JP2001175915A - 自動調整機能を有する光学式紙葉類検査装置 - Google Patents

自動調整機能を有する光学式紙葉類検査装置

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JP2001175915A
JP2001175915A JP2000302123A JP2000302123A JP2001175915A JP 2001175915 A JP2001175915 A JP 2001175915A JP 2000302123 A JP2000302123 A JP 2000302123A JP 2000302123 A JP2000302123 A JP 2000302123A JP 2001175915 A JP2001175915 A JP 2001175915A
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Eiji Itako
来 英 治 潮
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Nippon Conlux Co Ltd
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Nippon Conlux Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 紙葉類の光学的特徴を検出するために紙葉類
の透過光または反射光を計量的に検出するにつき、安定
的に最適精度の検出を行い得る光学式紙葉類検査装置を
提供する。 【解決手段】 発光素子Lと受光素子Pとで構成される
複数の光学センサと、制御信号に応じて前記前記発光素
子に電流を供給する駆動手段Trと、前記紙葉類が所定
位置にない状態で、前記発光素子に予め定められた値の
最大電流を供給し、その後供給電流を減少させるように
前記制御信号を前記駆動手段に供給し、前記受光素子の
出力電圧が前記最大電流の通電時の値に比して所定値だ
け変化したときの供給電流を最適値として前記複数の光
学センサの各々について前記最適値を求めて記憶し、前
記紙葉類が前記所定位置にあるとき、記憶された前記最
適値の各々に基づく前記制御信号を前記駆動手段に供給
し、前記光学センサからの検出データを出力する制御手
段とを具備した光学式紙葉類検査装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、紙幣などの紙葉類
を光学的に検査する装置に係り、とくに複数の光センサ
を用いてその透過光または反射光を検出して検出出力に
基づき検査を行う装置に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】例え
ば紙幣を始めとする紙葉類を光学的に検査する場合、紙
面に印刷された模様などが正しいか否かを検査する。こ
の場合、紙葉類の検査は複数の素子を用いて行うことが
多いが、それら素子の出力が一定化されていることが必
要である。
【0003】このため、従来の一つの手法は、光センサ
の素子ひとつずつの検出回路にボリュームを設けてお
き、このボリュームを調整することによって全素子の検
出レベルを合わせるものである。
【0004】しかし、素子数が多くなると、調整作業が
非常に煩雑である。
【0005】また、従来のもう一つの手法として、例え
ば特公昭61−48194号公報では、媒体の有無判別
を行うための、光センサの感度レベルの初期設定方式が
示されている。
【0006】しかし、この光センサは、媒体の有無検出
を行うものであって、紙葉類に適用してもその有無検出
のための2値化信号を形成するに過ぎず、計量信号を形
成することはできないものである。
【0007】本発明は上述の点を考慮してなされたもの
で、紙葉類の光学的特徴を検出するために紙葉類の透過
光または反射光を計量的に検出するにつき、安定的に最
適精度の検出を行い得る光学式紙葉類検査装置を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明では、紙葉類の模様を光学的に検出して得た検出信
号を出力するための、発光素子と受光素子とで構成され
る複数の光学センサと、制御信号に応じて前記複数の光
学センサにおける前記発光素子に電流を供給する駆動手
