JPS6115476B2

JPS6115476B2 -

Info

Publication number: JPS6115476B2
Application number: JP54133310A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Oikawa; Tsugio Takahashi; Hidenori Sato; Tsuneo Hirose; Tadao Sendai
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-10-16
Filing date: 1979-10-16
Publication date: 1986-04-24
Also published as: JPS5657176A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、紙葉制御回路に関し、特に電子計算
機の周辺装置として用いられる光学文字読取機お
よびマーク・シート読取機等の紙葉制御回路に関
するものである。

光学文字読取機（以下OCRと記す）またはマ
ーク・シート読取機等には給紙機構が設けられ、
紙葉の束から１枚ずつ紙葉を取出して読取り位置
に給送する。その場合、給送経路に紙葉が給送さ
れているか否かを検出し、これを制御するため紙
葉制御回路が設けられている。

従来より、紙葉制御回路には、第１図に示すよ
うな光検出器が使用され、光源（発光ダイオード
やタングステン・ランプ等）３と光電変換素子
（ソーラ・セルやホト・トランジスタ等）１とを
対向させて、その間に紙葉４を通過させる。

光源３からの光が紙葉４を透過して光電変換素
子１に達すると、透過光量に比例した電気信号に
変換されて増幅器２で増幅された後、第２図ａに
示すように、比較器１２によりあらかじめ設定さ
れたスライス・レベルでデイジタル化される。こ
のように、従来、スライス・レベルの設定方法と
しては、第２図ａに示すように、増幅器２の外部
に可変抵抗器VR１を設けるか、あるいはさらに
比較器１２の基準電源側に可変抵抗器VR２を設
けて、これらの可変抵抗器VR１，VR２をあらか
じめ調整することにより設定するか、または増幅
器２自体の利得を変えるとともに、可変抵抗器
VR２を調整することにより設定する。演算増幅
器２′を用いる場合には、第２図ｂに示すよう
に、可変抵抗器VR３を調整することにより、ス
ライス・レベルを設定する。

これは、光源３の明るさのバラツキ、光電変換
素子１の感度のバラツキ、および光源３と光電変
換素子１の距離のバラツキ等により、光電変換素
子１の出力が大幅に変動するため、それに応じて
スライス・レベルを人為的に設定する必要がある
からである。

このように、従来においては、スライス・レベ
ルを調整できるようにするため、可変抵抗器を使
用せざるを得なという問題点がある。すなわち、
可変抵抗器を取付けてスライス・レベルまたは増
幅器利得を装置ごとに人為的に調整するため、測
定器の精度や調整者の設定誤差等により、最適な
スライス・レベルの設定が期待できない。

また、装置の周囲温度の変化や、紙葉の繊維屑
等の付着による経時変化等によつても、最適なス
ライス・レベルは維持し難い。

さらに、可変抵抗器の故障率が高く、光検出回
路の信頼性向上の隘路の１つになつている。

そこで、本発明者は、先に、装置の使用開始に
先立ち適切なスライス・レベルを自動的に設定
し、一度設定した後は長期間安定な動作を維持で
きる第３図、第４図に示すような紙葉制御回路を
提案した（特願昭54−46462号（特開昭55−
138182号）明細書参照）。すなわち、第４図に示
すように、フリツプ・フロツプ５，６，７はセツ
上状態のとき一定電圧を出力し、リセツト状態の
ときOVを出力するとともに、抵抗器R₁，R₂，R₃
と演算増幅器１１が加算回路が構成して、抵抗器
R₁，R₂，R₃によりそれぞれ１，２，４の重みを
有する電流値を選択して演算増幅器１１で加算す
る。第３図ａ，ｂは、それぞれ光源３の点灯電圧
Ｖ_Lが低下した場合と、上昇された場合の増幅器
２の出力と等間隔レベルSL₀〜SL₇との関係を示
すものであり、低い方のレベルＬ_D(a)，Ｌ_D(b)が
光電変換素子１と光源３の間に紙葉４が存在する
とき、高い方のレベルＬ_B(a)，Ｌ_B(b)が紙葉４が
存在しないときの増幅器２の出力OUT１の直流
出力電圧レベルをそれぞれ表わしている。

第４図のフリツプ・フロツプ５のみがセツトさ
れたときには、第３図ａ，ｂのSL₁の出力を、フ
リツプ・フロツプ６のみがセツトされたときに
は、SL₂の出力を、フリツプ・フロツプ７のみが
セツトされたときには、SLの出力をそれぞれ与
える。また、コンパレータ１２は、演算増幅器１
１の出力SL(n)と増幅器２の出力OUT１の大小を
比較し、その結果を出力するもので、いま第３図
のレベルＬ_B(a)がスライス・レベルSL₃とSL₄の間
にあるとき、レベルSL₃より１レベル少いレベル
SL₂をスライス・レベルにセツトするのである。

