JP3160094U - カード位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カード位置検出装置において、カードの位置を誤動作無く検出する。【解決手段】カード位置検出装置１０は、発光部３１と受光部３２を備えた反射型センサ３と、前記反射型センサ３の発光部３１から発光された光の反射光を受光部３２に指向させる反射体１を設けた羽根板２とから成る位置センサＳを有する。前記羽根板２は、その一部が搬送されるカードの移動経路内に移動自在に配置され、挿入されたカード６で押されたとき、前記反射体１が発光部３１からの光を常に前記受光部３２に指向させつつ移動する。【選択図】図１

Description

本考案は、カード位置検出装置に関し、挿入されたカードの位置検知を誤動作なく行えるカード位置検出装置に関する。

ＩＣカードリーダライタは現在ごく普通に用いられている。ＩＣカードリーダライタにおいては、カードがＩＣカードリーダライタの適正な位置に挿入されていることを検知することが重要である。そこで、従来からＩＣカードリーダにおいて、カードが適正な位置に挿入されていることを検知するための対策が講じられてきている。
一例として、カード位置検出装置内に配置された光の送信部と光の検知部を用いてカードの光ケーブルに光を導通させて、光ケーブルに光を送り受光部で受光したとき正常として、ＩＣカード上でデータのリード／ライトを行うＩＣカードリーダライタが知られている（特許文献１参照）。

ただ、この装置では予めカードに光ケーブルを設けておく必要があるため、汎用性が有るとは言えない。
これに対し、特許文献に記載されたものではないが、カードの搬送路の両側に発光部と受光部を配置し、発光部から発した光を受光部で受光したときに「カードあり」と判断し、受光しなかったときは「カード無し」と判断するカード検知装置も知られている。
このカード検知装置はカード側には何らの措置も必要でないため汎用性はある。しかし、このカード検知装置では、発光側の光を強くすると、薄いカードを透過して受光側で受光し、カードがあるにも拘わらず、カードなしと判断することがある。

即ち、普通に使用されているＬＥＤなどは経時とともに汚れ、劣化が進むと、発光量が減る。その対策として、なるべく大きな電流を発光部に流して発光量を増大させると、発出した光が薄いカードを透過して上記のような誤動作が生じる可能性もまた増大する。

例えば、現在ＩＣカードリーダライタで普通に用いられているＬＥＤの光センサでは、センサの受光した受光量による電流が１０μＡ未満のときには、「カードあり」、電流が１０μＡ以上のときに「カードなし」と判断している。
この場合、光によるカード透過率を１０％とし、仮に、発光部ＬＥＤに１００μＡ以上の電流を流すと、１０％のカード透過率によって、センサでの受光で誘起された電流が１０μＡを越えることがあり、その場合は、カードが挿入されているにも拘わらず、「カード無し」と判断される。逆に、発光部ＬＥＤの劣化後に、発光部の電流を大きくしないと、カード無しの状態でも受光できず、カードがあると判断される恐れがある。

このように、光のカード透過による誤検出とセンサの受光量不足による誤検出は互いに相反する関係にあるため、十分な発光量を確保しつつ透過による誤動作を防止するのは容易ではない。
また、カードの一定範囲における位置を検知するために、カード位置検出装置内に発光部と受光部などから成る複数のセンサを配置することは、コストアップや装置の大型化に繋がる問題もある。

特開平４−３２３０９７号公報

本考案は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、発光部の発光量を増大させても従来のように光がカードを透過する虞を無くすと共に、一つのセンサにより搬送されるカードの一定範囲の位置を検知できるようにすることである。

本考案のカード位置検出装置は、発光部と受光部を備えた反射型センサと、前記反射型センサの発光部から発光された光の反射光を受光部に指向させる反射体を設けた可動体とから成り、前記可動体は、その一部が搬送されるカードの移動経路内に移動自在に配置され、挿入されたカードで押されたとき、前記反射体が前記発光部からの光を前記受光部に常に指向させつつ移動することを特徴とする。

本考案によれば、発光部の発光量を増大させても従来のように光がカードを透過するおそれを無くすと共に、一つのセンサにより搬送されるカードの一定範囲の位置を正確に検知できる。

本実施形態のカード位置検出装置の要部を示す図である。 カードがカード位置検出装置に挿入される前の状態を示す図である。 カードがカード位置検出装置に挿入されたときの状態を示す図である。 カードがカード位置検出装置の最深部まで挿入されたときの状態を示す図である。 図５Ａはカードの電流比と反射面と反射型センサ間の距離との関係を表す特性曲線を示す図であり、図５Ｂは反射面と反射型センサ間の距離を説明する図である。

