JPH02210291A - 光学的検知装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、紙葉類挿入検知装置等の光学的検知装置に関
し、特に、光源の経年変化により被判別体に対する標準
光の発光強度が劣化した場合でも、被判別体の挿入有無
（存否）を誤りなく判別可能とする判別違い校正装置を
備えた光学的検知装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、例えば透過型紙葉類挿入検知装置は、第５図に示
すように、電流制限抵抗Ｒに直列接続した発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）１と、それが紙葉類Ｐ０　に対し照射した
標準光の一部を透過光として受光するエミッタホロアの
ホトトランジスタ２及びその負荷抵抗「と、そのエミッ
タ電位を検出電位として受はディジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換器３と、そのディジタル信号に基づいた被判
別値を予め設定された所定の基準値と大小比較して存否
判別信号を出力する判別手段４とから構成されている。

この紙葉類挿入検知装置においては、紙葉類が未挿入の
とき、標準光が紙葉類に遮断されず、ホトトランジスタ
２が標準光を最大限に受光するから、最大光電流が発生
してこれが増幅され、エミッタ電位が最大となり、これ
に基づく最大被判別値が基準値を超えるので、判別手段
４は未挿入状態と判定する。一方、紙葉類が挿入される
と、ホトトランジスタ２の受光量が低下するから、エミ
ッタ電位が下がり、これに基づく被判別値が基準値以下
になるので、判別手段は挿入状態と判定する。

未挿入時でホトトランジスタ２の受光量が最大の場合、
第６図に示すように、負荷抵抗ｒに基づ＜直流負荷線ｌ
についてコレクタ・エミッタ間電圧Ｖ。Ｅ対コレクタ電
流Ｉｃの特性曲線Ａｍａｘが引けるが、電源電圧Ｖｃｃ
とその交点ａの電圧Ｖａとの差であるＶｃｃ−Ｖａ（ζ
Ｖｃｃ）が検出電圧としてＡ／Ｄ変換器３に与えられる
。また、紙葉類挿入時の場合、受光量が相当低下するの
で、第６図に示すように、特性曲線Ａｄｏｗｎが引け、
電源電圧Ｖｃｃとその交点すの電圧Ｖｂとの差である　
Ｖｃｃ−Ｖｂ（−，０）が検出電圧としてＡ／Ｄ変換器
３に与えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、未挿入時の検出電圧Ｖｃｃ−Ｖａと挿入時の
検出電圧Ｖｃｃ−Ｖｂ　との間で変動する検出電圧につ
いて判別余裕を持たせて挿入判別を行うためには、その
変動幅のほぼ中央値たるＶｃｃ／２が判別基準値として
一般的に選定される。しかしながら、発光ダイオード１
の発光量が当初特性曲線Ａｍａｘでありながら、経年変
化によって次第に発光量が低下して例えば特性曲線＊ｍ
ａｘ　となることがある。かかる場合、直流負荷線ｌと
の交点Ｃのコレクタ・エミッタ電圧はＶｃで与えられる
ので、検出電圧ｆ；！　Ｖｃｃ　−Ｖｃ（＜　Ｖｃｃ／
　２　）　トなり、判別基準値以下であるから、このと
き判別手段４は挿入状態と判定してしまい、判定違いを
起こす。

このような発光ダイオード１の発光量低下によって判定
違いが発生した場合には、発光ダイオードの交換等が必
要である。

そこで、本発明の課題は、判別待機時において検出電圧
を基準値と比較し、発光量の劣化が見込まれるときには
検出電圧を適正レベル、シフトさせる判別違い校正装置
を設けることにより、劣化に伴う発光ダイオード等の交
換を極力排除し、長期の判別動作を可能とする光学的検
知装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明の講じた手段は第１
図に示す構成の判別違い校正装置を備えた光学的検知装
置で、被判別体く紙葉類など）Ｐに対し標準光を照射す
べき光源（発光ダイオード）ｌＯと、被判別体Ｐの存否
（挿入／未挿入など）により標準光の少なくとも部分光
量を最大値とする増減変化光（透過光又は反射光など）
を受光し、その受光量に基づく値の検出電気信号（光電
流など）に変換すべき光電変換手段（ホトダイオード。

ホトトランジスタなど）２０と、検出電気信号を増幅し
、利得制御信号で利得設定可能の可変利得増幅手段（ホ
トトランジスタと抵抗アレー、プログラマブル利得増幅
器など）３０と、その増幅信号に基づいた被判別値と予
め設定された第１の基準値とを大小比較して存否判別信
号を出力する判別手段４０とを含むものであるが、これ
らの手段に加えて、判別待機時の被判別値と第１の基準
値に対して所定の判別余裕幅を持つ第２の基準値とを比
較し、被判別値がその判別余裕幅内（第１の基準値と第
２の基準値との間）にある場合には動作点変更信号を出
力する動作点比較手段５０と、この動作点変更信号に基
づいて利得制御信号を出力する利得制御手段６０とを有
する判別違い校正装置７０を備えるものである。

