JPH08180239A

JPH08180239A - 書類識別装置および方法

Info

Publication number: JPH08180239A
Application number: JP7203626A
Authority: JP
Inventors: Bradford T Graves; ブラッドフォード・ティー・グレイブズ; Douglas U Mennie; ダグラス・ユー・メニー; A Mazur Richard; リチャード・エイ・マズール
Original assignee: Cummins Allison Corp
Current assignee: Cummins Allison Corp
Priority date: 1994-08-09
Filing date: 1995-08-09
Publication date: 1996-07-12
Also published as: JP2003091759A

Abstract

(57)【要約】【課題】大きさや色の異なる各国紙幣のような書類を
識別する。【解決手段】紙幣の大きさを測定する（ステップ１０
４）。測定された大きさと、メモリに記憶された真正紙
幣の大きさとを比較する（ステップ１０６）。双方の大
きさが互いに対応するものであったなら、紙幣の色を検
出する（ステップ１１０）。検出された色が、対応する
真正紙幣の色と一致するか否か調べる（ステップ１１
２）。色が一致したら、該当する可能性のある真正紙幣
のグループをセットにする（ステップ１１６）。紙幣の
印刷されたパターンを走査し、上記セットの中の真正紙
幣の対応する箇所のパターンと比較する。パターンが一
致する真正紙幣を特定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異なる額面金額の
通貨紙幣や異なる国からの通貨紙幣のような複数の書類
（ｄｏｃｕｍｅｎｔ）の種類を互いに識別するための装
置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の通貨システムで使用される紙幣を
受け入れることのできる識別ないし同定装置、すなわち
複数の種類の紙幣を処理することのできる識別装置が切
に望まれている。例えば、ヨーロッパの銀行では、それ
ぞれが複数の額面金額を有するフランス、イギリス、ド
イツ、オランダなどの通貨紙幣を基本的に処理する必要
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の一
つの目的は、複数の通貨の額面金額を高速かつ高精度で
相互に効率よく識別できるような識別装置および識別方
法を提供することである。

【０００４】本発明のさらなる目的は、複数の異なる国
からの通貨を効率よく識別する装置および方法を提供す
ることである。

【０００５】本発明のさらなる目的は、通貨紙幣のよう
な書類を、２以上の横方向に並んだセグメントに沿って
走査（スキャン）し、それによって書類を識別するよう
な識別装置および方法を提供することにある。

【０００６】本発明のさらなる目的は、大きさの情報、
色の情報、走査されたパターンとマスターパターンとの
比較情報などを組み合わせて書類を識別する装置および
方法を提供することにある。

【０００７】本発明のさらなる目的は、書類を走査する
複数の走査ヘッドまたはセンサのうちの一つまたはそれ
以上の選択が、大きさの情報または色の情報あるいはこ
れらの双方に基づいて行われるような識別方法および装
置を提供することにある。

【０００８】本発明のさらなる目的は、可動走査ヘッド
の一つまたはそれ以上の横方向位置が、書類から検知さ
れた大きさの情報または色の情報あるいはこれらの双方
に基づいて決められるような識別装置および方法を提供
することにある。

【０００９】本発明のさらなる目的は、走査されたパタ
ーンを作り出すべく複数の走査ヘッドまたはセンサの一
つまたはそれ以上の出力あるいは該出力から得られるデ
ータの選択が、大きさの情報または色の情報あるいはこ
れらの双方に基づいて行われるような識別装置および方
法を提供することにある。

【００１０】本発明のさらに別の目的は、書類を検知し
て得られる大きさの情報または色の情報あるいはこれら
の双方が、同一性を有する可能性のある書類の予備セッ
トを作るのに使用されるようになされ、また、一つの書
類から作られた一つまたはそれ以上の走査されたパター
ンが、上記予備セットから選択されたマスターパターン
と比較されるようになされている識別装置および方法を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かいつまんで言うと、上
述した目的を達成するため、本発明によれば、書類を一
つまたはそれ以上のセグメントに沿って走査し、それに
よって、一つまたはそれ以上の走査されたパターンを作
り、この一つまたはそれ以上の走査されたパターンを、
真正の書類の対応するセグメントに沿って走査して得ら
れた一つまたはそれ以上のマスターパターンと比較す
る。本発明の望ましい実施例に含まれる技法は、通貨紙
幣のような書類を該書類から適当に選択した一つまたそ
れ以上のセグメントに沿って照射し且つ走査することに
よって得られる反射特性を光学的に検知するというもの
である。光学的に走査されたときに紙幣から反射する光
は、検知され、紙幣表面の印刷パターンまたは印（ｉｎ
ｄｉｃｉａ）の明と暗の様相を示すアナログ情報として
使用される。

【００１２】並列された複数の固定走査ヘッドを設ける
か、一つまたはそれ以上の横方向に移動可能な走査ヘッ
ドを用いるか、あるいは並列された複数のセンサを有す
るリ線形配列（ｌｉｎｅａｒａｒｒａｙ）の走査ヘッ
ドを利用するようにしている。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の望ましい実施例によれ
ば、両側のマルチ走査ヘッドが紙幣の走査に使用され
る。しかしながら、かかるマルチ走査ヘッドないしマル
チヘッドスキャナを説明する前に、単一の走査ヘッドを
有するスキャナの作動について説明する。米国通貨に適
用される通貨識別システムについて図１ないし図３を参
照しながら説明する。次いで、かかる識別システムの改
変について説明し、本発明による通貨識別システムの構
成におよぶ。さらに言えば、以下に説明する望ましい実
施例は、通貨紙幣の走査について特に言及しているが、
本発明のシステムは他の書類にも同様に適用可能であ
る。例えば本発明のシステムを株券、債券又は社債、郵
便切手および食料切手などに使用してもよい。

【００１４】第１図を参照すると、単一の走査ヘッドを
有する通貨識別システムを示す機能上のブロック図が示
してある。このシステム１０は、確認し、計算する必要
のある紙幣の積み重ねを配置する紙幣受入れステーショ
ン１２を有する。受入れられた紙幣は、一度に一枚の紙
幣を取り出す、即ち分離するように機能する紙幣分離ス
テーション１４の作用を受け、次いで、予め詳細に決め
られた移送路に従って紙幣移送機構１６で中継され、走
査ヘッド１８を横切り、この走査ヘッド１８のところで
紙幣の額面金額が走査され識別され、１分間に８００枚
以上の速度で計数される。望ましい実施例においては、
１分間に１０００枚以上の速度で紙幣が移送される。走
査ヘッド１８は光学式走査ヘッドであり、走査される紙
幣１７から特徴的な情報を走査し、紙幣の識別に利用で
きるようにする。走査された紙幣１７は、次いで、走査
済の紙幣を紙幣積み重ねステーション２０に移送され、
こうした処理を受けた紙幣を、続く取り出しのため、こ
のステーション２０に積み重ねておく。

【００１５】光学式走査ヘッド１８は、紙幣１７が走査
ヘッド１８の下の移送路上に位置したとき、ほぼ矩形の
光ストリップ２４を照射するように、コヒーレントな光
線を紙幣移送路上に上方に差し向ける少なくとも一つの
光源２２を有する。照射されたストリップ２４が反射し
た光をストリップの真下に配意した光電検出器２６で検
出する。光電検出器２６のアナログ出力をアナログ−デ
ジタル変換器（ＡＤＣ）ユニット２８でデジタル信号に
変換し、このユニットの出力をデジタル入力として中央
演算処理装置（ＣＰＵ）３０に入力する。

【００１６】図１の実施例における走査ヘッド１８は光
学式走査ヘッドであるが、これを通貨紙幣から様々な特
徴的情報を検知するように設計されたものとしてもよ
い。さらに、走査ヘッドは、磁気的、光学的、電気伝導
的（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔ
ｙ）および容量的（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ）センサのよ
うな種々の検知手段を利用したものとしてもよい。この
ようなセンサの利用については米国特許出願０８／２１
９，０９３号（１９９４年３月２９日出願。名称は「Ｃ
ｕｒｒｅｎｃｙＤｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｏｒａｎｄ
Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒ」）に詳しい。この米国
出願の内容は本願に参照事項として取り入れられる。

【００１７】図１によれば、紙幣移送路は、紙幣の幅狭
寸法が移送路及び走査方向に平行となった状態で移送機
構１６が紙幣を移動するように構成されている。あるい
はまた、システム１０は紙幣の長い方の寸法の方向また
は斜めの方向に沿って走査するように設計してもよい。
紙幣１７が移送路上で走査ヘッド１８のところを移動す
るとき、コヒーレントな光ストリップ２４が紙幣の幅狭
寸法を横切って紙幣を効果的に走査する。移送路は、図
１に示すように、紙幣１７がそのほぼ中央区分あたりで
その幅狭の寸法に沿って走査ヘッド１８によって走査さ
れるように構成されている。

