WO2015029893A1 - 紙幣判別装置 - Google Patents

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WO2015029893A1
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pixel
spectral sensitivity
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PCT/JP2014/071989
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福永　康弘
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オリンパス株式会社
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    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G07D7/1205—Testing spectral properties
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    • G01N2021/6463—Optics
    • G01N2021/6471—Special filters, filter wheel

Definitions

  • the present invention relates to a bill discriminating apparatus.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2013-179994 filed in Japan on August 30, 2013, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • FIG. 24 is a configuration diagram of a conventionally known banknote discriminating device.
  • the bill 74 sent by the bill transport device 75 controlled by the control / discriminating unit 76 is irradiated with light from the light source 71 of the ultraviolet LED, and the fluorescence printed on the bill 74 is detected by the optical filter fluorescence sensor 73.
  • the detected signal is converted into a voltage by the circuit 72 and read out as a signal pattern corresponding to each pixel of the optical filter fluorescence sensor 73.
  • the authenticity of the banknote 74 can be determined. Discriminate.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view showing a cross section of a conventionally known optical filter fluorescent sensor.
  • each photodiode chip 81 is formed on a substrate 85.
  • optical bandpass filters 82 having different transmission bands are disposed on the light receiving surface side of the respective photodiode chips 81 while being held by a filter holder 84.
  • a UVF (ultraviolet cut filter) 83 for cutting the excitation light of the ultraviolet LED is held by a filter holder 84 and disposed.
  • FIG. 26 is a plan view of the conventionally known optical filter fluorescent sensor shown in FIG.
  • a photodiode chip 81 divided into four like PD1, PD2, PD3, and PD4 is disposed on a substrate 85.
  • band pass filters 82 having different transmission bands are disposed on the light receiving surface side of the photodiode chip 81.
  • a UVF 83 is disposed on the substrate 85 so as to cover all the photodiode chips 81.
  • FIG. 27 is a graph showing spectral sensitivity characteristics of the conventionally known optical filter fluorescence sensor shown in FIGS. 25 and 26.
  • the horizontal axis of the graph shown in FIG. 27 indicates the wavelength (nm), and the vertical axis indicates the output.
  • the spectral sensitivity characteristic of the band-pass filter 82 arranged on the light receiving surface side of the PD1 shown in FIG. 26 is BPF1.
  • the spectral sensitivity characteristic of the bandpass filter 82 arranged on the light receiving surface side of the PD2 shown in FIG. 26 is BPF2.
  • the spectral sensitivity characteristic of the bandpass filter 82 arranged on the light receiving surface side of the PD3 shown in FIG. 26 is BPF3.
  • the spectral sensitivity characteristic of the band-pass filter 82 arranged on the light receiving surface side of the PD 4 shown in FIG. 26 is BPF4.
  • the fluorescence spectrum printed on the new ticket is lines 3001 to 3003.
  • the spectrum of the highlighter is indicated by broken lines 3004 and 3005.
  • FIG. 28 shows the transmission characteristics of a conventionally known bandpass filter 82, the wavelength of light emitted from a phosphor irradiated with excitation light, and the wavelength of light emitted from a fluorescent pen irradiated with excitation light.
  • the transmission band of BPF1 which is the bandpass filter 82 is 400 nm to 470 nm, and the transmission bandwidth is 70 nm.
  • the transmission band of the BPF 2 which is the band pass filter 82 is 470 nm to 530 nm, and the transmission bandwidth is 60 nm.
  • the transmission band of the BPF 3 which is the band pass filter 83 is 530 nm to 470 nm, and the transmission bandwidth is 70 nm. Further, the transmission band of the BPF 4 that is the band pass filter 82 is 610 nm or more.
  • the wavelength of the light emitted when the new blue fluorescence, which is a phosphor, is irradiated with excitation light is 400 nm to 460 nm, and the transmission bandwidth is 60 nm.
  • the wavelength of light emitted when the new green fluorescence, which is a phosphor, is irradiated with excitation light is 570 nm to 595 nm, and the transmission bandwidth is 25 nm.
  • the wavelength of light emitted when the new red fluorescence, which is a phosphor, is irradiated with excitation light is 610 nm to 640 nm, and the transmission bandwidth is 30 nm.
  • the wavelength of light emitted when the green fluorescent pen, which is a fluorescent pen, is irradiated with excitation light is 480 nm to 550 nm, and the transmission bandwidth is 70 nm.
  • the wavelength of light emitted when the red fluorescent pen, which is a fluorescent pen, is irradiated with excitation light is 560 nm to 615 nm, and the transmission bandwidth is 55 nm.
  • FIG. 29 is a diagram showing output patterns of PD1, PD2, PD3, and PD4, which are the photodiode chips 81 included in the conventionally known optical filter fluorescence sensor.
  • PD1, PD2, PD3, and PD4 are the photodiode chips 81 included in the conventionally known optical filter fluorescence sensor.
  • each photodiode chip 81 PD1, PD2, PD3, PD4 is output.
  • the output of the signal is larger than the case of “ ⁇ ”
  • the output of the signal is a size between “ ⁇ ” and “ ⁇ ”.
  • the optical filter fluorescence sensor detects light emitted when the new blue fluorescence is irradiated with excitation light
  • the output of PD1 is large
  • the output of PD2 is small
  • the output of PD3 is small
  • PD4 The output of is small.
  • the optical filter fluorescence sensor detects light emitted when the new green fluorescence is irradiated with excitation light
  • the output of PD1 is small
  • the output of PD2 is medium
  • the output of PD3 is large
  • the output of PD4 The output is small.
  • the optical filter fluorescence sensor detects light emitted when the new red fluorescent light is irradiated with excitation light, the output of PD1 is small, the output of PD2 is small, the output of PD3 is small, and the output of PD4 is large.
  • the optical filter fluorescent sensor detects light emitted when the blue fluorescent pen is irradiated with excitation light, the output of PD1 is small, the output of PD2 is small, the output of PD3 is small, and the output of PD4 is small . Further, when the optical filter fluorescent sensor detects light emitted when the green fluorescent pen is irradiated with excitation light, the output of PD1 is small, the output of PD2 is large, the output of PD3 is medium, and the output of PD4 Is small.
  • the optical filter fluorescent sensor detects light emitted when the red fluorescent pen is irradiated with excitation light, the output of PD1 is small, the output of PD2 is small, the output of PD3 is large, and the output of PD4 is small. .
  • the pattern of the magnitude of the signal output from each of the photodiode chips 81 PD1, PD2, PD3, and PD4 differs depending on the types of the phosphor and the fluorescent pen.
  • the fluorescent light printed at each position of the banknote is detected by an optical filter fluorescence sensor, and the output pattern of a genuine note is compared with the output pattern of a fluorescent pen or the like used for counterfeit Can be discriminated.
  • FIG. 30 is a graph showing the spectral sensitivity characteristics of the conventionally known optical filter fluorescent sensor shown in FIGS.
  • the horizontal axis of the graph shown in FIG. 30 indicates the wavelength (nm), and the vertical axis indicates the output.
  • the spectral sensitivity characteristic of the band-pass filter 82 arranged on the light receiving surface side of the PD1 shown in FIG. 26 is BPF1.
  • the spectral sensitivity characteristic of the bandpass filter 82 arranged on the light receiving surface side of the PD2 shown in FIG. 26 is BPF2.
  • the spectral sensitivity characteristic of the bandpass filter 82 arranged on the light receiving surface side of the PD3 shown in FIG. 26 is BPF3.
  • the spectral sensitivity characteristic of the band-pass filter 82 arranged on the light receiving surface side of the PD 4 shown in FIG. 26 is BPF4.
  • both the genuine green fluorescence spectrum 3002 and the green fluorescence pen spectrum 3005 are within the wavelength range of the spectral sensitivity characteristic BPF3 of the PD3 of the photodiode chip 81.
  • the authenticity of the bill is discriminated by the output pattern of each photodiode chip 81.
  • the fluorescent pen has the same color and the fluorescent intensity is strong, and accurate discrimination is difficult. .
  • the genuine green fluorescence spectrum 3002 and the green fluorescence pen spectrum 3005 can be accurately discriminated. It becomes possible.
  • a narrow bandpass filter is expensive.
  • it is difficult to reduce the size of the optical bandpass filter it is difficult to increase the number of colors.
  • the band is narrowed too much, the sensitivity of the sensor will drop significantly, and the detection accuracy will decrease. The bill discrimination speed cannot be secured.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a bill discriminating apparatus capable of discriminating the authenticity of bills at higher speed and with higher accuracy while further downsizing.
  • the banknote discriminating apparatus overlaps the plurality of photoelectric conversion elements to which incident light including fluorescence emitted from the banknote irradiated with excitation light is incident, and the plurality of photoelectric conversion elements.
  • a plurality of organic film filters that are disposed and have different transmission bands and connected to one corresponding photoelectric conversion element among the plurality of photoelectric conversion elements, pass through the organic film filter, and enter the photoelectric conversion element
  • a plurality of pixel circuits that output pixel signals converted by the photoelectric conversion elements according to the intensity of incident light, and light that has passed through the organic film filter based on the plurality of pixel signals output by the plurality of pixel circuits
  • a spectrum processing unit that outputs an incident light intensity of light in a wavelength band narrower than the wavelength band, an output pattern output from the spectrum processing unit, and a genuine signal pattern recorded in advance
  • it includes a determination unit for determining the authenticity of a bill, and at least one of the plurality of organic film filter is a filter obtained by superimposing two or more
  • the transmission wavelength band of each of the plurality of organic film filters includes at least a part of a band from 380 nm to 1100 nm, and the plurality of organic films
  • Each of the filters may be any one of a band pass filter type, a high pass filter type, a low pass filter type, and a band elimination type.
  • some of the plurality of organic film filters have the same color, and the thickness of the several filters. May be different.
  • the color of some of the plurality of organic film filters is the same, The darkness of the color material of the filter may be different.
  • the pixel may not include the organic film filter.
  • the spectrum processing unit is configured to calculate a plurality of pixel signals output from the plurality of pixel circuits.
  • the incident light intensity of light in a wavelength band narrower than the wavelength band of light transmitted through the organic film filter may be output by calculation.
  • each of the plurality of pixel circuits includes a gain circuit that amplifies a signal, an integration circuit, A sample-and-hold circuit, and each output of the circuit may be adjusted according to the magnitude of the output of the spectrum processing unit.
  • the transmission band of the wavelength of light sensed by the photoelectric conversion element in which the organic film filter is disposed is Any one of a transmission region having a full width at half maximum of 45 nm to 350 nm and a wavelength range of 380 nm to 1100 nm and a partial transmission band having a full width at half maximum of 150 nm to 210 nm and a wavelength range of 550 nm to 1100 nm or less, or Both may be included.
  • each of the plurality of organic film filters includes a filter that transmits red light and green light.
  • a filter that transmits light a filter that transmits blue light, a filter that transmits cyan light, a filter that transmits yellow light, a filter that transmits magenta light, and a light that transmits violet light. It may be formed using any of the filters.
  • the photoelectric conversion element in which the organic film filter is disposed has a near infrared light on a light receiving surface. You may have a component cut filter.
  • the plurality of organic film filters may be separated from the photoelectric conversion element on a glass substrate. It may be formed.
  • the plurality of organic film filters formed on the glass substrate may be arranged so as to face each other.
  • the plurality of organic film filters may include a filter that transmits light of the same color. Good.
  • light including fluorescence emitted from the bills irradiated with excitation light is incident on the plurality of photoelectric conversion elements.
  • the plurality of organic film filters are disposed so as to overlap with the plurality of photoelectric conversion elements, respectively, and have different transmission bands.
  • the plurality of pixel circuits are connected to corresponding ones of the plurality of photoelectric conversion elements, and output pixel signals converted by the photoelectric conversion elements according to the intensity of incident light in the wavelength band that has passed through the organic film filter.
  • the spectrum processing unit outputs incident light intensity of light having a wavelength band narrower than the wavelength band of light transmitted through the organic film filter based on the plurality of pixel signals output from the plurality of pixel circuits.
  • the determination unit compares the output pattern output from the spectrum processing unit with a pre-recorded genuine note signal pattern to determine the authenticity of the bill.
  • at least one of the plurality of organic film filters is a filter in which two or more filter layers are overlapped.
  • the transmission wavelength of a general-purpose organic membrane filter that transmits blue light, the transmission wavelength of a general-purpose organic membrane filter that transmits yellow light, and the spectral sensitivity of the photodiode when there is no IR filter and no organic filter It is a graph with a characteristic.
