(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの有価証書を処理するための検出システムであって、
光源と、
前記光源によって生成された光を受光し当該光を光ビームとして送信するように動作可能な少なくとも１つの光パイプとを備え、前記少なくとも１つの光パイプは、光ビームを所定の入射角で有価証書に導光するように構成された転向面を有しており、前記転向面は、前記少なくとも１つの光パイプの端部で形成された屈曲部分において形成され、前記屈曲部分は、前記有価証書との関係で角度付けられ、
前記光ビームの第１部分を受光し、前記有価証書に向かって前記光ビームの前記第１部分を反射するように構成された少なくとも１つの反射面を備え、前記光ビームの前記第１部分は、前記有価証書を透過した部分であり、
前記光ビームの第２部分を受光するように構成された光検出器を備え、前記光ビームの前記第２部分は、前記光検出器によって受光する前に前記有価証書を透過した部分であり、
前記光ビームの前記第２部分を前記光検出器に導光するように構成された１つ以上の転向面とを備える、検出システム。
【請求項２】
前記転向面は、前記有価証書に対して０〜約９０°の角度に傾斜されている、請求項１に記載の検出システム。
【請求項３】
前記光ビームの前記第２部分の強度は、少なくとも前記入射角に依存する、請求項１に記載の検出システム。
【請求項４】
前記反射面は、前記反射面から反射された前記光ビームの前記第１部分が有価証書に向かう方向に実質的に反射されるように、傾斜されている、請求項１に記載の検出システム。
【請求項５】
前記転向面の角度を変更することによって、前記入射角を変更するように構成された少なくとも１つの制御装置をさらに含む、請求項１に記載の検出システム。
【請求項６】
前記入射角、通過回数および屈折量のうち少なくとも１つは、消光比を決定する、請求項１に記載の検出システム。
【請求項７】
前記有価証書は、クーポン券、小切手、機密証書、紙幣および商品券のうち少なくとも１つであり、
前記有価証書は、１つ以上の透明窓を有する、請求項１に記載の検出システム。
【請求項８】
前記有価証書は、ポリマーからなる紙幣である、請求項１に記載の検出システム。
【請求項９】
前記光検出器は、前記制御装置に連接され、
前記制御装置は、前記光検出器によって受光した前記光ビームの前記第２部分のデータを記憶し、前記光ビームの前記第２部分の前記データを所定値と比較するように構成されている、請求項５に記載の検出システム。
【請求項１０】
前記制御装置は、少なくとも前記比較に基づき、前記有価証書の有無を判断する、請求項９に記載の検出システム。
【請求項１１】
前記検出システムは、自動販売機、自動入出金機、ゲーム機、貨幣識別機および紙幣識別機のいずれかに実装される、請求項１に記載の検出システム。
【請求項１２】
光源によって生成される光を受光する少なくとも１つの光パイプによって光ビームを有価証書に透過させるステップと、
前記有価証書に入射する前記光ビームの入射角を変更することによって、前記有価証書から反射されるエネルギーを最適化するステップと、
前記光ビームの第１部分が前記有価証書に向かって反射されるように、反射面の向きを決定するステップとを備え、前記光ビームの前記第１部分は、前記有価証書を透過した部分であり、方法は、さらに、
前記光ビームの第２部分が１つ以上の転向面によってある転向角度で転向するように、前記１つ以上の転向面の前記転向角度を決定するステップを備え、前記光ビームの前記第２部分は、光検出器によって受光する前に前記有価証書を透過した部分であり、前記１つ以上の転向面は、他の光パイプの端部で形成された屈曲部分において形成され、前記屈曲部分は、前記有価証書との関係で角度付けられ、方法は、さらに、
前記１つ以上の転向面によって転向された光ビームの前記第２部分を受光するステップを備える、方法。
【請求項１３】
前記透過した光ビームの強度データを記憶するステップと、
前記強度データを所定値と比較するステップとをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも前記比較に基づき、前記有価証書の存在の有無を識別するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも前記比較に基づき、前記有価証書と他の種類の証書とを識別するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
方法は、自動販売機、自動入出金機、ゲーム機、貨幣識別機、有料電話、コンピュータ、および携帯式装置のいずれかに実装される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記透過した光ビームは、光検出器によって受光される前に、前記有価証書を１回以上通過するように導光される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
有価証書から反射されるエネルギーを最適化するために、前記有価証書に入射する光ビームの入射角を変更するステップと、
前記光ビームが前記有価証書を３回以上通過することを可能にするステップとを含み、
