JP2012523628A - 通貨種の特徴を調べる - Google Patents

Abstract

通貨種の特徴を調べることは、通貨種の照射のために少なくとも３つの特定の光源を含む照合装置を用いる。特定の光源の各々は、スペクトルの所定の集合の再構築のための近似関数に類似する発光スペクトルを有する。少なくとも１つのレシーバは、少なくとも３つの特定の光源から発光する光を受取る。移送ユニットは、照合装置内の通貨種を移送する。レシーバによって受取られた光は、通貨種によって反射される光または通貨種を通して透過される光の少なくとも１つである。

Description

開示の分野
この開示は通貨種の特徴を調べることに関する。

背景
通貨種の特徴を調べるために多くの装置を用いることができる。例えば、通貨種の特徴を調べるために、照合ユニットを含む照合装置を用いることができる。この開示のために、通貨種という用語は、有価証券、証券、銀行券、小切手、紙幣、証書、クレジットカード、支払カード、マネーカード、ギフトカード、クーポン、鋳造貨幣、貨幣代用物、および身分証明書を含むが、それらに限定はされない。そのような現状技術の装置では、照合ユニットは、光を発するための光源と発光を受けるためのレシーバとをさらに含むことが多い、感知システムを含む。通貨種の照合（つまり分類）は反射光および通貨種を通して透過される光の一方または両方の測定および分析を含むことができる。

典型的な照合ユニットは通貨種からの反射応答および／または透過応答を集めるために複数の発光源（例えば発光ダイオード（ＬＥＤ））を用いるよう構成される。一般的に、これらの光源は、それらがスペクトル内の波長の相対的に狭帯域内の光を発するように、構成される。特に、一般に公知の光源（例えば赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤ）は、典型的には狭帯域（１５ｎｍと３５ｎｍとの間）を有する発光スペクトルを有する。一般的な光源の例は、６４０ｎｍから７００ｎｍまでの範囲で光を発する赤色光源、４５０ｎｍから４８０ｎｍまでの範囲で光を発する青色光源、および５２０ｎｍから５５５ｎｍまでの範囲で光を発する緑色光源を含むことができる。しばしば、そのような一般的な光源は可視スペクトル内の公知の色（例えば赤色光、青色光および緑色光）と一致する波長帯内の光を発するよう構成される。可視光線の公知の色スペクトル内の発光を有する光源に照射されることに対する通貨種の応答は、通貨種についてのさまざまな特性を判断するよう用いることができる。ある場合には、赤外光を、通貨種の特性についての情報を集めるために用いることができる。

文書の画像を再生または格納するために複数の光源および検出器を用いる画像処理マシン（例えば文書スキャナまたはコピー機）が存在する。カラー画像の場合には、視覚的に人間の目（つまり、人間の目が可能であるような識別）と等価であるように文書からの特性を再生することができるようそれらを集めることが、多くの場合、そのような画像処理マシンの目的である。人間の目が３色画像化システムのように作用するという事実は、カラー画像の再生が、人間の目（または同様の色限界を有する任意の画像化システム）が原画像と再生画像とを区別することができない態様で行なわれるように、そのような画像処理マシンの設計が開発されることを考慮する。

通貨種を分類するためのいくつかの現在の装置の限界は、用いられる典型的な一般的な光源が全体のスペクトル内においてギャップをもたらす結果となることであり、なぜならば、各光源は一般的にスペクトルの狭帯域中で発光するからである。この問題の１つの解決策は、全スペクトルをカバーする光源が十分にあるように、非常に多数の一般的な種類の光源を用いることである。この解決策は、非常に大きく費用のかかる照合装置に結びつくので、望ましくない。更に、そのような解決策は非常に大量のデータを処理するのに必要な装置に帰着し、したがって、照合が相対的に短期間（例えば１秒未満）においてなされることが必要な通貨照合装置（例えばゲーム機、自販機および券売機など）に必要なほど効率的ではない。

現状技術の装置は、照合ユニット内の光源を用いて、連続する（つまり各エミッタが異なる波長帯で照射する）態様で、または同時に、通貨種を照射することができる。あるそのような照合システムが米国特許第５，６３２，３６７号によって開示されており、その全体をここに引用により援用する。加えて、照合ユニットは、複数の光源からの光を混合するよう光バー型システムを用いて、通貨種を照射することができる。あるそのような光混合システムが米国特許第６，９９４，２０３号に開示されており、その全体をここに引用により援用する。

照合ユニットによって特徴を調べられる通貨種は、当該技術分野において一般に公知のさまざまな態様（例えばマハラノビス距離、特徴ベクトル選択またはサポートベクターマシン）において識別することができる。通貨種は、現在係属中の米国仮出願連続番号第６１／１３７，３８６号に開示されるような、それらの色応答に基づいて特徴を調べることができ、それをここに引用により援用する。

概要
この開示は通貨種の特徴を調べることに関する。ある実現例では、通貨種の特徴を調べるための照合装置であって、少なくとも１つの光源と少なくとも１つの光源から発光を受取るための少なくとも１つのレシーバとを有する感知ユニットを含む照合ユニットを含み得る照合装置が提供される。いくつかの実現例では、照合装置は、この開示の方法の実行のためにプロセッサとメモリユニットとをさらに含む。いくつかの実現例では、照合装置は通貨種の特徴を調べるためにプロセッサとメモリユニットとを含む。さらにさらなる実現例では、照合装置は、挿入される通貨種を照合ユニットに、および照合ユニットを通して移動させるよう移送ユニットを含み、移送ユニットは、照合装置を通る連続的な通路を形成するよう構成される１つの連続的なユニットまたは複数の移送ユニットであり得る。照合装置はさらに保管部分および／または取出部分を含むことができる。通貨種は、照合ユニットから少なくとも１つの保管ユニットまで（および保管ユニットから）移送することができる。いくつかの実現例では、１方向の保管ユニットまたは２方向の保管ユニットの少なくとも１つがある。いくつかの実現例では、保管ユニットは、照合装置に取り外し可能に結合される。

