JP7055296B2 - Optical sensor and counter - Google Patents
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Description
本発明は、所定位置へ間欠的に搬送される少なくとも一部に透明部を有したシート状の被検出物を検出する光センサに関するものである。 The present invention relates to an optical sensor that detects a sheet-shaped object to be detected having a transparent portion at least partially, which is intermittently conveyed to a predetermined position.
紙幣のようなシート状の被検出物を検出する場合、例えば投光器と受光器からなる透過型の光センサを用いられる。このような光センサは、受光出力に応じて被検出物の有無を示すデジタル信号である判定出力を出力する判定部を備えている(特許文献1参照)。 When detecting a sheet-shaped object to be detected such as a banknote, for example, a transmissive optical sensor including a floodlight and a light receiver is used. Such an optical sensor includes a determination unit that outputs a determination output, which is a digital signal indicating the presence or absence of an object to be detected, according to the light reception output (see Patent Document 1).
判定部は、例えば受光器の最大受光出力の示す値を基準値とし、この基準値の半分程度の値を閾値として設定されている。すなわち、判定部は受光出力が閾値よりも大きい場合には被検出物が無いことを示すHi信号を出力し、受光出力が閾値よりも小さい場合には被検出物があることを示すLo信号を出力する。また逆に、判定部は被検出物が無い場合にLo信号を出力し、被検出物がある場合にはHi信号を出力するように構成される場合もある。 The determination unit is set, for example, with a value indicated by the maximum light receiving output of the light receiver as a reference value, and a value of about half of this reference value as a threshold value. That is, the determination unit outputs a Hi signal indicating that there is no object to be detected when the light receiving output is larger than the threshold value, and a Lo signal indicating that there is an object to be detected when the light receiving output is smaller than the threshold value. Output. On the contrary, the determination unit may be configured to output a Lo signal when there is no object to be detected and to output a Hi signal when there is an object to be detected.
近年、紙幣には紙でできたものだけでなく、透明部を有した樹脂製のものも存在する。このような透明部を有した紙幣を光センサで検出する場合、光センサの間に紙幣が存在するにもかかわらず、被検出物があることを示す信号を出力することになる。 In recent years, there are not only paper bills but also resin bills having a transparent portion. When a banknote having such a transparent portion is detected by an optical sensor, a signal indicating that there is an object to be detected is output even though the banknote is present between the optical sensors.
このため、透明部を通過した光が受光されている場合でも紙幣が無いと誤って判定されないように、図8に示すように透明部を通過した光を受光したときの受光出力の値よりも大きく、紙幣が無い場合の受光出力よりも小さな値に閾値を設定する必要がある。 Therefore, as shown in FIG. 8, the value of the light receiving output when the light passing through the transparent portion is received is higher than the value of the light receiving output when the light passing through the transparent portion is received so as not to be erroneously determined that there is no bill even when the light passing through the transparent portion is received. It is necessary to set the threshold value to a value that is large and smaller than the light receiving output when there is no bill.
しかしながら、例えば受光器に供給される電源電圧に変動が生じ、通常時よりも受光出力が大きく出力されるようになると、図8に示すように透明部を通過した光が検出された場合の受光出力の値が予め定められた閾値を超えてしまうことがある。このような事態が発生すると、判定部は紙幣が光センサの間に存在するにもかかわらず、紙幣が存在しないことを示す判別出力をしてしまい、誤判定が生じることになる。 However, for example, when the power supply voltage supplied to the light receiver fluctuates and the light receiving output becomes larger than in the normal state, the light received when the light passing through the transparent portion is detected as shown in FIG. The output value may exceed a predetermined threshold. When such a situation occurs, the determination unit outputs a discrimination output indicating that the bill does not exist even though the bill exists between the optical sensors, resulting in an erroneous determination.
本発明は上述したような問題に鑑みてなされたものであり、間欠的に搬送されてくる少なくとも一部に透明部を有したシート状の被検出物を検出する場合に、受光出力が外乱によって変動する場合でも透明部を通過した光が検出されることによる誤判定を防ぐことができる光センサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and when a sheet-shaped object to be detected having a transparent portion at least partially transported intermittently is detected, the light receiving output is disturbed by disturbance. It is an object of the present invention to provide an optical sensor capable of preventing erroneous determination due to detection of light passing through a transparent portion even when it fluctuates.
