JPS62299748A - 透過光検出装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は透過光検出装置に関し、更に詳細には入出金自
動取引装置や自動販売機等の紙幣鑑別装置に用いられて
いる透過光センサの制御回路に関する。

（従来の技術） 紙葉類に印刷された模様、用紙自在の光透過特性及び用
紙の汚■１を検出するための、従来のセンサ例が実開昭
６０−１０４９７１号公報に開示されており、これを第
３図（ａ）　、　（ｂ）に示す。第３図（ａ）に示す透
過光センサは、スリガラス等の拡散板３５で光源３１か
らの光の指向性による光強度の集中を拡散して均一な光
とし、この均一化された光は用紙：３３に照射され、用
紙３３を透過した光をスリット３４で遮光して視野を規
定し、受光器３２に受光する。

受光器３２の出力は４１（算増幅器３６で増幅され、用
紙３］に印刷されたパターン、用紙３３の光透過特性及
び汚損に相当した出力信号を出力する。

また、第３図（ｂ）に示す透過光センサは第３図（ａ）
の光源３１を指向性の弱い光源を使用した場合のもので
、光強度の集中が弱いために拡散板３５を省略したセン
サであり、その他の構成要素は第３図（ａ）と同じであ
る。

このような２つの従来のｉＡＡ光センサにおける出力調
整は両者とも次のようになされる。先ず、基準となる光
透過特性を有する基準用紙をセンサにセットし、演算増
幅惺３６の出力が所定値もしくは所定の範囲内となるよ
うに可変抵抗器３７によりよ１整するか、または光源３
１への供給電流を増減させて所定値もしくは所定の範囲
内の値にするが、さらに用紙無しの時可変抵抗器３７に
より調整していた。

ここで、第３図（ａ）に示す透過光センサでは受光器３
２に受光する光源３１からの光が指向性を有し、また特
に光自体に指向性を有していなくても光軸上にスリット
を設けていればスリットの位置ずれにより指向性を有す
ることになり、受光器３２に直進し最も効率よく受光さ
れる光も拡散板３５により拡散される。しかし、拡散板
の拡散の度合はセンサ毎に取り付けられた拡散板毎に異
なるので、相対的に拡散の度合の大きい拡散板が取り付
けられたセンサでは直進光の拡散も大きく、逆に拡散の
度合の小さい拡散板が取り付けられたセンサでは直進光
の拡散も小さい。したがって、拡散板の拡散の度合に差
があって他の条件が同一である場合には、用紙無しの時
拡散の度合の大きい拡散板が取り付けられたセンサの方
が拡散の度合の小さい拡散板が取り付けられたセンサよ
り受光器３２の出力は小さくなる。さらに、センサに用
紙をセットすると、拡散板３５を通過した光はさらに用
紙により多少拡散されるため、受光器３２は効率よく受
光できなくなり受光器３２の出力はより−・層減少する
。よって、拡散の度合の大きい拡散板が取り付けられた
センサの方が用紙有りと無しのときの出力の差が小さい
ため、同一のセンサでの出力比率（＝（用紙有りの時の
出力）÷（用紙無しの時の出力））は拡散の度合の小さ
い拡散板を取り付けられたセンサの出力比率より大きく
なる。

また、第３図（ｂ）に示す透過光センサでもト述したこ
とと同様であり、要は用紙無しの時に直接光を受光でき
る効率に差があるということに起因することである。こ
の場合、例えば受光器３２の光軸に傾きがあるとすると
、用紙無しの時の出力は相対的に低いが用紙をセットし
た時の出力は同一・な比率で低くならない。したがって
、用紙無しの時にて複数のセンサ毎に出カニＪ！４整を
行なっても各センサに読取るべき同じ用紙をセットする
と、センサ毎に受光器３２の出力に差がでてしまう。

