される。当業者が本明細書に記載の実施形態を実施できるようにするために必要でない詳細を回避するために、説明は当業者に知られたある情報を省略することがある。したがって以下の詳細説明は限定的な意味で取られてはならず、例示的実施形態の範囲は添付の特許請求範囲によってだけ定義される。

図１と図２を参照すると、光学的可変材料検出システム１０の例示的実施形態は、光源等の第１の電磁放射線源１２と第２の電磁放射線源１４とを含む。第１と第２の電磁放射線源１２、１４のいずれかまたは両方は、撮像装置１８が文書１６のすべてまたは一部の２つ以上の像を撮影する間に光を含む任意の周波数の電磁放射線を文書１６の方へ同時または非同時のいずれかで発射してもよい。特記ある場合を除き、本明細書で使用されるように「または」は相互排他性を要しない。次に、撮像装置１８により撮影された２つ以上の像は、光学的可変材料２０が文書１６上に存在するかどうかを判断するために制御装置またはプロセッサ２２により互いに比較されてもよい。一実施形態では、撮像装置１８により撮影された像の１つが、撮像装置１８により撮影された像の別のものと全体的または部分的に異なる場合、制御装置２２は光学的可変材料２０が文書１６上に存在すると判断してもよい。本明細書に記載の処理の任意の組み合わせが、制御装置２２上で実施され得る光学的可変材料検出アプリケーション２３により行なわれてもよい。

電磁放射線源１２、１４のそれぞれは、文書１６のすべてまたは一部に向かって特定の入射角２４、２６またはアジマスで電磁放射線を発射してもよい。一実施形態では、電磁放射線源１２、１４のそれぞれが文書１６に対して配置される入射角２４、２６は異なってもよい。参照を容易にするため、文書１６に対し法線方向すなわち垂直である線２７が示される。図１の非限定的な例では、第１の電磁放射線源１２が文書１６に向かって電磁放射線を発射する入射角２４は約−１０度であり、第２の電磁放射線源１４が文書１６に向かって電磁放射線を発射する入射角２６は約３０度である。しかしながら光学的可変材料検出システム１０において使用される電磁放射線源は、それらの位置をマーカー２８と３０により例示として示す−９０〜９０度の範囲の任意の入射角を有してもよい。

図１と図２は２つの電磁放射線源１２と１４を含む光学的可変材料検出システム１０を示すが、任意の数（例えば、１、３、５等）の電磁放射線源がシステム１０において利用されてもよい。また、電磁放射線源１２と１４のそれぞれが１つまたは複数の異なる周波数または波長の光（例えば、白、赤、緑、青、ＵＶ、ＩＲ、γ、マイクロ波、ラジオ等）を発射できるとよい。１つの例示的実施形態では、電磁放射線源１２と１４のそれぞれは、赤、緑または青色光を同時または非同時に、かつ任意の組み合わせで発射できるとよい。また、電磁放射線源１２と１４から光を発射するために使用される特定の技術または部品は様々であってよく、発光ダイオード（ＬＥＤ）、電球、レーザー、化学ベースの放射、燃焼ベースの放射、電子衝撃放射、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）ランプ等を含んでもよい。

一実施形態では、撮像装置１８はカメラまたは光検出器であってよい。撮像装置１８として使用され得るカメラのタイプの非限定的な例としては、ライン走査カメラ、ＴＤＩカメラ、フレームカメラ、Ｘ線撮像装置等が挙げられる。一実施形態では、光学的可変材料検出システム１０は、移動可能とは違い固定したまたはほぼ固定した位置に配置される単一の撮像装置１８またはカメラを含んでもよい。また、撮像装置１８は、第１と第２の電磁放射線源１２、１４の入射角２４、２６と異なる入射角３２で配置されてよい。しかしながら別の実施形態では、撮像装置１８が文書１６のすべてまたは一部を撮影する入射角３２は、第１または第２の電磁放射線源１２または１４のいずれかまたは両方と同じまたは同様であってよい。一実施形態では、撮像装置１８の入射角３２は、それぞれマーカー２８と３０により表される−９０〜９０度の範囲のどこでもよい。

別の非限定的実施形態では、光学的可変材料検出システム１０は１つではなく２つ以上のカメラを含んでもよい。２つ以上のカメラはそれぞれ異なる入射角で配置されてもよく、そして一例では文書１６のライン同期またはフレーム同期撮影を行ってもよい。また、一実施形態では、光学的可変材料が文書１６上に存在する場合に各カメラにより撮影されるそれぞれの像はその異なる入射角により互いに異なるように、２つ以上のカメラが単一の光源（例えば、第１または第２の電磁放射線源１２または１４の１つ）と共に使用されてもよい。

