(57)【要約】【課題】  紙幣の鑑別精度を向上させる。【解決手段】  紙幣鑑別装置１００は、鑑別対象の紙幣Ｐの厚さ分布を検出し、この厚さ分布データと、予め保持する真券の厚さの分布を表す基準厚さ分布データとを比較することによって、重送検知、テープ検知、真偽鑑別を含む鑑別処理を行う。そして、真偽鑑別は、厚さ分布データと、基準厚さ分布データとの差が所定範囲内の領域に対して行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙幣の鑑別を行う紙幣鑑別装置であって、
真券の厚さの分布を表す基準厚さ分布データを予め記憶する記憶部と、
鑑別対象となる紙幣の厚さの分布を検出する厚さ検出部と、
前記記憶部を参照して、前記基準厚さ分布データと前記検出された検出厚さ分布データとに基づいて、所定の鑑別を行う鑑別部と、を備え、
前記鑑別部は、
前記検出厚さ分布データと前記基準厚さ分布データとの差の絶対値が所定の閾値以下の領域における前記基準厚さ分布データと前記検出厚さ分布データとに基づいて、前記紙幣の真偽鑑別を行う、
紙幣鑑別装置。
【請求項２】
請求項１記載の紙幣鑑別装置であって、
前記鑑別部は、前記領域の全領域に対する割合が所定値以上であるときに、前記真偽鑑別を行う、
紙幣鑑別装置。
【請求項３】
紙幣の鑑別を行う紙幣鑑別装置であって、
真券の厚さの分布を表す基準厚さ分布データを予め記憶する記憶部と、
鑑別対象となる紙幣の厚さの分布を検出する厚さ検出部と、
前記記憶部を参照して、前記基準厚さ分布データと前記検出された検出厚さ分布データとに基づいて、所定の鑑別を行う鑑別部と、を備え、
前記鑑別部は、
前記検出厚さ分布データと前記基準厚さ分布データとの差の絶対値が所定の閾値よりも大きい領域における前記基準厚さ分布データと前記検出厚さ分布データとに基づいて、前記紙幣に貼付物が貼付されているか否かの鑑別を行う、
紙幣鑑別装置。
【請求項４】
請求項１または３記載の紙幣鑑別装置であって、
前記鑑別部は、前記検出厚さ分布データを用いて、前記紙幣の厚さ分布に関する所定の解析を行い、該解析結果に基づいて、前記閾値を設定する閾値設定部を備える、
紙幣鑑別装置。
【請求項５】
請求項１または３記載の紙幣鑑別装置であって、
前記記憶部は、前記基準厚さ分布データを、前記紙幣の種類ごとに記憶しており、
さらに、前記種類を検出する金種検出部を備え、
前記鑑別部は、前記検出された種類に対応した前記基準厚さ分布データを用いて、前記鑑別を行う、
紙幣鑑別装置。
【請求項６】
請求項５記載の紙幣鑑別装置であって、
前記記憶部は、さらに、前記基準厚さ分布データを、前記紙幣の表裏ごとに記憶しており、
さらに、前記表裏を検出する表裏検出部を備え、
前記鑑別部は、さらに、前記検出された表裏に対応した前記基準厚さ分布データを用いて、前記鑑別を行う、
紙幣鑑別装置。
【請求項７】
請求項１または３記載の紙幣鑑別装置であって、さらに、
前記紙幣の厚さの分布を検出する際の前記紙幣の姿勢を検出する姿勢検出部と、
該姿勢に基づいて、前記基準厚さ分布データと前記検出された厚さ分布データとのうちの少なくとも一方を補正して補正分布データを生成する補正分布データ生成部と、を備え、
前記鑑別部は、前記補正分布データを用いて、前記鑑別を行う、
紙幣鑑別装置。
【請求項８】
紙幣の鑑別を行う紙幣鑑別装置であって、
真券の厚さの基準値を予め記憶する記憶部と、
鑑別対象となる紙幣の厚さを検出する厚さ検出部と、
該検出された厚さが前記基準値よりも厚いときに、前記紙幣に貼付物が貼付されているのか、前記紙幣が複数枚重なっているのかの鑑別を行う鑑別部と、
を備える紙幣鑑別装置。
【請求項９】
請求項８記載の紙幣鑑別装置であって、
前記鑑別部は、前記紙幣の厚さが、前記基準値の約整数倍と異なるときに、前記紙幣に貼付物が貼付されていると判断する、
紙幣鑑別装置。
【請求項１０】
請求項８記載の紙幣鑑別装置であって、
前記記憶部は、さらに、前記真券の寸法の基準値を記憶しており、
さらに、前記紙幣の寸法を検出する寸法検出部を備え、
前記鑑別部は、前記紙幣の寸法が、前記真券の寸法の基準値以上であるときに、前記紙幣が複数枚重なっていると判断する、
紙幣鑑別装置。
【請求項１１】
請求項８ないし１０のいずれかに記載の紙幣鑑別装置であって、
前記記憶部は、前記基準値を金種ごとに記憶しており、
さらに、前記金種を検出する金種検出部を備え、
前記鑑別部は、前記検出された金種に対応した前記基準値を用いて、前記鑑別を行う、
紙幣鑑別装置。
【請求項１２】
紙幣の鑑別を行う鑑別方法であって、
（ａ）真券の厚さの分布を表す基準厚さ分布データを準備する工程と、
（ｂ）鑑別対象となる紙幣の厚さの分布を検出する工程と、
（ｃ）前記基準厚さ分布データと前記検出された検出厚さ分布データとに基づいて、所定の鑑別を行う工程と、を備え、
前記工程（ｃ）は、
前記検出厚さ分布データと前記基準厚さ分布データとの差の絶対値が所定の閾値以下の領域における前記基準厚さ分布データと前記検出厚さ分布データとに基づいて、前記紙幣の真偽鑑別を行う工程を含む、
鑑別方法。
【請求項１３】
紙幣の鑑別を行う鑑別方法であって、
（ａ）真券の厚さの分布を表す基準厚さ分布データを準備する工程と、
（ｂ）鑑別対象となる紙幣の厚さの分布を検出する工程と、
（ｃ）前記基準厚さ分布データと前記検出された検出厚さ分布データとに基づいて、所定の鑑別を行う工程と、を備え、
前記工程（ｃ）は、
前記検出厚さ分布データと前記基準厚さ分布データとの差の絶対値が所定の閾値よりも大きい領域における前記基準厚さ分布データと前記検出厚さ分布データとに基づいて、前記紙幣に貼付物が貼付されているか否かの鑑別を行う工程を含む、