さらに、第３図（ａ）　、　（ｂ）に示す各透過光セン
サ共通に言えることであるが、一般に光源の発光効率や
受光器の光電ｆ換効率は、経卯変動かあり、また環境温
度の変化によっても変動する。このため、これらは直接
受光断出力に影響し、センサの安定度という観点におい
て問題である。この問題点を解決するために受光器出力
の変動を補償する方法としては初期において用紙無しの
時の受光器出力を所定値あるいは所定の範囲内の値とな
る様調整し、以後の動作時に用紙無し時の出力を読み取
って、初期状態における所定の受光器出力とのずれ量を
検出し、読取った用紙有りの時の出力を補正する。しか
し、この方法では前述した拡散板の拡散の度合によるセ
ンサ毎の出力レベルの相違という問題は解決できない。

そこで、これらの問題点を解決する手段として第４図に
示す方法が考えられる。

第４図は従来の透過光検出装置を示す回路図である。同
図において、用紙無しの時、演算増幅器４２の出力が所
定の値となる様可変抵抗器４３を調整した後、基準用紙
をセンサにセットさせて演算増幅器４４の出力が所定の
値となるよう可変抵抗器４５を調整する。演算増幅器４
２の出力はスイッチ４６に、演算増幅器４４の出力はス
イッチ４７にそれぞれ接続され、スイッチ４６と４７は
いずれか一方がオンのときはインバータ４９により他の
一つはオフとなるようにしておく。よって、演算増幅器
４２または４４のいずれか一方がアナログ−ディジタル
変換器（以ド、ＡＤ変換惺と略す）４８に人力され、デ
ィジタル出力に変換され出力される。

このような回路により、用紙無しの時にスイッチ４６を
オンし、初期：Ａ整時得られた所定の出力とのずれ’Ｊ
ｉｋを検出し、読取るべき用紙かセンサにセットされた
ならばスイッチ４７をオンして読取った出力に対し、用
紙無しの時に検出しておいた初期出力とのずれ量に基づ
いて補正をかけるようにする。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、ヒ記従来の回路では２つの可変抵抗器に
よる正確な調整がなされることを前提としており、用紙
有り及び無しに対応するとともに順序だてて行なわなけ
ればならないため、調整作業は複雑であって熟練を必要
とするという問題点がある。また、初期調整だけでは調
整後の出力変動に対処できないので、用紙無しの時の出
力検出値に応じて用紙有つの時の出力検出値を補償する
という比較的インテリジェントな機能を持たなければな
らないという問題点があった。

本発明はこれらの問題点を解決するためのもので、複雑
な調整作業を自動化するとともに調整後各種要因により
発生する受光器出力の変動を自動的に補償することによ
り、紙葉類に印刷された模様、用紙自体の光透過特性及
び用紙の汚損等の検出を高鯖度に、かつ安定に行なうこ
とができる透過光検出装置を提供することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は餌記問題点を解決するために、用紙に印刷され
た模様、用紙自体の光透過特性及び用紙の汚損を検出す
る透過光検出装置において、用紙を照らず光源と、光源
に対向して設けられ、光源から用紙を透過した光を受光
して電気信号に光電変換する光電変換部と、光′重度換
部から出力される′ｌに気信号を増幅する増幅部と、増
幅部により増幅された電気信号をアナログ−ディジタル
変換するＡＤ変換部と、増幅部とＡＤ変換部との間に設
けられ、ＡＤ変換部の出力レベルを調整するための設定
値に基づいて増幅部から出力される電気信号を制御して
ＡＤ変換部に供給する出力制御部と、基準となる光透過
特性を有する基準用紙を光源と光電変換部との間に挿入
して設定値を設定する際に基になる基準初期値を求める
動作モードである基準初期値設定モードと、用紙の通常
の検出を行なう通常動作モードとに動作モードを設定す
る動作モード設定部と、動作モード設定部により基準初
期値設定モードに設定されたとき基準用紙を光源と光電
変換部との間に挿入してＡＤ変換部からの出力レベルが
所定値もしくは所定の範囲内の値となるように第１の設
定値を出力制御部に設定した後、基準用紙を取り除いて
第１の設定値を所定の縮小比率で縮小させたときのＡＤ
変換部からの出力レベルを基準初期値として記憶し、動
作モード設定部により通常動作モードに設定され光源と
光電変換部との間に何もないときのＡＤ変換部からの出
力レベルを基準初期値に−・致又は近似させるように第
２の設定値を求め、さらに所定の増大比率でＡＤ変換部
からの出力レベルを増大するように第３の設定値を出力
制御部に設定する制御部とを具備している。

