JPH07107506B2

JPH07107506B2 - 糸状蛍光物質検知装置

Info

Publication number: JPH07107506B2
Application number: JP61303245A
Authority: JP
Inventors: 泰生藤田
Original assignee: グローリー工業株式会社
Priority date: 1986-12-19
Filing date: 1986-12-19
Publication date: 1995-11-15
Anticipated expiration: 2010-11-15
Also published as: JPS63154943A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）この発明は、海外紙幣等の一部に含まれている糸状蛍光
物質を効率良く検知する糸状蛍光物質検知装置に関す
る。

（発明の技術的背景とその問題点）従来、発行されて流通している紙幣等の一部には、蛍光
物質が含まれているものがある。このような含有蛍光物
質の蛍光を検知して、紙幣の真偽判別をする装置を数多
く知られている。例えば実開昭58−101279号公報には、
紙幣に投光手段で特定の波長の光を投光し、紙幣の透過
蛍光を検知することにより、紙幣の真偽判別をする紙幣
真偽判別装置が示されている。

ところで、海外で発行されている紙幣の一部（例えばス
ペイン，オランダの紙幣）には、糸状の蛍光物質（以
下、蛍光糸と記す）が含まれているものがある。又国に
よっては蛍光糸を紙幣の中に含ませず、紙幣の紙質自体
に蛍光物質を含ませたものもある。しかし、従来の判別
装置では蛍光物質の検知能力が低く、S/N比も小さく紙
幣から蛍光が検知されても、紙質自体の蛍光と蛍光糸の
蛍光とを明確に区別することは不可能であった。又光学
装置の構造が複雑であり、装置の小型化が困難であると
いった問題があった。

（発明の目的）この発明は上述のような事情からなされたものであり、
この発明の目的は、セルフォックレンズアレイを使用し
て紙幣等に含まれる蛍光糸を微小面積内で検知すること
により、蛍光糸をS/N比を高くして検知すると共に、装
置を小型化した糸状蛍光物質検知装置を提供することに
ある。

（発明の概要）この発明は糸状蛍光物質検知装置に関し、紙幣等に含ま
れる糸状蛍光物質に励起光を照射する励起光源と、前記
励起光により励起された前記糸状蛍光物質の蛍光を受光
するセルフォックレンズアレイと、このセルフォックレ
ンズアレイより出力される光を検知する受光手段とを具
備し、前記糸状蛍光物質を前記紙幣等の微小面積内でS/
N比を高くして検知するようにしたものである。

（発明の実施例）この発明は、蛍光糸が含まれている紙幣等に励起光源で
励起光を照射し、蛍光糸から発した蛍光をセルフォック
レンズアレイで受光して、セルフォックレンズアレイの
各々のセルフォックレンズから出力される光をフォトダ
イオード等の受光手段で検知することにより、蛍光糸を
S/N比良く検知するようにしている。

