<Desc/Clms Page number 1>
Apparaat voor het lezen en valideren van gecodeerde voorwerpen bij middel van een electromechanische schakelaar De uitvinding betreft een systeem voor het valideren van muntstukken en/of penningen zoals gebruikt in verkoops-en speelautomaten.
ACHTERGROND VAN DE UITVINDING Het is belangrijk te beschikken over een middel voor de identificatie van artikelen die een zekere waarde vertegenwoordigen en aldus hun authenticiteit na te gaan vooraleer ze aangenomen worden door automatische machines waarbij geen menselijke supervisie aanwezig is. Deze toestand komt geregeld voor in de speelautomaten-industrie waar penningen meestal worden gebruikt in de plaats van echt geld en zij soms een verschillende waarde vertegenwoordigen naargelang de toepassing en/of de plaats waar ze worden gebruikt. Voor het valideren van deze munten en penningen bestaan reeds een aantal gesofisticeerde systemen.
Vele systemen gebruiken hierbij de preciese meting van diameter, gewicht, kleur, basismateriaal, enz. Andere toepassingen gebruiken diffractielicht, sommige vangen de variaties op in lichtintensiteit via lenzen en prisma's, en zelfs holografische patronen en diffractieroosters worden in sommige octrooien als conclusies naar voor gebracht. Al deze systemen zijn complex in gebruik en duur om te vervaardigen, en dit zowel wat betreft de munten en penningen zelf, als wat betreft de apparatuur voor de uitlezing. Meermaals is het aantal mogelijkheden om verschillende codes te gebruiken gelimiteerd, in andere gevallen ontstaan er bijkomende problemen wanneer het noodzakelijk blijkt om verschillende formaten van munten of penningen te valideren met hetzelfde detectiesysteem.
Om dezelfde reden geeft de herkenning van meer dan een code door dezelfde machine problemen bij de meeste van de gebruikelijke systemen.
<Desc/Clms Page number 2>
SAMENVATTING VAN DE UITVINDING
De huidige uitvinding geeft een eenvoudige en toch betrouwbare oplossing voor de meeste eisen die worden gesteld voor de identificatie en/of de validering van een voorwerp. Het voorwerp draagt een code, b. v. een gebruikelijke binaire code, die in het oppervlak wordt aangebracht tijdens de fabricatie, en dit zonder bijkomende kosten, door ponsen of vorming, vermits dit vormen of ponsen gebeurt tegelijkertijd met het ponsen of vormen van de munt of de penning zelf.
De code kan worden aangebracht in een rechtlijnig of cirkelvormig patroon, afhankelijk van de vorm van het voorwerp. Deze mechanische vervormingen, die een welbepaalde vorm hebben, zoals later in meer detail zal worden aangetoond, zullen er voor zorgen dat een lichtbundel wordt aan-en uitgeschakeld, waardoor het lezen en de validering van de code zal plaatsvinden. Teneinde de omvang van de vereiste electronica tot een minimum te herleiden en de snelheid van het lezen te verhogen, bevat het oppervlak naast de eigenlijke codering, nog een tweede rij of ring die fungeert als klok , en een derde rij of ring die de aanvang van elke code-reeks aangeeft.
Een code kan op dezelfde rij of ring meermaals worden herhaald waardoor fouten door beschadiging worden vermeden, of er kunnen ook meerdere verschillende codes op zo'n rij of ring worden aangebracht zodat de munt of penning in meerdere machines kan worden gebruikt. De hoeveelheid informatie in de code is enkel beperkt door de de lengte van het pad waarop de code kan worden aangebracht en de nauwkeurigheid waarmee de schakelaar kan werken.
Het doel van de uitvinding is dus om het probleem van het valideren van gecodeerde voorwerpen, b. v. munten of penningen, op een eenvoudige manier op te lossen, en dit zonder bijkomende kosten voor de fabricatie, en door ze te lezen met een eenvoudig en dus goedkoop systeem dat daarenboven in bestaande toepassingen kan worden geïntegreerd.
Essentieel voor deze uitvinding is het gebruik van een mechanisch geschakelde lichtstraal, waarbij de omschakeling veroorzaakt wordt door een specifieke
<Desc/Clms Page number 3>
mechanisch vervorming van het oppervlak van het voorwerp. Deze mechanische vervorming bestaat uit een aantal minuscule groeven, ongeveer een tiende van een millimeter diep, en waarvan beide wanden een tegenovergestelde helling hebben van vijfenveertig graden ten opzichte van het oppervlak van het voorwerp.
Wanneer het oppervlak van het voorwerp, dat deze vervormingen draagt, wordt bewogen in een bepaalde richting onder een lichtstraal, die ten opzichte van het oppervlak van het voorwerp op vijfenveertig graden invalt, loodrecht staat op de richting van de groeven en normaal wordt opgevangen door een daartoe geschikte ontvanger, dan veroorzaken deze vervormingen telkens de uitschakeling van deze lichtstraal doordat zij naar zichzelf wordt teruggekaatst. Hierdoor ontstaat een reeks electrische pulsen. Het combineren van de pulsen van de drie rijen, dit wil zeggen, de klok, de code en de start, wordt de informatie ingelezen in een schuifregister en vergeleken met een vooraf ingestelde code-waarde van een bepaalde machine of plaats.
