JP3186669B2 - 識別装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、反射光又は透過
光により紙幣等の被識別物を識別する識別装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の識別装置（例えば紙幣の識別を行
う識別装置）においては、搬送される紙幣に発光器（光
源）から光を照射し、その反射光或いは透過光を光学セ
ンサにより受光して鑑別データ（識別データ、判別デー
タ、判定データ）を収集する一方、予め正規の紙幣の受
光データを標準データとして収集しておき、上記鑑別デ
ータと標準データとを比較することで紙幣の識別を行っ
ている。

【０００３】前記鑑別データは標準データ収集時と同条
件下で収集するか、或いは、同条件下で収集したのと同
じになるように収集データを正規化することが装置の鑑
別機能を左右する。しかし、鑑別データは、発光器の光
量の変動、外部温度等の外乱により出力変動を生ずるた
め、これらの変動要素をなくし標準データと同等の条件
化で収集されるように光学センサ出力（受光センサ出
力）を補正する測定データ補正方法が考えられている。

【０００４】例えば、光学センサ出力又は受光センサ出
力の近傍に配置した温度読取りセンサで温度をアナログ
信号として読み取り、該読み取ったアナログ信号を直接
オペアンプに入力して補正する方法、或いは、同様にサ
ーミスタを使用して温度補正を行う方法、或いは、受光
センサ出力のアナログ信号をＡ／Ｄ変換してソフトウェ
アー処理により補正する方法等である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
温度読取りセンサやサーミスタを用いた測定データ補正
方法は、温度ドリフトの補正のみ考慮されたものであっ
て、経年変化に対して全く考慮されない。また、サーミ
スタにて補正する方法は、受光、発光素子とサーミスタ
の温度特性カーブが同じ素子を選ばなければならないた
め、事実上不可能である。

【０００６】また、半導体の特性上、ＬＥＤは温度が上
昇すると、輝度が落ちる一方、フォトトランジスタは温
度が上昇すると、受光感度が上がる。これら受光、発光
素子の温度特性は、共に温度に対して高次に変化するた
め一元的には補正できない。一元的に補正できないパラ
メーターが２つあるため、上記ソフトウェアー処理によ
る補正も事実上不可能である。

【０００７】この発明は上記課題を解決するために成さ
れたもので、温度ドリフトや経年変化等に対して高精度
な補正が行え、被識別物の真偽を高精度に識別し得る識
別装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、電流量に応じて発光量を変
化させる発光器と、受光量に応じて所定の物理特性を変
化させる受光器とを備え、これら発光器の発光および受
光器の受光により、被識別物の反射光或は透過光の受光
データを計測し、この受光データに基づいて被識別物の
識別を行う識別装置であって、前記受光器の物理特性の
変化を所定の電気量の変化として出力する第１接点と、
この第１接点の電気量を帰還して前記発光器に流す電流
量を調整することで当該第１接点に出力される電気量を
所定値に補正する補正手段と、前記受光データの計測前
に第１接点の電気量を前記補正手段に帰還させる一方、
前記受光データの計測時に前記帰還を絶つ第１スイッチ
手段と、この第１スイッチ手段が前記帰還を絶つ前と後
とで前記発光器に流す電流量を一定に保持する保持手段
とを備えた構成とした。

【０００９】この請求項１記載の発明によれば、受光デ
ータ計測前に第１スイッチ手段をオン状態とした後、受
光データ計測時に第１スイッチ手段をオフ状態とするこ
とで、計測前に発光器の発光状態が補正され第１接点の
所定の電気量が所定値になり、その後、保持手段によっ
て発光器の状態が補正された状態のまま保持されて、受
光データの計測が行われる。つまり、温度ドリフトや経
年変化等に対して高精度に補正された状態で受光データ
の計測が行える。

