DE69533013T2

DE69533013T2 - Münzerkennungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69533013T2
Application number: DE69533013T
Authority: DE
Inventors: Kenji Inba-gun Tsuji
Original assignee: Laurel Bank Machine Co Ltd
Current assignee: Laurel Bank Machine Co Ltd
Priority date: 1994-05-19
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2015-05-19
Also published as: EP0683473A3; EP0683473A2; EP0683473B1; CN1065641C; DE69533013D1; JPH0836661A; TW299426B; KR0172146B1; KR950033969A; CN1118095A; JP3525360B2; US5538123A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen, und insbesondere eine Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen, indem Oberflächenmuster der Münzen optisch erfasst werden.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Um zu ermitteln, ob Münzen akzeptierbar sind oder nicht, nämlich um die Echtheit von Münzen zu ermitteln, und ob die Münzen im Umlauf sind oder nicht, erfasst die herkömmliche Vorrichtung den Durchmesser, das Material und die Dicke der Münzen. Um die Unterscheidungsgenauigkeit zu verbessern, ist jedoch kürzlich eine Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen vorgeschlagen worden, welche Oberflächenmuster der Münzen optisch erfasst.
Die Japanische Patent-Auslegeschrift Nr. 6-28542 (JP-A-6028542) schlägt beispielsweise eine Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen vor, welche die Oberflächenmuster der Münzen optisch erfasst und sie mit Referenzmustern vergleicht, dabei den Nennwert der Münze ermittelt und, ob die Münzen akzeptierbar sind oder nicht.
Diese Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen unterscheidet die Münzen auf die folgende Weise. Sie strahlt Licht in einem flachen Winkel in Richtung der Münzen aus, erfasst das durch die Münzen reflektierte Licht durch einen Bildsensor und digitalisiert die daraus resultierenden optischen Daten, um binäre Bilddaten zu erstellen. Die auf diese Weise erhaltenen binären Bilddaten werden in binäre Bildflächendaten aufgeteilt, die einer Vielzahl von ringförmigen Flächen der Münzenoberfläche entsprechen. Danach berechnet sie die Anzahl von „0" Daten oder „1" Daten, die in den binären Bildflächendaten enthalten sind, die jeder ringförmigen Fläche der Münzenoberfläche entsprechen, berechnet das Verhältnis Sn der „0" Daten oder „1" Daten bezogen auf die gesamten Daten, und erhält Oberflächenmusterdaten der gesamten Münzenoberfläche in Übereinstimmung mit der Wertschwankung von Sn in einer radialen Richtung der Münze. Sie vergleicht die Oberflächenmusterdaten mit Referenzdaten von Oberflächenmustern, die im Vorhinein für jeden Nennwert erhalten werden, wodurch der Nennwert der Münzen ermittelt wird, und ob die Münze akzeptierbar ist oder nicht.
Im Allgemeinen, wenn der Nennwert der Münze ermittelt wird und, ob die Münze akzeptierbar ist oder nicht, indem das Oberflächenmuster der Münze erhalten wird und indem es mit Referenzoberflächenmustern verglichen wird, kann der Nennwert der Münze und, ob die Münze akzeptierbar ist oder nicht, nicht durch Vergleichen der binären Bildflächendaten, die jeder ringförmigen Fläche der Münze entsprechen, mit Referenzdaten von binären Bildflächen ermittelt werden, falls die Münze in umfangsmäßiger Richtung zu einer Referenzposition der Münze gedreht wird. In diesem Fall ist es notwendig, die erhaltenen binären Bildflächendaten, welche jeder ringförmigen Fläche der Münze entsprechen, zu drehen, so dass sie mit binären Referenzdaten von Bildflächen verglichen werden können. Diese Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen erhält allerdings die Oberflächenmusterdaten der gesamten Münzenoberfläche in Übereinstimmung mit der Wertschwankung von Sn in einer radialen Richtung der Münze, wobei Sn das Verhältnis der „0" oder „1" Daten ist, die in den binären Bildflächendaten enthalten sind, welche jeder ringförmigen Fläche der Münzenoberfläche entsprechen. Danach vergleicht sie die Oberflächenmusterdaten mit den Referenzdaten von Oberflächenmustern der Münze jeden Nennwertes, wodurch der Nennwert der Münze ermittelt wird und, ob die Münze akzeptierbar ist oder nicht. Deswegen besteht ihr Vorteil darin, die Berechnungszeit verkürzen zu können, selbst wenn die Münze in einer umfangsmäßigen Richtung im Verhältnis zu der Referenzposition gedreht wird, weil es nicht notwendig ist, die erhaltenen binären Bildflächendaten zu drehen, welche jeder ringförmigen Fläche der Münze entsprechen.
Sogar in diesem Fall liegt jedoch ein Problem für eine derartige Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen darin, dass sie Zeit zur Bestimmung benötigt, weil sie die erhaltenen Oberflächenmusterdaten mit den Referenzdaten von Oberflächenmustern von allen Nennwerten vergleicht, um den Nennwert der Münze zu ermitteln und, ob die Münze akzeptierbar ist oder nicht.
US 4,108,296 offenbart eine Vorrichtung zum Aufnehmen von Münzen, welche einen Sensor zum Erfassen des Durchmessers einer Münze umfasst, einen zweiten Sensor zum Erfassen des Materiales einer Münze und einen dritten Sensor zum Erfassen des geprägten Musters und der Form einer Münze. Ob eine Münze echt ist oder nicht, wird erstens durch Vergleichen des erfassten Durchmessers der eingeführten Münze mit Referenzdurchmessern von allen Nennwerten von Münzen unterschieden, zweitens durch Vergleichen des erfassten Materiales der eingeführten Münze mit Referenzmaterialien von allen Nennwerten von Münzen unterschieden, und drittens durch Vergleichen des erfassten geprägten Oberflächenmusters und der Form der eingeführten Münze mit geprägten Referenzoberflächenmustern und Formen von allen Nennwerten von Münzen unterschieden. Die Münzenunterscheidung auf der Grundlage des Münzendurchmessers, die Münzenunterscheidung auf der Grundlage des Münzenmateriales, und die Münzenunterscheidung auf der Grundlage der geprägten Oberflächenmuster und Formen werden unabhängig voneinander durchgeführt, und abschließend wird die eingeführte Münze nur als eine echte Münze beurteilt, wenn alle der Eigenschaften, nämlich der Durchmesser, das Material, das geprägte Oberflächenmuster und die Form der eingeführten Münze mit denjenigen eines Nennwertes der echten Münzen übereinstimmen. GB-A-2204166 beschreibt eine Anordnung zum Durchführen von Mustererkennung zur Geldscheinunterscheidung, die Beleuchtungseinrichtungen und Lichtempfangseinrichtungen umfassen. Weiterhin werden Speichereinrichtungen von Musterdaten, Speichereinrichtungen von Referenzdaten, und Datenvergleichseinrichtungen offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen zur Verfügung zu stellen, welche die Münze mit einer großen Genauigkeit und hohen Geschwindigkeit unterscheiden kann.
Die vorstehenden und weiteren Aufgaben der vorliegenden Erfindung können durch eine Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen erreicht werden, die umfasst: Beleuchtungseinrichtungen zum Ausstrahlen von Licht und zum Beleuchten einer Fläche einer Münze, Lichtempfangseinrichtungen zum Empfangen von Licht, das durch die Oberfläche der Münze reflektiert wird, und zum Erzeugen von Musterdaten der Münze, Speichereinrichtungen von Musterdaten zum Speichern der Musterdaten der Münze, die durch die Lichtempfangseinrichtungen erstellt werden, Speichereinrichtungen von Referenzdaten zum Speichern von Referenzdaten von Mustern jeden Nennwertes, Sensoreinrichtungen zum Erfassen eines Materiales der Münze, erste Bestimmungseinrichtungen zum Ermitteln eines Nennwertes der Münze auf der Grundlage des Materiales der Münze, das durch die Sensoreinrichtungen erfasst wird, zweite Bestimmungseinrichtungen zum Ermitteln des Nennwertes der Münze auf der Grundlage eines Durchmessers der Münze, Einrichtungen zur Nennwertbestimmung zum Ermitteln des Nennwertes der Münze auf der Grundlage der ermittelten Ergebnisse der ersten und zweiten Bestimmungseinrichtungen, Datenvergleichseinrichtungen zum Lesen von Referenzdaten von Mustern, die dem Nennwert der Münze entsprechen, der in den Speichereinrichtungen von Referenzdaten auf der Grundlage des Ergebnisses gespeichert wird, das durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung ermittelt wird, und zu ihrem Vergleich mit den Musterdaten, die in den Speichereinrichtungen von Musterdaten gespeichert sind, wodurch der Nennwert der Münze ermittelt wird.
Nach einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Speichereinrichtungen von Musterdaten ausgestaltet, um Musterdaten der Münze abzubilden und abzuspeichern, die durch die Lichtempfangseinrichtungen in einem x-y Koordinatensystem erstellt werden; und sie sind weiterhin mit Bestimmungseinrichtungen für Mittelkoordinaten zum Berechnen von Mittelkoordinaten der Musterdaten versehen, die in dem x-y Koordinatensystem in den Speichereinrichtungen von Musterdaten abgebildet werden, und Einrichtungen zur Musterdatenumwandlung zum Umwandeln der Musterdaten, die in dem x-y Koordinatensystem abgebildet und in den Speichereinrichtungen von Musterdaten gespeichert werden, in das r-θ Koordinatensystem, auf der Grundlage von Mittelkoordinaten in dem x-y Koordinatensystem der Musterdaten, die durch die Einrichtungen zur Mittelkoordinatenbestimmung berechnet werden, wodurch umgewandelte Musterdaten erstellt werden; und die Speichereinrichtungen von Referenzdaten sind ausgestaltet, um die Referenzdaten von Mustern zu speichern, die in dem r-θ Koordinatensystem abgebildet sind, und die Datenvergleichseinrichtungen sind ausgestaltet, um die umgewandelten Musterdaten entlang der θ-Achse zu korrigieren, und um die korrigierten, umgewandelten Musterdaten mit den Referenzdaten von Mustern zu vergleichen, die dem Nennwert entsprechen, der aus den Speichereinrichtungen von Referenzdaten auf der Grundlage des Ergebnisses gelesen wird, das durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung ermittelt wird, wodurch der Nennwert der Münze ermittelt wird.
Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfassen alle Referenzdaten von Mustern die Referenzdaten von Mustern von beiden Seiten der Münze.
Nach noch einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst sie weiterhin Steuereinrichtungen der Lichtausstrahlung zum Steuern der Beleuchtungseinrichtungen, und die Steuereinrichtungen der Lichtausstrahlung sind ausgestaltet, um die Lichtmenge zu regeln, die von den Beleuchtungseinrichtungen auf der Grundlage des Ergebnisses ausge-strahlt wird, das durch die ersten Bestimmungseinrichtungen ermittelt wird.
Nach noch einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst sie weiterhin Steuereinrichtungen des Lichtempfanges zum Steuern der Lichtempfangseinrichtungen, und die Steuereinrichtungen des Lichtempfanges sind ausgestaltet, um die Zeitdauer zu steuern, während der die Lichtempfangseinrichtungen das Licht auf der Grundlage des Ergebnisses empfangen, das durch die ersten Bestimmungseinrichtungen ermittelt wird.
Die vorstehenden und weiteren Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Draufsicht, welche einen Bereich zum Unterscheiden von Münzen einer Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine schematische Seitensicht, welche einen Bereich zum Unterscheiden von Münzen einer Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die in 1 gezeigt wird.