【００１８】走査ヘッド１８は、照射された光ストリッ
プ２４を横切って紙幣が移動するときに紙幣から反射し
た光を検出し、このようにして反射した光の変化のアナ
ログ表示を提供し、この表示は、紙幣の表面上に印刷さ
れた模様又は印に含まれる「暗」及び「明」の変化を示
す。紙幣の幅狭寸法を走査することによって反射された
光の変化は、本発明のシステムが取り扱うようにプログ
ラムされた複数の額面金額のうちから高い確度で識別を
行うための計測値として役立つ。

【００１９】検出を行ったこのような一連の反射信号
は、紙幣の幅狭寸法又は紙幣の選択したセグメントに亘
って得られ、得られたアナログ信号はＣＰＵ３０の制御
下でデジタル化され、所定数のデジタル反射データサン
プルを発生する。次いで、これらのデータサンプルにデ
ジタル化処理を加える。この処理には、相関を改善する
ためのサンプルデータの処理、及び紙幣の表面上に存在
する印刷模様の「濃淡」の変化による変動の平滑化を行
うための正規化ルーチンが含まれる。このようにしてデ
ジタル化された正規化された反射データは、所定の額面
金額についての非常に独特の特徴パターンを示し、異な
る額面金額についての特徴パターン間に十分な識別特徴
を与える。この処理は、１９９２年５月１９日付で出願
された米国特許出願０７／８８５，６４８号明細書
（「ＭｅｔｈｏｄａｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓｆｏ
ｒＣｕｒｒｅｎｃｙＤｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ
ａｎｄＣｏｕｎｔｉｎｇ」の名称で米国特許第５，２
９５，１９６号として特許された）に詳しく説明されて
いる。この出願の内容も本願明細書に参照事項として取
り込まれる。

【００２０】連続した紙幣の幅狭寸法を走査することに
より得られた反射サンプル間に厳密な対応を確保するた
め、好ましくは、反射サンプリングプロセスの開始をＣ
ＰＵ３０を通して光学エンコーダ３２で制御する。この
光学エンコーダは、紙幣移送機構１６と関連し、走査ヘ
ッド１８を横切る紙幣１７の物理的移動を詳細に追跡す
る。更に詳細には、光学エンコーダ３２は、紙幣が移送
路に沿ってリレーされるときに紙幣に加えられる運動を
発生する駆動モータの回転運動と関連している。更に、
供給機構のメカニズム（図示せず。上記米国特許第５，
２９５，１９６号明細書を参照されたい）により、特に
紙幣を走査ヘッド１８で走査するとき、紙幣と移送路と
の間に積極的な接触が維持されるようになっている。光
学エンコーダ３２は、こうした状態で、駆動モータの回
転運動を監視することによって走査ヘッド１８が発生す
る光ストリップ２４に対する紙幣１７の移動を詳細に追
跡できる。

【００２１】光電検出器２６の出力をＣＰＵ３０で監視
し、先ず、走査ヘッド１８の下の紙幣の存在を検出し、
次いで、細い縁飾り線１７Ｂが示す紙幣上の印刷模様の
開始点を検出する。縁飾り線１７Ａは紙幣上の印刷を取
り囲んでいる。ひとたび縁飾り線１７Ａを検出すると、
紙幣１７が走査ヘッド１８を横切って移動し、その幅狭
寸法に沿って走査されるとき、光電検出器２６の出力か
ら得られる反射サンプルのタイミング及び数を制御する
のに光学エンコーダ３２が使用される。

【００２２】走査ヘッド１８を横切る紙幣１７の物理的
移動に対するサンプリングプロセスの制御を行うのに光
学エンコーダ３２を使用することは、サンプルの開始に
先立って所定の遅れに続く縁飾り線の検出を行うのに使
用できるという点でも有利である。エンコーダの遅れ
は、異なる額面金額に対する最も識別性のある印刷を含
む紙幣の幅狭寸法に沿ったセグメントだけを横切って紙
幣１７が走査されるように調節することができる。

【００２３】例えば米国通貨の場合、紙幣の幅狭寸法の
中央区分を横切って走査するとき、紙幣の中央の約５cm
（約２インチ）の部分は、種々の米国通貨の額面金額間
を識別するのに十分なデータを、上記米国特許第５，２
９５，１９６号に開示された相関技術に基づいて提供す
るようになっている。従って、走査プロセスを制御する
のに光学エンコーダを使用でき、その結果、反射サンプ
ルが設定期間に亘って及び縁飾り線１７Ａを検出してか
ら所定時間経過後のみに得られ、これによって走査を紙
幣の幅狭寸法の所望の中央部分に限定する。

【００２４】図２ないし図４は、走査ヘッド２０の走査
手順を詳細に示している。図３を参照すると、紙幣１７
がその幅狭縁に平行な方向に進められると、走査ヘッド
１８における広いスリットを介して紙幣１７の中央部分
のセグメントＳに沿って走査が行われる。このセグメン
トＳは、縁飾り線１７Ａの内側の固定距離ｄの位置から
始まる。紙幣１７が走査ヘッド１８を横切るとき、セグ
メントＳのストリップｓは常に照射され、光電検出器２
６が連続した出力信号を出す。この出力信号は、その瞬
間瞬間で照射されるストリップｓから反射された光の強
さに比例する。この出力は、エンコーダにより制御され
た間隔をおいてサンプリングされる。サンプリングの間
隔は、走査ヘッド１８を横切る紙幣の動きに正確に同期
せしめられる。

【００２５】図２および図４に示すように、サンプリン
グの間隔は、連続したサンプルを得るために照射される
ストリップｓが互いに重なり合うように選択されること
が望ましい。この重なり合いをより明確に示すため、図
２および図４では奇数番号のサンプルストリップと偶数
番号のサンプルストリップとを分離して示してある。例
えば、第１および第２のストリップｓ１、ｓ２は互いに
重なり合い、第２および第３のストリップＳ２、Ｓ３が
互いに重なり合い、このような関係が続く。互いに隣接
する対のストリップが互いに重なり合うのである。米国
通貨に対しては、１．８３インチ（約４.６５ｃｍ）長
さのセグメントＳに沿って０．０５０インチ（約０.１
２７ｃｍ）幅、０．０２９インチ（約０.０７４ｃｍ）
間隔でストリップをサンプリングすることによって、か
かる重なり合いを得ている（６４サンプル）。

【００２６】光学式検出相関技術は、検出されるべき通
貨の各額面金額について真正の紙幣を使用した一連の記
憶された強度信号を発生するのに上述のプロセスを使用
することに基づいている。好ましい実施例によれば、二
つまたは四つの組のマスター強度信号サンプルが発生さ
れ、好ましくはＥＰＲＯＭ３４（第１図参照）の形態の
システムメモリに検出可能な額面金額毎に記憶される。
各紙幣のマスター強度信号サンプルの組は、紙幣に印刷
されたパターンに対して「前方」方向及び「逆転」方向
の両方向に沿って紙幣の緑色の面の上で行われる光学走
査によって作り出される。あるいはまた、光学的走査
は、米国の通貨紙幣の黒っぽい側において行ってもよい
し、その他米国以外の国からの通貨紙幣のいすれかの側
の面において行ってもよい。さらに、光学的走査は、例
えば走査ヘッドを紙幣の移動経路の両側に設置し、紙幣
の両面について走査を行うようにしてもよい。この点に
ついては、米国特許出願第０８／２０７，５９２号明細
書（１９９４年３月８日出願。名称は「Ｍｅｔｈｏｄ
ａｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒＣｕｒｒｅｎｃ
ｙＤｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ」）に詳しい。

【００２７】この技術を米国通貨に適用する上で、例え
ば、記憶される強度信号サンプルの組が作成され、米国
通貨の七つの異なる額面金額、即ち１ドル、２ドル、５
ドル、１０ドル、２０ドル、５０ドル、及び１００ドル
について記憶される。例えば米国の２ドル札や１０ドル
札のように、右か左にわずかにずれると大きなパターン
変化を生ずる紙幣に対しては、「前方」と「逆転」との
二つの方向のそれぞれについて二つのパターンを記憶し
ておくことが望ましい。一つの方向についての対になっ
たパターンは、紙幣の長手寸法方向に沿って互いにわず
かにずれた位置にある二つの走査領域を表すものとす
る。したがって、組になった１８種の異なるマスター特
徴パターンが、続く相関処理のため、システムメモリ内
に記憶される（２ドル札および１０ドル札についてそれ
ぞれ４つのマスターパターン、そして他の額面金額の札
についてはそれぞれ２つのマスターパターン）。一度マ
スターパターンを記憶すると、試験下で紙幣を走査する
ことによって発生されたパターンを予め記憶された強度
信号サンプルの１８のマスターパターンのそれぞれとＣ
ＰＵ３０で比較し、相関の程度、即ち比較されたデータ
の組についての複数のデータサンプルのうちの対応する
一つとの間の類似性、を表す相関数を各比較毎に発生さ
せる。

