WO2014019961A1 - Münze und verfahren zum prüfen der münze - Google Patents

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WO2014019961A1
WO2014019961A1 PCT/EP2013/065831 EP2013065831W WO2014019961A1 WO 2014019961 A1 WO2014019961 A1 WO 2014019961A1 EP 2013065831 W EP2013065831 W EP 2013065831W WO 2014019961 A1 WO2014019961 A1 WO 2014019961A1
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WO
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coin
wavelength range
light
middle ring
visible
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PCT/EP2013/065831
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English (en)
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Klaus Meyer-Steffens
Hans-Ulrich Cohrs
Wilfried Meyer
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Crane Payment Solutions Gmbh
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Publication date
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    • A44—HABERDASHERY; JEWELLERY
    • A44C—PERSONAL ADORNMENTS, e.g. JEWELLERY; COINS
    • A44C21/00—Coins; Emergency money; Beer or gambling coins or tokens, or the like
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D5/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of coins, e.g. for segregating coins which are unacceptable or alien to a currency
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    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07F—COIN-FREED OR LIKE APPARATUS
    • G07F1/00—Coin inlet arrangements; Coins specially adapted to operate coin-freed mechanisms
    • G07F1/06—Coins specially adapted to operate coin-freed mechanisms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/21—Circular sheet or circular blank

Definitions

  • the invention relates to a coin according to claim 1 and a method for checking the coin according to claim 11.
  • bi-color coins are used worldwide, which consist of an inner core and an outer ring surrounding the core. Core and outer ring are made of different metallic materials. From DE 10 2010 013 148 it is also known to add an additional material component to the coin in the form of a middle ring.
  • the middle ring e.g. made of a polymer or a composite material, is electrically insulating and firmly connected to the outer ring and core.
  • the testing of bimetallic coins is mainly carried out by electromagnetic measuring methods. It has been found that, for example, by corrosion, the contact resistance between the core and outer ring leads to a falsification of the measurement results. The falsification effect is stronger, the greater the potential differences for the metals or alloys used.
  • the middle ring should consist of a transparent, semitransparent, opalescent and / or color-effects-producing material.
  • the width of the middle ring is given with preferably between 0.5mm and 3mm.
  • the object of the invention is to provide a coin which can be detected well with the aid of optical arrangements. It is a further object of the present invention to provide a method with which the coins having a central ring can be detected in a simple and effective manner.
  • the coin according to claim 1 is characterized in that the central ring for electromagnetic waves of a first wavelength range is permeable and / or less permeable or impermeable to a second wavelength range.
  • the number of light barrier signals or even the number of light barrier interruptions can be counted.
  • the individual times of the light interruption or light transmissions can be recorded in the form of signal changes or signal durations. From the resulting signal, the presence of the transparent or translucent ring can be detected, and determine from the recorded times the individual widths of the outer ring, the translucent middle ring and the metallic core.
  • the material of the middle ring is translucent for the visible wavelength range.
  • the material of the middle ring is translucent for the invisible wavelength range.
  • the material of the middle ring is translucent to the visible and invisible wavelength range and impermeable to one or certain Wavelength ranges of visible or invisible light, in particular for the IR range.
  • the latter embodiment of the invention is particularly preferred. The reason is that in coin validators presence photoelectric sensors normally operate with IR light. If the center ring is made of transparent material but is not transparent to IR light, then the sensor array, which is sensitive to both IR and visible light, will respond differently as a coin moves through the optical array the sensor assembly is irradiated free of obstacles or not without obstacles. On the other hand, it is within the scope of the invention to provide the impermeability of the material for the middle ring also for a visible wavelength range, for example for the red region.
  • the material of the middle ring is translucent for the visible wavelength range and impermeable to at least one specific wavelength range of the visible light.
  • Another embodiment of the invention provides that the material of the middle ring is translucent for the invisible wave range and permeable to at least one specific wavelength range of the visible light.
  • the middle ring on a different reflection factor than the core or the outer ring.
  • the reflective properties of the coin surfaces can also be determined with the help of an optical Detecting arrangement, if it is different than that of the outer ring or the core.
  • the middle ring may reflect more strongly than the core or outer ring.
  • additional optically detectable properties of the central ring can be detected by means of a suitable optical arrangement, for example color pigments, UV stabilizers, fluorescent or holographic particles, etc.
  • the method of testing a coin with a central ring of electrically insulating material is based on an optical arrangement through which the coins pass, thereby generating a signal which is evaluated in an evaluation device to produce a true or false signal.
  • the coins are irradiated by at least one optical transmitter, and an optical arrangement receives the light reflected from and / or through the central ring, and an evaluation device generates a signal when the coins are moved by the sensor arrangement. If, for example, the material of the middle ring is transparent, light in the visible wavelength range is transmitted through the middle ring and can impinge on the sensor arrangement and generate a corresponding signal there.
