(57)【要約】【課題】セキュリティデバイスが設けられた証券類等の真偽の判別を正確に行うことのできる識別装置や識別方法が望まれていた。【解決手段】搬送路２０２を搬送される紙幣Ｂのセキュリティデバイスに対し、テラヘルツ光センサ２６により所定の波長のテラヘルツ光を照射する。そしてセキュリティデバイスで反射されたテラヘルツ反射光を受信する。そのために、テラヘルツ光センサには、第１送信子２６８、第２送信子２６９および第１受信子２７１および第２受信子２７２が備えられている。各受信子２７１、２７２で受信されたテラヘルツ光の光量を予め設定された光量と比較することにより、紙幣Ｂのセキュリティデバイスの真偽を判別することができる。【選択図】図９
2011034172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
証券類の真偽を判別するための装置であって、
真偽判別対象となる証券類は、所定のセキュリティデバイスを有するものであり、
前記証券類を搬送するための搬送路と、
前記搬送路を搬送される前記証券類の前記セキュリティデバイスに対し、所定の波長のテラヘルツ光を照射するための送信子、および、前記証券類の前記セキュリティデバイスで反射されたテラヘルツ光を受信するための受信子を含むテラヘルツ光の送信・受信対ユニットと、
前記受信子で受信されたテラヘルツ光の光量を予め設定された光量と対比し、前記証券類の真偽を判別する判別手段と、
を含むことを特徴とする証券類識別装置。
【請求項２】
前記送信・受信対ユニットは、２以上設けられており、
第１の送信・受信対ユニットは、離散的な第１の周波数のテラヘルツ光の照射および受信を行うものであり、
第２の送信・受信対ユニットは、離散的な第２の波長のテラヘルツ光の照射および受信を行うものであり、
前記判別手段は、第１の送信・受信対ユニットから得られる第１の波長のテラヘルツ光の反射率と、第２の送信・受信対ユニットから得られる第２の波長のテラヘルツ光の反射率との比率に基づいて、前記証券類の真偽を判別することを特徴とする、請求項１記載の証券類識別装置。
【請求項３】
前記送信・受信対ユニットは、２以上設けられており、
第１の送信・受信対ユニットは、第１の偏光波のテラヘルツ光の照射および受信を行うものであり、
第２の送信・受信対ユニットは、第２の偏光波のテラヘルツ光の照射および受信を行うものであり、
前記判別手段は、第１の送信・受信対ユニットから得られる第１の偏光波のテラヘルツ光の反射率と、第２の送信・受信対ユニットから得られる第２の偏光波のテラヘルツ光の反射率との比率に基づいて、前記証券類の真偽を判別することを特徴とする、請求項１記載の証券類識別装置。
【請求項４】
証券類の真偽を判別するための装置であって、
真偽判別対象となる証券類は、所定のセキュリティデバイスを有するものであり、
前記証券類を搬送するための搬送路と、
前記搬送路を搬送される前記証券類の前記セキュリティデバイスに対し、所定のテラヘルツ光を照射するための送信子、および、前記証券類の前記セキュリティデバイスを透過したテラヘルツ光を受信するための受信子を含むテラヘルツ光の送信・受信対ユニットと、
前記受信子で受信されたテラヘルツ光の光量を予め設定された光量と対比し、前記証券類の真偽を判別する判別手段と、
を含むことを特徴とする、証券類識別装置。
【請求項５】
前記証券類のセキュリティデバイスの位置を判別する位置判別手段と、
前記位置判別手段で判別された位置にテラヘルツ光が照射されるように、前記搬送路を搬送される前記証券類と前記送信・受信対ユニットとの相対的な位置関係を調整する位置関係調整手段と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の証券類識別装置。
【請求項６】
所定のセキュリティデバイスを有する証券類の真偽を、前記セキュリティデバイスの真偽を判別することにより判別する証券類の真偽判別方法であって、
証券類の前記セキュリティデバイスに対して、所定の波長のテラヘルツ光を照射し、
照射されたテラヘルツ光が前記セキュリティデバイスで反射されるテラヘルツ反射光を受信し、
受信されたテラヘルツ反射光の光量が所定範囲内にあるか否かに基づき、当該証券類の真偽判定を行うことを特徴とする、証券類の真偽判別方法。
【請求項７】
所定の波長のテラヘルツ光を照射するステップは、複数の離散的な波長のテラヘルツ光を照射し、
テラヘルツ反射光を受信するステップは、第１の波長のテラヘルツ光の反射率と、第２の波長のテラヘルツ光の反射率とを検出することを含み、
前記判定ステップは、検出したそれらテラヘルツ光の反射率の比率によって前記セキュリティデバイスの真偽を判定することを含むことを特徴とする、請求項６記載の証券類の真偽判別方法。
【請求項８】
所定の波長のテラヘルツ光を照射するステップは、複数の偏光波のテラヘルツ光を照射することを含み、
テラヘルツ反射光を受信するステップは、第１の偏光波のテラヘルツ反射光を受信すること、および、第２の偏光波のテラヘルツ反射光を受信することを含み、
前記判定ステップは、第１の偏光波のテラヘルツ光の受信率と第２の偏光波のテラヘルツ光の受信率との比率に基づいて、前記セキュリティデバイスの真偽を判定することを含むことを特徴とする、請求項６記載の証券類の真偽判別方法。
【請求項９】
所定のセキュリティデバイスを有する証券類の真偽を、前記セキュリティデバイスの真偽を判別することにより判別する証券類の真偽判別方法であって、
証券類の前記セキュリティデバイスに対し、所定の波長のテラヘルツ光を照射し、
照射されたテラヘルツ光が前記セキュリティデバイスを透過した後の透過光を受信し、
前記テラヘルツ光が前記セキュリティデバイスを透過する透過率に基づいて、前記セキュリティデバイスの真偽を判別し、その判別結果に基づいて証券類の真偽を判別することを特徴とする、証券類の真偽判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、紙幣の金種、真偽、正損等や、商品券、クーポン券その他の有価証券の真偽、正損等の、証券類の種別や真偽等を識別するための証券類識別装置および証券類識別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
証券類には、真偽識別用のセキュリティとして、電磁波に対して特有の特性を示すデバイスが用いられているものがある。
たとえば、特許文献１には、特有の特性を示すセキュリティマークが提案されている。
また、特許文献２には、セキュリティデバイスとしての特殊インキが提案されている。具体的には、フィルム形成バインダーと電気伝導性マイクロ−ワイヤーを含む印刷インキが開示されている。この印刷インキを機密保全文書にマーキングとして印刷することにより、マーキングが、当該印刷インキに含まれるマイクロ−ワイヤーの長さに対応する周波数を有する電磁放射光に曝されたときに、増幅された共鳴アンテナ信号を発生するという構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２００８／１１０７７５Ａ１公報
【特許文献２】特表２００３−５１５６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたセキュリティマークは、特有の特性を示すデバイスであるが、そのデバイスの検出にはマイクロ波が用いられている。よって、当該デバイスの真偽判別のための検出装置は、大型で、その取り扱いも難しいという課題がある。それゆえ、セキュリティデバイスの検出および真偽判別を迅速にかつ正しく行える装置の開発が望まれる。
【０００５】
また、特許文献２に記載の印刷インキに関しても、その印刷インキをセキュリティデバイス（たとえば印刷されたセキュリティマーク）として用いた場合に、当該セキュリティデバイスを正しく識別するための装置や方法が望まれるところである。
