(57)【要約】【課題】  検出レベルの再設定時においても、簡易な構成によって、適切な検出レベルの調整が可能となる被検出体検出装置及びそれを備えたカードリーダを提供すること。【解決手段】  発光素子２と受光素子３とを備え、受光素子３の出力レベルと予め設定した検出レベルとを比較することで被検出体１５の有無を検出する被検出体検出装置１において、検出レベルは、発光素子２を通常使用時の駆動電流よりも小さい駆動電流で減光して発光させ、かつ、被検出体１５により発光素子２からの光が遮られていない条件下における受光素子３からの出力レベルに基づいて設定され、検出レベルの設定時における発光素子２の駆動電流を多段階で調整する駆動電流調整回路４を備えることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と該発光素子からの光を受光する受光素子とを備え、被検出体が前記発光素子からの光を遮ることにより前記受光素子の出力レベルが変化するとともに、前記受光素子の出力レベルと予め設定した検出レベルとを比較することで被検出体の有無を検出する被検出体検出装置において、
前記検出レベルは、前記発光素子を通常使用時の駆動電流よりも小さい駆動電流で減光して発光させ、かつ、前記被検出体により前記発光素子からの光が遮られていない条件下における前記受光素子からの出力レベルに基づいて設定され、
前記検出レベルの設定時における前記発光素子の駆動電流を多段階で調整する駆動電流調整回路を備えることを特徴とする被検出体検出装置。
【請求項２】
前記駆動電流調整回路は、Ｄ／Ａコンバータであることを特徴とする請求項１記載の被検出体検出装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の被検出体検出装置を備え、前記受光素子及び発光素子の少なくともいずれか一方がカード搬送路に配設されていることを特徴とするカードリーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子と受光素子とを有する被検出体検出装置及びその被検出体検出装置を備えたカードリーダに関する。更に詳しくは、発光素子の駆動回路の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子と、この発光素子からの光を受光する受光素子とを備え、被検出体が発光素子からの光を遮ることにより受光素子の出力レベルを変化させ、受光素子の出力レベルと予め設定した検出レベルとを比較することで被検出体の有無を検出する被検出体検出装置があらゆる分野で用いられている。
【０００３】
この種の被検出体検出装置として、発光素子を、被検出体の有無を検出する通常使用時の駆動電流よりも小さい駆動電流で減光して発光させるとともに、被検出体によって発光素子からの光が遮られていない条件下における受光素子からの出力レベルに基づいて、検出レベルの設定が行われる被検出体検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる検出レベルの設定は、被検出体の検出動作の信頼性を確保するために行われている。また、この種の被検出体検出装置を備えるカードリーダが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
特許文献１に記載された被検出体検出装置では、発光素子は、電源とグランドとの間で第１の抵抗と直列接続されている。また、第１の抵抗には、別の第２の抵抗とトランジスタとの直列接続された駆動電流調整回路が並列で接続されている。そして、トランジスタがオンの状態では、第１の抵抗と第２の抵抗との合成抵抗値に基づく通常使用時の駆動電流が発光素子に供給され、発光素子が飽和領域で発光動作するようになっている。一方、トランジスタがオフの状態では、第１の抵抗の抵抗値に基づく通常使用時の駆動電流よりも小さい駆動電流、例えば、通常使用時の１／２の駆動電流が発光素子に供給され、発光素子が減光されて発光するようになっている。
【０００５】
また、特許文献２に記載のカードリーダでは、透光性のカバーを有する発光素子及び受光素子がカード搬送路に配設されている。
