JP5360741B2 - Paper sheet inspection method and inspection apparatus using terahertz light - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and apparatus capable of noncontactly detecting the thickness of a paper sheet such as a bank note or noncontactly inspecting whether or not a foreign object such as tape etc. is placed on a bank note. <P>SOLUTION: Terahertz light 12 is used to noncontactly inspect the thickness of a bank note 14. For the terahertz light 12, the wavelength to be used is a fraction of one to several times the thickness of the bank note 14. The terahertz light 12 is irradiated from one side 141 of the bank note 14, and reflected terahertz lights 121, 124 reflected from the front surface 141 and the back surface 142 of the bank note 14 are detected. The detected reflected terahertz light has a phase difference as the detected light contains the reflected light 121 reflected from the front surface and the reflected light 124 reflected from the back surface. The phase difference can be detected as the intensity of interference. As a result, the thickness of the bank note can be correctly and noncontactly detected. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は、テラヘルツ光を用いて紙葉類の枚数検出、紙葉類に貼られたテープなどの異物検出、紙葉類の損傷度、紙葉類の断面構造等の検査を行うための検査方法および検査装置に関する。   The present invention uses terahertz light to detect the number of paper sheets, detect foreign matter such as a tape affixed to the paper sheets, the degree of damage of the paper sheets, the cross-sectional structure of the paper sheets, etc. The present invention relates to a method and an inspection apparatus.

紙葉類（紙幣、商品券、証券類、免許証、クレジットカードなど）の厚さを検出する方法として、主に次の２つの方法が実用化されている。１つは、紙葉類に光を照射して透過光量の減衰量を検出する方法である。もう１つは、１対のローラーにより紙葉類を挟んで搬送し、ローラーの変位を検出する方法である（たとえば特許文献１、２、３参照）。
前者の光の透過光量の減衰量により紙葉類の「厚さ」を検査する方法は、図１２に示すように、光源１からの光を紙葉類２に照射し、紙葉類２を透過した透過光量を受光センサ３により測定する方法である。光源１としては、通常ＬＥＤが用いられ、受光センサ３としては通常フォトダイオードが用いられる。 As methods for detecting the thickness of paper sheets (banknotes, gift certificates, securities, licenses, credit cards, etc.), the following two methods are mainly put into practical use. One is a method of detecting the attenuation amount of the transmitted light amount by irradiating the paper with light. The other is a method in which paper sheets are sandwiched and transported by a pair of rollers and the displacement of the rollers is detected (see, for example, Patent Documents 1, 2, and 3).
As shown in FIG. 12, the former method of inspecting the “thickness” of the paper sheet based on the attenuation amount of the transmitted light amount of the light irradiates the paper sheet 2 with the light from the light source 1, and In this method, the amount of transmitted light is measured by the light receiving sensor 3. As the light source 1, a normal LED is used, and as the light receiving sensor 3, a normal photodiode is used.

ところが、この透過光量の減衰量により紙葉類の厚さを検査する方法は、紙葉類への添加物により透過光量が変化するので、正しく厚さを測定できないという問題がある。
すなわち、元来、紙葉類等の印刷物は光の反射で表面の印刷内容を確認するように設計されている。紙葉類である紙自身は「白く」見えるようにカオリン、二酸化チタンなどが添加されている。その結果、紙自身は紫外〜近赤外の光は反射し易く透過しにくい性質を有している。一方、紙に印刷された文字、図形等を表示しているインクは紫外〜近赤外領域において光を吸収したり反射したりする。つまり、インクの有無等が透過光量を変化させるので、紙葉類を透過する光量を測定するやり方では、紙葉類の厚さを正しく測定できないという課題がある。 However, the method of inspecting the thickness of the paper sheet based on the attenuation amount of the transmitted light amount has a problem that the thickness cannot be measured correctly because the transmitted light amount changes depending on the additive to the paper sheet.
In other words, the printed matter such as paper sheets is originally designed so that the printed content on the surface can be confirmed by reflection of light. Kaolin, titanium dioxide, etc. are added so that the paper itself, which is a paper sheet, looks “white”. As a result, the paper itself has the property of easily reflecting and transmitting ultraviolet to near infrared light. On the other hand, ink displaying characters, figures, etc. printed on paper absorbs or reflects light in the ultraviolet to near infrared region. In other words, since the presence or absence of ink changes the amount of transmitted light, the method of measuring the amount of light transmitted through the paper sheet has a problem that the thickness of the paper sheet cannot be measured correctly.

また、カード類、分厚い紙、ダンボール程度の厚さの紙等の紙葉類は、紫外〜近赤外光は透過しにくいので、上記の検査方法は、これら厚い紙葉類の厚さ検出には利用できない技術である。
さらに、紙葉類の厚さ自身を測定しているのではなく、紙葉類の厚さを透過光量で代用している技術であるから、紙葉類の汚れにより透過光量が変わると、誤検知につながるおそれがある。 In addition, since paper sheets such as cards, thick paper, and cardboard-like paper do not easily transmit ultraviolet to near-infrared light, the above inspection method is used to detect the thickness of these thick paper sheets. Is a technology that cannot be used.
Furthermore, since the thickness of the paper sheet itself is not measured but the thickness of the paper sheet is replaced with the transmitted light amount, if the transmitted light amount changes due to the contamination of the paper sheet, an error will occur. May lead to detection.

後者のローラーの変位を検出する方法、すなわちメカ式検出方法は、図１３に示すように、紙葉類２を一対のローラー４ａ、４ｂ間に挟み、ローラー４ａ、４ｂの少なくとも一方の変位量を検出する方法である。ローラー４ａまたは４ｂの変位は角度センサ、変位センサ等で検出する。通常は、一対のローラー４ａ、４ｂ間の距離ｄを検出する。
ところで、このメカ式検出方法はローラー４ａ、４ｂで紙葉類２を挟むことが前提である。従って、紙葉類２の厚みを非接触状態で検出することは不可能である。紙葉類２とローラー４ａ、４ｂとが接触するため、紙葉類２が損傷を受ける可能性がある。また、紙葉類２にテープ等の異物が貼られている場合、その異物によってローラー４ａまたは４ｂが変位し、誤った厚みを測定することも考えられる等の課題がある。 As shown in FIG. 13, the latter method of detecting the displacement of the roller, that is, the mechanical detection method, sandwiches the paper sheet 2 between a pair of rollers 4a and 4b, and determines the displacement amount of at least one of the rollers 4a and 4b. It is a method of detection. The displacement of the roller 4a or 4b is detected by an angle sensor, a displacement sensor or the like. Usually, the distance d between the pair of rollers 4a and 4b is detected.
By the way, this mechanical detection method is based on the assumption that the paper sheet 2 is sandwiched between the rollers 4a and 4b. Therefore, it is impossible to detect the thickness of the paper sheet 2 in a non-contact state. Since the paper sheet 2 and the rollers 4a and 4b are in contact with each other, the paper sheet 2 may be damaged. Moreover, when foreign matters, such as a tape, are affixed on the paper sheets 2, the roller 4a or 4b is displaced by the foreign matters, and there is a problem that it may be possible to measure an incorrect thickness.

ところで、電磁波利用において未開拓と言われていたテラヘルツ領域（電波と赤外の間の領域）の電磁波、すなわちテラヘルツ電磁波（この明細書ではテラヘルツ光と称する）による分光・計測技術が近年開発されつつある。
たとえば、特許文献４にはコヒーレントなテラヘルツ波（テラヘルツ光）を用いた金属の表面形状検査装置が提案されている。 By the way, in recent years, spectroscopic / measurement techniques using terahertz regions (regions between radio waves and infrared regions), which have been said to be undeveloped in electromagnetic wave utilization, that is, terahertz electromagnetic waves (referred to as terahertz light in this specification) are being developed in recent years. is there.
For example, Patent Document 4 proposes a metal surface shape inspection apparatus using coherent terahertz waves (terahertz light).

また、テラヘルツパルス光を使って媒体の「厚み」を検出する方法が発表されている。 この方法は、図１４に示すように、パルスレーザーを用いてテラヘルツパルス光を作り、その光を媒体５に照射し、媒体５を透過した後のテラヘルツパルス光が受けた位相の変化を検出する方法である。媒体５が屈折率ｎであるとき、位相は（２×π×ｎ×ｄ）／λ遅れる。但し、ｄは媒体５の厚さ、λは波長である。よって、媒体５を透過する前後のテラヘルツパルス光のパルス波形の変化から、媒体５の厚さを推定することができる。   A method for detecting the “thickness” of a medium using terahertz pulsed light has been announced. In this method, as shown in FIG. 14, terahertz pulse light is generated using a pulse laser, the light is irradiated on the medium 5, and a change in phase received by the terahertz pulse light after passing through the medium 5 is detected. Is the method. When the medium 5 has a refractive index n, the phase is delayed by (2 × π × n × d) / λ. Where d is the thickness of the medium 5 and λ is the wavelength. Therefore, the thickness of the medium 5 can be estimated from the change in the pulse waveform of the terahertz pulse light before and after passing through the medium 5.

しかしながら、このテラヘルツパルス光を用いる測定方法では、テラヘルツパルス光を作るためにフェムト秒レーザが必須である。このフェムト秒レーザは、現時点では、非常に高価で取り扱いが困難な装置である。また、この測定法では、１０００ステップ程度の時間遅延装置（光路長を１０００回程変えて時間波形を取り込み、振幅を求めるための装置）が必要であり、しかも光路長を変えるために、反射鏡等を機械的に動かす必要がある。このため、装置構成が非常に複雑になる。また、測定に時間を要するという課題もある。
実公平６−１１９９２号公報 実用新案登録第２５８０６１５号公報 特許第２８０７０７３号公報 特許第３９４０３３６号公報 However, in this measurement method using terahertz pulse light, a femtosecond laser is essential to produce terahertz pulse light. This femtosecond laser is an extremely expensive and difficult device to handle at present. In addition, this measurement method requires a time delay device of about 1000 steps (device for acquiring the time waveform by changing the optical path length about 1000 times and obtaining the amplitude), and in order to change the optical path length, a reflecting mirror, etc. Need to be moved mechanically. For this reason, an apparatus structure becomes very complicated. There is also a problem that it takes time for measurement.
Japanese Utility Model Publication No. 6-11992 Utility Model Registration No. 2580615 Japanese Patent No. 2807703 Japanese Patent No. 3940336

この発明は、近年研究および開発が進んできているテラヘルツ光を利用して、従来の紙葉類の厚さ検出装置が有していた上述の課題を解決した、新たな紙葉類の検査方法および装置を提供することを主たる目的とする。
この発明は、具体的には、テラヘルツ光を検査対象物である紙葉類に照射し、反射光を検出して、その特性を検知することにより、紙葉類の厚さ、紙葉類の枚数、紙葉類にテープ等の異物が存在するか否か等を検出し、また、紙葉類の損傷度、紙葉類の断層構造等を検査する方法および装置を提供することを目的とする。 The present invention uses a terahertz light that has been researched and developed in recent years, and solves the above-described problems of conventional paper sheet thickness detection devices. And the main object is to provide a device.
Specifically, the present invention irradiates terahertz light onto a paper sheet that is an object to be inspected, detects reflected light, and detects its characteristics, thereby detecting the thickness of the paper sheet and the paper sheet. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for detecting the number of sheets, whether or not a foreign substance such as a tape is present on a sheet, and inspecting the damage degree of the sheet, the fault structure of the sheet, and the like. To do.

請求項１記載の発明は、テラヘルツ光を用いて紙葉類を検査する方法であって、検査対象である紙葉類の厚さの数分の１〜数倍の波長のテラヘルツ光を紙葉類に対して照射し、紙葉類の表面および裏面で反射されるテラヘルツ反射光を検出し、検出したテラヘルツ反射光の位相差による干渉の強さを検知して紙葉類の厚さを測定することを特徴とする紙葉類の検査方法である。 The invention according to claim 1 is a method for inspecting a paper sheet using terahertz light, wherein terahertz light having a wavelength that is one to several times the thickness of the thickness of the paper sheet to be inspected is applied to the paper sheet. Measures the thickness of the paper sheet by detecting the intensity of interference caused by the phase difference of the detected terahertz reflected light. This is a method for inspecting paper sheets.

請求項２記載の発明は、検査対象である前記紙葉類をその面方向に移動させ、紙葉類の異なる部位で反射されるテラヘルツ反射光を検出し、検出したテラヘルツ反射光の位相差による干渉の強さを検知し、検知した値を予め記憶された基準値と比べることによって紙葉類の表面または裏面に貼られた異物の存在を検出することを特徴とする、請求項１記載の紙葉類の検査方法である。   According to the second aspect of the present invention, the paper sheet to be inspected is moved in the surface direction, terahertz reflected light reflected from different parts of the paper sheet is detected, and the phase difference of the detected terahertz reflected light is detected. 2. The presence of a foreign substance affixed to the front or back surface of a paper sheet is detected by detecting the strength of interference and comparing the detected value with a reference value stored in advance. This is a paper sheet inspection method.

請求項３記載の発明は、検査対象である前記紙葉類をその面方向に移動させ、紙葉類の異なる部位で反射されるテラヘルツ反射光を検出し、検出したテラヘルツ反射光の位相差による干渉の強さを検知し、所定の干渉の強さが検知できない部位の有無によって紙葉類の表面と裏面との平行度を検出することを特徴とする、請求項１記載の紙葉類の検査方法である。   According to a third aspect of the present invention, the paper sheet to be inspected is moved in the surface direction, terahertz reflected light reflected at different parts of the paper sheet is detected, and the phase difference of the detected terahertz reflected light is detected. 2. The paper sheet according to claim 1, wherein the strength of interference is detected, and the parallelism between the front surface and the back surface of the paper sheet is detected based on the presence or absence of a portion where the predetermined interference strength cannot be detected. Inspection method.

