JP3763543B2 - 光学センサ出力の自動補正装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、自動出力調整装置、特に光学式センサの出力レベルを自動的に補正できる光学センサ出力の自動補正装置に関連する。
【０００２】
【従来の技術】
紙幣鑑別装置は、紙幣投入口と、紙幣投入口に設けられた紙幣投入センサと、紙幣投入センサの出力により駆動される搬送装置と、搬送装置によって搬送される紙幣の光学的特徴を検出する光学センサと、光学センサの出力により紙幣の真贋を判定する判別制御回路とを備えている。紙幣投入口に紙幣を挿入すると、紙幣投入センサの出力により搬送装置が駆動され、紙幣が紙幣鑑別装置内に導入される。このとき、紙幣の表面で反射する光又は紙幣を透過する光を光学センサにより受光して、判別制御回路により紙幣の真贋を判定する。
【０００３】
光学センサは、紙幣の表面で反射し又は紙幣を透過する可視光又は赤外光を受光するセンサが使用されるが、可視光又は赤外光を受光するホトトランジスタやホトダイオードの出力は、製造時の素子特性の不均一、付着する汚れによる入射光量の低下及び経年変化や温度変化により、発光ダイオードの発光量が変化しなくても、一定にならない欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、特開平４−２９４７号公報に示されるように、光電センサの出力補正方法が知られている。この出力補正方法は、差分器によって受光部の出力と基準値発生部からの基準値との差値を求め、この差値を零にするように制御部によって標準電流発生部の標準電流を調整する。
【０００５】
また、図６に示すように、他の出力補正方法では、発光素子１から発光される光を受光素子２で受光し、受光素子２の出力を増幅器３及びＡ／Ｄ変換器４を介して判別制御回路５に付与する。発光素子１に接続された可変抵抗器６の抵抗値を変えることにより、判別制御回路５が受信するＡ／Ｄ変換値が一定になるように、発光素子１の発光量を調整していた。この方法では、受光素子２を含む電子部品の不均一特性及び紙幣鑑別装置個別のバラツキを一台づつ手作業で調整作業を行うため、調整作業に相当の手数と時間を必要とした。更に、可変抵抗器６により調整した後でも、塵若しくは埃等の光遮断物質又は素子の経年変化により、受光素子２の出力レベルが変動する欠点がある。
【０００６】
この発明は、調整作業を省略して、光学式センサの出力レベルを自動的に補正して、通常時に適正な出力レベルが得られる光学センサ出力の自動補正装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を達成するための手段】
この発明による光学センサ出力の自動補正装置は、発光素子(1)及び発光素子(1)から照射された光を受光する受光素子(2)とを備えた光学センサと、光学センサの出力を増幅する増幅器(3)と、増幅器(3)の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器(4)と、Ａ／Ｄ変換器(4)の出力から発光素子(1)と受光素子(2)との間に配置される物体の光学的特性を判定する判別制御回路(5)と、判別制御回路(5)からの出力を受信して発光素子(1)を点灯しかつアナログ出力レベルを変更できるＤ／Ａ変換器(7)と、設定モードと通常モードを切り換える切換スイッチ(10)とを備えている。
【０００８】
判別制御回路(5)は、目標出力レベル(B)を記憶する記憶手段と、受光素子(2)の出力レベルと記憶手段に記憶された目標出力レベルとを比較して、出力レベルの差がゼロとなるように出力レベルの差に相当する出力をＤ／Ａ変換器(7)に付与する比較回路とを備えている。モード切換スイッチ(10)が設定モードにあるときに、電源が投入された判別制御回路(5)は、Ｄ／Ａ変換器(7)のＤ／Ａ変換値を決定し、この状態でＡ／Ｄ変換器(4)から所定のレベルの信号を受信したとき、判別制御回路(5)は、Ｄ／Ａ値を記憶手段に書き込む。
【０００９】
モード切換スイッチ(10)が通常モードにあるときに、判断制御回路(5)は、電源投入後に、記憶手段から読み出したＤ／Ａ値をＤ／Ａ変換器(7)に設定し、紙幣投入検出回路により紙幣の存在の有無を確認し、紙幣が存在するとき、駆動手段により光学センサから紙幣を排出する。紙幣の不存在を確認すると、比較回路は、Ａ／Ｄ変換器(4)から出力されるＡ／Ｄ値が目標出力レベル(B)より小さいか大きいか否か判断し、Ａ／Ｄ値が目標出力レベル(B)より小さいと、Ｄ／Ａ値を加算し、Ａ／Ｄ値が目標出力レベル(B)より大きいと、Ｄ／Ａ値を減算して、記憶手段のＤ／Ａ値を書き換える。
【００１０】
この発明による他の光学センサ出力の自動補正装置では、モード切換スイッチ(10)が設定モードにあるときに、電源が投入された判別制御回路(5)は、初期のゲインを決定すると共に、Ｄ／Ａ変換器(7)のＤ／Ａ変換値を決定し、この状態でＡ／Ｄ変換器(4)から所定のレベルの信号を受信したとき、判別制御回路(5)は、Ｄ／Ａ値及びゲインを記憶手段に書き込む。モード切換スイッチ(10)が通常モードにあるときに、判断制御回路(5)は、電源投入後に、記憶手段から読み出したＤ／Ａ値及びゲインをそれぞれＤ／Ａ変換器(7)及び増幅器(3)に設定する。Ｄ／Ａ値が最大出力値(C)に達したとき、増幅器(3)の増幅率を高いレベルに切り替えて、記憶手段のＤ／Ａ値及び増幅器(3)のゲインを書き換える。
【００１１】
【作用】
受光素子(2)の出力レベルと記憶手段に記憶された目標出力レベル(B)とを比較回路により比較して、出力レベルの差がゼロとなるように出力レベルの差に相当する出力がＤ／Ａ変換器(7)に付与される。また、誤差増幅器(3)は、受光素子(2)の出力が小さいときに、ドライバ回路(8)に大きな電流を供給して発光素子(1)を駆動し、受光素子(2)の出力が大きいときに、ドライバ回路(8)に小さな電流を供給して発光素子(1)を駆動するので、広範囲な出力レベルの自動補正が可能となる。また、所定時間経過時、紙幣の毎処理時又は変化の発生の際に随時補正処理を行い、汚れ、経年変化、温度変化による受光レベルの変動を補正することができる。