  • a signal may also be generated when invisible light from the light source or optical sensor passes through the material of the middle ring and impacts the sensor array.
  • a light barrier lying transversely to the direction of the coin can be provided, and the evaluation device counts the number of signal changes when passing the coin through the light barrier, while at the same time recording the individual times of the light interruption or light transmission over the signal duration.
  • the evaluation device analyzes the signal of the sensor arrangement and generates a real signal when the spectrum of the received light corresponds to the material of the middle ring of a real coin.
  • white light is generated by the optical sensor
  • electromagnetic waves or light are referred to above and below, they are understood to mean light in the wide range of the visible and invisible spectrum, as far as it can be processed with the conventional and currently available elements and devices without protective measures.
  • the sensor arrangement is sensitive to at least one limited wave range. According to another embodiment of the invention, the sensor arrangement is sensitive to a wavelength range of visible light. Alternatively, the sensor arrangement may be sensitive to a wavelength range of invisible light. According to another embodiment of the invention, the sensor arrangement is sensitive to a wavelength range of the visible and a wavelength range of the invisible light.
  • the sensor arrangement contains at least one sensor element, for example in the form of a phototransistor.
  • two or more sensors may be provided.
  • a surface or line sensor for this purpose, for example, on one side of the coin channel a light source is used which emits light of the transmissive and locked wavelength range, eg white light.
  • a photosensitive area or line sensor On the opposite side is a photosensitive area or line sensor. This sensor is preferably at least as wide as the width of the middle ring of the coin. As a rule, this ring width will be 1.0mm to 1.5mm.
  • the photosensitive sensor arrangement is designed such that it detects the two wavelength ranges, namely those of the transmissive light and also those of the blocked wavelength range, or visible and invisible light. In the idle state, the sensor arrangement detects both wavelength ranges because there is no object between transmitter and receiver. If, on the other hand, the coin with the middle ring rolls past the sensor arrangement, first all wavelengths are blocked by the metallic outer ring. If the special material of the middle ring passes the sensor arrangement, only the blocked wavelength range is absorbed, eg the IR range and not the other wavelengths. This is then an evaluable feature that serves to test or discriminate the coins. If, in the process described, the passage of the core past the sensor arrangement, all wavelengths are again blocked.
  • the total irradiated area can be determined in size and the width of the individual components of outer ring and core.
  • the mechanical dimensions of the coins are determined by means of the signals of the sensor arrangement, in particular the width of the outer ring, the width of the middle ring, the diameter of the core and the diameter of the coin.
  • the simplest optical arrangement for testing tripartite coins can consist of a single light path.
  • an optical transmitter e.g. one range with visible wavelengths and the other with wavelengths of the invisible spectral range.
  • both optical sensors are activated when they receive the light.
  • the middle ring is of a material that is not transparent to the invisible light, only one sensor of the two optical paths will receive light as the middle ring passes through the two optical paths.
  • the sensor arrangement can also be provided to make the sensor arrangement simultaneously sensitive to wavelengths in the visible and in the invisible range and to activate the optical sensor successively in order to generate once light in the visible and once light in the invisible range.
  • two optical transmitters can be used according to an embodiment of the invention. After all is also conceivable, the optical sensor for a short time successively different, ie sensitive for limited wavelength ranges, switch.
  • Fig. 1A shows a plan view of a coin of three materials.
  • Fig. 1B shows a section through the illustration of Fig. 1A along the line
  • Fig. 2 shows schematically a coin according to FIGS. 1A and 1B at
  • Fig. 3 shows the approach of the photocells for different materials of the middle ring of the coins.
  • Fig. 4 shows a similar arrangement as Fig. 2 with two light barriers one above the other.
  • Fig. 5 shows in section an optical arrangement for carrying out the method according to the invention.
  • Fig. 6 shows a similar arrangement as Fig. 2 with a line or
  • Fig. 7 shows in section the optical arrangement according to FIG. 6 for
  • a three-part coin namely a core 1 of a first metallic material, an outer ring 2 of a second metallic material and a middle ring 3 of an electrically insulating material, for example a polymer.
  • the material of the middle ring 3 may be translucent or transparent.
  • the thickness of the core 1 is dd and the thickness of the outer ring 2 is dr.
  • a coin track 20 is shown rolling along the coin 10.
  • a two light barriers LI and L2 are arranged, which have a height h above the coin track 20.
  • the light barriers consist for example of at least one optical transmitter and an optical receiver or sensor on different sides of the path of the coin 10.
  • the light barrier LI operates with light in the visible wavelength range
  • the light barrier 2 operates in the IR wavelength range.
  • time is taken with the interruptions of the light barriers. The interruption takes place for the first time with incoming marginal edge of the coin 10 in the light barrier LI and represents the time tO in Fig. 3a. At this moment, both wavelength ranges (permeable and non-transparent) are blocked.
