纸质票证的真假鉴别装置 【技术领域】
本发明涉及鉴别纸质票证类的真假的鉴别装置中用于提高鉴别精度的技术。
背景技术
近年来，处理纸币或各种有价证券的自动机广为普及。在这些自动机中，都备有对纸币等的纸质票证类的真假进行鉴别的鉴别装置。
纸币的真假鉴别是通过照射例如紫外线、红外线等规定地照射光而利用得到的反射光或者二次光进行的。所谓二次光，是指因照射光使油墨及用纸被激发而产生的荧光发光、红外发光等。
作为使用荧光的透射光或者反射光进行真假鉴别的技术，例如有专利文献1(日本特开2000-296687号公报)或者专利文献2(日本特开2001-52232号公报)记载的技术。另外，作为利用紫外线的反射光进行真假鉴别的技术有专利文献3(USP5640463号说明书)记载的技术。
【发明内容】
但是，纸质票证类的伪造技术可谓蒸蒸日上，这就要求真假鉴别技术更加充实。本发明的目的是，考虑到这些情况，使利用照射光的纸质票证类真假鉴别技术多样化，充实化。
本发明通过紫外线照射部对作为鉴别对象的纸质票证类照射紫外线，通过透射光检测部检测紫外线的透射光强度，基于被检测出的透射光强度进行纸质票证类的真假鉴别。过去还不曾有过把紫外线的透射光用于真假鉴别的例子。本申请的发明人基于各种试验等发现，在使用紫外线鉴别真假的过程中，对纸质票证类来说有时透射光比反射光可以更精确地鉴别真假。本发明就是根据这些发现，通过把紫外线的透射光强度用于鉴别，能够提高鉴别的精度。
本发明中，作为鉴别对象的纸质票证类，是指通过文字等的印刷而具有价值的纸、薄片状的胶片或者卡。在纸质票证类中，例如，纸币、彩票等各种奖券，包含赛车、赛马、赛艇的投票券、门票、车票，高速公路票、电话券、各种设施等的使用券，证券、债券、股票、图书券等。
本发明中，还可以检测出因紫外线的照射由纸质票证类所发出的荧光强度，同时用透射光强度和荧光强度来进行真假鉴别。荧光既可以在纸质票证类的照射一侧测量，也可以在透过一侧测量。这样，通过几种手段并用，就能够进一步提高鉴别精度。由于荧光是以紫外线作为激发光而发光的，透射光强度和荧光强度也具有能够利用共同的照射部进行测定的优点。
本发明中，可以在纸质票证类的几个地方检测透射光强度，也可以并用几个地方的检测结果进行真假鉴别。这样就能够进一步提高检测精度。不只是透射光强度，同时，也可以在几个地方测量荧光强度。
本发明中，例如，能够设置相对紫外线照射部及透射光检测部搬送纸质票证类的搬送部。搬送部既可以使纸质票证类移动，也可以使紫外线照射部及透射光检测部移动。在具有该搬送部时，那几个地方都可以设置在沿搬送方向(以下称主扫描方向)设定的部位。若这样，在搬送的同时，就能以比较简单的结构实现在几个地方的检测。那几个地方并不仅限定于主扫描方向，也可以在与搬送方向垂直的方向(以下称副扫描方向)进行几个地方的检测。
由于在几个地方进行检测，也可以做成在几个地方配置紫外线的发光元件。也可以做成在几个地方配置透射光或者荧光的接收元件。这样，在紫外线的照射部及透射光和荧光的受光部，通过使用所谓阵列结构，由于能同时检测几个地方，所以能缩短检测时间。另外，由于预先设定发光元件、受光元件的位置，所以能提高检测的位置精度。
在使用阵列结构时，最好把各元件配置在副扫描方向。使用这种阵列结构，若一边搬送纸质票证类一边检测的话，则能比较简单地实现在2维方向设定的几个地方进行检测。
在几个地方的检测结果能够以各种方式利用。例如，也可以把用于在几个地方判断纸质票证类为真的透射光强度的容许范围与预先储存的图案相比较。在该场合，例如，可以采用在几个地方被检测出的透射光强度以超过规定的比例包含在容许范围内时就判断纸质票证类为真的方法。作为极端的例子，既可以将检测结果全部在容许范围内时作为真，也可以将只有一个在容许范围内判定为真。
本发明能以各种方式构成纸质票证类的鉴别装置、鉴别方法等。
【附图说明】
图1是表示作为第1实施例的鉴别装置的简要结构的说明图。
图2是光学单元的放大图。
图3是从副扫描方向所看到的光学单元的放大断面图。
图4是表示真钞图案例子的说明图。
图5是真假鉴别处理的流程图。
图6是表示第1变型例的光学单元的说明图。