【００１０】ここで、被識別物は、例えば、紙幣、小切
手、手形、有価証券、切手などの有価価値媒体、並び
に、免許証やパスポート等である。発光器は、例えば、
光導体レーザー、発光ダイオード、個体レーザー、各種
電球等が使用できる。受光器は、例えば、ホトダイオー
ド、ホトトランジスタ等が使用可能で、物理特性は、ホ
トダイオードの場合は起電力であり、ホトダイオードの
場合では抵抗などである。第１接点に出力される電気量
は、例えば、電圧などであるが、その他、電流、パルス
信号などとすることも可能である。

【００１１】請求項２記載の発明は、電流量により発光
量を変化させる発光器と、受光量に応じて前記所定の物
理特性として抵抗値を変化させる受光器とを備え、これ
ら発光器の発光および受光器の受光により、被識別物の
反射光或は透過光の受光データを計測し、該受光データ
に基づいて被識別物の識別を行う識別装置であって、前
記受光器の抵抗の変化を前記所定の電気量として電圧の
変化として出力する第１接点と、入力端子を有し前記発
光器に電流を供給すると共に前記入力端子の電圧に応じ
て供給する電流値を変化させる電流供給回路と、所定の
基準電圧と前記第１接点の出力電圧とを演算増幅して出
力する演算増幅器と、前記受光データの計測前に前記演
算増幅器の出力を前記電流供給回路の入力端子に帰還さ
せると共に前記受光データ計測時に該帰還を絶つ第１ス
イッチ手段と、該第１スイッチ手段が前記帰還を絶つ前
と後とで前記電流供給回路の入力端子の電圧を一定に保
持する電圧保持手段とを備えた構成とした。

【００１２】この請求項２記載の発明によれば、第１ス
イッチ手段がオン状態の場合、第１接点の出力電圧が所
定の基準電圧と共に演算増幅されて、電流供給回路の入
力端子に帰還されるので、回路中の各接点の電圧は上記
基準電圧に基づいた電圧となる。つまり、第１接点は演
算増幅回路の他方の入力端子に接続されているので、そ
の出力電圧は基準電圧で決定されている電圧となり、温
度や経年により発光器や受光器の特性が変化しても全く
変位しない。即ち、第１スイッチ手段をオン状態とする
ことで、第１接点の電位を固定値とするように発光器の
発光状態が補正される。

【００１３】一方、第１スイッチ手段がオフ状態の場
合、演算増幅器を介した第１接点の出力電圧の帰還が断
たれて、受光器側と発光器側との回路が分断され受光量
に応じて第２接点の電位が変化するので、従来と同様
に、発光器の発光を被識別物を介して受光器に受光させ
ることで、第２接点等の電位の変化により上記受光デー
タの計測が行える。

【００１４】また、第１スイッチ手段がオンからオフに
切り替わる段階において、上記保持手段が電流供給回路
の入力電圧を保持するので、発光器に流れる電流値は上
記補正時の値のまま継続されることとなり、その後、発
光器の発光状態は補正時の状態を維持する。従って、第
１接点の出力電圧は、上記の切り替わる段階において、
上記補正時の固定値となる。

【００１５】上述のことから、受光データ計測前に第１
スイッチ手段をオン状態とした後、受光データ計測時に
第１スイッチ手段をオフ状態とすることで、計測前に第
１接点の出力電圧を固定値に補正し（発光器の発光状態
を補正し）、この補正された状態で受光データの計測を
行うことが出来る。つまり、温度ドリフトや経年変化等
に対して高精度に補正された状態で受光データの計測が
行える。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項１又は２に
記載の識別装置において、前記受光器の物理特性の値と
前記第１接点に出力される電気量の値との対応関係を変
更可能な変更手段と、前記受光データの計測位置に被識
別物がある場合とない場合とで前記変更手段を作用させ
て前記対応関係を切り換える第２スイッチ手段とを備え
た構成とした。