光パイプの転向面で転向することによって前記光ビームは前記有価証書を３回以上通過し、前記転向面は、前記光パイプの端部で形成された屈曲部分において形成され、前記屈曲部分は、前記有価証書との関係で角度付けられる、方法。
【請求項１９】
前記有価証書の有無は、前記有価証書を３回以上通過した後に受光した透過光のエネルギーに基づき、判断される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記光ビームが前記有価証書を３回以上通過することを可能にするステップは、
反射面から反射することによって、前記光パイプの前記転向面によって方向付けられる前記光ビームの第１部分が前記有価証書を２回目に通過することを可能にするステップを備え、前記光ビームの前記第１部分は、前記転向面を介して前記有価証書を透過した部分であり、方法は、さらに、
前記光ビームの第２部分が他の光パイプに入射し前記他の光パイプの他の転向面で転向することによって、前記光ビームの前記第２部分が前記有価証書を３回目に通過することを可能にするステップとを含み、前記他の転向面は、前記他の光パイプの端部で形成された屈曲部分において形成され、前記他の光パイプの前記屈曲部分は、前記有価証書との関係で角度付けられ、前記光ビームの前記第２部分は、光検出器によって受光する前に前記反射面を介して前記有価証書を透過した部分である、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、２０１３年２月２５日に提出された米国仮出願第６１／７６８７３９号に基づく優先権の利益を主張し、その開示の全体が引用により本願明細書中に援用される。
【０００２】
技術分野
本発明の主題は、一般的に有価証書に関連し、特に、貨幣識別機、自動入出金機、ゲーム機および自動販売機などの電子取引システムにおいて、紙幣、有価証券、機密証書およびクーポン券などの有価証書を処理するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
従来、紙幣などの有価証書は、本質的に不透明である綿繊維の紙基材に印刷されている。偽造に対抗するためおよびより優れた耐久性を与えるために、現在の紙幣は、複雑なセキュリティ機能の組み込みを可能にする基材を備えるように開発されている。紙幣のセキュリティは、光学的に透明であるポリマー基材の出現によって、パラダイムシフトとなった。ポリマー基材上に紙幣を印刷するときに、基材の一領域が、印刷されないまたは背景および画像に対して透明であるように印刷される。よって、不透明な材料を使用して紙幣を偽造することができなくなる。以下、この透明領域を「透明窓」と称する。透明窓は、紙幣の一方の縁部から他方の縁部まで延在してもよい。
【０００４】
一般的には、自動販売機のような電子取引システムは、搬送経路に沿った紙幣の真偽および進行の両方を判定するための１つ以上のセンサを有する貨幣処理ユニットを含む。従来のセンサは、一般に光の入射角が紙幣の表面に垂直になるように搬送経路に沿って配置された光源を含む。紙幣からの反射光と紙幣を透過した透過光との比率を用いて、紙幣が存在するか否かを判断する。しかしながら、透明窓を有する紙幣の場合、光が紙幣をほぼ完全に透過するため、従来のセンサによって検出されない可能性がある。その結果、透過光エネルギーを検出する光検出器は、紙幣が存在しないと見なし、または紙幣の後縁／後端しか検出できない。この問題は、透明窓が紙幣の幅を横切って延在する場合に、特に顕著である。透明窓の不正確な検出は、紙幣長さの誤算につながる。これによって、短すぎるという理由で、有効な紙幣が拒否されてしまうことになる。また、長さの誤算によって、電子取引システムが１つの紙幣を２つ以上の紙幣として見なしてしまい、たとえば循環型の設備において、紙幣を二重に数える問題を引起す可能性がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
概要
この概要は、紙幣および小切手などの有価証書を処理するためのシステムおよび方法に関連する思想を紹介するために提供される。これらの思想は、以下の詳細な説明、図面および特許請求の範囲にさらに説明される。この概要は、請求される主題の本質的な特徴を特定する意図をしておらず、請求される主題の範囲を決定または制限するのに使用する意図もしていない。
【０００６】
また、コンピュータプログラム製品が本願明細書に記載される。これらのコンピュータプログラム製品は、１つ以上のコンピューティングシステムの少なくとも１つのデータプロセッサによって実行されると、本願明細書に記載された動作を少なくとも１つのデータプロセッサに実行させる命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体を含む。同様に、コンピュータシステムが本願明細書に記載される。これらのコンピュータシステムは、１つ以上のデータプロセッサと、１つ以上のデータプロセッサに連接されたメモリとを含むことができる。メモリは、本願明細書に記載した１つ以上の動作を少なくとも１つのプロセッサに実行させる命令を一時的または永久的に記憶することができる。さらに、方法は、１つ以上のデータプロセッサによって、単一のコンピューティングシステムに実装することができ、または２つ以上のコンピューティングシステムの間に分散して実装することができる。
