DE2709279C2

DE2709279C2 - Optischer Münzprüf er

Info

Publication number: DE2709279C2
Application number: DE2709279A
Authority: DE
Inventors: Gregor Dipl.-Phys.Eth Zuerich Antes (Schweiz)
Original assignee: LGZ Landis and Gyr Zug AG
Current assignee: Siemens Building Technologies AG
Priority date: 1977-02-11
Filing date: 1977-03-03
Publication date: 1979-04-26
Also published as: CH604288A5; FR2380602A1; DE2709279B1; FR2380602B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Münzprüfer der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art

Münzprüfer dienen bekanntlich dazu, Münzen vorbestimmter Sorten auf ihre Echtheit zu prüfen und von Münzen anderer Werte oder Währungen sowie von Fälschungen zu unterscheiden. Geprüft werden vielfach die mechanischen und physikalischen Eigenschaften, die Materialzusammensetzung, die Abmessungen sowie das Prägerelief.

Bei einem bekannten optischen Münzprüfer wird der Prüfling mit einem Objektiv auf einen Bildschirm abgebildet, der als Maske ausgebildet ist und an den Stellen lichtundurchlässig ist, welche den hellen Bildteilen einer Referenzmünze entsprechen. Mit weiteren Objektiven werden charakteristische Teile der auf dem Bildschirm entstehenden Abbildung des Prüflings auf Fotodetektoren projiziert. Der Prüfling wird um seine Achse gedreht, und mit den Fotodetektoren werden die bei Kongruenz des hellen Bildes des Prüflings und des lichtundurchlässigen Musters des Bildschirms entstehenden Lichtvariationen nachgewiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Münzprüfer der eingangs genannten Art zu schaffen, der weder eine Rotation der Prüflinge noch mechanisch bewegte Bauteile erfordert

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

ίο F i g. 1 das Bild einer rotierenden Münze,

Fig.2 eine Prinzipdarstellung eines Münzprüfers, teilweise im Schnitt, und
F i g. 3 eine Variante.
In der F i g. 1 ist das Bild einer rasch um ihre eigene

is Achse rotierenden Münze dargestellt, wie es sich dem menschlichen Auge zeigt wenn die Münze einerseits rotationsinvariant beleuchtet wird und andererseits von einem Punkt auf der Rotationsachse her beobachtet wird und das Auge der Drehbewegung nicht zu folgen vermag. Durch die rotationsinvariante Beleuchtung der Münze wird erreicht daß bei der Rotation der Münze die örtliche Verteilung der Intensität und der Richtung des am Prägereglief der Münze reflektierten Lichts (bezüglich eines mitdrehenden Koordinatensystems) unverändert bleibt Es sind helle Kreisringe 1 und dunkle Kreisringe 2 erkennbar, deren Anordnung, Breite und Helligkeit charakteristisch sind für das P'ägebild der Münze. Daraus ergibt sech, daß die Münze selbst eine rotationsinvariante, d h. vom jeweiligen Drehwinkel der Münze unabhängige optische Information enthält nämlich die über konzentrische Kreise der Münze integrierte, radial variierende Helligkeit die einerseits bei rotierender Münze als charakteristisches Kreisringmuster sichtbar ist und andererseits auch bei stillstehender Münze mittels geeigneter Lichtempfänger detektierbar ist Beim erfindungsgemäßen Münzprüfer wird diese rotationsinvariante Information bei stillstehender Münze ausgelesen.

In der F i g. 2 bedeutet 3 eine zu prüfende Münze, die

durch einen Münzenkanal 4 in cL.n Münzprüfer eingeführt wird. Mit einer nur wenig oberhalb der Münze 3 konzentrisch zu dieser angeordneten Ringleuchte 5 wird die zu prüfende Seite der Münze mit kleinem Lichteinfallswinkel rotationsinvariant beleuch-

