(57)【要約】【課題】本発明は、異なる波長の励起光を切り替えて蛍光体に照射できる小型の鑑別装置を提供することを目的とする。【解決手段】第一の光を発する電流駆動方式の発光手段（１０、１１）と上記第一の光により蛍光体から放たれる第二の光を電気信号処理する受光手段（１５、１６）とを有する鑑別装置であって、上記発光手段は、駆動電流値のシフトにより中心波長を異ならせた光を上記第一の光として発する、ように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の光を発する電流駆動方式の発光手段と前記第一の光により蛍光体から放たれる第二の光を電気信号処理する受光手段とを有する鑑別装置であって、
前記発光手段は、駆動電流値のシフトにより中心波長を異ならせた光を前記第一の光として発する、
ことを特徴とする鑑別装置。
【請求項２】
前記発光手段は、前記駆動電流値をシフトさせる手段として直流電流をパルス駆動する手段を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の鑑別装置。
【請求項３】
前記発光手段は、前記第一の光を発光する素子として紫外線ＬＥＤを備える、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の鑑別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体が発する光を分析して真偽判定を行う鑑別装置に関し、特に蛍光体に励起光を照射する発光手段を備えた鑑別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙幣を代表とする紙葉類等の貴重品印刷物には、それらの偽造品の流通を阻止するために、後に真偽判定が行えるような工夫が施されている。貴重品印刷物上の蛍光繊維や蛍光インキ等による判別マークがその一つである。例えば日本紙幣においては紫外線が当たることにより蛍光を発する特殊蛍光インキが印刷されており、紙幣上の特殊蛍光インキから発する光により形成される判別マークを人間が目視により真偽判定することができるようになっている。
【０００３】
そのような蛍光繊維や蛍光インキ等（以下、これらを総称して蛍光体と呼ぶ）が発する光に基づいて後に真偽判定を行うようにした技術として次のものがある。
光吸収スペクトルパターンが異なる２つ以上の蛍光材料を所定の混合比で混ぜ、この混合した蛍光材料を紙幣等の試料に判別用マークとして付ける。次いで、複数の光源を使用することにより又は複数の光学フィルタを切り替えて使用することにより２つ以上の特定の波長の励起光を試料に選択的に当て、それぞれの波長の励起光により生じる蛍光体からの蛍光スペクトルを計測する。そして真偽判定時において、判定対象の試料に上記と同じ特定波長の励起光を照射することにより得られた蛍光スペクトルのパターンをモニタ等に表示させて、先に計測した各蛍光スペクトルのパターンとの比較により人間が目視によりその試料を真偽判定する。この方法によれば、励起光の波長（以下、励起波長という）に対応して試料上の蛍光体から蛍光材料の種類及び混合比に特有のスペクトルパターンの蛍光が放出されるので、その蛍光の光スペクトル強度分布を調べれば紙幣を真偽判定できることは勿論のこと、その偽造をも困難にする。（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３５６６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているように、紙幣の偽造を困難にするためには、吸収スペクトルが異なる２種類以上の蛍光材料を所定の混合比で混合したものを判別マークとして用いることが有効である。
【０００５】
しかし、判別マークをそのように複数の蛍光材料で構成する場合は、特許文献１にも記載されている通り、複数個の励起光源が必要になる。一方、上記励起光源として水銀蒸気放電紫外線ランプ等を使用する場合においては、そこから特定の励起波長の光を取り出すために複数の光学フィルタとそれらの切り替え機構が必要になる。
【０００６】
