KR950015068B1

KR950015068B1 - 매체 검출 시스템

Info

Publication number: KR950015068B1
Application number: KR1019890012704A
Authority: KR
Inventors: 쓰또무 후꾸이; 히데또 고이께; 겜미 아유까이
Original assignee: 오끼덴끼고오교 가부시끼가이샤; 고스기 노부미쓰
Priority date: 1988-09-02
Filing date: 1989-09-02
Publication date: 1995-12-21
Also published as: KR900005344A

Abstract

내용 없음.

Description

매체 검출 시스템

제1도는 본발명에 따른 매체 검출 시스템의 실시예를 도시한 블록 다이어 그램.

제2도는 제1도에서 센서 선택기(4) 및 임피이던스 변환기(5)의 예를 나타낸 도시도.

제3도는 제1도에서 부하 저항 유닛(6)의 예를 나타낸 도시도.

제4도는 제1도에서 비교기 유닛(7)의 예를 나타낸 도시도.

제5도는 제1도에서 센서 및 부하 저항 유닛의 출력 특성을 나타낸 도시도.

제6도는 제1도에서 래치(latch) 유닛(8)의 예를 나타낸 도시도.

제7도는 제1도에서 메모리 유닛(13)의 예를 나타낸 도시도.

제8도는 부하 저항 조절시 동작의 예를 예시한 플로우 챠트.

제9도는 매체 검출시 동작을 예시한 타임 챠트.

제10도는 제1도에서 임피이던스 변환기(5)로써 사용된 FET특성의 예를 예시한 다이어그램.

제11도는 제1도에서 포토-트랜지스터(3) 특성의 예를 예시한 다이어그램.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 정전류원 2 : 발광 다이오우드

3 : 포토-트랜지스터 4 : 센서 선택기

6 : 부하 저항 유닛 7 : 비교기 유닛

8 : 래치 유닛 12 : 래치 제어기

13 : 메모리 유닛 14 : 데이타 스위치 유닛

16 : 제어 유닛 17 : 클럭 발생기

18 : 주소 발생기 20 : 제어 신호 스위칭 유닛

본 발명은 종이 매체 등과 같은 매체를 취급하는 장치에 사용된 매체 검출 시스템에 관한 것이다.

종래 기술 매체 검출 시스템은 각각, 발광 소자 및 수광 소자로 형성되고, 여러 센서의 수광 소자를 위해 공동으로 구비된 매체 및 가변 부하 저항기를 검출하기 위하여 매체 취급 장치내의 여러장소에 배치된 다수의 광 센서를 갖는다. 가변 부하 저항기는 발광 소자 및 수광 소자의 특성에 의한 변화와 예를 들어 수광소자의 표면 위의 먼지량에 기인하는, 발광 소자에서 수광 소자로 투과된 빛의 변화율에 대처하기 위하여 그의 저항 조절을 허용한다.

종래 기술 매체 검출 시스템은 매체가 존재하지 않을때 부하 저항 유닛의 저항이 조절될 수 없다는 단점을 가진다.

종래 기술 매체 검출 시스템의 다른 문제점은 가변 저항기가 수동으로 조절되어야만 하는 것이다.

종래 기술 매체 검출 시스템의 또다른 문제점은 발광 소자 및 수광 소자의 특성에 의한 변화, 발광 소자와 수광 소자 사이의 바른 정렬로 부터의 편차내의 변화, 그리고 예를 들어 수광 소자의 표면 위의 먼지량에 기인하는 발광 소자에서 수광 소자로 투과된 빛의 변화율에 대처하기 위하여, 각 센서를 위한 부하 저항기의 저항을 최적화 할 수 없다는 것이다.

본 발명의 목적은 상기 문제점을 제거하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 매체가 존재하지 않을때 부하 저항 유닛의 저항이 조절될 수 있는 매체 검출 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 부하 저항의 수동 조절의 필요성을 제거하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 발광 소자 및 수광 소자의 특성의 변화, 발광 소자 및 수광 소자 사이의 바른 정렬로 부터의 편차의 변화, 그리고 예를 들어 수광 소자의 표면 위의 먼지량에 기인하는 발광 소자에서 수광 소자로 투과된 및의 변화율에 대처하기 위하여, 각 센서용 부하 저항을 조절 가능하게 하는 것이다.

본 발명에 따른 매체 검출 시스템은 발광 소자와 수광 소자 사이에 삽입된 매체가 발광 소자로 부터 수광소자로 투과된 광을 차단하고, 전류가 수용된 광량의 변화에 따라 수광 요소를 통해 흐르도록 각기 서로 대향 배치된 발광 소자 및 수광 소자를 구비하는 복수의 광학 센서와, 복수의 센서용으로 공동으로 구비되어 부하 저항 선택 데이타에 응답하여 부하 저항을 가변시킬 수 있는 부하 저항 유닛과, 센서중 하나를 선택하고, 선택된 센서의 수광 소자를 부하 저항 유닛에 결합하기 위하여 센서 선택 데이타에 응답하는 센서 선택기, 및 센서 선택 데이타를 저장하고 각 센서용 부하 저항 세팅 데이타가 소위 부하 저항 선택 데이타로서 부하 저항 유닛에 공급되게 하는 제기입 가능 메모리를 구비한다.

본 발명에 따른 매체 검출 시스템의 실시예는 제1도에 도시된다. 여기에 사용된 용어 "매체"는 지폐 취급 장치에 존재하는 지폐와 티켓 처리 기개에 존재하는 티켓을 포함한다.