【特許文献１】特開２００１−４７６１号公報
【特許文献２】特開平１１−２９６６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の被検出体検出装置では、抵抗とトランジスタとから駆動電流調整回路が構成されており、発光素子へ供給される駆動電流は、通常使用時における駆動電流と検出レベル設定時における駆動電流との２段階でしか調整することができない。すなわち、第２の抵抗を変えない限り、検出レベル設定時における駆動電流の調整を行うことはできない。一般に、検出レベルの設定は被検出体検出装置の出荷時あるいは被検出体検出装置が用いられる上位装置の初期設定時に行われるため、上記の出荷時あるいは初期設定時を基準に検出レベル設定時の駆動電流が設定されることになる。一方で、経年変化によって発光素子から発光レベルが低下したり、受光素子の検出能力が低下することがあるため、検出レベルを再設定する必要が生じる場合がある。この場合、上記の出荷時あるいは初期設定時を基準に検出レベル設定時の駆動電流が設定されているため、その駆動電流に基づいて発光素子を発光させ、検出レベルを設定したのでは、検出レベルが低くなりすぎてしまい、被検出体の有無による受光素子の出力変化が小さくなるため、被検出体を適切に検出することができなくなるといった問題が生じる。
【０００７】
特に、カード搬送路に受光素子及び発光素子が配設されたカードリーダでは、カードの搬送に伴って発光素子及び受光素子に汚れが生じやすく、検出レベルの再設定の必要性が高くなり、検出レベルの適切な調整ができないとの問題は顕著になる。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、検出レベルの再設定時においても、簡易な構成によって、適切な検出レベルの調整が可能となる被検出体検出装置及びそれを備えたカードリーダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明では、発光素子と該発光素子からの光を受光する受光素子とを備え、被検出体が前記発光素子からの光を遮ることにより前記受光素子の出力レベルが変化するとともに、前記受光素子の出力レベルと予め設定した検出レベルとを比較することで被検出体の有無を検出する被検出体検出装置において、前記検出レベルは、前記発光素子を通常使用時の駆動電流よりも小さい駆動電流で減光して発光させ、かつ、前記被検出体により前記発光素子からの光が遮られていない条件下における前記受光素子からの出力レベルに基づいて設定され、前記検出レベルの設定時における前記発光素子の駆動電流を多段階で調整する駆動電流調整回路を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、検出レベルの設定時における発光素子の駆動電流を多段階で調整する駆動電流調整回路を備えている。そのため、検出レベルの設定時に多段階で発光素子の駆動電流を調整することができる。従って、経年変化によって発光素子から発光レベルが低下したり、受光素子の検出能力が低下して、検出レベルを再設定する場合には、例えば、被検出体検出装置の出荷時あるいは被検出体検出装置が用いられる上位装置の初期設定時における検出レベルの設定の際の駆動電流よりも大きな駆動電流で発光素子を発光させて、それに基づいて検出レベルを設定することができる。その結果、検出レベルが低くなりすぎることもなく、被検出体の適切な検出が可能となる。
【００１１】
また、駆動電流調整回路が検出レベル設定時における発光素子の駆動電流を多段階で調整することができるため、発光素子の駆動電流は少なくとも３段階で調整することができる。そのため、通常使用時における駆動電流の調整を容易に行うことが可能となる。すなわち、特許文献１に記載の被検出体検出装置においては、第１の抵抗と第２の抵抗の合成抵抗値に基づいて通常使用時の駆動電流が決まってしまうため、通常使用時における駆動電流を調整するためには、第１あるいは第２の抵抗を取り外して抵抗値の異なる抵抗を取り付けるといった煩雑な作業が必要であったが、多段階で駆動電流を調整できるように駆動電流調整回路を構成してやれば、通常使用時における駆動電流の調整も駆動電流調整回路で行うことができるようになる。
