JPH09212720A

JPH09212720A - 紙葉類の光学データ収集装置

Info

Publication number: JPH09212720A
Application number: JP8034255A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kanzaki; 裕行神▲崎▼
Original assignee: Glory Ltd
Current assignee: Glory Ltd
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 1997-08-15
Anticipated expiration: 2016-01-30
Also published as: JP3768280B2

Abstract

(57)【要約】【課題】搬送される紙葉類の光学データ収集装置にお
いて、紙葉類の通過位置が変わっても安定した光学デー
タを収集できると共に、光源と受光センサを共通の部材
（ＬＥＤ）で構成することにより安価に紙葉類の幅や重
送、種類等を検出できるようにする。【解決手段】２個のＬＥＤ１１，１２を対向させて設
け、１個には発光電流を流して投光用とし、もう１個に
は電流電圧変換抵抗を直列に接続して受光用とし、前記
投光用と受光用とを切替える切替手段２０と、切替手段
２０による切替え前後の受光用のＬＥＤ１１，１２から
の受光信号値をそれぞれ記憶する記憶手段４１，４２
と、記憶手段４１，４２に記憶された切替え前後の受光
信号値を加算し予め定められた値と比較する比較手段５
０とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、搬送される紙葉類
の光学データを収集し、光学データに基づいて紙葉類の
有無，重送，幅などを検出する紙葉類検出装置、及び光
学データに基づいて紙葉類の種類を判別する紙葉類判別
装置の光学データ収集装置に関し、特に、ＬＥＤ（発光
ダイオード）を発光素子と受光素子に兼用し、紙幣の通
過位置が変わっても安定した光学データを収集できるよ
うにした光学データ収集装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】紙幣識別機において、紙幣の幅（搬送方
向に対して直角方向の長さ）を測定して紙幣を特定する
ことは通常なされている。このような紙幣識別機では、
一般的には、ＬＥＤアレイとフォトダイオードアレイの
組み合わせ、或いは、ＬＥＤアレイとリニアＣＣＤの組
み合わせでライン状のセンサを構成し、横方向に搬送さ
れてくる紙幣によって遮光されるセンサの遮光部分の長
さを検出して紙幣の長さを測定している。

【０００３】ところで、ＬＥＤは発光素子として用いる
ばかりでなく、受光素子として用いることもできる。す
なわち、ＬＥＤは順方向バイアス状態では発光素子とし
て動作するが、セロバイアス状態ではフォトセルのよう
に動作し、逆方向バイアス状態ではフォトダイオードの
ように動作する特性を持っている。このような特性を利
用したものの例としては、光ファイバを用いた双方向伝
送（二重通信）システムが挙げられる。例えば特開昭６
２−１９８２３４号公報には、ＬＥＤを発光素子と受光
素子に兼用した光通信装置が示されている。この光通信
装置は、送信信号に対応した順方向電流をＬＥＤに与え
且つそのＬＥＤが光ファイバからの光を受光した時に流
れる逆方向電流を検知して受信する光電変換回路と、受
信時に送信動作を禁止する送信禁止回路とを備えること
により、単一の光ファイバを通して双方向光通信を行な
えるようにしたものである。

【０００４】また、特開昭６０−２４８０６７号公報に
は、複数のＬＥＤを並設したアレイ型センサ（以下、
「ＬＥＤアレイ」と呼ぶ）を用いて原稿を読取るように
した原稿読取装置が示されている。図２０は、この原稿
読取装置の主要部の断面構成例を示しており、この読取
装置は、ＬＥＤアレイ２内のＬＥＤn を発光させて透明
保護層４上の原稿１に照明し、そのＬＥＤn に隣接する
ＬＥＤn-1 とＬＥＤn+1を消灯させ、ＬＥＤn に対応す
る領域Ｒの原稿１から反射されてくる反射光ａ，ｂを上
記ＬＥＤn-1 とＬＥＤn+1 で受光させて電気信号に変換
するように構成し、この読取り動作を、基板３に配置さ
れたＬＥＤアレイ２の全てのＬＥＤについて順次繰返す
ことにより、原稿１を読取るようにしたものである。

【０００５】しかしながら、搬送される紙葉類の光学デ
ータを収集し、紙葉類の有無，重送，幅などを検出する
装置や、紙葉類の種類を判別する装置においては、上述
した紙幣識別機のように、検出センサとして、ＬＥＤア
レイとフォトダイオードアレイを組み合わせたもの、或
いは、ＬＥＤアレイとリニアＣＣＤを組み合わせたもの
を使用しており、次のような問題があった。

【０００６】フォトダイオード及びフォトトランジスタ
は、一般に受光分光感度が発光ＬＥＤよりも広くなって
いるために、外光が入る場合には外乱を受けやすい特徴
がある。この様な組み合わせであると通路の一方側が光
源でもう一方側が受光センサ側となるため、紙幣通路に
ある程度の間隙があるため紙幣が光源側若しくは受光側
を通過することによってその影の出来方が異なるので、
紙幣の通過位置によって検出した札長が異なってくると
いった問題点をもっていた。また、重送検出を目的とし
て透過光量により厚みを測定する場合は、紙幣（紙葉
類）が発光側，受光側のどちらを通るかにより出力変動
する問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＬＥＤ（発光ダイオー
ド）と、Ｐｈ−Ｄ（フォトダイオード）或いはＰｈ−Ｔ
ｒ（フォトトランジスタ）による透過形センサは、図２
１に示すように、ＬＥＤとＰｈ−Ｄ（或いはＰｈ−Ｔ
ｒ）との間ｄにおける媒体１の通過位置ｘによって受光
出力が変動する。すなわち、ＬＥＤと媒体１との距離を
ｘ、Ｐｈ−Ｄ（或いはＰｈ−Ｔｒ）の検出出力をｅ_Oと
すると、検出出力をｅ_Oは次の数１で示され、媒体１の
通過位置ｘと検出出力ｅ_Oの関係は図２２のように表さ
れる。