매체 검출 시스템은 부하 저항 조절 모드와 매체 검출 모드에서 동작할 수 있다.

부하 저항 모드에서, 부하 저항 유닛의 저항은 S1 내지 Sn의 각 센서를 조절함으로서 최적화되고, 최적화된 저항은 부하 저항 세팅 데이타로써 메모리 내에 저장된다.

매체 검출 모드에서, 각 센서에서 매체가 존재하는지 안하는지의 판단은 센서 출력에 기초하여 실행되어진다. 판단의 결과는 매체 취급 장치에 의하여 사용되어진다.

시스템의 요소는 순차적으로 서술될 것이다.

S1 내지 Sn의 각 센서는 발광 다이오우드(2)와 같은 발광 소자와 포토-트랜지스터(3)와 같은 수광 소자를 구비하고, 매체의 존재가 검출되는, 매체 수송로 및 매체 임시 리레이너(retainer)와 같은 위치에서 배치된다. 각 센서를 형성한 발광 다이오드(2) 및 포토-트랜지스터(3)는 검출되기 위한 매체가 매체 수송로 또는 임시 리테이너에 존재할때, 발광 다이오우드(2)와 포토-트랜지스터(3)로부터의 광로가 차단되도록 배치되고, 포토-트랜지스터(3)에 의해 수광된 빛이 감소된 결과로 포토-트랜지스터(3)를 통한 전류가 감소된다.

S1 내지 Sn인 모든 센서의 발광 다이오우드(2)는 직렬로 결합되고, 정전류원(1)으로부터의 전류(Id)는 발광 다이오우드(2)를 통해 흐르게 된다. 모든 포토-트랜지스터(3)의 에미터는 접지와 같은 제1전위의 한 노드(node)에 결합된다.

센서 선택기(4)는 S1 내지 Sn인 센서중 하나가 선택되기 위한 센서 선택 데이타(SEL)에 응답하고, 노드(Q)에 대해 선택된 센서의 포토-트랜지스터(3)의 컬렉터를 결합하고, 접지에 대해 비선택된 센서의 포토-트랜지스터(3)의 컬렉터를 결합한다.

센서 선택기(4)의 한 예는 제2도에 도시된다. 예시된 바와 같이, 센서 선택기는 S1 내지 Sn인 센서와 각기 결합한 더블-쓰로우(double-throw) 아날로그 스위치 SS1 내지 SSn의 배열을 구비한다. 각 스위치는 노드(Q)에 결합된 제1전극, 접지에 결합된 제2전극 그리고 결합된 센서의 포토-트랜지스터(3)의 컬렉터에 결합된 3의 공통 전극을 갖는다. 스위치 S1 내지 Sn은 후술되는 제어 유닛(16)으로부터 센서 선택데이타(SEL)에 응답하여 제어된다. 제2도에 도시된 상태에 있어서, 센서 S1은 선택되고 S2 내지 Sn인 다른 센서는 선택되지 않았다.

임피이던스 변환기(5)는 포토-트랜지스터(3)에 의해 수광된 광량의 변화에 반응하여 광 전류(Ic)의 전도를 가속시킨다. 예를 들어, 접지된 게이트 전극을 가지는 n-채널 MOS FET, 소위 센스 출력 노드라고 하는 P노드에 결합된 드레인 전극, 그리고 Q노드에 결합된 소오스 전극을 구비한다. 다시 말해서, FET는 포토-트랜지스터(3)와 캐스코우드 결합된다. FET대신으로써, 바이폴라 트랜지스터사 사용될 수 있다. 이 경우에, 트랜지스터의 베이스는 접지되고, 에미터는 노드 Q에 결합되고, 컬렉터는 노드 P에 결합된다.

가변 부하 저항 유닛(6)은 S1 내지 Sn인 모든 센서의 포토-트랜지스터(3)용으로 공동 구비되고 선택된 센서의 포토-트랜지스터(3)용 부하 저항기로써 제공된다. 부하 저항 유닛(6)의 예는 제3도에 도시된다. 도시된 바와 같이, R1 내지 Rm의 다수의 저항기 소자와 저항 소자 R1 내지 Rm의 분로(shunting)용 아날로그 스위치 SW1 내지 SWm을 각기 구비한다. 스위치 SW1 내지 SWm은 그곳으로 공급된 부하 선택 데이타(SU)를 구성하는 이진 신호 U1 내지 Um에 따라 선택적으로 개폐된다.

저항기 소자 R1 내지 Rm의 저항치는 각기, Rw가 소정의 상수(Rw/2, Rw/2², Rw/2³…Rw/2^m)로 정해진다. 이진 신호(U1,U2,U3,…Um)는 "0"일때 닫혀지고, "1"일때 열려지도록 스위치(SW1, SW2, SW3,…SWm)를 설정하는 변수들이다. 부하 저항 유닛(6)의 저항(RL)은 즉, 바이어스 전압(전원)(Vcc)과 센스 출력 노드(P) 사이의 합성 저항으로 다음과 같이 주어진다.

RL=(U1/2+U2/2²+U3/2³+…+Um/2^m)Rw

합성 저항(RL)은 U1 내지 Um이 모두 "0"일때 0이고 U1 내지 Um이 모두 "1"일때 (1-1/2^m)이다. 합성저항(RL)의 조절 결과(최소 단계)는 RW/2^m이다.

