JPH0264791A - 信号の２値化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、バーコードリーダやマークカードリーダなど
の入力装置等の分野で２値化情報を得るために使用され
る信号の２値化装置に関する。

従来の技術 従来の信号の２値化装置を第３図及び第４図のタイミン
グチャートに基づいて説明する。

バーコードやマークカード等の読取り情報を光センサ１
により読み取り、その読み取られた電気信号を増幅器２
により増幅することによってアナログ波形の入力信号ａ
を得る。この入力信号ａは一次微分器３により微分され
て一次微分信号すとなり、この一次微分信号すは基準電
圧比較器４゜５によりそれぞれ基準電圧＋Ｖｒ、−Ｖｒ
と比較されることによって比較信号ｄ、ａを得る。これ
ら比較信号ｄ、ｅのうち、比較信号ｄは原信号である入
力信号ａの立上り近傍のパルス波形となりＡＮＤ回路６
に入力され、一方、比較信号ｅはその入力信号ａの立下
り近傍のパルス波形となりＡＮＤ回路７に入力される。

一方、前記入力信号ａは二次微分器８により二次微分さ
れて二次微分信号Ｃとなり、この二次微分信号Ｃはゼロ
クロス点比較器９，１０によりそれぞれゼロクロス点と
比較されることによって正負のゼロクロス点信号ｆ２ｇ
を得る。これらゼロクロス点信号ｆ＋ｇのうち、ゼロク
ロス点信号ｆは前記ＡＮＤ回路６に入力され、また、ゼ
ロクロス点信号ｇは前記ＡＮＤ回路７に入力される。な
お、この場合、二次微分信号Ｃのゼロクロス点Ｏを検出
する目的は、そのゼロクロス点０が原信号である入力信
号ａの変化点Ｘに対応するためである。

そして、基準電圧比較器４により得られた比較信号ｄと
ゼロクロス点比較器９により得られたゼロクロス点信号
ｆとはＡＮＤ回路６に入力され、一方、基準電圧比較器
５により得られた比較信号ｅとゼロクロス点比較器１０
により得られたゼロクロス点信号ｇとはＡＮＤ回路７に
入力される。

その後、ＡＮＤ回路６により得られた入力信号ａの立上
りに対応した論理信号りはＲＳフリップフロップ回路１
１のセット入力端子Ｓに入力され、一方、ＡＮＤ回路７
により得られた入力信号ａの立下りに対応した論理信号
ｉはＲＳフリップフロップ回路１１のリセット入力端子
Ｒに入力される。

これにより、ＲＳフリップフロップ回路１１の出力端子
Ｑから、論理信号り、ｉの状態変化に応じて、原信号で
ある入力信号ａに見合ったパルス波形の出力信号ｊを得
ていた。

発明が解決しようとする問題点 上述したような装置の場合、ＲＳフリップフロップ回路
１１は、その入力端子Ｒ，Ｓのどちらか片方に信号が入
力すると、その出力端子Ｑから出される出力信号ｊの状
態は反転する特性をもっている。このため、例えば論理
信号ｉにノイズＮ。

が混入するとその時点Ｔｎで出力が反転してしまい、そ
の結果、誤った２値化出力信号ｋを得ていた。

問題点を解決するための手段 そこで、このような問題点を解決するために、本発明は
、光検知器を増幅器を介して一次微分器に接続し、この
一次微分鼎により得られた一次微分信号を差動増幅する
差動増幅器を設け、この差動増幅器を基準電圧比較器に
接続すると共に信号検出回路に接続し、この信号検出回
路を二次微分器を介してゼロクロス点比較器に接続し、
このゼロクロス点比較器により検出されたゼロクロス点
信号を論理比較する論理回路を設け、この論理回路と前
記基準電圧比較器とをフリップフロップ回路に接続した
。

作用 従って、光検知器によりアナログ波形として得られた入
力信号は、増幅器により増幅され一次微分器により微分
され一次微分信号となり差動増幅器により正負に反転増
幅される。その後、その一次微分信号は基準電圧比較器
により基準電圧と比較されることにより論理信号が出さ
れる。また、その一方では、正負に反転された一次微分
信号は信号検出回路によりレベル検出された後、二次微
分器により再度微分され二次微分信号となり、さらに、
この二次微分信号はゼロクロス点比較器によりゼロクロ
ス点と比較されゼロクロス点信号を得て、このゼロクロ
ス点信号は論理回路により論理比較され基準信号が出さ
れる。このようにして、基準電圧比較器により得られた
論理信号と、論理回路により得られた基準信号とをフリ
ップフロップ回路に入力して論理比較することにより、
アナログ波形である入力信号に見合ったパルス波形の出
力信号を得ることができる。

これにより、入力信号の立上り及び立下りのどちらか一
方に対応した信号が入力された時にのみ基準信号を出力
する論理回路を設計し、しかも、原信号である入力信号
が代用された論理信号が互いにその出力状態が異なって
いる時にのみ出力信号を反転させるようなブリップフロ
ップ回路の論理設計を行うことによって、外来ノイズに
非常に強く、しかも、原信号の再現性の非常に優れた２
値化信号を得ることができる。

