(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体に印刷されたパターンを光学的に読み取ってその種別または真偽を判別する媒体判別装置において、
前記媒体に紫外線を照射する複数の紫外線照射手段と、前記媒体に赤外線を照射する複数の赤外線照射手段とが、それぞれ２列に千鳥状に交互に配置された発光手段と、
前記紫外線の照射によって前記媒体表面における印刷インクの蛍光反応で出力される可視光と前記赤外線の照射によって該媒体表面から出力される散乱光を同時に検出する光検出手段と、
前記光検出手段で検出された前記媒体表面の印刷パターンを予め登録された登録パターンと比較して該媒体の種別または真偽を判別する判別手段とを、
備えたことを特徴とする媒体判別装置。
【請求項２】
媒体に印刷されたパターンを光学的に読み取ってその種別または真偽を判別する媒体判別装置において、
前記媒体に紫外線を照射する複数の紫外線照射手段と、前記媒体に赤外線を照射する複数の赤外線照射手段とが、それぞれ２列に千鳥状に交互に配置された発光手段と、
前記紫外線の照射によって前記媒体表面における印刷インクの蛍光反応で出力される可視光を検出する第１の光検出手段と、
前記赤外線の照射によって前記媒体表面から出力される散乱光を検出する第２の光検出手段と、
前記第１及び第２の光検出手段で検出された前記媒体表面の印刷パターンを予め登録された登録パターンと比較して該媒体の種別または真偽を判別する判別手段とを、
備えたことを特徴とする媒体判別装置。
【請求項３】
前記第１の光検出手段は、２列に千鳥状に交互に配置された前記複数の紫外線照射手段、及び前記複数の赤外線照射手段の中央部に配設されることを特徴とする請求項２記載の媒体判別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙幣等の媒体の種別や真偽を判別する媒体判別装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紙幣等の媒体の種別や真偽を判別する媒体判別装置は、判別対象の媒体に可視光や赤外光を照射し、その反射光や透過光を受光素子で読み取り、その読み取ったパターン等に基づいて判別を行うように構成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の媒体判別装置では、次のような課題があった。
安価で高性能なパーソナルコンピュータ、カラースキャナ、カラープリンタ等の普及により、これらを用いて本物とそっくりのコピーを容易に作成することができるようになっている。このような見た目にそっくりのコピーの場合、可視光や赤外光で読み取ったパターンでは、本物と偽物の判別が極めて困難であるという問題があった。
【０００４】
本発明は、紫外線による蛍光反応を用いることにより前記従来技術が持っていた課題を解決し、紙幣等の媒体の真偽を確実に判別することができる媒体判別装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、第１の発明は、媒体に印刷されたパターンを光学的に読み取ってその種別または真偽を判別する媒体判別装置において、前記媒体に紫外線を照射する複数の紫外線照射手段と、前記媒体に赤外線を照射する複数の赤外線照射手段とが、それぞれ２列に千鳥状に交互に配置された発光手段と、前記紫外線の照射によって前記媒体表面における印刷インクの蛍光反応で出力される可視光と前記赤外線の照射によって該媒体表面から出力される散乱光を同時に検出する光検出手段と、前記光検出手段で検出された前記媒体表面の印刷パターンを予め登録された登録パターンと比較して該媒体の種別または真偽を判別する判別手段とを備えている。
【０００８】
第１の発明によれば、次のような作用が行われる。
紫外線照射手段から媒体に紫外線が照射され、この媒体表面における印刷インクの蛍光反応で可視光が出力される。これと同時に、赤外線照射手段から同じ媒体に赤外線が照射され、この媒体表面から散乱光が出力される。媒体表面から出力される可視光と散乱光は、光検出手段で検出される。これにより、媒体表面の印刷パターンが得られ、判別手段によって予め登録された登録パターンと比較されて媒体の種別または真偽が判別される。
【０００９】
