JP4074917B1 - 紙葉類識別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、搬送される紙葉類からの反射光の受光量の変動を抑え、紙葉類の特性データを高精度に取得する識別センサを備えた紙葉類識別装置を提供する。
【解決手段】
紙葉類の特徴を検出する光学検知部からの受光データに基づいて紙葉類の識別を行う紙葉類識別装置において、光学検知部は、紙葉類の表面へ光を照射する第１の光源と、紙葉類表面で反射した反射光を集光する第１のレンズと、第１のレンズを透過した光を受光する第１の受光素子と、紙葉類へ光を照射する第２の光源と、紙葉類裏面で反射した反射光を集光する第２のレンズと、第２のレンズを透過した光を受光する第２の受光素子とを備え、紙葉類表面の反射面に対して第１のレンズ主面と第１の受光素子の受光面がシャインプルーフの関係になるように配置し、紙葉類裏面の反射面に対して第２のレンズ主面および第２の受光素子の受光面がシャインプルーフの関係になるよう配置にした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、紙葉類からの反射光の受光量の変動を抑え、紙葉類の特性データを高精度に取得する識別センサを備えた紙葉類識別装置に関する。

近年、高精度なスキャナー、プリンタ及びコンピュータ等の装置の普及により、これらの装置を用いて紙幣、小切手等の有価証券等の紙葉類が偽造され悪用されるという問題があり、これら偽造券を確実に識別する方法や装置の提供が望まれている。

例えば特許文献１には、光センサで構成された識別センサを用いて紙幣に印刷されたパールインキを識別し、紙幣の真偽を判別する紙葉類識別装置が提案されている。

上記特許文献１に開示された識別センサは、紙幣の表面に対して斜めから赤と緑の光を夫々照射する発光素子と、発光素子が発光して紙幣に照射された照射光が紙幣表面で反射した反射光を紙幣表面に対して垂直方向で受光する受光素子と、斜め方向（紙幣表面に対して照射光の入射角と等しく、照射光の対向側）で受光する受光素子がそれぞれ配置されて構成されており、この識別センサを備えた紙葉類識別装置は、各受光素子での各反射光の受光量の差及び各反射光の緑と赤の受光量の比に基づき紙幣のパールインキの識別及び当該紙幣の真偽を判別するように構成されている。

上記特許文献１に示された識別センサは、受光素子が受光する受光量が大きい程、受光素子で検出された受光量に対応した検出波形の変化も大きくなるので、パールインキの識別には有利となり、発光素子から紙幣の検出領域（紙幣の測定したい部分）への照射角と検出領域から受光素子への反射角が等しくなるように発光素子と受光素子とを配置して検出領域での反射光が効率良く受光素子で受光されるように構成されている。

上記特許文献１以外にも光を紙幣の検出領域に効率良く照射するまたは検出領域からの反射光を受光素子で効率良く受光するための技術は種々提案されており、例えば特許文献２には、搬送される紙幣の紙幣搬送通路に沿って設けられた複数の光源と、紙幣搬送通路に沿って設けられた受光素子とを有し、複数の光源と紙幣搬送通路の間に、複数の光源から発せられた光を集光して紙幣搬送通路側に放射する略漏斗形状の第１の導光体を光センサ部に備えることで、照射光のロスを抑えるように構成した紙幣識別装置が提案されている。

また、例えば特許文献３には、搬送路の検出領域に向けて光を照射する光源と、検出領域を挟んで光源と対向するように配置して光源から照射された光によって対象物から生じる蛍光を受光するフォトセンサと、フォトセンサと検出領域との間にフォトセンサの受光範囲を検出領域側に対して集光させる光学レンズとを備えることで、受光量のロスを抑えるように構成された蛍光検出装置が提案されている。
特開２００６−１４６３２１号公報 特開２００２−２６００５１号公報 特開２００５−２１５７８４号公報

ところで、上記提案の特許文献１のように、単に発光素子を配置して紙葉類に光を照射し、紙葉類からの反射光を検出するだけでは概して紙葉類の検出領域での照射光の強弱のばらつきが生じたり、また、受光素子の検出感度のばらつきによって受光強度分布に差が生ずる場合がある。

また、特許文献２や特許文献３のように光を集光するための漏斗形状の導光体や光学レンズ等を利用して紙葉類の検出領域に照射光を集光させると、光の強度分布が紙葉類の集光面でピークポイントとなり、検出領域の一部の特徴のみが強調されて検出され、また、集光された反射光を受光素子で受光した場合には、検出領域外の反射光も受光して検出するため、測定した検出領域の特徴を正確に検出できない場合がある。

また、特許文献１乃至特許文献３のように、単に受光素子で反射光を受光する場合や、漏斗形状の導光部材やレンズによって集光して受光する場合は、搬送路に沿って搬送される紙葉類のバタツキに応じて紙葉類から受光素子までの距離が変動すると、受光素子で受光される紙葉類からの反射光の受光量が増減して不安定となるという課題が残る。

そこで、本発明は、搬送される紙葉類からの反射光の受光量の変動を抑え、紙葉類の特性データを高精度に取得する識別センサを備えた紙葉類識別装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の紙葉類識別装置の発明は、紙葉類を搬送路に沿って搬送する紙葉類搬送手段と、前記紙葉類の特徴を検出する光学検知部を備え、前記光学検知部からの受光データに基づいて紙葉類の識別を行う紙葉類識別装置において、前記光学検知部は、前記搬送路に沿って配置された第１のユニットと、前記搬送路を挟んで前記第１のユニットに対向して配置された第２のユニットを有し、前記第１のユニットは、一端が前記紙葉類の表面を臨む部分で開放され、他端に少なくとも２色の光を選択的に発光する第１の光源が配置され、内面が乱反射面から形成される第１の光通路と、前記紙葉類の表面に対して所定の角度で形成され、前記紙葉類の表面からの反射光および前記紙葉類の透過光を入力し、前記紙葉類の表面を臨む部分に第１のレンズを有し、他端に前記第１のレンズで集光した光を受光する第１の受光部を有し、前記第１のレンズの主面を延長した第１の面と前記第１の受光部の受光面を延長した第２の面と前記紙葉類の表面を延長した第３の面とが同一直線上で交わるように、前記第１のレンズと前記第１の受光部が配置された第２の光通路とを具備し、前記第２のユニットは、一端が前記紙葉類の裏面を臨む部分で開放され、他端に少なくとも２色の光を選択的に発光する第２の光源が配置され、内面が乱反射面から形成され、前記搬送路を挟んで前記第２の光通路と対向する位置に形成される第３の光通路と、前記紙葉類の裏面に対して所定の角度で形成され、前記紙葉類の裏面からの反射光および前記紙葉類の透過光を入力し、前記紙葉類の裏面を臨む部分に第２のレンズを有し、他端に前記第２のレンズで集光した光を受光する第２の受光部を有し、前記第２のレンズの主面を延長した第４の面と前記第２の受光部の受光面を延長した第５の面と前記紙葉類の裏面を延長した第６の面とが同一直線上で交わるように、前記第２のレンズと前記第２の受光部が配置され、前記搬送路を挟んで前記第１の光通路と対向する位置に形成される第４の光通路とを具備することを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第１のユニットは、前記紙葉類の表面に垂直な方向に形成され、前記紙葉類の表面からの反射光および前記紙葉類の透過光を前記紙葉類の表面に対して垂直な方向で入力し、前記紙葉類の表面を臨む部分に第３のレンズが配置され、他端に前記第３のレンズで集光した光を受光する第３の受光部を有し、前記第３の受光部の受光面が前記紙葉類の表面に対して平行な方向に配置された第５の光通路を更に具備し、前記第２のユニットは、前記紙葉類の裏面に垂直な方向に形成され、前記紙葉類の裏面からの反射光および前記紙葉類の透過光を前記紙葉類の裏面に対して垂直な方向で入力し、前記紙葉類の裏面を臨む部分に第４のレンズが配置され、他端に前記第４のレンズで集光した光を受光する第４の受光部を有し、前記第４の受光部の受光面が前記紙葉類の裏面に対して平行な方向に配置され、前記搬送路を挟んで前記第５の光通路と対向する位置に形成される第６の光通路 を更に具備することを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記第１のユニットは、前記第１の受光部の受光面の直前に配設され、前記受光面の大きさを規制する第１のスリット
を更に具備し、前記第１のレンズは、前記紙葉類の表面の検出領域の像の大きさと、前記第１の受光部の受光面に結像される前記検出領域の像の大きさとが等寸となる屈折率を有し、前記第２のユニットは、前記第２の受光部の受光面の直前に配設され、前記受光面の大きさを規制する第２のスリットを更に具備し、前記第２のレンズは、前記紙葉類の裏面の検出領域の像の大きさと、前記第２の受光部の受光面に結像される前記検出領域の像の大きさとが等寸となる屈折率を有することを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記第１のユニットは、前記紙葉類の表面に対して所定の角度で形成され、一端が前記紙葉類の表面を臨む部分で開放され、他端に赤外光を選択的に発光する第３の光源が配置され、内面が乱反射面から形成される第７の光通路を更に具備することを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項１の発明において、前記第１のユニットは、前記紙葉類の表面に垂直な方向に形成され、一端が前記紙葉類の表面を臨む部分で開放され、他端に赤外光を選択的に発光する第４の光源が配置され、内面が乱反射面から形成される第８の光通路を更に具備し、前記第２のユニットは、前記紙葉類の裏面に垂直な方向に形成され、前記紙葉類の透過光を前記紙葉類の裏面に対して垂直な方向で入力し、前記紙葉類の裏面を臨む部分から入力された赤外光を受光する第５の受光部を有し、前記第５の受光部の受光面が前記紙葉類の裏面に対して平行な方向に配置された前記搬送路を挟んで前記第８の光通路と対向する位置に形成される第９の光通路を更に具備することを特徴とする。

