JP3113775B2 - ２値化回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、入力されたアナログ
信号を２値信号に変換する２値化回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の２値化回路は、例えば図３に示す
ような２次元コードを読み取るスキャナにおいて、その
読み取った電気信号を、白と黒とに対応する２値に変換
する。

【０００３】図４は、従来の２値化回路の一例を示す回
路図である。

【０００４】ＩＮから入力された検出信号は、コンパレ
ータ１の非反転入力端子に入力され、このコンパレータ
１の反転入力端子には、Ｄ／Ａ(digital/analogue)コン
バータ２からの基準電圧信号が入力されるようになって
いる。前記コンパレータ１の出力端子から２値化された
信号が出力される。

【０００５】前記Ｄ／Ａコンバータ２は、図示しないが
コンピュータ等の制御部から供給された基準値データ(
デジタルデータ )をアナログ信号( 基準電圧信号 )に変
換して出力するようになっている。

【０００６】図５は、入力された検出信号波形( 実線 )
及びＤ／Ａコンバータ２から出力される基準電圧信号(
破線 )を示す図である。

【０００７】このように、図４に示す従来の２値化回路
では、照明むらや検出対象の汚れ等により、検出信号波
形が全体的に低レベルになることがあるが、制御部から
のデジタルデータを変化させない限り、Ｄ／Ａコンバー
タ２からの基準電圧信号は変化しない。

【０００８】図６は、従来の２値化回路の他の例を示す
回路図である。

【０００９】ＩＮから入力された検出信号は、コンパレ
ータ１１の非反転入力端子に入力される。このコンパレ
ータ１１の非反転入力端子とグラウンドとの間には、第
１の抵抗１２と第２の抵抗１３とからなる直列分圧回路
が接続されている。この直列分圧回路の分圧出力が前記
コンパレータ１１の反転入力端子に入力されるようにな
っている。

【００１０】前記第２の抵抗１３には並列に、コンデン
サ１４が接続されている。前記コンパレータ１１の出力
端子から２値化された信号が出力される。

【００１１】図７は、入力された検出信号波形( 実線 )
及び第１の抵抗１２と第２の抵抗１３とからなる直列分
圧回路の分圧出力波形( 破線 )を示す図である。

【００１２】このように、検出信号波形の変化に追従し
て、分圧出力波形もコンデンサ１４により遅延されて変
化する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した図４
に示す２値化回路の例では、制御部からのデジタルデー
タを変化させない限り、基準電圧信号のレベルが変化し
ないので、照明むら等の原因により、検出信号の全体の
レベルが変化したときに、例えば、図５の後半の信号波
形のように、検出信号のレベルが全体的に低下すると、
白の幅が狭くなり、黒の幅が広くなってしまうことがあ
る。また、白のレベルが基準電圧信号より低いこともあ
りうる。すなわち、２次元コードの白と黒との幅が正確
に検出できなくなるという問題があった。

【００１４】また、図６に示す２値化回路の例では、コ
ンデンサ１４の充放電により、検出信号の変化に追従し
て基準電圧信号が変化するが、例えば図７の後半の信号
波形のように、ローレベル( 黒に対応するレベル )が長
く続いて、コンデンサ１４が十分放電してしまうと、基
準電圧信号がこのローレベルの検出信号よりもさらに低
いレベルになり、黒を正確に検出することができないと
いう問題があった。

【００１５】そこでこの発明は、基準電圧信号を検出信
号のレベルの変化に対応させることができ、白及び黒を
正確に検出することができる２値化回路を提供すること
を目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は、入力された
アナログ信号を２値信号に変換する２値化回路におい
て、前記アナログ信号を基準電圧と比較し、この比較結
果に基づいて２値信号を出力する比較手段と、前記アナ
ログ信号の低周波成分の変動に追従して前記基準電圧を
変動させる第１の基準電圧変動手段と、前記アナログ信
号の高周波成分の変動に追従して前記基準電圧を変動さ
せる第２の基準電圧変動手段と、高い電位側から順に第
１のないし第３の分圧抵抗を直列に接続し、第１の分圧
抵抗と第２の分圧抵抗との接続点に上記第１の基準電圧
変動手段の出力を接続し、第２の分圧抵抗と第３の分圧
抵抗との接続点に上記第２の基準電圧変動手段の出力を
接続し、上記比較手段に第２の分圧抵抗と第３の分圧抵
抗との接続点の電位を基準電圧として供給する基準電圧
発生手段とを具備したことを特徴とする。

