JPH07107713B2 - 紙葉類の検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、紙葉類の検査装置にかかり、特に汚れ・落書
き等に影響されない安定した紙葉類の検査装置に関す
る。

（従来の技術） 従来の紙葉類の検査は磁気インクの検出、紙葉類の厚さ
・大きさの検出や、紙葉類の全体又は一部の光学像を取
り込み、この光学像を画像処理、例えば色認識などを行
うものがあった。また、紙葉類に光を照射し、その反射
光又は透過光、又はその両方を検出し、その周波数成分
を検出し判断するものがあった。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上述の磁気インクによる検査では、検査を行う
紙葉類が限定され、検査を行うことができないものがあ
った。紙葉類の厚さ・大きさを検査するものは、あくま
でも外観を検査するものであり、紙葉類の真偽検査や種
類の判別は困難であった。また、光学像を取込むもの
は、装置の構成が大型化し、設置条件が悪くなったり、
画像処理に時間がかかりすぎていた。また、光学式の検
査では皺、汚れによる誤検出が多く、特に落書きなどが
紙葉類表面にあると、正券であるのかかわらず、区別が
できなかった。

これは透過光を用いるものは汚れ・落書き等に弱く、反
射光を用いるものはすかし検査を行うことができないと
いう問題があるためであった。このような問題を解決す
るために反射光と透過光の両方を検出する検査装置が考
えられたが、すかし上に落書き等が書かれていた場合、
少なからず誤検出してしまうという問題が生じていた。

本発明はこのようなすかしの汚れ、落書き等に影響され
ない安定した紙葉類の検査装置を提供する。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、スポット光を被検査物表面に照射する第１の
投光手段と、この第１の投光手段の照射する光と異なる
光強度変調周波数をもつ光を用い、且つ前記第１の投光
手段と同一の光軸上を逆方向からスポット光を被検査物
裏面に照射する第２の投光手段と、前記第１の投光手段
により照射され被検査物表面より反射された反射光及び
前記第２の投光手段により照射され被検査物を透過した
透過光を受光する第１の光検出手段と、前記第１の投光
手段により照射され前記被検査物を透過した透過光及び
前記第２の投光手段により照射され被検査物表面より反
射された反射光を検出する第２の光検出手段と、この第
１の光検出手段及び第２の光検出手段の検出手段から前
記光強度変調周波数の異なる検出信号成分を分離する分
離手段と、この分離手段により分離された前記第１の投
光手段及び前記第２の投光手段から照射されたスポット
光の透過光及び反射光の検出信号をデータとして演算す
る演算手段と、この演算手段による演算結果から前記被
検査物の検査における判定を行う判定手段と、前記第１
の投光手段及び前記第２の投光手段並びに前記第１の光
検出手段及び前記第２の光検出手段と前記被検査物とを
相対的に移動させる移動手段とを具備したことを特徴と
する紙葉類の検査装置を提供するものである。

（作用） 上述のように紙葉類の検査装置を構成すると、紙葉類の
すかしなどに対する表裏両面の同一箇所における反射光
・透過光を検出できる。従来一方からのみ反射光・透過
光を検出していた場合、検出が困難であった落書きなど
を認識でき、良否判定などの誤認識を低減できるもので
ある （実施例） 本発明の第１の実施例を説明する。第１の投光機構であ
るレーザ発振器（１）と、第２の投光機構であるレーザ
発振器（２）とが同一の光軸上に対抗配置されている。
このレーザ発振器（１）は波長633nmの赤色レーザ光で
あり、レーザ発振器（２）は波長543.5nmの緑色レーザ
光を使用している。このレーザ発振器（１），（２）の
中間に位置する検査位置Ａに、紙葉類である被検査体
（ａ）を図示しない供給口から搬送してくる搬送機構
（３）が配置されている。また、レーザ発振器（１）か
ら発したレーザ光を検査位置Ａである被検査体（ａ）の
表面上に集光する集光光学系（４）が設けられている。
同様に、レーザ発振器（２）から発したレーザ光を被検
査体（ａ）裏面上の検査位置Ａに集光する集光光学系
（５）が設けられている。また、レーザ発振器（１），
（２）より発した光を透過し、かつ被検査体（ａ）を反
射及び透過してきた光を反射するハーフミラー（６），
（７）がレーザ発振器（１），（２）と集光光学系
（４），（７）との間に配設されている。

このハーフミラー（６），（７）によって反射された透
過光および反射光は、ハーフミラー（８），（９）によ
って透過する光と反射する光に分離される。このハーフ
ミラー（８），（９）を透過された光を受光可能なよう
に光電変換素子（10），（11）が配置されている。ま
た、この光電変換素子（10），（11）の受光面前方には
波長600nm以下の波長の光を遮断する干渉フィルタ（1
1），（15）が配置されている。一方、ハーフミラー
（８），（９）に反射した光を受光可能に光電変換素子
（12），（16）が配置されており、波長600nm以上の波
長の光を遮断する干渉フィルタ（13），（17）が光電変
換素子（12），（16）の受光面前方に設けられている。
また、これらの光電変換素子（10），（11），（12），
（16）の検出信号を受信可能に判定部（18）が接続され
ている。

