(19)
(11) EP 1 035 519 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
13.09.2000  Patentblatt  2000/37

(21) Anmeldenummer: 00250044.5

(22) Anmeldetag:  10.02.2000
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)7G07D 5/08
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE
Benannte Erstreckungsstaaten:
AL LT LV MK RO SI

(30) Priorität: 08.03.1999 DE 19909851

(71) Anmelder: F. Zimmermann GmbH & Co. KG
10785 Berlin (DE)

(72) Erfinder:
  • Rompel, Wolfgang
    D-12049 Berlin (DE)

(74) Vertreter: Lüke, Dierck-Wilm, Dipl.-Ing. et al
Gelfertstrasse 56
14195 Berlin
14195 Berlin (DE)

   


(54) Vorrichtung zur Münzerkennung


(57) Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Münzerkennung, mit einem Senderelement (1) für elektromagnetische Strahlung, mit einem Empfängerelement (2) für elektromagnetische Strahlung, mit welchem nach Maßgabe der darauf eingestrahlten Strahlung ein elektrisches Meßsignal erzeugbar ist, wobei die Anordnung des Senderelements (1) und des Empfängerelements (2) mit der Maßgabe getroffen ist, daß von dem Senderelement (1) abgestrahlte elektromagnetische Strahlung (3) auf eine in eine Prüfposition gebrachte Münze (4) einstrahlt und daß zumindest ein Teil einer von der Münze (4) abgestrahlten Reflektionsstrahlung (5) aus der eingestrahlten elektromagnetischen Strahlung (3) auf das Empfängerelement (2) einstrahlt, und mit einer mit dem Empfängerelement (2) verbundenen elektronischen Auswerteeinheit (6), mittels welcher nach Maßgabe eines Vergleichs des vom Empfängerelement (2) erzeugten und zu einem Auswertesignal (12) verarbeiteten elektrischen Meßsignal mit einem vorgegebenen Vergleichssignal (7) alternativ ein "falsch"-Steuersignal oder ein "echt"-Steuersignal erzeugbar ist. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß in dem Empfängerelement (2) und der Auswerteeinheit (6) ein wellenlängenselektives Meß- und Auswertesignal (12) erzeugbar ist, und daß mit der Auswerteeinheit (6) die Steuersignale nach Maßgabe eines Vergleichs des wellenlängenselektiven Auswertesignals (12) mit vorgegebenen wellenlängenselektiven Vergleichssignalbändern (7) erzeugbar sind.




Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Münzerkennung, mit einem Senderelement für elektromagnetische Strahlung, mit einem Empfängerelement für elektromagnetische Strahlung, mit welchem nach Maßgabe der darauf eingestrahlten Strahlung ein elektrisches Meßsignal erzeugbar ist, wobei die Anordnung des Senderelements und des Empfängerelements mit der Maßgabe getroffen ist, daß von dem Senderelement abgestrahlte elektromagnetische Strahlung auf eine in eine Prüfposition gebrachte Münze einstrahlt und daß zumindest ein Teil einer von der Münze abgestrahlten Reflektionsstrahlung aus der eingestrahlten elektromagnetischen Strahlung auf das Empfängerelement einstrahlt, und mit einer mit dem Empfängerelement verbundenen elektronischen Auswerteeinheit, mittels welcher nach Maßgabe eines Vergleichs des vom Empfängerelement erzeugten und ggf. elektronisch verarbeiteten elektrischen Meßsignals mit einem vorgegebenen Vergleichssignal alternativ ein "falsch"-Steuersignal oder ein "echt"-Steuersignal erzeugbar ist. - Eine Vorrichtung zur Münzerkennung dient dazu, falsche von echten Münzen zu unterscheiden sowie echte aber verschiedene Münzen voneinander zu unterscheiden. Als falsch erkannte Münzen werden einer separaten Sammlung zugeführt. Echte aber verschiedene Münzen werden sortiert. Beide Funktionen können selbstverständlich miteinander kombiniert werden. Im Falle der Sortierung entspricht im einfachsten Fall beispielsweise das "echt"-Steuersignal einem "richtig"-Steuersignal bezüglicher einer auszusortierenden Münze und das "falsch"-Steuersignal bezöge sich auf nicht auszusortierende Münzsorten. Im Falle der Sortierung können selbstverständlich auch mehr als zwei alternative Vergleichssignale und Steuersignale vorliegen, wobei dann jeweils ein Steuersignal jeweils einer Münzensorte oder einer Münzsortengruppe zugeordnet ist. Der Begriff der elektromagnetischen Strahlung umfaßt beispielsweise Wellenlängenbereiche vom cm-Bereich bis in den nm-Bereich. Insbesondere ist der Bereich des sichtbaren Lichts, nahes UV-Licht und nahes sowie fernes IR-Licht einsetzbar. Trifft elektromagnetische Strahlung auf eine Grenzfläche, beispielsweise auf eine Festkörperoberfläche, so tritt die Strahlung in Wechselwirkung mit dem Festkörper. Abhängig von dem Einstrahlungswinkel und den dielektrischen Eigenschaften des Festkörpers wird zumindest ein Teil, im Falle der Totalreflektion praktisch die gesamte eingestrahlte Leistung reflektiert, wobei der Reflektionsgrad auch von dem Winkel der Einstrahlung zur Flächennormalen des Festkörpers abhängt. Hierzu wird ergänzend auf physikalische Grundlagenpublikationen zur Reflexion verwiesen.

