JP2001004761A - 光センサによる被検出体検出装置およびその方法 - Google Patents

光センサによる被検出体検出装置およびその方法

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JP2001004761A
JP2001004761A JP11179301A JP17930199A JP2001004761A JP 2001004761 A JP2001004761 A JP 2001004761A JP 11179301 A JP11179301 A JP 11179301A JP 17930199 A JP17930199 A JP 17930199A JP 2001004761 A JP2001004761 A JP 2001004761A
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Hitoshi Ono
均 小野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検出体有無の検出レベル設定が簡単で、部
品コストが安く、故障が少なく耐久性も高いなど信頼性
の高い光センサによる被検出体検出装置およびその方法
を得る。 【解決手段】 発光素子2と、発光素子2からの光を受
光する受光素子4とを有し、被検出体が発光素子2から
の光を遮ることにより受光素子4の出力レベルが変化
し、この出力レベルと予め設定した検出レベルとを比較
することにより被検出体の有無を検出する。発光素子2
が通常の使用時より所定割合減光された減光モードで発
光させられ、かつ、被検出体により光が遮られていない
条件下での受光素子4の出力レベルに基づいて上記検出
レベルが設定され、この検出レベルはメモリ12に格納
され、格納された検出レベルを用いて被検出体の有無を
検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光センサによる被
検出体検出装置およびその方法に関するもので、例え
ば、カードリーダのカード搬送通路の各所に配置される
カードセンサとして、あるいはカード検出方法などとし
て適用可能なものである。
【0002】
【従来の技術】発光素子と、この発光素子からの光を受
光する受光素子とを有し、被検出体が発光素子からの光
を遮ることにより受光素子の出力レベルを変化させ、受
光素子の出力レベルと予め設定した検出レベルとを比較
することにより上記被検出体の有無を検出するようにし
た光センサによる被検出体検出装置、あるいは被検出体
検出方法は、既にあらゆる分野において用いられてい
る。
【0003】例えば、カードリーダにおいては、カード
が挿入されたかどうかを検出し、カードが読取位置ある
いは書込位置に達したかどうかを検出し、さらには退避
位置に達したかどうかなどを検出するために、カードの
搬送通路の各所にカードセンサが設置されている。カー
ドセンサの検出方式は各種あるが、よく用いられる検出
方式として、カード搬送通路を挟んで発光素子と受光素
子を対向配置した光センサによる被検出体検出装置があ
る。これは、発光素子と受光素子間に被検出体としての
カードが有るか無いかによって受光素子の出力レベルが
異なることを検出原理とし、受光素子の出力レベルが、
予め設定したレベル以上であるかまたは以下であるかに
よってカードの有無を検出するものである。
【0004】光センサによる被検出体検出装置において
は、通常の使用状態では発光素子に十分大きな電圧をか
けて飽和領域で発光動作させている。一方、受光素子の
出力レベルは予め定められた検出電圧と比較され、上記
出力電圧が検出電圧より高いかまたは低いかによりカー
ドの有無が検出される。そして、カード等の被検出体の
有無を確実に検出できるように、通常の使用に供される
前に予め調整が行われる。光センサによる被検出体検出
装置の調整は、減光モードがない場合と減光モードがあ
る場合とで異なる。
【0005】減光モードがない場合は、発光素子を通常
の使用時のように飽和領域で発光動作させ、被検出体が
無い状態で上記発光素子からの光を受光素子で受光し、
テスタ等で受光素子の電流を測定し、この測定値から、
受光素子に接続されている調整用可変抵抗で設定すべき
抵抗値を計算し、テスタ等で可変抵抗の抵抗値を測定し
ながらその抵抗値を上記設定すべき抵抗値となるように
調整する。減光モードがある場合は、まず減光モードに
切り換える。例えば、発光素子に印加する電圧を通常の
使用時の1/2に落とす。この状態で受光素子の出力レ
ベルを測定し、この出力レベルが所定のレベルになるよ
