JPS59604A - 対向照明形縁部検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）　　発明の技術分野 本発明は紙葉などの縁部位置？検出する対向照明影線部
検出装置に関する。

（２）技術の背景 対向照明形縁部検出装宜としては、不透明物体または紙
葉などの半透明シート状物体の縁部位置音検出する、あ
るいはさらに物体幅全測定するものに用いられる。

特に半透明シート状物体の縁部位置検出に用いる場合、
例えば紙幣自動預貯金装置の金種判別用端末装置に用い
る場合においては、金種ごとに寸法が異なる、印刷され
た模様、彩色が異なる、紙質が異なるなどにより透過光
が変化するので、正確かつ信頼性の高い縁部検出を行う
ことが難しい。

かかる観点において、本発明においては、特に半透明シ
ート状物体（紙葉）の縁部検出に注目して述べる。

（３）従来技術の問題点 第１図および第２図は従来の対向照明影線部検出装置を
示したものである。第１図は対向して設けられた光源ア
レイ２ａおよび２ｂとセンサアレイ３ａおよび３ｂ、お
よび検出すべき紙業１ケ鳥隆的に示したものである。第
２図は第１図の右側の紙ｆ！＃１、光源アレイ２ａおよ
びセンサアレイ３ａｉ概念的に示した回路構故図である
。説明を簡単にするため、以下右側のみに注目して述べ
る。

複数の光源、例えば発光ダイオードかあ成る光源アレイ
２ａと複数のセンサ、例えばフォトダイオードから取る
センサアレイ３ａが、個々の発光ダイオードと個々のフ
ォトダイオードが１対１に対応するように対向させて設
けられている。光源駆動回路４′から電圧が印加されて
発光ダイオードの各個はほぼ一様に点灯し、対向するフ
ォトダイオードは発光ダイオードの点灯光を受光し相当
する電気信号に変換しデコード回路５に印加する。

デコード回路５から、フォトダイオード各個からの電気
信号を重畳した縁部検出信号Ｓｅ　ｆ出力する。

紙葉１が矢印の方向に進むと、光源アレイ２ａからセン
サアレイ３ａへの光をさえぎる。紙様１が光源アレイ２
ａからの光をさえぎる程度が大きい程縁部検出侶号８＠
は小さくなる。フォトダイオード各個の取付ピッチは予
め判っており、紙葉１がフォトダイオードの受光量の遮
へいの程度に応じて縁部検出信号が変化するから、縁部
検出信号の大きさにもとづいて紙葉の縁部を決定する。

上記の右側の縁部検出と左側の縁部検出を組合せると、
紙葉の幅が検出できる。

しかしながら上述した従来の対向照明影線部検出装雪に
は下記に挙げる問題点がある。

第１の問題点としては、前述の装置では通過する紙葉の
幅分−義的に精度良く決められない。第２図に示したよ
うに紙葉１は半透明であり、光源アレイ２ａからの光音
完全にさえぎることはできず、紙葉１の下部におるフォ
トダイオードに透過光が入射される。この透過光は紙葉
１の模様、彩色により大きく影響を受けるからでおる。

また１つの発光ダイオードの光のみが対向して下部に設
けられた１つのフォトダイオードに受光される訳ではな
く、複数の発光ダイオードからの直接光又は前述のよう
に変化する透過光を重畳した光を受光するからである。

これにより、種々の紙質、種々のｇｉ様を有する紙葉の
幅？精度良く測定することが困難であり、検出対象とし
ての紙葉の種類が制限される。

第２の問題点としては光源アレイの光源、この例では発
光ダイオードの発光量のノくラツキがあるため、通常十
数に程度、縁部検出信号はＷＪｌの問題点に加えて、さ
らに精度が低下する。

