JPH0222424B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 従来技術 光検知素子のアレイを有する行走査カメラを用
いる光学マークおよび光学文字読取り装置は、走
査される書類の１行毎に出力信号を発生する。こ
れらのアナログ出力信号は、書類からの光の反射
または透過に基づいてマークまたは文字の有無を
示す。

走査線の白／黒レベル、すなわち生徒の試験答
案用紙のような書類を行走査カメラで掃引する
と、行走査カメラからアナログ出力信号が発生す
る。このアナログ出力信号は比較回路および映像
正規化回路へ印加され、まず黒レベルを補償して
行走査カメラの個々の光検知素子から取り出され
たアナログ出力信号の不連続絵素（パイクセル）
のレベルを決定する。アナログ出力信号はアナロ
グ―デイジタル変換器へ供給される。このアナロ
グ―デイジタル変換器は、各絵素のグレイ・レベ
ルを識別するデイジタル出力信号を発生する。

書類から情報を取り出すために行走査カメラお
よびデイジタル信号処理回路を使用することは、
特願昭54―168467号（特願昭55―92973号）に詳
しく述べられている。

発明の要約 光学式読取り装置の長つたらしい動作中、その
光学系および移送系がごみやほこりで汚される。
この場合に、偽信号が発生することがあり、これ
はデータ累積プロセスをひずませ得る。光学系の
光路中のどんなごみやよごれの存在も、走査され
る書類の全垂直範囲に亘つて延びる黒いマークと
等価な偽信号を発生できる。この場合全ての走査
線は黒いマークとして読取られる。同じことは、
走査される書類がその全長に亘つて延びる黒い線
（ミスプリント、落書き、よごれ等による）を含
む場合にも、認められる。走査中もし書類の少な
くとも１つの完全に白い線が検出されるならば、
これらの状態である可能性はないだろう。

添付図面に関連してここに開示する光学式読取
り装置用の回路技術によれば、書類の余白部分に
おける走査線の所定数の信号レベルは、カメラの
視野にごみやよごれが有ることを決定するために
監視される。このようなごみやよごれの存在は、
もし識別されないと、書類から情報処理回路へ転
送される情報の精度および有効性に悪影響を及ぼ
し得る。ここに開示した技術は、書類の所定の白
い区域内に存在する白い線の所定数を検出するこ
とおよび計数することによつて達成される。白い
区域は、マークや予め印刷した情報が無い書類区
域すなわち書類の前部および後部である。もし白
い線の所定数が書類の走査中に検出されないなら
ば、警報信号は情報処理回路へ送られ、読取り中
の書類情報の解釈に悪影響を及ぼし得るごみやよ
ごれの存在を示す。

以下、この発明を、添付図面に示した一実施例
について詳しく説明する。

望ましい実施例についての説明 第１図は、行走査カメラLSを用いる書類読取
り装置１０を示す。行走査カメラLSは、光源Ｌ
によつて照射され矢印方向に移動中の書類Ｄを走
査する。行走査カメラLSは、そのセンサとして
1024個の電荷結合素子を含むフエアチヤイルド
（Fairchild）モデルCCD1300のような市販の行走
査カメラ装置を使つて適当に実施できる。行走査
カメラLSの1024個の電荷結合素子から成るモジ
ユールは、移動中の書類Ｄの照射された行に相当
する光学的情報を検知し、かつデータの像の輝度
に比例するアナログ波形を作る。その後、このデ
ータは、一定のクロツク周波数で行走査カメラ
LSからシフト・アウトされる。映像ピツクアツ
プとしての光検知素子から成る1024個電荷結合素
子ライン・アレイを使用すれば、25.4mm（１イン
チ）毎に100個の絵素（パイクセル）を高解像度
で読み出せる。書類Ｄは、データ記入マーク区域
MAのパターン中に走査マークSMの垂直走査ト
ラツク区域を有する書類様式を呈する。マーク区
域MAは、試験の答案用紙におけるように、例え
ばマーク区域MAを鉛筆で黒くぬりつぶすことに
よつてデータ・マークDMが形成されるようにな
つている。