【００１２】
【実施例】
以下、この発明による光学センサ出力の自動補正装置の実施例を図１〜図５について説明する。これらの図面では、図６に示す箇所と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００１３】
図１に示すように、光学センサ出力の自動補正装置では、設定モードと通常モードとを選択するモード切換スイッチ１０が判別制御回路５に接続される。判別制御回路５のデジタル出力は、Ｄ／Ａ変換器７によりアナログ信号に変換された後、ドライバ回路８を介して発光素子１に付与される。また、増幅器３の増幅率はゲイン切換回路９により変更される。ワンチップマイクロコンピュータにより構成した判別制御回路５には、図示しない下記の回路が設けられる。
【００１４】
（１） Ａ／Ｄ変換器４に送出された受光素子２の出力レベルから発光素子１と受光素子２との間に物体、即ち紙幣が存在するか否か判断する紙幣投入検出回路
（２） 光学センサの出力を増幅する増幅器
（３） 比較回路の出力に基づいてＤ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルを設定するデジタル出力回路
（４） Ａ／Ｄ変換器４の目標出力レベルＢ、Ｄ／Ａ変換器７のＤ／Ａ値、Ｄ／Ａ変換器７のＤ／Ａ最大出力値を記憶する記憶手段としてのＲＡＭ及びＥ2ＰＲＯＭ
（５） Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢを超過するとき、Ｄ／Ａ変換器７のデジタル信号を減少させ、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに満たないとき、Ｄ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルを増加させる出力をデジタル出力回路に付与する比較回路
比較回路は、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが所定の目標出力レベルＢに該当するか否か、目標出力レベルＢより大きいか否か及び目標出力レベルＢより小さいか否かを判断し、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが所定の目標出力レベルＢに等しいとき、最初にＲＡＭにＤ／Ａ変換器７のＤ／Ａ値及び増幅器３のゲインを書き込んだ後、これらのＤ／Ａ値及びゲインをＥ2ＰＲＯＭ内に記憶する。従って、電源からの電力の供給が遮断されたとき、ＲＡＭの記憶内容は、消去されるが、Ｅ2ＰＲＯＭ内に記憶された情報は消去されない。
【００１５】
図２及び図３に示すフローチャートについて、判別制御回路５の動作を以下説明する。
【００１６】
ステップ２１では、モード切換スイッチ１０は、設定モードにセットされ、電源が投入される（ステップ２２）と、ステップ２３において、判別制御回路５のデジタル出力回路のデジタル出力に応じて出力を発生するＤ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルがＡに設定される。
【００１７】
Ｄ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルＡをドライバ回路８付与して、ドライバ回路８を通じて発光素子１を点灯し、発光素子１の光は、受光素子２により受光される。受光素子２により受光して、増幅器３及びＡ／Ｄ変換器４を通じて受光素子２の出力は、判別制御回路５に送出される。判別制御回路５は、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが所定の目標出力レベルＢに該当するか否か判断する。Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいとき、ステップ３１に進み、比較回路は、Ｅ2ＰＲＯＭ及びＲＡＭにＤ／Ａ変換器７のＤ／Ａ値及び増幅器３のゲインを書き込む。Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢを超過するとき、ステップ２５に進み、判別制御回路５の比較回路は、減算信号、即ち減少したデジタル信号をＤ／Ａ変換器７に付与して、Ｄ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルを減少した後、ステップ２６に進む。ステップ２６では、判別制御回路５の比較回路は、減少したＤ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルのもとで、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいか否か判断する。Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいとき、ステップ３１に進み、目標出力レベルＢまで減少しないとき、ステップ２５に戻り、再度Ｄ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルを減少し、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しくなるまで、これらの動作が反復される。
【００１８】
