JPH07113945B2 - Signal processor - Google Patents
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- JPH07113945B2 JPH07113945B2 JP62118184A JP11818487A JPH07113945B2 JP H07113945 B2 JPH07113945 B2 JP H07113945B2 JP 62118184 A JP62118184 A JP 62118184A JP 11818487 A JP11818487 A JP 11818487A JP H07113945 B2 JPH07113945 B2 JP H07113945B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、受光量の変化に応じてインピーダンスが変化
する受光素子から得られる信号を処理するための信号処
理装置に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a signal processing device for processing a signal obtained from a light receiving element whose impedance changes according to a change in the amount of received light.
(従来の技術) 近年、バーコードリーダ,光学式ロータリーエンコー
ダ,ファクシミリやイメージスキャナ等の画像読取装置
および光学式座標入力装置等のごとく、明るさの変化に
応じた受光量の変化を電気的信号に変換する光電素子が
汎用されている。(Prior Art) In recent years, an electric signal indicating a change in the amount of received light according to a change in brightness, such as a bar code reader, an optical rotary encoder, an image reading device such as a facsimile or an image scanner, and an optical coordinate input device. A photoelectric device that converts the light into a light source is widely used.
そして、光電素子と抵抗を電源と接地間に直列に介装し
て、受光量の変化に応じた光電素子のインピーダンス変
化が、光電素子と抵抗による分圧電圧の変化として電気
的信号に変換出力される。Then, a photoelectric element and a resistor are provided in series between the power supply and the ground, and the impedance change of the photoelectric element according to the change in the amount of received light is converted into an electrical signal as a change in the divided voltage due to the photoelectric element and the resistance. To be done.
ところで、光電素子は受光量が零であってもインピーダ
ンスが無限大とならずに暗電流が流れる。また、光電素
子に照射される光量は、バーコード等の印刷された被検
出物からの反射光と周囲の外乱光とからなる。このため
に、受光素子に流れる電流は、反射光の変化分の信号と
しての交流成分に、暗電流や外乱光等による直流成分が
重畳されたものである。そして、この直流成分は、周囲
の明るさの違い、光源からバーコード面等に照射される
光量の違い、バーコード面の反射率の違い、素子固有の
暗電流の大きさの違い等によって大幅に変動する。By the way, in the photoelectric element, even if the amount of received light is zero, the impedance does not become infinite and a dark current flows. Further, the amount of light applied to the photoelectric element is composed of reflected light from a printed object such as a bar code and ambient ambient light. For this reason, the current flowing through the light receiving element is a component in which a direct current component due to dark current, ambient light, or the like is superimposed on an alternating current component as a signal of a change in reflected light. This DC component is significantly affected by differences in ambient brightness, differences in the amount of light emitted from the light source to the barcode surface, differences in the barcode surface reflectance, differences in the dark current specific to the device, etc. Fluctuates.
そこで、上記直流成分を阻止し、信号としての交流成分
を抽出するために、例えば交流結合型の信号処理が従来
なされている。第5図は、従来の交流結合型の信号処理
装置の回路図である。第5図において、LED1からバーコ
ード面に照射された光がバーコード面で反射されて受光
素子であるフォトトランジスタ2に受光される。このフ
ォトトランジスタ2と抵抗3が直列接続されて電源端子
と接地間に介装され、フォトトランジスタ2と抵抗3の
接続点が直流阻止用のコンデンサ4を介して後段の増幅
回路5等に接続される。Therefore, in order to prevent the DC component and extract the AC component as a signal, for example, AC coupling type signal processing has been conventionally performed. FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional AC coupling type signal processing device. In FIG. 5, the light emitted from the LED 1 to the bar code surface is reflected by the bar code surface and is received by the phototransistor 2 which is a light receiving element. The phototransistor 2 and the resistor 3 are connected in series and are interposed between the power supply terminal and the ground, and the connection point between the phototransistor 2 and the resistor 3 is connected to the amplifier circuit 5 and the like in the subsequent stage via the DC blocking capacitor 4. It
かかる構成において、周囲の明るさ等によって大幅に変
動する直流成分がコンデンサ4で阻止され、信号として
の交流成分のみが増幅回路5等に与えられる。In such a configuration, the DC component that greatly varies depending on the ambient brightness is blocked by the capacitor 4, and only the AC component as a signal is given to the amplifier circuit 5 and the like.
(発明が解決しようとする問題点) ところで、上記の交流結合型の信号処理装置にあって
は、直流成分によるコンデンサ4の両端の直流電位差が
放電されるまでの間は、第6図(b)の破線のごとく、
コンデンサ4の後段に現われる交流成分の平均値が変化
する。そこで、この交流成分をある基準値によって2値
化すると、コンデンサ4に与えられた第6図(a)の交
流成分の信号幅と異なる2値化信号が生じる等の問題点
があった。(Problems to be Solved by the Invention) By the way, in the above-mentioned AC coupling type signal processing device, until the DC potential difference between both ends of the capacitor 4 due to the DC component is discharged, FIG. )
The average value of the AC components appearing in the subsequent stage of the capacitor 4 changes. Therefore, if this AC component is binarized by a certain reference value, there is a problem that a binarized signal different from the signal width of the AC component of FIG.
