JPH0547054B2

JPH0547054B2 -

Info

Publication number: JPH0547054B2
Application number: JP62232575A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yajima
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1987-09-18
Filing date: 1987-09-18
Publication date: 1993-07-15
Also published as: JPS6475925A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、紙幣鑑定装置等における対象の真
偽、汚損の鑑定や、用紙を一枚ずつ繰り出す給紙
装置等における対象の重なりの検知や、組立ライ
ンの産業ロボツト等における対象の位置、方向検
知、不良識別、などに用いられる光センサの出力
レベルを調整する可変利得調整装置に関するもの
である。

（従来の技術）従来、この種の自動利得調整装置を用いた紙幣
鑑定装置では、鑑定用センサとして一般に光セン
サが用いられており、光源で発した光を対象であ
る被鑑別紙幣に照射し、その反射光又は透過光を
受光素子により光電変換し、得られた電気信号の
強弱のパターンから特徴抽出し、鑑定を行なつて
いる。

鑑定に用いられる光センサの構成例を第１０図
に示す。同図ａは反射型光センサの構成例であ
る。断面略Ｌ字型のセンサケース６ａには、その
一端（上部）に発光素子１、他端（底部）に紙幣
等の対象５に対面するカバーガラス３が設けら
れ、更にセンサケース６ａの中間部にスリツト
４、カバーガラス３に対向して受光素子２が設け
られる。この光センサでは、発光素子１にて発し
た光をスリツト４で光の通過を拘束した後、カバ
ーガラス３を介して、対象５の所定領域を照明
し、その反射光を受光素子２で受光して電気信号
を得る。

同図ｂは透過型光センサの構成例である。一方
の長いセンサケース６ｂには、その一端に発光素
子１、他端にカバーガラス３の他に拡散板７が設
けられる。このセンサケース６ｂに対し、対象５
を移動可能に挟んだ状態で対向して取付けられる
他方の短いサンサケース６ｃには、その一端にカ
バーガラス３、他端に受光素子２が設けられる。
この光センサでは、発光素子１にて発した光を拡
散板７で光密度が均一な拡散光とした後、カバー
ガラス７を介して対象５に照射し、対象５を透過
した光を受光素子２で受光して電気信号を得る。

同図ｃは反射型光センサの別の構成例で、同図
ａのものに対し、対象５がないときでも十分の出
力レベルが得られるように、基準となる反射率を
有する拡散反射板８をカバーガラス３に対面して
センサケース６ａの外側に設けられる。

このようにして、受光素子２から直接得られる
光センサの出力レベルは、発光素子２毎の光出力
の違いや受光素子２毎の光電変換効率の違いなど
によつて大きな利得のバラツキがある為に広範囲
の利得調整を要する。この利得調整における誤差
は直接鑑別性能に影響し利得調整如何によつては
リジエクト率の増大や誤鑑定を引き起こしかねな
い為、利得調整を高精度に行なう必要性がある。

このため、従来、光センサの出力レベルの利得
調整は可変抵抗器VRを用いて手操作で行なわれ
ていたが、多数のセンサ対を有する紙幣鑑定装置
におけるVR調整は、調整作業時間がかかるうえ
に安定した調整精度を得ることがむずかしかつ
た。

この問題を解決した従来の自動利得調整装置の
構成例を第１１図に示す。同図ａの自動利得調整
装置は、対象５が光センサ上に介在する状態（介
在状態）における光センサの出力レベル（介在レ
ベル）と介在しない状態（無介在状態）における
光センサの出力レベル（無介在レベル）とがある
一定の比率になることを利用して、無介在状態に
おいて所定出力が得られるように利得を調整する
ことによつて対象５の判別時には利得調整された
光センサの出力信号を得ようとするものである。
即ち、この自動利得調整装置は、設定される利得
に基づいて光センサの出力を増幅（又は減衰）す
る可変利得増幅手段１１と、無介在レベルを予め
設定された無介在レベル基準量と比較して利得を
設定する比較手段１２とから構成される。この場
合の光センサとしては例えば、前述した第１０図
ｃのものが使用される。この装置の動作は、まず
可変利得増幅手段１１に所定の利得を設定してお
く。次に、比較手段により、無介在時の光センサ
の出力レベル、例えば可変利得増幅手段１１の出
力レベルと無介在レベル基準量との誤差が最小と
なるような利得が可変利得増幅手段１１に設定さ
れる。この結果、調整された光センサの出力信号
が可変利得増幅手段１１の出力に得られる。

