JP5907531B2 - 紙葉類識別装置 - Google Patents

Description

本発明は、紙幣や金券など紙葉類の真贋判定を行う紙葉類識別装置に関する。特に、紙葉類に設けられたマイクロパターン（万線パターン）に基づいて真贋判定を行う紙葉類識別装置に関する。

自動販売機など紙幣の取り扱いを可能とする各種機器では、紙幣の真贋判定に基づいて適正な紙幣のみ受け付けることが行われている。従来、紙幣の真贋判定は、紙幣に印刷された印刷模様や、印刷の色味などに基づいて行われている。ところで、現行の紙幣においては、多数の微細線を並記しておき、微細線の間隔を僅かにずらすことで文字や図形を潜像として目視させるマイクロパターン（「万線パターン」ともいう）が採用されている。

従来、紙幣の真贋判定は、このマイクロパターン領域を見たとき潜像が視認できるか否か、すなわち、人の目視によって確認されるものであった。

特許文献１には、このマイクロパターンを装置にて真贋判定を行う紙葉類の真偽判別装置が開示されている。この真偽判定装置では、紙葉類の透過光を、潜像模様の文字や図形の線画部分で凹凸の線状パターンのずらし量よりも小さい間隔の周期の解像度で電気信号に変換することで、凹凸形状に対応した明暗万線パターンを取得することを特徴としている。

特許第４９０９６９６号公報

紙幣など紙葉類の判定は、特許文献１に開示されるようなマイクロパターンの判定以外に、色味検出、あるいは、マイクロパターンよりも大きな形状など、紙幣における各種特徴を検出して行われている。このような特徴検出は、各特徴検出のためにセンサを設けることが一般的であるが、特許文献１に開示されるマイクロパターンの検出を行う場合、そのためのセンサを追加することとなり、装置の製造コストの増加、並びに、部品数が増加することによる製造工程の煩雑化などが予想される。

本発明は、紙葉類の判定についてマイクロパターンの判定を採用することで紙葉類の判定精度向上を図ることを目的としている。その際、マイクロパターン以外の特徴検出を行うセンサと共用を図ることで、部品数を減らし、製造コスト並びに製造工程の削減を図ることを目的としている。そして、マイクロパターン検出のためのセンサを共用したことで発生するデータ欠けについても解消を図り、マイクロパターン検出を適正に行うこととしている。

そのため本発明に係る紙葉類識別装置は、以下の事項を特徴とするものである。
複数の微細線が並んで構成されたマイクロパターンを有する紙葉類を識別対象とする紙葉類識別装置において、
前記紙葉類を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段にて搬送される前記紙葉類の一面に第１の周波数帯域を有する光を照射す
る第１発光素子と、
前記搬送手段にて搬送される前記紙葉類の一面に第２の周波数帯域を有する光を照射する第２発光素子と、
前記搬送手段にて搬送される前記紙葉類の他面からの透過光を受光する受光素子と、
第１発光素子を発光させる第１期間と、第２発光素子を発光させる第２期間とを交互に繰り返す発光処理と、
前記第１期間において前記受光素子から出力される受光出力信号に基づいて、前記紙葉類の特徴を判定する第１判定処理と、
前記第２期間において前記受光素子から出力される受光出力信号の波形に対し、前記第１期間によって欠落した箇所を補間し、補間後の受光出力信号の波形に基づいて、前記マイクロパターンの有無を判定する第２判定処理と、を実行する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

さらに、本発明に係る紙葉類識別装置において、
前記第２判定処理で実行される補間は、ラグランジュ補間であることを特徴とする。

さらに、本発明に係る紙葉類識別装置において、
前記第２期間の時間長は、第１期間の時間長よりも長いことを特徴とする。

さらに、本発明に係る紙葉類識別装置において、
前記第１判定処理は、１の前記第１期間において受光出力信号を複数回サンプリングすることを特徴とする。

さらに、本発明に係る紙葉類識別装置において、
前記第２判定処理は、前記受光素子から出力される受光出力信号を周波数変換して周波数変換情報を生成し、前記周波数変換情報に基づいて前記マイクロパターンの有無を識別することを特徴とする。

