JP2003098007A - センサ駆動回路およびセンサ駆動方法 - Google Patents

センサ駆動回路およびセンサ駆動方法

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JP2003098007A
JP2003098007A JP2001287736A JP2001287736A JP2003098007A JP 2003098007 A JP2003098007 A JP 2003098007A JP 2001287736 A JP2001287736 A JP 2001287736A JP 2001287736 A JP2001287736 A JP 2001287736A JP 2003098007 A JP2003098007 A JP 2003098007A
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light emission
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Kazuhisa Yoshida
和久 吉田
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 センサ間での光の干渉問題を生じることな
く、レベル的に一定の条件を満足する安定したセンサ出
力信号を高速に伝送することのできるセンサ駆動回路を
提供する。 【解決手段】 64個の光学センサを16個ずつ4つの
グループに分割しておき、各グループ毎に一つずつの発
光ダイオードを発光ダイオードの発光期間Toをグルー
プ数Nで割った時間Tsだけ発光開始点をずらして発光
させる。また、隣接するグループ内の発光ダイオードの
発光期間が重ならないように決められた一定の群の順番
で発光ダイオードを発光させる。また、スイッチング回
路によるスイッチングのオン期間は一つの発光ダイオー
ドの発光期間Toの最後のTs時間とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば紙葉類の
姿勢補正装置等において搬送されてきた紙葉類のシフト
量やスキュー量の検出等に利用されるセンサ駆動回路と
センサ駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば紙葉類の搬送システム等におい
ては、搬送路上での紙葉類のシフト量やスキュー量を、
一次元配列された複数の光学センサを用いて検出する機
構が用いられる。搬送システムでは、上記検出機構によ
り検出されたシフト量やスキュー量に基づいてこれらの
補正を機械的に行っている。
【0003】ここで、上記光学センサを用いた検出機構
について説明する。図9は発光側と受光側の各光学ユニ
ット112,113における光学センサのレイアウトを
示している。ここでは対応する発光ダイオード114と
フォトセンサ115との対を「光学センサ」と呼ぶ。発
光側の光学ユニット112には64個の発光ダイオード
114が互いに隣接し合って千鳥状に配置され、受光側
の光学ユニット113には64個のフォトセンサ115
が個々の発光ダイオード114に夫々対向するように配
置されている。
【0004】図10に、この検出機構における一部の発
光ダイオード114の発光タイミングとフォトセンサ1
15の出力をCPUに伝送するタイミングを示してい
る。このように発光側の光学ユニット112の計64個
の発光ダイオード(1−64)114は、例えば5μs
の周期で時分割で駆動される。一方、受光側の光学ユニ
ット113の出力信号は、フォトセンサ115の出力の
立ち上がりの遅れや増幅器での信号増幅の遅れを考慮し
て決められたタイミングでCPUへ伝送されるようにな
っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
光学センサの駆動方式では、発光ダイオード114の時
分割駆動の周期(5μs)に発光ダイオード114の数
(64個)を乗じた値分(320μs)の時間が信号伝
送に必要であり、信号伝送の向上を図ることは、発光ダ
イオード114の時分割駆動の周期を短縮しない限り、
現行の駆動方式では困難であった。
【0006】また、発光ダイオード114の時分割駆動
の周期を短くすると、フォトセンサ115の出力の立ち
上がりの遅れや増幅器での信号増幅の遅れにより、必要
十分なレベルのセンサ出力信号が得られなくなり、信頼
性の劣化を招くおそれがあった。
【0007】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、センサ間での光の干渉問題を生じること
なく、レベル的に一定の条件を満足する安定したセンサ
出力信号を高速に伝送することのできるセンサ駆動回路
とセンサ駆動方法の提供を目的とする。
【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、第1の発明のセンサ駆動回路は、発光ダイオード
