JP4650366B2 - 紙幣識別装置 - Google Patents

Description

本発明は、紙幣の真偽および金種等を識別する紙幣識別装置に関し、特に、紙幣に対して照射した光の透過光量を用いて紙幣を識別する紙幣識別装置に関するものである。

近年、カラーコピー機、カラープリンタおよびスキャナ等の高性能化に伴い、これらの装置を利用して作成した偽造券による犯罪が増加している。特にカラーコピー機は、濃度調整、色補正等の機能によってコントラストや色合い等を微妙に調整可能であるため、見た目には偽造券に対する真偽の識別が困難になってきている。そして、このような問題に対して、光センサを用いて紙幣の真偽を識別する種々の紙幣識別装置が提案されている（例えば特許文献１〜３を参照）。

このような紙幣識別装置では、例えば紙幣の搬送路を挟むように発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光部とフォトダイオード等の受光部とが対向配置される。そして、かかる発光部と受光部との間を紙幣が通過する際に、発光部がこの紙幣に対して所定の走査ラインに沿って光を照射し、受光部がこの紙幣の透過光を受光してこの紙幣の透過光量を検出する。紙幣識別装置は、かかる受光部によって検出された透過光量と予め設定した基準値（真券の透過光量を基準に設定した閾値）とを照合し、かかる紙幣の透過光量と基準値との差をもとに紙幣の真偽を識別する。

特開平４−１６２１９０号公報 特開平１０−１４９４７１号公報 特開２００５−１９０２５６号公報

ところで、上述した従来の紙幣識別装置が紙幣の真偽等を的確に識別するために、識別対象の紙幣の走査ラインは、例えば、真券を透過した光の透過光量（真券の透過光量）と偽造券を透過した光の透過光量（偽造券の透過光量）との間に有意な差が生じるように設定されなければならない。

しかしながら、上述したようにカラーコピー等の高性能化に起因して真券の透過光量と偽造券の透過光量との差が僅少であるため、かかる真券の透過光量と偽造券の透過光量との間に有意な差が生じるように紙幣の走査ラインを設定することは困難な場合が多い。このため、紙幣の真偽を識別することが困難であるという問題点があった。また、金種別に紙幣の透過光量に有意な差が生じるように、かかる紙幣の走査ラインを設定することは困難な場合が多い。このため、紙幣の金種を識別することが困難であるという問題点があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、多金種の紙幣であっても紙幣の真偽および金種を容易に識別することができる紙幣識別装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる紙幣識別装置は、紙幣挿入口から挿入された紙幣を搬送する搬送手段と、前記紙幣の長手方向全長に亘って分割される前記紙幣の全分割領域を前記紙幣の搬送方向に沿って通過する走査ラインに沿って前記紙幣に光を照射し、該走査ラインに沿って前記紙幣を透過した透過光量を検出する光量検出手段と、前記紙幣の搬送方向に分割される前記紙幣の分割領域毎に、紙幣面の表裏別に異なる４種類の紙幣挿入方向別および金種別に設定された基準透過光量と前記透過光量との透過光量差を算出し、前記紙幣挿入方向別および前記金種別に前記紙幣の全分割領域の前記透過光量差を積算した総透過光量差を求める演算処理手段と、前記総透過光量差をもとに、紙幣面の表裏別に異なる４種類の紙幣挿入方向別および金種別に設定される複数の金種別閾値と前記総透過光量差を比較し、前記総透過光量差が前記複数の金種別閾値のいずれかの金種別閾値以下である場合、該金種別閾値に特定される紙幣挿入方向および金種であり且つ真であると前記紙幣を識別し、前記総透過光量差が前記複数の金種別閾値のいずれかの金種別閾値に比して大きい場合、該金種別閾値に特定される紙幣挿入方向および金種以外の紙幣挿入方向および金種である又は偽であると前記紙幣を識別する識別処理手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２にかかる紙幣識別装置は、上記の発明において、前記紙幣の単位搬送量を検出し、該単位搬送量を検出した旨を前記演算処理手段に通知する搬送量検出手段を備え、前記演算処理手段は、前記単位搬送量毎に前記紙幣を分割して形成される前記分割領域毎に前記透過光量差を算出し、前記総透過光量差を求めることを特徴とする。

また、請求項３にかかる紙幣識別装置は、上記の発明において、前記紙幣の単位搬送量は、１０ｍｍ以下であることを特徴とする。

本発明にかかる紙幣識別装置によれば、紙幣の各ゾーンの透過光量差に僅少なものが含まれる場合であっても、紙幣の金種および挿入方向の組み合わせ別または真偽別に区別される各紙幣の相違点を紙幣識別処理に十分な程度に強調することができる。この結果、識別対象の紙幣に対して光透過ラインである走査ラインを容易に設定することができ、多金種の紙幣の金種および真偽等を容易に識別できるという効果を奏する。

以下、図面を参照して、本発明にかかる紙幣識別装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態にかかる紙幣識別装置の一構成例を模式的に示すブロック図である。図１に示すように、この実施の形態にかかる紙幣識別装置１は、識別対象の紙幣Ｍを搬送する搬送部２と、搬送部２の入力端に挿入された紙幣Ｍを検知する紙幣検知部３と、搬送部２による紙幣Ｍの単位搬送量を検出するタコジェネレータ４と、紙幣Ｍに光を照射して紙幣Ｍの透過光量を検出する透過光量センサ５とを有する。また、紙幣識別装置１は、透過光量センサ５によって生成された光量検出信号を増幅する増幅部６と、増幅部６によって増幅された光量検出信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部７とを有する。さらに、紙幣識別装置１は、金種別の透過光量基準データおよび紙幣識別処理に用いられる金種別閾値データ等を入力する入力部８と、入力部８によって入力された各種データを保存する記憶部９と、紙幣識別処理の結果等を出力する出力部１０と、紙幣識別装置１の各構成部を制御するとともに紙幣Ｍの金種および真偽等を識別する制御部１１とを有する。

搬送部２は、識別対象の紙幣Ｍを搬送する搬送手段として機能する。具体的には、搬送部２は、紙幣の挿入口Ｅから搬送路２ａに挿入された紙幣Ｍを搬送路２ａに沿って搬送する。このような搬送部２は、搬送路２ａ内の紙幣Ｍを搬送する無端状の搬送ベルト２ｂと、搬送ベルト２ｂによる紙幣Ｍの搬送力を生成する複数の搬送ローラ２ｃと、かかる搬送ローラ２ｃを駆動する駆動部２ｄとを有する。

搬送ベルト２ｂは、挿入口Ｅから搬送路２ａ内に挿入された紙幣Ｍを搬送路２ａに沿って搬送する。この場合、紙幣Ｍは、図１に示す搬入方向（紙幣識別装置１内に搬入される方向）または排出方向（紙幣識別装置１から排出される方向）に搬送される。複数の搬送ローラ２ｃは、かかる紙幣Ｍの搬送方向（すなわち搬入方向または排出方向）に搬送ベルト２ｂを循環移動させるとともに、かかる搬送ベルト２ｂによる紙幣Ｍの搬送力を生成する。駆動部２ｄは、制御部１１の制御に基づいて、かかる搬送ローラ２ｃを駆動する。

紙幣検知部３は、例えば赤外光の発光部と受光部とを用いて実現され、挿入口Ｅから搬送路２ａ内に挿入された紙幣Ｍを検知する。具体的には、紙幣検知部３は、搬送路２ａの入力端である挿入口Ｅの近傍に配置され、制御部１１の制御に基づいて赤外光を照射し、かかる赤外光の照射領域内に侵入した紙幣Ｍを検知する。この場合、紙幣検知部３は、かかる紙幣Ｍを検知した旨を示す検知結果信号を制御部１１に送信する。

タコジェネレータ４は、搬送部２による紙幣Ｍの単位搬送量を検出する搬送量検出手段として機能する。具体的には、タコジェネレータ４は、例えば搬送ローラ２ｃに配置され、搬送ローラ２ｃによる搬送ベルト２ｂの単位循環移動量、すなわち搬送ベルト２ｂによる紙幣Ｍの単位搬送量を検出し、かかる紙幣Ｍの単位搬送量を検出した旨を制御部１１の光量演算部１１ａ（後述する）に通知する。この場合、タコジェネレータ４は、紙幣Ｍの所定の搬送量を検出する毎に、制御部１１にパルス信号を送信する。かかるタコジェネレータ４によって２つのパルス信号が出力される間に搬送部２によって搬送された紙幣Ｍの所定の搬送量が、紙幣Ｍの単位搬送量になる。なお、かかる紙幣Ｍの単位搬送量は、紙幣Ｍをその搬送方向に複数分割して形成される紙幣Ｍの各分割領域（ゾーン）の幅に相当する。