【０００７】
少なくとも１つの有価証書を処理するための検出システムが本願明細書に記載される。一実現例において、システムは、光ビームを生成する光源を含む。また、システムは、光ビームを所定の入射角で有価証書に導くように構成された１つ以上の転向面を有する少なくとも１つの光パイプと、有価証書を透過した光ビームの第１部分を受光し、有価証書に向かって光ビームの第１部分を反射するように構成された少なくとも１つの反射面と、有価証書を再び透過した光ビームの少なくとも第２部分を受光するように構成された光検出器とを含む。光ビームの第２部分の強度は、少なくとも入射角に依存する。入射角、通過回数および屈折効果などは、消光比に影響を与える。さらに、反射面は、反射面から反射された光ビームの第１部分が有価証書に向かう方向に実質的に反射されるように、傾斜されている。
【０００８】
光検出器は、有価証書を透過した光ビームの少なくとも一部を受光するように構成されている。転向面のうち少なくとも１つは、０〜約９０°の角度に傾斜されている。
【０００９】
検出システムは、転向面の角度を変更することによって、入射角を変更するように構成された少なくとも１つの制御装置をさらに含むことができる。検出システムは、自動販売機、自動入出金機、ゲーム機、貨幣識別機および紙幣識別機のいずれかに、若しくは製品またはサービスと引き換えに有価証書を受け入れるように構成された任意の他の装置に実装することができる。例として、有価証書は、クーポン券、小切手、機密証書、紙幣および商品券を含むが、これらに限定されない。有価証書は、１つ以上の透明窓を有してもよい。有価証書は、ポリマーからなる紙幣であってもよい。
【００１０】
光検出器は、制御装置に連接されている。制御装置は、光ビームの第２部分のデータを記憶し、光ビームの第２部分のデータを所定値と比較するように構成されている。制御装置は、少なくとも上記比較に基づき、有価証書の有無を判断する。
【００１１】
別の実現例において、有価証書を処理するための方法が本願明細書に記載される。この方法は、光源からの光ビームを有価証書に入射するステップと、有価証書に入射する光ビームの入射角を変更することによって、有価証書から反射されるエネルギーを最適化するステップと、有価証書を透過した光ビームの第１部分が有価証書に向かって反射されるように、反射面の向きを決定するステップと、有価証書を再び透過した光ビームの少なくとも第２部分を受光するステップとを備える。光ビームの第２部分は、光ビームの第１部分の一部である。この方法は、透過した光ビームの強度データを記憶するステップと、強度データを所定値と比較するステップとをさらに含むことができる。有価証書の有無の識別は、少なくとも上記比較に基づいて行うことができる。追加的にまたは選択的には、有価証書と他の種類の証書との識別は、少なくとも上記比較に基づいて行うことができる。この方法は、自動販売機、自動入出金機、ゲーム機、貨幣識別機、有料電話、コンピュータおよび携帯式装置のいずれかに、若しくは商品またはサービスと引き換えに有価証書を受け入れるように構成された任意の他の装置に実装することができる。
【００１２】
一実現例において、透過光は、光検出器によって読取られる前に、有価証書を１回以上通過（すなわち、透過）するように構成される。
【００１３】
別の実現例において、有価証書の透明窓を検出するための方法は、有価証書から反射されるエネルギーを最適化するために、有価証書に入射する光ビームの入射角を変更するステップを含む。この方法は、光ビームが前記有価証書を１回以上通過することを可能にするステップをさらに含み、各回の通過に連れて、屈折による反射効果および幾何学的効果が倍増する。有価証書の有無は、有価証書を１回以上通過した後に受光した透過光のエネルギーに基づいて判断される。さらに、上記の方法を実施するシステムも記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の主題に従った有価証書を処理するための例示的な検出システムを示す図である。
【図２】本発明の主題に従った４５°の入射角を有しかつ２回の通過をサポートする例示的な検出システムを示す図である。
【図３】本発明の主題に従った４５°の入射角を有しかつ４回の通過をサポートする例示的な検出システムを示す図である。
【図４】光の入射角と反射率との関係を示す図である。
【図５Ａ】垂直入射で、相当な量の光が有価証書を透過することを示す図である。
【図５Ｂ】本発明の主題によれば、約４５°の入射角の場合に、有価証書から反射された光の量が垂直入射に比べて増加することを示す図である。
【図５Ｃ】本発明の主題によれば、約８０°の入射角の場合に、幾何学的シフトによって、最小量の光が有価証書を透過し、光検出器から外れることを示す図である。
【図６】本発明の主題に従った有価証書を処理するための例示的な方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
詳細な説明
詳細な説明は、添付の図面を参照して行われる。図面において、参照番号の左端の数字は、この参照番号が最初に現れる図面を特定する。図面の全体に亘って、同一の番号を使用して、類似する機能および要素を表す。図面の簡潔性および明瞭性のために、図中の要素は、必ずしも縮尺通りに描かれていない。