ステップ２４では、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに満たないとき、ステップ２７に進み、判別制御回路５の比較回路は、加算信号、即ち増加したＤ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルが発生し、ステップ２８では、比較回路は、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいか否か判断する。Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいとき、ステップ３１に進む。このように、比較回路は、受光素子２の出力レベルとＲＡＭに記憶された出力レベルを比較して、出力レベルの差がゼロとなるように出力レベルの差に相当する出力をＤ／Ａ変換器７に付与する。
【００１９】
次に、図３に示すように、ステップ３６においてモード切換スイッチ１０が通常モードにセットされる。通常動作のステップ３６では、判断制御回路５は、電源投入後にＥ2ＰＲＯＭに記憶されたＤ／Ａ変換器７のＤ／Ａ値及び増幅器３のゲインをＲＡＭに書き込み（ステップ３７）、ゲイン切換器９とＤ／Ａ変換器７にＲＡＭの値を設定する（ステップ３８、３９）。続いて、ステップ４０でＡ／Ｄの値が紙幣投入検出回路で紙幣の存在の有無を確認し、紙幣が存在するときは、ステップ４１で駆動手段（図示せず）により紙幣を光学センサから排出する。紙幣の不存在を確認すると、ステップ４２では、比較回路はＡ／Ｄ変換器４の出力であるＡ／Ｄ入力値が目標出力レベルＢより小さいか否か判断する。Ａ／Ｄ入力値が目標出力レベルＢより小さいと、ステップ４５ではＤ／Ａ値を加算して、ＲＡＭのＤ／Ａ値を書き換えた後、ステップ４２に戻る。ステップ４２においてＡ／Ｄ入力値が目標出力レベルＢより大きいと、ステップ４３に進み、Ａ／Ｄ入力値が目標出力レベルＢより大きいか否か判断する。Ａ／Ｄ入力値が目標出力レベルＢより大きいと、ステップ４７に進み、Ｄ／Ａ値を減算して、ステップ４８においてＲＡＭのＤ／Ａ値を書き換えた後、ステップ４２に戻る。ステップ４３では、Ａ／Ｄ入力値が目標出力レベルＢより大きくないと、Ａ／Ｄ入力値が目標出力レベルＢに等しいものと判断して、ステップ４４に進み、処理を継続するか否か判断する。処理を継続すべきとき、ステップ４２に戻り、処理を終了すべきとき、ステップ４９に戻る。処理の継続は、所定時間経過時、紙幣の毎処理時又は変化の発生の際に随時行い、汚れ、経年変化、温度変化による受光レベルの変動を補正する。
【００２０】
また、図４に示すように、ゲイン切換回路９を通じて増幅器３の増幅率を低いＬレベル又は高いＨレベルに設定するゲイン切換回路を用いて、より補正幅の広い光学センサ出力の自動補正装置を提供できる。この動作を図４及び図５に示すフローチャートについて説明する。
【００２１】
ステップ１２０では、モード切換スイッチ１０は、設定モードにセットされ、電源が投入される（ステップ１２１）と、判別制御回路５のゲイン切換回路は、ゲイン切換回路９を通じて増幅器３の増幅率を低いＬレベルに設定する。また、ステップ１２３では、判別制御回路５のデジタル出力回路のデジタル出力に応じて出力を発生するＤ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルはＡに設定される。
【００２２】
Ｄ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルＡをドライバ回路８に付与して、ドライバ回路８を通じて発光素子１を点灯し、発光素子１の光は、受光素子２により受光される。受光素子２により受光して、増幅器３及びＡ／Ｄ変換器４を通じて受光素子２の出力は、判別制御回路５に送出される。判別制御回路５は、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが所定の目標出力レベルＢに該当するか否か判断する。Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいとき、ステップ１３１に進み、比較回路は、Ｅ2ＰＲＯＭ及びＲＡＭにＤ／Ａ変換器７のＤ／Ａ値及び増幅器３のゲインを書き込む。Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢを超過するとき、ステップ１２５に進み、判別制御回路５の比較回路は、減算信号、即ち減少したデジタル信号をＤ／Ａ変換器７に付与して、Ｄ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルを減少した後、ステップ１２６に進む。ステップ１２６では、判別制御回路５の比較回路は、減少したＤ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルのもとで、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいか否か判断する。Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいとき、ステップ１３１に進み、目標出力レベルＢまで減少しないとき、ステップ１２５に戻り、再度Ｄ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルを減少し、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しくなるまで、これらの動作が反復される。
【００２３】