3 ist ein Blockdiagramm eines Erfassungs-, eines Steuerungs- und eines Unterscheidungssystems einer Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen, welches eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
4 ist ein Blockdiagramm eines Erfassungs-, eines Steuerungs- und eines Unterscheidungssystems einer Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen, welches eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
5 ist eine schematische Ansicht, die ein Verfahren zum Berechnen von Mittelkoordinaten von Musterdaten zeigt, das durch eine Einrichtung zur Mittelkoordinatenbestimmung 36 durchgeführt wird.
6 ist ein Beispiel von Musterdaten einer Münze 1, die durch ein ladungsgekoppeltes Bauelement CCD 16 in einem Speicher von abgebildeten Musterdaten 32 erstellt, abgebildet und gespeichert werden.
7 sind umgewandelte Musterdaten, die von Einrichtungen zur Musterdatenumwandlung 50 erstellt werden, indem die in 6 gezeigten Musterdaten umgewandelt werden.
8 ist ein Beispiel von Referenzdaten von Mustern der Münze 1, die in dem in 6 gezeigten r-θ Koordinatensystem abgebildet werden.
9 ist ein Kurvendiagramm, das Musterdatenwerte zeigt, die durch Lesen der umgewandelten Mus-terdaten erhalten werden, die in 7 gezeigt werden.
10 ist ein Kurvendiagramm, das Musterdatenwerte zeigt, die durch Lesen der Referenzdaten von Mustern erhalten werden, die in 8 gezeigt werden.
11 zeigt ein Beispiel von umgewandelten Musterdaten, welche durch die Vergleichseinrichtungen von Musterdaten wieder abgebildet werden.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Münze 1 wird, wie in 1 und 2 gezeigt, durch ein Endlostransportband 2 auf die Oberfläche des Münzendurchganges 3 gepresst, während es durch den Münzendurchgang 3 hindurch entlang eines Paares Führungsschienen 4, 5 in die Richtung transportiert wird, die durch einen Pfeil A angezeigt ist. Der Münzendurchgang 3 ist mit einem durchsichtigen Durchgangsabschnitt 6 versehen, welcher aus einem lichtdurchlässigen, durchsichtigen Material hergestellt ist, wie z. B. Glas, Acrylharz oder dergleichen. Ein Paar Magnetsensoren 7, 7 sind zum Erfassen von magnetischen Eigenschaften der Münze 1 stromaufwärts des durchsichtigen Durchgangsabschnittes 3 im Verhältnis zu der Transportrichtung der Münze zur Verfügung gestellt. Beleuchtungseinrichtungen 8 zum Beleuchten der Münze 1, welche den durchsichtigen Durchgangsabschnitt 6 passiert, sind unterhalb des durchsichtigen Durchgangsabschnittes 6 zur Verfügung gestellt. Einrichtungen zum Erstellen von Bilddaten 9 zum Empfangen des Lichtes, das von den Beleuchtungseinrichtungen 8 ausgestrahlt und durch die Münze 1 reflektiert wird, und zum Erstellen von Bilddaten, sind noch weiter unterhalb der Beleuchtungseinrichtungen 8 zur Verfügung gestellt.
Wie in 1 dargestellt, bestehen die Beleuchtungseinrichtungen 8 aus vielen Leuchtelementen 10, wie z. B. LED oder dergleichen, die auf einem Kreis entlang einer Achse angeordnet sind, die durch die Mitte des durchsichtigen Durchgangsabschnittes 6 verläuft. Jedes Leuchtelement 10 ist derart angeordnet, dass seine optische Achse einen kleinen Winkel im Verhältnis zu der horizontalen Richtung bildet und auf eine vorbestimmte Stelle auf einer mittleren Achse eines Kreises gerichtet ist, dessen Mitte an der Mitte des durchsichtigen Durchgangsabschnittes 6 angeordnet ist, wobei es die Münze 1, die den durchsichtigen Durchgangsabschnitt 3 passiert, unter einem flachen Winkel beleuchten kann.
Die Einrichtungen zum Erstellen von Bilddaten 9 umfassen ein Objektivsystem 15, das derart angeordnet ist, dass seine optische Achse mit der mittleren Achse des Kreises zusammenfällt, dessen Mitte an der Mitte des durchsichtigen Durchgangsabschnittes 6 angeordnet ist. Sie umfassen außerdem ein ladungsgekoppeltes Bauelement 16, welches unter dem Objektivsystem 15 angeordnet ist, und dessen Brennpunkt derart angeordnet ist, dass er auf der Oberseite des durchsichtigen Durchgangsabschnittes 6 liegt. Das ladungsge koppelte Bauelement 16 erfasst photoelektrisch das von den Leuchtelementen 10 ausgestrahlte und durch die Oberfläche der Münze 1 reflektierte Licht. Die Einrichtungen zum Erstellen von Bilddaten 9 umfassen außerdem einen (nicht dargestellten) Analog-Digital-Umwandler, welcher Bilddaten der Münze 1, die photoelektrisch durch das ladungsgekoppelte Bauelement 16 erfasst werden, in ein digitales Signal umwandelt, wodurch digitalisierte Bilddaten erstellt werden.
Zwei Zeitmessungssensoreinheiten 20, 20, die jeweils ein Leuchtelement 18 und ein Lichtempfangselement 19 umfassen, sind auf der stromabwärts gelegenen Seite der Einrichtungen zum Erstellen von Bilddaten 9 direkt neben ihnen angeordnet zur Verfügung gestellt. Jeder der Zeitmessungssensoren 20, 20 ist so ausgestaltet, dass Licht, welches von dem Leuchtelement 18 ausgestrahlt wird, durch das Lichtempfangselement 19 durch den durchsichtigen Durchgangsabschnitt 6 hindurch empfangen werden kann und er gibt ein Zeitmessungssignal aus, wenn das Lichtempfangselement 19 kein Licht empfängt, das von dem Leuchtelement 18 ausgestrahlt wird. Die Zeitmessungssensoren 20 sind im Verhältnis zu den Einrichtungen zum Erstellen von Bilddaten 9 derart angeordnet, dass die Mitte der Münze 1 derart angeordnet ist, dass sie mit der Mitte des durchsichtigen Durchgangsabschnittes 6 zusammenfällt, wenn das Licht nicht durch das Lichtempfangselement 19 empfangen wird, weil das von dem Leuchtelement 18 ausgestrahlte Licht durch die sich auf der Oberfläche des durchsichtigen Durchgangsabschnittes 6 vorwärts bewegende Münze 1 blockiert wird und die Zeitmessungssignale ausgegeben werden.
3 ist ein Blockdiagramm eines Erfassungs-, eines Steuerungs- und eines Unterscheidungssystems einer Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen, welches eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Wie in 3 dargestellt, umfasst das Erfassungssystem der Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen zwei Zeitmessungssensoreinheiten 20, 20, welche erfassen, dass die Münze 1 den durchsichtigen Durchgangsabschnitt 6 erreicht hat.
In 3 umfasst das Steuerungssystem der Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen Steuereinrichtungen der Lichtausstrahlung 25, welche ein Lichtausstrahlungssignal an die Beleuchtungseinrichtungen 8 ausgeben, wenn das Zeitmessungssignal von den Zeitmessungssensoren 20, 20 empfangen wird und sie veranlasst, Licht auszustrahlen und die Münze 1 zu beleuchten, die sich auf der Oberseite des durchsichtigen Durchgangsabschnittes 6 befindet, und Steuereinrichtungen der Bilderkennung 26, die dem ladungsgekoppelten Bauelement 16 der Einrichtungen zum Erstellen von Bilddaten 9 ermöglichen, mit der Erfassung des Lichtes zu beginnen, das durch die Oberfläche der Münze 1 reflektiert wird, wenn das Zeitmessungssignal durch die Zeitmessungssensoren 20 empfangen wird.
In 3 umfasst das Unterscheidungssystem der Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen erste Bestimmungseinrichtungen 31, welche auf einen ersten Referenzdatenspeicher 30 gemäß einem Erfassungssignal von den Magnetsensoren 7, 7 zugreifen, und die magnetischen Daten, welche die magnetischen Eigenschaften von jedem Nennwert anzeigen, der in dem ersten Referenzdatenspeicher 30 gespeichert ist, mit den magnetischen Daten der Münze 1 vergleichen, die durch die Erfassungssignale von den Magnetsensoren 7, 7 eingegeben werden, wodurch der Nennwert der Münze 1 ermittelt wird, die durch die Magnetsensoren 7, 7 erfasst wird; ein Speicher von Bildmusterdaten 32 zum Abbilden und zum Speichern der Bildmusterdaten der Münze 1, die photoelektrisch durch das ladungsgekoppelte Bauelement 16 erfasst werden und durch den Analog-Digital-Umwandler 17 digitalisiert werden, in dem rechtwinkeligen Koordinatensystem, d. h. dem x-y Koordinatensystem; zweite Bestimmungseinrichtungen 34, welche auf einen zweiten Referenzdatenspeicher 33 zugreifen und die Daten bezüglich des Durchmessers der Münze von jedem Nennwert, der in dem zweiten Referenzdatenspeicher 33 gespeichert ist, mit den Bildmusterdaten der Münze 1 vergleicht, die aus dem Speicher von Bildmusterdaten 32 gelesen werden, wodurch der Nennwert der Münze 1 auf der Grundlage des Durchmessers der Münze 1 ermittelt wird; Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 zum Ermitteln des Nennwertes der Münze 1 auf der Grundlage eines ersten Bestimmungssignales, das von den ersten Bestimmungseinrichtungen 31 eingegeben wird, und eines zweiten Bestimmungssignales, das von den zweiten Bestimmungseinrichtungen 34 eingegeben wird; Einrichtungen zur Mittelkoordinatenbestimmung 36 zum Erhalten der Mittelkoordinaten der Bildmusterdaten der Münze 1, die in dem Speicher von Bildmusterdaten 32 abgebildet und gespeichert werden; Erstellungseinrichtungen von binären Daten 37, welche die Bildmusterdaten der Münze 1 digitalisieren, die in dem Speicher von Bildmusterdaten 32 abgebildet und gespeichert werden, und die digitalisierten Bildmusterdaten zu Gruppen von binären Bildmusterdaten gruppieren, die einer Vielzahl von ringförmigen Flächen der Oberfläche der Münze 1 entsprechen, die für jeden Nennwert auf der Grundlage eines Signales zur Nennwertbestimmung, das von den Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 eingegeben wird, und eines Signales der Mittelkoordinaten, das von den Einrichtungen zur Mittelkoordinatenbestimmung 36 eingegeben wird, ermittelt werden, die Anzahl von „0" Daten in den Gruppen von binären Bildmusterdaten erhalten, die jeder ringförmigen Fläche entsprechen, das Verhältnis der „0" Daten in den gesamten Daten erhalten, wodurch das Datenverhältnis für jede Gruppe von binären Bildmusterdaten erstellt wird, die jeder ringförmigen Fläche der Oberfläche der Münze 1 entsprechen; und Datenvergleichseinrichtungen 39, welche auf einen dritten Referenzdatenspeicher 38 zum Speichern von Referenzdaten von Verhältnissen zugreifen, die das Verhältnis der „0" Daten in den Gruppen von binären Bildmusterdaten anzeigen, die der Vielzahl von ringförmigen Flächen der Münzenoberfläche von jedem Nennwert entsprechen, die Verhältnisdaten in den Gruppen von binären Bildmusterdaten auslesen, die jeder ringförmigen Fläche der Münzenoberfläche des entsprechenden Nennwertes entsprechen, in Übereinstimmung mit dem Signal zur Nennwertbestimmung, das von den Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 eingegeben wird, welche die Verhältnisdaten vergleichen, die aus dem dritten Referenzdatenspeicher 38 ausgelesen werden, mit den Verhältnisdaten für jede Gruppe von binären Bildmusterdaten, die jeder ringförmigen Fläche der Oberfläche der Münze 1 entsprechen, die von den Erstellungeinrichtungen von binären Daten 37 eingegeben werden, wodurch der Nennwert der Münze 1 ermittelt wird und, ob die Münze 1 akzeptierbar ist oder nicht. In dieser Ausführungsform wird das erste Bestimmungssignal von den ersten Bestimmungseinrichtungen 31 an die Steuereinrichtungen der Lichtausstrahlung 25 ausgegeben und die Steuereinrichtungen der Lichtausstrahlung 25 steuern die Lichtmenge, die von dem Leuchtelement 10 auf der Grundlage des Nennwertes der Münze 1 ausgegeben wird, der durch die ersten Bestimmungseinrichtungen 31 in Übereinstimmung mit dem ersten Bestimmungssignal von den ersten Bestimmungseinrichtungen 31 ermittelt wird. In dem dritten Referenzdatenspeicher 38 werden die zu verarbeitenden Referenzdaten von Verhältnissen der Gruppen von binären Bildmusterdaten gespeichert, die jeder ringförmigen Fläche der Vorderseite und Rückseite von allen Nennwerten entsprechen.