  • the transmissive wave area is detected by the optical sensor of the light barrier LI, which is represented by the time tl.
  • the times t3, t4 and t5 are determined analogously. From the determined time intervals t0 to t1, t1 to t2, t2 to t3, t3 to t4 and t4 to t5, the individual ring widths or the core diameter and the total coin diameter can be determined.
  • Such provisions are known per se as disclosed in DE 27 24 868, EP 0 839 364 and EP 0 694 888.
  • the determined individual ring widths can be used as security features.
  • the light barrier L2 is positioned at the same distance from the track 20 as the light barrier LI, and the distance LI to L2 is known. From these specifications, the mechanical distances of the coins can be calculated.
  • the light barrier L2 is designed for a specific wavelength range, for example infrared light. For this particular wavelength range, no signal changes at tl l and tl2, tl 3 and tl4 are now detected, but only at tl5 when the entire coin 10 has passed the light barrier L2, because the material of the middle ring does not transmit the IR light results from the graph of Fig. 3a below.
  • Fig. 3b shows the process when a coin is tested with a material of the middle ring, which is transparent to IR light. It can be seen that the same signal curves are then generated for the light barriers LI and L2. This is thus a good discriminating feature for detecting coins provided with a wrong material for the middle ring.
  • Figure 3c shows the waveform for the two light barriers LI and L2 for both a conventional bi-color coin and a middle ring coin where the middle ring material is opaque to both the visible and invisible light.
  • Fig. 4 are four light barriers each consisting of an optical transmitter and an optical receiver, which are marked with 11 and 1 ⁇ and 12 and 12 ', arranged one above the other at a distance h or h' of the coin track 20 and in one Distance a to each other.
  • a conventional coin of smaller diameter moves through the photoelectric barriers 11 and 12
  • a waveform t1 and t2 is generated.
  • similar signal curves are additionally generated by the light paths 1 ⁇ and 12 '.
  • the light barriers are located at the level of a middle ring according to FIG. 1A or 1B, similar signal curves for 11 and 12 as well as 1 ⁇ and 12 'can again be generated, as described in connection with FIG.
  • a main plate 30 and a pivot plate 32 is shown, the latter forms the Münzlaufbahn 20.
  • an LED 34 is embedded, which irradiates a coin 10 as it travels along the track 20 on the LED.
  • a phototransistor 36 Disposed in the main plate is a phototransistor 36 which cooperates with an optical element 38 which produces a lensing action and is in a recess 42 of the main plate 30 with a small diameter portion 40 and receives the light generated by the LED as far as it either does is not blocked by the coin 10 or is passed by a portion of the coin 10, as is the case in connection with the figures described above.
  • a line or area sensor can also be provided in a vertical and / or horizontal arrangement, as shown at 44 and 46 in FIG. 6.
  • the line sensor 46 is shown in a horizontal arrangement, from the LED 34 via the Whole width is irradiated and in this way to receive light from the LED 34, which is either not locked by the coin or by this.

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Abstract

Münze (10) mit einem Kern (1) aus einem ersten Metall, einem den Kern konzentrisch umgebenden Außenring (2) aus einem weiteren Metall und einem zwischen Kern und Außenring fest mit diesen verbundenen, aus einem elektrisch isolierendem Material bestehenden mittleren Ring (3), dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Ring für elektromagnetische Wellen eines ersten Wellenlängenbereichs durchlässig und für einen zweiten Wellenlängenbereich weniger durchlässig oder undurchlässig ist.

Description

Münze und Verfahren zum Prüfen der Münze
Die Erfindung bezieht sich auf eine Münze nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Prüfen der Münze nach Anspruch 11.
Seit langem sind sogenannte Bicolor-Münzen weltweit gebräuchlich, die aus einem inneren Kern und einem den Kern umgebenden Außenring bestehen. Kern- und Außenring sind aus verschiedenen metallischen Werkstoffen gefertigt. Aus DE 10 2010 013 148 ist auch bekannt, der Münze eine zusätzliche Materialkomponente hinzuzufügen in Form eines mittleren Ringes. Der mittlere Ring, der z.B. aus einem Polymer gefertigt oder einem Kompositmaterial, ist elektrisch isolierend und fest mit Außenring und Kern verbunden.
Die Prüfung von Bimetallmünzen erfolgt vorwiegend durch elektromagnetische Messverfahren. Es hat sich herausgestellt, dass beispielsweise durch Korrosion der Übergangswiderstand zwischen Kern und Außenring zu einer Verfälschung der Messergebnisse führt. Der Verfälschungseffekt ist umso stärker, je größer die Potentialunterschiede für die eingesetzten Metalle oder Legierungen sind.
In dem genannten Dokument ist ferner beschrieben, dass der mittlere Ring aus einem transparenten, halbtransparenten, opalisierenden und/oder Farbeffekte erzeugenden Material bestehen soll. Die Breite des mittleren Ringes wird mit vorzugsweise zwischen 0,5mm und 3mm angegeben.