透過光量センサ５は、透過型光センサを用いて実現され、紙幣Ｍの搬送方向に沿って紙幣Ｍに光を照射し、この紙幣Ｍを透過した光の透過光量を検出する光量検出手段として機能する。具体的には、透過光量センサ５は、紙幣Ｍの搬送路２ａを間に挟んで対向配置される一対の発光部５ａと受光部５ｂとを有する。

発光部５ａは、所定の光を発光するＬＥＤ等の発光素子と所定の駆動回路とを用いて実現される。発光部５ａは、搬送路２ａに沿って搬送される識別対象の紙幣Ｍに対し、かかる紙幣Ｍの搬送方向（例えば図１に示す搬入方向）に沿って所定の光を照射する。この場合、発光部５ａは、かかる紙幣Ｍの搬送方向に沿って紙幣Ｍに設定される所定の走査ラインＬに沿って光を照射する。すなわち、紙幣Ｍは、搬送部２によって搬送されつつ、かかる走査ラインＬに沿って発光部５ａからの光を順次透過する。このような走査ラインＬは、発光部５ａからの光を透過する紙幣Ｍの光透過ラインであり、紙幣Ｍをその搬送方向に分割して形成される紙幣Ｍの全分割領域をこの搬送方向に沿って通過するように設定される。なお、発光部５ａによって発光される光は、赤外光、紫外光、および可視光のいずれであってもよい。

受光部５ｂは、フォトダイオードまたはＣＣＤ等の受光素子と所定の駆動回路とを用いて実現され、上述した紙幣Ｍを透過した光を受光し、この受光した光を光電変換して紙幣Ｍの透過光量を検出する受光手段として機能する。具体的には、受光部５ｂは、搬送路２ａを挟んで発光部５ｂに対向するように配置され、かかる発光部５ｂによって発光された光を受光する。このような受光部５ｂは、搬送路２ａに沿って搬送される紙幣Ｍを透過した光（すなわち発光部５ｂからの光）を走査ラインＬに沿って受光し、受光した光を光電変換して光量検出信号Ｓ１を生成する。この光量検出部Ｓ１は、走査ラインＬに沿って紙幣Ｍを透過した光の透過光量として検出した電圧値を示すアナログ信号である。かかる受光部５ｂによって生成された光量検出信号Ｓ１は、増幅部６に入力される。

増幅部６は、受光部５ｂから光量検出信号Ｓ１を受信し、受信した光量検出信号Ｓ１を増幅する。かかる増幅部６によって増幅された光量検出信号Ｓ１は、Ａ／Ｄ変換部７に入力される。Ａ／Ｄ変換部７は、増幅部６によって増幅された光量検出信号Ｓ１をデジタル変換する。具体的には、Ａ／Ｄ変換部７は、増幅部６によって入力された光量検出信号Ｓ１を所定間隔でデジタル変換し、かかる光量検出信号Ｓ１をデジタル化したＡ／Ｄ変換信号Ｓ２を出力する。このＡ／Ｄ変換信号Ｓ２は、微小時間当たりに光量検出信号Ｓ１によって示される電圧値であるＡ／Ｄ変換値を示すデジタル信号であって、上述した走査ラインＬに沿って紙幣Ｍを分割した場合の紙幣Ｍの微小領域を透過した光の透過光量（すなわち単位透過光量）を示す。かかるＡ／Ｄ変換部７によって生成されたＡ／Ｄ変換信号Ｓ２は、時系列に沿って制御部１１に順次入力される。

入力部８は、識別対象の紙幣Ｍの真偽および金種等を識別するために用いられる各種閾値および透過光量基準データ等を制御部１１に入力する。記憶部９は、かかる入力部８によって入力された各種データ等を保存する。例えば、記憶部９は、紙幣の金種別に予め設定された光量基準データ９ａと金種別閾値データ９ｂとを保存する。

なお、光量基準データ９ａは、識別対象の紙幣Ｍの透過光量に対して比較される透過光量基準データであり、紙幣の金種別および挿入方向別にそれぞれ設定した各紙幣の基準透過光量を含むものである。かかる紙幣の金種別および挿入方向別の各基準透過光量は、例えば、金種別および挿入方向別に収集した数百枚分の各紙幣の透過光量データを金種別および挿入方向別にそれぞれ平均化したものである。また、金種別閾値データ９ｂは、金種別および挿入方向別に区分される各紙幣を識別する紙幣識別処理に用いられる各閾値を含むものである。

出力部１０は、識別対象の紙幣Ｍの識別結果を出力する。このような出力部１０は、液晶等のディスプレイまたはＬＥＤを有し、かかる紙幣Ｍの識別結果を画面表示または可視光の出力（例えば発光パターンまたは発光色）によって示すものであってもよいし、プリンタ等を有し、かかる紙幣Ｍの識別結果をプリント出力するものであってもよい。

制御部１１は、所定の演算処理やプログラムを実行するＣＰＵと、予め各種演算パラメータやプログラムが書き込まれたＲＯＭと、演算処理過程の数値や演算パラメータ等を一時的に保存するＲＡＭとを用いて実現される。制御部１１は、搬送部２の駆動部２ｄ、紙幣検知部３、タコジェネレータ４、発光部５ａ、受光部５ｂ、記憶部９、および出力部１０の各駆動を制御する。また、制御部１１は、紙幣検知部３、受光部５ｂ、増幅部６、Ａ／Ｄ変換部７、および入力部８に対し、各種信号の送受信または各種データ等の入出力を制御する。

また、制御部１１は、光量基準データ９ａに含まれる基準透過光量または金種別閾値データ９ｂに含まれる閾値を記憶部９から必要に応じて読み出し、識別対象の紙幣Ｍの真偽および金種等を識別する紙幣識別処理を行う。このような制御部１１は、紙幣Ｍの透過光量等の演算処理手段である光量演算部１１ａと、紙幣Ｍの識別処理手段である紙幣識別部１１ｂとを有する。

光量演算部１１ａは、上述したＡ／Ｄ変換部７によって順次入力されるＡ／Ｄ変換信号Ｓ２をもとに、紙幣Ｍの各ゾーン（すなわち紙幣Ｍの搬送方向に複数分割される紙幣Ｍの各分割領域）の透過光量を算出する。また、光量演算部１１ａは、かかる紙幣Ｍのゾーン毎に、この紙幣Ｍの透過光量と光量基準データ９ａに含まれる基準透過光量との差（すなわち透過光量差）を算出する。光量演算部１１ａは、かかる紙幣Ｍの全ゾーンの透過光量差を積算し、かかる紙幣Ｍの全ゾーンにおける透過光量差の合計値である総透過光量差を算出する。かかる光量演算部１１ａは、このような演算処理を紙幣の金種別および挿入方向別に順次行う。

紙幣識別部１１ｂは、かかる光量演算部１１ａによって算出された紙幣Ｍの総透過光量差をもとに、この紙幣Ｍの真偽および金種等を識別する紙幣識別処理を行う。この場合、紙幣識別部１１ｂは、かかる紙幣Ｍの総透過光量差と金種別閾値データ９ｂに含まれる各閾値とを順次比較し、かかる比較処理の結果をもとに、この紙幣Ｍの真偽と金種と挿入方向とを識別する。具体的には、紙幣識別部１１ｂは、かかる紙幣Ｍの総透過光量差が金種別閾値データ９ｂのうちのいずれかの閾値以下である場合、この閾値に特定される金種および挿入方向の紙幣Ｍであると識別する。一方、紙幣識別部１１ｂは、金種別閾値データ９ｂのうちのいずれの閾値に比しても紙幣Ｍの総透過光量差が大きい場合、この閾値に特定される金種および挿入方向のうちの少なくとも一つが異なる紙幣Ｍであると識別し、または、この紙幣Ｍが偽の紙幣であると識別する。

つぎに、紙幣の金種別および挿入方向別に光量基準データ９ａに含まれる基準透過光量について説明する。図２は、光量基準データ９ａに含まれる基準透過光量の一例を示す模式図である。図３は、紙幣識別装置１の搬送路２ａに挿入される紙幣の挿入方向を説明するための模式図である。なお、以下では、真の紙幣ＭＴの一例として日本の千円札を挙げて基準透過光量および紙幣の挿入方向について説明する。

図２に示すように、日本の千円札に例示される真の紙幣ＭＴは、挿入方向Ａ１に沿って紙幣識別装置１の搬送路２ａ内に挿入される場合、その正向きの表面に向かって左側から長手方向（すなわち紙幣の搬送方向）に例えば１６等分に分割される。かかる紙幣ＭＴの各ゾーンＺ₁〜Ｚ₁₆の幅は、上述した紙幣の単位搬送量に相当し、例えば１０ｍｍ以下である。この場合、かかる紙幣ＭＴの光透過ラインである走査ラインＬは、紙幣ＭＴの搬送方向に沿ってゾーンＺ₁〜Ｚ₁₆を順次通過するように設定される。

