紙張識別裝置的制作方法

專利名稱：紙張識別裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及識別例如紙幣、優惠券、商品券等具有與各種商品或服務交換的價值 (經濟價值)的紙張的有效性的紙張識別裝置。
背景技術：
通常，紙幣、優惠券、商品券等紙張，為了防止偽造而實施了各種防偽措施。例如， 作為這樣的防偽措施之一，實施了縮微印刷(極其細微的文字或圖案等)，讀取該縮微印刷 的信息來與真正的數據比較，由此識別其有效性(真偽判定)。即，已知這樣的縮微印刷由 于線寬度很細，因此通過光的干涉而呈現特有的圖案(莫爾條紋(moire fringes)；莫爾圖 案(moire pattern))，通過取得該莫爾條紋(莫爾圖案)，然后與正規數據比較，識別紙張 的有效性。例如，在特開2004-78620號公報中公開了以下技術在作為紙張的信息記錄體上 形成了由線構成的隱形圖案，通過光源照射該隱形圖案，并且通過光傳感器經由確認圖案 (形成了確認用的線圖案)檢測其反射光。在這種情況下，在光傳感器中，通過隱形圖案的 線和確認圖案的線干涉，可以檢測到特有的莫爾圖案，通過將其與標準莫爾圖案比較來進 行真偽判定。另外，在特開平7-306964號公報中，與所述特開2004-78620號公報同樣，公開了 以下技術通過照明裝置對具有縮微印刷的紙張照射光，經由產生莫爾條紋的莫爾條紋產 生單元(格子板)，通過圖像檢測單元(區域傳感器)檢測其反射光。具體而言，來自縮微 印刷的反射光通過上述格子板，由此產生莫爾條紋，因此，通過作為圖像檢測單元的區域傳 感器檢測該莫爾條紋，當其周期成分fm的強度超過預先設定的閾值Th時判別為肯定，當周 期成分fm未超過所述閾值Th時判別為否定。在具備上述真偽判定技術的紙張識別裝置中，為了提高真偽判定精度，有時使用 比此前使用的傳感器分辨率更高的傳感器。在這種情況下，在上述公知文獻中公開的技術 中，為了產生莫爾圖案，有時需要再次調查具有確認圖案的濾光器(格子板)，并且重新制 造與其對應的濾光器(格子板)，因此難以抑制成本的上升。另外，上述進行紙張的真偽判定的紙張識別裝置，有時與縮微印刷(莫爾圖案)無 關地、在紙幣傳送路徑上設置有照射紅外線的發光元件(照射紅外線頻帶的波長的發光元 件)，對所傳送的紙張照射紅外線，并檢測其反射光或透過光，然后將其與正規的紙張數據 比較，由此實施真偽判定。這是利用在紙張上施加的印刷油墨獨特的波長吸收特性來進行 真偽判定的方式。作為紙張以紙幣為例，目前在各國使用各種印刷油墨制作紙幣，因此，難以僅通過 單一波長、以1臺識別裝置對全部紙幣進行真偽判定。即，需要針對每種紙幣(每個國家)準備專用的紙幣識別裝置，由此，紙幣識別裝置的成本升高。另外，將來也會有新的面額的 紙幣出現、或者變更印刷設計，在現有的紙幣識別裝置中，有可能將來無法進行準確的識 別，重新制造專用的紙幣識別裝置等同樣導致成本升高。本發明是著眼于上述問題而提出的，目的在于提供抑制成本上升、可以利用在紙 張上形成的縮微印刷來進行真偽判定的紙張識別裝置。另外，本發明的目的在于，提供即使變更要識別的紙張的類別，也能夠抑制成本上 升地進行真偽判定的紙張識別裝置。

發明內容
本發明的紙張識別裝置的一個特征在于，具備讀取單元，其按包含具有亮度的顏 色信息的、以預定大小作為1個單位的每個像素，來進行紙張的讀取；存儲單元，其存儲由 通過所述讀取單元讀取的多個像素構成的圖像數據；增減單元，其增減所述圖像數據的像 素的數量；以及紙張識別單元，其根據通過所述增減單元增減后的所述圖像數據，來識別該 紙張的真偽。根據所述結構的紙張識別裝置，通過增減與取入的紙張相關的圖像數據的像素的 數量，可以取得該紙張固有的紋狀圖案(莫爾條紋)所表示的莫爾數據。由此，例如即使為 了提高識別精度，而將構成紙張識別單元的傳感器變更為分辨率高的傳感器時，也不需要 重新制造用于產生莫爾條紋的濾光器，可以抑制成本的上升。另外，上述結構的紙張識別裝置，可以在紙張的取入方向以及與其垂直的方向上， 通過所述增減單元以不同的比例增減像素的數量。根據這種結構，僅僅通過在紙張的取入方向以及與其垂直的方向上，以不同的比 例增減與所取入的紙張相關的圖像數據的像素的數量，就可以容易地在圖像數據中產生莫 爾條紋，可以容易地取得莫爾數據。另外，上述結構的紙張識別裝置具有參數設定部，該參數設定部以在紙張的取入 方向以及與其垂直的方向上以預定的增減比例執行由所述增減單元進行的像素數量的增 減的方式，設定增減比例。根據這種結構，僅僅通過簡單地變更參數(縱向50%，橫向50% )，就可以取得 與傳感器的分辨率對應的最佳的莫爾數據。因此，在存儲區域中僅確保用于縮放圖像數據 的參數即可，不需要確保沒用的存儲區域，可以抑制成本的上升。另外，上述結構的紙張識別裝置，可以具備可變波長發光單元，其可以對所述紙張 的印刷區域照射不同波長的光。根據這種結構，可以對紙張的印刷區域照射不同波長的光，因此，可以通過一個裝 置進行不同紙張的真偽判定。即，在紙張的印刷區域所使用的印刷油墨，具有根據其種類而 吸收或反射特定波長的光(認為有1種以上)的特性，因此，可以選擇最適合于在進行真偽 判定的紙張中使用的印刷油墨的波長光。因此，不需要針對每種紙張準備其專用的識別裝 置，另外，即使使用不同的紙張也可以實施準確的識別。