JP6088060B2 - 紙葉類真偽判定装置 - Google Patents

Description

この発明は、蛍光体が付加された紙葉類の真偽を判定するための紙葉類真偽判定装置に関する。

従来、所定の蛍光発光特性を有する蛍光体を紙葉類の所定の位置に付加して、該蛍光体の蛍光発光特性に応じた蛍光発光を検知することによって当該紙葉類の真偽判定をする技術が知られている。蛍光体は、蛍光体ごとに、蛍光体を蛍光発光させる光（以下、励起光という）の波長や、該励起光の照射により発光する光のスペクトルの特徴が決まっており、これらを蛍光発光特性という。

例えば、特許文献１には、紫外光を照射して紫外光を発光する蛍光物質や、赤外光を照射して赤外光を発光する蛍光物質が開示され、これらの物質が所定の位置に付加された有価書類の真偽判定を行う場合に、紫外光若しくは赤外光を判定対象の書類に照射して、蛍光物質に応じた蛍光の発光の有無を確認することにより書類の真偽判定を行う技術が開示されている。この特許文献１に係る技術を紙葉類の真偽判定に適用すると、人の目では検知できない蛍光体の蛍光発光の有無により紙葉類の真偽判定を行うことから、可視光で観測しただけでは判別できない差異を検知することによって、厳格な紙葉類の真偽判定を行うことができる。

ところが、蛍光体には類似した蛍光発光特性を有するものもある。具体的には、励起光の波長及び励起光の照射によって発光する蛍光スペクトルのピーク波長がほぼ同じで、蛍光スペクトルのピーク波長以外の特徴が異なるような蛍光体が存在する。例えば、励起光の波長及び励起光の照射によって発光する蛍光スペクトルのピーク波長はほぼ同じで、蛍光スペクトルの半値幅が異なる蛍光体が付加された紙葉類については、特許文献１に開示されている技術だけでは、差異を判定することができない。このような紙葉類であっても、差異を判定することのできる技術も知られている。

例えば、特許文献２には、同じ波長の励起光の照射によって発光して蛍光スペクトルのピーク波長がほぼ同じで蛍光スペクトルの半値幅が異なる蛍光体が付加された紙葉類に対して、所定の波長の励起光を紙葉類に照射して、付加されている蛍光体の蛍光スペクトルのピーク波長近辺の受光強度とピーク波長から所定数量分離れた波長近辺の受光強度とを測定して、その２つの波長に対する受光強度の差の大きさによって、いずれの蛍光体が付加された紙葉類なのかを判別することのできる技術が開示されている。

欧州特許第１６４７９４６号明細書 国際公開第２０１１／１１４４５５号

しかしながら、異なる蛍光発光特性を有する蛍光体がそれぞれ付加された複数種類の紙葉類をそれぞれ、真偽判定の対象とする真偽判定装置が必要とされている。従い、異なる波長を有する複数種類の励起光を照射して、複数種類の蛍光体の発光する蛍光スペクトルの特徴を判別することができるセンサが必要となる。

また、様々な蛍光体の蛍光発光特性を測定することのできる蛍光分光光度計という装置も一般に知られている。この蛍光分光光度計は、所定の範囲の全ての波長の励起光を蛍光体に対して照射することが可能で、それぞれの波長の励起光を照射することによって発光した光のスペクトルの情報である波長ごとの発光強度を測定することのできる装置である。該蛍光分光光度計を利用すれば、様々な蛍光体の蛍光発光特性データを測定することが可能であり、測定した蛍光発光特性データを活用して、蛍光体が付加された紙葉類の真偽判定をすることも可能である。しかしながら、蛍光分光光度計は非常に高価な装置であるとともに、蛍光体を含有するインクで一部の領域の印刷が行われた紙葉類の真偽判定を行うには不便なものである。

本発明は、上述した従来技術の課題を解決するためのものであって、異なる蛍光発光特性を有する蛍光体が付加された複数種類の紙葉類の真偽判定を高速に行うことのできる簡易な紙葉類真偽判定装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、発光特性に基づいて紙葉類の真偽を判定する紙葉類真偽判定装置であって、紙葉類を搬送する搬送部と、波長の異なる複数の励起光から１つを選択して、前記搬送部が搬送する前記紙葉類に照射する励起光光源と、それぞれが異なる所定範囲の波長帯域の光のみを透過する複数種のフィルタと、前記複数種のフィルタに対応して設けられ、それぞれが異なる波長範囲の光を受光する複数の受光器と、前記励起光によって励起された前記紙葉類の発光を各受光器で受光して、受光強度のデータを取得し、紙葉類搬送方向の異なる位置に配置された受光器の間で生ずるデータの時間ずれを、紙葉類搬送方向の受光器の位置及び紙葉類搬送速度で補正して、発光特性データを生成する蛍光発光特性データ生成部と、予め準備されている真正な前記紙葉類の発光特性データと、前記蛍光発光特性データ生成部により生成された前記発光特性データとの類似性に基づいて、前記紙葉類の真偽の判定を行う真偽判定部とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記蛍光発光特性データ生成部は、各受光器の物理的な位置関係に起因する検出感度差を補正する所定の係数によって、前記データの発光強度を補正することを特徴とする請求項１に記載の紙葉類真偽判定装置。

また、本発明は、上記発明において、前記蛍光発光特性データ生成部は、一方の軸を励起光波長、他方の軸を発光波長として、前記励起光光源から照射する各励起光の波長範囲に基づいて励起光波長の軸を分割すると共に、各受光器が受光する光の波長範囲に基づいて発光波長の軸を分割して、励起波長範囲と受光波長範囲とで定義される複数のブロックから成るマトリクスを構成し、前記励起光光源によって波長の異なる複数の励起光を順次前記紙葉類に照射して前記紙葉類で励起された発光を各受光器で受光し、前記マトリクスを形成する各ブロックにおける発光の受光強度を示す発光特性データを生成することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記真偽判定部は、前記受光器の受光強度が所定値以上の場合には対応するブロックで発光ありと判定し、受光強度が所定値未満の場合には対応するブロックで発光なしと判定して、前記マトリクスを構成する各ブロックの発光の有無に基づいて前記紙葉類の真偽を判定することを特徴とする。

また、本発明は上記発明において、前記複数種のフィルタは、波長λ _n 以上（ｎは１以上の整数）の光を透過して第ｎ受光器に受光させる第ｎフィルタと、前記波長λ _n より波長の長い波長λ _n+1 以上の光を透過して第ｎ＋１受光器に受光させる第ｎ＋１フィルタとを含み、前記蛍光発光特性データ生成部は、前記第ｎ受光器で受光した光の発光強度から、前記第ｎ＋１受光器で受光した光の発光強度を差し引いて、前記波長λ _n 〜λ _n+1 の波長範囲のブロックで得られた光の発光強度とすることを特徴とする。
また、本発明は上記発明において、前記第ｎフィルタは前記第ｎ受光器及び前記第ｎ＋１受光器に重ねて配置され、前記第ｎ＋１フィルタは前記第ｎ＋１受光器に重ねて配置されることを特徴とする。
また、本発明は上記発明において、紙葉類が搬送される搬送路に配置された光量モニタ用試験媒体と、フィルタのかかっていない受光器とをさらに備え、紙葉類が前記搬送路上にない状態で前記励起光光源から複数の励起光を１つずつ順に照射して、前記フィルタのかかっていない受光器で受光した光の強度に基づいて各励起光の強度を調整することを特徴とする。
また、本発明は上記発明において、前記フィルタのかかっていない受光器で受光した光の強度が所定の閾値未満の場合は故障と判定することを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記紙葉類の光学イメージを取得する光学イメージ取得部と、前記搬送部により前記紙葉類を搬送しつつ前記光学イメージ取得部により取得された所定の領域の画像データを利用して前記紙葉類の少なくとも種類の判別を行う種類判別部とをさらに備え、前記真偽判定部は、前記種類判別部により判別された前記紙葉類の種類に対応する真正な前記紙葉類の発光特性データと、前記蛍光発光特性データ生成部により生成された前記発光特性データとの類似性に基づいて、前記紙葉類の真偽を判定することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記蛍光発光特性データ生成部は、前記励起光光源による励起光を照射中に前記受光器で受光した光の受光強度を蛍光発光強度、前記励起光光源消灯後に前記受光部で受光した光の受光強度を燐光強度として、前記蛍光発光強度と前記燐光強度の少なくともいずれか１つに基づいて前記発光特性データを生成することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記励起光光源は、可視光領域で波長の異なる複数の励起光を発光するとともに、前記複数種のフィルタは赤外光領域で異なる波長の範囲の光を透過させることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記励起光光源は、赤外光領域で波長の異なる複数の励起光を発光するとともに、前記複数種のフィルタは赤外光領域で異なる波長の範囲の光を透過させることを特徴とする。

本発明によれば、紙葉類の種類を判定し、波長の異なる複数の励起光を順次紙葉類に照射し、紙葉類に付加された蛍光体が発する光に対して複数の異なる所定範囲の波長の光を透過させるフィルタリングを行い、複数の異なる所定範囲の波長でフィルタリングした光をそれぞれ受光してその受光強度を測定し、励起光の波長とフィルタリングで透過させた波長の範囲とを測定した受光強度を基に蛍光発光特性データを生成し、紙葉類の種類に対する真正な前記紙葉類の蛍光発光特性データ又は、蛍光発光特性データから得た閾値を用いて紙葉類の真偽判定を行うよう構成したので、異なる蛍光発光特性を有する蛍光体が付加された複数種類の紙葉類の真偽判定を高速かつ簡便に行うことができる。

図１は、実施例１に係る紙葉類真偽判定装置の概要を説明するための説明図である。 図２は、実施例１で紙葉類に付加する蛍光体の蛍光発光特性を説明するための説明図である。 図３は、図１に示した紙葉類真偽判定装置の物理的な内部構造を説明するための物理構造図である。 図４は、図３に示した反射型の蛍光センサの内部構造を説明するための内部構造図である。 図５は、図４に示した蛍光センサの受光部フィルタの構成を説明するための説明図である。 図６は、図４に示した蛍光センサの光源の点灯タイミングと受光部による受光強度の測定タイミングを説明するための図である。 図７は、図１に示した紙葉類真偽判定装置の実施例１に係る機能的な内部構成を説明するための機能ブロック図である。 図８は、図７に示した蛍光センサの詳細な機能構成を説明するための詳細機能ブロック図である。 図９は、図４に示した物理構造を有する蛍光センサで取得した蛍光センサ取得データの特性を説明するための説明図である。 図１０は、図１に示した紙葉類真偽判定装置による紙葉類の真偽判定処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１１は、実施例２で紙葉類に付加された蛍光体の蛍光発光特性及び蛍光センサの受光部の特徴を説明するための説明図である。 図１２は、実施例２で使用する透過型の蛍光センサの構造を説明するための内部構造図である。 図１３は、燐光物質の発光の残光特性について説明するための説明図である。 図１４は、図１２に示した蛍光センサの光源部の点灯タイミングと受光部による受光強度の測定タイミングを説明するための図である。 図１５は、紙葉類真偽判定装置の実施例２に係る機能的な内部構成を説明するための機能ブロック図である。 図１６は、図１５に示した蛍光センサの詳細な機能構成を説明するための詳細機能ブロック図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明に係る紙葉類真偽判定装置の好適な実施例を詳細に説明する。

