JP2731183B2 - インク検出方法および装置 - Google Patents
インク検出方法および装置Info
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/46—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
-
- G—PHYSICS
- G07—CHECKING-DEVICES
- G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
- G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
- G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
-
- G—PHYSICS
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- G01J3/501—Colorimeters using spectrally-selective light sources, e.g. LEDs
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は基板上のインクの存在を検出する方法および
装置に関する。
装置に関する。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕 保安用の文書あるいは紙幣のような基板上に、可視光
の波長範囲では同じ色であるように見えるけれども、可
視光の範囲外ではその吸収スペクトル特性を異にするイ
ンクを印刷することが知られている。本発明はかかるイ
ンクの存在を検出する方法および装置を得ることを目的
とする。
の波長範囲では同じ色であるように見えるけれども、可
視光の範囲外ではその吸収スペクトル特性を異にするイ
ンクを印刷することが知られている。本発明はかかるイ
ンクの存在を検出する方法および装置を得ることを目的
とする。
本発明の第１の形態によれば、該基板上のインクの存
在を検出する方法は、少くとも２つの異なる波長の光線
を基板上に照射し、各波長の光線はそれぞれ異なった態
様で変調され、該波長の少くとも１つは検出されるべき
インクの吸収波長又は反射波長に対応するように選択さ
れている段階と、基板から放射された光線を検出し該検
出された光線の各サンプルを、相関信号を発生するため
に該光線に適用される変調形態によってそれぞれ変調さ
れる各信号と相関させる段階と、該インクの存在を検出
するために該相関信号をモニタする段階とをそなえてい
る。
在を検出する方法は、少くとも２つの異なる波長の光線
を基板上に照射し、各波長の光線はそれぞれ異なった態
様で変調され、該波長の少くとも１つは検出されるべき
インクの吸収波長又は反射波長に対応するように選択さ
れている段階と、基板から放射された光線を検出し該検
出された光線の各サンプルを、相関信号を発生するため
に該光線に適用される変調形態によってそれぞれ変調さ
れる各信号と相関させる段階と、該インクの存在を検出
するために該相関信号をモニタする段階とをそなえてい
る。
また本発明の第２の形態によれば、該基板上のインク
の存在を検出する装置は、少くとも２つの異なる波長の
光線を基板に照射する照射手段であって該波長の少くと
も１つは検出されるべきインクの吸収波長又は反射波長
に対応するように選択されているものと、各波長の光線
をそれぞれ別個の方法で変調する変調手段と、基板から
放射された光線を検出するための検出手段と、該検出手
段から検出された光線の各サンプルを、相関信号を発生
するために該光線に適用される変調形態によってそれぞ
れ変調される各信号と相関させるための相関手段と、該
インクの存在を検出するために該相関信号をモニタする
ためのモニタ手段とをそなえている。
の存在を検出する装置は、少くとも２つの異なる波長の
光線を基板に照射する照射手段であって該波長の少くと
も１つは検出されるべきインクの吸収波長又は反射波長
に対応するように選択されているものと、各波長の光線
をそれぞれ別個の方法で変調する変調手段と、基板から