第１１図ｂに示す自動利得調整装置は、直前以
前（過去）の対象５の介在状態における光センサ
の出力に応じて利得調整がなされるものである。
即ち、この装置は、可変利得増幅手段１１、比較
手段１３及び利得修正手段１４から構成される。
比較手段１３は過去の介在レベル、例えば、可変
利得増幅器１１の出力レベルを介在レベル基準量
と比較し、これらの誤差が小さくなるような修正
量を出力する。利得修正手段１４は、比較手段１
３からの修正量に基づいて、直前に得られた利得
を修正して可変利得増幅手段１４に設定する。こ
の結果、可変利得増幅手段１１の出力には光セン
サの調整出力レベルが得られる。

この自動利得調整装置が、例えば紙幣鑑定装置
に適用された場合を説明する。

紙幣鑑定は鑑定用光センサの紙幣介在状態での
出力を紙幣１毎に計測して行なわれるが、利得調
整は、この介在レベルの計測結果を調整誤差検出
用の観測量として扱う。まず紙幣の所定枚数分に
ついて前記介在レベルを統計し、その統計量に応
じて可変利得増幅手段１１の利得を比較手段１３
及び利得修正手段１４により決定する。仮に得ら
れた統計量が統計量基準値（介在レベル基準量）
よりも10％低かつた場合には10％増しの増幅率に
調整する。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、前記構成の自動利得調整装置で
は次のような問題点がある。

第１１図ａで述べた自動利得調整装置では、無
介在状態における光センサの出力レベル（無介在
レベル）を計測し自動利得調整を行なつている
が、 (ア) 光源毎の指向性、配光特性のバラツキ、 (イ) 受光素子毎の指向性のバラツキ、 (ウ) 拡散板（又は拡散反射板）毎の拡散度合のバ
ラツキ、 (エ) 光センサ毎の発光素子や受光素子のわずかな
取付位置のバラツキ、などの要因によつて光センサ毎に対象の介在状
態と無介在状態との光センサの出力比が異なる
為に無介在状態の出力レベルを正確に合わせて
も対象の介在状態における出力レベルがばらつ
いて調整精度が得られない。このため、この自
動利得調整装置を、紙幣鑑定装置に適用した場
合には、このような調整精度誤差が厳密な鑑定
を困難にし、紙幣鑑定装置の信頼性を低くして
しまう。

一方、第１１図ｂで述べた自動利得調整装置
では、対象の介在状態における光センサの出力
レベルを計測し自動利得調整を行なつており前
記(ア)〜(エ)の要因による大きな調整誤差は生じな
いが次の２項目のいずれかの原因により調整動
作の追従性が悪くなつてしまう。

(オ) 調整用観測量としての対象の光センサの出力
レベルが対象毎にばらつく為、複数の対象につ
いて統計処理を要し、統計観測期間が長くなつ
てしまう。

(カ) 運用上、調整用観測量を得る対象の介在しな
い期間が非常に長い場合がある。

この結果、この装置を例えば両替機内の紙幣
鑑定装置に適用した場合には、被鑑定紙幣の光
センサの出力レベルは個々の紙幣の厚さ、印刷
の濃さ、印刷の位置ずれ、流通による汚れ具合
等によつて紙幣毎に大きくばらつくので調整用
観測量として用いる為には紙幣何百枚あるいは
何千枚分を統計する必要があり、長い観測統計
期間の為に調整動作の追従性が悪くなつてしま
う。また、観測統計期間は両替機の運用状態に
左右され、両替頻度が少ない場合には非常に長
くなつてしまう。従つて、この自動利得調整装
置では、一般に、電源投入直後の光源の光出力
経時変化や装置内温度によるセンサ出力の経時
変化など、短時間に変化する光センサの出力変
動に対しては調整動作を追従させることができ
ず問題であつた。

本発明は以上述べた調整精度と調整の追従性の
問題点を解決し、安定して高整度の調整出力を得
ることが可能な自動利得調整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）本発明は前記問題点を解決するために、第１の
発明では、対象からの光を光電変換する光センサ
の出力に設けられる自動利得調整装置において、
(a)設定される利得に基づいて前記光センサの出力
を増幅又は減衰する可変利得増幅手段、(b)前記対
象がないときの光センサの出力レベルと、予め設
定される第１の基準レベルとの誤差が最小となる
ような利得を出力する第１の比較手段、(c)前記対
象があるときの過去の前記光センサの出力レベル
と、予め設定される第２の基準レベルとの誤差量
を出力する第２の比較手段、(d)前記第２の比較手
段からの誤差量に基づいて、当該誤差が最小とな
るように直前に利得修正量を更新する更新手段、
及び(e)前記更新手段からの利得修正量に基づいて
第１の比較手段の利得を修正して前記可変利得増
幅手段に設定する修正手段を具備するものであ
る。