In 3 bezeichnet das Bezugszeichen 100 Anzeigeeinrichtungen zum Anzeigen, ob die Münze 1 akzeptierbar ist oder nicht.
Die auf diese Weise ausgebildete Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen, welche eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ermittelt den Nennwert der Münze 1 und entscheidet folgendermaßen, ob die Münze 1 akzeptierbar ist oder nicht.
Die Münze 1 wird durch das Endlostransportband 2 auf die Oberfläche des Münzendurchganges 3 gepresst, während sie durch den Münzendurchgang 3 hindurch, entlang eines Paares Führungsschienen 4, 5 in die Richtung transportiert wird, die durch den Pfeil A angezeigt ist. Die magnetischen Eigenschaften der Münze 1 werden durch das Paar Magnetsensoren 7, 7 erfasst und die Erfassungssignale werden an die ersten Bestimmungseinrichtungen 31 ausgegeben.
Die ersten Bestimmungseinrichtungen 31 greifen auf den ersten Referenzdatenspeicher 30 zu, wenn die Erfassungssignale von den Magnetsensoren 7, 7 eingegeben werden, lesen die magnetischen Daten, welche die magnetischen Eigenschaften von jedem Nennwert anzeigen, die in dem ersten Referenzdatenspeicher 30 gespeichert sind, ermitteln den Nennwert der Münze 1 durch Vergleichen der magnetischen Daten, die aus dem ersten Referenzdatenspeicher 30 gelesen werden, mit den magnetischen Daten der Münze 1, die von den Magnetsensoren 7, 7 eingegeben werden, und geben das erste Bestimmungssignal an die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 und die Steuereinrichtungen der Lichtausstrahlung 25 aus.
Wenn die Münze 1 in den durchsichtigen Durchgangsabschnitt 6 durch den Münzendurchgang 3 hindurch eingeführt wird und das Licht blockiert, das von dem Leuchtelement 18 der Zeitmessungssensoren 20 ausgestrahlt wird, und die Lichtempfangselemente 19 kein Licht von den Leuchtelementen 18 empfangen, werden die Zeitmessungssignale von den Zeitmessungssensoren 20 an die Steuereinrichtungen der Lichtausstrahlung 25 und die Steuereinrichtungen der Bilderkennung 26 ausgegeben.
Wenn die Zeitmessungssignale von den Zeitmessungssensoren 20 eingegeben werden, geben die Steuereinrichtungen der Lichtausstrahlung 25 das Lichtausstrahlungssignal an die Beleuchtungseinrichtungen 8 auf der Grundlage des ersten Bestimmungssignales aus, das von den ersten Bestimmungseinrichtungen 31 eingegeben wird, und veranlassen sie, die Lichtmenge, welche dem Nennwert der Münze 1 entspricht, der durch die ersten Bestimmungseinrichtungen 31 ermittelt wird, in Richtung auf die Unterseite der Münze 1 auszustrahlen, die auf dem durchsichtigen Durchgangsabschnitt 6 angeordnet ist. Der Grund, warum die von dem Leuchtelement 10 ausgestrahlte Lichtmenge auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses des Nennwertes der Münze 1 durch die ersten Bestimmungseinrichtungen 31 gesteuert wird, liegt darin, dass sich die reflektierte Lichtmenge abhängig von dem Material der Münze 1 verändert. Wenn dieselbe Lichtmenge auf die Münze 1 ausgestrahlt wird, können die Bildmusterdaten der Münze 1 nicht genau erfasst werden. Das bedeutet, wenn die Münze aus einem Material hergestellt ist, welches eine hohes Reflexionsvermögen von Licht aufweist, wie z. B. Nickel, Aluminium oder dergleichen, wird es schwierig, die binären Daten, welche dem Oberflächenmuster der Münze 1 entsprechen, durch Erfassen von Licht, das von der Oberfläche der Münze reflektiert wird, genau zu erstellen. Dies ist so, weil die gesamte reflektierte Lichtmenge zu groß und gesättigt wird, wenn eine hohe Lichtmenge ausgestrahlt wird. Wenn die Münze aus einem Material hergestellt ist, welches ein niedriges Reflexionsvermögen von Licht aufweist, wie z. B. Kupfer, Messing oder dergleichen, können andererseits die binären Daten, welche dem Oberflächenmuster der Münze 1 entsprechen, nicht genau durch Erfassen von Licht, das von der Oberfläche der Münze reflektiert wird, erstellt werden. Dieses ist so, weil die gesamte reflektierte Lichtmenge zu gering ist, wenn eine geringe Lichtmenge ausgestrahlt wird. Deswegen sind die Steuereinrichtungen der Lichtausstrahlung 25 derart ausgebildet, dass, wenn die Münze 1 des Nennwertes, der durch die ersten Bestimmungseinrichtungen 31 ermittelt wird, aus einem Material hergestellt ist, welches ein hohes Reflexionsvermögen von Licht aufweist, wie z. B. Nickel, Aluminium oder dergleichen, die Steuereinrichtungen der Lichtausstrahlung 25 das Lichtausstrahlungssignal an die Beleuchtungseinrichtungen 8 derart ausgeben, dass eine niedrige Lichtstärke ausgestrahlt wird. Andererseits sind sie derart ausgebildet, dass, wenn die Münze 1 des Nennwertes, der durch die ersten Bestimmungseinrichtungen 31 ermittelt wird, aus einem Material hergestellt ist, welches ein niedriges Reflexionsvermögen von Licht aufweist, wie z. B. Kupfer, Messing oder dergleichen, die Steuereinrichtungen der Lichtausstrahlung 25 das Lichtausstrahlungssignal an die Beleuchtungseinrichtungen 8 derart ausgeben, dass das Leuchtelement 10 eine hohe Lichtstärke ausstrahlt.
Die Steuereinrichtungen der Bilderkennung 26 veranlassen das ladungsgekoppelte Bauelement 16 der Einrichtungen zum Erstellen von Bilddaten 9 mit der Erfassung des Lichtes zu beginnen, das von dem Leuchtelement 10 ausgestrahlt und durch die Unterseite der Münze 1 reflektiert wird, wenn die Zeitmessungssignale von den Zeitmessungssensoren 20 eingegeben werden.
Weil die Beleuchtungseinrichtungen 8 derart angeordnet sind, dass sie in der Lage sind, die Münze 1 beim Vorwärtsbewegen durch den durchsichtigen Durchgangsabschnitt 6 unter einem flachen Winkel zu beleuchten, wird das Licht entsprechend der erhabenen und vertieften Muster der Unterseite der Münze 1 reflektiert. Das durch die Oberfläche der Münze 1 reflektierte Licht wird durch das Objektivsystem 15 in Richtung des ladungsgekoppelten Bauelementes 16 gelenkt und photoelektrisch durch das ladungsgekoppelte Bauelement 16 erfasst, wodurch die Bildmusterdaten der Oberfläche der Münze 1 durch das ladungsgekoppelte Bauelement 16 erstellt werden. Die Bildmusterdaten der Oberfläche der Münze 1, die durch das ladungsgekoppelte Bauelement 16 erstellt werden, werden durch den Analog-Digital-Umwandler 17 digitalisiert. Die digitalisierten Bildmusterdaten werden in dem rechtwinkeligen Koordinatensystem, d. h. dem x-y Koordinatensystem in dem Speicher von Bildmusterdaten 32 abgebildet und gespeichert.
Wenn die Bildmusterdaten der Münze 1 in dem Speicher von Bildmusterdaten 32 gespeichert werden, greifen die zweiten Bestimmungseinrichtungen 34 auf den zweiten Referenzdatenspeicher 33 zu. Sie lesen die Daten bezüglich des Durchmessers der Münze 1 und außerdem die Bildmusterdaten, die in dem Speicher von Bildmusterdaten 32 gespeichert sind. Durch Vergleichen dieser Daten ermitteln die zweiten Bestimmungseinrichtungen 34 den Nennwert der Münze 1 und geben das zweite Bestimmungssignal an die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 aus. Es gibt einige Münzen, deren Durchmesser nur geringfügig voneinander abweichen, obwohl ihre Nennwerte unterschiedlich sind.
Wenn Münzen mit einem geringfügig größeren Durchmesser abgenutzt sind, kann es passieren, dass ihre Durchmesser übereinstimmen. Deswegen kann in einigen Fällen der Nennwert der Münze 1 nicht genau durch Erfassen ihres Durchmessers erfasst werden. In dieser Ausführungsform ermitteln die ersten Bestimmungseinrichtungen 31 den Nennwert der Münze 1 auf der Grundlage der magnetischen Eigenschaften der Münze 1 und geben das erste Bestimmungssignal an die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 aus. Die zweiten Bestimmungseinrichtungen 34 ermitteln den Nennwert der Münze 1 auf der Grundlage des Durchmessers der Münze 1 und geben das zweite Bestimmungssignal an die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 aus. Wenn die Nennwerte der Münze 1, die durch die ersten und zweiten Bestimmungseinrichtungen und 31 und 34 auf der Grundlage des ersten und zweiten Bestimmungssignales ermittelt werden, nicht übereinstimmen, ist die Entscheidung vorgesehen, dass diese Münze nicht akzeptiert werden kann. Wenn aus diesem Grund die zweiten Bestimmungseinrichtungen 34 nur eine Art von Nennwert der Münze 1 auf der Grundlage des Durchmessers der Münze 1 ermitteln, das zweite Bestimmungssignal erstellen und das zweite Bestimmungssignal an die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ausgeben, besteht die Möglichkeit, dass die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 entscheiden, dass die Münze 1 nicht akzeptierbar ist, obwohl die Münze 1 eine akzeptierbare Münze ist. Dementsprechend wählen in dieser Ausführungsform die zweiten Bestimmungseinrichtungen 34 zwei Nennwerte, deren Durchmesser am nächsten und am zweitnächsten zu dem Durchmesser der erfassten Münze 1 liegen, und geben die zweiten Bestimmungssignale an die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 aus.
Die Einrichtungen zur Nennwertunterscheidung 35 ermitteln den Nennwert der Münze 1 auf der Grundlage des ersten Bestimmungssignales, das von den ersten Bestimmungseinrichtungen 31 eingegeben wird, und des zweiten Bestimmungssignales, das von den zweiten Bestimmungseinrichtungen 34 eingegeben wird. Wenn die durch die ersten Bestimmungseinrichtungen 31 und die zweiten Bestimmungseinrichtungen 34 ermittelten Ergebnisse übereinstimmen, geben die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 das Nennwertsignal an die Erstellungseinrichtungen von binären Daten 37 und die Datenvergleichseinrichtungen 39 aus. Wenn sie nicht übereinstimmen, ist die Münze 1 eine gefälschte Münze oder eine ausländische Münze und deswegen entscheiden sie, das sie nicht akzeptierbar ist, und ein Signal des Nichtakzeptierens wird an die Anzeigeeinrichtungen 100 ausgegeben, wodurch sie veranlasst werden anzuzeigen, dass die Münze 1 nicht akzeptierbar ist.
