(57)【要約】【課題】紙幣等の鑑別装置の鑑別精度を向上する。【解決手段】紙幣などの紙葉類に光を照射し、拡散反射光および正反射光の強度を検出する。拡散反射光の強度が所定値Ｔｈ１よりも低くなる領域、即ち印刷濃度が濃い領域を検査領域として、光沢度を判定する。かかる検査領域では、真券の光沢度は偽券の光沢度よりも有意に低くなる。従って、直線Ｌ２で与えられる基準値との大小関係に基づき、紙葉類の真偽を精度良く鑑別することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙葉類の真偽を鑑別する鑑別装置であって、
鑑別対象となる前記紙葉類について、所定以上の印刷濃度を有する領域を検査領域とし、該検査領域の光沢度を計測する光沢計測部と、
該光沢度に基づき、前記紙葉類の真偽を鑑別する鑑別部とを備える鑑別装置。
【請求項２】
請求項１記載の鑑別装置であって、
前記鑑別部は、真券に対する上限の光沢度を超える光沢度が得られる領域が前記検査領域に占める割合が、所定値より大きい場合に、前記紙葉類を偽券と鑑別する鑑別装置。
【請求項３】
請求項１記載の鑑別装置であって、
前記紙葉類に対応づけて予め設定された前記検査領域を記憶する検査領域記憶部を備え、
前記光沢計測部は、該検査領域を対象として前記光沢度を計測する鑑別装置。
【請求項４】
請求項１記載の鑑別装置であって、
前記紙葉類に照射光を照射する照射部と、
前記照射光に基づく反射光または透過光に基づいて、前記検査領域を特定する検査領域特定部とを備える鑑別装置。
【請求項５】
請求項４記載の鑑別装置であって、
前記照射光が前記紙葉類に入射する角度と、等しい角度で該紙葉類から反射する正反射光を検出する正反射光検出部と、その他の角度で反射する拡散反射光を検出する拡散反射光検出部とを備え、
前記検査領域特定部は、前記拡散反射光が所定以下の強度となる領域を前記検査領域として特定する鑑別装置。
【請求項６】
請求項１記載の鑑別装置であって、
前記紙葉類に照射光を照射する照射部と、
前記照射光が前記紙葉類に入射する角度と、等しい角度で該紙葉類から反射する正反射光を検出する正反射光検出部と、その他の角度で反射する拡散反射光を検出する拡散反射光検出部とを備え、
前記光沢度計測部は、前記拡散反射光と正反射光の強度に基づいて前記光沢度を計測する鑑別装置。
【請求項７】
請求項６記載の鑑別装置であって、
前記光沢度は、前記正反射光の強度と、前記拡散反射光の強度を用いた一次式で表される鑑別装置。
【請求項８】
請求項７記載の鑑別装置であって、
前記光沢度は、次式またはこれと等価な式で表される鑑別装置。
光沢度＝Ｉｙ−Ｃ×Ｉｘ；
Ｉｘ…拡散反射光の強度；
Ｉｙ…正反射光の強度；
Ｃ…１≦Ｃ≦１．３の実数係数；
【請求項９】
紙葉類の真偽を鑑別する鑑別方法であって、
鑑別対象となる前記紙葉類について、所定以上の印刷濃度を有する領域を検査領域とし、該検査領域の光沢度を計測する光沢計測工程と、
該光沢度に基づき、前記紙葉類の真偽を鑑別する鑑別工程とを備える鑑別方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙葉類の光沢を利用した真偽鑑別の鑑別精度向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙幣または有価証券などの紙葉類の真偽を鑑別する技術の一つとして、これらの紙葉類に光を照射し、その反射光の特性を利用する方法がある。例えば、特許文献１では、正反射光と拡散反射光を併用して紙幣の鑑別を行う方法が開示されている。拡散反射光の強度は印刷の濃度変化を表し、正反射光の強度は紙葉類の表面状態の変化を表すパラメータとなる。特許文献１では、濃度変化と表面状態の変化を併用することにより、精度良く真偽鑑別することができるとされている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００ー１１２３０号公報
【特許文献２】
