JPWO2016052749A1 - 紙葉類識別装置及び紙葉類識別方法 - Google Patents

Abstract

紙葉類上の複数の部分領域から効率よく光学特性を取得するため、搬送路（６０）を搬送される紙葉類から取得した分光スペクトルを利用して該紙葉類を識別する紙葉類識別装置（１）を、紙葉類上の複数の部分領域に対応して配置された複数の光源を含む光源部（３１）と、複数の部分領域から光を受光可能に配置された受光面を有する読取部（３２）と、受光面で受けた光から分光スペクトルを取得するセンサ部（３４）と、紙葉類上の所定の部分領域から分光スペクトルを取得するために光源部（３１）に含まれる複数の光源のうち部分領域に対応する少なくとも１つの光源を特定する情報、少なくとも１つの光源を点灯するタイミングを特定する情報、及び点灯した光源を消灯するタイミングを特定する情報を関連付けた分光測定条件を保存する記憶部（８０）と、分光測定条件に基づいて光源部（３１）を制御する光源制御部（７２）とによって構成する。

Description

この発明は、紙葉類を識別するために該紙葉類の光学特性を取得する紙葉類識別装置及び紙葉類識別方法に関する。

従来、紙葉類の光学特性を示す画像やスペクトルを取得して、紙葉類の種類や真偽を識別する紙葉類識別装置が利用されている。例えば、特許文献１には、所定波長の光を紙葉類に照射して、紙葉類上で励起された蛍光発光や燐光発光の分光スペクトルに現れる特徴から紙葉類の真偽を識別する装置が開示されている。また、特許文献２には、紙葉類への光の照射角度が異なる複数の光源を配置して、各光源から光を照射して得られた反射スペクトルの差違に基づいて紙葉類上のホログラムの有無を判定する装置が開示されている。この装置では、紙葉類上のホログラムの有無により紙葉類の真偽を識別する。

特開２００６−２７５５７８号公報 特開２００９−１８１４０３号公報

しかしながら、上記従来技術では紙葉類の識別に必要となる光学特性の全てを効率よく取得することができない場合がある。紙葉類上で蛍光発光が観察される部分領域、燐光発光が観察される部分領域、ホログラムが観察される部分領域等、紙葉類を識別するために一枚の紙葉類上で複数の部分領域から光学特性を取得したい場合があるが、上記従来技術はこのような場合について考慮されていない。例えば、各部分領域に対応するようにセンサ及び光源を複数設けると紙葉類識別装置の製造コストや装置サイズの増大が問題となる。このため、製造コストや装置サイズの増大を抑制しつつ紙葉類上で離れた位置にある複数の部分領域から光学特性を効率よく取得することができる紙葉類識別装置が望まれていた。

本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたもので、紙葉類上の複数の部分領域から効率よく光学特性を取得することができる紙葉類識別装置及び紙葉類識別方法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、搬送路を搬送される紙葉類に光を照射して紙葉類から取得した分光スペクトルを利用して該紙葉類を識別する紙葉類識別装置であって、前記紙葉類上の複数の部分領域に対応して配置された複数の光源を含む光源部と、前記複数の部分領域から光を受光可能に配置された受光面を有する読取部と、前記受光面で受けた光から分光スペクトルを取得するセンサ部と、前記紙葉類上の所定の部分領域から分光スペクトルを取得するために、前記光源部に含まれる複数の光源のうち前記部分領域に対応する少なくとも１つの光源を特定する情報、前記少なくとも１つの光源を点灯するタイミングを特定する情報、及び前記タイミングで点灯した光源を消灯するタイミングを特定する情報を関連付けた分光測定条件を保存する記憶部と、前記分光測定条件に基づいて前記光源部を制御する光源制御部とを備えることを特徴とする。紙葉類に照射する光は、紙葉類からの反射光の取得、紙葉類を透過した透過光の取得、紙葉類上での蛍光発光の励起、紙葉類上での燐光発光の励起等を目的として光源から照射される。

また、本発明は、上記発明において、前記分光測定条件では、さらに、前記少なくとも１つの光源を点灯する際の発光量を特定する情報が関連付けて保存されていることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記分光測定条件では、さらに、前記センサ部により分光スペクトルの取得を開始するタイミングを特定する情報及び前記分光スペクトルの取得を停止するタイミングを特定する情報が関連付けて保存されていることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記分光測定条件では、さらに、前記センサ部により分光スペクトルを取得する際の信号ゲインの調整量を特定する情報が関連付けて保存されていることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記記憶部では、紙葉類の種類及び方向毎に、前記分光測定条件が保存されており、前記光源制御部は、前記搬送路を搬送される紙葉類の種類及び方向に対応する分光測定条件を前記記憶部から読み出して前記光源部を制御することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記光源部は波長域の異なる少なくとも２種類の光を照射可能であり、前記分光測定条件で光源を特定する情報は光の種類を特定する情報を含むことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記光源部は、前記受光面によって光を受光する前記紙葉類上の受光領域に対して搬送方向の上流側から光を照射する光源と、該光を前記受光領域に対して前記搬送方向の下流側から照射する光源とを含むことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記センサ部によって取得した分光スペクトルに基づいて該分光スペクトルを取得した部分領域を画像で表すことにより前記紙葉類の光学特性を示す紙葉類画像を生成することを特徴とする。

また、本発明は、搬送路を搬送される紙葉類から取得した分光スペクトルを利用して該紙葉類を識別する紙葉類識別方法であって、複数の光源を含む光源部で分光スペクトルを取得する部分領域に対応する少なくとも１つの光源を特定する情報、前記少なくとも１つの光源を点灯するタイミングを特定する情報、及び前記タイミングで点灯した光源を消灯するタイミングを特定する情報を関連付けた分光測定条件を取得する分光測定条件取得工程と、取得した前記分光測定条件に基づいて前記光源部を制御する光源制御工程と、読取部の受光面により前記紙葉類上の複数の部分領域から光を受光する受光工程と、センサ部により前記受光面で受光した光から分光スペクトルを取得する分光スペクトル取得工程とを含んだことを特徴とする。

本発明によれば、紙葉類上の複数の部分領域のそれぞれに光を照射可能に配置された複数の光源を設けて、これらの光源のうち点灯する光源、この光源の点灯を開始するタイミング、点灯した光源を消灯するタイミング等を設定した分光測定条件に基づいて、各光源を制御することができる。これにより、例えば、紙葉類上の主走査方向全域から読取部によって光を受光して、受光した光からセンサ部によって分光スペクトルを取得可能な紙葉類識別装置によって、紙葉類上の所望の部分領域のみに光を照射して、この部分領域から分光スペクトルを取得することができる。分光測定条件を設定することにより、搬送路を搬送される紙葉類上で複数の部分領域から分光スペクトルを取得することが可能であり、例えば、主走査方向に離れた位置にある複数の部分領域で同時に分光スペクトルを取得したり、各光源を交番点灯させて紙葉類の全面で順に分光スペクトルを取得したりすることも可能である。

また、本発明によれば、光源を点灯する際の発光量を分光測定条件として指定することができるので、紙葉類で励起される発光現象に応じて、光源から照射する光の発光量を調整することができる。

また、本発明によれば、分光スペクトルを取得するタイミングを分光測定条件として指定することができるので、例えば、同じ部分領域から蛍光発光及び燐光発光の両方の分光スペクトルを取得することができる。

また、本発明によれば、分光スペクトルを取得する際の信号ゲインを分光測定条件として指定することができるので、例えば、燐光発光の発光強度が弱い場合でも、取得した分光スペクトルの信号波形上でピーク等の特徴が明確に現れるように信号ゲインを調整することができる。

また、本発明によれば、例えば、従来のラインセンサ、磁気センサ、厚みセンサ等を利用して得られた紙葉類の種類及び方向の識別結果に基づいて、この紙葉類を識別するために必要な部分領域上でのみ分光スペクトルを取得することができるので、分光スペクトルの取得に係る処理負荷を軽減することができる。

また、本発明によれば、紙葉類に向けて照射する光の種類を分光測定条件として指定することができるので、例えば、紫外光や赤外光等、各部分領域で発光を励起するために必要な光を選択して照射することができる。

また、本発明によれば、紙葉類に向けて光を照射する際に、分光スペクトルを取得する紙葉類上の部分領域に対して、搬送方向上流側及び下流側の両方から光を照射できるので、例えば、紙葉類に皺や折れがある場合でも確実に光を照射して発光を励起することができる。

また、本発明によれば、紙葉類から取得した分光スペクトルを利用して、分光スペクトルに表れる特徴を反映した紙葉類画像を生成することができるので、例えば、紙幣の金種や真偽等に応じて予め準備しておいた紙幣画像との比較により紙幣の金種や真偽等を識別することができる。

図１は、本実施形態に係る紙葉類識別装置を識別ユニットとして利用する紙幣処理装置の構成例を示す模式図である。 図２は、分光部の構成を示す外観図である。 図３は、光源部及び読取部の構成概略を示す模式図である。 図４は、読取部及び光ガイド部が複数枚の導光板によって形成される例を示す模式図である。 図５は、識別ユニットの機能構成概略を示すブロック図である。 図６は、紙幣全面から光学特性に係るデータを取得する方法を説明する図である。 図７は、紙幣全面を測定して紙幣上の部分領域から光学特性に係るデータを取得する方法を示す図である。 図８は、３つの部分領域で蛍光発光が観察される紙幣の例を示す図である。 図９は、図８に示す紙幣について設定された分光測定条件を説明する図である。 図１０は、分光スペクトルに基づいて生成した図８に示す紙幣の紙幣画像を示す模式図である。 図１１は、蛍光発光及び燐光発光が観察される紙幣の例を示す図である。 図１２は、図１１に示す紙幣について設定された分光測定条件を説明する図である。 図１３は、分光スペクトルに基づいて生成した図１１に示す紙幣の紙幣画像を示す模式図である。 図１４は、識別用センサ部による処理と分光部による処理とを直列的に行う場合を示すフローチャートである。 図１５は、識別用センサ部による処理と分光部による処理とを並列的に行う場合を示すフローチャートである。

以下に、添付図面を参照して、本発明に係る紙葉類識別装置及び紙葉類識別方法について説明する。本発明に係る紙葉類識別装置は、分光部によって取得した紙葉類の光学特性に基づいて紙葉類の種類、真偽、正損等を識別する機能を有している。