この発明は、上記従来技術として提案されているセキュリティデバイスを検出し、セキュリティデバイスが設けられた証券類等の真偽等の判別を正確に行うことのできる識別装置および識別方法を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、証券類の真偽を判別するための装置であって、真偽判別対象となる証券類は、所定のセキュリティデバイスを有するものであり、前記証券類を搬送するための搬送路と、前記搬送路を搬送される前記証券類の前記セキュリティデバイスに対し、所定の波長のテラヘルツ光を照射するための送信子、および、前記証券類の前記セキュリティデバイスで反射されたテラヘルツ光を受信するための受信子を含むテラヘルツ光の送信・受信対ユニットと、前記受信子で受信されたテラヘルツ光の光量を予め設定された光量と対比し、前記証券類の真偽を判別する判別手段と、を含むことを特徴とする証券類識別装置である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、前記送信・受信対ユニットは、２以上設けられており、第１の送信・受信対ユニットは、離散的な第１の周波数のテラヘルツ光の照射および受信を行うものであり、第２の送信・受信対ユニットは、離散的な第２の波長のテラヘルツ光の照射および受信を行うものであり、前記判別手段は、第１の送信・受信対ユニットから得られる第１の波長のテラヘルツ光の反射率と、第２の送信・受信対ユニットから得られる第２の波長のテラヘルツ光の反射率との比率に基づいて、前記証券類の真偽を判別することを特徴とする、請求項１記載の証券類識別装置である。
【０００８】
請求項３記載の発明は、前記送信・受信対ユニットは、２以上設けられており、第１の送信・受信対ユニットは、第１の偏光波のテラヘルツ光の照射および受信を行うものであり、第２の送信・受信対ユニットは、第２の偏光波のテラヘルツ光の照射および受信を行うものであり、前記判別手段は、第１の送信・受信対ユニットから得られる第１の偏光波のテラヘルツ光の反射率と、第２の送信・受信対ユニットから得られる第２の偏光波のテラヘルツ光の反射率との比率に基づいて、前記証券類の真偽を判別することを特徴とする、請求項１記載の証券類識別装置である。
【０００９】
請求項４記載の発明は、証券類の真偽を判別するための装置であって、真偽判別対象となる証券類は、所定のセキュリティデバイスを有するものであり、前記証券類を搬送するための搬送路と、前記搬送路を搬送される前記証券類の前記セキュリティデバイスに対し、所定のテラヘルツ光を照射するための送信子、および、前記証券類の前記セキュリティデバイスを透過したテラヘルツ光を受信するための受信子を含むテラヘルツ光の送信・受信対ユニットと、前記受信子で受信されたテラヘルツ光の光量を予め設定された光量と対比し、前記証券類の真偽を判別する判別手段と、を含むことを特徴とする、証券類識別装置である。
【００１０】
請求項５記載の発明は、前記証券類のセキュリティデバイスの位置を判別する位置判別手段と、前記位置判別手段で判別された位置にテラヘルツ光が照射されるように、前記搬送路を搬送される前記証券類と前記送信・受信対ユニットとの相対的な位置関係を調整する位置関係調整手段と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の証券類識別装置である。
【００１１】
請求項６記載の発明は、所定のセキュリティデバイスを有する証券類の真偽を、前記セキュリティデバイスの真偽を判別することにより判別する証券類の真偽判別方法であって、証券類の前記セキュリティデバイスに対して、所定の波長のテラヘルツ光を照射し、照射されたテラヘルツ光が前記セキュリティデバイスで反射されるテラヘルツ反射光を受信し、受信されたテラヘルツ反射光の光量が所定範囲内にあるか否かに基づき、当該証券類の真偽判定を行うことを特徴とする、証券類の真偽判別方法である。
【００１２】
請求項７記載の発明は、所定の波長のテラヘルツ光を照射するステップは、複数の離散的な波長のテラヘルツ光を照射し、テラヘルツ反射光を受信するステップは、第１の波長のテラヘルツ光の反射率と、第２の波長のテラヘルツ光の反射率とを検出することを含み、前記判定ステップは、検出したそれらテラヘルツ光の反射率の比率によって前記セキュリティデバイスの真偽を判定することを含むことを特徴とする、請求項６記載の証券類の真偽判別方法である。
【００１３】
請求項８記載の発明は、所定の波長のテラヘルツ光を照射するステップは、複数の偏光波のテラヘルツ光を照射することを含み、テラヘルツ反射光を受信するステップは、第１の偏光波のテラヘルツ反射光を受信すること、および、第２の偏光波のテラヘルツ反射光を受信することを含み、前記判定ステップは、第１の偏光波のテラヘルツ光の受信率と第２の偏光波のテラヘルツ光の受信率との比率に基づいて、前記セキュリティデバイスの真偽を判定することを含むことを特徴とする、請求項６記載の証券類の真偽判別方法である。
【００１４】
請求項９記載の発明は、所定のセキュリティデバイスを有する証券類の真偽を、前記セキュリティデバイスの真偽を判別することにより判別する証券類の真偽判別方法であって、証券類の前記セキュリティデバイスに対し、所定の波長のテラヘルツ光を照射し、照射されたテラヘルツ光が前記セキュリティデバイスを透過した後の透過光を受信し、前記テラヘルツ光が前記セキュリティデバイスを透過する透過率に基づいて、前記セキュリティデバイスの真偽を判別し、その判別結果に基づいて証券類の真偽を判別することを特徴とする、証券類の真偽判別方法である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１、６記載の発明によれば、証券類に設けられたセキュリティデバイスに所定周波数のテラヘルツ光を照射し、その反射光の反射光量または反射率に基づいて証券類に施されたセキュリティデバイスの真偽を判別することができる。
その結果、セキュリティデバイスが真か偽かにより、証券類自体の真偽判別を行うことができる。
【００１６】
なお、証券類自体の真偽判別は、テラヘルツ光の送信・受信対ユニットにより検出される反射テラヘルツ光の光量または反射率に基づくセキュリティデバイスの真偽のみにより行うこともできるが、セキュリティデバイスの真偽判別に加え、証券類を検出する他のセンサとの論理積等を求めることによって、より正確に証券類の真偽判別を行うことも可能である。
【００１７】
請求項２、７記載の発明によれば、検出に用いられるテラヘルツ光は、互いに周波数の異なる離散的な第１波長および第２波長のテラヘルツ光が用いられるので、２種類のテラヘルツ光の反射率を対比することにより、より正しくセキュリティデバイスの真偽を判別することが可能である。
請求項３、８記載の発明によれば、証券類のセキュリティデバイスに照射されるテラヘルツ光は、第１の偏光波および第２の偏光波に分けられて照射される。このため、偏光の異なるテラヘルツ光によりセキュリティデバイスの向き等が変化しても、セキュリティデバイスを正しく検知することができ、セキュリティデバイスの真偽判別が正確に行える。
【００１８】
さらに、請求項４、９記載の発明のように、証券類のセキュリティデバイスにテラヘルツ光を照射し、セキュリティデバイスで反射される反射光ではなく、セキュリティデバイスを透過した透過光を受信する構成としてもよい。セキュリティデバイスは、テラヘルツ光に対して所定の反射率特性を有するが、それは言い換えるとテラヘルツ光に対して所定の透過率特性を有するということである。このため、セキュリティデバイスを透過したテラヘルツ光を受信し、受信した透過テラヘルツ光を予め定める閾値等と対比することにより、セキュリティデバイスの真偽を判別することが可能である。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、証券類に施されたセキュリティデバイスの位置に対して、テラヘルツ光の送信・受信対ユニットが適切に対向されるので、セキュリティデバイスに対してテラヘルツ光を照射でき、セキュリティデバイスをテラヘルツ光を用いて正しく検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、この発明の一実施例に係る紙幣処理機１の外観構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す紙幣処理機の内部構成を示す概略断面構成図である。
【図３】図３（ａ）（ｂ）は、図２に示す紙幣処理機１における紙幣識別装置２２０のセンサ構成の詳細を示す図であり、（ａ）は紙幣識別装置のセンサ側面構成図、（ｂ）は紙幣識別装置２２０のセンサ構成平面図である。