実施例 本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて説明す
る。なお、従来技術と同一部分については同一符号を用
いる０本実施例はバーコードスキャナの２値化回路を例
にとったものである。

光検出器としての光センサ１は図示しないＰＩＮフォト
ダイオードやＣＯＤなどの受光素子からなり、増幅器２
を介して、一次微分器３に接続されており、この一次微
分器３は差動増幅器１２に接続されている。この差動増
幅器１２から出力された２本の信号線は、一方では基準
電圧比較器１３．１４に接続され、他方では信号検出回
路１５゜１６に接続されている。これら信号検出回路１
５゜１６はそれぞれ二次微分器１７．１８を介して、ゼ
ロクロス点比較器１９．２０と接続されている。

これらゼロクロス点比較器１９．２０から出力された２
本の信号線は論理回路としての排他的ＯＲ回路２１に接
続され、この排他的ＯＲ回路２１はフリップフロップ回
路としてのＪ−にフリップフロップ回路２２のＣＫ端子
に接続されている。また、前記基準電圧比較器１３．１
４は前記Ｊ−にフリップフロップ回路２２のＪ端子、に
端子にそれぞれ接続され、出力信号はＱ端子から出力さ
れるようになっている。

このような構成において、回路全体の流れを第２図のタ
イミングチャートに基づいて説明する。

光センサ１により検出されたアナログ波形の入力信号Ａ
、は増幅器２により増幅された後、一次微分器３により
微分され一次微分信号Ａ１となり差動増幅器１２に入力
される。この差動増幅器１２では一次微分信号Ａ１は正
転信号とされ、この他に負に反転した反転信号Ａ２も作
られる。そして、これら正負に反転された反転信号Ａ、
、　Ａ、はここで２系統に分離され、一方は基準電圧比
較器１３．１４に入力され、他方は信号検出回路１５゜
１６に入力される。なお、本実施例では、反転信号Ａ、
、　Ａ、を得るために差動増幅器１２を用いたが、この
他に図示しない反転器を用いてこれにより反転出力を得
るようにしてもよい。

そして、基準電圧比較器１３．１４に入力された正負の
反転信号Ａ１．　Ａ２はそれぞれ基準電圧子Ｖｒと比較
されパルス波形の論理信号Ｄ３．Ｄ４となり、Ｊ−にフ
リップフロップ回路２２のＪ端子、Ｋ端子にそれぞれ入
力される。一方、信号検出回路１５．１６に入力された
正負の反転信号Ａ１．　Ａ、は、レベル検出が行われレ
ベル検出信号Ａ、、Ａ４を得た後、二次微分器１７．１
８に入力されることにより再度微分され二次微分信号Ａ
５゜ＡＧを得る。これら二次微分信号Ａ、、Ａ、のゼロ
クロス点Ｏは入力信号Ａ。の変化点Ｘと一致しており、
ゼロクロス点比較器１９．２０に入力されることにより
ゼロ点（アース電位）と比較されパルス波形のゼロクロ
ス点信号Ｄ□、Ｄ２を得る。これらゼロクロス点信号り
、、Ｄ２はその立下り部分が入力信号Ａ、の変化点Ｘに
対応した波形となっており、この状態で排他的ＯＲ回路
２１に入力される。そして、この排他的ＯＲ回路２１で
は、それら２つのゼロクロス点信号Ｄ□、Ｄ２が互いに
異なる状態の時にのみ出力されるため、その出力波形は
入力信号式つの立上り、立下りに対応した基準信号とし
てのクロック信号り、として出力され、Ｊ−にフリップ
フロップ回路２２のＧＫ端子に入力される。

その後、このようにして基準電圧比較器１３゜１４から
出力された論理信号Ｄ３．Ｄ４と、排他的ＯＲ回路２１
から出力されたクロック信号り、とは、Ｊ−にフリップ
フロップ回路２２に入力されることにより、第１表に示
すような真理値表に基づいて論理比較され動作を行う。

ただし、↓　：クロツク信号のＨからＬへ遷移Ｑ０　；
入力条件が確定する前のＱレベル傘　：↓に応じて前の
出力状態とコンブリメントになる 従って、この真理値表により、Ｊ−にフリップフロップ
回路２２のＱ端子から出力される出力信号り、は、クロ
ック信号り、に同期して、Ｊ、にの入力端子に入力され
る論理信号り、、Ｄ４の値が互いに異なる状態の時にの
み反転された出力を得ることになり、これにより、アナ
ログ波形の入力信号Ａ０に対応したパルス波形の出力信
号Ｄ６　を得ることができる。

