(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される紙葉類の通路幅方向に光源を直線状に並べ、通路を隔てて反対側に受光センサを設け、遮光部分の長さにより紙葉類の幅を検出する紙葉類の幅検出装置において、複数の小光源を略直線状に一定間隔に並べると共に各々の小光源を独立して点灯する投光手段と；通路を隔て前記投光手段の小光源と対向する位置に設けられ受光する光量に応じた大きさの出力信号を出力する１個又は複数個のセンサから成るとともにその出力が１個である受光手段と；前記投光手段の略直線状に並べられた小光源を点灯する回路に設けられ、一方端から順に点灯していく小光源の個数を計数し、その計数値を出力するカウンタ手段と；前記受光手段の出力信号を入力し微分する微分手段と；前記微分手段の出力を所定の閾値と比較して大小を示す信号を出力する比較手段と；前記比較手段の出力により前記カウンタ手段の出力を停止させるカウント禁止手段とを備えたことを特徴とする搬送される紙葉類の幅検出装置。
【請求項２】
前記比較手段における所定の閾値が前記小光源の個々の点灯に応じてそれぞれ設定されている請求項１に記載の搬送される紙葉類の幅検出装置。
【請求項３】
搬送される紙葉類の通路幅方向に光源を直線状に並べ、通路を隔てて反対側に受光センサを設け、遮光部分の長さにより紙葉類の幅を検出する紙葉類の幅検出装置において、複数の小光源を略直線状に一定間隔に並べると共に各々の小光源を独立して点灯する投光手段と；通路を隔て前記投光手段の小光源と対向する位置に設けられ受光する光量に応じた大きさの出力信号を出力する１個のセンサから成る受光手段と；前記受光手段の通路側に設けられると共に前記投光手段からの投光を前記受光手段へ集光する集光手段と；前記投光手段の略直線状に並べられた小光源の点灯に同期して一方端から順に点灯していく小光源の個数を計数し、その計数値を出力するカウンタ手段と；前記受光手段の出力信号を入力し、その変化を検出する受光出力変化検出手段と；前記受光出力変化検出手段によって変化が検出されるまでの遮光域、或いは前記受光出力変化検出手段によって変化が検出されている間の透光域の光源の個数を前記カウンタ手段の出力値から求め紙葉類の遮光長さを得ることによって紙葉類の幅を求める制御手段とを備えたことを特徴とする搬送される紙葉類の幅検出装置。
【請求項４】
搬送される紙葉類の通路幅方向に光源を直線状に並べ、通路を隔てて反対側に受光センサを設け、遮光部分の長さにより紙葉類の幅を検出する紙葉類の幅検出装置において、複数の小光源を略直線状に一定間隔に並べると共に該直線の一端から他の一端に向かって各々の小光源を順次点灯或いは滅灯する投光手段と；前記通路を隔てて前記投光手段の小光源と対向する位置に設けられ受光する光量に応じた大きさの出力信号を出力する１個のセンサから成る受光手段と；前記受光手段の通路側に設けられると共に前記投光手段からの投光を前記受光手段へ集光する集光手段と；前記小光源が順次点灯する毎に前記受光手段による出力をＡＤ変換して読込む受光電圧読込手段と；前記通路に紙葉類を搬送しない状態時に前記受光電圧読込手段により読込んだ受光電圧をその点灯している小光源位置と共に記憶する記憶手段と；前記記憶手段に記憶された受光電圧を基に順次点灯する小光源下の紙葉類の有無を検出する基準値を演算し前記記憶手段に設定する基準電圧演算設定手段と；前記通路に紙葉類を搬送している状態時に前記投光手段を動作させ、前記受光電圧読込手段が読込んだ受光電圧と前記記憶手段に設定されている基準電圧値とを比較して該当位置での紙葉類の有無を検出し紙葉類の幅を検出する比較検出制御手段とを備えたことを特徴とする搬送される紙葉類の幅検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、紙幣の金種、方向及び真偽等を検査する装置に係り、簡便なる方法で遮蔽光部分の長さを計り紙幣幅を検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
搬送される紙葉類の幅を求める手法の一つとして、紙葉の幅方向の位置を検出し得るライン状のセンサを搬送通路に設け、このライン状のセンサにより検出される遮光部分の長さにより、紙葉類の真の幅寸法を求める手法がある。例えば、特開平３−４４７９３号公報に記載の紙葉類判別装置では、ライン状の札幅検出センサを搬送通路の２箇所に配設し、それぞれのセンサの検出情報を基に紙葉の幅を求めるようにしている。即ち、図２８に示すように、多数の受光素子（光電変換素子）Ｓ１〜Ｓｍが直線上に配置された札幅検出センサ２００Ｌ，２００Ｒを紙幣１の搬送通路２を隔てて対向設置しておき、紙葉１が搬送されて来る際、検出センサ２００Ｌ，２００Ｒの検出値（各受光素子のオン／オフ値）を基に遮光部分の長さＢＷL ，ＢＷR を求め、次の数１により紙葉１の幅ＢＷを算出するようにしている。
【０００３】
【数１】
ＢＷ＝ＢＷO ＋（ＢＷL ＋ＢＷR ）
但し、ＢＷO はセンサ２００Ｌ，２００Ｒの取付間隔（オフセット）。
【０００４】
また、特公昭５８−４１５５０号公報には、多数の発光ダイオードとフォトトランジスタを直線上に並べて成るライン状の検出センサ（紙幣通過位置検出器）を通路左右の部分に横に配置して、紙幣の通過位置を検出するものが記載されている。この紙幣判別装置においても、紙葉類の幅を求める手法は上述した紙葉類判別装置と同様であり、紙幣によって遮光される受光側のセンサの個数をカウントして遮光部分の長さＢＷL ，ＢＷR を求め、上記数１により紙幣の幅を算出するようにしている。即ち、紙幣が通過すれば、紙幣が発光ダイオードからの光を遮り、フォトトランジスタは発光ダイオードからの光が得られなくなるので、左右の検出センサの検出信号に基づいて紙幣の通過位置と紙幣の幅を検出するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような紙葉類の幅検出装置では、紙葉幅の分解能は、検出センサの受光側のセンサの画素の間隔（受光素子の間隔）で決定されるため、多数の投光器と受光器及びその周辺回路が必要であった。例えば、従来は、図２９（Ａ）に示すように、ＬＥＤ（１〜Ｎ）の数に対応して受光側のセンサ２００  （１〜Ｎ）が設けられており、多数の受光センサの検出出力を基に紙葉類の幅を検出していた。発光側のセンサの数を減らす工夫としては、例えば、図２９（Ｂ）のように拡散板を設けて投光するようにしたものや、同図（Ｃ）にように光ファイバを用いて投光するようにしたものが存在するが、受光側のセンサ２００の数は同図（Ａ）の例と同様であり、分解能を上げるには多数の受光センサが必要であった。また、受光側に精度のよいＣＣＤやフォトダイオードアレイを使用するとセンサ自身及びそのセンサを駆動させる為の回路等が複数となり、そのため装置の価格を低くできないという問題があった。
【０００６】
本発明は上述のような問題に鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、簡単な構造及びその周辺回路を用いることによって上記の問題を解消し、低価格で精度が良く、且つ光源及び光学系の経時変動の影響や受光量のばらつきの影響をなくすことができる、搬送される紙葉類の幅検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、搬送される紙葉類の通路幅方向に光源を直線状に並べ、通路を隔てて反対側に受光センサを設け、遮光部分の長さにより紙葉類の幅を検出する紙葉類の幅検出装置に関するものであり、本発明の上記目的は、複数の小光源を略直線状に一定間隔に並べると共に各々の小光源を独立して点灯する投光手段と；通路を隔て前記投光手段の小光源と対向する位置に設けられ受光する光量に応じた大きさの出力信号を出力する１個又は複数個のセンサから成るとともにその出力が１個である受光手段と；前記投光手段の略直線状に並べられた小光源を点灯する回路に設けられ、一方端から順に点灯していく小光源の個数を計数し、その計数値を出力するカウンタ手段と；前記受光手段の出力信号を入力し微分する微分手段と；前記微分手段の出力を所定の閾値と比較して大小を示す信号を出力する比較手段と；前記比較手段の出力により前記カウンタ手段の出力を停止させるカウント禁止手段とを備えることによって達成される。
