EP1136957A1 - Vorrichtung zur optischen Prüfung einer Münze - Google Patents

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EP1136957A1
EP1136957A1 EP01105902A EP01105902A EP1136957A1 EP 1136957 A1 EP1136957 A1 EP 1136957A1 EP 01105902 A EP01105902 A EP 01105902A EP 01105902 A EP01105902 A EP 01105902A EP 1136957 A1 EP1136957 A1 EP 1136957A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coin
lens
image
camera
illumination
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01105902A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gregor Ferdinand Federau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schafter and Kirchhoff GmbH
Original Assignee
Schafter and Kirchhoff GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of EP1136957A1 publication Critical patent/EP1136957A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • G07D5/005—Testing the surface pattern, e.g. relief

Definitions

  • the invention relates to a device for the optical inspection of a coin.
  • an optical coin validator in which the one to be checked Coin is imaged on a filter with the aid of optics.
  • the filter is a Negative image of an original coin or the Fourier transform of the coin.
  • a photo sensor is located behind the filter the better coin and filter in the geometric representation and in the angular position correlate. The signal from the photo sensor is sent to evaluation electronics forwarded.
  • a diffuse illumination with a fluorescent lamp is known from DE 42 22 984.
  • they are identified on an image analysis unit passed by.
  • the light intensity along with a line compared upper and lower threshold values.
  • the invention has for its object a device for optical testing to provide a coin that is easy to get a good picture of the coin to be checked Coin generates reliable detection with little effort enables.
  • the object is achieved by a device according to claim 1.
  • the image recording device of the device according to the invention has a Camera with a lens for telecentric imaging of the coin.
  • a Camera with a lens for telecentric imaging of the coin.
  • Advantageous What is special about the use of a telecentric image is that it is a special one enables accurate and high-contrast imaging of the coin surface. Through the telecentric imaging results in an independent of the object distance Image scale, which is particularly useful for examining the surface of the coin and their structure and the shape test is particularly advantageous.
  • the radiation source the lighting device is in the device according to the invention for optical inspection of a coin arranged so that bright field lighting takes place.
  • the coin surface to be examined prevents the passage of light and deflects the light.
  • the lighting used with incident light has the advantage that the structures of the coin surface are particularly well illuminated become.
  • an inventive device for optical inspection a coin an evaluation device that the captured image of the evaluating coin only in one or more limited object fields.
  • the evaluation device according to the invention is limited in the present invention on one or more object fields, that only affect part of the surface of the coin. This will make the one to be processed Data volume significantly reduced.
  • a significant reduction in the evaluation device captured surface is due to a particularly high-contrast and accurate reproduction possible on the surface of the coin.
  • Such an optically high-quality image is achieved by combining a camera with telecentric imaging and a Incident lighting achieved.
  • the coin If the coin be checked for any position of the Coin, it proves advantageous to use two object fields, to easily determine the orientation of the coin in the receiving plane.
  • the orientation of the connecting line can be determined using the two object fields determined between the object fields and with a predetermined Orientation of the coin can be compared for evaluation.
  • the object field points for a particularly reliable optical inspection of the coin an area of the coin surface with a comparatively fine embossing on. Especially in the area with fine embossing, as is the case with a Forehead wrinkle or the nose of an embossed head is a reliable recognition the coin possible.
  • the evaluation is carried out by comparing that recorded in the object field Image with predetermined image data to generate a real or false signal.
  • the evaluation of whether the coin to be checked is genuine or false is based on the data of the image recorded in the object field.
  • the captured image data are compared with predetermined image data, the data for a Comparison can also be transformed. For the comparison of those in the object field recorded data with the specified image data can in itself known algorithms of image processing can be accessed.
  • the light from the lighting device is transmitted through a partially transparent mirror, on the optical axis between the imaging device and the coin is arranged directed to the coin.
  • the light from the radiation source is ie via a partially transparent mirror element in the beam path of the image recording device coupled.
  • the lighting is carried out via a telecentric Lens.
  • a telecentric Lens Such illumination of the surface of the coin with parallel Beams of light enable particularly uniform and high-contrast illumination of the object field to be examined.
