JPS6131509B2

JPS6131509B2 -

Info

Publication number: JPS6131509B2
Application number: JP54046462A
Authority: JP
Inventors: Tsugio Takahashi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-04-16
Filing date: 1979-04-16
Publication date: 1986-07-21
Also published as: JPS55138182A

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的文字読取機
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。

光学的文字読取機（以下OCR）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枚ずつ順次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
に、紙葉制御回路が設けられている。

通常、紙葉制御回路としては、第１図に示すよ
うな光検出器が使用され、発光ダイオードやタン
グステン・ランプ等の光源３とソーラ・セルやホ
ト・トランジスタ等の光電変換素子１とを対向さ
せ、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においてあらかじめ設定された２値化レ
ベル（スライス・レベル）でデイジタル化され
る。

従来、スライス・レベルは、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
定される。また、増幅器自体のゲインを変えるこ
ともできる。

例えば、第２図ｂに示すような演算増幅器２′
の場合には、可変抵抗器VR３を調整することに
より、スライス・レベルを設定している。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
出力が大幅に異なるため、それに対応してスライ
ス・レベルを設定し直す必要があるからである。

このように、従来、光電変換素子１の出力バラ
ツキをカバーするために、可変抵抗器VR１，VR
２，VR３等を設置してスライス・レベルまたは
増幅ゲインを装置ごとに人為的に調整する必要が
あるが、可変抵抗器を使用しているため、測定器
の精度や調整者の設定誤差等があり、最適なスラ
イス・レベルを設定することが期待できない。ま
た、装置の周囲温度の変化や紙の繊維屑等の付着
による経時変化等によつても、最適なスライス・
レベルを維持することが難しく、さらに可変抵抗
器VR１，VR２，VR３の故障率が高いことも光
検出回路の信頼性を向上できない理由の１つにな
つている。

本発明の目的は、このような欠点を解消するた
め、装置の使用開始に先立つて適切なスライス・
レベルを自動的に設定し、かつ１度設定した後は
長期間安定な動作を維持して初期調整や保守時調
整を必要としない紙葉制御回路を提供することに
ある。

本発明による紙葉制御回路は、増幅器を経た光
電変換器の出力レベルを検出するための等間隔の
複数レベル発生手段、該レベル発生手段の複数レ
ベルと前記光電変換器出力レベルを比較するコン
パレータ、および該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
る制御手段を有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３図は、光電変換出力レベルの検出方法説明
図であり、第４図は本発明による紙葉制御回路の
要部構成図および真理値説明図である。

第３図ａでは、第１図における増幅器２の出力
OUT１のレベルと複数個の等間隔レベルSL０〜
SL７との関係を示し、また第３図ｂでは、例え
ばランプ３が故障して別のものと交換した場合、
あるいはランプ３の点灯電圧V₁を上げた場合の
増幅器２の出力OUT１のレベルと等間隔レベル
SL０〜SL７との関係を示している。第３図ａ，
ｂにおいて、低い方のレベルＬ_D(a)，Ｌ_D(b)は光電
変換素子１と光源３との間に紙葉４が存在すると
き、つまり光源３からの光が紙葉４により遮光さ
れ、透過光の一部分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、また高い方のレベルＬ_B(a)，
Ｌ_B(b)は光電変換素子１と光源３との間に紙葉４
が存在しないとき、つまり光源３からの光が直接
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ている。

第４図ａにおいて、フリツプ・フロツプ５，
６，７は、セツト状態時にある一定電圧を出力
し、リセツト状態時に約0Vを出力する。また、
抵抗器R₁，R₂，R₃と演算増幅器１１は、加算回
路を構成しており、抵抗器R₁，R₂，R₃の間には
R₁＝2R₂＝4R₃の関係があるため、フリツプ・フ
ロツプ５，６，７のセツトまたはリセツト状態に
より、それぞれ１、２、４の重みを有する電流値
が選択されて演算増幅器１１で加算される。例え
ば、フリツプ・フロツプ５，６，７がすべてリセ
ツト時には、第３図ａ，ｂに示すレベルSL０の
直流出力となり、フリツプ・フロツプ５のみがセ
ツトされたきには、SL（ｎ）＝SL1の出力、フリ
ツプ・フロツプ６のみがセツトされたときには
SL（ｎ）＝SL2の出力、フリツプ・フロツプ７の
みがセツトされたときには、SLL（ｎ）＝SL4の
出力となる。

フリツプ・フロツプ５，６，７の各出力電圧を
Ｖ_x，Ｖ_y，Ｖ_zとすると、演算増幅器１１の出力
SL（ｎ）は次式で近似できる。

SL（ｎ）＝−Ｒ_ｆ／Ｒ_１Ｖ_x−Ｒ_ｆ／Ｒ_２Ｖ_y−Ｒ_ｆ／Ｒ
_３Ｖ_z…(1) 各フリツプ・フロツプ５，６，７のセツト状態
を「１」、リセツト状態を「０」とすると、セツ
ト、リセツト状態と演算増幅器１１の出力との関
係は第４図ｂに示すようになる。

コンパレータ１２は、演算増幅器１１の出力
SL（ｎ）と第１図における増幅器２の出力OUT
１との直流電位の大小を比較して、増幅器２の出
力OUT１の方が大きいときに出力OUT２をハイ
レベルにする一方、増幅器２の出力OUT１の方
が小さいときに出力OUT２をロー・レベルにす
る。