なお、直流結合型の信号処理装置にあっては、直流成分
の大幅な変化に対する大きなダイナミックレンジが必要
であり、電池等の低い電圧を電源とする装置にあっては
ダイナミックレンズを大きくとることができず不適当で
あった。Note that a DC-coupled signal processing device requires a large dynamic range with respect to a large change in the DC component, and a device with a low voltage such as a battery as a power source can have a large dynamic lens. I couldn't do it and was unsuitable.
本発明の目的は、上記した従来の信号処理装置の問題点
を解決するためになされたもので、受光素子のインピー
ダンス変化分に応じた交流成分のみが信号として増幅出
力される信号処理装置を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional signal processing device, and to provide a signal processing device in which only the AC component corresponding to the impedance change of the light receiving element is amplified and output as a signal. To do.
(問題点を解決するための手段) かかる目的を達成するために、本発明の信号処理装置
は、受光量の変化に応じてインピーダンスが変化する受
光素子に電圧を与え、この受光素子の電流出力を電流・
電圧変換回路の入力端に与え、この電流・電圧変換回路
の出力端に出力される出力電圧を一方向の電圧変動に対
して動作する電圧変動検出回路を介して電圧保持回路に
与え、この電圧保持回路で保持される保持電圧と基準電
圧を第1の差動増幅回路で比較してその出力電圧を抵抗
を介して前記電流・電圧変換回路の前記入力端に与え、
前記電流・電圧変換路の出力端に出力される前記出力電
圧と前記基準電圧の差電圧を第2の差動増幅回路で増幅
して出力端子より処理された信号を出力させるように構
成されている。(Means for Solving Problems) In order to achieve such an object, the signal processing device of the present invention applies a voltage to a light receiving element whose impedance changes in accordance with a change in the amount of received light, and outputs a current from the light receiving element. The current
This voltage is applied to the input terminal of the voltage conversion circuit, and the output voltage output to the output terminal of this current / voltage conversion circuit is applied to the voltage holding circuit via the voltage fluctuation detection circuit that operates against voltage fluctuations in one direction. The holding voltage held by the holding circuit and the reference voltage are compared by the first differential amplifier circuit, and the output voltage is given to the input terminal of the current / voltage conversion circuit via a resistor,
A second differential amplifier circuit amplifies the difference voltage between the output voltage output to the output end of the current / voltage conversion path and the reference voltage, and outputs a processed signal from an output terminal. There is.
(作用) 受光素子の電流出力が与えられる電流・電圧変換回路の
入力端を抵抗を介して差動増幅回路の出力端に接続し、
電流・電圧変換回路の出力電圧に応じて電圧保持回路で
保持される保持電圧と基準電圧の差電圧に応じて第1の
差動増幅回路の出力電圧が制御されるようにして、電流
・電圧変換回路の出力電圧が基準電圧と一致するように
動作させる。そして、電圧変動検出回路により、電流・
電圧変換回路の出力電圧の上昇または下降のいずれか一
方の電圧変動に対してのみ電圧保持回路の保持電圧が変
化するようにして、受光素子のインピーダンスの増加ま
たは減少のいずれか一方が電流・電圧変換回路の出力電
圧が基準電圧に対して変動するように動作させる。さら
に、電流・電圧変換回路の出力電圧と基準電圧の差電圧
を第2の差動増幅回路で増幅出力させて、受光素子のイ
ンピーダンスの変化に応じた交流成分のみが信号として
増幅出力される。(Function) The input terminal of the current / voltage conversion circuit to which the current output of the light receiving element is given is connected to the output terminal of the differential amplifier circuit via a resistor,
The output voltage of the first differential amplifier circuit is controlled according to the difference voltage between the holding voltage held by the voltage holding circuit and the reference voltage according to the output voltage of the current / voltage conversion circuit, so that the current / voltage The converter is operated so that the output voltage of the converter matches the reference voltage. Then, the voltage fluctuation detection circuit
The holding voltage of the voltage holding circuit is changed only when the output voltage of the voltage conversion circuit rises or falls, and either the increase or decrease of the impedance of the light receiving element is the current or voltage. The converter circuit is operated so that the output voltage of the converter circuit varies with respect to the reference voltage. Further, the difference voltage between the output voltage of the current / voltage conversion circuit and the reference voltage is amplified and output by the second differential amplifier circuit, and only the AC component corresponding to the change in the impedance of the light receiving element is amplified and output as a signal.
(実施例) 以下、本発明の実施例を第1図ないし第3図を参照して
説明する。第1図は、本発明の信号処理装置の一実施例
の回路図であり、第2図は、フォトトランジスタの受光
量の少ないときの第1図の動作を説明する図であり、第
3図は、フォトトランジスタの受光量が多いときの第1
図の動作を説明する図である。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a signal processing device of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of FIG. 1 when the amount of light received by a phototransistor is small, and FIG. Is the first when the amount of light received by the phototransistor is large.
It is a figure explaining operation of a figure.