비교기 유닛(7)은 제4도에 도시된 바와 같이, 연산 증폭기(7a)와 디지탈 아날로그 변환기(7b)와 같은 전압 비교기 소자를 구비하다. 디지탈 아날로그 변환기(7b)는 역치 선택 데이타(SVt)를 받고 역치 전압(Vt)을 산출한다. 연산 증폭기(7a)는 센스 출력 전압(Vp)(센스 출력 노드(P)에서)을 역치 전압(Vt)과 비교하고, 전자가 더 클때(즉, 포토-트랜지스터(3)를 통한 코트-전류(Ic)가 작을때) 높은 레벨 출력을, 전자가 더 작을때(즉, 포토-트랜지스터(3)를 통한 포토-전류(Ic)가 클때) 낮은 레벨 출력을 산출한다.

제5도는 센서의 출력 특성과 제1도의 부하 저항 회로를 도시한다. 매체가 발광 다이오우드(2)와 포토-트랜지스터(3) 사이에 존재하지 않을때(매체 비존재), 포토-트랜지스터(3) 사이에 존재하지 않을때(매체 비존재), 포토-트랜지스터(3)에 의해 수광된 광량은 커지고, 따라서 광 전류(Ic)가 커지는데, 이 결과로 포토-트랜지스터(3)의 전압-전류 특성이 곡선(C1)에 의해 표시된다. 매체가 발광 다이오우드(2)와 포토-트랜지스터(3) 사이에 존재할때(매체 존재), 포토-트랜지스터(3)에 의해 수광된 광량은 작고, 따라서 광 전류(Ic)가 작아지는데, 이 결과로 포토-트랜지스터(3)의 전압-전류 특성이 곡선(C2)에 의해 표시된다.

센스 출력 노드(P)에 나타나고 비교기 회로(7)로 입력되는 센스 출력 전압(Vp)은 매체 비존재시 Vp(OFF)에 있고, 매체 존재시 Vp(ON)에 있다. 이들은

Ic=(Vcc-Vp)/RL

에 의해 표시되는 선 L1과 곡선 C1 및 C2의 A1과 B1의 교차점에 대응되는 전압이다.

래치 유닛(8)은 제6도에 도시된 바와 같이, 다수의 래치 소자 예를 들어 각 센서 S1 내지 Sn에 대응한 플립-플롭(FF1 내지 FFn)을 구비한다. 플립-플롭(FF1 내지 FFn)은 그들이 래치 클럭(한 래치 클럭(LC1 내지 LCn)에 대응하는)을 받았을때 비교기 유닛(7)의 출력(HL)을 래치한다. 래치 클럭(LC1 내지 LCn)은 대응 센서가 선택되었을때, 또는 더 정확하게 대응 센서로 부터 출력을 비교한 결과 비교기 유닛(7)의 출력에서 나타날때 플립-플롭(FF1 내지 FFn)에 공급된다.

래치 제어기(12)는 래치 유닛(8)의 동작을 제어한다. 그것은 래치 소자가 비교기 출력(HL)을 래치해야 하는 표시로 래치 소자 선택 데이타(SLA)를 받고 (이것은 물론 선택된 센서에 따른다.), 대응 센서로부터 센스 출력 전압(Vp)의 비교 결과 얻어진 비교기 출력(HL)이 산출되고 안정될때, 즉 한 센서에서 다시 센서로 센서 선택기(4)에서 스위칭 후의 선결된 시간(t)에 래치 클럭(LC1 내지 LCn)을 산출한다.

클럭 발생기(17)는 후술되는 주소 발생기(18)로 부터 주소의 공급과 래치 클럭(LC1 내지 LCn)의 생산을 동기시키기 위한 동기 클럭(CLK)을 발생한다. 그것은 제어 유닛(16)에 의해 제어된다.

메모리 유닛(13)은 제7도에 도시된 바와 같이 메모리부(13a 내지 13d)를 구비한다. 메모리부(13a 내지 13d)는 각 센서 (S1 내지 Sn)에 대하여, 센서 선택 데이타(SEL(1) 내지 SEL(n)), 부하 저항 세팅 데이타(SRL(1) 내지 SRL(n)), 참조 세팅 데이타(SVr(1) 내지 SV(n)) 그리고 래치 소자 선택 데이타(SLA(1) 내지 SLA(n))를 저장한다. 비록 예시되지 않을지라도, 메모리 유닛(13)은 각 센서(S1 내지 Sn)에 대하여 또한 상ㆍ하한치 데이타(SVmax 및 SVmim)를 저장한다.

제어 유닛(16)은 프로그램 메모리와 함께 마이크로프로세서로 구성된다. 프로그램에 따르면, 그것은 부하 저항 조절 모드 동안에 센서 선택기(4), 부하 저항 유닛(6), 비교기 유닛(7)과 메모리 유닛(13)으로부터 센서 선택 데이타(SEL)를 판독하기 위한 주소를 발생시키고, 부하 저항의 조절을 위한 제어를 수행한다.

주소 발생기(18)는 매체 검출 모드 동안 메모리 유닛(13)을 억세싱하기 위해 사용된 주소를 발생시킨다. 즉, 그것은 센서 선택 데이타(SEL), 부하 저항 세팅 데이타(SRL) 등을 판독하기 위한 주소를 발생시킨다.