【図４】図４は、図３（ａ）（ｂ）に示す紙幣識別装置２２０の各構成要素を示すブロック図である。
【図５】図５（Ａ）（Ｂ）は、赤色光画像データを用いて金種の識別を行う場合における画素を示し（Ａ）、また、４画素集めてブロック化を行った状態（Ｂ）を示す図である。
【図６】図６は、赤色光ラインセンサ２１ａｃによる紙幣の金種の識別にかかる閾値テーブルを示す図である。
【図７】図７は、赤外光ラインセンサ２１ｂｃによる紙幣の真偽の識別にかかる閾値テーブルを示す図である。
【図８】図８は、紙幣識別装置２２０における複数のセンサの検出タイミングチャートを表わす図である。
【図９】図９は、テラヘルツ光センサ２６、すなわち、テラヘルツの送信・受信対ユニットの具体的な構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、ユーロ紙幣のホログラムを横方向に走査して得られた反射率を示すグラフである。
【図１１】図１１は、模擬ホログラム（紙にアルミ箔を貼り付けただけのもので、周期的な微細孔を有さないもの）の反射率のデータの一例を示すグラフである。
【図１２】図１２は、ユーロ紙幣のホログラムにおけるテラヘルツ光の反射率および透過率と、模擬ホログラムの場合の反射率と透過率との対比を整理して表わす図である。
【図１３】図１３（ａ）は一般的に証券類に使用されているセキュリティスレッド（糸状の線）の模式図であり、図１３（ｂ）は５ユーロ紙幣に設けられているセキュリティスレッドを示す図であり、図１３（ｃ）はそのセキュリティスレッドに０．７５ＴＨｚのテラヘルツ光を照射した場合の振幅反射率特性を示す図である。
【図１４】図１４は、１００ユーロ紙幣のＯＶＩと１ＴＨｚのテラヘルツ光の反射波形との関係を示す図である。
【図１５】図１５は、テラヘルツ光センサ（テラヘルツ光の送信・受信対ユニット）の変形例を示す図であり、テラヘルツ光が証券類Ｂを透過する構成のテラヘルツ光センサの図解図である。
【図１６】図１６は、テラヘルツ光センサ１０３を証券類Ｂの種類に応じて、証券類Ｂのセキュリティデバイスに対向させるように移動させる構成を説明するための図解図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。以下に示す実施形態は、識別対象である証券類が紙幣である場合、すなわち紙幣識別装置を備えた紙幣処理機を例にとって説明する。
なお、かかる実施形態は、この発明の範囲を実施形態に限定する意図ではない。
まず、図１および図２により、この発明に係る紙幣識別装置を備えた紙幣処理機の全体構成について説明する。
【００２２】
図１は、一実施例に係る紙幣処理機１の外観を示す斜視図である。図１に示すように、紙幣処理機１は、略直方体形状の筐体９２、ホッパー１１、第１の集積部（第１のスタッカー）３、第２の集積部（第２のスタッカー）４およびリジェクト部５０を備えている。
また、図２は、図１に示す紙幣処理機１の内部構成を示す概略断面構成図であり、主に搬送系とセンサ系を示している。図２に示すように、紙幣処理機１の筐体９２内には、搬送部２０１が設けられており、この搬送部２０１により、筐体９２内で紙幣が１枚ずつ順次搬送されるようになっている。
【００２３】
以下、このような構成からなる紙幣処理機１の各構成要素の詳細について説明する。
ホッパー１１は、オペレータによって複数の紙幣が積層状態で載置される部位である。紙幣繰出装置１０によってこのホッパー１１に収容された紙幣が１枚ずつ紙幣処理機１の筐体９２の内部に繰り入れられるようになっている。
紙幣繰出装置１０は、紙幣の繰り出しを行うフィードローラー１２、フィードローラー１２に対向するように設けられ当該フィードローラー１２との間にゲート部を形成するゲートローラー（逆転ローラー）１４、およびホッパー１１に収容された紙幣をフィードローラー１２に蹴り出すキッカローラー１６、１８を有している。なお、図２においてはキッカローラー１６、１８が前後に２つ設けられた例について図示しているが、このような例に限定されることはなく、キッカローラーが１つ（たとえばキッカローラー１６のみ）が設けられた構成となっていてもよい。紙幣繰出部１０により筐体９２内に取り込まれた紙幣は、搬送部２０１により搬送される。
【００２４】
搬送部２０１は、略水平方向に延びる上部搬送機構２０２と、上部搬送機構２０２よりも下方において略水平方向に延びる下部搬送機構２０３と、上部搬送機構２０２および下部搬送機構２０３の間に設けられた中間搬送機構２０４とを有している。図２に示すように、各搬送機構２０２、２０３、２０４からなる搬送部２０１は、正面視が略Ｕ字形状となっている。ここで、紙幣繰出装置１０により筐体９２の内部に取り込まれた紙幣は、上部搬送機構２０２、中間搬送機構２０４、下部搬送機構２０３の順に１枚ずつ搬送されるようになっている。上部搬送機構２０２、中間搬送機構２０４および下部搬送機構２０３は、それぞれ、ベルト搬送機構が組み合わされたものからなる。ベルト搬送機構は、一対または３以上のローラーおよび各ローラーに張架された例えばゴムベルトから構成されていてもよい。
【００２５】
図２に示すように、搬送部２０１の上部搬送機構２０２には、紙幣の金種、真偽、正損あるいは新旧等の紙幣を識別するための紙幣識別装置２２０が設けられている。この紙幣識別装置２２０の構成の詳細については後述する。
図２に示すように、下部搬送機構２０３のさらに下方には、２つの集積部３、４が並列に配設されている。各集積部３、４は、筐体９２内に取り込まれた紙幣のうち、紙幣識別装置２２０により正常であると判定された紙幣を、たとえば金種別に積層状態で収納するようになっている。
【００２６】
より具体的には、下部搬送機構２０３には、２つの分岐爪６０、６２が直列に配設されている。下部搬送機構２０３において、搬送される紙幣のうちの所定の紙幣は、下部搬送機構２０３から分岐させてそれぞれ集積用羽根車３ａ、４ａに送られる。集積用羽根車３ａ、４ａは、それぞれ、第１の集積部３、第２の集積部４に接続されている。分岐爪６０、６２により、下部搬送機構２０３から分岐させられた紙幣は、それぞれ、集積用羽根車３ａ、４ａを経て、第１の集積部３または第２の集積部４に送られるようになっている。
【００２７】
図１に示すように、各集積部３、４に集積された紙幣は、オペレータにより紙幣処理機１の正面側から自在に取り出し可能となっている。
下部搬送機構２０３の下流側端部には、リジェクト部５０への紙幣の集積を行う放出ローラー５４および放出ローラー５４に対向するように設けられた対向ローラー５６が設けられている。下部搬送機構２０３の下流側端部に送られた紙幣は、この放出ローラー５４と対向ローラー５６の間から放出される。そして、この放出させられた紙幣は、放出ローラー５４に摺接された回転式の札叩きゴム５５によりリジェクト部５０に集積されるようになっている。このような回転式の札叩きゴム５５によって、放出ローラー５４と対向ローラー５６との間から放出させられた紙幣の後端縁が叩かれることにより、リジェクト部５０においてリジェクト紙幣を集積し易くなる。
【００２８】
図１および図２に示すように、リジェクト部５０にはストッパ５２が設けられている。このストッパ５２により、放出ローラー５４と対向ローラー５６との間から放出された紙幣がリジェクト部５０からはみ出して、筐体９２外へ放出されるのが防止される。ストッパ５２は、図２において、時計回りに手動で回動させることができるようになっている。オペレータは、手動でストッパ５２を、図２において時計回りに回動させることにより、リジェクト部５０に収容された紙幣を自在に取り出すことができる構成である。
【００２９】
図１に示すように、紙幣処理機１の筐体９２には、操作部１０３および表示部１０５が設けられている。操作部１０３は、オペレータからの指示を受けるための入力キーを有している。表示部１０５は、たとえばＬＣＤディスプレイからなり、各集積部３、４における紙幣の集積情報をそれぞれ表示するようになっている。具体的には、表示部１０５は、各集積部３、４における、収容されるべき紙幣の金種、真偽、正損（正券であるか損券であるか）、新旧、収容された紙幣の枚数、および収容された紙幣の合計金額のうちの少なくとも１つの情報を表示するようになっている。