さらに、本発明に係る紙葉類識別装置において、
前記周波数変換情報の所定周波数領域の値に基づいて、前記マイクロパターンの有無を識別することを特徴とする。

さらに、本発明に係る紙葉類識別装置において、
前記周波数変換情報の第１の周波数領域の値に対する第２の周波数領域の値に基づいて、前記マイクロパターンの有無を識別することを特徴とする。

本発明の紙葉類識別装置によれば、紙葉類の特徴判定（第１期間）と、マイクロパターンの判定（第２期間）を時分割で行うことにより、１の受光素子にて、紙葉類の特徴判定を行うと共に紙葉類のマイクロパターンを判定することが可能となり、製造コスト並びに製造工程の削減を図ることが可能となる。さらに、マイクロパターン判定用のデータが欠落した箇所について、マイクロパターンが周期性を有する情報であることを鑑みた補間処理を適用したことで、マイクロパターンの判定精度の向上が図られたものとなっている。

本発明の実施形態で使用する紙幣（紙葉類）の表面を示す図 本発明の実施形態に係る紙葉類識別装置における紙幣搬送の様子を示す上面図 本発明の実施形態に係る紙葉類識別装置の構成を示す側断面図 本発明の実施形態に係るセンサ部の構成を示す側断面図 本発明の実施形態に係る紙葉類識別装置の制御構成を示すブロック図 本発明の実施形態に係る各種信号のタイムチャートを示す図 本発明の実施形態に係るパターン識別処理を示すフロー図 本発明の実施形態に係るマイクロパターンのサンプリング値に対する補間の実験結果を示す図 本発明の実施形態に係る周波数変換情報を示す図

では、本発明に係る紙葉類識別装置についてその実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態で識別対象となる紙幣（紙葉類）の表面を示す図である。本発明に係る紙葉類識別装置において、識別対象とする紙葉類は、このような紙幣以外に、金券、証券、クーポン券のような各種有価証券などマイクロパターンを有する各種紙葉類を対象とすることが可能である。

図１に示す紙幣は、紙葉類の一例として、現行の千円札の表面を示した図であり、中央には透かし領域Ｂ２が設けられている。この千円札の左下には、マイクロパターン領域が形成されている。このマイクロパターン（「万線パターン」ともいう）は、線幅約０．０８ｍｍ〜０．１０ｍｍで縦方向に長い微細線を、横方向に略等間隔（約０．０８〜０．１０ｍｍ）で並べたパターンであり、各微細線間の間隔を僅かにずらすことで、潜像模様（現行の千円札では「１０００」の文字）が形成されている。本発明の紙葉類識別装置は、このマイクロパターンの有無を識別することで、紙葉類の真贋判定を行うものである。

図２は、本発明の実施形態に係る紙葉類識別装置１における紙幣搬送の様子を示す上面図である。図２は、紙葉類識別装置１に対して、識別対象となる紙幣Ｂ（図１と同じ紙幣Ｂ）が搬送される様子が示されている。図は、紙葉類識別装置１の下部構成について、その上面図を示している。

紙葉類識別装置１では、紙幣Ｂを搬送手段としての駆動ローラ４２Ａ〜４２Ｄが設けられている。他の搬送手段などにて紙幣識別装置１に到着した紙幣Ｂは、この駆動ローラ４２Ａ〜４２Ｄと、それぞれに対向する対向ローラ４３Ａ〜４３Ｄとの間で、紙幣Ｂの上下部分が挟持され、図中、左方向に搬送される。紙葉類識別装置１において、紙幣Ｂの搬送路を形成する一方の搬送路には、紙幣Ｂのマイクロパターンを識別するためのセンサ部２０Ａ、２０Ｂが２箇所設けられている。本実施形態の下部構成では、このセンサ部２０Ａ、２０Ｂには、受光側の構成が配置される。

紙幣Ｂの真贋判定は、この２つのセンサ部２０Ａ、２０Ｂを使用して実行される。本実施形態では、色味、あるいは、マイクロパターンよりも大きな形状といった紙幣Ｂの特徴量の判定、並びに、紙幣Ｂに設けられたマイクロパターンの有無の判定によって実行される。このような紙幣Ｂの特徴量、マイクロパターンの識別は、２つのセンサ部２０Ａ、２０Ｂを用いて行われることとなる。