  • the optical axes of the light bundle and the image bundle behind the mirror In an expedient continuation of the lighting device, the optical axes of the light bundle and the image bundle behind the mirror.
  • the optical axes of the lighting device and the image recording device run here behind the semitransparent mirror parallel to each other. It This creates a particularly detailed picture of the coin surface with high contrasts.
  • the optical axes of the lighting bundles and imaging bundles intersect in the plane of the coin surface. This creates skewed lighting the surface of the coin for certain measuring tasks or for certain Configurations of the coin surface can be advantageous. For example such lighting for a relief height determination by a drop shadow length measurement.
  • the telecentric Lens of the image recording device and the telecentric lens the lighting device on an adjustable aperture can both illuminance through the in a particularly simple manner Illumination device and the illuminance present on the camera can be set independently of each other. This enables quick and easy adjustment of the device for different coins. Moreover the detail recognizability is influenced by these panels.
  • the partially transparent mirror of the device according to the invention has a plane Surface with approximately 50% reflectivity.
  • a planar surface is particularly advantageous. The thinner the Mirror, the less the image is affected.
  • a particularly advantageous development of the device according to the invention is used a semitransparent mirror, the reflected and transmitted light linearly polarized, the polarization directions being perpendicular to one another.
  • a semi-transparent mirror By using such a semi-transparent mirror, none Rays reflected directly from the object to the camera, but only at the Scattered light can pass through the partially translucent mirror Camera. This leads to that in conventional bright field lighting bright areas now appear dark, and those in the conventional Bright field lighting dark appearing areas appear bright.
  • Such Lighting requires either a particularly light-sensitive camera or one particularly strong light source.
  • Advantageous in such a polarizing mirror is that there is a particularly high-contrast image of the coin surface.
  • a halogen incandescent lamp is expediently used as the radiation source in the device, Short-arc lamp or LED provided with additional field lens. This Radiation sources provide sufficiently strong lighting for the test subject Coin surface safe.
  • a conventional matrix camera can be provided as the camera. This takes a complete one Image of the coin surface or an image of the selected sections.
  • a line scan camera be provided.
  • An additional translatory is used to accommodate surfaces Movement of the coin required.
  • With a line scan camera are higher optical Resolutions and shorter recording times achievable.
  • line scan camera takes place in that a fiber-optic cross-section converter between the light source and the partially transparent mirror is arranged with a linear exit surface and that this exit surface by means of an anamorphic lens made of two cylindrical lenses over the partially transparent one Mirror is mapped onto the coin surface.
  • anamorphic Only the line width of the exit surface is shown sharply, while an intensity averaging with respect to the line length over adjacent fiber ends Blurring takes place.
  • the second cylindrical lens is replaced by a Fresnel lens replaced or a Fresnel lens as the third component of the anamorphic added.
  • the Fresnel lens enables additional imaging effects with regard to the line length, e.g. to shorten the illuminated length.
  • a light source including field lens 10, they emerge for illumination certain light rays through a telecentric lens 12.
  • the field lens 10 is arranged with respect to the lens 12 so that the light rays behind the Lens 12 run in a substantially parallel light beam 14.
  • the bundle of light strikes a semitransparent mirror 16 which is arranged around the light rays of the illumination beam 14 on the surface of an object to be examined Steer coin 18. In the embodiment shown in Fig. 1, the Illumination perpendicular to the surface 18 of the coin to be checked.
  • the light reflected by the coin surface 20 occurs as a receiving bundle 20 through the semi-transparent mirror 16 and through the telecentric Imaging lens 22 focused in the camera 26.
  • 24 represents the focused bundle of images
  • the camera 26 is in a receiving device 28 is arranged.
  • the one recorded by the camera 26 Image of the coin surface 18 is obtained from the evaluation device (not shown) in FIG one or more limited object fields evaluated to ensure the authenticity of the checking coin.
  • the object fields are predetermined areas of the coin surface, such as Forehead lines of a head or fine pattern on which the authenticity of the test Coin is clearly recognizable.
  • the object fields can, for example, in the Evaluation device in the recorded image of the coin surface by a Limitation of the section can be determined and processed for comparison be, the detection of the object fields regardless of the location Coin can be made. Capturing the marking of the mint may be necessary if the embossments to be checked are of different types Details included.