데이타 스위칭 유닛(14)은 선택적으로 메모리 유닛(13)용 데이타 버스와 제어 유닛(16)용 데이타 버스를 결합하거나 비결합한다. 부하 저항 조절모드 동안, 그것은 메모리 유닛(13)용 데이타 버스와 제어 유닛(16)용 데이타 버스를 결합한다. 매체 검출 모드 동안, 그것은 제어 유닛(16)용 데이타 버스로부터 메모리 유닛(13)용 데이타 버스를 분리한다.

주소 스위칭 유닛(15)은 선택적으로 제어 유닛(16)용 주소 버스 또는 주소 발생기(18)용 주소 버스의 메모리 유닛(13)용 주소 버스를 결합한다. 매체 검출 모드 동안,그것은 주소 발생기(18)용 주소 버스와 메모리 유닛(13)용 주소 버스가 결합하는 한편 제어 유닛(16)용 주소 버스를 분리한다. 부하 저항 조절 모드 동안, 그것은 제어 유닛(16)용 주소 버스와 메모리 유닛(13)용 주소 버스가 결합하고, 반면에 주소 발생기(18)용 주소 버스를 분리한다. 그때 그것은 주소부(13a 내지 13d)를 순차적으로 선택한다.

제어 신호 스위칭 유닛(20)은 제어 유닛(16)으로 부터 메모리 유닛(13)까지의 제어 신호를 스위치한다.

매체 검출 모드 동안 그것은 제어 유닛(16)으로 부터 메모리 유닛(13)까지의 제어 신호를 차단하고, 대신에 그것은 제어 유닛(16)에 의한 메모리 유닛(13)까지의 제어 신호를 차단하고, 대신에 그것은 제어 유닛(16)에 의한 메모리(13) 내 데이타의 제기입이 억제됨으로 인하여 메모리 유닛(13)에 그러한 제어 신호를 공급한다. 부하 저항 조절 모드 동안, 그것은 제어 유닛(16)으로 부터의 제어 신호가 메모리 유닛(13)에 적용되도록 허용한다.

스위칭 유닛(14,15 및 20)은 부하 저항 조절 모드가 나타날때 하이(High)인지, 매체 검출 모드가 나타날때 로우(Low)인지를 스위치 제어 신호(14S,15S 및 20S)에 의해 제어된다.

동작의 모드, 매체 검출 모드 또는 부하 저항 조절 모드는 도시되지 않았지만, 매체 취급 장치(19)내에서 인터페이스로부터의 지시에 의해 선택되어진다.

부하 저항 조절 모드에서 동작을 시작하기 위한 신호가 매체 취급 장치(19)내의 인터페이스로부터 제어 유닛(16)으로 공급될때, 제어 유닛(16)은 스위치 제어신호(14S,15S 및 20S)에 의하여, 부하 저항 조절 모드에서 동작하도록 데이타 스위칭 유닛(14), 주소 스위칭 유닛(15) 및 제어 신호 스위칭 유닛(20)을 지시한다.

그때, 데이타 스위칭 유닛(15)은 제어 유닛(16)용 데이타 버스를 메모리 유닛(13)용 데이타 버스와 결합하고, 주소 스위칭 유닛(15)은 제어 유닛(16)용 주소 버스를 메모리 유닛(13)용 주소 버스와 결합하며, 제어 신호 스위칭 유닛(20)은 제어 유닛(16)으로 부터 메모리 유닛(13)까지의 신호로를 차단한다.

부하 저항 조절 모드에서, 매체는 수송로와 임시 리테이너에 존재하지 않고, 따라서 매체는 센서 S1 내지 Sn중 어디에서도 존재하지 않는다.

센서 S1 내지 Sn용 부하 저항(RL)의 조절은 예를 들어, 센서 S1으로 부터 센서 Sn의 순서로 순차적으로 수행된다.

각 센서용 부하 저항(RL)은 센서 출력 노드(P)위의 센서 출력 전압(Vp)(제5도에서 곡선 C1과 출력 특성선 L1의 교차점 A1에 주어짐) 이 소정의 상한치(Vmax)와 소정의 하한치(Vmin)사이에 놓여지도록 조절된다. 이것은 예를 들어, 이진 수색법 사용, 임의의 초기치에서 시작하는 연속적인 근사치에 의해 실행된다. 초기치는 예를 들어 이전의 부하 저항 조절로 결정되고 메모리 유닛(13) 내에 저장되는 "올드" 부하 저항 세팅 데이타(SRL)에 의해 값이 정해진다.

이때 센스 출력 전압(Vp)이 Vmax, Vmin보다 더 크지 또는 작은지를 결정하게 된다. 그 결정의 결과에 따라, 부하 저항(RL)이 증가되거나 감소된다. Vp가 Vmax, Vmin보다 더 큰지 또는 작은지를 다시 결정하게 되면, 그 결정의 결과에 따라, RL은 증가되거나 감소된다. 유사한 단계는 증가나 감소의 양이 줄어드는, 예를 들어 매번 반감되어 되풀리 된다.

또한 저항(RL)은 최대치(RLmax)에서 먼저 정해지고, Vp가 Vmin보다 더 작게 확인된 후에, 부하 저항(RL)은 최대치(RLmax)의 약 1/2로 감소되는 것이 가능하다. 그후,

Vmax>Vp>Vmin

으로된 부하 저항은 상술된 방법으로 구해진다.

제8도는 상기 순서의 예를 예시하였다. 제8도는 이하 보다 이해를 용이하게 하기위해 사용될 것이다.

먼저, 센서 S1용 조절을 위해, 센서 번호(N)는 단계 P1에서 1로 정해진다.

