ES2345966T3 - Metodo y dispositivo para la validacion y caracterizacion de monedas. - Google Patents

Abstract

Método y aparato para la validación y caracterización de monedas, que comprende la iluminación parcial del canto de la moneda (1) mediante un haz de luz colimada (6) de sección rectangular, que alcanza el canto de la moneda según una franja paralela al eje de dicha moneda, de anchura igual o inferior al grueso de las alteraciones que se pretenden detectar. Un sensor (9) para analizar la luz reflejada se dispone de modo que sea alcanzado solo por la reflexión difusa (11) que origina el relieve o alteraciones de la superficie del canto de la moneda, pero no por la reflexión especular (12) producida por las zonas lisas de dicho canto.

Description

Método y dispositivo para validación y caracterización de monedas.

La presente invención se refiere a un método para validación de monedas examinando el relieve sobre el borde de la moneda. La invención incluye también el aparato utilizado para realizar la validación y caracterización.

El método y aparato de la invención obtienen una señal eléctrica que es característica de la existencia o ausencia de relieve y también del tipo de relieve presente en el borde de la moneda, donde por relieve se entiende tanto recesos como repujado presentes en el borde, en cualquier configuración que estén presentes, tales como nervaduras, muescas, etc.

Se conocen sistemas para analizar la validez de monedas iluminando el borde de dichas monedas y analizando la señal reflejada.

En este momento, se conocen aparatos que analizan monedas iluminando su borde y analizando la señal reflejada por la moneda.

El documento WO 91/06072 (Datalab) describe un aparato que analiza el moleteado de bordes de la moneda iluminando un arco de la moneda. La luz reflejada es enfocada sobre un sensor por una lente. Sobre el detector está colocada una malla del tipo de rejilla con una imagen grabada similar a la de la moneda válida. Si la prioridad de la máscara y el moleteado de la moneda coinciden, se produce una señal modulada que se utiliza para reconocer la moneda. Este procedimiento tiene el inconveniente de que el análisis de la moneda tiene lugar en un área espacial pequeña, que coincide con el sector circular del borde de la moneda cuando se coloca opuesto al eje óptico de la lente. Adicionalmente, solamente una parte de la imagen obtenida es enfocada adecuadamente, puesto que el plano focal solamente se encontrará sobre un área relativamente pequeña del borde de la moneda, debido a su curvatura. Otro inconveniente del aparato descrito es que solamente es válido para detectar un moleteado que coincide con el de la máscara empleada.

El documento DE 3711941 (Standard Elektrik Lorenz) describe un aparato para verificación lateral de monedas, en el que la moneda es iluminada desde la parte inferior, desde cerca de la vía de rodadura. Antes de alcanzar la moneda, al haz de luz es enfocado, de manera que es incidente, de manera que es incidente sobre un área pequeña del borde de la moneda. El receptor está colocado incrustado en el fondo de la vía de rodadura, de manera que recibe la luz reflejada desde el borde de la moneda cuando está cerca de dicho sensor. Este sistema, como el anterior, tiene el inconveniente de que la moneda solamente puede ser analizada sobre un área pequeña de su trayectoria, debido a la localización y la geometría utilizadas para el equipo emisor y receptor. Adicionalmente, el haz emitido solamente puede ser enfocado sobre un rango pequeño de distancias.

La patente belga BE 861396 (Mars) emplea un procedimiento óptico para discriminar monedas que tienen bordes diferentes. Puede diferenciar monedas ranuradas de monedas lisas o poligonales. El aparato se basa en iluminar el borde de la moneda con un fotodiodo y detectar el nivel de luz reflejada por la moneda. Para una moneda lisa, la luz reflejada es diferente de la obtenida de una moneda ranurada. También es diferente si la moneda es poligonal en cuyo caso se produce más de un impulso de luz. El dispositivo y el procedimiento descritos no permiten un análisis detallado del borde de la moneda, puesto que solamente pueden medir la cantidad total de luz reflejada por una moneda, de manera que monedas con muescas diferentes pueden producir niveles de reflexión similares, o se pueden obtener dos resultados diferentes para monedas idénticas en un estado diferente de conservación (brillo diferente).

El objeto de la presente invención es un método y un aparato que permiten obtener información sobre el borde de la moneda, que es independiente del brillo o estado de conservación.

La invención proporciona una señal característica del relieve (por ejemplo, muescas) del borde de la moneda, de manera que, por ejemplo, se puede hallar el número de muescas de la moneda en un cierto segmento, el espaciamiento entre muescas, el tipo de muescas (continuas o escalonadas) o si la moneda es lisa. De la misma manera, se pueden obtener características del tamaño, tales como el tamaño de las muescas, la separación entre muescas y la uniformidad de las muescas.