以下、本考案を実施するための形態について、添付した図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のカード位置検出装置１０の要部構成を示す図であり、図１Ａは、カード位置検出装置１０のカード進行方向側面図、図１Ｂは、図１Ａの左方から見たカード位置検出装置１０のカード進行方向正面図である。
本考案の実施形態に係るカード位置検出装置１０は、カード６の移動（搬送）経路に沿って配置された一つのカードセンサＳを有している。
このカードセンサＳは、図１に示すように、カード６の移動経路を挟んで配置された可動体である羽根板２と反射型センサ３とから成っている。

羽根板２は、例えば平板部材であって、一端に鏡面加工したアルミニウムなどからなる光を反射する反射面を備えた反射体１を有し、その他端は本カード位置検出装置１０の図示しないケーシング壁に支承された回転軸４に固定されており、その反射体１を含む自由端側の一部がカード６の移動経路内に配置されている。

羽根板２は、上記回転軸４の回りで揺動自在であり、その揺動の下限位置はケーシング壁に立設された位置決めピン５により規制される、つまり、羽根板２は自重で回転軸４の周りを時計方向に回転すると上記位置決めピン５に当接し、そこで下方への変位が規制され、その位置（下限位置）で移動経路に沿って搬送されてくるカードを待つ。つまり、この下限位置は羽根板２の待機位置である。

反射型センサ３は、発光して反射光を受光するセンサ、例えば、反射型ＩＲ(赤外線)センサであり、ＬＥＤなどの発光部３１と、ＡＤ変換回路を有する受光部３２とを備えている。反射型センサ３は、発光部３１で所定の電流で発光させた光が反射体１により反射され、反射光を受光部３２により受光し、受光部３２のＡＤ変換回路によって反射光を電流に変換する。カード位置検出装置１０は、反射型センサ３により、発光部３１と受光部３２における電流値を測定して、両電流の比率（電流比という）を算出する（これらの処理は図示しないマイクロコンピュータにより行う）。ここで、電流比は、受光部３１の電流量に対する受光部３２の電流量の比率であり、｛（受光部３２の電流量）／（発光部３１の電流量）×１００｝（％）の式により算出される。なお、カード位置検出装置１０は、この算出した電流比に基づき、後述のようにカード６の位置を検出する。

以上の構成において、羽根板２は上記下限位置である待機位置において挿入されたカード６が搬送されてくるのを待つ。続いて、カード６が移動経路に沿って搬送されてくると、カード６は羽根板２に衝接しこれを押し、羽根板２は上記回転軸４を中心に反時計方向に回転し、したがって反射体１も押し上げられる。
なお、カード６が羽根板２に接触する位置と、羽根板２の反射体１の取付位置とはずれているため（図１Ｂ参照）、カード６がカード位置検出装置１０の最深部まで搬送されても、カード６と反射体１が接触することはない。また、カード６が反射体１と反射型センサ３の間に入り込まないため、反射型センサ３による反射体１の検出が妨げられることもない。

ここで、本実施形態では、羽根板２の上記回動動作中、反射体１は、その反射面が反射型センサ３に常に指向できるように配置されている。即ち、羽根板２の揺動範囲（振幅範囲）は上記位置決めピン５による下限位置と、カード６の押し込みによる上限位置間において、受光部３２が前記反射面１ａの反射光指向範囲内に収まるように、羽根板２の揺動範囲が規制されている。したがって、羽根板２がカード６に押されて旋回運動しても、反射型センサ３の発光部３１からの光を、同センサ３の受光部３２に向かって常に指向できるようになっている。

図２〜図４は、以上で説明した本実施形態のカード位置検出装置１０によるカード６の検出動作の手順を示す図である。
図２は、カード６がカード位置検出装置１０に挿入される前の羽根板の状態（待機状態）を示す図である。
待機状態においては、図示のように、羽根板２は自重で回転軸４の周りを時計方向に回転して、カード位置検出装置１０のケーシングに立設した位置規制手段である位置決めピン５に接触して停止している。羽根板２のこの位置は下限位置である。この位置における羽根板２の反射体１の反射面１ａは、既に述べたように、反射型センサ３の検出範囲内に位置するように反射型センサ３の位置及び上記反射面１ａが位置決めされている。なお、この状態では反射型センサ３は、発光せずにオフの状態にある。

図３は、カード位置検出装置１０に挿入され搬送されたカード６が羽根板２と当接（又は衝接）したときの状態を示す図である。
カード６が挿入されると、このカード６の挿入を図示しないセンサで検知して、カード位置検出装置１０内のカード搬送用モータ（図示せず）が作動し、カード６が搬送路に沿って搬送されて図示の状態になる。また、カード搬送用モータが作動すると同時に、反射型センサ３がオンして発光部３１より発光し、発光部３１から出射した光は羽根板２の反射面１ａで反射され、受光部３２で受光される。

カード６が更に搬送されると、その先端部（図４中、その右上端部）で羽根板２を押し、羽根板２は回転軸４を中心に反時計方向に回転する。この回転により反射体１の反射面１ａの反射型センサ３に対する位置（つまり、反射型センサ３と反射面１ａのそれぞれ中心間の距離）が変化し（なお、両者の対面する角度も変化する）、それによって、反射型センサ３の受光する反射光量も変化する。