【０００８】

【数１】ｅ_O＝Ｋ／ｘ² ここで、０≦ｘ≦ｄ、Ｋは係数である。すなわち、検出
出力ｅ_Oは、ＬＥＤと媒体との距離ｘの二乗に反比例し
て変動することになる。

【０００９】例えば紙葉類２枚が重なって搬送されてき
た場合、ＬＥＤ側を通過したときの検出出力ｅ_Oと、Ｐ
ｈ−Ｄ（或いはＰｈ−Ｔｒ）側を通過したときの検出出
力ｅ_Oは、図２３に示すような波形となり、２枚券の判
定基準と検出出力ｅ_Oとを単純比較したのでは２枚重な
りを検出することができなかった。また、フォトダイオ
ード或いはフォトトランジスタは分光特性が広く外乱光
の影響を受ける。日本国の５０００円紙幣は透かしが紙
幣の中央になく、油汚れがある場合には光の透過率が高
くなり、透過光による札幅検出を行う場合に紙幣が光源
側に近づいたときには受光光量が増えて紙幣無しと検知
し、紙幣の有無の検出が難しい場合がしばしば発生して
いた。

【００１０】本発明は上述のような事情から成されたも
のであり、本発明の目的は、紙葉類の通過位置が変わっ
ても安定した光学データを収集できると共に、光源と受
光センサを共通の部材（ＬＥＤ）で構成することにより
安価に紙葉類の幅や重送、種類等を検出できる紙葉類の
光学データ収集装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、搬
送される紙葉類の光学データを収集して前記紙葉類の有
無及び／又は重送を検出する紙葉類検出装置の光学デー
タ収集装置において、２個のＬＥＤを対向させて設け、
１個には発光電流を流して投光用とし、もう１個には電
流電圧変換抵抗を直列に接続して受光用とし、前記投光
用と受光用とを切替える切替手段と、前記切替手段によ
る切替え前後の前記受光用のＬＥＤからの受光信号値を
それぞれ記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶され
た切替え前後の受光信号値の加算又は平均の演算を行な
い予め定められた値と比較する比較手段とを具備するこ
とによって達成される。

【００１２】また、搬送される紙葉類の光学データを収
集して前記紙葉類の種類を判別する紙葉類判別装置の光
学データ収集装置おいて、前記紙葉類の搬送方向に対し
て横断する方向に通路幅のほぼ全面に略直線状にかつ通
路面の両側に対向させると共に所定の間隔を空けてＬＥ
Ｄを並設した発光／受光センサ手段と；時分割されて、
前記通路面の一方側のＬＥＤが発光光源側として動作す
る際には対向するＬＥＤが受光側センサとして第１のモ
ードとして動作し、次には前記発光光源側と前記受光側
センサとが入れ替わり第２のモードとして動作するよう
に切替える発光／受光切替手段と；前記第１及び第２の
モードの時に前記受光側センサの出力を順次読み出しＡ
Ｄ変換する読出ＡＤ変換手段と；該読出ＡＤ変換手段か
らのデジタル値を、読み出したＬＥＤを特定するアドレ
ス情報と共に前記第１及び第２のモードに対応させて記
憶する第１及び第２の記憶手段と；前記第１の記憶手段
と第２の記憶手段に記憶されている同一のアドレスの記
憶値の平均値を演算する平均値演算手段とを具備するこ
とによって達成される。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の紙葉類の光学デ
ータ収集装置の第１の実施形態の構成例を示すブロック
図である。この図１において、通路上を搬送されて来る
紙葉類の光学データを読取るセンサ手段１０は、発光素
子と受光素子とを兼用する１対のＬＥＤ（発光ダイオー
ド）１１及び１２から構成され、ＬＥＤ１１とＬＥＤ１
２は通路面の上下に対向して設置されている。ＬＥＤ１
１とＬＥＤ１２は同一部材のＬＥＤであり、一方のＬＥ
Ｄが光源として動作する場合は他方のＬＥＤが受光セン
サとして動作し、投光側と受光側とが交互に切替わるよ
うに投光／受光切替手段２０によって制御される。

【００１４】投光／受光切替手段２０は、図２の構成例
に示すように、２つの投光／受光切替回路２１，２２で
構成され、一方の切替回路２１にはインバータ２３が接
続されており、切替信号ＣＨＧ及びその反転信号の入力
によって投光側と受光側の切替を行なうようになってい
る。投光／受光切替手段２０では、投光／受光の切替信
号ＣＨＧが“０”（モード１）の場合は、切替回路２２
によってＬＥＤ１２に順方向電流を流してＬＥＤ１２を
発光素子として動作させると共に、切替回路２１によっ
てＬＥＤ１１に逆電圧（逆バイアス電圧）又は０Ｖ（ゼ
ロバイアス）を印加してＬＥＤ１１を受光素子（フォト
ダイオード）として動作させ、投光／受光の切替信号Ｃ
ＨＧが“１”の場合（モード２）は、上記の動作とは逆
に、ＬＥＤ１２を受光素子，ＬＥＤ１１を発光素子とし
て動作させるように構成されている。この切替信号ＣＨ
Ｇによる上記モード１とモード２の切替えは、外部クロ
ック６０に応じて紙葉の所定の搬送距離毎（例えばメカ
クロックの所定のパルス数毎）に時分割されて行なわ
れ、受光モードに切替えられたＬＥＤ１１，１２の受光
出力ｅ_o1，ｅ_o2が交互に投光／受光切替手段２０から出
力されるようになっている。なお、投光／受光切替手段
２０の構成の詳細については、後述の実施例において切
替え回路の具体例を示して説明する