まず、図１を用いて実施例１に係る紙葉類真偽判定装置１０の概要を説明する。図１（ａ）は紙葉類真偽判定装置１０の外観構成と、真偽判定対象の紙葉類の例を示す図である。図１（ｂ）は、紙葉類真偽判定装置１０の内部にあって紙葉類の蛍光発光特性を取得するための蛍光センサ１４の構造概要を示す図である。図１（ｃ）は、図１（ｂ）で示した蛍光センサ１４で取得した蛍光発光特性データの例である。

図１（ａ）に示すように、真偽判定対象となる紙葉類は、所定の位置に蛍光体を含有した特殊インクによる印刷が行われている。実施例１では、該蛍光体の蛍光発光特性を検知することによって紙葉類の真偽判定を行う。紙葉類真偽判定装置１０は、装置の前面に真偽判定対象の紙葉類を重ねて載置することのできる載置部１１と載置部１１にセットされた紙葉類の真偽判定を行って、真正な紙葉類を搬送する集積部１５と、真正ではない紙葉類を搬送するリジェクト部１６とを備えている。紙葉類真偽判定装置１０は、載置部１１にセットされた紙葉類の図１（ａ）に示す走査ライン上の複数の位置において、図１（ｂ）に示す蛍光センサ１４によって得た蛍光センサ取得データから蛍光発光特性データを生成し、該測定結果に基づいて真偽の判定を行う。

図１（ｂ）は、紙葉類真偽判定装置１０の内部にあって、載置部１１から繰り出された紙葉類の蛍光発光特性を測定する蛍光センサ１４での構造概要を示す図である。蛍光センサ１４は、搬送路ガイド板に挟まれた紙葉搬送路に搬送されてきた紙葉類に対して、第１から第４の光源部１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃ、１４５ｄの発光によって励起光を照射して、紙葉類の発光した蛍光を受光部１４２で受光することによって発光強度の測定を行う。本実施例１では、第１から第４の光源部１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃ、１４５ｄから発光される励起光は可視光で、紙葉類に付加された蛍光体の発光光は赤外光である。

第１から第４の光源部１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃ、１４５ｄは、それぞれが異なる波長の可視光を発光することができる４種類の発光ダイオードである。蛍光センサ１４は、第１から第４の光源部１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃ、１４５ｄの４種類の発光ダイオードを順番に点灯して、波長の異なる励起光に対する紙葉類の蛍光体の反応を受光部１４２で検知する。本実施例１は、第１から第４の光源部１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃ、１４５ｄは、それぞれ波長がＡ、Ｂ、Ｃ及びＤの４種類の励起光を発光することができる例として説明する。受光部１４２は、蛍光体の発光光である赤外光を受光して、該赤外光の強度を検知する。

また、第１から第４の光源部１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃ、１４５ｄと紙葉類との間には光源部フィルタ１４４が存在する。光源部フィルタ１４４は、第１から第４の光源部１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃ、１４５ｄから発光された励起光の赤外光成分をカットするフィルタである。これによって、励起光の赤外光成分が受光部１４２で検知されることがないので、受光部１４２は蛍光体の発光した赤外光のみを受光することとなる。また、受光部１４２は、１枚のサブストレートに４つのフォトダイオードが田の字型に配置された４分割フォトダイオードであり、４つの独立した受光部を有する。受光部１４２と紙葉類との間には受光部フィルタ１４３が存在し、受光部フィルタ１４３は、４つの受光部ごとに赤外光の異なる波長範囲を透過するバンドパスフィルタである。これによって、受光部１４２の４つの受光部は、受光部フィルタ１４３によってフィルタリングされたバンドごとの光を受光することが可能で、紙葉類から発光された蛍光の赤外成分のバンドごとの強度を検知することができる。本実施例１では、受光部１４２の４分割フォトダイオードのうち３つを、蛍光発光特性の検出用に使用した例を示す。また、３つの受光部は波長がλ１以上λ２未満の受光強度、波長がλ２以上λ３未満の受光強度及び波長がλ３以上λ４未満の受光強度を検知することとして説明する。

図１（ｃ）は、図１（ｂ）で示した蛍光センサ１４で、図１（ａ）に示した真偽判定対象の紙葉類の走査ライン上で蛍光発光特性データを取得した例である。また、図１（ａ）に示した真偽判定対象の紙葉類上の蛍光パターンを印刷したインクに含まれる蛍光体は、波長がＡの励起光の照射によって、λ３以上λ４未満の波長で発光する蛍光発光特性を有する。図１（ｃ）に示すそれぞれのグラフは縦軸が受光部１４２の検知した受光した光の強度で、横軸が真偽判定対象の紙葉類の走査ライン上の紙葉類の右端からの距離を表している。蛍光パターンを印刷したインクに含まれる蛍光体は、波長がＡの励起光の照射によって、λ３以上λ４未満の波長で発光することから、蛍光パターンに含まれる蛍光体による発光による影響は図１（ｃ）の右上のグラフのみに現れる。また、図１（ｃ）の右上のグラフが３つの山が表れているのは、図１（ａ）の蛍光パターンの位置と形状を反映したものである。

紙葉類真偽判定装置１０は、予め真正な紙葉類に対応する図１（ｃ）に示した蛍光発光特性データを記憶しておき、真偽判定対象の紙葉類に対応する図１（ｃ）に示した蛍光発光特性データを取得して、その類似性を評価することによって真偽判定対象の紙葉類の真偽判定を実施する。図１（ｃ）で示す真偽判定対象の紙葉類は、波長がＡ、Ｂ、ＣまたはＤの励起光を照射した場合に、波長Ａの励起光で発光し、その発光光がλ１以上λ４未満の波長となるような蛍光発光特性を有する蛍光体が付加されたものである。また、紙葉類真偽判定装置１０は、紙葉類の種類ごとに真正な紙葉類の図１（ｃ）に示した蛍光発光特性データを予め記憶しておき、紙葉類の可視光又は赤外光照射時のイメージ画像から紙葉類の種類及び方向を判別し、判別した紙葉類の種類及び方向に対応する真正な紙葉類の蛍光発光特性データと、真偽判定対象の紙葉類から取得した蛍光発光特性データを比較して類似性を評価することによって、複数種類の紙葉類の真偽判定を行うことができる。また、蛍光発光特性データの比較には、相関係数を用いて、真正な紙葉類の蛍光発光特性データとの類似性を評価するほか、所定区間を積分した累積値から閾値を設定して、その閾値より多ければ所定の蛍光発光があると判断するようにしてもよい。

このように、蛍光発光特性以外の特徴で紙葉類の種類を判別し、波長の異なる励起光を順に紙葉類に照射し、紙葉類に付加された蛍光体の発光光の強度を所定の範囲の波長ごとに測定した結果である蛍光発光特性データを、紙葉類の種類及び搬送（走査）方向ごとにあらかじめ記憶した真正な紙葉類の蛍光発光特性データと比較して類似性の評価を行うことによって紙葉類の真偽判定を行うので、異なる蛍光発光特性を有する蛍光体が付加された複数種類の紙葉類の真偽判定を簡便に行うことができる。

次に、実施例１で紙葉類に付加されている蛍光体の蛍光発光特性を図２を用いて説明する。図２（ａ）は、実施例１で真偽判定の対象とする紙葉類に付加される蛍光体を判別するためのブロックを説明するための図である。また、図２（ｂ）は近赤外光の領域で発光する蛍光体の一般的な発光スペクトルの特徴を説明するための図である。

蛍光体は、蛍光体の種類ごとに所定の波長の励起光で蛍光発光して、蛍光体の種類に応じたスペクトルの特徴を有する蛍光を発光する。本実施例１では、波長が３８０ｎｍから７８０ｎｍの範囲の可視光を励起光として、波長が７８０ｎｍ以上の赤外光を発光する蛍光体を付加した紙葉類を、真偽判定対象の紙葉類とする実施例である。希土類を含む蛍光体には、特定の波長範囲が強く発光するという蛍光発光特性をもつ蛍光体があることが知られている。具体的には、
Ｅｒ：Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ
Ｅｒ：ＮａＹＷ₂Ｏ₆
Ｙｂ，Ｅｒ：ＣａＦ₂
などを用いることができる。これらの物質は、波長が約５５０ｎｍの励起光で波長が約１１００ｎｍの蛍光発光をすることが知られている。

図２（ａ）は、励起光の波長と蛍光センサの受光部１４２が受光する蛍光体の発光波長の関係を示すブロックを定義したものである。本実施例１では、励起光の波長は３８０ｎｍから７８０ｎｍの範囲を４つの領域に分割して、それぞれの領域にスペクトルのピークを有する４種類の励起光を紙葉類に照射することを可能としている。また、該４種類の励起光のスペクトルのピーク波長をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ及びＤと表す。また、本実施例１では、それぞれの励起光の照射によって発光した蛍光を受光する受光部１４２が、波長がλ１以上λ２未満の範囲のバンド１、波長がλ２以上λ３未満の範囲のバンド２若しくは波長がλ３以上λ４未満の範囲のバンド３のそれぞれバンドごとの光の強度の測定を行うことが可能である。

本実施例１では、図２に示す通りＡ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３及びＤ１〜Ｄ３の１２のブロックに分割する。Ａ１は、励起光のスペクトルのピーク波長がＡで、蛍光発光の波長がλ１以上λ２未満の範囲のバンド１のブロックである。Ａ２は、励起光のスペクトルのピーク波長がＡで、波長がλ２以上λ３未満の範囲のバンド２のブロックである。Ａ３は、励起光のスペクトルのピーク波長がＡで、波長がλ３以上λ４未満の範囲のバンド３のブロックである。同様にＢ１〜Ｂ３は励起光のスペクトルのピーク波長がＢのブロックで、Ｃ１〜Ｃ３は励起光のスペクトルのピーク波長がＣのブロックで、Ｄ１〜Ｄ３は励起光のスペクトルのピーク波長がＤのブロックである。

蛍光体の種類によって、Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３若しくはＤ１〜Ｄ３のいずれのブロックで蛍光発光するのかが決まる。本実施例１の紙葉類の真偽判定は、これを利用して実施するものであり、所定の蛍光体が所定の位置に付加された紙葉類であれば、紙葉類の所定位置に対して、真正な紙葉類に付加されている蛍光体に応じたブロック別の発光の有無を検知することをもって正しい紙葉類であることを判定する。

図２（ｂ）は、希土類を含む蛍光体で近赤外光の波長範囲で蛍光発光する蛍光体の代表的な蛍光発光スペクトルの例を示したものである。また、図２（ｂ）は、蛍光発光特性の異なる蛍光体１、蛍光体２及び蛍光体３の蛍光スペクトルの例である。

蛍光のピーク波長が赤外光範囲にある蛍光体は、蛍光体２及び蛍光体３のスペクトル波形に示すように、スペクトルの波形が急峻なピークを特徴とするものが多い。蛍光体２の場合にはバンド２で蛍光の発光が検知され、蛍光体３の場合にはバンド３で蛍光の発光が検知される。