まず、紙葉類識別装置の概要を説明すると、紙葉類識別装置では、分光スペクトルを取得するセンサの主走査方向に配列された複数の光源の中から、紙葉類を複数領域に分割した部分領域のうち測定対象とする部分領域に光を照射する少なくとも１つの光源を指定して、該光源から照射する光の種類（波長）、光量、光の照射を開始するタイミング、光を照射する時間等を制御することができる。これにより、紙葉類上の所望の部分領域に光を照射して、この部分領域で励起された光の分光スペクトルを取得することができる。このとき、光源の点灯タイミング及び消灯タイミングと、センサから信号を取得するタイミングとを制御することにより、蛍光発光及び燐光発光の少なくともいずれか一方を測定対象とすることができる。また、紙葉類識別装置では、分光スペクトルの信号波形上に現れるピーク等の特徴部が明確となるように、光源から照射する光の発光量を制御するための電流値及び発光時間の少なくともいずれか一方を調整することもできるし、紙葉類で励起された発光をセンサによって測定して得られる信号のゲイン及び測定時間の少なくともいずれか一方を調整することも可能となっている。なお、光源は、紙葉類からの反射光の取得、紙葉類を透過した透過光の取得、紙葉類上での蛍光の励起、紙葉類上での燐光の励起等を目的として光を照射するもので、紙葉類識別装置では、光源及びセンサを制御することにより、分光スペクトルとして、反射スペクトル、吸収スペクトル、透過スペクトル、蛍光スペクトル及び燐光スペクトルの少なくともいずれか一つを取得することができる。以下では、主に、光源から紙葉類に励起光を照射して、励起した発光の分光スペクトルを測定する例について説明する。

また、紙葉類識別装置は、紙幣、小切手、その他の有価証券等、様々な種類の紙葉類を処理対象とすることができるが、以下では、紙葉類識別装置が、紙幣を処理対象とする紙幣処理装置内で識別ユニットとして利用される場合を例に、詳細を説明する。

図１は、本実施形態に係る紙葉類識別装置１（以下「識別ユニット１」と記載する）を利用する紙幣処理装置２の構成概略を示す模式図である。紙幣処理装置２は、複数の紙幣を載置可能な入金口１０と、入金口１０から１枚ずつ装置内に繰り出された紙幣を搬送する搬送路６０と、搬送路６０で搬送される紙幣の金種、真偽、正損等を識別する識別ユニット１と、識別ユニット１による識別結果に応じて装置内に収納可能と識別された紙幣を収納する収納部４０と、識別ユニット１によって識別できない紙幣や偽券等のリジェクト紙幣を排出するリジェクト口５０とを有している。

識別ユニット１は、紙幣の画像を取得するためのラインセンサ、紙幣の磁気特性を取得するための磁気センサ、紙幣の厚みを測定するための厚みセンサ等が含まれる識別用センサ部２０と、分光スペクトルを取得するための分光部３０とを有している。識別用センサ部２０を利用して識別ユニット１で行われる紙幣の識別処理、識別結果に応じて紙幣処理装置２で行われる紙幣処理については従来技術を利用可能であるため詳細な説明は省略し、以下では、分光部３０について詳細を説明する。

図２は、分光部３０の構成を説明するための外観図である。図２（Ａ）は搬送路６０の上方（Ｚ軸正方向）側から見た平面図を示しており、同図（Ｂ）は搬送路の側方（Ｘ軸正方向）側から見た平面図を示している。図２（Ｂ）に示すように、搬送路６０を形成する上側ガイド６１と下側ガイド６２との間を紙幣１００が搬送される。分光部３０は、光源部３１と、読取部３２と、光ガイド部３３と、センサ部３４とを有している。

搬送路６０を搬送される紙幣１００から受けた光によって分光スペクトルを取得するため、ノイズとなる光が外部から入らないように、光源部３１、読取部３２及びセンサ部３４は、それぞれ光を透過しない黒色樹脂や金属等から成るボックス状のケース内に収められている。また、読取部３２と該読取部３２と離れた位置に配置されたセンサ部３４とを接続して、読取部３２で受光した光をセンサ部３４へと導く光ガイド部３３は、ノイズとなる光が外部から入らないようにかつ折り曲げ可能であるように、光を透過しない黒色の軟質樹脂や繊維等から成る筒状のケースに収められている。これにより、分光部３０では、読取部３２によって受光した光のみが、光ガイド部３３を経てセンサ部３４へ導かれるようになっている。

読取部３２は、主走査方向が紙幣１００の搬送方向（図２白矢印）と直交するように搬送路６０上に配置されている。光源部３１は、読取部３２が紙幣１００の光学特性を読み取る読取領域に、光を照射するために、この読取領域に対応して配置されている。読取部３２で受光した光によって分光スペクトルを取得するセンサ部３４については、配置位置は特に限定されず、読取部３２で受光した光は折り曲げ可能な光ガイド部３３によってセンサ部３４へ導かれるようになっている。そして、センサ部３４で得られた分光スペクトルに係るデータが、紙幣１００の金種、真偽、正損等を識別する識別処理部（図５参照）へ入力されるようになっている。なお、搬送路６０の上（Ｚ軸正方向）側に配置した分光部３０に対して、搬送路６０の下（Ｚ軸負方向）側に光源部３１を配置することにより、搬送路６０を搬送される紙幣１００の透過スペクトル及び吸収スペクトルを取得することも可能であるが、以下では、図２に示すように、分光部３０及び光源部３１を搬送路６０の上側に配置して、紙幣１００上面の反射スペクトルを取得する場合を例に説明する。

図３は、光源部３１及び読取部３２の構成概略を示す模式図である。図３（Ａ）は、読取部３２の内部構造を示す斜視図であり、同図（Ｂ）は光源部３１の内部をＸ軸負方向側から見た断面図であり、同図（Ｃ）は搬送路６０に対向する光源部３１の底面をＺ軸負方向側から見た平面図を示している。

図３（Ａ）に示すように、読取部３２内には、紙幣１００の主走査方向（Ｘ軸方向）全域から光を受けられるように、紙幣１００上から光を受ける１６本の光ファイバの受光面５０１〜５１６がＸ軸方向に一列に等間隔で配置されている。光ガイド部３３は、これら１６本の光ファイバを束ねて形成されている。光ファイバの一端側の受光面５０１〜５１６で受けた光は、光ガイド部３３を形成する光ファイバ内を通って他端側からセンサ部３４内に導かれるようになっている。

図３（Ｂ）に示すように、光源部３１の底面には、紙幣１００への光の照射及び紙幣１００からの光の受光を可能とする透明部材３１１が嵌め込まれている。読取部３２の各受光面５０１〜５１６は、読取部３２の底面から露出した状態で固定されている。光源部３１を形成する複数の光源６０１ａ〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０８ｂから照射された光が透明部材３１１を透過して紙幣１００に照射され、紙幣１００で反射された光が透明部材３１１を透過して読取部３２の受光面５０１〜５１６で受光される。

図３（Ｃ）に示すように、Ｘ軸方向に一列に等間隔で配置された８個の光源６０１ａ〜６０８ａと、Ｘ軸方向に一列に等間隔で配置された８個の光源６０１ｂ〜６０８ｂとが、１６個の受光面５０１〜５１６が１列に配列されたライン（図中破線）に対して対称に配置されている。１６個の光源６０１ａ〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０８ｂ及び１６個の受光面５０１〜５１６は、２個の光源及び２個の受光面を１組として、８組に分けられる。具体的には、例えば、隣り合う２個の受光面５０１、５０２と、これらに対してＹ軸正方向側にある１個の光源６０１ａと、Ｙ軸負方向側にある１個の光源６０１ｂとを１組とする。光源６０１ａ及び光源６０１ｂは、受光面５０１と受光面５０２の間でＹ軸に平行な中心線上にあり、受光面５０１から光源６０１ａ迄の距離、受光面５０１から光源６０１ｂまでの距離、受光面５０２から光源６０１ａまでの距離、受光面５０２から光源６０１ｂまでの距離は全て等しくなっている。８組の各組を形成する２個の受光面と２個の光源との配置関係は全て同一となっている。

各光源６０１ａ〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０８ｂとして、一又は複数のＬＥＤ等の発光素子を利用する。例えば、一波長の光のみを発する発光素子１個を１つの光源６０１ａとしてもよいし、それぞれが異なる波長の光を発する複数個の発光素子を１つの光源６０１ａとしてもよいし、異なる波長の光を発することができる１個の発光素子を１つの光源６０１ａとしてもよい。利用する発光素子の種類は、紙幣１００で発光を励起するために必要な光の種類に応じて決定される。以下では、各光源６０１ａ〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０８ｂから、赤外光及び紫外光の少なくともいずれか一方を照射可能であるものとして説明する。

なお、図３では読取部３２及び光ガイド部３３が、複数の光ファイバによって形成される例を示したが、本実施形態がこれに限定されるものではない。図４は、読取部３２及び光ガイド部３３が、複数枚の導光板４０１〜４０４によって形成される例を示す模式図である。この例では、図４（Ｂ）に示すように、ベース３２２によって支持された４枚の導光板４０１〜４０４がカバー３２１内に収められている。図４（Ａ）に示すように、各導光板４０１〜４０４が４個の受光面を有しており、これらの受光面によって、読取部３２の１６個の受光面５０１〜５１６が形成される。透明部材３１１及びケース３１２を含む光源部３１は、複数の光源６０１ａ〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０８ｂを有し、図４（Ｃ）に示すように、各光源６０１ａ〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０８ｂと、各受光面５０１〜５１６とは、図３（Ｃ）と同様の位置関係で配置されている。

センサ部３４は、読取部３２で受光して光ガイド部３３によって導かれた光を受けると、この光を、散乱板、第１の４５度偏光板、ウォラストンプリズム及び第２の４５度偏光板を利用して異常光と常光とに分離して、レンズによってＣＣＤセンサ上に結像することにより、分光スペクトルを取得する。

図４に示す導光板４０１〜４０４の構造及び機能、紙幣１００から受けた光からウォラストンプリズム等により干渉縞を得る光学処理方法、得られた干渉縞をＣＣＤセンサにより撮像して分光スペクトルを取得する方法については、国際公開第２０１３／０２７８４８号に記載しているため詳細な説明は省略する。以下では、分光部３０によって、紙幣１００の分光スペクトルを取得するための制御方法について詳細を説明する。

図５は、識別ユニット１の機能構成概略を示すブロック図である。識別ユニット１は、図１に示した識別用センサ部２０及び分光部３０と、制御部７０と、記憶部８０と、分光スペクトルや紙幣画像等を表示可能な表示部９０とを有している。制御部７０は、搬送情報取得部７１、光源制御部７２、データ取得部７３及び識別処理部７４を有している。以下では、分光部３０の機能及び動作に関係する各部の機能及び動作について説明する。

