专利名称：纸质识别方法
技术领域：
本发明涉及检测纸张类的纸质的方法和装置，特别是涉及对有价证券，纸币等的纸张类进行处理的设备的纸质识别方法和装置。
背景技术：
作为检测纸张类的纸质的方法，有象JP特开平8-180189号文献所描述的那样，着眼于在纸张类的制造步骤中作成纸纤维的特有结构的技术。在该技术中，获取特定的纸币所特有的结构(制入在纸中的有规律的花纹)造成的格状的深浅图案，进行数据分析，对纸质进行识别。另外，有象JP特开平11-139620号文献所描述的那样，利用由于纸张类的纸质的不同而在传送时的摩擦不同的情况，从传送规定距离所需的时间，判定纸质的方法。
另外，有象JP特开平10-232166号文献所描述的那样，涉及能够识别不包含金属的纸的材质的的纸捆的分选方法的技术。在该技术中，对纸捆照射近红外线，通过决定材质固有的近红外线波长的吸光度的峰值的波长，而识别纸撂捆的种类。
JP特开平8-180189号文献中着眼的格状的深浅图案，是为了识别真正的纸币而制入在纸币所采用的纸中。但是，即使在同一纸质的情况下，如果制造工序不同，则该深浅图案发生变化。因此，由于该格状的深浅图案的差异造成的影响，具有不能够通过1个数据分析法，进行精密的识别的问题。另外，在JP特开平11-139620号文献的技术中，由于湿度的影响或纸质劣化等，纸张类的摩擦程度和硬度发生变化，由此，具有不是在限定的情况下不能适用的问题。
另外，在JP特开平10-232166号文献的技术中，为了决定吸光度的峰值的波长，必须导出800～2500nm范围内所有的反射光量。因此，所需要的时间，对象有价证券，纸币等那样必需高速处理的纸张类等具有时间过长的问题。
发明的内容本发明的目的在于提供一种不依赖因制造工序的差异产生的深浅图案，而识别纸质的技术。另外，本发明的另一目的在于提供一种不受温度的影响和纸质劣化的影响而识别纸张类的技术。此外，本发明的还一目的在于提供一种高速地进行精密的纸质识别技术。根据下面的描述，会明白本发明的其它目的。
在本发明中，对纸张类照射波长不同的种类的光，测定其反射光的吸光度，根据该吸光度差，识别纸张类的纸质。更具体地说，导出波长不同的2个红外线的吸光度，根据这些吸光度的相差程度，即吸光度差或吸光度比，指定纸质。
图1是本发明的一个实施例的识别纸张类的测定装置的方框图，图2是本发明的一个实施例的纸张类的纸质识别的处理流程。图3为表示各纸张类的吸光度差(反射法)的图，图4为表示各纸张类的吸光度差(透过法)的图，图5为表示各纸张类的吸光度差(透过法补偿)的图。
具体实施例方式
当得出本发明时，对各种各样的，近红外的分光光谱进行了分析。其结果是，针对吸光度，找出表示各纸张类特有的吸收度的多个波长。导出由这些波长的组合的吸光度差，通过采用该吸光度差，可以在不依赖制造工序的差异造成的深浅图案的情况下，高速地，并且精密地识别纸质，或在不受到温度的影响，纸质劣化的影响的情况下，识别纸张类的纸质。下面通过附图，对本发明的实施例进行描述。
本实施例采用2种光进行测光，这2种光属于波长800～2200mm的范围内的区域，采用这些测光值，识别纸张类的纸质。该800～2200nm的范围内的区域在本实施例中，称为“近红外线区域”。
图1表示实现本发明的测定装置。该测定装置1装配于图中未示出的纸币鉴别设备，纸币自动处理设备等中。
该测定装置1由下述部分形成，该下述部分包括发光部2，该发光部2照射波长不同的光；感光部3，该感光部3接收由发光部2发出的光经纸页反射后的反射光；存储部4，该存储部4存储纸页的纸质与该纸质的吸光度差的对应表；控制部5，该控制部5根据通过感光部3接收的反射光，计算吸光度差，参照存储于存储部4中的表(图中未示出)，对纸质进行识别；显示部6，该显示部6显示控制部5的识别结果。