いくつかの実現例では、反射（または透過）スペクトルの近似および元の基準スペクトルの再構築のために、スペクトルの基準集合を第２の空間（つまりフィルタ空間）に圧縮して、近似関数（つまり、フィルタ）の集合を得るよう、スペクトルの基準集合を確立し、次元削減技術（例えば主成分分析または非負値行列因子分解）を適用するための方法が提供される。

いくつかの実現例では、負でない近似関数を生じさせるよう、非負値行列因子分解を適用する方法が提供される。

いくつかの実現例では、少なくとも１つの特定の光源を確立し、それによって、少なくとも１つの特定の光源は、スペクトルの元の基準集合の再構築のための近似関数に類似する発光スペクトルを有する、方法が提供される。

いくつかの実現例では、照合装置に挿入される通貨種の特徴を調べるよう、スペクトルの元の基準集合を再構築するための近似フィルタに類似する発光スペクトルを有する特定の光源から受取られた（例えば、通貨種によって反射されるか、または通貨種を通して透過される）光を用いる方法が提供される。

いくつかの実現例では、スペクトルの元の基準集合の再構築のための近似フィルタに類似する発光スペクトルを有する少なくとも１つの特定の光源を含む照合装置が提供される。

いくつかの実現例では、少なくとも１つの特定の光源は発光素子と励起要素とを含み、発光素子から発せられるエネルギが、基準スペクトルの再構築のための近似関数に類似する発光スペクトルを生じさせるよう、励起要素を励起する。

いくつかの実現例では、少なくとも１つの広帯域光源が、基準スペクトルの再構築のための近似関数に類似する透過スペクトルを有する少なくとも１つの物理的要素に結合される。

いくつかの実現例では、少なくとも１つのレシーバは、基準スペクトルの再構築のための近似関数に類似する透過スペクトルを有する少なくとも１つの物理的要素に結合される。

いくつかの実現例では、特定の光源は、蛍光体（または励起要素の他の特定の成分）を含有する励起要素に結合された発光ダイオード（ＬＥＤ）である。いくつかの実現例では、発光ダイオードは、元の基準スペクトルの再構築のための近似関数に類似する発光スペクトルを生じさせるよう、各蛍光体の変動する相対量（つまり、混合された）を有する複数の異なる蛍光体を含む励起要素に結合される。いくつかの実現例では、励起要素において構成される異なる蛍光体の相対量は、元のスペクトルの再構築のための近似関数に類似する発光スペクトルを生じさせるために、それらの組合せから起因するエネルギの損失および／または吸収を計上するよう、特定された量から調節される。

いくつかの実現例では、特定の光源の群は、それらの発光を光ミキサ（例えばライトパイプコア）において混合することができるように、構成される。群における各々の特定の光源の発光の強度は、それに印加される励起電流の制御により制御することができる。いくつかの実現例では、ライトパイプ構成において配される各々の特定の光源に印加される電流の量は、照合装置においてソフトウェアによって制御することができる。いくつかの実現例では、複数の特定の光源に印加される電流の制御は、照合装置においてプロセッサを用いて制御することができる。

いくつかの実現例では、複数の特定の光源の各々から発したエネルギの量は、ライトパイプにおいて混合するために用いられるそれぞれの光の量を管理するために、各々の特定の光源に印加されるパルスを変えること（例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）または振幅）によって制御することができる。

いくつかの実現例では、照合装置は、元の基準スペクトルの再構築のための近似関数に類似する発光スペクトルを各々有する複数の特定の光源と、各々の特定の光源から発光を受取るための少なくとも１つのレシーバとを含む。他の実現例では、各々の広帯域光源および各々の特定の物理的フィルタに起因するスペクトルが、基準スペクトルの再構築のための近似関数に類似するように、照合装置は、各々物理的フィルタが関連付けられる複数の広帯域光源を含む。

いくつかの実現例では、照合装置は、単一の広帯域光源と、特定の物理的フィルタが各々関連付けられる複数のレシーバとを含み、各々のレシーバによる受けられる光は、基準スペクトルの再構築のための近似関数に匹敵するようにされる。

いくつかの実現例では、照合装置は、公知の色（例えば赤色、緑色、青色、赤外線）に類似する発光スペクトルを各々有する複数の標準的光源と、少なくとも１つの特定の通貨種と関係のあるスペクトルに類似する発光スペクトルを有する少なくとも１つの特定の光源とを含む。