第２の発明は、媒体判別装置において、媒体に紫外線を照射する複数の紫外線照射手段と、前記媒体に赤外線を照射する複数の赤外線照射手段とが、それぞれ２列に千鳥状に交互に配置された発光手段と、前記紫外線の照射によって前記媒体表面における印刷インクの蛍光反応で出力される可視光を検出する第１の光検出手段と、前記赤外線の照射によって前記媒体表面から出力される散乱光を検出する第２の光検出手段と、  前記第１及び第２の光検出手段で検出された前記媒体表面の印刷パターンを予め登録された登録パターンと比較して該媒体の種別または真偽を判別する判別手段とを備えている。
【００１０】
第２の発明によれば、次のような作用が行われる。
紫外線照射手段から媒体に紫外線が照射され、この媒体表面における印刷インクの蛍光反応で可視光が出力されると、この可視光が第１の光検出手段で検出される。また、赤外線照射手段から同じ媒体に赤外線が照射され、この媒体表面から散乱光が出力されて第２の光検出手段で検出される。更に、この第２の光検出手段は、２列に千鳥状に交互に配置されたこれら複数の紫外線照射手段、及びこれら複数の赤外線照射手段の中央部に配設され、紙幣の読取線から垂直方向に出力される散乱光を受光するようになっている。これにより、媒体表面の２種類の印刷パターンが得られ、判別手段によって予め登録された登録パターンと比較されて媒体の種別または真偽が判別される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態を示す媒体判別装置の構成図であり、それぞれ全体構成と読取部の構成を示している。
【００１２】
この媒体判別装置は、図１（Ａ）に示すように、読み取り対象となる紙幣１等の媒体を一定のピッチで一定の搬送方向Ｄに搬送させる搬送機構１１を有している。また、搬送されて来る紙幣１の表面と裏面に紫外線ＵＶを照射するための発光回路１２ａ，１２ｂを有しており、これらの発光回路１２ａ，１２ｂに紫外線照射手段（例えば、紫外線ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイ）１３ａ，１３ｂが接続されている。紫外線ＬＥＤアレイ１３ａ，１３ｂは、紫外線ＵＶを発光するＬＥＤを１列に配置したもので、図１（Ｂ）に示すように、紙幣１の搬送方向Ｄに直交する読取線Ｌの全体を紫外線ＵＶで照射するように構成されている。
【００１３】
一方、紫外線ＬＥＤアレイ１３ａ，１３ｂから紙幣１に照射された紫外線ＵＶの反射方向には、その反射光を受光するための光検出手段（例えば、受光素子アレイ）１４ａ，１４ｂが配置されている。受光素子アレイ１４ａ，１４ｂは、例えば複数のホトダイオードを１列に配置したもので、各ホトダイオード毎に受光強度に応じた信号を出力するものである。受光素子アレイ１４ａ，１４ｂには、それぞれ受光回路１５ａ，１５ｂが接続されている。受光回路１５ａ，１５ｂは、受光素子アレイ１４ａ，１４ｂの各ホトダイオードの出力信号を、所定の閾値に基づいて２値化するものである。受光回路１５ａ，１５ｂの出力側は、判別手段（例えば、ＭＰＵ（マイクロ・プロセッサ））１６に接続されている。
【００１４】
ＭＰＵ１６は、搬送機構１１及び発光回路１２ａ，１２ｂに対する制御を行うと共に、受光回路１５ａ，１５ｂで得られた２値化信号に基づいて、読み取った紙幣１の画像パターンを予め登録された本物の紙幣の画像パターンと比較照合し、種別及び真贋を判定してその判定結果の出力信号ＯＵＴを出力するものである。
【００１５】
次に、動作を説明する。
紙幣１には、目視によって識別可能な模様等が印刷されると共に、紫外線を照射したときに蛍光反応によって可視光を出力する特殊インクによって、目視不可能な特定のパターンが予め印刷されているものとする。
【００１６】
搬送機構１１によって搬送されて来た紙幣１に、紫外線ＬＥＤアレイ１３ａ，１３ｂから紫外線ＵＶが照射されると、この紙幣１に印刷された特殊インクが蛍光反応を起こし、可視光ＶＲが発光される。蛍光反応によって発光した可視光ＶＲは、受光素子アレイ１４ａ，１４ｂで受光され、それぞれ受光回路１５ａ，１５ｂで、所定の閾値に基づいて２値化される。受光回路１５ａ，１５ｂで得られた２値化信号はＭＰＵ１６に与えられ、図示しない画像メモリに格納される。
【００１７】
