JP4808055B2 - 信号処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、呼出信号と極性反転を検出し、該検出に対応する処理を実行する信号処理装置に関する。

従来、ファクシミリ装置等の通信装置では、呼出信号検出以外に、ナンバーディスプレイサービスに加入している場合等には、電話番号受信の前に極性反転信号検出が必要であり、呼出信号と極性反転検出のそれぞれに専用回路が必要であった。このため、低コスト化、小型化、省電力化を阻む要因となっていた。

一方、近年の半導体技術やアイソレーション技術の進歩に伴い、トランスの機能を半導体素子等によって代用し、回線制御を行うデバイスが登場し普及しつつある。これら半導体素子を用いた半導体ＤＡＡ（Ｄａｔａ Ａｃｃｅｓｓ Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）は、半導体で構成されるため、単に従来のトランスの機能の置き換えだけではなく、他の機能も実装することで高機能化することが可能となっている（例えば、特許文献１）。

このような半導体ＤＡＡを用いたファクシミリ装置等の通信装置では、回線間電圧の変化量をモニタリングし、回線電圧変化の立上り、立下りを検出して二値化することで、呼出信号や極性反転を検出する機能を有することができる。さらにその二値化の方式を半波整流か全波整流かを選択できるものもある。

ここで半波整流又は全波整流で回線の電圧変動を２値化して出力する手段を備え、その２値化信号を１本の信号線で出力する検出装置について考える。図３は呼出信号とその２値化信号の波形の一例である。半波整流の立ち上り検出の２値化の波形と立下り検出の２値化の波形をＯＲした波形が全波整流の２値化の波形となる。２値化の波形の立ち上り間の時間を測定することで、呼出信号の周波数を算出し、呼出信号か否かを判定する。図４は極性反転時の回線間電圧とその２値化の波形である。すなわち、半波整流の場合には、極性反転が検出できず、どちらの極性の極性反転も検出するためには全波設定にする必要がある。

しかし、世の中には様々な構内交換機（ＰＢＸ）やＴＡ（ターミナルアダプタ）等の呼出信号発生装置があり、中には矩形波に近い呼出信号を出力するものも存在している。上記のように、極反を検出するためには全波設定にする必要があるが、全波設定において、図５のように矩形波の呼出信号を受信した場合、正常に呼出周波数を検出することができず、呼出信号を検出できないという問題がある。

特開２００４−１１２６８０号公報

このように、従来の半導体ＤＡＡを用いた通信装置においては、半波整流の場合には、極性反転が検出できず、全波整流の場合には、正常に呼出周波数が検出できないケースがあり、両者を確実に検出できる方式が要望されていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、専用の独立した検出回路を設けることなく、極性反転／呼出信号検出を確実に行うことができる信号処理装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、半波整流、全波整流のいずれかで入力信号を二値化して二値化信号を出力する二値化信号生成手段と、待機状態では、前記二値化信号生成手段での処理を全波整流に設定し、この全波整流設定中に前記二値化信号がアクティブになることをトリガーとして前記二値化信号生成手段での処理を半波整流に切替える全波／半波切替手段と、この半端整流設定中における前記二値化信号の周波数検出に基づき入力信号が呼出信号であるか否かを判断し、呼出信号でないと判断したときに極性反転と判断することにより、入力信号が呼出信号であるか極性反転であるかを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果が呼出信号である場合は、着信動作を行い、前記判定手段の判定結果が極性反転である場合、該極性反転に対応する処理を行う制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項２にかかる発明は、前記制御手段は、極性反転に対応する処理として、ナンバーディスプレイ受信動作を行うことを特徴とする。

請求項３にかかる発明は、全波／半波切替手段は、前記判定手段による判定終了後、所定のタイミングで前記二値化信号生成手段での処理を半波整流から全波整流に切り替えることを特徴とする。

請求項４にかかる発明は、前記所定のタイミングが通信終了時であることを特徴とする。

待機状態では全波整流に設定し、この全波整流設定中に二値化信号がアクティブになることをトリガーとして半波整流に切替え、半端整流設定中における二値化信号の周波数検出に基づき入力信号が呼出信号であるか否かを判断し、呼出信号でないと判断したときに極性反転と判断することにより、入力信号が呼出信号であるか極性反転であるかを判定するようにしたので、極性反転／呼出信号をそれぞれ独立の専用回路を要することなく正確に検出できるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照してこの発明にかかる信号処理装置を備えた画像形成装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる画像形成装置１の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、画像形成装置１は、ダイオードブリッジ１０と、切断部１１と、半導体ＤＡＡ（シリコンＤＡＡ）１２と、モデム１３と、システム制御部１４と、読取部１５と、画像処理部１６と、印刷部１７とを少なくとも備えて構成されている。