この発明のさまざまな局面が、さらに以下に記載され、特許請求の範囲に述べられる。

照合ユニットを含む文書処理装置の例を示す。 電磁波源およびレシーバを含み、文書を照射するための、照合ユニットの感知ユニットを示す。 独自の電磁波源およびレシーバを含み、文書を照射するための、照合ユニットの感知ユニットを示す。 この開示の実現例のステップのフローチャートを示す。 この開示の実現例からのフィルタの組のためのスペクトルを示す。 基準スペクトルＳおよび再構築されたスペクトルＲの比較を示す。 例示的な再構築されたスペクトルＲのためのデルタＥ ＣＩＥ ＬＡＢ誤差を示す。 基準スペクトルＳおよび再構築されたスペクトルＲの色比較を示す。 例示的な実現例を、文書を照射するための６つの独自の光源および６つのレシーバからなる組を含む照合ユニットとともに示す。 文書で反射する光および文書を通して透過される光の両方を示す、３つの独自の光源およびレシーバを含む照合ユニットを有するこの開示の例示的な実現例を示す。 発光ダイオードを作成するために用いられる例示的な９つの蛍光体の群のためのスペクトルの集合を示す。 実現例による、通貨種からの反射および通貨種を介する透過を示す。 広帯域光源に結合された少なくとも１つの特定の物理的フィルタを利用する実現例を示す。 少なくとも１つのレシーバに結合された少なくとも１つの特定の物理的フィルタを利用する実現例を示す。 フィルタ装置の例を示す。 センサアレイの例を示す。 感知ユニットの例を示す。 感知ユニットの例を示す。

詳細な記載
この発明のさまざまな局面は特許請求の範囲で述べられる。

この開示は通貨種の分類に関する。この開示に関し、通貨種の分類は、額面金額の認識、検証、照合、認証および判断を含むが、それに制限されない。

ある実現例では、通貨照合システム１０はそこに挿入された通貨種（図示せず）の分類のために照合ユニット１００を含む。いくつかの実現例では、照合ユニット１００は、少なくとも１つの光源１３０および少なくとも１つのレシーバ１４０で構成された感知ユニット１２０を含む。例えば、感知ユニット１２０は、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）１３０と、ＬＥＤ１３０から発せられた光を受けるための少なくとも１つのレシーバ１４０とを含めるよう構成することができる。いくつかの実現例では、ＬＥＤ１３０は、可視光線スペクトルまたは非可視光線スペクトルの少なくとも１つにおいて光を発する。

いくつかの実現例では、ある方法が、文書処理ユニット１０で実現される光源の数を判断するために用いられる。より特定的には、少なくとも１つの通貨種５０またはその一部に関連した基準スペクトルの集合を、次元削減技術への入力として用いることができる。例えば、スペクトルＳの基準集合は、基準スペクトルＳのデータ圧縮のある形式を達成するために、次元削減技術への入力として用いることができる。いくつかの実現例では、スペクトルＳの基準集合はスペクトル応答の行列によって表される。他の実現例では、増分（例えば１ｎｍごと）において走査された一連のスペクトルのパッチ（例えばマンセルパッチまたはパントンパッチ）を、基準集合Ｓを形成するために用いることができる。

いくつかの実現例では、ある方法を用いて、基準スペクトルをシミュレーションし、例えば、偽物またはコピーのような本物でない文書のスペクトルを再構築する。

一旦、基準集合Ｓが、例えばここに記載された方法の少なくとも１つによって確立されると、データ縮約技術を用いて、元のスペクトルＳの全体の集合を推定するために用いられるデータの量を縮約することができる。データ縮約技術（または次元削減技術）の例は、主成分分析（ＰＣＡ）、非負値行列因子分解（ＮＭＦ）または次元選択アルゴリズムを含むが、それらに制限されない。いくつかの実現例では、基準集合Ｓ全体（またはその任意の部分集合）を分類に使用することができる。

いくつかの実現例では、（１ｎｍごとに走査された）スペクトルのマンセル集合は、データ縮約技術（またはデータ圧縮技術）への入力として用いられる。例えば、３８０ｎｍから８００ｎｍまで１ｎｍ波長ごとに各々走査される１２６９のマンセルパッチ（つまりマンセル集合）は、最も関係のあるＰＣＡ軸を見つけるためにＰＣＡへの入力として用いることができる。より具体的には、ＰＣＡをツールとして用いて、マンセル集合は、元の多次元の空間から、ＰＣＡ空間の各軸が元の空間からのすべての変数の線形結合（つまり関数）であるＰＣＡ空間に変換される。この技術を用いると、ＰＣＡ空間の第１の少しの軸は、元のデータ集合（例えば基準集合またはマンセル集合）において大部分の分散を説明することが判断できる。ＰＣＡ変換を用いる結果の一つは、元の基準集合Ｓの新しく結合した線形結合（つまり関数）に関連した重みが、負値および非負値の両方になり得るということである。元の基準集合ＳにＰＣＡを適用することから非負値結果を生じさせるために、すべての係数が正であるフィルタ（つまり関数）の新しい集合を確立するよう、ある変換が必要である。

非負値行列因子分解（ＮＭＦ）は、近似関数が正であり、したがって、物理的な意味を有するように、正の係数で新しい空間（つまりフィルタ空間）を見つけるために用いることができる別の次元削減技術の例である。

非負値行列因子分解を用いる場合、関数の係数が非負値行列因子分解によって得られた重みであるときに、変数を得ることができる。これらの関数は、物理的にフィルタ（または光源）として構築することができ、なぜならば、それらは、すべての重みが正という意味において、物理的な意味を有するからである。例えば異なる制約を有する（例えば直交基底を見つける）ＮＭＦなど、ＮＭＦの多くの変形が存在する。

いくつかの実現例では、スペクトルＳの基準集合は関数Ｆの集合を確立するために用いられる。より具体的には、ＰＣＡ軸は、基準集合Ｓを用いて構築され、次いで、主成分は新しい係数はすべて正であるという制約を用いて、別の空間（つまり関数空間）に変換される。図４を参照して、スペクトルＳの基準集合はステップ２００で確立される。ステップ２１０で、関数空間の中へのスペクトル圧縮（つまり次元削減）Ｃは、以下の等式により与えられる：

