JPS6319913B2

JPS6319913B2 -

Info

Publication number: JPS6319913B2
Application number: JP55009077A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Asai
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1980-01-29
Filing date: 1980-01-29
Publication date: 1988-04-25
Also published as: JPS56108175A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、記録媒体に記載されているマーク・
記号・文字等を光学的に読取る装置に関し、特に
走査速度の差異に拘らず読取るべき文字等を正し
いサンプリング位置間隔でサンプリングできる光
学式手動走査型読取装置に関するものである。

従来、商品値札、帳票等に記載されているマー
ク・記号・文字等を直接読取ることのできる手動
走査型の光学式読取装置は、用紙上の文字等を照
明する光源と、紙面の反射光を結像するためのレ
ンズ系と、このレンズ系の結像面に読取るべき文
字行に直交する方向に１列状又はマトリツクス状
に配列した光電変換素子とからなる読取器を、手
動で文字行方向に移動走査させたとき、光電変換
面に結像される走査像を電気信号に変換してパタ
ーン認識の技術により文字等を読取ることができ
る装置である。このような読取装置で常に問題と
なるのは、手動であるため上記読取器の走査速度
を規定できないことである。解決方法としていく
つかの方式が発表されている。一つは、読取器と
紙面の接触部分に可動体による速度計測機構を備
えたものである。この方式は読取器と紙面が接触
する条件内では理想的な走査速度が得られるが、
接触条件はこの種の読取装置で操作者に負担とな
ること、また接触によつて記録媒体が損傷するよ
うな場合に不適となる。もう一つの方式は、光電
変換素子をマトリツクス状に配列して文字等の読
取単位を２次元的に受光し走査速度の影響を除い
てしまうものである。この方式では、読取単位に
十分なマトリツクス状光電変換素子列が要求され
るため高価になり易く、また光電変換信号の出力
は直列遂次的であるため高速走査になると配列素
子数が制約されるため大きな走査範囲を確保する
ことが不可能となる。また２次元光電変換信号の
読取り開始タイミングは読取単位毎に現出する文
字間の空白を検知することによるため、カタカナ
の「ツ、リ」のように読取文字が分離画で構成さ
れているとき読取りが不安定になる。さらにもう
一つの方式は、１列状の光電変換素子列を２列用
意し、これら２列の内１列を読取るべき文字の幅
検出にまた他の１列を読取り用にするものであ
る。この場合１列の光電変換素子列はマトリツク
ス状のものに比較して廉価であるが、読取るべき
文字幅をどのように規定するかという点で問題が
ある。例えば上記の分離画文字には誤動作を起す
ため読取り対象となるマーク・記号・文字は制約
されることになる。

ところで速度を計測する最も基本的な方式は、
２点の計測点間の対象の移動時間を計測する方式
である。１列状の光電変換素子列を２列用意しそ
の２列間に出現する文字等の移動時間を計測すれ
ば、前記第三の方式のように文字幅には無関係に
走査速度が得られる。

本発明の目的は、以上のような見地に基づいて
なされたもので、上述のような従来の方式の種々
の欠点を除去し、手動走査の差異に拘らず、文字
を正しい位置間隔で光電変換することにより読取
性能を向上できる光学式手動走査型読取装置を提
供することにある。

また本発明の他の目的は、小型軽量で廉価な光
学式手動走査型読取装置を提供することにある。

本発明によれば、１列状の光電変換素子列を手
動走査方向に適当な間隔で２列配置することによ
り、その間を通過する読取面の結像の移動を時間
計測することにより得られる走査速度により、上
記２列の光電変換素子列のうち時間的に後から走
査される光電変換信号を列単位でサンプリングす
ることにより、読取面上の正しいサンプリング位
置間隔で読取りが正しく行われる装置が提供され
る。

また本発明によれば、走査速度が可変でよいこ
とまた読取器が小型軽量であることから既在のタ
イプライタ等の可動装置に搭載することにより簡
便な自動走査読取装置が構成できる。

以下、本発明の一実施例について図面をもつて
詳細に説明する。

第１図は、本発明になる光学式手動走査型読取
装置の一実施例の全体を示すブロツク図である。
本装置は、第１図を参照して同期信号発生回路
１、駆動回路２、光電変換素子列（以後センサ・
アレイと呼ぶ）３Ａ，３Ｂと光源、レンズ系（図
示せず）とからなる読取器３、量子化回路４、速
度制御回路５、及び読取処理装置８から構成さ
れ、次のような動作を行なう。

