JP2018163567A - Phosphorescence detector, paper leaves processor, and method for detecting phosphorescence - Google Patents

Phosphorescence detector, paper leaves processor, and method for detecting phosphorescence Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To determine whether detected phosphorescence includes different types of phosphorescences of which wavelengths are in the same range and attenuation time constants are different from each other.SOLUTION: A phosphorescence detector includes: a light source 30 for emitting excitation light to a detection target T containing a phosphorescent body; a light detector 40 for detecting the intensity of the phosphorescence emitted from the detection target T; a detector 92 for controlling the light source 30 and the light detector 40 and conducting detection of the intensity at least three times one by one after the radiation of the excitation light is stopped; and a determination unit 94 for determining whether the phosphorescence includes different types of phosphorescences of which attenuation time constants are different from each other, on the basis of the three intensities detected by the detector 92 and the time of each detection.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、励起光によって励起された検出対象から放射される燐光を検出する燐光検出装置、当該燐光検出装置を備える紙葉類処理装置及び燐光検出方法に関する。   The present invention relates to a phosphorescence detection apparatus that detects phosphorescence emitted from a detection target excited by excitation light, a paper sheet processing apparatus including the phosphorescence detection apparatus, and a phosphorescence detection method.

従来、紙幣や文書等の紙葉類、商品等の真偽を識別するために所定の光学特性を有するセキュリティマークが利用されている。例えば、可視光下では燐光を放射せず、紫外線等の所定波長の光が照射された場合にのみ燐光を放射する燐光体を含むセキュリティマークを紙葉類や商品パッケージ上に印刷等によって付しておき、燐光の放射状態から紙葉類や商品等の真偽を判別することが行われている。燐光体としては、減衰時定数が単一の物質や、互いに減衰時定数が異なる複数種類の物質を混合したものが用いられる。   2. Description of the Related Art Conventionally, security marks having predetermined optical characteristics have been used to identify authenticity of paper sheets such as banknotes and documents, merchandise, and the like. For example, a security mark including a phosphor that does not emit phosphorescence under visible light but emits phosphorescence only when irradiated with light of a predetermined wavelength such as ultraviolet rays is printed on paper sheets or product packages by printing or the like. In addition, the authenticity of paper sheets and products is determined from the phosphorescent emission state. As the phosphor, a substance having a single decay time constant or a mixture of a plurality of kinds of substances having different decay time constants is used.

特許文献1には、同一の波長範囲内で発光し、互いに減衰時定数が異なる2種類の色素を異なる比率で含有する2つのルミネッセンス材料を区別する装置が開示されている。この装置は、経路に沿って光検出器を多数備えることによりルミネッセンス強度プロファイルを検出し、正規化した強度プロファイルの強度値や減衰に要する時間を基準値と比較したり、あるいは、正規化した強度プロファイルの曲線形状と基準ルミネッセンス強度プロファイルの曲線形状とを比較する。これによって、2種類の色素の比率が異なるにもかかわらず、2つのルミネッセンス材料の正規化されたルミネッセンス強度プロファイルが非常に似ている場合でも、ルミネッセンス材料を認証できる。   Patent Document 1 discloses an apparatus that distinguishes two luminescent materials that emit light within the same wavelength range and contain two types of dyes having different decay time constants at different ratios. This device is equipped with a number of photodetectors along the path to detect the luminescence intensity profile, compare the intensity value of the normalized intensity profile and the time required for attenuation to the reference value, or normalized intensity The curve shape of the profile is compared with the curve shape of the reference luminescence intensity profile. This allows the luminescent material to be authenticated even if the normalized luminescence intensity profiles of the two luminescent materials are very similar despite the different ratios of the two dyes.

特許文献2には、紙幣に励起光を照射し、放射される燐光を検出して、紙幣の真偽を検証する装置が開示されている。この装置は、2つのセンサを用いて燐光を検出し、それぞれのセンサが検出した燐光の強度の比を検証する。   Patent Document 2 discloses an apparatus for verifying the authenticity of a bill by irradiating the bill with excitation light and detecting the emitted phosphorescence. This device uses two sensors to detect phosphorescence and verifies the ratio of the intensity of phosphorescence detected by each sensor.

特許文献3には、紙幣に励起光を照射し、放射される燐光を検出して、紙幣の真偽を検証する装置が開示されている。この装置は、励起光を照射して得た燐光のスペクトルのピークを検出し、検出したピークの波長ごとに減衰の特徴を検出する。   Patent Document 3 discloses an apparatus that verifies the authenticity of a bill by irradiating the bill with excitation light and detecting the emitted phosphorescence. This apparatus detects the peak of the phosphorescence spectrum obtained by irradiating the excitation light, and detects the attenuation feature for each wavelength of the detected peak.

特表2014−519130号公報Special table 2014-519130 gazette 米国特許出願公開第2015/348351号明細書US Patent Application Publication No. 2015/348351 米国特許第7262420号明細書US Pat. No. 7,262,420

しかしながら、特許文献1に開示された装置は、単一の色素によるルミネッセンス材料か減衰時定数が異なる複数種類の色素からなるルミネッセンス材料かに関わらず、ルミネッセンス材料を区別するためには、ルミネッセンス材料毎に基準値や基準の曲線形状を予め用意する必要がある。すなわち、基準が有るルミネッセンス材料については、どのようなルミネッセンス材料かを認証できるが、基準のないルミネッセンス材料については、単一の色素によるルミネッセンス材料か複数種類の色素からなるルミネッセンス材料かを認証することが出来ない。   However, the device disclosed in Patent Document 1 uses a luminescent material for each luminescent material to distinguish the luminescent material regardless of whether the luminescent material is a single dye or a luminescent material composed of a plurality of types of dyes having different decay time constants. It is necessary to prepare a reference value and a reference curve shape in advance. In other words, for a luminescent material with a standard, what type of luminescent material can be certified, but for a luminescent material without a standard, a luminescent material with a single dye or a luminescent material with multiple types of dyes can be certified. I can't.

また、特許文献2に開示された装置は、2つのセンサがそれぞれ検出した燐光の強度の比を特徴として、紙幣の真偽を検証するもので、それぞれの燐光を放射したルミネッセンス材料が単一の色素によるルミネッセンス材料か減衰時定数が異なる複数種類の色素からなるルミネッセンス材料かについては、判定することが出来ない。   The device disclosed in Patent Document 2 is characterized by the ratio of the intensity of phosphorescence detected by the two sensors, and verifies the authenticity of the banknote. A single luminescent material emitting each phosphorescence is used. It cannot be determined whether the luminescent material is a luminescent material composed of a pigment or a luminescent material composed of a plurality of types of pigments having different decay time constants.

また、特許文献3に開示された装置は、検出したピークの波長ごとに減衰の特徴を検出するもので、燐光を放射したルミネッセンス材料が単一の色素によるルミネッセンス材料か燐光の色が異なる複数種類の色素からなるルミネッセンス材料かについては、ピークの数によって判定することが出来るかもしれない。しかしながら、燐光を放射したルミネッセンス材料が単一の色素によるルミネッセンス材料か、同一の波長範囲内で発光し減衰時定数の異なる複数種類の色素からなるルミネッセンス材料かについては、判別することが出来ない。   The apparatus disclosed in Patent Document 3 detects attenuation characteristics for each wavelength of the detected peak, and the luminescent material emitting phosphorescence is a luminescent material with a single dye or a plurality of types with different phosphorescent colors. It may be possible to determine whether the material is a luminescent material composed of the above dyes by the number of peaks. However, it cannot be determined whether the luminescent material that has emitted phosphorescence is a luminescent material with a single dye or a luminescent material that emits light within the same wavelength range and is composed of multiple types of dyes with different decay time constants.

以上のように、特許文献1〜3に開示された装置は、いずれも、燐光を放射した燐光体が単一の色素による燐光体か、同一の波長範囲内で発光し減衰時定数の異なる複数種類の色素からなる燐光体かについては、判別することが出来ない。   As described above, all of the apparatuses disclosed in Patent Documents 1 to 3 are phosphors that emit phosphorescence, which are phosphors by a single dye, or a plurality of devices that emit light within the same wavelength range and have different decay time constants. It cannot be determined whether it is a phosphor composed of different types of dyes.

本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、検出された燐光が、同一の波長範囲内であって互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光によるものであるか否かを判別することを課題とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and determines whether or not the detected phosphorescence is due to a plurality of types of phosphorescence within the same wavelength range and having different attenuation time constants. The task is to do.

検出した燐光が単一の燐光体または減衰時定数が同じ複数の燐光体から放射された燐光なら、検出時期を変えて強度を2回検出し、燐光の強度と時間の関係式の連立方程式を解けば、燐光体の減衰時定数を求めることができる。しかし、検出した燐光が減衰時定数の異なる複数種類の燐光体から放射された燐光なら、複雑な指数関数の連立方程式を解く必要があり、複数種類の燐光体の減衰時定数を求めることは難しい。   If the detected phosphorescence is emitted from a single phosphor or a plurality of phosphors with the same decay time constant, the intensity is detected twice at different detection times, and the simultaneous equations of the relation between phosphorescence intensity and time are If solved, the decay time constant of the phosphor can be determined. However, if the detected phosphorescence is emitted from multiple types of phosphors with different decay time constants, it is necessary to solve complex exponential simultaneous equations, and it is difficult to determine the decay time constants of multiple types of phosphors. .

一方で、セキュリティマーク等の真偽判定においては、燐光が同一の波長範囲内で発光し互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光によるものか否かも特徴の1つであり、これが判別できれば有用である。具体的には、検出時期を変えて燐光の強度を少なくとも3回検出すれば、検出した燐光が単一の減衰時定数を有する燐光によるものか否かが判別できる。言い換えると、検出した燐光が互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光によるものなのか否かが判別できる。   On the other hand, in authenticity determination of security marks, etc., one of the characteristics is whether or not phosphorescence is emitted by a plurality of types of phosphorescence that emit light within the same wavelength range and have different decay time constants. is there. Specifically, if the intensity of phosphorescence is detected at least three times by changing the detection time, it can be determined whether the detected phosphorescence is due to phosphorescence having a single decay time constant. In other words, it can be determined whether the detected phosphorescence is due to a plurality of types of phosphorescence having different decay time constants.