光源の発光量のバラツキをなくすことは、光源駆動回路
４′を相当に複雑にさせ、またこの調節は相当に複雑で
おる。

第３の問題点としては、紙業が通過する位置により検出
精度が変化することがおる。検出すべき紙葉の鍛大幅を
想定して紙葉の通過領域が定めてあり、紙葉はその通過
領域をある程度自由に通過する。つまり右側にずれる場
合もあり左側にずれる場合もめる。使用しているセンサ
アレイは長尺の一体形のものでおるが寸法に制限がある
（一般的には最大２５ｍ長程度〕。従って、センサアレ
イの幅をこえてずれて紙葉が通過した場合、縁部検出が
できないことは云うまでもないが、１つのフォトダイオ
ードが複数の光源からの直接光、透過光を重畳して受光
することから、通過する位置により検出信号が異なる。

このことは、再現性が良くないことを意味している。こ
のような影響を回避するにはまり長尺のセンサアレイを
用いることが考えられるが、長尺にすればする程、精度
が低）するという問題などがある。

（４）発明の目的 本発明の目的は、種々の紙質、柚々の模様などを有する
紙葉の幅の測定を、光源の発光量の・くラツキ、紙葉の
通過領域に関わりなく、又センサの゛　寸法上の制約、
検出感度の影＃を受けることなく、古現性良く高精度に
行うことのできる対向照明影線部検出装置Ｗヲ提供する
ことにある。

本発明の目的はまた、紙葉の幅の測定精度をさらに向よ
させ得る対向照明影線部検出装置を提供することＫある
。

（５）発明の構成 本発明Ｖこおいてけ、複数の光源からなる光°源アレイ
および該光源アレイに対向して配置され複数の光センサ
からなる光センサアレイを具備し、前記複数の光源およ
び光センサ全それぞれを組にして選択駆動し、前記光源
アレイと前記光センサアレイ間に被検出物が存在しない
場合の前記各個の光センサ出力と被検出物が存在する場
合の対応する＾ｆＪ　Ｆｌｅ各個の光センサ出力とｔ比
較することにより被検出物の縁部全検出する、対向照明
影線部検出装置が提供される。

（６）発明の実施例 本発明の第一の実施例としての対向照明影線部検出装置
ｆ’に第３図に示す。

独立に点滅させ得る複数の光源、例えば発光ダイオード
から取る光源アレイ２と各個独立に信号をとり出し得る
複数の光センサ、例えげフォトトランジスタから取るセ
ンサアレイ５を対向して設置し、その間を紙＃１１ｖｉ
−通過させる。

光源アレイ２の各個の光源を独立して点滅させる光源選
択回路６が光源駆動的１路４とｆｔ、源アレイ２との間
に設けられる。光源選択回路６の回路例會第４図に示す
。選択信号Ｓ１を信号識別回路６１で受け、スイッチン
グ素子としてのＦ　Ｅ　Ｔ　１〜ＦＥＴｎの１つへゲー
ト信号を出力［５、＃１つのＦＨＴ＝ｊｉ通して光源駆
動回路４からの電源Ｖｃｃを該１つのＦＥＴと直列に接
続された発光ダイオードＬＢＤ１〜Ｌｈ）Ｄｎの１つを
点灯をする。抵抗器Ｒ１け保護抵抗である。

センサアレイ３の各個のセンサの１つ倉８択してとり出
すセンサ選択回路７がセンサアレイ５に接続される。セ
ンサ選択回路７０回路例を第５図に示す。センサアレイ
３の各個のフォトトランジスタＰＴ１〜Ｐ　Ｔ　ｎのコ
レクタ餓は共通に接続され抵抗器Ｒ，２２介して電源Ｖ
ｃｃ　　に接続されている。またフォトトランジスタＰ
Ｔのエミッタ側はフォトトランジスタ１個ごと独立に直
列抵抗器１１〜ｒｎの１つが接続され、直列抵抗器の他
方は接地されている。フォトトランジスタｌ）　Ｔのエ
ミッタと直列抵抗器ｒの共通接続点は独立にスイッチン
グ素子、例えばアナログスイッチが複数個設けられたス
イッチング回路７１に接続されている。従って、スイッ
チング回路７１が選択信号Ｓ　１ｆ−受けると、前述の
点灯させられた発光ダイオードＬ　Ｅ　Ｄと対向するフ
ォトトランジスタＦＴで受光し、発生された宵、気信号
のみが、受光信号Ｓ２として出力される。