また、第２の発明では、対象からの光を光電変
換する光センサの出力に設けられる自動利得調整
装置において、(a)設定される利得に基づいて前記
光センサの出力を増幅又は減衰する可変利得増幅
手段、(b)前記対象があるときの過去の前記光セン
サの出力レベルと、予め設定される第２の基準レ
ベルとの誤差量を出力する第２の比較手段、(c)前
記第２の比較手段からの誤差量に基づいて当該誤
差が最小となるように直前の第１の基準レベルを
更新する更新手段、及び(d)前記対象がないときの
前記光センサの出力レベルと、前記更新手段から
の第１の基準レベルとの誤差が最小となるような
利得を前記可変利得増幅手段へ設定する第１の比
較手段を具備するものである。

更に、第３の発明では、対象からの光を光電変
換する光センサの出力に設けられる自動利得調整
装置において、(a)設定される利得に基づいて前記
光センサの出力を増幅又は減衰する可変利得増幅
手段、(b)前記対象があるときの過去の前記光セン
サの出力レベルと、予め設定される第２の基準レ
ベルとの誤差量を出力する第２の比較手段、(c)前
記第２の比較手段からの誤差量に基づいて当該誤
差が最小となるように直前のレベル修正量を更新
する更新手段、(d)前記更新手段からのレベル修正
量に基づいて、前記対象がないときの前記光セン
サの出力レベルを修正して出力する修正手段、及
び(e)前記修正手段の出力レベルと予め設定される
第１の基準レベルとの誤差が最小となるような利
得を前記可変利得増幅手段に設定する第１の比較
手段を具備するものである。

（作用）本発明の技術的手段は次のように作用する。第
１の発明では、対象がないときの光センサの出力
レベル（無介在レベル）から第１の比較手段で得
られる利得を、対象があるときの過去の光センサ
の出力レベル（介在レベル）から第２の比較手段
及び更新手段によつて得られる利得修正量に従つ
て修正する。従つて、第１の比較手段による無介
在レベルに基づく利得補正作用によつて、温度変
動等による短時間の光センサの出力変動に対して
迅速に追従すると共に、無介在時の利得に対する
介在時の利得修正量による無介在レベルと介在レ
ベルとの比の補正作用によつて、ホコリ等による
長時間の変動に対し精度よく調整できる。

第２の発明では、過去の介在レベルから第２の
比較手段及び更新手段よつて得られる第２の基準
レベル（無介在レベル基準量）に従つて、第１の
比較手段により無介在時の利得を求めている。ま
た、第３の発明では、過去の介在レベルから第２
の比較手段及び更新手段によつて得られるレベル
修正量に基づき、修正手段により、無介在レベル
を修正し、修正された無介在レベルから第１の比
較手段によつて設定すべき利得を得ている。従つ
て、第２及び第３の発明とも、第１の発明と同様
に、無介在レベルと介在レベルとの比を補正する
作用、無介在レベルに基づく利得を補正する作用
を有するので、前記従来技術の問題点を解決でき
るのである。

（実施例）第１図は本発明の第１の実施例を示す自動利得
調整装置の機能ブロツク図である。同図におい
て、第１１図と同一の参照符号は同一性のある構
成要素を示す。本実施例の自動利得調整装置は、
可変利得増幅手段１１、比較手段１２ａ，１３
ａ、更新手段１５及び修正手段１６から構成され
る。比較手段１２ａは、第１１図ａの比較手段１
２と同様に無介在レベルと予め設定された無介在
レベル基準量とを比較して、当該基準量との誤差
が最小となるような可変利得増幅手段１１の利得
を出力する。但し、本実施例の比較手段１２ａ
は、この利得を仮の利得（利得修正前の利得）と
して出力する。一方、比較手段１３ａは、第１１
図ｂの比較手段１３と同様に、過去の介在レベル
と介在レベル基準量と比較して、当該基準量に対
する誤差量を検出するが、本実施例では誤差量と
して（介在レベル）／（介在レベル基準量）を出
力する。更新手段１５は誤差量の逆数である修正
量に基づいて前回の利得修正量を更新する。修正
手段１６は比較手段１２ａからの仮の利得と更新
手段５からの利得修正量とを乗算して利得を出力
する。

なお、同図において、比較手段１２ａの無介在
レベルの入力は、可変利得増幅手段１１の入力、
比較手段１３ａの介在レベルの入力は可変利得増
幅手段１１の出力に接続されているが、これは無
介在レベルが現在、介在レベルが過去のものであ
ることを便宜的に示すものである（以下、後述す
る第２乃至第６の実施例において同様である）。
従つて、無介在レベルは可変利得増幅手段１１の
出力であつてもよいし、介在レベル可変利得増幅
手段１１の入力であつてもよい。この場合、介在
レベルは過去のものであるので、記憶手段が必要
となる。また、マイクロプロセツサ等で本実施例
を実現をする場合にはＡ／Ｄ変換器等が必要とな
る。