まず、第1図により、構成を説明する。LED1からバーコ
ード面に照射された光がバーコード面で反射されて受光
素子であるフォトトランジスタ2に受光される。このフ
ォトトランジスタ2のコレクタは電源端子に接続され、
エミッタが第1のオペアンプ10の反転入力端に接続され
るとともに、抵抗(例えば100KΩ)11を介して第1のオ
ペアンプ10の出力端に接続され、さらに抵抗(例えば1K
Ω)12を介して第3のオペアンプ13の出力端に接続され
ている。そして、第1のオペアンプ10の出力端が第4の
オペアンプ14の非反転入力端に接続されるとともに第2
のオペアンプ15の非反転入力端に接続されている。さら
に、第1のオペアンプ10の非反転入力端が基準電圧VSを
出力する基準電圧回路16に接続されている。そして、第
2のオペアンプ15の出力端がダイオード17のカソードに
接続され、このダイオード17のアノードが第2のオペア
ンプ15の反転入力端に接続されている。また、このダイ
オード17のアノードが抵抗18を介して第3のオペアンプ
13の非反転入力端に接続されている。この第3のオペア
ンプ13の非反転入力端は、コンデンサ19と抵抗20の並列
接続体を介して基準電圧回路16に接続され、反転入力端
は抵抗21を介して基準電圧回路16に接続されるととも
に、抵抗22を介して出力端に接続されている。さらに、
第4のオペアンプ14の反転入力端は、抵抗23を介して基
準電圧回路16に接続されるとともに、抵抗24を介して出
力端に接続されている。そしてさらに、この第4のオペ
アンプ14の出力端が出力端子25に接続されている。First, the configuration will be described with reference to FIG. Light emitted from the LED 1 to the bar code surface is reflected by the bar code surface and is received by the phototransistor 2, which is a light receiving element. The collector of this phototransistor 2 is connected to the power supply terminal,
The emitter is connected to the inverting input terminal of the first operational amplifier 10, and is also connected to the output terminal of the first operational amplifier 10 via the resistor (for example, 100 KΩ) 11, and further connected to the resistor (for example, 1 KΩ).
Ω) 12 and is connected to the output terminal of the third operational amplifier 13. The output terminal of the first operational amplifier 10 is connected to the non-inverting input terminal of the fourth operational amplifier 14, and
It is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 15. Further, the non-inverting input terminal of the first operational amplifier 10 is connected to the reference voltage circuit 16 which outputs the reference voltage V S. The output terminal of the second operational amplifier 15 is connected to the cathode of the diode 17, and the anode of the diode 17 is connected to the inverting input terminal of the second operational amplifier 15. The anode of the diode 17 is connected to the third operational amplifier via the resistor 18.
Connected to 13 non-inverting inputs. The non-inverting input terminal of the third operational amplifier 13 is connected to the reference voltage circuit 16 via a parallel connection body of the capacitor 19 and the resistor 20, and the inverting input terminal is connected to the reference voltage circuit 16 via the resistor 21. At the same time, it is connected to the output terminal via the resistor 22. further,
The inverting input terminal of the fourth operational amplifier 14 is connected to the reference voltage circuit 16 via the resistor 23, and is also connected to the output terminal via the resistor 24. Further, the output terminal of the fourth operational amplifier 14 is connected to the output terminal 25.
かかる構成において、非反転入力端に基準電圧VSが与え
られる第1のオペアンプ10と抵抗11により電流・電圧変
換回路が形成され、第2のオペアンプ15とダイオード17
により第1のオペアンプ10の出力電圧の下降方向の電圧
変動に対して動作する電圧変動検出回路が形成され、一
端に基準電圧VSが与えられるコンデンサ19と抵抗20の並
列接続体により電圧保持回路が形成され、第3のオペア
ンプ13と抵抗21,22により第1の差動増幅回路が形成さ
れ、第4のオペアンプ14と抵抗23,24により第2の差動
増幅回路が形成されている。なお、抵抗20によりコンデ
ンサ19の放電時定数は大きく設定されている。In such a configuration, a current / voltage conversion circuit is formed by the first operational amplifier 10 and the resistor 11 to which the reference voltage V S is applied to the non-inverting input terminal, and the second operational amplifier 15 and the diode 17 are formed.
By this, a voltage fluctuation detection circuit that operates in response to a voltage fluctuation in the output voltage of the first operational amplifier 10 is formed, and a voltage holding circuit is formed by a parallel connection body of a capacitor 19 and a resistor 20 to which the reference voltage V S is applied at one end. Is formed, the first differential amplifier circuit is formed by the third operational amplifier 13 and the resistors 21 and 22, and the second differential amplifier circuit is formed by the fourth operational amplifier 14 and the resistors 23 and 24. The discharge time constant of the capacitor 19 is set to be large by the resistor 20.