ステップ１２４では、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに満たないとき、ステップ１２７に進み、Ｄ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルを増加し、判別制御回路５の比較回路は、加算信号、即ち増加したＤ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルのもとで、ステップ１２８において、比較回路は、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいか否か判断する。Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいとき、ステップ１３１に進み、目標出力レベルＢに達しないとき、ステップ１２９に進み、比較回路は、Ｄ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルがＤ／Ａ変換器７の最大出力値Ｃに達したか否かを判断する。Ｄ／Ａ変換器７の最大出力値Ｃに満たないとき、ステップ１２７に戻る。ステップ１２９において、Ｄ／Ａ変換器７が最大出力値Ｃに達したとき、ゲイン切換回路は、ステップ１３０においてゲイン切換回路９を通じて増幅器３の増幅率を高いＨレベルに切り替えた後に、ステップ１２４に戻り、ステップ１２４〜１３１までの前記動作が反復される。このように、比較回路は、受光素子２の出力レベルとＲＡＭに記憶された出力レベルを比較して、出力レベルの差がゼロとなるように出力レベルの差に相当する出力をＤ／Ａ変換器７に付与する。
【００２４】
【発明の効果】
前記のように、この発明では、光学センサの出力レベルを自動的に補正できるので、煩瑣な調節工程を省略できる。また、光学センサの使用時にも通常モードで電源を立上げると、Ｅ2ＰＲＯＭから所定値がＲＡＭとＤ／Ａ値に直接的に書き込まれるので、立上がりまでの初期設定にかかる時間も短縮される。更に、必要に応じて光学センサの出力レベルを補正できるので、常時最適な状態で光学センサを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による光学センサ出力の自動補正装置のブロック回路図
【図２】 図１に示す判別制御回路の動作シーケンスを示すフローチャート
【図３】 図１に示す判別制御回路の他の動作シーケンスを示すフローチャート
【図４】 他の実施例によるブロック回路図
【図５】 図４に示す判別制御回路の設定モードのフローチャート
【図６】 図４に示す判別制御回路の通常モードのフローチャート
【図７】 従来の光学センサ出力の調整装置を示すブロック回路図
【符号の説明】
１・・発光素子、 ２・・受光素子、 ３・・増幅器、 ４・・Ａ／Ｄ変換器、
５・・判別制御回路、 ７・・Ｄ／Ａ変換器、 ８・・ドライバ回路、
９・・ゲイン切換回路、 １０・・切換スイッチ、 Ｂ・・目標出力レベル、
【産業上の利用分野】
この発明は、自動出力調整装置、特に光学式センサの出力レベルを自動的に補正できる光学センサ出力の自動補正装置に関連する。
【０００２】
【従来の技術】
紙幣鑑別装置は、紙幣投入口と、紙幣投入口に設けられた紙幣投入センサと、紙幣投入センサの出力により駆動される搬送装置と、搬送装置によって搬送される紙幣の光学的特徴を検出する光学センサと、光学センサの出力により紙幣の真贋を判定する判別制御回路とを備えている。紙幣投入口に紙幣を挿入すると、紙幣投入センサの出力により搬送装置が駆動され、紙幣が紙幣鑑別装置内に導入される。このとき、紙幣の表面で反射する光又は紙幣を透過する光を光学センサにより受光して、判別制御回路により紙幣の真贋を判定する。
【０００３】
光学センサは、紙幣の表面で反射し又は紙幣を透過する可視光又は赤外光を受光するセンサが使用されるが、可視光又は赤外光を受光するホトトランジスタやホトダイオードの出力は、製造時の素子特性の不均一、付着する汚れによる入射光量の低下及び経年変化や温度変化により、発光ダイオードの発光量が変化しなくても、一定にならない欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、特開平４−２９４７号公報に示されるように、光電センサの出力補正方法が知られている。この出力補正方法は、差分器によって受光部の出力と基準値発生部からの基準値との差値を求め、この差値を零にするように制御部によって標準電流発生部の標準電流を調整する。
【０００５】
また、図６に示すように、他の出力補正方法では、発光素子１から発光される光を受光素子２で受光し、受光素子２の出力を増幅器３及びＡ／Ｄ変換器４を介して判別制御回路５に付与する。発光素子１に接続された可変抵抗器６の抵抗値を変えることにより、判別制御回路５が受信するＡ／Ｄ変換値が一定になるように、発光素子１の発光量を調整していた。この方法では、受光素子２を含む電子部品の不均一特性及び紙幣鑑別装置個別のバラツキを一台づつ手作業で調整作業を行うため、調整作業に相当の手数と時間を必要とした。更に、可変抵抗器６により調整した後でも、塵若しくは埃等の光遮断物質又は素子の経年変化により、受光素子２の出力レベルが変動する欠点がある。
【０００６】
この発明は、調整作業を省略して、光学式センサの出力レベルを自動的に補正して、通常時に適正な出力レベルが得られる光学センサ出力の自動補正装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を達成するための手段】
この発明による光学センサ出力の自動補正装置は、発光素子(1)及び発光素子(1)から照射された光を受光する受光素子(2)とを備えた光学センサと、光学センサの出力を増幅する増幅器(3)と、増幅器(3)の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器(4)と、Ａ／Ｄ変換器(4)の出力から発光素子(1)と受光素子(2)との間に配置される物体の光学的特性を判定する判別制御回路(5)と、判別制御回路(5)からの出力を受信して発光素子(1)を点灯しかつアナログ出力レベルを変更できるＤ／Ａ変換器(7)と、設定モードと通常モードを切り換える切換スイッチ(10)とを備えている。
【０００８】
判別制御回路(5)は、目標出力レベル(B)を記憶する記憶手段と、受光素子(2)の出力レベルと記憶手段に記憶された目標出力レベルとを比較して、出力レベルの差がゼロとなるように出力レベルの差に相当する出力をＤ／Ａ変換器(7)に付与する比較回路とを備えている。モード切換スイッチ(10)が設定モードにあるときに、電源が投入された判別制御回路(5)は、Ｄ／Ａ変換器(7)のＤ／Ａ変換値を決定し、この状態でＡ／Ｄ変換器(4)から所定のレベルの信号を受信したとき、判別制御回路(5)は、Ｄ／Ａ値を記憶手段に書き込む。