上述の紙葉類の検査装置の第１の実施例の作用を説明す
る。

被検査体（ａ）が搬送機構（３）によって検査位置Ａに
搬送されてくる。そして、レーザ発振器（１），（２）
がレーザ光を照射し、集光光学系（４），（５）を介し
て被検査体（ａ）表裏両面から検査位置Ａに集光し照射
される。

レーザ発振器（１）より発振された波長633nmのレーザ
光は被検査体（ａ）を透過して、集光光学系（５）を介
してハーフミラー（７）に入射し、このハーフミラー
（７）に反射され、ハーフミラー（９）に入射する。こ
のハーフミラー（９）により透過する光と反射する光と
二分される。二分されたうち透過した光は波長600nm以
下の波長の光を遮断する干渉フィルタ（15）を透過して
光電変換素子（14）に受光される。一方、ハーフミラー
（９）により反射された光は波長600nm以上の波長の光
を遮断する干渉フィルタ（17）により遮断される。

ここで、レーザ発振器（２）より発振された波長543.5n
mのレーザ光は被検査体（ａ）を反射し、前述のレーザ
発振器（１）より発振された波長633nmのレーザ光と同
様にハーフミラー（９）に入射する。ハーフミラー
（９）で二分された光は、今度は波長633nmのレーザ光
と逆に、透過した光は干渉フィルター（15）により遮断
され、反射した光は干渉フィルター（17）を投下して光
電変換素子（16）に受光される。つまり、光電変換素子
（14）はレーザ発振器（１）の発振したレーザ光の被検
査体（ａ）の透過光を受光し、光電変換素子（16）はレ
ーザ発振器（２）の発振したレーザ光の被検査体（ａ）
の反射光を受光する。

これと同様な作用で、光電変換素子（10）はレーザ発振
器（２）の発振したレーザ光の被検査体（ａ）の透過光
を受光し、光電変換素子（12）はレーザ発振器（２）の
発振したレーザ光の被検査体（ａ）の反射光を受光す
る。

さらに、搬送機構（３）は一定速度で搬送を行うので、
被検査体（ａ）は検査位置Ａを搬送方向に対して横切っ
て移動することとなり、光電変換素子（10），（11），
（12），（16）の検出信号は被検査体（ａ）を一次元的
に検査したこととなる。

これら光電変換素子（10），（11），（12），（16）の
検出信号を受信した判定部（18）では、この検出信号に
基づいて被検査体（ａ）の判定を行う。次にこの判定方
法について述べる。第３図（ａ）は光電変換素子（14）
の検出した透過光の光強度信号、第３図（ｂ）は光電変
換素子（11）の検出した反射光の光強度信号である（こ
こでI_Tは透過光光強度、I_Rは反射光光強度、Ｔは時間を
示す。）。この光強度信号の光強度分布をそれぞれ第４
図（ａ），（ｂ）に示す。この光強度分布の特徴量を検
査することで、被検査体（ａ）の良否、正損、真偽など
の判定を行うことができる。ここで光強度分布の特徴量
とは、第４図と次に示す第５図とに記載されているよう
な明るさ毎に強度数との関係を示す曲線で表されるもの
である。ここでの強度数とは、被検査体（ａ）を検査す
るに当たった際の、ある明るさ（横軸）毎に光電変換素
子（10），（12），（14），（16），（20），（21）に
よって検出された箇所の数（即ち、光強度の度数）を表
している。つまり、第４図及び第５図は被検査体（ａ）
を搬送し第３図に記載のような波形を、例えばラインセ
ンサ等の光電変換素子（10），（12），（14），（1
6），（20），（21）によって検出した際、各受光画素
での受光強度（即ち、明るさ）が検出できるが、ある受
光強度をもつ受光画素の個数と明るさとの関係を表すも
のである。

ここで、もし被検査体（ａ）に汚れ・落書き等があった
場合には、第５図に示した実線のような光強度分布にな
る。これは図中破線で示した被検査体（ａ）が正常な状
態であるときの分布（即ち第４図に示した光強度分布）
とは異なる。それは汚れや落書き等のために、横軸の明
るさが暗い箇所の検出点数が増加しているためである。
被検査体（ａ）に影響がない場合（例えば、入場券な
ど）、どちらか一方だけから光を照射する検査装置では
判定に誤りを生じてしまう。そこで、本発明は表裏両面
より透過光・反射光を検出することにより汚れ・落書き
等のように表裏両面のどちらか一方にだけしか光強度分
布の特徴量の変化が表れないときには、汚れ・落書きと
して判別し、誤った判定を低減させるものである。これ
は、通常汚れや落書きはすかしと違い、片面のみに発生
するものであるからである。

