硬幣鑑別裝置的製作方法
2023-06-04 06:51:16
專利名稱：硬幣鑑別裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種硬幣鑑別裝置，特別是，本發明涉及一種用於檢測硬幣表面圖案和鑑別硬幣是否能被接受並確定硬幣的種類(denomination)的裝置。
通常，鑑別硬幣是否能被接受，即硬幣是否真的，和鑑別硬幣是否為流通硬幣是通過檢測硬幣的直徑、材料、厚度等等來進行的。不過，最近也提出通過對硬幣表面圖案進行光學檢測來鑑別硬幣的硬幣鑑別裝置，以便提高鑑別的準確性。
例如，日本專利申請公開No.8-36661提出了一種硬幣鑑別裝置，該硬幣鑑別裝置用CCD區域傳感器光學檢測硬幣的表面圖案並將檢測的圖案與參考圖案相比較，從而確定硬幣的種類和該硬幣能否被接受。
不過，當用CCD區域傳感器檢測硬幣表面圖案和鑑別硬幣時，該硬幣鑑別裝置必然變得很大和很昂貴。
也可以將硬幣鑑別裝置的結構設計成這樣，將發光元件環形布置在行傳感器(line sensor)的側面，用行傳感器檢測硬幣反射的光，檢測硬幣的直徑及硬幣的表面圖案，根據硬幣的直徑暫時確定硬幣的種類，再讀出儲存在儲存器中的該暫時確定的硬幣種類的參考表面圖案，然後將參考表面圖案與通過行傳感器檢測到的硬幣表面圖案進行比較，對硬幣進行鑑別。
但是，在這樣構成的硬幣鑑別裝置中，因為各硬幣的側邊部分與各發光元件之間的位置關係不固定，很難準確地生成硬幣的表面圖案數據。因此很難根據硬幣的直徑準確地暫時確定硬幣的種類，從而可靠的選定參考表面圖案數據與硬幣的表面圖案數據進行比較，因此，不能準確的根據硬幣的表面圖案鑑別硬幣能否被接受和硬幣的種類。
因此本發明的一個目的是提供一種緊湊的硬幣鑑別裝置，該硬幣鑑別裝置能夠很準確地鑑別硬幣，並能很便宜地製造。
本發明的上述和其它目的可以通過一種硬幣鑑別裝置完成，該硬幣鑑別裝置包括發光裝置、行傳感器、參考數據儲存器、第一種類確定裝置和種類鑑別裝置，該發光裝置用於向傳送的硬幣的一個表面發射光線，該行傳感器用於光電檢測由發光裝置發射的光和由硬幣的一個表面所反射的光，並產生硬幣的一個表面的圖像圖案數據，該參考數據儲存器用於儲存各種類硬幣的參考數據，該第一種類確定裝置用於根據行傳感器生成的硬幣一個表面的圖像圖案數據計算硬幣的直徑，並將這樣算出的硬幣直徑與儲存在參考數據儲存器中的各種類硬幣的參考直徑數據進行比較和最初確定硬幣的種類，該種類鑑別裝置用於從參考數據儲存器中讀出由第一種類確定裝置所確定種類的硬幣的參考圖案數據，並將這樣讀出的參考圖案數據與硬幣的一個表面的圖像圖案數據進行比較，最終確定硬幣的種類，該發光裝置包括多個發光元件，至少70％的發光元件處於連接參考硬幣的中心和參考硬幣外圍與行傳感器的交點的直線上，並在離參考硬幣中心相同距離L的位置處。
根據本發明，至少70％的發光元件處於連接參考硬幣的中心和參考硬幣外圍與行傳感器的交點的直線上，並在離參考硬幣中心相同距離L的位置處。從發光元件發出的光可以在基本相同的條件下照射到硬幣的外圍各處。因為可以通過行傳感器生成清晰的圖像，因此，根據硬幣的直徑能夠很準確的鑑定硬幣的種類，也可以通過使硬幣的圖像圖案數據與參考圖案數據進行圖案匹配，很準確地鑑別硬幣的種類。
