JPH07113945B2 - 信号処理装置 - Google Patents
信号処理装置Info
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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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- output
- current
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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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
（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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
が少ないときの動作につき説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
量が多いときの動作につき説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
Claims (2)
- 【請求項１】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。 - 【請求項２】前記電流・電圧変換回路を、第１のオペア
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。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62118184A JPH07113945B2 (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 信号処理装置 |
| 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 (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 信号処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63282893A JPS63282893A (ja) | 1988-11-18 |
| JPH07113945B2 true JPH07113945B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=14730224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62118184A Expired - Fee Related JPH07113945B2 (ja) | 1987-01-06 | 1987-05-15 | 信号処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07113945B2 (ja) |
-
1987
- 1987-05-15 JP JP62118184A patent/JPH07113945B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63282893A (ja) | 1988-11-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |