DE69311812T2

DE69311812T2 - Münzprüfer

Info

Publication number: DE69311812T2
Application number: DE69311812T
Authority: DE
Inventors: James Churchman
Original assignee: Tetrel Ltd
Current assignee: Tetrel Ltd
Priority date: 1992-10-14
Filing date: 1993-10-13
Publication date: 1997-10-02
Anticipated expiration: 2013-10-14
Also published as: US5687829A; EP0664914B1; MX9306404A; GB2271659B; GB9321256D0; DE69311812D1; WO1994009452A1; EP0664914A1; GB2271659A; JPH08502608A; ATE154852T1; ES2104180T3

Description

Die Erfindung betrifft Münzprüfer, beispielsweise zum Verwenden in Zahl-Telefonen oder Verkaufsautomaten.
Das hier verwendete Wort "Münze" soll nicht auf Geld im allgemeinen Umlauf beschränkt verstanden werden, sondern kann auch eine Ersatzmünze oder ein Metallstück jedweder Form umfassen, ohne Rücksicht darauf, ob sie irgendeinen Geldwert hat, und der Begriff "Münzprüfer" ist dafür vorgesehen, die Prüfung solcher Ersatzmünzen oder Metallstücke zu umfassen.
Es wurden Systeme vorgeschlagen, z.B. in GB-A-2062327 und in US-A-4184366, zum Bestimmen, ob eine Münze einen Schwellendurchmesser überschreitet, durch Bereitstellen einer ersten Kondensatorplatte, die von einer zweiten Kondensatorplatte beabstandet ist. Während eine Münze längs einer Münz-Gleitbahn vorbeiläuft, wird sie beide Kondensatorplatten gleichzeitig überlappen, wobei sie ein Signal von einer Platte zu der anderen koppelt, falls die Münze groß genug ist, um den Raum zwischen den Platten zu überbrücken. Daher zeigt das Vorhandensein oder Fehlen des Signals an, ob die Münze den Schwellendurchmesser überschreitet. Ein derartiges System kann den Münzdurchmesser nicht messen, sondern nur entscheiden, ob er eine Schwelle überschreitet. GB-A- 2062327 und US-A-4184366 stellen eine Mehrzahl zweiter Kondensatorplatten bereit, um eine Mehrzahl von Schwellendurchmessern bereitszustellen. Die an diesen Typ von kapazitivem Sensor gekoppelte Schaltung wird das Vorhandensein oder Fehlen eines Signals detektieren, welches durch eine Münze verursachtes kapazitives Koppeln anzeigt, um eine "ja/nein"-Typ Entscheidung zu treffen. Die Größe des Signals ist, entgegen seinem Vorhandensein oder Fehlen, ohne Belang.
GB-A-1464371 schlägt einen Kondensator vor, dessen Kapazität durch eine vorbeilaufende Münze verändert wird. Ein Signal einer voreingestellten Frequenz wird an den Kondensator angelegt, und es wird die Amplitude des Stromflusses durch den Kondensator bestimmt. Eine Münze wird akzeptiert, falls die Amplitude zwischen oberen und unteren Schwellen liegt.
WO86/06246 schlägt verschiedene kapazitive Sensoren vor, wobei jeder zwei Platten auf derselben Seite der Münz- Gleitbahn aufweist. Die Kapazität, welche gebildet wird, wenn die Münze die Platten zusammenkoppelt, wird in einem RC-Schaltkreis bereitgestellt, an den ein Signal einer voreingestellten Frequenz angelegt wird, und es wird das Vorhandensein eines Stromes in dem RC-Schaltkreis (Spannung über dem Widerstand) detektiert. Einige der Sensoren bestimmen nur das Vorhandensein des Stromes, um eine "ja/nein"-Typ Entscheidung zum zeitlichen Abstimmen des Vorbeilaufens einer Münze entlang der Gleitbahn zu treffen. Zusätzlich wird vorgeschlagen, daß die maximale durch eine Münze verursachte Kapazität für ein Paar von Platten auf der Seite der Gleitbahn, entlang welcher die Münze rollt, und für ein Paar von Platten auf der anderen Seite der Gleitbahn gemessen werden sollte. Ein Vergleich dieser Kapazitäten stellt eine Messung der Münzdicke bereit.
GB-A-2174227 schlägt ein System vor, in welchem Kondensatorplatten auf einer Seite der Münz-Gleitbahn von der Münze gekoppelt werden, um eine "ja/nein"-Typ Entscheidung bereitzustellen. Ein weiterer kapazitiver Sensor weist Platten auf jeder Seite der Gleitbahn auf, so daß eine Spannungsänderung durch eine zwischen Kondensatorplatten vorbeilaufende Münze verursacht wird, und die Größe der Änderung digitalisiert und einem Mikroprozessor zugeführt wird.
GB-A-994736 schlägt ein System vor, in welchem eine Münze die Kapazität eines Kondensators in einem Resonanzkreis verändert, wobei der Q-Wert des Resonanzkreises verändert wird. Der Resonanzkreis ist in einer Oszillatorrückkopplungsschleife vorgesehen, so daß der Oszillator in Abhängigkeit des Q-Wertes schwingen oder nicht schwingen wird. Entsprechend stellt das Vorhandensein oder Fehlen eines Oszillatorausgangs, während eine Münze vorhanden ist, eine Schwellendetektion einer Eigenschaft der Münze bereit.
EP-A-0349114 schlägt einen kapazitiven Sensor vor, in welchem die Münze zwischen den Platten eines Kondensators vorbeiläuft. Der Kondensator bildet einen Teil der Kapazität eines LC-Resonanzkreises. Der LC-Schaltkreis wird durch einen Oszillator bei einer festen Frequenz betrieben, welche nahe bei der Resonanzfrequenz des LC-Schaltkreises liegt, wenn keine Münze vorhanden ist, jedoch nicht ganz dieselbe ist. Die Spannung über die Kapazität des LC- Schaltkreises wird als Ausgangssignal verwendet. Wenn eine Münze vorhanden ist, verändert sich die Resonanzfrequenz des LC-Schaltkreises geringfügig. Dieses verursacht eine substantielle Änderung in der Impedanz des LC-Schaltkreises bei der festen Oszillatorfrequenz und daher eine substantielle Änderung in der Ausgangsspannung. Die Ausgangsspannung wird zum Identifizieren der Münze verwendet. Ein Schaltkreis überwacht die Spannung des Ausgangssignals, wenn keine Münze vorhanden ist und hält es gleich einer Referenzspannung durch Steuern der Kapazität einer Varaktor-Diode, welche ebenfalls zu der Kapazität des LC-Schaltkreises beiträgt.
Oben genannte GB-A-2174227 und US-A-4184366 schlagen auch beide vor, daß die Münze zum Beeinflussen der Induktivität einer Spule verwendet wird. In der GB-A-2174227 wird die Induktivitätsänderung detektiert durch Detektieren der Änderung der Resonanzamplitude eines Resonanzkreises, welcher die in GB-A-2169429 beschriebene Spule aufweist. In US-A-4184366 wird die Induktivitätsänderung durch Detektieren der Änderung in der Frequenz eines durch einen die Spule aufweisenden Abstimmkreis gesteuerten Oszillators detektiert.
FR-A-2353911 schlägt eine Anordnung vor, in welcher Münzen im freien Fall zwischen den Platten eines Kondensators herunterfallen. Die Kapazität ist Teil eines Abstimmkreises fur einen Oszillator, welcher auf 1 MHz abgestimmt ist, wenn er leerläuft. Das Vorhandensein einer Münze erhöht die Kapazität des Kondensators und reduziert daher die Frequenz des Oszillators von 100 auf 200 kHz. Die Frequenzänderung hängt sowohl von der Dicke als auch dem Durchmesser der Münze ab. Die Frequenz wird gemessen. Ein Nur-Lese-Speicher (ROM) speichert Schwellenwerte zum Sortieren und Prüfen von Münzen. Eines der Bits des Nur-Lese-Speichers dient zum Festhalten der Oszillation auf einen bestimmten Wert beim Fehlen einer Münze.
CH-A-486078 schlägt eine Anordnung vor, in welcher eine Eingangsmünze drei Teststationen passiert, welche entlang des Münzpfades beabstandet sind. In der ersten Teststation passiert die Münze ein Ende einer Spule eines Oszillatorschaltkreises, welcher eine durch die Größe eines Kondensators und der Induktivität der Spule bestimmte Frequenz hat. Die Münze verändert die Induktivität der Spule und ändert die Frequenz der Oszillation und vermindert auch die Oszillationsamplitude. Das Oszillationssignal läuft durch einen Frequenzfilter zum Auswählen einer gewünschten Frequenz und auch einen zum Filter parallelen Amplitudendetektor. Eine positive Ausgangsgröße wird nur bereitgestellt, falls die gewünschte Frequenz kräftig bzw. dauerhaft vorhanden ist, aber die gesamte Amplitude kleiner ist als der Schwellwert. In der zweiten Teststation kommt die Münze zwischen einer von einem Oszillator betriebenen Spule und einer Detektorspule vorbei und es werden sowohl die Amplitude als auch die Phasenverschiebung der in der Detektorspule induzierten Spannung gemessen. Eine Ausgangsgröße wird nur bereitgestellt, wenn sowohl die Amplitude als auch die Phasenverschiebung Schwellenwerte überschreiten. In der dritten Teststation läuft die Münze zwischen Kondensatorelektroden in einem Vierpol-Schaltkreis vorbei, um sowohl die Filtergüte als auch die Eigenfrequenz des Schaltkreises zu verändern. Die Veränderungen der Güte und der Eigenfrequenz werden durch zwei Diskriminatorschaltkreise identifiziert, welche so abgestimmt sind, daß jeder jeweils ein Ausgangssignal bei Identifikation eines bestimmten Münzwertes liefert. Die verschiedenen Ausgangsgrößen von den verschiedenen Teststationen werden dann durch logische Gatter kombiniert, um die Identifikation von mehreren verschiedenen Münztypen zu ermöglichen.
Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt zum Bestimmen, ob eine eingeführte Münze akzeptierbar ist und zum Unterscheiden zwischen einer Mehrzahl akzeptierbarer Münzen, wie in Anspruch 1 dargelegt, und ein Verfahren zum Bestimmen, ob eine eingeführte Münze akzeptierbar ist und zum Bestimmen zwischen einer Mehrzahl akzeptierbarer Münzen, wie in Anspruch 26 dargelegt ist. Optionale Merkmale sind in den übrigen Ansprüchen dargelegt.
Der Effekt der Münze auf die Kapazität hängt von ihrer Dicke und ihrer Fläche und auch ihrer Dielektrizitätskonstante im Falle einer nicht leitenden Münze ab. Daher können verschiedene Münzen denselben Effekt auf eine Kapazität haben, so daß eine einzelne Kapazitätsmessung sie nicht unterscheiden kann. Falls die Parameter der Kapazität verändert werden, werden verwechselbare Münzen normalerweise unterscheidbar werden.
Auf diese Weise hilft der weitere Wert oder das weitere Signal beim Unterscheiden zwischen Münzen, welche auf der Grundlage einer einzelnen Frequenzänderung verwechselbar sind.
Vorzugsweise wird eine eingeführte Münze angeordnet, um eine Kapazität so zu beeinflussen, daß eine Oszillationsfrequenz verändert wird, ein Detektionsschaltkreis verwendet den Wert der veränderten Frequenz als ein Maß der Münzidentität, und eine Kompensationsanordnung kompensiert den Betrieb des Detektionsschaltkreises für Änderungen über die Zeit in dem Wert der Oszillationsfrequenz beim Fehlen einer Münze.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist eine Münztest- oder -Prüfanordnung eine Münzführung zum Führen einer eingeführten Münze zwischen Wänden vorbei an leitfähigen Platten auf zum Verändern der durch die leitfähigen Platten bereitgestellten Kapazität, und Mittel zum Bestimmen der durch die Münze verursachten Veränderung in der Kapazität, wobei die Münzführung ein an einer der Wände befestigtes dielektrisches Element hat.
Das dielektrische Element gestattet, eine einzige Münzführung zur Verwendung mit einer Vielzahl von Münzsätzen herzustellen, und der Münzführung zur Verwendung mit einem bestimmten Münzsatz durch Auswählen eines dielektrischen Elements angepaßt zu werden, welches eine mit Bezug auf die dickeste Münze des Münzsatzes ausgewählte Dicke hat. Zusätzlich können verschiedene Bereiche der leitenden Platten mit verschiedenen kapazitiven Eigenschaften durch Ändern des dielektrischen Effekts der Münzführung in diesen Regionen bereitgestellt werden. Zum Erreichen dieses Ergebnisses kann ein entsprechend ausgebildetes dielektrisches Element, z.B. mit variabler Höhe, Dicke oder Zusammensetzung, an die Münzführung angepaßt werden.
Ausführungsformen der Erfindung, welche durch nicht beschränkende Beispiele angegeben werden, werden nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in welcher:
Figur 1 eine Seitenansicht des münzabfragenden Abschnittes eines Münzprüfersystems zur Hintergrunderläuterung ist;
Figur 2 ein Schnitt entlang der Linie II-II der Figur 1 ist;
Figur 3 ein elektrisches Blockdiagramm des Münzprüfers von Figur 1 und Figur 2 ist;
Figur 4 ein schematisches Diagramm eines Speichers in dem Schaltkreis von Figur 3 ist;
Figur 5a ein Diagramm ist, welches eine zwischen den Sensorplatten des Systems aus Figur 1 bewegende Münze darstellt;
Figur 5b ein Diagramm ist, welches in dem Schaltkreis von Figur 3 erzeugte Signale darstellt, während sich eine Münze zwischen den Sensorplatten aus Figur 5a bewegt;
Figur 6 ein Beispiel eines Oszillatorschaltkreises zeigt, welcher in der Schaltung nach Figur 3 verwendet werden kann;
Figur 7 ein Schaltplan eines anderen Oszillatorschaltkreises für einen Detektorschaltkreis eines Münzprüfers ist;
Figur 8 eine schematische Ansicht von oben auf eine Münzführung ist;
Figur 9 ein elektrisches Modell von der Münzführung nach Figur 8 ist;
Figur 10 eine schematische Ansicht von oben auf die Münzführung nach Figur 8 ist, wenn eine Münze entlang der Münzführung läuft;
Figur 11 ein elektrisches Modell der Münzführung nach Figur 10 zusammen mit der Munze ist;
Figuren 12a und 12b Diagramme entsprechend den Figuren 5a und 5b sind, aber eine Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigen;
Figuren 13a und 13b Diagramme entsprechend den Figuren 5a und 5b sind, aber eine zweite Ausführungsform zeigen;
Figuren 14a und 14b Diagramme entsprechend den Figuren 5a und 5b sind, aber eine dritte Ausführungsform zeigen;
Figur 15 eine schematische Seitenansicht einer Seitenwand einer Münzführung gemäß einer vierten Ausführungsform ist;
Figur 16 eine schematische Endansicht der Münzführung der Ausführungsform gemäß Figur 15 ist;
Figur 17 eine schematische Seitenansicht der Seitenwand einer Münzführung in einer fünften Ausführungsform ist;
Figur 18 eine schematische Endansicht der Münzführung der Ausführungsform von Figur 17 ist;
Figur 19 eine schematische Seitenansicht einer Seitenwand einer Münzführung einer sechsten Ausführungsform ist;
Figur 20 eine schematische Ansicht von oben auf die Münzführung der Ausführungsform von Figur 19 ist;
Figur 21 eine schematische Seitenansicht einer Seitenwand einer Münzführung einer siebten Ausführungsform ist;
Figur 22 eine schematische Ansicht von oben auf die Münzführung der Ausführungsform von Figur 21 ist;
Figur 23 eine schematische Endansicht der Münzführung der Ausführungsform von Figur 21 ist;
Figur 24 eine schematische Seitenansicht der Seitenwand einer Münzführung einer achten Ausführungsform ist;
Figur 25 eine schematische Endansicht der Münzführung der Ausführungsform von Figur 24 ist;
Figur 26 eine schematische Seitenansicht für eine Einführung zum Verbinden mit einer Seitenwand einer Münzführung ist;
Figur 27 eine schematische Endansicht einer Münzführung mit der Einführung von Figur 26 ist;
Figur 28 eine schematische Seitenansicht einer Einführung mit gestufter Höhe ist;
Figur 29 eine schematische Ansicht von oben auf eine Einführung mit gestufter Dicke ist;
Figur 30 eine schematische Seitenansicht einer Einführung mit Bereichen verschiedener elektrischer Dielektrizitätskonstanten ist;
Figur 31 ein elektrisches Blockdiagramm ist, welches einen anderen Schaltkreis als den in Figur 3 gezeigten zeigt.
Figuren 1 bis 4 zeigen ein Münzprüfsystem, welches nicht eine Ausführungsform der Erfindung ist. Es ist zum Zwecke der Hintergrunderklärung bereitgestellt. Dieses System ist nur zum Empfang und Unterscheiden zwischen gültigen und ungültigen Münzen und zum Bestimmen des Nennwertes der gültigen Münzen. Das System weist einen münzabfragenden Abschnitt 14 auf, welcher in schematischer Seitenansicht in Figur 1 gezeigt ist.
In Figur 1 tritt eine Münze 1 in den münzabfragenden Abschnitt 14 durch eine Öffnung 15 ein und rollt eine der Länge nach geneigte Führung 3 hinunter, welche einen Münzpfad P definiert.
Während die Münze 1 die Führung 3 hinunterrollt, läuft sie zwischen den leitenden Platten 7, 9 vorbei, welche einen Kondensator bilden. Das Vorhandensein der Münze 1 zwischen den leitenden Platten 7, 9 wird die Kapazität des Kondensators verändern, und diese Veränderung wird durch den Detektionsschaltkreis 11 detektiert, wie später beschrieben wird. Wie in Figur 2 gezeigt, sind die leitenden Platten 7, 9 an der Außenseite der Wände der Führung 3 bereitgestellt, so daß die Münze 1 sie nicht berührt. Dieses schützt die leitenden Platten 7, 9 vor mechanischer Abnutzung durch die Münze 1. Zusätzlich ist die Führung 3 aus nicht leitendem Material gefertigt, um so die leitenden Platten 7, 9 voneinander elektrisch zu isolieren.
Die Führung 3 hat einen U-förmigen Querschnitt mit einer Wand-zu-Wand-Beabstandung von etwa 4 mm. Sie ist auch seitlich geneigt, wie in Figur 2 gezeigt. Die seitliche Neigung ist der Klarheit halber in Figur 1 nicht gezeigt. Die seitliche Neigung der Führung 3 verursacht sowohl, daß die Münze 1 sich gegen die Seitenwand 2 der Führung 3 als auch gegen den Boden 4 der Führung 3 stützt. Folglich wird die radiale Richtung der Münze 1 parallel zu den leitenden Platten 7, 9 gehalten und es wird die Position der Münze über die Breite des Spaltes zwischen den leitenden Platten 7, 9 bestimmt. Dies veranlaßt alle Münzen, dem gleichen Münzpfad P zu folgen, um übereinstimmende Detektion der Münzen zu ermöglichen.
Die leitenden Platten 7, 9 dehnen sich vorzugsweise vom Boden der Führung 3 hinauf zu einer Höhe gleich der oder geringfugig größer als die Höhe des größten Durchmessers einer Münze aus, die bestimmt ist, vom Prüfer akzeptiert zu werden.
Die leitenden Platten 7, 9 können durch jedes brauchbare Verfahren bereitgestellt werden, so wie Plattieren der Platten auf die Führung 3 unter Verwendung von Techniken für bedruckte Schaltungen oder durch Ankleben von Stücken aus Metall-Folie (z.B. Kupfer oder Kupferlegierung) auf die Führung 3.
Der Detektionsschaltkreis 11 ist auf einer Schaltungsplatine bzw. Baugruppe bereitgestellt, welche längsseits der Führung 3 angebracht und etwa 10 bis 15 mm von ihr beabstandet ist, wie in Figur 2 gezeigt.
Der abfragende Abschnitt 14 des Münzprüfsystems ist in einem schützenden Gehäuse 13 eingeschlossen, welches HF- schirmend sein kann und in welchem die Öffnung 15 vorgesehen ist. Am Ende der Führung 3 verläßt die Münze 1 das schützende Gehäuse 13 durch eine Ausgangsöffnung 17.
Figur 3 zeigt den elektrischen Schaltkreis des Münzprüfsystems in Blockform. Der Detektionsschaltkreis 11 zum Detektieren von Veränderung in der Kapazität des durch die leitenden Platten 7, 9 gebildeten Kondensators ist innerhalb des schützenden Gehäuses 13 vorgesehen. Er ist mit einem Koaxialkabel 19 mit dem Signalverarbeitungsabschnitt 12 verbunden, welcher außerhalb des schützenden Gehäuses 13 ist.
Wie in Figur 3 gezeigt, weist der Detektionsschaltkreis 11 einen Oszillatorschaltkreis 23 auf, mit dem die leitenden Platten 7, 9 verbunden sind. Die Frequenz, mit der der Oszillatorschaltkreis 23 oszilliert, hängt von der Kapazität des durch die leitenden Platten 7, 9 gebildeten Kondensators ab. Der Oszillatorschaltkreis 23 ist zum Oszillieren auf einer vorbestimmten Soll-Ruhefrequenz abgestimmt, z.B. 192 MHz, wenn keine Münze zwischen den leitenden Platten 7, 9 vorhanden ist. Der Oszillatorschaltkreis 23 hat einen über einen Puffer 25 geführten Ausgang zu einem Frequenzteiler 27. Der Frequenzteiler 27 teilt die Frequenz seines Eingangs durch z.B. 32, um eine Soll-Ruheausgangsfrequenz von z.B. 6 MHz zu erzeugen, wenn keine Münze zwischen den leitenden Platten 7, 9 vorhanden ist. Die Ruhefrequenz ist die Frequenz, wenn keine Münze vorhanden ist.
Der Oszillatorschaltkreis 23 kann, wie in Figur 6 dargestellt, implementiert sein, in welcher der Kondensator C die Kapazität der leitenden Platten 7, 9 darstellt und der Pfad P der Münze 1 zwischen den leitenden Platten 7, 9 vorbeilaufend gezeigt ist. In Figur 6 ist der Oszillatorschaltkreis 23 ein LC abgestimmter Oszillator. Die Werte der Kapazität und Induktivität in dem Schaltkreis bestimmen die Oszillatorfrequenz. Die durch die leitenden Platten 7, 9 bereitgestellte Kapazität kann in der Größenordnung von 2 bis 3 pF eingerichtet werden. Dies sollte eine signifikante Proportion der gesamten Kapazität in dem Schaltkreis bereitstellen, so daß Veränderungen in dieser Kapazität in Folge des Vorhandenseins einer Münze in einer detektierbaren Änderung in der Resonanzfrequenz resultieren.
In der Schaltung von Figur 6 hat der Kollektor des Transistors in dem Oszillatorschaltkreis 23 eine Niedrig-impedanzverbindung zur Erde für Wechselsignale bei der Resonanzfrequenz, wohingegen die Verbindung zwischen den Kondensatoren und der Spule eine Hochimpedanzverbindung zur Erde für Gleichsignale bei der Resonanzfrequenz hat. Daher hat die mit dem Kollektor des Transistors verbundene leitende Platte eine Niedrigimpedanzverbindung zur Erde über den 2 k Ohm Kollektorwiderstand und die mit der Spule verbundene leitende Platte hat eine Hochimpedanzverbindung zur Erde. Die leitende Platte mit der Hochimpedanzverbindung ist empfindlicher gegenüber unerwünschten externen Signalen und daher ist der Schaltungsbetrieb verbessert, falls zusätzliche Schirmung getätigt wird. In der in Figur 2 gezeigten Konstruktion wird dies einfach derart durch Anordnen der den Detektionsschaltkreis 11 tragenden Schaltungsplatine bereitgestellt, daß die leitende Platte mit der Hochimpedanzverbindung zwischen der leitenden Platte mit der Niedrigimpedanzverbindung und der Schaltungsplatine eingelegt wird. Auf diese Weise wird Abschirmung durch die leitende Platte mit der Niedrigimpedanzverbindung und der Erdfläche der Schaltungsplatine bereitgestellt.
Wie in Figur 6 gezeigt, kann der Puffer 25 durch eine Emitterfolgerstufe bereitgestellt werden, welche den Eingang des Frequenzteilers 27 vor exzessivem Laden des Oszillatorschaltkreises 23 schützt.
Zurückkehrend zu Figur 3, wird der 6 MHz-Ausgang des Frequenzteilers 27 über das Koaxialkabel 19 zu einem Impulsformer 29 des Signalverarbeitungsabschnittes 12 geführt. Der Impulsformer 29 quadriert die Wellenform des über das Koaxialkabel 19 empfangene Signal und stellt es dem Taktgebereingang eines Zählers 31 bereit. Der Zähler 31 wird durch einen Mikroprozessor 35 gesteuert, um die Oszillationen des an seinem Taktgebereingang von dem Detektionsschaltkreis 11 empfangenen Signals zu zählen. Am Ende einer vorbestimmten Zählperiode, z.B. einer 10 ms Periode wird der Zähler 31 durch den Mikroprozessor 35 gestoppt und die Inhalte des Zählers 31 werden parallel in ein Schieberegister 33 unter Steuerung des Mikroprozessors 35 geladen. Wenn der Inhalt des Zählers 31 in das Schieberegister 33 geladen worden ist, wird der Zähler 31 zurückgesetzt und beginnt für die nächste Zählperiode zu zählen. Die Inhalte des Schieberegisters 33 werden dann seriell in den Mikroprozessor 35 geladen.
Deshalb empfängt der Mikroprozessor 35 am Ende jeder Zählperiode über das Schieberegister 33 den Zählwert des Zählers 31. Dieser Zählwert ist gleich der Anzahl der Ausgabezyklen des Frequenzteilers 27 des Detektionsschaltkreises 11 während der Zählperiode. Folglich gibt der Zählwert ein Maß für die Frequenz des von dem Oszillatorschaltkreis 23 erzeugten Signals.
Das Vorhandensein einer Münze zwischen den leitenden Platten 7, 9 wird die Oszillationsfrequenz des Oszillatorschaltkreises 23 verändern und folglich wird es den von dem Mikroprozessor 35 empfangenen Zählwert verändern. Verschiedene Münzen werden dazu neigen, die Oszillationsfrequenz um verschiedene Werte zu verändern und folglich kann der Mikroprozessor 35 zwischen Münzen auf der Grundlage des Zählwertes unterscheiden. Um den Mikroprozessor 35 zu befähigen, dies zu tun, ist eine Nachschlagetabelle in einem Speicher 37 bereitgestellt. Die Nachschlagetabelle speichert Münz-Nennwert-Informationen mit Bezug auf den Zählwert.
Der Grad, zu welchem das Vorhandensein einer Münze zwischen den leitenden Platten 7, 9 die Oszillationsfrequenz des Oszillatorschaltkreises 23 variiert, wird von der Dicke und dem Durchmesser der Münze 1 und wahrscheinlich von ihrer Zusammensetzung und Konstruktion abhängen. Demgemäß ist es möglich, daß sich Unterschiede in diesen Faktoren aufheben und daß verschiedene Münzen verschiedener Durchmesser im wesentlichen den gleichen Effekt auf die Oszillationsfrequenz haben. Um das System zu befähigen, zwischen solchen Münzen zu unterscheiden, wird ein optisches Durchmesserdetektionssystem bereitgestellt. Dieses weist eine LED 20 und einen optischen Sensor 21 auf, welche einander gegenüberliegend auf der Führung 3 aus Figur 1 angeordnet sind. Die LED 20 und der optische Sensor 21 sind auf einer vorbestimmten Höhe oberhalb des Bodens 4 der Führung 3 beabstandet. Eine Münze mit größerem Durchmesser als der vorbestimmten Höhe wird den Lichtstrahl von der LED 20 zu dem optischen Sensor 21 unterbrechen und folglich kann von einer Münze mit einem kleineren Durchmesser als der vorbestimmten Höhe unterschieden werden. Die vorbestimmte Höhe ist so gewählt, daß zwischen Paaren von Münzen mit gleichen Effekten auf die Oszillationsfrequenz des Oszillatorschaltkreises 23 unterschieden werden kann.
Die LED 20 wird durch einen optischen-Sensor-Steuerschalt kreis 22 angetrieben, welcher auch das Ausgangssignal des optischen Sensors 21 empfängt. Der optische-Sensor-Steuerschaltkreis 22 gibt ein Signal optischer Erfassung an den Mikroprozessor 35.
Wie in Figur 4 gezeigt, umfaßt der Speicher 37 drei Register, Speicher A 41, Speicher B 43 und das Differenzregister 45 und eine Nachschlagetabelle 47. Speicher A 41 enthält einen Referenzfrequenzwert von 60000 (die Anzahl von Oszillationen eines 6 MHz Signals in einer 10 ms Zählperiode).
In jeder Zählperiode wird der Zählwert von dem Schieberegister 33 in den Speicher B 43 geladen. Der Mikroprozessor 35 berechnet dann die Differenz zwischen dem Zählwert im Speicher B 43 und dem Referenzfrequenzwert im Speicher A 41. Die Differenz wird in dem Differenzregister 45 gespeichert.
Es wird von den Fachleuten anerkannt werden, daß eine zwischen den leitenden Platten 7, 9 durchlaufende Münze 1 die durch die leitenden Platten bereitgestellte Kapazität erhöhen und daher die Frequenz des Signals von dem Oszillatorschaltkreis 23 vermindern wird. Daher wird die maximale Frequenz die 192 MHz Frequenz sein, die ausgegeben wird, wenn keine Münze zwischen den leitenden Platten 7, 9 vorhanden ist. Auf diese Weise wird die im Zähler 31 zugeführte Anzahl von Impulsen in einer 10 ms Zählperiode nicht 60000 überschreiten und somit innerhalb des Zählbereiches eines 16-Bit Binärzählers liegen. Vorzugsweise sind deshalb sowohl der Zähler 31 als auch das Schieberegister 33 16-Bit Binärbauteile und Speicher A 41 und Speicher B 43 sind 16- Bit Register.
Eine relativ große Münze, wie die britische 1 £ und die 50 p Münzen, kann die Kapazität der leitenden Platten 7, 9 um etwa 0,7 pF ändern, und die korrespondierende Änderung in der Frequenz des Oszillatorschaltkreises 23 wird eine Differenz zwischen dem in dem Speicher A 41 gespeicherten Wert und dem in dem Speicher B 43 gespeicherten Wert ergeben, welche als eine 16-Bit Binärzahl dargestellt werden kann. Geringfügige Instabilitäten in dem Oszillatorschaltkreis 23 können geringfügige Veränderungen in dem präzisen 12-Bit Wert verursachen, doch dies kann durch Abschneiden der unteren 4 Bit und durch Speichern lediglich der oberen 8 Bit in dem Differenzregister 45 angepaßt werden. Folglich kann das Differenzregister 45 als ein 8-Bit Register implementiert werden.
Figuren 5a und 5b veranschaulichen die in dem Differenzregister 45 gespeicherten Differenzwerte für aufeinanderfolgende 10 ms Zählperioden, während eine Münze 1 zwischen den leitenden Platten 7, 9 vorbeiläuft. Während eine Münze 1 in dem Raum zwischen den leitenden Platten 7, 9 (Position 1b in Figur 5a) eintritt, wird der von dem Mikroprozessor in jeder Zählperiode in dem Differenzregister 45 gespeicherte Differenzwert schnell zu einem Maximum anwachsen, wie in Figur 5b gezeigt. Der Maximalwert wird aufrechterhalten, während die Münze 1 vollständig zwischen den leitenden Platten 7, 9 (z.B. bei Position 1a) ist, und dann scharf abfallen, während die Münze 1 die leitenden Platten 7, 9 (bei Position 1c) verläßt. Wenn die Münze vollständig die leitenden Platten 7, 9 (bei Position 1d) verlassen hat, kehrt der Differenzwert im wesentlichen zu Null zurück. Der Mikroprozessor 35 bestimmt die maximale Frequenzdifferenz und verwendet sie zum Abfragen der Nachschlagetabelle 47.
Die Nachschlagetabelle 47 enthält einen Eintrag für jeden möglichen durch den Mikroprozessor 35 bestimmten Differenzwert und entsprechende Münz-Gültigkeitsinformation. Für jeden möglichen Differenzwert empfängt der Mikroprozessor 35 Information, welche ihm ermöglicht, zu bestimmen, ob die Münze gültig oder ungültig ist, und auch den Nennwert einer gültigen Münze zu bestimmen. Das Signal optischer Erfassung von dem optischen-Sensor-Steuerschaltkreis 22 wird auch der Nachschlagetabelle 47 eingegeben. Tabelle 1 gibt ein Beispiel der Inhalte der Nachschlagetabelle 47. Verschiedene Systeme werden verschiedene Werte für jede gültige Münze haben und die gegebenen Werte sind lediglich ein Beispiel. TABELLE 1
Tabelle 1 bezieht sich auf britische Münzen.
"neue 10p" bezeichnet die Art von 10p Münzen, welche 1992 eingeführt wurden.
"alte 10p" bezeichnet die Art von 10p Münzen, welche 1993 zurückgezogen wurden.
Wie Tabelle 1 entnommen werden kann, kann ein Differenzwert von 90 entweder der höchste akzeptierbare Differenzwert für ein neues (1992) zehn Pence Stück oder der niedrigeste akzeptierbare Differenzwert für ein zwei Pence Stück sein. Genauso zeigt ein Differenzwert von 195 entweder eine ein Pfund Münze oder eine fünfzig Pence Münze an. Die Höhe der LED 20 und des optischen Sensors 21 über dem Boden 4 der Führung 3 ist so gewählt, um beide dieser Mehrdeutigkeiten durch das Signal optischer Erfassung aufzulösen. Der Ausgang des optischen-Sensor-Steuerschaltkreises 22 wird '1' für eine zwei Pence Münze und eine fünfzig Pence Münze und '0' für eine ein Pfund Münze und eine neue zehn Pence Münze anzeigen.
Wenn der Differenzwert von der Nachschlagetabelle 47 einer gültigen Münze entspricht, zeigt der Mikroprozessor 35 einem Steuerschaltkreis 39 an, daß die Münze 1 eine gültige Münze des von der Nachschlagetabelle 47 angezeigten Nennwertes ist. In Erwiderung auf diese Münz-Gültigkeitsinformation wird der Steuerschaltkreis 39 den Betrieb des z.B. münzbetriebenen Telefons oder Verkaufsautomaten steuern. Falls der von dem Mikroprozessor 35 empfangene Differenzwert in der Nachschlagetabelle 47 einer ungültigen Münze entspricht, wird der Mikroprozessor 35 den Steuerschaltkreis 39 davon informieren und der Steuerschaltkreis 39 kann z.B. die Münze 1 zurückweisen bzw. ausscheiden.
In Figur 3 ist der Steuerschaltkreis 39 separat von dem Mikroprozessor 35 gezeigt. In Praxis kann er ein separates Stück Hardware sein oder alternativ kann seine Funktion durch ein in dem Münzprüfer-Mikroprozessor 35 laufendes Programm implementiert sein.
Der Schaltkreis von Figur 3 ist vorteilhaft, weil er konstruiert werden kann, um mit einer Leistungsaufnahme von etwa 10 mA mit einer 4,5 V oder 5 V Versorgung betrieben zu werden, insbesondere wenn die Steuerfunktion des Steuerschaltkreises 39 durch Software innerhalb des Mikroprozessors 35 bereitgestellt ist. Die Leistungsaufnahme ist genügend klein, daß der Schaltkreis als ein Münzprüfer in einem Zahltelefon fungieren kann, welches nur durch die von der Telefonleitungsverbindung verfügbare Leistung versorgt wird. Auf diese Weise kann der Bedarf für elektrische Leistungszellen oder eine Elektrizitätsnetzverbindung vermieden werden. Die bedeutsamste Leistungsaufnahme in dem Schaltkreis ist typischerweise der Frequenzteiler 27. Wenn dieser von einem emittergekoppelten logischen Hochgeschwindigkeitschip, wie Chiptyp SP 8798 von Plessey Semiconductors, bereitgestellt wird, wird er etwa 7 mA ziehen.
Bei einer Abwandlung verändert der Mikroprozessor 35 den in dem Speicher A 41 gespeicherten Referenzfrequenzwert in Erwiderung auf Veränderungen in dem beim Fehlen einer Münze erhaltenen Zählwert. Derartige Veränderungen können z.B. mit infolge von Temperatur auftretenden Veränderungen in der Oszillationsfrequenz des Oszillatorschaltkreises 23 auftreten. Bei dieser Abwandlung wird ein Zählwert vom 16- Bit Zähler 31 innerhalb jeder Zählperiode dem Mikroprozessor 35 zugeführt und in dem Speicher B 43 des Speichers 37 gespeichert. Dann wird die Differenz zwischen den in dem Speicher A 41 und dem Speicher B 43 gespeicherten Werten berechnet. Falls der Wert im Speicher A 41 größer ist als der Wert im Speicher B 43, wird der Speicher A 41 um 1 inkrementiert, und falls die Differenz umgekehrt ist, wird der Speicher A 41 um 1 dekrementiert. Auf diese Weise wird ein Wert, welcher der Frequenz des Oszillatorsignals folgt, im Speicher A 41 des Speichers 37 erhalten, während keine Münze in dem Erfassungsabschnitt 41 des Münzprüfers vorhanden ist, und das System kompensiert automatisch die Frequenzdrift in dem Oszillatorschaltkreis 23.
In Abhängigkeit der Schaltkreisparameter kann eine derartige Driftkompensation wichtig sein. Beispielsweise wird in dem oben beschriebenen Schaltkreis eine Frequenzdrift von 0,1 % in dem Oszillatorschaltkreis den Zählwert im Speicher B 43 um 60 ändern. Falls der Wert im Speicher A 41 nicht entsprechend verändert wird, wird der Differenzwert auch um 60 geändert werden und eine Nachschlagetabelle gemäß Tabelle 1 wird nicht mehr die richtige Ausgangsgröße liefern.
Der Mikroprozessor 35 kann programmiert werden, um das Vorhandensein einer Münze 1 von einem großen Differenzwert zu identifizieren, z.B. ein Wert größer als 20 im Falle der Differenzwerte nach Tabelle 1, und kann seine Funktion des Erneuerns bzw. Updatens der Inhalte des Speichers A 41 unter diesen Umständen einstellen. Dies hält die Erneuerungsfunktion vom künstlichen Reduzieren der von einer Münze erzeugten Differenzwerte ab. Falls gleichwohl der Mikroprozessor 35 programmiert ist, den größten von einer Münze erhaltenen Differenzwert zu verwenden, und die Inhalte der Nachschlagetabelle 47 geeignet bereitet sind, braucht es nicht notwendig zu sein, die Erneuerungsfunktion abzuschalten. In diesem Fall wird irgendein durch die Wirkung der Erneuerungsfunktion signifikant reduzierter Differenzwert nicht der größte Wert sein und folglich nicht zur Münzprüfung verwendet werden. Da die Erneuerungsfunktion nur den Wert des Speichers A 41 um 1 innerhalb jeder Zählperiode verändert, wie groß auch immer der Differenzwert sein mag, wird der Wert des Speichers A 41 nur geringfügig durch die Update-Funktion während der Zeit verändert, wenn eine Münze zwischen den leitenden Platten 7, 9 vorbeilauft, und die Erneuerungsfunktion wird den Speicher A 41 auf den richtigen Wert zurückführen, bevor die nächste Münze eintrifft.
Wie die Fachleute anerkennen werden, gibt es andere Wege, bei denen der Schaltkreis die Frequenzdrift in dem Oszillatorschaltkreis verfolgen kann. Beispielsweise kann ein Kompensationswert in dem Speicher 37 gespeichert werden.
Der Mikroprozessor kann diesen Kompensationswert anstelle des Wertes im Speicher A 41 inkrementieren oder dekrementieren. Alternativ kann der Differenzwert zwischen den Werten im Speicher A 41 und dem Speicher B 43 als der Kompensationswert gespeichert werden, wenn keine Münze vorhanden ist. Der Kompensationswert wird zum Kompensieren des Differenzwertes in dem Differenzregister 45 oder den aus der Nachschlagetabelle 47 ausgelesenen Werten verwendet, wenn eine Münze vorhanden ist.
Um Differenzwerte für gültige Münzen in der Nachschlagetabelle 47 einzutragen, kann der Mikroprozessor 35 in einen Trainingsmode gesetzt werden. Wenn der Mikroprozessor 35 im Trainingsmode ist, kann eine Anzahl gültiger Münzen durch den Münzprüfer hindurchtreten und der Mikroprozessor 35 wird in der Nachschlagetabelle 47 einen Bereich von Frequenzdifferenzen und Paar-Eingabewerten des optischen Sensors speichern, welche jede der gültigen Münzen repräsentieren. Die obige Trainingsübung wird normalerweise für jedes Munzprufsystem separat durchgeführt, obgleich es in manchen Fällen möglich sein kann, das Training zentral durchzuführen und Nachschlagetabellen zu reproduzieren und andere geeignete Münzprüfsysteme durch Austausch von Speicherchips bereitzustellen.
Geeignete Werte für die Induktivität und die Kapazität in dem Schaltkreis aus Figur 6 können eine Resonanzfrequenz von etwa 200 MHz (z.B. 192 MHz wie zuvor angegeben) bereitstellen.
Vorausgesetzt, daß der Frequenzteiler bei höheren Eingangsfrequenzen betrieben werden kann, kann die Resonanzfrequenz des Oszillatorschaltkreises 23 durch Ersetzen des zu den leitenden Platten 7, 9 parallelen 3,3 pF Kondensatosr durch einen Kondensator niedrigeren Wertes oder durch Entfernen des Kondensators insgesamt auf über 200 MHz erhöht werden. Dies wird darauf abzielen, die Wirkung einer Münze 1 auf die Resonanzfrequenz zu erhöhen. Reduzieren des Wertes der Spule wird auch die Resonanzfrequenz des Schaltkreises erhöhen, aber der Wert der Spule sollte groß im Vergleich zu der der Schaltkreisverdrahtung und anderen Komponenten inhärenten Induktivität sein, um sicherzustellen, daß der Schaltkreis in einer vorhersehbaren Weise arbeitet. In der Praxis kann es schwierig sein, einen Schaltkreis bereitzustellen, der eine Resonanzfrequenz größer als etwa 0,5 GHz aufweist.
Der Oszillatorschaltkreis 23 kann auch eingerichtet sein, um eine niedrigere Resonanzfrequenz als 192 MHz zu haben. Falls eine erheblich niedrigere Frequenz gewünscht ist, sollte der Schaltkreisdesigner den Konsequenzen daraus auf den Betrieb des Analyseschaltkreises Rechnung tragen. Falls die gesamte Schaltkreiskapazität erhöht wird, um die Frequenz zu vermindern, wird der Effekt der Münze 1 auf der Frequenz dazu neigen, abzunehmen, was es schwieriger macht, das Vorhandensein einer Münze 1 zu detektieren und zwischen verschiedenen Münzen zu unterscheiden. Falls die gesamte Schaltkreiskapazität unverändert aufrechterhalten wird und die Resonanzfrequenz nur durch Erhöhen der Induktivität des Schaltkreises vermindert wird, werden die Wirkungen des inhärenten Widerstandes und der inhärenten Kapazität der Spule signifikanter, was ungeeigneten Schaltkreisbetrieb verursacht. Der Analyseschaltkreis aus Figur 3 verwirft die unteren 4 Bits der Differenz zwischen dem im Speicher B 43 gespeicherten Wert und dem im Speicher A 41 gespeicherten Referenzwert. Diese Bits werden als Rauschen infolge von Frequenzinstabilitäten in dem Oszillatorschaltkreis 23 behandelt. Folglich ist die kleinste detektierbare Frequenzänderung eine, welche zu einer Änderung von wenigstens 16 in dem durch den Zähler 31 gezählten Wert führt, was eine Änderung von etwa 0,027 % ist. Unter diesen Umständen ist es in der Praxis schwierig, einen brauchbaren Oszillatorschaltkreis mit einer Resonanzfrequenz unter 10 MHz bereitzustellen, und eine Resonanzfrequenz oberhalb von 20 MHz wird normalerweise notwendig sein. Bevorzugt beträgt die Resonanzfrequenz mindestens 50 MHz, weiter bevorzugt mindestens 100 MHz.
Wenn der Oszillatorschaltkreis 23 genügend stabil ist, können alle oder einige der untersten 4 Bits der berechneten Differenz als ein Maß für die Münzcharakteristiken angesehen, anstatt als Rauschen ignoriert zu werden. In diesem Fall ist eine kleinere prozentuale Änderung in der Oszillatorfrequenz meßbar, vorausgesetzt, daß die untersten 4 Bits der berechneten Differenz zwischen den Werten im Speicher A 41 und Speicher B 43 nicht verworfen werden, bevor der Differenzwert in dem Differenzregister 45 gespeichert wird. Die Möglichkeit, eine kleinere prozentuale Frequenzänderung zu messen, gestattet die Kapazität in dem Oszillatorschaltkreis zu erhöhen. Dieses wiederum gestattet die Betriebsfrequenz des Oszillatorschaltkreises 23 zu reduzieren. Falls der Schaltkreis aus Figur 3 in dieser Weise modifiziert wird, kann es möglich sein, die zu den leitenden Platten 7, 9 parallele Kapazität von 10 auf 50 pF zu erhöhen und die Induktivität auszuwählen, um die Soll- Betriebsfrequenz des Schaltkreises auf 12 MHz zu bringen.
In dieser Abwandlung wird der Schaltkreis aus Figur 3 durch Entfernen des Frequenzteilers 27 weiter abgewandelt. Der Impulsformer 29 empfängt nun ein Signal von 12 MHz anstatt von 6 MHz. Der Zähler 31 wird wie zuvor betrieben, jedoch wird er einmal in 10 ms überlaufen, so daß seine Ausgabe die Wirkung der unteren 16 Bits eines 17-Bit Zählers haben wird. Der Wert im Speicher A 41, welcher den Zählwert für 12 MHz repräsentiert, wird nominell 54464 betragen (der Überschuß von 120000 zählt über den Überfließwert des Zählers 31, welcher 65536 beträgt), kann aber erneuert werden, um die Frequenzdrift, wie oben beschrieben, zu verfolgen. Das Differenzregister 45 kann die gesamten 12 Bits der berechneten Differenz speichern oder es kann einen 8 Bit Differenzwert durch Auswahl der geeigneten 8 Bits speichern, um zuverlässige Münzidentifizierung bereitzustellen (z.B. mit einem bestimmten Satz von gültigen Münzen können das oberste als unverändertes Bit und die untersten 3 Bits als Rauschen abgeschnitten werden, was 8 Bits als Differenzwert übrigläßt). Ansonsten arbeitet das System wie zuvor beschrieben. Diese Modifikation erlaubt dem Frequenzteiler 27 weggelassen zu werden, wobei die Gesamtleistungsaufnahme reduziert wird. Dies erleichtert die Leistungsaufnahme, erzwungen auf andere Schaltkreiskomponenten, auch wenn die Gesamtleistungsaufnahme auf 5 mA bei 4,5 oder 5 V beschränkt ist.
Mit dieser Abwandlung kann die niedrigste praktische Oszillatorfrequenz des Oszillatorschaltkreises 23 unter 10 MHz auf 5 MHz oder sogar auf 1 MHz reduziert werden.
In Figur 7 ist ein Schaltkreisdiagramm einer alternativen Anordnung für einen Oszillatorschaltkreis 23 zusammen mit seinem zugeordneten Ausgangspuffer gegeben. Einige andere zugeordnete Schaltungen sind auch gezeigt.
In Figur 7 ist ein Resonanzkreis durch den Kondensator C1 und die Spule L1 gebildet. Die leitenden Platten 7, 9 werden über Anschlüsse JP1 angeschlossen, um eine zusätzliche Kapazität parallel zu dem Kondensator C1 bereitzustellen. Anschlüsse JP2 sind normalerweise kurzgeschlossen. Auf diese Weise wird ein LC-Oszillator bereitgestellt mit einer natürlichen Oszillationsfrequenz, welche durch das Vorhandensein einer Münze zwischen den leitenden Platten 7, 9 der Münzführung 3 verändert wird.
Der Oszillator wird durch die Transistoren Q2 und Q3 gespeist. Diese beiden Transistoren haben identische (Gleichsignal-) Vorspannungsanordnungen für ihre Basen, welche über jeweilige Widerstände R7 und R8 mit einem gemeinsamen Knotenpunkt verbunden sind, welcher wiederum über die angepaßten Widerstände R5 und R6 sowohl mit der positiven Leitungsspannung V2 als auch der negativen Leitungsspannung Vss verbunden ist. Die Oszillationsspannung des Verbindungspunktes zwischen Kondensator C1 und Spule L1 wird der Basis des Transistors Q3 über den gleichsignalisolierenden Kondensator C4 und auch direkt dem Kollektor von Q2 zugeführt. Auf diese Weise wird der Transistor Q3 durch C4 eingeschaltet, wenn der Verbindungspunkt zwischen Kondensator C1 und Spule L1 hochliegt, und Strom fließt durch den Emitterwiderstand R13, welcher sowohl Transistor Q3 als auch Transistor Q2 gemeinsam ist. Dies erhöht das Emitterpotential, was darauf hinstrebt, den Transistor Q2 abzuschalten, so daß sein mit dem Verbindungspunkt zwischen Kondensator C1 und Spule L1 verbundener Verbindungspunkt hoch bleiben kann. Wenn der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator C1 und der Spule L1 abfällt, wird der Transistor Q3 durch den Kondensator C4 abgeschaltet, so daß er dem Emitterwiderstand R13 keinen Strom bereitstellt, so daß die Emitterspannung auf die Linienspannung Vss abfällt, und der Transistor Q2 wird darauf hinstreben, infolge seiner (Gleichsignal-) Vorpannung durch den Widerstand R7 einzuschalten. Auf diese Weise wird er darauf hinstreben, Strom von seinem Kollektor zu leiten, wobei er den Verbindungspunkt zwischen Kondensator C1 und Spule L1 runterzieht. Auf diese Weise speist der Schaltkreis aus Transistor Q2 und Q3 den Oszillator.
Das Ausgangssignal wird vom Kollektor des Transistors Q3 abgenommen, welcher in dieser Hinsicht als ein gekoppelter verstärkender Transistor in Emitterschaltung arbeitet. Die Spule L2 ist bereitgestellt, so daß die Kollektorlast für den Transistor Q3 teilweise induktiv ist.
Der Puffer 25 wird durch einen pnp-Transistor Q4 bereitgestellt, welcher ebenfalls als ein verbundener Verstärker in Emitterschaltung arbeitet, und stellt seinen Ausgang von seinem Kollektor durch den gleichsignalisolierenden Kondensator C11 bereit. Die Spule L3 stellt eine induktive Kollektorlast für den Transistor Q4 bereit, um die Spannungsschwankung an dem Kollektor des Transistors Q4 zu vergrößern.
Der Oszillatorschaltkreis von Figur 7 ist gegenwärtig bevorzugt, weil er dem Anschein nach bessere Stabilität der Oszillatorfrequenz gegenüber Änderungen der Temperatur und Änderungen von Komponentenwerten über die Zeit bereitstellt im Vergleich zum Schaltkreis aus Figur 6.
Wegen der guten Stabilität des Schaltkreises auf Figur 7 können seine Komponentenwerte ausgewählt werden, um eine Oszillationsfrequenz von 6 MHz beim Fehlen einer Münze 1 bereitzustellen. Folglich wird der Frequenzteiler 27 aus Figur 3 nicht verwendet. Die Ausgabe vom Puffer-Transistor Q4 wird durch die Kapazität C11 an einen Eingang einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) bereitgestellt. Eine Diode D1 arbeitet als ein Gleichsignal- Klemm-/Pegel-Verschieber, um sicherzustellen, daß die Eingabe an die ASIC nicht niedriger als etwa 0,4 V unter die Linienspannung Vss abfällt, um sicherzustellen, daß die der ASIC bereitgestellte Oszillationsspannung innerhalb einem geeigneten Spannungsbereich liegt. Der Impulsformer 29 aus Figur 3 wird nicht benotigt, da die Induktivität L3 sicherstellt, daß die Spannungsschwankung an dem Eingang zu der ASIC genügend ist, um den Zähler 31 zu takten.
Die ASIC enthält den Zähler 31 und das Schieberegister 33 von Figur 3. Sie stellt einen Ausgang für den Mikroprozessor 35 bereit und hat Eingangsverbindungen, um Signale von dem Mikroprozessor zu empfangen. Der Schaltkreis von Figur 7 ist für eine Verwendung in einem Zahltelefon entworfen, in welchem der Mikroprozessor 35 auf der Hauptschaltungsplatine des Telefons bereitgestellt ist, und die ASIC ist mit dem Mikroprozessor über eine Steckverbindung PL1 zum Verbinden der Münzprüfer-Schaltkreisplatine mit der Hauptschaltungsplatine des Telefons verbunden. In dieser Ausführung kann der Schaltkreis zum Betrieb mit einer Leistungsaufnahme von etwa 5 TNA bei 4,5 V oder 5 V konstruiert werden.
Der Zähler 31 in der ASIC empfängt die Ausgabe des Puffers 25 und der Rest des Analyseschaltkreises arbeitet wie in Bezug auf Figur 3 beschrieben, mit Ausnahme davon, daß wenigstens einige der unteren 4 Bits der berechneten Differenz zum Bestimmen der Charakteristika der eingeworfenen Münze verwendet werden. Vorzugsweise werden alle Bits der Differenz verwendet und das Differenzregister 45 ist ein 12-Bit Register, welches alle Bits des Differenzwertes speichert. Folglich enthält die Nachschlagetabelle 47 12- Bit Werte zwischen 0 und 4095 (oder 000 und FFF in hexadezimaler Notation). Tabelle 2 gibt ein Beispiel der Inhalte der Nachschlagetabelle 47, welche 12-Bit Werte verwendet. TABELLE 2
In Tabelle 2 wird die alte 10p Münze nicht als eine gültige Münze wahrgenommen.
In diesem Beispiel können die neue 10p Münze und die 2p Münze auf der Grundlage der Differenzwerte ohne Verwechslung unterschieden werden und die Anordnung zur optischen Erfassung wird nur zum Unterscheiden zwischen £1 Münzen und 50p Münzen verwendet.
Als eine Alternative kann es angenehm sein, das Differenzregister 45 als ein 16-Bit Register bereitzustellen, ähnlich wie die Speicher A und Speicher B Register, auch wenn der Differenzwert wahrscheinlich nicht mehr als 10 oder 11 Bits erfordert.
In der Schaltung nach Figur 7 trägt die Steckverbindung PL1 auch Verbindungen, durch welche der Mikroprozessor 35 eine oder zwei optische Detektorvorrichtungen S1, S2 speisen kann. Diese sind Einheiten, welche eine einem photöempfindlichen Transistor zugeordnete lichtemittierende Diode aufweisen, welche derart angeordnet sind, daß, falls eine Münze vorhanden ist, das von der Diode emittierte Licht zurück zu der Einheit reflektiert und von dem photoempfindlichen Transistor detektiert wird. Leitung 1 der Steckverbindung PL1 ist eine Steuerleitung für die lichtemittierenden Dioden. Wenn diese Leitung hoch geht, schaltet der Transistor Q1 an und Strom fließt durch die lichtemittierenden Dioden, welcher sie verursacht, Licht zu emittieren. Falls eine Münze der optischen Sensoreinheit benachbart vorhanden ist, wird Licht auf den zugeordneten photoempfindlichen Transistor reflektiert werden, welcher leitend werden wird, so daß das Potential über die jeweiligen Kollektorwiderstände R9, R10 abfallen wird. Falls keine Münze vorhanden ist, wird der Transistor nicht leiten und seine Kollektorspannung wird nahe der Linienspannung V1 verbleiben. Die Kollektoren sind mit der Steckverbindung PL1 verbunden, um Ausgangssignale opto 1 und opto 2 zurück zur Hauptplatine des Telefons bereitzustellen. Jede optische Sensoreinheit stellt ein Äquivalent zu der LED 20 und dem optischen Sensor 21 bereit.
In der Praxis kann, falls nur eine optische Sensoreinheit gefordert wird, die Einheit 51 ausgelassen werden und die Position seiner lichtemittierenden Diode wird durch Bereitstellen einer Verbindung zwischen den Anschlüssen JP3 kurzgeschlossen.
Die optische Sensoreinheit S2 wird verwendet, um zu detektieren, wenn eine Münze in die Münzführung 3 eintritt bevor sie die leitenden Platten 7, 9 erreicht, um so den Mikroprozessor 35 zum Durchführen einer Münzprüfoperation vorzubereiten.
Der optionale optische Sensor S1 kann zum Bereitstellen eines Münzhöhendiskriminators zum Unterscheiden zwischen Münzen mit großem Durchmesser und Münzen mit kleinem Durchmesser verwendet werden, welche denselben Effekt auf die Kapazitat zwischen den leitenden Platten 7, 9 haben, wie oben mit Bezug auf die LED 20 und den optischen Sensor 21 beschrieben. Alternativ kann sie als Teil einer Anordnung zum Bestimmen von betrügerischen Versuchen zum Entfernen einer Münze von der Münzführung nach Einwurf bzw. Einführung verwendet werden. Zusätzlich kann betrügerisches Zurückziehen einer Münze, nachdem sie in die Münzführung eingeworfen wurde, alternativ durch mechanische Mittel verhindert werden, wie eine Klappe, die durch die Münze heruntergedrückt wird, wenn sie in die Führung eintritt und welche hinter der Münze aufsteht, um betrügerisches Zurückziehen zu verhindern.
Der Schaltkreis von Figur 7 kann auf einer einzelnen Schaltkreisplatine konstruiert werden mit dem Mikroprozessor 35 auf der Hauptsteuerschaltkreisplatine des Zahltelefons oder anderen durch den Münzprüfer gesteuerten Vorrichtungen. Brauchbarerweise können alle diese Schaltungen innerhalb des schützenden Gehäuses 13 vorgesehen sein, so daß Verbindungen durch einfache Drähte bereitgestellt werden konnen und das Koaxialkabel 19 nicht benötigt wird.
Wenn eine Münze stark elektrisch leitend ist, wird ihr Effekt auf die Kapazität zwischen den leitenden Platten 7, 9 in großem Maße eine Funktion ihrer Fläche (d.h. eine Funktion ihres Durchmessers) und ihrer Dicke sein. Während die Münze zwischen den leitenden Platten 7, 9 ist, wird ihre elektrisch leitende Substanz einen Teil der Luft in dem Spalt zwischen den leitenden Platten 7, 9 ersetzen und folglich wird sie die effektive Dicke des durch die leitenden Platten 7, 9 gebildeten dielektrischen Teils des Kondensators reduzieren. Der auf diese Weise beeinflußte Teil des Kondensators wird der Teil sein, wo die Münze vorhanden ist, d.h. der durch Projezieren des Umrisses der Münze auf die leitenden Platten 7, 9 definierte Teil. Je größer daher die Fläche der Münze ist, umso größer ist der vom Kondensator beeinflußte Teil. Der Grad, zu welchem die Kapazität des beeinflußten Teils des Kondensators verändert wird, hängt von der Dicke der Münze ab. Je größer die Dicke der Münze ist, um so mehr wird sie die effektive Dicke des Dielektrikums des beeinflußten Teils des Kondensators reduzieren.
Folglich wird eine dünne Münze mit großer Fläche über einen großen Teil des Kondensators einen geringen Effekt haben, und eine dicke Münze mit kleiner Fläche wird einen großen Effekt über einen kleinen Teil des Kondensators haben, und es ist daher möglich, daß der gesamte Effekt auf den Kondensator in jedem Fall der gleiche sein wird. Falls die Breite zwischen den leitenden Platten 7, 9 ohne Ändern der Größe der leitenden Platten 7, 9 verändert wird, ist der Effekt der Fläche der Münze auf die Kapazität unverändert, aber der Effekt der Münzenbreite auf die Kapazität ist verändert. Daher wird, wo ein Paar von Münzen, eine dünn und mit großer Fläche und die andere dick und mit kleiner Fläche, gleiche Effekte auf die Kapazität haben und schwer zu unterscheiden sind, die Verwendung einer verschiedenen Separierung zwischen den leitenden Platten 7, 9 sie unterscheidbar machen. Gleichwohl kann ein Paar von zuvor unterscheidbaren Münzen schwer unterscheidbar werden und es kann notwendig sein, andere Mittel, wie die LED 20 und den optischen Sensor 21 bereitzustellen, um zwischen bestimmten Münzen zu unterscheiden. Tatsächlich ist das andere Mittel bereitgestellt, so daß zwei Detektionswerte für jede Münze erhalten werden, und Münzen, welche schwierig auf der Grundlage einer der Detektionswerte zu unterscheiden sind, werden auf der Grundlage des anderen Detektionswertes unterschieden. Dies verbessert auch die Leistungsfähigkeit des Systems beim Detektieren ungültiger Münzen. Alternative Wege zum Erhalten mehr als eines Detektionswertes werden nun beschrieben.
Es ist bequem, zunächst eine mathematische Behandlung des durch die Münzführung 3 gebildeten Kondensators sowohl beim Fehlen einer Münze als auch beim Vorhandensein einer Münze zu diskutieren.
Die einfachste mathematische Behandlung ist, die Existenz der Wände 2 der Münzführung 3 zu ignorieren, und den Kondensator als nur aus zwei leitenden Platten 7, 9 und dem Luftspalt in dem Kanal zwischen den Seitenwänden 2 der Münzführung 3 bestehend zu behandeln. Da die relative Dielektrizitätskonstante von Luft sehr nahe bei 1 liegt, führt dies zum folgenden Ausdruck für die durch die leitenden Platten 7, 9 gebildete Kapazität C.
C = Eo x Ap/D (1)
wobei Eo die dielektrische Konstante, Ap die Fläche der leitenden Platten 7, 9 und D der Abstand zwischen den leitenden Platten 7, 9 ist.
Um eine akkuratere Behandlung bereitzustellen, sollten die Seitenwände 2 der Münzführung berücksichtigt werden. Figur 8 ist eine schematische Ansicht der Münzführung 3 zusammen mit den leitenden Platten 7, 9 von oben, und Figur 9 ist ein elektrisches Modell der Konstruktion aus Figur 8. Die Gesamtkapazität C zwischen den leitenden Platten 7, 9 wird nun als die gesamte Kapazität der drei in Serie liegenden Kondensatoren C1, C2, C3 behandelt. C1 ist die Kapazität des Luftspaltes zwischen den Wänden 2 und der Münze 3, wobei der Luftspalt eine Breite D1 hat. C2 ist die Kapazität der Seitenwand 2 nächst der ersten leitenden Platte 7, wobei die Seitenwand eine Dicke D2 hat. C3 ist die Kapazität der Seitenwand 2 der Münzführung 3 nächst der zweiten leitenden Platte 9, wobei die Seitenwand eine Dicke D3 hat. Folglich können die Werte der drei Kondensatoren wie folgt angegeben werden:
C1 = Eo x Ap/D1 (2)
C2 = Eo x Er x Ap/D2 (3)
C3 = Eo x Er x Ap/D3 (4)
wobei Er die dielektrische Konstante des isolierenden Materials (z.B. Kunststoff) der Seitenwände 2 der Münzführung 3 ist. Es wird angenommen, daß die Seitenwände 2 aus dem selben Material gebildet sind, obgleich es möglich sein könnte, sie aus verschiedenen Materialien zu bilden und folglich der Wert von Er zwischen Gleichung (3) und Gleichung (4) variieren kann.
Wenn eine Münze 1 entlang der Münzführung 3 zwischen den leitenden Platten 7, 9 vorbeiläuft, wird die Kapazität zwischen den leitenden Platten 7, 9 durch das Vorhandensein der Münze verändert. Figur 10 ist eine schematische Ansicht von oben der Münzführung 3 mit einer zwischen den leitenden Platten 7, 9 vorhandenen Münze 1, und Figur 11 ist ein elektrisches Modell von Figur 10.
In dem elektrischen Modell von Figur 11 wird der Teil der Fläche der Platten 7, 9, wo die Münze fehlt, getrennt von der Fläche behandelt, wo die Münze vorhanden ist, so daß das Modell zwei parallele kapazitive Pfade bereitstellt. Der linke Pfad in Figur 1 hat eine Gesamtkapazität CA und wird gebildet aus den in Serie liegenden Kapazitäten C10, C20 und C30, wobei C10, C20 und C30 C1, C2 und C3 in Figur 9 entsprechen, aber die Kapazitäten des Luftspaltes und der Seitenwände für den Teil der Fläche der leitenden Platten 7, 9 sind, wo die Münze fehlt. Der rechte Pfad in Figur 11 hat eine gesamte Kapazität CB und ist aus den in Serie liegenden Kapazitäten C11, C12, C21 und C31 gebildet. C21 und C31 sind die Kapazitäten der Teile der Seitenwände 2 der Münzführung 3 gegenüber der Münze 1, C12 ist die Kapazität der Münze 1, und C11 ist die Kapazität des Abschnitts reduzierter Breite des Luftspaltes nächst der Münze 1.
In dem elektrischen Modell von Figur 11 wird die gesamte Kapazität C zwischen den leitenden Platten 7, 9 angegeben durch
C = CA + CB (5)
und die Teilkapazitäten CA und CB werden angegeben durch
CA = (C10XC20xC30)/[(C10xC20) + (C20xC30) + (C10xC30)] (6)
CB = (C11xC12xC21xC31)/[(C11xC12xC21) + (C11xC12xC31) + (C11xC21xC31) + (C12xC21xC31) (7)
Die Teilkapazitäten in dem Modell aus Figur 11 werden gegeben durch:
C10 = Eo x (Ap-Ac)/D1 (8)
C20 = Eo x Er x (Ap-Ac)/D2 (9)
C30 = Eo x Er x (Ap-Ac)/D3 (10)
C11 = Eo x Ac/(D1-Dc) (11)
C12 = Eo x Ec x Ac/Dc (12)
C21 = Eo x Er x Ac/D2 (13)
C31 = Eo x Er x Ac/D3 (14)
wobei Ac die Fläche der Münze, Dc die Dicke der Münze und Ec die Dielektrizitätskonstante der Münze sind.
Wenn die Münze 1 elektrisch leitend ist, kann Ec als unendlich betrachtet werden und folglich kann C12 als unendlich betrachtet werden und kann in Figur 11 durch eine direkte Verbindung ersetzt werden. In diesem Fall wird der Wert der Gesamtkapazität CB des rechten Pfades in Figur 11 zy
CB = (C11xC21xC31)/[(C11xC21) + (C21xC31) + (C11xC31)] (15)
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann, um zwischen verwechseibaren Münzen zu unterscheiden, die Münzführung 3 mit zwei oder drei getrennten Abschnitten versehen sein, welche in einem relevanten Parameter (z.B. D1) verschieden voneinander sind, so daß die Münze 1 einen anderen Effekt auf die Kapazitat zwischen den leitenden Platten 7, 9 hat, wenn die Münze 1 in einem Abschnitt ist als wenn die Münze 1 in einem anderen Abschnitt ist. Münzen, welche in einem Abschnitt (z.B. mit einem Wert von D1) verwechselbar wären, werden in einem anderen Abschnitt (z.B. mit einem anderen Wert von D1) normalerweise unterscheidbar sein.
Wie der obigen Gleichung (12) entnommen werden kann, hat eine Münze, wenn sie nicht elektrisch leitend ist, drei charakteristische Parameter, weiche die gesamte Kapazität C zwischen den leitenden Platten 7, 9 beeinflussen kann. Diese sind ihre Dielektrizitätskonstante Ec, ihre Fläche Ac und ihre Dicke Dc. Weil die Münze drei verschiedene Parameter hat, ist es theoretisch notwendig, drei Bereiche der Münzführung 3 zwischen den leitenden Platten 7, 9 mit verschiedenen Eigenschaften bereitzustellen, um drei verschiedene Messungen zu erhalten, um beim Unterscheiden zwischen sonst verwechselbaren Münzen sicher zu gehen. In der Praxis werden für irgendeinen gegebenen Münzsatz normalerweise zwei separate Bereiche genügen, um verwechselbare Münzen zu unterscheiden. Es ist selbstverständlich auch möglich, vier oder mehr getrennte Bereiche bereitzustellen und vier oder mehr separate Werte der Kapazität aufzunehmen, um zusätzliche Münzidentifikationswerte bereitzustellen.
Es gibt eine erhebliche Auswahl von Wegen, bei welchen die Münzführung 3 verändert werden kann, um verschiedene Bereiche mit verschiedenen kapazitiven Eigenschaften bereitzustellen. Von den in den Gleichungen (8) bis (14) auftretenden Parametern ist Eo eine physikalische Konstante und kann nicht verändert werden. Die Fläche Ap der leitenden Platten 7, 9 wird für alle Regionen der Münzführung dieselbe sein, da die gesamte Fläche der Platten zu jeder Zeit zur Kapazität beiträgt. Es ist möglich, verschiedene kapazitive Eigenschaften für verschiedene Bereiche der Münzführung 3 bereitzustellen durch verschiedene Werte von: der Breite des Luftspaltes D1, der Breiten D2 und D3 der Seitenwände 2 der Münzführung 3 und der elektrischen Dielektrizitätskonstanten Er der Seitenwände 2.
