JPS634226B2 - - Google Patents

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JPS634226B2
JPS634226B2 JP17229680A JP17229680A JPS634226B2 JP S634226 B2 JPS634226 B2 JP S634226B2 JP 17229680 A JP17229680 A JP 17229680A JP 17229680 A JP17229680 A JP 17229680A JP S634226 B2 JPS634226 B2 JP S634226B2
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JP
Japan
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circuit
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line
light
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JP17229680A
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JPS5797182A (en
Inventor
Shoichi Kunieda
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10821Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices
    • G06K7/10851Circuits for pulse shaping, amplifying, eliminating noise signals, checking the function of the sensing device

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は一定幅を有する測定物の中央位置を
検出する光電読取装置に関するものである。
従来技術 従来、発光素子と受光素子とからなる光電読取
装置で、通過する測定物例えば印刷物に印刷され
た一定の幅(太さ)の線の通過を検出する場合に
は、通過する線に光を当ててその反射光の有無を
検出していた。しかし、線は一定の太さを有して
いるため、上記読取装置では、その線の中央位置
の通過を検出することができず、もつぱら線の通
過開始時点、通過終了時点若しくは通過中の検出
が行なわれていた。
従つて、精度の高い線の通過検出を行うことが
できなかつた、このことは、例えば第1図に示す
ように、多数のマス目線Aにより形成されたマス
目内に情報を記録する穿孔式或いはマーク式の記
録媒体1のように、情報記録領域が正確に形成す
なわち、マス目線Aが正確にある一定の間隔で印
刷されているか否か、或いは媒体上のある基準に
対して、例えば両側の送り孔Bに対して一定の関
係位置に正確に印刷されているか否かなどを検出
する場合には従来の方法では正確に検出すること
はできなかつた。
目 的 この発明の目的は前記問題点を解消し、一定の
幅を有する測定物の中央位置を検出することがで
き、精度の高い測定物の位置検出を行うことがで
きる光電読取装置を提供するにある。
実施例 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に
従つて説明すると、第2図において、光電読取装
置11は光反射率の良くない例えば黒色の線(測
定物)12を印刷した白色の記録媒体13を支持
する支持部材14に対して一定の間隔をおいて相
対向するように配設されていて、その機台11a
の前面に形成した凹部15にはガラス若しくは合
成樹脂製の透明部材16が装着されている。
発光ダイオード等の発光素子17は機台11a
に透設した嵌着孔18に装着され、同発光素子1
7の光が嵌着孔18の前方に透設した照射孔19
及び透明部材16を介して前記支持部材14上の
記録媒体13に照射されるようになつている。そ
して、前記照射孔19の内径Rは前記記録媒体1
3に印刷した線12の幅(太さ)Dと略同じ長さ
となるように形成されていて、記録媒体13に照
射される光束の経Lを同線12の太さDと略同じ
大きさにし、後記する受光素子20の読取視野
(読取分解能)を線12の太さDと一致させてい
る。