【００２８】ＣＰＵ３０は、パターン比較によって得ら
れた相関数が最も高いということがわかった記憶された
強度信号サンプルの組と対応するので走査した紙幣の額
面金額を確認するようにプログラムされている。走査し
た紙幣の額面金額の特徴付けをし損なう可能性を排除す
ると同時に偽造紙幣が有効な額面金額に属するものであ
ると確認される可能性を少なくするため、「イエス
（正）」コールをつくりだすためのベースとして相関の
二レベルしきい値を使用する。かかる方法は、上述した
米国特許第５，２９５，１９６号明細書に詳しい。も
し、走査した紙幣に対して「イエス（正）」コールが出
なかったら、エラー信号が発生する。

【００２９】上述の検出相関方法を使用することによっ
て、ＣＰＵ３０は所定の走査バッチについて走査された
所定組の紙幣の部分として特定の通貨額面金額に属する
紙幣の数を計数し、走査バッチ中に走査された紙幣によ
り表された通貨量の総計を決定するようにプログラムさ
れている。更に、ＣＰＵ３０は出力ユニット３６に繋が
っており、この出力ユニット３６は計数された紙幣の数
の表示、通貨額面金額についての紙幣の内訳、及び計数
された紙幣によって表された通貨の額面の総計を与える
ようになっている。出力ユニット３６は、表示された情
報を所望の形式でプリントアウトするようにしてもよ
い。

【００３０】次に図５を参照すると、ここには本発明の
システムに従って反射データを処理し相関するための好
ましい回路構成がブロック図の形態で示してある。ここ
に示すように、ＣＰＵ３０は、光学エンコーダ３２、光
電検出器２６、及びメモリユニット３８からの信号を含
む種々の入力信号を受け入れて処理する。メモリユニッ
ト３８は、消去可能なプログラム可能読み取り専用記憶
装置（ＥＰＲＯＭ）であるのがよい。メモリユニット３
８には相関プログラムが記憶されており、このプログラ
ムに基づいてパターンが発生され、試験通貨の額面金額
を確認するため試験パターンが記憶されたマスタープロ
グラムと比較される。クリスタル４０はＣＰＵ３０の時
間基準として役立ち、これには外部基準電圧Ｖ_REF が加
わっており、検出された反射データのピーク検出がこの
電圧に基づいて行われる。

【００３１】ＣＰＵ３０は、タイマー再設定信号を再設
定ユニット４４から受入れ、再設定ユニット４４は、図
５に示すように、光電検出器２６から出力電圧を受入
れ、この電圧を予め設定された電圧域値、代表的には
５．０ボルトに対して域値検出器４４Ａで比較し、紙の
存在に対応する反射値が検出されたときに「高」に行く
再設定信号を提供する。更に特定的には、反射サンプリ
ングは、走査ヘッドの下に紙幣が配置されていない場
合、照射された光ストリップ（図１の２４）が光電検出
器へ反射されないという前提に基づいている。こうした
状態では、光電検出器の出力は「暗」即ち「零」レベル
の読みを表す。紙幣の縁が最初に走査ヘッドの下に配置
され、光ストリップ２４の下に入ったとき、光電検出器
の出力が「白」の、代表的には約５．０ボルトの値を持
つように設定された読みに変わる。これが起こったと
き、再設定ユニット４４が「高」信号をＣＰＵ３０に与
え、走査手順の開始を記録する。

【００３２】走査ヘッド内の光源が発生させる照射光ス
トリップの機械作動方向の寸法（すなわち、紙幣が移動
する方向に平行な向きの寸法）は、細い縁飾り線が検出
される走査の最初の段階では比較的小さいように設定さ
れている。幅狭のスリットを使用することによって、反
射光線の検出感度を高め、検出されるべき紙幣表面から
反射される「灰」レベルの小さい変動を可能にする。こ
れは、パターンの細い縁飾り線、即ち紙幣上の印刷パタ
ーンの開始点が正確に検出されるようにする上で重要で
ある。縁飾り線を検出したら、次いで、紙幣の幅狭寸法
に亘って完全に走査を行うため、及び所望数のサンプル
を迅速に得るため、比較的幅広の光ストリップに基づい
て反射サンプリングを行う。実際のサンプリングに幅広
のスリットを使用すると光電検出器の出力特性を平滑に
し比較的大きなアナログ電圧を実現する。これは、検出
された反射値の正確な表示及び処理に重要である。

【００３３】図５に戻ると、ＣＰＵ３０は光電検出器２
６の出力をピーク検出器４６を通して処理する。ピーク
検出器５０は、本質的には、光電検出器の出力電圧を採
取し、検出器の賦勢後に遭遇する最も高い即ちピークの
電圧値をホールドするように機能する。更に、米国通貨
に対して、ピーク検出器は、基準化電圧を決定するよう
になっており、これに基づいて紙幣上のパターンの縁飾
り線が検出される。ピーク検出器５０の出力は、分圧器
５４に供給され、この分圧器はピーク電圧をこのピーク
値の予め決定された割合を表す基準化電圧Ｖ_S まで下げ
る。電圧Ｖ_S は、紙幣の印刷されていない縁部を走査し
ていることによる「高」い反射値から細い縁飾り線と遭
遇したときの比較的低い「灰」反射値までの変化をピー
ク検出器が表すときのピーク検出器の出力電圧の百分率
の低下に基づいている。好ましくは、基準化電圧Ｖ_S
は、ピーク電圧の約７０％乃至８０％であるように設定
される。

【００３４】基準化電圧Ｖ_S は、曲線検出器５６に供給
され、曲線検出器５６には光電検出器２６の入来瞬時出
力が設けられている。曲線検出器５６は二つの電圧をそ
の入力側で比較し、信号Ｌ_DET を発生する。この信号は
通常は「低」い状態に留まり、紙幣の縁が走査されると
きに「高」に向かう。信号Ｌ_DET は、光電検出器の来入
出力が電圧Ｖ_S で表される点まで光電検出器のピーク電
圧の予め決定された百分率に到るとき、「低」に向か
う。かくして、信号Ｌ_DET が「低」に向かうとき、これ
は紙幣のパターンの縁飾り線が検出されたということの
表示である。この時点で、ＣＰＵ３０はエンコーダ３２
（図５参照）の制御下で実際の反射サンプリングを開始
し、紙幣が照射光ストリップを横切って移動し、その幅
狭寸法の中央区分に沿って走査されるとき、所望の所定
数の感謝サンプルが得られる。

【００３５】マスター特徴パターンを発生したとき、各
額面金額の真正な１枚あるいはそれ以上の紙幣を走査す
ることによって得られた反射サンプルがシステムメモリ
６０内の対応する指定区分に入力する。システムメモリ
は、好ましくはＥＰＲＯＭである。サンプルの入力は、
必要であれば、緩衝アドレスラッチ５８を通して行われ
る。紙幣識別中、試験紙幣の走査によって得られた反射
値をメモリユニット３８内に記憶された相関プログラム
の制御下でＥＰＲＯＭ６０内に記憶された対応するマス
ター特徴パターンの各々と、この場合もアドレスラッチ
５８を通して順次比較する。紙幣を走査して特徴パター
ンを作成する手続きは、米国特許第５，２９５，１９６
号に説明されており、その内容は本願明細書に取り入れ
るものとする。

【００３６】米国特許第５，２９５，１９６号に説明さ
れた光学的感知および相関の技術は、あらかじめプログ
ラムしておいた額面金額の同定を高い精度で行うことを
可能にし、この同定において、サンプリングされた反射
値をデジタル化したり、該デジタル化した値をマスター
特徴パターンと比較したりする処理時間を比較的短くす
ることができる。このアプローチは、通貨紙幣を走査し
たり、走査されたデータを正規化したり、マスターパタ
ーンを作成したりするのに利用される。このとき、作動
中の紙幣の走査は、最も自他識別的な特徴を有する印刷
された印のある紙幣の部分において比較サンプル点間を
直接対応させることになる。比較的小さい数の反射サン
プルは、幾つかの額面金額の通貨の間で互いに適切な識
別を可能にするために必要である。

【００３７】米国通貨を走査することに関して単一の走
査ヘッドを有する通貨スキャナについて説明したが、以
下に本発明の通貨識別システムについて説明する。

【００３８】第１に、通貨は種々の大きさで入っていく
るため、走査される紙幣の大きさを決定するため、まず
センサを追加しなければならない。これらのセンサは、
以下に説明するように、走査ヘッドの上流に位置づけら
れる。大きさ（サイズ）決定センサの望ましい実施例が
図７に示されている。２つのリーディング／トレーリン
グ縁センサ６２が、紙幣６４が方向Ａの移送経路に沿っ
て通過するときに該紙幣６４のリーディング縁およびト
レーリング縁を検出する。これらのセンサは、エンコー
ダ３２（図１）と相俟って、紙幣６４の幅狭寸法（図
７）である、走査方向に平行な方向に沿った紙幣の寸法
を決定するのに使用される。さらに２つの側縁センサ６
６が、紙幣６４の幅広（長さ）寸法（図７）である、走
査方向を横切る方向の紙幣の寸法を検出するのに使用さ
れる。図７のセンサ６２、６６は光学センサであるが、
紙幣の大きさを決定するのに他の手段を使用してもよ
い。