同期信号発生回路１は、自走又は外部同期信号
に基づき、読取りのための同期信号としてセン
サ・アレイ１列の走査単位毎に発生する列同期信
号１０１、及びセンサ・アレイを構成する光電変
換素子に対する走査単位毎に発生するセル同期信
号１０２を発生し、他の回路、装置に供給する。
駆動回路２は、上記同期信号１０１，１０２に基
づき、必要な走査制御信号２０１をセンサ・アレ
イ３ａ，３Ｂに供給する。センサ・アレイ３Ａ，
３ＢはCCD、フオトダイオードアレイ等の光電
変換素子を列状配列したもので走査制御信号２０
１に従つて、センサ・アレイ３Ａ，３Ｂ上に読取
器のレンズ系で結像された光学像の１列分を光電
変換し、量子化回路４に供給する。量子化回路４
は、センサ・アレイ３Ａ，３Ｂの出力をセル同期
信号１０２に同期して増幅、サンプリングし、読
取面の紙地部位と文字部位をそれぞれ“０”、
“１”に量子化する。この量子化信号は像信号４
Ａ，４Ｂとして速度制御回路５に供給される。速
度制御回路５は、センサ・アレイ３Ａ，３Ｂを右
方向に手動走査したとき読取文字０１Ａが０１Ｂ
に移動する間の時間計測を像信号４Ａ，４Ｂから
行う機能を有し、読取開始信号６１０、列サンプ
ル同期信号７０１を発生する。読取処理装置８
は、センサ・アレイ３Ｂの像信号４Ｂを列サンプ
ル同期信号７１０を基に入力し、所定の位置間隔
でサンプルされた像信号からパターン認識技術に
より文字等を認識しコード化するものである。

以上の各回路、装置の内、同期信号発生回路
１、駆動回路２、センサ・アレイ３Ａ，３Ｂ、量
子化回路４及び読取処理装置８に関しては従来の
この種の装置に用いられている公知の技術で成し
得るもので詳細な説明を要しない。したがつて本
発明の主点たる、センサ・アレイ３Ａ，３Ｂの構
成及び速度制御回路５について以下に詳述する。

手動走査を実際に行う読取器３は、第２図を参
照してセンサ・アレイ３Ａ，３Ｂを含みこれに読
取面上の像を結像するための光学系、及び照明を
１本のケースに収納し手掌に保持できる程度にま
とめたものである。この読取器の構成で重要なの
は、２列のセンサ・アレイ３Ａ，３Ｂを読取面の
走査方向（第２図で右方向）に対し、一定間隔で
平行に配置させることにある。この構造には種々
の方式が考えられるが、代表的な実施例を第２図
ａ，ｂに示した。第２図ａは、ハーフ・ミラー３
２によつて２つの光路を分離し、読取面Ｏの２列
に整合する２つの光軸をレンズ系３１Ａ，３１Ｂ
によつて構成するもので、センサ・アレイ３Ａ，
３Ｂはそれぞれ空間的には別の場所に設置するこ
とができる。第２図ｂは、センサ・アレイ３Ａ，
３Ｂを２列並列に収納するセンサ３０に納め、レ
ンズ系３１によつて読取面Ｏの像をセンサに結像
する構成で、センサ・アレイ３Ａ，３Ｂの設置位
置は制約されるが、レンズ系は１構成に簡素化さ
れる。

次に速度制御回路５の詳細を説明する前に、上
記のような２列のセンサ・アレイを配したとき、
手動走査速度がいかに計測されるか、その原理に
ついて、第３図ａ，ｂを参照して説明する。第３
図ａに於いて読取るべき記録媒体上に記録されて
いる文字０１Ａに対し、センサ・アレイ３Ａ，３
Ｂが右方向に走査されるとき、走査移動に従つて
初めセンサ・アレイ３Ａの位置で検出された像信
号はある時間後に文字０１Ｂの状態でセンサ・ア
レイ３Ｂに検出される。この間の経過時間は、一
定時間間隔の列同期信号によつて計数される。例
えば、この一定時間周期である列同期信号毎の文
字０１Ａの文字前端の読取り位置を示すと、走査
が遅いときは同図ｂに示す０２のように、速いと
きは０３のようになる。したがつて最終的な（等
速度）の画像信号として例えば３Ａ，３Ｂ間を５
列分の画像分解能で走査する場合は、低速０２の
ときは列同期信号８回に５回また高速０３のとき
は列同期信号毎にセンサアレイ３Ｂから得られる
列画像信号をサンプリングすれば、その像出力は
一定位置間隔（即ち一定分解能）で走査読取した
像信号となる。