【０００８】
或いは、本発明の上記目的は、複数の小光源を略直線状に一定間隔に並べると共に各々の小光源を独立して点灯する投光手段と；通路を隔て前記投光手段の小光源と対向する位置に設けられ受光する光量に応じた大きさの出力信号を出力する１個のセンサから成る受光手段と；前記受光手段の通路側に設けられると共に前記投光手段からの投光を前記受光手段へ集光する集光手段と；前記投光手段の略直線状に並べられた小光源の点灯に同期して一方端から順に点灯していく小光源の個数を計数し、その計数値を出力するカウンタ手段と；前記受光手段の出力信号を入力し、その変化を検出する受光出力変化検出手段と；前記受光出力変化検出手段によって変化が検出されるまでの遮光域、或いは前記受光出力変化検出手段によって変化が検出されている間の透光域の光源の個数を前記カウンタ手段の出力値から求め紙葉類の遮光長さを得ることによって紙葉類の幅を求める制御手段とを備えることによって達成される。
【０００９】
或いは、本発明の上記目的は、複数の小光源を略直線状に一定間隔に並べると共に該直線の一端から他の一端に向かって各々の小光源を順次点灯或いは滅灯する投光手段と；前記通路を隔てて前記投光手段の小光源と対向する位置に設けられ受光する光量に応じた大きさの出力信号を出力する１個のセンサから成る受光手段と；前記受光手段の通路側に設けられると共に前記投光手段からの投光を前記受光手段へ集光する集光手段と；前記小光源が順次点灯する毎に前記受光手段による出力をＡＤ変換して読込む受光電圧読込手段と；前記通路に紙葉類を搬送しない状態時に前記受光電圧読込手段により読込んだ受光電圧をその点灯している小光源位置と共に記憶する記憶手段と；前記記憶手段に記憶された受光電圧を基に順次点灯する小光源下の紙葉類の有無を検出する基準値を演算し前記記憶手段に設定する基準電圧演算設定手段と；前記通路に紙葉類を搬送している状態時に前記投光手段を動作させ、前記受光電圧読込手段が読込んだ受光電圧と前記記憶手段に設定されている基準電圧値とを比較して該当位置での紙葉類の有無を検出し紙葉類の幅を検出する比較検出制御手段とを備えることによって達成される。
【００１０】
【作用】
請求項１の発明は、直線状に並べられた小光源を一方から順番に点灯していき、紙葉通路の向かい側に設けた出力が１個である受光センサの出力信号を微分手段によって微分する。そして、投光によってつくられた微分パルスを整形したパルスによって、点灯している光源の個数を計数するカウンタ手段のカウントアップ動作をカウント禁止手段によって停止させ、さらにこの時のカウンタ値を読み出すことにより、遮光状態にあった光源の個数を検出する。このセンサを通路の左右に設け、遮光する光源の位置の特定をすることにより、紙葉の長さを得る。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明におけるＬＥＤ小光源の点灯個数の変化に応じた受光出力の微分出力の大きさから紙葉の有無を検出するに際し、微分パルスの波形整形に用いる閾値の設定に関する。紙葉搬送直前の遮光が無いときに個々のＬＥＤ小光源を順々に且つ１個づつ点灯させたときに得た微分出力のピーク値を基に、個々の閾値を設定することにより、経年変化や光学系に部分汚れが発生している場合に起きる誤判定を防ぐことができる。
【００１２】
請求項３の発明は、通路を搬送される紙葉類の幅を複数のＬＥＤ小光源を略直線状に並べると共に紙葉搬送路を隔てて対向する側に唯一の信号出力を持つ受光センサを配設している。投光手段は、１直線状に並べたＬＥＤ小光源を１端方より順次点灯或いは消灯していく。この投光制御により、受光側で点灯しているＬＥＤ小光源の個数の変化により受光照度が変わっていくので、この時の受光信号に変化があるか無いかを受光出力変化検出手段により判断することにより、該当ＬＥＤ小光源の箇所に紙葉があるかないかを知ることができる。そして紙葉により遮光している部分、或いは透光している部分の光源の個数をカウンタ手段の計数値から得て紙葉類の遮光長さを求め、その長さと予め光源を取付ける際に決定している光源の位置（左右のセンサ間距離及び何番目のＬＥＤかによる）とから遮光紙葉の幅を算出することができる。
【００１３】
請求項４の発明は、上記請求項１の発明が微分回路を用いることによりＬＥＤ小光源の点灯個数の変化を検出しているのに対し、受光センサの出力が、絶対値出力である基準値に達しているか否かを検出することにより、該当箇所に紙葉があるかないかを判断している。上記基準値は、基準電圧演算設定手段によって、受光センサの出力の絶対値出力の変化を検出するように、紙葉類を搬送しない状態時の受光電圧に基づいて設定される。また、請求項４の発明では、投光手段により、全消灯状態からＬＥＤ小光源を順々に点灯していく、或いは全灯状態から順々に１個づつ滅灯していく。そして、受光センサの出力が上記基準値に対して大きいか小さいかを比較検出手段により比較判定して該当箇所に紙葉があるかないかを判断し、紙葉によって遮光されているＬＥＤ小光源の個数を数えることにより、遮光部の紙葉の長さを得る。
【００１４】
【実施例】
図１は、本発明の搬送される紙葉類の幅検出装置の構成例を示すブロック図であり、始めに、同図を参照して本発明の概要を説明する。この図１において、投光器１１と受光器２１は、紙葉類（以下、紙幣とする）の通路の搬送方向と直交する方向に沿って通路の両側に設置されるが、図では片側のみを示している。なお、以降の図においても他方の投光器と受光器は全て省略して示している。
【００１５】
投光手段１０は、投光器１１、ドライバ１２及びＬＥＤ順次点灯制御回路１３から構成され、ＬＥＤ投光器１１内の複数の小光源１１Ａは、搬送される紙幣の通路幅方向に一定間隔で略直線状に配設されている。各小光源１１Ａは、個々に点灯、滅灯を制御できるようになっており、ＬＥＤ順次点灯制御回路１３によって一方端から順に点灯或いは滅灯していくように制御される。受光手段２０は、受光器２１、Ｉ−Ｖ変換（電流／電圧変換）回路２２から構成され、受光器２１内の受光センサ（受光素子）２１Ａは、通路を隔て投光器１１内の小光源１１Ａと対向する位置に設けられている。受光器２１内の受光センサ２１Ａの個数は１個又は複数個であって、受光量に応じた大きさの出力信号を出力するが、複数個の受光素子を用いた場合もその出力は１個である。
【００１６】
受光出力変化検出手段３０は、受光手段２０の出力信号を入力し、受光量の変化を検出する手段である。カウンタ手段４０は、一方端から順に点灯していく小光源１１Ａの個数をカウントする手段であり、小光源１１Ａの点灯に同期してカウント処理を行なう。制御手段１００は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等から構成され、受光出力変化検出手段３０によって変化が検出されるまでの遮光域（或いは透光域）の光源の個数をカウンタ手段４０のカウント値から求め、求めた個数と光源の配置情報から紙幣の遮光長さを得ることによって紙幣の幅を求めるようになっている。なお、上記のカウンタ手段４０でのカウント処理は、後述する第２実施例と第３実施例ではＣＰＵで行なうようになっており、カウンタ手段４０が制御手段１００に包含された構成となっている。