La invención se refiere a un método y aparato para validación y caracterización de monedas de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 6, respectivamente.

De acuerdo con la presente invención, el emisor de luz que ilumina el borde de la moneda y el receptor de la luz reflejada por dicho borde están dispuestos uno con respecto al otro de tal forma que el receptor recibe solamente la reflexión difusa provocada por las muescas de la superficie del borde, ero no la reflexión especular causada por el área lisa del borde que carece de relieve.

Como se ha descrito anteriormente, por relieve se entienden recesos y repujado del borde y, en general, cualquier alteración geométrica de su superficie.

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Para que la medición sea característica de las muescas de la moneda, la anchura del haz de iluminación debe ser igual o menor que el tamaño de las muescas. Para esta finalidad, la luz que llega desde el emisor se pasa con preferencia a través de una hendidura, que produce un haz rectangular que llega al borde de la moneda a lo largo de una banda paralela al borde de la moneda que abarca toda la extensión de dicho borde y tiene una anchura igual o menor que el espesor de las muescas o alteraciones geométricas de dichos bordes de la moneda.

Con el fin de prolongar la medición para una distancia suficiente para examinar un área significativa de la periferia de la moneda, el haz de luz debe mantener sus propiedades constantes a lo largo de toda su trayectoria, de manera que debería utilizarse un haz colimado.

El haz que ilumina el borde de las monedas debería estar sustancialmente paralelo al plano de rodadura de la moneda, o forman un ángulo pequeño con él y está incidente sobre el borde de las monedas a una cierta altura por encima de la vía de rodadura, más alta que el radio de dichas monedas.

El aparato para realizar el procedimiento de la invención comprende un emisor de luz colimada que genera un haz de luz paralelo o en un ángulo pequeño con respecto a la vía de rodadura de la moneda; una pared o pantalla, que está colocada entre el emisor de luz y la moneda y que está provista con una hendidura que permite el paso de un haz rectangular que ilumina toda la anchura del borde de la moneda; y un sensor receptor de luz reflejada clocado de tal manera que solamente puede recibir luz difusa reflejada desde el borde de la moneda y no luz reflejada especularmente por dicho borde. Esta propiedad permite colocar el sensor receptor cerca del emisor.

Las características del método y aparato de la invención, como se indican en las reivindicaciones, se describen ahora con más detalle con la ayuda de los dibujos adjuntos, en los que se muestra un ejemplo de una forma de realización no limitativa.

En los dibujos:

La figura 1 es un diagrama de conjunto básico del aparato de la invención.

La figura 2 es un diagrama del haz de luz incidente y del haz reflejado por el borde de la moneda, de acuerdo con el método de la invención.

La figura 3 es una vista ampliada en sección de la hendidura que forma el haz de luz incidente sobre el borde de la moneda de acuerdo con el método de la invención.

La figura 4 muestra el haz de luz obtenido por la hendidura de la figura 3 que es incidente sobre el borde de la moneda.

Las figuras 5 a 8 muestran las señales obtenidas con el aparato y método de la invención de monedas con diferente relieve sobre sus bordes.

La figura 1 muestra una moneda (1) que ruda a lo largo de una vía de rodadura (2). El borde de la moneda es iluminado por un emisor (3), que consta con preferencia de un diodo láser, que emite una luz (4), que pasa a través de una hendidura (5) que produce un haz (6) de contorno rectangular, que incidirá sobre el borde de la moneda (1).

La figura 3 muestra con mayor detalle una hendidura (5) a través de la cual pasa luz (4) producida por el emisor (3), obteniendo un haz (6) de forma rectangular que, como se ve en la figura 4, incide sobre el borde de la moneda a lo largo de una banda paralela al primer eje de dicha moneda, de manera que la longitud de esta banda es con preferencia mayor que el espesor del borde de la moneda (1) y su anchura es igual o menor que la anchura de las alteraciones geométricas (8) del borde de la moneda (1) que deben medirse.

La instalación básica mostrada en la figura 1 se completa con un receptor (9) de luz (10) reflejada por el borde de la moneda (1).

El método de la invención trata de evitar que luz reflejada especularmente por el borde de la moneda (1) llegue al receptor (1), que consta de un receptor adecuado.