特開平９ー２２２３６１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、紙葉類の偽造技術は、向上している。このような偽券を検出するために、従来の真偽鑑別技術の更なる精度向上、技術の多様化が望まれている。本発明は、かかる課題に鑑み、光沢を利用した真偽鑑別の鑑別精度向上することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、以下に示す種々の方法で、紙葉類の真偽を鑑別する。紙葉類とは、文字等の印刷によって価値を持たせた紙、シート状フィルムまたはカードを意味する。本明細書における紙葉類には、例えば、紙幣、宝くじ等各種くじ券、競輪競馬競艇投票券、入場券、乗車券、高速道路、電話、各種施設等の利用券、証券、債券、株券、図書券などが含まれる。
【０００６】
本発明では、鑑別対象となる紙葉類について検査領域の光沢度を計測し、かかる検査領域について得られた光沢度に基づき、紙葉類の真偽を鑑別する。検査領域としては、所定以上の印刷濃度を有する領域を用いる。
【０００７】
一般に、上述した種々の紙葉類は、比較的光沢度が低い凹版印刷によって印刷が行われることが多い。これに対し、カラーコピーやレーザプリンタなどを用いて偽造された紙葉類（以下、偽券と称する）は光沢度が高いため、光沢度に基づいて真偽を鑑別することができる。ここで、本願の発明者は、種々の実験、解析の結果、真券と偽券の光沢度の差は、印刷濃度が濃い部分において顕著であることを見いだした。比較的濃度が明るい領域では、両者の光沢度の差は顕著でなく、かかる領域を用いることにより、誤判定の確率が高くなることを見いだした。
【０００８】
本発明では、こうした知見に基づき、所定以上の印刷濃度を有する領域を検査領域として光沢度の計測、鑑別を行う。従って、真券と偽券との光沢度の差違が顕著に得られ、真偽鑑別の精度を向上することができる。ここで、検査領域を規定する印刷濃度は、真券と偽券の光沢度に有意差が生じる範囲で、紙葉類に応じて任意に設定することができる。
【０００９】
本発明では、また、紙葉類の表面上の一点を対象とするのではなく、所定の広さを有する検査領域を対象として光沢度を計測する。従って、複数箇所に対する計測結果が得られるため、計測誤差の影響を抑制し、鑑別精度を向上することができる。
【００１０】
本発明において真偽の鑑別は種々の基準で行うことが可能である。例えば、真券に対する光沢度の上限を超える光沢度が得られる領域が、所定値よりも高い割合で検査領域を占めている場合に、その紙葉類を偽券と鑑別してもよい。真偽鑑別の基準となる所定値は、計測誤差や要求される精度を考慮して任意に設定することができる。例えば、所定値を０とした場合には、一部でも光沢度が高い領域が存在する時に偽券と判断されることになる。
【００１１】
本発明において検査領域は、紙葉類に対応づけて予め設定しておいてもよい。複数種類の紙葉類を鑑別対象とする場合には、真偽鑑別に先立って紙葉類の種別を予め判別することで、種別に応じて検査領域を使い分けることができる。こうすることで、紙葉類ごとに最適の領域を真偽鑑別に利用することができ、鑑別精度を向上することができる。紙葉類の多様な搬送状態に対応可能とするため、検査領域は、更に、紙葉類の表裏、搬送姿勢などに対応づけて設定しておくことが好ましい。
【００１２】
検査領域は、紙葉類に照射光を照射し、照射光に基づく反射光または透過光に基づいて所定以上の印刷濃度を有する領域を特定してもよい。こうすることで、紙葉類の種別、紙葉類の搬送姿勢に係わらず、簡易に真偽鑑別を行うことができる利点がある。
【００１３】
反射光には、照射光が前記紙葉類に入射する角度と等しい角度で反射する正反射光と、その他の角度で反射する拡散反射光とが存在する。反射光を利用する場合には、例えば、拡散反射光が所定以下の強度となる領域を検査領域とする方法を採ることができる。拡散反射光は、光沢度の計測にも利用することができるため、かかる構成とすれば、反射光の検出を行うための構成を簡素化することができる利点がある。
【００１４】
本発明において、光沢度は、正反射光の強度によって表してもよいし、拡散反射光と正反射光の強度を用いた式等によって表してもよい。後者の場合は、例えば、一次式とすることができ、より具体的には、次式またはこれと等価な式を用いることができる。
光沢度＝Ｉｙ−Ｃ×Ｉｘ；
Ｉｘ…拡散反射光の強度；
Ｉｙ…正反射光の強度；
Ｃ…１≦Ｃ≦１．３の実数係数；
【００１５】
本発明は、種々の態様で構成することができる。例えば、上述の鑑別を行う鑑別装置として構成してもよいし、鑑別方法として構成してもよい。上述した種々の特徴は、必ずしも全てを備えている必要はなく、適宜、組み合わせたり、一部を省略したりすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、紙幣の鑑別装置としての実施例に基づいて、次の項目に分けて説明する。
Ａ．装置構成：
Ｂ．鑑別処理：
Ｃ．変形例：
【００１７】
Ａ．装置構成：
図１は実施例としての鑑別装置の概略構成を示す説明図である。側方からの断面図を示した。この装置は、例えば、現金自動取引装置や自動販売機など紙幣を取り扱う種々の装置に内蔵してもよいし、単独の装置として構成してもよい。
【００１８】
鑑別対象となる紙幣Ｐは、ベルトなどの搬送機構によって図中のＸ方向に順次搬送される。照射部１０は、紙幣Ｐに対して６０°の入射角で光を照射する。照射部１０は、発光ダイオード、発光管などを用いることができる。本実施例では、可視光を照射するものとしたが、赤外線を用いても良い。
【００１９】
正反射光センサ３０は、照射光に対する紙幣Ｐからの正反射光強度を検出する。正反射光強度を精度良く検出するため、正反射光センサ３０は反射角が６０°となる反射光の光軸方向に向けて固定されている。拡散反射光センサ２０は、拡散反射光強度を検出する。本実施例では、拡散反射光センサ２０は、紙幣Ｐの照射部から法線方向に反射する拡散反射光の光軸方向に向けて固定した。拡散反射光センサ２０を、紙幣Ｐの法線方向に設置することにより、入射光、正反射光の影響を回避し、拡散反射光強度を精度良く検出することができる。入射角、反射角および拡散反射光センサ２０の向きは、例示した状態に限られず、種々の設定が可能である。
【００２０】
鑑別装置の動作は、制御ユニット４０によって制御される。制御ユニット４０は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えたマイクロコンピュータとして構成されており、ソフトウェア的に構成された図中の各機能ブロックによって紙幣の真偽鑑別を行う。これらの機能ブロックは、ハードウェア的に構成することも可能である。
【００２１】
鑑別部４５は、鑑別処理全体を司る機能を奏する。鑑別部４５は、鑑別対象となる紙幣の進入を検知すると、照射部１０に照射を行わせる。この照射に応じて、拡散光入力部４２は拡散光センサ２０からの検出信号を入力し、正反射光入力部４３は、正反射光センサ３０からの検出信号を入力する。これらの検出信号は、増幅回路によって増幅した後、入力するものとしてもよい。鑑別部４５は、これらの検出結果に基づいて、紙幣の真偽を鑑別する。真偽を鑑別するための条件は、鑑別条件マップ４１として予め記憶されている。
【００２２】
図２は鑑別条件マップ４１を例示する説明図である。図の上部には、真券および偽券について、正反射光と拡散反射光の計測結果を示した。「●」は真正な日本紙幣（以下、真券と呼ぶ）についての結果を示し、「○」は真券と類似の絵柄をレーザプリンタで印刷した評価券についての結果を示している。それぞれ、紙幣の種類および計測部位を変えて、多数、計測結果を得た。
【００２３】
図中の領域Ａは、紙幣の肖像画における頭髪部や衣服に相当する、比較的印刷濃度が濃い部分の結果である。領域Ｂは、透かしや地の部分などに相当する、印刷が比較的薄い部分の結果である。この結果から、拡散反射光は、印刷濃度の濃淡に影響を受けることが分かる。また、領域Ｂでは、真券と評価券との有意差は見られず、領域Ａでは、顕著な差違が見られることが分かる。
