(57)【要約】【課題】発光素子の駆動電流値を変更可能にして、受光素子の出力信号レベルに対する適正な発光素子の駆動電流値を設定することで、受光素子として２値化出力素子を使用できるようにし、かつ、発光素子と受光素子との間の距離を長くすることが可能になる光学センサ装置を提供する。【解決手段】発光ダイオード１４の駆動電流を最小値「０」に設定して、このとき得られるフォトトランジスタ１６の出力信号のレベルが暗状態であることを確認する。出力信号のレベルが暗状態であることを確認すると、発光ダイオード１４の駆動電流を徐々（たとえば、２５６段階／８ビット）に増加していき、フォトトランジスタ１６の出力信号のレベルが暗状態から明状態に変化する時点の駆動電流値を検出し、この検出された駆動電流値の２倍を通常動作電流値とし、この通常動作電流値を発光ダイオード１４の駆動電流値として設定する。【選択図】    図６
2005005530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検知物に対し光を照射する発光素子と、
この発光素子の光照射による前記被検知物からの光を受光して電気信号に変換する受光素子と、
前記発光素子の駆動電流を最小値に設定して、このとき得られる前記受光素子の出力信号のレベルが暗状態であることを確認する確認手段と、
この確認手段により前記受光素子の出力信号のレベルが暗状態であることを確認した場合、前記発光素子の駆動電流を徐々に増加していき、前記受光素子の出力信号のレベルが暗状態から明状態に変化する時点の駆動電流値を検出する検出手段と、
この検出手段により検出された駆動電流値のあらかじめ設定される所定倍を通常動作電流値とし、この通常動作電流値を前記発光素子の駆動電流値として設定する駆動電流設定手段と、
を具備したことを特徴とする光学センサ装置。
【請求項２】
前記発光素子として発光ダイオードを用い、前記受光素子としてフォトトランジスタを用いたことを特徴とする請求項１記載の光学センサ装置。
【請求項３】
前記発光素子の駆動電流の最小値とは零であることを特徴とする請求項１記載の光学センサ装置。
【請求項４】
前記受光素子が受光する前記被検知物からの光とは前記被検知物を透過した透過光であることを特徴とする請求項１記載の光学センサ装置。
【請求項５】
前記受光素子が受光する前記被検知物からの光とは前記被検知物で反射した反射光であることを特徴とする請求項１記載の光学センサ装置。
【請求項６】
前記あらかじめ設定される所定倍とは少なくとも２倍以上であることを特徴とする請求項１記載の光学センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、搬送される有価証券などの紙葉類を光学的に検知する透過形の光学センサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえば、有価証券などの紙葉類を搬送する紙葉類搬送装置は、搬送される紙葉類の位置や状態などを検知するために、複数の透過形や反射型の光学センサ装置が装備されている。したがって、これら光学センサ装置の信号を、ＣＰＵからなる制御部にいかに伝達するかが重要である。
【０００３】
通常、各光学センサ装置の信号線を制御部が組込まれている制御基板（プリント配線基板）に接続することにより、当該制御基板内において、光学センサ装置の出力信号を所定の閾値（スライスレベル）との比較により２値化して明／暗を表わす２値化信号に変換し、この２値化信号をＣＰＵに伝達するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、制御基板には、光学センサ装置の出力信号を増幅する増幅器や、増幅器の出力信号をスライスレベルと比較する比較回路などを有し、ＣＰＵからの情報により、光学センサ装置の出力信号レベルに見合ったスライスレベルに自動調整されるようになっている。
【０００５】
しかし、その場合、受光素子（フォトダイオード）からのアナログ信号（出力信号）を信号線を介して制御基板に持ってくる必要があるため、外乱の影響（ノイズの影響など）を受け易く、光学センサ装置の信号線を長くすることはできないという問題があり、そのため、光学センサ装置の物理的な取付位置は必然的に制御基板の近くにならざるを得ないという制約がある。