【００１６】
１つ以上の有価証書を処理するように構成検出システムは、本願明細書に開示されている。検出システムは、自動販売機、ゲーム機、自動入出金機、有料電話などの電子取引システムに実装することができ、概して言えば、小売業界、ゲーム業界または銀行業界で使用される任意の装置に実装することができる。
【００１７】
例として、有価証書は、光学的に透明である合成ポリマー基材上に印刷された紙幣、証券用紙、小切手およびクーポン券を含むが、これらに限定されない。一例において、紙幣をポリマー基材上に印刷するときに、基材の一部に不透明な背景を印刷する。追加的なセキュリティ特徴として、不透明な材料が偽造紙幣の製造に使用することができないように、紙幣の一部に背景および画像を印刷しない。以下、この透明領域を「透明窓」と称する。透明窓は、紙幣の幅または長さの一部または全体に亘って延在してもよい。従来の本願明細書に記載された透明窓を含むように、有価証書（たとえば、紙基材の証書）を構成することができることは、本開示の範囲に含まれる。
【００１８】
有価証書、たとえば透明窓を有する紙幣は、一般的に、電子取引システム内で搬送経路に沿って搬送される。たとえば、紙幣は、搬送経路に沿って、紙幣受取装置から回収装置または結束装置に搬送されることがある。一般的に、紙幣は、紙幣に光を照射するための光源および紙幣から反射された光または紙幣を透過した光を検出するための光検出器を含む複数のセンサを通って輸送される。その結果、紙幣の異なる領域から得られた測定値に対応する１つ以上のセンサ信号が生成される。その後、これらのセンサ信号は、紙幣の進行を検証および／または追跡するために処理される。しかしながら、従来のセンサシステムは、一般的に紙幣の表面に対して垂直の入射角で光を投射するため、透明窓を備えた紙幣の場合に、相当な量の光は、紙幣を通過してしまう。センサは、このことを紙幣が存在していないと理解する。換言すれば、ポリマーからなる紙幣の表面から反射された光とポリマーからなる紙幣の表面を透過した光の比は、同様に計算された従来の紙からなる紙幣の比率によりも低くなった。以下、この比率を消光比と称する。このような低消光比は、紙幣または透明窓を備えた任意の有価証書の進行の不正確な判断を引起す。
【００１９】
したがって、本願明細書に記載の実施形態は、透明窓を備えた紙幣のような有価証書の有無を正確に識別するためのシステムおよび方法を説明する。以下、透明窓を有する紙幣を参照して実施形態を説明するが、当業者によって理解されるように、他の実現例も可能である。
【００２０】
一実施形態において、紙幣の進行を追跡するために、１つ以上の光源および１つ以上の光検出器を有する検出システムは、搬送経路に沿って配置される。光源は、所定の間隔で光を発するように構成されている。偽造を防ぐ高セキュリティを確保するために、この少なくとも１つの光源を用いて、短期間に複数波長の光を出射することができる。少なくとも１つの光検出器（たとえばフォトトランジスタまたはフォトダイオード）は、紙幣から反射された光または紙幣を透過した光を検出する。また、検出システムは、光源から出射された光に対して、搬送経路の反対側に配置された１つ以上の反射面を含む。
【００２１】
この実施形態において、光源からの光は、１つ以上の光パイプを通過して、紙幣の表面上に照射する。また、光パイプは、反射率を最適化するように配向された１つ以上の転向面を含むことができる。よって、紙幣から反射されたエネルギーを増大する。その後、紙幣の表面に入射した光の一部が反射され、一部が有価証書を透過する。このことは、証書の１回通過として定義される。紙幣、たとえば紙幣の透明窓を通過した後、光は、反射面に反射され、再び紙幣を通過する。このようにして、光を所望の回数で紙幣を通過するようにしてもよい。透過光のエネルギーが光検出器に読取られるまで、各回の通過において、光は、反射損失および透過損失によって減弱する。さらに、紙幣または反射面などの各界面の幾何学的シフトによって、光ビームは、光検出器から外れる可能性もあり、紙幣が存在しているという判断を与えてしまう。したがって、このようにして、透明窓を備えた紙幣の消光比は、大幅に増加する。
【００２２】
従来のセンサなら、透明窓を備えた紙幣を紙幣が存在していないとして取扱うだろうが、本発明の主題によれば、光の入射角は、反射率を最適化するように制御される。垂直入射で、言い換えれば０°の入射角で、多くのポリマー材料またはプラスチック材料の反射率が約４％である。入射角が増加すると、反射率が増加する。したがって、入射光の入射角を変更することによって、検出システムは、入射光のエネルギーと反射光／透過光のエネルギーとの差または消光比を測定することにより、透明窓の有無を検出することができる。また、反射光または透過光エネルギーのパターンを容認可能な紙幣の予想パターンと比較することによって、透明窓を備えた紙幣の有無を判断することができ、場合によっては、透明窓を備えた紙幣の有効性を判断することができる。さらに、入射角は、有価証書内に全内部反射が発生しないように制御される。入射角が増加すると、紙幣を透過した光のエネルギーが減少する。また、透過光のエネルギーは、屈折によって幾何学的にシフトする。入射角が増加すると、透過光エネルギーにおける幾何学的シフトも増加する。
