(57)【要約】      （修正有）【課題】コイン区別のためのシステムおよび関連の方法を提供する。【解決手段】コインを識別する方法は、コインのセンサ信号を得ることと、少なくとも部分的に該センサ信号からコンター信号を生成することと、該コンター信号中のアクティブ区間を識別することと、該アクティブ区間からコイン特徴を検出することと、該コイン特徴を、既知のコイン単位の対応する特徴と比較することとを含む。コイン特徴を検出することは、中心点を検出すること、接近点を検出すること、および脱点を検出することを含む。【選択図】図１０
2015079529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコインを識別する方法であって、前記方法は、
コインのセンサ信号を得ることと、
前記センサ信号から少なくとも部分的にコンター信号を生成することと、
前記コンター信号中のアクティブ区間を識別することと、
前記アクティブ区間からコイン特徴を検出することであって、コイン特徴を検出することは、離脱点を検出することをさらに含み、前記離脱点を検出することは、
2015079529.tif 000023
によって特徴付けられるブール論理を用いることを含む、ことと、
前記コイン特徴と既知のコイン単位の対応する特徴とを比較することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記コインは、第１のコインであり、前記センサ信号は、第１のセンサ信号であり、前記アクティブ区間は、第１のアクティブ区間であり、前記方法は、
前記コンター信号中の第２のアクティブ区間を決定することであって、前記第２のアクティブ区間は、第２のコインの第２のセンサ信号に対応する、ことと、
前記第２のアクティブ区間から第２のコイン特徴を検出することと、
前記第２のコイン特徴と前記既知のコイン単位の対応する特徴とを比較することと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記コイン特徴を検出することは、中心点を検出することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記コイン特徴を検出することは、接近点を検出することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記コイン特徴を検出することは、離脱点を検出することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記コンター信号を生成することは、少なくとも２つのセンサ信号のデジタル化された組み合わせを生成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
複数のコインを識別する方法であって、前記方法は、
コインのセンサ信号を得ることと、
前記センサ信号から少なくとも部分的にコンター信号を生成することと、
前記コンター信号中のアクティブ区間を識別することと、
前記アクティブ区間からコイン特徴を検出することであって、コイン特徴を検出することは、接近点を検出することをさらに含み、前記接近点を検出することは、
2015079529.tif 000024
によって特徴付けられるブール論理を用いることを含む、ことと、
前記コイン特徴と既知のコイン単位の対応する特徴とを比較することと
を含む、方法。
【請求項８】
前記コイン特徴を検出することは、前記コンター信号の傾斜がゼロ、または、ほぼゼロであることを検出することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記コイン特徴を検出することは、前記コンター信号の二次導関数がゼロ、または、ほぼゼロであることを検出することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも２つのコイン特徴から前記コインの速度を決定することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
複数のコインを識別する方法であって、前記方法は、
コインのセンサ信号を得ることと、
前記センサ信号から少なくとも部分的にコンター信号を生成することと、
前記コンター信号中のアクティブ区間を識別することと、
前記アクティブ区間からコイン特徴を検出することであって、コイン特徴を検出することは、中心点を検出することをさらに含み、前記中心点を検出することは、
2015079529.tif 000025
によって特徴付けられるブール論理を用いることを含む、ことと、
前記コイン特徴と既知のコイン単位の対応する特徴とを比較することと
を含む、方法。
【請求項１２】
前記コイン特徴を検出することは、前記コンター信号の二次導関数がゼロ、または、ほぼゼロであることを検出することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも３つのコイン特徴を用いて前記コインの加速度を決定することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
消費者によって動作されるコインをカウントする装置であって、前記装置は、
複数のコインを受け取るように構成されたコイン入力領域と、
コインの特性に対応するセンサ信号を生成するように構成されたコインセンサと、
前記センサ信号からコンター信号を生成する手段と、
前記コンター信号中のアクティブ区間を識別する手段と、
前記アクティブ区間からコイン特徴を検出する手段と、
前記コイン特徴中の離脱点を決定する手段であって、前記決定する手段は、
2015079529.tif 000026
によって特徴付けられるブール論理に基づいて前記離脱点を決定する、手段と、
前記離脱点と既知のコイン単位の対応する離脱点とを比較する手段と
を含む、装置。
【請求項１５】
前記コインは、第１のコインであり、前記センサ信号は、第１のセンサ信号であり、前記アクティブ区間は、第１のアクティブ区間であり、
前記アクティブ区間を識別する手段は、前記コンター信号中の第２のアクティブ区間を識別し、前記第２のアクティブ区間は、第２のコインの第２のセンサ信号に対応し、
前記コイン特徴を検出する手段は、前記第２のアクティブ区間から第２のコイン特徴を検出し、
前記比較する手段は、前記第２のコイン特徴と既知のコイン単位の対応する特徴とを比較する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記コンター信号を生成する手段は、少なくとも２つのセンサ信号のデジタル化された組み合わせを生成する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
中心点を決定する手段をさらに含み、前記中心点を決定する手段は、
2015079529.tif 000027
によって特徴付けられるブール論理に基づいて前記中心点を決定する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記コンター信号の傾斜がゼロ、または、ほぼゼロであることを検出する手段をさらに含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
接近点を決定する手段をさらに含み、前記接近点を決定する手段は、
2015079529.tif 000028
によって特徴付けられるブール論理に基づいて前記接近点を決定する、請求項１４に記載の装置。
【請求項２０】
前記コンター信号は、デジタル信号であり、前記装置は、デジタルフィルタを用いて前記コンター信号をフィルタリングする手段をさらに含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項２１】
前記デジタルフィルタは、ハミングフィルタまたはガウスフィルタに基づいている、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記コンター信号中のアクティブ区間を識別する手段は、閾値信号を超える前記コンター信号を検出することに基づいて前記アクティブ区間を識別する、請求項１４に記載の装置。
【請求項２３】
前記コンター信号を生成する手段は、ＬＤ信号およびＨＤ信号を加えることを含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項２４】
消費者によって動作されるコインをカウントする装置であって、前記装置は、
複数のコインを受け取るように構成されたコイン入力領域と、
コインの特性に対応するセンサ信号を生成するように構成されたコインセンサと、
デジタル回路またはアナログ回路と、
コンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記コンピュータ読み取り可能な媒体は、コインを区別することを方法によって前記回路に行わせるように構成された命令を含み、前記方法は、
前記センサ信号からコンター信号を生成することと、
前記コンター信号中のアクティブ区間を識別することと、
前記アクティブ区間からコイン特徴を検出することと、
前記コイン特徴中の接近点を
2015079529.tif 000029
によって特徴付けられるブール論理に基づいて決定することと、
前記接近点と既知のコイン単位の対応する接近点とを比較することと