このように、第４図のレベル設定回路では、複
数個のスライス・レベルを等間隔に発生している
が、第３図ａのように、増幅器２の出力レベルが
小さいときには、スライス・レベルの間隔が広い
と、スライス・レベルの設定が困難となる。した
がつて、間隔を狭くしなければならず、スライ
ス・レベル発生レベルの部品が増加し、信頼性の
低下する。一方、第３図ｂのように、増幅器２の
出力レベルが大きいときには、スライス・レベル
の間隔が広くても、レベルＬ_B(b)とＬ_D(b)の間に
は何本かのスライス・レベルが存在するので、簡
単にスライス・レベルに設定することができる。

光源３の明るさにはバラツキがあり、また時間
の経過とともに明るさが低下してくるので、第４
図の回路では、最初からスライス・レベルの間隔
を細くする必要があり、レベル数の増加に伴つて
部品点数は増大する。

本発明の目的は、このような従来の欠点を解消
するため、紙葉検出器の出力レベルに大きなバラ
ツキがあつても、レベル数を増加することなく、
スライス・レベルを設定することができ、しかも
装置の使用開始に先立ち適切なスライス・を設定
することができる紙葉制御回路を提供することに
ある。

本発明の紙葉制御回路は、増幅器出力レベルを
検出するための非線形の複数レベルを発生する手
段およびこれらの非線形のレベルと増幅器出力レ
ベルとを比較するコンパレータを設け、コンパレ
ータ出力により紙葉が存在しないときのピーク・
レベルを検出し、これからあらかじめ定められた
値だけ差引いたレベルをスライス・レベルとして
設定することを特徴としている。

以下、本発明の実施例を、図面により説明す
る。

第５図は、本発明により発生するスライス・レ
ベルの説明図、第６図は本発明のスライス・レベ
ル設定回路のブロツク図である。

第５図ａ，ｂに示すように、本発明では、非線
形のスライス・レベル、つまり低レベルから高レ
ベルに向つて狭い間隔から順次広い間隔で複数の
スライス・レベルを発生するので、紙葉が存在す
るときと、存在しないときの増幅器２の出力レベ
ル差が小さい場合でも、スライス・レベルを簡単
に設定でき、しかも少いレベル数で適切なレベル
を設定できる。

第５図ａ，ｂにおいて、Ｌ_B(a)，Ｌ_B(b)は紙葉
４が存在しないとき、つまり光源３の光が直接光
電変換素子１に入射するときの増幅器２の出力
OUT１の直流出力電圧レベルを表わし、またＬ_D
(a)，Ｌ_D(b)は光源３から光電変換素子１に向う光
が紙葉４により遮光され、透過光の一部のみが光
電変換素子１に入射するときの増幅器２の出力
OUT１の直流出力電圧レベルを表わしている。

第６図においては、第４図と同じように、フリ
ツプ・フロツプ５，６，７と抵抗器R₁〜R₅と演
算増幅器１１とコンパレータ１２を設ける他に、
ROM（リード・オンリ・メモリ）８を挿入して
フリツプ・フロツプ５，６，７で設定したレベル
により１，２，４，８，１６の重みを有する電流
値を選択して、演算増幅器１１で加算した後、コ
ンパレータ１２で増幅器２の出力OUT１と比較
する。

すなわち、フリツプ・フロツプ５，６，７の各
出力ｘ，yzは、セツト状態のときには電圧Ｖ_F１
を出力し、リセツト状態のときには電圧Ｖ_F０
（≒OV）を出力する。また、ROM８と抵抗器R₁
〜R₅と演算増幅器１１とが組合されて、加算回
路を構成している。また、コンパレータ１２は、
演算増幅器１２の出力SL(n)と増幅器２の出力
OUT１との直流電位の大小を比較し、SL(n)＜
0OUT１のときには「Ｈ」レベルの出力OUT２
を、逆にSL(n)＞OUT１のときには「Ｌ」レベル
の出力OUT２を与える。

ROM８は、フリツプ・フロツプ５，６，７の
出力ｘ，ｙ，ｚの状態により、第５図のSL₀〜
SL₇に示すような非線形出力を０_１〜０_５に与え
る変換定数を記憶している。

