JPS6120033B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、手書文字読取装置等のパターン取込
部の改良に関するものである。

従来より手書文字読取装置においてはより広い
用紙の処理が望まれている。しかし、用紙が広く
なると、その用紙の幅方向に対して均一に光量を
照射することが難しく、かつ広い範囲を読み取る
できビツト数の多いイメージセンサを用意せねば
ならない等の問題がある。従来のパターン読取装
置について第１図で説明しつつ、従来の問題点
を、述べる。

第１図において１は用紙、２は光源である螢光
灯である。光源２で用紙を照射し、その反射光を
レンズ３を介して像を光電変換部であるイメージ
センサ４に結ぶ。モータによつて用紙１をＸ方向
に動かしつつ、イメージセンサ４からの出力を読
み出すことによりパターンを電気信号をとして取
り出すことができる。光電変換部には、一般にイ
メージセンサが使用される。イメージセンサは第
２図の様に複数の光電変換素子を並べたフオトダ
イオードアレイ２１と、シフトレジスタよりなる
走査回路２２からなるもので、スタートパルス端
子２３にスタートパルスを印加することによつ
て、端子２４に印加されるクロツクパルスと同期
して各フオトダイオードを自動走査し、フオトダ
イオードごとに光入力を電気信号に変えて、第３
図の如くビデオ信号を連続パルス列として出力す
るものである。通常フオトダイオードに照射され
る光の量とそのフオトダイオードの出力とは比例
するので、第３図の様にビデオ出力の低い所（Ｂ
の部分）が用紙においては「黒」の部分になる。
第３図のＷの部分が用紙においては「白」の部分
である。従つて、イメージセンサの走査に同期し
つつ、用紙をＸ方向に移動する事により、用紙に
記入されたパターンを電気信号として取り出す事
ができる。

ここでイメージセンサの各ビツトの用紙上の割
り当て領域は、第１図の距離ａ，ｂの比で決ま
る。倍率ａ／ｂを大きくするほどより幅の広い用
紙を処理することが出来る。しかし、イメージセ
ンサのビツト数が同じならば、単位面積あたりの
処理ビツト数が減少し、細かいパターンを読み取
る事ができない事になる。従つて、単位面積あた
りの処理ビツト数を同じにしてより幅の広い用紙
を処理しようとすると、イメージセンサとして
は、よりビツト数の多いものが望まれる。

現状では、512ビツト程度が一般的であり、そ
の倍の1024ビツトはまだ実験段階である。

さらに、光源に関しても問題がある。螢光灯の
場合、照度分布は第４図の様になる。すなわち、
螢光灯の場合、周辺部での光量落ちが大きいため
第４図の様になる。用紙上に記入されたパターン
を読み取ろうとした場合、螢光灯の周辺部の光量
落ちをカバーする必要がある。第５図にその時の
イメージセンサからの出力を示す。螢光灯の周辺
光量落ちのため、イメージセンサ出力のエンベロ
ープはタイコ型になる。また螢光灯は温度特性、
寿命によつてその光量が約半分になる事もあるた
めこの点も考慮しなければならない。

第１図の回路部の場合、螢光灯の温度特性、寿
命による光量の減少、又は螢光灯の周辺部での光
量落ちはカバーできるが、新たな問題が発生す
る。以下、第１図の動作を説明しつつ問題点を述
べる。１１はアンプであり、スタートパルスSP
やクロツクパルスCLを発生する信号発生器５に
よつて駆動されるイメージセンサ４の出力を増幅
する。トランジスタ６，７はエミツタホロアとし
て働き、トランジスタ６のエミツタに接続される
抵抗８，１０、コンデンサ９よりなる平滑回路で
イメージセンサ４の出力を平滑し、バツフアアン
プ１２を介して、ボリユーム１３の中点（コンパ
レータ１４の入力端子）に第５図に示す様なス
ライスレベルVsをつくる。コンパレータの入
力端子には、アンプ１１の出力が現われる（第５
図のＶに対応する）。第３図は第５図のＡの部分
を拡大したもので、ビデオ出力Ｖがスライスレベ
ルVsより低い時「黒」、高い時「白」として、コ
ンパレータ１４によつて判定がなされる。なおト
ランジスタ７および抵抗１５はトランジスタ６の
Ｖ_BEの温度特性をカバーするものである。

この様にすることによつて、螢光灯の温度特性
寿命による光量落ち、又螢光灯の周辺光量落ちは
カバー出来るが、パターンの「黒」の部分が大で
あつた場合には第６図の様になつて、Ｌの部分は
黒であるにもかかわらず、その中のL₁の部分は
黒として判定されなくなる。スライスレベルＶ_S
はビデオ出力Ｖを平滑してつくるため、Ｖ_SがＶ
に追従してしまい第６図の様になる。第６図の問
題に対しては、より長い螢光灯を用い、その中央
部を使用して第７図のようにイメージセンサの出
力のエンベロープをフラツトにして、かつ回路も
抵抗１０を取り除く事で解決できる。スライスレ
ベルＶ_Sは、ビデオ出力のピーク値を充電するの
みであるため（放電用抵抗１０がないため）、第
８図の様になつてもVsはＶに追従しない。従つ
て黒の部分Ｌの判定が可能となる。しかし、螢光
灯が長くなり、装置全体が大きくなるという問題
が生じる。

