JPS5925267B2 - 光学文字読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は帳票上に書かれた文字の濃淡に応じて得られる
アナログ信号を文字の濃淡に関係なく正確な電気信号に
量子化するスライスレベル発生機能を備えた文字読取装
置に関するものである。

従来のこの種の装置は、帳票上に書かれた文字を第１図
に示すような装置で光電変換している。即ち、第１図に
於いて、１は帳票であつて、文字「１」、「２」、・・
・・・・・・・、「ア」、「ィ」、・・・・・・・・・
などが書かれており、この帳票１に光源２から光を照射
してその反射光をレンズ３で集束させ、反射鏡４で反射
させた後にセンサ５で絵素に分解し、光電変換し、それ
を増幅器７で増幅して比較器８の一方の入力側に送出す
る様にしている。なお、６はセンサ５を駆動する回路で
ある。先の比較器８の他方の入力側にはあらかじめ定め
られた電圧Ｅ（以下この電圧をスライスレベルと云うこ
とにする。）が加えられている。これにより比較器８で
は上記センサ５からのアナログ信号とスライスレベルＥ
とを比較して各文字ごとのディジタル信号を文字信号と
して比較器８の出力側９から取り出す様にしている。し
かしながら、この様な従来の装置では、帳票１に書かれ
た文字に濃淡があり、これが光電変換された際、情報量
の大小となつて検出される。

そして、この時に先のスライスレベルＥが固定であると
、ある文字に於いて部分的に検出されない部分が出る。
また、第１図の装置に於ける光源２の明るさの低下によ
り、センサ５からのアナログ信号全体の電圧レベルが下
がる。従つて、白、黒を選別するスライスレベルＥが先
のアナログ信号より高く設定してあると、データが全然
検出できない様な状態になる。この場合、たとえスライ
スレベルＥを低く設定しておいても文字の字形と濃淡と
のかねあいが難しいと云う欠点があつた。本発明はこれ
らの欠点を除去するため、センサにより得られたアナロ
グ信号からセンサの予め設定した走査区間における帳票
上の白部分のピーク値及び文字の部分の黒ピーク値をそ
れぞれ検出し、前記走査区間のｎ倍（ｎは１以上）の走
査区間におけるｎ個の前記両ピーク値のそれぞれの平均
値を計算し、この両ピーク値の平均値によつてスライス
レベルを設定するようにしたものである。本発明の文字
読取装置の実施例について以下説明する。第２図は本発
明の一実施例を示すプロツク図であつて、サンプルホー
ルド部１１の入力にはセンサからのアナログ信号を増幅
器で増幅されたアナログ信号Ｓ１が入力として導入され
る。

次に、アナログ信号Ｓ１をサンプルホールドしたサンプ
ルホールド部１１の出力Ｓ２は破線で囲まれた白ピーク
検出及びホールド回路２１、同じく黒ピーク検出及びホ
ールド回路３１の入力側と比較器５１の一方の入力側に
導入されるようになつている。前記白ピーク検出及びホ
ールド部２１の出力Ｓ３はＡＤ変換器２２の入力側に導
入され、このＡＤ変換器２２の出力Ｓ４は５ピツトのデ
イジタル信号として加算器２３の一方の入力側に導入さ
れる。また加算器２３の出力Ｓ５は８ビツトで構成され
ていて、この出力Ｓ５は８ビツトのレジスタ２４の入力
側に導入される。この８ビツトのレジスタ２４の出力は
上位５ビツトだけを使用し、前記加算器２３の他方の入
力側に戻して導入している。なお、加算器２３と８ビツ
トのレジスタ２４であらかじめ定められた回数だけＡＤ
変換器２２の出力Ｓ４を加算した後、上位５ビツトのデ
イジタル信号Ｓ６をゲート（図示せず）を通して制御部
（図示せず）へ送出するようになつている。以下、黒ピ
ーク検出及びホールド回路３１、ＡＤ変換器３２、加算
器３３、８ビツトレジスタ３４の構成についても上記と
同じになつており、そこで得られた出力Ｓ７も上位５ビ
ツトを使用したデイジタル信号として制御部へ送出する
ようになつている。制御部では白ピーク電圧の平均と黒
ピーク電圧の平均との両電圧の差を適当な電圧値に計算
し、この計算された電圧値は帳票上に書かれた文字を検
出する為のスライスレベルとする５ビツトのデイジタル
信号Ｓ８となつてＤＡ変換器４１の入力側に導入される
。

