DK146076B

DK146076B - OPTICAL MOUNT TESTER

Info

Publication number: DK146076B
Application number: DK337277AA
Authority: DK
Inventors: Gregor Antes
Original assignee: Landis & Gyr Ag
Priority date: 1976-07-29
Filing date: 1977-07-26
Publication date: 1983-06-20
Also published as: NL7708356A; FR2360138A1; JPS5317035A; ATA461277A; DK337277A; FR2360138B1; GB1553752A; DK146076C; AT355357B

Description

¢19) DANMARK¢ 19) DENMARK

ns) FREMLÆGGELSESSKRIFT on 146076 Bns) SUBMISSION WRITING on 146076 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENETDIRECTORATE OF THE PATENT AND TRADEMARKET SYSTEM

(21) Patentansøgning nr.: 3372/77 (51) Int.CI.3: G 07 D 5/02 (22) Indleveringsdag: 26 Jul 1977 G01 B 11/24 // G 07 F 3/02 (41) Aim. tilgængelig: 30 Jan 1978 (44) Fremlagt: 20 Jun 1983 (86) International ansøgning nr.: - (30) Prioritet: 29 Jul 1976 CH 9705/76 21 mar 1977 CH 3481/77 (71) Ansøger: *LGZ LANDIS & GYR ZUG AG; CH-6301 Zug, CH.(21) Patent Application No .: 3372/77 (51) Int.CI.3: G 07 D 5/02 (22) Filing Date: 26 Jul 1977 G01 B 11/24 // G 07 F 3/02 (41) Aim . available: 30 Jan 1978 (44) Submitted: 20 Jun 1983 (86) International Application No: - (30) Priority: 29 Jul 1976 CH 9705/76 21 Mar 1977 CH 3481/77 (71) Applicant: * LGZ LANDIS & GYR ZUG AG; CH-6301 train, CH.

(72) Opfinder: Gregor ‘Antes; CH.(72) Inventor: Gregor 'Antes; CH.

(74) Fuldmægtig: Ingeniørfirmaet Lehmann & Ree (54) Optisk møntprøver(74) Plenipotentiary: Lehmann & Ree Engineering Company (54) Optical Coin Sampling

Den foreliggende opfindelse angår en optisk møntprøver af den i krav l's indledning angivne art.The present invention relates to an optical coin tester of the kind specified in the preamble of claim 1.

Møntprøvere tjener som bekendt til at prøve mønter af forudbestemte sorter med hensyn til deres ægthed og adskille dem fra mønter med andre værdier eller af andre valutaer samt fra forfalskninger. De mekaniske og fysiske egenskaber, materialesammensætningen, dimensionerne samt prægerelieffet prøves i stor udstrækning.Coin testers serve, as you know, to try coins of predetermined varieties for their authenticity and to distinguish them from coins of other values or of other currencies as well as from counterfeits. The mechanical and physical properties, the composition of the materials, the dimensions and the embossing relief are extensively tested.

Ved en kendt optisk møntprøver, schweizisk patentskrift nr.In a known optical coin tester, Swiss patent no.

Ώ 503.337, bliver prøveemnet afbildet på en maske, som er lysuigennem- jj® trængelig på de steder, som svarer til de lyse billeddele af en refe- p rencemønt. Prøveemnet bliver drejet om en akse, og med en fotodetek-Ώ 503,337, the specimen is depicted on a mask that is light-impervious to the locations corresponding to the bright portions of a reference coin. The test piece is rotated about an axis and with a photo detector

OISLAND

ή· tor bliver de ved kongruens af det lyse billede af prøveemnet og af p· ^ det lysuigennemtrængelige mønster opstående lysvariationer påvist.They are detected by congruence of the bright image of the sample and of the light-impervious pattern of light variations.

£ ^ Det er en ulempe, at denne møntprøver kun prøver en todimentional afbildning af det tredimensionale prægerelief på mønten og derfor let 2 146076 kan narres ved hjælp af forholdsvis primitive møntforfalskninger.It is a disadvantage that this coin tester only tries a two-dimensional depiction of the three-dimensional embossing relief on the coin and therefore can easily be fooled by relatively primitive coin forging.

Det er endvidere blevet foreslået, tysk offentliggørelses-skrift 2.228.707, ved et apparat til prøvning af ægtheden af pengesedler, dokumenter eller mønter på et sammenligningsorgan at frembringe interferensbilledet af en af prøveemnet moduleret laserstråle og en umoduleret stråle og at sammenligne dette interferensbillede med et på en filmstrimmel lagret interferensbillede. Hvorledes denne sammenligning skal ske er imidlertid ikke blevet beskrevet. En automatisk sammenligning er ikke uden videre mulig, navnlig da prøveemnet skal genanbringes meget nøjagtigt. Desuden egner denne metode sig ikke til sammenligning af let deformerede slidte mønter.Furthermore, it has been proposed, German Publication No. 2,228,707, by an apparatus for testing the authenticity of banknotes, documents or coins on a comparator, to produce the interference image of a specimen modulated laser beam and an unmodulated beam, and to compare this interference image with a on a film strip stored interference image. However, how this comparison should be made has not been described. An automatic comparison is not easily possible, especially as the sample must be re-fitted very accurately. Furthermore, this method is not suitable for comparing slightly deformed worn coins.