〔作用〕

かかる構成によれば、判別手段の判別待機時において動
作点比較手段が被判別値を取り込み、その被判別値と第
２の基準値とが比較され、被判別値が判別余裕幅内に属
する場合には動作点変更信号が出力される。利得制御手
段はその動作点変更信号に基づいて利得制御信号を送出
し、可変利得増幅手段の利得を設定制御し、これにより
得られる新たな被判別値は第１の基準値に対して上記判
別余裕幅以上の判別余裕を有する値として更新される。

〔実施例〕

次に、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

実施例の構成 第２図は、本発明に係る判別違い校正装置を備えた光学
的検知装置を紙葉類挿入検知装置に適用した一実施例を
示す全体構成図である。

ｌは光源たる発光ダイオード（ＬＥＤ）で、電源Ｖｃｃ
により付勢されている。　Ｒ，は判別時電流制限抵抗で
、Ｒ６は校正時電流制限抵抗である。

本実施例の場合、紙葉類Ｐ、の挿入時の透過光量を判別
基準値と比較する透過型紙葉類挿入検知装置であるので
、校正時の発光量を抑制すべく、抵抗Ｒ１は抵抗Ｒ８に
比して比較的大にされている。

５はレリー等で構成された抵抗選択スイッチで、後述す
る切換信号によって発光ダイオード１のカソードを抵抗
Ｒ，又はＲ１に択一的に切換接続するものである。

２は電源Ｖｃｃに付勢され、発光ダイオード１の標準光
の全部又は一部を受光し、光電流を増幅して検出電圧を
出力するエミッタホロアのホトトランジスタである。こ
のホトトランジスタ２は光電変換手段と増幅手段とを併
用するものであるが、ホトダイオードを光電変換手段と
し、オペアンプを増幅手段としても良い。６は抵抗アレ
ーで、利得設定抵抗’　Ｉ＋　ｒ２＋　”””””’　
ｒ　、、（Ｔ　Ｉ　＜　ｒ　２　＜”””””’　ｒ　
ｎ）から構成されている。７はアナログスイッチ等で構
成された抵抗選択マルチプレクサであり、後述する利得
制御信号によっていずれかの利得選定抵抗「１をホトト
ランジスタ２のエミッタＥに切換接続するものである。

８はＡ／Ｄ変換器で、アナログ値の検出電圧をディジタ
ル値の被判別値信号に変換出力するものである。

１００はマイクロコンビコータで、主として入力出イン
ターフェース１１０及び中央処理装置１２０から構成さ
れ、所定のデータバスＤＢ及び制御信号線Ｃなどを備え
ている。入力出インターフェース１１０には、被判別値
信号を受ける人カポ−）Ｐ利得制御信号を出力する出カ
ポ−）Ｒ２及び切換信号を出力する出力ポートＰ３を有
している。中央処理装置１２Ｑ内には存否判別ルーチン
と利得設定ルーチン等が格納されている。

実施例の動作 次に、上記実施例の動作につき第３図及び第４図を参照
しつつ説明する。通常、存否判別ルーチンの非実行時即
ち判別待機時において、例えば存否判別信号を用いて判
別待機状態を検知し、ステップａにおいて利得設定ルー
チンが実行開始される。この時点では通常紙葉類Ｐ。が
未挿入状態である。また利得設定抵抗は最小抵抗値のｒ
、が選択されているものとする。ステップｂにおいて切
換信号の送出によって選択スイッチ５が切換制御され、
校正時電流制限抵抗Ｒ１と発光ダイオード■とが接続さ
れる。ステップＣにおいて被判別値Ｓｘを取り込む。こ
こで発光ダイオ一ド１の発光量は経年変化により減衰し
、ホトトランジスタ２のコレクタ・エミッタ電圧ＶＣＥ
対コレクタ電流Ｔｃの特性曲線はＡ１→Ａ　２　”−Ａ
　ａの如（に推移するが、利得設定抵抗ｒ１が選択され
ている場合には、直流負荷線１１上に沿って動作点が点
ａｌから点ａ、にかけて変化する。例えば、動作点がＲ
２のときには、コレクタ・エミッタ電圧がｖｏで与えら
れ、検出電圧が５Ｘ＝ＶＣＣ−Ｖｏとなる。ステップＣ
において取り込まれた被判別値のｓ×はステップｄにお
いて校正時基準値Ｓｏ　＝　Ｖｃｃ　−Ｖｏ（Ｖ。