【０００９】
モード切換スイッチ(10)が通常モードにあるときに、判断制御回路(5)は、電源投入後に、記憶手段から読み出したＤ／Ａ値をＤ／Ａ変換器(7)に設定し、紙幣投入検出回路により紙幣の存在の有無を確認し、紙幣が存在するとき、駆動手段により光学センサから紙幣を排出する。紙幣の不存在を確認すると、比較回路は、Ａ／Ｄ変換器(4)から出力されるＡ／Ｄ値が目標出力レベル(B)より小さいか大きいか否か判断し、Ａ／Ｄ値が目標出力レベル(B)より小さいと、Ｄ／Ａ値を加算し、Ａ／Ｄ値が目標出力レベル(B)より大きいと、Ｄ／Ａ値を減算して、記憶手段のＤ／Ａ値を書き換える。
【００１０】
この発明による他の光学センサ出力の自動補正装置では、モード切換スイッチ(10)が設定モードにあるときに、電源が投入された判別制御回路(5)は、初期のゲインを決定すると共に、Ｄ／Ａ変換器(7)のＤ／Ａ変換値を決定し、この状態でＡ／Ｄ変換器(4)から所定のレベルの信号を受信したとき、判別制御回路(5)は、Ｄ／Ａ値及びゲインを記憶手段に書き込む。モード切換スイッチ(10)が通常モードにあるときに、判断制御回路(5)は、電源投入後に、記憶手段から読み出したＤ／Ａ値及びゲインをそれぞれＤ／Ａ変換器(7)及び増幅器(3)に設定する。Ｄ／Ａ値が最大出力値(C)に達したとき、増幅器(3)の増幅率を高いレベルに切り替えて、記憶手段のＤ／Ａ値及び増幅器(3)のゲインを書き換える。
【００１１】
【作用】
受光素子(2)の出力レベルと記憶手段に記憶された目標出力レベル(B)とを比較回路により比較して、出力レベルの差がゼロとなるように出力レベルの差に相当する出力がＤ／Ａ変換器(7)に付与される。また、誤差増幅器(3)は、受光素子(2)の出力が小さいときに、ドライバ回路(8)に大きな電流を供給して発光素子(1)を駆動し、受光素子(2)の出力が大きいときに、ドライバ回路(8)に小さな電流を供給して発光素子(1)を駆動するので、広範囲な出力レベルの自動補正が可能となる。また、所定時間経過時、紙幣の毎処理時又は変化の発生の際に随時補正処理を行い、汚れ、経年変化、温度変化による受光レベルの変動を補正することができる。
【００１２】
【実施例】
以下、この発明による光学センサ出力の自動補正装置の実施例を図１〜図５について説明する。これらの図面では、図６に示す箇所と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００１３】
図１に示すように、光学センサ出力の自動補正装置では、設定モードと通常モードとを選択するモード切換スイッチ１０が判別制御回路５に接続される。判別制御回路５のデジタル出力は、Ｄ／Ａ変換器７によりアナログ信号に変換された後、ドライバ回路８を介して発光素子１に付与される。また、増幅器３の増幅率はゲイン切換回路９により変更される。ワンチップマイクロコンピュータにより構成した判別制御回路５には、図示しない下記の回路が設けられる。
【００１４】
（１） Ａ／Ｄ変換器４に送出された受光素子２の出力レベルから発光素子１と受光素子２との間に物体、即ち紙幣が存在するか否か判断する紙幣投入検出回路
（２） 光学センサの出力を増幅する増幅器
（３） 比較回路の出力に基づいてＤ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルを設定するデジタル出力回路
（４） Ａ／Ｄ変換器４の目標出力レベルＢ、Ｄ／Ａ変換器７のＤ／Ａ値、Ｄ／Ａ変換器７のＤ／Ａ最大出力値を記憶する記憶手段としてのＲＡＭ及びＥ2ＰＲＯＭ
（５） Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢを超過するとき、Ｄ／Ａ変換器７のデジタル信号を減少させ、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに満たないとき、Ｄ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルを増加させる出力をデジタル出力回路に付与する比較回路
比較回路は、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが所定の目標出力レベルＢに該当するか否か、目標出力レベルＢより大きいか否か及び目標出力レベルＢより小さいか否かを判断し、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが所定の目標出力レベルＢに等しいとき、最初にＲＡＭにＤ／Ａ変換器７のＤ／Ａ値及び増幅器３のゲインを書き込んだ後、これらのＤ／Ａ値及びゲインをＥ2ＰＲＯＭ内に記憶する。従って、電源からの電力の供給が遮断されたとき、ＲＡＭの記憶内容は、消去されるが、Ｅ2ＰＲＯＭ内に記憶された情報は消去されない。
【００１５】
図２及び図３に示すフローチャートについて、判別制御回路５の動作を以下説明する。
【００１６】
ステップ２１では、モード切換スイッチ１０は、設定モードにセットされ、電源が投入される（ステップ２２）と、ステップ２３において、判別制御回路５のデジタル出力回路のデジタル出力に応じて出力を発生するＤ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルがＡに設定される。
【００１７】