Det er også kendt, tysk offentliggørelsesskrift 2.323.683, at anvende holografi til prøvning af den sfæriske form af overfladen af et legeme, hvor en sfærisk referenceflade ikke er nødvendig, men hvor en som reference tjenende bølgefront frembringes holografisk.It is also known, German Publication No. 2,323,683, to use holography to test the spherical shape of the surface of a body where a spherical reference surface is not needed but where a wavefront serving as a reference is produced holographically.

Ved afvigelser fra den sfæriske form opstår der interferensstriber, som kan betragtes med øjet eller prøves fotoelektrisk eller fotografisk. En ikke-sfærisk form, altså f.eks. relieffet af en mønt, kan imidlertid ikke prøves ved denne fremgangsmåde. Det er endelig kendt, USA-patentskrift 3.717.415, at optegne et hologram af en transparent genstand og derefter ved rekonstruktion af hologrammet at sammenligne genstanden med sig selv. En indtrådt forandring af genstanden bevirker en modifikation af en parallel lysstråle, som kan iagttages på en billedskærm. Til automatisk ægthedsprøvning af mønter er de kendte interferometriske sammenligningsmetoder ikke egnede, fordi allerede de mindste afvigelser af prøveemnets overflade komplicerer interferensbilledet, således at en maskinel tolkning af interferensbilledet næppe er mulig.Deviations from the spherical shape create interference streaks that can be considered with the eye or tested photoelectric or photographic. A non-spherical shape, ie e.g. however, the relief of a coin cannot be tested by this method. Finally, it is known, U.S. Patent 3,717,415, to record a hologram of a transparent object and then, by reconstructing the hologram, to compare the object with itself. An alteration of the object causes a modification of a parallel beam of light which can be observed on a screen. For automatic authenticity testing of coins, the known interferometric comparison methods are not suitable because already the smallest deviations of the surface of the specimen complicate the interference image, so that a mechanical interpretation of the interference image is hardly possible.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en automatisk arbejdende optisk møntprøver, som er i stand til med stor sikkerhed at prøve ægtheden af prægerelieffet på grundlag af den stedlige fordeling af reliefhældningsvinkler. Det for møntprøveren ifølge opfindelsen ejendommelige fremgår af krav l's kendetegnende del.The object of the invention is to provide an automatic working optical coin tester which is able to test with great certainty the authenticity of the embossing relief on the basis of the local distribution of relief inclination angles. The characteristic of the coin tester according to the invention is shown in the characteristic part of claim 1.

3 1460763 146076

Opfindelsen skal herefter foxklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser en anordning til holografisk fremstilling af et optisk element, fig. 2 en principafbildning af en udførelsesform for en møntprøver ifølge opfindelsen, fig. 3 en møntprøver vist i snit, fig. 4 en principafbildning af en yderligere møntprøver delvis i snit, fig. 5 og 6 billeder af lysveje i møntprøveren i fig. 4 og fig. 7 en yderligere principafbildning af en møntprøver.The invention will then be further elucidated with reference to the drawing, in which fig. 1 shows a device for holographic production of an optical element; FIG. 2 shows a principle view of an embodiment of a coin tester according to the invention; FIG. 3 shows a coin tester shown in section; FIG. 4 is a sectional view of a further coin tester partially in section; FIG. 5 and 6 show light paths in the coin tester in FIG. 4 and FIG. 7 shows a further principle depiction of a coin tester.

I fig. 1 betyder M en referencemønt. Dens overflade er fordelagtigt poleret ekstra til formindskelse af diffuse refleksions-komposanter. Plane områder uden relief og andre til diskrimineringen af det specifikke prægerelief uegnede steder på referencemønten M er fortrinsvis maskeret, f.eks. dækket med sort farve, så at disse ikke kan levere noget bidrag til en nedenfor beskrevet objektbølge.In FIG. 1, M means a reference coin. Its surface is advantageously polished extra to reduce diffuse reflection components. Plain areas without relief and others suitable for discrimination of the specific embossing relief on the reference coin M are preferably masked, e.g. covered in black color so that these cannot contribute to an object wave described below.

Koaksialt med og i afstand fra referencemønten M er der anbragt en hologramplade H. Mellem referencemønten M og hologrampladen H ligger der en stråleleder S, som i det viste eksempel er et i forhold til den fælles akse for referencemønten og hologrampladen 45° hældende delvis gennemtrængeligt spejl.Coaxially with and at a distance from the reference coin M, a hologram plate H is arranged. Between the reference coin M and the hologram plate H, there is a beam conductor S, which in the example shown is a partially permeable mirror relative to the common axis of the reference coin and the hologram plate 45 °. .

En laser og et spejl- og linsesystem (ikke vist) frembringer en som belysningsbølge B tjenende divergent kuglebølge samt en referencebølge R. Referencebølgen R har fortrinsvis en simpel geometri. Den er på tegningen vist som en planbølge, men kan også være en kuglebølge. Belysningsbølgen B og referencebølgen R bliver reflekteret på strålede-leren S, således at belysningsbølgen B falder på referencemønten M, og referencebølgen R falder på hologrampladen Η. I det viste eksempel er 4 146076 der valgt en sådan udførelse, at akserne for den på stråledeleren S reflekterede belysningsbølge B og referencebølgen R falder sammen med den fælles akse for referencemønten M og hologrampladen H. Det virtuelle spejlbillede Bv af punktlyskilden, som frembringer belysningskilden B, ligger på denne fælles akse mellem stråledeleren S og hologrampladen H.A laser and a mirror and lens system (not shown) produce a divergent ball wave serving as illumination wave B as well as a reference wave R. The reference wave R preferably has a simple geometry. It is shown in the drawing as a plane wave, but can also be a ball wave. The illumination wave B and the reference wave R are reflected on the beam divider S such that the illumination wave B falls on the reference coin M and the reference wave R falls on the hologram plate Η. In the example shown, such an embodiment is selected such that the axes of the illumination wave B reflected on the beam splitter S and the reference wave R coincide with the common axis of the reference coin M and the hologram plate H. The virtual mirror image Bv of the spotlight source producing the illumination source B , lies on this common axis between the beam splitter S and the hologram plate H.

