(57)【要約】【課題】小型の紙葉類識別装置により紙葉類におけるモーションスレッドの有無を高速かつ正確に判定する。【解決手段】紙葉類に向けて第１方向から光を照射する第１光源と、第１方向と異なる第２方向から紙葉類に向けて光を照射する第２光源と、第１方向又は第２方向から前記紙葉類へ光が照射されるように第１光源及び第２光源を制御する光源制御部と、紙葉類を搬送する搬送機構と、第１方向及び第２方向から照射されて搬送機構で搬送される紙葉類で反射された反射光を受光するラインセンサと、ラインセンサの出力信号から第１光源により撮像された第１画像と第２光源により撮像された第２画像とを生成する画像処理部と、第１画像に含まれるスレッド画像と第２画像に含まれるスレッド画像とが異なる場合に紙葉類がモーションスレッドを有すると判定する識別部とにより紙葉類識別装置を構成する。【選択図】  図２
2013020540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察する角度に応じてスレッド部の図柄が変化するモーションスレッドを有する紙葉類を識別する紙葉類識別装置であって、
前記紙葉類に向けて第１方向から光を照射する第１光源と、
前記第１方向と異なる第２方向から前記紙葉類に向けて光を照射する第２光源と、
前記第１方向又は前記第２方向から前記紙葉類へ向けて光が照射されるように前記第１光源及び前記第２光源を制御する光源制御部と、
前記紙葉類を搬送する搬送機構と、
前記第１方向及び前記第２方向から前記搬送機構により搬送される前記紙幣に向けて照射されて前記紙葉類で反射された反射光を受光するラインセンサと、
前記ラインセンサの出力信号から、前記第１光源により撮像された第１画像及び前記第２光源により撮像された第２画像を生成する画像処理部と、
前記第１画像に含まれる前記スレッド部の画像である第１スレッド画像と前記第２画像に含まれる前記スレッド部の画像である第２スレッド画像とが異なる場合に、前記紙葉類がモーションスレッドを有すると判定する識別部と
を備えることを特徴とする紙葉類識別装置。
【請求項２】
前記ラインセンサは、前記搬送機構により搬送される前記紙葉類が前記スレッドを有する表面側上方で、前記紙幣の搬送面に対して略垂直な面に対して、前記紙葉類に向けて光が照射される前記第１方向及び前記第２方向とは反対側に所定角度傾いた位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の紙葉類識別装置。
【請求項３】
前記第１方向及び前記第２方向から前記紙葉類に向けて照射される光を個別に遮断可能なシャッタ機構をさらに備え、
前記第１光源及び前記第２光源は、前記第１方向及び前記第２方向から前記紙葉類に向けて光を出射する単一の導光体を利用したものであるとともに、前記光源制御部は、前記第１方向又は前記第２方向からの光が前記紙葉類へ向けて照射されるように前記シャッタ機構を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の紙葉類識別装置。
【請求項４】
前記紙葉類の搬送面に対して前記ラインセンサとは異なる側から光を照射する第３光源をさらに備え、
前記画像処理部は、前記第３光源により前記紙葉類の透過画像を生成し、
前記識別部は、前記画像処理部により生成された前記透過画像により前記スレッド部の位置を特定することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の紙葉類識別装置。
【請求項５】
前記識別部は、前記紙葉類の種類を特定するとともに、前記紙葉類の種類に応じて前記スレッド部の位置を特定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の紙葉類識別装置。
【請求項６】
前記識別部は、前記第１スレッド画像と前記第２スレッド画像との画素値の差分を算出して、算出した差分値が所定しきい値より大きい場合に、前記紙葉類が前記モーションスレッドを有すると判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の紙葉類識別装置。
【請求項７】
前記第１スレッド画像及び前記第２スレッド画像の各々に対応する基準画像を記憶する記憶部をさらに備え、
前記識別部は、前記第１スレッド画像及び前記第２スレッド画像が、各々、対応する前記基準画像と一致する場合に、前記紙葉類が前記モーションスレッドを有すると判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の紙葉類識別装置。
【請求項８】
前記識別部は、前記第１スレッド画像を前記紙葉類に向けて光が照射される前記第１方向及び前記第２方向の関係に基づいて所定方向に所定距離ずらした画像と、前記第２スレッド画像とが一致する場合に、前記紙葉類が前記モーションスレッドを有すると判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の紙葉類識別装置。
【請求項９】
観察する角度に応じてスレッド部の図柄が変化するモーションスレッドを有する紙葉類を識別する紙葉類識別方法であって、
第１方向から前記紙葉類へ向けて光を照射して前記紙葉類を撮像する第１画像撮像ステップと、
前記第１方向とは異なる第２方向から前記紙葉類に向けて光を照射して前記紙葉類を撮像する第２画像撮像ステップと、
前記第１画像撮像ステップで撮像された第１画像に含まれる前記スレッド部の画像である第１スレッド画像と前記第２画像撮像ステップで撮像された第２画像に含まれる前記スレッド部の画像である第２スレッド画像とを比較する第１比較ステップと、
前記第１比較ステップによる比較の結果両者が異なる場合に、前記紙葉類がモーションスレッドを有すると判定する判定ステップと
を含んだことを特徴とする紙葉類識別方法。
【請求項１０】
前記第１画像撮像ステップ及び前記第２画像撮像ステップでは、前記紙葉類が前記スレッドを有する表面側上方で、前記紙葉類の搬送面に対して略垂直な面に対して、前記紙葉類に向けて光が照射される前記第１方向及び前記第２方向とは反対側に設けられ、所定角度傾いた位置から、前記紙葉類が撮像されることを特徴とする請求項９に記載の紙葉類識別方法。
【請求項１１】
前記紙葉類の透過画像を撮像する透過画像撮像ステップと、
前記透過画像撮像ステップで撮像された前記透過画像から前記スレッド部の位置を特定する第１スレッド位置特定ステップをさらに含み、
前記第１比較ステップでは、前記第１スレッド位置特定ステップで特定された位置情報に基づいて前記モーションスレッドの画像を抽出して比較することを特徴とする請求項９又は１０に記載の紙葉類識別方法。
【請求項１２】
前記紙葉類の種類を特定するとともに、前記紙葉類の種類に応じて前記スレッド部の位置を特定する第２スレッド位置特定ステップをさらに含み、
前記第１比較ステップでは、前記第２スレッド位置特定ステップで特定された位置情報に基づいて前記第１スレッド画像及び前記第２スレッド画像を抽出して比較することを特徴とする請求項９、１０又は１１に記載の紙葉類識別方法。
【請求項１３】
前記第１比較ステップでは、前記第１スレッド画像と前記第２スレッド画像との画素値の差分を算出するとともに、
前記判定ステップでは、前記第１比較ステップで算出された差分値が所定しきい値より大きい場合に、前記紙葉類が前記モーションスレッドを有すると判定することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の紙葉類識別方法。
【請求項１４】
前記第１比較ステップでは、前記第１スレッド画像及び前記第２スレッド画像と各画像に対応する基準画像との比較を行うとともに、
前記判定ステップでは、前記第１比較ステップによる比較の結果両者が一致する場合に、前記紙葉類が前記モーションスレッドを有すると判定することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の紙葉類識別方法。
【請求項１５】
前記第１スレッド画像を所定範囲内でずらした画像と前記第２スレッド画像とを比較する第２比較ステップをさらに含み、
前記判定ステップは、前記第１比較ステップによる比較の結果両者が異なりかつ前記第２比較ステップによる比較の結果両者が一致する場合に、前記紙葉類が前記モーションスレッドを有すると判定することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の紙葉類識別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、観察する角度に応じて図柄が変化するモーションスレッドが埋め込まれた紙葉類を識別する紙葉類識別装置及び紙葉類識別方法に関し、特に、モーションスレッドを撮像した画像を利用してモーションスレッドの有無を判定することにより紙葉類を識別する紙葉類識別装置及び紙葉類識別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙葉類の偽造防止のために、モーションスレッドを利用する技術が知られている。モーションスレッドは、紙葉類に利用されるスレッドの一種であり、単にモーションと呼ばれたり、紙葉類のセキュリティ性を向上させることからセキュリティリボンと呼ばれることもある。
【０００３】
モーションスレッドは、アイコンと呼ばれる複数の微小画像の上に光学スペーサを介してレンチキュラーレンズ等のマイクロレンズを配置して形成されるもので、例えば、特許文献１に構造及び光学特性の詳細が開示されている。
【０００４】