  • FIG. 2 An alternative embodiment using a fiber optic cross-sectional converter 30 will be explained with reference to FIG. 2.
  • the collected in the lighting source 10 Light is transmitted to a cross-sectional converter 30 via a fiber optic conductor headed.
  • the exit surface 31 of the cross-sectional converter is aligned so that the Beams of light over an anamorphic lens 32 consisting of two cylindrical lenses a partially transparent mirror 16 is directed. From here the light comes on Object level 18 on the coin to be considered.
  • the reflected light is about a lens 22 is projected onto the line camera 36.
  • the lens 22 and the line camera 36 spaced from each other in such a way that in the image plane Camera creates a telecentric image of the coin surface 18.
  • one of the two anamorphic cylindrical lenses 32 can be designed as Fresnel lenses. It is also possible in addition to two cylindrical lenses to use a Fresnel lens in the anamorphic.

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Abstract

Vorrichtung zur optischen Prüfung einer Münze in einem Münzautomaten oder dergleichen mit einer Bildaufnahmeeinrichtung, die eine Kamera mit einem Objektiv zur telezentrischen Abbildung der Münze aufweist, mit einer Beleuchtungseinrichtung, die eine zur Beleuchtung der Münze mit Auflicht angeordnete Strahlungsquelle aufweist, und mit einer Auswerteeinrichtung, die das aufgenommene Bild der zu prüfenden Münze nur in einem oder mehreren begrenzten Objektfeldern auswertet. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Prüfung einer Münze.
Aus der DE 35 14 779 C2 ist eine Vorrichtung zur vergleichenden Betrachtung der Ober- und Unterseiten von Münzen bekannt. Hierzu erfolgt eine Beleuchtung der Münze mit annähernd parallelem Licht über eine herkömmliche Kondensoroptik. Die so beleuchteten Seiten der Münzen werden mit entsprechenden Linsenanordnungen betrachtet.
Aus DE 40 04 431 A1 ist ein optischer Münzprüfer bekannt, bei dem die zu prüfende Münze mit Hilfe einer Optik auf einen Filter abgebildet wird. Der Filter ist ein Negativbild einer Originalmünze oder die Fouriertransformierte der Münze. In beiden Fällen tritt um so weniger Licht auf einen hinter dem Filter angeordneten Fotosensor je besser Münze und Filter in der geometrischen Darstellung und in der Winkellage korrelieren. Das Signal des Fotosensors wird an eine Auswerteelektronik weitergeleitet.
Aus DE 42 22 984 ist eine diffuse Beleuchtung mit einer Leuchtstofflampe bekannt. Zum Erkennen von Mängeln der Geldstücke werden diese an einer Bildanalyseeinheit vorbeigeführt. Zur Analyse wird entlang einer Linie die Lichtintensität mit oberen und unteren Schwellwerten verglichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur optischen Prüfung einer Münze bereitzustellen, die mit einfachen Mitteln ein gutes Bild der zu prüfenden Münze erzeugt und mit geringem Aufwand eine zuverlässige Erkennung ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Die Bildaufnahmeeinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besitzt eine Kamera mit einem Objektiv zur telezentrischen Abbildung der Münze. Vorteilhaft an der Verwendung einer telezentrischen Abbildung ist es, daß diese eine besonders genaue und kontrastreiche Abbildung der Münzoberfläche ermöglicht. Durch die telezentrische Abbildung ergibt sich ein von der Objektentfernung unabhängiger Abbildungsmaßstab, was insbesondere zur Untersuchung der Münzoberfläche und ihrer Struktur sowie der Gestaltprüfung besonders vorteilhaft ist. Die Strahlungsquelle der Beleuchtungseinrichtung ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur optischen Prüfung einer Münze derart angeordnet, daß eine Hellfeldbeleuchtung stattfindet. Die zu untersuchende Münzoberfläche verhindert hierbei den Lichtdurchgang und lenkt