紙幣Ｂが図のような向きで紙葉類識別装置１を通過する場合、２つのセンサ部２０Ａ、２０Ｂの内、センサ部２０Ａの何れか一方にてマイクロパターンの有無を識別することになる。図のような紙幣Ｂの挿入方向の場合、マイクロパターンが印刷された側に光が照射され、下方に位置するセンサ部２０Ａにて透過光を受光することとなる。紙幣Ｂの挿入方向によって、紙幣Ｂの上下が反転する場合、紙幣Ｂの表裏が反転する場合があり、各場合において、マイクロパターン領域Ｂ１の通過位置、並びに、マイクロパターン領域Ｂ１の印刷側が異なることとなる。紙葉類識別装置１では、紙幣Ｂの挿入方向を検出することで、センサ部２０Ａ、２０Ｂのどちらをマイクロパターンの識別に使用するか、そして、使用するセンサ部２０Ａ、２０Ｂの識別処理を切り替えることとしている。

図３は、本発明の実施形態に係る紙葉類識別装置の構成を示す側断面図である。ちょうど、図２の紙葉類識別装置１を横方向から見て、センサ部２０Ａ付近で切断したときの断面図となっている。紙葉類識別装置１は、搬送手段、センサ部２０を含んで構成されている。この他、搬送手段、センサ部２０の制御、並びに、マイクロパターンの有無を識別する制御手段を有している。

図３には、２つの駆動ローラ４２Ａ、４２Ｂが図示されている。この駆動ローラ４２Ａ、４２Ｂと対向して、対向ローラ４３Ａ、４３Ｂが配置されている。駆動ローラ４２Ａ、４２Ｂは、モータなどの駆動手段にて図示する矢印の方向に回転する。また、対向ローラ４３Ａ、４３Ｂは、この駆動ローラ４２Ａ、４３Ｂに当接する位置に配置され、紙葉類識別装置１に挿入された紙幣Ｂを図中、左方向に搬送する。

紙葉類識別装置１には、対向する２つの搬送路壁１１Ａ、１１Ｂによって紙幣Ｂが通過する搬送路が形成されている。この搬送路の一方（搬送路壁１１Ｂ側）には、基板２２に配置された２つの発光素子、第１発光素子２１Ａと第２発光素子２１Ｂ（本実施形態では共にＬＥＤを使用）が配置されている。第１発光素子２１Ａと第２発光素子２１Ｂは、その発光面が搬送路壁１１Ｂに設けられた開口１１１に面するように、図中、奥行き方向に並んで配置されている。図３では分かりやすいように、これら第１発光素子２１Ａと第２発光素子２１Ｂをずらして記載している。これら第１発光素子２１Ａと第２発光素子２１Ｂは、異なる波長領域（重複する波長領域があってもよい）の光を射出可能としており、紙葉類識別装置１は、真贋判定する紙幣Ｂの特性（特徴量、もしくは、マイクロパターン）にあった発光素子（２１Ａ、２１Ｂ、もしくは両方）を発光させることで、当該特性の検出を行う。

この搬送路の他方（搬送路壁１１Ａ側）には、基板２４上に配置された受光素子２３が配置されている。この受光素子２３には、受光した透過光の明暗強度を検出可能なフォトディテクタ（ＰＤ）を使用している。本実施形態では、第１発光素子２１Ａ、及び、第２発光素子２１Ｂが射出する両方の光の周波数領域を検出可能な１の受光素子２３を使用している。第１発光素子２１Ａもしくは第２発光素子２１Ｂから照射された光は、搬送路中を搬送される紙幣Ｂを透過して、受光素子２３にて受光され、受光出力信号として変換出力される。受光素子２３から出力された受光出力信号は、図示しない制御手段にて、紙幣Ｂの特徴、マイクロパターンの検出に使用される。

図４は、紙葉類識別装置１のセンサ部２０の詳細を示す側断面図であって、図３のセンサ部２０を拡大した図である。搬送路壁１１Ｂには、開口１１１が設けられており、第１発光素子２１Ａ、第２発光素子２１Ｂが照射する光を、搬送路内にて搬送される紙幣Ｂ側に導光する。受光側の構成として、前述した受光素子２３の他、第１スリット形成板２６、第２スリット形成板２７が設けられている。各第１スリット形成板２６、第２スリット形成板２７には、第１発光素子２１Ａ、第２発光素子２１Ｂから照射された光（紙幣Ｂの透過光）を受光するため、それぞれ第１スリット２６１、第２スリット２７１が設けられている。本実施形態では、この第１スリット形成板２６と第２スリット形成板２７の周囲を接続部２９で接続してユニット化している。第１スリット２６１と第２スリット２７１は、発光素子２１Ａ、２１Ｂと受光素子２３を結ぶ線分上に開口を有するよう各第１スリット形成板２６と第２スリット形成板２７に形成されている。このような２つのスリット２６１、２７１を通過させることで、受光素子２３に到着する透過光は、その散乱成分が抑制された状態となり、識別対象とするマイクロパターン近傍の透過光を効果的に受光素子２３側に導光することが可能となる。