鑑別方法。
【請求項１４】
紙幣の鑑別を行う鑑別方法であって、
（ａ）真券の厚さの基準値を準備する工程と、
（ｂ）鑑別対象となる紙幣の厚さを検出する工程と、
（ｃ）該検出された厚さが前記基準値よりも厚いときに、前記紙幣に貼付物が貼付されているのか、前記紙幣が複数枚重なっているのかの鑑別を行う工程と、
を備える鑑別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙幣の鑑別に関する。
【背景技術】
【０００２】
金融機関等に設置される現金自動取扱装置（ＡＴＭ）や、自動販売機には、紙幣の鑑別を行うための紙幣鑑別装置が搭載される。この紙幣鑑別装置について、従来、種々の鑑別技術が提案されている。この鑑別技術の１つとして、テープなどの異物が貼付されている紙幣を鑑別する技術がある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された紙葉類識別装置では、紙葉類の厚さに対応する検出電圧と、テープ検出基準電圧、および、有価証券検出基準電圧とを比較することによって、テープの有無を検出する。そして、さらに、テープが有価証券の両端に亘って貼られているときに、有価証券上の２箇所の文字画像を取得して、これらを比較することによって真偽の鑑別を行っている。
【０００４】
また、特許文献２に記載された紙幣判別装置では、紙幣が搬送されている間に厚さセンサから出力される検出信号を取り込んで紙幣の凹凸パターンを表すデータを得、これを基準パターンと比較することによって紙幣の真偽を判別する。この技術では、紙幣が２枚以上重なって搬送されていることを検知する２枚重ね検知（以下、重送検知と呼ぶ）や、紙幣上のテープの有無の検知（以下、テープ検知と呼ぶ）を行うことも可能である。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−６２４５号公報
【特許文献２】特開昭６３−２４７８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、テープを貼付した紙幣（以下、テープ券とも呼ぶ）には、完全に破れた紙幣をテープで修繕したり、破れそうな紙幣を補強したりした真券と、真券の一部と偽券の一部とを貼り合わせて変造した偽券（変造券）とが存在し得る。従来、このような紙幣を精度よく鑑別することはできなかった。また、上述した従来技術では、紙幣の厚さが所定の範囲内にあるか否かで紙幣の真偽鑑別を行っており、真偽鑑別の精度がよくなかった。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、紙幣の鑑別精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明では、以下の構成を採用した。すなわち、本発明の第１の紙幣鑑別装置は、紙幣の鑑別を行う紙幣鑑別装置であって、真券の厚さの分布を表す基準厚さ分布データを予め記憶する記憶部と、鑑別対象となる紙幣の厚さの分布を検出する厚さ検出部と、前記記憶部を参照して、前記基準厚さ分布データと前記検出された検出厚さ分布データとに基づいて、所定の鑑別を行う鑑別部と、を備え、前記鑑別部は、前記検出厚さ分布データと前記基準厚さ分布データとの差の絶対値が所定の閾値以下の領域における前記基準厚さ分布データと前記検出厚さ分布データとに基づいて、前記紙幣の真偽鑑別を行うことを要旨とする。
【０００９】
本発明において、基準厚さ分布データ、および、検出厚さ分布データは、紙幣の立体的な形状を表すデータである。したがって、両者を比較することによって、紙幣の厚さが所定の範囲内にあるか否かに基づく従来の真偽鑑別よりも、紙幣の鑑別精度を向上させることができる。厚さ分布データを、紙幣の面内分布を表す三次元的なデータとすれば、さらに、紙幣の鑑別精度を向上させることができる。なお、紙幣の厚さ分布の検出は、ローラや触針などを紙幣と接触させて走査することによって行ってもよいし、光や、音波などを利用して非接触で行ってもよい。紙幣の厚さ分布には、凹版印刷によるインクの凹凸も含まれる。
【００１０】
本発明では、また、検出厚さ分布データと、基準厚さ分布データとの差の絶対値が所定の閾値以下の領域について、真偽鑑別を行う。これは、検出厚さ分布データと、基準厚さ分布データとの差の絶対値が所定の閾値よりも大きい領域は、紙幣自体の厚さが厚いか、複数の紙幣が重なっているか、紙幣自体の厚さが薄いか、あるいは、紙幣の一部にテープなどの貼付物が貼付されているか、欠損していると見なすことができるからである。こうすることによって、テープの貼付など、寸法や、厚さに異常がある場合でも、その他の正常な範囲のデータを有効活用して、鑑別を行うことができる。例えば、真券をテープで補強した紙幣について、「真券」と判断することができる。
【００１１】
なお、上記紙幣鑑別装置において、前記鑑別部は、前記領域の全領域に対する割合が所定値以上であるときに、前記真偽鑑別を行うようにしてもよい。
【００１２】
換言すれば、鑑別部は、検出厚さ分布データと、基準厚さ分布データとの差の絶対値が所定の閾値以下の領域の全領域に対する割合が所定値未満であるときには、真偽鑑別を行わないようにしてもよい。この場合、詳細な真偽鑑別を行うことなく、即時に、鑑別対象の紙幣が偽券であると判断することができる。所定値は、例えば、３分の２（６７％）とするなど、任意に設定可能である。こうすることによって、紙幣の鑑別精度を確保することができる。
【００１３】