Ｄ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルＡをドライバ回路８付与して、ドライバ回路８を通じて発光素子１を点灯し、発光素子１の光は、受光素子２により受光される。受光素子２により受光して、増幅器３及びＡ／Ｄ変換器４を通じて受光素子２の出力は、判別制御回路５に送出される。判別制御回路５は、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが所定の目標出力レベルＢに該当するか否か判断する。Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいとき、ステップ３１に進み、比較回路は、Ｅ2ＰＲＯＭ及びＲＡＭにＤ／Ａ変換器７のＤ／Ａ値及び増幅器３のゲインを書き込む。Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢを超過するとき、ステップ２５に進み、判別制御回路５の比較回路は、減算信号、即ち減少したデジタル信号をＤ／Ａ変換器７に付与して、Ｄ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルを減少した後、ステップ２６に進む。ステップ２６では、判別制御回路５の比較回路は、減少したＤ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルのもとで、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいか否か判断する。Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいとき、ステップ３１に進み、目標出力レベルＢまで減少しないとき、ステップ２５に戻り、再度Ｄ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルを減少し、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しくなるまで、これらの動作が反復される。
【００１８】
ステップ２４では、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに満たないとき、ステップ２７に進み、判別制御回路５の比較回路は、加算信号、即ち増加したＤ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルが発生し、ステップ２８では、比較回路は、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいか否か判断する。Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいとき、ステップ３１に進む。このように、比較回路は、受光素子２の出力レベルとＲＡＭに記憶された出力レベルを比較して、出力レベルの差がゼロとなるように出力レベルの差に相当する出力をＤ／Ａ変換器７に付与する。
【００１９】
次に、図３に示すように、ステップ３６においてモード切換スイッチ１０が通常モードにセットされる。通常動作のステップ３６では、判断制御回路５は、電源投入後にＥ2ＰＲＯＭに記憶されたＤ／Ａ変換器７のＤ／Ａ値及び増幅器３のゲインをＲＡＭに書き込み（ステップ３７）、ゲイン切換器９とＤ／Ａ変換器７にＲＡＭの値を設定する（ステップ３８、３９）。続いて、ステップ４０でＡ／Ｄの値が紙幣投入検出回路で紙幣の存在の有無を確認し、紙幣が存在するときは、ステップ４１で駆動手段（図示せず）により紙幣を光学センサから排出する。紙幣の不存在を確認すると、ステップ４２では、比較回路はＡ／Ｄ変換器４の出力であるＡ／Ｄ入力値が目標出力レベルＢより小さいか否か判断する。Ａ／Ｄ入力値が目標出力レベルＢより小さいと、ステップ４５ではＤ／Ａ値を加算して、ＲＡＭのＤ／Ａ値を書き換えた後、ステップ４２に戻る。ステップ４２においてＡ／Ｄ入力値が目標出力レベルＢより大きいと、ステップ４３に進み、Ａ／Ｄ入力値が目標出力レベルＢより大きいか否か判断する。Ａ／Ｄ入力値が目標出力レベルＢより大きいと、ステップ４７に進み、Ｄ／Ａ値を減算して、ステップ４８においてＲＡＭのＤ／Ａ値を書き換えた後、ステップ４２に戻る。ステップ４３では、Ａ／Ｄ入力値が目標出力レベルＢより大きくないと、Ａ／Ｄ入力値が目標出力レベルＢに等しいものと判断して、ステップ４４に進み、処理を継続するか否か判断する。処理を継続すべきとき、ステップ４２に戻り、処理を終了すべきとき、ステップ４９に戻る。処理の継続は、所定時間経過時、紙幣の毎処理時又は変化の発生の際に随時行い、汚れ、経年変化、温度変化による受光レベルの変動を補正する。
【００２０】
また、図４に示すように、ゲイン切換回路９を通じて増幅器３の増幅率を低いＬレベル又は高いＨレベルに設定するゲイン切換回路を用いて、より補正幅の広い光学センサ出力の自動補正装置を提供できる。この動作を図４及び図５に示すフローチャートについて説明する。
【００２１】
ステップ１２０では、モード切換スイッチ１０は、設定モードにセットされ、電源が投入される（ステップ１２１）と、判別制御回路５のゲイン切換回路は、ゲイン切換回路９を通じて増幅器３の増幅率を低いＬレベルに設定する。また、ステップ１２３では、判別制御回路５のデジタル出力回路のデジタル出力に応じて出力を発生するＤ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルはＡに設定される。
【００２２】