段と、前記紙葉類が所定位置にない状態で、前記発光素
子に予め定められた値の最大電流を供給し、その後供給
電流を減少させるように前記制御信号を前記駆動手段に
供給し、前記受光素子の出力電圧が前記最大電流の通電
時の値に比して所定値だけ変化したときの供給電流を最
適値として前記複数の光学センサの各々について前記最
適値を求めて記憶し、前記紙葉類が前記所定位置にある
とき、記憶された前記最適値の各々に基づく前記制御信
号を前記駆動手段に供給し、前記光学センサからの前記
検出信号を選択的に取り込んで前記紙葉類の模様の検出
データを出力する制御手段とを具備した光学式紙葉類検
査装置、を提供するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の適用対象である
光透過式紙葉類検査装置の回路構成を示す説明図であ
る。この図1に示すように、想像線で示す紙葉類Xを光
透過方式で検出するために、紙葉類Xの通過経路もしく
はセット場所に発光ダイオードL1−L3および受光ダ
イオードP1−P3が設けられている。
【0010】発光ダイオードL1−L3は、たとえば紙
幣検査装置の場合、紙幣受け入れ口近くの搬送経路にお
ける搬送ベルト間を跨ぐ方向に一列に並べて配置されて
いる。これにより、紙幣の幅方向における3点の透過光
を検出することができる。そして、発光ダイオードL1
−L3は、単一の駆動素子であるトランジスタTrによ
り電流が供給される。
【0011】このために、発光ダイオードL1−L3は
互いに直列接続され、その一端が抵抗R1を介して電源
V+に、他端がトランジスタTrのコレクタ−エミッタ
および抵抗R2を介してアースに接続されている。そし
て、抵抗R3によりアースに接続されたトランジスタT
rのベースが、ワンチップマイクロコンピュータとして
構成された検出回路DCのD/A変換部に接続されてお
り、ベース電流が供給されることによりトランジスタT
rの通電制御を行う。
【0012】発光ダイオードL1−L3に対向する位置
には、受光ダイオードP1−P3が各発光ダイオードL
1−L3とそれぞれ対をなすように設けられており、紙
幣Xの透過光を検出した電流出力をアンプAMPを介し
て検出回路DCのA/D変換部に与える。検出回路DC
は、光センサP1−P3からの検出信号を処理するとと
もに、この検出信号に基づきトランジスタTrを駆動し
て発光ダイオードL1−L3の通電制御を行う。そして
検出回路DCには、紙葉類挿入検出スイッチが接続され
ており、紙葉類が挿入される度にリセットされて新たな
紙葉類の検出動作を行う。
【0013】図2は、本発明における光センサ、つまり
発光素子と受光素子との対によるセンサの待機時調整の
ために、検出回路DCが行う通電方式を示すタイミング
チャートである。本発明では、発光ダイオードに最初に
最大電流を流し、このときの各受光ダイオードの検出電
流に基づき形成された出力電圧の最大値、つまり最大出
力電圧を測定しておき、次いで段階的に電流値を減じて
いき、各受光ダイオードの出力電圧が最大出力電圧より
も所定値以上低下したときを最適調整状態とする。その
ために、最適調整状態となったときの発光ダイオードの
通電電流を検出、記憶しておく。これが、各光センサ毎
の最適調整値であり、この調整動作を100mS毎に行
う。
【0014】すなわち、検出回路DCは、100mSの
インターバルにおける始点t0では、発光ダイオードL1
−L3に最大電流を流す。この最大電流は、受光ダイオ
ードP1−P3が最大値を検出するよりも少し大きな値
とする。したがって、時点t1で発光ダイオードL1−L
3の各発光を検出した受光ダイオードP1−P3は、必
ず最大値を出力する。これら最大値をアンプAMPを介
して得た検出回路DCは、各別に記憶しておく。
【0015】次いで、時点t2になると、検出回路DC
は、発光ダイオードL1−L3への通電電流を1段階減
少させる。この1段階は、発光ダイオードの最大電流を
30mAとして、その1/256とする。そして、時点
t3になると、もう1段階低下させる。
【0016】このように、発光ダイオードL1−L3へ
の通電電流を減少させていきながら、受光ダイオードP
1−P3の検出出力を測定する。光センサP1−P3
は、それぞれ特性が異なるのが通例である。したがっ
て、発光ダイオードL1−L3への通電開始当初は、各