また、本発明によって、鑑別処理を高速化することができるという効果もある。例えば、本発明の紙幣の厚さ分布に基づく鑑別を行った後に、さらに、紙幣の画像データや、磁気データなどに基づく真偽鑑別を行う紙幣鑑別装置を構成する場合には、検出厚さ分布データと、基準厚さ分布データとの差の絶対値が所定の閾値以下の領域の全領域に対する割合が所定値未満であるときに、紙幣の画像データや、磁気データなどに基づく真偽鑑別を省略するようにすることもできる。
【００１４】
本発明は、以下の構成を採用することもできる。すなわち、本発明の第２の紙幣鑑別装置は、紙幣の鑑別を行う紙幣鑑別装置であって、真券の厚さの分布を表す基準厚さ分布データを予め記憶する記憶部と、鑑別対象となる紙幣の厚さの分布を検出する厚さ検出部と、前記記憶部を参照して、前記基準厚さ分布データと前記検出された検出厚さ分布データとに基づいて、所定の鑑別を行う鑑別部と、を備え、前記鑑別部は、前記検出厚さ分布データと前記基準厚さ分布データとの差の絶対値が所定の閾値よりも大きい領域における前記基準厚さ分布データと前記検出厚さ分布データとに基づいて、前記紙幣に貼付物が貼付されているか否かの鑑別を行うことを要旨とする。
【００１５】
先に説明したように、検出厚さ分布データと基準厚さ分布データとの差の絶対値が所定の閾値よりも大きい領域は、紙幣自体の厚さが厚いか、複数の紙幣が重なっているか、紙幣自体の厚さが薄いか、あるいは、紙幣の一部にテープなどの貼付物が貼付されているか、欠損していると見なすことができる。したがって、本発明では、この領域について、紙幣に貼付物が貼付されているか否かの鑑別を行う。例えば、検出厚さ分布データと基準厚さ分布データとの差の絶対値が所定の閾値よりも大きい領域が、凹凸のない平坦な状態である場合には、紙幣にテープが貼付されていると判断することができる。
【００１６】
本発明によって、紙幣が真券であるか否かに関わらず、紙幣に貼付物が貼付されているか否かの鑑別を行うことができる。したがって、紙幣の鑑別精度を向上させることができる。なお、本明細書において、「紙幣の鑑別」という文言は、真偽鑑別の他に、重送検知や、テープ検知などを含む広い意味を有している。
【００１７】
本発明の第１または第２の紙幣鑑別装置において、前記閾値は任意に変更可能であることが好ましく、前記鑑別部は、前記検出厚さ分布データを用いて、前記紙幣の厚さ分布に関する所定の解析を行い、該解析結果に基づいて、前記閾値を設定する閾値設定部を備えるようにすることが好ましい。
【００１８】
例えば、紙幣にテープが貼付されている場合、テープの厚さは、その種類に応じて異なる場合がある。この場合、テープの厚さに応じて閾値を変更することによって、鑑別精度をさらに向上させることができる。本発明では、鑑別部が閾値設定部を備えているので、閾値を柔軟に設定して、紙幣の鑑別を行うことができる。なお、「紙幣の厚さに関する所定の解析」としては、例えば、検出厚さ分布データや、検出厚さ分布データと基準厚さ分布データとの差についての統計的な解析、例えば、最大値、最小値、平均値、分散、偏差などの解析が挙げられる。
【００１９】
本発明の第１または第２の紙幣鑑別装置において、前記記憶部は、前記基準厚さ分布データを、前記紙幣の種類ごとに記憶しており、さらに、前記種類を検出する金種検出部を備え、前記鑑別部は、前記検出された種類に対応した前記基準厚さ分布データを用いて、前記鑑別を行うようにすることが好ましい。
【００２０】
紙幣の厚さ分布は、金種によって異なる。本発明によって、複数の金種について、鑑別を行うことができる。
【００２１】
上記紙幣鑑別装置において、前記記憶部は、さらに、前記基準厚さ分布データを、前記紙幣の表裏ごとに記憶しており、さらに、前記表裏を検出する表裏検出部を備え、前記鑑別部は、さらに、前記検出された表裏に対応した前記基準厚さ分布データを用いて、前記鑑別を行うようにしてもよい。
【００２２】
紙幣の剛性が高いなどの理由により、厚さ検出部が、紙幣の片面ごとの厚さ分布を検出する場合には、紙幣の表裏の状態によって、検出される厚さ分布が異なる。このような場合に、本発明によって、複数の金種について、鑑別を行うことができる。
【００２３】
本発明の第１または第２の紙幣鑑別装置において、さらに、前記紙幣の厚さの分布を検出する際の前記紙幣の姿勢を検出する姿勢検出部と、該姿勢に基づいて、前記基準厚さ分布データと前記検出された厚さ分布データとのうちの少なくとも一方を補正して補正分布データを生成する補正分布データ生成部と、を備え、前記鑑別部は、前記補正分布データを用いて、前記鑑別を行うようにすることが好ましい。
【００２４】
こうすることによって、鑑別対象の紙幣の姿勢が基準からずれていても、このずれ量を補償するように補正分布データを生成することができるので、精度よく紙幣の鑑別を行うことができる。
【００２５】
本発明は以下の構成を採用することもできる。すなわち、本発明の第３の紙幣鑑別装置は、紙幣の鑑別を行う紙幣鑑別装置であって、真券の厚さの基準値を予め記憶する記憶部と、鑑別対象となる紙幣の厚さを検出する厚さ検出部と、該検出された厚さが前記基準値よりも厚いときに、前記紙幣に貼付物が貼付されているのか、前記紙幣が複数枚重なっているのかの鑑別を行う鑑別部と、を備えることを要旨とする。
【００２６】
鑑別対象の紙幣の厚さの検出値が基準より厚い場合とは、紙幣に貼付物が貼付されている場合と、複数の紙幣が重なっている場合とを含んでいる。本発明では、これらを鑑別することができる。したがって、紙幣の鑑別精度を向上させることができる。
【００２７】
上記紙幣鑑別装置において、前記鑑別部は、例えば、前記紙幣の厚さが、前記基準値の約整数倍と異なるときに、前記紙幣に貼付物が貼付されていると判断するようにすることができる。
【００２８】