Para esta finalidad, de acuerdo con la invención, el borde de la moneda (1) es iluminado en un ángulo sustancialmente paralelo a la vía de rodadura (2) de la moneda (1), de manera que el haz (6) incide sobre dicho borde por encima del centro de la moneda. En estas condiciones, como se muestra en la figura 2, el detector (9) solamente recibirá reflexión difusa (11) producida por las estrías o alteraciones geométricas del borde de la moneda, mientras que la reflexión especular (12) debida a las áreas lisas del borde de la moneda, no llegará al detector (9). Cuando el haz de iluminación (6) está estrictamente paralelo a la rampa de rodadura (2), el receptor (9) proporcionará una señal con una amplitud que se incrementa a medida que la moneda (1) se aproxima al receptor (ley de cuadrado inverso). Este efecto que, en principio, no tiene ninguna consecuencia, a no ser que la amplitud de los impulsos se utilice para identificar las monedas, se puede reducir inclinando el haz (6) un poco con respecto a la dirección de rodadura, en un ángulo pequeño alfa, por ejemplo del orden de 3º cuando el detector (9) está colocado cerca del emisor (3). Colocando el detector (9) en la misma área que el emisor (3), no llegará reflexión directa (12) al receptor.

El emisor (3) deberá ser un láser semiconductor, visible o infrarrojo, con una salida de luz colimada. Generalmente, este tipo de dispositivos proporciona un haz de sección elíptica, que no es un problema para esta aplicación, puesto que se desea un haz rectangular. En cualquier caso, esto se consigue, como se ha descrito anteriormente, mediante la interposición entre el emisor (3) y la moneda (1) de una hendidura (5) de dimensiones adecuadas para formar el haz (6) deseado, como ya se ha descrito, con el lado más largo coincidiendo con el eje mayor de la sección elíptica del haz.

Gracias al uso de luz colimada, la hendidura (5) se puede colocar cerca del emisor (3), permitiendo de esta manera un conjunto compacto y pequeño.

Las dimensiones ópticas de la hendidura (5) se establecen para su longitud por el espesor máximo de la moneda a medir, que se puede estimar en torno a 3 mm. Con respecto a la altura de la hendidura (5), ésta se ajusta, por una parte, por la finura de detalle requerida por las muescas más pequeñas que deben identificarse y, por otra parte, por el efecto de difracción que aparece cuando la hendidura es excesivamente fina. Se ha encontrado que una altura de la hendidura entre 0,2 y 0,4 mm puede ser adecuada para la mayoría de las monedas utilizadas comúnmente con difracción tolerable desde banda roja hasta banda cercana a infrarroja.

Como se ha mencionado anteriormente, el receptor (9) está montado de manera que no detecta luz (12) reflejada especularmente por la moneda, sino que recibe luz difusa (11) reflejada por el relieve de dicha moneda.

Las figuras 5 a 8 muestran las señales proporcionadas por el receptor (9) para diferentes tipos de relieve sobre un borde de una moneda. Cuando la moneda no tiene relieve, el detector proporcionará una señal virtualmente cero.

La figura 5 muestra la señal obtenida cuando se inserta una moneda con un borde del tipo de "flor española", que consta de muescas curvadas separadas por una distancia varias veces mayor que el tamaño de dicha muesca. Como se ve, aparecen impulsos separados por intervalos libres de señales, que corresponden a las incisiones y a las áreas lisas del borde de la moneda, respectivamente.

La figura 6 corresponde a la señal obtenida por una moneda de muestra similar a la futura moneda de 1 Euro, que muestra una serie de estrías finas interrumpidas por áreas lisas. Como en el caso anterior, se ven impulsos que corresponden claramente a las estrías del borde de la moneda, pero la separación entre impulsos y su duración es claramente menor, puesto que las muescas con mucho más finas.

La figura 7 muestra una moneda con una formación uniforme de estrías, que muestra impulsos con duración y separación entre ellas sustancialmente constantes. No obstante, se puede apreciar una "compresión" de la señal de izquierda a derecha, que es debida a la aceleración de la moneda a medida que rueda sobre un plano inclinado, como se muestra en la figura 1.

Por último, la figura 8 muestra la señal que aparece para una moneda que, además de una formación uniforme de estrías, presenta figuras distribuidas de una manera uniforme. En este caso, aparecen también impulsos representativos de la formación de estrías, pero con su amplitud modulada por la señal producida por dichos motivos.

Como se puede deducir a partir de las figuras mostradas, es posible obtener fácilmente señales características que son representativas de parámetros de monedas que las identifican, como una función del relieve de su borde. Por ejemplo, se pueden contar impulsos en un cierto intervalo espacial o de tiempo, se puede medir la duración de los impulsos y su separación o se puede medir la amplitud y la frecuencia de estos impulsos.

