專利名稱：硬幣鑒別設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬幣鑒別設(shè)備，特別是涉及一種用于通過光學(xué)地檢測硬幣下表面的圖案而鑒別硬幣的硬幣鑒別設(shè)備。
美國專利NO.5494147公開了一種用于鑒別硬幣的面額，真?zhèn)魏褪欠駷橥鈳诺挠矌盆b別設(shè)備，其步驟為映像通過光學(xué)地檢測硬幣在x-y坐標(biāo)系統(tǒng)中的正面或反面而產(chǎn)生的圖案信息；根據(jù)硬幣的直徑試驗性地確定硬幣的面額，將圖案信息轉(zhuǎn)換成極坐標(biāo)系統(tǒng)，并將轉(zhuǎn)換后的圖案信息與試驗性地確定面額的硬幣的參考值進(jìn)行比較。
但是，由于美國專利NO.5494147中所公開的硬幣鑒別設(shè)備是通過映像由在x-y坐標(biāo)系統(tǒng)中光學(xué)地檢測硬幣的正面或反面而產(chǎn)生的圖案信息，根據(jù)硬幣的直徑試驗性地確定其面額，以及通過使圖案信息與具有試驗性地確定的面額的硬幣的參考信息相比較而鑒別硬幣的，在像由于長期使用而使硬幣遭受磨損所產(chǎn)生的金屬粉末這樣的灰塵粘附在硬幣側(cè)面上的情況下，面額和試驗性地確定的面額都是錯誤的，因此有將真幣鑒別為不可接受的硬幣例如偽幣的危險。
因此，本發(fā)明的一個目的為提供一種硬幣鑒別設(shè)備，它能夠以高的精度通過光學(xué)地檢測硬幣正面或反面的圖案來鑒別硬幣，即使有灰塵和其類似物粘附在其側(cè)面上。
本發(fā)明的上述和其它目的可以由一種如下所述的硬幣鑒別設(shè)備來實現(xiàn)，即它包括用于將光線投射到硬幣上的照射裝置；用于光學(xué)地檢測由硬幣反射的光的光接收裝置；相對于被光照射的硬幣，設(shè)置在光接收裝置對面的散射裝置，用于散射從照射裝置發(fā)出的光，接受由硬幣反射的光和由散射裝置散射的光并產(chǎn)生圖案信息的光接收裝置；該硬幣鑒別設(shè)備進(jìn)一步包括硬幣鑒別裝置，它用于根據(jù)由光接收裝置產(chǎn)生的圖案信息檢測硬幣的直徑，試驗性地確定硬幣的面額，并將由光接收裝置產(chǎn)生的硬幣的圖案信息與具有試驗性地確定的面額的硬幣的參考圖案信息進(jìn)行比較。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面，照射裝置相對于硬幣設(shè)置在光接收裝置的側(cè)面，而散射裝置要如此構(gòu)造，以使能不規(guī)則地反射從照射裝置發(fā)出的光。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選方面，照射裝置包括用于用光照射硬幣的下表面的第一照射裝置和用于用光主要照射散射裝置的下表面的第二照射裝置。
在本發(fā)明的又一優(yōu)選方面，照射裝置包括用于用光照射硬幣的下表面的第一照射裝置和相對于硬幣設(shè)置在光接收裝置對面的用于用光主要照射散射裝置的上表面的第二照射裝置，而散射裝置要如此構(gòu)造，以使能傳送和散射從第二照射裝置發(fā)出的光。
在本發(fā)明的又一優(yōu)選方面，照射裝置包括用于發(fā)光的發(fā)光裝置和用于將從發(fā)光裝置發(fā)出的光以小角度均勻地導(dǎo)向硬幣的表面上的光導(dǎo)向裝置。
在本發(fā)明的又一優(yōu)選方面，第一照射裝置包括用于發(fā)光的發(fā)光裝置和用于將從發(fā)光裝置發(fā)出的光以小角度均勻地導(dǎo)向硬幣的表面上的光導(dǎo)向裝置。
本發(fā)明的上述和其它目的與特征將從參考附圖作出的下列說明中得到更清楚的了解。
圖1是本發(fā)明的一個實施例的硬幣鑒別設(shè)備的硬幣鑒別部分的示意剖視圖。
圖2是表示一支承板的示意橫向剖視圖。
圖3是本發(fā)明的一個實施例的硬幣鑒別設(shè)備的檢測和鑒別系統(tǒng)的框圖。
圖4的視圖示出了根據(jù)已經(jīng)映像并儲存在經(jīng)過映像的圖案信息貯存器中的圖案信息重新產(chǎn)生的圖案圖像。
圖5是表示一種用中心坐標(biāo)計算裝置執(zhí)行的計算圖案信息的中心座標(biāo)的方法的示意圖。
圖6的視圖示出了由面積傳感器產(chǎn)生并被映像和貯存在經(jīng)過映像的圖案信息貯存器中的硬幣的圖案信息的一個例子。
圖7的視圖示出了通過由圖案信息變換裝置將圖6所示的圖案信息轉(zhuǎn)換成極坐標(biāo)系統(tǒng)而產(chǎn)生并貯存在圖案信息變換裝置中的經(jīng)過變換的圖案信息。
圖8的視圖示出了圖6所示的硬幣的參考圖案信息。
