JP6063844B2 - 紙幣判別装置 - Google Patents

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Description

本発明は、紙幣判別装置に関する。
ＡＴＭ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｔｅｌｌｅｒ ｍａｃｈｉｎｅ、現金自動預け払い機）など紙幣を扱う装置の中には、紙幣の真偽を判別するために複数のセンサや光源などが配置され、複雑な判別処理がされている。紙幣の真偽の判別処理の代表的なものに、紙幣に蛍光物質を含むようにして、真券の蛍光のスペクトルを検出することで紙幣の真偽を判別する方法がある。
特許文献１に記載されている方法について説明する。図２４は、従来知られている紙幣判別装置の構成図である。制御・判別部７−６により制御された紙幣搬送装置７−５で送られてきた紙幣７−４に紫外ＬＥＤの光源７−１の光を照射し、光学フィルタ蛍光センサ７−３で紙幣７−４に印刷された蛍光を検出する。検出した信号は、回路７−２で電圧に変換され、光学フィルタ蛍光センサ７−３のそれぞれの画素に対応する信号パターンとして読み出される。読み出した信号と、制御・判別部７−６に予め記録していた紙幣の決められた位置に印刷された蛍光のスペクトルに基づいた真券の信号パターンとを比較することで、紙幣７−４の真偽を鑑別する。
図２５は、従来知られている光学フィルタ蛍光センサの断面を示した断面図である。図示する光学フィルタ蛍光センサは、基板８−５の上に各フォトダイオードチップ８−１が構成されている。また、それぞれのフォトダイオードチップ８−１の受光面側に、透過帯域が異なる光学バンドパスフィルタ８−２がフィルタホルダ８−４で保持されて配置されている。また、光学バンドパスフィルタ８−２の上には、励起光の紫外ＬＥＤの光をカットするためのＵＶＦ（紫外線カットフィルタ）８−３がフィルタホルダ８−４で保持されて配置されている。
図２６は、従来知られている図２５に示した光学フィルタ蛍光センサの平面図である。図示する例では、基板８−５上にＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４のように４分割されたフォトダイオード８−１が構成されている。また、フォトダイオード８−１の受光面側にはそれぞれ透過帯域が異なるバンドパスフィルタ８−２が配置されている。また、全てのフォトダイオード８−１を覆うようにＵＶＦ８−３が配置されている。
図２７は、従来知られている図２５および図２６に示した光学フィルタ蛍光センサの分光感度特性を示したグラフである。図示するグラフの横軸は波長（ｎｍ）を示しており、縦軸は出力を示している。図２６に示したＰＤ１の受光面側に配置されたバンドパスフィルタ８−２の分光感度特性はＢＰＦ１である。また、図２６に示したＰＤ２の受光面側に配置されたバンドパスフィルタ８−２の分光感度特性はＢＰＦ２である。また、図２６に示したＰＤ３の受光面側に配置されたバンドパスフィルタ８−２の分光感度特性はＢＰＦ３である。また、図２６に示したＰＤ４の受光面側に配置されたバンドパスフィルタ８−２の分光感度特性はＢＰＦ４である。
また、新券に印刷された蛍光のスペクトルは線３００１〜３００３である。また、蛍光ペンのスペクトルは破線３００４，３００５である。図示するような分光感度特性を有する光学フィルタ蛍光センサを用いて、真券に印刷された蛍光のスペクトルと、偽造に使われる蛍光ペンなどの分光感度特性とを検知することで、紙幣の真偽を判別する。
図２８は、従来知られているバンドパスフィルタ８−２の透過特性と、励起光を照射された蛍光体が発する光の波長と、励起光を照射された蛍光ペンが発する光の波長とを示した図である。図示する例では、バンドパスフィルタ８−２であるＢＰＦ１の透過帯域は４００ｎｍ〜４７０ｎｍであり、透過帯域幅は７０ｎｍである。また、バンドパスフィルタ８−２であるＢＰＦ２の透過帯域は４７０ｎｍ〜５３０ｎｍであり、透過帯域幅は６０ｎｍである。また、バンドパスフィルタ８−３であるＢＰＦ３の透過帯域は５３０ｎｍ〜４７０ｎｍであり、透過帯域幅は７０ｎｍである。また、バンドパスフィルタ８−２であるＢＰＦ４の透過帯域は６１０ｎｍ以上である。
また、蛍光体である新券青色蛍光が励起光を照射された場合に発光する光の波長は４００ｎｍ〜４６０ｎｍであり、透過帯域幅は６０ｎｍである。また、蛍光体である新券緑色蛍光が励起光を照射された場合に発光する光の波長は５７０ｎｍ〜５９５ｎｍであり、透過帯域幅は２５ｎｍである。また、蛍光体である新券赤色蛍光が励起光を照射された場合に発光する光の波長は６１０ｎｍ〜６４０ｎｍであり、透過帯域幅は３０ｎｍである。また、蛍光ペンである緑蛍光ペンが励起光を照射された場合に発光する光の波長は４８０ｎｍ〜５５０ｎｍであり、透過帯域幅は７０ｎｍである。また、蛍光ペンである赤蛍光ペンが励起光を照射された場合に発光する光の波長は５６０ｎｍ〜６１５ｎｍであり、透過帯域幅は５５ｎｍである。
図２９は、従来知られている光学フィルタ蛍光センサが備える各フォトダイオード８−１であるＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４の出力パターンを示した図である。図示する例では、光学フィルタ蛍光センサが各蛍光体および蛍光ペンが励起光を照射された場合に発光する光を検出した場合に、各フォトダイオード８−１であるＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４が出力する信号の大きさを示している。
具体的には、新券青色蛍光が励起光を照射された場合に発光する光を光学フィルタ蛍光センサが検出した場合、ＰＤ１の出力は大きく、ＰＤ２の出力は小さく、ＰＤ３の出力は小さく、ＰＤ４の出力は小さい。また、新券緑色蛍光が励起光を照射された場合に発光する光を光学フィルタ蛍光センサが検出した場合、ＰＤ１の出力は小さく、ＰＤ２の出力は中であり、ＰＤ３の出力は大きく、ＰＤ４の出力は小さい。また、新券赤色蛍光が励起光を照射された場合に発光する光を光学フィルタ蛍光センサが検出した場合、ＰＤ１の出力は小さく、ＰＤ２の出力は小さく、ＰＤ３の出力は小さく、ＰＤ４の出力は大きい。
また、青蛍光ペンが励起光を照射された場合に発光する光を光学フィルタ蛍光センサが検出した場合、ＰＤ１の出力は小さく、ＰＤ２の出力は小さく、ＰＤ３の出力は小さく、ＰＤ４の出力は小さい。また、緑蛍光ペンが励起光を照射された場合に発光する光を光学フィルタ蛍光センサが検出した場合、ＰＤ１の出力は小さく、ＰＤ２の出力は大きく、ＰＤ３の出力は中であり、ＰＤ４の出力は小さい。また、赤蛍光ペンが励起光を照射された場合に発光する光を光学フィルタ蛍光センサが検出した場合、ＰＤ１の出力は小さく、ＰＤ２の出力は小さく、ＰＤ３の出力は大きく、ＰＤ４の出力は小さい。
このように、蛍光体および蛍光ペンの種類によって、各フォトダイオード８−１であるＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４が出力する信号の大きさのパターンが異なる。これを用いて、紙幣のそれぞれの位置に印刷された蛍光の光について光学フィルタ蛍光センサで検出し、真券の出力パターンと偽造に使われた蛍光ペンなどの出力パターンを比較することで紙幣の真偽を判別することができる。
特開２００２−１０９５９８号公報
しかしながら、特許文献１に記載されている紙幣判別装置には、次のような課題がある。図３０は、従来知られている図２５および図２６に示した光学フィルタ蛍光センサの分光感度特性を示したグラフである。図示するグラフの横軸は波長（ｎｍ）を示しており、縦軸は出力を示している。図２６に示したＰＤ１の受光面側に配置されたバンドパスフィルタ８−２の分光感度特性はＢＰＦ１である。また、図２６に示したＰＤ２の受光面側に配置されたバンドパスフィルタ８−２の分光感度特性はＢＰＦ２である。また、図２６に示したＰＤ３の受光面側に配置されたバンドパスフィルタ８−２の分光感度特性はＢＰＦ３である。また、図２６に示したＰＤ４の受光面側に配置されたバンドパスフィルタ８−２の分光感度特性はＢＰＦ４である。