图7是从副扫描方向看到的第1变型例的光学单元的放大断面图。
图8是从主扫描方向看到的第1变型例的光学单元的放大断面图。
图9是表示第2变型例的光学单元的说明图。
图10是从副扫描方向看到的第2变型例的光学单元的放大断面图。
图11是从主扫描方向看到的第2变型例的光学单元的放大断面图。
图12是从副扫描方向看到的第3变型例的光学单元的放大断面图。
图13是从副扫描方向看到的第4变型例的光学单元的放大断面图。
图14是表示第5变型例的光学单元的说明图。
图15是表示第6变型例的光学单元的说明图。
【具体实施方式】
以下基于作为纸币鉴别装置的实施例对本发明的实施方式分以下几项进行说明。
A.鉴别装置的结构及鉴别处理：
B.光学单元的变型例：
B1.变型例(1)：
B2.变型例(2)：
B3.变型例(3)：
B4.变型例(4)：
B5.变型例(5)：
B6.变型例(6)：
C.其它的变型例：
A.鉴别装置的结构：
图1是表示第1实施例的鉴别装置的简略结构的说明图。在实施例中，对纸币的真假进行鉴别的装置，例如是构成为内藏于自动交易机内的装置。
图的上部为示意地表示从侧面见到的鉴别装置内部的状态。纸币在搬送路径T上从图的表面向背面搬送。虽然省略了图示，但在搬送路径T上，设置了用于检测纸币的搬送位置的光传感器。以下，称该搬送方向为主扫描方向。与主扫描方向垂直相交的方向称为副扫描方向。
在鉴别装置中，沿副扫描方向以等间隔配置数个紫外发光LED11。由该紫外线发光LED11照射的紫外线中透过搬送路径的纸币的透射光用配置在基板19上的相同的数个光电二极管18进行检测。光电二极管18的检测信号的放大电路可以设置在基板19上。以下将用于照射紫外线并接受透射光及荧光等的机构统称为光学单元。
在紫外线发光LED11和光电二极管18之间设有用于在纸币的几个地方高精度检测紫外线的透射光强度的光学机构。可见光截止滤波器12去除含在紫外发光LED11的照射光中的可见光。透镜13将照射的紫外线聚光到纸币的规定部位。
防护玻璃14、15保护光学单元部件不受纸币等影响。透镜16把透过纸币的紫外线的透射光聚光在光电二极管18上。滤波器17选择性地透过紫外线的透射光及因紫外线照射而发出的荧光。滤波器17的结构将在后面说明。在本实施例中，各透镜13、16及防护玻璃14、15采用的是透过紫外线、同时不因紫外线而产生荧光发光的材料。
鉴别装置控制紫外线发光LED11等各部位动作的同时，还备有对纸质票证类进行真假鉴别的控制单元100。在本实施例中，控制单元100由内部具有CPU、ROM、RAM的微型计算机构成。
图的下部表示控制单元100的功能块。这些功能块通过把用于实现鉴别功能的软件记录在ROM上，由软件来构成。各功能块也可以由硬件构成。
鉴别部110控制其它的功能块以实现纸币的鉴别功能。搬送控制部103控制搬送路径T，搬送作为鉴别对象的纸币。照射控制部104在纸币到达规定位置的时刻，控制紫外线发光LED11进行紫外线的照射。
当进行紫外线照射时，透射光输入部101就输入来自光电二极管18的纸币的透射光强度。荧光输入部102同样输入来自光电二极管18的以紫外线作为激发光而发出的荧光强度。真钞图案105中预先记录了纸币为真钞时应获得的透射光强度及荧光强度的检测图案。鉴别部110把从作为鉴别对象的纸币获得的透射光强度、荧光强度与真钞图案105比较而进行真假鉴别。
图2是光学单元的放大图。如上所述，各光学单元部件在紫外发光LED11与搬送路径T之间为依次配置有可见光截止滤波器12、透镜13、防护玻璃14。在搬送路径T与安装有光电二极管18的基板19之间配置了防护玻璃15、透镜16、滤波器17。
图的右侧表示出了滤波器17的平面图。实施例的滤波器17，是由可见光截止滤波器17a及紫外线截止滤波器17b两种滤波器组合而成。各滤波器相互组合使其覆盖住光电二极管18。如图的左侧所示，被可见光截止滤波器17a覆盖的光电二极管18a，对透过纸币的紫外线透射光进行检测。被紫外线截止滤波器17b覆盖的光电二极管18b对以紫外线为激发光而发光的荧光进行检测。