関数（Ｆ）の性能は、例えば、以下の等式により与えられる擬似逆演算子を用いた、（再構築空間での）演算の逆算および反射スペクトルＲの推定により評価することができる（ステップ２２０）。

いくつかの実現例では、反射スペクトルＲの再構築の誤差は、例えばフロベニウスノルムを用いることにより得られる（ステップ２３０）。他の実現例では、色再構築（ステップ２３５）の誤差は、実（または基準）スペクトルＳおよび再構築されたスペクトルＲの、ＬＡＢ値間のデルタＥ ＣＩＥ ＬＡＢ誤差を用いて得られる。誤差情報の使用は、所望の性能レベル（または許容できる誤差）に基づいて、関数集合Ｆにおける関数の数を判断することができるように、基準スペクトルＳを再構築する際に性能の比較を可能にする。例えば、誤差（例えばデルタＥ ＣＩＥ ＬＡＢ誤差またはフロベニウスノルム）の所定のしきい値または許容可能な範囲を確立することができ、関数集合Ｆの内の関数の数は、誤差性能のための所定のしきい値を満たすために必要とされる関数の数を判断するために変えることができる。

いくつかの実現例では、スペクトルＳの基準集合は、次元削減技術（例えばＰＣＡ）を用いて分解され、以下の特異値分解によって表される：

等式４では、Ｆは固有ベクトル（つまり関数）の集合である。固有ベクトル（つまり関数）の数は、スペクトルＳの基準集合を再構築する際に所望の性能レベルとの関係において確立することができる。例えば、Ｆは６つの固有ベクトル（つまり関数）の集合になり得るが、他の数の固有ベクトルも、本開示から範囲が変動せずに用いることができる。他の実現例では、集合Ｆにおける関数の最初の数を選択することができ、ステップ２３０および／またはステップ２３５から得られた結果を、（図４に示されるように）集合Ｆにおいてより多いまたはより少ない関数が必要かどうかを判断するために用いることができる。いくつかの実現例では、少なくとも１つの関数が、複数の標準ＬＥＤまたは光源（例えば赤、青、緑および赤外線）と組み合わせての使用のために確立できる。そのような実現例では、標準ＬＥＤの組（例えば赤、青および緑）は、図１１に示されるような基準集合Ｓの分解から判断される少なくとも１つの特定の光源１３３を備えた照合装置１０に配置される。他の実現例では、特定の物理的フィルタ１３５が関連付けられる少なくとも１つの広帯域光源１３１が、複数の標準ＬＥＤと共に配置される。

この開示のため、用語「広帯域光源」は、完全なスペクトル（例えば、可視および／または非可視）にわたり相対的に一定の強度または非常に広範囲の波長にわたり相対的に一定の強度を有する発光スペクトルを有する光源を指す。

（例えば、ＰＣＡを用いた）スペクトルＳの基準集合の分解に続いて、Ｆの条件付き一次変換が、正の関数を得るために行われる。より具体的には、以下の等式から与えられる新しい関数

の集合を見つけることが望ましくあり得る：

図５は、関数Ｆの集合が６つの関数（Ｆ１−Ｆ６）を含む場合の、上記の方法からの結果の例を示す。図６は、６つの関数を用いた、スペクトルＳの基準集合および再構築されたスペクトルＲの比較を示す。図７は、６つの関数を有する関数Ｆの集合に基づいた基準集合における各パッチに対するデルタＥ ＣＩＥ ＬＡＢ誤差を示す。図８は、関数集合Ｆにおける６つの関数を用いた、色空間におけるスペクトルＳの基準集合および再構築されたスペクトルＲの比較を示す。

いくつかの実現例では、光源１３３は、各特定の光源１３３が集合Ｆにおける関数のうちの１つに類似する発光スペクトルを有するように関数Ｆの集合を確立するために、開示された方法を用いて指定される。より特定的には、ある光源を製造するために用いられる材料（例えばＬＥＤにおける蛍光体）は、関数集合Ｆの関数に類似する性能特性を得るために所定の態様で選択および／または混合することができる。例えば、各々特定のスペクトルを有するＬＥＤを構築するために用いられる蛍光体Ｐの集合があり得る。他の実現例では、蛍光体Ｐの集合は、発光源に結合された励起要素の構成要素になり得る。前の例から、関数集合Ｆは図５に示されるようなそれぞれのスペクトルを有する。したがって、関数の集合Ｆ＝Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６が与えられるとして、各関数の近似は、非負最小二乗問題の形成により蛍光体スペクトルの混合を用いてなすことができる。我々が、例えば、９つの蛍光体｛Ｐ＝Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９}を用いる場合、複数（例えば６つ）の特定の光源１３３を確立することができる。各Ｆごとに、

を最小にする行列Ａを見つけることができる。
行列Ａは、以下に示されるような各特定の光源１３３に存在する各蛍光体の量をあたえる：

行列Ａの例を用いると、６つの特定の光源１３３の群が、蛍光体Ｐ１−Ｐ９の混合物で構築できる。例えば、特定の光源＃１を、関数Ｆ１に近似するように、蛍光体（Ｐ_１Ｆ１；Ｐ_２Ｆ１；Ｐ_３Ｆ１；Ｐ_４Ｆ１；Ｐ_５Ｆ１；Ｐ_６Ｆ１；Ｐ_７Ｆ１；Ｐ_８Ｆ１；Ｐ_９Ｆ１）の組合せで構築することができるかもしれない。いくつかの実現例では、蛍光体の混合物を有する特定の光源１３３の発光スペクトルが、元の基準スペクトルＳを再構築するために用いられる近似関数に類似するように、蛍光体の実際の混合物を、複数の蛍光体の組合せのために生じるかもしれない損失および／または吸収を斟酌するよう調節することができる。

