JP2000510979A - コインテスト装置および方法 - Google Patents

コインテスト装置および方法

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JP2000510979A JP09541928A JP54192897A JP2000510979A JP 2000510979 A JP2000510979 A JP 2000510979A JP 09541928 A JP09541928 A JP 09541928A JP 54192897 A JP54192897 A JP 54192897A JP 2000510979 A JP2000510979 A JP 2000510979A
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アル―ハシエミ,ブルハン
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Abstract

(57)【要約】 レーザビーム(13)がコイン(4)の表面上へ向けられレーザ検出器(3)を使用してコインによりレーザビームが遮られる所および遮られない所を検出して、コイン表面の1つの特徴の表示を得るコインテスト方法が提供される。コインの特徴はコインを識別するのに使用される。本発明はコインテスト装置にも関連しており、それはコイン(4)の表面上へレーザビーム(13)を向けるレーザ源(11)と、コインによりレーザが遮られる所および遮られない所を検出するレーザ検出器(3)と、レーザ検出器(3)の出力からコインを識別するのに使用されるコイン表面の1つの特徴の表示を得る信号処理装置(14)とを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】 コインテスト装置および方法 本発明はコインテスト装置およびコイン識別方法に関する。 コインテストシステム、すなわちコイン鑑定機が、例えば、自動販売機や電話 機において異なるコインを識別し鑑定するのに使用されている。例えば、自動販 売機、公衆および構内電話機等のさまざまな目的に使用されるさまざまな電気機 械および電磁コイン鑑定機がある。このような鑑定機は、例えば、空港、鉄道の 駅、ギャンブル機械、産業、学校、病院、ホテル、もしくはオフショアプラット ホーム等において多種の自動販売機やスロットマシンに使用することができる。 自動販売機や電話機で作動するこのようなコイン鑑定機は、一般的に鑑別でき る異なるコインの種類が非常に限定されている。発明の要約 本発明の第1の特徴に従って、コインの表面へレーザビームが向けられレーザ 検出器を使用してコインによりレーザが遮られる所および遮られない所が検出さ れて、コイン表面の寸法的特徴の表示を得るようにする、コインテスト方法が提 供される。 コイン表面の少なくとも1つの細長いストリップの少なくとも一部の長さを決 定すなわち検出することができる。 コイン表面の複数の細長いストリップの少なくとも一部の長さを決定すなわち 検出することができる。 ビームはストリップ、もしくはその一部を次々に走査することができる。 ビームは扇状として前記全てのすなわち各ストリップもしくはその一部に同時 に入射することができる。 レーザ検出器は、各々が個別にレーザ放射を検出できる、沢山の横に並べたピ クセルを含むことができる。 好ましくは、ビームは静止しておりコインがビームを通過する。 コインはビームを通過する時に回転することができる。 コインはビームを通過する時に案内に沿って移動することができる。 コインはビームを通過する時に自由落下することができる。 前記各ストリップの一端はコインの縁とし、他端はコインの縁ではない所定位 置とすることができる。 コインの縁に第2のレーザビームを向けてコインの縁および/もしくは厚さの 1つの特徴を決定することができる。 コイン縁の溝および/もしくは隆起の寸法的特徴を決定すなわち検出すること ができる。 コイン縁の所定距離内の溝および/もしくは隆起数をカウントすることができ る。 最初に述べたレーザビームから2次レーザビームを引き出すことができる。 最初に述べたレーザビームの一部を転向させるプリズムにより最初に述べたレ ーザビームから2次レーザビームを引き出すことができる。 好ましくは、コインとレーザの遮断点において、コインはレーザビームに絶対 的に直交する。 コインとレーザの遮断点において、レーザビームは実質的にレーザ放射の薄い 平面状とすることができる。 本発明の第2の特徴に従って、コインテスト装置が提供され、 コイン表面上へレーザビームを向けるように適合され配置されたレーザ源と、 レーザがコインにより遮られる所および遮られない所を検出するように適合さ れ配置されたレーザ検出器と、 コイン表面の寸法的特徴の表示をレーザ検出器の出力から得るように適合され 配置された信号処理装置とを含んでいる。 好ましくは、本装置はコイン表面の少なくとも1つの細長いストリップの少な くとも一部の長さを決定すなわち検出するようにされている。 本装置はコイン表面の複数の細長いストリップの少なくとも一部の長さを決定 すなわち検出するように適合することができる。 ビームは前記ストリップ、もしくはその一部を、次々に走査するようにするこ とができる。 ビームは扇状として前記全てのすなわち各ストリップもしくはその一部に同時 に入射するようにすることができる。 好ましくは、レーザ源従ってビームは静止され装置はコインにビームを通過さ せるようにされる。 本装置はビームを通過する時にコインがそれに沿って移動する案内を含むこと ができる。 本装置は、使用時に、コインは自由落下してビームを通過するようにすること ができる。 使用時に、前記各ストリップの一端はコイン縁とし他端はコインの縁ではない 所定位置とすることができる。 本装置はコイン縁へ第2のレーザビームを向ける手段と、コインにより第2の ビームが遮られる所を検出する手段と、そこからコインの縁および/もしくは厚 さの1つの特徴を決定する手段とを含むことができる。 本装置は最初に述べたレーザビームから第2のレーザビームを引き出す手段を 含むことができる。 最初に述べたレーザビームから第2のレーザビームを引き出す手段は最初に述 べたレーザビームの一部を転向させるプリズムを含むことができる。 レーザ検出器は、各々が個別にレーザ放射を検出することができる、多数の横 に並べたピクセルを含むことができる。 本発明の第3の特徴に従って、コインテスト装置が提供され、それは、 コイン上へレーザビームを向けるように適合され配置されたレーザ源と、 レーザがコインにより遮られる所および遮られない所を検出するように適合さ れ配置されたレーザ検出器と、 レーザ源とレーザ検出器との間を通過するレーザビームの一部をコインが遮る ことができる特定経路に沿ってコインを移動できるように配置されたコイン案内 と、 レーザ検出器の出力を得るように適合され配置された信号処理装置とを含み、 レーザビームの遮られる割合によりコインの幾何学的寸法の少なくとも1つの 測度(大きさ、メジャー)が提供され、コインの前記測度をいくつかの既知のコ インの対応する測度と比較することによりコインが識別される。 少なくとも1つの測度は前記コインの表面上の幾何学的寸法により構成しもう 1つの測度は前記コインの厚さにより構成して、表面および厚さの前記測度を前 記いくつかの既知のコインの対応する測度と比較することができる。 ある範囲の幾何学的寸法を反復測定して前記コインの表面領域の積分面積測定 値を与えることができ、前記コインの前記面積測定値を前記いくつかの既知のコ インの対応する面積測定値と比較することにより前記コインを識別することがで きる。 コイン縁上の溝および/もしくは隆起の寸法的特徴を決定するすなわち検出す ることができる。 コイン縁上の所定距離内の溝および/もしくは隆起の数をカウントすることが できる。 前記コインの幾何学的寸法の測度(大きさ、メジャー)、および前記いくつか の既知のコインの前記対応する大きさは全て前記各コインの直径もしくは、不規 則な形状のコインの場合には、最大断面よりも小さいコインの測定値に関連する ことができる。 前記レーザ源および前記レーザ検出器間を通過するレーザビームはその間を遠 回りの非直接的ルートを介して進むことができる。 レーザビームは1個以上のミラーやプリズムにより前記遠回りの非直接的ルー トに沿って指向させることができる。 経路は下部境界を有する通路を含み、それに沿って前記コインはその周縁を前 記通路の前記下部境界により支持されながら装置内を進むことができる。 レーザ源は、前記通路内の前記コインの主面に実質的に直交して、前記通路の 一部の一方側から他方側へレーザビームを向けて、前記コインが前記通路の前記 部分を通過する時にその上部領域によりレーザビームが遮られるように搭載する ことができる。 レーザ検出器は、各々がレーザ放射を個別に検出することができる、多数の横 に並べたピクセルの線形アレイを含むことができる。 アレイは前記主面に実質的に平行にかつ通路の前記部分に沿った前記コインの 進行方向を横切って延びることができ、前記いくつかのコインの最小直径よりも 小さい第1の距離だけ前記下部境界から間隔がとられた下端、および前記いくつ かのコインの最大直径よりも大きい第2の距離だけ前記下部境界から間隔がとら れた上端を有することができ、前記レーザ検出器は通路の前記部分に沿って進む コインにより、複数の連続するサンプリング時点において、前記レーザビームが 遮断される前記ピクセル数によって決まる出力を発生するように作動することが でき、前記出力を所定の基準データレコードと比較してそれらのレコードのしず れが前記出力に対応するかを確認することができる。 コインは遮断点において前記レーザビームに絶対的に直交するように前記経路 に沿って進むことができる。 好ましくは、前記コインにより遮られるレーザビームは遮断点において実質的 にレーザ放射の薄い平面状である。 本発明の第4の特徴に従って、コインテスト装置が提供され、それは、 下部境界を有するコイン通路を定めるコイン案内であって、コインは前記下部 境界によりその周縁を連続的に支持されながらそれに沿って装置内を通過するこ とができるコイン案内と、 通路内のコインの主面に実質的に直交して前記通路の一部の一方側から他方側 へレーザビームを向けて、前記コインが前記通路の前記部分を通過する時にその 上部領域によりレーザビームが遮られるように搭載されるレーザ源と、 通路の前記部分の前記他方側にレーザ受光位置の線形アレイを含むレーザ検出 器であって、前記アレイは前記主面に実質的に平行に延びかつ通路の前記部分に 沿ったコインの進行方向を横切り、装置で使用されるいくつかのコインの最小径 よりも小さい第1の距離だけ前記下部境界から間隔がとられた下端および前記い くつかのコインの最大径よりも大きい第2の距離だけ前記下部境界から間隔がと られた上端を有し、前記レーザ検出手段は通路の前記部分に沿って進むコインに より、複数の連続するサンプリング時点において、前記レーザビームが遮断され る前記レーザ受光位置の数によって決まる出力を発生するように作動することが でき、前記出力を所定の基準データレコードと比較してそれらのレコードのいず れが前記出力に対応するかを確認することができるレーザ検出器と、を含んでい る。 