【００１５】記憶手段４１，４２は、ＬＥＤ１１側の受
光出力ｅ_o1及びＬＥＤ１２側の受光出力ｅ_o2を記憶する
手段であり、図１の例ではＳ／Ｈ回路（サンプルホール
ド回路）１，２で構成され、信号増幅手段３０により増
幅された受光出力ｅ_o1，ｅ_o2（切替える前後の受光出
力）がそれぞれＳ／Ｈ回路１と２に記憶されるようにな
っている。比較手段５０は、切替え前後のＬＥＤ１１，
１２の受光（増幅）出力ｅ_o1，ｅ_o2（Ｓ／Ｈ回路１，２
の出力）と予め定められた値とを比較する手段であり、
例えば加算回路５１及び比較回路５２から構成される。
比較手段５０では、Ｓ／Ｈ回路１と２からの受光信号ｅ
_o1，ｅ_o2の和が閾値を越えるか否かを比較して媒体の有
無，２枚重なりの有無などを判別し、その判別結果を示
す信号を出力するようになっている。

【００１６】上述のような構成において、その基本的動
作例を図３のタイミングチャートを用いて説明する。投
光／受光切替手段２０は、ＬＥＤ１１及びＬＥＤ１２に
切替信号ＣＨＧを送出し、図３の（１）に示すように、
基本クロックの所定のパルス数毎にモード１とモード２
とを交互に切替える。モード１では、ＬＥＤ１２に対し
て順方向電流が流されると共にＬＥＤ１１に対して逆電
圧が印加され、図４（Ａ）に示すように、ＬＥＤ１２が
投光側でＬＥＤ１１が受光側となり、紙葉類１の透過光
をＬＥＤ１１で受光する。他方、モード２では、ＬＥＤ
１２に対して逆電圧が印加されると共にＬＥＤ１１に対
して順方向電流が流され、図４（Ｂ）に示すように、Ｌ
ＥＤ１２が受光側でＬＥＤ１１が投光側となり、紙葉類
１の透過光をＬＥＤ１２で受光する。

【００１７】受光用に切替えられたＬＥＤ１１，１２か
らは、信号増幅手段３０を介して例えば図３の（２）に
示すような波形の増幅された受光信号ｅ_o1，ｅ_o2が出力
される。受光信号ｅ_o1，ｅ_o2のサンプリングは、モード
１では、図３の（３）に示すＳ／Ｈ回路１の制御信号の
“Ｓ１”の時点で行なわれ、ＬＥＤ１１の受光信号ｅ_o1
が図３の（３Ａ）に示すようにＳ／Ｈ回路１にホールド
される。またモード２では、図３の（４）に示すＳ／Ｈ
回路２の制御信号の“Ｓ２”の時点で行なわれ、ＬＥＤ
１２の受光信号ｅ_o2が図３の（４Ａ）に示すようにＳ／
Ｈ回路２にホールドされる。Ｓ／Ｈ回路１，２にホール
ドされた受光信号ｅ_o2，ｅ_o1は、それぞれ図３の（３）
及び（４）に示すＳ／Ｈ回路１，２の制御信号の“Ｈ
１”，“Ｈ２”の時点で加算器５１に入力されて加算さ
れる。加算器５１の出力信号は、図３の（５）に示すよ
うな波形となり、比較手段５０内のコンパレータ（比較
回路）５２により予め設定した閾値と加算値とが比較さ
れ、図３の（６）に示すような比較結果を示す信号ｅo
が出力される。これを図３の（７）のタイミングで読み
出せば判定ができる。なお、図３のコンパレータ出力ｅ
o は、“Ｈ”が紙葉類有り（或いは重なり有り）を示し
ており、“Ｌ”が紙葉類無し（或いは重なり無し）を示
している。

【００１８】上述のように発光側と受光側とを交互に切
替え、紙葉類の両側での受光信号に基づいて紙葉類の有
無などを検出することで、紙葉類の通過位置による出力
変動を吸収することができる。すなわち、図４（Ａ）及
び（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ１１とＬＥＤ１２との間
の距離をｄ、ＬＥＤ１２と紙葉類１との距離をｘとする
と、紙葉類１の通過位置ｘとＬＥＤ１１，１２の検出出
力ｅ_o1，ｅ_o2の関係は図５のように表され、通過位置ｘ
＝ａにおけるＬＥＤ１１及びＬＥＤ１２の検出出力をそ
れぞれｅ_o1（ａ），ｅ_o2（ｄ−ａ）として次の数２によ
り補正すれば、補正後の検出出力ｅo は、紙葉類の通過
位置の影響を受けない安定した出力となる。なお、ＬＥ
Ｄ１１，１２の間の距離ｄが小さい場合、検出出力ｅo
の特性は直線と見なせるので、下記の数２において係数
α１＝α２＝０．５とし、単純平均を検出出力ｅo とす
れば良い。

【００１９】

【数２】ｅo ＝α１・ｅ_o1（ａ）＋α２・ｅ_o2（ｄ−ａ）但し、α１，α２≦１図６は、上記の数２により補正した検出出力ｅo をグラ
フ（図６中の破線）で示しており、比較手段５０で比較
する閾値に２枚券の判定基準Ｓo を設定しておけば、紙
葉類の重送を検出することができる。すなわち、透過光
量の大小による２枚重なりのチェックが実現可能とな
る。また、透過光量による紙葉類のパターン検出におい
ても、従来のような正規化処理は不要になり、より安定
で高速な処理が可能となる。

