JPH04208773A

JPH04208773A - 光学読取装置

Info

Publication number: JPH04208773A
Application number: JP2341275A
Authority: JP
Inventors: Koji Nakase; 中瀬　康二; Kazuo Hasegawa; 和男長谷川; Ikuo Ouchi; 大内　郁郎
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-30

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、イメージを光学的に走査して２値レヘルの信
号として取り込む際のイメージ媒体の背景の明るさのレ
ベルに応じて２値化信号の認識のための基準レベルを最
適に設定する機能を有する光学読取装置に関する。

（従来の技術）この種の光学読取装置は、第１３図に示したように、イ
メージスキャナ３００をメディア１００上のＸ方向に往
復移動させると共に、往および復ごとにステップさせな
がら走査させることにより、該メディア１００上にある
文字あるいは絵（同図では文字Ａ）を光電変換して、こ
れを２値（ハイ／ローのレベル）信号（Ｃ，Ｂ、Ａ）と
してホスト計算機に取り込むものである。

上記イメージスキャナ３００で光電変換したアナログ信
号を所定のレベルを基準として２値化する際には、メデ
ィア１００の地肌の反射率に応じてイメージスキャナの
センサのＤＣ出力レレベル調整するオフセット信号をホ
スト計算機から貰うことで反射率の異なる多種のメディ
アの読取りが適正に行われるようになされている。

第１４図は従来技術によるこの種の光学読取装置の構成
図であって、１はセンサ、２はアンプ、３は内部オフセ
ット調整回路、４はコンパレータ、５はバッファ、６は
閾値設定回路、８は２値信号出力変化検出回路、９はオ
フセット信号変化回路、１０はオフセット信号保持回路
、１１は２値信号認識回路、１２はオフセット信号変化
検出回路である。

そして、符号１〜６はイメージスキャナ側を、また符号
８−Ｌ１２はホスト計算機側を構成する要素である。

同図において、メディア１００上をセンサ１が走査する
ことによる光電変換信号はアンプ２で所定レベルに増幅
後コンパレータ４の一方の入力に印加される。コンパレ
ータ４の他方の人力にはホスト計算機から供給されるオ
フセット信号を受けて、該オフセット信号に応した閾値
を設定する閾値設定回路６からの閾値信号が印加されて
いる。

コンパレータ４はアンプ２からの光電変換信号をこの閾
値と比較して、咳閾値を基準にハイレベル／ローレベル
を判断し、その結果を２値化信号としてバッファ５を介
してホスト計算機に出力する。この２値信号出力は２値
信号認識回路１１で認識されて取り込まれる。

上記のオフセット信号の設定は次のようにして行われて
いる。

第１５図は従来のオフセット信号設定方法を説明するフ
ローチャート、第１６図はオフセット信号変化と２値信
号変化の関係を説明する波形図であり、これら各図と前
記第１６図を参照して動作を説明する。

■まず、センサ１を入力画像を担持するメディアの白地
部分に置＜（Ｓ−１）。

■ホスト計算機のオフセット信号変化回路９のオフセッ
ト信号を上限に保持しく５−２）、オフセット信号保持
回路１０を介してオフセット信号をイメージスキャナに
与える。このオフセット信号は上限から下限に向かって
１ステツプづつ順に変化させて与える。ｌステップの持
続時間ｔ１はセンサ１の光電変換信号が２値信号出力変
化検出回路８でその変化が検出できるようにするのに必
要な時間に設定すればよい。この設定動作を行うとき、
ホスト計算機のスイッチ１３はｂ側になっており、オフ
セット信号の１ステツプ毎にセンサ１の２（面信号出力
を２値信号出力変化検出回路８で確認する。

■２２値信がローレベルからハイレベルに変化するまで
上記■の操作を繰り返す（Ｓ−３）、（Ｓ−４）。

■２２値信がハイレベルに変化したら、そのときのオフ
セット値を保持するか、あるいは数ステップ送って保持
する（Ｓ−５）。

０画像の入力を開始する（Ｓ−６）。

〔発明が解決しようとする課題〕

第１４図において、コンパレータ４に入力されるセンサ
１の出力信号と該コンパレータ４の閾イ直との電位差は
Ｏ〜１ステップとなる。この電位差が０ステツプとなっ
た場合、第１８図に示したようにセンサｌに加わる振動
２汚れ、温度特性などによって該センサの出力レベルが
低下すると、入力画像が白（ハイレベル）なのに黒（ロ
ーレベル）として出力してしまったり、センサ出力にノ
イズｎが乗っているとこのノイズを画像信号として誤出
力してしまうことがある。