Indien nodig kan na elkaar met verschillende vooraf ingestelde codes worden vergeleken zodat munten of penningen met verschillende codes kunnen worden gevalideerd. Het hier beschreven systeem laat extreem snelle codeherkenning toe omwille van zijn eenvoud : de enige grens voor de snelheid van decoderen is de mechanische mogelijkheid om de munten of penningen onder de straal te bewegen. Validering van meer dan tien munten per seconde is een realistische voorstelling.
Vermits het mogelijk is om gemakkelijk minstens zestig van deze schakelaars aan te brengen op een cirkelvormig pad langs de omtrek van een munt of penning van het gebruikelijk formaat (gewoonlijk tussen 24 en 40 millimeter in doormeter). Wanneer men er van uitgaat dat we drie codes aanbrengen, zodat iedere code twintig binaire posities telt, kunnen er meer dan een miljoen codes worden gevormd ! Als de beschikbare posities gebruikt worden om slechts twee codes te plaatsen dan zouden er meer dan een biljoen verschillende codes kunnen worden gevormd.
In een verkozen uitvoeringsvorm heeft de uitvinding drie rijen van schakelaars : behalve de rij die de code-informatie zelf bevat, is er een tweede rij die voor elke
<Desc/Clms Page number 4>
bit van de code een schakelaar heeft die men ook de klok noemt. Door toepassing van dit principe wordt het lezen van de code totaal onafhankelijk van de snelheid waarmede het voorwerp wordt bewogen. Het lezen kan zelfs tijdens het valideren worden gestopt en later weer voortgezet zonder verlies van informatie. De derde rij bevat een schakelaar voor elke code-sekwentie. Deze schakelaar geeft aan wanneer de lezer de informatie moet beginnen vergelijken met de vooraf opgeslagen enkelvoudige of meervoudige code in de bepaalde machine.
Na validering zal de munt of penning worden geaccepteerd of verworpen en is de lezer gereed voor de volgende. Om reden van de hoge leessnelheid zal het hier beschreven systeem op geen enkele manier invloed hebben op het normaal gebruik van de speelautomaten.
BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN De betekenis en de werking van de uitvinding zal worden verduidelijkt door het aanschouwen en bestuderen van de tekeningen die kunnen worden omschreven als volgt : Fig. 1 is de wetenschappelijke voorstelling van de hier beschreven methode om een lichtstraal te onderbreken door het gebruik van een welbepaalde mechanische vervorming van het oppervlak ; Fig. 2 toont een rechtlijnig voorbeeld van het coderingsprincipe ; Fig. 3 geeft een voorbeeld van het coderingssysteem aangebracht op het oppervlak van een munt of penning ; Fig. 4 geeft een schematisch overzicht van het leessysteem ; Fig. 5 geeft een beeld van de electronische opstelling die toelaat om de code te lezen, te verwerken en te interpreteren om te komen tot een aanvaarding of een verwerping van de munt of penning ;
Fig. 6 geeft een overzicht van de schakelsignalen die het resultaat zijn van de uitlezing ;
<Desc/Clms Page number 5>
VOORKEURMETHODE VOOR HET UITVOEREN VAN DE UITVINDING
Verwijzend naar Fig. 1, kan het principe van de uitvinding als volgt wetenschappelijk worden verklaard. In een basismateriaal (1-3) dat kan bestaan uit metaal, plastic of elke andere daarvoor bruikbare vorm van drager, worden smalle tegen elkaar aansluitende groefjes (1-2) gemaakt. Deze groeven hebben een hoek van negentig graden en zijn ten opzichte van het oppervlak van het materiaal geplaatst in een hoek van vijfenveertig graden (1-3).
Wanneer een lichtstraal (1-1) dit groevenpatroon belicht, eveneens onder een hoek van vijfenveertig graden ten opzichte van het oppervlak en loodrecht op de lengte-as van de groeven, dan wordt de lichtstraal gestopt vermits de plaatselijke invalshoek ten opzichte van de wanden van de groeven dan nul graden bedraagt, en dus naar zichzelf wordt teruggekaatst. Wanneer echter de lichtstraal onder de voormelde hoek valt op het oppervlak waar geen groeven voorzien werden, dan zal deze straal (1-4) haar weg voortzetten onder negentig graden. Om dit zojuist omschreven verschijnsel, waarbij de straal voortdurend wordt omgeschakeld, te verkrijgen moeten straal en oppervlak ten opzichte van elkaar bewegen. Het oppervlak (1-3) wordt dan ook bewogen in een richting die loodrecht staat op de lengte-as van de groeven. In het geval van een ronde munt of penning wordt dit een polaire beweging.
De snelheid van de beweging is van geen belang vermits het beschreven codeersysteem voorziet in twee bijkomende informatiekanalen.