次に第１の実施例の動作を説明する。

まず、可変利得増幅手段１１に初期値の利得が
設定される。次に、比較手段１２ａにより、例え
ば対象５の無介在状態における可変利得増幅手段
１１の出力レベルが無介在レベルとして計測さ
れ、無介在レベル基準量に対する誤差が最小とな
るような利得が修正手段１６へ出力される。例え
ば当該出力レベルが基準量として予め定められた
所定範囲の出力レベルに入るような利得が修正手
段１６へ出力される。一方、過去（直前回以前）
の１以上の対象５の介在状態における介在レベ
ル、例えば、可変利得増幅手段１１の出力レベル
と予め設定された介在レベル基準量とが比較手段
１３ａで比較され、介在レベル基準量に対する介
在レベルの比が誤差量として更新手段１５へ出力
される。更新手段１５では比較手段１３ａからの
比の逆数を取ることにより、得られた修正量と、
直前回に得られた利得修正量とを乗算することに
より、利得修正量を更新して修正手段１６へ出力
する。この利得修正量を受け取つた修正手段１６
では、これを比較手段１２ａから受け取つた利得
に乗算することにより利得を修正して可変利得増
幅手段１１に設定する。この結果、可変利得増幅
手段１１の出力には調整された光センサの出力が
得られる。

第２図は本発明の第２の実施例を示す自動利得
調整装置の機能ブロツク図である。本実施例と第
１の実施例との相違点は、介在レベルの比較手段
１３ｂと更新手段１５ａである。即ち、第１の実
施例では、比較手段１３ａが誤差量として介在レ
ベルと介在レベル基準量の比を更新手段１５へ出
力し、この比の逆数と直前の利得修正量との乗算
を更新手段１５で行なつて利得修正量を更新して
いた。これに対し、本実施例では、比較手段１３
ｂは介在レベル基準量に対する介在レベルの誤差
量を示す信号を更新手段１５ａへ出力する。更新
手段１５ａでは、この信号に基づいて誤差を小さ
くするように所定量を加減算することにより、直
前の利得修正量を更新する。つまり、比較手段１
３ａが介在レベルと介在レベル基準量とを比較し
て介在レベルが大きい場合には、更新手段１５ａ
は直前の利得修正量に対し、利得を小さくするよ
うに所定量を加減算し、介在レベルが小さい場合
には、更新手段１５ａは直前の利得修正量に対
し、利得を大きくするように所定量を加減算する
ことにより、新たな利得修正量を得る。

第３図は本発明の第３の実施例を示す自動利得
調整装置の機能ブロツク図である。同図におい
て、第１図と同一の参照符号は同一性のある構成
要素を示す。本実施例の装置は、可変利得増幅手
段１１、比較手段１２ｂ，１３ａ、更新手段１５
ｂから構成される。更新手段１５ｂは比較手段１
３ａからの誤差量（比）に基づいて誤差が最小と
なるように直前の無介在レベル基準量を更新す
る。比較手段１２ｂは更新された無介在レベル基
準量に対する無介在レベルの誤差が小さくなるよ
うに可変利得増幅手段１１の利得を設定する。

次に、第３の実施例の動作を説明する。まず、
比較手段１３ａにより、過去の対象の介在状態に
おける介在レベルと予め設定された介在レベル基
準量との比が算出されて更新手段１５ｂへ出力さ
れる。更新手段１５ｂでは、比較手段１３ａから
の比の逆数と直前の無介在レベル基準量とが乗算
されて更新された無介在レベル基準量が比較手段
１２ｂへ出力される。そして、比較手段１２ｂで
は、更新手段１５ｂからの無介在レベル基準量に
対する無介在レベルの誤差が最小となるような利
得が求められ、この利得が可変利得増幅手段１１
へ送られて設定される。この結果、光センサの出
力が設定された利得に基づき可変利得増幅手段１
１によつて増幅（又は減衰）されて調整された出
力が得られる。

第４図は本発明の第４の実施例を示す自動利得
調整装置の機能ブロツク図である。第３の実施例
との相違箇所は介在レベルの比較手段１３ｂと無
介在レベル基準量の更新手段１５ｃである。更新
手段１５ｃは、第２の実施例の更新手段１５と同
一の比較手段１３ｂからの誤差量を示す信号に基
づいて誤差が最小となるように所定量を加減算し
て無介在レベル基準量を更新する。