【００３０】
次に、紙幣処理機１のセンサ系について説明する。図２に示すように、紙幣繰出装置１０には、ホッパー１１に紙幣が集積されているか否かを検知するセンサ７１が設けられている。また、搬送部２０１における上部搬送機構２０２の入口部分にはセンサ７２が設けられている。このセンサ７２は、紙幣が筐体９２内に取り込まれたことを検知する。
センサ７３、７４、７５は、それぞれ、搬送部２０１における下部搬送機構２０３に順番に配置されている。各センサ７３、７４、７５の間に分岐爪６０、６２が位置している。センサ７３は、分岐爪６０の上流側に設置されており、下部搬送機構２０３において搬送される全ての紙幣を検知する。一方、センサ７４は、分岐爪６０の下流側であって、分岐爪６２よりも上流側に設置されている。このセンサ７４は、下部搬送機構２０３を搬送される紙幣のうち、分岐爪６０により第１の集積部３へ分岐させられなかった紙幣を検知する。さらに、センサ７５は、分岐爪６２の下流側に設置されている。このセンサ７５は、下部搬送機構２０３を搬送される紙幣のうち、分岐爪６２により第２の集積部４へ分岐させられなかった紙幣、すなわち集積部３および集積部４へ集積されなかった紙幣を検知する。
【００３１】
センサ７６、７７は、それぞれ、分岐ライン３ａ、４ａに設けられており、下部搬送機構２０３から分岐させられて各分岐ライン３ａ、４ａに送られた紙幣を検知する。
第１の集積部３、第２の集積部４の中段部分には、それぞれ、センサ７８、７９が設けられている。各センサ７８、７９は、各集積部３、４において紙幣が立位状態となる等、紙幣が各集積部３、４において異常状態で集積されたときに、このことを検出する。さらに、第１の集積部３、第２の集積部４の下段部分には、それぞれ、センサ８０、８１が設けられている。各センサ８０、８１は、各集積部３、４に紙幣が収容されているいか否かを検知する。また、リジェクト部５０にも、センサ８２が設けられている。このセンサ８２は、リジェクト部５０に紙幣が収容されているか否かを検知する。
【００３２】
次に、紙幣識別装置２２０の構成について、図３（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）（ｂ）は、図２に示す紙幣処理機１における紙幣識別装置２２０のセンサ構成の詳細を示す図である。図３（ａ）は、紙幣識別装置２２０のセンサ構成側面図であり、図３（ｂ）は、紙幣識別装置２２０のセンサ構成平面図である。
図３（ａ）（ｂ）において、紙幣は参照符号Ｂで表わされている。
【００３３】
紙幣識別装置２２０には、紙幣の搬送方向に見て、最も上流側にタイミングセンサ２０が設けられているとともに、最も下流側にタイミングセンサ２８が設けられている。
タイミングセンサ２０は、紙幣の搬送方向に直交する幅方向の右側および左側にそれぞれ設けられたタイミングセンサ２０ａ、２０ｂを含んでいる。これらタイミングセンサ２０ａ、２０ｂは、紙幣Ｂが、紙幣識別装置２２０に到来したことを検知するようになっている。
【００３４】
また、タイミングセンサ２８も、紙幣の搬送方向に直交する幅方向の右側および左側に設けられたタイミングセンサ２８ａ、２８ｂを含んでいる。これらタイミングセンサ２８ａ、２８ｂは、紙幣Ｂが、紙幣識別装置２２０から送出されることを検知するようになっている。
紙幣識別装置２２０には、タイミングセンサ２０およびタイミングセンサ２８の間に、ラインセンサ２１、厚み検知センサ２２、磁気センサ２４およびテラヘルツ光の送信・受信対ユニット２６が、搬送方向上流側から順に設けられている。
【００３５】
ラインセンサ２１は、可視光である赤色光の光源２１ａ、およびこの光源２１ａからの赤色光が紙幣Ｂに当たることにより反射される反射光を受光するイメージセンサ２１ｃを有する反射型の赤色光ラインセンサ２１ａｃと、赤外光の光源２１ｂ、およびこの光源２１ｂからの赤外光が紙幣Ｂを透過することによる透過光を受光するイメージセンサ２１ｃを有する透過型の赤外光ラインセンサ２１ｂｃとが組み合わされていて、光源を時分割して発光させてイメージセンサ２１ｃを共通に使えるようにしたラインセンサである。
【００３６】
なお、光源２１ａから発せられる可視光としては、赤色に限られず、青色、緑色など、紙幣に印刷されたインクの色に応じて、適宜選択可能にしてもよい。
厚み検知センサ２２は、搬送される紙幣Ｂを上下から挟むように配置されたローラーを含んでいる。搬送される紙幣Ｂがこのローラー間を通る際に、紙幣の厚みに応じてたとえば上方のローラーが変位するので、その変位量を検知する構成である。紙幣Ｂにテープ等の異物が貼着されている場合等には、厚み検知センサ２２により紙幣Ｂの厚み異常が検知される。
【００３７】
磁気センサ２４は、紙幣Ｂに印刷されたインクに磁気インクが用いられている場合に、その磁気インクの磁気量を検知するためのセンサである。
テラヘルツ光の送信・受信対ユニット２６は、たとえば、紙幣の搬送方向に直交する幅方向の右側および左側にそれぞれ設けられた送信・受信対ユニット２６ａ、２６ｂを含んでいる。テラヘルツ光の送信・受信対ユニット２６（２６ａ、２６ｂ）は、このように、複数設けられ、紙幣の搬送方向に対して交叉方向に配置されてもよいし、搬送方向に沿って配置されてもよい。また、単独であってもよい。テラヘルツ光の送信・受信対ユニット２６は、後述するように、所定波長のテラヘルツ光を送信子から送信する。そして、紙幣Ｂにより反射されたテラヘルツ光を受信子で受信する構成を有するセンサである。テラヘルツ光の送信・受信対ユニット２６は、さらに、搬送路に対向する位置と、退避位置とに変位可能に設けられた基準板２６０を含んでいる。そして、紙幣Ｂを通す前に基準板２６０を搬送路に対向させ、基準板２６０で反射されたテラヘルツ光の反射量を測定し、次に、紙幣Ｂにより反射されたテラヘルツ光の反射量を測定する。
【００３８】
なお、以下、送信・受信対ユニット２６のことを、テラヘルツ光センサ２６とも称する。テラヘルツ光センサ２６（２６ａ、２６ｂ）の具体的な構成や機能については後述するが、テラヘルツ光センサ２６（２６ａ、２６ｂ）は、主として、紙幣に設けられたホログラムや偽造防止用の透かし紋様等のセキュリティデバイスの真偽を検知するために用いられる。
【００３９】
また、図３（ａ）（ｂ）では、テラヘルツ光センサ２６（２６ａ、２６ｂ）は、搬送される紙幣Ｂに対して上面側に設けられているが、これに限らず、テラヘルツ光センサ２６は下面側に配置され、上面側に基準板２６０が配置されていてもよい。
図４は、図３（ａ）（ｂ）に示す紙幣識別装置２２０の各構成要素を示すブロック図である。図４に示すように、各センサ２１ａｃ、２１ｂｃ、２４、２６（２６ａ、２６ｂ）は、評価値算出部３０に接続されている。各センサ２１ａｃ、２１ｂｃ、２４、２６（２６ａ、２６ｂ）の検出出力は、当該評価値算出部３０へ送られるようになっている。評価値算出部３０は、各センサから与えられる検出信号を分析、評価し、各センサからの信号に基づいて、紙幣の評価値を算出する。
【００４０】
なお、図４では、説明の便宜上、タイミングセンサ２０（２０ａ、２０ｂ）、２８（２８ａ、２８ｂ）および厚み検知センサ２２に関しては、図示も説明も省略されている。
たとえば、赤色光ラインセンサ２１ａｃにより紙幣が検知されると、この検知結果は評価値算出部３０に送られ、この検知結果から、予め設定された特定の第１評価値算出式によって赤色光ラインセンサ２１ａｃにかかる評価値が算出される。また、赤外光ラインセンサ２１ｂｃによる紙幣の検知結果から、予め設定された特定の第２評価値算出式によって赤外光ラインセンサ２１ｂｃにかかる評価値が算出される。
【００４１】
同様に、磁気センサ２４、テラヘルツ光センサ２６による紙幣の検知結果から、それぞれ予め設定された特定の第３、第４評価値算出式によって、磁気センサ２４、テラヘルツ光センサ２６にかかる評価値が算出される。
このようにして、評価値算出部３０において、各センサ２１ａｃ、２１ｂｃ、２４、２６により検知された検知結果に基づいて、それぞれ評価値が算出される。
【００４２】
また、図４に示すように、評価値算出部３０には識別部３２が接続されている。評価値算出部３０により算出された各評価値は、識別部３２に送られる。識別部３２は、評価値算出部３０により算出された各評価値に基づいて、紙幣の金種や紙幣の真偽等を識別する。
