JPH03150451A - シート検査方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は例えば使用済の紙幣の状態を検査するためのシ
ート検査方法および装置に関するもので（３） ある。

〔従来技術および発明によって解決される問題点〕使用
された紙幣を分類する方式において、共通な要求は再発
行を必要とするものとそうでないものとを分離できるこ
とである。紙幣の穴や裂けきすや欠けた部分は通常再発
行に対して不適当な不樋者竜紙幣と見なされる。使用済
の紙幣分類装置は一般に検出方式を用いて穴や裂けきす
や欠けた部分の検出を可能とするように適合される。

Ｅｐ−Ａ−００７０６２１において発明者等は試料に光
を通して穴や裂けきすや欠は部分の存在を監視する装置
を開示した。穴や裂けきずや欠けた部分の存在は通過す
る光量の変化をもたらす。通過する光量は光電感度を有
する素子によって検出され、穴や裂けきすや欠は部分が
存在すると検出器の出力が変化する。この変化はつゾく
処理回路によって解析される。その装置は光源、紙幣の
ストリップに光を向ける第１のファイバオプティックア
センブリー（照明質）、紙幣を通過する光を集光する第
（４） ２のファイバオプティックアセンブリー（集光翼）、そ
の上に落ちる光に比例する出力電流を発生する１もしく
はそれ以上のフォトダイオード、およびフォトダイオー
ドからの出力信号に応答する１もしくはそれ以上のセッ
トの処理エレクトロニックスを含んで構成される。

この従来の方式は合理的によく動作するが多くの欠点を
もっている。例えば、検出器の性能は印刷パターンや資
料のよごれに依存し、印刷やよごれにおける変化は検出
すべき小さな（例えば２■Ｘ２ｍｍ）穴や裂けきすや欠
は部分によって起る大きさとは一′同じ大きさである。

これは成る程度まで詭弁的な処理技術によって克服でき
る、しかし、費用は小さい方式に対して禁止的である。

また照射されるストリップの幅を減らすことによりまた
は１以上のそれぞれが単に集光翼に対応しフォトデテク
タと処理回路をもつ検出チャンネルを用いることにより
問題の領域を限定することは可能である。すなわち穴や
裂けきずや欠は部分の存在は大きな比例的変化を発生さ
せて検出をより容易に（５） するものである。これらの解決方法はさらに費用の追加
を招く。またファイバオプティックアセンブリは熟練し
た設計および組立てを必要としさらに高価となる。

ＧＢ−Ａ−２０５４８３５は本質的に不透明なシートの
欠陥を検査する装置を開示している。２つのビーム、す
なわちビームをシートの運動方向に直角に走査する手段
および１もしくは２の格子が必要である。

ＥＰ−Ａ−０１８２４７１は以上のべた英国特許に似て
おり、イメージをセンサーに形成するに用いられる反射
光をもって本質的に不透明なシートを検査する装置を開
示している。

〔問題点を解決する手段および作用〕

本発明の１つの様相によれば本発明は本質的に不透明な
シートに放射してシートを検査する方法であって、放射
をもってシートを照射し、前記シートを通過した放射を
逆反射し、逆反射した放射がシートを通過後逆反射した
放射を検査するものである。

（６） 発明者等は本質的に不透明なシートに照射することによ
ってシートを検査する非常に簡単なシステムの設計を処
理した。

本発明の他の様相によれば本発明の第１の様相にか−る
方法を実現するためのシート検査装置であって、シート
に照射する放射源と、前記放射源からの照射が前記シー
トを通過後つきあたる逆反射手段と、前記逆反射手段に
よって前記シートを通過して反射した照射を検出するた
めの検出手段からなる。

この新規なシステムは穴や裂けきすや欠は部分を検査す
るためにシートや試料による照射の吸収を用いた概念を
有する。しかし照射ビームがシートを通過した後に同じ
通路に沿って本質的に反射されることを可能とする逆反
射手段を用いている。

これはシートにおけるきすとシートの他の部分との間の
コントラストを増加するものである。

１つの装置によれば、さらに電源からシートに照射する
照射ビームスプリンタであって、光源から検査手段に反
射される逆反射手段によって照射（７） を反射させるものを有する。他の例においては、実際の
光源および実際の逆反射フィルムの一般的に不完全な動
作をとり除く利点がある。かくして検査手段はビームス
プリッタを必要とすることなく光源の近くに配置するこ
とができる。