紙幣が複数枚重なっているときには、紙幣の厚さの検出値は、基準値の約整数倍となる。したがって、本発明によって、紙幣に貼付物が貼付されていることを、容易に判断することができる。
【００２９】
本発明の第３の紙幣鑑別装置において、前記記憶部は、さらに、前記真券の寸法の基準値を記憶しており、さらに、前記紙幣の寸法を検出する寸法検出部を備え、前記鑑別部は、前記紙幣の寸法が、前記真券の寸法の基準値以上であるときに、前記紙幣が複数枚重なっていると判断するようにすることができる。
【００３０】
複数の紙幣が重なっているときには、全体の寸法が基準値以上となることが多い。複数の紙幣が完全に重なることは少ないからである。したがって、本発明によって、紙幣が複数枚重なっていることを、容易に判断することができる。なお、本発明において、鑑別部が、紙幣の厚さが、真券の厚さの基準値の約整数倍であって、紙幣の寸法が、真券の寸法の基準値以上であるときに、紙幣が複数重なっていると判断するようにすれば、さらに鑑別精度を向上させることができる。
【００３１】
本発明の第３の紙幣鑑別装置において、前記記憶部は、前記基準値を金種ごとに記憶しており、さらに、前記金種を検出する金種検出部を備え、前記鑑別部は、前記検出された金種に対応した前記基準値を用いて、前記鑑別を行うようにすることが好ましい。
【００３２】
こうすることによって、複数の金種について、鑑別を行うことができる。
【００３３】
本発明は、上述した種々の特徴を必ずしも全て備えている必要はなく、その一部を省略したり、適宜、組み合わせたりして構成することができる。本発明は、上述の紙幣鑑別装置としての構成の他、紙幣の鑑別方法の発明として構成することもできる。なお、紙幣の鑑別方法においても、先に示した種々の付加的要素を適用することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき以下の順序で説明する。
Ａ．紙幣鑑別装置の構成：
Ｂ．厚さ検出機構：
Ｃ．制御ユニット：
Ｄ．鑑別：
Ｅ．鑑別処理：
Ｅ１．鑑別処理の概要：
Ｅ２．重送検知処理：
Ｅ３．真偽鑑別処理
Ｆ．変形例：
【００３５】
Ａ．紙幣鑑別装置の構成：
図１は、本発明の一実施例としての紙幣鑑別装置１００の概略構成を示す説明図である。この紙幣鑑別装置１００は、例えば、ＡＴＭや、自動販売機など、紙幣を取り扱う装置に搭載される。
【００３６】
紙幣鑑別装置１００は、イメージセンサ１０と、厚さ検出機構２０と、制御ユニット３０とを備えている。紙幣鑑別装置１００は、また、紙幣Ｐの有無を検知するためのセンサや、紙幣Ｐを搬送するための搬送ローラや、搬送中の紙幣Ｐを案内するガイドなど、図示しない搬送機構を備えている。
【００３７】
イメージセンサ１０は、紙幣Ｐの搬送中に紙幣Ｐのイメージを取り込む。このイメージは、紙幣Ｐの搬送姿勢の検出や、鑑別に利用される。
【００３８】
厚さ検出機構２０は、主走査方向に配置された１２個のセンサ２４によって、図示する副走査方向（紙幣の搬送方向）に搬送中の紙幣Ｐの厚さを、紙幣Ｐ全体にわたって、複数のタイミングで検出する。本実施例では、副走査方向について、０．５ｍｍごとに紙幣Ｐの厚さ検出を行い、４回の検出の平均値を１つの厚さデータとするものとした。つまり、副走査方向については、厚さデータは２ｍｍごとのデータである。さらに、詳細に厚さデータを検出するものとしてもよい。検出された複数の厚さデータは、紙幣Ｐの厚さ分布を表す厚さ分布データに配列され、紙幣Ｐの鑑別に利用される。
【００３９】
本実施例では、厚さ検出機構２０に、１２個のセンサ２４を配置するものとしたが、さらに多くのセンサ２４を配置して、主走査方向について、多くの点における厚さを検出するようにしてもよい。なお、図示の便宜上、厚さ検出機構２０について、センサ２４と回転軸２２ａ以外の部品は描かれていない。厚さ検出機構２０の詳細については、後述する。
【００４０】
また、本実施例では、図示するように、紙幣Ｐの長手方向を主走査方向とし、短手方向を副走査方向としたが、紙幣Ｐの短手方向を主走査方向とし、長手方向を副走査方向としてもよい。前者によれば、紙幣Ｐの搬送距離を短くすることができる。後者によれば、イメージセンサ１０や、厚さ検出機構２０を小型化することができる。
【００４１】
制御ユニット３０は、搬送機構や、イメージセンサ１０や、厚さ検出機構２０などの動作を制御するとともに、後述する紙幣Ｐの鑑別処理を実行する。
【００４２】
Ｂ．厚さ検出機構：
図２は、厚さ検出機構２０の概略構成を示す説明図である。厚さ検出機構２０を横（主走査方向）から見た様子を示した。図２（ａ）は、紙幣Ｐの厚さを検出する前の状態を示している。図２（ｂ）は、紙幣Ｐの厚さを検出中の状態を示している。
【００４３】
厚さ検出機構２０は、１つの基準ローラ２１と、１２個の検出ローラ２２と、各検出ローラ２２と対になる１２個の板バネ２３、および、１２個のセンサ２４を備えている。
【００４４】
基準ローラ２１は、紙幣Ｐの厚さ検出において、厚さ方向の基準位置を決定するためのローラであり、厚さ検出機構２０に対して固定されている。基準ローラ２１は、図示しないモータによって駆動し、紙幣Ｐを搬送するための搬送ローラとしても機能している。
【００４５】
検出ローラ２２は、その表面が基準ローラ２１の表面に当接するように設置されている。この検出ローラ２２は、回転軸２２ａと、その外周に設けられた弾性体２２ｂと、さらに外周に設けられた円筒形のローラ部２２ｃとから構成されている。回転軸２２ａは、１２個の検出ローラ２２に共通であり、厚さ検出機構２０に固定されている。このような構成によって、図２（ｂ）に示すように、紙幣Ｐの厚さ検出時に、紙幣Ｐが基準ローラ２１と検出ローラ２２とに挟持されたときには、弾性体２２ｂが変形して、ローラ部２２ｃの位置が紙幣Ｐの厚さ分だけ変位することになる。検出ローラ２２には、検出ローラ２２の回転中にローラ部２２ｃの表面に付着した紙粉を除去するためのスクレーパ２５が設けられている。