すなわち、本発明に係る燐光検出装置は、燐光体を含む検出対象に励起光を照射する光源と、前記検出対象から放射される燐光の強度を検出する光検出器と、前記光源及び前記光検出器を制御し、前記励起光の照射の停止時以降に、前記強度を検出時期を変えて少なくとも3回検出する検出部と、前記検出部によって検出された少なくとも3つの前記強度及びそれらの検出時期に基づいて、前記燐光が互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光によるものであるか否かを判別する判別部と、を備えることによって上記課題を解決する。   That is, the phosphorescence detection apparatus according to the present invention includes a light source that irradiates a detection target including a phosphor with excitation light, a photodetector that detects the intensity of phosphorescence emitted from the detection target, the light source, and the light detection. A detector for controlling the detector and detecting the intensity at least three times by changing the detection timing after the stop of the excitation light irradiation, at least three of the intensities detected by the detection section and their detection timing Based on the above, the above-described problem is solved by including a determination unit that determines whether or not the phosphorescence is due to a plurality of types of phosphorescence having different decay time constants.

また、本発明に係る燐光検出方法は、燐光体を含む検出対象に励起光を照射する工程と、前記励起光の照射の停止時以降に、前記検出対象から放射される燐光の強度を検出時期を変えて少なくとも3回検出する工程と、検出された少なくとも3つの前記強度及びそれらの検出時期に基づいて、前記燐光が互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光によるものであるか否かを判別する工程と、を有することによって上記課題を解決する。   The phosphorescence detection method according to the present invention includes a step of irradiating a detection target including a phosphor with excitation light, and a detection timing of the intensity of phosphorescence emitted from the detection target after the stop of irradiation of the excitation light. And determining whether the phosphorescence is caused by a plurality of types of phosphorescence having different decay time constants based on at least three detected intensities and their detection times. To solve the above-mentioned problem.

本発明によれば、検出された燐光が、同一の波長範囲内で発光し互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光によるものであるか否かを判別することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to determine whether or not the detected phosphorescence is due to a plurality of types of phosphorescence that emit light within the same wavelength range and have different decay time constants.

燐光体から放射される燐光の減衰特性を示すグラフである。It is a graph which shows the attenuation | damping characteristic of the phosphorescence radiated | emitted from a phosphor. 本発明に係る燐光検出装置の一実施例の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of one Example of the phosphorescence detection apparatus which concerns on this invention. 光センサの構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of an optical sensor. 図3中のII−II断面図である。It is II-II sectional drawing in FIG. 図3中のIII−III断面図である。It is III-III sectional drawing in FIG. 図3中のIV−IV断面図である。It is IV-IV sectional drawing in FIG. 図3中のV−V断面図である。It is VV sectional drawing in FIG. 本発明に係る燐光検出装置の動作フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement flow of the phosphorescence detection apparatus which concerns on this invention. 図1に示されるグラフの縦軸を対数値に変換した片対数グラフである。It is the semilogarithm graph which converted the vertical axis | shaft of the graph shown by FIG. 1 into the logarithmic value.

(1)燐光の減衰特性
まず、燐光体から放射される燐光の減衰特性について簡単に説明する。
(1) Attenuation characteristics of phosphorescence First, the attenuation characteristics of phosphorescence emitted from a phosphor will be briefly described.

燐光体とは、可視光や紫外線等の励起光を受光すると励起されて燐光を放射する物質である。燐光体から放射される燐光の強度(光量)は、励起光の照射の停止時に最大値となり、その後徐々に減衰する。燐光体から放射される燐光の色と減衰時定数は、燐光体によって決まっている。なお、燐光体が異なっても、燐光の色や減衰時定数のいずれかが同じ、又は、両方が同じ場合がある。また、単一の燐光体から放射される燐光は、一種類に限られず複数種類の場合もある。以下では、説明を簡単にするため、単一の燐光体から放射される燐光は一種類として説明する。また、見かけ上の燐光の色が異なっても、光検出器で検出可能な波長範囲内にあれば、同じ波長範囲内の燐光として扱う。単一の燐光体αから放射される燐光の強度と時間の関係は数式1で表される。   A phosphor is a substance that emits phosphorescence when excited by receiving excitation light such as visible light or ultraviolet light. The intensity (light quantity) of phosphorescence emitted from the phosphor becomes a maximum value when the excitation light irradiation is stopped, and then gradually attenuates. The color and decay time constant of the phosphor emitted from the phosphor are determined by the phosphor. Even if the phosphors are different, either the phosphor color or the decay time constant may be the same, or both may be the same. Moreover, the phosphorescence emitted from a single phosphor is not limited to one type and may be a plurality of types. Hereinafter, in order to simplify the description, the phosphorescence emitted from a single phosphor will be described as one type. Further, even if the apparent phosphorescence color is different, it is treated as phosphorescence within the same wavelength range as long as it is within the wavelength range detectable by the photodetector. The relationship between the intensity of phosphorescence emitted from a single phosphor α and time is expressed by Equation 1.

Figure 2018163567
Figure 2018163567

数式1において、Pαは燐光体αから放射される燐光の強度、Aαは燐光体αの濃度や発光効率によって決まる定数、tは励起光の消灯時から検出までに経過した時間、ταは燐光体αから放射される燐光の減衰時定数である。燐光強度Pαと時間tの関係は、図1に示されるLαのような曲線となる。なお、曲線Lαは最大強度を1として正規化されている。 In Equation 1, P α is the intensity of phosphorescence emitted from the phosphor α , A α is a constant determined by the concentration and luminous efficiency of the phosphor α, t is the time elapsed from when the excitation light is extinguished until detection, τ α Is the decay time constant of phosphorescence emitted from the phosphor α. The relationship between phosphorescence intensity and time t is a curve like shown in FIG. The curve L α is normalized with the maximum intensity being 1.

また、燐光体α及び燐光体βから放射される各燐光が、互いに減衰時定数が等しく、光検出器で検出可能な波長範囲内の波長を有する場合、それらの混合物から放射される燐光の強度と時間の関係は数式2で表される。   In addition, when each phosphorescence emitted from the phosphor α and the phosphor β has the same attenuation time constant and a wavelength within a wavelength range detectable by the photodetector, the intensity of the phosphorescence emitted from the mixture thereof. The relationship between time and time is expressed by Equation 2.

Figure 2018163567
Figure 2018163567

数式2において、Pα+βは燐光体αと燐光体βの混合物から放射される燐光の強度、Aα及びAβは、それぞれ、燐光体α及び燐光体βの濃度や発光効率によって決まる定数、tは励起光の消灯時から検出までに経過した時間、ταは燐光体αから放射される燐光及び燐光体βから放射される燐光の減衰時定数である。燐光強度Pα+βと時間tの関係は、最大強度を1として正規化すれば、図1に示されるLαのような曲線となる。 In Equation 2, P α + β is the intensity of phosphorescence emitted from the mixture of phosphor α and phosphor β, A α and A β are constants determined by the concentration and luminous efficiency of phosphor α and phosphor β, respectively, t Is the time elapsed from when the excitation light is extinguished until detection, and τ α is the phosphorescence emitted from the phosphor α and the decay time constant of the phosphorescence emitted from the phosphor β. The relationship between the phosphorescence intensity P α + β and the time t becomes a curve like L α shown in FIG.

すなわち、単一の燐光体αから放射される燐光の強度と時間の関係を示す正規化された曲線と、減衰時定数が同じ燐光体αと燐光体βの混合物から放射される燐光の強度と時間の関係を示す正規化された曲線は等しい。このような燐光の強度と時間の関係は、各燐光体から放射される燐光の減衰時定数が等しく、それらの波長が光検出器で検出可能な波長範囲内であれば、混合物を構成する燐光体が3種類以上であっても同様に成り立つ。よって、以下、本明細書では、単一の燐光体及び減衰時定数が互いに等しい複数の燐光体の混合物を代表する燐光体として、単一の燐光体αを例に挙げて説明を行う。   That is, a normalized curve indicating the relationship between the intensity of phosphorescence emitted from a single phosphor α and time, and the intensity of phosphorescence emitted from a mixture of phosphor α and phosphor β having the same decay time constant Normalized curves showing time relationships are equal. The relationship between the phosphorescence intensity and time is such that the phosphorescence emitted from each phosphor has the same decay time constant, and the phosphors constituting the mixture are within the wavelength range detectable by the photodetector. The same holds true for three or more bodies. Therefore, in the present specification, a single phosphor α will be described as an example of a phosphor that represents a single phosphor and a mixture of a plurality of phosphors having the same decay time constant.

一方、互いに減衰時定数が異なる2種類の燐光体γ及び燐光体δの混合物から放射される燐光の強度と時間の関係は数式3で表される。   On the other hand, the relationship between the intensity of phosphorescence emitted from a mixture of two types of phosphors γ and phosphors δ having different decay time constants and time is expressed by Equation 3.

Figure 2018163567
Figure 2018163567

数式3において、Pγ+δは燐光体γと燐光体δの混合物から放射される燐光の強度、Aγ及びAδはそれぞれ燐光体γ及び燐光体δの濃度や発光効率によって決まる定数、tは励起光の消灯時から検出までに経過した時間、τγ及びτδはそれぞれ燐光体γ及び燐光体δから放射される燐光の減衰時定数である。燐光強度Pγ+δと時間tの関係は、図1に示されるLγ+δのような曲線となる。なお、Lγ+δは最大強度を1として正規化されている。 In Equation 3, P γ + δ is the intensity of phosphorescence emitted from the mixture of phosphor γ and phosphor δ, A γ and A δ are constants determined by the concentration and luminous efficiency of phosphor γ and phosphor δ, and t is the excitation. Τ γ and τ δ , the time elapsed from the time when the light is extinguished until the detection, are decay time constants of phosphorescence emitted from the phosphor γ and the phosphor δ, respectively. The relationship between the phosphorescence intensity P γ + δ and the time t is a curve like L γ + δ shown in FIG. Note that L γ + δ is normalized with the maximum intensity being 1.

以下では、上記数式1から数式3における時間tに関して、燐光の検出時期を時刻tとして説明する。時刻tは励起光の消灯時から検出までに経過した時間で表され、励起光の消灯時はt=0である。なお検出時期は、励起光の消灯時とは異なる時点から検出までに経過した時間や標準時でもよいが、その場合は数式は適切に修正される。 In the following, with respect to time t in equation 3 from the equation 1, illustrating the detection timing of the phosphorescence as the time t n. The time t n is represented by the time elapsed from when the excitation light is extinguished until the detection, and when the excitation light is extinguished, t 0 = 0. The detection time may be the time elapsed from the time point different from the time when the excitation light is turned off or the standard time, but in this case, the mathematical formula is appropriately corrected.