第５図は本発明の第５の実施例を示す自動利得
調整装置の機能ブロツク図である。同図におい
て、第１図と同一の参照符号は同一性のある構成
要素を示す。本実施例の装置は、可変利得増幅手
段１１、比較手段１２ｃ，１３ａ、更新手段１５
ｄ、修正手段１７から構成される。更新手段１５
ｄは比較手段１３ａからの誤差量（比）に基づい
て誤差を最小となるように直前の無介在レベル修
正量を更新する。修正手段１７は無介在レベルと
更新された無介在レベル修正量との乗算を行なつ
て無介在レベルを修正する。比較手段１２ｃは予
め設定された無介在レベル基準量に対する修正さ
れた無介在レベルの誤差が最小となる利得を可変
利得増幅手段１１に設定する。

次に第５の実施例の動作を説明する。

まず、比較手段１３ａにて、過去の介在レベル
と予め設定された介在レベル基準量との比が演算
されて更新手段１５ｄへ出力される。更新手段１
５ｄでは比較手段１３ａからの比の逆数と直前の
無介在レベル修正量との積が更新された無介在レ
ベル修正量として修正手段１７へ出力される。そ
の後、無介在レベルと更新された無介在レベル修
正量との乗算が修正手段１７によつて行なわれ、
この結果の修正された無介在レベルが比較手段１
２ｃへ送られる。そして、比較手段１２ｃでは、
修正手段１２ｃから送られた無介在レベルと予め
設定された無介在レベル基準量との誤差が最小と
なるような利得が可変利得増幅手段１１へ送られ
て設定される。この結果、調整された光センサの
出力が可変利得増幅手段１１の出力に得られる。

第６図は本発明の第６の実施例を示す自動利得
調整装置の機能ブロツク図である。本実施例と第
５の実施例との相違部分は介在レベル用の比較手
段１３ｂと無介在レベル修正量更新用の更新手段
１５ｅである。即ち、更新手段１５ｅは、第２及
び第４の実施例と同一の比較手段１３ｂからの誤
差量を示す信号に基づいて、直前の無介在レベル
修正量に対し、誤差が最小となるように所定量を
加減算して無介在レベル修正量を更新する。

次に、本発明に係る自動利得調整装置を紙幣鑑
定装置に適用した場合の応用例について説明す
る。

第７図は第１の実施例の自動利得調整装置を適
用した場合の紙幣鑑定装置の構成例を示すブロツ
ク図である。同図ａの紙幣鑑定装置は、光源１及
び受光素子２を持つ複の光センサ２０、複数の増
幅器２１、アナログマルチプレクサ２２、前述の
可変利得増幅手段１１に相当する可変利得増幅器
２３、Ａ／Ｄ変換器２４、ラツチ回路１５ａ，１
５ｂ、インタフエース（Ｉ／Ｆ）回路２６、
ROM２７、不揮発性RAM２８，RAM２９、及
びこれらを制御するマイクロプロセツサ３０から
構成され、これらの構成要素は内部バスを介して
接続される。紙幣の鑑定に用いられる反射型又は
透過型の光センサ２０の受光素子２により得られ
る電気信号は、対応する増幅器２１により増幅さ
れる。マイクロプロセツサ３０により与えられた
光センサ２０の選択番号ｎに基づいて、アナログ
マルチプレクサ２２は、複数の光センサ２０のう
ち、ただ一つの光センサを選択し、その光センサ
に対応する増幅器２１の出力信号を出力する。ア
ナログマルチプレクサ２２の出力は、可変利得増
幅器２３に入力される。一方、マイクロプロセツ
サ３０は、可変利得増幅器２３に対し利得Gnを
設定する。可変利得増幅器２３は光センサの増幅
器２１の出力をGn倍し、その結果をＡ／Ｄ変換
器２４に出力する。Ａ／Ｄ変換器２４は、Gn倍
された光センサの増幅器２１の出力信号をＡ／Ｄ
変換し、その変換結果はマイクロプロセツサ２７
により読み取られる。上位制御装置に対するイン
タフエース（Ｉ／Ｆ）回路２６は、上位制御装置
より各種の指令を受信した場合にはマイクロプロ
セツサ３０に知らせ、また、マイクロプロセツサ
３０が指令実行後には鑑定結果やがその他指令実
行結果等を上位制御装装置へ通知する。ROM２
７内にはマイクロプロセツサ３０の制御手段（プ
ログラム）のほか鑑定用基準データ等が書込まれ
る。不揮発性RAM２８は、後述する光センサの
出力調整のためのパラメータK_o，Y_o，Ｎが格納
されており、装置の電源がオフしてもデータを保
持する。ここで、英文字に添字ｎの付いた文字
（K_o，Y_oなど）は、本来光センサ２０毎に独立し
た複数個のデータであるが、その代表値としてセ
ンサ番号ｎの光センサに関するデータを表わすと
同時に、他のセンサ番号の光センサに関しても同
様であることを示すものとする。