本装置は2個以上のレーザ源および2個以上のレーザ検出器を含むことができ る。 本発明の第5の特徴に従って、コイン識別方法が提供され、それは、 i) レーザ放射源とレーザ検出器との間を通るレーザビームの一部を遮るよ うに特定経路に沿ってコインを進めるステップと、 ii) 前記コインの幾何学的寸法の少なくとも1つの測度を確認する手段とし て、前記レーザビームの遮断される部分を測定するステップと、 iii) 前記コインを識別するために、前記コインの前記測度をいくつかの既 知のコインの対応する測度と比較するステップと、を含んでいる。 少なくとも1つの測度は前記コインの表面上の幾何学的寸法により構成するこ とができ、前記方法はさらに前記測度を前記いくつかの既知のコインの対応する 測度と比較するために、前記コインの厚さの測度を確認するステップを含むこと ができる。 本方法はさらに前記コインのいくつかの幾何学的寸法の測度を確認して前記コ インの表面領域の積分面積測定値を与えるステップを含むことができ、前記コイ ンは前記コインの前記面積測定値を前記いくつかの既知のコインの対応する面積 測定値と比較して識別することができる。 本方法はコイン縁上の溝および/もしくは隆起の寸法的特徴を決定すなわち検 出するステップを含むことができる。 本方法はさらに前記コイン上の所定距離内の溝および/もしくは隆起数をカウ ントするステップを含むことができる。 本明細書および添付請求の範囲において、“レーザ源”および“レーザ検出器 ”という用語には、それぞれ、レーザ放射源およびレーザ放射検出の機能を満た す任意の装置もしくは装置の組合せが含まれるものとする。レーザ源およびレー ザ検出器は、各々が特許請求される本発明の働きを可能とする機能を満たすかぎ り、単一構成要素、構成要素の一部、もしくは部品のアセンブリとすることがで きる。 本発明のその他の好ましい特徴は添付請求の範囲から明らかであり、それら請 求項の主題は本明細書に含まれている。図面 本発明をより完全に理解するために、単なる例として、添付図に関連して本発 明の実施例の説明を行い、ここに、 図1はコインテスト装置の第1の実施例の側断面図。 図1Aは第1の実施例の構成要素の相対方位を示す図。 図1Bは図解するために内部構成要素を省いた図1の実施例に使用するハウジ ングの側断面図。 図1Cは図1Bのハウジングの外側面図。 図1Dは図1Bのハウジングの斜視図。 図2はコインテスト装置の第2の実施例の側断面図。 図2Aは図2のコインテスト装置の第2の実施例の構成要素の相対方位を示す 図。 図2Bは図2および図2Aの第2の実施例の構成要素の3次元斜視図。 図2Cは図2、図2Aおよび図2Bの第2の実施例の、図面で右から左へ転が るコインを示す図。 図2Dは傾斜方位に取り付けられた図2Aのコイン案内を示す図。 図2Eはコイン厚を測定する装置を示す図。 図3は3つの文字X,Y,Zを使ってもう1つの実施例で使用される3個の線 形アレイの空間配置を表示することを示す図。 図4はコインが自由落下する時にレーザビームを遮る第3の実施例を示す図。 矢印はコインの落下方向を示す。 図5および図6は、コインの主面に直交しないレーザ源およびレーザ検出器を 本発明に組み込むこともできることを示すための別の実施例の略図。 図7は図1の第1の実施例に使用するレーザユニットを示す図。 図7Aはパウエルレンズを使用してレーザビームを集束することを示す図。 図7Bはパウエルレンズにより形成されるレーザビームがレーザ放射の面状も しくは線状であることを示す、図7Aのレーザビームの平面図。 図8は図1および図2の実施例に使用されるセンサユニットを示すいくつかの 図。 図9は図8に示すセンサユニットの内部部品の電気ブロック図。 図9Aは図8および図9のセンサユニットに関連するパルスを示す、並列接続 線形アレイのタイミング図。 図10は図1の実施例で使用される第1世代エレクトロニクスで使用される回 路図。 図10Aは図1および図2の実施例で使用されるクロック信号発生回路のブロ ック回路図。 図10Bは“パワーオン”回路を示す図。 図11はレーザ電源の回路図。 図11Aは図1および図2の装置で使用されるY−Zセンサアレイピンナウト を示す図。 図11Bはピクセルレイアウトを説明する図。 図11Cはアナログ/デジタル変換の3レベルコンバータを示す図。 図12は図1および図2の実施例で使用されるカウンタ回路のブロック回路図 。 図12Aはラッチの2つの回路図。 図12Bは2つのバッファーインターフェイスのブロック回路図。 図12Cは図1および図2の実施例に使用される主制御回路のブロック回路図 。 図12Dは2つのスタティックメモリRAMの回路図。 図12EはフラッシュメモリEEPROMの回路図。 図12FはLCDドライバ、リレーおよびホトトランジスタドライバを示す図 。 図12GはリレーPINドライバおよびPINホトセンサーを示す図。 図12Hおよび図12Iは実施例の回路に使用される印刷回路板を示す図。 図13は本発明の実施例において実施される計算に使用されるアルゴリズムの 関数を描くxy軸上のグラフ。 図13Aはコインの縁内の溝の特徴を考慮してコインが識別される実施例を示 す図。 図14は本発明の電気的構成要素の実施例を示すブロック図。 図面は単なる説明用であって、必ずしも縮尺には従っていない。 実施例では、説明の都合上、同じ構成要素には同じ番号が付けられている。例 えば、各実施例におけるレーザ放射源には同じ参照番号が付されているが、それ は同じ実施例であることを意味するものではない。実施例の説明 第1の実施例 図1にコインテスト装置20の形で本発明の第1の実施例を示す。装置20は ハウジング5を含んでいる。 円筒状レーザユニット1の形のレーザ源がハウジング5内の円筒状空洞51内 に滑動可能に搭載されている。 レーザユニット1は従来のレーザダイオード11およびレンズ群(両群共番号 12で示す)を含んでいる。レーザダイオード11はレーザビーム13を発生す る(図1に点線で示す)。レンズ群12はレーザビーム13をそれがレーザユニ ット1の前面を去る時に扇状となるように変換する。レーザビームはレーザダイ オード11から点源として発生され、レンズ群12により扇状へ拡げられてコイ ン上の大きい部分へ同時に入射できるようにされる。 レーザビーム13の形状は扇状レーザビームの形に拡がるようにされている。 この平坦に拡がるレーザビームを作り出すために、特性の異なる2組のレンズが 使用される。第1のレンズ群12は矩形断面を有するレーザビームを高度にコリ メートするように作用する。もう1つの円柱レンズ群12によりレーザビームの 断面は引き伸ばされて、ほとんど線分となるまで細長い矩形とされる。レーザダ イオード11からのレーザビーム13はこれらのレンズを通過する。図1におい て、扇状のレーザビームはレーザユニット1内のレンズ12を使用し、レーザユ ニット1の空洞51内の位置をスライド調整して集束される。 コインテスト装置20はさらに下部境界62および上部通路52を有するチャ ネル61を含むコイン案内を含み、その中にコイン4が示されている。コインは コイン挿入開口62(図1Dに示す)により通路52へ導入される。チャネル6 1は通路に沿ってコイン4を案内する。コイン通路52はハウジング部材5を横 切って貫通している。コイン4はその周縁がコイン案内の下部境界62により連 続的に支持される。コイン4は装置内を図1の紙面に直交する方向へ進む。 チャネル61のレーザ源11から遠い側で、ハウジング5はセンサーアレイユ ニット3の形のレーザ検出器を含んでいる。アレイユニット3は多数の横に並ベ た個別の高速電荷蓄積器(charge accumulator)およびピク セルを含んでいる(別々には図示せず)。これらの電荷蓄積器はレーザ放射に感 応してそのエネルギレベルを検出かつ測定することができるピクセルを含んでい る。ピクセルは線形もしくはグリッド状方位の線形アレイとして構成されピクセ ルの隣接アレイを形成する。各電荷蓄積器は、非帯電状態において、レーザビー ム13が特定のピクセルを照光する時に帯電することができる。ピクセルはレー ザビームの基本的成分である光子を検出するのに十分な感度である。センサーア レイユニット3はそれを後述する電子回路に接続するようにされたピン19も含 んでいる。 レーザダイオード11から発生されるレーザビーム13はセンサーアレイユニ ット3へ向けられる。図1の実施例では、レーザビーム13はレーザダイオード 11を出射した後で平坦な扇状ビームを形成するように指向される。扇状とはレ ーザダイオードを離れるにつれてレーザビームが拡がることである。平坦なビー ムとは細線もしくは線状平面のレーザビーム放射を形成することである。この扇 状放射ビームの平面は一般的に線形アレイの中心へ向けられる。 レーザビーム13はレーザダイオード11とセンサー3の線形アレイとの間を 進む。レーザビーム13は空洞51に沿って軸方向に通路52を横切るように送 られる。このレーザビーム13の軸は通路内のコインの主面に実質的に直交する 。レーザビーム13は被テストコイン4の表面上へ向けられる。コイン4はレー ザダイオード11とセンサーアレイユニット3間を通過するこのレーザビーム1 3の一部を遮る。本実施例では、ビームは静止しておりコインがレーザビームを 通過するように移動する。円形コインはビームを通過する時に回転し、非円形す なわち多角形コインはスライドしてビームを通過する。 センサーアレイ3はレーザがコインに遮られる所および遮られない所を検出す ることができ、それはレーザビームにより照射されるピクセルにより電荷蓄積器 が帯電されコインにより遮蔽されるピクセルにより電荷蓄積器は帯電されないた めである。後述するように、帯電および非帯電蓄積器の情報を使用してコイン表 面の1つの特徴の表示が得られる。 図9を見れば、ピクセルおよび電荷蓄積器はレーザビームの吸収可能な最大お よび最小量子エネルギを測定することにより、飽和に基づいて働く。ピクセルが その最大飽和電荷の半分程度まで励起されると、ピクセルの制御論理によりピク セルがレーザビームから受け入れる正確なエネルギ量を求めることができる。次 に、制御論理により電荷蓄積器を非帯電状態に対する“O”と見なすか帯電状態 に対する“1”と見なすかが決定される。 好ましい実施例では、線形センサーアレイユニット3の平面は通路52内のコ イン4の主面に実質的に平行に、かつコインのその通路に沿った進行方向を横切 って延びている。図1において、アレイ3の下端は下部領域62から第1の距離 dだけ間隔がとられており、第1の距離dは装置で使用される任意のコインの最 小径よりも小さい。アレイ3の上端は下部領域62から第2の距離Dだけ間隔が とられており、第2の距離Dは任意のコインの最大径よりも大きい。したがって 、レーザビーム13はコイン4が通路に沿って進む時にその上部領域により遮ら れる。 コイン4の上部領域がレーザビーム13により遮られてコインの上部領域の寸 法を測定できることが望ましい。あるいは、コイン4の側部等の他の領域で寸法 を測ることができる。しかしながら、コインがコイン案内の下部境界62と接触 している場合には、そのような接触によりコインの下部領域62と接触している 部分の正確な測定値を得ることが困難となる。 コインの寸法は全体直径、不規則なコインの場合には、最大断面について測る 必要はない。直径や最大断面の読取りを回避することにより、コインが転動面と 接触する部分の測定に関連する問題が最小限に抑えられる。 線形アレイ3のセンサーユニットはコインにより遮断されるピクセル数および 遮断されないピクセル数によって決まる、連続する各サンプリング時点において 、電気的出力を発生する。後述するように、好ましくはこの信号はコインが線形 アレイ3を通過する時に何度もサンプリングされる。 線形アレイ3のセンサーユニットは信号処理装置に接続され、それはこれらの 出力を処理して当該コインを識別する。信号処理装置はマイクロコントローラ1 4の形をしており、図12Cおよび図14に図示されている。マイクロコントロ ーラ14は複数の所定の基準データレコードのいずれが処理された出力に対応す るを決定する比較手段を含んでいる。例えば、線形アレイ3からの処理された出 力は多数の既知のコインのデータレコードと比較される。線形センサーから得ら れる処理された出力を既知のコインの対応するデータレコードと一致させること によりコイン4が識別される。 ハウジング部材5は散乱されたレーザ放射をよく吸収する材料、例えばブラッ クポリカーボネート材料、で作られている。ハウジング5の外観を図1Cおよび 図1Dに示す。設置される特定の環境に応じて他の設計を選択することができる 。さらに、本発明の別の実施例では、コインテスト装置はそれ自体のハウジング 内に設置されるのではなく、そのさまざまな構成要素を自動販売機や電話機等の それを使用する装置の一部として一体的に製作することができる。これらの実施 例では、コイン案内は特定装置の構成要素の一部として提供される。コイン案内 は独立して識別できる構成要素ではないことも考えられる。このような実施例で は、レーザビームにより遮られるコインを案内する全体装置の任意の特徴がコイ ン案内の機能を満たすものと考えられる。 別の実施例では、コインテスト装置のさまざまな構造的構成要素をワンピース として成型することができる。例えば、ミラーおよびプリズムをハウジングおよ びコイン案内と同じ材料で成型することができる。製作手段としての成型の1つ の利点が装置のコストを低減するのに使用される。 図7にレンズ群を構成する別の実施例を示す。レーザビーム13の好ましい形 状はレーザダイオードからのレーザビームが通過するコリメーティングレンズ7 4およびライン発生レンズ72を使用して作られる。扇状ビームはレーザユニッ ト1内の第2連のレンズ12を使用し、かつ空洞51内のレーザユニット1の軸 方向位置を調整して集束される。図7に示すように、フロントセルアセンブリ7 3を回転させることによりビームが集束されコリメートされる。ロッキングリン グ74を使用して最終位置が固定される。線形アレイ3上のレーザビーム13の 最善入射線を作り出すために、レーザダイオードモジュールを設けたキーを使用 してレンズアセンブリを回転させることができる。操作距離が大きいほど、線は 長くかつ太くなる。第2の実施例 本発明の第2の実施例を図2、図2Aおよび図2Bに示す。レーザ検出器が2 個の線形アレイ3Y,3Zを含む点を除けば、この第2の実施例は第1の実施例 と同じである。(ここでは概念を例示するために、XおよびYは工学で使用され る直交xおよびy軸用語とする。) レーザビーム13がレーザダイオード11から発生されてレンズ12aにより 屈折され、さらにレンズ12bにより屈折される。 レーザビームを線へ集束させることは“パウエルレンズ”を使用して行われる 。パウエルレンズにより集束されるレーザ放射の線にはその全長に沿って均一な 強度を有するという独特な特徴がある。レーザビームの拡散効果を図7に示す。 図7Aはパウエルレンズ12を使用してレーザビーム13の角度を拡げる様子を 示す。図7Bはパウエルレンズにより形成されるレーザビームがレーザ放射の薄 い平面状であることを示す、図7Aのレーザビームの平面図である。 レーザビームがコイン4との遮断点に達する時間までに、レーザビーム13は コイン4の主面に実質的に直交する経路に沿って指向される。レーザビームの一 部はコイン4の縁へ向けられ、その周縁により遮られる。レーザビームの残りの 一部は線形アレイ3Yに達する。したがって、線形アレイ3Yはコイン4の縁お よび/もしくは厚さの1つの特徴を決定することができる。図2Cは線形アレイ 3Y,3Zを転動通過するコイン4の側面図を示す。 同時に、レーザビーム13の一部がプリズム12cにより転向される。プリズ ムの替わりにミラーを使用することができる。プリズム12cはビームを直角に 転向させてコインの縁へ達するようにする。他方の線形アレイ3Zに達するのは 下向きビームの一部だけである。したがって、2個の線形アレイを使用してコイ ン4の表面および縁の異なる部分が測定される。 コインとビームの臨界遮断点において、ビームがコイン4の主面に絶対的もし くは少なくとも実質的に直交することの利点は、ビームがその後さらに逸れるこ となく線形センサーを直接照光することである。したがって、線形センサーで測 られる測定は実際のコインの正確な測度(大きさ、メジャー)となる。 それとは対照的に、図4において、レーザビームがコインを鋭角で遮る場合に は、線形センサーで測られる寸法はコインの実際の寸法よりも幾分大きくなる。 しかしながら、既知のコインのデータ寸法がこの要因を考慮して計算される場合 には、コインテスト装置はまだ有効に働く。したがって、本発明の最も広範な解 釈にとって不可欠なものではないが、ビームは臨界遮断点においてコインの平面 と絶対的に直角であることが望ましい。 しかしながら、遮断点におけるコインとレーザビームの直交性の1つの利点は 、直角ビームを使用してコイン縁の溝により生じる偏差を考慮できることである 。ビームがコイン縁を実質的に鋭角で遮る場合には、ビームは溝の起伏に対して 盲目的となることがお判りであろう。鋭角ビームは溝や隆起の無い滑らかな円周 に出会うだけである。 図2の第2の実施例では、コインの表面上へ向けられる第1のレーザビームと コインの縁上へ向けられる第2のレーザビームは、共に単一のレーザダイオード 11から発生される同じビームから引き出される。第2のレーザビームは第1の レーザビームの一部を転向させるプリズムにより第1のレーザビームから引き出 される。しかしながら、本発明の別の実施例では、独立したレーザ源により独立 したレーザビームを作り出すことができる。多数のレーザダイオードを使用する ことができる。 本装置のコイン案内は使用時にコイン案内が傾くように取り付けられることが 好ましい。コイン案内のこの傾斜方位を図2Dに示す。コイン案内の傾斜度によ りコインはコイン案内に沿って移動する時にぐらつく危険性が最小限に抑えられ る。コインはコイン案内に沿って移動する時に直立しておれば、ぐらつく危険性 がある。数ミクロン程度の寸法を区別する装置の能力は、コイン案内のコインの どのように小さなミスアライメントでも装置の精度に影響を及ぼすことを意味す る。ある程度の安定度を保証する1つの方法は、線形アレイを通過する前にコイ ンを停止させ次にコインを解放して線形アレイを通過できるようにすることであ る。第3の実施例−自由落下実施例 本発明はコインがコイン案内により連続的に支持される必要がない実施例を含 むことができる。例えば、コイン案内はコインがレーザビームを遮る前の点まで しかコインと接触しないようにすることができる。レーザビームを遮る瞬間に、 コインは実際上自由落下していることがある。好ましくは、コインは自由空間を 落下する時にその元の方位を解放し始める前にレーザビームを横切る。自由落下 中にコインの表面や縁の任意の部分の寸法を測定することができる。レーザ放射 を使用しないシステムに較べて、レーザを使用するコインの測定は自由落下中に 測定を行えるように十分迅速に行うことができる。 コインが自由落下中にレーザビームを遮る第3の実施例を図4に示す。この実 施例では、長い線形センサー3が使用される。長いセンサーアレイを使用するこ とにより、コインがセンサーアレイ3を通過する時に全面積および直径を測定す ることができる。この第3の実施例におけるレンズは広い扇状の拡がりを与える ように選択される。レーザビームの広角および長い線形センサーを組み合わせる とコインのより長い移動距離にわたってコインの寸法を測ることができる。自由 落下コインはコイン案内上を転がるコインよりも迅速に移動するため、これは特 に有用である。レーザビーム13はコイン縁に鋭角で達する。コインの前面に関 して測定が行われる。前記したように、鋭角であることは測定にビームの拡がり を考慮しなければならないことを意味する。別の実施例 本発明はコインの主面に直交するレーザ源やレーザ検出器を有するものに限定 されるものではない。 図5および図6に示す別の実施例では、レーザビーム13を転向させるのにミ ラーおよび/もしくはプリズム12cが使用される。これら別の実施例では、レ ーザビーム13はやはりコインの平面を直交して横切ることができる。 ある実施例では、レーザ放射検出器へ向けてレーザ放射を送るのに光ファイバ ーを使用することができる。光ファイバーはレンズおよび/もしくはプリズムの 複雑な配列を必要とする経路に沿ってレーザ放射を向けるのに使用することがで きる。ミラー、プリズム、および/もしくは光ファイバーを随意使用してレーザ ビームを転向させることにより、コンパクトな設計のコインテスト装置とするこ とができる。レーザ レーザはコヒーレントであって指向性の高い放射源であるため、レーザダイオ ード等のレーザ放射源はこのようなコインテスト装置に特に適している。他のい かなる非レーザ放射および光も非コヒーレントである。レーザ放射の独特な特徴 は誘導放射放出として知られる過程から生じ、通常の光は自発放出から生じる。 レーザ放射は単一量子状態における光子および原子の閉じ込められたビームの誘 導放出により生じる。 また、レーザはこのような光源の動作寿命が長いため特に適している。(レー ザ源の現在の代表的な値は10,000から80,000時間、1から9年であ る。レーザダイオードの寿命は500,000時間と推定されているものもある 。) 本発明の実施例の装置は、BS(EN)60825に従って設定された出力電 力を有する、オリジナル装置メーカ(OEM)用に設計されたある範囲のレーザ ダイオードシステムを使用することができる。前記した装置に内蔵する場合には 、装置が完全に標準に適合することを保証するようにさらに安全策を必要とする ことがある。しかしながら、本発明は最も広い解釈においてこのような安全策を 含むことに厳密に限定されるものではない。 本発明の実施例において、レーザダイオード11から出力されるレーザビーム の面積は(高さx幅が)2.5mmx1mmであり、線形アレイ3へ達する拡張 された面積は30.0mmx1.2mmである。 レーザユニットは5−6Vの範囲の非調整電源からの正の電圧で作動する。し かしながら、発熱量が少ないと装置の予期寿命が延びる傾向があるため、より低 い電圧を使用することが望ましい。このような状況では、±5%内に調整された 図11に示す4.5V電源がレーザユニットに使用される。レーザモジュールの ケーシングは好ましくは供給電圧から絶縁される。 本発明の実施例は、センサーユニット3の正規化された応答に応じて、635 nmから840nmの範囲内の波長を有するレーザ放射を生じるレーザダイオー ド11を使用する。レーザ放射の波長はセンサーユニット3の応答を最大限とし て装置の性能を高めるように選択される。しかしながら、本発明はレーザ放射の 特定の波長を使用することには限定されず、例えば、UVから近赤外スペクトル 領域までまたがる330nmから1500nmまでのある範囲のレーザ源を使用 することができる。 負の供給電圧で作動するレーザモジュールでTTLディセーブル機能を利用す ることができる。TTLディセーブル入力へ加えられる+4および+7V間の入 力によりレーザはターンオフされ0Vの入力によりターンオンされる。使用して いない時は、この入力はフローティングしておくことができる。レーザはこの入 力を使用して10Hz以上の周波数でオン/オフ脈動させることができる。しか しながら、ダイオードの動作寿命を長くできる傾向があるため、前記した実施例 ではレーザダイオードの連続的励起が望ましい。 前記した実施例のレーザが最小供給電圧よりも高い電圧で、しかも/もしくは 周囲よりも60℃以上高い温度で作動している場合には、付加ヒートシンクを使 用しなければならない。レーザダイオードケーシングの温度がその最大指定値を 越える場合には、過早故障や破局的故障が生じることがある。レーザモジュール からの熱の放散を助けるために、好ましくはレーザユニット1はレーザダイオー ドおよびビームを集束するレンズを保持する円筒状ケーシングを有している(図 1)。ケーシングはPMMA(ポリメチルメタクリレート)で作られるが、アル ミニウム等の他の材料で作ることもできる。線形センサーアレイ 典型的な実施例で使用されるレーザ検出器は線形センサーアレイユニット3の 形をしている。図8において、センサーアレイユニット3は図8、図9に示すホ ールドを有する製品集積センサ−CMOSプロセス線形センサーアレイにより提 供される。このようなセンサーは256x1ピクセルアレイセンサー(各々が6 3.5μmx55μmでピクセル間間隔が8.5μm)を有する線形アレイ81 を含み、その各々が当該ピクセルにより受光されるレーザ放射量によって決まる 信号を発生する。しかしながら、本発明の他の実施例は遥かに多数のピクセルセ ンサーを有する線形アレイを有利に内蔵することができる。例えば、多数のピク セルセンサーによりコインの測定過程中に大量の情報を引き出すことができる。 したがって、後述するように、特に測定値の積分や加算を必要とする実施例では 、 情報量の増大により測定値の精度が高められる。 ピクセルが小さくてより稠密にパッケージされるほど、コイン識別結果の精度 は高くなることがお判りであろう。 アレイは図9に示すような128ピクセルの2個の並列接続アレイにより形成 される。128ピクセルの各々がスイッチ制御論理、電荷蓄積器、およびピクセ ルからのデータ列を調整する出力増幅器を含む128ビットシフトレジスタによ り制御される。 後述するパルス入力SIにより決定される各サンプリング期間について、個別 のピクセルからの出力はデジタルパルス列の形でセンサーユニット3のピン4お よび8(AO1およびAO2)から送りだされる。図9からお判りのように、セ ンサーアレイユニット3はクロック入力CLK、外部トリガーパルス入力Sl1 およびSI2、および出力AO1(ピクセル1−128)およびAO2(ピクセ ル129−256)を有している。アレイ接続は交互にシリアルとすることがで きる。 図8において、256センサ一エレメントのアレイ81は256の個別ピクセ ルを与える。ピクセルに達するレーザ放射エネルギーによりピクセルの下の領域 内に電子−ホール対が発生される。ピクセル上のバイアスにより発生される電界 により電子はエレメント内へ集められホールは基板内へ掃引される。各エレメン ト内に蓄積される電荷量は入射レーザ放射量およびサンプリング期間に直接比例 する。 レーザ放射を使用することは本発明の重要な特徴である。レーザ放射を利用し ない従来の装置では本発明の利点を十分に達成することができない。ピクセル寸 法は63.5μmx55μmであり中心間間隔は63.5μmである。各ピクセ ルは8.5μmの距離だけ間隔がとられている。レーザ放射を使用することによ り、本システムはおよそ±1ピクセル、すなわちおよそ63.5μmのステップ でコインの寸法変化を検出することができる。それはレーザ放射が単一波長であ り、光学光に伴う光散乱に較べてレーザビームの散乱はほんの僅かであるためで ある。レーザビームのこの特徴によりコイン寸法の極端に小さな違いを識別する ことができる。本実施例に使用されるレーザ放射源の波長はλ=670nmであ るが、本発明は特定波長のレーザ放射に限定されるものではない。その結果、本 実施例の装置を使用して1ピクセル、すなわち63.5μmすなわち0.063 5mm、もの微細なコイン間の違いを識別することができる。 幸いなことに、いくつかの通貨コインの直径が1ピクセルしか違わない場合に は、それらのコインは厚さの寸法が実質的に異なっている。例えば、米国および カナダの1セントコインは実質的に直径は同じであるが、厚さはおよそ160μ mすなわち0.16mm異なっている。したがって、カナダおよび米国の1セン トコインの直径は1ピクセルしか違わないが、厚さの違いにより識別することが できる。したがって、コイン表面から寸法を測る他に、コイン厚さの寸法を測る ことが望ましい。しかしながら、受け入れるコインの数が限定されておりこのよ うないくつかのコインのコイン間の違いが著しい場合には、コインテストは1つ の寸法の測定値だけに依存することができる。 図9Aに示すように、256x1アレイセンサーの動作は2つの期間を特徴と しており、それはバイアスによりピクセル内に電荷が発生される積分期間tint (前記したサンプリング期間)、および1サンプリング期間に対するデジタル出 力信号列が共通出力AO1およびAO2から送られる出力期間toutである。積 分期間はユニット3のピン2(SI1)およびピン10(SI2)へ加えられる 連続する制御パルスSI間の間隔tintにより定義される。積分期間の必要な長 さは入射レーザ放射量および所望の出力信号レベルによって決まる。 実施例では、センサーは線形アレイを形成するように配置された256ピクセ ルからなっている。レーザ放射エネルギーが各ピクセルへ入射すると、光電流が 発生される。次に、この電流はそのピクセルに関連するアクティブな積分回路に より積分される。 積分期間中に、サンプリングキャパシタがアナログスイッチを介して積分器の 出力に接続される。各ピクセルに蓄積される電荷量はそのピクセルへのレーザエ ネルギーおよび積分時間に直接比例する。 図11Aにおいて、積分器の出力およびリセットは256ビットシフトレジス タおよびリセット論理により制御される。SI1(ピン2)およびSI2(ピン 10)へ論理1をクロックインすることにより出力サイクルが開始される。ホー ルドと呼ばれるもう1つの信号がSI1およびSI2の立上り縁から発生されて 同時にセクション1および2へ送られる。それにより、256のサンプリングキ ャパシタの全てが各積分器から切り離されて積分器リセット期間が開始される。 SIパルスがシフトレジスタを介してクロックされると、サンプリングキャパシ タに蓄えられた電荷はアナログ出力AOに電圧を発生する電荷結合出力増幅器へ 逐次接続される。積分器のリセット期間はSIパルスがクロックインされてから 18クロックサイク後に終わる。続いて、次の積分期間が開始される。128番 目のクロック立上り縁において、SI1パルスはSO1ピン13(セクション1 )上でクロックアウトされる。129番目のクロックサイクの立上り縁によりS O1パルスが終止され、セクション1のアナログ出力AO1は高インピーダンス 状態へ戻る。同様に、SO2が256番目のクロックパルスによりクロックアウ トされる。SO2パルスを終止させてAO2を高インピーダンス状態へ戻すのに 257番目のクロックパルスが必要である。 AOは外部プルダウン抵抗を必要とするソースフォロアーにより駆動される。 出力は、出力位相でない時は高インピーダンス状態である。通常、出力は電力入 力が無ければ0Vであり、正規のフルスケール出力に対しては2Vである。 別の実施例では、レーザ検出器はマトリクス方位に配置されたいくつかの線形 センサーアレイユニットを含んでいる。このようなマトリクスセンサーを使用す る利点はレーザ検出器に大きいレーザ表面積が与えられることである。第1世代エレクトロニクス クロック信号CLKおよび制御信号SIは、例えば、図10に示す任意適切な タイミング回路により発生することができ、そこでは555タイマ一回路101 がクロック信号CLKを発生し、回路102として示す8ビットカウンタ74L S590およびシュミットトリガー74LS221が制御信号を発生する。 センサーアレイユニット3は、例えば、一緒に連結されて1個の12ビットカ ウンタ92を形成する一連の3個の4ビットカウンタ74LS160を含む図1 0に示すカウンター回路へ出力デジタルパルス列を送る。このカウンタ92はA NDゲート91から信号を受信し、それはクロック信号CLKおよびセンサーユ ニット3のデジタルシリアル信号出力を結合する。“1”もしくは“0”の値を 有することができる各電荷蓄積器信号が線形アレイユニット3内のピクセルから 発生されると、それはクロック信号CLKによりカウンター入力へクロックイン される。“1”に等しい電荷蓄積器信号によりカウンターは増分される。 センサーアレイユニット3内の256のセンシングピクセルに関連する256 ビット全てがセンサーユニット3から送られていると、センサーアレイユニット 3からの信号SO2により1組のラッチ93,74LS373がトリガーされて 256ピクセルのカウント結果がその出力にラッチされる。つぎに、これらの出 力は図面に94で示す7セグメントディスプレイドライバー74LS48により 復号されて、7セグメントLEDディスプレイ95上に3桁の数を発生する。こ の数は当該コインの特定の被調査エリアに対応する。 センサーアレイユニット3からの出力は、それをデータライブラリ16内に格 納され装置が識別しようとするコイン数に対応する所定の基準値と比較する主制 御比較回路(図4)へ入力として加えられる。データライブラリはフラッシュR AMの形とされている。EEPROMの形の比較回路15を図14に示す。比較 回路は非テストコインを識別する出力信号SCを与える。第2世代エレクトロニクス さらなる研究開発により引き出されている、本発明の実施例に使用される第2 世代エレクトロニクスについて次に説明する。Y−センサーアレイ 図2Dに関して、このセンサーはコイン4の面積、半径および直径を間接的に 測定する。それはコイン縁の溝および隆起の存在を検出してカウントすることが できる。 