  • 16A and the spectral sensitivity characteristic of a photodiode are overlapped. It is a graph with the transmission wavelength of an organic film filter, and the spectral sensitivity characteristic of a photodiode when there is no filter. It is a graph of the spectral sensitivity characteristic of a pixel when the transmission wavelength of the organic film filter shown to FIG. 17A and the spectral sensitivity characteristic of a photodiode are overlapped. It is a graph of the spectral sensitivity characteristic of the pixel in which the organic film filter is arrange
  • positioned. 18B is a graph obtained by subtracting each spectral sensitivity characteristic shown in FIG. 18A.
  • 19B is a graph obtained by subtracting each spectral sensitivity characteristic shown in FIG. 19A. It is a graph of the spectral sensitivity characteristic of the pixel in which the organic film filter is arrange
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the bill discriminating apparatus in the present embodiment.
  • the bill discriminating apparatus 1 includes a light source 11, an organic multilayer filter fluorescence sensor 12, a circuit 13, a bill transport device 15, a spectrum processing unit 16, a control discrimination unit 17 (determination unit), and a storage. Part 18.
  • a bill 14 is placed on the bill transport device 15.
  • the bill 14 is printed with a phosphor for specifying that it is a genuine note.
  • the light source 11 includes, for example, an ultraviolet LED, and irradiates excitation light for causing a phosphor or the like printed on the banknote 14 to emit light.
  • the organic multilayer filter fluorescent sensor 12 photoelectrically converts incident light and outputs a pixel signal corresponding to the intensity of the incident light. Details of the organic multilayer filter fluorescence sensor 12 will be described later.
  • the circuit 13 includes a plurality of pixel circuits, and amplifies (integrates and gains) the pixel signal output from the organic multilayer filter fluorescence sensor 12 and outputs the amplified pixel signal.
  • the banknote transport device 15 transports the banknotes 14 at regular time intervals based on the control of the control determination unit 17.
  • the spectrum processing unit 16 performs spectrum processing by performing four arithmetic operations on the pixel signal output from the circuit 13. The spectrum processing will be described later.
  • the control discriminating unit 17 controls each unit included in the banknote discriminating apparatus 1. Further, the control discriminating unit 17 outputs the genuine fluorescent substance output pattern stored in the storage unit 18 in advance, the pixel signal output from the organic multilayer filter fluorescent sensor 12 and the result of the spectral processing performed by the spectral processing unit 16. And whether or not the bill 14 is a genuine note is determined. In addition, the determination method of whether the banknote 14 is a genuine note uses the method similar to the method known conventionally.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the arrangement of pixels provided in the organic multilayer filter fluorescent sensor 12 in the present embodiment.
  • the organic multilayer filter fluorescent sensor 12 includes six pixels F, which are pixels F1 to F6, on a substrate 20.
  • the pixel F includes a photodiode (photoelectric conversion element) and an organic film filter.
  • the pixels F1, F3, F5, and F6 include a single organic film filter on the light receiving surface side of the photodiode.
  • the pixels F2 and F4 include a two-layer organic film filter on the light receiving surface side of the photodiode.
  • the substrate 20 is a silicon substrate, for example, and the photodiode has a sensitivity of 380 to 1100 nm. Further, the number of pixels F included in the organic multilayer filter fluorescent sensor 12 is not limited to six, and any number may be provided.
  • a circuit 13 is formed on the substrate 20.
  • the circuit 13 may be configured on a substrate 20 included in the organic multilayer filter fluorescence sensor 12 or may be configured outside the organic multilayer filter fluorescence sensor 12.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section of the organic multilayer filter fluorescent sensor 12 in the present embodiment.
  • the pixel F1 includes a photodiode 21a and an organic film filter 22a.
  • the organic film filter 22a is configured on the light receiving surface side of the photodiode 21a.
  • the pixel F2 includes a photodiode 21b and organic film filters 22b and 22c.
  • the organic film filters 22b and 22c are configured on the light receiving surface side of the photodiode 21b.
  • the pixel F3 includes a photodiode 21c and an organic film filter 22d.
  • the organic film filter 22d is configured on the light receiving surface side of the photodiode 21c.
  • a single-layer organic film filter 22 is formed on the light receiving surface side of the photodiode 21 provided in the pixels F4 to F6, similarly to the pixels F1 and F3.
  • the substrate 20, the pixels F1 to F6, and the circuit 13 are fixed with a clear mold 23.
  • an IR cut filter 24 that cuts near-infrared components of incident light and a UVF 25 that cuts ultraviolet components of excitation light emitted from the light source 11 are configured. Yes.
  • the IR cut filter 24 prevents light having a wavelength of 780 nm or more from entering the pixel F.
  • FIG. 4 is a graph showing the spectral sensitivity characteristics of the pixels F1 to F6 of this embodiment and the pixel F in which the organic film filter 22 is not disposed.
  • the horizontal axis of the graph shown in FIG. 4 indicates the wavelength (nm), and the vertical axis indicates the output.
  • the graph shown in FIG. 4 includes a curve 401 indicating the spectral sensitivity characteristic of the pixel F1, a curve 402 indicating the spectral sensitivity characteristic of the pixel F2, a curve 403 indicating the spectral sensitivity characteristic of the pixel F3, and the pixel F4.
  • Curve 404 showing the spectral sensitivity characteristics of the pixel F5
  • curve 405 showing the spectral sensitivity characteristics of the pixel F5
  • curve 406 showing the spectral sensitivity characteristics of the pixel F6, and the spectrum of the pixel F where the organic film filter 22 is not disposed.
  • a curve 407 showing sensitivity characteristics is shown.
  • the wavelength of the detected light differs for each of the pixels F1 to F6.
  • the spectral sensitivity characteristic (curve 401) of the pixel F1 is a spectral sensitivity characteristic that has a full width at half maximum of about 85 nm and can detect more light of 380 nm to 550 nm.
  • the spectral sensitivity characteristic (curve 402) of the pixel F2 is a spectral sensitivity characteristic that has a half width of about 50 nm and can detect more light of 500 nm to 550 nm.
  • the spectral sensitivity characteristic (curve 403) of the pixel F3 has a half-value width of about 85 nm and can detect more light of 380 nm to 550 nm and a half-value width of about 115 nm and light of 550 nm to 780 nm. It is. Further, the spectral sensitivity characteristic (curve 404) of the pixel F4 is a spectral sensitivity characteristic that has a full width at half maximum of about 45 nm and can detect more light of 380 nm to 430 nm.
  • the spectral sensitivity characteristic (curve 405) of the pixel F5 is a spectral sensitivity characteristic that has a half-value width of about 65 nm and can detect more light of 650 nm to 780 nm.
  • the spectral sensitivity characteristic (curve 406) of the pixel F6 is a spectral sensitivity characteristic that has a full width at half maximum of about 90 nm and can detect more light of 600 nm to 780 nm.
  • the spectral sensitivity characteristic (curve 407) of the pixel F in which the organic film filter 22 is not arranged is a curve in which the spectral sensitivity characteristic of the photodiode 21 and the transmittance of light of 780 nm or more by the IR cut filter 24 become zero.
  • This is a spectral sensitivity characteristic that is realized by overlapping, and has a half-value width of about 200 nm, and can detect more light of 380 nm to 780 nm.
  • the half-value width of the organic film filter 22 formed on the light receiving surface side of the pixels F1 to F6 has a characteristic that the width is wider than the band-pass filter of the conventionally known example and the fluorescence of the banknote 14. .
  • the organic film filter 22 formed on the light receiving surface side of the pixel F3 is a band elimination type.
  • the pixel F1 is a low-pass type.
  • the organic film filter 22 configured in the pixel F2 is a superposition of a high pass type filter and a low pass type filter.
  • the organic film filter 22 formed on the light receiving surface side of the pixel F4 is a band pass type.
  • the organic film filter 22 configured in the pixel F5 is a high-pass type.
  • the configuration of the organic film filter 22 disposed on the light receiving surface side of the pixels F1 to F6 will be described.
  • the general-purpose organic film filter 22 when the general-purpose organic film filter 22 alone cannot realize the spectral sensitivity characteristics shown in FIG. 4, the general-purpose organic film filter 22 is configured to overlap so that the spectral sensitivity characteristics shown in FIG. 4 are obtained. Realize.
  • FIG. 5 is a graph showing the spectral sensitivity characteristics of a general-purpose organic film filter 22 that transmits red light in the present embodiment.
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 5 indicates the detection intensity, and the horizontal axis indicates the wavelength (nm).
  • a curve 501 indicates the spectral sensitivity characteristic of the general-purpose organic film filter 22 that transmits red light.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits red light transmits light having a wavelength of 600 nm or more.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits red light is a high-pass type color filter.
  • FIG. 6 is a graph showing the spectral sensitivity characteristics of the general-purpose organic film filter 22 that transmits green light in the present embodiment.
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 6 indicates the detection intensity, and the horizontal axis indicates the wavelength (nm).
  • a curve 601 represents the spectral sensitivity characteristic of the general-purpose organic film filter 22 that transmits green light.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits green light transmits light having a wavelength from about 500 nm to about 600 nm.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits green light is a band-pass type color filter.
  • FIG. 7 is a graph showing the spectral sensitivity characteristics of the general-purpose organic film filter 22 that transmits blue light in the present embodiment.
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 7 indicates the detection intensity, and the horizontal axis indicates the wavelength (nm).
  • a curve 701 indicates the spectral sensitivity characteristic of the general-purpose organic film filter 22 that transmits blue light.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits blue light transmits light having a wavelength of around 550 nm or less.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits blue light is a low-pass color filter.
  • FIG. 8 is a graph showing the spectral sensitivity characteristics of the general-purpose organic film filter 22 that transmits cyan light in the present embodiment.
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 8 indicates the detection intensity, and the horizontal axis indicates the wavelength (nm).
  • a curve 801 indicates the spectral sensitivity characteristic of the general-purpose organic film filter 22 that transmits cyan light.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits cyan light transmits light having a wavelength of around 600 nm or less.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits cyan light is a low-pass color filter.
  • FIG. 9 is a graph showing the spectral sensitivity characteristics of the general-purpose organic film filter 22 that transmits yellow light in the present embodiment.
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 9 indicates the detection intensity, and the horizontal axis indicates the wavelength (nm).
  • a curve 901 indicates the spectral sensitivity characteristic of the general-purpose organic film filter 22 that transmits yellow light.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits yellow light transmits light having a wavelength of around 500 nm or more.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits yellow light is a high-pass type color filter.
  • FIG. 10 is a graph showing the spectral sensitivity characteristics of the general-purpose organic film filter 22 that transmits magenta light in the present embodiment.
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 10 indicates the detection intensity, and the horizontal axis indicates the wavelength (nm).
  • a curve 1001 indicates the spectral sensitivity characteristic of the general-purpose organic film filter 22 that transmits magenta light.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits magenta light transmits light having a wavelength of 400 nm to 500 nm and light having a wavelength of 550 nm or more.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits magenta light is a band elimination type color filter.
  • FIG. 11 is a graph showing the spectral sensitivity characteristics of a general-purpose organic film filter 22 that transmits violet light in the present embodiment.
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 11 indicates the detection intensity, and the horizontal axis indicates the wavelength (nm).
  • a curve 1101 indicates the spectral sensitivity characteristic of the general-purpose organic film filter 22 that transmits violet light.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits violet light transmits light having a wavelength from about 380 nm to about 430 nm.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits violet light is a band-pass type color filter.
  • 12A and 12B are graphs showing the spectral sensitivity characteristics of the general-purpose organic film filter 22 used for obtaining the spectral sensitivity characteristics of the pixel F1 in this embodiment.
  • the vertical axis of the graphs shown in FIGS. 12A and 12B indicates the detected intensity, and the horizontal axis indicates the wavelength (nm).
  • the transmission wavelength (curve 701) of a general-purpose organic film filter 22 that transmits blue light, and the spectral sensitivity characteristics of the photodiode 21 when only the IR cut filter 24 and no organic film filter 22 are present.
  • curve 407 the spectral sensitivity characteristic of the pixel F1 can be obtained as shown in FIG. 12B.
  • the spectral sensitivity characteristic (curve 407) of the photodiode 21 with only the IR cut filter 24 and no organic film filter 22 rises to 380 nm due to the spectral sensitivity characteristic of the photodiode 21, and the IR cut filter 24 emits light of 780 nm or more. Is cut, the fall is 780 nm.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits blue light is a low-pass type organic color filter, and the transmission wavelength is as shown by a curve 701. Due to this overlap, the spectral sensitivity characteristic (curve 401) of the pixel F1 becomes a spectral sensitivity characteristic that has a half-value width of about 85 nm and can detect more light of 380 nm to 550 nm.