図示する通り、真券緑色蛍光のスペクトル３００２と緑蛍光ペンのスペクトル３００５との両方が、フォトダイオード８−１のＰＤ３の分光感度特性ＢＰＦ３の波長範囲内に入っている。図２８で示したように、各フォトダイオード８−１の出力のパターンで紙幣の真偽を判別するが、実際には蛍光ペンの色は同じで蛍光強度が強いものもあり、正確な判別はむずかしい。正確に新券緑色蛍光と緑蛍光ペンとを判別するためには、ＰＤ３の受光面側に配置されたバンドパスフィルタ８−２のＢＰＦ３の透過域を狭帯化する必要がある。
例えば、バンドパスフィルタ８−２のＢＰＦ３の透過帯域を二分するような狭帯域な光学バンドパスフィルタを構成すれば、真券緑色蛍光のスペクトル３００２と緑蛍光ペンのスペクトル３００５とを正確に判別することが可能になる。しかし、狭帯域なバンドパスフィルタは高価である。また、光学バンドパスフィルタは小型化が難しいため、多色化は困難である。さらに、分光器や干渉フィルタなどで狭帯域な特性を持ったセンサで高精度に色分解する方法もあるが、あまり狭帯域化するとセンサ感度が著しく低下して、検出精度が低下して必要な紙幣判別速度を確保できない。
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、より小型化しつつ、より高速でより高精度に紙幣の真偽を判別可能な紙幣判別装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、励起光を照射された紙幣から放出された蛍光を含む光が入射される複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子に各々重なるように配置された、互いに透過帯域の異なる複数の有機膜フィルタと、前記複数の光電変換素子のうち対応する１つに各々接続され、前記有機膜フィルタを透過した波長帯の入射光の強度に応じて前記光電変換素子が変換した画素信号を出力する複数の画素回路と、前記複数の画素回路が出力した複数の前記画素信号に基づいて、前記有機膜フィルタを透過した光の波長帯より狭い波長帯の光の入射光強度を出力するスペクトル処理部と、前記スペクトル処理部から出力された前記出力のパターンと、予め記録された真券の信号パターンとを比較して、紙幣の真偽を判別する判定部と、を備え、前記複数の有機膜フィルタのうち少なくとも１つは、２層以上のフィルタ層を重ね合わせたフィルタであることを特徴とする紙幣判別装置である。
また、本発明の他の態様の紙幣判別装置によれば、前記有機膜フィルタの各々の透過波長帯域は、３８０ｎｍから１１００ｎｍのうち一部の帯域を少なくとも含み、前記有機膜フィルタの各々は、バンドパスフィルタタイプと、ハイパスフィルタタイプと、ローパスフィルタタイプと、バンドエリミネーションタイプとのいずれかのタイプであることを特徴とする。
また、本発明の他の態様の紙幣判別装置によれば、前記複数の有機膜フィルタのうち一部のフィルタは、同じ色で厚みが異なるフィルタであることを特徴とする。
また、本発明の他の態様の紙幣判別装置によれば、前記複数の有機膜フィルタのうち一部のフィルタは、同じ色で色材の濃さが異なるフィルタであることを特徴とする。
また、本発明の他の態様の紙幣判別装置によれば、前記複数の光電変換素子は、前記有機膜フィルタが配置されていない光電変換素子を含むことを特徴とする。
また、本発明の他の態様の紙幣判別装置によれば、前記スペクトル処理部は、前記複数の画素回路が出力した複数の前記画素信号を四則演算することにより前記有機膜フィルタを透過した光の波長帯より狭い波長帯の光の入射光強度を出力することを特徴とする。
また、本発明の他の態様の紙幣判別装置によれば、前記複数の画素回路の各々は、前記スペクトル処理部の前記出力の大きさに応じて該画素回路の各々の出力を調節することを特徴とする。
また、本発明の他の態様の紙幣判別装置によれば、前記有機膜フィルタを配置した前記光電変換素子が感知する光の波長の透過帯域は、半値幅が４５ｎｍ以上３５０ｎｍ以下且つ波長域が３８０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の一部の透過領域と、半値幅が１５０ｎｍ以上２１０ｎｍ以下且つ波長域が５５０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の一部の透過帯域とのいずれかまたは両方を含んでいることを特徴とすることを特徴とする。
また、本発明の他の態様の紙幣判別装置によれば、前記複数の有機膜フィルタの各々は、赤色を透過するフィルタと、緑色の光を透過するフィルタと、青色の光を透過するフィルタと、シアン色の光を透過するフィルタと、黄色の光を透過するフィルタと、マゼンタ色の光を透過するフィルタと、バイオレット色の光を透過するフィルタとのいずれかを使用して実現されることを特徴とする。
また、本発明の他の態様の紙幣判別装置によれば、前記有機膜フィルタが配置された前記光電変換素子は、受光面に近赤外光成分カットフィルタを有することを特徴とする。
また、本発明の他の態様の紙幣判別装置によれば、前記複数の有機膜フィルタは、前記光電変換素子とは別体に、ガラス基板上に形成されていることを特徴とする。
また、本発明の他の態様の紙幣判別装置によれば、前記複数の有機膜フィルタが形成されている面と、前記光電変換素子の受光面とが対向するように、前記ガラス基板上に形成された前記複数の有機膜フィルタが配置されていることを特徴とする。
また、本発明の他の態様の紙幣判別装置によれば、前記複数の有機膜フィルタは、同一のフィルタを含んでいることを特徴とする。
本発明の一態様によれば、複数の光電変換素子は、励起光を照射された紙幣から放出された蛍光を含む光が入射される。また、複数の有機膜フィルタは、複数の光電変換素子に各々重なるように配置され、互いに透過帯域が異なる。また、複数の画素回路は、複数の光電変換素子のうち対応する１つに各々接続され、有機膜フィルタを透過した波長帯の入射光の強度に応じて光電変換素子が変換した画素信号を出力する。また、スペクトル処理部は、複数の画素回路が出力した複数の画素信号に基づいて、有機膜フィルタを透過した光の波長帯より狭い波長帯の光の入射光強度を出力する。また、判定部は、スペクトル処理部から出力された前記出力のパターンと、予め記録された真券の信号パターンとを比較して、紙幣の真偽を判別する。また、複数の有機膜フィルタのうち少なくとも１つは、２層以上のフィルタ層を重ね合わせたフィルタである。これにより、より小型化しつつ、より高速でより高精度に紙幣の真偽を判別することができる。
本発明の一実施形態における紙幣判別装置の構成を示したブロック図である。 本実施形態における有機多層フィルタ蛍光センサが備える画素の配置を示した概略図である。 本実施形態における有機多層フィルタ蛍光センサの断面を示した断面図である。 