このように紙幣ＭＴに設定した走査ラインＬに沿って紙幣ＭＴに光を照射し、かかる走査ラインＬに沿って紙幣ＭＴを透過した光の透過光量をゾーン毎に検出する。具体的には、かかる紙幣ＭＴのゾーンＺ₁〜Ｚ₁₆の各透過光量を検出する。このようなゾーン毎の各透過光量を例えば数百枚の紙幣ＭＴについて同様に検出し、かかる数百枚分の紙幣ＭＴの透過光量をゾーン毎に平均化する。

このようにして、例えばプロファイルＢ２によって示される紙幣ＭＴの基準透過光量データを取得できる。かかるプロファイルＢ２は、図２に示すように、挿入方向Ａ１に沿って搬送路２ａ内に挿入される千円札（挿入方向Ａ１の千円札）のゾーン番号ｎに対応して基準透過光量Ｋ₁〜Ｋ₁₆を示す。かかる基準透過光量Ｋ₁〜Ｋ₁₆は、挿入方向Ａ１の千円札のゾーンＺ₁〜Ｚ₁₆の各基準透過光量である。

ここで、紙幣ＭＴの走査ラインＬは、紙幣識別装置１の搬送路２ａ内に紙幣ＭＴを挿入する場合の紙幣ＭＴの挿入方向に対応して、紙幣ＭＴに対する相対的な方向および位置を変化させる。図３に示すように、紙幣面の表裏別に異なる紙幣ＭＴの４種類の挿入方向として、例えば、正向きの表面に向かって左側から搬送路２ａ内に挿入する挿入方向Ａ１と、正向きの表面に向かって右側から搬送路２ａ内に挿入する挿入方向Ａ２と、正向きの裏面に向かって左側から搬送路２ａ内に挿入する挿入方向Ａ３と、正向きの裏面に向かって右側から搬送路２ａ内に挿入する挿入方向Ａ３とが挙げられる。紙幣ＭＴの走査ラインＬは、かかる紙幣ＭＴの挿入方向Ａ１〜Ａ４に対応して紙幣ＭＴに対する相対的な方向および位置が異なるものである。このことは、識別対象の紙幣Ｍに設定される走査ラインＬについても同様である。すなわち、識別対象の紙幣Ｍの走査ラインＬは、かかる紙幣Ｍの挿入方向Ａ１〜Ａ４に対応して紙幣Ｍに対する相対的な方向および位置が異なる。

したがって、かかる紙幣ＭＴの各ゾーンの基準透過光量として、上述した挿入方向Ａ１の紙幣ＭＴの基準透過光量Ｋ₁〜Ｋ₁₆の他に、挿入方向Ａ２〜Ａ４の各紙幣ＭＴのゾーン毎の基準透過光量を取得する。かかる挿入方向Ａ２〜Ａ４の各紙幣ＭＴのゾーン毎の基準透過光量は、上述した基準透過光量Ｋ₁〜Ｋ₁₆と略同様の方法によって取得できる。かかる挿入方向Ａ１〜Ａ４の各紙幣ＭＴのゾーン毎の基準透過光量は、例えば千円札に関する基準データとして光量基準データ９ａに含まれ、かかる光量基準データ９ａの一つとして制御部１１に保持管理される。

なお、かかる光量基準データ９ａに含まれる基準透過光量は、上述したように千円札を例示して説明したが、これに限らず、所望の紙幣に関するものであってもよい。例えば、紙幣識別装置１が日本の紙幣（日本銀行券）を識別するものである場合、かかる光量基準データ９ａは、挿入方向Ａ１〜Ａ４の新旧千円札のゾーン毎の基準透過光量と、挿入方向Ａ１〜Ａ４の二千円札のゾーン毎の基準透過光量と、挿入方向Ａ１〜Ａ４の新旧五千円札のゾーン毎の基準透過光量と、挿入方向Ａ１〜Ａ４の新旧一万円札のゾーン毎の基準透過光量とを含むものであればよい。かかる日本の紙幣に関する各基準透過光量は、上述した紙幣ＭＴ（例えば千円札）の場合と同様に取得することができ、例えば、紙幣の挿入方向別（上述した４種類の挿入方向Ａ１〜Ａ４）および金種別（新旧一万円札、新旧五千円札、二千円札、および新旧千円札の合計７種類）に２８種類になる。

つぎに、紙幣の金種別および４種類の挿入方向別に金種別閾値データ９ｂに含まれる金種別閾値について説明する。図４は、紙幣の４種類の挿入方向別および金種別に設定される金種別閾値を説明するための模式図である。なお、以下では、識別対象の紙幣Ｍの一例として日本の千円札を挙げて金種別閾値の設定について説明する。

金種別閾値データ９ｂには、上述したように、紙幣の金種別（例えば新旧一万円札、新旧五千円札、二千円札、および新旧千円札）および挿入方向別（例えば挿入方向Ａ１〜Ａ４）に設定される紙幣識別処理の複数の閾値、すなわち複数の金種別閾値が含まれる。この場合、複数の金種別閾値は、制御部１１によって紙幣の金種別および挿入方向別に保持管理される。かかる金種別閾値は、上述した光量基準データ９ａに含まれる金種別および挿入方向別の各ゾーンの基準透過光量と紙幣Ｍの各ゾーンの透過光量とを用いて算出される総透過光量差△Ｘに対する閾値である。

なお、この総透過光量差△Ｘは、紙幣の金種別および挿入方向別に光量演算部１１ａによって算出される紙幣Ｍの各ゾーンの透過光量差の合計値であり、識別対象の紙幣Ｍの各ゾーンの透過光量Ｄ_nと基準透過光量Ｋ_nとを用いて次式（１）によって表される。
△Ｘ＝｜Ｄ₁−Ｋ₁｜＋｜Ｄ₂−Ｋ₂｜＋｜Ｄ₃−Ｋ₃｜＋…＋｜Ｄ_n−Ｋ_n｜・・・（１）

ここで、かかる総透過光量差△Ｘは、紙幣識別装置１に挿入された紙幣Ｍの金種および挿入方向の組み合わせと基準透過光量Ｋ_nによって特定される紙幣の金種および挿入方向の組み合わせとが一致する場合、零値近傍の低値になる。これに対し、かかる総透過光量差△Ｘは、この紙幣Ｍの金種および挿入方向の組み合わせと基準透過光量Ｋ_nによって特定される紙幣の金種および挿入方向の組み合わせが一致しない場合、または、この紙幣Ｍが偽の紙幣である場合、金種および挿入方向が一致する場合に比して著しく大きな値になる。

すなわち、図４の曲線Ｃ１に示すように、総透過光量差△Ｘに対する紙幣Ｍの度数分布は、基準透過光量Ｋ_nによって特定される金種および挿入方向の組み合わせと紙幣Ｍの金種および挿入方向の組み合わせとが一致する場合、総透過光量差△Ｘの零近傍の低値側に偏る。これに対し、基準透過光量Ｋ_nによって特定される金種および挿入方向の組み合わせと紙幣Ｍの金種および挿入方向の組み合わせとが一致しない場合、または、紙幣Ｍが偽の紙幣である場合、総透過光量差△Ｘに対する紙幣Ｍの度数分布は、図４の曲線Ｃ２に示すように、上述した曲線Ｃ１に示される度数分布に比して高値側に偏る。

具体的には、紙幣Ｍが例えば挿入方向Ａ１の千円札（真券）であり、上述した図２のプロファイルＢ２に示される千円札の基準透過光量Ｋ₁〜Ｋ₁₆を用いて総透過光量差△Ｘを算出した場合、かかる総透過光量差△Ｘに対する紙幣Ｍの度数分布は、図４の曲線Ｃ１に示すように低値側に偏る。これに対し、かかるプロファイルＢ２に示される千円札の基準透過光量Ｋ₁〜Ｋ₁₆を用いた場合であって、紙幣Ｍが挿入方向Ａ１の千円札（真券）以外、すなわち、挿入方向が異なる千円札、一万円札等の金種が異なる紙幣、または偽の紙幣（例えば偽の千円札）であれば、かかる総透過光量差△Ｘに対する紙幣Ｍの度数分布は、図４の曲線Ｃ２に示すように高値側に偏る。