まず、図１において点線で囲まれた各部（ダイオードブリッジ１０、切断部１１、半導体ＤＡＡ１２、モデム１３およびシステム制御部１４）について図２を参照して詳細に説明する。図２は、図１に示すダイオードブリッジ１０、切断部１１、半導体ＤＡＡ１２、モデム１３およびシステム制御部１４の構成を詳細に示すブロック図である。

ダイオードブリッジ１０は、図示の如く構成されており、回線に接続されて回線電流を整流する。切断部１１は、後述する半導体ＤＡＡ１２の１次側回線制御部１２０とダイオードブリッジ１０との回路を切断する。

半導体ＤＡＡ１２は、１次側回線制御部１２０と、データ受け渡し回路１２１と、２次側シリアルＩ／Ｆ部１２２と、で構成されている。１次側回線制御部１２０は、ダイオードブリッジ１０を介して回線の１次側に配置され、局給電により動作して２次側とデータの受け渡しを行うことにより回線の制御や送受信データのやり取りを行う。１次側回線制御部１２０は、データ送受信部１２０ａと、回線閉結認識部１２０ｂと、回線間電圧検出部１２０ｃと、二値化信号生成部１２０ｄとで構成されている。

データ送受信部１２０ａは、回線から送られてきたデータを受信し、後述するモデム１３から送られてきたデータを回線へ送信する。回線閉結認識部１２０ｂは、後述するシステム制御部１４から送られてきた回線閉結信号に基づいて回線の閉結を認識する。回線間電圧検出部１２０ｃは、回線間電圧をコンデンサ等で分圧して検出する。二値化信号生成部１２０ｄは、回線を介して入力された入力信号を所定の二値化方式（半波または全波）で二値化することで二値化信号を生成する。

データ受け渡し回路１２１は、リニアカプラ、トランス、コンデンサ等で構成され、１次−２次間を絶縁状態にしてデータを送受信する。データ受け渡し回路１２１は、例えば、コンデンサで絶縁され、絶縁された光電素子であるリニアカプラでデータの受け渡しを行う。２次側シリアルＩ／Ｆ部１２２は、２次側に配置され、シリアルＩ／Ｆで１次側回線制御部１２０とデータの受け渡しを行う。

モデム１３は、データの送受信を司るとともに網制御および網認識を行う。

システム制御部１４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１４０やメモリ１４１などで構成され、メモリ１４１のＲＯＭ内のプログラムに基づいて、メモリ１４１内のＲＡＭをワークメモリとして利用して、画像形成装置１の各部を制御し、画像形成装置１としての基本処理を実行するととともに、本発明の特徴部分である呼出信号検出処理（着信動作実行処理を含む）を実行する。

ＣＰＵ１４０は、画像形成装置１の全体を制御する。ＣＰＵ１４０は、二値化信号アサート検出部１４０ａと、周波数算出部１４０ｂと、呼出信号検出部１４０ｃと、半波/全波判定部１４０ｄと、半波/全波設定部１４０ｅと、着信動作実行部１４０ｆとを少なくとも備えて構成されている。二値化信号アサート検出部１４０ａは、二値化信号生成部１２０ｄから出力される二値化信号のアサートを検出する。周波数算出部１４０ｂは、二値化信号生成部１２０ｅで生成した二値化信号を用いて入力信号の周波数を算出する。呼出信号検出部１４０ｃは、周波数算出部１４０ｂで算出した周波数が予め設定した周波数範囲（具体的には、呼出信号が取り得る適正（適切）な周波数範囲）に入っているか否かに基づいて入力信号が呼出信号であるか否かを検出する。半波/全波判定部１４０ｄは、現在の設定が半波整流か全波整流かを判定する。半波/全波設定部１４０ｅは、半波/全波検出部１４０ｄでの検出結果が「半波整流」と検出された場合は「全波整流」へ、「全波整流」と検出された場合は「半波整流」へ、所定のタイミングで設定を変更する。着信動作実行部１４０ｆは、呼出信号検出部１４０ｃでの検出結果が「呼出信号である」と検出された場合に着信動作を実行（開始）する。ナンバーディスプレイ動作実行部１４０ｇは、呼出信号検出部１４０ｃで極性反転信号と判定された場合に、ナンバーディスプレイ情報受信の動作を実行する。

