專利名稱：紙質(zhì)識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測紙張類的紙質(zhì)的方法和裝置，特別是涉及對有價(jià)證券，紙幣等的紙張類進(jìn)行處理的設(shè)備的紙質(zhì)識(shí)別方法和裝置。
背景技術(shù)：
作為檢測紙張類的紙質(zhì)的方法，有象JP特開平8-180189號文獻(xiàn)所描述的那樣，著眼于在紙張類的制造步驟中作成紙纖維的特有結(jié)構(gòu)的技術(shù)。在該技術(shù)中，獲取特定的紙幣所特有的結(jié)構(gòu)(制入在紙中的有規(guī)律的花紋)造成的格狀的深淺圖案，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，對紙質(zhì)進(jìn)行識(shí)別。另外，有象JP特開平11-139620號文獻(xiàn)所描述的那樣，利用由于紙張類的紙質(zhì)的不同而在傳送時(shí)的摩擦不同的情況，從傳送規(guī)定距離所需的時(shí)間，判定紙質(zhì)的方法。
另外，有象JP特開平10-232166號文獻(xiàn)所描述的那樣，涉及能夠識(shí)別不包含金屬的紙的材質(zhì)的的紙捆的分選方法的技術(shù)。在該技術(shù)中，對紙捆照射近紅外線，通過決定材質(zhì)固有的近紅外線波長的吸光度的峰值的波長，而識(shí)別紙撂捆的種類。
JP特開平8-180189號文獻(xiàn)中著眼的格狀的深淺圖案，是為了識(shí)別真正的紙幣而制入在紙幣所采用的紙中。但是，即使在同一紙質(zhì)的情況下，如果制造工序不同，則該深淺圖案發(fā)生變化。因此，由于該格狀的深淺圖案的差異造成的影響，具有不能夠通過1個(gè)數(shù)據(jù)分析法，進(jìn)行精密的識(shí)別的問題。另外，在JP特開平11-139620號文獻(xiàn)的技術(shù)中，由于濕度的影響或紙質(zhì)劣化等，紙張類的摩擦程度和硬度發(fā)生變化，由此，具有不是在限定的情況下不能適用的問題。
另外，在JP特開平10-232166號文獻(xiàn)的技術(shù)中，為了決定吸光度的峰值的波長，必須導(dǎo)出800～2500nm范圍內(nèi)所有的反射光量。因此，所需要的時(shí)間，對象有價(jià)證券，紙幣等那樣必需高速處理的紙張類等具有時(shí)間過長的問題。
發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種不依賴因制造工序的差異產(chǎn)生的深淺圖案，而識(shí)別紙質(zhì)的技術(shù)。另外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種不受溫度的影響和紙質(zhì)劣化的影響而識(shí)別紙張類的技術(shù)。此外，本發(fā)明的還一目的在于提供一種高速地進(jìn)行精密的紙質(zhì)識(shí)別技術(shù)。根據(jù)下面的描述，會(huì)明白本發(fā)明的其它目的。
在本發(fā)明中，對紙張類照射波長不同的種類的光，測定其反射光的吸光度，根據(jù)該吸光度差，識(shí)別紙張類的紙質(zhì)。更具體地說，導(dǎo)出波長不同的2個(gè)紅外線的吸光度，根據(jù)這些吸光度的相差程度，即吸光度差或吸光度比，指定紙質(zhì)。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的識(shí)別紙張類的測定裝置的方框圖，圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的紙張類的紙質(zhì)識(shí)別的處理流程。圖3為表示各紙張類的吸光度差(反射法)的圖，圖4為表示各紙張類的吸光度差(透過法)的圖，圖5為表示各紙張類的吸光度差(透過法補(bǔ)償)的圖。
具體實(shí)施例方式
當(dāng)?shù)贸霰景l(fā)明時(shí)，對各種各樣的，近紅外的分光光譜進(jìn)行了分析。其結(jié)果是，針對吸光度，找出表示各紙張類特有的吸收度的多個(gè)波長。導(dǎo)出由這些波長的組合的吸光度差，通過采用該吸光度差，可以在不依賴制造工序的差異造成的深淺圖案的情況下，高速地，并且精密地識(shí)別紙質(zhì)，或在不受到溫度的影響，紙質(zhì)劣化的影響的情況下，識(shí)別紙張類的紙質(zhì)。下面通過附圖，對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。