【００１７】
以下、本発明の第１実施例乃至第３実施例について詳細に説明する。図２は本発明の第１実施例を示すブロック構成図である。この図２において、投光手段１０は、略直線状に配設された複数の小光源（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅのチップ部品１〜Ｎを並べた光源）１１Ａを有する投光器１１と、投光器１１内の個々の光源に電源を供給するドライバ１２と、クロックの入力に同期して投光器１１内の個々の光源を順々に点灯して行くように制御するＬＥＤ順次点灯制御回路１３とから構成される。
【００１８】
図３及び図４は、投光器１１内のＬＥＤ１１Ａの配置構成の具体例を示しており、図３は各ＬＥＤチップ（１〜Ｎ）を一定間隔Ｌ（例えば２ｍｍ）で１列に配置した例、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、各ＬＥＤチップ（１〜Ｎ）を２列に配置した例である。これらの小光源は、個々に点灯、滅灯を制御できるようになっている。なお、本実施例で使用するＬＥＤについてはその特性の値，精度，安定性は問わないため、汎用の表示ＬＥＤで良い。
【００１９】
図２において、受光手段２０は、各ＬＥＤ１１Ａからの光を受光して受光量に応じた大きさの電流を出力する受光器２１と、受光器２１からの電流の出力を電圧の出力に変換するためのＩ−Ｖ変換回路２２と、このＩ−Ｖ変換回路２２の出力を拡大する増幅回路２２Ａとから構成される。受光器２１は、１個の受光素子若しくは複数個の受光素子を並列に並べたもので、出力が１個であるもの、又は太陽電池から成り、投光器１１の全面に相対する大きさで紙幣通路を隔てて取り付けられている。本実施例では、１個の受光素子（フォトダイオード）２１Ａから構成される受光器２１を例として説明するが、ＬＥＤチップ（１〜Ｎ）の配置面積を単一の受光素子ではカバーできない場合は、図５に示すように、並列接続された複数の受光素子２１Ａで受光器２１を構成すれば良い。或いは、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、光ファイバー２１ａ若しくはアクリル版２１ｂを利用して、小光源１１Ａからの線分状の光を１点に集光させて１個の受光素子２１Ａに導かせるように構成すれば良い。
【００２０】
受光出力変化検出手段３０は、受光手段２０からの出力信号Ｓ１を入力し、その変化を検出する手段であり、ＬＥＤ１１Ａの点灯が１個増えたことを検知することができる様に信号Ｓ１を処理する変化量強調回路３１と、この変化量強調回路３１からの出力信号Ｓ２と基準値（Ｖｒｅｆ）とを比較し２値化した信号Ｓ３を出力するコンパレート回路（ＣＭＰ：ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ）３２とから構成される。ここで、変化量強調回路３１は、差分（増加或いは減少の変化）を検知する回路であり、第１実施例と後述する第２実施例では、微分することによってパルスに変換する回路（微分回路）を用いている。
【００２１】
カウンタ手段４０は、各ＬＥＤの点灯に同期して動作し、順に点灯していくＬＥＤ（１〜Ｎ）の個数をカウントしてその個数を出力する手段であり、本実施例では紙幣によって遮光される部分のＬＥＤの個数を示す信号Ｓ５を出力するようになっている。この図２において、カウンタ手段４０は、タイミング制御回路５０からのクロックＣＫ２によりＬＥＤの点灯個数を計数するカウンタ回路４１と、受光出力変化検出手段３０からの出力信号Ｓ３を入力し、カウンタ回路４１での計数の停止及び出力の保持をさせる信号Ｓ４を出力するカウントアップ禁止回路４２とから構成される。
【００２２】
タイミング制御部５０は、後述する点灯開始信号ＳＴＡＲＴ，ＬＥＤ制御用クロックＣＫ１，カウンタ用クロックＣＫ２，及びリセット信号＊ＲＳＴ（ＲＳＴのオーバーバー）を出力して、投光器１１の各光源の点灯タイミングの制御及びカウンタ手段４０の計数タイミングを制御する。図２ではタイミング制御部５０は回路で構成しているが、後述する第２及び第３実施例のように、ＣＰＵで制御する構成としても良い。
【００２３】
次に、回路構成の一例を示して詳細に説明する。図７は本発明の第１実施例を示す回路図であり、図８は札幅検出タイミングを示すタイミングチャートである。ここでは、８個のＬＥＤ0 〜ＬＥＤ7 を直線上に並べ、通路の内部に位置している側より通路外側に向かって順に点灯させていく場合を例として説明する。なお、図７の回路図では、図２のブロック構成図で示したタイミング制御部５０の構成は省略している。また、図８のタイミングチャートは、図７中に示すようにＬＥＤ0 〜ＬＥＤ3 に紙幣１が掛かっている場合のタイミングチャートを示している。
【００２４】
図７において、タイミング制御部５０からの信号「ＳＴＡＲＴ」は、投光器１１内のＬＥＤ光源（ＬＥＤ0 〜ＬＥＤ7 ）の点灯を開始させる信号であり、この信号が“Ｌ”の間は、ＬＥＤ順次点灯制御回路１３の出力が出ないようになっている。「ＣＫ１」はクロックで、ＬＥＤ光源の点灯のタイミングとなる。「ＣＫ１」の周波数は受光側の回路の応答速度に応じて制限を受けるが、２０ＫＨｚ位で実施している。「ＣＫ２」は「ＣＫ１」に同期したクロックで、図７の例では、インバータ回路ＢＣ３を通すことにより、ＣＫ１に対して逆位相のパルスがカウンタ回路４１に入力されるようになっている。このＣＫ２のパルス数がカウンタ回路４１でカウントされる。「＊ＲＳＴ」は、回路全体をリセットする信号であり、このリセット信号により、各回路１３，１３Ａ，４１及び４２をリセットする。回路のリセットは任意の時間に可能である。
【００２５】
ＬＥＤ順次点灯制御回路１３としてはシフトレジスタが使用され、このシフトレジスタ１３のＱA 〜ＱH の出力線にドライバ１２が接続される。ドライバ１２と投光器１１内のＬＥＤ光源１１Ａとは制限抵抗器１２Ａを介して接続されており、制限抵抗器１２ＡによりＬＥＤの発光電流を制限するようになっている。シフトレジスタ１３は、図８中の「ＣＫ１」，「ＣＫ２」及び「ＬＥＤ点灯出力」の波形図に示すように、クロックＣＫ１のパルスＢn が入力される毎に出力ＱA ，ＱB ，…，ＱH を順次“Ｈ”とし、ドライバ１２及び制限抵抗器１２Ａを通して投光器１１内の各ＬＥＤを順々に点灯させていき、全ＬＥＤが点灯するまでの期間を１サイクルとして紙幣１を走査する。
【００２６】
ここで、走査の速度は、紙幣が１枚通過する間に（搬送速度２０００ｍｍ／ｓｅｃ）に４回以上札幅を読み出すことができる速度であればよく、点灯速度は搬送速度に応じて設定されている。ＬＥＤを１個づつ点灯させていき、全てのＬＥＤを点灯させるまで滅灯させない理由は、１個点灯してこれを滅灯させて次を点灯する方式では滅灯させない場合に比べて倍の時間がかかるためである。変形例として、光源を全て点灯させた状態から１個ずつ消灯していく方式としても同様の効果が得られる。また、走査の方向を通路の外側から始める方式としても同様である。さらには、透過部のＬＥＤの個数を数えるも、遮光部のＬＥＤの個数を数えるも同じ効果が得られる。
【００２７】
受光器２１内のセンサ（受光素子）２１Ａは、出力が１個であって、広い範囲に渡って、ＬＥＤ0 からＬＥＤ7 の光を受光するように形成されたフォトダイオードである。Ｉ−Ｖ変換回路（抵抗器Ｒ１）２２と増幅回路（ＡＭＰ１）２２Ａは、フォトダイオード２１Ａの出力が電流であるために電圧の出力に変換する為の電流／電圧変換回路である。その出力Ｓ１は受光量に応じた電圧出力となり、変化量強調回路３１に入力される。図７のようにＬＥＤ0 〜ＬＥＤ3 に紙幣１が掛かっている場合、ＬＥＤ4 以降の光源からの光が順次受光されるため、Ｉ−Ｖ変換回路２２の出力Ｓ１は、図８中の「Ｓ１」に示すようにＢ４パルス以降で階段状の波形となる。