【００３９】紙幣の大きさが決定されると、該紙幣と同
一である可能性を決定づける要素は、同じ大きさの紙幣
が有するものに限定される。したがって、走査されるべ
き領域は、測定された寸法を有する紙幣の額面金額や発
行された国を識別するのに最もふさわしい領域とされ
る。

【００４０】第２に、米国通貨に印刷された印は、細い
縁飾り線（ｂｏｒｄｅｒｌｉｎｅ）の内側にあるが（こ
の縁飾り線を検出することにより、さらに広いスリット
を用いて走査を開始するきっかけとすることができ
る）、他のほとんどの国の通貨にはこのような縁飾り線
はない。したがって、上述したような装置は改変し、縁
飾り線を有しない通貨に対しては、紙幣の縁が検出され
ることに関連づけて走査が開始されるようにする。図８
を参照すると、２つのリーディング縁センサ６８が示さ
れている。紙幣７０のリーディング縁６９がリーディン
グ縁センサ６８によって検出されると、紙幣７０のリー
ディング縁から所定の距離、例えばＤ₁またはＤ₂だけ離
れた領域で走査が開始される。距離Ｄ₁、Ｄ₂は、紙幣の
大きさに基づいて与えられる、紙幣の識別に関する予備
的な指摘に依存して種々変更される。あるいはまた、紙
幣のリーディング縁６９は、一つまたはそれ以上の走査
ヘッド（以下に説明する）によって、図５、図６で説明
した場合と同様にして検出するようにしてもよい。ある
いはまた、例えば図７のセンサ６２によって与えられる
信号を利用しつつ、図１のエンコーダ３２によって与え
られる位置情報をもとに、走査開始のきっかけをつくっ
てもよい。そうすれば、リーディング縁センサ６８を設
ける必要はなくなる。

【００４１】しかしながら、紙幣のリーディング縁の検
出によって走査の開始のきっかけとなす、とすると、走
査されたパターンが、対応するマスターパターンに対し
てオフセット（ずれる）可能性が高まる。オフセット
（ずれ）は製造公差の存在に起因して生ずるが、それに
より、書類に印刷された印の位置が、書類の縁に対して
相対的に変化してしまうのである。例えば、米国紙幣に
印刷された印の位置は該紙幣のリーディング縁に相対的
に５０ｍｉｌ（１ｍｉｌは１０００分の１インチ）も変
わることがある。これは０.０５インチ（約１.１２７ｍ
ｍ）に相当する。したがって、走査開始のきっかけが、
例えば米国紙幣に印刷された縁飾り線のような、ある印
刷された印の一部の検出によって与えられるのではな
く、紙幣の縁に関連づけられて行われる場合、走査され
たパターンは、一つまたはそれ以上のサンプルによる対
応マスターパターンからオフセット（ずれる）ことがあ
る。かかるオフセット（ずれ）は、走査されたパターン
とマスターパターンとの間の相関が正しく行われないた
め、真正な紙幣を誤って拒絶してしまう事態を招くこと
がある。かかる事態を補償するため、全体を走査された
パターンとマスターパターンとが互いに相対的にシフト
されるか、あるいは異なるオフセット量に対応する複数
のマスターパターンを記憶しておく。

【００４２】第３に、米国紙幣の緑色の側の面（ｇｒｅ
ｅｎｓｉｄｅ）の中央領域（図３のセグメントＳを参
照）は、複数の額面金額の米国紙幣の中で互いに区別で
きるほど十分な特徴性を有しているが、他の国からの紙
幣と識別するには、この中央領域は適当ではない。例え
ば、某Ａ国からの紙幣に対しては、セグメントＳ₁（図
８）が、走査すべき、より好ましい領域となるが、某Ｂ
国からの紙幣に対してはＳ₂（図８）が、より好ましい
領域となる。あるいはまた、与えられたセットの紙幣を
十分に識別するためには、かかるセットの紙幣１枚ずつ
について、例えばセグメントＳ₁およびＳ₂というよう
に、２以上のセグメントに沿って走査を行うことが必要
となろう。

【００４３】紙幣の中央部分以外の領域での走査を可能
にするため、複数のマルチ走査ヘッドを互いに隣接して
配置してもよい。かかるマルチ走査ヘッドシステムの望
ましい実施例が図９に示されている。マルチ走査ヘッド
７２ａ−７２ｃおよび７２ｄ−７２ｆが、紙幣の移動方
向を横切る方向に沿って互いに隣接して配置されてい
る。かかるシステムにより、紙幣７４は、異なる複数の
セグメントに沿って走査されることになる。マルチ走査
ヘッド７２ａ−７２ｆは移送経路の両側に配置されてい
るので、紙幣７４の両面が走査されることができる。

【００４４】２つの面で走査ができるようにしたことに
より、本発明の通貨識別システムに紙幣を入れるとき、
いずれの面を上にして入れてもよいことになる。

【００４５】真正の紙幣を走査して作られるマスターパ
ターンは、紙幣の一方の面上のセグメントについて記憶
されてもよいし、両面上のセグメントについて記憶され
てもよい。マスターパターンが、真性な紙幣の片方の面
のみの走査から作られて記憶されている場合、テストの
紙幣の両面を走査することによって得られたパターン
が、片方の面のみの走査によって作られたマスターパタ
ーンのマスターセットと比較されるようにしてもよい。
このような場合、テストの紙幣の一方の面から得られた
パターンは、記憶されたマスターパターンの一つと一致
するはずである。ただし、テストの紙幣の他方の面から
得られたパターンは、マスターパターンの一つと一致す
ることはないだろう。あるいはまた、真正な紙幣の両面
についてのマスターパターンを記憶させておいてもよ
い。このような両面システムの場合、テストの紙幣の片
面の走査のみによって得られたパターンは、一方の面の
マスターパターンの一つと一致し（「一致１」）、テス
トの紙幣の反対側の面の走査によって得られたパターン
は、「一致１」において識別に使用された真正の紙幣の
他方の面のマスターパターンの一つと一致する。

【００４６】あるいはまた、紙幣の面の向き（すなわち
表が上を向いているか下を向いているか）が、特徴ある
パターンの走査の前または走査中に決定される場合に
は、対応する同じ面どうしのパターン間で比較すればよ
いので、比較の回数を少なくすることができる。すなわ
ち、例えば紙幣の表が上を向いていることが分かったな
ら、移送経路の上方の走査ヘッドによって走査されたパ
ターンが、真正紙幣の「表」を走査して作られたマスタ
ーパターンと比較されるだけでよいのである。紙幣の
「表」とは、紙幣の表裏のうちの表の面という意味であ
る。例えば、米国紙幣の「表」は、「黒」の面とされて
おり、米国紙幣の裏の面は「緑」の面とされている。面
の向きは、いくつかの状況のもとでは、紙幣の表面の色
を検出することにより決定することができる。

【００４７】図９の実施例によれば、紙幣移送きくは、
紙幣７４の中央領域Ｃが中央走査ヘッド７２ｂ、７２ｅ
間に移送されるように作動する。走査ヘッド７２ａ、７
２ｃ、さらに走査ヘッド７２ｄ、７２ｆも同様に、中央
走査ヘッド７２ｂ、７２ｅのそれぞれから等距離離れて
配置されている。紙幣の中央領域のまわりに走査ヘッド
を対称的に配置したことにより、紙幣はいずれの方向に
も、例えば最初に上縁が来るようにも（前方方向）、最
初に下縁が来るようにも（逆転方向）走査することがで
きる。図１ないし図６に関して説明したように、真正紙
幣を前方方向および逆転方向の双方で走査することによ
り、マスターパターンが作られ記憶される。対称的な配
置は好ましいものではあるが、適当なマスターパターン
が非対称システムで記憶されている場合には、必須の要
件ではない。

【００４８】図９では一つの面に３つの走査ヘッドを有
するシステムが示されているが、一つの面に幾つの走査
ヘッドを設けてもよい。同様にして、紙幣の中央領域に
走査ヘッドを位置付けることも必須要件ではない。例え
ば、図１０では、本発明の別の望ましい実施例として、
図５におけるセグメントＳ₁およびＳ₂を走査することの
できる構成が示されている。走査ヘッド７６ａ、７６
ｄ、７６ｅ、７６ｈはセグメントＳ₁に沿って紙幣７８
を走査し、走査ヘッド７６ｂ、７６ｃ、７６ｆ、７６ｇ
はセグメントＳ₂に沿って走査する。

