JP3971889B2 - 紙幣識別装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、紙幣識別装置およびその制御方法に関し、特に、紙幣から光学的特徴を抽出して紙幣の識別を行う紙幣識別装置およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動販売機や両替機等の紙幣を取り扱う機器には、機器本体内に紙幣の真偽の判定や真券の収容を行う紙幣識別装置が設置されている。紙幣識別装置は、挿入された紙幣の金種判定と真偽判定を行い、挿入された紙幣が真券と判断された場合には当該紙幣を収容し、自動販売機等に真券の挿入があったことを通知する。
【０００３】
ここで、紙幣識別装置の概要について説明する。
図６は、紙幣識別装置の側断面を示した図である。
【０００４】
同図に示すように、紙幣識別装置２００は、紙幣挿入口２０２と、紙幣搬送路２０３、スタッカ２０４ａ、スタックドラム２０４ｂ、スリット２０４ｃ、スタッカシュート２０４ｄ、押さえ板２０４ｅ、コイルバネ２０４ｆ、プーリ２０５ａ乃至２０５ｄ、識別部２０６を具備して構成される。
【０００５】
この紙幣識別装置２００では、紙幣挿入口２０２から紙幣が挿入されると、図示しない挿入センサが紙幣の挿入を検知し、これにより図示しない搬送モータが駆動する。搬送モータの駆動により、これと連動するプーリ２０５ａ乃至２０５ｂが駆動して紙幣搬送路２０３に沿って張られた図示しない搬送ベルトが挿入された紙幣を紙幣搬送路２０３に沿って移動させる。
【０００６】
当該紙幣が、紙幣搬送路２０３を移動すると識別部２０６が紙幣の特徴を検出し、この検出結果に基づいて紙幣の真偽判定が行われる。真偽判定の結果、偽券と判定された場合には、搬送モータが逆転して当該紙幣は紙幣挿入口２０２から返却され、真券と判断された場合には、搬送モータが正転を続けて当該紙幣はスタックドラム２０４ｂに形成されたスリット２０４ｃに挟まれた状態で停止する。続いて、スタックドラム２０４ｂが所定の方向に回転するとともに、スタッカシュート２０４ｄが図中の矢印Ｘの方向に移動し、当該紙幣は、スタッカ２０４ａ内に収容される。スタッカ２０４ａには、コイルバネ２０４ｆを介して押さえ板２０４ｅが配設されており、収容された紙幣は押さえ板２０４ｅによりスタックドラム２０４ｂ側へ押圧されている。
【０００７】
ここで、識別部２０６について説明する。
識別部２０６では、各種センサにより、紙幣の光学的特徴や磁気的特徴等を検出し、その検出結果から紙幣の種別や真偽を判定している。
【０００８】
図７は、光学的特徴を検出する場合の識別部２０６の構成例を示した図である。
同図に示すように、識別部２０６は、発光回路２６１と受光回路２６２ａ〜２６２ｅ、制御部２６３、電源２６４、発光ダイオード２６５ａ〜２６５ｅ、フォトダイオード２６６ａ〜２６６ｅを具備して構成される。
【０００９】
この構成では、発光回路２６１の動作により、直列に接続された発光ダイオード２６５ａ〜２６５ｅが発光し、この光が紙幣に照射される。そして、紙幣での反射光若しくは透過光をフォトダイオード２６６ａ〜２６６ｅが検出する（反射光と透過光のいずれを検出するかは、その仕様により異なる）。
【００１０】
フォトダイオード２６６ａ〜２６６ｅが検出した光は、電気信号として各々受光回路２６２ａ〜２６２ｅで処理され、制御部２６３に入力される。このとき、受光回路２６２ａ〜２６２ｅ若しくは制御部２６３の動作により、フォトダイオード２６６ａ〜２６６ｅの出力のうちのいずれか１つのみを有効な信号として処理を行い、この処理を順次繰り返すことで、全てのフォトダイオード２６６ａ〜２６６ｅの出力を利用する。
【００１１】
ところで、発光ダイオード２６５ａ〜２６５ｅは、各々異なる波長の光を発光している。このため、発光した光のレベル（輝度）は、発光ダイオード２６５ａ〜２６５ｅのそれぞれで異なっている。しかしながら、フォトダイオード２６６ａ〜２６６ｅ側では、一定のレベルの光を受光することが望ましい。そのため、受光するフォトダイオード（出力を利用するフォトダイオードで２６６ａ〜２６６ｅのいずれか）に合わせて、発光ダイオード２６５ａ〜２６５ｅの発光レベルを変化させている。
【００１２】
例えば、発光ダイオード２６５ａ〜２６５ｅの発光レベルを図８（ａ）に示すように変化させる。これは、図８（ｂ）に示すように、フォトダイオード２６６ａが受光した光を検出する場合には、その受光レベルが一定となるレベルでの発光を行い、図８（ｃ）に示すように、フォトダイオード２６６ｂが受光した光を利用する場合には、その受光レベルが一定となるなレベルでの発光を行うためである。同様に、図８（ｄ）乃至（ｆ）に示すように、フォトダイオード２６６ｃ、フォトダイオード２６６ｄ、フォトダイオード２６６ｅが受光した光を検出する場合には、その受光レベルが一定となるなレベルでの発光を行っている。
【００１３】