Neben der Verbesserung der Prüfbarkeit dieser Münzen auf elektromagnetischem Wege wird auch eine verbesserte Unterscheidbarkeit gegenüber anderen herkömmlichen Münzen erreicht. Der Benutzer kann z.B. einen transparenten mittleren Ring durch Betrachtung einfach erkennen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Münze zu schaffen, die sich mit Hilfe optischer Anordnungen gut detektieren lässt. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem die einen mittleren Ring aufweisenden Münzen auf einfache und wirksame Weise detektiert werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 11 gelöst.
Die Münze nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Ring für elektromagnetische Wellen eines ersten Wellenlängenbereiches durchlässig und/oder für einen zweiten Wellenlängenbereich weniger durchlässig oder undurchlässig ist.
Läuft eine derartige Münze z.B. durch eine Lichtschranke, kann bei durchlässigem Material für den mittleren Ring die Anzahl der Lichtschrankensignale oder auch die Anzahl der Lichtschrankenunterbrechungen gezählt werden. Gleichzeitig können die einzelnen Zeiten der Lichtunterbrechung bzw. Lichtdurchlässigkeiten in Form von Signaländerungen bzw. Signaldauern festgehalten werden. Aus der Signalfolge, die sich daraus ergibt, lässt sich die Anwesenheit des transparenten oder lichtdurchlässigen Ringes erfassen, und aus den erfassten Zeiten die einzelnen Breiten des Außenringes, des lichtdurchlässigen mittleren Ringes und des metallischen Kerns bestimmen.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Material des mittleren Ringes lichtdurchlässig für den sichtbaren Wellenlängenbereich. Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Material des mittleren Ringes lichtdurchlässig für den unsichtbaren Wellenlängenbereich. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Material des mittleren Ringes lichtdurchlässig für den sichtbaren und unsichtbaren Wellenlängenbereich und undurchlässig für einen oder bestimmte Wellenlängenbereiche des sichtbaren oder unsichtbaren Lichtes, insbesondere für den IR-Bereich. Letztere Ausgestaltung der Erfindung ist besonders bevorzugt. Grund ist, dass in Münzprüfvorrichtungen Anwesenheits-Lichtschranken normalerweise mit IR-Licht arbeiten. Wenn der mittlere Ring aus durchsichtigem Material besteht, jedoch nicht durchlässig für IR-Licht ist, dann spricht die Sensoranordnung, die sowohl für IR-Licht als auch für sichtbares Licht empfindlich ist, unterschiedlich an, wenn sich eine Münze durch die optische Anordnung hindurchbewegt und die Sensoranordnung hindernisfrei oder nicht hindernisfrei bestrahlt wird. Andererseits liegt es im Rahmen der Erfindung, die Undurchlässigkeit des Materials für den mittleren Ring auch für einen sichtbaren Wellenlängenbereich vorzusehen, beispielsweise für den Rot-Bereich.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Material des mittleren Ringes lichtdurchlässig für den sichtbaren Wellenlängenbereich und undurchlässig für mindestens einen bestimmten Wellenbereich des sichtbaren Lichtes. Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Material des mittleren Ringes lichtdurchlässig für den unsichtbaren Wellenbereich und durchlässig für mindestens einen bestimmten Wellenbereich des sichtbaren Lichtes ist.
Alle beschriebenen Möglichkeiten der Durchlässigkeit bzw. Nichtdurchlässigkeit für elektromagnetische Wellen im sichtbaren bzw. unsichtbaren Bereich lassen einfache Verfahren zur Diskriminierung von Münzen zu, die mit einem mittleren Ring aus elektrisch isolierendem Material versehen sind, das für mindestens einen begrenzten Spektralbereich des Lichts durchlässig ist.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist der mittlere Ring einen anderen Reflexionsfaktor als der Kern oder der Außenring auf. Auch die Reflexionseigenschaft der Münzoberflächen lässt sich mit Hilfe einer optischen Anordnung erfassen, wenn sie denn eine andere ist als die des Außenrings bzw. des Kerns. So kann z.B. der mittlere Ring stärker reflektieren als der Kern oder der Außenring. Es versteht sich darüber hinaus, dass zusätzliche optisch erfassbare Eigenschaften des mittleren Rings mit Hilfe einer geeigneten optischen Anordnung detektiert werden können, beispielsweise Farbpigmente, UV-Stabilisatoren, fluoreszierende oder holografische Partikel usw.