また、請求項６の発明は、請求項１乃至３のいずれかの発明において、前記第１乃至第４のレンズは、球レンズからなることを特徴とする。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至３のいずれかの発明において、前記搬送路は、前記第１のユニットと第２のユニットとに挟まれる部分の間隔が他の部分より狭く形成されていることを特徴とする。

本発明の紙葉類識別装置によれば、紙葉類搬送手段で搬送路に沿って搬送する紙葉類の表面および裏面上の検出領域に、光の強度分布が均等になるように第１の光源および第２光源から光を照射し、その光の検出領域の反射光をレンズで集光して受光素子の受光面に結像させ、その受光量に対応した受光データを取得するので、紙葉類の検出領域の一部の特徴のみが強調されて検出されることを抑え、紙葉類の検出領域以外で反射した光が受光素子へ進入することを防いで、あたかも紙葉類面上の検出領域に直接受光素子を配置したかのように検出領域の特徴のみを検出することができる。

さらに、特許文献１乃至特許文献３のように、単に受光素子で反射光を受光する場合や、漏斗形状の導光部材やレンズによって集光して受光する場合に比較して、搬送路に沿って搬送される紙葉類のバタツキによって、紙葉類の検出領域から各受光素子までの距離が変動したときの受光量の変動が、抑えられ、紙葉類の特性データを高精度で取得することができる。

また、紙葉類搬送手段で紙葉類を搬送する搬送路上の光学検知部が配置された部分は、該紙葉類に対する垂直方向の幅が他の搬送路より狭く形成されているので、搬送路に沿って搬送される紙葉類のバタツキが規制され、紙葉類の検出領域から各受光素子までの距離の変動による受光素子での受光量の変動が少なくなり、紙葉類の特性データが高精度で取得されて紙葉類の識別精度が向上する効果を奏する。

また、第１のレンズ、第２のレンズ、第３のレンズ、第４のレンズを、球レンズとし、第１の受光素子及び第２の受光素子は、紙葉類の搬送路に対して垂直に配置したことで、光学検知部の組立を容易とすると共に受光素子及びレンズの取り付け精度を高めることができ、尚且つ光学検知部全体を小型にすることができる。

以下、本発明に係わる紙葉類識別装置の一実施例について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係わる紙葉類識別装置１００の要部の構成例を概略的に示した構成図である。

図１に示すように、紙葉類識別装置１００は、マイクロコンピュータ６０と、光学検知部３０（一点鎖線で囲まれた部分）と、紙幣搬送機構４０（図中の破線で囲まれた部分）とで構成されており、マイクロコンピュータ６０は、紙葉類識別装置１００全体を統括制御する。

光学検知部３０は、本発明に係わる真正紙幣に印刷されたパールインキの特性データを高精度に取得する識別センサであり、紙葉類識別装置１００の図示せぬ紙幣挿入口から挿入され、紙幣搬送機構４０によって搬送される紙幣１３０（以下、「挿入紙幣１３０」という。）の表面及び裏面に赤色光と緑色光を順次照射し、その照射光が挿入紙幣１３０で反射した反射光及び透過した透過光の各受光量に対応した受光データを検出する。

光学検知部３０は、真正紙幣に印刷されたパールインキの特性データを高精度に取得するように構成された本発明の要部であり、光学検知部３０の詳細については後述する。

紙幣搬送機構４０は、紙葉類識別装置１００の紙幣挿入口から挿入された紙幣１３０を搬送路８０に沿って搬送する紙葉類搬送手段である。

なお、図１には示してないが、紙葉類識別装置１００には、光学検知部３０とは別に、磁気センサー、反射型光センサー、透過型光センサーからなる磁気及び光センサー４９（図２参照）、紙幣挿入検出センサー４７（図２参照）の各センサーが紙葉類識別装置１００の所定の位置に配置されており、磁気及び光センサー４９は、挿入紙幣１３０の磁気データと受光データを検出し、その金種や挿入方向（挿入紙幣１３０の表裏、正逆方向）を特定する。

前述した各センサーの動作を簡単に説明すると、例えば紙葉類識別装置１００に紙幣１３０が挿入されると、そのことを紙幣挿入検出センサー４７が検出し、この検出結果に基づき紙幣搬送機構４０の駆動が開始され紙幣が装置内部へと搬送される。また、磁気センサー、反射型光センサー、透過型光センサーからなる磁気及び光センサー４９、光学検知部３０が挿入紙幣１３０の磁気データ及び受光データを取得する。

磁気及び光センサー４９の各検出結果に基づく紙幣の真偽識別方法は、公知の紙幣識別方法として種々提案されており、この紙幣識別方法については、本発明に係わる紙葉類識別装置１００の要部ではないので省略する。

なお、本実施例では、説明の便宜上、磁気及び光センサー４９の透過型光センサーと反射型光センサーを光学検知部３０とは別に備えた構成としたが、この透過型光センサーと反射型光センサーによる挿入紙幣１３０の受光データの検出を光学検知部３０が具備する透過型光センサーと反射型光センサーで兼用する構成としてもよい。

紙葉類識別装置１００を構成するマイクロコンピュータ６０は、制御部５１と、金種及び挿入方向判定部５２と、受光データ補正部５３と、透かし領域データ特定部５４と、パールデータ判定部５５と、透かしデータ判定部５６と、メモリ５７とを具備しており、メモリ５７は、光学検知部３０で検出される挿入紙幣１３０各面（表面及び裏面）における２色（赤、緑）それぞれの反射光と透過光の各受光データと、磁気及び光センサー４９（図２参照）で検出される挿入紙幣１３０各面の反射光と透過光の各受光データ及び検出された磁気の磁気データと、予め設定された透かし領域データアドレス参照表と、パールインキ印刷部データアドレス参照表等の各種参照表及び参照データと、各種処理プログラム等を記憶する。

透かし領域データアドレス参照表には、金種毎の真正紙幣を表裏、正逆の挿入方向でそれぞれ紙葉類識別装置１００に挿入した場合の各真正紙幣の透かし領域の受光データが格納される記憶領域（メモリ５７）の始点と終点のアドレス情報が真正紙幣の金種と挿入方向に対応して参照できるように予め設定されている。

また、パールインキ印刷部データアドレス参照表には、透かし領域データアドレス参照表と同様に、金種毎の真正紙幣を表裏、正逆の挿入方向でそれぞれ紙葉類識別装置１００に挿入した場合の各真正紙幣のパールインキが印刷された領域（以下、「パールインキ印刷部」という。）の受光データが格納される記憶領域（メモリ５７）の始点と終点のアドレス情報が真正紙幣の金種と挿入方向に対応して参照できるように予め設定されている。
金種及び挿入方向判定部５２は、磁気及び光センサー４９により検出された挿入紙幣１３０の磁気データと、透過光及び反射光の各受光データとに基づき挿入紙幣１３０の金種と挿入方向の判定を行う。

受光データ補正部５３は、光学検知部３０によって挿入紙幣１３０から取得された透かし領域の２色（赤、緑）それぞれの反射光の各受光量に対応した受光データに基づき後述する最大受光量を検出し、この最大受光量を基に光学検知部３０で検出された挿入紙幣１３０の全ての反射光データに対して補正を行う。

具体的には、光学検知部３０で挿入紙幣１３０の透かし領域に赤色光を照射した場合のその反射光（以下、「赤色反射光」という。）の受光量と、緑色光を照射した場合のその反射光（以下、「緑色反射光」という。）の受光量との和が最大となる最大受光量を検出し、この最大受光量が予め定められた規定値となるように補正し、この補正に対応して光学検知部３０で検出された挿入紙幣１３０の全ての反射光データに対する補正を行う。

なお、挿入紙幣１３０の透かし領域の受光データは、金種及び挿入方向判定部５２で判定された挿入紙幣１３０の金種と挿入方向の判定結果に基づき透かし領域データ特定部５４によりメモリ５７から読み出される。