燐光体αから放射される燐光の強度と、燐光体γと燐光体δの混合物から放射される燐光の強度は、それらの燐光体の減衰時定数次第で、図1に示されるようにある時刻tにおいて等しくなる場合がある。そのような時刻tで燐光強度を検出しても、検出対象に含まれる燐光体が、単一の燐光体αであるのか、互いに減衰時定数が異なる燐光体γと燐光体δの混合物であるのか判別できない。例えば、真のセキュリティマークが単一の燐光体αを含んでいるとともに、時刻tで検出された燐光強度を評価することでセキュリティマークの真偽を判別している場合を考える。この場合、偽のセキュリティマークが燐光体γと燐光体δの混合物を含んでいると、セキュリティマークの真偽判定を正しく行うことができなくなってしまう。真のセキュリティマークが燐光体γと燐光体δの混合物を含んでおり、偽のセキュリティマークが単一の燐光体αを含んでいる場合も同様である。 The intensity of phosphorescence emitted from phosphor α and the intensity of phosphorescence emitted from a mixture of phosphor γ and phosphor δ depend on the decay time constant of those phosphors, as shown in FIG. it may become equal at t x. Even if the phosphor intensity is detected at such a time t x , the phosphor included in the detection target is a single phosphor α or a mixture of phosphor γ and phosphor δ having different decay time constants. Cannot determine if there is. For example, consider a case where the true security mark includes a single phosphor α and the authenticity of the security mark is determined by evaluating the phosphorescence intensity detected at time t x . In this case, if the fake security mark includes a mixture of the phosphor γ and the phosphor δ, the security mark cannot be correctly determined. The same is true if the true security mark contains a mixture of phosphor γ and phosphor δ, and the false security mark contains a single phosphor α.

しかしながら、本発明に係る燐光検出装置によれば、そのような問題は生じない。以下、図面を参照しながら、本発明に係る燐光検出装置を説明する。なお、上述のように、単一の燐光体から減衰時定数が異なる複数種類の燐光が放射される場合は、燐光体γと燐光体δの混合物から放射される燐光と同様に考えることができる。以下では、減衰時定数の異なる複数種類の燐光を放射する単一の燐光体及び互いに減衰時定数が異なる複数の燐光体の混合物を代表する燐光体として、互いに減衰時定数が異なる複数の燐光体の混合物を例に挙げて説明を行う。   However, according to the phosphorescence detection apparatus according to the present invention, such a problem does not occur. Hereinafter, a phosphorescence detection apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. As described above, when a plurality of types of phosphorescence having different decay time constants are emitted from a single phosphor, it can be considered in the same manner as phosphorescence emitted from a mixture of phosphor γ and phosphor δ. . In the following, a plurality of phosphors having different decay time constants as a single phosphor that emits a plurality of types of phosphors having different decay time constants and a phosphor that represents a mixture of a plurality of phosphors having different decay time constants. The mixture will be described as an example.

なお、本発明において、検出された燐光が、単一の燐光体から放射された燐光であるか、複数の燐光体の混合物から放射された燐光であるかという点は、発明の一側面に過ぎない。本発明は、検出された燐光が、同一波長範囲内で発光し、単一の減衰時定数を有する燐光によるものか、同一波長範囲内で発光し、互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光によるものか、を判別するものである。   Note that in the present invention, whether the detected phosphorescence is phosphorescence emitted from a single phosphor or phosphorescence emitted from a mixture of a plurality of phosphors is only one aspect of the invention. Absent. According to the present invention, the detected phosphorescence is emitted by the phosphorescence that emits within the same wavelength range and has a single decay time constant, or the phosphorescence that emits within the same wavelength range and has different decay time constants. It is a thing which discriminates.

(2)燐光検出装置の構成
図2は、本発明に係る燐光検出装置100の構成を模式的に示すブロック図である。燐光検出装置100は、被搬送物Xに付された検出対象Tの真偽を判定するために用いられる装置である。燐光検出装置100は、搬送装置80、搬送装置80の上方に設置された光センサ10、並びに、搬送装置80及び光センサ10を制御する制御装置90を有している。被搬送物Xを紙幣等の紙葉類として、燐光検出装置100を紙葉類処理装置とすることができる。
(2) Configuration of Phosphorescence Detection Device FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the phosphorescence detection device 100 according to the present invention. The phosphorescence detection device 100 is a device used to determine the authenticity of the detection target T attached to the conveyed object X. The phosphorescence detection device 100 includes a transport device 80, a light sensor 10 installed above the transport device 80, and a control device 90 that controls the transport device 80 and the light sensor 10. The transported object X can be a paper sheet such as a banknote, and the phosphorescence detection device 100 can be a paper sheet processing apparatus.

図3〜図7を参照しながら光センサ10の構造について説明する。図3は、光センサ10の構造を示す側方断面模式図である。また、図4、図5、図6及び図7は、それぞれ、図3中のII−II断面図、III−III断面図、IV−IV断面図及びV−V断面図である。なお、図3は光センサ10が下向きに取り付けられる場合を示しているが、光センサ10は任意の向きに取り付け可能である。   The structure of the optical sensor 10 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a schematic side sectional view showing the structure of the optical sensor 10. 4, FIG. 6, FIG. 6 and FIG. 7 are a sectional view taken along line II-II, sectional view taken along line III-III, sectional view taken along line IV-IV and sectional view taken along line VV in FIG. Although FIG. 3 shows a case where the optical sensor 10 is attached downward, the optical sensor 10 can be attached in an arbitrary direction.

光センサ10は、ホルダ20、光源30、光検出器40、導光体50、基板60及び光学フィルタ70を備えている。   The optical sensor 10 includes a holder 20, a light source 30, a photodetector 40, a light guide 50, a substrate 60, and an optical filter 70.

ホルダ20は黒色樹脂等の光を透過しない物質からなり、上下が開口した貫通孔を有し、筒状となっている。この貫通孔内には、下方側から順に、導光体50、光学フィルタ70、光源30及び光検出器40が配置されている。また、この貫通孔の上側開口は基板60によって塞がれている。また、ホルダ20はその一部として、光源30と光検出器40との間に配置される仕切り21を有している。仕切り21が導光体50に接触すると、導光体50の表面に傷をつけ、この傷によって光の漏れや減衰又は拡散を引き起こし、導光体50の導光性能を低下させる恐れがある。そのため、仕切り21の下端と導光体50の表面との間にはわずかに隙間が設けられている。但し、そのような恐れがない場合は、仕切り21を導光体50に接触させてもよい。また、仕切り21はホルダ20とは別体の部材であってもよいことは勿論である。   The holder 20 is made of a material that does not transmit light, such as black resin, has a through-hole that opens upward and downward, and has a cylindrical shape. In this through hole, a light guide 50, an optical filter 70, a light source 30, and a photodetector 40 are arranged in this order from the lower side. In addition, the upper opening of the through hole is closed by the substrate 60. Moreover, the holder 20 has the partition 21 arrange | positioned between the light source 30 and the photodetector 40 as the part. When the partition 21 comes into contact with the light guide body 50, the surface of the light guide body 50 is damaged, and this damage may cause light leakage, attenuation, or diffusion, thereby reducing the light guide performance of the light guide body 50. For this reason, a slight gap is provided between the lower end of the partition 21 and the surface of the light guide 50. However, if there is no such fear, the partition 21 may be brought into contact with the light guide 50. Of course, the partition 21 may be a separate member from the holder 20.

光源30は、検出対象に励起光を照射する。具体的には、光源30は紫外線LEDであり、基板60の下面に取り付けられている。光源30が照射する励起光は、検出対象を励起させることができる波長が含まれており、検出する放射光の波長域を含まないものが望ましい。   The light source 30 irradiates the detection target with excitation light. Specifically, the light source 30 is an ultraviolet LED and is attached to the lower surface of the substrate 60. The excitation light emitted by the light source 30 includes a wavelength that can excite the detection target, and preferably does not include the wavelength range of the radiated light to be detected.

光検出器40は、検出対象から放射された放射光を検出する。具体的には、光検出器40は受光した光の強度(光量)に応じて変化する信号を出力するフォトダイオードであり、基板60の下面に取り付けられている。図7に示されるように、光センサ10は光検出器40を2つ備えている。これらの光検出器40は検出できる波長域が異なる。よって、同時に2種類の放射光を検出することができる。なお、特定の波長の放射光のみを検出したり、波長に関わらず放射光の強度を検出する場合は、光検出器40の数は1つでもよい。また、光検出器40の数を3つ以上とすることで、同時に3種類以上の放射光を検出することも可能である。   The photodetector 40 detects the emitted light emitted from the detection target. Specifically, the photodetector 40 is a photodiode that outputs a signal that changes in accordance with the intensity (light quantity) of received light, and is attached to the lower surface of the substrate 60. As shown in FIG. 7, the optical sensor 10 includes two photodetectors 40. These photodetectors 40 have different detectable wavelength ranges. Therefore, two types of radiation can be detected simultaneously. In addition, when detecting only the radiated light of a specific wavelength, or detecting the intensity | strength of radiated light irrespective of a wavelength, the number of the photodetectors 40 may be one. In addition, by setting the number of the photodetectors 40 to three or more, it is possible to detect three or more types of emitted light at the same time.