【００１７】

【作用】このような構成の本発明において、基準電圧発
生手段から比較手段に供給される基準電圧は、第１の基
準電圧変動手段によりアナログ信号の低周波成分の変動
に追従して変動させられ、第２の基準電圧変動手段によ
りアナログ信号の高周波成分の変動に追従して変動させ
られる。

【００１８】比較手段は、この変動させられた基準電圧
とアナログ信号とを比較し、この比較結果に基づいて２
値化信号が出力される。

【００１９】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。

【００２０】図１は、この発明を適用した２値化回路を
示す回路図である。

【００２１】ＩＮから入力された検出信号は、比較手段
としてのコンパレータ２１の非反転入力端子に入力され
ると共に、第１のダイオード２２のアノード端子に入力
される。

【００２２】この第１のダイオード２２のカソード端子
は、第１の抵抗２３と第１のコンデンサ２４とからなる
並列回路の一端に接続され、この並列回路の他端はグラ
ウンドに接続されている。前記第１のダイオード２２の
カソード端子とその並列回路の一端との接続点は、第２
のダイオード２５のカソード端子に接続され、この第２
のダイオード２５のアノード端子は、電源Ｖｃとグラウ
ンドとの間に接続された第２の抵抗２６と第３の抵抗２
７と第４の抵抗２８とからなる直列回路の第２の抵抗２
６と第３の抵抗２７との接続点に接続されている。

【００２３】前記第１の抵抗２３と前記第１のコンデン
サ２４とからなる並列回路は積分回路( ローパスフィル
タ )で、入力された検出信号の低周波成分の変動に応じ
て、後述する基準電圧信号を変動させる為のものであ
る。なお、前記第１の抵抗２３及び前記第１のコンデン
サ２４は、これらから構成されるローパスフィルタが２
次元コードに読取りにおける白と黒との境界での検出信
号のレベル変化に対して変化せず、照明や用紙の汚れ等
の変化に対して適切に基準電圧信号を変化させるように
設定されている。

【００２４】また、ＩＮから入力された検出信号は、第
３のダイオード２９のカソード端子に接続されている。
この第３のダイオード２９のアノード端子は、第５の抵
抗３０を介して、前記第３の抵抗２７と前記第４の抵抗
２８との接続点に接続され、この第４の抵抗２８に並列
に高周波ノイズ除去用の第２のコンデンサ３１が接続さ
れている。なお、この第２のコンデンサ３１は、前記第
３のダイオード２９と前記第５の抵抗３０とからなるハ
イパスフィルタが、白と黒との境界での検出信号のレベ
ル変化に対して基準電圧信号を適切に変化させる障害と
ならず、しかも高周波ノイズを除去できる程度の容量に
設定されている。

【００２５】前記第３の抵抗２７と前記第４の抵抗２８
との接続点から基準電圧信号が、前記コンパレータ２１
の反転入力端子に入力されるようになっている。このコ
ンパレータ２１の出力端子から、２値化された信号が出
力される。

【００２６】この第１のダイオード２２のカソード端子
は、第１の抵抗２３と第１のコンデンサ２４とからなる
並列回路の一端に接続され、この並列回路の他端はグラ
ウンドに接続されている。前記第１のダイオード２２の
カソード端子とその並列回路の一端との接続点は、第２
のダイオード２５のカソード端子に接続され、この第２
のダイオード２５のアノード端子は、電源Ｖｃとグラウ
ンドとの間に接続された第２の抵抗（第１の分圧抵抗）
２６と第３の抵抗（第２の分圧抵抗）２７と第４の抵抗
（第３の分圧抵抗）２８とからなる直列回路の第２の抵
抗２６と第３の抵抗２７との接続点に接続されている。

【００２７】このような構成の本実施例においては、例
えば図３に示すような２次元コードを読み取ったとき、
その検出信号の変動に対して基準電圧信号は図２に示す
ように変化する。

【００２８】すなわち、例えば、照明むらや用紙の汚れ
等によりＩＮから入力された検出信号のレベルが低周波
的に( 全体的になだらかに )下降すると、第２のダイオ
ード２５のカソード端子の電位が低周波的に下降する。
すると、第２の抵抗２６と第３の抵抗２７との接続点の
電位が下降して、第３の抵抗２７と第４の抵抗２８との
接続点の電位が低周波的に下降する。

【００２９】また、検出信号のレベルが低周波的に上昇
すると、第２のダイオード２５のカソード端子の電位が
低周波的に上昇する。すると、第２の抵抗２６と第３の
抵抗２７との接続点の電位が上昇して、第３の抵抗２７
と第４の抵抗２８との接続点の電位が低周波的に上昇す
る。