ここで、まず電源が投入されてフォトトランジスタ2が
バーコード面に対向しないとすれば、フォトトランジス
タ2は周囲の外乱光を受光する。そして、基準電圧回路
16から出力される基準電圧VSが抵抗20,21,22を介して第
3のオペアンプ13の非反転入力端と反転入力端および出
力端に与えられ、出力端が基準電圧VSとなる。そこで、
電源端子から第3のオペアンプ13の出力端に向けて電流
が流れ、第1のオペアンプ10の反転入力端の電位は基準
電圧VSより高くて第1のオペアンプ10は“L"レベルの出
力電圧となろうとする。そこで、抵抗11を介して反転入
力端から出力端に向けて電流I1が流れ、この電流値に応
じて出力端の電位が設定される。この出力電圧は基準電
圧VSより低く、ダイオード17のアノードには基準電圧VS
が与えられているので、第2のオペアンプ15の出力は
“L"レベルとなり、ダイオード17が導通して第2のオペ
アンプ15の出力が抵抗18とコンデンサ19で積分され、コ
ンデンサ9はダイオード17を順方向に介して充電され
る。そこで、第3のオペアンプ13の非反転入力端に基準
電圧VSよりコンデンサ19の両端電位差だけ低い電圧が与
えられ、基準電圧VSより電位差Veだけ低い電圧が出力端
に出力され、抵抗12に流れる電流I2を増加させる。この
結果、第1のオペアンプ10の反転入力端の電位は低下し
て抵抗11に流れる電流I1が減少し、出力端の出力電圧が
上昇して基準電圧VSに一致する。Here, assuming that the phototransistor 2 does not face the bar code surface when the power is first turned on, the phototransistor 2 receives ambient ambient light. And the reference voltage circuit
The reference voltage V S output from 16 is applied to the non-inverting input terminal, the inverting input terminal, and the output terminal of the third operational amplifier 13 via the resistors 20, 21, and 22, and the output terminal serves as the reference voltage V S. Therefore,
A current flows from the power supply terminal to the output terminal of the third operational amplifier 13, the potential of the inverting input terminal of the first operational amplifier 10 is higher than the reference voltage V S , and the first operational amplifier 10 outputs the “L” level output voltage. Try to become. Therefore, the current I 1 flows from the inverting input terminal to the output terminal through the resistor 11, and the potential of the output terminal is set according to this current value. This output voltage is lower than the reference voltage V S , and the anode of the diode 17 has a reference voltage V S
Is given, the output of the second operational amplifier 15 becomes “L” level, the diode 17 conducts, the output of the second operational amplifier 15 is integrated by the resistor 18 and the capacitor 19, and the capacitor 9 changes the diode 17 to Charged through the forward direction. Therefore, the non-inverting input terminal the potential difference across only a low voltage of the capacitor 19 than the reference voltage V S is applied to the third operational amplifier 13, a voltage lower than the reference voltage V S by the potential difference V e is outputted to the output terminal, the resistor 12 Increase the current I 2 flowing through. As a result, the potential at the inverting input terminal of the first operational amplifier 10 drops, the current I 1 flowing through the resistor 11 decreases, and the output voltage at the output terminal rises to match the reference voltage V S.
次に、第2図を参照してフォトトランジスタ2の受光量
が少ないときの動作につき説明する。Next, the operation when the amount of light received by the phototransistor 2 is small will be described with reference to FIG.
フォトトランジスタ2をバーコード面に向けて、白地の
部分から第2図(a)のごとく白部分wと黒部分yが交
互に配列されたバーコードが走査される。そして、フォ
トトランジスタ2が白部分wに対向すると反射光が強く
なり、フォトトランジスタ2が第2図(b)のレベルp
の受光量を受ける。すると、フォトトランジスタ2のイ
ンピーダンスが低下して流れる電流I3が増加し、第1の
オペアンプ10の反転入力端の電位が上昇しようとして抵
抗11に流れる電流I1が大きくなって出力端の出力電圧が
低下する。そして、第2のオペアンプ15の出力端は“L"
レベルとなり、この出力がコンデンサ19で積分されてコ
ンデンサ19の両端電位差が増加し、第3のオペアンプ13
の出力端にさらに低い出力電圧が出力される。この結
果、抵抗12に流れる電流I2が増加し、第1のオペアンプ
10の反転入力端の電位が維持されるとともに、抵抗11に
流れる電流I1も一定に維持されて出力端の出力電圧が変
化せずに基準電圧VSに一致したままである。With the phototransistor 2 facing the bar code surface, a bar code in which a white portion w and a black portion y are alternately arranged is scanned from a white background portion as shown in FIG. 2 (a). Then, when the phototransistor 2 faces the white portion w, the reflected light becomes stronger, and the phototransistor 2 is set to the level p in FIG. 2 (b).
Receive the amount of received light. Then, the impedance of the phototransistor 2 decreases and the flowing current I 3 increases, and the current I 1 flowing through the resistor 11 increases to increase the potential of the inverting input terminal of the first operational amplifier 10 and the output voltage of the output terminal increases. Is reduced. The output terminal of the second operational amplifier 15 is "L".
Level, this output is integrated by the capacitor 19, the potential difference across the capacitor 19 increases, and the third operational amplifier 13
A lower output voltage is output to the output terminal of the. As a result, the current I 2 flowing through the resistor 12 increases, and the first operational amplifier is
While the potential of the inverting input terminal of 10 is maintained, the current I 1 flowing through the resistor 11 is also maintained constant, and the output voltage of the output terminal does not change and remains at the reference voltage V S.