また、発光ダイオード２６５ａ〜２６５ｅに同一波長の光を発光するものを用いた場合であっても、各発光ダイオードは、製品のバラツキ等の影響により発光レベル（輝度）が各々異なっている場合があるため、同様に受光レベルが一定となるなレベルでの発光を行うようにしている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フォトダイオード等の受光素子は、その特性上、受光レベルが強から弱に変化した際に、直前に受光したレベルの強い光の影響を受けてしまう。
【００１５】
例えば、図９に示すように（発光強度のパターンは、図８（ａ）と同じ）、ＢからＣのタイミングで発光量が強から弱に変化すると、受光素子の出力には、遅れが生じてしまう。
【００１６】
この遅れは、発光量の変化、つまり、受光素子の切替を高速で行う際の障害となってしまい、結果として紙幣識別の速度向上が困難となってしまう。
【００１７】
そこで、この発明は、発光量の変化による受光素子への影響を低減し、紙幣を高速に識別することのできる紙幣識別装置およびその制御方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、請求項１の発明は、直列接続された複数の発光素子と、該複数の発光素子の各々に対応する複数の受光素子と、前記発光素子を前記受光素子の各々の受光レベルが一定となる発光量に順次切り替えて発光させる発光制御手段と、前記発光手段が発光した発光量に対応する受光素子の出力を選択する出力選択手段と、前記出力選択手段が選択した出力に基づいて紙幣を識別する識別手段とを具備する紙幣識別装置において、前記発光制御手段は、前記発光量が少ない方から順となるように前記発光素子を発光させることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記発光素子の発光量の切替順を記憶した記憶手段を具備し、前記発光制御手段は、前記記憶手段に記憶された切替順に従って、前記発光素子の発光量を切り替えることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記受光手段の各々に適した発光量を取得するとともに、該取得した発光量に基づいて前記発光素子の発光量の切替順を決定し、該決定した切替順を前記記憶手段に記憶する切替順決定手段をさらに具備することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項４の発明は、直列接続された複数の発光素子を該複数の発光素子の各々に対応する受光素子での受光レベルが一定となる発光量に順次切り替えて発光させるとともに、該発光量に対応する受光素子の出力に基づいて紙幣を識別する紙幣識別装置の制御方法において、前記発光素子を前記発光量が少ない方から順となるように発光させることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記発光量の切り替えは、前記受光素子の各々に適した発光量に基づいて決定される順序で行われることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る紙幣識別装置およびその制御方法の一実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、紙幣識別装置の概略構成を示すブロック図である。
同図に示すように、紙幣識別装置は、制御部１と紙幣挿入部２、紙幣搬送部３、紙幣受入部４、駆動部５、識別部６を具備して構成される。
【００２７】
紙幣挿入部２から挿入された紙幣は、紙幣搬送部３を駆動部５により駆動されて搬送される。また、紙幣搬送部３で搬送されている紙幣は、識別部６により金種および真偽が判定され、真券と判定された紙幣は、制御部１により駆動部５が制御されることで紙幣受入部４に受け入れられる。
【００２８】
識別部６は、紙幣搬送部３中を搬送されている紙幣の光学的特徴や磁気的特徴等を抽出して金種および真偽を判定するが、以下では、識別部６は、光学的特徴のみを抽出するものとして説明する。
【００２９】
図２は、制御部１および識別部６の概略構成を示すブロック図である。
識別部１は、発光順・輝度記憶部１１と輝度信号出力部１２、発光順制御部１３、Ｄ／Ａ変換部１４、Ａ／Ｄ変換部１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、信号選択部１６、判定部１７を具備して構成され、必要に応じて発光順決定部１８が配設される。
【００３０】
また、識別部６は、発光回路６１と受光回路６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅを具備して構成される。
【００３１】
なお、図２における制御部１は、駆動部５を制御するための構成や識別部６が検出する紙幣の磁気的特徴を処理するための構成等を省略している。また、識別部６の発光回路６１と受光回路６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅは、それぞれ、図７に示した発光回路２６１と受光回路２６２ａ、２６２ｂ、２６２ｃ、２６２ｄ、２６２ｅに対応しており、発光素子（図７の発光ダイオード２６５ａ等に対応）や受光素子（図７のフォトダイオード２６６ａ等に対応）、紙幣の磁気的特徴を抽出する構成は、省略している。