ここで、羽根板２は、回転軸４を支点に定められた揺動範囲内で揺動するため、カード６の押し込み量が増えると、反射型センサ３（発光部３１、受光部３２）と羽根板２の反射体１の反射面の距離も変化する。
受光部３２における光量が変化（減少）すると、受光部３２の受光回路に流れる電流量も変化（減少）するため、上記反射型センサ３の発光部３１の発光電流量と受光部３２の電流比（反射率）と変化する反射型センサ３と反射体１の反射面の距離ｄの関係に基づき、搬送路内におけるカード６の位置を検出することができる。

図４は、カード６がカード位置検出装置１０の最深部まで挿入されたときのカードと羽根板２と反射型センサ３との位置関係を示す図である。
図４に示すように、カード６がカード位置検出装置１０の最深部に達すると、羽根板２が例えば図示しないリミットスイッチを作動させることでカード搬送用モータ(図示せず)を停止させる。このとき、反射体１は最高位置に達し、カード６に支えられてその位置で停止する。

本カード位置検出装置１０では、既に述べたように、カード６が最深位置に達したときでも、その反射体１が、反射型センサ３の検出範囲内に位置するように配置されており、また、反射体１は、図１Ｂに示すように、カード６との接触位置とはずらして配置されているため、カード６によってその反射機能が妨害されることはない。
したがって、カード６の最深位置においても、上記のように、発光部３１の電流量と受光部３２の電流量の電流比を算出することができる。この算出された電流比に応じて、反射型センサ３と反射面との距離を後述する図５の特性曲線から求めてカード６の位置を検出することができる。

即ち、図５Ａは、カード６の上記電流比と反射面１ａと反射型センサ３間の距離ｄとの関係を表す特性曲線を示す図であり、縦軸は受光量に対応するパラメータ、ここでは発光部３１の電流量と受光部３２の電流量の電流比であり、横軸は反射体１の反射面１ａと反射型センサ３の受光面３ａ間の距離ｄ（図５Ｂ）である。
横軸の反射体１の反射面１ａと反射型センサ３の受光面３ａ間の距離ｄがゼロから０．５ミリまでは電流比がほぼリニアに変化し、０．５ミリを越えると急激に電流比が増大して、０．７〜０．８ミリで最大ほぼ１００パーセントに達し、その後は距離３ミリまで電流比は２０％まで比較的なだらかに減少することを表している。

上記特性曲線に基づき（本実施形態では、上記特性曲線の電流比が最大値ほぼ１００％に達した後の特性のみ利用する）、発光部３１の電流量と受光部３２の電流量の電流比に応じて、反射体１の反射面と反射型センサ３の距離ｄが一義的に求まるため、この距離ｄからカード６の位置を、本カード位置検出装置の算出手段である図示しないマイクロコンピュータのプログラムで容易に算出することができる。
本実施形態によるときは、発光部３１からの光は反射面１ａに反射させるだけで、カード６を透過することはなく、また仮に透過してもその光は受光部３２で検出することはないから、発光部３１の光の光量をいくら増大させても、受光部３２がそれによって誤動作することがない。
また、１つの反射型センサ３により、カード６の所定範囲内における位置を精度よく検出できる。また、従来装置は、所定範囲内の位置検知には数個の位置センサが必要であるが、本実施形態によれば１個の位置センサで足り、省スペース化を実現することができる。

１・・・反射体、２・・・羽根板、３・・・反射型センサ、４・・・回転軸、５・・・位置決めピン、６・・・カード、１０・・・カード位置検出装置、３１・・・発光部、３２・・・受光部。

Claims (4)

1. 発光部と受光部を備えた反射型センサと、
   前記反射型センサの発光部から発光された光の反射光を受光部に指向させる反射体を設けた可動体とから成り、
   前記可動体は、その一部が搬送されるカードの移動経路内に移動自在に配置され、挿入されたカードで押されたとき、前記反射体が前記発光部からの光を前記受光部に常に指向させつつ移動することを特徴とするカード位置検出装置。
2. 請求項１に記載されたカード位置検出装置において、
   可動体は、一端部を回転軸に回動自在に枢着されておりかつ他端部に前記反射体を備えた板状体からなり、
   かつ、前記可動体の下限位置を規制する位置規制手段を有することを特徴とするカード位置検出装置。
3. 請求項１又は２に記載されたカード位置検出装置において、
   予め取得した前記反射体と前記受光部間の距離と前記受光部における受光量に対応するパラメータとの関係に基づき、カードの位置を算出する算出手段を有することを特徴とするカード位置検出装置。
4. 請求項３に記載されたカード位置検出装置において、
   前記受光量に対応するパラメータは、前記発光部の発光のための電流量と受光部の受光に基づく電流量の電流比であることを特徴とするカード位置検出装置。

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