この場合、挿入方向Ａ１の千円札（真券）の金種別閾値Ｔｈ１は、図４に示すように、曲線Ｃ１によって示される紙幣Ｍの度数分布と曲線Ｃ２によって示される紙幣Ｍの度数分布との間、すなわち、曲線Ｃ１の度数分布範囲に対応する総透過光量差以上であって曲線Ｃ２の度数分布範囲に対応する総透過光量差未満である範囲内に設定すればよい。このように金種別閾値Ｔｈ１を設定した場合、紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘがこの金種別閾値Ｔｈ１以下であれば、この紙幣Ｍは、この金種別閾値Ｔｈ１によって特定される挿入方向Ａ１の千円札である。一方、紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘがこの金種別閾値Ｔｈ１に比して大きい場合、この紙幣Ｍは、この金種別閾値Ｔｈ１によって特定される挿入方向および金種の組み合わせに一致しない紙幣、または偽の紙幣である。

このような総透過光量差△Ｘに対する金種別閾値は、他の挿入方向および金種の紙幣についても、上述した挿入方向Ａ１の千円札（真券）の金種別閾値Ｔｈ１の場合と同様に、総透過光量差に対する紙幣の度数分布を用いて設定することができる。このように紙幣の挿入方向別および金種別に設定された複数の金種別閾値は、上述した金種別閾値データ９ｂとして制御部１１に保持管理される。この場合、かかる複数の金種別閾値は、上述したと基準透過光量と同様に、例えば紙幣の挿入方向別（上述した４種類の挿入方向Ａ１〜Ａ４）および金種別（新旧一万円札、新旧五千円札、二千円札、および新旧千円札の合計７種類）に２８種類になる。

つぎに、識別対象の紙幣Ｍの金種、真偽、および挿入方向を識別する制御部１１の動作について説明する。図５は、挿入口Ｅから挿入された紙幣Ｍを識別するための処理手順を例示するフローチャートである。図５に示すように、制御部１１は、まず、挿入口Ｅから搬送路２ａ内に紙幣Ｍが挿入されたか否かを判断する（ステップＳ１０１）。

具体的には、制御部１１は、挿入口Ｅから搬送路２ａ内に挿入された紙幣Ｍを検知するように紙幣検知部３を制御する。挿入口Ｅから搬送路２ａ内に紙幣Ｍが挿入された場合、紙幣検知部３は、この挿入された紙幣Ｍを検知し、かかる紙幣Ｍの検知結果信号を制御部１１に送信する。制御部１１は、かかる紙幣Ｍの検知結果信号を受信した場合、かかる紙幣Ｍの挿入を検知し（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、挿入口Ｅから搬送路２ａ内に紙幣Ｍが挿入されたと判断する。

その後、制御部１１は、この挿入された紙幣Ｍを搬入するように搬送部２を制御する（ステップＳ１０２）。この場合、搬送部２の駆動部２ｄは、制御部１１の制御に基づいて、この紙幣Ｍを搬送路２ａに沿って搬入方向（図１を参照）に搬送するように搬送ローラ２ｂを循環移動させる。

一方、制御部１１は、かかる紙幣Ｍの検知結果信号を受信しなければ、かかる紙幣Ｍの挿入を検知せず（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、挿入口Ｅから搬送路２ａ内に紙幣Ｍが挿入されていないと判断する。この場合、制御部１１は、かかる紙幣Ｍの検知結果信号を受信するまでステップＳ１０１を繰り返す。

つぎに、制御部１１は、搬送路２ａに沿って搬入方向に搬送される紙幣Ｍが透過光量センサ５に到達したか否かを判断する（ステップＳ１０３）。具体的には、紙幣Ｍは、搬送部２によって搬送されつつ、透過光量センサ５内に搬入される。制御部１１は、かかる透過光量５の発光部５ａおよび受光部５ｂを制御する。この場合、発光部５ａは、受光部５ｂの受光領域に向けて所定の光を発光し、受光部５ｂは、かかる発光部５ａからの光を受光するとともに、この受光した光の光量を検出する。かかる受光部５ｂによって検出された光量は、かかる発光部５ａから直接受光した光を光電変換して生成される光量検出信号によって制御部１１に通知される。ここで、紙幣Ｍが発光部５ａからの光の照射領域に到達した場合、受光部５ｂは、発光部５ａから直接受光した光の光量に代えて、この紙幣Ｍを透過した光の透過光量を検出する。制御部１１は、かかる受光部５ｂの光量検出の変化に対応して光量検出信号の電圧値が変化（低下）した旨を確認する。これに基づいて、制御部１１は、紙幣Ｍが透過光量センサ５に到達したと判断する（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）。

一方、制御部１１は、紙幣Ｍが発光部５ａからの光の照射領域に到達していなければ、かかる光量検出信号の電圧値の変化を確認できない。この場合、制御部１１は、紙幣Ｍが透過光量センサ５に到達していないと判断し（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、このステップＳ１０３を繰り返す。

紙幣Ｍが透過光量センサ５に到達した場合、制御部１１は、上述した単位搬送量の紙幣Ｍの搬送毎にパルス信号を出力するようにタコジェネレータ４を制御する。タコジェネレータ４は、制御部１１の制御に基づいて、紙幣Ｍの単位搬送量を検出し、この単位搬送量を検出した旨を示すパルス信号を制御部１１に送信する。制御部１１は、かかるタコジェネレータ４からのパルス信号と上述したＡ／Ｄ変換信号Ｓ２とをもとに、この紙幣の各ゾーンの透過光量を取得する透過光量取得処理を行う（ステップＳ１０４）。

制御部１１は、この紙幣Ｍの全ゾーンの透過光量を取得完了した場合、この紙幣Ｍの搬送を一時的に停止するように搬送部２を制御する（ステップＳ１０５）。この場合、搬送部２の駆動部２ｄは、搬送ローラ２ｃの駆動を停止して、この紙幣Ｍを搬送路２ａ内に一時停止させる。

このように紙幣Ｍを搬送路２ａ内に一時停止させている間に、制御部１１は、この紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘを金種別および挿入方向別に算出する総光量差演算処理を行う（ステップＳ１０６）。そして、制御部１１は、このステップＳ１０６において算出した紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘをもとに紙幣Ｍの金種、挿入方向、および真偽を識別する紙幣識別処理を行う（ステップＳ１０７）。

このステップＳ１０７の紙幣識別処理において、制御部１１は、この紙幣Ｍの金種および挿入方向を確定できた場合、この紙幣Ｍをこの金種および挿入方向の紙幣（真券）に確定する。制御部１１は、このように紙幣Ｍを真の紙幣に確定した場合（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、この紙幣Ｍを受け入れる（ステップＳ１０９）。この場合、制御部１１は、この紙幣Ｍの搬入を再開するように搬送部２を制御する。搬送部２は、かかる制御部１１の制御に基づいて、搬送路２ａに沿って搬入方向にこの紙幣Ｍを搬送し、例えば自動販売機等の金庫にこの紙幣Ｍを搬入する。

その後、制御部１１は、この紙幣Ｍの金額を出力するように出力部１０を制御する（ステップＳ１１０）。この場合、出力部１１０は、上述したステップＳ１０７の紙幣識別処理の結果として、この紙幣Ｍの金額を表示出力またはプリント出力する。ユーザは、かかる出力部１１０による表示出力またはプリント出力を視認することによって、挿入口Ｅから挿入した紙幣Ｍが真券である旨と紙幣Ｍの金額とを知ることができる。

一方、制御部１１は、上述したステップＳ１０７の紙幣識別処理によって紙幣Ｍを真の紙幣に確定できなかった場合（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、この紙幣Ｍに対する紙幣識別処理が全ての金種および挿入方向について処理完了していれば（ステップＳ１１１，Ｙｅｓ）、この紙幣Ｍを偽の紙幣であると識別し、この紙幣Ｍを返却する（ステップＳ１１３）。この場合、制御部１１は、この紙幣Ｍを挿入口Ｅから排出するように搬送部２を制御する。搬送部２は、かかる制御部１１の制御に基づいて、搬送路２ａに沿って排出方向（図１を参照）にこの紙幣Ｍを搬送し、挿入口Ｅからこの紙幣Ｍを排出する。

なお、制御部１１は、この紙幣Ｍに対する紙幣識別処理が全ての金種および挿入方向について未だ完了していなければ（ステップＳ１１１，Ｎｏ）、この紙幣Ｍに対する比較データを変更する（ステップＳ１１２）。具体的には、この比較データは、上述したステップＳ１０６の総光量差演算処理に用いられる各ゾーンの基準透過光量および上述したステップＳ１０７の紙幣識別処理に用いられる金種別閾値である。制御部１１は、かかる総光量差演算処理を行う際に光量基準データ９ａの中から読み出す基準透過光量を他の金種および挿入方向の基準透過光量に変更する。これに対応して、制御部１１は、かかる紙幣識別処理を行う際に金種別閾値データ９ｂの中から読み出す金種別閾値を、この変更した基準透過光量に特定される金種および挿入方向の金種別閾値に変更する。その後、制御部１１は、上述したステップＳ１０６に戻り、このステップＳ１０６以降の処理手順を繰り返す。