紙幣１は、搬送機構１１によって所定のピッチで搬送方向Ｄに搬送され、その都度、受光回路１５ａ，１５ｂで１ライン毎に読み取られた２値化信号が、逐次ＭＰＵ１６内の画像メモリに格納される。これにより、紙幣１の表面及び裏面の画像パターンが、画像メモリに格納される。画像メモリに格納された画像パターンは、予め登録された本物の紙幣の画像パターンと照合される。これにより、読み取られた紙幣１の種別と真贋が判定され、その判定結果の出力信号ＯＵＴが出力される。
【００１８】
以上のように、この第１の実施形態の媒体判別装置は、読み取り対象の紙幣１に紫外線ＵＶを照射する紫外線ＬＥＤアレイ１３ａ，１３ｂを有している。これにより、目視で確認できない特殊インクで印刷されたセキュリティ情報の特定のパターンを読み取ることが可能になり、確実に紙幣１の真贋判定を行うことができるという利点がある。また、２組の読取部を備え、紙幣１の表面と裏面を同時に読み取るようにしているので、１回の搬送で短時間に真贋判定ができるという利点がある。
【００１９】
（第２の実施形態）
図２（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態を示す媒体判別装置の構成図であり、それぞれ全体構成と発光部４０の構成を示している。
【００２０】
この媒体判別装置は、図２（Ａ）に示すように、読み取り対象となる紙幣１等の媒体を一定の搬送方向Ｄに搬送させる搬送機構２１を有している。また、搬送されて来る紙幣１の裏面に紫外線ＵＶと赤外線ＩＲを照射するための発光回路２２Ａ，２２Ｂを有しており、これらの発光回路２２Ａ，２２Ｂに発光部４０が接続されている。
【００２１】
発光部４０は、図２（Ｂ）に示すように、基板４１上に紫外線照射手段（例えば、複数の紫外線ＬＥＤ）４２と赤外線照射手段（例えば、複数の赤外線ＬＥＤ）４３を交互に、千鳥状（ジグザグ）に配置したものである。２列に配置された紫外線ＬＥＤ４２と赤外線ＬＥＤ４３は、それぞれ照射角が内側に傾けられ、紙幣１の搬送方向Ｄに直交する読取線上を照射するように取り付けられている。
【００２２】
一方、紙幣１の表面側には、読取線の垂直上方にスリット２３が配置されている。スリット２３は、発光部４０から紙幣１の裏面に照射され、この紙幣１を透過して表面から垂直方向に散乱された光のみを通過させるためのものである。スリット２３を通過した散乱光は、ミラー２４及びレンズ２５等の光学系を介して、光検出手段（例えば、ＣＣＤ（電荷結合素子）センサ）２６に導かれるようになっている。
【００２３】
ＣＣＤセンサ２６は、レンズ２５で縮小された線状の画像イメージを画素に分解して読み取るものである。ＣＣＤセンサ２６は、駆動回路２７によって駆動され、読み取った画像イメージの各画素の輝度に応じた電圧を順次出力するようになっている。ＣＣＤセンサ２６の出力側には、このＣＣＤセンサ２６から出力される電圧を増幅する受光回路２８が接続されている。受光回路２８の出力側は、アナログの電圧をディジタル信号に変換するＡＤＣ（アナログ・ディジタル変換器）２９に接続されている。更に、ＡＤＣ２９の出力側は、判別手段（例えば、ＭＰＵ）３０に接続されている。
【００２４】
ＭＰＵ３０は、搬送機構２１、発光回路２２Ａ，２２Ｂ、及び駆動回路２７に対する制御を行うと共に、ＡＤＣ２９から与えられた画像イメージのディジタル信号に基づいて、読み取った紙幣１の画像イメージを予め登録された本物の紙幣の画像イメージと比較照合し、種別及び真贋を判定してその判定結果の出力信号ＯＵＴを出力するものである。
【００２５】
次に、動作を説明する。
紙幣１には、目視によって識別可能な模様等が印刷されると共に、紫外線を照射したときに蛍光反応によって可視光を出力する特殊インクによって、特定のパターンが予め印刷されているものとする。
【００２６】
搬送機構２１によって搬送されて来た紙幣１の裏側に、発光部４０から紫外線ＵＶと赤外線ＩＲが照射される。紫外線ＵＶにより、紙幣１に印刷された特殊インクが蛍光反応を起こし、可視光ＶＲが発光される。紙幣１の裏面に照射された紫外線ＵＶと赤外線ＩＲ、及び蛍光反応によって発光された可視光ＶＲの一部は、印刷インク等によって減衰されながら紙幣１を透過し、その表面から散乱光ＳＬとして出力される。
【００２７】
紙幣１の表面から出力された散乱光ＳＬの垂直方向の成分は、スリット２３、ミラー２４及びレンズ２５等の光学系に導かれ、ＣＣＤセンサ２６の受光面に線状の縮小画像イメージが形成される。ＣＣＤセンサ２６に形成された縮小画像イメージは、駆動回路２７によって逐次画素毎にアナログ電圧として読み出され、受光回路２８で所定のレベルに増幅される。受光回路２８から出力されるアナログ電圧は、ＡＤＣ２９によってディジタル信号に変換され、ＭＰＵ３０に与えられる。