これを避けるために、オフセット信号レベル設定時に２
値信号出力がハイレベルになったらオフセット信号をさ
らにもう１ステップ下げて保持すると、コンパレータ４
に入力される信号とその閾値との電位差は１〜２ステツ
プとなる。そうすると、第１９図に示したようにセンサ
１の出力が小さい画像入力（コントラストの小さい画像
）に対しては入力信号の黒レベルがコンパレータ４の閾
値を切ることができなくなって、画像の白／黒の判定が
できず、常に自レベルを出力してしまうことになる。

このような問題をなくすためには、分解能の高いＤ／Ａ
変換回路を用いて１ステツプの電圧幅を小さ（し、オフ
セット信号設定時に２値信号がハイレベルになったら数
ステップオフセット信号を下げて保持する動作、すなわ
ち、前記したオフセット信号設定方法によりオフセット
信号を設定する際に、２値信号出力が反転したらコンパ
レータの入力信号がノイズ分だけ高くなるようにオフセ
ット信号値を固定するという演算動作が必要であった。

本発明の目的は、上記従来技術の問題を解消して、メデ
ィアの地肌の反射率に応して正確なオフセット信号を設
定できるようにした光学読取装置を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明は、第１７図に示し
たように、ノイズｎの重畳したコンパレークに入力され
る信号ａとコンパレータの閾値すとの関係において、（
イ）閾値すがＡ以上にある場合は入力信号は全て再レベ
ルとして出力され、（ロ）閾値すがＢ、Ｄにある場合は
入力信号のノイズｎは画像信号として出力され、（ハ）
閾値すがＥ以下にある場合は入力信号は全て白レベルと
して出力されること考慮し、該閾値をＣの範囲に設定し
たことを特徴とする。

〔作用〕

オフセット信号設定モードにおいて設定したコンパレー
タの閾値を画像読取モードでは読取信号に重畳するノイ
ズ分だけシフトさせることで、該ノイズによる２値化の
誤りをなくす。

〔実施例］以下、本発明による光学読取装置の実施例を図面を参照
して説明する。

第１図は本発明の第１実施例の構成図であって、前記第
１４図と同一符号は同一部分に対応し、６０は閾値シフ
ト回路、７はオフセット信号変化検出回路である。

同図において、ホスト計算機側から供給されるオフセッ
ト信号入力はオフセット信号変化検出回路７と閾値シフ
ト回路６０を介して閾値設定回路６で閾値を設定され、
コンパレータ４に印加される構成とした他は前記第１４
図と同様である。

第２０は第１図の要部詳細回路を示す構成図、第３図は
第２図の動作波形図であり、第３図の波形の符号は第２
図の同一符号で示した部分に対応する。

この実施例はオフセット信号設定中だけコンパレータ４
の閾値を入力信号のノイズ分だけ上に上げるように構成
したものであり、第２図、第３図において、ホスト計算
機側からのオフセット信号はＡ点に入力される（波形Ａ
）。このオフセット信号Ａは前記したように１ステツプ
づつ上限から下方に変化するものである。

抵抗Ｒ１４とＲＩＳで分圧された波形Ｂのオフセット信
号はオフセット信号変化検出回路７に印加される。

波形ＢはコンデンサＣｂを介することで微分波形Ｃとな
ってコンパレータ７ａの一方の入力に入り、抵抗ＲＩ６
１　　Ｒ１７，Ｒ＋ａで決まる閾（ｉＤと比較され、そ
の比較出力ＥはコンデンサＣ７の充電電圧となる。この
波形Ｅはコンパレータ７ｂにおいて抵抗Ｒ１９を介して
与えられる閾値Ｆと比較され、比較出力Ｇを閾値シフト
回路６０に与える。

この比較出力Ｇがローレベルのときは（画像読取動作時
）、閾値シフト回路６０のダイオードＤ３は遮断される
から、コンパレータ４の閾値は抵抗Ｒ１と抵抗ＲＩＱで
のみ決まり、また、比較出力Ｇがハイレベルのときは（
オフセット信号設定中）、ダイオードＤ、は導通ずるた
め、コンパレータ４の閾値は抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ１゜およ
び抵抗Ｒ２１とで決定されるものとなる。このようにし
てコンパレータ４の閾値がシフトされる。