Die Einrichtungen zur Mittelkoordinatenbestimmung 36 ermitteln die Mittelkoordinaten der Bildmusterdaten, die in dem rechtwinkeligen Koordinatensystem abgebildet und gespeichert werden, d. h. dem x-y Koordinatensystem, und in dem Speicher von Bildmusterdaten 32 gespeichert werden, und geben die Mittelkoordinaten an die Erstellungseinrichtungen von binären Daten 37 aus. Die Erstellungseinrichtungen von binären Daten 37 lesen die Bildmusterdaten der Münze 1, die in dem Speicher von Bildmusterdaten 32 abgebildet und gespeichert werden, und digitalisieren sie. Die Erstellungseinrichtungen von binären Daten 37 gruppieren die digitalisierten Bildmusterdaten zu den Gruppen von binären Bildmusterdaten des Nennwertes, welche der Mehrheit von ringförmigen Flächen der Oberfläche der Münze 1 entsprechen, und erhalten die Anzahl der „0" Daten in jeder Gruppe von binären Bildmusterdaten, die jeder ringförmigen Fläche entsprechen, erhalten das Verhältnis der „0" Daten im Verhältnis zu allen Daten, erstellen die Verhältnisdaten jeder Gruppe von binären Bildmusterdaten, die jeder ringförmigen Fläche der Oberfläche der Münze 1 entsprechen, und geben die Verhältnisdaten an die Datenvergleichseinrichtungen 39 aus.
Wenn die Datenvergleichseinrichtungen 39 das Bestimmungssignal von den Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 empfangen, greifen sie auf den dritten Referenzdatenspeicher 38 zu, als erstes lesen sie die Refererzdaten von Verhältnissen der Rückseite der Münze des entsprechenden Nenrweres aus den Referenzdaten von Verhältnissen, die in dem dritten Referenzdatenspeicher 38 gespeichert sind, in Übereinstimmung mit dem Bestimmungssignal, das von den Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 eingegeben wird, vergleichen die Referenzdaten von Verhältnissen mit dem Verhältnisdaten, die von den Erstellungseinrichtungen von binären Daten 37 eingegeben werden, wodurch der Nennwert der Münze 1 ermittelt wird.
Wenn der Nennwert der Münze 1 unterschieden wird, berechnen die Datenvergleichseinrichtungen 39 die absoluten Werte Di (i = 1 ~ n, wobei n die Anzahl von ringförmigen Flächen der Münze 1 ist, welche für jeden Nennwert vorbestimmt ist) des Unterschiedes zwischen den Referenzdaten von Verhältnissen jeder Gruppe von binären Bildmusterdaten, die jeder ringförmigen Fläche der Münze 1 entsprechen, und den erfassten Verhältnisdaten, die von den Erstellungseinrichtungen von binären Daten 37 eingegeben werden. Die Datenvergleichsein richtungen 39 ermitteln dann, ob die absoluten Werte Di der Unterschiede zwischen den Referenzdaten von Verhältnissen jeder Gruppe von binären Bildmusterdaten, die jeder ringförmigen Fläche der Münze 1 entsprechen, und den erfassten Verhältnisdaten weniger als ein vorbestimmter Wert D₀ betragen oder nicht. Wenn aus diesem Grund die absoluten Werte Di der Unterschiede zwischen den Referenzdaten von Verhältnissen der Gruppen von binären Bildmusterdaten, die allen ringförmigen Flächen der Münze 1 entsprechen, und den erfassten Verhältnisdaten weniger als ein vorbestimmter Wert D₀ betragen, integrieren die Datenvergleichseinrichtungen 39 ferner die absoluten Werte Di der Unterschiede zwischen den Referenzdaten von Verhältnissen und den Verhältnisdaten über alle Gruppen der binären Bildmusterdaten, die den ringförmigen Flächen der Münze 1 entsprechen, und ermitteln, ob der daraus resultierende, integrierte Wert I weniger als der vorbestimmte Werte I₀ beträgt oder nicht. Als Ergebnis, wenn der integrierte Wert I weniger beträgt als der vorbestimmter Wert I₀, ermitteln die Datenvergleichseinrichtungen 39, dass die Münze 1 die Münze mit dem Nennwert ist, der durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermittelt wird. Nun sollte angemerkt werden, dass, wenn der Nennwert der Münze 1 mit dem Nennwert übereinstimmt, der durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermittelt wird, der absolute Wert Di und der integrierte Wert I theoretisch 0 wird. Weil allerdings die Oberfläche der Münze 1 abgenutzt sein kann oder ein Erfassungsfehler vorliegen kann, ist es möglich, dass sie nicht gleich 0 sind, selbst wenn die ermittelten Nennwerte übereinstimmen. Daraus folgt in dieser Ausführungsform, dass, wenn Di weniger als D₀ beträgt und gleichzeitig I weniger als I₀ beträgt, festgelegt wird, dass die Münze 1 die Münze mit dem Nennwert ist, der durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermittelt wird.
Wenn mindestens einer der absoluten Werte Di der Unterschiede zwischen den Referenzdaten von Verhältnissen der Gruppe von binären Bildmusterdaten, die mindestens einer der ringförmigen Flächen der Münze 1 entsprechen, und den erfassten Verhältnisdaten nicht weniger als der vorbestimmte Wert D₀ ausmacht, oder wenn die absoluten Werte Di der Unterschiede zwischen den Referenzdaten von Verhältnissen von allen Gruppen der binären Bildmusterdaten, die jeder ringförmigen Fläche der Münze 1 entsprechen, weniger als der vorbestimmte Wert D₀ ausmachen und gleichzeitig der integrierte Wert I nicht weniger als der vorbestimmte Wert I₀ beträgt, können die Datenvergleichseinrichtungen 39 nicht bestimmen, ob der Nennwert der Münze 1 derselbe ist wie der Nennwert, der durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermittelt wird. Die Münze 1 kann allerdings nicht immer derart eingeführt werden, dass ihre Vorderseite nach oben zeigt und es gibt Fälle, bei denen die Vorderseite der Münze 1 beim Vorwärtsbewegen in dem Münzendurchgang 3 nach unten zeigt. Deswegen wird die Entscheidung, dass die Münze 1 nicht akzeptierbar ist, wenn die erfassten Verhältnisdaten der Münze 1 nicht mit den Referenzdaten von Verhältnissen der Rückseite der Münze des Nennwertes übereinstimmen, der durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermittelt wird, die Unterscheidungsgenauigkeit deutlich herabsetzen.
Deswegen greifen die Datenvergleichseinrichtungen 39 ferner auf den dritten Referenzdatenspeicher 38 zu, lesen die Referenzdaten von Verhältnissen der Vorderseite der Münze des Nennwertes, der durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermittelt wird, und auf genau die gleiche Weise wie vorstehend beschrieben, ermitteln sie, ob die absoluten Werte Di der Unterschiede zwischen den Referenzdaten von Verhältnissen jeder Gruppe von binären Bildmusterdaten, die jeder ringförmigen Fläche der Münze 1 entsprechen, und den erfassten Verhältnisdaten weniger betragen als der vorbestimmte Wert D₀. Wenn die absoluten Werte Di der Unterschiede zwischen den Referenzdaten von Verhältnissen von allen Gruppen von binären Bildmusterdaten, die jeder ringförmigen Fläche der Münze 1 entsprechen, und den erfassten Verhältnisdaten weniger als ein vorbestimmter Wert D₀ betragen, integrieren die Datenvergleichseinrichtungen 39 die absoluten Werte Di der Unterschiede zwischen den Referenzdaten von Verhältnissen und den Verhältnisdaten für alle Gruppen von binären Bildmusterdaten, die jeder ringförmigen Fläche der Münze 1 entsprechen, und ermitteln, ob der daraus resultierende, integrierte Wert I weniger als der vorbestimmte Wert I₀ ausmacht oder nicht. Als Ergebnis, wenn der integrierte Wert I weniger beträgt als der vorbestimmte Wert I₀, ermitteln die Datenvergleichseinrichtungen 39, dass die Münze 1 die Münze mit dem Nennwert ist, der durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermittelt wird.
Andererseits, wenn mindestens einer der absoluten Werte Di der Unterschiede zwischen den Referenzdaten von Verhältnissen der Gruppe von binären Bildmusterdaten, die jeder ringförmigen Fläche der Vorderseite der Münze 1 entsprechen, und den erfassten Verhältnisdaten nicht weniger als der vorbestimmte Wert D₀ ausmacht, oder wenn die absoluten Werte Di der Unter schiede zwischen den Referenzdaten von Verhältnissen der Gruppen von binären Bildmusterdaten, die allen ringförmigen Bereichen der Vorderseite der Münze 1 entsprechen, und der erfassten Verhältnisdaten weniger als der vorbestimmte Wert D₀ ausmachen und gleichzeitig der integrierte Wert I nicht weniger als der vorbestimmte Wert I₀ beträgt, bedeutet dies, dass als Ergebnis aufgrund des Vergleichens der Referenzdaten von Verhältnissen der Münze mit dem Nennwert, deren magnetische Eigenschaften und deren Durchmesser diejenigen sind, die den Nennwerten mit den erfassten Referenzdaten am nächsten kommen, die Oberflächenmuster der Vorderseite und der Rückseite der Münze 1 sich von den Oberflächenmustern der Münze des Nennwertes unterscheiden, der durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermittelt wird. Deswegen wird, weil die Münze 1 entweder eine gefälschte Münze oder eine ausländische Münze ist, entschieden, dass sie nicht akzeptierbar ist. Die Datenvergleichseinrichtungen 39 geben das Signal des Nichtakzeptierens an die Anzeigeeinrichtungen 100 aus und veranlassen sie, anzuzeigen, dass die Münze 1 nicht akzeptierbar ist.
Gemäß dieser Ausführungsform ermitteln die ersten Bestimmungseinrichtungen 31 den Nennwert der Münze 1 auf der Grundlage der magnetischen Eigenschaften der Münze 1, die durch die Magnetsensoren 7, 7 erfasst werden, und die zweiten Bestimmungseinrichtungen 34 ermitteln den Nennwert der Münze 1 auf der Grundlage des Durchmessers der Münze 1. Die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermitteln den Nennwert der Münze 1 auf der Grundlage von beiden ermittelten Ergebnissen, die Datenvergleichseinrichtungen 39 vergleichen die Musterdaten der Münze 1 nur mit den Referenzdaten des Nennwertes, der durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermittelt wird, wodurch der Nennwert der Münze 1 ermittelt wird und, ob die Münze 1 akzeptierbar ist oder nicht. Deswegen kann die für die Bestimmung benötigte Zeit kürzer sein, verglichen mit dem Fall, wenn sie mit den Referenzdaten aller Nennwerte verglichen wird. Wenn das Reflexionsvermögen von Licht des Materiales, aus dem die Münze 1 besteht, niedrig ist, wird es derart geregelt, dass die Lichtmenge des Leuchtelementes 10, welches die Münze 1 beleuchtet, erhöht wird, und wenn das Reflexionsvermögen von Licht des Materiales aus dem die Münze 1 besteht, hoch ist, wird es derart gesteuert, dass die Lichtmenge des Leuchtelementes 10, welches die Münze 1 beleuchtet, gesenkt wird. Daraus ergibt sich, dass, unabhängig von dem Material, ob die Münze 1 aus einem Material hergestellt ist, das ein hohes oder ein niedriges Reflexions vermögen von Licht aufweist, oder nicht, es immer möglich ist, die binären Daten in Übereinstimmung mit dem Oberflächenmuster der Münze 1 zu erstellen, und den Nennwert der Münze 1 genau zu ermitteln und, ob die Münze 1 akzeptierbar ist oder nicht. Darüber hinaus wird durch Vergleichen der daraus resultierenden Daten durch Berechnen des Verhältnisses der „0" Daten in jeder Gruppe von Musterdaten, die jeder ringförmigen Fläche der Münze 1 entsprechen, mit den Referenzdaten von Verhältnissen, die im Vorhinein erhalten werden, der Nennwert der Münze 1 ermittelt und, ob die Münze akzeptierbar ist oder nicht. Aus diesem Grund ist es möglich, ohne die daraus resultierenden Musterdaten der Münze 1 zu drehen, um sie mit den Referenzdaten von Mustern zu vergleichen, den Nennwert der Münze 1 und, ob die Münze 1 akzeptierbar ist oder nicht, in kürzerer Zeit zu ermitteln.