受光ダイオードP1−P3はともに最大値を出力する
が、ある段階で出力が低下し始める。受光ダイオードP
1は時点t4-t5間で、受光ダイオードP2は時点t3-t4間
で、そして受光ダイオードP3は時点t5-t6間で低下し
始め、以後1段階づつ低下していく。各受光ダイオード
P1−P3の出力が所定値低下したとき、つまり出力が
電圧差分Vdだけ低下したときが、対応する発光ダイオ
ードが最適発光をしているときであり、そのときの発光
ダイオードL1−L3の通電電流が最適電流値である。
【0017】出力低下開始時点が光センサ毎に相違する
から、最適電流値に到達する時点が受光ダイオードP1
−P3の各々で相違し、受光ダイオードP1は時点t8-t
9間で、受光ダイオードP2は時点t7-t8間で、そして受
光ダイオードP3は時点t9経過後に最適電流値となる。
検出回路DCは、これら最適電流値を各別に記憶してお
く。全ての光センサについての最適電流値が検出された
ら、検出回路DCは発光ダイオードL1−L3への通電
を停止し、次の100mSで新たな待機調整を開始す
る。
【0018】この結果、検出回路DCは、常に受光ダイ
オードP1−P3の検出特性に適合するように発光ダイ
オードL1−L3への通電電流を把握しており、適正な
通電を行う。
【0019】図3は、本発明に係る紙葉類検査装置の動
作を示すメインフローチャートである。ここでは、紙幣
検査の場合を例示する。まず、電源投入によりステップ
S101での初期化が行われる。初期化とは、各種フラ
グ類およびCPUポート類を初期化すること、D/Aコ
ンバータの各センサ対応値として最大値を格納するこ
と、を含む。
【0020】初期化が終了すると、ステップS102に
より図2を用いて説明した待機調整動作が行われる(こ
の詳細動作フローは、図4を用いて後述する。)。この
待機調整動作を終了すると、ステップS103により検
出回路DCの動作が正常であることが確認され、異常が
あればステップS102に戻って再び待機調整が行わ
れ、正常であれば次のステップS104に移行する。
【0021】検査装置の入り口に紙幣が挿入されると、
それまでの待機状態から動作状態に移行する(S10
4)。そして、ステップS105により搬送用モータを
正転させて、紙幣を装置内部へと送り込む。紙幣送りが
始まると、ステップS106により検査装置が「状態=
1」に切り替わり、ステップS107によりA/D変換
器の0チャンネルのデータが、仮の計測値として取り込
まれる。
【0022】次いでステップS108に移行し、透過光
量計測値Aが紙幣検出によりある程度低下したか、つま
り「計測値A<Vw(0)×0.9であるか」が判定さ
れる。Vwは待機時に紙幣が存在しないときの計測値で
あり、この待機時計測値Aの90%値よりも計測値が小
さくなったことで紙幣の挿入が判定される。それまで
は、ステップS106への戻りを繰り返し行う。
【0023】紙幣の挿入が判定されると、ステップS1
09により「状態=2」、つまり紙幣送りモータの回転
に連動して発生する、割り込みパルスにしたがった信号
処理が行われる状態となる(この信号処理は、図5を用
いて後述する。)。このときADR=0として、紙幣の
測定位置を基準位置「0」に設定する。
【0024】この処理に要する時間にマージンを付加し
て2秒とみて、ステップS110によりタイマ計時によ
り2秒を設定し、この2秒以内に紙幣の検査を終了すれ
ば次の処理動作に移行し、一方処理が終了しなければエ
ラー判定を行い処理を中止することとする。
【0025】このためにステップS111では、2秒経
過したか否かが判断され、経過するまでステップS11
2により紙幣の特徴検出のためのデータ処理が行われ
る。特徴検出が終了したら、ステップS114により状
態=0の設定が行われる。そして検査装置は、紙幣の真
偽検査を終了して搬送用モータを停止し、ステップS1
15に移行して必要な紙幣の搬送処理およびデータの後
処理などを行い、ステップS102の待機状態となる。
【0026】他方、ステップS111でタイマの経過時
間が2秒を過ぎると、紙幣が詰まったものとみてステッ
プS113によるエラー処理を行い、ステップS114
で状態=0の設定およびモータオフを行い、ステップS
115により札詰まりの返却処理を行った後、待機状態
となる。
【0027】図4は、図3でステップS102に示した