行走査カメラLSの動作時、各マーク区域MA
は、行走査カメラLSの光検知素子によつて定め
られたような多数の絵素すなわち走査点から成
る。書類Ｄが垂直方向（矢印方向）に移動する
と、書類の次々の行が行走査カメラLSに曝され
る。従つて、行走査カメラLSの掃引線と直角に
書類Ｄが垂直移動することと結び付いた行走査カ
メラLSの動作により、CRTデイスプレイに存在
するようなラスタ走査性能の等価物が得られる。
典型的な例では、映像情報が行走査カメラLSか
ら5MHzの周波数でシフト・アウトされる。

行走査カメラLSによつて各パイクセルすなわ
ち走査点から取り出された光学的情報はアナログ
信号として信号調整・処理（conditioning）回路
SCへ送られる。この信号調整・処理回路SCはベ
ース・ラインを正規化し、そしてアナログ／デイ
ジタル変換回路ADはパイクセルを表わす各アナ
ログ信号を２ビツトのデイジタル信号（これは各
パイクセルに対して４レベルのグレイ・スケール
を許す）に変換する。AD変換回路は比較回路Ｃ
を用い、この比較回路Ｃは行走査カメラLSから
のアナログ信号を基準信号（所定のグレイ・レベ
ルに相当する）と比較する。比較回路Ｃの一方の
出力は光路監視回路SDへ印加される。この光路
監視回路SDが用いられるのは、書類読取り装置
の光路内のごみ或はよごれの有無について情報処
理回路IPに警告を与えるためである。

第１図にブロツク図で示した光路監視回路SD
は第２図に詳しく示されている。書類の有無検出
回路DCは、第１図のAD変換回路中の比較回路
Ｃからの出力に応答して、行走査カメラLSの下
を通過する書類の有無を示す出力信号を供給す
る。これらの出力信号は、書類の前縁の存在を示
す信号LE、書類の後縁を示す信号TE並びに書類
が行走査カメラLSの下を通過している間書類の
表側または裏側の存在を連続して示す信号SUHF
またはSUHRから成る。書類の一面側だけが走
査される書類走査装置では、そのような信号は１
つだけ必要である。しかしながら、第２図の実施
例で表わされるような多くの装置では、書類の第
１側すなわち表側の走査に続いて書類の反対側す
なわち裏側が走査されるので、信号SUHFは書類
の表側が行走査カメラの下を通過中であるときを
示しそして信号SUHRは書類の裏側が行走査カ
メラの下を通過中であるときを示す。基本的に
は、書類の有無検出回路DCは、書類の表面から
行走査カメラへ反射された光量に基づいて、行走
査カメラの下の書類背景表面と対照されるような
書類表面の有、無を区別する。書類の有無検出回
路DCは、その代表的な例では、比較回路Ｃの出
力によつて制御されかつパイクセル計数信号
（5MHzのクロツク信号）によつてクロツク動作さ
れる数個のJK型フリツプフロツプから成る。こ
れらの信号は、行走査カメラの各走査線毎に行走
査カメラによつて発生された映像有効信号VVと
一緒に、第３図のタイミング図に示されている。