【００２０】上述した第１の実施形態の構成例では、ハ
ードウェア回路を用いてデータ収集及び比較処理を行な
う例を示したが、図７のブロック構成図に示すように、
図１の構成例における記憶手段４１及び４２をＲＡＭ７
３とし、比較手段５０による処理をＣＰＵ７１で行なう
構成としても実現することができる。この場合、サンプ
リング開始の制御信号を送出後、一定の搬送距離毎の割
込み処理で、切替え前後のＡＤ変換値の読込み及びＲＡ
Ｍ７３内の配列エリアＤ１（ｉ），Ｄ２（ｉ）への格納
によるデータ収集処理を行ない、配列エリアＤ１（ｉ）
及びＤ２（ｉ）のデータを前記数２によって補正し、補
正後のデータＤ（ｉ）に基づいて２枚重なり等の判定処
理を行えうようにすればよい。

【００２１】以下に、図７の構成例における受光データ
のサンプリング制御と補正演算処理について、それぞれ
フローチャートを参照して説明する。なお、切替え前後
の受光出力をサンプリングする毎に補正演算処理を行な
うようにしても良いが、ここでは紙葉類１枚のデータを
全てサンプリングした後に補正演算処理を行なう場合を
例として説明する。

【００２２】始めに、図８のフローチャートを参照して
受光データのサンプリング手順の一例を説明する。先
ず、各種レジスタ，カウンタ，フラッグ等をクリアして
初期化する。この投光／受光切替手段２０のカウンタ類
は、ＣＰＵ７１のサンプリングスタート信号の出力或い
はリセット信号の出力により初期化される（ステップＳ
１）。ＣＰＵ７１では、先ずモード１とモード２の切替
えの回数をカウントするカウンタｉに“０”をセットす
る。このカウントｉは、ＲＡＭ７３内の配列エリアＤ１
（ｉ）及びＤ２（ｉ）のポインタとしても使用される
（ステップＳ２）。続いて、投光／受光の切替信号ＣＨ
Ｇ＝“０”としてＬＥＤ１１を受光側，ＬＥＤ１２を投
光側として動作させる（ステップＳ３）。

【００２３】モード１の切替信号ＣＨＧを受けた投光／
受光切替手段２０は、ＬＥＤ１１の受光出力が安定する
まで一定時間ウェイトした後（ステップＳ４）、ＬＥＤ
１１の検出出力ｅ_o1を出力する。ＣＰＵ７１では、Ａ／
Ｄ変換器３１で変換された検出出力ｅ_o1のＡＤ変換値Ａ
Ｄ１をＲＡＭ７３内の配列エリアＤ１（ｉ）に記憶する
（ステップＳ５〜Ｓ７）。続いて、投光／受光の切替信
号ＣＨＧ＝“１”として投光／受光切替手段２０に送出
し、ＬＥＤ１２を受光側，ＬＥＤ１１を投光側に切替え
る（ステップＳ８）。モード２の切替信号ＣＨＧを受け
た投光／受光切替手段２０は、ＬＥＤ１２の受光出力が
安定するまで一定時間ウェイトした後（ステップＳ
９）、ＬＥＤ１２の検出出力ｅ_o2を出力する。ＣＰＵ７
１では、ＬＥＤ１２の検出出力ｅ_o2のＡ／Ｄ変換値ＡＤ
２をＲＡＭ７３内の配列エリアＤ２（ｉ）に記憶する
（ステップＳ１０〜Ｓ１２）。

【００２４】そして、カウンタｉを“１”インクリメン
トし（ステップＳ１３）、ｉ≦Ｎ−１でなければステッ
プＳ３に戻り（ステップＳ１４）、切替え前後の受光デ
ータをサンプリングする上記処理を繰返し、ステップＳ
１４においてｉ≦Ｎ−１の場合、すなわち切替え前後の
受光データをＮ個サンプリングしたのであれば、サンプ
リング処理を終了する。

【００２５】次に、図９のフローチャートを用いて補正
演算処理における動作例を説明する。補正演算処理で
は、紙葉類１枚の通過を検知した後に次の処理により補
正演算を行なう。なお、紙葉類の通過の検知は例えば通
過検知センサ手段により行なう。先ず、ＣＰＵ７１で
は、カウンタｉに“０”をセットした後（ステップＳ２
１）、配列エリアＤ１（ｉ）及びＤ２（ｉ）からｉ番目
の切替え前後のデータを読み出し、次の数３により平均
値を求めてＲＡＭ７３内の配列エリアＤ（ｉ）に記憶す
る（ステップＳ２２）。

【００２６】

【数３】Ｄ（ｉ）＝α１・Ｄ１（ｉ）＋α２・Ｄ２（ｉ）但し、α１，α２は補正係数、α１，α２≦１通常は、α１＝α２＝０．５

【００２７】そして、カウンタｉを“１”インクリメン
トし（ステップＳ２３）、ｉ≦Ｎ−１でなければステッ
プＳ２２に戻って上記処理を繰返し（ステップＳ２
４）、ステップＳ２４においてｉ≦Ｎ−１の場合、すな
わち切替え前後の受光データをＮ個補正したのであれ
ば、補正演算処理を終了する。

【００２８】以上の処理により、配列エリアＤ（ｉ）に
は、搬送紙葉類１枚分の光学データが収集されたことに
なり、配列エリアＤ（ｉ）に記憶されているデータを読
むことにより、紙葉類の重なりがあったかどうかの判定
ができる。すなわち、２枚券の閾値以下の“ｉ”の数を
計数し、例えば計数値が所定値以上であれば重送と判断
する。また、紙葉類の搬送方向における長さは、閾値以
下の“ｉ”の数の計数値から求めることができる。