すなわち、本発明に係る光センサは、所定位置へ間欠的に搬送される少なくとも一部に透明部を有したシート状の被検出物を検出するために用いられる光センサであって、前記所定位置へ光を射出するLEDと、前記所定位置を通過した光、又は、前記被検出物の前記透明部を透過した光を検出するように設けられた受光素子と、前記所定位置に前記被検出物が無い場合に前記受光素子が出力する受光出力に基づいて基準値を設定する基準値設定部と、前記基準値に基づいて閾値を設定する閾値設定部と、前記受光素子の受光出力の示す値と閾値との大小関係に基づいて、前記被検出物の有無のいずれかを示すデジタルの判定出力を出力する判定部と、を備え、前記基準値設定部が、前記所定位置に前記被検出物が無い場合に前記基準値を更新するように構成されていることを特徴とする。 That is, the optical sensor according to the present invention is an optical sensor used for detecting a sheet-shaped object to be detected having a transparent portion at least partially intermittently transported to a predetermined position, and the predetermined position. An LED that emits light to the predetermined position, a light receiving element provided to detect light that has passed through the predetermined position, or light that has passed through the transparent portion of the object to be detected, and the object to be detected at the predetermined position. A reference value setting unit that sets a reference value based on the light receiving output output by the light receiving element when there is no light receiving element, a threshold value setting unit that sets a threshold value based on the reference value, and a value indicated by the light receiving output of the light receiving element. A determination unit that outputs a digital determination output indicating whether or not the object to be detected is present based on the magnitude relationship between the light and the threshold value is provided, and the reference value setting unit is located at the predetermined position of the object to be detected. It is characterized in that it is configured to update the reference value when there is no such reference value.
このようなものであれば、前記基準値設定部が、前記所定位置に前記被検出物が無い場合に前記基準値を更新するので、例えば電源電圧の変動が生じて前記受光素子の受光出力が変動したとしても、それに合わせて基準値が変更されて、閾値も変更することができる。 In such a case, the reference value setting unit updates the reference value when the object to be detected is not present at the predetermined position, so that, for example, a fluctuation in the power supply voltage occurs and the light receiving output of the light receiving element is increased. Even if it fluctuates, the reference value is changed accordingly, and the threshold value can also be changed.
したがって、前記被検出物の透明部を通過した光が前記受光素子で検出された場合の受光出力が通常時よりも大きくなった場合でも、閾値を超えないようにして、前記被検出物が前記所定位置にあるにもかかわらず、前記被検出物が無いことを示す判定出力を前記判定部が出力し、誤判定が生じるのを防ぐことができる。 Therefore, even if the light receiving output when the light passing through the transparent portion of the object to be detected is detected by the light receiving element is larger than that in the normal state, the threshold value is not exceeded so that the object to be detected is described. It is possible to prevent the determination unit from outputting an erroneous determination by outputting a determination output indicating that the object to be detected is not present even though the position is in a predetermined position.
例えば前記受光素子から出力される最大の受光出力の値に対して所定割合だけ小さい値の閾値が常に保たれるようにし、前記被検出物が無い場合の受光出力の変動に併せて逐次閾値が変更できるようにするには、前記基準値設定部が、前記判定部が前記所定位置に前記被検出物が無いことを示す判定出力を出力する場合に、前記受光素子が出力している受光出力の値に前記基準値を更新するものであればよい。 For example, a threshold value that is smaller by a predetermined percentage with respect to the value of the maximum light receiving output output from the light receiving element is always maintained, and the threshold value is sequentially set according to the fluctuation of the light receiving output when there is no object to be detected. To enable the change, when the reference value setting unit outputs a determination output indicating that the object to be detected does not exist at the predetermined position, the light receiving output output by the light receiving element is output. Anything may be used as long as the reference value is updated to the value of.
前記判定部の前記被検出物の有無に関する判定出力に誤判定が発生しない程度に受光出力に変動が生じている場合には、閾値を変更するようにして、判定基準の一貫性が保てるようにするには、受光出力の変動がわずかにしか生じておらず、前記基準値設定部が、前記所定位置に前記被検出物が無い場合に前記受光素子が出力する受光信号の示す値と、前記基準値との差の絶対値が所定値よりも小さい場合にのみ前記基準値を更新するものであればよい。 When the light receiving output fluctuates to the extent that an erroneous judgment does not occur in the judgment output regarding the presence or absence of the detected object of the judgment unit, the threshold value is changed so that the consistency of the judgment criteria can be maintained. In order to do so, the light receiving output fluctuates only slightly, and the value indicated by the light receiving signal output by the light receiving element when the object to be detected is not present at the predetermined position by the reference value setting unit, and the above. The reference value may be updated only when the absolute value of the difference from the reference value is smaller than the predetermined value.
前記被検出物の透明部を通過した光が前記受光素子で検出された場合でも前記判定部においても前記所定位置に前記被検出物があることを示す判定出力が出力されるようにするには、前記閾値設定部が、前記被検出物の前記透明部を透過した光を前記受光素子が検出した場合の受光出力の示す値よりも大きくなるように前記閾値を設定するように構成されていればよい。 To enable the determination unit to output a determination output indicating that the object to be detected is present at the predetermined position even when the light passing through the transparent portion of the object to be detected is detected by the light receiving element. The threshold value setting unit is configured to set the threshold value so as to be larger than the value indicated by the light receiving output when the light receiving element detects the light transmitted through the transparent portion of the object to be detected. Just do it.
前記判定部から出力されるデジタルの判定出力とは別に前記被検出物の有無の判定を行うための基準となるアナログの外部出力を提供できるとともに、透明部を通過する光の受光出力がある場合でもその外部出力に対して閾値を設定しやすくできるようにするには、前記受光素子の受光出力に基づいて、前記透明部を通過した光を前記受光素子が検出した場合の受光出力の前記基準値に対する低下量が拡大されたアナログの外部出力を生成する外部出力生成部をさらに備えたものであればよい。 When it is possible to provide an analog external output as a reference for determining the presence or absence of the object to be detected in addition to the digital determination output output from the determination unit, and there is a light receiving output of light passing through the transparent unit. However, in order to make it easier to set a threshold value for the external output, the reference for the light receiving output when the light receiving element detects light that has passed through the transparent portion based on the light receiving output of the light receiving element. It suffices if it is further provided with an external output generator that generates an analog external output in which the amount of decrease with respect to the value is enlarged.