光学的可変材料検出システム１０は、観察者または電磁放射線源のいずれかまたは両方の位置あるいは電磁放射線源の発射に依存して色、輝度、位置または他の属性を変えることができる任意の材料または装置を含む任意のタイプの光学的可変材料２０を検出するために、使用されてよい。例えば、光学的可変材料検出システム１０は、例えばレーザーで生成されたホログラム像と電子ビームで生成された像を含むホログラムまたは光学的可変装置（ＯＶＤ：ｏｐｔｉｃａｌｌｙ ｖａｒｉａｂｌｅ ｄｅｖｉｃｅ）を検出するために使用されてもよい。光学的可変材料検出システム１０により検知され得る光学的可変装置の他の非限定的な例としては、２Ｄ／３Ｄ像、３Ｄ像、ドットマトリックス像、撮影された立体像、合成像、電子ビーム像等が挙げられる。光学的可変材料検出システム１０により検知され得る光学的可変材料の別の例は、光学的可変インク（ＯＶＩ：ｏｐｔｉｃａｌｌｙ ｖａｒｉａｂｌｅ ｉｎｋ）、色偏移箔（ｃｏｌｏｒ ｓｈｉｆｔｉｎｇ ｆｏｉｌ）と他の色偏移材料等の色偏移成分（ＣＳＥ）である。ＣＳＥは異なる反射色（例えばマゼンタと緑）を異なる入射および反射角で生成してもよい。ＣＳＥは、主要通貨および同様な文書上のセキュリティ特徴を含む異なる情況で使用されてもよい。ＣＳＥの非限定的な例を以下の図５に示す。

文書１６は、限定するものではないが金融書類（例えば小切手、為替、旅行者小切手、銀行券等）、法律関連文書、美術品または任意の他のタイプの文書を含む光学的可変材料が存在し得る任意のタイプの文書であってよい。文書１６はまた、紙、ポリマー、金属等の任意の材料で形成されてもよい。文書１６は、撮像装置１８が文書１６のすべてまたは一部の像を撮影する際に静止していてもよいし動いていてもよい。

１つの例示的実施形態では、撮像装置１８は、文書１６のすべてまたは一部が第１の電磁放射線源１２からの電磁放射線に晒されるかあるいはそれにより削除される間に文書１６のその部分の第１の像を撮影してもよい。撮像装置１８はまた、文書１６のすべてまたは一部が第２の電磁放射線源１４からの電磁放射線に晒される間に文書１６のその部分の第２の像を撮影してもよい。第１と第２の像内の撮像装置１８により撮影された文書１６の部分は同じであってもよいしあるいは異なってもよい。また、撮像装置１８が第１と第２の像を撮影する間、撮像装置１８はほぼ固定された位置にあってもよい。第１の電磁放射線源１２により発射された電磁放射線の周波数は第２の電磁放射線源１４により発射された電磁放射線の周波数と同じであってもよいしあるいは異なってもよい。一実施形態では、撮像装置１８が第１または第２の像を撮影する間、第１と第２の電磁放射線源１２、１４のいずれかまたは両方は文書１６を２以上の周波数の光に晒してもよく、これらの周波数の光は同時または非同時に発射されてもよい。例えば、第１の電磁放射線源１２は文書１６に向け発射するＵＶと白色光とを切り替えてもよく、撮像装置１８は文書１６の像を撮影する。別の例では、第１と第２の電磁放射線源１２または１４により発射される２つ以上の周波数は、赤（例えば、４００〜４８４テラヘルツの範囲の周波数すなわち６２０〜７５０ナノメートルの範囲の波長）、緑（例えば、５２６〜６０６テラヘルツの範囲の周波数すなわち４９５〜５７０ナノメートルの範囲の波長）または青（例えば、６３１〜６６８テラヘルツの範囲の周波数すなわち４５０〜４７５ナノメートルの範囲の波長）、あるいはそれらの２以上の任意の組み合わせを含んでも良い。別の実施形態では、第１と第２の電磁放射線源１２と１４のそれぞれは、撮像装置１８が第１の像、第２の像、または任意の追加像を撮影する際、文書１６に向けて白色光を発射してもよい。

撮像装置１８が第１の像、第２の像、または任意の追加像を撮影すると、制御装置２２は、光学的可変材料２０が文書１６上に存在するかどうかを判断するために第１の像と第２の像とを比較してもよい。第１の像と第２の像とを比較する際、制御装置２２は、第１と第２の像間に何らかの差異が存在するかどうかを判断し、第１と第２の像間に差異が存在すれば光学的可変材料２０が文書１６上に存在すると判断する。

一実施形態では、撮像装置１８が第１と第２の像を撮影した後、制御装置２２は第１と第２の像の少なくとも一部の第１の色値と第２の色値をそれぞれ判断してもよい。第１と第２の色値は、いずれかの像または両方の像の例えば色相値または赤／緑比等の色特性を説明する任意の値であってよい。このとき制御装置２２は、上述の比較工程において、第１の色値が第２の色値と異なるかどうかを判断してもよい。第１の色値が第２の色値と異なれば、制御装置２２は光学的可変材料２０が文書１６上に存在すると判断してもよい。

制御装置２２は文書１６の像のすべてまたは一部の色値を判断してもよい。例えば、文書１６は文書１６のある目標領域上に光学的可変材料２０を含んでもよいことが予め定められていれば、制御装置２２は文書１６の目標領域に対応する第１と第２の像の一部分の第１と第２の色値をそれぞれ判断してもよい。このとき制御装置２２は、目標領域が光学的可変材料２０を含むかどうかを判断するために文書１６の目標領域に関連した第１と第２の色値を比較してもよい。

ホログラムが文書１６上に現われ得る情況を含む別の実施形態では、撮像装置１８が第１と第２の像を撮影した後、制御装置２２は第１と第２の像内の任意の特徴の位置が変化したかあるいはそうでなければ異なるかどうかを判断することにより第１と第２の像を比較してもよい。特に、ホログラム等の光学的可変装置内のある視覚的要素の位置は、電磁放射線源１２、１４または撮像装置１８のいずれかまたは両方の視野に基づき変化することがある。このような視覚的要素が、撮像装置１８により撮影された第１と第２の像間で異なるかどうかを判断することにより、制御装置２２はホログラム等の光学的可変材料が文書１６上に存在するかどうかを判断してもよい。