Obgleich es nicht möglich ist, die Münzführung 3 zu konstruieren, um die Dielektrizitätskonstante Ec der Münze oder die Dicke Dc der Münze zu varrieren, ist es zusätzlich möglich, die effektive Fläche Ac der Münze durch derartiges Formen der leitenden Platten 7, 9 so zu verändern, daß in einem Bereich der Münzführung nur ein Teil der Münze 1 zwischen den leitenden Platten 7, 9 ist. Wenn der weggeschnittene Teil der leitenden Platten 7, 9 unmittelbar oberhalb der Höhe des Bodens 4 der Münzführung 3 ist, werden sowohl die Fläche der Münze 1, welche nicht zwischen den leitenden Platten 7, 9 liegt, als auch der durch die nicht zwischen den Platten 7, 9 liegenden Fläche repräsentierte Anteil der gesamten Münzfläche für Münzen verschiedener Durchmesser verschieden sein.
Von der obigen Diskussion wird auch offenbart, daß die Breiten D1, D2 und D3 und die Dielektrizitätskonstante der Seitenwände 2 der Münzführung 3 nur für einen Teil der Höhe der Münzführung 3 verändert und verschiedene Bereiche der Münzführung 3 bereitgestellt werden können durch aufeinanderfolgendes Ändern der Höhe, bei welcher der Wert eines Parameters verändert wird, ohne weitere Änderungen in dem Wert selber vorzunehmen.
In dem Ausführungsbeispiel von Figur 12a sind die leitenden Platten 51 in einen ersten Abschnitt 53 und einen zweiten Abschnitt 55 unterteilt. In dem ersten Abschnitt 53 erstrecken sich die leitenden Platten 51 nicht hinunter bis auf den Boden der Führung 3, wohingegen in dem zweiten Abschnitt 55 sich die leitenden Platten 51 bis auf den Boden der Führung 3 hinunter erstrecken. Figur 12a zeigt eine dünne Münze 1' mit einem großen Durchmesser (große Fläche) und eine dicke Münze 1" mit einem kleinen Durchmesser (kleine Fläche), welche zwischen den leitenden Platten 51 vorbeilaufen, und Figur 12b zeigt die Differenzwerte, welche in dem Differenzregister 45 für jede Zählperiode gespeichert werden, wenn die Münzen 1', 1" zwischen den leitenden Platten 51 vorbeilaufen. Die Differenzwerte für die Münze 1' mit großem Durchmesser sind in Figur 12b durch Kreise und die Differenzwerte für die Münze 1" mit kleinem Durchmesser mit Kreuzen dargestellt.
Die Differenzwerte, weiche für die Münzen 1', 1" erhalten werden, wenn sie an den Positionen 1'b, 1"b vollständig innerhalb des zweiten Abschnittes 55 sind, sind untereinander gleich, wie in Figur 12b gezeigt. Wenn die Münze 1" mit kleinem Durchmesser an der Position 1"a vollständig innerhalb des ersten Abschnittes 53 ist, ist ein wesentlicher Anteil der Münzfläche unterhalb des Bodens der leitenden Platten 51, und der Effekt auf die Kapazität der leitenden Platten 51 ist sehr vermindert. Folglich ist der zu dieser Zeit erhaltene Differenzwert viel geringer. Wenn die Münze 1' mit großem Durchmesser an der Position 1'a vollständig innerhalb des ersten Abschnittes 53 ist, ist der Teil der Münzfläche unterhalb des Bodens der leitenden Platten 51 ein kleiner Anteil der gesamten Fläche und der erhaltene Differenzwert ist nicht viel kleiner als der Differenzwert, der erhalten wird, wenn die Münze innerhalb des zweiten Abschnittes 55 ist. Auf diese Weise können Münzen 1, 1", welche schwierig auf der Grundlage ihrer Effekte zu unterscheiden sind, wenn sie innerhalb einem der Abschnitte 53, 55 sind, leicht auf der Grundlage ihrer Effekte unterschieden werden, wenn sie innerhalb des anderen der Abschnitte 53, 55 sind. In Figur 12a zeigen Paare 57 und 59 optischer Sensoren jeweils an, daß die Münze 1 vollständig innerhalb des ersten Abschnitts 53 und des zweiten Abschnitts 55 der leitenden Platten 51 ist.
Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie in Figur 13a gezeigt, hat eine erste planare Platte 61 und eine zweite gestufte Platte 63, um einen Kondensator mit einem ersten Abschnitt 65 und einem zweiten Abschnitt 76 zu bilden. Die Platten 61, 63 haben in dem ersten Abschnitt 65 eine kleinere Separation als in dem zweiten Abschnitt 67. Folglich ist die Kapazität des ersten Abschnitts 65 größer als die Kapazität des zweiten Abschnitts 67. Wie in Figur 13b gezeigt, wird der Detektionsschaltkreis 11 zwei verschiedene Differenzwerte erzeugen, wenn eine Münze 1 zwischen der ersten und zweiten Platte 61 und 63 vorbeiläuft. Der Effekt des Änderns der Separation zwischen den leitenden Platten ist oben beschrieben. Da verschiedene Münzen, welche bei einer Separation verwechselbar sind, bei einer anderen unterschieden werden können, erlauben die beiden verschiedenen Differenzwerte aus Figur 13b, solche Münzen zu unterscheiden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Figur 14a gezeigt, wo ein Kondensator durch zwei Platten gebildet wird, deren untere Kanten sich über die von einer Münze 1 zwischen den Platten 69 entlang zurückgelegte Strecke neigen. Dieses Ausführungsbeispiel arbeitet im wesentlichen in der gleichen Weise wie das Ausführungsbeispiel aus Figur 12a, mit Ausnahme davon, daß die Differenzwerte stetig mit der Position längs der Platten 69 anwachsen, wie in Figur 14b gezeigt, anstatt sich in einer stufigen Weise zwischen zwei Niveaus zu ändern, wie in Figur 12b gezeigt.
In jeder der Figuren 12a, 13a und 14a sind Paare 57, 59 optischer Sensoren gezeigt, welche dem Mikroprozessor 35 ermöglichen zu bestimmen, wenn eine Münze 1 vorbestimmte Positionen zwischen den leitenden Platten erreicht. Es kann möglich sein, den Mikroprozessor zu programmieren, um die Position einer Münze 1 von der Form der Kurve aufeinanderfolgender Differenzwerte zu identifizieren, wobei in diesem Fall die Paare 57, 59 optischer Sensoren nicht benötigt werden.
Figur 15 ist eine Seitenansicht einer der Seitenwände 2 einer Münzführung 3 gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels, und Figur 16 ist eine Endansicht der Münzführung 3 für dasselbe Ausführungsbeispiel. In dem Ausführungsbeispiel aus Figur 15 und 16 kann die Länge der Münzführung 3 in drei Abschnitte 101, 103, 105 unterteilt werden. In dem ersten Abschnitt 101 hat die Seitenwand 2 eine gleichförmige Dicke. In dem zweiten Abschnitt 103 hat die Seitenwand die gleiche Dicke wie in dem ersten Abschnitt 101 über den größten Teil ihrer Höhe, aber ein oberer Teil 107 der Seitenwand hat eine verminderte Dicke. Bezugnehmend auf die mathematische Analyse der Gleichungen (5) bis (15) ist in dem oberen Teil 107 des Abschnitts 103 der Seitenwand 2 die Breite D2 der Seitenwand vermindert und die Breite D1 des Luftspaltes erhöht.
Für eine Münze 1, welche einen genügend großen Durchmesser hat, um den Teil 107 reduzierter Dicke der Seitenwand 2 in dem zweiten Abschnitt 103 zu überlappen, wird der Effekt der Münze 1 auf die gesamte Kapazität C der leitenden Platten 7, 9 unterschiedlich sein, wenn die Münze in dem zweiten Abschnitt 103 der Münzführung 3 ist, bzw. wenn sie in dem ersten Abschnitt 101 ist. In Fällen, bei denen zwei Münzen verwechselbar sind, weil sie den gleichen Effekt auf die Kapazität C der leitenden Platten 7, 9 haben, während die jeweiligen Münzen in dem ersten Abschnitt 101 der Münzführung 3 waren, wird der Effekt des Teils 107 reduzierter Dicke der Seitenwand 2 in dem zweiten Abschnitt 103 der Münzführung 3 dazu neigen, es zu ermöglichen, daß die Münzen voneinander unterschieden werden können, vorausgesetzt, daß wenigstens eine der Münzen einen genügend großen Durchmesser hat, um den Teil 107 reduzierter Dicke zu überlappen.
In dem dritten Abschnitt 105 der Münzführung 3 behält ein unterer Teil der Seitenwand 2 die ursprüngliche Dicke und der obere Teil 109 der Seitenwand 2 hat dieselbe reduzierte Dicke wie der untere Teil 107 der Seitenwand 2 in dem zweiten Abschnitt 103. In dem dritten Abschnitt 105 der Münzführung 3 jedoch erstreckt sich der Teil 109 reduzierter Dicke der Seitenwand 2 hinunter, tiefer als der Teil 107 reduzierter Dicke der Seitenwand 2 in dem zweiten Abschnitt 103. Folglich wird der Effekt einer Münze auf die gesamte Kapazität C zwischen den leitenden Platten 7, 9 ein anderer sein, wenn die Münze in dem dritten Abschnitt 105 der Münzführung 3 ist, als wenn die Münze 1 in dem ersten Abschnitt 101 oder dem zweiten Abschnitt 103 der Münzführung ist, vorausgesetzt, daß die Münze einen genügend großen Durchmesser hat, um den Teil 109 reduzierter Dicke der Seitenwand 2 zu überlappen.
Insbesondere sollte bemerkt werden, daß eine Münze einen anderen Effekt auf die Gesamtkapazität C hat, wenn sie in dem dritten Abschnitt 105 ist, als wenn sie in dem zweiten Abschnitt 103 ist, obgleich die beiden Dicken der Seitenwände 2 die gleichen sind wie in dem zweiten Abschnitt 103. Es ist daher nicht notwendig, daß der Teil 109 reduzierter Dicke der Seitenwand 2 in dem dritten Abschnitt 105 der Münzführung eine von dem Teil 107 reduzierter Dicke der Seitenwand 2 in dem zweiten Abschnitt der Münzführung 103 verschiedene Dicke hat. Die dargestellte Differenz, in der Weise, in weicher der Teil voller Dicke der Seitenwand 2 und der Teil reduzierter Dicke der Seitenwand 2 verteilt sind, wobei der Teil reduzierter Dicke der Seitenwand 2 in dem dritten Abschnitt 105 größer ist als in dem zweiten Abschnitt 103, ist genügend, um eine Differenz in der Weise bereitzustellen, in welcher eine Münze die Gesamtkapazität C zwischen den induktiven Platten 7, 9 beeinflussen wird, wenn die Münze 1 in dem jeweiligen Abschnitt der Münzführung 3 ist.
Figur 17 ist eine Seitenansicht einer Seitenwand 2 der Münzführung 3 in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Figur 18 ist eine Endansicht der Münzführung 3 von Figur 17.
In dem Ausführungsbeispiel aus Figuren 17 und 18 hat eine Seitenwand 2 der Münzführung 3 Abschnitte 107, 109 reduzierter Dicke in dem zweiten und dem dritten Abschnitt 103, 105 der Münzführung 3, um so den Effekt zu ändern, den eine Münze 1 auf die Gesamtkapazität C zwischen den leitenden Platten 7, 9 hat, in einer ähnlichen Weise, wie die Anordnung aus Figur 15 und 16. In der Anordnung aus Figuren 17 und 18 sind die Teile reduzierter Dicke der Seitenwand 2 jedoch lieber unterhalb als oberhalb der Abschnitte voller Dicke, wie in der Anordnung aus Figuren 15 und 16 bereitgestellt.
Mit der Anordnung aus Figuren 15 und 16 wird eine Münze kleinen Durchmessers, welche nicht die Höhe des Abschnittes 107 reduzierter Dicke der Seitenwand 2 in dem zweiten Abschnitt 103 der Münzführung 3 erreicht, den gleichen Effekt auf die Kapazität zwischen den leitenden Platten 7, 9 haben, während sie in dem ersten Abschnitt 101 der Münzführung und während sie in dem zweiten Abschnitt 103 der Münzführung 3 ist. Solch eine Münze wird nur einen unterschiedlichen Effekt auf die Kapazität C bereitstellen, wenn sie den dritten Abschnitt 105 der Münzführung 3 erreicht und in der Lage ist, den Teil 109 reduzierter Dicke der Seitenwand 2 zu überlappen, welcher weiter herunterreicht als der Abschnitt 107 reduzierter Dicke der Seitenwand 2 in dem zweiten Abschnitt 103 der Münzführung 3. In der Anordnung aus Figuren 17 und 18 sind die Abschnitte 107, 109 reduzierter Dicke der Seitenwand 2 am Boden der Seitenwand 2 vorhanden und erstrecken sich aufwärts um unterschiedliche Werte im zweiten und im dritten Abschnitt 103,105 der Münzführung 3. Auf diese Weise wird auch eine Münze kleinen Durchmessers einen gleichen Effekt auf die Kapazität C zwischen den leitenden Platten 7, 9 in jeder der drei Abschnitte 101, 103, 105 der Münzführung 3 haben.
Figur 19 ist eine Seitenansicht einer Seitenwand 2 eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung, und Figur 20 ist eine Ansicht der Münzführung 3 des Ausführungsbeispiels von Figur 19 von oben.
In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 19 und 20 ist die Dicke der Seitenwand 2 in dem zweiten Abschnitt 103 der Münzführung relativ zu ihrer Dicke in dem ersten Abschnitt 101 der Münzführung über die gesamte Höhe der Seitenwand 2 reduziert. In dem dritten Abschnitt 105 der Münzführung 103 ist die Dicke der Seitenwand 2 weiter reduziert, wiederum über die gesamte Höhe der Seitenwand 2. Folglich sind die Werte der Dicke D2 der Seitenwand und der Breite D1 für jeden der drei Abschnitte 101, 103, 105 der Münzführung 3 unterschiedlich.
In den Ausführungsbeispielen der Figuren 15 und 16, der Figuren 17 und 18 und der Figuren 19 und 20 zieht die Differenz zwischen dem zweiten Abschnitt 103 und dem dritten Abschnitt 105 der Münzführung 3 eine Änderung derselben Parameter wie die Differenz zwischen dem ersten Abschnitt 101 und dem zweiten Abschnitt 103 der Münzführung 3 nach sich. Dies ist jedoch nicht wesentlich. Figur 21 ist eine Seitenansicht einer Seitenwand 2 in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, Figur 22 ist eine Ansicht von oben der Münzführung 3 in dem Ausführungsbeispiel aus Figur 21, und Figur 23 ist eine Endansicht der Münzführung 3 in dem Ausführungsbeispiel aus Figur 21.