Das Verfahren zum Prüfen einer Münze mit einem mittleren Ring aus elektrisch isolierendem Material geht aus von einer optischen Anordnung, durch welche sich die Münzen hindurchbewegen und dabei ein Signal erzeugen, das in einer Auswertevorrichtung ausgewertet wird zur Erzeugung eines Echt- oder Falschsignals. Erfindungsgemäß werden die Münzen von mindestens einem optischen Sender bestrahlt, und eine optische Anordnung empfängt das vom mittleren Ring reflektierte und/oder durch ihn hindurchgehende Licht, und eine Auswertevorrichtung erzeugt ein Signal, wenn die Münzen durch die Sensoranordnung bewegt werden. Ist das Material des mittleren Ringes z.B. transparent, wird Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich durch den mittleren Ring hindurchgelassen und kann auf die Sensoranordnung auftreffen und dort ein entsprechendes Signal erzeugen. Ist der mittlere Ring für Licht im unsichtbaren Wellenbereich durchlässig und die Sensoranordnung für dieses Licht empfindlich, kann ebenfalls ein Signal erzeugt werden, wenn unsichtbares Licht der Lichtquelle oder des optischen Sensors durch das Material des mittleren Ringes hindurch tritt und auf die Sensoranordnung auftrifft. So kann z.B. eine quer zur Laufrichtung der Münze liegende Lichtschranke vorgesehen werden und die Auswertevorrichtung zählt die Anzahl der Signaländerungen beim Passieren der Münze durch die Lichtschranke, wobei gleichzeitig die einzelnen Zeiten der Lichtunterbrechung bzw. Lichtdurchlässigkeit über die Signaldauer festgehalten werden. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung analysiert die Auswertevorrichtung das Signal der Sensoranordnung und erzeugt ein Echtsignal, wenn das Spektrum des empfangenen Lichts zu dem Material des mittleren Rings einer echten Münze korrespondiert. Wird z.B. vom optischen Sensor Weißlicht erzeugt, kann mit Hilfe einer Spektralanalyse auf der Seite der Sensoranordnung festgestellt werden, ob das Spektrum des hindurch gelassenen Lichtes dem entspricht, das vom Material des mittleren Ringes einer echten Münze üblicherweise bewirkt wird. Unter Umständen wird aus der Analyse bestimmt, ob das Licht des optischen Senders einen unsichtbaren Anteil hat oder nicht, um etwa zu prüfen, ob das Material des mittleren Ringes für das unsichtbare Licht undurchlässig ist.
Wenn vorstehend und nachstehend von elektromagnetischen Wellen bzw. Licht die Rede ist, dann wird hierunter Licht im weiten Bereich des sichtbaren und unsichtbaren Spektrums verstanden, soweit es mit den herkömmlichen und derzeit verfügbaren Elementen und Geräten ohne Schutzvorkehrungen verarbeitet werden kann.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Sensoranordnung für mindestens einen begrenzten Wellenbereich empfindlich. Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Sensoranordnung für einen Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts empfindlich. Alternativ kann die Sensoranordnung für einen Wellenlängenbereich des unsichtbaren Lichts empfindlich sein. Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Sensoranordnung für einen Wellenlängenbereich des sichtbaren und einen Wellenbereich des unsichtbaren Lichts empfindlich.
Es ist auch möglich, statt von der selektiven Empfindlichkeit der Sensoranordnung selbst auszugehen, dieser ein oder mehrere Filter vorzuschalten, welche bestimmte Wellenlängenbereiche des Lichts des optischen Senders hindurch lassen bzw. sperren.
Die Sensoranordnung enthält mindestens ein Sensorelement, beispielsweise in Form eines Fototransistors. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung können auch zwei oder mehr Sensoren vorgesehen werden. Statt Sensoren mit einem engen Gesichtsfeld vorzusehen, ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung denkbar, einen Flächen- oder Zeilensensor zu verwenden. Hierzu wird z.B. auf einer Seite des Münzkanals eine Lichtquelle verwendet, die Licht des durchlässigen und gesperrten Wellenlängenbereiches aussendet, z.B. Weißlicht. Auf der gegenüberliegenden Seite befindet sich ein lichtempfindlicher Flächen- oder Zeilensensor. Dieser Sensor ist vorzugsweise mindestens so breit wie die Bereite des mittleren Rings der Münze. In der Regel wird diese Ringbreite 1,0mm bis 1,5mm betragen. Die lichtempfindliche Sensoranordnung ist so ausgelegt, dass sie die beiden Wellenlängenbereiche, nämlich die des durchlässigen Lichts und auch die des gesperrten Wellenlängenbereichs, detektiert bzw. sichtbares und unsichtbares Licht. Im Ruhezustand erfasst die Sensoranordnung beide Wellenlängenbereiche, weil kein Gegenstand zwischen Sender und Empfänger liegt. Rollt hingegen die Münze mit dem mittleren Ring an der Sensoranordnung vorbei, werden zunächst alle Wellenlängen durch den metallischen Außenring gesperrt. Passiert das spezielle Material des mittleren Rings die Sensoranordnung, wird lediglich der gesperrte Wellenlängenbereich absorbiert, z.B. der IR-Bereich und nicht die anderen Wellenlängen. Dies ist dann ein auswertbares Merkmal, das zur Prüfung bzw. Diskriminierung der Münzen dient. Folgt bei dem beschriebenen Vorgang das Vorbeilaufen des Kerns an der Sensoranordnung, werden wieder alle Wellenlängen gesperrt. Anschließend erfolgt an einer zweiten Stelle das Passieren des mittleren Ringes an der Sensoranordnung und schließlich die zweite Seite des metallischen Außenrings. Mit Hilfe der beschriebenen lichtempfindlichen Sensoranordnung kann die gesamte bestrahlte Fläche in ihrer Größe bestimmt werden sowie die Breite der einzelnen Bestandteile von Außenring und Kern.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung werden mit Hilfe der Signale der Sensoranordnung die mechanischen Abmessungen der Münzen bestimmt, insbesondere die Breite des Außenrings, die Breite des mittleren Rings, der Durchmesser des Kerns und der Durchmesser der Münze.