を含む、コンピュータ読み取り可能な媒体と
を含む、装置。
【請求項２５】
前記コンピュータ読み取り可能な媒体は、前記コンター信号の傾斜がゼロ、または、ほぼゼロであることを検出することによって、コインを区別することを前記回路に行わせるように構成された命令を含む、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記コンピュータ読み取り可能な媒体は、前記コンター信号の二次導関数がゼロ、または、ほぼゼロであることを検出することによって、コインを区別することを前記回路に行わせるように構成された命令を含む、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記コインは、第１のコインであり、前記センサ信号は、第１のセンサ信号であり、前記アクティブ区間は、第１のアクティブ区間であり、前記コンピュータ読み取り可能な媒体は、コインを区別することを前記回路に行わせるように構成された命令を含み、前記コインを区別することは、
前記コンター信号中の第２のアクティブ区間を識別することであって、前記第２のアクティブ区間は、第２のコインの第２のセンサ信号に対応している、ことと、
前記第２のコインの第２の接近点を
2015079529.tif 000030
によって特徴付けられるブール論理に基づいて検出することと、
前記第２の接近点と既知のコイン単位の対応する接近点とを比較することと
によって行われる、請求項２４に記載の装置。
【請求項２８】
前記コンピュータ読み取り可能な媒体は、少なくとも３つのコイン特徴を用いて前記コインの加速度を決定することによって、コインを区別することを前記回路に行わせるように構成された命令を含む、請求項２４に記載の装置。
【請求項２９】
前記コンター信号を生成することは、少なくとも２つのセンサ信号のデジタル化された組み合わせを生成することを含む、請求項２４に記載の装置。
【請求項３０】
前記コインは、第１のコインであり、前記センサ信号は、第１のセンサ信号であり、前記アクティブ区間は、第１のアクティブ区間であり、前記コンピュータ読み取り可能な媒体は、コインを区別することを前記回路に行わせるように構成された命令を含み、前記コインを区別することは、
前記コンター信号中の第２のアクティブ区間を識別することであって、前記第２のアクティブ区間は、第２のコインの第２のセンサ信号に対応している、ことと、
前記第２のコインの第２の中心点を
2015079529.tif 000031
によって特徴付けられるブール論理に基づいて検出することと、
前記第２の中心点と既知のコイン単位の対応する中心点とを比較することと
によって行われる、請求項２４に記載の装置。
【請求項３１】
前記コンター信号は、デジタル信号であり、前記コンピュータ読み取り可能な媒体は、デジタルフィルタを用いて前記コンター信号をフィルタリングすることによって、コインを区別することを前記回路に行わせるように構成された命令を含む、請求項２４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（技術分野）
本テクノロジーは、概して、消費者によって動作されるキオスクの分野に関連し、特に、コイン識別の分野に関連する。
【背景技術】
【０００２】
（背景）
消費者によって動作されるコインカウントキオスクの様々な実施形態は、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、米国特許出願第１２／７５８，６７７号、米国特許出願第１２／８０６，５３１号、米国特許出願第６１／３６４，３６０号、および米国特許出願第６１／４０９，０５０号において開示されている。上記文献の各々は、参照することによって全体として本明細書において援用される。
【０００３】
多くの消費者によって動作されるキオスク、自動販売機、および商用販売／サービス／レンタル機械は、コインの金属合金の大きさ、重量および／または電磁気特性に基づいて、異なるコイン単位（ｄｅｎｏｍｉｎａｔｉｏｎ）を区別する。いくつかの既知のテクノロジーを用いて、コインは、コインと相互作用する、振動する電磁場を経由され得る。コインが電磁場を通過すると、コインの特性（例えば、インダクタンスにおける変化（コインの直径がこれによって導かれ得る）、散逸されるエネルギーの量に関連する品質係数（コインの伝導度／冶金法がこれによって得られえる））が感知される。相互作用の結果は、収集され、既知のコインの大きさおよび電磁気特性のリストに比較されて、コインの単位を決定し得る。他の既知のテクノロジーにおいて、コインは、所定の経路に沿って転がされ得、コインの速度または経路に沿ってある点に達する時間が測定され得る。測定される速度または時間は、コインの加速度の関数であり、加速度は、コインの直径に依存する。測定される時間または速度を既知のコインの対応する値に比較することによって、コインの単位が決定され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，６２０，０７９号明細書
【特許文献２】米国特許第６，４９４，７７６号明細書
【特許文献３】米国特許第７，５２０，３７４号明細書
【特許文献４】米国特許第７，５８４，８６９号明細書
【特許文献５】米国特許第７，６５３，５９９号明細書
【特許文献６】米国特許第７，７４８，６１９号明細書
【特許文献７】米国特許第７，８１５，０７１号明細書
【特許文献８】米国特許第７，８６５，４３２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、いくつかのアプリケーションにおいて、コインは、電磁場とのコインの速度または相互作用が別のコインの存在によって影響されるように密集される。結果として、コインカウントの誤りが生じ得、キオスクオペレータにとって可能な損失を生じさせる。従って、他のコインに密集されているコインに対して確実に動作し得るロバストコイン区別システムおよび方法を提供することが有利であり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下の説明は、コインの差分検出に基づいてコイン単位を区別するシステムおよび関連付けられる方法の様々な実施形態を説明する。本テクノロジーのいくつかの実施形態において、消費者によって動作されるキオスク（例えば、消費者コインカウント機械、プリペイドカード分配／補充機械、自動販売機等）は、電磁気センサを含み、電磁気センサは、コインが電磁気センサを通過すると、１つ以上の電気信号を生成し得る。いくつかの実施形態において、電磁気センサは、低周波数インダクタンス（ＬＤ）、低周波数抵抗（ＬＱ）、高周波数インダクタンス（ＨＤ）、および高周波数抵抗（ＨＱ）を示す４つの信号の全てを生成するように、２つの周波数（高および低）で動作する。これらの信号は、コインの大きさ、冶金法および速度の関数であり得る。さらに、信号は、他の密集されたコインの存在によって、およびセンサのノイズとドリフトとによって影響され得る。いくつかの実施形態において、個々の信号は、デジタルまたはアナログ処理を用いて組み合わせられて、カンウト信号を生成し得る。例えば、２つのインダクタンス信号（ＬＤおよびＨＤ）は、デジタル化、合計、およびフィルタリングされて、カンウト信号を生成し得る。他の実施形態において、低周波数インダクタンス（ＬＤ）は、ノイズを除去するためにフィルタリングされて、そしてカンウト信号として使用され得る。他の実施形態は、（フィルタリングされ、またはフィルタリングされていない）センサ信号の異なる組み合わせを使用してカンウト信号を生成し得る。
【０００７】
電磁気センサを通過するコインの数および頻度に依存して、信号は、電磁気センサの出力がそのベースライン値の付近にあるいくつかの休止区間と、センサへの１つ以上のコインの近接を示すアクティブ区間とを有し得る。本テクノロジーのいくつかの実施形態において、休止区間（すなわち、カンウト信号がある閾値より低い区間）が無視される。アクティブ区間内において、（例えば、接近（ａｐｐｒｏａｃｈ）点、中心（ｐｉｖｏｔ）点および離脱（ｄｅｐａｒｔｕｒｅ）点を含む）異なる関心点が識別され得る。いくつかの実施形態において、接近点および離脱点は、コンター内の変曲点として規定され得、従ってゼロまたはゼロに近い二次導関数を検出することによって識別可能である。中心点は、アクティブ区間内の端点として識別され得、従ってゼロまたはゼロに近い一次導関数を検出することによって識別可能である。これらの点を識別する１つの利点は、隣接のコインの存在に対してその比較的に低い感度であり、なぜなら、従来の方法とは異なり、接近点、中心点および／または離脱点の検出が信号上の特定の開始点からの固定されたオフセットに依存しないからである。
【０００８】
いくつかの実施形態において、シグネチャの接近点、中心点および離脱点、または他の点の場所および強度は、例えば、既知のコイン特徴のルックアップテーブルを用いてコインを識別するために使用され得る。さらに、いくつかの実施形態において、例えば、接近点／中心点、または中心点／離脱点の間の相対距離（すなわち、これらの点の対応する時間スタンプ間の差）は、コインの速度および／または加速度を決定するために使用され得、そしてコインの速度およびまたは加速度は、コインを適切なコインビン（ｂｉｎ）またはシュート（ｃｈｕｔｅ）に経路設定するために、電気機械アクチュエータを動作させるように使用され得る。区別結果に基づいて、コインは、消費者によって動作されるキオスクによって正確に入金または拒否され得る。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