このようなものであれば、例えば前記被検出物が無い場合の受光出力の値と前記被検出物の透明部を通過した光を検出した場合の受光出力の値とが近い値であったとしても、それらの場合に対応する外部出力の値の間隔を広げておくことができる。したがって、アナログの外部出力に対して別途閾値を設定する際に各場合の値から十分に離れた値を選択することが可能となり、外部出力の変動があったとしても誤判定を生じにくくすることができる。 In such a case, for example, it is assumed that the value of the light receiving output when there is no object to be detected and the value of the light receiving output when the light passing through the transparent portion of the object to be detected is detected are close to each other. However, it is possible to widen the interval between the values of the external output corresponding to those cases. Therefore, when setting a separate threshold value for the analog external output, it is possible to select a value sufficiently distant from the value in each case, and even if there is a fluctuation in the external output, erroneous judgment is less likely to occur. Can be done.
前記受光素子の最大の受光出力と最大の外部出力を一致させるようにして、外部出力に対して設定可能な閾値の範囲については変動しにくくするには、前記外部出力生成部が、前記受光素子の受光出力の示す値が前記基準値である場合に、前記外部出力の示す値も前記基準値を示すように当該外部出力を生成するものであればよい。 In order to match the maximum light receiving output of the light receiving element with the maximum external output so that the range of the threshold value that can be set with respect to the external output is less likely to fluctuate, the external output generating unit may be used with the light receiving element. When the value indicated by the light receiving output of is the reference value, the value indicated by the external output may also be one that generates the external output so as to indicate the reference value.
前記被検出物の透明部の透光度に応じて、例えば透明部を通過したときの外部出力の値が最大出力の半分程度となるように設定できるようにして、前記被検出物より遮蔽されている場合の外部出力の値と、前記被検出物が無い場合の外部出力の値がそれぞれほぼ均等間隔で離れるようにして判定を正確に行いやすくするには、前記外部出力生成部が、前記透明部を通過した光を前記受光素子が検出した場合の受光出力の前記基準値に対する低下量の拡大倍率を決定する係数を外部入力として受け付け、受け付けられた係数に応じた外部出力を生成するものであればよい。 Depending on the transparency of the transparent part of the object to be detected, for example, the value of the external output when passing through the transparent part can be set to be about half of the maximum output so as to be shielded from the object to be detected. In order to facilitate accurate determination by separating the value of the external output when the object is to be detected and the value of the external output when there is no object to be detected at approximately equal intervals, the external output generation unit may be used. A coefficient that determines the magnification of the reduction in the light receiving output with respect to the reference value when the light passing through the transparent portion is detected by the light receiving element is accepted as an external input, and an external output corresponding to the accepted coefficient is generated. It should be.
前記受光素子の受光出力が変動した場合でも、外部出力にも受光出力の低下量の変動が反映されるようにして、前記被検出物の有無の判定が正確に行われるようにするには、前記基準値設定部が、前記基準値を更新する外部入力を受け付けた場合に、前記受光素子が出力している受光出力の値に前記基準値を更新するものであればよい。 In order to accurately determine the presence or absence of the object to be detected by reflecting the change in the amount of decrease in the light receiving output to the external output even when the light receiving output of the light receiving element fluctuates. When the reference value setting unit receives an external input for updating the reference value, the reference value may be updated to the value of the light receiving output output by the light receiving element.
本発明に係る光センサと、前記被検出物を所定位置へ間欠的に搬送する搬送機構と、前記光センサの出力に基づいて、前記被検出物の検出個数を出力する検出個数出力部と、を備えたカウンタであれば、例えば透明部を有する樹脂製の紙幣等を正確にカウントできる自動支払機等を構成することが可能である。 An optical sensor according to the present invention, a transport mechanism that intermittently conveys the object to be detected to a predetermined position, a detection number output unit that outputs the number of detected objects to be detected based on the output of the optical sensor, and a detection number output unit. For example, it is possible to configure an automatic payment machine or the like that can accurately count resin bills or the like having a transparent portion if the counter is provided with the above.