【００２８】
ＭＰＵ３０において、画素毎のディジタル信号は、図示しない画像メモリに一旦格納された後、予め登録された本物の紙幣の画像イメージと比較照合される。そして、読み取られた紙幣１の種別と真贋が判定され、その判定結果の出力信号ＯＵＴが出力される。
【００２９】
以上のように、この第２の実施形態の媒体判別装置は、読み取り対象の紙幣１に紫外線ＵＶと赤外線ＩＲを同時に照射する発光部４０を有している。これにより、特殊インクで印刷された特定のパターンを含む画像イメージを読み取ることが可能になる。従って、紙幣１等の媒体を判別するための情報が増え、確実に真贋判定を行うことができるという利点がある。
【００３０】
（第３の実施形態）
図３（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態を示す媒体判別装置の構成図であり、それぞれ全体構成と受発光部５０の構成を示している。なお、この図３（Ａ）において、図２（Ａ）中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００３１】
この媒体判別装置は、図３（Ａ）に示すように、図２（Ａ）中の発光部４０に代えて、複数の紫外線ＬＥＤ５２及び赤外線ＬＥＤ５３の発光素子と共に、可視光のみを検出可能な光検出手段（例えば、赤外線ＩＲをフィルタでカットしてある複数のホトダイオード）５４等の受光素子を追加した受発光部５０を設けている。更に、ホトダイオード５４に対応して、受光回路６１とＡＤＣ６２を設けている。受光回路６１は、ホトダイオード５４から出力される信号を増幅するものであり、ＡＤＣ６２は、受光回路６１から出力されるアナログ電圧を、ディジタル信号に変換するものである。ＡＤＣ６２の出力側は、ＭＰＵ３０に接続されている。
【００３２】
受発光部５０は、図３（Ｂ）に示すように、基板５１上に２列のＬＥＤ群を照射角を内側に少し傾けて取り付けると共に、これらの２列のＬＥＤ群の中央部に複数のホトダイオード５４を１列に配置したものである。
【００３３】
外側の２列のＬＥＤ群は、複数の紫外線ＬＥＤ５２と赤外線ＬＥＤ５３を交互に、千鳥状に配置したものであり、これらの紫外線ＬＥＤ５２と赤外線ＬＥＤ５３は、紙幣１の搬送方向Ｄに直交する読取線上を照射するように取り付けられている。また、中央部のホトダイオード５４は、紙幣１の読取線から垂直方向に出力される散乱光を受光するように、基板５１に対して垂直に取り付けられている。更に、基板５１には、紫外線ＬＥＤ５２と赤外線ＬＥＤ５３から出力される紫外線ＵＶと赤外線ＩＲが直接入射しないように、遮光板５５が取り付けられている。その他の構成は、図２（Ａ）と同様である。
【００３４】
次に動作を説明する。
この媒体判別装置では、発光回路２２Ａによって、紫外線ＬＥＤ５２から出力される紫外線ＵＶのレベルが、紙幣１の裏面の特殊インクによって蛍光反応を生じて可視光ＶＲを出力するが、もとの紫外線ＵＶや出力された可視光ＶＲがこの紙幣１を透過して表面からほとんど出力されないような強度に調整されている。一方、発光回路２２Ｂによって、赤外線ＬＥＤ５３から出力される赤外線ＩＲのレベルは、紙幣１の裏面から表面に透過したあと散乱し、ＣＣＤセンサ２６に紙幣１の適切な画像イメージが形成されるような強度に調整されている。
【００３５】
これにより、紙幣１が搬送機構２１によって一定のピッチで搬送方向Ｄに搬送されると、受発光部５０から紫外線ＵＶと赤外線ＩＲが照射される。紫外線ＵＶにより、紙幣１の裏面に印刷された特殊インクが蛍光反応を起こし、可視光ＶＲが発光される。可視光ＶＲは紙幣１の裏面から散乱され、その垂直方向の成分がホトダイオード５４で検出され、ＡＤＣ６２でディジタル信号に変換されてＭＰＵ３０に与えられる。
【００３６】
一方、紙幣１の裏面に照射された赤外線ＩＲは、印刷インク等によって減衰されながら紙幣１を透過し、その表面から散乱光ＳＬとして出力される。紙幣１の表面から出力された散乱光ＳＬの垂直方向の成分は、スリット２３、ミラー２４及びレンズ２５等の光学系に導かれ、ＣＣＤセンサ２６の受光面に線状の縮小画像イメージが形成される。ＣＣＤセンサ２６に形成された縮小画像イメージは、駆動回路２７によって逐次画素毎にアナログ電圧で読み出され、受光回路２８で所定のレベルに増幅される。受光回路２８から出力されるアナログ電圧は、ＡＤＣ２９によってディジタル信号に変換され、ＭＰＵ３０に与えられる。
