SE523567C2

SE523567C2 - Coin-separating device and method

Info

Publication number: SE523567C2
Application number: SE9900022A
Authority: SE
Inventors: Per Andersson
Original assignee: Scan Coin Ind Ab
Priority date: 1999-01-08
Filing date: 1999-01-08
Publication date: 2004-04-27
Also published as: WO2000041143A1; SE9900022D0; SE9900022L

Abstract

A coin discriminating device has light emitting means (1) for projecting light (2) onto a surface of a coin (3), optical sensor means (4) for detecting light reflected from the coin, and processig means (5) for determining a type of the coin by comparing coin data obtained from the optical sensor means with reference data related to different types of coins. The light emitting means (1) is arranged to emit monochromatic light in a visible, infrared or ultraviolet wavelength range. The optical sensor means (4) and the processing means (5) are arranged to produce spectral charateristics data for light reflected from the coin surface and to compare the spectral characteristics data with spectral coin reference data for determining the type of the coin (3).

Description

20 25 30 35 2000-05-04 E:\PUBLIC\DOC\P\0006132SE.dOC MS 2 ordningar har exempelvis misslyckats med att skilja mellan norska 20-kronorsmynt och grekiska mynt av valören 50 GRD. 20 25 30 35 2000-05-04 E: \ PUBLIC \ DOC \ P \ 0006132EN.dOC MS 2 schemes have, for example, failed to distinguish between Norwegian 20 kronor coins and Greek coins of the denomination 50 GRD.

En annan och påtagligt dyrare typ av myntsärskiljande anordning är en anordning för optisk mönsterigenkänning, som alstrar exempelvis ett gråskalefotografi av myntytan samt identifierar mynttypen genom bildanalysmetoder och jämförelser med lagrade myntreferensdata. Myntsärskiljande anordningar av optisk mönsterigenkänningstyp visas i EP-A-O 798 669 samt EP-A-O-798 670 och innefattar ljusut- sändande organ för att projicera ljus på en yta av ett mynt, optiska givarorgan för att detektera ljus, som re- flekterats från myntet, samt bearbetningsorgan för att be- stämma en typ för myntet genom att jämföra data, som erhål- lits från det optiska givarorganet, med referensdata avse- ende olika mynttyper. Vissa särskilda mynttyper har emel- lertid likartade magnetiska och elektriska egenskaper och dessutom likartade ytmönster (myntpräglingar). För att framgångsrikt identifiera även sådana mynt erfordras det en kombination av induktiva myntsärskiljande anordningar och sådana av optisk mönsterigenkänningstyp, där den uppenbara nackdelen är en påtaglig kostnadsökning.Another and significantly more expensive type of coin distinguishing device is a device for optical pattern recognition, which generates, for example, a gray scale photograph of the coin surface and identifies the coin type through image analysis methods and comparisons with stored coin reference data. Coin-separating devices of the optical pattern recognition type are shown in EP-AO 798 669 and EP-AO-798 670 and comprise light emitting means for projecting light on a surface of a coin, optical sensor means for detecting light reflected from the coin. and processing means for determining a type of coin by comparing data obtained from the optical sensor means with reference data relating to different coin types. However, some special coin types have similar magnetic and electrical properties and also similar surface patterns (coin embossings). In order to successfully identify even such coins, a combination of inductive coin distinguishing devices and those of optical pattern recognition type is required, where the obvious disadvantage is a significant cost increase.

Samanfattning av uppfinningen Syftet med föreliggande uppfinning är att lösa ovan- stående problem och tillhandahålla tillförlitlig identifie- ring av mynt av olika typer och valörer, även om deras mag- netiska, elektriska och ytmönsteregenskaper år väldigt lika.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve the above problems and to provide reliable identification of coins of different types and denominations, even though their magnetic, electrical and surface pattern properties are very similar.

Syftet uppnås för en myntsärskiljande anordning en- ligt ovan genom att arrangera det ljusutsändande organet, det optiska givarorganet samt bearbetningsorganet, så att spektrala egenskapsdata alstras för ljus, som reflekterats från myntytan, samt genom att jämföra de på så vis erhållna spektrala egenskapsdata med spektrala myntreferensdata för bestämning av myntets typ.The object is achieved for a coin distinguishing device according to the above by arranging the light emitting means, the optical sensor means and the processing means, so that spectral property data is generated for light reflected from the coin surface, and by comparing the spectral property data of the spectral coin data thus obtained. for determining the type of coin.