モーションスレッドは、例えば、紙葉類上で細い帯状領域を形成するように紙葉類に埋め込んで利用される。モーションスレッド部の図柄を観察しながら紙葉類を傾けるように動かすと、紙葉類の動きに応じて図柄が動いて見える。この特徴を利用すれば、紙葉類が偽造されたものであるか否かを可視光下で判定することができる。このため、紙幣識別装置に関して、紙葉類がモーションスレッドを有するか否かを高速かつ正確に判定する技術が望まれている。
【０００５】
モーションスレッド部で観察される図柄は、アイコンやマイクロレンズの構造等によって異なるが、例えば、紙葉類を傾けると同じ図柄が移動する様子が観察される場合の他、紙葉類を傾けたときの角度によって異なる図柄が観察される場合がある。
【０００６】
紙葉類におけるモーションスレッドの有無を判定するために、モーションスレッドとは原理が異なるが観察する角度によって図柄や色が変化するホログラムやカラーシフトインクに係る識別技術を利用する方法が考えられる。ホログラム等を識別する従来技術は、例えば、特許文献２に開示されている。具体的には、一つの投光器から紙葉類に向けて光を照射して、紙葉類表面で反射された光を複数の受光器によって受光して解析することにより紙葉類の真偽を判定する。例えば、ホログラムに向けて光を照射した際に生ずる複数の回折反射光を複数の受光器によって計測して紙葉類の真偽を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７３３３２６８号明細書
【特許文献２】特開２００７−２１３２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術はホログラム等に係る識別技術であるため、識別装置の構成や識別方法をそのままモーションスレッドの識別方法として利用することはできない。具体的には、装置を構成する光源及びセンサの配置やデータの処理方法をモーションスレッドの特徴に応じて最適化する必要がある。
【０００９】
また、上記従来技術では、複数の受光素子が必要となるので、装置が大型化するとともに製造コストが高くなるという問題がある。具体的には、計測対象とする反射光の数に応じて複数の受光素子が必要となる上に、各受光素子で計測した信号を処理するために回路規模も大きくなるので製造コストが高くなる。また、受光素子と紙葉類との間にＳＬＡ（Ｓｅｌｆｏｃ  Ｌｅｎｓ  Ａｒｒａｙ）等の光学系が必要となる場合には、さらにコストがかかる。また、受光素子や光学系等の構成部品の増加及び回路規模の増大により装置が大型化するという問題もある。
【００１０】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、低コストで製造可能な小型の装置でありながら、紙葉類表面上のモーションスレッドの有無を高速かつ正確に判定することができる紙葉類識別装置及び紙葉類識別方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、観察する角度に応じてスレッド部の図柄が変化するモーションスレッドを有する紙葉類を識別する紙葉類識別装置であって、紙葉類に向けて第１方向から光を照射する第１光源と、第１方向と異なる第２方向から紙葉類に向けて光を照射する第２光源と、第１方向又は第２方向から紙葉類へ向けて光が照射されるように第１光源及び第２光源を制御する光源制御部と、紙葉類を搬送する搬送機構と、第１方向及び第２方向から搬送機構により搬送される紙幣に向けて照射されて紙葉類で反射された反射光を受光するラインセンサと、ラインセンサの出力信号から、第１光源により撮像された第１画像及び第２光源により撮像された第２画像を生成する画像処理部と、第１画像に含まれるスレッド部の画像である第１スレッド画像と第２画像に含まれるスレッド部の画像である第２スレッド画像とが異なる場合に、紙葉類がモーションスレッドを有すると判定する識別部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記発明において、ラインセンサは、搬送機構により搬送される紙葉類がスレッドを有する表面側上方で、紙幣の搬送面に対して略垂直な面に対して、紙葉類に向けて光が照射される第１方向及び第２方向とは反対側に所定角度傾いた位置に配置されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記発明において、第１方向及び第２方向から紙葉類に向けて照射される光を個別に遮断可能なシャッタ機構をさらに備え、第１光源及び第２光源は、第１方向及び第２方向から紙葉類に向けて光を出射する単一の導光体を利用したものであるとともに、光源制御部は、第１方向又は第２方向からの光が紙葉類へ向けて照射されるようにシャッタ機構を制御することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記発明において、紙葉類の搬送面に対してラインセンサとは異なる側から光を照射する第３光源をさらに備え、画像処理部は、第３光源により紙葉類の透過画像を生成し、識別部は、画像処理部により生成された透過画像によりスレッド部の位置を特定することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上記発明において、識別部は、紙葉類の種類を特定するとともに、紙葉類の種類に応じてスレッド部の位置を特定することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記発明において、識別部は、第１スレッド画像と第２スレッド画像との画素値の差分を算出して、算出した差分値が所定しきい値より大きい場合に、紙葉類がモーションスレッドを有すると判定することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、上記発明において、第１スレッド画像及び第２スレッド画像の各々に対応する基準画像を記憶する記憶部をさらに備え、識別部は、第１スレッド画像及び第２スレッド画像が、各々、対応する基準画像と一致する場合に、紙葉類がモーションスレッドを有すると判定することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、上記発明において、識別部は、第１スレッド画像を紙葉類に向けて光が照射される第１方向及び第２方向の関係に基づいて所定方向に所定距離ずらした画像と、第２スレッド画像とが一致する場合に、紙葉類がモーションスレッドを有すると判定することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、観察する角度に応じてスレッド部の図柄が変化するモーションスレッドを有する紙葉類を識別する紙葉類識別方法であって、第１方向から紙葉類へ向けて光を照射して紙葉類を撮像する第１画像撮像ステップと、第１方向とは異なる第２方向から紙葉類に向けて光を照射して紙葉類を撮像する第２画像撮像ステップと、第１画像撮像ステップで撮像された第１画像に含まれるスレッド部の画像である第１スレッド画像と第２画像撮像ステップで撮像された第２画像に含まれるスレッド部の画像である第２スレッド画像とを比較する第１比較ステップと、第１比較ステップによる比較の結果両者が異なる場合に、紙葉類がモーションスレッドを有すると判定する判定ステップとを含んだことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、上記発明において、第１画像撮像ステップ及び第２画像撮像ステップでは、紙葉類がスレッドを有する表面側上方で、紙葉類の搬送面に対して略垂直な面に対して、紙葉類に向けて光が照射される第１方向及び第２方向とは反対側に設けられ、所定角度傾いた位置から、紙葉類が撮像されることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、上記発明において、紙葉類の透過画像を撮像する透過画像撮像ステップと、透過画像撮像ステップで撮像された透過画像からスレッド部の位置を特定する第１スレッド位置特定ステップをさらに含み、第１比較ステップでは、第１スレッド位置特定ステップで特定された位置情報に基づいてモーションスレッドの画像を抽出して比較することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、上記発明において、紙葉類の種類を特定するとともに、紙葉類の種類に応じてスレッド部の位置を特定する第２スレッド位置特定ステップをさらに含み、第１比較ステップでは、第２スレッド位置特定ステップで特定された位置情報に基づいて第１スレッド画像及び第２スレッド画像を抽出して比較することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、上記発明において、第１比較ステップでは、第１スレッド画像と第２スレッド画像との画素値の差分を算出するとともに、判定ステップでは、第１比較ステップで算出された差分値が所定しきい値より大きい場合に、紙葉類がモーションスレッドを有すると判定することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、上記発明において、第１比較ステップでは、第１スレッド画像及びスレッド画像と各画像に対応する基準画像との比較を行うとともに、判定ステップでは、第１比較ステップによる比較の結果両者が一致する場合に、紙葉類がモーションスレッドを有すると判定することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、上記発明において、第１スレッド画像を所定範囲内でずらした画像と第２スレッド画像とを比較する第２比較ステップをさらに含み、判定ステップは、第１比較ステップによる比較の結果両者が異なりかつ第２比較ステップによる比較の結果両者が一致する場合に、紙葉類がモーションスレッドを有すると判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、異なる２つの方向から紙葉類に向けて光を照射するように光源を配置して、光源の発光を制御することにより各光源によって２つの紙葉類を撮像し、得られた各画像に含まれるスレッド画像を比較して、両者が異なることに基づいてモーションスレッドの有無を判定することとしたので、紙葉類がモーションスレッドを有することを正確に判定することができる。また、紙葉類の撮像は１つのセンサを利用して行われるので、装置の小型化及び低コスト化を実現することができる。