圖9的曲線圖示出了通過在離開信息中心某一預(yù)定距離r0處讀取圖7所示的在360度中經(jīng)過變換的圖案信息而得到的圖案信息值。
圖10的曲線圖示出了通過在離開信息中心某一預(yù)定距離r0處讀取圖8所示的在360度中的參考圖案信息而得到的圖案信息值。
圖11是表示重新映像后的經(jīng)過變換的圖案信息的視圖。
圖12是本發(fā)明的另一實施例的硬幣鑒別設(shè)備的示意透視圖。
圖13是本發(fā)明的又一實施例的硬幣鑒別設(shè)備的示意透視圖。
如圖1所示，用一環(huán)帶2將硬幣1壓靠在硬幣通道3的表面上并在硬幣通道3中沿一對導(dǎo)軌4在垂直于圖1的紙面的方向上和由圖2中的箭頭指示的方向上輸送該硬幣。硬幣通道3的一部分是由用玻璃、丙烯酸樹脂或其類似物做成的透明構(gòu)件5形成的，光可以透過該構(gòu)件，并設(shè)有一用于以這樣一種方式支承硬幣通道3的支承板6，即使它與硬幣通道3的下表面接觸。支承板6由用玻璃、丙烯酸樹脂或其類似物做成的透明板形成，光可以由此透過。在位于透明構(gòu)件5下方的支承板6上做有一大于欲被鑒別的最大硬幣的孔7，孔7等于一對導(dǎo)軌4之間的距離。要將透明構(gòu)件5布置成使之蓋住孔7。
圖2是表示支承板6的示意的橫向剖視圖。
如圖2所示，在支承板6上按環(huán)狀布置有多個發(fā)光元件8，在支承板6的側(cè)面部分的內(nèi)表面上和上、下內(nèi)表面上都設(shè)有用鋁箔或其類似物做成的反射構(gòu)件9。支承板6的孔7用磨削制成。
如圖1所示，在孔7的下方設(shè)有一面積傳感器10，在孔7和面積傳感器10之間設(shè)有一凸透鏡12，用于將由硬幣1反射的光線會聚到面積傳感器10上。
從多個發(fā)光元件8發(fā)出的光重復(fù)地被設(shè)置在支承板6的側(cè)面部分的內(nèi)表面上和上、下內(nèi)表面上的反射構(gòu)件9反射，以便在進(jìn)入孔7之前變得均勻。由于入射光的方向是不變的，并且孔7與硬幣1之間的位置關(guān)系是按圖1和圖2所示確定的，因此，光相對于硬幣1的下表面以較小的角度投射到硬幣1的下表面上。
投射到硬幣1的下表面上并被反射的光由凸透鏡11會聚，進(jìn)入一面積傳感器10。
如圖1所示，在硬幣通道3的上方，相對于運送經(jīng)過支承板6的孔7的硬幣1，在與面積傳感器10相對的一側(cè)設(shè)有一散射構(gòu)件12，散射構(gòu)件12在孔7一側(cè)的表面被通過在其上施加一鍍層或其類似物而賦予一種能反射并散射光線，即不規(guī)則地反射光線的性能。散射構(gòu)件12大于在支承板6上形成的孔7，并具有足以通過其表面散射大部分從多個發(fā)光元件8發(fā)出的光的面積。
因此，由硬幣1反射并入射在散射構(gòu)件12的表面上的光，和從多個發(fā)光元件8發(fā)出并直接入射到散射構(gòu)件12的表面上的光都被散射構(gòu)件12的表面反射并被面積傳感器10接收。被散射構(gòu)件12的表面不規(guī)則地反射并被面積傳感器10接收的光構(gòu)成與圖案信息中的背景相對應(yīng)的圖案信息。由于硬幣1位于散射構(gòu)件12和面積傳感器10之間，防止了被散射構(gòu)件12在孔7一側(cè)的表面不規(guī)則地反射的光與被硬幣1的下表面反射的光混合，并防止在硬幣1的下表面的圖案信息中發(fā)出噪聲。
在支承板6的上游，在硬幣通道3的一部分上，設(shè)有一硬幣傳感器(未示出)，它用于當(dāng)它發(fā)現(xiàn)硬幣1時將硬幣檢測信號輸出至面積傳感器10，以使面積傳感器10能僅僅根據(jù)被位于孔上方預(yù)定位置上的硬幣1的下表面反射的光而產(chǎn)生硬幣1的圖案信息。
圖3是本發(fā)明的一個實施例的硬幣鑒別設(shè)備的檢測和鑒別系統(tǒng)的框圖。
如圖3所示，作為本發(fā)明的一個實施例的硬幣鑒別設(shè)備的檢測和鑒別系統(tǒng)包括硬幣傳感器13，它設(shè)在硬幣通道3中，處于支承板6的上游，用于檢測硬幣1和將硬幣檢測信號輸送給面積傳感器10；面積傳感器10，用于根據(jù)來自硬幣傳感器13的硬幣檢測信號在預(yù)定的時間檢測硬幣1的下表面圖案并產(chǎn)生圖案信息；經(jīng)過映像的圖案信息貯存器20，用于在映像成直角坐標(biāo)系統(tǒng)，即x-y坐標(biāo)系統(tǒng)時貯存由面積傳器10產(chǎn)生的硬幣1的圖案信息；面額確定裝置21，用于根據(jù)已經(jīng)映像并貯存在經(jīng)過映像的圖案信息貯存器20中的圖案信息試驗性地確定硬幣1的面額并輸出面額信號；中心坐標(biāo)確定裝置22，用于確定已經(jīng)映像并貯存在經(jīng)過映像的圖案信息貯存器20中的圖案信息的中心坐標(biāo)；圖案信息變換裝置23，用于將圖案信息轉(zhuǎn)換成極坐標(biāo)系統(tǒng)，即r-θ坐標(biāo)系統(tǒng)；參考圖案信息貯存裝置24，用于貯存每種面額的硬幣1的圖案信息；以及硬幣鑒別裝置25，它用于將由圖案信息變換裝置23轉(zhuǎn)換成r-θ坐標(biāo)系統(tǒng)的經(jīng)過變換的圖案信息與貯存在參考圖案信息貯存裝置24中的參考圖案信息進(jìn)行比較并鑒別硬幣1的面額、真?zhèn)魏褪欠駷橥鈳拧?br>