このように複数個の励起光源或いは複数の光学フィルタとそれらの切替え機構を設ける場合においては、そのためのスペースを設けなければならず、装置も大掛かりになるので問題である。その上、複数の光学フィルタを用いる場合においては、光学フィルタが高価であるため、励起波長の数に応じてコストもかかることとなるので問題である。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題を鑑みてなされた発明であり、異なる波長の励起光を蛍光体に別々に照射できる小型の鑑別装置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】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するために以下のように構成する。
本発明の鑑別装置の態様の一つは、第一の光を発する電流駆動方式の発光手段と上記第一の光により蛍光体から放たれる第二の光を電気信号処理する受光手段とを有する鑑別装置であって、上記発光手段は、駆動電流値のシフトにより中心波長を異ならせた光を上記第一の光として発する、ように構成する。
【０００９】
なお、上記発光手段は、上記駆動電流値をシフトさせる手段として直流電流をパルス駆動する手段を有するように構成しても良い。
また、上記発光手段は、上記第一の光を発光する素子として紫外線ＬＥＤを備える、ように構成しても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、蛍光体に照射する第一の光の中心波長を駆動電流値のシフトにより変えられるようになる。そのため、互いに中心波長の異なる２種類以上の励起光を別々に蛍光体に照射することが、光源又は光学フィルタの数を少なく抑えたままの構成で実現できるようになり、小型化及び低コスト化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明の実施の形態による鑑別装置は、紙葉類等の貴重品印刷物上に印刷、塗布又は染色された蛍光体よりなる判別マークを、光照射により読み取って貴重品印刷物の真偽を判定するものである。ここでは、上記鑑別装置として、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用して貴重品印刷物上に光を照射し、その光により蛍光体から発せられる蛍光を読み取るものを構成する。
【００１２】
図１は、上記鑑別装置の説明図である。
本鑑別装置には、同図に示されるように、発光手段としてＬＥＤ１０及びこれを駆動するパルス電流発生部１１が構成されている。
【００１３】
ＬＥＤ１０には、駆動電流値のシフトにより発光する光の中心波長が変化するタイプのものが使用されている。例えば４００ｎｍ以下の紫外線領域の光を放つ紫外線ＬＥＤ等である。  
【００１４】
パルス電流発生部１１は、ＬＥＤ１０をパルス電流駆動する部分である。この部分は、例えば、パルス信号を出力するパルス信号発生回路を直流（ＤＣ）電源とＬＥＤ１０の入力部との間に電気的に接続する等して構成される。そのような構成の下では、ＤＣ電流に上記パルス信号発生回路からのパルス信号が重層された電流即ちパルス電流が、ＬＥＤ１０に駆動電流として入力されるようになる。
【００１５】
上記ＬＥＤ１０は上記のパルス電流発生部１１からのパルス電流駆動により、パルス信号が重層しない時（以下において定常時とする）は所定の中心波長の光を放ち、パルス信号が重層している間は駆動電流値は定常時の値からシフトするのでそれとは異なる中心波長の光を放つ。
【００１６】
また、本鑑別装置には、受光手段として、同図にフォトダイオード（ＰＤ）１５及び信号増幅部１６等が構成されている。
ＰＤ１５は、例えばシリコンフォトダイオード等であり、貴重品印刷物上の蛍光体から放たれる光即ち蛍光を電気量に変換するものである。
【００１７】
信号増幅部１６は、オペアンプと電流変換抵抗を用いた電流／電圧変換回路等により構成されるものであり、ＰＤ１５からの出力を増幅して後段に蛍光量の信号を出力する。
なお、上記信号は信号増幅部１６から不図示の電気信号処理部へ出力され、そこで貴重品印刷物の真偽の判定に利用される。
【００１８】
また、同図には、発光側光学フィルタ１２及び受光側光学フィルタ１７が更に構成されている。これらの光学フィルタ１２、１７は、ここでは、後述する蛍光体Ａ、Ｂの特性に基づく不要な光成分を取り除くためのノイズカットフィルタとして設けたものである。