Fig. 2 verduidelijkt dat Rij 2 (2-3) de eigenlijke codering voorstelt, terwijl Rij 1 (2-4) en Rij 3 (2-2) de bijkomende signalen leveren om het electronisch systeem toe te laten de gegevens te ontleden en evalueren op een eenvoudige en uiterst betrouwbare manier. Het zogenaamde klok -signaal dat vereist is voor de werking van de meeste digitale systemen wordt geleverd door Rij (2-4) die een doorlopende puls (6-3) geeft zoals weergegeven in Fig. 6. Teneinde het valideringsproces van de uitgelezen code van Rij 2 (2-3) te beginnen wordt er een startsignaal gegeven door Rij 3 (2-2). In de electronica wordt dit signaal meestal aangeduid door de term strobe > . Het gaat hier om een enkelvoudige puls die telkens aangeeft wanneer een nieuwe codereeks aanvangt.
<Desc/Clms Page number 6>
In Fig. 3 wordt het codesysteem zoals hierboven beschreven weergegeven op een vlak rond oppervlak (3-1). Dit oppervlak kan een vlak zijn van een munt of penning. Het is vanzelfsprekend dat identieke coderingen (3-2,3-3, 3-4) kunnen worden aangebracht op beide zijden van het voorwerp zodat het niet uitmaakt welke zijde uiteindelijk tegenover het leessysteem zal worden geplaatst. Op de tekening zijn drie volledige codes achter elkaar aangebracht zodat zij doorlopen volgens het cirkelvormig patroon in een oneindige reeks. Het aantal posities van elke code, evenals het feit of identische of verschillende codes na elkaar worden geplaatst is afhankelijk van de individuele noden en maakt geen verschil uit voor de werking van de uitvinding.
Er kan ook worden opgemerkt dat met het beschreven systeem het grootste en belangrijkste deel van de munt of penning beschikbaar blijft voor andere toepassingen zoals logo's, inscripties, etc. Het valideringssysteem zoals beschreven in deze uitvinding wordt hierdoor niet beïnvloed. Meer nog, practische testen hebben uitgewezen dat een licht reliëf van het oppervlak op de plaats van de codering geen invloed heeft op het correct lezen van de codering.
De twee voorstellingen (a) en (b) van Fig. 4 geven in detail de twee standen weer die bepalend zijn voor het functioneren van het beschreven systeem. Voorstelling (a) toont de situatie waarbij de straal (4-2) het oppervlak (4-1) raakt en zijn weg verderzet na buiging van negentig graden (4-3). De straal raakt dan een sensor (4- 7) die de eigenschap heeft het al of niet aanwezig zijn van deze straal te kunnen vaststellen, en die daarbij een signaal afgeeft dat een binaire een voorstelt. Nadat het oppervlak (4-1) werd voortbewogen ontstaat de situatie zoals weergegeven in voorstelling (b). De straal (4-5) stuit nu op een of meerdere kanten (4-6) van de aangebrachte groefjes en kan niet verder omdat de invalshoek op deze vlakjes nul graden is en dus de straal stopt.
Als een gevolg daarvan wordt er niets vastgesteld door de sensor (4-7) waardoor de digitale uitgang van deze sensor ditmaal een binaire nul wordt.
Fig. 5 geeft een voorstelling van een mogelijke electronische schakeling voor het lezen, verwerken en valideren van de code zoals vroeger beschreven en aangebracht op het oppervlak van een munt of penning. Een gelijkaardig systeem
<Desc/Clms Page number 7>
kan ook worden aangewend indien de codering zoals hier beschreven werd aangebracht op de rand van de munt of penning. Het systeem voor het lezen van de code (5-7) aangebracht op het oppervlak (5-1) wordt voorgesteld door een aangepast apparaat (5-2) dat een straal opwekt die wordt afgesteld via een weerstand (5-3) en die uiteindelijk een reactie opwekt in een daarvoor aangepast
EMI7.1
apparaat (5-4) met als gevolg een aan of uit signaal via de weerstand (5-5). Nadat dit signaal wordt behandeld in een pulsvormer (5-6) wordt dit een binaire eens of nul .
De aldus gelezen code afkomstig van Rij 2 DATA wordt dan behandeld in een schuifregister (5-8) die wordt aangestuurd door een tweede signaal (5-13) dat op een gelijkaardige manier wordt uitgelezen van Rij 1 KLOK . Een derde gelijkaardig systeem aangeduid als Rij 3 START geeft de puls (5-15) die een comparator (5-9) start teneinde de gegevens (5-14) enerzijds, en een of meerdere in een geheugen (5-10) opgeslagen codes anderzijds, met elkaar te vergelijken. Hierdoor wordt dan uiteindelijk na een volledige cyclus, d. i. het lezen van een code, de munt of penning gevalideerd en vervolgens geaccepteerd of verworpen door een electromechanisch relaissysteem (5-11 en 5-12).
De elektrische signalen die uiteindelijk voortkomen van het lezen van de code en aanhorigheden worden voorgesteld in Fig. 6, waarbij klok, data en start respectievelijk worden voorgesteld door de diagrammen Rij 1 > > (6-3), Rij 2 (6-2) en Rij 3 (6-1).