光源アレイ２０発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎとセ
ンサアレイ３のフォトトランジスタＰＴ１〜ＰＴｎとは
１対Ｉ　ＶＣ対向して設けられている。

前述の選択信号５１ｔｌ−送出し、また前述の受光信号
Ｓ２を受は入れて信号を処理する制御装［８が設けられ
ている。制御装［８としては、第３図の例示においては
、制御演算回路８゛１、記憶回路８２、増幅器８３、ア
ナログ・ディジタル変換器、出力回路８６および信号バ
ス８５から構成されている。

以下第３図装置の動作について述べる。

先ず紙Ｍ１が光源アレイ２とセンサアレイ３０間に存在
しないとき、制御演算回１２％８１から信号バス８５を
介して選択信号Ｓ１として１曲目の発光ダイオードおよ
び１番目のフォトランジスタを選択する信号を光源選択
回路６およびセンサ選択回路７に送出する。それにより
１蚤目の発光ダイオードＬＥＤ１のみが点灯し、ＬＥ：
Ｄｌに対向した１番目のフォトトランジスタＰ　Ｔ　１
で受光し電気信号に変換された受光信号Ｓ２がセンサ選
択回路７から出力される。

センサ選択回路７からの受光山号Ｓ２の出力は、発光ダ
イオードの動作特性、フォトトランジスタの動作特性、
および、回Ｉ８６および７内のスイッチング素子、回路
素子の動作特性をもとに定めた安定した出力が得られる
タイミングを考慮のもとにして、行う。

受光信号Ｓ２は、増幅器８３で増幅され、アナログ・デ
ィジタル変換器８４においてディジタル、値に変換され
、信号バス８５を介して制御演算回路８１に入力される
。さらに制御演算回路８１に入力されたディジタルの受
光信号が記憶回路８２の所定の領域に記憶される。

次いで上記と同様の操作を、２番目〜ｎ番目まで順次行
う。

以上の１〜ｎ番目までの１サイクルの走査により、対向
する発光ダイオードとフォトトランジスタとの対の紙葉
１が存在しない場合の発光・受光特性データが記憶回路
８２に記憶される。

次に紙葉１が光源アレイ２とセンサアレイ３との間に存
在する場合について述べる。この場合も、紙葉１が存在
しない場合と同様に、発光ダイオードの１つを点灯させ
対向して設けられたフォトトランジスタの受光信号を記
憶回路８２に記憶させる操作を順次行なう。

以上の操作が終了したら、記憶回路８２に記憶されてい
る、紙葉が存在しない場合の各対の発光・受光特性デー
タに対する紙葉が存在する場合の各対の発光・受光特性
データの比率を、制御演算回路８１で求める。この比率
がほぼ１である場合には、その発光ダイオード拳フォト
トランジスタ間には紙葉が存在しないことを示す。棟だ
、比率が１よりも相当小さい場合、例えば０．５以下で
ある場合には、紙葉が存在することにより発光ダイオー
ドからの光出力が相当に低減されいわゆる透過光のみが
フォトダイオードで受光されるにすぎないから、その発
光ダイオード・フォトトランジスタ間に紙葉が存在して
いることを示す。

また第３図には右側縁部の光源アレイとセンテア１／イ
のみを示したが、左側縁部の光源アレイとセンサアレイ
についても上記同様に同時的に操作を行なう。

左右のセンサアレイの間隔、およびセンサアレイのフォ
トトランジスタの取付ピッチは予め判っているから、制
御演算回路８１では通過する紙葉の紙幅を容易に算出す
ることができ、その結果を出力回路８６を通して、後段
の装置（図示せず）に信号ＳＯとして出力する。