また、可視光域に隣接するバンド１で蛍光の発光が検知される蛍光体１のような蛍光体の場合には、蛍光のスペクトルのピーク波長が可視光範囲であるものが多い。しかし蛍光のスペクトルのピークが可視光にあるような蛍光体の場合には、蛍光体１の蛍光スペクトルの例に示すように、ピーク波長での発光強度が強くスペクトルの広がりも大きくバンド１の範囲でも蛍光発光の検出が可能である。このような蛍光体１の蛍光スペクトルの特徴を有する蛍光体が付加された紙葉類では、該蛍光体１の蛍光スペクトルのピーク波長は可視光範囲ではあるが、赤外光範囲のバンド１で蛍光の発光を検知することができる。

次に、図１に示した紙葉類真偽判定装置１０の物理的な内部構造を図３を用いて説明する。図３（ａ）は、紙葉類真偽判定装置１０の断面図であり、図３（ｂ）は、紙葉類真偽判定装置１０の搬送部１２における紙葉類の識別、真偽判定及び計数などの処理を行う識別計数ユニット５２のセンサなどの配置を示す図である。

まず、図３（ａ）を参照し、紙葉類真偽判定装置１０の全体の内部構造について説明する。図３（ａ）に示したように、紙葉類真偽判定装置１０は、識別及び計数が行われるべき複数の紙葉類Ｐが積層状態で載置される載置部１１と、載置部１１に載置された積層状態の紙葉類Ｐのうち最下層にある紙葉類Ｐを筐体内部に１枚ずつ繰り出すための繰出部５１と、繰出部５１により筐体内部に繰り出された紙葉類Ｐを１枚ずつ搬送するための搬送部１２とを備えている。

そして、搬送部１２には、本実施例に係る蛍光センサ１４やその他のセンサを備えた識別計数ユニット５２が設けられている。この識別計数ユニット５２は、載置部１１から筐体内部に繰り出された紙葉類Ｐの識別、真偽判定及び計数を蛍光センサ１４やその他のセンサを用いて行う識別処理部である。なお、かかる識別計数ユニット５２の構成については、図３（ｂ）を用いて後述することとする。

繰出部５１は、載置部１１に積層状態で載置された複数の紙葉類Ｐのうち最下層にある紙葉類Ｐの表面に当接するキッカローラ５１ａと、紙葉類Ｐの繰出方向においてキッカローラ５１ａの下流側に配置され当該キッカローラ５１ａにより送り込まれた紙葉類Ｐの筐体内部への繰り出しを行うフィードローラ５１ｂとを有している。また、フィードローラ５１ｂに対向してゲートローラ（逆転ローラ）５１ｃが設けられており、フィードローラ５１ｂとゲートローラ５１ｃとの間にゲート部が形成されている。

キッカローラ５１ａにより送り込まれた紙葉類Ｐは、ゲート部を通過して１枚ずつ筐体内の搬送部１２に繰り出されるようになっている。搬送部１２に繰り出された紙葉類は、識別計数ユニット５２に搬送されて、識別計数ユニット５２は、搬送された紙葉類の画像データや蛍光発光データの取得を行う。また、図３（ａ）に示したように、識別計数ユニット５２よりも下流側の箇所において搬送部１２は、２つの搬送路に分岐しており、一方の搬送路には集積部１５が接続されており、他方の搬送路にはリジェクト部１６が接続されている。識別計数ユニット５２で取得した紙葉類の画像データや蛍光発光データなどに基いた紙葉類の真偽判定において、真正な紙葉類であると判定された場合には集積部１５に搬送され、真正ではない紙葉類であると判定された場合にはリジェクト部１６に搬送される。

集積部１５の前面（図３（ａ）における右側の面）には開口が設けられており、操作者はこの開口を介して集積部１５に集積された紙葉類Ｐを取り出すことができるようになっている。また、リジェクト部１６の前面にも開口が設けられており、操作者はこの開口を介してリジェクト部１６に集積された紙葉類Ｐ’を取り出すことができるようになっている。

図３（ａ）に示したように、搬送部１２における２つの搬送路に分岐する箇所には、分岐部材とその駆動部（図示せず）とからなる分岐部５３が設けられており、この分岐部５３により、当該分岐部５３の上流側から送られてきた紙葉類Ｐが分岐した２つの搬送路のうちいずれか一方の搬送路に選択的に送られるようになっている。

集積部１５は、筐体の背面側の位置（図３（ａ）の集積部１５における左側の位置）において羽根車式集積機構５５を有している。この羽根車式集積機構５５は、羽根車５５ａとその駆動部（図示せず）とからなり、羽根車５５ａは図３（ａ）の紙面に対して直行する略水平方向に延びる軸を中心として図３（ａ）における時計回りの方向（図３（ａ）における矢印方向）に回転するようになっている。羽根車５５ａには、外周面から回転方向とは逆方向（図３（ａ）における反時計回りの方向）の外方に延びる複数の羽根５５ｂが設けられている。これらの羽根５５ｂは、図３（ａ）に示すように羽根車５５ａの外周面において等間隔に設けられている。

羽根車式集積機構５５の羽根車５５ａは、紙葉類真偽判定装置１０の動作中、駆動部により常に図３（ａ）における時計回りに回転させられるようになっており、この羽根車５５ａには、搬送部１２から紙葉類Ｐが１枚ずつ送られるようになっている。そして、羽根車５５ａは、搬送部１２から送られた紙葉類Ｐを２枚の羽根５５ｂの間に受け止めてこの羽根５５ｂ間に受け止められた紙葉類Ｐを集積部１５に送るようになっている。このようにして、集積部１５には羽根車５５ａから紙葉類Ｐが１枚ずつ送られ、この集積部１５において複数の紙葉類Ｐが集積される。

紙葉類真偽判定装置１０には、集積部１５の前面に設けられた開口を閉止するためのシャッター５６が設けられており、このシャッター５６により集積部１５の前面の開口が選択的に閉止されるようになっている。このシャッター５６は、当該シャッター５６の駆動を行うシャッター駆動部（図示せず）により、集積部１５の前面の開口から退避して当該開口を開く開口位置と、集積部１５の前面の開口を閉止する閉止位置との間で移動させられるようになっている。すなわち、シャッター５６が開口位置にあるときには、シャッター５６は集積部１５の前面の開口から退避して当該開口は開かれることとなり、操作者は集積部１５に集積された紙葉類Ｐにアクセスすることができるようになる。

一方、シャッター５６が閉止位置にあるときには、集積部１５の前面の開口はシャッター５６により閉止され、操作者は集積部１５に集積された紙葉類Ｐにアクセスすることができない。なお、図３（ａ）において、開口位置にあるときのシャッター５６を実線で、閉止位置にあるときのシャッター５６を二点鎖線で示している。

また、図３（ａ）に示すように、紙葉類真偽判定装置１０には様々なセンサが設けられている。具体的には、載置部１１には、当該載置部１１に紙葉類Ｐが残留しているか否かを検出するための反射式の光センサからなる載置部残留紙葉類検出センサ６１が設けられている。また、搬送部１２における分岐部５３の上流側には光センサからなる分岐用タイミングセンサ６３が設けられている。分岐部５３の分岐部材は、紙葉類Ｐが分岐用タイミングセンサ６３により検出されたタイミングで、紙葉類Ｐを集積部１５に送る位置またはリジェクト部１６に送る位置のいずれかの位置に移動することとなる。

また、分岐部５３が設置された箇所で分岐される２つの搬送路のうち集積部１５側の搬送路には当該搬送路に送られた紙葉類Ｐの検出を行う光センサからなる紙葉類通過検出センサ６４が設けられている。この紙葉類通過検出センサ６４によって、分岐部５３により紙葉類Ｐが集積部１５側の搬送路に送られたことが検出される。

また、集積部１５には、当該集積部１５に紙葉類Ｐが集積されているか否かを検出するための光センサからなる集積部紙葉類検出センサ６５が設けられている。さらに、リジェクト部１６には、当該リジェクト部１６に紙葉類Ｐ’が集積されているか否かを検出するための光センサからなるリジェクト部紙葉類検出センサ６６が設けられている。

また、図３（ａ）に示したように、紙葉類真偽判定装置１０の筐体の前面には表示操作部５４が設けられている。表示操作部５４は、情報の表示と操作者の入力を受け付ける入出力部である。具体的には、表示操作部５４には、識別計数ユニット５２により計数された紙葉類Ｐの金種ごとの枚数や合計金額などの情報が表示される。また、表示操作部５４は、処理に対する操作者の指示を受け付ける。

次に、図３（ｂ）は、図３（ａ）の識別計数ユニット５２の構成を示している。識別計数ユニット５２には紙葉類の搬送方向の順に、紙葉類の通過を検知する紙葉類通過検出センサ６２ａ、６２ｂ、ラインセンサ１３、紙葉類通過検出センサ６２ｃ、６２ｄ、蛍光センサ１４及び紙葉類通過検出センサ６２ｅ、６２ｆが設けられている。

紙葉類通過検出センサ６２ａ、６２ｂによる紙葉類の先端の検知を契機にして、ラインセンサ１３の読み取りを開始し、紙葉類通過検出センサ６２ｃ、６２ｄによる紙葉類の後端の検知を契機にして、ラインセンサ１３の読み取りを停止する。また、紙葉類通過検出センサ６２ｃ、６２ｄによる紙葉類の先端の検知を契機にして、蛍光センサ１４の読み取りを開始して、紙葉類通過検出センサ６２ｅ、６２ｆによる紙葉類の後端の検知を契機にして、蛍光センサ１４の読み取りを停止する。

ラインセンサ１３は紙葉類の幅をカバーする領域の画像を取得する。また蛍光センサ１４は、紙葉類の所定の走査ライン上を走査する位置に配置されている。図３（ｂ）の例では蛍光センサ１４は２つ設置されていて、紙葉類の２つの走査ライン上の蛍光発光特性を取得できる構造となっている。なお、多数の蛍光センサ１４をアレイ状に並べることもできる。

次に、図３に示した反射型の蛍光センサ１４の内部構造を図４を用いて説明する。図４（ａ）は、蛍光センサ１４の励起光の光源である光源部１４５と、紙葉類の蛍光発光を検知する受光部１４２の構造を紙葉類搬送路の方向から見た図である。また、図４（ｂ）は、反射型の蛍光センサ１４を紙葉類の搬送方向に平行な垂直面で切った断面図である。

まず、図４（ａ）で光源部１４５と受光部１４２の構造を説明する。光源部１４５は、４つの異なる波長の励起光を発光する発光ダイオードである。第１光源部１４５ａは波長Ａの励起光を発光し、第２光源部１４５ｂは波長Ｂの励起光を発光し、第３光源部１４５ｃは波長Ｃの励起光を発光し、第４光源部１４５ｄは波長Ｄの励起光を発光する。