面額確定裝置21要構(gòu)造成能根據(jù)已經(jīng)映像并貯存在經(jīng)過映像的圖案信息貯存器20中的圖案信息計算硬幣1的直徑，并試驗性地確定硬幣1的面額。參考圖案信息貯存裝置24貯存各面額已經(jīng)映像在r-θ坐標(biāo)系統(tǒng)中的硬幣1的兩個表面的圖案信息，并要如此構(gòu)造，以使它能根據(jù)從面額確定裝置21輸出的面額信號輸出其面額對應(yīng)于硬幣鑒別裝置25的硬幣1的參考圖案信息。
圖4示出了根據(jù)已經(jīng)映像并貯存在經(jīng)過映像的圖案信息貯存器20中的圖案信息再現(xiàn)的圖案圖像的一個例子，圖案圖像由硬幣1本身的下表面的圖案A和由被散射構(gòu)件12不規(guī)則地反射的光產(chǎn)生的背景的圖案B組成并被面積傳感器10接收。從圖4中可以看出，由于被散射構(gòu)件12不規(guī)則地反射并被面積傳感器10接收的光量大于被硬幣1的下表面反射并被面積傳感器10接收的光量，因此，將背景的圖案B顯示成白色，并且圖案圖像的密度在硬幣1本身的圖案A的輪廓部分處突然改變。
圖5是一示意圖，示出了由中心坐標(biāo)確定裝置22執(zhí)行的用于確定圖案信息的中心坐標(biāo)的方法。
如圖5所示，由面積傳感器10產(chǎn)生的硬幣1的圖案信息被映像在x-y坐標(biāo)系統(tǒng)中并被貯存在經(jīng)過映像的圖案信息貯存器20中。中心坐標(biāo)確定裝置22確定其y坐標(biāo)為已經(jīng)映像并貯存在經(jīng)過映像的圖案信息貯存器20中的圖案信息的y0的邊界信息a1和a2的x坐標(biāo)x1和x2，并確定邊界信息a1和a2之間的中心信息a0的x坐標(biāo)xc＝(x1+x2)/2。然后，中心坐標(biāo)確定裝置22從信息a0畫一條假想的垂直于延伸過邊界信息a1和a2的直線的直線，以確定對應(yīng)于假想直線和圖案信息的邊界的交點的邊界信息b1和b2的y坐標(biāo)y1和y2，并確定邊界信息b1和b2之間的中心信息O的y坐標(biāo)yc＝(y1+y2)/2。如此確定的信息O的坐標(biāo)(xc，yc)對應(yīng)于已經(jīng)映像在x-y坐標(biāo)系統(tǒng)中的硬幣1的圖案信息的中心坐標(biāo)，而信息O對應(yīng)于已經(jīng)映像在x-y坐標(biāo)系統(tǒng)中的硬幣1的圖案信息的信息中心。
圖6示出了由面積傳感器10產(chǎn)生、經(jīng)過映像并貯存在經(jīng)過映像的圖案信息貯存器20中的硬幣1的圖案信息的一個例子，圖7示出了根據(jù)由中心坐標(biāo)確定裝置22確定的硬幣1的圖案信息的中心坐標(biāo)(xc，yc)，通過將圖6所示的圖案信息轉(zhuǎn)換為r-θ坐標(biāo)系統(tǒng)而在圖案信息變換裝置23中產(chǎn)生的經(jīng)過變換的圖案信息。在圖7中，縱坐標(biāo)代表x-y座標(biāo)系統(tǒng)中離信息中心O的距離r，橫坐標(biāo)代表繞信息中心O的角度θ。
將按這種方式由圖案信息變換裝置23轉(zhuǎn)換成r-θ坐標(biāo)系統(tǒng)的經(jīng)過變換的圖案信息輸入硬幣鑒別裝置25。另一方面，將由面額確定裝置21產(chǎn)生的面額信號輸入?yún)⒖紙D案信息貯存裝置24中。為了響應(yīng)，參考圖案信息貯存裝置24以映像在r-θ坐標(biāo)系統(tǒng)中并貯存在其中的硬幣的參考圖案信息中選取其面額與面額信號對應(yīng)的參考圖案信息并將其輸出到硬幣鑒別裝置25中。