以上の操作の間、共通要素としての増幅器８４の誤差変
動、アナログ・ディジタル変換器８４の犠子化誤差変動
などはほぼ一定または無視し得る程度小さいものと見な
せる。

各対ごとの発光・受光特性データのそれぞれは、発光ダ
イオードの光出力、フォトトランジスタの感度の差異な
どにより、絶対値としてみればバラツキがある可能性が
ある。しかし、本発明においては、各対ごとの紙葉が存
在し々い場合に対する紙葉が存在する場合の受光信号の
比率、すなわち相対的な値を用いて紙葉の有無を判断し
ているので、このようなバラツキがあって亀問題はない
。

また発光ダイオードのバラツキ以外の問題として時間の
経過と共に光量が比較的早く低下するもの、例えば白熱
ランプを光源として用いた場合であっても、紙葉が存在
する直前の発光・受光特性データと紙葉が存在する場合
の発光・受光特性データとの相対比であるから、問題な
く紙葉の縁部検出ができ、また紙葉幅が算出できる。

また上記の発光・受光特性データの比率は、紙葉が存在
しない場合とほぼ１、存在する場合とでは相当に異なる
。従って同−紙質上の模様の差異などがあっても、２値
的に容易に検出でき、識別能力が向上する。このことは
紙質の違いがある場合についても同様であり、確実に識
別し得る紙葉の種類の範囲が広がる。

この実施例においては、センサアレイ３のフォトトラン
ジスタ各個の取付ピッチまで紙葉の縁部位置、すなわち
紙葉幅を横巾できる。

またこの実施例においては、光源駆動回路の電源容量を
光源１個分までに少なくすることができる。

本発明の第２の実施例として対向照明影線部検出装置を
第６図に示す。

第６図装置においては、センサアレイ５′が第３図装置
の場合に対し、半ピツチＰ／２ずらして光源アレイ２に
対向させて設けである。

他の装置要素は第３図装置の要素とほぼ同様であるが、
制御装置１１８の制御演ＸＩＰｊｌ路８１′が異なる。

光源アレイ２の発光ダイオードおよびセンサアレイ５′
のフォトトランジスタが各々１０個設けられた場合の第
１の選択信号ＳＳＯ〜Ｓ！Ｓ９、総称して８３、および
第２の選択信号８４０〜８４９、総称してＳ４、のタイ
ミングチャートを示す第７図を参照して第６図装置の動
作について以下に述べる。

図示しない装置から起動信号ＳＬおよび、図示しない装
置から紙葉通過信号Ｓｍを制御装置８の制御演算回路８
１′が受けると、一定時間ＴＤ後ゲート信号Ｓｇの論理
を「０」にする。（第３図装置の動作においても、走査
に先だってこのように行なわれる。） 制御演算回路８１′から１番目の発光ダイオードを点灯
させる選択信号８３０および１番号目のニアｒト）ラン
ジスタの信号を受入れる選択信号８４０を、光源選択回
路６およびセンナ選択回路７に送出する。フォトトラン
ジスタの受光信号を記憶回路８２に記憶させたら、１０
番目の発光ダイオード、１０番目のフォトトランジスタ
まで順次くり返す。

次に発光ダイオードを１つずらした２番目のものと１番
目のフォトトランジスタの対について、１０番目の発光
ダイオードと９併目のフォトトランジスタの対まで順次
走査を行なう。

以上の１周期ＰＥＲＩＯＤの走査により、１０番目の７
ｆ）　）ランジスタを除いて、例えば５番目の７すトト
ランジスタの受光信号としては、５番目の発光ダイオー
ドからの光と６番目の発光ダイオードからの光を受光し
た２種のものが得られる。