Ved refleksion af belysningsbølgen B på referencemønten M opstår der en kompleks objektbølge. På tegningen er vist en delstråle CL , som er repræsentativ for helheden af alle stråler, som danner den komplekse objektbølge. Hver delstråle CL bliver reflekteret i et punkt PiM ^ et overfladeelement af prægeprofilet, som hælder en vinkel ψ^ i forhold til møntplanet, og falder i et punkt Ρ^β under en vinkel y på hologrampladen Η. (I det almindelige tredimensionale tilfælde ligger naturligvis hverken normalen n til fladeelementet i punktet P^ eller punktet PiH i tegningsplanet, så at hver to sted- og vinkelkoordinater skal defineres).Upon reflection of the illumination wave B on the reference coin M, a complex object wave occurs. The drawing shows a sub-beam CL, which is representative of the whole of all the rays forming the complex object wave. Each sub-beam CL is reflected at a point PiM ^ a surface element of the embossing profile, which inclines an angle ψ ^ with respect to the coin plane, and falls at a point Ρ ^ β below an angle γ on the hologram plate Η. (In the ordinary three-dimensional case, of course, neither the normal n to the surface element lies at the point P ^ nor the point PiH in the drawing plane, so that every two place and angle coordinates must be defined).

Kontinuumet af de i punkterne PiM på referencemønten M under forskellige vinkler reflekterede delstråler CL bliver optegnet holografisk ved overlejring med referencebølgen R. Det således fremkomne hologram indeholder informationer om den stedlige fordeling af reliefhældningsvinkler af signifikante udvalgte områder af referencemønten M.The continuum of the partial rays CL reflected in the points PiM at the reference coin M at different angles is plotted holographically by overlaying with the reference wave R. The resulting hologram provides information on the local distribution of relief inclination angles of significant selected areas of the reference coin M.

I den i fig. 2 skematisk viste møntprøver bliver der som prøvekriterium benyttet den til flademidlet henførte overensstemmelse af den stedlige fordeling af .reliefhældningsvinklerne på referencemønten M og et-prøveemne M'. Når den fremkaldte hologramplade H' belyses med den til referencebølgen R (fig. 1) tidsinverterede, dvs. nøjagtigt modsat rettede referencebølge R , løber også den fra hologrammet udgående komplekst strukturerede objektbølge baglæns sammen med delstrålerne 0. .In the embodiment shown in FIG. 2 schematically shown coin samples, the test criterion used is the conformity assigned to the surface mean of the local distribution of the relief inclination angles on the reference coin M and one sample blank M '. When the induced hologram plate H 'is illuminated with the time inverted to the reference wave R (Fig. 1), i.e. exactly opposite the reference wave R, the complex structured object wave emanating from the hologram also runs backwards together with the sub-rays 0..

XZXZ

Der opstår et reelt tidsinverteret billede Mz af referencemønten M.A real time inverted image Mz of the reference coin M is generated.

Hvis prægerelief og beliggenhed af prøveemnet M* stemmer overens med referencemønten M, konvergerer ved iøvrigt uforandret geometri af anordningen delstrålerne O. af den baglæns løbende objektbølge efter re-fleksionen ved prøveemnet mod det samme punkt K, fra hvilket den virtuelle belysningsbølge Bv udgik ved optagelsen af hologrammet, og rammer der en lysmodtager (ikke vist i fig. 2), som afgiver et elektrisk over-ensstemmelsessignal. Hvis prægerelief og/eller beliggenhed af prøveemnet M’ derimod ikke stemmer overens med referencemønten M, falder kun en brøkdel af alle de på prøveemnet reflekterede stråler på lysmodtageren, som følgelig modtager en tilsvarende mindre intensitet. Den i overensstemmelsestilfældet ved konvergenspunktet K målte højere intensitet er følgelig et analogt kriterium for tilstedeværelsen af et specifikt prægerelief.If the embossing relief and the location of the specimen M * correspond to the reference coin M, otherwise the unchanged geometry of the device converges the partial jets O. of the reverse object wave after the reflection of the specimen to the same point K, from which the virtual illumination wave B of the hologram, and strikes a light receiver (not shown in Fig. 2) which emits an electrical compliance signal. On the other hand, if the embossing relief and / or location of the specimen M 'does not correspond to the reference coin M, only a fraction of all the beams reflected on the specimen fall on the light receiver, which consequently receives a correspondingly smaller intensity. The higher intensity measured at the convergence point K, consequently, is an analogous criterion for the presence of a specific embossing relief.