另外，本發明的紙張識別裝置的另一特征在于，具備可變波長發光單元，其可以 對紙張的印刷區域照射不同波長的光；檢測單元，其從所述可變波長發光單元發出的光，檢 測從紙張得到的透過光以及反射光中的至少某一種；存儲單元，其根據對紙張照射的光的波長，存儲以該波長的光得到的紙張的基準紙張數據；以及真偽判定部，其將通過所述檢測 單元檢測出的紙張數據，與基于所照射的光的波長的所述基準紙張數據進行比較，判定該 紙張的真偽。在上述結構的紙張識別裝置中，可以對紙張的印刷區域照射不同波長的光，因此， 通過一個裝置可以進行不同紙張的真偽判定。即，在紙張的印刷區域所使用的印刷油墨，具 有根據其種類而吸收或反射特定波長的光(認為有1種以上)的特性，因此，可以選擇最適 合于在進行真偽判定的紙張中使用的印刷油墨的波長光。因此，不需要針對每種紙張準備 其專用的識別裝置，另外，即使使用不同的紙張也可以實施準確的識別。另外，在上述結構的紙張識別裝置中，所述可變波長發光單元，在從紫外線頻帶到 紅外線頻帶的范圍內，可以對紙張照射任意波長的光。S卩，在進行真偽判定的紙張中使用的印刷油墨，根據其組成，一般吸收特性或反射 特性在從紫外線頻帶到紅外線頻帶的范圍內的某個波長達到峰值，因此，若可以在上述頻 帶內變更發光單元的波長，則可以應用于大多數所使用的紙張。另外，在上述結構的紙張識別裝置中，所述可變波長發光單元，在傳送紙張期間， 可以對被傳送的紙張照射不同波長的光。關于對紙張照射的光，也可以從可變波長頻帶中選擇特定的波長，對所傳送的紙 張進行持續照射。但如上所述，通過在傳送的過程中變更波長，在沿讀取方向使用了不同印 刷油墨等情況下，可以取得最佳的紙張讀取信息，可以進一步提高紙張的識別精度。另外，在所述結構的紙張識別裝置中，所述可變波長發光單元沿著紙張的傳送方 向被配置，可以對紙張照射線狀的光。在這種結構中，通過配置線傳感器(圖像傳感器)作為檢測單元，可以二維地取得 圖像信息(紙張讀取信息)，可以進一步提高紙張的識別精度。另外，在上述結構的紙張識別裝置中，所述可變波長發光單元可以做成面發光元 件。在這種面發光元件中，與可變波長發光單元是單一發光元件的集合體的情況相 比，不產生發光元件間的照射不均(輝度差)，因此可以進一步提高紙張的識別精度。另外，在上述結構的紙張識別裝置中，所述存儲單元還可以改寫紙張的基準紙張 數據。于是，通過改寫在存儲單元中存儲的紙張的基準紙張數據，可以將一個紙張識別 裝置應用于多種紙張的真偽判定處理。


圖1是表示本發明的紙幣識別裝置的第1實施方式的整體結構的立體圖。圖2是表示相對于下部框架將上部框架打開的狀態的立體圖。圖3是表示下部框架的紙幣傳送路徑部分的平面圖。圖4是下部框架的背面圖。圖5是表示紙幣檢測傳感器的結構的立體圖。圖6是示意地表示紙幣識別裝置的結構的圖。圖7是表示紙幣的概略結構的圖。
圖8是表示紙幣識別裝置的控制系統的框圖。圖9包含(a) (e)，是說明像素數據增減處理部中的增減圖像數據的像素的一個 步驟例的圖。圖10(a)以及(b)分別是表示在進行像素數的增減處理后得到的紙幣的圖像數據 的圖。圖11是說明莫爾條紋的產生原理的示意圖，是說明不產生莫爾條紋的條件的圖。圖12是說明莫爾條紋的產生原理的示意圖，是說明產生莫爾條紋的條件的圖。圖13是示意性地表示在讀取紙幣的情況下，在進行了剔除像素數的處理時產生 莫爾條紋的條件的圖。圖14是示意性地表示在讀取紙幣的情況下，在進行了增加像素數的處理時產生 莫爾條紋的條件的圖。圖15是表示紙幣識別裝置中的動作處理、以及利用了上述莫爾數據的真偽判定 處理的步驟例的流程圖。圖16是表示與本發明的第2實施方式相關的紙幣識別裝置的控制系統的框圖。
具體實施例方式以下，參照附圖來說明本發明的第1實施方式。此外，在本實施方式中，以紙幣作 為進行真偽判定處理的對象來進行說明，并且以對其進行處理的裝置(紙張識別裝置)作 為紙幣識別裝置來進行說明。圖1至圖4是表示紙幣識別裝置(紙張識別裝置)的結構的圖，圖1是表示整體 結構的立體圖，圖2是表示相對于下部框架(frame)將上部框架打開的狀態的立體圖，圖3 是表示下部框架的紙幣傳送路徑部分的平面圖，圖4是下部框架的背面圖。本實施方式的紙幣識別裝置1構成為，例如可以安裝于在投幣游戲機等各種游戲 機間設置的游戲介質貸出裝置(未圖示)中。在這種情況下，在游戲介質貸出裝置中，可以 在紙幣識別裝置1的上側或下側設置有其它裝置(例如紙幣收納部、硬幣識別裝置、記錄介 質處理裝置、電源裝置等)，紙幣識別裝置1可以與這些其它裝置一體化，或者獨立地構成。 并且，在將紙幣插入這樣的紙幣識別裝置1，判定所插入的紙幣的有效性時，進行與該紙幣 的價值對應的游戲介質的貸出處理、或者向預付卡(Pr印ay card)等記錄介質的寫入處理寸。紙幣識別裝置1具有大體形成立方體狀的框架2，該框架2被安裝在未圖示的游戲 介質貸出裝置的卡合部上。框架2具有作為基座側的下部框架2B、和為了對其進行覆蓋而 可以相對于下部框架2B進行開閉的上部框架2A，這些框架2A、2B如圖2所示，構成為以基 部為轉動中心來開閉。所述下部框架2B具有大體立方體形狀，具有傳送紙幣的紙幣傳送面3a、在該紙幣 傳送面3a的兩側形成的側壁部3b。另外，將上部框架2A構成為具有紙幣傳送面3c的盤狀 (plate)，當閉合上部框架2A以使其插入下部框架2B的兩側的側壁部3b間時，在紙幣傳送 面3a和紙幣傳送面3c的相對部分，形成傳送紙幣的間隙(紙幣傳送路徑)5。并且，在上部框架2A和下部框架2B上，為了與該紙幣傳送路徑5 —致，分別形成 了紙幣插入部6A、6B。