とフォトセンサとの対からなる複数の光学センサと、前
記複数の光学センサを領域的に複数の群に分割し、これ
ら群毎に一つずつの前記発光ダイオードを、この発光ダ
イオードの所定の発光時間より短い一定時間ずつ発光開
始点をずらして前記所定の発光時間発光させる発光タイ
ミング生成手段と、前記各フォトセンサの出力を時分割
に切り替えて前記光学センサの出力信号を生成する切り
替え手段とを具備することを特徴とする。
【0009】この発明によれば、センサ間での光の干渉
問題を生じることなく、レベル的に一定の条件を満足す
る安定したセンサ出力信号の高速伝送が可能になる。
【0010】また、センサ出力信号の高速伝送を保証す
るために、第2の発明のセンサ駆動回路は、群毎に一つ
ずつの発光ダイオードを、この発光ダイオードの所定の
発光時間を群の数で割った時間だけ発光開始点をずらし
て所定の発光時間発光させるようにしたものである。
【0011】また、本発明は、隣接する群どうしで前記
光学センサの発光期間が重ならないように、決められた
一定の群の順番で前記光学センサを駆動することを特徴
とする。
【0012】この発明によれば、光の干渉問題をより確
実に解消できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明にかかるセン
サ駆動回路を採用した紙葉類の姿勢補正装置の構成を示
す平面図、図2はその側面図、図3は同じくその斜視図
である。
【0014】紙葉類Pを搬送する搬送路11上に第1の
補正機構32と第2の補正機構33からなる姿勢補正装
置が配置されている。これら2つの補正機構32,33
は搬送路11の搬送方向に一定の距離を置いて配置され
ている。
【0015】搬送路11は複数の搬送ベルト対49a,
49b,49cで構成される。紙葉類Pはこれら搬送ベ
ルト対49a,49b,49cの上下ベルト間に挟持さ
れた状態で一定の速度で搬送される。各々の搬送ベルト
対49a,49b,49cは互いに搬送路11の幅方向
において離間して配置され、上下ベルト間に挟持された
紙葉類Pの一部を露出させている。このベルト間での紙
葉類Pの露出面に、上記2つの補正機構32,33の補
正ローラ対37,38が干渉することによって紙葉類P
のシフトおよびスキューの補正が行われる。
【0016】第1の補正機構32は、図3に示すよう
に、補正ローラ37,38を軸止した上下2本のローラ
シャフト35,40と、これらのローラシャフト35,
40の両端を回転自在に支持するフレーム34と、この
フレーム34の角度を可変する機構(フレーム角度可変
機構と呼ぶ。)と、補正ローラ37,38を駆動する機
構(補正ローラ駆動機構と呼ぶ。)とで構成される。こ
こでフレーム34の角度とは、搬送路11の幅方向に対
するローラシャフト35,40の傾き角度を言う。
【0017】フレーム角度可変機構は、駆動モータ4
8、プーリ47、駆動ベルト46、プーリ45および駆
動シャフト44で構成される。ここで、駆動シャフト4
4には上記フレーム34が固定されていて、駆動モータ
48が駆動されると、プーリ45,47に掛け渡された
駆動ベルト46が駆動され、駆動シャフト44が回転す
ることによってフレーム34の傾き角度が変更される。
【0018】なお、フレーム72、ピン73、一対のア
イドルローラ71,71は、駆動ベルト46のテンショ
ンを調整する機構であり、フレーム72が駆動モータ4
8のプーリ47と駆動シャフト44のプーリ45(プー
リ47より大径)との間を移動して駆動ベルト46のプ
ーリ間掛け渡し形態に変形を付与することによってテン
ション調整を行うようになっている。
【0019】したがって、駆動モータ54が駆動される
と、プーリ83,84の間に掛け渡された駆動ベルト8
2が駆動され、駆動シャフト85およびかさ歯車86が
回転することによって、フレーム72の下側のローラシ
ャフト35に軸止された2個の補正ローラ37が駆動さ
れる。また、これらの補正ローラ37には、フレーム7
2の上側のローラシャフト40に軸止された2個の補正
ローラ38が各々圧接しており補正ローラ37とともに
回転するようになっている。
【0020】また、上側シャフト40の両端は、フレー
ム72の両側壁に設けられたフリー孔41に挿入されて
おり、バネ42によって下向きの弾性力が付与されてい
る。以上、第1の補正機構32について説明したが、第
2の補正機構33の構成も同様である。
【0021】また、搬送路11上の第1の補正機構32
の直前には、紙葉類Pのシフト量とスキュー量を検出す
るための検出機構21が配置されている。紙葉類Pのシ
フト量とは、搬送路11のセンターCLと紙葉類Pのセ
ンターCLpとの搬送路幅方向のずれ量であり、スキュ
ー量とは、搬送路11の搬送方向と紙葉類Pのセンター
ラインCLpとがなす角度である。この検出機構21の
詳細は後で説明する。
【0022】次に、姿勢補正装置の動作を説明する。検
出機構21によって紙葉類Pのシフト量とスキュー量が
検出され、この検出結果に対応して姿勢補正装置は、次
のようにして紙葉類Pのシフトおよびスキューの補正を