まず、蛍光糸の検知原理について説明する。ここでは、
蛍光糸が含まれる紙幣を例に挙げて説明する。

第１図は蛍光糸22が含まれている紙幣21を示しており、
この紙幣21には蛍光物質を含有しない紙幣紙質23中に蛍
光糸22がランダムに含まれており、その様子を拡大して
示している。また、第２図（Ａ），（Ｂ）は異なる紙幣
を同一面積で比較した拡大例を示しており、同図（Ａ）
は第１図に対応して紙幣紙質23中に蛍光糸22が含まれて
いる場合を、同図（Ｂ）は蛍光糸が含まれていないと共
に、紙幣紙質23A自体に蛍光材が含まれている紙幣を示
している。ここで、第２図（Ａ）及び（Ｂ）に励起光源
（例えばブラックライト）で励起光を照射すると、同図
（Ａ）では蛍光糸22が、同図（Ｂ）では紙幣紙質23Aが
それぞれ蛍光を発するが、同図（Ａ）では蛍光糸22の蛍
光面積は周囲の紙幣紙質23の面積に比較して極めて小さ
く、同図（Ｂ）の紙幣紙質23Aの蛍光特性も小さいもの
となっている。したがって、第２図（Ａ）と同図（Ｂ）
とを蛍光量で比較した場合、いずれも絶対的な蛍光量の
差が小さく、この差から蛍光系22を有する紙幣を判断す
るのは困難である。これに対して、第３図（Ａ），
（Ｂ）は紙幣の検知部を複数の微小面積（ここでは９区
画）に限定して検知する例を示しており、同図（Ａ）は
各微小面積内の紙幣紙質23中に蛍光糸22が含まれている
第１図に示すような紙幣を、同図（Ｂ）は蛍光糸を有さ
ない第２図（Ｂ）で説明したような紙幣を示している。
そして、上述と同様に各検知部に励起光源で励起光を照
射すると、第３図（Ａ）では蛍光糸22の蛍光面積が周囲
の紙幣紙質23の面積と比較して相対的に大きく、S/N比
が大きくなっている。これに対し、第３図（Ｂ）の微小
面積の蛍光量は、相対的に第２図（Ｂ）の場合と同一で
ある。したがって、第３図（Ａ）と同図（Ｂ）とを蛍光
量で比較した場合、両者では絶対的な蛍光量の差が大き
く、このS/N比の相違から蛍光糸22を有する紙幣を、紙
質自体に蛍光材を含むような第２図（Ｂ）の紙幣から判
断するのは極めて容易である。この事から、紙幣を微小
面積に限定して判断すれば、蛍光糸22を効率良く検知で
きることがわかる。

この発明では、紙幣21の蛍光糸22を微小面積に限定して
検知する手段として、セルフォックレンズが多数整列さ
れたセルフォックレンズアレイ（以下、単にセルフォッ
クレンズアレイと記す）を使用し、セルフォックレンズ
アレイを構成する各々のセルフォックレンズの出力を、
CCD等で成るイメージセンサの受光面に結像し、イメー
ジセンサより各微小面積に対応した電気信号として出力
するようにしている。

第４図は、この発明の一実施例である糸状蛍光物質検知
装置１の断面構造を示しており、ここでは紙幣20の検知
対象とした例について説明する。

糸状蛍光物質検知装置１は、紙幣通路面12上に図示矢印
方向へ搬送されて来る紙幣20に含まれる蛍光糸22の有無
を、蛍光糸22から発せられる蛍光KLに基づいて検知する
ようになっている。紙幣通路面12上方には支持部材13が
設けられ、支持部材13には光照射のガイド部材６が取付
けられており、ガイド部材６の右上方には周囲の外来光
が装置内に入るのを防止する可視光漏れカットフィルタ
５と、特定波長の励起光を発するブラックライト３と、
ブラックライト３の全体を包含するように貼設された反
射鏡２とで構成された励起光源が設けられており、ブラ
ックライト３の励起光が反射鏡２で反射され、可視光漏
れカットフィルタ５を介して励起光BLとして出力される
ようになっている。また、ガイド部材６の下方部には通
路用全通過フィルタ７が取付けられており、励起光源か
らの励起光BLが通過され、紙幣通路面12を搬送される紙
幣20の表面に励起光BLが照射されるようになっている。
さらに、ガイド部材６の左方部には、励起光BLをカット
して蛍光KLのみを取出すと共に、周囲の外来光が装置内
に入るのを防止する受光側励起光カットオフフィルタ8
A,8Bと、その間に介挿されたセルフォックレンズアレイ
10と、受光手段としてのCCDイメージセンサ９とで構成
された蛍光受光部が設けられており、紙幣20上に照射さ
れた励起光BLにより、紙幣20に含まれる蛍光糸22から発
した蛍光KLが、通路用全透過フィルタ7,受光側励起光カ
ットオフフィルタ8A,セルフォックレンズアレイ10及び
受光側励起光カットオフフィルタ8Bを介してCCDイメー
ジセンサ９に入力され、CCDイメージセンサ９で電気信
号に変換されて出力されるようになっている。なお、受
光側励起光カットオフフィルタ8A,8Bを２枚使用するの
は、蛍光KLをよりシャープに選択するためである。さら
に、反射鏡２内部には光量センサ４が設けられており、
ブラックライト３の光量を測定するようになっている。