待機状態における動作内容を示すフローチャートであ
る。このフローチャートでは、図1に装置構成が示さ
れ、また図2に動作内容が示された検査装置の、光セン
サの出力調整を行う動作が示されている。
【0028】まずステップS201では、装置各部の初
期設定を行う。その内容は、ERROR=0つまり戻りエラ
ー情報をクリアすること、N=センサ数つまり光センサ
の数を設定すること、CNT=0つまり調整済みセンサ
の数を計数するカウンタをゼロ設定すること、FSEN
(i)=0つまり全ての光センサの調整完了フラグをゼ
ロ設定すること、そしてVSEN=MAXVつまり検出回
路DC(図1)におけるD/A変換器の出力を最大値、
たとえば8ビットであれば「255」に設定すること、
が含まれる。
【0029】次いでステップS202に移行し、Vout
=VSENつまりD/A変換器から最大値を出力させる。
そして、ステップS203により指定時間の待ちを設け
る。これは、D/A変換器の出力から発光ダイオードに
よる発光、そして受光ダイオードの受光、さらに受光ダ
イオードの受光値の安定的飽和までの約20μ秒を待機
時間とするという意味である。
【0030】この時間が経過したら、ステップS204
によりi=0つまり対象とする光センサは0番目のもの
であることが設定される。そして、ステップS205以
降による各光センサの調整動作に入っていく。ステップ
S205では、Vin=ADV(i)つまりi番目の光セ
ンサの出力電圧の読み込みを行う。i番目とは、ここで
は0番目であり、以後ステップS206ないしS216
により、0番目からN番目まで順繰りに読み込んでいく
ということである。
【0031】次いで、ステップS206により、FSEN
(i)=0つまり測定未了のセンサか否かの判定が行わ
れる。未了であれば、ステップS207により、測定電
圧Vinが所定値(例えば1.5V)以上の大きさか否
かが判定される。所定値とは測定精度が保証できる最低
電圧を指し、これ以上でなければ汚れ異常による調整不
能とみて、ステップS218に移行し測定を行わずに、
ステップS219により発光ダイオードの発光を停止さ
せるために出力Vout=0とする。
【0032】測定電圧Vinが1.5V以上であると
き、ステップS208に移行してD/A変換器の出力電
圧VSENが256段階の最大値であるか否かが判定さ
れ、最大値であればステップS211によりそのときの
受光レベルを記憶する。その上で、ステップS212に
おけるi=i+1によって次の1番目の光センサへと進
み、さらにステップS213によりN番目の光センサで
ないことを確認してステップS205に戻る。
【0033】そして、再びステップS205ないしS2
08の動作を繰り返したときのD/A変換器の測定電圧
VSENが最大値MAXVでないとき、ステップS209によ
り受光最大レベルSENMAXV(i)から測定電圧Vinを
差し引いた値が0.2Vより大きいと判定されれば、調
整点に達したと判定しステップS210に移行する。
【0034】ステップS210では、4つの事項につい
ての設定を行う。つまりSEN(i)=VSEN、i番目(こ
の場合1番目)の光センサについてのD/A変換器出力
電圧を最適電圧として記憶すること、センサ毎の待機電
圧Vwとして測定電圧を設定すること、調整対象となる
光センサを示すカウンタの計数値を「1」加算して(C
NT=CNT+1)、続いて調整する光センサの番号を
設定すること、そして調整完了したi番目(ここでは1
番目)のセンサのフラグを「1」とすること、である。
【0035】そして、前述したように、ステップS21
2によりi=i+1、つまり次の光センサを指定する。
これをN番目のセンサまでくり返し(S213)、N番
目になったらステップS214に移行する。このとき、
D/A変換器出力VSENを最大値から1段階下げた段階
についての各光センサの出力を調べ終わったことにな
る。そこで、もう1段階下げた段階についての各光セン
サの出力を調べることになる。
【0036】そして、ステップS215により1段階下
げてもD/A変換器出力電圧VSENが0でないことを確
認し、さらにステップS216によりカウンタの計数値
がNに達していないことを確認して、ステップS202
に戻って上記動作を繰り返す。この動作により、カウン
タの計数値がNに達し、全ての光センサを調整完了した