【００４９】図１１は、本発明による走査システムの、
別の望ましい実施例である、横方向に移動可能な走査ヘ
ッド８０ａ、８０ｂを有する構成が示されている。同様
の走査ヘッドを移送経路の反対側の面に設けてもよい。
移動可能な走査ヘッド８０ａ、８０ｂは、走査に、より
柔軟性を与えるので、特定の走査状況によっては非常に
望ましいことである。図７に関連して説明したように紙
幣の寸法が決定されると、紙幣の同定に関する予備的な
決定がなされる。この予備的な決定に基づき、移動可能
な走査ヘッド８０ａ，８０ｂは、識別情報を得るために
最も適当と思われる紙幣の領域へと移動して位置付けら
れる。例えば、もし、走査された紙幣の大きさに基づき
なされた予備的な決定が、その紙幣が日本の５０００円
札タイプのものであるというものであり、日本の５００
０円札タイプの特徴あるパターンが、前方方向に供給さ
れたときの紙幣の中心の左２.０ｃｍのセグメントを走
査することにより得られるということが決定されたな
ら、走査ヘッド８０ａ，８０ｂは、かかるセグメントを
走査するための適当な位置に位置付けられる。例えば、
走査ヘッド８０ａは紙幣の中心から２.０ｃｍ左に位置
付けられ、走査ヘッド８０ｂは中心から２.０ｃｍ右に
位置付けられる。それぞれの走査ヘッドをこのように位
置付けることにより、走査される紙幣が前方方向に供給
されようと、逆転方向に供給されようとも、適当な識別
を行うことができる。同様にして、移動経路の反対側の
走査ヘッド（図示せず）も適当に位置付けるようにする
ことができる。あるいはまた、移送経路の一方の側また
は双方の側に一つの移動可能な走査ヘッドを設ける構成
としてもよい。かかるシステムにおいては、大きさと色
との情報（以下に詳述する）が、横方向に移動可能な単
一の走査ヘッドを適当に位置付けるのに役立てられる。
特に走査の前に紙幣の向きが決定される場合に、このこ
とが言える。

【００５０】図１１に示すシステムにおいては、移送機
構は、走査される紙幣を、走査ヘッド８０ａ，８０ｂが
位置付けられる領域内に中心決めされるように供給す
る。したがって、走査ヘッド８０ａ，８０ｂは、移送経
路の中心に対して、走査ヘッド８０ａは範囲Ｒ₁内を、
走査ヘッド８０ｂは範囲Ｒ₂内をそれぞれ移動可能なよ
うに、設計されている。

【００５１】図１２は、本発明による走査システムの、
別の望ましい実施例を示している。この実施例では、走
査される紙幣が、移送経路に沿って左詰めの状態（ｌｅ
ｆｔｊｕｓｔｉｆｉｅｄｍａｎｎｅｒ）で移送され
る。すなわち、紙幣８４の左縁Ｌは、移送経路に対して
同一の横方向位置を占めることになる。紙幣の寸法に基
づき、紙幣の中心の位置が決定され、次いで走査ヘッド
８６ａ，８６ｂが位置決めされる。図１２に示したよう
に、走査ヘッド８６ａは移動範囲Ｒ₃を有し、走査ヘッ
ド８６ｂは移動範囲Ｒ₄を有している。走査ヘッド８６
ａ，８６ｂの移動範囲は、識別システムが対応するよう
考慮された紙幣の寸法の範囲によって影響を受ける。同
様にして、走査ヘッドは、移送経路の反対側の面に対し
ても設けてもよい。

【００５２】あるいはまた、移送機構は、走査される紙
幣が中心決めされたり横方向寸法に沿って寄せられたり
する必要のないものとすることもできる。移送経路の横
方向寸法の範囲内で紙幣の位置が右寄りであっても左寄
りであってもいいような移送機構とすることもできる。
このような場合、図７の縁センサ６６を利用して、紙幣
の縁と中心とを位置決めし、移動可能な走査ヘッドシス
テムに位置情報を与えたり、固定走査ヘッドシステムに
作動に関する選択基準を与えるようにすることができ
る。

【００５３】上述した固定走査ヘッドシステムおよび移
動可能走査ヘッドシステムのほか、固定走査ヘッドおよ
び移動可能走査ヘッドの双方を有するハイブリッド（混
成型）システムを使用してもよい。同様にして、前述し
たように横方向に変位されている走査ヘッドは、同一の
横方向軸に沿って存在している必要はない。すなわち、
走査ヘッドは、例えば上流へ向かって又は下流に向かっ
て千鳥配置になったり斜め配置になったりしてもよい。
図１３は、本発明の望ましい実施例による、千鳥配置の
走査ヘッドの構成を示す。図１３では、紙幣１３０は、
該紙幣１３０の中心１３４が移送経路１３２の中心１３
６と整合するよう、中心決めされた態様で移送される。
走査ヘッド１４０ａ−１４０ｈは、移送経路１３２の幅
全体を走査できるよう、千鳥配列されている。走査ヘッ
ドのそれぞれにより照射される領域は、走査ヘッド１４
０ａ，１４０ｂ，１４０ｅ，１４０ｆにそれぞれ対応す
るストリップ１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｅ，１４２ｆ
で示されている。大きさ（サイズ）決定センサによる決
定によっては、走査ヘッド１４０ａおよび１４０ｈが作
動されなかったり、そこからの出力が無視されたりする
こともある。

【００５４】一般的に、もし、書類を走査する前に、該
書類についての予備的な情報、例えば大きさや色といっ
た情報が得られたとしたら、そして、その予備的情報が
書類同一性に関する可能性を示唆するものであったとし
たら、適当に位置付けられた固定走査ヘッドが作動せし
められ、または横方向に移動可能な走査ヘッドが適当に
位置決めされるであろう。あるいはまた、移送経路の大
部分をカバーするように位置付けられた走査ヘッドを有
するシステムにおいては特に、システムの走査ヘッドを
多くあるいはすべては、書類を走査するために作動せし
められることとなろう。続いて、書類の同一性に関する
ある予備的な決定がなされた後、適当に位置付けられた
走査ヘッドから得られた出力またはそれから派生するも
ののみが、走査されたパターンを作るために使用され
る。出力信号から派生するものには、例えば、出力信号
をサンプリングすることによって作られメモリに記憶さ
れるデータサンプルが含まれる。かかる変更実施例にお
いては、書類の同一性に関する予備的な決定を行わせる
ことのできる情報が、走査ヘッドとは別のセンサからの
情報または走査ヘッド自身の一つまたはそれ以上からの
情報を解析することによって得られるようにしてもよ
い。かかる予備的な決定の利点は、作って、マスターパ
ターンのセットと比較しなければならない、走査された
パターンの数を減じることができることである。同様に
して、走査されたパターンと比較される方のマスターパ
ターンの数も減らすことができる。

【００５５】図１３における走査ヘッド１４０ａ−１４
０ｈは、互いに重ならないような配置になっているが、
重なる（オーバーラップする）ように配置してもよい。
付加的な横方向位置を与えることにより、オーバーラッ
プするよう配列された走査ヘッドは、走査するセグメン
トの選択の幅を広げることができる。また、通貨の製造
公差に起因して生じる印刷のずれ、すなわち紙幣の縁の
位置に対する紙幣上に印刷された印の位置が、紙幣によ
ってまちまちである（変動する）という問題は、走査ヘ
ッドを互いにオーバーラップするよう配列して、走査で
きるセグメントを増したことにより、解消することがで
きる。さらに、望ましい実施例においては、移送経路の
上方に位置付けられた走査ヘッドは、移送経路の下方に
位置付けられた対応する走査ヘッドに対して上流位置に
設けられる。

【００５６】図１４および図１５は、本発明の別の望ま
しい実施例を示しており、光電検出器のような複数のア
ナログセンサ１５０が、単一の走査ヘッド１５２内で横
方向に互いに間隔をおかれて直線形に配列されている。
図１４および図１５は、かかる直線形配列の実施例のそ
れぞれ上面図および側面図である。個々のセンサ１５０
の出力は、「ｌｅｎｓａｒｒａｙ」（ＭＳＧＡｍｅ
ｒｉｃａ，Ｉｎｃ．により、部品番号ＳＬＡ２０Ａ１６
７５７０２Ａ３として製造されている）アナログーデジ
タル変換器（図示せず）に連結され、次いで、図１およ
び図５において説明したのと同様にしてＣＰＵ（図示せ
ず）に連結する。図１４および図１５に示すように、紙
幣１５４は、中心合わせされた状態で直線形状配列の走
査ヘッド１５２を通過するように移送される。直線形状
配列された走査ヘッドの好ましい長さは、約６ないし７
インチ（約１５ないし１７ｃｍ）である。