I I gg, , ' ' v - u y . ,'°, 'I n ~ ~ . ._ _, , ø « . . . . i ﬁ n u . . , ° .n n. ., _ 0- ~ . ...u ,, I' I « o u. ' ~ n u p .~ ' I U I n ' ß I - . o .I I gg,, '' v - u y. , '°,' I n ~ ~. ._ _,, ø «. . . . i ﬁ n u. . , ° .n n.., _ 0- ~. ... u ,, I 'I «o u.' ~ n u p. ~ 'I U I n' ß I -. o.

I . . , _ _ ^ I - _ - u ~ . . .I. . , _ _ ^ I - _ - u ~. . .

W Ü 20 25 30 523 567 2000-05-04 E:\PUBLIC\DOC\P\O006132SB.doc MS ....;; En viktig aspekt av föreliggande uppfinning är insik- ten att "svära" mynttyper, som beskrivits ovan, kan sär- skiljas genom att tillhandahålla en anordning och en metod för bestämning och utvärdering av färgen på myntytorna.W Ü 20 25 30 523 567 2000-05-04 E: \ PUBLIC \ DOC \ P \ O006132SB.doc MS .... ;; An important aspect of the present invention is the insight that "heavy" coin types, as described above, can be distinguished by providing a device and a method for determining and evaluating the color of the coin surfaces.

Andra syften, ning framgår av följande detaljerade beskrivning, av rit- särdrag och fördelar med föreliggande uppfin- ningarna samt av bifogade patentkrav.Other objects will be apparent from the following detailed description, from the drawing features and advantages of the present inventions, and from the appended claims.

Kort beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas när- mare i detalj under hänvisning till medföljande ritningar, på vilka: FIG 1 är en översiktlig sidovy, som illustrerar en föredragen utföringsform av en myntsärskiljande anordning enligt uppfinningen, FIG 2 är ett flödesschema, som illustrerar en före- dragen utföringsform av en metod enligt uppfinningen, samt FIG 3 är ett stapeldiagram för den spektrala fördel- ning, som erhålls genom metoden enligt FIG 2 för ett mynt- exemplar.Brief Description of the Drawings The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a schematic side view illustrating a preferred embodiment of a coin distinguishing device according to the invention, Fig. 2 is a flow chart illustrates a preferred embodiment of a method according to the invention, and Fig. 3 is a bar graph of the spectral distribution obtained by the method according to Fig. 2 for a coin copy.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen En myntsärskiljande anordning enligt den föredragna utföringsformen innefattar enligt FIG 1 en RGB-lysdiod (LED) l, av en första optisk fiber 6, vars andra ände 12 är förbun- som är anordnad i anslutning till en första ände den med en urtagning 14 i en myntbana 8. Den myntsärskil- jande anordningen innefattar vidare en fotodetektor 4 och en andra optisk fiber 7, som sträcker sig från en första ände vid fotodetektorn 4 till en andra ände 13 vid urtag- ningen 14. En kombinerad styrenhet och bearbetningsenhet 5 är operativt förbunden med RGB-dioden 1 och fotodetektorn 4. Bearbetningsenheten 5 har en styringång 15 och dataut- gângar DO samt D1. nu. ~ u. _ :vv u. u . . ,, _ _ I _ z a. z. . a . . . . 3 u. n. n. an. 10 15 20 25 30 35 c Q . . n» 523 567 §,@ü;,,r 2000-05-04 s;\Pus1.1c\noc\1=\ooos132s12.dec Ms :n :--_ -__. ¿ . . I. . 2"°. .S EÜÜ ' I u . ,,' " ' v a . ' I 4 Myntbanan 8 bildar en plan yta, längs vilken ett mynt 3 kan röra sig från en första position 9 till en andra po- sition 10 i en riktning, som indikeras av en pil 16 i FIG 1. Myntet 3 kan vara anordnat att rulla längs banan 8, fö- reträdesvis genom att banan 8 arrangeras med en lutning från den första positionen 9 mot den andra positionen 10.Detailed Description of the Invention A coin-separating device according to the preferred embodiment comprises according to FIG. recess 14 in a coin path 8. The coin separating device further comprises a photodetector 4 and a second optical fiber 7, which extends from a first end at the photodetector 4 to a second end 13 at the recess 14. A combined control unit and processing unit 5 is operatively connected to the RGB diode 1 and the photodetector 4. The processing unit 5 has a control input 15 and data outputs D0 and D1. now. ~ u. _: vv u. u. . ,, _ _ I _ z a. Z. a. . . . 3 u. N. N. An. 10 15 20 25 30 35 c Q. . n »523 567 §, @ ü; ,, r 2000-05-04 s; \ Pus1.1c \ noc \ 1 = \ ooos132s12.dec Ms: n: --_ -__. ¿. . I.. 2 "°. .S EÜÜ 'I u. ,,'" 'v a. The coin path 8 forms a flat surface, along which a coin 3 can move from a first position 9 to a second position 10 in a direction indicated by an arrow 16 in FIG. 1. The coin 3 may be arranged to roll along the web 8, preferably by arranging the web 8 with a slope from the first position 9 towards the second position 10.