うに、受光素子に接続されている調整用可変抵抗を調整
する。より具体的に説明すると、受光素子の出力はコン
パレータに入力され、これをコンパレータの所定の参照
電圧レベルと比較することによって被検出体の有無を検
出するようになっているため、上記参照電圧に合わせる
ために、発光側の電流を可変抵抗で調整する。何れの調
整も、通常の使用状態における飽和レベルと検出レベル
との間に十分なマージンをとって、経時的な変化や劣化
があっても検出動作の信頼性を確保するために行われ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の光センサによる
被検出体検出装置によれば、減光モードがない場合で
も、減光モードがある場合でも、受光素子の出力を測定
しながら可変抵抗を調整する必要があり、調整作業が面
倒であるとともに調整に時間を要する難点がある。ま
た、可変抵抗を使用するため、部品コストが高く、か
つ、故障が生じ易く耐久性もそれほど高くないなど信頼
性に劣る難点がある。
【0007】本発明は以上のような従来技術の問題点を
解消するためになされたもので、発光素子と受光素子か
らなる光センサを有する被検出体検出装置およびその方
法において、被検出体有無の検出レベル設定が簡単で、
部品コストが安く、故障が少なく耐久性も高いなど信頼
性の高い光センサによる被検出体検出装置およびその方
法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、請求項1に記載されているように、発光
素子と、この発光素子からの光を受光する受光素子とを
有し、被検出体が上記発光素子からの光を遮ることによ
り上記受光素子の出力レベルが変化し、この出力レベル
と予め設定した検出レベルとを比較することにより上記
被検出体の有無を検出するようにした光センサによる被
検出体検出装置において、発光素子が通常の使用時より
所定割合減光された減光モードで発光させられ、かつ、
被検出体により光が遮られていない条件下での受光素子
の出力レベルに基づいて上記検出レベルが設定され、こ
の検出レベルはメモリに格納されており、この格納され
た検出レベルを用いて被検出体の有無を検出するように
した。
【0009】上記被検出体は、請求項2記載の発明のよ
うにカードとし、このカードが発光素子と受光素子との
間を通過するようにすれば、カードセンサを構成するこ
とができる。発光素子の発光モードは、請求項3記載の
発明のように、減光モードと通常の使用時の通常モード
とに切り換え可能になっていて、減光モードでは、発光
素子に流す電流値を必要な特性値に基づいて減ずるよう
にするとよい。
【0010】請求項4記載の発明は、発光素子と、この
発光素子からの光を受光する受光素子とを用い、被検出
体が上記発光素子からの光を遮ることにより上記受光素
子の出力レベルが変化し、この出力レベルと予め設定し
た検出レベルとを比較することにより上記被検出体の有
無を検出するようにした光センサによる被検出体検出方
法であって、発光素子を、通常の使用時より所定割合減
光した減光モードで発光させるとともに被検出体により
光が遮られていない状態での受光素子の出力レベルに基
づき上記検出レベルを設定してこの検出レベルをメモリ
に格納し、この格納した検出レベルを用いて被検出体の
有無を検出することを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
にかかる光センサによる被検出体検出装置およびその方
法の実施の形態について説明する。図1において、符号
2は例えば発光ダイオード(LED)からなる発光素子
を示し、符号4は例えばフォトトランジスタからなる受
光素子を示す。発光素子2と受光素子4とによって光セ
ンサが構成されている。発光素子2の光出射面と受光素
子4の受光面は適宜の間隙をおいて対向配置され、この
間隙内に被検出体が進入できるようになっている。発光
素子2は、電源とアースとの間に抵抗21とともに直列
接続されている。受光素子4は電源とアースとの間に抵
抗22とともに直列接続されている。
【0012】上記抵抗21には、抵抗23とトランジス
タ9の直列回路が並列に接続されている。トランジスタ
9は、CPU6によってそのI/Oポート7を介しオン
・オフ制御されるように接続されている。トランジスタ
9のオン・オフ制御によって発光素子2の動作モードを
切り換えるようになっている。トランジスタ9がオンの
場合は、抵抗21に抵抗23が並列に接続されることに
なり、発光素子2に直列に接続される抵抗の値が低くな
る。これによって、発光素子2には大きな電流が流れ、