【００３７】
ＭＰＵ３０において、画素毎のディジタル信号は、図示しない画像メモリに一旦格納された後、予め登録された本物の紙幣の画像イメージと比較照合される。そして、読み取られた紙幣１の種別と真贋が判定され、その判定結果の出力信号ＯＵＴが出力される。
【００３８】
以上のように、この第３の実施形態の媒体判別装置は、読み取り対象の紙幣１の裏面に紫外線ＵＶと赤外線ＩＲを同時に照射すると共に、この紫外線ＵＶによる蛍光反応で出力された可視光ＶＲを検出する受発光部５０を有している。これにより、特殊インクで印刷された特定のパターンと、赤外線ＩＲによる画像イメージを同時に読み取ることが可能になる。従って、紙幣１等の媒体を判別するための情報を個別に得ることができ、真贋判定の判別精度を向上することができるという利点がある。
【００３９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
【００４０】
（ａ）  読み取り対象の媒体は、紙幣１に限定されない。例えば、各種の切符、有価証券、くじ等の印刷された媒体であれば、何にでも適用可能である。
【００４１】
（ｂ）  紙幣１を搬送させて読み取るようにしているが、紙幣１を固定して読取部を移動させるようにしても良い。
【００４２】
（ｃ）  紙幣１を搬送させながら、搬送方向Ｄに直交するライン上の画素を１次元的に読み取って画像イメージを形成するようにしているが、ディジタルカメラ等を用いて平面上の画像イメージを２次元的に読み取るようにしても良い。この場合、紫外線ＵＶや赤外線ＩＲは、紙幣１の全面に照射するようにする必要がある。
【００４３】
（ｄ）  図１の媒体判別装置では、紙幣１の表面と裏面を同時に読み取るために、２組の読取部を備えているが、片面だけを読み取る場合には１組で良い。
【００４４】
【発明の効果】
【００４５】
以上詳細に説明したように、第１の発明によれば、媒体に紫外線を照射する複数の紫外線照射手段と、赤外線を照射する複数の赤外線照射手段とが、それぞれ２列に千鳥状に交互に配置された発光手段を有している。これにより、印刷インクの蛍光反応で出力される可視光と、赤外線による散乱光を同時に光検出手段で検出することが可能になり、媒体を判別するための情報が増え、確実に真贋判定を行うことができる。
【００４６】
第２の発明によれば、印刷インクの蛍光反応で出力される可視光を検出するための紫外線照射手段と第１の光検出手段を有すると共に、赤外線の散乱光を検出するための赤外線照射手段と第２の光検出手段を有している。更に、この第２の光検出手段は、２列に千鳥状に交互に配置されたこれら複数の紫外線照射手段、及びこれら複数の赤外線照射手段の中央部に配設され、紙幣の読取線から垂直方向に出力される散乱光を受光するようになっている。これにより、印刷インクの蛍光反応によるパターンと、赤外線の散乱光によるパターンの２つの印刷パターンが得られ、真贋判定の判別精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す媒体判別装置の構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す媒体判別装置の構成図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を示す媒体判別装置の構成図である。
【符号の説明】
１    紙幣
１１，２１    搬送機構
１２，２２    発光回路
１３    紫外線ＬＥＤアレイ
１４    受光素子アレイ
１５，２８，６１    受光回路
１６，３０    ＭＰＵ（マイクロ・プロセッサ）
２６    ＣＣＤセンサ
２７    駆動回路
２９，６２    ＡＤＣ（アナログ・ディジタル変換器）
４０    発光部
４２，５２    紫外線ＬＥＤ（発光ダイオード）
４３，５３    赤外線ＬＥＤ
５０    受発光部
５４    ホトダイオード
【図１】
0004552331.tif 000002
【図２】
0004552331.tif 000003
【図３】
0004552331.tif 000004