コインを識別する方法であって、該方法は、
コインのセンサ信号を得ることと、
少なくとも部分的に該センサ信号からコンター信号を生成することと、
該コンター信号中のアクティブ区間を識別することと、
該アクティブ区間からコイン特徴を検出することと、
該コイン特徴を、既知のコイン単位の対応する特徴と比較することと
を含む、方法。
（項目２）
コイン特徴を検出することは、中心点を検出することを含む、上記項目に記載の方法。（項目３）
コイン特徴を検出することは、接近点を検出することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目４）
コイン特徴を検出することは、離脱点を検出することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目５）
中心点を検出することは、上記コンター信号の傾斜がゼロ、またはほぼゼロであることを検出することを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目６）
上記接近点を検出することは、上記コンター信号の二次導関数がゼロ、またはほぼゼロであることを検出することを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目７）
上記離脱点を検出することは、上記コンター信号の二次導関数がゼロ、またはほぼゼロであることを検出することを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目８）
コンター信号を生成することは、デジタル化されたセンサ信号を生成することを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目９）
コンター信号を生成することは、少なくとも２つのセンサ信号のデジタル化された組み合わせを生成することを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１０）
少なくとも２つのコイン特徴から上記コインの速度を決定することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１１）
少なくとも３つのコイン特徴を用いて上記コインの加速度を決定することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１２）
上記接近点を検出することは、該接近点の前後の上記コンター信号の曲率を決定することを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１３）
上記離脱点を検出することは、該離脱点の前後の上記コンター信号の曲率を決定することを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１４）
コイン特徴を検出することは、ブール論理を用いることを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１５）
上記コインは、第１のコインであり、上記センサ信号は、第１のセンサ信号であり、上記アクティブ区間は、第１のアクティブ区間であり、上記方法は、
上記コンター信号中の第２のアクティブ区間を決定することであって、該第２のアクティブ区間は、第２のコインの第２のセンサ信号に対応する、ことと、
該第２のアクティブ区間から第２のコイン特徴を検出することと、
該第２のコイン特徴を、上記既知のコイン単位の対応する特徴と比較することと
をさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１６）
デジタルフィルタを用いて上記コンター信号をフィルタリングすることをさらに含む、
上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１７）
消費者によって動作されるコインをカウントする装置であって、該装置は、
複数のコインを受け取るように構成されたコイン入力領域と、
コイン特性に対応するセンサ信号を生成するように構成されたコインセンサと、
該センサ信号からコンター信号を生成する手段と、
該コンター信号中のアクティブ区間を識別する手段と、
該アクティブ区間内の少なくとも１つのコイン特徴を決定する手段と、
該コイン特徴を、既知のコイン単位の対応する特徴と比較する手段と、
少なくとも１つのコイン特徴を既知のコインの対応する特徴と比較することによって該コインを区別する手段と
を含む、装置。
（項目１８）
上記少なくとも１つのコイン特徴を決定する手段は、上記コインの中心点を決定する手段を含む、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目１９）
上記少なくとも１つのコイン特徴を決定する手段は、上記コインの接近点を決定する手段をさらに含む、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目２０）
上記少なくとも１つのコイン特徴を決定する手段は、上記コインの離脱点を決定する手段をさらに含む、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目２１）
上記コンター信号を生成する手段は、２つ以上のセンサ信号を組み合わせる手段を含む、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目２２）
上記コンター信号を生成する手段は、上記センサ信号をデジタル化する手段を含む、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目２３）
上記センサ信号をデジタル的にフィルタリングする手段をさらに含む、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目２４）
少なくとも２つのコイン特徴から上記コインの速度を決定する手段をさらに含む、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目２５）
少なくとも３つのコイン特徴から上記コインの加速度を決定する手段をさらに含む、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目２６）
上記コンター信号を生成する手段は、上記センサ信号をデジタル化する手段を含む、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目２７）
上記アクティブ区間内の少なくとも１つのコイン特徴を決定する手段は、コンピュータコードに実装されるブール論理を含む、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目２８）
上記アクティブ区間内の少なくとも１つのコイン特徴を決定する手段は、上記コイン特徴の前後の上記コンター信号の曲率を決定する手段を含む、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目２９）
上記アクティブ区間は、上記コンター信号中の、第１のコインに対応する第１のアクティブ区間であり、上記装置は、
該コンター信号中の、第２のコインに対応する第２のアクティブ区間を決定する手段と、
該第２のアクティブ区間から第２のコイン特徴を検出する手段と
をさらに含む、上記項目のいずれかに記載の装置。
（項目３０）
コンピュータ可読媒体であって、該コンピュータ可読媒体のコンテンツは、コンピュータにコインを識別させ、該コインが、方法によって識別され、該方法は、
複数のコインを受け取ることと、
該複数のコインのうちの１つのセンサ信号を得ることと、
少なくとも部分的に該センサ信号からコンター信号を生成することと、
該コンター信号中のアクティブ区間を識別することと、
該アクティブ区間からコイン特徴を検出することと、
該コイン特徴を既知のコイン単位の対応する特徴と比較することと
を含む、コンピュータ可読媒体。
（項目３１）
上記方法は、上記コイン特徴を既知のコイン単位の対応する特徴と比較することの結果に基づいて、上記コインを受け入れること、または拒否することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載のコンピュータ可読媒体。
（項目３２）
上記アクティブ区間からコイン特徴を検出することは、上記コインの中心点を検出することを含む、上記項目のいずれかに記載のコンピュータ可読媒体。
（項目３３）
上記アクティブ区間からコイン特徴を検出することは、上記コインの接近点を検出することを含む、上記項目のいずれかに記載のコンピュータ可読媒体。
（項目３４）
上記アクティブ区間からコイン特徴を検出することは、上記コインの離脱点を検出することを含む、上記項目のいずれかに記載のコンピュータ可読媒体。
（項目３５）
上記アクティブ区間からコイン特徴を検出する手段は、上記コイン特徴を検出する前後に上記コンター信号の曲率を決定する手段を含む、上記項目のいずれかに記載のコンピュータ可読媒体。