導光体50は、光源30から照射された励起光を検出対象へ導き、検出対象から放射された放射光を光検出器40へ導く。すなわち、導光体50は、導光部として機能する。導光体50は、アクリルやポリカーボネート等の透明な樹脂でできたブロックであり、その上部に、励起光入射面51と放射光出射面52を有し、その下部に、光入出射面53を有する。光入出射面53は光検出器40の受光面よりも大きい。また、導光体50は、励起光入射面51と放射光出射面52との間に起立面54を有し、励起光入射面51と起立面54と放射光出射面52によって、段差が形成されている。また、導光体50は、励起光入射面51及び放射光出射面52と、光入出射面53との間に延在する側面55を有している。側面55とホルダ20の内面との間にはわずかに隙間が設けられている。なお、特に限られるわけではないが、本実施例において、導光体50の側面55で取り囲まれる部分の形状は、光源30及び光検出器40の側から見て、略正方形の光源30側の2つの角を面取りした六角形状である。この形状によって、光源30からの励起光を効率よく検出対象に照射することができる。また、導光体50の素材は、透明な樹脂に限らず、透明なガラスであってもよい。なお、導光体50の素材は、励起光と放射光を透過する材料であればよく、透明な材料には限られない。   The light guide 50 guides the excitation light emitted from the light source 30 to the detection target and guides the radiation emitted from the detection target to the photodetector 40. That is, the light guide 50 functions as a light guide. The light guide 50 is a block made of a transparent resin such as acrylic or polycarbonate, and has an excitation light incident surface 51 and a radiated light exit surface 52 in the upper part, and a light incident / exit surface 53 in the lower part. Have. The light incident / exit surface 53 is larger than the light receiving surface of the photodetector 40. In addition, the light guide 50 has a rising surface 54 between the excitation light incident surface 51 and the emitted light exit surface 52, and a step is formed by the excitation light incident surface 51, the standing surface 54, and the emitted light exit surface 52. Has been. The light guide 50 also has a side surface 55 that extends between the excitation light incident surface 51 and the emitted light exit surface 52 and the light incident / exit surface 53. A slight gap is provided between the side surface 55 and the inner surface of the holder 20. Although not particularly limited, in this embodiment, the shape of the portion surrounded by the side surface 55 of the light guide 50 is substantially the same as that of the light source 30 and the light detector 30 when viewed from the light source 30 and the photodetector 40 side. Hexagonal shape with two corners chamfered. With this shape, the detection target can be efficiently irradiated with the excitation light from the light source 30. The material of the light guide 50 is not limited to transparent resin, and may be transparent glass. In addition, the material of the light guide 50 should just be a material which permeate | transmits excitation light and radiation | emission light, and is not restricted to a transparent material.

光源30と励起光入射面51とは、光学フィルタ70の一種であり紫外線を透過し可視光をカットする可視光カットフィルタ71を介して対向するように配置されている。また、光検出器40と放射光出射面52とは、光学フィルタ70の一種である紫外線カットフィルタ72及びカラーフィルタ73を介して対向するように配置されている。本実施例に係る光センサ10のように、光検出器40が複数個備わっている場合は、各光検出器40に対向するカラーフィルタ73の種類を変え、各光検出器40がそれぞれ異なる波長(色)の光を検出できるようにすることができる。例えば、赤色、緑色、青色の放射光を検出する場合は、3つの光検出器40と放射光出射面52との間に、1つずつ、計3つのカラーフィルタ73を配置する。各カラーフィルタ73は、それぞれ赤色波長範囲、緑色波長範囲、または青色波長範囲の光を透過する。これらの光学フィルタ70は目的に応じて他の特性のフィルタに替えてもよいし、不要であれば配置しなくてもよい。   The light source 30 and the excitation light incident surface 51 are a kind of optical filter 70 and are disposed so as to face each other via a visible light cut filter 71 that transmits ultraviolet rays and cuts visible light. Further, the photodetector 40 and the emitted light exit surface 52 are arranged so as to face each other with an ultraviolet cut filter 72 and a color filter 73 which are a kind of the optical filter 70. When a plurality of photodetectors 40 are provided as in the optical sensor 10 according to the present embodiment, the type of the color filter 73 facing each photodetector 40 is changed, and each photodetector 40 has a different wavelength. It is possible to detect (color) light. For example, when detecting red, green, and blue radiation, three color filters 73 are arranged between the three photodetectors 40 and the radiation output surface 52, one each. Each color filter 73 transmits light in the red wavelength range, the green wavelength range, or the blue wavelength range. These optical filters 70 may be replaced with filters having other characteristics according to the purpose, or may not be arranged if unnecessary.

図2に戻って燐光検出装置100の説明を続ける。搬送装置80は、所定の位置に検出対象Tが付された被搬送物Xを、矢印で示される方向に連続的に搬送する装置であり、被搬送物Xの形状等の特性に応じ、ベルトコンベヤやローラコンベヤ、浮上搬送装置等とすることができる。本実施例においては、搬送装置80はベルトコンベヤである。当該ベルトコンベヤは、ベルト及び当該ベルトを駆動するプーリーを有している。当該プーリーの回転軸には、当該プーリーの回転数(回転角度)を検出するロータリーエンコーダが接続されている。また、搬送装置80は、光センサ10よりも上流側に、被搬送物Xの通過を検知する通過検知センサ(図示略)を有している。   Returning to FIG. 2, the description of the phosphorescence detection device 100 will be continued. The transport device 80 is a device that continuously transports the object X to which the detection target T is attached at a predetermined position in the direction indicated by the arrow, and according to the characteristics such as the shape of the object X, the belt It can be set as a conveyor, a roller conveyor, a levitation conveyance apparatus, etc. In this embodiment, the conveying device 80 is a belt conveyor. The belt conveyor includes a belt and a pulley that drives the belt. A rotary encoder that detects the number of rotations (rotation angle) of the pulley is connected to the rotation shaft of the pulley. Further, the transport device 80 has a passage detection sensor (not shown) that detects the passage of the transported object X on the upstream side of the optical sensor 10.

燐光検出装置100において、光センサ10は、光源30が搬送装置80における被搬送物Xの搬送方向上流側、光検出器40が同下流側に位置するように配置されている。また、光センサ10は、導光体50の光入出射面53が、搬送装置80上を搬送される被搬送物Xに付された検出対象Tに対向するように配置されている。   In the phosphorescence detection device 100, the optical sensor 10 is arranged such that the light source 30 is located upstream in the conveyance direction of the object X in the conveyance device 80, and the photodetector 40 is located downstream. In addition, the optical sensor 10 is arranged so that the light incident / exit surface 53 of the light guide 50 faces the detection target T attached to the object X to be conveyed that is conveyed on the conveying device 80.

制御装置90は、電源、CPU及びメモリ等から構成されており、機能部として、搬送装置制御部91、検出部92、補正部93、判別部94及び記憶部95を有している。   The control device 90 includes a power supply, a CPU, a memory, and the like, and includes a transport device control unit 91, a detection unit 92, a correction unit 93, a determination unit 94, and a storage unit 95 as functional units.

搬送装置制御部91は、搬送装置80の動作を制御する。また、搬送装置制御部91は、通過検知センサによって被搬送物Xの通過が検知された後のロータリーエンコーダのパルス数に基づいて、ベルトの移動距離、すなわち、検出対象Tの移動距離(検出対象Tの存在位置に関する情報)を算出する。   The transport device control unit 91 controls the operation of the transport device 80. Further, the transport device control unit 91 determines the belt travel distance, that is, the travel distance of the detection target T (detection target) based on the number of pulses of the rotary encoder after the passage of the transport object X is detected by the passage detection sensor. Information on the position of T) is calculated.

検出部92は、被搬送物Xの通過が通過検知センサによって検知された後、所定のタイミングで、光源30に対し、励起光の照射及びその停止を指令する。また、検出部92は、光検出器40から送信される信号を受信して、検出された蛍光と燐光の強度を算出する。   The detection unit 92 instructs the light source 30 to irradiate and stop the excitation light at a predetermined timing after the passage of the transported object X is detected by the passage detection sensor. The detection unit 92 receives the signal transmitted from the photodetector 40 and calculates the detected fluorescence and phosphorescence intensity.

補正部93は、検出対象Tの存在位置に関する情報を搬送装置制御部91から得るとともに、光検出器40で検出された燐光の強度に関する情報を検出部92から得る。補正部93は、更に、後述する記憶部95から補正係数に関する情報を得る。補正部93はこれらの情報に基づいて検出された燐光の強度を補正する。   The correction unit 93 obtains information on the position where the detection target T is present from the transport device control unit 91 and obtains information on the intensity of phosphorescence detected by the photodetector 40 from the detection unit 92. The correction unit 93 further obtains information regarding the correction coefficient from the storage unit 95 described later. The correcting unit 93 corrects the detected phosphorescence intensity based on these pieces of information.

判別部94は、検出部92で得られた燐光の強度、又は、補正部93で得られた補正後の燐光の強度と、記憶部95に記憶されている基準値とを比較することによって、検出対象Tに含まれる物質を判別し、検出対象Tの真偽を判定する。また、判別部94は、燐光の減衰時定数τを算出し、この減衰時定数τに基づいて検出対象Tに含まれる物質を判別し、検出対象Tの真偽を判定することもできる。   The determination unit 94 compares the phosphorescence intensity obtained by the detection unit 92 or the corrected phosphorescence intensity obtained by the correction unit 93 with the reference value stored in the storage unit 95. The substance contained in the detection target T is determined, and the authenticity of the detection target T is determined. In addition, the determination unit 94 can calculate the phosphorescence decay time constant τ, determine the substance contained in the detection target T based on the decay time constant τ, and determine whether the detection target T is true or false.

記憶部95は、燐光強度の補正に用いられる補正係数に関する情報を記憶している。この情報は、例えば、光検出器40と検出対象Tの相対位置と、補正係数との関係を示す関数又はテーブルである。   The storage unit 95 stores information related to the correction coefficient used for correcting the phosphorescence intensity. This information is, for example, a function or table indicating the relationship between the relative position between the photodetector 40 and the detection target T and the correction coefficient.

また、記憶部95は、真の検出対象Tから放射される燐光の強度や、燐光の減衰時定数等の情報を記憶している。これらの情報は、検出対象Tの真偽を判定するための基礎となる。   Further, the storage unit 95 stores information such as the intensity of phosphorescence emitted from the true detection target T and the phosphorescence decay time constant. These pieces of information are the basis for determining the authenticity of the detection target T.

(3)燐光の検出方法
燐光の検出は次のように行われる。なお、燐光は、検出対象への励起光の照射が停止された後に検出対象から放射される放射光である。検出対象から放射される燐光の強度は、励起光の照射の停止後、時間の経過とともに徐々に減衰する。
(3) Method for detecting phosphorescence The phosphorescence is detected as follows. Note that phosphorescence is emitted light emitted from the detection target after the irradiation of the excitation light to the detection target is stopped. The intensity of phosphorescence emitted from the detection target gradually attenuates as time passes after the irradiation of excitation light is stopped.

まず、光源30が励起光を照射する。照射された励起光は導光体50を透過する。導光体50を透過した励起光は検出対象に達し、検出対象を励起する。続いて、光源30は消灯する。すると、励起された検出対象は燐光を放射する。検出対象から放射された燐光は、導光体50を透過する。光検出器40は、導光体50を透過した燐光を検出する。   First, the light source 30 emits excitation light. The irradiated excitation light passes through the light guide 50. The excitation light that has passed through the light guide 50 reaches the detection target and excites the detection target. Subsequently, the light source 30 is turned off. Then, the excited detection target emits phosphorescence. The phosphorescence emitted from the detection target passes through the light guide 50. The photodetector 40 detects phosphorescence that has passed through the light guide 50.