ここで、フォトトランジスタ2がバーコードを走査する
と、黒部分yで受光量が第2図(b)のごとく減少し、
フォトトランジスタ2のインピーダンスが増加する。す
ると、フォトトランジスタ2を流れる電流I3が第2図
(c)のごとく減少し、第1のオペアンプ10の反転入力
端の電位が低下しようとして抵抗11に流れる電流I1が減
少し、出力端の出力電圧が基準電圧VSより上昇する。こ
こで、第2のオペアンプ15は“H"レベルを出力するがダ
イオード17によってコンデンサ19への電流の流入が阻止
される。このため、コンデンサ19の両端電位差の保持電
圧は変化せずにそのまま保持され、第3のオペアンプ13
の出力電圧と基準電圧VSの電位差Veは第2図(e)のご
とく変化せず、抵抗12を流れる電流I2が変化しない。そ
こで、抵抗11を流れる電流I1が一定に維持されずに減少
する。このため、第1のオペアンプ10の出力端の出力電
圧は第2図(d)のごとく基準電圧VSより高くなる。さ
らに、バーコードの走査が進んで白部分wで受光量が増
加し、フォトトランジスタ2のインピーダンスが減少す
ると、フォトトランジスタ2を流れる電流I3が増加し、
抵抗11に流れる電流I1が増加して出力端の出力電圧が基
準電圧VSまで下降する。したがって、バーコードの黒部
分yで基準電圧VSに対して高い電圧の信号が第1のオペ
アンプ10の出力端に出力される。そして、この第1のオ
ペアンプ10の出力電圧と基準電圧VSとの差電圧が第4の
オペアンプ14で増幅出力されて出力端子25に、フォトト
ランジスタ2のインピーダンスの変化に応じた第2図
(f)のごとき交流成分のみが信号として出力される。Here, when the phototransistor 2 scans the barcode, the amount of received light in the black portion y decreases as shown in FIG. 2 (b),
The impedance of the phototransistor 2 increases. Then, the current I 3 flowing through the phototransistor 2 decreases as shown in FIG. 2C, and the current I 1 flowing through the resistor 11 decreases as the potential of the inverting input terminal of the first operational amplifier 10 lowers. Output voltage rises above the reference voltage V S. Here, the second operational amplifier 15 outputs the "H" level, but the diode 17 prevents the current from flowing into the capacitor 19. Therefore, the holding voltage of the potential difference between both ends of the capacitor 19 is held as it is without changing, and the third operational amplifier 13 is held.
The potential difference V e between the output voltage and the reference voltage V S does not change as shown in FIG. 2 (e), and the current I 2 flowing through the resistor 12 does not change. Therefore, the current I 1 flowing through the resistor 11 is not maintained constant and decreases. Therefore, the output voltage of the output terminal of the first operational amplifier 10 becomes higher than the reference voltage V S as shown in FIG. Further, when the scanning of the bar code progresses and the amount of light received increases in the white portion w, and the impedance of the phototransistor 2 decreases, the current I 3 flowing through the phototransistor 2 increases,
The current I 1 flowing through the resistor 11 increases and the output voltage at the output end drops to the reference voltage V S. Therefore, a signal having a voltage higher than the reference voltage V S in the black portion y of the bar code is output to the output terminal of the first operational amplifier 10. Then, the difference voltage between the output voltage of the first operational amplifier 10 and the reference voltage V S is amplified and output by the fourth operational amplifier 14, and is output to the output terminal 25 as shown in FIG. Only the AC component as in f) is output as a signal.
さらに、第3図を参照してフォトトランジスタ2の受光
量が多いときの動作につき説明する。Further, the operation when the amount of light received by the phototransistor 2 is large will be described with reference to FIG.
フォトトランジスタ2を第3図(a)のバーコード面に
向けて白部分wで第3図(b)の大きなレベルp′の受
光量を受けると、フォトトランジスタ2のインピーダン
スが大きく低下する。このために、フォトトランジスタ
2に流れる電流I′3は第3図(c)のごとく大きなも
のとなり、第1のオペアンプ10の反転入力端の電位も上
昇しようとして抵抗11に流れる電流I′1も大きくなろ
うとし、出力電圧は大きく低下する。そこで、第2のオ
ペアンプ15の出力端は“L"レベルとなり、コンデンサ19
の両端電位差が増加し、第3のオペアンプ13の出力電圧
と基準電圧VSの電位差Ve′が第3図(e)のごとく増加
し、第3のオペアンプ13の出力電圧が低下し、抵抗12に
流れる電流I′2を増加させる。そして、第1のオペア
ンプ10の出力端の出力電圧が基準電圧VSとなるまで第3
のオペアンプ13の出力電圧と基準電圧VSの電位差Ve′が
増加し、第3のオペアンプ13の出力電圧が低下して電流
I′2を第3図(c)のごとく増加させる。そして、フ
ォトトランジスタ2がバーコードを走査すると、黒部分
yで受光量が減少してフォトトランジスタ2のインピー
ダンスが増加し、電流I′3が減少する。このため、第
1のオペアンプ10の反転入力端の電位が低下しようとし
て抵抗11に流れる電流I′1が減少し、出力端の電圧が
上昇する。ここで、第3のオペアンプ13の出力電圧と基
準電圧VSの電位差Ve′はダイオード17に阻止されて変化
せず、抵抗11を流れる電流I1が一定に維持されずに減少
する。この結果、第1のオペアンプ10の出力端にバーコ
ードの黒部分yで基準電圧VSに対して、第3図(d)の
ごとく、高い電圧の信号として出力され、さらにこの出
力電圧と基準電圧VSとの差電圧が第4のオペアンプ14で
増幅されて出力端子25に、第3図(f)のごとく、フォ
トトランジスタ2のインピーダンスの変化に応じた交流
成分のみが信号として出力される。そして、黒部分yに
おいて出力端子25に出力される交流成分のみの信号の電
圧は、フォトトランジスタ2の受光量が多いほど高くな
る。When the phototransistor 2 is directed toward the bar code surface in FIG. 3 (a) and receives a large amount of received light of level p'in FIG. 3 (b) at the white portion w, the impedance of the phototransistor 2 is greatly reduced. For this, the current I flowing through the phototransistor 2 '3 becomes larger as the FIG. 3 (c), the current I potential of the inverting input terminal also flows through the resistor 11 trying rise of the first operational amplifier 10' is also 1 The output voltage drops greatly as it tries to increase. Therefore, the output terminal of the second operational amplifier 15 becomes "L" level, and the capacitor 19