Ｄ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルＡをドライバ回路８に付与して、ドライバ回路８を通じて発光素子１を点灯し、発光素子１の光は、受光素子２により受光される。受光素子２により受光して、増幅器３及びＡ／Ｄ変換器４を通じて受光素子２の出力は、判別制御回路５に送出される。判別制御回路５は、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが所定の目標出力レベルＢに該当するか否か判断する。Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいとき、ステップ１３１に進み、比較回路は、Ｅ2ＰＲＯＭ及びＲＡＭにＤ／Ａ変換器７のＤ／Ａ値及び増幅器３のゲインを書き込む。Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢを超過するとき、ステップ１２５に進み、判別制御回路５の比較回路は、減算信号、即ち減少したデジタル信号をＤ／Ａ変換器７に付与して、Ｄ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルを減少した後、ステップ１２６に進む。ステップ１２６では、判別制御回路５の比較回路は、減少したＤ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルのもとで、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいか否か判断する。Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいとき、ステップ１３１に進み、目標出力レベルＢまで減少しないとき、ステップ１２５に戻り、再度Ｄ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルを減少し、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しくなるまで、これらの動作が反復される。
【００２３】
ステップ１２４では、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに満たないとき、ステップ１２７に進み、Ｄ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルを増加し、判別制御回路５の比較回路は、加算信号、即ち増加したＤ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルのもとで、ステップ１２８において、比較回路は、Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいか否か判断する。Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが目標出力レベルＢに等しいとき、ステップ１３１に進み、目標出力レベルＢに達しないとき、ステップ１２９に進み、比較回路は、Ｄ／Ａ変換器７のアナログ出力レベルがＤ／Ａ変換器７の最大出力値Ｃに達したか否かを判断する。Ｄ／Ａ変換器７の最大出力値Ｃに満たないとき、ステップ１２７に戻る。ステップ１２９において、Ｄ／Ａ変換器７が最大出力値Ｃに達したとき、ゲイン切換回路は、ステップ１３０においてゲイン切換回路９を通じて増幅器３の増幅率を高いＨレベルに切り替えた後に、ステップ１２４に戻り、ステップ１２４〜１３１までの前記動作が反復される。このように、比較回路は、受光素子２の出力レベルとＲＡＭに記憶された出力レベルを比較して、出力レベルの差がゼロとなるように出力レベルの差に相当する出力をＤ／Ａ変換器７に付与する。
【００２４】
【発明の効果】
前記のように、この発明では、光学センサの出力レベルを自動的に補正できるので、煩瑣な調節工程を省略できる。また、光学センサの使用時にも通常モードで電源を立上げると、Ｅ2ＰＲＯＭから所定値がＲＡＭとＤ／Ａ値に直接的に書き込まれるので、立上がりまでの初期設定にかかる時間も短縮される。更に、必要に応じて光学センサの出力レベルを補正できるので、常時最適な状態で光学センサを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による光学センサ出力の自動補正装置のブロック回路図
【図２】 図１に示す判別制御回路の動作シーケンスを示すフローチャート
【図３】 図１に示す判別制御回路の他の動作シーケンスを示すフローチャート
【図４】 他の実施例によるブロック回路図
【図５】 図４に示す判別制御回路の設定モードのフローチャート
【図６】 図４に示す判別制御回路の通常モードのフローチャート
【図７】 従来の光学センサ出力の調整装置を示すブロック回路図
【符号の説明】
１・・発光素子、 ２・・受光素子、 ３・・増幅器、 ４・・Ａ／Ｄ変換器、
５・・判別制御回路、 ７・・Ｄ／Ａ変換器、 ８・・ドライバ回路、
９・・ゲイン切換回路、 １０・・切換スイッチ、 Ｂ・・目標出力レベル、
Claims (16)
- 発光素子及び発光素子から照射された光を受光する受光素子とを備えた光学センサと、
光学センサの出力を増幅する増幅器と、
増幅器の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、
Ａ／Ｄ変換器の出力から発光素子と受光素子との間に配置される物体の光学的特性を判定する判別制御回路と、
判別制御回路からの出力を受信して発光素子を点灯しかつアナログ出力レベルを変更できるＤ／Ａ変換器と、
設定モードと通常モードを切り換える切換スイッチとを備え、
判別制御回路は、目標出力レベルを記憶する記憶手段と、受光素子の出力レベルと記憶手段に記憶された目標出力レベルとを比較して、出力レベルの差がゼロとなるように出力レベルの差に相当する出力をＤ／Ａ変換器に付与する比較回路とを備え、
モード切換スイッチが設定モードにあるときに、電源が投入された判別制御回路は、Ｄ／Ａ変換器のＤ／Ａ変換値を決定し、この状態でＡ／Ｄ変換器から所定のレベルの信号を受信したとき、判別制御回路は、Ｄ／Ａ値を記憶手段に書き込み、
モード切換スイッチが通常モードにあるときに、判断制御回路は、電源投入後に、記憶手段から読み出したＤ／Ａ値をＤ／Ａ変換器に設定し、
紙幣投入検出回路により紙幣の存在の有無を確認し、紙幣が存在するとき、駆動手段により光学センサから紙幣を排出し、
紙幣の不存在を確認すると、比較回路は、Ａ／Ｄ変換器から出力されるＡ／Ｄ値が目標出力レベルより小さいか大きいか否か判断し、Ａ／Ｄ値が目標出力レベルより小さいと、Ｄ／Ａ値を加算し、Ａ／Ｄ値が目標出力レベルより大きいと、Ｄ／Ａ値を減算して、記憶手段のＤ／Ａ値を書き換えることを特徴とする光学センサ出力の自動補正装置。 - 判別制御回路は、光学センサの発光素子と受光素子との間に紙幣を配置しない初期の状態でＤ／Ａ変換器のＤ／Ａ変換値を決定する請求項１に記載の光学センサ出力の自動補正装置。