別の実施形態では、撮像装置１８はライン走査カメラであってよく、それぞれ第１と第２の像を形成する第１と第２の複数のライン像を撮影することにより第１と第２の像を撮影してもよい。第１と第２の複数のライン像は所定のシーケンスで配置されてもよく、第１と第２の両方の像を含む文書１６のインタリーブ像を形成してもよい。ライン像とインタリーブ像が利用される非限定的実施形態について以下にさらに詳細に説明する。

１つの例示的実施形態では、光学的可変材料検出システム１０は貨幣処理機１１０と共に使用されてもよく、その一例を図３に示す。貨幣処理機１１０は、貨幣処理サイクルを開始する前にバッチ投入貨幣（ｂａｔｃｈ ｆｅｅｄ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｃｙ）１１２により装填されてよい。このバッチ投入貨幣１１２は一度に単一の紙幣または銀行券で貨幣処理機内に投入されてもよい。次に、単一の紙幣はソートビン１１４の１つに入れられる前にコンベアー上で様々な検出器を通過してもよい。単一のソートビンはソート工程の最後に紙幣の単一額面を累算するために使用されてもよい。光学的可変材料検出システム１０は、他の多くの様々なタイプの機械と併せて使用されてもよいし、あるいは全くされなくてもよいということが理解される。

図４に、銀行券撮像における連続照射の動作の非限定的実施形態を示す。しかしながら他の実施形態では、連続照射は全く使用されなくてもよい。例えば、例示的実施形態は図４〜図６と図８〜図１２において説明されるような連続照射利用に限定されないということが理解される。図４の例示的実施形態は、紙幣が矢印により示された方向へ通り過ぎるにつれて紙幣２０２の像を撮影するためにライン走査カメラ２０１を使用してもよい。電磁放射線源または光源（光線）２０３は、様々な波長の光を可変かつ連続したやり方で発射する発光ダイオード（または同様の光素子）を使用して、通過する紙幣２０２を照射してもよい。

この連続照射は、ライン走査カメラ２０１により走査される紙幣２０２の各ラインが紙幣２０２全体が走査されるまで異なる波長の光の照射下で所定のシーケンス（例えば、赤、緑、青、ＵＶ、赤、緑、青、ＵＶ等）で記録されるインタリーブ像を生成してもよい。図４に、この概念の説明を助けるために紙幣２０２上に重ねられたインタリーブパターン２１２を示す。本例では、インタリーブ像は赤２１０、緑２２０、青２３０、紫外線（ＵＶ）２４０の反射像に分離されることができる。図４で使用される繰り返しＲＧＢＵＶパターンは、利用し得る多くの連続照射の例の単に１つである。

一実施形態では、光源２０３は２つの異なる波長を使用してもよい。別の実施形態では、４つの波長が使用される。様々な色の照射切替えは、ライン走査カメラ２０１による画像取り込みに同期してもよく、上述のような繰り返しパターン（例えば、赤、緑、青、ＵＶ、赤、緑、青、ＵＶ等）あるいはより単純なまたはより複雑なパターンを使用してもよい。

連続照射を使用する例示的実施形態について、図５に、ライン走査カメラにより記録される未加工インタリーブ像３０１の非限定的例を示す。この像は、互に順に組み合わせられた様々な波長の光（例えばＲＧＢ）の下で走査されたラインのすべてを含んでもよい。像は解像度を保つために単一の反射白色光照射より高いレートでサンプリングされるのでインタリーブ像３０１が伸ばされる。インタリーブ像３０１の下に示されるのは、色（赤、緑、青）に従って走査線を分離することで生じた個々の像３１０、３２０、３３０である。一実施形態では、個別のＲＧＢ像３１０、３２０、３３０は白色光照射と等価な単一合成像３４０に合成されてもよい。合成像は、個々の色反射像と比較することができる白色光反射像として機能してもよい。

１つの非限定的実施形態では、像３１０、３２０、３３０はカラー画像ではなく、走査線のすべては、光源により発射された色にかかわらず、同じカメラによりグレイスケールで記録されてもよい。但し、光の反射は光の色に応じて異なってもよい。これは、異なる波長の光子が紙幣上のインクおよび表面特徴（汚れを含む）と相互作用するやり方によると考えられる。その結果、例示的実施形態では、たとえ様々な波長の照射下で生成される反射像がすべてグレイスケールで記録されても各像は図５に示すように他では見られない特徴を現わすことができる。１つの非限定的実施形態では、異なる波長画像の記録が同じカメラにより同じ位置で発生してもよい。

様々な波長の反射光の使用に加えて、連続照射を利用する例示的実施形態はまた、紙幣に対する異なる入射角（異なるアジマス）からの照射だけでなく反射照射と透過照射とを交互に切り替えてもよい。

連続照射を利用する非限定的実施形態に関し、図６に連続照射の様々なモードを実施することができる光源の例示的配置を示す。図４に示す例は連続照射の多波長反射（ｍｕｌｔｉ−ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ）モードをカバーしてもよく、一方図６に示す構成はまた多アジマスおよび反射／透過（ｍｕｌｔｉ−ａｚｉｍｕｔｈ ａｎｄ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ／ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｅ）モードをカバーしてもよい。