【００２７】
また、本発明によれば、モーションスレッドの特性を利用して、異なる２つの方向から照射した場合にモーションスレッドの画像を鮮明に撮像できる位置にセンサを配置して画像の撮像を行うこととしたので、紙葉類がモーションスレッドを有することを正確に判定することができる。
【００２８】
また、本発明によれば、導光体を利用して１つの光源の光を異なる２つの方向から照射される光に分けるとともに、導光体と紙葉類との間に設けたシャッタを制御して各方向から照射された光により画像を撮像することとしたので、モーションスレッドの判定精度を維持しながら、さらに装置を小型化することができる。
【００２９】
また、本発明によれば、異なる２つの方向から照射された光を利用して撮像されたスレッド画像が異なることを判定する際に、２つの画像の差分を算出してしきい値と比較することによりモーションスレッドの有無を判定することとしたので、簡単な演算処理によって、紙葉類がモーションスレッドを有することを高速かつ正確に判定することができる。また、しきい値を設定することにより、判定対象となる画像にノイズが含まれる場合でも、その影響を受けることなく正確な判定を行うことができる。
【００３０】
また、本発明によれば、異なる方向から照射された光を利用して撮像された２つのスレッド画像が異なることに加えて、スレッドの各画像を予め準備された基準画像と比較することによって、各画像が各照射光下で撮像されるべきモーションスレッド画像となっていることを検証することとしたので、紙葉類がモーションスレッドを有することを正確に判定することができる。
【００３１】
また、本発明によれば、異なる方向から照射された光を利用して撮像された２つのスレッド画像が異なることに加えて、一方のスレッド画像をずらした場合に他方のスレッド画像と一致することを検証することとしたので、同じ図柄の位置が変化するモーションスレッドが利用されている場合に、紙葉類がモーションスレッドを有することを正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、実施例１に係る紙葉類識別装置の構成概要を示す模式図である。
【図２】図２は、実施例１に係る紙葉類識別装置の構成概要を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施例１に係る紙葉類識別装置を利用する紙葉類処理装置の概要を示す斜視図及び断面模式図である。
【図４】図４は、実施例１に係るモーションスレッドを有する紙葉類の例を説明する図である。
【図５】図５は、実施例１に係る紙葉類を動かした際にモーションスレッド部で観察される図柄の例を示す図である。
【図６】図６は、実施例１に係る紙葉類識別装置によって行われるモーションスレッドの判定処理を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施例１に係る複数光源の交番点灯制御を示すタイミングチャートである。
【図８】図８は、実施例１に係るモーションスレッドの有無を画像の差分演算により判定する方法を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施例１に係るモーションスレッド部の画像の差分演算方法を説明する図である。
【図１０】図１０は、実施例２に係るモーションスレッドの有無をモーションスレッド画像と基準画像とを比較して判定する方法を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施例２に係るモーションスレッド部の画像と基準画像との比較方法を説明する図である。
【図１２】図１２は、実施例３に係るモーションスレッドの有無をモーションスレッド画像の一方をずらして他方と比較して判定する方法を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施例３に係るモーションスレッド部の画像をずらして比較する方法を説明する図である。
【図１４】図１４は、実施例４に係る導光体を利用した紙葉類識別装置の構成概要を示す模式図である。
【図１５】図１５は、実施例４に係る紙葉類識別装置の構成概要を示すブロックズである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る紙葉類識別装置及び紙葉類識別方法の好適な実施例を詳細に説明する。紙葉類識別装置は、紙葉類の識別を行うに際し、識別対象となる紙葉類におけるモーションスレッドの有無を判定する。モーションスレッドが埋め込まれた紙葉類であれば、紙葉類の種類に拘わらず適用可能な技術である。
【実施例１】
【００３４】
まず、本実施例に係る紙葉類識別装置について説明する。本実施例では、観察する角度によって図柄が変化するというモーションスレッドの特徴から、モーションスレッドを撮像するセンサ位置を固定して光源を移動すると、センサの位置で観察されるモーションスレッド部の画像が変化することを利用する。すなわち、異なる２つの方向から紙葉類に向けて光を照射し、各方向からの光を利用して撮像された２つのスレッド部の画像を比較して、２つの画像が異なることに基づいて紙葉類がモーションスレッドを有すると判定するものである。以下に、本実施例について詳細を説明する。
【００３５】
図１は、紙葉類識別装置１の概要を説明する模式図である。紙葉類識別装置１は、紙葉類１００の到来を検知するタイミングセンサ２と、紙葉類１００を搬送するローラ（搬送機構）３と、搬送される紙葉類１００に向けて光を照射する第１光源１１、第２光源１２及び第３光源１３と、紙葉類１００の表面で反射された反射光及び紙葉類１００を透過した透過光を受光するラインセンサ４と、紙葉類１００からの反射光及び透過光をラインセンサ４に導くための光学系５とを備えている。
【００３６】
タイミングセンサ２は、識別対象となる紙葉類１００の到来を検知する機能を有し、この紙葉類１００に関する処理を開始するタイミングを決定するために利用される。タイミングセンサ２は、例えば投光部及び受光部によって形成される。投光部から投光されて受光部によって受光される光が、投光部と受光部の間を搬送される紙葉類１００によって遮られることを利用して、紙葉類１００の到来が検知される。そして、処理対象となる紙葉類１００の到来が検知されると、紙葉類１００の画像を撮像するための処理等が開始される。これらの処理の詳細は後述する。
【００３７】
ローラ３は、紙葉類識別装置１内で紙葉類１００を搬送する搬送機構として機能する。図１に示すように、Ｚ軸方向に対向して配置された２つのローラ３が時計回りに回転することにより、紙葉類１００がＸ軸正方向へ搬送される。また、ローラ３が逆時計回りに回転すると紙葉類１００はＸ軸負方向へ搬送される。紙葉類識別装置１に受け入れられた紙葉類１００は、装置内に設けられた複数のローラ３によって搬送され、ラインセンサ４の下方を通過して、装置外へ排出される。
【００３８】
ラインセンサ４は、搬送される紙葉類１００の画像を撮像する機能を有する。具体的には、例えば、各光源１１〜１３から紙葉類１００に向けて光を照射して、紙葉類１００によって反射された反射光又は紙葉類１００を透過した透過光をＣＣＤ等の撮像素子を利用して受光することにより、紙葉類１００の画像を撮像する。このとき、紙葉類１００からの反射光及び透過光は、ＳＬＡ等から形成される光学系５によってラインセンサ４へ導かれるようになっている。また、ラインセンサ４は、モーションスレッドを有する紙葉類１００を撮像した場合に、この紙葉類画像上でモーションスレッドの図柄を鮮明に撮像できる解像度を有している。
【００３９】
なお、紙葉類１００を撮像可能であれば、ラインセンサ４に利用される撮像素子がフォトダイオードアレイやＣＭＯＳ等であってもよい。また、センサの種類もラインセンサ４に限定されず、エリアセンサ等の他のセンサを利用してもよい。また、光学系５についても、センサによって鮮明な画像を撮像可能であれば、異なるレンズアレイを利用してもよいし、紙葉類識別装置１が光学系５を有さない構造であっても構わない。
【００４０】
第１光源１１及び第２光源１２は、搬送される紙葉類１００に向けて異なる方向から光を照射するように配置されている。第１光源１１及び第２光源１２として、例えば、ＬＥＤアレイや、導光体等を利用して線状に光を照射可能な線状光源が利用される。第１光源１１及び第２光源１２から照射された光は、紙葉類１００の表面で反射されて、光学系５を経てラインセンサ４によって受光される。第１光源１１及び第２光源１２は、各光源下でラインセンサ４を利用して撮像された紙葉類１００の反射画像を比較した際に、モーションスレッド部の画像が異なる画像となるように位置を調整して配置されている。
【００４１】
具体的には、図１において、ラインセンサ４の位置から紙葉類１００上のモーションスレッドを観察しながら、上方（Ｚ軸正方向）から紙葉類１００に向けて照射する光源の位置を移動させた場合に、モーションスレッドの種類に応じて同じ図柄が異なる位置に見える２つの位置又は異なる図柄が見える２つの位置に対応するように、位置を調整して２つの光源１１及び１２が配置されている。これにより、第１光源１１から紙葉類１００に光を照射した場合と、第２光源１２から紙葉類１００に光を照射した場合とでは、ラインセンサ４で撮像されるモーションスレッド部の画像が異なるものになる。本実施例は、これを利用して紙葉類１００がモーションスレッドを有するか否かを判定するものであるが詳細については後述する。