Alternativt kan myntet 3 föras längs banan 8 genom aktiva drivorgan, exempelvis ett band eller en fjädrande medbring- are. En typisk tillämpning för den myntsärskiljande anord- ningen enligt uppfinningen är i en mynträknande och/eller -sorterande maskin, där banan 8 utgör del av ett myntbehandlingssteg inom maskinen. Mynträknande och/eller -sorterande maskiner är i sig allmänt känd kunskap och be- skrivs inte i närmare detalj här.Alternatively, the coin 3 can be passed along the path 8 through active drive means, for example a belt or a resilient carrier. A typical application for the coin distinguishing device according to the invention is in a coin counting and / or sorting machine, where the web 8 forms part of a coin processing step within the machine. Coin counting and / or sorting machines are in themselves generally known knowledge and are not described in more detail here.

Enligt den fördragna utföringsformen arrangeras yt- terligare en myntgivare 11 längs banan 8. Den ytterligare myntgivaren arbetar induktivt för att bestämma typrelatera- de myntparametrar såsom sammansättning av metallegering.According to the preferred embodiment, an additional coin sensor 11 is arranged along the path 8. The additional coin sensor works inductively to determine type-related coin parameters such as metal alloy composition.

Den ytterligare myntgivaren 11 är emellertid i sig själv välkänd och bildar inte någon väsentlig komponent av före- liggande uppfinning. Föreliggande uppfinning kan således tillämpas utan användning av någon sådan ytterligare mynt- givare ll.However, the additional coin dispenser 11 is well known per se and does not form an essential component of the present invention. Thus, the present invention can be practiced without the use of any such additional coin donor II.

Nämnda första och andra optiska fibrer 6 och 7, vilka i den föredragna utföringsformen har en tvärsnittsdiameter på omkring 2 mm, är anordnade att belysa en liten punkt 17 på ytan av myntet 3 med ljus, som avges av RGB-dioden 1, samt att mottaga och vidarebefordra ljus, som reflekterats från nämnda punkt 17, till fotodetektorn 4. Närmare bestämt innefattar RGB-dioden 1 tre lysdiodelement, vilka är integ- rerade i en komponent och är anordnade att avge rött, grönt resp. blått ljus. Den kombinerade styrenheten och bearbet- ningsenheten 5 är anordnad att styra vilken av dessa tre färger, som kommer att avges från RGB-dioden 1 vid ett gi- vet tillfälle. Beroende på färgen hos ytan på myntet 3 kom- 10 l5 20 25 30 ø u . . a. 2000-05-04 E: \PUBLIC\DOC\P\0006132SE .doc MS 523 567 sæs"==.____.-° :gå-g mer intensiteten i det i punkten 17 reflekterade ljuset att vara olika för rött, grönt respektive blått ljus.Said first and second optical fibers 6 and 7, which in the preferred embodiment have a cross-sectional diameter of about 2 mm, are arranged to illuminate a small point 17 on the surface of the coin 3 with light emitted by the RGB diode 1, and to receive and transmitting light, reflected from said point 17, to the photodetector 4. More specifically, the RGB diode 1 comprises three LED element elements, which are integrated in a component and are arranged to emit red, green and blue light. The combined control unit and the processing unit 5 are arranged to control which of these three colors will be emitted from the RGB diode 1 at a given time. Depending on the color of the surface of the coin 3 come 10 l5 20 25 30 ø u. . a. 2000-05-04 E: \ PUBLIC \ DOC \ P \ 0006132EN .doc MS 523 567 sæs "== .____.- °: go-g more the intensity of the light reflected in point 17 to be different for red, green and blue light respectively.