センサーアレイは2つのより小さいアレイYHおよびYLからなっている。各 各が128ピクセルからなっている。これらのピクセルのレイアウトは図11B にダイヤグラム形式で説明されている。各走査中に、エレクトロニクスは1つの 数Yを発生し、それは下記のように定義される。(露光されるピクセル数)=0 ならば、Y=0,さもなくばY=(露光されるピクセル数)−1。 2MHzのクロック周波数で作動して、センサーは各アレイの128ピクセル 全部を64.5nsで出力することができる。したがって、考えられる最大走査 速度は15,503スキャン/秒、すなわち4百万デジット“0”もしくは“1 ”/秒である。コインがアレイを1m/秒で通過する場合には、コインは1mm 毎におよそ16回走査される。それはコインがアレイを通過する時にYの最小値 を決定するのに十分である。Yの最小値はコイン径に対応する。各走査中に、U 204により発生されるSIパルスによりYLおよびYH内の各ピクセルにおけ るシフトアウトサイクルが開始される。U3O1がYLもしくはYH内の“ハイ ”ピクセル数をカウント開始する。レーザLに露光されるピクセルにより“ハイ ”出力が与えられコインに覆われたりレーザに露光されないピクセルにより“ロ ー”出力が与えられる。最初の“ロー”ピクセルに出会うとすぐに、U301は カウント停止する。 YHアレイを越えてコインに覆われる場合には、YHの第1ピクセルは“ロー ”となる。Yの値は128よりも小さくなる、すなわちY7=0。U301はY Lアレイ内だけの“ハイ”ピクセルをカウントする。 YHアレイを越えてコインに覆われない場合には、YHの第1ピクセルは“ハ イ”となる。YLの全てのピクセルが露光され、したがってYは127よりも大 きくなる、すなわちY7=1。 U301はYHアレイ内だけの“ハイ”ピクセルをカウントする。シフトアウ トサイクルの終わりに、U301およびY7のカウント値はY値としてU205 へラッチされ、後にPC/もしくはマイクロコントローラにより読み出される。 Yセンサーへの最初のSIパルスは2つのパワーアップリセットパルスPUR 1およびPUR2により発生され、最初のシフトアウトサイクルが開始される。 このシフトアウトサイクルの終わりにセンサーアレイはSIパルスの発生に使用 されるSOパルスを発生する。このようにして、センサーはその最大速度でデー タを不明確に走査しシフトアウトする。Z−センサーアレイ このセンサーアレイはコイン厚さを直接測定する。アレイの最初の半分(ZL )しか使用されない。 図2Eに関して、ウィンドウWが開くと、ZLアレイのある数のピクセルをレ ーザL’へ露光させることができる。コインがウィンドウを通過する時、コイン により遮断されるピクセル数はコイン厚さに直接比例する。ピクセル間の中心間 間隔が判れば、コインの実際の厚さを計算することができる。 Z−センサーアレイはY-センサーアレイと並列に働いて、同じ2MHzおよ びSIパルスを共有する。 U301とは異なり、U302はZLアレイ内の“ハイ”ピクセル数をカウン トするだけである。シフトアウトサイクルの終わりに、U302のカウント値が Z値としてU206へラッチされ後にマイクロコントローラU101により読み 出される。 図10Aにおいて、クロック分配器U101は4MHzの周波数を発生する。 クロック分配器から、74LS74 D型フリップフロップ、U102Aを使用 して周波数が半分の2MHzへ分周される。フリップフロップはシュミットトリ ガーと共に使用されて、装置内で使用される回路のマイクロエレクトロニクスに 対するタイミングが与えられる。 論理を“パワーオフ”状態から“パワーオン”状態へリセットする回路を図1 0Bに示す。リセット論理回路は2個の74ALS74、スイッチおよびいくつ かのシュミットトリガーを含んでいる。 電流ドライバを設けたレーザ電源を図11に示す。電源ドライバはダイオード を故障させてしまう駆動電流の変動に対して保護するのに使用される。 図11Aに関して、図11Cに示すように線形アレイピンアウトからレベルコ ンバータ17へアナログ信号が送られる。 図11Cおよび図14において、レベルコンバータ17はアナログ信号をデジ タル形式へ変換する。デジタル信号は図12のカウンタ−U204(PAL22 V10)へ送られる。カウンターは励起状態にあるピクセルおよび励起状態にな いピクセルをカウントする。次に、ピクセルのデジタルカウントが図12Aに示 す2個のラッチU205,U206により処理される。図12Bに示すように、 デジタルカウントは互いに連携して働く2個の別々のバッファーへ個別に送られ る。バッファー(U301,U302)はコントローラと線形アレイYZ間のイ ンターフェイスを形成する。 図12Cにおいて、バッファーから受信されるデータを読み出すのに IntelTM196NUコントローラが使用される。コントローラはコインが線 形アレイを通過する過程中にスタティックRAMおよびEEPRM内に格納され たアルゴリズムおよび命令を制御する。この過程中に、線形アレイから得られる データはフラッシュメモリ内に格納されたデータ情報と比較される。 線形アレイから受信されたフローデータ情報のデジタル化に続いて、図12D に示すように、マイクロコントローラがデータを取り出して解析できるようにな るまで、デジタル化された情報は2個のスタティックメモリRAM内に格納され る。 図12Eにおいて、コントローラのための命令を格納するのにEEPROMフ ラッシュメモリが使用される。これらの命令には装置の校正に関する校正データ 、既知のコインのデータ、および数学アルゴリズムに使用される定数値が含まれ る。 LCDインテリジェントディスプレイドライバ−U401の回路を図12Fお よび図14(番号18)に示す。ディスプレイドライバはA25510である。 図12Fにおいて、ドライバーは2個のバルブ(図12Gに示す)を開閉するの に使用されるリレーも駆動する。やはりドライバーにより制御されるホトセンサ ーが通路52に出入りするコインを検出するのに使用される。 図12Hおよび図12Iは実施例の回路で使用できる印刷回路板の例を示す。コイン識別 コイン4によりレーザビーム13の一部が線形センサーアレイ3を照光するの を防止されると、線形アレイ3はコインによりレーザが遮られる所および遮られ ない所を検出する。この情報はコイン表面の1つの特徴の表示を得るのに使用さ れる。 本発明の基本的な実施例では、コイン表面の少なくとも1つの細長いストリッ プの少なくとも一部が確認され検出される。例えば、この細長いストリップは円 形コインの直径、もしくは非円形コインの最大断面、もしくはこれらの測定値の 一部とすることができる。この情報を得られれば、それを既知のコインの対応す るデータと一致させることによりコインを識別することができる。本発明ではレ ーザを使用してこの情報が得られるため、より高速となり従来の装置および方法 に較べてより多数のコインを識別することができる。 本発明の別の実施例では、コイン表面の複数の細長いストリップの少なくとも 一部の長さが決定され検出される。 ストリップはコイン縁で始まり、コイン上の所定の点まで延びている。例えば 、図13において、コインの被走査エリアは幅sのいくつかのストリップを含む 。各ストリップの一端70はコイン縁にあり、各ストリップの他端71はコイン の直径まで延びている。しかしながら、ストリップはコインの縁から任意の所定 位置まで延びることができ、それはコインの縁ではないが直径である必要はない 。 好ましくは、レーザビームはストリップもしくはその一部を次々に走査する。 図13の実施例では、各々が63.5ミクロン幅(すなわち、線形アレイセンサ ー3内の個別ピクセルの幅)のいくつかの走査線を使用してコインの被走査部に 対応する一連の測定値が確立される。したがって、この過程は面積測定値のセグ メントを積分する過程にたとえることができ、それを一緒に加算してコインの1 つの特徴の表示が与えられる。多角形である英国50pコイン等の変わった形の コインが表面積の測定により容易に識別される。 このようなシステムは10Hzと500kHzの間で作動することができ、典 型的なクロック信号は500kHzである。より最新の構成要素を使用する改良 型システムは5kHzと2000kHzの間で作動することができ、好ましいク ロック信号は2MHzである。前記した実施例ではコインが線形アレイ3を転が って通過する時に毎秒およそ39から15,000の測定値を作り出すことがで きる。次に、これらの結果はよく知られた方法で加算されてシステムにより走査 される総面積の測度が得られる。OEMハードウェアの将来の開発により、毎秒 の測定値数をより多くできる構成要素が得られるものと思われる。構成要素の測 度のこれらの改良は本発明の範囲内に入り、エレクトロニクスの将来の進歩によ り本発明はより効率的に作動できるようになるものと予想される。 本実施例において使用される反復系列では、各走査線は下記の面積を有し、 A=yδθ ここに、y=ストリップの高さ δθ=感知素子の幅 被走査線の総面積=yδθ+y1δθ+y2δθ+y3δθ...が得られる。 前記関数式は図13に示すグラフで表される。図13において、各ストリップ の高さはY値といわれる。コインを走査することによりY値が得られると、さま ざまな数学的アルゴリズムによりコインのさまざまな寸法を計算することができ る。そのようなアルゴリズムの1つは、中点則を応用した、台形則もしくはシン プソン則として知られている。このアルゴリズムの詳細は単なる例として与えら れ、本発明は特定のいかなル数学的アルゴリズムにも限定されない。 周期πの周期関数によるコイン回転の半サイクルについて考える。コインは各 各が等幅のnストリップへ概念的に分割される。各ストリップの幅sはπ/nに 等しい。図13に示すように座標はy0,y1,y2,...yn-1,ynで示される 。 ここに、n=等幅のストリップ数 s=各ストリップの幅 括弧内の系列はyn-1で止まることをお判り願いたい。yn式は次のサイクルの 第1座標と考えられる。 y0,y1,y2,...の値は規則正しい間隔の所与のアレイ値として得られ る。関数値が規則正しい間隔で与えられない場合には、xに対するyのグラフを 描くことができ、xの規則正しい間隔で新しい1組のyの値を読み取り、以下同 様とすることができる、すなわち、 コインが非常に高速で走査される場合には、テスト中のコインの速度や加速度 の差を補償する補償回路の必要性が最小限に抑えられる。 したがって、本実施例では、コインテスト装置は半径、直径および厚さ等の幾 何学的距離を測定できるに止まらない。一部レーザビームの迅速な応答時間によ る高い走査速度により、コインテスト装置はある範囲の幾何学的寸法を反復測定 することができる。それらの各測定値は反復積分されてコインの表面領域の面積 測定値を与える。したがって、この面積測定値を他の既知のコインの対応する面 積測定値と比較することによりコインが識別される。 反復する一連の積分を使用してコインの表面積を求めることは、コインの縁溝 による直径や半径の分散による問題が回避されるため、遥かに正確なコイン識別 手段である。