- 設定モードで電源が投入された判別制御回路は、Ｄ／Ａ変換器のＤ／Ａ変換値を決定し、この状態でＡ／Ｄ変換器から所定のレベルより低いレベルの信号を受信したとき、判別制御回路は、Ｄ／Ａ値を上げて、所定のレベルの信号を受信したとき、Ｄ／Ａ値を記憶手段に書き込む請求項２に記載の光学センサ出力の自動補正装置。
- 設定モードで電源が投入された判別制御回路は、Ｄ／Ａ変換器のＤ／Ａ変換値を決定し、この状態でＡ／Ｄ変換器から所定のレベルより高いレベルの信号を受信したとき、判別制御回路は、Ｄ／Ａ値を下げて、所定のレベルの信号を受信したとき、Ｄ／Ａ値を記憶手段に書き込む請求項２に記載の光学センサ出力の自動補正装置。
- モード切換スイッチの通常モードで電源が投入された判別制御回路は、記憶装置内のＥ2ＰＲＯＭの内容をＲＡＭに書き込み、Ａ／Ｄ入力値が所定の値のときに、処理を継続する請求項１〜４のいずれかの１項に記載の光学センサ出力の自動補正装置。
- 通常モードで電源が投入された判別制御回路は、記憶装置内のＥ2ＰＲＯＭの内容をＲＡＭに書き込み、Ａ／Ｄ入力値が所定値より小さいときＤ／Ａ値を上げて、Ａ／Ｄ入力値が所定値に達したときに、処理を継続する請求項１〜５のいずれかの１項に記載の光学センサ出力の自動補正装置。
- 通常モードで電源が投入された判別制御回路は、記憶装置内のＥ2ＰＲＯＭの内容をＲＡＭに書き込み、Ａ／Ｄ入力値が所定値より大きいときＤ／Ａ値を下げて、Ａ／Ｄ入力値が所定値に達したときに、処理を継続する請求項１〜５のいずれかの１項に記載の光学センサ出力の自動補正装置。
- 受光素子は、発光素子から照射されかつ紙幣の表面で反射し又は紙幣を透過した光を受光する請求項１に記載の光学センサ出力の自動補正装置。
- 発光素子及び発光素子から照射された光を受光する受光素子とを備えた光学センサと、
光学センサの出力を増幅する増幅器と、
増幅器の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、
Ａ／Ｄ変換器の出力から発光素子と受光素子との間に配置される物体の光学的特性を判定する判別制御回路と、
判別制御回路からの出力を受信して発光素子を点灯するＤ／Ａ変換器と、
設定モードと通常モードを切り換える切換スイッチとを備え、
判別制御回路は、目標の出力レベルを記憶する記憶手段と、受光素子の出力レベルと記憶手段に記憶された出力レベルを比較して、出力レベルの差がゼロとなるように出力レベルの差に相当する出力をＤ／Ａ変換器に付与する比較回路とを備え、
モード切換スイッチが設定モードにあるときに、電源が投入された判別制御回路は、初期のゲインを決定すると共に、Ｄ／Ａ変換器のＤ／Ａ変換値を決定し、この状態でＡ／Ｄ変換器から所定のレベルの信号を受信したとき、判別制御回路は、Ｄ／Ａ値及びゲインを記憶手段に書き込み、
モード切換スイッチが通常モードにあるときに、判断制御回路は、電源投入後に、記憶手段から読み出したＤ／Ａ値及びゲインをそれぞれＤ／Ａ変換器及び増幅器に設定し、
紙幣投入検出回路により紙幣の存在の有無を確認し、紙幣が存在するとき、駆動手段により光学センサから紙幣を排出し、
紙幣の不存在を確認すると、比較回路は、Ａ／Ｄ変換器から出力されるＡ／Ｄ値が目標出力レベルより小さいか大きいか否か判断し、Ａ／Ｄ値が目標出力レベルより小さいと、Ｄ／Ａ値を加算し、Ａ／Ｄ値が目標出力レベルより大きいと、Ｄ／Ａ値を減算し、
Ｄ／Ａ値が最大出力値に達したとき、増幅器の増幅率を高いレベルに切り替えて、記憶手段のＤ／Ａ値及び増幅器のゲインを書き換えることを特徴とする光学センサ出力の自動補正装置。 - 判別制御回路は、発光素子と受光素子との間に紙幣を配置しない初期の状態で初期のゲインを決定すると共に、Ｄ／Ａ変換器のＤ／Ａ変換値を決定する請求項９に記載の光学センサ出力の自動補正装置。
- 設定モードで電源が投入された判別制御回路は、初期のゲインを決定すると共に、Ｄ／Ａ変換器のＤ／Ａ変換値を決定し、この状態でＡ／Ｄ変換器から所定のレベルより低いレベルの信号を受信したとき、判別制御回路はＤ／Ａ値を上げて、所定のレベルの信号を受信したとき、Ｄ／Ａ値及びゲインを記憶手段に書き込む請求項１０に記載の光学センサ出力の自動補正装置。
- 設定モードで電源が投入された判別制御回路は、初期のゲインを決定すると共に、Ｄ／Ａ変換器のＤ／Ａ変換値を決定し、この状態でＡ／Ｄ変換器から所定のレベルより高いレベルの信号を受信したとき、判別制御回路はＤ／Ａ値を下げて、所定のレベルの信号を受信したとき、Ｄ／Ａ値及びゲインを記憶手段に書き込む請求項１０に記載の光学センサ出力の自動補正装置。
- モード切換スイッチの通常モードで電源が投入された判別制御回路は、記憶装置内のＥ2ＰＲＯＭの内容をＲＡＭに書き込み、Ａ／Ｄ入力値が所定の値のときに、処理を継続する請求項９〜１２のいずれかの１項に記載の光学センサ出力の自動補正装置。
- 通常モードで電源が投入された判別制御回路は記憶装置内のＥ2ＰＲＯＭの内容をＲＡＭに書き込み、Ａ／Ｄ入力値が所定値より小さいときＤ／Ａ値を上げて、Ａ／Ｄ入力値が所定値に達したときに、処理を継続する請求項９〜１３のいずれかの１項に記載の光学センサ出力の自動補正装置。
- 通常モードで電源が投入された判別制御回路は記憶装置内のＥ2ＰＲＯＭの内容をＲＡＭに書き込み、Ａ／Ｄ入力値が所定値より大きいときＤ／Ａ値を下げて、Ａ／Ｄ入力値が所定値に達したときに、処理を継続する請求項９〜１３のいずれかの１項に記載の光学センサ出力の自動補正装置。
- 受光素子は、発光素子から照射されかつ紙幣の表面で反射又は紙幣を透過した光を受光する請求項９に記載の光学センサ出力の自動補正装置。
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