本実施形態では、紙幣Ｂのばたつき（位置変動）を抑制するため、第１スリット２６１
の周囲に受光側リブ２５Ａ、２５Ｂが設けられている。この受光側リブ２５Ａ、２５Ｂを設けたことで、搬送路の幅を狭め、紙幣Ｂを安定させることが可能となっている。本実施形態では、搬送路の幅Ｌ２を１．２ｍｍ、受光側リブ２５Ａ、２５Ｂの高を０．４［ｍｍ］としている。したがって、紙幣Ｂが通過できる搬送路の幅Ｌ１は０．８［ｍｍ］となる。

また、本実施形態における受光素子２３の幅Ｗ１は、１．５［ｍｍ］、第１スリット形成板２６、第２スリット形成板２７の紙幣進行方向に対する開口幅Ｗ２は、ともに０．０５［ｍｍ］、第１スリット形成板２６と第２スリット形成板２７の間隔Ｌ３は、約１［ｍｍ］としている。

このように本実施形態の紙葉類識別装置１では、２つのスリット２６１、２７１を採用したことで、受光素子２３に入射する散乱光の影響を抑え、紙幣Ｂの識別精度の向上を図ったものとなっている。さらに、紙幣Ｂに入射させる光についても、光学系を必要としない、あるいは、簡易な光学系を採用する程度でよく、製造費用の削減を図ることが可能となる。そして、第１発光素子２１Ａ、第２発光素子２１Ｂについても図４に示すような比較的コストの安い砲弾型ＬＥＤ（発光面が砲弾の形状を有したＬＥＤ）を採用することが可能であり、同様に製造費用の削減を図ることが可能となる。さらに、発光素子２１Ａ、２１Ｂ、受光素子２３、第１スリット２６１、第２スリット２７１の位置決めについても簡易に行うことが可能であり、製造時並びにメンテナンス時の手間を削減することが可能である。

図５には、本発明の実施形態に係る紙葉類識別装置の制御構成を示すブロック図が示されている。本実施形態の紙葉類識別装置１は、第１発光素子２１Ａ、第２発光素子２１Ｂ、受光素子２３などを含むセンサ部２０、紙幣搬送手段としての紙幣搬送部４０、制御手段としての制御部３０を含んで構成されている。受光素子２３から出力された受光出力信号は、アンプ２８にて増幅され、制御部３０に出力される。紙幣Ｂを搬送する紙幣搬送部４０は、駆動ローラ４２Ａ〜４２Ｄを回転駆動する駆動部としてのモータ４２、駆動ローラ４２Ａ〜４２Ｄの何れかに設けられ、その回転量を検出するエンコーダ４１を含んで構成されている。エンコーダ４１から出力される回転量は、制御部３０側にて駆動ローラの径など各種条件を使用して、紙幣Ｂの搬送速度に変換される。

制御部３０は、中央演算手段としてのＣＰＵ、プログラム、各種データを記憶する記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭなどを有して構成されている。この制御部３０は、駆動部４２を駆動制御する駆動制御部３５、エンコーダ４１から出力される回転量に基づいて、紙幣Ｂの搬送速度を検出する紙幣速度検出部３３、紙幣Ｂの搬送時間をカウントするタイマーカウンタ３４が設けられている。Ａ／Ｄコンバータ３１は、アンプ２８が出力する受光出力信号、搬送速度検出部３３が出力する紙幣Ｂの搬送速度、タイマーカウンタ３４が出力する紙幣Ｂの搬送時間をデジタル化して演算部３２に出力する。演算部３２は、紙幣Ｂの搬送速度とその搬送時間などに基づいて、紙幣Ｂの特徴領域（色味や形状など）、マイクロパターン領域Ｂ１を判定し、これら領域について受光した受光出力信号に基づいて、紙幣Ｂの特徴、並びに、マイクロパターンの有無を判定する。また、制御部３０には、第１発光素子２１Ａ、第２発光素子２１Ｂの発光を制御する発光制御部３６を有し、紙幣Ｂの特徴領域、マイクロパターン領域に応じた発光素子２１Ａ、２１Ｂを発光させる。