【００２３】
別の実施形態において、検出システムは、少なくとも消光比の所望値に基づき、光パイプ内の光源および転向面のうち少なくとも一方の向きを決定するように構成された制御装置を含む。光源および光パイプの向きを変更することによって、光源から紙幣の表面に照射する光の入射角は、０°〜約９０°の間で変化する。同様に、このことは、紙幣から反射されたエネルギーの最適化を援助することができる。一例として、入射角の選択は、少なくともソフトウェアおよびハードウェアの制限ならびに紙幣の反射率に依存する。
【００２４】
理解すべきことは、本願明細書に記載の実施形態は、独立型の装置に使用することができ、または有価証書を検出するセンサを必要とするＡＴＭのような従来の電子取引システムに組込むことができることである。当業者に理解されるように、追加の検出ユニットを実装して、紙幣の真偽を判断してもよい。
【００２５】
上述したように、有価証書の処理は、多くの異なるシステム、環境および／または構成に実装することができるが、本発明の実施形態は、以下の例示的なシステムに基づき説明される。説明を簡潔にするために、周知要素の説明および詳細は、省略される。当業者なら理解できるように、本願明細書に使用された「・・・の間に」（during）、「・・・とともに」（while）および「・・・時に」（when）などの表現は、１つの始動動作が直ちに１つの動作を誘発するではなく、始動動作と始動動作により誘発された動作との間に、伝播遅延のようなある程度の合理的な小さい遅延が存在してもよいことを意味する。
【００２６】
図１は、本発明の主題の実現例に従った、複数の光パイプ１０２を備える検出システム１００を示している。検出システム１００は、自動取引装置（ＡＴＭ）、ゲーム機、キオスク、紙幣引受装置または自動販売機の内部に実装することができる。一実現例において、検出システム１００は、１つ以上の有価証書１０４、たとえば、透明窓１０５を備えたクーポン券、小切手、機密証書、紙幣、商品券または類似ものを処理するように構成され得る任意のハードウェアまたはソフトウェア若しくはそれらの任意の組合わせであってもよい。有価証書１０４の処理は、有価証書１０４の有無を判断することを含むがこれに限定されず、いくつかの実現例において、有価証書１０４が、他の部分が不透明である材料に設けられた少なくとも１つの透明窓１０５を含むか否かをさらに判断することを含む。透明窓１０５は、紙幣１０４の一方の縁部から他方の縁部まで延在してもよい。明瞭性かつより良い理解を与えるために、カナダ、メキシコ、オーストラリアなど国のポリマーからなる紙幣のような透明窓１０５を備えた紙幣１０４を参照して、本発明の主題を説明するが、当業者に理解されるように、本発明の主題を異なる種類の有価証書１０４に拡張することができる。以下、透明窓１０５を備えた紙幣１０４は、同義的に、紙幣１０４、透明紙幣１０４、またはポリマー紙幣１０４として称される。
【００２７】
一実施形態において、検出システム１００は、複数の光パイプ１０２−１、１０２−２、．．．、１０２−Ｎ（まとめて光パイプ１０２と称する）と、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような少なくとも１つの光源１０６とを含む。光パイプ１０２の各々は、第１端部および第２端部を有する導波路である。一実施形態において、第１および／または第２端部は、入射光の向きを所望の入射角に配向する１つ以上の転向面１０８−１、１０８−２など（まとめて転向面１０８と称する）を含む。一例において、入射角は、約４５°である。明瞭性のために、導波路の第１端部は、光（または光ビームと称する）を受光する端部として定義され、第２端部は、光が出射または透過する端部として定義される。たとえば、第１光パイプ１０２−１の第１端部は、光源１０６からの光を受光し、第１光パイプ１０２−１の第２端部は、出射光の向きを約４５°の角度に配向する転向面１０８−１および１０８−２を含む。また、第２光パイプ１０２−２の第１端部は、入射光ビームの向きを約４５°の角度に配向する転向面１０８−３を含む（図２および３をさらに参照）。さらに、光パイプ１０２−２の第２端部は、出射する光ビームの向きを転向角度に配向する転向面１０８−４を含む。第３光パイプ１０２−３の第１端部は、入射光の向きを転向角度に配向する転向面１０８−５（図３にも示されている）および１０８−６を含む。その後、第３光パイプ１０２−３の第２端部は、光をフォトトランジスタ、フォトダイオード、または当技術分野で公知の任意の他の光検出装置のような光検出器１１０に伝導する。理解すべきことは、必要に応じて、光パイプ１０２の数、光源１０６の数および光検出器１１０の数を変更することができるであろう。
【００２８】
一実現例において、システム１００は、１つ以上の反射面１１２、たとえば反射面１１２−１および１１２−２などを含む。例として、反射面１１２および光パイプ１０２は、ミラー、プリズム構造、偏向面を有する導光路を含む。
【００２９】
