(57)【要約】【課題】受光感度のバラツキをなくすために、受光素子からのセンサ信号を一定レベルに補正する補正機能付きセンサを提供する。【解決手段】対象物４に沿って走査することによって、その対象物を光学的に識別する補正機能付きセンサ２であって、対象物から生じる光Ｒを受光し、その受光量に対応したセンサ信号Ｖｏｕｔを出力する受光素子８と、予め設定登録した補正値に基づいて、センサ信号を一定レベルの補正センサ信号に補正する補正部１２と、補正部から出力された補正センサ信号に所定の演算処理を施して、対象物の種類を判定する演算判定部１４とを備えている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に沿って走査することによって、その対象物を光学的に識別する補正機能付きセンサであって、
前記対象物から生じる光を受光し、その受光量に対応したセンサ信号を出力する受光素子と、
予め設定登録した補正値に基づいて、前記センサ信号を一定レベルの補正センサ信号に補正する補正部と、
前記補正部から出力された補正センサ信号に所定の演算処理を施して、前記対象物の種類を判定する演算判定部と、を備えていることを特徴とする補正機能付きセンサ。
【請求項２】
前記補正部は、所定の基準対象物を事前に走査した際に、前記受光素子から出力されたセンサ信号に基づいて補正値を設定し、その補正値を登録することを特徴とする請求項１に記載の補正機能付きセンサ。
【請求項３】
前記補正部は、前記補正値と前記センサ信号との間に所定の補正処理を施して、前記センサ信号を一定レベルの補正センサ信号に補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の補正機能付きセンサ。
【請求項４】
前記補正部における補正処理では、前記補正値と前記センサ信号との間に乗算処理が行われることを特徴とする請求項３に記載の補正機能付きセンサ。
【請求項５】
前記受光素子を複数用いて前記対象物を光学的に識別する場合、前記補正部には、各々の受光素子から出力された各センサ信号毎に前記補正値が設定され、それらの補正値が登録されることを特徴とする請求項２に記載の補正機能付きセンサ。
【請求項６】
前記補正機能付きセンサには、所定のセンシング光を前記対象物に向けて発光する発光素子が設けられており、前記受光素子は、前記発光素子からセンシング光が前記対象物に向けて発光された際に、前記対象物から生じる光を受光し、その受光量に対応したセンサ信号を出力することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載の補正機能付きセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受光感度のバラツキをなくすために、受光素子からのセンサ信号を一定レベルに補正する補正機能付きセンサに関する。例えばフォトセンサの場合には、そのセンサ信号（電圧値や電流値）を一定レベルに補正する補正技術に関する。
【従来の技術】
【０００２】
従来から種々のセンサが開発されており、その一例として特許文献１に示されているように、紙幣の表面構成（例えば紙幣表面に施されたデザイン）を認識して、紙幣の真贋を判別する識別センサが知られている。この識別センサでは、紙幣の特徴を反映した部分に沿ってセンシングした際のデータ（センサ出力）に基づいて紙幣の真贋を識別する。
【０００３】
【特許文献１】
特許２８９６２８８号（段落番号０００７〜０００９）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来から用いられているセンサでは、そのセンサ信号（電圧値や電流値）にバラツキがあり、同一種類のセンサ同士であっても互いに異なるレベルのセンサ信号となってしまう場合がある。このため、上述のような紙幣の識別では、センサ信号にバラツキ（即ち、受光感度にバラツキ）があることによりセンシング精度を一定に維持することができず、その結果、紙幣の誤認識を引き起こしてしまう場合が考えられる。また、複数のセンサを用いた場合には、各センサ毎に個別に信号出力の調整を行わなければならず、煩に耐えない。更に、信号出力調整が完了したセンサであっても、経年変化によって、そのセンサ信号のレベルが変動（即ち、受光感度が変動）する場合があり、そうなるとセンシング精度が低下して正しいデータを得られないだけでなく、メンテナンス時には、センサ毎に再度、信号出力調整を行わなければならず、煩に耐えない。特に複数のセンサを使用しているような場合には、どのセンサのセンサ信号が変動したのかを個別に調べなければならないため、更にメンテナンス効率が低下する。
本発明は、このような問題を解決するために成されており、その目的は、受光感度のバラツキをなくすために、受光素子から出力されるセンサ信号を一定レベルに補正する補正機能付きセンサを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は、対象物４に沿って走査することによって、その対象物を光学的に識別する補正機能付きセンサ２であって、対象物から生じる光Ｒを受光し、その受光量に対応したセンサ信号Ｖｏｕｔを出力する受光素子８と、予め設定登録した補正値に基づいて、センサ信号を一定レベルの補正センサ信号に補正する補正部１２と、補正部から出力された補正センサ信号に所定の演算処理を施して、対象物の種類を判定する演算判定部１４とを備えている。