請求項４記載の発明は、検査対象である前記紙葉類をその面方向に移動させ、紙葉類の異なる部位で反射されるテラヘルツ光を検出し、検出したテラヘルツ反射光の位相差による干渉の強さを検知し、検知した干渉の強さの変動が一定の範囲を超えるか否かに基づいて紙葉類の表面の凹凸および／または皺の有無を検出することを特徴とする、請求項１記載の紙葉類の検査方法である。   According to a fourth aspect of the present invention, the paper sheet to be inspected is moved in the surface direction, terahertz light reflected at different parts of the paper sheet is detected, and interference due to the phase difference of the detected terahertz reflected light is detected. And detecting presence / absence of irregularities and / or wrinkles on the surface of the paper sheet based on whether or not the fluctuation of the detected interference intensity exceeds a certain range. Item 2. A method for inspecting a paper sheet according to Item 1.

請求項５記載の発明は、テラヘルツ光を用いて紙葉類を検査する方法であって、検査対象である紙葉類の厚さの数分の１〜数倍の波長のテラヘルツ光を紙葉類に対して照射し、紙葉類の表面および裏面で反射されるテラヘルツ反射光を検出し、前記紙葉類に対して照射するテラヘルツ光の波長を変化させ、前記検出したテラヘルツ反射光の反射スペクトルを検知することにより紙葉類の断層構造を検出することを特徴とする紙葉類の検査方法である。   The invention according to claim 5 is a method for inspecting a paper sheet using terahertz light, wherein terahertz light having a wavelength that is a fraction of one to several times the thickness of the paper sheet to be inspected is applied to the paper sheet. The terahertz reflected light reflected on the front and back surfaces of the paper sheet is detected, the wavelength of the terahertz light irradiated on the paper sheet is changed, and the reflected terahertz reflected light is reflected. An inspection method for a paper sheet, wherein the fault structure of the paper sheet is detected by detecting a spectrum.

請求項６記載の発明は、テラヘルツ光を用いて紙葉類を検査する装置であって、検査対象である紙葉類の厚さの数分の１〜数倍の波長のテラヘルツ光を紙葉類に対して照射する放射素子と、紙葉類の表面および裏面で反射されるテラヘルツ反射光を検出する検出素子と、前記検出素子で検出されたテラヘルツ反射光の位相差による干渉の強さを検知して紙葉類の厚さを測定する処理装置と、を含むことを特徴とする紙葉類の検査装置である。 The invention according to claim 6 is an apparatus for inspecting a paper sheet using terahertz light, and the terahertz light having a wavelength one to several times the thickness of the paper sheet to be inspected is applied to the paper sheet. The intensity of interference due to the phase difference of the terahertz reflected light detected by the detecting element, and the detecting element for detecting the terahertz reflected light reflected by the front and back surfaces of the paper sheet And a processing device that detects and measures the thickness of the paper sheet.

請求項７記載の発明は、前記検査対象である紙葉類をその面方向に移動させる紙葉類保持装置を備え、前記放射素子は紙葉類保持装置で移動される紙葉類の異なる部位に対してテラヘルツ光を照射し、前記検出素子は紙葉類の異なる部位で反射されるテラヘルツ光を検出し、前記処理装置は、前記検出素子で検出されたテラヘルツ反射光の位相差による干渉の強さを検知し、検知した値を予め記憶された基準値と比べることによって紙葉類の表面または裏面に貼られた異物の存在を検出することを特徴とする、請求項６記載の紙葉類の検査装置である。   The invention according to claim 7 is provided with a paper sheet holding device for moving the paper sheet to be inspected in the surface direction, and the radiation element is a different part of the paper sheet moved by the paper sheet holding device. Is irradiated with terahertz light, and the detection element detects terahertz light reflected from different parts of the paper sheet, and the processing device causes interference due to a phase difference of the terahertz reflected light detected by the detection element. The paper sheet according to claim 6, wherein the presence of a foreign substance attached to the front surface or the back surface of the paper sheet is detected by detecting the strength and comparing the detected value with a reference value stored in advance. It is a kind of inspection device.

請求項８記載の発明は、前記検査対象である紙葉類をその面方向に移動可能に保持する紙葉類保持装置を備え、前記放射素子は紙葉類保持装置で移動される紙葉類の異なる部位に対してテラヘルツ光を照射し、前記検出素子は紙葉類の異なる部位で反射されるテラヘルツ反射光を検出し、前記処理装置は、前記検出素子で検出されたテラヘルツ反射光の位相差による干渉の強さを検知し、所定の干渉の強さが検知できない部位の有無によって紙葉類が表面と裏面との平行度を損なっていることを検出することを特徴とする、請求項６記載の紙葉類の検査装置である。 The invention according to claim 8 includes a paper sheet holding device that holds the paper sheet to be inspected so as to be movable in the surface direction, and the radiation element is moved by the paper sheet holding device. Are irradiated with terahertz light, the detection element detects terahertz reflected light reflected at different parts of the paper sheet, and the processing device detects the terahertz reflected light detected by the detection element. The intensity of interference due to a phase difference is detected, and it is detected that the parallelism between the front surface and the back surface is impaired by the presence or absence of a part where the predetermined interference intensity cannot be detected. 6. The paper sheet inspection apparatus according to 6.

請求項９記載の発明は、前記検査対象である紙葉類をその面方向に移動可能に保持する紙葉類保持装置を備え、前記放射素子は紙葉類保持装置で移動される紙葉類の異なる部位に対してテラヘルツ光を照射し、前記検出素子は紙葉類の異なる部位で反射されるテラヘルツ反射光を検出し、前記処理装置は、前記検出素子で検出されたテラヘルツ反射光の位相差による干渉の強さを検知し、検知した干渉の強さの変動が一定の範囲を超えるか否かに基づいて、紙葉類の表面の凹凸および／または皺の有無を検出することを特徴とする、請求項６記載の紙葉類の検査方法である。 The invention according to claim 9 includes a paper sheet holding device that holds the paper sheet to be inspected so as to be movable in the surface direction, and the radiation element is moved by the paper sheet holding device. Are irradiated with terahertz light, the detection element detects terahertz reflected light reflected at different parts of the paper sheet, and the processing device detects the terahertz reflected light detected by the detection element. Detects the presence or absence of irregularities and / or wrinkles on the surface of paper sheets based on whether or not fluctuations in the detected interference intensity exceed a certain range by detecting the intensity of interference due to phase difference The paper sheet inspection method according to claim 6.

請求項１０記載の発明は、テラヘルツ光を用いて紙葉類を検査する装置であって、検査対象である紙葉類の厚さの数分の１〜数倍の波長のテラヘルツ光を、その波長を一定範囲で変化させながら紙葉類に対して照射する放射素子と、前記放射素子により照射されるテラヘルツ光が紙葉類の表面および裏面で反射されるテラヘルツ反射光を検出する検出器と、前記検出器が検出したテラヘルツ反射光の反射スペクトルを検知して前記紙葉類の断層構造を検出する処理装置と、を含むことを特徴とする紙葉類検査装置である。   The invention according to claim 10 is an apparatus for inspecting a paper sheet using terahertz light, and the terahertz light having a wavelength that is a fraction of one to several times the thickness of the paper sheet to be inspected, A radiating element that irradiates a paper sheet while changing the wavelength within a certain range; and a detector that detects terahertz reflected light in which the terahertz light irradiated by the radiating element is reflected from the front and back surfaces of the paper sheet; And a processing device for detecting a tomographic structure of the paper sheet by detecting a reflection spectrum of the terahertz reflected light detected by the detector.

検査に用いるテラヘルツ光は、たとえば、第１周波数の第１レーザー光と、第２周波数の第２レーザー光との周波数差に基づく任意の周波数のテラヘルツ光を発生させて使用することが好ましい。
前記検査用テラヘルツ光は、連続した単一周波であるコヒーレント光であることが好ましい。また、前記検査用テラヘルツ光として、周波数の異なる複数の検査用テラヘルツ光を用いることもできる。 The terahertz light used for the inspection is preferably generated by generating terahertz light having an arbitrary frequency based on a frequency difference between the first laser light having the first frequency and the second laser light having the second frequency, for example.
The inspection terahertz light is preferably coherent light having a continuous single frequency. Also, a plurality of inspection terahertz lights having different frequencies can be used as the inspection terahertz light.

また、検査対象である紙葉類は、紙葉類保持装置にセットされる。セットされた状態で、紙葉類の一面にテラヘルツ光が照射されると、テラヘルツ光の一部は紙葉類の一面で反射され、一部は一面から紙葉類内へ進入し、紙葉類の他面で反射されて紙葉類内を戻り、紙葉類の一面から一部の光が反射光として出る。それゆえ、検出素子は、紙葉類の一面（表面）で反射されたテラヘルツ反射光と紙葉類の他面（裏面）で反射されたテラヘルツ光とを検出する。２種類のテラヘルツ反射光には、紙葉類内を厚み方向に往復したかしなかったかの違いがあり、この違いは位相差として表われる。よってテラヘルツ反射光を検出し、その位相差により生じるテラヘルツ反射光の干渉の強さを検知することにより、紙葉類の厚さを検出することができる。   Further, the paper sheet to be inspected is set in the paper sheet holding device. When terahertz light is irradiated on one side of the paper sheet in the set state, a part of the terahertz light is reflected on one side of the paper sheet, and a part of the terahertz light enters the paper sheet from the one side. Reflected by the other side of the paper, it returns to the inside of the paper sheet, and a part of light comes out as reflected light from one side of the paper sheet. Therefore, the detection element detects the terahertz reflected light reflected on one surface (front surface) of the paper sheet and the terahertz light reflected on the other surface (back surface) of the paper sheet. There is a difference between the two types of terahertz reflected light whether or not it has reciprocated in the thickness direction in the paper sheet, and this difference appears as a phase difference. Accordingly, the thickness of the paper sheet can be detected by detecting the terahertz reflected light and detecting the intensity of the interference of the terahertz reflected light caused by the phase difference.

この発明によれば、紙葉類の「厚さ」が検出できる。すなわち、紙葉類の「厚さ」を測定できる。その結果、紙葉類の枚数を検知することができる。
またこの発明によれば、紙葉類の「厚さ」の変化を検出することができる。よって、紙葉類に貼られているテープなどの異物検出が的確に行える。
この発明によれば、さらに、紙葉類の損傷度を検出することができる。損傷度とは、紙葉類の凹凸、折り曲げ、表面と裏面の平行度等である。 According to the present invention, the “thickness” of a paper sheet can be detected. That is, the “thickness” of the paper sheet can be measured. As a result, the number of paper sheets can be detected.
Further, according to the present invention, a change in the “thickness” of the paper sheet can be detected. Therefore, it is possible to accurately detect foreign matter such as a tape attached to a paper sheet.
According to the present invention, the damage degree of the paper sheet can be further detected. The degree of damage includes the unevenness of paper sheets, bending, parallelism between the front and back surfaces, and the like.

この発明によれば、さらに紙葉類の断層構造を確認することができる。   According to the present invention, the fault structure of the paper sheet can be further confirmed.

以下には、この発明につき具体的に説明をする。
＜発明の原理・概要＞
（１）この発明の検査対象は紙葉類（紙幣、有価証券、証拠証券その他の紙類、免許証、クレジットカードその他のカード類など）である。そして紙葉類の厚さ、損傷度、断面構造等を検査するものである。紙葉類の厚さ検査には、紙葉類の枚数検出、紙葉類に貼着されたテープ等の異物検出が含まれる。
（２）検査にはテラヘルツ光を用いる。 The present invention will be specifically described below.
<Principle / Inventory>
(1) The inspection object of the present invention is paper sheets (banknotes, securities, evidence securities and other papers, licenses, credit cards and other cards). Then, the thickness, damage degree, cross-sectional structure and the like of the paper sheet are inspected. The sheet thickness inspection includes detection of the number of sheets and detection of foreign matter such as a tape attached to the sheets.
(2) Terahertz light is used for the inspection.

ａ）この明細書で、テラヘルツ光とは、波長が２５μｍ〜１０ｍｍ（＝周波数が１２ＴＨｚ〜３０ＧＨｚ）の電磁波および光の双方の性質を有する周波数帯域の電磁波のことをいう。テラヘルツ光は、テラヘルツ波、テラヘルツ電磁波などと称される場合もあるが、この明細書では、テラヘルツ光と称する。
ｂ）使用するテラヘルツ光の波長は、検査対象である紙葉類の厚さと相関する。紙葉類の厚さの数分の１〜数倍の波長（５０μｍ〜２ｍｍ）のテラヘルツ光を用いる。検査の感度が良いからである。 ｃ）使用するテラヘルツ光は、連続波（ＣＷ Continuous Wave）であって、単一周波数のコヒーレント光が好ましい。
（３）図１に、この発明により紙葉類を検査する原理を示す。 a) In this specification, the terahertz light refers to an electromagnetic wave having a wavelength of 25 μm to 10 mm (= frequency is 12 THz to 30 GHz) and an electromagnetic wave in a frequency band having both properties of light. The terahertz light is sometimes referred to as a terahertz wave, a terahertz electromagnetic wave, or the like, but is referred to as terahertz light in this specification.
b) The wavelength of the terahertz light used correlates with the thickness of the paper sheet to be inspected. Terahertz light having a wavelength (50 μm to 2 mm) that is one to several times the thickness of the paper sheet is used. This is because the inspection sensitivity is good. c) The terahertz light to be used is continuous wave (CW Continuous Wave), and single-frequency coherent light is preferable.
(3) FIG. 1 shows the principle of inspecting paper sheets according to the present invention.