第５図は上記糸状蛍光物質検知装置１の概略構成を模式
的に示しており、ブラックライト３から紙幣20上に照射
された励起光BLにより、紙幣20に含まれた蛍光糸22から
発した蛍光KLがセルフォックレンズアレイ10に照射され
る。セルフォックレンズアレイ10は多数のセルフォック
レンズ11で構成されており、各セルフォックレンズ11は
紙幣20上の微小面積を結像するようになっている。ま
た、各セルフォックレンズ11の出力側には、各セルフォ
ックレンズ11の焦点に対応するようにCCDイメージセン
サ９が設けられ、上記各微小面積からの蛍光KLが検知で
きるようになっている。

第６図（Ａ）はセルフォックレンズ11の光線軌跡の様子
を示しており、セルフォックレンズ11は同図（Ｂ）に示
す如く屈折率分布ｎが中心軸Ｘから周縁部に向ってほぼ
放物線上に変化しているガラスロッドで成っているもの
である。セルフォックレンズアレイ10の原理は第７図に
示すように多数のセルフォックレンズ11を直線状に配列
し、幅広の等倍正立像（例えばS,L,A）を結ぶ様に製作
された複合レンズ素子である。セルフォックレンズアレ
イ10は入力側及び出力側に同一の焦点距離L₀を保って使
用されるようになっている。このようなセルフォックレ
ンズアレイ10の特徴は物体像間距離TCが短かくて済み、
全幅に渡り均質な画像が得られることである。

一方、第８図は糸状蛍光物質検知装置１の回路系のブロ
ック構成を示しており、励起光源内のブラックライト３
には高周波電源30より高周波電力HWが供給され、ブラッ
クライト３が高周波点灯される。そして、反射鏡２内の
光量センサ４により高周波点灯されたブラックライト３
の光量が測定され、光量信号KS4が増幅回路36に入力さ
れる。増幅回路36で増幅された光量信号KS5がA/Dコンバ
ータ37に入力され、A/D変換されたデジタル光量信号DS1
がCPU回路38に入力される。CPU回路38はマイクロプロセ
ッサ等で成り、デジタル光量信号DS1に基づきブラック
ライト３の劣化に伴う光量変化をデジタル信号DS2及び
表示信号HSとして出力するようになっており、表示信号
HSが外部表示装置39に入力されて、ブラックライト３の
交換時期等が外部に表示される。また、CPU回路38から
のデジタル信号DS2はD/Aコンバータ40に入力され、D/A
変換されたアナログ変化信号AS1がコンパレータ33に入
力されている。

一方、CCDイメージセンサ９からの検知信号KS1は増幅回
路31に入力され、増幅された検知信号KS2がフィルタ回
路32に入力され、濾過された濾過信号KS3がコンパレー
タ33に入力される。コンパレータ33には蛍光糸22を検知
するためのスレッショルドが予め設定されており、この
スレッショルドに基づいて入力された濾過信号KS3の波
高値が比較され、蛍光糸22の有無が検知されて検知信号
CS1として出力される。この発明では、コンパレータ33
にアナログ変化信号AS1が入力されており、コンパレー
タ33はアナログ変化信号AS1に基づいて上記スレッショ
ルドを自動的に変化させ、ブラックライト３の劣化，交
換等によりブラックライト３の光量が変化しても、検知
信号CS1が確実に出力されるようになっている。そし
て、コンパレータ33からの検知信号SC1はカウンタ34に
入力される。カウンタ34は検知信号CS1を順次計数して
行き、予め設定された値に達した時に計数信号CS2を出
力する。計数信号CS2はCPU回路35に入力され、CPU回路3
5は計数信号CS2を判断して紙幣20の真偽判別を行ない、
その結果を判別信号CS3として出力する。