透かし領域データ特定部５４は、金種及び挿入方向判定部５２で判定された挿入紙幣１３０の金種と挿入方向に基づき透かし領域データアドレス参照表を参照して挿入紙幣１３０の透かし領域の受光データが格納されている記憶領域（メモリ５７）を特定し、そこから挿入紙幣１３０の透かし領域の受光データを読み出す。

パールデータ判定部５５は、受光データ補正部５３により各色の反射光データが補正された補正データから求めた挿入紙幣１３０の各検出領域でのインキの色合いやパールインキ成分及びその判定基準に基づき挿入紙幣１３０の真偽判定を行う。

具体的には、本発明に係わる紙葉類識別装置１００が真正紙幣と判定する紙幣の片面には、パールインキ印刷部が形成されており、このパールインキ印刷部のパールインキは、色相インキの一種で、視角によりパール光沢のある半透明な模様が浮かび上がるようなインキであり、ある特定波長の光を特定の角度で照射した場合に特殊な色で反射するインキである。

このパールインキは、パールインキの種類（メーカーの違い等）によって、変化する色が異なるが、本実施例における真正紙幣に印刷されたパールインキは、具体的には、真正紙幣を真正紙幣面に対して垂直方向から見ると無色（印刷されていないように見える）に見え、斜め方向から見るとピンク色に見えるように真正紙幣の片面にパールインキ印刷部として印刷されている。

この真正紙幣のパールインキ印刷部に各波長の光を照射し、その反射光の測定実験を行った結果、赤色光を斜めの角度で真正紙幣に照射して、その反射光を斜めに受光したところ、パールインキ印刷部の反射光が他の無地の部分の反射光に比べて受光量が顕著に大きく、また、緑色光を照射した場合の反射光の受光量は、パールインキ印刷部と他の無地の部分とでは殆ど変らないことの実験結果を本願発明者らは得た。

このことからパールデータ判定部５５では、挿入紙幣１３０の各面の各計測位置でのインキの色合いを識別すると共に、真正紙幣のパールインキ印刷部のパールインキの微妙な特性に基づき挿入紙幣１３０に印刷されたパールインキを精密に識別する。

透かしデータ判定部５６は、透かし領域データ特定部５４により特定された挿入紙幣１３０の透かし領域の受光データに基づき挿入紙幣１３０の真偽判定を行う。

光学検知部３０は、紙幣搬送機構４０によって搬送される挿入紙幣１３０を挟んで上側には光源１（第１の光源）と球レンズ４（第１のレンズ）及び受光素子５（第１の受光素子）、下側には光源８（第２の光源）と球レンズ１１（第２のレンズ）及び受光素子１２（第２の受光素子）を具備しており、光源１（第１の光源）がアンプ２及びＤ／Ａコンバータ３を介してマイクロコンピュータ６０と接続され、光源８（第２の光源）がアンプ９及びＤ／Ａコンバータ１０を介してマイクロコンピュータ６０と接続されている。

マイクロコンピュータ６０の制御部５１から各光源へのデジタルの指令信号は、各Ｄ／Ａコンバータでアナログの指令信号に変換され、変換された指令信号に基づき各アンプが各光源に流す電流の増減制御を行い、各光源の発光量が調整される。

また、受光素子５（第１の受光素子）は、アンプ６及びＡ／Ｄコンバータ７を介してマイクロコンピュータ６０と接続され、受光素子１２（第２の受光素子）は、アンプ１３及びＡ／Ｄコンバータ１４を介してマイクロコンピュータ６０と接続されており、各受光素子は、受光した反射光や透過光の受光量に対応した信号レベルの電気信号を出力し、各受光素子から出力された電気信号は各アンプで増幅され、各Ａ／Ｄコンバータでデジタル信号の受光データへ変換後、バス７０を介してマイクロコンピュータ６０のメモリ５７の所定の記憶領域へ記憶される。

各光源は２色（赤、緑）の光を発光する例えばＬＥＤ（＝Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であり、挿入紙幣１３０に形成されたパールインキ印刷部に、垂直に赤色の光源を配置して反射光を略垂直に受光したときの受光量に比較して、受光量が増大するように光源と受光素子を配置している。（本実施例においては、２色（赤、緑）の光を発光する光源（ＬＥＤ）と受光素子が夫々紙幣に対して４５度で配置されている。）
具体的には、光源１（第１の光源）からの照射光による挿入紙幣１３０表面での反射光は、球レンズ４（第１のレンズ）で集光された後、受光素子５（第１の受光素子）で受光され、光源８（第２の光源）からの照射光による挿入紙幣１３０裏面での反射光は、球レンズ１１（第２のレンズ）で集光された後、受光素子１２（第２の受光素子）で受光される。

また、光源１（第１の光源）と球レンズ１１（第２のレンズ）とは対向して配置され、光源８（第２の光源）と球レンズ４（第１のレンズ）とは対向して配置されており、光源１（第１の光源）からの照射光が挿入紙幣１３０を透過する透過光を球レンズ１１（第２のレンズ）で集光後、受光素子１２（第２の受光素子）で受光し、光源８（第２の光源）からの照射光が挿入紙幣１３０を透過する透過光を球レンズ４（第１のレンズ）で集光後、受光素子５（第１の受光素子）で受光できるように構成されている。

なお、本実施例では、可視光を照射する各発光素子を配置する構成としたが、可視光の他、赤外や、紫外のいずれの波長の光を照射する発光素子を配置する構成としてもよい。

ところで、本発明に係わる光学検知部３０は、紙幣搬送機構４０によって搬送される挿入紙幣１３０からの反射光の受光量の変動を抑え、挿入紙幣１３０のパールインキの特性データを高精度に取得して紙葉類識別装置１００による紙幣の識別精度を向上させるように以下の（１）から（４）に示すような構成となっている。

（１）光学検知部３０の各光源（光源１（第１の光源）及び光源８（第２の光源））から挿入紙幣１３０へ照射された光が挿入紙幣１３０の検出領域（紙幣の測定したい部分）に均等に照射されるように構成されている。

具体的には、光学検知部３０の各光源（光源１（第１の光源）及び光源８（第２の光源））には、２色（赤または緑）の光を発光するＬＥＤを例えば直径４．８ミリの筒状の照射光路３１（第１の照射光路）及び照射光路３２（第２の照射光路）中に配置し、ＬＥＤを配置した筒状の照射光路３１（第１の照射光路）及び照射光路３２（第２の照射光路）中の表面を荒くする（散乱反射面であり、例えばＭ６のタップを切る）ことで、ＬＥＤが発光して発する各色（赤または緑）の光を筒中で散乱させ、各ＬＥＤが配置された筒中から照射される各光の強度分布が挿入紙幣１３０の検出領域で均等になるように構成されている。

（２）光学検知部３０内を搬送路８０に沿って搬送される挿入紙幣１３０のバタツキによって挿入紙幣１３０から各受光素子までの距離が変動し、受光素子で受光される受光量が不安定とならないように構成されている。

具体的には、光学検知部３０が配置された搬送路８０の幅（挿入紙幣１３０の搬送方向に対する垂直（上下）方向の幅が例えば１ミリ）が他の部分の搬送路８０の幅（例えば２ミリ）よりも狭くして挿入紙幣１３０の折れや皺及び挿入紙幣１３０の搬送路８０内のバタツキを規制し、挿入紙幣１３０が搬送路８０の中心を搬送されるように構成されている。

さらに、（３）挿入紙幣１３０表面（反射面）と球レンズ４（第１のレンズ）のレンズ主面及び受光素子５（第１の受光素子）の受光面の各面を延長した面が一本の直線（図中の点Ｐ）上で一致するように、また、挿入紙幣１３０裏面と球レンズ１１（第２のレンズ）のレンズ主面及び受光素子１２（第２の受光素子）の受光面の各面を延長した面が一本の直線（図中の点Ｑ）上で一致するように、各球レンズ及び各受光素子を配置して、挿入紙幣１３０の検出領域とレンズ主面及び受光素子がシャインプルーフの関係になるようにしている。

このように配置すると、各球レンズの主面と各受光素子が、挿入紙幣１３０に対して平行になるように配置されてなくても挿入紙幣１３０の反射光が各球レンズで集光され各受光素子の受光面上で結像可能となり、挿入紙幣１３０のバタつきによる受光量の変動を抑えることが可能となる。また、検出領域外の不要な部分からの反射光が受光素子で検出されるという問題が解消される。また、各レンズを各球レンズにすることで、挿入紙幣１３０の反射光の焦点距離を短くすることができ、光学検知部３０を小型化するように構成されている。

（４）挿入紙幣１３０の表裏各面（反射面）と各受光素子の受光面とのなす角がそれぞれ９０度となるように各受光素子を配置すると共に、受光素子の受光面における像が挿入紙幣１３０の照射面と等寸になるように球レンズを配置し、スリット２６（第１のスリット）及びスリット２７（第２のスリット）によって検出領域を限定して受光するようにすることで各検出結果に基づく光学計算や光学検知部３０の組立てが容易となるように構成されている。