一実現例において、光源１０６および光検出器１１０は、紙幣の両側に配置され、交差チャネルセンサを形成する。さらに、紙幣１０４は、静止してもよく、光源１０６および光検出器１１０は、移動してもよい。別の実現例において、光源１０６および光検出器１１０は、紙幣１０４の同一側に配置され、反射面１１２は、紙幣１０４の反対側に配置される。反射面１１２は、紙幣１０４を透過した光を光パイプ１０２に向かって反射する。理解すべきことは、他の実装も可能であることである。また、理解すべきことは、光源１０６からの光ビームは、紙幣１０４の表面による吸収損失などの損失を受けることである。しかしながら、そのような反射および透過などによる光の損失は、無視することができる。以下では、検出システム１００の動作の詳細を説明する。
【００３０】
一実現例において、紙幣１０４は、受入れられ、搬送経路１１４に沿って搬送される。検出システム１００は、搬送経路１１４に沿って設けられ、入口から回収装置、保管装置または販売機などのさまざまな装置に搬送される紙幣１０４の進行を追跡する。一実現例において、紙幣１０４を受入れたと判定した場合、光源１０６は、少なくとも１つの特定波長を有する光ビームＡを出射し、紙幣１０４を照射する。紙幣１０４の進行を検出するために、光源１０６は、所定の時間間隔で光ビームＡを出射する。まず、光ビームＡは、第１光パイプ１０２−１を通過する。光ビームＡは、転向面１０８−１により規定された転向角度で反射される。その後、光ビームＡは、光パイプ１０２−１の転向面１０８−２により規定された入射角で紙幣１０４に到達する。光ビームＡの一部は、光ビームＢとして紙幣１０４の表面から反射され、光ビームＡの第１部分、すなわち光ビームＡ１は、紙幣１０４を透過し、反射面１１２−１に集光される。留意すべきことは、ビームの第１部分、すなわち紙幣１０４を透過した光ビームＡ１は、屈折によって位相が幾何学的にシフトされることである。また、透過した光ビームＡ、すなわち光ビームＡ１の強度は、照射光ビームの入射角に部分的に依存する。
【００３１】
透過光ビームＡ１は、反射面１１２−１から紙幣１０４に向かって反射される。同様に、透過光ビームＡ１の一部は、Ｂ１として紙幣１０４の表面で反射されるとともに、光ビームＡ１の一部（換言すれば、光ビームＡの第２部分）は、二回目の通過において、Ａ２として紙幣１０４を透過し、光パイプ１０２−２に進入する。このときに、光検出器１１０と同様の光検出器を配置して、光ビームＡ２を読取ることができる。換言すれば、二回通過の読取りが望ましい場合に、光検出器１１０を光パイプ１０２−２の第２端部に配置することができる。４回通過の読取りが望ましい場合に、後述するように、光ビームＡ２は、紙幣１０４をさらに複数回に通過するようにさせられる。
【００３２】
４回通過の検出システム１００において、光ビームＡ２は、光パイプ１０２−２を通過し、転向面１０８−３および１０８−４によって再び転向される。したがって、光ビームＡ２は、再び紙幣１０４の表面に導光される。同様に、光ビームＡ２の一部は、光ビームＢ２として紙幣１０４から反射され、光ビームＡの第３部分は、光ビームＡ３として紙幣１０４を透過する。光ビームＡ３も、屈折による幾何学的にシフトされる。透過光ビームＡ３は、反射面１１２−２から紙幣１０４に向かって反射される。以下、光ビームＡ３のうち、透過した部分をＡ４として称し、反射された部分を光ビームＢ４として称する。光ビームＡ４は、紙幣１０４を通過して光パイプ１０２−３の第１端部に向うときにも、屈折によって幾何学的にシフトされる。光パイプ１０２−３に配置された転向面１０８−５および１０８−６は、光ビームを光検出器１１０が配置された光パイプ１０２−３の第２端部に向かって導光する。
【００３３】
一実現例において、光検出器１１０は、残りの光ビームＡ４を検出する。その後、光検出器１１０に連接された制御装置１１６は、光ビームＡ４の光強度を算出する。光パイプ１０２の多重通過および反射による損失によって、光検出器１１０により受光した光ビームＡ４は、紙幣１０４が存在しない場合に光検出器１１０の出力から識別することができるレベルに減弱する。また、屈折による幾何学的シフトの結果、光ビームＡ４は、高入射角で光検出器１１０から外れる可能性があり、紙幣１０４が存在しているという結論を与える。
【００３４】
また、制御装置１１６は、紙幣１０４が存在しないときの光強度を事前に計算し、不存在閾値として記憶する。制御装置１１６は、光ビームＡ４の光強度を不存在閾値と比較することによって、ポリマー紙幣のような紙幣１０４の有無を判断する。従来方法では、ポリマー紙幣について、透明窓１０５を通過した光ビームの強度は、紙幣が存在しないことを示す不存在閾値にほぼ等しい。このような不正確な判断は、ポリマー紙幣の場合により目立つ。しかしながら、入射角を変更することによって、反射を最適化し、消光比を制御することができる。よって、ポリマー紙幣は、紙幣が存在しない場合から識別することができる。
【００３５】
一実現例において、紙からなる紙幣のような紙幣を透過した光ビームの強度は、事前に計算され、存在閾値として記憶される。光強度が不存在閾値より小さい場合、紙幣１０４が存在すると判断される。光パイプ１０２の多重通過、反射による損失、および屈折による幾何学的シフトによって、透明紙幣１０４を透過した光ビームは、減弱し、その光強度は、不存在閾値と存在閾値との間に低下する。強度データのさらなる統計的分析によって、紙幣１０４の特定の属性をさらに計算することができる。たとえば、紙幣１０４がテープによって接着されているか若しくは窓または穴を有するかを判断することができる。