（項目３６）
上記アクティブ区間は、第１のコインに対応する第１のアクティブ区間であり、上記方法は、
該コンター信号中の、第２のコインに対応する第２のアクティブ区間を決定する手段と、
該第２のアクティブ区間から第２のコイン特徴を検出する手段と、
該第２のコイン特徴を、上記既知のコイン単位の対応する特徴と比較することと
をさらに含む、上記項目のいずれかに記載のコンピュータ可読媒体。
（摘要）
コイン区別のためのシステムおよび関連の方法が本明細書において開示される。一実施形態において、コインを識別する方法は、コインの電磁気センサ信号を得ることと、センサ信号をデジタル化することによってコンター信号を生成することと、ゼロに近いコンター信号のセグメントを除去することによってコンター信号中のアクティブ区間を識別することと、アクティブ区間内のコンター信号からコイン接近、中心および離脱点（コイン特徴）を検出することとを含む。コイン特徴は、コインを区別するために、異なるコインの既知の値と比較され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】図１Ａは、本テクノロジーの実施形態を実装するために適切な消費者によって動作されるコインカウントキオスクの前面等角図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、キオスク内部の一部分を例示するために前面扉が開かれる状態の図１Ａの消費者によって動作されるコインカウントキオスクの前面等角図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１Ａのキオスクのコインカウントシステムの拡大された前面等角図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａのコインカウントシステムのコインピックアップアセンブリの部分等角図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本テクノロジーの実施形態を実装するために適切なコインセンサの部分等角図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａのコインセンサからの出力の概略的表示である。
【図４】図４は、図３Ｂのコインセンサ出力のグラフである。
【図５】図５は、従来技術のコイン検出方法の概略的例示である。
【図６−１】図６Ａ〜６Ｄは、２つの密集したコインの一連のセンサ信号を示す代表的なグラフである。
【図６−２】図６Ｅは、図６Ａ〜６Ｄからのコインセンサ信号の組み合わせに対する、信号強度対時間のグラフである。
【図７】図７は、いくつかの連続的なコインに対するセンサ信号を例示する代表的なグラフである。
【図８】図８Ａ〜８Ｃは、本テクノロジーの実施形態に従うコイン特徴検出の方法を例示する。
【図９】図９は、本テクノロジーの実施形態に従うコイン信号の配列の概略的例示である。
【図１０】図１０は、本テクノロジーの実施形態に従うコイン特徴検出方法を例示する。
【図１１】図１１は、本テクノロジーの実施形態に従う、コインを区別するルーチンを例示するフローダイヤグラムである。
【図１２】図１２は、従来のテクノロジーおよび本テクノロジーを用いるサンプルコイン区別結果を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（詳細な説明）
本発明のテクノロジーの様々な実施形態は、以下の説明および図１Ａ〜１１において説明される。しばしば、コインカウント機器と関連付けられる周知の構造およびシステムを説明する他の詳細は、本開示の様々な実施形態の説明を必要なしに曖昧にすることを避けるために、以下において説明されない。
【００１１】
図面に示される詳細および特徴の多くのものは、単に本開示の特定の実施形態の例示であり、縮尺通りに描かれない場合もある。従って、他の実施形態は、本開示の精神および範囲から離脱することなしに他の詳細および特徴を有し得る。加えて、当業者は、さらなる実施形態が後述するいくつかの詳細なしに実施され得ることを理解する。さらに、本開示の様々な実施形態は、図面に例示される構造以外の構造を有し得、図面に示される構造に明確に限定されない。
【００１２】
図１Ａは、本開示の実施形態に従って構成された消費者コインカウント機械１００の等角図である。例示された実施形態において、コインカウント機械１００は、コイン入力領域またはトレイ１０２と、コイン返却１０４とを含む。トレイ１０２は、開口部１１５を通してコインを機械１００内に移動させるためのリフトハンドル１１３を含む。機械１００は、様々なユーザインターフェースデバイス（例えば、キーパッド１０６、ユーザ選択ボタン１０８、スピーカ１１０、表示スクリーン１１２、タッチスクリーン１１４、および領収書出口１１６）をさらに含み得る。他の実施形態において、機械１００は、他の配置における他の特徴（例えば、カード読取機、カード分配機等を含む）を有し得る。さらに、機械１００は、その外部表面において様々な印、記号、表示、広告等を含み得る。機械１００と、その様々な部分、局面および特徴は、少なくとも、概して、米国特許７，５２０，３７４号、米国特許第７，８６５，４３２号、および／または米国特許第７，８７４，４７８号に記載された機械のうちの少なくとも１つ以上に対して、類似の構造および機能を有し得る。上記文献の各々は、参照することによって全体として本明細書において援用される。他の実施形態において、本明細書に開示されるコイン検出システムおよび方法は、コイン特徴をカウント、区別、および／または検出または感知する他の機械において使用され得る。従って、本テクノロジーは、本明細書に開示される代表的なキオスクの例と共に用いられることに限定されていない。
【００１３】
図１Ｂは、機械１００の内部部分の等角前面図である。機械１００は、示されるように開放位置へ回転し得る扉１３７を含む。開放位置において、機械１００のコンポーネントの多数または全部は、クリーニングおよび／またはメンテナンスのためにアクセス可能である。例示された実施形態において、機械１００は、コインクリーニング部分（例えば、ドラムまたはトロンメル１４０）と、コインカウント部分１４２とを含み得る。以下により詳細に説明されるように、トレイ１０２内に入金されるコインは、トロンメル１４０を通して、コインカウント部分１４２に方向付けられる。コインカウント部分１４２は、コインピックアップアセンブリ１４１を介してコインホッパー１４４からコインを受け取るコインレール１４８を含み得る。
【００１４】
動作中、ユーザは、一般的に異なる単位の一群のコイン（および潜在的に汚れ伴いコイン、他の非コインの物体および／または外国のコインまたは他の受け入れできないコイン）を入力トレイ１０２内に配置する。ユーザは、表示スクリーン１１２上の命令によって促されて、ユーザが一群のコインをカウントしてもらうことを望むことを示すボタンを押す。入力ゲート（示されていない）が開き、ハンドル１１３を持ち上げて、トレイ１０２を旋回することによって、および／または開口部１１５を通してコインを手動的に供給することによってコインを機械内に供給し始めるように、信号がユーザを促す。スクリーン１１２上の説明は、コインを供給することを継続または中断すること、機械１００の状態（これまでにカウントされたコインの数）を中継すること、および／または奨励、広告または他のメッセージを提供することをユーザに告げるために用いられ得る。
【００１５】
１つ以上のシュート（示されていない）は、入金されたコインおよび／または異物を、トレイ１０２からトロンメル１４０に方向付ける。描かれた実施形態のトロンメル１４０は、有孔壁を有する、回転可能に搭載された容器である。モータ（示されていない）は、その長手方向軸の周りにトロンメル１４０を回転させる。トロンメルが回転すると、トロンメル１４０の内部の中に突起する１つ以上の羽根は、出力領域に向かう方向にコインを移動させることを支援する。出力シュート（示されていない）は、トロンメル１４０から出る、（少なくとも部分に）洗浄されたコインをコインホッパー１４４に向かって方向付ける。
【００１６】
図２Ａは、より詳細に特定の特徴を例示する図１Ｂのコインカウント機械１００のコインカウント部分１４２の拡大された等角図である。コインカウント部分１４２の特定のコンポーネントは、少なくとも、構成および機能において、米国特許第７，５２０，３７４に記載された対応するコンポーネントに概して類似し得る。コインカウント部分１４２は、シャーシ２０４上に搭載されたベースプレート２０３を含む。ベースプレート２０３は、垂直ラインＶに対して約０°〜約１５°の角度Ａで配置され得る。様々なコインカウントコンポーネントの動作を制御するための回路ボード２１０は、シャーシ２０４上に搭載され得る。
【００１７】
コインカウント部分１４２の例示される実施形態は、ホッパー２６６内に配置された複数の羽根２３４ａ〜２３４ｄを有する回転ディスク２３７を有するコインピックアップアセンブリ２４１をさらに含む。動作中、回転ディスク２３７は、矢印２３５の方向で回転し、羽根２３４がホッパー２６６から個々のコイン２３６を持ち上げ、コインをレール２４８上に配置するようにする。コインレール２４８は、ディスク２３７から外側へ、センサアセンブリ２４０を通過して、さらにシュート入口２２９に向かって延在する。バイパスシュート２２０は、センサアセンブリに近接し、大きすぎるコインを返却シュート２５６に送達するように構成された転向面２２２を含む。迂回扉２５２は、シュート入口２２９に近接して配置され、コインを第１の送達チューブ２５４ａおよび第２の送達チューブ２５４ｂに選択的に方向付けるように、それぞれ、第１の位置２３２ａと第２の位置２３２ｂとの間で動作可能なフラッパー２３０に向かって、区別されたコインを選択的に方向付けるように構成される。