飽和領域で発光動作する。飽和領域での発光動作は、通
常の使用時における発光動作である。トランジスタ9が
オフの場合は、抵抗21に接続される抵抗の値が高くな
り、発光素子2が通常の使用時より所定割合減光された
減光モードとなる。また、この減光モードでは、発光素
子2に流す電流値を、経時的変化を受けた場合に必要な
特性値、例えば、飽和に達する電流値、電圧値、暗電流
値等に基づいて減ずるようになっている。
【0013】発光素子2からの光は受光素子4によって
受光され、抵抗22の端子電圧すなわち抵抗22の端子
電圧が受光素子4の受光量に応じて変化する。受光素子
4の出力電圧は、抵抗24を介してA/Dコンバータ8
に入力される。A/Dコンバータ8は上記受光素子4の
出力電圧をデジタル信号に変換し、CPU6に入力す
る。CPU6は動作ないしは制御プログラムが書き込ま
れたROM10を有し、また、CPU6には、データを
格納するメモリ(RAM)がバスラインによって接続さ
れている。
【0014】上記のように回路が構成された光センサに
よる被検出体検出装置においては、実際の使用に供する
前に、次のようにして調整ないしは設定が行われる。ま
ず、発光素子2と受光素子4との間にカード等の被検出
体が無い状態で、CPU6によってトランジスタ9をオ
フに制御し、減光モードとする。ちなみに、通常の使用
時には、発光素子2がLEDの場合は、例えば12〜1
5Vというように比較的高い電圧を印加する。このよう
な比較的高い電圧をかけると発光素子2は飽和領域で動
作することになる。このときの受光素子4の出力は5〜
6V程度である。上記減光モードでは、発光素子2への
印加電圧を、飽和領域に至らない程度の低い電圧とし
て、そのときの出力電圧を測定する。飽和領域での受光
素子4の出力が上記のように5〜6V程度であるとすれ
ば、減光モードでの受光素子4の出力電圧は、例えば3
V程度となるようにする。
【0015】CPU6において、上記減光モードでの受
光素子4の出力電圧から、通常使用時における被検出体
の検出レベルすなわちスライスレベルを計算する。ここ
では、チャタリングを避けるために、受光素子4の出力
が「H」から「L」に変化する場合すなわち被検出体無
しから有りに変化する場合と、受光素子4の出力が
「L」から「H」に変化する場合すなわち被検出体有り
から無しに変化する場合とで、検出レベルに差を付け、
いわゆるヒステリシスを与える。例えば、受光素子4の
出力が「H」から「L」に変化する場合の検出レベル
は、上記受光素子4の出力電圧レベル×0.4受光素子
4の出力が「L」から「H」に変化する場合の検出レベ
ルは、上記受光素子4の出力電圧レベル×0.5とす
る。
【0016】このようにして計算した検出レベルはそれ
ぞれメモリ12に格納する。これによって調整ないしは
設定が行われる。実際の使用に当たっては、発光素子2
に飽和レベルの電圧が印加され、格納された上記検出レ
ベルを用いて被検出体の有無を検出する。
【0017】図2は、上記被検出体検出装置による通常
の使用時における検出動作を示すもので、ここでは被検
出体がカードである場合について示している。カードの
有無判定動作に入ると、前記A/Dコンバータ8に入力
される受光素子4の出力レベルが、メモリ12に格納さ
れた上記データすなわち検出レベルより大きいかどうか
を判断する。検出レベルより大きければカードが無いと
判断し、検出レベルより小さければカードが有ると判断
する。以上の動作を繰り返す。
【0018】前述のように、被検出体であるカードが無
い状態から有りに変化する場合と、カード有りからカー
ド無しに変化する場合とでは、検出レベルに差を付け、
チャタリングによる不安定さを解消している。しかしな
がら、本発明では、被検出体が有るか無いかを検出する
ものであり、有るか無いかは比較的明確に区別すること
ができるから、必ずしも、上記のように有りから無しに
変化する場合と無しから有りに変化する場合とで検出レ
ベルに差を設ける必要はなく、同じ検出レベルとしても
差し支えない。
【0019】以上説明した本発明の実施の形態によれ
ば、発光素子2が通常の使用時より所定割合減光された
減光モードで発光させられ、かつ、被検出体により光が
遮られていない条件下での受光素子4の出力レベルに基
づいて検出レベルが設定され、この検出レベルはメモリ
12に格納され、この格納された検出レベルを用いて被
検出体の有無を検出するようになっているため、従来の
ように、可変抵抗を用いて検出レベルを設定する必要が
無く、可変抵抗が不要になることによって、部品の削減
を図ることができ、コストの削減と、信頼性の向上を図