より広い用紙の処理を行う時に発生する問題点
を整理すると以下の様になる。

よりビツト数の多いイメージセンサが必要で
ある。

光源として螢光灯を用いた場合は、照度分布
が第４図のようになり、これに伴い第６図に示
す様な問題が発生する。

つまり、より広い用紙を処理するために、光
源を端から端まで使用して生じる問題であり、
タイコ型になる照度分布をいかに正確に検知す
るかが技術的課題である。

本発明は上記従来技術に鑑み、光源として螢光
灯を用い、より確実に、より安価に、簡単に、広
い伝票に対して、パターンを読み取る装置を提供
するものである。本発明は、周辺部から中央に向
うに従い光量が増大する事（第４図の特性）を利
用して、イメージセンサを２つ用いて、光量が増
大する方向にそれぞれのイメージセンサを走査さ
せる事により上記問題のの解決を図ろうとするも
のである。これにより、イメージセンサからの出
力を、順次充電していけば照度分布の検知ができ
る。

以下本発明の詳細について、一実施例を示す第
９図とともに説明する。なお第１図と共通する素
子には同一番号を付す。１は用紙で、２は螢光灯
で、３_１，３_２はレンズである。４_１，４_２はイ
メージセンサであり、用紙１の領域Y₁をイメー
ジセンサ４_１が受け持ち、Y₂の領域をイメージ
センサ４_２が受け持つ。イメージセンサ４_１，４
_２に信号発生器５よりのスタートパルスSP₁，
SP₂を加えると、イメージセンサ４_１，４_２内の
各フオトダイオードが受光した光量が電気信号と
して、順次その出力端子に現われる。その時の走
査方向は、イメージセンサのＢからＥの方向とす
る。すなわちイメージセンサ４_１，４_２における
走査方向は逆にしている。信号発生器５からクロ
ツクCLも発生し、イメージセンサ４_１，４_２に
加える。１６，１７はアンプであり、その出力は
オア回路１８に印加される。スタートパルスSP₁
によつてイメージセンサ４_１が走査されて、その
出力がオア回路１８の出力端子に現われる。イメ
ージセンサ４_１の走査終了時点でスタートパルス
SP₂をイメージセンサ４_２に加えて、その出力を
オア回路１８に出力する。よつてオア回路１８の
出力は第１０図に示す様になる。４_２の走査方向
は４_１の走査方向と逆であり、螢光灯の光量落ち
のため、結局図の様になる。トランジスタ６、抵
抗８、コンデンサ９によつて、オア回路１８の出
力のピーク値を順次充電していく。充電時定数
は、抵抗８、コンデンサ９で決まり、ノイズ等を
充電しない様にしなくてはならない。スタートパ
ルスSP₁，SP₂をオア回路１９を介してトランジ
スタ２０の制御信号とする。

SP₁，SP₂でトランジスタ２０をオンし走査開
始時点でコンデンサ９の電荷を放電する。したが
つて、コンデンサ９の両端の電圧はオア回路１８
の出力Ｖのエンベロープとなる。バツフアアンプ
１２を介して、ボリユーム１３の中点、コンパレ
ータ１４の入力端子に現われる波形は第１０図
のVsの様になる。コンパレータ１４の入力端
子には、オア回路１８の出力が現われる。実際に
は、トランジスタＶ_BE分だけシフトしたものにな
るが、波形は第１０図のＶに対応する。スライス
レベルＶ_Sよりビデオ出力が大きい時「白」、小さ
い時「黒」と判定する。

この様にするこによつて、螢光灯の周辺光量落
ちは完全にカバーでき、又温度変化、寿命等によ
る螢光灯の光量落ちに対しても完全にカバーでき
る。また用紙に記入されている「黒」の部分が大
であつても、用紙の両端に少しでも「白」の部分
があれば正確に黒の部分を検出することができ
る。第１１図にこの時のスライスレベルＶ_Sとビ
デオ出力Ｖとの関係を示す。黒の部分であるＬは
完全に検出される。又、イメージセンサも従来の
ビツト数のもので良く、容易に用紙の大きさを２
倍にすることができる。

以上のように本発明は螢光灯の周辺光量落ちを
完全にカバー出来、螢光灯の端から端まで使用で
きる。またイメージセンサも従来のものでよく、
ビツト数の多いイメージセンサに比べ、より量産
的である。さらに、光源が螢光灯でなく他の光源
を使用し、周辺部において光量落ちが生じた時で
も同様に解決できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一実施例のパターン読取装置の
略構成図、第２図はイメージセンサの説明図、第
３図から第６図は第１図の動作説明図、第７図及
び第８図は照度分布がフラツトな場合の説明図、
第９図は本発明の一実施例のパターン読取装置の
概略構成図、第１０図および第１１図は第９図の
動作説明図である。 １……用紙、２……光源、３_１，３_２……レン
ズ、４_１，４_２……イメージセンサ、５……信号
発生器、６，７，２０……トランジスタ、８，１
５……抵抗、９……コンデンサ、１２……バツフ
アアンプ、１３……ボリユーム、１４……コンパ
レータ、１６，１７……アンプ、１８，１９……
オア回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の光電変換素子を並べその素子を走査し
   て各素子が受光した光量を電気信号として直列に
   取り出すことが出来る第１の撮像素子および第２
   の撮像素子と、前記第１又は第２の撮像素子を走
   査する直前に放電し走査中は前記第１又は第２の
   撮像素子からの電気信号のピーク値を順次充電保
   持する充電回路と、パターンが記入された用紙か
   らの反射光が用紙の周辺から中央にいくに従い増
   大する特性を有した光照射部とを有し、前記用紙
   からの反射光が前記用紙の中央部で２分割されて
   前記第１と第２の撮像素子でそれぞれ受光する様
   に前記第１と第２の撮像素子を配置し、前記第１
   と第２の撮像素子を前記用紙の周辺から中央に向
   う方向にそれぞれ交互に走査するとともに、前記
   充電回路の出力信号を分圧して「白」と「黒」と
   を判別するスライスレベルとしたことを特徴とす
   るパターン読取装置。