【００２９】次に、紙葉類の光学データ収集装置の第２
の実施形態について説明する。第２の実施形態における
光学データ収集装置は、ＬＥＤ素子を略直線状に並設し
たアレイ型センサ（以下、「ＬＥＤアレイ」と呼ぶ）を
対向させて設け、投光側と受光側とを交互に切替えて紙
葉類の光学データを紙葉全面に渡って収集するようにし
たものである。図１０は第２の実施形態の構成例を示し
ており、第２の実施形態では第１の実施形態の構成と区
別するため、紙葉類の光学データを読取るセンサ手段を
「発光／受光センサ手段」、投光／受光の切替手段を
「発光／受光切替手段」、切替え前後の光学データの記
憶手段を「第１及び第２の記憶手段」と称している。な
お、第２の実施形態では受光データの補正演算処理をソ
フトェアで行なう場合の構成を例としている。

【００３０】図１０において、発光／受光センサ手段１
１０としては１対のＬＥＤアレイ１１１，１１２を使用
しており、これらのＬＥＤアレイ１１１，１１２は紙葉
類の搬送路の上下に対向して設置されている。ＬＥＤア
レイ１１１，１１２内のＬＥＤ素子は、紙葉類１の搬送
方向に対して横断する方向に通路幅のほぼ全面（例えば
幅検出装置では全面でなく両脇で良い）に略直線状に並
設されている。図１１（Ａ）及び（Ｂ）は、ＬＥＤアレ
イ１１１，１１２内の各ＬＥＤ素子１１Ａの配置構成の
例を示しており、図１１（Ａ）はＬＥＤ（１〜ｎ）を一
定間隔Ｌ（例えば２ｍｍ）で１列に並設した例、図４
は、分解能を上げるために図３の配置間隔Ｌを（１／
２）＊Ｌとし、ＬＥＤ（１〜ｎ）を２列に並設した例で
ある。発光／受光センサ手段１１０は、一方のＬＥＤア
レイが光源として動作する場合は他方のＬＥＤアレイが
受光センサとして動作し、投光側と受光側とが交互に切
替わるように発光／受光切替手段１２０によって制御さ
れる。

【００３１】発光／受光切替手段１２０は、第１のモー
ドでは一方のＬＥＤアレイに順方向電流を流してＬＥＤ
（１〜ｎ）を発光素子として動作させると共に、他方の
ＬＥＤアレイに逆電圧を印加してＬＥＤ（１〜ｎ）を受
光素子（フォトダイオードアレイ）として動作させ、第
２のモードでは逆の動作をさせるように構成されてい
る。この第１及び第２のモードの切替えは、読出ＡＤ変
換手段１３０からの発光／受光の切替信号ＣＴＬの入力
により行なわれる。

【００３２】読出ＡＤ変換手段１３０は、発光／受光切
替手段１２０に切替信号ＣＴＬを送出して上記第１及び
第２のモードの切替え制御を行ない、受光側のＬＥＤア
レイ内のｎ個のＬＥＤから受光出力を順次１個づつ読出
してＡ／Ｄ変換する。その際、ＬＥＤアレイ１１１から
の受光出力は第１の記憶手段１４１のアドレスを指定し
て書込む。また、ＬＥＤアレイ１１２からの受光出力は
第２の記憶手段１４２のアドレスを指定して書込む。受
光データの書込みが終了すると、割込み信号を出力して
ＣＰＵ１０１にサンプリング終了を通知するようになっ
ている。この割込み信号は、ＬＥＤ１個分の受光デー
タ，１ライン分の受光データ，又は全ライン分の受光デ
ータのサンプリング終了時に出力される。

【００３３】第１及び第２の記憶手段１４０はデュアル
ポートＲＡＭにより構成され、読出ＡＤ変換手段１３０
によって紙幣１枚分の受光データが書込まれる。第１の
記憶手段１４１にはＬＥＤアレイ１１１の受光データが
書込まれ、第２の記憶手段１４２にはＬＥＤアレイ１１
２の受光データが書込まれている。これらの読出しはＣ
ＰＵ１０１によって行なわれる。

【００３４】平均値演算手段１００は、ＣＰＵ１０１，
ＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３から構成され、第１及び
第２の記憶手段１４０の同一アドレスに書込まれている
各ＬＥＤ受光出力のＡ／Ｄ変換値を読出し、対向するＬ
ＥＤ（１〜ｎ）の受光出力のＡ／Ｄ変換値との平均値を
各ＬＥＤ（１〜ｎ）毎に求め、紙幣１枚分の平均値を得
る。通過検知センサ手段１５０は、紙葉類１の発光／受
光センサ部への到来と通過を検知する手段であり、検知
信号を平均値演算手段１００に送出する。平均値演算手
段１００では、検知信号の入力によりサンプリング開始
信号ＣＴＬを読出ＡＤ変換手段１３０に送出し、受光デ
ータのサンプリング動作を開始させる。

【００３５】図１２は図１０の読出ＡＤ変換手段１３０
の構成例を示しており、読出ＡＤ変換手段１３０は、Ｏ
ＳＣ（ｏｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅ）１３１，タイミング
制御回路１３２，セレクタ（マルチプレクサ）１３３，
増幅器１３４，Ａ／Ｄコンバータ１３５及びバイナリカ
ウンタ１３６から構成され、ＣＰＵ１０１の制御指令
（Ｈ：動作の開始，Ｌ：リセット）により作動する。