【００２８】
変化量強調回路３１は、コンデンサＣ２及び抵抗器Ｒ４から成る微分回路とダイオードＤ0 とから構成され、Ｉ−Ｖ変換回路２２からの出力Ｓ１を微分することによって、図８中のＳ２に示す波形の信号を出力する。ダイオードＤ0 はコンパレータ回路３２の入力回路部の保護用である。
【００２９】
ここで、受光信号（センサ出力）を微分する理由を説明する。図９は、光源からの光を広受光面積の単一素子で受光する場合のセンサ出力Ｌと受光面の遮光面積Ｓとの関係を示しており、精度良く札幅を検出するには、図９中の▲１▼のように、受光面の遮光面積Ｓに対し、センサの出力Ｌが線形でかつ単調減少する必要がある。つまり、Ｌ＝−αＳ＋Ｌ0 が条件となるが、実際には図９中の▲２▼或いは▲３▼のような特性となり、また、各光源の光量のばらつきや、光学系の経時変化、環境変動などによるセンサ出力のばらつきもあるため、センサの出力Ｌをそのまま使用する方法では実用化は困難である。すなわち、図９中の「Ｌ1 」に示すセンサ出力であっても、ａ〜ｂ〜ｃの遮光部の長さがとれるので、実幅を検出できないことになる。そこで、本発明ではセンサの出力Ｌを微分して、図８中の「Ｓ２」に示すような波形の信号に変換し、微分後の信号Ｓ２と閾値電圧Ｖｒｅｆとを比較することで遮光の有無を判定するようにしている。
【００３０】
コンパレータ回路（ＣＭＰ）３２は、変化量強調回路３１からの微分出力Ｓ２を入力して閾値電圧Ｖｒｅｆと比較し、図８中のＳ３に示すように、越えていない場合は“Ｌ”（０Ｖ）、越えている場合は“Ｈ”（一定電圧Ｖｃｃ）を出力する。図２で示したブロック構成図では、コンパレータ回路３２の出力線はカウントアップ禁止回路のクロック端子に直接接続しているが、この実施例では、コンパレータ回路３２とカウントアップ禁止回路４２との間にバッファ回路ＢＣ１，ＢＣ２を挿入している。これは、コンパレータ出力Ｓ３をカウントアップ禁止回路４２に直接入れるとノイズによる誤動作が予想されるためである。
【００３１】
カウントアップ禁止回路４２は、ラッチ回路（本実施例ではフリップフロップ）であるが、入力Ｄの入力電圧Ｖｃｃを固定としてあるので、図８中のＳ３〜Ｓ５に示すように、コンパレータ回路３２からの「Ｓ３」のパルスが入ると、フリップフロップ４２の“＊Ｑ”（Ｑのオーバーバー）の出力Ｓ４が“Ｌ”となり、発光光源の番号をＣＫ２の入力により数えているカウンタ回路４１のカウントアップ動作を停止させる。また、カウントアップ禁止回路４２の“Ｑ”出力により、ＣＰＵに割り込み（ＩＮＴ）を掛けてカウンタ回路４１の示すカウント値を読み込む様に促す。ＣＰＵでは、カウンタ回路４１のカウント値を読み込むことにより、遮光していたＬＥＤの個数がわかり、その個数とＬＥＤの配置情報から遮光長さを得ることにより紙幣１の幅を求める。
【００３２】
フリップフロップ１３Ａは、１スキャン期間（ＬＥＤ0 〜ＬＥＤ7 のすべてを点灯させるまでの期間）毎に回路全体をリセットするための回路であり、制御端子Ｄがシフトレジスタ１３の出力ＱH の出力線の節点と接続されており、出力  “＊Ｑ”がＯＲゲートＧ１を介して、シフトレジスタ（ＬＥＤ順次点灯制御回路）１３，フリップフロップ１３Ａ，カウンタ回路４１及びカウントアップ禁止回路４２の入力ＣＬＲにそれぞれ接続されている。このフリップフロップ１３Ａは、シフトレジスタ１３にて通路内でいちばん内側に位置するＬＥＤ7 が点灯したあと、クロックＣＫ１の１パルス発生後に出力“＊Ｑ”が“Ｌ”となり、ＯＲゲートＧ１を通じてシフトレジスタ１３、カウンタ回路４１及びカウントアップ禁止４２にリセットを掛ける。
【００３３】
このような構成において、図１０のタイミングチャートを用いて、回路全体の動作例を説明する。ここで、図１０のタイミングチャートは、左側が紙幣が無いときのタイミングチャート、右側が札幅検出時のタイミングチャート（図８と同一）を示している。先ず、紙幣が無い場合、リセット信号「＊ＲＳＴ」を入力するとシフトレジスタ１３の出力ＱA 〜ＱH がすべて“Ｌ”となり、ドライバ１２による電源の供給が停止して、図１０の斜線部に示すように、各ＬＥＤが“ＯＦＦ”状態（滅灯状態）となり、更にカウントアップ禁止回路の出力が“Ｈ”，カウンタ回路４１のカウント値が“０”となる。
【００３４】
続いて、クロックＣＫ１のパルスＡ3 が入ってくるとシフトレジスタ１３の出力ＱA が“Ｈ”になり、ドライバ１２により電源が供給されてＬＥＤ１が“ＯＮ”状態（点灯状態）となる。この“ＯＮ”状態は、リセット信号が入力されるまで継続する。以降、クロックＣＫ１のパルスＡ4 ，…，Ａ10が入ってくる毎にシフトレジスタ１３の出力ＱB 〜ＱH が“Ｈ”になり、ＬＥＤ２〜ＬＥＤ７が順次点灯していく。一方、受光器２１の検出出力は、ＬＥＤ２〜ＬＥＤ７が点灯する毎に受光量が順次増加して「Ｓ１」に示す波形となり、また変化量強調回路３１の微分出力は「Ｓ２」に示す波形となる。さらにコンパレータ回路３２の出力は、「Ｓ３」に示す波形となる。またカウントアップ禁止回路４２の出力は、コンパレータ回路３２からの「Ｓ３」の最初のパルス入力により“Ｌ”の状態が持続して「Ｓ４」に示す波形となる。そのため、紙幣が無い場合は、カウンタ回路４１ではカウント停止状態が持続してカウント値が“０”のままとなる。
【００３５】
一方、紙幣がセンサ間（ＬＥＤ0 〜ＬＥＤ3 ）にある場合は、ＬＥＤ0 〜ＬＥＤ3 が遮光されているので、「Ｓ１」〜「Ｓ４」の波形が右側の図に示すようになる。そのため、紙幣がある場合は、カウンタ回路４１では、クロックＣＫ１のパルスＢ1 （ＬＥＤ0 が点灯する時のパルス）に対応するクロックＣＫ２のパルスＢ１’の入力以降、カウントアップ禁止回路４２の「Ｓ４」の“Ｌ”入力までの間、計数処理がされてパルスＢ１’，Ｂ２’，Ｂ３’，Ｂ４’のカウント値（ＢＷ０〜ＢＷ３）が順次出力される。そして、カウントアップ禁止回路４２からの信号「Ｓ４」の“Ｌ”入力によりカウンタ回路４１がカウント停止状態になると共に、カウントアップ禁止回路４２の「Ｓ４」の反転出力「Ｓ４Ａ」によってＣＰＵに「ＩＮＴ」が出力されて割り込みが掛かる。割り込みが掛かると、ＣＰＵではカウント値ＢＷを読み込み、遮光部分の長さを求めて紙幣１の幅を算出する。
【００３６】
次に、本発明の第２実施例について説明する。図１１は本発明の第２実施例を示すブロック構成図であり、第２実施例は、第１実施例の構成に対して感度補正部（感度補正回路）６０を追加し、光学系の感度のバラツキを補正するようにしたものである。この感度補正回路６０は、ＬＥＤの光量のばらつき、受光センサ又は集光用ファイバの局所的感度のばらつき、センサの位置ずれ等により、各ＬＥＤ点灯時の変化量のばらつきが大きく、コンパレート回路３２での透光／遮光の判定が固定の基準値（Ｖｒｅｆ）では困難な場合に用いる。また第２実施例では、第１実施例で説明したタイミング制御回部５０での制御を制御手段１００内のＣＰＵで行なう構成としているが、図１１中の破線枠内に示すように、第１実施例と同様の構成としても良い。さらに第２実施例では、受光手段２０内には増幅回路（第１実施例の増幅回路２２Ａ）を設けずに、受光出力変化検出手段３０内の変化量強調回路３１とコンパレート回路３２との間に増幅回路３１Ａを設けている。
【００３７】