ホトダイオード等の受光素子20は同じく機台
11aに透設した嵌着孔21に装着され、前記記
録媒体13に照射された光の反射光を前記透明部
材16及び嵌着孔21の前方に透設した読取孔2
2を介して受光できるようになつている。この
時、同受光素子20の読取視野(読取分解能)は
前記線12の太さDに一致しているため、同受光
素子20は記録媒体13の白色表面と太さDの線
12に照射される割合(照射量)に応じて媒体1
3から反射される光の反射光量に比例し、その光
電流が変化するようになつている。
次に、上記のように構成した光電読取装置11
の電気制御回路について説明する。
第4図において、オペアンプ31はその反転入
力端子にアノードが接続された前記ホトダイオー
ドよりなる受光素子20の短絡電流を一定の増幅
率で増幅して検出信号SG1として出力する電流増
幅器であつて、前記光電読取装置11と記録媒体
13とが相対的に移動するに伴つて、前記太さD
の線12が第5図aに示すように発光素子17か
らの照射光に対して直角に横切ることにより、前
記検出信号SG1が第5図bに示す出力波形とな
り、次段のノイズ消去のための波形整形回路32
に出力される。この時、前記検出信号SG1の出力
波形は線12の中央位置D0が照射光の中心点L0
を通過した時、すなわち、光束径Lの照射光の全
光量が太さD(=L)の線に照射されていて、そ
の反射光量が量少値となる時にピーク値をとる。
前記検出信号SG1を入力する波形整形回路32
は、オペアンプ33と、同オペアンプ33の反転
入力端子に接続した入力抵抗35と、同オペアン
プ33の非反転入力端子にスライス用基準電圧−
Vfを入力するための可変抵抗36からなる基準
値設定回路及び同オペアンプ33の出力端子と反
転入力端子間に接続されたダイオードD1,D2
び帰環抵抗39,40等からなる非線形回路とか
ら構成されていて、第5図cに示すように前記検
出信号SG1の基準電圧−Vf以下の部分をスライス
してノイズを除去した状態で同検出信号SG1を反
転増幅し、その出力信号SG2を前記ダイオードD2
と帰環抵抗40との接続点aから出力する。すな
わち、オペアンプ33に入力される検出信号SG1
の電圧Vinが基準電圧−Vf以下の時には、ダイオ
ードD1がオンするとともにダイオードD2がオフ
して、帰環抵抗40に電流が流れないため、出力
信号SG2の出力電圧V0は第5図cに示すように基
準電圧−Vfとなる。一方、検出信号SG1の電圧
Vinが基準電圧−Vf以上になつた時には、ダイオ
ードD1がオフするとともにダイオードD2がオン
して、帰環抵抗40に電流が流れるため、出力信
号SG2の出力電圧V0は第5図cに示すように検出
信号SG1を反転増幅した出力波形となる。そし
て、同出力信号SG2はバツフア用のエミツタフオ
ロアーのトランジスタ41を介して次段の微分回
路42に出力される。
微分回路42はオペアンプ43と、同オペアン
プ43の反転入力端子に接続したコンデンサ44
及び同オペアンプ43の反転入力端子と出力端子
間に接続された帰環抵抗45等により構成され、
その出力信号SG3は第5図dに示すように前記波
形整形回路32からの出力信号SG2を微分した出
力波形となり、ゼロ電位をプラス電圧からマイナ
ス電圧にクロスする時点は前記検出信号SG1のピ
ーク値の時点と一致する。
コンパレータ回路46はコンパレータ47より
構成され、その反転入力端子には抵抗48を介し
て前記出力信号SG3が入力されるとともに、同コ
ンパレータ47の出力端子にはプルアツプ抵抗4
9を介してプラス電位の電源電圧V1が印加され
ている。又、同コンパレータ47の非反転入力端
子は抵抗50を介してアースされているととも
に、同コンパレータ47の非反転入力端子と出力
端子間に抵抗51を接続することにより、コンパ
レータ回路46にヒステリシスを持たせてある。
そして、そのヒステリシス幅Vhは前記抵抗50,
51の抵抗値をそれぞれR3,R4とすると、 Vh=R3/R3+R4×V1 となる。すなわち、同コンパレータ回路46の
UTP(Upper.Trip.Point)は前記Vhとなり、
LTP(Lower.Trip.Point)はゼロ電位となる。
従つて、コンパレータ回路46は第5図d,e
に示すように、前記出力信号SG3の出力電圧がゼ
ロからUTPまで上昇するとプラス電位からゼロ
電位に立下がり、逆に、UTPを通つてLTP(ゼロ
電位)に下がつた時、すなわち、前記検出信号
SG1がピーク値に達した時、ゼロ電位からプラス
電位に立上がる出力波形の出力信号SG4を出力す