メモリ１４１は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され、ＲＯＭ内には、画像形成装置１の基本処理プログラム、呼出信号検出プログラム（着信動作実行処理を含む）などを格納しているとともに、これらプログラムを実行するために必要な各種のデータ（例えば、上述した呼出信号が取り得る適正な周波数範囲など）を格納している。ＲＡＭは、各種プログラムの実行の際、ワークメモリとして利用される。

再び図１に戻り、読取部１５は、画像形成装置１の所定位置に置かれた原稿を走査して読み取ることで、当該原稿に対応する画像データを作成する。画像処理部１６は、回線を介してモデム１３で受信した画像データ（原稿に関する画像データ）を処理する。印刷部１７は、画像処理部１６で処理した画像データを印刷して、原稿を復元する。

図６に本発明の実施例を示すフローチャートを示す。

まず、待機状態においては、ＣＰＵ１４０の全波／半波設定部１０４ｄが全波／半波設定信号を全波設定にして、半導体ＤＡＡ１２の２次側シリアルＩ／Ｆ部１２２に出力する。この全波／半波設定信号は、データ受け渡し回路１２１を介して二値化信号生成部１２０ｄに入力され、これにより二値化信号生成部１２０ｄは自身で行う処理を全波整流に設定する（ステップＳ１００）。この設定以降、二値化信号生成部１２０ｄでは、入力信号を全波整流しており、その全波整流出力である二値化信号をデータ受け渡し回路１２１、２次側シリアルＩ／Ｆ部１２２を介してＣＰＵ１４０に入力する。ＣＰＵ１４０の二値化信号アサート検出部１４０ａは、二値化信号がアサートするのを検出すると（ステップＳ１１０）、その検出信号を全波／半波設定部１０４ｄに出力する。全波／半波設定部１０４ｄは、これをトリガーとして二値化信号生成部１２０ｄの全波設定を半波設定へ切り替えさせる（ステップＳ１２０）。すなわち、全波／半波設定部１０４ｄは半波設定にした全波／半波設定信号を２次側シリアルＩ／Ｆ部１２２、データ受け渡し回路１２１を介して二値化信号生成部１２０ｄに出力し、これにより二値化信号生成部１２０ｄは自身で行う処理を半波整流に設定する。したがって、これ以降、二値化信号生成部１２０ｄでは、入力信号を半波整流しており、その半波整流出力である二値化信号をデータ受け渡し回路１２１、２次側シリアルＩ／Ｆ部１２２を介してＣＰＵ１４０に入力する。図３〜図５に呼出信号と極性反転の波形およびそれぞれを全波整流した場合と半波整流した場合の二値化後の波形を示す。なお、図３〜５はＨ_アクティブなアサートの例を示しているが、勿論Ｌ_アクティブなアサートでもなんら問題無い。

二値化信号生成部１２０ｄでの処理が半波設定に切り替えられた後、周波数算出部１４０ｃでは、二値化信号の周波数算出を行い、算出した周波数を呼出信号検出部１４０ｄに入力する。呼出信号検出部１４０ｄは、周波数算出部１４０ｃから入力された周波数値が、呼出信号が取り得る適正（適切）な周波数範囲に入っているか否かを判定することで、入力信号が呼出信号であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。呼出信号検出部１４０ｄは、入力信号が呼出信号であると判定すると、検出信号を着信動作実行部１４０ｆに入力する。これにより、着信動作実行部１４０ｆは、着信動作を実施する(ステップＳ１４０)。一方、呼出信号検出部１４０ｄにより呼出信号と判定されない場合（ステップＳ１３０）には、先の二値化信号のアサートは極性反転によるものだと判断できる（ステップＳ１５０）。

次に、回線オンフック時において極性反転が起こる例として、ナンバーディスプレイサービスについて説明する。

このナンバーディスプレイサービスは、このサービスに加入した回線に接続され、かつ、電話番号の受信機能を備えた被呼者の通信機器に対して可能なサービスであり、通常の呼出信号(ＩＲ)を送出する前に、電話番号送出処理を行うものである。