第４図は第３図の具体的回路構成例を示す要部回路図で
あって、センサ１はＬＥＤＩ、ＰＴＲＩおよび抵抗Ｒ，
，Ｒ，とから構成される。ＩＣ２゜ＩＣ３，抵抗Ｒｈ、
　Ｒ７，Ｒｓ、　Ｒｑ、　Ｒ１゜およびコンデンサＣＩ
はアンプ２を、ＩＣＩ、抵抗Ｒ，，Ｒ，，Ｒ５、および
ＶＲ，は内部オフセット調整回路３を、ＩＣ４，抵抗Ｒ
，，，Ｒ，□はコンパレータ４を、ＴＲ３１，抵抗Ｒ，
５Ｒ，，はバッファ５を、抵抗Ｒ，３゜Ｒ１４，コンデ
ンサＣ２は閾値設定回路６を、ダイオードＤ、と抵抗Ｒ
Ｚ５は閾値シフト回路６０を、ＩＣ５，ＩＣ６，コンデ
ンサＣ３，Ｃ，および抵抗ＲＺＩ＋　　Ｒ２□＋　　Ｒ
２３，Ｒｚａはオフセット信号変化検出回路７を、抵抗
ＲＩＢ、　　ＲＩ９は入力信号オフセット回路８を、ま
たダイオードＤ、、Ｄ２．Ｄ、、Ｄ、および抵抗Ｒ１’
？は静電耐圧回路を、それぞれ構成する。

この実施例によれば、オフセット信号の設定期間中に画
像信号に重畳するノイズ分だけコンパレータ４の閾値を
上げて前記した従来技術の問題を解消することができる
。

第５図は本発明の第２実施例の構成図、第６図は第５０
の具体的回路構成例を示す要部回路図であって、画像入
力中だけコンパレータ４の閾値を入力信号のノイズ分だ
け下に下げるようにしたものであり、前記実施例と同一
符号は同一機能を持つ構成要素である。

以下、第５図、第６図を参照して構成と動作を説明する
。なお、動作波形は前記第３図を参照する。

画像入カスタードの直前にオフセット信号の設定を行い
、そのご画像の入力を開始する。前記実施例と同様に、
オフセット信号設定モードは各回路をリセットして、ス
イッチＳ１をｂ側にし、スイッチＳ２をオフとすること
で開始される。センサ１をメディアの白地に置き、ホス
ト計算機側のオフセット信号変化回路９でオフセット信
号をその上限レベルから１ステツプづつ下げてこれをオ
フセット信号保持回路１０で保持させ、２値信号出力変
化検出回路８で２値信号出力の変化を監視する。オフセ
ット信号が変化したらオフセット信号変化回路によりオ
フセット信号を１ステップ下げ、以下この処理を繰り返
す。オフセット信号変化検出回路７がオフセット信号が
変化しな（なったことを検出したときは、ステップＳ２
をオンとして画像の入力を開始する。

画像入力モードでは、上記したようにステップＳ２をオ
ン状態とすると共に、ステップＳ１をａ側に切換える。

このとき、閾値シフト回路６０によりコンパレータ４の
閾値は入力信号のノイズ分だけ下に下げられる。

これによって、前記した従来技術の問題を解消すること
ができる。

第７図は本発明の第３実施例の構成図、第８図は第７図
の具体的回路例を示す要部回路図、第９図は第３実施例
の動作波形図であって、この実施例はオフセット信号設
定期間中だけ入力信号レベルを入力信号に重畳するノイ
ズ分だけ下に下げるようにしたものである。

第７図〜第９図において、画像の入カスタードの直前に
オフセット信号信号設定モードでオフセット信号の設定
を行い、その後画像の入力を開始する。オフセット信号
設定モードでは、まず、各回路をりカットし、スイッチ
Ｓ１をｂ側に、スイッチ８２番オンにする。ホスト計算
機の動作は前記各実施例と同様である。

次に、センサ１を入力する画像のメディアの白地に置き
、オフセット信号変化回路１ｏにより上限レベルから１
ステ、ツブ下げ、これをオフセット信号保持回路１１に
保持する。２値信号出方変化検出回路９でオフセット信
号が変化したらオフセット信号変化検出回路７てこの変
化を検出し、人力信号オフセットシフト回路７０を接続
したままでコンパレータ４の入力信号をそのノイズ分だ
け閾値に近づける。以下、この動作を繰り返し、オフセ
ット信号が変化しないときは（オフセット信号設定が終
了しているとき）画像入力を開始する。画像の入力モー
ド時はスイッチＳ１をａ側にし、スイッチＳ２をオフ状
態とする。