コインの幾何学的寸法、例えば直径、を測定する本発明の実施例で は、溝による局所化された変動は溝の存在する位置で寸法が測られるかどうかに よって、直径の全体測定値に影響を及ぼすことがある。それに対して、コインを 識別する基礎として表面積の比較に頼る実施例では、溝の存在により生じる局所 化された差による影響は少なくなる傾向がある。コイン表面の大きい面積の測定 には溝による変動が考慮される。 多数の微小レーザ検出ピクセルを有するレーザ検出器に接続されたレーザビー ムシステムを使用することは、極端に微細な寸法を測定できることを意味する。 したがって、測定を溝の近くで行うか溝から離れて行うかによって測定値は異な ってくる。測定値のこの差は、1つの直径や半径の測定値だけを頼りにすると、 測定が溝の近くで行われたか溝から離れて行われたかが確かでないことがあるた め、コインの識別に不確かさを導入することがあることを意味している。ある範 囲の測定値に積分を行って表面積測定値を得る場合には、表面領域の積分面積を 比較することによりコイン間の比較が行われる。したがって、溝周り寸法の局所 化された変動により積分領域の総表面積に著しい変動は生じない。 速度制御により、被走査像の和から被測定コインの実寸法が与えられる。この 速度制御は自由落下もしくは回転を生じる前にコインを停止するスロットを使用 して達成することができる。 さらに、面積測定値をコイン識別の基礎として使用することは、多角形コイン 等の、非円形コインを測定するのに特に有利である。このような非円形コインに ついては、コインのどの部分が測定されるかに応じて横断測定値は非常に異なる 値を生じる。しかしながら、このようなコイン上の領域の表面積測定値によりこ れらのコインを既知の他のコインと比較するための基礎として普遍的に使用でき る面積測定値が得られる。溝カウンティングによるコイン識別 通常コインには周縁周り、場合によっては、ある通貨のコインに見られる内部 穴の縁に溝が設けられている。これらの溝によりコインの縁に隆起が与えられる 。 図13Aに示すように、コインの複数のストリップが読み取られる実施例では 、センサーアレイユニット3の分解能はコイン縁に刻まれている溝を装置が識別 できるようにされている。溝の識別は前記した他の幾何学的特徴の識別と共に使 用したり、コインを識別する唯一の手段として使用することができる。溝の検出 により装置は、例えば、重量や直径等の他のいかなる比較も必要とせずまたイン ダクタンス方法を実施することなく異なるコインを識別することができる。例え ば、典型的な隆起の断面積は一般的に0.01mm2から0.04mm2の範囲で あり、それは各感知ピクセルのサイズのおよそ3倍から11倍である。したがっ て、このようなアレイセンサー3により個別の隆起の面積を明確に決定すること ができる。 まれに一対のコインが同一直径、厚さ、および/もしくは表面積を有する場合 であっても、これらのコインが同じ溝寸法を共有することはありそうにもない。 したがって、コイン溝の特徴識別は幾何学的寸法が非常に似ているコインであっ ても、多数のコインを識別する非常に正確な手段である。 図13Aに示すように、コイン縁上の所定距離x内に現れる溝数をカウントす ることもできる。所定距離内の溝数をカウントすることによりコインを識別する ことの利点は、摩耗および/もしくは破損により生じるコイン内の寸法差が装置 および方法に及ぼす影響が少ないことである。コインの物理的寸法が摩耗により 幾分変化する場合であっても、所定距離内の溝数は一定である。さらに、コイン の破損が小部分に局所化されている場合でも、装置がコインの非破損縁を読み取 ればコインを識別することができる。 もう1つの実施例では、走査動作からの完全な1組の出力を解析することによ り当該コインのプロフィールのデジタルに定義された像を作り出すことができる 。次に、測定した像を予め記憶されたいくつかのデジタル像と比較して当該コイ ンを識別することができる。コインの任意の破損隆起の面積を補償する処理手段 が提供される。このような補償は、例えば、非破損隆起の規則正しい形状を解析 して達成することができる。本装置は格納された像から予め設定されたパーセン テージ以上異なるいかなるコインも拒絶するように設定することができる。この ような変動は、例えば、コインの摩耗によるものである。 さらに別の実施例では、レーザ放射検出器は1024x1ピクセルのアレイを 形成する128ピクセルの8セクションからなる線形センサーアレイを含むこと ができる。線形センサーアレイの広い平面を使用することができるが、本発明の 実施例のこのような変動は線形アレイの設計の技術的発展に依存すると考えられ る。 本発明の実施例は製品自動販売機、電話機、錠、ギャンブル機械、および自動 両替装置等の多数のコインもしくはトークン作動装置に使用することができる。 実施例はコインの価値をクレジットカードや他の信用勘定の貸方へ記入できるよ うに、現金受入装置内で使用することができる。 このようなコインテスト装置は世界中の通貨の多数の金属コインを識別するよ うに設計することができる。本発明は磁気インダクタンス方法に頼らないため、 非金属コインもテストすることができる。本装置は非通貨トークンを識別するの に使用することもできる。 世界中の通貨のコインが極端に精密にしかも、最も重要なことであるが、繰返 し可能な公差で鋳造される。ある通貨は僅か数ミクロンの違いしかない。したが って、数ミクロンのレベルで測定したコインの幾何学的寸法および/もしくは領 域の測度を求め、次に既知のコインの測度のデータレコードと比較することによ り特別なコインを識別することができる。この精度は従来の装置および過程を使 用して容易に区別できなかったコインセットを本発明により区別できることを意 味する。また、本発明に従った装置は多数のコインに使用できることも意味する 。ミクロンオーダ等の微細な公差を区別しようとしない従来のコインテスト装置 は、いずれも限定された通貨セット、例えば、コイン毎の寸法がかなり異なる1 つの国のコインにしか有用ではない傾向がある。これら従来の装置はあるコイン が僅か数ミクロンしか寸法が違わない大きいセットのコインに対して有効に使用 されるとは思われない。例えば、実験では、本発明の1つの装置は1組の100 を越える異なるコインをうまく区別することができたが、本発明は遥かに大きい セットの異なるコインを区別することができる。 単なる例として実施例を提示してきたが、添付した請求の範囲の精神および範 囲内で修正が可能である。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成10年7月7日(1998.7.7) 【補正内容】 明細書 コインテスト装置および方法 本発明はコインテスト装置およびコイン識別方法に関する。 コインテストシステム、すなわちコイン鑑定機が、例えば、自動販売機や電話 機において異なるコインを識別し鑑定するのに使用されている。例えば、自動販 売機、公衆および構内電話機等のさまざまな目的に使用されるさまざまな電気機 械および電磁コイン鑑定機がある。このような鑑定機は、例えば、空港、鉄道の 駅、ギャンブル機械、産業、学校、病院、ホテル、もしくはオフショアプラット ホーム等において多種の自動販売機やスロットマシンに使用することができる。 自動販売機や電話機で作動するこのようなコイン鑑定機は、一般的に鑑別でき る異なるコインの種類が非常に限定されている。 英国特許出願GB−A−2,212,313にはコインの縁へある角度で光線 が向けられるコイン分類装置が開示されている。コインが正当な直径であれば、 光線の一部は第1の検出器へ直線で通され光線の一部は直線経路上にない第2の 検出器へ反射(散乱)される。GB−A−2,212,313のシステムは両方 の検出器により受光されてコインが光線を一部反射する正当な直径であることを 識別するある光を頼りにしている。いずれの検出器にも受光されないか、あるい は全ての光が直進検出器により受光される場合には、コインは所望の直径でない 。このシステムは考えられる1つの光源としてレーザダイオードを示唆している 。 欧州公開特許出願EP−A−0,629,979には光電流および線形センサ ーアレイを使用して供給されるある量の新しいコインが正しいサイズを有するこ とを保証するシステムが開示されている。発明の要約 本発明の第1の特徴に従って、コインの表面へレーザビームが向けられレーザ 検出器を使用してコイン表面の寸法的特徴の表示を得るようにする、コインテス ト方法が提供され、前記レーザ検出器はレーザビームがコインにより遮られる所 および遮られない所を検出することを特徴としている。 コイン表面の少なくとも1つの細長いストリップの少なくとも一部の長さを 決定すなわち検出することができる。 最初に述べたレーザビームから2次レーザビームを引き出すことができる。 最初に述べたレーザビームの一部を転向させるプリズムにより最初に述べたレ ーザビームから2次レーザビームを引き出すことができる。 好ましくは、コインとレーザの遮断点において、コインはレーザビームに絶対 的に直交する。 コインとレーザの遮断点において、レーザビームは実質的にレーザ放射の薄い 平面状とすることができる。 本発明の第2の特徴に従って、コインテスト装置が提供され、 コイン表面上へレーザビームを向けるように適合され配置されたレーザ源と、 レーザ検出器と、 コイン表面の寸法的特徴の表示をレーザ検出器の出力から得るように適合され 配置された信号処理装置とを含み、 前記レーザ検出器はレーザがコインにより遮られる所と遮られない所を検出す るように適合および配置されている。 好ましくは、本装置はコイン表面の少なくとも1つの細長いストリップの少な くとも一部の長さを決定すなわち検出するようにされている。 本装置はコイン表面の複数の細長いストリップの少なくとも一部の長さを決定 すなわち検出するようにすることができる。 ビームは前記ストリップ、もしくはその一部を、次々に走査するようにするこ とができる。 ビームは扇状として前記全てのすなわち各ストリップもしくはその一部に同時 に入射するようにすることができる。 例えば、実験では、本発明の1つの装置は1組の100を越える異なるコインを うまく区別することができたが、本発明は遥かに大きいセットの異なるコインを 区別することができる。 単なる例として実施例を提示してきたが、添付した請求の範囲の範囲内で修正 が可能である。 請求の範囲 1. コイン(4)の表面上へレーザビーム(13)が向けられ、レーザ検出 器(3)を使用してコイン表面の寸法的特徴の表示を得るようにされているコイ ンテスト方法であって、前記レーザ検出器はコインによりレーザビームが遮られ る所および遮られない所を検出することを特徴とするコインテスト方法。 2. 請求項1記載の方法であって、コイン表面の少なくとも1つの細長いス トリップの少なくとも一部の長さが決定すなわち検出される方法。 3. 請求項2記載の方法であって、コイン表面の複数の細長いストリップの 少なくとも一部の長さが決定すなわち検出される方法。 4. 請求項3記載の方法であって、ビームが前記ストリップもしくはその前 記一部を次々に走査する方法。 5. 