ときは、ステップS219に移行して発光ダイオードに
給電することなくメインフローに戻る。
【0037】なお、D/A変換器出力電圧VSENが0で
あったときも、ステップS217によりエラー処理をし
てメインフローに戻る。
【0038】図5は、図3におけるステップS109で
行われる、検査装置のモータパルスによる割り込み動作
を説明するフローチャートである。このフローチャート
に示すように、紙幣搬送用モータが回転すると、検査装
置は、このモータに連動するパルス発生器からのパルス
の立ち上がりで割り込み動作を行う。割り込みパルス
は、紙幣を0.2−0.5mm送る毎に発生する。
【0039】いま搬送用モータが回転すると、ステップ
S301により状態=2つまりモータパルスにより割り
込み動作を行う状態であるか否かが判定され、割り込み
動作を行う状態であることが確認されると、ステップS
302により識別すべき光センサの数をNとし、またセ
ンサ番号jをゼロとする。
【0040】そして、ステップS303以降の動作に移
る。ステップS303では、Vout=SEN(j)つま
り図4を用いて説明したように、待機時に記憶したセン
サ毎の最適発光電流に相当する出力電圧SEN(j)をD
/A変換器から出力させる。そして、ステップS304
により、受光ダイオードの受光レベルが安定するまでの
所定の指定時間の待ちを設ける。
【0041】この後、測定値Vinとして、A/D変換
器のj番目の光センサの測定値ADV(j)を代入す
る。次いでステップS306により、 VDATA(j,ADR)=Vin*100/Vw(j) なる演算を行い、測定値を透過率に変換する。そして、
変換後の透過率を各光センサ毎のアドレス位置に格納す
る。
【0042】これにより、例えば1番目の光センサの測
定値データが透過率データとして格納された訳であり、
続いて次の光センサからの測定値の取り込みに移る。つ
まりステップS307ではj=j+1とし、さらにステ
ップS308によってj=Nでなければ、次の2番目の
光センサについての測定値の格納を行う。
【0043】このようにして全ての光センサの透過率デ
ータが格納されると、ステップS309によりVout
=0として発光ダイオードへの通電を終了する。そし
て、ステップS310によりVDATA(0,ADR)<TLEV
EL、つまり紙幣の終端位置に達しておらず計測を継続す
るか否かの確認を行う。
【0044】達していなければ、ステップS311によ
りADR=ADR+1、つまり紙幣の次の位置を計測し計測デ
ータを格納する準備を行う。そして、ステップS312
によりADR<MAXADRであるか否か、つまり紙幣の最大長さ
に達したか否かを判定し、達していなければメインフロ
ーに戻る。
【0045】また達していれば、紙幣が長過ぎるとして
ステップS313に移行し、エラー認定をしてステップ
S314に移り、終了を示す状態=3を経てメインフロ
ーに戻る。ステップS310で紙幣の終端位置に達して
いると認められたときも、ステップS314に移行して
状態=3の処理をしてメインフローに戻る。
【0046】(変形例)上記実施例では、紙葉類として
紙幣を対象としたが、他の金券、クーポン券などの真偽
判別にも適用できる。
【0047】また、上記実施例では、光透過式の構成と
なっているが、光反射式に構成することもできる。
【0048】さらに、上記実施例では、発光素子を直列
接続しているが、並列接続して単一の駆動手段により駆
動することもできる。
【0049】
【発明の効果】本発明は上述のように、発光素子と受光
素子とからなる光センサを用いて紙葉類から取り出した
光学式検出データに基づき紙葉類に印刷された模様を識
別するにつき、紙葉類の非検査時には、発光素子の各々
に予め定められた最大電流を流し、次いで受光素子の出
力電流が所定値づつ減少するように電流値を段階的に減
少させつつ通電させ、受光素子の出力が前記最大電流通
電時の値から予め定められた値だけ減少したときの電流
値を最適値として記憶し、紙葉類の検査時には最適値を
供給電流とするようにしたため、光センサが常に最適状
態に保たれ、紙葉類の光学的特徴を検出するために紙葉
類の透過光を計量的に検出するにつき、安定的に検出を
行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の適用対象である光透過式紙葉