  • the pixel F1 can be configured by configuring the general-purpose organic film filter 22 that transmits blue light on the light receiving surface side of the photodiode 21. That is, the pixel F1 includes a general-purpose organic film filter 22 that transmits blue light.
  • 13A and 13B are graphs showing the spectral sensitivity characteristics of the general-purpose organic film filter 22 used for obtaining the spectral sensitivity characteristics of the pixel F2 in this embodiment.
  • the vertical axis of the graphs shown in FIGS. 13A and 13B indicates the detection intensity, and the horizontal axis indicates the wavelength (nm). As shown in FIG.
  • the spectral sensitivity characteristic (curve 407) of the photodiode 21 with only the IR cut filter 24 and no organic film filter 22 rises to 380 nm due to the spectral sensitivity characteristic of the photodiode 21, and the IR cut filter 24 emits light of 780 nm or more. Is cut, the fall is 780 nm.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits blue light is a low-pass type organic color filter, and the transmission wavelength is as shown by a curve 701.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits yellow light is a high-pass type organic color filter, and the transmission wavelength is as shown by a curve 901. Due to this overlap, the spectral sensitivity characteristic (curve 402) of the pixel F2 has a half-value width of about 50 nm and becomes a spectral sensitivity characteristic that can detect more light of 500 nm to 550 nm.
  • the pixel F2 is configured by superposing the general-purpose organic film filter 22 that transmits blue light and the general-purpose organic film filter 22 that transmits yellow light on the light receiving surface side of the photodiode 21. be able to. That is, the pixel F2 includes a general-purpose organic film filter 22 that transmits blue light and a general-purpose organic film filter 22 that transmits yellow light.
  • 14A and 14B are graphs showing the spectral sensitivity characteristics of the general-purpose organic film filter 22 used to obtain the spectral sensitivity characteristics of the pixel F3 in the present embodiment.
  • the vertical axis indicates the detection intensity
  • the horizontal axis indicates the wavelength (nm).
  • the transmission wavelength (curve 1001) of a general-purpose organic film filter 22 that transmits magenta light and the spectral sensitivity of the photodiode 21 in the case where only the IR cut filter 24 and no organic film filter 22 are present.
  • the characteristic (curve 407) is overlaid, the spectral sensitivity characteristic (curve 403) of the pixel F3 can be obtained as shown in FIG. 14B.
  • the spectral sensitivity characteristic (curve 407) of the photodiode 21 with only the IR cut filter 24 and no organic film filter 22 rises to 380 nm due to the spectral sensitivity characteristic of the photodiode 21, and the IR cut filter 24 emits light of 780 nm or more. Is cut, the fall is 780 nm.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits magenta light is a band elimination type organic color filter, and the transmission wavelength is as shown by a curve 1001.
  • the spectral sensitivity characteristic (curve 403) of the pixel F3 has a full width at half maximum of about 85 nm, a light of 380 nm to 550 nm and a half width of about 115 nm, and more light of 550 nm to 780 nm. Spectral sensitivity characteristics can be obtained.
  • the pixel F3 can be configured by configuring the general-purpose organic film filter 22 that transmits magenta light on the light receiving surface side of the photodiode 21. That is, the pixel F3 includes a general-purpose organic film filter 22 that transmits magenta light.
  • 15A and 15B are graphs showing the spectral sensitivity characteristics of the general-purpose organic film filter 22 used for obtaining the spectral sensitivity characteristics of the pixels F5 and F6 in the present embodiment.
  • the vertical axis of the graphs shown in FIGS. 15A and 15B indicates the detection intensity, and the horizontal axis indicates the wavelength (nm).
  • a general-purpose organic film filter 22 that transmits two types of red light having different thicknesses is used. Even with the same organic film filter 22, if the thickness is increased, the spectral sensitivity characteristic is slightly shifted to the longer wavelength side. With this characteristic, even if the organic film filter 22 transmits light of the same color, two types of spectral sensitivity characteristics can be realized by changing the thickness.
  • FIG. 15A shows a general-purpose organic film filter 22 (curve 501) that transmits red light shown in FIG. 5, and a general-purpose organic film filter 22 (curve 1501) that is thicker than this filter and transmits red light.
  • the general-purpose organic film filter 22 (curve 1502) that transmits red light which is 25 nm thicker than the general-purpose organic film filter 22 (curve 501) that transmits red light shown in FIG.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits red light is a high-pass type organic color filter, and the transmission wavelength is as shown by a curve 501.
  • the spectral sensitivity characteristic (curve 406) of the pixel F6 has a half-value width of about 90 nm and emits light with a wavelength of 600 nm to 780 nm. The spectral sensitivity characteristic can be detected more.
  • the transmission wavelength of the general-purpose organic film filter 22 that transmits red light and is 25 nm thicker than the general-purpose organic film filter 22 (curve 501) that transmits red light shown in FIG. is there.
  • the transmission band can be shifted to the 25 nm long wavelength side.
  • the spectral sensitivity characteristic of F5 (curve 405) has a half-value width of about 65 nm and is a spectral sensitivity characteristic that can detect more light of 650 nm to 780 nm.
  • the spectral sensitivity characteristic (curve 407) of the photodiode 21 with only the IR cut filter 24 and no organic film filter 22 rises to 380 nm due to the spectral sensitivity characteristic of the photodiode 21, and the IR cut filter 24 emits light of 780 nm or more. Is cut, the fall is 780 nm.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits red light is a high-pass type organic color filter, and the transmission wavelength is as shown by a curve 501. Due to this overlap, the spectral sensitivity characteristic (curve 406) of the pixel F6 has a half-value width of about 90 nm and becomes a spectral sensitivity characteristic that can detect more light of 600 nm to 780 nm.
  • the pixel F6 can be configured by configuring the general-purpose organic film filter 22 (curve 501) that transmits the red light shown in FIG. 5 on the light receiving surface side of the photodiode 21. That is, the pixel F6 includes the general-purpose organic film filter 22 (curve 501) that transmits the red light shown in FIG.
  • the general-purpose organic film filter 22 that transmits red light and is 25 nm thicker than the general-purpose organic film filter 22 (curve 501) that transmits red light shown in FIG. 5 is a high-pass type organic color filter,
  • the transmission wavelength is as indicated by curve 1502. Due to this overlap, the spectral sensitivity characteristic (curve 405) of the pixel F5 has a half-value width of about 65 nm and becomes a spectral sensitivity characteristic that can detect more light of 650 nm to 780 nm.
  • the pixel F5 includes a general-purpose organic film filter 22 that transmits red light, which is 25 nm thicker than the general-purpose organic film filter 22 (curve 501) that transmits red light shown in FIG.
  • 16A and 16B are graphs showing the spectral sensitivity characteristics of the general-purpose organic film filter 22 used for obtaining the spectral sensitivity characteristics of the pixel F4 in the present embodiment.
  • the vertical axis of the graph shown shows the detection intensity, and the horizontal axis shows the wavelength (nm).
  • the transmission wavelength (curve 1101) of a general-purpose organic film filter 22 that transmits violet light and the spectral sensitivity characteristics of the photodiode 21 when only the IR cut filter 24 and no organic film filter 22 are present.
  • curve 407 the spectral sensitivity characteristic of the pixel F4 can be obtained as shown in FIG. 16B.
  • the spectral sensitivity characteristic (curve 407) of the photodiode 21 with only the IR cut filter 24 and no organic film filter 22 rises to 380 nm due to the spectral sensitivity characteristic of the photodiode 21, and the IR cut filter 24 emits light of 780 nm or more. Is cut, the fall is 780 nm.
  • the general-purpose organic membrane filter 22 that transmits violet light is a band-pass type organic color filter, and the transmission wavelength is as shown by a curve 1101. Due to this overlap, the spectral sensitivity characteristic (curve 404) of the pixel F4 is a spectral sensitivity characteristic that has a half width of about 45 nm and can detect more light of 380 nm to 430 nm.
  • the pixel F4 can be configured by configuring the general-purpose organic film filter 22 that transmits violet light on the light receiving surface side of the photodiode 21. That is, the pixel F4 includes a general-purpose organic film filter 22 that transmits violet light.
  • 17A and 17B show a spectral sensitivity characteristic narrower than the spectral sensitivity characteristic of the pixel F1, using the spectral sensitivity characteristic of the pixel F1, the spectral sensitivity characteristic of the pixel F2, and the spectral sensitivity characteristic of the pixel F4 in this embodiment. It is the graph which showed the method of obtaining. The vertical axis of the graph shown shows the detection intensity, and the horizontal axis shows the wavelength (nm).
  • 17A shows a spectral sensitivity characteristic (curve 401) of the pixel F1, a spectral sensitivity characteristic (curve 402) of the pixel F2, a spectral sensitivity characteristic (curve 404) of the pixel F4, and a pixel in which the organic film filter 22 is not arranged.
  • the spectral sensitivity characteristic of F (curve 407) is shown.
  • the spectral sensitivity characteristic (curve) in a narrower band than the spectral sensitivity characteristic of the pixel F1 is obtained. 1701) can be obtained.
  • the spectrum processing unit 16 can calculate the light intensity of the spectral sensitivity characteristic indicated by the curve 1701 by subtracting the pixel signals output from the pixels F2 and F4 from the pixel signal output from the pixel F1. .
  • 18A and 18B show a spectral sensitivity characteristic narrower than the spectral sensitivity characteristic of the pixel F3 using the spectral sensitivity characteristic of the pixel F3, the spectral sensitivity characteristic of the pixel F1, and the spectral sensitivity characteristic of the pixel F6 in this embodiment. It is the graph which showed the method of obtaining.
  • the vertical axis of the graphs shown in FIGS. 18A and 18B indicates the detection intensity, and the horizontal axis indicates the wavelength (nm).
  • FIG. 18A shows a spectral sensitivity characteristic (curve 403) of the pixel F3, a spectral sensitivity characteristic (curve 401) of the pixel F1, a spectral sensitivity characteristic (curve 406) of the pixel F6, and a pixel in which the organic film filter 22 is not arranged.
  • the spectral sensitivity characteristic of F (curve 407) is shown.
  • the spectrum processing unit 16 can calculate the light intensity of the spectral sensitivity characteristic indicated by the curve 1801 by subtracting the pixel signals output from the pixels F1 and F6 from the pixel signal output from the pixel F3. .
  • 19A and 19B are graphs showing a method of obtaining a spectral sensitivity characteristic narrower than the spectral sensitivity characteristic of the pixel F6 by using the spectral sensitivity characteristic of the pixel F6 and the spectral sensitivity characteristic of the pixel F5 in this embodiment.
  • the vertical axis indicates the detection intensity
  • the horizontal axis indicates the wavelength (nm).
  • FIG. 19A shows the spectral sensitivity characteristic (curve 406) of the pixel F6, the spectral sensitivity characteristic (curve 405) of the pixel F5, and the spectral sensitivity characteristic (curve 407) of the pixel F in which the organic film filter 22 is not disposed. Yes.
  • a spectral sensitivity characteristic (curve 1901) in a narrower band than the spectral sensitivity characteristic of the pixel F6 can be obtained.
  • the spectrum processing unit 16 can calculate the light intensity of the spectral sensitivity characteristic indicated by the curve 1901 by subtracting the pixel signal output from the pixel F5 from the pixel signal output from the pixel F6.
  • 20A and 20B are graphs showing an example in which the circuit 13 amplifies the pixel signal in the present embodiment.
  • 20A and 20B the vertical axis indicates the detection intensity, and the horizontal axis indicates the wavelength (nm).
  • 20A shows the spectral sensitivity characteristic (curve 402) of the pixel F2, the spectral sensitivity characteristic (curve 404) of the pixel F4, the spectral sensitivity characteristic (curve 405) of the pixel F5, and the spectral sensitivity characteristic calculated by the spectrum processing unit 16.
  • 5 is a graph showing (curves 1701, 1801, 1901) and spectral sensitivity characteristics (curve 407) of a pixel F in which the organic film filter 22 is not disposed.
  • the spectral processing unit 16 calculates the spectral sensitivity characteristic (curve 402) of the pixel F2, the spectral sensitivity characteristic (curve 404) of the pixel F4, the spectral sensitivity characteristic (curve 405) of the pixel F5.
  • the detected intensity is different from the spectral sensitivity characteristics (curves 1701, 1801, 1901). Therefore, in this embodiment, the gains of the outputs of the pixels F1 to F6 are adjusted so that the detection intensities are the same.
  • 20B illustrates the spectral sensitivity characteristic (curve 402) of the pixel F2, the spectral sensitivity characteristic (curve 404) of the pixel F4, the spectral sensitivity characteristic (curve 405) of the pixel F5, and the spectral sensitivity characteristic calculated by the spectrum processing unit 16.