ＤＡ変換器４１でＤＡ変換された出力Ｓ９は比較器５１
の他方の入力側に導入され、この比較器５１の出力は量
子化された文字信号ＳｌＯとして送出されるようになつ
ている。次に、以上の様に構成された文字読取装置の動
作について説明する。まず、第３図に於いて実線で書か
れた波形はセンサの１走査（スキヤン）分のアナログ信
号Ｓ１で、実際は１２８ビツトであるが説明の便宜上１
０ビツトについての波形のみを示してある。

ここで、破線で書かれた波形は第２図のサンプルホール
ド部１１で先のセンサからの信号Ｓ１を各ビツト毎に電
圧ピークをホールドした出力Ｓ２の波形であり、この出
力Ｓ２を第２図の破線で囲まれた白ピーク検出及びホー
ルド回路２１に導入する。ここで、白ピーク検出及びホ
ールド回路２１の構成、動作について説明する。本回路
２１は第１の差動増幅器Ａ１、第２の差動増幅器Ａ２（
ボルテージフオロワ）、第１の差動増幅器Ａ，の入力側
に接続された第１の接合形電界効果トランジスタＦ１及
び第２の接合形電界効果トランジスタＦ２、第２の差動
増幅器Ａ２の入力側に接続されたトランジスタＴＲｌ、
及び第１の差動増幅器Ａ１とトランジスタＴＲｌとの間
に接続されたピーク検出及びホールド用のダイオードＤ
１及びコンデンサＣ，とで構成し、さらに第１の差動増
幅器Ａ１と第２の差動増幅器Ａ２とで閉ループを構成し
、アナログ信号のピーク値を検出しホールドするように
なつている。なお、第１の差動増幅器Ａ１には非常にス
ルーレート（Ｓｌｅｗｒａｔｅ）の高い増幅器を使用し
て入力信号と出力信号との遅れを少なくしている。

以下本回路２１について詳細に説明すると、まず第１の
差動増幅器Ａ１の第１の入力端には第１の電界効果トラ
ンジスタＦ，のドレインと第２の電界効果トランジスタ
Ｆ２のソースがそれぞれ接続されている。第１の電界効
果トランジスタＦ，のソースは本回路２１の入力端とな
つており、ソース・ゲート間にはバイアス用抵抗Ｒ，が
接続されており、ゲートにはゲート制御用ダイオードＤ
２の一端が接続されている。又ダイオードＤ２の他端は
第１の電界効果トランジスタＦ１の導通・非導通を制御
する、信号区間設定信号Ｓｌｌの入力端となつており、
ダイオードＤ２の両端にはスピードアツプ用コンデンサ
Ｃ２が接続されている。又、第２の電界効果トランジス
タＦ２のドレインは接地されドレイン・ゲート間にはバ
イアス用抵抗Ｒ３が接続されており、ゲートにはゲート
制御用ダイオードＤ３の一端が接続されている。又ダイ
オードＤ３の他端は第２の電界効果トランジスタＦ２の
導通・非導通を制御する初期基準電位設定のための信号
Ｓｌ２の入力端となつており、ダイオードＤ３の両端に
はスピードアツプ用コンデンサＣ３が接続されている。
又、第１の差動増幅器Ａ１の第１の入力端と接地間には
コンデンサＣ４が接続されている。

次に、第１の差動増幅器Ａ１の出力端と接地間にはピー
ク値検出用ダイオードＤ１及びホールド用コンデンサＣ
１の直列回路が接続されており、ダイオードＤ１とコン
デンサＣ１の接続中点と接地間にはホールド時間を設定
するトランジスタＴＲｌとそのコレクタ抵抗Ｒ４が接続
されており、トランジスタＴＲｌのコレクタは第２の差
動増幅器Ａ２の第１の入力端に接続されている。又トラ
ンジスタＴＲｌのベースにはバイアス用抵抗Ｒ５の一端
が接続されており、抵抗Ｒ５の他端はトランジスタＴＲ
ｌの導通・非導通を制御するホールド時間設定信号Ｓｌ
３の入力端となつている。次に、第２の差動増幅器Ａ２
の出力端は本回路２１の出力端となつており、この出力
端は第２の差動増幅器Ａ２の第２の入力端と接続されて
第１の帰還ループを構成亥ると共に、帰還抵抗Ｒ，を介
して第１の差動増幅器Ａ１の第２の入力端と接続されて
第２の帰還ループを構成している。又第１の差動増幅器
Ａ，の出力端は抵抗Ｒ６を介して第１の差動増幅器Ａ１
の第２の入力端に接続され第３の帰還ループを構成して
いる。又、第１の差動増幅器Ａ１の出力端と第２の入力
端との間にはコンデンサＣ５、ダイオードＤ４が並列に
接続されており、ダイオードＤ４は第１の差動増幅器Ａ
１の入力電圧の急激な低下に追随した出力電圧の瞬時的
低下を防止するためのものであり、コンデンサＣ５はダ
イオードＤ４のスピードアツプ用である。