第８図において、上記入力信号オフセットシフト回路は
抵抗Ｒ２ｂとダイオードＤｈから構成される。その他の
構成は前記実施例と同様である。

オフセット信号変化検出回路７と入力信号オフセットシ
フト回路７０の動作を第９図の波形図により説明すると
、まず、第８図のオフセット信号変化検出回路７の出力
点Ｇに第９図の波形Ｇの出力が得られるまでの動作は前
記実施例と同様である。

波形Ｇがハイレベルのとき（オフセット信号設定中）ダ
イオードＤ６が導通し、電源から抵抗Ｒ２６を通してコ
ンパレータ４のＩＣ４の一端子に電流が加算されて入力
信号レベルが下がる（波形Ｉ）。

波形Ｇがローレベルのとき（読取動作中）、ダイオード
Ｄ、はオフとなり、入力信号オフセットシフト回路７０
は回路から切り離される（スイッチＳ２の機能→波形Ｉ
）。

第１０図は本発明の第４実施例の構成図、第１１図は第
１１図の具体的回路例を示す要部回路図、第１２図は第
４実施例の動作波形図であって、この実施例は画像信号
の入力中だけ入力信号レベルを入力信号に重畳するノイ
ズ分だけ上に上げるようにしたものである。

第１１図仝こおいて、この実施例は画像人カスタードの
直前にオフセット信号の設定を行い、そのご画像の入力
を開始するようにしたものである。ホスト計算機の動作
は前記実施例と同様である。

オフセット信号設定モードでは、まず各回路をリセット
し、スイッチＳ１をｂ側に、スイッチＳ２をオフとする
。次に、センサ１を入力する画像のメディアの白地に置
（。ホスト計算機側のオフセット信号変化回路１０によ
りオフセット信号をその上限レベルから１ステップ下に
下げてこれをオフセット信号保持回路１１に保持する。

２値信号出力変化検出回路９が２値信号の変化を検出す
ればオフセット信号変化回路１０からのオフセット信号
を１ステツプ下に下げる。以下同様の設定動作を繰り返
し、オフセット信号変化検出回路７がオフセット信号の
変化を検出しなくなったら、スイッチＳ２をオンとして
画像の入力を開始する。

画像の入力モードでは、スイッチＳ１がａ側、スイッチ
Ｓ２がオンの状態で画像入力を行うが、このとき、入力
信号オフセットシフト回路によって入力信号をそれに重
畳されるノイズ分だけ上に上げる。

第１１図において、入力信号オフセットシフト回路７０
は抵抗ＲＺＢであり、その他の部分は前記実施例と同様
である。

第１１図のオフセット信号変化検出回路７と入力信号オ
フセットシフト回路７０の動作を第１２図の波形図を参
照して説明する。

第１１図の０点に波形Ｇの出力が得られるまでの動作は
前記実施例と同様であり、この波形Ｇがハイレベルのと
き（オフセット信号設定中）、オフセット信号変化検出
回路７のＩＣ６の出力段トランジスタはオフとなり、入
力信号オフセットシフト回路７０は回路から切り離され
る（ただし、ＩＣ４はオープンコレクタ出力のものを用
いる）。

波形Ｇがローレベルのとき（読取動作中）は、一端子よ
り抵抗ＲＩＢを通り接地に電流が流れ、コンパレータ４
のＩＣ４に入力される入力信号のレベルが上がる（波形
Ｊ）。