Die einfachste optische Anordnung zur Prüfung der dreigeteilten Münzen kann aus einer einzigen Lichtstrecke bestehen. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird bevorzugt, die Münzen durch zwei optische Strecken zu bewegen, die jeweils einen optischen Sender und einen optischen Sensor aufweisen, wobei z.B. eine Strecke mit Wellenlängen des sichtbaren und die andere mit Wellenlängen des unsichtbaren Spektralbereichs arbeitet. Bei einer Lichtquelle, die sowohl Licht im sichtbaren als auch im unsichtbaren Bereich aussendet, werden z.B. beide optischen Sensoren aktiviert wenn sie das Licht empfangen. Ist der mittlere Ring aus einem Material, das für das unsichtbare Licht nicht transparent ist, empfängt nur ein Sensor der beiden optischen Strecken Licht, wenn der mittlere Ring durch die beiden optischen Strecken hindurchbewegt wird.
Alternativ kann auch vorgesehen werden, die Sensoranordnung für Wellenlängen im sichtbaren und im unsichtbaren Bereich gleichzeitig empfindlich zu machen und den optischen Sensor nacheinander zu aktivieren, um einmal Licht im sichtbaren und einmal Licht im unsichtbaren Bereich zu erzeugen. Hierfür können nach einer Ausgestaltung der Erfindung zwei optische Sender verwendet werden. Schließlich ist auch denkbar, den optischen Sensor kurzzeitig nacheinander unterschiedlich, d.h. für begrenzte Wellenlängenbereiche, empfindlich zu schalten.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert werden.
Fig. 1 A zeigt eine Draufsicht auf eine Münze aus drei Materialien.
Fig. 1B zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 1A entlang der Linie
B-B.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Münze nach den Fign. 1A und 1B beim
Durchlaufen von zwei Lichtschranken LI und L2,
Fig. 3 zeigt die Ansprache der Lichtschranken für unterschiedliche Materialien des mittleren Rings der Münzen.
Fig. 4 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Fig. 2 mit zwei Lichtschranken übereinander.
Fig. 5 zeigt im Schnitt eine optische Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 6 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Fig. 2 mit einem Zeilen- oder
Flächendetektor für die optische Anordnung.
Fig. 7 zeigt im Schnitt die optische Anordnung entsprechend Fig. 6 zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, In den Fign. 1A und 1B ist eine aus drei Teilen bestehende Münze gezeigt, nämlich mit einem Kern 1 aus einem ersten metallischen Material, einem Außenring 2 aus einem zweiten metallischen Material und einem mittleren Ring 3 aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem Polymer. Außerdem kann das Material des mittleren Ringes 3 lichtdurchlässig bzw. transparent sein. Die Dicke des Kerns 1 beträgt dd und die Dicke des Außenrings 2 beträgt dr.