【００２４】
本実施例では、かかる実験結果に基づき、基準値Ｔｈ１（図中の破線）よりも拡散反射光の強度が低い領域で得られたデータを用いて真偽鑑別を行うものとした。領域Ａにおいて真券の結果「●」は直線Ｌ１上に並んでいる。本実施例の場合、実験結果から、回帰分析の結果、この直線Ｌ２を表す式として、次式が得られた。
０．５９＝Ｉｙ−１．２５１×Ｉｘ；
Ｉｘ…拡散反射光の強度；
Ｉｙ…正反射光の強度；
【００２５】
本実施例では、領域Ａに相当する印刷濃度が濃い領域において、「光沢度＝Ｉｙ−１．２５１×Ｉｘ」と定義し、この光沢度が所定の基準値Ｔｈ２以下となる範囲を真券の計測結果の存在領域（以下、「真券領域」と称する）と設定した。この基準値Ｔｈ２としては、上式であげた０．５９に若干の余裕を見込み０．８に設定した。これは、図中において、実験結果から得られた直線Ｌ１を、上方に平行移動した破線Ｌ２よりも下の領域を真券領域と規定することに相当する。真券領域と評価券の計測結果の存在領域（以下、「偽券領域」と称する）の境界は、図中の一点鎖線Ｌ３のように「正反射光＝一定値」となる直線で設定してもよい。
【００２６】
図の下部には、実験結果に基づいて得られたマップを示した。先に説明した通り、拡散反射光の強度に応じて、真偽鑑別への適否を区別することができる。本実施例では、領域Ａ、Ｂの間で設定された基準値Ｔｈ１によって領域（１）を規定し、光沢度の基準値Ｔｈ２によって領域（２）、（３）を規定した。鑑別処理では、計測結果がこのマップのどの領域に存在するかに基づいて、真偽鑑別を行う。
【００２７】
Ｂ．鑑別処理：
図３は鑑別処理のフローチャートである。制御ユニット４０が実行する処理である。制御ユニット４０は、紙幣の進入を検知すると（ステップＳ１０）、紙幣を搬送しながら、照射部１０の照射を行うことで、紙幣のスキャンを開始する（ステップＳ１１）。
【００２８】
紙幣をスキャンしながら、各部位の拡散光の強度（Ｉｘ）および正反射光の強度（Ｉｙ）を検出し（ステップＳ１２）、得られた計測結果から、拡散光の強度が基準値Ｔｈ１よりも小さくなるデータを抽出する（ステップＳ１３）。これは、図２で示した領域（１）に相当する計測結果を除外する処理に相当する。
【００２９】
次に、制御ユニット４０は、抽出後の各データについて、「光沢度＝Ｉｙ−１．２５１×Ｉｘ」式によって光沢度を算出する（ステップＳ１４）。この光沢度が基準値Ｔｈ２よりも大きいデータについては、図２の領域（２）に存在することになるため偽券と判定する（ステップＳ１５、Ｓ１６）。基準値Ｔｈ２以下のデータについては、図２の領域（３）に存在することになるため真券と判定する（ステップＳ１５、Ｓ１７）。
【００３０】
上述の処理は、各データについての真偽判定であるため、「真」と判定されるデータと「偽」と判定されるデータ（「偽判定データ」と称する）が混在する可能性がある。本実施例では、一部でも偽判定データが存在する場合には、紙幣が偽券であると判定するものとした。これに対し、少量の偽判定データの存在を許容し、全データのうち偽判定データの割合が所定値を超える場合に、紙幣が偽券であると判定するようにしてもよい。所定値は、計測誤差や要求される鑑別精度を考慮して、種々の設定が可能である。制御ユニット４０は、こうして得られた結果を出力し、真偽鑑別処理を終了する（ステップＳ１８）。
【００３１】
図４は真偽鑑別例を示す説明図である。鑑別処理では、図の左側に示した紙幣の表面を図示する方向にスキャンする。このスキャンに応じて、図の右側に示した拡散光強度Ｉｘ、正反射光強度Ｉｙが得られる。
【００３２】
こうして得られたデータのうち、拡散光強度Ｉｘが、基準値Ｔｈ１よりも小さくなる領域を図中に二点鎖線で示した。制御ユニット４０は、この領域のデータを、光沢度の判定データとして抽出する。
【００３３】