図７にナンバーディスプレイの接続シーケンスを示す。

発呼者の電話の発呼(Ｓ２００)により、電話局は２本の電話回線Ｌ１とＬ２の極性を反転させる(Ｓ２１０)。そして、電話局は情報受信端末起動信号(ＣＡＲ)を被呼者の電話機に送出する(Ｓ２２０)。このＣＡＲを受信した被呼者の電話機は電話回線を閉結して一次応答信号を電話局に送出する(Ｓ２３０)。一次応答信号を電話局が検出すると、被呼者の電話機に発呼者の電話機の電話番号の情報信号（モデム信号）を送出する(Ｓ２４０)。このモデム信号を受信した被呼者の電話機は受信完了信号を電話局に送出する(Ｓ２５０)。この受信完了信号は受話器を下げたときのオンフックと同じ信号である。受信完了信号を電話局が検出すると、電話番号送出処理が終了したものとして、通常の呼出信号（ＩＲ）（図５参照）を送出する(Ｓ２６０)。ここで、ＣＡＲとはカデンスがＯＮ／ＯＦＦ:０．５秒／０．５秒の呼出信号である。ＩＲとは通常の呼出信号で、そのカデンスはＯＮ／ＯＦＦ:１秒／２秒である。

図８に、ナンバーディスプレイサービス加入時の動作例を示すフローチャートを示す。

まず、待機状態においては、ＣＰＵ１４０の全波／半波設定部１０４ｄが全波／半波設定信号を全波設定にして、半導体ＤＡＡ１２の２次側シリアルＩ／Ｆ部１２２に出力する。この全波／半波設定信号は、データ受け渡し回路１２１を介して二値化信号生成部１２０ｄに入力され、これにより二値化信号生成部１２０ｄは自身で行う処理を全波整流に設定する（ステップＳ３００）。この設定以降、二値化信号生成部１２０ｄでは、入力信号を全波整流しており、その全波整流出力である二値化信号をデータ受け渡し回路１２１、２次側シリアルＩ／Ｆ部１２２を介してＣＰＵ１４０に入力する。ＣＰＵ１４０の二値化信号アサート検出部１４０ａは、二値化信号がアサートするのを検出すると（ステップＳ３１０）、その検出信号を全波／半波設定部１０４ｄに出力する。全波／半波設定部１０４ｄは、これをトリガーとして二値化信号生成部１２０ｄの全波設定を半波設定へ切り替えさせる（ステップＳ３２０）。すなわち、全波／半波設定部１０４ｄは半波設定にした全波／半波設定信号を２次側シリアルＩ／Ｆ部１２２、データ受け渡し回路１２１を介して二値化信号生成部１２０ｄに出力し、これにより二値化信号生成部１２０ｄは自身で行う処理を半波整流に設定する。したがって、これ以降、二値化信号生成部１２０ｄでは、入力信号を半波整流しており、その半波整流出力である二値化信号をデータ受け渡し回路１２１、２次側シリアルＩ／Ｆ部１２２を介してＣＰＵ１４０に入力する。

二値化信号生成部１２０ｄでの処理が半波設定に切り替えられた後、周波数算出部１４０ｃでは、二値化信号の周波数算出を行い、算出した周波数を呼出信号検出部１４０ｄに入力する。呼出信号検出部１４０ｄは、周波数算出部１４０ｃから入力された周波数値が、呼出信号（ＩＲ）が取り得る適正（適切）な周波数範囲に入っているか否かを判定することで、入力信号が呼出信号（ＩＲ）であるか否かを判定する（ステップＳ３３０）。呼出信号検出部１４０ｄは、入力信号が呼出信号（ＩＲ）であると判定すると、先の二値化信号のアサートは呼出信号（ＩＲ）によるものだと判断でき、検出信号を着信動作実行部１４０ｆに入力する。これにより、着信動作実行部１４０ｆは、着信動作を実施する(ステップＳ３４０)。一方、呼出信号検出部１４０ｄにより、ＩＲと判定されず、ＣＡＲと判定された場合(ステップＳ３５０)は、先の二値化信号のアサートは極性反転によるものだと判断でき、呼出信号検出部１４０ｄは検出信号をナンバーディスプレイ動作実行部１４０ｇに入力する。これにより、ナンバーディスプレイ動作実行部１４０ｇはナンバーディスプレイのシーケンス動作を実施する(ステップＳ３６０)。