本実施形態の画素の分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態における赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタの分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態における緑色の光を透過する汎用の有機膜フィルタの分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態における青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタの分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態におけるシアン色の光を透過する汎用の有機膜フィルタの分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態における黄色の光を透過する汎用の有機膜フィルタの分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態におけるマゼンタ色の光を透過する汎用の有機膜フィルタの分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態におけるバイオレット色の光を透過する汎用の有機膜フィルタの分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態における画素の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタの分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態における画素の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタの分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態における画素の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタの分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態における画素の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタの分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態における画素の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタの分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態における画素の分光感度特性を用いて狭い分光感度特性を得る方法を示したグラフである。 本実施形態における画素の分光感度特性を用いて狭い分光感度特性を得る方法を示したグラフである。 本実施形態における画素の分光感度特性を用いて狭い分光感度特性を得る方法を示したグラフである。 本実施形態において、回路が画素信号を増幅する例を示したグラフである。 本実施形態において、紙幣判別装置が検出可能な光の狭帯域と、緑色蛍光帯が発光する光の帯域と、緑蛍光ペンが発光する光の帯域とを示したグラフである。 本実施形態における有機多層フィルタ蛍光センサの他の構成を示した断面図である。 本実施形態における有機多層フィルタ蛍光センサの他の構成を示した概略図である。 従来知られている紙幣判別装置の構成図である。 従来知られている光学フィルタ蛍光センサの断面を示した断面図である。 従来知られている光学フィルタ蛍光センサの平面図である。 従来知られている光学フィルタ蛍光センサの分光感度特性を示したグラフである。 従来知られているバンドパスフィルタの透過特性と、励起光を照射された蛍光体が発する光の波長と、励起光を照射された蛍光ペンが発する光の波長とを示した図である。 従来知られている光学フィルタ蛍光センサが備える各フォトダイオードの出力パターンを示した図である。 従来知られている光学フィルタ蛍光センサの分光感度特性を示したグラフである。
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態における紙幣判別装置の構成を示したブロック図である。図示する例では、紙幣判別装置１は、光源１１と、有機多層フィルタ蛍光センサ１２と、回路１３と、紙幣搬送装置１５と、スペクトル処理部１６と、制御判別部１７（判定部）と、記憶部１８とを備えている。また、紙幣搬送装置１５には、紙幣１４が載置されている。紙幣１４には、真券であることを特定するための蛍光体が印刷されている。
光源１１は、例えば紫外ＬＥＤなどを備えており、紙幣１４に印刷されている蛍光体等を発光させるための励起光を照射する。有機多層フィルタ蛍光センサ１２は、入射された光を光電変換し、入射された光の強度に応じた画素信号を出力する。有機多層フィルタ蛍光センサ１２の詳細は後述する。回路１３は、複数の画素回路を備えており、有機多層フィルタ蛍光センサ１２が出力する画素信号を増幅（積分、ゲイン）して出力する。紙幣搬送装置１５は、制御判別部１７の制御に基づいて、一定の時間間隔で紙幣１４を搬送する。
スペクトル処理部１６は、回路１３が出力した画素信号の四則演算を行うことでスペクトル処理を行う。スペクトル処理については後述する。制御判別部１７は、紙幣判別装置１が備える各部の制御を行う。また、制御判別部１７は、記憶部１８が予め記憶している真券の蛍光物質の出力パターンと、有機多層フィルタ蛍光センサ１２が出力した画素信号およびスペクトル処理部１６がスペクトル処理を行った結果とを比較し、紙幣１４が真券であるか否かを判定する。なお、紙幣１４が真券であるか否かの判定方法は、従来知られている方法と同様の方法を用いる。
次に、有機多層フィルタ蛍光センサ１２の構成について説明する。図２は、本実施形態における有機多層フィルタ蛍光センサ１２が備える画素の配置を示した概略図である。図示する例では、有機多層フィルタ蛍光センサ１２は、基板２０上に画素Ｆ１〜Ｆ６の６つの画素Ｆを備えている。画素Ｆは、フォトダイオード（光電変換素子）と有機膜フィルタとを備えている。画素Ｆ１，Ｆ３，Ｆ５は、フォトダイオードの受光面側に一層の有機膜フィルタを備えている。画素Ｆ２，Ｆ４は、フォトダイオードの受光面側に二層の有機膜フィルタを備えている。画素Ｆ６は有機膜フィルタを備えていない。なお、基板２０は、例えばシリコン基板であり、フォトダイオードは３８０〜１１００ｎｍに感度を有する。また、有機多層フィルタ蛍光センサ１２が備える画素Ｆの数は６つに限らず、どのような数でもよい。
また、図示する例では、基板２０上に回路１３が構成されている。なお、回路１３は、図示するように有機多層フィルタ蛍光センサ１２が備える基板２０上に構成されていてもよく、有機多層フィルタ蛍光センサ１２外に構成されていてもよい。
図３は、本実施形態における有機多層フィルタ蛍光センサ１２の断面を示した断面図である。図示する例では、図２に示したＡ−Ａ’間の断面を示しており、基板２０上に画素Ｆ１〜Ｆ３が構成されている。画素Ｆ１は、フォトダイオード２１−１と、有機膜フィルタ２２−１とを備えている。有機膜フィルタ２２−１は、フォトダイオード２１−１の受光面側に構成されている。また、画素Ｆ２は、フォトダイオード２１−２と、有機膜フィルタ２２−２，２２−３とを備えている。有機膜フィルタ２２−２，２２−３は、フォトダイオード２１−２の受光面側に構成されている。また、画素Ｆ３は、フォトダイオード２１−３と有機膜フィルタ２２−４とを備えている。有機膜フィルタ２２−４は、フォトダイオード２１−３の受光面側に構成されている。
なお、図示していないが、画素Ｆ４〜Ｆ６が備えるフォトダイオード２１の受光面側には、画素Ｆ１，Ｆ３と同様に、１層の有機膜フィルタ２２が構成されている。また、基板２０と、画素Ｆ１〜Ｆ６と、回路１３とは、クリアモールド２３で固められている。また、画素Ｆの受光面側のクリアモールド２３上には、入射光の近赤外成分をカットするＩＲカットフィルタ２４と、光源１１が発する励起光の紫外成分をカットするＵＶＦ２５とが構成されている。ＩＲカットフィルタ２４により、７８０ｎｍ以上の光は画素Ｆに入射しない。
次に、画素Ｆ１〜Ｆ６および有機膜フィルタ２２が配置されていない画素Ｆの分光感度特性について説明する。図４は、本実施形態の画素Ｆ１〜Ｆ６および有機膜フィルタ２２が配置されていない画素Ｆの分光感度特性を示したグラフである。図示するグラフの横軸は波長（ｎｍ）を示しており、縦軸は出力を示している。また、図示するグラフは、画素Ｆ１の分光感度特性を示した曲線４０１と、画素Ｆ２の分光感度特性を示した曲線４０２と、画素Ｆ３の分光感度特性を示した曲線４０３と、画素Ｆ４の分光感度特性を示した曲線４０４と、画素Ｆ５の分光感度特性を示した曲線４０５と、画素Ｆ６の分光感度特性を示した曲線４０６と、有機膜フィルタ２２が配置されていない画素Ｆの分光感度特性を示した曲線４０７とを示している。このように、画素Ｆ１〜Ｆ６毎に、検出する光の波長が異なる。