また、本発明に係る光センサと、前記被検出物を所定位置へ間欠的に搬送する搬送機構と、前記光センサの出力に基づいて、前記被検出物の搬送異常を判定する異常判定部と、を備えた搬送装置であれば、光センサの検出位置に被検出物の透明部がある状態で搬送詰まりが発生した場合でも前記異常判定部により異常と判定する事が可能となる。 Further, an optical sensor according to the present invention, a transport mechanism that intermittently conveys the object to be detected to a predetermined position, and an abnormality determination unit that determines a transfer abnormality of the object to be detected based on the output of the optical sensor. If the transport device is provided with a
このように本発明に係る光センサによれば、前記被検出物が検出されていない場合の前記受光素子の受光出力に基づいて基準値が更新されるので、電源電圧等が変動し、受光出力が通常時と比較して変動したとしても適宜閾値を変更することができる。したがって、透明部を通過した光を受光した場合の受光出力が閾値を超えてしまい、前記被検出物が所定位置にあるにも関わらず、無いことを示す判定出力が前記判定部から出力されてしまうのを防ぐことができる。 As described above, according to the optical sensor according to the present invention, since the reference value is updated based on the light receiving output of the light receiving element when the object to be detected is not detected, the power supply voltage or the like fluctuates and the light receiving output However, the threshold value can be changed as appropriate even if the voltage fluctuates as compared with the normal time. Therefore, when the light that has passed through the transparent portion is received, the light receiving output exceeds the threshold value, and the determination unit outputs a determination output indicating that the object to be detected is not present even though the object to be detected is in a predetermined position. It can be prevented from being stored.
本発明の第1実施形態に係る光センサ100について図1乃至図4を参照しながら説明する。
The
第1実施形態の光センサ100は、透明部TG1を有するシート状の被検出物TGであるオーストラリアドル等の樹脂紙幣の枚数をカウントするカウンタや自動支払機を構成するために用いられるものである。
The
このカウンタは、紙幣を所定位置に間欠的に搬送する搬送機構(図示しない)と、所定位置に対して光を射出し、紙幣による遮蔽の有無の違いに基づいて紙幣が所定位置にあるかどうかを検出する光センサ100と、光センサ100の出力に基づいて紙幣の検出枚数を出力する検出個数出力部(図示しない)と、を備えている。以下では光センサ100の詳細について説明する。
This counter has a transport mechanism (not shown) that intermittently transports banknotes to a predetermined position, and whether or not the banknotes are in a predetermined position based on the difference between the presence or absence of shielding by the banknotes by emitting light to the predetermined position. It is provided with an
図1に示すように光センサ100は、透過型のものであって、投光器1と、投光器1から射出された光を受光するように対向させて設けられた受光器2と、を備えたものである。
As shown in FIG. 1, the
第1実施形態では投光器1は、LED11を具備するものである。LED11から射出された光が被検出物TGである紙幣の搬送経路中の所定位置を通過するように投光器1は配置される。
In the first embodiment, the
受光器2は、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光素子21と、受光素子21の出力に基づいて被検出物TGの有無の判定を行うマイクロコンピュータMCと、を具備するものである。受光素子21とマイクロコンピュータMCは図2に示すような回路を構成する。
The
受光素子21は、被検出物TGが所定位置にない場合、又は、被検出物TGの透明部TG1を通過した光を検出し、その光の放射強度に応じた受光出力である電圧を出力する。以下では、被検出物TGが所定位置に無い場合の受光出力のことを第1受光出力、透明部TG1を通過した光を検出した場合の受光出力のことを第2受光出力とも言う。ここで、被検出物TGの特性について説明すると、第2受光出力の値が第1受光出力の値を基準として、例えば50%以上90%以下の値を取りうるものである。
The
マイクロコンピュータMCは、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ、メモリ、CPU等を備えたものであって、受光素子21の受光出力に基づいて所定位置に被検出物TGが存在するかどうかを判定し、その判定結果を示すデジタル信号である判定出力を出力するものである。具体的にはマイクロコンピュータMCは、メモリに格納されている光センサ100用プログラムが実行され、各種機器が協業することにより、図3に示すように少なくとも出力取込部22、基準値設定部23、閾値設定部24、判定部25として機能を発揮するものである。以下に各部の詳細について説明する。
The microcomputer MC includes an A / D converter, a D / A converter, a memory, a CPU, and the like, and determines whether or not the object to be detected TG exists at a predetermined position based on the light receiving output of the
出力取込部22は、アナログ信号である受光素子21の受光出力を所定のサンプリング周期でサンプリングし、デジタル値に変換するとともにその平均値を算出するものである。第1実施形態では出力取込部22はn回受光出力を取り込むとともにその平均値V1を算出している。以下の説明では特に説明がない場合には受光出力とは単一の受光出力だけでなく、出力取込部22から出力される平均値V1も含むものとする。
The
基準値設定部23は、出力取込部22から出力される平均値V1に基づいて被検出物TGの有無の判定を行うための閾値を設定するために用いられる基準値Voを設定し、平均値V1が所定量変化した場合には新しい値に更新するものである。ここで、基準値Voは所定位置に被検出物TGが無い場合において受光素子21が出力する受光出力に基づいて設定される値である。言い換えると、基準値Voは光センサ100が設置されている環境において遮光されていない場合に出力される最大の出力又はその近傍の値に設定される。基準値設定部23による基準値Voの更新に関する構成及び動作については後述する。
The reference