【００４６】
板バネ２３は、検出ローラ２２の表面に当接するように設置されている。センサ２４は、板バネ２３から距離ｄ＝ｄ１だけ離れた位置に設置されている。本実施例では、センサ２４に静電容量式センサを適用するものとした。図２（ｂ）に示したように、紙幣Ｐの厚さ検出時には、ローラ部２２ｃの位置が変位して、板バネ２３が変形し、センサ２４と板バネ２３との距離ｄがｄ＝ｄ２となる。センサ２４は、センサ２４と板バネ２３との間隙の静電容量の変化を検出することによって、センサ２４と板バネ２３との間の距離ｄの変化を検出し、紙幣Ｐの厚さを検出することが可能である。
【００４７】
本実施例では、厚さ検出機構２０に静電容量式センサを適用するものとしたが、この代わりに、うず電流式センサや、圧電式センサなど、距離ｄの変化を検出可能な他のセンサを適用するものとしてもよい。
【００４８】
Ｃ．制御ユニット：
図３は、制御ユニット３０の構成を示す説明図である。制御ユニット３０は、ＣＰＵや、メモリなどを備えるマイクロコンピュータである。この制御ユニット３０は、図示する各機能ブロックを備えている。本実施例では、これらの機能ブロックをソフトウェア的に構成するものとしたが、ハードウェア的に構成するものとしてもよい。
【００４９】
厚さ分布データ生成部３１は、厚さ検出機構２０によって検出された紙幣Ｐの厚さデータを取得し、これらを配列し、厚さ分布データを生成する。イメージデータ取得部３２は、イメージセンサ１０によって取り込まれた紙幣Ｐのイメージを取得する。
【００５０】
鑑別部３３は、金種検出部３３１と、姿勢検出部３３２と、補正分布データ生成部３３３とを備えており、紙幣Ｐの鑑別を行う。金種検出部３３１は、イメージデータ取得部３２によって取得されたイメージデータと、後述する記憶部３４内に記憶されたデータとを比較することによって、紙幣Ｐの金種を検出する。姿勢検出部３３２は、イメージデータ取得部３２によって取得されたイメージデータに基づいて、紙幣Ｐの搬送姿勢を検出する。紙幣Ｐの搬送姿勢は、後述するように、４つのパラメータ、すなわち、裏表、搬送方向、シフト量、スキュー角によって特定される。補正分布データ生成部３３３は、姿勢検出部３３２によって特定されたパラメータのうち、搬送方向、シフト量、スキュー角に基づいて、記憶部３４内に記憶された基準厚さ分布データと比較するため、両者のずれを補償するように厚さ分布データを補正し、補正分布データを生成する。こうすることによって、鑑別対象の紙幣の姿勢が基準からずれていても、精度よく鑑別処理を行うことができる。
【００５１】
記憶部３４は、鑑別部３３が紙幣Ｐの鑑別時に参照するための真券に関する各種データを記憶している。これらのデータの内容を、図中に模式的に示した。すなわち、記憶部３４は、金種および裏表ごとに、真券のイメージデータと、真券の厚さの三次元的な面内分布データである基準厚さ分布データとを記憶している。また、記憶部３４は、金種ごとに、真券のサイズを記憶している。このサイズには、寸法と、厚さとが含まれる。こうすることによって、複数の金種や、紙幣の裏表に対応した鑑別処理を行うことができる。
【００５２】
なお、本実施例では、記憶部３４は、１つの金種について、表裏ごとに基準厚さ分布データを記憶するものとしたが、表裏の厚さ分布を含む１つの基準厚さ分布データを記憶するようにしてもよい。記憶部３４は、厚さ検出機構２０の検出態様に応じた基準厚さ分布データを記憶するようにすればよい。
【００５３】
出力部３５は、鑑別部３３での鑑別結果を外部に出力する。
【００５４】
図４は、紙幣の搬送姿勢を示す説明図である。本実施例では、紙幣の搬送姿勢は、４つのパラメータで特定される。第１のパラメータは、紙幣の表、裏である。図中には、表の状態を例示した。第２のパラメータは、搬送方向である。順方向と逆方向とがある。本実施例では、図中の矢印Ａ１方向を順方向、矢印Ａ２方向を逆方向と定義した。紙幣が裏の場合も、順方向、逆方向を定義することができる。第３のパラメータは、シフト量である。シフトとは、図中に２点鎖線で示すように、紙幣の中心が、搬送機構の中心からずれている状態を意味する。このときのずれ量Ｄｓがシフト量である。本実施例では、搬送方向に向かって直交右側へのずれ量を正のシフト量と定義した。第４のパラメータは、スキュー角である。スキューとは、図中に破線で示すように、紙幣の左右対称軸が、搬送方向から偏っている状態を意味する。このときの偏角θがスキュー角である。本実施例では、搬送方向から反時計回りの回転方向を、正のスキュー角と定義した。
【００５５】
なお、ここで説明した搬送姿勢は、例示に過ぎず、これらに限られるものではない。更に多くのパラメータによって搬送姿勢を特定するものとしてもよい。また、上述したパラメータの一部を省略してもよい。また、本実施例では、上述の搬送姿勢は、紙幣Ｐのイメージ処理によって特定するものとしたが、搬送姿勢を検出するためのセンサを別途設けるものとしてもよい。
【００５６】
Ｄ．鑑別：
本実施例の紙幣鑑別装置１００は、重送検知と、テープ検知と、真偽鑑別との３種類の鑑別を行うことができる。
【００５７】