4 ist ein Blockdiagramm des Erfassungs-, des Steuerungs- und des Unterscheidungssystems der Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen, welches eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
In 4 umfasst das Erfassungssystem der Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen den Zeitmessungssensor 20 und die Erstellungseinrichtungen von Bilddaten 9, wie in der vorstehend beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform.
In 4 umfasst das Steuerungssystem der Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen die Steuereinrichtungen der Lichtausstrahlung 25 und die Steuereinrichtungen der Bilderkennung 26 wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Im Unterschied zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird in dieser Ausführungsform das erste Bestimmungssignal von den ersten Bestimmungseinrichtungen 31 nicht an die Steuereinrichtungen der Lichtausstrahlung 25 eingegeben, sondern wird an die Steuereinrichtungen der Bilderkennung 26 eingegeben.
In 4 umfasst das Unterscheidungssystem der Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen den ersten Referenzdatenspeicher 30 zum Speichern von magnetischen Referenzdaten der Münzen jeden Nennwertes, erste Bestimmungseinrichtungen 31 zum Ermitteln des Nennwertes der Münze 1 auf der Grundlage der magnetischen Eigenschaften der Münze 1 und zum Ausgeben des ersten Bestimmungsignales; den Speicher von Bildmusterdaten 32 zum Abbilden und Speichern der Musterdaten der Münze 1, die durch das ladungsgekoppelte Bauelement 16 erstellt werden und durch den Analog-Digital-Umwandler 17 in dem rechtwinkeligen Koordinatensystem digitalisiert werden, d. h. dem x-y Koordinatensystem; den zweiten Referenzdatenspeicher 33 zum Speichern der Referenzdaten bezüglich des Durchmessers der Münzen jeden Nennwertes; die zweiten Bestimmungseinrichtungen 34 zum Ermitteln des Nennwertes der Münze 1 auf der Grundlage des Durchmessers der Münze 1 und zum Ausgeben des zweiten Bestimmungssignales; die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 zum Ermitteln des Nennwertes der Münze 1 auf der Grundlage des ersten Bestimmungssignales, das von den ersten Bestimmungseinrichtungen 31 eingegeben wird, und des zweiten Bestimmungssignales, das von den zweiten Bestimmungseinrichtungen eingegeben wird; die Einrichtungen zur Mittelkoordinatenbestimmung 36 zum Berechnen der Mittelkoordinaten der Bildmusterdaten der Münze 1, die in dem Speicher von Bildmusterdaten 32 abgebildet und gespeichert werden; Einrichtungen zur Musterdatenumwandlung 50 zum Umwandeln von Musterdaten durch Transformieren in das Polarkoordinatensystem, d. h. das r-θ Koordinatensystem auf der Grundlage der Mittelkoordinaten der Musterdaten, die durch die Einrichtungen zur Mittelkoordinatenbestimmung 36 berechnet werden; Speichereinrichtungen von Referenzdaten von Mustern 51 zum Speichern von Referenzdaten von Mustern für jeden Nennwert der Münze 1; Vergleichseinrichtungen von Musterdaten 52 zum Ermitteln des Nennwertes der Münze 1, ihrer Echtheit und, ob sie eine ausländische Münze ist oder nicht, durch Vergleichen der umgewandelten Musterdaten, die durch die Einrichtungen zur Musterdatenumwandlung 50 in das r-θ Koordinatensystem transformiert werden, mit den Referenzdaten von Mustern, die in den Speichereinrichtungen von Referenzdaten von Mustern 51 gespeichert werden.
Die Speichereinrichtungen von Referenzdaten von Mustern 51 sind derart aufgebaut, dass sie die Musterdaten von beiden Seiten der Münze 1 für jeden Nennwert in dem r-θ Koordinatensystem abbilden und speichern, und die Referenzdaten von Mustern der Münze 1 des entsprechenden Nennwertes an die Vergleichseinrichtungen von Musterdaten 52 in Übereinstimmung mit dem Signal zur Nennwertbestimmung ausgeben, das von den Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ausgegeben wird.
5 ist eine schematische Ansicht, die ein Verfahren zum Berechnen der Mittelkoordinaten der Musterdaten darstellt, das durch die Einrichtungen zur Mittelkoordinatenbestimmung 36 durchgeführt wird.
Wie in 5 dargestellt, werden die Musterdaten der Münze 1, die durch das ladungsgekoppelte Baugelement 16 erstellt werden, in dem x-y Koordinatensystem abgebildet und in dem Speicher von Bildmusterdaten 32 gespeichert. Die Einrichtungen zur Mittelkoordinatenbestimmung 36 ermitteln die x-Koordinaten x1 und x2 von Randdaten a1 und a2, deren y-Koordinate aus y0 der Musterdaten besteht, die in dem Speicher von abgebildeten Musterdaten 32 abgebildet und gespeichert werden, und ermitteln eine x-Koordinate xc = (x1 + x2)/2 von Mitteldaten a0 zwischen den Randdaten a1 und a2. Danach ziehen die Einrichtungen zur Mittelkoordinatenbestimmung 36 eine imaginäre gerade Linie von den Daten a0 senkrecht zu einer geraden Linie, die durch die Randdaten a1 und a2 verläuft, um y-Koordinaten y1 und y2 von Randdaten b1 und b2 zu bestimmen, welche den Schnittpunkten der imaginären geraden Linie und dem Rand der Musterdaten entsprechen, und ermitteln eine y-Koordinate yc = (y1 + y2)/2 von Mittelpunktdaten 0 zwischen den Randdaten b1 und b2. Die auf diese Weise ermittelten Koordinaten (xc, yc) der Daten 0 entsprechen den Mittelkoordinaten der Musterdaten der Münze 1, die in dem x-y Koordinatensystem abgebildet sind, und die Daten 0 entsprechen dem Datenmittelpunkt der Musterdaten der Münze 1, die in dem x-y-Koordinatensystem abgebildet sind.
6 stellt ein Beispiel von Musterdaten einer Münze 1 dar, die durch das ladungsgekoppelte Bauelement 16 erstellt werden und in dem Speicher von abgebildteten Musterdaten 32 abgebildet und gespeichert werden, und 7 stellt umgewandelte Musterdaten dar, die in den Einrichtungen zur Musterdatenumwandlung 50 durch Transformieren der in 6 dargestellten Musterdaten in ein r-θ Koordinatensystem auf der Grundlage der Mittelkoordinaten (xc, yc) der Musterdaten der Münze 1 erstellt werden, die durch die Einrichtungen zur Mittelkoordinatenermitteltung 36 berechnet werden. In 7 stellt die Ordinate die Entfernung r von dem Datenmittelpunkt 0 in dem x-y Koordinatensystem dar und die Abzisse stellt einen Winkel um den Datenmittelpunkt 0 dar.
Die umgewandelten Musterdaten, die durch die Einrichtungen zur Musterdatenumwandlung 50 in das r-θ Koordinatensystem umgewandelt werden, werden auf diese Weise in die Vergleichseinrichtungen von Musterdaten 52 einge geben. Andererseits wird ein Nennwertsignal, das durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 erstellt wird, an die Speichereinrichtungen von Referenzdaten von Mustern 51 eingegeben. Als Reaktion wählen die Speichereinrichtungen von Referenzdaten von Mustern 51 die Referenzdaten von Mustern des Nennwertes, der dem Nennwertsignal entspricht, aus den Referenzdaten von Mustern von Münzen aus, die in dem r-θ Koordinatensystem abgebildet und darin gespeichert sind, und gibt sie an die Vergleichseinrichtungen von Musterdaten 52 aus.
8 stellt ein Beispiel von Referenzdaten von Mustern der Münze 1 dar, die in dem in 6 dargestellten r-θ Koordinatensystem abgebildet sind. Diese Daten entsprechen den in 7 dargestellten, umgewandelten Musterdaten. Weil die in 7 dargestellten, umgewandelten Musterdaten durch die Einrichtungen zur Musterdatenumwandlung 50 durch Transformieren der Musterdaten aus dem x-y Koordinatensystem in das r-θ Koordinatensystem auf der Grundlage der Mittelkoordinaten (xc, yc) der Musterdaten der Münze 1 erhalten werden, die durch die Einrichtungen zur Mittelkoordinatenbestimmung 36 berechnet werden, fällt der Nullpunkt der Ordinate, d. h. der Nullpunkt der r-Achse mit dem Nullpunkt der in 8 dargestellten Referenzdaten von Mustern zusammen. Weil allerdings häufig die Ausrichtung der zu unterscheidenden Münze 1 winkelmäßig (rotationsmäßig) im Verhältnis zu derjenigen der Münze 1 versetzt ist, die zum Erstellen der Referenzdaten von Mustern verwendet wird, werden in 7 und 8 die Musterdaten mit denselben Werten normalerweise von unterschiedlichen Bereichen der Münze 1 erhalten. Demzufolge ist es unmöglich, den Nennwert der Münze 1, die Echtheit der Münze 1 und dergleichen durch direkten Vergleich der umgewandelten Musterdaten aus 7 mit den Referenzdaten von Mustern aus 8 zu unterscheiden. Deswegen ist es notwendig, die umgewandelten Musterdaten vor dem Vergleich zu korrigieren, so dass der Nullpunkt der umgewandelten Musterdaten in der θ-Achse mit dem Nullpunkt der Referenzdaten von Mustern in der θ-Achse zusammenfällt.
In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen lesen die Vergleichseinrichtungen von Musterdaten 52 die Musterdatenwerte in einer vorbestimmten Entfernung r0 von dem Datenmittelpunkt der in 7 dargestellten, umgewandelten Musterdaten, d. h. sie lesen besonders die Musterdatenwerte, deren Ordinatenwerte gleich einem vorbestimmten Wert r0 über 360 Grad entsprechen, lesen die Musterdatenwerte in einer vorbestimmten Entfernung r0 von dem Datenmittelpunkt der in 8 dargestellten Referenzdaten von Mustern, d. h. sie lesen besonders die Musterdatenwerte, deren Ordinatenwerte gleich einem vorbestimmten Wert r0 über 360 Grad entsprechen.
Danach vergleichen die Vergleichseinrichtungen von Musterdaten 52 die beiden Sätze von Musterdatenwerten, wodurch die Abweichung der umgewandelten Musterdaten auf der Achse, die durch den winkelmäßigen Versatz der Münze 1 verursacht wird, korrigiert wird.
9 ist ein Kurvendiagramm, das die Musterdatenwerte darstellt, die durch Lesen der in 7 dargestellten umgewandelten Musterdaten über 360 Grad in einer vorbestimmten Entfernung r0 von dem Datenmittelpunkt erhalten werden, und 10 ist ein Kurvendiagramm, das die Musterdatenwerte darstellt, die durch Lesen der in 8 dargestellten Referenzdaten von Mustern über 360 Grad in einer vorbestimmten Entfernung r0 von dem Datenmittelpunkt erhalten werden. In 9 und 10 stellen die Ordinaten Datenwerte dar und die Abzissen stellen den Winkel θ dar.