又、前記抵抗Ｒ６は帰還抵抗としての他に、第１の差動
増幅器Ａ，の第１の入力端に接続されたコンデンサＣ４
と共に、第１の差動増幅器Ａ，の入力信号に対する第２
の差動増幅器Ａ２の出力信号の遅れによる異常電圧を防
止するものである。

以上のような構成の白ピーク検出及びホールド回路２１
の動作は、まず、あらかじめ設定された時間（本実施例
ではセンサの１走査分の信号区間）内において接地電位
より高い白ピーク値を検出するために、初期基準電位設
定のための信号Ｓｌ２によつて第２の電界効果トランジ
スタＦ２を導通させる。次に前述のサンプルホールド部
１１からの信号Ｓ２を、信号区間設定信号Ｓｌｌによつ
て第１の電界効果トランジスタＦ１を導通させてあらか
じめ設定された時間内だけ第１の差動増幅器Ａ１に入力
する。そして第１の差動増幅器Ａ１で増幅された電圧は
ダイオードＤ１でピーク検出され、そのピーク値はコン
デンサＣ１にホールドされる。

このホールド電圧は、より高いピーク値が現われれば絶
えず更新されてホールドされる。そして、このホールド
電圧は第２の差動増幅器Ａ２で増幅されその出力端に白
ピーク電圧Ｓ３として出力される。又、ホールド時間は
１秒間に読み取る文字数等により適宜変更できるように
なつている。すなわち、信号Ｓｌ３に応じて駆動される
トランジスタＴＲｌによつて、ホールド電圧を放電させ
ることによつて行なわれる。このようにして得られた本
回路２１の出力信号Ｓ３が第４図において実線で示され
た波形である。

なお破線で示した波形はサンプルホールド部１１の出力
信号Ｓ２である。次に、前記白ピーク検出及びホールド
回路２１と同様にサンプルホールド部１１の出力信号Ｓ
２が導入される黒ピーク検出及びホールド回路３１につ
いて説明する。

本回路３１の構成及び動作は白ピーク検出及びホールド
回路２１と大体同じであるが、第２の接合形電界効果ト
ランジスタＦ２ｌ、コンデンサＣｌｌ及びトランジスタ
ＴＲｌｌは接地されず＋Ｖ１〔Ｖ］の電圧源に接続され
ており、これは電圧＋Ｖ１を基準としてより低い黒ピー
ク値を検出しホールドさせるためである。なお、この電
圧＋１は必ずセンサからの出力信号Ｓ１の電圧より高く
設定される。

又、トランジスタＴＲ，ｌを駆動する信号Ｓｌ３は、ト
ランジスタＴＲｌｌがＰＮＰトランジスタであるので、
白ピーク検出及びホールド回路２１における信号Ｓｌ３
と相反する信号としている。このように黒ピーク検出及
びホールド回路３１によつて得られた出力信号Ｓ３ｌが
第５図において実線で示された波形である。

なお、破線で示した波形はサンプルホールド部１１の出
力信号Ｓ２である。次に、前述のようにして得られた白
ピークホ一ルド電圧及び黒ピーク電圧を各々ＡＤ変換し
、その結果を順次８回（この回数は適当に決めてよい）
加算し、結果を制御部へ送る。

ここで、８回加算をするのは８回分のＡＤ変換の結果を
平均化するためのものであり、帳票上の特異点による影
響を少なくするため予め設定した走査区間のｎ倍の走査
区間における平均値を算出することである。制御部では
白ピーク電圧平均と黒ピーク電圧平均とによりスライス
レベルを計算して、次の行又はリスキヤンの為の５ビツ
トのデイジタル信号Ｓ８を送出する。なお、読取時のス
ライスレベルの設定は行だけでなく各文字毎に適宜変更
する事が可能である。次に、ＤＡ変換器４１は先の制御
部から受けた５ビツトの信号Ｓ８をＤＡ変換してこれを
比較器５１の他方の入力側に加え、先のセンサからの信
号Ｓ１をサンプルホールドした信号Ｓ２のスライスレベ
ルとし、帳票上に書かれた文字を量子化して出力ＳｌＯ
としている。