das Licht ab. Die verwendete Beleuchtung mit Auflicht besitzt den Vorteil, daß die Strukturen der Münzoberfläche besonders gut ausgeleuchtet werden. Weiterhin besitzt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur optischen Prüfung einer Münze eine Auswerteeinrichtung, die das aufgenommene Bild der zu prüfenden Münze nur in einem oder mehreren begrenzten Objektfeldern auswertet. Mit einer Beschränkung des Auswertevorgangs auf begrenzte Objektfelder erfolgt eine beträchtliche Vereinfachung des Auswertevorgangs. Während bei herkömmlichen Vorrichtungen zur optischen Prüfung einer Münze die Prüfung für die gesamte Münzoberfläche stattfindet, beschränkt sich die erfindungsgemäße Auswerteeinrichtung bei der vorliegenden Erfindung auf ein oder mehrere Objektfelder, die nur einen Teil der Münzoberfläche betreffen. Hierdurch wird die zu verarbeitende Datenmenge erheblich reduziert. Mit der Reduktion der Datenmenge einher geht eine beschleunigte Auswertung sowie eine beträchtliche Vereinfachung der Auswertealgorithmen. Eine deutliche Reduzierung der durch die Auswerteeinrichtung erfaßten Oberfläche ist durch eine besonders kontrastreiche und genaue Wiedergabe der Münzoberfläche möglich. Eine solche optisch hochwertige Abbildung wird durch die Kombination einer Kamera mit telezentrischer Abbildung und einer Auflichtbeleuchtung erzielt. Soll die Prüfung der Münze für eine beliebige Lage der Münze erfolgen, so erweist es sich als vorteilhaft, zwei Objektfelder zu verwenden, um die Orientierung der Münze in der Aufnahmeebene leicht feststellen zu können. So kann beispielsweise anhand der zwei Objektfelder die Orientierung der Verbindungslinie zwischen den Objektfeldern festgestellt und mit einer vorgegebenen Orientierung der Münze für die Auswertung verglichen werden.
Für eine besonders zuverlässige optische Prüfung der Münze weist das Objektfeld der Münze einen Bereich der Münzoberfläche mit einer vergleichsweise feinen Prägung auf. Gerade im Bereich mit feiner Prägung, wie er sich beispielsweise bei einer Stirnfalte oder der Nase eines geprägten Kopfes ergibt, ist ein zuverlässiges Erkennen der Münze möglich.
Beispielsweise erweist es sich bei gefälschten Münzen, daß besonders fein gestaltete Abschnitte schwer nachzuahmende Konturelemente aufweisen.
In einer zweckmäßigen Weiterführung der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung erfolgt das Auswerten durch Vergleich des in dem Objektfeld aufgenommenen Bildes mit vorgegebenen Bilddaten, um ein Echt- oder Falschsignal zu erzeugen. Die Auswertung, ob die zu prüfende Münze echt oder falsch ist, erfolgt anhand der in dem Objektfeld aufgenommenen Daten des Bildes. Die aufgenommenen Bilddaten werden mit vorgegebenen Bilddaten verglichen, wobei die Daten für einen Vergleich auch transformiert werden können. Für den Vergleich der in dem Objektfeld aufgenommenen Daten mit den vorgegebenen Bilddaten kann auf an sich bekannte Algorithmen der Bildverarbeitung zugegriffen werden.
In einer besonders vorteilhaften Weiterführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Licht der Beleuchtungseinrichtung über einen teildurchlässigen Spiegel, der auf der optischen Achse zwischen der Bildaufnahmeeinrichtung und der Münze angeordnet ist, auf die Münze gerichtet. Das Licht aus der Strahlungsquelle wird also über ein teildurchlässiges Spiegelelement in den Strahlengang der Bildaufnahmeeinrichtung eingekoppelt. Indem die Oberfläche der Münze aus Richtung der Kamera beleuchtet wird, führen Kratzer oder Lunker zur Ablenkung oder Schwächung des Lichtes und erscheinen somit dunkel auf der sonst hellen Fläche. Die Beleuchtung aus Richtung der Kamera ermöglicht also insbesondere für die Oberfläche der Münze eine genaue und detaillierte Betrachtung auch feinster Strukturen der Münzoberfläche.