Münzen 1 werden durch den Münzendurchgang 3 hindurch, geführt durch das Paar Führungsschienen 4, 5, eingeführt, und deswegen geht der Mittelpunkt der Münze 1 an einem vorbestimmten Ort in dem durchsichtigen Durchgangsabschnitt 6 vorbei. Im Gegensatz dazu ist die Anordnung der Münze 1 häufig winkelmäßig im Verhältnis zu der Stellung der Münze 1 zu dem Zeitpunkt des Erstellens der Referenzdaten von Mustern versetzt. Weil die Sätze von Musterdaten mit denselben Werten in 7 und 8 normalennreise von unterschiedlichen Bereichen der Münze 1 erhalten werden, ist es deswegen notwendig, die umgewandelten Musterdaten vor dem Vergleich zu korrigieren, so dass der Nullpunkt der umgewandelten Musterdaten auf der θ-Achse mit dem Nullpunkt der Referenzdaten von Mustern auf der θ-Achse übereinstimmt.
Dementsprechend erhalten die Vergleichseinrichtungen von Musterdaten 52 θ-Werte θ1 und θ2, bei welchen die in 9 dargestellten umgewandelten Musterdatenwerte und die in 9 dargestellten Musterdatenwerte jeweils einen Maximalwert aufweisen und bilden die in 7 dargestellten, umgewandelten Musterdaten wieder ab, so dass θ1 gleich θ2 wird. 11 stellt derart wieder abgebildete, umgewandelte Musterdaten dar.
Die Vergleichseinrichtungen von Musterdaten 52 vergleichen die umgewandelten Musterdaten, die auf die vorstehend beschriebene Weise wieder abgebildet und in 11 dargestellt werden, mit den in 10 dargestellten Referenzdaten von Mustern, und die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermitteln den Nennwert der Münze 1, die Echtheit der Münze 1 und, ob die Münze 1 eine ausländische Münze ist oder nicht, in Übereinstimmung damit, in wie weit die umgewandelten Musterdaten mit den Referenzdaten von Mustern übereinstimmen.
Die so ausgebildete Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen, welche eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, unterscheidet Münzen auf die folgende Weise.
Die Münze 1 wird durch das Endlostransportband 2 auf die Oberfläche des Münzendurchganges 3 gedrückt, während sie sich durch den Münzendurchgang 3 hindurch entlang des Paares von Führungsschienen 4, 5 in die Richtung, die durch den Pfeil A angegeben ist, vorwärts bewegt. Ihre magnetischen Eigenschaften werden durch das Paar Magnetsensoren 7, 7 erfasst und das Erfassungssignal wird an die ersten Bestimmungseinrichtungen 31 ausgegeben.
Wenn das Erfassungssignal von den Magnetsensoren 7, 7 eingegeben wird, greifen die ersten Bestimmungseinrichtungen 31 auf den ersten Referenzdatenspeicher 30 zu, lesen die magnetischen Daten, welche die magnetischen Eigenschaften für jeden Nennwert darstellen, die in dem ersten Referenzdatenspeicher 30 gespeichert sind, vergleichen die magnetischen Daten mit den magnetischen Daten der Münze 1, die durch die Magnetsensoren 7, 7 eingegeben werden, ermitteln den Nennwert der Münze 1 und geben das erste Bestimmungssignal an die Einrichtungen der Nennwertbestimmung 35 und die Steuereinrichtungen der Bilderkennung 26 aus.
Wenn die Münze 1 in den durchsichtigen Durchgangsabschnitt 6 innerhalb des Münzendurchganges 3 eingeführt wird, das Licht blockiert wird, das von dem Leuchtelement 18 der Zeitmessungssensoren 20 ausgestrahlt wird, und das Lichtempfangselement 19 kein Licht von dem Leuchtelement 8 empfängt, dann wird das Zeitmessungssignal von dem Zeitmessungssensor 20 an die Steuer einrichtungen der Lichtausstrahlung 25 und die Steuereinrichtungen der Bilderkennung 26 ausgegeben.
Wenn das Zeitmessungssignal von dem Zeitmessungssensor 20 an die Steuereinrichtungen der Lichtausstrahlung 25 eingegeben wird, geben die Steuereinrichtungen der Lichtausstrahlung 25 das Lichtausstrahlungssignal an die Beleuchtungseinrichtungen 8 aus und veranlassen das Leuchtelement 10, Licht auf die Unterseite der Münze 1 auszustrahlen, die auf dem durchsichtigen Durchgangsabschnitt 6 angeordnet ist.
Wenn festgestellt wird, dass die Münze 1 den Nennwert der Münze aufweist, die aus einem Material hergestellt ist, welches ein hohes Reflexionsvermögen von Licht aufweist, wie z. B. Nickel, Aluminium oder dergleichen, in Übereinstimmung mit dem ersten Bestimmungssignal, das von den ersten Bestimmungseinrichtungen 31 eingegeben wird, wenn das Zeitmessungssignal von dem Zeitmessungssensor 20 an die Steuereinrichtungen der Bilderkennung 26 eingegeben wird, geben die Steuereinrichtungen der Bilderkennung 26 nach einer vorbestimmten Zeitdauer das Signal des Lesebeginns an das ladungsgekoppelte Bauelement 16 aus, wodurch es veranlasst wird, mit dem Lesen des Lichtes zu beginnen, das durch die Münze 1 reflektiert wird. Andererseits, wenn festgestellt wird, dass die Münze 1 den Nennwert der Münze aufweist, die aus einem Material hergestellt ist, welches ein niedriges Reflexionsvermögen von Licht aufweist, wie z. B. Kupfer, Messing oder dergleichen, geben die Steuereinrichtungen der Bilderkennung 26 sofort das Signal des Lesebeginns an das ladungsgekoppelte Bauelement 16 aus und veranlassen es, mit dem Lesen des Lichtes zu beginnen, das durch die Münze 1 reflektiert wird. Der Grund dafür, das ladungsgekoppelte Bauelement 16 dahingehend zu steuern, wann es mit dem Lesen von reflektiertem Licht auf der Grundlage des Ergebnisses des Nennwertes der Münze 1, der durch die ersten Bestimmungseinrichtungen 31 ermittelt wird, beginnen soll, liegt darin, dass die reflektierte Lichtmenge abhängig von dem Material der Münze 1 unterschiedlich ist, und die Bildmusterdaten der Münze 1 nicht genau erfasst werden können, wenn die Münze 1 immer mit derselben Lichtmenge beleuchtet wird. Wenn nämlich die Münze aus einem Material hergestellt ist, welches ein hohes Reflexionsvermögen von Licht aufweist, wie z. B. Nickel, Aluminium oder dergleichen, kann es vorkommen, dass die gesamte erfasste Lichtmenge zu groß und gesättigt ist, wenn es das Licht während eines langen Zeitraums empfängt. Deswegen können die binären Daten, die dem Oberflächenmuster der Münze 1 entsprechen, nicht genau durch Erfassen des Lichtes erstellt werden, das durch die Oberfläche der Münze 1 reflektiert wird. Wenn andererseits die Münze aus einem Material hergestellt ist, welches ein niedriges Reflexionsvermögen von Licht aufweist, wie z. B. Kupfer, Messing oder dergleichen, kann es passieren, dass die gesamte erfasste Lichtmenge zu gering ist, wenn es das Licht nur über eine kurze Zeitdauer empfängt. Deswegen können die binären Daten, welche dem Oberflächenmuster der Münze 1 entsprechen, nicht genau durch Erfassen von Licht, das durch die Oberfläche der Münze 1 reflektiert wird, erstellt werden. Wenn der Nennwert, der durch die ersten Bestimmungseinrichtungen 31 ermittelt wird, der Münze 1, die aus einem Material hergestellt ist, welches ein hohes Reflexionsvermögen von Licht aufweist, wie z. B. Nickel, Aluminium oder dergleichen, steuern dementsprechend die Steuereinrichtungen der Bilderkennung 26 das ladungsgekoppelte Bauelement 16 derart, dass es das durch die Münze 1 reflektierte Licht für eine kürzere Zeitdauer erfasst. Andererseits, wenn der Nennwert, der durch die ersten Bestimmungseinrichtungen 31 ermittelt wird, der Münze 1, die aus einem Material hergestellt ist, welches ein niedriges Reflexionsvermögen von Licht aufweist, wie z. B. Kupfer, Messing oder dergleichen, steuern die Steuereinrichtungen der Bilderkennung 26 das ladungsgekoppelte Bauelement 16 derart, dass es das durch die Münze 1 reflektierte Licht für eine längere Zeitdauer erfasst, und ermöglichen dem ladungsgekoppelten Bauelement 16 genug reflektiertes Licht zu empfangen.
Die Bildmusterdaten der Münze 1, die durch das ladungsgekoppelte Bauelement 16 erstellt werden und durch den Analog-Digital-Umwandler 17 zu digitalen Signalen umgewandelt werden, werden in dem x-y Koordinatensystem in dem Speicher von Bildmusterdaten 32 abgebildet und gespeichert. 6 stellt ein Beispiel der Bildmusterdaten der Münze 1 dar, die in dem Speicher von Bildmusterdaten 32 abgebildet und gespeichert sind.
Wenn die Bildmusterdaten der Münze 1 in dem Speicher von Bildmusterdaten 32 gespeichert werden, greifen die zweiten Bestimmungseinrichtungen 34 auf den zweiten Referenzdatenspeicher 33 zu, lesen die Daten bezüglich des Durchmessers der Münze 1, und lesen die Bildmusterdaten, die in dem Speicher von Bildmusterdaten 32 gespeichert sind. Die zweiten Bestimmungseinrichtungen 34 vergleichen die Daten bezüglich des Durchmessers der Münze mit den Bildmusterdaten, ermitteln den Nennwert der Münze 1 und geben das zweite Bestimmungssignal an die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 aus.
Die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermitteln den Nennwert der Münze 1 auf dieselbe Weise wie in der vorhergehenden Ausführungsform, auf der Grundlage des ersten Bestimmungssignales, das von den ersten Bestimmungseinrichtungen 31 eingegeben wird, und des zweiten Bestimmungssignales, das von den ersten Bestimmungseinrichtungen 31 eingegeben wird, erstellen das Nennwertsignal und geben das Nennwertsignal an die Speichereinrichtungen von Referenzdaten von Mustern 51 aus.
Andererseits ermitteln die Einrichtungen zur Mittelkoordinatenbestimmung 36 die Mittelkoordinaten (xc, yc) der Musterdaten der Münze 1, auf der Grundlage der Musterdaten der Münze 1, die in dem x-y Koordinatensystem abgebildet und in dem Speicher von abgebildeten Musterdaten 32 abgespeichert sind, und geben sie an die Einrichtungen zur Musterdatenumwandlung 50 aus.
Auf der Grundlage der Mittelkoordinaten (xc, yc) der Musterdaten der Münze 1, die von den Einrichtungen zur Mittelkoordinatenbestimmung 36 eingegeben werden, transformieren die Einrichtungen zur Musterdatenumwandlung 50 die Musterdaten der Münze 1, die in dem x-y Koordinatensystem abgebildet und die in dem Speicher von abgebildeten Musterdaten 32 abgespeichert sind, in ein r-θ Koordinatensystem. 7 stellt ein Beispiel der umgewandelten Musterdaten dar, die in das r-θ Koordinatensystem transformiert werden.
Auf der Grundlage des Nennwertsignales, das von den Einrichtungen der Nennwertbestimmung 35 eingegeben wird, wählen die Speichereinrichtungen von Referenzdaten von Mustern 51 die Referenzdaten von Mustern der Rückseite des Nennwertes, der dem Nennwert entspricht, aus den Referenzdaten von Mustern der Münze 1 aus, die in dem r-θ Koordinatensystem abgebildet und darin abgespeichert sind, und gibt sie an die Vergleichseinrichtungen von Musterdaten 52 aus. 8 stellt ein Beispiel der Referenzdaten von Mustern dar, die von den Speichereinrichtungen von Referenzdaten von Mustern 51 an die Vergleichseinrichtungen von Musterdaten 52 ausgegeben werden.