放射された光線を検出するための検出手段と、該検出手
段から検出された光線の各サンプルを、相関信号を発生
するために該光線に適用される変調形態によってそれぞ
れ変調される各信号と相関させるための相関手段と、該
インクの存在を検出するために該相関信号をモニタする
ためのモニタ手段とをそなえている。
本発明においては、保安文書又は紙幣のような基板が
少くとも２つの異なる波長の光線で照射され、各波長を
独特な態様で変調し、該光線を該変調シーケンスの各個
と相関させることによって該受光された光を同期的に復
調することによって、該照射に対しての該インクの応答
度合がモニタされる。該復調の結果は多数の相関信号と
なり、該相関信号は相関の度合と各波長における受光の
強度とに応じてその大きさが変化する。もし適用される
変調内容が十分に異なっていれば、十分な強度の相関信
号は、受光された光がそれと相関される被変調信号に対
応する波長を含んでいるときのみ発生される。
少くとも２つの異なる波長の光線で照射され、各波長を
独特な態様で変調し、該光線を該変調シーケンスの各個
と相関させることによって該受光された光を同期的に復
調することによって、該照射に対しての該インクの応答
度合がモニタされる。該復調の結果は多数の相関信号と
なり、該相関信号は相関の度合と各波長における受光の
強度とに応じてその大きさが変化する。もし適用される
変調内容が十分に異なっていれば、十分な強度の相関信
号は、受光された光がそれと相関される被変調信号に対
応する波長を含んでいるときのみ発生される。
本発明は多数の利点を有する。特に例えば周囲の光に
もとづく広帯域のノイズが該相関技術によって除去され
る。また本発明は単一の受光器の使用を可能とする。
もとづく広帯域のノイズが該相関技術によって除去され
る。また本発明は単一の受光器の使用を可能とする。
好ましくは、該変調は疑似ランダム２進（バイナリ）
シーケンスのような共通の変調シーケンスの位相シフト
された形態で構成される。これによって装置の構成を簡
易化し、疑似ランダム２進シーケンスを使用する場合に
は、よく知られた相関技術を採用することができる。こ
のことは1986年にアカデミック・プレス（Academic Pre
ss）から発行されたJ.P.Norton著の「同定に関しての概
論」（An Introduction to Identification）の第49〜5
5頁に詳細に記述されている。
シーケンスのような共通の変調シーケンスの位相シフト
された形態で構成される。これによって装置の構成を簡
易化し、疑似ランダム２進シーケンスを使用する場合に
は、よく知られた相関技術を採用することができる。こ
のことは1986年にアカデミック・プレス（Academic Pre
ss）から発行されたJ.P.Norton著の「同定に関しての概
論」（An Introduction to Identification）の第49〜5
5頁に詳細に記述されている。
通常、光検出手段は照射手段によって発生された互に
異なる波長の光線の各個を受光するための共通のセンサ
をそなえている。
異なる波長の光線の各個を受光するための共通のセンサ
をそなえている。
ここで、「波長」とは問題とされている波長がその中
に位置している所定の波長帯であって相互にオーバーラ
ップしないものを意味している。
に位置している所定の波長帯であって相互にオーバーラ
ップしないものを意味している。
光線の相関（Correlation）は種々の既知の方法で達
成しうるが、一般には検出された光線の各サンプルを対
応する被変調信号とそれぞれ乗算し、変調の１サイクル
に亘って該乗算された信号を積分することによって行わ
れる。
成しうるが、一般には検出された光線の各サンプルを対
応する被変調信号とそれぞれ乗算し、変調の１サイクル
に亘って該乗算された信号を積分することによって行わ
れる。
本発明による単一の装置においては、使用されうる波
長の数は使用される変調の数に依存する。共通の変調シ
ーケンスの位相シフトされた形態が使用される場合に
は、該波長の数は該シーケンスの長さに依存する。
長の数は使用される変調の数に依存する。共通の変調シ
ーケンスの位相シフトされた形態が使用される場合に