圖8示出了圖6所示的并映像在r-θ坐標(biāo)系統(tǒng)中的硬幣1的參考圖案信息。這一信息與圖7所示的經(jīng)過變換的圖案信息相對應(yīng)。由于圖7所示的經(jīng)過變換的圖案信息是根據(jù)由中心坐標(biāo)確定裝置22確定的硬幣1的圖案信息的中心坐標(biāo)(xc，yc)通過將x-y坐標(biāo)系統(tǒng)中的圖案信息轉(zhuǎn)換成r-θ坐標(biāo)系統(tǒng)而在圖案信息變換裝置23中得到的，因此，縱坐標(biāo)的零點即r軸的零點與圖8所示的參考圖案信息的零點重合。但是，由于被鑒別的硬幣1的取向通常與用于產(chǎn)生參考圖案信息的硬幣1的取向在角度上(旋轉(zhuǎn)地)偏移，在圖7和8中在同樣θ值時的圖案信息通常都能從硬幣1的不同部分得到。因此，就不可能通過直接比較圖7中的經(jīng)過變換的圖案信息和圖8中的參考圖案信息來鑒別硬幣1的面額、真?zhèn)蔚?，因而必須在比較之前修正經(jīng)過變換的圖案信息，以使經(jīng)過變換的圖案信息在θ軸上的零點與參考圖案信息在θ軸上的零點一致。
鑒于上面所說的內(nèi)容，硬幣鑒別裝置25在離開圖7所示的經(jīng)過變換的圖案信息的信息中心某一預(yù)定距離rO處讀取圖案信息值，也就是說，讀取其縱坐標(biāo)值在360度內(nèi)等于一預(yù)定值rO的圖案信息值，同時，在離開圖8所示參考圖案信息的信息中心某一預(yù)定距離rO處讀取圖案信息值，也就是，讀取其縱坐標(biāo)在360度內(nèi)等于預(yù)定值rO的圖案信息值。此后，硬幣鑒別裝置25就比較這兩組圖案信息值，從而修正由硬幣1的角度偏移而引起的經(jīng)過變換的圖案信息在θ軸上的偏差。
圖9是一曲線圖，示出了通過在離開信息中心某一預(yù)定距離rO處讀取圖7所示的在360度中的經(jīng)過變換的圖案信息而得到的圖案信息值，圖10是一曲線圖，示出了通過在離開信息中心某一預(yù)定距離rO處讀取圖8所示的在360度中的參考圖案信息而得到的圖案信息值。在圖9和10中，縱坐標(biāo)代表信息值，而橫坐標(biāo)代表角度θ。
使硬幣1輸送通過由一對導(dǎo)軌4導(dǎo)向的硬幣通道3，因此，硬幣1的中心在透明構(gòu)件5上沿預(yù)定的軌跡通過。與之相反，硬幣1常常在角度上與用于產(chǎn)生參考圖案信息的硬幣錯開。因此，由于在圖7與8中在同樣θ值時的數(shù)組圖案信息通常是從硬幣1的不同部分得到的，因此必須在進(jìn)行比較之前修正經(jīng)過變換的圖案信息，以使經(jīng)過變換的圖案信息在θ軸上的零點與參考圖案信息在θ軸上的零點重合。
因此，硬幣鑒別裝置25得到在圖9所示的圖案信息值和圖10所示的參考圖案信息值分別為最大時的θ值θ1和θ2，并重新映象圖7所示的經(jīng)過變換的圖案信息，以使θ1等于θ2。圖11示出了經(jīng)過如此重新映像的經(jīng)過變換的圖案信息。
硬幣鑒別裝置25將按上述方式重新映像并示于圖11中的經(jīng)過變換的圖案信息與圖10所示的參考圖案信息進(jìn)行比較，并根據(jù)經(jīng)過變換的圖案信息與參考圖案信息一致到什么程度而鑒別硬幣1的面額，真?zhèn)魏褪欠駷橥鈳拧?br>
如此構(gòu)成的作為本發(fā)明的一個實施例的硬幣鑒別裝置按下述方式鑒別硬幣。
首先，當(dāng)使硬幣1運送通過硬幣通道3，而且硬幣1到達(dá)支承板6時，使光從多個發(fā)光元件8投射到硬幣1的下表面上。發(fā)出的光被硬幣1的下表面反射并被凸透鏡11會聚，進(jìn)入面積傳感器10。由于將多個發(fā)光元件8布置在透明的支承板6中，并將支承板6的孔7設(shè)置成緊接在被鑒別的硬幣1的下方，以使其周向表面位于被鑒別的硬幣1的外面，于是使光相對于硬幣1的下表面以小角度投射在硬幣1的下表面上，同時，光按照構(gòu)成硬幣下表面的圖案的表面不規(guī)則性被硬幣1的下表面反射并由面積傳感器10接收。
被硬幣1反射并在孔7一側(cè)照射在散射構(gòu)件12的下表面上的光，以及在孔7一側(cè)從多個發(fā)光元件8直接照射在散射構(gòu)件12的下表面上的光都在孔7一側(cè)不規(guī)則地被散射構(gòu)件12的下表面反射，并且多數(shù)光被面積傳感器10接收。
當(dāng)從硬幣傳感器13輸入硬幣檢測信號時，面積傳感器10根據(jù)被接收的光的強度產(chǎn)生圖案信息，即硬幣1下表面的圖案不規(guī)則性。由于反射構(gòu)件9是設(shè)置在支承板6的側(cè)面部分的內(nèi)表面上和上、下內(nèi)表面上的，光從支承板6以均勻的強度均勻地發(fā)出并被硬幣1的下表面反射。因此，如果面額相同，則將由面積傳感器10產(chǎn)生同樣的圖案信息。
在孔7一側(cè)被散射構(gòu)件12的下表面不規(guī)則地反射的光被面積傳感器10接收而不與被硬幣1的下表面反射的光混合，這是因為，硬幣1處于散射構(gòu)件12與面積傳感器10之間。在孔7一側(cè)被散射構(gòu)件12的下表面反射并被面積傳感器10接收的光形成與不同于硬幣1下表面的圖象的背景相對應(yīng)的圖案信息，同時，由于在孔一側(cè)光以接近于垂直的角度照射在散射構(gòu)件12的下表面上，大部分光被面積傳感器10接收。因此，對應(yīng)于由面積傳感器10產(chǎn)生的背景的圖案信息的象素的信號強度大于硬幣1下表面的圖案信息的象素的信息強度，因而使背景在再現(xiàn)圖象時顯示成白色。