テラヘルツ光放射素子１１は３０ＧＨｚ〜１２ＴＨｚのテラヘルツ光を放射（照射）する。このテラヘルツ光１２は、検査対象である紙葉類１４の一面１４１へ照射される。テラヘルツ光１２の入射角度は、一面１４１に対して角度φ１（０≦φ１＜（π／２）（単位はラジアン））である。垂直入射であればφ１＝０である。
テラヘルツ光は、乾性の物質を透過し易い性質を有するので、紙葉類１４を透過し易く、紙葉類１４での吸収による影響を受けにくい。かかる性質のテラヘルツ光１２は、その一部が紙葉類１４の一面１４１で反射されてテラヘルツ反射光１２１となる一方、その一部１２２は紙葉類１４内へ進入する。そして進入したテラヘルツ光１２２の一部は紙葉類１４の他面１４２で反射され、テラヘルツ反射光１２３は紙葉類１４内を戻り、一面１４１から外部へテラヘルツ反射光１２４として出力される。紙葉類１４内へ進入したテラヘルツ光１２２の一部は、他面１４２から外側へ透過するテラヘルツ透過光１２５となる。さらに、紙葉類１４内を戻るテラヘルツ反射光１２３の一部は、紙葉類１４の一面１４１で再反射され、反射光１２６となって紙葉類１４内を進み、その一部は紙葉類１４の他面１４２で再反射されて反射光１２７となり、一面１４１から外部へテラヘルツ反射光１２８として出力される。さらに、反射光１２６の一部は他面１４２から外側へ出力されるテラヘルツ透過光１２９となる。 The terahertz light emitting element 11 emits (irradiates) terahertz light of 30 GHz to 12 THz. The terahertz light 12 is applied to one surface 141 of the paper sheet 14 to be inspected. The incident angle of the terahertz light 12 is an angle φ1 (0 ≦ φ1 <(π / 2) (unit is radian)) with respect to the one surface 141. For normal incidence, φ1 = 0.
Since the terahertz light has a property of easily transmitting a dry substance, it is easily transmitted through the paper sheet 14 and hardly affected by absorption by the paper sheet 14. Part of the terahertz light 12 having such properties is reflected by one surface 141 of the paper sheet 14 to become terahertz reflected light 121, while a part 122 enters the paper sheet 14. A part of the entering terahertz light 122 is reflected by the other surface 142 of the paper sheet 14, and the terahertz reflected light 123 returns inside the paper sheet 14 and is output from the one surface 141 to the outside as the terahertz reflected light 124. Part of the terahertz light 122 that has entered the paper sheet 14 becomes terahertz transmitted light 125 that is transmitted outward from the other surface 142. Further, a part of the terahertz reflected light 123 that returns inside the paper sheet 14 is re-reflected by the one surface 141 of the paper sheet 14 and travels through the paper sheet 14 as a reflected light 126, and a part of the terahertz reflected light 123 is a paper sheet. The light is re-reflected by the other surface 142 of the class 14 and becomes reflected light 127, and is output from the one surface 141 to the outside as terahertz reflected light 128. Further, a part of the reflected light 126 becomes terahertz transmitted light 129 output from the other surface 142 to the outside.

このように、紙葉類１４へ入射するテラヘルツ光１２は、紙葉類１４の一面１４１および他面１４２で多重反射し、一面１４１側から少なくともテラヘルツ反射光１２１および１２４が出力される。これら２種類のテラヘルツ反射光１２１、１２４はテラヘルツ光検出素子１６で検出される。
テラヘルツ光検出素子１６で検出されるテラヘルツ反射光には、上述した通り、紙葉類１４の一面（表面）１４１で反射された第１反射光１２１および他面（裏面）１４２で反射された第２反射光１２４の２種類が含まれている。これら２種類のテラヘルツ反射光１２１、１２４は、紙葉類１４内を厚さｄ方向に往復したか否かの違いを有し、この違いは２種類のテラヘルツ反射光１２１、１２４の位相差となる。そして、位相差のある２種類のテラヘルツ反射光１２１、１２４は干渉しあうので、その干渉の強さまたは振幅反射率を検知する。検知した干渉の強さまたは振幅反射率は、位相差と相関しており、その位相差は紙葉類１４の厚さと相関関係があるので、紙葉類１４の厚さを検出（測定）できるのである。
Thus, the terahertz light 12 incident on the paper sheet 14 is multiple-reflected by the one surface 141 and the other surface 142 of the paper sheet 14, and at least the terahertz reflected lights 121 and 124 are output from the one surface 141 side. These two types of terahertz reflected light 121 and 124 are detected by the terahertz light detection element 16.
As described above, the terahertz reflected light detected by the terahertz light detecting element 16 includes the first reflected light 121 reflected by the one surface (front surface) 141 of the paper sheet 14 and the first reflected light 121 reflected by the other surface (back surface) 142. Two types of reflected light 124 are included. These two types of terahertz reflected lights 121 and 124 have a difference in whether or not they have reciprocated in the thickness d direction within the paper sheet 14, and this difference is different from the phase difference between the two types of terahertz reflected lights 121 and 124. Become. Since the two types of terahertz reflected lights 121 and 124 having a phase difference interfere with each other, the intensity of the interference or the amplitude reflectance is detected. The detected interference intensity or amplitude reflectance correlates with the phase difference, and the phase difference correlates with the thickness of the paper sheet 14, so that the thickness of the paper sheet 14 can be detected (measured). It is.

周波数から厚さを求める方法を図１を参照して、より具体的に説明する。
テラヘルツ光を紙葉類１４に照射した場合、紙葉類１４の表面と裏面の間隔（光学的厚さ）をｎ・ｄとすると、ｍを自然数とした場合、波長（周波数）がλ＝（２＊ｎ・ｄ）／ｍの光の定在波が立つ。定在波では紙葉類１４の表面、裏面を往復する光が位相が合う時に強くなり、逆の場合が弱め合う。ここで、ｎは紙葉類１４の屈折率、ｄは紙葉類１４の物理厚さである。 A method for obtaining the thickness from the frequency will be described more specifically with reference to FIG.
When terahertz light is irradiated onto the paper sheet 14, the distance (optical thickness) between the front surface and the back surface of the paper sheet 14 is n · d, and when m is a natural number, the wavelength (frequency) is λ = ( A standing wave of light of 2 * n · d) / m stands. In the standing wave, the light traveling back and forth on the front and back surfaces of the paper sheet 14 becomes stronger when the phases match, and the opposite case weakens. Here, n is the refractive index of the paper sheet 14, and d is the physical thickness of the paper sheet 14.

従って、ｍ＝１の場合、ｄ＝λ／（２・ｎ）になる。周波数間隔が１ＴＨｚの場合、波長に換算すると３００μｍであり、ｄ＝１００μｍになる。周波数間隔が０．５ＴＨｚの場合、波長に換算すると６００μｍであり、ｄ＝２００μｍになる。
よって、反射スペクトルを計測して、ピーク間隔、ディップ間隔を求めることは、定在波が立つ紙葉類１４の厚さを求めることになり、紙葉類１４の厚さを知ることができる。 Therefore, when m = 1, d = λ / (2 · n). When the frequency interval is 1 THz, it is 300 μm in terms of wavelength, and d = 100 μm. When the frequency interval is 0.5 THz, it is 600 μm in terms of wavelength, and d = 200 μm.
Therefore, measuring the reflection spectrum and obtaining the peak interval and the dip interval results in obtaining the thickness of the paper sheet 14 where the standing wave stands, and the thickness of the paper sheet 14 can be known.

さらに、別の観点からも説明する。
図１において、
紙葉類１４の一面１４１が対向する側（空気）の複素屈折率をｎ0 、
紙葉類１４自体の複素屈折率をｎ1 、厚さをｄ、
紙葉類１４の他面１４２が対向する側の複素屈折率をｎ2 、
とすると、振幅反射率ｒは一般的には下記の式（１）で表わされる。 Furthermore, it demonstrates from another viewpoint.
In FIG.
The complex refractive index of the side (air) on which the one surface 141 of the paper sheet 14 faces is n 0 ,
The complex refractive index of the paper sheet 14 itself is n 1 , the thickness is d,
N 2 , the complex refractive index of the side opposite to the other surface 142 of the paper sheet 14
Then, the amplitude reflectance r is generally represented by the following formula (1).

上記式（１）において、ｒ01、ｒ12はそれぞれ反射のフレネルの公式であり、次式（２）（３）で表わされる。また、紙葉類１４の光学厚さはｎ1 ・ｄであり、紙葉類１４の表面１４１での反射光１２１と裏面１４２での反射光１２４との位相差δ１は、下記の式（４）′（４）で表わされる。
なお、フレネル係数の複素屈折率＝ｎ−ｉ・ｋ（実屈折率−ｉ・消衰係数）であるが、透明体として計算する時は、吸収が無いので、ｋ＝０としてもよい。この発明が対象としている紙葉類は、波長程度の厚さであり、吸収が無いもの（薄膜）として扱えるのでｋ＝０として計算している。吸収がある場合は消衰係数を含めた複素屈折率で扱えばよい。なお、ｉは虚数である。 In the above equation (1), r 01 and r 12 are reflection Fresnel formulas, respectively, and are represented by the following equations (2) and (3). The optical thickness of the paper sheet 14 is n 1 · d, and the phase difference δ1 between the reflected light 121 on the front surface 141 and the reflected light 124 on the back surface 142 of the paper sheet 14 is expressed by the following equation (4 ) ′ (4).
The complex refractive index of the Fresnel coefficient = ni · k (actual refractive index−i · extinction coefficient). However, when calculating as a transparent body, there is no absorption, so k = 0 may be set. The paper sheets targeted by the present invention have a thickness of about the wavelength, and can be handled as those having no absorption (thin film), so k = 0 is calculated. If there is absorption, the complex refractive index including the extinction coefficient may be used. Note that i is an imaginary number.

以上の式（１）〜（４）により、複素屈折率ｎ0 、ｎ1 、ｎ2 が一定の値のとき、振幅反射率ｒが周波数および厚さの関数となるから、所定周波数のテラヘルツ光を用い、その振幅反射率を検出することによって、紙葉類１４の厚さの変化が検出できることになる。 なお、以下に例示する計算例では、紙葉類１４が空気中に浮かんでいる状態をイメージし、屈折率ｎ0 ＝ｎ2 ＝１として計算を行った例を説明している。 According to the above formulas (1) to (4), when the complex refractive indexes n 0 , n 1 , and n 2 are constant values, the amplitude reflectance r is a function of frequency and thickness. And the change in thickness of the paper sheet 14 can be detected by detecting the amplitude reflectance. In the calculation example illustrated below, an example in which the calculation is performed assuming that the paper sheet 14 is floating in the air and the refractive index n 0 = n 2 = 1 is described.

しかし、実際に紙葉類１４の厚みを検査する場合、紙葉類１４がたとえば樹脂製、金属製等の板に押し当てられた状態で検査されることが考えられる。あるいは、紙葉類１４が透光性の樹脂表面板および裏面板間に挟まれるように保持された状態で検査されることが考えられる。
かかる場合は、ｎ2 を樹脂板の屈折率（たとえばｎ2 ＝２〜３程度）等として計算すればよい。また、紙葉類１４の表面側を上述のようにたとえば透光性の樹脂板でカバーしたときは、ｎ0 ＝１ではなく、ｎ0 を樹脂板の屈折率にして計算すればよい。 However, when the thickness of the paper sheet 14 is actually inspected, it is conceivable that the paper sheet 14 is inspected while being pressed against a plate made of, for example, resin or metal. Alternatively, it is conceivable that the sheet 14 is inspected while being held so as to be sandwiched between the translucent resin front plate and the back plate.
In such a case, n 2 may be calculated as the refractive index of the resin plate (for example, n 2 = 2 to 3). Further, when the surface side of the paper sheet 14 is covered with, for example, a translucent resin plate as described above, the calculation may be performed by setting n 0 as the refractive index of the resin plate instead of n 0 = 1.

上記式（１）〜（４）に基づく具体的な計算例を以下に説明する。
＜計算例１＞
波長６００μｍ（周波数０．５ＴＨｚ）のテラヘルツ光１２を用い、厚さｄ＝１００μｍ、屈折率ｎ1 ＝１．５の紙葉類１４が空気中にある場合（空気の屈折率ｎ0 ＝ｎ2 ＝１）で、テラヘルツ光１２が紙葉類１４に対して垂直入射する場合の計算例を示す。 Specific calculation examples based on the above formulas (1) to (4) will be described below.
<Calculation Example 1>
When terahertz light 12 having a wavelength of 600 μm (frequency 0.5 THz) is used, and a sheet 14 having a thickness d = 100 μm and a refractive index n 1 = 1.5 is in the air (the refractive index n 0 = n 2 of air) = 1), an example of calculation when the terahertz light 12 is perpendicularly incident on the paper sheet 14 is shown.

上記式（４）から   From the above formula (4)

これらを上記式（１）に代入すると、 Substituting these into equation (1) above,

一方、紙葉類１４の厚さｄ＝２００μｍの場合には、次の計算結果になる。   On the other hand, when the thickness d of the paper sheet 14 is 200 μm, the following calculation result is obtained.