ることができる。また、検出レベルの設定が容易であ
り、調整工程を省略してコストの削減を図ることができ
る。
【0020】前記実施の形態では、メモリに格納する検
出レベルは、減光モードでの受光素子4の出力レベルに
基づき、これを演算して設定していたが、減光モードで
の受光素子4の出力レベルそのものを検出レベルとし
て、これをメモリに格納し、この検出レベルを用いて被
検出体の有無を検出するようにしても差し支えない。ま
た、検出レベルの計算は、減光モードでの受光素子4か
らA/Dコンバータ8への入力に基づき、CPU6内で
自動的に演算してメモリ12に格納してもよいし、手動
的に演算してこれをメモリ12に格納してもよい。検出
レベルを格納するメモリは、RAMに限らず、ROM、
EEPROM、その他各種メモリの中から、適宜のメモ
リを選択して使用しても差し支えない。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、発光素子が通常の使用
時より所定割合減光された減光モードで発光させられ、
かつ、被検出体により光が遮られていない条件下での受
光素子の出力レベルに基づいて検出レベルが設定され、
この検出レベルはメモリに格納され、この格納された検
出レベルを用いて被検出体の有無を検出するようになっ
ているため、従来のように、可変抵抗を用いて検出レベ
ルを設定する必要が無く、可変抵抗が不要になることに
よって、部品の削減を図ることができ、コストの削減
と、信頼性の向上を図ることができる。また、検出レベ
ルの設定が容易であり、調整工程を省略してコストの削
減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる光センサによる被検出体検出装
置およびその方法の実施の形態を示す回路図である。
【図2】同上実施の形態による検出動作を示すフローチ
ャートである。
【符号の説明】
2 発光素子 4 受光素子 6 CPU 12 メモリ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光素子と、この発光素子からの光を受
    光する受光素子とを有し、被検出体が上記発光素子から
    の光を遮ることにより上記受光素子の出力レベルが変化
    し、この出力レベルと予め設定した検出レベルとを比較
    することにより上記被検出体の有無を検出するようにし
    た光センサによる被検出体検出装置において、 上記発光素子が通常の使用時より所定割合減光された減
    光モードで発光させられ、かつ、上記被検出体により光
    が遮られていない条件下での上記受光素子の出力レベル
    に基づいて上記検出レベルが設定され、この検出レベル
    はメモリに格納されており、この格納された検出レベル
    を用いて上記被検出体の有無を検出することを特徴とす
    る光センサによる被検出体検出装置。
  2. 【請求項2】 被検出体はカードであり、このカードが
    発光素子と受光素子との間を通過する請求項1記載の光
    センサによる被検出体検出装置。
  3. 【請求項3】 発光素子の発光モードは、減光モードと
    通常の使用時の通常モードとに切り換え可能になってい
    て、上記減光モードでは、発光素子に流す電流値を必要
    な特性値に基づいて減ずるものである請求項1記載の光
    センサによる被検出体検出装置。
  4. 【請求項4】 発光素子と、この発光素子からの光を受
    光する受光素子とを用い、被検出体が上記発光素子から
    の光を遮ることにより上記受光素子の出力レベルが変化
    し、この出力レベルと予め設定した検出レベルとを比較
    することにより上記被検出体の有無を検出するようにし
    た光センサによる被検出体検出方法であって、 上記発光素子を、通常の使用時より所定割合減光した減
    光モードで発光させるとともに上記被検出体により光が
    遮られていない状態での上記受光素子の出力レベルに基
    づき上記検出レベルを設定してこの検出レベルをメモリ
    に格納し、この格納した検出レベルを用いて上記被検出
    体の有無を検出することを特徴とする光センサによる被
    検出体検出方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101167062B1 (ko) 2009-07-11 2012-07-27 애니와이어 가부시키가이샤 광전 센서 시스템
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