146076 5 I almindelighed adskiller prægerelieffet af ægte prøveemner M' af den samme klasse i det mindste i dele af overflademikrostrukturen sig naturligvis også fra prægerelieffet af referencemønten M, så at strålerne, som belyser prøveemnet, reflekteres delvis diffust, hvilket resulterer i en formindskelse af overensstemmelsessignalet. Desuden lader prøveemnet M' sig ikke indstille med en nøjagtighed, som svarer til dimensionerne af den fra mønt til mønt uforanderlige andel af den prægede mikrostruktur, hvilket bevirker en yderligere diffusion af lysrefleksionen og dermed en yderligere reduktion af overensstemmelsessignalet. Dette består følgelig kun af andele af den makroskopiske glatte overfladestruktur.In general, the embossing relief of real specimen M 'of the same class, at least in parts of the surface microstructure, naturally also differs from the embossing relief of the reference coin M, so that the rays illuminating the specimen are partially diffused, resulting in a decrease in the conformity signal. . In addition, the specimen M 'is not adjustable with an accuracy corresponding to the dimensions of the coin-to-coin variable proportion of the embossed microstructure, which causes a further diffusion of the light reflection and hence a further reduction of the conformity signal. Consequently, this consists only of proportions of the macroscopic smooth surface structure.

Den af de nævnte grunde delvis diffuse stråleudvidende karakter af refleksionen på prægeprofilet på prøveemnet M' kræver, at konvergenspunktet K til opnåelse af et maksimalt overensstemmelsessignal lægges i prøveemnets nærfelt, hvilket let kan muliggøres med den beskrevne anordning ved optagelsen af hologrammet.For the aforementioned reasons, the partially diffuse beam-widening nature of the reflection on the embossing profile of the specimen M 'requires that the convergence point K to obtain a maximum conformity signal be placed in the near field of the specimen, which is readily possible with the described device when recording the hologram.

Endvidere lader prægerelieffet sig ikke ved simple og hurtige midler bringe i en med hensyn til azimut bestemt vinkelstilling i forhold til prøveapparatet. Det er derfor nødvendigt enten at rotere prøveemnet eller hologrammet samt lyskilde og lysmodtager om prøveemnets akse for at detektere det eventuelle overensstemmelsessignal. Derimod er rotation af hologrammet alene tilstrækkelig véd den viste koaksiale anbringelse af prøveemnehologram og lysmodtager. Derved bortfalder også problemet med strømtilførsel til roterende lyskilder og detektorer. Overensstemmelsessignalet optræder da i overensstemmelsestilfældet én gang pr. omdrejning og kan detekteres vekselstrømsmæssigt og viderebearbejdes med lave omkostninger til elektroniske komponenter.Furthermore, the embossing relief cannot be brought by a simple and rapid means in an azimuthally determined angular position with respect to the test apparatus. It is therefore necessary to either rotate the specimen or hologram as well as the light source and light receiver about the specimen axis to detect the possible conformity signal. By contrast, rotation of the hologram alone is sufficient by the coaxial arrangement of the sample blank hologram and light receiver shown. This also eliminates the problem of power supply to rotating light sources and detectors. The compliance signal then appears once in the case of conformity. rotation and can be detected alternating current and processed at low cost for electronic components.

Fig. 3 viser en møntprøver med en sådan roterende hologrambærer Η'. I det indre af et hus G, i hvilket prøveemnet M' kan indføres ved hjælp af et ikke vist organ, er der på en bærer T fastgjort en punktlyskilde D og en lysmodtager P. PunktlyskiIden D er rettet mod et parabolsk hulspejl Sp, der er anbragt på den modsat punktlyskilden liggende side af hologrampladen H'. Hulspejlet Sp og hologrampladen H" er fastgjort i en tromle Tr på akslen af en motor Mo. Det modulerende lag i hologrampladen H' har en central udsparing L, så at den fra den tæt foran hologrampladen anbragte punktlyskilde D udgående kuglebølge uhindret falder på hulspejlet Sp og der omdannes til den tidsinverterede referencebølge R . Som punktlyskilde D kan der som forsøg har vist anvendes en lysemitterende diode, så at anvendelsen af en laser i møntprøveren bliver overflødig.FIG. 3 shows a coin tester with such a rotating hologram carrier Η '. In the interior of a housing G, into which the specimen M 'can be inserted by means of a device not shown, a point light source D and a light receiver P. are fixed to a carrier T. The spot light D is directed to a parabolic hole mirror Sp which is located on the opposite side of the spotlight source of the hologram plate H '. The hole mirror Sp and the hologram plate H "are fixed in a drum Tr on the shaft of a motor Mo. and converted to the time inverted reference wave R. As a point light source D, a light emitting diode can be used as an experiment so that the use of a laser in the coin tester becomes superfluous.

Den beskrevne møntprøver kan varieres på mangfoldige måder.The coin samples described can be varied in many ways.

Som referencemønt ved optegningen af hologrammet tjener i det simple- 6 146076 ste tilfælde en originalmønt. Det er også muligt at optage hologrammet af en i størrelse og/eller reliefhældningsvinkler i forhold til en originalmønt modificeret referencemønt og anvende det som optisk element. Dette gør det ved fremstilling af hologrammet muligt at arbejde med en anden bølgelængde end ved prøvningen af mønterne. I stedet for et hologram kan der også anvendes et andet optisk element/ i hvilket informationer om den stedlige fordeling af referencemøntens reliefhældningsvinkler er inført i form af stråleafbøjende midler. Som optisk element kan der fordelagtigt anvendes en kinoform. Det er ligeledes muligt som optisk element at anvende en linse-,prisme- eller spejl-matrix.In the simplest case, as the reference coin for the drawing of the hologram, an original coin serves. It is also possible to record the hologram of a size and / or relief inclination angles relative to an original coin modified reference coin and use it as an optical element. This makes it possible to work with a different wavelength when making the hologram than when testing the coins. Instead of a hologram, another optical element can also be used in which information about the local distribution of the reference coin relief angles is introduced in the form of beam deflecting means. As an optical element, a cinema form can advantageously be used. It is also possible to use as an optical element a lens, prism or mirror matrix.