（作　用） 以上のような構成を有する発明によれば、先ず、動作モ
ード設定部により基準初期値設定モードに設定して基準
用紙を光源と光電変換部との間に挿入する。そして、こ
の時のＡＤ変換部からの出力レベルが所定値もしくは所
定の範囲内の値となるように出力制御部に第１の設定値
を設定する。その後、基準用紙を取り除いて第１の設定
値と所定の縮小比率で縮小させたときのＡＤ変換部から
の出力レベルを基準初期値として記憶する。

その後、動作モード設定部により通常動作モードに設定
して光源と光電変換部との間に何もない時のＡＤ変換部
からの出力レベルを基準初期値に一致又は近似させるよ
うに出力制御部に第２の設定値を設定する。さらに、所
定の増大比率でＡＤ変換部からの出力レベルを増大する
ように出力−制御部に第３の設定値を設定し、この第３
の設定値に基ついて一連の読取動作は増幅部から出力さ
れる電気信号を制御してＡＤ変換部に供給して成される
。

したがって、本発明は補記問題点を解決することができ
、高精度、かつ安定な検出可能な透過光検出装置を提供
できる。

（実施例） 以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。同図において、Ｕは図示していない光源からの光を
受光して電気信号に変換し出力するフォトダイオード等
の受光器、１２は受光器ＩＩの出力を増幅させる演算増
幅器、１３は演算増幅ｉ？ｙ１２の出力が所定値もしく
は所定の範囲内の値となるようにするフィードバック抵
抗器、１４は演算増幅器１２の出力を後述する利得設定
部１６により設定された利得に応じて増幅する可変利得
増幅器、１５は＋ｉ丁変利得増幅器１４の出力を後述す
る制御回路１７からのサンプル信号に基づいてディジタ
ル値に変換するＡＤ変換器、１６は後述する制御回路１
７からの利得設定値信号に基づいて可変利得増幅器１４
に対し、利得を特定の値に設定するための信号を供給す
るラッチ回路等の利得設定部、１７は後述する動作モー
ド設定部１９により設定された各動作モードに従って一
連の動作を制御する制御回路、１８は制御回路１７によ
り求められた後述する基準初期値を格納する不揮発性記
憶部、１９は基準となる光透過特性を有する図示してい
ない基準用紙を図示していない光源と受光器１１との間
に挿入して後述する基準初期値を求める動作モードであ
る基準初期値設定モードと通常の用紙の読取動作を行な
う通常動作モードとのどちらかの動作モードに制御回路
１７を設定する動作モード設定部である。

次に、？、１図を用いて本実施例の動作を説明する。

先ず、動作モード設定部１９は制御回路１７を基準初期
値設定モードに設定する。そして、基準用紙を図示して
いない光源と受光ｉｌｌとの間に挿入して、この状態を
図示していない用紙有無検知手段が用紙有りと検知する
。この検知結果が制御回路１７に伝達されると、制御回
路１７は最初に可変利得増幅器１４の利得が最も小さく
なるように利得設定値信号を利得設定部１６に供給する
。その後、制御回路１７はＡＤ変換器１５の出力レベル
が所定値あるいは許容範囲内の値であるか否か判定する
。その判定結果、ＡＤ変換器１５の出力レベルが所定値
あるいは許容範囲の上限値以上であれば、これ以Ｆの利
得とすることは上述のように最小値に設定しているので
不可能である。このときはセンサ以上（出力過大等を示
す）と判断し、その旨を表示する処理等を行なう。