Of the third operational amplifier 13 increases, the potential difference V e ′ between the output voltage of the third operational amplifier 13 and the reference voltage V S increases as shown in FIG. 3 (e), and the output voltage of the third operational amplifier 13 decreases. increasing the current I '2 that flows through the 12. Then, until the output voltage of the output terminal of the first operational amplifier 10 becomes the reference voltage V S ,
The potential difference V e ′ between the output voltage of the operational amplifier 13 and the reference voltage V S increases, the output voltage of the third operational amplifier 13 decreases, and the current I ′ 2 increases as shown in FIG. 3 (c). Then, when the phototransistor 2 scans the barcode, the amount of light received in the black portion y decreases, the impedance of the phototransistor 2 increases, and the current I ′ 3 decreases. Therefore, current I '1 to the potential of the inverting input terminal of the first operational amplifier 10 through the resistor 11 trying drop decreases, the voltage at the output terminal increases. Here, the potential difference V e ′ between the output voltage of the third operational amplifier 13 and the reference voltage V S is blocked by the diode 17 and does not change, and the current I 1 flowing through the resistor 11 decreases without being maintained constant. As a result, at the output terminal of the first operational amplifier 10, the black portion y of the bar code is output as a high voltage signal with respect to the reference voltage V S as shown in FIG. 3 (d). The differential voltage from the voltage V S is amplified by the fourth operational amplifier 14 and only the AC component corresponding to the change in the impedance of the phototransistor 2 is output as a signal to the output terminal 25 as shown in FIG. 3 (f). . The voltage of the signal of only the AC component output to the output terminal 25 in the black portion y increases as the amount of light received by the phototransistor 2 increases.
なお、上記実施例にあっては、白部分wにおけるフォト
トランジスタ2のインピーダンスを基準として黒部分y
を信号として検出するように構成されているが、ダイオ
ード17の向きを反転することで黒部分yにおけるフォト
トランジスタ2のインピーダンスを基準として白部分w
を信号として検出することができる。In the above embodiment, the black portion y is based on the impedance of the phototransistor 2 in the white portion w.
Is detected as a signal, but by reversing the direction of the diode 17, the white part w is referenced with the impedance of the phototransistor 2 in the black part y as a reference.
Can be detected as a signal.
第4図は、本発明の信号処理装置の他の実施例の回路図
である。第4図において、第1図と同一回路には同一符
号を付けて重複する説明を省略する。FIG. 4 is a circuit diagram of another embodiment of the signal processing device of the present invention. In FIG. 4, the same circuits as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals to omit redundant description.
第4図において、第1図と相違するところは、フォトト
ランジスタ2のコレクタが第1のオペアンプ10の反転入
力端に接続され、エミッタが接地され、さらに第2のオ
ペアンプ15の出力端がダイオード17のアノードに接続さ
れ、このダイオード17のカソードが抵抗18を介して第3
のオペアンプ13の非反転入力端に接続されていることに
ある。4 is different from that in FIG. 1 in that the collector of the phototransistor 2 is connected to the inverting input terminal of the first operational amplifier 10, the emitter is grounded, and the output terminal of the second operational amplifier 15 is a diode 17. The cathode of this diode 17 is connected to the anode of
It is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 13.
かかる構成において、電源が投入されたさいのフォトト
ランジスタ2のあるインピーダンスに対して、第3のオ
ペアンプ13の出力端から抵抗12を介して電流が流れ、第
1のオペアンプ10の反転入力端の電位が基準電圧VSより
低くなり、第1のオペアンプ10の出力端に“H"レベルの
出力電圧が出力されようとし、抵抗11を流れる電流I1″
により出力電圧が設定される。そして、第2のオペアン
プ15は“H"レベルを出力し、この出力がダイオード17を
順方向に介してコンデンサ19に充電され、第3のオペア
ンプ13から基準電圧VSより高い電圧が出力される。する
と、第1のオペアンプ10の反転入力端の電位が上昇し、
抵抗11を流れる電流I1″が減少し、第1のオペアンプ10
の出力端の出力電圧が低下して基準電圧VSと一致する。In such a configuration, a current flows from the output end of the third operational amplifier 13 through the resistor 12 to a certain impedance of the phototransistor 2 when the power is turned on, and the potential of the inverting input end of the first operational amplifier 10 is increased. Becomes lower than the reference voltage V S, an output voltage of “H” level is about to be output to the output terminal of the first operational amplifier 10, and the current I 1 ″ flowing through the resistor 11
Sets the output voltage. Then, the second operational amplifier 15 outputs "H" level, this output charges the capacitor 19 through the diode 17 in the forward direction, and the third operational amplifier 13 outputs a voltage higher than the reference voltage V S. . Then, the potential at the inverting input terminal of the first operational amplifier 10 rises,
The current I 1 ″ flowing through the resistor 11 decreases and the first operational amplifier 10
The output voltage of the output terminal is equal to the reference voltage V S decreases.