在本發明一個優選實施例中，將參考硬幣的直徑設定為待處理硬幣的平均直徑。
在本發明另一優選實施例中，將參考硬幣的直徑設定為待處理硬幣的直徑的中間值。
在本發明還一優選實施例中，至少80％的發光元件處於連接參考硬幣的中心和參考硬幣外圍與行傳感器的交點的直線上，並在離參考硬幣中心相同距離L的位置處。
根據本發明的該優選實施例，從發光元件發出的光可以更加均勻的條件下照射到硬幣的外圍各處。因為可以通過行傳感器生成清晰的圖像，因此，根據硬幣的直徑能夠很準確的鑑定硬幣的種類，也可以通過使硬幣的圖像圖案數據與參考圖案數據進行圖案匹配，很準確地鑑別硬幣的種類。
根據本發明的再一優選實施例，硬幣鑑別裝置還包括磁傳感器裝置和第二種類確定裝置，該磁傳感器裝置用於檢測硬幣的磁特性，該第二種類確定裝置用於根據磁傳感器裝置測定的硬幣的磁特徵確定硬幣的種類，種類鑑別裝置設計成這樣，當第一種類確定裝置所確定的硬幣種類與第二種類確定裝置所確定的硬幣種類不一致時，種類鑑別裝置就鑑定為硬幣是不能被接受的。
根據本發明的這一優選實施例，因為硬幣種類的鑑定考慮到了硬幣的磁特性，因此能增加鑑定的準確性。
通過下面參考附圖所進行的說明，能夠更清楚的理解本發明的上述和其它目的和特徵。
圖1所示為本發明優選實施例的硬幣鑑別裝置的正視圖。
圖2所示為發光元件的布置方式的平面示意圖。
圖3所示為配置發光元件的方法的示意圖。
圖4所示為本發明優選實施例的硬幣鑑別裝置的檢測系統和鑑別系統的方框圖。
圖5所示為本發明的又一優選實施例的發光元件布置方式的平面示意圖。
如圖1所示，傳送硬幣1的硬幣通道2由透明通道部分3構成，該透明通道部分3由透明材料製成，例如玻璃、丙烯酸樹脂等。
硬幣1沿一對導軌(未示出)以箭頭A所示的方向送入硬幣通道2中。在透明通道部分3中相對於硬幣1傳送方向的上遊部分有一對磁傳感器6、6，以便檢測硬幣1的磁特性。在透明通道部分3中，硬幣1由傳送帶4壓靠在透明通道部分3的上表面。在透明通道部分3的下面有發光裝置7，以便朝通過該透明通道部分3的硬幣發射光線。在發光裝置7的下面有行傳感器8，以便接收發光裝置7發射的光和硬幣1反射的光，並生成硬幣1的表面圖案數據，發光裝置7的下面還有SELFOC透鏡9，以便會聚發光裝置7發射的光和硬幣1反射的光。
圖2所示為發光裝置7的布置方式的平面示意圖。
如圖2所示，發光裝置7包括若干發光元件10，例如發光二極體(LEDs)，這些發光二極體基本成橢圓形狀配置。各個發光元件10是這樣設置的，即它們的光軸以與水平方向成很小角度的方向指向該橢圓的中心軸的某一預定點，該橢圓的中心軸與透明通道部分3的中心部分一致，因此，光線通過透明通道部分3以與硬幣1的表面成很小角度的方向投射到硬幣1上。
各發光元件10還布置成處在這樣的直線上，該直線連接硬幣1的中心和硬幣1外圍與行傳感器8交叉的點，且所有發光元件10相對於硬幣1的中心有相同的位置關係。
圖3所示為配置該發光元件10的方法的示意圖。