In einer besonders bevorzugten Weiterführung erfolgt die Beleuchtung über ein telezentrisches Objektiv. Eine solche Ausleuchtung der Münzoberfläche mit parallelen Lichtbündeln ermöglicht eine besonders gleichmäßige und kontrastreiche Ausleuchtung des zu untersuchenden Objektfeldes.
In einer zweckmäßigen Weiterführung der Beleuchtungseinrichtung koinzidieren die optischen Achsen von Beleuchtungsbündel und Abbildungsbündel hinter dem Spiegel. Hierbei laufen die optischen Achsen der Beleuchtungseinrichtung und der Bildaufnahmeeinrichtung hinter dem teildurchlässigen Spiegel parallel zueinander. Es entsteht somit ein besonders detailreiches Bild der Münzoberfläche mit hohen Kontrasten.
In einer ebenfalls vorteilhaften Weiterführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung schneiden sich die optischen Achsen der Beleuchtungsbündel und Abbildungsbündel in der Ebene der Münzoberfläche. Auf diese Weise entsteht eine schiefe Beleuchtung der Münzoberfläche, die für bestimmte Meßaufgaben bzw. bei bestimmten Konfigurationen der Münzoberfläche vorteilhaft sein kann. Beispielsweise eignet sich eine solche Beleuchtung für eine Relief-Höhenbestimmung durch eine Schlagschattenlängenmessung.
Für eine einfachere Einstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen das telezentrische Objektiv der Bildaufnahmeeinrichtung und das telezentrische Objektiv der Beleuchtungseinrichtung eine verstellbare Blende auf. Mit der verstellbaren Blende kann in besonders einfacher Weise sowohl die Beleuchtungsstärke durch die Beleuchtungseinrichtung und die an der Kamera vorliegende Beleuchtungsstärke jeweils unabhängig voneinander eingestellt werden. Dies ermöglicht eine schnelle und einfache Anpassung der Vorrichtung für unterschiedliche Münzen. Außerdem wird die Detailerkennbarkeit durch diese Blenden beeinflußt.
In einer für die optische Abbildungsqualität besonders vorteilhaften Weiterführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der teildurchlässige Spiegel eine plane Oberfläche mit einer ungefähr 50 %igen Verspiegelung auf. Für eine besonders gute, d.h. durch den teildurchlässigen Spiegel möglichst unbeeinflußte Abbildung erweist sich eine planare Oberfläche als besonders vorteilhaft. Hierbei gilt, je dünner der Spiegel, desto weniger wird die Abbildung beeinflußt.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet einen teildurchlässigen Spiegel, der reflektiertes und transmittiertes Licht linear polarisiert, wobei die Polarisationsrichtungen aufeinander senkrecht stehen. Durch die Verwendung eines derartigen teildurchlässigen Spiegels gelangen keine vom Objekt direkt reflektierten Strahlen zu der Kamera, sondern lediglich an der Münzoberfläche gestreutes Licht kann durch den teildurchlässigen Spiegel zu der Kamera gelangen. Dies führt dazu, daß die bei der herkömmlichen Hellfeldbeleuchtung hellen Flächen nun dunkel erscheinen, und die bei der herkömmlichen Hellfeldbeleuchtung dunkel erscheinenden Flächen hell erscheinen. Eine solche Beleuchtung erfordert entweder eine besonders lichtempfindliche Kamera oder eine besonders starke Lichtquelle. Vorteilhaft an einem solchen polarisierenden Spiegel ist, daß eine besonders kontrastreiche Abbildung der Münzoberfläche erfolgt.
Zweckmäßigerweise ist bei der Vorrichtung als Strahlungsquelle eine Halogenglühlampe, Kurzbogenlampe oder LED mit zusätzlicher Feldlinse vorgesehen. Diese Strahlungsquellen stellen eine ausreichend starke Beleuchtung für die zu prüfende Münzoberfläche sicher.
Als Kamera kann eine übliche Matrixkamera vorgesehen sein. Diese nimmt ein vollständiges Bild der Münzoberfläche bzw. ein Bild der ausgewählten Ausschnitte auf.