燐光を検出した光検出器40は、燐光の検出を知らせる信号、又は、検出した燐光の強度に応じて変化する信号を制御装置に送信する。光検出器40から信号を受信した制御装置は、燐光の強度の算出等を行う。このようにして燐光の検出が行われる。   The photodetector 40 that has detected the phosphorescence transmits a signal notifying the detection of phosphorescence or a signal that changes in accordance with the intensity of the detected phosphorescence to the control device. The control device that has received a signal from the photodetector 40 calculates the intensity of phosphorescence. In this way, phosphorescence is detected.

燐光の検出は、励起光の照射の停止後、速やかに開始するのが好ましい。燐光の検出時間は任意に定めることが出来るが、後述のように減衰時定数を算出する場合は、検出時間を短くするほど減衰時定数を正確に算出できる。検出する燐光の強度は、検出中に行った1回の測定の信号から算出してもよく、検出中に行った複数回の測定の信号を積分または平均して算出してもよい。   The detection of phosphorescence is preferably started promptly after the excitation light irradiation is stopped. The phosphorescence detection time can be arbitrarily determined. However, when the decay time constant is calculated as described later, the decay time constant can be calculated more accurately as the detection time is shortened. The intensity of the phosphorescence to be detected may be calculated from a signal of one measurement performed during detection, or may be calculated by integrating or averaging signals of a plurality of measurements performed during detection.

(4)燐光検出装置の動作
以上のように構成された燐光検出装置100の動作フローの一例を、図8を参照しながら説明する。
(4) Operation of Phosphorescence Detection Device An example of the operation flow of the phosphorescence detection device 100 configured as described above will be described with reference to FIG.

燐光検出装置100の動作が開始されると、搬送装置80が被搬送物Xを搬送し、通過検知センサが被搬送物Xの通過を検知する(S1)。   When the operation of the phosphorescence detection device 100 is started, the transport device 80 transports the transported object X, and the passage detection sensor detects the passage of the transported object X (S1).

通過検知センサによる被搬送物Xの通過の検知後、ロータリーエンコーダのパルス数が所定数に達すると、光源30が点灯する(S2)。このとき、被搬送物Xに付された検出対象Tは光センサ10の下に移動している。また、光源30から照射された励起光は導光体50によって検出対象Tに導かれ、検出対象Tを励起する。励起光が照射されている間、検出対象Tから蛍光が放射される。   After the passage of the transported object X is detected by the passage detection sensor, the light source 30 is turned on when the number of pulses of the rotary encoder reaches a predetermined number (S2). At this time, the detection target T attached to the transported object X has moved below the optical sensor 10. The excitation light emitted from the light source 30 is guided to the detection target T by the light guide 50 and excites the detection target T. While the excitation light is irradiated, fluorescence is emitted from the detection target T.

次に、光検出器40が蛍光を検出する(S3)。   Next, the photodetector 40 detects fluorescence (S3).

光源30の点灯開始から所定時間経過後、光源30は消灯する(S4)。すると、検出対象Tからの蛍光の放射は停止する。また、検出対象Tからの燐光の放射が開始する。   After a predetermined time has elapsed from the start of lighting of the light source 30, the light source 30 is turned off (S4). Then, the emission of fluorescence from the detection target T stops. Further, emission of phosphorescence from the detection target T starts.

続いて、光源30の消灯後、所定のタイミングで、検出対象Tから放射される燐光を複数の光検出器40それぞれが検出時期を変えて複数回検出する(S5)。   Subsequently, after the light source 30 is turned off, each of the plurality of photodetectors 40 detects the phosphorescence emitted from the detection target T a plurality of times at different timings (S5).

光検出器40毎(放射光の色毎)に蛍光の強度と燐光の減衰特徴を検出し、それらに基づいて、検出対象Tに含まれている物質の判別を行うとともに、被搬送物Xの真偽を判定する(S6)。   Fluorescence intensity and phosphorescence decay characteristics are detected for each light detector 40 (for each color of emitted light), and based on them, the substance contained in the detection target T is determined, and the transported object X Authenticity is determined (S6).

なお、燐光検出装置100の動作は、上述のように蛍光や燐光の検出を1回行うものには限られない。すなわち、被搬送物Xが通過する間に、蛍光や燐光の検出を複数回行ってもよい。また、被搬送物Xの検出対象Tが付されているべきではない位置に励起光を照射するとともに、放射光が放射されないことを確認することで被搬送物Xの真偽判定を行うことも可能である。更に、1つの被搬送物Xに対して、検出対象Tが付されているべき位置と、検出対象Tが付されているべきではない位置の両方に励起光を照射することで、被搬送物Xの真偽判定を行うことも可能である。この場合、検出対象Tが付されているべき位置から放射光が放射されるとともに、検出対象Tが付されているべきではない位置から放射光が放射されないことが確認されれば、被搬送物Xは真と判定され、それ以外の場合は、偽であると判定される。   Note that the operation of the phosphorescence detection device 100 is not limited to the one that detects fluorescence or phosphorescence once as described above. That is, fluorescence or phosphorescence may be detected a plurality of times while the conveyed object X passes. In addition, the excitation light is irradiated to a position where the detection target T of the transported object X should not be attached, and the authenticity of the transported object X can be determined by confirming that the emitted light is not emitted. Is possible. Furthermore, by irradiating both the position where the detection target T should be attached and the position where the detection target T should not be attached to one transported object X, the transported object It is also possible to determine whether X is true or false. In this case, if it is confirmed that the radiated light is emitted from the position where the detection target T should be attached and that the radiated light is not emitted from the position where the detection target T should not be attached, X is determined to be true, otherwise it is determined to be false.

(5)燐光体の判別方法
燐光検出装置100は、ステップS6において、検出対象Tに含まれている物質のうちの燐光体が同一の波長範囲内で発光し減衰時定数の異なる複数種類の色素からなる燐光体であるか否かを判別する。
(5) Method for discriminating phosphor In step S6, the phosphor detection device 100 emits phosphors of substances contained in the detection target T within the same wavelength range, and a plurality of types of dyes having different decay time constants. It is determined whether or not the phosphor is made of.

すなわち、ステップS5において検出された少なくとも3つの燐光強度とそれらの検出時期の全てについて、数式1で表される燐光強度Pαと時間tとの関係が成り立つAαとταがない場合、検出された燐光は、互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光体から放射されたものであると判別される。逆に、少なくとも3つの燐光強度とそれらの検出時期の全てについて、数式1で表される燐光強度Pαと時間tとの関係が成り立つAαとταがあれば、検出された燐光は、単一の燐光体から放射されたものであると判別される。 That is, for all of the at least three phosphorescence intensities detected in step S5 and their detection times, if there is no A α and τ α satisfying the relationship between the phosphorescence intensity P α and the time t expressed by Equation 1, It is determined that the phosphorescence emitted is emitted from a plurality of types of phosphors having different decay time constants. On the other hand, if there is A α and τ α satisfying the relationship between the phosphorescence intensity P α and the time t expressed by Equation 1 for at least three phosphorescence intensities and their detection times, the detected phosphorescence is It is determined that the light is emitted from a single phosphor.

具体的な判別方法例を以下に説明する。   A specific example of the determination method will be described below.

なお、ステップS5において少なくとも燐光強度が3回検出されるが、光検出器40に対する検出対象Tの相対位置が一定である場合は、検出された燐光強度を補正する必要はなく、検出された燐光強度を用いて以下に説明する判別方法が行われる。一方、燐光を検出する度に光検出器40に対する検出対象Tの相対位置が変動する又はその恐れがある場合は、検出された燐光強度は補正され、補正された燐光強度を用いて以下に説明する判別方法が行われる。よって、以下の説明において、強度という用語は、補正された強度と補正されていない強度の両方を包含する意味で使用される。   In step S5, the phosphorescence intensity is detected at least three times. However, when the relative position of the detection target T with respect to the photodetector 40 is constant, it is not necessary to correct the detected phosphorescence intensity, and the detected phosphorescence is detected. The discrimination method described below is performed using the intensity. On the other hand, when the relative position of the detection target T with respect to the light detector 40 fluctuates or is likely to be detected each time phosphorescence is detected, the detected phosphorescence intensity is corrected and will be described below using the corrected phosphorescence intensity. A determination method is performed. Thus, in the following description, the term intensity is used to encompass both corrected and uncorrected intensity.

(5−1)判別方法の具体例1
本例の判別方法は、単一の燐光体αから放射される燐光の強度は検出時期にかかわらず図1の曲線Lαより示される関係を満たす、ということを利用するものである。
(5-1) Specific example 1 of discrimination method
The discrimination method of this example utilizes the fact that the intensity of phosphorescence emitted from a single phosphor α satisfies the relationship shown by the curve L α in FIG. 1 regardless of the detection time.

具体的には、検出部92は、励起光の放射停止時以降、時刻t、時刻t及び時刻tが経過した時点で検出対象Tから放射される燐光の強度P、強度P及び強度Pを検出する。判別部94は、これらの3つ強度のうちの2つ、例えば強度P及び強度Pと、それらを検出した時刻t及び時刻tを用いて、次の数式4に基づいて、検出対象Tから放射される燐光の減衰時定数τを算出する。 Specifically, the detection unit 92 has the intensity P 1 and the intensity P 2 of the phosphorescence emitted from the detection target T when the time t 1 , the time t 2, and the time t 3 have elapsed since the stop of the excitation light emission. and detecting the intensity P 3. The discriminating unit 94 uses two of these three intensities, for example, the intensity P 1 and the intensity P 2, and the time t 1 and the time t 2 at which they are detected, to detect based on the following Equation 4. The decay time constant τ 1 of phosphorescence emitted from the object T is calculated.

Figure 2018163567
Figure 2018163567

このような減衰時定数τで表される燐光強度Pと励起光の消灯時から検出までに経過した時間tの関係は、次の数式5で表される。 The relationship between the phosphorescence intensity P represented by the decay time constant τ 1 and the time t elapsed from when the excitation light is extinguished until it is detected is expressed by the following Equation 5.

Figure 2018163567
Figure 2018163567

数式5において、Aは検出対象T中の燐光体の濃度や発光効率によって決まる定数である。   In Equation 5, A is a constant determined by the concentration of phosphor in the detection target T and the light emission efficiency.

なお、定数Aは、減衰時定数τを求めるために使用した燐光強度とその検出時刻(例えばPとt)を数式5に代入することで算出することができる。 The constant A can be calculated by substituting the phosphorescence intensity used for obtaining the decay time constant τ 1 and its detection time (for example, P 1 and t 1 ) into Equation 5.