이때, 제어 유닛(16)은, "1"에서 U1 내지 Um으로 정해지고, 최대치 RLmax=(1-1/2^m) Rw(P2)에서 부하 저항(RL)을 정하기 위한 모든 스위치(SW1 내지 SWm)를 오픈하기 위해 부하 저항 유닛(6)에 부터 저항 선택 데이타(SU)로써 U1내지 Um을 구성하는 부하 저항 표시 데이타(SD)를 공급한다.

이때 제어 유닛(16)은 센서 선택기(4)에 센서 선택 데이타(SEL)를 그리고 래치 제어기(12)(P3,P4)에 래치 소자 선택 데이타(SLA)를 공급한다. 제어 유닛(16)은 또한 특정 센서용 하한치 전압(Vmin)을 나타내는 하한치 세팅 데이타(SVmin)를 비교기 유닛(7)(P5)으로 공급한다.

비교기 유닛(7)은 SVmin에 의해 표시되는 Vmin인 역치 전압(Vt)을 센스 출력 전압(Vp)과 비교하고, 비교 결과의 출력은 비교 결과가 하이인지 로우인지를 이진 신호(HL)로 출력한다.

이 비교기 출력 신호(HL)는 센서(S1)에 대응하는 래치 소자(이 경우에 FE1)에 의해 래치되어 있고, 그후 제어 유닛(16)에 의해 판독된다.

제어 유닛(16)은 래치 신호(HL)가 하이 또는 로우(P6)인지를 알기 위해 래치 신호(HL)를 판독한다. 그것이 로우이면, 센스 출력전압(Vp)은 Vmin보다 더 작고, 그래서 부하 저항(RL)은 선(L1)(P7)의 경사를 증가시키기 위해 감소된다. 이 경우에, U1은 부하 저항(RL)을 약 반으로 하거나, 또는 더 정밀하게는 부하 저항을 (1-1/2-1/2^m)Rw로 감소시키도록 "0"으로 변경된다. 감소가 가능한지(P8)에 대한 결정을 하고, 그것이 가능하면 단계 P4,P5 및 P6을 반복한다.

대안으로서, 단계 P4 및 P5를 생략하면서 단계 P8로부터 단계 P6까지 경유하는 것이 가능하다.

만일 단계 P6에서의 결정 결과로서, 래치 비교기 출력 신호(HL)가 로우라면, 센스 출력 전압(Vp)은 Vmin보다 더 작고, 그래서 부하 저항(RL)은 선(L1)(P7)의 경사를 증가시키기 위해 한층 더 감소된다. 만일 감소가 가능하였다면(P8), 단계 P4 내지 P8은 감소된 부하 저항으로 반복된다.

만일 단계 P6이 비교기 출력 신호(HL)가 하이라는 것을 알게 되면, 제어 유닛(16)은 특정 센서(P9)를 위한 상한치 전압(Vmax)을 표시하는 상한치 세팅 데이타(SVmax)를 비교기 유닛(7)에 공급한다. 그 다음, 단계 P6의 경우와 유사한 비교기 출력 신호(HL)의 레벨에 대한 결정이 수행된다(P10).

만일 단계 P10이 비교기 출력 신호(HL)가 하이라는 것을 알게 되면, 센스 출력 전압(Vp)은 Vmax보다 더 크고, 그래서 부하 저항은 선(L1)(P11)의 경사를 감소시키도록 확대된다. 확대가 가능한지(P12)에 대한 결정이 이루어지고, 비교기 출력 신호(HL)가 로우(P10)로 되면 부하 저항(RL)의 값, 즉 SU(U1 내지 Um)의 값은 메모리 유닛(13)(P13)에 부하 저항 세팅 데이타(SRL)로서 저장된다.

이런 방법으로, 부하 저항(RL)은 감소(P7) 및 확대(P11)함으로써 조절되고, 센스 출력 전압(Vp)이 Vmin(P6)보다 크고, Vmax보다 작다고 확인될때, 부하 저항(RL)은 최적치로서 여겨지고, 대응하는 데이타(SU)는 센서용 부하 저항 세팅 데이타(SRL)로서 메모리 유닛(13)에 저장된다.

상기 동작은 모든 센서에 대해 반복된다. 즉, 센서 수(N)가 N이 될때까지(P14), N은 1만큼씩 증가하고(P15), 상기 설명한 것과 유사한 동작은 N의 새로운 값에 의하여 확인된 센서를 위해 반복된다. N이 n에 도달할때(P14), 매체 취급 장치(19)는 여전히 정지하고 있는가에 대한 결정이 이루어지고, 즉, 부하 저항 조절이 계속될 수 있는지 결정이 된다(P16). 그것이 허용되면, 상기 설명한 것과 유사한 동작은 단계 P1으로 복귀함으로써 반복된다.

만일 단계 P8이 이전 단계 P7에서의 감소가 불가능하다고 알게되면, 즉 U1 내지 Um의 값이 감소전에 모두 "0"이었을때나, 또는 단계 P12가 이전 단계 P10에서의 확대가 불가능하다고 알게 되면, 즉 U1 내지 Um의 값이 확대 전에 모두 "1"이었을때에는, 오차가 검출되어 표시되고(P17), 동작은 정지된다.

매체 검출 모드에서의 동작을 이하 설명할 것이다.