I det optiske element kan der indføres informationer om den stedlige fordeling af reliefhældningsvinkler på begge sider af referencemønten , så at tilstedeværelsen af en ægte mønt kan konstateres i møntprøveren med den samme strålingsmodtager uafhængigt af den undersøgte side. Endvidere kan der i det optiske element indføres informationer om den stedlige fordeling af reliefhældningsvinkler for flere forskellige referencemønter med samme eller forskellige værdier. Dette . gør det muligt at skelne mønter med forskelligt prægerelief fra hinanden med møntprøveren med flere på forskellige steder anbragte strå-lingsmodtagere.In the optical element, information about the local distribution of relief inclination angles can be entered on both sides of the reference coin, so that the presence of a real coin can be ascertained in the coin tester with the same radiation receiver independently of the examined side. Furthermore, information about the spatial distribution of relief inclination angles can be entered in the optical element for several different reference coins with the same or different values. This. makes it possible to distinguish coins with different embossing reliefs from each other with the coin tester with several radiation receivers placed in different places.

Det optiske element bliver som vist i fig. 2 og 3 fordelagtigt anbragt.i strålegangen mellem lyskilden D og prøveemnet M. Derved kan kravet om at lægge konvergenspunktet K i nærfeltet for prøveemnet M' bedst opfyldes. Naturligvis kan det optiske element også lægges i den fra det reflekterende prøveemne M' til lysmodtageren P førende strålegang, så at den på prøveemnet reflekterede bølge i stedet for belysningsbølgen B omformes således, at den kan detekteres i et punkt.As shown in FIG. 2 and 3 are advantageously placed in the beam passage between the light source D and the sample blank M. Thus, the requirement to place the convergence point K in the near field of sample blank M 'can best be satisfied. Of course, the optical element can also be placed in the beam path leading from the reflecting sample M 'to the light receiver P, so that the wave reflected on the specimen instead of the illumination wave B is reshaped so that it can be detected at one point.

I fig. 4 betyder M' igen et prøveemne. I så lille afstand som muligt over den flade på dette prøveemne M', som skal undersøges, er der anbragt en aftryksfolie A, der er udformet som et delvis gennemsigtigt spejl og har en til prægerelieffet på en referencemønt svarende reliefstruktur. Fortrinsvis er sådanne områder af aftryksfolien A, som er uegnet til diskrimination af prægeprofilet, afdækket maskeagtigt.In FIG. 4, M 'again means a sample. At as small a distance as possible over the surface of this specimen M 'to be examined, an impression foil A is formed which is formed as a partially transparent mirror and has a relief structure corresponding to the embossed relief on a reference coin. Preferably, such areas of the impression sheet A, which are unsuitable for discrimination of the embossing profile, are masked.

Aftryksfolien A er fordelagtigt meget tynd i sammenligning med profilhøjden af prægerelieffet. Den består fortrinsvis af transparent termoplastisk materiale, på.hvilket prægeprofilet af referencemønten er efterdannet under anvendelse af tryk og varme. Fortrinsvis bliver der. på dette termoplastiske materiale, f.eks. ved pådampning, påført et delvis gennemtrængeligt refleksionslag for at opnå en optimal refleksionsgrad af aftryksfolien A. Dette er imidlertid ikke ubetinget nødvendigt, da den i størrelsesordenen nogle procent liggende reflek 7 146076 sionsgrad af et transparent termoplastisk materiale i sig selv allerede kan være tilstrækkelig til at opnå et passende højt målesignal.The printing foil A is advantageously very thin in comparison with the profile height of the embossing relief. It is preferably made of transparent thermoplastic material on which the embossing profile of the reference coin is formed using pressure and heat. Preferably there will be. on this thermoplastic material, e.g. by evaporation, applied to a partially permeable reflection layer to obtain an optimal degree of reflection of the imprint film A. However, this is not necessarily necessary, since the degree of reflectance of a percentage of a transparent thermoplastic material per se may already be sufficient to obtain a suitably high measurement signal.

I stedet for den tynde aftryksfolie A kan der også anvendes et forholdsvis tykt delvis gennemtrængeligt spejl, hvis ene flade har den til referencemøntens prægerelief svarende reliefstruktur, og hvis anden flade er plan.Instead of the thin imprint foil A, a relatively thick partially permeable mirror can also be used, one surface of which has the relief structure corresponding to the embossing relief of the reference coin and the other surface of which is flat.

I større afstand over prøveemnet M og aftryksfolien A er der anbragt en retrorefleksionsskærm Re, som har den særlige egenskab at tilbagekaste indfaldende lys i vid udstrækning uafhængigt af indfaldsvinklen praktisk taget i modsat retning af indfaldsretningen.At a greater distance over the specimen M and the impression foil A, a retroreflection screen Re is provided which has the special property of reflecting incident light largely independently of the angle of incidence in the opposite direction of the incident direction.

En overflade med disse egenskaber kan fremstilles med passende i handlen sædvanlige selvklæbende folier eller farver (beskrevet i The Journal of Photographic Science, Vol. 23, 1975, S. 91). De består f.eks. af et bærelag Ts og af en mangfoldighed af meget små glaskugler GI, som har et højt brydningsindeks og er spejlbelagt på deres mod bærelaget Ts liggende side.A surface with these properties can be prepared with commercially suitable self-adhesive foils or colors (described in The Journal of Photographic Science, Vol. 23, 1975, p. 91). They consist e.g. of a support layer Ts and of a variety of very small glass beads GI, which have a high refractive index and are mirrored on their side facing the support layer Ts.