この場合、補正部は、所定の基準対象物を事前に走査した際に、受光素子から出力されたセンサ信号に基づいて補正値を設定し、その補正値を登録する。そして、この補正値とセンサ信号との間に所定の補正処理を施して、センサ信号を一定レベルの補正センサ信号に補正する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係る補正機能付きセンサについて、図１を参照して説明する。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、本実施の形態の補正機能付きセンサ２は、対象物４に沿って走査することによって、その対象物４を光学的に識別するように構成されており、所定のセンシング光Ｌを対象物４に向けて発光する発光素子６と、発光素子６からセンシング光Ｌが対象物４に向けて発光された際に、対象物４から生じる光（本実施の形態では、反射光）Ｒを受光し、その受光量に対応したセンサ信号Ｖｏｕｔを出力する受光素子８と、受光素子８から出力されたセンサ信号Ｖｏｕｔに基づいて、対象物４を識別する演算識別ユニット１０とを備えている。
【０００７】
発光素子６としては、例えば市販の発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ等を適用することが可能であり、また、受光素子８としては、例えば市販のフォトダイオードやフォトトランジスタ、フォトサイリスタ等を適用することが可能である。
図１（ｃ）には、受光素子８の一例として、フォトダイオードの回路図が示されており、かかる受光素子８では、受光量に対応したセンサ信号Ｖｏｕｔ（図の例では電圧信号）が出力されるようになっている。なお、受光素子８の回路構成によれば、出力信号が電流信号となる場合もあるが、このような電流信号であっても本発明の技術を適用できることは言うまでもない。
【０００８】
受光素子８は、同一規格のものでも、そのセンサ信号Ｖｏｕｔにバラツキがあるため、センサ信号Ｖｏｕｔに基づいて対象物４を識別する場合、受光感度のバラツキをなくすためにセンサ信号Ｖｏｕｔを一定レベルに補正する必要がある。
そこで、本実施の形態において、演算識別ユニット１０には、予め設定登録した補正値（図１（ｄ））に基づいて、センサ信号を一定レベルの補正センサ信号（図１（ｄ））に補正する補正部１２と、補正部１２から出力された補正センサ信号に所定の演算処理を施して、対象物４の種類を判定する演算判定部１４とが設けられている。
この場合、補正部１２は、所定の基準対象物（図示しない）を事前に走査した際に、受光素子８から出力されたセンサ信号Ｖｏｕｔに基づいて補正値を設定し、その補正値を登録する。そして、この補正値とセンサ信号Ｖｏｕｔとの間に所定の補正処理を施して、センサ信号Ｖｏｕｔを一定レベルの補正センサ信号に補正する。具体的には、補正部１２における補正処理では、補正値とセンサ信号Ｖｏｕｔとの間に乗算処理が施される。
【０００９】
例えば、センサ信号Ｖｏｕｔが３ボルト（ｖ）の受光素子８において、補正センサ信号のレベルを５ボルト（ｖ）に補正する場合を想定すると、補正部１２は、センサ信号Ｖｏｕｔ（＝３ｖ）を補正センサ信号（＝５ｖ）に補正するための補正値（＝５／３）を設定して登録する。この状態において、図１（ａ）に示すように補正機能付きセンサ２を対象物４に沿って走査すると、発光素子６からセンシング光Ｌが対象物４に向けて発光された際に、受光素子８は、対象物４から生じる光Ｒを受光し、その受光量に対応したセンサ信号Ｖｏｕｔを出力する。受光素子８から出力されたセンサ信号Ｖｏｕｔ（＝３ｖ）は、Ａ／Ｄ変換器１６によってデジタル信号形式に変換された後、補正部１２において、予め設定登録された補正値（＝５／３）とセンサ信号Ｖｏｕｔ（＝３ｖ）との間に乗算処理（３ｖ×５／３＝５ｖ）が施される。この結果、補正部１２からは、５（ｖ）の補正センサ信号が演算判定部１４に出力されることになる。そして、演算判定部１４において、補正部１２から出力された補正センサ信号（＝５ｖ）に所定の演算処理が施され、対象物４の種類が判定される。
【００１０】
ここで、上述したような補正機能付きセンサ２（即ち、受光素子８）を複数用いて対象物４を光学的に識別する実施例について、図１（ｂ）を参照して説明する。この場合、補正部１２には、各々の受光素子８から出力された各センサ信号Ｖｏｕｔ毎に補正値が設定され、その補正値が登録される。なお、下記の実施例の説明では、対象物４として紙幣を適用し、紙幣４の表面に印刷されている文字や図形等のデザインを表面構成１８と規定する。
【００１１】