同様に、任意の数の特定の光源を、この開示の方法によって確立された関数Ｆの所定の群および光源製造材料の群を用いて作成することができる。他の種類の光源およびしたがって他の種類の材料を、本開示から範囲が変動せずに、特定の光源１３３を構築するために用いることができることが企図される。例えば、有機ＬＥＤ、蛍光灯または当業者に一般に公知の他の光源に使用される材料を、特定の光源１３３の組を作成するために用いることができる。

いくつかの実現例では、通貨照合装置１０は、基準スペクトルＳの集合から反射スペクトルＲを推定するための近似関数に各々対応する、特定の光源１３３の組を含む。例えば、照合装置１０は、基準スペクトルＳの集合から反射スペクトルＲを近似することにより確立された近似関数Ｆに類似する発光スペクトルを各々が有するように構築された、６つの特定の光源１３３を含む。照合装置１０において用いられる特定の光源１３３の数は、先の例において開示された６つの特定の光源より多くも少なくもあり得る。

実際には、照合装置１０において用いられる光源１３３の数は、所望の性能（例えばデルタＥ ＣＩＥ ＬＡＢ誤差またはフロベニウスノルム）および／またはある制約（例えば費用、合格率または不良率）に基づいて選択することができる。いくつかの実現例では、照合装置１０は、複数の標準ＬＥＤ１８０（例えば赤色、緑色、および青色；または赤色、緑色、青色、および赤外線）、少なくとも１つの特定の光源１９０、ならびに光源１８０および１９０から光を受けるための少なくとも１つのレシーバ１４０を含むよう構成される。代替的に、照合装置１０の性能が（例えばデルタＥ ＣＩＥ ＬＡＢ誤差の改善によって）増強されるように、特定の光源１９０は、既存の照合装置１０（つまり、既に複数の標準ＬＥＤを有する）の中へ後付けされ得る。特に、特定の光源１９０の構成は、そのスペクトルの発光が、照合装置１０によって分類されるべき少なくとも１つの通貨種のそれに類似するように、なされ得る。

いくつかの実現例では、特定の光源の特性を判断するために用いられる基準集合Ｓは、照合装置１０の性能を最適化するために、他の基準集合とは異なる。

他の実現例では、元のスペクトルＳの再構築を達成することができるように、関数集合Ｆから導出される複数の特定のフィルタが装置１０に含まれるように、照合装置１０は、概して広い発光スペクトルを有する広帯域光源１６０を含む。等式１〜等式５の関係が満たされるように、関数Ｆの集合が導出される。物理的フィルタが広帯域光源（または複数の広帯域光源）１８０と結合される実現例は、性能が任意の所定の基準（例えばデルタＥ ＣＩＥ ＬＡＢ誤差またはフロベニウスノルム）を満たすよう装置１０を調整することができるように、設計における柔軟性を可能にする。

いくつかの実現例では、この開示の方法から確立された少なくとも１つの関数は、特定のスペクトル形状に帰着する。例えば、６つの物理的フィルタ（または光源または混合光）の実現例では、図５に示されるような大きな帯域および少なくとも２つのローブを有するスペクトルの形状（例えばＦ２）を有する少なくとも１つのフィルタがあり得る。いくつかの構成では、あるフィルタは、３５ｎｍより高い（例えば、ピーク強度の半分でおよそ５０ｎｍ以上の）大きな帯域を有することができる。実現されるフィルタの数は変動し得る。結果としての各フィルタに対するスペクトルの形状における対応する変化は限定ではなく、したがって、変形はこの開示の範囲内である。

通貨種の分類は、関数空間（つまり、少なくとも１つのレシーバから得られた直接のデータを用いて）、または再構築されたスペクトル空間（つまり、元のスペクトルを再構築するために近似関数を用いて）において達成することができる。分類が関数空間において生じる実現例では、挿入された種の分類は、従来の分類技術（例えばマハラノビス距離、特徴ベクトル選択またはサポートベクターマシン）を用いてなすことができる。分類が再構築された空間において生じる実現例では、再構築された反射測定の集合は、少なくとも１つの種５０を分類するためにメタメリズム理論とともに用いることができる。再構築された空間における分類は、メタメリックマッチの判断をなすことができるように、（例えば、メモリに格納された）基準応答と挿入された種の再構築された応答との比較を含むことができる。米国仮特許出願連続番号第６１／１３７，３８６号（引用により援用）は、メタメリズム理論ならびにさまざまな分類技術およびアルゴリズムを用いて、通貨種を分類するためのさまざまな技術を開示する。

いくつかの実現例では、広帯域光源１８０は、開示された方法からの近似関数に類似する分光透過スペクトルを各々有する複数の物理的フィルタ１９５と結合される。例えば、広帯域光源１８０は図１５に示されるような移動可能なフィルタ装置３００に結合することができる。より具体的には、移動可能なフィルタ装置３００は複数の物理的フィルタ（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３．．．）で構成され、広帯域光源１８０に関して複数の位置間で選択的に移動可能である。図１５は、広帯域光源１８０がフィルタ装置３００に位置Ｚ１で結合され、それによってフィルタＦ１が広帯域光源１８０からフィルタ処理された光を透過するために位置決めされるのを示す。同様に、複数のフィルタのうちの任意の１つを、広帯域光源１８０からそこを通ってフィルタ処理された光を透過するために位置決めすることができるように、フィルタ装置３００を移動させることができる。