よって、紙葉類１４の厚さｄがｄ＝１００μｍとｄ＝２００μｍとの差を検出することができる。
すなわち、波長６００μｍ（周波数０．５ＴＨｚ）のテラヘルツ光１２で、紙葉類１４の厚さｄを検出する場合、ｄ＝１００μｍのときには、振幅反射率ｒ100 ＝０．４２が得られ、ｄ＝２００μｍのときには、振幅反射率ｒ200 ＝０となる。よって、紙葉類１４が、たとえば１枚であるか（１００μｍ）、２枚重なった状態であるか（２００μｍ）を、振幅反射率に基づいて明確に判別することができる。 Therefore, a difference between the thickness d of the paper sheet 14 between d = 100 μm and d = 200 μm can be detected.
That is, when the thickness d of the paper sheet 14 is detected with the terahertz light 12 having a wavelength of 600 μm (frequency 0.5 THz), when d = 100 μm, an amplitude reflectance r 100 = 0.42 is obtained, and d = When the thickness is 200 μm, the amplitude reflectance r 200 = 0. Therefore, it is possible to clearly determine whether the paper sheet 14 is, for example, one sheet (100 μm) or two sheets stacked (200 μm) based on the amplitude reflectance.

また、所定の周波数のテラヘルツ光を用いて振幅の大きさを測定し、基準値として比較することによって、紙葉類の表面や裏面に貼られた異物の存在を検出することができる。＜計算例２＞
検査する紙葉類１４の厚さｄが一定で、検査に用いるテラヘルツ光１２の周波数を可変した場合の周波数特性（スペクトル）の計算例を次に示す。 Further, by measuring the magnitude of the amplitude using terahertz light of a predetermined frequency and comparing it as a reference value, it is possible to detect the presence of a foreign substance attached to the front or back surface of the paper sheet. <Calculation Example 2>
A calculation example of frequency characteristics (spectrum) when the thickness d of the paper sheet 14 to be inspected is constant and the frequency of the terahertz light 12 used for the inspection is varied will be described below.

図１に示す検査原理の構成において、検査対象である紙葉類１４の厚さｄがｄ＝０．１ｍｍ（ドル札１枚相当）と、ｄ＝０．２ｍｍ（ドル札２枚相当）の反射における振幅および周波数を上記式（１）〜（４）で求めた結果を、図２に示す。図２に示す計算結果は、検査に用いるテラヘルツ光１２の周波数を０．１ＴＨｚから３ＴＨｚまで変化させたものであり、変化の周波数ピッチは０．００１ＴＨｚとした。   In the configuration of the inspection principle shown in FIG. 1, the thickness d of the sheet 14 to be inspected is d = 0.1 mm (equivalent to one dollar bill) and d = 0.2 mm (equivalent to two dollar bills). FIG. 2 shows the results of obtaining the amplitude and frequency in reflection by the above formulas (1) to (4). The calculation result shown in FIG. 2 is obtained by changing the frequency of the terahertz light 12 used for the inspection from 0.1 THz to 3 THz, and the change frequency pitch is 0.001 THz.

図２において、横軸はテラヘルツ光１２の周波数を示し、縦軸は反射光の振幅（任意単位）を示している。図２から、検査対象である紙葉類１２の厚さｄがｄ＝０．１ｍｍの場合は、周波数が０．５ＴＨｚ、１．５ＴＨｚおよび２．５ＴＨｚにおいて振幅のピークが生じている。すなわち、テラヘルツ反射光のピーク間周波数差Δｆ1 は１．０ＴＨｚである。
一方、紙葉類２の厚さｄ＝０．２ｍｍ（ドル札２枚重ねに相当）の場合は、テラヘルツ光１２の周波数が０．２５ＴＨｚ、０．７５ＴＨｚ、１．２５ＴＨｚ、１．７５ＴＨｚ、２．２５ＴＨｚおよび２．７５ＴＨｚにおいて振幅が最大になっている。よって、テラヘルツ反射光のピーク間周波数差Δｆ2 は０．５ＴＨｚである。 In FIG. 2, the horizontal axis indicates the frequency of the terahertz light 12, and the vertical axis indicates the amplitude (arbitrary unit) of the reflected light. From FIG. 2, when the thickness d of the paper sheet 12 to be inspected is d = 0.1 mm, amplitude peaks occur at frequencies of 0.5 THz, 1.5 THz, and 2.5 THz. That is, the peak-to-peak frequency difference Δf 1 of the terahertz reflected light is 1.0 THz.
On the other hand, when the thickness of the paper sheet 2 is d = 0.2 mm (equivalent to two dollar bills stacked), the frequency of the terahertz light 12 is 0.25 THz, 0.75 THz, 1.25 THz, 1.75 THz, 2 The amplitude is maximum at .25 THz and 2.75 THz. Therefore, the peak-to-peak frequency difference Δf 2 of the terahertz reflected light is 0.5 THz.

このように、検出に用いるテラヘルツ光１２の周波数を可変することにより、測定対象である紙葉類１４の厚さｄの差が振幅のピーク間周波数差として現れる。よって、テラヘルツ反射光のピーク間周波数差を求めることにより、紙葉類１４の厚さｄを検出することができる。また、ピーク間周波数差に代え、テラヘルツ反射光のディップ間周波数差（振幅の谷と谷との間の周波数）を求めることによっても、紙葉類１４の厚さｄを検出することができる。
＜計算例３＞
図３（Ａ）（Ｂ）は、反射スペクトルを逆フーリエ変換して断層情報を計算して得たグラフである。すなわち、図３（Ａ）（Ｂ）は、共に、前述した式（１）〜（４）に基づいて、周波数をたとえば０．１ＴＨｚから１０ＴＨｚまで５ＧＨｚピッチで動かして紙葉類の反射強度を求め、得られた反射スペクトルを逆フーリエ変換を行い、断層データに変換した例である。 As described above, by varying the frequency of the terahertz light 12 used for detection, the difference in the thickness d of the sheet 14 to be measured appears as an amplitude peak-to-peak frequency difference. Therefore, the thickness d of the paper sheet 14 can be detected by obtaining the frequency difference between the peaks of the terahertz reflected light. The thickness d of the paper sheet 14 can also be detected by obtaining the frequency difference between the dip of the terahertz reflected light (frequency between the troughs of the amplitude) instead of the inter-peak frequency difference.
<Calculation Example 3>
3A and 3B are graphs obtained by calculating the tomographic information by performing inverse Fourier transform on the reflection spectrum. That is, FIGS. 3 (A) and 3 (B) both calculate the reflection intensity of a paper sheet by moving the frequency at a 5 GHz pitch from 0.1 THz to 10 THz, for example, based on the above-described equations (1) to (4). This is an example in which the obtained reflection spectrum is subjected to inverse Fourier transform and converted to tomographic data.

計算においては、図４（Ａ）（Ｂ）のモデルを使用した。図４（Ａ）は単層の場合のモデル、図４（Ｂ）は２層の場合のモデルである。図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、いずれの場合も、紙葉類１４（または紙葉類１４ａ）の表面が基準面から０．１ｍｍ離れたところに置いた計算を行った。
なお、サンプル（被検査物）としての紙葉類１４は、その厚さが０．１ｍｍ、屈折率１．５とした。また、２層の場合は、サンプル（被測定物）としての紙葉類１４ａは、その厚みが０．１ｍｍ、屈折率１．５、紙葉類１４ｂは、その厚みが０．２ｍｍ、屈折率２．０とした。 In the calculation, the models shown in FIGS. 4A and 4B were used. 4A shows a model in the case of a single layer, and FIG. 4B shows a model in the case of two layers. As shown in FIGS. 4A and 4B, in each case, the calculation was performed with the surface of the paper sheet 14 (or the paper sheet 14a) placed at a distance of 0.1 mm from the reference plane.
The paper sheet 14 as a sample (inspection object) had a thickness of 0.1 mm and a refractive index of 1.5. In the case of two layers, the paper sheet 14a as a sample (object to be measured) has a thickness of 0.1 mm and a refractive index of 1.5, and the paper sheet 14b has a thickness of 0.2 mm and a refractive index. 2.0.

図３（Ａ）（Ｂ）において、実線は反射光のみの場合を示しており、破線は反射光＋参照光の場合を示している。反射光のみの場合は、基準面の上方で受光するとして、基準面（空中に設けた位置）とサンプル（被測定物）としての紙葉類１４（または１４ａ）の表面との位置関係を知るのが難しい。それに対して、参照光を使った場合は、参照光の反射位置は固定されており、サンプルからの反射光および参照光用ミラーからの反射光が干渉した光を検出することから、参照光によって表面位置がわかる。   3A and 3B, the solid line indicates the case of only reflected light, and the broken line indicates the case of reflected light + reference light. In the case of only reflected light, it is assumed that light is received above the reference surface, and the positional relationship between the reference surface (position provided in the air) and the surface of the paper sheet 14 (or 14a) as the sample (measurement object) is known. It is difficult. On the other hand, when the reference light is used, the reference light reflection position is fixed, and the reflected light from the sample and the reflected light from the reference light mirror are detected. The surface position is known.

図３（Ａ）（Ｂ）のグラフにおいて、実線で示す反射光のみの場合と、破線で示す参照光ありの場合とは、深さ方向（横軸方向）に位置がずれているのは、反射光のみの場合は基準面とサンプルの表面との位置関係を知るのが難しいことに基づくものである。
なお、参照光については、後述する図５、図６および図７を参照して詳述するが、図３（Ａ）（Ｂ）のグラフを理解するのに必要な説明を、ここでも簡単に行っておく。 In the graphs of FIGS. 3A and 3B, the position is shifted in the depth direction (horizontal axis direction) between the case of only the reflected light indicated by the solid line and the case of the reference light indicated by the broken line. In the case of only reflected light, it is based on the fact that it is difficult to know the positional relationship between the reference surface and the surface of the sample.
The reference light will be described in detail with reference to FIGS. 5, 6 and 7 to be described later. Here, the explanation necessary for understanding the graphs of FIGS. Keep going.

参照光は、図５において、参照光用ミラー３２で反射される光である。図５に示すように、テラヘルツ光の放射素子（ＰＣアンテナ２１）から放射された光は、ビームスプリッタ２５で分けられ、参照光用ミラー３２と対象物２７にそれぞれ照射され、それぞれからの反射光が検出素子（ＰＣアンテナ２２）上で重ね合わされた反射光として検出される。その重ね合わされた反射光は、位相が固定された参照光用ミラー３２からの反射光と、位相が未知の対象物２７からの反射光とが重なり合った信号である。つまり、参照光用ミラー３２からの反射光が、絶対基準として入った反射スペクトルになるので、深さ方向（断層データ）が正しく得られるのである。   The reference light is light reflected by the reference light mirror 32 in FIG. As shown in FIG. 5, the light radiated from the terahertz light radiating element (PC antenna 21) is divided by the beam splitter 25, irradiated to the reference light mirror 32 and the object 27, respectively, and reflected light from each. Are detected as reflected light superimposed on the detection element (PC antenna 22). The superimposed reflected light is a signal in which the reflected light from the reference light mirror 32 whose phase is fixed and the reflected light from the object 27 whose phase is unknown are overlapped. That is, since the reflected light from the reference light mirror 32 becomes a reflection spectrum that is entered as an absolute reference, the depth direction (tomographic data) can be obtained correctly.

もっとも、深さ情報を得るためには、参照光を利用せず、反射光の位相を調べることによっても可能である。つまり、反射強度のスペクトルから深さ方向の情報を得るには、参照光という絶対的な位相を持った光と、対象物からの反射光との干渉結果を得て、そのスペクトルから逆フーリエ変換を行い時間領域（距離領域）に変換して得る方法以外に、参照光を利用しないで、対象物からの反射光を得るときに位相情報も検出することにすれば、断層データを正しく得ることができる。   However, in order to obtain depth information, it is also possible to examine the phase of the reflected light without using the reference light. In other words, in order to obtain depth information from the reflection intensity spectrum, obtain the interference result between the reference light beam with the absolute phase and the reflected light from the object, and use the inverse Fourier transform from that spectrum. If the phase information is also detected when the reflected light from the object is obtained without using the reference light, in addition to the method of performing the conversion to the time domain (distance domain) and obtaining the tomographic data correctly Can do.

図３（Ａ）のグラフは、図４（Ｂ）の単層モデルを用いた計算結果であり、横軸は深さ方向の距離（ｍｍ）、縦軸はテラヘルツ反射光の反射強度を示している。そして実線は反射光のみの場合であり、破線は参照光がある場合を示している。参照光がある場合は、破線で表わされたグラフに示されるように、深さ方向に０．１ｍｍおよび０．２５ｍｍに反射強度のピークが現れている。０．１ｍｍのピークは紙葉類１４の表面の位置を示しており、０．２５ｍｍのピークは紙葉類１４の裏面の位置を示している。そして２つのピーク間距離が、紙葉類１４の厚さ（光学厚さ）を示している。光学厚さは、ｎ・ｄ（ｎは屈折率、ｄは物理厚さ）であるから、ｎ・ｄ＝１．５×０．１＝０．１５（ｍｍ）であり、正しい光学厚さが示されている。   The graph of FIG. 3A is a calculation result using the single layer model of FIG. 4B, the horizontal axis indicates the distance (mm) in the depth direction, and the vertical axis indicates the reflection intensity of the terahertz reflected light. Yes. The solid line shows the case of only reflected light, and the broken line shows the case of reference light. When there is reference light, as shown in a graph represented by a broken line, peaks of reflection intensity appear at 0.1 mm and 0.25 mm in the depth direction. The peak of 0.1 mm indicates the position of the front surface of the paper sheet 14, and the peak of 0.25 mm indicates the position of the back surface of the paper sheet 14. The distance between the two peaks indicates the thickness (optical thickness) of the paper sheet 14. Since the optical thickness is n · d (n is the refractive index, d is the physical thickness), n · d = 1.5 × 0.1 = 0.15 (mm), and the correct optical thickness is It is shown.