次に、紙幣識別装置２２０における評価値の算出方法について詳述する。
【００４３】
紙幣識別装置２２０に紙幣Ｂが搬送されてくると、まず、タイミングセンサ２０（２０ａ、２０ｂ）により紙幣Ｂの到来が検知される。
ラインセンサ２１は、図３（ｂ）に示すように、紙幣の通路の下側において、赤色光ＬＥＤアレイ２１ａを受光用のイメージセンサ２１ｃの前後に備えており、搬送される紙幣Ｂに対して赤色光を照射するようになっている。また、紙幣の通路の上側において、赤外光を発する赤外光ＬＥＤアレイ２１ｂが、イメージセンサ２１ｃに対向させて、紙幣の搬送通路を挟んで配設されている。
【００４４】
より具体的には、イメージセンサ２１ｃは、受光素子が０．２５ｍｍピッチに並べられており、紙幣Ｂの搬送に同期したパルスを生成するメカクロック（図示せず）を用いて紙幣Ｂの搬送の１．５ｍｍピッチでイメージセンサ２１ｃの読み出しを行う。ここで、２種類の光源の発光およびその光の読み出しは時分割して行う。識別対象となる紙幣Ｂが、たとえば米ドル紙幣である場合には、米ドル紙幣は幅１５６ｍｍ、長さ６６ｍｍの大きさであるから、理論的には横方向に６２４画素、縦方向には４４ライン分の読み出しがあり、２７，４５６個の画素データが１光源に対して読み出される。実際には、紙幣の通路の幅方向における通過位置（寄せ位置）、紙幣の搬送遅れ、紙幣の斜行等を考慮して、より大きな領域の走査が行われる。
【００４５】
紙幣Ｂがラインセンサ２１上を搬送されていくとき、当該紙幣Ｂは少なからず斜行状態で搬送され、また通路幅が紙幣Ｂの長手長よりも広いので、横方向に通過位置が個々に変わる。このため、紙幣Ｂの外形状により、その紙幣Ｂの斜行角度および紙幣部分の中央座標を求めて、斜行がないとともに寄せ位置が基準点にある画像に補正を行う。
この補正方法については、特開２００１−１０１４７３号に開示されている。特開２００１−１０１４７３号について言及することにより、その内容はこの明細書に含まれるものとする。具体的には、紙幣の赤色光源の画像を赤色光センサ２１ａｃで読み取り、紙幣の外縁の上側に基づく中心座標の算出および斜行角抽出処理を行う。そして、その結果を用いて、メモリに取り込まれた赤色画像データおよび赤外画像データの回転・移動処理を行うことにより、以後の処理において寄せ位置と斜行角を考慮する必要がなくなる。
【００４６】
次に、赤色光画像データを用いて金種の識別を行う。図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、画素を所定の数だけ集めてブロックを形成する。図５（Ａ）は画素を示し、図５（Ｂ）は４画素を集めてブロック化を行った状態を示している。ブロックを示すにあたり、Ａｉｊという符号を用いている。ここで、ｉという文字は横方向の座標を示しており、ｊという文字は縦方向の座標を示している。このブロックＡｉｊのブロック値、すなわち４画素の合計値をＢｉｊとして表わす。このブロック化の方法は経験的に決まるようになっている。
【００４７】
識別対象となる紙幣として、たとえば米ドル紙幣を用いた場合には、紙幣の表面にあっては、人物画像の位置、人物画像の描かれている部分の縁の位置、人物の上着の位置、および文字の位置を考慮して、また、紙幣の裏面にあっては、建物のある部分、空のある部分、インクのない白地部分等の位置を考慮して、紙幣の金種と搬送方向を分類するために使用するブロックを求め、算出式と、分類のための閾値を予め用意しておく。
【００４８】
そして、たとえば、上限値１＞Ｂ11＋Ｂ34＞下限値１という評価式を複数作成する。なお、Ｂ11＋Ｂ34は評価値算出式であり、上限値１、下限値１は閾値である。ここでは評価式として加算式を例に挙げたが、評価式としては加算および減算を混在させた式であってもよく、加減乗除のうち少なくとも１つを含む式であってもよい。また、評価式において微分値をとるようにしてもよい。また、加算するブロック値は２個に限定されることはなく、複数個用いてもよく、これらを混合させたものであってもよい。実際には、分類すべき金種、搬送方向に対してより分類効果の高いブロックが選ばれることとなる。また、評価式を複数用いる理由は、１つの評価式では特定の金種間が分類できるが、別の特定の金種間が分類できない、つまり、評価値が同じになる場合が存在しているので、これを補って精度良く金種を分類するためである。
【００４９】
評価式の作成方法は、上限値１＞Ｂ11＋Ｂ34＞下限値１、上限値２＞Ｂ13＋Ｂ45＞期限値２、…といずれのブロック値に注目するかを全ての組み合わせを考慮して金種と搬送方向が分類できるものを探し、これについて、金種と方向毎の上限値と下限値とを決定する。
これらの評価式は一般に複数個必要である。これらのブロック値の加算等の評価値の算出は、紙幣１枚に対して一通り行えば、後は、上限値と下限値の閾値内にその加算値が入っているかどうかを調べればよい。赤色光ラインセンサ２１ａｃが走査した紙幣のブロック値を元に評価値が求まるので、この比較判断処理は短時間で行うことができる。図６は、赤色光ラインセンサ２１ａｃによる紙幣の金種の識別にかかる閾値テーブルを示す。
【００５０】
次に、赤外線ラインセンサ２１ｂｃにより読み取られる赤外光の画像データを用いた真偽判定について説明する。赤色光と同様に、紙幣の画像の斜行角と中心座標が求まることから、これを用いて赤外光の画像データについても斜行角と寄せ位置に依存しないような基本位置に画像データを回転・移動処理する。評価値算出式、評価値も赤色光の画像データによる金種の識別と同様のタイプのものが使用される。赤外光は、紙幣に印刷されているインクの分光吸収特性が可視光とは異なる特性を示すため、赤外光は紙幣の真偽の判定を行うのに適している。
【００５１】
図７は、赤外光ラインセンサ２１ｂｃによる紙幣の真偽の識別にかかる閾値テーブルを示す図である。上限値と下限値が、紙幣の金種、搬送方向毎に、閾値テーブルにおいて用意されている。
厚み検知センサ２２の検知出力に対しては、識別対象である紙幣の種類毎の厚みデータが予め記憶されており、検出された紙幣の厚みが、記憶された厚みデータのそれぞれと比較されることにより、紙幣の真偽や紙幣に異物が貼着されているか否か等の評価が行われる。
【００５２】
磁気センサ２４は、前述したように紙幣に印刷されたインク中の磁気量を検出するためのセンサである。磁気センサ２４は、たとえばメカクロックに同期して、たとえば０．２５ｍｍピッチというような一定間隔毎に、磁気信号の読み出しを行う。
この明細書では、発明の特徴と直接関係しないため、これら厚み検知センサ２２および磁気センサ２４による判定方向の詳細に関する説明は省略する。
【００５３】
さらに、紙幣識別装置２２０には、テラヘルツ光センサ２６が備えられている。テラヘルツ光センサ２６の具体的な構成およびセンシング動作については、明細書記載の便宜上、後にまとめて説明をすることにする。ここでは、テラヘルツ光センサ２６により検出される内容について簡単に触れると、次の通りである。
紙幣が、たとえばユーロ紙幣の場合には、ユーロ紙幣に施されているホログラムを検出し、その真偽を判別することができる。また、紙幣にセキュリティスレッドが施されている場合には、そのスレッドを検出して、真偽の判別を行うことができる。さらに、紙幣にパールインクで印刷が施されている場合には、パールインクを検出して、その結果に基づいて紙幣の真偽の判別を行うことができる。さらに、紙幣にＯＶＩ（オプティカル光学可変インク）による印刷が施されている場合には、かかるインクによる印刷の有無を検出して、紙幣の真偽の判別を行うことができる。
【００５４】
テラヘルツ光センサ２６を用いると、このような紙幣のホログラム、スレッド、パールインクによる印刷、またはＯＶＩによる印刷等の検出を行うことができ、紙幣の真偽の判別が行える。紙幣におけるホログラム配置領域等は、金種、方向の情報により予めわかっているから、たとえば、赤色光ラインセンサ２１ａｃの出力に基づき、紙幣に施されているホログラムの位置等を抽出し、その位置をテラヘルツ光センサ２６で検出する構成とすることが望ましい。
【００５５】
次に、このような構成からなる紙幣処理機１の動作について説明する。