【００４２】
なお、ラインセンサ４、第１光源１１及び第２光源１２の位置関係は、処理対象となる紙葉類１００に埋め込まれたモーションスレッドの光学特性に応じて適宜決定されるものであるが、例えば、図１に示したＺ軸とラインセンサ４との成す角度αは１５〜４５度程度、Ｚ軸と第１光源１１の光軸の成す角度β１は０〜３０度、第１光源１１の光軸と第２光源１２の光軸との成す角度β２は角度β１に応じて６０〜３０度程度であることが好ましい。また、第１光源１１及び第２光源１２として、例えば緑色の可視光が利用されるが、モーションスレッド部の図柄を画像として撮像することができれば、波長等を含め利用する光の種類は特に限定されない。
【００４３】
第３光源１３は、装置内を搬送される紙葉類１００を挟んでラインセンサ４と対向する位置に配置されている。ラインセンサ４から見て紙葉類１００の裏側から照射される第３光源１３の光は、紙葉類１００を透過してラインセンサ４により受光される。すなわち、第３光源１３を利用して紙葉類１００の透過画像が撮像される。第３光源１３として、例えば赤外光が利用され、撮像された透過画像は紙葉類１００上のモーションスレッドの位置を認識するために利用される。
【００４４】
なお、第１光源１１又は第２光源１２による反射画像や、他の情報から、紙葉類１００上のモーションスレッドの位置を特定できる場合には、紙葉類識別装置１が第３光源１３を含まない構成であっても構わない。
【００４５】
また、図１では、紙葉類１００のＺ軸正方向側の表面にモーションスレッドを有する場合の例を示しているが、本実施例がこれに限定されるものではない。例えば、紙葉類識別装置１内を搬送される紙葉類１００が、Ｚ軸負方向側の表面にモーションスレッドを有する可能性がある場合には、図１に図示した構成に加えて、紙葉類１００に対して対称となる位置にもラインセンサと第１光源１１及び第２光源１２に対応する２つの光源を設けて、モーションスレッドを有する側の紙葉類１００表面を撮像すればよい。紙幣識別装置の分野において紙幣の金種等を識別するために、光源やラインセンサを紙幣搬送路の両側に設けて、選択された紙幣の片面又は紙幣の両面を撮像する技術は、従来から利用されている技術であるため詳細な説明は省略する。なお、以下では図１に示すように、紙葉類１００の片面を撮像する場合を例に説明を続ける。
【００４６】
また、紙葉類１００の搬送方向（Ｘ軸方向）が、紙葉類１００の長辺又は短辺のいずれと平行な方向となるかは特に限定されない。例えば、モーションスレッドを形成するマイクロレンズ等の光学特性によって、紙葉類１００を短辺と平行な方向に搬送することによりモーションスレッド部で観察される図柄が変化する場合には、紙葉類１００を短辺と平行な方向に搬送すればよい。また、紙葉類１００を長辺と平行な方向に搬送することによりモーションスレッド部で観察される図柄が変化する場合には、紙葉類１００を長辺と平行な方向に搬送してもよい。搬送方向や搬送速度等を含む紙葉類１００の搬送方法は、モーションスレッドの特性に応じて、後述する方法によってモーションスレッドの有無を検出できるように適宜決定される。
【００４７】
図２は、紙葉類識別装置１の機能ブロック図である。紙葉類識別装置１は、図１に示した機能部の他に、通信インターフェイス６（以下「通信Ｉ／Ｆ」と記載する）、制御部２０及び記憶部３０を有している。また、制御部２０は、紙葉類１００の種類等の識別やモーションスレッドの有無を判定する紙葉類識別部２１と、各光源１１〜１３を制御する光源制御部２２と、紙葉類１００の撮像及び撮像した画像の画像処理を行う画像処理部２３と、紙葉類１００を搬送するローラ３等の搬送機構を制御する搬送制御部２４とを有する。また、記憶部３０は、第１光源１１から光を照射して紙葉類１００を撮像した反射画像である第１画像３１と、第２光源から光を照射して紙葉類１００を撮像した反射画像である第２画像３２と、第３光源から光を照射して紙葉類１００を撮像した透過画像である第３画像と、紙葉類１００を撮像した各画像３１〜３３の全体又は特徴部の判定処理等を行うために利用される各種の基準画像３４と、これらに関連する情報とを記憶している。
【００４８】
紙葉類識別部２１は、紙葉類１００を撮像した第３画像３３と、予め処理対象となる紙葉類１００に関して記憶部３０に記憶されている基準画像３４とを比較することにより、紙葉類１００の種類等を特定する機能を有する。
【００４９】
具体的には、例えば、処理対象が米国紙幣である場合には、記憶部３０には予め１ドル、２ドル、５ドル、１０ドル、２０ドル、５０ドル及び１００ドルの各紙幣の基準画像３４が記憶されている。そして、処理中の紙葉類１００を撮像した画像の特徴部分が、各基準画像３４と比較される。その結果、紙葉類１００を撮像した画像が、１００ドル紙幣の基準画像３４と所定範囲内で一致するとともに他の金種の基準画像３４と所定範囲を超えて異なる場合に、この紙葉類１００を１００ドル紙幣であると判定する。処理対象とする紙葉類１００が紙幣である場合には、紙葉類識別部２１は、このように金種識別を行う他、紙幣が本物であるか否かを判定する真偽識別や、紙幣が所定基準を満たし再利用可能な紙幣であるか否かを判定する正損識別等の処理を行うこともできる。このような紙葉類の識別処理は、紙幣識別装置の分野において従来から利用されている技術であるため、詳細な説明は省略する。
【００５０】
また、紙葉類識別部２１は、紙葉類１００がモーションスレッドを有するか否かの判定を行う機能も有している。紙葉類１００を撮像した第１画像３１及び第２画像３２を利用して、紙葉類１００がモーションスレッドを有するか否かを判定するものであるが、これについての詳細は後述する。
【００５１】
光源制御部２２は、第１光源１１、第２光源１２及び第３光源１３の点灯を制御する機能を有する。各光源１１〜１３による個別の紙葉類画像を撮像するために、各光源１１〜１３を順に点灯させる交番点灯制御を行うものであるが、これについての詳細は後述する。
【００５２】
画像処理部２３は、光源制御部２２が制御する各光源１１〜１３の点灯のタイミングに合わせてラインセンサ４からの出力信号を処理して、第１画像３１、第２画像３２及び第３画像３３を記憶部３０に保存する機能を有する。また、紙葉類識別部２１による処理に応じて各画像３１〜３３の画像処理を行う機能も有するが、これらについての詳細は後述する。
【００５３】
記憶部３０は、揮発性又は不揮発性のメモリやハードディスク等の記憶装置で構成され、紙葉類識別装置１で行われる処理に必要な各種のデータを記憶するために利用される。
【００５４】
通信Ｉ／Ｆ６は、紙葉類識別装置１の外部からの信号を受信したり、紙葉類識別装置１から外部へ信号を送信する機能を有する。通信Ｉ／Ｆ６によって、例えば、外部からの信号を受信して、制御部２０の動作設定を変更したり、記憶部３０に記憶されているソフトウェアプログラムやデータの更新、追加及び削除の処理を行ったり、紙葉類識別装置１による紙葉類１００の判定結果を外部へ出力することができる。
【００５５】
なお、制御部２０は、例えば、各種の処理を実現するためのソフトウェアプログラムと、当該ソフトウェアプログラムを実行するＣＰＵと、当該ＣＰＵによって制御される各種ハードウェア等によって構成されている。各部の動作に必要なソフトウェアプログラムやデータの保存には、記憶部３０や、別途専用に設けられたＲＡＭやＲＯＭ等のメモリやハードディスク等が利用される。
【００５６】
また、本実施例では、紙葉類識別装置１の単体での機能及び動作を説明するが、紙葉類識別装置１は、例えば、図３に示すように紙葉類処理装置３００に内蔵されて利用される。図３（Ａ）は紙葉類処理装置３００の外観図であり、同図（Ｂ）は紙葉類識別装置１を含む紙葉類処理装置３００内部の構造概要を示す断面模式図である。
【００５７】
紙葉類処理装置３００は、複数の紙葉類１００を載置可能なホッパ３１０と、ホッパ３１０に載置された紙幣を搬送する搬送路３１１と、紙葉類１００の識別処理を行う紙葉類識別装置１と、紙葉類識別装置１で識別された紙葉類１００を集積する集積部３１３と、識別不能な紙葉類１００や所定条件をみたす紙葉類１００を他の紙葉類１００と分けて集積するリジェクト部３１４とを備える。紙葉類識別装置１をこのような紙葉類処理装置３００に内蔵して利用することにより、ホッパ３１０に載置された複数の紙葉類１００を、１枚ずつ、連続して処理することができる。
【００５８】
なお、紙葉類識別装置１は、処理対象となる紙葉類１００の識別処理に応じてラインセンサ４以外のセンサを備える場合もある。具体的には、例えば、紙葉類１００の磁気特性を計測する磁気センサや、紙葉類１００の厚みを計測するためのローラを備える場合もある。また、赤外光、紫外光、可視光等の複数種類の光を照射して紙葉類の光学特性を計測するために、複数の光源及び複数のラインセンサを備える場合もある。これらについては、紙幣処理装置の分野で従来から利用されている技術であるため詳細な説明は省略する。
【００５９】
次に、紙葉類識別装置１によって紙葉類１００上のモーションスレッドの有無を判定するための処理について説明する。
【００６０】
まず、以下の説明に用いる紙葉類１００と、この紙葉類１００に埋め込まれたモーションスレッドについて説明する。図４は、紙葉類１００の片面上の所定位置にモーションスレッド１０１が埋め込まれている場合の例を示す模式図である。紙葉類１００に使用されるスレッドには様々な種類のものがあるが、モーションスレッド１０１とは、光源の位置により、図柄の位置が移動したり異なる図柄に変化したりする様子が観察される特殊な形態のスレッドのことを言う。