【００１８】
望ましくない異物（汚れ、非コイン物体等）の多数は、コインクリーニング部分または転向面２２２によってコインカウントプロセスから分離される。しかしながら、所望のコインに対する類似の特徴のコインまたは異物は、ホッパー２６６または転向面２２２によって分離されず、コインセンサアセンブリ２４０を通過し得る。コインセンサおよび迂回扉２５２は、受け入れできないコイン（例えば、外国のコイン）、未完成コイン、または他の類似の物体がコインチューブ２５４に進入し、機械１００内に残ることを防ぐように動作する。特に、例示された実施形態において、コインセンサと、関連付けられた電子機器およびソフトフォウェアとは、センサを通過した物体が所望のコインであるか否かを決定し、そうである場合、コインは、迂回扉２５２によって、シュート入口２２９に向かって「飛ばされる」。フラッパー２３０は、飛ばされたコインをコインシュート２５４のうちの１つに方向付けるように位置決めされる。所望のコインではなく、または外国のコインであるコインは、コインセンサを通過し続けて、返却シュート２５６に戻る。受け入れ可能な大きさパラメータ内のコインは、コインセンサ２４０を通過する。以下により詳細に説明されるように、関連付けられたソフトウェアは、コインが受け入れ可能なコインのグループのうちの１つであるか否かを決定し、そうである場合、コイン単位がカウントされる。
【００１９】
図２Ｂは、コインピックアップアセンブリ２４１およびレール２４８の部分等角図である。回転ディスク２３７が矢印２３５の方向で回転すると、個々のコイン２３６ａは、ホッパー２６６から持ち上げられ、レール２４８上に配置される。コインは、コインの縦列２３６ｂに分離し得、コインの縦列において、いくつかのコインは、それらがコインセンサ２４０を下流へ通過する場合（示されていない）、密集したままであり得る。いくつかの場合において、コインは、それらがコインセンサを通過する場合、重なることさえもあり得る。関連して図５および６において説明されるように、コインの近接または重なりは、従来テクノロジーを用いるコイン検出をより難しくする。
【００２０】
図３Ａは、図２Ａのコインセンサアセンブリ２４０と共に含まれ得るコインセンサ３４０の等角図である。例示された実施形態において、コインセンサ３４０は、強磁性コア３０５と、２つのコイル：第１のコイル３２０および第２のコイル３３０とを有する。第１のコイル３２０は、低周波数信号（Ｌｆ）を駆動するために、センサコア３０５の下部３１０に巻かれ得、第２のコイル３３０は、高周波数信号（Ｈｆ）を駆動するために、センサコア３０５の別の領域に巻かれ得る。描かれた実施形態において、第２のコイル３３０（すなわち、高周波数コイル）は、第１のコイル３２０（すなわち、低周波数コイル）よりも、少数のターンを有し、大きいゲージのワイヤを使用する。さらに、第１のコイル３２０は、第２のコイル３３０よりも、空気ギャップ３４５により近く位置決めされ、第１のコイル３２０と第２のコイル３３０との間の間隔３３５だけ第２のコイル３３０から分離される。コイル間でいくつかの分離を提供することは、他のコイルのインダクタンス上に１つのコイルが有する影響を低減させることを助けると考えられ、低周波数信号と高周波数信号との間の望ましくない結合を低減させ得る。
【００２１】
電位または電圧が第１のコイル３２０および第２のコイル３３０に印加されると、磁場は、空気ギャップ３４５およびその付近に生成される。以下により詳細に説明されるように、磁場とのコイン３３６または他の物体の相互作用は、コイン区別のために使用され得る、コインに関するデータを産出する。１つの実施形態において、可変電流または交流電流（ＡＣ）の形の電流は、第１のコイル３２０および第２のコイル３３０に供給される。電流の形が実質的に正弦波であり得るが、本明細書に使用される「ＡＣ」は、傾斜、鋸歯状、方形波、および複雑な波（例えば、２つ以上の波形の合計である波形）を含む任意の可変波形を含むように意味される。コイン３３６がコインレール２４８に沿って方向３５０で転がると、コインは、センサコア３０５の空気ギャップ３４５に接近する。空気ギャップ３４５の付近にある場合、コイン３３６は、磁場に曝露され得、そして磁場は、コインの存在によって著しく影響され得る。以下により詳細に説明されるように、コインセンサ３４０は、電磁場における変化を検出するために使用され、少なくとも２つの異なるコインパラメータ（コイン３３６の大きさおよび伝導度）を表すデータを提供し得る。コイン３３６の大きさまたは直径（Ｄ）のようなパラメータは、コイン３３６の通過に起因するインダクタンスにおける変化によって示され得、コイン３３６の伝導度は、（逆に）（コイン３３６の特定の冶金法を示す品質係数または「Ｑ」によって示され得る）エネルギー損失に関連する。それ故、少なくともいくつかの実施形態において、低周波数コイル２２０と高周波数コイル２４２との両方は、各々、特定のコインを示す４つの信号に対して２つの信号（ＤおよびＱ）を生成し得る。
【００２２】
図３Ｂは、低周波数コイル３２０によって生成される信号３２１と、高周波数コイル３３０によって生成される信号３３１との概略的表示である。インダクタンスに関連し、従ってコインの直径に関連する信号は、「Ｄ」（例えば、ＬＤおよびＨＤ）を付与される。コインの抵抗／コンダクタンスに関連し、従ってコインの冶金法に関連する、各コインからの信号は、「Ｑ」（例えば、ＬＱおよびＨＱ）を付与される。信号Ｄは、（少なくとも、信号Ｑの値によって多少影響される）コインの直径に厳密に比例せず、信号Ｑは、（少なくとも、コインの直径によって多少影響される）コンダクタンスに厳密に、および線形に比例していないが、信号Ｄとコインの直径との間に、そして信号Ｑとコインのコンダクタンスとの間に十分な関係があり、正確に分析される場合、これらの信号は、コインの直径および冶金法に基づくコイン区別の根拠として機能し得る。
【００２３】
任意の原理によって拘束されることなしに、信号ＱおよびＤの応答は、コインカウントデバイスに対する関心の範囲にわたって、コイン単位に対して一定で、反復可能で、および区別可能であると考えられる。多くの方法および／またはデバイスは、信号ＤおよびＱを分析するために使用され、オシロスコープトレースまたはグラフの視覚的調査、デジタルまたはアナログ回路および／またはコンピュータベースのデジタル信号処理（ＤＳＰ）を用いる自動分析等を含み得る。コンピュータを用いる場合、適切な電子機器を通して信号ＤおよびＱの事前調整することにより、（電子機器が、少なくとも、構造および機能において、米国特許７，５２０，３７４に記載された回路に概して類似し得るもの）、コンピュータへの入力と適合可能な電圧範囲および／または他のパラメータを有することが有用である。一実施形態において、例えば、事前調整された信号ＤおよびＱは、０〜＋５ボルトの範囲内の電圧信号であり得る。信号ＤおよびＱの特徴は、コインの単位を識別するために、既知のコインに対応する特徴と比較され得る。
【００２４】
図４は、図３Ａのコインセンサ３４０の低周波数コイル３２０および高周波数コイル３３０とコインとの相互作用によって得られた１組のセンサ信号４００を例示する時間／電圧グラフである。コインがコインセンサ３４０を通過すると、４つの信号（ＬＤ、ＬＱ、ＨＤおよびＨＱ）の各々は、基底電圧（ゼロに近い）から特定の非ゼロの最大オフセットまでその値を変化させ、そして、コインがコインセンサの空気ギャップから離れると、電圧は、ゼロボルトに近い基底値に戻る。図３Ａに関連して前述したように、信号の振れは、コインの大きさおよび冶金法に依存する。一般的に、低周波数コイル出力（ＬＤおよびＬＱ）は、対応する高周波数コイル出力（ＨＤおよびＨＱ）よりも大きい強度を有する信号を生成する。さらに、コインの直径に関連する信号（ＬＤおよびＨＤ）は、概して、コインのコンダクタンスに関連する対応の信号（ＬＱおよびＨＱ）よりも大きい強度を有する。従って、コインセンサ３４０によって感知される信号は、ＨＱ、ＬＱ、ＨＤおよびＬＤのような最小から最大まで順位付けされる強度を有する１組の信号を生成し得る。強度が少なくとも部分的に回路のコンポーネントのゲインに依存するので、信号強度の異なる順位付けも可能である。さらに、（横の時間軸における）信号の幅は、コインの速度と共に変化する。より遅いコインは、コインセンサの感知領域内により長い時間を消耗し、その結果、時間軸に対して見られる場合、より広い信号を生じさせる。逆に、同じ直径および冶金法を有するより速いコインは、コインの感知領域内により短い時間を消耗し、その結果、より狭い信号を生じさせる。
【００２５】