[0002] Eine Vorrichtung des eingangs genannten Aufbaus ist aus der Literaturstelle DE 195 07 482 A1 bekannt. Bei der insofern bekannten Vorrichtung wird sichtbares Licht auf eine Fläche einer Münze eingestrahlt und das reflektierte Licht mit einem linsenoptischen System bildmäßig als elektrisches Signal bzw. als Datensatz erfaßt. Das einem Bild entsprechende elektrische Signal bzw. dessen Datensatz wird mit einem Referenzdatensatz verglichen und so ein Vergleich zwischen einem "Sollbild" und einem "Istbild" durchgeführt. Bei Abweichungen wird ein "falsch"-Signal erzeugt. Mit anderen Worten ausgedruckt, arbeitet die vorbekannte Vorrichtung mit einem optischen Mustererkennungssystem, welches einen Vergleich mit Sollmustern durchführt. Diese Vorgehensweise ist datentechnisch bzw. softwaremäßig sehr aufwendig. Zudem müssen mit den erfaßten optischen Mustern geometrische Operationen durchgeführt werden, da die Position einer Münze bei der Mustererkennung nicht ohne weiteres reproduzierbar festlegbar ist. Zudem ist es schwierig ein Kriterium für den zulässigen Grad der Musterabweichung zu finden, welches noch zuverlässige Auswahlen bzw. Einordnung der Münzen erlaubt. In der genannten Literaturstelle ist zwar auch eine Auswertung von Helligkeitswerten zur Unterscheidung von Legierungen angesprochen, dies ist jedoch an sich wenig zuverlässig aufgrund beispielsweise der verschiedenen Qxidationsgrade von Münzoberflächen.

[0003] Demgegenüber liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung zur Münzerkennung zu schaffen, welche einfacher, jedoch mit hoher Zuverlässigkeit funktioniert.