*5 tet Eine Blende 6 verhindert einen unmittelbaren Lichteinfall von der Ringleuchte 5 auf ein Objektiv 7. Dieses Objektiv, das eine einzige Linse enthalten kann, bildet die Münze 3 auf eine Lichtempfängeranordnung 8 ab, die im dargestellten Beispiel aus vier konzentrischen, in der gleichen Ebene angeordneten kreisringförmigen Lichtempfängern 9 bis 12 besteht Die in der Zeichnung perspektivisch dargestellten Lichtempfänger 9 bis 12 sind an ein elektronisches Auswerteteil 13 angeschlossen. Dieses enthält vier Schwellenschalter 14 bis 17, von denen jeder mit einem der Lichtempfänger 9 bis 12 verbunden ist. Die Schwellenschalter 14 und 16 sind im gezeichneten Beispiel unmittelbar und die Schwellenschalter 15 und 17 über einen Inverter 18 bzw. 19 an ein gemeinsames UND-Tor 20 angeschlossen.

Auf jeden der Lichtempfänger 9 bis 12 wird ein konzentrischer kreisringförmiger Bereich der Münze 3 abgebildet Die Anordnung ist so getroffen, daß die lichtempfindliche Fläche der Lichtempfänger 9 und 11 je einem hellen Kreisring 1 (Fig. 1) und jene der Lichtempfänger 10 und 12 je einem dunklen Kreisring 2 des rotationsinvarianten Kreisringmusters einer Referenzmünze entspricht. Bei stillstehender Münze 3 und unabhängig von der zufallsbestimmten Drehwinkellage,

welche die Münze im Münzprüfer einnimmt, integrieren die ebenfalls stillstehenden Lichtempfänger 9 bis 12 die Helligkeitsverteilung des auf sie abgebildeten Kreisringes. Stimmt das rotationsinvariante Bildmuster der Münze 3 mit demjenigen der Referenzmünze überein, so geben die Lichtempfänger 9 und 11 ein großes Signal und die Lichtempfänger 10 und 12 ein nur geringes Signal ab, so daß die Schwellenschalter 14 und 16 ansprechen, die Schwellenschalter 15 und 17 dagegen im Ruhezustand verhcren und am Ausgang des UND-Tores 20 ein Ja-Signal abgegeben wird.

Die erforderliche Anzahl Lichtempfänger 9 bis 12 der Lichtempfängeranordnung 8 richtet sich nach der gewünschten Sicherheit der Echtheitsprüfung. Bei geringen Anforderungen an die Sicherheit genügen zwei Lichtempfänger, mit denen ein heller Kreisring 1 und ein dunkler Kreisring 2 abgetastet wird.

Mit dem beschriebenen Münzprüfer können Münzen verschiedener Werte oder Währungen geprüft und voneinander unterschieden werden, wenn die Lichtempfängeranordnung 8 eine größere Anzahl Lichtempfänger aufweist, die je zu einem Schwellenschalter führen. In diesem Fall kann die Münze 3 identifiziert wurden, indem geprüft wird, ob das durch die Ausgangssipnale der Schwelienschalter gebildete Binärwort mit einem gespeicherten Binärwort übereinstimmt

In der F i g. 3 ist die zu prüfende Münze wiederum mit 3 und der Münzkanal mit 4 bezeichnet Zur rotationsinvarianten Beleuchtung der Münze 3 ist oberhalb der zu prüfenden Seite der Münze und koaxial zu dieser eine Punktlichtquelle 21 angeordnet, deren Abmessungen im Vergleich zur Größe der Münze klein sein sollen und die z. B. eine lichtemittierende Halbleiterdiode sein kann. Oberhalb der Punktlichtquelle 21 befindet sich ein Strahlenteiler 22, an welchem die Punktlichtquelle befestigt sein kann. Der Münzprüfer enthält ferner zwei Objektive 23, 24 und zwei Lichtempfänger 25, 26. Auf einer Linse des Objektivs 23 ist eine Maske 27 und auf einer Linse des Objektivs 24 eine Maske 28 angebracht Im gezeichneten Beispiel besteht der Strahlenteiler 22 aus einem halbdurchlässigen Spiegel, der gegenüber der Achse der Münze 3 um 45° geneigt ist, und die Objektive 23, 24 enthalten eine einzige plankonvexe Linse, auf deren Planfläche die Maske 27 bzw. 28 angeordnet ist Vorzugsweise sind die Masken 27,28 auf diese Linsen aufgedampft oder — z. B. im Siebdruckverfahren — aufgedruckt