図示するとおり、画素Ｆ１の分光感度特性（曲線４０１）は、半値幅が８５ｎｍ程度であり３８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性である。また、画素Ｆ２の分光感度特性（曲線４０２）は、半値幅が５０ｎｍ程度であり、５００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性である。また、画素Ｆ３の分光感度特性（曲線４０３）は、半値幅が８５ｎｍ程度であり３８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光と、半値幅が１１５ｎｍ程度であり５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性である。また、画素Ｆ４の分光感度特性（曲線４０４）は、半値幅が４５ｎｍ程度であり、３８０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性である。また、画素Ｆ５の分光感度特性（曲線４０５）は、半値幅が６５ｎｍ程度であり、６５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性である。また、画素Ｆ６の分光感度特性（曲線４０６）は、半値幅が９０ｎｍ程度であり、６００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性である。また、有機膜フィルタ２２が配置されていない画素Ｆの分光感度特性（曲線４０７）は、フォトダイオード２１の分光感度特性と、ＩＲカットフィルタ２４による７８０ｎｍ以上の光の透過率がゼロになる曲線との重なりで実現され、半値幅が２００ｎｍ程度であり、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性である。
なお、画素Ｆ１〜Ｆ６の受光面側に構成されている有機膜フィルタ２２の半値幅は、従来知られている例のバンドパスフィルタや紙幣１４の蛍光に比べて幅が広い特性を持っている。また、画素Ｆ３の受光面側に構成されている有機膜フィルタ２２はバンドエリミネーションタイプである。画素Ｆ１はローパスタイプである。画素Ｆ２に構成されている有機膜フィルタ２２は、ハイパスタイプとローパスタイプのフィルタの重ね合わせである。また画素Ｆ４の受光面側に構成されている有機膜フィルタ２２はバンドパスタイプである。画素Ｆ５に構成されている有機膜フィルタ２２は、ハイパスタイプである。
次に、画素Ｆ１〜Ｆ６の受光面側に配置されている有機膜フィルタ２２の構成について説明する。本実施形態では、汎用の有機膜フィルタ２２単体では図４に示した分光感度特性を実現できない場合、汎用の有機膜フィルタ２２を重ね合わせて構成することで、図４に示した分光感度特性を実現する。
図５は、本実施形態における赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。曲線５０１は、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示している。図示するとおり、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、波長が６００ｎｍ以上の光を透過する。このように、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、ハイパスタイプのカラーフィルタである。
図６は、本実施形態における緑色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。曲線６０１は、緑色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示している。図示するとおり、緑色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、波長が５００ｎｍ近辺から６００ｎｍ近辺までの光を透過する。このように、緑色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、バンドパスタイプのカラーフィルタである。
図７は、本実施形態における青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。曲線７０１は、青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示している。図示するとおり、青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、波長が５５０ｎｍ近辺以下の光を透過する。このように、青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、ローパスタイプのカラーフィルタである。
図８は、本実施形態におけるシアン色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。曲線８０１は、シアン色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示している。図示するとおり、シアン色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、波長が６００ｎｍ近辺以下の光を透過する。このように、シアン色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、ローパスタイプのカラーフィルタである。
図９は、本実施形態における黄色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。曲線９０１は、黄色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示している。図示するとおり、黄色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、波長が５００ｎｍ近辺以上の光を透過する。このように、黄色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、ハイパスタイプのカラーフィルタである。
図１０は、本実施形態におけるマゼンタ色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。曲線１００１は、マゼンタ色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示している。図示するとおり、マゼンタ色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ近辺の光と、波長が５５０ｎｍ以上の光を透過する。このように、マゼンタ色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、バンドエリミネーションタイプのカラーフィルタである。
図１１は、本実施形態におけるバイオレット色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。曲線１１０１は、バイオレット色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示している。図示するとおり、バイオレット色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、波長が３８０ｎｍ近辺から４３０ｎｍ近辺までの光を透過する。このように、バイオレット色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、バンドパスタイプのカラーフィルタである。