このようにして得られた紙葉通過時の受光信号を、紙葉
通過前に１周期ＰＥＲＩＯＤについて得た受光信号で除
し、第３図装置同様に紙葉の縁部を検出する。

ｐ４６図装置における発光ダイオードの指向性は、発光
ダイオードに対し半ピツチずれた対向する２つのフォト
トランジスタを包囲する。

第６図装置は、フォトトランジスタを発光ダイオードに
対し牛ピッチずらし対向する２つの発光ダイオードから
の光を１一つのフォトトランジスタで受光させたことに
゛より、第３図装置のものに対し、縁部位置の検出種度
を２倍に向上させることができる。

本発明の実施に当っては前述のほか種々の変形形的をと
ることができる。また制御装置の制御演か　　　　　算
回路としてマイクロプロセッサあるい°はＲＯＭなどを
用いても良く、論理回路を用いても良い。

さらに第５図および第６図装置の光源プレイ、センサア
レイの選択としては、明らかに紙葉が存在しない部分は
省略させることもできる。第６図装置における光源アレ
イ、センサアレイの選択としてはさらに、１番目のセン
サに対し、１番目の光源、ひき続き２番目の光源、次い
で２番目のセンサについて２番目の光源、ひき続き５番
目の光源を選択するように行うこともできる。

（７）　　発明の効果 本発明によれば、種々の紙質、種々の模様などを有する
紙葉の幅の測定を、光源の発光量のバラツキ、紙葉の通
過領域に関わりなく又センサの寸法上の制約、検出感度
の影響を受けることなく、再現性良く高精度に行う対向
照明影線部検出装置が得られる。

また本発明によれば、紙葉の幅の測定精度をさらに向上
させ六対向照明影線部検出装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の対向照明影線部検出装置の概略図、 第２図は第１図装置の回路図、 第５図は本発明の第一の実施例としての対向照明影線部
検出装蓋の回路図、 第４図は第３図＝１４胃における光源選択回路の実施例
としての回路図、 第５図は第３図装置におけるセンナ選択回路の実施例と
しての回路図、 第６図は本発明の第二の実施例としての対向照明影線部
検出装置の回路図、 第７図は第６図装置の動作タイミング信号特性図、であ
る。 （符号の説明） １・・・・・・紙葉、 ２・・・・・・光源アレイ、 ５・・・・・・センサアレイ、 ６・・・・・・光源選択回路、 ７・・・・・・センサ選択回路、 ８・・・・・・制御装置、 ８１・・・・・・制御演算回路、 ８２・・・・・・記憶回路、 ８３・・・・・・増幅器、 ８４・・・・・・アナログ・ディジタル変換器、８５・
・・・・・信号バス、 ８６・・・・・・出力回路。 特許出願人 富士通株式会社 特詐出願代理人 弁理士青水　朗 弁理士　西　舘　和　之 弁理士　内　１）幸　男 弁理士　山　口　昭　之 第３図 ｍ−−− 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　複数の光源からなる光源プレイおよび該光源アレ
   イに対向して配置され複数の光センサからなる光センサ
   アＶイを具備し、前記複数の光源および光センサをそれ
   ぞれ組にして選択駆動し、前記光源アＶイと前記光セン
   サアレイ間に被検出物が存在しない場合の前記各個の光
   センサ出力と被検出物が存在する場合の対応する前記各
   個の光センサ出力とを比較することにより被検出物の縁
   部を検出する、対向照明影線部検出装置。 ２、　前記各光源と各光センサの光軸をそれぞれ一致さ
   せて配置し、該光軸上に対向して設けられた光源および
   光センサを組にして順次選択駆動することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の対向照明影線部検出装置。 五　前記各光源と各光センサの光軸を互いにずらせて配
   置し、該光軸の隣如合う一万の光源と光センサを組にし
   、次いで該光軸の隣り合う他力の光源と光センサを組に
   して順次選択駆動すること全特徴とする、特許請求の範
   囲第１項記載の対向照明影線部検出装置。