図６は、本発明の実施形態に係る各種信号のタイムチャートを示す図である。本実施形態の紙葉類識別装置１は、紙幣Ｂのマイクロパターン領域Ｂ１について、マイクロパターンの有無を検出すると同時に、紙幣の色味、あるいは、マイクロパターンの微細線間隔よりも大きな形状といった紙幣の特徴を同時に検出することとしている。そのため、時間軸を、紙幣Ｂの特徴（色味など）を検出する期間ａと、紙幣Ｂのマイクロパターンを検出す
る期間ｂに分割し、１つの受光素子２３にて賄うこととしている。

図６のタイムチャート上、符号ａが付された期間は紙幣Ｂの特徴を検出する期間ａに相当し、符号ｂが付された期間は紙幣Ｂのマイクロパターンを検出する期間ｂに相当している。まず、紙幣Ｂの特徴の検出について説明する。図６（Ｄ）は、紙幣Ｂの色味といった特徴を検出するため、第１発光素子２１Ａを発光させるタイミングを示している。パルスがＯＮとなる期間ａ１において、第１発光素子２１Ａが発光し、紙幣Ｂを照明する。図６（Ｂ）は、受光素子２３が出力する受光出力信号のサンプリングタイミングを規定するパルスである。このパルスの下降タイミングにて図６（Ａ）に実線で示す受光素子２３の受光出力信号をサンプリングする。図６（Ａ）には白丸にて、受光出力信号のサンプリング値が示されている。

次に紙幣Ｂのマイクロパターンの特徴検出について説明する。図６（Ｅ）は、紙幣Ｂのマイクロパターンを検出するため、第２発光素子２１Ｂを発光させるタイミングを示している。パルスがＯＮとなる期間ｂ１において、第２発光素子２１Ｂが発光し、紙幣Ｂを照明する。図６（Ｃ）は、受光素子２３が出力する受光出力信号のサンプリングタイミングを規定するパルスである。このパルスの下降タイミングにて図６（Ａ）に実線で示す受光素子２３の受光出力信号をサンプリングする。図６（Ａ）には黒丸にて、受光出力信号のサンプリング値が示されている。

なお、受光出力信号のサンプリングにおいて、紙幣Ｂのマイクロパターン検出のための期間ｂ２は、紙幣Ｂの特徴検出のための期間ａ２よりも長く設定しておくことが好ましい。さらに、紙幣Ｂの特徴検出のための期間ａ２内でのサンプリング回数は複数回行うことが好ましい（図では２回）。期間ａ２は、期間ａ１よりも短い期間で行われることとなるため、このように期間ａ２内でサンプリングを複数回行い、各期間ａ２内で複数回のサンプリング結果の平均を取って当該期間ａ２内の特徴量とすることで、特徴検出における信頼性の向上を図ることが可能となる。

受光素子２３から出力される受光出力信号は、図６（Ａ）に示されるように、紙幣Ｂの特徴検出のための照明期間ａ１と、紙幣Ｂのマイクロパターン検出のための照明期間ｂ１との間で不連続となることがみてとれる。図６（Ａ）には、紙幣Ｂの特徴検出のため、期間ａ１における照明を連続して行った場合の出力波形が一点鎖線ａ３で、また、紙幣Ｂのマイクロパターンのため期間ｂ１における照明を連続して行った場合の出力波形が破線ｂ３にて示されている。このように、各々を検出対象として発光させた場合、マイクロパターンによって発生する出力波形（破線ｂ３）は一定の周期性のある波形となる。これは、マイクロパターンが、極細い微細線が極短い間隔で並んだ模様であることを原因としている。