以上説明したように、この発明によれば第２図の様な回
路を備え、それらに相互関連を持たせる事により文字の
濃淡に応じて適宜スライスレベルを変えられるので、文
字の濃淡に影響されないで簡単な回路で正確な情報とし
て読取る事ができる。

また、走査区間のｎ倍の走査区間におけるｎ個の両ピー
ク値をそれぞれｎ個加算した平均値よりスライスレベル
を設定する構成により、帳票上の特異点の影響少なくす
ることができる。また、光学系における光源の明るさの
変動により文字アナログ信号の電圧レベルが変動するが
、この電圧レベルの変動に応じて適宜スライスレベルを
変えられるので光源の明るさの変動に追従して各文字毎
に正確な情報を得る事ができると云う利点を有する。又
、本実施例におけるピーク検出及びホールド回路は、第
１の差動増幅器と第２の差動増幅器とで閉ループを構成
しているので電圧及び位相誤差を小さくすることができ
、又第１の差動増幅器の入力側に接続された第１の電界
効果トランジスタは入力信号を任意の区間だけ通過させ
るゲートを構成しているので、入力信号以外のノイズや
外的な信号の影響を除去することができ、又第１の差動
増幅器の入力側に接続された第２の電界効果トランジス
タによつて、設定される信号区間内における初期の基準
電位を設定することができ、又第２の差動増幅器の入力
側に接続されたトランジスタによってホールド時間を適
宜変更することができる等の利点を有する。以上実施例
で詳述したように、本発明は文字の濃淡や光源の明るさ
の変動に影響されずに正確な文字情報を得ることができ
る利点があるので、０ＣＲ．ＦＡＸ及びＰＯＳなどの光
電変換部に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の文字読取装置の光電変換部の説明図、第
２図は本発明の一実施例のプロツク図及び回路図、第３
図〜第５図は第２図における各部の信号波形図である。 １１・・・・・・サンプルホールド部、２１・・・・・
・白ピーク検出及びホールド回路、２２，３２・・・・
・・ＡＤ変換器、２３，３３・・・・・・加算器、２４
，３４・・・・・・８ビットレジスタ、３１・・・・・
・黒ピーク検出及びホールド回路、４１・・・・・・Ｄ
Ａ変換器、５１・・・・・・比較器、Ａｌ，Ａ２・・・
・・・差動増幅器、Ｆｌ，Ｆ２，Ｆ２ｌ・・・・・・電
界効果トランジスタ、ＴＲｌ，ＴＲｌｌ・・・・・・ト
ランジスタ、Ｄ１〜Ｄ４・・・・・・ダイオード、Ｒ１
〜Ｒ６・・・・・・抵抗、Ｃ１〜Ｃ５，Ｃ，ｌ・・・・
・・コンデンサ、Ｓ１・・・・・・センサからのアナロ
グ信号を増幅した信号、Ｓ２・・・・・・サンプルホー
ルド部１１の出力信号、Ｓ３・・・・・・白ピーク検出
及びホールド回路２１の出力信号、Ｓ４・・・・・・Ａ
Ｄ変換器２２の出力信号、Ｓ５・・−・・・加算器２３
の出力信号、Ｓ６・・・・・・８ビツトレジスタ２４の
平均化された出力信号、Ｓ７・・・・・・８ビツトレジ
スタ３４の平均化された出力信号、Ｓ８・・・・・・制
御部からの出力信号、Ｓ９・・・・・−ＤＡ変換器４１
の出力信号、ＳｌＯ・・・・・・比較器５１の出力信号
、Ｓｌｌ・・・・・・信号区間設定信号、Ｓｌ２・・・
・・・初期基準電位設定のための信号、Ｓｌ３，Ｓｌ３
・・・・・・ホールド時間設定信号、Ｓ３ｌ・・・・・
・黒ピーク検出及びホールド回路３１の出力信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ センサにより帳票上の文字の濃淡に応じて得られた
   アナログ信号をサンプルホールドする手段と、センサの
   予め設定した走査区間における帳票上の白部分のピーク
   値を検出しホールドする手段と、センサの予め設定した
   走査区間における文字の黒部分のピーク値を検出しホー
   ルドする手段と、前記走査区間のｎ倍の走査区間におけ
   るｎ個の前記白ピーク値及びｎ個の前記黒ピーク値のそ
   れぞれの平均値を計算する手段と、前記白ピーク平均値
   及び黒ピーク平均値によつてスライスレベルを設定する
   手段とを備え、前記スライスレベルによつてセンサから
   の信号を量子化することを特徴とする光学文字読取装置
   。