【００１２】
ここで、本明細書において「通常使用時」とは、被検出体の有無を検出する際の被検出体検出装置の使用時をいい、通常使用時においては、発光素子が飽和領域で発光動作するようになっている。
【００１３】
本発明において、前記駆動電流調整回路は、Ｄ／Ａコンバータであることが好ましい。この場合、デジタル信号をＤ／Ａコンバータに入力するといった簡易な構成で、発光素子の駆動電流を高分解能でかつ多段階に調整することが可能となる。
【００１４】
本発明におけるカードリーダは、前記被検出体検出装置を備え、前記受光素子及び発光素子の少なくともいずれか一方がカード搬送路に配設されていることを特徴とする。受光素子及び発光素子の少なくともいずれか一方がカード搬送路に配設されている場合には、カードの搬送に伴って発光素子及び受光素子に汚れが生じやすく、検出レベルの再設定の必要性が高くなるが、本発明にかかる被検出体検出装置を用いることで、検出レベルの再設定の必要性が高いカードリーダにおいても検出レベルの適切な調整が可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明における被検出体検出装置は、検出レベルの設定時における発光素子の駆動電流を多段階で調整する駆動電流調整回路を備えているため、検出レベルの設定時において多段階で発光素子の駆動電流を調整することができる。従って、検出レベルの再設定時においても、簡易な構成によって、適切な検出レベルの調整が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
（被検出体検出装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる被検出体検出装置を示す構成概略図である。
【００１８】
本形態にかかる被検出体検出装置１は、発光素子２と、発光素子２からの光を受光する受光素子３とを備え、受光素子３の出力レベルと予め設定した検出レベルとを比較することで被検出体１５の有無を検出するものである。また、被検出体検出装置１は、発光素子２に駆動電流を供給するとともにその駆動電流の量を調整する駆動電流調整回路としてのＤ／Ａコンバータ４と、所定の演算処理や被検出体検出装置１全体の制御等を行う演算回路５と、所定の情報を記憶するメモリ６と、受光素子３からの出力電圧をデジタル値に変換して演算回路５へ入力するＡ／Ｄコンバータ７とを主要な構成要素としている。
【００１９】
本形態における発光素子２は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、また、受光素子３は、例えばフォトトランジスタである。発光素子２の光出射面と受光素子３の受光面とは間隙を介して対向配置されている。この間隙内には被検出体１５が進入可能となっており、被検出体１５が発光素子２からの光を遮ることにより受光素子３の出力レベルが変化するようになっている。すなわち、発光素子２と受光素子３とによって遮光式の光センサが構成されている。
【００２０】
発光素子２は、Ｄ／Ａコンバータ４とグランドとの間に、Ｄ／Ａコンバータ４から出力された駆動電流を増幅する電流増幅回路１０と保護用の抵抗１１とともに直列接続されている。電流増幅回路１０と抵抗１１と発光素子２とはこの順番でＤ／Ａコンバータ４から直列接続されている。尚、抵抗１１は、発光素子２とグランドとの間に直列接続しても良い。
【００２１】
Ｄ／Ａコンバータ４は、電流増幅回路１０とともに発光素子２に駆動電流を供給するための駆動回路を構成している。また、Ｄ／Ａコンバータ４では、演算回路５からデジタル信号が入力されるとともに、入力されたデジタル信号のデジタル量がアナログ量に変換され、変換されたアナログ量に比例する駆動電流が出力されるようになっている。すなわち、入力されたデジタル量に対応して後述する検出レベル設定時において多段階の大きさの駆動電流を供給できるようになっている。言い換えると、Ｄ／Ａコンバータ４では、入力されたデジタル量に対応して、少なくとも３段階以上の多段階の大きさの駆動電流を供給できるようになっている。また、Ｄ／Ａコンバータ４から出力された駆動電流は、電流増幅回路１０で増幅され、保護用の抵抗１１を介して発光素子２に供給されるようになっている。