ところで、本実施形態では、１つの受光素子２３にて、紙幣Ｂの特徴とマイクロパターンの両者を識別することとしており、図６（Ａ）のタイムチャートに示すように、紙幣Ｂの特徴と、紙幣Ｂのマイクロパターンの検出を時分割で行うものである。この場合、紙幣Ｂの特徴領域（色味や形状など）を判別する場合には、受光出力信号ａ３に基づいて取得した個々のサンプリング値に対して特徴判定を行うことが可能である。しかし、マイクロパターンの有無を判別する場合には、期間ｂ１に取得した受光信号ｂ３は、受光信号ａ２のサンプリング時の信号が欠如しているために、周期性を有す信号を取得できない、すなわちマイクロパターンの検出には適さないものとなってしまう。

そのため、本実施形態の紙葉類識別装置１では、この紙幣Ｂの特徴を検出する期間ａ２において、マイクロパターン検出のためにサンプリングした値（図６（Ａ）に黒丸で示される値）が欠落した箇所となることを理由として、当該欠落した箇所を補間し、補完後の
値に基づいてマイクロパターンの有無を判定することとしている。通常、紙幣などの真贋判定においては、実測した値を用いることが通常であって、実測した値に対し補間や補正を行うことは行われないが、本実施形態では、マイクロパターンが周期性を有したものであるという特性を利用し、補間を行った場合においても真贋判定上、何ら差し支えないことを確認している。

図７には、本発明の実施形態に係る紙葉類識別装置１にて実行されるパターン識別処理を示すフロー図が示されている。紙葉類識別装置１に対して紙幣Ｂが挿入されたことを検出すると、このパターン識別処理が実行開始される。まず、紙幣Ｂの挿入方向を判定するセンサ（図示せず）にて、紙幣Ｂの挿入方向が判定される（Ｓ１０１）。次に、Ｓ１０１で判定された紙幣Ｂの挿入方向に基づいて紙幣Ｂ上でマイクロパターンの位置が判定される（Ｓ１０２）。図２で説明したように、紙幣Ｂの挿入方向によって、紙葉類識別装置１に対するマイクロパターン領域Ｂ１の位置関係（上下位置、微細線印刷部Ｂ１ａの表裏位置）は異なったものとなる。Ｓ１０２で検出されたマイクロパターンの位置は、紙葉類識別装置１に設けられたどちらのセンサ部２０Ａ、２０Ｂを使用してマイクロパターンを検出するか、また、微細線印刷部Ｂ１ａがどちらの面に位置するかによって判別のための閾値を変化せるために使用される。

制御部３０は、Ｓ１０２で判定されたマイクロパターンの位置に基づき、センサ部２０Ａ、２０Ｂの何れか一方から出力される受光出力信号を使用する。使用したセンサ部２０が有する受光素子２３からの受光出力信号は、図６（Ｄ）、（Ｅ）の各発光期間に応じて、図６（Ａ）に白丸で示す紙幣Ｂの特徴検出用サンプル値の抽出（Ｓ１０４）、図６（Ｂ）に黒丸で示す紙幣Ｂのマイクロパターン検出用サンプル値の抽出（Ｓ１０３）が実行される。

紙幣Ｂの特徴検出用にサンプリングされたサンプル値は、補間されることなく、色味識別など紙幣Ｂの特徴識別処理（Ｓ２００）において使用される。一方、マイクロパターン検出用のサンプル値に対しては、図６（Ａ）で示すように、そのままではその波形が損なわれたものとなっているため、周期性を再現するための補間処理が実行される（Ｓ１０５）。この補間は、紙幣Ｂの特徴検出のためサンプル値が欠落した箇所となる期間ａに対して実行される。本実施形態では、補間処理にラグランジュ補間を採用している。

ラグランジュ補間は、補間対象となる区間の前後データが揃っている場合に有利な補間であって、本実施形態の期間ａに対する補間に適したものである。図８には、補間処理の実例が記載されている。実データは、マイクロパターン検出用の受光出力信号からサンプリングした値に基づくデータである。この実データ上、補間区間を想定し、その前後の実データを用いてラグランジュ補間による補間処理を行ってみた。破線で示す値が補間処理によって補完された補間データである。補間区間における実データと補間データとを比較してみると、本実施形態のようにラグランジュ補間を使用した処理では、受光出力信号の周期性が再現されていることが分かる。このように本実施形態では、紙幣Ｂの特徴検出のための期間ａに対して補間処理を行うことで、マイクロパターン検出用の受光出力信号における周期性を再現し、マイクロパターン判定に耐え得るものとしている。