當將上部框架2A和下部框架2B閉合時，這些紙幣插入部6A、6B形成了狹縫狀的紙幣插入口 6，如圖1所示，將紙幣M從紙幣的短邊側沿著箭頭A方向插入內部。另外，在所述上部框架2A的尖端側配置有可以與下部框架2B卡合的鎖定軸4。在 該鎖定軸4上設置了操作部4a，通過對抗作用力彈簧4b的作用力而對操作部4a進行轉動 操作，由此鎖定軸4以轉動支點P為中心轉動，解除上部框架2A和下部框架2B的鎖緊狀態 (兩者閉合的狀態；重合狀態)。在所述下部框架2B上設置了 紙幣傳送機構8 ；檢測插入紙幣插入口 6的紙幣的 紙幣檢測傳感器18 ；設置在紙幣檢測傳感器18的下游側，讀取處于傳送狀態的紙幣的信息 的紙幣讀取單元20 ；設置在紙幣插入口 6和紙幣檢測傳感器18之間的紙幣傳送路徑5上， 為了關閉紙幣插入口 6而被驅動的閘門機構50 ；以及控制上述紙幣傳送機構8、紙幣讀取單 元20、閘門機構50等構成部件的驅動，并且識別所讀取的紙幣的有效性(進行真偽判定處 理)的控制單元(控制基板100)。所述紙幣傳送機構8，是可以沿著插入方向A傳送從紙幣插入口 6插入的紙幣，并 且可以將處于插入狀態的紙幣傳送回紙幣插入口 6的機構。紙幣傳送機構8具備設置在 下部框架2B側的、作為驅動源的驅動電動機10 ；通過該驅動電動機10被旋轉驅動，在紙幣 傳送路徑5上沿著紙幣傳送方向以預定間隔配置的傳送輥對12、13、14。傳送輥對12具備配置在下部框架2B側的驅動輥12A ；和配置在上部框架2A側、 與驅動輥12A緊靠的夾送輥(pinch roller) 12B。這些驅動輥12A和夾送輥12B，沿著與紙 幣傳送方向垂直的方向，以預定間隔被設置在兩個位置。這些驅動輥12A以及夾送輥12B 處于其一部分暴露在紙幣傳送路徑5上的狀態。在所述兩個位置設置的驅動輥12A固定在驅動軸12a上，該驅動軸12a可旋轉地 支承在下部框架2B上，所述兩個夾送輥12B可旋轉地支承在支軸12b上，該支軸12b支承 在上部框架2A上。在這種情況下，在上部框架2A上設置了對支軸12b向驅動軸12a側施 加作用力的作用力部件12c，使夾送輥12B以預定的壓力抵接驅動輥12A側。此外，與輥對12同樣，上述傳送輥對13、14也分別由固定在驅動軸13a、14a上的 兩個驅動輥13A、14A和可旋轉地被支軸13b、14b支承的兩個夾送輥13B、14B構成，各夾送 輥13B、14B分別通過作用力部件13c、14c以預定的壓力抵接各驅動輥13A、14A。所述傳送輥對12、13、14通過與驅動電動機10連接的驅動力傳遞機構15而被同 步驅動。該驅動力傳遞機構15由可旋轉地配置在下部框架2B的一方的側壁部3b上的齒 輪系(gear train)構成。具體而言，由具備固定在驅動電動機10的輸出軸上的輸出齒輪 IOa ；與該輸出齒輪IOa順次嚙合，安裝在所述驅動軸12a、13a、14a的端部的輸入齒輪12G、 13G、14G ；以及具有設置在這些齒輪間的惰輪16的齒輪系構成。通過上述結構，當正轉驅動驅動電動機10時，以向插入方向A傳送紙幣的方式驅 動各傳送輥對12、13、14，當反轉驅動驅動電動機10時，以將紙幣退回紙幣插入口側的方式 反轉驅動各傳送輥對12、13、14。所述紙幣檢測傳感器18當檢測到插入紙幣插入口 6的紙幣時產生檢測信號，在 本實施方式中，其設置在構成后述的閘門機構的轉動片、和讀取紙幣的紙幣讀取單元20之 間。所述紙幣檢測傳感器18例如由光學式傳感器構成，更具體而言，由回歸反射型光電傳 感器構成，如圖5所示，由設置在上部框架2A側的棱鏡18a和設置在下部框架2B側的傳感器主體18b構成。具體來說，棱鏡18a和傳感器主體18b成為，從傳感器主體18b的發光部 18c照射的光經由棱鏡18a被傳感器主體18b的受光部18d檢測到的配置形態。當紙幣通 過位于棱鏡18a和傳感器主體18b之間的紙幣傳送路徑5，受光部18d檢測不到光時，產生 檢測信號。此外，上述紙幣檢測傳感器18除了光學式的傳感器以外，也可以由機械式的傳感 器構成。在所述紙幣檢測傳感器18的下游側，設置了針對處于傳送狀態的紙幣讀取其紙 幣信息的紙幣讀取單元20。紙幣讀取單元20可以如下構成當通過上述紙幣傳送機構8 傳送紙幣時，通過對紙幣照射光來進行紙幣信息的讀取，可以生成能夠判定紙幣的有效性 (真偽)的信號。在本實施方式中，從紙幣的兩側照射光，通過光電二極管等受光元件檢測 其透過光和反射光，由此進行紙幣的讀取。在這種情況下，在從紙幣得到的透過光和反射光內，關于反射光，如后所述，通過 具有受光部的線傳感器(line sensor)，針對以預定大小作為一個單位的每個像素執行讀 取，將由如此讀取的多個像素構成的紙幣的圖像數據存儲在存儲單元中，并且，在此存儲的 圖像數據，在圖像處理部中被實施圖像處理，以便增加和/或減少像素數量。然后，通過將 如此對像素數量進行增減處理后的圖像數據、與預先存儲的真券的圖像數據進行比較，執 行真偽的判定處理。此外，關于透過紙幣的透過光，可以通過與反射光同樣的方法進行真偽的判定處 理，也可以使用別的方法進行真偽的判定處理。在所述紙幣插入口 6的下游側設置了關閉紙幣插入口 6的閘門機構50。該閘門機 構50構成為平時處于將紙幣插入口 6開放的狀態，當插入紙幣，紙幣檢測傳感器18檢測 到紙幣的后端時(紙幣檢測傳感器18為OFF)，關閉紙幣插入口 6，使得無法進行不正當行 為。具體來說，閘門機構50具有以在與紙幣傳送路徑5的紙幣傳送方向垂直的方向 上以預定間隔出沒的方式而被旋轉驅動的轉動片52 ；和作為轉動驅動該轉動片52的驅動 源的電磁鐵(推出型)54。