【００６１】
紙葉類１００に照射する光源の位置を動かしたときにモーションスレッド１０１の部分で観察される図柄の変化は、モーションスレッド１０１を形成するアイコンやマイクロレンズの光学特性等によって異なる。本実施例では、図５（Ａ）に示すように、ベルの図柄と「１００」という数字の２種類のアイコンが描かれたモーションスレッド１０１に、所定角度（第１方向）から光を照射したときには同図（Ｂ）のように「１００」という数字のみが観察され、これとは異なる所定角度（第２方向）から光を照射したときには同図（Ｃ）のようにベルの図柄のみが観察されるものとして、以下の説明を続ける。
【００６２】
なお、紙葉類識別装置１では、第１光源１１から光を照射してラインセンサ４によって撮像されるモーションスレッド１０１の画像が、図５（Ｂ）に示すように「１００」という数字のみを含むように、ラインセンサ４の位置と、ラインセンサ４に対する第１光源１１の位置とが調整されている。また、第２光源１２から光を照射してラインセンサ４によって撮像されるモーションスレッド１０１の画像が、図５（Ｃ）に示すようにベルの図柄のみを含むように、ラインセンサ４に対する第２光源２の位置が調整されている。すなわち、各光源１１及び１２によって異なるモーションスレッドの画像が撮像されるように、図１に示す角度α、β１及びβ２が調整されている。
【００６３】
次に、紙葉類１００がモーションスレッド１０１を含むものであるか否かを判定するための処理について説明する。図６は、モーションスレッド１０１に係る判定処理の概要を示すフローチャートである。
【００６４】
まず、タイミングセンサ２により紙葉類識別装置１に紙葉類１００が到来したことが検知されると（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、制御部２０では、光源制御部２２による各光源１１〜１３の点灯制御が開始されるとともに、画像処理部２３による紙葉類１００の撮像及び撮像された画像の記憶部３０への保存処理が開始される（ステップＳ２）。なお、紙葉類識別装置１は、紙葉類１００を検知しない間は（ステップＳ１；Ｎｏ）、紙葉類１００の到来を監視する状態にある。
【００６５】
ステップＳ２では、紙葉類１００がラインセンサ４の下方を通過する１回の搬送中に、第１光源１１による反射画像、第２光源１２による反射画像及び第３光源１３による透過画像の３種類の画像が撮像される。
【００６６】
ここでは、各光源１１〜１３による紙葉類１００の画像を個別に撮像するために、光源制御部２２によって行われる交番点灯制御と、画像処理部２３によって行われる、ラインセンサ４から出力されるデータの処理について説明する。図７は、各光源１１〜１３の点灯と、ラインセンサ４のデータ処理との関係を示すタイミングチャートの一例である。図７は、ラインセンサ４による読取周期が５０μＳ、紙葉類１００の搬送速度が２，０００ｍｍ／Ｓである場合の例を示している。図７に示すように、各光源１１〜１３は、異なるタイミングで発光するように制御される。
【００６７】
具体的には、制御部２０の動作に利用され、紙葉類１００の搬送にも同期しているメカクロック信号（ＭＣＬＫ）の立ち上がり時に第３光源１３が発光し、紙葉類１００を透過した透過光がラインセンサ４によって計測される。ラインセンサ４によって計測された信号は、画像処理部２３に入力される。そして、画像処理部２３によって、Ａ／Ｄ変換等の処理が施されたデータは、次のクロック信号の立ち上がり時に、第３画像３３を形成するデータとして記憶部３０に保存される。
【００６８】
このとき、第３画像３３を形成するデータが記憶部３０に保存されるのと同じタイミングで第１光源１１が発光し、紙葉類１００で反射された反射光がラインセンサ４によって計測される。ラインセンサ４によって計測された信号は、同様に画像処理部２３での処理を経て、次のクロック信号の立ち上がり時に、第１画像３１を形成するデータとして記憶部３０に保存される。このタイミングで、第３光源１３が再び発光する。
【００６９】
第２光源１２は、第１光源１１が発光した後、第３光源が発光するまでの所定タイミングで発光し、同様に、紙葉類１００で反射された反射光がラインセンサ４によって計測される。例えば、図７に示すように、クロック信号の立ち上がりから５０μＳ後のタイミングで第２光源１２が発光する。第２光源１２が発光してラインセンサ４によって計測された信号は、画像処理部２３による処理を経て、第１画像３１に係るデータ処理を終えた後に、第２画像３２を形成するデータとして記憶部３０に保存される。
【００７０】
このように、各光源１１〜１３は異なるタイミングで発光するように制御され、各光源１１〜１３を利用してラインセンサ４によって計測された信号は順次記憶部３０に保存される。この結果、紙葉類１００がラインセンサ４の下方を１回通過する間に、記憶部３０には、各光源１１〜１３の下で紙葉類１００の全面が撮像された第１画像３１、第２画像３２及び第３画像３３が記憶された状態となる。
【００７１】
なお、図７に示した交番点灯制御は一例であって、第１光源１１による紙葉類１００の反射画像と、第２光源１２による紙葉類１００の反射画像とを別々に撮像することができれば、各光源１１〜１３の発光タイミングやデータ処理の順序は特に限定されない。例えば、紙葉類１００を識別するために４つ以上の光源を利用して紙葉類１００を撮像する場合には、光源の数やラインセンサ４の処理速度等に応じて、適宜、光源の発光タイミング及びデータの処理タイミングが決定される。例えば、紙葉類１００を高速に処理することが求められない場合には、交番点灯を行わず、紙葉類１００をＸ軸正方向へ搬送して第１光源１１による反射画像を撮像した後、再度紙葉類をＸ軸負方向へ搬送して第２光源１２による反射画像を撮像してもよい。また、各画像３１〜３３は、紙葉類画像を利用して行われる他の識別処理にも利用できるように紙葉類１００の全面を撮像した画像であることが望ましいが、これに限定されるものではなく、モーションスレッド１０１が含まれる部分領域のみを撮像した画像であっても構わない。
【００７２】
こうして、紙葉類１００を撮像した各画像３１〜３３が記憶部３０に保存されると、次に、第３画像３３を利用してモーションスレッド１０１の位置が特定される（図６ステップＳ３）。
【００７３】
具体的には、紙葉類識別部２１が、第３画像３３と、記憶部３０に予め記憶されている基準画像３４とを比較して、紙葉類１００の種類を特定するとともに、紙葉類１００の種類に応じて、第１画像３１及び第２画像３２上のモーションスレッド１０１の位置を特定する。例えば、処理対象が米国紙幣である場合に、紙葉類１００の金種が１００ドル紙幣であると特定されると、１００ドル紙幣上のモーションスレッド１０１の位置情報に基づいて第１画像３１及び第２画像３２上の処理対象領域が特定される。モーションスレッド１０１の位置情報は、１００ドル紙幣の基準画像３４に関する情報として予め記憶部３０に記憶されている。
【００７４】
なお、モーションスレッド１０１の位置の特定方法は、紙葉類１００の種類を特定して行う方法に限らず、紙葉類１００の透過画像である第３画像３３を利用する方法であってもよい。具体的には、例えば、紙葉類１００に埋め込まれたモーションスレッド１０１の領域が、透過画像上で明るく又は暗く、他の領域と区別可能に現れる場合には、画素値に基づいてモーションスレッド１０１の部分領域を抽出する画像処理を行えばよい。
【００７５】
また、モーションスレッド１０１の位置の特定を、第３光源１３を利用して撮像された透過画像を利用して行う例を示したが、本実施例がこれに限定されるものではない。具体的には、第１光源１１又は第２光源１１２を利用して撮像された反射画像を利用して、紙葉類１００の種類を特定した後にモーションスレッド１０１の位置を特定したり、反射画像に現れるモーションスレッド１０１と他の領域との画素値の差違に基づいてモーションスレッド１０１の位置を特定してもよい。
【００７６】
こうして、第１画像３１及び第２画像３２上で、モーションスレッド１０１に対応する領域が特定されると、次に、画像処理部２３によって、第１画像３１からモーションスレッド１０１に対応する部分領域画像（以下「第１スレッド画像」と記載する）が切り出される（図６ステップＳ４）。また、同様に、第２画像３２からも、モーションスレッド１０１に対応する部分領域画像（以下「第２スレッド画像」と記載する）が切り出される（ステップＳ５）。
【００７７】
具体的には、図４に示すような紙葉類１００の全体を撮像した画像から、位置が特定されたモーションスレッド１０１を含む部分領域画像が切り出され、モーションスレッド１０１を撮像した図５（Ｂ）に示す第１スレッド画像と、同じモーションスレッド１０１を撮像した同図（Ｃ）に示す第２スレッド画像とが得られる。こうして得られた第１スレッド画像及び第２スレッド画像を用いて、紙葉類１００がモーションスレッド１０１を有するか否かを判定する処理が行われる（ステップＳ６）。
【００７８】
次に、第１スレッド画像及び第２スレッド画像を利用してモーションスレッド１０１の有無を判定する方法について説明する。本実施例では、第１スレッド画像と第２スレッド画像に各々異なる図柄が含まれることを利用して、画像の差分を求めることによってモーションスレッド１０１の有無を判定する。図８は、この判定方法を示すフローチャートである。まず、紙葉類識別部２１は、第１スレッド画像と、第２スレッド画像との差分を算出する（ステップＳ１０）。すなわち、各画像の対応する画素位置で、画素値の差分を算出する。
【００７９】