図１（ｂ）において、補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎは、紙幣４の特徴部分に沿って走査するように複数箇所に配列される。図には、紙幣４の長手方向を横断する方向（短手方向）に沿って複数の補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎを所定間隔に配列し、紙幣４の長手方向に走査する構成例が示されているが、これ以外に、紙幣４の長手方向に沿って複数の補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎを所定間隔に配列し、紙幣４の短手方向に走査するように構成してもよい。なお、補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎの配列間隔や個数は、紙幣４の特徴部分の形状や位置等に合わせて任意に設定されるため、補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎの配列間隔や個数については特に限定しない。また、対象物である紙幣４の特徴部分とは、その紙幣４を特定或いは判別するのに有効な部分（例えば、表面構成１８）を指す。
【００１２】
また、複数の補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎを紙幣４の特徴部分に沿って走査する方法として、各補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎを矢印Ｓ１で示す走査方向に沿って移動させる方法や、紙幣４を矢印Ｓ２で示す走査方向に沿って移動させる方法が考えられるが、下記の説明では、その一例として、各補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎを走査方向Ｓ１に移動させる方法を採用する。なお、いずれの方法においても、各々の補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎや紙幣４を移動させるための手段として既存の移動装置を利用することができるため、その説明は省略する。この場合、各々の補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎを移動させるタイミングとしては、各補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎを同時に移動させる方法が一般的であるが、これに限定されることは無く、各補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎの移動タイミングを個別に制御して相対的にずらして移動させる方法を適用しても良い。
【００１３】
この実施例において、紙幣４の表面構成１８から生じる光Ｒとは、センシング光Ｌが発光された際に紙幣４の表面から反射した反射光を想定しており、その反射光は、表面構成１８の形状や位置、或いは、表面構成１８の印刷に使用するインクの種類（例えば磁気インク）や濃淡に応じて異なる光学的特性（光強度の変化、散乱、波長変化など）を有する。
【００１４】
複数の補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎを用いて紙幣４を光学的に識別する場合において、各々の補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎの受光素子８から出力されるセンサ信号Ｖｏｕｔに２．５（ｖ）〜５（ｖ）の範囲でバラツキがある場合（図１（ｄ））、このバラツキを無くすように補正値が設定登録される。この実施例では、補正センサ信号のレベルを５ボルト（ｖ）に補正する場合を想定する。
【００１５】
ここで補正値の設定登録法の一例を示す。
まず、図示しない基準対象物（例えば、白紙）を用意して、この基準対象物上に沿って複数の補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎをプレ走査する。このプレ走査中において、補正部１２では、各々の補正機能付きセンサの各走査ラインに沿って複数箇所（例えば、２００箇所）の走査ポイントを設定し、それぞれの走査ポイントから得られたセンサ信号Ｖｏｕｔの平均値を算出する。例えば補正機能付きセンサ２ａに着目すると、この補正機能付きセンサ２ａの走査ライン上の２００箇所の走査ポイントから得られた２００個のセンサ信号の平均値を算出する。具体的に説明すると、最初の走査ポイントで得られたセンサ信号Ｖｏｕｔが３（ｖ）、２番目のセンサ信号Ｖｏｕｔが４（ｖ）、３番目のセンサ信号Ｖｏｕｔが５（ｖ）、４番目のセンサ信号Ｖｏｕｔが２．５（ｖ）…、そして、１９９番目のセンサ信号Ｖｏｕｔが５（ｖ）、２００番目のセンサ信号Ｖｏｕｔが４（ｖ）となった場合、得られた全てのセンサ信号を加算した後、その合計センサ信号値を２００で割算することによって、センサ信号Ｖｏｕｔの平均値を算出する。この結果、補正機能付きセンサ２ａの平均センサ信号Ｖｏｕｔは、図１（ｄ）に示すように３（ｖ）となる。
【００１６】
同様に、他の補正機能付きセンサ２ｂ，…２ｎ−１，２ｎについても、センサ信号Ｖｏｕｔの平均値を算出する。この結果、補正機能付きセンサ２ｂの平均センサ信号Ｖｏｕｔは４（ｖ）、補正機能付きセンサ２ｎ−１の平均センサ信号Ｖｏｕｔは２．５（ｖ）、そして、補正機能付きセンサ２ｎの平均センサ信号Ｖｏｕｔは５（ｖ）となる。