在這種情況下，在支軸55的寬度方向上在兩個位置設置轉動片 52，在形成紙幣傳送路徑5的下部框架2B的紙幣傳送面3a上形成了在紙幣傳送方向上延 伸的長孔5c，以使各轉動片52可以出沒。另外，在所述紙幣讀取單元20的下游側，設置了檢測紙幣的通過的紙幣通過檢測 傳感器60。該紙幣通過檢測傳感器60，進一步向下游側傳送被判定為有效的紙幣，當檢測 到紙幣的后端時產生檢測信號，根據該檢測信號的產生，解除上述電磁鐵(solenoid) 54的 通電(電磁鐵為OFF)，通過設置在驅動軸54a上的作用力彈簧的作用力，驅動軸54a向突出 方向移動。由此，構成閘門機構的轉動片52被轉動驅動，以便成為經由與驅動軸54a連動 的支軸55開放紙幣傳送路徑的狀態。所述紙幣通過檢測傳感器60，與上述紙幣檢測傳感器18同樣地，由光學式傳感器 (回歸反射型光電傳感器)構成，由設置在上部框架2A側的棱鏡60a和設置在下部框架2B 側的傳感器主體60b構成。當然，上述紙幣通過檢測傳感器60除了光學式傳感器以外，也 可以由機械式傳感器構成。在所述紙幣插入口 6的附近設置了可視地報知處于插入了紙幣的狀態的報知元件。這種報知元件例如可以由閃爍的LED70構成，通過利用者在紙幣插入口 6插入紙幣而 點亮，使利用者得知處于紙幣的處理狀態。因此，可以防止利用者誤插入下一紙幣。接著，參照圖2至圖4以及圖6，對設置在上部框架2A以及下部框架2B上的紙幣 讀取單元20的結構進行說明。所述紙幣讀取單元20具有發光單元24，其被配置在上部框架2A上，該發光單元 24具備可以在所傳送的紙幣的上側沿著傳送路徑寬度方向照射狹縫狀的光的第1發光部 23 ；和被配置在下部框架2B側的線傳感器25。被設置在所述下部框架2B側的線傳感器25具有以隔著紙幣與所述第1發光部 23相向的方式配置的受光部26 ；和在受光部26的紙幣傳送方向兩側相鄰地配置的、可以照 射狹縫狀的光的第2發光部27。與所述線傳感器25的受光部26相向配置的第1發光部23，作為透過用的光源而 工作。該第1發光部23如圖2所示，構成形成了合成樹脂制的矩形棒狀體的所謂的導光體， 更理想的是具有輸入來自設置在端部的LED等發光元件23a的出射光，在沿著長度方向導 光的同時發光的功能。由此，可以通過簡單的結構，對于被傳送的紙幣的傳送路徑寬度方向 全體范圍均勻地照射狹縫狀的光。此外，與作為導光體的第1發光部23平行地、線狀地配置所述線傳感器25的 受光部26，形成了相對于紙幣傳送路徑5在交叉方向上延伸且成帶狀的薄板狀，該帶狀 具有對設置在受光部26中的未圖示的受光傳感器的靈敏度沒有影響的程度的寬度。具 體而言，成為以下結構在受光部26的厚度方向的中央，線狀地配置多個(XD(Charge Coupled Device)，并且在該CCD的上方位置線狀地配置了自聚焦透鏡陣列(SELFOC lens array) 26a,以使透過光以及反射光匯聚。所述線傳感器25的第2發光部27，作為反射用的光源而工作。該第2發光部27 與第1發光部23同樣，如圖3所示，構成形成了合成樹脂制的矩形棒狀體的所謂的導光體， 更理想的是具有輸入來自設置在端部的LED等發光元件27a的出射光，在沿著長度方向導 光的同時發光的功能。由此，可以通過簡單的結構，對所傳送的紙幣的傳送路徑寬度方向整 體范圍均勻地照射狹縫狀的光。此外，所述第2發光部27可以以45度的仰角向紙幣照射光，被配置成通過受光部 26(受光傳感器)接收來自紙幣的反射光。在這種情況下，從第2發光部27照射的光以45 度向受光部26入射，但入射角不限定于45度，只要是能夠可靠地接收反射光的范圍，則可 以進行適當設定。因此，關于第2發光部27、受光部26的配置，可以根據紙幣識別裝置的構 造來適當地進行設計變更。另外，關于所述第2發光部27，隔著受光部26設置在兩側，從兩 側分別以45度入射角照射光。在紙幣表面上有損傷或褶皺等的情況下，當僅從一側對在這 些損傷或褶皺部分產生的凹凸照射光時，有時無論怎樣都會在凹凸部分遮擋光而產生成為 陰影的部位。因此，通過從兩側照射光，可以防止在凹凸部分產生陰影，與從一側進行照射 相比，可以得到精度高的圖像數據。當然，關于第2發光部27，也可以是僅設置在一側的結 構。上述的線傳感器25暴露于紙幣傳送路徑5上，因此，在其表面部分(與傳送面3a 大體一個平面的部分)的紙幣傳送方向的兩端，如圖2所示形成了凹凸部25a，難以掛住所 傳送的紙幣。另外，發光單元24也和線傳感器25同樣地，在其表面部分的紙幣傳送方向的兩端，如圖2所示形成了凹凸部24a，難以掛住所傳送的紙幣。接下來，具體說明在根據上述紙幣讀取單元20讀取到的紙幣信息識別紙幣的真 偽的紙幣識別單元中執行的紙幣的真偽判定方法。在此如上所述，說明利用了反射光的真 偽判定處理。通常，作為防止偽造的一個手段，在紙幣上形成了縮微印刷(難以再現的極其細 微的文字或圖案等)。該縮微印刷如圖7中示意性表示的那樣，通過在單位寬度內形成大量 的細線200而構成，例如可以通過雕刻凹版來形成。關于縮微印刷的結構在此未詳細說明， 但在圖中容易得知，通過在單位寬度內描繪大量直線狀的細線而構成。當然，細線除了圖示 的直線狀以外，也可以是曲線狀，或者是直線和曲線的組合。另外，通過這些細線可以另外 構成文字或圖案。本實施方式的紙幣的真偽判定方法，首先，在通過紙幣傳送機構8傳送了紙幣M的 狀態下，從所述線傳感器25中的第2發光部27向紙幣照射光，通過受光部26接收其反射 光來執行紙幣的讀取。