この非限定的実施形態では、通貨紙幣４０１は貨幣処理装置内の直線紙幣ガイド４０２に沿って移動してもよい。いくつか実施形態では紙幣ガイド４０２は湾曲していてもよい。

一実施形態では、光源４１０と４２０は多アジマス動作モードで使用されてもよい。図４に示す光源と同様に、光源４１０と４２０はそれぞれ交互に替わる波長を使用して通過紙幣４０１を照射してもよい。光源４１０と４２０は紙幣４０１に対し様々なアジマスで配置されるので、紙幣４０１が光学的可変インク（ＯＶＩ）等の光学的可変材料により印刷された特徴を含む場合、ライン走査カメラ４５０により記録される反射像は２つのアジマス間で異なってもよい。したがって一実施形態では、同じ光源からの相異なるインタリーブ反射波長（図４に示すように）に加えて、照射の様々なアジマスにより生成される反射像がインタリーブされてもよい。さらに別の実施形態では、ライン走査カメラ４５０は光源４３０または４４０のいずれかまたは両方が紙幣４０１を照射する間に１つまたは複数のライン像を撮影してもよく、これらのライン像は紙幣４０１のインタリーブ像に含まれていてもよい。

連続照射を利用する図６の１つの非限定的実施形態を説明すると、ライン走査カメラ４５０は紙幣または文書４０１の第１の複数のライン像を撮影してもよく、第１の複数のライン像のそれぞれは文書４０１の少なくとも一部が第１の入射角（光源４１０）からの１つまたは複数の周波数の電磁放射線に晒される間に撮影されてもよい。ライン走査カメラ４５０はまた、文書４０１の第２の複数のライン像を撮影してもよく、第２の複数のライン像のそれぞれは文書４０１の少なくとも一部が第２の入射角（光源４２０）からの１つまたは複数の周波数の電磁放射線に晒される間に撮影されてもよい。ライン走査カメラ４５０により撮影される第１と第２の複数のライン像は文書４０１のインタリーブ像を形成してもよい。第１と第２の入射角は互いに異なってもよい。

文書４０１の少なくとも一部の第１の色値は第１の複数のライン像を使用して判断されてもよい。同様に、文書４０１の少なくとも一部の第２の色値は第２の複数の像を使用して判断されてもよい。例えば、第１または第２の複数のライン像のいずれかのすべてまたは一部は、相対的色値として使用され得る平均または中央色相あるいは赤／緑比を有してもよい。但し、第１と第２の複数のライン像のデータに基づき導出または判断され得る任意のカラー属性が互いに比較されてもよい。第１の色値が第２の色値と異なれば光学的可変材料が文書４０１上に存在すると判断してもよい。

第１と第２の複数のライン像は様々なやり方で撮影されてもよい。一実施形態では、ライン走査カメラ４５０は、第１の入射角からの電磁放射線の第１の色または波長または周波数により文書４０１の第１の部分を照射することに応答して、文書４０１の第１の部分におけるライン像を撮影してもよい。次に、ライン走査カメラ４５０は、第２の入射角からの電磁放射線の第１の色または波長または周波数により文書４０１の第２の部分を照射することに応答して、文書４０１の第２の部分におけるライン像を撮影してもよい。次に、ライン走査カメラ４５０は、第１の入射角からの電磁放射線の第２の色または波長または周波数により文書４０１の第３の部分を照射することに応答して、文書４０１の第３の部分におけるライン像を撮影してもよい。次に、ライン走査カメラ４５０は、第２の入射角からの電磁放射線の第２の色または波長または周波数により文書４０１の第４の部分を照射することに応答して、文書４０１の第４の部分におけるライン像を撮影してもよい。次に、ライン走査カメラ４５０は、第１の入射角からの電磁放射線の第３の色または波長または周波数により文書４０１の第５の部分を照射することに応答して、文書４０１の第５の部分におけるライン像を撮影してもよい。次に、ライン走査カメラ４５０は、第２の入射角からの電磁放射線の第３の色または波長または周波数により文書４０１の第６の部分を照射することに応答して、文書４０１の第６の部分におけるライン像を撮影してもよい。本実施形態に記載のライン像の撮影は、文書４０１のインタリーブ像を形成するために文書４０１のライン像が文書４０１の追加部分について撮影されるように、繰り返されてもよい。１つの非限定的な例では、第１、第２、第３の色または波長または周波数のそれぞれは赤、緑または青の１つであってよい。

照射の色が赤、緑、青である例示的実施形態では、第１の複数のライン像の撮影は、文書４０１の少なくとも一部が第１の入射角からの赤色電磁放射線に晒される間に第１のサブセットのライン像を撮影することと、文書４０１の少なくとも一部が第１の入射角からの緑色電磁放射線に晒される間に第２のサブセットのライン像を撮影することと、文書４０１の少なくとも一部が第１の入射角からの青色電磁放射線に晒される間に第３のサブセットのライン像を撮影することと、を含んでもよい。この非限定的例では、第２の複数のライン像の撮影は、文書４０１の少なくとも一部が第２の入射角からの赤色電磁放射線に晒される間に第４のサブセットのライン像を撮影すること、文書４０１の少なくとも一部が第２の入射角からの緑色電磁放射線に晒される間に第５のサブセットのライン像を撮影することと、文書４０１の少なくとも一部が第２の入射角からの青色電磁放射線に晒される間に第６のサブセットのライン像を撮影することと、を含んでもよい。