次に紙幣鑑定装置の動作について説明する。

はじめに、例えば工場において完成した紙幣鑑
定装置に初めて電源投入したような場合には、後
述する光センサの出力調整の為のパラメータK_o，
Y_o，Ｎ，G_oは、不揮発性RAM２８内に格納され
ていないので、上位制御装置からセンサ調整初期
化指令を発行するなどして、マイクロプロセツサ
３０に次のような初期設定を行なわせる。

即ち、マイクロプロセツサ３０は、まず、利得
修正比（利得修正量）K_o、統計量（介在レベル）
Y_o、統計枚数Ｎをそれぞれ K_o＝１、０ Y_o＝０Ｎ＝０とする。次にマイクロプロセツサ３０は、利得
G_oの初期設定手順を実行する。この手順は後述
する紙幣鑑定時における無介在時の調整処理と同
一の処理を行なうもので、そのフローチヤートを
第８図に示す。この無介在時の調整処理を実行す
ることにより、マイクロプロセツサ３０は、第１
の実施例で述べた比較手段１２ａの役割を果す。
以下、第８図を参照し利得G_oの初期設定手順
（無介在時の調整処理）を説明する。

まず、可変利得増幅器２３の利得G_oをg₀とし
て仮設定する（Ｓ１）。ここで、設計時にg₀を定
めておくわけであるが、g_naxg₀g_nio（ステツプ
Ｓ５の判定範囲）であれば任意に決定できる。次
に、利得G_o（＝g₀）のときのＡ／Ｄ変換器２４の
出力を調べる。Ａ／Ｄ変換器２４の出力X_oが所
定の出力範囲内（X_naxX_oX_nio）であるとき
には現在設定されている利得G_oが調整結果とな
り、調整処理を終了する。この所定の出力範囲が
第１の実施例の無介在レベル基準量に相当する。
一方、Ａ／Ｄ変換器２４の出力X_oが前記所定の
出力範囲よりも大きな場合（X_o＞X_naxである場
合）には利得G_oを減少させ、他方前記所定出力
範囲よりも小さな出力の場合（X_o＜X_nioである
場合）には、利得G_oを増加させる（Ｓ３，Ｓ
４）。その後、利得の増減の結果、得られた現在
の利得G_oが設計上定められた範囲（g_naxG_o
g_nioであるか）内におさまつているか否かをチエ
ツクし、もし下限値g_nioを下回る増幅率である場
合には、可変利得増幅器２３の増幅率（利得）を
最低としているにもかかわらず、Ａ／Ｄ変換器２
４の出力が大きいのでセンサ出力過大エラーと判
定し、逆に上限値g_naxを上回る利得である場合に
はセンサ出力過小エラーと判定する（Ｓ６，Ｓ
７）。これらのどちらの場合にも、エラー判定内
容を上位制御装置へ通知し、調整動作を打ち切
る。もし、現在の利得G_oが設計上定められた範
囲（g_naxG_og_nioである）内である場合には、
調整動作を続行し、Ｓ２のステツプから繰返す。
なお、設計時には、g_nax，g_nio、およびX_nax，
X_nioの値は、可変利得増幅器２３の利得設定可能
範囲による制約条件や利得設定値の分解能、Ａ／
Ｄ変換器２４の分解能、さらにX_nax，X_nioについ
ては最終的に必要とされる精度の仕様から適正に
定めておく。

このようにしてＳ２〜Ｓ５のステツプを繰返し
て利得G_oの値を修正していくと、センサ出力に
異常がなければ限られた繰返し回数内でＡ／Ｄ変
換出力が所定出力X_naxX_oX_nio）となるよう
な利得G_oが求まる。求まつたG_oの値はG_oの初期
値としてマイクロプロセツサ３０が不揮発性
RAM２８へ書込んでG_oの初期設定手順を終了す
る。

次に、紙幣鑑定時におけるマイクロプロセツサ
３０による自動調整及びこれに付随する処理につ
いて第９図のフローチヤートを参照して説明す
る。

まず、マイクロプロセツサ３０は、上位制御装
置からＩ／Ｆ回路２６を介して紙幣１枚の鑑定指
令を受け取ると、対象としての紙幣が無介在状態
であるか否かの判定を行なう（Ｓ１１）。この判
定の結果、無介在状態でなければエラーの処理を
行ない、一方、無介在状態であれば、Ａ／Ｄ変換
器２４の出力を調べ、所定出力が得られるように
可変利得増幅器２３の利得G_oを第８図の処理手
順に従つて求め、その結果を不揮発性RAM２８
へ格納する（Ｓ１３）。