【００３６】ＯＳＣ１３１は動作用のクロック（搬送ク
ロック）ＭＬＣＫを発生する。タイミング制御回路１３
２は、Ａ／Ｄコンバータ１３５の制御及びデュアルポー
トＲＡＭ１４０の書込み制御，及び第１及び第２のモー
ドの切替え制御を行なうための回路であり、制御信号を
出力して各動作のタイミング制御を行なう。このタイミ
ング制御回路１３２は、ＣＰＵ１０１からの制御指令に
よりサンプリング動作を開始し、発光／受光の切替信号
ＣＴＬを発光／受光切替手段２０に送出してＬＥＤアレ
イ１１１，１１２の発光側と受光側を切替え、同時に制
御信号を出力してデュアルポートＲＡＭ１４０のＨｉｇ
ｈ／Ｌｏｗアドレスを切換える。また、バイナリカウン
タ１３６にリセット信号を出力してカウンタをリセット
した後、パルスを出力し、受光データの読出し制御を行
なう。

【００３７】セレクタ１３３は、バイナリカウンタ１３
６からの選択信号の入力によりＬＥＤアレイ内の各ＬＥ
Ｄ（ｎ→１）の受光出力を１個づつ選択して出力する回
路であり、ｎ本の入力線が発光／受光切替手段１２０を
介して受光側ＬＥＤアレイの出力線に接続される。セレ
クタ１３３の出力線は増幅器１３４を介してＡ／Ｄコン
バータ１３５に接続されており、バイナリカウンタのカ
ウント値（１〜ｎ）に対応するＬＥＤ（１〜ｎ）の受光
出力が増幅されてＡ／Ｄコンバータ１３５に出力され
る。

【００３８】Ａ／Ｄコンバータ１３５は、タイミング制
御回路１３２からの変換開始の制御信号により受光出力
増幅信号のＡ／Ｄ変換を行なう。ＬＥＤアレイ１１１及
びＬＥＤアレイ１１２の受光データのＡ／Ｄ変換値は、
タイミング制御回路１３２によって切換えられたデュア
ルポートＲＡＭ１４０のＨｉｇｈアドレス及びＬｏｗア
ドレスの保存エリアにそれぞれ書込まれる。バイナリカ
ウンタ１３６は、セレクタ１３３の選択信号及びデュア
ルポートＲＡＭ１４０のアドレス（ロケーション）信号
を出力するカウンタであり、タイミング制御回路１３２
からのパルスを受けて動作する。

【００３９】上述のような構成において、第２の実施形
態における光学データ収集装置の全体の動作例について
説明する。平均値演算手段１００は、紙葉類１の到来の
検知信号を通過検知センサ手段１５０から受けると、読
出ＡＤ変換手段１３０に開始信号（制御指令；Ｈ）を送
出してサンプリング動作を開始させる。その際、割込み
モードを全ライン分と指定していれば、全ライン分のサ
ンプリング終了時に割込み信号が入力される。ここで
は、割込みモードを全ライン分と指定したものとして説
明する。開始信号を受けた読出ＡＤ変換手段１３０は、
初期化処理（バイナリカウンタ１３６のリセット等）を
した後、切替信号ＣＴＬを発光／受光切替手段２０に送
出してＬＥＤアレイ１１１，１１２の発光側と受光側を
切替えると共に、記憶手段１４０に制御信号（Ｈ／Ｌア
ドレス）を送出してＬＥＤアレイ１１１，１１２に対応
する記憶手段１４１，１４２に切換える。

【００４０】続いて、受光側となったＬＥＤアレイ内の
ＬＥＤからの受光出力を順次読出し、受光出力を増幅し
てＡ／Ｄ変換を行ない、書込み信号を出力して該当の記
憶手段１４１又は１４２にデジタル値を書込む。ｎ個の
ＬＥＤについて書込みが終了すると、第１及び第２のモ
ードを切替えて当該モードの切替信号ＣＴＬを発光／受
光切替手段２０に送出して上記の動作を繰返す。そし
て、紙葉類１枚分の受光データの取込みが終了すると、
割込み信号を平均値演算手段１００に送出して読出ＡＤ
変換手段１３０での動作を終了する。なお、受光データ
の取込みは、予め設定されたＫライン分のデータを取込
んだ時点、或いは、通過検知センサ手段１５０の通過検
知信号を入力した時点で終了する。

【００４１】割込み信号を受けた平均値演算手段１００
では、第１及び第２の記憶手段１４１，１４２からＬＥ
Ｄアレイ１１１，１１２の受光データを読出し、対向す
るＬＥＤ（１〜ｎ）の受光出力のＡ／Ｄ変換値の平均値
を各ＬＥＤ（１〜ｎ）毎に全ライン分求める。そして、
求めた紙幣１枚分の平均値を収集データとしてＲＡＭ１
０３に記憶し、紙幣１枚分のデータサンプリング処理を
終了する。なお、図１０の構成例において、第１及び第
２の記憶手段１４１，１４２を設けずに、読出ＡＤ変換
手段１３０の出力をＣＰＵ１０１が直接読出して処理す
る構成としても良い。

【００４２】以下に、上述した第１及び第２の実施形態
における投光／受光の切替え方法について、切替回路の
具体的な実施例を示して説明する。

【００４３】

【実施例】図１３は、第１の実施形態における投光／受
光切替手段２０の構成例を概念図で示しており、Ｒ１は
電流電圧変換抵抗、Ｒ２は電流制御抵抗（Ｒ１＞Ｒ２）
である。ＬＥＤ（１１又は１２）を受光モードとする場
合は、図１３中の接点１と接点２とを接続し、図１４
（Ａ）の等価回路に示すようにＬＥＤと電流電圧変換抵
抗Ｒ１とを直列に接続する。これにより、ＬＥＤには逆
電圧（−Ｖｃｃ）が印加され、ＬＥＤが受光素子（フォ
トダイオード）として動作し、ＬＥＤと電流電圧変換抵
抗Ｒ１との間の節点に接続される増幅器ＡＭＰを介して
受光出力が増幅されて出力される。ＬＥＤを投光モード
とする場合は、図１３中の接点３と接点２とを接続し、
図１４（Ｂ）の等価回路に示すようにＬＥＤと電流制御
抵抗Ｒ２とを直列に接続する。これによりＬＥＤ１１に
は順方向電流が流れ、ＬＥＤ１１が発光素子として動作
する。