閾値設定部24は、基準値Voに対して所定の定数を乗じた値を閾値として設定するものである。第1実施形態では所定の定数は0より大きく1以下の予め定められた値であり、例えば0.95で固定されている。閾値をT、所定の定数K、所定位置に被検出物TGが存在しない場合の受光出力の値Aと、透明部TG1を通過した光が受光素子21で検出されている場合の受光出力の値Bとした場合に、B≦T=Vo×K≦Aとなるように閾値は設定される。上式からわかるように基準値設定部23において基準値Voが更新されると閾値Tもそれに合わせて更新されることになる。すなわち、基準値Voの所定割合だけ小さい値が閾値Tとして設定される。なお、第1実施形態では所定の定数Kを基準値Voに対して乗じているが、例えば基準値Voから所定の定数Kを差し引くことで閾値Tを設定するようにしてもよい。
The threshold
判定部25は、前記受光素子21の受光出力の示す値と閾値との大小関係に基づいて、前記被検出物TGの有無のいずれかを示すデジタルの判定出力を出力する。すなわち、判定部25は出力取込部22から算出されている平均値V1と設定されている閾値Tとを比較し、平均値V1のほうが閾値Tよりも大きい場合には、所定位置に被検出物TGが無いことを示す判定出力Hiを出力する。一方、判定部25は、平均値V1が閾値T以下の場合には所定位置に被検出物TGが有ることを示す判定出力Loを出力する。
The
第1実施形態では、例えば受光器2に接続されている電源電圧の変動があったとしても被検出物TGの透明部TG1を通過した光が受光素子21を検出している場合に所定位置に被検出物TGが有ることを示す判定出力Loを判定部25が出力するように、基準値Vo及び閾値Tが更新されるようにしてある。
In the first embodiment, for example, even if the power supply voltage connected to the
具体的には、基準値設定部23は、判定部25が所定位置に被検出物TGが無いことを示す判定出力Hiを出力している場合であり、かつ、その時の受光出力の平均値V1と基準値Voとの差の絶対値が所定値よりも小さい場合には、その時の平均値V1を新たな基準値Voとして更新する。すなわち、間欠的に搬送されてくる被検出物TG間において検出される受光出力が設定されている基準値Voの±1%よりも小さい値である場合には、次の被検出物TGが搬送される前に直前の被検出物TGが無い状態で受光素子21が出力していた受光出力を新たな基準値Voに設定する。
Specifically, the reference
また、閾値設定部24は、基準値Voが新たな値に更新されると、基準値Voに対して所定の定数Kを乗じて新たな閾値Tへと更新する。すなわち、電源電圧の変動等により受光出力の特性が変動している場合には、その変動に併せて基準値Voが更新される。そして、基準値Voが変更されると、その比率は保たれるように閾値Tが更新されるため、閾値Tの値自体は適宜変更される。
Further, when the reference value Vo is updated to a new value, the threshold
このように構成された光センサ100の被検出物TGの検出動作について図4のフローチャートを参照しながら説明する。
The detection operation of the object to be detected TG of the
光センサ100の電源がオンとなると、出力取込部22は受光素子21の受光出力をn回取込、その平均値V1を算出する(ステップS1)。この起動時については被検出物TGの有無の判定を行うことなく、基準値設定部23は出力取込部22で算出された平均値V1を基準値Voとして設定する。また、閾値設定部24は、設定された基準値Voに所定の係数Kを乗じた値を閾値Tとして設定する(ステップS2)。
When the power of the
初期設定が完了すると被検出物TGの有無に関する判定動作と基準値Voの更新動作が開始される。すなわち、出力取込部22は受光素子21の受光出力をn回取り込み、平均値V1を算出する(ステップS3)。
When the initial setting is completed, the determination operation regarding the presence / absence of the detected object TG and the update operation of the reference value Vo are started. That is, the
次に判定部25は、新たに算出された平均値V1と基準値Voに例えば所定の定数Kである0.95を乗じた値である閾値Tとの比較を行う(ステップS4)。
Next, the
ここで、平均値V1が閾値Tよりも小さい場合には判定部25は被検出物TGがあることを示す判定出力Loを出力する(ステップS5)。ステップS5へ至った場合には基準値Voの更新は行わずに、ステップS3へと戻り、所定位置での被検出物TGの有無に関する判定動作を繰り返す。
Here, when the average value V1 is smaller than the threshold value T, the
一方、平均値V1が基準値Voよりも大きい場合には判定部25は被検出物TGが無いことを示す判定出力Hiを出力する(ステップS6)。この場合には、基準値Voの更新を行うかどうかが判定される(ステップS7)。
On the other hand, when the average value V1 is larger than the reference value Vo, the
例えば、現在の平均値V1が現在の基準値Voの例えば上下1%内に含まれている場合には、ステップS2に戻り、基準値設定部23は、現在の平均値V1を新たな基準値Voとして更新する。一方、平均値V1が現在の基準値Voの例えば上下1%以内に含まれておらず、例えば何らかの原因で大きな差が発生している場合には基準値Voの更新は行われずに、ステップS3に戻り、被検出物TGの判定動作がそのまま繰り返される。
For example, when the current average value V1 is included within, for example, 1% above and below the current reference value Vo, the process returns to step S2, and the reference
なお、ステップS4からステップS7での動作が行われる前にユーザから基準値Voを更新するように外部入力があった場合には、ステップS4からステップS7の動作が行われずに即時にその時点での平均値V1で基準値Voが更新されるように基準値設定部23を構成してもよい。
If there is an external input from the user to update the reference value Vo before the operation from step S4 to step S7 is performed, the operation from step S4 to step S7 is not performed immediately at that time. The reference
このように第1実施形態の光センサ100によれば、電源電圧が変動するなどして受光素子21の受光出力特性が変化し、同じ光量を受光していても出力される受光出力が変化している場合には、基準値Voは被検出物TGが検出されていない間の平均値V1で新たな値に更新される。そして、閾値設定部24は常に同じ所定の係数Kを基準値Voに乗じて閾値Tを設定するので、基準値Voが更新されるごとに相対的な割合は同じ閾値Tが更新される。
As described above, according to the
すなわち、被検出物TGが間欠的に搬送されてくる状態において被検出物TGが無い状態での受光出力の平均値V1がその時の基準値Voを基準として絶対値が所定値内での差が発生している場合には基準値Voの値がその時の平均値V1で更新される。 That is, the difference in the absolute value within the predetermined value of the average value V1 of the light receiving output in the state where the detected object TG is intermittently conveyed and in the absence of the detected object TG is based on the reference value Vo at that time. If it occurs, the value of the reference value Vo is updated with the average value V1 at that time.