【００１７】例えば、受光データを計測する形式が反射
光を利用するものであれ透過光を利用するものであれ、
被識別物が計測位置にある場合とない場合とでは、受光
素子に照射される光量は大きく変わる。それに対して、
発光器の発光量の変動可能な幅は大きくないのが実状で
ある。例えば、発光ダイオードの発光量の変動幅は非常
に小さく、より光量を減らそうとして電圧をさげれば一
度に消えてしまう。従って、発光器によっては、上記第
１スイッチのオンによる補正だけでは、被識別物のある
なしには対応できない。

【００１８】この請求項３記載の発明によれば、被識別
物のあるなしにより第２スイッチがオン／オフして、受
光器の物理特性と前記第１接点に出力される電気量との
対応関係を変更させるので、この変更により、被識別物
の抜き差しによる受光素子に照射される光量の大きな変
化に対応して、第２接点の電気量を上記補正時の固定値
に安定的にもっていくことが出来る。

【００１９】ここで、受光器の物理特性と第１接点に出
力される電気量との対応関係を変更可能な変更手段と
は、例えば、上記物理特性が抵抗で電気量が電圧であれ
ば、受光器に抵抗を並列接続して第２接点の分圧比を変
化させる手段、受光器が接続された回路に供給される電
圧を変化させる手段などが可能である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図１と図２に基づいて、本
発明の実施の形態について説明する。

【００２１】図１は、本発明の実施の形態の識別装置
（有価価値媒体識別装置）１００内に設けられた発光受
光装置２０の回路構成図、図２は識別装置１００の全体
概略図である。

【００２２】この実施の形態の識別装置１００は、図２
に示すように、被識別物としての紙幣（有価価値媒体）
に光を照射し、その透過光を計測して紙幣を鑑別するも
ので、発光受光装置２０、増幅器３０、Ａ／Ｄ変換器３
１、判定手段３２等から構成される。発光受光装置２０
の発光器５Ａと受光器６Ａとの間に紙幣Ｄが搬送されて
受光データが計測される。

【００２３】発光受光装置２０は、図１に示すように、
本発明の特徴である補正回路を含むもので、演算増幅器
１、第１スイッチ手段としてのアナログスイッチ２、電
圧保持手段としての電界コンデンサー３、増幅器４、発
光器５Ａを構成する発光素子５（例えば発光ダイオー
ド）、受光器６Ａを構成する受光素子６（例えばホトト
ランジスタ）、受光素子６の抵抗値と出力電圧との対応
関係を変更する変更手段としての可変抵抗７、第２スイ
ッチ手段としてのスイッチ８、並びに、抵抗１１，１２
等から構成される。

【００２４】受光素子６は、受光量に応じて抵抗値を変
化させる素子である。この受光素子６と抵抗１２との接
点が第１接点としての接点Ｐを構成しており、受光デー
タを表す出力電圧が出力される。受光素子６の抵抗値と
接点Ｐの出力電圧との対応関係は、スイッチ８をオフに
して可変抵抗７の接続を有効とすることで、変更される
ようになっている。

【００２５】増幅器４と抵抗１１は、発光素子５に電流
を供給する電流供給回路を構成している。接点Ｑから入
力された電圧は、増幅器４により所定倍に増幅されて出
力され、発光素子５に供給される電流値を決定する。

【００２６】電界コンデンサー３は、スイッチ２がオン
からオフに切り替わるときに、接点Ｑの電圧を保持する
ものである。増幅器４は入力インピーダンスが高く、電
界コンデンサー３のデイスチャージを低く抑える。

【００２７】演算増幅器１は、例えば、１方の入力端子
に基準電圧９とを入力し、他方の入力端子に接点Ｐの出
力電圧を帰還させ、それらの演算増幅後の電圧を接点Ｑ
に出力する。スイッチ２は、この演算増幅器１を介した
接点Ｐの出力電圧の帰還をオン／オフさせるものであ
る。

【００２８】この実施の形態の識別装置１００は、上記
のように構成され、次のようにして、発光素子５や受光
素子６の特性変化に対応した補正処理を行いながら、有
価価値媒体の透過光である受光データを得るようになっ
ている。