如圖3所示，一對發光元件10a、10a處於連接硬幣1的中心和點A、A的直線的延長線上，該點A、A是行傳感器8和硬幣、外圍的交叉點，這兩點A、A處於通過硬幣1的中心並平行於硬幣1的傳送方向的直線(下文稱之為「中心線」)的兩側的對稱位置，發光元件10a、10a在離硬幣1的中心相同距離L位置處。一對發光元件10b、10b處於連接硬幣1的中心和點B，B的直線的延長線上，該點B、B是行傳感器8和硬幣外圍的交叉點，這兩點B、B處於中心線的兩側的對稱位置，發光元件10b、10b在離硬幣1中心相同距離L的位置處。一對發光元件10c、10c處於連接硬幣1的中心和點C、C的直線的延長線上，該點C、C是行傳感器8和硬幣1外圍的交叉點，這兩點C、C處於中心線的兩側的對稱位置，發光元件10c、10c在離硬幣1中心相同距離L的位置處。一對發光元件10d、10d處於連接硬幣1的中心和點D、D的直線的延長線上，該點D、D是行傳感器8和硬幣1外圍的交叉點，這兩點D、D處於中心線的兩側的對稱位置，發光元件10d、10d在離硬幣1中心相同距離L的位置處。圖2所示的全部發光元件10都是以同樣的方式定位，因此，發光元件10基本布置成橢圓形，這樣，該橢圓的中心軸與行傳感器8的中心一致。
因為各個發光元件10處在連接硬幣1的中心和硬幣1外圍與行傳感器8的交叉點的直線上，並且各發光元件到硬幣1中心的距離與其它的發光元件10到硬幣1中心的距離相同，因此可以使光線以相同的條件從發光元件投射到硬幣1外圍的各個部分上，從而能通過行傳感器8生成硬幣1的清晰圖像。
但是，如果硬幣1的直徑是變化的，對於不同直徑的硬幣1，當硬幣1的某外圍點與行傳感器8交叉時，連接硬幣1的中心和硬幣1的外圍點的直線也不同。因此，在該實施例中，用硬幣1的平均直徑進行計算並將有平均直徑的虛擬硬幣1稱為參考硬幣，各發光元件10布置在連接參考硬幣的中心和參考硬幣外圍與行傳感器8的交叉點的直線上，且都離參考硬幣的中心相同的距離L。
圖4所示為本發明優選實施例的硬幣鑑別裝置的檢測系統和鑑別系統的方框圖。
如圖4所示，硬幣鑑別裝置的檢測系統包括一對磁傳感器6、6和行傳感器8。
如圖4所示，硬幣鑑別裝置的鑑別系統包括參考數據儲存器20、第一種類確定裝置21、A/D轉換器22、直徑數據生成裝置23、第二種類確定裝置24、圖案數據生成裝置25、和種類鑑別裝置26，該參考數據儲存器20用於儲存各種類的硬幣的參考磁特徵數據、參考直徑數據和參考表面圖案數據，該第一種類確定裝置21用於將由一對磁傳感器6、6測定的硬幣1的磁特徵數據與各種類硬幣的參考磁特徵數據進行比較並確定硬幣1的種類，該A/D轉換器22用於將行傳感器8生成的模擬圖案數據數位化，該行傳感器8能夠光電檢測發光裝置7發出的光和硬幣1反射的光，該直徑數據生成裝置23用於根據由A/D轉換器22數位化的硬幣1的圖案數據產生硬幣1的直徑數據，該第二種類確定裝置24用於將直徑數據生成裝置23產生的直徑數據與儲存在參考數據儲存器20中的各種類硬幣的參考數據進行比較並確定硬幣1的種類，該圖案數據生成裝置25用於根據由A/D轉換器22數位化的硬幣1的圖案數據產生硬幣的表面圖案數據，該種類鑑別裝置26用於根據由第一種類確定裝置輸入的種類確定信號和由第二種類確定裝置輸入的種類確定信號確定硬幣1的種類，並從參考數據儲存器20中讀出該確定種類的硬幣1的參考表面圖案數據，然後將這樣讀出的參考表面圖案數據與由圖案數據生成裝置25輸入的硬幣1的表面圖案數據進行比較，最終鑑定硬幣1的種類。