る。
単安定マルチバイブレータ回路52は前記出力
信号SG4のゼロ電位からプラス電位の立上がりを
捉えて、第5図fに示すようにゼロ電位からプラ
ス電位に立上がるパルス信号SG5を出力し、その
パルス幅は前記出力信号SG4のノイズ除去のため
に時定数を決定するコンデンサ53及び抵抗54
により非常に長くなるように設定されている。こ
れによつて例えば多数の一定間隔おきの線12が
光電読取装置11の読取視野内を順次に通過する
場合に、一つの線12が通過して次の線12が視
野内に入る直前までに発生したノイズに基づく微
分信号を受け付けないようにしている。次段の単
安定マルチバイブレータ回路55は前段の単安定
マルチバイブレータ回路52からのパルス信号
SG5の立上がりを捉えてオンして第5図gに示す
ようにパルス信号SG6を出力し、そのパルス幅は
時定数を決定するコンデンサ56及び抵抗57に
より非常に短くなるように設定されている。そし
て、同パルス信号SG6と前記パルス信号SG5はナ
ンドゲート回路58に入力される。同ナンドゲー
ト回路58はパルス信号SG5をゲート信号として
入力し、パルス信号SG6を反転させて位置検出信
号SG7すなわち、線12の中央位置L0の通過を示
す信号を出力する。
このように本実施例において、照射光の光束の
径Lを線12の太さDと同じ長さにしたことによ
り、線12を等速度で照射光に対して直角に通過
させた時、前記検出信号SG1は第5図bに示すよ
うにピーク値、すなわち、線12の中央位置通過
時の最大出力電圧を有し、そのピーク値を中心線
として、線対称の波形を得ることができる。そし
て、この検出信号SG1を波形整形した後、微分回
路42によつて微分して、その出力信号SG3のゼ
ロ電位をクロスする時点を前記検出信号SG1のピ
ーク値の時点と一致させる。次に同出力信号SG3
に基づいてコンパレータ回路46により、検出信
号SG1のピーク値の時点、すなわち、太さDを有
する線12の中央位置D0の通過時点を位置検出
信号SG7として、線12の中央位置D0が照射光の
光束の中心点L0を通過すると同時に出力させる
ことができる。
なお、本実施例では前記コンパレータ回路46
をLTPがゼロ電位となるように単電源の回路構
成としたが、マイナス電位の電源電圧−V1をも
供給して正負両電源の回路構成としてもよい。こ
の時、第5図dの右側に示すようにLTPがゼロ
電位以下に下がるけれども、微分出力信号SG3
プラス電位よりマイナス電位に向かつて急角度で
降下するため、前記位置検出信号SG7は線12の
中央位置D0の通過時点より若干遅れる程度で実
用上には何ら問題がない。
別の実施例 次に、この発明の第二の実施例を第6図及び第
7図に従つて説明する。
第6図において、コンパレータ回路61は、そ
の反転入力端子に前記波形整形回路32からの出
力信号SG2が入力されるとともに、その非反転入
力端子に基準電圧−Vsが入力されていて、第7
図bに示すように出力電圧SG2が基準電圧−Vs
以下になつた時、プラス電位の出力信号SG8を次
段のアンド回路62に出力するようになつてい
る。又、同アンド回路62のもう一方の入力端子
に出力端子を接続しているコンパレータ回路63
は、その反転入力端子に前記微分回路42からの
出力信号SG3を入力して、第7図dに示すように
同出力信号SG3がゼロ電位よりもマイナス電位に
ある時、プラス電位となる出力信号SG9を同アン
ド回路62に出力する。
アンド回路62はプラス電位の両出力信号
SG8,SG9に応答して、第7図eに示すようにプ
ラス電位に立上がり、その立上がりに基づいて前
記単安定マルチバイブレータ回路52,55と同
じ回路構成の単安定マルチバイブレータ回路6
4,65をそれぞれオン動作させて、第7図f,
gに示すような出力信号SG10,SG11を出力させ
る。
従つて、前記実施例と同様に単安定マルチバイ
ブレータ回路65からの出力信号SG11により線
12の中央位置D0の位置通過を検出することが
できる。
次に、この発明の第三の実施例を第8図及び9
図に従つて説明する。なお、この実施例は前記第
二の実施例で説明した出力信号SG2をコンパレー
タ回路61に入力し、同出力信号SG2に基づいて
次段のアンド回路62に出力信号SG8を出力する
点においてのみ、その第二の実施例と相違するた
め、その相違する構成についてのみ説明する。
第8図において、コンパレータ回路66はその
反転入力端子に前記微分回路42からの出力信号
SG3が入力され、その非反転入力端子に基準電圧