つぎに、上述したステップＳ１０４の透過光量取得処理について説明する。図６は、透過光量取得処理を達成するまでの処理手順を例示するフローチャートである。制御部１１は、上述したように、タコジェネレータ４からのパルス信号とＡ／Ｄ変換部からの７からのＡ／Ｄ変換信号Ｓ２とをもとに紙幣Ｍの各ゾーンＺ_n（ｎ＝１，２，３，・・・）の透過光量を取得する。

すなわち、図６に示すように、制御部１１は、紙幣Ｍに形成される各ゾーンＺ_nをそれぞれ特定するゾーン番号ｎを初期化する（ステップＳ２０１）。具体的には、制御部１１は、上述したステップＳ１０３において紙幣Ｍが透過光量センサ５に到達したと判断した場合、かかるゾーン番号ｎを初期化する。この場合、光量演算部１１ａは、紙幣Ｍを搬送方向に分割した複数のゾーンのうちの１番目のゾーンＺ₁（すなわち紙幣Ｍの挿入方向の先頭ゾーン）を特定するゾーン番号ｎ（＝１）に初期化する。

その後、制御部１１は、Ａ／Ｄ変換部７からのＡ／Ｄ変換信号Ｓ２をもとに、紙幣Ｍの現ゾーン番号ｎのゾーンＺ_nにおける単位透過光量を順次取得する（ステップＳ２０２）。この場合、光量演算部１１ａは、かかるＡ／Ｄ変換信号Ｓ２をもとに、かかる単位透過光量に対応する電圧値であるＡ／Ｄ変換値を抽出し、抽出したＡ／Ｄ変換値をもとに現ゾーン番号ｎのゾーンＺ_nにおける単位透過光量を算出する。

制御部１１は、かかる光量演算部１１ａの演算処理によって単位透過光量を取得した場合、紙幣Ｍが１つのゾーン分だけ搬送完了したか否かを判断する（ステップＳ２０３）。具体的には、タコジェネレータ４は、上述したように、紙幣Ｍの１ゾーン分の搬送量に相当する単位搬送量を検出した場合、その都度、かかる単位搬送量を検出した旨を示すパルス信号を制御部１１に送信する。制御部１１は、かかるタコジェネレータ４からのパルス信号を受信していなければ、紙幣Ｍの１ゾーン分の搬送が未だ完了していないと判断し（ステップＳ２０３，Ｎｏ）、上述したステップＳ２０２に戻り、このステップＳ２０２以降の処理手順を繰り返す。

このように、制御部１１は、紙幣Ｍの１ゾーン分の搬送が完了するまで上述したステップＳ２０２，２０３を繰り返す。この場合、光量演算部１１ａは、紙幣Ｍの１ゾーン分の搬送が完了する（すなわち紙幣Ｍが単位搬送量だけ搬送される）までに順次入力されたＡ／Ｄ変換信号Ｓ２をもとに、現ゾーン番号ｎのゾーンＺ_nにおける単位透過光量を順次算出する。制御部１１は、この紙幣Ｍの１ゾーン分の搬送が完了するまでに光量演算部１１ａによって順次算出された複数の単位透過光量、すなわち、紙幣Ｍの現ゾーン番号ｎのゾーンＺ_nにおける複数の単位透過光量を取得する。

その後、制御部１１は、タコジェネレータ４から上述したパルス信号を受信した場合、かかるタコジェネレータ４からのパルス信号の変化（例えばパルス信号の立ち上がりまたは立下り）をもとに、１ゾーン分の紙幣Ｍの搬送を完了したと判断する（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）。この場合、制御部１１は、上述したステップＳ２０２，２０３を繰り返すことによって取得した複数の単位透過光量をもとに、紙幣Ｍの１ゾーン分の透過光量を取得する（ステップＳ２０４）。

具体的には、光量演算部１１ａは、上述したタコジェネレータ４からのパルス信号によって、この紙幣Ｍの単位搬送量を検出した旨が通知される。光量演算部１１ａは、かかるパルス信号によってこの単位搬送量を検出した旨が通知されるまでの間に順次算出した複数の単位透過光量を平均化し、紙幣Ｍの現ゾーン番号ｎのゾーンＺ_nにおける透過光量として、かかる複数の単位透過光量の平均値である透過光量Ｄ_nを算出する。このようにして、制御部１１は、紙幣Ｍの１ゾーン分の透過光量である透過光量Ｄ_nを取得し、得られた透過光量Ｄ_nを記憶部９に保存する。

つぎに、制御部１１は、かかる紙幣Ｍのゾーン番号ｎを更新する（ステップＳ２０５）。この場合、光量演算部１１ａは、紙幣Ｍの現ゾーン番号ｎをインクリメント処理することによって、この紙幣Ｍの現ゾーン番号ｎを後続のゾーンを特定するゾーン番号に更新する。

その後、制御部１１は、紙幣Ｍの全ゾーンＺ₁，Ｚ₂，…，Ｚ_nの透過光量を取得完了したか否かを判断する（ステップＳ２０６）。具体的には、制御部１１は、上述したステップＳ２０５において更新したゾーン番号ｎが紙幣Ｍのゾーン数量以下である場合、紙幣Ｍの全ゾーンＺ₁，Ｚ₂，…，Ｚ_nの透過光量を未だ取得完了していないと判断し（ステップＳ２０６，Ｎｏ）、上述したステップＳ２０２に戻り、このステップＳ２０２以降の処理手順を繰り返す。

このように、制御部１１は、紙幣Ｍの全ゾーンの透過光量を取得完了するまで上述したステップＳ２０２〜２０６を繰り返す。この場合、光量演算部１１ａは、紙幣Ｍのゾーン毎に透過光量を順次算出し、この紙幣Ｍの全ゾーンＺ₁，Ｚ₂，…，Ｚ_nの透過光量Ｄ₁，Ｄ₂，…，Ｄ_nを算出完了する。制御部１１は、かかる光量演算部１１ａによって算出された透過光量Ｄ₁，Ｄ₂，…，Ｄ_nを取得し、得られた透過光量Ｄ₁，Ｄ₂，…，Ｄ_nを記憶部９に保存する。

その後、制御部１１は、上述したステップＳ２０５において更新したゾーン番号ｎが紙幣Ｍのゾーン数量を超えた場合、紙幣Ｍの全ゾーンＺ₁，Ｚ₂，…，Ｚ_nの透過光量を取得完了したと判断し（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）、紙幣Ｍに対する透過光量取得処理を完了し、上述したステップＳ１０５に進む。

つぎに、上述したステップＳ１０６の総光量差演算処理について説明する。図７は、金種別および挿入方向別に区別される複数種類の基準透過光量のうちの一種類について総光量差演算処理を達成するまでの処理手順を例示するフローチャートである。制御部１１は、上述した透過光量取得処理によって取得した紙幣Ｍの各ゾーンの透過光量Ｄ₁〜Ｄ_nと光量基準データ９ａに含まれる金種別および挿入方向別の基準透過光量とを用い、かかる紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘを算出する。

すなわち、図７に示すように、制御部１１は、光量基準データ９ａに含まれる金種別および挿入方向別の基準透過光量と紙幣Ｍの各ゾーンの透過光量とを記憶部９から読み出し、この紙幣Ｍのゾーン毎に透過光量差を算出する（ステップＳ３０１）。この場合、光量演算部１１ａは、光量基準データ９ａに含まれる金種別および挿入方向別の複数種類の基準透過光量のうちの一種類と紙幣Ｍの各ゾーンの透過光量との差（すなわち透過光量差）を紙幣Ｍのゾーン毎に算出する。

ここで、かかる一種類の基準透過光量とは、上述した４種類の挿入方向Ａ１〜Ａ４のいずれか一つと複数種類の金種（例えば新旧一万円札、新旧５千円札、二千円札、および新旧千円札の合計７種類の金種）のいずれか一つとによって特定される真の紙幣の各ゾーンの基準透過光量である。言い換えれば、かかる一種類の基準透過光量によって紙幣の金種および挿入方向が特定される。光量演算部１１ａは、かかる一種類の基準透過光量と紙幣Ｍの全ゾーンＺ₁〜Ｚ_nの透過光量Ｄ₁〜Ｄ_nとをゾーン毎にそれぞれ減算し、かかるゾーン毎の各差の絶対値を紙幣Ｍの各ゾーンの透過光量差として算出する。

つぎに、制御部１１は、かかる光量演算部１１ａによって算出された紙幣Ｍの各ゾーンの透過光量差を紙幣Ｍの全ゾーンＺ₁〜Ｚ_nについて合計し（ステップＳ３０２）、総透過光量差△Ｘを取得する。この場合、光量演算部１１ａは、上述した式（１）に示すように紙幣Ｍの各ゾーンの透過光量差を全ゾーンＺ₁〜Ｚ_nについて積算し、この紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘを算出する。