由面積傳感器10產(chǎn)生的圖案信息被映像在x-y坐標(biāo)系統(tǒng)中并貯存在經(jīng)過映象的圖案信息貯存器20中。圖6示出了由面積傳感器10產(chǎn)生并被映像和貯存在經(jīng)過映像的圖案信息貯存器20中的硬幣1的圖案信息的一個例子。
面額確定裝置21根據(jù)被映像在x-y坐標(biāo)系統(tǒng)中并貯存在經(jīng)過映像的圖案信息貯存器20中的硬幣1的圖案信息計算硬幣1的外徑，同時，試驗性地確定硬幣1的面額，從而產(chǎn)生一面額信號并將其輸送給參考圖案信息貯存裝置24。由于組成對應(yīng)于背景的圖案信息并被在孔7一側(cè)由散射構(gòu)件12的下表面不規(guī)則地反射的光產(chǎn)生而且被面積傳感器10接收的每個象素的信號強度大于硬幣1下表面的圖案信息的象素的信息強度，同時，當(dāng)再現(xiàn)圖象時，使背景顯示成白色，于是象素的信號強度在與硬幣1下表面的輪廓部分相對應(yīng)的信息區(qū)域突然改變。因此，即使灰塵和其類似物粘附在硬幣1的側(cè)面上，面額確定裝置21也可根據(jù)已經(jīng)映像在x-y坐標(biāo)系統(tǒng)中并貯存在經(jīng)過映像的圖案信息貯存器20中的圖案信息準(zhǔn)確地檢測硬幣1的直徑并試驗性地確定硬幣1的面額。
另一方面，中心坐標(biāo)確定裝置22根據(jù)已經(jīng)映像在x-y坐標(biāo)系統(tǒng)中并貯存在經(jīng)過映像的圖案信息貯存器20中的硬幣1的圖案信息確定硬幣1的圖案信息的中心坐標(biāo)(xc，yc)并將其輸送給圖案信息變換裝置23。
根據(jù)從中心坐標(biāo)確定裝置22輸入的硬幣1的圖案信息的中心坐標(biāo)(xc，yc)，圖案信息變換裝置23將已經(jīng)映像在x-y坐標(biāo)系統(tǒng)中并貯存在經(jīng)過映像的圖案信息貯存器20中的硬幣1的圖案信息轉(zhuǎn)換成r-θ坐標(biāo)系統(tǒng)。圖7示出了如此轉(zhuǎn)換成r-θ坐標(biāo)系統(tǒng)的經(jīng)過變換的圖案信息。
根據(jù)從面額確定裝置21輸入的面額信號，參考圖案信息貯存裝置24從被映像成r-θ坐標(biāo)系統(tǒng)并貯存在其中的參考圖案信息中選擇與面額相對應(yīng)的硬幣1反面的參考圖案信息并將它輸送給硬幣鑒別裝置25。圖8示出了從參考圖案信息貯存裝置24輸出至硬幣鑒別裝置25的參考圖案信息的一個例子。
由于圖案信息不能在硬幣1處于預(yù)定的角度取向時由面額傳感器10產(chǎn)生，同時，硬幣1通?？偸桥c用于產(chǎn)生參考圖案信息的硬幣1在角度錯開，因此，從圖7和8中可以清楚地看到，經(jīng)過變換的圖案信息通常沿橫坐標(biāo)，即θ軸相對于參考圖案信息偏置。因此，必須通過將經(jīng)過變換的圖案信息與參考圖案信息進(jìn)行比較來修正經(jīng)過變換的圖案信息在θ方向上的偏差并鑒別硬幣1。
相應(yīng)地，硬幣鑒別裝置25讀取圖7所示的在360度內(nèi)其縱坐標(biāo)等于預(yù)定值rO的經(jīng)過變換的圖案信息的圖案信息值，并讀取圖8所示的在360度內(nèi)其縱坐標(biāo)等于預(yù)定值rO的參考圖案信息的圖案信息值。
圖9和10都是曲線圖，它們通過標(biāo)繪如此讀取的經(jīng)過變換的圖案信息值和其縱坐標(biāo)值等于預(yù)定值rO的參考圖案信息值而獲得。硬幣鑒別裝置25進(jìn)一步計算在經(jīng)過變換的圖案信息值和參考圖信息值都分別為最大時的θ值。這樣得到的θ值為圖9中的θ1和圖10中的θ2。
當(dāng)按這種方法得到θ1和θ2時，硬幣鑒別裝置25重新映像經(jīng)過變換的圖案信息，以使θ1等于θ2。圖11示出了由硬幣鑒別裝置25如此重新映像的經(jīng)過變換的圖案信息的一個例子。由于硬幣1的角度偏移而引起的經(jīng)過變換的圖案信息在θ方向上的偏差已經(jīng)通過重新映像經(jīng)過變換的圖案信息而被修正，因此，對于硬幣鑒別裝置25來說，有可能通過經(jīng)過變換的圖案信息與參考圖案信息疊合的圖案，鑒別硬幣1的面額是否與由面額確定裝置21試驗性地確定的面額一致，以及其真?zhèn)魏褪欠駷橥鈳拧?br>