In Fig. 2 ist eine Münzlaufbahn 20 gezeigt, der entlang die Münze 10 rollt. Im Abstand a sind zwei Lichtschranken LI und L2 angeordnet, die eine Höhe h über der Münzlaufbahn 20 aufweisen. Die Lichtschranken bestehen z.B. aus mindestens einem optischen Sender und einem optischen Empfänger oder Sensor auf unterschiedlichen Seiten des Weges der Münze 10. Die Lichtschranke LI arbeitet mit Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich, und die Lichtschranke 2 arbeitet im IR- Wellenlängenbereich. Während die Münze 10 die Lichtschranken LI und L2 passiert, werden mit den Unterbrechungen der Lichtschranken Zeitaufnahmen gemacht. Die Unterbrechung erfolgt das erste Mal mit einlaufender Randkante der Münze 10 in die Lichtschranke LI und stellt den Zeitpunkt tO in Fig. 3a dar. In diesem Moment werden beide Wellenlängenbereiche (durchlässig und nicht durchlässig) gesperrt. Passiert jedoch die Kante des Übergangs vom metallischen Außenring auf den mittleren Ring die Lichtschranke LI, wird der durchlässige Wellenbereich vom optischen Sensor der Lichtschranke LI detektiert, was durch den Zeitpunkt tl dargestellt ist. Mit dem Übergang vom mittleren Ring auf den metallischen Kern sind wieder beide Wellenlängenbereiche gesperrt. Dies tritt zum Zeitpunkt t2 ein. Mit dem weiteren Passieren der zweiten Hälfte der Münze 10 werden analog die Zeitpunkte t3, t4 und t5 ermittelt. Aus den ermittelten Zeitabschnitten tO bis tl, tl bis t2, t2 bis t3, t3 bis t4 und t4 bis t5 können die einzelnen Ringbreiten bzw. der Kerndurchmesser sowie der gesamte Münzdurchmesser bestimmt werden. Derartige Bestimmungen sind an sich bekannt, wie in DE 27 24 868, EP 0 839 364 und EP 0 694 888 offenbart. Die ermittelten einzelnen Ringbreiten können als Sicherheitsmerkmale benutzt werden.
Die Lichtschranke L2 ist in gleichem Abstand zur Laufbahn 20 positioniert wie die Lichtschranke LI, und der Abstand LI zu L2 ist bekannt. Aus diesen Vorgaben lassen sich die mechanischen Abstände der Münzen berechnen. Die Lichtschranke L2 ist für einen bestimmten Wellenlängenbereich, beispielsweise Infrarotlicht, ausgelegt. Für diesen bestimmten Wellenlängenbereich werden jetzt keine Signaländerungen bei tl l und tl2, tl 3 und tl4 erkannt, sondern erst wieder zu tl5, wenn die gesamte Münze 10 die Lichtschranke L2 passiert hat, weil das Material des mittleren Ringes das IR-Licht nicht durchlässt Dies ergibt sich aus der graphischen Darstellung von Fig. 3a unten. Fig. 3b zeigt den Vorgang, wenn eine Münze mit einem Material des mittleren Rings geprüft wird, was für IR-Licht durchlässig ist. Man erkennt, dass dann für die Lichtschranken LI und L2 gleiche Signalverläufe erzeugt werden. Dies ist somit ein gutes Disl riminierungsmerkmal zur Ermittlung von Münzen, die mit einem falschen Material für den mittleren Ring versehen sind.
Fig. 3c zeigt den Signalverlauf für die beiden Lichtschranken LI und L2 sowohl für eine herkömmliche Bicolor-Münze als auch für eine mit einem mittleren Ring versehene Münze, wo das Material für den mittleren Ring sowohl für das sichtbare als auch das unsichtbare Licht undurchlässig ist.
Insgesamt werden folgende Sicherheitsmerlanale erkennbar:
Material mittlerer Ring mit durchlässigem sichtbarem Licht
Material mit gesperrtem IR-Licht
Breiten des Außenrings links und rechts
Breite des Materials des mittleren Rings links und rechts Kerndurchmesser
In Fig. 4 sind vier Lichtschranken aus jeweils einem optischen Sender und einem optischen Empfänger, die mit 11 bzw. 1 Γ und 12 bzw. 12' gekennzeichnet sind, übereinander angeordnet in einem Abstand h bzw. h' von der Münzlaufbahn 20 und in einem Abstand a zueinander. Bewegt sich eine herkömmliche Münze mit kleinerem Durchmesser durch die Lichtschranken 11 und 12, wird ein Signalverlauf tl und t2 erzeugt. Für eine Münze mit größerem Durchmesser werden zusätzlich ähnliche Signalverläufe von den Lichtstrecken 1 Γ und 12' erzeugt. Liegen hingegen die Lichtschranken in Höhe eines mittleren Rings gemäß Fig. 1A oder 1B, können wiederum ähnliche Signalverläufe für 11 und 12 sowie 1 Γ und 12' erzeugt werden, wie diese in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurden.
In Fig. 5 ist eine Hauptplatte 30 und eine Schwenkplatte 32 dargestellt, wobei letztere die Münzlaufbahn 20 bildet. In der Platte 32 ist eine LED 34 eingelassen, die eine Münze 10 bestrahlt, wenn sie entlang der Laufbahn 20 an der LED entlangläuft. In der Hauptplatte ist ein Phototransistor 36 angeordnet, der mit einem optischen Element 38 zusammenwirkt, das eine Linsenwirkung erzeugt und mit einem im Durchmesser kleinen Abschnitt 40 in einer Ausnehmung 42 der Hauptplatte 30 hinein steht und das von der LED erzeugte Licht empfängt, soweit es entweder von der Münze 10 nicht gesperrt oder von einem Bereich der Münze 10 hindurchgelassen wird, wie dies in Verbindung mit den obig beschriebenen Figuren der Fall ist.