受光部１４２は４分割フォトダイオードであり、４つのフォトダイオードが独立に受光した光の強度を測定することができる。また、４つのフォトダイオードは、図４（ｂ）に示す受光部フィルタ１４３によってそれぞれのフォトダイオードが異なる波長帯の光を受光するようにフィルタリングされるので、それぞれのフォトダイオードが異なる波長帯の光の強度を測定することができる。第１受光部１４２ａは波長がλ１以上λ２未満のバンド１の波長帯の光の強度を測定し、第２受光部１４２ｂは波長がλ２以上λ３未満のバンド２の波長帯の光の強度を測定し、第３受光部１４２ｃは波長がλ３以上λ４未満のバンド３の波長帯の光の強度を測定し、第４受光部１４２ｄは波長によるフィルタリングは行わずに受けた光の強度を測定する。

次に、図４（ｂ）の反射型の蛍光センサ１４の断面図を用いて、反射型の蛍光センサ１４の構造を説明する。図４（ｂ）に示す通り蛍光センサ１４は、上の搬送路ガイド板と下の搬送路ガイド板に挟まれる紙葉類搬送路の上側に設置され、光源部１４５と受光部１４２は紙葉類搬送路に対して同じ側に存在する。光源部１４５から励起光を発光すると、光源部フィルタ１４４を通して真偽判定対象の紙葉類に照射され、紙葉類から反射した光や紙葉類上に付加された蛍光体が発光した蛍光を受光部フィルタ１４３でフィルタリングして、バンドごとに受光した光の強度を受光部１４２で検知する。光源部フィルタ１４４は、赤外光カットフィルタであって、光源の赤外光成分をカットすることによって、光源部１４５の発光する光の赤外光成分が受光部１４２で受光されないようにするためのものである。これによって、受光部１４２は、蛍光発光による赤外光だけを検知することができる。

また、図４（ｂ）に示すように、蛍光センサ１４の真下の下側の搬送路ガイド板には、ガラス窓の下に光量モニタ用試験媒体が配置されている。これは、紙葉類の処理をしていないときに、自動メンテナンスの処理で使用するものである。この自動メンテナンスの処理では、紙葉類が搬送路上にない状態で光源部１４５を発光して、搬送路下部の光量モニタ用試験媒体に照射して、反射した光を受光部フィルタ１４３のかかっていない第４受光部１４２ｄで受光する。４つの光源の発光ダイオードを順番に点灯して第４受光部１４２ｄで受光した光の強度を測定し、正常時の光の強度と比較して、光の受光強度が所定の閾値未満の場合には故障と判定する。また、４つの光源ごとに故障判断の閾値以上の強度はあるが、本来の光の強度とは差がある場合には、発光ダイオードに流す電流を調整することによって、励起光の強度の調整を行うことを可能とする。

次に、図４に示した蛍光センサ１４の受光部フィルタ１４３の構成を図５を用いて説明する。

図５（ａ）に示すように、受光部１４２は、第１受光部１４２ａ、第２受光部１４２ｂ、第３受光部１４２ｃ及び第４受光部１４２ｄの４つの受光部を有している。該受光部１４２に、第１受光部フィルタ１４３ａ、第２受光部フィルタ１４３ｂ及び第３受光部フィルタ１４３ｃの３枚のフィルタで構成される受光部フィルタ１４３が重ねられている。また、図５（ａ）に示すように、第１受光部フィルタ１４３ａは第１受光部１４２ａ、第２受光部１４２ｂ及び第３受光部１４２ｃに重ねられ、第２受光部フィルタ１４３ｂは第２受光部１４２ｂ及び第３受光部１４２ｃに重ねられ、第３受光部フィルタ１４３ｃは第３受光部１４２ｃに重ねられている。また、第４受光部１４２ｄは、いずれのフィルタも重なっていないことから、可視光を含めた全ての波長の光を受光することとなる。

また、図５（ｂ）に示すように、第１受光部フィルタ１４３ａは波長がλ１以上の光を透過し、第２受光部フィルタ１４３ｂは波長がλ２以上の光を透過し、第３受光部フィルタ１４３ｃは波長がλ３以上の光を透過する。また、実施例１で使用する受光部１４２のフォトダイオードの素材はシリコンであり、シリコンを素材とするフォトダイオードによる検出限界の波長がおよそ１１００ｎｍであることから、λ４を１１００ｎｍとする。これにより、第１受光部１４２ａで受光した強度をＶａ、第２受光部１４２ｂで受光した強度をＶｂ、第３受光部１４２ｃで受光した強度をＶｃとすると、バンド１の波長の光の強度は（Ｖａ−Ｖｂ）で算出され、バンド２の波長の光の強度は（Ｖｂ−Ｖｃ）で算出され、バンド３の波長の光の強度はＶｃである。

次に、図４に示した蛍光センサ１４の光源部１４５の点灯タイミングと受光部１４２による受光強度の測定タイミングとを図６を用いて説明する。

光源は、波長がＡの第１光源部１４５ａは時間ｔ１に発光開始して時間ｔ４に消灯し、波長がＢの第２光源部１４５ｂは時間ｔ５に発光開始して時間ｔ８に消灯し、波長がＣの第３光源部１４５ｃは時間ｔ９に発光開始して時間ｔ１２に消灯し、波長がＤの第４光源部１４５ｄは時間ｔ１３に発光開始して時間ｔ１６に消灯する。また、受光部１４２ではそれぞれの光源が発光しているタイミングにおいて、第１受光部１４２ａ、第２受光部１４２ｂ及び第３受光部１４２ｃの受光した光の強度をそれぞれ取得する。

具体的には、第１光源部１４５ａの発光している時間ｔ１と時間ｔ４の間の時間ｔ２と時間ｔ３の間で第１受光部１４２ａ、第２受光部１４２ｂ及び第３受光部１４２ｃの受光した光の強度を取得する。また、第２光源部１４５ｂの発光している時間ｔ５と時間ｔ８の間の時間ｔ６と時間ｔ７の間で第１受光部１４２ａ、第２受光部１４２ｂ及び第３受光部１４２ｃの受光した光の強度を取得する。また、第３光源部１４５ｃの発光している時間ｔ９と時間ｔ１２の間の時間ｔ１０と時間ｔ１１の間で第１受光部１４２ａ、第２受光部１４２ｂ及び第３受光部１４２ｃの受光した光の強度を取得する。また、第４光源部１４５ｄの発光している時間ｔ１３と時間ｔ１６の間の時間ｔ１４と時間ｔ１５の間で第１受光部１４２ａ、第２受光部１４２ｂ及び第３受光部１４２ｃの受光した光の強度を取得する。

また、図１に示した真偽判定対象の紙葉類の走査ライン上を走査する場合には、図６に示した４つの光源の発光動作と受光部１４２の光の強度取得の一連の処理を走査ライン上の１点に対して実施し、紙葉類を所定量搬送して同様の一連の動作を実施することを繰り返すことによって、図１（ｃ）に示した蛍光発光特性データを取得することができる。

図６では、光源部１４５により励起光の波長Ａが照射されているときに第１受光部１４２ａ、第２受光部１４２ｂ、第３受光部１４２ｃはシーケンシャルに受光を行ってもよいし、受光回路を並列に設けることにより、同時に並行して読み出すこともできる。受光部１４２の後段には、図示しないアンプ回路とデジタル変換するためのＡＤコンバータが設けられている。

次に、図１に示した紙葉類真偽判定装置１０の実施例１に係る機能的な内部構成を図７を用いて説明する。

図７に示すように、紙葉類真偽判定装置１０は、真偽判定対象の紙葉類をセットする載置部１１、紙葉類を搬送する搬送部１２、紙葉類のイメージを採取するラインセンサ１３、走査ライン上の紙葉類の蛍光発光特性を検知する蛍光センサ１４、真正な紙葉類と判定された紙葉類を収納する集積部１５、真正な紙葉類ではないと判定された紙葉類を排出する口であるリジェクト部１６、記憶部１７及び制御部１８を有する。

記憶部１７は、ハードディスク装置や不揮発性メモリ等からなる記憶デバイスである。記憶部１７は、紙葉類データベース１７ａ、蛍光センサ取得データ１７ｂ、時間軸調整後データ１７ｃ、レベル補正前データ１７ｄ、レベル補正後データ１７ｅ、バンド別データ１７ｆ及び蛍光発光特性データ１７ｇを記憶する。

紙葉類データベース１７ａは、紙葉類を識別した結果の紙葉類識別コードに関連付けて、事前に真正な紙葉類のイメージデータから生成したイメージの特徴データと、事前に真正な紙葉類をから取得した情報から生成した蛍光発光特性のデータとを有している。詳述すると、紙葉類識別コードには、種類、搬送方向が少なくとも含まれる。紙葉類データベース１７ａには、紙葉類の種類、搬送方向、蛍光センサが複数ありチャンネル番号が付与されている場合には、そのチャンネル番号、光源部（１４５ａ〜１４５ｄ）の励起波長（Ａ〜Ｄ）、受光部１４２の受光バンド（１〜３）毎に、真正な紙葉類の蛍光発光特性データが格納されている。当実施例では、格納される真正な紙葉類の蛍光発光特性データとしては各サンプリングポイントに応じた複数個のデータを使った例を示すが、これに限らず、ピーク値、所定領域分の積分値、平均値、それらの正規化値などの統計値等であってもよい。

蛍光センサ取得データ１７ｂは、走査ライン上のポイントのデータを取得した時間ごと若しくは所定距離ごとに、励起光の波長ごとの、第１受光部１４２ａ、第２受光部１４２ｂ及び第３受光部１４２ｃで受光した光の強度を記憶したデータである。

図４に示した通り、第１から第４の受光部１４２ａ〜１４２ｄは、受光する波長のバンドによって物理的に位置の異なるフォトダイオードを使用して光の強度を測定している。詳細は後述するが、受光部の紙葉類の搬送方向に対する物理的な位置の差異は、同一ポイントのデータを取得する時間のずれとなる。時間軸調整後データ１７ｃは、蛍光センサ取得データ１７ｂに対して時間のずれを補正したデータである。

レベル補正前データ１７ｄは、時間軸調整後データ１７ｃに対して、その中に含まれるフォトダイオードのオペアンプのオフセット信号に対応する分を差し引き、さらに各フォトダイオードの信号の最小値をゼロとなるよう補正を行ったデータである。

レベル補正後データ１７ｅは、レベル補正前データ１７ｄに対して、４つの光源（第１光源部１４５ａ、第２光源部１４５ｂ、第３光源部１４５ｃ及び第４光源部１４５ｄ）と、３つの受光部（第１受光部１４２ａ、第２受光部１４２ｂ及び第３受光部１４２ｃ）の物理的な位置関係に起因する検出感度差を補正する所定の係数を掛けて算出したデータである。