In dem Ausführungsbeispiel aus Figuren 21, 22 und 23 hat die Seitenwand 2 der Münzführung 3 eine unterschiedliche Dicke über die gesamte Höhe in dem zweiten Abschnitt 103 der Münzführung verglichen mit dem ersten Abschnitt 101 der Münzführung. In dieser Hinsicht ist dieses Ausführungsbeispiel dem Ausführungsbeispiel aus den Figuren 19 und 20 ähnlich. Dieses Ausführungsbeispiel ist dem Ausführungsbeispiel aus Figuren 15 und 16 dadurch ähnlich, daß die Dicke eines unteren Teils der Seitenwand 2 der Münzführung 3 in dem dritten Abschnitt 105 der Münzführung 3 die gleiche ist wie die Dicke der Seitenwand 2 in dem zweiten Abschnitt 103 der Münzführung 3. Als eine Abwandlung zu der Anordnung aus den Figuren 15 und 16 fehlt in dem oberen Teil des dritten Abschnitts 105 der Münzführung 3 die Seitenwand 2 vielmehr vollständig, als daß sie mit einer reduzierten Dicke vorhanden wäre. Die leitende Platte 7 fehlt außerdem vollständig in dem oberen Teil des dritten Abschnitts 105 der Münzführung 3 in diesem Ausführungsbeispiel. Wo die leitenden Platten 7, 9 durch Aufdrucken einer leitenden Tinte auf die Seitenwände 2 der Münzführung 3 bereitgestellt sind, ist es nicht praktisch, einen Teil der leitenden Platte 7 bereitzustellen, wo keine Seitenwand 2 ist. Es ist jedoch möglich, die leitende Platte 7 auch da, wo keine Seitenwand 2 ist, in Anordnungen bereitzustellen, wo die leitende Platte 7 durch eine mit der Seitenwand 2 verbundene separate leitende Platte vorhanden ist.
Das Fehlen der leitenden Platte 7 am oberen Teil des dritten Abschnitts 105 der Münzführung 3 bedeutet, daß die effektive Fläche Ac einer Münze 1 in dem dritten Abschnitt 105 der Münzführung 3 eine andere ist als in dem zweiten Abschnitt 103 der Münzführung 3. In einer Anordnung entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Figuren 21, 22 und 23, aber in weicher die leitende Platte 7 sich über die volle Höhe der Münzführung 3 im dritten Abschnitt 105 erstreckt und nur die Seitenwand 2 in dem oberen Abschnitt fehlt, würde die effektive Fläche Ac der Münze 1 nicht zwischen dem zweiten Abschnitt 103 und dem dritten Abschnitt 105 der Münzführung 3 unterschiedlich sein, aber stattdessen würden die effektiven Werte der Breite Di des Luftspaltes und der Dicke D2 der Seitenwand 2 zwischen diesen Abschnitten der Münzführung 3 unterschiedlich sein.
Figur 24 ist eine Seitenansicht einer Seitenwand 2 in einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Figur 25 ist eine Endansicht der Münzführung 3 in dem Ausführungsbeispiel aus Figur 24.
In dem Ausführungsbeispiel aus Figuren 24 und 25 werden die physikalischen Abmessungen der Seitenwand 2 zwischen den Abschnitten 101, 103, 105 der Münzführung 3 nicht verändert. Stattdessen ist die Seitenwand 2 aus einem unterschiedlichen dieiektrischen Material in jedem der drei Abschnitte gebildet. Die Werte der relativen Dieieiektrizitätskonstante von Kunststoff-Materialien, welche geeignet zur Verwendung in der Münzführung 3 sind, werden typischerweise zwischen 2 und 6 liegen. In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 14 und 15 werden die verschiedenen Materialien mit verschiedenen relativen Dielektrizitätskonstanten ausgewählt, so daß der Wert Er in jedem der drei Abschnitte 101, 103, 105 der Münzführung 3 verschieden sein wird. Auf diese Weise wird der Effekt der Münze 1 auf die Gesamtkapazität C zwischen den leitenden Platten 7, 9 für jeden der drei Abschnitte 101, 103, 105 unterschiedlich sein.
Die Ausführungsbeispiele der Figuren 12 bis 25 stellen einige Beispiele der Weisen bereit, in welchen Änderungen in den effektiven Werten von D1, D2, Er und Ac gemacht werden können, so daß Münzen, welche nicht an ihrem Effekt unterschieden werden können, während sie in einem Abschnitt der Münzführung 3 sind, an ihrem Effekt, wenn sie in einem anderen Abschnitt der Münzführung 3 sind, unterschieden werden.
Ein Münzprüfer wird normalerweise zum Verwenden mit einem bestimmten vorbestimmten Münzsatz eingerichtet. Im wesentlichen kann der gleiche Münzprüfer zum Verwenden mit einer Vielzahl von Münzsätzen hergestellt werden, und der bestimmte Münzsatz, für welchen er verwendet werden soll, wird durch die in der Nachschlagetabelle gespeicherten Differenzwerte bestimmt, durch welche der Effekt einer Münze auf die Kapazität zwischen den leitenden Platten 7, 9 in eine Münzerkennung bzw. Zurückweisung umgesetzt wird. Die Breite des Luftspaltes C1 in einer Münzführung 3 muß genügend groß sein, um der dickesten Münze eines Münzsatzes das Hindurchtreten längs der Führung 3 ohne Hemmung zu gestatten. Wo ein Prüfer für die Verwendung einer Mehrzahl möglicher Sätze von Münzen gemacht ist, kann die Breite der dickesten Münze in einem Münzsatz von der Breite der dickesten Münze in einem anderen Münzsatz unterschiedlich sein. Daher kann die Münzführung eine Breite D1 des Luftspaltes haben, welche größer ist als für die Verwendung mit manchen Münzsätzen notwendig wäre.
Falls die Breite D1 des Luftspaltes reduziert wird, wird der Effekt des Vorhandenseins einer Münze 1 auf die Kapazität zwischen den leitenden Platten 7, 9 dazu neigen anzuwachsen, was es dem Prüfer erleichtert, das Vorhandensein einer Münze zu detektieren. Die erhöhten Werte in der Änderung der Kapazität C neigen auch dazu, es zu erleichtern, zwischen den verschiedenen Münzen des Münzsatzes zu unterscheiden. Auf diese Weise ist es grundsätzlich wünschenswert, die Breite des Luftspaltes D1 zu minimieren, bis zu dem Maße, wie dies möglich ist, um noch die dickeste Münze des Münzsatzes durch die Münzführung 3 hindurchtreten zu lassen. Der Effekt des Reduzierens der Breite des Luftspaltes D1 bleibt erhalten, auch wenn die Dicke D2 der Seitenwände um einen entsprechenden Wert erhöht wird, weil die relative Dielektrizitätskonstante Er des Materials der Seitenwände 2 größer als 1 ist, so daß die Gesamtkapazität C durch Ausfüllen eines Teils des Luftspaltes mit dem Material der Seitenwand 2 erhöht wird.
Wenn ein Prüfer mit einem relativ breiten Luftspalt D1 in der Münzführung 3 gemacht wurde, aber er mit einem Münzsatz verwendet werden soll, bei welchem die dickeste Münze wesentlich dünner ist als die Breite des Luftspaltes D1, kann der Prüfer modifiziert werden, wie in Figuren 26 und 27 gezeigt. Figur 26 ist eine Seitenansicht einer Einführung 111 aus dielektrischem Material, weiche mit der Innenseite einer Seitenwand 2 der Münzführung 3 verbunden werden kann, wie in Figur 27 gezeigt. Auf diese Weise wird ein Teil der Breite des Luftspaltes D1 mit dielektrischem Material gefüllt. Diese Anordnung erlaubt der Herstellung den Vorteil, eine Standardmünzführung 3 fur einen Bereich von Prüfern zu machen. Die Breite des Luftspaltes D1 kann dann mit geringen Kosten durch Anbringen einer geeigneten Einführung 111 angepaßt werden, um der Dicke der dickesten Münze des Münzsatzes, mit der der Prüfer verwendet werden soll, Rechnung zu tragen.
Zusätzlich kann das Merkmal einer Einführung 111 als ein Mittel zum Bereitstellen der Differenz zwischen dem ersten Abschnitt 101, dem zweiten Abschnitt 103 und dem dritten Abschnit 105 der Münzführung 3 verwendet werden, wie mit Bezug auf Figuren 15 bis 25 beschrieben. Zum Beispiel zeigt Figur 28 eine Seitenansicht einer Einführung 111 mit einer gestuften Höhe, so daß, wenn sie an eine der Seitenwände 2 angebracht ist, eine Anordnung erhalten wird, welche dem Ausführungsbeispiel aus Figuren 15 und 16 entspricht. Figur 29 zeigt eine Ansicht von oben der Einführung 111 mit einer gestuften Dicke, so daß, wenn eine derartige Einführung an einer Seitenwand 2 angebracht ist, eine Anordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel aus Figuren 19 und 20 bereitgestellt wird. Figur 30 zeigt eine Einführung 111, bei der verschiedene Abschnitte aus Materialien mit verschiedenen relativen Dielektrizitätskonstanten gebildet sind, so daß, wenn solch eine Einführung an eine Seitenwand 2 angebracht ist, eine Anordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 24 und bereitgestellt wird. Dies erlaubt der Herstellung den Vorteil, eine Standardeinheitsmünzführung 3 zu machen und separat einen Bereich von Einführungen herzustellen, um die verschiedenen Abschnitte 101, 103, 105 der Münzführung 3 zu definieren.
Obgleich es in Figuren 15 bis 30 nicht gezeigt wurde, wird die Münzführung 3 normalerweise mit einer Seitwärtsneigung eingerichtet, so daß die Münze sich immer gegen eine der Seitenwände 2 stützen und die andere nicht berühren wird, wie in Figur 2 gezeigt. Wo die verschiedenen Abschnitte der Münzführung durch Unterschiede in den physikalischen Abmessungen einer Seitenwand 2 bestimmt sind und insbesondere in Fällen, wo sich die Dicke der Seitenwand 2 ändert, ist es normalerweise bevorzugt, daß die Seitenwand mit den physikalischen Veränderungen die Seitewand ist, gegen welche sich die Münze 1 nicht stützt, so daß die Veränderungen in den physikalischen Abmessungen der Seitenwand 2 das sanfte Rollen der Münze 1 längs der Münzführung 3 nicht stören.
Figur 31 zeigt einen alternativen Schaltkreis zu dem in Figur 3, wo der Ausgang des Oszillators 77 dem Frequenzteiler 79 über einen Puffer 81 zugeführt wird, ähnlich dem Schaltkreis aus Figur 3, aber der Ausgang des Frequenzteilers 79 über ein Koaxialkabel 83 einem Mischer 85 anstatt dem Pulsformer 29 aus Figur 3 zugeführt wird. In dem Mischer 85 wird das Signal mit einem Referenzsignal bekannter Frequenz gemischt, welches von einem Referenzoszillator 87 erzeugt wird. Das resultierende Signal hat eine Komponente niedrigster Frequenz, welche (die Komponente) die Differenz zwischen der Referenzfrequenz und der Detektionssignalfrequenz von dem Frequenzteiler 79 reprasentiert. Dieses Mischfrequenzsignai wird einem Tiefpassfilter 89 zum Erhalten des Frequenzdifferenzsignals, welches einem Impulsformer 91 weitergeleitet wird, dann zu einem Frequenzteiler 93 und dann zu einem Mikroprozessor 95 weitergeleitet, wo die Frequenzdifferenz mit dem Bereich von Frequenzdifferenzen für bekannte gültige Münzen verglichen wird, weiche im Speicher 97 gespeichert sind. Falls die Frequenzdifferenz auf die einer bekannten Münze paßt, zeigt der Mikroprozessor 95 dem Steuerschaltkreis 99 an, daß die Münze gültig ist und einen bestimmten Nennwert hat und, falls die Frequenzdifferenz nicht auf die bekannter gültiger Münzen paßt, sendet der Mikroprozessor 95 ein Signal an den Steuerschaltkreis 99, um anzuzeigen, daß die Münze 1 ungültig ist und zurückgewiesen werden sollte.
Der Mikroprozessor 95 bestimmt die Differenzfrequenz durch Zählen von vom Frequenzteiler 93 in einer voreingestellten Periode empfangenen Impulsen. Der Frequenzteiler 93 wird verwendet, um die Differenzfrequenzen zu skalieren, so daß die Anzahl der vom Mikroprozessor gezählten Impulse seine internen Register nicht überfließen läßt.
Dieser Schaltkreis kann gegenüber einer Drift der Ruhefrequenz des Oszillators 77 durch Vornehmen einer entsprechenden Änderung der Frequenz des Referenzoszillators 87 kompensiert werden. Dies ist das Äquivalent dieser Anordnung zum Variieren des Referenzwertes im Speicher A 41 in der Anordnung aus Figuren 3 und 4.
Wie oben beschrieben, ist der Frequenzteiler 79 nicht notwendig, falls der Oszillatorschaltkreis 77 bei einer genügend niedrigen Frequenz arbeitet, wie die für den Schaltkreis aus Figur 7 vorgeschlagenen 6 MHz. Zusätzlich wird das Koaxialkabel 83 nicht benötigt, falls die Komponenten in einem gemeinsamen schützenden Gehäuse 13 untergebracht sind.
Wie man sieht, stellen die dargestellten Ausführungsbeispiele einen Münzprüfer einer einfachen Konstruktion bereit, bei welcher der Aufbau des Prüfers nicht völlig bestimmt, welche Münzen detektiert und akzeptiert werden. Modifikationen des Prüfers zum Ändern, welche Münzen akzeptierbar sind, können leicht durchgeführt werden, da es oft nur notwendig sein wird, die Inhalte der Nachschlagetabelle zu ändern.

