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EP1136957A1 - Device for optically validating a coin - Google Patents

Device for optically validating a coin Download PDF

Info

Publication number
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
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01105902A
Other languages
German (de)
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
Application filed by Schafter and Kirchhoff GmbH filed Critical Schafter and Kirchhoff GmbH
Publication of EP1136957A1 publication Critical patent/EP1136957A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

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.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Coins (AREA)
  • Image Input (AREA)

Abstract

The surface of the coin is illuminated by a beam directed through an angled partially reflecting mirror (16). The image data is reflected back through the mirror to be received by the optics of an image detector system (28). The image is camera recorded (26) and is transmitted to an evaluation processor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Prüfung einer Münze.The invention relates to a device for the optical inspection of a coin.

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.DE 35 14 779 C2 describes a device for comparative analysis of the Known top and bottom sides of coins. For this purpose, the Coin with approximately parallel light via conventional condenser optics. The sides of the coins illuminated in this way are provided with corresponding lens arrangements considered.

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.From DE 40 04 431 A1 an optical coin validator is known 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. In both In cases where there is less light, 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.

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.A diffuse illumination with a fluorescent lamp is known from DE 42 22 984. In order to identify defects in the coins, they are identified on an image analysis unit passed by. For analysis, the light intensity along with a line compared upper and lower threshold values.

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. 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.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.According to the invention the object is achieved by a device according to claim 1.

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.The image recording device of the device according to the invention has 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. Furthermore, 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. With a restriction of the evaluation process to limited object fields a considerable simplification of the evaluation process. While conventional Devices for optical inspection of a coin for the inspection of the the entire coin surface takes place, 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. Along with the reduction in the amount of data accelerated evaluation and a considerable simplification of the Evaluation algorithms. 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. Should 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. For example, 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.

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.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.

Beispielsweise erweist es sich bei gefälschten Münzen, daß besonders fein gestaltete Abschnitte schwer nachzuahmende Konturelemente aufweisen.For example, with counterfeit coins, it turns out to be particularly fine Sections have difficult-to-imitate contour elements.

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 an expedient continuation of the test device according to the invention 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.

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 a particularly advantageous development of the device according to the invention 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. By moving the surface of the coin from the direction of the Camera is illuminated, scratches or blowholes lead to distraction or Weakening of the light and thus appear dark on the otherwise bright surface. The lighting from the direction of the camera thus enables especially for the Surface of the coin an accurate and detailed examination of even the finest structures the surface of the coin.

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 a particularly preferred continuation, the lighting is carried out via 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.

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 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.

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.In a further advantageous development of the device according to the invention 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.

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.For easier adjustment of the device according to the invention, the telecentric Lens of the image recording device and the telecentric lens the lighting device on an adjustable aperture. With the 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.

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.In a continuation that is particularly advantageous for the optical imaging quality the partially transparent mirror of the device according to the invention has a plane Surface with approximately 50% reflectivity. For a particularly good, i.e. by the partially translucent mirror proves as unaffected as possible a planar surface is particularly advantageous. The thinner the Mirror, the less the image is affected.

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.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. 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.

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.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.

Als Kamera kann eine übliche Matrixkamera vorgesehen sein. Diese nimmt ein vollständiges Bild der Münzoberfläche bzw. ein Bild der ausgewählten Ausschnitte auf.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.

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.On the other hand, in a further embodiment of the invention, 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.

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. The adaptation of the illuminated coin field to the linear image geometry of the In a further embodiment of the invention, 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. With the 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.

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.In a variant of the anamorphic lens, 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.

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.
Advantageous embodiments of the lighting device according to the invention are described in more detail with reference to drawings. It shows:
Fig. 1
a lighting and imaging device according to the invention and
Fig. 2
an alternative lighting device with an anamorphic.

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.From 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.

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.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 Here are the lens 22 and the taking camera 26th spaced from each other so that in the image plane (not shown) of the camera a telecentric image of the coin surface 18 is created. 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.

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.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.

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. An alternative embodiment using a fiber optic cross-sectional converter 30 will be explained with reference to FIG. 2. Here are the same parts provided with the same reference numerals. 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. Here are 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.

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.As an alternative (not shown), 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.

Claims (17)

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. Device for optically checking a coin in a coin-operated machine or the like with an image recording device (28) which has a camera (26) with a lens (22) for telecentric imaging (24) of the coin (18), with an illumination device which has a radiation source (10) arranged for illuminating the coin with incident light, and with an evaluation device that evaluates the recorded image of the coin to be tested only in one or more limited object fields. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektfeld der Münze ein Bereich der Münzoberfläche (18) mit einer vergleichsweise feinen Prägung ist.Device according to claim 1, characterized in that the object field of the coin is a region of the coin surface (18) with a comparatively fine embossing. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektfeld die Kennzeichnung der Prägeanstalt enthält.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the object field contains the identification of the embossing facility. 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.Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the evaluation is carried out by comparing the image recorded by the object field with predetermined image data in order to generate a real or false signal. 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. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the light of the illumination device is directed onto the coin via a partially transparent mirror (16) which is arranged on the optical axis between the image recording device and the coin. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtung über ein telezentrisches Objektiv (12) mit nahezu parallelen Lichtbündeln (14) auf die Münze geworfen wird.Device according to claim 5, characterized in that the illumination is thrown onto the coin via a telecentric lens (12) with almost parallel light beams (14). Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Achsen von Beleuchtungsbündel und Abbildungsbündel hinter dem Spiegel koinzidieren.Apparatus according to claim 6, characterized in that the optical axes of the illumination bundle and the image bundle coincide behind the mirror. 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.Apparatus according to claim 6, characterized in that the optical axes of the illumination bundles and imaging bundles form an angle with one another and intersect in the plane of the coin surfaces. 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.Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the telecentric lens of the image recording device and the telecentric lens of the lighting device have an adjustable diaphragm. 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.Device according to one of claims 2 to 9, characterized in that the partially transparent mirror (16) has a flat surface with an approximately 50% mirror coating. 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.Device according to one of claims 2 to 10, characterized in that the partially transparent mirror linearly polarizes such that the directions of polarization of reflected and transmitted radiation are perpendicular to each other. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlungsquelle eine Halogenglühlampe, Kurzbogenlampe oder LED mit einer zusätzlichen Feldlinse vorgesehen ist. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that a halogen incandescent lamp, short-arc lamp or LED with an additional field lens is provided as the radiation source. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (26) eine Matrixkamera ist.Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the camera (26) is a matrix camera. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (26) einen Zeilenempfänger aufweist.Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the camera (26) has a line receiver. 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.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that between the light source (10) and the partially transparent mirror (16) there is arranged a fiber-optic cross-sectional converter (30) which adapts the illuminated object field (18) to the image field of a line camera (36), the linear one Exit surface (31) is imaged into the object plane (18) by an anamorphic lens (32) having two cylindrical lenses via the partially transparent mirror. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zylinderlinse des Anamorphoten (32) als Fresnellinse ausgebildet ist.Apparatus according to claim 15, characterized in that a cylindrical lens of the anamorphic (32) is designed as a Fresnel lens. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fresnellinse als drittes Bauelement des Anamorphoten (32) angeordnet ist.Apparatus according to claim 15, characterized in that a Fresnel lens is arranged as the third component of the anamorphic lens (32).
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