例えば、フィルタ装置３００は図１５に示されるような複数のフィルタを含む、概して湾曲したハウジングとして実現することができる。いくつかの実現例では、特定のフィルタを広帯域光源１８０と結合して、そこを通って発せられた光を透過するよう、フィルタ装置３００は、複数の位置１〜３（例えば、３つのフィルタを有する）間で摺動するように移動させることができる。

他の実現例では、文書照合装置１０は、ライトパイプに結合された複数の特定の光源、および統合するセンサを含むことができる。そのような例示的な実現例では、複数の特定の光源の各々は、パルス幅変調を用いることによって、各光源からライトパイプの中に発光される光量を管理するよう、制御することができる。そのような実現例は、励起要素において構成要素として用いられる蛍光体または他の物質を混合するという、先に開示された実現例に類似する、特定の光源の組の混合が、基準スペクトルＲの再構築のための近似関数に類似する、ライトパイプからの全体の発光スペクトルを生成することを可能にする。

ある実現例では、文書照合装置１０は、少なくとも１つの広帯域光源、および（図１６に示されるように）それと関連する複数の特定の物理的フィルタ（または励起要素）を有するＣＣＤセンサ５００を含むことができる。例示的な実現例では、広帯域光源から発せられる光は、センサ５００に結合されたセンサアレイ５５０を通して透過され、したがって、ＣＣＤセンサ５００によって受取られる。ＣＣＤセンサにおける各画素は、ここに記載されるような近似関数に匹敵するように「混合」光が受取られるのを見出すために例えばベイヤーアルゴリズムを用いて推定することができる。図１６は、そのような構成の例示的な実現例を示す。示されるようなフィルタアレイ５５０の他の構成が企図され、そこでは、特定のフィルタの異なる分布がそこに構成され、したがって、それは、この開示の範囲外ではない。

図１６におけるような実現例では、画素の中心の計算は、元の基準スペクトルＳの再構築のための近似関数に類似する応答を感知するために、センサ５００の特定の画素で受取られた実際の光がフィルタアレイ５５０の取り囲むフィルタの組合せになり得るように、ベイヤー型アルゴリズムを用いて行われ得る。

変形および修正を含む他の実現例は、特許請求の範囲内である。

Claims (73)