なお、球レンズ主面が、挿入紙幣１３０の各面（反射面）に対して４５度となるように配置し、さらに球レンズと受光素子とが４５度となるように配置すれば、レンズの配置位置決めがより容易となる。

さらに、球レンズは他の凸レンズのように向きがない為、レンズの取り付け位置決めが容易である。

紙幣搬送機構４０は、紙幣挿入口から挿入された挿入紙幣１３０を搬送する搬送ベルト４４と、搬送ベルト４４を支持するローラ４２及びローラ４３と、ローラ４２またはローラ４３の回転方向、回転速度、回転数等を制御して搬送ベルト４４を所望の方向へ、所望の搬送速度で、所望の搬送距離だけ移動させることが可能な搬送モータ４１とを備えている。

なお、搬送モータ４１は、ローラ４２またはローラ４３の駆動制御をマイクロコンピュータ６０の制御部５１からの指令信号に基づき行う。

制御部５１は、紙葉類識別装置１００全体を統括制御し、紙葉類識別装置１００の各部間のデータ信号や制御信号等の授受は、バス７０を介してマイクロコンピュータ６０の制御部５１の指令信号に基づき行われる。

このように構成された紙葉類識別装置１００の本発明の要部の回路構成を図２に示す。

図２は、紙葉類識別装置１００の回路構成の一例を概略的に示した回路ブロック図であり、図２に示すように、紙葉類識別装置１００を構成する光学検知部３０（一点鎖線で囲まれた部分）の回路構成は、光学検知部３０内の搬送路８０に対して垂直の上側には赤色光を発光するＬＥＤ（Ｒ）及び緑色光を発光するＬＥＤ（Ｇ）で構成された光源１（第１の光源）と、下側には赤色光を発光するＬＥＤ（Ｒ）及び緑色光を発光するＬＥＤ（Ｇ）で構成された光源８（第２の光源）が配置されており、光源１（第１の光源）のＬＥＤ（Ｒ）は、ＬＥＤ（Ｒ）に流す電流の増減制御が可能なＤ／Ａコンバータ３Ｒとアンプ回路２Ｒを介してマイクロコンピュータ６０と接続され、ＬＥＤ（Ｇ）は、ＬＥＤ（Ｇ）に流す電流の増減制御が可能なＤ／Ａコンバータ３Ｇとアンプ回路２Ｇを介してマイクロコンピュータ６０と接続されている。

また、光源８（第２の光源）のＬＥＤ（Ｒ）は、ＬＥＤ（Ｒ）に流す電流の増減制御が可能なＤ／Ａコンバータ１０Ｒとアンプ回路９Ｒを介してマイクロコンピュータ６０と接続され、ＬＥＤ（Ｇ）は、ＬＥＤ（Ｇ）に流す電流の増減制御が可能なＤ／Ａコンバータ１０Ｇとアンプ回路９Ｇを介してマイクロコンピュータ６０と接続されている。

受光素子５（第１の受光素子）は、Ａ／Ｄコンバータ７とアンプ回路６を介してマイクロコンピュータ６０と接続され、受光素子１２（第２の受光素子）は、Ａ／Ｄコンバータ１４とアンプ回路１３を介してマイクロコンピュータ６０と接続されている。

各受光素子は、受光した反射光や透過光の各受光量に応じた電気信号を出力し、各受光素子から出力される電気信号は、各受光素子に対応したそれぞれのアンプ回路で増幅され、各アンプに対応したそれぞれのＡ／Ｄコンバータでデジタル信号へ変換されてマイクロコンピュータ６０のメモリ５７へ記憶される。

挿入紙幣１３０の搬送制御を行う搬送モータ４１は、マイクロコンピュータ６０に接続され、マイクロコンピュータ６０の制御部５１から送信される指令信号に基づき紙幣搬送機構４０のローラ４２またはローラ４３の駆動制御を行う。

また、搬送モータ４１にはエンコーダ４５が接続されており、エンコーダ４５は、アンプ回路４６を介してマイクロコンピュータ６０と接続され、搬送モータ４１の駆動に対応してエンコード化したパルス信号をアンプ回路４６で増幅してマイクロコンピュータ６０へ出力する。

紙幣挿入検出センサー４７は、アンプ回路４８を介してマイクロコンピュータ６０と接続され、紙葉類識別装置１００に挿入された紙幣１３０を検出し、検出信号をアンプ回路４８で増幅してマイクロコンピュータ６０へ出力する。

また、紙葉類識別装置１００には、挿入紙幣１３０の磁気を検出する磁気センサーと、挿入紙幣１３０に照射された光の透過光を検出する透過型光センサーと、反射光を検出する反射光センサー等の磁気及び光センサー４９がアンプ回路５０を介してマイクロコンピュータ６０と接続されており、これらの各センサーで検出された磁気データ及び受光データがアンプ回路５０で増幅されてマイクロコンピュータ６０へ入力され、マイクロコンピュータ６０は、これら入力されたデータに基づく公知の紙幣識別方法により挿入紙幣１３０の真偽識別が可能なように構成されている。

このように構成された紙葉類識別装置１００が光学検知部３０で高精度に検出された挿入紙幣１３０の特性データに基づき挿入紙幣１３０の真偽を判別する方法について以下に説明する。

図３は、紙葉類識別装置１００が真正紙幣と識別する真正紙幣１１０の構成と、この真正紙幣１１０から光学検知部３０が検出する特性データに対応した波形信号の一例を示す図である。

図３において、図３（ａ）は、本発明に係わる真正紙幣１１０の構成の一例を示す図、図３（ｂ）は、光源１（第１の光源）または光源８（第２の光源）を赤色または緑色に発光させた場合の真正紙幣１１０から検出された反射光の受光出力に対応した波形信号を示す図、図３（ｃ）は、図３（ｂ）で示した赤色反射光の受光出力に対する緑色反射光の受光出力の比率の波形信号を示す図である。

なお、図３（ｂ）及び図３（ｃ）において、真正紙幣１１０の模様が印刷された部分で検出される受光出力の信号波形は、真正紙幣１１０の印刷模様の色の変化に対応して変化するものであるが、この部分は本発明の要部ではないので、真正紙幣１１０の模様が印刷された部分の受光出力の詳細な信号波形の記載を省略し、説明の便宜上、ハッチング模様の矩形で示してある。

図３（ａ）に示すように、本発明に係わる真正紙幣１１０は、真正紙幣１１０の中央近傍に透かし領域１１３が形成され、真正紙幣１１０の長手方向の両端にパールインキ印刷部１１１及びパールインキ印刷部１１２が形成されており、紙葉類識別装置１００に挿入された真正紙幣１１０は、紙幣搬送機構４０によって搬送路８０に沿って所定の搬送方向（図中の矢印方向）に搬送される。

なお、真正紙幣１１０の両端に形成された各パールインキ印刷部は、真正紙幣１１０の片面にのみ印刷されている。

真正紙幣１１０が搬送路８０に沿って光学検知部３０内に搬送されると、光学検知部３０内の搬送路８０の幅（挿入紙幣１３０の搬送方向に対する垂直（上下）方向の幅）が他の部分の搬送路８０の幅（例えば２ミリ）と比べて狭く（例えば幅が１ミリ）なっているので、真正紙幣１１０の折れや皺及び真正紙幣１１０のバタツキが規制され、搬送路８０の中心に沿って搬送される。

また、光学検知部３０内に真正紙幣１１０が搬送されると、マイクロコンピュータ６０の制御部５１が光学検知部３０内に配置された光源１（第１の光源）、光源８（第２の光源）及び受光素子５（第１の受光素子）、受光素子１２（第２の受光素子）による真正紙幣１１０各面（表面及び裏面）の各計測位置での各色（赤、緑）の反射光及び透過光の受光量の計測と、計測された各受光量に対応したそれぞれの受光出力値（反射光データまたは透過光データ）の各受光データの収集を行うための制御を行う。

具体的には、光学検知部３０内に搬送された真正紙幣１１０に対して光源１（第１の光源）の各色（赤、緑）のＬＥＤを順次発光させて真正紙幣１１０表面の各検出領域に発光色の光を均等に照射し、各発光色に対する真正紙幣１１０の反射光を球レンズ４（第１のレンズ）で集光して受光素子５（第１の受光素子）の受光面に結像させて受光し、透過光を球レンズ１１（第２のレンズ）で集光して受光素子１２（第２の受光素子）の受光面に結像させて受光して各受光量に対応したそれぞれの受光出力値（反射光データ及び透過光データ）を受光データとして収集する。

また、光源８（第２の光源）の各色（赤、緑）のＬＥＤを順次発光させて真正紙幣１１０裏面の各検出領域に発光色の光を均等に照射し、各発光色に対する真正紙幣１１０の反射光を球レンズ１１（第２のレンズ）で集光して受光素子１２（第２の受光素子）の受光面に結像させて受光し、透過光を球レンズ４（第１のレンズ）で集光して受光素子５（第１の受光素子）の受光面に結像させて受光して各受光量に対応したそれぞれの受光出力値（反射光データ及び透過光データ）を受光データとして収集する。