なお、ラインセンサ４で撮像された紙葉類画像は画像を形成する各画素が階調を有する濃度画像である。このため、紙葉類画像から切り出された第１スレッド画像及び第２スレッド画像も濃度画像となる。差分を算出する処理（ステップＳ１０）を行う際には、第１スレッド画像及び第２スレッド画像を濃度画像のまま利用してもよいし、先に各画像を２値化する画像処理を行って、以降の処理では２値画像を利用してもよい。
【００８０】
紙葉類１００がモーションスレッド１０１を有する場合には、第１スレッド画像は図９（Ａ）に示すように「１００」という数字のみを含む画像２０１となり、第２スレッド画像は同図（Ｂ）に示すようにベルの図柄のみを含む画像２０２となる。よって、第１スレッド画像２０１と第２スレッド画像２０２との各画素位置での画素値の差分を求めてその絶対値をとると、演算結果として、図９（Ｃ）に示すような画像２０３が得られる。
【００８１】
モーションスレッド１０１が埋め込まれた紙葉類１００が偽造される場合でも、レンチキュラーレンズ等のマイクロレンズを利用するモーションスレッド１０１自体を偽造することは困難である。このため、偽造された紙葉類では、図４に示す紙葉類１００上のモーションスレッド１０１の位置に、単純にモーションスレッド１０１部で観察される２種類の図柄のうちのいずれか一方又は両方を再現したものになると考えられる。この場合には、偽造された紙葉類を傾くように動かしても、常に、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示した図柄のいずれか一つが観察されることになる。すなわち、紙葉類１００を傾くように動かしてもモーションスレッド１０１部の図柄は変化しない。この他、偽造された紙葉類ではモーションスレッド１０１部に全く図柄が含まれない可能性もある。
【００８２】
いずれの場合でも、偽造された紙葉類では、第１光源１１によって撮像された第１スレッド画像と第２光源１２によって撮像された第２スレッド画像が同じ画像になる。よって、偽造された紙葉類では、第１スレッド画像と、第２スレッド画像との差分を算出した段階で各画素値は略０（ゼロ）となるので、演算結果として得られる画像は、図９（Ｄ）に示すような画像２０４となる。
【００８３】
次に、紙葉類識別部２１は、第１スレッド画像２０１と第２スレッド画像２０２との差分の絶対値の総和を算出する（図８ステップＳ１１）。ここで算出される値は、モーションスレッド１０１を有する紙葉類１００では、図９（Ｃ）に示す画像２０３の画素値の総和となるが、偽造された紙葉類では同図（Ｄ）に示す画像２０４の画素値の総和であるから略０（ゼロ）となる。
【００８４】
ただし、実際には、偽造された紙葉類においても、撮像される際の条件によってノイズ等が含まれ、第１スレッド画像と第２スレッド画像との差分が生ずる可能性もある。このため、ステップＳ１１でモーションスレッド１０１を有する紙葉類１００について算出される総和値に基づいて、予め、所定のしきい値が設定されている。このしきい値を利用することにより、偽造された紙葉類の演算過程でノイズによる差分値が生じた場合でもその影響を受けることなく偽造された紙葉類とモーションスレッド１０１を有する紙葉類１００とを明確に区別することができる。
【００８５】
紙葉類識別部２１は、しきい値と、算出された第１スレッド画像２０１と第２スレッド画像２０２との差分画像２０３の画素値の総和値とを比較して、この総和値がしきい値より大きいか否かを判定する（図８ステップＳ１２）。そして、得られた総和値がしきい値より大きい場合には（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、紙葉類１００がモーションスレッド１０１を有すると判定する。一方、総和値がしきい値以下である場合には（ステップＳ１２；Ｎｏ）、紙葉類１００はモーションスレッド１０１を有さないと判定する。
【００８６】
こうして得られたモーションスレッド１０１有無の判定結果は、紙葉類識別装置１の内部において紙葉類１００の真偽識別の判定条件の一つとして利用されたり、通信Ｉ／Ｆ６によって外部へ出力されて外部装置での処理に利用される。
【００８７】
このように、モーションスレッド１０１を撮像した際に、異なる画像が得られるように第１光源１１及び第２光源１２とラインセンサ４とを配置することにより、各光源１１及び１２によって得られたモーションスレッド１０１の画像の差分から、紙葉類１００がモーションスレッド１０１を有するか否かを正しく判定することができる。
【００８８】
また、このとき行われる演算は、紙葉類１００全体ではなくモーションスレッド１０１の部分領域画像のみを処理対象として、２つの画像の各画素の画素値の差分を求めて、この差分の絶対値の総和をしきい値と比較する演算であるため、処理に係る負荷が小さく高速に処理を行うことができる。
【００８９】
また、観察位置によってモーションスレッド１０１の画像が変化するという特性を利用しながら、１つのラインセンサ４を利用してモーションスレッド１０１の有無を判定できるので、複数のセンサを利用する場合に比べて紙葉類識別装置１の小型化と低コスト化を実現することができる。
【実施例２】
【００９０】
実施例１では、第１スレッド画像と第２スレッド画像との差分演算によってモーションスレッドの有無を判定した。本実施例では、第１スレッド画像と第２スレッド画像の各々に所定の図柄が含まれることを利用してモーションスレッド１０１の有無を判定する点が実施例１と異なっている。
【００９１】
本実施例では、第１スレッド画像及び第２スレッド画像を得るまでの処理は、実施例１と同様であるため、説明を省略する。以下では、実施例１とは異なるモーションスレッド１０１の判定処理（図６ステップＳ６）について説明する。
【００９２】
図１０は、本実施例に係るモーションスレッド１０１の有無の判定方法を示すフローチャートである。第１光源１１によって撮像された第１スレッド画像と、第２光源１２によって撮像された第２スレッド画像とが得られると、紙葉類識別部２１は、記憶部３０に基準画像３４として記憶されている第１基準画像と第２基準画像とを読み出す。
【００９３】
ここで、第１基準画像とは、モーションスレッド１０１を第１光源１１によって撮像した場合に得られる第１スレッド画像に対応する基準画像である。第１スレッド画像と第１基準画像とを比較することによって、第１スレッド画像がモーションスレッド１０１を撮像した画像であるか否かを判定することができる。同様に、第２基準画像は、モーションスレッド１０１を第２光源１２によって撮像した場合に得られる第２スレッド画像に対応する基準画像である。これと第２スレッド画像とを比較することによって、第２スレッド画像がモーションスレッド１０１を第２光源１２によって撮像した画像であるか否かを判定することができる。
【００９４】
続いて、紙葉類識別部２１は、第１スレッド画像を第１基準画像と比較して両者が一致するか否かを判定する（ステップＳ２１）。両者が一致する場合には、第１スレッド画像は、第１光源１１によってモーションスレッド１０１を撮像した画像であると判定して次の処理へ移る（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）。
【００９５】
一方、第１スレッド画像と第１基準画像とが一致しない場合には、第１スレッド画像は、第１光源１１によってモーションスレッド１０１を撮像した画像ではないと判定する（ステップＳ２１；Ｎｏ）。この結果、結論として、紙葉類１００がモーションスレッド１０１を有していないと判定する（ステップＳ２４）。
【００９６】
続いて、紙葉類識別部２１は、第２スレッド画像を第２基準画像と比較して両者が一致するか否かを判定する（ステップＳ２２）。両者が一致する場合には、第２スレッド画像は、第２光源１２によってモーションスレッド１０１を撮像した画像であると判定する（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）。この結果、結論として、紙葉類１００がモーションスレッド１０１を有していると判定する（ステップＳ２３）。
【００９７】
一方、第２スレッド画像と第２基準画像とが一致しない場合には、第２スレッド画像は、第２光源１２によってモーションスレッド１０１を撮像した画像ではないと判定する（ステップＳ２２；Ｎｏ）。この結果、結論として、紙葉類１００がモーションスレッド１０１を有していないと判定する（ステップＳ２４）。
【００９８】
図９に示したように、モーションスレッド１０１を撮像した第１スレッド画像２０１及び第２スレッド画像２０２は異なる画像となる。よって、第１スレッド画像２０１及び第２スレッド画像２０２に対応する基準画像も各々が異なる画像となる。これに対して、モーションスレッド１０１が偽造された場合には、第１スレッド画像及び第２スレッド画像が同じ画像になると考えられる。このため、図１０に示すように、第１スレッド画像２０１及び第２スレッド画像２０２の両方を各々に対応する基準画像と比較することにより、紙葉類１００がモーションスレッド１０１を有するか否かを正しく判定することができる。
【００９９】
紙葉類識別部２１は、スレッド画像を形成する図柄の位置がずれる可能性がある場合でも、モーションスレッド１０１の有無を正確に判定することができる。具体的には、例えば、紙葉類１００によって、モーションスレッド１０１を形成するアイコンの位置やマイクロレンズの光学特性等にバラツキがある場合には、これを撮像した図９（Ａ）に示した第１スレッド画像２０１の「１００」という数字や、同図（Ｂ）に示すベルの図柄の位置がばらつくことになる。その結果、これらのスレッド画像が、実際にモーションスレッド１０１を撮像したものであるにも拘わらず、基準画像と一致しないと判定される可能性がある。そこで、紙葉類識別部２１は、基準画像との比較を行う際に（図１０ステップＳ２１及びＳ２２）、基準画像と一致しないと判定した後、基準画像又はスレッド画像の図柄の位置をずらした場合に両者が一致するか否かを判定する。そして、基準画像又はスレッド画像のいずれか一方をずらすことによって両者が一致した場合には、このスレッド画像はモーションスレッド１０１を撮像したものであると判定する（ステップＳ２１；Ｙｅｓ又はステップＳ２２；Ｙｅｓ）。基準画像又はスレッド画像をずらしても両者が一致しなかった場合には、このスレッド画像はモーションスレッド１０１を撮像したものではないと判定する（ステップＳ２１；Ｎｏ又はステップＳ２２；Ｎｏ）。このように、紙葉類１００によって、埋め込まれるモーションスレッド１０１上のアイコンの位置がばらつく場合であっても、モーションスレッドがあることを正確に判定することができる。