  • 10 is a graph showing spectral sensitivity characteristics when the output gains of the pixels F1 to F6 are adjusted so that the detection intensities of (curves 1701, 1801, 1901) are the same.
  • the curve 1901 becomes the curve 2001 after adjusting the gain. Further, after adjusting the gain, the curve 1701 becomes the curve 2002. Further, after adjusting the gain, the curve 1801 becomes the curve 2003. Further, after the gain is adjusted, the curve 404 becomes the curve 2004. Further, after the gain is adjusted, the curve 405 becomes a curve 2005.
  • the circuit 13 adjusts the gains of the outputs of the pixels F1 to F6, so that the spectral sensitivity characteristic of the pixel F2 (curve 402) and the spectral sensitivity characteristic of the pixel F4 (curve 404) as shown in FIG. 20B.
  • the detected intensities of the spectral sensitivity characteristics (curve 405) of the pixel F5 and the spectral sensitivity characteristics (curves 1701, 1801, 1901) calculated by the spectrum processing unit 16 are the same. That is, light having a wavelength in the narrow band S1 (curve 2001), light having a wavelength in the narrow band S2 (curve 2002), light having a wavelength in the narrow band S3 (curve 2003), and light having a wavelength in the narrow band S4 (curve). 2004), light with a wavelength in the narrow band S5 (curve 2005), and light with a wavelength in the narrow band S6 (curve 2006) can be detected with the same intensity.
  • the organic multilayer filter fluorescent sensor 12 may include a pixel F in which the organic film filter 22 is not formed, and may be used for the above processing. Further, for example, the circuit 13 may adjust the gain of the output of the pixel F in which the organic film filter 22 is formed using the output of the pixel F in which the organic film filter 22 is not formed as a reference output. Thus, also when adjusting the decrease of the pixel F in which the organic film filter 22 is formed, the output of the pixel F in which the organic film filter 22 is not formed can be used.
  • the bill discriminating apparatus 1 can detect the intensity of light of each wavelength in the narrow bands S1 to S6. Thereby, for example, it is difficult to discriminate between the green phosphor printed on the banknote 14 and the green phosphor pen.
  • FIG. 21 shows the narrow bands S1 to S6 of light that can be detected by the bill discriminating apparatus 1, the band of light emitted by the green fluorescent band, and the band of light emitted by the green fluorescent pen in the present embodiment. It is a graph. The vertical axis of the graph shown in FIG. 21 indicates the detection intensity, and the horizontal axis indicates the wavelength (nm).
  • a line 3002 indicates a band of light emitted by the green fluorescent band printed on the genuine note.
  • a line 3005 indicates a band of light emitted from the green fluorescent pen. As shown in FIG. 21, the band of light emitted by the green phosphor printed on the new ticket (line 3002) is close to the band of light emitted by the green fluorescent pen (line 3005).
  • the banknote discriminating apparatus 1 in the present embodiment can detect the intensity of light emitted from the green phosphor printed on the genuine note by detecting the intensity of light in the narrow band S4. Further, by detecting the intensity of light in the narrow band S5, the intensity of light emitted from the green fluorescent pen can be detected without emitting the green phosphor printed on the genuine note. That is, since the intensity of the light emitted from the green phosphor printed on the genuine note and the intensity of the light emitted from the green fluorescent pen can be individually detected, the authenticity of the banknote 14 is determined with higher accuracy. be able to.
  • control determination unit 17 detects only the light in the narrow band S4 based on the processing result of the spectrum processing unit 16, the control determination unit 17 determines that the banknote 14 is a genuine note, and the narrow band S5. When light is also detected, it is determined that the bill 14 is forged. In addition, the method similar to the conventionally known method is used for the authenticity determination method of the banknote 14.
  • the general-purpose organic film filter 22 only the general-purpose organic film filter 22 is used, and light of each wavelength in the narrow bands S1 to S6 is obtained by superimposing the general-purpose organic film filters 22 or by the four arithmetic operations of the outputs of the plurality of pixels F. Detect the intensity of.
  • the general-purpose organic film filter 22 can be formed by applying a semiconductor manufacturing process to a sensor such as an image sensor or a scanner to a micron size and applying it on a pixel such as the photodiode 21. Therefore, high accuracy can be realized while further reducing the size and cost.
  • the configuration of the organic multilayer filter fluorescence sensor 12 is not limited to the example shown in FIG.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing another configuration of the organic multilayer filter fluorescent sensor 12 in the present embodiment.
  • the photodiode 21 is formed on the substrate 20.
  • a plurality of organic film filters 22 are formed on a glass substrate 2201 that is separate from the substrate 20.
  • a plurality of organic film filters 22 formed on the glass substrate 2201 are arranged so that the surface on which the organic film filter 22 is formed and the light receiving surface of the photodiode 21 face each other.
  • the organic film is formed on the lower surface (photodiode 21 side) of the glass substrate 2201. It is conceivable to arrange the filter 22. That is, when the photodiode 21 and the organic film filter 22 are formed separately, the color (spectrum) of light incident from an angle is stabilized by bringing the surface of the organic film filter 22 as close as possible to the light receiving surface of the photodiode 21. Can be detected.
  • FIG. 23 is a schematic view showing another configuration of the organic multilayer filter fluorescent sensor 12 in the present embodiment.
  • the organic multilayer filter fluorescent sensor 12 includes a total of six pixels F on the substrate 20, including two pixels F ⁇ b> 1, pixels F ⁇ b> 2, pixels F ⁇ b> 5, and pixels F ⁇ b> 6.
  • the organic multilayer filter fluorescent sensor 12 may include a plurality of the same pixels F.
  • the number of pixels F provided in the organic multilayer filter fluorescent sensor 12 is not limited to six, and any number may be used. By providing a plurality of the same pixels F, the outputs of the same pixels F can be averaged, so that the accuracy of the pixel signal output by the pixels F can be improved. Therefore, the banknote discriminating apparatus 1 can discriminate the banknote 14 stably.
  • the organic multilayer filter fluorescent sensor 12 forms a pair of organic film filters 22 correspondingly on the divided photodiodes 21, but is not limited thereto.
  • a CMOS image sensor, a CIS (contact image sensor) or the like may be arranged, and the organic film filter 22 may be formed thereon.
  • released from the banknote irradiated with excitation light injects into a some photoelectric conversion element.
  • the plurality of organic film filters are disposed so as to overlap with the plurality of photoelectric conversion elements, respectively, and have different transmission bands.
  • the plurality of pixel circuits are connected to corresponding ones of the plurality of photoelectric conversion elements, and output pixel signals converted by the photoelectric conversion elements according to the intensity of incident light in the wavelength band that has passed through the organic film filter.