第４図を用いて、上記原理による速度制御回路
５の一実施例について説明する。速度制御回路５
は、２組の列検出回路５０Ａ，５０Ｂ、前列レジ
スタ５１Ａ，５１Ｂ、列判定回路５３、状態レジ
スタ６０，６１、前長カウンタ６２、計測カウン
タ６３、サンプルカウンタ６５、閾値発生器６
４、及び比較器６６，６７，６８，６９、
EXORゲート５２Ａ，５２Ｂ、ANDゲート５５，
５６，５７，５８，７１，７２、ORゲート５
４，５９から構成されており、次のような動作を
行う。

読取器３が読取状態でないとき（例えば紙面か
ら離れているとき）はセンサアレイ３Ａ，３Ｂに
像結像がないことから像信号４Ａ，４Ｂは全セル
走査に対して“１”を出力している。列判定回路
５３は像信号４Ａの列単位に現在の列の像信号が
全て“０”又は“１”を検出するもので、上記の
読取状態でないときは全セル像信号“１”を検出
して出力５３１がONとなる。出力５３１はOR
ゲート５４を介し、ANDゲート５５で列同期信
号１０１によつてゲートされその結果状態レジス
タ６０のＳ状態フリツプ・フロツプをONにす
る。この状態レジスタ６０は、Ｓ、Ｒ、Ｍ、Ｐの
４つのフリツプ・フロツプから成りそのいづれか
一つのみがONとなるような構成である。またＫ
状態レジスタ６１はリセツトされる。Ｋ状態レジ
スタ６１の出力は読取開始信号６１０を出力する
レジスタであり、これがリセツトされることによ
り読取無効を読取処理装置８に知らせる。上記状
態では、Ｒ、Ｍ、Ｐ、Ｋ状態レジスタは全て
OFFのため各ANDゲート５７，５８，７１，７
２は全て出力を出さないで静定状態を持続する。
次に像信号４Ａが全セル像信号“０”即ち読取器
が文字等の何もかゝれていない紙面に設置された
とき、はじめて列判定回路５３が出力５３２を出
力する。このとき列同期信号１０１のタイミング
でANDゲート５６を介してＲ状態フリツプフロ
ツプがONとなり、ORゲート５９を介してAND
ゲート５７が作動状態になる。一方列検出回路５
０Ａ，５０Ｂは相似的な構成でそれぞれ像信号４
Ａ，４Ｂの列単位の全セル像信号から、全セル像
信号“０”ならば“０”、いづれか１つセル像信
号が“１”ならば“１”を出力するように構成さ
れる。即ち文字部位にあるときは“１”、文字間
部位のときは“０”を出力することになる。また
前列レジスタ５１Ａ，５１Ｂはそれぞれ列同期信
号１０１に同期して列検出回路５０Ａ，５０Ｂの
出力をセツトするもので列同期単位に考えると列
検出回路の１つ前の出力を保持することとなる。
読取器３が読取りのため手動走査を開始すると先
づ像信号４Ａに文字端が検出され列検出回路５０
Ａが出力“１”を発生する。このとき前列レジス
タ５１Ａは“０”となつているためEXORゲー
ト５２Ａは出力ONをANDゲート５７に出力す
る。一方比較器６６の出力は後述するようにこの
時点ではONになつており、ANDゲート５７は
列同期信号１０１と同期して出力５７１によつて
Ｍ状態フリツプ・フロツプをONにする。この状
態は速度計測状態であることを示すもので、Ｓ、
Ｒ、Ｐ状態フロツプがOFFとなるためANDゲー
ト５５，５６，５７は全て出力を出さず、AND
ゲート５８のみが次に検出される像信号４Ｂの状
態変化を待つことになる。センサアレイ３Ａで最
初の文字端が検出されるに伴い、ANDゲート５
７の出力５７１は計測カウンタ６３をリセツト
し、以下の動作が発生するまで列同期信号１０１
によつて時間が計数される。手動の走査速度に応
じてやがてセンサアレイ３Ｂに文字端が出現する
と、前記５０Ａ，５１Ａ，５２Ａの動作と同様に
してEXORゲート５２Ｂが出力ONを出す。この
ときＭ状態フロツプはすでにONであり、Ｋ状態
レジスタ６１はまだOFFのまゝである。このと
き、比較器６９は計測カウンタ６３、閾値発生器
６４の出力に拘らずON出力がANDゲート５８
に供給される構造となつており、ANDゲート５
８を介して文字端検出を意味するEXORゲート
５２Ｂの出力はＰ状態フロツプをONとし、この
ときの計測カウンタ６３の内容を閾値発生器６４
内にセツトする。またＫ状態レジスタ６１がON
となり読取開始信号６１０が出力される。上記計
測カウンタ６３の出力値から閾値発生器６４で決
定されるサンプル間隔値６４２と列同期信号１０
１によつて常に計測されているサンプルカウンタ
６５とは比較器６７で比較され、計測カウンタ６
３による計測値に比例したサンプル同期信号７１
０をANDゲート７２を介して出力することとな
る。このようにして第１回の速度計測が完成した
が、このときＰ状態フリツプ・フロツプONの状
態は、先のＲ状態フリツプ・フロツプと同一であ
り、次のセンサ・アレイ３Ａが文字端を検出する
のを待つことになる。このようにして以後はＭ及
びＰ状態フリツプ・フロツプのON／OFFを繰返
しながら文字端の出現するたびに速度計測が行わ
れ、計測カウンタ６３の出力が速度の修正を行
う。このような正規動作の他の動作について次に
説明する。