このように、参照光という絶対基準があるため、基準面からの紙葉類１４までの表面位置が正確に現れている。
一方、実線で示す反射光のみの場合は、最初のピークが、深さ方向に０．１５ｍｍに現れ、次のピークは０．３ｍｍに現れている。深さ方向の位置は、基準面からの距離であり、反射光の強度のみの情報では表面位置が不正確である。しかし、第１のピークおよび第２のピークのピーク間距離は、紙葉類１４の厚さを示しており、この厚さは光学厚さ０．１５ｍｍとなっていて、正確に検出されていることがわかる。 Thus, since there is an absolute standard called reference light, the surface position from the standard surface to the paper sheet 14 appears accurately.
On the other hand, in the case of only the reflected light indicated by the solid line, the first peak appears at 0.15 mm in the depth direction, and the next peak appears at 0.3 mm. The position in the depth direction is a distance from the reference plane, and the surface position is inaccurate with only information on the intensity of the reflected light. However, the distance between the peaks of the first peak and the second peak indicates the thickness of the paper sheet 14, and this thickness is an optical thickness of 0.15 mm, which is accurately detected. I understand that.

図３（Ｂ）に示す２層モデルの計算結果のグラフにおいても、同様のことがわかる。
すなわち、図３（Ｂ）において、破線で示す参照光ありの場合のグラフによれば、深さ方向０．１ｍｍに第１のピーク（図４（Ｂ）の紙葉類１４ａの表面）が現れ、深さ方向０．２５ｍｍに第２のピーク（図４（Ｂ）の紙葉類１４ａの裏面と紙葉類１４ｂの表面との界面）が現れ、深さ方向０．６５ｍｍに第３のピーク（図４（Ｂ）の紙葉類１４ｂの裏面）が現れていて、断層データが獲得できている。 The same can be seen in the graph of the calculation result of the two-layer model shown in FIG.
That is, in FIG. 3B, according to the graph with reference light indicated by a broken line, the first peak (the surface of the paper sheet 14a in FIG. 4B) appears in the depth direction of 0.1 mm. The second peak appears in the depth direction of 0.25 mm (the interface between the back surface of the paper sheet 14a and the surface of the paper sheet 14b in FIG. 4B), and the third peak appears in the depth direction of 0.65 mm. (The back surface of the paper sheet 14b in FIG. 4B) appears, and the tomographic data can be acquired.

一方、実線で示す反射光のみの場合も、第１層の表面、界面、第２層の裏面がピークとして現れており、それらの間隔は紙葉類１４ａ，１４ｂ（図４（Ｂ）参照）の光学厚さを示している。しかし、絶対基準がないので、各ピークの深さ方向の位置（基準面からの距離）は正しい距離にはなっていない。   On the other hand, in the case of only the reflected light indicated by the solid line, the surface of the first layer, the interface, and the back surface of the second layer appear as peaks, and the interval between them is the paper sheets 14a and 14b (see FIG. 4B). The optical thickness is shown. However, since there is no absolute reference, the position in the depth direction of each peak (distance from the reference plane) is not a correct distance.

図５に、この発明の一実施例に係る紙葉類検査装置の構成ブロック図を示す。
この実施例の検査装置２０は、テラヘルツ光放射素子としての放射用フォトコンダクティブアンテナ（以下「ＰＣアンテナ」と称する。）２１およびテラヘルツ光検出素子としての検出用ＰＣアンテナ２２を備えている。放射用ＰＣアンテナ２１から放射されるテラヘルツ光Ｓ１は、放物面鏡２３で反射され、ワイヤーグリッド２４を通り（Ｓ２）、ビームスプリッタ２５を透過し（Ｓ３）、放物面鏡２６で反射されて検査対象である紙葉類（サンプル）２７の表面（一面）へ垂直入射する（Ｓ４）。すなわち、放射用ＰＣアンテナ２１から照射されるテラヘルツ光は、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４という第１光路を通り紙葉類２７へ放射される。 FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a paper sheet inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
The inspection apparatus 20 of this embodiment includes a radiation photoconductive antenna (hereinafter referred to as “PC antenna”) 21 as a terahertz light emitting element and a detection PC antenna 22 as a terahertz light detecting element. The terahertz light S1 radiated from the radiation PC antenna 21 is reflected by the parabolic mirror 23, passes through the wire grid 24 (S2), passes through the beam splitter 25 (S3), and is reflected by the parabolic mirror 26. Then, it is perpendicularly incident on the surface (one surface) of the paper sheet (sample) 27 to be inspected (S4). That is, the terahertz light emitted from the radiating PC antenna 21 is radiated to the paper sheet 27 through the first optical paths S1, S2, S3, and S4.

紙葉類２７で反射されたテラヘルツ光（以下「テラヘルツ反射光」という）Ｒ１は、放物面鏡２６で反射されてビームスプリッタ２５へ与えられ（Ｒ２）、ビームスプリッタ２５からワイヤーグリッド２８を通って放物面鏡２９で反射され（Ｒ３）、検出用ＰＣアンテナ２２で検出される（Ｒ４）。すなわち、テラヘルツ反射光は、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４という第２光路を通り検出用ＰＣアンテナ２２で検出される。   The terahertz light (hereinafter referred to as “terahertz reflected light”) R1 reflected by the paper sheet 27 is reflected by the parabolic mirror 26 and applied to the beam splitter 25 (R2), and passes through the wire grid 28 from the beam splitter 25. Then, it is reflected by the parabolic mirror 29 (R3) and detected by the detection PC antenna 22 (R4). That is, the terahertz reflected light passes through the second optical paths R1, R2, R3, and R4 and is detected by the detection PC antenna 22.

なお、テラヘルツ光の放射素子、検出素子は、ＰＣアンテナに限定されるものではなく、ＥＯ結晶（非線形光学結晶）、ガンダイオード、ショットキーバリアダイオード等を用いることもできる。
検査対象である紙葉類２７は、サンプルステージ３０にセットされている。サンプルステージ３０は、紙葉類２７を予め定める状態に保持し、紙葉類２７の一面（表面）の所定の領域にテラヘルツ光が垂直に照射されるようにする。そして紙葉類２７を面方向に移動させ、紙葉類２７の任意の領域をテラヘルツ光を用いて検査できるように移動制御するものである。 The terahertz light emitting element and the detecting element are not limited to the PC antenna, and an EO crystal (nonlinear optical crystal), a Gunn diode, a Schottky barrier diode, or the like can also be used.
The paper sheet 27 to be inspected is set on the sample stage 30. The sample stage 30 holds the paper sheet 27 in a predetermined state so that a predetermined region on one surface (front surface) of the paper sheet 27 is vertically irradiated with terahertz light. Then, the paper sheet 27 is moved in the surface direction, and movement control is performed so that an arbitrary region of the paper sheet 27 can be inspected using terahertz light.

なお、紙葉類２７をセットして移動制御する装置は、ステージに限定されるものではなく、製紙機械、印刷機械等におけるローラー間に紙葉類を挟んで移動させる構成と同等の構成であってもよい。
検査装置２０には、前述した第１光路および第２光路に加えて、参照光路が備えられている。放射用ＰＣアンテナ２１から放射されたテラヘルツ光Ｓ１，Ｓ２は、その一部がビームスプリッタ２５で分離され、分離されたテラヘルツ光Ｓ５は放物面鏡３１で反射され（Ｓ６）、参照光用ミラー３２へ垂直に照射される。そして参照光用ミラー３２で反射されたテラヘルツ反射光Ｒ５は、放物面鏡３１で反射され、ビームスプリッタ２５およびワイヤーグリッド２８を透過して（Ｒ６）、放物面鏡２９で反射されて検出用ＰＣアンテナ２２で検出される（Ｒ７）。 Note that the apparatus for setting and controlling the movement of the paper sheets 27 is not limited to the stage, and has a configuration equivalent to a structure in which the paper sheets are moved between rollers in a papermaking machine, a printing machine, or the like. May be.
In addition to the first optical path and the second optical path described above, the inspection apparatus 20 includes a reference optical path. Part of the terahertz light S1 and S2 emitted from the radiation PC antenna 21 is separated by the beam splitter 25, and the separated terahertz light S5 is reflected by the parabolic mirror 31 (S6), and the reference light mirror 32 is irradiated vertically. The terahertz reflected light R5 reflected by the reference light mirror 32 is reflected by the parabolic mirror 31, passes through the beam splitter 25 and the wire grid 28 (R6), is reflected by the parabolic mirror 29, and is detected. It is detected by the PC antenna 22 (R7).

参照光用ミラー３２は遅延ステージ３３に装着されており、その遅延方向（光路長が変わる方向）の位置、すなわち放物面鏡３１との距離が可変できるようにされている。
この実施例の検査装置２０において、放射用ＰＣアンテナ２１が放射するテラヘルツ光は、次のようにして生成される。
波長固定レーザ４０および波長可変レーザ４１の２つのレーザが備えられている。波長固定レーザ４０は、たとえば７８０ｎｍのレーザ光を出力する。一方、波長可変レーザ４１は出力するレーザ光の波長を可変することができ、この実施例ではたとえば７８２ｎｍのレーザ光を出力する。波長固定レーザ４０から出力される波長７８０ｎｍのレーザ光は光アイソレータ４２から光ファイバ４３を経由してレーザ増幅器４４へ与えられる。波長可変レーザ４１から出力される波長７８２ｎｍのレーザ光は光アイソレータ４５から光ファイバ４３を経由してレーザ増幅器４４へ与えられる。なお、光ファイバ４３にはテラヘルツ光の周波数を確認するために、モニタ用光スペアナ４６が接続されていてもよい。 The reference light mirror 32 is mounted on a delay stage 33 so that the position in the delay direction (direction in which the optical path length changes), that is, the distance from the parabolic mirror 31 can be varied.
In the inspection apparatus 20 of this embodiment, the terahertz light emitted from the radiation PC antenna 21 is generated as follows.
Two lasers, a wavelength-fixed laser 40 and a wavelength-tunable laser 41, are provided. The wavelength fixed laser 40 outputs a laser beam of 780 nm, for example. On the other hand, the wavelength variable laser 41 can change the wavelength of the laser beam to be output. In this embodiment, for example, a laser beam of 782 nm is output. Laser light having a wavelength of 780 nm output from the wavelength fixed laser 40 is applied from the optical isolator 42 to the laser amplifier 44 via the optical fiber 43. Laser light having a wavelength of 782 nm output from the wavelength tunable laser 41 is applied from the optical isolator 45 to the laser amplifier 44 via the optical fiber 43. A monitoring optical spectrum analyzer 46 may be connected to the optical fiber 43 in order to confirm the frequency of the terahertz light.

レーザ増幅器４４で増幅された各レーザ光は光アイソレータ４７を経由して光ファイバ４８へ導かれ、放射用ＰＣアンテナ２１へ与えられる。放射用ＰＣアンテナ２１では、波長７８０ｎｍのレーザ光と波長７８２ｎｍのレーザ光の周波数の差、すなわち約１ＴＨｚのレーザ光が混合される。この際、放射用ＰＣアンテナ２１の電極にバイアス電源回路４９によってバイアス電圧を印加する。これにより、放射用ＰＣアンテナ２１は１ＴＨｚのテラヘルツ光を放射する。上述の構成であるから、波長可変レーザ４１のレーザ光の波長を変化させれば、放射するテラヘルツ光の周波数を任意の周波数にすることができる。また、段階的に順次変化させることができる。   Each laser light amplified by the laser amplifier 44 is guided to the optical fiber 48 via the optical isolator 47 and given to the radiating PC antenna 21. In the radiating PC antenna 21, the difference in frequency between the laser beam having a wavelength of 780 nm and the laser beam having a wavelength of 782 nm, that is, a laser beam having a wavelength of about 1 THz is mixed. At this time, a bias voltage is applied to the electrode of the radiation PC antenna 21 by the bias power supply circuit 49. Thereby, the radiating PC antenna 21 radiates 1 THz terahertz light. Since it is the above-mentioned composition, if the wavelength of the laser beam of wavelength tunable laser 41 is changed, the frequency of the terahertz light to radiate can be made into arbitrary frequency. Further, it can be changed sequentially in steps.

なお、バイアス電源回路４９は、パソコン６１からＤ／Ａ変換回路６２を介して与えられる信号により制御されている。
光アイソレータ４７から別の光ファイバ５０によってレーザ光が誘導され、そのレーザ光は光遅延装置５１を経由して検出用ＰＣアンテナ２２へ与えられる。光遅延装置５１は反射ミラー５２、５３およびリトロリフレクタ５４を有している。リトロリフレクタ５４は遅延ステージに搭載されている。光遅延装置５１により、放射用ＰＣアンテナ２１に与えられるレーザ光に比べて検出用ＰＣアンテナ２２に与えられるレーザ光を所定位相だけ遅延させることができる。これにより、検出されるテラヘルツ反射光の振幅および位相を検知している。 The bias power supply circuit 49 is controlled by a signal given from the personal computer 61 via the D / A conversion circuit 62.
Laser light is guided from the optical isolator 47 by another optical fiber 50, and the laser light is given to the detection PC antenna 22 via the optical delay device 51. The optical delay device 51 includes reflection mirrors 52 and 53 and a retroreflector 54. The retro reflector 54 is mounted on the delay stage. The optical delay device 51 can delay the laser beam applied to the detection PC antenna 22 by a predetermined phase compared to the laser beam applied to the radiation PC antenna 21. Thereby, the amplitude and phase of the detected terahertz reflected light are detected.