いま、コンパレータ１２の入力OUT１とし
て、第３図ａに示すレベルＬ_D(a)が入力された場
合、第４図の演算増幅器１１の出力SL（ｎ）＝
SL0であればコンパレータ１２の出力OUT２は
ロー・レベル、出力SL（ｎ）＝SL1であればコン
パレータ１２の出力OUT２はハイ・レベルとな
る。つまり、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OUT
２のレベルを観測することにより、レベルＬ_D(a)
はスライス・レベルSL０とSL１の間にあること
が判別される。同じように、第３図ａに示すレベ
ルＬ_B(a)は、スライス・レベルSL３とSL４の間
にあることが判別できる。

いま、レベルＬ_B(a)がスライス・レベルSL３と
SL４の間にあるとき、SL３をレベルＬ_B(a)のピ
ークと呼ぶことにすると、Ｌ_B(a)のピークより１
レベル少いレベルSL２にセツトして、これをス
ライス・レベルにすることにより、調整が不要と
なる。すなわち、フリツプ・フロツプ６のみをセ
ツト状態にして、他をリセツト状態にすることに
よりSL２をスライス・レベルにしておくと、コ
ンパレータ１２の出力OUT２がロー・レベルの
ときには、コンパレータ１２の入力OUT１つま
り第１図の増幅器２の出力が第３図ａにおけるＬ
_B(a)であることを示し、これに対してコンパレー
タ１２の出力OUT２がハイ・レベルのときに
は、コンパレータ１２の入力OUTは第３図ａに
おけるＬ_D(a)であることを示している。

第３図ｂの場合にも、全く同じことが云える。
すなわち、ランプ３を交換した後、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、レベルＬ_B(b)がSL６とSL７の間にあ
ることが判別されたならば、Ｌ_B(b)のピークはス
ライス・レベルSL６である。そこで、これより
１レベル少いSL５にセツトするため、フリツ
プ・フロツプ５と７をセツト状態に、フリツプ・
フロツプ６をリセツト状態にして、スライス・レ
ベルを設定しておけば、以後の検出動作において
コンパレータ１２の出力OUT２がロー・レベル
のときには増幅器２の出力OUT１はＬ_B(b)、コン
パレータ１２の出力OUT２がハイ・レベルのと
きには増幅器２の出力OUT１はＬ_D(b)であること
が判別できる。すなわち、第１図において、最初
に、光電変換素子１と光源３の間に紙葉４が存在
しないときの増幅器２のピーク出力を第４図のフ
リツプ・フロツプ５，６，７のセツト状態を変え
ることにより検出し、ピーク値からあらかじめ定
められた値だけ少いスライス・レベルをセツトし
ておけば、以後の制御動作において、第１図の紙
葉４の有無を検知することができる。

第４図において、フリツプ・フロツプ５，６，
７のセツト・リセツト動作を、専用の制御論理回
路により行うことも勿論可能であるが、OCR等
の制御に使用されるマイクロ・コンピユータの制
御プログラムにより行えば、簡単な手順で実行で
きる。

第５図は、本発明によるマイクロ・コンピユー
タの制御フロー・チヤートである。

第５図においては、第４図ａ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を示している。先ず、スター
トSTAで例えばOCRの電源を投入した後、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、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。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。このようにして、電源投入後、数
秒後にスライス・レベルのセツトが完了する。

なお、第４図では、フリツプ・フロツプを３個
用いて８レベルを発生しているが、さらにフリツ
プ・フロツプの数を増加すればさらに多くのレベ
ルを発生するので、ピーク値を高精度に検出で
き、詳細なスライス・レベルを設定できる。

また、第１図では、光電変換素子１と光源３を
それぞれ１個ずつ設けた最も簡単な場合を示して
いるが、一般に光電変換素子１と光源３をｍ個ず
つ設けた場合でも、スライス・レベルを発生する
加算回路およびコンパレータ１２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。

さらに、複数レベルを発生する回路として、フ
リツプ・フロツプと複数個のダイオードおよび抵
抗を用いた抵抗分圧点をコンパレータに接続して
もよい。

以上説明したように、本発明によれば、機器の
使用に先立つて、常に光電変換素子の出力を測定
し、その出力に応じて最適なスライス・レベルを
自動的に設定するので、長期間にわたり安定な動
作を保持することができる。また、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、ラ
ンプやソーラ・セルの経時変化等による増幅器出
力のバラツキあるいは変動等があつても、調整す
る必要がない。つまり、初期調整も保守時調整も
不要であり、発光素子等の交換時にも人為的な調
整がないので、保守作業の手間が省ける。

【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図は本発明による光電変換出力
レベルの検出方法説明図、第４図は本発明の実施
例を示す紙葉制御回路の要部構成図および真理値
説明図、第５図は本発明によるマイクロ・コンピ
ユータの制御フロー・チヤートである。１：光電変換素子、２：増幅器、３：光源、
４：紙葉、５，６，７：フリツプ・フロツプ、
２′，１１：演算増幅器、１２：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
るための複数個の等間隔レベル発生手段、該等間
隔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、および該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
する制御手段を有することを特徴とする紙葉制御
回路。