図５は、コインセンサ３４０からのセンサ信号５０２（すなわち、ＬＤ、ＬＱ、ＨＤまたはＨＱ）を用いてコイン単位を区別する従来の方法５００を例示する時間／電圧グラフである。１つの従来の方法は、固定オフセットの方法であり、その方法は、コイン単位を区別するために、３つのパラメータ：（１）概ね定電圧Ｖ１（Ｖ１が、コインセンサの基底状態を表す）から時間／電圧グラフ上の点５０４までの電圧降下ΔＶ１、（２）関心の時間区間における所与のセンサに対する信号の最小値５０８に対する最小電圧Ｖｍｉｎ、および（３）電圧の最小から時間／電圧グラフ上の点５０６までの電圧上昇ΔＶ２を使用する。電圧降下ΔＶ１、最小電圧Ｖｍｉｎおよび電圧上昇ΔＶ２は、それぞれ、対応する時間スタンプｔ１、ｔｍｉｎおよびｔ２を有する。電圧降下ΔＶ１は、センサがコインの存在を検出したことを示す。最小電圧Ｖｍｉｎの値は、コインの大きさ、冶金法および構造の組み合わせに対応する。概して、最小電圧Ｖｍｉｎは、コインの中心がセンサの中間にあるとき、記録される。電圧上昇ΔＶ２は、コインがセンサの中心を通過したことを示す閾値である。４つのセンサ信号（すなわち、ＬＤ、ＬＱ、ＨＤおよびＨＱ）に対するＶｍｉｎが既知のコイン単位の対応する値に合致される場合、コインが分類され、従ってその値が記録される。関連付けられる時間スタンプｔ１、ｔｍｉｎおよびｔ２は、コインを適切なシュートまたはビンに配置し得るアクチュエータの動作の時間を定めるために使用され得る。しかしながら、固定オフセットの方法は、コインの速度の影響を受けやすい場合がある。なぜなら、センサ信号の幅は、同じ単位のコインに対してもコインの速度と共に変化するからである。従って、隣接するコインの存在は、センサ信号を変形させ、従って、以下の図６Ａ〜６Ｄに関連してさらに説明されるように、方法の精度を低減させ得る。さらに、センサ信号のノイズおよびドリフトは、上記従来の方法の精度をさらに退化させ得る。
【００２６】
図６Ａ〜６Ｄは、２つの密集したコインに対するコインセンサ出力（ＬＤ、ＬＱ、ＨＤおよびＨＱ）を例示する信号強度対時間のグラフである。２つのコインの近接に起因して、２つのコインの各々に対応するコインセンサ信号を区別することが難しい場合がある。例えば、図６Ｂは、ＬＱ信号が、第１のコインの通過後、第２のコインの到着の前に、感知できるほど局所最大を有しないことを示す。それ故、第２のコイン信号から第１のコイン信号を区分けすることが難しい場合がある。さらに、図６Ａ〜６Ｄにおいて、センサが第２のコインの存在を検出する前に、その基底値（すなわち、約３７００の値）
に戻る信号がない。このタイプのセンサ出力は、図５を参照して前述した従来の固定オフセットのテクノロジーを用いて解決することが難しい場合がある。なぜなら、２つの密集したコインが、単一のコインではなく、より幅広いコインとして解釈され得るからである。
【００２７】
図６Ｅは、図６Ａ〜６Ｄからのコインセンサ信号の組み合わせに対する信号強度対時間のグラフである。特に、いくつかの場合において、信号をさらに処理して、例えば、特定の特徴を強調し、または信号の信号ノイズを平坦化にする前に、２つ以上の信号を組み合わせることが有益な場合がある。従って、図６Ｅにおいて、２つのコインセンサ出力ＬＤおよびＨＤは、以下に図７〜１０に関連して説明されるように、特徴検出のために使用され得る（ＬＤ＋ＨＤ）／２で組み合わせられる。他のセンサ出力の線形または非線形の組み合わせも可能である。
【００２８】
図７は、本テクノロジーの実施形態に従うコイン区別方法を示す電圧／時間グラフである。例示された実施形態において、コンター信号７００は、センサ信号を反転させることによって得られる（すなわち、コインセンサにおけるコインの存在が、電圧減少ではなく、電圧増大として示される）。コンター信号は、信号ノイズを除去するためにフィルタリングされ得る。当業者は、電気的またはデジタル的にコンター信号を反転およびフィルタリングするための多くの方法について知っている。多くのデジタルフィルタは、コンター信号からノイズを除去するために使用され得、ウィンドウベースのフィルタ等（例えば、ボックスカー、三角形、ハミング（Ｈａｎｎｉｎｇ）またはガウスフィルタ）を含む。例として、コンター信号７００は、コインセンサ３４０のようなコインセンサを通過する３つのコインに対応するが、コンター信号７００は、コインセンサから得られるより長い信号のセグメントでもあり得る。例示された例において、全経過時間は、約０．２５秒（すなわち、約２６．０５秒から約２６．３秒まで）である。第１のコインおよび第２のコインの通過の間の時間経過は、コンター信号にとって、その基底値７２０に達するために十分に長く、その一方で、第２のコインおよび第３のコインの通過の間の時間経過は、コンター信号にとって、その基底値に達するために十分に長くない。代わりに、コンター信号７００は、基底電圧７２０よりも高い電圧である、第２および第３のコイン間の電圧７３０に達する。この理由のために、図４を参照して前述した従来のコイン区別テクノロジーは、これらのコインを区別することが難しくなる。
【００２９】
いくつかのコイン特徴は、図７のコンター信号７００を用いて検出され得、コイン接近７０２ａ−ｃ、コイン中心７０４ａ−ｃおよびコイン離脱７０６ａ−ｃを含む。（第１のコインに対する）コイン接近７０２ａは、コンター信号における第１の変曲点として決定され得、コイン離脱７０６ａは、コンター信号７００における第２の変曲点として決定され得る。対応する第１および第２の変曲点の間のコンター信号の最大値は、（第１のコインに対して）中心点７０４ａである。本テクノロジーに従う、接近、中心および離脱の組み合わせに基づくコイン区別方法は、よりロバストであり得る。なぜなら、例えば、接近／中心／離脱点が、たとえコンター信号がその基底値に戻らなくても、コンター信号に存在するので、このような方法は、いくつかの従来の方法によって要求されるその基底値へのコンター信号の完全の戻りに依存しないからである。さらに、コイン速度は、２つの信号特徴の時間スタンプ（例えば、接近／離脱点または接近／中心点）を知ることによって推定され得る。コイン速度は、コインを適切な送達チューブに選択的に方向付けるために、正確にフラッパー２３０（図２Ａに示され、センサ２４０の下流）の時間を定めるために使用され得る。さらに、コイン加速度は、接近、中心および離脱点を知ることによって決定され得る。コイン加速度は、フラッパー２３０タイミングの精度をさらに向上させるために使用され得る。
【００３０】
図８Ａ〜８Ｃは、本テクノロジーのいくつかの実施形態に従う、コイン特徴の検出を例示する一連のグラフである。図８Ａは、コインがコインセンサを通過する場合に、反転されたセンサ信号から得られたコンター信号を例示する。コンター信号は、フィルタリングされない場合、誤った正値を生成し得る信号ノイズを除去するようにフィルタリングされ得る。図８Ａにおけるグラフの視覚的検査は、接近、中心および離脱点が、コンター信号内のいずれかに存在するが、さらなる信号処理が、３つの点の正確な検出のために、および時間軸に対する点の正確な配置のために要求される。このような信号処理の例は、以下に説明される図８Ｂおよび８Ｃに与えられる。
【００３１】
図８Ｂは、図８Ａに示されたコンター信号の一次導関数のグラフである。ここにおいて、中心点は、コンター信号の一次導関数が基底電圧領域外でゼロまたはほぼゼロになるところで検出され得る。デジタルコンター信号を用いて、厳密にゼロに等しい一次導関数を得ることは難しい場合がある。従って、いくつかの実施形態において、中心点は、一次導関数が正値から負値にその値を変化した場合に判断され得る。中心点は、コンター信号の最大値に対応し、コインがコインセンサの中央に近接していることを示す。
【００３２】
図８Ｃは、図８Ａに示されたセンサ信号の二次導関数のグラフである。接近および離脱点は、コンター信号の変曲点に対応する。従って、接近および離脱点は、二次導関数がゼロまたはほぼゼロである場合の点として識別され得る。さらに、接近および離脱点は、コンター信号の二次導関数が正値から負値にその値を変化する場合に、またはその逆の場合に識別され得る。接近点は、時間スケール上の中心点に先行する点であり、その一方で、離脱点は、中心点の後に発生する。本テクノロジーのいくつかの実施系形態において、接近、中心および離脱点は、図７に示されたコンター信号から数値的に決定され得る。例えば、一次および二次差分は、
【００３３】
【数１】
2015079529.tif 000003
のようなゼロ次差分を用いて計算され得る。ここで、ｇｉが均一にサンプリングされた信号である。当業者は、方程式組１に記載された後方有限差分に加えて、離散信号の導関数を計算するいくつかの方法について知っている。例えば、前方または中心有限差分の方法も、導関数を計算するために使用され得る。候補の中心点は、第１の差分
【００３４】
【化１】
2015079529.tif 000004
を有するセンサ信号に対応する。候補の接近／離脱点は、
【００３５】
【化２】
2015079529.tif 000005
の点に対応する。図７に対して説明されたように、接近、中心および離脱点、および／またはそれらに対して配置された点（例えば、その間の点）は、コイン単位を決定するために使用され得、コイン速度および加速度は、正確なシュートまたはビンへのコインの正確な送達のために使用され得る。
【００３６】