本實(shí)施例采用2種光進(jìn)行測光，這2種光屬于波長800～2200mm的范圍內(nèi)的區(qū)域，采用這些測光值，識(shí)別紙張類的紙質(zhì)。該800～2200nm的范圍內(nèi)的區(qū)域在本實(shí)施例中，稱為“近紅外線區(qū)域”。
圖1表示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的測定裝置。該測定裝置1裝配于圖中未示出的紙幣鑒別設(shè)備，紙幣自動(dòng)處理設(shè)備等中。
該測定裝置1由下述部分形成，該下述部分包括發(fā)光部2，該發(fā)光部2照射波長不同的光；感光部3，該感光部3接收由發(fā)光部2發(fā)出的光經(jīng)紙頁反射后的反射光；存儲(chǔ)部4，該存儲(chǔ)部4存儲(chǔ)紙頁的紙質(zhì)與該紙質(zhì)的吸光度差的對應(yīng)表；控制部5，該控制部5根據(jù)通過感光部3接收的反射光，計(jì)算吸光度差，參照存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部4中的表(圖中未示出)，對紙質(zhì)進(jìn)行識(shí)別；顯示部6，該顯示部6顯示控制部5的識(shí)別結(jié)果。
上述發(fā)光部2也可這樣形成，其具有獨(dú)立的2個(gè)發(fā)光機(jī)構(gòu)，該2個(gè)發(fā)光機(jī)構(gòu)生成特定波長幅度的光，該發(fā)光部2還可這樣形成，其通過濾光器生成2個(gè)波長。另外，還可這樣形成，即，在發(fā)光部2處，生成多個(gè)不同的波長，在感光部，設(shè)置使2個(gè)波長透過的濾光器。
另外，在上述圖1的方案中，通過測定由紙頁反射測定用的光時(shí)的反射光的衰竭量的反射法，計(jì)算吸光度。但是，即使采用測定測定用的光透過紙頁時(shí)的透過光的衰竭量的透過法，也沒有關(guān)系，可以采用任何一種方法。此外，在本實(shí)施例中，透過法與反射法中的任一個(gè)均采用2個(gè)波長之間的吸光度差，或吸光度比作為識(shí)別用參數(shù)。
如果所采用的2個(gè)波長為D1，D2(D1＜D2)，則2個(gè)波長之間的吸光度差DA由下述公式(1)定義。
DA＝LOG(ID2/ID2，0)-LOG(ID1/ID1，0)…(1)在這里，ID2，ID2，0分別表示不具有紙時(shí)的D1，D2的反射光的光強(qiáng)度。ID1，ID2分別表示具有紙時(shí)的D1，D2的反射光的光強(qiáng)度。另外，在采用透過光的場合，ID1，0，ID1，ID2，0，ID2分別表示透過光的光強(qiáng)度。
同樣，2個(gè)波長之間的吸光度比Ar由下述公式(2)定義。
Ar＝LOG(ID1/ID1，0)/LOG(ID2/ID2，0)…(2)作為2種測光用的光，通過上述分光光譜的分析，判明了下述情況。即，最好采用分別以1480nm，2100nm為中心，±30nm以內(nèi)的波長。另外，所采用的光的波長帶不特別受到限制，但是可分別在1～60nm的范圍內(nèi)使用。
在1480nm，2100nm附近的波長帶，作為紙幣的底子圖案的格子狀的深淺圖案的制造工序造成的，各紙幣的吸收的差異的影響較小。因此，采用這些波長帶的各紙張類的吸收度，由此，不受到格子狀的濃度圖案的影響，可對紙質(zhì)本身進(jìn)行識(shí)別。另外，通過將這些波長的格子狀的深淺圖案的吸收度的特性組合，即采用這些波長的吸光度差，對紙幣的格子狀的深淺進(jìn)行補(bǔ)償，可進(jìn)行更高精度的紙質(zhì)識(shí)別。
此外，在1480nm，2100nm附近，對應(yīng)于纖維素中的直鏈淀粉(包含支鏈淀粉)的含量，相應(yīng)波長的吸收強(qiáng)度差變化。因此，通過求得這些波長的各紙幣類的吸收度，可特定直鏈淀粉的含量，進(jìn)而，可知道紙幣所采用的材質(zhì)。
另外，在1900～2000nm之間，強(qiáng)烈地呈現(xiàn)經(jīng)吸濕的水分的吸收現(xiàn)象。主要在800nm以下的可見光區(qū)域，強(qiáng)烈地呈現(xiàn)伴隨性能退化的紙質(zhì)的變化(變黃等造成的吸收的增加)。因此，通過測定上述波長的吸收度，這些環(huán)境的影響，性能退化的影響也減小，可進(jìn)行更高精度的識(shí)別。
下面通過圖2，對本實(shí)施例的紙張類的紙質(zhì)識(shí)別的處理流程進(jìn)行描述。