Med hänvisning till FIG 2 utförs en komplett mätning enligt följande. I början initieras proceduren av styrenhe- ten och bearbetningsenheten 5 i ett steg 100, varvid inter- na variabler, temporära parametrar etc. nollställs. Under styrning från styrenheten och bearbetningsenheten 5 avger RGB-dioden 1 först en röd ljuspuls reflektion detekteras i ett steg 120 av fotodetektorn 4, (i ett steg 110), vars samt registreras av bearbetningsenheten 5. Därefter avger RGB-dioden 1 en grön ljuspuls och en blå ljuspuls i stegen 130 respektive 150, och de respektive reflektionerna detek- teras och registreras av fotodetektorn och bearbetningsen- heten 5 i steg 140 respektive 160.Referring to FIG. 2, a complete measurement is performed as follows. Initially, the procedure is initiated by the control unit and the processing unit 5 in a step 100, whereby internal variables, temporary parameters, etc. are reset. Under the control of the control unit and the processing unit 5, the RGB diode 1 first emits a red light pulse reflection is detected in a step 120 by the photodetector 4, (in a step 110), which is also detected by the processing unit 5. Thereafter, the RGB diode 1 emits a green light pulse and a blue light pulse in steps 130 and 150, respectively, and the respective reflections are detected and recorded by the photodetector and the processing unit 5 in steps 140 and 160, respectively.

När alla tre färger har utsänts och detekterats, ju- steras de detekterade reflektionsintensitetsvärdena i ett steg 170 enligt kalibrerade värden för att eliminera even- tuell inverkan från en defekt, smutsig eller matt myntyta.Once all three colors have been emitted and detected, the detected reflection intensity values are adjusted in a step 170 according to calibrated values to eliminate any effect from a defective, dirty or dull coin surface.

Kalibreringsvärdena bestäms företrädesvis för en perfekt vit yta endast en gång, exempelvis vid tillverkningen av den myntsärskiljande anordningen.The calibration values are preferably determined for a perfectly white surface only once, for example in the manufacture of the coin-separating device.

När de detekterade reflektionsintensitetsvärdena har korrigerats enligt ovanstående kalibrering, beräknas den relativa fördelningen av de tre färgerna blått) använda sig av ett elektroniskt minne, som är operativt (rött, grönt, i ett steg 180 av bearbetningsenheten 5. Genom att förbundet med bearbetningsenheten 5, analyserar och jämför i ett steg 190, tetsvärdena med en uppsättning förlagrade myntreferensdata enheten 5, de relativa reflektionsintensi- för att i ett steg 200 bestämma en typ för myntet 3 i form av en ytfärg. Bearbetningsenheten 5 är företrädesvis anord- nad att skilja mellan àtminstone färgerna koppar, silver och guld. Den relativa fördelningen av dessa färger indike- ras för ett myntexemplar i FIG 3. 10 Ü 20 25 30 523 567 ø Q - - a. 2000-05-04 E: \PUBLIC\DOC\P\0006132SE .GOC MS n u . . , , , När typen eller färgen har bestämts för myntet 3 av bearbetningsenheten 5, är resultatet av bestämningen till- gängligt vid utgàngarna DO och Dl. Enligt den föredragna utföringsformen ges utgángarna DO och D1 värden enligt föl- jande tabell: Dl DO Innebörd O 0 Inget mynt 0 1 Koppar 1 0 Silver 1 1 Guld Styringàngen 15 används av andra komponenter i exem- pelvis den mynträknande och/eller -sorterande anordningen för att aktivera den myntsärskiljande anordningen.Once the detected reflection intensity values have been corrected according to the above calibration, the relative distribution of the three colors blue is calculated using an electronic memory which is operational (red, green, in a step 180 of the processing unit 5. By connecting to the processing unit 5, analyzes and compares in a step 190, the density values with a set of pre-stored coin reference data unit 5, the relative reflection intensities to determine in a step 200 a type of coin 3 in the form of a surface color.The processing unit 5 is preferably arranged to distinguish between at least the colors copper, silver and gold The relative distribution of these colors is indicated for a coin copy in FIG 3. 10 Ü 20 25 30 523 567 ø Q - - a. 0006132EN .GOC MS nu..,,, Once the type or color has been determined for the coin 3 by the processing unit 5, the result of the determination is available at the outputs DO and D1. the outputs DO and D1 are given values according to the following table: Dl DO Meaning O 0 No coin 0 1 Copper 1 0 Silver 1 1 Gold The control input 15 is used by other components in, for example, the coin counting and / or sorting device to activate the coin-distinguishing device.