マイクロパターンの有無検出は、補間処理（Ｓ１０５）にて補間された値に基づいて行われることになる。本実施形態では、この補間された値に対してＦＦＴなどの周波数変換を施して周波数変換情報に変換（Ｓ１０６）し、周波数変換情報の特性値に基づいて判定することとしている。また、本実施形態では、紙幣Ｂの挿入方向にて、微細線印刷部Ｂ１ａが発光素子２１Ａ、２１Ｂ側、あるいは、受光素子２３側に位置することを鑑み、判定のための閾値を変化させている。

図９には、本実施形態の紙葉類識別装置１について、受光素子２３にて取得したマイクロパターンについて取得した波形に対して、周波数変換（ＦＦＴ）を行った結果（周波数変換情報）を示したものである。図９（Ａ）は、微細線印刷部Ｂ１ａが発光素子２１Ａ、２１Ｂ側に位置した場合の計測結果であり、図９（Ｂ）は、微細線印刷部Ｂ１ａが受光素子２３側に位置した場合の計測結果である。

周波数変換情報の特性値は、例えば、次のように設定することができる。この実施形態では、紙幣Ｂのマイクロパターンは、搬送速度との関係から１０００［Ｈｚ］付近のピークとして観察される。

マイクロパターンの検出は、この周波数変換情報中、１０００［Ｈｚ］付近の周波数領域（領域Ａ）を積分した値に基づいて、当該値が閾値以上であることを条件としてマイクロパターン有りと判定する手法が考えられる。このような判定形態以外に、他の周波数領域（領域Ｂ）を参照することで、ＳＮ比の変動による誤判定を抑制することも可能である。例えば、領域Ｂを積分した値と領域Ａを積分した値の比が閾値以上であることを、マイクロパターン検出の条件とすることが考えられる。ホワイトノイズのようなノイズ成分は全周波数領域に重畳されることが多く、このように他の領域Ｂとの比に基づいて判定を行うことで、ＳＮ比の変動による誤判定を抑制することが可能となる。

上述した実施形態では、（１）マイクロパターンによる周波数（１０００［Ｈｚ］）付近の周波数領域（領域Ａ）積分値、あるいは、（２）領域Ａの積分値と、他の周波数領域（領域Ｂ）の積分値との比に基づいて、マイクロパターンの検出を行うこととしているが、マイクロパターンの検出は、各領域Ａ、Ｂ中の最大値（ピーク）を使用して行うことも可能である。すなわち、（１’）マイクロパターンによる周波数（１０００［Ｈｚ］）付近の周波数領域（領域Ａ）最大値、あるいは、（２）領域Ａの最大値と、他の周波数領域（領域Ｂ）の最大値との比によって行うこととしてもよい。

また、図９（Ａ）と図９（Ｂ）を対比した場合、マイクロパターンによるピーク値の大きさは、微細線印刷部Ｂ１ａが発光素子２１Ａ、２１Ｂ側に位置する場合（図９（Ａ））と、受光素子２３側に位置する場合（図９（Ｂ））とで異なることが分かる。このような違いに対応するため、微細線印刷部Ｂ１ａの位置（紙幣Ｂの挿入方向に依存）によって、判定のための閾値を切り換えることで、より正確にマイクロパターンの判定を行うことが可能となる。

図７のパターン識別処理に戻り、マイクロパターンの判定について説明を行う。図９で説明したように、本実施形態では、微細線印刷部Ｂ１ａが発光素子２１Ａ、２１Ｂ側にある場合と受光素子２３側にある場合で、マイクロパターン判定のための閾値を異ならせている。この微細線印刷部Ｂ１ａの位置は、Ｓ１０２の判定結果に基づいている。微細線印刷部Ｂ１ａが発光素子２１Ａ、２１Ｂ側にあると判定された場合（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）には、第１閾値を使用してマイクロパターンを判定する。Ｓ１０６で変換された周波数変換情報の特性値（マイクロパターンに対応する周波数領域の値など）が第１閾値以上である場合（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、マイクロパターン有りと判定する（Ｓ１１０）。一方、特性値が第１閾値よりも小さい場合（Ｓ１０８：Ｎｏ）には、マイクロパターン無しと判定する（Ｓ１１１）。