判別部94は、前記減衰時定数τの算出に用いられなかった強度P及びその検出時刻tが、数式5で表される関係に当てはまるか否か、すなわち、数式5の時間tに時刻tを代入した場合に強度Pが強度Pとなるか否かを判別する。当てはまる場合は、検出された燐光が単一の燐光体又は同一の減衰時定数を有する複数種類の燐光体から放射されたものであると判別部94は判別する。 The determination unit 94 determines whether or not the intensity P 3 that is not used in the calculation of the decay time constant τ 1 and its detection time t 3 are applicable to the relationship expressed by Equation 5, that is, at time t in Equation 5. It is determined whether or not the strength P becomes the strength P 3 when the time t 3 is substituted. When this is the case, the determination unit 94 determines that the detected phosphor is emitted from a single phosphor or a plurality of types of phosphors having the same decay time constant.

一方、前記減衰時定数τの算出に用いられなかった強度P及びその検出時刻tが、数式5で表される関係に当てはまらない場合は、検出された燐光が互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光体から放射されたものであると判別部94は判別する。 On the other hand, when the intensity P 3 that is not used in the calculation of the decay time constant τ 1 and the detection time t 3 do not correspond to the relationship expressed by Equation 5, the detected phosphorescence has different decay time constants. The determining unit 94 determines that the light is emitted from a plurality of types of phosphors.

なお、燐光強度を4回以上検出し、その中から2つを適宜選択して減衰時定数を算出し、当該減衰時定数で表される燐光強度と時間の関係に、当該減衰時定数の算出に用いられなかった1つ以上の燐光強度及びその検出時間が当てはまるか否かを判別するようにしてもよいことは勿論である。   The phosphorescence intensity is detected four times or more, and two of them are selected as appropriate to calculate the decay time constant, and the decay time constant is calculated according to the relationship between the phosphorescence intensity and the time represented by the decay time constant. It goes without saying that it may be determined whether or not one or more phosphorescence intensities not used in the above and the detection time thereof are applicable.

(5−2)判別方法の具体例2
本例の判別方法は、図1中の曲線Lα上のいずれか2点の燐光強度及びそれらの検出時期に基づいて算出される減衰時定数は、それら2点をどのように選択しようとも、燐光体αに固有の値になるということを利用するものである。
(5-2) Specific example 2 of discrimination method
In the discrimination method of this example, the attenuation time constant calculated based on the phosphorescence intensity at any two points on the curve L α in FIG. 1 and the detection time thereof is selected no matter how these two points are selected. The fact that the value is unique to the phosphor α is used.

本例において、検出部92は、励起光の放射停止時以降、時刻t、時刻t、時刻t及び時刻tが経過した時点で検出対象Tから放射される燐光の強度P、強度P、強度P及び強度Pを検出する。これらの4つの強度のうちの2つの組み合わせである第1の組み合わせを、例えば強度Pと強度Pの組み合わせとすれば、判別部94は、次の数式6に基づいて、検出対象Tから放射される燐光の減衰時定数τを算出する。 In this example, the detection unit 92 includes the intensity P 4 of the phosphorescence emitted from the detection target T when the time t 4 , the time t 5 , the time t 6, and the time t 7 have elapsed since the emission of the excitation light is stopped. The intensity P 5 , the intensity P 6 and the intensity P 7 are detected. If the first combination which is a combination of two of these four intensities is, for example, a combination of intensity P 4 and intensity P 5 , the determination unit 94 determines from the detection target T based on the following Equation 6. The decay time constant τ 2 of the emitted phosphorescence is calculated.

Figure 2018163567
Figure 2018163567

また、上記4つの強度のうちの2つの組み合わせであって、上記第1の組み合わせとは異なる組み合わせである第2の組み合わせを、例えば強度P及び強度Pの組み合わせとすれば、判別部94は、次の数式7に基づいて、検出対象Tから放射される燐光の減衰時定数τを算出する。 Further, if a second combination that is a combination of two of the four intensities and is different from the first combination is, for example, a combination of the intensity P 6 and the intensity P 7 , the determination unit 94. Calculates the decay time constant τ 3 of the phosphorescence emitted from the detection target T based on the following Expression 7.

Figure 2018163567
Figure 2018163567

判別部94は、減衰時定数τと減衰時定数τとを比較する。それらの差が閾値以下である場合には、判別部94は、検出された燐光が単一の燐光体又は同一の減衰時定数を有する複数種類の燐光体から放射されたものであると判別する。(上記閾値は0であってもよい。) The determination unit 94 compares the decay time constant τ 2 with the decay time constant τ 3 . When the difference is not more than the threshold value, the determination unit 94 determines that the detected phosphor is emitted from a single phosphor or a plurality of types of phosphors having the same decay time constant. . (The threshold may be 0.)

一方、減衰時定数τと減衰時定数τとの差が閾値を超える場合には、判別部94は、検出された燐光が互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光体から放射されたものであると判別する。 On the other hand, when the difference between the decay time constant τ 2 and the decay time constant τ 3 exceeds the threshold value, the discriminating unit 94 emits the detected phosphorescence from a plurality of types of phosphors having different decay time constants. It is determined that

なお、本例においては、燐光の強度を4回検出して燐光の判別を行っているが、燐光の強度の検出は3回でもよいことは勿論である。例えば、第1の組み合わせを強度PとPの組み合わせとするとともに、第2の組み合わせを、強度PとPの組み合わせ、又は、強度PとPの組み合わせとすることによっても、本例の方法に従って燐光の判別を行うことができる。また、燐光強度の検出回数を5回以上として、検出された燐光強度の中から3つ又は4つを適宜選択して利用することも随意である。 In this example, the phosphorescence is detected by detecting the phosphorescence intensity four times, but the phosphorescence intensity may be detected three times. For example, the first combination is a combination of strengths P 4 and P 5 and the second combination is a combination of strengths P 5 and P 6 or a combination of strengths P 4 and P 6 . Phosphorescence can be determined according to the method of this example. In addition, it is optional to select and use three or four of the detected phosphorescence intensities by setting the number of detections of phosphorescence intensity to five or more.

ここで、第1の組み合わせを構成する2つの燐光強度を検出するタイミングである時刻tと時刻tの間隔と、第2の組み合わせを構成する2つの燐光強度を検出するタイミングである時刻tと時刻tの間隔が等しい場合を考える。その場合、数式6及び数式7から容易に理解されるように、減衰時定数τと減衰時定数τとの比較に代えて、ln(P/P)とln(P/P)、又は(P/P)と(P/P)を比較することによって、検出された燐光の判別を行うことができる。その場合、燐光の判別を行うために制御装置90のCPUが行う除算の回数を減らすことができるので、短時間で燐光の判別を行うことができる。 Here, the interval of time t 4 and time t 5 is a timing to detect the two phosphorescence intensity which constitutes the first combination, the time t is a timing to detect the two phosphorescence intensity which constitutes the second combination Consider the case where the interval between 6 and time t 7 is equal. In this case, as easily understood from Equation 6 and Equation 7, instead of comparing the decay time constant τ 2 and the decay time constant τ 3 , ln (P 5 / P 4 ) and ln (P 7 / P 6 ), or (P 5 / P 4 ) and (P 7 / P 6 ) can be compared to determine the detected phosphorescence. In that case, since the number of divisions performed by the CPU of the control device 90 in order to determine phosphorescence can be reduced, phosphorescence can be determined in a short time.

(5−3)判別方法の具体例3
本例の判別方法は、図1のグラフを、図9に示されるような縦軸が常用対数の片対数グラフに変換した場合、曲線Lαが右下がりの直線で表される一方、曲線Lγ+δは、時刻tでLαと交差する右下がりの曲線で表される、ということを利用するものである。
(5-3) Specific example 3 of discrimination method
Discriminating method of the present example, the graph of FIG. 1, when the vertical axis as shown in FIG. 9 is converted into semi-log plot of common logarithm, whereas the curve L alpha is represented by a straight line downward to the right, curve L The fact that γ + δ is expressed by a downward-sloping curve that intersects L α at time t x is used.

具体的には、検出部92は、時刻t、時刻t及び時刻t10が経過した時点で検出対象Tから放射される燐光の強度P、強度P及び強度P10を検出する。これらの3つの強度のうちの2つの組み合わせである第1の組み合わせを、例えば強度Pと強度Pの組み合わせとする。この場合、判別部94は、次の数式8に基づいて、燐光強度の対数値の第1の変化速度(単位時間あたりの第1の変化量)Rを算出する。 Specifically, the detection unit 92 detects the intensity P 8 , the intensity P 9, and the intensity P 10 of phosphorescence emitted from the detection target T when the time t 8 , the time t 9, and the time t 10 have elapsed. A first combination that is a combination of two of these three intensities is, for example, a combination of intensity P 8 and intensity P 9 . In this case, the determination unit 94 calculates the first change rate (first change amount per unit time) R 1 of the logarithmic value of the phosphorescence intensity based on the following Equation 8.

Figure 2018163567
Figure 2018163567

また、上記3つの強度のうちの2つの組み合わせである第2の組み合わせを、例えば強度P及び強度P10の組み合わせとする。この場合、判別部94は、次の数式9に基づいて、燐光強度の対数値の第2の変化速度(単位時間あたりの第2の変化量)Rを算出する。なお、第2の組み合わせは、第1の組み合わせとは異なる組み合わせである。 Further, the second combination is a combination of two out of the three intensities, for example, a combination of intensity P 9 and intensity P 10. In this case, the determination unit 94 calculates a second change rate (second change amount per unit time) R 2 of the logarithmic value of the phosphorescence intensity based on the following Equation 9. Note that the second combination is a combination different from the first combination.

Figure 2018163567
Figure 2018163567

判別部94は、第1の変化速度Rと第2の変化速度Rとを比較する。それらの差が閾値以下である場合、判別部94は、検出された燐光が単一の燐光体又は同一の減衰時定数を有する複数種類の燐光体から放射されたものであると判別する。(上記閾値は0であってもよい。) Determination unit 94 compares the first change rate R 1 and a second change rate R 2. When the difference is less than or equal to the threshold value, the determination unit 94 determines that the detected phosphor is emitted from a single phosphor or a plurality of types of phosphors having the same decay time constant. (The threshold may be 0.)

一方、第1の変化速度Rと第2の変化速度Rとの差が閾値を超える場合は、判別部94は、検出された燐光が互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光体から放射されたものであると判別する。 On the other hand, when the difference between the first change rate R 1 and the second change rate R 2 exceeds the threshold value, the determination unit 94 emits the detected phosphor from a plurality of types of phosphors having different decay time constants. It is determined that it has been done.