[0004] Zur Lösung dieses Problems lehrt die Erfindung, daß in dem Empfängerelement und der Auswerteeinheit ein wellenlängenselektives Meß- und Auswertesignal erzeugbar ist, und daß mit der Auswerteeinheit die Steuersignale nach Maßgabe eines Vergleichs des wellenlängenselektiven Auswertesignals mit vorgegebenen wellenlängenselektiven Vergleichssignalbändern erzeugbar sind. - Mit dem Ausdruck wellenlängenselektiv ist gemeint, daß nicht ein breites Spektrum elektromagnetischer Strahlung erfaßt wird, sondern nur ein schmales Band. Im Falle von Licht meint dies, daß beispielsweise nur eine Farbe erfaßt wird, was einer Linienbreite Δλ/λ (λ = Wellenlänge mit maximaler Strahlungsleistung, Δλ = Linienbreite bei 0,5 der maximalen Strahlungsleistung) von weniger als 0,4, vorzugsweise weniger als 0,2, beispielsweise ca. 0,1 - 0,06, entsprechen kann. Ein wellenlängenselektives Meßsignal kann im Empfängerelement im Wege der wellenlängenselektiven Einstrahlung aus dem Senderelement und/oder der wellenlängenselektiven Detektion in der Empfängereinheit erfolgen. Ein wellenlängenselektives Meßsignal kann detektionsseitig im einzelnen auf die verschiedensten Weisen erhalten werden. Beispielsweise kann das Empfängerelement einen wellenlängenselektiven Sensor aufweisen oder mit einem einem Sensor vorgeordneten wellenlängenselektiven Filter ausgestattet sein. Dann braucht die Sendereinheit nicht wellenlängenselektiv zu arbeiten. Es ist auch möglich, eine vom Senderelement abgestrahlte wellenlängenselektive elektromagnetische Strahlung zu modulieren und durch Demodulation in einem nicht oder nur geringfügig wellenlängenselektiven Empfängerelement oder in einer dieser nachgeschalteten Auswerteinheit eine spezifische Zuordnung zur abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung zu treffen. Als Vergleichssignalband ist ein vorgegebener Meß- und Auswertesignalbereich, insbesondere ein Signalintensitätsbereich, bezeichnet, welcher einem Münzenzustand "falsch" oder "echt" zugeordnet ist, wobei außerhalb dieses Signalbereichs liegende Meß- und AUswertesignale dem jeweils anderen Münzenzustand zugeordnet sind. Grundsätzlich sind die beiden Grenzen des Vergleichssignalbandes scharf, es können an den Grenzen jedoch auch Unterbereiche vorgesehen sein, die einem Münzenzustand "unsicher" zugeordnet sind. Das Vergleichssignalband bzw. seine Grenzen oder Grenzbereiche lassen sich unschwer durch Versuche mit echten und falschen Münzen bestimmen. Entsprechendes gilt für eine Ausführungsform mit (ggf. zusätzlicher) Sortierfunktion.

[0005] Die Erfindung beruht zunächst auf der Erkenntnis, daß an metallischen Oberflächen nicht stets und wellenlängenunabhängig eine echte Totalreflektion stattfindet in dem Sinne, daß der Reflexionsgrad exakt 100% beträgt. Vielmehr finden verschiedene Absorptionsprozesse statt, wobei diese Absorptionsprozesse wellenlängenabhängig sind. Hierfür sind einerseits verantwortlich die Wellenlängenabhängigkeiten der Dielektrizitätskonstante des Rumpfmaterials, insbesondere aber andererseits auch die elektronischen Eigenschaften von Oberflächenschichten, wie beispielsweise Oxidschichten. Letztere beeinflussen die Reflektivität in beachtlichem Maße wellenlängenabhängig, und zwar abhängig von der chemischen Zusammensetzung. Die Absorption und folglich auch die Reflexion bei einer vorgegebenen Wellenlänge wird also beachtlich mitbestimmt vom Münzmaterial. Somit kann durch Abstimmung von Wellenlänge und ggf. Einstrahlwinkel auf eine bestimmte Münzlegierung eine besonders sichere Unterscheidung gegenüber Münzen anderer chemischer Zusammensetzung getroffen werden, und dies auch praktisch unabhängig von dem "Anlaufgrad" der Münze. Im Ergebnis arbeitet die erfindungsgemäße optische Vorrichtung besonders einfach (keine Mustererkennung erforderlich) und dennoch besonders zuverlässig.

[0006] Grundsätzlich kann ein wellenlängenselektives Meßsignal erhalten werden, wenn mit dem Senderelement elektromagnetische Strahlung wellenlängenselektiv abstrahlbar und/oder mit dem Empfängerelement elektromagnetische Strahlung wellenlängenselektiv aufnehmbar ist. Eine besonders einfache und funktionsichere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Senderelement eine Lumineszenzdiode aufweist. Luminzenzdioden sind pn-Halbleiterelemente mit einer materialabhängigen Bandlücke. Das Maß der Bandlücke bestimmt die Wellenlänge der emittierten Strahlung. Beispiele sind: GaAs, Si dotiert: IR; GaP, Zn-, O-dotiert: rot; GaAs0,6P0,4: rot; GaAs0,35P0,65, N-dotiert: orange; GaAs0,15P0,85, N-dotiert: gelb; GaP, N-dotiert: grün; SiC, Al-,N-dotiert: blau; GaN, Zn-dotiert: blau. Typischerweise beträgt die Linienbreite ca. 40 nm.