逆反射シートに落ちないシートを通過する照射は本質的
に同じ通路に沿って反射されない。したがって問題とな
っているシートの面積は逆反射フィルムの寸法および形
状によって決定される。フィルムは殆ど要求される形に
切断されるので、小さい問題面積はとくにフォーカスさ
れたオプチカルシステムの必要なしに達成できる。

成る場合においては、照射の反射されるシートの面積を
限定することが有利である。この場合には装置はさらに
開口を有しそこを通して照射が通過して検査手段につき
あたるマスクを有する。

光源によって発生する照射は典型的には可視もしくは赤
外線近くの照射であって、とくに紙もしくは同様の材料
が検査される。しかし、ある種の材料に対しては他の波
長のものがより適切である。

（８） 例えば、可視光に対して透明なプラスチックを測定する
場合は、プラスチックが不透明な３〜１０マイクロメ一
タ程度の波長が好ましい。さらに、適当な光源を設ける
ことによって、逆反射手段および検査手段は電磁スペク
トラムのどの部分においても適切に動作することができ
る。たとえば、ミリメートルレーダ波における操作が標
準レーダ送受信機を用いることにより、また逆反射手段
に対する小コーナレフレクタ−配列を使用することによ
って可能となる。

−ｉに放射はテストされるシートに対して最も適切にな
るように選ばれる。すなわち、シートは照射に対して本
質的に不透明である。もし強度Ｉの照射がシートに衝突
し、シートを通る間に強度ｔｌに減衰したとすれば、ｔ
は好ましくは０．１以下であり典型的には約０．０５で
ある。

装置は静止したシートの検査に用いることができるが、
装置とシートとの間に相対運動を発生するための手段を
含むシステムと協同するときは最も多く用いられる。典
型的にはこの手段は装置を（９） 通りずぎたシートを分離するコンヘアを含む。本発明の
装置はまた紙、メタルおよび同様な連続的な薄板を検査
するのに適切である。勿論、他に、相対運動手段はシー
トは静止している状態で検査装置を運動させることもで
きる。

〔実施例］ 以下本発明にか＼る実施例を図面により詳細に説明する
。

第１図に示す従来の装置はＥＰ−Ａ−００７０６２１に
詳細に開示されているものである。簡単に、言うとこの
装置は白熱光源１を有し、オプチカルファイバ２のセッ
トを通して翼の形をした照明質３にチャンネルを構成し
、照明質３において光のカーテンもしくはストリップを
起して検査下におる紙幣４に衝突させる。

集光翼５は紙幣４の下部に照明質３に対向して位置し、
２つのオプチカルファイバー６．７が伝送された光を受
けてそれぞれのフォトダイオード８．９を通り、到来光
の強度に関しそれぞれの電（１０） 気信号を発生する。これらの強度信号はそれぞれの処理
エレクトロエックス１０．１１に送られ、紙幣４におけ
る穴、裂けきす、欠は部分の存在等を示すそれぞれの出
力信号を発生する。これらの処理エレクトロエックス１
０　、１１は選択可能の「スレジオルト」値であって、
上記の穴、裂けきす、欠は部分のみある大きさが示され
る。

操作において、紙幣４は翼３，５間に方向１２に示す方
向に送られ、そのコンベア５０の短い縁はローラ５Ｌ　
５２上をリードされる。典型的には、集光翼５は約１０
０ｍの幅を持ち、これは多くの紙幣の場合には紙幣の全
幅をカバーする。集光翼５は約１ｍの長さであって約３
騙長の資料の部分からの光を集光する。

第２図は紙幣を通しての光の伝送を示す。強度Ｉの光ビ
ームＡは無視できる減衰をもって試料４の穴１３を通過
する。試料を通過する同様なビーム（Ｂ）は減衰してそ
の強度はｔｌ　　（ｔは０．０５程度）となる。測定の
コントラストはｔｌ／Ｉもしくは約２０：１である。

（１１） 典型的な出カドレースは第３図に示すようになる。この
図はこの検出器の出力の様相を呈する。

■においては、翼の間の資料のない場合であって、出力
は高レベルとなる。Ｈにおいては、資料の前縁が翼間に
入った場合で、出力は低レベル一般に■まで落ちる、そ
して試料の後縁が翼を去るとその出力は試料のないレベ
ル■に上昇する。