【００４４】図１５は、第１の実施形態における投光／
受光切替手段２０の具体的な回路構成の一例を示してい
る。この投光／受光切替回路は、切替回路２１，２２の
スイッチ部をＰＮＰ形とＮＰＮ形のトランジスタで構成
した例であり、切替信号ＣＨＧの入力により、ＬＥＤ１
１，１２の投光／受光の動作をトランジスタによって切
替え、ＬＥＤ１１，１２からの出力をアナログスイッチ
ＡＳＷによって切換えることで、受光側に切替えられた
ＬＥＤ１１，１２の受光出力を出力するように構成され
ている。図１５中のＰＮＰ形とＮＰＮ形のトランジスタ
は、それぞれＰチャネル形とＮチャネル形のＦＥＴ（電
界効果トランジスタ）を使用しても良く、また、アナロ
グスイッチＡＳＷを使用しても実現可能である。

【００４５】図１６は、第２の実施形態における発光／
受光切替手段１２０の具体的な回路構成の一例を示して
おり、ＬＥＤアレイ１１１側の構成を示している。ＬＥ
Ｄアレイ１１２側の構成は、制御信号ＣＴＬを反転する
ためのインバータＩＮＶが挿入されていないだけであ
り、投光／受光切替回路の構成は同一である。この投光
／受光切替回路は、制御信号ＣＴＬ（Ｈレベル＝投光モ
ード，Ｌレベル＝受光モード）の入力により、ＬＥＤア
レイ内のＬＥＤ素子１〜ｎの投光／受光の動作をＰＮＰ
形のトランジスタによって切替えるように構成されてい
る。図１６において、トランジスタＴｒ１とＬＥＤｎ
（ｎ＝１〜８）との間には、抵抗Ｒ_DnとダイオードＤｎ
が直列に接続され、ダイオードＤｎとＬＥＤｎとの間の
節点と、接地との間に抵抗Ｒ_Lnが接続されている。な
お、スイッチ部はＰＮＰ形のトランジスタＴｒ１の代わ
りにＰチャネル形のＦＥＴを使用しても良い。

【００４６】図１７（Ａ）は投光時の等価回路を示して
おり、投光モードの場合は、ＬＥＤｎに電流Ｉ_LEDが流
れてＬＥＤｎが発光素子として動作する。抵抗値はＲ_Ln
＞＞Ｒ_Dn（抵抗Ｒ_Lnに流れる電流Ｉ_RLの値はほぼ０）で
あり、抵抗Ｒ_Lnを無視すると等価回路は図１７（Ｂ）で
示され、電圧Ｖccを印加した場合のＬＥＤｎに流れる電
流Ｉ_LEDは次の数４で示される。

【数４】Ｉ_LED＝（Ｖcc−（Ｖ_F(LED)＋ＶＦ_(D)））／Ｒ_Dn 但し、Ｖ_F(LED)：ＬＥＤの順方向電圧降下、ＶＦ_(D)：ダイオードの順方向電圧降下

【００４７】一方、受光モードにおける図１６の等価回
路は図１８（Ａ）で示され、逆方向バイアス状態とな
り、ＬＥＤｎから抵抗Ｒ_Lnに向けて逆方向の電流Ｉ_Pnが
流れてＬＥＤｎが受光素子として動作する。ダイオード
Ｄｎには漏れ電流Ｉ_enが流れるが、Ｉ_en＜＜Ｉ_Pnである
ため、この漏れ電流Ｉ_enを無視、即ち抵抗Ｒ_Dnとダイオ
ードＤｎを無視すると等価回路は図１８（Ｂ）で示さ
れ、ＬＥＤｎの受光出力ｅ _nは次の数５で示される。

【数５】ｅ_n＝−Ｉ_Pn・Ｒ_Ln

【００４８】以上のように、ＬＥＤとＰｈ−Ｄ（フォト
ダイオード）或いはＰｈ−Ｔｒ（フォトトランジスタ）
による従来の透過形センサは、媒体の通過位置により出
力が変動するという欠点があったが、媒体に光を当てる
方向及びその光を受ける位置を入れ変え、検出したデー
タを平均（或いは加算）することにより、媒体の通過位
置により出力が変動する影響を無くすことができる。ま
た、Ｐｈ−Ｄ或いはＰｈ−Ｔｒは分光特性が広く、従来
の透過形センサは外乱の影響を受けていたが、本発明で
は、発光側と受光側に同じものを用いるのでその発光分
光特性及び受光の分光感度特性が等しく、しかも狭帯域
とすることができ、蛍光等の影響を受けることがない。
また、札幅の検出を行う場合に、通路を通過する５００
０円が光源側を通過したとしても、もう一方の側から投
光した場合のセンサ出力を加味できるので、紙幣がある
のに紙幣破れが発生したかの様な誤検出をなくすことが
できる。

【００４９】なお、上述した第１，第２の実施形態及び
実施例においては透過形センサを例として説明したが、
図１９の反射型センサの構成例に示すように、２個のＬ
ＥＤ１１，１２（或いはＬＥＤアレイ）を並設し、ＬＥ
Ｄ１１，１２の投光／受光を切替えて切替え前後の反射
光の光学データを収集する構成としても良い。