【００２２】
受光素子３は、電源９とグランドとの間に抵抗１２とともに直列接続されている。受光素子３と抵抗１２とはこの順番で電源９から直列接続されている。尚、抵抗１２と受光素子３とは、この順番で電源９から直列接続されていてもよい。
【００２３】
受光素子３と抵抗１２との間からは受光素子３の出力電圧を取り出せるようになっている。この取り出された出力電圧は、Ａ／Ｄコンバータ７を介して演算回路５に入力されるようになっている。Ａ／Ｄコンバータ７では、入力された出力電圧がデジタル信号に変換され、その変換されたデジタル信号が演算回路５へ出力されるようになっている。
【００２４】
演算回路５は、本形態ではＣＰＵであり、制御部と演算部とレジスタとから構成されている。本形態では、制御部からＤ／Ａコンバータ４に対してデジタル信号が出力されて発光素子２の駆動電流が制御されている。演算部では、被検出体１５の有無を検出する際に、Ａ／Ｄコンバータ７から出力されたデジタル信号（受光素子３の出力信号）と予め設定した検出レベルとを比較して被検出体１５の有無を判断している。また、演算部では、発光素子２へ供給する駆動電流の設定や検出レベルの設定が行われる。この駆動電流の設定や検出レベルの設定については、後述する。
【００２５】
メモリ６は、本形態では不揮発性メモリ、またはバックアップ電源を備えるメモリであり、被検出体検出装置１の電源が遮断されても記憶された情報は保持されるようになっている。本形態では、メモリ６には、演算回路５の演算部で設定された駆動電流の設定値や検出レベルが記憶されるようになっている。
【００２６】
（発光素子の駆動電流の設定方法及び検出レベルの設定方法）
以上のように構成された被検出体検出装置１における発光素子２の駆動電流の設定方法と検出レベルの設定方法を以下で説明する。
【００２７】
まず、被検出体１５の有無を検出する際、すなわち、通常使用時における発光素子２の駆動電流の設定方法について説明する。この駆動電流の設定は、被検出体１５によって発光素子２からの光が遮られていない状態で行われる。尚、通常使用時において、発光素子２は飽和領域で発光動作するようになっている。
【００２８】
演算回路５から所定のデジタル信号がＤ／Ａコンバータ４に入力される。Ｄ／Ａコンバータ４からは、入力されたデジタル量に対応する駆動電流が電流増幅回路１０と抵抗１１を介して発光素子２に供給され、発光素子２が発光する。
【００２９】
発光素子２で発光された光は受光素子３で受光され、出力電圧として受光素子３と抵抗１２との間から取り出される。取り出された出力電圧は、Ａ／Ｄコンバータ７でデジタル信号に変換された後、演算回路５に入力される。演算回路５では、入力された値が所定の基準値に対して満足する値であれば、Ｄ／Ａコンバータ４に対して出力したデジタル信号のデジタル量が駆動電流の設定値とされ、メモリ６に記憶される。入力された値が所定の基準値に対して満足する値でない場合には、入力された値に基づいてデジタル信号のデジタル量が変更されて、再度、Ｄ／Ａコンバータ４に対してデジタル信号が出力され、同様の動作が繰り返されて、通常使用時における発光素子２の駆動電流の設定が行われる。
【００３０】
続いて、検出レベルの設定方法について説明する。検出レベルの設定も通常使用時における駆動電流の設定と同様に、被検出体１５により発光素子２からの光が遮られていない状態で行われる。検出レベルの設定時には、検出レベル設定用のデジタル信号が演算回路５から出力されてＤ／Ａコンバータ４に入力される。この検出レベル設定用のデジタル信号のデジタル量は、発光素子２を通常使用時の駆動電流よりも小さい駆動電流で減光して発光させるため、通常使用時の駆動電流に対応して設定された値よりも小さな値となっている。本形態では、例えば、検出レベル設定用のデジタル信号のデジタル量は、通常使用時の駆動電流に対応して設定された値の１／２となっている。
【００３１】
Ｄ／Ａコンバータ４からは入力されたデジタル量に対応する駆動電流が電流増幅回路１０と抵抗１１を介して発光素子２に供給され、発光素子２が発光する。発光素子２は通常使用時における発光状態よりも減光された状態で発光する。