先づ比較器６０の機能は、ある速度動作が終了
してＰ状態フリツプ・フロツプがONとなつた直
後にセンサ・アレイ３Ａが文字端を検出したとき
直ちに計測を再会すべきか否かを制御するもので
ある。即ち、センサ・アレイ３Ａが文字端を検出
したときその前に距離の意味で十分長く文字端が
出現しないことを条件としなければセンサ・アレ
イ３Ｂが上記センサ・アレイ３Ａで検出したもの
とは別の文字端を検出して速度計測が乱れる。上
記距離上で十分長いという意味で比較器６６は、
現在の速度計測値から決定される閾値発生器６４
３の出力と、前長カウンタ６２の内容を比較し、
前長カウンタ出力が大きいときだけ比較器６６は
出力ONをANDゲート５７に供給する。上記説
明から明らかなように分離画を含まない文字読取
（例えば“英数字”）に際してはこの構成要件を省
略できる。次に比較器６９は第１回の速度計測時
には常にON出力をANDゲート５８に供給して
いるが、第２回以降は、現在の速度計測値から閾
値発生器６４から出力される速度値６４４と、計
測中の計測カウンタの内容が比較され、計測カウ
ンタ６３が極端に小さいときANDゲート５８を
OFFとしセンサ・アレイ３Ｂが雑音によつて誤
つた文字端を検出することを防止する。また比較
器６８は計測カウンタ６３の出力が現在の速度計
測値から閾値発生器６４によつて出力される速度
値６４１より極端に大きくなつたとき出力ONを
発生しANDゲート７２、ORゲート５４、AND
ゲート５５を介して列同期信号１０１と同期して
Ｓ状態フリツプ・フロツプをON、及びＫ状態レ
ジスタ６１をリセツトする。即ち読取器３が手動
走査停止状態による読取停止を実現する。

以上で速度制御回路５の構成動作について説明
を完了した。この中で列検出回路５０Ａ，５０
Ｂ、列判定回路５３、状態レジスタ６０等は上記
動作説明により構成は当業者によつて容易になし
得るもので説明を省略する。また閾値発生器６４
は計測カウンタ６３の内容を一時保持する通常の
レジスタとこのレジスタ出力から上記動作説明で
明らかな各閾値を比例的に出力するシフタ又は
ROMで構成できることは容易に知られる。各閾
値は手動走査における速度条件によつて適宜決定
されれるであろう。

前述のとおり本発明により手動走査速度の差異
に拘らず、正しい位置で文字を読み取ることが出
来その効果は多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明なる一実施例を示すブロツク
図、第２図は読取器３の像読取走査に伴う光学系
の代表的二つの構成例を示す概念図、第３図ａ，
ｂは手動走査速度の計測原理を説明する概念図お
よび波形図、第４図は速度制御回路５の詳細を説
明する回路図である。図において、１は同期信号発生回路、２は駆動
回路、３は読取器、３Ａ，３Ｂはセンサ・アレ
イ、４は量子化回路、５は速度制御回路、８は読
取処理装置を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

１光源とレンズ系及び光電・変換素子列を有す
る読取器を文書等の文字行方向に手動走査し光学
的に読取る手動走査型読取装置に於いて、文字行
に直交する方向に１列状に配列した第１および第
２の光電変換素子列を予じめ定められた間隔に平
行に配置した光電変換器、及び光源、レンズ系か
らなる読取器と、前記光電変換器を駆動するため
の、駆動回路と、光電変換器の出力を電気的量子
化信号に変換する量子化回路と、前記量子化回路
から得られる前記第１及び第２の光電変換素子列
に撮映された画像信号を用いて手動走査速度を計
測し、等速度走査画像を生成するためのサンプリ
ング信号を発生する速度制御回路と、前記各回路
の同期をとるための信号を発生する同期信号発生
器とからなる光学式手動走査型読取装置。