図９は、２つの密集したコインに対してセンサ信号をサンプリングすることによって得られるコンターを例示するグラフである。図４に示されるように、信号の振れは、対応するＨＱおよびＬＱ信号に対して、ＨＤおよびＬＤ信号に対してより大きい。また、一般的に、ＨＤ信号は、対応するＬＤ信号よりも狭い。その結果、２つの密集したコインに対して、ＨＤ信号は、主に第２のコインを示す信号から、主に第１のコインを示す信号を分離するためのより明白なピーク値を生成する。それ故、（図９に例示された実施形態を含む）本テクノロジーの少なくともいくつかの実施形態において、ＨＤセンサ信号は、さらなる処理のために選択される。図９に示されたＨＤセンサ信号は、図７に関連して説明された方法を用いて反転されている。他の実施形態において、別のセンサ信号（ＨＱ、ＬＱまたはＬＤ）またはいくつかの信号の組み合わせは、さらなる処理のために選択され得る。
【００３７】
図９に例示されたサンプルコンター信号において、コンター信号のよりよい分解能を得るために、ＨＤセンサ信号が、より高い頻度でサンプリングされる。それは、その後のデータ処理の精度を向上させる。しかしながら、サンプリング率を増大させる１つの欠点は、データ格納および処理速度に対する、対応するより高い要求である。本テクノロジーのいくつかの実施形態において、ＨＤセンサ信号は、他の信号（すなわち、ＬＤ、ＨＱおよびＬＱ）と共に一様にサンプリングされ、そしてメモリ内に格納されるか、またはさらなる処理に対して利用可能にされ得る。従って、この場合のサンプリングは、ＨＤ−ＬＤ−ＨＱ−ＬＱ−ＨＤ−ＬＤ−ＨＱ−ＬＱのようになり得、ここで、下線のサンプル（ＨＤ）は、コインの関連特徴を検出するためにさらに処理される。いくつかの実施形態において、ＨＤセンサ信号は、しばしば、他の信号よりも多くサンプリングされ得る。ＨＤ信号のこのような優先的なサンプリングの例は、ＨＤ−ＬＤ−ＨＤ−ＨＱ−ＨＤ−ＬＱ−ＨＤ−ＨＤ−ＨＤ−ＬＤ−ＨＤ−ＨＱ−ＨＤ−ＬＱ−ＨＤ−ＨＤ−ＨＤである。前述のように、下線のサンプル（ＨＤ）は、コンター信号の特徴を検出するためのさらなる処理のために使用される。他の実施形態において、異なるセンサ信号（例えば、ＨＤおよびＬＤ）からのサンプリングされた点は、その後の処理のために、１つのコンター信号に組み合わせられ得る。例示されたサンプリング方式の両方に共通の１つの利点は、それらが従来のコイン検出方法に正確に順位付けられた信号も提供することである。例えば、いくつかの従来のコイン検出方法が、４つのコインセンサ信号（例えば、ＨＤ−ＬＤ−ＨＱ−ＬＱ）の総当りサンプリングを使用するので、コインセンサ信号の正確な順番は、上記全てのデータシリーズから得られ得る。さらに、このような順番は、一様なサンプリング周波数を保持する。
【００３８】
図９のコンター９００は、方程式組１に関連して説明された数値的方法を用いて区別することが難しいことがある、接近／中心／離脱点の２つのグループを示す。例えば、接近点の検出に対する唯一の基準が、二次導関数がゼロ（または数値的に非常にゼロに近い）であるということである場合、接近および離脱点（９０２ａおよび９０６ａ）の両方は、その基準を満たし、コンター信号のどの部分が２つの密集したコインの各々を示すかを決定することを難しくする。それ故、本テクノロジーの少なくともいくつかの実施形態において、図８Ａ〜８Ｃに参照して説明されるコイン特徴検出は、コンター信号のいくつかの追加の特徴（例えば、接近点（９０２ａ、９０２ｂ）、中心点（９０４ａ、９０４ｂ）および離脱点（９０６ａ、９０６ｂ）のうちの１つ以上の前の傾斜および湾曲、それらに対する傾斜および湾曲、またはそれらの後の傾斜および湾曲等）を分析することによってさらに向上させ得る。コンター信号のこれらの追加の特徴は、以下の方程式から決定され得る。
【００３９】
【数２】
2015079529.tif 000006
ここで、Ｔは、典型的にゼロに近い信号の閾値である。他の実施形態において、変曲点における一次導関数の符号は、変曲点が接近点であるか（一次導関数が、図９のように向けられているセンサ信号に対して正である）、または離脱点であるか（一次導関数が、図９のように向けられているセンサ信号に対して負である）を決定するために使用され得る。本テクノロジーのいくつかの実施形態において、関心のセンサ信号は、コインに関する有用な情報を含むセンサの区間であるアクティブ区間を分離することによって事前に処理され得る。例えば、アクティブ区間は、ある閾値より上にあり、従ってセンサに近接するコインの存在可能性が高いことを示すコンター信号のそれらのセグメントを含み得る。閾値Ｔは、いくつかの基準に基づいて選択され得る。例えば、関心のマーケットにおける最も小さいコインからのセンサ信号が、収集され得る（例えば、米国マーケットの１０セント硬貨または欧州マーケットのユーロ０．０１）。閾値Ｔを見つけるために、２つの信号：（１）センサの付近にコインがない場合に検出される最大コンター信号レベル、および（２）最小コインに対する立上りエッジまたは立下りエッジの全ての中の最小コンター信号レベルが組み合わせられ得る。閾値Ｔは、これらの２つのレベルの平均として推定され得る。
【００４０】
いくつかの実施形態において、閾値Ｔは、コインが存在しない場合、すなわち、信号が休止している場合のコンター信号から大量のサンプルを収集することによって推定され得る。閾値Ｔは、休止信号
【００４１】
【化３】
2015079529.tif 000007
の標準偏差（σ）の倍数として計算され得る。例えば、コインカウント機械の典型的なフィールド設置に対して、閾値
【００４２】
【化４】
2015079529.tif 000008
を選択することは、結果として一日一回よりも少ない閾値に過小評価することをもたらし得る。さらにおよび代替的に、閾値は、経験に基づく値として選択され、そしてテストされ、必要に応じて調整され得る。
【００４３】
方程式組２によって計算される特徴を用いて、接近／中心／離脱点は、以下のブール論理：
【００４４】
【数３】
2015079529.tif 000009
に基づいて決定され得る。例えば、接近は、以下の条件の全てが満たされる場合に判断され得る：接近（ａｉ）がゼロ位より大きく、コンター信号のこのセグメントが確かに、コインの存在を示すことを意味すること、立下り傾斜（ｂｉ）がゼロより大きく、信号強度が分析点の前に増大することを意味すること、立上り傾斜（ｆｉ）がゼロよりも大きく、信号強度が分析点を通過した後にさらに増大することを意味すること、現在の曲率（ｃｉ）が負であり、曲率が凹面であることを意味すること、および、先行する曲率（ｐｉ）が正またはゼロであり、先行する点において曲率が凸面かまたはゼロであることを意味すること。これらの条件の全てがコンター信号上のある点に対して満たされる場合、この点は、接近点に対応する。離脱および中心点への対応するブール式分析の適用は、簡明のために省略される。上記のブール式は、コインに対する自動的接近／中心／離脱の検出のために、コンピュータソフトウェア内にコード化され得る。図７に関連して説明されたように、コイン単位、速度および加速度も、コインの接近、中心および離脱に基づいて決定され得る。
【００４５】
図１０は、本テクノロジーに従う特徴検出方法の別の実施形態を示す。図１０の表に示されるブール論理は、デジタルコンピュータ内にコード化され、コイン特徴を検出するためにコンター信号に適用され得る。図１０のシンボルに対するシンボルキーが以下の表１に示される。例えば、セルＧ６のシンボル
【００４６】
【化５】
2015079529.tif 000010
は、コイン接近を示し、セルＧ６より上の列Ｇの条件（すなわち、セルＧ１〜Ｇ５の条件）が、以下のように満たされる場合に検出され得る（接近閾値が検出され
【００４７】
【化６】
2015079529.tif 000011
、立下り傾斜および立上り傾斜の両方が正であり
【００４８】
【化７】
2015079529.tif 000012
、曲率が凹面になり
【００４９】
【化８】
2015079529.tif 000013
、ただし、これらの条件が、所与のコインに対して一回のみが存在する（セルＧ１＝１））。伴うソフトウェアは、上記条件が満たされることを検証すると、コイン接近を判断およびタイムスタンプし得る。別の実施形態において、セルＩ７のシンボル
【００５０】
【化９】
2015079529.tif 000014
は、中心点を示し、中心点は、セルＩ７より上の列Ｉの条件が満たされる場合に判断され得る（接近閾値が検出され
【００５１】
【化１０】
2015079529.tif 000015
、立下り傾斜が正であるが
【００５２】
【化１１】
2015079529.tif 000016
、立上り傾斜が水平であり
【００５３】
【化１２】
2015079529.tif 000017
、曲率が凹面であり
【００５４】
【化１３】
2015079529.tif 000018
、ただし、これらの条件が、所与のコインに対して一回のみが存在する（セルＧＩ１＝１））。
【００５５】
コンター信号のサンプリング分解能に依存して、立上りおよび立下り傾斜の両方がセルＪ３／Ｊ４内のように平坦である場合、または立下り傾斜が平坦であり
【００５６】
【化１４】
2015079529.tif 000019
、立上り傾斜が落下している
【００５７】
【化１５】
2015079529.tif 000020
場合、中心を検出することが可能である。しかしながら、どのシナリオ下でも、中心は、所与のコインに対して一回のみが検出される（セルＩ１＝1）。図１０の行８および９は
、付近のコインおよび分離したコインに対するサーチが継続しているが、その追加のコインの検出は、セグメントの開始における第１のコイン接近と、セグメントの終了における第１のコインの離脱とによって規定されるセグメント外のみで発生するであろうことを示す。いくつかの実施形態において、検出されたコイン特徴の強度、およびそれらの間の相対距離は、コインを正確に区別するために、コインに対する既知の値に比較され得る。