＜Ｖｃｃ／２）と比較される。ここで判別時基準値ＶＣ
Ｃ／２と校正時基準値ｓ０　との差は判別余裕幅Ｗであ
る。被判別値Ｓｘが校正時基準値Ｓ。を超える場合、利
得設定抵抗ｒ１が選択されたままで、次の存否判別ルー
チンｅの実行を待つ。一方、被判別値Ｓｘが校正時基準
値Ｓ。以下の場合、即ち判別余裕幅Ｗ内にある場合には
、ステップｆにおいて動作点変更信号が発生する。この
動作点変更信号の発生を契機に利得制御信号が抵抗選択
マルチプレクサ７に供給され、ステップｇにおいて現在
選択されている抵抗ｒ１より大なる次の抵抗ｒ、が選択
される。この抵抗ｒ２の選択によって動作点ａ、が直流
負荷線！、上の動作点ｄ２　に変更され、以後、発光ダ
イオードｌの発光量が更に劣化するにつれ、直流負荷線
Ｒ２上の動作点イ、から動作点ａ、に推移することにな
る。また上記と同様に、判別待機時に動作点ａ、が直流
負荷線１３上の動作点ｄ、に変更される゛ことになる。

抵抗ｒ、が選択されている場合には、動作範囲は直流負
荷線！、上の動作点ａｔ（未挿入時）と動作点す、（挿
入時）との間であるが、抵抗「２が選択された場合には
、直流負荷線！、上の動作点イ、と動作点す、との間で
変動し、動作範囲は抵抗ｒｌの場合とさほど変わらない
。

最後に、ステップｈにおいて切換信号によって抵抗Ｒ０
が選択され、校正動作が終了し、ステップｅにおいて存
否判別ルーチンが実行される。

このように、挿入判別の待機時において未挿入状態の検
出信号即ち被判別値ＳＸを判別基準値Ｓ。

と比較し、被判別値Ｓｘが判別基準値８０以下の場合に
は、より一層の判別余裕を確保すべく利得設定抵抗を切
り換えて検出電圧の増幅度を上げるものであるから、発
光ダイオード１の劣化により発光量が低下してきても、
逆に増幅度が上昇するので、未挿入時の動作点が判別余
裕幅以上になることが起こりに＜＜、また充分な判別余
裕を有するので、発光ダイオードの長期の使用が可能で
、発光ダイオードの劣化に伴う交換等を極力排除するこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る判別違い校正装置を
備えた光学的検知装置は、判別待機時を利用して光源の
劣化に伴う発光量低下に対処すべくその低下分に充当す
るよう被判別値を校正するものであるから、次の効果を
奏する。

■経年変化により光源の発光量が低下しても、常に所定
の判別余裕幅以上の余裕を以て判別動作が行われるので
、判別違いを防止することができる。

■判別可能な使用期間が従来に比して相当長くとれるの
で、光源等の交換・修理の手間をできるだけ省くことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る判別違い校正装置を備えた光学
的検知装置の機能的構成を示すブロック図である。 第２図は、本発明に係る判別違い校正装置を備えた光学
的検知装置を紙葉類挿入検知装置に適用した一実施例を
示す全体構成図である。 第３図は、同実施例における分類動作を説明するため、
ホトトランジスタのコレクタ・エミッタ電圧対コレクタ
電流特性と直流負荷線とを示すグラフ図である。 第４図は、同実施例における動作手順を示すフローチャ
ートである。 第５図は、従来の透過型紙葉類挿入検知装置の一例を示
す全体構成図である。 第６図は、同従来例におけるホトトランジスタのコレク
タ・エミッタ電圧対コレクタ電流特性と直流負荷線とを
示すグラフ図である。 １　発光ダイオード、２　ホトトランジスタ、３−−　
Ａ　／　Ｄ変換器、６　抵抗アレー　７　抵抗選択マル
チプレクサ、１０　　光源、２０　　光電変換手段、３
０　　可変利得増幅手段、４０　　判別手段、５０　　
動作点比較手段、６０　　利得制御手段、７０　　判別
違い校正装置、１００　　マイクロコンピュータ、１０
０人力出インターフェース、１２０　　中央処理装置、
Ｐ被判別体、　Ｐ、　　紙葉類、　Ｒ，判別時電流制限
抵抗、　Ｒ５校正時電流制限抵抗、ｒ１〜ｒ。 利得設定抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被判別体に対し標準光を照射すべき光源と、該被判
   別体の存否により該標準光の少なくとも部分光量を最大
   値とする増減変化光を受光し、その受光量に基づく値の
   検出電気信号に変換すべき光電変換手段と、該検出電気
   信号を増幅する増幅手段と、その増幅信号に基づいた被
   判別値を予め設定された第１の基準値とを大小比較して
   存否判別信号を出力する判別手段とを含む光学的検知装
   置であって、 前記増幅手段が利得制御信号で利得設定可能の可変利得
   増幅手段であり、判別待機時の被判別値と第１の基準値
   に対して所定の判別余裕幅を持つ第２の基準値とを比較
   し、被判別値がその判別余裕幅内にある場合には動作点
   変更信号を出力する動作点比較手段と、この動作点変更
   信号に基づいて利得制御信号を出力する利得制御手段と
   を有する判別違い校正装置を備えた光学的検知装置。 ２）請求項第１項に記載の装置において、判別違い校正
   装置は、判別待機時の被判別値を検出するために標準光
   の強度を切り換える切換手段を含むものであることを特
   徴とする光学的検知装置。