I det viste eksempel har retrorefleksionsskærmen Re form af en koaksialt med prøveemnet M' og med aftryksfolien A anbragt kegleflade. Denne giver navnlig korte lysveje for prøvestrålerne i de ydre områder af prøveapparatet, hvorved afvigelser af retroreflektoren Re's retrorefleksionsegenskaber fra den teoretiske idealform kan virke mindre stærkt.In the example shown, the retroreflection screen Re is in the form of a coaxial with the sample blank M 'and with the cone surface A arranged cone surface. In particular, this provides short light paths for the test rays in the outer regions of the test apparatus, whereby deviations of the retroreflector Re's retroreflection properties from the theoretical ideal form may appear less strong.

I området omkring keglespidsen i den kegleformede retroreflek-sionsskærm Re er der anbragt en sender-modtager SE, som har en lyssender Ls, en lydmodtager Le og en for lyssenderen og lysmodtageren fælles emissions- og detektoråbning Oe med en linse Li til stråleudvidelse. Denne er anbragt på en i forhold til prøveemnet M' vinkelret og gennem dettes centrum forløbende akse, som falder sammen med kegleaksen i retroreflektoren Re. I det viste eksempel indeholder sender-modtageren SE en stråledeler St. En del af det af lyssenderen Ls frembragte lys falder gennem stråledeleren St og linsen Li i retning mod aftryksfolien A og mod prøveemnet M', medens en del af det gennem åbningen Oe i sender-modtageren SE tilbagefaldende lys afbøjes af stråledeleren St til lysmodtageren Le. I stedet for stråledeleren St kunne der f.eks. også anvendes en lyslederforgrening, som består af mange lysledere, hvis ene ende indmunder i åbningen Oe, og som er opdelt i en til lyssenderen Ls og i en til lysmodtageren Le førende streng.In the region of the cone tip of the cone-shaped retroreflection screen Re, there is arranged a transmitter-receiver SE having a light emitter Ls, an audio receiver Le and a emission and detector opening Oe with a lens Li for beam expansion common to the light emitter and light receiver. This is disposed on a axis perpendicular to the specimen M 'and extending through its center, which coincides with the cone axis of the retroreflector Re. In the example shown, the transmitter-receiver SE contains a beam splitter St. Part of the light produced by the light emitter Ls falls through the beam splitter St and the lens Li towards the imprint film A and to the sample blank M ', while a portion of the light reflected back through the opening Oe in the transmitter-receiver SE is deflected by the beam splitter St to the light receiver Le. Instead of the beam splitter St, e.g. also used is a light-conductor branch, which consists of many light-conductors, one end of which opens into the opening Oe, and which is divided into one string leading to the light emitter Ls and into a string leading to the light receiver Le.

Ved prøvning af prøveemnet M' bliver enten aftryksfolien A eller prøveemnet M' roteret omkring prøveemnets akse. Hvis prægerelieffet af prøveemnet M' stemmer overens med reliefstrukturen af aftryksfolien A, opstår der som vist i det følgende på lysmodtageren Le et overensstemmelsessignal, som kan detekteres på kendt her ikke nærmere forkla- 8 146076 ret måde og behandles til afgivelse af.et ja-signal.When testing the specimen M ', either the impression sheet A or the specimen M' is rotated about the axis of the specimen. If the embossing relief of the specimen M 'matches the relief structure of the imprint film A, as shown below, on the light receiver Le, a conformity signal which can be detected in a known manner is not explained in greater detail and is processed to deliver the yes signal.

I fig. 5 er der til forståelse af virkemåden af den beskrevne møntprøver vist nogle ved koincidens åf reliefstrukturerne i møntprø-veren optrædende lysveje. Af hensyn til overskueligheden er nogle af de mulige lysveje igen optegnet særskilt i fig. 6. Af kontinuumet af alle fra lyssenderen Ls indenfor en kegle i retning mod prøveemnet M' udsendte stråler er der udvalgt en repræsentativ delstråle IQ. Denne delstråle IQ bliver dels opdelt ved hver gennemgang gennem den delvis gennemtrængelige aftryksfolie A i en efter refleksionsloven reflekteret stråle og en vinkelmæssigt uforandret gennemgående stråle, dels reflekteret på prøveemnet M' efter refleksionsloven og tilbagekastet mod re-trorefleksionsskærmen Re i modsat retning af indfaldsretningen, så at der til slut opstår et stort antal delstråler. En delstråle 1^ (fig.In FIG. 5, for understanding the operation of the coin specimen described, some of the coincidence of the coin incidence structures in the coin specimen are shown. For the sake of clarity, some of the possible light paths are again shown separately in FIG. 6. A representative sub-beam IQ is selected from the continuum of all from the light emitter Ls within a cone towards the beams emitted by the sample blank M '. This partial beam IQ is partly divided at each passage through the partially permeable imprint film A into a beam reflected by the reflection law and an angular unchanged continuous beam, partly reflected on the sample blank M 'after the reflection law, and reflected back against the reflection beam in the direction of reflection. that eventually a large number of partial jets occur. A partial beam 1 ^ (fig.