ここで、フォトトランジスタ2がバーコードを走査する
と、フォトトランジスタ2が白部分wに対向して強い反
射光を受光し、フォトトランジスタ2のインピーダンス
が低下して流れる電流I3″が増加し、第1のオペアンプ
10の反転入力端の電位が低下しようとして抵抗11に流れ
る電流I1″が大きくなって出力端の出力電圧が上昇す
る。そして、第2のオペアンプ15の出力端は“H"レベル
となり、この出力がコンデンサ19で積分されてコンデン
サ19の両端電位差が増加し、第3のオペアンプ13の出力
端にさらに高い出力電圧が出力される。この結果、抵抗
12に流れる電流I2″が増加し、第1のオペアンプ10の反
転入力端の電位が維持されるとともに、抵抗11を流れる
電流I1″も一定に維持されて、出力端の出力電圧が変化
せずに基準電圧VSに一致したままである。Here, when the phototransistor 2 scans the barcode, the phototransistor 2 receives the strongly reflected light facing the white portion w, the impedance of the phototransistor 2 decreases, and the flowing current I 3 ″ increases. 1 operational amplifier
The current I 1 ″ flowing through the resistor 11 increases and the output voltage at the output end rises as the potential at the inverting input end of 10 decreases, and the output end of the second operational amplifier 15 becomes “H” level. The output is integrated by the capacitor 19, the potential difference between both ends of the capacitor 19 increases, and a higher output voltage is output to the output end of the third operational amplifier 13. As a result, the resistance
The current I 2 ″ flowing through 12 increases, the potential at the inverting input terminal of the first operational amplifier 10 is maintained, and the current I 1 ″ flowing through the resistor 11 is also maintained constant, and the output voltage at the output terminal changes. Without, it remains at the reference voltage V S.
そして、黒部分yでフォトトランジスタ2のインピーダ
ンスが増加し、電流I3″が減少すると、これによって抵
抗11を流れる電流I1″が減少し、出力端の出力電圧は低
下する。そして、第2のオペアンプ15は“L"レベルを出
力するがダイオード17により阻止されてコンデンサ19の
両端電位差は変化せず、第3のオペアンプ13の出力電圧
が変化しない。この結果、第1のオペアンプ10の出力端
にバーコードの黒部分yが基準電圧VSに対して低い電圧
の信号として出力され、この出力電圧と基準電圧VSとの
差電圧が第4のオペアンプ14で増幅され、フォトトラン
ジスタ2のインピーダンスの変化に応じた交流成分のみ
が信号として出力端子25に出力される。When the impedance of the phototransistor 2 increases in the black portion y and the current I 3 ″ decreases, the current I 1 ″ flowing through the resistor 11 decreases, and the output voltage at the output end decreases. Then, the second operational amplifier 15 outputs the "L" level, but it is blocked by the diode 17, the potential difference across the capacitor 19 does not change, and the output voltage of the third operational amplifier 13 does not change. As a result, the black portion y of the bar code to the output terminal of the first operational amplifier 10 is output as a low voltage signal to the reference voltage V S, the voltage difference between the output voltage and the reference voltage V S is the fourth Only the AC component that is amplified by the operational amplifier 14 and that corresponds to the change in the impedance of the phototransistor 2 is output to the output terminal 25 as a signal.
なお、第4図に示す上記実施例においても、ダイオード
17の向きを反転することで、黒部分yを基準として白部
分wを信号として検出することができる。In the above embodiment shown in FIG. 4, the diode is also used.
By reversing the direction of 17, the white part w can be detected as a signal with the black part y as a reference.
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の信号処理装置によれば、
受光素子の受光量等の違いにかかわらず受光素子のイン
ピーダンスの変化分に応じた交流成分のみが信号として
出力されるので、ダイナミックレンジを大きく必要とせ
ず、電池等の低い電圧を電源とする装置に好適であると
いう優れた効果を奏する。(Effects of the Invention) As described above, according to the signal processing device of the present invention,
A device that uses a low voltage such as a battery as a power source without requiring a large dynamic range because only the AC component corresponding to the change in impedance of the light receiving element is output as a signal regardless of the difference in the amount of light received by the light receiving element. It has an excellent effect that it is suitable for
第1図は、本発明の信号処理装置の一実施例の回路図で
あり、第2図は、フォトトランジスタの受光量の少ない
ときの第1図の動作を説明する図であり、第3図は、フ
ォトトランジスタの受光量が多いときの第1図の動作を
説明する図であり、第4図は、本発明の信号処理装置の
他の実施例の回路図であり、第5図は、従来の交流結合
型の信号処理装置の回路図であり、第6図は、第5図の
動作を説明する図である。 2:フォトトランジスタ、 10:第1のオペアンプ、 11,12,18,20,21,22,23,24:抵抗、 13:第3のオペアンプ、 14:第4のオペアンプ、 15:第2のオペアンプ、16:基準電圧回路、 17:ダイオード、19:コンデンサ、 25:出力端子、VS:基準電圧。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a signal processing device of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of FIG. 1 when the amount of light received by a phototransistor is small, and FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of FIG. 1 when the amount of light received by the phototransistor is large, FIG. 4 is a circuit diagram of another embodiment of the signal processing device of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional AC coupling type signal processing device, and FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of FIG. 2: Phototransistor, 10: First operational amplifier, 11,12,18,20,21,22,23,24: Resistor, 13: Third operational amplifier, 14: Fourth operational amplifier, 15: Second operational amplifier , 16: reference voltage circuit, 17: diode, 19: capacitor, 25: output terminal, V S : reference voltage.