搬送情報取得部７１は、搬送路６０による紙幣１００の搬送情報を取得して、搬送路６０上での紙幣１００の搬送位置を特定する機能を有している。例えば、搬送ローラや搬送ベルトによって搬送される紙幣１００の搬送速度、搬送路６０上の所定位置で紙幣の通過を検知する検知センサによる検知結果等に基づいて、搬送路６０上での紙幣１００の搬送位置を特定する。搬送情報取得部７１の機能により、光源部３１から光を照射して読取部３２によって光を読み取る搬送路６０上の読取領域を紙幣１００が通過するタイミングを特定することができる。

光源制御部７２は、搬送情報取得部７１によって特定された搬送路６０上での紙幣１００の搬送位置に基づいて、光源部３１の動作を制御する機能を有する。具体的には、光源制御部７２は、読取部３２の受光面５０１〜５１６による読取領域を紙幣１００が通過するタイミングに合わせて紙幣１００に向けて光を照射するために、複数のＬＥＤ等の光源６０１ａ〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０１ｂを有する光源部３１で、点灯するＬＥＤを選択する。また、光源制御部７２は、選択したＬＥＤを点灯するタイミング、ＬＥＤの点灯時間、ＬＥＤを点灯する際の電流値等を制御することにより、ＬＥＤの発光量を制御する。

データ取得部７３は、搬送路６０上での紙幣１００の搬送位置に基づいて、ラインセンサ、磁気センサ、厚みセンサ等の識別用センサ部２０の動作を制御して、紙幣１００の画像、磁気特性、厚み等、紙幣１００の特徴に係るデータを取得する機能を有している。また、データ取得部７３は、搬送情報取得部７１によって特定された搬送路６０上での紙幣１００の位置に基づいて、センサ部３４の動作を制御して、紙幣１００の光学特性に係るデータを取得する機能を有する。また、データ取得部７３は、紙幣１００上で励起された光の発光強度に応じてセンサ部３４から出力される信号のゲイン及び測定時間の少なくともいずれか一方を調整する機能を有している。

識別ユニット１では、光源制御部７２及びデータ取得部７３の機能により、紙幣１００上で励起される発光の発光強度が弱い場合でも、その発光強度に応じて、光源部３１から照射する光の発光量を制御する電流値、光源部３１から光を照射する時間、紙幣１００で励起された発光をセンサ部３４で測定する際の信号のゲイン、発光を測定する測定時間の少なくともいずれか一つを調整して、紙幣１００から取得する分光スペクトルの信号強度を調整できるようになっている。

識別処理部７４は、識別用センサ部２０を利用してデータ取得部７３で取得されたデータに基づいて、紙幣１００の金種や真偽等を識別する機能を有している。また、識別処理部７４は、分光部３０を利用してデータ取得部７３で取得されたデータに基づいて、紙幣１００の金種や真偽等を識別する機能を有している。

記憶部８０は、分光測定条件８１及び識別用データ８２の保存に利用される半導体メモリ等の不揮発性の記憶装置である。光源制御部７２及びデータ取得部７３は、分光測定条件８１に基づいて動作するようになっている。

記憶部８０に保存されている識別用データ８２は、識別用センサ部２０及び分光部３０で取得したデータに基づいて紙幣１００の金種や真偽等を識別するために利用するデータである。例えば、紙幣１００の金種毎に、識別用センサ部２０を利用して紙幣１００から得られるデータ、分光部３０を利用して紙幣１００から得られるデータ等が、予め識別用データ８２として保存されている。識別処理部７４は、搬送路６０を搬送される紙幣１００から識別用センサ部２０を利用して得られたデータと識別用データ８２とを比較することにより、搬送路６０上の紙幣１００の金種、搬送状態等を特定する。同様に、識別処理部７４は、搬送される紙幣１００から分光部３０を利用して得られたデータと識別用データ８２とを比較することにより、搬送される紙幣１００の金種を識別する。また、識別処理部７４は、同様に、識別用データ８２を利用して紙幣１００の真偽、正損等の識別も行う。

分光測定条件８１は、紙幣１００上の所定の部分領域から分光スペクトルを取得するための測定条件を保存したものである。分光測定条件８１として、光源部３１に含まれる複数の光源６０１ａ〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０８ｂのうち部分領域に向けて光を照射する少なくとも１つの光源を特定するための情報、搬送路６０上での紙幣１００の搬送位置に合わせてこの光源を点灯するタイミングを特定するための情報、点灯した光源を消灯するタイミングを特定するための情報等が、関連付けられた状態で保存されている。分光測定条件８１には、この他、光源を点灯する際の電流値、データ取得部７３がセンサ部３４から分光スペクトルに係る信号の取得を開始するタイミングを特定するための情報、センサ部３４からの信号取得を停止するタイミングを特定するための情報、センサ部３４から取得する信号のゲイン調整量を特定するための情報等も含まれている。識別ユニット１では、搬送路６０を搬送される紙幣１００の金種、表裏方向及び天地方向を特定することができれば、分光測定条件８１を参照することにより、光源制御部７２による光源部３１の制御方法、データ取得部７３によるセンサ部３４からのデータの取得方法を決定して、搬送路６０上の紙幣１００から分光スペクトルを取得できるようになっている。

具体的には、識別処理部７４は、まず、分光部３０よりも搬送方向上流側に配置された識別用センサ部２０を利用してデータを取得して、金種や新旧等の紙幣１００の種類を特定すると共に、紙幣１００が表面及び裏面のいずれを上面として搬送されているか、紙幣１００が天地いずれの方向を搬送方向前方としているか等、紙幣１００の搬送状態を特定する。次に、光源制御部７２が、識別処理部７４によって特定された紙幣１００の種類及び搬送状態に係る情報に基づいて分光測定条件８１を参照することにより、この紙幣１００上で励起される発光の種類、この発光が励起される紙幣１００上の部分領域、この部分領域で発光を励起するための光の種類及び照射方法、この部分領域と光源部３１の光源６０１ａ〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０８ｂとの位置関係等を認識する。同様に、データ取得部７３は、分光測定条件８１に基づいて、この紙幣１００上で励起される発光の種類、この発光が励起される紙幣１００上の部分領域、この部分領域で励起された発光の測定方法、この部分領域と読取部３２の受光面５０１〜５１６との位置関係等を認識する。こうして、紙幣１００上での発光の励起方法及び励起された発光の測定方法が設定される。

紙幣１００上での発光の励起方法及び測定方法が設定されると、搬送路６０を搬送される紙幣１００が分光部３０による読取領域を通過するタイミングに合わせて、光源制御部７２が光源部３１を制御して光を照射して、データ取得部７３がセンサ部３４から分光スペクトルに係るデータを取得する。こうして得られた分光スペクトルから、紙幣１００上の所定の部分領域に所定の光を照射することにより、所定の発光が励起されたか否かを判定することができる。これにより、データ取得部７３で得られたデータを識別処理部７４での紙幣１００の識別処理に利用して、紙幣１００の識別精度を高めることができる。

識別ユニット１では、分光測定条件８１に基づく設定により、紙幣１００の全面で分光スペクトルを測定することもできるし、一又は複数の部分領域のみから分光スペクトルを取得することもできる。また、紙幣１００に向けて照射する光の種類を変更することで、様々な発光現象に対応できるようになっている。さらに、分光スペクトルの取得タイミングを変更することにより、蛍光発光だけではなく燐光発光の分光スペクトルを取得することもできる。以下では、光源部３１が、紫外光（以下「ＵＶ光」）を照射する第１光源部３１ａと、赤外光（以下「ＩＲ光」）を照射する第２光源部３１ｂとを含む場合を例に、具体的な分光スペクトルの取得方法について説明する。

なお、第１光源部３１ａ及び第２光源部３１ｂは、光源６０１ａ〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０８ｂによって実現される。具体的には、光源６０１ａ〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０８ｂのそれぞれから、ＵＶ光及びＩＲ光の少なくともいずれか一方を照射することが可能となっており、第１光源部３１ａによりＵＶ光を照射するよう制御された場合には、光源６０１ａ〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０８ｂからＵＶ光が照射される。また、第２光源部３１ｂによりＩＲ光を照射するよう制御された場合には、光源６０１ａ〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０８ｂからＩＲ光が照射される。

図６は、分光部３０の動作を制御して紙幣１００全面から光学特性に係るデータを取得する方法を説明する図である。図６（Ａ）は分光部３０の受光面５０１〜５１６及び光源６０１ａ〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０８ｂによって形成されるチャンネルを示している。図６（Ｂ）は、同図（Ａ）に示す各チャンネルに対応して、紙幣１００全面を複数の部分領域に分割したブロック７０１〜７４０を示している。図６（Ｃ）は、同図（Ｂ）に示す全てのブロック７０１〜７４０からデータを取得するための光源部３１及びセンサ部３４の制御方法を示す分光測定条件８１である。図６（Ｄ）は、同図（Ｃ）に示す分光測定条件８１に基づく第１光源部３１ａ、第２光源部３１ｂ及びセンサ部３４の制御方法を示している。

図６（Ａ）に示すように、分光部３０では、受光面５０１、受光面５０２、光源６０１ａ及び光源６０１ｂを１組（１チャンネル）として制御する。同様に２つの受光面及び２つの光源の組み合わせでチャンネル設定を行うことにより、分光部３０は、チャンネル１〜８（図中Ｃｈ１〜Ｃｈ８）の８チャンネルに分けられる。

図６（Ｂ）では、図面の上方向が紙幣１００の搬送方向となっている。例えば、図６（Ｂ）に示すブロック７０１が分光部３０の直下で読取部３２による読取領域と重なるタイミングで、光源部３１でチャンネル１の光源６０１ａ、６０１ｂを点灯する。そして、紙幣１００からの反射光を読取部３２の受光面５０１、５０２で受光することにより、センサ部３４でブロック７０１の分光スペクトルを取得することができる。

センサ部３４は、全ての受光面５０１〜５１６で受光した光からプリズム等を利用して分光スペクトルを取得するものであるが、チャンネル１の光源６０１ａ、６０１ｂのみを点灯してブロック７０１に光を照射することにより、受光面５０１、５０２でブロック７０１からの反射光を受けて、ブロック７０１の分光スペクトルを取得できるようになっている。すなわち、ノイズとなる光がなく光源からの光のみが紙幣１００に照射される環境下で、紙幣１００上で分光スペクトルの取得対象となる部分領域に向けて光源から光を照射すると、この部分領域で励起された光が読み取られて分光スペクトルを取得できるようになっている。

