[0001] 本发明涉及用于确定至少一个以硬币可填充的硬币管的填充状态的设备和方法。本发明此外涉及一种用于存储和/或支付硬币的硬币存储设备。

[0002] 例如换币机通常具有所谓的硬币管，在换币机中存储的并且由换币机要支付的硬币相叠地堆叠存储在所述硬币管中。在此对于每种硬币类型设置一个硬币管。存在必要性，在连续的运行中确定硬币管中的硬币的数量、亦即硬币管的填充状态。已知，通过设置一个或多个光栅实现这一点，所述光栅在硬币管中由硬币堆超过一个或多个边界高度时中断。在这种填充状态确定中不利的是，只可以确定离散的填充状态值。如果硬币堆以其高度处于两个光栅之间，则处于光栅之间的硬币未被检测。借此该技术在实际中不总是提供足够的精确性。

[0003] 此外对于给出的目的已知声音或超声传感器的使用，所述声音或超声传感器测量超声信号从发射机至硬币堆的最上面的硬币并且往回至接收机的运行时间。借助该运行时间测量，计算超声发射机或接收机和最上面的硬币之间的距离，由此又在已知硬币厚度时可以推断出硬币堆的高度并且借此推断出处于硬币管中的硬币的数量。在该技术中不利的是音速和借此测量结果与主导的温度和湿度的强的相关性。此外出现，这样的超声传感器具有大的盲区，在所述盲区中，基于发射的和反射的声音信号的重叠没有可靠的测量是可能的。该盲区处于声音发射机或声音接收机附近。在实际中因此为了可靠的测量需要声音发射机或声音接收机和硬币堆的最上面的硬币之间的显著的最小距离，例如大约2cm的距离。这又在所述设备的预定的结构空间情况下限定硬币管的容量。

[0004] 此外已知图像处理系统的使用，以用于例如在游乐场中使用的代币的标识和计数。示例性地在这里提及US 6 425 817 B1、US 6 626 750 B2、US 7 481 702 B2或US 2014/0200071 A1。所述文献中的一些说明给出图像的方法，其中，拍摄代币的堆叠的侧向的图像。图像处理软件识别不同的处于堆叠中的代币并且以此为基础确定例如游乐场的游戏者的堆叠的总值。所述方法的前提是图像传感器至要评估的代币的侧向的入口。这样的侧向的入口在实际中中不总是存在。此外所述图像评估方法复杂化并且因此不总是可靠。

[0069] 只要没有另外给出，在图中相同的附图标记表示相同的物体。在图1中附图标记10示出硬币管，其例如可以在用于存储和/或支付硬币的硬币存储装置中、如在图7中示出的那样使用。多个、在示出的示例中四个硬币12处于硬币管10中，尤其是堆叠在硬币管10的底部14上。在硬币管10的上部开口的端部16上方，在保持板18上保持地设置位置分辨的光学传感器20、例如CCD传感器或CMOS传感器。通过导线22，光学传感器20与所述设备的评估装置24连接。

[0070] 在运行中，光学传感器20例如通过评估装置24操控地拍摄硬币管10的上侧的位置分辨的图像。在此，光学传感器20也检测硬币管10的外壁并且尤其是硬币管10的内径D，如在图1中通过箭头26示出的。光学传感器20以确定的距离A相对于硬币管10的上侧设置。光学传感器20相对于图1中的最上面的硬币12具有距离a。最上面的硬币12的直径在拍摄的位置分辨的图像上以依赖于距离a的大小显现。在图1中，最上面的硬币12的该在位置分辨的图像上显现的直径以d表征。

[0071] 在图2和3中，来自图1的设备在硬币管10的其他的填充状态中示出，其中出于形象说明原因评估装置24未示出。在图2中示出完全填充的硬币管10并且在图3中示出以只一个硬币12填充的硬币管10。在图2和3的右边的部分分别示出由光学传感器20拍摄的位置分辨的图像。可清楚看出地，最上面的硬币12的在所述图像上显现的不同的大小依赖于距离a。

[0072] 在图4中示出最上面的硬币12的在位置分辨的图像上显现的直径d和光学传感器20和最上面的硬币12之间的距离a之间的关系。所述图表示例性地对于硬币管直径30mm和硬币管高度160mm示出直径d的测量值。在图4中的图表的横坐标上以mm记录(160-a)。在纵坐标上以mm记录(d)。可看出，硬币的在所述图像上显示的直径d随着变小的距离a极大地升高。

[0073] 由光学传感器20在按照图1至4的按照本发明的设备中拍摄的位置分辨的图像通过导线22传输给评估装置24。评估装置24借助本身已知的图像处理算法确定填充到硬币管10中的最上面的硬币12的直径d，如其在位置分辨的图像上所显现的。光学传感器20与硬币管10的上侧16的确定的距离A已知并且存储在评估装置24的存储器中。所述距离不随着硬币管10的改变的填充状态而改变。相同的内容适用于硬币管10的在所述示例中采用的内径D。该值同样存储在评估装置24的存储器中。评估装置24按照如下方程由两个在存储器中存储的值A和D和由位置分辨的图像确定的值d现在确定光学传感器20至最上面的硬币12的距离a：