次に、画素Ｆ１の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２について説明する。図１２は、本実施形態における画素Ｆ１の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。図１２（Ａ）に示すとおり、青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の透過波長（曲線７０１）と、ＩＲカットフィルタ２４のみで有機膜フィルタ２２が無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）とを重ね合わせると、図１２（Ｂ）に示す通り、画素Ｆ１の分光感度特性（曲線４０１）を得ることができる。
ＩＲカットフィルタ２４のみで有機膜フィルタ２２が無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）は、フォトダイオード２１の分光感度特性によって立ち上がりが３８０ｎｍとなり、ＩＲカットフィルタ２４によって７８０ｎｍ以上の光がカットされるため立ち下がりが７８０ｎｍとなる。また、青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２はローパスタイプの有機カラーフィルタであり、透過波長は曲線７０１に示す通りである。この重なりにより、画素Ｆ１の分光感度特性（曲線４０１）は、半値幅が８５ｎｍ程度であり３８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性となる。
従って、フォトダイオード２１の受光面側に青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を構成することで、画素Ｆ１を構成することができる。すなわち、画素Ｆ１は、青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を備えている。
次に、画素Ｆ２の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２について説明する。図１３は、本実施形態における画素Ｆ２の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。図１３（Ａ）に示すとおり、青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の透過波長（曲線７０１）と、黄色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の透過波長（曲線９０１）と、ＩＲカットフィルタ２４のみで有機膜フィルタ２２が無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）とを重ね合わせると、図１３（Ｂ）に示す通り、画素Ｆ２の分光感度特性（曲線４０２）を得ることができる。
ＩＲカットフィルタ２４のみで有機膜フィルタ２２が無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）は、フォトダイオード２１の分光感度特性によって立ち上がりが３８０ｎｍとなり、ＩＲカットフィルタ２４によって７８０ｎｍ以上の光がカットされるため立ち下がりが７８０ｎｍとなる。また、青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２はローパスタイプの有機カラーフィルタであり、透過波長は曲線７０１に示す通りである。また、黄色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２はハイパスタイプの有機カラーフィルタであり、透過波長は曲線９０１に示す通りである。この重なりにより、画素Ｆ２の分光感度特性（曲線４０２）は、半値幅が５０ｎｍ程度であり、５００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性となる。
従って、フォトダイオード２１の受光面側に青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２と黄色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２とを重ね合わせて構成することで、画素Ｆ２を構成することができる。すなわち、画素Ｆ２は、青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２と黄色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２とを備えている。
次に、画素Ｆ３の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２について説明する。図１４は、本実施形態における画素Ｆ３の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。図１４（Ａ）に示すとおり、マゼンタ色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の透過波長（曲線１００１）と、ＩＲカットフィルタ２４のみで有機膜フィルタ２２が無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）とを重ね合わせると、図１４（Ｂ）に示す通り、画素Ｆ３の分光感度特性（曲線４０３）を得ることができる。
ＩＲカットフィルタ２４のみで有機膜フィルタ２２が無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）は、フォトダイオード２１の分光感度特性によって立ち上がりが３８０ｎｍとなり、ＩＲカットフィルタ２４によって７８０ｎｍ以上の光がカットされるため立ち下がりが７８０ｎｍとなる。また、マゼンタ色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２はバンドエリミネーションタイプの有機カラーフィルタであり、透過波長は曲線１００１に示す通りである。この重なりにより、画素Ｆ３の分光感度特性（曲線４０３）は、半値幅が８５ｎｍ程度であり、３８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光と、半値幅が１１５ｎｍ程度であり、５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性となる。
従って、フォトダイオード２１の受光面側にマゼンタ色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を構成することで、画素Ｆ３を構成することができる。すなわち、画素Ｆ３は、マゼンタ色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を備えている。
次に、画素Ｆ５とＦ６の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２について説明する。図１５は、本実施形態における画素Ｆ５，Ｆ６の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。本実施形態では、厚さが異なる２種類の赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を用いている。同じ有機膜フィルタ２２であっても、厚みを厚くすると分光感度特性は少し長波長側にシフトする。この特性により、同じ色の光を透過する有機膜フィルタ２２であっても、厚みを変えることで、２種類の分光感度特性を実現することができる。