1. 照合装置であって：
   通貨種を照射するための少なくとも３つの特定の光源を含み、少なくとも３つの特定の光源の各々はスペクトルの所定の集合の再構築のための近似関数に類似する発光スペクトルを有し；照合装置はさらに、
   少なくとも３つの特定の光源から発光する光を受取るための少なくとも１つのレシーバと；
   照合装置内の通貨種を移送するための移送ユニットとを含み；
   少なくとも１つのレシーバによって受取られた光は、通貨種によって反射される光または通貨種によって透過される光の少なくとも１つである、照合装置。
2. 少なくとも３つの特定の光源は、可視および非可視光スペクトルにおいて光をまとめて発する、請求項１に記載の照合装置。
3. 少なくとも３つの特定の光源は可視光スペクトルにおいて光を発する、請求項１に記載の照合装置。
4. 少なくとも３つの特定の光源は非可視光スペクトルにおいて光を発する、請求項１に記載の照合装置。
5. 少なくとも３つの特定の光源の各々は所定の態様においてエネルギを与えられる、先行する請求項の１つに記載の照合装置。
6. 移送ユニットは、連続的な移送通路を形成するよう構成される複数の移送サブユニットを含むよう構成される、先行する請求項の１つに記載の照合装置。
7. 移送ユニットは少なくとも３つの特定の光源および少なくとも１つのレシーバを通り過ぎて文書を移送するよう構成される、先行する請求項の１つに記載の照合装置。
8. 少なくとも３つの特定の光源の各々から受けられる光を用いて通貨種を分類するよう構成される、先行する請求項の１つに記載の照合装置。
9. 関数空間において通貨種の分類を行うよう構成される、請求項８に記載の照合装置。
10. 再構築空間において通貨種の分類を行うよう構成される、請求項８に記載の照合装置。
11. プロセッサをさらに含む、先行する請求項の１つに記載の照合装置。
12. プロセッサは通貨種の分類のために構成される、請求項８〜１０の１つに記載の照合装置。
13. プロセッサに作動的に結合されるメモリユニットをさらに含む、請求項１１または１３に記載の照合装置。
14. メモリユニットは、通貨種を分類するよう用いられる情報を格納するよう構成される、請求項１３に記載の照合装置。
15. 少なくとも３つの特定の光源は、少なくとも１つの所定の蛍光体を用いて構築され、各蛍光体は特定の発光スペクトルに対応する、先行する請求項の１つに記載の照合装置。
16. 少なくとも３つの特定の光源の構築は、少なくとも３つの特定の光源の各々の発光スペクトルが基準スペクトルの再構築のための近似関数に類似するように、複数の所定の蛍光体の混合物を用いて行われる、請求項１５に記載の照合装置。
17. 少なくとも３つの特定の光源は有機ＬＥＤである、先行する請求項の１つに記載の照合装置。
18. 少なくとも３つの特定の光源の少なくとも１つは、少なくとも５０ナノメートルの帯域を有する発光スペクトルを有する、先行する請求項の１つに記載の照合装置。
19. 少なくとも３つの特定の光源の少なくとも１つは、大きな帯域および少なくとも２つのローブを有する発光スペクトルを有する、請求項１８に記載の照合装置。
20. 照合装置であって：
    通貨種を照射するための少なくとも３つの広帯域光源と；
    少なくとも３つの広帯域光源のうちの１つに各々結合される、少なくとも３つの特定の物理的フィルタとを含み、少なくとも３つの特定の物理的フィルタの各々は、所定の基準スペクトルの再構築のための少なくとも１つの近似関数に類似する透過スペクトルを有し；照合装置はさらに、
    少なくとも３つの広帯域光源から発せられる、フィルタ処理された光を受取るための少なくとも１つのレシーバと；
    照合装置内の通貨種を移送するための移送ユニットとを含み；
    少なくとも１つのレシーバによって受取られた光は、通貨種によって反射される光または通貨種によって透過される光の少なくとも１つである、照合装置。
21. 少なくとも３つの特定のフィルタの各々は、生じる透過スペクトルが、所定の基準スペクトルの再構築のための近似関数に類似するように、各それぞれの広帯域光源から発せられる光をフィルタ処理する、請求項２０に記載の照合装置。
22. 少なくとも３つの特定のフィルタによってフィルタ処理された、生じる光が、可視または非可視光線の少なくとも１つである、請求項２０または２１に記載の照合装置。
23. 少なくとも３つの広帯域光源の各々は所定の態様においてエネルギを与えられる、請求項２０〜２２の１つに記載の照合装置。
24. 移送ユニットは、連続的な移送通路を形成するよう構成される複数の移送ユニットを含むよう構成される、請求項２０〜２３の１つに記載の照合装置。
25. 移送ユニットは、少なくとも３つの広帯域光源および少なくとも１つのレシーバを通り過ぎて通貨種を移送するよう構成される、請求項２０〜２４の１つに記載の照合装置。
26. 少なくともフィルタ処理された広帯域光源の各々から受けられる光を用いることによって通貨種を分類する、請求項２０〜２５の１つに記載の照合装置。
27. 通貨種の分類は関数空間において行われる、請求項２６に記載の照合装置。
28. 通貨種の分類は再構築空間において行われる、請求項２６に記載の照合装置。
29. プロセッサをさらに含む、請求項２０〜２８の１つに記載の照合装置。
30. プロセッサは通貨種の分類のために構成される、請求項２９に記載の照合装置。
31. プロセッサに作動的に結合されるメモリユニットをさらに含む、請求項２０〜３０の１つに記載の照合装置。
32. メモリユニットは、少なくとも１つの通貨種を分類するよう用いられる分類部を格納するよう構成される、請求項３１に記載の照合装置。
33. 少なくとも３つの特定のフィルタの少なくとも１つは、少なくとも５０ナノメートルの帯域を有する発光スペクトルを有する、請求項２０〜３２の１つに記載の照合装置。
34. 少なくとも３つの特定のフィルタの少なくとも１つは、大きな帯域および少なくとも２つのローブを有する発光スペクトルを有する、請求項３３に記載の照合装置。
35. 照合装置であって：
    通貨種を照射するための少なくとも１つの広帯域光源と；
    少なくとも１つの広帯域光源から発せられる光を受取るための少なくとも３つのレシーバと；
    少なくとも３つのレシーバのうちの１つに各々結合される、少なくとも３つの特定の物理的フィルタとを含み、少なくとも３つの特定の物理的フィルタの各々は所定の基準スペクトルの再構築のための少なくとも１つの近似関数に類似する透過スペクトルを有し；照合装置はさらに、
    照合装置内の通貨種を移送するための移送ユニットを含み；
    少なくとも３つのレシーバの各々によって受けられる光は、通貨種によって反射される光または通貨種を通して透過される光の少なくとも１つである、照合装置。
36. 少なくとも３つの特定のフィルタの各々は、生じる発光スペクトルが、所定の基準スペクトルの再構築のための近似関数に類似するように、各それぞれの広帯域光源から発せられる光をフィルタ処理する、請求項３５に記載の照合装置。
37. 少なくとも３つの特定のフィルタによってフィルタ処理された、生じる光は、可視または非可視光線の少なくとも１つである、請求項３５または３６に記載の照合装置。