このように真正紙幣１１０面上の検出領域に発光色の光を均等に照射し、その反射光を球レンズで集光して受光素子の受光面に結像させて受光量に対応した受光データを取得すると、あたかも真正紙幣１１０面上の検出領域に直接受光素子を配置したかのように真正紙幣１１０の特性データが高精度で取得できるので、検出領域外の不要な部分からの反射光が受光素子で検出されるという問題が解消される。

このような方法で真正紙幣１１０のパールインキ印刷部が形成された面から収集された受光データは、図３（ｂ）に示すように、赤色発光による真正紙幣１１０の赤色反射光の受光データが波形信号１２０で収集され、緑色発光による真正紙幣１１０の緑色反射光の受光データが波形信号１２１で収集される。

波形信号１２０は、真正紙幣１１０に赤色の光を照射した場合、真正紙幣１１０のその光からの反射光（赤色反射光）の受光出力が、真正紙幣１１０の各パールインキ印刷部が透かし領域１１３の無地の部分よりも大きく、他の領域の赤色の印刷領域では大きく、黒色の印刷領域では小さく、真正紙幣１１０に印刷されたそれぞれの色に応じた受光出力が得られるという特性を示している。

また、真正紙幣１１０の各パールインキ印刷部での赤色反射光の受光出力は、他の領域の赤色反射光の受光出力に比べて顕著に大きいという特性を示している。

波形信号１２１は、真正紙幣１１０に緑色の光を照射した場合、真正紙幣１１０のその光からの反射光（緑色反射光）の受光出力が、真正紙幣１１０の各パールインキ印刷部と透かし領域１１３の無地の部分とでは殆ど変らず、また、各パールインキ印刷部の緑色反射光の受光出力は、赤色反射光の受光出力よりも小さいという特性を示している。

また、他の領域の緑色の印刷領域では大きく、黒色の印刷領域で小さく、真正紙幣１１０に印刷されたそれぞれの色に応じた受光出力が得られるという特性を示している。

このような特性を示す波形信号１２０及び波形信号１２１に基づき真正紙幣１１０の各計測位置における赤色反射光の受光出力値に対する緑色反射光の受光出力値の比率（以下、「赤緑比率（斜光）」という。）を算出すると、図３（ｃ）に示すような波形信号１２２が得られる。

図３（ｃ）に示す波形信号１２２は、真正紙幣１１０の各パールインキ印刷部の赤緑比率（斜光）１２２−ａ及び１２２−ｂが、透かし領域１１３の無地の部分の赤緑比率（斜光）と比べて小さな値となるという特性を示しており、真正紙幣１１０の赤色反射光に対する緑色反射光の赤緑比率（斜光）からパールインキに依存する色合いの情報を得ることができる。

このように、本発明に係わる紙葉類識別装置１００は、光学検知部３０内に搬送された挿入紙幣１３０の折れや皺及び挿入紙幣１３０の上下の振れのバタツキを規制し、挿入紙幣１３０の各計測位置の検出領域に各光源の発光色の光を均等に照射し、その反射光を球レンズで集光して受光素子の受光面に結像させて受光するので挿入紙幣１３０の特性データを高精度に取得することができる。

以上説明したように、本発明に係わる紙葉類識別装置１００は、光学検知部３０内に搬送された挿入紙幣１３０からの反射光の受光量の変動を抑え、挿入紙幣１３０の検出領域の受光データを高精度で取得することができる。

また、光学検知部３０の構成により高精度で取得された挿入紙幣１３０の受光データに基づき赤緑比率を算出して挿入紙幣１３０に印刷されたパールインキ印刷部のパールインキに依存する色合いを含む情報を得るので、単なる個々の反射型光センサーの受光出力による色相インキの判別方法とは異なり、紙葉類識別装置１００に挿入された挿入紙幣１３０に対して当該挿入紙幣１３０に印刷されたパールインキの微妙な特性の判別結果に基づくより精密な真偽判別を行うことができる。

これまで説明した紙葉類識別装置１００とは他の構成の本発明に係わる紙葉類識別装置１０１について以下に説明する。

図４は、紙葉類識別装置１００とは他の構成の本発明に係わる紙葉類識別装置１０１の一例を示す構成図であり、図５は、紙葉類識別装置１０１の回路構成の一例を示した回路ブロック図である。

なお、図４及び図５において、前述の紙葉類識別装置１００と構成及び回路ブロック並びに動作が同様な紙葉類識別装置１０１の各部には、説明の便宜上、紙葉類識別装置１００と同一の符号を付し、これらの説明は、前述の説明を参照するものとする。また、説明が必要なものについては簡略して説明するものとする。

図４及び図５に示すように、紙葉類識別装置１０１は、紙葉類識別装置１０１全体を統括制御するマイクロコンピュータ６０１と、紙葉類識別装置１０１の図示せぬ紙幣挿入口から挿入された紙幣１３０を搬送する紙幣搬送機構４０（破線で囲まれた部分）と、紙幣搬送機構４０によって搬送される紙幣１３０の各面（表面、裏面）に赤色と緑色の光を順次照射し、その照射光による紙幣１３０各面での反射光及び透過光の各受光量に対応した受光データを検出する光学検知部３０１（一点鎖線で囲まれた部分）とで構成されており、光学検知部３０１及びマイクロコンピュータ６０１の一部の構成が紙葉類識別装置１００の光学検知部３０及びマイクロコンピュータ６０と異なるように構成された他は、紙葉類識別装置１００と同様に構成されている。

紙葉類識別装置１０１の光学検知部３０１は、紙幣搬送機構４０によって搬送される挿入紙幣１３０を挟んで上側には、紙葉類識別装置１００の光学検知部３０と同様に配置された光源１（第１の光源）、球レンズ４（第１のレンズ）及び受光素子５（第１の受光素子）に加えて挿入紙幣１３０表面の反射光を挿入紙幣１３０表面に対して垂直方向で受光するように配置された球レンズ１５（第３のレンズ）及び受光素子１６（第３の受光素子）が配置されている。

さらに、受光素子１６の直前には、検出領域を限定して受光するためのスリット２８が配置されている。

また、挿入紙幣１３０を挟んで下側には、紙葉類識別装置１００の光学検知部３０と同様に配置された光源８（第２の光源）、球レンズ１１（第２のレンズ）及び受光素子１２（第２の受光素子）に加えて挿入紙幣１３０裏面の反射光を挿入紙幣１３０裏面に対して垂直方向で受光するように配置された球レンズ１９（第４のレンズ）及び受光素子２０（第４の受光素子）が配置されている。

さらに、受光素子２０の直前には、検出領域を限定して受光するためのスリット２９が配置されている。

この光学検知部３０１は、紙葉類識別装置１００の光学検知部３０の構成に加えて、受光素子１６（第３の受光素子）及び受光素子２０（第４の受光素子）が配置されたことにより受光素子１６（第３の受光素子）とマイクロコンピュータ６０１とがアンプ（アンプ回路）１７及びＡ／Ｄコンバータ１８を介して接続され、受光素子２０（第４の受光素子）とマイクロコンピュータ６０１とがアンプ（アンプ回路）２１及びＡ／Ｄコンバータ２２を介して接続されている。

受光素子１６（第３の受光素子）及び受光素子２０（第４の受光素子）の各受光素子は、受光素子５（第１の受光素子）及び受光素子１２（第２の受光素子）と同様な例えばフォトダイオード等であり、受光した反射光や透過光の受光量に対応した信号レベルの電気信号を出力し、各受光素子から出力された電気信号は各アンプで増幅され、各Ａ／Ｄコンバータでデジタル信号の受光データへ変換後、バス７０を介してマイクロコンピュータ６０１のメモリ５７の所定の記憶領域へ記憶される。

また、球レンズ１５（第３のレンズ）は、光源１（第１の光源）からの照射光による挿入紙幣１３０表面の反射光及び光源８（第２の光源）からの照射光による挿入紙幣１３０の透過光を挿入紙幣１３０表面に対して垂直方向の光を集光して受光素子１６（第３の受光素子）の受光面に結像させ、球レンズ１９（第４のレンズ）は、光源８（第２の光源）からの照射光による挿入紙幣１３０裏面の反射光及び光源１（第１の光源）からの照射光による挿入紙幣１３０の透過光を挿入紙幣１３０裏面に対して垂直方向の光を集光して受光素子２０（第４の受光素子）の受光面に結像させる。

なお、各発光素子には、可視光の他、赤外光や、紫外光を照射する発光素子に置き換えた構成としてもよい。

紙葉類識別装置１０１には、紙葉類識別装置１００と同様に、挿入紙幣１３０の金種や挿入方向を特定するための磁気センサーと、反射型光センサー及び透過型光センサーとで構成された磁気及び光センサー４９、紙葉類識別装置１０１に紙幣１３０が挿入されたことを検知する紙幣挿入検出センサー４７（図５参照）の各センサーが紙葉類識別装置１０１の光学検知部３０１とは別に紙葉類識別装置１０１の所定の位置に配置されている。