行う。
【0023】検出機構21により検出されたスキュー量
をθ2、シフト量をΔSとする。図示しない演算回路に
て、検出機構21によって検出されたスキュー量θ2と
シフト量ΔSとに基づいて、第1の補正機構32におけ
るフレーム角度可変機構および補正ローラ駆動機構の夫
々の制御量を求める。そして、この求められた制御量に
応じたモータ駆動信号を第1の補正機構32のフレーム
角度可変機構の駆動モータ48に供給する。これによっ
てフレーム34(シャフト35,40)の傾き角をθ2
とする。
【0024】第1の補正機構32の補正ローラ対37,
38の間に紙葉類Pが入り込んだところで(の状
態)、補正ローラ駆動機構の駆動モータ54に上記演算
で求めた制御量に応じた時間だけモータ駆動信号を供給
することで、紙葉類Pを角度θ2で斜め搬送する。この
結果、紙葉類Pはの位置状態になる。即ち、紙葉類P
に対してシフト補正が行われる。
【0025】その後、紙葉類Pは搬送路11上を搬送方
向に搬送される。そして紙葉類Pが第2の補正機構33
の補正ローラ対37,38の間に入り込んだところで
(の状態)、第2の補正機構33のフレーム34(シ
ャフト35,40)を角度θ2だけ傾ける。これによっ
て紙葉類Pはの位置状態になる。即ち、紙葉類Pに対
してスキュー補正が行われる。
【0026】以上により、紙葉類Pのシフト補正とスキ
ュー補正が完了する。
【0027】(検出機構21について)次に、この姿勢
補正装置に用いられた検出機構21について説明する。
【0028】搬送路11のセンター部を除く両サイド部
を紙葉類Pの検出有効範囲とする。搬送路11のこれら
左右の検出有効範囲に、発光側の光学ユニット12と受
光側の光学ユニット13との対からなる光学センサユニ
ットを2セット配置して検出機構21を構成した場合に
ついて説明する。
【0029】図4は、発光側と受光側の各光学ユニット
12,13における光学センサのレイアウトを示してい
る。発光側の光学ユニット12には、例えば計64個の
発光ダイオード14が互いに隣接し合って千鳥状に配置
され、受光側の光学ユニットには64個のフォトセンサ
15が発光側の光学ユニット12がもつ個々の発光ダイ
オード14に夫々対向するように配置されている。上記
検出機構21は、このような光学ユニット12,13が
搬送路11のセンター部を除く両サイド部に1セットず
つ配設されている。
【0030】一対一に対応する発光ダイオード14とフ
ォトセンサ15との対をここでは「光学センサ」と呼ぶ
ことにする。この実施形態では、64個(M)の光学セ
ンサを16個ずつ4つ(N)のグループに分割し、各々
のグループをAグルーブ、Bグルーブ、Cグルーブ、D
グルーブとする。
【0031】図5に、これらの光センサを駆動する回路
の構成の例を示す。同図に示すように、このセンサ駆動
回路は、64個の発光ダイオード14の発光タイミング
を生成する発光タイミング生成回路23と、64個のフ
ォトセンサ15の出力を増幅しかつ電流−電圧変換して
得た各信号を時分割でスイッチングしてCPUへ出力す
るスイッチング回路25とを備える。
【0032】ここで、各グループ、例えばAグループ
は、図6に示すように、各発光ダイオード(A1−A1
6)が5μsずつ順次時間をずらして時分割駆動される
ようになっている。また、各グループ間では、図7に示
すように、各発光ダイオードの発光時間Toをグループ
数Nで除算した時間Tsすなわち1.25μsずつずら
して順次駆動されるようになっている。なお、図7に
は、各グルーブの5つの光学センサ(A1,B1,C
1,D1,A2)の発光ダイオード14の発光タイミン
グと、これらの発光ダイオード14に対応する各フォト
センサ15の出力を時分割にCPUへ伝送するスイッチ
ングのタイミングが示されている。
【0033】さらに詳細に説明すると、各発光ダイオー
ド14は以下の規則に従って発光される。 各グループ毎に一つずつの発光ダイオード14を、
発光ダイオード14の発光時間Toをグループ数Nで割
った時間Tsだけ発光開始点をずらして発光時間Toだ
け発光させる。 隣接するグループ間の発光ダイオード14の発光期
間が重ならないように決められた一定の群の順番で発光
ダイオード14を発光させる。この例ではA→C→B→
Dである。 個々のグループ内での各発光ダイオード14の発光
順はグループ間で同一とする。
【0034】また、スイッチング回路25によるスイッ
チングのオン期間は、一つの発光ダイオード14の発光
期間Toの最後のTs時間とする。
【0035】このような規則に従って64個の発光ダイ
オード14を所定の時間Tsずつ連続的に発光させ、各
フォトセンサ15の出力を時分割にCPUへ伝送するこ
とによって、64個の光センサの出力信号を高速に伝送
することができる。
【0036】具体的には、一つの発光ダイオード14の
発光期間Toを5μsとすると、従来方式では伝送時間
が5(μs)*64=320(μs)だけ要していたと
ころを、この実施形態のセンサ駆動方式によれば、1.