また、微細線印刷部Ｂ１ａが受光素子２３側にあると判定された場合（Ｓ１０７：Ｎｏ）には、第２閾値を使用してマイクロパターンを判定する。Ｓ１０６で変換された周波数変換情報の特性値が第２閾値以上である場合（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）、マイクロパターン有りと判定する（Ｓ１１０）。一方、特性値が第２閾値よりも小さい場合（Ｓ１０９：Ｎｏ）には、マイクロパターン無しと判定する（Ｓ１１１）。このように本実施形態のマイク
ロパターン識別処理は、マイクロパターンの表裏位置を考慮したものとなっており、表裏位置に応じて閾値を異ならせることで、より正確なマイクロパターン検出を行うことが可能となっている。

以上、本実施形態のパターン識別処理では、マイクロパターンの有無判定を行うことで、真贋判定の精度向上を図ることとしている。真贋判定には、このマイクロパターンの有無以外に、Ｓ２００にて判定する紙幣Ｂの特徴の判定結果も加味される。
また、これら判定以外に他のセンサによる判定を加味して真贋判定を行うこととしてもよい。本実施形態では、１つの受光素子２３にて紙幣Ｂの特徴検出、並びに、マイクロパターンの検出を行うことを可能としている。その際、マイクロパターン検出用に取得した値については、それを取得できなかった期間（紙幣Ｂの特徴検出のため）について、補間処理を行うことで、マイクロパターンの検出を可能としている。

なお、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。

１…紙葉類識別装置
１１…搬送路壁
１１１…開口
２０…センサ部
２１Ａ…第１発光素子（ＬＥＤ）
２１Ｂ…第２発光素子（ＬＥＤ）
２２、２４…基板
２３…受光素子
２５Ａ、Ｂ…受光側リブ
２６…第１スリット形成板
２６１…第１スリット
２７…第２スリット形成板
２７１…第２スリット
２８…アンプ
３０…制御部
３１…Ａ／Ｄコンバータ
３２…マイクロパターン判定部（演算部）
３３…搬送速度検出部
３４…タイマーカウンタ
３５…駆動制御部
３６…発光制御部
４０…紙幣搬送部
４１…エンコーダ
４１…駆動部（モータ）
４２…駆動ローラ
４３…対向ローラ
Ｂ…紙幣
Ｂ１…マイクロパターン領域
Ｂ２…透かし領域

Claims (7)

1. 複数の微細線が並んで構成されたマイクロパターンを有する紙葉類を識別対象とする紙葉類識別装置において、
   前記紙葉類を搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段にて搬送される前記紙葉類の一面に第１の周波数帯域を有する光を照射する第１発光素子と、
   前記搬送手段にて搬送される前記紙葉類の一面に第２の周波数帯域を有する光を照射する第２発光素子と、
   前記搬送手段にて搬送される前記紙葉類の他面からの透過光を受光する受光素子と、
   第１発光素子を発光させる第１期間と、第２発光素子を発光させる第２期間とを交互に繰り返す発光処理と、
   前記第１期間において前記受光素子から出力される受光出力信号に基づいて、前記紙葉類の特徴を判定する第１判定処理と、
   前記第２期間において前記受光素子から出力される受光出力信号の波形に対し、前記第１期間によって欠落した箇所を補間し、補間後の受光出力信号の波形に基づいて、前記マイクロパターンの有無を判定する第２判定処理と、を実行する制御手段と、を備えたことを特徴とする
   紙葉類識別装置。
2. 前記第２判定処理で実行される補間は、ラグランジュ補間であることを特徴とする
   請求項１に記載の紙葉類識別装置。
3. 前記第２期間の時間長は、第１期間の時間長よりも長いことを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載の紙葉類識別装置。
4. 前記第１判定処理は、１の前記第１期間において受光出力信号を複数回サンプリングすることを特徴とする
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の紙葉類識別装置。
5. 前記第２判定処理は、前記受光素子から出力される受光出力信号を周波数変換して周波数変換情報を生成し、前記周波数変換情報に基づいて前記マイクロパターンの有無を識別することを特徴とする
   請求項１から請求項４の何れか１項に記載の紙葉類識別装置。
6. 前記周波数変換情報の所定周波数領域の値に基づいて、前記マイクロパターンの有無を識別することを特徴とする
   請求項５に記載の紙葉類識別装置。
7. 前記周波数変換情報の第１の周波数領域の値に対する第２の周波数領域の値に基づいて、前記マイクロパターンの有無を識別することを特徴とする
   請求項５に記載の紙葉類識別装置。

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