首先，發(fā)光部2向測定對象的紙張類，照射波長不同的2種光(步驟11)。接著，感光部3接收來自紙張類的反射光(步驟12)。如果感光部2接收到反射光，則控制部5測定該接收的反射光的各別的吸光度光譜(步驟13)，并且計(jì)算2個(gè)反射光的吸光度差(步驟14)。另外，控制部5參照存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部中的紙質(zhì)與吸光度差的對應(yīng)表(圖中未示出)，識(shí)別紙張類的紙質(zhì)(步驟15)。
在這里，圖3表示通過反射法，測定2個(gè)波長之間的吸光度差的測定結(jié)果。作為紙張類，采用普通復(fù)印紙(1)，彩色復(fù)印紙A(2)，B(3)，表面涂敷紙A(4)，B(5)，膠(デルミナ)紙(6)，絕緣牛皮紙(7)，濾紙(8)，紙幣A(9)，紙幣B(10)，紙幣C(11)。()內(nèi)的數(shù)字為圖3中的橫軸所表示的各種紙頁的序號。
首先，測定裝置采用設(shè)置有內(nèi)徑為150mm的積分球機(jī)構(gòu)的自動(dòng)記錄分光光度儀。識(shí)別對象的紙頁試驗(yàn)片的尺寸為邊長是50mm的方形(但是，紙幣處于原樣狀態(tài))。在波長在900～2200nm的區(qū)域，測定這些試驗(yàn)片的(反射)吸光度光譜。從求出的光譜，讀取2個(gè)波長(1480nm，2100nm)的吸光度，采用上述公式(1)計(jì)算吸光度差。其結(jié)果是，象圖4所示的那樣，對應(yīng)于紙張類的紙質(zhì)，可確認(rèn)明確的差別。
另外，在實(shí)驗(yàn)中，在波長為900～2200nm的區(qū)域，測定吸光度光譜，但是在測定裝置中，求出2個(gè)不同的波長的吸光度。象這樣，由于采用對特定的2個(gè)波長的紅外線的各紙張類的吸光度，故識(shí)別對象的紙張類的花紋的影響很小，可以簡單的結(jié)構(gòu)，快速地進(jìn)行精度良好的識(shí)別。另外，在本發(fā)明中，采用有效特定直鏈淀粉中的含量的2個(gè)波長，將其用于紙質(zhì)判別。通過這樣的方案，根據(jù)直鏈淀粉中的含量，判定紙質(zhì)，另外，可有效地進(jìn)行采用該紙的紙幣的識(shí)別。
在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的時(shí)刻，要求成為識(shí)別對象的紙幣的傳送機(jī)構(gòu)的速度，在數(shù)百張～數(shù)千張/秒。因此，要求相同程度的紙幣的識(shí)別速度。為了在該速度下，進(jìn)行精度良好的紙質(zhì)的判斷，本實(shí)施例的技術(shù)是非常有效的。
下面對本發(fā)明的另一實(shí)施例進(jìn)行描述。在下面描述的實(shí)施例，是對以在近紅外區(qū)域具有吸收影響的染料，顏料等印刷，著色的紙張類，進(jìn)行精度良好的紙質(zhì)識(shí)別的技術(shù)。本實(shí)施例的構(gòu)成對經(jīng)過印刷，著色的紙張類，采用波長在800～2200nm的范圍內(nèi)的3種光，進(jìn)行測光，在紙張類的紙質(zhì)的識(shí)別中，補(bǔ)償因?qū)υ摷垙堫惖谋砻孢M(jìn)行印刷等造成的測光值的影響。
在這里，在這3種測光中所采用的光中，較長波長側(cè)的2個(gè)波長為用于識(shí)別紙張類的紙質(zhì)本身的測光用波長。作為該2個(gè)波長，與前述實(shí)施例相同，最好采用分別以1480nm，2100nm為中心，±30nm以內(nèi)的波長。另外，所采用的光的波長帶也同樣不特別加以限制，但是可分別在1～60nm的范圍內(nèi)使用。
采用作為本實(shí)施例的特征的第3測光用波長，用以對通過在近紅外區(qū)域具有吸收影響的染料，顏料等進(jìn)行印刷，著色的紙張類，進(jìn)行測光值的影響的補(bǔ)償。即，如果因各種顏料，污物造成的影響，反射光量衰減，則吸光度光譜的基準(zhǔn)增加。由于在這樣的狀態(tài)時(shí)，吸收峰值相對較小，故必須采用基準(zhǔn)值，對絕對值進(jìn)行補(bǔ)償。
作為上述第3測光用的波長，在900～1000nm的區(qū)域，最好波長帶在1～60mm之間選擇。最好，波長帶采用找出上述反射度的紅外線光相同的類型。
另外，作為該測光方法，與前述的實(shí)施例相同，無論是反射法，還是透過法都無妨，可采用任何一種方法。對于透過法與反射法的任一種，作為識(shí)別用參數(shù)，都采用由上述公式(1)表示的2個(gè)波長之間的吸光度差，或由上述公式(2)表示的吸光度比。