El dispositivo descrito se puede completar con sistemas conocidos para la medición del diámetro de la moneda, tal como se describe en la patente ES 557 523 a nombres de los presentes solicitantes, que constan de sensores ópticos (13) que, además de su tamaño (cuerda interceptada por los sensores ópticos), pueden proporcionar la velocidad media de los lados entrante y saliente de la moneda y su aceleración. Estos datos son particularmente interesantes cuando se requiere la medición exacta de la duración y la separación de los impulsos. Como se ha mencionado anteriormente, la duración de los impulsos recibidos por el detector depende del relieve de la moneda y de a velocidad a la que se desplaza a lo largo de la vía de rodadura. Por lo tanto, si la velocidad y la aceleración de la moneda se conocen aplicando las fórmulas para movimiento acelerado uniformemente (que es el caso real de una moneda que rueda hacia abajo por un plano de inclinación constante), es posible normalizar y obtener de esta manera la duración del impulso, independientemente de las condiciones casuales de la moneda (velocidad y aceleración). Por lo tanto, es posible calcular con precisión parámetros característicos de la moneda, tales como el tipo de muesca (uniforme, espesor escalonado, fino o sin inclusiones, etc.), número de muescas entre dos posiciones fijas (tal como entre los dos foto detectores de medición del diámetro, o entre dos instantes), número de muescas para muescas escalonadas, espacio entre las muescas y espacio sin muescas (para muescas escalonadas), uniformidad de las muesca, relación entre áreas con muescas y áreas lisas, etc. resultando una ayuda sustancial en la identificación de monedas, puesto que, en general, las características de decapado del borde de las monedas son constantes entre diferentes casas de acuñamiento de la misma moneda. Adicionalmente, la precisión y la resolución fina de las características que puede proporcionar el aparato de la invención, lo hace particularmente aplicable para discriminación de fraude e interferencia entre monedas de diferentes países.

Claims (10)

1. Método para validación y caracterización de monedas que comprende la iluminación parcial de borde de la moneda (1) durante su rodadura sobre una vía de rodadura y el análisis de la luz reflejada por dicho borde por medio de un sensor (9), caracterizado porque el borde de la moneda es iluminado por un haz de luz colimada (6) que está paralelo o inclinado ligeramente hacia abajo con respecto a la vía de rodadura, teniendo el haz de luz una sección transversal rectangular que se extiende, donde el haz de luz llega al borde de la moneda, a lo largo de una banda paralela al eje de las monedas, y una anchura igual o menor que la anchura del relieve o alteraciones superficiales (8) del borde de la moneda que deben detectarse; y porque el sensor (9) encargado de analizar la luz (10) reflejada está colocado cerca del emisor de luz (3), de manera que dicho sensor (9) recibe solamente reflexiones difusas (11) causadas por el relieve o alteraciones superficiales del borde de la moneda, pero no por reflexión especular (12) causada por las áreas lisas de dicho borde, desprovistas de cualquier relieve o alteración.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho haz de luz paralelo o inclinado ligeramente hacia abajo con respecto a la vía de rodadura (2) de la moneda incide sobre el borde de la moneda durante al menos una porción de la vía de rodadura a una altura, con respecto a la vía de rodadura, mayor que el radio de dicha moneda.

3. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sensor de luz (9) está colocado cerca del emisor de luz (3).

4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el borde de la moneda está iluminado por un haz que cubre toda la anchura del borde de dicha moneda.

5. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque luz (4) que procede del emisor de luz (3) se hace pasar a través de una hendidura (5) que produce el haz de luz (6) con una sección transversal rectangular que se extiende, donde el haz de luz llega al borde de la moneda, a lo largo de una banda paralela al eje de la moneda.

6. Aparato para validación y caracterización de monedas, que incluye una vía de rodadura (2), caracterizado porque comprende un emisor (3) de luz colimada, que genera un haz (4) de luz paralelo o inclinado ligeramente hacia abajo con respecto a la vía de rodadura de la moneda (1); una pared o pantalla, interpuesta entre el emisor de luz (3) y la moneda (1) y que está provista con una hendidura (5) que permite el paso de un haz (6) de sección transversal rectangular, teniendo la hendidura una longitud de aproximadamente 3 mm y una altura de 0,2 a 0,4 mm, que ilumina el borde de la moneda; y un sensor (9) de luz reflejada, que está colocado cerca del emisor de luz (3), de manera que solamente recibe luz difusa reflejada (12) por el borde de la moneda y no luz reflejada especularmente (12) desde dicho borde de la moneda.

7. Aparato de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el emisor de luz (3) es un láser semiconductor.

8. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 7, caracterizado porque dicha hendidura tiene una altura igual o menor que el tamaño del detalle mínimo o alteración geométrica (8) mínima que deben ser reconocidos en el borde de la moneda, y una longitud preferentemente igual o mayor que el espesor de dicho borde.

9. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque el sensor (9) es un foto diodo o foto transistor.

10. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque el sensor (9) se encuentra en una posición de retro-reflexión.