かかる総透過光量差△Ｘは、紙幣の金種別および挿入方向別に光量演算部１１ａによって算出される値であり、上述したステップＳ３０１において用いられた一種類の基準透過光量によって特定される紙幣の金種および挿入方向の組み合わせに対応する。例えば、ステップＳ３０１における一種類の基準透過光量が挿入方向Ａ１の新千円札の基準透過光量である場合、ステップＳ３０２において算出された総透過光量差△Ｘは、かかる一種類の基準透過光量によって特定される金種（新千円札）および挿入方向Ａ１に対応する。

その後、制御部１１は、上述したステップＳ３０２において光量演算部１１ａに算出された紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘを記憶部９に保存する（ステップＳ３０３）。このようなステップＳ３０１〜Ｓ３０２の処理手順によって、制御部１１は、紙幣Ｍに対する総光量差演算処理を上述した一種類の基準透過光量について達成する。

つぎに、上述したステップＳ１０７の紙幣識別処理について説明する。図８は、金種別および挿入方向別に区別される複数の金種別閾値のうちの一つについて紙幣識別処理を達成するまでの処理手順を例示するフローチャートである。制御部１１は、上述した総光量差演算処理によって算出された紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘと金種別閾値データ９ｂに含まれる金種別および挿入方向別の閾値（すなわち金種別閾値）とを用い、かかる紙幣Ｍの金種、挿入方向、および真偽を識別する。

すなわち、図８に示すように、制御部１１は、金種別閾値データ９ｂに含まれる複数の金種別閾値のうちの一つと上述した紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘとを記憶部９から読み出し、かかる金種別閾値と総透過光量差△Ｘとを比較する（ステップＳ４０１）。この場合、紙幣識別部１１ｂは、金種別閾値データ９ｂに含まれる複数の金種別閾値の中から、この紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘに対応する金種および挿入方向と同一の金種および挿入方向を特定する金種別閾値を選択し、この選択した金種別閾値と紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘとを比較する。なお、かかる紙幣識別部１１ｂによって選択された金種別閾値は、上述したステップＳ３０１において光量基準データ９ａの中から選択された一種類の基準透過光量と同一の金種および挿入方向を特定する。

その後、制御部１１は、この総透過光量差△Ｘがこの金種別閾値以下であれば（ステップＳ４０２，Ｙｅｓ）、この金種別閾値によって特定される金種および挿入方向を紙幣Ｍの金種および挿入方向に確定し（ステップＳ４０３）、上述したステップＳ１０８に進む。この場合、紙幣識別部１１ｂは、上述したステップＳ４０１において選択した金種別閾値と紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘとの比較結果として、この総透過光量差△Ｘがこの金種別閾値以下である旨を取得する。かかる紙幣識別部１１ｂは、この金種別閾値によって特定される金種および挿入方向の組み合わせが紙幣Ｍの金種および挿入方向の組み合わせに一致すると判断し、この紙幣Ｍを真の紙幣であると識別するとともに、かかる金種別閾値と同一の金種および挿入方向の紙幣Ｍであると識別する。このことに基づいて、紙幣識別部１１ｂは、かかる金種別閾値によって特定される金種および挿入方向を紙幣Ｍの金種および挿入方向に確定する。

一方、制御部１１は、この総透過光量差△Ｘがこの金種別閾値に比して大きい場合（ステップＳ４０２，Ｎｏ）、この紙幣Ｍの金種および挿入方向に未確定にし（ステップＳ４０４）、上述したステップＳ１０８に進む。この場合、紙幣識別部１１ｂは、上述したステップＳ４０１において選択した金種別閾値と紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘとの比較結果として、この総透過光量差△Ｘがこの金種別閾値に比して大きい値である旨を取得する。かかる紙幣識別部１１ｂは、この金種別閾値によって特定される金種および挿入方向の組み合わせと紙幣Ｍの金種および挿入方向の組み合わせとが一致しないと判断する。

ここで、この金種別閾値と金種および挿入方向の組み合わせが一致しない紙幣Ｍは、上述した金種別閾値データ９ｂに含まれる他の金種別閾値によって特定される金種および挿入方向の紙幣または偽の紙幣である。この場合、紙幣識別部１１ｂは、かかる一つの金種別閾値と総透過光量差△Ｘとの比較結果のみに基づいて紙幣Ｍの金種および挿入方向を確定することができない。したがって、紙幣識別部１１ｂは、かかる一つの金種別閾値に比して総透過光量差△が大きい場合の紙幣Ｍについて、その金種および挿入方向を未確定にする。

かかる紙幣識別部１１ｂは、制御部１１が上述したステップＳ１０６〜Ｓ１１２を繰り返した場合、金種別閾値データ９ｂに含まれる複数の金種別閾値のそれぞれと紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘとを順次比較する。紙幣識別部１１ｂは、紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘが複数の金種別閾値のいずれか一つの金種別閾値以下である場合、この紙幣Ｍを真の紙幣であると識別するとともに、この金種別閾値に特定される金種および挿入方向の紙幣Ｍであると識別する。これに対し、紙幣識別部１１ｂは、全ての金種別閾値と紙幣Ｍの透過光量差△Ｘとをそれぞれ比較しても紙幣Ｍを真の紙幣に確定できずに紙幣識別処理を完了した場合、すなわち、紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘが全ての金種別閾値に比して大きい場合、この紙幣Ｍを偽の紙幣であると識別する。

つぎに、識別対象の紙幣Ｍの一例として日本銀行券のうちの新千円札を挙げて、紙幣Ｍの金種および真偽等を識別する制御部１１の動作を具体的に説明する。図９は、識別対象の紙幣Ｍに一致する金種および挿入方向の基準透過光量を用いて総透過光量差△Ｘを得る制御部１１の動作を説明するための模式図である。図１０は、識別対象の紙幣Ｍと異なる金種または挿入方向の基準透過光量を用いて総透過光量差△Ｘを得る制御部１１の動作を説明するための模式図である。

識別対象の紙幣Ｍ（例えば新千円札）は、紙幣識別装置１の挿入口Ｅから上述した挿入方向Ａ１に沿って搬送路２ａ内に挿入される。この状態において、この紙幣Ｍは、挿入方向Ａ１に順次搬送される挿入方向Ａ１の新千円札になる。また、この紙幣Ｍは、上述したように搬送部２によって搬送されつつ、例えば図９に示すように、その搬送方向（すなわち挿入方向Ａ１）に１６のゾーンＺ₁〜Ｚ₁₆に分割され、かかるゾーンＺ₁〜Ｚ₁₆を搬送方向に沿って通過するように走査ラインＬが設定される。このような紙幣ＭのゾーンＺ₁〜Ｚ₁₆の各幅は、搬送部２による紙幣Ｍの単位搬送量に相当し、例えば、１０ｍｍ以下であることが望ましい。

かかる紙幣ＭのゾーンＺ₁〜Ｚ₁₆は、走査ラインＬに沿ってゾーン番号ｎ順に順次、上述した発光部５ａからの光を透過する。制御部１１は、かかる紙幣ＭのゾーンＺ₁〜Ｚ₁₆の各透過光量Ｄ₁〜Ｄ₁₆を取得する。具体的には、光量演算部１１ａは、上述したタコジェネレータ４からのパルス信号とＡ／Ｄ変換信号Ｓ２とをもとに、この紙幣ＭのゾーンＺ₁〜Ｚ₁₆の各透過光量Ｄ₁〜Ｄ₁₆をゾーン毎にそれぞれ算出する。かかる光量演算部１１ａによって算出された透過光量Ｄ₁〜Ｄ₁₆は、例えば図９に示すように、走査ラインＬ上の各ゾーン（すなわちゾーン番号ｎ）に対して透過光量のプロファイルＢ１を形成する。

制御部１１は、このように取得した紙幣Ｍの各ゾーンの透過光量Ｄ₁〜Ｄ₁₆と光量基準データ９ａに含まれる基準透過光量をと用いて紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘを算出する。具体的には、光量演算部１１ａは、光量基準データ９ａに含まれる複数種類の基準透過光量の中から、例えば挿入方向Ａ１の新千円札に対応する基準透過光量を選択する。光量演算部１１ａは、選択した基準透過光量と紙幣Ｍの透過光量との差（すなわち透過光量差）をゾーンＺ₁〜Ｚ₁₆のそれぞれについて算出する。そして、光量演算部１１ａは、このように算出した紙幣Ｍの各ゾーンの透過光量差を全ゾーンＺ₁〜Ｚ₁₆について積算し、この紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘを算出する。