[0007] Eine besondere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Senderelement mehrere wellenlängenselektiv abstrahlende Sendereinheiten aufweist, wobei die Strahlungsspektren der Sendereinheiten nichtüberlappend sind und daß im Empfängerelement vorzugsweise getrennte, jeweils einer Sendereinheit zuordbare Meßsignale erzeugbar sind. Nichtüberlappend meint, daß die Wellenlängen der Strahlungsleistungsmaxima sich um mehr als die halbe Linienbreite unterscheiden. Beispielsweise können aus den vorgenannten Lumineszenzdioden zwei verschiedenfarbige Typen, i.e. mit unterschiedlichen Bandlücken, ggf. in einer baulichen Einheit, verwendet werden.

[0008] Dadurch, daß bei zwei verschiedenen Wellenlängen simultan gearbeitet wird, wird eine nochmals verbesserte Funktionssicherheit geschaffen, da die wellenlängenspezifischen Reflektionseigenschaften eines bestimmten Materials bei verschiedenen Wellenlängen jeweils für sich Eingang finden. Ebenso kann aber auch mit einer lediglich bezüglich der Meßsignale summenbildenden Auswerteeinheit gearbeitet werden, i.e. keine getrennten Meßsignale erzeugt werden.

[0009] Vorzugsweise ist das Senderelement zur Abstrahlung modulierter elektromagnetischer Wellen eingerichtet. Moduliert meint amplitudenmoduliert, beispielsweise mit einer rechteckförmigen oder sinusförmigen Hüllkurve. Die Modulationsfrequenz kann im Bereich von 50 Hz bis 20 Mhz, vorzugsweise von 50 Hz bis 1 Mhz, höchstvorzugsweise von 200 Hz bis 20 kHz, liegen. In der Ausführungsform mit beispielsweise zwei verschiedenfarbigen Lumineszenzdioden können die verschiedenen Luminzenzdioden mit unterschiedlichen und im Empfängerelement oder der Auswerteeinheit diskriminierbaren Modulationen zu versehen sein, beispielsweise verschiedenen Modulationsfrequenzen. Mittels der Modulation werden in jeder Ausführungsform Einflüße von Fremdlicht bzw. Tageslicht praktisch ausgeschlossen.

[0010] Das Empfängerelement kann einen Photowiderstand, eine pn-Photodiode, eine pin-Photodiode, eine Avalanche-Photodiode oder einen Phototransistor aufweisen. Bei den beiden letztgenannten Bauteilen handelt es sich um Detektoren mit innerer Verstärkung. Die spektrale Empfindlichkeit der vorgenannten Bauteile ist gegenüber dem Emissionspektrum beispielsweise von Lumineszenzdioden relativ wellenlängenunselektiv.

[0011] Das Senderelement und das Empfängerelement sind so ausgerichtet, daß die Richtungen maximaler Strahlungsintensität sowie maximaler Empfindlichkeit jeweils gleich oder verschieden in einem Winkel von 0 - 50°, vorzugsweise 5 - 30°, höchstvorzugsweise 14 - 16°, zur Normalen auf einer Münzenhauptfläche stehen. Der letztgenannte Winkelbereich empfiehlt sich insbesondere im Falle von bleihaltigen Münzen und in Verbindung mit gelbem oder orangenem Licht. Für andere Münzmetalle können andere Winkelbereiche kombiniert mit anderen Farben angebracht sein und können durch einfache Versuche metallspezifisch bzw. legierungsspezifisch optimiert werden.

[0012] Ein spezielle Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Senderelement einen Oszillator zur Modulation der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung aufweist, und daß die Auswerteeinheit einen Wechselspannungsverstärker zur Verstärkung des Meßsignals, vorzugsweise mit Filter, einen Detektor zur Demodulation des Meßsignals, vorzugsweise einen Gleichrichter, und einen Gleichspannungsverstärker zur Verstärkung des demodulierten Signals und einen Komparator zum Vergleich des demodulierten Signals mit einem vorgegebenen Gleichspannungsbereich aufweist. Der vorgegebene Gleichspannungsbereich ist münzspezifisch bzw. legierungsspezifisch und kann beispielsweise durch Messungen an Referenzmünzen ermittelt werden. Das Ausgangssignal des Komparators kann direkt als "falsch"- oder "echt"-Steuersignal verwendet werden. Es ist aber auch möglich, das Komparatorsignal (in der Regel ein binäres Signal, i.e. "1" beispielsweise für innerhalb des vorgegebenen Gleichspannungssignals liegendes Meßsignal, ansonsten "0") zur Ansteuerung einer sample/hold Schaltung zu verwenden. Diese kann aus einem (weiteren) Gleichrichterdetektor und der eigentlichen sample/hold Elektronik bestehen, welche von dem Komparator angesteuert wird. Ersterer ist dem dem Komparator vorgeschalteten Gleichrichterdetektor eingangsseitig parallel geschaltet. Das ggf. verstärkte Ausgangssignal wird dann einem (weiteren) Komparator zur Erzeugung des "falsch"- oder "echt"-Steuersignals zugeführt.