典型的な例では３個のカウンタCT（74LS161
LS161）から成る12ビツト・カウンタおよび入力
ゲート回路Ｇ（74LS74A）で構成できるパイクセ
ル・カウンタPCは、5MHzのクロツク信号および
映像有効信号VVに応答して、書類走査のパイク
セルの絶対カウントを生じる。書類Ｄの側縁から
測定されるような、書類の余裕遅れを表わす、所
定数のパイクセルに相当するカウント信号は、イ
ンバータ１２を通してJKフリツプフロツプ１０
（74LS112）へのクロツク入力として用いられる。
フリツプフロツプ１０の出力（論理０）はナン
ドゲート１４へのエネーブル入力として供給され
る。ナンドゲート１４は、他入力として、AD変
換回路中の比較回路Ｃから供給された書類のグレ
イ・レベルを表わす論理信号GL（論理１または論
理０）を受ける。ごみやよごれがないとすれば、
第１図の書類Ｄの白い区域WAまたは余白部分内
の走査線は論理信号GL（論理０）で明らかになる
ようにすつかり白いだろう。この状態では、JK
フリツプフロツプ１６（74LS112）をクロツク動
作させるための、ナンドゲート１４からの出力が
無い。更に、フリツプフロツプ１６の出力（論
理１）はノアゲート１８を通してダウンカウンタ
２０をカウント可能にする。ダウンカウンタ２０
へ供給されるクロツク信号は、行走査カメラLS
によつて発生された映像有効信号VVである。書
類の有無検出回路DCからの前縁信号LEは所定の
カウント値を回路２２からダウンカウンタ２０に
ロードするのに役立つ。このカウント値は書類Ｄ
の走査線の数（例えば、８）に相当し、ごみやよ
ごれの有、無を立証する際に受け入れられると考
えられる。ダウンカウンタ２０が使用可能（これ
は全てが白い線の存在を示す）である間、各映像
有効信号VV（１本の走査線毎に１回発生する）
はダウンカウンタ２０を１数字動かす。従つて、
例えば８本の走査線に相当する情報を回路２２か
らダウンカウンタ２０へ予めロードしておきかつ
８走査線期間の間ごみやよごれが無いならば、ダ
ウンカウンタ２０は０までカウントダウンし、そ
してボロウ出力信号CC（論理０）が発生される。
このボロウ出力信号CCはノアゲート１８を通し
てダウンカウンタ２０へ印加され、このダウンカ
ウンタ２０がもうこれ以上カウントできないよう
にする。ボロウ出力信号COは、インバータ２４
を通して論理１となりJKフリツプフロツプ２６
およびナンドゲート２８の両方への１つの入力信
号として供給される。

多くの光学式走査動作では書類の表側と裏側の
両方が走査されることが認められるので、上述し
た８本の白い線は書類の表側の頂部での余白部分
を走査することから得られたとしよう。フリツプ
フロツプ２６へのクロツク信号は、書類の有無検
出回路DCによつて発生された表側信号SUHFで
ある。この表側信号SUHFは行走査カメラLSの
下に書類Ｄの表側があることを示す。表側信号
SUHFの後縁（立下がり）はフリツプフロツプ２
６をクロツク動作させて状態変化させる。上述し
た動作は、インバータ２４からナンドゲート２８
へ論理１の入力をそしてフリツプフロツプ２６の
Ｑ出力端子からもナンドゲート２８へ論理１の入
力を与えることになる。書類はそれから裏返しさ
せられ、そして書類の裏側は行走査カメラLSで
見るために送られる。両側で読取るために書類を
裏返しさせる装置の代表的な実例は米国特許第
3646325号に詳しく述べられている。

上述したチエツク・プロセスは反復され、そし
てもしごみやよごれが見つからないならば、すな
わち所定数(8)の白い線が検出されたならば、ナン
ドゲート２８への両入力は論理１である。これ
は、クロツク動作状態に維持されているフリツプ
フロツプ２６および１から０に反転されたボロウ
出力信号COによつて生じられる。JKフリツプフ
ロツプ３０のＪ入力は論理０であるが、Ｋ入力は
論理１である。この状態では、フリツプフロツプ
３０が裏側信号SUHRの後縁によつてクロツク
動作される時に、そのＱ出力は安定な論理０状態
に留る。しかしながら、もし白い線の上述した数
すなわち８が検出されないならば、書類の裏側の
走査中ダウンカウンタ２０からボロウ出力信号
COが無いために、フリツプフロツプ３０のＪ入
力は論理１状態にさせられ、これによりフリツプ
フロツプ３０は裏側信号SUHRでクロツク動作
される時に状態変化する。同様に、書類の表側を
調べている時にもし白い線の所定数が検出されな
いならば、フリツプフロツプ２６は表側信号
SUHFでクロツク動作される時に状態変化せず、
そしてフリツプフロツプ３０への両入力に関して
普通の状態（Ｊ＝１，Ｋ＝０）は裏側信号
SUHRでクロツク動作された時にフリツプフロ
ツプ３０を状態変化させることになる。これは、
裏側で白い線の所定数が検出されたかどうかとは
無関係に起る。フリツプフロツプ２６および３０
とナンドゲート２８の組み合わせは、書類の両側
で白い線の所定数が検出された時だけ無警報状態
を維持するアンドゲートとして働く。それ以外
は、警報信号が発生される。