【００５０】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１及び請
求項２の発明によれば、通路を搬送する紙幣の通過位置
が変わっても検出した値は変わらないので、２枚重ね紙
幣の検出が安定して行える。また、請求項２の発明によ
れば、投光器側の近傍を紙幣が通過した場合に油汚れが
生じた紙幣であれば、従来の検出方式では穴が開いてい
ると誤認識していたが、発光／受光を入れ替えることに
よりもう一方の検出値との両方の値に基づいて判断でき
るので誤認識を防ぐことができる。さらに、同一のＬＥ
Ｄを投光器、受光器としたので、急峻な分光感度特性が
得られ外乱光による影響が少ない。また、受光器に安価
なＬＥＤを使うので装置の制作費用を低く押さえること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の紙葉類の光学データ収集装置の第１の
実施形態の構成例を示すブロックである。

【図２】図１の投光／受光切替手段２０の構成例を示す
ブロック図である。

【図３】第１の実施形態における基本的動作例を説明す
るためのタイミングチャートである。

【図４】第１の実施形態におけるセンサ部の投光／受光
動作を説明するための図である。

【図５】媒体の通過位置とＬＥＤの出力特性の関係を示
す図である。

【図６】紙葉類の重送の検出方法を説明するための図で
ある。

【図７】第１の実施形態の他の構成例を示すブロックで
ある。

【図８】第１の実施形態における受光データのサンプリ
ング手順の一例を説明するためのフローチャートであ
る。

【図９】第１の実施形態における受光データの補正演算
処理における動作例を説明するためのフローチャートで
ある。

【図１０】本発明の紙葉類の光学データ収集装置の第２
の実施形態の構成例を示すブロックである。

【図１１】図１０のＬＥＤアレイ１１１，１１２内の各
ＬＥＤ素子の配置構成の例を示す図である。

【図１２】図１０の読出ＡＤ変換手段１３０の構成例を
示すブロック図である。

【図１３】第１の実施形態における投光／受光切替手段
の構成例を示す概念図である。

【図１４】図１３の投光／受光切替回路の受光モード時
及び投光モード時の等価回路を示す図である。

【図１５】第１の実施形態における投光／受光切替手段
の具体的な回路構成の一例を示

【図１６】第２の実施形態における発光／受光切替手段
の具体的な回路構成の一例を示す図である。

【図１７】図１６の発光／受光切替回路の投光時の等価
回路を示す図である。

【図１８】図１６の発光／受光切替回路の受光時の等価
回路を示す図である。

【図１９】本発明を反射型センサに適用した場合の実施
例を示すブロックである。

【図２０】ＬＥＤを発光素子と受光素子に兼用した従来
の装置の一例を説明するための図である。

【図２１】センサ間の媒体の通過位置を示す図である。

【図２２】媒体の通過位置とＰｈ−Ｄ或いはＰｈ−Ｔｒ
の出力特性の関係を示す図である。

【図２３】２枚券の通過位置による検出出力の差を示す
図である。

【符号の説明】

１紙葉類１０センサ部１１，１２ＬＥＤ２０投光／受光切替手段２１，２２切替回路３０信号増幅手段３１Ａ／Ｄ変換器４１，４２記憶手段５０比較手段６０外部クロック１００平均値演算手段１０１ＣＰＵ１０２ＲＯＭ１０３ＲＡＭ１１０発光／受光センサ手段１１１，１１２ＬＥＤアレイ１２０発光／受光切替手段１３０読出ＡＤ変換手段１４０記憶手段１４１第１の記憶手段１４２第２の記憶手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】搬送される紙葉類の光学データを収集し
て前記紙葉類の有無及び／又は重送を検出する紙葉類検
出装置の光学データ収集装置において、２個のＬＥＤを
対向させて設け、１個には発光電流を流して投光用と
し、もう１個には電流電圧変換抵抗を直列に接続して受
光用とし、前記投光用と受光用とを切替える切替手段
と、前記切替手段による切替え前後の前記受光用のＬＥ
Ｄからの受光信号値をそれぞれ記憶する記憶手段と、前
記記憶手段に記憶された切替え前後の受光信号値の加算
又は平均の演算を行ない予め定められた値と比較する比
較手段とを具備したことを特徴とする紙葉類の光学デー
タ収集装置。
【請求項２】搬送される紙葉類の光学データを収集し
て前記紙葉類の種類を判別する紙葉類判別装置の光学デ
ータ収集装置おいて、前記紙葉類の搬送方向に対して横
断する方向に通路幅のほぼ全面に略直線状にかつ通路面
の両側に対向させると共に所定の間隔を空けてＬＥＤを
並設した発光／受光センサ手段と；時分割されて、前記
通路面の一方側のＬＥＤが発光光源側として動作する際
には対向するＬＥＤが受光側センサとして第１のモード
として動作し、次には前記発光光源側と前記受光側セン
サとが入れ替わり第２のモードとして動作するように切
替える発光／受光切替手段と；前記第１及び第２のモー
ドの時に前記受光側センサの出力を順次読み出しＡＤ変
換する読出ＡＤ変換手段と；該読出ＡＤ変換手段からの
デジタル値を、読み出したＬＥＤを特定するアドレス情
報と共に前記第１及び第２のモードに対応させて記憶す
る第１及び第２の記憶手段と；前記第１の記憶手段と第
２の記憶手段に記憶されている同一のアドレスの記憶値
の平均値を演算する平均値演算手段とを具備したことを
特徴とする紙葉類判別装置の光学データ収集装置。