本實(shí)施例的測定裝置與圖1所示的相同，處理流程也與圖2相同。本實(shí)施例與第1實(shí)施例的不同之處在于控制部5對經(jīng)印刷，著色的紙張類，進(jìn)行采用第3測光用波長的光而進(jìn)行的測光值的補(bǔ)償處理。
此外，上述補(bǔ)償處理采用下述公式。
ΔIR＝I1-I2…(3)I(新)1/I1C(用過的)＝C…(4)補(bǔ)償值ΔIR’＝ΔIR/C …(5)
在這里，與圖4相同，測定2個(gè)波長之間的吸光度差。但是與圖4的場合不同，采用透過法，導(dǎo)出吸光度，但其它的裝置或試驗(yàn)片的尺寸與圖4的測定場合相同。作為紙張類，采用普通復(fù)印紙(1)，彩色復(fù)印紙A(2)，B(3)，表面涂敷紙A(4)，B(5)，膠(デルミナ)紙(6)，絕緣牛皮紙(7)，濾紙(8)，紙A(9)，紙B(10)，紙C(11)。
象圖4表示各紙張類的吸光度差(透過法)那樣，可對應(yīng)于紙張類的紙質(zhì)，確認(rèn)差值。但是，象No.6，9，11那樣，雖然具有差值，但是該差值也接近。于是，如果將上述(透過)吸光度補(bǔ)償?shù)絾挝缓穸鹊奈舛龋瑒t獲得圖5的結(jié)果，可對應(yīng)于紙張類的紙質(zhì)，確認(rèn)明確的差值。象這樣，厚度補(bǔ)償適合厚度不同的紙張類的紙質(zhì)識(shí)別。
權(quán)利要求
1.一種紙質(zhì)識(shí)別方法，該方法包括下述步驟對測定對象的紙張類，照射波長不同的近紅外線區(qū)域的2種光；分別導(dǎo)出照射這2種光的紙張類的吸光度；根據(jù)已導(dǎo)出的吸光度，計(jì)算吸光度差；根據(jù)在存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中具有的紙張類的紙質(zhì)，與該紙質(zhì)的吸光度差對應(yīng)的信息，由上述計(jì)算出的吸光度差，識(shí)別紙張類的紙質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙質(zhì)識(shí)別方法，其特征在于上述近紅外線區(qū)域?yàn)椴ㄩL在800～2200nm的范圍內(nèi)2種光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙質(zhì)識(shí)別方法，其特征在于上述2種光的波長分別在以1480nm，2100nm為中心的±30nm范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙質(zhì)識(shí)別方法，其特征在于分別測定上述2種光的照射的反射光，導(dǎo)出上述吸光度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙質(zhì)識(shí)別方法，其特征在于分別測定上述2種光的照射的透過光，導(dǎo)出上述吸光度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙質(zhì)識(shí)別方法，其特征在于采用吸光度比，以代替上述吸光度差。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙質(zhì)識(shí)別方法，其特征在于對上述測定對象的紙張類，照射第3種光；對上述第3種光的反射光的吸光度進(jìn)行補(bǔ)償；導(dǎo)出上述第3種光的吸光度；根據(jù)上述計(jì)算出的吸光度差和上述已補(bǔ)償?shù)奈舛龋R(shí)別紙張類的紙質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的紙質(zhì)識(shí)別方法，其特征在于上述第3種光的中心波長在900～1000nm的區(qū)域中。
9.一種紙質(zhì)識(shí)別裝置，該紙質(zhì)識(shí)別裝置包括發(fā)光部，該發(fā)光部對測定對象的紙張類，照射波長不同的近紅外線區(qū)域的2種光；感光部，該感光部接收用以導(dǎo)出照射這2種光的紙張類的吸光度所必需的光；控制部，該控制部從上述感光部接收的光，計(jì)算相應(yīng)的2種光的吸光度，并根據(jù)在存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中具有的紙張類的紙質(zhì)，與該紙質(zhì)的吸光度差對應(yīng)的信息，由上述計(jì)算出的吸光度差，識(shí)別紙張類的紙質