在紙幣的傳送處理中，針對以預定大小為一個單位的每個像素來執 行該讀取，由如此讀取的大量像素(多個像素)構成的紙幣的圖像數據，被存儲在RAM等存 儲單元中。并且，在圖像處理部中，對于在此存儲的由多個像素構成的圖像數據實施圖像處 理，以使像素的數量增加和/或減少。如上所述，在為使像素的數量增加和/或減少而實施了圖像處理后的紙幣的圖像 數據中，在上述縮微印刷部分，可以取得該紙幣固有的紋狀圖案(莫爾條紋)所表達的莫爾 數據。通過放大或縮小像素數量，得到該縮放率特有的莫爾數據，因此，通過與預先存儲的 真券的莫爾數據比較，可以進行真偽判定。圖8是表示控制紙幣識別裝置1的控制單元的概略結構的框圖，該紙幣識別裝置 1具有上述紙幣傳送機構8、紙幣讀取單元20、閘門機構50、執行紙幣的真偽判定處理的真 偽判定部150等。控制單元30具備控制上述各驅動裝置的動作的控制基板100，在該控制基板 100上安裝了控制各驅動裝置的驅動并且構成紙幣識別單元的CPU(Central Processing Unit) 110、ROM (Read Only Memory) 112,RAM(RandomAccess Memory) 114 和圖像處理部 116。在所述R0M112中存儲了 上述驅動電動機10、電磁鐵(solenoid) 54、LED70等各 種驅動裝置的動作程序；真偽判定程序等各種程序；以及變換表等恒久的數據，所述變換 表由在圖像處理部116中的像素數據增減處理部116a中執行的、決定放大、等倍還是縮小 像素數據的數據構成。所述CPUllO按照在ROMl 12中存儲的所述程序而動作，經由1/0端口 120進行與 上述各種驅動裝置的信號的輸入輸出，進行紙幣識別裝置的整體的動作控制。即，在CPUllO 上經由1/0端口 120連接了驅動電動機驅動電路125 (驅動電動機10)、電磁鐵54、LED70， 這些驅動裝置按照在ROMl 12中存儲的動作程序，通過來自CPUllO的控制信號來控制動作。 另外，經由1/0端口 120向CPUllO輸入來自紙幣檢測傳感器18或通過檢測傳感器60的檢 測信號，根據這些檢測信號進行驅動電動機10的驅動控制、以及LED70的閃爍控制、電磁鐵 54的驅動控制。在所述RAM114中暫時存儲CPUllO動作時使用的數據或程序，并且，具有取得成為 判定對象的紙幣的受光數據(由多個像素構成的紙幣的圖像數據)并暫時存儲的功能。
另外，所述圖像數據處理部116具備關于在所述RAM114中存儲的紙幣的圖像數 據，進行其像素的增減處理的像素數據增減處理部116a ；存儲了與紙幣相關的基準數據的 基準數據存儲部116b ；將像素數據增減處理部116a中進行了像素的增減處理后的圖像數 據、和在基準數據存儲部116b中存儲的基準數據比較，進行紙幣的判定處理的判定處理部 116c。在這種情況下，在本實施方式中，使基準數據存儲在專用的基準數據存儲部116b中， 但也可以使其存儲在上述的R0M112中。即，可以與確定圖像數據的縮放率的變換表相關 聯地存儲其真券數據。另外，真券的基準數據可以預先存儲在基準數據存儲部116b中，但 也可以例如在通過紙幣傳送機構8傳送真券的同時取得受光數據，將其作為基準數據來存 儲。而且，在CPUl 10上經由I/O端口 120連接了上述發光單元24中的第1發光部(導 光體)23、線傳感器25中的受光部26以及第2發光部(導光體)27，它們與CPU110、R0M112、 RAMI 14,圖像處理部116 —起，構成紙幣的真偽判定部150，進行紙幣識別裝置1中的真偽判 定所需要的動作控制。此外，在本實施方式中，真偽判定部150與控制紙幣的驅動系統的控 制部通用，但也可以將進行真偽判定處理的功能做成其專用的硬件結構。另外，CPUllO經由I/O端口 120與安裝了紙幣識別裝置1的游戲介質貸出裝置的 控制部或作為外部裝置的主計算機等上位裝置300相連，對上位裝置發送各種信號(與紙 幣相關的信息、警告信號等)。在此，關于上述像素數據增減處理部116a中的增減圖像數據的像素的一個步驟 例，參照圖9的概念圖進行說明。圖9(a)示意性地表示，將最初經由讀取單元20讀取的紙幣的圖像數據示意性地 表現為對每個像素而得到的原數據(縱向橫向=1 1，減少像素的數量來表示)。一個 方形對應于一個像素，各方形內附加的數字表示所讀取的紙幣的該像素中的顏色的亮度。 此外，實際上在各像素中通過RGB濾波控制控制了各RGB的亮度，因此，包含按每個像素不 同的亮度的顏色信息(在圖9(a)中，全部像素由各不相同的亮度的顏色信息構成)。如此通過紙幣讀取單元20讀取的紙幣的原數據，存儲在作為存儲單元的RAM114 中，然后，在圖像數據增減處理部116a中實施像素數據的增減處理。例如，當維持縱向不變 而使橫向成為2倍(縱向橫向=1 2)來使像素的數量增加時，首先，如圖9(b)所示， 在各像素的橫向補充一個像素，然后，如圖9(c)所示，對補充的像素部分分配與其相鄰像 素的顏色信息相同的顏色信息。由此，可以生成維持縱向不變、對橫向進行等倍處理后的圖 像數據。此外，當不是等倍處理時，例如在變換表中預先決定對第幾個像素數據執行顏色信 息的分配處理等即可。另一方面，對于原數據，例如縱向維持不變而使橫向成為0.25倍(縱向橫向= 1 0.25)來減少像素的數量時，例如，如圖9(d)所示，通過將橫向的全部像素平均分割成 1/4，并剔除中間的像素(以空白表示的像素)的方法來進行縮小處理即可(圖9(e))。由 此，可以生成縱向維持不變、橫向上縮小到1/4的圖像數據。圖10表示如上所述進行了像素數的增減處理后得到的紙幣的圖像數據。如圖 10(a)所示，當使縱向橫向=1 2來使像素的數量增加時，在圖7所示的在紙幣M上形 成的縮微印刷部分(大量細線200部分)，得到其增加率特有的莫爾數據(莫爾條紋)200A。 另外，如圖10(b)所示，當使縱向橫向=1 0.25來使像素的數量減少時，在圖7所示的