[0013] Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Prüfung von Münzen, wobei mit einem Senderelement elektromagnetische Strahlung auf eine Münze eingestrahlt wird, wobei die eingestrahlte elektromagnetische Strahlung von der Oberfläche der Münze reflektiert wird und wobei die reflektierte elektromagnetische Strahlung mit einem Empfängerelement aufgefangen und in ein elektrisches Meßsignal umgewandelt wird, wobei das Meßsignal einer Auswerteeinheit zugeführt und mit einem vorgegebenen Vergleichssignal verglichen wird, und wobei nach Maßgabe des Ergebnisses des Vergleichs alternativ ein "falsch"-Steuersignal oder ein "echt"-Steuersignal erzeugt wird und ist dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise die eingestrahlte elektromagnetische Strahlung eine Linienbreite Δλ/λ von weniger als 0,4 aufweist und daß in der Auswerteeinheit ein wellenlängenselektives Auswertesignal, vorzugsweise im Bereich der Linienbreite der eingestrahlten elektromagnetischen Strahlung, erzeugt und mit wellenlängenselektiven Vergleichsignalbändern verglichen wird. Die vorstehenden zur erfindungsgemäßen Vorrichtung getroffenen funktionalen Erläuterungen sind auf das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend anzuwenden. Im einzelnen ist es bevorzugt, wenn die Linienbreite weniger als 0,2, vorzugsweise weniger als 0,1, höchstvorzugsweise weniger als 0,07, beträgt.

[0014] Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1:
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2a - 2d:
typische Eingangssignale für einen ein "falsch"- und "echt"-Steuersignal erzeugenden Komparator und
Fig. 3:
eine gegenständliche Ausführungsform von Senderelement und Empfängerelement.


[0015] In der Fig. 1 ist schematisch dargestellt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Münzerkennung. Diese Vorrichtung wird in der Regel im Rahmen einer üblichen Münzenzähl- oder/oder Münzensortiermaschine eingerichtet sein. Diese Maschinen sind bekannt. Für das Verständnis der Fig. 1 ist lediglich wichtig zu wissen, das mit solchen Maschinen Münzen vereinzelt und mittels Transportvorrichtungen an Einrichtungen vorbeigefahren werden, welche Münzen zu erkennen in der Lage sind. Im Rahmen solcher Maschinen werden falsche Münzen der nicht zu einer vorgegebenen Münzensorte gehörende Münzen aussortiert und getrennt gesammelt. In der Fig. 1 erkennt man zunächst ein Senderelement 1 für elektromagnetische Strahlung, und ein Empfängerelement 2 für elektromagnetische Strahlung, mit welchem nach Maßgabe der darauf eingestrahlten Strahlung ein elektrisches Meßsignal erzeugbar ist. Das Senderelement 1 ist eine Lumineszenzdiode, welche gelb oder orange strahlt. Hiermit lassen sich besonders gut messingfarbene oder bronzefarbene Münzen 4 erkennen. Das Empfängerelement 2 ist ein Phototransistor.

[0016] Insbesondere der Fig. 3 ist entnehmbar, daß die Anordnung des Senderelements 1 und des Empfängerelements 2 mit der Maßgabe getroffen ist, daß von dem Senderelement 1 abgestrahlte elektromagnetische Strahlung 3 auf eine in eine Prüfposition gebrachte Münze 4 einstrahlt und daß die von der Münze 4 abgestrahlte Reflektionsstrahlung 5 auf das Empfängerelement 2 einstrahlt. Das Senderelement 1 und das Empfängerelement 2 sind im einzelnen so ausgerichtet, daß die Richtungen maximaler Strahlungsintensität sowie maximaler Empfindlichkeit jeweils gleich in einem Winkel von 15° zur Normalen auf einer Münzenhauptfläche 13 stehen.