  • the spectrum processing unit outputs incident light intensity of light having a wavelength band narrower than the wavelength band of light transmitted through the organic film filter based on the plurality of pixel signals output from the plurality of pixel circuits.
  • the determination unit compares the output pattern output from the spectrum processing unit with a pre-recorded genuine note signal pattern to determine the authenticity of the bill.
  • at least one of the plurality of organic film filters is a filter in which two or more filter layers are overlapped. As a result, it is possible to determine the authenticity of the bill at a higher speed and with higher accuracy while further downsizing.

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Abstract

　紙幣判別装置（１）は、複数の光電変換素子（２１）と、光電変換素子（２１）に各々重なるように配置された、互いに透過帯域の異なる複数の有機膜フィルタ（２２）と、光電変換素子（２１）のうち対応する１つに各々接続され、有機膜フィルタ（２２）を透過した波長帯の入射光の強度に応じて光電変換素子（２１）が変換した画素信号を出力する複数の画素回路（１３）と、画素回路（１３）が出力した複数の画素信号に基づいて、有機膜フィルタ（２２）を透過した光の波長帯より狭い波長帯の光の入射光強度を出力するスペクトル処理部（１６）と、スペクトル処理部（１６）から出力された出力のパターンと、予め記録された真券の信号パターンとを比較して、紙幣の真偽を判別する制御判別部（１７）とを備える。

Description

紙幣判別装置
　本発明は、紙幣判別装置に関する。
　本願は、２０１３年０８月３０日に、日本に出願された特願２０１３－１７９９９４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　ＡＴＭ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　ｔｅｌｌｅｒ　ｍａｃｈｉｎｅ、現金自動預け払い機）など紙幣を扱う装置の中には、紙幣の真偽を判別するために複数のセンサや光源などが配置され、複雑な判別処理が行われている。紙幣の真偽の判別処理の代表的なものに、紙幣に蛍光物質を含むようにして、真券の蛍光のスペクトルを検出することで紙幣の真偽を判別する方法がある。
　特許文献１に記載されている方法について説明する。図２４は、従来知られている紙幣判別装置の構成図である。制御・判別部７６により制御された紙幣搬送装置７５で送られてきた紙幣７４に紫外ＬＥＤの光源７１の光を照射し、光学フィルタ蛍光センサ７３で紙幣７４に印刷された蛍光を検出する。検出した信号は、回路７２で電圧に変換され、光学フィルタ蛍光センサ７３のそれぞれの画素に対応する信号パターンとして読み出される。読み出した信号と、制御・判別部７６に予め記録していた紙幣の決められた位置に印刷された蛍光のスペクトルに基づいた真券の信号パターンとを比較することで、紙幣７４の真偽を鑑別する。
　図２５は、従来知られている光学フィルタ蛍光センサの断面を示した断面図である。図示する光学フィルタ蛍光センサは、基板８５の上に各フォトダイオードチップ８１が構成されている。また、それぞれのフォトダイオードチップ８１の受光面側に、透過帯域が異なる光学バンドパスフィルタ８２がフィルタホルダ８４で保持されて配置されている。また、光学バンドパスフィルタ８２の上には、励起光の紫外ＬＥＤの光をカットするためのＵＶＦ（紫外線カットフィルタ）８３がフィルタホルダ８４で保持されて配置されている。
　図２６は、従来知られている図２５に示した光学フィルタ蛍光センサの平面図である。図２６に示すように、基板８５上にＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４のように４分割されたフォトダイオードチップ８１が配置されている。また、フォトダイオードチップ８１の受光面側にはそれぞれ透過帯域が異なるバンドパスフィルタ８２が配置されている。また、全てのフォトダイオードチップ８１を覆うように、基板８５上にＵＶＦ８３が配置されている。
　図２７は、従来知られている図２５および図２６に示した光学フィルタ蛍光センサの分光感度特性を示したグラフである。図２７に示すグラフの横軸は波長（ｎｍ）を示しており、縦軸は出力を示している。図２６に示したＰＤ１の受光面側に配置されたバンドパスフィルタ８２の分光感度特性はＢＰＦ１である。また、図２６に示したＰＤ２の受光面側に配置されたバンドパスフィルタ８２の分光感度特性はＢＰＦ２である。また、図２６に示したＰＤ３の受光面側に配置されたバンドパスフィルタ８２の分光感度特性はＢＰＦ３である。また、図２６に示したＰＤ４の受光面側に配置されたバンドパスフィルタ８２の分光感度特性はＢＰＦ４である。
　また、新券に印刷された蛍光のスペクトルは線３００１～３００３である。また、蛍光ペンのスペクトルは破線３００４，３００５である。図２７に示すような分光感度特性を有する光学フィルタ蛍光センサを用いて、真券に印刷された蛍光のスペクトルと、偽造に使われる蛍光ペンなどの分光感度特性とを検知することで、紙幣の真偽を判別する。
　図２８は、従来知られているバンドパスフィルタ８２の透過特性と、励起光を照射された蛍光体が発する光の波長と、励起光を照射された蛍光ペンが発する光の波長とを示した図である。図２８に示すように、バンドパスフィルタ８２であるＢＰＦ１の透過帯域は４００ｎｍ～４７０ｎｍであり、透過帯域幅は７０ｎｍである。また、バンドパスフィルタ８２であるＢＰＦ２の透過帯域は４７０ｎｍ～５３０ｎｍであり、透過帯域幅は６０ｎｍである。また、バンドパスフィルタ８３であるＢＰＦ３の透過帯域は５３０ｎｍ～４７０ｎｍであり、透過帯域幅は７０ｎｍである。また、バンドパスフィルタ８２であるＢＰＦ４の透過帯域は６１０ｎｍ以上である。
　また、蛍光体である新券青色蛍光が励起光を照射された場合に発光する光の波長は４００ｎｍ～４６０ｎｍであり、透過帯域幅は６０ｎｍである。また、蛍光体である新券緑色蛍光が励起光を照射された場合に発光する光の波長は５７０ｎｍ～５９５ｎｍであり、透過帯域幅は２５ｎｍである。また、蛍光体である新券赤色蛍光が励起光を照射された場合に発光する光の波長は６１０ｎｍ～６４０ｎｍであり、透過帯域幅は３０ｎｍである。また、蛍光ペンである緑蛍光ペンが励起光を照射された場合に発光する光の波長は４８０ｎｍ～５５０ｎｍであり、透過帯域幅は７０ｎｍである。また、蛍光ペンである赤蛍光ペンが励起光を照射された場合に発光する光の波長は５６０ｎｍ～６１５ｎｍであり、透過帯域幅は５５ｎｍである。
　図２９は、従来知られている光学フィルタ蛍光センサが備える各フォトダイオードチップ８１であるＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４の出力パターンを示した図である。図示する例では、光学フィルタ蛍光センサが各蛍光体および蛍光ペンが励起光を照射された場合に発光する光を検出した場合に、各フォトダイオードチップ８１であるＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４が出力する信号の大きさを示している。図２９に示す「○」の場合、信号の出力が「×」の場合よりも大きく、「△」の場合、信号の出力が、「○」と「×」との間の大きさである。
　具体的には、新券青色蛍光が励起光を照射された場合に発光する光を光学フィルタ蛍光センサが検出した場合、ＰＤ１の出力は大きく、ＰＤ２の出力は小さく、ＰＤ３の出力は小さく、ＰＤ４の出力は小さい。また、新券緑色蛍光が励起光を照射された場合に発光する光を光学フィルタ蛍光センサが検出した場合、ＰＤ１の出力は小さく、ＰＤ２の出力は中であり、ＰＤ３の出力は大きく、ＰＤ４の出力は小さい。また、新券赤色蛍光が励起光を照射された場合に発光する光を光学フィルタ蛍光センサが検出した場合、ＰＤ１の出力は小さく、ＰＤ２の出力は小さく、ＰＤ３の出力は小さく、ＰＤ４の出力は大きい。
　また、青蛍光ペンが励起光を照射された場合に発光する光を光学フィルタ蛍光センサが検出した場合、ＰＤ１の出力は小さく、ＰＤ２の出力は小さく、ＰＤ３の出力は小さく、ＰＤ４の出力は小さい。また、緑蛍光ペンが励起光を照射された場合に発光する光を光学フィルタ蛍光センサが検出した場合、ＰＤ１の出力は小さく、ＰＤ２の出力は大きく、ＰＤ３の出力は中であり、ＰＤ４の出力は小さい。また、赤蛍光ペンが励起光を照射された場合に発光する光を光学フィルタ蛍光センサが検出した場合、ＰＤ１の出力は小さく、ＰＤ２の出力は小さく、ＰＤ３の出力は大きく、ＰＤ４の出力は小さい。
　このように、蛍光体および蛍光ペンの種類によって、各フォトダイオードチップ８１であるＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４が出力する信号の大きさのパターンが異なる。これを用いて、紙幣のそれぞれの位置に印刷された蛍光の光について光学フィルタ蛍光センサで検出し、真券の出力パターンと偽造に使われた蛍光ペンなどの出力パターンとを比較することで紙幣の真偽を判別することができる。
日本国特開２００２－１０９５９８号公報
　しかしながら、特許文献１に記載されている紙幣判別装置には、次のような課題がある。図３０は、従来知られている図２５および図２６に示した光学フィルタ蛍光センサの分光感度特性を示したグラフである。図３０に示すグラフの横軸は波長（ｎｍ）を示しており、縦軸は出力を示している。図２６に示したＰＤ１の受光面側に配置されたバンドパスフィルタ８２の分光感度特性はＢＰＦ１である。また、図２６に示したＰＤ２の受光面側に配置されたバンドパスフィルタ８２の分光感度特性はＢＰＦ２である。また、図２６に示したＰＤ３の受光面側に配置されたバンドパスフィルタ８２の分光感度特性はＢＰＦ３である。また、図２６に示したＰＤ４の受光面側に配置されたバンドパスフィルタ８２の分光感度特性はＢＰＦ４である。
　図３０に示すように、真券緑色蛍光のスペクトル３００２と緑蛍光ペンのスペクトル３００５との両方が、フォトダイオードチップ８１のＰＤ３の分光感度特性ＢＰＦ３の波長範囲内に入っている。図２８で示したように、各フォトダイオードチップ８１の出力のパターンで紙幣の真偽を判別するが、実際には蛍光ペンの色は同じで蛍光強度が強いものもあり、正確な判別はむずかしい。正確に新券緑色蛍光と緑蛍光ペンとを判別するためには、ＰＤ３の受光面側に配置されたバンドパスフィルタ８２のＢＰＦ３の透過域を狭帯化する必要がある。
　例えば、バンドパスフィルタ８２のＢＰＦ３の透過帯域を二分するような狭帯域な光学バンドパスフィルタを構成すれば、真券緑色蛍光のスペクトル３００２と緑蛍光ペンのスペクトル３００５とを正確に判別することが可能になる。しかし、狭帯域なバンドパスフィルタは高価である。また、光学バンドパスフィルタの小型化は難しいため、多色化は困難である。さらに、分光器や干渉フィルタなどで狭帯域な特性を持ったセンサで高精度に色分解する方法もあるが、あまり狭帯域化するとセンサ感度が著しく低下して、検出精度が低下して必要な紙幣判別速度を確保できない。
　本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、より小型化しつつ、より高速でより高精度に紙幣の真偽を判別可能な紙幣判別装置を提供することを目的とする。

　本発明の一態様に係る紙幣判別装置は、励起光を照射された紙幣から放出された蛍光を含む入射光が入射される複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子に各々重なるように配置され、互いに透過帯域の異なる複数の有機膜フィルタと、前記複数の光電変換素子のうち対応する１つの光電変換素子に各々接続され、前記有機膜フィルタを透過し、前記光電変換素子に入射した入射光の強度に応じて前記光電変換素子が変換した画素信号を出力する複数の画素回路と、前記複数の画素回路が出力した複数の前記画素信号に基づいて、前記有機膜フィルタを透過した光の波長帯より狭い波長帯の光の入射光強度を出力するスペクトル処理部と、前記スペクトル処理部から出力された出力のパターンと、予め記録された真券の信号パターンとを比較して、紙幣の真偽を判別する判定部と、を備え、前記複数の有機膜フィルタのうち少なくとも１つは、２層以上のフィルタ層を重ね合わせたフィルタである。
　本発明の第２の態様によれば、上記第１の態様において、前記複数の有機膜フィルタの各々の透過波長帯域は、３８０ｎｍから１１００ｎｍのうち一部の帯域を少なくとも含み、前記複数の有機膜フィルタの各々は、バンドパスフィルタタイプと、ハイパスフィルタタイプと、ローパスフィルタタイプと、バンドエリミネーションタイプとのいずれかのタイプであってもよい。
　本発明の第３の態様によれば、上記第１の態様または上記第２の態様において、前記複数の有機膜フィルタのうちいくつかのフィルタの色は同じであり、前記いくつかのフィルタの厚みは異なっていてもよい。
　本発明の第４の態様によれば、上記第１の態様から上記第３の態様のいずれか一態様において、前記複数の有機膜フィルタのうちいくつかのフィルタの色は同じであり、前記いくつかのフィルタの色材の濃さが異なっていてもよい。
　本発明の第５の態様によれば、上記第１の態様から上記第４の態様のいずれか一態様において、前記有機膜フィルタが配置されていない前記画素を含んでいてもよい。
　本発明の第６の態様によれば、上記第１の態様から上記第５の態様のいずれか一態様において、前記スペクトル処理部は、前記複数の画素回路が出力した複数の前記画素信号を四則演算することにより前記有機膜フィルタを透過した光の波長帯より狭い波長帯の光の入射光強度を出力してもよい。
　本発明の第７の態様によれば、上記第１の態様から上記第６の態様のいずれか一態様において、前記複数の画素回路の各々は、信号を増幅するゲイン回路と、積分回路と、サンプルホールド回路とを備え、前記スペクトル処理部の前記出力の大きさに応じて前記回路の各出力を調節してもよい。
　本発明の第８の態様によれば、上記第１の態様から上記第７の態様のいずれか一態様において、前記有機膜フィルタを配置した前記光電変換素子が感知する光の波長の透過帯域は、半値幅が４５ｎｍ以上３５０ｎｍ以下且つ波長域が３８０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の一部の透過領域と、半値幅が１５０ｎｍ以上２１０ｎｍ以下且つ波長域が５５０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の一部の透過帯域とのいずれかまたは両方を含んでいてもよい。
　本発明の第９の態様によれば、上記第１の態様から上記第８の態様のいずれか一態様において、前記複数の有機膜フィルタの各々は、赤色を透過するフィルタと、緑色の光を透過するフィルタと、青色の光を透過するフィルタと、シアン色の光を透過するフィルタと、黄色の光を透過するフィルタと、マゼンタ色の光を透過するフィルタと、バイオレット色の光を透過するフィルタとのいずれかを使用して形成されていてもよい。
　本発明の第１０の態様によれば、上記第１の態様から上記第９の態様のいずれか一態様において、前記有機膜フィルタが配置された前記光電変換素子は、受光面に近赤外光成分カットフィルタを有していてもよい。
　本発明の第１１の態様によれば、上記第１の態様から上記第１０の態様のいずれか一態様において、前記複数の有機膜フィルタは、前記光電変換素子とは別体に、ガラス基板上に形成されていてもよい。
　本発明の第１２の態様によれば、上記第１の態様から上記第１１の態様のいずれか一態様において、前記複数の有機膜フィルタが形成されている面と、前記光電変換素子の受光面とが対向するように、前記ガラス基板上に形成された前記複数の有機膜フィルタが配置されていてもよい。
　本発明の第１３の態様によれば、上記第１の態様から上記第１２の態様のいずれか一態様において、前記複数の有機膜フィルタは、同じ色の光を透過するフィルタを含んでいてもよい。
　上記各態様によれば、複数の光電変換素子は、励起光を照射された紙幣から放出された蛍光を含む光が入射される。また、複数の有機膜フィルタは、複数の光電変換素子に各々重なるように配置され、互いに透過帯域が異なる。また、複数の画素回路は、複数の光電変換素子のうち対応する１つに各々接続され、有機膜フィルタを透過した波長帯の入射光の強度に応じて光電変換素子が変換した画素信号を出力する。また、スペクトル処理部は、複数の画素回路が出力した複数の画素信号に基づいて、有機膜フィルタを透過した光の波長帯より狭い波長帯の光の入射光強度を出力する。また、判定部は、スペクトル処理部から出力された前記出力のパターンと、予め記録された真券の信号パターンとを比較して、紙幣の真偽を判別する。また、複数の有機膜フィルタのうち少なくとも１つは、２層以上のフィルタ層を重ね合わせたフィルタである。これにより、上記各態様の紙幣判別装置によれば、従来に比べてより小型化になり、より高速でより高精度に紙幣の真偽を判別することができる。