まず、紙幣の束がホッパー１１に収容され、このホッパー１１に収容された紙幣は紙幣繰出装置１０により紙幣処理機１の内部に取り込まれる。そして、紙幣処理機１の内部に取り込まれた紙幣は搬送部２０１により搬送され、紙幣識別装置２２０に送られる。
紙幣識別装置２２０において、図３に示すように、赤色光ラインセンサ２１ａｃ、赤外光ラインセンサ２１ｂｃ、厚み検知センサ２２、磁気センサ２４およびテラヘルツ光センサ２６により、それぞれ、紙幣の検知が行われる。
【００５６】
より具体的には、図８に示すようなタイミングチャートに基づいて処理が行われる。
まず、赤色光ラインセンサ２１ａｃからは紙幣の金種と搬送方向の識別結果が出力される。また、赤外光ラインセンサ２１ｂｃからは、真正な紙幣の金種と搬送方向の候補の上方が出力される。さらに、厚み検知センサ２２からは、紙幣の厚みに関するデータが出力される。また、磁気センサ２４からは、磁気インクのデータに基づき、真正な紙幣の金種の候補の情報が出力される。さらに、テラヘルツ光センサ２６からは、紙幣のホログラム、スレッドその他のセキュリティデバイスに関する出力が得られる。
【００５７】
紙幣の金種、搬送方向および真偽の総合的な識別は、全てのセンサ２１ａｃ、２１ｂｃ、２２、２４、２６による識別の結果が揃った時点で、たとえば各センサ２１ｂｃ、２４、２６の真正であろうと識別された紙幣の金種と方向の候補に対して、赤色光ラインセンサ２１ａｃの特定した金種と搬送方向が含まれているかどうかにより、赤色光ラインセンサ２１ａｃにより決められた紙幣の金種の真偽が識別される。仮に、赤色光ラインセンサ２１ａｃの出力に基づく判定が１０ドル紙幣のＡ方向であるときにおいて、赤外光ラインセンサ２１ｂｃ、磁気センサ２４、テラヘルツ光センサ２６の出力の全てに真正となる金種、搬送方向に１０ドル紙幣のＡ方向があれば、識別結果は１０ドル紙幣のＡ方向の真券として出力される。逆に、いずれかのセンサ２１ｂｃ、２４、２６の出力に該当金種、搬送方向がなければ、識別結果は１０ドル紙幣のＡ方向の偽券と判断される。
【００５８】
最終的な金種、真偽の識別としては、各センサ２１ａｃ、２１ｂｃ、２４、２６から得られた検出信号に基づく識別結果の論理積演算を行い、赤色光ラインセンサ２１ａｃから得られた紙幣の金種と搬送方向に対して真正であると全ての各センサ２１ｂｃ、２４、２６が判断しているならば、真正な金種を最終識別結果とできるが、どれかの真偽識別用のセンサ２１ｂｃ、２４、２６が赤色光ラインセンサ２１ａｃの金種に真のフラグを立てていなければ、赤色光ラインセンサ２１ａｃが示した金種の偽券として最終の識別結果をたとえば表示部１０５や上位装置に出力する。なお、この説明では、厚み検出センサ２２の出力については省略されているが、このセンサ２２の出力を、識別に加えても構わない。
【００５９】
ここで、識別対象となる紙幣について、各センサ２１ａｃ、２１ｂｃ、２４、２６により紙幣の検知が行われてから、紙幣の金種や真偽について識別が行われるまでの動作について、図８のタイミングチャートを用いてさらに詳細に説明する。
図８は、図３に示す紙幣識別装置２２０において、各センサ２１ａｃ、２１ｂｃ、２４、２６により紙幣の検知が行われてから、紙幣の検知結果に基づいて評価値が算出されてこの評価値から紙幣の最終的な識別が行われるまでの期間を、センサ２１ａｃ、２１ｂｃ、２４、２６毎に時系列で示す説明図である。
【００６０】
図８において、参照符号２１ａｔは、赤色光ラインセンサ２１ａｃにより紙幣の検知が行われてから、赤色光による紙幣の金種の識別が行われるまでの期間を示す。このうち、参照符号２１ａｓは、赤色光ラインセンサ２１ａｃにより紙幣の検知が開始される時刻を示し、参照符号２１ａｅは、紙幣の金種の識別が終了する時刻を示す。同様に、参照符号２１ｂｔは、赤外光ラインセンサ２１ｂｃにより紙幣の検知が行われてから紙幣の金種および真偽の識別が行われるまでの期間を示す。このうち、参照符号２１ｂｓは、赤外光ラインセンサ２１ｂｃにより紙幣の検知が開始される時刻を示し、参照符号２１ｂｅは、紙幣の金種および真偽の識別が終了する時刻を示す。また、参照符号２４ｔは、磁気センサ２４により紙幣の検知が行われてから紙幣の金種および真偽の識別が行われるまでの期間を示し、参照符号２６ｔは、テラヘルツ光センサ２６により紙幣の検知が行われてから紙幣の真偽の識別が行われるまでの期間を示す。
【００６１】
ここで、参照符号２４ｓ、２６ｓは、それぞれ、磁気センサ２４およびテラヘルツ光センサ２６によりそれぞれ紙幣の検知が開始される時刻を示し、参照符号２４ｅ、２６ｅは、それぞれ、紙幣の金種および真偽の識別が終了する時刻を示す。
また、参照符号３２ｓは、全てのセンサ２１ａｃ、２１ｂｃ、２４、２６による識別の結果が揃った時点で、各センサ２１ｂｃ、２４、２６の真正であろうと識別された紙幣の金種と方向の候補に対して、赤色光ラインセンサ２１ａｃの特定した金種と搬送方向が含まれているかどうかの識別が開始される時刻を示し、３２ｅは、このような識別が終了する時刻を示す。
【００６２】
ここで、図８に示すように、赤色光ラインセンサ２１ａｃにより紙幣の検知が行われてから紙幣の金種の識別が行われるまでの期間２１ａｔは、他のセンサ２１ｂｃ、２２、２４、２６により紙幣の検知が行われてから紙幣の金種および真偽の識別が行われるまでの期間２１ｂｔ、２２ｔ、２４ｔ、２６ｔよりも長い。しかしながら、図８に示すように、紙幣の第１の種別（具体的には、金種）の識別動作と、紙幣の第２の種別（具体的には、真偽）の識別動作とが並行で行われるようになっているので、紙幣の金種および真偽の両方の識別を行うための演算処理時間を短くすることができる。
【００６３】
以上のように、この実施形態の紙幣処理機１によれば、識別対象となる紙幣について各センサ２１ａｃ、２１ｂｃ、２４、２６により検知を行い、紙幣の検知結果に基づいて、予め設定された１つの評価値算出式セット（第１評価値算出式〜第４評価値算出式が組み合わされたもの）により紙幣のそれぞれの評価値を算出し、紙幣のそれぞれの評価値に基づいて、紙幣の金種、真偽等のそれぞれに対応する複数の予め設定された閾値を用いて紙幣の金種、真偽等を識別するようになっている。このため、紙幣の金種等のそれぞれに対応する複数の評価値算出式の全てを用いて紙幣のそれぞれの評価値を算出する場合と比較して、使用される評価値算出式セットで一通り演算すればよいだけで複数金種分の評価値算出演算を行うことがないので、紙幣の金種や真偽等を識別するのに必要な演算処理は１回でよく、演算時間を短くすることができる。しかも、紙幣の金種や真偽等のそれぞれの対応する予め設定された複数の閾値を用いて紙幣を識別しているので、紙幣の金種等の違いにもかかわらず使用される閾値が１つのみとなっている場合と比較して、紙幣の金種や真偽等の識別の精度を高くすることができる。
【００６４】
次に、この実施形態の紙幣識別装置２２０に設けられているテラヘルツ光センサ２６について、詳細に説明をする。
図９は、テラヘルツ光センサ２６、すなわち、テラヘルツ光の送信・受信対ユニットの具体的な構成を表わすブロック図である。
テラヘルツ光センサ２６には、第１レーザー２６１および第２レーザー２６２が備えられている。第１レーザー２６１から出力されるレーザー光は光ファイバ２６３およびファイバカプラ２６４を経由し、また、第２レーザー２６２から出力されるレーザー光は光ファイバ２６５およびファイバカプラ２６４を経由して、ファイバカプラ２６４で混合されたレーザー光は、光ファイバ２６６および２６７を介して第１送信子２６８および第２送信子２６９へ与えられる。また、バイアス電圧発生源２７０で発生されるバイアス電圧が、第１送信子２６８および第２送信子２６９へ与えられる。
【００６５】
第１送信子２６８および第２送信子２６９では、それぞれ、第１レーザー２６１のレーザー光の周波数と第２レーザー２６２のレーザー光の周波数の差のテラヘルツ領域の周波数を有するテラヘルツ光を照射位置に向けて放射する。照射位置には、紙幣Ｂが搬送されて来る前は、金属の基準板２６０が位置されている。よって、放射されたテラヘルツ光は基準板２６０で反射され、それぞれ、第１送信子２６８および第２送信子２６９に対で設けられた第１受信子２７１および第２受信子２７２で受信される。そして受信されたテラヘルツ反射光の信号は第１プリアンプ２７５および第２プリアンプ２７６へ与えられる。そして、各プリアンプ２７５、２７６において増幅された信号は、Ａ／Ｄコンバータ２７７でデジタル信号に変換され、ＣＰＵ２７８へ与えられ、基準受信量（基準反射光量）として記憶される。