図５は、重送検知の概要を例示する説明図である。図５（ａ）は、紙幣Ｐ１と、紙幣Ｐ２とが、短手方向に、ずれて重なっている様子を示す平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ断面における厚さデータのプロファイルを示す説明図である。図５（ｃ）において、ｔ１は、真券、および、紙幣Ｐ１，Ｐ２の厚さを示している。ｔ２は、ｔ１の２倍である。Ｈ１は、真券、および、紙幣Ｐ１，Ｐ２の短手方向の長さを示している。図５（ｃ）に示すように、２枚の紙幣Ｐ１，Ｐ２が、短手方向に、ずれて重なっている場合には、鑑別対象の紙幣の厚さデータのプロファイルは、厚さが真券の厚さｔ１の２倍となる領域を有しており、厚さの検出距離Ｈｄは、真券の短手方向の長さＨ１よりも長くなる。
【００５８】
このように、厚さが真券の厚さの整数倍となる領域を有し、かつ、寸法が真券の寸法以上である場合に、重送であると検知することができる。例えば、真券と厚さが異なる紙幣（偽券）が重送される場合もあり得るので、厚さが真券の厚さの整数倍となる領域が存在するか否かに関わらず、寸法が真券の寸法以上である場合に、重送であると判断してもよい。なお、ここでは、説明の便宜上、図５（ａ）のＡ−Ａ断面における厚さデータに基づいて、重送検知の概要について説明したが、紙幣鑑別装置１００では、紙幣全面の厚さ分布に基づいて、重送検知の判断を行う。
【００５９】
図６は、テープ検知の概要を例示する説明図である。図６（ａ）は、紙幣ＰにテープＴが貼付されている様子を示す平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図６（ｃ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ断面における厚さデータのプロファイルを示す説明図である。図６（ｃ）において、Ｗ１は、真券、および、紙幣Ｐの長手方向の長さを示している。ｔｔは、ｔ１よりも大きく、ｔ２よりも小さい。図示した例では、ｔｔ−ｔ１がテープＴの厚さに相当する。
【００６０】
このように、厚さが真券の厚さの整数倍と異なる領域と、厚さが真券の厚さｔ１である領域とを有する場合に、テープ券であると判断することができる。なお、ここでは、説明の便宜上、図６（ａ）のＢ−Ｂ断面における厚さデータに基づいて、テープ検知の概要について説明したが、紙幣鑑別装置１００では、紙幣全面の厚さ分布に基づいて、テープ検知の判断を行う。したがって、紙幣の厚さを検出した領域の輪郭形状が真券の輪郭形状と異なっているときに、紙幣が欠損していると判断することも可能である。また、紙幣Ｐの厚さデータが検出範囲全域に亘って、凹凸のない平坦な状態であるときに、紙幣Ｐの全面にテープが貼付されていると判断することもできる。
【００６１】
図７は、真偽鑑別の概要を示す説明図である。紙幣の一部にテープが貼付されているテープ券の真偽鑑別について例示する。図７（ａ）は、テープＴが貼付された紙幣Ｐの平面図である。図７（ｂ）は、真券の厚さのプロファイルを示す説明図である。これは、記憶部３４に記憶されている基準厚さ分布データに相当するデータである。図７（ｃ）は、紙幣Ｐの厚さの検出データのプロファイルを示す説明図である。これは、補正分布データ生成部３３３が生成する補正厚さ分布データに相当するデータである。図７（ｄ）は、検出データと、基準データとの差分を示す説明図である。図７（ｄ）において、±ｔｈｔは、テープＴの有無を検出するための厚さに関する閾値であり、テープＴの厚さを考慮して設定される。この値は、検出すべきテープＴの厚さに応じて、任意に設定可能である。
【００６２】
紙幣ＰにテープＴが貼付されていない場合には、図７（ｄ）に示した領域Ａ，Ｂのように、検出データと、基準データとの差は、所定範囲（０±ｔｈｔ）内に収まる。一方、紙幣ＰにテープＴが貼付されている場合には、図７（ｄ）に示したように、所定範囲から外れる領域が存在することになる。また、例えば、図７（ｄ）における領域Ｂのデータが０±ｔｈｔから外れる場合には、厚さの異なる紙幣をテープＴで貼り合わせた変造券であると判断することができる。
【００６３】
本実施例の真偽鑑別では、検出データと、基準データとの差が所定範囲内となる領域（領域Ａ，Ｂ）を真偽鑑別対象領域として規定する。そして、この真偽鑑別対象領域について、基準データと、検出データとに基づいて、これらの差が所定の基準範囲内に有るか否か、詳細な真偽鑑別を行う。基準範囲は、紙幣の摩耗等を考慮して、任意に設定可能である。このように真偽鑑別を行うことによって、鑑別対象の紙幣がテープ券であるか否かに関わらず、真偽鑑別を行うことができる。
【００６４】
Ｅ．鑑別処理：
Ｅ１．鑑別処理の概要：
本実施例の紙幣鑑別装置１００は、以下に示す鑑別処理によって、鑑別対象の紙幣を、寸法、および、厚さ分布が正常な真券と、寸法が異常な偽券と、厚さ分布が異常な偽券と、テープが貼付された真券と、テープが貼付された偽券とに分類する。
【００６５】
図８は、鑑別処理の流れを示すフローチャートである。制御ユニット３０が実行する処理である。まず、厚さ検出機構２０によって検出した厚さデータ、および、イメージセンサ１０によって取り込んだイメージデータを取得する（ステップＳ１００）。そして、記憶部３４を参照して、取得したイメージデータに基づいて、紙幣の金種、および、搬送姿勢を判定する（ステップＳ１１０）。
【００６６】
次に、記憶部３４から、ステップＳ１１０で判定された金種に対応する紙幣のサイズを取得する（ステップＳ１２０）。このサイズには、真券の寸法と、厚さとが含まれる。以下、これらを寸法基準値、厚さ基準値と呼ぶ。そして、紙幣の厚さデータの最大値と、厚さ基準値との差、すなわち、（紙幣の厚さデータの最大値）−（厚さ基準値）を算出し（ステップＳ１３０）、この値が所定値よりも大きいか否かの判断を行う（ステップＳ１４０）。
【００６７】