Tack vare den myntsärskiljande anordningen enligt uppfinningen är det möjligt att särskilja mellan mynt, som är väldigt likartade vad gäller deras magnetiska och elekt- riska egenskaper samt även deras ytmönster eller myntpräg- ling, exempelvis de ovan nämnda norska 20 NOK och grekiska 50 GRD, under förutsättning att sådana mynt uppvisar en skillnad i myntfärg. Vad gäller de två exemplifierade mynt- typerna ovan, har 20 NOK-myntet en silverfärg medan 50 GRD- myntet har en guldfärg.Thanks to the coin distinguishing device according to the invention, it is possible to distinguish between coins which are very similar in terms of their magnetic and electrical properties as well as their surface pattern or coin embossing, for example the above-mentioned Norwegian 20 NOK and Greek 50 GRD, under provided that such coins show a difference in coin color. Regarding the two exemplary coin types above, the 20 NOK coin has a silver color while the 50 GRD coin has a gold color.

För förbättrad tillförlitlighet kan mätningarna upp- repas ett antal gånger för varje färg. Ett medelvärde av den reflekterade intensiteten kan därvid beräknas och an- vändas av bearbetningsenheten 5 för att bestämma mynttypen.For improved reliability, the measurements can be repeated a number of times for each color. An average value of the reflected intensity can then be calculated and used by the processing unit 5 to determine the type of coin.

Den ovan beskrivna föredragna utföringsformen arbetar genom att utsända smalbandigt monokromatiskt ljus i tre diskreta váglängdsområden samt genom att bredbandigt detektera in- tensiteten hos det reflekterade ljuset i de respektive våg- längdsområdena. Enligt en alternativ utföringsform är lys- dioden 1 i stället anordnad att avge vitt eller bredbandigt ljus, varvid fotodetektorn 4 är anordnad att arbeta smal- a. u . v u v n nu.The preferred embodiment described above operates by emitting narrowband monochromatic light in three discrete wavelength ranges and by broadband detecting the intensity of the reflected light in the respective wavelength ranges. According to an alternative embodiment, the LED 1 is instead arranged to emit white or broadband light, the photodetector 4 being arranged to operate narrowly a. U. v u v n nu.

I n u - n. .. ,, _' ~ n. 6 '° 10 15 523 567 2000-05-04 E: \PUBLIC\DOC\P\0006132SB .dOC MS u ~ ~ ~ . , , a. e.. bandigt vid ett par diskreta våglängder, exempelvis rött, grönt och blått ljus. Den myntsärskiljande anordningen kan vidare arbeta med färre än tre färger eller med flera än tre färger, vilket enkelt inses av en fackman inom området.I n u - n. .. ,, _ '~ n. 6' ° 10 15 523 567 2000-05-04 E: \ PUBLIC \ DOC \ P \ 0006132SB .dOC MS u ~ ~ ~. ,, a. e .. striped at a couple of discrete wavelengths, for example red, green and blue light. The coin separating device can further operate with less than three colors or with more than three colors, as will be readily appreciated by one skilled in the art.

För tillförlitlig myntsärskiljning anses emellertid den bästa lösningen för närvarande inbegripa användning av åt- minstone tre olika färger.For reliable coin distinction, however, the best solution is currently considered to involve the use of at least three different colors.