これらの各センサーの動作は、前述した紙葉類識別装置１００の場合と同様であり、ここでは説明を省略する。

なお、本実施例では、説明の便宜上、磁気及び光センサー４９の透過型光センサー及び反射型光センサーを光学検知部３０１とは別に備えた構成としたが、挿入紙幣１３０の金種と挿入方向を特定するための挿入紙幣１３０の透過光及び反射光の受光データを光学検知部３０１が兼用して検出するような構成としてもよい。

紙葉類識別装置１０１を構成するマイクロコンピュータ６０１は、制御部５１０と、金種及び挿入方向判定部５２と、受光データ補正部５３０と、透かし領域データ特定部５４と、パールデータ判定部５５０と、透かしデータ判定部５６と、メモリ５７とを備えている。

メモリ５７は、光学検知部３０１で検出される挿入紙幣１３０の各面（表面及び裏面）の２色（赤、緑）の反射光と透過光の各受光データと、磁気及び光センサー４９（図５参照）で検出される挿入紙幣１３０の各面の反射光と透過光の各受光データ及び磁気データと、予め設定された透かし領域データアドレス参照表と、パールインキ印刷部データアドレス参照表等の各種参照表及び参照データと、各種処理プログラム等を記憶する。

透かし領域データアドレス参照表及びパールインキ印刷部データアドレス参照表には、それぞれ紙葉類識別装置１００の場合と同様に、金種毎の真正紙幣の表裏、正逆の挿入方向に対応した各真正紙幣の透かし領域の受光データが格納される記憶領域（メモリ５７）の始点と終点のアドレス情報と、パールインキ印刷部の受光データが格納される記憶領域（メモリ５７）の始点と終点のアドレス情報が真正紙幣の金種と挿入方向に対応して参照できるように予め設定されている。

金種及び挿入方向判定部５２は、紙葉類識別装置１００の場合と同様に、磁気及び光センサー４９により検出された挿入紙幣１３０の磁気データと、透過光と反射光の各受光データとに基づき挿入紙幣１３０の金種と挿入方向の判定を行う。

受光データ補正部５３０は、挿入紙幣１３０から取得された透かし領域の赤色反射光データ及び緑色反射光データの各受光量から最大受光量を検出し、この最大受光量の規定値への補正に基づき光学検知部３０１で検出された挿入紙幣１３０の全ての反射光データに対する補正を行う。

透かし領域データ特定部５４は、紙葉類識別装置１００の場合と同様に、金種及び挿入方向判定部５２による挿入紙幣１３０の金種と挿入方向の判定結果に基づき透かし領域データアドレス参照表を参照して挿入紙幣１３０の透かし領域の受光データをメモリ５７から読み出す。

パールデータ判定部５５０は、受光データ補正部５３０により各色の反射光データが補正された補正データから求めた挿入紙幣１３０各面の各計測位置でのインキの色合いやパールインキ成分及びその判定基準に基づき挿入紙幣１３０の真偽判定を行う。

透かしデータ判定部５６は、紙葉類識別装置１００の場合と同様に、透かし領域データ特定部５４により特定された挿入紙幣１３０の透かし領域の受光データに基づき挿入紙幣１３０の真偽判定を行う。

また、紙葉類識別装置１０１には、前述した紙葉類識別装置１００と同様に磁気及び光センサー４９がアンプ回路５０を介してマイクロコンピュータ６０１と接続されており、磁気及び光センサー４９で検出された磁気データ及び受光データがアンプ回路５０で増幅されてマイクロコンピュータ６０１へ入力され、マイクロコンピュータ６０１がこれら入力されたデータに基づき公知の紙幣識別方法により挿入紙幣１３０の真偽識別ができるように構成されている。

このように構成された紙葉類識別装置１０１が光学検知部３０１で挿入紙幣１３０の特性データを高精度に取得して挿入紙幣１３０の真偽を精密に判別する方法について、本発明に係わる真正紙幣の構成に基づき説明する。

図６は、紙葉類識別装置１０１が真券と識別する真正紙幣の構成と、光学検知部３０１によって検出される真正紙幣の各受光データに対応した波形信号の一例を示す図である。

紙葉類識別装置１０１が真券と識別する真正紙幣は、図６（ａ）に示すように、前述の図３（ａ）で示した真正紙幣１１０であり、真正紙幣１１０の中央近傍に透かし領域１１３が形成され、真正紙幣１１０片面の長手方向の両端には、パールインキ印刷部１１１及びパールインキ印刷部１１２が形成されている。

紙葉類識別装置１０１に挿入された真正紙幣１１０は、紙幣搬送機構４０により搬送路８０に沿って所定の搬送方向（図中の矢印方向）へ搬送され、光学検知部３０１内に搬送された挿入紙幣１１０は、光学検知部３０１内の搬送路８０の幅（例えば幅が１ミリ）が他の部分の搬送路８０の幅（例えば２ミリ）と比べて狭くなっているので真正紙幣１１０の折れや皺及び真正紙幣１１０のバタツキが規制されながら搬送路８０に沿って搬送される。

光学検知部３０１内に真正紙幣１１０が搬送されると、マイクロコンピュータ６０１の制御部５１０が光源１（第１の光源）及び光源８（第２の光源）の各色のＬＥＤを順次発光させ、真正紙幣１１０各面（表面及び裏面）の各計測位置における各色（赤、緑）の反射光及び透過光を受光素子５（第１の受光素子）、受光素子１２（第２の受光素子）、受光素子１６（第３の受光素子）、受光素子２０（第４の受光素子）で受光し、各受光量に対応したそれぞれの受光出力値の受光データの収集を行う。

具体的には、光源１（第１の光源）の各色（赤、緑）のＬＥＤの発光による真正紙幣１１０表面の反射光を受光素子５（第１の受光素子）及び受光素子１６（第３の受光素子）で受光し、また、真正紙幣１１０の透過光を受光素子１２（第２の受光素子）で受光して各受光素子で受光された受光量に対応した受光出力値（反射光データ及び透過光データ）の受光データを収集する。

光源１（第１の光源）の発光による真正紙幣１１０の反射光データ及び透過光データの収集後、光源８（第２の光源）の各色（赤、緑）のＬＥＤの発光による真正紙幣１１０裏面の反射光を受光素子１２（第２の受光素子）及び受光素子２０（第４の受光素子）で受光し、また、真正紙幣１１０の透過光を受光素子５（第１の受光素子）で受光して各受光素子で受光された受光量に対応した受光出力値（反射光データ及び透過光データ）の受光データを収集し、このような制御動作を真正紙幣１１０各面の１枚分の各計測位置の受光データが収集されるまで繰り返す。

このように収集された各受光データのうちの受光素子５（第１の受光素子）または受光素子１２（第２の受光素子）で検出された反射光の受光データは、図６（ｂ）に示すように、前述の図３（ｂ）で示した特性の波形信号１２０及び波形信号１２１で収集され、真正紙幣１１０に赤色光が照射された場合の受光データが波形信号１２０で検出され、緑色光が照射された場合の受光データが波形信号１２１で検出される。

これらの受光データ（波形信号１２０及び波形信号１２１）から赤色反射光の受光出力値に対する緑色反射光の受光出力値の比率（赤緑比率（斜光））を算出すると、図６（ｃ）に示すように、前述の図３（ｃ）で示した特性の波形信号１２２が算出される。

また、受光素子１６（第３の受光素子）または受光素子２０（第４の受光素子）で検出された反射光の受光データは、図６（ｄ）に示すように、真正紙幣１１０に赤色光が照射された場合の受光データが波形信号１２３で検出され、緑色光が照射された場合の受光データが波形信号１２４で検出される。

これらの受光データ（波形信号１２３及び波形信号１２４）から赤色反射光の受光出力値に対する緑色反射光の受光出力値の比率（以下、「赤緑比率（垂直光）」という。）を算出すると、図６（ｅ）に示すような波形信号１２５が算出される。

また、波形信号１２５（図６（ｅ）参照）及び波形信号１２２（図６（ｃ）参照）から受光素子１６（第３の受光素子）または受光素子２０（第４の受光素子）で検出された反射光の赤緑比率（垂直光）に対する受光素子５（第１の受光素子）または受光素子１２（第２の受光素子）で検出された反射光の赤緑比率（斜光）の比（赤緑比率比）を算出すると、図３（ｆ）に示すような波形信号１２６が算出される。