图3是从副扫描方向所看到的光学单元的放大断面图。在光学单元的发光侧，紫外线发光LED11、可见光截止滤波器12、透镜13、及防护玻璃14组装成如图所示的构造体10a。在受光侧，防护玻璃15、透镜16、滤波器17、光电二极管18、基板19组装成如图所示的构造体10b。
在实施例中采用了这样可以同时测量紫外线透射光与荧光的结构，但也可以采用只测量紫外线透射光的结构。该结构，例如可以通过将滤波器17的整个面做成可见光截止滤波器来实现。
图4是表示真钞图案例子的说明图。如图的下部所示的那样，在副扫描方向为长方向的状态下搬送纸币。紫外线的照射是在紫外线发光LED11到达图中的扫描位置的时刻进行的。
真钞图案是指在规定的扫描位置对真钞检测出的紫外线的透射光的强度图案，其根据币种设定。本实施例中，如图的上部的虚线所示，对作为真钞所容许的强度范围规定上限值UL和下限值LL。对于作为鉴别对象的纸币所获得的透射光强度图案，如图中的实线B、C那样，包含在上限值与下限值之间时，鉴别为真钞。如实线A那样，在超出容许范围时则可鉴别为假钞。
真假的鉴别标准可以有各种设定。如上所述，既可以在被检测出的图案即使一部分超出容许范围时也判断为假钞，也可以在超出规定比例以上时判断为假钞。反过来，也可以是即使一部分进入容许范围时就判断为真钞。
真钞图案并非一定要储存容许范围，例如，也可以储存由真钞获得的平均强度。在该场合，根据从鉴别对象获得的强度图案与真钞图案的差别是否在预先设定的误差范围内，就能鉴别其真假。图中，虽然表示的是透射光图案的例子，但同样也能适用于荧光图案。
图5为真假鉴别处理的流程图。搬送纸币时是由控制单元100实行处理的。控制单元100检测到纸币搬送到图4所示的扫描位置时(步骤S10)、照射紫外线(步骤S11)，检测紫外线的透射光及荧光的强度(步骤S12)。根据纸币的种类把这样所获得的透射光及荧光的强度与真钞图案105对比进行真假鉴别(步骤S13)。币种既可以接受由别的机构判断的结果，也可以用鉴别装置扫描纸币的图像，根据图像处理进行判断。控制单元100输出这样所获得的真假鉴别的结果(步骤S14)，结束处理。
B.光学单元的变型例：
B1：变型例(1)
图6是表示作为第1变型例的光学单元的说明图。由搬送路径T至受光侧的结构与实施例相同。在第1变型例中备有在基板21a上等间隔配置的紫外线发光用LED的芯片21b。从该芯片21b发出的紫外线，经由可见光截止滤波器22及防护玻璃24，照射在搬送路径上的纸币上。
图7是从副扫描方向看到的第1变型例的光学单元的放大断面图。在光学单元的发光侧，基板21a、芯片21b、可见光截止滤波器22及防护玻璃24组装成如图所示的构造体20a。构造体20a的内面，在可见光截止滤波器22及防护玻璃24之间，形成以副扫描方作为轴向的椭圆柱状的、形成施加了反射紫外线的反射涂层的反射面23。从芯片21b发出的紫外线通过由该反射面23的反射而聚光到纸币上的规定位置上。
在光学单元的受光侧，将防护玻璃15、透镜16、滤波器17、光电二极管18、基板19如图所示那样组装起来。这些部件的功能，由于与实施例相同，所以省略其说明。
图8是从主扫描方向看到的作为第1变型例的光学单元的放大断面图。该变型例中，以3个光电二极管对1个芯片21b的比例配置芯片21b，芯片21b也可以配置得更疏或更密。
B2.变型例(2)
图9是表示作为第2变型例的光学单元的说明图。第2变型例中备有发光侧的紫外线的发光管31。从该发光管31发出的紫外线经由可见光截止滤波器32、透镜33、防护玻璃34，照射在搬送路径T上的纸币上。透镜33发挥使紫外线聚光在纸币上的规定位置的作用。防护玻璃35、透镜36、滤波器37、光电二极管38、基板39像图示的那样配置在受光侧。
图10是从副扫描方向看到的第2变型例的光学单元的放大断面图。图11是从主扫描方向看到的第2变型例的光学单元的放大断面图。在发光侧，发光管31、可见光截止滤波器32、透镜33及防护玻璃34如图示那样组装成构造体30a。