ここで、図１２及び図１３に示す波形図を参照して感度補正回路６０の概要を説明する。感度補正回路６０は、ピークホールド回路６１，Ａ／Ｄ変換器６２及びＤ／Ａ変換器６３から構成される。ピークホールド回路６１では、変化量強調回路（微分回路）３１の出力信号Ｓ２を増幅回路３１Ａを介して入力し、図１２に示すように、変化電圧「Ｓ２ａ」の最大値ＤＩＦを検出して保持し、ＬＥＤ点灯用のクロックに同期して発生する放電パルスＤＣＨＲＧの入力により図１２中の「Ｓ２ｂ」に示す波形の信号を出力する。この信号Ｓ２ｂは、Ａ／Ｄ変換器６２によりＡ／Ｄ変換されてＣＰＵへ出力される。
【００３８】
ＣＰＵでは、アイドル時にＬＥＤ（ｉ）を順次点灯していき、ピークホールド回路６１の出力Ｓ２ａのＡ／Ｄ変換値を配列式のメモリＤＩＦ（ｉ）に記憶する。その際、ＤＩＦ（ｉ）に一定の係数α（α＜１）を掛けた値を基準値Ｖｒｅｆ（ｉ）として記憶する。例えば、係数α＝０．８とした場合、出力変化の最大値ＤＩＦ（ｉ）と基準値Ｖｒｅｆ（ｉ）との関係は、次の表１のようになる。
【００３９】
【表１】
0003756549.tif 000002
【００４０】
そして、札幅検出時には、基準値Ｖｒｅｆ（ｉ）の値をＤ／Ａ変換器６３に出力し、透光／遮光の判定基準値（閾値Ｖｒｅｆ）を可変にする。その際、ＣＰＵでは、基準値Ｖｒｅｆ（ｉ）の値を出力した後に、ＬＥＤの点灯個数を増加させるクロックＣＫ１を発生させる。ＣＰＵによって設定された基準値Ｖｒｅｆの波形は、図１３の「Ｖｒｅｆ」のようになり、コンパレート回路３２では、変化量強調回路（微分回路）３１の出力変化電圧「Ｓ２ａ」と基準値「Ｖｒｅｆ」とを比較して透光／遮光を判定する。これにより、感度のばらつきによる透光／遮光の誤判定（媒体の有無の誤判定）を回避することができる。
【００４１】
以下、回路の構成例を示して詳細に説明する。図１４は本発明の第２実施例を示す回路図であり、第２実施例では、実施例１で説明したシフトレジスタ１３のクロックＣＫ１、ＳＥＮＦ（ＳＴＡＲＴ）及び＊ＲＳＴの信号を制御手段１００内のＣＰＵ１０１により制御する。
【００４２】
図１４において、ドライバ１２、制限抵抗器１２Ａ、投光器１１、受光器２１、Ｉ−Ｖ変換回路２２、変化量強調回路（微分回路）３１までは、実施例１と同一構成であるため説明を省略する。
【００４３】
図１４に示すように、ＳＥＮＦの信号の入力線は、ＡＮＤゲートＧ２を通してシフトレジスタ１３の制御端子ＳＩに接続され、シフトレジスタ１３の出力ＱN-1 の出力線は、インバータＩＮＶ１を介してＡＮＤゲートＧ２の入力端子に接続されている。すなわち、図１４の回路例では、シフトレジスタ１３の出力Ｑn-1 の反転信号とＳＥＮＦの信号のアンドをとることにより、１周期のＬＥＤ光源の点灯が終了すると次の点灯周期はリセット信号「＊ＲＳＴ」が入ることにより開始されるように成っている。また、この例では、増幅回路３１Ａを微分回路３１とコンパレート回路３２の間に挿入しているが、これは、微分回路３１の出力側のインピーダンスを高く保つ必要があるからである。また、インバータＩＮＶ３はカウントアップ禁止回路４２の動作トリガの向きを合わせるために使用している。
【００４４】
感度補正回路６０内のピークホールド回路６１は、２つの増幅回路ＡＭＰ３及びＡＭＰ４と、ホールド用コンデンサＣholdと、放電制御回路ＦＥＴ１とから構成される。ピークホールド回路６１内のＡＭＰ３とＡＭＰ４はホールド用コンデンサＣholdとにより、図１５の「Ｓ２ａ」，「Ｓ２ｂ」の波形図に示すように、変化量強調回路（微分回路）３１の出力信号（増幅回路３１Ａによる増幅後の信号）Ｓ２ａのピーク値をホールドする。ＦＥＴ１は、ホールド値をキャンセルするために用いる。制御手段１００からの放電パルスＤＣＨＲＧは、図１５のタイミングチャートの「ＤＣＨＲＧＣＫ」の波形図に示すように、ＬＥＤ点灯制御用クロックＣＫ１の整数倍の周波数のクロック「ＣＫ」に同期して発生するようになっており、この放電パルスを出力してＦＥＴ１のコンデンサＣholdを放電させることにより、ピークホールド出力「Ｓ２ｂ」をキャンセルさせる。ＡＭＰ４によって出力されるホールド電圧Ｓ２ｂは、Ａ／Ｄ変換器６２によりデジタル信号ＡＤＤに変換されてＣＰＵ１０１に読み込まれる。
【００４５】
このホールド電圧Ｓ２ｂ（ピーク検出値）は、図１６のタイミングチャートに示すように、各ＬＥＤ光源（ＬＥＤ0 〜ＬＥＤ7 ）が追加して点灯する毎（シフトレジスタ１３にクロックＣＫ１が入る毎）に読出され、各ピーク検出値（ＬＶＬ（０）〜ＬＶＬ（Ｎ−１）の値）がＲＡＭ１０２内の配列メモリＤＩＦ（ｉ）に記憶される（前記の表１参照）。図１７のタイミングチャートは、紙幣が無いときのタイミングチャート（左側の図）と札幅検出時のタイミングチャート（右側の図）を示しており、この処理は前述のようにアイドル時に行なわれる。
【００４６】
ＣＰＵ１０１では、上記のピーク検出値を基に各点灯毎のコンパレータ回路３２の基準電圧Ｖｒｅｆ（ｉ）を決定し、Ｄ／Ａ変換器６３によりこの基準電圧Ｖｒｅｆ（ｉ）を出力する。コンパレータ３２では、基準電圧Ｖｒｅｆより大きな信号が一極性の入力端に入った場合には、図１７中の「Ｓ３」（右側の波形図）に示すように、ＣＭＰの出力Ｓ３が“Ｌ”となり、インバータＩＮＶ３により反転されてカウントアップ禁止回路４２のクロックＣＫをたたく。カウントアップ禁止回路４２の出力Ｓ４は反転し、カウンタ回路４１のイネーブル端子ＥＮの入力が、図１７中の「Ｓ４」に示すように“Ｌ”となり、カウンタ回路４１でのカウントアップ動作が停止する。一連のＬＥＤの点灯を完了した時点でこのカウンタの値（図１７中の「Ｓ５」の値）をＣＰＵ１０１によって読むことにより，遮光していたＬＥＤの個数がわかる。その後、左右のカウンタ値を読み取ったあと、予め記憶されている左右のＬＥＤ光源の間隔情報より、紙幣の幅が計算により求まる。
【００４７】
次に、本発明の第３実施例について説明する。第１及び第２実施例では、受光出力変化検出手段３０として微分回路を用いることによりＬＥＤ小光源の点灯個数の変化を検出しているのに対し、第３実施例では、微分回路を用いずに、ＬＥＤの点灯若しくは滅灯による受光手段２０での検出出力（受光量：受光電圧値）が、基準電圧値（紙幣が無い時に採取したデータから求めた各小光源毎の基準電圧値）に達しているか否かを検出することにより、該当箇所に紙幣があるかないかを判断する。
【００４８】
図１８は本発明の第３実施例を示すブロック構成図であり、受光手段２０での検出出力は、受光電圧読込手段７０を介して制御手段１００に読み込まれる。制御手段１００は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ及びＩ／Ｏポートから構成され、機能的な構成としては、紙幣１を搬送しない状態で各ＬＥＤを点灯した時の受光電圧値を記憶する記憶手段１１０と、この記憶手段１１０に記憶された受光電圧値を基に、順次点灯するＬＥＤ下の紙葉類の有無を検出するための基準電圧値を演算して記憶手段１１０に設定する基準電圧演算設定手段１２０と、通路に紙幣１を搬送している状態時に投光手段１０を動作させ、受光電圧読込手段７０が読込んだ受光電圧値と上記基準電圧値とを比較して、該当位置での紙幣１の有無を検出し紙葉類の幅を検出する比較検出手段１３０とを備えている。
【００４９】
比較検出手段１３０での受光電圧値と基準電圧値との比較処理は、図１８中に示すように、比較回路８０を用いても良い。詳細は後述するが、比較回路８０を用いた場合は、図１９の「Ｓ１ａ」の波形図に示すように、受光電圧読込手段７０の出力「Ｓ１ａ」と透光／遮光判定基準「ＶJGDL」とが比較回路８０で比較されて、紙幣による遮光の有無が検出される。一方、比較回路８０を用いない場合は、図１９の「Ｓ１ｂ」の波形図に示すように、受光電圧読込手段７０の出力  「Ｓ１ａ」と、基準電圧演算設定手段１２０で設定される基準レベル「ＲＥＦ  （ｉ）」とが、制御手段１００内の比較検出手段１３０で比較されて遮光の有無が検出される。
