JP2009531754A - 拒否された金銭を記憶する能力を有する金銭受領機 - Google Patents

Abstract

紙幣受領機１は紙幣２の真正を証明し、紙幣の表面に対応する画像信号を生成する検出器１８を有する検知ステーションＳを備える。プロセッサ２４は画像信号を予め処理し、それをメモリ２５からの受領可能紙幣に対応する格納参照データと比較し、紙幣とその金種の信憑性を決定する。紙幣が拒否された場合には、画像信号に対応するデータがメモリ２５に格納され、後に暗号化され、解析のために離れた処理ステーション３８へ伝送される。次に、更新参照データは、処理ステーション３８からメモリ２５へ転送され、鑑識をうける紙幣と比較するために更新された格納参照データとして使用される。対応する硬貨受領機も同様に説明される。

Description

この発明は、硬貨や紙幣のような金銭用の受領機（acceptor）に関し、特に、複数の金種の受領機に適用されるが、それに限定されない。

背景
硬貨や紙幣の受領機は、よく知られている。硬貨受領機の一例は、我々のＧＢ−Ａ−２１６９４２９に記載されている。その受領機は、硬貨が走行して落下する通路を備え、それに沿って硬貨が硬貨検知ステーションを通過し、そのステーションでセンサーコイルが硬貨に一連の誘導試験を行って硬貨パラメータ信号を生成し、その信号が鑑識をうける硬貨の材料および金属含有量を表す。その硬貨パラメータ信号はデジタル化され、マイクロコントローラによって格納硬貨データと比較され、鑑識をうける硬貨の受領可能又は受領不可能を決定する。その硬貨が受領可能であると確認されたら、マイクロコントローラは、受領ゲートを操作し、硬貨は受領通路に導かれる。そうでない場合には、受領ゲートは閉じたままであり、硬貨は拒否通路へ導かれる。

紙幣受領機では、センサは紙幣の特性を検出する。例えば、光学検出器が紙幣の幾何学的サイズを検出するために使用され、透過や反射における光源へのスペクトル応答や磁気印刷インクの存在が適当なセンサによって検出される。従って、生成されるパラメータ信号はデジタル化され、前述の従来技術の硬貨受領機に似た方法で格納値と比較される。紙幣の受領可能性は、比較の結果に基づいて決定される。また、紙幣の金種は、紙幣の硬貨価値に対応する真実性が割り当てられるように決定される。

金銭（money item）受領機は、現在、本物の紙幣のほぼ９０％の受領を達成しているが、このパーセンテージの受領率を増大することが望まれている。鑑識をうける金銭と比較される格納参照データが非常に正確であることが要求され、これは本物の金銭の高い受領率を得るためにきわめて重大である。

発明の要旨
この発明によれば、受領機によって拒否された金銭に対応するデータが、後続の解析のために格納され、格納参照データを改良し、それによって本物の金銭に対する受領率を改善する。

この発明によれば、鑑識をうける金銭に対応するパラメータ信号を与える検出器、前記検出器からのパラメータ信号の少なくともいくつかに対応するパラメータデータを、受領可能な金銭に対応する格納参照データと比較し、鑑識をうける金銭を前記比較結果によって受け入れるか拒否するプロセッサ、および拒否されたときに、鑑識をうける金銭用のパラメータデータに対応するデータを格納するメモリを備える、鑑識をうける金銭を認証するための金銭受領機が提供される。

例えば、複数の拒否された金銭に対応する一群の格納データは、解析のために離れた場所へ伝送されてもよい。伝送されるデータは、拒否される金銭用のパラメータデータと格納参照データとの差の関数であってもよい。

伝送されるデータは安全性を与えるために暗号化されてもよい。

受領機はまた、受領されるとき、例えば、前記パラメータデータが、受領可能な金銭のパラメータ信号の値の確率分布の裾に対応する上下受領マージン内に入るとき、鑑識をうける金銭用のパラメータデータに対応するデータを格納するように形成されてもよい。

金銭受領機は、紙幣受領機又は硬貨受領機を備えてもよい。

この発明はまた、鑑識をうける金銭を検出してその金銭に対応するパラメータ信号を与え、パラメータ信号の少なくともいくつかに対応するパラメータを受領可能な金銭に対応する格納された参照データと比較し、鑑識をうける金銭を比較結果によって受領するか拒否し、そして、拒否されたときに、鑑識をうける金銭用のパラメータデータに対応するデータを格納することからなる、鑑識をうける金銭の真正を証明する方法を含む。

発明の実施形態の詳細な説明
この発明は、紙幣受領機と硬貨受領機の形態の両方の金銭受領機に適用され、それらの実例が以下に詳述される。ここで用いられる「金銭」という用語は、紙幣と硬貨の両方を含む。

紙幣受領機
紙幣受領機が図１と２に示される。ここに用いられる用語「紙幣（banknote）」は、特に中央銀行又は他の政府組織からバイヤーへ通貨として使用するために請求されて支払われる約束手形（promissory note）を意味し、「紙幣（paper money）」として知られ、米国では「代用貨幣（currency）」又は「手形（bill）」として知られ、また、商品券および引換券のような貨幣価値を有する他のシート状物体を含む。

図１と図２を参照すると、紙幣受領機１は、紙幣より広い入口３を介して紙幣２を受入れ、紙幣は検知ステーションＳを介して出口５へ破線で示される通路４に沿って進み、紙幣に対応する画像データが撮像され、その信憑性を決定する。