このようなプレ走査は、各補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎ（各受光素子８）毎に個別に行われるが、極めて高速に行われるため、プレ走査処理上では、全ての補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎ（各受光素子８）の平均センサ信号Ｖｏｕｔを同時に得ているのと同程度の精度を有する。また、プレ走査は、各々の補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎの各走査ラインに沿って１回行えば足りる。
【００１７】
続いて、補正部１２は、上記の方法で算出された各々の平均センサ信号Ｖｏｕｔを補正センサ信号（＝５ｖ）に補正するための補正値を設定して登録する。具体的には図１（ｄ）に示すように、補正部１２は、補正機能付きセンサ２ａの平均センサ信号Ｖｏｕｔ（＝３ｖ）を補正センサ信号（＝５ｖ）に補正するための補正値（＝５／３）を設定して登録する。また、補正機能付きセンサ２ｂの平均センサ信号Ｖｏｕｔ（＝４ｖ）を補正センサ信号（＝５ｖ）に補正するための補正値（＝５／４）を設定して登録する。同様に、補正機能付きセンサ２ｎ−１の補正値（＝５／２．５）、そして、補正機能付きセンサ２ｎの補正値（＝１）を設定して登録する。
【００１８】
この状態において、図１（ｂ）に示すように複数の補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎを紙幣４に沿って走査（実際の走査）すると、各走査ポイント毎に各々の発光素子６からセンシング光Ｌが紙幣４に向けて発光された際に、各受光素子８は、紙幣４から生じる光（反射光）Ｒを受光し、その受光量に対応したセンサ信号Ｖｏｕｔをそれぞれ出力する。このとき各受光素子８から出力されたセンサ信号Ｖｏｕｔは、Ａ／Ｄ変換器１６によってデジタル信号形式に変換された後、補正部１２において、上記予め設定登録された補正値とセンサ信号Ｖｏｕｔとの間に乗算処理が施される。
【００１９】
例えば補正機能付きセンサ２ａに着目すると、この補正機能付きセンサ２ａにおける補正値は、上記平均センサ信号Ｖｏｕｔに基づいて５／３であるから、補正機能付きセンサ２ａの受光素子８から出力されたセンサ信号Ｖｏｕｔは、補正部１２において、このセンサ信号Ｖｏｕｔと補正値（＝５／３）との間に乗算処理（３ｖ×５／３＝５ｖ）が施される。この場合、走査中に補正機能付きセンサ２ａの受光素子８から出力されたセンサ信号Ｖｏｕｔの出力レベルは、各走査ポイント毎にバラツキがあり平均センサ信号Ｖｏｕｔ（＝３ｖ）とは一致したものではないが、全ての走査ポイント毎に上記乗算処理を施すことによって、それにより得られた補正センサ信号は、限りなく５（ｖ）に等しくなる。同様に、他の補正機能付きセンサ２ｂ，…２ｎ−１，２ｎ（各受光素子８）からのセンサ信号Ｖｏｕｔについても乗算処理を施す。
この結果、補正機能付きセンサ２ａ，２ｂ，…２ｎ−１，２ｎにおける補正部１２からは、５（ｖ）の補正センサ信号が演算判定部１４に出力されることになる。そして、演算判定部１４において、補正部１２から出力された補正センサ信号（＝５ｖ）に所定の演算処理が施され、紙幣４の種類が判定される。例えば、演算判定部１４における演算処理結果が所定の範囲内にあるときは、その紙幣４は真正なものと判定され、範囲外にあるときは、贋物なものと判定される。
【００２０】
このように本実施の形態の補正機能付きセンサ２によれば、出力レベルにバラツキのある受光素子からのセンサ信号に補正処理を施し、センサ信号を一定レベルに補正することによって、センシング精度を一定に維持させること（即ち、受光感度のバラツキをなくすこと）ができるため、対象物を正しく認識することが可能となる。
また、本実施の形態における補正処理は、１回のプレ走査のみで完了できるため、補正処理の効率化を向上させることが可能となる。
更に、プレ走査を完了した後に、センサの経年変化によるセンサ信号のレベルが変動（即ち、受光感度が変動）した場合であっても、従来のように各センサを個別に調べる必要がなく、１回のプレ走査を行えば良いので、メンテナンス効率を向上させることが可能となる。
そして、本実施の形態によれば、従来のように個々のセンサを個別に出力調整する必要がないため、手間もかからずにセンシング精度を一定に（受光感度を一定に）維持することが可能となる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、受光感度のバラツキをなくすために、受光素子から出力されるセンサ信号を一定レベルに補正する補正機能付きセンサを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る補正機能付きセンサの構成を示す図、（ｂ）は、本実施の形態の補正機能付きセンサを複数用いて紙幣の識別を行う場合の構成例を示す斜視図、（ｃ）は、補正機能付きセンサの受光素子の回路構成例、（ｄ）は、補正部に設定登録された補正値と、この補正値に基づいてセンサ信号を補正センサ信号に補正した状態を示す図。
【符号の説明】
２  補正機能付きセンサ
４  対象物（紙幣）
８  受光素子
１０  演算識別ユニット
１２  補正部
１４  演算判定部
Ｒ  対象物から生じる光
Ｖｏｕｔ  センサ信号
【図１】
2004228477.tif 000003