受光侧的各部件组装成构造体30b。第2变型例中，在基板上沿主扫描方向并列设置接收紫外线的透射光用的光电二极管38a与接收荧光用的光电二极管38b。在接收紫外线的透射光用的光电二极管38a的上面设置可见光截止滤波器37a，在接收荧光用的光电二极管38b的上面设置紫外线截止滤波器37b。透镜36以聚光于各光电二极管38a、38b的形状构成。
B3.变型例(3)：
图12是从副扫描方向看到的第3变型例的光学单元的放大断面图。该光学单元沿副扫描方向排列数个而构成阵列。
在发光侧，紫外线发光LED41、可见光截止滤波器42、透镜43如图示那样组装成构造体40a。并且，也可以设置防护玻璃等。在受光侧，可见光截止滤波器47及光电二极管48组装成构造体40b。并且，也可以设置防护玻璃、透镜等。
B4.变型例(4)：
图13是从副扫描方向看到的第4变型例的光学单元的放大断面图。该光学单元沿副扫描方向排列数个而构成阵列。
在发光侧，紫外线发光LED51、可见光截止滤波器52、透镜53及防护玻璃54如图示那样组装成构造体50a。
在受光侧，在防护玻璃55的下面，检测紫外线的透射光用的光电二极管58a及接收荧光用的光电二极管58b组装成构造体50b。在检测紫外线的透射光用的光电二极管58a的前面安装可见光截止滤波器57a，在接收荧光用的光电二极管58b的前面安装紫外线截止滤波器57b。紫外线发光LED51、光电二极管58a、58b的光轴，设定在搬送路径上相交。通过以这样的位置关系组装，能以比较简单的结构，在紫外线照射时，由各光电二极管58a、58b接收纸币的透射光及荧光。
B5.变型例(5)：
图14是表示第5变型例的光学单元的说明图。所示的是从副扫描方向看到的状态。在发光侧，以等距离配置的紫外线发光用LED61、可见光截止滤波器62及防护玻璃64组装成构造体60a。构造体60a的内面，在可见光截止滤波器62与防护玻璃64之间，形成以副扫描方作为轴向的椭圆柱状的、形成涂有反射紫外线的反射涂层的反射面63。
受光侧的各部件，组装成构造体60b。在防护玻璃65的下面，设有选择性地反射紫外线、透过其他光的反射板67。在反射板67的侧面，设有用于检测紫外线的光电二极管68a；在反射板67的下方，设有用于检测荧光的光电二极管68b。照射在纸币上的紫外线的透射光，由反射板67反射，由光电二极管68a检测。被紫外线激发的荧光，透过反射板67由光电二极管68b检测。
B6.变型例(6)：
图15是表示第6变型例的光学单元的说明图。所示的是从副扫描方向看到的状态。第6变型例采用的是在发光侧检测发出的荧光的结构。
发光侧的各部件以如图所示的状态组装成构造体70a，以等距离配置的紫外线发光用LED71、可见光截止滤波器72、透镜73如图所示那样，以相对于搬送路径T倾斜的状态设置。以与紫外线发光用LED71线对称的位置关系设置荧光检测用的光电二极管78b。在光电二极管78b的前面，设置紫外线截止滤波器77b。这些部件由防护玻璃74保护。
受光侧的各部件，组装成构造体70b。在防护玻璃75的下面设置可见光截止滤波器77a、及用于检测紫外线的光电二极管78a。
采用第6变型例的配置，由紫外线发光用LED71照射在纸币上的紫外线的透射光可以由光电二极管78a检测，荧光可以由光电二极管78b检测。由于可高效地检测透射光及荧光，最好将各部件配置成使紫外线发光用LED71、光电二极管78a、78b的光轴以120°的间隔相交。
C.其他的变型例：
在上述的实施例及变型例中，已用例子表示了在预先设定在主扫描方向的扫描位置测量透射光及荧光强度的情况。可以一边搬送纸币一边在主扫描方向的几个地方进行扫描。使用可在副扫描方向的几个地方进行测量的阵列，通过进行这样的扫描就能对在纸币面上2维配置的各部位进行测量，可提高鉴别精度。
在实施例中，已用例子表示了光电二极管的阵列结构。也可以只用单一的光电二极管进行测量。例如，也可以做成一边使单一的光电二极管沿副扫描方向或主扫描方向移动，一边进行测量。但是，若使用阵列结构，具有能够在短时间内完成几个地方的测量的优点。另外，与一边移动一边进行测量时比较，具有提高测量位置的精度，进一步提高真假鉴别的精度的优点。
采用本发明，利用紫外线的透射光能够高精度地进行真假鉴别。