色偏移成分（ＣＳＥ）は、照射のスペクトルが入射および反射角の両方で同じであるケース（例えば、白色光の場合）を含み、様々な入射および反射角で様々な反射色（例えば、マゼンタと緑）を生成してもよい。

連続照射の多アジマスモードは、１つの非限定的実施形態では、追加の特殊な装置を必要とすることなくＣＳＥを検出する有効な手段を提供すると考えられる。例示的実施形態はまた、紙幣の適合性を評価するために使用されてもよい。

図７Ａと図７Ｂは、ＣＳＥで反射された光の色が入射角と観察角度に依存して観察者にとってどのように異なるかの一例を示す。図７Ａでは、ＣＳＥ５１１に対する照射の入射はほぼ垂直であり、ＣＳＥに対する観察者５３０の位置に依存して様々な反射色を生じる。本例では、ＣＳＥで反射された光は、一方向５１２では緑、反対方向５１３ではマゼンタであり、観察者５３０は図に示すマゼンタ反射を見る。

光源５２０と観察者５３０が互いに同じ位置に保たれた場合、この例の観察者が緑の反射５１２を見る１つの方法は、光源と観察者に対する銀行券５１０とそのＣＳＥ５１１の角度を図７Ｂに示すように変えることである。

連続照射を利用する１つの非限定的実施形態は、カメラと紙幣との角度を一定のままにした状態で照射と反射の角度を操作してもよい。図８に示すように、カメラ６１０は紙幣６４０に対し固定の視角を維持してもよい。光学的可変材料の存在を検出するために、照射は紙幣６４０とカメラ６１０に対して様々なアジマスで配置された２つの光源６２０、６３０により与えられてもよい。この例では、第１の光源６２０は紙幣６４０にほぼ垂直である。第２の光源６３０ははるかに浅い角度で配置されてもよい。一実施形態では、光源６２０、６３０の様々な入射角と反射角が、カメラ６１０の角度を変える必要無しに光学的可変材料からの様々な反射色を生成してもよい。

照射のアジマスを交互に替えることに加えて、光源６２０、６３０のそれぞれは複数のＬＥＤを有してもよく、これにより各光源が上に説明したようにインタリーブパターンで様々な色により光学的可変材料を照射できるようにする。

連続照射の実施形態は、様々な反射色のインタリーブが文書上に光学的可変材料特徴の合成画像を生成できるようにしてもよい。一実施形態では、光学的可変材料の様々な反射色により生成される像はグレイスケールで記録されてもよい。但し、光学的可変材料の像は反射波長毎にわずかに異なってもよい。

ＣＳＥを含む光学的可変材料は任意の数（例えば１、２、３、５等）の異なる波長を反射してもよい。例えば、光学的可変材料は異なる入射角と反射角で３以上の異なる色を反射してもよい。この選択肢を例示的実施形態に適用することで、各反射色に対応する照射の各アジマスにおける個別の光源が可能になるであろう。したがって任意の数の光源が例示的実施形態において使用されてもよい。

光学的可変材料により反射される波長は、可視範囲内であってもよいし、なくてもよい。ＣＳＥを含む光学的可変材料は、明示的でありかつ目視検査すると一般社会のメンバーにより容易に認識可能な公的セキュリティ特徴として使用されてもよい。しかしながら例示的実施形態はまた、光の非可視波長がシフトする隠れた光学的可変材料の導入を可能にする。例えば、通貨紙幣は、異なるＩＲ波長間でシフトする光学的可変材料を含んでもよい。

図９に、連続照射実施形態による、連続照射を制御するのに使用されてよい例示的参照表を示す。参照表７００は制御システムのメモリ内に格納されてもよい。カメラにより記録された画像のライン毎の個別のメモリアドレス（表の行により表される）があってもよい。各列は、機械内のすべての光線上にすべてのＬＥＤを含んでよい異なる照射源を表してもよい。

図９に示す参照表の非限定的な例は、５つの像走査線と４つの照射源を含む。この例では、照射源は１つの光線内に存在する異なる色のＬＥＤ（この場合は赤、緑、青、赤外線（ＩＲ））であってよい。各行と各列の交点における数は、そのライン像の記録中に各ＬＥＤアレイに適用された制御バイトであってよい。制御バイトは当該ＬＥＤにより生成される照度を決定してもよい。本例では、２５５の値が最大強度を表し、０の値が「オフ」を表していてもよい。一実施形態では、制御システムは１／２強度を表す１２８の値を採用してもよい。

この例示的参照表を紙幣の連続照射の例示的実施形態に適用すると、走査線１は赤ランプにより照射され残りのＬＥＤはオフのままであろう。線２に関しては、緑色ＬＥＤだけが点灯される。同様に、線３では青色ＬＥＤだけが点灯され、線４ではＩＲ ＬＥＤだけが点灯される。線５では、ＩＲ ＬＥＤがオフであるが赤、緑、青色ＬＥＤはすべて最大強度で点灯され、これにより白の光反射を生成する。

図１０は、光学的可変材料検出の多アジマス連続照射の例示的実施形態を制御するために使用されてよい参照表の別の例を示す。図１０の表８００は、紙幣に対し異なるアジマスで配置された２つの光源を使用して６ウェイインタリーブ像を生成するための１つの可能な制御シーケンスを示す。一実施形態では、線番号、光源、アジマス、電磁放射線周波数等のパラメータは、参照表において異なる値、素子、行／列を使用することにより変えられてもよい。