次に、上述したような構成の糸状蛍光物質検知装置１の
動作について説明する。

高周波電源30より高周波電力HWがブラックライト３に供
給され、ブラックライト３が高周波点灯される。そし
て、搬送装置（図示せず）により紙幣20は紙幣通路面12
に搬送されて、励起光BLが紙幣20上に照射されるので、
紙幣20の紙幣紙質23に含まれた蛍光糸22より蛍光KLが発
せられて、蛍光受光部に入力される。ここにおいて、セ
ルフォックレンズアレイ10の各セルフォックレンズ11は
紙幣20の微小面積内で結像されているため、上述の如く
S/N比良く蛍光糸22の蛍光KLが検知される。検知された
蛍光KLはCCDイメージセンサ９で検知信号KS1に変換さ
れ、増幅回路31,フィルタ回路32を介して濾過信号KS3と
してコンパレータ33に入力される。一方、光量センサ４
によって、ブラックライト３の光量が測定され、増幅回
路36及びA/Dコンバータ37を介してデジタル光量信号DS1
としてCPU回路38に入力されており、ブラックライト３
がまだ劣化していない場合には外部表示装置39にブラッ
クライト３の交換時期の表示はされない。又、劣化して
いれば交時期の表示がされるので、装置を停止させてブ
ラックライト３を新品と交換する。CPU回路38からのデ
ジタル信号DS2は、D/Aコンバータ40を介しアナログ変化
信号AS1としてコンパレータ33に入力される。

第９図（Ａ）はコンパレータ33に入力されている濾過信
号KS3の波形例を示しており、コンパレータ33に予め設
定されているスレッショルドL1により、蛍光糸22に対応
する濾過信号KS3の波形の凸部分が２値化され、同図
（Ｂ）に示すような検知信号CS1が出力される。又、ス
レッショルドL1はアナログ変化信号AS1の入力に基づい
て決定され、たとえばアナログ変化信号AS1がスレッシ
ョルドL1となっている。しがたって、例えば新しいブラ
ックライト３では光量が大きいのでレベルが上昇し、劣
化に従って光量が減少しレベルも下降する。ブラックラ
イト３の光量が低下するとCCDイメージセンサ９の検知
信号KS1の全体レベルが低くなり、濾過信号KS3もレベル
が低下するので、コンパレータ33はブラックライト３の
劣化に関係なく常に安定して２値化を行なうことができ
る。コンパレータ33からの検知信号CS1がカウンタ34に
入力され、その計数信号CS2がCPU回路35に入力され、CP
U回路35より判別信号CS3が出力される。CPU回路35はカ
ウンタ34からの計数信号CS2を、各紙幣毎に予め定めら
れている値と比較して、検知紙幣20の真偽等を判別す
る。

第10図はこの判明の糸状蛍光物質検知装置の他の例を、
第４図に対応させて示している。上述の糸状蛍光物質検
知装置１では蛍光KLの検知方法が反射方式となっていた
が、この糸状蛍光物質検知装置50では透過方式となって
いる。すなわち、この糸状蛍光物質検知装置50は、紙幣
通路面12に図示矢印方向に搬送されて来る紙幣20に含ま
れる蛍光糸22の有無を、紙幣20から透過される蛍光KLA
により検知するようになっている。また、紙幣通路面12
には光導入孔51が設けられ、この孔導入孔51の下方部
に、励起光BLをカットして蛍光KLAのみを取出すと共
に、周囲の外来光が装置内に入るのを防止する受光側励
起光カットオフフィルタ57A,57Bと、この間に介挿入さ
れたセルフォックレンズアレイ58と、CCDイメージセン
サ59とで構成された蛍光受光部が設けられており、紙幣
20上に照射された励起光BLにより紙幣20に含まれる蛍光
糸22より発生した蛍光KLAが、光導入光51より受光側励
起光カットオフフィルタ57A,セルフォックレンズアレイ
58,受光励起光カットオフフィルタ57Bを介して、CCDイ
メージセンサ59に入力され、CCDイメージセンサ59で電
気信号に変換されて出力されるようになっている。な
お、第８図に示す糸状蛍光物質検知装置１の回路のブロ
ック構成をそのまま使用することが出来る。

上述の実施例では蛍光糸の検知にCCDイメージセンサを
使用したが、CCDイメージセンサの変りにフォトダイオ
ード多数整列したフォトダイオードアレイを使用し、以
下に説明する回路を使用して蛍光糸を検知するようにし
てもよい。