これらの各波形信号を解析すると、図６（ｂ）に示した波形信号１２０及び波形信号１２１からは、前述の図３（ｂ）で示したように、真正紙幣１１０に赤色光を照射して受光素子５（第１の受光素子）または受光素子１２（第２の受光素子）で受光した場合のパールインキ印刷部の反射光の受光出力が他の無地の部分と比べて顕著に大きく検出され、また、緑色光を照射した場合のパールインキ印刷部の反射光の受光出力が他の無地の部分と殆ど変らないという特性の検出結果が得られ、図６（ｃ）に示した波形信号１２２（赤緑比率（斜光））からは、真正紙幣１１０のパールインキ印刷部の赤緑比率（斜光）が透かし領域の無地の部分と比べて小さな値となるというパールインキ印刷部のパールインキの色合いの情報を得ることができる。

また、図６（ｄ）に示した波形信号１２３及び波形信号１２４からは、真正紙幣１１０に赤色光及び緑色光を照射して受光素子１６（第３の受光素子）または受光素子２０（第４の受光素子）で受光した場合、パールインキ印刷部と他の無地の部分とではその反射光の受光出力が殆ど変らず、他の領域では、例えば照射光が赤色の場合は、赤色印刷領域の反射光の受光出力が大きく、照射光が緑色の場合は、緑色印刷領域の反射光の受光出力が大きく、また、黒色印刷領域では反射光の受光出力が小さいというそれぞれの色に応じた受光出力が得られる。

また、図６（ｅ）に示した波形信号１２５（赤緑比率（垂直光））からは、真正紙幣１１０のパールインキ印刷部と透かし領域の無地の部分とでは赤緑比率（垂直光）が殆ど変らないというパールインキ印刷部のパールインキに依存しない色合いの情報が得られる。

また、図６（ｆ）に示した波形信号１２６（赤緑比率比）からは、真正紙幣１１０のパールインキ印刷部が他の領域（透かし領域や模様が印刷された領域）に比べて、波形信号１２６（赤緑比率比）の１２６−ａ、１２６−ｂに示すような顕著な差異の検出結果が得られる。

このような検出結果から紙葉類識別装置１０１は、受光素子５（第１の受光素子）または受光素子１２（第２の受光素子）で検出された挿入紙幣１３０の反射光の赤緑比率（斜光）を算出して挿入紙幣１３０に印刷されたパールインキ印刷部のパールインキに依存する色合いを含む情報を取得し、受光素子１６（第３の受光素子）または受光素子２０（第４の受光素子）で検出された挿入紙幣１３０の反射光の赤緑比率（垂直光）を算出して挿入紙幣１３０に印刷されたパールインキ印刷部のパールインキに依存しないインキの色合いを含む情報を取得し、更に、赤緑比率（垂直光）と赤緑比率（斜光）との比（赤緑比率比）を算出して挿入紙幣１３０に印刷されたパールインキ印刷部の微妙なパールインキの特性を検知することで、単なる個々の反射型光センサーの受光出力による色相インキの判別方法とは異なり、挿入紙幣１３０に印刷されたパールインキの微妙な特性の判別結果に基づくより精密な真偽判別を行うように構成されている。

なお、本実施例では、紙葉類識別装置１００の光学検知部３０及び紙葉類識別装置１０１の光学検知部３０１において、各光源が赤色及び緑色の２色に発光する例を示したが、赤色及び緑色に加えて他の色も発光する構成としてもよい。

前述した紙葉類識別装置１０１（図４参照）とは他の構成の本発明に係わる紙葉類識別装置１０２の一例について図７及び図８を参照して説明する。

図７は、紙葉類識別装置１０２の構成を示す構成図であり、図８（ａ）は、紙葉類識別装置１０２が具備する光学検知部３０２の構成を示す斜視図、図８（ｂ）は、光学検知部３０２の要部の断面図である。

図７及び図８において、前述の紙葉類識別装置１０１と同様な構成及び動作を行う紙葉類識別装置１０２の各部には、説明の便宜上、紙葉類識別装置１０１と同一の符号を付し、これらの説明は、前述の説明を参照するものとする。

図７に示すように、紙葉類識別装置１０２は、紙葉類識別装置１０２全体を統括制御するマイクロコンピュータ６０２と、紙葉類識別装置１０２に挿入された紙幣１３０を搬送する紙幣搬送機構４０と、紙幣搬送機構４０によって搬送される挿入紙幣１３０の各面（表面、裏面）に各色（赤、緑）光を順次照射して挿入紙幣１３０各面での反射光及び透過光の受光データを検出し、また、挿入紙幣１３０表面に赤外光を斜めから照射して挿入紙幣１３０を透過する赤外光を検出する光学検知部３０２とで構成されている。

この光学検知部３０２は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、紙幣搬送機構４０によって搬送される挿入紙幣１３０を挟んで上側及び下側には、紙葉類識別装置１０１の光学検知部３０１と同様に配置された光源１（第１の光源）、球レンズ４（第１のレンズ）及び受光素子５（第１の受光素子）、球レンズ１５（第３のレンズ）及び受光素子１６（第３の受光素子）で構成されたセンサユニット（上側）と、光源８（第２の光源）、球レンズ１１（第２のレンズ）及び受光素子１２（第２の受光素子）、球レンズ１９（第４のレンズ）及び受光素子２０（第４の受光素子）で構成されたセンサユニット（下側）に加えて、挿入紙幣１３０を挟んで上側で、且つ、各センサユニットの側面から挿入紙幣１３０表面に対して所定角度（例えば４５度）の斜め方向から赤外光を照射するように赤外光ＬＥＤ２３が配置されて構成されている。
このように、紙葉類識別装置１０２は、光学検知部３０２が紙葉類識別装置１０１の光学検知部３０１と異なるように構成され、光学検知部３０２の構成に対応して紙葉類識別装置１０２のマイクロコンピュータ６０２の構成の一部が紙葉類識別装置１０１のマイクロコンピュータ６０１の構成と異なるように構成された他は、紙葉類識別装置１０１と同様に構成されている。

このように構成することで、赤外光ＬＥＤ２３から照射された赤外光が挿入紙幣１３０の照射面に均等に照射されて、挿入紙幣１３０を透過する赤外光を受光素子２０（第４の受光素子）で受光できるようになる。

また、光源１（第１の光源）に赤外光を含んだ多色光のＬＥＤを使用しなくても良く、赤外光専用の受光素子を必要としないため、センサコストが低減できる。

例えば真正紙幣に赤外光を吸収するインクが印刷されている場合には、赤外光ＬＥＤ２３により挿入紙幣１３０に赤外光を照射してその透過光を受光素子２０（第４の受光素子）で測定することで、紙葉類識別装置１０１の構成による挿入紙幣１３０の真偽の判別方法に加えて、挿入紙幣１３０が複製偽造されたものか否かも判別することが可能となる。

前述した紙葉類識別装置１０２（図８参照）とは他の構成の本発明に係わる紙葉類識別装置１０３の一例について図９及び図１０を参照して説明する。

図９は、紙葉類識別装置１０３の構成を示す構成図であり、図１０（ａ）は、紙葉類識別装置１０３が具備する光学検知部３０３の構成を示す斜視図、図８（ｂ）は、光学検知部３０３の要部の断面図である。

図９及び図１０において、前述の紙葉類識別装置１０２と同様な構成及び動作を行う紙葉類識別装置１０３の各部には、説明の便宜上、紙葉類識別装置１０２と同一の符号を付し、これらの説明は、前述の説明を参照するものとする。

図９に示すように、紙葉類識別装置１０３は、紙葉類識別装置１０３全体を統括制御するマイクロコンピュータ６０３と、紙葉類識別装置１０３に挿入された挿入紙幣１３０を搬送する紙幣搬送機構４０と、紙幣搬送機構４０によって搬送される挿入紙幣１３０の各面（表面、裏面）に各色（赤、緑）光を順次照射して紙幣各面での反射光及び透過光の受光データを検出し、挿入紙幣１３０に赤外光を挿入紙幣１３０の各面に対して垂直方向から照射して挿入紙幣１３０を透過する赤外光を検出する光学検知部３０３とで構成されている。

光学検知部３０３は、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、紙幣搬送機構４０によって搬送される挿入紙幣１３０を挟んで上側及び下側には、紙葉類識別装置１０２の光学検知部３０２と同様に配置された光源１（第１の光源）、球レンズ４（第１のレンズ）及び受光素子５（第１の受光素子）、球レンズ１５（第３のレンズ）及び受光素子１６（第３の受光素子）で構成されたセンサユニット（上側）と、光源８（第２の光源）、球レンズ１１（第２のレンズ）及び受光素子１２（第２の受光素子）、球レンズ１９（第４のレンズ）及び受光素子２０（第４の受光素子）で構成されたセンサユニット（下側）と、挿入紙幣１３０表面に対して垂直方向から赤外光を照射するように赤外光ＬＥＤ２４を挿入紙幣１３０を挟んで上側で、且つ、センサユニット（上側）の側面に配置し、受光素子２５を赤外光ＬＥＤ２４と対向させ、挿入紙幣１３０を挟んで下側で、且つ、センサユニット（下側）の側面に配置して構成されている。