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的紙質(zhì)識(shí)別裝置，其特征在于近紅外區(qū)域指波長在800～2200nm的范圍(內(nèi)的2種光)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的紙質(zhì)識(shí)別裝置，其特征在于上述2種光的波長分別在以1480nm，2100nm為中心，±30nm以內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的紙質(zhì)識(shí)別裝置，其特征在于上述感光部分別接受對上述2種光的照射的反射光，上述控制部根據(jù)上述反射光，導(dǎo)出上述吸光度。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的紙質(zhì)識(shí)別裝置，其特征在于上述感光部分別接受對上述2種光的照射的透過光，上述控制部根據(jù)上述透過光，導(dǎo)出上述吸光度。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的紙質(zhì)識(shí)別裝置，其特征在于上述控制部采用吸光度比，以代替上述吸光度差。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的紙質(zhì)識(shí)別裝置，其特征在于上述發(fā)光部還對上述測定對象的紙張類，照射第3種光；上述控制部導(dǎo)出上述第3種光的吸光度，進(jìn)行補(bǔ)償處理；根據(jù)上述計(jì)算出的吸光度差和上述經(jīng)補(bǔ)償處理的吸光度，識(shí)別紙張類的紙質(zhì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的紙質(zhì)識(shí)別裝置，其特征在于上述第3種光的波長的中心在900～1000nm的區(qū)域內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的紙質(zhì)識(shí)別裝置，其特征在于上述紙張類為紙幣。
18.一種紙質(zhì)識(shí)別裝置，該紙質(zhì)識(shí)別裝置包括傳送機(jī)構(gòu)，該傳送機(jī)構(gòu)傳送紙幣；測定機(jī)構(gòu)，該測定機(jī)構(gòu)測定通過上述傳送機(jī)構(gòu)傳送的紙幣對以1480nm為中心具有波長幅度的第1波長的第1吸光度和以2100nm為中心具有波長幅的第2波長的第2吸光度所必需的物理量；存儲(chǔ)部，該存儲(chǔ)部存儲(chǔ)所識(shí)別的紙幣的紙質(zhì)與上述第1，第2吸光度的差所對應(yīng)的信息；控制部，該控制部根據(jù)通過上述測定機(jī)構(gòu)測定的物理量，導(dǎo)出第1，第2吸光度，并根據(jù)上述存儲(chǔ)部所具有的上述信息，識(shí)別上述紙幣的真假。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的紙質(zhì)識(shí)別裝置，其特征在于上述測定機(jī)構(gòu)測定對上述第1，第2波長的上述紙幣的反射光。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的紙質(zhì)識(shí)別裝置，其特征在于上述測定機(jī)構(gòu)測定對上述第1，第2波長的上述紙幣的透過光；上述控制部根據(jù)上述透過光，計(jì)算上述第1，第2波長的吸光度。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的紙質(zhì)識(shí)別裝置，其特征在于上述傳送機(jī)構(gòu)的傳送速度為每秒500張。
全文摘要
本發(fā)明提供一種紙幣識(shí)別方法,該方法不依賴于因制造工序的差異而產(chǎn)生的深淺圖案來識(shí)別紙質(zhì),不受濕度的影響和紙質(zhì)劣化的影響,而識(shí)別紙張類的紙質(zhì)。照射2種波長不同的紅外線,采用該測光值的吸光度差來識(shí)別紙張類的紙質(zhì)。
文檔編號G07D7/00GK1381714SQ0212058
公開日2002年11月27日 申請日期2002年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月15日
發(fā)明者上村敏朗, 竹澤由高, 加納光成, 片桐純一, 水野英治 申請人:株式會(huì)社日立制作所