ソレノイド開閉ゲート６が出口５に設置され、受領可能な紙幣を矢印７で示す受領通路に沿って案内するか、又は受領不可能な紙幣を破線で示す拒否通路８に沿って案内する。あるいは、受領不可能な紙幣は、以下に詳述するように入口３を介して反対方向に戻される。

図２に示されるように、紙幣の通路４はプラテン１０を有し、離れた上部部分によって覆われた本体９に形成されている。図１に示されるように、プラテン１０は立設領域１２，１３によって形成され、立設領域１２，１３は通路４の側縁を形成する。紙幣２は、図示しない電気モータによって駆動されるベルト／プーリ機構１４とローラ１５とにより通路４に沿って搬送される。

鑑識をうける紙幣は、検知ステーションＳにおいて、３つの異なる方向からの光の照射によって照明され、両面の反射特性と透過特性が鑑識をうける。紙幣２の上面の反射を試験するために、光源１６−１がプラテン１０を横切るように延び、プラテン１０の全幅を横切る平坦なビームで照射光を下向きに導く。
光源１６−１の一列は、接近した列に配列された表面搭載ＬＥＤのアレイであり、散乱シートによって覆われた光箱の中で異なる波長の光を発射して広帯域の空間的に均一な照明を行う。その照射光は、可視光でも紫外線や赤外線のような非可視光でもよい。発光ポリマーシートやその他の光源が光箱の変形として用いられることが可能である。
光源１６−１からの照射光は、紙幣２によって平面鏡１７−１の方へ反射され、平面鏡１７−１はその反射光をセンサ１８−１へ導く。この列におけるセンサ１８−１は、一列が１２０画素のＣＣＤセンサを有するＴＡＯＳ素子を備える。使用時には、画素列の一部のみが使用され、製造時に生じる列のバラツキを吸収し、例えば、１２０画素の連続ラン（run）１０２のみが紙幣検出時の信号処理用として利用されることが可能である。

収束レンズ１９−１と付属の絞り２０−１とを備えたレンズ機構が、鏡１７−１からの光をセンサ１８へ導く。そのレンズ機構はテレセントリック（telecentric）でもよい。もっとも、他のレンズ形態を用いることもできる。テレセントリック機構の利点は、その機構が検知ステーションＳの領域においてレンズ２０−１からの紙幣２の距離の変化に関係なく固定されたサイズの画像を提供することである。画像の焦点特性は紙幣に対する距離の変化によって若干変化するが、画像のサイズは変化しない。絞り２０−１に***を用いることによって視野の深さが増大し、著しい焦点エラーを作らない。レンズシステムは、撮像システムに対する紙幣の動きや装置の製造時の組立て誤差にもかかわらず、画像サイズは常にＣＣＤセンサアレイ１８−１上で同数の画素をカバーする。

紙幣の透過特性を試験するために、第２光源１６−２がプラテン１０の幅にわたって延び透明窓２１を介して照射光が鏡１７−２の方へ導かれ、付設絞り２０−２を有するレンズ１９−２を介して第２ＣＣＤセンサアレイ１８−２へ反射される。

紙幣の下側の反射特性は、第３光源１６−３を用いて試験され、第３光源１６−３は照射光を窓２１の領域に導き、紙幣２によって鏡１７−２の方へ反射され、さらにセンサ１８−２とレンズ１９−２および絞り２０−２の機構に導かれる。

従って、紙幣は両側の光学的反射特性と、透過特性によって解析される。光源１６−１，２，３を選択的に使用することにより、適当なデータが収集され、図２と図３に示される処理回路２１へサンプリングデータが与えられる。紙幣は次に述べる方法で受領または拒否され、ゲート６を用いることによって受領可能紙幣を受領通路７に沿って導き、拒否紙幣を拒否通路８に沿って導く。そうでない場合には、紙幣が入口３から検知ステーションＳを介して全体的に送給された後、ベルト／プーリ機構１５が逆に駆動されて紙幣２を拒否することができる。

紙幣１が入口２へ最初に挿入されると、駆動ベルト／プーリ機構１４は紙幣を検知ステーションＳを介して前進させ、画素データの連続する列が紙幣の全表面領域にわたって検出器１８により生成される。この例では、後続の説明は、光源１６−２又は１６−３からの照射光に応じてセンサ１８−２で生成されるデータに等しくうまく適合するけれども、画素に分解されたデータの列は光源１６−１と付属ＣＣＤ検出器１８−１の使用から引き出されると考えられる。

センサアレイ１８−１は、ＣＭＯＳチップからなる。そのアレイの個々の画素は、チップ１８の上で密接して配置され、図１で破線２２で示されるように、各画素が通路４を横切る線Ａ−Ａ′に沿って設けられた各サンプリング位置に対応することを保証する。

装置の制御動作の処理回路２３は、本体９に設置される。処理回路２３は、図３においてブロック図で示され、マイクロコントローラ２４を備え、マイクロコントローラ２４はチップ１８内の画素としての光センサからデジタルサンプルを受入れる。デジタルサンプルはチップ１８−１，２のいずれかから受入れられるが、説明を簡単にするために１つのみが示されている。そのデータサンプルは、メモリ２５に格納された受領可能な紙幣用の対応サンプルと比較される。以下に詳述するが、データサンプルの連続する列は予め処理されてメモリ２５に格納され、鑑識をうける紙幣の表面の画像が本物であることを証明するために使用者に表示される。