Da die Musterdaten nicht durch das ladungsgekoppelte Bauelement 16 erstellt werden können, wenn sich die Münze 1 in einer vorbestimmten winkelmäßigen Ausrichtung befindet, und die Münze 1 normalerweise von der Münze 1, die zum Erstellen der Referenzdaten von Mustern verwendet wird, winkelmäßig versetzt ist, wie deutlich im 7 und 8 dargestellt, sind die umgewandelten Musterdaten im Verhältnis zu den Referenzdaten von Mustern normalerweise auf der Abszisse, nämlich der θ-Achse, versetzt. Deswegen ist es notwendig, die Abweichung der umgewandelten Musterdaten in θ-Richtung zu korrigieren, die durch den Versatz der Münze 1 in der Drehrichtung verursacht wird, um die Münze 1 durch Vergleichen der umgewandelten Musterdaten mit den Referenzdaten von Mustern zu ermitteln.
Dementsprechend lesen die Vergleichseinrichtungen von Musterdaten 52 die Musterdatenwerte der in 7 dargestellten umgewandelten Musterdaten über 360 Grad, deren Ordinatenwerte gleich einem vorbestimmten Wert r0 sind, und lesen die Musterdatenwerte der in 8 dargestellten Referenzdaten von Mustern über 360 Grad, deren Ordinatenwerte gleich einem vorbestimmten Wert r0 sind.
9 und 10 sind Kurvendiagramme, die durch entsprechendes Einzeichnen derartig gelesener, umgewandelter Musterdatenwerte und Referenzdatenwerte von Mustern erhalten werden, deren Ordinatenwerte gleich einem vorbestimmten Wert r0 sind. Die Vergleichseinrichtungen von Musterdaten 52 berechnen ferner θ-Werte, bei welchen die umgewandelten Musterdatenwerte und die Referenzdatenwerte von Mustern jeweils einen Maximalwert aufweisen. Die auf diese Weise erhaltenen θ-Werte werden zu θ1 in 9 und zu θ2 10.
Wenn θ1 und θ2 auf diese Weise erhalten werden, bilden die Vergleichseinrichtungen von Musterdaten 52 die umgewandelten Musterdaten derart ab, dass θ1 gleich θ2 wird. 11 stellt ein Beispiel der umgewandelten Musterdaten dar, die auf diese Weise durch die Vergleichseinrichtungen von Musterdaten 52 wieder abgebildet werden. Weil die Abweichung der umgewandelten Musterdaten in θ-Richtung, die durch den Winkelversatz der Münze 1 verursacht wird, durch Wiederabbilden der umgewandelten Musterdaten korrigiert worden ist, können die Vergleichseinrichtungen von Musterdaten 52 ermitteln, ob der Nennwert der Münze 1 mit dem Nennwert übereinstimmt, der durch die Einrichtungen zur Nennwertbestim mung 35 ermittelt wird, ob sie eine gefälschte Münze oder eine ausländische Münze ist.
Allerdings ist es nicht möglich, die Münze 1 so einzuführen, dass immer dieselbe Seite nach oben zeigt. Wenn die Münze 1 derart getragen wird, dass die Rückseite nach oben zeigt, stimmen die wieder abgebildeten und umgewandelten Musterdaten nicht mit den Referenzdaten von Mustern der Rückseite des ausgewählten Nennwertes überein. Demzufolge wird, wenn entschieden wird, dass die Münze eine gefälschte Münze oder eine ausländische Münze ist, weil die wieder abgebildeten und umwandelten Musterdaten nicht mit den Referenzdaten von Mustern der Rückseite des ausgewählten Nennwertes gemäß mit dem Nennwertsignal übereinstimmen, das von den Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 eingegeben wird, die Bestimmungsgenauigkeit der Münze herabgesetzt.
Dementsprechend werden in dieser Ausführungsform die umgewandelten Musterdaten zuerst mit den Referenzdaten von Mustern der Rückseite der Münze 1 des Nennwertes verglichen, der durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 vorläufig ermittelt wird. Wenn sie nicht übereinstimmen, werden die umgewandelten Musterdaten mit den Referenzdaten von Mustern der Vorderseite der Münze 1 des Nennwertes auf dieselbe Weise verglichen, wodurch ermittelt wird, ob der Nennwert der Münze 1 mit demjenigen übereinstimmt, der vorläufig durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermittelt wird, ob die Münze 1 echt ist und, ob die Münze 1 eine ausländische Münze ist oder nicht.
Gemäß dieser Ausführungsform ermitteln die ersten Bestimmungseinrichtungen 31 den Nennwert der Münze 1 auf der Grundlage der magnetischen Eigenschaften der Münze 1, die durch die Magnetsensoren 7, 7 erfasst werden, ermitteln die zweiten Bestimmungseinrichtungen 34 den Nennwert der Münze 1 auf der Grundlage des Durchmessers der Münze 1, ermitteln die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 den Nennwert der Münze 1 auf der Grundlage von beiden ermittelten Ergebnissen, vergleichen die Datenvergleichseinrichtungen 39 die Musterdaten der Münze 1 nur mit den Referenzdaten des Nennwertes, der durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermittelt wird, wodurch der Nennwert der Münze 1 ermittelt wird und, ob die Münze 1 akzeptierbar ist oder nicht. Deswegen kann die für die Bestimmung benötigte Zeit verkürzt werden, verglichen damit, wenn sie mit den Referenzdaten aller Nennwerte verglichen wird. Darüber hinaus, in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, weil der Nennwert der Münze 1 und, ob die Münze 1 akzeptierbar ist oder nicht, auf der Grundlage des Verhältnisses der „0" Daten in den Gruppen von binären Musterdaten, die jeder ringförmigen Fläche der Münze 1 entsprechen, ermittelt wird. Deswegen besteht eine Möglichkeit, dass die Verhältnisdaten, welche aus dem Verhältnis der „0" Daten in den Gruppen von binären Datenmustern bestehen, die jeder ringförmigen Fläche der Münze 1 entsprechen, mit den Referenzdaten von Verhältnissen der Münze des Nennwertes übereinstimmen, der durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermittelt wird, obwohl die Münze eine gefälschte Münze ist, und deswegen nicht akzeptierbar ist. In dieser Ausführungsform erfasst allerdings die Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen die Muster der gesamten Oberfläche der Münze 1, erstellt die Musterdaten, und vergleicht die Musterdaten mit den Referenzdaten von Mustern des Nennwertes, der durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermittelt wird, wodurch die Münze 1 unterschieden wird. Deswegen kann die Genauigkeit beim Unterscheiden der Münze 1 verbessert werden. Weil darüber hinaus die Abweichung der umgewandelten Musterdaten in θ-Richtung, die durch den Winkelversatz einer Münze 1 verursacht wird, einfach durch Erhalten der Werte θ1 und θ2, bei welchen die jeweiligen Datenwerte der umgewandelten Musterdaten und der Referenzdaten von Mustern, deren Ordinatenwerte gleich r0 sind, zum Maximum werden, und durch Wiederabbilden der umgewandelten Musterdaten korrigiert werden kann, so dass θ1 gleich θ2 wird, ist es möglich, die zur Berechnung benötigte Zeit zu verkürzen, wodurch Münzen 1 bei hoher Geschwindigkeit unterschieden werden können. Darüber hinaus wird sie derart gesteuert, dass das ladungsgekoppelte Bauelemente 16 das Licht, das durch die Münze 1 reflektiert wird, während eines längeren Zeitraums empfängt, wenn das Material, aus welchem die Münze 1 hergestellt ist, ein niedriges Reflexionsvermögen von Licht aufweist, und das ladungsgekoppelte Bauelement 16 empfängt das Licht, das von der Münze 1 reflektiert wird, während eines kürzeren Zeitraums, wenn das Material, aus welchem die Münze 1 hergestellt ist, ein hohes Reflexionsvermögen von Licht aufweist. Daraus ergibt sich, dass unabhängig von der Tatsache, ob die Münze 1 aus einem Material hergestellt ist, welches ein hohes Reflexionsvermögen von Licht oder ein niedriges Reflexionsvermögen von Licht aufweist, sie immer die binären Daten erstellt, die dem Oberflächenmuster der Münze 1 entsprechen, wodurch der Nennwert der Münze 1 genau ermittelt werden kann, und ob die Münze 1 akzeptierbar ist oder nicht.
Die vorliegende Erfindung ist auf diese Weise unter Bezugnahme auf besondere Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben worden. Es sollte allerdings angemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf die Einzelheiten der beschriebenen Anordnungen beschränkt ist, sondern dass Änderungen und Modifizierungen daran vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.
In der in 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform wird beispielsweise die Lichtstärke, die von dem Leuchtelement 10 ausgestrahlt wird, durch die Steuereinrichtungen der Lichtausstrahlung 25 auf der Grundlage des Ergebnisses gesteuert, das durch die ersten Bestimmungseinrichtungen 31 ermittelt wird. In der in 4 bis 11 dargestellten Ausführungsform steuern die Steuereinrichtungen der Bilderkennung 26 die Zeitdauer, während der das ladungsgekoppelte Bauelemente 16 das Licht auf der Grundlage des Ergebnisses empfängt, das durch die ersten Bestimmungseinrichtungen 31 ermittelt wird. In der in 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform kann allerdings die Zeitdauer, während der das ladungsgekoppelte Bauelemente 16 das Licht empfängt, durch die Steuereinrichtungen der Bilderkennung 26 gesteuert werden, und in der Ausführungsform in 4 bis 11 kann die Lichtstärke, die von dem Leuchtelement 10 ausgestrahlt wird, durch die Steuereinrichtungen der Lichtausstrahlung 25 gesteuert werden. Darüber hinaus kann, anstatt die Lichtstärke zu steuern, die von dem Leuchtelement 10 ausgestrahlt wird, und dadurch die ausgestrahlte Lichtmenge zu steuern, außerdem die Lichtmenge gesteuert werden, die von dem Leuchtelement 10 ausgestrahlt wird, indem die Zeitdauer gesteuert wird, während der das Leuchtelement 10 Licht ausstrahlt.
Wenn in der in 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform die Datenvergleichseinrichtungen 39 die Verhältnisdaten, welche ein Verhältnis der „0" Daten in den Gruppen von binären Musterdaten sind, welche jeder ringförmigen Fläche der Münze 1 entsprechen, mit dem Referenzdaten von Verhältnissen vergleichen, und den Nennwert von Münzen ermitteln, ermitteln sie, ob die absoluten Werte Di der Unterschiede zwischen den Referenzdaten von Verhältnissen von jeder Gruppe von binären Bildmusterdaten, die jeder ringförmigen Fläche der Münze 1 entsprechen, und den erfassten Verhältnisdaten, weniger als der vorher ermittelte Wert D₀ betragen oder nicht. Außerdem werden die absoluten Werte Di des Unterschiedes zwischen den Referenzdaten von Verhältnissen und den Verhältnisdaten für alle Gruppen von binären Bildmusterdaten integriert, die jeder ringförmigen Fläche der Münze 1 entsprechen, und es wird ermittelt, ob der daraus resultierende, integrierte Wert I kleiner ist als der vorbestimmte Wert I₀ oder nicht, wodurch ermittelt wird, ob der Nennwert der Münze 1 mit dem Nennwert, der durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermittelt wird, übereinstimmt oder nicht. Allerdings ist das Verfahren zum Ermitteln, ob der Nennwert der Münze 1 mit dem Nennwert, der durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermittelt wird, übereinstimmt oder nicht, nicht auf das vorstehend beschriebene Verfahren beschränkt und andere Verfahren können angewendet werden.