なお、かかる挿入方向Ａ１の新千円札に対応する基準透過光量として、例えば図９に示すように、プロファイルＢ２によって示される基準透過光量Ｋ₁〜Ｋ₁₆が用いられる。かかるプロファイルＢ２の基準透過光量Ｋ₁〜Ｋ₁₆は、例えば紙幣の挿入方向Ａ１と金種（新千円札）とを特定するものであって、この紙幣Ｍの各ゾーンの透過光量Ｄ₁〜Ｄ₁₆にそれぞれ対応する基準データである。この場合、かかる紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘは、次式（２）によって表される。
△Ｘ＝｜Ｄ₁−Ｋ₁｜＋｜Ｄ₂−Ｋ₂｜＋…＋｜Ｄ₁₆−Ｋ₁₆｜ ・・・（２）

ここで、識別対象の紙幣Ｍが挿入方向Ａ１の新千円札である場合、この紙幣Ｍの各ゾーンの透過光量Ｄ₁〜Ｄ₁₆を示すプロファイルＢ１は、図９に示すように、この挿入方向Ａ１の新千円札に対応する基準透過光量Ｋ₁〜Ｋ₁₆を示すプロファイルＢ２に近い形状（パターン）のものになる。この場合、かかる紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘは、例えば零値近傍の低い値であり、この挿入方向Ａ１の新千円札に対応する金種別閾値Ｔｈ１以下になる。

制御部１１は、かかる紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘをもとに、この紙幣Ｍの金種、挿入方向、および真偽を識別する。具体的には、紙幣識別部１１ｂは、金種別閾値データ９ｂに含まれる金種別および挿入方向別の複数の金種別閾値の中から、かかる基準透過光量Ｋ₁〜Ｋ₁₆と同一の金種（新千円札）および挿入方向（挿入方向Ａ１）に対応する金種別閾値Ｔｈ１を選択する。かかる金種別閾値Ｔｈ１は、紙幣の挿入方向を挿入方向Ａ１に特定するとともに金種を新千円札に特定する。紙幣識別部１１ｂは、かかる金種別閾値Ｔｈ１と紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘとを比較し、この総透過光量差△Ｘがこの金種別閾値Ｔｈ１以下である旨の比較結果に基づいて、この紙幣Ｍを真券であって挿入方向Ａ１の新千円札であると識別する。

一方、光量演算部１１ａによって選択された基準透過光量Ｋ₁〜Ｋ₁₆に対応する金種および挿入方向の組み合わせが識別対象の紙幣Ｍに一致しない場合、かかる基準透過光量Ｋ₁〜Ｋ₁₆を示す透過光量のプロファイルＢ３は、例えば図１０に示すように、この紙幣Ｍに関する透過光量のプロファイルＢ１に近似する部分が殆ど無い異なる形状（パターン）のものになる。なお、かかるプロファイルＢ３の基準透過光量Ｋ₁〜Ｋ₁₆によって特定される紙幣の金種および挿入方向の組み合わせは、この紙幣Ｍの金種および挿入方向の組み合わせ（挿入方向Ａ１の新千円札）以外のものであり、例えば、挿入方向Ａ１〜Ａ４の旧千円札、挿入方向Ａ２〜Ａ４の新千円札、挿入方向Ａ１〜Ａ４の二千円札、挿入方向Ａ１〜Ａ４の新旧五千円札、挿入方向Ａ１〜Ａ４の新旧一万円札等である。

ここで、かかるプロファイルＢ３の基準透過光量Ｋ₁〜Ｋ₁₆と紙幣Ｍの各ゾーンの透過光量Ｄ₁〜Ｄ₁₆とをゾーン毎に比較した場合、例えばカラーコピーやスキャナ等の高性能化に起因して、かかるゾーン毎の透過光量差に僅少なものが含まれる虞がある。この場合、紙幣Ｍのゾーン毎に透過光量差と閾値とを比較し、かかる透過光量差の比較結果をもとに紙幣の真偽および金種等を識別することは困難である。

これに対し、本発明の実施の形態にかかる紙幣識別装置１では、光量演算部１１ａが、上述した式（２）に示すように、かかるプロファイルＢ３の基準透過光量Ｋ₁〜Ｋ₁₆と紙幣Ｍの各ゾーンの透過光量Ｄ₁〜Ｄ₁₆との透過光量差をゾーン毎に算出し、算出した各透過光量差を紙幣Ｍの全ゾーンについて積算して紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘを算出する。このように各ゾーンの僅少な透過光量差を積算することによって、光量演算部１１ａは、紙幣の金種および挿入方向の組み合わせ別または真偽別に異なる各紙幣の相違点（例えば透過光量差）を強調することができる。

紙幣識別部１１ｂは、かかる光量演算部１１ａの演算処理によって強調された紙幣の相違点、すなわち紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘと金種別閾値Ｔｈ２とを比較する。紙幣識別部１１ｂは、この総透過光量差△Ｘがこの金種別閾値Ｔｈ２に比して大きい旨の比較結果に基づいて、この金種別閾値Ｔｈ２に特定される金種および挿入方向の組み合わせ以外の金種および挿入方向の紙幣Ｍであると識別し、または、この紙幣Ｍを偽の紙幣であると識別する。この場合、かかる紙幣識別部１１ｂによって金種別閾値データ９ｂの中から選択される金種別閾値Ｔｈ２は、挿入方向Ａ１の新千円札に対応する金種別閾値Ｔｈ１と異なるものであり、上述したプロファイルＢ３の基準透過光量Ｋ₁〜Ｋ₁₆と同一の金種および挿入方向の組み合わせを特定する。

つぎに、本発明の実施の形態にかかる紙幣識別装置１の一応用例を説明する。図１１は、本発明の実施の形態にかかる紙幣識別装置が組み込まれた自動販売機の一構成例を模式的に示すブロック図である。なお、図１１において、紙幣識別装置１の全構成部のうちの搬送部２、透過光量センサ５、出力部１０、制御部１１、および挿入口Ｅが図示され、紙幣識別装置１のその他の構成部は省略されている。

図１１に示すように、この自動販売機１００は、上述した紙幣識別装置１と、商品群を収納する商品収納部１０１と、かかる商品群の中から所望の商品を選択指定するためのボタン群１０２と、ボタン群１０２によって指定された商品を商品収納部１０１から取出口１０３に搬送する販売駆動部１０４と、商品の代金である紙幣を収納する金庫１０５と、自動販売機１００の各構成部を制御する自販機制御部１０６とを有する。

かかる自動販売機１００に組み込まれた紙幣識別装置１は、挿入口Ｅから挿入された紙幣Ｍを金庫１０５に向けて搬送するとともに、この紙幣Ｍの金種および真偽等を識別する。かかる紙幣識別装置１は、この紙幣Ｍを真の紙幣であると識別した場合、この紙幣Ｍを金庫１０５に搬入し、この紙幣Ｍを偽の紙幣であると識別した場合、この紙幣Ｍを挿入口Ｅから排出（返却）する。

具体的には、紙幣Ｍは、自動販売機１００の紙幣投入口に該当する挿入口Ｅから投入（挿入）される。かかる挿入口Ｅから挿入された紙幣Ｍは、搬送部２によって搬送されつつ、透過光量センサ５によって各ゾーンの透過光量が検出される。制御部１１は、上述したように、かかる紙幣Ｍの各ゾーンの透過光量を用いて紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘを算出し、この総透過光量差△Ｘをもとに紙幣Ｍの金種および真偽等を識別する。

制御部１１は、この紙幣Ｍが真である旨とその金種とを識別した場合、この紙幣Ｍの金種を自販機制御部１０６に通知するとともに、この紙幣Ｍの識別結果を出力部１０に表示させる。自販機制御部１０６は、かかる紙幣Ｍの金種を示す旨の通知を受けた場合、ボタン群１０２を所定の入力受付状態（例えば紙幣Ｍの金額内の商品を選択指定できる状態）にするとともに、金庫１０５内への紙幣Ｍの搬入を一時停止するように制御部１１に対して指示する。

その後、ボタン群１０２の中から所望の商品の選択ボタンが押された場合、この選択ボタンによって選択された商品の指定情報が自販機制御部１０６に入力される。この場合、自販機制御部１０６は、かかる商品の指定情報に基づいて販売駆動部１０４を制御する。販売駆動部１０４は、かかる自販機制御部１０６の制御に基づいて所定の商品販売動作を行うものである。具体的には、販売駆動部１０４は、かかる商品の指定情報によって指定される商品を商品収納部１０１から取り出し、取り出した商品を取出口１０３から搬出する。