図１５（Ａ）は、図５に示した赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線５０１）と、このフィルタよりも厚い、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線１５０１）と、図５に示した赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線５０１）よりも２５ｎｍ厚い、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線１５０２）と、フィルタが無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）とを示している。
赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２はハイパスタイプの有機カラーフィルタであり、透過波長は曲線５０１に示す通りである。フォトダイオード２１に、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を配置することにより、画素Ｆ６の分光感度特性（曲線４０６）は、半値幅が９０ｎｍ程度であり、６００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性となる。
また、図５に示した赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線５０１）よりも２５ｎｍ厚い、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の透過波長は曲線１５０２に示す通りである。このように有機膜フィルタ２２の厚みを２５ｎｍ厚くすることで、透過帯域を２５ｎｍ長波長側にシフトさせることができる。フォトダイオード２１に、図５に示した赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線５０１）よりも２５ｎｍ厚い、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を配置することにより、画素Ｆ５の分光感度特性（曲線４０５）は、半値幅が６５ｎｍ程度であり、６５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性となる。
ＩＲカットフィルタ２４のみで有機膜フィルタ２２が無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）は、フォトダイオード２１の分光感度特性によって立ち上がりが３８０ｎｍとなり、ＩＲカットフィルタ２４によって７８０ｎｍ以上の光がカットされるため立ち下がりが７８０ｎｍとなる。また、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２はハイパスタイプの有機カラーフィルタであり、透過波長は曲線５０１に示す通りである。この重なりにより、画素Ｆ６の分光感度特性（曲線４０６）は、半値幅が９０ｎｍ程度であり、６００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性となる。
従って、フォトダイオード２１の受光面側に、図５に示した赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線５０１）を構成することで、画素Ｆ６を構成することができる。すなわち、画素Ｆ６は、図５に示した赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線５０１）を備えている。
また、図５に示した赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線５０１）よりも２５ｎｍ厚い、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２はハイパスタイプの有機カラーフィルタであり、透過波長は曲線１５０２に示す通りである。この重なりにより、画素Ｆ５の分光感度特性（曲線４０５）は、半値幅が６５ｎｍ程度であり、６５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性となる。
従って、フォトダイオード２１の受光面側に、図５に示した赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線５０１）よりも２５ｎｍ厚い、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を構成することで、画素Ｆ５を構成することができる。すなわち、画素Ｆ５は、図５に示した赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線５０１）よりも２５ｎｍ厚い、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を備えている。
次に、画素Ｆ４の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２について説明する。図１６は、本実施形態における画素Ｆ４の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。図１６（Ａ）に示すとおり、バイオレット色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の透過波長（曲線１１０１）と、ＩＲカットフィルタ２４のみで有機膜フィルタ２２が無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）とを重ね合わせると、図１６（Ｂ）に示す通り、画素Ｆ４の分光感度特性（曲線４０４）を得ることができる。
ＩＲカットフィルタ２４のみで有機膜フィルタ２２が無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）は、フォトダイオード２１の分光感度特性によって立ち上がりが３８０ｎｍとなり、ＩＲカットフィルタ２４によって７８０ｎｍ以上の光がカットされるため立ち下がりが７８０ｎｍとなる。また、バイオレット色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２はバンドパスタイプの有機カラーフィルタであり、透過波長は曲線１１０１に示す通りである。この重なりにより、画素Ｆ４の分光感度特性（曲線４０４）は、半値幅が４５ｎｍ程度であり３８０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性となる。
従って、フォトダイオード２１の受光面側にバイオレット色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を構成することで、画素Ｆ４を構成することができる。すなわち、画素Ｆ４は、バイオレット色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を備えている。
次に、図４に示した画素Ｆ１の分光感度特性よりも狭い分光感度特性を得る方法について説明する。図１７は、本実施形態における画素Ｆ１の分光感度特性と、画素Ｆ２の分光感度特性と、画素Ｆ４の分光感度特性とを用いて、画素Ｆ１の分光感度特性よりも狭い分光感度特性を得る方法を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。図１７（Ａ）は、画素Ｆ１の分光感度特性（曲線４０１）と、画素Ｆ２の分光感度特性（曲線４０２）と、画素Ｆ４の分光感度特性（曲線４０４）と、有機膜フィルタ２２が配置されていない画素Ｆの分光感度特性（曲線４０７）とを示している。画素Ｆ１の分光感度特性から画素Ｆ２の分光感度特性と画素Ｆ４の分光感度特性とを減算することで、図１７（Ｂ）に示すように、画素Ｆ１の分光感度特性よりも狭い帯域の分光感度特性（曲線１７０１）を得ることができる。