【００５７】前述したような方法で、紙幣の大きさが決
定された後、該決定に基づき、適当なセンサが作動せし
められ、該センサの出力を利用して、走査されたパター
ンが作られる。あるいはまた、センサの多くまたはすべ
てが作動せしめられて、適当に位置づけられているセン
サの出力またはそこから派生されたもののみが、走査さ
れたパターンを作るのに利用されるようにしてもよい。
出力信号から派生するものには、例えば、出力信号をサ
ンプリングすることにより作られてメモリに記憶された
データサンプルが含まれる。その結果、本発明による直
線形状配列の走査ヘッドを備えた識別装置は、広い範囲
の各種タイプの紙幣に適用可能である。さらに、直線形
状配列の走査ヘッドは、種々の紙幣に関して、「情報を
どのように読んで処理するか」という点については、非
常に柔軟性をもっている。紙幣の移送方向に平行な方向
のセグメントに沿って走査されたパターンを作る能力に
加えて、走査されたサンプルを適当に処理することによ
り、紙幣の移送方向に直交する方向に沿って走査された
パターンを「作り出す」またはそれに近いものを作り出
すようにしてもよい。例えば、６４エンコーダパルスの
間に３０個のセンサからサンプルをとるかわりに、直線
形状配列の走査ヘッド１５２を、７インチ（約１７.７
８ｃｍ）の長さにわたって１６０個のセンサ１５０を備
えるものとすると、５エンコーダパルスの間に１６０個
のセルから（または紙幣１５４にわたって位置づけられ
たすべてのセルから）サンプルをとることができる。あ
るいはまた、５個のデータサンプルの１６０個の走査さ
れたパターン（あるいはこれらから選択されたいくつ
か）のそれぞれを、パターン比較に利用するようにして
もよい。したがって、データを取得する時間は、６４エ
ンコーダパルスから、たったの５エンコーダパルスへと
著しく減じられる。データの取得時に節約された時間
は、データ処理のために使ってもよいし、紙幣１枚当た
りの走査時間全体を減じるために利用し、識別装置の効
率を高めるようにしてもよい。さらに、直線形状配列の
走査ヘッドは、走査される領域を形作る際の柔軟性が非
常に大きい。例えば、カナダの紙幣のリーディング縁に
は、価値のあるグラフィック情報が含まれていることが
分かっている。したがって、テストの紙幣がカナダ紙幣
であることが決定されたとき（または識別装置がカナダ
通貨用にセットされるとき）には、例えば多数の横方向
に配列されたセンサを比較的短いエンコーダパルスの間
だけ作動させることにより、走査領域は紙幣のリーディ
ング縁領域に限定することができる。

【００５８】図１６は、光電検出器のような複数のアナ
ログセンサ１７２を有する直線形状配列の走査ヘッド１
７０の、別の望ましい実施例の上面図であり、紙幣１７
４は、中心合わせされない状態で走査ヘッド１７０を通
過するよう移送されている。前述したように、大きさ決
定センサからの位置情報は、適当なセンサを選択すると
きの情報として利用することができる。あるいはまた、
直線形状配列の走査ヘッド自身が紙幣の大きさを決定す
るのに使用されるようにしてもよく、そうすれば大きさ
決定センサを別に設ける必要がなくなる。例えば、すべ
てのセンサを作動させ、直線形状配列の走査ヘッドの端
部に位置づけられたセンサから得られるデータサンプル
を予備的に処理し、紙幣の横方向位置および長さを決定
するようにしてもよい。紙幣の幅は、別個のリーディン
グ／トレーリング縁センサを用いて決定するようにして
もよいし、最初および最後のサイクルエンコーダパルス
から得られるデータサンプルをあらかじめ処理すること
により決定するようにしてもよい。大きさについての情
報がテストの紙幣について得られたなら、さらに次のプ
ロセスで必要となるのは、紙幣の適当な領域から得られ
たデータサンプルだけである。

【００５９】図１７は本発明による直線形状配列の走査
ヘッド１８０の、別の望ましい実施例の上面図であり、
紙幣が斜めになった場合にそれを補償することについて
説明している。走査ヘッド１８０は複数のアナログセン
サ１８２を有しており、紙幣１８４は斜めになった状態
で走査ヘッド１８０を通過するよう移送されている。例
えばリーディング縁センサを利用するなどして、紙幣が
斜めになっていることが分かると、走査ヘッド１８０に
沿ったセンサ１８２からの読み取りは、適当に遅らされ
る。例えば、紙幣の右側前方のコーナーが走査ヘッド１
８０に到達する５エンコーダパルス前に、紙幣の左側前
方のコーナーが走査ヘッド１８０に到達するようにし
て、紙幣が走査ヘッド１８０を通過したとする。この場
合、紙幣の右側縁に沿ってのセンサの読み取りが５エン
コーダパルスだけ遅らされる。走査されたパターンが
２、３エンコーダパルスの間に作られる場合、紙幣は斜
めになっていない状態で供給されたものとして取り扱わ
れる。なぜなら、斜めになった角度に沿った走査と斜め
になっていない角度に沿った走査との間の横方向のずれ
の量は、２、３エンコーダパルスほどの短い時間での走
査においては非常に小さいものだからである。しかしな
がら、多数のエンコーダパルスに相当する時間にわたる
走査を得るのが望ましい場合には、単一の走査されたパ
ターンが、２以上のセンサの出力から作り出される。例
えば、与えられた数のエンコーダパルスの間にセンサ１
８６ａからデータサンプルを得、それから次の与えられ
た数のエンコーダパルスの間にセンサ１８６ｂからデー
タサンプルを得、それから次の与えられた数のエンコー
ダパルスの間にセンサ１８６ｃからデータサンプルを得
ることによ、走査されたパターンが作り出されるように
してもよい。あるいはまた、マスターパターンを、紙幣
のいろいろな斜めの角度に対してそれぞれ作り出し、記
憶させておき、単一のセンサで、テストの紙幣から、走
査されたパターンを作り出すことができるようにしても
よい。

【００６０】図１４ないし図１７において、単一の直線
形状配列の走査ヘッドのみが示されているが、移送経路
の反対側にもう一つの直線形状配列の走査ヘッドを設
け、紙幣のいずれかの面または双方の面で走査が行える
ようにしてもよい。同様にして、直線形状配列の走査ヘ
ッドの利点は、例えば図１３に示すように適当に配置し
たマルチ走査ヘッドや、直線形状配列にしたマルチ走査
ヘッドを利用できることにある。

【００６１】大きさや走査された特徴あるパターンに加
え、色もまた紙幣の識別に利用される。例えば、米国の
紙幣はすべて緑色の側と黒色の側というように同じ配色
で印刷されているが、他の国からの紙幣は、額面金額が
違うと印刷の配色も異なることがしばしばである。例え
ば、ドイツの５０ドイツマルク紙幣は茶色だが、ドイツ
の１００ドイツマルク紙幣は青色である。あるいはま
た、面によって色が異なる紙幣に対しては、色を検出す
ることにより紙幣の面の向きを決定するようにもでき
る。例えば、色を検出することにより米国紙幣の面の向
きを決定するには、米国紙幣の緑の面が上を向いている
かどうかを調べればよい。前述したセンサの上流側に、
別個の色センサを追加してもよい。かかる実施例によれ
ば、色の情報は、大きさの情報に加え、紙幣の予備的な
同定に利用することもできる。同様にして、色の情報は
紙幣の面の向きを決定するのに使用することができ、こ
の決定に基づき、紙幣を走査するための走査ヘッドのう
ち、上側の走査ヘッドを使用するのか、下側の走査ヘッ
ドを使用するのかを選択するようにしてもよいし、ある
いはまた、上側の走査ヘッドから得られた走査されたパ
ターンとそれに対応する面を走査することによって作り
出されたマスターパターンのセットとを比較する一方、
下側の走査ヘッドから得られた走査されたパターンと先
程とは反対側の面を走査することによって作り出された
マスターパターンとを比較することを確実にするように
してもよい。あるいはまた、前述した走査ヘッドに色の
検出機能を組み込ませてもよい。かかる色の検出は、例
えばカラーフィルタや色つき光源や二色性（ｄｉｃｈｒ
ｏｉｃ）ビームスプリッタを本発明による識別装置に組
み込むことにより行わせるようにしてもよい。例えば、
色つきフィルタを前述した走査ヘッドやセンサの前に配
置してもよい。紙幣から得られた色の情報に基づき、選
択された走査ヘッドが作動され、横方向に移動可能な走
査ヘッドが適当に位置づけられて作動せしめられる。こ
れにかわり、あるいはこれとともに、紙幣の色に基づ
き、直線形状配列の走査ヘッドから選択されたセンサが
作動せしめられ、紙幣の適当なセグメントに沿って走査
が行われる。色の情報の取得については、出願中の米国
特許出願第０８／２１９,０９３号（１９９４年３月２
９日付出願。名称は「ＣｕｒｒｅｎｃｙＤｉｓｃｒｉ
ｍｉｎａｔｏｒａｎｄＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏ
ｒ」）に詳細に説明されている。さまざまな色情報の取
得技術が米国特許第４,８４１,３５８号、第４,６５８,
２８９号、第４,７１６,４５６号、第４,８２５,２４６
号、第４,９９２,８６０号に記載されている。