は、該波長の数は該シーケンスの長さに依存する。
波長の数を増加させるために、本発明による装置が多
数個並べて配置されうる。更に１個以上の装置を設ける
ことによって、基板の異なる個所におけるインクの存在
が検出されうる。この場合には、もし各装置に適用され
る変調内容が異なっていれば、各装置は隣接する装置か
らの侵入光には感じなくなる。
数個並べて配置されうる。更に１個以上の装置を設ける
ことによって、基板の異なる個所におけるインクの存在
が検出されうる。この場合には、もし各装置に適用され
る変調内容が異なっていれば、各装置は隣接する装置か
らの侵入光には感じなくなる。
相関信号は種々の方法でモニタされうる。例えば、１
個の信号が可視光帯内の光線に対応し、他の信号が可視
光帯外の光線（例えば赤外線）に対応している場合に
は、該信号は相互に比較されるかあるいは該信号間の比
率が決定され、これらの演算のいずれかの結果が所定の
値と比較され、それによって当該インクの存否が表示さ
れる。このようにして、２種のインクが可視光帯では同
じ色を有していても可視光帯外では異なるスペクトル応
答を有する場合には、該信号間の比率は照射されている
インクの性質に応じて異なるようになる。
個の信号が可視光帯内の光線に対応し、他の信号が可視
光帯外の光線（例えば赤外線）に対応している場合に
は、該信号は相互に比較されるかあるいは該信号間の比
率が決定され、これらの演算のいずれかの結果が所定の
値と比較され、それによって当該インクの存否が表示さ
れる。このようにして、２種のインクが可視光帯では同
じ色を有していても可視光帯外では異なるスペクトル応
答を有する場合には、該信号間の比率は照射されている
インクの性質に応じて異なるようになる。
本発明は広い範囲の応用に適用可能であるが、特に紙
幣の区分け装置への使用に適しており、該紙幣は所定の
インクの存否に応じて許容可能な紙幣と許容不能な紙幣
とに区分けされる。
幣の区分け装置への使用に適しており、該紙幣は所定の
インクの存否に応じて許容可能な紙幣と許容不能な紙幣
とに区分けされる。
典型的には、検出される光線は基板から反射されるも
のであるけれども、その代りに基板を通過する光線が検
出されてもよい。
のであるけれども、その代りに基板を通過する光線が検
出されてもよい。
本発明をよりよく理解するために、本発明による文書
上のインクの存在を検出する方法および装置の一例が添
付図面を参照して以下に記述される。
上のインクの存在を検出する方法および装置の一例が添
付図面を参照して以下に記述される。
第１図に示される装置はｎ個の発光ダイオード（LE
D）１をそなえ、該ｎ個の発光ダイオードは対応する数
の異なる波長の光線を発生し、該波長の一部は可視光の
範囲内にあり、また該波長の一部は可視光の範囲外にあ
り、典型的には赤外線の範囲にある。該LED1は図示され
ていない手段によってLEDの下部で移動される文書２を
照射する。該LED1の少くとも１個によって発生される光
線の波長は文書上に印刷されているインクの吸収帯と対
応するように選択される。
D）１をそなえ、該ｎ個の発光ダイオードは対応する数
の異なる波長の光線を発生し、該波長の一部は可視光の
範囲内にあり、また該波長の一部は可視光の範囲外にあ
り、典型的には赤外線の範囲にある。該LED1は図示され
ていない手段によってLEDの下部で移動される文書２を
照射する。該LED1の少くとも１個によって発生される光
線の波長は文書上に印刷されているインクの吸収帯と対
応するように選択される。
単一の検出器３が文書から反射される光線を受光する
ように文書２の上方に配置される。その代りに、検出器
３を文書の下部に配置してもよい。該LED1は以下に記述
される方法で対応する被変調光ビームを発生するため
に、シーケンス発生器５からそれぞれの制御線４を通し
て制御される。該シーケンス発生器５は該各LED1に供給
される各変調信号を発生し、それによって各LED1は変調
された（被変調）光ビームを発生する。
ように文書２の上方に配置される。その代りに、検出器
３を文書の下部に配置してもよい。該LED1は以下に記述
される方法で対応する被変調光ビームを発生するため