検出用ＰＣアンテナ２２では、紙葉類２７で反射されたテラヘルツ反射光Ｒ４および参照光用ミラー３２で反射されたテラヘルツ反射光Ｒ７を検出する。また、検出用ＰＣアンテナ２２は、その電極が光遅延装置５１を経由して与えられる時間遅れを生じているレーザ光により励起される。これにより、検出用ＰＣアンテナ２２では、検出したテラヘルツ光Ｒ４、Ｒ７の強度に応じた電流が発生する。その発生する電流は、電流−電圧変換のプリアンプ５６により電圧に変換される。そしてこの変換された電圧は、ＤＣカット回路５７、バンドパスフィルタ５８、ゲイン調整用アンプ５９およびＡ／Ｄ変換回路６０を通って制御装置としてのパソコン６１に取り込まれる。パソコン６１は、検出したテラヘルツ反射光の位相差による振幅変化・振幅反射率などを演算し、処理する処理装置である。   The detection PC antenna 22 detects the terahertz reflected light R4 reflected by the paper sheet 27 and the terahertz reflected light R7 reflected by the reference light mirror 32. In addition, the detection PC antenna 22 is excited by a laser beam whose electrode has a time delay given via the optical delay device 51. As a result, the detection PC antenna 22 generates a current according to the intensity of the detected terahertz lights R4 and R7. The generated current is converted into a voltage by a current-voltage conversion preamplifier 56. The converted voltage passes through the DC cut circuit 57, the band pass filter 58, the gain adjustment amplifier 59, and the A / D conversion circuit 60 and is taken into the personal computer 61 as a control device. The personal computer 61 is a processing device that calculates and processes an amplitude change and an amplitude reflectance due to the phase difference of the detected terahertz reflected light.

なお、図５に示す構成ブロックにおいて、テラヘルツ光Ｓ２を分離するビームスプリッタ２５、放物面鏡３１および参照光用ミラー３２が省略された構成とし、参照光をなくして反射率のみを測定する構成としてもよい。
図６に、図５の構成において、参照用ミラー３２を備える場合と、備えない場合との構成の違いを、図解的に示す。 In the configuration block shown in FIG. 5, the beam splitter 25, the parabolic mirror 31, and the reference light mirror 32 that separate the terahertz light S2 are omitted, and only the reflectance is measured without the reference light. It is good.
FIG. 6 schematically shows the difference in configuration between when the reference mirror 32 is provided and when it is not provided in the configuration of FIG.

図６の（Ａ）は参照光用ミラー３２を備えない場合の構成例である。この場合は、テラヘルツ光放射素子としての放射用ＰＣアンテナ２１から放射されるテラヘルツ光Ｓは対象物である紙葉類２７へ照射され、紙葉類２７の表面２７１および裏面２７２で反射され、テラヘルツ反射光Ｒはテラヘルツ光検出素子としての検出用ＰＣアンテナ２２で検出される。これにより、紙葉類２７の厚さ方向の情報を特性情報として検出できる。   FIG. 6A shows a configuration example when the reference light mirror 32 is not provided. In this case, the terahertz light S radiated from the radiation PC antenna 21 as the terahertz light emitting element is irradiated onto the paper sheet 27 as the object, reflected by the front surface 271 and the back surface 272 of the paper sheet 27, and terahertz. The reflected light R is detected by a detection PC antenna 22 as a terahertz light detection element. Thereby, the information in the thickness direction of the paper sheet 27 can be detected as the characteristic information.

一方、参照光用ミラー３２を具備した構成は、図６の（Ｂ）となる。この構成では、検出用ＰＣアンテナ２２によりテラヘルツ反射光Ｒに加えて参照光が検出され、その干渉出力を検出することができる。これにより、紙葉類２７の深さ方向の情報が詳細に得られるという効果がある。
図７（Ａ）に示すように、紙葉類２７を保持する保持部材に、表面が鏡面加工された金属板６４を用い、金属板６４に検査窓６５が開口されていて、検査窓６５を通して紙葉類２７にテラヘルツ光が照射される構成としてもよい。この場合、金属板６４を図７（Ａ）において紙葉類２７と共に移動させることにより、放射用ＰＣアンテナ２１から照射されるテラヘルツ光を金属板６４および紙葉類２７に照射することができ、それぞれからのテラヘルツ反射光を検出することができる。そして、金属板６４の反射光の光強度を基準値とし、紙葉類の反射光の光強度と比較することにより、反射率を求めることができる。 On the other hand, the configuration including the reference light mirror 32 is shown in FIG. In this configuration, the reference light is detected in addition to the terahertz reflected light R by the detection PC antenna 22, and the interference output can be detected. Thereby, there is an effect that the information in the depth direction of the paper sheet 27 can be obtained in detail.
As shown in FIG. 7A, a metal plate 64 whose surface is mirror-finished is used as a holding member that holds the paper sheet 27, and an inspection window 65 is opened in the metal plate 64. A configuration may be adopted in which the paper sheet 27 is irradiated with terahertz light. In this case, by moving the metal plate 64 together with the paper sheet 27 in FIG. 7A, the terahertz light irradiated from the radiating PC antenna 21 can be applied to the metal plate 64 and the paper sheet 27. Terahertz reflected light from each can be detected. Then, the reflectance can be obtained by comparing the light intensity of the reflected light of the metal plate 64 with the light intensity of the reflected light of the paper sheet using the light intensity of the reflected light of the metal plate 64 as a reference value.

なお、図７（Ａ）に示すように、金属板６４の裏面側に対象物である紙葉類２７を載置する構成に代えて、図７（Ｂ）に示すように、金属板６４の表面側に対象物である紙葉類２７を載置する構成とすることも可能である。
この実施例の検査装置２０は、図５に示す構成を具備しているので、紙葉類２７としてたとえば紙幣を例にとると、次の検査が可能である。
（１）紙幣の複数枚搬送の検査（搬送される紙幣が１枚か、２枚かを検出できる。）
（２）紙幣の厚さの検出
（３）紙幣の「透かし」の有無の検出
（４）紙幣の表面または裏面に貼り付けられた異物（テープの付着など）の検出
（５）紙幣の品質管理（平行度、平坦度、皺、傷みの有無の検出）
この実施例は、上述の（１）〜（５）の検査を、非接触で、かつ紙幣の片面へテラヘルツ光を照射し、その反射光を検出することにより行える。 As shown in FIG. 7A, instead of the configuration in which the paper sheet 27 as the object is placed on the back side of the metal plate 64, as shown in FIG. It is also possible to adopt a configuration in which a paper sheet 27 as an object is placed on the front surface side.
Since the inspection apparatus 20 of this embodiment has the configuration shown in FIG. 5, the following inspection is possible when a paper money is taken as an example of the paper sheet 27.
(1) Inspection of conveyance of a plurality of banknotes (can detect whether one or two banknotes are conveyed)
(2) Detection of banknote thickness (3) Detection of presence or absence of "watermark" of banknote (4) Detection of foreign matter (tape adhesion, etc.) affixed to the front or back of banknote (5) Quality control of banknote (Detection of parallelism, flatness, wrinkles and scratches)
In this embodiment, the above-described inspections (1) to (5) can be performed by irradiating terahertz light to one side of a bill and detecting the reflected light in a non-contact manner.

また、放射用ＰＣアンテナ２１から放射されるテラヘルツ光として、単一周波数のコヒーレント光の連続波を用いることにより、上述した各種の検査ができる。
また、マルチ周波数（複数の周波数のテラヘルツ光）を用いて紙葉類の検査を行うこともできる。
さらに、テラヘルツ光の周波数を変化させ、スペクトル情報を得ることによって、紙葉類のより正確な厚さ等を検出できる。 Further, by using a continuous wave of single-frequency coherent light as the terahertz light emitted from the radiating PC antenna 21, the above-described various tests can be performed.
In addition, it is possible to inspect paper sheets using multi-frequency (a plurality of frequencies of terahertz light).
Further, by obtaining the spectrum information by changing the frequency of the terahertz light, it is possible to detect a more accurate thickness or the like of the paper sheet.

以下に、上述した（１）〜（５）の検査の仕方について、個別に、具体的に説明をする。
（１）紙幣の複数枚搬送の検査について：
図８は、紙幣の複数枚搬送の検査（搬送される紙幣が１枚か、２枚か、３枚かを検出する検出方法）を説明するための図である。 Hereinafter, the inspection methods (1) to (5) described above will be specifically described individually.
(1) About inspection of conveyance of multiple bills:
FIG. 8 is a diagram for explaining an inspection for conveying a plurality of banknotes (a detection method for detecting whether one, two, or three banknotes are conveyed).

図８（Ａ）は、窓付金属板ステージ７０の裏面上に３枚の紙幣７２ａ、７２ｂ、７２ｃが互いにずれて重なった状態で載置され、搬送される場合を表わす図解的な側断面図である。また、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の構成の図解的な平面図である。金属板ステージ７０の表面７１は鏡面状態の反射面となっており、照射されるテラヘルツ光をほぼ１００％を反射する。   FIG. 8 (A) is a schematic side sectional view showing a case where three banknotes 72a, 72b, 72c are placed on the back surface of the metal plate stage 70 with a window so as to be displaced from each other and conveyed. It is. FIG. 8B is a schematic plan view of the configuration of FIG. The surface 71 of the metal plate stage 70 is a reflecting surface in a mirror state, and reflects almost 100% of the irradiated terahertz light.

図８（Ｃ）は、図８（Ａ）（Ｂ）に対してテラヘルツ光が上方から照射され、反射されるテラヘルツ反射光を検出して、その反射強度を表示したグラフである。より具体的には、図８（Ａ）（Ｂ）に示されるように、窓付金属板ステージ７０の裏面に紙幣７２ａ、７２ｂ、７２ｃが積層して載置されている状態で、窓付金属板ステージ７０の表面７１側からテラヘルツ光を照射する。そして、テラヘルツ光の照射位置を図８（Ａ）（Ｂ）のたとえば左側から右側へと移動させ、その時に得られたテラヘルツ反射光を検出し、検出強度を示したものが図８（Ｃ）のグラフである。測定に用いた紙幣７２ａ、７２ｂ、７２ｃの厚みは０．１ｍｍであり、０．５ＴＨｚのテラヘルツ光を照射した。   FIG. 8C is a graph in which the terahertz light reflected from and reflected by the terahertz light from above is detected and the reflection intensity thereof is displayed with respect to FIGS. 8A and 8B. More specifically, as shown in FIGS. 8 (A) and 8 (B), a metal with a window in a state where banknotes 72a, 72b, and 72c are stacked and placed on the back surface of the metal plate stage 70 with a window. Terahertz light is irradiated from the surface 71 side of the plate stage 70. Then, the irradiation position of the terahertz light is moved from, for example, the left side to the right side of FIGS. 8A and 8B, the terahertz reflected light obtained at that time is detected, and the detected intensity is shown in FIG. 8C. It is a graph of. The bills 72a, 72b, 72c used for the measurement had a thickness of 0.1 mm and were irradiated with 0.5 THz terahertz light.

図８（Ｃ）のグラフにおいて、横軸は測定方向（走査方向）であり、図８（Ａ）（Ｂ）のたとえば左側から右側への位置の移動を示している。縦軸は反射強度（検出されたテラヘルツ反射光の反射振幅を窓付金属板ステージ７０の表面７１の反射振幅で割ったもの）が示されている。
図８（Ｃ）の反射強度のグラフから、窓付金属板ステージ７０に載置された紙幣が、紙幣７２ａが１枚だけの場合と、紙幣７２ａ、７２ｂが２枚重ねになっている状態とで、反射強度が０．４または０．２と明らかに違っていることが理解できる。よって、窓付金属板ステージ７０に載置されて搬送される紙幣が、１枚か２枚かを検出できることがわかる。 In the graph of FIG. 8C, the horizontal axis is the measurement direction (scanning direction), and shows the movement of the position from, for example, the left side to the right side in FIGS. The vertical axis represents the reflection intensity (the reflection amplitude of the detected terahertz reflected light divided by the reflection amplitude of the surface 71 of the metal plate stage 70 with a window).
From the graph of the reflection intensity in FIG. 8C, the banknote placed on the metal plate stage 70 with window is only one banknote 72a, and the banknotes 72a and 72b are stacked two times. Thus, it can be understood that the reflection intensity is clearly different from 0.4 or 0.2. Therefore, it can be seen that it is possible to detect whether one or two banknotes are placed and conveyed on the metal plate stage 70 with a window.