매체 검출모드에서 동작을 개시하기 위한 신호가 매체 취급 장치의 인터페이스로 부터 제어 유닛(16)으로 공급될때, 그때 제어 유닛(16)은 데이타 스위칭 유닛(14), 주소 스위칭 유닛(15) 및 제어 신호 스위칭 유닛(20)에 지시하여, 스위칭 제어 신호(14s,15s 및 20s)에 의하여 매체 검출 모드에서 동작하도록 한다. 또한, 제어 유닛(16)은 동기 신호 발생기(17)가 동작하도록 지시한다.

다음, 데이타 스위칭 유닛(14)은 제어 유닛(16)용 데이타 버스를 메모리 유닛(13)용 데이타 버스와 분리시키고, 주소 스위칭 유닛(15)은 주소 발생기(18)용 주소 버스를 메모리 유닛(13)용 주소 버스의 연결시키고, 제어 신호 스위칭 유닛(20)은 제어 유닛(16)으로 부터 메모리 유닛(13)까지 신호 경로를 개방하고, 메모리 제어 신호를 공급하며, 그에 응답하여 메모리 유닛(13)의 데이타의 제기입은 금지된다.

동기 신호 발생기(17)로부터 클럭 신호(CLK)가 공급되는 주소 발생기(18)는 주소들을 메모리부(13a 내지 13d)들에 발생시키며, 여기에 센서 선택 데이타(SEL), 부하 저항 세팅 데이타(SRL), 기준 세팅 데이타(SVr), 및 래치 비교기 출력 신호(HL)가 저장된다.

주소들은 센서(S1)로 부터 센서(Sn)의 순서로, 그리고 메모리부(13a)로 부터 메모리부(13d)의 순서로 발생된다. 주소 발생기(18)가 메모리부(13a 내지 13d)에서 모든 주소들을 마지막 주소, 메모리부(13d)에서 마지막 센서(Sn)를 위한 신호(HL(n))용 주소까지 발생하면 다음 그것은 제1주소, 메모리부(13a)의 센서(S1)를 위한 데이타(SEL(1))용 주소를 발생한다.

이런 방식으로, 주소 발생기는 메모리부(13a 내지 13d)의 메모리 위치들을 주기적으로 접근시킨다.

메모리 유닛(13)은 주소 발생기(18)로 부터 나온 주소에 의하여 표시된 메모리 위치에 저장된 센서 선택 데이타(SEL), 부하 저항 세팅 데이타(SRL), 기준 세팅 데이타(SVr), 및 래치 소자 선택 데이타(SLA)를 산출한다. 데이타의 산출은 제9도에 도시한 타이밍에서 이루어진다.

부하 저항 유닛(6)은 부하 저항(RL)을 부하 저항 세팅 데이타(SRL)를 기초로 하여 설정되는 한편, 센서 선택기(4)는 노드(Q)에 선택 센서의 포토-트랜지스터(3)의 컬렉터를 결합하며, 한편 접지에 비선택 센서의 포토-트랜지스터(3)의 컬렉터를 결합한다.

선택된 센서의 포토-트랜지스터(3)를 통하여 흐르는 포토-전류(Ic)는 임피이던스 변환기(5)를 경유하여 결합된 부하 저항 유닛(6)에 의하여 센스 출력 전압(Vp)인 전압 신호로 변환된다.

비교기 유닛(7)은 센스 출력 전압(Vp)을 기준 세팅 데이타(SVr)에 의해 세트된 기준 전압(Vr)인 역치 전압(Vt)과 비교하고, 이진 신호(HL)을 발생한다.

비교기 출력(HL)이 안정화되는데 필요하고, 동기 신호 발생기(17)로 부터 래치 제어기(12)에 공급된 동기 신호(CLK)에 응답하는 시간이 만료할때, 래치 클럭은 래치 소자 선택 데이타(SLA)에 의하여 선택된 래치 소자(FF1 내지 FFn 중의 하나)에 공급된다.

제어 유닛(16)은 주기적으로 래치 비교기 출력(HL1 내지 HLn)을 판독하고, 하이/로우 결정을 수행한다. 그렇게 할때, 그것은 절차를 채용할 수 있으며 그럼으로써 래치 비교기 출력이 소정수의 회수(예를 들면 3회) 동안 분할적으로 "하이"로 발견되면, 진실한 하이를 인지하게 되어, 잡음의 영향을 제거한다. 하이/로우 결정의 결과는 매체 취급 장치(19)로 보내진다.

매체 검출 모드에서 동작을 종료하는 신호가 매체 취급 장치(19)의 인터페이스로부터 제어 유닛(16)에 공급될때, 제어 유닛(16)은 데이타 스위칭 유닛(14), 주소 스위칭 유닛(15) 및 제어 신호 스위칭 유닛(20)에 매체 검출 모드에서의 동작을 종료하도록 지시하고, 스위칭 제어 신호들(14s,15s 및 20s)에 의하여 부하 저항 조절 모드로 들어간다. 또한, 제어 유닛(16)은 클럭 신호 발생길(17)가 매체 검출 모드에서의 동작을 종료하도록 지시한다. 매체 검출 모드에서의 동작은 그럼으로써 종료되고, 부하 저항 조절 모드에서의 동작이 개시된다.

이하, 비선택 센서의 포토-트랜지스터(3)의 컬렉터들을 접지에 결합한 센서 선택기(4)를 사용하는 장점을 설명할 것이다.