[0017] In der Fig. 1 ist weiterhin zu erkennen, daß eine mit dem Empfängerelement 2 verbundene elektronische Auswerteeinheit 6 vorgesehen ist, mittels welcher nach Maßgabe eines Vergleichs des vom Empfängerelement 2 erzeugten und zu einem Auswertesignal 12 verarbeiteten elektrischen Meßsignal mit einem vorgegebenen Vergleichssignal 7 alternativ ein "falsch"-Steuersignal oder ein "echt"-Steuersignal erzeugbar ist. Da mit einer modulierten Luminszenzdiode eingestrahlt wird, ist das Meß- und Auswertesignal, nach Demodulation, wellenlängenselektiv. In der Auswerteeinheit 6 werden die Steuersignale nach Maßgabe eines Vergleichs des wellenlängenselektiven Auswertesignals 12 mit vorgegebenen wellenlängenselektiven Vergleichssignalbändern 7 erzeugt. Im einzelnen weist das Senderelement 1 einen Oszillator 8 zur Modulation der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung 3 auf. Die Auswerteeinheit 6 umfaßt einen Wechselspannungsverstärker 9 zur Verstärkung des Meßsignals, vorzugsweise mit Filter, einen Detektor 10 zur Demodulation des Meßsignals, vorzugsweise einen Gleichrichter, und einen Gleichspannungsverstärker 11 zur Verstärkung des demodulierten Signals und einen in der Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigten Komparator zum Vergleich des demodulierten Auswertesignals 12 mit einem vorgegebenen Gleichspannungsbereich (7) aufweist. Hierbei ist zu beachten, daß in gezeigten Ausführungsform das Ausgangssignal des Gleichspannungsverstärkers 11 nicht unmittelbar das Auswertsignal 12 bildet. Vielmehr wird dieses Ausgangssignal zur Ansteuerung eines Komparators verwendet, welcher wiederum eine Kombination 14 aus einem (anderen und dem vorstehenden Detektor 10 eingangsseitig parallelgeschalteten) Detektor und einer sample/hold-Elektronik ansteuert. Das Ausgangssignal der sample/hold-Elektronik ist, ggf. nach Gleichspannungsverstärkung, das Auswertesignal 15.

[0018] In der Fig. 2 sind verschiedene Auswertesignale 12 und für eine bestimmte Münzensorte spezifische Vergleichssignalbänder 7 dargestellt. Fig. 2a zeigt die Signale für eine echte Monocolormünze, da das Auswertesignal 12 nach "Fangen" der sample/hold-Elektronik im Vergleichsignalband 7 liegt. Ein nachgeschalteter Komparator erzeigt dann ein "echt"-Steuersignal. Hat sich unter die gemäß Fig. 2a zu prüfende Münzensorte eine falsche Münze oder Münze anderer Sorte gemischt, so wird beispielsweise ein Auswertesignal 7 nach Fig. 2b erhalten mit der Folge eines "falsch"-Steuersignals. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich auch Bicolormünzen prüfen, wie in den Figuren 2c und 2d erkennbar. Hier gelten die zu den Figuren 2a und 2b gemachten Ausführungen entsprechend. Im Ausführungsbeispiel ist dabei auf die Prüfung des umfangäußeren Münzenteils abgestellt.