図２に示すベルト／プーリ機構１４の動作は、駆動回路２６を介してマイクロコントローラ２４により制御される。ゲート６は駆動回路２７によって駆動され、図２に示すように、受領可能な紙幣は通路７に沿って進行し、受領不可能な紙幣は通路８に沿って進行する。そうでない場合には、拒否された紙幣は、ドライバ２７にベルト／プーリ機構１４とローラ１５を逆に動かすよう指令するマイクロコントローラ２４により、入口３から排出される。

光源１６−１，２，３（図３では光源１６としてまとめて示される）は、マイクロコントローラ２４の制御により駆動回路２８を介して、個別に駆動される。

図２を参照すると、紙幣受領機は、表示パネル２９を備え、表示パネル２９は第１表示装置３０を備え、第１表示装置３０は、検知ステーションＳを通過する紙幣の結果として、メモリ２５に格納された画素データから抽出される鑑識をうける紙幣の画像を表示する。表示パネル２９はまた、第２表示装置３２を備え、第２表示装置３２は、１〜７個の分割表示ユニットを備え、分割表示ユニットは鑑識をうける紙幣の金種を表示し、金種は、以下に説明するように、既知の異なる金種の受領可能な紙幣用としてメモリ２５に格納された対応する参照データと、紙幣に対応する画素データとを比較することによって決定される。

表示パネル２９はまた、操作器３３を受領ボタンの形で備え、受領ボタンは使用者によって押下げられ、紙幣画像３１と、表示ユニット３２に表示される対応金種に基づいて紙幣の受領を示す。拒否ボタン３４はパネル２９に設けられ、使用者に鑑識をうける紙幣を拒否させる。表示パネル２９はさらにボタン３５を備え、ボタン３５は使用者に前に受領した紙幣の画像を再現させる。従って、ボタン３５を連続的に操作することによって、前に受領した紙幣の連続画像が表示される。

図３に示すように、ディスプレイ３０，３２は、受領、拒否および再現ボタン３３〜３５と共にマイクロコントローラ２４に接続され、マイクロコントローラ２４に、ディスプレイ３０，３２に表示されるデータと鑑識をうける紙幣の受領と拒否とを制御させる。

紙幣の受領と拒否
使用時において、図１と図２に示す入口３に紙幣が挿入されると、紙幣は検知ステーションＳを通過し、画素画像データの連続列ｒが選択されたセンサアレイ１８によって捕獲され、マイクロコントローラ２４に供給される。従って、画素信号は、鑑識をうける紙幣の光学的特徴を決定するパラメータ信号からなる。この紙幣パラメータデータは処理され、メモリ２５に格納された受領可能紙幣に対応する参照データと比較される。参照データとの比較の結果として紙幣が受領可能であると確認された場合には、紙幣の金種に対応する金種データがディスプレイ３２に表示され、捕獲された画像データから抽出される紙幣の画像がディスプレイ３０に表示される。

それによって、使用者には紙幣画像３１とディスプレイ３２に表示された検出金種とを精査する機会が与えられる。表示されたデータが使用者に受領可能であれば、受領ボタン３３が操作され、その場合にはマイクロコントローラ２４は図３に示すゲートドライバ２６に指示し、ゲート６を受領位置へ移動させる。そして、ベルトドライバ２７が作動し紙幣を受領通路７に沿って移動させる。しかしながら、使用者がディスプレイ３０，３２上に表示された画像又は金種に同意しない場合には、拒否ボタン３４が操作され、ゲート５の適当な動作により拒否通路８へ進められるか、又は入口３を介して排出されるかによって、鑑識をうける紙幣は拒否される。

この処理は、図５を参照してさらに詳述される。ステップＳ５．１において、画像データの連続列が検知ステーションＳにおいて鑑識をうける紙幣から検出される。図１と図４を参照すると、入口３と出口５との間の通路の幅は鑑識をうける紙幣の金種のいくつかよりも広いが、それは紙幣の異なる金種が異なる幅を有するからである。
結果として、紙幣は受領機１を通る通路の側縁１２，１３に平行な通路４に沿って進行しないことがあり得る。これは図４に概略が示され、図４では紙幣２は実線のアウトラインで示され、受領機の通路の側縁１１，１２に平行に、矢印４の方向に通路に沿って進んでいる。しかしながら、紙幣２′は通路の方向に対して斜め角θで示されている。また、紙幣は、必ずしも矢印４によって示される通路の縦の中心線に沿って進まないかも知れない。あるいは、使用者によって紙幣が挿入される方法に依存して一方又は他方の側にシフトされることがあり得る。
従って、破線のアウトラインで示される紙幣２′のために、検出器１８−１によって引き出される画素データＰの連続列は紙幣の側縁に対して斜めになることがあり得る。
従って、画素データは、図４に示される参照フレームＦ２に対して傾いた紙幣サンプリングフレームＦ１において展開される。メモリ２５に格納されている受領可能紙幣用の格納参照データは参照フレームＦ２に格納され、捕獲された画素データは紙幣サンプリングフレームＦ１に存在し、紙幣から鑑識をうける紙幣に変化する。