38. 少なくとも３つの広帯域光源の各々は所定の態様においてエネルギを与えられる、請求項３５〜３７の１つに記載の照合装置。
39. 移送ユニットは、連続的な移送通路を形成するよう構成される複数の移送ユニットを含むよう構成される、請求項３５〜３８の１つに記載の照合装置。
40. 移送ユニットは少なくとも３つの広帯域光源およびレシーバを通り過ぎて文書を移送するよう構成される、請求項３５〜３９の１つに記載の照合装置。
41. 通貨は、少なくともフィルタ処理された広帯域光源の各々から受けられる光を用いて分類される、請求項３５〜４０の１つに記載の照合装置。
42. 通貨種の分類は関数空間において行われる、請求項４１に記載の照合装置。
43. 通貨種の分類は再構築空間において行われる、請求項４１に記載の照合装置。
44. プロセッサをさらに含む、請求項３５〜４３の１つに記載の照合装置。
45. プロセッサは通貨種の分類のために構成される、請求項４４に記載の照合装置。
46. プロセッサに作動的に結合されるメモリユニットをさらに含む、請求項３５〜４５の１つに記載の照合装置。
47. メモリユニットは、少なくとも１つの通貨種を分類するために用いられる分類部を格納するよう構成される、請求項４６に記載の照合装置。
48. 少なくとも３つの特定のフィルタの少なくとも１つは、少なくとも５０ナノメートルの帯域を有する透過スペクトルを有する、請求項３５〜４７の１つに記載の照合装置。
49. 少なくとも３つの特定のフィルタの少なくとも１つは、大きな帯域および少なくとも２つのローブを有する透過スペクトルを有する、請求項４８に記載の照合装置。
50. 照合装置であって：
    通貨種を分類するための感知ユニットを含み、感知ユニットは、ハウジングと、光ミキサと、光ミキサに結合される複数の特定の光源と、光ミキサから発せられる光を受取るようにハウジングから紙幣通路にわたって位置決めされるレシーバとを含み、複数の特定の光源の各々は、所定の基準スペクトルの再構築のための近似関数に類似する発光スペクトルを有するよう構成され；照合装置はさらに、
    照合装置内の通貨種を移送するための移送ユニットと；
    光ミキサにおいて光の所定の混合を引起すように複数の特定の光源の各々の発光量を制御するためのプロセッサとを含み；
    照合装置は、通貨種に反射される光または通貨種を透過される光の少なくとも１つに部分的に基づいて通貨種を分類する、照合装置。
51. 感知ユニットは、複数の発光を連続して発するよう構成され、複数の発光の各々は、所定の基準スペクトルの再構築のための近似関数に類似する発光スペクトルを有する、請求項５０に記載の照合装置。
52. 光ミキサから発せられた生じる光は、可視または非可視光線の少なくとも１つである、請求項５０または５１に記載の照合装置。
53. 移送ユニットは、連続的な移送通路を形成するよう構成される複数の移送ユニットを含むよう構成される、請求項５０〜５２の１つに記載の照合装置。
54. 移送ユニットは、少なくとも３つの広帯域光源およびレシーバを通り過ぎて通貨種を移送するよう構成される、請求項５０〜５３の１つに記載の照合装置。
55. 通貨種は光ミキサから受けられる光を用いて分類される、請求項５０〜５４の１つに記載の照合装置。
56. 通貨種の分類は関数空間において行われる、請求項５５に記載の照合装置。
57. 通貨種の分類は再構築空間において行われる、請求項５５に記載の照合装置。
58. プロセッサをさらに含む、請求項５０〜５７の１つに記載の照合装置。
59. プロセッサは通貨種の分類のために構成される、請求項５８に記載の照合装置。
60. プロセッサに作動的に結合されるメモリユニットをさらに含む、請求項５０〜５９の１つに記載の照合装置。
61. メモリユニットは、少なくとも１つの通貨種を分類するために用いられる分類部を格納するよう構成される、請求項６０に記載の照合装置。
62. 複数の発光の少なくとも１つは、少なくとも５０ナノメートルの帯域を有する発光スペクトルを有する、請求項５０〜６１の１つに記載の照合装置。
63. 複数の発光の少なくとも１つは大きな帯域および少なくとも２つのローブを有する発光スペクトルを有する、請求項６２に記載の照合装置。
64. 複数の特定の光源は、１種類の蛍光体を用いて構築されるＬＥＤである、請求項５０〜６３の１つに記載の照合装置。
65. 複数の特定の光源は、少なくとも２つの蛍光体の混合物を用いて構築されるＬＥＤである、請求項６４に記載の照合装置。
66. 複数の特定の光源は有機ＬＥＤである、請求項６４または６５に記載の照合装置。
67. 照合装置であって：
    通貨種を照射するための複数の一般的な光源を含み、少なくとも１つの一般的な光源は、赤色光、青色光、緑色光または赤外線光の少なくとも１つに類似する発光スペクトルを有し；照合装置はさらに、
    通貨種を照射するための少なくとも１つの特定の光源を含み、少なくとも１つの特定の光源の発光スペクトルは、照合装置によって分類される少なくともある通貨種に類似し；照合装置はさらに、
    複数の一般的な光源または少なくとも１つの特定の光源の少なくとも１つから発せられる光を受取るためのレシーバと；
    照合装置内の通貨種を移送するための移送ユニットとを含み；
    照合装置は、通貨種に反射される光または通貨種を透過される光の少なくとも１つに部分的に基づいて通貨種を分類する、照合装置。
68. 一般的な光源のうちの１つは、６４０ｎｍと７００ｎｍとの間の発光帯を有する、請求項６７に記載の照合装置。
69. 少なくとも１つの特定の光源は、照合装置によって分類されるべきある特定の通貨種に類似する発光スペクトルを有する、請求項６７または６８に記載の照合装置。
70. 少なくとも１つの特定の光源は複数の蛍光体から構築されるＬＥＤである、請求項６７〜６９の１つに記載の照合装置。
71. 少なくとも１つの特定の光源は、特定の物理的フィルタが結合される広帯域光源であり、特定の物理的フィルタからの透過スペクトルは、照合装置によって分類されるべき少なくとも１つの通貨種に類似する、請求項６７〜７０の１つに記載の文書処理装置。
72. 少なくとも１つの特定の光源は照合装置の後付け構成要素である、請求項６７〜７１の１つに記載の照合装置。
73. 通貨種を分類する方法であって：
    スペクトルの基準集合を選択するステップと；
    コンピューティング・プラットフォームを用いて、スペクトルの基準集合上で次元削減技術を実行するステップと；
    スペクトルの基準集合上で次元削減技術を実行することの結果として、スペクトルの基準集合を再構築するために用いることができる、近似関数の集合を決定するステップと；
    スペクトルの基準集合を再構築するよう用いることができる少なくとも１つの近似関数に類似する発光スペクトルを有する少なくとも１つの特定の光源を識別するステップと；
    少なくとも１つの特定の光源からの、通貨種から反射または通貨種を透過される光に部分的に基づいて、通貨種を分類するステップとを含む、方法。

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