第11図はフォトダイオードアレイ70を使用した場合の糸
状蛍光物質検知装置の回路のブロック構成であり、光量
センサから光量信号KS4を処理しアナログ変化信号AS1を
出力する回路については第８図で説明したものと同様の
ものを使用し、ここでの記載を省略する。フォトダイオ
ードアレイ70からの検知信号KS10が増幅回路71に入力さ
れ、増幅されて第12図に示すような検知信号KS11が出力
される。検知信号KS11はフィルタ回路72に入力され、微
分されて第13図に示すような微分信号KS12がコンパレー
タ73に入力される。コンパレータ73には予め蛍光糸22を
検出するためのスレッショルドL2が設定されており、こ
のスレッショルドL2に基づいて入力された微分信号KS12
を２値化して検知信号CS10を出力する。なお、コンパレ
ータ73には上述と同様のアナログ変化信号AS1が入力さ
れており、安定した比較を行なうようになっている。コ
ンパレータ73からの検知信号CS10はカウンタ74に入力さ
れ、前述のカウンタ34と同様にして計数信号CS11が出力
され、CPU回路75に入力され、CPU回路75より紙幣20の真
偽判別を示す判別信号CS13が出力される。

このようにフォトダイオードアレイ70を使用した場合に
は、紙幣20の通過時点の瞬時の蛍光糸の蛍光が出力され
るので高速搬送に対応できるという利点がある。

（発明の変形例）上述の実施例では紙幣に含まれた蛍光糸が蛍光を発する
例を説明したが、紙幣紙質が蛍光糸と同様に蛍光を発す
る紙幣においても効率良く蛍光糸を検出することができ
る。

また、前述ではコンパレータのスレッショルドをアナロ
グ変化信号に対応させているが、動作原理上は必ずしも
必要なことではない。さらに、第４図及び第10図の構造
はこれに限定されるものではなく、種々の変形が可能で
あり、フイルタ5,7,8A,8B,57A,57B,等は必ずしも必要で
はない。

（発明の効果）この発明の糸状蛍光物質検知装置によれば、セルフォッ
クレンズアレイを使用して、糸状蛍光物質の検知を紙幣
等の微小面積内で行なっているため、糸状蛍光物質をS/
N比よく検知することが可能となり、さらに装置が一段
と小型化できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の対象となる紙幣の部分拡大図、第２
図（Ａ），（Ｂ）及び第３図（Ａ），（Ｂ）はその紙幣
の検知面積による比較図、第４図はこの発明の一実施例
である糸状蛍光物質検知装置の断面構造図、第５図はこ
の発明の概略構造を模式的に示す図、第６図（Ａ）はセ
ルフォックレンズの光線軌跡の様子を示す図、同図
（Ｂ）はその径と屈折率との関係を示す図、第７図はセ
ルフォックレンズアレイの原理図、第８図は糸状蛍光物
質検知装置の回路系を示すブロック構成図、第９図
（Ａ），（Ｂ）はコンパレータの動作を説明するための
図、第10図は他の糸状蛍光物質検知装置を示す断面構造
図、第11図はフォトダイオードアレイを使用した糸状蛍
光物質検知装置の回路系の一部ブロック図、第12図はそ
の検知信号の波形を示す図、第13図はその微分信号の波
形を示す図である。 1,50……糸状蛍光物質装置、２……反射鏡、３……ブラ
ックライト、４……光量センサ、６……ガイド部材、７
……通路用全透過フィルタ、8A,8B,57A,57B……受光側
励起光カットオフフィルタ、9,59……CCDイメージセン
サ、10,58……セルフォックレンズアレイ、11……セル
フォックレンズ、12……紙幣通路面、13……支持部材、
20,21……紙幣、22……蛍光糸、23……紙幣紙質、30…
…高周波電源、31,36,71……増幅回路、33,73……コン
パレータ、37,74……カウンタ、35,38,75……CPU回路、
37……A/Dコンバータ、39……外部表示装置、40……D/A
コンバータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紙幣等に含まれる糸状蛍光物質に励起光を
照射する励起光源と、前記励起光により励起された前記
糸状蛍光物質の蛍光を受光するセルフォックレンズアレ
イと、このセルフォックレンズアレイより出力される光
を検知する受光手段とを具備し、前記糸状蛍光物質を前
記紙幣等の微小面積内で検知するようにしたことを特徴
とする糸状蛍光物質検知装置。