Die Münze 3 wird mit dem Objektiv 23 auf die lichtempfindliche Fläche des Lichtempfängers 25 und mit dem Objektiv 24 auf die lichtempfindliche Fläche des Lichtempfängers 26 abgebildet wobei die Abbildungen natürlich auf jene Teile der Münze beschränkt sind, die von der Maske 27 bzw. 28 nicht abgeschirmt wei den. Die Maske 27 stellt ein Positiv des rotationsinvarianten Kreisringmusters einer Referenzmünze und die Maske 28 ein Negativ dieses Kreisringmusters dar, d.h. die lichtdurchlässigen Bereiche der Maske 27 entsprechen den hellen Kreisringen 1 (F i g. 1) und die lichtdurchlässigen Bereiche der Maske 28 den dunklen Kreisringen 2 des Bildmusters. Es ist daher leicht einzusehen, daß der Lichtempfänger 25 stark beleuchtet unr¹ ier Lichtempfänger 26 praktisch überhaupt nicht beleuchtet wird, wenn das rotationsinvariante Kreisringmuster der Münze 3 mit jenem der Referenzmünze übereinstimmt Mit einem in der Fig.3 nicht dargestellten Ausweneteil, das ?nalog zum Auswerteteil 13 der Fig.2 aufgebaut sein kann, wird geprüft, ob das Signal am Lichtempfänger 25 oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes und das Signal am Lichtempfänger 26 unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes liegt, und gegebenenfalls ein Ja-Signal abgibt

Der Münzprüfer nach der F i g. 3 gestattet die Diskrimination sämtlicher Kreisringe des rotationsinvarianten Kreisringmusters mit nur zwei Lichtempfängern, deren lichtempfindliche Flächen nicht kreisringförmig sein müssen. Selbstverständlich können die Masken 27,28, wenn nur geringe Anforderungen an die Sicherheit zu erfüllen sind, so vereinfacht werden, daß sie nur einen einzigen lichtdurchlässigen bzw. lichfundurchlässigen kreisringförmigen Bereich aufweisen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Optischer Münzprüfer mit einer Lichtquelle zur Beleuchtung des Prüflings, mindestens zwei an ein Auswerteteil angeschlossenen Lichtempfängern und mit einem optischen System zur Abbildung ausgewählter Bereiche des Prüflings auf die Lichtempfänger, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfling (3) mit der Lichtquelle (5; 21) rotationsinvariant beleuchtet wird, daß die Lichtempfänger (9 bis 12; 25; 26) und das optische System (7; 23; 24) so angeordnet sind, daß auf die Lichtempfänger (9 bis 12; 25; 26) konzentrische kreisringförmige Bereiche des Prüflings (3) abgebildet werden und daß das Auswerteteil (13) zur Abgabe eines Ja-Signals eingerichtet ist, wenn das Signal am einen Lichtempfänger (9; U; 25) oberhalb und das Signal am anderen Lichtempfänger (10; 12; 26) unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes liegt

2. Münzprüfe' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (5) eine Ringleuchte ist

3. Münzprüfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (21) eine koaxial zum Prüfling (3) angeordnete Punktlichtquelle ist

4. Münzprüfer nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtempfänger (9 bis 12) kreisringförmig ausgebildet und zueinander konzentrisch angeordnet sind.

5. Münzprüfer nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahlenteiler C2), zwei Masken (27; 29) mit kreisringförmigen IiChIdUrChIaS⁷IgCn Bereichen, zwei Objektive (23; 24) und zwei Lichtempfänger (25; 26) so angeordnet sind, daß mindestens ein erster kreisringförmiger Bereich des Prüflings (3) auf den einen Lichtempfänger (25) und mindestens ein zweiter kreisringförmiger Bereich des Prüflings (3) auf den anderen Lichtempfänger (26) abgebildet wird.