【００６６】
次いで、紙幣Ｂが搬送され、第１送信子２６８および第２送信子２６９は、それぞれ、第１レーザー２６１のレーザー光の周波数と第２レーザー２６２のレーザー光の周波数の差のテラヘルツ領域の周波数を有するテラヘルツ光を紙幣Ｂの表面に向けて放射する。放射されたテラヘルツ光は紙幣Ｂで反射され、それぞれ、第１送信子２６８および第２送信子２６９に対で設けられた第１受信子２７１および第２受信子２７２で受信される。そして受信されたテラヘルツ反射光の信号は第１プリアンプ２７５および第２プリアンプ２７６へ与えられる。そして、各プリアンプ２７５、２７６において増幅された信号は、Ａ／Ｄコンバータ２７７でデジタル信号に変換され、ＣＰＵ２７８へ与えられる。
【００６７】
このように、基準板２６０による基準受信量を求めておくことにより、反射比率を得ることができる。また、受信量を比較する場合には、基準板２６０による受信量を一定値とすればよい。
図９に示す構成において、第１送信子２６８および第１受信子２７１の対２６ａ、第２送信子２６９および第２受信子２７２の対２６ｂは、共に、ユニット化されているのが配置や取り扱いの上で好ましい。
【００６８】
第１送信子２６８および第１受信子２７１の対２６ａと、第２送信子２６９および第２受信子２７２の対２６ｂとは、同じ構成を有しているが、両者は、回転角を９０°異ならせて設置されている。
このため、偏光方向を見ると、第１送信子２６８から放射され、紙幣Ｂで反射されて第１受信子２７１で受信されるテラヘルツ光は、Ｐ偏光のテラヘルツ光である。また、第２送信子２６９から放射され、紙幣Ｂで反射されて第２受信子２７２で受信されるテラヘルツ光は、Ｓ偏光のテラヘルツ光である。
【００６９】
ここで、テラヘルツ光の周波数について説明しておく。第１レーザー２６１、第２レーザー２６２から出力される各レーザー光の波長をそれぞれλ１、λ２とすると、第１送信子２６８および第２送信子２６９から放射されるテラヘルツ光の周波数ｆは、
ｆ＝ｃ・（λ２−λ１）／λ１・λ２
となる。ここに、ｃは光速である。
【００７０】
ところで、テラヘルツ光センサ２６によれば、証券類に施された次のような真偽識別用のセキュリティデバイスの検知が可能である。
（１）ホログラム
たとえばユーロ紙幣では、ホログラムとして、デメタライズ技術でアルミ箔等の金属箔を加工し、金属箔膜に微細孔を周期的に配置したドットアレイ構造が採用されている。その周期的構造が一般的な二次元金属フォトニック結晶と呼ばれているものに相当する。このフォトニック結晶構造は、テラヘルツ光に反応する特徴を有する。このため、ユーロ紙幣のホログラムの真偽は、テラヘルツ光センサ２６により検知することができる。また、格子状のホログラムの場合も、テラヘルツ光センサ２６により検知することができる。
（２）スレッド
一般的に証券類に使用されているセキュリティスレッドは、フィルムとアルミを貼り合わせた糸状の物質であり、金属としての性質を持つ。従って、テラヘルツ光は、その金属面で１００％近く反射する。また、テラヘルツ光は、紙・インクに対して透過性が良く、紙の内部に埋め込まれたスレッド（金属物）を検出できる。よって、テラヘルツ光センサ２６により、証券類にセキュリティスレッドが使用されている場合、そのスレッドを検知できる。
（３）パールインク
証券類には、傾けると色が変化するインク（一般に、「パールインク」と称される）で印刷されているものが多い。インク成分は、二酸化チタンが使用されていることが多く、かかる成分のパールインクは、テラヘルツ光に対して、高い反射率を示す。よって、パールインクの検知を、テラヘルツ光センサ２６により正確に行うことができる。
（４）ＯＶＩ（オプティカル光学可変インク）
ＯＶＩとは、傾けると印刷されたインクの色が変化して見えるインクのことである。ＯＶＩは、アルミで作られた反射層を持っていることが多い。このため、テラヘルツ光センサ２６によってＯＶＩの有無を検知することができる。
【００７１】
以上のように、テラヘルツ光センサ２６によれば、紙幣や証券類に施されたホログラム、スレッド、パールインク、ＯＶＩといったセキュリティデバイスの検知が可能である。
次に、セキュリティデバイスを、具体的にどのように検出・判別するのかについて、ユーロ紙幣を実例にして説明をする。
（１）ユーロ紙幣のホログラムの判別について
前述したように、ユーロ紙幣には、セキュリティデバイス（真偽識別用素子）としてホログラムが採用されている。ホログラムは、金属薄膜に周期的に微細な孔があけられた二次元金属フォトニック結晶としての性質を有する。
【００７２】
そこで、テラヘルツ光を用いたユーロ紙幣のホログラムの真偽判別は、次のようにして行うことができる。
まず、紙幣識別装置２２０におけるテラヘルツ光センサ２６（図３参照）の対向面（紙幣の通路）に参照用金属板を配置した構成にする。そして、紙幣が到達していない場合に参照用金属板にテラヘルツ光を照射し、その反射強度を予め測定しておく。それを参照値Ｒｅｆとする。
【００７３】
次に、搬送路を紙幣Ｂが通過するときには、たとえば１ミリピッチでテラヘルツ光の反射強度を測定する。測定値を信号Ｓａｍとする。
そして、参照値Ｒｅｆと信号Ｓａｍとから、
反射率＝信号Ｓａｍ／参照値Ｒｅｆ
を算出する。
【００７４】
ユーロ紙幣のホログラムを横方向に走査して得られた上記の反射率を、図１０に示す。図１０では、０．７３ＴＨｚのテラヘルツ光を用いた。
また、模擬ホログラム（紙にアルミ箔を貼り付けただけの、周期的な微細孔を有さないもの）の反射率のデータを、図１１に示す。図１１でも、０．７３ＴＨｚのテラヘルツ光を用いた。
【００７５】
図１０および図１１の対比から、微細孔がある場合は、二次元金属フォトニック結晶としての光学特性から、透過し易い周波数領域が存在することがわかる。言い換えれば、透過し易いことは、反射率が下がるということである。
従って、図１０から、反射率の部分ピークａと部分ボトムｂとの差ｃを、
ｃ＝ａ／ｂとして算出し、
ｃ＝１．５以上の場合はユーロ紙幣が真、ｃ＝１．２以下の場合はユーロ紙幣が偽、というように判定することができる。
【００７６】
なお、この閾値は、一例を挙げただけであり、実際の検出結果に基づいて閾値は随時変更可能である。
以上の内容を整理すると、図１２の図表として表わせる。
すなわち、図１２を参照して、ユーロ紙幣のホログラムには、周期的な微細孔があいているため、その微細孔の領域において、テラヘルツ光は反射率が下がり、逆に透過率が上がるのである。
【００７７】
テラヘルツ光は、金属に当たると金属内の自由電子に衝突し跳ね返される（反射する／透過しない／進入しない、とも言える。）。従って、周期的に配列された微細孔がない場合は、テラヘルツ光は、導電性の金属に対しては１００％近く反射する。
一方、周期的に配列された二次元金属フォトニック結晶として扱われるホログラムに対しては、特定の計算式で示される遮断周波数および解析周波数の周波数特性を有し、透過する。
【００７８】
それゆえ、異なる周波数特性を有するホログラムに対して、それぞれ、真券の場合の反射特性、透過特性を予め測定しておき、それから外れた特性が検出された場合は、偽造紙幣（ホログラム偽造）と識別することが可能である。
（２）ユーロ紙幣のスレッドの判別について
一般的に証券類に使用されているセキュリティスレッド（糸状の線）は、図１３（ａ）に示すように、フィルムに金属を蒸着させた糸状のものが紙に漉き込まれたものである。このため、紙を透かして見ると、紙の中に漉き込んである糸状金属が見える。偽造スレッドは、見た目が同じになるように細工したものが多いが、金属（糸状の金属）が使用されていないことが殆どである。
【００７９】
それゆえ、テラヘルツ光を照射し、その反射率を測定することにより、スレッドの真偽を判別することができる。
図１３（ｂ）は、５ユーロ紙幣に設けられているセキュリティスレッドを示し、図１３（ｃ）は、そのセキュリティスレッドに０．７５ＴＨｚのテラヘルツ光を照射した場合の振幅反射率特性を示している。この特性によれば、セキュリティスレッドのピーク値は０．５以上である。