第７図は、第６図の制御回路真理値とROMテ
ーブルを示す図である。

第７図において、フリツプ・フロツプFF５，
６，７の状態（「０」はリセツト状態、「１」はセ
ツト状態５の組合せにより、スライス・レベル
SL₀〜SL₇が決定されて、ROM８に入力する。
ROM８では、入力したスライス・レベルSL₀〜
SL₇に対応した出力０_１〜０_５を第７図に示すよ
うに選択し、（「０」は非選択、「１」は選択）、演
算増幅器１１の出力SL(n)に１〜29の非線形な間
隔を有するレベルを与える。第７図から明らかな
ように、０_１〜０_５は６，８，４，２，１の重み
を有しており、それらの組合せにより非線形なレ
ベルを発生する。

演算増幅器１１の出力SL(n)は、一般に次式で
近似できるので、下記のように抵抗器R₁〜R₅の
関係を設定すればよい。

SL(n)＝−Ｒ_ｆ／Ｒ_１V₀₁−Ｒ_ｆ／Ｒ_２V₀₂−Ｒ_ｆ／Ｒ_３V₀₃−Ｒ_ｆ／Ｒ_４V₀₄ −Ｒ_ｆ／Ｒ_５V₀₅ …(1) なお、V₀₁〜V₀₅は、ROM８の出力０_１〜０_５の
電圧値、Ｒ_fは演増幅器１１の帰還抵抗である。

R₁＝２×R₂＝４×R₃＝８×R₄＝16×R₅ ……(2) いま、第６図のコンパレータ１２の入力OUT
１に第５図ａの波形が入力した場合、紙葉４が存
在するときの透過レベルＬ_D(a)に対して、演算増
幅器１１の出力SL(n)がSL₀のとき、コンパレー
タ１２の出力OUT２はSL(n)＜OUT１のため
「Ｈ」レベルとなり、またSL(n)がSL₁のとき、コ
ンパレータ１２の出力OUT２はSL(n)＞OUT１
のため「Ｌ」レベルとなる。すなわち、Ｌ_D(a)
は、スライス・レベルSL₀とSL₁の間にあること
が、フリツプ・フロツプ５，６，７のセツト状態
を変えて、コンパレータ１２の出力OUT２のレ
ベルを観測することにより判断できる。

全く同じようにして、第５図ａのレベルＬ_B(a)
が、スライス・レベルSL₄とSL₅の間にあること
も判断できる。

いま、Ｌ_B(a)がスライス・レベルSL₄とSL₅の間
にあるとき、SL₄をＬＢ(a)のピーク・レベルと呼
ぶことにすると、ＬＢ(a)のピーク・レベルより１
レベル少ないレベル、つまりSL₃にセツトしてお
けば、コンパレータ１２の出力OUT２のレベル
が「Ｈ」，「Ｌ」のいずれかによりＬＤ(a)かＬ_B(a)
かを判別できる。すなわち、コンパレータ１２の
出力OUT２が「Ｌ」レベルのとき、コンパレー
タ１２の入力OUT１、つまり増幅器２の出力
OUT１が第５図ａのＬ_D(a)であることを示し、コ
ンパレータ１２の出力OUT２が「Ｈ」レベルの
とき、コンパレータ１２の入力OUT１は第５図
ａのＬ_B(a)であることを示している。

同じことが、第５図ｂの波形に対しても成立す
る。すなわち、Ｌ_B(b)のピKgク・レベルはスライ
ス・レベルSL₆であるから、これより１レベル少
いSL₅にセツトしておけば、コンパレータ１２の
出力OUT２のレベルが「Ｈ」または「Ｌ」とな
り、コンパレータ１２の入力OUT１がＬ_D(b)また
はＬ_B(b)のいずれかであることを判別することが
できる。すなわち、第１図において、光電変換素
子１と光源３の間に紙葉４が存在しないとき、増
幅器２の出力OUT１のピーク・レベルを第６図
のフリツプ・フロツプ５，６，７のセツト状態の
組合せを変えることにより検知し、ピーク・レベ
ルからあらかじめ定められた値だけ少いスライ
ス・レベルをセツトしておくことによつて、第１
図の紙葉４の有無を検知することが可能となる。

なお、第６図において、フリツプ・フロツプ
５，６，７のセツト、リセツトは、光学文字読取
機の制御に使用されるマイクロ・コンピユータお
よびその制御プログラムにより行えば、簡単な手
順で実現できる。

第８図は、第６図のフリツプ・フロツプ５，
６，７を３ビツトのバイナリ・カウンタにして制
御する場合のフロー．チヤートである。

第８図において、スタートSTAは、例えば光
学文字読取機の電源投入時であり、またエンド
ENDは電源投入後、数秒間経過後にスライス・
レベルのセツトが完了した状態を示している。