図５を参照すると、ステップＳ５．２おいて、マイクロコントローラ２４は、斜めになったアルゴリズムを用いて、紙幣サンプリングフレームＦ１からの鑑識をうける紙幣用のサンプリングデータを参照フレームＦ２に変換する。これは多くの異なる方法で、例えば、紙幣サンプリングフレームにおいて紙幣の縁を決定し、斜めの角度θを計算して角度θに対応するデータに変換することによって達成できる。マイクロプロセッサ２４はまた、紙幣の側縁の長さを計算して紙幣参照データと比較し、紙幣の金種の決定を援助することもできる。

ステップ５．３において、結果として生じる傾いたデータは、異なる金種の紙幣用の格納参照データと比較される。これは、紙幣の両縁の長さの比較、およびメモリ２５に格納された対応参照データと主な視覚的特徴を有する領域との比較を含む。本物の紙幣がステップＳ５．４で検出されたときは、ステップ５．２で展開された斜めの画像データは、ステップＳ５．５において、表示装置３０の上に画像３１として表示される。また、ステップＳ５．３で決定された紙幣の金種に対応するデータは、ステップＳ５．６において、表示装置３２に表示される。

また、ステップＳ５．７において、紙幣画像ディスプレイ３１に表示される画像データは、ディスプレイ３２で表示される紙幣の金種データと共にメモリ２５に格納される。

紙幣がステップＳ５．４で受領されない場合には、マイクロコントローラ２４はそれをステップＳ５．８で拒否させ、ゲートドライバ２６とベルトドライバ２７に適当に指令して紙幣を拒否通路８へ進ませるか、又は入口３を介して逆に戻させる。

しかしながら、受領可能な紙幣に対して、受領機１に鑑識をうける紙幣を与えた使用者は、紙幣の受領に同意する前に受領プロセスの結果を見直す機会が与えられる。従って、使用者はディスプレイ３２に表示された検出金種と共に受領可能な紙幣の画像３１を精査して、その紙幣が紙幣と金種についての使用者の認識結果と一致するかどうかを決めることができる。従って、図２に示す例において、入口３に挿入された紙幣が１０ドル紙幣であったと使用者が判断する場合は、これは表示された画像３１とディスプレイ３２に示される検出値と一致し、この場合には、使用者は受領ボタン３３を操作する。しかしながら、５０ドル紙幣が入口１に挿入されたと使用者が思う場合、使用者は図２に示される表示画像や金種が受領可能であると思わずに拒否ボタン３４を押す。

図５を参照すると、受領ボタン３３が操作された場合、マイクロコントローラ２４はゲートドライバ２６とベルトドライバ２７を作動させて紙幣を受領通路７に沿って移動させ、ステップＳ５．１０に示すように紙幣を受領させる。

拒否ボタン３４がステップＳ５．１１に示すように操作されると、マイクロコントローラ２４は、ゲートドライバ２６とベルトドライバ２７を駆動してステップＳ５．８を引用して前に述べたように、紙幣を拒否させる。

使用者が１枚より多い枚数の挿入された紙幣を見直したい状況、例えば、１枚より多い枚数の紙幣が個々の受領された紙幣より高い購入価格の一時的なクレジットを与えるように要求されたような状況が生じることがある。この状況では、使用者は図２および３に示す検索ボタン３５を操作して前に挿入された受領可能紙幣の画像と金種を表示させることができる。マイクロコントローラ２４は検索ボタン３５の連続操作に応じて連続する紙幣の画像データを検索して表示装置３０，３２にそのデータを表示する。

拒否された紙幣用データの格納と検索
拒否された紙幣のそれぞれに対応するデータは、後続の分析のためにメモリ２５に格納される。図３に示すように、拒否された紙幣に対応するデータは、通信中継路３９を介してコンピュータ３８によって示される外部処理ステーションへ周期的にダウンロードされる。その処理ステーション３８は、拒否された紙幣に対応するデータを多くの異なる紙幣受領機から検索するが、それらの紙幣受領機は離れた場所に設置され、そのようなデータの統計的データベースが生成される。これは、メモリ２５に格納された受領紙幣用の格納参照データを改良するために使用され、その参照データは処理ステーション３８から周期的に更新され、各金種の本物と偽物の紙幣間の識別力を最適化し、それによって本物の紙幣に対する受領率を改善する。

処理ステーション３８と紙幣受領機１との間の通信中継路３９は、例えばカジノの紙幣受領機から中央ステーション３８へデータを通信する局地的領域ネットワークから構成できる。また、広領域ネットワークも使用でき、データは広い地理的範囲にわたって分布する多数の紙幣受領機から、例えばインターネットを通じてステーション３８で受取られる。

図５を参照すると、鑑識をうける紙幣が格納参照データとの比較に続いてステップＳ５．４で偽物であるとみなされたとき、紙幣はステップＳ５．８で拒否され、その後、ステップＳ５．１４において、拒否された紙幣に対応するデータがメモリ２５に格納される。その工程は、続いて拒否される鑑識をうける紙幣のためにくり返えされ、時が立てば拒否された紙幣に対応するデータの集合体が形成され、処理ステーション３８へ集合体としてダウンロードされる。

拒否ボタン３４の操作によって拒否された紙幣に対応するデータはまた、ステップＳ５．４で格納され、そのデータがボタン３４の操作によって生じた拒否に関連することを示すマーカーデータが含まれる。これは処理ステーション３８において実行される解析を助ける。