図１０に示す照射シーケンスはＲＧＢシーケンスを維持してもよいが、色毎に光源を交互に切り替えることにより低いアジマスＲＧＢシーケンスと高いアジマスＲＧＢシーケンスを交互配置してもよい。一例では、カメラにより撮像される第１の走査線は、光源によりアジマス１で与えられる赤色照射下にある。第２の走査線もまた赤色照射下で撮像されるがこの時光源からアジマス２で与えられる。シーケンスは次にアジマス１に戻り、走査線３については緑色照射を使用する等々である。本処理は、特定数の走査線が撮像されるまで、次の色に移る前に色毎に第１と第２のアジマス間を往復して交互に切り替え続ける。本例では、両方のアジマスの完全なＲＧＢシーケンスを示すために６つの走査線が示されるが、撮像される走査線の実際の数は、例えば当該光学的可変材料の大きさに依存してもよい。

図１１は、例えば連続照射の実施形態において使用され得る制御システムの具体的例である。

図１２は、光学的可変材料を検出するために連続照射を適用する全体処理の非限定的実施形態を示すフローチャートである。本処理は未加工データの取得で始まってもよい（工程１００１）。これは、インタリーブ像の撮影を伴ってもよい。

未加工画像が撮影されると、次の工程は観察抽出（ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）であってよい（工程１００２）。本処理は既知の文書タイプに基づき未加工データから多次元観察（ｍｕｌｔｉ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ）を抽出することを含んでもよい（特定の貨幣（例えば、米ドルまたはユーロ）、額面と連番（例えば、１９９６年の米国２０ドル紙幣）、カメラに提示された特定の方位（例えば、前面左側縁送り）。観察抽出はまた、取得画像枠内の文書の把握された位置と回転（文書スキュー）だけでなく、この紙幣タイプの未加工データを取得するために使用された照射シーケンス（モード）を説明し得る画像幾何形状に基づいてもよい。

観察抽出に続いて、処理は変形関数をデータに適用してもよい（工程１００３）。これは、多次元観察データを三次元ベクトルに変換し得る数学的変形関数である。この変形処理は観察データの任意の線形または非線形合成であってよい。例えば観察データは紙幣のある矩形領域に対応する二次元アレイであってよく、二次元アレイの各点は赤、緑、青の反射率値を含む三次元値である。変形関数は、これを矩形領域全体の平均色相、飽和、輝度値を含む単一の三次元測定値に変換してもよい。例えば光学的可変材料を検出する際、変換はＲＧＢ値から色相値を生成してもよい。あるいは変換はＲ／Ｇ比を生成してもよい。紙幣の表面で反射された色を判断するために他の方法を使用してもよい。

変形関数から、処理は、当該アジマスからまたは当該アジマスの検出色を判定してもよい（工程１００４）。工程１００３と１００４は照射のアジマス毎に並列に実行されてもよい。他の実施形態では、紙幣上の要素の位置または輝度等の色以外の属性が決定されてもよい。

処理が反射色を工程１００４において判断した後、次に、処理はこれを他のアジマスから検出された色と比較してもよい（工程１００５）。紙幣の画像領域上に光学的可変材料が実際に存在する場合、工程１００５の比較がアジマスの値（例えば、色相値またはＲ／Ｇ比）の差異を明らかにしてもよい。

上述の連続照射の例示的方法は通貨紙幣に関する利用に限定されない。これらはまた、任意の他のタイプの文書に適用されることができる。

図１３を参照すると、光学的可変材料を検出する処理の例示的実施形態は、文書の少なくとも一部が第１の入射角からの第１の電磁放射線に晒される間に第１の像を撮影することを含む（工程１１０１）。本処理はまた、文書の少なくとも一部が第２の入射角からの第２の電磁放射線に晒される間に第２の像を撮影することを含む（工程１１０３）。別の例では、文書全体の像が第１と第２の像のそれぞれにおいて撮影されてもよい。本処理は、光学的可変材料が文書上に存在するかどうかを判断するために第１の像と第２の像を比較してもよい（工程１１０５）。

図１４を参照すると、第１の像と第２の像を比較する処理の例示的実施形態は、図１３の工程１１０５に示すように、第１の像が第２の像と異なるかどうかを判断することを含む（工程１２０１）。第１の像が第２の像と違わないと処理が判断した場合、処理は文書が光学的可変材料を含まないと判断する（工程１２０３）。工程１２０１に戻って、第１の像が第２の像と異なると処理が判断した場合、処理は文書が光学的可変材料を含むと判断する（工程１２０５）。

図１５を参照すると、光学的可変材料を検出する処理の例示的実施形態は、文書の一部が第１の入射角からの第１の電磁放射線に晒される間に文書の少なくとも一部の第１の像を撮影することを含む（工程１３０１）。本処理はまた、文書の少なくとも一部が第２の入射角からの第２の電磁放射線に晒される間に文書の少なくとも一部の第２の像を撮影する（工程１３０３）。別の例では、文書全体の像が第１と第２の像のそれぞれにおいて撮影されてもよい。本処理は、文書の目標領域に対応する第１の像の一部分の第１の色値を判断してもよい（工程１３０５）。目標領域は任意のやり方で選択されてもよいしあるいは予め定められていてもよい。一実施形態では、光学的可変材料が特定の文書に対し配置されそうな領域は知られている場合があるので目標領域は工程１３０５の前に予め定められているかもしれない。目標領域はまた動的に選択されてもよい。本処理はまた、文書の目標領域に対応する第２の像の一部の第２の色値を判断してもよい（工程１３０７）。