根據本發明的該優選實施例構成的硬幣鑑別裝置以下面所述方式鑑別硬幣能否被接受和確定硬幣1的種類。
硬幣1通過傳送帶4沿一對導軌(未示出)以箭頭A所示方向朝硬幣通道2中的透明通道部分3供給，該硬幣的磁特性由布置在透明通道部分3上遊的一對磁傳感器6、6檢測。
當磁傳感器6，6檢測硬幣1的磁特性時，它們向第一種類確定裝置21輸出檢測信號，該第一種類確定裝置21將由磁傳感器6、6輸入的硬幣1的磁特性數據與儲存在參考數據儲存器20中的各種類硬幣的參考磁特性數據進行比較，以確定硬幣1的種類，並向種類鑑別裝置26輸出種類確定信號。
當硬幣1到達透明通道部分3時，硬幣被發光裝置7的發光元件10發出的光照射。由發光元件10發射的光和由硬幣1反射的光通過SELFOC透鏡9會聚到行傳感器8的光接收表面上。
該行傳感器8光電檢測分別由發光元件10發射的光和由硬幣1反射的光，，並產生硬幣1的模擬圖案數據。
在該實施例中，每個發光元件10都處於連接參考硬幣的中心和參考硬幣外圍與行傳感器8的交點的直線上，且與其它發光元件10一樣在離參考硬幣中心相同距離L的位置處。因此，從發光元件發出的光可以在基本相同的條件下投射到硬幣1的外圍各處，從而由行傳感器8生成硬幣1的清晰圖像。
由行傳感器8生成的硬幣1的模擬圖案數據輸入到A/D轉換器22，再由A/D轉換器22進行數位化，從而產生硬幣1的表面圖案數據。通過A/D轉換器22將模擬圖案數據數位化而生成的硬幣1的表面圖案數據輸入直徑數據生成裝置23中，並由直徑數據生成裝置23產生硬幣1的直徑數據，再向第二種類確定裝置24輸出。
該第二種類確定裝置24從儲存在參考數據儲存器20中的各種類硬幣的參考直徑數據中讀出各種類硬幣的參考直徑數據，並將這樣讀出的參考直徑數據與由直徑數據生成裝置23產生的硬幣1的直徑數據相比較，從而確定硬幣1的種類，並向種類鑑別裝置26輸出該種類確定信號。在該實施例中，發光元件10處於連接參考硬幣的中心和參考硬幣外圍與行傳感器8的交點的直線上，並在離參考硬幣中心相同距離L的位置處。因此，從發光元件發射光可以在基本相同的條件下照射到硬幣1的外圍各處。從而能夠通過行傳感器8產生硬幣1的清晰圖像，以便使第二種類確定裝置24能夠準確確定硬幣1的種類。
另一方面，通過A/D轉換器22將模擬圖案數據數位化而生成的硬幣1的表面圖案數據也輸出到圖案數據生成裝置25中，該圖案數據生成裝置25根據由A/D轉換器22輸入的硬幣1的表面圖案數據產生硬幣1的表面圖案數據，並將該數據輸出到種類鑑別裝置26中。
該種類鑑別裝置26將由第一種類確定裝置21輸入的種類鑑別信號與由第二種類確定裝置24輸入的種類鑑別信號相比較，當第一種類確定裝置21所確定的種類與第二種類確定裝置24所確定的種類不一致時，就確定硬幣1是不能被接受的，並向顯示裝置(未示出)輸出硬幣不能接受的檢測信號，從而使顯示裝置顯示檢測到不能接受的硬幣。