また、閾値Tは電源電圧の変動等が反映された値に常に保たれているので、透明部TG1を通過した光を受光した場合でも、閾値Tはその受光出力を上回るように設定できる。したがって、透明部TG1を通過した光を受光している場合に被検出が無いことを示す判定出力Loが誤って判定部25から出力されるのを防ぐことができる。
Further, since the threshold value T is always maintained at a value that reflects fluctuations in the power supply voltage and the like, the threshold value T can be set to exceed the received light output even when light that has passed through the transparent portion TG1 is received. Therefore, it is possible to prevent the determination output Lo, which indicates that there is no detection, from being erroneously output from the
次に本発明の第2実施形態に係る光センサ100について図5乃至図7を参照しながら説明する。なお、第1実施形態において説明した各部に対応する部分には同じ符号を付すこととする。
Next, the
第2実施形態の光センサ100は、被検出物TGの有無を判定するために使用される受光素子21の受光出力を外部にアナログ出力として出力可能に構成されたものである。すなわち、図5に示すようにマイクロコンピュータMCはD/Aコンバータによってアナログ出力を出力する外部出力生成部26としての機能を実現するように構成されている。
The
この外部出力生成部26は、前記受光素子21から出力されている受光出力をそのまま外部出力として出力するのではなく、受光出力について被検出物TGを検出するのに適した形に補正して外部に出力する。
The external
すなわち、外部出力生成部26は、図6の模式図に示すように、透明部TG1を通過した光を前記受光素子21が検出した場合の受光出力の基準値Voに対する低下量が拡大されたアナログの外部出力を生成する。具体的には、受光素子21の受光出力をそのまま外部出力とした場合、図6(b)に示すように被検出物TGが無い場合に受光素子21が出力する最大の受光出力と透明部TG1を通過した光を検出している場合における受光素子21の受光出力との差は小さい。これは透明部TG1を通過した光を検出した場合に、最大受光出力の半分程度よりも大きな受光出力が発生してしまうためである。このため、受光出力そのものは被検出物TGが有る場合、透明部TG1を通過している光を検出している場合、印刷部等によって完全に光が遮蔽されている状態の3つの状態についてそれぞれ均等に受光出力の違いとして反映させることができない。したがって、受光出力そのものを外部出力とした場合には、この外部出力に対して最大出力と透明部TG1を通過しているときの出力の間に閾値を設定して、被検出物TGの有無を判定しようとすると閾値を設定できる範囲が非常に限られており、使い勝手が悪い。
That is, as shown in the schematic diagram of FIG. 6, the external
このような問題を解決するために外部出力生成部26は、図6(a)及び図6(b)を比較するとわかるように透明部TG1を通過した光が受光素子21で検出されている場合の外部出力は、最大の受光出力の半分程度となるように受光出力の低下量を拡大している。
In order to solve such a problem, the external
また、外部出力生成部26は、低下量の拡大倍率を決定する係数を外部入力として受け付けるように構成されており、基準値Voに対する受光出力の低下量をどの程度拡大して外部出力とするかを適宜設定できる。なお、この拡大倍率については判定動作及び更新動作が開始される前に予め設定され、動作中には変更されない。
Further, the external
加えて、電源電圧の変動等により被検出物TGが無い場合に受光素子21の受光出力が変動した場合には基準値Voが更新されて、透明部TG1を通過した光が検出された場合の受光出力は常に最大出力に対して所定比率に保たれるように構成されている。
In addition, when the light receiving output of the
次に図7に示すフローチャートを参照しながら、第2実施形態の光センサ100の動作について説明する。
Next, the operation of the
光センサ100の電源がオンとなると、出力取込部22は受光素子21の受光出力をn回取込、その平均値V1を算出する(ステップST1)。
When the power of the
この起動時については被検出物TGの有無の判定を行うことなく、基準値設定部23は出力取込部22で算出された平均値V1を基準値Voとして設定する。初回時以外については所定条件が満たされた場合には、基準値Voはその時の受光出力の平均値V1に基づいて更新される(ステップST2)。
At the time of this activation, the reference
初期設定が完了すると外部出力生成部26の動作が開始される。すなわち、出力取込部22は受光素子21の受光出力をn回取り込み、平均値V1を算出する(ステップST3)。
When the initial setting is completed, the operation of the external
次に外部出力生成部26は、差分出力V2の算出を開始する(ステップST4)。具体的には、外部出力生成部26は差分出力V2として、受光出力の平均値V1から基準値Voに外部入力によって予め設定された係数A(0≦A≦1)を乗じた値を減算した値を算出する(ステップST5)。次に差分出力V2が0以上であるかどうかを外部出力生成部26は判定する(ステップST6)。差分出力V2が0以上の場合には算出された値がそのまま維持され(ステップST7)、差分出力V2が0より小さい場合には差分出力V2は0として扱われる(ステップST8)。
Next, the external
差分出力V2の算出が完了すると、外部出力生成部26は、差分出力V2と係数Aに基づいて外部出力Voutを算出する。具体的には、Vout=V2×{1/(1-A)}=(V1-Vo×A)×{1/(1-A)}を外部出力生成部26は外部出力として算出し、その値を示す電圧をアナログ信号として出力する(ステップST9)。ここで、V1=Voの場合には、Vout=V1となり、受光出力と外部出力は同じ値となるようにしてある。一方、受光出力の平均値V1が基準値Voよりも小さく、差分出力V2が0より大きい場合には、受光出力の低下量が拡大されて受光出力の平均値V1よりも小さい外部出力Voutが出力されることになる。なお、受光出力と外部出力については同じ値に設定しなくてもよく、それぞれ異なる値となるように設定しても構わない。