【００５０】
なお、第３実施例では、第１実施例で説明したカウンタ手段４０及びタイミング制御回路５０での処理を制御手段１００のＣＰＵで行なうようになっているが、第１実施例と同様に回路で構成しても良い。また、第１及び第２実施例では、投光器１１内の小光源（ＬＥＤ）を通路の中央側から外側へと順次点灯させていく方式を例として説明したが、第３実施例では、通路の外側から中央側へと順次点灯させていく方式、及び中央側から外側へと順次点灯させていく方式のそれぞれについて説明する。更に変形例として、投光器１１内の小光源を順次滅灯させていく方式を採用した場合について説明する。
【００５１】
図２０は、第３実施例のハードウェア構成の一例を示しており、以下、同図を参照して詳細に説明する。この図２０において、受光電圧読込手段７０は、受光手段２０内のＩ−Ｖ変換回路２２からの受光電圧と基準電圧との電位差に比例  （本実施例では増幅度は２０〜３０倍）する信号をＳ１ａを出力する差動増幅回路７１と、この差動増幅回路７１の出力Ｓ１ａを入力してＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換値Ｓ１ｂを出力するＡ／Ｄ変換器７２と、ＣＰＵ１０１から基準電圧データＲＦＤを入力してＤ／Ａ変換し、差動増幅回路７１の“−”の入力端子側に送出して基準電圧を設定するためのＤ／Ａ変換器７３とから構成される。
【００５２】
図２０の例では、図１８のブロック構成図で示した比較検出手段１３０での比較処理をコンパレート回路８０で行なう構成としている。この場合、コンパレート回路８０では、差動増幅回路７１の出力Ｓ１ａと透光／遮光の判定基準となる閾値ＶJDGLとを比較して遮光有無の判定結果（２値信号）を出力する。この判定結果は、順次点灯方式では、“Ｈ”が遮光有り，“Ｌ”が遮光無しを示し、順次消灯方式では、“Ｈ”が遮光無し，“Ｌ”が遮光有りを示す。また、図２０での投光手段１０の構成は、投光器１１内の小光源（ＬＥＤ）を通路の外側から中央側へと順次点灯させていく構成となっている。なお、図２０中の差動増幅回路７１とＡ／Ｄ変換器７２との間に接続される抵抗器ＲとダイオードＤは、差動増幅回路７１の基準電圧を設定する際の設定ミスにより差動増幅回路７１の出力が負になった場合の保護回路である。
【００５３】
このような構成において、図２１のタイミングチャートを参照して、先ず、アイドル時（紙幣の搬送が開始される直前まで）の制御手順を説明する。ＣＰＵ１０１では、リセット信号「＊ＲＳＴ」により回路全体をリセットすると共に、差動増幅回路７１がＧＮＤレベル（“０”Ｖ）を基準に動作するように、Ｄ／Ａ変換器７３に対してＧＮＤレベルのデータ（オール“０”）を出力する。続いて、図２１に示すように、一定時間間隔“Ｔ”（本実施例では１００μｓ〜５０μｓ）でＬＥＤの点灯を１個づつ増やしていって、各段階において受光センサ２１Ａの検出出力（差動増幅回路７１の出力）Ｓ１ａをＡ／Ｄ変換器７２にて読取り、読取ったデジタル値Ｓ１ｂ（ＡＤ（０）〜ＡＤ（Ｎ−１）の値）をＲＡＭ１０２内の配列形式のメモリＬＶＬ（ｉ）に格納する。例えば、ＬＥＤの個数が８個（ｉ＝０〜７）の場合、ＬＥＤ（ｉ）の点灯状態（“０”：消灯、“１”：点灯）と受光電圧の出力レベル「Ｓ１ａ」との関係は次の表２のようになり、ＬＶＬ（ｉ）に受光電圧のデジタル値がそれぞれ格納される。
【００５４】
【表２】
0003756549.tif 000003
【００５５】
上記のアイドル時の制御手順を、図２２のフローチャートに従って説明すると、ＣＰＵ１０１では、リセット信号「＊ＲＳＴ」を出力して各回路のリセットすると共に全てのＬＥＤを消灯し、さらにＲＡＭ１０２内の各種カウンタ，フラグ等の値を初期化する（ステップＳ１）。続いて、Ｄ／Ａ変換器７３にＧＮＤレベルのデータ（オール“０”）を出力し、差動増幅回路７１がＧＮＤレベル（０Ｖ）を基準に動作するようにしておき（ステップＳ２）、また、ＬＥＤの点灯数（＝ＬＶＬ（ｉ）のポインタ）を示すカウンタｉを“０”にセットしておく（ステップＳ３）。
【００５６】
そして、ＬＥＤ（ｉ）を点灯し（ステップＳ４）、その出力が安定するまで所定時間ウェイトした後（ステップＳ５）、受光電圧Ｓ１ａをＡ／Ｄ変換器７２にて読取り、そのＡ／Ｄ変換値ＡＤ（ｉ）をＬＶＬ（ｉ）に格納する（ステップＳ６，Ｓ７）。そして、カウンタｉを１インクリメントした後（ステップＳ８）、カウンタｉと“Ｎ−１”（但し、ＮはＬＥＤの総数）とを比較して全部のＬＥＤが点灯しているか否かをチェックし（ステップＳ９）、点灯していないＬＥＤがあればステップＳ４に戻り、次のＬＥＤを点灯して上記動作を繰り返す。そして、ステップＳ８においてｉ≧（Ｎ−１）であれば、各ＬＥＤ（ｉ）の投光時のレベルデータの採集処理を終了する。
【００５７】
次に、札幅測定時の制御手順の概要を説明する。ＣＰＵ１０１では、先ず、全ての小光源（ＬＥＤ）を消灯すると共に、カウンタ類の初期化処理を行なう。続いて、ＬＶＬ（ｉ）に記憶されているレベルデータ（各ＬＥＤ（ｉ）投光時の受光電圧値）を基に、順次点灯する小光源下の紙幣１の有無を検出するための基準レベル（透光／遮光の判定基準となる閾値）を演算して設定する。ここで、基準レベルの設定方法を説明する。図２５は、アイドル時に採集した受光電圧「ＬＶＬ（ｉ）」を示しており、ＬＶＬ（ｉ）には、個々のＬＥＤ（ｉ）の点灯に応じた受光電圧（受光電圧読込手段７０の出力「Ｓ１ａ」の出力レベル）が記憶されている。基準電圧演算設定手段１２０では、ＬＥＤ（ｉ）を点灯した時の受光電圧の増加量「図２５中のΔ（ｉ）」を求め、一定の係数β（「０．５＜β＜０．８」が望ましい）を掛けた値と、ＬＥＤ（ｉ）の点灯前の受光電圧とを加算して、基準レベルを設定する。すなわち、ｉ番目（ｉ＝“０”〜“Ｎ−１”）のＬＥＤ点灯時の基準レベルをＲＥＦ（ｉ）とすると、ＲＥＦ（ｉ）は、次の数２により算出される。
【００５８】
【数２】
ＲＥＦ（ｉ）＝ＬＶＬ（ｉ−１）＋β（ＬＶＬ（ｉ）−ＬＶＬ（ｉ−１））
但し、βは一定の係数（０＜β＜１）、ＬＶＬ（−１）＝０。
【００５９】
例えば、ＬＥＤの個数が８個（ｉ＝０〜７）の場合、ｉを順次アップして上記の数２により算出する手順を示すと、次の表３のようになる。
【００６０】
【表３】
0003756549.tif 000004
【００６１】
そして、上記の表３の右側の式に示されるように、前記数２の算出式を差分表現すれば、次の数３のようになる。
【００６２】
【数３】
0003756549.tif 000005
但し、Δ（ｉ）＝ＬＶＬ（ｉ）−ＬＶＬ（ｉ−１）
【００６３】
そして、ＣＰＵ１０１（基準電圧演算設定手段１２０）では、求めた基準レベルＲＥＦ（ｉ）をＤ／Ａ変換器７３に出力して差動増幅回路７１の動作基準レベルをセットした後、ｉ番目のＬＥＤを点灯する。ＣＰＵ１０１（比較検出手段１３０）では、そのときの受光電圧を差動増幅回路７１を介してＡ／Ｄ変換器７２から読み込み、透光／遮光の判定を行ない、遮光されている場合、ＬＥＤ数のカウンタ（ＢＷ）を更新する。そして、上記の手順を全ＬＥＤについて繰り返し、紙幣１により遮光されているＬＥＤ数（ＢＷ）を検出する。
【００６４】
次に、上記の札幅測定時の制御手順を図２３のフローチャートに従って説明する。なお、図２３のフローチャートにおいて、ステップＳ１０７及びＳ１０８は、図２０の回路図にてコンパレート回路８０を設けない場合の手順、即ちコンパレート回路８０での比較処理を図１８に示した制御手段１００内の比較検出手段１３０で行なう場合の手順を示しており、その右側のカッコ内に示されるステップＳ１０７Ａは、コンパレート回路８０を設けた場合の手順を示している。
【００６５】