フリツプフロツプ２６は、前縁信号LEおよび
表側信号SUHFの存在に応答して、ナンドゲート
３２を通してクリヤーされる。フリツプフロツプ
３０は、前縁信号LEおよび主リセツト信号MR
（この信号は走査制御回路装置で発生するか或は
手動で発生させられ得る）が入力されるノアゲー
ト３４を通してクリヤーされる。

上述した動作中、フリツプフロツプ１０は、１
つの書類または書類の第１側の後縁信号TEと書
類の第２側または次の書類の前縁信号LEとの間
でクリヤーされたままである。この期間は、２つ
の書類の間に存在するギヤツプおよび書類の表側
の走査完了から書類の裏側の走査開始までの時間
に相当する。

フリツプフロツプ４０は、両方のフリツプフロ
ツプ１０および１６のためのクリヤー回路とし
て、ナンドゲート４２、インバータ４４およびノ
アゲート４６と協働して作動する。前縁信号LE
はフリツプフロツプ４０をクロツク動作させる。
フリツプフロツプ４０のＱ出力はナンドゲート４
２へその第１入力として供給され、第２入力は書
類Ｄの走査線間で生じる信号RC（JKフリツプフ
ロツプ４１からの信号）である。ナンドゲート４
２の出力はフリツプフロツプ１６を直接クリヤー
する。ナンドゲート４２の出力はインバータ４４
を通してノアゲート４６へもその第１入力として
供給される。ノアゲート４６への第２入力はフリ
ツプフロツプ４０の出力である。フリツプフロ
ツプ４０およびノアゲート４６の動作は、フリツ
プフロツプ１０の動作を不能即ち阻止するように
働き、次々の書類の存在間の期間中または行走査
カメラLSで見るために書類が表側から裏側へ返
されている時間中光路監視回路SDが作動するの
を防止する。

カメラ走査中にごみやよごれが発生しない場合
のみ、映像有効信号VVのパルスは計数される。
もし、カメラ走査中にごみやよごれが発生した場
合には、次のカメラ走査のテストためにフリツプ
フロツプ１６はリセツトされる。

ごみやよごれが発生した場合、グレイレベル信
号GLが論理１となり、ナンドゲート１４から出
力される論理０は、JKフリツプフロツプ１６を
クロツクさせ、ノアゲート１８を介してダウンカ
ウンタ２０をデイスエーブルとする。この結果、
カメラ走査終了後に、映像有効信号VVの反転パ
ルスの計数は停止する。次に計数されるべきカメ
ラ走査に対してダウンカウンタ２０をイネーブル
にするフリツプフロツプ１６を準備するため、も
し全てが白であれば、走査線間に発生するパルス
信号RCがフリツプフロツプ１６をクリアしなけ
ればならない。もし、全てが白の走査であれば、
カメラ走査の終了時に映像有効信号VVが計数さ
れるように、パルス信号RCは、映像有効信号
VVの直後且つ次のカメラ走査のパイクセル０の
前に発生されなければならない。

前縁信号LE及び後縁信号TEは、書類端部が検
出されたことを示す短いパルスである。書類Ｄの
余白部分WAのチエツクは、前縁信号LEの立ち
上がりから後縁信号TEの立ち下がりまでの間に
行われる。ダウンカウンタ２０は、サムウイール
スイツチ回路２２で設定された計数値に達するま
で、白走査が存在する限りはいつでも計数する。
これは、通常、印刷されていない書類の先端部で
行われるが、ダウンカウンタ２０は、ノアゲート
１８により計数をデイスエーブルにするボロウ出
力信号（キヤリーアウト信号）COが発生するま
で白い走査線が存在した場合に、前縁信号LEか
ら後縁信号TEまでいつでも計数することができ
る。

前縁信号LEの反転信号が所要計数値を回路２
２からダウンカウンタ２０にロードしたとき、ボ
ロウ出力信号COは論理１となる。ダウンカウン
タ２０の計数中にはボロウ出力信号COは論理１
であり、ダウンカウンタ２０が０カウントに達し
たとき、ボロウ出力信号COは論理１から論理０
に変化する。