ここで、第1の組み合わせを構成する2つの燐光強度を検出するタイミングである時刻tと時刻tの間隔と、第2の組み合わせを構成する2つの燐光強度を検出するタイミングである時刻tと時刻t10の間隔が等しい場合を考える。その場合、数式8及び数式9から容易に理解されるように、第1の変化速度Rと第2の変化速度Rとの比較に代えて、logPとlogPとの差と、logP10とlogPとの差を比較することによって、検出された燐光の判別を行うことができる。その場合、燐光の判別を行うために制御装置90のCPUが行う除算の回数を減らすことができるので、短時間で燐光の判別を行うことができる。 Here, the interval of time t 8 and time t 9 is the timing to detect the two phosphorescence intensity which constitutes the first combination, the time t is a timing to detect the two phosphorescence intensity which constitutes the second combination interval of 9 and the time t 10 consider the case are equal. In that case, as easily understood from Equation 8 and Equation 9, instead of comparing the first change rate R 1 and the second change rate R 2 , the difference between log P 9 and log P 8 , and log P by comparing the difference between 10 and the logP 9, it is possible to discriminate the detected phosphorescence. In that case, since the number of divisions performed by the CPU of the control device 90 in order to determine phosphorescence can be reduced, phosphorescence can be determined in a short time.

なお、本例においては、第2の組み合わせをPとP10の組み合わせとしてもよいことは勿論である。また、時刻t11において燐光強度P11を検出し、第1の組み合わせをPとPの組み合わせとするとともに第2の組み合わせをP10とP11の組み合わせとしてもよい。更に、燐光検出回数を5回以上として、検出された燐光強度の中から3つ又は4つを適宜選択して利用することも随意である。 In the present example, it the second combination may be a combination of P 8 and P 10 is a matter of course. Also detects phosphorescence intensity P 11 at time t 11, the second combination with a first combination is a combination of P 8 and P 9 may be a combination of P 10 and P 11. Furthermore, the number of phosphorescence detections is 5 times or more, and it is optional to select and use three or four of the detected phosphorescence intensities.

また、燐光検出装置100は、燐光強度を検出時期を変えて3回検出すれば、燐光の判別ができるので、処理すべきデータ量が少ない。すなわち、燐光検出装置100は、データ処理、ひいては燐光の判別を短時間で行うことができる。よって、燐光検出装置100は、短時間で大量の検出対象Tの真偽識別処理を行うことができる。   Further, since the phosphorescence detection apparatus 100 can detect phosphorescence by detecting the phosphorescence intensity three times at different detection times, the amount of data to be processed is small. That is, the phosphorescence detection apparatus 100 can perform data processing, and in other words, phosphorescence discrimination in a short time. Therefore, the phosphorescence detection apparatus 100 can perform true / false identification processing for a large amount of detection targets T in a short time.

また、燐光検出装置100は、複数回の燐光強度の検出を単一の光センサ10によって行うので、複数回の燐光検出の時間間隔を小さくすることができる。よって、検出対象Tに含まれる燐光体の減衰時定数が小さい(燐光が短時間で減衰する)場合であっても、検出限界以下となる前の燐光強度を複数回検出することができる。したがって、検出対象Tに含まれる燐光体の減衰時定数が小さくても、検出対象Tの真偽識別処理を行うことができる。   In addition, since the phosphorescence detection apparatus 100 detects the phosphorescence intensity a plurality of times using the single optical sensor 10, the time interval of the plurality of phosphorescence detections can be reduced. Therefore, even when the decay time constant of the phosphor contained in the detection target T is small (the phosphorescence decays in a short time), the phosphorescence intensity before the detection limit or less can be detected a plurality of times. Therefore, even if the decay time constant of the phosphor contained in the detection target T is small, the authenticity identification process of the detection target T can be performed.

更に、燐光検出装置100は、複数回の燐光強度の検出を単一の光センサ10によって行うので、検出対象Tに含まれる燐光体から放射される燐光の減衰時定数に応じて、燐光検出タイミングを柔軟に設定することができる。   Furthermore, since the phosphorescence detection apparatus 100 detects the phosphorescence intensity a plurality of times by the single optical sensor 10, the phosphorescence detection timing is determined according to the decay time constant of phosphorescence emitted from the phosphor included in the detection target T. Can be set flexibly.

(6)検出対象の真偽判別方法
被搬送物Xに付された検出対象T(セキュリティ特徴)の真偽判定は、例えば次のように行われる。
(6) Authenticity determination method of the detection target The authenticity determination of the detection target T (security feature) attached to the transported object X is performed as follows, for example.

まず、光検出器40毎に燐光の放射の有無を確認する。燐光が放射されている場合は、その減衰時定数を算出する。更に、上に説明した方法に従い、当該燐光が互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光体から放射されたものであるか否かを判別する。これらの結果を基準となる属性と比較する。比較の結果、両者が一致すれば、その検出対象Tは真であると判別される。両者が一致しなければ、その検出対象Tは偽であると判別される。   First, the presence or absence of phosphorescence emission is confirmed for each photodetector 40. If phosphorescence is emitted, the decay time constant is calculated. Further, according to the method described above, it is determined whether or not the phosphor is emitted from a plurality of types of phosphors having different decay time constants. These results are compared with the reference attribute. As a result of the comparison, if the two match, it is determined that the detection target T is true. If the two do not match, it is determined that the detection target T is false.

基準となる属性の例を表1に示す。   Table 1 shows examples of reference attributes.

Figure 2018163567
Figure 2018163567

表1において、横軸は検出される燐光の波長範囲を表す。すなわち、横軸は、燐光が赤色波長範囲、緑色波長範囲、青色波長範囲の波長範囲毎に区分されることを意味する。縦軸は検出される燐光の減衰特徴を表す。すなわち、縦軸は、燐光の減衰時定数が0.2msec、1msec、10msecに区分されることを意味する。「single」は、該当する燐光が、単一の燐光体又は同一の減衰時定数を有する複数種類の燐光体から放射されることを意味する。「complex」は、該当する燐光が互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光体から放射されることを意味する。また、「none」は燐光が検出されないことを意味する。   In Table 1, the horizontal axis represents the wavelength range of detected phosphorescence. That is, the horizontal axis means that phosphorescence is divided into wavelength ranges of a red wavelength range, a green wavelength range, and a blue wavelength range. The vertical axis represents the attenuation characteristics of the detected phosphorescence. That is, the vertical axis means that the phosphorescence decay time constant is divided into 0.2 msec, 1 msec, and 10 msec. “Single” means that the corresponding phosphor is emitted from a single phosphor or a plurality of types of phosphors having the same decay time constant. “Complex” means that the corresponding phosphorescence is emitted from a plurality of types of phosphors having different decay time constants. “None” means that no phosphorescence is detected.

基準となる属性が表1に示される属性である場合、真の検出対象Tには、減衰時定数が0.2msecであり、且つ、色が青色である燐光を放射する単一の又は複数種類の燐光体が含まれている。また、減衰時定数が1msecであり、且つ、色が赤色である燐光を放射する単一の又は複数種類の燐光体が含まれている。また、減衰時定数が互いに異なり、且つ、色がいずれも緑色である燐光を放射する複数種類の燐光体であって、所定のタイミングで検出された緑色の燐光の全強度に基づいて算出された減衰時定数が1msecとなる燐光体が含まれている。   When the reference attribute is the attribute shown in Table 1, the true detection target T has a single or a plurality of types that emit phosphorescence whose attenuation time constant is 0.2 msec and whose color is blue. Of phosphor. In addition, single or plural kinds of phosphors that emit phosphorescence having an attenuation time constant of 1 msec and a red color are included. Also, a plurality of types of phosphors that emit phosphorescence whose decay time constants are different from each other and whose colors are all green, and are calculated based on the total intensity of green phosphorescence detected at a predetermined timing. A phosphor having an attenuation time constant of 1 msec is included.

この場合、検出対象Tの真偽判定は次のように行われる。まず、3つの光検出器40を介して、検出部92は赤色、緑色及び青色の燐光を個別に検出する。続いて、判別部94は各色の燐光の減衰時定数を算出する。更に、各色の燐光が互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光体から放射されたものであるか否か(「complex」であるか「single」であるか)を、判別部94は判別する。判別部94は記憶部95に記憶されている表1に係る情報を参照し、各色毎に求めた燐光の減衰時定数や判別結果と比較する。その結果、ある検出対象Tから放射された燐光が有する属性が、表1に示される属性と一致すれば、その検出対象Tは真であると判別される。逆に、表1に示される燐光の属性と一致しなければ、その検出対象Tは偽であると判別される。   In this case, the authenticity determination of the detection target T is performed as follows. First, the detection unit 92 detects red, green, and blue phosphorescences individually through the three photodetectors 40. Subsequently, the determination unit 94 calculates the decay time constant of phosphorescence of each color. Further, the determination unit 94 determines whether or not the phosphors of the respective colors are emitted from a plurality of types of phosphors having different decay time constants (“complex” or “single”). The determination unit 94 refers to the information according to Table 1 stored in the storage unit 95 and compares it with the phosphorescence decay time constant and the determination result obtained for each color. As a result, if the attribute of phosphorescence emitted from a certain detection target T matches the attribute shown in Table 1, it is determined that the detection target T is true. On the contrary, if it does not coincide with the phosphorescence attribute shown in Table 1, it is determined that the detection target T is false.

なお、互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光体から燐光が放射される場合、当該燐光体から放射される燐光の全強度の減衰時定数は、基準となる属性に含まれるいずれの減衰時定数に対応しているのかを知るための手がかりに過ぎない。よって、おおよその値が算出されれば十分であり、例えば次のようにして求めることができる。すなわち、検出部92毎に検出可能な波長範囲内で検出した3つ以上の強度のうちのいずれか2つの組み合わせとそれらの検出時期に基づいて、第1の仮の減衰時定数を算出する。次に、検出した3つ以上の強度のうちのいずれか2つの組み合わせであって、先の組み合わせとは異なる組み合わせとそれらの検出時期に基づいて、第2の仮の減衰時定数を算出する。続いて、第1の仮の減衰時定数と第2の仮の減衰時定数の平均値を求め、これを全強度の減衰時定数とする。また、第1の仮の減衰時定数をそのまま全強度の減衰時定数としてもよい。   When phosphorescence is emitted from a plurality of types of phosphors having different decay time constants, the decay time constant of the total intensity of phosphorescence emitted from the phosphor is any decay time constant included in the reference attribute. It ’s just a clue to know if it ’s compatible. Therefore, it is sufficient that an approximate value is calculated. For example, it can be obtained as follows. That is, the first provisional attenuation time constant is calculated based on any two combinations of the three or more intensities detected within the detectable wavelength range for each detection unit 92 and their detection timing. Next, a second temporary decay time constant is calculated based on a combination of any two of the detected three or more intensities that are different from the previous combination and their detection times. Subsequently, an average value of the first temporary decay time constant and the second temporary decay time constant is obtained, and this is set as the decay time constant of the full intensity. Further, the first temporary decay time constant may be used as it is as the full strength decay time constant.