反之，當由第一種類確定裝置21輸入的種類鑑定信號與由第二種類確定裝置24輸入的種類鑑定信號一致時，種類鑑別裝置26鑑定為該硬幣1是可接受的，並從參考數據儲存器20中讀出由第一種類確定裝置21和第二種類確定裝置24確定的種類的硬幣的參考表面圖案數據，並通過圖案匹配將這樣讀出的參考表面圖案數據與由圖案數據生成裝置25輸入的硬幣1的表面圖案數據進行比較，從而最終鑑定硬幣1的種類。在該實施例中，發光元件10處於連接參考硬幣的中心和參考硬幣外圍與行傳感器8的交點的直線上，且在離參考硬幣中心相同距離L的位置處。從發光元件發出的光可以在基本相同的條件下照射到硬幣1的外圍各處。這樣可以通過行傳感器8生成硬幣1的清晰圖像，因此，通過使硬幣1的表面圖案數據與參考表面圖案數據進行圖案匹配，能夠很準確地鑑別硬幣1的種類。
優選是，由圖案數據生成裝置25產生的硬幣1的表面圖案數據與參考表面圖案數據之間的圖案匹配可以採用美國專利No.5538123所公開的方法進行。
鑑別為可接受的硬幣和鑑別為不可接受的硬幣是分別收集的。
根據上述實施例，發光元件10處於連接參考硬幣的中心和參考硬幣外圍與行傳感器8的交點的直線上，且在離參考硬幣中心相同距離L的位置處。從發光元件發出的光可以在基本相同的條件下照射到硬幣1的外圍各處。因為可以通過行傳感器8生成硬幣1的清晰圖像，因此，通過使硬幣1的表面圖案數據與參考表面圖案數據進行圖案匹配，能夠很準確地鑑別硬幣1的種類。
圖5所示為本發明的又一優選實施例的發光元件布置方式的平面示意圖。
如圖5所示，在該實施例中，與行傳感器8的相對末端部分相鄰的四個發光元件10e、10f、10g、10h布置在連接虛擬參考硬幣的中心和虛擬參考硬幣外圍點的直線上，但是它們離虛擬參考硬幣的中心的距離大於其它發光元件到虛擬參考硬幣的中心之間的距離L。採用這種布置方式是由於當發光元件10處於連接虛擬參考硬幣的中心和行傳感器8與虛擬參考硬幣外圍的交點的直線上，並在離參考硬幣中心相同距離L的位置處時，很多發光元件處於行傳感器8的相對末端部分的附近。因此，在本實施例中，四個發光元件10e、10f、10g、10h並不是布置在它們最理想的位置上。
實驗證明，只要至少70％的發光元件10處於連接參考硬幣的中心和參考硬幣外圍與行傳感器8的交點的直線上，並在離參考硬幣中心相同距離L的位置處，就可以獲得硬幣1的清晰圖像。而且，當至少有80％的發光元件10處於連接參考硬幣的中心和參考硬幣外圍與行傳感器8的交點的直線上，並在離參考硬幣中心相同距離L的位置處時效果更好。
因此，通過參考特殊實施例，對本發明進行了展示和說明。但是，應當注意，本發明並不限於前面所詳細說明的方式，在不脫離附加的權利要求書的範圍的情況下，可以對上述實施方式進行變化和改進。
例如，在上述實施例中，第一種類確定裝置21根據布置在透明通道部分3的上遊的一對磁傳感器6、6所檢測的硬幣1的磁特性數據判斷硬幣1的種類，當由第一種類確定裝置21這樣確定的種類與由第二種類確定裝置24根據硬幣1的直徑確定的種類不一致時，就鑑定為該硬幣1不能被接受。不過，也可以在透明通道部分3的下遊提供磁傳感器6、6，硬幣1的第一種類確定根據硬幣的直徑和表面圖案，再根據由磁傳感器6、6檢測的硬幣1的磁特性確定硬幣1的種類，當第一種類確定裝置21和第二種類確定裝置24所得出的結果不一致時，則鑑定為該硬幣1是不能被接受的。