ここで、使用するカウンタ類を説明すると、ＬＶＬ（ｉ）は、ｉ番目のＬＥＤの投光時の受光電圧のＡ／Ｄ変換値（アイドル時の測定値）が格納されている配列形式のメモリであり、ＲＥＦ（ｉ）は、ｉ番目のＬＥＤの投光時の透光／遮光の判定基準レベルが設定される配列形式のメモリである。但し、ｉ＝“０”〜“Ｎ−１”（Ｎ：投光器２１内のＬＥＤの個数）とする。また、ＢＷは、遮光されているＬＥＤの個数をカウントするカウンタであり、ＢＷ（ｊ）は、ｊ回目の測定結果（遮光されているＬＥＤのカウント数ＢＷ）が格納される配列形式のメモリである。但し、ｊ＝“１”〜“Ｍ”（Ｍ：札幅測定回数（１枚の紙幣内での繰返し走査数）の設定値）とする。
【００６６】
先ず、ＣＰＵ１０１では、初期化処理として全ての小光源（ＬＥＤ）を消灯すると共に、配列形式のメモリＢＷ（ｊ）を０クリアする（ステップＳ１０１）。続いて、札幅測定回数を示すカウンタｊを“０”に初期設定し（ステップＳ１０２）、更にカウンタｉとＢＷを“０”に初期設定する（ステップＳ１０３）。そして、ＬＥＤ（ｉ）の透光／遮光の判定基準レベルＲＥＦ（ｉ）を前記の数２により求め、Ｄ／Ａ変換器７３に出力して差動増幅回路７１の動作基準レベルをセットした後（ステップＳ１０４）、ＬＥＤ（ｉ）を点灯する（ステップＳ１０５）。続いて、ＬＥＤ（ｉ）の出力が安定するまで所定時間ウェイトした後（ステップＳ１０６）、受光電圧をＡ／Ｄ変換器７２にて読取り、そのＡ／Ｄ変換値ＡＤ（ｉ）と基準レベルＲＥＦ（ｉ）とを比較し、ＡＤ（ｉ）＜ＲＥＦ（ｉ）であるか否かを判定する（ステップＳ１０７，Ｓ１０８）。
【００６７】
ここで、コンパレート回路８０を設けた場合は、ステップＳ１０７，Ｓ１０８の代わりにステップＳ１０７Ａを実施する。すなわち、コンパレート回路８０の出力（透光／遮光の判定基準値ＶJDL と差動増幅回路７１の出力Ｓ１ａとの比較出力）が“Ｈ”であるか否かを判定する（ステップＳ１０７Ａ）。
【００６８】
そして、ステップＳ１０８（コンパレート回路８０を設けた場合はステップＳ１０７Ａ）において、“ＮＯ”であればステップＳ１１０に移行し、“ＹＥＳ”であれば、当該ＬＥＤ（ｉ）からの投光が紙幣１により遮光されていると判断してカウンタＢＷを１インクリメントする（ステップＳ１０９）。続いて、カウンタｉを１インクリメントした後（ステップＳ１１０）、全てのＬＥＤを点灯したか否か（ｉ≧Ｎ）をチェックし（ステップＳ１１１）、点灯していないのであればステップＳ１０４に戻り、次のＬＥＤ（ｉ）に対する処理を繰り返す。
【００６９】
一方、ステップＳ１１１においてｉ≧Ｎであれば、ｊ回目の測定が終了したことになるので、札幅検出結果であるカウンタＢＷの値を配列式のメモリＢＷ（ｊ）に格納する（ステップＳ１１２）。続いてカウンタｊを１インクリメントした後（ステップＳ１１３）、設定回数分の測定が終了したか否か（ｊ≧Ｍ）をチェックし（ステップＳ１１４）、終了していないのであればステップＳ１０３に戻り、ｊ回目の測定処理を繰り返す。そして、ステップＳ１１４においてｊ≧Ｍであれば、当該紙幣に対する測定動作を終了する。
【００７０】
次に、通路の中央側から外側へと順次点灯させていく場合の手順を説明する。アイドル時の制御手順は点灯方向にかかわらず同一なので省略する。図２４は、通路の中央側から外側へと順次点灯させていく場合の札幅測定時の制御手順を示すフローチャートであり、外側から中央側へ点灯させて行く場合と異なるのは、ＬＥＤ（ｉ）の点灯方向を逆にするためにカウンタｉを“Ｎ−１”から順次デイクリメントしていく処理の他には、ステップＳ２０８（コンパレート回路８０を設けた場合はステップＳ２０７Ａ）での判定処理と、ステップＳ２１０でのＬＥＤ（ｉ）の消灯処理である。
【００７１】
すなわち、中央側から外側へ点灯させていく場合は、当該ＬＥＤ（ｉ）からの光が受光センサで受光される箇所までの領域が遮光域となるので、ステップＳ２０８において“ＮＯ”であれば、遮光域の計測が終了したことになる。そこで、ステップＳ２０８において“ＮＯ”であれば、ステップＳ２１３へ移行して、ｊ回目の札幅検出結果であるカウンタＢＷの値を配列式のメモリＢＷ（ｊ）に格納する。一方、ステップＳ２０８において“ＹＥＳ”であれば、遮光されていると判断してカウンタＢＷを１インクリメントした後、点灯のままとする必要がないためステップＳ２１０にて当該ＬＥＤ（ｉ）を消灯してから次のＬＥＤ（ｉ）に対する処理に移行する。もちろん、消灯しなくても問題は無い。その他の処理は同一なので省略する。
【００７２】
次に、第３実施例の変形例として、投光器１１内の小光源を順次滅灯させていく方式を採用した場合について説明する。順次消灯方式では、投光器１１内の小光源を全て点灯させた後に、通路の中央側から外側（或いは外側から内側）へと順次滅灯させていく。ここでは、通路の中央側から外側に向かって消灯させていく場合の制御手順を説明する。なお、アイドル時に受光電圧「ＬＶＬ（ｉ）」を採集する手順は順次点灯方式と同様なので説明を省略する。
【００７３】
図２６は、通路の中央側から外側へと順次滅灯させていく場合の札幅測定時の制御手順を示すフローチャートであり、順次点灯方式と異なるのは、全てのＬＥＤを点灯した後、ＬＥＤ（ｉ）を順次消灯していく処理と、ステップＳ３０８での判定処理である。ここでは、ステップＳ３０５からステップＳ３０９の手順について説明する。ステップＳ３０５において、ＣＰＵ１０１（基準電圧演算設定手段１２０）では、透光／遮光の判定基準レベルＲＥＦ（ｉ）を前記の数１（＝数２）により求める。順次消灯方式では、前記数２のΔ（ｉ）は、ＬＥＤ（ｉ）の消灯時の受光電圧の減少量を示している。
【００７４】
そして、算出した判定基準レベルＲＥＦ（ｉ）をＤ／Ａ変換器７３に出力して差動増幅回路７１の動作基準レベルをセットし（ステップＳ３０５）、ＬＥＤ  （ｉ）の出力が安定するまで所定時間ウェイトした後（ステップＳ３０６）、差動増幅回路７１からの出力「Ｓ１ａ」をＡ／Ｄ変換器７２にて読取る（ステップＳ３０７）。続いて、読取った受光電圧をＡＤ（ｉ）にセットしてＡＤ（ｉ）と基準レベルＲＥＦ（ｉ）とを比較し、透光／遮光の有無を判定する。ここで、図２７（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明する。図２７（Ａ）は、同図（Ｂ）のように、紙幣１がＬＥＤ5 〜ＬＥＤ7 に掛かっている場合の札幅検出可能範囲を示すタイミングチャートであり、図中の“ＴＬ”が透光／遮光を判定する期間を示している。
【００７５】
ＬＥＤ（ｉ）を順次消灯させていく順次消灯方式の場合は、紙幣１がない場合の受光センサ２１Ａの出力（Ｉ−Ｖ変換回路２２の出力）は、図２７（Ａ）の「Ｓ１」に示すような波形となり、紙幣１がある場合には、ＬＥＤ5 〜ＬＥＤ7 が遮光されることによりセンサ出力が低下し、「Ｓ１’」で示す波形となる。順次消灯方式では、受光電圧値ＡＤ（ｉ）と基準レベルＲＥＦ（ｉ）とを比較し、ＡＤ（ｉ）＜ＲＥＦ（ｉ）であれば、当該ＬＥＤ（ｉ）からの投光が紙幣１により遮光されていると判断する（ステップＳ３０８）。
【００７６】
比較回路８０を用いた場合は、差動増幅回路７１の出力「Ｓ１ａ」と透光／遮光判定基準「ＶJGDL」とが比較されて、遮光有無の判定結果（２値信号）Ｓ３ｂが出力される。この場合、遮光無し（Ｓ１ａ＞ＶJGDL）では“Ｈ”が出力され、遮光有りでは“Ｌ”が出力される。そのため、比較回路８０の出力結果が順次点灯方式とは逆になり、ステップＳ３０７Ａにおいて、“Ｌ”であれば、当該ＬＥＤ（ｉ）からの投光が紙幣１により遮光されていると判断する。以上のように順次消灯方式では、比較回路８０を用いた場合の遮光有無の判定出力（“Ｈ”，“Ｌ”）が順次点灯方式と逆になる。
【００７７】