25(μs)*64=80(μs)にまで短縮できる。
【0037】また、このセンサ駆動方式では、各発光ダ
イオード14の発光タイミングのずれを、一つの発光ダ
イオード14の発光期間Toをグループ数Nで割った時
間Tsとしている。すなわち、同時にグループ数Nの発
光ダイオード14が発光していることになる。そこでセ
ンサ光の干渉問題が考えられるが、同時に発光させる発
光ダイオード14はグループ毎に一つだけであるため、
近接する発光ダイオード14どうしが同時発光すること
がないので光の干渉問題は生じない。
【0038】また、隣接するグループ内の発光ダイオー
ド14の発光期間が重ならないように決められた一定の
群の順番で発光ダイオード14を発光させることによっ
て、光の干渉問題をより確実に解消できる。また、同時
にON/OFFする発光ダイオードの数は常に1つのみ
であるので、電源部での電流の変化量が少なく、ノイズ
も少なくできる。
【0039】さらに、このセンサ駆動方式では、信号伝
送時間を短縮しながらも、個々の発光ダイオード14の
発光期間Toを十分長く確保することができる。したが
って、フォトセンサ15の出力の立ち上がりの遅れや増
幅器での信号増幅の遅れを見込んでも、CPUへは必要
十分なレベルの信号が入力されることが保証される。
【0040】以上により、高速で信頼性の高いセンサ駆
動回路を提供することが可能となる。
【0041】なお、本発明のセンサ駆動回路は、上述の
実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨
を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは
勿論である。
【0042】例えば、上記の実施形態では、グループ毎
に一つずつの発光ダイオード14を、発光ダイオード1
4の発光期間Toをグループ数Nで割った時間Tsだけ
発光開始点をずらして発光時間(To)発光させるよう
にしたが、この発光開始点のずれ時間は発光ダイオード
14の発光期間Toより短い一定時間であればよく、こ
れによってセンサ間での光の干渉問題を生じることな
く、センサ出力信号の伝送時間を従来のものに比べて短
縮することが可能である。例えば、図8に、グループ毎
に一つずつの発光ダイオード14を、発光ダイオードの
発光期間ToをN/2の値で割った時間2Tsだけずら
して発光させる場合のタイミングチャートを示す。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
センサ間での光の干渉問題を生じることなく、レベル的
に一定の条件を満足する安定したセンサ出力信号を高速
に伝送することができる。また、隣接する群内の発光ダ
イオードの発光期間が重ならないように、決められた一
定の群の順番で発光ダイオードを発光させれば、光の干
渉問題をより確実に解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるセンサ駆動回路を採用した紙葉
類の姿勢補正装置の構成を示す平面図である。
【図2】図1の姿勢補正装置の側面図である。
【図3】図1の姿勢補正装置の内部斜視図である。
【図4】図1の姿勢補正装置の検出機構に採用された光
学センサユニットにおける光学センサのレイアウトを示
す平面図である。
【図5】図4の光学センサユニットにおける光センサ駆
動回路の構成の例を示す回路ブロック図である。
【図6】図4の光学センサユニットにおけるAグループ
の光学センサの駆動タイミングを示すタイミングチャー
トである。
【図7】図4の光学センサユニットにおける各光学セン
サの駆動タイミングとセンサ出力をCPUに伝送するス
イッチングタイミングを示すタイミングチャートであ
る。
【図8】本発明にかかる他の実施形態の各光学センサの
駆動タイミングとセンサ出力をCPUに伝送するスイッ
チングタイミングを示すタイミングチャートである。
【図9】従来の発光側と受光側の各光学ユニットにおけ
る光学センサのレイアウトを示す平面図である。
【図10】この図9の光学センサユニットにおける各光
学センサの駆動タイミングとセンサ出力をCPUに伝送
するスイッチングタイミングを示すタイミングチャート
である。
【符号の説明】
11……搬送路、12……発光側の光学ユニット、13
……受光側の光学ユニット、14……発光ダイオード、
15……フォトセンサ、21……検出機構、23……発
光タイミング生成回路、25……スイッチング回路、P