Det från dioden 1 utsända ljuset kan sträcka sig från ultraviolett ljus till infrarött ljus, dvs. föreliggande uppfinning är inte begränsad till användning av våglängder inom det synliga området.The light emitted from the diode 1 can range from ultraviolet light to infrared light, i.e. The present invention is not limited to the use of wavelengths within the visible range.

Uppfinningen har beskrivits ovan med hänvisning till ett par utföringsformer, vilkas syfte endast är att exemp- lifiera uppfinningen men inte pà något vis begränsa densam- ma. Uppfinningen kan därför utövas på andra sätt än de ovan beskrivna, och uppfinningens skyddsomfàng begränsas endast av bifogade självständiga patentkrav.The invention has been described above with reference to a couple of embodiments, the purpose of which is only to exemplify the invention but not in any way limit it. The invention can therefore be practiced in other ways than those described above, and the scope of the invention is limited only by the appended independent claims.

Claims

W Ü 20 25 30 35 523 567 8 - o a - .n 2000-05-04 E: \ PUBLIC \ DOC \ P \ 0006132SE .dOC MS o | -. . , n. n .. PATENT REQUIREMENTS

A coin separating device, comprising: light emitting means (1) for projecting light (2) onto a surface of a coin (3); an optical sensor means (4) for detecting light reflected from the coin; and processing means (5) for determining a type of the coin by comparing coin data obtained from the optical sensor means with reference data for different coin types, characterized in that the light emitting means (1) is arranged to emit monochromatic light in a visible, infrared or ultraviolet wavelength range and in that the optical sensor means (4) and the processing means (5) are arranged to produce spectral property data for light reflected from the coin surface, and to compare these spectral property data with spectral coin reference data to determine the type of coin ( 3).

A coin separating device according to claim 1, further (8), traveling from a first position (9) (10). comprising means for forming a path along which said coin (3) to a second position

A coin separating device according to claim 2, wherein said path (8) comprises a coin detector (11), other than the optical sensor means (4).

A coin separating device according to claim 2 or 3, further comprising a first light conducting means (6) between the light emitting means (1) and said path (8).

A coin separating device according to claim 4, further comprising a second light conducting means (7) between the optical sensor means (4) and said path (8).

Coin-separating device according to claim 4 or 5, wherein a respective end (12, 13) of the first and second 10 15 20 25 30 35 5 .I lol J I II v: 23 12221; - ... . . u. ... _. 2 :; _ '- -. . - ... ... -. . The light conducting means (6, 7) are arranged next to a recess (14) in said path (8).

A coin separating device according to any one of claims 4-6, wherein the first and / or second light conducting member (s) (6, 7) comprises an optical fiber.

A coin-separating device according to any one of the preceding claims, wherein the light emitting means (1) comprises at least one light emitting diode (LED).

Coin separating device according to one of the preceding claims, wherein the processing means (5) is arranged to emit an output signal which indicates either a copper surface, a silver surface or a gold surface on the coin (3).

A method of distinguishing coins, wherein: a surface of (3) is irradiated with light (2); from the coin surface is detected; reflection data relating to at least one coin light reflected stone a part of the coin surface is produced from the reflected light; and a type of the coin is determined by comparing reflection data with reference data regarding a plurality of coin types, characterized in that (2), and in that said reflection data and reference data refer to the coin (3) are irradiated with monochromatic light spectral properties of coin surfaces when illuminated with mono chromatic light.

A method according to claim 10, comprising the steps of: illuminating a point (17) on the coin surface with monochromatic light of a first color and detecting a first reflection thereof; illuminating said point with monochromatic light of a second color and detecting a second reflection thereof; illuminating said point with monochromatic light of a third color and detecting a third reflection thereof; determine a relative distribution of the first, second and third reflections; 5 523 567 2000-05-04 E: \ PUBLIC \ DOC \ P \ 0006132EN .dOC MS; and determining the type of coin (3) from said relative distribution.

The method of claim 11, wherein the first, second and third colors comprise red, green and blue.

A method according to any one of claims 10-12, wherein said coin type refers to the color of the surface of the coin.

A method according to any one of claims 10-13, wherein said coin type is determined as a copper color, a silver color or a gold color. 1o = == -. ~ .. .. ..