但是，由于不可能在輸送硬幣1時總是使其一面朝上，因此，如果如此輸送硬幣，以致其反面朝上，則經(jīng)過重新映像的經(jīng)過變換的圖案信息永遠(yuǎn)不會與由面額確定裝置21試驗性地確定其面額的硬幣1反面的參考圖案信息一致。因此，當(dāng)已經(jīng)重新映像的經(jīng)過變換的圖案信息不與其面額根據(jù)從面額確定裝置21輸入的面額信號而選取的硬幣1反面的參考圖案信息一致時，如果立即將硬幣1鑒別為偽幣或外幣，則會降低硬幣鑒別精度。
因此，在本實施例中，將經(jīng)過變換的圖案信息首先與由面額確定裝置21試驗性地確定其面額的硬幣1反面的參考圖案信息進(jìn)行比較，如果它們不一致，則將經(jīng)過變換的圖案信息與按同樣方式確定面額的硬幣1正面的參考圖案信息進(jìn)行比較，從而鑒別硬幣1的面額是否與由面額確定裝置21試驗性地確定的面額一致，以及其真?zhèn)魏褪欠駷橥鈳拧?br>
按照此實施例，與圖案圖像中的背景對應(yīng)的圖案信息是通過接收被散射構(gòu)件12反射和散射即無規(guī)則地反射的光而產(chǎn)生，并被映像在x-y坐標(biāo)系統(tǒng)中和貯存在經(jīng)過映像的圖案信息貯存器20中。由于構(gòu)造這些圖案信息的象素的信號強度大于與硬幣1本身相對應(yīng)的圖案信息的象素的信號強度，因此在與硬幣1的輪廓部分相對應(yīng)的信息區(qū)域，圖案信息中象素的信號強度突然改變。因此，即使在有灰塵及其類似物粘附在硬幣1的側(cè)面上的情況下，由于面額確定裝置21可根據(jù)已經(jīng)映像在x-y坐標(biāo)系統(tǒng)中并貯存在經(jīng)過映像的圖案信息貯存器20中的圖案信息精確地檢測硬幣1的直徑并試驗性地確定硬幣1的面額，有可能通過比較硬幣1下表面的圖案信息與錯誤的參考信息而防止面額確定裝置21由于粘附在硬幣1側(cè)面上的灰塵等而對硬幣1的面額做出錯誤的試驗性的確定并防止硬幣鑒別裝置25錯誤地鑒別硬幣1。
圖12是本發(fā)明的另一實施例的硬幣鑒別設(shè)備的示意透視圖。
如12所示，按照此實施例的硬幣鑒別設(shè)備包括沿硬幣通道3設(shè)置在導(dǎo)軌4上的發(fā)光元件30，用于在設(shè)置在支承板6中的多個發(fā)光元件之外專門用光照射散射構(gòu)件12。結(jié)構(gòu)形狀的其它方面與圖1至11所示實施例的相同。發(fā)光元件30所處的位置要使從其發(fā)出的光不能直接進(jìn)入面積傳感器10。
按照上述實施例，由于所設(shè)置的發(fā)光元件30是用于在多個發(fā)光元件8之外專門用光照射散射構(gòu)件12的，可以增加在孔7一側(cè)被散射構(gòu)件12的表面不規(guī)則地反射并被面積傳感器10接收的光量。因此，由于可以進(jìn)一步地加強與圖案圖像中的背景相對應(yīng)的圖案信息中象素的信號強度，并可以進(jìn)一步加強在與硬幣1的輪廓部分對應(yīng)的信息區(qū)的信號強度變化，因而，即使在有灰塵及其類似物附著在硬幣1的側(cè)面上的情況下，面額確定裝置21也可以根據(jù)硬幣1的直徑精確地、試驗性地確定硬幣1的面額。
圖13是本發(fā)明的又一實施例的硬幣鑒別設(shè)備的示意透視圖。
如圖13所示，按照此實施例的硬幣鑒別設(shè)備包括用于傳播和散射光的散射構(gòu)件40，它代替通過在孔7一側(cè)用其表面不規(guī)則地反射光的散射構(gòu)件12；設(shè)置在散射構(gòu)件40上方的發(fā)光元件50，用于用光照射散射構(gòu)件40的上表面。結(jié)構(gòu)形狀的其它方面與圖1至11中所示的實施例相同。
按照此實施例，由于所設(shè)置的發(fā)光元件50是在多個發(fā)光元件8之外專門用于用光從面積傳感器10的對面照射散射構(gòu)件40的，而面積傳感器10接收穿過散射構(gòu)件40并被其散射的光，因此，可以通過調(diào)節(jié)從發(fā)光元件50發(fā)出的光量增加被散射構(gòu)件40散射并被面積傳感器10接收的光量。因此，由于可以進(jìn)一步地增強與圖案圖像中的背景對應(yīng)的圖案信息中象素的信號強度，從而進(jìn)一步加強與硬幣1的輪廓部分對應(yīng)的信息區(qū)的信號強度的變化。因此，即使在有灰塵及其類似物附著在硬幣1的側(cè)面上的情況下，面額確定裝置21也可根據(jù)硬幣1的直徑準(zhǔn)確地，試驗性地確定硬幣1的面額。此外，由于發(fā)光元件50相對于面積傳感器10設(shè)置在散射構(gòu)件40的對面?zhèn)龋⒚娣e傳感器10構(gòu)造成能接收穿過散射構(gòu)件40并被其散射的光，由此，增加了設(shè)置發(fā)光元件50的自由度，并且面積傳感器10可以接收到所要求量的穿過散射構(gòu)件40并被其散射的光。因此，由于可以按所要求的方式調(diào)節(jié)在與硬幣1的輪廓部分對應(yīng)的信息區(qū)的信息強度的變化，因而面額確定裝置21可以根據(jù)硬幣1的直徑更精確地、試驗性地確定硬幣1的面額。