【００３０】しかし、第２のダイオード２５のカソード
端子の電位が、第２の抵抗２６と、第３の抵抗２７と第
４の抵抗２８と直列回路との分圧出力値より上昇する
と、第２のダイオード２５が断線状態となり、第１の基
準電圧変動手段４２による基準電圧発生回路４１への影
響を遮断することができる。

【００３１】また、２次元コードの白から黒への境界で
の検出信号の変動に対して、すなわち、検出信号のレベ
ルが高周波的に( 急激に )下降する( 白から黒を示す信
号に変化するので、その検出信号は基準電圧信号を下回
る )と、第３のダイオード２９を介して、第５の抵抗３
０、第３の抵抗２７、第４の抵抗２８との接続点の電位
が下降する。

【００３２】また、検出信号レベルが高周波的に上昇す
る( 黒から白に示す信号に変化するので、その検出信号
は基準信号を上回る )と、第３のダイオード２９を介し
て、第５の抵抗３０、第３の抵抗２７、第４の抵抗２８
との接続点の電位が上昇する。

【００３３】すなわち、第１の基準電圧変動手段４２
は、ＩＮから入力される検出信号の低周波の変動に対し
て、基準電圧発生回路４１からの基準電圧を追従させ、
第２の基準電圧変動手段４３は、検出信号の高周波の変
動に対して、基準電圧発生回路４１からの基準電圧を追
従させると共に、検出信号が第２の抵抗２６と第３の抵
抗２７との接続点の電位より上昇すると、第１の基準電
圧変動手段４２の基準電圧発生回路４１への影響が遮断
され、検出信号が第３の抵抗２７と第４の抵抗２８との
接続点の電位より上昇すると、第２の基準電圧変動手段
４３の基準電圧発生回路４１への影響が遮断されるの
で、基準電圧のレベルは、検出信号の電圧のレベルに必
要以上に接近することはない。

【００３４】従って、二次元コードのように黒色の部分
が長く続く場合でも、基準レベルが検出信号より下回る
ことがない。

【００３５】このように本実施例によれば、基準電圧を
発生させる第２の抵抗２６、第３の抵抗２７、第４の抵
抗２８からなる基準電圧発生回路４１と、ＩＮから入力
される検出信号の低周波成分の変動に追従して基準電圧
を変動させる第１のダイオード２２、第１の抵抗２３、
第１のコンデンサ２４、第２のダイオード２５からなる
第１の基準電圧変動手段４２と、検出信号の高周波成分
の変動に追従して基準電圧を変動させる第３のダイオー
ド２９、第５の抵抗３０、第２のコンデンサ３１からな
る第２の基準電圧変動手段４３とを設けたことにより、
基準電圧信号を検出信号のレベルの変動に追従して変動
させることができ、白及び黒を正確に検出することがで
きる。

【００３６】従って、白及び黒のそれぞれの幅を正確に
検出することができる。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
基準電圧信号を検出信号のレベルの変化に対応させるこ
とができ、白及び黒を正確に検出することができる２値
化回路を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の２値化回路を示す回路
図。

【図２】同実施例の２値化回路における検出信号と基準
電圧信号の波形を示す図。

【図３】２次元コードを示す図。

【図４】従来例の２値化回路を示す回路図。

【図５】同従来例の２値化回路における検出信号と基準
電圧信号の波形を示す図。

【図６】他の従来例の２値化回路を示す回路図。

【図７】同従来例の２値化回路における検出信号と基準
電圧信号の波形を示す図。

【符号の説明】

２１・・・コンパレータ、 ２２，２５，２９・・・ダイオード、 ２３，２６，２７，２８，３０・・・抵抗、 ２４，３１・・・コンデンサ。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409 G06T 1/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力されたアナログ信号を２値信号に変
   換する２値化回路において、前記アナログ信号を基準電
   圧と比較し、この比較結果に基づいて２値信号を出力す
   る比較手段と、前記アナログ信号の低周波成分の変動に
   追従して前記基準電圧を変動させる第１の基準電圧変動
   手段と、前記アナログ信号の高周波成分の変動に追従し
   て前記基準電圧を変動させる第２の基準電圧変動手段
   と、高い電位側から順に第１のないし第３の分圧抵抗を
   直列に接続し、第１の分圧抵抗と第２の分圧抵抗との接
   続点に上記第１の基準電圧変動手段の出力を接続し、第
   ２の分圧抵抗と第３の分圧抵抗との接続点に上記第２の
   基準電圧変動手段の出力を接続し、上記比較手段に第２
   の分圧抵抗と第３の分圧抵抗との接続点の電位を基準電
   圧として供給する基準電圧発生手段とを具備したことを
   特徴とする２値化回路。