紙幣１００は、ブロック７０１に光を照射してデータを取得する間も搬送路６０上を搬送され続けているため、ブロック７０１からデータを取得した後に続けてブロック７０２からデータを取得する際には、ブロック７０２の位置がブロック７０１に対して搬送方向と反対方向（図面の下方向）にずれた位置となる。例えば、紙幣１００の搬送速度が２０００ｍｍ／Ｓ、ブロック７０１のデータ取得にかかる時間が５００μＳである場合には、ブロック７０１とブロック７０２の搬送方向のずれ量は１ｍｍとなる。この結果、ブロック７０１〜７０８の１列で搬送方向のずれ量が８ｍｍとなるが、紙幣１００に対するブロック７０１〜７４０を、図６（Ｂ）に示すように設定することにより、高速搬送される紙幣１００の全面を対象として、各ブロック７０１〜７４０から分光スペクトルを取得することができる。

図６（Ｃ）は、紙幣１００の全面、すなわち同図（Ｂ）に示すブロック７０１〜７４０から順に分光スペクトルを取得するための分光測定条件８１を示している。分光測定条件８１には、測定順序を示す「Ｎｏ．」、搬送路６０上での紙幣１００の位置をミリメートル単位で示す「紙幣位置」、センサ部３４による測定方法を設定した「センサ」、ＵＶ光を照射する第１光源部３１ａの制御方法を設定した「第１光源」、ＩＲ光を照射する第２光源部３１ｂの制御方法を設定した「第２光源」の項目が含まれている。

なお、図６（Ｃ）の分光測定条件８１は、紙幣１００全面にＵＶ光を照射して蛍光発光を測定する例を示している。具体的には、第１光源部３１ａのみを利用してＵＶ光を照射して、ＵＶ光を照射している間に、紙幣１００上で励起された蛍光を測定する設定内容となっている。

分光測定条件８１に含まれる「紙幣位置」の項目については、分光部３０によって図６（Ｂ）に示すブロック７０１の測定を開始する際の搬送路６０上での紙幣１００の位置を０ｍｍとしている。ブロック７０１の測定を終えた５００μＳ後の紙幣１００の紙幣位置は１ｍｍとなり、さらに５００μＳ後の紙幣１００の紙幣位置が２ｍｍとなる。

また、分光測定条件８１のセンサの項目にある「測定開始」、第１光源の項目にある「点灯開始」、第２光源の項目にある「点灯開始」の項目は、いずれも、紙幣１００がその紙幣位置に達したタイミングを０（ゼロ）として、測定又は点灯を何秒後に開始するかを示している。

例えば、図６（Ｃ）に示すＮｏ．０（ゼロ）のセンサの項目は、紙幣位置が０ｍｍとなったタイミング（０μＳ）で、ゲイン１で、センサ部３４による測定を開始して、５００μＳに達した所で測定を終了することを示している。また、Ｎｏ．０の第１光源の項目は、紙幣１００が０ｍｍの紙幣位置に達したタイミング（０μＳ）で、電流値１０ｍＡで、第１光源部３１ａのチャンネル１の光源６０１ａ、６０１ｂを点灯してＵＶ光の照射を開始して、開始から５００μＳの時間が経過した所で光源６０１ａ、６０１ｂを消灯することを示している。２０００ｍｍ／Ｓで搬送される紙幣１００のブロック７０１で、Ｎｏ．０の測定を終えた際には、紙幣位置が１ｍｍとなっている。この１ｍｍの紙幣位置でＮｏ．１の測定が開始され、ブロック７０２の測定が行われる。Ｎｏ．１の測定は、第１光源部３１ａのチャンネル２の光源６０２ａ、６０２ｂを電流値１０ｍＡで点灯して５００μＳの間ＵＶ光を照射して、この５００μＳの間にセンサ部３４による測定が行われることを示している。すなわち、図６（Ｃ）の分光測定条件８１は、第１光源部３１ａのチャンネル１〜８の光源を順に点灯しながら測定を行う交番点灯制御を行う設定となっている。

図６（Ｄ）は、同図（Ｃ）に示す分光測定条件８１に基づいて行われる第１光源部３１ａ、第２光源部３１ｂ及びセンサ部３４の制御方法を示すタイミングチャートである。図６（Ｄ）を含め、本実施形態に係るタイミングチャートは、右方向に進むほど時間が経過することを示しており、この時間の経過を、最上段の紙幣位置の目盛りによって示している。紙幣位置の数値は分光測定条件８１の紙幣位置に対応しており、１ｍｍ分の１目盛りが５００μＳの時間を示している。また、分光スペクトルを取得するために点灯する光源は、第１光源部３１ａ及び第２光源部３１ｂのチャートと、各チャンネル１〜８（図中Ｃｈ１〜８）のチャートとによって示している。例えば、図６（Ｄ）の例では、紙幣位置０〜１ｍｍの間では、第１光源部３１ａ及びチャンネル１のみがＯＮ状態となっている。これは、第１光源部３１ａのチャンネル１の光源６０１ａ、６０１ｂのみを点灯して、他の光源は点灯しないことを示している。また、センサ部３４のチャートは、ＯＦＦの状態が測定を行っていない状態を示し、ＯＮの状態が読取部３２の受光面５０１〜５１６からの光を受けて分光スペクトルを測定していることを示している。図６（Ｃ）の分光測定条件８１では、同図（Ｄ）に示すように、紙幣位置が０〜１ｍｍの間はチャンネル１でＵＶ光を照射して分光スペクトルの測定が行われた後、紙幣位置が１〜２ｍｍの間はチャンネル２でＵＶ光を照射して分光スペクトルの測定が行われるというように、第１光源部３１ａの各チャンネル１〜８で、順に、ＵＶ光を照射している間に分光スペクトルの測定が行われる。

分光測定条件８１に基づいて、紙幣位置が０ｍｍから８ｍｍに至る間に、各チャンネル１〜８の光源を順にオン、オフする交番点灯制御を行うことにより、センサ部３４では同図（Ｂ）に示すブロック７０１〜７０８の１列目のデータを取得することができる。続いて、紙幣位置が８ｍｍに至った所から、再び各チャンネル１〜８の光源を順に点灯及び消灯することにより、センサ部３４では、ブロック７０９〜７１６の２列目のデータを取得することができる。こうして各チャンネル１〜８の光源の点灯タイミング及び消灯タイミングを制御して、受光面５０１〜５１６で受光した光から分光スペクトルを取得することにより、紙幣１００の全面を含むブロック７０１〜７４０から分光スペクトルを取得することができる。

このように、識別ユニット１では、各ブロック７０１〜７４０から順に分光スペクトルを取得するための設定を予め分光測定条件８１として準備しておくことにより、紙幣１００の全面から分光スペクトルを取得することができる。

次に、図６に示す測定方法により、紙幣１００の分光スペクトルを取得する具体的な例について説明する。図７は、紙幣１００の全面を測定して、紙幣１００上で発光が励起される部分領域から分光スペクトルを取得する方法を示す図である。

図７（Ａ）は、ＵＶ光を照射した際に３つの部分領域１０１〜１０３で蛍光が励起される紙幣１００の例を示している。図７（Ａ）に示すように、部分領域１０１〜１０３は、それぞれが紙幣１００上に設定された４つのブロックに含まれているため、図６に示すように紙幣全面の測定を行った場合に、３つの部分領域１０１〜１０３に対応する１２個のブロックで、各部分領域１０１〜１０３で励起された蛍光発光の分光スペクトルが取得される。

図７（Ｂ）〜（Ｄ）は、部分領域１０１〜１０３のそれぞれに対応するブロックで取得された分光スペクトルを示している。図７（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、３つの部分領域１０１〜１０３で、ピーク波長、ピークレベル、信号波形等の特徴が異なる分光スペクトルが取得される。取得した分光スペクトルの特徴を紙幣１００の金種や真偽等の識別処理に利用することができる。

識別ユニット１では、分光スペクトルに現れたピーク波長、ピークレベル、分光スペクトルの信号波形等の特徴に基づいて紙幣１００の識別を行う他、分光スペクトルから生成した紙幣画像に基づいて紙幣１００の識別を行うことも可能となっている。なお、紙幣画像の生成はデータ取得部７３によって行われ、紙幣１００の識別は識別処理部７４によって行われる。

図７（Ｅ）は、同図（Ｂ）〜（Ｄ）に示す分光スペクトルに基づいて生成した同図（Ａ）の紙幣１００の紙幣画像２００を示す模式図である。紙幣画像２００は、分光スペクトルを取得する際のブロック７０１〜７４０に合わせて、紙幣全面を４０個に分割したブロックから形成されている。

図７（Ｅ）では、蛍光発光が励起される部分領域１０１〜１０３に対応する部分領域１９１〜１９３を、異なる模様を用いて模式的に示しているが、実際の画像では、各領域１９１〜１９３が色及び明度の異なるカラー画像となっている。具体的には、予め設定した方法に基づいて、紙幣１００上に設定された各ブロック７０１〜７４０で得られた分光スペクトルから、紙幣画像２００の各ブロックの画像を生成する。例えば、紙幣１００上のブロックで取得された分光スペクトルが赤の波長域にのみピークを有するものであればブロック画像を赤色の画像とし、緑の波長域にのみピークを有するものであればブロック画像を緑色の画像とし、赤のピーク及び緑のピークの両方を有する場合はブロック画像をピーク比に応じて赤と緑を混合した色の画像とする。また、例えば、ピークレベルに応じて画像の明度を変更する。なお、分光スペクトルによる特徴的な波形が得られなかったブロックは、背景色で表示される。背景色は、特に限定されないが、本実施形態では図示の便宜上背景色を白色として表示する。

例えば、図７（Ａ）に示す紙幣１００の部分領域１０１が含まれる４つのブロック７１１、７１２、７１９、７２０に対応して、同図（Ｅ）に示すように、紙幣画像２００上の部分領域１９１が４つのブロックから形成される。図７（Ｂ）に示すように、紙幣１００上の部分領域１０１から黄色の波長域にピークを有する分光スペクトルが得られるので、紙幣画像２００の部分領域１９１は黄色の画像となる。また、図７（Ｃ）に示すように、紙幣１００上の部分領域１０２からは緑色の波長域にピークを有する分光スペクトルが得られるので、部分領域１０２に対応する紙幣画像２００上の部分領域１９２は緑色の画像となる。また、図７（Ｄ）に示すように、紙幣１００上の部分領域１０３からは青色の波長域にピークを有する分光スペクトルが得られるので、部分領域１０３に対応する紙幣画像２００上の部分領域１９３は青色の画像となる。このように、紙幣１００上で蛍光発光が励起される部分領域１０１〜１０３に対応して、紙幣画像２００上の対応する部分領域１９１〜１９３がカラー画像で表示される一方で、紙幣１００の全面を測定した際に発光が観察されなかったブロックは背景色の白で表示される。