本発明の一実施形態における紙幣判別装置の構成を示したブロック図である。 本実施形態における有機多層フィルタ蛍光センサが備える画素の配置を示した概略図である。 本実施形態における有機多層フィルタ蛍光センサの断面を示した断面図である。 本実施形態の画素の分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態における赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタの分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態における緑色の光を透過する汎用の有機膜フィルタの分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態における青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタの分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態におけるシアン色の光を透過する汎用の有機膜フィルタの分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態における黄色の光を透過する汎用の有機膜フィルタの分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態におけるマゼンタ色の光を透過する汎用の有機膜フィルタの分光感度特性を示したグラフである。 本実施形態におけるバイオレット色の光を透過する汎用の有機膜フィルタの分光感度特性を示したグラフである。 青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタの透過波長と、ＩＲカットフィルタのみで有機膜フィルタが無い場合でのフォトダイオードの分光感度特性とのグラフである。 図１２Ａに示す有機膜フィルタの透過波長とフォトダイオードの分光感度特性とを重ね合わせたときの画素の分光感度特性のグラフである。 青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタの透過波長と、黄色の光を透過する汎用の有機膜フィルタの透過波長と、ＩＲカットフィルタのみで有機膜フィルタが無い場合でのフォトダイオードの分光感度特性とのグラフである。 図１３Ａに示す２つの有機膜フィルタの透過波長と、フォトダイオードの分光感度特性を重ね合わせたときの画素の分光感度特性のグラフである。 マゼンタ色の光を透過する汎用の有機膜フィルタの透過波長と、ＩＲカットフィルタのみで有機膜フィルタが無い場合でのフォトダイオードの分光感度特性とのグラフである。 図１４Ａに示す有機膜フィルタの透過波長とフォトダイオードの分光感度特性とを重ね合わせたときの画素の分光感度特性とのグラフである。 有機膜フィルタの透過波長と、フィルタが無い場合でのフォトダイオードの分光感度特性のグラフである。 図１５Ａに示す有機膜フィルタの透過波長とフォトダイオードの分光感度特性とを重ね合わせたときの画素の分光感度特性のグラフである。 バイオレット色の光を透過する汎用の有機膜フィルタの透過波長と、ＩＲカットフィルタのみで有機膜フィルタが無い場合でのフォトダイオードの分光感度特性とのグラフである。 図１６Ａに示す有機膜フィルタの透過波長とフォトダイオードの分光感度特性とを重ね合わせたときの画素の分光感度特性のグラフである。 有機膜フィルタの透過波長と、フィルタが無い場合でのフォトダイオードの分光感度特性とのグラフである。 図１７Ａに示す有機膜フィルタの透過波長とフォトダイオードの分光感度特性とを重ね合わせたときの画素の分光感度特性のグラフである。 有機膜フィルタが配置された画素の分光感度特性と、有機膜フィルタが配置されていない画素の分光感度特性とのグラフである。 図１８Ａに示す各分光感度特性を減算したグラフである 有機膜フィルタが配置された画素の分光感度特性と、有機膜フィルタが配置されていない画素の分光感度特性とのグラフである。 図１９Ａに示す各分光感度特性を減算したグラフである 有機膜フィルタが配置された画素の分光感度特性と、有機膜フィルタが配置されていない画素の分光感度特性とのグラフである。 図２０Ａに示す各分光感度特性を減算したグラフである 本実施形態において、紙幣判別装置が検出可能な光の狭帯域と、緑色蛍光帯が発光する光の帯域と、緑蛍光ペンが発光する光の帯域とを示したグラフである。 本実施形態における有機多層フィルタ蛍光センサの他の構成を示した断面図である。 本実施形態における有機多層フィルタ蛍光センサの他の構成を示した概略図である。 従来知られている紙幣判別装置の構成図である。 従来知られている光学フィルタ蛍光センサの断面を示した断面図である。 従来知られている光学フィルタ蛍光センサの平面図である。 従来知られている光学フィルタ蛍光センサの分光感度特性を示したグラフである。 従来知られているバンドパスフィルタの透過特性と、励起光を照射された蛍光体が発する光の波長と、励起光を照射された蛍光ペンが発する光の波長とを示した図である。 従来知られている光学フィルタ蛍光センサが備える各フォトダイオードの出力パターンを示した図である。 従来知られている光学フィルタ蛍光センサの分光感度特性を示したグラフである。
　以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態における紙幣判別装置の構成を示したブロック図である。図示する例では、紙幣判別装置１は、光源１１と、有機多層フィルタ蛍光センサ１２と、回路１３と、紙幣搬送装置１５と、スペクトル処理部１６と、制御判別部１７（判定部）と、記憶部１８とを備えている。また、紙幣搬送装置１５には、紙幣１４が載置されている。紙幣１４には、真券であることを特定するための蛍光体が印刷されている。
　光源１１は、例えば紫外ＬＥＤなどを備えており、紙幣１４に印刷されている蛍光体等を発光させるための励起光を照射する。有機多層フィルタ蛍光センサ１２は、入射された光を光電変換し、入射された光の強度に応じた画素信号を出力する。有機多層フィルタ蛍光センサ１２の詳細は後述する。回路１３は、複数の画素回路を備えており、有機多層フィルタ蛍光センサ１２が出力する画素信号を増幅（積分、ゲイン）して出力する。紙幣搬送装置１５は、制御判別部１７の制御に基づいて、一定の時間間隔で紙幣１４を搬送する。
　スペクトル処理部１６は、回路１３が出力した画素信号の四則演算を行うことでスペクトル処理を行う。スペクトル処理については後述する。制御判別部１７は、紙幣判別装置１が備える各部の制御を行う。また、制御判別部１７は、記憶部１８が予め記憶している真券の蛍光物質の出力パターンと、有機多層フィルタ蛍光センサ１２が出力した画素信号およびスペクトル処理部１６がスペクトル処理を行った結果とを比較し、紙幣１４が真券であるか否かを判定する。なお、紙幣１４が真券であるか否かの判定方法は、従来知られている方法と同様の方法を用いる。
　次に、有機多層フィルタ蛍光センサ１２の構成について説明する。図２は、本実施形態における有機多層フィルタ蛍光センサ１２が備える画素の配置を示した概略図である。図２に示すように、有機多層フィルタ蛍光センサ１２は、基板２０上に画素Ｆ１～Ｆ６の６つの画素Ｆを備えている。画素Ｆは、フォトダイオード（光電変換素子）と有機膜フィルタとを備えている。画素Ｆ１，Ｆ３，Ｆ５，Ｆ６は、フォトダイオードの受光面側に一層の有機膜フィルタを備えている。画素Ｆ２，Ｆ４は、フォトダイオードの受光面側に二層の有機膜フィルタを備えている。なお、基板２０は、例えばシリコン基板であり、フォトダイオードは３８０～１１００ｎｍに感度を有する。また、有機多層フィルタ蛍光センサ１２が備える画素Ｆの数は６つに限らず、いくつ備えていてもよい。
　また、図２に示すように、基板２０上に回路１３が構成されている。回路１３は、図２に示すように、有機多層フィルタ蛍光センサ１２が備える基板２０上に構成されていてもよく、有機多層フィルタ蛍光センサ１２外に構成されていてもよい。
　図３は、本実施形態における有機多層フィルタ蛍光センサ１２の断面を示した断面図である。図示する例では、図２に示したＡ－Ａ’間の断面を示しており、基板２０上に画素Ｆ１～Ｆ３が構成されている。画素Ｆ１は、フォトダイオード２１ａと、有機膜フィルタ２２ａとを備えている。有機膜フィルタ２２ａは、フォトダイオード２１ａの受光面側に構成されている。また、画素Ｆ２は、フォトダイオード２１ｂと、有機膜フィルタ２２ｂ，２２ｃとを備えている。有機膜フィルタ２２ｂ，２２ｃは、フォトダイオード２１ｂの受光面側に構成されている。また、画素Ｆ３は、フォトダイオード２１ｃと有機膜フィルタ２２ｄとを備えている。有機膜フィルタ２２ｄは、フォトダイオード２１ｃの受光面側に構成されている。
　なお、図示していないが、画素Ｆ４～Ｆ６が備えるフォトダイオード２１の受光面側には、画素Ｆ１，Ｆ３と同様に、１層の有機膜フィルタ２２が構成されている。また、基板２０と、画素Ｆ１～Ｆ６と、回路１３とは、クリアモールド２３で固められている。また、画素Ｆの受光面側のクリアモールド２３上には、入射光の近赤外成分をカットするＩＲカットフィルタ２４と、光源１１が発する励起光の紫外成分をカットするＵＶＦ２５とが構成されている。ＩＲカットフィルタ２４により、７８０ｎｍ以上の光は画素Ｆに入射しない。
　次に、画素Ｆ１～Ｆ６および有機膜フィルタ２２が配置されていない画素Ｆの分光感度特性について説明する。図４は、本実施形態の画素Ｆ１～Ｆ６および有機膜フィルタ２２が配置されていない画素Ｆの分光感度特性を示したグラフである。図４に示すグラフの横軸は波長（ｎｍ）を示しており、縦軸は出力を示している。また、図４に示すグラフは、画素Ｆ１の分光感度特性を示した曲線４０１と、画素Ｆ２の分光感度特性を示した曲線４０２と、画素Ｆ３の分光感度特性を示した曲線４０３と、画素Ｆ４の分光感度特性を示した曲線４０４と、画素Ｆ５の分光感度特性を示した曲線４０５と、画素Ｆ６の分光感度特性を示した曲線４０６と、有機膜フィルタ２２が配置されていない画素Ｆの分光感度特性を示した曲線４０７とを示している。このように、画素Ｆ１～Ｆ６毎に、検出する光の波長が異なる。
　図４に示すように、画素Ｆ１の分光感度特性（曲線４０１）は、半値幅が８５ｎｍ程度であり３８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性である。また、画素Ｆ２の分光感度特性（曲線４０２）は、半値幅が５０ｎｍ程度であり、５００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性である。また、画素Ｆ３の分光感度特性（曲線４０３）は、半値幅が８５ｎｍ程度であり３８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光と、半値幅が１１５ｎｍ程度であり５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性である。また、画素Ｆ４の分光感度特性（曲線４０４）は、半値幅が４５ｎｍ程度であり、３８０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性である。また、画素Ｆ５の分光感度特性（曲線４０５）は、半値幅が６５ｎｍ程度であり、６５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性である。また、画素Ｆ６の分光感度特性（曲線４０６）は、半値幅が９０ｎｍ程度であり、６００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性である。また、有機膜フィルタ２２が配置されていない画素Ｆの分光感度特性（曲線４０７）は、フォトダイオード２１の分光感度特性と、ＩＲカットフィルタ２４による７８０ｎｍ以上の光の透過率がゼロになる曲線との重なりで実現され、半値幅が２００ｎｍ程度であり、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性である。
　なお、画素Ｆ１～Ｆ６の受光面側に構成されている有機膜フィルタ２２の半値幅は、従来知られている例のバンドパスフィルタや紙幣１４の蛍光に比べて幅が広い特性を持っている。また、画素Ｆ３の受光面側に構成されている有機膜フィルタ２２はバンドエリミネーションタイプである。画素Ｆ１はローパスタイプである。画素Ｆ２に構成されている有機膜フィルタ２２は、ハイパスタイプとローパスタイプのフィルタの重ね合わせである。
また画素Ｆ４の受光面側に構成されている有機膜フィルタ２２はバンドパスタイプである。画素Ｆ５に構成されている有機膜フィルタ２２は、ハイパスタイプである。
　次に、画素Ｆ１～Ｆ６の受光面側に配置されている有機膜フィルタ２２の構成について説明する。本実施形態では、汎用の有機膜フィルタ２２単体では図４に示した分光感度特性を実現できない場合、汎用の有機膜フィルタ２２を重ね合わせて構成することで、図４に示した分光感度特性を実現する。
　図５は、本実施形態における赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図５に示すグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。曲線５０１は、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示している。図示するとおり、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、波長が６００ｎｍ以上の光を透過する。このように、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、ハイパスタイプのカラーフィルタである。
　図６は、本実施形態における緑色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図６に示すグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。曲線６０１は、緑色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示している。図６に示すように、緑色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、波長が５００ｎｍ近辺から６００ｎｍ近辺までの光を透過する。このように、緑色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、バンドパスタイプのカラーフィルタである。
　図７は、本実施形態における青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図７に示すグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。曲線７０１は、青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示している。図７に示すように、青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、波長が５５０ｎｍ近辺以下の光を透過する。このように、青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、ローパスタイプのカラーフィルタである。
　図８は、本実施形態におけるシアン色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図８に示すグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。曲線８０１は、シアン色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示している。図８に示すように、シアン色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、波長が６００ｎｍ近辺以下の光を透過する。このように、シアン色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、ローパスタイプのカラーフィルタである。
　図９は、本実施形態における黄色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図９に示すグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。曲線９０１は、黄色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示している。図９に示すように、黄色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、波長が５００ｎｍ近辺以上の光を透過する。このように、黄色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、ハイパスタイプのカラーフィルタである。