【００６２】本発明の望ましい実施例による通貨識別装
置の作動は、図１８および図１９のフローチャートを参
照すると理解しやすい。プロセスはステップ１００から
始まり、紙幣は移送経路に沿って供給される（ステップ
１０２）。センサを通過するとき、該センサにより紙幣
の長さおよび幅が測定される（ステップ１０４）。これ
らの大きさ決定センサは、例えば図７に示すようなもの
でもよい。次に、ステップ１０６において、図５に示す
ＥＰＲＯＭ６０のようなメモリに記憶された中の少なく
とも一つの紙幣の大きさと、測定された紙幣の大きさと
が一致するが否かを決定する。もし、いずれとも一致し
なければ、ステップ１０８にてエラーとして適当に処理
される。もし一致すれば、ステップ１１０で紙幣の色が
走査される。ステップ１１２では、紙幣の色が、ステッ
プ１０４で測定された大きさを有する真正な紙幣に関連
づけられた色と一致するか否かが決定される。一致しな
ければステップ１１４でエラーが発生する。しかしなが
ら、色が一致すれば、ステップ１１６で、一致する可能
性のある紙幣の予備的なセットが作られる。与えられた
色および大きさを有する紙幣に対して、ただ一つだけ同
一である可能性のあるものが存在するという場合が多
い。しかしながら、ステップ１１６での予備的なセット
は、単一の紙幣タイプ、すなわち、ある特定の通貨シス
テムの特定の額面金額（例えば米国の１ドル、５ドル・
・・など）の同定を行うためのものに限定されない。予
備的セットには、多くの同一の可能性のある紙幣タイプ
（例えばその他の国の紙幣）も含まれる。例えば米国紙
幣はすべて同じ大きさで同じ配色である。したがって、
米国の５ドル紙幣を走査することによって作られた予備
的セットには、米国紙幣のすべての額面金額のものが含
まれる。

【００６３】予備的なセット（ステップ１１６）に基づ
いて、固定走査ヘッドシステム内から選択された走査ヘ
ッドが作動せしめられる（ステップ１１８）。例えば、
予備的な識別により、走査された紙幣がドイツの１００
ドイツマルク紙幣の色および大きさを有していることが
分かったとすると、ドイツの１００ドイツマルク紙幣に
おいて走査された適当なセグメントに対応する領域の走
査ヘッドが作動せしめられることになる。そして、図８
のセンサ６８によって紙幣のリーディング縁が検出され
ると、適当なセグメントが走査される。あるいはまた、
すべての走査ヘッドを作動せしめる状態とし、選択され
た走査ヘッドからの走査情報のみを処理するようにして
もよい。あるいはまた、紙幣の予備的な識別（ステップ
１１６）に基づき、移動可能な走査ヘッドを適当な位置
に位置付けるようにしてもよい（ステップ１１８）。

【００６４】次いで、紙幣は、その特徴パターンを走査
される（ステップ１２０）。ステップ１２２において、
走査ヘッドによって作られた走査されたパターンは、予
備的なセットによって指示された真正な紙幣に関連づけ
られたマスターパターン（記憶されている）と比較され
る。予備的なセット内にある紙幣のマスターパターンと
比較するだけなので、処理時間は従来よりも減じられ
る。したがって、例えば、予備的セットが、走査された
紙幣と同一可能性のあるのはドイツの１００ドイツマル
ク紙幣だけであることを指摘した場合、ドイツの１００
ドイツマルク紙幣のマスターパターンのみを、走査され
たパターンと比較すればよいことになる。この段階で一
致しなければ、エラーとして処理される（ステップ１２
４）。走査されたパターンが適当なマスターパターンと
一致したなら、紙幣の同定がなされ（ステップ１２
６）、処理は終了する（ステップ１２８）。

【００６５】これまでに述べた望ましい実施例のいつく
かは、複数の紙幣タイプの同定ないし識別を行うことの
できるシステムであったが、テストの紙幣がある特定の
紙幣タイプに属するものか否かを識別するシステムとし
てもよい。例えば、イギリスの５ポンド紙幣といった単
一の紙幣タイプのみに関するマスター情報をシステムが
記憶しているようにしてもよい。かかるシステムにおい
ては、イギリスの５ポンド紙幣であるテストの紙幣を同
定し、その他のすべての紙幣タイプを拒絶することにな
る。

【００６６】本発明における走査ヘッドは、種々の書類
を識別することのできる書類識別装置に組み入れること
ができる。例えば、複数の異なる国の通貨を扱うことの
できる装置としてもよい。かかる装置は、多くのモード
で作動されるようになされる。例えば、オペレータが、
その装置が取り扱える複数の紙幣タイプのうちの一つ又
はそれ以上を選択できるようにすることもできる。かか
る選択は、走査されたパターンが比較されるところのマ
スターパターンの数を制限する場合に行うことができ
る。同様にして、オペレータが、紙幣の供給方法（すべ
ての紙幣の表を上に向ける、すべての紙幣の上縁を先に
する、紙幣の表は上下どちらでもよい、紙幣の上縁の向
きはどちらでもよい、など）を選択できるようにしても
よい。さらに、種々の周辺機器（例えばモニタ、ＬＣＤ
ディスプレイ、プリンタなど）に種々のフォーマットで
出力情報がディスプレイされるようにすることもでき
る。例えば、同定された特定の紙幣タイプのそれぞれの
総額を計数できるようにしたり、複数の通貨システムの
それぞれについて計数された通貨の総額を示す表を作る
ようにしてもよい。例えば、山にした紙幣を図１の紙幣
受け入れステーション１２に置き、図１の出力ユニット
３６が、総額で３７０イギリスポンドおよび６５０ドイ
ツマルクが計数されたことを表示するようにしてもよ
い。あるいはまた、同じバッチの紙幣を走査して得られ
た出力が、計数された特定の額面金額についての、より
詳細な情報を与えるようにしてもよい。例えば、１００
ポンド紙幣が１枚と５０ポンド紙幣が５枚という情報を
与えたり、２０ポンド紙幣が１枚と５０ドイツマルク紙
幣が１３枚という情報を与えるようにすることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】単一の走査ヘッドを有する通貨識別システムの
機能を示すブロックダイアグラム。

【図２】本発明の望ましい一つの実施例により光学セン
サを横切る一枚の紙幣の横方向の移動中に順次走査され
る領域の模式的な斜示図。

【図３】紙幣上で光学的に走査されるべき望ましい領域
を紙幣とともに示す斜示図。

【図４】本発明の望ましい実施例により紙幣上で光学的
に走査されるべき走査領域を示す模式的な側面図。

【図５】本発明の光学検知技術および計数技術によって
反射データを処理し相関するための望ましい回路を示す
ブロックダイアグラム。

【図６】再設定信号を発生させるための回路を示すブロ
ックダイアグラム。

【図７】紙幣と、本発明の望ましい実施例における大き
さ決定センサとの上面図。

【図８】本発明の望ましい実施例により紙幣上に光学的
に走査されるべき複数の領域が描かれた紙幣の上面図。

【図９】本発明の望ましい実施例により構成されたマル
チ走査ヘッド装置の側面図。

【図１０】本発明の別の望ましい実施例により構成され
たマルチ走査ヘッド装置の側面図。

【図１１】本発明の別の望ましい実施例により構成され
たマルチ走査ヘッド装置の側面図。

【図１２】本発明の別の望ましい実施例により構成され
たマルチ走査ヘッド装置の側面図。

【図１３】本発明の望ましい実施例により構成された斜
め配列または千鳥配列の走査ヘッド装置の上面図。

【図１４】本発明の望ましい実施例により構成された線
形配列の走査ヘッドの上面図であり、中心を通って供給
される紙幣を図示している。

【図１５】本発明の望ましい実施例により構成された線
形配列の走査ヘッドの側面図であり、中心を通って供給
される紙幣を図示している。

【図１６】本発明の別の望ましい実施例により構成され
た線形配列の走査ヘッドの上面図であり、中心を外れた
態様で供給される紙幣を図示している。

【図１７】本発明のさらに別の望ましい実施例により構
成された線形配列の走査ヘッドの上面図であり、斜めの
状態で供給される紙幣を図示している。

【図１８】本発明の望ましい実施例による通貨紙幣識別
システムの作動のフローチャートを示す図。

【図１９】本発明の望ましい実施例による通貨紙幣識別
システムの作動のフローチャートを示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ダグラス・ユー・メニーアメリカ合衆国イリノイ州60010，バーリントン，ウッド・ストリート 229 (72)発明者リチャード・エイ・マズールアメリカ合衆国イリノイ州60540，ネイパーヴィル，カルペッパー・ドライブ 1508