【００３６】
別の例示的な実施形態において、制御装置１１６を介して、光源１０６および光パイプ１０２の動作を制御することができる。制御装置１１６は、光パイプ１０２の向きを調整することによって、反射面１１２および紙幣１０４への光の入射角を制御する。
【００３７】
反射エネルギーは、１つ以上の光パイプ１０２または導波管を介して、複数回の通過をしてもよい。各通過は、紙幣１０４からの反射エネルギーを最適化するために、光の入射角を決定することを含む。留意すべきことは、通過回数が増加すると、屈折および反射の効果は、倍増する傾向があることである。図２は、４５°の入射角を有しかつ２回の通過を行う２つの光パイプを備えた構成を示す図である。図３は、本発明の主題に従った４５°の入射角を有しかつ４回の通過を行う３つの光パイプを備えた検出システム１００を示す図である。
【００３８】
一例として、ランベルトソースを用いて、TracePro（登録商標）内の発光ダイオード１０６をシミュレートする。ランベルトソースは、１ワットの総出力、９４０ｎｍの波長および２０００００束の光線を提供するようにシミュレートされる。光検出器１１０によって、以下のデータは得られる。
【００３９】
【表１】
0006697267.tif 000002
【００４０】
上記の表に分かるように、約４５°の入射角は、全体の信号レベルと消光比との間の良好な折衷を与える。
【００４１】
図４は、たとえば光源１０６からの光の入射角と、ポリマー紙幣を作るために使用される一般的な材料ポリプロピレンからの反射率との間の変化を示すグラフ４００を示している。ポリプロピレンは、１．４９の反射率を有する。曲線４０２は、ｓ偏光の光線を示し、曲線４０４は、ｐ偏光の光線を示し、曲線４０６は、非偏光の光線を示す。図４に示すように、反射率は、入射角が増加することにつれて増加する。したがって、紙幣１０４から反射されたエネルギーを最大化するために、入射角を増大する。本発明の主題は、約４５°の入射角を用いて説明されるが、当業者にとって明らかであるように、入射角をより大きくすることが可能である。
【００４２】
図５Ａ、５Ｂおよび５Ｃは、入射角の変化に伴い、反射エネルギーおよび透過エネルギーの変化を示す例示的な図である。
【００４３】
図５Ａは、０°の入射角の場合、光が界面を通過する度に、小量の反射５０２（約８％）および残りの量の透過５０４を示している。
【００４４】
図５Ｂは、４５°の入射角の場合、入射角の増加につれて、第１および第２界面からの反射がより大きくなることを示している。光路５０６により示されたように、光の１０％が反射された。さらに、屈折によって、透過光５０８には、小さなシフトがあった。このことは、以下の表にさらに示される。
【００４５】
図５Ｃは、約８５°の入射角の場合、紙幣１０４の反射率は、部分的に透過する光の量を決定することを示している。理論上理想的な場合、透明紙幣１０４が存在するときに、屈折係数および屈折シフトが大きくなるため、最初に入射した光ビームのうち約０％が紙幣１０４に到達する。よって、実質的に透過光５０８が光検出器１１０から外れることになり、紙幣１０４が存在するという結論を与える。このことは、従来のセンサによって紙幣が存在しないとして判断されることになる透明窓１０５を備えた紙幣１０４に対し、特に効果を有する。
【００４６】
図６は、本発明の主題に従った有価証書、たとえば透明窓１０５を備えた紙幣１０４を処理するための例示的な方法６００を示す図である。方法６００は、紙幣１０４を用いて説明するが、他の種類の有価品物を包含するように拡張することができる。本願明細書において、いくつかの実施形態は、プログラム記憶装置、たとえば、機械またはコンピュータ可読指令であって、機械またはコンピュータ実行可能なプログラムをエンコードする指令を記憶するデジタルデータ記憶媒体を包含することを意図している。これらの指令は、本願発明の方法の一部またはすべてのステップを実行する。プログラム記憶装置は、たとえば、デジタルメモリ、または磁気ディスク、磁気テープおよびハードドライブのような磁気記憶媒体、または光学的に読取り可能なデジタルデータ記憶媒体であってもよい。
【００４７】
方法を説明する順番は、限定として解釈されるべきではなく、本発明の方法または代替的な方法を実現するために、説明した方法のブロックを任意の数および任意の順序に組合わせることができる。さらに、本願明細書に記載の主題の精神および範囲から逸脱することなく、各々のブロックを方法から削除することができる。さらに、この方法は、任意の適切なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの組合せに実装することができる。
【００４８】
ブロック６０２において、光ビームは、光源から有価証書に出射される。一例において、光源１０６は、１つ以上の透明窓１０５を備えた紙幣１０４のような有価証書に照射する光ビームを生成する。一実現例において、光ビームは、１つ以上の光パイプ１０２を通過する。光パイプ１０２は、光を所定の方向および入射角に沿って導光するように構成された１つ以上の転向面１０８を有する。
【００４９】