に、シーケンス発生器５からそれぞれの制御線４を通し
て制御される。該シーケンス発生器５は該各LED1に供給
される各変調信号を発生し、それによって各LED1は変調
された（被変調）光ビームを発生する。
検出器３からの出力信号は検出器３上への入射光線の
強さを示し、該検出器３は該各LED1によって発生された
すべての波長の光に応答し、その出力信号が各LEDに対
して１個づつ設けられた一組の乗算回路６に並列適に供
給される。更に各乗算回路６は関連するLED1に対応する
該シーケンス発生器５からの変調信号をそれぞれのライ
ン７を介して受け入れる。
強さを示し、該検出器３は該各LED1によって発生された
すべての波長の光に応答し、その出力信号が各LEDに対
して１個づつ設けられた一組の乗算回路６に並列適に供
給される。更に各乗算回路６は関連するLED1に対応する
該シーケンス発生器５からの変調信号をそれぞれのライ
ン７を介して受け入れる。
乗算器６からの出力信号はそれぞれの積分回路８に供
給され、該積分器からの出力信号はマイクロプロセッサ
９に供給される。マイクロプロセッサ９は入力信号（相
関信号）をモニタし、該モニタリングの結果として検出
されているインクに関連する出力信号を発生し、該出力
信号はモニタ又はプリンタのような出力装置10に供給さ
れる。
給され、該積分器からの出力信号はマイクロプロセッサ
９に供給される。マイクロプロセッサ９は入力信号（相
関信号）をモニタし、該モニタリングの結果として検出
されているインクに関連する出力信号を発生し、該出力
信号はモニタ又はプリンタのような出力装置10に供給さ
れる。
共通の検出器３が設けられるので、文書２によって反
射される光線の異なった波長を区別することが必要とな
る。このことはシーケンス発生器５によって発生される
疑似ランダム２進（バイナリ）シーケンス（PRBS）によ
り、該光線を変調することによって、各発光源（LED）
１を特有な態様でユニークに符合化することによって達
成される。かかるシーケンスの１例は第2A図に示され
る。各LED1が異なるシーケンスで変調されるために、第
2A図に示されるシーケンスとは別の位相シフトされた形
態が他のLED1に供給される。該シーケンスの位相シフト
された形態の一例が第2B図に示される。
射される光線の異なった波長を区別することが必要とな
る。このことはシーケンス発生器５によって発生される
疑似ランダム２進（バイナリ）シーケンス（PRBS）によ
り、該光線を変調することによって、各発光源（LED）
１を特有な態様でユニークに符合化することによって達
成される。かかるシーケンスの１例は第2A図に示され
る。各LED1が異なるシーケンスで変調されるために、第
2A図に示されるシーケンスとは別の位相シフトされた形
態が他のLED1に供給される。該シーケンスの位相シフト
された形態の一例が第2B図に示される。
PRBSは狭い自己相関関数を有する光帯域の信号であ
る。この特性は互に異なった信号又はチャネルを識別す
るために用いられる。信号の自己相関関数は、ある信号
がその信号のシフトされた各形態とどの程度による相関
するかを示すものであり、上記PRBSの場合には、その入
来信号がその信号を発生したのと同じ変調シーケンスと
相関されなければ、上記関数は零になる。このようにし
て、他の隣接する装置から侵入する光あるいは周囲の光
などにもとづくノイズおよび特定のチャネルと関連しな
い波長の信号は自動的に除去される。
る。この特性は互に異なった信号又はチャネルを識別す
るために用いられる。信号の自己相関関数は、ある信号
がその信号のシフトされた各形態とどの程度による相関
するかを示すものであり、上記PRBSの場合には、その入
来信号がその信号を発生したのと同じ変調シーケンスと
相関されなければ、上記関数は零になる。このようにし
て、他の隣接する装置から侵入する光あるいは周囲の光
などにもとづくノイズおよび特定のチャネルと関連しな
い波長の信号は自動的に除去される。
上記相関（Correlation）は、第2C図に示される形式
の出力を発生する乗算回路６において２つの信号を乗算
し、次いで第2D図に示される形式の出力を発生する積分
器８でその乗算決差を積分することによって達成され