【００２９】即ち、発光素子５から発光された光は、識
別装置１００を搬送される紙幣Ｄを透過されて受光素子
６に受光される。この受光素子６に受光された光は演算
増幅器１で増幅されアナログスイッチ２を介して接点Ｑ
に出力され、電解コンデンサ３に蓄積されると共に、増
幅器４を介して発光素子５に電流を供給して光らせる。

【００３０】先ず、有価価値媒体の受光データの計測前
においてアナログスイッチ１をオンにして補正を行う。
アナログスイッチ１がオンになっている場合には、発光
受光装置２０の回路は、受光素子６と発光素子５とで閉
ループを形成しており、如何なる場合でも、発光素子６
のコレクタ側である接点Ｐは、発光素子５と受光素子６
の位置関係（距離が離れても、近づいても）に関係な
く、正確に基準電圧９に依存した電位となる。即ち、発
光素子５と受光素子６との関係において温度ドリフト及
び経年変化に対し無関係になる。

【００３１】つまり、実際の動作ではスタンバイ中（紙
幣がない状態）にアナログスイッチ２はオンにしてお
き、温度変化によるドリフトを常に補正している状態に
する。

【００３２】この補正された状態で、アナログスイッチ
２をオフ作動させて受光データの計測を始める。アナロ
グスイッチ２をオフとした場合は、発光素子５のカソー
ド側の電位は電解コンデンサ３の作用により保持され、
アナログスイッチ２のオフ作動以前の電位の状態が保た
れる。

【００３３】つまり、紙幣が挿入された時に、アナログ
スイッチ２をオフにして、温度ドリフトや経年変化を吸
収した状態とする。そして、この状態で受光データを計
測する。

【００３４】なお、識別装置１００を紙幣識別装置とし
た場合においては、紙幣が発光器５Ａと受光器６Ａとの
間に挿入されている場合とない場合とで、受光量が大き
くことなるので、閉ループの状態（アナログスイッチ２
がオンの状態）で紙幣識別装置を動作させて、受光素子
６のコレクタ電位が基準電位となる状態で使用する。

【００３５】被識別物として紙幣を挿入された場合と挿
入されていない状態では、発光素子５の輝度は、１００
倍程度の差がある。ダイナミックレンジが広くなり、そ
れだけの差は吸収することができない。即ち、発光素子
５の輝度を１／１００に落とすことはできない。

【００３６】従って、紙幣の挿入されていない時と挿入
された時の発光素子５の輝度が同じ程度になるように受
光素子５のコレクタ抵抗の調整をアナログスイッチ８の
オン／オフにより行う。即ち、紙幣の挿入されていない
時は、アナログスイッチをオンとしてコレクタ側の抵抗
を低くし、紙幣が挿入された時にアナログスイッチをオ
フとしてコレクタ側の抵抗を高くする。この操作によ
り、紙幣が挿入された場合とされない場合の両方で、安
定した状態で接点Ｐの電位を基準電位にもっていくこと
が出来る。

【００３７】発光受光装置２０から出力された電圧は、
その後、増幅器３０、Ａ／Ｄ変換器３１、判定手段３２
を経て受光データとして取得され、正規の受光データと
比較されて鑑別される。

【００３８】以上のように、この実施の形態の識別装置
１００によれば、光学検出手段（発光素子５や受光素子
６）の特性に温度ドリフトや経年変化等があっても、こ
れらを補正して、光学的手段に基づく出力データとして
高精度のものが得られる。従って、紙幣の真偽判別等に
使用される標準パターンの許容値も小さくすることが可
能となり、識別装置の性能向上を図ることが可能とな
る。