ステップＳ５．１４において格納された画像データは、拒否された紙幣用のすべての傾斜した画素データを備える。しかし、ダウンロードされるデータの量を減らすために、格納参照データから著しく異なる画素に対応するデータのみが格納され、ダウンロードされる。処理ステーション３８はメモリ２５に格納された格納参照データのコピーを有し、その領域から格納参照データと異なるデータを受取ることにより、紙幣受領機１に保持された格納参照データのコピーと、相違情報とを利用することにより、拒否紙幣のための十分な分析が処理ステーション３８で実行される。

図６は、拒否された紙幣のための画素データが処理されて、傾斜した画素データと、特定の金種の本物の紙幣のための格納参照データとの間の著しい差を確認して格納する方法の一例を示している。

その工程はステップＳ６．１において始まり、ステップＳ６．２において、拒否された紙幣の選択された斜めの画素は、特定の金種の受領可能な紙幣用のメモリ２５に格納された参照データの対応画素と値が比較される。分散V_x,yは、斜めのデータの各々の選択された画素のために計算される。ここで、
V_x,y＝P_x,y−P_x,y ref （１）
但し、P_x,yは参照フレームＦ２の箇所x,yにおける選択された斜めの画素の値であり、P_x,y refは、特定の金種の受領可能な紙幣用の参照フレームＦ２における箇所x,yにおける画素の対応する格納値である。

比較用に選択された画素は、紙幣の金種に基づいて選択され、本物の紙幣と偽物の紙幣との間をはっきりと変化する傾向にある紙幣の領域に対応する。また、斜めの画素の全てはメモリ２５に格納された対応参照値と比較される。

次に、ステップＳ６．３において、分散V_x,yの絶対値は閾値Ｔと比較される。その絶対値は｜V_x,y｜として表わされ、次の不等式がステップＳ５．３において鑑識をうける。
｜V_x,y｜＜Ｔ？ （２）

｜V_x,y｜の値が閾値Ｔを越えると、関連する画素の分散値がステップＳ６．４においてメモリ２５に格納される。さもなければ、工程は、ステップＳ６．５において他の選択された画素をチェックするために戻る。全ての選択された画素がチェックされると、工程はステップＳ６．６において終了する。従って、この方法において、選択された画素の値と、拒否された紙幣からの対応参照値との差が、処理ステーション３８へ続けてダウンロードするためにメモリ２５に格納される。

ステップＳ６．４において格納されたデータは、特定のデータのセットと画素P_x,y refの参照データのセット用の金種を示す関連マーカを含み、格納された分散値V_x,yが測定され、処理ステーション３８は、ダウンロードが完了した後で、参照データの局所格納コピーを分散に関連づけることができる。

図７は、マイクロコントローラ２４の制御によって実行される、処理ステーション３８への拒否紙幣用格納データのダウンロードの工程を示す。その工程はステップＳ７．１において開始し、ステップＳ７．２において、マイクロコントローラ２４は、ダウンロードの要求が処理ステーション３８から通信中継路３９（図３）を介して受取られたか否かを決定するために周期的にチェックを行う。

ダウンロードの要求が受取られたとき、拒否された紙幣に対応するデータは、ステップＳ７．３において、メモリ２５からマイクロコントローラ２４によって検索され、処理ステーションへの安全な伝送のためにコード化される。コード化は、当該技術分野で公知のどのような適当なコード化技術によって行われてもよく、データをスクランブルすること、符号化することや安全に保護することを含むことが、権限のない人々によって意図される。

次に、ステップＳ７．４において、マイクロコントローラは転送手段として作用し、コード化されたデータを、通信中継路３９を介してダウンロードすることによって処理ステーション３８に転送させる。次に、ステップＳ７．５において、拒否紙幣用のダウンロードされたデータV_x,yはメモリ２５から排除され、工程はステップＳ７．６において終了する。

１つ以上の紙幣受領機から処理ステーション３８へ受入れられるデータは、特定の金種の本物と偽物の紙幣の相違を見分けるために各紙幣受領機のマイクロコントローラ２４によって使用される参照データを改良するために解析される。参照データに対する変化は、処理ステーション３８から、又は紙幣受領機の各々又は選択された１つのメモリ２５によって引き起されてアップロードされ、本物と偽物の紙幣間の相違を見分ける能力を改善する。

硬貨受領機
この発明はまた、硬貨受領機にも適用され、一つの例が以下に説明される。ここで使用される「硬貨」という用語は、貨幣の金種の硬貨および代用貨幣又は他の類似の交換価値のあるほぼ円盤状のものを含む。

図８は、硬貨に使用するための、この発明による受領機の全体構成を示す。この硬貨受領機は、張合せ硬貨、例えば、ユーロ硬貨セットや、２ポンド張合せ硬貨を含む英国硬貨セットを含む多数の異なる金種の硬貨を認証することができる。受領機は、硬貨下降通路４１を有する本体４０を備え、その通路４１に沿って鑑識をうける硬貨は入口４２から硬貨検知ステーションＳを通って、ゲート４３の方へ落下する。試験は検知ステーションＳを通過する各貨幣について行われる。試験の結果が本物の硬貨の存在を示す時、ゲート４３は開かれ硬貨が受領通路４４へ通過できるが、そうでない時にはゲートは閉じられたままで、硬貨は拒否通路４５へ向きをそらされる。硬貨４６用の受領機を通る硬貨通路は破線４７で概略的に示されている。