次に、このデータについて、制御ユニット反射光強度Ｉｙも含めた真偽鑑別を行う。先に説明した式で定義される光沢度が基準値Ｔｈ１となる正反射光強度の基準値を、図中に破線で示した。正反射光強度がこの破線よりも低い部分は真券（図２中の領域（３））と判断され、高い部分は偽券（図２中の領域（２））と判断される。図中の例では、全領域で正反射光強度が破線よりも低いため、この紙幣は真券と判断されることになる。
【００３４】
真券と判断するための判断基準は、先に説明した通り、種々の設定が可能である。一部に偽券と判断される領域が存在することを許容してもよく、例えば、偽券と判断されるデータの割合が全体の所定値以下の場合には、真券と判断するようにしてもよい。
【００３５】
Ｃ．変形例：
（１）  図５は変形例としての真偽鑑別処理のフローチャートである。変形例の鑑別処理では、制御ユニットは、実施例と同様、紙幣を検知すると、スキャンを行い、拡散光および正反射光を検出する（ステップＳ２０〜Ｓ２２）。
【００３６】
次に、制御ユニットはこれらのデータに基づいて偽領域に含まれるデータの有無を検出する（ステップＳ２３）。変形例では、拡散光強度に対する一定の基準値Ｔｈ１１と、正反射光強度に対する一定の基準値Ｔｈ１２を用いた。これは、先に説明した図２中の直線Ｌ３を境界値として用いた例に相当する。真領域と偽領域の境界は、実施例と同様の設定としてもよい。
【００３７】
実施例では、拡散強度が基準値Ｔｈ１よりも小さい範囲のデータの抽出、光沢度の評価という２段階で真偽鑑別を行った。これに対し、変形例では、「拡散光強度≦Ｔｈ１１かつ正反射光強度≧基準値Ｔｈ１２」となるデータの有無を１段階で判断するものとした。こうすることで、処理の簡素化を図ることができる。
【００３８】
制御ユニットは、偽領域のデータの有無に基づき、真券判定または偽券判定を行い、結果を出力する（ステップＳ２４〜Ｓ２８）。これらの処理は、実施例と同様である。
【００３９】
（２）  実施例では、拡散反射光の強度に基づいて印刷濃度が濃い検査領域を検出した。これに対し、透過光を用いて検査領域を検出してもよい。但し、正反射光と拡散反射光の演算式で光沢度を求める場合には、検査領域の検出にも拡散反射光を用いることにより、装置の簡素化を図ることができる点で好ましい。
【００４０】
（３）  実施例では、紙幣をスキャンして検査領域を抽出する場合を例示した。検査領域は、鑑別対象となる紙幣の金種に応じて、予め設定してもおいてもよい。この場合には、例えば、鑑別に先立ち、紙幣のイメージデータなどに基づいて紙幣の金種を判断し、検出領域を使い分ければよい。
【００４１】
以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができることはいうまでもない。本発明は、紙幣に限らず、有価証券など種々の紙葉類の鑑別に適用可能である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、印刷濃度が薄い領域を除く領域、即ち、真偽に応じた光沢度の差違が顕著に現れる領域のデータを用いて真偽鑑別を行うことにより、真偽鑑別の精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例としての鑑別装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】鑑別条件マップ４１を例示する説明図である。
【図３】鑑別処理のフローチャートである。
【図４】真偽鑑別例を示す説明図である。
【図５】変形例としての真偽鑑別処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１０…照射部
２０…拡散反射光センサ
３０…正反射光センサ
４０…制御ユニット
４１…鑑別条件マップ
４２…拡散光入力部
４３…正反射光入力部
４５…鑑別部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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