る。このシステムは返送された信号を照射変調シーケン
スの各個と相関させる。
の出力を発生する乗算回路６において２つの信号を乗算
し、次いで第2D図に示される形式の出力を発生する積分
器８でその乗算決差を積分することによって達成され
る。このシステムは返送された信号を照射変調シーケン
スの各個と相関させる。
該システムのプロセッサによって用いられる相関結果
は数学的には次のように定義される。すなわち、 ｔ≠nT（ｎ＝0,……∞）に対して φ（nT）＝φ（nT−Ｔ）、 ｔ＝nTに対して φ（nT）＝φ（ｔ）である。
は数学的には次のように定義される。すなわち、 ｔ≠nT（ｎ＝0,……∞）に対して φ（nT）＝φ（nT−Ｔ）、 ｔ＝nTに対して φ（nT）＝φ（ｔ）である。
またｔ＝nT＋δＴであれば、 φ（ｔ）＝０であり、 ｔ≠nT＋δＴであれば、 となる。
ここで ｎはサンプル数 Ｔは積分期間 Ｘ（ｔ）は元のシーケンス（第2A図） Ｘ（ｔ＋τ）は位相シフトされたシーケンス
（第2B図） Ａはシステムの応答度に依存するスケーリン
グ係数である。
（第2B図） Ａはシステムの応答度に依存するスケーリン
グ係数である。
該積分器８からの出力信号は特定のチャネルと関連し
た波長の光線が該文書２によって反射されたかどうかを
表示し、その場合には該特定の波長帯内の光線を反射す
る特性を有する特定のインクの存在を表示することがで
きる。実際には、第１図にｎ個のチャネルが示されてい
るけれども、典型的なシステムでは単に２個のチャネル
を使用することもできる。
た波長の光線が該文書２によって反射されたかどうかを
表示し、その場合には該特定の波長帯内の光線を反射す
る特性を有する特定のインクの存在を表示することがで
きる。実際には、第１図にｎ個のチャネルが示されてい
るけれども、典型的なシステムでは単に２個のチャネル
を使用することもできる。
次いで各相関信号はマイクロプロセッサ９によって比
較される。単に２個のチャネルが設けられる場合（例え
ばそれぞれの波長が可視光帯の内部および外部に対応す
る場合）には、この比較は相関信号間の差および／又は
相関信号間の比率を決定し、これらの値を所定の校正用
ウィンドウ又はしきい値と比較することを意味する。も
し計算された結果が該ウィンドウ内又は該しきい値以上
である場合には、出力信号が出力装置10に供給され、関
連するインクの存在を表示する。次いで該表示は通常の
方法で文書の移送を制御するために使用されうる。
較される。単に２個のチャネルが設けられる場合（例え
ばそれぞれの波長が可視光帯の内部および外部に対応す
る場合）には、この比較は相関信号間の差および／又は
相関信号間の比率を決定し、これらの値を所定の校正用
ウィンドウ又はしきい値と比較することを意味する。も
し計算された結果が該ウィンドウ内又は該しきい値以上
である場合には、出力信号が出力装置10に供給され、関
連するインクの存在を表示する。次いで該表示は通常の
方法で文書の移送を制御するために使用されうる。
第１図は本発明の１実施例としてのインク検出装置のブ
ロック図、 第2A図および第2B図はそれぞれ別個の変調シーケンスを
示す図、 第2C図および第2D図はそれぞれ該装置内の別個の個所で
出力される信号波形を示す図である。 （符号の説明） １……発光ダイオード、 ２……文書、 ３……検出器、 ５……シーケンス発生器、 ６……乗算器、 ８……積分器、 ９……マイクロプロセッサ、 10……出力装置。
ロック図、 第2A図および第2B図はそれぞれ別個の変調シーケンスを
示す図、 第2C図および第2D図はそれぞれ該装置内の別個の個所で
出力される信号波形を示す図である。 （符号の説明） １……発光ダイオード、 ２……文書、 ３……検出器、 ５……シーケンス発生器、 ６……乗算器、 ８……積分器、 ９……マイクロプロセッサ、 10……出力装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−121494（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−62479（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−198695（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−215293（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−164179（ＪＰ，Ａ)