先ず、ステツプ１５で３ビツト、バイナリ・カ
ウンタCTRをリセツトし（RST）、ステツプ１６
で３ビツト・バイナリ・カウンタCTRをｎ＝１
にセツトする（SET）。ステツプ１７で、コンパ
レータ１２の出力OUT２がロー・レベルＬであ
るか否かを判別し、ハイ・レベルＨのときにはス
テツプ１８で３ビツト・バイナリ・カウンタ
CTRの値をｎ＋１にセツトして、再びステツプ
１７でコンパレータ１２の出力OUT２がロー・
レベルＬであるか否かを判別し、ロー・レベルＬ
になるまでｎを１レベルずつ上げていく。そし
て、コンパレータ１２の出力OUT２が始めてロ
ー・レベルＬになつたとき、ステツプ１９でバイ
ナリ・カウンタCTRをあらかじめ定められた値
だけ差引いたレベル、すなわちここでは２レベル
だけ低いｎ−２にセツトして、終了ENDとな
る。

このように、本発明で重要なことは、スライ
ス・レベルSL₀〜SL₇が非線形になつていること
であつて、第５図、第７図の例では、第５図(a)の
Ｌ_B(a)レベルの約半分のレベルがSL２、第５図(b)
のＬ_B(b)レベルの約半分のレベルがSL４であり、
いずれもレベルの差分は２レベルであつて、信号
の大小によるスライス・レベルの設定値はいずれ
もほぼ同一にすることができる。

なお、本実施例では、光電変換素子１個と光源
１個の最も簡単な場合を示しているが、一般に光
電変換素子１がｎ個、光源３がｎ個の場合でも、
スライス・レベルを発生するための第６図に示し
た加算回路やコンパレータ等は時分割制御により
共用することができるので、紙葉制御回路のハー
ドウエア量は殆んど増加することがない。

以上説明したように、本発明によれば、スライ
ス・レベルを非線形に設定したので、等間隔つま
り線形の場合に比べて、増幅器出力レベルの大き
なバラツキがあつても、レベル数が余り増加させ
ないで適切なスライス・レベルを設定することが
できる。これにより、スライス・レベルが発生さ
せる回路の部品点数は減少し、信頼性が向上でき
るとともに、増幅器出力振幅が大きくなつてスラ
イス・レベルが設定され易い位置ではレベル間隔
を広く、増幅器出力振幅が小さくなつて、スライ
ス・レベルが設定され難い位置ではレベル間隔を
細くしているので、効率よくスライス・レベルを
設定できる。さらに、使用に先立つて明るさを検
知し、そのレベルに応じて適切なスライス・レベ
ルをセツトするので、光源の明るさのバラツキ、
光電変換素子の感度のバラツキ、光源と光電変換
素子の配置寸法のバラツキ、または光源や光電変
換素子の経時変化等による増幅器出力に変動があ
つても、初期調整や保守時調整は不要であり、長
期間にわたり安定な動作を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は紙葉制御のための光検出器の構成図、
第２図はスライス・レベル設定のための可変抵抗
器の接続図、第３図は従来のスライス・レベル設
定方法の設明図、第４図は従来のスライス・レベ
ル設定回路のブロツク図、第５図は本発明のスラ
イス・レベル設定方法の説明図、第６図は本発明
の実施例を示すスライス・レベル設定回路のブロ
ツク図、第７図は第６図の制御回路の真理値と
ROMテーブルを示す図、第８図は第６図の制御
フロー・チヤートである。１：光電変換素子、２：増幅器、，：光源、（：
紙葉、５，６，７：フリツプ・フロツプ、８：リ
ード・オン・メモリ、２，１１：演算増幅器、１
２：コンパレータ、OUT１：増幅器を経た光電
変換出力、OUT２：コンパレータ出力、RST：
リセツト入力。

Claims

【特許請求の範囲】

１紙葉の有無を検知するため、該紙葉を挾んで
光源と光電変換素子を対向させた紙葉制御回路に
おいて、増幅された光電変換出力レベルを検出す
るための低レベルから高レベルに向つて狭い間隔
から順次広い間隔で複数レベルを発生する手段お
よび該複数レベルと前記光電変換出力レベルを比
較するコンパレータを設け、該コンパレータ出力
により紙葉を存在しないときのピーク・レベルを
検知し、該ピーク・レベルからあらかじめ定めら
れた値だけ差引いたレベルをスライス・レベルと
して設定することを特徴とする紙葉制御回路。