這樣，就參考特殊的實施例示出并描述了本發(fā)明。但是，應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明決不限于所描述的布局的細(xì)節(jié)，可以對本發(fā)明作出各種改變與改進(jìn)而不背離所附權(quán)利要求的范圍。
例如，在上述實施例中，由硬幣1的角偏移而引起的經(jīng)過變換的圖案信息的偏差可通過得到在經(jīng)過變換的圖案信息和其縱坐標(biāo)值等于rO的參考圖案信息的信息值均為最大時的θ值θ1和θ2，和通過將經(jīng)過變換的圖案信息重新映像，以使θ1等于θ2而予以修正。但是，根據(jù)硬幣的品種，其縱坐標(biāo)值等于預(yù)定值rO的參考圖案信息的信息值也可以是最大值加上多個其大小接近最大值的值。在這種情況下，硬幣確定裝置25也可能作出錯誤的判斷，這是因為，它將一個不是最大的信息值錯誤地檢測成最大值，在這種情況下，即使經(jīng)過變換的圖案信息被重新映像，由硬幣1的角度偏移而引起的經(jīng)過變換的圖案信息在θ方向上的偏差仍然不能被修正。其結(jié)果將是，不會正確地鑒別硬幣。為了防止這種錯誤的鑒別，有可能根據(jù)按順序從較大的信息值到較小的信息值的信息值通過No次(No為不小于2的整數(shù))重新映像硬幣1的經(jīng)過變換的圖案信息來鑒別硬幣1。
此外，在上述實施例中，可以不必得到在經(jīng)過變換的圖案信息和其縱坐標(biāo)值等于rO的參考圖案信息的信息值均為最大時的θ值θ1和θ2，而是在θ值為0至360度的范圍內(nèi)將經(jīng)過變換的圖案信息與其縱坐標(biāo)等于預(yù)定值rO的參考圖案信息的信息值之差的平方予以積分，以得到一積分值，并將圖9所示的經(jīng)過變換的圖案信息的信息值的曲線平行于θ軸移動。當(dāng)如此算出的積分值為最小時，可以判斷為，由硬幣1的角度偏移而引起的經(jīng)過變換的圖案信息的偏差已被修正，并且可以重新映像經(jīng)過變換的圖案信息，以與參考信息進(jìn)行比較，從而鑒別硬幣1。此外，經(jīng)過變換的圖案信息與其縱坐標(biāo)值等于預(yù)定值rO的參考圖案信息的信息值之差可在θ值為0至360度的范圍內(nèi)予以積分，以得到一積分值，并將圖9所示的經(jīng)過變換的圖案信息的信息值的曲線平行于θ軸移動。當(dāng)如此算出的積分值為最小時，可以判斷為，由硬幣1的角度偏移而引起的經(jīng)過變換的圖案信息的偏差已被修正，并且可以重新映像經(jīng)過變換的圖案信息，以與參考信息作比較，從而鑒別硬幣1。
再有，在上述實施例中，雖然將面積傳感器10用作一用于檢測被硬幣1的背面反射的光的傳感器，但是也可以用其它類型的傳感器，如線傳感器來代替它。
還有，在上述實施例中，發(fā)光元件8、30、50始終發(fā)光，而面積傳感器10則接收被位于孔7上方的硬幣1反射的光并在它發(fā)現(xiàn)硬幣1時在被由硬幣傳感器13輸出的硬幣檢測信號確定的預(yù)定時間內(nèi)產(chǎn)生圖案信息。但是，也可以使硬幣傳感器13在它發(fā)現(xiàn)硬幣1時向用于控制發(fā)光元件8的裝置輸出硬幣檢測信號，從而使發(fā)光元件8、30、50在預(yù)定的時間內(nèi)發(fā)光并由面積傳感器10接收光。
此外，在上述實施例中，雖然反光構(gòu)件9設(shè)置在透明的支承板6的側(cè)面部分的內(nèi)表面和上、下內(nèi)表面上，但是，反光構(gòu)件9也可以根據(jù)發(fā)光元件8的特性而設(shè)在不同部分上。
再有，在上述實施例中，雖然每個硬幣鑒別設(shè)備設(shè)有一單獨的散射構(gòu)件12、40，但由于并不絕對需要相對于面積傳感器10在硬幣1的后面設(shè)置任何散射構(gòu)件，因此也可以沿導(dǎo)軌4設(shè)置一對散射構(gòu)件，以便朝著圖1至11和12所示實施例中的面積傳感器10不規(guī)則地反射多數(shù)的從發(fā)光元件8、30發(fā)出的光，或是也可以沿導(dǎo)軌4設(shè)置一對散射構(gòu)件，以便朝圖13所示實施例中的面積傳感器10傳送并散射由發(fā)光元件50發(fā)出的光。