一方、窓付金属板ステージ７０に載置された紙幣が３枚重ねになっている場合にも、検出されたテラヘルツ反射光の反射強度は約０．４を示す。このため、０．５ＴＨｚのテラヘルツ光を用い、反射強度を検出するだけでは、紙幣が１枚か、３枚重なっているかを識別することができないことがわかる。
図８（Ｄ）は、窓付金属板ステージ７０の裏面に載置された紙幣の厚さと、検出されるテラヘルツ反射光の振幅との関係を示すグラフである。図８（Ｄ）において横軸は紙幣の厚さ（紙幣の重複枚数）を示し、縦軸は検出されたテラヘルツ反射光の振幅を示している。窓付金属板ステージ７０の裏面に載置された紙幣７２ａ、７２ｂ、７２ｃは、その厚さが０．１ｍｍであるから、１枚の場合は０．１ｍｍ、２枚重なっていれば０．２ｍｍ、３枚重なっていれば０．３ｍｍである。図８（Ｄ）のグラフにおいて、実線は０．５ＴＨｚのテラヘルツ光を使用した場合の振幅であり、１点鎖線は０．３ＴＨｚのテラヘルツ光を使用した場合の振幅を示している。 On the other hand, even when three banknotes placed on the metal plate stage 70 with windows are stacked, the reflection intensity of the detected terahertz reflected light is about 0.4. For this reason, it can be seen that it is not possible to identify whether one or three banknotes are overlapped only by detecting reflection intensity using 0.5 THz terahertz light.
FIG. 8D is a graph showing the relationship between the thickness of the banknote placed on the back surface of the windowed metal plate stage 70 and the amplitude of the detected terahertz reflected light. In FIG. 8D, the horizontal axis indicates the thickness of banknotes (the number of overlapping banknotes), and the vertical axis indicates the amplitude of the detected terahertz reflected light. Since the bills 72a, 72b, 72c placed on the back surface of the metal plate stage 70 with a window have a thickness of 0.1 mm, 0.1 mm in the case of one sheet and 0.2 mm if two sheets overlap. If 3 sheets overlap, it is 0.3 mm. In the graph of FIG. 8D, the solid line indicates the amplitude when 0.5 THz terahertz light is used, and the alternate long and short dash line indicates the amplitude when 0.3 THz terahertz light is used.

図８（Ｄ）に示されるように、０．５ＴＨｚのテラヘルツ光を用いた場合、テラヘルツ反射光の振幅が０．１ｍｍ、０．３ｍｍでピークとなり、０．２ｍｍでディップとなっている。よって、検出されたテラヘルツ反射光の振幅に基づき、搬送される紙幣が１枚か、２枚かを検出することができる。
この場合でも、搬送される紙幣が１枚のときおよび３枚のときには、検出されたテラヘルツ反射光の振幅はいずれもピークとなるから、紙幣が１枚か３枚かを区別することができない。 As shown in FIG. 8D, when 0.5 THz terahertz light is used, the amplitude of the terahertz reflected light peaks at 0.1 mm and 0.3 mm, and dip at 0.2 mm. Therefore, based on the detected amplitude of the terahertz reflected light, it is possible to detect whether one or two bills are conveyed.
Even in this case, when the number of banknotes to be conveyed is one and three, the amplitude of the detected terahertz reflected light has a peak, so it cannot be distinguished whether there are one or three banknotes.

そこで、０．５ＴＨｚのテラヘルツ光に加えて、０．３ＴＨｚのテラヘルツ光を用いることにより、紙幣が１枚か３枚かを識別することが可能となる。なぜなら、図８（Ｄ）に示されるように、０．３ＴＨｚのテラヘルツ光を用いた場合、検出物の厚さが０．１７ｍｍあたりでテラヘルツ反射光の振幅のピークが現れるため、紙幣が１枚（０．１ｍｍ）のときの振幅値と、紙幣が３枚（０．３ｍｍ）のときの振幅値は異なる値となる。従って、検出に用いるテラヘルツ光を、０．５ＴＨｚおよび０．３ＴＨｚの２種類とすることにより、紙幣が１枚搬送か、２枚重なった搬送か、３枚重なった搬送かを検出することができる。   Therefore, by using 0.3 THz terahertz light in addition to 0.5 THz terahertz light, it is possible to identify whether one or three banknotes are used. This is because, as shown in FIG. 8D, when 0.3 THz terahertz light is used, the peak of the amplitude of the terahertz reflected light appears when the thickness of the detected object is around 0.17 mm, so one banknote The amplitude value when (0.1 mm) is different from the amplitude value when there are three bills (0.3 mm). Therefore, by using two types of terahertz light for detection, 0.5 THz and 0.3 THz, it is possible to detect whether a banknote is transported by one sheet, transported by two sheets, or transported by three sheets. .

なお、図８（Ｃ）の反射強度のグラフは、０．３ＴＨｚのテラヘルツ光を使用する場合であっても、同様の反射強度特性を得ることができる。
以上のことから、搬送される紙幣が１枚か、２枚かだけを検出するのであれば、検出されたテラヘルツ反射光の反射強度または振幅検出することにより、１枚搬送または２枚搬送を検出できることがわかる。通常、紙幣の搬送では、３枚以上が重なって搬送されることは極めて稀であり、２枚搬送を検出し、防止する技術が求められている現状を考慮すると、紙幣の２枚搬送は、この実施例の検査装置２０により、１種類のテラヘルツ光を用いて実現できることがわかる。
（２）紙幣の厚さ検出、および、（３）紙幣の「透かし」検出について：
この発明の実施例の検査装置２０を用いた紙幣の厚さの検出（（２）の検査）については、既に図１を参照して厚さ検出の原理および方法を具体的かつ詳細に説明したので、ここでの説明については省略する。 Note that the reflection intensity graph in FIG. 8C can obtain similar reflection intensity characteristics even when 0.3 THz terahertz light is used.
From the above, if only one or two bills are to be transported, one sheet transport or two sheet transport is detected by detecting the reflection intensity or amplitude of the detected terahertz reflected light. I understand that I can do it. Usually, in the conveyance of banknotes, it is extremely rare that three or more sheets are overlapped, and in consideration of the current situation in which a technique for detecting and preventing the conveyance of two sheets is required, It can be seen that the inspection apparatus 20 of this embodiment can be realized by using one type of terahertz light.
About (2) bill thickness detection and (3) bill “watermark” detection:
Regarding the bill thickness detection (inspection (2)) using the inspection apparatus 20 of the embodiment of the present invention, the thickness detection principle and method have already been described specifically and in detail with reference to FIG. Therefore, the description here is omitted.

また、「紙幣の『透かし』の有無の検出」（（３）の検査）は、紙幣の厚さの検出と同じ原理および方法で行うことができる。なぜなら、紙幣に「透かし」が設けられている場合、その「透かし」部分は、紙幣を構成する紙の密度や種類が他の部分と比べて異なっている。このため、「透かし」部分は他の部分と比べると屈折率（複素屈折率）ｎが異なる。よって紙幣の光学厚さｎ・ｄ（ｎは屈折率、ｄは物理厚さ）が、「透かし」の部分と、「透かし」でない部分とで変化する。よって、この変化に基づき、紙幣の「透かし」の有無を検出できる。
（４）異物の検出について：
次に、紙幣に対するテープの貼着などの検出につき、図面を参照して説明する。 Further, “detection of presence / absence of“ watermark ”of banknote” (inspection of (3)) can be performed by the same principle and method as detection of the thickness of banknote. This is because when a “watermark” is provided on a banknote, the “watermark” portion is different in density and type of paper constituting the banknote from other portions. For this reason, the “watermark” portion has a different refractive index (complex refractive index) n compared to the other portions. Therefore, the optical thickness n · d (n is the refractive index and d is the physical thickness) of the banknote changes between the “watermark” portion and the non- “watermark” portion. Therefore, it is possible to detect the presence or absence of the “watermark” of the banknote based on this change.
(4) Detection of foreign matter:
Next, detection of the sticking of a tape to a bill will be described with reference to the drawings.

図９は、紙幣７２にテープ７３ａ，７３ｂが貼られている場合、テープ７３ａ，７３ｂの存在を検出する処理の仕方を説明する図解的な図である。図９（Ａ）は、紙幣７２のたとえば裏面に四角形のテープ７３ａおよび三角形のテープ７３ｂが貼られており、それを検出するために紙幣７２の表面からテラヘルツ光を照射し、反射されるテラヘルツ反射光を検出する様子を示す図解図である。図９（Ｂ）はその断面図を図解的に示している。   FIG. 9 is an illustrative view for explaining how to detect the presence of the tapes 73a and 73b when the tapes 73a and 73b are affixed to the banknote 72. FIG. In FIG. 9A, for example, a rectangular tape 73a and a triangular tape 73b are pasted on the back surface of the banknote 72, and the terahertz reflection is reflected by irradiating the terahertz light from the surface of the banknote 72 in order to detect it. It is an illustration figure which shows a mode that light is detected. FIG. 9B schematically shows a sectional view thereof.

そして、図１０（Ａ）に、紙幣７２の現物表面の一部の写真を示す。紙幣７２の表面または裏面に貼られたテープ７３ａ，７３ｂがハッチングで示されている。
また、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）で反射されたテラヘルツ反射光を検出し、その振幅強度を濃淡を用いて表わした分布である。図１０（Ｂ）の強度分布においては、図１０（Ｃ）に示すように、紙幣７２の厚さが０．０８ｍｍ以下は濃く、０．０８ｍｍ〜０．１６ｍｍと厚さが厚くなるに従って徐々に薄くなり、０．１６ｍｍ以上ではほぼ白となっている。 FIG. 10A shows a photograph of a part of the actual surface of the banknote 72. Tapes 73a and 73b affixed to the front or back surface of the banknote 72 are indicated by hatching.
FIG. 10B shows a distribution in which the terahertz reflected light reflected in FIG. 10A is detected and the amplitude intensity is expressed using shading. In the intensity distribution of FIG. 10 (B), as shown in FIG. 10 (C), the thickness of the banknote 72 is 0.08 mm or less, and gradually increases as the thickness increases from 0.08 mm to 0.16 mm. It becomes thin and is almost white above 0.16 mm.

このように、振幅強度の分布は、紙幣７２の厚さを示しており、テープ７３ａ、７３ｂが貼られた領域において、四角テープ７３ａおよび三角テープ７３ｂの形と近似した領域の色が薄く、厚みが厚い（厚さが０．１６ｍｍ〜０．１８ｍｍ）ということが検出されている。よって、テラヘルツ反射光の振幅に基づき、紙幣にテープが貼られているか否かの検出ができる。   As described above, the distribution of the amplitude intensity indicates the thickness of the banknote 72, and in the region where the tapes 73a and 73b are attached, the color of the region approximate to the shape of the square tape 73a and the triangular tape 73b is light and thick. Is thick (thickness is 0.16 mm to 0.18 mm). Therefore, based on the amplitude of the terahertz reflected light, it is possible to detect whether or not a tape is stuck on the banknote.

なお、図１０で説明したテープ有無の検査では、０．３ＴＨｚのテラヘルツ光を用いた。この周波数のテラヘルツ光を用いると、図１０（Ｃ）に示すように、０．０７ｍｍ〜０．１８ｍｍの範囲の紙幣等の厚みを正確に検出できることがわかる。
（５）紙幣の品質管理について：
最後に、上述した（５）の検査、すなわち紙幣の皺、傷み、平行度等の検出方法について、具体例を説明する。 In the inspection for the presence or absence of the tape described with reference to FIG. 10, terahertz light of 0.3 THz was used. When terahertz light of this frequency is used, as shown in FIG. 10 (C), it can be seen that the thickness of bills and the like in the range of 0.07 mm to 0.18 mm can be accurately detected.
(5) About bill quality control:
Finally, a specific example will be described with respect to the above-described inspection (5), that is, a method for detecting banknotes, scratches, parallelism and the like.

図１１は、皺や傷みの多い紙幣７５をテラヘルツ光を用いて検査している様子を表わす図解的な側面図である。テラヘルツ光放射素子２１から放射されるテラヘルツ光２１１は紙幣７５の表面７５１に到達する。このとき、紙幣７５に皺、傷み等が生じていると、紙幣７５の表面７５１には細かな凹凸が頻発している。このため、表面７５１で反射されるテラヘルツ反射光２１２は乱反射されて、テラヘルツ光検出素子２２に達する反射光が減り、検出されるテラヘルツ反射光の割合が減少する。   FIG. 11 is a schematic side view showing a state in which a banknote 75 having a lot of wrinkles and bruises is inspected using terahertz light. The terahertz light 211 emitted from the terahertz light emitting element 21 reaches the surface 751 of the banknote 75. At this time, if the banknote 75 is wrinkled, damaged, etc., fine irregularities frequently occur on the surface 751 of the banknote 75. For this reason, the terahertz reflected light 212 reflected by the surface 751 is irregularly reflected, the reflected light reaching the terahertz light detecting element 22 is reduced, and the ratio of the detected terahertz reflected light is reduced.

また、紙幣７５内へ進入したテラヘルツ光２１３は紙幣７５の裏面７５２でその一部が反射されるが、裏面７５２も、皺や傷み等により細かな凹凸が多数散在しているから、紙幣７５内へ反射される反射光２１４も乱反射光となる。さらに、表面７５１から外部へ出るテラヘルツ反射光２１５は、多方面へ分散するので、テラヘルツ光検出素子２２で検出される割合が少なくなる。   Further, the terahertz light 213 that has entered the banknote 75 is partially reflected by the back surface 752 of the banknote 75, but the back surface 752 also has many fine irregularities scattered due to wrinkles, scratches, etc. The reflected light 214 reflected to the surface also becomes irregularly reflected light. Furthermore, since the terahertz reflected light 215 emitted from the surface 751 to the outside is dispersed in many directions, the ratio detected by the terahertz light detecting element 22 is reduced.