自販機制御部１０６は、かかる販売駆動部１０４の商品販売動作が完了した場合、この紙幣Ｍを金庫１０５に搬入するように制御部１１に指示する。制御部１１は、かかる自販機制御部１０６からの指示に基づいて、この紙幣Ｍを金庫に搬入するように搬送部２を制御する。このようにして、この紙幣Ｍは、商品の代金として金庫１０５に収納される。

一方、制御部１１は、この紙幣Ｍを偽の紙幣であると識別した場合、この紙幣Ｍが偽である旨を自販機制御部１０６に通知するとともに、この紙幣Ｍ（偽であると識別された紙幣）を挿入口Ｅから排出するように搬送部２を制御する。この場合、この偽であると識別された紙幣Ｍは、搬送部２によって挿入口Ｅから排出（返却）される。自販機制御部１０６は、この紙幣Ｍが偽である旨の通知を受けた場合、ボタン群１０２を所定の入力禁止状態（例えば商品を選択指定できない状態）にする。このようにして、自販機制御部１０６は、投入された紙幣Ｍが偽である場合に商品の販売動作を禁止する。

なお、本発明の実施の形態では、紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘと比較する金種別閾値を紙幣の金種別および挿入方向別に複数設定していたが、これに限らず、識別対象の紙幣の金種および挿入方向の全組み合わせに共通する一つの閾値（共通閾値）を設定し、この閾値と総透過光量差△Ｘとを比較してもよい。

この場合、例えば図４に例示した総透過光量差△Ｘに対する紙幣の度数分布において、低値側に偏った紙幣の度数分布（例えば図４の曲線Ｃ１）に対応する総透過光量差以上という条件と、高値側に偏った紙幣の度数分布（例えば図４の曲線Ｃ２）に対応する総透過光量差未満という条件とを、紙幣の金種および挿入方向の全組み合わせに共通して満足する範囲内に、かかる共通閾値を設定すればよい。紙幣識別部１１ｂは、かかる共通閾値と紙幣Ｍの総透過光量差△Ｘとを比較し、総透過光量差△Ｘが共通閾値以下である場合、この紙幣Ｍを基準透過光量に特定される金種および挿入方向の真券であると識別し、総透過光量差△Ｘが共通閾値に比して大きい場合、この紙幣Ｍを基準透過光量に特定される金種および挿入方向の組み合わせ以外の紙幣であると識別し、またはこの紙幣Ｍを偽の紙幣であると識別すればよい。

また、本発明の実施の形態では、識別対象の紙幣Ｍの一例として日本銀行券を挙げていたが、これに限らず、識別対象の紙幣Ｍは、ドル紙幣またはユーロ紙幣等の１以上の所望の国の紙幣であってもよい。この場合、１以上の所望の国の紙幣について上述した基準透過光量および金種別閾値をそれぞれ設定すればよい。

さらに、本発明の実施の形態では、上述した紙幣識別装置１を自動販売機に適用した一例を示したが、これに限らず、かかる紙幣識別装置１は、両替機または遊戯装置等の紙幣を投入する各種装置に適用することも可能である。

また、本発明の実施の形態では、搬送方向に分割される紙幣Ｍの各ゾーンの幅を１０ｍｍ以下にしていたが、これに限らず、紙幣Ｍの各ゾーンの幅は、１０ｍｍ以下であることが望ましいが、紙幣Ｍを搬送方向に複数分割可能な幅であれば、所望のものであってもよい。また、かかる紙幣Ｍのゾーン数量は、上述した１６ゾーンに限らず、複数であればよいが、１６ゾーン以上であることが望ましい。このように紙幣Ｍをより多くのゾーンに分割することによって、紙幣の金種および挿入方向の組み合わせ別または真偽別に区別される各紙幣の相違点（例えば透過光量差）をより顕著化できるからである。この結果、紙幣Ｍをより容易に且つ高精度に識別することができる。

以上、説明したように、本発明の実施の形態では、識別対象の紙幣の各ゾーンの透過光量と金種別および挿入方向別の基準透過光量との差（透過光量差）を紙幣のゾーン毎に算出し、かかる透過光量差を紙幣の全ゾーンについて積算した総透過光量差を算出し、この総透過光量差をもとに、この紙幣の金種、挿入方向、および真偽を識別するように構成した。このため、紙幣の各ゾーンの透過光量差に僅少なものが含まれる場合であっても、紙幣の金種および挿入方向の組み合わせ別または真偽別に区別される各紙幣の相違点（例えば透過光量差）を紙幣識別処理に十分な程度に強調することができる。この結果、識別対象の紙幣に対して光透過ラインである走査ラインを容易に設定することができ、多金種の紙幣の金種および真偽等を容易に識別できる紙幣識別装置を実現することができる。

以上のように、本発明にかかる紙幣識別装置は、紙幣の金種および真偽等を識別する紙幣識別処理に有用であり、特に、紙幣の各ゾーンの透過光量を検出して紙幣識別処理を行う紙幣識別装置に適している。

本発明の実施の形態にかかる紙幣識別装置の一構成例を模式的に示すブロック図である。 光量基準データに含まれる基準透過光量の一例を示す模式図である。 搬送路に挿入される紙幣の挿入方向を説明するための模式図である。 紙幣の４種類の挿入方向別および金種別に設定される金種別閾値を説明するための模式図である。 挿入口から挿入された紙幣を識別するための処理手順を例示するフローチャートである。 透過光量取得処理を達成するまでの処理手順を例示するフローチャートである。 一種類の基準透過光量について総光量差演算処理を達成するまでの処理手順を例示するフローチャートである。 一つの金種別閾値について紙幣識別処理を達成するまでの処理手順を例示するフローチャートである。 識別対象の紙幣に一致する金種および挿入方向の基準透過光量を用いて総透過光量差を得る制御部の動作を説明するための模式図である。 識別対象の紙幣と異なる金種または挿入方向の基準透過光量を用いて総透過光量差を得る制御部の動作を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態にかかる紙幣識別装置が組み込まれた自動販売機の一構成例を模式的に示すブロック図である。

符号の説明

１ 紙幣識別装置
２ 搬送部
２ａ 搬送路
２ｂ 搬送ベルト
２ｃ 搬送ローラ
２ｄ 駆動部
３ 紙幣検知部
４ タコジェネレータ
５ 透過光量センサ
５ａ 発光部
５ｂ 受光部
６ 増幅部
７ Ａ／Ｄ変換部
８ 入力部
９ 記憶部
９ａ 光量基準データ
９ｂ 金種別閾値データ
１０ 出力部
１１ 制御部
１１ａ 光量演算部
１１ｂ 紙幣識別部
１００ 自動販売機
１０１ 商品収納部
１０２ ボタン群
１０３ 取出口
１０４ 販売駆動部
１０５ 金庫
１０６ 自販機制御部
Ｅ 挿入口
Ｌ 走査ライン
Ｍ，ＭＴ 紙幣
Ｚ₁〜Ｚ₁₆，Ｚ_n ゾーン

Claims (3)

1. 紙幣挿入口から挿入された紙幣を搬送する搬送手段と、
   前記紙幣の長手方向全長に亘って分割される前記紙幣の全分割領域を前記紙幣の搬送方向に沿って通過する走査ラインに沿って前記紙幣に光を照射し、該走査ラインに沿って前記紙幣を透過した透過光量を検出する光量検出手段と、
   前記紙幣の搬送方向に分割される前記紙幣の分割領域毎に、紙幣面の表裏別に異なる４種類の紙幣挿入方向別および金種別に設定された基準透過光量と前記透過光量との透過光量差を算出し、前記紙幣挿入方向別および前記金種別に前記紙幣の全分割領域の前記透過光量差を積算した総透過光量差を求める演算処理手段と、
   前記総透過光量差をもとに、紙幣面の表裏別に異なる４種類の紙幣挿入方向別および金種別に設定される複数の金種別閾値と前記総透過光量差を比較し、前記総透過光量差が前記複数の金種別閾値のいずれかの金種別閾値以下である場合、該金種別閾値に特定される紙幣挿入方向および金種であり且つ真であると前記紙幣を識別し、前記総透過光量差が前記複数の金種別閾値のいずれかの金種別閾値に比して大きい場合、該金種別閾値に特定される紙幣挿入方向および金種以外の紙幣挿入方向および金種である又は偽であると前記紙幣を識別する識別処理手段と、
   を備えたことを特徴とする紙幣識別装置。
2. 前記紙幣の単位搬送量を検出し、該単位搬送量を検出した旨を前記演算処理手段に通知する搬送量検出手段を備え、
   前記演算処理手段は、前記単位搬送量毎に前記紙幣を分割して形成される前記分割領域毎に前記透過光量差を算出し、前記総透過光量差を求めることを特徴とする請求項１に記載の紙幣識別装置。
3. 前記紙幣の単位搬送量は、１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の紙幣識別装置。

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