ステップＳ１４０において、紙幣の厚さデータの最大値と、厚さ基準値との差が、所定値よりも大きい場合には、後述する重送検知処理（ステップＳ２００）を実行し、その後、真偽鑑別処理（ステップＳ３００）を実行する。
【００６８】
ステップＳ１４０において、紙幣の厚さデータの最大値と、厚さ基準値との差が、所定値以下である場合には、紙幣の寸法が寸法基準値と等しいか否かを判断する（ステップＳ１５０）。紙幣の寸法が寸法基準値と等しい場合には、真偽鑑別処理（ステップＳ３００）を実行する。一方、紙幣の寸法が寸法基準値と等しくない場合には、偽券であると判定し（ステップＳ１６０）、紙幣を返却する（ステップＳ１７０）。このとき、返却する代わりに、偽券と判断された紙幣を回収するようにしてもよい。これは、以下の処理においても、同様である。
【００６９】
Ｅ２．重送検知処理：
図９は、図８のステップＳ２００における重送検知処理の流れを示すフローチャートである。この重送検知処理は、図８のステップＳ１４０において、紙幣の厚さデータの最大値と、厚さ基準値との差が、所定値よりも大きい紙幣に対して実行される処理である。
【００７０】
まず、紙幣の厚さデータの最大値が厚さ基準値の整数倍であるか否かを判断する（ステップＳ２１０）。紙幣の厚さデータの最大値が厚さ基準値の整数倍であれば、紙幣の寸法が寸法基準値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２２０）。そして、紙幣の寸法が寸法基準値以上であれば、重送であると判断し（ステップＳ２３０）、紙幣を返却する（ステップＳ２５０）。なお、ステップＳ２１０、および、ステップＳ２２０の処理は、いずれかを省略してもよい。
【００７１】
ステップＳ２２０において、紙幣の寸法が寸法基準値未満であれば、偽券であると判定し（ステップＳ２４０）、紙幣を返却する（ステップＳ２５０）。なお、紙幣を返却した場合には、図８に示した真偽鑑別処理（ステップＳ３００）には進まずに、鑑別処理を終了する。
【００７２】
ステップＳ２１０において、紙幣の厚さデータの最大値が厚さ基準値の整数倍でない場合には、紙幣の寸法が寸法基準値と等しいか否かを判断する（ステップＳ２６０）。紙幣の寸法が寸法基準値と等しい場合には、重送ではないと判定し（ステップＳ２７０）、リターンする。紙幣の寸法が寸法基準値と等しくない場合には、偽券と判定し（ステップＳ２４０）、紙幣を返却する（ステップＳ２５０）。
【００７３】
Ｅ３．真偽鑑別処理：
図１０、図１１は、図８のステップＳ３００における真偽鑑別処理の流れを示すフローチャートである。この真偽鑑別処理は、寸法が寸法基準値と等しい紙幣に対して実行される処理である。
【００７４】
まず、補正分布データ生成部３３３によって、図８のステップＳ１１０で判定された搬送姿勢に基づいて、補正分布データを生成する（ステップＳ３１０）。そして、記憶部３４から、図８のステップＳ１１０で判定された金種、および、紙幣の裏表に対応する基準厚さ分布データを取得する（ステップＳ３２０）。
【００７５】
次に、紙幣の全領域について、補正分布データと、基準厚さ分布データとの差、すなわち、（補正分布データ）−（基準厚さ分布データ）を算出する（ステップＳ３３０）。そして、図７（ｄ）に示したのと同様に、補正分布データと、基準厚さ分布データとの差が、所定範囲（０±ｔｈｔ）外となる領域があるか否かを判定する（ステップＳ３４０）。補正分布データと、基準厚さ分布データとの差が、所定範囲外となる領域がない場合には、テープ券ではないと判定する（ステップＳ３４２）。補正分布データと、基準厚さ分布データとの差が、所定範囲外となる領域がある場合には、テープ券であると判断する（ステップＳ３４４）。
【００７６】
次に、補正分布データと、基準厚さ分布データとの差が、所定範囲内となる領域を真偽鑑別対象領域として設定する（ステップＳ３５０）。そして、真偽鑑別対象領域が所定の割合以上存在するか否かを判断する（ステップＳ３６０）。本実施例では、真偽鑑別対象領域が６７％以上存在するか否かを判断するものとした。
【００７７】
ステップＳ３６０において、真偽鑑別対象領域が所定の割合以上ない場合には、偽券と判定して（ステップＳ３８２）、紙幣を返却する（ステップＳ３８４）。こうすることによって、真偽鑑別の精度を確保することができる。真偽鑑別対象領域が所定の割合以上ある場合には、真偽鑑別対象領域について、凹版印刷によるインクの凹凸を含む厚さ分布の差を詳細に解析し（ステップＳ３７０）、解析結果が所定の基準範囲内にあるか否かを判断する。基準範囲は、紙幣の摩耗等を考慮して、任意に設定可能である。なお、本実施例では、補正分布データと、基準分布データとの差に基づいて、真偽鑑別を行うものとしたが、両者の差の絶対値に基づいて、真偽鑑別を行うこととしてもよい。
【００７８】
ステップＳ３８０において、解析結果が基準範囲内である場合には、真券であると判定する（ステップＳ３８６）。紙幣自体の厚さが厚かったり、薄かったり、紙幣表面の凹凸状態が真券の凹凸状態と異なっているなど、解析結果が基準範囲外である場合には、偽券と判定し（ステップＳ３８２）、紙幣を返却する（ステップＳ３９４）。
【００７９】
上述鑑別処理によって、鑑別対象の紙幣を、寸法、および、厚さ分布が正常な真券と、寸法が異常な偽券と、厚さ分布が異常な偽券と、テープが貼付された真券と、テープが貼付された偽券とに分類することができる。
【００８０】
以上説明した本実施例の紙幣鑑別装置１００によれば、紙幣の立体的な形状を表す三次元的なデータである基準厚さ分布データ、および、補正分布データに基づいて真偽鑑別を行うので、紙幣の厚さが所定の範囲内にあるか否かに基づく従来の真偽鑑別よりも、紙幣の鑑別精度を向上させることができる。