Ansprüche

1. Vorrichtung zur Münzerkennung, mit einem Senderelement (1) für elektromagnetische Strahlung, mit einem Empfängerelement (2) für elektromagnetische Strahlung, mit welchem nach Maßgabe der darauf eingestrahlten Strahlung ein elektrisches Meßsignal erzeugbar ist, wobei die Anordnung des Senderelements (1) und des Empfängerelements (2) mit der Maßgabe getroffen ist, daß von dem Senderelement (1) abgestrahlte elektromagnetische Strahlung (3) auf eine in eine Prüfposition gebrachte Münze (4) einstrahlt und daß zumindest ein Teil einer von der Münze (4) abgestrahlten Reflektionsstrahlung (5) aus der eingestrahlten elektromagnetischen Strahlung (3) auf das Empfängerelement (2) einstrahlt, und mit einer mit dem Empfängerelement (2) verbundenen elektronischen Auswerteeinheit (6), mittels welcher nach Maßgabe eines Vergleichs des vom Empfängerelement (2) erzeugten und zu einem Auswertesignal (12) verarbeiteten elektrischen Meßsignal mit einem vorgegebenen Vergleichssignal (7) alternativ ein "falsch"-Steuersignal oder ein "echt "-Steuersignal erzeugbar ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß in dem Empfängerelement (2) und der Auswerteeinheit (6) ein wellenlängenselektives Meß- und Auswertesignal (12) erzeugbar ist, und

daß mit der Auswerteeinheit (6) die Steuersignale nach Maßgabe eines Vergleichs des wellenlängenselektiven Auswertesignals (12) mit vorgegebenen wellenlängenselektiven Vergleichssignalbändern (7) erzeugbar sind.


 
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Senderelement (1) elektromagnetische Strahlung wellenlängenselektiv abstrahlbar und/oder mit dem Empfängerelement (2) elektromagnetische Strahlung wellenlängenselektiv aufnehmbar ist.
 
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Senderelement (1) eine Lumineszenzdiode aufweist.
 
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Senderelement (1) mehrere wellenlängenselektiv abstrahlende Sendereinheiten aufweist, wobei die Strahlungsspektren der Sendereinheiten nichtüberlappend sind und daß im Empfängerelement (2) getrennte, jeweils einer Sendereinheit zuordbare Meßsignale erzeugbar sind.
 
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Senderelement (1) zwei Lumineszenzdioden mit unterschiedlichen Bandlücken aufweist.
 
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Senderelement (1) zur Abstrahlung modulierter elektromagnetischer Wellen eingerichtet ist.
 
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfängerelement (2) einen Photowiderstand, eine pn-Photodiode, eine pin-Photodiode, eine Avalanche-Photodiode oder einen Phototransistor aufweist.
 
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Senderelement (1) und das Empfängerelement (2) so ausgerichtet sind, daß die Richtungen maximaler Strahlungsintensität sowie maximaler Empfindlichkeit jeweils gleich oder verschieden in einem Winkel von 0 - 50°, vorzugsweise 5 - 30°, höchstvorzugsweise 14 - 16°, zur Normalen auf einer Münzenhauptfläche (13) stehen.
 
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Senderelement (1) einen Oszillator (8) zur Modulation der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung (3) aufweist, und daß die Auswerteeinheit (6) einen Wechselspannungsverstärker (9) zur Verstärkung des Meßsignals, vorzugsweise mit Filter, einen Detektor (10) zur Demodulation des Meßsignals, vorzugsweise einen Gleichrichter, und einen Gleichspannungsverstärker (11) zur Verstärkung des demodulierten Signals und einen Komparator zum Vergleich des demodulierten Auswertesignals (12) mit einem vorgegebenen Gleichspannungsbereich (7) aufweist.
 
10. Verfahren zur Prüfung von Münzen (4), wobei mit einem Senderelement (1) elektromagnetische Strahlung (3) auf eine Münze eingestrahlt wird, wobei die eingestrahlte elektromagnetische Strahlung (3) von der Oberfläche der Münze (4) reflektiert wird und wobei die reflektierte elektromagnetische Strahlung (5) mit einem Empfängerelement (2) aufgefangen und in ein elektrisches Meßsignal umgewandelt wird, wobei das Meßsignal einer Auswerteeinheit (6) zugeführt und mit einem vorgegebenen Vergleichssignal verglichen wird, und wobei nach Maßgabe des Ergebnisses des Vergleichs alternativ ein "falsch"-Steuersignal oder ein "echt"-Steuersignal erzeugt wird,
dadurch gekennzeichnet,

daß in der Auswerteeinheit (6) ein wellenlängenselektives Auswertesignal (12) erzeugt und mit wellenlängenselektiven Vergleichsignalbändern (7) verglichen wird.


 
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Linienbreite weniger als 0,2, vorzugsweise weniger als 0,1, höchstvorzugsweise weniger als 0,07, beträgt.
 
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendet wird.
 




Zeichnung













Recherchenbericht