このように、紙幣画像２０１では、蛍光発光が励起された紙幣１００上のブロックに対応する領域が、このブロックで励起された蛍光発光の分光スペクトルに応じた画像で表示される。紙幣１００の種類によって、蛍光発光が観察されるブロックの位置、各ブロックで得られる分光スペクトル等が異なるので、紙幣画像２００に基づいて、紙幣１００の金種や真偽等を識別することができる。

例えば、紙幣１００の金種毎に、分光スペクトルに基づいて生成した紙幣画像を、識別用データ８２として予め記憶部８０に保存しておくことにより、保存されている紙幣画像とデータ取得部７３で分光スペクトルから生成した紙幣画像２００との相関性に基づいて、紙幣１００の金種等を決定することが可能となる。

識別ユニット１では、図６に示すように紙幣１００全面の分光スペクトルを取得する他、紙幣１００上の所定の部分領域のみから分光スペクトルを取得することもできる。以下では、図８に示す紙幣１００を例に、この紙幣１００上の部分領域１１１〜１１３のみから光学特性に係るデータを取得する方法を説明する。

図８は、３つの部分領域１１１〜１１３で発光が観察される紙幣１００の例を示す図である。図８（Ａ）は、紙幣１００上で発光が観察される３つの部分領域１１１〜１１３を示し、同図（Ｂ）〜（Ｄ）は、それぞれの部分領域１１１〜１１３の発光を測定した際に得られる分光スペクトルを示している。具体的には、部分領域１１１では、図８（Ｂ）に示すように、ＩＲ光を照射した際に、反射光による分光スペクトルが取得される。また、部分領域１１２では、図８（Ｃ）に示すように、ＵＶ光を照射した際に、蛍光発光による分光スペクトルが取得される。また、部分領域１１３では、図８（Ｄ）に示すように、ＵＶ光を照射した際には７００ｎｍ以下の波長域で蛍光発光による分光スペクトルが取得され、ＩＲ光を照射した際には７００ｎｍ以上の波長域で反射光による分光スペクトルが取得される。このような光学特性を有する紙幣１００で、分光部３０により、各部分領域１１１〜１１３の分光スペクトルを取得するために、図９に示すように分光測定条件８１が設定される。

図９は、図８に示す紙幣１００について設定された分光測定条件８１を説明する図である。図９（Ａ）は、紙幣１００上の部分領域１１１〜１１３と、紙幣１００上に設定されたブロック７０１〜７４０との位置関係を示し、同図（Ｂ）は分光測定条件８１の設定内容を示し、同図（Ｃ）は分光測定条件８１に基づいて分光スペクトルを取得する際の第１光源部３１ａ、第２光源部３１ｂ及びセンサ部３４の動作に係るタイミングチャートを示している。

なお、図９（Ａ）では、図６に示すブロック７０１〜７４０の設定を利用する例を示しているが、分光スペクトルを取得する際のブロック設定が図６に示す例に限定されるものではない。例えば、図９（Ａ）では部分領域１１１が４つのブロックに含まれているが、部分領域１１１が３つ以下のブロックに含まれるようにブロックを設定することもできるし、部分領域１１１が５つ以上のブロックに含まれるように設定することもできる。図９（Ｂ）に示す分光測定条件８１の紙幣位置と、第１光源部３１ａ及び第２光源部３１ｂの点灯開始タイミング及び点灯時間と、センサ部３４による測定開始タイミング及び測定時間とを設定することにより、紙幣１００上の任意の位置に任意の大きさのブロックを設定して、このブロックで分光スペクトルを測定することができるが、本実施形態では、図６に示すブロック設定を利用して分光スペクトルを測定する例を説明することとする。

図９（Ａ）に示すように、紙幣１００上の所定の部分領域１１１〜１１３のみで発光が観察される場合には、識別ユニット１では、これらの部分領域１１１〜１１３のみからデータを取得することができる。具体的には、図９（Ａ）に示すように、部分領域１１１に対応するブロック７０５〜７０７と、部分領域１１２に対応するブロック７１０、７１１、７１８及び７１９と、部分領域１１３に対応するブロック７２９〜７３１のみで分光スペクトルを測定する。

例えば、紙幣処理装置２で図９（Ａ）に示す紙幣１００のみが処理される場合や、識別処理部７４が、識別用センサ部２０で得られたデータに基づいて、搬送路６０を搬送中の紙幣１００の金種が図９（Ａ）に示す紙幣１００の金種であると識別した場合に、同図（Ｂ）に示す分光測定条件８１を利用して、同図（Ｃ）に示すように部分領域１１１〜１１３のみから分光スペクトルを取得する処理が行われる。

図９（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、紙幣１００の位置が０ｍｍの紙幣位置に達しても分光スペクトルの取得は行わず、搬送速度２０００ｍｍ／Ｓで搬送される紙幣１００がさらに搬送されて、紙幣位置が４ｍｍとなったタイミングでＮｏ．０（ゼロ）の測定を開始する。Ｎｏ．０の測定では、紙幣１００が４ｍｍの紙幣位置に到達したタイミングを０μＳとして、ここから５００μＳの間、第２光源部３１ｂのチャンネル５の光源６０５ａ、６０５ｂを電流値１０ｍＡで点灯してＩＲ光を照射する。そして、第２光源部３１ｂからＩＲ光を照射するこの５００μＳの間に、センサ部３４によって分光スペクトルを取得することにより、ブロック７０５で励起された発光の分光スペクトルを取得する。続いて、分光測定条件８１のＮｏ．１及び２に示す測定では、同様に、第２光源部３１ｂからＩＲ光を照射してブロック７０６及び７０７で励起された発光の分光スペクトルを取得する。このように、Ｎｏ．０〜２に示す測定を行うことにより、部分領域１１１に対応するブロック７０５〜７０７から、ＩＲ光を照射した際に励起される発光の分光スペクトルを取得することができる。

紙幣位置６〜７ｍｍの間にブロック７０７で分光スペクトルの測定を終えた後、紙幣位置が９ｍｍに達するまでは、光源を点灯せず分光スペクトルの取得は行わない。そして、紙幣１００の紙幣位置が９ｍｍに到達すると、再び分光スペクトルの測定を開始して、図９（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、分光測定条件８１のＮｏ．３〜６に示す測定を実行して、部分領域１１２に対応するブロック７１０、７１１、７１８及び７１９で分光スペクトルを取得する。具体的には、Ｎｏ．３の測定では、紙幣１００が９ｍｍの紙幣位置に到達したタイミングを０μＳとして、ここから５００μＳの間、第１光源部３１ａのチャンネル２の光源６０２ａ、６０２ｂを電流値１０ｍＡで点灯してＵＶ光を照射する。そして、ＵＶ光を照射するこの５００μＳの間にセンサ部３４によって分光スペクトルを取得することにより、ブロック７１０で励起された発光の分光スペクトルを取得する。続いて、分光測定条件８１のＮｏ．４に示す測定では、同様に、第１光源部３１ａからＵＶ光を照射してブロック７１１で分光スペクトルを取得する。ブロック７１１で分光スペクトルを取得した後は測定を停止する。そして、紙幣位置１７ｍｍに到達すると再び測定を開始して、分光測定条件８１に示すＮｏ．５及び６に示す測定を行って、ブロック７１８及び７１９で分光スペクトルを取得する。こうして、Ｎｏ．３〜６の測定により、部分領域１１２に対応するブロック７１０、７１１、７１８及び７１９で分光スペクトルを取得することができる。

紙幣位置１８〜１９ｍｍの間にブロック７１９の測定を終えた後、測定を停止して、紙幣位置が２８ｍｍに到達すると再び測定を開始する。具体的には、Ｎｏ．７〜９では、第１光源部３１ａのチャンネル５〜７から順にＵＶ光を照射すると共に、第２光源部３１ｂのチャンネル５〜７からも順にＩＲ光を照射することにより、部分領域１１３に対応するブロック７２９〜７３１でＵＶ光による分光スペクトル及びＩＲ光による分光スペクトルの両方を取得する。

このように、紙幣１００上で分光スペクトルを取得する部分領域が予め分かっている場合には、この部分領域のみから分光スペクトルを取得することにより、処理に係る負荷を軽減することができる。例えば図９の例では、紙幣１００を形成する４０個のブロック７０１〜７４０のうち、１０個のブロックのみから分光スペクトルを測定することにより、紙幣１００上で発光が観察される部分領域１１１〜１１３の全てについて分光スペクトルを取得することができる。

こうして、部分領域１１１に対応するブロック７０５〜７０７では図８（Ｂ）に示すような分光スペクトルが取得され、部分領域１１２に対応するブロック７１０、７１１、７１８及び７１９では同図（Ｃ）に示すような分光スペクトルが取得され、部分領域１１３に対応するブロック７２９〜７３１では同図（Ｄ）に示すような分光スペクトルが取得される。

図１０は、部分領域１１１〜１１３から取得された分光スペクトルに基づいて生成した紙幣画像２０１、２０２を示す模式図である。図７の場合と同様に、実際の紙幣画像２０１、２０２では、各領域２１１〜２１３が分光スペクトルに応じたカラー画像となっているが、図１０ではこれらの画像を模様を用いて模式的に示している。

図１０（Ａ）は、ＵＶ光を照射して得られた分光スペクトルから生成した紙幣画像２０１を示し、同図（Ｂ）はＩＲ光を照射して得られた分光スペクトルから生成した紙幣画像２０２を示している。このように、識別ユニット１では、光源部３１から照射した光の種類に応じて、別々に紙幣画像２０１、２０２を生成することも可能となっている。

図８に示すように、ＵＶ光を照射した際には、部分領域１１２及び１１３で蛍光発光による分光スペクトルが取得されるため、図１０（Ａ）に示すように、紙幣画像２０１上では、紙幣１００の部分領域１１２及び１１３に対応する部分領域２１２及び２１３が、分光スペクトルに応じた色の画像となる。同様に、ＩＲ光を照射した際には、部分領域１１１及び１１３で反射光による分光スペクトルが取得されるため、図１０（Ｂ）に示すように、紙幣画像２０２上では、紙幣１００の部分領域１１２及び１１３に対応する部分領域２１１及び２１３が、分光スペクトルに応じた色の画像となる。