另外，在上述實施例中，使經(jīng)過變換的圖案信息首先與由面額確定裝置21試驗性地確定其面額的硬幣1反面的參考圖案信息作比較，如果它們不一致，就使經(jīng)過變換的圖案信息與按同樣方式確定面額的硬幣1正面的參考圖案信息作比較，從而鑒別硬幣的面額是否與由面額確定裝置21試驗性地確定的面額一致，以及其真?zhèn)魏褪欠駷橥鈳?。但是，也可以首先使?jīng)過變換的圖案信息與由面額確定裝置21試驗性地確定其面額的硬幣1正面的參考圖案信息相比較，如果它們不一致，就可以將經(jīng)過變換的圖案信息與按同樣方式確定面額的硬幣1反面的參考圖案信息進(jìn)行比較，從而鑒別硬幣1的面額是否與由面額確定裝置21試驗性地確定的面額一致，以及其真?zhèn)魏褪欠駷橥鈳拧?br>
此外，在本說明書與所附權(quán)利要求中，各個裝置不一定都是物理裝置，而用軟件完件的各個裝置的功能的布置都落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外，單個裝置的功能可以用兩臺或多臺物理裝置來完成，而兩臺或多臺裝置的功能可以用單個物理裝置來完成。
按照本發(fā)明，有可能提供一種能以高精度通過光學(xué)地檢測硬幣正面或反面和側(cè)面的圖案來鑒別硬幣的硬幣鑒別設(shè)備，即使在硬幣的側(cè)面上附著有灰塵和其類似物。
權(quán)利要求
1.一種硬幣鑒別設(shè)備，包括用于向硬幣投射光線的照射裝置；用于光學(xué)地檢測由硬幣反射的光線的光接收裝置；和散射裝置，它相對于被光照射的硬幣設(shè)置在光接收裝置對面，用于散射從照射裝置發(fā)出的；光接收裝置；接收被硬幣反射的光和被散射裝置散射的光，并產(chǎn)生案信息；所述硬幣鑒別設(shè)備進(jìn)一步包括硬幣鑒別裝置，它用于根據(jù)由光接收裝置產(chǎn)生的圖案信息檢測硬幣的直徑，試驗性地確定硬幣的面額并將由光接收裝置產(chǎn)生的硬幣的圖案信息與具有試驗性地確定的面額的硬幣的參考圖案信息進(jìn)行比較。
2.如權(quán)利要求1所述的硬幣鑒別設(shè)備，其特征為，照射裝置相對于硬幣設(shè)置在光接收裝置的側(cè)面，而散射裝置要如此構(gòu)造，從而使能不規(guī)則地反射從照射裝置發(fā)出的光。
3.如權(quán)利要求2所述的硬幣鑒別設(shè)備，其特征為，照射裝置包括用于用光照射硬幣的下表面的第一照射裝置和用于用光主要照射散射裝置的下表面的第二照射裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的硬幣鑒別設(shè)備，其特征為，照射裝置包括用于用光照射硬幣的下表面的第一照射裝置和相對于硬幣設(shè)置在光接收裝置對面的用于用光主要照射散射裝置的上表面的第二照射裝置，并且散射裝置要如此構(gòu)造，從而使能傳送和散射從第二散射裝置發(fā)出的光。
5.如權(quán)利要求1所述的硬幣鑒別設(shè)備，其特征為，照射裝置包括用于發(fā)光的發(fā)光裝置和用于將從發(fā)光裝置發(fā)出的光以小角度均勻地導(dǎo)向硬幣表面上的光導(dǎo)向裝置。
6.如權(quán)利要求2所述的硬幣鑒別設(shè)備，其特征為，照射裝置包括用于發(fā)光的發(fā)光裝置和用于將從發(fā)光裝置發(fā)出的光以小角度均勻地導(dǎo)向硬幣的表面上的光導(dǎo)向裝置。
7.如權(quán)利要求3所述的硬幣鑒別設(shè)備，其特征為，第一照射裝置包括用于發(fā)光的發(fā)光裝置和用于將從發(fā)光裝置發(fā)出的光以小角度均勻地導(dǎo)向硬幣的表面上的光導(dǎo)向裝置。
8.如權(quán)利要求4所述的硬幣鑒別設(shè)備，其特征為，第一照射裝置包括用于發(fā)光的發(fā)光裝置和用于將從發(fā)光裝置發(fā)出的光以小角度均勻地導(dǎo)向硬幣的表面上的光導(dǎo)向裝置。
全文摘要
一種硬幣鑒別設(shè)備包括多個發(fā)光元件；用于檢測被硬幣反射的光的面積傳感器；設(shè)置在光接收裝置對面的散射構(gòu)件；面積傳感器接收被硬幣反射的光和被散射裝置散射的光并產(chǎn)生圖案信息；以及一硬幣鑒別裝置，用于根據(jù)由面積傳感器產(chǎn)生的圖案信息檢測硬幣的直徑，試驗性地確定硬幣的面額，并將由面積傳感器產(chǎn)生的硬幣的圖案信息與參考圖案信息進(jìn)行比較。該硬幣鑒別設(shè)備可用高精度通過光學(xué)地探測硬幣正面和反面的圖案來鑒別硬幣，即使有灰塵等附著在其側(cè)面上。
文檔編號G07D5/10GK1164081SQ9710338
公開日1997年11月5日 申請日期1997年3月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月29日
發(fā)明者高橋昌孝, 辻敬二 申請人:羅烈爾銀行機器股份有限公司