セクション■から■においては、その出力に数々の変化
がある。■は局在する濃い印刷によって起った光の減少
の典型的な例である。■およびＶはそれぞれ小穴および
大穴によ、って起った増加の典型的な例である。■にお
ける変化は試料における印刷パターンの影響の典型的な
例である。

したがって、第３図から、検出器の性能は印刷物および
紙幣の汚れに依存することがわかる、そしてこれらの様
相による伝達された光の変化は小さい穴や裂は目等によ
って発生したものと路間じであるから、これはが＼る穴
や裂けきすを検出するには困難をともなう。

第４図は、これらコントラストの一顔を処理す（１２） るための本発明の原理を示すものである。本質的には、
この場合には逆反射フィルム１４である逆反射器が紙幣
４の下に位置して、紙幣を通過する光をその通路に沿っ
て拡散もしくは鏡状に反射する。例えばこれに用いるこ
とのできるフィルムは３　Ｍ　Ｃｏｍｐａｎｙによって
製造された７６１０型もしくは７６Ｉ５型である。この
場合、強度Ｉの光ビーム（Ａ）は紙幣の穴を通して殆ど
減衰なく反射する。紙幣を通る第２のビーム（Ｂ）は減
衰して、その強度はｔｌ　となる。この第２のビームは
そこでそれ自体反射して、再び減衰して紙幣を通りその
強度はついでｔ”　Ｉ　となる。これはまた強度ｒＩの
投射ビームの反射部分となる。さて測定のコントラスト
はつぎのようになる。

（ｔ２１＋ｒｌ）／ｒ　＝　ｔ”　＋ｒｔ２は０．００
２５程度である、そして反射は一般に鏡状よりもむしろ
拡散であるからｒは０．０１程度である。かくして測定
のコントラストは増加する。

第３図に示すと同様な典型的な出カドレースを第７図に
示す。−船釣な様相は実在する検出器の（１３） それと同様である。逆反射スクリーン１４を不透明にす
る試料がないＩにおいては、出力は高レベルである。試
料の前縁が検出器に入る■においては、出力は低レベル
となり試料の後縁が検出器を去る■までその状態を保ち
、■において試料なしのレベルに上昇する。

■およびＶにおける変化はそれぞれ小穴および大穴によ
って発生したものの典型的なものであり、これらの変化
は存在する検出器において得られたものと同様である。

■における変化（これは濃い印刷）および■における変
化（これは濃い印刷パターン）は実さいの検出器で得ら
れたものより非常に小さく、コントラストは著しく改良
される。

第５図は本発明における装置の１実施例の概要を示す。

この場合には、赤外線１５の小光源が光ビームを発生し
てその部分がビームスプリッタ１６を通過する。スリッ
ト１８を有するスクリーン１７はビームスプリッタ１６
と紙幣４の通路の間に選択的に位置して照射下の紙幣４
の面積を制限する。紙幣４はスクリーン１７の下を通り
間を（１４） おかれたローラー間に送られる。その１つを図示する。

スリット１８を通過した照射は紙幣につきあたり紙幣を
通過した照射は穴、裂けきす等を介して逆反射フィルム
１４につきあたる。典型的には、フィルム１４は紙幣の
幅だけ延びており、紙幣の長さ方向に沿っては数ミリメ
ートルで、問題の領域を紙幣に対して数ミリメートルの
幅に規定している。逆反射した光はシートおよびスリッ
ト１８を通して戻りビームスプリンタ１６にいたり、こ
−で一部が集光翼およびセンサーを含む検出器システム
１９に反射する。典型的にはビームスプリンタ１６は光
の一部分（約５０χ）をそれを通して通過する性質をも
ち、その他の部分は鏡状に反射される。

第５図の変形例を第６図に示す。第６図においては、ビ
ームスプリッタ１６は省略されている。

この配置は実際の光源および実際の逆反射フィルムの不
完全な動作を信転する。理想的な点源は寸法が零であり
、また理想的なフィルムはその通路に沿って入射光を直
接反射しそしてまた零寸法の（１５） 像を形成する。しかし実際には光源は有限の大きさをも
っておりフィルムは発散する反射ビームを生ずる。ビー
ム幅は小さく、普通−度以下であるが有限である。これ
ら２つの効果は混合されて零サイズではない像を形成す
る。