Claims (2)
化する受光素子に電圧を与え、この受光素子の電流出力
を電流・電圧変換回路の入力端に与え、この電流・電圧
変換回路の出力端に出力される出力電圧を一方向の電圧
変動に対して動作する電圧変動検出回路を介して電圧保
持回路に与え、この電圧保持回路で保持される保持電圧
と基準電圧を第1の差動増幅回路で比較してその出力電
圧を抵抗を介して前記電流・電圧変換回路の前記入力端
に与え、前記電流・電圧変換回路の出力端に出力される
前記出力電圧と前記基準電圧の差電圧を第2の差動増幅
回路で増幅して出力端子より処理された信号を出力させ
ることを特徴とする信号処理装置。1. A voltage is applied to a light receiving element whose impedance changes according to a change in the amount of received light, a current output of this light receiving element is applied to an input end of a current / voltage conversion circuit, and an output end of this current / voltage conversion circuit. The output voltage output to the voltage holding circuit is applied to the voltage holding circuit via the voltage fluctuation detection circuit that operates in response to voltage fluctuations in one direction, and the holding voltage and the reference voltage held by the voltage holding circuit are fed to the first differential amplifier. A circuit compares the output voltage to the input terminal of the current-voltage conversion circuit via a resistor, and outputs the difference voltage between the output voltage and the reference voltage output to the output terminal of the current-voltage conversion circuit. A signal processing device which outputs a signal processed by an output terminal after being amplified by a second differential amplifier circuit.
ンプの反転入力端に前記受光素子の電流出力を与えると
ともに、この反転入力端を抵抗を介して出力端に接続
し、さらに非反転入力端に前記基準電圧を与えて形成
し、前記電圧変動検出回路を、第2のオペアンプの非反
転入力端に前記電流・電圧変換回路の出力電圧を与える
とともに、その出力端をダイオードの一端に接続し、さ
らに反転入力端を前記ダイオードの他端に接続し、この
ダイオードの他端から電圧変動に応じた信号電圧を出力
するよう形成し、前記電圧保持回路を、コンデンサと抵
抗を並列接続し、この並列接続体の一端に前記電圧変動
検出回路から出力される信号電圧を与えるとともに、他
端に前記基準電圧を与えて形成し、前記第1の差動増幅
回路を、第3のオペアンプの非反転入力端に前記電圧保
持回路の前記保持電圧を与えるとともに、反転入力端に
前記基準電圧を与えて形成し、前記第2の差動増幅回路
を、第4のオペアンプの非反転入力端に前記電流・電圧
変換回路の出力電圧を与えるとともに、反転入力端に前
記基準電圧を与えて形成したことを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の信号処理装置。2. The current / voltage conversion circuit supplies the current output of the light receiving element to an inverting input terminal of a first operational amplifier, and connects the inverting input terminal to an output terminal via a resistor, and further, non-inverting. The voltage fluctuation detection circuit is formed by applying the reference voltage to the input terminal, and the output voltage of the current-voltage conversion circuit is applied to the non-inverting input terminal of the second operational amplifier, and the output terminal is connected to one end of the diode. Connected, the inverting input terminal is connected to the other end of the diode, and the other end of the diode is formed to output a signal voltage according to the voltage fluctuation.The voltage holding circuit is formed by connecting a capacitor and a resistor in parallel. The parallel connection body is formed by applying a signal voltage output from the voltage fluctuation detection circuit to one end of the parallel connection body and applying the reference voltage to the other end of the parallel connection body to form the first differential amplifier circuit with a third op amp. The non-inverting input of the fourth operational amplifier is formed by applying the holding voltage of the voltage holding circuit to the non-inverting input terminal of the amplifier and the reference voltage to the inverting input terminal. The signal processing device according to claim 1, wherein the signal processing device is formed by applying an output voltage of the current / voltage conversion circuit to an end and applying the reference voltage to an inverting input end.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62118184A JPH07113945B2 (en) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | Signal processor |
| US07/118,849 US4870262A (en) | 1987-01-06 | 1987-11-09 | Signal processing apparatus and binary encoder circuit for the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62118184A JPH07113945B2 (en) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | Signal processor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63282893A JPS63282893A (en) | 1988-11-18 |
| JPH07113945B2 true JPH07113945B2 (en) | 1995-12-06 |
Family
ID=14730224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62118184A Expired - Fee Related JPH07113945B2 (en) | 1987-01-06 | 1987-05-15 | Signal processor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07113945B2 (en) |
-
1987
- 1987-05-15 JP JP62118184A patent/JPH07113945B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPS63282893A (en) | 1988-11-18 |
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