Andererseits kann in einer weiteren Ausführung der Erfindung eine Zeilenkamera vorgesehen sein. Zur Aufnahme von Flächen ist eine zusätzliche translatorische Bewegung der Münze erforderlich. Mit einer Zeilenkamera sind höhere optische Auflösungen und kürzere Aufnahmezeiten erreichbar.
Die Anpassung des beleuchteten Münzfeldes an die lineare Bildgeometrie der Zeilenkamera erfolgt in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch, daß zwischen Lichtquelle und teildurchlässigem Spiegel ein faseroptischer Querschnittswandler mit linearer Austrittsfläche angeordnet ist und daß diese Austrittsfläche mittels eines Anamorphoten aus zwei Zylinderlinsen über den teildurchlässigen Spiegel auf die Münzoberfläche abgebildet wird. Bei der anamorphotischen Abbildung wird nur die Linienbreite der Austrittsfläche scharf abgebildet, während bezüglich der Linienlänge über benachbarte Faserenden eine Intensität mittelnde Verwaschung stattfindet.
In einer Variante des Anamorphoten wird die zweite Zylinderlinse durch eine Fresnellinse ersetzt oder eine Fresnellinse als drittes Bauelement des Anamorphoten hinzugefügt. Die Fresnellinse ermöglicht zusätzliche abbildende Wirkungen bezüglich der Linienlänge, z.B. zur Verkürzung der beleuchteten Länge.
Vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung werden anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1
eine erfindungsgemäße Beleuchtungs- und Abbildungseinrichtung und
Fig.2
eine alternative Beleuchtungseinrichtung mit einem Anamorphoten.
Von einer Lichtquelle einschließlich Feldlinse 10 aus treten die zur Beleuchtung bestimmten Lichtstrahlen durch ein telezentrisches Objektiv 12. Die Feldlinse 10 ist in bezug auf das Objektiv 12 derart angeordnet, daß die Lichtstrahlen hinter der Linse 12 in einem im wesentlichen parallelen Lichtbündel 14 verlaufen. Das Lichtbündel trifft auf einen teildurchlässigen Spiegel 16, der angeordnet ist, um die Lichtstrahlen des Beleuchtungsbündels 14 auf die Oberfläche einer zu untersuchenden Münze 18 zu lenken. In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Beleuchtung senkrecht zur Oberfläche 18 der zu prüfenden Münze.
Das von der Münzoberfläche 20 zurückgeworfene Licht tritt als Aufnahmebündel 20 durch den teildurchlässigen Spiegel 16 durch und wird durch das telezentrische Abbildungsobjektiv 22 in die Kamera 26 fokussiert. 24 stellt das fokussierte Aufnahmebündel dar. Hierbei sind das Objektiv 22 und die aufnehmende Kamera 26 derart voneinander beabstandet, daß in der Bildebene (nicht dargestellt) der Kamera eine telezentrische Abbildung der Münzoberfläche 18 entsteht. Die Kamera 26 ist in einer Aufnahmeeinrichtung 28 angeordnet. Das von der Kamera 26 aufgenommene Bild der Münzoberfläche 18 wird von der Auswerteeinrichtung (nicht dargestellt) in einem oder mehreren begrenzten Objektfeldern ausgewertet, um die Echtheit der zu prüfenden Münze festzustellen.
Die Objektfelder sind vorbestimmte Bereiche der Münzoberfläche, wie beispielsweise Stirnfalten eines Kopfes oder feiner Muster, an denen die Echtheit der zu prüfenden Münze gut erkennbar ist. Die Objektfelder können beispielsweise in der Auswerteeinrichtung in dem aufgenommenen Bild der Münzoberfläche durch eine Begrenzung des Ausschnittes bestimmt werden und für den Vergleich weiterverarbeitet werden, wobei die Erkennung der Objektfelder lageunabhängig von der Münze vorgenommen werden kann. Die Erfassung der Kennzeichnung der Prägeanstalt kann erforderlich sein, falls zu prüfende Prägungen unterschiedlich ausgeprägte Details enthalten.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel unter Verwendung eines faseroptischen Querschnittswandlers 30 wird mit Bezug auf Fig. 2 erläutert. Hierbei sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das in der Beleuchtungsquelle 10 gesammelte Licht wird über einen faseroptischen Leiter an einen Querschnittswandler 30 geleitet. Die Austrittsfläche 31 des Querschnittswandlers ist so ausgerichtet, daß das Lichtbündel über einen aus zwei Zylinderlinsen bestehenden Anamorphoten 32 auf einen teildurchlässigen Spiegel 16 geleitet wird. Von hier tritt das Licht auf die Objektebene 18 auf der zu betrachtenden Münze. Das reflektierte Licht wird über eine Linse 22 auf die Zeilenkamera 36 projiziert. Hierbei sind das Objektiv 22 und die Zeilenkamera 36 derart voneinander beabstandet, daß in der Bildebene der Kamera eine telezentrische Abbildung der Münzoberfläche 18 entsteht.