また、ＡＤ変換器１５の出力レベルが所定値あるいは所
定の範囲の下限値以下であれば、制御回路１７は可変利
得増幅器１４の利得が大きくなるように利得設定部１６
の設定値を更新してはＡＤ変換器１５の出力レベルが所
定値あるいは所定の範囲内となるまで繰り返す。そして
、基準用紙を取り除き、図示していない用紙有無検知手
段が用紙無しと検知する。この検知結果がル［外回路１
７に伝達されると、制御回路１７は基準用紙有りのとき
のＡＤ変換ｅｒ１５の出力レベルが所定値あるいは所定
の範囲内の値を示した際の可変利得増幅器１４の利得に
対し、用紙有り／無しのおおよその比率から予め定めら
れている一定の比率で縮小させる。また、制御回路１７
を縮小させた利得を可変利得増幅器１４に設定させるた
めの設定値を利得設定部１６に利得設定値信号をもって
設定する。そして、制御回路１７はＡＤ変換器１５の出
力レベルを読取り、この読取値を基準初期値として不揮
発性記憶部１８に記憶する。最後に、制御回路１７は動
作モード設定部１９により通常動作モードに設定される
と、上述の基準初期値設定動作は完了して通常動作にな
る。

なお、前記基準初期値設定動作において用紙無しの時に
ＡＤ変換器１５の出力を読取る際に可変利得増幅器１４
の利得を一定の比率で縮小するのは、用紙無しの時の大
光量受光により、可変利得増幅器１４およびＡＤ変換器
１５の出力を飽和させないことを目的に行なうものであ
り、その縮小比率は飽和しない範囲であって、かつ読取
った値の分解能が低下しない程度にしかるべき出力が得
られればよく、仮にｌ／Ｎとする。

次に［述の基準初期値設定動作により求められた基準初
期値に基づいて行なわれる通常の用紙読取動作、例えば
自動入出金装置等で紙幣の挿入が検知されて鑑別を行な
う時の出力補正動作を説明する。

先ず、制御回路１６は図示していない用紙有無検知手段
が用紙無しと検知している時に、不揮発性記憶部１８に
記憶されている基準初期値とその時のＡＤ変換器１５の
出力レベルとが一致するかもしくは近似するように、可
変利得増幅器１４の利得を利得設定部１６への設定値を
順次更新することにより求める。そして、制御回路１７
は求めた利得に予め定められている一定の倍率を乗算す
ることにより得られる利得を可変利得増幅器１４に設定
するための利得設定部１６に利得設定値を設定する。

ここで、以上のような制御回路１７の動作を説明すると
、基準用紙により所定の出力が得られる可変利得増幅器
１４の利得を求める。そして、この利得を一定の比率で
縮小した利得状態における用紙無しの時のＡＤ変換器１
５の出力を基準初期値として記憶する。以後の通常のセ
ンサ動作においては、用紙無しの時のＡＤ変換器１５の
出力が記憶されている上記基準初期値と同等レベルの出
力となる利得を求め、この利得を一定倍した利得のもと
に用紙の読取動作をするようにしたものである。

なお、上記実施例において、用紙無しの時のＡＤ変換器
１５の出力が不揮発性記憶部１８に記憶されている基準
初期値と同等レベルの出力となる利得を−・定倍にした
が、この倍率としては上記実施例のように基準初期値を
求める際に使用した利得の縮小比率１７Ｈの逆数倍、す
なわちＮ倍に設定しておけばこの利得のもとての基準用
紙を用いたときのＡＤ変換？！ｒ１５の出力は仮に光源
の光量変化等により受光器１１の出力が変動しても正常
時と同等のものが得られる。