識別用データ８２として、図８に示す紙幣１００のＵＶ光照射時の紙幣画像及びＩＲ光照射時の紙幣画像を予め記憶部８０に保存しておけば、これらの画像と、搬送路６０を搬送される紙幣１００から分光スペクトルを取得して生成した紙幣画像２０１、２０２との相関性に基づいて、搬送中の紙幣１００が、図８に示す紙幣１００であるか否かを判定することが可能となる。

識別ユニット１では、蛍光発光に加えて燐光発光の分光スペクトルを取得することもできる。以下では、蛍光発光及び燐光発光の両方が観察される、図１１に示す紙幣１００を例に、光学特性に係るデータを取得する方法を説明する。

図１１は、４つの部分領域１２１〜１２４で発光が観察される紙幣１００の例を示す図である。図１１（Ａ）は、紙幣１００上で発光が観察される４つの部分領域１２１〜１２４を示し、同図（Ｂ）〜（Ｅ）は、それぞれの部分領域１２１〜１２４の発光を測定した際に得られる分光スペクトルを示している。具体的には、部分領域１２１では、図１１（Ｂ）に示すように、ＵＶ光を照射した際に、蛍光発光による分光スペクトルが取得される。また、部分領域１２２では、図１１（Ｃ）に示すように、ＵＶ光を照射した際に、蛍光発光及び燐光発光による分光スペクトルが取得される。また、部分領域１２３では、図１１（Ｄ）に示すように、ＩＲ光を照射した際に、燐光発光による分光スペクトルが取得される。また、部分領域１２４では、図１１（Ｅ）に示すように、ＵＶ光を照射した際には７００ｎｍ以下の波長域で燐光発光による分光スペクトルが取得され、ＩＲ光を照射した際には７００ｎｍ以上の波長域で燐光発光による分光スペクトルが取得される。このような光学特性を有する紙幣１００で、分光部３０により、各部分領域１２１〜１２４の分光スペクトルを取得するために、図１２に示すように分光測定条件８１が設定される。

なお、図１１に示す部分領域１２１〜１２４に合わせてブロックの位置及び大きさを設定することも可能であるが、本実施形態では、図６に示すブロック設定を利用して分光スペクトルを測定する例を説明する。分光スペクトルは、発光する部分領域の直上でしか測定できないものではない。このため、図１２（Ａ）に示すように、紙幣１００上で発光が励起される部分領域１２１、１２３、１２４の一部が、測定するブロック７１０、７２０、７３０の領域外となる場合でも、各ブロック７１０、７２０、７３０から、各部分領域１２１、１２３、１２４で励起される発光の分光スペクトルを測定することができる。また、これとは逆に、部分領域１２２がブロック７１１に含まれて、ブロック７１１内の一部の領域が部分領域１２２となるような場合でも、ブロック７１１から、部分領域１２２で励起される発光の分光スペクトルを測定することができる。

図１２は、図１１に示す紙幣１００について設定された分光測定条件８１を説明する図である。図１２（Ａ）は、紙幣１００上の部分領域１２１〜１２４と、紙幣１００上に設定されたブロック７０１〜７４０との位置関係を示し、同図（Ｂ）は分光測定条件８１の設定内容を示し、同図（Ｃ）は分光測定条件８１に基づいて分光スペクトルを取得する際の第１光源部３１ａ、第２光源部３１ｂ及びセンサ部３４の動作に係るタイミングチャートを示している。

図１２（Ａ）に示すように、紙幣１００上の所定の部分領域１２１〜１２４のみで発光が観察される場合には、これらの部分領域１２１〜１２４のみからデータを取得することができる。具体的には、図１２（Ａ）に示すように、部分領域１２１に対応するブロック７１０と、部分領域１２２に対応するブロック７１１と、部分領域１２３に対応するブロック７２０と、部分領域１２４に対応するブロック７３０のみで分光スペクトルを測定する。

例えば、紙幣処理装置２で図１２（Ａ）に示す紙幣１００のみが処理される場合や、識別処理部７４が、識別用センサ部２０で得られたデータに基づいて、搬送路６０を搬送中の紙幣１００の金種が図１２（Ａ）に示す紙幣１００の金種であると識別した場合に、同図（Ｂ）に示す分光測定条件８１を利用して、同図（Ｃ）に示すように部分領域１２１〜１２４のみで分光スペクトルを測定する。

図１２（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、紙幣１００の位置が０ｍｍの紙幣位置に達しても分光スペクトルの取得は行わず、搬送速度２０００ｍｍ／Ｓで搬送される紙幣１００がさらに搬送されて紙幣位置が９ｍｍとなったタイミングで、Ｎｏ．０（ゼロ）の測定を開始する。Ｎｏ．０の測定では、紙幣１００が９ｍｍの紙幣位置に到達したタイミングを０μＳとして、ここから５００μＳの間、第１光源部３１ａのチャンネル２の光源６０２ａ、６０２ｂを電流値１０ｍＡで点灯してＵＶ光を照射する。そして、第１光源部３１ａからＵＶ光を照射するこの５００μＳの間に、センサ部３４によって分光スペクトルを取得することにより、ブロック７１０で励起された発光の分光スペクトルを取得する。続いて、分光測定条件８１のＮｏ．１及び２に示す測定では、第１光源部３１ａのチャンネル３の光源６０３ａ、６０３ｂからＵＶ光を照射して、ブロック７１１で励起された蛍光発光及び燐光発光の分光スペクトルを取得する。

具体的には、Ｎｏ．１の測定では、紙幣位置１０〜１１ｍｍの５００μＳの間に、ＵＶ光を照射しながら同時に分光スペクトルを取得することにより、蛍光発光の分光スペクトルを取得する。そして、Ｎｏ．２の測定では、紙幣位置が１０ｍｍに達してから５００μＳ経過してＵＶ光の照射を停止した後、５００μＳの間に、ゲイン２で燐光発光の分光スペクトルを取得する。言い換えれば、紙幣位置が１１ｍｍに達して光源６０３ａ、６０３ｂを消灯した後、紙幣位置１１〜１２ｍｍの５００μＳの間に、ゲイン２で燐光発光の分光スペクトルを取得する。

蛍光発光は光源から光の照射を開始した瞬間から発光して光の照射を停止した瞬間に消失するのに対し、燐光発光では光の照射を停止した後も発光を継続して徐々に消失する残光が観察される。このため、ＵＶ光を照射している間に蛍光発光による分光スペクトルを取得して、ＵＶ光の照射を停止した後、燐光発光の分光スペクトルを取得するものである。燐光発光の発光強度は、蛍光発光の発光強度に比べて弱い。このため、Ｎｏ．１の測定では蛍光発光を測定する際のセンサ部３４のゲインを１としているのに対して、Ｎｏ．２の測定では燐光発光を測定する際のセンサ部３４のゲインを２としている。これにより、燐光発光の分光スペクトルのピークレベルを上げた状態で、分光スペクトルの測定結果を得られるようになっている。また、図１２の例には含まれていないが、必要に応じて、分光測定条件８１で設定する光源部３１ａ、３１ｂの電流値を変更して、光源６０１〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０８ｂから照射する光の光量を増大させることにより、燐光発光の発光量を増大させることも可能となっている。

識別ユニット１では、発光を励起するために光源から照射する光の発光量を制御する電流値、光を照射する時間、励起された発光を測定して得られる信号のゲイン、信号の測定時間の少なくともいずれか一つを調整することにより、蛍光発光及び燐光発光の両方で適度なピークレベルを有する分光スペクトルを得ることができる。なお、光源点灯時の電流値及び発光時間と、センサ信号取得時のゲイン及び測定時間とは、各分光スペクトルの信号波形上でピーク等の特徴が明確に現れかつセンサ部３４で光を受光する受光素子が飽和状態とならないように設定される。

こうして紙幣位置９〜１２ｍｍの間に、ブロック７１０の蛍光発光、ブロック７１１の蛍光発光及び燐光発光を測定した後、紙幣位置が１９ｍｍに達するまでは、光源を点灯せず分光スペクトルの取得は行わない。そして、紙幣１００が、１９ｍｍの紙幣位置に到達すると、再び分光スペクトルの測定を開始する。

図１２（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、分光測定条件８１のＮｏ．３に示す測定を実行して、部分領域１２３に対応するブロック７２０で分光スペクトルを取得する。具体的には、Ｎｏ．３の測定では、紙幣１００が１９ｍｍの紙幣位置に到達したタイミングを０μＳとして、ここから５００μＳの間、第２光源部３１ｂのチャンネル４の光源６０４ａ、６０４ｂを電流値１０ｍＡで点灯してＩＲ光を照射する。そして、ＩＲ光を照射する５００μＳの間はセンサ部３４による測定を行わず、紙幣位置が１９ｍｍとなってから５００μＳが経過してＩＲ光の照射を停止してから５００μＳ（紙幣位置２０〜２１ｍｍ）の間に、ゲイン２でセンサ部３４による測定を行う。これにより、部分領域１２３に対応するブロック７２０でＩＲ光によって励起された燐光発光の分光スペクトルを取得する。

ブロック７２０で燐光発光の分光スペクトルを取得した後、紙幣位置が２９ｍｍに達するまでは、光源を点灯せず分光スペクトルの取得は行わない。そして、紙幣１００が２９ｍｍの紙幣位置に到達すると、再び分光スペクトルの測定を開始する。

図１２（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、分光測定条件８１のＮｏ．４に示す測定を実行して、部分領域１２４に対応するブロック７３０で分光スペクトルを取得する。具体的には、Ｎｏ．４の測定では、紙幣１００が２９ｍｍの紙幣位置に到達したタイミングを０μＳとして、ここから４００μＳの間、第１光源部３１ａ及び第２光源部３１ｂのチャンネル６の光源６０６ａ、６０６ｂを電流値１０ｍＡで点灯して、ＵＶ光及びＩＲ光の両方を照射する。そして、ＵＶ光及びＩＲ光を照射する４００μＳの間はセンサ部３４による測定を行わず、紙幣位置が２９ｍｍとなってから４００μＳが経過してＵＶ光及びＩＲ光の両方の照射を停止してから５００μＳの間に、ゲイン２でセンサ部３４による測定を行う。すなわち、紙幣１００が２９ｍｍの紙幣位置に到達した時点を０（ゼロ）として、０〜４００μＳの間はＵＶ光及びＩＲ光の両方を照射するのみで分光スペクトルの取得は行わず、４００μＳが経過してＵＶ光及びＩＲ光の照射を停止した後、４００〜９００μＳの間にＵＶ光による燐光発光及びＩＲ光による燐光発光を測定するものである。