上述发光部2也可这样形成，其具有独立的2个发光机构，该2个发光机构生成特定波长幅度的光，该发光部2还可这样形成，其通过滤光器生成2个波长。另外，还可这样形成，即，在发光部2处，生成多个不同的波长，在感光部，设置使2个波长透过的滤光器。
另外，在上述图1的方案中，通过测定由纸页反射测定用的光时的反射光的衰竭量的反射法，计算吸光度。但是，即使采用测定测定用的光透过纸页时的透过光的衰竭量的透过法，也没有关系，可以采用任何一种方法。此外，在本实施例中，透过法与反射法中的任一个均采用2个波长之间的吸光度差，或吸光度比作为识别用参数。
如果所采用的2个波长为D1，D2(D1＜D2)，则2个波长之间的吸光度差DA由下述公式(1)定义。
DA＝LOG(ID2/ID2，0)-LOG(ID1/ID1，0)…(1)在这里，ID2，ID2，0分别表示不具有纸时的D1，D2的反射光的光强度。ID1，ID2分别表示具有纸时的D1，D2的反射光的光强度。另外，在采用透过光的场合，ID1，0，ID1，ID2，0，ID2分别表示透过光的光强度。
同样，2个波长之间的吸光度比Ar由下述公式(2)定义。
Ar＝LOG(ID1/ID1，0)/LOG(ID2/ID2，0)…(2)作为2种测光用的光，通过上述分光光谱的分析，判明了下述情况。即，最好采用分别以1480nm，2100nm为中心，±30nm以内的波长。另外，所采用的光的波长带不特别受到限制，但是可分别在1～60nm的范围内使用。
在1480nm，2100nm附近的波长带，作为纸币的底子图案的格子状的深浅图案的制造工序造成的，各纸币的吸收的差异的影响较小。因此，采用这些波长带的各纸张类的吸收度，由此，不受到格子状的浓度图案的影响，可对纸质本身进行识别。另外，通过将这些波长的格子状的深浅图案的吸收度的特性组合，即采用这些波长的吸光度差，对纸币的格子状的深浅进行补偿，可进行更高精度的纸质识别。
此外，在1480nm，2100nm附近，对应于纤维素中的直链淀粉(包含支链淀粉)的含量，相应波长的吸收强度差变化。因此，通过求得这些波长的各纸币类的吸收度，可特定直链淀粉的含量，进而，可知道纸币所采用的材质。
另外，在1900～2000nm之间，强烈地呈现经吸湿的水分的吸收现象。主要在800nm以下的可见光区域，强烈地呈现伴随性能退化的纸质的变化(变黄等造成的吸收的增加)。因此，通过测定上述波长的吸收度，这些环境的影响，性能退化的影响也减小，可进行更高精度的识别。
下面通过图2，对本实施例的纸张类的纸质识别的处理流程进行描述。
首先，发光部2向测定对象的纸张类，照射波长不同的2种光(步骤11)。接着，感光部3接收来自纸张类的反射光(步骤12)。如果感光部2接收到反射光，则控制部5测定该接收的反射光的各别的吸光度光谱(步骤13)，并且计算2个反射光的吸光度差(步骤14)。另外，控制部5参照存储于存储部中的纸质与吸光度差的对应表(图中未示出)，识别纸张类的纸质(步骤15)。
在这里，图3表示通过反射法，测定2个波长之间的吸光度差的测定结果。作为纸张类，采用普通复印纸(1)，彩色复印纸A(2)，B(3)，表面涂敷纸A(4)，B(5)，胶(デルミナ)纸(6)，绝缘牛皮纸(7)，滤纸(8)，纸币A(9)，纸币B(10)，纸币C(11)。()内的数字为图3中的横轴所表示的各种纸页的序号。
首先，测定装置采用设置有内径为150mm的积分球机构的自动记录分光光度仪。识别对象的纸页试验片的尺寸为边长是50mm的方形(但是，纸币处于原样状态)。在波长在900～2200nm的区域，测定这些试验片的(反射)吸光度光谱。从求出的光谱，读取2个波长(1480nm，2100nm)的吸光度，采用上述公式(1)计算吸光度差。其结果是，象图4所示的那样，对应于纸张类的纸质，可确认明确的差别。