以上説明した第１の実施例は用紙有りの時と用紙無しの
時の利得比率（１：Ｎ）とセンサ出力のばらつき、変動
分の調整まで対応したものである。ここで、第２図に示
す第２の実施例は演算増幅器１２の利得を利得比率（１
：Ｎ）に切替え可能となるようにフィードバック抵抗器
１３と並列接続する抵抗器２０、及び接続を切替えるス
イッチ２１を設けたものである。この第２の実施例では
、フィードバック抵抗器１３の抵抗値Ｒ１に対して抵抗
器２０の抵抗値Ｒ２が（Ｒ＋　Ｚ　Ｒ２：　Ｒ２）　＝
（１：Ｎ）という関係を満足するように設定すれば、制
御回路１７は用紙無しの時スイッチ２１にスイッチ制御
信号によりスイッチ２１をオン、用紙有りの時スイッチ
２１をオフとなるように；Ｉｔ（Ｉ御しても第１の実施
例と同様な制御が可能である。

また、上記実施例のように基準用紙に基づいて求められ
た基準初期値を一度設定して不揮発性の記憶手段に記憶
させていたが、これに限定する必要はなくて例えば外部
記憶手段に記憶しておいて本実施例の装置が用いられる
システムに電源が投入された時に外部記憶手段から基準
初期値を読み出して、制御回路１７に付随するＲＡＭな
どに書込むという方法でもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、光源の光出力の
変動、受光器の光電変換効率の変動などに起因する受光
出力の変動が生じたとしても、正常時と同等の出力レベ
ルが得られるため、光センサとしての検出精度が高く、
かつ極めて安定になる。また、簡単な操作のみで自動的
にセンサ特性を測定し、かつ出力を補償することにより
、人為的調整誤りがなくなるとともに初期調整及び定期
的な再調整に要する手間がなくなり、長時間、経済的に
も高品質を維持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第２
図は本発明の第２の実施例を示すブロック図、第３図は
従来の透過光検出装置を示す構成図、第４図は従来の透
過光検出装置を示す回路図である。 １１・・・受光器、　　　　ｌ　２−・・演算増幅器、
１コ・・・フィードバック抵抗器、 １４・・・ｎ丁変利得増幅番、１５・・・ＡＤ変換愕、
１６・・・利得設定部、　　１７・・・制御回路、１８
・・・不揮発性記憶部、１９・・・動作モード設定部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）用紙に印刷された模様、用紙自体の光透過特性及
   び用紙の汚損を検出する透過光検出装置において、 用紙を照らす光源と、 該光源に対向して設けられ、前記光源から用紙を透過し
   た光を受光して電気信号に光電変換する光電変換部と、 該光電変換部から出力される電気信号を増幅する増幅部
   と、 該増幅部により増幅された電気信号をアナログ−ディジ
   タル変換するＡＤ変換部と、 前記増幅部と前記ＡＤ変換部との間に設けられ、前記Ａ
   Ｄ変換部の出力レベルを調整するための設定値に基づい
   て前記増幅部から出力される電気信号を制御して前記Ａ
   Ｄ変換部に供給する出力制御部と、 基準となる光透過特性を有する基準用紙を前記光源と前
   記光電変換部との間に挿入して前記設定値を設定する際
   に基になる基準初期値を求める動作モードである基準初
   期値設定モードと、用紙の通常の検出を行なう通常動作
   モードとに動作モードを設定する動作モード設定部と、 該動作モード設定部により基準初期値設定モードに設定
   されたとき基準用紙を前記光源と前記光電変換部との間
   に挿入して前記ＡＤ変換部からの出力レベルが所定値も
   しくは所定の範囲内の値となるように第１の設定値を前
   記出力制御部に設定した後、前記基準用紙を取り除いて
   前記第１の設定値を所定の縮小比率で縮小させたときの
   前記ＡＤ変換部からの出力レベルを前記基準初期値とし
   て記憶し、 前記動作モード設定部により通常動作モードに設定され
   前記光源と前記光電変換部との間に何もないときの前記
   ＡＤ変換部からの出力レベルを前記基準初期値に一致又
   は近似させるように第２の設定値を求め、さらに所定の
   増大比率で前記ＡＤ変換部からの出力レベルを増大する
   ように第３の設定値を前記出力制御部に設定する制御部
   とを具備することを特徴とする透過光検出装置。
2. （２）前記増大比率を前記縮小比率の逆数とすることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の透過光検出装
   置。