また、テラヘルツ光検出素子２２が検出するテラヘルツ反射光は、テラヘルツ光検出素子２２と紙幣７５との相対的な位置関係を変化させて、紙幣７５の表面を検出走査すると、検出位置によりテラヘルツ光検出素子２２へ入射するテラヘルツ反射光の割合がランダムに変化する。あるいは、紙幣７５の平行度が場所により異なる場合には、検出されるテラヘルツ反射光の割合が場所に伴って定量的に変化する。このようにテラヘルツ光検出素子２２で検出されるテラヘルツ反射光の検出量が変化するので、その変化を検知することにより、紙幣７５の皺、凹凸等の傷み、平行度の有無を検出することができる。   The terahertz reflected light detected by the terahertz light detection element 22 changes the relative positional relationship between the terahertz light detection element 22 and the banknote 75, and when the surface of the banknote 75 is detected and scanned, terahertz light detection is performed according to the detection position. The proportion of the terahertz reflected light incident on the element 22 changes randomly. Or when the parallelism of the banknote 75 changes with places, the ratio of the terahertz reflected light detected changes quantitatively with a place. As described above, since the detection amount of the terahertz reflected light detected by the terahertz light detecting element 22 changes, by detecting the change, it is possible to detect whether the banknote 75 has scratches, irregularities, etc., and the presence or absence of parallelism. it can.

この発明により検査可能な紙葉類としては、上述した紙幣に限定されるものではなく、有価証券、クレジットカードその他のカード類、免許証等を例示することができる。
この発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。 Paper sheets that can be inspected according to the present invention are not limited to the above-described banknotes, and examples thereof include securities, credit cards and other cards, and licenses.
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made within the scope of the claims.

この発明により紙葉類を検査する原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle which test | inspects paper sheets by this invention. テラヘルツ反射光の周波数特性（スペクトル）の計算例を示す図である。It is a figure which shows the example of calculation of the frequency characteristic (spectrum) of terahertz reflected light. 反射スペクトルから逆フーリエ変換で断層データを計算した例を示すグラフである。It is a graph which shows the example which computed tomographic data by inverse Fourier transform from the reflection spectrum. 図３のグラフを計算するのに用いたモデルを示す図である。It is a figure which shows the model used in calculating the graph of FIG. この発明の一実施例に係る紙葉類検査装置の構成ブロック図である。1 is a configuration block diagram of a paper sheet inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. 図５の構成において、参照用ミラー３２を備える場合と、備えない場合との構成の違いを示す図解図である。FIG. 6 is an illustrative view showing a difference in configuration between a case where the reference mirror 32 is provided and a case where the reference mirror 32 is not provided in the configuration of FIG. 紙葉類保持部材の構成の変形例を示す図解図である。It is an illustration figure which shows the modification of a structure of a paper sheet holding member. 紙幣の複数枚搬送の検査を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the test | inspection of the multiple conveyance of a banknote. 紙幣にテープが貼られ、それを検出する様子を示す図解図である。It is an illustration figure which shows a mode that a tape is affixed on a banknote and it detects it. テープ貼着検査に用いられた紙幣および検査結果を示す図である。It is a figure which shows the banknote used for the tape sticking test | inspection, and a test result. 紙幣の品質管理検査を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the quality control test | inspection of a banknote. 従来の透過光量の減衰量を検出する紙葉類の厚さ測定方法の概念図である。It is a conceptual diagram of the thickness measuring method of the paper sheets which detects the attenuation amount of the conventional transmitted light quantity. 従来のメカ式の紙葉類の厚さ測定方法の概念図である。It is a conceptual diagram of the thickness measuring method of the conventional mechanical paper sheet. テラヘルツパルス光を用いた媒体の厚みを検出する方法の概念図である。It is a conceptual diagram of the method of detecting the thickness of the medium using terahertz pulse light.

符号の説明Explanation of symbols

１１ テラヘルツ光放射素子
１２ テラヘルツ光
１２１ 第１テラヘルツ反射光
１２４ 第２テラヘルツ反射光
１６ テラヘルツ光検出素子
２０ 検査装置
２１ 放射用ＰＣアンテナ（テラヘルツ光放射素子）
２２ 検出用ＰＣアンテナ（テラヘルツ光検出素子）
１４、２７ 紙葉類
３０ サンプルステージ（紙葉類保持装置）
６１ パソコン（処理装置） DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Terahertz light emitting element 12 Terahertz light 121 1st terahertz reflected light 124 2nd terahertz reflected light 16 Terahertz light detection element 20 Inspection apparatus 21 PC antenna for radiation (terahertz light emitting element)
22 PC antenna for detection (terahertz light detection element)
14, 27 Paper sheets 30 Sample stage (paper sheet holding device)
61 PC (Processor)

Claims (10)

テラヘルツ光を用いて紙葉類を検査する方法であって、
検査対象である紙葉類の厚さの数分の１〜数倍の波長のテラヘルツ光を紙葉類に対して照射し、
紙葉類の表面および裏面で反射されるテラヘルツ反射光を検出し、
検出したテラヘルツ反射光の位相差による干渉の強さを検知して紙葉類の厚さを測定することを特徴とする紙葉類の検査方法。 A method for inspecting paper sheets using terahertz light,
Irradiate the paper sheet with terahertz light having a wavelength one to several times the thickness of the paper sheet to be inspected,
Detects terahertz reflected light reflected from the front and back of paper sheets,
A method for inspecting paper sheets, wherein the thickness of the paper sheets is measured by detecting the intensity of interference caused by the phase difference of the detected terahertz reflected light. 検査対象である前記紙葉類をその面方向に移動させ、
紙葉類の異なる部位で反射されるテラヘルツ反射光を検出し、
検出したテラヘルツ反射光の位相差による干渉の強さを検知し、
検知した値を予め記憶された基準値と比べることによって紙葉類の表面または裏面に貼られた異物の存在を検出することを特徴とする、請求項１記載の紙葉類の検査方法。 Move the paper sheet to be inspected in the surface direction,
Detects terahertz reflected light reflected from different parts of the paper,
Detects the strength of interference due to the phase difference of the detected terahertz reflected light,
The paper sheet inspection method according to claim 1, wherein the presence of a foreign substance attached to the front or back surface of the paper sheet is detected by comparing the detected value with a reference value stored in advance. 検査対象である前記紙葉類をその面方向に移動させ、
紙葉類の異なる部位で反射されるテラヘルツ反射光を検出し、
検出したテラヘルツ反射光の位相差による干渉の強さを検知し、
所定の干渉の強さが検知できない部位の有無によって紙葉類の表面と裏面との平行度を検出することを特徴とする、請求項１記載の紙葉類の検査方法。 Move the paper sheet to be inspected in the surface direction,
Detects terahertz reflected light reflected from different parts of the paper,
Detects the strength of interference due to the phase difference of the detected terahertz reflected light,
2. The paper sheet inspection method according to claim 1, wherein the parallelism between the front surface and the back surface of the paper sheet is detected based on the presence or absence of a portion where the predetermined interference intensity cannot be detected. 検査対象である前記紙葉類をその面方向に移動させ、
紙葉類の異なる部位で反射されるテラヘルツ光を検出し、
検出したテラヘルツ反射光の位相差による干渉の強さを検知し、
検知した干渉の強さの変動が一定の範囲を超えるか否かに基づいて紙葉類の表面の凹凸および／または皺の有無を検出することを特徴とする、請求項１記載の紙葉類の検査方法。 Move the paper sheet to be inspected in the surface direction,
Detects terahertz light reflected from different parts of the paper,
Detects the strength of interference due to the phase difference of the detected terahertz reflected light,
2. The paper sheet according to claim 1, wherein the presence or absence of irregularities and / or wrinkles on the surface of the paper sheet is detected based on whether or not fluctuations in the detected interference intensity exceed a certain range. Inspection method. テラヘルツ光を用いて紙葉類を検査する方法であって、
検査対象である紙葉類の厚さの数分の１〜数倍の波長のテラヘルツ光を紙葉類に対して照射し、
紙葉類の表面および裏面で反射されるテラヘルツ反射光を検出し、
前記紙葉類に対して照射するテラヘルツ光の波長を変化させ、
前記検出したテラヘルツ反射光の反射スペクトルを検知することにより紙葉類の断層構造を検出することを特徴とする紙葉類の検査方法。 A method for inspecting paper sheets using terahertz light,
Irradiate the paper sheet with terahertz light having a wavelength one to several times the thickness of the paper sheet to be inspected,
Detects terahertz reflected light reflected from the front and back of paper sheets,
Changing the wavelength of the terahertz light applied to the paper sheet,
A method for inspecting a paper sheet, comprising detecting a tomographic structure of the paper sheet by detecting a reflection spectrum of the detected terahertz reflected light. テラヘルツ光を用いて紙葉類を検査する装置であって、
検査対象である紙葉類の厚さの数分の１〜数倍の波長のテラヘルツ光を紙葉類に対して照射する放射素子と、
紙葉類の表面および裏面で反射されるテラヘルツ反射光を検出する検出素子と、
前記検出素子で検出されたテラヘルツ反射光の位相差による干渉の強さを検知して紙葉類の厚さを測定する処理装置と、
を含むことを特徴とする紙葉類の検査装置。 An apparatus for inspecting paper sheets using terahertz light,
A radiation element that irradiates the paper sheet with terahertz light having a wavelength that is one to several times the thickness of the paper sheet to be inspected;
A detection element for detecting terahertz reflected light reflected from the front and back surfaces of the paper sheet;
A processing device for measuring the thickness of the paper sheet by detecting the strength of interference due to the phase difference of the terahertz reflected light detected by the detection element;
An inspection apparatus for paper sheets, comprising: 前記検査対象である紙葉類をその面方向に移動させる紙葉類保持装置を備え、
前記放射素子は紙葉類保持装置で移動される紙葉類の異なる部位に対してテラヘルツ光を照射し、
前記検出素子は紙葉類の異なる部位で反射されるテラヘルツ光を検出し、
前記処理装置は、前記検出素子で検出されたテラヘルツ反射光の位相差による干渉の強さを検知し、検知した値を予め記憶された基準値と比べることによって紙葉類の表面または裏面に貼られた異物の存在を検出することを特徴とする、請求項６記載の紙葉類の検査装置。 A paper sheet holding device for moving the paper sheet to be inspected in the surface direction;
The radiating element emits terahertz light to different parts of the paper sheet moved by the paper sheet holding device,
The detection element detects terahertz light reflected from different parts of the paper sheet,
The processing device detects the intensity of interference due to the phase difference of the terahertz reflected light detected by the detection element, and compares the detected value with a prestored reference value to paste it on the front or back surface of the paper sheet. The paper sheet inspection apparatus according to claim 6, wherein the presence of the detected foreign matter is detected. 前記検査対象である紙葉類をその面方向に移動可能に保持する紙葉類保持装置を備え、
前記放射素子は紙葉類保持装置で移動される紙葉類の異なる部位に対してテラヘルツ光を照射し、
前記検出素子は紙葉類の異なる部位で反射されるテラヘルツ反射光を検出し、
前記処理装置は、前記検出素子で検出されたテラヘルツ反射光の位相差による干渉の強さを検知し、所定の干渉の強さが検知できない部位の有無によって紙葉類が表面と裏面との平行度を損なっていることを検出することを特徴とする、請求項６記載の紙葉類の検査装置。 A paper sheet holding device for holding the paper sheet to be inspected so as to be movable in the surface direction;
The radiating element emits terahertz light to different parts of the paper sheet moved by the paper sheet holding device,
The detection element detects terahertz reflected light reflected from different parts of the paper sheet,
The processing device detects the strength of interference due to the phase difference of the terahertz reflected light detected by the detection element , and the paper sheet is parallel to the front surface and the back surface depending on the presence / absence of a portion where the predetermined interference strength cannot be detected. The paper sheet inspection apparatus according to claim 6, wherein the degree of damage is detected. 前記検査対象である紙葉類をその面方向に移動可能に保持する紙葉類保持装置を備え、
前記放射素子は紙葉類保持装置で移動される紙葉類の異なる部位に対してテラヘルツ光を照射し、
前記検出素子は紙葉類の異なる部位で反射されるテラヘルツ反射光を検出し、
前記処理装置は、前記検出素子で検出されたテラヘルツ反射光の位相差による干渉の強さを検知し、検知した干渉の強さの変動が一定の範囲を超えるか否かに基づいて、紙葉類の表面の凹凸および／または皺の有無を検出することを特徴とする、請求項６記載の紙葉類の検査方法。 A paper sheet holding device for holding the paper sheet to be inspected so as to be movable in the surface direction;
The radiating element emits terahertz light to different parts of the paper sheet moved by the paper sheet holding device,
The detection element detects terahertz reflected light reflected from different parts of the paper sheet,
The processing device detects the strength of interference due to the phase difference of the terahertz reflected light detected by the detection element , and based on whether or not the variation in the detected strength of interference exceeds a certain range, the paper sheet The paper sheet inspection method according to claim 6, wherein presence or absence of irregularities and / or wrinkles on the surface of the paper is detected. テラヘルツ光を用いて紙葉類を検査する装置であって、
検査対象である紙葉類の厚さの数分の１〜数倍の波長のテラヘルツ光を、その波長を一定範囲で変化させながら紙葉類に対して照射する放射素子と、
前記放射素子により照射されるテラヘルツ光が紙葉類の表面および裏面で反射されるテラヘルツ反射光を検出する検出器と、
前記検出器が検出したテラヘルツ反射光の反射スペクトルを検知して前記紙葉類の断層構造を検出する処理装置と、
を含むことを特徴とする紙葉類検査装置。 An apparatus for inspecting paper sheets using terahertz light,
A radiation element that irradiates the paper sheet with terahertz light having a wavelength one to several times the thickness of the paper sheet to be inspected while changing the wavelength within a certain range;
A detector for detecting terahertz reflected light in which the terahertz light irradiated by the radiation element is reflected on the front and back surfaces of the paper sheet;
A processing device for detecting a tomographic structure of the paper sheet by detecting a reflection spectrum of the terahertz reflected light detected by the detector;
A paper sheet inspection apparatus comprising:
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