本処理はまた、第１の色値が第２の色値と異なるかどうかを判断することを含んでもよい（工程１３０９）。第１の色値が第２の色値と違わないと処理が判断した場合、処理は文書の目標領域が光学的可変材料を含まないと判断してもよい（工程１３１１）。工程１３０９に戻って、第１の色値が第２の色値と異なると処理が判断した場合、処理は文書の目標領域が光学的可変材料を含むと判断する（工程１３１３）。

図１６を参照すると、第１と第２の像を撮影する処理の例示的実施形態は、図１５の工程１３０１と１３０３に示すように、第１の像を形成するために文書の第１の複数のライン像を撮影することを含む（工程１４０１）。本処理はまた、第２の像を形成するために文書の第２の複数のライン像を撮影してもよい（工程１４０３）。本処理は、第１と第２の複数のライン像から文書のインタリーブ像を形成する（工程１４０５）。本処理は、インタリーブ像内の第１と第２の像を識別してもよい（工程１４０７）。

様々な描写された実施形態のフローチャートとブロック図は、装置、方法およびコンピュータプログラム製品のいくつかの可能な実施態様のアーキテクチャ、機能性および動作を示す。この点に関し、フローチャートまたはブロック図の各ブロックは、規定の関数（関数群）を実施するための１つまたは複数の実行命令を含むモジュール、セグメント、またはコードの一部を表してもよい。いくつか代替案実施態様では、ブロック内に書かれた関数または関数群は添付図面に書かれた順序とは異なって発生してもよい。例えば、場合によっては、連続して示された２つのブロックがほぼ同時に行なわれてもよいし、あるいはブロックは時には、関与する機能性に依存して逆の順序で行なわれてもよい。

本明細書に記載の例示的実施形態はいくつかの例示的非限定的実施形態に関連して開示されたが添付の特許請求範囲により定義される本発明の範囲から逸脱すること無く様々な変更、代替、置換および改変を行なうことができるということを理解すべきである。任意の一つの実施形態に関連して説明した任意の特徴もまた任意の他の実施形態に適用可能であるということが理解される。

Claims (20)