另外，在实验中，在波长为900～2200nm的区域，测定吸光度光谱，但是在测定装置中，求出2个不同的波长的吸光度。象这样，由于采用对特定的2个波长的红外线的各纸张类的吸光度，故识别对象的纸张类的花纹的影响很小，可以简单的结构，快速地进行精度良好的识别。另外，在本发明中，采用有效特定直链淀粉中的含量的2个波长，将其用于纸质判别。通过这样的方案，根据直链淀粉中的含量，判定纸质，另外，可有效地进行采用该纸的纸币的识别。
在实现本发明的时刻，要求成为识别对象的纸币的传送机构的速度，在数百张～数千张/秒。因此，要求相同程度的纸币的识别速度。为了在该速度下，进行精度良好的纸质的判断，本实施例的技术是非常有效的。
下面对本发明的另一实施例进行描述。在下面描述的实施例，是对以在近红外区域具有吸收影响的染料，颜料等印刷，着色的纸张类，进行精度良好的纸质识别的技术。本实施例的构成对经过印刷，着色的纸张类，采用波长在800～2200nm的范围内的3种光，进行测光，在纸张类的纸质的识别中，补偿因对该纸张类的表面进行印刷等造成的测光值的影响。
在这里，在这3种测光中所采用的光中，较长波长侧的2个波长为用于识别纸张类的纸质本身的测光用波长。作为该2个波长，与前述实施例相同，最好采用分别以1480nm，2100nm为中心，±30nm以内的波长。另外，所采用的光的波长带也同样不特别加以限制，但是可分别在1～60nm的范围内使用。
采用作为本实施例的特征的第3测光用波长，用以对通过在近红外区域具有吸收影响的染料，颜料等进行印刷，着色的纸张类，进行测光值的影响的补偿。即，如果因各种颜料，污物造成的影响，反射光量衰减，则吸光度光谱的基准增加。由于在这样的状态时，吸收峰值相对较小，故必须采用基准值，对绝对值进行补偿。
作为上述第3测光用的波长，在900～1000nm的区域，最好波长带在1～60mm之间选择。最好，波长带采用找出上述反射度的红外线光相同的类型。
另外，作为该测光方法，与前述的实施例相同，无论是反射法，还是透过法都无妨，可采用任何一种方法。对于透过法与反射法的任一种，作为识别用参数，都采用由上述公式(1)表示的2个波长之间的吸光度差，或由上述公式(2)表示的吸光度比。
本实施例的测定装置与图1所示的相同，处理流程也与图2相同。本实施例与第1实施例的不同之处在于控制部5对经印刷，着色的纸张类，进行采用第3测光用波长的光而进行的测光值的补偿处理。
此外，上述补偿处理采用下述公式。
ΔIR＝I1-I2…(3)I(新)1/I1C(用过的)＝C…(4)补偿值ΔIR’＝ΔIR/C …(5)
在这里，与图4相同，测定2个波长之间的吸光度差。但是与图4的场合不同，采用透过法，导出吸光度，但其它的装置或试验片的尺寸与图4的测定场合相同。作为纸张类，采用普通复印纸(1)，彩色复印纸A(2)，B(3)，表面涂敷纸A(4)，B(5)，胶(デルミナ)纸(6)，绝缘牛皮纸(7)，滤纸(8)，纸A(9)，纸B(10)，纸C(11)。
象图4表示各纸张类的吸光度差(透过法)那样，可对应于纸张类的纸质，确认差值。但是，象No.6，9，11那样，虽然具有差值，但是该差值也接近。于是，如果将上述(透过)吸光度补偿到单位厚度的吸光度，则获得图5的结果，可对应于纸张类的纸质，确认明确的差值。象这样，厚度补偿适合厚度不同的纸张类的纸质识别。
权利要求
1.一种纸质识别方法，该方法包括下述步骤对测定对象的纸张类，照射波长不同的近红外线区域的2种光；分别导出照射这2种光的纸张类的吸光度；根据已导出的吸光度，计算吸光度差；根据在存储机构中具有的纸张类的纸质，与该纸质的吸光度差对应的信息，由上述计算出的吸光度差，识别纸张类的纸质。
2.根据权利要求1所述的纸质识别方法，其特征在于上述近红外线区域为波长在800～2200nm的范围内2种光。
3.根据权利要求1所述的纸质识别方法，其特征在于上述2种光的波长分别在以1480nm，2100nm为中心的±30nm范围内。