次に、不揮発性RAM１３から利得修正比K_oを
読み出してＳ１３のステツプで求めた利得G_oに
掛け、その乗算結果G_o′＝G_o×Ｋを可変利得増幅
器２３に設定することによつて鑑定動作直前での
光センサ２０の出力信号の利得調整が完了する。

次に、光センサの出力を調べ、被鑑定紙幣が介
在するのを検知すると、以下の鑑定動作を開始す
る。

まず、被鑑定紙幣が介在期間中、各光センサ２
０毎に紙幣随所のＡ／Ｄ変換器２４の出力を読み
取りRAM２９にパターンデータとして格納する
（Ｓ１６）。こうして得られた被鑑定紙幣のパター
ンデータから紙幣の特徴データを得た後、ROM
２７内の鑑定用基準データと比較して鑑定を行な
う（Ｓ１７）。この鑑定結果を上位制御装置に通
知する（Ｓ１８）。

このようにして、鑑定処理が終了すると、鑑定
結果のパターンデータを調整の為の計測値（介在
レベル）として処理するか否かを判断する（Ｓ１
９）。もし、被鑑定紙幣が真券とは認められなか
つたか、あるいは汚損があると認められた場合に
は、何もせずに鑑定指令実行を終了するが、それ
以外の場合、すなわち正常券と認められた場合に
は各光センサ毎のパターンデータの積分値S_oを求
める（Ｓ２０）。求まつたパターンデータの積分
値S_oは今迄のパターンデータ積分値S_oの総和、即
ち統計量Y_oに加算する（Ｓ２１）。この統計量Y_o
への加算毎、即ち正常券の鑑定毎に統計枚数Ｎの
値がカウントアツプされる（Ｓ２２）。この結果、
ｍ枚目（例えばｍ＝1000枚）に達した時点ではパ
ターンデータｍ枚分の統計結果Y_oが得られ、あ
らかじめ定められた統計結果基準値（介在レベル
基準量）y_oと前記統計結果との比、即ち利得修正
比K_o＝y_o／Y_oを求めて不揮発性RAM２８に格納
する（Ｓ２４）。したがつて利得修正比K_oの値は
更新される。そしてパターンデータ積分値の統計
量Y_oと統計枚数Ｎをそれぞれ零に戻して再び統
計が行なえるようにした後、紙幣１枚鑑定指令の
実行を終了する（Ｓ２５）。なお、Ｓ２３のステ
ツプにて統計枚数Ｎがｍ枚に満たない場合にはそ
のまま終了する。

以上の応用例では、第７図ａに示したように、
可変利得増幅器が光センサ２０の出力とＡ／Ｄ変
換器の入力との間に設けられたものであつたが、
第７図ｂに示す構成では可変利得増幅器が光セン
サ２０を含み、その発光素子１の光量（点灯電
流）を与えられたゲインG_oに基づいて設定する
ことによつて受光素子２の光電流出力自身を増幅
又は減衰させるよう構成されている。

このように可変利得増幅手段は受光素子の光量
をコントロールすることによつても実現可能であ
り、また、必ずしもハードウエアで設けずに、
Ａ／Ｄ変換器の読取りデータに対し、マイクロプ
ロセツサ３０で乗除算処理するソフトウエアによ
つても実現可能なことも明らかである。

また、第２乃至第６の実施例について同様にし
て紙幣鑑別装置等に適用できるのは明らかであ
る。

以上のように、第１〜第６の実施例によれば、
計測した無介在レベルと介在レベルとの比を補正
する作用と、無介在レベルに基づいたゲイン補正
作用とによつて、従来問題であつた光源点灯後の
光出力の経時変化や装置内の温度によるセンサ出
力の経時変化などのような短時間の出力変動に対
しても追従性よく利得調整がなされるとともに無
介在レベルと介在レベルの比のバラツキによる調
整誤差が生じない。