【００３２】
発光素子２で発光された光は受光素子３で受光され、出力電圧として受光素子３と抵抗１２との間から取り出される。取り出された出力電圧は、Ａ／Ｄコンバータ７でデジタル信号に変換された後、演算回路５に入力される。演算回路５では、入力された値が所定の基準値以上である場合に検出レベルの設定を行う。ここで、チャタリングを防止するために、受光素子３の出力が「Ｈ」から「Ｌ」に変化する場合すなわち被検出体１５が無い状態から有る状態に変化する場合と、受光素子３の出力が「Ｌ」から「Ｈ」に変化する場合すなわち被検出体１５が有る状態から無い状態に変化する場合とで検出レベルに差を付けて、いわゆるヒステリシスを与えている。本形態では、例えば、受光素子３の出力が「Ｈ」から「Ｌ」に変化する場合には、演算回路５に入力されたデジタル値の４０％を検出レベルとして設定し、受光素子３の出力が「Ｌ」から「Ｈ」に変化する場合には、演算回路５に入力されたデジタル値の５０％を検出レベルとして設定している。設定された検出レベルはメモリ６に記憶される。尚、検出レベルの設定値は上記の値には限定されない。
【００３３】
以上のように、通常使用時における発光素子２の駆動電流の設定が行われた後に、検出レベルの設定が行われて被検出体検出装置１の初期設定（出荷時の設定）が終了する。被検出体１５の有無を検出する際には、通常使用時における発光素子２の駆動電流として設定されたデジタル量が演算回路５から出力されて発光素子２が発光する。
【００３４】
ここで、初期設定時における検出レベルの設定に加え、経年変化によって発光素子２から発光レベルが低下したり、受光素子３の検出能力が低下することがあるため、検出レベルを再設定する必要が生じる場合がある。この検出レベルの再設定は、上述の検出レベルの設定と同様に行われる。しかしながら、この再設定時において、初期設定の際の検出レベル設定時の駆動電流、すなわち通常使用時の駆動電流の１／２の駆動電流で発光素子２を発光させて検出レベルを設定したのでは、検出レベルが低くなりすぎてしまい、被検出体１５の有無による受光素子３の出力変化が小さくなるため、被検出体１５を適切に検出できなくなるという問題が生じる可能性がある。
【００３５】
この場合には、演算回路５から出力されるデジタル信号のデジタル量を変更することで発光素子２の駆動電流を調整する。例えば、初期設定時における検出レベルの設定の際の駆動電流よりも大きな駆動電流で発光素子２を発光させるように、変更されたデジタル量を有するデジタル信号を演算回路５から出力する。こうすることで、より大きな駆動電流で発光した発光素子２からの光を受光した受光素子３の出力電圧に基づいて検出レベルを再設定することができるようになっている。
【００３６】
（本形態の効果）
以上説明したように、本形態における被検出体検出装置１では、発光素子２の駆動電流を３段階以上で調整する駆動電流調整回路としてのＤ／Ａコンバータ４を備えている。そのため、検出レベルの設定時においても多段階で発光素子２の駆動電流を調整することができる。従って、検出レベルの再設定時に、初期設定の際の検出レベル設定時の駆動電流、すなわち通常使用時の駆動電流の１／２の駆動電流で発光素子２を発光させて検出レベルを設定したのでは、検出レベルが低くなりすぎてしまい、被検出体１５の有無による受光素子３の出力変化が小さくなるため、被検出体１５を適切に検出できなくなるという問題が生じた場合であっても、発光素子２の駆動電流を調整して、適切な検出レベルを再設定することが可能となる。すなわち、検出レベルが低くなりすぎることもなく、被検出体１５の適切な検出が可能となる。
【００３７】
また、Ｄ／Ａコンバータ４が発光素子２の駆動電流を３段階以上で調整することができるため、通常使用時における駆動電流の調整を容易に行うことが可能となる。すなわち、受光素子３からの出力電圧に対応してＡ／Ｄコンバータ７から演算回路５に入力される入力値に基づいてＤ／Ａコンバータ４へ出力されるデジタル信号のデジタル量を調整することで、通常使用時における駆動電流の調整を容易に行うことが可能となり、従来のように、抵抗値を取り替えるといった煩雑な作業は不要になる。