另外，在上述實施例中，儘管發光元件10的布置是用具有待處理硬幣1的平均直徑的虛擬硬幣作為參考硬幣來進行的，也可以用標準直徑的待處理硬幣作為參考硬幣來布置發光元件10，因此，發光元件10的布置可以用待處理硬幣中具有中等直徑的硬幣代替具有待處理硬幣1的平均直徑的虛擬硬幣來進行。
另外，在該說明書和附加的權利要求書中，各裝置是物理(physical)裝置，但並不必須是物理裝置，因此，各裝置的功能由軟體完成也在本發明的範圍中。此外，單個裝置的功能可以由兩個或者更多的物理裝置完成，兩個或者更多裝置的功能也可以由單個的物理裝置完成。
根據本發明，能夠提供一種緊湊的硬幣鑑別裝置，該硬幣鑑別裝置能很準確的鑑別硬幣，並能很便宜的製造。
權利要求
1.一種硬幣鑑別裝置，包括發光裝置、行傳感器、參考數據儲存器、第一種類確定裝置和種類鑑別裝置，該發光裝置用於向傳送的硬幣的一個表面發射光線，該行傳感器用於光電檢測由發光裝置發射的光和由硬幣的一個表面所反射的光，並產生硬幣的一個表面的圖像圖案數據，該參考數據儲存器用於儲存各種類硬幣的參考數據，該第一種類確定裝置用於根據行傳感器生成的硬幣一個表面的圖像圖案數據計算硬幣的直徑，並將這樣算出的硬幣直徑與儲存在參考數據儲存器中的各種類硬幣的參考直徑數據進行比較和最初確定硬幣的種類，該種類鑑別裝置用於從參考數據儲存器中讀出由第一種類確定裝置所確定種類的硬幣的參考圖案數據，並將這樣讀出的參考圖案數據與硬幣的一個表面的圖像圖案數據進行比較，最終確定硬幣的種類，該發光裝置包括多個發光元件，至少70％的發光元件處於連接參考硬幣的中心和參考硬幣外圍與行傳感器的交點的直線上，並在離參考硬幣中心相同距離L的位置處。
2.根據權利要求1所述的硬幣鑑別裝置，其中將參考硬幣的直徑設定為待處理硬幣的平均直徑。
3.根據權利要求1所述的硬幣鑑別裝置，其中將參考硬幣的直徑設定為待處理硬幣的直徑的中間值。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的硬幣鑑別裝置，其中至少80％的發光元件處於連接參考硬幣的中心和參考硬幣外圍與行傳感器的交點的直線上，並在離參考硬幣中心相同距離L的位置處。
5.根據權利要求1至4中的任一項所述的硬幣鑑別裝置，還包括磁傳感器裝置和第二種類確定裝置，該磁傳感器裝置用於檢測硬幣的磁特性，該第二種類確定裝置用於根據磁傳感器裝置測定的硬幣的磁特徵確定硬幣的種類，該種類鑑別裝置設計成這樣，當第一種類確定裝置所確定的硬幣種類與第二種類確定裝置所確定的硬幣種類不一致時，種類鑑別裝置就鑑定為硬幣是不能被接受的。
全文摘要
一種硬幣鑑別裝置,包括發光裝置、行傳感器、參考數據儲存器、第一種類確定裝置和種類鑑別裝置,該種類鑑別裝置用於從參考數據儲存器中讀出由第一種類確定裝置所確定種類的硬幣的參考圖案數據,並將這樣讀出的參考圖案數據與硬幣的一個表面的圖像圖案數據進行比較,最終確定硬幣的種類,該發光裝置包括多個發光元件,至少70%的發光元件處於連接參考硬幣的中心和參考硬幣外圍與行傳感器的交點的直線上,並在離參考硬幣中心相同距離L的位置處。
文檔編號G06K9/00GK1274903SQ0010890
公開日2000年11月29日 申請日期2000年5月19日 優先權日1999年5月19日
發明者井村伸一 申請人:羅烈爾銀行機器股份有限公司