このように、燐光が互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光体から放射されたものであるか否かを特徴として、検出対象T(セキュリティ特徴)の真偽、ひいては、紙葉類等の被搬送物Xの真偽を判別することができる。   As described above, whether or not phosphorescence is emitted from a plurality of types of phosphors having different decay time constants, whether or not the detection target T (security feature) is true or false, and, for example, a paper sheet or the like, is detected. The authenticity of the conveyed product X can be determined.

なお、ここでは燐光の特徴のみを検出対象Tの特徴とする例を示したが、検出した蛍光の特徴を更に加えて検出対象Tの特徴とすることができる。具体的には、表1において、赤色波長範囲、緑色波長範囲、青色波長範囲の波長範囲毎に、蛍光の検出の有無を特徴として追加することができる。   In this example, only the feature of phosphorescence is shown as the feature of the detection target T. However, the feature of the detection target T can be added by further adding the feature of the detected fluorescence. Specifically, in Table 1, the presence or absence of fluorescence detection can be added as a feature for each wavelength range of the red wavelength range, the green wavelength range, and the blue wavelength range.

本発明の燐光検出装置及び燐光検出方法は、例えば銀行券や証券等の有価書類(value document)に代表される、紙葉類の表面にセキュリティ特徴(security feature)として取り付けられた燐光体を検出するもので、検出対象となる燐光体に励起光を照射し、燐光体から放射された燐光を検出する。燐光のスペクトルや減衰特徴などの特徴は燐光体の組成によって決まるので、燐光を検出して特徴を比較することによってセキュリティ特徴の真偽を判定することが出来る。 The phosphorescence detection device and phosphorescence detection method of the present invention detect phosphors attached as security features to the surface of paper sheets, for example, value documents such as banknotes and securities. Therefore, the phosphor to be detected is irradiated with excitation light, and the phosphor emitted from the phosphor is detected. Since characteristics such as phosphorescence spectrum and attenuation characteristics are determined by the composition of the phosphor, the authenticity of the security characteristics can be determined by detecting the phosphorescence and comparing the characteristics.

以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、燐光検出装置100は、被搬送物Xの搬送経路上で搬送方向に間隔を空けて配置された3つ以上の光センサを有し、各光センサで1回ずつ、計3回以上の燐光強度の検出をおこなってもよい。3回以上にわたって検出された各強度P及びそれらの検出時期tを用いて、上述の判定を行うことができる。この場合、検出対象Tに含まれる燐光体の減衰時定数が大きく(燐光の減衰に長時間を要し)、且つ、搬送装置80の搬送速度が大きくても、有意に強度が小さくなった燐光を下流側の光センサで検出することができる。よって、検出対象Tに含まれる燐光体の減衰時定数が大きい場合にも、被搬送物Xを搬送しながら、大量の検出対象Tの真偽識別処理を行うことができる。 For example, the phosphorescence detection apparatus 100 has three or more optical sensors arranged at intervals in the conveyance direction on the conveyance path of the object to be conveyed X, and once for each optical sensor, a total of three or more times. The phosphorescence intensity may be detected. Each intensity P is detected over 3 times and with their detection timing t n, it is possible to perform the above determination. In this case, the phosphor contained in the detection target T has a large decay time constant (it takes a long time for decay of phosphorescence), and even if the transport speed of the transport device 80 is large, the phosphor has a significantly reduced intensity. Can be detected by a downstream optical sensor. Therefore, even when the decay time constant of the phosphor included in the detection target T is large, it is possible to perform true / false identification processing of a large amount of the detection target T while transporting the transported object X.

本発明は、燐光体を含むセキュリティマークが付された紙幣等の紙葉類や商品の真偽を識別するための装置、例えば紙幣処理装置に適用することができるので、その産業上の利用可能性は多大である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY Since the present invention can be applied to a paper sheet such as a banknote with a security mark including a phosphor and a device for identifying authenticity of a product, for example, a banknote processing apparatus, it can be used in the industry. Sex is enormous.

10 光センサ
20 ホルダ
30 光源
40 光検出器
50 導光体
51 励起光入射面
52 放射光出射面
53 光入出射面
54 起立面
55 側面
60 基板
70 光学フィルタ
71 可視光カットフィルタ
72 紫外線カットフィルタ
73 カラーフィルタ
80 搬送装置
90 制御装置
91 搬送装置制御部
92 検出部
93 補正部
94 判別部
95 記憶部
100 燐光検出装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical sensor 20 Holder 30 Light source 40 Photodetector 50 Light guide 51 Excitation light incident surface 52 Radiation light output surface 53 Light incident / exit surface 54 Standing surface 55 Side surface 60 Substrate 70 Optical filter 71 Visible light cut filter 72 Ultraviolet light cut filter 73 Color filter 80 Transport device 90 Control device 91 Transport device control unit 92 Detection unit 93 Correction unit 94 Discrimination unit 95 Storage unit 100 Phosphorescence detection device

Claims (7)

燐光体を含む検出対象に励起光を照射する光源と、
前記検出対象から放射される燐光の強度を検出する光検出器と、
前記光源及び前記光検出器を制御し、前記励起光の照射の停止時以降に、前記強度を検出時期を変えて少なくとも3回検出する検出部と、
前記検出部によって検出された少なくとも3つの前記強度及びそれらの検出時期に基づいて、前記燐光が互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光によるものであるか否かを判別する判別部と、
を備える燐光検出装置。
A light source for irradiating a detection target including a phosphor with excitation light;
A photodetector for detecting the intensity of phosphorescence emitted from the detection target;
A detector that controls the light source and the photodetector and detects the intensity at least three times at different detection times after the irradiation of the excitation light is stopped;
A determination unit for determining whether or not the phosphorescence is due to a plurality of types of phosphorescence having different decay time constants based on at least three of the intensities detected by the detection unit and their detection times;
A phosphorescence detection device comprising:
前記判別部は、少なくとも3つの前記強度のうちの2つに基づいて前記燐光の減衰時定数を算出するとともに、当該算出に用いられなかった前記強度及びその検出時期が、算出された前記減衰時定数で表される燐光強度と検出時期の関係に当てはまらない場合に、前記燐光が互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光によるものであると判別する、請求項1記載の燐光検出装置。   The determination unit calculates an attenuation time constant of the phosphorescence based on two of the at least three intensities, and the intensity that was not used for the calculation and the detection time thereof are calculated at the calculated attenuation time. The phosphorescence detection device according to claim 1, wherein when the relationship between the phosphorescence intensity represented by a constant and the detection timing does not apply, it is determined that the phosphorescence is due to a plurality of types of phosphorescence having different decay time constants. 前記判別部は、少なくとも3つの前記強度のうちの2つの組み合わせである第1の組み合わせに基づいて前記燐光の第1の減衰時定数を算出するとともに、少なくとも3つの前記強度のうちの2つの組み合わせであって前記第1の組み合わせとは異なる第2の組み合わせに基づいて前記燐光の第2の減衰時定数を算出し、前記第1の減衰時定数と前記第2の減衰時定数との差が閾値を超える場合に、前記燐光が互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光によるものであると判別する、請求項1記載の燐光検出装置。   The determination unit calculates a first decay time constant of the phosphorescence based on a first combination that is a combination of two of the at least three intensities, and a combination of two of the at least three intensities. The second decay time constant of the phosphorescence is calculated based on a second combination different from the first combination, and the difference between the first decay time constant and the second decay time constant is calculated. The phosphorescence detection device according to claim 1, wherein when the threshold value is exceeded, it is determined that the phosphorescence is caused by a plurality of types of phosphorescence having different decay time constants. 前記判別部は、少なくとも3つの前記強度のうちの2つの組み合わせである第1の組み合わせに基づいて前記強度の対数値の第1の変化速度を算出するとともに、少なくとも3つの前記強度のうちの2つの組み合わせであって前記第1の組み合わせとは異なる第2の組み合わせに基づいて前記強度の対数値の第2の変化速度を算出し、前記第1の変化速度と前記第2の変化速度との差が閾値を超える場合に、前記燐光が互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光によるものであると判別する、請求項1記載の燐光検出装置。   The determination unit calculates a first change rate of a logarithmic value of the intensity based on a first combination that is a combination of two of the at least three intensities, and two of the at least three intensities. A second change rate of the logarithmic value of the intensity is calculated based on a second combination different from the first combination, and the first change rate and the second change rate are calculated. The phosphorescence detection device according to claim 1, wherein when the difference exceeds a threshold value, it is determined that the phosphorescence is due to a plurality of types of phosphorescence having different decay time constants. 前記判別部は、前記燐光が互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光によるものか否かを特徴の1つとして、前記検出対象の真偽を判別する請求項1乃至4のいずれかに記載の燐光検出装置。   5. The determination unit according to claim 1, wherein the determination unit determines whether the detection target is true or false based on whether the phosphorescence is due to a plurality of types of phosphorescence having different decay time constants. 6. Phosphorescence detection device. 請求項1乃至5のいずれかに記載の燐光検出装置を備える紙葉類処理装置。   A paper sheet processing apparatus comprising the phosphorescence detection device according to claim 1. 燐光体を含む検出対象に励起光を照射する工程と、
前記励起光の照射の停止時以降に、前記検出対象から放射される燐光の強度を検出時期を変えて少なくとも3回検出する工程と、
検出された少なくとも3つの前記強度及びそれらの検出時期に基づいて、前記燐光が互いに減衰時定数が異なる複数種類の燐光によるものであるか否かを判別する工程と、を有する燐光検出方法。
Irradiating a detection target including a phosphor with excitation light;
Detecting the intensity of phosphorescence emitted from the detection target at least three times after changing the detection time after the stop of the irradiation of the excitation light;
Determining whether or not the phosphorescence is caused by a plurality of types of phosphorescence having different decay time constants based on at least three detected intensities and their detection times.
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