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】書類識別装置であって、少なくとも２つのセグメントに沿って書類の第１の面を
走査する手段にして、前記セグメントに沿って書類から
特徴ある情報を検出し、検出された特徴ある情報におけ
るバリエーションを示す対応出力信号を作り出すことの
できる、書類の第１の面を走査する手段を含み、前記出力信号からは、特徴ある情報の走査されたパター
ンが作り出されるようになされており、前記セグメント
の少なくとも２つが互いに対して横方向に変位してお
り、前記書類の第１の面を走査する手段が、１分間に約
８００枚以上の速度で走査可能となされており、さらに、前記出力信号から少なくとも一つの走査された
パターンを作る手段を含み、該少なくとも一つの走査されたパターンは、前記書類の
セグメントに沿った前記特徴ある情報におけるアナログ
バリエーションを示すようになされており、さらに、書類識別装置が識別できる真正書類のそれぞれ
に関連づけられた少なくとも一つのマスターパターンと
記憶するためのメモリを含み、前記少なくとも一つのマスターパターンは、関連づけら
れた真正書類のセグメントに沿った特徴ある情報におけ
るアナログバリエーションを示すようになされており、さらに、パターン比較をするための信号処理手段にし
て、前記走査されたパターンの少なくとも一つまたは部
分を前記マスターパターンの少なくとも一つと比較する
ようになされた信号処理手段を含み、該信号処理手段が、前記書類が当該書類識別装置が識別
できるものであった場合に前記パターン比較に基づき該
書類の識別結果を示すようになされていることを特徴と
する、書類識別装置。
【請求項２】前記書類の第１の面を走査する手段が、互
いに対して横方向に変位して配置された少なくとも２つ
の固定走査ヘッドを含むことを特徴とする請求項１記載
の書類識別装置。
【請求項３】前記書類の第１の面を走査する手段が、一
つまたはそれ以上の横方向に移動可能な走査ヘッドを含
むことを特徴とする請求項１記載の書類識別装置。
【請求項４】前記書類の中心軸に関して対称的となるよ
うに横方向に配列された少なくとも２つの走査ヘッドを
備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに
記載の書類識別装置。
【請求項５】前記書類の第１の面を走査する手段が、互
いに対して横方向に変位して配置された少なくとも２つ
のセンサを備える直線形状配列の走査ヘッドを含むこと
を特徴とする請求項１記載の書類識別装置。
【請求項６】前記書類が通貨紙幣であり、さらに、走査されるべき紙幣を移送経路に沿って１分間
に８００枚以上の速度で移送するための移送機構を含む
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の
書類識別装置。
【請求項７】前記書類の第１の面を走査する手段が、前
記書類の前記セグメントのストリップを照射するための
少なくとも一つの光源と、前記書類上の照射されたスト
リップからの反射光を受けるための少なくとも一つの検
出器とを備える光学走査手段であり、前記出力信号が該反射光の強度におけるバリエーション
を示すようになされており、前記出力信号から少なくとも一つの走査されたパターン
を作る前記手段が、前記書類が前記書類の第１の面を走
査する手段のうちの対応するものを通過して移動すると
きに予め選択された間隔にて前記出力信号をサンプリン
グするための手段を備えており、前記出力信号のサンプ
ルのそれぞれが、対応するセグメントのそれぞれのスト
リップから反射される光の強度に比例するようになされ
ており、前記少なくとも一つのマスターパターンが、反射光の強
度の信号のサンプルのマスターパターンであり、前記ストリップが、対応するセグメントに沿って少なく
とも５０個の異なるストリップが走査されることができ
るよう、大きさが決められており、前記セグメントのそれぞれは、１秒の１０分の１より短
い時間で走査されるようになされており、さらに、書類受け入れステーションから書類を受け取
り、該書類を一度に１枚ずつ移送機構へと供給するため
の書類分離ステーションを含み、前記移送機構は、前記書類分離ステーションから積み重
ねステーションへと書類を移送するようになされてお
り、前記書類の第１の面を走査する手段が、前記書類分離ス
テーションと前記積み重ねステーションとの間に位置付
けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいず
れかに記載の書類識別装置。
【請求項８】さらに、前記書類から大きさの情報を得る
ための大きさ検出センサと、当該書類識別装置が識別可能な前記真正書類に関連づけ
られた、大きさに関するマスター情報を記憶するための
メモリと、大きさの比較を行うための第２の信号処理手段とを含
み、該第２の信号処理手段は、前記書類の前記大きさの情報
を、当該書類識別装置が識別可能な真正書類の少なくと
も一つに関連づけられた前記大きさに関するマスター情
報と比較するようになされており、前記書類の識別には前記大きさの比較も考慮されるよう
になされていることを特徴とする請求項１ないし７のい
ずれかに記載の書類識別装置。
【請求項９】さらに、前記書類から色の情報を得るため
の色検出センサと、当該書類識別装置が識別可能な前記真正書類に関連づけ
られた、色に関するマスター情報を記憶するためのメモ
リと、色の比較を行うための第３の信号処理手段とを含み、該第３の信号処理手段は、前記書類の前記色の情報を、
当該書類識別装置が識別可能な真正書類の少なくとも一
つに関連づけられた前記色に関するマスター情報と比較
するようになされており、前記書類の識別には前記色の比較も考慮されるようにな
されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれ
かに記載の書類識別装置。
【請求項１０】前記色検出センサからの出力が前記書類
の面の向きを決定するために利用可能となされているこ
とを特徴とする請求項９記載の書類識別装置。
【請求項１１】前記大きさの比較または前記色の比較あ
るいは前記大きさの比較および前記色の比較の双方が、
前記パターンの比較の前に行われるようになされてお
り、前記信号処理手段が、前記大きさの比較または前記
色の比較あるいは前記大きさの比較および前記色の比較
の双方に基づいて、前記書類に対して一致する可能性の
ある予備的な書類のセットを作り出すようになされてお
り、前記パターンの比較に使用される前記少なくとも一
つのマスターパターンが、前記予備的な書類のセットか
ら選択されるようになされていることを特徴とする請求
項８ないし１０のいずれかに記載の書類識別装置。
【請求項１２】前記信号処理手段が、前記大きさの比較
または前記色の比較あるいは前記大きさの比較および前
記色の比較の双方に基づいて、前記書類に対して一致す
る可能性のある予備的な書類のセットを作り出すように
なされており、前記書類の第１の面を走査する手段の一
つまたはそれ以上が、前記大きさの比較または前記色の
比較あるいは前記大きさの比較および前記色の比較の双
方に基づいて前記書類を走査するために選択されるか、
あるいは、前記書類の第１の面を走査する手段の一つま
たはそれ以上からの出力信号またはそれから派生するも
のが、前記大きさの比較または前記色の比較あるいは前
記大きさの比較および前記色の比較の双方に基づいて前
記走査されたパターンを作るために選択されるようにな
されていることを特徴とする請求項８ないし１１のいず
れかに記載の書類識別装置。
【請求項１３】前記大きさ検出センサまたは前記色検出
センサあるいは前記大きさ検出センサおよび前記色検出
センサの双方が、前記書類の第１の面を走査する手段の
上流側に位置付けれており、前記大きさの比較または前
記色の比較あるいは前記大きさの比較および前記色の比
較の双方が、前記書類の第１の面を走査する手段によっ
て該書類が走査される前に行われるようになされてお
り、前記信号処理手段が、前記大きさの比較または前記
色の比較あるいは前記大きさの比較および前記色の比較
の双方に基づいて、前記書類に対して一致する可能性の
ある予備的な書類のセットを作り出すようになされてお
り、前記書類の第１の面を走査する手段が、一つまたは
それ以上の横方向に移動可能な走査ヘッドを備えてお
り、該一つまたはそれ以上の横方向に移動可能な走査ヘ
ッドの横方向の配置は、前記大きさの比較または前記色
の比較あるいは前記大きさの比較および前記色の比較の
双方に基づいて、前記書類の選択されたセグメントが走
査されるように調節されるようになされていることを特
徴とする請求項１２記載の書類識別装置。
【請求項１４】さらに、少なくとも２つのセグメントに
沿って書類の第２の面を走査するように位置付けられ
た、書類の第２の面を走査する手段を含み、該書類の第
２の面を走査する手段は、前記セグメントに沿って書類
から特徴ある情報を検出し、検出された特徴ある情報に
おけるバリエーションを示す対応出力信号を作り出すよ
うになされており、前記出力信号からは、特徴ある情報
の走査されたパターンが作り出されるようになされてい
ることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記
載の書類識別装置。
【請求項１５】前記走査する手段はアナログ走査手段で
あることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに
記載の書類識別装置。
【請求項１６】一つまたはそれ以上の書類タイプの書類
を識別可能な書類識別装置にて書類を識別する方法であ
って、テスト書類を、該テスト書類の第１の面上に位置付けら
れた少なくとも２つの横方向に変位されたセグメントに
沿って、１分間に約８００枚を越える速度で走査し、該
セグメントに沿った特徴ある情報におけるバリエーショ
ンを知り、走査ヘッドの少なくともから出力信号を発し、前記書類のセグメントに沿った前記特徴ある情報におけ
るアナログバリエーションを示す少なくとも一つの走査
されたパターンを、前記出力信号から作り出し、前記走査されたパターンの少なくとも一つまたは部分
を、当該識別装置が識別可能な書類タイプの真正書類に
関連づけられたマスターパターンであって該真正書類の
セグメントに沿った特徴ある情報におけるアナログバリ
エーションを示すマスターパターンのセットの中から選
択された少なくとも一つのマスターパターンと比較する
ようにしてパターンの比較を行い、前記テスト書類が当該書類識別装置が識別できるもので
あった場合に前記パターンの比較に基づき該テスト書類
の識別結果を示すことを特徴とする、書類識別方法。