1. 光学的可変材料を検出するための方法であって、
   文書の少なくとも一部が第１の入射角からの第１の電磁放射に晒される間に前記文書の前記少なくとも一部の第１の像を撮影する工程と、
   前記文書の少なくとも一部が第２の入射角からの第２の電磁放射線に晒される間に前記文書の前記少なくとも一部の第２の像を撮影する工程であって、前記第１の入射角は前記第２の入射角と異なり、前記第１と第２の像はほぼ固定された位置を有する撮像装置により撮影される、工程と、
   光学的可変材料が文書上に存在するかどうかを判断するために前記第１の像と前記第２の像とを比較する工程と、を含む方法。
2. 前記第１の像と前記第２の像とを比較する前記工程は、前記第１の像が前記第２の像と異なるかどうかに基づき前記文書上に前記光学的可変材料が存在するかどうかを判断することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記文書の前記少なくとも一部の前記第１の像を撮影する前記工程は、前記文書の前記少なくとも一部が前記第１の入射角からの２つ以上の周波数の電磁放射線に非同時に晒される間に前記文書の前記少なくとも一部の前記第１の像を撮影することを含み、
   前記文書の前記少なくとも一部の前記第２の像を撮影する前記工程は、前記文書の前記少なくとも一部が前記第２の入射角からの２つ以上の周波数の電磁放射線に非同時に晒される間に前記文書の前記少なくとも一部の前記第２の像を撮影することを含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記２つ以上の周波数の電磁放射線は、（１）４００〜４８４テラヘルツの範囲の周波数、（２）５２６〜６０６テラヘルツの範囲の周波数、または（３）６３１〜６６８テラヘルツ範囲の周波数の２つ以上の周波数の電磁放射線を含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記第１の像の少なくとも一部の第１の色値を判断する工程と、前記第２の像の少なくとも一部の第２の色値を判断する工程と、をさらに含む請求項１、２、３または４に記載の方法であって
   前記光学的可変材料が前記文書上に存在するかどうかを判断するために前記第１の像と前記第２の像とを比較する前記工程は、前記第１の色値が前記第２の色値と異なるかどうかを判断することを含む、方法。
6. 前記第１の像の前記少なくとも一部の前記第１の色値を判断する前記工程は、前記文書の目標領域に対応する前記第１の像の一部の前記第１の色値を判断することを含み、
   前記第２の画像の前記少なくとも一部の前記第２の色値を判断する前記工程は、前記文書の目標領域に対応する前記第２の像の一部の前記第２の色値を判断することと、前記第１の色値が前記第２の色値と異なる場合に、前記光学的可変材料が前記文書の前記目標領域上に存在すると判断することと、を含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記第１と第２の色値は色相値または赤／緑比の少なくとも１つである、請求項５に記載の方法。
8. 前記光学的可変材料はホログラムである、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記撮像装置はライン走査カメラであり、
   前記文書の前記少なくとも一部の前記第１の像を撮影する前記工程は前記第１の像を形成するために前記文書の第１の複数のライン像を撮影することを含み、
   前記文書の前記少なくとも一部の第２の像を撮影する前記工程は前記第２の像を形成するために前記文書の第２の複数のライン像を撮影することを含む、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記第１と第２の複数のライン像は前記文書のインタリーブ像を形成するために所定のシーケンスで配置され、前記インタリーブ像は前記第１の像と前記第２の像を含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記第１の電磁放射線の周波数は前記第２の電磁放射線の周波数とほぼ同じである、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記第１と第２の像を撮影する前記撮像装置はほぼ固定された位置を有する単一のカメラである、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 光学的可変材料を検出するための方法であって、
    文書の第１の複数のライン像を撮影する工程であって、前記第１の複数のライン像のそれぞれは、前記文書の少なくとも一部が第１の入射角からの１つまたは複数の周波数の電磁放射線に晒される間に撮影される、工程と
    前記文書の第２の複数のライン像を撮影する工程であって、前記第２の複数のライン像のそれぞれは、前記文書の少なくとも一部が第２の入射角からの１つまたは複数の周波数の電磁放射線に晒される間に撮影され、前記第１の入射角は前記第２の入射角と異なる、工程と、
    前記第１の複数のライン像を使用して前記文書の少なくとも一部の第１の色値を判断する工程と、
    前記第２の複数のライン像を使用して前記文書の少なくとも一部の第２の色値を判断する工程と、
    前記第１の色値が前記第２の色値と異なるかどうかを判断する工程と、
    前記第２の色値と異なる前記第１の色値に応じて、光学的可変材料が前記文書上に存在するということを判断する工程と、を含む方法。
14. 前記第１と第２の複数のライン像を撮影する前記工程は、
    （ａ）前記第１の入射角からの第１の周波数の電磁放射線により前記文書の第１の部分を照射することに応じて前記文書の前記第１の部分でライン像を撮影することと、
    （ｂ）前記第２の入射角からの前記第１の周波数の電磁放射線により前記文書の第２の部分を照射することに応じて前記文書の前記第２の部分でライン像を撮影することと、
    （ｃ）前記第１の入射角からの第２の周波数の電磁放射線により前記文書の第３の部分を照射することに応じて前記文書の前記第３の部分でライン像を撮影することと、
    （ｄ）前記第２の入射角からの前記第２の周波数の電磁放射線により前記文書の第４の部分を照射することに応じて前記文書の前記第４の部分でライン像を撮影することと、
    （ｅ）前記第１の入射角からの第３の周波数の電磁放射線により前記文書の第５の部分を照射することに応じて前記文書の前記第５の部分でライン像を撮影することと、
    （ｆ）前記第２の入射角からの前記第３の周波数の電磁放射線により前記文書の第６の部分を照射することに応じて前記文書の前記第６の部分でライン像を撮影することと、
    （ｇ）前記文書のインタリーブ像を形成するために前記文書のライン像が前記文書の追加部分に対して撮影されるように工程（ａ）から工程（ｆ）を繰り返すことと、を含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記第１、第２、第３の周波数の電磁放射線のそれぞれは、赤、緑、または青色光の１つである、請求項１４に記載の方法。
16. 前記第１と第２の複数のライン像を撮影する前記工程は、前記文書のインタリーブ像を形成するために前記第１と第２の複数のライン像を撮影することを含む、請求項１３、１４または１５に記載の方法。
17. 前記文書の前記第１の複数のライン像を撮影する前記工程は、
    前記文書の少なくとも一部が前記第１の入射角からの赤色電磁放射線に晒される間に第１のサブセットのライン像を撮影することと、
    前記文書の少なくとも一部が前記第１の入射角からの緑色電磁放射線に晒される間に第２のサブセットのライン像を撮影することと、
    前記文書の少なくとも一部が前記第１の入射角からの青色電磁放射線に晒される間に第３のサブセットのライン像を撮影することと、を含み、
    前記文書の前記２の複数のライン像を撮影する前記工程は、
    前記文書の少なくとも一部が前記第２の入射角からの赤色電磁放射線に晒される間に第４のサブセットのライン像を撮影することと、
    前記文書の少なくとも一部が前記第２の入射角からの緑色電磁放射線に晒される間に第５のサブセットのライン像を撮影することと、
    前記文書の少なくとも一部が前記第２の入射角からの青色電磁放射線に晒される間に第６のサブセットのライン像を撮影することと、を含む、請求項１３または１６に記載の方法。
18. 光学的可変材料を検出するための装置であって、
    文書に向かって第１の入射角で第１の電磁放射線を発射する第１の電磁放射線源と、
    前記文書に向かって前記第１の入射角とは異なる第２の入射角で第２の電磁放射線を発射する第２の電磁放射線源と、
    前記文書の第１の像と第２の像を撮影する撮像装置であって、前記第１の像と前記第２の像のそれぞれは、前記第１の電磁放射線源または前記第２の電磁放射線源の少なくとも１つからの電磁放射線が前記文書に向かって発射される間に撮影される、撮像装置と、
    前記第１の像と前記第２の像との差異に基づいて光学的可変材料が前記文書上に存在するかどうかを判断する制御装置と、を含む装置。
19. 前記撮像装置はほぼ固定された位置の単一のカメラであり、前記撮像装置は前記第１と第２の像を第３の入射角から撮影し、前記第３の入射角は前記第１と第２の入射角と異なる、請求項１８に記載の装置。
20. 前記第１と第２の電磁放射線源のそれぞれは２つ以上の周波数で電磁放射線を発射するようにされる、請求項１８または１９に記載の装置。

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