請求項2から請求項4のいずれか一項記載の方法であって、前記ビーム は前記全てのすなわち各ストリップ、もしくはその一部、に同時に入射するよう に扇状とされている方法。 6. 前記いずれかの項記載の方法であって、前記レーザ検出器は各々が個別 にレーザ放射を検出することができる多数の横に並べたピクセルを含む方法。 7. 請求項1から請求項6のいずれか一項記載の方法であって、前記ビーム は静止しておりコインがビームを通過する方法。 8. 請求項7記載の方法であって、前記コインはビームを通過する時に回転 する方法。 9. 請求項7もしくは請求項8記載の方法であって、前記コインはビームを 通過する時に案内(61)に沿って移動する方法。 10. 請求項7記載の方法であって、前記コインはビームを通過する時に自 由落下する方法。 11. 請求項2から請求項5のいずれか一項記載の方法、もしくは請求項2 から請求項5のいずれか一項に従属する請求項6から請求項10のいずれか一項 記載の方法であって、前記各ストリップの一端はコインの縁にあり他端はコイン の縁ではない所定位置にある方法。 12. 請求項3記載の方法、もしくは請求項3に従属する請求項4から請求 項11のいずれか一項記載の方法であって、コイン縁上の溝および/もしくは隆 起の寸法的特徴が決定すなわち検出される方法。 13. 請求項3記載の方法、もしくは請求項3に従属する請求項4から請求 項12のいずれか一項記載の方法であって、コイン縁上の所定距離内の溝および /もしくは隆起数がカウントされる方法。 14. 請求項1から請求項13のいずれか一項記載の方法であつて、第2の レーザビームがコイン縁へ向けられコインの縁および/もしくは厚さの特徴を決 定するように検出される方法。 15. 請求項14記載の方法であって、前記第2のレーザビームは前記第1 のレーザビームから引き出される方法。 16. 請求項15記載の方法であって、前記第2のレーザビームは前記第1 のレーザビームの一部を転向させるプリズムにより前記第1のレーザビームから 引き出される方法。 17. 前記いずれか一項記載の方法であって、前記コインと前記レーザの遮 断点において、前記コインは前記レーザビームに絶対的に直交する方法。 18. 前記いずれか一項記載の方法であって、前記コインと前記レーザの遮 断点において、前記レーザビームは実質的にレーザ放射の薄い平面状である方法 。 19. コインテスト装置であって、 コインの表面上へレーザビームを向けるように適合され配置されたレーザ源と 、 レーザ検出器と、 レーザ検出器の出力からコイン表面の寸法的特徴の表示を得るように適合され 配置された信号処理装置と、を含み、 前記レーザ検出器はコインによりレーザが遮られる所および遮られない所を検 出するように適合され配置されていることを特徴とするコインテスト装置。 20. 請求項19記載の装置であって、コイン表面の少なくとも1つの細長 いストリップの少なくとも一部の長さを決定すなわち検出するようにされている 装置。 21. 請求項20記載の装置であって、コイン表面の複数の細長いストリッ プの少なくとも一部の長さを決定すなわち検出するようにされている装置。 22. 請求項21記載の装置であって、ビームが前記ストリップもしくはそ の一部を次々に走査するようにされている装置。 23. 請求項20から請求項22のいずれか一項記載の装置であって、前記 ビームは前記全部すなわち各ストリップもしくはその一部に同時に入射するよう に扇状とされている装置。 24. 請求項19から請求項23のいずれか一項記載の装置であって、レー ザ源したがってビームは静止しており装置はコインにビームを通過させるように されている装置。 25. 請求項24記載の装置であって、コインがビームを通過する時にそれ に沿って動くコイン案内を含む装置。 51.コインテスト装置であって、該装置は、 下部境界を有するコイン通路を規定するコイン案内であって、コインは前記下 部境界によりその周縁において連続的に支持されながら前記コイン案内に沿って 装置内を進むことができるコイン案内と、 前記通路内のコインの主面に実質的に直交して前記通路の一部の一方側から他 方側へレーザビームを向けて、コインが前記通路の前記一部を通過する時にその 上部領域によりレーザビームが遮られるように搭載されているレーザ源と、 前記通路の前記一部の前記他方側にレーザ受光位置の線形アレイを含むレーザ 検出器であって、前記アレイは前記主面に実質的に平行にかつ通路の前記一部に 沿ったコインの進行方向を横切って延びており、装置で使用されるいくつかのコ インの最小径よりも小さい第1の距離だけ前記下部境界から間隔のとられた下端 と、前記いくつかのコインの最大径よりも大きい第2の距離だけ前記下部境界か ら間隔のとられた上端とを有し、前記レーザ検出手段は通路の前記一部に沿って 進むコインにより連続する複数のサンプリング時点において前記レーザビームが 遮断される前記レーザ受光位置数によって決まる出力を発生するように作動し、 前記出力を所定の基準データレコードと比較してそれらのデータのいずれが前記 出力に対応するかを確認することができるコインテスト装置。 52. 請求項36から請求項51のいずれか一項記載のコインテスト装置で あって、前記コインテスト装置は非通貨トークンである前記コインで作動するよ うにされているコインテスト装置。 53. 請求項36から請求項52のいずれか一項記載のコインテスト装置で あって、前記装置は2個以上のレーザ源と2個以上のレーザ検出器を含むコイン テスト装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S D,SZ,UG),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU ,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH, CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,G B,GE,GH,HU,IL,IS,JP,KE,KG ,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT, LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,N O,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG ,SI,SK,TJ,TM,TR,TT,UA,UG, US,UZ,VN,YU

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. コインの表面上へレーザビームが向けられ、レーザ検出器を使用してコ インによりレーザが遮られる所および遮られない所が検出されて、コイン表面の 寸法的特徴の表示を得るようにされているコインテスト方法。 2. 請求項1記載の方法であって、コイン表面の少なくとも1つの細長いス トリップの少なくとも一部の長さが決定すなわち検出される方法。 3. 請求項2記載の方法であって、コイン表面の複数の細長いストリップの 少なくとも一部の長さが決定すなわち検出される方法。 4. 請求項3記載の方法であって、ビームが前記ストリップもしくはその前 記一部を次々に走査する方法。 5. 請求項2から請求項4のいずれか一項記載の方法であって、前記ビーム は前記全てのすなわち各ストリップ、もしくはその一部、に同時に入射するよう に扇状とされている方法。 6. 前記いずれかの項記載の方法であって、前記レーザ検出器は各々が個別 にレーザ放射を検出することができる多数の横に並べたピクセルを含む方法。 7. 請求項1から請求項6のいずれか一項記載の方法であって、前記ビーム は静止しておりコインがビームを通過する方法。 8. 請求項7記載の方法であって、前記コインはビームを通過する時に回転 する方法。 9. 請求項7もしくは請求項8記載の方法であって、前記コインはビームを 通過する時に案内に沿って移動する方法。 10. 請求項7記載の方法であって、前記コインはビームを通過する時に自 由落下する方法。 11. 請求項2から請求項5のいずれか一項記載の方法、もしくは請求項2 から請求項5のいずれか一項に従属する請求項6から請求項10のいずれか一項 記載の方法であって、前記各ストリップの一端はコインの縁にあり他端はコイン の縁ではない所定位置にある方法。 12. 請求項3記載の方法、もしくは請求項3に従属する請求項4から請求 項11のいずれか一項記載の方法であって、コイン縁上の溝および/もしくは隆 起の寸法的特徴が決定すなわち検出される方法。 13. 請求項3記載の方法、もしくは請求項3に従属する請求項4から請求 項12のいずれか一項記載の方法であって、コイン縁上の所定距離内の溝および /もしくは隆起数がカウントされる方法。 14. 請求項1から請求項13のいずれか一項記載の方法であって、第2の レーザビームがコイン縁へ向けられコインの縁および/もしくは厚さの特徴を決 定するように検出される方法。 15. 請求項14記載の方法であって、前記第2のレーザビームは前記第1 のレーザビームから引き出される方法。 16. 請求項15記載の方法であって、前記第2のレーザビームは前記第1 のレーザビームの一部を転向させるプリズムにより前記第1のレーザビームから 引き出される方法。 17. 前記いずれか一項記載の方法であって、前記コインと前記レーザの遮 断点において、前記コインは前記レーザビームに絶対的に直交する方法。 18. 前記いずれか一項記載の方法であって、前記コインと前記レーザの遮 断点において、前記レーザビームは実質的にレーザ放射の薄い平面状である方法 。 19. コインテスト装置であって、 コインの表面上へレーザビームを向けるように適合され配置されたレーザ源と 、 レーザがコインにより遮られる所および遮られない所を検出するように適合さ れ配置されたレーザ検出器と、 レーザ検出器の出力からコイン表面の寸法的特徴の表示を得るように適合され 配置された信号処理装置と、を含むコインテスト装置。 20. 請求項19記載の装置であって、コイン表面の少なくとも1つの細長 いストリップの少なくとも一部の長さを決定すなわち検出するようにされている 装置。 21. 請求項20記載の装置であって、コイン表面の複数の細長いストリッ プの少なくとも一部の長さを決定すなわち検出するようにされている装置。 22. 請求項21記載の装置であって、ビームが前記ストリップもしくはそ の一部を次々に走査するようにされている装置。 23. 請求項20から請求項22のいずれか一項記載の装置であって、前記 ビームは前記全部すなわち各ストリップもしくはその一部に同時に入射するよう に扇状とされている装置。 24. 請求項19から請求項23のいずれか一項記載の装置であって、レー ザ源したがってビームは静止しており装置はコインにビームを通過させるように されている装置。 25. 請求項24記載の装置であって、コインがビームを通過する時にそれ に沿って動くコイン案内を含む装置。 26. 請求項24記載の装置であって、使用時に、コインはビームを通過す る時に自由落下するようにされている装置。 27. 