このように、所定の部分領域のみで分光スペクトルに係る測定処理を行うことにより、測定に係る負荷を軽減することができる。図１２の例では、紙幣１００を形成する４０個のブロック７０１〜７４０のうち、４個のブロックで分光スペクトルを測定することにより、紙幣１００上で発光が観察される部分領域１２１〜１２４の全てについて分光スペクトルを取得することができる。

こうして、部分領域１２１に対応するブロック７１０では、ＵＶ光によって励起された蛍光発光から図１１（Ｂ）に示すような分光スペクトルが取得される。また、ブロック７１１では、ＵＶ光によって励起された蛍光発光及び燐光発光から図１１（Ｃ）に示すような分光スペクトルが取得される。また、ブロック７２０ではＩＲ光によって励起された燐光発光から図１１（Ｄ）に示すような分光スペクトルが取得される。そして、ブロック７３０では、ＵＶ光によって励起された燐光発光及びＩＲ光によって励起された燐光発光から図１１（Ｅ）に示すような分光スペクトルが取得される。

図１３は、部分領域１２１〜１２４から取得された分光スペクトルに基づいて生成した紙幣画像２０３〜２０５を示す模式図である。図７及び図１０の場合と同様に、実際の紙幣画像２０３〜２０５では、各領域２２１〜２２４が分光スペクトルに応じたカラー画像となっているが、図１３ではこれらを異なる模様を用いて模式的に示している。

図１３（Ａ）は、ＵＶ光を照射して得られた蛍光発光の分光スペクトルから生成した紙幣画像２０３を示し、同図（Ｂ）はＵＶ光を照射して得られた燐光発光の分光スペクトルから生成した紙幣画像２０４を示し、同図（Ｃ）はＩＲ光を照射して得られた燐光発光の分光スペクトルから生成した紙幣画像２０５を示している。このように、識別ユニット１では、光源部３１から照射した光の種類と、励起された発光の種類とに応じて、別々に紙幣画像２０３〜２０５を生成することも可能となっている。

図１１に示すように、ＵＶ光を照射した際に、部分領域１２１及び１２２で蛍光発光を示す分光スペクトルが取得されるため、図１３（Ａ）に示すように、紙幣１００上の部分領域１２１及び１２２に対応して、紙幣画像２０３上の部分領域２２１及び２２２が分光スペクトルに応じた色の画像となる。また、ＵＶ光を照射した際に、部分領域１２２及び１２４で燐光発光による分光スペクトルが取得されるため、図１３（Ｂ）に示すように、紙幣１００上の部分領域１２２及び１２４に対応して、紙幣画像２０４上の部分領域２２２及び２２４が分光スペクトルに応じた色の画像となる。また、ＩＲ光を照射した際には、部分領域１２３及び１２４で燐光発光による分光スペクトルが取得されるため、図１３（Ｃ）に示すように、紙幣１００上の部分領域１２３及び１２４に対応して、紙幣画像２０５上の部分領域２２３及び２２４が分光スペクトルに応じた色の画像となる。

なお、図１１〜図１３では、ＵＶ光を照射した際の可視蛍光及び可視燐光、ＩＲ光を照射した際のＩＲ蛍光及びＩＲ燐光の分光スペクトルを取得する態様を示したが、本実施形態がこれに限定されるものではない。具体的には、例えば、ＵＶ光を照射した際のＩＲ蛍光及びＩＲ燐光、可視光を照射した際のＩＲ蛍光及びＩＲ燐光の光スペクトルを取得する態様であっても構わない。紙幣１００に照射する光の波長域及び紙幣１００から取得する分光スペクトルの波長域は、紙幣１００で励起される発光現象に応じて適宜決定される。

識別用データ８２として、図１１に示す紙幣１００について、ＵＶ光照射時の蛍光発光の紙幣画像と、ＵＶ光照射時の燐光発光の紙幣画像と、ＩＲ光照射時の燐光発光の紙幣画像とを予め記憶部８０に保存しておけば、これらの画像と、搬送路６０を搬送される紙幣１００から分光スペクトルを取得して生成した紙幣画像２０３〜２０５との相関性に基づいて、搬送中の紙幣１００が、図１１に示す紙幣１００であるか否かを判定することが可能となる。

なお、上述した例では、発光が観察される領域に対して、この領域が直下を通過するチャンネルの光源を点灯する例を示したが、本実施形態がこれに限定されるものではなく、発光領域直上の光源に変えて又は加えて、発光領域に対して斜め上方から光を照射するように、分光測定条件８１上を設定することもできる。また、燐光発光の測定についても、発光領域に向けて光を照射するタイミング、光の照射を停止するタイミング、燐光発光を測定するタイミングを、上述した例とは異なる値に設定することができる。例えば、２０００ｍｍ／Ｓで搬送される紙幣１００からの分光スペクトルの取得を、全てのブロックで、５００μＳの時間内に行うこととして、蛍光発光を測定する場合はこの５００μＳの間に光源からの光の照射及び蛍光発光の測定を行って、燐光発光を測定する場合にはこの５００μＳの間に光源からの光の照射、光の照射の停止及び燐光発光の測定の全てを終了するように設定することも可能である。具体的には、例えば、１ブロックの燐光測定を、０〜４００μＳの間に光源から光を照射して、光源からの光の照射を停止してから４００〜５００μＳの間に燐光発光を測定するように設定する。これにより、例えば、最初のブロックで燐光発光を測定した直後に、次のブロックで再び蛍光発光又は燐光発光を測定する必要がある場合でも、最初のブロックで５００μＳの間に燐光発光に係る分光スペクトルを取得した後、続けて次のブロックでも５００μＳの間に蛍光発光又は燐光発光の分光スペクトルを取得することができる。

このように、識別ユニット１では、分光測定条件８１により、紙幣１００上の各部分領域で発光を励起するために点灯する一又は複数の光源を選択することができる。また、分光測定条件８１では、各部分領域で励起される発光の種類、波長域、発光量等に合わせて、選択した光源から照射する光の種類（波長）、発光量、照射角度、発光の開始タイミング及び停止タイミング、各部分領域で励起された発光の測定開始タイミング及び停止タイミング、測定時のゲイン等を設定することもできる。これにより、搬送路６０を高速搬送される紙幣１００上の任意の部分領域で発光を励起すると共に、励起した発光の分光スペクトルを取得することができる。

また、識別ユニット１では、分光スペクトルに現れるピーク波長、ピークレベル等の特徴や、分光スペクトルから生成した紙幣画像を紙幣１００の識別に利用する他、分光スペクトルの信号波形に基づいて紙幣１００の金種等を識別することもできる。具体的には、例えば、紙幣１００の金種毎に、この紙幣１００上で得られる分光スペクトルの信号波形を識別用データ８２として予め記憶部８０に保存しておけば、識別処理部７４が、データ取得部７３で得られた分光スペクトルの信号波形と識別用データ８２として保存されている信号波形との相関性に基づいて紙幣１００の金種等を識別することが可能となる。

識別ユニット１では、識別用センサ部２０による処理を終えた後に分光部３０による処理を行うこともできるし、識別用センサ部２０による処理及び分光部３０による処理を並行して行うこともできる。

図１４は、識別用センサ部２０による処理と、分光部３０による処理とを直列的に行う場合を示すフローチャートである。まず、識別用センサ部２０による紙幣１００の画像、磁気特性、厚み等が測定され（ステップＳ１１）、測定結果に基づいて紙幣１００の種類及び真偽が識別される（ステップＳ１２）。続いて、紙幣１００の種類識別結果に基づいて、紙幣１００に応じた分光測定条件８１が記憶部８０から読み出される（ステップＳ１３）。そして、分光測定条件８１に基づいて、分光部３０による分光スペクトルの測定が行われる（ステップＳ１４）。分光スペクトルの測定結果が得られると、記憶部８０に保存されている識別用データ８２と比較することにより紙幣１００の真偽が識別される（ステップＳ１５）。こうして、識別用センサ部２０を利用した紙幣１００の種類及び真偽の識別結果と、分光部３０を利用した紙幣１００の真偽の識別結果とが得られると、これらに基づいて紙幣１００の種類及び真偽が最終決定される（ステップＳ１６）。

図１５は、識別用センサ部２０による処理と、分光部３０による処理とを並列的に行う場合を示すフローチャートである。まず、識別用センサ部２０により紙幣１００の画像、磁気特性、厚み等が測定され（ステップＳ２１）、測定結果に基づいて紙幣１００の種類及び真偽が識別される（ステップＳ２３）。これらの処理（ステップＳ２１、Ｓ２３）と並行して、分光部３０により分光スペクトルが測定され（ステップＳ２２）、測定結果に基づいて紙幣１００の種類及び真偽が識別される（ステップＳ２４）。

なお、紙幣１００の種類が不明な状態で分光部３０による測定を行う場合には、全ての紙幣１００の種類を互いに区別するために必要な分光スペクトルの測定が行われる。例えば、紙幣処理装置２で処理される紙幣１００が所定の発行国によるものである場合は、この発行国の紙幣１００の種類を識別するために測定する必要がある紙幣１００上の部分領域、各部分領域に対応する光源、光源から照射する光の波長、光を照射するタイミング及び時間、分光スペクトルを測定するタイミング及び時間等が、予め、分光測定条件８１として記憶部８０に保存されている。この分光測定条件８１に基づいて測定を行えば、紙幣１００の種類に応じて、所定の部分領域から所定の分光スペクトルを取得することができる。例えば、紙幣１００の種類毎に、得られる分光スペクトル、この分光スペクトルが得られる部分領域等の情報を識別用データ８２として予め準備しておくことにより、この識別用データ８２と搬送路６０を搬送される紙幣１００から得られた分光スペクトルとに基づいて、紙幣１００の種類及び真偽を識別することができる。同様に、紙幣１００の種類毎に、分光スペクトルから得られる紙幣画像を識別用データ８２として予め準備しておくことにより、この識別用データ８２と搬送路６０を搬送される紙幣１００の分光スペクトルから得られた紙幣画像とに基づいて、紙幣１００の種類及び真偽を識別することができる。

こうして、識別用センサ部２０を利用した紙幣１００の種類及び真偽の識別結果と、分光部３０を利用した紙幣１００の種類及び真偽の識別結果とが得られると、これらに基づいて紙幣１００の種類及び真偽を決定する（ステップＳ２５）。

分光部３０による測定結果を利用して紙幣１００の金種や発行年度等の種類、紙幣１００の真偽を識別する他、紙幣１００の正損を判定することも可能である。具体的には、同じ種類の紙幣１００であれば、同じ波形を有する分光スペクトルが得られる所、紙幣１００の傷み具合によって、所定の周波数域で分光スペクトルの波形が変化する。これを利用して、識別ユニット１では、所定波長域の分光スペクトルの波形に基づいて紙幣１００の正損を判定することも可能となっている。