【００５８】
【表１−１】
2015079529.tif 000021
【００５９】
【表１−２】
2015079529.tif 000022
図１１は、本テクノロジーの実施形態に従う、コインを区別するためのルーチン１１００のフローダイヤグラムを例示する。ルーチン１１００は、当技術分野に既知の様々な適切なコンピュータ可読媒体上に格納されたコンピュータ可読命令に従って、１つ以上のコンピュータ（例えば、キオスクコンピュータ、リモートサーバ等）によって実行され得る。処理フロー１１００は、コインを区別する全てのステップを示していないが、代わりに本テクノロジーの様々な実施形態を実践する処理ステップへの十分な理解を提供するための特定の詳細を提供する。当業者は、いくつかのステップが、反復、変更、省略または補足され得、示されていない（あまり重要でない）他の局面は、本開示の精神および範囲から離脱することなし、容易に実装され得ることを認識する。
【００６０】
処理フロー１１００は、ブロック１１０５で開始する。ブロック１１１０において、コイン信号は、コインセンサによって取得される。いくつかの実施形態において、コインセンサは、前述されたように、コインの存在によって引き起こされた電磁気場の変化に基づいて動作し得る。コインセンサは、コインに対するいくつかの信号を生成し得る。いくつかの実施形態において、例えば、コインセンサは、異なる周波数で動作する２つのコイルを有し、各コイルが、合計４つのセンサ信号に対して２つの信号を生成する。
【００６１】
ブロック１１１５において、コイン信号は、コイルコンターを生成するようにデジタル化され得る。いくつかの実施形態において、センサ信号は、選択信号が特徴検出の追加された精度および分解能に対してオーバーサンプリングされるようにデジタル化され得る。例えば、サンプリング列ＨＤ−ＬＤ−ＨＤ−ＨＱ−ＨＤ−ＬＱ−ＨＤ−ＨＤ−ＨＤ−ＬＤ−ＨＤ−ＨＱ−ＨＤ−ＬＱ−ＨＤ−ＨＤ−ＨＤにおいて、下線を追加されたサンプルは、コンター信号として使用され得、結果として、下線のない総当り列ＬＤ−ＨＱ−ＬＱ−ＨＤと比較してより高いサンプリング速度を生じる。このようなサンプリングのさらなる利点は、必要に応じて従来のカンウトシステムに適切なサンプリング列の保存である。
【００６２】
ブロック１１２０において、コンター信号は、合成コンター信号に組み合わせられ得る。いくつかの実施形態において、例えば、ＬＤおよびＨＤコンターが組み合わせられ得る。ブロック１１２５において、コンター信号がフィルタリングされ得る。異なる適切なデジタルフィルタリングアルゴリズムは、当業者にとって既知である。いくつかの例は、ボックスカー、三角形、ガウスまたはハミングフィルタである。いくつかの実施形態においてデジタルフィルタの組み合わせは、結果を最適化し、または少なくとも結果を改善するために使用され得る。
【００６３】
コンター信号を生成した後、コイン特徴が、ブロック１１３０においてコンター信号から見つけられ得る。関心のコイン特徴は、例えば、（コインコンターの変曲点によって示される）コイン接近、（コインコンターのゼロ傾斜によって示される）コイン中心、および（時間軸上のコイン中心点を通過した後の、コインコンターの別の変曲点によって示される）コイン離脱であり得る。コイン特徴は、ゼロ次、一次、および二次導関数を含むコンター信号の関連する導関数を検査することによって検出され得る。関心のコイン特徴の検出は、考慮からコンター信号の非アクティブなゾーンを除外することによって、アクティブなゾーン内で達成され得る。例えば、閾値コンター信号は、閾値より上のコンター信号のみが後のコイン特徴検出ステップのために考慮されるように確立され得る。従って、コンター信号が、２つの連続するコインの間で閾値に達することがないので、密集し、または重なるコインの特徴は、本テクノロジーの少なくともいくつかの実施形態において検出可能である。
【００６４】
コインの接近、中心および離脱特徴が既知であると、コインの速度および加速度が、ブロック１１３５において検出され得る。当業者は、コインが軌跡上の少なくとも２つの点の間で移動する所要時間からコインの速度を計算し、コインがその軌跡上の少なくとも３つの点を横切る所要時間からコインの加速度を計算するいくつかの方法を知っている。コインの速度および／または加速度に関する情報は、例えば、コインを正確なシュートまたはビンに経路設定するために、コインカンウト機械の電気機械アクチュエータを動作させるために使用され得る。
【００６５】
ブロック１１４０において、１つ以上のコイン特徴（接近、中心および／または離脱）は、例えば、ルックアップテーブルを用いて、受け入れ可能なコインの適切な範囲に対する既知の値と比較され得る。１つ以上のコイン特徴が、１つ以上の既知の値に一致する場合、コイン単位が決定され得、従ってシステムは、コインを入金し得る。ブロック１１４５において、決定は、ブロック１１４０における単位結果に基づいてコイン妥当性についてなされる。コインが、決定ブロック１１４５において有効であるように決定される場合、コインは、ブロック１１５５において保管される。それに反して、コインが、ブロック１１４５において有効ではない場合、コインは、ブロック１１５０においてユーザに戻される。コイン区別の処理は、ブロック１１６０で終了し、次のコインに対してブロック１１５０において再開始され得る。
【００６６】
ルーチン１１００に描かれたステップの各々は、本明細書に説明される必要がない一連の動作をその自身に含み得る。当業者は、処理フロー１１００および本明細書に提供される詳細な説明に基づいて、ソースコード、マイクロコード、およびプログラム論理アレイを生成し、または他方法で開示されたテクノロジーを実装し得る。処理フロー１１００の全てまたは一部分は、コンピュータの一部分を形成するメモリ（例えば、非揮発性メモリ）に格納され得、またはそれは、移動可能な媒体（例えば、ディスク）に格納され、またはチップ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ半導体チップ）内に事前にハードワイヤまたはプログラムされ得る。
【００６７】
図１２は、差分検出法および従来の上昇オフセット法によって得られたコイン区別結果のグラフである。両方の方法は、一群の５００個ユーロ１セントコインを用いてテストされた。なぜなら、これらのコインの小さいサイズは、概して区別方法にとって難しいからである。上昇オフセット設定ΔＶ２は、横軸上にプロットされ、他方、ミスカンウトされたコインの数およびパーセンテージは、２つの縦軸上に示される。従来の上昇オフセットは、３つの上昇オフセットΔＶ２（図５に例示された）：２８０、３６０および６８０を使用して、その結果として、それぞれ、１３．６％、７．６％および２％の誤差率を生じる。ΔＶ２設定の増大と共に、ミスカンウト誤差は、従来の上昇オフセット法に対して減少するが、ΔＶ２の大きさは、現実には限定される。なぜなら、過度に高いΔＶ２は、大きいコインを実際より少なくカンウトすること（テストの一群の５００個ユーロ１セントコインでは存在しない）を生じ得るからである。さらに、２％誤差率さえも、多くのアプリケーションにおいて受け入れ難いほど高い場合がある。しかしながら、差分検出法は、同じ群のコイン用いてミスカウント誤差を生成しない。
【００６８】
上述から、本発明の特定の実施形態は、例示の目的のために本明細書に説明されたが、様々な変更が、本発明の様々な実施形態の精神および範囲から離脱することなしになされ得ることが理解される。例えば、４つのコインセンサ信号（ＬＤ、ＨＤ、ＬＱ、ＨＱ）に加えて、または代わりに他の信号が使用され得る。いくつかの実施形態において、信号は、コンター信号を生成するために、適切な時間オフセットを用いて、異なる周波数でサンプリングされ、そして一緒に数値的に合計され得る。さらに、本開示の特定の実施形態に関連付けられた様々な利点および特徴は、それらの実施形態の内容において前述されたが、他の実施形態は、そのような利点および／または特徴も示し得、全ての実施形態は、必ずしも、本開示の範囲にあるそのような利点および／または特徴を示す必要がない。従って、本開示は、添付の請求の範囲を除いて限定されていない。
【図１Ａ】
2015079529.tif 000032
【図１Ｂ】
2015079529.tif 000033
【図２Ａ】
2015079529.tif 000034
【図３Ｂ】
2015079529.tif 000035
【図４】
2015079529.tif 000036
【図５】
2015079529.tif 000037
【図６−１】
2015079529.tif 000038
【図６−２】
2015079529.tif 000039
【図８】
2015079529.tif 000040
【図９】
2015079529.tif 000041
【図１１】
2015079529.tif 000042
【図１２】
2015079529.tif 000043
【図２Ｂ】
2015079529.tif 000044
【図３Ａ】
2015079529.tif 000045
【図７】
2015079529.tif 000046
【図１０】
2015079529.tif 000047