また、光源としての発光素子（発光ダイオード）の駆動電流値は固定的で、駆動電流値を多くできない（発光量を増加できない）ので、発光素子と受光素子との間の距離は長くできないという問題もある。
【０００６】
そこで、本発明は、発光素子の駆動電流値を変更可能にして、受光素子の出力信号レベルに対する適正な発光素子の駆動電流値を設定することで、受光素子として２値化出力素子を使用できるようにし、かつ、発光素子と受光素子との間の距離を長くすることが可能になる光学センサ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の光学センサ装置は、被検知物に対し光を照射する発光素子と、この発光素子の光照射による前記被検知物からの光を受光して電気信号に変換する受光素子と、前記発光素子の駆動電流を最小値に設定して、このとき得られる前記受光素子の出力信号のレベルが暗状態であることを確認する確認手段と、この確認手段により前記受光素子の出力信号のレベルが暗状態であることを確認した場合、前記発光素子の駆動電流を徐々に増加していき、前記受光素子の出力信号のレベルが暗状態から明状態に変化する時点の駆動電流値を検出する検出手段と、この検出手段により検出された駆動電流値のあらかじめ設定される所定倍を通常動作電流値とし、この通常動作電流値を前記発光素子の駆動電流値として設定する駆動電流設定手段とを具備している。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る光学センサ装置の構成を概略的に示すものである。図１において、全体的な制御を司る制御部としてのＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）１１には、Ｄ／Ａ変換回路１２の入力端が接続される。Ｄ／Ａ変換回路１２の出力端には、ソース側電流制御ドライバ１３の入力端が接続される。ソース側電流制御ドライバ１３の出力端には、発光素子としての発光ダイオード（ＬＥＤ）１４の一端（アノード）が接続される。発光ダイオード１４の他端（カソード）は、シンク側選択ドライバ１５の出力端に接続される。シンク側選択ドライバ１５の入力端はＣＰＵ１１に接続される。受光素子としてのフォトトランジスタ（ＰＴＲ）１６の一端（エミッタ）は設置され、他端（コレクタ）は入力レベル検出回路１７の入力端に接続される。入力レベル検出回路１７の出力端はＣＰＵ１１に接続される。
【０００９】
ここに、発光ダイオード１４は、たとえば、有価証券などの紙葉類（被検知物）に対し光を照射するように設置され、フォトトランジスタ１６は、発光ダイオード１４の光照射により紙葉類を透過した透過光を受光して電気信号に変換するように設置されているものとする。
【００１０】
図２は、Ｄ／Ａ変換回路１２の構成例を示している。Ｄ／Ａ変換回路１２は、８ビットデータフリップフロップ回路２１、Ｄ／Ａ変換用ラダー抵抗器２２、および、バッファー用オペアンプ２３などから構成されており、ＣＰＵ１１から８ビットデータの「０〜２５５」を与えることで出力を０Ｖ〜５Ｖまで変更できるようになっている。
【００１１】
図３は、ソース側電流制御ドライバ１３の構成例を示している。ソース側電流制御ドライバ１３は、入力を２倍増幅するオペアンプ３１、ドライバ用トランジスタ３２、および、電流制限用抵抗３３などを主体に構成されており、Ｄ／Ａ変換回路１２からの０Ｖ〜５Ｖの入力を２倍の０Ｖ〜１０Ｖに増幅してドライブ出力とすることで、発光ダイオード１４やその他の誤差による電流誤差を小さくしている。
【００１２】
図４は、シンク側電流制御ドライバ１５の構成例を示している。シンク側電流制御ドライバ１５は、８ビットデータフリップフロップ回路４１、ドライバ用トランジスタ４２、および、電流制限用抵抗４３などを主体に構成されており、１つのドライバで複数の発光ダイオードを選択・制御できるようになっている。
【００１３】
図５は、入力レベル検出回路１７の構成例を示している。入力レベル検出回路１７は、入力データバッファ回路５１、および、電流・電圧変換用抵抗器５２などから構成されており、入力電流により明／暗（＝“０”／“１”）の論理レベルを獲得し、それをＣＰＵ１１へ送るようになっている。
【００１４】
次に、このような構成において図６に示すフローチャートを参照して動作を説明する。