つまり、レベル補正後データ１７ｅは、蛍光センサ取得データ１７ｂに対して、時間軸の補正と第１受光部１４２ａ、第２受光部１４２ｂ及び第３受光部１４２ｃで受光した光の強度の補正を行ったデータであるので、補正を行っているものの、第１受光部１４２ａで受光した光の強度はバンド１、バンド２及びバンド３の光の強度であり、第２受光部１４２ｂで受光した光の強度はバンド２及びバンド３の光の強度であり、第３受光部１４２ｃで受光した光の強度はバンド３の光の強度である。バンド別データ１７ｆは、レベル補正後データ１７ｅを基にして、第１受光部１４２ａで受光した強度をＶａ、第２受光部１４２ｂで受光した強度をＶｂ、第３受光部１４２ｃで受光した強度をＶｃとした時に、バンド１の波長の光の強度を（Ｖａ−Ｖｂ）で算出し、バンド２の波長の光の強度を（Ｖｂ−Ｖｃ）で算出することよって、バンドごとの光の強度を算出したデータである。なおこれらの演算はオペアンプの回路で行ってもよいし、ＡＤ変換した後のデジタルデータで行うこともできる。

蛍光発光特性データ１７ｇは、バンド別データ１７ｆに対して、紙葉類の汚れや紙葉類の表裏の違いによる検出信号のレベル差を補正するために、正規化前の最大値付近のデータが所定範囲内に入っていることを条件に最大値で正規化したデータである。また、紙葉類データベース１７ａに含まれる真正な紙葉類の蛍光発光特性のデータは、この蛍光発光特性データ１７ｇと同じデータ形式であり、蛍光発光特性データ１７ｇとの類似性を評価することによって紙葉類の真偽判定を行う。

制御部１８は、紙葉類真偽判定装置１０の全体を制御する制御部であり、搬送制御部１８ａ、紙葉類種類判定部１８ｂ、蛍光センサデータ取得部１８ｃ、蛍光発光特性データ生成部１８ｄ及び真偽判定部１８ｅを有する。実際には、これらの機能部に対応するプログラムを図示しないＲＯＭや不揮発性メモリに記憶しておき、これらのプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）にロードして実行することにより、それぞれに対応するプロセスを実行させることになる。

搬送制御部１８ａは、搬送部１２を制御して、繰出部５１が繰り出した載置部１１に載置された紙葉類を、ラインセンサ１３及び蛍光センサ１４などが配置された識別計数ユニット５２の位置まで搬送する。搬送制御部１８ａは、紙葉類の真偽判定の結果に基づいて、分岐部５３を制御して、真正であると判定された紙葉類を集積部１５に搬送し、真正ではないと判定された紙葉類をリジェクト部１６に搬送する。

紙葉類種類判定部１８ｂは、識別計数ユニット５２に搬送された紙葉類のイメージデータをラインセンサ１３で取得して、取得したイメージデータからイメージの特徴データを生成し、紙葉類データベース１７ａに登録されている紙葉類のイメージの特徴データとの類似性を評価することによって、紙葉類の種類の判定を行い、紙葉類識別コードを特定する。

蛍光センサデータ取得部１８ｃは、識別計数ユニット５２に搬送された紙葉類の蛍光発光に係るデータを蛍光センサ１４を制御して取得し、取得したデータを蛍光センサ取得データ１７ｂとして記憶する。蛍光発光特性データ生成部１８ｄは、蛍光センサデータ取得部１８ｃによって取得された蛍光センサ取得データ１７ｂを基にして、時間軸調整後データ１７ｃ、レベル補正前データ１７ｄ、レベル補正後データ１７ｅ、バンド別データ１７ｆ及び蛍光発光特性データ１７ｇを順番に生成する。

真偽判定部１８ｅは、蛍光発光特性データ生成部１８ｄの生成した蛍光発光特性データ１７ｇと、紙葉類データベース１７ａに含まれる真正な紙葉類の蛍光発光特性データとの類似性を評価することによって、紙葉類の真偽判定を実施する。類似性の判断には、両蛍光発光特性データの対応する各ポイントの差分値の絶対和、相関値などと所定の閾値の関係等の一般的に知られた類似性の判断手法を用いて判断される。

次に、図７に示した蛍光センサ１４の詳細な機能構成を図８を用いて説明する。蛍光センサ１４は、Ａｍｐ基板１４１、受光部１４２、受光部フィルタ１４３、光源部フィルタ１４４、光源部１４５、ＬＥＤ制御基板１４６及び蛍光センサ制御部１４７を有する。

Ａｍｐ基板１４１は、受光部１４２が受光した受光強度信号を増幅する。受光部１４２は、シリコンを素材とする検出波長範囲がおよそ１９０ｎｍから１１００ｎｍの４分割フォトダイオードであり、第１受光部１４２ａ、第２受光部１４２ｂ、第３受光部１４２ｃ及び第４受光部１４２ｄを有する。

受光部フィルタ１４３は、受光部１４２の４つの受光部に対して異なる波長帯の光を透過させるバンドパスフィルタであり、第１受光部フィルタ１４３ａ、第２受光部フィルタ１４３ｂ及び第３受光部フィルタ１４３ｃを有している。第１受光部フィルタ１４３ａは、波長がλ１以上の光を透過し、第２受光部フィルタ１４３ｂは、波長がλ２以上の光を透過し、第３受光部フィルタ１４３ｃは、波長がλ３以上の光を透過する。

また、第１受光部フィルタ１４３ａは、第１受光部１４２ａ、第２受光部１４２ｂ及び第３受光部１４２ｃに入る光をフィルタリングし、第２受光部フィルタ１４３ｂは、第２受光部１４２ｂ及び第３受光部１４２ｃに入る光をフィルタリングし、第３受光部フィルタ１４３ｃは、第３受光部１４２ｃに入る光をフィルタリングするように構成されている。これによって、第１受光部１４２ａは波長がλ１以上の光の強度、第２受光部１４２ｂは波長がλ２以上の光の強度、第３受光部１４２ｃは波長がλ３以上の光の強度を検知することになる。また、第４受光部１４２ｄには、いずれのフィルタもかからないことから全ての波長を含む光の強度を検知することとなる。

光源部フィルタ１４４は、６５０ｎｍ以下の波長の光のみを透過する赤外光カットフィルタである。光源部１４５は、４つの発光ダイオードであり、それぞれの発光ダイオードは波長の異なる可視光を発光する。第１光源部１４５ａは波長がＡの可視光を発光し、第２光源部１４５ｂは波長がＢの可視光を発光し、第３光源部１４５ｃは波長がＣの可視光を発光し、第４光源部１４５ｄは波長がＤの可視光を発光する。

ＬＥＤ制御基板１４６は、光源部１４５の発光ダイオードの発光強度の制御を行う。蛍光センサ制御部１４７は、図６に示した第１光源部１４５ａ、第２光源部１４５ｂ、第３光源部１４５ｃ及び第４光源部１４５ｄの発光タイミングと、受光部１４２による受光強度データの取得タイミングの制御を行う。

次に、図４に示した物理構造を有する蛍光センサ１４で取得した蛍光センサ取得データ１７ｂの特性を図９を用いて説明する。

図９に示す例は、波長Ａの励起光の照射によりバンド２で蛍光発光する蛍光体で図に示すような蛍光パターンの印刷がされている紙葉類の蛍光に係るデータを蛍光センサ１４で取得した場合の、蛍光センサ取得データ１７ｂの一部のデータを示したものである。図９の蛍光センサ１４で取得したデータに示すグラフは、波長Ａの励起光照射した時の第１受光部１４２ａ及び第２受光部１４２ｂの走査ライン上を走査した時間と検出した光の強度の関係を示した図である。

バンド２で蛍光発光する蛍光体を使用していることから、第１受光部１４２ａと第２受光部１４２ｂは同じデータが取得されるのが理想形であるが、図に示す通り紙葉類の搬送方向に対して第１受光部１４２ａと第２受光部１４２ｂは物理的な位置にΔｄの差異がある。これによって、紙葉類搬送方向の上流に位置する第１受光部１４２ａで取得したデータの描く波形は、下流に位置する第２受光部１４２ｂで取得したデータの描く波形と類似しているものの、発現するタイミングがΔｔ時間遅れる。遅れる時間は紙葉類の搬送速度をｖとすると、Δｔ＝Δｄ÷ｖで算出することができる。

時間軸調整後データ１７ｃは、図９に示したように第１受光部１４２ａ、第２受光部１４２ｂ及び第３受光部１４２ｃの紙葉類の搬送方向に対する物理的な位置の差に起因する時間のずれを含む蛍光センサ取得データ１７ｂの時間を補正したデータである。図９の説明では第１受光部１４２ａと第２受光部１４２ｂとの間の時間の補正を説明したが、同様に第１受光部１４２ａと第３受光部１４２ｃとの間の時間の補正も必要である。

このような時間の補正は、同一時間の第１受光部１４２ａでの検出値、第２受光部１４２ｂの検出値及び第３受光部１４２ｃの検出値を使った計算によってバンド別データ１７ｆを生成することから、バンド別データ１７ｆを生成するためには事前に時間のずれを補正しておかなければならない。

次に、図１に示した紙葉類真偽判定装置１０による紙葉類の真偽判定処理の処理手順を図１０を用いて説明する。

まず、紙葉類種類判定部１８ｂは、ラインセンサ１３を使って載置部１１から搬送部１２に繰り出された紙葉類のイメージの採取を開始する（ステップＳ１０１）。また、蛍光センサデータ取得部１８ｃは、紙葉類種類判定部１８ｂによるイメージ採取処理に並行して、蛍光センサ１４を使って蛍光センサデータを取得して、取得したデータを蛍光センサ取得データ１７ｂとして記憶する（ステップＳ１０２）。

紙葉類種類判定部１８ｂは、紙葉類のイメージデータの採取処理が終了したならば、採取したイメージデータからイメージの特徴データを生成し、紙葉類データベース１７ａに登録されている紙葉類のイメージ特徴データとの類似性を評価して、所定の基準を満たす類似度を有する紙葉類を探すことによって紙葉類の種類の判別を行う（ステップＳ１０３）。イメージデータから生成した特徴データが、紙葉類データベース１７ａに登録されている紙葉類のいずれのイメージ特徴データとの類似度も所定の基準を満たさなかった場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）には、紙葉類の種類の判別は行えないことから、本装置で真偽判定を行う対象の紙葉類ではないものと判断して、挿入された紙葉類をリジェクト部１６に搬送して（ステップＳ１１４）、処理を終了する。

イメージデータから生成した特徴データが、紙葉類データベース１７ａに登録されている紙葉類のいずれかのイメージ特徴データとの類似度が所定の基準を満たした場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）には、挿入した紙葉類の種類を、類似度が所定の基準を満たした紙葉類データベース１７ａに登録されている紙葉類であると判定し、蛍光発光特性データ生成部１８ｄは、蛍光センサ取得データ１７ｂに対して時間軸の補正を行って、補正後のデータを時間軸調整後データ１７ｃとして記憶する（ステップＳ１０５）。

また、蛍光発光特性データ生成部１８ｄは、時間軸調整後データ１７ｃに対して、その中に含まれるフォトダイオードの信号を増幅するアンプ回路のオフセット電圧に対応する分を差し引き、さらに各フォトダイオードの信号の最小値がゼロとなるよう補正して、その結果をレベル補正前データ１７ｄとして記憶する（ステップＳ１０６）。また、蛍光発光特性データ生成部１８ｄは、４つの光源（第１光源部１４５ａ、第２光源部１４５ｂ、第３光源部１４５ｃ及び第４光源部１４５ｄ）と、３つの受光部（第１受光部１４２ａ、第２受光部１４２ｂ及び第３受光部１４２ｃ）の物理的な位置関係に起因する検出感度差を補正する所定の係数をレベル補正前データ１７ｄに掛けて、その算出結果をレベル補正後データ１７ｅとして記憶する（ステップＳ１０７）。