フリツプフロツプ１６は、全ての白でないカメ
ラ走査においてクロツクされ、次の走査準備毎に
パルス信号RCによりクリアされる。これは、前
縁信号LEと後縁信号TEとの間に所要計数値に達
することを可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の書類読取り装置を一部概略
図を示すブロツク図、第２図は第１図中の光路監
視回路を詳しく示すブロツク図、第３図は第２図
の光路監視回路の動作を説明するためのタイミン
グ図である。 １０は書類読取り装置、Ｄは書類、LSは行走
査カメラ、ADはアナログ／デイジタル変換回
路、SCは信号調整・処理回路、Ｃは比較回路、
SDは光路監視回路、DCは書類の有無検出回路、
２０はダウンカウンタ、２２は回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 書類の表面から１行ずつ情報を走査するため
   の光学手段であつて、各走査線毎に前記書類で反
   射されたか或は前記書類を透過した光のレベルを
   示すアナログの第１出力信号と各走査線の発生を
   示す第２出力信号VVとを発生するものLS、を用
   いる書類読取り装置であり、 この書類読取り装置は、前記光学手段の光路中
   に存在して前記書類読取り装置で受ける情報の有
   効性に悪影響を及ぼし得るごみやよごれ等につい
   て前記書類読取り装置に警報を発するための警報
   手段を含み、 この警報手段は、 前記光学手段の視野内の書類の存在を示す出力
   信号を発生するための第１回路手段DCと、 書類表面の余白部分内の書類走査線の所定数を
   指定して、前記書類読取り装置の光路を監視する
   ための基準を提供する第２回路手段２２と、 動作時に前記第１回路手段及び前記第２回路手
   段へ接続される第３回路手段PC，１０，１２，
   １６〜２０，２４〜４６と、 を備え、 この第３回路手段は、書類走査線の前記所定数
   に対して前記光学手段の第１出力信号のレベルを
   監視し、書類走査線の前記所定数の各々に対する
   前記光学手段の第１出力信号が光路中にごみやよ
   ごれ等の無いことを示すレベルにあるときに第１
   信号を発生するが、書類走査線の前記所定数の１
   つ以上に対する前記光学手段の第１出力信号が光
   路中にごみやよごれ等の有ることを示すレベルに
   あるときに第２信号を発生し、 この第２信号が前記書類読取り装置へ供給さ
   れ、前記光学手段の光路中にごみやよごれの有る
   ことに関して前記書類読取り装置に警報を発する
   書類読取り装置。 ２ 第１回路手段は光学手段の視野内に書類が入
   つたことに応答して前縁信号LEを発生し、 第３回路手段はダウンカウンタ手段を含み、 前記前縁信号は書類走査線の所定数に相当する
   情報を第２回路手段から前記ダウンカウンタ手段
   へロードさせ、 前記光学手段の第２出力信号は前記ダウンカウ
   ンタ手段をクロツク動作させ、 書類読取り装置は第４回路手段１４を含み、 この第４回路手段は、 前記光学手段と第３回路手段との間に接続さ
   れ、前記光学手段の第１出力信号のレベルを監視
   すると共に前記第１出力信号がどんな書類マーク
   又はごみやよごれも無いことを示すときに第１論
   理状態を生じ、前記第１出力信号が書類マーク又
   はごみやよごれの有ることを示すときに第２論理
   状態を生じ、 これらの第１論理状態及び第２論理状態は前記
   ダウンカウンタ手段へのエネーブル入力として役
   立ち、 走査線の前記所定数に対する前記ダウンカウン
   タ手段のクロツク動作によつて、エネーブル入力
   としての前記第１論理状態の存在は、前記第３回
   路手段から第１信号を発生させることになり、 走査線の前記所定数の１つ以上に対する前記ダ
   ウンカウンタ手段のクロツク動作中、エネーブル
   入力としての前記第２論理状態の存在は、前記第
   ３回路手段から第２信号を発生させることになる
   特許請求の範囲第１項記載の書類読取り装置。