【００８０】
つまり、５ユーロ紙幣のセキュリティスレッドの真偽を見る際には、反射率が０．５以上あれば「真」と判断できることがわかる。
なお、この閾値も、一例にすぎず、実際の紙幣や証券類のスレッドによって、任意の閾値が選ばれることになる。
（３）ユーロ紙幣のＯＶＩの判別について
ユーロ紙幣には、ＯＶＩ（光学可変インク）がセキュリティ用として使用されている。傾けると色が変化するインクであり、前述したように、アルミの反射層を持つ。従って、テラヘルツ光が照射されると、高い反射率を示す。
【００８１】
一方、偽造ＯＶＩは、傾けると色だけが変化するような細工をしたものが殆どである。よって、ＯＶＩにアルミ片（金属）が使用されているかいないかは、テラヘルツ光を照射し、そのテラヘルツ反射光を測定して、反射率を検知すればわかるから、ＯＶＩの真偽判別が可能となる。
図１４は、１００ユーロ紙幣のＯＶＩと１ＴＨｚのテラヘルツ光の反射波形との関係を示す図である。
【００８２】
図１４における○で囲った１、２、３、４、５の部分が、ＯＶＩのインク部分である。
判断基準としては、ＯＶＩのインク部分から、たとえば９０％以上の反射率が得られた場合に、ＯＶＩインクが使用されている（紙幣が真券）と判別することが可能である。
以上のように、テラヘルツ光センサ２６により、紙幣や証券類に施されたセキュリティデバイスにテラヘルツ光を照射し、反射されるテラヘルツ反射光を検知して、その反射率や反射率の変化特性を測定することにより、証券類に施されたセキュリティデバイスの真偽判別、ひいては証券類の真偽判別が行える。
【００８３】
次に、テラヘルツ光センサ２６につき、その変形例をいくつか例を挙げて説明する。
図９において、テラヘルツ光センサ２６の具体的な構成を説明した。図９に示すテラヘルツ光センサ２６では、送信・受信対ユニット２６ａは、Ｐ偏光のテラヘルツ光の照射および受信を行い、送信・受信対ユニット２６ｂは、Ｓ偏光のテラヘルツ光の照射および受信を行う構成を説明した。
【００８４】
このように、複数組、たとえば２組のテラヘルツ光の送信・受信対ユニット２６ａ、２６ｂを設け、各送信・受信対ユニット２６ａ、２６ｂが、互いに異なる第１の偏光波としてのＰ偏光および第２の偏光波としてのＳ偏光のテラヘルツ光を照射し、その反射光を受信する構成とすることにより、セキュリティデバイスを異なる偏光のテラヘルツ光で検知することができ、セキュリティデバイスの向き等にかかわらず、セキュリティデバイスをより正しく検知することができる。
【００８５】
特に、セキュリティデバイスがたとえば格子状のホログラム構造の場合には、格子状のホログラムをＰ偏光のテラヘルツ光で観察する場合と、Ｓ偏光のテラヘルツ光で観察する場合とでは、その反射率特性が変化するので、両偏光波の反射率特性に基づいて格子状のホログラム構造を正しく検出することができる。
しかし、テラヘルツ光の送信・受信対ユニット２６ａ、２６ｂは、図９に示される構成に限られるわけではなく、複数の送信・受信対ユニット２６ａ、２６ｂを設けた場合において、各送信・受信対ユニット２６ａ、２６ｂが、互いに波長の異なる離散的なテラヘルツ光の照射および受信を行うものであってもよい。
【００８６】
互いに波長の異なる離散的なテラヘルツ光の照射および受信が、送信・受信対ユニット２６ａ、２６ｂで行われる構成とした場合、波長の異なるテラヘルツ光の反射率同士を比較し、その比率に基づいてセキュリティデバイスの真偽判別を良好に行うことができる。
さらに、テラヘルツ光の送信・受信対ユニットは、図９に示すように２組備えられた構成に限られるものではなく、１組であってもよいし、３組以上であっても構わない。
【００８７】
さらに、テラヘルツ光の送信・受信対ユニットは、図９に示すように、証券類Ｂのセキュリティデバイスで反射された反射光を受信する構成に限定されるものではなく、図１５に示すように、送信子２６ａから所定波長のテラヘルツ光が送信され、そのテラヘルツ光が証券類Ｂのセキュリティデバイスを透過した透過光が受信子２６ｂで受信される構成としてもよい。
【００８８】
前述したように、証券類Ｂのセキュリティデバイスには、所定の波長のテラヘルツ光に対して、特定の反射率を示す。セキュリティデバイスが特定の反射率を示すということは、換言すれば、セキュリティデバイスは、所定波長のテラヘルツ光に対して特定の透過率を有するということである。
それゆえ、受信子２６ｂによりセキュリティデバイスを透過する所定波長のテラヘルツ光を受信する構成にし、受信したテラヘルツ光の受信率により、セキュリティデバイスの真偽判別を行う構成としてもよい。
【００８９】
また、図１６に示すように、証券類Ｂを搬送するための搬送路１００の上流側に、証券類Ｂの種類検出センサ１０１を設け、搬送路１００を搬送される証券類Ｂの種類がまず種類検出センサ１０１で検出される構成とする。種類検出センサ１０１で証券類Ｂの種類が検出された場合、種類データテーブル１０２に記憶された証券類の種類に基づき、証券類Ｂのどの位置にセキュリティデバイスが設けられているかを把握することができる。そして搬送路１００の下流側に備えられたテラヘルツ光センサ１０３が、証券類Ｂに施されたセキュリティデバイスに対向する位置になるように、搬送路１００の搬送方向に交叉方向にテラヘルツ光センサ１０３が変位される。この変位はたとえば移動ユニット１０４により行われる。その結果、テラヘルツ光センサ１０３により証券類Ｂに施されたセキュリティデバイスに対し、確実にテラヘルツ光が照射され、その反射光または透過光が検知される。
【００９０】
かかる構成は、テラヘルツ光センサ１０３が、送信・受信対ユニットとして小型化され、テラヘルツ光の照射範囲が限られている場合であっても、テラヘルツ光の照射範囲を証券類Ｂにおけるセキュリティデバイスに確実に対応付けることができるという利点がある。
この発明は、以上説明した実施形態に係る紙幣識別装置に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内において種々の変更が可能である。
【００９１】
たとえば、紙幣識別装置２２０では、赤色光ラインセンサ２１ａｃ、赤外光ラインセンサ２１ｂｃ、厚み検知センサ２２、磁気センサ２４等が併設されたものを説明したが、テラヘルツ光センサ２６のみにより、紙幣その他の証券類のセキュリティデバイスの真偽を判別する構成の装置としてもよい。
あるいは、赤色光ラインセンサ２１ａｃにより紙幣の種別を検知するとともに、テラヘルツ光センサ２６により紙幣の真偽を識別するという、２種類のセンサだけを有する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１    紙幣処理機
２２０    紙幣識別装置
２０２    上部搬送機構
２１    ラインセンサ
２６、１０３    テラヘルツ光センサ
２６ａ、２６ｂ    テラヘルツ光の送信・受信対ユニット（テラヘルツ                                          光センサ）
２６８    第１送信子
２６９    第２送信子
２７１    第１受信子
２７２    第２受信子
Ｂ    紙幣または証券類
【図１】
2011034172.tif 000003
【図２】
2011034172.tif 000004
【図３】
2011034172.tif 000005
【図４】
2011034172.tif 000006
【図５】
2011034172.tif 000007
【図６】
2011034172.tif 000008
【図７】
2011034172.tif 000009
【図８】
2011034172.tif 000010
【図９】
2011034172.tif 000011
【図１０】
2011034172.tif 000012
【図１１】
2011034172.tif 000013
【図１２】
2011034172.tif 000014
【図１３】
2011034172.tif 000015
【図１４】
2011034172.tif 000016
【図１５】
2011034172.tif 000017
【図１６】
2011034172.tif 000018