Anstelle eines punktförmigen Empfängers für das Licht der LED 34 kann auch ein Zeilen- oder Flächensensor vorgesehen werden in vertikaler und oder horizontaler Anordnung, wie dies bei 44 bzw. 46 in Fig. 6 gezeigt ist. In Fig. 7 ist der Zeilensensor 46 in horizontaler Anordnung dargestellt, der von der LED 34 über die gesamte Breite bestrahlt wird und auf diese Weise Licht von der LED 34 zu empfangen, das entweder von der Münze nicht gesperrt bzw. von dieser durchgelassen wird.

Claims

Ansprüche:
1. Münze mit einem Kern aus einem ersten Metall, einem den Kern konzentrisch umgebenden Außenring aus einem weiteren Metall und einem zwischen Kern und Außenring fest mit diesen verbundenen, aus einem elektrisch isolierendem Material bestehenden mittleren Ring, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Ring für elektromagnetische Wellen eines ersten Wellenlängenbereichs durchlässig und für einen zweiten Wellenlängenbereich weniger durchlässig oder undurchlässig ist.
2. Münze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des mittleren Ringes lichtdurchlässig für den sichtbaren oder unsichtbaren Wellenlängenbereich ist.
3. Münze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für den mittleren Ring lichtdurchlässig für den sichtbaren und unsichtbaren Wellenlängenbereich ist.
4. Münze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für den mittleren Ring lichtdurchlässig für den sichtbaren Wellenlängenbereich und undurchlässig für mindestens einen bestimmten Wellenlängenbereich des unsichtbaren Lichtes, insbesondere für den IR-Bereich ist.
5. Münze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für den mittleren Ring lichtdurchlässig für den unsichtbaren Wellenlängenbereich und undurchlässig für mindestens einen bestimmten Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes ist.
6. Münze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des mittleren Rings lichtdurchlässig für den sichtbaren Wellenlängenbereich und undurchlässig für den mindestens einen bestimmten Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes ist.
7. Münze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für den mittleren Ring lichtdurchlässig für den unsichtbaren Wellenlängenbereich und durchlässig für mindestens einen bestimmen Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes ist.
8. Münze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Ring einen anderen Reflektionsfaktor als der Kern oder der Außenring aufweist.
9. Münze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Ring stärker reflektiert als der Kern oder der Außenring.
10. Münze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring aus einem Polymer besteht.
11. Münze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Ring aus einem Kompositwerkstoff besteht.
12. Verfahren zum Prüfen von Münzen, die einen Kern aus einem ersten Metall, einen Außenring aus einem zweiten Metall und zwischen Kern und Außenring angeordnet einen Ring aus elektrisch isolierendem Material aufweist, bei welchem Verfahren die Münzen durch eine optische Anordnung bewegt werden und Signale in der optischen Anordnung von einer Auswertevorrichtung ausgewertet werden zur Erzeugung eines Echt- oder Falschsignals, dadurch gekennzeichnet, dass die Münzen von mindestens einem optischen Sensor bestrahlt werden und eine optische Sensor anordnung das vom mittleren Ring reflektierte oder durch ihn hindurchgehende Licht empfängt und die Auswertevorrichtung ein Signal erzeugt, wenn sich die Münze an der Sensoranordnung vorbeibewegt.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung das Signal der Sensoranordnung analysiert und ein Echtsignal erzeugt, wenn das Spektrum des empfangenen Lichts zu dem Material des mittleren Rings einer echten Münze korrespondiert.
14. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung für mindestens einen begrenzten Wellenlängenbereich empfindlich ist.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung für einen Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes empfindlich ist.
16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung für einen Wellenlängenbereich des unsichtbaren Lichtes empfindlich ist.
17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung für einen Wellenlängenbereich des sichtbaren und einen Wellenlängenbereich des unsichtbaren Lichtes empfindlich ist.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Sensoren vorgesehen werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht von einer LED erzeugt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor ein Phototransistor verwendet wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung einen Flächen- oder Zeilensensor verwendet.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der Signale der Sensoranordnung die mechanischen Abmessungen der Münze bestimmt werden, insbesondere Breite des Außenrings, Breite des mittleren Rings, Durchmesser des Kerns und Durchmesser der Münze.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Münzen durch zwei optische Strecken aus jeweils einem optischen Sender und einem optischen Sensor laufen, wobei eine Strecke mit Wellenlängen im sichtbaren und die andere mit Wellenlängen im unsichtbaren Spektralbereich arbeitet.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung für Wellen in sichtbaren und im unsichtbaren Spektralbereich empfindlich ist und der optische Sender kurzzeitig nacheinander aktiviert wird und einmal Licht im sichtbaren und zum anderen Licht im unsichtbaren Spektralbereich erzeugt.
25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass zwei optische Sensoren unterschiedlicher Empfindlichkeit verwendet werden.
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