센서들 중의 하나, 즉 센서(S1)가 선택되는(제2도에 기술됨) 상태로 부터 다른 센서, 즉 센서(S2)가 선택되는 상태로의 변화가 있을때, 센스 출력 노드(P) 상의 센서의 출력, 및 비교기 출력이 안정화 되기전에 소정의 시간이 걸린다. 이 안정화에 요구되는 시간의 길이는 본 발명에서 단축된다. 이것을 다음에 설명할 것이다.

임피이던스 변환기(5)로서 사용되는 FET의 특성은 제10도에 도시되어 있고, 한편 포토-트랜지스터(3)의 특성은 제11도에 도시되어 있다. 이들 도면에서, I_D는 부하 저항 회로(6)를 통하여 전원(Vcc)으로부터 FET의 드레인으로 흐르는 전류를 나타내고, V_DS는 FET의 드레인 소스 전압을 나타내고, V_GS는 FET의 게이트 소스 전압을 나타낸다. I_DSS는 제로-바이어스의 시간에서 드레인 전류를 나타내고, V_PO는 게이트-소스 차단 전압(핀치-오프 전압)을 나타내고, aON 및 aOFF는 각각 매체-존재 및 매체-비존재 상태에서의 동작점들을 나타낸다.

제2도에 도시된 상태에서, 센서(S2)의 포토-트랜지스터(3)는 선택되지 않고, 그 컬렉터는 접지되어서, 그것은 접지 전위(영전위)에 있다. 제10도 및 제11도상의 동작점은 aST2에 있다.

이것은 비선택 센서들의 포토-트랜지스터(3)의 켈렉터들이 접지되지 않고, 부유하는(floating) 경우와 대조적이다. 이 경우에, 동작점들은 제10도 및 제11도에서의 aST1이다.

센서(S2)가 선태되고, 센서(S2)의 포토-트랜지스터(3)의 컬렉터가 노드(Q)에 연결될때 켈렉터 전위(V_X)는 FET(5a)의 게이트-소스 전압인 V_GS와 동일하게 될 것이다. 만일 매체가 존재하면, 동작점은 aON으로 이동한다. 만일 매체가 존재하지 않으면, 동작점은 aOFF로 이동한다.

동작점을 aST2로부터 aON까지 이동하는데 소용되는 시간은 t1으로 표시되고, aST2로부터 aOFF까지 이동한는데 소요되는 시간은 t2로 표시되고, 그들은 제11도에 도시된다. 이것은 각기 시간 t4 및 t3과 비교되어야 하며, 이것은 동작점이 aST1으로 부터 aON 및 aOFF로 이동하도록 요구한다. t1 및 t2는 각각 t4 및 t3보다 더 짧다는 것을 알 것이다. 이것은 비교기 출력(HL)이 안정화하는데 허용되어야 하는 시간(t)(제9도)이 단축될 수 있다는 것을 의미한다. 이것은 또한 매체 검출 동작 속도를 증가시키는데 기여한다.

본 발명에 의하여 설명된 것처럼, 부하 저항은 자동적으로 세트되고 각 센서를 위해 최적치로 갱신되고, 매체 검출은 갱신된 최적 부하 저항을 사용하여 수행된다. 결과적으로, 발과 소자 및 수광 소자들의 특성 변화, 발과 소자와 수광 소자 사이의 바른 배열로 부터의 편차 변화, 및 발과 소자로부터 수광 소자에 투과되는 광의 변화율, 예를 들면 수광 소자의 표면상에 있는 먼지의 양에 기인하는 변화에 대처할 수 있다.

데이타 스위치 유닛, 주소 스위칭 유닛 및 제어 신호 스위칭 유닛이 사용되고, 데이타가 메모링 유닛으로 부터 센서 선택기까지, 및 매체 검출 중 제어 유닛의 간섭없이 부하 저항 유닛등으로 전달되는 곳에서는, 동작 속도가 증가된다.

그러므로, 매체의 검출은 고속으로 및 고해상도로 완수될 수 있다. 그러므로 매체의 더 작은 파손부, 매체의 경사진행부(어긋남), 및 인접한 매체 사이의 좁은 간격을 검출하고 매체의 길이를 측정할 수 있다.

비선택 센서의 포토-트랜지스터(3)의 컬렉터를 결합하는 센서 선택기를 사용하면, 동작 속도를 더욱 증가시키는 장점이 제공된다.