【００３２】
さて、制御部１では、発光素子の発光順とその各順番における発光輝度を発光順・輝度記憶部１１に記憶している。発光順とは、受光回路６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅが出力する信号を利用する順番であり、この順番にしたがって、発光素子の発光輝度を受光側のレベルに合わせて変化させる。そして、その順序は、発光輝度が弱い方から強い方に順次変化していく。また、発光順・輝度記憶部１１への記憶は、予め行っておいてもよく、発光順決定部１８が配設されている場合には、これを利用してもよい。発光順決定部１８については後述する。
【００３３】
発光順・輝度記憶部１１に記憶されている発光順は、発光順制御部１３により読み出され、この発光順に基づいて発光順制御部１３が発光順を制御するタイミング信号を生成し、これを輝度信号出力部１２と信号選択部１６へ出力する。
【００３４】
輝度信号出力部１２は、発光順制御部１３から入力されるタイミング信号に従って発光順・輝度記憶部１１から対応する輝度を取得し、輝度信号を生成して出力する。輝度信号出力部１２から出力された輝度信号は、Ｄ／Ａ変換部１４でアナログ信号に変換されて発光回路６１に入力される。
【００３５】
一方、Ａ／Ｄ変換部１５ａ〜１５ｅは、それぞれ受光回路６２ａ〜６２ｅが出力する検出信号をディジタル信号に変換する。そして、信号選択部１６が、発光順制御部１３が出力するタイミング信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換部１５ａ〜１５ｅで変換された信号のうちのいずれかを選択して判定部１７へ入力する。
【００３６】
判定部１７は、信号選択部１７で選択された信号に基づいて、紙幣の真偽等の判定を行う。
【００３７】
そして、このような構成により、制御部１は、発光回路６１を介して発光素子を輝度の弱い順に発光させていく。例えば、図７に示した発光ダイオード２６５ａ〜２６５ｅを発光させる場合には、図３に示すように、対象とする受光素子をフォトダイオード２６６ｃ、２６６ｄ、２６６ａ、２６６ｅ、２６６ｂの順とした発光を行わせる。その結果、フォトダイオード２６６ｃ、２６６ｄ、２６６ａ、２６６ｅ、２６６ｂは、輝度の弱い光から順に受光することになり、輝度が変化した際の遅れ等が生じることはない。
【００３８】
次に、発光順決定部１８について説明する。
発光順決定部１８は、発光順・輝度記憶部１１に記憶する発光順とそれに対応する輝度を自動に決定するための構成部である。このため、発光順の自動決定を行わない場合には、必要としない。
【００３９】
発光順の自動決定は、例えば、発光素子の発光順とそれに対応する輝度を自動調整する場合に行われる。これは、発光素子や受光素子等の経年劣化や埃等の影響により、受光素子からの出力が変化するのを防止するためである。
【００４０】
したがって、発光素子の発光順とそれに対応する輝度を定期的に自動調整し、この結果に応じて発光素子の発光順とそれに対応する輝度、受光素子の検出順序（発光素子の発光順に応じて変更される）を変更することで、常に一定精度以上で紙幣の識別を行うことができる。
【００４１】
なお、自動調整は、当然のことながら、紙幣の識別を行っていない待機状態で行う。
【００４２】
ここで、図４を参照して、発光順決定部１８による発光順決定の処理について説明する。
図４は、発光順決定処理の流れを示すフローチャートである。
【００４３】
発光順決定部１８は、処理を開始すると、まず、発光順制御部１３へ制御信号を送り、信号選択部１６が所定の受光回路（Ａ／Ｄ変換部）からの出力、例えば、受光回路６２ａ（Ａ／Ｄ変換部１５ａ）の出力信号を選択するような信号を発生させる（ステップ１０１）。続いて、輝度信号出力部１２へ適当な輝度信号を生成するよう指示を与え（ステップステップ１０２）、信号選択部１６を介して発光順決定部１８へ入力される信号が所定の受光レベルとなるまで、輝度信号を調整する（ステップ１０３でＮＯ）。受光レベルが適正な値となったら（ステップ１０３でＹＥＳ）、そのときの発光輝度を記憶し（ステップ１０４）、ステップ１０１に戻り、信号選択部１６が別の受光回路からの信号を選択するように発光順制御部１３を制御する（ステップ１０５でＮＯ、ステップ１０１）。
【００４４】
このような処理を繰り返し、全ての受光回路における受光レベルの調整が終了すると（ステップ１０５でＹＥＳ）、記憶した発光輝度に基づいて発光順を決定し（ステップ１０６）、決定した発光順とそれに対応する輝度を発光順・輝度記憶部１１に記憶して（ステップ１０７）、処理を終了する。
【００４５】