硬貨検知ステーションＳは、４つの硬貨検知コイルユニットＳ１，Ｓ２，Ｓ３およびＳ４を備え、それらは電圧が印加されて硬貨との誘導結合を形成する。また、コイルユニットＰＳは、受領通路４４で、ゲート４３の下流に設けられ、信頼性センサとして働き、受領可能であると決定された硬貨が受領通路４４へ実際に入ったか否かを検出する。

コイルは、図９に概略的に示す駆動インタフェース回路４８によって異なる周波数で励磁される。うず電流が、コイルユニットによって鑑識をうける硬貨に誘導される。４つのコイルと硬貨の間の異なる誘導結合によって実質的に特有の形で硬貨の特性を表す。駆動インタフェース回路４８は、硬貨とコイルユニットＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４との間の異なる誘導結合の関数として対応するデジタル硬貨パラメータデータを生成する。対応する信号がコイルユニットＰＳ用に生成される。コイルＳは鑑識をうける硬貨の直径に対して小さい直径を有し、硬貨の個々の和音領域の誘導特性を検出する。

硬貨の真正性を決定するために、鑑識をうける硬貨によって生成される硬貨パラメータ信号は、メモリ５０に結合されたマイクロコントローラ４０に供給される。マイクロコントローラ４９は、鑑識をうける硬貨から引出される硬貨パラメータ信号Ｘ₁−Ｘ₄を処理し、その結果をメモリ５０に格納されている値と比較する。その格納値は、上限および下限を有するウィンドウ領域に保持されている。従って、処理されたデータが特定の金種の本物の硬貨に関連する対応ウィンドウ内に入ると、その硬貨は受領可能であると示され、そうでない場合は拒否される。受領可能である場合には、信号はライン５１上を駆動回路５２へ入力され、駆動回路５２は図８に示すゲート４３を操作して硬貨を受領通路４４へ通過させる。そうでない場合は、ゲート４３は開かれず、硬貨は拒否通路４５へ進む。

マイクロコントローラ４９は、パラメータ信号を、異なる金種の硬貨に適した多くの異なる組の処理ウィンドウデータと比較し、それによって、硬貨受領機は特定の通過セットの１つ以上の硬貨を受領又は拒否できる。硬貨が受領された場合には、受領通路４４に沿った移動が受領クレジットセンサーコイルユニットＰＳによって検出され、ユニット４８はマイクロコントローラ４９へ対応するデータを送り、マイクロコントローラ４９は、受領硬貨の貨幣クレジットの額を示す出力を順番にライン５３へ与える。

センサーコイルユニットＳは、各々が個々の振動回路に接続された１つ以上のコイルを備える。インターフェイス回路４８は、コイルユニットからの出力信号を逐次走査するマルチプレクサを備え、データをマイクロコントローラ４９に与える。各回路は一般的に５０−１５０ＫＨｚの範囲の周波数で発信し、回路部品は、各センサーコイルＳ１〜Ｓ４が異なる自然共振周波数を有して相互間の交差結合を避けるように選択される。

硬貨がセンサーコイルユニットＳ１を通過するとき、そのインピーダンスは１００ミリ秒以下の期間にわたる硬貨の存在によって変化する。結果として、コイルを介した振動の振幅が硬貨の通過期間にわたって変化すると共に、振動周波数が変化する。硬貨によって生成される変調から生じる振幅と周波数における変化は、硬貨の特性を表す硬貨パラメータ信号Ｘ₁,−Ｘ₄を生成するために用いられる。

図１０は同じ金種の多くの硬貨が受領機を通過したときに生成されるパラメータの１つの値Ｘ₁のベル形分布曲線５４を示す。パラメータ値Ｘ₁の出現のほとんどは、ピーク値Ｘ_pにおいて生じ、ほぼベル形の分布かつこのピーク値を中心に形成される。その分布は例えば、同じ金種の１００個の硬貨を受領機に通し、Ｘ₁の対応する値を記録することによって決定できる。または、そのデータは硬貨受領機の外部で引出すことができる。メモリ５０は、硬貨受領機によって受領されるべき硬貨の各金種のためのパラメータＸ₁の受領可能値のウィンドウに対応するデータを格納している。図１０において、以下で正規受領ウィンドウＮＡＷというウィンドウの１つが示され、ウィンドウの上下限値Ｗ₁，Ｗ₂の間に延びている。メモリ５０の格納データは、ウィンドウの上下限値Ｗ₁，Ｗ₂それ自体を備えてもよいし、また、平均値と標準偏差を備えてもよく、マイクロコントローラ４９は、格納データからのウィンドウＮＡＷを、平均に関する所定数の標準偏差として定義できる。

図１０のグラフはまた、異なる方法で検討できる。ＮＡＷに対応する本物の金種の硬貨に対して、パラメータＸ₁の最もありそうな値はピーク値Ｘ_pであり、最もありそうにない値はウィンドウの上下限Ｗ₁，Ｗ₂において生じる。受領可能値Ｘ_fがウィンドウ限界値の１つであるＷ₁に近づいて生じる可能性がある一方、図１０に示される確率分布が、多くのそのような値Ｘ_fは関連する本物の硬貨に対して生じることはありそうもないということを明確にする。いくつかの値Ｘ_fが生じた場合には、ピーク値Ｘ_fを中心として破線で示され本物の硬貨の分布５４を部分的に重なる不正の分布５５の存在を示すことは、ありそうなことである。
不正分布５５は、例えば、異なる外国の通貨からの低い価値の硬貨の特性に対応するかも知れない。従って、外国通貨からの硬貨の低価値金種の組が、硬貨受領機による受領を達成するために不正に使用されることがある。分布５５はまた、不正な円形金属や他の不正な硬貨に対応することができる。