なお、図８ではＩＲであるか否かを先ず判定しているが、ＣＡＲであるか否かを先に判定しても問題ない。

このように、この実施の形態によれば、待機状態では全波整流に設定し、この全波整流設定中に二値化信号がアクティブになることをトリガーとして半波整流に切替え、半端整流設定中における二値化信号の周波数検出に基づき入力信号が呼出信号であるか否かを判断し、呼出信号でないと判断したときにナンバーディスプレイの極性反転と判断することにより、入力信号が呼出信号であるかナンバーディスプレイの極性反転であるかを判定するようにしたので、極性反転／呼出信号をそれぞれ独立の専用回路を要することなく正確に検出できるとともに、極性反転検出後、ナンバーディスプレイ受信動作を適切に行うことができる。

（第２の実施の形態）
図９にナンバーディスプレイサービス加入時の他の実施例を示すフローチャートを示す。図９の手順は、着信動作実行部１４０ｅによる着信動作実行（Ｓ４４０）の実行あるいはナンバーディスプレイ動作実行部１４０ｆによるナンバーディスプレイ動作実行(Ｓ４５０)までは図８と同じである。待機状態は全波設定とする必要があるため、この第２の実施の形態では、待機状態に戻る前に、全波／半波設定部１４０ｅが、前述と同様にして、所定のタイミングにて二値化信号生成部１２０ｄでの整流処理を、半波設定から全波設定に自動的に戻させるようにしており、ステップＳ４６０が追加されている。前記の所定のタイミングとは、例えば通信終了時などが考えられる。

なお、ナンバーディスプレイのサービスに加入していない回線では、極反の検出を考慮する必要がないため、図８または図９に示す手順を実施すると、かえって通常の呼出信号を検出するのに時間がかかってしまう。そこで極反検出モードと非検出モードを備え、極反非検出モードでは常時半波設定とすることにより、より早く呼出信号を検出することができる。

第１の実施の形態の画像形成装置を示すブロック図である。 第１の実施の形態の画像形成装置を示す詳細ブロック図である。 呼出信号の波形と半波整流により二値化した波形の例を示す図である。 回線間電圧波形（極性反転）と半波整流により二値化した波形の例を示す図である。 呼出信号の波形と全波整流により二値化した波形の例を示す図である。 第１の実施の形態の動作手順をを示すフローチャートである。 ナンバーディスプレイサービス加入時の接続シーケンスである。 ナンバーディスプレイサービス加入時の動作手順を示すフローチャートである。 第２の実施の形態のナンバーディスプレイサービス加入時の動作手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０ ダイオードブリッジ
１１ 切断部
１２ 半導体ＤＡＡ
１２０ １次側回線制御部
１２０ａ 二値化信号アサート検出部
１２０ｂ データ送受信部
１２０ｃ 回線閉結認識部
１２０ｄ 回線間電圧検出部
１２０ｅ 二値化信号生成部
１２１ データ受け渡し回路
１２２ ２次側シリアルＩ／Ｆ部
１３ モデム
１４ システム制御部
１４０ ＣＰＵ
１４０ａ 二値化信号アサート検出部
１４０ｂ 周波数算出部
１４０ｃ 呼出信号検出部
１４０ｄ 全波/半波判定部
１４０ｅ 全波/半波設定部
１４０ｆ 着信動作実行部
１４０ｇ ナンバーディスプレイ動作実行部
１４１ メモリ
１５ 読取部
１６ 画像処理部
１７ 印刷部

Claims (4)

1. 半波整流、全波整流のいずれかで入力信号を二値化して二値化信号を出力する二値化信号生成手段と、
   待機状態では、前記二値化信号生成手段での処理を全波整流に設定し、この全波整流設定中に前記二値化信号がアクティブになることをトリガーとして前記二値化信号生成手段での処理を半波整流に切替える全波／半波切替手段と、
   この半端整流設定中における前記二値化信号の周波数検出に基づき入力信号が呼出信号であるか否かを判断し、呼出信号でないと判断したときに極性反転と判断することにより、入力信号が呼出信号であるか極性反転であるかを判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果が呼出信号である場合は、着信動作を行い、前記判定手段の判定結果が極性反転である場合、該極性反転に対応する処理を行う制御手段と、
   を備えることを特徴とする信号処理装置。
2. 前記制御手段は、極性反転に対応する処理として、ナンバーディスプレイ受信動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
3. 全波／半波切替手段は、前記判定手段による判定終了後、所定のタイミングで前記二値化信号生成手段での処理を半波整流から全波整流に切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載の信号処理装置。
4. 前記所定のタイミングが通信終了時であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の信号処理装置。

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