11在紙幣M上形成的縮微印刷部分(大量的細線200部分)，得到其減少率特有的莫爾數據 (莫爾條紋)200B。在此，關于上述的莫爾條紋的產生原理以及產生條件，參照圖11 圖14進行說 明。如圖11所示，將在紙幣M上形成的細線(以相鄰的黑條表示)200的間隔設為b 時，若該間隔b比構成上述紙幣讀取單元20的線傳感器25讀取一個像素的間隔d寬(b > d)，則可以準確地讀取紙幣的細線200，因此，讀取圖像數據(a)成為原樣再現紙幣的細線 的狀態，不產生莫爾條紋。相反，如圖12所示，當在紙幣M上形成的細線200的間隔b與線傳感器25讀取1 個像素的間隔d相同或者在其以下時(b<d)，作為細線的黑條無法再現為圖11所示的圖 像數據(a)，其讀取圖像數據作為全黑狀態而讀取。S卩，當b < d時無法準確地讀取紙幣的 細線200，細線變粗，由此成為產生莫爾條紋的原因。如上所述，當進行像素數的減少處理時，例如圖13所示，當紙幣本來的細線的間 隔b在通過剔除像素數據而得到的像素間的間隔d以下時(像素數的減少率滿足b < d的 條件)，難以明確地區別相鄰的細線(讀取到的細線數據的線變粗)，通過變粗的狀態的細 線產生莫爾條紋。另一方面，如圖14所示，在取得的圖像數據的細線200的間隔為b的狀態下，當進 行像素數的增加處理時，通過放大后的圖像數據而得到的細線200的間隔，通過放大處理 而成為b’。若通過該放大后的圖像數據而得到的細線200的間隔b’在讀取1個像素的間 隔d以下(增加率滿足b’ Sd的條件)，則與上述原理同樣地產生莫爾條紋。如上所述，通過在紙幣的取入方向以及與其垂直的方向上，以不同的比例進行與 取入的紙幣相關的圖像數據的像素數的增減，可以使圖像數據產生莫爾條紋，可以容易地 取得莫爾數據。其結果，在判定處理部116c中，通過與在基準數據存儲部116b中預先存儲的基準 數據(根據縮放倍率而存儲的莫爾數據)進行比較，可以進行該紙幣的真偽判定處理。具 體而言，例如，關于產生了莫爾條紋的部分的各像素，檢測與亮度(濃度)相關的像素數據， 將其與基準數據比較，當其差在預定值以下時，關于該像素部分視為相同，通過針對產生了 莫爾條紋的部分的全部像素執行該處理，可以進行真偽判定。圖15是表示上述紙幣識別裝置中的動作處理、以及利用上述莫爾數據的真偽判 定處理的步驟例的流程圖。以下，參照該流程圖，說明本實施方式的紙幣識別裝置的處理動作。最初，紙幣識別裝置1的CPUllO判定是否檢測出紙幣(步驟S01)。由紙幣檢測 傳感器18檢測紙幣的插入，根據是否發出了檢測信號來對其進行判定。當紙幣檢測傳感器 18檢測出紙幣時，將驅動電動機10驅動，經由紙幣傳送機構8進行紙幣的傳送處理(步驟
502)。此外，此時對LED70進行點亮處理，通知利用者處于紙幣處理中，防止追加紙幣插入。與該紙幣的傳送處理同步地，在紙幣讀取單元20中執行紙幣的讀取處理(步驟
503)。該紙幣的讀取處理如下進行由CPUllO向第1、第2發光部23、27輸出照射信號，從 各發光部23、27向紙幣照射照射光，在受光部26接收其發射光。此外，如上所述，根據從發 光部27照射的光的反射光來取得在紙幣的識別處理中使用的莫爾數據。
通過向裝置內傳送紙幣，所述紙幣讀取單元20讀取其信息，在上述的控制單元30 中執行真偽判定處理。通過在線傳感器25的受光部26中接收從第2發光部27照射后的、 來自處于傳送狀態的紙幣的反射光，執行上述紙幣的讀取。在該讀取時，如上所述，針對以 預定大小作為一個單位的每個像素，取得紙幣的圖像信息。另外，關于從第1發光部23照 射后透過紙幣的透過光，可以用于其它的真偽判定處理(基于濃淡數據等的真偽判定處理
寸乂 O此外，當執行該真偽判定處理時，當紙幣檢測傳感器18檢測到處于傳送狀態的紙 幣的后端時(紙幣檢測傳感器180FF)，將電磁鐵54通電，由此，轉動驅動轉動片52，將紙幣 插入口 6關閉，防止紙幣的追加投入。如上所述，針對每個像素而讀取的紙幣信息，由多個像素構成紙幣全體的圖像數 據，該圖像數據被存儲在作為存儲單元的RAM114中(步驟S04)。然后，接著在圖像處理部 116中，對RAM114中存儲的圖像數據實施圖像處理，以使像素的數量增加和/或減少(步驟 S05)。此外，根據在R0M112中存儲的變換表來執行像素的數量的增減處理，在通過該處理 而得到的紙幣的圖像數據中，如上所述，根據增減比例，在縮微印刷部分得到特有的莫爾數 據。然后，接著在步驟S06中進行紙幣的真偽判定處理。如上所述，基于在ROM中存儲 的變換表，根據增減率得到特有的莫爾數據(莫爾條紋)，因此，在判定處理部116c中，通 過將其與在基準數據存儲部Il6b中預先存儲的基準數據(根據縮放倍率來存儲的莫爾數 據)進行比較，判定該紙幣的真偽。在上述的真偽判定處理中，當判定出所傳送的紙幣是真券時(步驟S07 是)，執 行紙幣判定OK處理(步驟S08)。