このように、有機膜フィルタ２２の画素Ｆ１の不要な帯域の分光感度特性の成分を、別の画素Ｆ２，Ｆ４の出力で除去して狭帯域な特性を得ることができる。従って、スペクトル処理部１６は、画素Ｆ１が出力した画素信号から、画素Ｆ２，Ｆ４が出力した画素信号を減算することで、曲線１７０１で示した分光感度特性の光の強度を算出することができる。
次に、図４に示した画素Ｆ３の分光感度特性よりも狭い分光感度特性を得る方法について説明する。図１８は、本実施形態における画素Ｆ３の分光感度特性と、画素Ｆ１の分光感度特性と、画素Ｆ６の分光感度特性とを用いて、画素Ｆ３の分光感度特性よりも狭い分光感度特性を得る方法を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。図１８（Ａ）は、画素Ｆ３の分光感度特性（曲線４０３）と、画素Ｆ１の分光感度特性（曲線４０１）と、画素Ｆ６の分光感度特性（曲線４０６）と、有機膜フィルタ２２が配置されていない画素Ｆの分光感度特性（曲線４０７）とを示している。画素Ｆ３の分光感度特性から、画素Ｆ１の分光感度特性と、画素Ｆ６の分光感度特性とを減算することで、図１８（Ｂ）に示すように、画素Ｆ３の分光感度特性よりも狭い帯域の分光感度特性（曲線１８０１）を得ることができる。
このように、有機膜フィルタ２２の重ね合わせで残った画素Ｆ３の不要な帯域の分光感度特性の成分を、別の画素Ｆ１，Ｆ６の出力で除去して狭帯域な特性を得ることができる。従って、スペクトル処理部１６は、画素Ｆ３が出力した画素信号から、画素Ｆ１，Ｆ６が出力した画素信号を減算することで、曲線１８０１で示した分光感度特性の光の強度を算出することができる。
次に、図４に示した画素Ｆ６の分光感度特性よりも狭い分光感度特性を得る方法について説明する。図１９は、本実施形態における画素Ｆ６の分光感度特性と、画素Ｆ５の分光感度特性とを用いて、画素Ｆ６の分光感度特性よりも狭い分光感度特性を得る方法を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。図１９（Ａ）は、画素Ｆ６の分光感度特性（曲線４０６）と画素Ｆ５の分光感度特性（曲線４０５）と、有機膜フィルタ２２が配置されていない画素Ｆの分光感度特性（曲線４０７）とを示している。画素Ｆ６の分光感度特性から画素Ｆ５の分光感度特性を減算することで、図１９（Ｂ）に示すように、画素Ｆ６の分光感度特性よりも狭い帯域の分光感度特性（曲線１９０１）を得ることができる。
このように、有機膜フィルタ２２の重ね合わせで残った画素Ｆ６の不要な帯域の分光感度特性の成分を、別の画素Ｆ５の出力で除去して狭帯域な特性を得ることができる。従って、スペクトル処理部１６は、画素Ｆ６が出力した画素信号から、画素Ｆ５が出力した画素信号を減算することで、曲線１９０１で示した分光感度特性の光の強度を算出することができる。
次に、回路１３が、画素信号を増幅する例について説明する。図２０は、本実施形態において、回路１３が画素信号を増幅する例を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。図２０（Ａ）は、画素Ｆ２の分光感度特性（曲線４０２）と、画素Ｆ４の分光感度特性（曲線４０４）と、画素Ｆ５の分光感度特性（曲線４０５）と、スペクトル処理部１６が算出する分光感度特性（曲線１７０１，１８０１，１９０１）と、有機膜フィルタ２２が配置されていない画素Ｆの分光感度特性（曲線４０７）とを示したグラフである。
図示する例では、画素Ｆ２の分光感度特性（曲線４０２）と、画素Ｆ４の分光感度特性（曲線４０４）と、画素Ｆ５の分光感度特性（曲線４０５）と、スペクトル処理部１６が算出する分光感度特性（曲線１７０１，１８０１，１９０１）との検出強度が異なっている。そこで、本実施形態では、各検出強度が同じとなるように、画素Ｆ１〜Ｆ６の出力のゲインを調整する。図２０（Ｂ）は、画素Ｆ２の分光感度特性（曲線４０２）と、画素Ｆ４の分光感度特性（曲線４０４）と、画素Ｆ５の分光感度特性（曲線４０５）と、スペクトル処理部１６が算出する分光感度特性（曲線１７０１，１８０１，１９０１）との検出強度が同じとなるように、画素Ｆ１〜Ｆ６の出力ゲインを調整した場合の分光感度特性を示したグラフである。
ゲインを調整した後では、曲線４０４は曲線２００１となる。また、ゲインを調整した後では、曲線１７０１は曲線２００２となる。また、ゲインを調整した後では、曲線４０２は曲線２００３となる。また、ゲインを調整した後では、曲線１８０１は曲線２００４となる。また、ゲインを調整した後では、曲線１９０１は曲線２００５となる。また、ゲインを調整した後では、曲線４０５は曲線２００６となる。
このように、回路１３が画素Ｆ１〜Ｆ６の出力のゲインを調整することで、図示するように、画素Ｆ２の分光感度特性（曲線４０２）と、画素Ｆ４の分光感度特性（曲線４０４）と、画素Ｆ５の分光感度特性（曲線４０５）と、スペクトル処理部１６が算出する分光感度特性（曲線１７０１，１８０１，１９０１）との検出強度が同じとなる。すなわち、狭帯域Ｓ１の波長の光（曲線２００１）と、狭帯域Ｓ２の波長の光（曲線２００２）と、狭帯域Ｓ３の波長の光（曲線２００３）と、狭帯域Ｓ４の波長の光（曲線２００４）と、狭帯域Ｓ５の波長の光（曲線２００５）と、狭帯域Ｓ６の波長の光（曲線２００６）とを同じ強度で検出することができる。
なお、有機多層フィルタ蛍光センサ２０は、有機膜フィルタ２２が形成されていない画素Ｆを備え、上記の処理に用いるようにしてもよい。また、例えば、回路１３は、有機膜フィルタ２２が形成されていない画素Ｆの出力を基準出力として、有機膜フィルタ２２が形成されている画素Ｆの出力のゲインを調整するようにしてもよい。このように、有機膜フィルタ２２が形成されている画素Ｆの減を調整する際にも、有機膜フィルタ２２が形成されていない画素Ｆの出力を利用することができる。
図２０（Ｂ）に示した通り、紙幣判別装置１は、狭帯域Ｓ１〜Ｓ６のそれぞれの波長の光の強度を検出することができる。これにより、例えば、判別が難しかった、紙幣１４に印刷された緑色蛍光体と、緑蛍光ペンとの判別を容易に行うことができる。
図２１は、本実施形態において、紙幣判別装置１が検出可能な光の狭帯域Ｓ１〜Ｓ６と、緑色蛍光帯が発光する光の帯域と、緑蛍光ペンが発光する光の帯域とを示したグラフである。図示するグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。線３００２は、真券に印刷された緑色蛍光帯が発光する光の帯域を示している。線３００５は、緑蛍光ペンが発光する光の帯域を示している。図示するように、新券に印刷された緑色蛍光体が発光する光の帯域（線３００２）と、緑蛍光ペンが発光する光の帯域（線３００５）とは近い。
本実施形態における紙幣判別装置１は、狭帯域Ｓ４の光の強度を検出することで、真券に印刷された緑色蛍光体が発光する光の強度を検出することができる。また、狭帯域Ｓ５の光の強度を検出することで、真券に印刷された緑色蛍光体は発光せず緑蛍光ペンが発光する光の強度を検出することができる。すなわち、真券に印刷された緑色蛍光体が発光する光の強度と、緑蛍光ペンが発光する光の強度とを個別に検出することができるため、より精度よく紙幣１４の真偽を判定することができる。具体的には、制御判別部１７は、スペクトル処理部１６の処理結果に基づいて、狭帯域Ｓ４の光のみを検出した場合には、紙幣１４は真券であると判定し、狭帯域Ｓ５の光も検出した場合には、偽造された紙幣１４であると判定する。なお、紙幣１４の真偽の判定方法は、従来知られている方法と同様の方法を用いる。
また、本実施形態では、汎用の有機膜フィルタ２２のみを用い、汎用の有機膜フィルタ２２の重ね合わせや、複数の画素Ｆの出力の四則演算によって、狭帯域Ｓ１〜Ｓ６のそれぞれの波長の光の強度を検出する。汎用の有機膜フィルタ２２は、イメージセンサやスキャナーなどのセンサに半導体の製造工程を活用してミクロンサイズに微細化してフォトダイオード２１などの画素の上に塗布して形成することが可能である。従って、より小型化およびコスト削減しつつ、高精度化を実現することができる。