　図１０は、本実施形態におけるマゼンタ色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図１０に示すグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。曲線１００１は、マゼンタ色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示している。図１０に示すように、マゼンタ色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ近辺の光と、波長が５５０ｎｍ以上の光を透過する。このように、マゼンタ色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、バンドエリミネーションタイプのカラーフィルタである。
　図１１は、本実施形態におけるバイオレット色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図１１に示すグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。曲線１１０１は、バイオレット色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示している。図１１に示すように、バイオレット色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、波長が３８０ｎｍ近辺から４３０ｎｍ近辺までの光を透過する。このように、バイオレット色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２は、バンドパスタイプのカラーフィルタである。
　次に、画素Ｆ１の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２について説明する。図１２Ａ，１２Ｂは、本実施形態における画素Ｆ１の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図１２Ａ，１２Ｂに示すグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。図１２Ａに示すように、青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の透過波長（曲線７０１）と、ＩＲカットフィルタ２４のみで有機膜フィルタ２２が無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）とを重ね合わせると、図１２Ｂに示すように、画素Ｆ１の分光感度特性（曲線４０１）を得ることができる。
　ＩＲカットフィルタ２４のみで有機膜フィルタ２２が無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）は、フォトダイオード２１の分光感度特性によって立ち上がりが３８０ｎｍとなり、ＩＲカットフィルタ２４によって７８０ｎｍ以上の光がカットされるため立ち下がりが７８０ｎｍとなる。また、青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２はローパスタイプの有機カラーフィルタであり、透過波長は曲線７０１に示す通りである。この重なりにより、画素Ｆ１の分光感度特性（曲線４０１）は、半値幅が８５ｎｍ程度であり３８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性となる。
　従って、フォトダイオード２１の受光面側に青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を構成することで、画素Ｆ１を構成することができる。すなわち、画素Ｆ１は、青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を備えている。
　次に、画素Ｆ２の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２について説明する。図１３Ａ，１３Ｂは、本実施形態における画素Ｆ２の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図１３Ａ，１３Ｂに示すグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。図１３Ａに示すように、青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の透過波長（曲線７０１）と、黄色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の透過波長（曲線９０１）と、ＩＲカットフィルタ２４のみで有機膜フィルタ２２が無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）とを重ね合わせると、図１３Ｂに示すように、画素Ｆ２の分光感度特性（曲線４０２）を得ることができる。
　ＩＲカットフィルタ２４のみで有機膜フィルタ２２が無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）は、フォトダイオード２１の分光感度特性によって立ち上がりが３８０ｎｍとなり、ＩＲカットフィルタ２４によって７８０ｎｍ以上の光がカットされるため立ち下がりが７８０ｎｍとなる。また、青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２はローパスタイプの有機カラーフィルタであり、透過波長は曲線７０１に示す通りである。また、黄色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２はハイパスタイプの有機カラーフィルタであり、透過波長は曲線９０１に示す通りである。この重なりにより、画素Ｆ２の分光感度特性（曲線４０２）は、半値幅が５０ｎｍ程度であり、５００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性となる。
　従って、フォトダイオード２１の受光面側に青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２と黄色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２とを重ね合わせて構成することで、画素Ｆ２を構成することができる。すなわち、画素Ｆ２は、青色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２と黄色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２とを備えている。
　次に、画素Ｆ３の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２について説明する。図１４Ａ，１４Ｂは、本実施形態における画素Ｆ３の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図１４Ａ，１４Ｂに示すグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。図１４Ａに示すように、マゼンタ色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の透過波長（曲線１００１）と、ＩＲカットフィルタ２４のみで有機膜フィルタ２２が無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）とを重ね合わせると、図１４Ｂに示すように、画素Ｆ３の分光感度特性（曲線４０３）を得ることができる。
　ＩＲカットフィルタ２４のみで有機膜フィルタ２２が無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）は、フォトダイオード２１の分光感度特性によって立ち上がりが３８０ｎｍとなり、ＩＲカットフィルタ２４によって７８０ｎｍ以上の光がカットされるため立ち下がりが７８０ｎｍとなる。また、マゼンタ色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２はバンドエリミネーションタイプの有機カラーフィルタであり、透過波長は曲線１００１に示す通りである。この重なりにより、画素Ｆ３の分光感度特性（曲線４０３）は、半値幅が８５ｎｍ程度であり、３８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光と、半値幅が１１５ｎｍ程度であり、５５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性となる。
　従って、フォトダイオード２１の受光面側にマゼンタ色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を構成することで、画素Ｆ３を構成することができる。すなわち、画素Ｆ３は、マゼンタ色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を備えている。
　次に、画素Ｆ５とＦ６の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２について説明する。図１５Ａ，１５Ｂは、本実施形態における画素Ｆ５，Ｆ６の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図１５Ａ，１５Ｂに示すグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。本実施形態では、厚さが異なる２種類の赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を用いている。同じ有機膜フィルタ２２であっても、厚みを厚くすると分光感度特性は少し長波長側にシフトする。この特性により、同じ色の光を透過する有機膜フィルタ２２であっても、厚みを変えることで、２種類の分光感度特性を実現することができる。
　図１５Ａは、図５に示した赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線５０１）と、このフィルタよりも厚い、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線１５０１）と、図５に示した赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線５０１）よりも２５ｎｍ厚い、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線１５０２）と、フィルタが無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）とを示している。
　赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２はハイパスタイプの有機カラーフィルタであり、透過波長は曲線５０１に示す通りである。フォトダイオード２１に、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を配置することにより、画素Ｆ６の分光感度特性（曲線４０６）は、半値幅が９０ｎｍ程度であり、６００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性となる。
　また、図５に示した赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線５０１）よりも２５ｎｍ厚い、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の透過波長は曲線１５０２に示す通りである。このように有機膜フィルタ２２の厚みを２５ｎｍ厚くすることで、透過帯域を２５ｎｍ長波長側にシフトさせることができる。フォトダイオード２１に、図５に示した赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線５０１）よりも２５ｎｍ厚い、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を配置することにより、画素Ｆ５の分光感度特性（曲線４０５）は、半値幅が６５ｎｍ程度であり、６５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性となる。
　ＩＲカットフィルタ２４のみで有機膜フィルタ２２が無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）は、フォトダイオード２１の分光感度特性によって立ち上がりが３８０ｎｍとなり、ＩＲカットフィルタ２４によって７８０ｎｍ以上の光がカットされるため立ち下がりが７８０ｎｍとなる。また、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２はハイパスタイプの有機カラーフィルタであり、透過波長は曲線５０１に示す通りである。この重なりにより、画素Ｆ６の分光感度特性（曲線４０６）は、半値幅が９０ｎｍ程度であり、６００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性となる。
　従って、フォトダイオード２１の受光面側に、図５に示した赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線５０１）を構成することで、画素Ｆ６を構成することができる。すなわち、画素Ｆ６は、図５に示した赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線５０１）を備えている。
　また、図５に示した赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線５０１）よりも２５ｎｍ厚い、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２はハイパスタイプの有機カラーフィルタであり、透過波長は曲線１５０２に示す通りである。この重なりにより、画素Ｆ５の分光感度特性（曲線４０５）は、半値幅が６５ｎｍ程度であり、６５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性となる。
　従って、フォトダイオード２１の受光面側に、図５に示した赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線５０１）よりも２５ｎｍ厚い、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を構成することで、画素Ｆ５を構成することができる。すなわち、画素Ｆ５は、図５に示した赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２（曲線５０１）よりも２５ｎｍ厚い、赤色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を備えている。
　次に、画素Ｆ４の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２について説明する。図１６Ａ，１６Ｂは、本実施形態における画素Ｆ４の分光感度特性を得るために用いる汎用の有機膜フィルタ２２の分光感度特性を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。図１６Ａに示すとおり、バイオレット色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２の透過波長（曲線１１０１）と、ＩＲカットフィルタ２４のみで有機膜フィルタ２２が無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）とを重ね合わせると、図１６Ｂに示す通り、画素Ｆ４の分光感度特性（曲線４０４）を得ることができる。
　ＩＲカットフィルタ２４のみで有機膜フィルタ２２が無い場合でのフォトダイオード２１の分光感度特性（曲線４０７）は、フォトダイオード２１の分光感度特性によって立ち上がりが３８０ｎｍとなり、ＩＲカットフィルタ２４によって７８０ｎｍ以上の光がカットされるため立ち下がりが７８０ｎｍとなる。また、バイオレット色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２はバンドパスタイプの有機カラーフィルタであり、透過波長は曲線１１０１に示す通りである。この重なりにより、画素Ｆ４の分光感度特性（曲線４０４）は、半値幅が４５ｎｍ程度であり３８０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下の光をより多く検出できる分光感度特性となる。
　従って、フォトダイオード２１の受光面側にバイオレット色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を構成することで、画素Ｆ４を構成することができる。すなわち、画素Ｆ４は、バイオレット色の光を透過する汎用の有機膜フィルタ２２を備えている。