また、論理回路に排他的ＯＲ回路２１を用いたのは、ゼ
ロクロス点信号Ｄ１．Ｄ、が入力信号Ａ０の立上り及び
立下りのどちらか一方に対応した信号であり、このため
その出力もそれらゼロクロス点信号Ｄ１．　Ｄ、の状態
が互いに異なる時にのみ出力されるようなものであれば
よいことから用いたものである。これにより、ゼロクロ
ス点信号Ｄ１゜Ｄ２が、外部ノイズの影響により誤動作
してノイズ信号が含まれともに同時にＨ状態になるよう
なことがあっても、その排他的ＯＲ回路２１を通過させ
ることによりそのノイズの影響を除去したクロック信号
り、を得ることができる。

従って、ノイズの影響を受けないクロック信号り、に同
期して、Ｊ−にフリッププロップ回路２２に入力される
論理信号り、、Ｄ４が互いに状態が異なる時にのみ出力
信号り、を出すことができるため、外来ノイズに非常に
強く、しかも、原信号の再現性の非常に優れた２値化信
号を得ることができる。

なお１本実施例では、反転信号Ａ、、Ａ２を得るために
差動増幅器１２を用いたがこれに限るものではなく、図
示しない反転器を用いてこれにより反転出力を得るよう
にしてもよい。

発明の効果 本発明は、光検知器を増幅器を介して一次微分器に接続
し、この一次微分器により得られた一次微分信号を差動
増幅する差動増幅器を設け、この差動増幅器を基準電圧
比較器に接続すると共に信号検出回路に接続し、この信
号検出回路を二次微分器を介してゼロクロス点比較器に
接続し、このゼロクロス点比較器により検出されたゼロ
クロス点信号を論理比較する論理回路を設け、この論理
回路と前記基準電圧比較器とをフリップフロップ回路に
接続したので、光検知器によりアナログ波形として得ら
れた入力信号は、増幅器により増幅され一次微分器によ
り微分され一次微分信号となり差動増幅器により正負に
反転増幅される。その後、その一次微分信号は基準電圧
比較器により基準電圧と比較されることにより論理信号
が出される。また、その一方では、正負に反転された一
次微分信号は信号検出回路によりレベル検出された後、
二次微分器により再度微分され二次微分信号となり、さ
らに、この二次微分信号はゼロクロス点比較器によりゼ
ロクロス点と比較されゼロクロス点信号を得て、このゼ
ロクロス点信号は論理回路により論理比較され基準信号
が出される。このようにして、基準電圧比較器により得
られた論理信号と、論理回路により得られた基準信号と
をフリップフロップ回路に入力して論理比較することに
より、アナログ波形である入力信号に見合ったパルス波
形の出力信号を得ることができる。

従って、入力信号の立上り及び立下りのどちらか一方に
対応した信号が入力された時にのみ基準信号を出力する
論理回路を設計し−、しかも、原信号である入力信号が
代用された論理信号が互いにその出力状態が異なってい
る時にのみ出力信号を反転させるようなプリップフロッ
プ回路の論理設計を行うことによって、外来ノイズに非
常に強く、しかも、原信号の再現性の非常に優れた２値
化信号を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図はその
タイミングチャート、第３図は従来例を示す回路図、第
４図はそのタイミングチャートである。 １・・・光検出器、２・・・増幅器、３・・・一次微分
器、１２・・・差動増幅器、１３．１４・・・基準電圧
比較器、１５．１６・・・信号検出回路、１７．１８・
・・二次微分器、１９．２０・・・ゼロクロス点比較器
、２１・、。 論理回路、２２・・・フリップフロップ回路、Ａｏ・・
・入力信号、Ａ、、　Ａ、・・・反転信号（−決微分信
号）、Ａ、、Ａ、・・・レベル検出信号、Ａ５．　Ａ６
・・・二次微分信号、Ｄｌ、Ｄ２・・・ゼロクロス点信
号、Ｄ、、Ｄ、・・・論理信号、Ｄ５・・・基準信号、
Ｄ６・・・出力信号出 顆 人 東京電気株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光検知器と、この光検知器により検出されたアナログ波
   形の入力信号を増幅する増幅器と、この増幅器により増
   幅された前記入力信号を微分する一次微分器と、この一
   次微分器により得られた一次微分信号を正負に反転増幅
   する差動増幅器と、この差動増幅器により正負に反転さ
   れた反転信号を基準電圧と比較する基準電圧比較器と、
   前記差動増幅器により正負に反転された前記反転信号の
   レベル検出を行う信号検出回路と、この信号検出回路に
   よりレベル検出されたレベル検出信号をさらに微分する
   二次微分器と、この二次微分器により得られた二次微分
   信号をゼロクロス点と比較するゼロクロス点比較器と、
   このゼロクロス点比較器により検出されたゼロクロス点
   信号を論理比較する論理回路と、この論理回路により得
   られた基準信号と前記基準電圧比較器により得られた論
   理信号とが入力されることによりパルス波形の出力信号
   を出すフリップフロップ回路とによりなることを特徴と
   する信号の２値化装置。