……紙葉類、ΔS……シフト量、θ2……スキュー量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G065 AA08 AB28 BA02 BB48 BC21 BC27 BC35 CA01 3F048 AA00 AB01 BA20 BA22 BB02 BB10 CC03 DA06 DB04 DB06 DC15 EB24 5F089 BA02 BB04 BC07 BC29 CA12 CA21 FA06 FA10

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光ダイオードとフォトセンサとの対か
    らなる複数の光学センサと、 前記複数の光学センサを領域的に複数の群に分割し、こ
    れら群毎に一つずつの前記発光ダイオードを、この発光
    ダイオードの所定の発光時間より短い一定時間ずつ発光
    開始点をずらして前記所定の発光時間発光させる発光タ
    イミング生成手段と、 前記各フォトセンサの出力を時分割に切り替えて前記光
    学センサの出力信号を生成する切り替え手段とを具備す
    ることを特徴とするセンサ駆動回路。
  2. 【請求項2】 発光ダイオードとフォトセンサとの対か
    らなる複数の光学センサと、 前記複数の光学センサを領域的に複数の群に分割し、こ
    れら群毎に一つずつの前記発光ダイオードを、この発光
    ダイオードの所定の発光時間を前記群の数で割った時間
    だけ発光開始点をずらして前記所定の発光時間発光させ
    る発光タイミング生成手段と、 前記各フォトセンサの出力を時分割に切り替えて前記光
    学センサの出力信号を生成する切り替え手段とを具備す
    ることを特徴とするセンサ駆動回路。
  3. 【請求項3】 M個の光学センサと、 前記M個の光学センサをN個の群に分割し、この分割さ
    れた各々の群では前記M個の光学センサを時間Toの発
    光時間で順次時分割駆動し、前記群間ではTo/N時間
    分ずらして前記光学センサを順次駆動するように制御す
    る手段とを具備することを特徴とするセンサ駆動回路。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3記載のいずれかのセン
    サ駆動回路において、 隣接する群どうしで前記光学センサの発光期間が重なら
    ないように、決められた一定の群の順番で前記光学セン
    サを駆動することを特徴とするセンサ駆動回路。
  5. 【請求項5】 発光ダイオードとフォトセンサとの対か
    らなる複数の光学センサを領域的に複数の群に分割して
    おき、この群毎に一つずつの前記発光ダイオードを、こ
    の発光ダイオードの所定の発光時間より短い一定時間ず
    つ発光開始点をずらして前記所定の発光時間発光させ、
    前記各フォトセンサの出力を時分割に切り替えて前記光
    学センサの出力信号を生成することを特徴とするセンサ
    駆動方法。
  6. 【請求項6】 発光ダイオードとフォトセンサとの対か
    らなる複数の光学センサとを領域的に複数の群に分割し
    ておき、この群毎に一つずつの前記発光ダイオードをこ
    の発光ダイオードの所定の発光時間を前記群の数で割っ
    た時間だけ発光開始点をずらして前記所定の発光時間発
    光させ、前記各フォトセンサの出力を時分割に切り替え
    て前記光学センサの出力信号を生成することを特徴とす
    るセンサ駆動方法。
  7. 【請求項7】 M個の光学センサをN個の群に分割し、
    この分割された各々の群では前記M個の光学センサを時
    間Toの発光時間で順次時分割駆動し、前記群間ではT
    o/N時間分ずらして前記光学センサを順次駆動するこ
    とを特徴とするセンサ駆動方法。
  8. 【請求項8】 請求項5ないし7記載のいずれかのセン
    サ駆動方法において、 隣接する群どうしで前記光学センサの発光期間が重なら
    ないように、決められた一定の群の順番で前記光学セン
    サを駆動することを特徴とするセンサ駆動方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021081327A (ja) * 2019-11-20 2021-05-27 エムケー精工株式会社 車両処理装置

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JP2021081327A (ja) * 2019-11-20 2021-05-27 エムケー精工株式会社 車両処理装置
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