該處理相當于例如將紙幣直接向位于下游側的接幣盒 (stacker)傳送的處理；在由紙幣通過檢測傳感器60檢測到向下游側傳送的紙幣的后端 的階段，停止驅動電動機10的驅動的處理；以及與之相伴，中斷電磁鐵54的驅動(解除通 電)，從紙幣傳送路徑5縮回轉動片52，使紙幣插入口 6成為開放狀態，同時熄滅LED70的 處理等。另一方面，在上述步驟S07的處理中，當判定出所傳送的紙幣是偽券時(也包含紙 幣被明顯污損的情況)，執行紙幣判定NG處理(步驟S09)。該處理相當于例如為了返回 所插入的紙幣而進行的驅動電動機10的反轉處理；或者對上位裝置300輸出警報信號的處理等。根據如上構成的紙幣識別裝置1，增減與取入的紙幣相關的圖像數據的像素的數 量，由此可以取得該紙幣固有的紋狀圖案(莫爾條紋)所表示的莫爾數據。由此，例如當為 了提高識別精度而將構成紙幣讀取單元20的傳感器變更為分辨率高的傳感器時，也不需 要重新制造用于產生莫爾條紋的濾光器等，可以抑制成本的上升。另外，在上述的結構中，根據R0M112中存儲的變換表來設定在像素數據增減處理 部116a中的像素數量的增減，以便在紙幣的取入方向以及與其垂直的方向上以預定的增 減比例來執行增減。因此，僅通過簡單地變更參數(縱向50%，橫向50%等)，就可以取 得與傳感器的分辨率對應的最佳的莫爾數據，因此，在ROM的存儲區域中僅確保用于縮放 圖像數據的參數即可，不需要確保沒用的存儲區域，可以抑制成本的上升。接下來，說明本發明的第2實施方式。此外，在該實施方式中，以紙幣作為進行真偽判定處理的對象來進行說明，同時，以對其進行處理的裝置(紙張識別裝置)作為紙幣識 別裝置來進行說明。另外，紙幣識別裝置的概略結構，與圖1至圖6所示的結構相同，因此， 對不同的部分進行說明，同時參照圖16所示的框圖說明其動作。在本實施方式中，圖1至圖6所示的紙幣識別裝置中的發光元件(第1發光 部23以及第2發光部27)由可以照射不同波長的光的可變波長發光單元構成。這樣的 可變波長發光單元例如可以使用LED (發光二極管)、SLD (SuperLuminescent Diode)、 SOA(Semiconductor Optical Amplifier) ,LD(Laser Diode)等，這樣的可變波長發光元件 在紙幣識別裝置內可以設置一個，也可以設置多個。或者，為了提高紙幣識別精度，可以線 狀地配置，以便能夠在與傳送方向垂直的方向上對紙幣照射線狀的光。另外，除了上述類型以外，可以使用如有機EL/SED/FED那樣可以面發光的發光元 件。在這樣的面發光元件中，與可變波長發光單元是單一的發光元件的集合體的情況相比， 不產生發光元件間的照射不均(輝度差)，因此可以進一步提高紙幣的識別精度。上述的可變波長發光元件，通過例如由CPUllO控制的波長可變驅動電路250，將 波長控制信號、具體而言將電壓值或電流值變化后的波長控制信號輸入各個第1發光部23 以及第2發光部27，由此，可以從各發光部23、27照射希望波長的光。此外，一般來說，作為檢測單元而構成受光部的傳感器，可以對某種程度的寬范圍 的波長的光進行感知，當然，理想的是可以感知(檢測)可變波長發光單元可以發光的范圍 的波長。可以對這樣的檢測可變波長的傳感器進行控制，以便可以通過元件自身接收可變 波長光，或者可以通過在元件中使用濾光器(例如透鏡濾光器)來實現。當然，在使用了線 傳感器的情況下，最好也同樣地構成。另一方面，在構成控制單元30的控制基板100上設置了真偽判定部256，該真偽判 定部256具有檢測紙幣數據存儲部256a、基準數據存儲部256c、實際判定紙張的真偽的判 定處理部256b。所述檢測紙張數據存儲部256a具有以下功能對于從作為上述可變波長發光單 元的第1發光部23以及第2發光部27發出的任意波長的光，通過受光部26檢測從紙幣得 到的透過光以及反射光，并存儲該檢測紙幣數據。另外，所述基準數據存儲部256c具有，根據對紙幣照射的光的波長存儲以該波長 的光得到的紙幣的基準紙張數據的功能。在該基準數據存儲部256c中，關于可以應用的紙 幣，預先存儲了在照射了適合于識別的波長的光時得到的基準紙幣數據(與每種紙幣對應 的波長、以及照射該波長的光時得到的作為基礎的基準數據)。此外，關于在該基準數據存儲部256c中存儲的基準紙幣數據，預先針對可以應用 的紙幣進行了存儲，但在事后想要處理新類型的紙幣時，也可以經由通信管理部270輸入 (改寫)基準紙幣數據。這樣的基準紙幣數據的改寫，例如可以在連接單元上連接連接器 (connector)來進行改寫，或者經由網絡(因特網、在預定的地區內構建的LAN等網絡等) 進行處理。即，與改寫處理伴隨的新的基準紙幣數據，可以對應于預定的通信協議經由網絡 輸入，也可以經由預定的輸入端口從外部存儲介質等輸入。或者，若基準數據存儲部為ROM 等存儲單元，則可以更換其自身。如此，通過改寫在存儲單元中存儲的紙幣的基準紙幣數 據，一個識別裝置可以容易地應用于多種紙幣的真偽判定處理。另外，所述判定紙張的真偽的判定處理部256b具有以下功能將所述檢測紙幣數
