JP2018163567A - Phosphorescence detector, paper leaves processor, and method for detecting phosphorescence - Google Patents
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Abstract
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。
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.
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
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
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.
(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
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
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.
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.
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tnとして説明する。時刻tn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t0=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
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txにおいて等しくなる場合がある。そのような時刻tx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tx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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
(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
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
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
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
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
次に、光検出器40が蛍光を検出する(S3)。
Next, the
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
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
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
(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
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
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
(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t1、時刻t2及び時刻t3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P1、強度P2及び強度P3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P1及び強度P2と、それらを検出した時刻t1及び時刻t2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τ1を算出する。
Specifically, the
このような減衰時定数τ1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
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
なお、定数Aは、減衰時定数τ1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P1とt1)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
判別部94は、前記減衰時定数τ1の算出に用いられなかった強度P3及びその検出時刻t3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t3を代入した場合に強度Pが強度P3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
一方、前記減衰時定数τ1の算出に用いられなかった強度P3及びその検出時刻t3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
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t4、時刻t5、時刻t6及び時刻t7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P4、強度P5、強度P6及び強度P7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P4と強度P5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τ2を算出する。
In this example, the
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P6及び強度P7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τ3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
判別部94は、減衰時定数τ2と減衰時定数τ3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
一方、減衰時定数τ2と減衰時定数τ3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
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P4とP5の組み合わせとするとともに、第2の組み合わせを、強度P5とP6の組み合わせ、又は、強度P4とP6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t4と時刻t5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t6と時刻t7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τ2と減衰時定数τ3との比較に代えて、ln(P5/P4)とln(P7/P6)、又は(P5/P4)と(P7/P6)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
(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tx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t8、時刻t9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P8、強度P9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P8と強度P9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)R1を算出する。
Specifically, the
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P9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)R2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
判別部94は、第1の変化速度R1と第2の変化速度R2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。)
一方、第1の変化速度R1と第2の変化速度R2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
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t8と時刻t9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t9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R1と第2の変化速度R2との比較に代えて、logP9とlogP8との差と、logP10とlogP9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
なお、本例においては、第2の組み合わせをP8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P8とP9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
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
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
(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
基準となる属性の例を表1に示す。 Table 1 shows examples of reference attributes.
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
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
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tn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
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
Claims (7)
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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