Claims

1. Vorrichtung zum Bestimmen, ob eine eingeführte Münze akzeptierbar ist, und zum Unterscheiden zwischen einer Mehrzahl akzeptierbarer Münzen mit:

einem Kondensatormittel (7, 9),

einem Führungsmittel (3) zum Führen einer eingeführten Münze (1) entlang einem Münzpfad vorbei an dem Kondensatormittel, wobei dessen Kapazität beeinflußt wird, während die Münze in einem ersten Abschnitt des Münzpfades ist;

einem Oszillatormittel (23) zum Bereitstellen eines oszillierenden Ausgangssignals, dessen Frequenz durch die Kapazität des Kondensatormittels beeinflußt wird; und

einem Entscheidungsmittel (31, 33, 35, 37) zum Empfangen des Ausgangssignals und zum Treffen einer Entscheidung auf der Grundlage der Frequenz des oszillierenden Ausgangssignals, während eine eingeführte Münze in dem ersten Abschnitt des Münzpfades ist, darüber ob die eingeführte Münze akzeptierbar ist und bejahendenfalls, welche einer Mehrzahl akzeptierbarer Münzen sie ist, wobei das Entscheidungsmittel eingerichtet ist, um verschiedene Frequenzen des oszillierenden Ausgangssignals als Repräsentieren des Vorhandenseins verschiedener Münzen zu interpretieren,

dadurch gekennzeichnet, daß das Entscheidungsmittel die Frequenz des oszillierenden Ausgangssignals verwendet, während die eingeführte Münze in einem zweiten Abschnitt des Münzpfades ist, um zwischen verschiedenen eingeführten Münzen zu unterscheiden, welche in der selben Frequenz resultieren, während sie in dem ersten Abschnitt des Münzpfades sind, und das Kondensatormittel (7, 9) und das Führungsmittel (3) derart angeordnet sind, daß eine eingeführte Münze (1) die Kapazität des Kondensatormitteis (7, 9) beeinflußt, während die Münze in dem zweiten Abschnitt des Münzpfades ist, aber einer oder mehrere der physikalischen Parameter des Kondensatormittels, welche das Maß der Wirkung einer Münze auf die Kapazität des Kondensatormittels bestimmen, am zweiten Abschnitt des Münzpfades vom ersten verschieden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher sich einer oder mehrere der physikalischen Parameter allmählich vom ersten Abschnitt zum zweiten Abschnitt des Münzpfades verändern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher sich einer oder mehrere der physikalischen Parameter im wesentlichen als eine Stufenfunktion vom ersten Abschnitt zum zweiten Abschnitt des Münzpfades verändern.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher einer oder mehrere physikalische Parameter die Höhe von einer Kante einer Kondensatorplatte (7, 9; 51; 69) des Kondensatormitteis über einem Boden (4) des Führungsmittels (3) umfassen, welche den Betrag der Überlappung zwischen der Fläche der eingeführten Münze (1) und der Kondensatorplatte (7, 9) beeinflussen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher der eine oder mehrere physikalische Parameter den Abstand zwischen den Kondensatorplatten (61, 63) des Kondensatormittels umfassen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher der eine oder mehrere physikalische Parameter die effektive Dicke (D2) eines Stückes dielektrischen Materials zwischen Kondensatorplatten des Kondensatormittels umfassen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher der eine oder mehrere physikalische Parameter die effektive dielektrische Konstante (relative Dielektrizitätskonstante) eines Stückes dielektrischen Materials zwischen Kondensatorplatten des Kondensatormittels umfassen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher der eine oder mehrere physikalische Parameter die effektive Breite (D1) eines Luftspaltes umfassen, durch welchen die eingeführte Münze zwischen den Kondensatorplatten des Kondensatormittels vorbei läuft.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei welcher sich der Wert von einem der physikalischen Parameter als Funktion der Höhe über dem Boden der Münzführung an einem der Abschnitte des Münzpfades verändert.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher der Wert von einem der physikalischen Parameter der selbe ist für beide Abschnitte der Münzführung über einen ersten Höhenbereich über dem Boden der Münzführung, aber verschieden ist für den ersten und zweiten Abschnitt über einen zweiten Höhenbereich über dem Boden der Münzführung, so daß der erste und der zweite Abschnitt verschiedene effektive Werte für den betreffenden physikalischen Parameter haben.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welcher ein an einer Wand (2) des Führungsmittels (3) befestigtes Element (111) einen Unterschied in einem oder mehreren der physikalischen Parameter zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt des Münzpfades bereitstellt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei welcher das Element (111) in der Richtung entlang des Münzpfades in wenigstens einer der folgenden Größen nicht gleichförmig ist: seiner Höhe; seiner Dicke; und seiner Zusammensetzung.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Entscheidungsmittel ein Zählmittel (31) zum Zählen der Oszillationen der oszillierenden Ausgangsfrequenz umfaßt, um dabei eine Messung der Frequenz zum Verwenden beim Treffen der Entscheidung zu erhalten.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher das Entscheidungsmittel Mittel (35) zum Vergleichen des von dem Zählmittel in einer vorbestimmten Dauer erreichten Zählwertes mit einem vorgespeicherten Wert und Treffen der Entscheidung auf der Grundlage des Vergleichsresultats umfaßt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei welcher das Oszillatormittel einen von einem Frequenzteiler (27) gefolgten Oszillatorschaltkreis aufweist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei welcher das Oszillatormittel umfaßt: einen Oszillator schaltkreis (77), dessen Oszillationsfrequenz durch die Kapazität des Kondensatormittels (7, 9) beeinflußt wird; einen Referenzoszillator (87); einen Mischer (85) zum Mischen des Ausgangs des Oszillatorschaltkreises mit dem Ausgang des Referenzoszillators; und ein Filtermittel (89) zum Filtern des Ausgangs des Mischers, wobei die Frequenz des Oszillatorausgangssignals hinter dem Filtermittel abhängig von der Differenz zwischen der Frequenz des Ausgangs des Oszillatorschaltkreises und der Frequenz des Ausgangs des Referenzoszillators ist.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Kompensationsmittel zum Überwachen der Ruhefrequenz des oszillierenden Ausgangssignals bei Fehlen einer eingeführten Münze und zum Ausgleichen der Entscheidungsmittel gegenüber Änderungen in der Ruhefrequenz über die Zeit.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei welcher das Entscheidungsmittel einen die Differenz zwischen der Frequenz des oszillierenden Ausgangssignals, wenn eine eingeführte Münze vorhanden ist, und einer Referenzfrequenz repräsentierenden Differenzwert ableitet, und die Entscheidung auf der Grundlage des Differenzwertes und einer vorgespeicherten Korrelation von möglichen Differenzwerten und Identifikationsdaten der eingeführten Münze trifft.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, bei welcher die Referenzfrequenz im wesentlichen gleich der Ruhefrequenz des oszillierenden Ausgangssignals ist, wenn keine Münze eingeführt ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, bei welcher das Kompensationsmittel die Referenzfrequenz erneuert, um Änderungen über die Zeit in der Ruhefrequenz des oszillierenden Ausgangssignals Rechnung zu tragen.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei welcher das Entscheidungsmittel den Differenzwert durch Vergleich eines die Frequenz des oszillierenden Ausgangssignals repräsentierenden Wertes mit einem vorgespeicherten, die Referenz frequenz repräsentierenden Wertes ableitet.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, bei welcher, wenn abhängig von Anspruch 20, das Kompensationsmittel die Referenzfrequenz durch Erneuern des vorgespeicherten Wertes erneuert.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, bei welcher das Kompensationsmittel die Referenzfrequenz erneuert, durch Vergleichen des vorgespeicherten Wertes mit einem die Ruhefrequenz des oszillierenden Ausgangssignals repräsentierenden Wert und durch Erneuern des vorgespeicherten Wertes in Erwiderung auf das Resultat der Vergleiches.

24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Münzpfad zwischen leitenden Platten (7, 9) des Kondensatormittels vorbeiläuft.

25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Oszillatormittel einen kapazitiven/induktiven abgestimmten Oszillator aufweist.

26. Verfahren zum Bestimmen, ob eine eingeführte Münze akzeptierbar ist, und zum Unterscheiden zwischen einer Mehrzahl akzeptierbarer Münzen, bei welchem eine eingeführte Münze an einem Kondensatormittel vorbei geführt wird, um dessen Kapazität während einer ersten Position längs des Münzpfads zu beeinflussen, wobei ein Oszillatormittel ein oszillierendes Ausgangssignal erzeugt, dessen Frequenz durch die Kapazität des Kondensatormitteis beeinflußt wird, und die eingeführte Münze zurückgewiesen oder es entschieden wird, welche von einer Mehrzahl akzeptierbarer Münzen die eingeführte Münze ist, auf der Grundlage der Frequenz des oszillierenden Ausgangssignals, während die eingeführte Münze an einer ersten Position längs des Münzpfades ist, wobei verschiedene Frequenzen des oszillierenden Ausgangssignals als Repräsentieren des Vorhandenseins verschiedener Münzen interpretiert werden,

dadurch gekennzeichnet, daß die eingeführte Münze zurückgewiesen oder es entschieden wird, welche einer Mehrzahl akzeptierbarer Münzen die eingeführte Münze ist auf der Grundlage sowohl der Frequenz des oszillierenden Ausgangssignals, während die eingeführte Münze an einer ersten Position längs des Münzpfades ist, als auch der Frequenz des oszillierenden Ausgangssignals, wenn die Münze an einer zweiten Position längs des Münzpfades ist, und die Münze auch die Kapazität des Kondensatormittels beeinflußt, wenn die Münze an der zweiten Position längs des Münzpfades ist, aber ein oder mehrere physikalische Parameter des Kondensatormittels, welche das Maß bestimmen, mit welchem eine Münze die Kapazität des Kondensatormittels beeinflußt, an einer zweiten Position von der ersten Position verschieden sind.

27. Verfahren nach Anspruch 26, bei welchem die Ruhefrequenz des oszillierenden Ausgangssignals während des Fehlens einer Münze so überwacht wird, um den Zurückweisungs- oder Entscheidungsschritt gegenüber Änderungen in der Ruhefrequenz über die Zeit auszugleichen.