ブロック６０４において、有価証書反射エネルギーを最適化するように、光ビームの入射角を変更する。一実現例において、紙幣１０４から反射されたエネルギーを最適化するために、光の入射角を０〜約９０°の間に変更することができる。所望量の反射エネルギーを決定することによって、設計段階で光の入射角を設定することができ、これに応じて、転向面１０８の種類の選択および配置を決定する。代替的には、制御装置１１６を介して、入射角をリアルタイムに調整することができる。
【００５０】
ブロック６０６において、有価証書を透過した光ビームが反射面によって有価証書に向かって反射されるように、反射面の向きを定める。反射面１１２の位置は、設計時に選定することができ、または動作中に制御装置１１６を介して選定することができる。
【００５１】
ブロック６０８において、有価証書を透過した光ビームを受光する。一実現例において、１つ以上の光検出器１１０は、光源１０６と紙幣１０４の同一側または光源１０６と反対側に配置される。光検出器１１０は、紙幣１０４を透過した光を受光するように位置決められる。一例において、光検出器１１０は、別の光パイプ、たとえば光パイプ１０２−３に連接されてもよい。光検出器１１０に連接された制御装置１１６は、透過光ビームを測定し、光強度および他の関連パラメータを記憶する。
【００５２】
ブロック６１０において、透過光のエネルギーは、所定値と比較される。一実現例において、制御部１１６は、光検出器１１０によって受光した光ビームを所定値または所定パターンと比較する。これらの値は、紙からなる紙幣などの有無に対応している。
【００５３】
ブロック６１２において、少なくともブロック６１０での比較に基づき、有価証書１０４の有無を確定する。光強度が不存在値よりも小さい場合、紙幣１０４が存在すると確定する。光パイプ１０２の多重通過、反射による損失、および屈折による幾何学的シフトによって、紙幣１０４を透過した光ビームは減弱し、その光強度は、不存在閾値と存在閾値との間に低下する。強度データのさらなる統計的分析によって、紙幣１０４の特定の属性をさらに計算することができる。たとえば、紙幣１０４がテープによって接着されているか若しくは窓または穴を有するかを判断することができる。
【００５４】
本願明細書に記載された主題のさまざまな実装は、デジタル電子回路、集積回路、特別に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、および／またはそれらの組合わせに実現されてもよい。これらのさまざまな実装は、１つ以上のコンピュータプログラムにおける実装を含む。これらの１つ以上のコンピュータプログラムは、少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサを含むプログラム可能なシステム上で、実行可能および／または変換可能である。少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサは、特殊または汎用なものであってもよい。少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサは、記憶システム、少なくとも１つの入力装置および少なくとも１つの出力装置からデータおよび指令を受信し且つ記憶システム、少なくとも１つの入力装置および少なくとも１つの出力装置にデータおよび指令を送信するようにシステムに連接されている。
【００５５】
これらのコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、またはソフトウェアアプリケーションまたはコードとも知られている）は、プログラム可能なプロセッサ用の機械指令を含み、高レベルの手続き型言語またはオブジェクト指向プログラミング言語および／またはアセンブリ言語／機械言語に実装されてもよい。本願明細書に使用されたように、用語「機械可読媒体」は、機械指令および／またはデータを、機械命令を機械可読信号として受け取る機械可読媒体を含むプログラム可能なプロセッサに提供するように使用された任意のコンピュータプログラム製品、設備および／または装置（たとえば、磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラム可能なロジック装置（ＰＬＤ））を指す。用語「機械可読信号」は、プログラム可能なプロセッサに機械命令および／またはデータを提供するために使用された任意の信号を指す。
【００５６】
有価証書を処理するためのシステムの実施形態を構造的特徴および／または方法に特有の言語で説明してきたが、本発明は、必ずしも説明した特定の特徴または方法に限定されるものではないことを理解すべきである。むしろ、特定の特徴および方法は、有価証書を処理するシステムを例示するため実施形態として開示されている。
【図１】
0006697267.tif 000003
【図２】
0006697267.tif 000004
【図３】
0006697267.tif 000005
【図４】
0006697267.tif 000006
【図５Ａ】
0006697267.tif 000007
【図５Ｂ】
0006697267.tif 000008
【図５Ｃ】
0006697267.tif 000009
【図６】
0006697267.tif 000010