【００３８】
さらに、本形態では、上述にように通常使用時における駆動電流の調整と、検出レベル設定時における駆動電流の調整との２種類の調整をＤ／Ａコンバータ４で行うことができるため、被検出体検出装置１の構成を簡素化することができる。
【００３９】
本形態では、駆動電流調整回路として、Ｄ／Ａコンバータ４を用いている。そのため、デジタル信号をＤ／Ａコンバータ４に入力するといった簡易な構成で、発光素子２の駆動電流を高分解能でかつ多段階に調整することが可能となる。
【００４０】
（カードリーダの構成）
図２は、図１に示す被検出体検出装置を備えるカードリーダの要部を示す概略構成図である。
【００４１】
本形態におけるカードリーダ２１は、被検出体検出装置１を備え、受光素子２と発光素子３とが搬送路２４に配設されている。尚、被検出体検出装置１の構成は、図１に示す構成と共通するため、共通する構成については同一の符号を付してその説明は省略する。
【００４２】
搬送路２４は下ガイドブロック２２と上ガイドブロック２３との間に形成されている。また、搬送路２４には、一対の搬送ローラ２５、２６が配設されており、被検出体１５が搬送可能に構成されている。本形態における被検出体１５は、例えばＩＣ接点を備えるＩＣカードや磁気ストライプを備える磁気カードである。尚、図２においては、一対の搬送ローラ２５、２６が図示されているが、カードリーダ２１は、複数の搬送ローラ対を備えていても良い。
【００４３】
下ガイドブロック２２には、搬送路２４に開口部を備える透孔２２ａが形成されている。透孔２２ａには、発光素子２とこの発光素子２を覆うように設けられた透光性のカバー２７が配設されている。また、上ガイドブロック２３には、透孔２２ａに対向する位置に同じく搬送路２４に開口部を備える透孔２３ａが形成されている。透孔２３ａには、受光素子３とこの受光素子３を覆うように設けられた透光性のカバー２８が配設されている。発光素子２と受光素子３とにより遮光式の光センサが構成されている。
【００４４】
以上のように構成されたカードリーダ２１では、搬送路２４で、被検出体１５であるＩＣカードや磁気カードの搬送が頻繁に行われる。そのため、発光素子２や受光素子３に汚れが生じやすくなっている。より具体的には本形態では、発光素子２あるいは受光素子３を覆うカバー２７あるいはカバー２８に汚れが生じやすくなっている。従って、検出レベルの再設定を行う必要性が高くなっているが、カードリーダ２１は、発光素子２の駆動電流を３段階以上の多段階で調整できるＤ／Ａコンバータ４を有する被検出体検出装置１を備えていることから、検出レベルの再設定が頻繁に行われる場合であっても、検出レベルを適切に設定することができる。
【００４５】
（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形可能である。例えば、上述した形態では、駆動電流調整回路としてＡ／Ｄコンバータ４を用いていたが、駆動電流調整回路はＡ／Ｄコンバータ４に限定されず、例えば、発光素子２に駆動電流を供給するための駆動回路を備えた電子ボリュームを用いることもできる。駆動電流調整回路として電子ボリュームを用いた場合にも、演算回路５からの出力信号によって、発光素子２の駆動電流を３段階以上の多段階で調整することが可能となる。
【００４６】
また、上述した形態では、被検出体検出装置１をカードリーダ２１に用いたが、被検出体検出装置１は、カードリーダ２１以外の種々の上位装置に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態にかかる被検出体検出装置を示す構成概略図である。
【図２】図１に示す被検出体検出装置を備えるカードリーダの要部を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  被検出体検出装置
２  発光素子
３  受光素子
４  Ｄ／Ａコンバータ（駆動電流調整回路）
１５  被検出体
２１  カードリーダ
２４  カード搬送路
【図１】
2005308593.tif 000003
【図２】
2005308593.tif 000004