4.根据权利要求1所述的纸质识别方法，其特征在于分别测定上述2种光的照射的反射光，导出上述吸光度。
5.根据权利要求1所述的纸质识别方法，其特征在于分别测定上述2种光的照射的透过光，导出上述吸光度。
6.根据权利要求1所述的纸质识别方法，其特征在于采用吸光度比，以代替上述吸光度差。
7.根据权利要求1所述的纸质识别方法，其特征在于对上述测定对象的纸张类，照射第3种光；对上述第3种光的反射光的吸光度进行补偿；导出上述第3种光的吸光度；根据上述计算出的吸光度差和上述已补偿的吸光度，识别纸张类的纸质。
8.根据权利要求7所述的纸质识别方法，其特征在于上述第3种光的中心波长在900～1000nm的区域中。
9.一种纸质识别装置，该纸质识别装置包括发光部，该发光部对测定对象的纸张类，照射波长不同的近红外线区域的2种光；感光部，该感光部接收用以导出照射这2种光的纸张类的吸光度所必需的光；控制部，该控制部从上述感光部接收的光，计算相应的2种光的吸光度，并根据在存储机构中具有的纸张类的纸质，与该纸质的吸光度差对应的信息，由上述计算出的吸光度差，识别纸张类的纸质。
10.根据权利要求9所述的纸质识别装置，其特征在于近红外区域指波长在800～2200nm的范围(内的2种光)。
11.根据权利要求9所述的纸质识别装置，其特征在于上述2种光的波长分别在以1480nm，2100nm为中心，±30nm以内。
12.根据权利要求9所述的纸质识别装置，其特征在于上述感光部分别接受对上述2种光的照射的反射光，上述控制部根据上述反射光，导出上述吸光度。
13.根据权利要求9所述的纸质识别装置，其特征在于上述感光部分别接受对上述2种光的照射的透过光，上述控制部根据上述透过光，导出上述吸光度。
14.根据权利要求9所述的纸质识别装置，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.根据权利要求9所述的纸质识别装置，其特征在于上述发光部还对上述测定对象的纸张类，照射第3种光；上述控制部导出上述第3种光的吸光度，进行补偿处理；根据上述计算出的吸光度差和上述经补偿处理的吸光度，识别纸张类的纸质。
16.根据权利要求15所述的纸质识别装置，其特征在于上述第3种光的波长的中心在900～1000nm的区域内。
17.根据权利要求8所述的纸质识别装置，其特征在于上述纸张类为纸币。
18.一种纸质识别装置，该纸质识别装置包括传送机构，该传送机构传送纸币；测定机构，该测定机构测定通过上述传送机构传送的纸币对以1480nm为中心具有波长幅度的第1波长的第1吸光度和以2100nm为中心具有波长幅的第2波长的第2吸光度所必需的物理量；存储部，该存储部存储所识别的纸币的纸质与上述第1，第2吸光度的差所对应的信息；控制部，该控制部根据通过上述测定机构测定的物理量，导出第1，第2吸光度，并根据上述存储部所具有的上述信息，识别上述纸币的真假。
19.根据权利要求18所述的纸质识别装置，其特征在于上述测定机构测定对上述第1，第2波长的上述纸币的反射光。
20.根据权利要求18所述的纸质识别装置，其特征在于上述测定机构测定对上述第1，第2波长的上述纸币的透过光；上述控制部根据上述透过光，计算上述第1，第2波长的吸光度。
21.根据权利要求18所述的纸质识别装置，其特征在于上述传送机构的传送速度为每秒500张。
全文摘要
本发明提供一种纸币识别方法,该方法不依赖于因制造工序的差异而产生的深浅图案来识别纸质,不受湿度的影响和纸质劣化的影响,而识别纸张类的纸质。照射2种波长不同的红外线,采用该测光值的吸光度差来识别纸张类的纸质。
文档编号G07D7/00GK1381714SQ0212058
公开日2002年11月27日 申请日期2002年2月15日 优先权日2001年2月15日
发明者上村敏朗, 竹泽由高, 加纳光成, 片桐纯一, 水野英治 申请人:株式会社日立制作所