Claims (13)
- 【請求項１】基板上のインクの存在を検出する方法であ
って、該方法は、 少なくとも２つの異なる波長の光線を基板上に照射する
段階を有しており、 各波長の光線はそれぞれ異なった態様で変調されてお
り、 該波長の少なくとも１つは検出されるべきインクの吸収
波長又は反射波長に対応するように選択されており、 さらに、 基板から放射された光線を検出し、相関信号を発生させ
るため、検出された光線のサンプルを各々が該光線に適
用された変調のそれぞれの一つにより変調された信号と
相関させる段階、 該インクの存在を検出するため相関信号をモニタする段
階、 を有している基板上のインクの存在を検出する方法。 - 【請求項２】前記変調は共通の変調シーケンスを位相シ
フトした形態を有している、請求項１に記載の検出方
法。 - 【請求項３】前記変調は疑似ランダム２進シーケンスを
有する、請求項１又は２に記載の検出方法。 - 【請求項４】前記波長の１つは可視光の範囲内に存在
し、他の１つは可視光の範囲外に存在する、請求項１乃
至３のいずれか１項に記載の検出方法。 - 【請求項５】前記相関段階は、前記検出された光線の各
サンプルを対応する被変調信号とそれぞれ乗算し、前記
変調の１サイクルにわたって該乗算された信号を積分す
ることを有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載
の検出方法。 - 【請求項６】前記検出段階は、基板によって反射される
光線を検出することを有する、請求項１乃至５のいずれ
か１項に記載の検出方法。 - 【請求項７】前記光線は異なった波長の光線を受けるた
めの共通検出器で検出される、請求項１乃至６のいずれ
か１項に記載の検出方法。 - 【請求項８】前記基板は紙幣を含む、請求項１乃至７の
いずれか１項に記載の検出方法。 - 【請求項９】基板上のインクの存在を検出する装置であ
って、 少なくとも２つの異なる波長の光線を基板（２）に照射
する照射手段（１）であって、該波長の少なくとも１つ
は検出されるべきインクの吸収波長又は反射波長に対応
するように選択されているものと、 各波長の光線をそれぞれ異なった態様で変調する変調手
段（５）と、 基板から放射された光線を検出するための検出手段
（３）と、 相関信号を発生させるため、該検出手段から検出された
光線のサンプルを各々が該光線に適用された変調のそれ
ぞれの一つにより変調された信号と相関させるための相
関手段（６、８）と、 前記インクの存在を検出するために前記相関信号をモニ
タするためのモニタ手段（９）と、 からなる、基板上のインクの存在を検出する装置。 - 【請求項１０】前記光線検出手段（３）は、前記照射手
段（１）によって発生されるそれぞれ異なる波長の光線
を受光するための共通のセンサを有している、請求項９
に記載の検出装置。 - 【請求項１１】前記相関手段は、各波長に対し１個づつ
の多数の乗算回路（６）であって、各乗算回路が光線検
出手段によって検出された光線の１つのサンプルと該乗
算回路に対応する波長の光線と同じ態様で変調された信
号とを受け入れるものと、該乗算回路からの出力信号が
供給される積分手段（８）であって、変調の１サイクル
にわたって入力信号を積分するものとを備えている、請
求項９又は10に記載の検出装置。 - 【請求項１２】前記変調手段（５）は、各波長の光線を
それぞれに対応する疑似ランダム２進シーケンスで変調
させるようにした、請求項９乃至11のいずれか１項に記
載の検出装置。 - 【請求項１３】前記変調手段（５）は、各波長の光線を
共通の変調シーケンスをそれぞれ位相シフトした形態で
変調するようにした、請求項９乃至12のいずれか１項に
記載の検出装置。
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