【０１００】
なお、基準画像又はスレッド画像をずらす量及び方向は実際のモーションスレッド１０１のバラツキに合わせて設定されており、紙葉類識別部２１は、この設定値の範囲内で、基準画像又はスレッド画像をずらして判定を行う。判定に利用する設定値は、記憶部３０に基準画像３４に関する情報として記憶されている。
【０１０１】
また、２回目の判定処理（ステップＳ２２）では、１回目の判定処理（ステップＳ２１）で利用したずれの量及び方向を利用してもよい。具体的には、２種類のアイコンを含むモーションスレッド１０１では、アイコンの位置等にバラツキがあっても、２種類のアイコンの位置関係は常に一定である場合がある。すなわち、図９（Ａ）に示す「１００」という数字のずれの量及び方向と、同図（Ｂ）に示すベルの図柄のずれの量及び方向とが常に同一である場合である。この場合には、第１スレッド画像２０１の判定を行った際（図１０ステップＳ２１）に、第１スレッド画像２０１と第１基準画像とが一致すると判定した際のずれの量及び方向を、第２スレッド画像の判定（ステップＳ２２）に利用する。これにより、ずれの量及び方向を決定する処理を繰り返す必要がないので処理時間を短縮することができる。
【０１０２】
また、スレッド画像又は基準画像をずらして判定処理を行うか否かを、処理対象となる紙葉類１００に応じて、予め設定することが可能である。この設定情報は、記憶部３０内に基準画像３４に関する情報として記憶されている。紙葉類識別部２１は、判定処理を行う際に、基準画像３４に関する情報を参照し、画像をずらして判定処理を行うように設定されている場合には、この設定に従って判定処理を行う。画像をずらす判定処理が不要である場合には、画像をずらすことなく判定処理（ステップＳ２１及びＳ２２）を終了する。これにより、処理対象となる紙葉類１００が、図柄のずれを考慮する必要のないものであれば、ずれを考慮する処理を省略して処理時間を短縮することができる。
【０１０３】
このように、モーションスレッド１０１を撮像した際に、異なる画像が得られるように第１光源１１及び第２光源１２を配置して、各光源１１及び１２によって得られたモーションスレッド１０１の画像と各々の画像に対応して予め記憶されている基準画像とを比較することによって、紙葉類１００がモーションスレッド１０１を有するか否かを正しく判定することができる。このとき、モーションスレッド１０１上の実際のアイコンの位置等にバラツキがあるために、紙葉類１００によって、得られるスレッド画像にバラツキがある場合でも、このバラツキを考慮して比較を行うこととしたので、モーションスレッド１０１を有するか否かを正しく判定することができる。
【０１０４】
また、実施例１と同様にモーションスレッド１０１部の画像が異なることを判定することに加えて、本実施例では、各画像が基準画像と一致することを判定することとしたので、紙葉類１００がモーションスレッド１０１を有することをより正確に判定することができる。
【０１０５】
また、観察位置によってモーションスレッド１０１の画像が変化するという特性を利用しながら、１つのラインセンサ４を利用してモーションスレッド１０１の有無を判定できるので、複数のセンサを利用する場合に比べて紙葉類識別装置１の小型化と低コスト化を実現することができる。
【実施例３】
【０１０６】
実施例１及び実施例２では、図９に示すように、第１光源１１によって撮像された第１スレッド画像２０１と、第２光源１２によって撮像された第２スレッド画像２０２とが、異なる図柄を含む場合を例として説明した。しかし、上記実施例がこれに限定されるものではない。例えば、モーションスレッド１０１がベルの図柄のみを含み、紙葉類１００を動かした場合に同じベルの図柄の位置が変化するような場合でも、紙葉類１００がモーションスレッド１０１を有するか否かを正しく判定することができる。
【０１０７】
具体的には、例えば、図１１に示すように、同図（Ａ）に示す第１スレッド画像２０１及び同図（Ｂ）に示す第２スレッド画像２０２が、同じ図柄の位置が移動した画像となる場合でも、２つの画像２０１及び２０２は異なる画像となる。よって、２つの画像２０１及び２０２が異なることを判定する実施例１及び実施例２で説明した判定方法により紙葉類１００がモーションスレッド１０１を有するか否かを正しく判定することができる。
【０１０８】
図１１（Ａ）に示す第１スレッド画像２０１と同図（Ｂ）に示す第２スレッド画像２０２が、同じ図柄の位置が変化した状態を撮像されたものである場合に、実施例１では差分演算を行って２つの画像が異なることを判定する。本実施例では、これに加えてさらに、実施例１及び実施例２とは異なる方法により２つの画像が異なることを検証する点が、他の実施例と異なる。
【０１０９】
本実施例においても、第１スレッド画像２０１及び第２スレッド画像２０２を得るまでの処理は、実施例１と同様であるため、以下では、実施例１とは異なるモーションスレッド１０１の判定処理（図６ステップＳ６）について説明する。
【０１１０】
図１２は、第３の判定方法を示すフローチャートである。図６に示す処理によって、図１１に示すような第１スレッド画像２０１と、第２スレッド画像２０２とが得られると、紙葉類識別部２１は、これらの画像が一致するか否かを判定する（図１２ステップＳ３０）。
【０１１１】
ここで行われる２つの画像が異なることを判定する処理としては、例えば、実施例１を利用することができる。ただし、２つの画像が異なることの判定方法が、これに限定されるものではなく、相関係数を利用したパターンマッチング技術を利用する方法であってもよい。
【０１１２】
紙葉類識別装置１では、第１光源１１によって撮像される第１スレッド画像２０１と第２光源１２によって撮像される第２スレッド画像２０２とが、図１１に示すように図柄がずれた位置の画像となるように、第１光源１１及び第２光源１２が調整して配置されている。このため、第１スレッド画像２０１と第２スレッド画像２０２とが一致する場合には（図１２ステップＳ３０；Ｙｅｓ）、第１スレッド画像及び第２スレッド画像は偽造された紙葉類１００から得られた画像であり、紙葉類１００はモーションスレッド１０１を有していないと判定する（ステップＳ３５）。
【０１１３】
一方、第１スレッド画像２０１と第２スレッド画像２０２とが異なると判定された場合には（ステップＳ３０；Ｎｏ）、モーションスレッド１０１を撮像した画像であると判定する。実施例１のように、この段階での結果のみに基づいて紙葉類１００がモーションスレッド１０１を有するものと判定することもできる。
【０１１４】
しかし、本実施例では、さらに、第１スレッド画像２０１と第２スレッド画像２０２とが所定方向に所定距離だけずれていることを確認することによって、より正確に紙葉類１００がモーションスレッド１０１を有することを判定する。
【０１１５】
具体的には、第１光源１１と第２光源１２とが配置された位置関係から、第１スレッド画像２０１と第２スレッド画像２０２とで撮像される図柄が、所定方向へ所定距離だけずれて撮像されることが分かっているので、これを利用した判定を行う。すなわち、第１スレッド画像を２つの光源１１及び１２の位置関係に基づいて所定方向に所定距離移動させた画像と、第２スレッド画像とを比較する。なお、画像をずらす方向と距離は、基準画像３４に関する情報として予め記憶部３０に記憶されている。
【０１１６】
２つのスレッド画像２０１及び２０２が異なると判定された後（図１２ステップＳ３０；Ｎｏ）、続いて画像処理部２３が、記憶部３０に保存された情報に基づき、図１３（Ａ）に示すように、第１スレッド画像２０１を矢印５００の方向に距離ｄずらした第１比較用画像２１１を生成する。（図１２ステップＳ３１）。このとき、第１スレッド画像２０１を距離ｄだけずらして得られた第１比較用画像２１１では、ずらした方向５００と反対側の端部から距離ｄの範囲は図柄が含まれない空白領域となる。このため、画像処理部２３は、図１３（Ｂ）に示す第２スレッド画像２０２についても、第１比較用画像２１１の空白領域に対応する端部から距離ｄの領域を空白とした第２比較用画像２１２を生成する（図１２ステップＳ３１）。
【０１１７】
そして、第１比較用画像２１１と第２比較用画像２１２とを比較することによって、両者が所定の許容範囲内で一致するか否かを判定する（ステップＳ３３）。そして、両者が一致する場合には（ステップＳ３３；Ｙｅｓ）、紙葉類１００がモーションスレッド１０１を有していると判定する（ステップＳ３４）。一方、両者が一致しない場合には（ステップＳ３３；Ｎｏ）、紙葉類１００はモーションスレッド１０１を有していないと判定する（ステップＳ３５）。
【０１１８】
なお、第１スレッド画像２０１と第２スレッド画像２０２とで撮像される図柄が所定方向へ所定距離だけずれて撮像される場合を例として示したが、本実施例がこれに限定されるものではない。例えば、モーションスレッド１０１を形成するアイコンの位置やマイクロレンズの光学特性等にバラツキがあるために、図柄のずれる方向及び距離にバラツキがある場合には、第１スレッド画像２０１から第１比較用画像２１１を生成する際に画像をずらす方向及び距離を所定範囲内で変化させて判定を行う。