6a) opstår ved refleksion på aftryksfolien A på retrorefleksionsskærmen Re og på prøveemnet M', en delstråle I2 (fig. 6b) opstår ved refleksion på prøveemnet Mr på retrorefleksionsskærmen Re og på aftryksfolien A, en delstråle I3 (fig. 6c) opstår ved refleksion på aftryksfolien A på retrorefleksionsskærmen Re og igen på aftryksfolien A, og endelig opstår en delstråle I4 (fig. 6d) ved refleksion på prøveemnet M1 på retrorefleksionsskærmen Re og endnu engang på prøveemnet M*. Det kan let ses, at de af delstrålen IQ opstående delstråler 1^ og I2 vender tilbage til sender-modtageren SE, når reliefhældningsvinklen på det pågældende sted på prøveemnet M' stemmer overens med hældningsvinklen på aftryksfolien A,og afstanden mellem aftryksfolien og overfladen af prøveemnet er tilstrækkeligt lille.6a) occurs upon reflection on the impression sheet A on the retroreflection screen Re and on the sample blank M ', a sub-beam I2 (Fig. 6b) arises upon reflection on the sample blank Mr on the retroreflection screen Re, and on the impression foil A, a partial beam I3 (fig. 6c) arises on reflection. on the impression sheet A on the retroreflection screen Re and again on the impression sheet A, and finally a partial beam I4 (Fig. 6d) arises upon reflection on the sample blank M1 on the retroreflection screen Re and once again on the sample blank M *. It can readily be seen that the sub-rays 1 ^ and I2 formed by the sub-beam IQ return to the transmitter-receiver SE when the angle of relief at that location on sample M 'corresponds to the angle of inclination of impression sheet A and the distance between the impression sheet and the surface of the sample member. is sufficiently small.

Delstrålerne I3 og I4 ankommer uafhængigt af, om prægerelieffet af prøveemnet M' koinciderer med reliefstrukturen af aftryksfolien A eller ikke,til lysmodtageren Le i sender-modtageren SE og frembringer der ved rotationssymmetrisk justering af de optiske komponenter i mønt-prøveren et konstant af den pågældende drejningsvinkel af prøveemnet M' henholdsvis af aftryksfolien A uafhængigt signal.The sub-rays I3 and I4, irrespective of whether the embossing relief of the sample blank M 'coincides with the relief structure of the printing foil A or not, arrives at the light receiver Le in the transmitter-receiver SE and, by rotationally symmetrical adjustment of the optical components of the coin sample, produces rotation angle of the sample blank M ', respectively, of the impression sheet A, independent signal.

Delstråler Ig og Ig (fig. 5), som ikke reflekteres i retning mod retrorefleksionsskærmen Re på aftryksfolien A henholdsvis på prøveemnet M', kommer i almindelighed ikke frem til lysmodtageren Le og kan på grund af deres forholdsvis ringe styrke lades ude af betragtning.Sub-rays Ig and Ig (Fig. 5), which are not reflected in the direction of the retroreflection screen Re on the imprint foil A or the sample blank M ', respectively, generally do not reach the light receiver Le and can be disregarded because of their relatively low strength.

Det samme gælder for de i fig. 2 punkteret viste delstråler med flerdobbelte refleksioner.The same is true for those in FIG. 2 dotted partial beams with multiple reflections.

Hvis reliefstrukturerne af aftryksfolien A og prøveemnet M' ikke koinciderer, ankommer kun delstrålerne I3 og l4 til lysmodtageren Le, medens delstrålerne 1^ og I2 i almindelighed reflekteres i en anden retning.If the relief structures of the imprint film A and the sample blank M 'do not coincide, only the sub-rays I3 and 14 arrive at the light receiver Le, while the sub-rays 1 ^ and I2 are generally reflected in a different direction.

Delstrålerne I3 og I4 frembringer altså til trods for rotation 9 146076 af prøveemnet M' eller af aftryksfolien A i lysmodtageren Le kun jævnstrømssignaler, medens der ved overensstemmelse af prægeprofilet af prøveemnet M' med reliefstrukturen af aftryksfolien A for hver omdrejning optræder et impulsformet vekselstrømsmæssigt detekterbart og dis-kriminerbart overensstemmelsessignal.Thus, in spite of rotation 9 of the sample blank M 'or of the imprint foil A in the light receiver Le, the sub-rays I3 and I4 only produce direct current signals, while in accordance with the embossed profile of the sample blank M' with the relief structure of the imprint foil A for each rotation there is an impulse alternating current. discriminable compliance signal.

Overensstemmelsessignalet beror på den ikke diffuse andel af den på prøveemnet M' reflekterede stråling. For også ved forholdsvis stærk diffust reflekterende prøveemner at få et tilstrækkeligt overens-stemmelsessignal bliver der fordelagtigt sørget for, at strålevejen mellem overfladen af prøveemnet og den effektive optiske indtrædelsesåbning i lysmodtageren Le er så kort som muligt uden derved at forringe det belyste område af prøveemnet. Fig. 7 viser et udførelseseksempel, hvor dette krav er opfyldt på optimal måde.The compliance signal is due to the non-diffuse proportion of the radiation reflected on the sample M '. Also, in order to obtain a sufficiently consistent signal by relatively diffusely reflecting test specimens, it is advantageously ensured that the radiation path between the surface of the specimen and the effective optical entrance opening in the light receiver Le is as short as possible without thereby impairing the illuminated region of the specimen. FIG. 7 shows an exemplary embodiment where this requirement is met in an optimal manner.