また、蛍光発光特性データ生成部１８ｄは、レベル補正後データ１７ｅからバンド別データ１７ｆの算出を行い（ステップ１０８）、バンド別データ１７ｆに含まれる紙葉類の汚れや紙葉類の表裏の違いによる検出信号のレベル差を補正するために、最大値で正規化してその結果を蛍光発光特性データ１７ｇとして記憶する（ステップＳ１０９）。

真偽判定部１８ｅは、紙葉類データベース１７ａからステップＳ１０３で判別した紙葉類の種類に対応する特定位置における蛍光発光特性データの判定規準データを取り出して（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０９で正規化された紙葉類の蛍光発光特性データ１７ｇとの特定領域における類似性の判定を行う（ステップＳ１１１）。この類似性の判定方法は、求められる厳密性や真偽判定の対象とする紙葉類の種類数によって方法を変更してもよい。例えば、厳密性が必要な場合や真偽判定の対象とする紙葉類の種類が多い場合などは、図２に示した励起光の波長と蛍光発光の波長の範囲を示すバンドによって決定するブロックごとの、紙葉類の走査ラインを走査した時間と蛍光発光強度の関係を示すグラフの形状の類似性を評価して、すべてのブロックのグラフの類似性が高いと判断された場合に真正な紙葉類であると判定してもよい。この場合には、紙葉類の種類、搬送方向、及び、蛍光センサが複数ある場合には、蛍光センサの個々にチャンネル番号を振り当てることにすると、そのチャンネル番号別に判定基準データが用意されている。また、蛍光発光特性データとして、グラフの全域を使う、或いは、特徴のある部位を用いる等は適宜選択できるものとする。更に、それほど高い厳密性が必要ではない場合や真偽判定対象とする紙葉類の種類が少ない場合などは、図２に示した励起光の波長と蛍光発光の波長の範囲を示すバンドによって決定するブロックごとの蛍光発光の有無が一致する場合に真正な紙葉類であると判定してもよい。蛍光発光の有無判別としては所定領域幅の積分値、平均値、ピーク値等が使用可能である。

ステップＳ１１１において挿入された紙葉類の蛍光発光特性データ１７ｇと紙葉類データベース１７ａから取り出したステップＳ１０３で判別した紙葉類の種類に対応する蛍光発光特性データとの類似性が高いと判定された場合（ステップＳ１１２；Ｙｅｓ）には、搬送制御部１８ａは、挿入された紙葉類を集積部１５に搬送し収納して（ステップＳ１１３）、処理を終了する。また、ステップＳ１１１において、類似性が高くないと判定された場合（ステップＳ１１２；Ｎｏ）には、挿入された紙葉類をリジェクト部１６に排出して（ステップＳ１１４）、処理を終了する。

上述してきたように、本実施例１では、紙葉類のイメージデータの特徴で紙葉類の種類を判別する。また、異なる波長の光を発光する発光ダイオードを使用して、波長の異なる励起光を順に紙葉類に照射する。また、透過する波長の範囲の異なるフィルタと受光した光の強度の測定が可能な４分割フォトダイオードとを組み合わせた波長の範囲を示すバンドごとの光の強度の測定可能なセンサを利用して、紙葉類の励起光の波長と発光光のバンドとに対応付けた蛍光発光の強度である蛍光発光特性データを取得する。このようにして取得した紙葉類の蛍光発光特性データと、紙葉類の種類ごとにあらかじめ記憶した真正な紙葉類の蛍光発光特性データとを比較することによって紙葉類の真偽判定を行うように構成したので、異なる蛍光発光特性を有する蛍光体が付加された複数種類の紙葉類の真偽判定を高速かつ簡便に行うことができる。

実施例１では、反射型の蛍光センサ１４を使用して蛍光発光特性を検知した。また、実施例１では、受光部１４２に使用したフォトダイオードの素材はシリコンで、検出できる光の波長はおよそ１９０ｎｍ〜１１００ｎｍの範囲であった。ここで、蛍光発光する物質の中には可視光ではない光で発光する物質や、１１００ｎｍを超える波長範囲で発光する物質や、励起光の照射を止めても発光が持続する物質が存在する。励起光の照射を止めた後に持続して発光がある場合、この発光を特に燐光と言う。実施例２では、構造が反射型ではなく透過型の蛍光センサ２４を使用して、励起光として赤外光を使用して、実施例１よりも長い波長領域の光の検知が可能なインジウムガリウムヒ素を素材とするフォトダイオードを使用し、励起光を照射中の発光特性だけではなく励起光の照射を停止した後の発光特性、すなわち燐光の発光特性も利用して紙葉類の真偽判定を行う実施例を説明する。

まず、実施例２で紙葉類に付加された蛍光体の蛍光発光特性及び蛍光センサ２４の受光部２４２の特徴を図１１を用いて説明する。

実施例１で真偽判定対象とした紙葉類は、波長が可視光範囲のＡ、Ｂ、Ｃ若しくはＤの励起光で蛍光発光し、シリコンを素材とするフォトダイオードで検出可能な波長が１１００ｎｍ以下の赤外光を発光する蛍光体が付加された紙葉類であった。実施例２で真偽判定対象とする紙葉類は、波長が赤外光の範囲のＡ’、Ｂ’、Ｃ’若しくはＤ’の励起光で蛍光発光もしくは燐光発光し、発光波長がＡ’より大きくインジウムガリウムヒ素を素材とするフォトダイオードで検出可能な波長が２６００ｎｍ以下の赤外光を発光する蛍光体が付加された紙葉類である。

実施例２では、蛍光発光若しくは燐光発光を検知するバンドを、波長がＡ’の励起光より長い波長領域に３つ設定し、波長がλ１’以上λ２’未満の領域をバンド１、λ２’以上λ３’未満の領域をバンド２、λ３’以上λ４’未満の領域をバンド３とする。このように実施例２では、検出領域をＡ’１〜Ａ’３、Ｂ’１〜Ｂ’３、Ｃ’１〜Ｃ’３及びＤ’１〜Ｄ’３の１２のブロックに分割する。Ａ’１は、励起光のスペクトルのピーク波長がＡ’で、蛍光発光の波長がλ１’以上λ２’未満の範囲のバンド１のブロックである。Ａ’２は、励起光のスペクトルのピーク波長がＡ’で、波長がλ２’以上λ３’未満の範囲のバンド２のブロックである。Ａ’３は、励起光のスペクトルのピーク波長がＡ’で、波長がλ３’以上λ４’未満の範囲のバンド３のブロックである。同様にＢ’１〜Ｂ’３は励起光のスペクトルのピーク波長がＢ’のブロックで、Ｃ’１〜Ｃ’３は励起光のスペクトルのピーク波長がＣ’のブロックで、Ｄ’１〜Ｄ’３は励起光のスペクトルのピーク波長がＤ’のブロックである。

また実施例１では、ブロックごとの走査ライン上の蛍光発光強度を測定したが、実施例２では蛍光発光強度と燐光発光強度の測定を行い、真正な紙葉類のそれと比較することによって紙葉類の真偽判定を行う。

次に、実施例２で使用する透過型の蛍光センサ２４の構造を図１２を用いて説明する。図１２（ａ）は蛍光センサ２４の励起光の光源である光源部２４５を紙葉類搬送路の方向から見た図である。図１２（ｂ）は、蛍光発光及び燐光発光を検知する受光部２４２の構造を紙葉類搬送路の方向から見た図である。また、図１２（ｃ）は、透過型の蛍光センサ２４を紙葉類の搬送方向に平行な垂直面で切った断面図である。

まず、図１２（ａ）で光源部２４５の構造を説明する。光源部２４５は、４つの異なる波長の励起光を発光する発光ダイオードである。第１光源部２４５ａは波長Ａ’の励起光を発光し、第２光源部２４５ｂは波長Ｂ’の励起光を発光し、第３光源部２４５ｃは波長Ｃ’の励起光を発光し、第４光源部２４５ｄは波長Ｄ’の励起光を発光する。

次に、図１２（ｂ）で受光部２４２の構造を説明する。受光部２４２はインジウムガリウムヒ素を素材とする１枚のサブストレートを４分割してそれぞれにフォトダイオードを設けた４分割フォトダイオードであり、４つのフォトダイオードが独立に受光した光の強度を測定することができる。また、４つのフォトダイオードは、図１２（ｃ）に示す受光部フィルタ２４３によって、それぞれのフォトダイオードが異なる波長帯の光の強度を測定することができる。第１受光部２４２ａは波長がλ１’以上λ２’未満のバンド１の波長帯の光の強度を測定し、第２受光部２４２ｂは波長がλ２’以上λ３’未満のバンド２の波長帯の光の強度を測定し、第３受光部２４２ｃは波長がλ３’以上λ４’未満のバンド３の波長帯の光の強度を測定し、第４受光部２４２ｄは波長によるフィルタリングは行わずに受けた光の強度を測定する。

次に、図１２（ｃ）の透過型の蛍光センサ２４の断面図を用いて、透過型の蛍光センサ２４の構造を説明する。図１２（ｃ）に示す通り蛍光センサ２４は、紙葉類搬送路を挟んで設置され、光源部２４５は紙葉類搬送路の下側に、受光部２４２は紙葉類搬送路の上側に存在する。光源部２４５から励起光を発光すると、光源部フィルタ２４４を通して真偽判定対象の紙葉類に照射され、紙葉類上に付加された蛍光体が発光した蛍光及び燐光が紙葉類を透過して受光部フィルタ２４３でフィルタリングされて、バンドごとに受光した光の強度が受光部２４２で検知される。光源部フィルタ２４４は、λ１’以上の波長の光をカットするフィルタであって、光源のλ１’以上の波長の成分をカットすることによって、光源部２４５の発光する光の波長がλ１’以上の成分が受光部２４２で受光されないようにするためのものである。これによって、受光部２４２は、蛍光発光若しくは燐光発光による波長がλ１’以上の光だけを検知することができる。

第４受光部２４２ｄは、紙葉類の処理をしていないときに、自動メンテナンスの処理で使用するものである。この自動メンテナンスの処理では、紙葉類が搬送路上にない状態で光源部２４５を発光して第４受光部２４２ｄで受光する。４つの光源の発光ダイオードを順番に点灯して第４受光部２４２ｄで受光した光の強度を測定し、正常時の光の強度と比較して所定の閾値未満の場合には故障と判定する。また、４つの光源ごとに故障判断の閾値以上の強度はあるが、本来の光の強度とは差がある場合には、発光ダイオードに流す電流を調整することによって、励起光の強度の調整を行うことを可能とする。