【００１９】
そして、以上のような構成の下に、貴重品印刷物を搬送手段によって送りながらＬＥＤ１０の光を所定位置に又は全体に渡って照射する。
上記搬送手段として同図には簡略して搬送手段１９が示されている。この搬送手段１９は、ここでは上下位置に示される二つの光学フィルタ１２、１７の間を貴重品印刷物が同図右方向に搬送されるように搬送路上の搬送ローラ等により構成されている。
【００２０】
上記貴重品印刷物は同図においては媒体Ｍとして示されている。この媒体Ｍには蛍光スペクトル特性の異なる二つの蛍光体Ａ、Ｂが所定位置に染色されている。
図２は、上記蛍光体Ａ，Ｂの蛍光スペクトルの特性グラフの例である。
【００２１】
同図の特性グラフから明らかなように、ここでは、蛍光体Ａ及び蛍光体Ｂとして、光強度がそれぞれ波長５２０ｎｍ、５１０ｎｍで最高となる共に良く似た緑色蛍光体を使用している。
【００２２】
図３は、上に一例として示した蛍光体Ａ，Ｂの、励起光の波長（励起波長）と蛍光強度との関係を示したグラフである。
同図のグラフにおいては、励起波長３３０ｎｍを超えたあたりから３８０ｎｍを越えたあたりまでの波長領域において蛍光体Ａ及び蛍光体Ｂのグラフの傾きがそれぞれ正と負というように互いに相反している。具体的には、上記波長領域において、励起波長が長くなるに従い蛍光体Ａの蛍光強度は増加し、一方の蛍光体Ｂの蛍光強度は減少している。
【００２３】
よって、以上のグラフの関係から、励起波長３３０ｎｍを超えたあたりから３８０ｎｍを越えたあたりまでの波長領域に含まれる少なくとも二つの波長を蛍光体Ａ、Ｂに照射する励起光の中心波長として切り替えて使用すれば、その切り替えに応じて蛍光体Ａ、Ｂが放つ光の強度を互いに相反するように変化させることができるということになる。
【００２４】
そこで、上に一例として示した蛍光体Ａ、Ｂを対象とする場合には、上記ＬＥＤ１０として中心波長が波長３３０ｎｍを超えたあたりから３８０ｎｍを越えたあたりまでの範囲内でシフトするものを選択する。ここでは、２０ｍＡの駆動電流により中心波長３７５ｎｍ、１００ｍＡの駆動電流により中心波長３７０ｎｍの光を放つ紫外線ＬＥＤを使用する。また、パルス信号発生回路１１をパルス幅１ｍｓ及びデューティ比１／１０のパルス信号を１０ｍｓおきに出力するように設定し、そのパルス信号を２０ｍAのＤＣ駆動電流に重層させたものでＬＥＤ１０を駆動する。
【００２５】
なお、その場合に上記発光側光学フィルタ１２としては、例えば透過中心波長３６０ｎｍ、半値全幅４５ｎｍ程度の可視光ブロックフィルタ等を用いる。
また、上記受光側フィルタ１７としては、例えば透過中心波長５１５ｎｍ、半値全幅１０ｎｍ程度の干渉フィルタ等を用いる。
【００２６】
図４は、そのときの駆動電流の波形である。
同図に示されるように、駆動電流レベルは、パルス信号発生回路１１からパルス信号が
出力される一瞬の間、定常状態時に出力される２０ｍA （LOWレベル）から１００ｍA（ＨＩＧＨレベル）へシフトする。
【００２７】
図５は、図４の駆動電流波形に対応して変化するＬＥＤ１０の発光中心波長の変化グラフである。
同図に示すように、図４の駆動電流が定常状態（ＬＯＷレベル）においてはＬＥＤ１０から中心波長３７５ｎｍの光が出力され、図４の駆動電流がＬＯＷレベルからＨＩＧＨレベルへシフトするとこれに連動してＬＥＤ１０から中心波長３７０ｎｍの光が出力される。
【００２８】
以上の構成の下では、時間分割により駆動電流値が２つの値を交互にとるようにした。そのため、駆動電流値のシフトによりＬＥＤ１０から中心波長３７０ｎｍの光及び中心波長３７５ｎｍの光が交互に上記の蛍光体Ａ、Ｂに照射されるようになり、中心波長が３７０ｎｍから３７５ｎｍへ切り替わると蛍光体Ａの蛍光強度が高くなり、蛍光体Ｂの蛍光強度が低くなる。また反対に、中心波長３７５ｎｍから３７０ｎｍの光へ切り替わると蛍光体Ａの蛍光強度が低くなり、蛍光体Ｂの蛍光強度が高くなる。具体的には、図３に示されるように、蛍光体Ａに中心波長３７５ｎｍの光を照射した場合は相対蛍光強度が８２％であるが、  中心波長３７０ｎｍの光を照射した場合は相対蛍光強度が７２％のように−１０％低くなる。一方、同様にして、蛍光体Ｂにおいては、中心波長３７５ｎｍの光を照射した場合は相対蛍光強度が７２％であるが、中心波長３７０ｎｍの光を照射した場合は相対蛍光強度が７４％のように２％高くなる。このように、上記のような構成の下では僅かな励起波長の変化に対して各種蛍光体の光強度間に大きな差が生まれるので、真偽判定への利用に適している。