従つて、判別時の判別基準に予め光センサの出
力変動幅を見込んだマージンを持たせる必要がな
くなり、極めて厳密な判別が行なえるとともに、
保守調整が不要となる効果も期待出来るのであ
る。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、
対象がないときの光センサの出力レベルと対象が
あるときの光センサの出力レベルとの比を補正す
ると共に対象がないときの光センサの出力レベル
に基づき利得を設定しているので、短時間の光セ
ンサの出力変動に対して追従でき、しかも精度よ
く光センサの出力レベルを調整することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図はそれぞれ本発明の第１乃至
第６の実施例を示す自動利得調整装置の機能ブロ
ツク図、第７図ａ，ｂは本発明に係る自動利得調
整装置を適用した紙幣鑑定装置の構成例を示すブ
ロツク図、第８図は無介在時の調整処理を示すフ
ローチヤート、第９図は紙幣鑑定時の自動調整処
理を示すフローチヤート、第１０図ａ，ｂ，ｃは
光センサの構成例を示す断面図、第１１図ａ，ｂ
は従来の自動利得調整装置の構成例を示す機能ブ
ロツク図である。１……発光素子、２……受光素子、３……カバ
ーガラス、４……スリツト、５……対象、６ａ〜
６ｃ……センサケース、７……拡散板、８……拡
散反射板、１１……可変利得増幅手段、１２ａ〜
１２ｃ，１３ａ〜１３ｂ……比較手段、１５，１
５ａ〜１５ｅ……更新手段、１６，１７……修正
手段、２０……光センサ、２１……増幅器、２２
……アナログマルチプレクサ、２３……可変利得
増幅器、２４……Ａ／Ｄ変換器、２５ａ，２５ｂ
……ラツチ回路、２６……インタフエース（Ｉ／
Ｆ）回路、２７……ROM、２８……不揮発性
RAM、２９……RAM、３０……マイクロプロ
セツサ。

Claims

【特許請求の範囲】１対象からの光を光電変換する光センサの出力
に設けられる自動利得調整装置において、 (a) 設定される利得に基づいて前記光センサの出
力を増幅又は減衰する可変利得増幅手段、 (b) 前記対象がないときの光センサの出力レベル
と、予め設定される第１の基準レベルとの誤差
が最小となるような利得を出力する第１の比較
手段、 (c) 前記対象があるときの過去の前記光センサの
出力レベルと、予め設定される第２の基準レベ
ルとの誤差量を出力する第２の比較手段、 (d) 前記第２の比較手段からの誤差量に基づい
て、当該誤差が最小となるように直前の利得修
正量を更新する更新手段、 (e) 前記更新手段からの利得修正量に基づいて第
１の比較手段からの利得を修正して前記可変利
得増幅手段に設定する修正手段、とを具備することを特徴とする自動利得調整装
置。２前記過去の光センサの出力レベルが、過去の
複数の対象について統計処理した統計量である特
許請求の範囲第１項記載の自動利得調整装置。３前記第２の比較手段が誤差量として第２の基
準レベルに対する光センサの出力レベルの比であ
り、前記更新手段が当該比の逆数を直前の利得修
正量に乗算して更新する特許請求の範囲第１項又
は第２項記載の自動利得調整装置。４前記更新手段が誤差量に基づいて当該誤差が
最小となるように直前の利得修正量に対し所定量
を加減算する特許請求の範囲第１項又は第２項記
載の自動利得調整装置。５対象からの光を光電変換する光センサの出力
に設けられる自動利得調整装置において、 (a) 設定される利得に基づいて前記光センサの出
力を増幅又は減衰する可変利得増幅手段、 (b) 前記対象があるときの過去の前記センサの出
力レベルと予め設定される第２の基準レベルと
の誤差量を出力する第２の比較手段、 (c) 前記第２の比較手段からの誤差量に基づいて
当該誤差が最小となるように直前の第１の基準
レベルを更新する更新手段、 (d) 前記対象がないときの前記光センサの出力レ
ベルと、前記更新手段からの第１の基準レベル
との誤差が最小となるように利得を前記可変利
得増幅手段へ設定する第１の比較手段、とを具備する自動利得調整装置。６対象からの光を光電変換する光センサの出力
に設けられる自動利得調整装置において、 (a) 設定される利得に基づいて前記光センサの出
力を増幅又は減衰する可変利得増幅手段、 (b) 前記対象があるときの過去の前記センサの出
力レベルと予め設定される第２の基準レベルと
の誤差量を出力する第２の比較手段、 (c) 前記第２の比較手段からの誤差量に基づいて
当該誤差が最小となるように直前のレベル修正
量を更新する更新手段、 (d) 前記更新手段からのレベル修正量に基づい
て、前記対象がないときの前記光センサの出力
レベルを修正して出力する修正手段、 (e) 前記修正手段の出力レベルと予め設定される
第１の基準レベルとの誤差が最小となるような
利得を前記可変利得増幅手段に設定する第１の
比較手段、とを具備することを特徴とする自動利得調整装
置。