14據存儲部256a中存儲的實際檢測到的紙幣數據、與基準數據存儲部256c中與所照射的光 的波長相關聯地存儲的基準紙幣數據進行比較，判定該紙幣的真偽。在如上那樣構成的紙幣識別裝置中，對于紙幣的印刷區域，可以從第1發光部23 以及第2發光部27照射不同波長的光，因此，通過一個裝置可以進行不同類型的紙幣的真 偽判定。即，在紙幣的印刷區域中所使用的印刷油墨，具有根據其種類而吸收或反射特定波 長光(認為有1種以上)的特性，因此，可以選擇最適合于在進行真偽判定的紙幣中使用的 印刷油墨的波長光。因此，不需要針對每種紙幣準備其專用的識別裝置，例如，可以通過一 臺裝置統一對在多國間流通的紙幣進行識別處理。另外，即使使用不同類型的紙幣，也可以 實施準確的識別。另外，一般來說，在各個國家所使用的紙幣、或者今后新發行的紙幣中使用的印刷 油墨，認為在從紫外線頻帶到紅外線頻帶的范圍內的某處，產生透過光或反射光的峰值，因 此，若可以在上述頻帶內變更從第1發光部23以及第2發光部27照射的光的波長，則可以 應對大部分國家的紙幣。另外，上述第1發光部23以及第2發光部27，可以在通過紙幣傳送機構傳送紙幣 時照射預定波長的光，也可以在通過紙幣傳送機構傳送紙幣的期間，對所傳送的紙幣照射 不同波長光。例如，若沿著紙幣的傳送區域照射不同波長的光，則在沿著讀取方向使用了不 同印刷油墨等情況下，可以進一步提高紙張的識別精度。另外，關于照射光的區域，可以點狀地照射所傳送的紙幣的一部分，作為沿紙幣傳 送方向的線信息來進行數據讀取，也可以狹縫狀地照射寬度方向整體，作為面信息來進行 數據讀取。于是，通過作為面信息而取得數據可以得到2維的圖像信息，可以進一步提高紙 幣的識別精度。以上，說明了本發明的實施方式，但在上述第1實施方式中，可以是在讀取所傳送 的紙幣時，通過使讀取到的圖像數據的像素數增減來取得莫爾數據，根據具有該莫爾數據 的紙幣的圖像數據識別紙幣的真偽的結構，關于除此以外的結構，可以進行適當變形。例 如，關于進行紙幣的讀取的讀取單元(傳感器)的結構或配置形態，不限定于上述實施方 式，可以進行各種變更。另外，在上述第2實施方式中，關于對紙幣照射光的發光元件，可以是波長可以進 行可變控制的結構，關于波長的控制方法或所使用的發光元件的結構不特別地限定。另外， 當然可以將這種波長可變的發光元件(包含面發光元件、可以對紙張照射線狀的光的發光 元件)應用于第1實施方式中的第1發光部23或第2發光部27，關于在第1實施方式中的 基準數據存儲部中存儲的紙張基準數據，可以構成為可以進行改寫處理。另外，關于使得可以照射不同波長的光的可變波長發光單元，除了如上所述通過 電壓控制等由一個發光元件照射多個波長的光的結構以外，例如也可以是使用照射特定波 長的光的多個發光元件(例如照射紫外光區域的光的發光元件、照射可見光區域的光的發 光元件、照射紅外光區域的光的發光元件等)的結構。即，通過使這些多個發光元件的某一 個選擇性地發光，或者改變各發光元件的光量，可以在控制電路的程序上，照射改變波長后 的光。另外，可以例如用一個發光元件覆蓋從紫外光區域到可見光區域的范圍，用別的 發光元件覆蓋從可見光區域到紅外光區域的范圍等，在短波長區域內使用可以實現可變波長的多個發光元件覆蓋從紫外光區域到紅外光區域的范圍。而且，在上述第1以及第2實施方式中，可以從紫外線頻帶到紅外線頻帶內，指定 特定的頻帶來使用。另外，可以設置多個可變波長發光元件，將一方用于紅外光區域，將另 一方用于紫外光區域等，關于實際發光的波長，可以進行適當組合。通過如此構成，限定了 照射的波長，因此可以將基準紙張數據與波長準確地對應起來，提高了真偽判定時的一致 性。產業上的可利用性本發明的紙張識別裝置不限于游戲介質貸出裝置，可以安裝于通過插入紙幣來提 供商品或服務的各種裝置中。另外，作為本發明的紙張識別裝置，在上述實施方式中舉例說 明了處理紙幣的裝置，但除了紙幣以外，也可以作為進行代金券或其它有價證券等的真偽 判定的裝置來應用。
1權利要求
一種紙張識別裝置，其特征在于，具備可變波長發光部，其能夠對紙張的印刷區域照射不同波長的光；檢測部，其對于從所述可變波長發光部發出的光，檢測從紙張得到的透過光以及反射光中的至少某一種；存儲部，其根據對紙張照射的光的波長，存儲以該波長的光得到的紙張的基準紙張數據；以及真偽判定部，其將通過所述檢測部檢測出的紙張數據，與基于所照射的光的波長的所述基準紙張數據進行比較，判定該紙張的真偽。
2.根據權利要求1所述的紙張識別裝置，其特征在于，所述可變波長發光部，包括照射特定的不同波長的光的多個發光元件， 通過使所述多個發光元件中的某一個選擇性地發光，照射改變波長后的光。
3.根據權利要求1所述的紙張識別裝置，其特征在于，所述可變波長發光部，在從紫外線頻帶到紅外線頻帶的范圍內，能夠對紙張照射任意 波長的光。
4.根據權利要求1所述的紙張識別裝置，其特征在于，所述可變波長發光部，在傳送紙張期間，能夠對被傳送的紙張照射不同波長的光。
5.根據權利要求1所述的紙張識別裝置，其特征在于，所述可變波長發光部沿著紙張的傳送方向被配置，能夠對紙張照射線狀的光。
6.根據權利要求1所述的紙張識別裝置，其特征在于， 所述可變波長發光部具有面發光元件。
7.根據權利要求1所述的紙張識別裝置，其特征在于， 所述存儲部能夠改寫紙張的基準紙張數據。
全文摘要
本發明的紙幣識別裝置具有可變波長發光部，其能夠對紙張的印刷區域照射不同波長的光；檢測部，其對于從所述可變波長發光部發出的光，檢測從紙張得到的透過光以及反射光中的至少某一種；存儲部，其根據對紙張照射的光的波長，存儲以該波長的光得到的紙張的基準紙張數據；以及真偽判定部，其將通過所述檢測部檢測出的紙張數據，與基于所照射的光的波長的所述基準紙張數據進行比較，判定該紙張的真偽。
文檔編號G07D7/20GK101882339SQ20101022502
公開日2010年11月10日 申請日期2007年7月31日 優先權日2006年9月29日
發明者富士本淳, 榆木孝夫, 野中誠之 申請人:阿魯策株式會社;株式會社賽塔