Vaが入力されていて、第9図b,cに示すよう
に出力電圧SG3が基準電圧Va以上にあるとき、
ゼロ電位となる出力信号SG12を次段の単安定マ
ルチバイブレータ回路67に出力する。そして、
同単安定マルチバイブレータ回路67は第9図d
に示すように前記出力信号SG12の立下がりに応
答して一定パルス幅(前記コンパレータ回路63
から出力されるプラス電位に立上がる出力信号
SG9が少なくともアンド回路62に入力されるま
での時間)を有するパルス信号SG13をアンド回
路62に出力する。
そして、前記第二の実施例と同様に、アンド回
路62はコンパレータ回路63からの出力信号
SG9の立上がりを捉えて、次段の単安定マルチバ
イブレータ回路64,65をオンさせることにな
る。従つて、この第三の実施例においても前記第
二の実施例と同様に、単安定マルチバイブレータ
回路65からの出力信号SG11に基づいて、線1
2の中央位置D0の位置通過を検出することがで
きる。
なお、前記線12の中央位置D0の通過検出に
ついて説明したが、一定の幅を有する測定物であ
れば何んでもよく、例えばマーク式記録媒体に記
録したマークの中央位置を検出し、そのマークが
どの記録領域に属するかを判定する装置に応用し
てもよいし、特に、黒色のマーク等に限らず、こ
れとは反対に、対象とする測定物が他の部分より
良好に光を反射する型式であつても簡単に応用で
きる。
又、前記各実施例では、線12の太さDと同じ
長さの照射光の光束の径Lを照射孔19の内径R
によつて設定したが、集光レンズによつて照射光
を線12の太さDと同じ長さの径の光束になるよ
うに集光させたり、逆に前記読取孔22の径を線
12の太さDと一致させてもよい。
効 果 以上詳述したように、この発明によれば極く簡
単な回路構成により一定の幅を有する測定物の中
央位置を検出することができ、精度の高い測定物
の位置検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明を説明するための記録媒体の
正面図、第2図はこの発明を具体化した光電読取
装置の側断面図、第3図は同じく光電読取装置の
一部正面図、第4図は同じく光電読取装置の電気
回路図、第5図a〜gは照射光と線との関係及び
電気回路の各出力波形図である。第6図はこの発
明の第二の実施例を説明するための電気回路図、
第7図a〜gは同じく電気回路の各出力波形図、
第8図はこの発明の第三の実施例を説明するため
の電気回路図、第9図a〜hは同じく電気回路の
各出力波形図である。 光電読取装置……11、線(測定物)……1
2、発光素子……17、照射孔……19、受光素
子……20、読取孔……22、オペアンプ……3
1,33,43、微分回路……42、コンデンサ
……44、抵抗……45,48,49,50,5
1、コンパレータ回路……46、単安定マルチバ
イブレータ回路……52,55、光束の径L、照
射光の内径R、線の太さD、線の中央位置D0

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一定の幅Dを有する測定物12の略中央位置
    D0に対応して電気信号を出力するようにしてな
    る光電読取装置において、 前記測定物12の幅Dと同程度の読取視野Lを
    もち、その視野L内を前記測定物12が出入りす
    るとき夫々信号SG1を出力する光電読取部材1
    7,20等と、その光電読取部材17,20等か
    らの出力信号SG1を入力して正から負或いは負か
    ら正の微分信号SG3を出力する微分回路42と、 その微分回路42から出力される微分信号SG3
    が正から負或いは負から正に変わるときの略零点
    通過時に電気信号SG7を出力する信号発生回路4
    6,55等とからなることを特徴とする光電読取
    装置。 2 信号発生回路は、ヒステリシスを持つコンパ
    レータ回路46と、そのコンパレータ回路46に
    接続された単安定マルチバイブレータ回路52,
    55とから構成されていることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項に記載の光電読取装置。
JP17229680A 1980-12-05 1980-12-05 Photoelectric reader Granted JPS5797182A (en)

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