まず、ＣＰＵ１１は、発光ダイオード１４の駆動電流を最小値「０」に設定する（ステップＳ１）。次に、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１で設定した電流値「０」を記憶し、その電流値により、Ｄ／Ａ変換回路１２およびソース側電流制御ドライバ１３およびシンク側電流制御ドライバ１５を介して発光ダイオード１４を駆動（点灯）する（ステップＳ２）。
【００１５】
次に、ＣＰＵ１１は、入力レベル検出回路１７を介してフォトトランジスタ１６の出力信号レベルが明状態（“１”）にあるか否かをチェックし（ステップＳ３）、明状態になければ、ステップＳ２で記憶した電流値を「＋１」して、その結果を再度記憶する（ステップＳ４）。
【００１６】
次に、ＣＰＵ１１は、ステップＳ４で記憶した電流値は駆動電流の最大値以上か否かをチェックし（ステップＳ５）、最大値以上でなかった場合はステップＳ２に戻って上記同様な動作を繰り返し、最大値以上の場合は異常終了とする。
【００１７】
ステップＳ３において、明状態にあれば、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２で記憶した電流値の例えば少なくとも２倍を通常動作電流値とする（ステップＳ６）。次に、ＣＰＵ１１は、ステップＳ６で求めた通常動作電流値を記憶し、その通常動作電流値により発光ダイオード１４を駆動し（ステップＳ７）、正常終了とする。
【００１８】
このように、発光ダイオード１４の駆動電流を最小値「０」に設定して、このとき得られるフォトトランジスタ１６の出力信号のレベルが暗状態であることを確認する。そして、フォトトランジスタ１６の出力信号のレベルが暗状態であることを確認すると、発光ダイオード１４の駆動電流を徐々（たとえば、２５６段階／８ビット）に増加していき、フォトトランジスタ１６の出力信号のレベルが暗状態から明状態に変化する時点の駆動電流値を検出し、この検出された駆動電流値の２倍を通常動作電流値とし、この通常動作電流値を発光ダイオード１４の駆動電流値として設定するものである。
【００１９】
このような電流制御を行なうことにより、受光素子としてフォトトランジスタやＩＣ内蔵型などの２値化出力素子を使用することができるので、外乱の影響を受け難く、よって制御基板から離れた位置に光学センサ装置を取付けることができる。
また、発光ダイオードの駆動電流の最大値を決定するだけで、発光ダイオードとフォトトランジスタとの間の距離に合った基準の駆動電流値を特に設定する必要もない。
また、発光ダイオードの駆動電流を多くして光量を増加し、フォトトランジスタの感度を上げられるので、発光ダイオードとフォトトランジスタとの間の距離を長くすることが可能になる。
【００２０】
なお、前記実施の形態では、フォトトランジスタが受光する光が被検知物からの透過光である場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、フォトトランジスタが受光する光が被検知物からの反射光である場合にも同様に適用できる。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、発光素子の駆動電流値を変更可能にして、受光素子の出力信号レベルに対する適正な発光素子の駆動電流値を設定することで、受光素子として２値化出力素子を使用できるようにし、かつ、発光素子と受光素子との間の距離を長くすることが可能になる光学センサ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光学センサ装置の構成を概略的に示すブロック図。
【図２】Ｄ／Ａ変換回路の構成例を示す回路図。
【図３】ソース側電流制御ドライバの構成例を示す回路図。
【図４】シンク側電流制御ドライバの構成例を示す回路図。
【図５】入力レベル検出回路の構成例を示す回路図。
【図６】動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１１…ＣＰＵ（制御部）、１２…Ｄ／Ａ変換回路、１３…ソース側電流制御ドライバ、１４…発光ダイオード（発光素子）、１５…シンク側選択ドライバ、１６…受光素子、１７…入力レベル検出回路。
【図１】
2005005530.tif 000003
【図２】
2005005530.tif 000004
【図３】
2005005530.tif 000005
【図４】
2005005530.tif 000006
【図５】
2005005530.tif 000007
【図６】
2005005530.tif 000008