In der in 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform bestehen die Verhältnisdaten aus dem Verhältnis der „0" Daten in den Gruppen von binären Musterdaten, die jeder ringförmigen Fläche der Münze 1 entsprechen, und die Referenzdaten von Verhältnissen bestehen aus den Verhältnissen der „0" Daten in den Gruppen von binären Bildmusterdaten, die der Mehrzahl von ringförmigen Flächen der Münzenoberfläche jeden Nennwertes entsprechen. Allerdings können sie, anstatt aus dem Verhältnis der „0" Daten, aus einem Verhältnis der „1" Daten bestehen.
In der in 4 bis 11 dargestellten Ausführungsform wird die Abweichung der umgewandelten Musterdaten in θ-Richtung, die durch den Winkelversatz einer Münze 1 verursacht wird, nur durch Erhalten der Werte θ1 und θ2 korrigiert, bei welchen die jeweiligen Datenwerte der umgewandelten Musterdaten und der Referenzdaten von Mustern, deren Ordinatenwerte gleich r0 sind, zum Maximum werden, und durch Wiederabbilden der umgewandelten Musterdaten, so dass θ1 gleich θ2 wird. Allerdings können, abhängig von dem Nennwert der Münzen, die Datenwerte der Referenzdaten von Mustern, deren Ordinatenwerte gleich einem vorbestimmten Wert r0 sind, zusätzlich zu einer Mehrzahl von Werten, deren Größen in der Nähe des Maximumswertes liegen, den Maximumwert aufweisen. In diesem Fall können die Vergleichseinrichtungen von Musterdaten 52 eine fehlerhafte Entscheidung liefern, weil ein Datenwert, welcher nicht das Maximum ist, fälschlicherweise als der Maximalwert erfasst werden kann, weswegen in diesem Fall die Abweichung der umgewandelten Musterdaten in θ-Richtung, die durch den Winkelversatz der Münze 1 verursacht wird, nicht korrigiert werden kann, selbst wenn die umgewandelten Musterdaten wieder abgebildet würden. Aus diesem Grund würde die Münze nicht genau unterschieden. Zur Vermeidung derartiger fehlerhafter Unterscheidung können umgewandelte Musterdaten als No-mal (wobei No eine ganze Zahl nicht kleiner als 2 ist) auf der Grundlage der Datenwerte in der Reihenfolge vom größeren Datenwert zum kleineren Datenwert wieder abgebildet werden.
Darüber hinaus kann in der in 4 bis 11 dargestellten Ausführungsform anstatt des Erhaltens von θ-Werten θ1 und θ2, bei welchen die Datenwerte der umgewandelten Musterdaten und die Referenzdaten von Mustern, deren Ordinatenwerte gleich r0 sind, zum Maximum werden, das Quadrat des Unterschiedes zwischen den Datenwerten der umgewandelten Musterdaten und den Referenzdaten von Mustern, deren Ordinatenwerte gleich einem vorbestimmten Wert r0 sind, über den Bereich von 0 bis 360 Grad des θ-Wertes integriert werden, um einen integrierten Wert zu erhalten, und das Kurvendiagramm der Datenwerte der in 9 dargestellten, umgewandelten Musterdaten kann parallel zu der θ-Achse verschoben werden. Wenn der berechnete, integrierte Wert zum Minimum wird, kann entschieden werden, dass die Abweichung der umgewandelten Musterdaten, die durch den Winkelversatz der Münze 1 verursacht wird, korrigiert wird, und die umgewandelten Musterdaten können wieder abgebildet werden, um mit den Referenzdaten verglichen zu werden, wodurch die Münze 1 unterschieden wird. Darüber hinaus kann der Unterschied zwischen den Werten der umgewandelten Musterdaten und den Referenzdaten von Mustern, deren Ordinatenwerte gleich einem vorbestimmten Wert r0 sind, über den Bereich von 0 bis 360 Grad des θ-Wertes integriert werden, um einen integrierten Wert zu erhalten, und das Kurvendiagramm der Datenwerte der in 9 dargestellten, umgewandelten Musterdaten kann parallel zu der θ-Achse verschoben werden. Wenn der berechnete, integrierte Wert zum Minimum wird, kann entschieden werden, dass die Abweichung der umgewandelten Musterdaten, die durch den Winkelversatz der Münze 1 verursacht wird, korrigiert wird, und die umgewandelten Musterdaten können wieder abgebildet werden, um mit den Referenzdaten verglichen zu werden, wodurch die Münze 1 unterschieden wird.
Darüber hinaus können in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, obwohl das ladungsgekoppelte Bauelement 16 als ein Flächensensor zum Erfassen des Lichtes verwendet wird, das durch die Oberfläche der Münze 1 reflektiert wird, andere Arten von Sensoren, wie zum Beispiel ein Zeilensensor, stattdessen verwendet werden.
Darüber hinaus strahlen in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Leuchtelemente 18 das Licht in Übereinstimmung mit den Zeitmessungssignalen der Zeitmessungssensoren 20 aus. Das Leuchtelement kann allerdings auch so ausgestaltet sein, dass es immer Licht ausstrahlt.
In der in 4 bis 11 dargestellten Ausführungsform werden die umgewandelten Musterdaten zuerst mit den Referenzdaten von Mustern der Rückseite der Münze 1 des Nennwertes verglichen, der vorläufig durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermittelt wird. Wenn sie nicht übereinstimmen, können die umgewandelten Musterdaten mit den Referenzdaten von Mustern der Vorderseite der Münze 1 des Nennwertes auf dieselbe Weise verglichen werden, wodurch ermittelt wird, ob der Nennwert der Münze 1 mit demjenigen Nennwert übereinstimmt, der vorläufig durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermittelt wird, ob die Münze 1 echt ist und, ob die Münze 1 eine ausländische Münze ist oder nicht. Allerdings können die umgewandelten Musterdaten zuerst mit den Referenzdaten von Mustern der Vorderseite der Münze 1 des Nennwertes verglichen werden, der vorläufig durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 ermittelt wird, und wenn sie nicht damit übereinstimmen, können die umgewandelten Musterdaten mit den Referenzdaten von Mustern der Rückseite der Münze 1 des Nennwertes auf dieselbe Weise verglichen werden, wodurch unterschieden wird, ob der Nennwert der Münze 1 mit demjenigen Nennwert übereinstimmt, der durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung 35 vorläufig ermittelt wird, ob die Münze 1 echt ist, und ob die Münze eine ausländische Münze ist oder nicht.
Weiterhin müssen in dieser Patentschrift und den beigefügten Ansprüchen die jeweiligen Einrichtungen nicht notwendigerweise physische Einrichtungen und Anordnungen sein, wobei die Funktionen der jeweiligen Einrichtungen, die durch Software ausgeführt werden, zum Umfang der vorliegenden Erfindung gehören.
Zusätzlich kann die Funktion einer einzelnen Einrichtung durch zwei oder mehr physische Einrichtungen ausgeführt werden und die Funktionen von zwei oder mehr Einrichtungen können durch eine einzige physische Einrichtung ausgeführt werden.

Claims

Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen, umfassend: Beleuchtungseinrichtungen (8, 10) zum Ausstrahlen von Licht und zum Beleuchten einer Oberfläche einer Münze (1), Lichtempfangseinrichtungen (9, 16) zum Empfangen von Licht, das durch die Oberfläche der Münze (1) reflektiert wird, und zum Erstellen von Musterdaten der Münze, Speichereinrichtungen von Musterdaten (32) zum Speichern der Musterdaten der Münze (1), die durch die Lichtempfangseinrichtungen (9, 16) erstellt werden, Speichereinrichtungen von Referenzdaten (38, 51) zum Speichern von Referenzdaten von Mustern jeden Nennwertes, Sensoreinrichtungen (7) zum Erfassen eines Materiales der Münze, erste Bestimmungseinrichtungen (31) zum Ermitteln eines Nennwertes der Münze (1) auf der Grundlage des Materiales der Münze (1), das durch die Sensoreinrichtungen (7) erfasst wird, zweite Bestimmungseinrichtungen (34) zum Ermitteln des Nennwertes der Münze (1) auf der Grundlage eines Durchmessers der Münze, Einrichtungen zur Nennwertbestimmung (35) zum Ermitteln des Nennwertes der Münze (1) auf der Grundlage der Ergebnisse, die durch die ersten und zweiten Bestimmungseinrichtungen (31, 34) ermittelt werden, Datenvergleichseinrichtungen (39, 52) zum Lesen der Referenzdaten von Mustern, die dem Nennwert der Münze (1) entsprechen, die in den Speichereinrichtungen von Referenzdaten (38, 51) gespeichert werden, auf der Grundlage des Ergebnisses, das durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung (35) ermittelt wird, und um diese mit den Musterdaten zu vergleichen, die in den Speichereinrichtungen von Musterdaten (32) gespeichert werden, wodurch der Nennwert der Münze (1) ermittelt wird.
Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen nach Anspruch 1, wobei die Speichereinrichtungen von Musterdaten (32) ausgestaltet sind, um die Musterdaten der Münze, die durch die Lichtempfangseinrichtungen erstellt werden, in einem x-y Koordinatensystem abzubilden und zu speichern; und ferner umfassend, Einrichtungen zur Mittelkoordinatenbestimmung (36) zum Berechnen von Mittelkoordinaten der Musterdaten, die in dem x-y Koordinatensystem in den Speichereinrichtungen von Musterdaten (32) abgebildet werden, und Einrichtungen zur Musterdatenumwandlung (50) zum Umwandeln der Musterdaten, die in dem x-y Koordinatensystem abgebildet werden und in den Speichereinrichtungen von Musterdaten (32) gespeichert werden, in das r-θ Koordinatensystem auf der Grundlage von Mittelkoordinaten in dem x-y Koordinatensystem der Musterdaten, die durch die Einrichtungen zur Mittelkoordinatenbestimmung (36) berechnet werden, wodurch umgewandelte Musterdaten erstellt werden; und wobei die Speichereinrichtungen von Referenzdaten (51) ausgestaltet sind, um die Referenzdaten von Mustern zu speichern, die in dem r-θ Koordinatensystem abgebildet werden, und die Datenvergleichseinrichtungen (52) ausgestaltet sind, um die umgewandelten Musterdaten entlang der θ-Achse zu korrigieren, und um die korrigierten, umgewandelten Musterdaten mit den Referenzdaten von Mustern zu vergleichen, die dem Nennwert entsprechen, der aus den Speichereinrichtungen von Referenzdaten (51) auf der Grundlage des Ergebnisses gelesen wird, das durch die Einrichtungen zur Nennwertbestimmung (35) ermittelt wird, wodurch der Nennwert der Münze (1) ermittelt wird.
Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Referenzdaten von Mustern jeweils die Referenzdaten von Mustern von beiden Seiten der Münze (1) einschließen.
Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend, Steuereinrichtungen der Lichtausstrahlung (25) zum Steuern der Leuchteinrichtungen (10), wobei die Steuereinrichtungen der Lichtausstrahlung (25) ausgestaltet sind, um die Lichtmenge zu steuern, die von den Beleuchtungseinrichtungen (8, 10) auf der Grundlage des Ergebnisses ausgestrahlt wird, das durch die ersten Bestimmungseinrichtungen (31) ermittelt wird.
Vorrichtung zum Unterscheiden von Münzen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend, Steuereinrichtungen des Lichtempfanges (26) zum Steuern der Lichtempfangseinrichtungen (9, 16), wobei die Steuereinrichtungen des Lichtempfanges (26) ausgestaltet sind, um die Zeitdauer zu steuern, über welche die Lichtempfangseinrichtungen (9, 16) das Licht auf der Grundlage des Ergebnisses empfangen, das durch die ersten Bestimmungseinrichtungen (31) ermittelt wird.