また、本発明は同一の光軸を持たせることにより、検査
精度を向上を図っている。

次に第２の実施例を説明する。

第２図は第２の実施例の構成図である。レーザ発振器
（１）およびレーザ発振器（２）は波長は同じだが変調
周波数が異なるレーザ光を発振している。また、レーザ
発振器（１）およびレーザ発振器（２）は第１の実施例
と同じく同一の光軸上に対向配置されている。図中の符
号の搬送機構（３）乃至ハーフミラー（７）は第１の実
施例と同じなので説明は省略する。光電変換素子（2
0），（21）はレーザ発振器（１），（２）より発した
レーザ光の被検査体（ａ）の透過光および反射光をハー
フミラー（６），（７）で反射させ、これら同時に受光
するように設けられている。これらの光電変換素子（2
0），（21）の検出信号を受信可能にバンドパスフィル
タ（22）が接続され、このバンドパスフィルタ（22）の
出力を受信可能に判定部（18）が接続されている。

次に第２の実施例の紙葉類の検査装置の作用を説明す
る。

レーザ発振器（１）から発振されたレーザ光はハーフミ
ラー（６）を透過し、集光光学系（４）により検査位置
Ａに搬送機構（３）によて搬送されてきた被検査体
（ａ）表面に集光され照射される。照射されたレーザ光
は透過および反射し、透過したレーザ光は集光光学系
（５）を介してハーフミラー（７）に反射され、光電変
換素子（21）に受光される。一方、反射したレーザ光は
集光光学系（４）を介してハーフミラー（６）に反射さ
れ、光電変換素子（21）に受光される。

また、これと同時にレーザ発振器（２）より発振された
レーザ光は同様な作用により、被検査体（ａ）を透過し
た光が光電変換素子（20）へ、被検査体（ａ）を反射し
た光が光電変換素子（21）へそれぞれ受光される。つま
り、光電変換素子（20）はレーザ発振器（１）より発振
されたレーザ光の被検査体（ａ）表面での反射光と、レ
ーザ発振器（２）より発振されたレーザ光の被検査体
（ａ）を透過した光とを受光する。また、光電変換素子
（21）はレーザ発振器（２）より発振されたレーザ光の
被検査体（ａ）裏面での反射光と、レーザ発振器（１）
より発振されたレーザ光の被検査体（ａ）を透過した光
とを受光する。

この光電変換素子（20），（21）の検出した検出信号を
バンドパスフィルタ（22）が受信し、レーザ発振器
（１），（２）の発振するレーザ光の変調周波数に合わ
せて検出信号の分離を行う。これにより光電変換素子
（20），（21）の受光した透過光成分と反射光成分との
分離が行われ、この分離された信号を受信した判定部
（18）がこの検出信号を基に判定を行う。判定について
は第１の実施例と同様に行うので、ここでの説明は省略
する。

このように紙葉類の検査装置を構成することで、第１の
実施例の効果に加えて光電変換素子を表裏それぞれ一つ
ずつで構成することができ、装置の小形化を可能とし
た。

［発明の効果］ 上述のように紙葉類の検査装置を構成することで、同一
の光軸上に対向配置し、検査ポイントにレーザ光の照射
を行うことで、検査位置に対する精度良く検出できる。
また、同一の光軸上に対向配置することにより装置の小
形化を図れる。さらに汚れ・落書きなどに対する誤った
判定を削減でき、特にすかし等を有する紙葉類の検査に
は、優れた検出精度の向上が計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例の構成図、第３図
乃至第５図は同じく判定の説明のための説明図である。 1,2……レーザ発振器、３……搬送機構、 4,5……集光光学系、6,7,8,9……ハーフミラー、 10,11,12,16……光電変換素子、 11,15,13,17……干渉フィルタ、18……判定部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スポット光を被検査物表面に照射する第１
   の投光手段と、この第１の投光手段の照射する光と異な
   る光強度変調周波数をもつ光を用い、且つ前記第１の投
   光手段と同一の光軸上を逆方向からスポット光を被検査
   物裏面に照射する第２の投光手段と、前記第１の投光手
   段により照射され被検査物表面より反射された反射光及
   び前記第２の投光手段により照射され被検査物を透過し
   た透過光を受光する第１の光検出手段と、前記第１の投
   光手段により照射され前記被検査物を透過した透過光及
   び前記第２の投光手段により照射され被検査物表面より
   反射された反射光を検出する第２の光検出手段と、この
   第１の光検出手段及び第２の光検出手段の検出信号から
   前記光強度変調周波数の異なる検出信号成分を分離する
   分離手段と、この分離手段により分離された前記第１の
   投光手段及び前記第２の投光手段から照射されたスポッ
   ト光の透過光及び反射光の検出信号をデータとして演算
   する演算手段と、この演算手段による演算結果から前記
   被検査物の検査における判定を行う判定手段と、前記第
   １の投光手段及び前記第２の投光手段並びに前記第１の
   光検出手段及び前記第２の光検出手段と前記被検査物と
   を相対的に移動させる移動手段とを具備したことを特徴
   とする紙葉類の検査装置。