【０１１９】
このとき、図柄をずらす方向及び距離の設定範囲は、例えば、紙葉類１００の製造上のバラツキによってモーションスレッド１０１を有する紙葉類１００がモーションスレッド１０１を有さないと誤判定されることがないように設定される。
【０１２０】
また、比較用画像を生成するために図柄をずらす方向及び距離は、偽造紙葉類で得られる画像が、モーションスレッド１０１を撮像したものであると誤判定されない範囲に設定される。具体的には、例えば、図１３（Ａ）に示す例では、第１比較用画像２１１を生成する際に矢印５００の方向へ画像をずらす距離は、距離Ｄよりも小さくなるように設定される。
【０１２１】
ここで行われる判定処理（図１２ステップＳ３３）は、第１スレッド画像２０１と第２スレッド画像２０２とが一致しないと判定された（ステップＳ３０；Ｎｏ）後に、第１スレッド画像２０１の図柄をずらすことで第２スレッド画像２０２と一致するか否かを判定する処理である。偽造紙葉類は、第１スレッド画像及び第２スレッド画像の両方が、例えば図１３（Ａ）に示す同一画像２０１となり、本来は最初の判定処理で偽造であると判定される（ステップＳ３０；Ｎｏ）。ところが、画像に含まれたノイズ等のために、偽造紙葉類であるにも拘わらず、２つのスレッド画像が一致しないと誤判定される（ステップＳ３０；Ｎｏ）可能性がある。この場合、図１３（Ａ）に示す画像２０１の図柄を、矢印５００の方向へ距離Ｄずらすと隣接する図柄の位置と重なることになるため、ここでも再び、第１スレッド画像をずらすことで第２スレッド画像と一致すると誤判定されてしまう（図１２ステップＳ３３；Ｙｅｓ）。これを回避するため、基準画像３４の情報と関連付けて、図柄をずらす方向及び距離の範囲が設定値により制限され、この設定範囲が記憶部３００に記憶されている。予め設定された範囲内で図柄をずらすことにより、図柄のずれる方向及び距離が紙葉類１００によってばらつく場合にも、モーションスレッド１０１の有無を正確に判定することができる。
【０１２２】
このように、モーションスレッド１０１を撮像した際に、異なる画像が得られるように第１光源１１及び第２光源１２を配置して、第１光源１１によって得られたモーションスレッド１０１の画像と、第２光源１２によって得られたモーションスレッド１０１の画像とが異なることを判定することによって、紙葉類１００がモーションスレッド１０１を有するか否かを正しく判定することができる。
【０１２３】
さらに、第１光源１１によって撮像される画像と第２光源１２によって撮像される画像が、第１光源１１及び第２光源１２の位置に応じた所定関係を満たしていること、すなわち所定方向に所定距離ずれた画像となっていることを検証することによって、紙葉類１００がモーションスレッド１０１を有していることをより正確に判定することができる。このとき、モーションスレッド１０１上の実際のアイコンの位置等にバラツキがあるために、紙葉類１００によって、得られるスレッド画像にバラツキがある場合でも、このバラツキを考慮して比較を行うこととしたので、モーションスレッド１０１を有するか否かを正しく判定することができる。
【０１２４】
また、観察位置によってモーションスレッド１０１の画像が変化するという特性を利用しながら、１つのラインセンサ４を利用してモーションスレッド１０１の有無を判定できるので、複数のセンサを利用する場合に比べて紙葉類識別装置１の小型化と低コスト化を実現することができる。
【実施例４】
【０１２５】
実施例１から実施例３では、第１光源１１及び第２光源１２が異なる２つの光源によって構成される場合を示したが、異なる２つの方向から紙葉類１００に光を照射することができれば、他の態様であっても構わない。
【０１２６】
具体的には、例えば、図１４に示すように、導光体４０４の２つの面４０４ａ及び４０４ｂから出射する光によって、異なる方向から紙葉類１００に光を照射することができれば、光源が１つであっても構わない。図１４（Ａ）は、導光体４０４の断面を示している。また、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）に示す導光体４０４を矢印５０１の方向から見た場合の図を示している。導光体４０４は、その一端からＬＥＤ等の光源４０５によって入射された光を、内部で散乱及び回折させるとともに導光体４０４のカバー４０６によって反射させることにより、カバー４０６に覆われていない２つの面４０４ａ及び４０４ｂから異なる角度で光を出射させる機能を有する。
【０１２７】
導光体４０４では、異なる２つの方向から紙葉類１００に向けて、同時に光が出射される。紙葉類１００に照射される光は、図１４（Ａ）に示すように導光体４０４と紙葉類１００との間に配置されたシャッタ機構４０３によって制御される。
【０１２８】
本実施例に係る紙葉類識別装置４０１は、図１５に示す構成を有している。光源４０５が１つであることと、この光源４０５からの光を導光体４０４によって異なる２方向からの光に分けるとともに、シャッタ機構４０３を利用して紙葉類１００に向けて照射される光が２方向のうちのいずれか一方となるように制御する点のみが実施例１と異なる。
【０１２９】
図７に示す第１光源１１を導光体４０４の第１面４０４ａから出射される光に対応させて、第２光源１２を導光体４０４の第２面４０４ｂから出射される光に対応させる。そして、図７に示す各発光タイミングを、光源制御部２２によるシャッタ機構４０３の制御と対応させれば、図７に示す交番点灯制御を本実施例においても実現することができる。こうして交番点灯を実現すれば、実施例１と同様の機能及び動作を実現し、同様の効果を得ることができる。
【０１３０】
なお、各実施例１〜４は、各々単独で実施する態様の他、任意の実施例を組み合わせて行っても構わない。特に、モーションスレッド１０１の判定処理に係る実施例１〜３については、例えば、実施例１を行った後に実施例２又は実施例３を行ってもよいし、実施例１〜３の全てを行ってもよい。この場合は、先に行われた判定処理でモーションスレッド１０１を有するとの判定結果が得られた場合にのみ、次の判定処理を行う。具体的には、実施例１による処理の結果、モーションスレッド１０１を有すると判定された場合に、さらに実施例２又は実施例３を適用して、実施例１による判定結果を検証する処理を行う。これにより、モーションスレッド１０１の有無に係る判定処理をより正確なものとすることができる。
【０１３１】
上述してきたように、本実施例では、搬送される紙葉類１００に異なる２つの方向から光を照射して、各々の光による反射画像を撮像することにより、紙葉類１００がモーションスレッド１０１を有するか否かを判定することができる。具体的には、紙葉類１００に照射される光は、モーションスレッド１０１部を撮像した画像が異なる画像となる方向から照射されるので、モーションスレッド１０１が存在することを正確に判定することができる。
【０１３２】
また、受光側のセンサであるラインセンサ４を１つとして、複数の位置に配置された光源を利用したり、１つの光源を導光体によって２つの光に分けたりすることによって、モーションスレッド１０１を撮像するので、受光側に複数のセンサを利用する場合に比べて、装置を小型化することができる。また、複数の受光センサを利用する場合に比べて、装置の製造コストを低く抑えることもできる。
【０１３３】
また、交番点灯制御によって、搬送される紙葉類１００がラインセンサ４の下方を１回通過する間に、異なる方向から照射された光による複数の紙葉類画像を撮像することができるので、高速な処理を実現することができる。
【０１３４】
そして、このようにして、紙葉類１００におけるモーションスレッド１０１の有無を正確に判定することによって、紙葉類１００が偽造されたものであるか否かを、高速かつ正確に判定することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
以上のように、本発明は、偽造防止のためにモーションスレッドが採用された紙葉類の真偽を、小型かつ安価な紙葉類識別装置によって識別するために有用な技術である。
【符号の説明】
【０１３６】
１      紙葉類識別装置
２      タイミングセンサ
３      ローラ
４      ラインセンサ
５      光学系
６      通信インターフェイス
１１    第１光源
１２    第２光源
１３    第３光源
２０    制御部
２１    紙葉類識別部
２２    光源制御部
２３    画像処理部
３０    記憶部
１００  紙葉類
１０１  モーションスレッド
２０１  第１スレッド画像
２０２  第２スレッド画像
３００  紙葉類処理装置
３１０  ホッパ
３１１  搬送路
３１３  集積部
３１４  リジェクト部
４０３  シャッタ機構
４０４  導光体
４０５  光源
４０６  カバー
【図１】
2013020540.tif 000003
【図２】
2013020540.tif 000004
【図３】
2013020540.tif 000005
【図４】
2013020540.tif 000006
【図５】
2013020540.tif 000007
【図６】
2013020540.tif 000008
【図７】
2013020540.tif 000009
【図８】
2013020540.tif 000010
【図９】
2013020540.tif 000011
【図１０】
2013020540.tif 000012
【図１１】
2013020540.tif 000013
【図１２】
2013020540.tif 000014
【図１３】
2013020540.tif 000015
【図１４】
2013020540.tif 000016
【図１５】
2013020540.tif 000017