なお、本実施形態では、光源部３１から照射する光として紫外光及び赤外光を利用する態様を示したが、照射する光の種類が紫外光及び赤外光に限定されるものではない。例えば、紫外光のみ又は赤外光のみで紙幣１００を識別できる場合には、光源部３１から１種類の光のみを照射する態様であってもよい。また、光源部３１から照射する光として紫外光、赤外光の他、白色光、所定波長の可視光等、３種類以上の光を利用する態様であっても構わない。

また、読取部３２に配列される受光面の数が１６個に限定されるものではないし、チャンネル数が８チャンネルに限定されるものではない。受光面の数、チャンネル数、光源の数、光源から照射する光の種類等は、識別対象とする紙幣１００で観察される発光現象、発光が励起される部分領域の位置やサイズに応じて適宜決定されるものである。

また、図１２（Ｂ）のＮｏ．１には、センサ部３４による測定を複数回に分けて行う態様を示したが、同様に、光源６０１ａ〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０８ｂからの光の照射を複数回に分けて行うように設定することもできる。具体的には、例えば、同じ光源から照射する光によって蛍光発光及び燐光発光が励起される場合に、蛍光発光を励起するために設定された電流値で光源を点灯した後、燐光発光を励起するために設定された電流値で同じ光源を点灯する態様であっても構わない。分光測定条件８１を利用することにより、１回の測定の間に、光源から光を照射するタイミング、時間及び回数と、励起された光を測定するタイミング、時間及び回数とを、測定対象とする発光に合わせて設定することができる。

また、本実施形態では、１回の測定で、１つのブロックに対応する光源のみを点灯して、このブロックで分光スペクトルを取得する態様を示したが、本実施形態がこれに限定されるものではない。具体的には、複数チャンネルの光源を同時に点灯して、各チャンネルに対応するブロックから同時に分光スペクトルを取得する態様であっても構わない。例えば、図６（Ａ）に示すブロック７０１とブロック７０５とで異なる波長域の分光スペクトルが得られる場合には、ブロック７０１に対応するチャンネル１の光源６０１ａ、６０１ｂと、ブロック７０５に対応するチャンネル５の光源６０５ａ、６０５ｂとを同時に点灯して、ブロック７０１及びブロック７０５から同時に分光スペクトルを取得することができる。紙幣１００上で、読取部３２の主走査方向にある複数の部分領域で発光が励起され、これらの発光が異なる波長域の分光スペクトルを示す場合には、各部分領域に合わせてブロックを設定し、各ブロックに対応する光源を同時に点灯して、分光スペクトルを同時に測定するように分光測定条件８１を設定すればよい。

上述したように、本実施形態によれば、分光測定条件８１に基づき紙幣１００上の複数の部分領域のそれぞれに光を照射可能に配置された複数の光源６０１ａ〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０８ｂの点灯及び消灯を制御すると共に、センサ部３４によって分光スペクトルを取得するタイミングを制御することにより、蛍光発光及び燐光発光の分光スペクトルを取得することができる。そして、得られた分光スペクトル又は分光スペクトルから生成した紙幣画像を利用して紙幣１００の種類、真偽、正損等を識別することができる。

以上のように、本発明に係る紙葉類識別装置及び紙葉類識別方法は、紙葉類上の複数領域から効率よく取得した光学特性に係るデータに基づいて紙葉類を識別するために有用な技術である。

１ 識別ユニット（紙葉類識別装置）
２ 紙幣処理装置
１０ 入金口
２０ 識別用センサ部
３０ 分光部
３１、３１ａ、３１ｂ 光源部
３２ 読取部
３３ 光ガイド部
３４ センサ部
４０ 収納部
５０ リジェクト口
６０ 搬送路
６１ 上側ガイド
６２ 下側ガイド
７０ 制御部
７１ 搬送情報取得部
７２ 光源制御部
７３ データ取得部
７４ 識別処理部
８０ 記憶部
８１ 分光測定条件
８２ 識別用データ
９０ 表示部
３１１ 透明部材
３１２ ケース
３２２ ベース
４０１〜４０４ 導光板
５０１〜５１６ 受光面
６０１ａ〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０８ｂ 光源

光源制御部７２は、搬送情報取得部７１によって特定された搬送路６０上での紙幣１００の搬送位置に基づいて、光源部３１の動作を制御する機能を有する。具体的には、光源制御部７２は、読取部３２の受光面５０１〜５１６による読取領域を紙幣１００が通過するタイミングに合わせて紙幣１００に向けて光を照射するために、複数のＬＥＤ等の光源６０１ａ〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０８ｂ を有する光源部３１で、点灯するＬＥＤを選択する。また、光源制御部７２は、選択したＬＥＤを点灯するタイミング、ＬＥＤの点灯時間、ＬＥＤを点灯する際の電流値等を制御することにより、ＬＥＤの発光量を制御する。

このように、紙幣画像２００ では、蛍光発光が励起された紙幣１００上のブロックに対応する領域が、このブロックで励起された蛍光発光の分光スペクトルに応じた画像で表示される。紙幣１００の種類によって、蛍光発光が観察されるブロックの位置、各ブロックで得られる分光スペクトル等が異なるので、紙幣画像２００に基づいて、紙幣１００の金種や真偽等を識別することができる。

図８に示すように、ＵＶ光を照射した際には、部分領域１１２及び１１３で蛍光発光による分光スペクトルが取得されるため、図１０（Ａ）に示すように、紙幣画像２０１上では、紙幣１００の部分領域１１２及び１１３に対応する部分領域２１２及び２１３が、分光スペクトルに応じた色の画像となる。同様に、ＩＲ光を照射した際には、部分領域１１１及び１１３で反射光による分光スペクトルが取得されるため、図１０（Ｂ）に示すように、紙幣画像２０２上では、紙幣１００の部分領域１１１ 及び１１３に対応する部分領域２１１及び２１３が、分光スペクトルに応じた色の画像となる。

蛍光発光は光源から光の照射を開始した瞬間から発光して光の照射を停止した瞬間に消失するのに対し、燐光発光では光の照射を停止した後も発光を継続して徐々に消失する残光が観察される。このため、ＵＶ光を照射している間に蛍光発光による分光スペクトルを取得して、ＵＶ光の照射を停止した後、燐光発光の分光スペクトルを取得するものである。燐光発光の発光強度は、蛍光発光の発光強度に比べて弱い。このため、Ｎｏ．１の測定では蛍光発光を測定する際のセンサ部３４のゲインを１としているのに対して、Ｎｏ．２の測定では燐光発光を測定する際のセンサ部３４のゲインを２としている。これにより、燐光発光の分光スペクトルのピークレベルを上げた状態で、分光スペクトルの測定結果を得られるようになっている。また、図１２の例には含まれていないが、必要に応じて、分光測定条件８１で設定する光源部３１ａ、３１ｂの電流値を変更して、光源６０１ａ 〜６０８ａ、６０１ｂ〜６０８ｂから照射する光の光量 を増大させることにより、燐光発光の発光量を増大させることも可能となっている。

Claims (9)

1. 搬送路を搬送される紙葉類に光を照射して紙葉類から取得した分光スペクトルを利用して該紙葉類を識別する紙葉類識別装置であって、
   前記紙葉類上の複数の部分領域に対応して配置された複数の光源を含む光源部と、
   前記複数の部分領域から光を受光可能に配置された受光面を有する読取部と、
   前記受光面で受けた光から分光スペクトルを取得するセンサ部と、
   前記紙葉類上の所定の部分領域から分光スペクトルを取得するために、前記光源部に含まれる複数の光源のうち前記部分領域に対応する少なくとも１つの光源を特定する情報、前記少なくとも１つの光源を点灯するタイミングを特定する情報、及び前記タイミングで点灯した光源を消灯するタイミングを特定する情報を関連付けた分光測定条件を保存する記憶部と、
   前記分光測定条件に基づいて前記光源部を制御する光源制御部と
   を備えることを特徴とする紙葉類識別装置。
2. 前記分光測定条件では、さらに、前記少なくとも１つの光源を点灯する際の発光量を特定する情報が関連付けて保存されていることを特徴とする請求項１に記載の紙葉類識別装置。
3. 前記分光測定条件では、さらに、前記センサ部により分光スペクトルの取得を開始するタイミングを特定する情報及び前記分光スペクトルの取得を停止するタイミングを特定する情報が関連付けて保存されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の紙葉類識別装置。
4. 前記分光測定条件では、さらに、前記センサ部により分光スペクトルを取得する際の信号ゲインの調整量を特定する情報が関連付けて保存されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の紙葉類識別装置。
5. 前記記憶部では、紙葉類の種類及び方向毎に、前記分光測定条件が保存されており、
   前記光源制御部は、前記搬送路を搬送される紙葉類の種類及び方向に対応する分光測定条件を前記記憶部から読み出して前記光源部を制御する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の紙葉類識別装置。
6. 前記光源部は波長域の異なる少なくとも２種類の光を照射可能であり、
   前記分光測定条件で光源を特定する情報は光の種類を特定する情報を含む
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の紙葉類識別装置。
7. 前記光源部は、前記受光面によって光を受光する前記紙葉類上の受光領域に対して搬送方向の上流側から光を照射する光源と、該光を前記受光領域に対して前記搬送方向の下流側から照射する光源とを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の紙葉類識別装置。
8. 前記センサ部によって取得した分光スペクトルに基づいて該分光スペクトルを取得した部分領域を画像で表すことにより前記紙葉類の光学特性を示す紙葉類画像を生成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の紙葉類識別装置。
9. 搬送路を搬送される紙葉類から取得した分光スペクトルを利用して該紙葉類を識別する紙葉類識別方法であって、
   複数の光源を含む光源部で分光スペクトルを取得する部分領域に対応する少なくとも１つの光源を特定する情報、前記少なくとも１つの光源を点灯するタイミングを特定する情報、及び前記タイミングで点灯した光源を消灯するタイミングを特定する情報を関連付けた分光測定条件を取得する分光測定条件取得工程と、
   取得した前記分光測定条件に基づいて前記光源部を制御する光源制御工程と、
   読取部の受光面により前記紙葉類上の複数の部分領域から光を受光する受光工程と、
   センサ部により前記受光面で受光した光から分光スペクトルを取得する分光スペクトル取得工程と
   を含んだことを特徴とする紙葉類識別方法。

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