これにより、前記した従来技術の問題を解消することが
できる。

〔発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、上記従来技術の
問題を解消して、画像を担持するメディアの地肌の反射
率に応して正確なオフセット信号を設定できるようにし
た光学読取装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成図、第２図は第１図
の要部詳細回路を示す構成図、第３図は第２図の動作波
形図、第４図は第３図の具体的回路構成例を示す要部回
路図、第５図は本発明の第２実施例の構成図、第６図は
第５図の具体的回路構成例を示す要部回路図、第７図は
本発明の第３実施例の構成図、第８図は第７図の具体的
回路例を示す要部回路図、第９図は第３実施例の動作波
形図、第１０図は本発明の第４実施例の構成図、第１１
図は第１０図の具体的回路例を示す要部回路図、第１２
図は第４実施例の動作波形図、第１３図はこの種の光学
読取装置の動作原理図、第１４図は従来技術によるこの
種の光学読取装置の構成図、第１５図は従来のオフセッ
ト信号設定方法を説明するフローチャート、第１６図は
オフセット信号変化と２値信号変化の関係を説明する波
形図、第１７図、第１８図、第１９図はノイズが重畳し
たコンパレータの入力信号とコンパレータの閾値との関
係の説明図である。１・・・・センサ、２・・・・アンプ、３・・・・内部
オフセット調整回路、４・・・・コンパレータ、５・・
・・バッファ、６・・・・閾値設定回路、６０・・・・
閾値シフト回路、７・・・・オフセット信号変化検出回
路、７０・・・・入力信号オフセットシフト回路、８・
・・・２値信号出力変化検出回路、９・・・・オフセッ
ト信号変化回路、１０・・・・オフセット信号保持回路
、１１・・・・２値信号認識回路、１２・・・・オフセ
ット信号変化検出回路。第９図第１２図百焚工第１３図第１５図第１６図第１７図第１８図第１９　ｒＩＸＪ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）メディア上に担持された画像を走査して光電変換
するセンサと、センサの出力信号を所定の閾値に基づい
て２値化するコンパレータと、上記閾値を設定する閾値
設定回路と、オフセット信号の変化を検出するオフセッ
ト信号変化検出回路と、オフセット信号変化検出回路の
オフセット信号変化検出出力で上記閾値設定回路の閾値
設定値をシフトする閾値シフト回路と、上記コンパレー
タからの２値信号出力の変化を検出する２値信号出力変
化検出回路と、オフセット信号を変化させるオフセット
信号変化回路と、オフセット信号変化回路からのオフセ
ット信号を保持するオフセット信号保持回路とを備え、
オフセット信号設定モードにおいて上記閾値シフト回路
をオフセット信号変化検出回路の出力信号でオンとなる
スイッチ回路により上記閾値設定回路に設定された閾値
を上記２値信号に重畳されるノイズ分だけ上方にシフト
するよう構成したことを特徴とする光学読取装置。
（２）メディア上に担持された画像を走査して光電変換
するセンサと、センサの出力信号を所定の閾値に基づい
て２値化するコンパレータと、上記閾値を設定する閾値
設定回路と、オフセット信号の変化を検出するオフセッ
ト信号変化検出回路と、オフセット信号変化検出回路の
オフセット信号変化検出出力で上記閾値設定回路の閾値
設定値をシフトする閾値シフト回路と、上記コンパレー
タからの２値信号出力の変化を検出する２値信号出力変
化検出回路と、オフセット信号を変化させるオフセット
信号変化回路と、オフセット信号変化回路からのオフセ
ット信号を保持するオフセット信号保持回路とを備え、
画像入力モードにおいて上記閾値シフト回路をオフセッ
ト信号変化検出回路の出力信号でオンとなるスイッチ回
路により上記閾値設定回路に設定された閾値を上記２値
信号に重畳されるノイズ分だけ下方にシフトするよう構
成したことを特徴とする光学読取装置。
（３）メディア上に担持された画像を走査して光電変換
するセンサと、センサの出力信号を所定の閾値に基づい
て２値化するコンパレータと、上記閾値を設定する閾値
設定回路と、オフセット信号の変化を検出するオフセッ
ト信号変化検出回路と、オフセット信号変化検出回路の
オフセット信号変化検出出力で入力信号のオフセット値
をシフトする入力信号オフセットシフト回路と、上記コ
ンパレータからの２値信号出力の変化を検出する２値信
号出力変化検出回路と、オフセット信号を変化させるオ
フセット信号変化回路と、オフセット信号変化回路から
のオフセット信号を保持するオフセット信号保持回路と
を備え、オフセット信号設定モードにおいて上記２値信
号のオフセット値をオフセット信号変化検出回路の出力
信号でオンとなるスイッチ回路により２値信号に加算し
て上記２値信号をそれに重畳されるノイズ分だけ下方に
シフトするよう構成したことを特徴とする光学読取装置
。
（４）メディア上に担持された画像を走査して光電変換
するセンサと、センサの出力信号を所定の閾値に基づい
て２値化するコンパレータと、上記閾値を設定する閾値
設定回路と、オフセット信号の変化を検出するオフセッ
ト信号変化検出回路と、オフセット信号変化検出回路の
オフセット信号変化検出出力で入力信号のオフセット値
をシフトする入力信号オフセットシフト回路と、上記コ
ンパレータからの２値信号出力の変化を検出する２値信
号出力変化検出回路と、オフセット信号を変化させるオ
フセット信号変化回路と、オフセット信号変化回路から
のオフセット信号を保持するオフセット信号保持回路と
を備え、画像入力モードにおいて上記２値信号のオフセ
ット値をオフセット信号変化検出回路の出力信号でオン
となるスイッチ回路により２値信号に加算して上記２値
信号をそれに重畳されるノイズ分だけ上方にシフトする
よう構成したことを特徴とする光学読取装置。