When the calculation of the difference output V2 is completed, the external
次にユーザによって外部出力Voutの調整を行うために基準値Voを更新するための外部入力があった場合には、基準値設定部23はその時の平均値V1で基準値Voの更新を行う(ステップST10)。
Next, when there is an external input for updating the reference value Vo in order to adjust the external output Vout by the user, the reference
外部入力がない場合には、基準値設定部23は被検出物TGの有無に関する判定を行う(ステップST11)。被検出物TGが有る場合には基準値設定部23は基準値Voの更新を行わずに外部出力の生成が繰り返される。一方、被検出物TGが無い場合には基準値設定部23は平均値V1と基準値Voとの差が所定範囲内であるかどうかを判定する。差が所定範囲内の場合には基準値設定部23は基準値Voを取得されている平均値V1に更新する(ステップST12)。一方、差が所定範囲外の場合には基準値設定部23は基準値Voを更新しない。
When there is no external input, the reference
このように構成された第2実施形態の光センサ100であれば、受光素子21の受光出力をそのままの形でアナログ出力した場合と比較して、透明部TG1を有する被検出物TGの有無を判定するのに適した外部出力をアナログ信号として出力することができる。
In the case of the
すなわち、受光出力であれば被検出物TGが無い場合と透明部TG1を通過した光が受光素子21で検出されている場合とで受光出力の違いが小さく、閾値の設定可能な範囲が小さくなってしまうのに対して、第2実施形態の光センサ100の外部出力であれば透明部TG1を通過した光が受光素子21で検出されている場合の外部出力の値を被検出物TGが存在しない場合の外部出力の値に対して半分程度にすることもでき、閾値を設定しやすくできる。
That is, if it is a light receiving output, the difference in the light receiving output is small between the case where there is no light receiving object TG and the case where the light passing through the transparent portion TG1 is detected by the
その他の実施形態について説明する。 Other embodiments will be described.
前記実施形態では本発明に係る光センサを被検出物の個数を検出するためのカウンタとして用いる場合を例として説明したが、この光センサはその他の用途に用いても構わない。例えば、本発明に係る光センサと、被検出物を所定位置へ間欠的に搬送する搬送機構と、前記光センサの出力に基づいて、前記被検出物の搬送異常を判定する異常判定部と、を備えた搬送装置として構成してもよい。このようなものであれば、透明部を有する被検出物が光センサの検出位置において搬送詰まりを起こして異常が発生している場合でも、被検出物がないことと搬送詰まりが発生していることを区別して判定することが可能となる。 In the above embodiment, the case where the optical sensor according to the present invention is used as a counter for detecting the number of objects to be detected has been described as an example, but the optical sensor may be used for other purposes. For example, an optical sensor according to the present invention, a transport mechanism that intermittently transports an object to be detected to a predetermined position, an abnormality determination unit that determines a transport abnormality of the object to be detected based on the output of the optical sensor, and an abnormality determination unit. It may be configured as a transport device provided with. In such a case, even if the object to be detected having a transparent portion causes a transport clogging at the detection position of the optical sensor and an abnormality occurs, there is no object to be detected and the transport clogging occurs. It is possible to distinguish and judge.
本発明に係る光センサにより有無が判定される被検出物は樹脂製の紙幣に限られるものではなく、その他の透明部を有したシート状のものであっても構わない。例えば間欠的に搬送されてくる透明フィルムの有無を光センサで検出するようにしてもよい。 The object to be detected whose presence or absence is determined by the optical sensor according to the present invention is not limited to the resin banknote, and may be a sheet-like object having another transparent portion. For example, the presence or absence of the transparent film that is intermittently conveyed may be detected by an optical sensor.