従って、鑑識をうける硬貨用の硬貨信号Ｘ₁が、本物の分布５４のベル形曲線のすその部分の中に入る値を有する場合には、その硬貨は本物の硬貨ではなく偽物となる公算が高い。我々のWO2004/063995では、マイクロコントローラ４９が硬貨信号Ｘの値をＮＡＷと比較して、その値が分布５４のすそに対応する安全な上側マージンＵＳＭ又は安全な下側マージンＬＳＭ内に入るかどうかを決定する。Ｘの値がＵＳＭ又はＬＳＭ内に入る場合には、硬貨は本物の硬貨として受領されるが、それが偽物であることおよび硬貨受領機が詐欺師による攻撃にさらされるという非常な危険がある。この危険を最小にするために、マイクロコントローラ４９は付随して与えられる１つ以上の硬貨のために限定された受領ウィンドウＲＡＷを使用し本物の硬貨分布５４のＵＳＭおよびＬＳＭ領域内に入るＸの値を有する硬貨を拒否する。マイクロコントローラ４９は、偽物の攻撃がなくなったとみなされると、正規ウィンドウＮＡＷの使用に戻る。

拒否される硬貨およびほぼ拒否される硬貨用のデータの格納と検索
この発明によれば、拒否硬貨およびそれに続く検索や解析用の硬貨パラメータ信号Ｘ₁−Ｘ_nは、図１と図２に示される紙幣受領機を参照して説明される方法で、格納される。さらに、分布５４の領域ＵＳＭ，ＬＳＭ内に入る硬貨に対応する硬貨パラメータ信号Ｘはまた、解析用に格納されるが、それは、これらの硬貨が、偽の分布５５の硬貨を示すという事実により重要であるからである。マイクロコントローラ４９によって行われる格納工程は図１１に示される。

工程はステップＳ１１．１において開始され、ステップＳ１１．２に示されるように、鑑識をうける硬貨に対する硬貨パラメータ信号Ｘ₁−Ｘ_nの各々に対して、それらの値がステップＳ１１．３において、対応する正規の受領ウィンドウＮＡＷと比較される。硬貨パラメータ信号の値が受領可能金種の硬貨用ＮＡＷに対応する場合には、硬貨はステップＳ１１．４において示されるように受領される。従って、マイクロプロセッサは図９に示されるゲートドライバ５２にゲート４３を開けさせ、硬貨を図８に示される受領通路４４に沿って進ませる。

しかしながら、硬貨パラメータ信号がＸ₁−Ｘ_n、硬貨金種用の各ＮＡＷの外に出た場合には、硬貨はステップＳ１１．５において拒否される。この場合には、ゲートドライバ５２は作動せず、硬貨はゲート４３によって図８に示す拒否通路へ向きをそらされる。

硬貨が拒否されると、対応する硬貨パラメータ信号Ｘ₁−Ｘ_nは、図９に示すメモリ５０にステップＳ１１．６において格納され、その後、通信中継路３９を介して離れたステーション３８によって検索される。

受領可能硬貨に関しては、Ｘ₁−Ｘ_nの値はＵＳＭとＬＳＭに対応する参照データと比較される。それらの値がステップＳ１１．７で鑑識をうけるように、ＵＳＭ又はＬＳＭ内に入った場合には、Ｘ₁−Ｘ_nの値はメモリ５０に格納されるが、それは、それらが分布５４の外側の制限値に向かう硬貨パラメータ信号を有する硬貨に対応するからである。それらは拒否される硬貨に近いと考えられる。そのような硬貨は、使用者にとって興味のあるものである。というのは、それらは偽物であるかも知れず、さらにデータを解析する価値があるからである。

しかしながら、ステップＳ１１．７における試験が否定される、つまりＵＳＭ又はＬＳＭ内でない場合には、工程はステップＳ１１．８で終了する。

処理ステーション３８はマイクロコントローラ４９を周期的にポーリングし、紙幣受領機を参照して説明したような方法で、拒否された硬貨およびほぼ拒否された硬貨用の格納データをメモリ５０からダウンロードする。その格納データは、処理ステーション３８で解析され、それによってＮＡＷおよびＩＷの更新されたデータが計算され、メモリ５０へ格納するために硬貨受領機へ転送され、後続の鑑識をうける硬貨に使用される。

前に説明したように、複数の硬貨受領機からのデータが、処理ステーション３８にダウンロードされて、受領ウインドウにおける硬貨の解析と更新に使用される。

各硬貨受領機からのデータのダウンロードや、更新されたウインドウデータのアップロードは、図７を参照して前に説明したように、暗号化を利用できる。

前述の事項から、紙幣受領機のデータ格納工程および硬貨受領機用の対応する工程の特徴は、説明した２つの例において交換可能に用いることができるということが理解されるであろう。