Als Alternative (nicht dargestellt) kann eine der zwei Zylinderlinsen des Anamorphoten 32 als Fresnellinsen ausgebildet sein. Auch ist es möglich, zusätzlich zu den zwei Zylinderlinsen eine Fresnellinse in dem Anamorphoten zu verwenden.

Claims (17)

  1. Vorrichtung zur optischen Prüfung einer Münze in einem Münzautomaten oder dergleichen
    mit einer Bildaufnahmeeinrichtung (28), die eine Kamera (26) mit einem Objektiv (22) zur telezentrischen Abbildung (24) der Münze (18) aufweist,
    mit einer Beleuchtungseinrichtung, die eine zur Beleuchtung der Münze mit Auflicht angeordnete Strahlungsquelle (10) aufweist, und
    mit einer Auswerteeinrichtung, die das aufgenommene Bild der zu prüfenden Münze nur in einem oder mehreren begrenzten Objektfeldern auswertet.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektfeld der Münze ein Bereich der Münzoberfläche (18) mit einer vergleichsweise feinen Prägung ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektfeld die Kennzeichnung der Prägeanstalt enthält.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswerten durch Vergleich des von dem Objektfeld aufgenommenen Bildes mit vorgegebenen Bilddaten erfolgt, um ein Echt- oder Falschsignal zu erzeugen.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht der Beleuchtungseinrichtung über einen teildurchlässigen Spiegel (16), der auf der optischen Achse zwischen der Bildaufnahmeeinrichtung und der Münze angeordnet ist, auf die Münze gerichtet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtung über ein telezentrisches Objektiv (12) mit nahezu parallelen Lichtbündeln (14) auf die Münze geworfen wird.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Achsen von Beleuchtungsbündel und Abbildungsbündel hinter dem Spiegel koinzidieren.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Achsen der Beleuchtungsbündel und Abbildungsbündel miteinander einen Winkel bilden und sich in der Ebene der Münzoberflächen schneiden.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das telezentrische Objektiv der Bildaufnahmeeinrichtung und das telezentrische Objektiv der Beleuchtungseinrichtung eine verstellbare Blende aufweisen.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der teildurchlässige Spiegel (16) eine plane Oberfläche mit einer ungefähr 50 %igen Verspiegelung aufweist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der teildurchlässige Spiegel derartig linear polarisiert, daß die Polarisationsrichtungen von reflektierter und transmittierter Strahlung aufeinander senkrecht stehen.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlungsquelle eine Halogenglühlampe, Kurzbogenlampe oder LED mit einer zusätzlichen Feldlinse vorgesehen ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (26) eine Matrixkamera ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (26) einen Zeilenempfänger aufweist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Lichtquelle (10) und teildurchlässigem Spiegel (16) ein das beleuchtete Objektfeld (18) an das Bildfeld einer Zeilenkamera (36) anpassender faseroptischer Querschnittswandler (30) angeordnet ist, dessen lineare Austrittsfläche (31) durch einen zwei Zylinderlinsen aufweisenden Anamorphoten (32) über den teildurchlässigen Spiegel in die Objektebene (18) abgebildet wird.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zylinderlinse des Anamorphoten (32) als Fresnellinse ausgebildet ist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fresnellinse als drittes Bauelement des Anamorphoten (32) angeordnet ist.
EP01105902A 2000-03-16 2001-03-09 Vorrichtung zur optischen Prüfung einer Münze Withdrawn EP1136957A1 (de)

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