光センサからの出力は、被検出物の有無を示すデジタル信号である判定出力と、アナログ信号である外部出力を同時に並列して出力するものであっても構わない。 The output from the optical sensor may be an output in which a determination output, which is a digital signal indicating the presence or absence of an object to be detected, and an external output, which is an analog signal, are simultaneously output in parallel.
各実施形態の光センサはいわゆる透過型の光センサであったが、投光器と受光器を被検出物に対して同じ側に設けておき、反対側に反射ミラーを配置し、投光器から射出された光が反射ミラーで反射されて受光器に対して検出されるかどうかで被検出物の有無を判定する回帰反射型の光センサとして構成しても構わない。 The optical sensor of each embodiment was a so-called transmissive optical sensor, but a floodlight and a light receiver were provided on the same side with respect to the object to be detected, a reflection mirror was placed on the opposite side, and light was emitted from the floodlight. It may be configured as a retroreflective type optical sensor that determines the presence or absence of an object to be detected based on whether or not the light is reflected by the reflection mirror and detected by the light receiver.
被検出物の有無を判定するマイクロコンピュータについては受光器に設けずに投光器内に設けておき、受光素子の出力が投光器内へと送信できるように配線してもよい。 The microcomputer for determining the presence or absence of the object to be detected may be provided in the floodlight instead of being provided in the light receiver, and may be wired so that the output of the light receiving element can be transmitted into the floodlight.
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の一部同士を組み合わせたり、変形したりしても構わない。 In addition, a part of various embodiments may be combined or modified as long as it does not contradict the gist of the present invention.
100・・・光センサ
1 ・・・投光器
11 ・・・LED
2 ・・・受光器
21 ・・・受光素子
22 ・・・出力取込部
23 ・・・基準値設定部
24 ・・・閾値設定部
25 ・・・判定部
26 ・・・外部出力生成部
TG ・・・被検出物
TG1・・・透明部
100 ...
2 ・ ・ ・
Claims (9)
前記所定位置へ光を射出するLEDと、
前記所定位置を通過した光、又は、前記被検出物の前記透明部を透過した光を検出するように設けられた受光素子と、
前記所定位置に前記被検出物が無い場合に前記受光素子が出力する受光出力に基づいて基準値を設定する基準値設定部と、
前記基準値に基づいて閾値を設定する閾値設定部と、
前記受光素子の受光出力の示す値と閾値との大小関係に基づいて、前記被検出物の有無のいずれかを示すデジタルの判定出力を出力する判定部と、を備え、
前記基準値設定部が、前記被検出物が前記所定位置に間欠的に搬送されている間において、前記所定位置に前記被検出物が無い場合に、
前記受光素子が出力する受光信号の示す値と、前記基準値との差の絶対値が所定値よりも小さい場合に前記基準値を更新し、
前記受光素子が出力する受光信号の示す値と前記基準値との差の絶対値が前記所定値を超える場合に前記基準値を更新しないように構成されていることを特徴とする光センサ。 An optical sensor used to detect a sheet-shaped object to be detected having a transparent portion at least partially, which is intermittently conveyed to a predetermined position.
An LED that emits light to the predetermined position and
A light receiving element provided so as to detect light that has passed through the predetermined position or light that has passed through the transparent portion of the object to be detected.
A reference value setting unit that sets a reference value based on the light receiving output output by the light receiving element when the object to be detected is not present at the predetermined position.
A threshold setting unit that sets a threshold value based on the reference value,
A determination unit that outputs a digital determination output indicating either the presence or absence of the object to be detected based on the magnitude relationship between the value indicated by the light receiving output of the light receiving element and the threshold value is provided.
When the reference value setting unit does not have the object to be detected at the predetermined position while the object to be detected is intermittently conveyed to the predetermined position.
When the absolute value of the difference between the value indicated by the light receiving signal output by the light receiving element and the reference value is smaller than the predetermined value, the reference value is updated.
An optical sensor characterized in that the reference value is not updated when the absolute value of the difference between the value indicated by the light receiving signal output by the light receiving element and the reference value exceeds the predetermined value.
前記被検出物を所定位置へ間欠的に搬送する搬送機構と、
前記光センサの出力に基づいて、前記被検出物の検出個数を出力する検出個数出力部と、を備えたカウンタ。 The optical sensor according to any one of claims 1 to 7.
A transport mechanism that intermittently transports the object to be detected to a predetermined position,
A counter including a detection number output unit that outputs the detection number of the object to be detected based on the output of the optical sensor.
前記被検出物を所定位置へ間欠的に搬送する搬送機構と、
前記光センサの出力に基づいて、前記被検出物の搬送異常を判定する異常判定部と、を備えた搬送装置。 The optical sensor according to any one of claims 1 to 7.
A transport mechanism that intermittently transports the object to be detected to a predetermined position,
A transport device including an abnormality determination unit for determining a transport abnormality of the object to be detected based on the output of the optical sensor.
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