【００３９】なお、本発明は、この実施の形態の識別装
置１００に限られるものではなく、例えば、第１接点と
して受光素子６のコレクタの接点Ｐを挙げたが、抵抗を
エミッタ側に直列に接続して、エミッタ側の接点を第１
接点としてもよいし、その他、受光素子６の抵抗変化を
電圧変化として出力できれば、どのような回路構成のど
の接点としても良い。また、第１接点の電圧を（後続の
増幅器３０等への）出力とする必要もない。また、第１
接点の電圧を帰還させて第１接点の電圧を所定値に補正
する回路構成も様々な構成がありえる。その他、保持手
段としての電界コンデンサーや、変更手段としての可変
抵抗７など、具体的に示した細部構成等は発明の主旨を
逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、この発明の識別装置によ
れば、受光器側の第１接点の出力電圧を演算増幅器を介
して発光器側に帰還することで、発光器および受光器の
温度ドリフトや経年変化による特性変化を補正すること
が出来る。そして、第１スイッチを切り替えることで、
上記の補正された状態のまま、従来どおりの受光データ
の計測を行うことが出来る。

【００４１】また、第２スイッチの切り換えにより、被
識別物が計測箇所にある場合とない場合との受光量の大
きな変化に対応できるようになっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の識別装置に設けられた発
光受光装置を示す回路図である。

【図２】識別装置の全体を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 演算増幅器 ２ アナログスイッチ（第１スイッチ手段） ３ 電界コンデンサ（電圧保持手段） ４ 増幅器 ５ 発光素子 ６ 受光素子 ７ 可変抵抗（変更手段） ８ アナログスイッチ（第２スイッチ手段） ９ 基準電圧 ２０ 発光受光装置 ３２ 判定手段 Ｄ 紙幣（有価価値媒体、被識別物）

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電流量に応じて発光量を変化させる発光
   器と、受光量に応じて所定の物理特性を変化させる受光
   器とを備え、これら発光器の発光および受光器の受光に
   より、被識別物の反射光或は透過光の受光データを計測
   し、この受光データに基づいて被識別物の識別を行う識
   別装置であって、 前記受光器の物理特性の変化を所定の電気量の変化とし
   て出力する第１接点と、 この第１接点の電気量を帰還して前記発光器に流す電流
   量を調整することで当該第１接点に出力される電気量を
   所定値に補正する補正手段と、 前記受光データの計測前に第１接点の電気量を前記補正
   手段に帰還させる一方、前記受光データの計測時に前記
   帰還を絶つ第１スイッチ手段と、 この第１スイッチ手段が前記帰還を絶つ前と後とで前記
   発光器に流す電流量を一定に保持する保持手段とを備え
   たことを特徴とする識別装置。
2. 【請求項２】 電流量により発光量を変化させる発光器
   と、受光量に応じて前記所定の物理特性として抵抗値を
   変化させる受光器とを備え、これら発光器の発光および
   受光器の受光により、被識別物の反射光或は透過光の受
   光データを計測し、該受光データに基づいて被識別物の
   識別を行う識別装置であって、 前記受光器の抵抗の変化を前記所定の電気量として電圧
   の変化として出力する第１接点と、 入力端子を有し前記発光器に電流を供給すると共に前記
   入力端子の電圧に応じて供給する電流値を変化させる電
   流供給回路と、 所定の基準電圧と前記第１接点の出力電圧とを演算増幅
   して出力する演算増幅器と、 前記受光データの計測前に前記演算増幅器の出力を前記
   電流供給回路の入力端子に帰還させると共に前記受光デ
   ータ計測時に該帰還を絶つ第１スイッチ手段と、該第１
   スイッチ手段が前記帰還を絶つ前と後とで前記電流供給
   回路の入力端子の電圧を一定に保持する電圧保持手段と
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の識別装置。
3. 【請求項３】 前記受光器の物理特性の値と前記第１接
   点に出力される電気量の値との対応関係を変更可能な変
   更手段と、 前記受光データの計測位置に被識別物がある場合とない
   場合とで前記変更手段を作用させて前記対応関係を切り
   換える第２スイッチ手段とを備えたことを特徴とする請
   求項１又は２に記載の識別装置。