I fig. 7 er anvendt de samme henvisningsbetegnelser som i fig. 4 for tilsvarende dele. Mellem prøveemnet M' og en her plan retro-refleksionsskærm Re' er igen anbragt aftryksfolien A. Retrorefleksions-skærmen Re' har koncentriske cirkulære vinduer F. En kollimationslinse Ko og en toroidlinse To befinder sig mellem retrorefleksionsskærmen Re' og sender-modtageren SE. Hver af de koncentriske brændcirkler for to-roidlinsen To ligger indenfor et af vinduerne F i retrorefleksionsskærmen Re. Prøveemnet M' bliver belyst gennem vinduet F og detekteret. I modsætning til løsningen i fig. 4 sker belysningen og detekteringen af prøveemnet M' altså her ikke kun fra et punkt på aksen for prøveemnet M', men også fra de cirkulære omkring prøveemnets akse koncentriske vinduer F.In FIG. 7, the same reference numerals are used as in FIG. 4 for similar parts. Between the sample blank M 'and a planar retro-reflection screen Re', the imprint film A. is again positioned. The retroreflection screen Re 'has concentric circular windows F. A collimation lens Ko and a toroid lens Two are located between the retroreflection screen Re' and the transmitter-receiver SE. Each of the concentric firing circles of the two-roid lens Two is located within one of the windows F of the retroreflection screen Re. The sample blank M 'is illuminated through the window F and detected. In contrast to the solution of FIG. 4, the illumination and detection of the specimen M 'is thus done here not only from a point on the axis of the specimen M' but also from the circular windows around the concentric windows F. of the specimen.

I stedet for toroidlinsen To og de cirkulære vinduer F kan der f.eks. også anvendes en facetlinse (fly's-eye lens) og til facetterne svarende cirkulære vinduer i retroreflektoren Re'. Endvidere kan kollimationslinsen Ko og toroidlinsen To erstattes af en lyslederanordning.Instead of the toroid lens Two and the circular windows F, e.g. a facet lens (fly's-eye lens) and circular windows corresponding to the facets of the retroreflector Re 'are also used. Furthermore, the collimation lens Ko and the toroid lens Two can be replaced by a fiber-optic device.

Med møntprøveren ifølge fig, 4 henholdsvis 7 er det også muligt at genkende forskellige prægeprofiler, når der i stedet for en enkelt aftryksfolie A anbringes to eller flere aftryksfolier med forskellige reliefstrukturer over hinanden. Eksempelvis kan der anvendes to aftryksfolier, som gengiver prægeprofilet af hver sin side af en referencemønt, så at tilstedeværelsen af en ægte mønt i møntprøveren kan konstateres uafhængigt af den afprøvede side.With the coin tester of Figs. 4 and 7, respectively, it is also possible to recognize different embossing profiles when, instead of a single imprint foil A, two or more imprint foils with different relief structures are placed over one another. For example, two imprint sheets may be used which reproduce the embossing profile on either side of a reference coin, so that the presence of a real coin in the coin tester can be ascertained independently of the tested side.

De beskrevne møntprøvere muliggør på simpel måde afprøvning af den stedlige fordeling af reliefhældningsvinkler på prøveemnerne. Mønter af fremmed valuta eller andre værdier samt forfalskninger kan på grund af dette prøvekriterium erkendes med stor sikkerhed. Møntprøverne ifølge fig. 4 og 7 er særligt simple, kræver ingen holografiske midler og udmærker sig alligevel ved et højt nytte/støjsignalforhold.The coin testers described simply enable the local distribution of relief inclination angles to be tested on the specimens. Coins of foreign currency or other values as well as counterfeits can be recognized with great certainty because of this test criterion. The coin samples of FIG. 4 and 7 are particularly simple, require no holographic means and yet distinguish themselves by a high utility / noise signal ratio.

Claims

146076 lo patent claims.

1. Optical coin samples having a radiation source for illuminating a specimen (M '), having at least one radiation receiver (P, Le) provided with a radiation detector surface / receiving radiation from the specimen, and having an optical element disposed in the radiation passage between the radiation source and the radiation receiver (H ') which contains optically usable information on at least a selected sub-region of the imprint of a reference coin (M) and affects the course of the rays, characterized in that the optical element (H') contains information about it. local distribution of inclination angles (Ψ ^ Μ) of the embossing body on the reference coin (M), and so this information affects the course of the rays (O.) ratios of the reflected beams (M ·) predominantly converge towards the beam detector surface, when the specimen (M *) occupies a position and has an embossing relief preceded by the location of the optical element (H1) and of the optically exploitable information contained therein.

Coin samples according to claim 1, characterized in that the optical element (Η1) is a hologram of an original coin.

Coin samples according to claim 1, characterized in that the optical element (H *) is a hologram at least of parts of a reference coin modified with respect to size and / or relief angles.

Coin samples according to claim 1, characterized in that the optical element (H ') is a cinema shape.

Coin samples according to claim 1, characterized in that the optical element (H ') is a lens, prism or mirror matrix.

Coin samples according to any one of claims 1-5, characterized in that the detector surface of the radiation receiver (P) lies in the near field of the sample (M ') ·

Coin samples according to any one of claims 1-6, characterized in that information is provided in the optical element (H ') on the local distribution of relief inclination angles on both sides of the reference coin (M) or on several different reference coins of same or different values.

Coin samples according to any one of claims 1-7, characterized in that the light source (D) is a light emitting diode.

Coin samples according to any one of claims 1-8, characterized in that the optical element (H ') is arranged in the beam passage between the light source (D) and the sample blank (M1).

Coin samples according to claim 9, characterized in that the light source (D), the optical element (H '), the sample element (M *) and the light receiver (P) are arranged coaxially.