　次に、図４に示した画素Ｆ１の分光感度特性よりも狭い分光感度特性を得る方法について説明する。図１７Ａ，１７Ｂは、本実施形態における画素Ｆ１の分光感度特性と、画素Ｆ２の分光感度特性と、画素Ｆ４の分光感度特性とを用いて、画素Ｆ１の分光感度特性よりも狭い分光感度特性を得る方法を示したグラフである。図示するグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。図１７Ａは、画素Ｆ１の分光感度特性（曲線４０１）と、画素Ｆ２の分光感度特性（曲線４０２）と、画素Ｆ４の分光感度特性（曲線４０４）と、有機膜フィルタ２２が配置されていない画素Ｆの分光感度特性（曲線４０７）とを示している。画素Ｆ１の分光感度特性から画素Ｆ２の分光感度特性と画素Ｆ４の分光感度特性とを減算することで、図１７Ｂに示すように、画素Ｆ１の分光感度特性よりも狭い帯域の分光感度特性（曲線１７０１）を得ることができる。
　このように、有機膜フィルタ２２の画素Ｆ１の不要な帯域の分光感度特性の成分を、別の画素Ｆ２，Ｆ４の出力で除去して狭帯域な特性を得ることができる。従って、スペクトル処理部１６は、画素Ｆ１が出力した画素信号から、画素Ｆ２，Ｆ４が出力した画素信号を減算することで、曲線１７０１で示した分光感度特性の光の強度を算出することができる。
　次に、図４に示した画素Ｆ３の分光感度特性よりも狭い分光感度特性を得る方法について説明する。図１８Ａ，１８Ｂは、本実施形態における画素Ｆ３の分光感度特性と、画素Ｆ１の分光感度特性と、画素Ｆ６の分光感度特性とを用いて、画素Ｆ３の分光感度特性よりも狭い分光感度特性を得る方法を示したグラフである。図１８Ａ，１８Ｂに示すグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。図１８Ａは、画素Ｆ３の分光感度特性（曲線４０３）と、画素Ｆ１の分光感度特性（曲線４０１）と、画素Ｆ６の分光感度特性（曲線４０６）と、有機膜フィルタ２２が配置されていない画素Ｆの分光感度特性（曲線４０７）とを示している。画素Ｆ３の分光感度特性から、画素Ｆ１の分光感度特性と、画素Ｆ６の分光感度特性とを減算することで、図１８Ｂに示すように、画素Ｆ３の分光感度特性よりも狭い帯域の分光感度特性（曲線１８０１）を得ることができる。
　このように、有機膜フィルタ２２の重ね合わせで残った画素Ｆ３の不要な帯域の分光感度特性の成分を、別の画素Ｆ１，Ｆ６の出力で除去して狭帯域な特性を得ることができる。従って、スペクトル処理部１６は、画素Ｆ３が出力した画素信号から、画素Ｆ１，Ｆ６が出力した画素信号を減算することで、曲線１８０１で示した分光感度特性の光の強度を算出することができる。
　次に、図４に示した画素Ｆ６の分光感度特性よりも狭い分光感度特性を得る方法について説明する。図１９Ａ，１９Ｂは、本実施形態における画素Ｆ６の分光感度特性と、画素Ｆ５の分光感度特性とを用いて、画素Ｆ６の分光感度特性よりも狭い分光感度特性を得る方法を示したグラフである。図１９Ａ，１９Ｂに示すグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。図１９Ａは、画素Ｆ６の分光感度特性（曲線４０６）と画素Ｆ５の分光感度特性（曲線４０５）と、有機膜フィルタ２２が配置されていない画素Ｆの分光感度特性（曲線４０７）とを示している。画素Ｆ６の分光感度特性から画素Ｆ５の分光感度特性を減算することで、図１９Ｂに示すように、画素Ｆ６の分光感度特性よりも狭い帯域の分光感度特性（曲線１９０１）を得ることができる。
　このように、有機膜フィルタ２２の重ね合わせで残った画素Ｆ６の不要な帯域の分光感度特性の成分を、別の画素Ｆ５の出力で除去して狭帯域な特性を得ることができる。従って、スペクトル処理部１６は、画素Ｆ６が出力した画素信号から、画素Ｆ５が出力した画素信号を減算することで、曲線１９０１で示した分光感度特性の光の強度を算出することができる。
　次に、回路１３が、画素信号を増幅する例について説明する。図２０Ａ，図２０Ｂは、本実施形態において、回路１３が画素信号を増幅する例を示したグラフである。図２０Ａ，２０Ｂに示すグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。図２０Ａは、画素Ｆ２の分光感度特性（曲線４０２）と、画素Ｆ４の分光感度特性（曲線４０４）と、画素Ｆ５の分光感度特性（曲線４０５）と、スペクトル処理部１６が算出する分光感度特性（曲線１７０１，１８０１，１９０１）と、有機膜フィルタ２２が配置されていない画素Ｆの分光感度特性（曲線４０７）とを示したグラフである。
　図２０Ａに示すように、画素Ｆ２の分光感度特性（曲線４０２）と、画素Ｆ４の分光感度特性（曲線４０４）と、画素Ｆ５の分光感度特性（曲線４０５）と、スペクトル処理部１６が算出する分光感度特性（曲線１７０１，１８０１，１９０１）との検出強度が異なっている。そこで、本実施形態では、各検出強度が同じとなるように、画素Ｆ１～Ｆ６の出力のゲインを調整する。図２０Ｂは、画素Ｆ２の分光感度特性（曲線４０２）と、画素Ｆ４の分光感度特性（曲線４０４）と、画素Ｆ５の分光感度特性（曲線４０５）と、スペクトル処理部１６が算出する分光感度特性（曲線１７０１，１８０１，１９０１）との検出強度が同じとなるように、画素Ｆ１～Ｆ６の出力ゲインを調整した場合の分光感度特性を示したグラフである。
　ゲインを調整した後では、曲線１９０１は曲線２００１となる。また、ゲインを調整した後では、曲線１７０１は曲線２００２となる。また、ゲインを調整した後では、曲線１８０１は曲線２００３となる。また、ゲインを調整した後では、曲線４０４は曲線２００４となる。また、ゲインを調整した後では、曲線４０５は曲線２００５となる。
　このように、回路１３が画素Ｆ１～Ｆ６の出力のゲインを調整することで、図２０Ｂに示すように、画素Ｆ２の分光感度特性（曲線４０２）と、画素Ｆ４の分光感度特性（曲線４０４）と、画素Ｆ５の分光感度特性（曲線４０５）と、スペクトル処理部１６が算出する分光感度特性（曲線１７０１，１８０１，１９０１）との検出強度が同じとなる。すなわち、狭帯域Ｓ１の波長の光（曲線２００１）と、狭帯域Ｓ２の波長の光（曲線２００２）と、狭帯域Ｓ３の波長の光（曲線２００３）と、狭帯域Ｓ４の波長の光（曲線２００４）と、狭帯域Ｓ５の波長の光（曲線２００５）と、狭帯域Ｓ６の波長の光（曲線２００６）とを同じ強度で検出することができる。
　なお、有機多層フィルタ蛍光センサ１２は、有機膜フィルタ２２が形成されていない画素Ｆを備え、上記の処理に用いるようにしてもよい。また、例えば、回路１３は、有機膜フィルタ２２が形成されていない画素Ｆの出力を基準出力として、有機膜フィルタ２２が形成されている画素Ｆの出力のゲインを調整するようにしてもよい。このように、有機膜フィルタ２２が形成されている画素Ｆの減を調整する際にも、有機膜フィルタ２２が形成されていない画素Ｆの出力を利用することができる。
　図２０Ｂに示すように、紙幣判別装置１は、狭帯域Ｓ１～Ｓ６のそれぞれの波長の光の強度を検出することができる。これにより、例えば、判別が難しかった、紙幣１４に印刷された緑色蛍光体と、緑蛍光ペンとの判別を容易に行うことができる。
　図２１は、本実施形態において、紙幣判別装置１が検出可能な光の狭帯域Ｓ１～Ｓ６と、緑色蛍光帯が発光する光の帯域と、緑蛍光ペンが発光する光の帯域とを示したグラフである。図２１に示すグラフの縦軸は検出強度を示しており、横軸は波長（ｎｍ）を示している。線３００２は、真券に印刷された緑色蛍光帯が発光する光の帯域を示している。線３００５は、緑蛍光ペンが発光する光の帯域を示している。図２１に示すように、新券に印刷された緑色蛍光体が発光する光の帯域（線３００２）と、緑蛍光ペンが発光する光の帯域（線３００５）とは近い。
　本実施形態における紙幣判別装置１は、狭帯域Ｓ４の光の強度を検出することで、真券に印刷された緑色蛍光体が発光する光の強度を検出することができる。また、狭帯域Ｓ５の光の強度を検出することで、真券に印刷された緑色蛍光体は発光せず緑蛍光ペンが発光する光の強度を検出することができる。すなわち、真券に印刷された緑色蛍光体が発光する光の強度と、緑蛍光ペンが発光する光の強度とを個別に検出することができるため、より精度よく紙幣１４の真偽を判定することができる。具体的には、制御判別部１７は、スペクトル処理部１６の処理結果に基づいて、狭帯域Ｓ４の光のみを検出した場合には、紙幣１４は真券であると判定し、狭帯域Ｓ５の光も検出した場合には、偽造された紙幣１４であると判定する。なお、紙幣１４の真偽の判定方法は、従来知られている方法と同様の方法を用いる。
　また、本実施形態では、汎用の有機膜フィルタ２２のみを用い、汎用の有機膜フィルタ２２の重ね合わせや、複数の画素Ｆの出力の四則演算によって、狭帯域Ｓ１～Ｓ６のそれぞれの波長の光の強度を検出する。汎用の有機膜フィルタ２２は、イメージセンサやスキャナーなどのセンサに半導体の製造工程を活用してミクロンサイズに微細化してフォトダイオード２１などの画素の上に塗布して形成することが可能である。従って、より小型化およびコスト削減しつつ、高精度化を実現することができる。
　なお、有機多層フィルタ蛍光センサ１２の構成は図３に示した例に限らない。図２２は、本実施形態における有機多層フィルタ蛍光センサ１２の他の構成を示した断面図である。図２２に示すように、基板２０上にフォトダイオード２１が構成されている。また、基板２０とは別体のガラス基板２２０１上に複数の有機膜フィルタ２２が構成されている。また、有機膜フィルタ２２が形成されている面と、フォトダイオード２１の受光面とが対向するように、ガラス基板２２０１上に形成された複数の有機膜フィルタ２２が配置されている。
　このように、有機膜フィルタ２２を透過する光の入射角度に寄らず安定して蛍光体や蛍光ペンが発光する光を検出するために、ガラス基板２２０１の下面（フォトダイオード２１側）に有機膜フィルタ２２を配置することが考えられる。すなわち、フォトダイオード２１と有機膜フィルタ２２とを別体に形成する場合は、有機膜フィルタ２２面をできるだけフォトダイオード２１の受光面に近づけることで、斜めから入射した光の色（スペクトル）を安定して検出することが可能になる。
　また、有機多層フィルタ蛍光センサ１２が備える画素Ｆの配置は、図２に示した例に限らない。図２３は、本実施形態における有機多層フィルタ蛍光センサ１２の他の構成を示した概略図である。図２３に示すように、有機多層フィルタ蛍光センサ１２は、基板２０上に画素Ｆ１を２つと、画素Ｆ２と、画素Ｆ５と、画素Ｆ６を２つの計６つの画素Ｆを備えている。このように、有機多層フィルタ蛍光センサ１２は、同一の画素Ｆを複数備えるようにしてもよい。また、有機多層フィルタ蛍光センサ１２が備える画素Ｆの数は６つに限らず、どのような数でもよい。同一の画素Ｆを複数備えることにより、同一の画素Ｆの出力を平均化することができるため、画素Ｆが出力する画素信号の精度を向上させることができる。よって、紙幣判別装置１は、安定した紙幣１４の判別が可能になる。
　また、有機多層フィルタ蛍光センサ１２は、分割されたフォトダイオード２１上に対応して１対の有機膜フィルタ２２を形成しているが、これに限らない。例えば、分割されたフォトダイオード２１の代わりにＣＭＯＳイメージセンサやＣＩＳ（コンタクトイメージセンサ）などを配置して、その上に有機膜フィルタ２２を形成するようにしてもよい。
　以上、この発明の一実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
上記各態様によれば、複数の光電変換素子は、励起光を照射された紙幣から放出された蛍光を含む光が入射される。また、複数の有機膜フィルタは、複数の光電変換素子に各々重なるように配置され、互いに透過帯域が異なる。また、複数の画素回路は、複数の光電変換素子のうち対応する１つに各々接続され、有機膜フィルタを透過した波長帯の入射光の強度に応じて光電変換素子が変換した画素信号を出力する。また、スペクトル処理部は、複数の画素回路が出力した複数の画素信号に基づいて、有機膜フィルタを透過した光の波長帯より狭い波長帯の光の入射光強度を出力する。また、判定部は、スペクトル処理部から出力された前記出力のパターンと、予め記録された真券の信号パターンとを比較して、紙幣の真偽を判別する。また、複数の有機膜フィルタのうち少なくとも１つは、２層以上のフィルタ層を重ね合わせたフィルタである。これにより、より小型化しつつ、より高速でより高精度に紙幣の真偽を判別することができる。
　１　紙幣判別装置
　１１　光源
　１２　有機多層フィルタ蛍光センサ
　１３　回路
　１４　紙幣
　１５　紙幣搬送装置
　１６　スペクトル処理部
　１７　制御判別部
　１８記憶部
　２０　基板
　２１・・・フォトダイオード
　２２・・・有機膜フィルタ
　２３・・・クリアモールド
　２４・・・ＩＲカットフィルタ
　２２０１・・・ガラス基板

Claims (13)

  1. 　励起光を照射された紙幣から放出された蛍光を含む入射光が入射される複数の光電変換素子と、
    　前記複数の光電変換素子に各々重なるように配置され、互いに透過帯域の異なる複数の有機膜フィルタと、
    　前記複数の光電変換素子のうち対応する１つの光電変換素子に各々接続され、前記有機膜フィルタを透過し、前記光電変換素子に入射した入射光の強度に応じて前記光電変換素子が変換した画素信号を出力する複数の画素回路と、
    　前記複数の画素回路が出力した複数の前記画素信号に基づいて、前記有機膜フィルタを透過した光の波長帯より狭い波長帯の光の入射光強度を出力するスペクトル処理部と、
    　前記スペクトル処理部から出力された出力のパターンと、予め記録された真券の信号パターンとを比較して、紙幣の真偽を判別する判定部と、
    　を備え、
    　前記複数の有機膜フィルタのうち少なくとも１つは、２層以上のフィルタ層を重ね合わせたフィルタである
    　紙幣判別装置。
  2. 　前記複数の有機膜フィルタの各々の透過波長帯域は、３８０ｎｍから１１００ｎｍのうち一部の帯域を少なくとも含み、
    　前記複数の有機膜フィルタの各々は、バンドパスフィルタタイプと、ハイパスフィルタタイプと、ローパスフィルタタイプと、バンドエリミネーションタイプとのいずれかのタイプである
    　請求項１に記載の紙幣判別装置。
  3. 　前記複数の有機膜フィルタのうちいくつかのフィルタの色は同じであり、前記いくつかのフィルタの厚みは異なる
    　請求項１または請求項２に記載の紙幣判別装置。
  4. 　前記複数の有機膜フィルタのうちいくつかのフィルタの色は同じであり、前記いくつかのフィルタの色材の濃さが異なる
    　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の紙幣判別装置。
  5. 　前記有機膜フィルタが配置されていない前記画素を含む
    　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の紙幣判別装置。
  6. 　前記スペクトル処理部は、前記複数の画素回路が出力した複数の前記画素信号を四則演算することにより前記有機膜フィルタを透過した光の波長帯より狭い波長帯の光の入射光強度を出力する
    　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の紙幣判別装置。
  7. 　前記複数の画素回路の各々は、信号を増幅するゲイン回路と、積分回路と、サンプルホールド回路とを備え、前記スペクトル処理部の出力の大きさに応じて前記回路の各出力を調節する
    　請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の紙幣判別装置。
  8. 　前記有機膜フィルタを配置した前記光電変換素子が感知する光の波長の透過帯域は、半値幅が４５ｎｍ以上３５０ｎｍ以下且つ波長域が３８０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の一部の透過帯域と、半値幅が１５０ｎｍ以上２１０ｎｍ以下且つ波長域が５５０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の一部の透過帯域とのうち少なくとも一方を含んでいる
    　請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の紙幣判別装置。
  9. 　前記複数の有機膜フィルタの各々は、赤色を透過するフィルタと、緑色の光を透過するフィルタと、青色の光を透過するフィルタと、シアン色の光を透過するフィルタと、黄色の光を透過するフィルタと、マゼンタ色の光を透過するフィルタと、バイオレット色の光を透過するフィルタとのいずれかを使用して形成されている
    　請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の紙幣判別装置。
  10. 　前記有機膜フィルタが配置された前記光電変換素子は、受光面に近赤外光成分カットフィルタを有する
    　請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の紙幣判別装置。
  11. 　前記複数の有機膜フィルタは、前記光電変換素子とは別体に、ガラス基板上に形成されている
    　請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の紙幣判別装置。
  12. 　前記複数の有機膜フィルタが形成されている面と、前記光電変換素子の受光面とが対向するように、前記複数の有機膜フィルタが配置されている
    　請求項１１に記載の紙幣判別装置。
  13. 　前記複数の有機膜フィルタは、同じ色の光を透過するフィルタを含んでいる
    　請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の紙幣判別装置。
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