次に、燐光物質の発光の残光特性について図１３を用いて説明する。

蛍光物質の中には、励起光の照射を止めても発光が持続する燐光発光特性を有する物質が存在する。図１３のグラフは横軸が励起光消灯後の経過時間を表し、縦軸は発光強度を表している。縦軸の発光強度は、励起光照射時の発光強度を１とした時の割合で表現したものである。燐光の特性を有する物質に励起光を照射して、励起光の照射を停止しても、燐光の特性を有する物体の発光は、励起光の照射停止後に発光強度は徐々に下がるものの、時間経過に対して緩やかな下降となる。このように、燐光の特性を有する物質に所定の波長の励起光を照射すると、励起光の照射を停止してもある程度の時間の範囲であれば燐光発光を検知することが可能である。

この燐光発光の励起光を止めた後でもある程度の時間発光が継続するという特性は、通常の蛍光体にはない特性であることから、燐光発光特性を有する物質が付加された紙葉類の真偽判定に、励起光の照射を止めた後に残る発光特性を利用して行うことは、判定の厳密性を高めることになる。

次に、図１２に示した蛍光センサ２４の光源部２４５の点灯タイミングと受光部２４２による受光強度の測定タイミングを図１４を用いて説明する。

光源は、波長がＡ’の第１光源部２４５ａは時間ｔ１に発光開始して時間ｔ４に消灯し、波長がＢ’の第２光源部２４５ｂは時間ｔ７に発光開始して時間ｔ１０に消灯し、波長がＣ’の第３光源部２４５ｃは時間ｔ１３に発光開始して時間ｔ１６に消灯し、波長がＤ’の第４光源部２４５ｄは時間ｔ１９に発光開始して時間ｔ２２に消灯する。また、受光部２４２はそれぞれの光源が発光しているタイミングとそれぞれの光源が発光停止して所定時間経過したタイミングにおいて、第１受光部２４２ａ、第２受光部２４２ｂ及び第３受光部２４２ｃで受光した光の強度を取得する。

具体的には、第１光源部２４５ａの発光している時間ｔ１と時間ｔ４の間の時間ｔ２と時間ｔ３の間で第１受光部２４２ａ、第２受光部２４２ｂ及び第３受光部２４２ｃの受光した蛍光及び燐光の強度を取得する。また、第１光源部２４５ａを消灯して所定時間経過後の時間ｔ５と時間ｔ６の間で第１受光部２４２ａ、第２受光部２４２ｂ及び第３受光部２４２ｃの受光した燐光の強度を取得する。

また、第２光源部２４５ｂの発光している時間ｔ７と時間ｔ１０の間の時間ｔ８と時間ｔ９の間で第１受光部２４２ａ、第２受光部２４２ｂ及び第３受光部２４２ｃの受光した蛍光及び燐光の強度を取得する。また、第２光源部２４５ｂを消灯して所定時間経過後の時間ｔ１１と時間ｔ１２の間で第１受光部２４２ａ、第２受光部２４２ｂ及び第３受光部２４２ｃの受光した燐光の強度を取得する。

また、第３光源部２４５ｃの発光している時間ｔ１３と時間ｔ１６の間の時間ｔ１４と時間ｔ１５の間で第１受光部２４２ａ、第２受光部２４２ｂ及び第３受光部２４２ｃの受光した蛍光及び燐光の強度を取得する。また、第３光源部２４５ｃを消灯して所定時間経過後の時間ｔ１７と時間ｔ１８の間で第１受光部２４２ａ、第２受光部２４２ｂ及び第３受光部２４２ｃの受光した燐光の強度を取得する。

また、第４光源部２４５ｄの発光している時間ｔ１９と時間ｔ２２の間の時間ｔ２０と時間ｔ２１の間で第１受光部２４２ａ、第２受光部２４２ｂ及び第３受光部２４２ｃの受光した蛍光及び燐光の強度を取得する。また、第４光源部２４５ｄを消灯して所定時間経過後の時間ｔ２３と時間ｔ２４の間で第１受光部２４２ａ、第２受光部２４２ｂ及び第３受光部２４２ｃの受光した燐光の強度を取得する。

次に、紙葉類真偽判定装置２０の実施例２に係る機能的な内部構成を図１５を用いて説明する。図１５に示す紙葉類真偽判定装置２０の内部構成では、実施例１で説明した紙葉類真偽判定装置１０と同じ部分については実施例１の紙葉類真偽判定装置１０と同じ符号をつけ、同じ部分の説明は省略して、変更になっている部分を中心に説明する。

蛍光センサ２４は、図１２で説明したように透過型の構造であり、光源部２４５の発光する励起光は赤外光である。また、受光部２４２は、インジウムガリウムヒ素を素材とするフォトダイオードであり、実施例１のシリコンを素材とするフォトダイオードと比較すると長い波長領域の赤外光を検知することができる。また、励起光照射中の蛍光若しくは燐光だけではなく励起光の照射を止めた後の燐光の検知も行うことから、図１４で説明したように、それぞれの光源部の発光タイミングに対して、光源の発光中の蛍光若しくは燐光の発光強度と、光源の消灯後の燐光発光強度を測定することができる。

図１５に示す記憶部１７は、構成するデータ名称は同じであるがそれぞれのデータの内部構成が実施例１とは異なっている。具体的には、実施例２では、図１４に示した通り励起光の消灯後の燐光を検知し、励起光の消灯後の燐光の検知結果も紙葉類の真偽判定に使用することから、それぞれのデータに励起光の消灯後の燐光に関する情報が含まれている。

紙葉類データベース２７ａは、実施例１の紙葉類データベース１７ａに加えて、紙葉類のタイプを示す紙葉類識別コードに関連付けて、事前に真正な紙葉類から取得した情報から生成した励起光の消灯後の燐光発光特性のデータを有している。

また、実施例１の蛍光センサ取得データ１７ｂ、時間軸調整後データ１７ｃ、レベル補正前データ１７ｄ、レベル補正後データ１７ｅ、バンド別データ１７ｆ及び蛍光発光特性データ１７ｇのデータ構造は同一であり、図２に示したブロック別の走査ライン上のポイントごとの蛍光発光強度を有していた。実施例２の蛍光センサ取得データ２７ｂ、時間軸調整後データ２７ｃ、レベル補正前データ２７ｄ、レベル補正後データ２７ｅ、バンド別データ２７ｆ及び蛍光発光特性データ２７ｇのデータ構造も同一であり、図１１に示したブロック別の走査ライン上のポイントごとの励起光照射中の蛍光と燐光の発光強度と、励起光の消灯後の燐光発光強度とを有しており、実施例１のデータと比較すると励起光の消灯後の燐光発光強度の情報が追加されている。

蛍光センサデータ取得部２８ｃは、実施例１の蛍光センサデータ取得部１８ｃと比較すると、蛍光センサ２４が励起光の消灯後の燐光発光強度を検知する機能が追加になっていることから、蛍光センサ２４が検知した励起光の消灯後の燐光発光強度を検出して蛍光センサ取得データ２７ｂとして記憶する機能が追加となっている。

蛍光発光特性データ生成部２８ｄは、蛍光センサ取得データ２７ｂのデータ構造が、実施例１の蛍光センサ取得データ１７ｂのデータ構造に励起光の消灯後の燐光発光強度に係る情報が追加になっているので、励起光の消灯後の燐光発光強度に係る情報の部分に対しても蛍光発光強度に係る情報部分と同様の処理が追加となっている。

真偽判定部２８ｅは、紙葉類データベース２７ａや蛍光発光特性データ２７ｇに追加になった励起光の消灯後の燐光に関するデータを利用して、励起光照射中の蛍光及び燐光の発光の特性と励起光照射停止後の燐光発光の特性とによって紙葉類の真偽判定を行う。

次に、図１５に示した蛍光センサ２４の詳細な機能構成を図１６を用いて説明する。

受光部２４２は、素材がインジウムガリウムヒ素のフォトダイオードであり、検知可能な波長範囲が２６００ｎｍまでの赤外光であり、実施例１と比較すると長い波長の光を検知することが可能である。第１受光部２４２ａ、第２受光部２４２ｂ、第３受光部２４２ｃ及び第４受光部２４２ｄは、受光部フィルタ２４３により異なる波長域の光の強度を検知する。

第１受光部フィルタ２４３ａは、波長がλ１’未満の光を非透過とするフィルタで、第２受光部フィルタ２４３ｂは、波長がλ２’未満の光を非透過とするフィルタで、第３受光部フィルタ２４３ｃは、波長がλ３’未満の光を非透過とするフィルタである。

第１受光部フィルタ２４３ａは、第１受光部２４２ａ、第２受光部２４２ｂ及び第３受光部２４２ｃに入る光をフィルタリングし、第２受光部フィルタ２４３ｂは、第２受光部２４２ｂ及び第３受光部２４２ｃに入る光をフィルタリングし、第３受光部フィルタ２４３ｃは、第３受光部２４２ｃに入る光をフィルタリングするように構成されている。これによって、第１受光部２４２ａは波長がλ１’以上の光の強度、第２受光部２４２ｂは波長がλ２’以上の光の強度、第３受光部２４２ｃは波長がλ３’以上の光の強度を検知することになる。また、第４受光部２４２ｄには、いずれのフィルタもかからないことから全ての波長を含む光の強度を検知することとなる。

光源部フィルタ２４４は、λ１’未満の波長の光のみを透過するフィルタである。光源部２４５は、４つの発光ダイオードであり、それぞれの発光ダイオードは波長の異なる可視光を発光する。第１光源部２４５ａは波長がＡ’の赤外光を発光し、第２光源部２４５ｂは波長がＢ’の赤外光を発光し、第３光源部２４５ｃは波長がＣ’の赤外光を発光し、第４光源部２４５ｄは波長がＤ’の赤外光を発光する。

蛍光センサ制御部２４７は、図１４に示した第１光源部２４５ａ、第２光源部２４５ｂ、第３光源部２４５ｃ及び第４光源部２４５ｄの発光タイミングと、受光部２４２による受光強度データの取得タイミングの制御を行う。

上述してきたように、本実施例２では、紙葉類のイメージデータの特徴で紙葉類の種類を判別する。また、異なる波長の赤外光を発光する発光ダイオードを使用して、波長の異なる赤外光である励起光を順に紙葉類に照射する。また、透過する波長の範囲の異なるフィルタと受光した光の強度の測定が可能な広い波長範囲の赤外光を検知可能な４分割フォトダイオードとを組み合わせた、波長の範囲を示すバンドごとの光の強度の測定可能なセンサを用いて、紙葉類の発光光のバンドごとの受光強度を測定する。さらに、励起光の波長と受光光のバンドとに対応付けた、励起光照射中の蛍光発光光の受光強度信号である蛍光発光特性データと、励起光照射停止後の燐光発光光の受光強度信号である燐光発光特性データとを生成する。このようにして取得した紙葉類の蛍光発光特性データ及び燐光発光特性データと、紙葉類の種類ごとにあらかじめ記憶した真正な紙葉類の蛍光発光特性データ及び燐光発光特性データとを比較することによって紙葉類の真偽判定を行うように構成した。これによって、赤外光の照射で赤外光の蛍光発光若しくは燐光発光するような物質を利用することによって異なる発光特性を有する蛍光体もしくは燐光体が付加された複数種類の紙葉類の真偽判定を高速かつ簡便に行うことができる。また、蛍光発光特性データと燐光発光データの取り扱いは両方使用してもよいし、いずれか片方のみを使っても真偽判定ができることはいうまでもない。また、真偽判定にあたり、実施例１で説明をしたように、閾値をもちいる方法であってもよい。