ところで、上述の説明では、発光素子の発光順を制御することによって、その輝度を弱い順に変化させていったが、最も単純には、発光部（発光素子の集合）および受光部（受光素子の集合）を作成する場合に、発光素子を対応した受光素子に適した輝度で発光させた際に、その輝度が弱い順となるように並べておき、端から順に対応する受光素子に応じた輝度で発光させることで、上述の場合と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
この場合には、図５に示すように、発光素子をＡ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’、Ｅ’の順に並べ、対応する受光素子に応じた輝度で順次発光させることとなる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、直列接続された発光素子を各発光素子に対応する受光素子の受光レベルに応じた輝度で発光させる際に、その発光順を輝度の弱い方から強い方へ変化させるように構成したので、受光素子側での受光レベルが強から弱に変化することがなく、検出すべき光の直前に受光した光の影響を受けることなく光を検出することができ、結果として、高速スイッチング（受光素子の切替）を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】紙幣識別装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】制御部１および識別部６の概略構成を示すブロック図である。
【図３】発光例を示した図である。
【図４】発光順決定処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】発光素子を物理的に並び替えた場合の発光例を示した図である。
【図６】紙幣識別装置の側断面を示した図である。
【図７】光学的特徴を検出する場合の識別部２０６の構成例を示した図である。
【図８】発光ダイオードの発光輝度の変化を説明するための図である。
【図９】従来の発光例を示した図である。
【符号の説明】
１ 制御部
２ 紙幣挿入部
３ 紙幣搬送部
４ 紙幣受入部
５ 駆動部
６ 識別部
１１ 発光順・輝度記憶部
１２ 輝度出力信号出力部
１３ 発光順制御部
１４ Ｄ／Ａ変換部
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ Ａ／Ｄ変換部
６１ 発光回路
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ 受光回路
２００ 紙幣識別装置
２０２ 紙幣挿入口
２０３ 紙幣搬送路
２０４ａ スタッカ
２０４ｂ スタックドラム
２０４ｃ スリット
２０４ｄ スタッカシュート
２０４ｅ 押さえ板
２０４ｆ コイルバネ
２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄ プーリ
２０６ 識別部
２６１ 発光回路
２６２ａ、２６２ｂ、２６２ｃ、２６２ｄ、２６２ｅ 受光回路
２６３ 制御部
２６４ 電源
２６５ａ、２６５ｂ、２６５ｃ、２６５ｄ、２６５ｅ 発光ダイオード
２６６ａ、２６６ｂ、２６６ｃ、２６６ｄ、２６６ｅ フォトダイオード

Claims (5)

1. 直列接続された複数の発光素子と、該複数の発光素子の各々に対応する複数の受光素子と、前記発光素子を前記受光素子の各々の受光レベルが一定となる発光量に順次切り替えて発光させる発光制御手段と、前記発光手段が発光した発光量に対応する受光素子の出力を選択する出力選択手段と、前記出力選択手段が選択した出力に基づいて紙幣を識別する識別手段とを具備する紙幣識別装置において、
   前記発光制御手段は、前記発光量が少ない方から順となるように前記発光素子を発光させる
   ことを特徴とする紙幣識別装置。
2. 前記発光素子の発光量の切替順を記憶した記憶手段を具備し、
   前記発光制御手段は、前記記憶手段に記憶された切替順に従って、前記発光素子の発光量を切り替えることを特徴とする請求項１記載の紙幣識別装置。
3. 前記受光手段の各々に適した発光量を取得するとともに、該取得した発光量に基づいて前記発光素子の発光量の切替順を決定し、該決定した切替順を前記記憶手段に記憶する切替順決定手段をさらに具備することを特徴とする請求項２記載の紙幣識別装置。
4. 直列接続された複数の発光素子を該複数の発光素子の各々に対応する受光素子での受光レベルが一定となる発光量に順次切り替えて発光させるとともに、該発光量に対応する受光素子の出力に基づいて紙幣を識別する紙幣識別装置の制御方法において、
   前記発光素子を前記発光量が少ない方から順となるように発光させることを特徴とする紙幣識別装置の制御方法。
5. 前記発光量の切り替えは、前記受光素子の各々に適した発光量に基づいて決定される順序で行われることを特徴とする請求項４記載の紙幣識別装置の制御方法。

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