この発明による紙幣受領装置の概略平面図である。 図１に示す装置の概略断面図である。 図１と２に示す装置の概略ブロック図である。 受領機に斜めの角度で入った紙幣用の紙幣サンプリングフレームＦ１と格納参照データ用参照フレームＦ２の概略図である。 紙幣を受領又は拒否する受領機のマイクロコントローラによって実行される処理工程を示すフロー図である。 格納参照データと拒否される紙幣からの対応データとの差に対応する差データが格納されるルーチン用のフロー図である。 解析のための離れた場所への差データを暗号化してダウンロードするためのフロー図である。 硬貨受領機の概略図である。 図８に示す硬貨受領機の回路図である。 本物の硬貨と、偽物の硬貨、例えば、本物の硬貨に似た特性を有する外国硬貨セットとの確率分布図である。 鑑識をうける硬貨の受領と拒否を行い、拒否された、およびほぼ拒否された硬貨用のデータを格納するために、硬貨受領機のマイクロコントローラによって実行される処理工程のフロー図である。

Claims (24)

1. 鑑識をうける金銭に対応するパラメータ信号を与える検出器、
   前記検出器からのパラメータ信号の少なくともいくつかに対応するパラメータデータを、受領可能な金銭に対応する格納参照データと比較し、鑑識をうける金銭を前記比較結果によって受け入れるか拒否するプロセッサ、および
   拒否されたときに、鑑識をうける金銭用のパラメータデータに対応するデータを格納するメモリを備える、
   鑑識をうける金銭を認証するための金銭受領機。
2. 格納されたデータを解析のために離れた場所へ伝送する手段を備える請求項１記載の金銭受領機。
3. 伝送手段は、複数の拒否された金銭に対応する一群の格納データを伝送するように作動可能である請求項２記載の金銭受領機。
4. 伝送されるデータは、拒否される金銭用のパラメータデータと格納された参照データとの差の関数である請求項２又は３記載の金銭受領機。
5. 伝送されるデータを暗号化する手段を備える請求項２〜４のいずれか１つに記載の金銭受領機。
6. 受領されたとき、鑑識をうける金銭用のパラメータデータに対応するデータを、メモリに格納する手段を備える請求項１〜５のいずれか１つに記載の金銭受領機。
7. 前記パラメータデータが、受領可能な金銭のパラメータ信号の値の確率分布の裾に対応する上下受領マージン内に入って受領されたとき、鑑識をうける金銭用のパラメータデータに対応するデータを、メモリに格納する手段を備える請求項６記載の金銭受領機。
8. 紙幣受領機からなり、パラメータ信号が鑑識をうける紙幣に対応する画像信号を備える請求項１〜７のいずれか１つに記載の金銭受領機。
9. 検出器が紙幣サンプリングフレームに画像信号を与えるように形成され、プロセッサは、画像信号を参照フレームに合わせることによって画像データを与え、受領可能な紙幣に対応する格納された参照データと比較するように作動可能である請求項６記載の金銭受領機。
10. 硬貨受領機からなり、パラメータ信号が鑑識をうける硬貨に対応する請求項１〜７のいずれか１つに記載の金銭受領機。
11. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の受領機と、伝送されるデータを受け取るために離れた場所にある処理ステーションを備える正当性立証システム。
12. 離れた処理ステーションは、伝送されたデータを処理し、パラメータデータと比較するために格納参照データとして用いられる更新された参照情報を伝送するように作動可能である請求項１１記載のシステム。
13. 鑑識をうける金銭を検出してその金銭に対応するパラメータ信号を与え、
    パラメータ信号の少なくともいくつかに対応するパラメータを受領可能な金銭に対応する格納された参照データと比較し、鑑識をうける金銭を比較結果によって受領するか拒否し、そして、
    拒否されたときに、鑑識をうける金銭用のパラメータデータに対応するデータを格納することからなる、
    鑑識をうける金銭を認証する方法。
14. 格納されたデータを解析のために離れた場所へ伝送する工程を含む請求項１３記載の方法。
15. 複数の拒否された金銭に対応する一群の格納データを伝送する工程を含む請求項１４記載の方法。
16. 伝送されるデータは、拒否される紙幣用のパラメータデータと格納された参照データとの差の関数である請求項１４又は１５記載の方法。
17. 伝送されるデータを暗号化する工程を含む請求項１４〜１６のいずれか１つに記載の方法。
18. 受領されたとき、鑑識をうける金銭用のパラメータデータに対応するデータを格納する工程を備える請求項１３〜１７のいずれか１つに記載の方法。
19. 前記パラメータデータが、受領可能な金銭のパラメータ信号の値の確率分布の裾に対応する上下受領マージン内に入って受領されたとき、鑑識をうける金銭用のパラメータデータに対応するデータを格納する工程を含む請求項１８記載の方法。
20. パラメータ信号が鑑識をうける紙幣に対応する画像信号を備える請求項１３〜１９のいずれか１つに記載の方法。
21. 紙幣サンプリングフレームに画像信号を与え、画像信号を参照フレームに合わせ、受領可能な紙幣に対応する格納された参照データと比較する工程を含む請求項２０に記載の方法。
22. パラメータ信号が鑑識をうける硬貨に対応する請求項１３〜１９のいずれか１つに記載の方法。
23. 伝送されたデータを離れた場所の処理ステーションに受け入れる工程を含む請求項１３〜１９のいずれか１つに記載の方法。
24. 伝送されたデータを処理し、パラメータデータと比較するために格納参照データとして用いられる更新された参照情報を伝送する工程を含む請求項２３記載の方法。

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