なお、有機多層フィルタ蛍光センサ１２の構成は図３に示した例に限らない。図２２は、本実施形態における有機多層フィルタ蛍光センサ１２の他の構成を示した断面図である。図示する例では、基板２０上にフォトダイオード２１が構成されている。また、基板２０とは別体のガラス基板２２０１上に複数の有機膜フィルタ２２が構成されている。また、有機膜フィルタ２２が形成されている面と、フォトダイオード２１の受光面とが対向するように、ガラス基板２２０１上に形成された複数の有機膜フィルタ２２が配置されている。
このように、有機膜フィルタ２２を透過する光の入射角度に寄らず安定して蛍光体や蛍光ペンが発光する光を検出するために、ガラス基板２２０１の下面（フォトダイオード２１側）に有機膜フィルタ２２を配置することが考えられる。すなわち、フォトダイオード２１と有機膜フィルタ２２とを別体に形成する場合は、有機膜フィルタ２２面をできるだけフォトダイオード２１の受光面に近づけることで、斜めから入射した光の色（スペクトル）を安定して検出することが可能になる。
また、有機多層フィルタ蛍光センサ１２が備える画素Ｆの配置は、図２に示した例に限らない。図２３は、本実施形態における有機多層フィルタ蛍光センサ１２の他の構成を示した概略図である。図示する例では、有機多層フィルタ蛍光センサ１２は、基板２０上に画素Ｆ１を２つと、画素Ｆ２と、画素Ｆ５と、画素Ｆ６を２つの計６つの画素Ｆを備えている。このように、有機多層フィルタ蛍光センサ１２は、同一の画素Ｆを複数備えるようにしてもよい。また、有機多層フィルタ蛍光センサ１２が備える画素Ｆの数は６つに限らず、どのような数でもよい。同一の画素Ｆを複数備えることにより、同一の画素Ｆの出力を平均化することができるため、画素Ｆが出力する画素信号の精度を向上させることができる。よって、紙幣判別装置１は、安定した紙幣１４の判別が可能になる。
また、有機多層フィルタ蛍光センサ１２は、分割されたフォトダイオード２１上に対応して１対の有機膜フィルタ２２を形成しているが、これに限らない。例えば、分割されたフォトダイオード２１の代わりにＣＭＯＳイメージセンサやＣＩＳ（コンタクトイメージセンサ）などを配置して、その上に有機膜フィルタ２２を形成するようにしてもよい。
以上、この発明の一実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
１・・・紙幣判別装置、１１・・・光源、１２・・・有機多層フィルタ蛍光センサ、１３・・・回路、１４・・・紙幣、１５・・・紙幣搬送装置、１６・・・スペクトル処理部、１７・・・制御判別部、１８・・・記憶部、２０・・・基板、２１・・・フォトダイオード、２２・・・有機膜フィルタ、２３・・・クリアモールド、２４・・・ＩＲカットフィルタ、２２０１・・・ガラス基板

Claims (13)

  1. 励起光を照射された紙幣から放出された蛍光を含む光が入射される複数の光電変換素子と、
    前記複数の光電変換素子に各々重なるように配置された、互いに透過帯域の異なる複数の有機膜フィルタと、
    前記複数の光電変換素子のうち対応する１つに各々接続され、前記有機膜フィルタを透過した波長帯の入射光の強度に応じて前記光電変換素子が変換した画素信号を出力する複数の画素回路と、
    前記複数の画素回路が出力した複数の前記画素信号に基づいて、前記有機膜フィルタを透過した光の波長帯より狭い波長帯の光の入射光強度を出力するスペクトル処理部と、
    前記スペクトル処理部から出力された前記出力のパターンと、予め記録された真券の信号パターンとを比較して、紙幣の真偽を判別する判定部と、
    を備え、
    前記複数の有機膜フィルタのうち少なくとも１つは、２層以上のフィルタ層を重ね合わせたフィルタである
    ことを特徴とする紙幣判別装置。
  2. 前記有機膜フィルタの各々の透過波長帯域は、３８０ｎｍから１１００ｎｍのうち一部の帯域を少なくとも含み、
    前記有機膜フィルタの各々は、バンドパスフィルタタイプと、ハイパスフィルタタイプと、ローパスフィルタタイプと、バンドエリミネーションタイプとのいずれかのタイプである
    ことを特徴とする請求項１に記載の紙幣判別装置。
  3. 前記複数の有機膜フィルタのうち一部のフィルタは、同じ色で厚みが異なるフィルタである
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の紙幣判別装置。
  4. 前記複数の有機膜フィルタのうち一部のフィルタは、同じ色で色材の濃さが異なるフィルタである
    ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の紙幣判別装置。
  5. 前記複数の光電変換素子は、前記有機膜フィルタが配置されていない光電変換素子を含む
    ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の紙幣判別装置。
  6. 前記スペクトル処理部は、前記複数の画素回路が出力した複数の前記画素信号を四則演算することにより前記有機膜フィルタを透過した光の波長帯より狭い波長帯の光の入射光強度を出力する
    ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の紙幣判別装置。
  7. 前記複数の画素回路の各々は、前記スペクトル処理部の前記出力の大きさに応じて該画素回路の各々の出力を調節する
    ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の紙幣判別装置。
  8. 前記有機膜フィルタを配置した前記光電変換素子が感知する光の波長の透過帯域は、半値幅が４５ｎｍ以上３５０ｎｍ以下且つ波長域が３８０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の一部の透過帯域と、半値幅が１５０ｎｍ以上２１０ｎｍ以下且つ波長域が５５０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の一部の透過帯域とのいずれかまたは両方を含んでいる
    ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の紙幣判別装置。
  9. 前記複数の有機膜フィルタの各々は、赤色を透過するフィルタと、緑色の光を透過するフィルタと、青色の光を透過するフィルタと、シアン色の光を透過するフィルタと、黄色の光を透過するフィルタと、マゼンタ色の光を透過するフィルタと、バイオレット色の光を透過するフィルタとのいずれかを使用して実現される
    ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の紙幣判別装置。
  10. 前記有機膜フィルタが配置された前記光電変換素子は、受光面に近赤外光成分カットフィルタを有する
    ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の紙幣判別装置。
  11. 前記複数の有機膜フィルタは、前記光電変換素子とは別体に、ガラス基板上に形成されている
    ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の紙幣判別装置。
  12. 前記複数の有機膜フィルタが形成されている面と、前記光電変換素子の受光面とが対向するように、前記ガラス基板上に形成された前記複数の有機膜フィルタが配置されている
    ことを特徴とする請求項１１に記載の紙幣判別装置。
  13. 前記複数の有機膜フィルタは、同一のフィルタを含んでいる
    ことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の紙幣判別装置。
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