なお、上述した全ての実施例において、回路の構成は若干変更が必要であるが、走査方向（通路の内側から外側又は外側から内側方向）は、いずれの方向でも実施可能である。また、遮光部分の小光源の数をカウントする場合を例として説明したが、透過部分の小光源の数をカウントし、そのカウント値から札幅を得ることも可能である。
【００７８】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１の発明によれば、ＬＥＤ小光源の点灯個数の変化を１個の受光センサによって受光し、その信号の変化の微分値をとることにより、容易に受光光量の変化を捕えることができ、外来・外乱光等のＤＣ成分からなる信号ノイズの影響をなくすことができる。
【００７９】
請求項２の発明によれば、紙幣の無い状態でＬＥＤ小光源を順次点灯していき微分波形のピーク値を求め、これより微分波形の大小比較をする際に用いる閾値を個々に設定しているので、ＬＥＤ小光源の輝度のバラツキや光路の違いにより生ずる受光量バラツキ及び経時変化の影響をなくすことができる。請求項３の発明によれば、受光側センサが単数なので、従来、ＣＣＤやフォトダイオードアレイセンサから信号を読取り出すために要していた複雑なタイミングを作り出す回路が不要なため、極めて部品点数が少ない装置ができる。これによって低価格の装置の提供が可能となる。請求項４の発明によれば、請求項２の発明の微分回路の動作を別途設けた基準値と比較することにより省けるので回路構成の簡略化が図れる。この基準値の設定には、紙幣幅の測定開始直前にＬＥＤ小光源を１個づつ点灯させて、該当ＬＥＤを点灯させる前と後との差である該当ＬＥＤの点灯による増分の有無が検出できるように基準値を設定するので、光源及び光学系の経時変動、ＬＥＤ小光源の輝度のバラツキ、光路の違いなどにより生ずる受光量バラツキの影響をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の搬送される紙葉類の幅検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施例を示すブロック構成図である。
【図３】本発明における光源の配置構成の第１の例を示す図である。
【図４】本発明における光源の配置構成の第２の例を示す図である。
【図５】本発明における受光センサの他の構成例を示す第１の図である。
【図６】本発明における受光センサの他の構成例を示す第２の図である。
【図７】本発明の第１実施例を示す回路図である。
【図８】本発明の第１実施例での札幅検出タイミングを示すタイミングチャートである。
【図９】本発明における微分方式を説明するためのセンサ出力特性を示す図である。
【図１０】本発明の第１実施例での動作例を示すタイミングチャートである。
【図１１】本発明の第２実施例を示すブロック構成図である。
【図１２】本発明の第２実施例における感度補正回路での補正前の例を示す波形図である。
【図１３】本発明の第２実施例における透光／遮光の判定基準電圧を説明する波形図である。
【図１４】本発明の第２実施例を示す回路図である。
【図１５】本発明の第２実施例における感度補正回路部のレベル入力回路の波形例を示す図である。
【図１６】本発明の第２実施例での札幅検出タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１７】本発明の第２実施例での動作例を示すタイミングチャートである。
【図１８】本発明の第３実施例を示すブロック構成図である。
【図１９】本発明の第３実施例における順次点灯方式での札幅検出方法を説明するためのタイミングチャートである。
【図２０】本発明の第３実施例を示す回路図である。
【図２１】本発明の第３実施例における順次点灯方式での動作例を示すタイミングチャートである。
【図２２】本発明の第３実施例におけるアイドル時の制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図２３】本発明の第３実施例における順次点灯方式での札幅検出時の制御手順の第１の例を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の第３実施例における順次点灯方式での札幅検出時の制御手順の第２の例を示すフローチャートである。
【図２５】本発明の第３実施例における基準レベルの設定方法を説明するための図である。
【図２６】本発明の第３実施例における順次消灯方式での札幅検出時の制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図２７】本発明の第３実施例における順次消灯方式での札幅検出方法を説明するためのタイミングチャートである。
【図２８】従来の札幅検出方式を説明するための図である。
【図２９】従来の投光／受光センサの配置構成の例を示す図である。
【符号の説明】
１    紙葉（紙幣）
２    搬送通路
１０  投光手段
１１  投光器
１１Ａ，ＬＥＤ0 〜ＬＥＤ(N-1)   小光源
１２  ドライバ
１３  ＬＥＤ順次点灯制御回路
２０  受光手段
２１  受光器
２１Ａ  受光センサ（受光素子）
２２  Ｉ−Ｖ変換回路
２２Ａ  増幅回路
３０  受光出力変化検出手段
３１  変化量強調回路（微分手段）
３１Ａ  増幅回路
３２  コンパレート回路（比較手段）
４０  カウンタ手段
４１  カウンタ回路
４２  カウントアップ禁止回路
５０  タイミング制御回路（タイミング制御部）
６０  感度補正回路
６１  ピークホールド回路
６２  Ａ／Ｄ変換器
６３  Ｄ／Ａ変換器
７０  受光電圧読出手段
７１  差動増幅回路
７２  Ａ／Ｄ変換器
７３  Ｄ／Ａ変換器
８０  コンパレート回路（比較手段）
１００  制御手段
１０１  ＣＰＵ
１０２  ＲＡＭ
１０３  ＲＯＭ
１０４  Ｉ／Ｏポート
１１０  記憶手段
１２０  基準電圧演算設定手段
１３０  比較検出手段
【図１】
0003756549.tif 000006
【図２】
0003756549.tif 000007
【図３】
0003756549.tif 000008
【図４】
0003756549.tif 000009
【図５】
0003756549.tif 000010
【図６】
0003756549.tif 000011
【図７】
0003756549.tif 000012
【図８】
0003756549.tif 000013
【図９】
0003756549.tif 000014
【図１０】
0003756549.tif 000015
【図１１】
0003756549.tif 000016
【図１２】
0003756549.tif 000017
【図１３】
0003756549.tif 000018
【図１４】
0003756549.tif 000019
【図１５】
0003756549.tif 000020
【図１６】
0003756549.tif 000021
【図１７】
0003756549.tif 000022
【図１８】
0003756549.tif 000023
【図１９】
0003756549.tif 000024
【図２０】
0003756549.tif 000025
【図２１】
0003756549.tif 000026
【図２２】
0003756549.tif 000027
【図２３】
0003756549.tif 000028
【図２４】
0003756549.tif 000029
【図２５】
0003756549.tif 000030
【図２６】
0003756549.tif 000031
【図２７】
0003756549.tif 000032
【図２８】
0003756549.tif 000033
【図２９】
0003756549.tif 000034