なお、上述の実施例１および実施例２では、真偽判定の対象は紙葉類としたが、紙葉類は、証券、小切手、商品券などの有価証券や紙幣を含むこととする。

また、上述の実施例１および実施例２では、可視光若しくは赤外光を照射することによって赤外光の蛍光若しくは燐光を発光する蛍光体が付加された紙葉類の真偽判定を行う例を説明してきたが、本発明はこれに限定するものではなく、紫外光の光源を設けて可視光や紫外光を検知するフォトダイオードを設けて、紫外光の照射によって紫外光や可視光で発光する蛍光体が付加された紙葉類の真偽判定を行ってもよい。

また、上述の実施例１および実施例２では、受光部１４２、２４２に４分割フォトダイオードを使用する例を説明したが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、単体のフォトダイオードを複数使用してもよい。また、分割フォトダイオードの個数も４つである必要はなく、真偽判定の対象とする紙葉類に付加されている蛍光体の種類に応じて４つより少なくても多くてもよい。また、複数のフォトダイオードが全て同じ素材である必要はなく、検出したい波長に応じたフォトダイオードを使用して、フォトダイオードの検出感度に応じて検出した強度を補正するようにしてもよい。

また、上述の実施例１および実施例２では、紙葉類の種類を紙葉類のイメージの特徴で判別したが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、紙葉類の所定の位置に印刷されたバーコードなどによって紙葉類の種類を示す情報を印刷しておいて、その印刷された情報を認識することによって紙葉類の種類を判別してもよい。

また、上述の実施例１では紙葉類に付加された蛍光体の蛍光発光特性、実施例２では紙葉類に付加された蛍光体若しくは蛍光・燐光体の蛍光発光特性および燐光発光特性を使用して紙葉類の真偽判定を行ったが、本発明はこれに限定するものではなく、紙葉類に付加された燐光体の燐光発光特性のみを使用して真偽判定を行うものとしてもよい。

また、上述の実施例１および実施例２では、受光部フィルタ１４３、２４３に関して所定の波長以下の波長の光をカットする複数のフィルタを使用して、測定された受光強度を使用した計算によって所定範囲の波長の光の強度としたが、本発明はこれに限定するものではなく、所定範囲のみを透過するフィルタを使用して所定範囲の波長の光の強度を直接測定するようにしてもよい。

また、図２（ａ）及び図１１のブロックＡ１〜Ｄ３、Ａ’１〜Ｄ’３をマトリクスと呼ぶこともできる。紙葉類の真偽を判定する際に、紙葉類の種類、搬送方向に応じて紙葉類のどの部分を蛍光部１４２が受光するかが決まるので、記憶部１７の紙葉類データベース１７ａ、２７ａには、紙葉類の種類、搬送方向に応じてマトリクスのどのブロックを使用したらよいかを定めて、予め格納しておき、真偽判定時に読み取った紙葉類の種類、搬送方向に応じて、使うブロックを読み出して、そのブロックの蛍光発光特性データを使用することができる。

また、上述の実施例１および実施例２で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。

以上のように、本発明に係る紙葉類真偽判定装置は、異なる蛍光及び／又は燐光発光特性を有する蛍光、燐光体が付加された複数種類の紙葉類の真偽判定を高速かつ簡便に実現することに適している。

１０、２０ 紙葉類真偽判定装置
１１ 載置部
１２ 搬送部
１３ ラインセンサ
１４、２４ 蛍光センサ
１４１ Ａｍｐ基板
１４２、２４２ 受光部
１４２ａ、２４２ａ 第１受光部
１４２ｂ、２４２ｂ 第２受光部
１４２ｃ、２４２ｃ 第３受光部
１４２ｄ、２４２ｄ 第４受光部
１４３、２４３ 受光部フィルタ
１４３ａ、２４３ａ 第１受光部フィルタ
１４３ｂ、２４３ｂ 第２受光部フィルタ
１４３ｃ、２４３ｃ 第３受光部フィルタ
１４４、２４４ 光源部フィルタ
１４５、２４５ 光源部
１４５ａ、２４５ａ 第１光源部
１４５ｂ、２４５ｂ 第２光源部
１４５ｃ、２４５ｃ 第３光源部
１４５ｄ、２４５ｄ 第４光源部
１４６ ＬＥＤ制御基板
１４７、２４７ 蛍光センサ制御部
１５ 集積部
１６ リジェクト部
１７ 記憶部
１７ａ、２７ａ 紙葉類データベース
１７ｂ、２７ｂ 蛍光センサ取得データ
１７ｃ、２７ｃ 時間軸調整後データ
１７ｄ、２７ｄ レベル補正前データ
１７ｅ、２７ｅ レベル補正後データ
１７ｆ、２７ｆ バンド別データ
１７ｇ、２７ｇ 蛍光発光特性データ
１８ 制御部
１８ａ 搬送制御部
１８ｂ 紙葉類種類判定部
１８ｃ、２８ｃ 蛍光センサデータ取得部
１８ｄ、２８ｄ 蛍光発光特性データ生成部
１８ｅ、２８ｅ 真偽判定部
５１ 繰出部
５１ａ キッカローラ
５１ｂ フィードローラ
５１ｃ ゲートローラ
５２ 識別計数ユニット
５３ 分岐部
５４ 表示操作部
５５ 羽根車式集積機構
５５ａ 羽根車
５５ｂ 羽根
５６ シャッター
６１ 載置部残留紙葉類検出センサ
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆ、６４ 紙葉類通過検出センサ
６３ 分岐用タイミングセンサ
６５ 集積部紙葉類検出センサ
６６ リジェクト部紙葉類検出センサ

Claims (12)

1. 発光特性に基づいて紙葉類の真偽を判定する紙葉類真偽判定装置であって、
   紙葉類を搬送する搬送部と、
   波長の異なる複数の励起光から１つを選択して、前記搬送部が搬送する前記紙葉類に照射する励起光光源と、
   それぞれが異なる所定範囲の波長帯域の光のみを透過する複数種のフィルタと、
   前記複数種のフィルタに対応して設けられ、それぞれが異なる波長範囲の光を受光する複数の受光器と、
   前記励起光によって励起された前記紙葉類の発光を各受光器で受光して、受光強度のデータを取得し、紙葉類搬送方向の異なる位置に配置された受光器の間で生ずるデータの時間ずれを、紙葉類搬送方向の受光器の位置及び紙葉類搬送速度で補正して、発光特性データを生成する蛍光発光特性データ生成部と、
   予め準備されている真正な前記紙葉類の発光特性データと、前記蛍光発光特性データ生成部により生成された前記発光特性データとの類似性に基づいて、前記紙葉類の真偽の判定を行う真偽判定部と
   を備えたことを特徴とする紙葉類真偽判定装置。
2. 前記蛍光発光特性データ生成部は、各受光器の物理的な位置関係に起因する検出感度差を補正する所定の係数によって、前記データの発光強度を補正することを特徴とする請求項１に記載の紙葉類真偽判定装置。
3. 前記蛍光発光特性データ生成部は、
   一方の軸を励起光波長、他方の軸を発光波長として、前記励起光光源から照射する各励起光の波長範囲に基づいて励起光波長の軸を分割すると共に、各受光器が受光する光の波長範囲に基づいて発光波長の軸を分割して、励起波長範囲と受光波長範囲とで定義される複数のブロックから成るマトリクスを構成し、
   前記励起光光源によって波長の異なる複数の励起光を順次前記紙葉類に照射して前記紙葉類で励起された発光を各受光器で受光し、前記マトリクスを形成する各ブロックにおける発光の受光強度を示す発光特性データを生成する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の紙葉類真偽判定装置。
4. 前記真偽判定部は、前記受光器の受光強度が所定値以上の場合には対応するブロックで発光ありと判定し、受光強度が所定値未満の場合には対応するブロックで発光なしと判定して、前記マトリクスを構成する各ブロックの発光の有無に基づいて前記紙葉類の真偽を判定することを特徴とする請求項３に記載の紙葉類真偽判定装置。
5. 前記複数種のフィルタは、波長λ _n 以上（ｎは１以上の整数）の光を透過して第ｎ受光器に受光させる第ｎフィルタと、前記波長λ _n より波長の長い波長λ _n+1 以上の光を透過して第ｎ＋１受光器に受光させる第ｎ＋１フィルタとを含み、
   前記蛍光発光特性データ生成部は、前記第ｎ受光器で受光した光の発光強度から、前記第ｎ＋１受光器で受光した光の発光強度を差し引いて、前記波長λ _n 〜λ _n+1 の波長範囲のブロックで得られた光の発光強度とする
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の紙葉類真偽判定装置。
6. 前記第ｎフィルタは前記第ｎ受光器及び前記第ｎ＋１受光器に重ねて配置され、前記第ｎ＋１フィルタは前記第ｎ＋１受光器に重ねて配置されることを特徴とする請求項５に記載の紙葉類真偽判定装置。
7. 紙葉類が搬送される搬送路に配置された光量モニタ用試験媒体と、
   フィルタのかかっていない受光器と
   をさらに備え、
   紙葉類が前記搬送路上にない状態で前記励起光光源から複数の励起光を１つずつ順に照射して、前記フィルタのかかっていない受光器で受光した光の強度に基づいて各励起光の強度を調整する
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の紙葉類真偽判定装置。
8. 前記フィルタのかかっていない受光器で受光した光の強度が所定の閾値未満の場合は故障と判定することを特徴とする請求項７に記載の紙葉類真偽判定装置。
9. 前記紙葉類の光学イメージを取得する光学イメージ取得部と、
   前記搬送部により前記紙葉類を搬送しつつ前記光学イメージ取得部により取得された所定の領域の画像データを利用して前記紙葉類の少なくとも種類の判別を行う種類判別部と
   をさらに備え、
   前記真偽判定部は、前記種類判別部により判別された前記紙葉類の種類に対応する真正な前記紙葉類の発光特性データと、前記蛍光発光特性データ生成部により生成された前記発光特性データとの類似性に基づいて、前記紙葉類の真偽を判定する
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の紙葉類真偽判定装置。
10. 前記蛍光発光特性データ生成部は、
    前記励起光光源による励起光を照射中に前記受光器で受光した光の受光強度を蛍光発光強度、前記励起光光源消灯後に前記受光部で受光した光の受光強度を燐光強度として、
    前記蛍光発光強度と前記燐光強度の少なくともいずれか１つに基づいて前記発光特性データを生成する
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の紙葉類真偽判定装置。
11. 前記励起光光源は、可視光領域で波長の異なる複数の励起光を発光するとともに、
    前記複数種のフィルタは赤外光領域で異なる波長の範囲の光を透過させる
    ことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の紙葉類真偽判定装置。
12. 前記励起光光源は、赤外光領域で波長の異なる複数の励起光を発光するとともに、
    前記複数種のフィルタは赤外光領域で異なる波長の範囲の光を透過させる
    ことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の紙葉類真偽判定装置。

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