この例においては、源１５はスクリーン１７、紙幣４、
および逆反射フィルム１４を直接照射して光はこれら素
子のおのおのによって反射されて領域Ｓ１およびＳ２を
照射する。検出素子（図示せず）は領域のどこにおくこ
ともできる。また、スクリーン１７は必要によっては省
略することができる。

光ビームが表面から反射されるとビームの偏光が変化す
る。か＼る現象は光放射デイスプレィの設計に用いるこ
とができる。すなわちサーキュラ−ポーラライザーを用
いれば、デイスプレィから発射される（希望の）光と入
射して反射してデイスプレィする外部からの（希望しな
い）光のコントラストを改良することが可能である。

第５図および第６図におけるシステムにおいて（１６） χ−χおよびまたはＹ−ｙの位置にポラライザを付加す
ることができる（第６図のシステムにおいては、同じ材
料片を用いることができる）。正規的には、サーキュラ
−ポーラライズ材料が用いられるが、特殊な反射性質を
もった特殊な面に適合する他の形を用いることもできる
。

広いシートや薄い板に対しては１つの逆反射ストリンツ
ブ／スクリーン／スリ・ントのコンビネーションをもっ
た光源／センサーペアーの数々を用いることも可能であ
る。各光源／センサーベアーは本質的にその付近を干渉
しない、これは特殊な光源から入射する光が対応するセ
ンサーに反射して戻るからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置の概要を示す図、第２図は第１図の
装置の操作中紙幣を介して光の通過を説明する図、第３
図は第１図の装置の処理エレクトロニクスからの出力信
号を示す図、第４図は本発明にか＼る装置の光ビーム通
路を示す図、第５図は本発明にか＼る装置の第１の実施
例の概略図、（１７） 第６図は本発明にか−る装置の第２の実施例の概略図、
第７図は第５図に示されるシステムによって発生される
出力信号を示す図である。 ４：シート、　　　　　１４：逆反射手段、１５：放射
源、　　　　　１７：スクリーン、１８：開口、　　　
　　　１９：検出手段。 トウ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、本質的に不透明なシートに放射してシートを検査す
   る方法であって、放射によってシートを照射し、前記シ
   ートを通過した放射を逆反射し、逆反射した放射がシー
   トを通過後逆反射した放射を検査するシート検査方法。 ２、前記シートが通路に沿って送られ、該放射がシート
   を横切って送られる方向に延びるストリップの形をした
   逆反射手段によって逆反射されることを特徴とするシー
   ト検査方法。 ３、シート（４）を照射する放射源（１５）と、前記源
   からの照射が前記シートを通過後つきあたる逆反射手段
   （１４）と、前記逆反射手段によって前記シートを通過
   して反射した照射を検出するための検出手段（１９）か
   らなることを特徴とするシート検査装置。 ４、前記シートにつきあたる前に放射源からの放射、前
   記逆反射手段（１４）により反射される照射が検出手段
   （１９）に向って反射するビームスプリッタ（１６）を
   さらに含むことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記
   載の装置。 ５、前記検出手段につきあたる照射を制限するための開
   口（１８）を有するスクリーン（１７）をさらに具える
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項もしくは第４項
   の何れかに記載の装置。 ６、外部照射が検出手段につきあたることを本質的に防
   ぐために位置する偏光手段をさらに有することを特徴と
   する特許請求の範囲第３項から第５項の何れかに記載の
   装置。 ７、放射源（１５）が可視もしくは赤外線において放射
   を発生することを特徴とする特許請求の範囲第３項ない
   し第６項の何れかに記載の装置。 ８、逆反射手段（１４）がストリップの形状であること
   を特徴とする特許請求の範囲第３項から第７項の何れか
   に記載の装置。 ９、逆反射手段が逆反射フィルム（１４）であることを
   特徴とする特許請求の範囲第３項から第８項の何れかに
   記載の装置。 １０、シート（４）と装置との間に相対的運動を発生さ
   せるための手段を含み、シートを走査することを特徴と
   する請求の範囲第３項から第９項に記載のシート検出方
   式。 １１、相対的運動を発生する手段がシートコンベアーで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載の
   方式。 １２、特許請求の範囲第３項から第９項の何れかに記載
   のおのおののシート検査装置がシートの異なる面積を検
   査するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   ０項もしくは第１１項に記載の方式。 １３、前記逆反射手段が各装置に共通であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１２項に記載の方式。