Claims

발광 소자와 수광 소자 사이에 삽입된 매체가 발과 소자로 부터 수광 소자로 투과된 광을 차단시키며, 전류가 수신된 광량의 변화에 따라 수광 소자를 통하여 흐르도록 각각 상호 대향하여 배치된 발과 소자와 수광 소자를 구비하는 복수개의 광센서들과, 복수개의 센서들에 공통으로 설치되어 부하 저항 선택 데이타에 응답하여 부하 저항을 변화시킬 수 있는 부하 저항 유닛과, 센서들 중 하나를 선택하여 선택된 센서의 수광 소자를 부하 저항 유닛에 접속하도록 센서 선택 데이타에 응답하는 센서 선택기와, 각 센서용 센서 선택 데이타 및 부하 저항 세팅 데이타를 기억하며, 상기 부하 저항 세팅 데이타는 상기 부하 저항 선택 데이타로서 부하 저항 유닛에 공급되는 제기입 가능 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 매체 검출 시스템.
제1항에 있어서, 선택된 센서 및 부하 저항 유닛의 수광 소자는 센서 출력 노드를 경유하여 서로 직렬로 접속되고, 역치 전압을 갖는 센스 출력 노드에서 전압을 수신하는 비교기 유닛을 추가로 포함하여, 비교 결과를 표시하는 이전 신호치를 생성하는 것을 특징으로 하는 매체 검출 시스템.
제2항에 있어서, 상기 비교기 유닛은 역치 선택 데이타를 수신하고, 아날로그 역치 전압을 생성하는 디지탈 아날로그 변환기를 포함하며, 전압 비교기 소자는 상기 센스 출력 노드로 부터의 전압 및 디지탈 아날로그 변환기로 부터의 역치 전압을 수신하는 것을 특징으로 하는 매체 검출 시스템.
제3항에 있어서, 부하 저항이 각 센서용으로 최적치가 되도록 조절하는 제어 유닛을 추가로 포함하여, 결과적으로 어떠한 매체도 특정 센서에 존재하지 않을때, 상기 센서 출력 노드로부터의 출력 전압은 소저의 하한 전압치 보다 크고, 소정의 상한 전압치 보다는 작은 것을 특징으로 하는 매체 검출 시스템.
제4항에 있어서, 상기 제어 유닛은 부하 저항 조절시 하한치 전압을 나타내는 하한치 데이타와 상한치 전압을 나타내는 상한치 데이타를 인가하는 것을 특징으로 하는 매체 검출 시스템.
제4항에 있어서, 상기 제어 유닛이 상기 부하 저항 세팅 데이타로서 최적 부하 저항을 표시하는 데이타를 메모리 유닛에 기입하는 것을 특징으로 하는 매체 검출 시스템.
제6항에 있어서, 상기 시스템은 부하 저항 조절 모드 및 매체 검출 모드에서 동작되며, 그리고 부하 저항 조절 모드에서, 센서 선택 데이타는 메모리 유닛으로 부터 판독되어 센서 선택기에 공급되고, 부하 저항 표시 데이타는 제어 유닛에 의해 발생되어 부하 저항 선택 데이타로서 부하 저항 유닛에 공급되며, 부하 저항 표시 데이타는 소정의 하한치 전압 보다 크고, 소정의 상한치 전압 보다 작은 센스 출력 전압을 이루는 부하 저항의 최적치가 찾아질때 까지 순차적으로 변경되고, 상기 조건을 만족시키는 부하 저항 표시 데이타는 메모리에 부하 저항 세팅 데이타로서 저장되는 것을 특징으로 하는 매체 검출 시스템.
제7항에 있어서, 부하 저항 표시 데이타의 순차적인 변화는 센스 출력 전압이 상한치 및 하한치 전압과 비교되어, 부하 저항이 센스 출력 전압을 상기 하한치 전압 보다 더 작고, 상기 상한치 전압 보다 더 크도록 하기 위하여 증가되거나 감소되는지를 결정할 수 있도록 수행되는 것을 특징으로 하는 매체 검출 시스템.
제8항에 있어서, 순차적인 변화는 이진 수색에 의하여 수행됨을 특징으로 하는 매체 검출 시스템.
제6항에 있어서, 상기 시스템은 부하 저항 조절 모드 및 매체 검출 모드에서 동작되며, 그리고 매체 검출 모드에서, 센서 선택 데이타는 메모리 유닛으로 부터 판독되어 센서 선택기에 공급되고, 센서 선택 데이타에 의해 표시되는 센서용 부하 저항 세팅 데이타는 메모리 유닛으로 부터 판독되어 부하 저항 선택 데이타로서 부하 저항 유닛에 공급되고, 이어서, 유도된 센스 출력 전압이 선택된 센서에서 매체의 존재 또는 비존재를 결정하도록 선택 센서용 기준 전압인 역치 전압과 비교하는 것을 특징으로 하는 매체 검출 시스템.
제10항에 있어서, 기준 전압은 센서용 기준 세팅 데이타에 의해 표시되며, 기준 전압 세팅 데이타는 메모리 유닛에 저장됨을 특징으로 하는 매체 검출 시스템.
제6항에 있어서, 상기 시스템은 부하 저항 조절 모드 및 매체 검출 모드에서 동작되며, 상기 제어 유닛은 부하 저항 조절 모드에서 메모리 유닛으로 부터 센서 선택 데이타의 판독용 주소를 발생하고, 상기 시스템은 매체 검출 모드에서 메모리 유닛으로부터 센서 선택 데이타 및 부하 저항 세팅 데이타를 판독하기 위한 주소들을 발생하는 주소 발생기와, 부하 저항 조절 모드에서 제어 유닛으로 부터 생성하는 주소를 메모리 유닛에 공급하고, 메모리 유닛으로 부터 생성된 데이타를 제어 유닛에 공급하며, 매체 검출 모드에서 주소 발생기로부터 생성된 주소를 메모리 유닛에 공급하고, 메모리 유닛으로 부터 판독된 데이타를 제어 유닛을 경유하지 않고 센서 선택기와 부하 저항 유닛에 직접 공급하는 스위치 유닛을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 매체 검출 시스템.
제2항에 있어서, 상기 각각의 수광 소자들은 에미터 및 컬렉터를 갖는 포토-트랜지스터이고, 모든 센서들의 포토-트랜지스터들의 에미터는 제1전위의 노드에 접속되며, 상기 센서 선택기는 선택된 센서의 포토-트랜지스터의 컬렉터를 부하 저항 유닛에 접속하고, 비선택된 센서들의 포토-트랜지스터들의 컬렉터들이 상기 제1전위의 상기 노드에 접속되는 것을 특징으로 하는 매체 검출 시스템.