【００８１】
また、本実施例の紙幣鑑別装置１００は、補正厚さ分布データと、基準厚さ分布データとの差が所定範囲内の真偽鑑別対象領域について、真偽鑑別を行うので、テープの貼付など、寸法や、厚さに異常がある場合でも、その他の正常な領域のデータを有効活用して、鑑別を行うことができる。さらに、鑑別対象の紙幣の厚さが真券の厚さよりも大きいときに、その紙幣が真券であるか否かに関わらず、重送検知、および、テープ検知を行うことができる。したがって、紙幣の鑑別精度を向上させることができる。
【００８２】
Ｆ．変形例：
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形例が可能である。
【００８３】
Ｆ１．変形例１：
図１２は、変形例としての厚さ検出機構２０Ａの概略構成を示す説明図である。図２に示した厚さ検出機構２０と同様に、厚さ検出機構２０Ａを横（主走査方向）から見た様子を示した。
【００８４】
厚さ検出機構２０Ａは、厚さ検出機構２０が備える検出ローラ２２、および、板バネ２３の代わりに、検出ローラ２２ｄと、この検出ローラ２２ｄをアーム２３ａとを備えている。そして、検出ローラ２２ｄは、軸２３ｃによって、アーム２３ａに軸支されており、アーム２３ａは、軸２３ｂによって、厚さ検出機構２０Ａに軸支されている。軸２３ｂは、１２個のアーム２３ａに共通である。この他の構成は、厚さ検出機構２０と同じである。
【００８５】
センサ２４は、センサ２４とアーム２３ａとの間隙の静電容量の変化を検出することによって、センサ２４と板バネ２３との間の距離ｄの変化を検出することが可能である。
【００８６】
以上説明した厚さ検出機構２０Ａによっても、図２に示した厚さ検出機構２０と同様に、紙幣の厚さを検出することが可能である。
【００８７】
Ｆ２．変形例２：
上記実施例および変形例では、検出ローラを紙幣と接触させて走査することによって、紙幣の厚さ検出を行うものとしたが、これに限られない。例えば、触針を走査することによって紙幣の厚さ検出を行うようにしてもよい。また、光（透過光、反射光）や、音波などを利用して非接触で行ってもよい。
【００８８】
Ｆ３．変形例３：
上記実施例では、図７に示した閾値ｔｈｔは、テープＴの厚さに応じて、任意に設定可能であるものとした。鑑別部３３に、閾値ｔｈｔを自動設定するための閾値設定部を備えるようにしてもよい。この閾値設定部は、例えば、検出厚さ分布データや、検出厚さ分布データと基準厚さ分布データとの差についての統計的な解析（例えば、最大値、最小値、平均値、分散、偏差など）に基づいて、閾値ｔｈｔ設定するようにすることができる。こうすることによって、鑑別精度をさらに向上させることができる。
【００８９】
Ｆ４．変形例４：
上記実施例では、補正分布データ生成部３３３は、搬送姿勢に基づいて、厚さ分布データを補正するものとしたが、これに限られない。厚さ分布データと基準厚さ分布データとのうちの少なくとも一方を、両者のずれを補償するように補正すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】紙幣鑑別装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】厚さ検出機構の概略構成を示す説明図である。
【図３】制御ユニットの構成を示す説明図である。
【図４】紙幣の搬送姿勢を示す説明図である。
【図５】重送検知の概要を例示する説明図である。
【図６】テープ検知の概要を例示する説明図である。
【図７】真偽鑑別の概要を示す説明図である。
【図８】鑑別処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】重送検知処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】真偽鑑別処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】真偽鑑別処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】変形例としての厚さ検出機構の概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９１】
１００...紙幣鑑別装置
１０...イメージセンサ
２０、２０Ａ...検出機構
２１...基準ローラ
２２...検出ローラ
２２ａ...回転軸
２２ｂ...弾性体
２２ｃ...ローラ部
２２ｄ...検出ローラ
２３...板バネ
２３ａ...アーム
２３ｂ、２３ｃ...軸
２４...センサ
２５...スクレーパ
３０...制御ユニット
３１...分布データ生成部
３２...イメージデータ取得部
３３...鑑別部
３３１...金種検出部
３３２...姿勢検出部
３３３...補正分布データ生成部
３４...記憶部
３５...出力部
【図１】
2005174069.tif 000003
【図２】
2005174069.tif 000004
【図３】
2005174069.tif 000005
【図４】
2005174069.tif 000006
【図５】
2005174069.tif 000007
【図６】
2005174069.tif 000008
【図７】
2005174069.tif 000009
【図８】
2005174069.tif 000010
【図９】
2005174069.tif 000011
【図１０】
2005174069.tif 000012
【図１１】
2005174069.tif 000013
【図１２】
2005174069.tif 000014