請求項20から請求項23のいずれか一項記載の装置、もしくは請求 項20から請求項23のいずれか一項に従属する請求項24から請求項26のい ずれか一項記載の装置であって、使用時に、前記各ストリップの一端はコインの 縁にあり他端はコインの縁ではない所定位置にある装置。 28. 請求項21記載の装置、もしくは請求項21に従属する請求項22か ら請求項27のいずれか一項記載の装置であって、コイン縁上の溝および/もし くは隆起の寸法的特徴が決定すなわち検出される装置。 29. 請求項21記載の装置、もしくは請求項21に従属する請求項22か ら請求項28のいずれか一項記載の装置であって、コイン縁上の所定距離内の溝 および/もしくは隆起数がカウントされる装置。 30. 請求項19から請求項29のいずれか一項記載の装置であって、コイ ンの縁へ第2のレーザビームを向ける手段と、第2のビームがコインにより遮ら れている所を検出する手段と、そこからコインの縁および/もしくは厚さの特徴 を決定する手段とを含む装置。 31. 請求項30記載の装置であって、前記第2のレーザビームを前記第1 のレーザビームから引き出す手段を含む装置。 32. 請求項31記載の装置であって、前記第2のレーザビームを前記第1 のレーザビームから引き出す手段は前記第1のレーザビームの一部を転向させる プリズムを含む装置。 33. 請求項19から請求項32のいずれか一項記載の装置であって、前記 レーザ検出器は各々が個別にレーザ放射を検出することができる多数の横に並ベ たピクセルを含む装置。 34. 請求項19から請求項33のいずれか一項記載の装置であって、前記 コインと前記レーザの遮断点において、前記コインは前記レーザビームに絶対的 に直交する装置。 35. 請求項19から請求項34のいずれか一項記載の装置であって、前記 コインと前記レーザの遮断点において、前記レーザビームは実質的にレーザ放射 の薄い平面状である装置。 36. コインテスト装置であって、 コインの表面上へレーザビームを向けるように適合され配置されたレーザ源と 、 レーザがコインにより遮られる所および遮られない所を検出するように適合さ れ配置されたレーザ検出器と、 レーザ源とレーザ検出器間を通過するレーザビームの一部をコインが遮られる ようにコインを特定の経路に沿って進めることができるようにされているコイン 案内と、 レーザ検出器の出力を得るように適合され配置された信号処理装置と、を含み 、 レーザビームの遮られる割合はコインの幾何学的寸法の少なくとも1つの大き さを与え、コインの前記大きさをいくつかの既知のコインの対応する大きさと比 較することによりコインを識別することができるコインテスト装置。 37. 請求項36記載のコインテスト装置であって、少なくとも1つの大き さは前記コインの表面上の幾何学的寸法により構成され、もう1つの大きさは前 記コインの厚さにより構成され前記表面および厚さの前記大きさは前記いくつか の既知のコインの対応する大きさと比較されるコインテスト装置。 38. 請求項36もしくは請求項37のいずれかの項記載のコインテスト装 置であって、ある範囲の幾何学的寸法が反復測定されて前記コインの表面領域の 積分面積測定値が与えられ、前記コインの前記面積測定値を前記いくつかの既知 のコインの対応する面積測定値と比較することにより前記コインを識別すること ができるコインテスト装置。 39. 請求項38記載のコインテスト装置であって、コイン縁上の溝および /もしくは隆起の寸法的特徴が決定すなわち検出されるコインテスト装置。 40. 請求項38から請求項39のいずれか一項記載のコインテスト装置で あって、コイン縁上の所定距離内の溝および/もしくは隆起数がカウントされる コインテスト装置。 41. 請求項36から請求項40のいずれか一項記載のコインテスト装置で あって、前記コインの前記幾何学的寸法の大きさ、および前記いくつかの既知の コインの前記対応する大きさは全て各コインの直径もしくは、不規則な形のコイ ンの場合には、その最大断面よりも小さいコインの測定値に関連しているコイン テスト装置。 42. 請求項36から請求項41のいずれか一項記載のコインテスト装置で あって、前記レーザ源と前記レーザ検出器の間を通過する前記レーザビームはそ の間を遠回りの非直接的ルートを介して進むコインテスト装置。 43. 請求項42記載のコインテスト装置であって、前記レーザビームは1 個以上のミラーもしくはプリズムにより前記遠回りの非直接的ルートに沿って指 向されるコインテスト装置。 44. 請求項36から請求項43のいずれか一項記載のコインテスト装置で あって、前記経路は下部境界を有する通路を含み、前記コインは前記通路の下部 境界によりその周縁で連続的に支持されながら前記通路に沿って装置内を進むこ とができるコインテスト装置。 45. 請求項44記載のコインテスト装置であって、前記レーザ源は前記通 路内の前記コインの主面に実質的に直交して前記通路の一部の一方側から他方側 へレーザビームを向けて、コインが前記通路の前記一部を通過する時にその上部 領域によりレーザビームが遮られるように搭載されているコインテスト装置。 46. 請求項36から請求項45のいずれか一項記載のコインテスト装置で あって、前記レーザ検出器は各々が個別にレーザ放射を検出することができる多 数の横に並べられたピクセルの線形アレイを含むコインテスト装置。 47. 請求項45に従属する場合の請求項46記載のコインテスト装置であ って、前記アレイは前記主面に実質的に平行にかつ通路の前記一部に沿った前記 コインの進行方向を横切って延びており、前記いくつかのコインの最小径よりも 小さい第1の距離だけ前記下部境界から間隔のとられた下端と、前記いくつかの コインの最大径よりも大きい第2の距離だけ前記下部境界から間隔のとられた上 端とを有し、前記レーザ検出器は通路の前記一部に沿って進むコインにより連続 する複数のサンプリング時点において前記レーザビームが遮断される前記ピクセ ル数によって決まる出力を発生するように作動し、前記出力を所定の基準データ レコードと比較してそれらのレコードのいずれが前記出力に対応するかを確認す ることができるコインテスト装置。 48. 請求項46もしくは請求項47のいずれかの項記載のコインテスト装 置であって、前記各ピクセルは電荷蓄積器もしくは電荷検出器の一部であるコイ ンテスト装置。 49. 請求項36から請求項48のいずれか一項記載のコインテスト装置で あって、前記コインは遮断点において前記レーザビームに絶対的に直交するよう に前記経路に沿って進むコインテスト装置。 50. 請求項36から請求項49のいずれか一項記載のコインテスト装置で あって、前記コインにより遮られる前記レーザビームは、遮断点において、実質 的にレーザ放射の薄い平面状とされているコインテスト装置。 51.コインテスト装置であって、該装置は、 下部境界を有するコイン通路を規定するコイン案内であって、コインは前記下 部境界によりその周縁において連続的に支持されながら前記コイン案内に沿って 装置内を進むことができるコイン案内と、 前記通路内のコインの主面に実質的に直交して前記通路の一部の一方側から他 方側へレーザビームを向けて、コインが前記通路の前記一部を通過する時にその 上部領域によりレーザビームが遮られるように搭載されているレーザ源と、 前記通路の前記一部の前記他方側にレーザ受光位置の線形アレイを含むレーザ 検出器であって、前記アレイは前記主面に実質的に平行にかつ通路の前記一部に 沿ったコインの進行方向を横切って延びており、装置で使用されるいくつかのコ インの最小径よりも小さい第1の距離だけ前記下部境界から間隔のとられた下端 と、前記いくつかのコインの最大径よりも大きい第2の距離だけ前記下部境界か ら間隔のとられた上端とを有し、前記レーザ検出手段は通路の前記一部に沿って 進むコインにより連続する複数のサンプリング時点において前記レーザビームが 遮断される前記レーザ受光位置数によって決まる出力を発生するように作動し、 前記出力を所定の基準データレコードと比較してそれらのデータのいずれが前記 出力に対応するかを確認することができるコインテスト装置。 52. 請求項36から請求項51のいずれか一項記載のコインテスト装置で あって、前記コインは非通貨トークンであるコインテスト装置。 53. 請求項36から請求項52のいずれか一項記載のコインテスト装置で あって、前記装置は2個以上のレーザ源と2個以上のレーザ検出器を含むコイン テスト装置。 54. コインもしくはトークン作動装置で使用される請求項36から請求項 53のいずれか一項記載のコインテスト装置。 55. 請求項36から請求項53のいずれか一項記載のコインテスト装置を 含むコインもしくはトークン作動装置。 56. コイン識別方法であって、 i) レーザ放射源とレーザ検出器との間を通過するレーザビームの一部を遮 るように特定経路に沿ってコインを進めるステップと、 ii) 前記レーザビームの遮られる割合を前記コインの少なくとも1つの幾何 学的大きさを確認する手段として測定するステップと、 iii) 前記コインを識別するために前記コインの前記大きさをいくつかの既 知のコインの対応する大きさと比較するステップと、 を含むコイン識別方法。 57. 請求項56記載の方法であって、前記少なくとも1つの大きさは前記 コインの表面上の幾何学的寸法により構成され、前記方法はさらに前記大きさを 前記いくつかの既知のコインの対応する大きさと比較するために前記コインの厚 さの大きさを確認するステップを含む方法。 58. 請求項56もしくは請求項57のいずれかの項記載の方法であつて、 前記方法はさらに前記コインのいくつかの幾何学的寸法の大きさを確認して前記 コインの表面領域の積分面積測定値を与えるステップを含み、前記コインはその 前記面積測定値を前記いくつかの既知のコインの対応する面積測定値と比較する ことにより識別することができる方法。 59. 請求項58記載の方法であって、さらにコイン縁上の溝および/もし くは隆起の寸法的特徴を決定すなわち検出するステップを含む方法。 60. 請求項58もしくは請求項59のいずれか一項記載の方法であって、 さらに前記コイン上の所定距離内の溝および/もしくは隆起数をカウントするス テップを含む方法。 61. 請求項56から請求項60のいずれか一項記載の方法であって、前記 レーザ検出器は各々がレーザ放射を個別に検出することができるピクセルの少な くとも1つの線形アレイを含む方法。 62. 請求項61記載の方法であって、前記少なくとも1つのアレイは電荷 蓄積器もしくは電荷検出器のアレイを含む方法。 63. 請求項56から請求項62のいずれか一項記載の方法であって、前記 コインは遮断点において前記レーザビームに絶対的に直交するように前記経路に 沿って進められる方法。 64. 請求項56から請求項63のいずれか一項記載の方法であって、前記 コインの価値がクレジットカードや貸方勘定の貸方に記入される方法。 65. 実質的に前記しかつ添付図に例示したコインテスト方法。 66. 実質的に前記しかつ添付図に例示したコインテスト装置。
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