類検査装置の回路構成例を示す説明図。
【図2】図2は、本発明における光センサの待機時調整
のために検出回路DCが行う通電方式を示すタイミング
チャート。
【図3】図3は、本発明に係る紙葉類検査装置の動作を
示すメインフローチャート。
【図4】図4は、図3でステップS102に示した待機
状態における動作内容を示すフローチャート。
【図5】図5は、図3におけるステップS109で行わ
れる、検査装置のモータパルスによる割り込み動作を説
明するフローチャート。
【符号の説明】 L 発光ダイオード P 受光ダイオード AMP アンプ DC 検出回路 R 抵抗 Tr トランジスタ A/D アナログ・ディジタル変換器 D/A ディジタル・アナログ変換器 Vd 規定値

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】紙葉類の模様を光学的に検出して得た検出
    信号を出力するための、発光素子と受光素子とで構成さ
    れる複数の光学センサと、 制御信号に応じて前記複数の光学センサにおける前記発
    光素子に電流を供給する駆動手段と、 前記紙葉類が所定位置にない状態で、前記発光素子に予
    め定められた値の最大電流を供給し、その後供給電流を
    減少させるように前記制御信号を前記駆動手段に供給
    し、前記受光素子の出力電圧が前記最大電流の通電時の
    値に比して所定値だけ変化したときの供給電流を最適値
    として前記複数の光学センサの各々について前記最適値
    を求めて記憶し、前記紙葉類が前記所定位置にあると
    き、記憶された前記最適値の各々に基づく前記制御信号
    を前記駆動手段に供給し、前記光学センサからの前記検
    出信号を選択的に取り込んで前記紙葉類の模様の検出デ
    ータを出力する制御手段とを具備した光学式紙葉類検査
    装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の光学式紙葉類検査装置にお
    いて、 前記紙葉類が、前記所定位置にあるか否かを検出するた
    めの検出手段を具備した光学式紙葉類検査装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載の光学式紙葉類検査装置にお
    いて、 前記複数の光学センサにおける前記発光素子は、互いに
    直列または並列に接続され、かつ単一の前記駆動手段か
    ら電流を供給されるようにした光学式紙葉類検査装置。
  4. 【請求項4】請求項1記載の光学式紙葉類検査装置にお
    いて、 前記制御手段は、前記紙葉類が前記所定位置にない状態
    で、前記発光素子への供給電流を所定時間間隔で前記最
    大電流から段階的に減少させるようにした光学式紙葉類
    検査装置。
  5. 【請求項5】請求項4記載の光学式紙葉類検査装置にお
    いて、 前記制御手段は、前記発光素子への供給電流を所定時間
    間隔で前記最大電流から段階的に減少させる際、前記所
    定時間間隔中の予め定められた時点で前記受光素子の出
    力電圧を取り込むようにした光学式紙葉類検査装置。
  6. 【請求項6】請求項1記載の光学式紙葉類検査装置にお
    いて、 前記制御手段は、前記紙葉類が前記所定位置にない状態
    で、前記発光素子に前記最大電流を供給した後、供給電
    流を減少させて前記受光素子の出力電圧が前記最大電流
    を通電したときの値に比して前記所定値だけ変化したと
    きの供給電流を前記最適値とするように前記複数の光学
    センサの各々について前記最適値を求めて記憶する動作
    を、所定時間サイクルで繰り返すようにした光学式紙葉
    類検査装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005208907A (ja) * 2004-01-22 2005-08-04 Win Tec:Kk 紙幣識別装置
JP2006071786A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd 写真撮影用照明装置

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