このように、紙葉類識別装置１０３は、光学検知部３０３が紙葉類識別装置１０２の光学検知部３０２と異なるように構成され、光学検知部３０３の構成に対応して紙葉類識別装置１０３のマイクロコンピュータ６０３の構成の一部が紙葉類識別装置１０２のマイクロコンピュータ６０２の構成と異なるように構成された他は、紙葉類識別装置１０２と同様に構成されている。

このように構成することで、赤外光ＬＥＤ２４から照射された赤外光が挿入紙幣１３０の照射面に挿入紙幣１３０表面の垂直方向から均等に照射され、挿入紙幣１３０を透過した赤外光が受光素子２５で受光されるので、赤外光ＬＥＤ２４と受光素子２５との軸合わせ等の位置合わせが容易となる。

また、光源１（第１の光源）に赤外光を含んだ多色光のＬＥＤを使用しなくても良い為、センサコストの低減となる。

本発明に係わる紙葉類識別装置１００の構成例を示す構成図 紙葉類識別装置１００の回路構成の一例を示す回路ブロック図 真正紙幣１１０の構成と光学検知部３０で検出される真正紙幣１１０の受光データの波形信号の一例を示す図 本発明に係わる紙葉類識別装置１０１の構成例を示す構成図 紙葉類識別装置１０１の回路構成の一例を示す回路ブロック図 真正紙幣１１０の構成と光学検知部３０１で検出される真正紙幣１１０の受光データの波形信号の一例を示す図 本発明に係わる紙葉類識別装置１０２の構成例を示す構成図 紙葉類識別装置１０２の光学検知部３０２の構成を示す斜視図及び断面図 本発明に係わる紙葉類識別装置１０３の構成例を示す構成図 紙葉類識別装置１０３の光学検知部３０３の構成を示す斜視図及び断面図

符号の説明

１、８ 光源
２、６、９、１３、１７、２１ アンプ（回路）
３、１０ Ｄ／Ａコンバータ
４、１１、１５、１９ 球レンズ
７、１４、１８、２２ Ａ／Ｄコンバータ
５、１２、１６、２０、２５ 受光素子
２６、２７、２８、２９ スリット
３０、３０１、３０２、３０３ 光学検知部
３１、３２ 照射光路
４０ 紙幣搬送機構
４１ 搬送モータ
４２、４３ ローラ
４４ 搬送ベルト
４５ エンコーダ
４７ 紙幣挿入検出センサー
４９ 磁気及び光センサー
６０、６０１、６０２、６０３ マイクロコンピュータ
５１、５１０ 制御部
５２ 金種及び挿入方向判定部
５３、５３０ 受光データ補正部
５４ 透かし領域データ特定部
５５、５５０ パールデータ判定部
５６ 透かしデータ判定部
５７ メモリ
７０ バス
８０ 搬送路
１００、１０１、１０２、１０３ 紙葉類識別装置
１１０ 真正紙幣
１１１、１１２ パールインキ印刷部
１２０ 真正紙幣１１０の赤色反射光の受光データが波形信号（受光素子５または受光素子１２）
１２１ 真正紙幣１１０の緑色反射光の受光データが波形信号（受光素子５または受光素子１２）
１２２ 赤緑比率（斜光）の波形信号（受光素子５または受光素子１２）
１２３ 真正紙幣１１０の赤色反射光の受光データが波形信号（受光素子１６または受光素子２０）
１２４ 真正紙幣１１０の緑色反射光の受光データが波形信号（受光素子１６または受光素子２０）
１２５ 赤緑比率（垂直光）の波形信号（受光素子１６または受光素子２０）
１２６ 赤緑比率比の波形信号

Claims (7)

1. 紙葉類を搬送路に沿って搬送する紙葉類搬送手段と、前記紙葉類の特徴を検出する光学検知部を備え、前記光学検知部からの受光データに基づいて紙葉類の識別を行う紙葉類識別装置において、
   前記光学検知部は、
   前記搬送路に沿って配置された第１のユニットと、
   前記搬送路を挟んで前記第１のユニットに対向して配置された第２のユニット
   を有し、
   前記第１のユニットは、
   一端が前記紙葉類の表面を臨む部分で開放され、他端に少なくとも２色の光を選択的に発光する第１の光源が配置され、内面が乱反射面から形成される第１の光通路と、
   前記紙葉類の表面に対して所定の角度で形成され、前記紙葉類の表面からの反射光および前記紙葉類の透過光を入力し、前記紙葉類の表面を臨む部分に第１のレンズを有し、他端に前記第１のレンズで集光した光を受光する第１の受光部を有し、前記第１のレンズの主面を延長した第１の面と前記第１の受光部の受光面を延長した第２の面と前記紙葉類の表面を延長した第３の面とが同一直線上で交わるように、前記第１のレンズと前記第１の受光部が配置された第２の光通路と
   を具備し、
   前記第２のユニットは、
   一端が前記紙葉類の裏面を臨む部分で開放され、他端に少なくとも２色の光を選択的に発光する第２の光源が配置され、内面が乱反射面から形成され、前記搬送路を挟んで前記第２の光通路と対向する位置に形成される第３の光通路と、
   前記紙葉類の裏面に対して所定の角度で形成され、前記紙葉類の裏面からの反射光および前記紙葉類の透過光を入力し、前記紙葉類の裏面を臨む部分に第２のレンズを有し、他端に前記第２のレンズで集光した光を受光する第２の受光部を有し、前記第２のレンズの主面を延長した第４の面と前記第２の受光部の受光面を延長した第５の面と前記紙葉類の裏面を延長した第６の面とが同一直線上で交わるように、前記第２のレンズと前記第２の受光部が配置され、前記搬送路を挟んで前記第１の光通路と対向する位置に形成される第４の光通路と
   を具備することを特徴とする紙葉類識別装置。
2. 前記第１のユニットは、
   前記紙葉類の表面に垂直な方向に形成され、前記紙葉類の表面からの反射光および前記紙葉類の透過光を前記紙葉類の表面に対して垂直な方向で入力し、前記紙葉類の表面を臨む部分に第３のレンズが配置され、他端に前記第３のレンズで集光した光を受光する第３の受光部を有し、前記第３の受光部の受光面が前記紙葉類の表面に対して平行な方向に配置された第５の光通路
   を更に具備し、
   前記第２のユニットは、
   前記紙葉類の裏面に垂直な方向に形成され、前記紙葉類の裏面からの反射光および前記紙葉類の透過光を前記紙葉類の裏面に対して垂直な方向で入力し、前記紙葉類の裏面を臨む部分に第４のレンズが配置され、他端に前記第４のレンズで集光した光を受光する第４の受光部を有し、前記第４の受光部の受光面が前記紙葉類の裏面に対して平行な方向に配置され、前記搬送路を挟んで前記第５の光通路と対向する位置に形成される第６の光通路
   を更に具備することを特徴とする請求項１記載の紙葉類識別装置。
3. 前記第１のユニットは、
   前記第１の受光部の受光面の直前に配設され、前記受光面の大きさを規制する第１のスリット
   を更に具備し、
   前記第１のレンズは、
   前記紙葉類の表面の検出領域の像の大きさと、前記第１の受光部の受光面に結像される前記検出領域の像の大きさとが等寸となる屈折率を有し、
   前記第２のユニットは、
   前記第２の受光部の受光面の直前に配設され、前記受光面の大きさを規制する第２のスリット
   を更に具備し、
   前記第２のレンズは、
   前記紙葉類の裏面の検出領域の像の大きさと、前記第２の受光部の受光面に結像される前記検出領域の像の大きさとが等寸となる屈折率を有することを特徴とする請求項１記載の紙葉類識別装置。
4. 前記第１のユニットは、
   前記紙葉類の表面に対して所定の角度で形成され、一端が前記紙葉類の表面を臨む部分で開放され、他端に赤外光を選択的に発光する第３の光源が配置され、内面が乱反射面から形成される第７の光通路
   を更に具備することを特徴とする請求項１記載の紙葉類識別装置。
5. 前記第１のユニットは、
   前記紙葉類の表面に垂直な方向に形成され、一端が前記紙葉類の表面を臨む部分で開放され、他端に赤外光を選択的に発光する第４の光源が配置され、内面が乱反射面から形成される第８の光通路
   を更に具備し、
   前記第２のユニットは、
   前記紙葉類の裏面に垂直な方向に形成され、前記紙葉類の透過光を前記紙葉類の裏面に対して垂直な方向で入力し、前記紙葉類の裏面を臨む部分から入力された赤外光を受光する第５の受光部を有し、前記第５の受光部の受光面が前記紙葉類の裏面に対して平行な方向に配置された前記搬送路を挟んで前記第８の光通路と対向する位置に形成される第９の光通路
   を更に具備することを特徴とする請求項１記載の紙葉類識別装置。
6. 前記第１乃至第４のレンズは、
   球レンズからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の紙葉類識別装置。
7. 前記搬送路は、
   前記第１のユニットと第２のユニットとに挟まれる部分の間隔が他の部分より狭く形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の紙葉類識別装置。

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