【００２９】
真偽判定へ利用する場合は例えば次のようにする。
仮に、媒体Ｍ上に蛍光体Ａと蛍光体Ｂをそれぞれ所定の図柄で染色したとする。この場合、媒体Ｍの全面を搬送手段１９によって送りながらＬＥＤ１０の光で走査する。この走査時に、媒体Ｍ上の各領域にＬＥＤ１０の光として上記二つの中心波長の励起光を選択的に照射してＰＤ１５からそのときの蛍光量を出力する。後段回路ではその信号を増幅してから、電気信号処理部で上記蛍光量を示す信号が所定の閾値を超えているか否かを比較し、超えている場合は蛍光体Ａ又はＢがあるものと判定する。次いで、その連続信号から蛍光量の増減を比較し、増加及び減少に応じて蛍光体Ａ又はＢであると判定する。この判定結果は、例えば搬送手段１９から媒体Ｍ上の光の照射位置の位置座標情報を取得する等して互いに対応付けてメモリに記録する。そして、媒体Ｍの全面を走査した後、メモリに対応付けされた位置座標情報と蛍光体ＡまたはＢの識別情報とにより蛍光体ＡとＢの図柄をモニタに表示する等して、人がモニタから視覚的に真偽を判定する。
【００３０】
この真偽判定方法は、ほんの一例である。よって、例えば特開２００１−３５６６８９号公報に記載されているように蛍光体の光を分光器で分光してから各波長の光ごとにＰＤに入力して、その出力をデータ処理用コンピュータに入力して鑑定を行う等のように、他の真偽判定方法と任意に組み合わせても良い。
【００３１】
以上の例ではＬＥＤを使用したが、駆動電流値のシフトにより出力光の中心波長が変化するタイプのものであれば他の構成のものに替えても良い。
また、励起光の波長として、蛍光体Ａ及び蛍光体Ｂの光強度の増加率がそれぞれ正と負というように互いに相反する波長領域の中の二つを選択したが、この範囲に限定されることなく、波長シフトにより蛍光体Ａ及びＢの光強度の間に差が生じる波長があればその他の範囲を使用しても一定の効果は得られる。
【００３２】
また、駆動電流をパルス駆動することにより２値の駆動電流値をとっているが、駆動電
流値を異ならせることができるものであれば、例えば方形波信号等を駆動電流として使用しても良い。
【００３３】
また、蛍光体は２種類に限らず３種類以上を使用してもよい。その場合、電流値のとる数に応じて３つ以上の中心波長の光を放つ発光素子を導入する等し、これを駆動電流値が３つ以上の値をとるように制御するようにする。
【００３４】
以上のように、本発明の実施形態による鑑別装置においては、蛍光体に照射する光（第一の光）の中心波長を駆動電流値のシフトにより変えられるようになる。そのため、互いに中心波長の異なる２種類以上の励起光を別々に蛍光体に照射することが、光源又は光学フィルタの数を少なく抑えたままの構成で実現できる。また、光源又は光学フィルタの数を少なく抑えたことにより小型化及び低コスト化が実現する。また、真偽判定に紫外線領域の光を使用したため、発光体の偽造が困難になる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態による鑑別装置の説明図である。
【図２】蛍光体Ａ，Ｂの蛍光スペクトルの特性グラフの例である。
【図３】励起波長と蛍光強度との関係を示したグラフである。
【図４】駆動電流波形である。
【図５】図４の駆動電流波形に対応して変化するＬＥＤ１０の発光中心波長の変化グラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１０      ＬＥＤ
１１      パルス電流発生部
１５      フォトダイオード（ＰＤ）
１６      信号増幅部
１２      発光側光学フィルタ
１７      受光側光学フィルタ
１９      搬送手段
Ａ、Ｂ      蛍光体
Ｍ      媒体
【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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