[0074]

[0075] 因为填充到硬币管10中的硬币12的厚度已知，所述评估装置24可以由此直接确定硬币管10以硬币的填充状态。

[0076] 图5示出按照本发明的第二方面由光学传感器20拍摄的位置分辨的图像。在该实施例中，在硬币管10的内壁上设置多个沿硬币管10的轴向方向间隔开的、分别垂直于硬币管10的轴向方向延伸的线28作为填充状态标记。此外尤其是可以如以上对于图1解释地构造的光学传感器20依赖于硬币管10以硬币12的填充状态拍摄硬币管10的内壁的分别未被遮盖的部分和借此拍摄未被遮盖的标记28。

[0077] 在图6中示出另一个与此相关的实施例，所述实施例除了如下事实对应于按照图5的实施例，即，在图6的实施例中代替线28设置在硬币管10的内壁上螺旋形延伸的线29，所述线又依赖于硬币管10以硬币12的填充状态由光学传感器20拍摄。

[0078] 在图5和6的两个实施例中，由光学传感器20拍摄的位置分辨的图像又通过导线22传输给评估装置24，其中，评估装置24在该实施例中借助未被硬币12遮盖的线28在图5的实施例中或借助螺旋形的线29的未被硬币12遮盖的区段在图6的实施例中确定硬币管10以硬币12的填充状态。两种标记类型的组合也是可能的。

[0079] 图7示出用于存储和支付硬币的按照本发明的硬币存储装置，尤其是换币机，如其例如在支付自动装置中使用的。硬币存储装置可以不仅结合在图1至3中示出的设备的设计而且可以结合在图5和6中示出的设计而使用。在图7中示出的硬币存储装置基本上包括两个壳体部件，所述壳体部件在图7中出于形象说明原因拆下地示出。在下面的壳体部件30中，在示出的示例中，六个硬币管10直立分布地设置。硬币管10分别例如像在图1至3或5或6中示出的那样设计并且以不同的硬币类型填充，其中，分别只一种硬币类型填充到图7中的每个硬币管10中，如其在图1至3或5和6中借助硬币管10示出的。

[0080] 硬币检验装置处于硬币存储装置的壳体上部32中。在运行中，壳体上部32以在图7中端侧可看出的下侧安装到壳体下部30的上侧上。在壳体上部32的下侧上，投币缝隙34分别向硬币管10之一定向。壳体上部32在其上侧上具有硬币入口36，通过所述硬币入口，为硬币存储装置并且尤其是首先为在壳体上部32中设置的硬币检验装置输送硬币。硬币检验装置关于真实性和硬币类型检查输送的硬币并且将所述硬币——在真实性存在时——依赖于其类型通过投币缝隙34分别输送给硬币管10之一。亦即投币缝隙34形成硬币检验装置的拣选输出端。此外还有例如手动可操纵的返回杆38处于壳体上部32的上侧上，通过所述返回杆，例如在硬币检验装置的硬币堵塞时可以输出输送的硬币。

[0081] 分别一个光学传感器20分别相邻于投币缝隙34之一，如其示例性地借助图1至3或5和6解释的。在壳体上部32的按规定地安装到壳体下部30上的状态中，光学传感器20分别这样向硬币管10之一定向，如其示例性地在图1中对于传感器20和硬币管10示出的。每个光学传感器20在此与评估装置24连接，所述评估装置在图7中示出的实施例中设置在壳体上部32内。

[0082] 在运行中，光学传感器20例如通过评估装置24操控地拍摄配置给其的硬币管10的分别一个位置分辨的图像，如在图1中借助硬币管10示例性地示出的。拍摄的图像又发送给评估装置24，其中评估装置24由此确定相应的硬币管10的填充状态，并且更确切地说是例如按照本发明的借助图1至4解释的第一方面或按照本发明的借助图5和6解释的第二方面。

[0083] 图8示出变换的变型，如其在图7中示出的硬币存储装置中可以使用的。出于形象说明原因，在图8中只非常示意地示出硬币管10和配置给硬币管10的共同的光学传感器20'。共同的光学传感器20'通过分别一个光波导体40分别与其中一个硬币管10光学连接并且更确切地说是这样连接，使得光学传感器20'通过相应的光波导体40分别拍摄相应的硬币管10的上侧的位置分辨的图像，如在图1至3或5和6中原则上示出的。此外通过每个光波导体40拍摄的位置分辨的图像由光学传感器20'的总传感器面的确定的部分区域42拍摄。
以这种方式，光学传感器20'可以同时拍摄全部的硬币管10的图像。也在该变型中，光学传感器20'通过导线22与评估装置24连接并且评估装置24以以上解释的方式评估属于相应的硬币管10的图像，以用于确定硬币管的填充状态，尤其是以以上借助图1至4对于本发明的第一方面或借助图5和6对于本发明的第二方面解释的方式。在图8的设计中，以有利的方式，对于硬币存储装置的全部的硬币管10只需要一个光学传感器20'。