JPH03105586A - バーコードリーダのアナログ信号処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔　　目　　次　　〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術　　（　第５図　乃至　第８図　）発明が解
決しようとする課題 課題を解決するための手段　　（　第１図　）作用 実施例　　　　（　第２図　乃至　第４図　）発明の効
果 （概要） バーコードリーダのコード化された信号を含むアナログ
信号をデジタル化する信号処理に用いるバーコードリー
ダのアナログ信号処理方式に関し、 バーコートが認識されるとスライスレベルを低く設定し
、バーコードのない部分ではスライスレベルを高く設定
できるようにすることを目的とし、 バーコードを読み取るセンサと、該センサの出力を微分
する微分手段と、該微分手段の出力からバーコードの境
界部を識別して立上り部と立ち下り部の二値化された信
号を生成する境界郁二値化手段と、前記微分手段の出力
をピークホールドして正負のスライスレベルを生成する
とともに必要な場合にスライスレベルを変更するレベル
可変型スライスレベル生成手段と、前記微分手段の出力
を前記レベル可変型スライスレベル生成手段の出力によ
りスライスして得られるゲート信号を遅延させて出力す
るゲート遅延信号生成手段と、前記境界部二値化手段の
出力および前記ゲート遅延信号生成手段の出力を基にバ
ーコードに対応したパルス信号を出力するパルス信号生
成手段と、該パルス信号生成手段の出力からバーコード
の読み込みを識別するとともにレベル可変型スライスレ
ベル生成手段にバーコードの読み込みを知らせる信号を
出力するパターン判定手段とからなるよう構或する。

〔　産業上の利用分野　〕

本発明は、バーコードリーダのコード化された信号を含
むアナログ信号をデジタル化する信号処理に用いる八ー
コードリーダのアナログ信号処理方式に関する。

〔　従来の技術　〕

従来のバーコードリーダの信号処理方式では、第５図に
示すように、バーコードからの反射光を受け、バーコー
ドに応じた電気信号に変換する光電変換部（以下センサ
という）１と、そのセンサ１の出力Ａを微分する微分回
路２と、その微分回路２から出力されたアナログ信号Ｂ
からバーコードの境界部を識別して立ち上り部と立ち下
り部の二値化された信号Ｄを生成する境界部二値化千段
３と、微分回路２から出力されたアナログ信号Ｂをピー
クホールドして正負のスライスレベルな生成するスライ
スレベル生成手段４と、微分回路２から出力されたアナ
ログ信号Ｂをスライスレベル生成手段４の出力によりス
ライスして得られたゲート信号を遅延させたゲート遅延
信号を出力するゲート遅延信号生成手段５と、境界部二
値化千段３の出力とゲート遅延信号生成千段５の出力と
からバーコードに対応したパルス信号を出力するパルス
信号生成手段６からなっている。

境界部二値化千段３は、微分回路２が出力するアナログ
信号Ｂを積分して信号Ｃを出力する積分回路３ａと、ア
ナログ信号Ｂと信号Ｃとを比較して信号Ｄを出力するコ
ンバレータ３ｂを備えている。

スライスレベル生成千段４は、微分回路２の出力（信号
Ｂ）をピークホールドするピークホールド回路４ａと、
このピークホールド回路４ａの出力に対して白マージン
部におけるホワイトレベルノイズをカットする下限リミ
ッタ４ｂと、この下限り截ツタ４ｂの出力を得て所定時
定数で放電する放電回路４ｃと、この放電回路４ｃの出
力を唯一の所定割合で分圧して正負の両スライスレベル
な生成する分圧回路４ｄと、信号Ｂにより起動されて放
電回路４ｃおよび分圧回路４ｄに直流電圧を与える直流
回路４ｅを備えている。

ゲート遅延信号生成手段５は、微分回路２からの信号Ｂ
とスライスレベル生成千段４からの正スライスレベルを
比較して信号Ｅを出力するコンパレータ５ａと、このコ
ンパレータ５ａの出力を遅延させて信号Ｇを出力する遅
延回路５ｂと、微分回路２からの信号Ｂとスライスレベ
ル生成千段４からの負スライスレベルを比較して信号Ｆ
を出力するコンパレータ５ｃと、このコンパレータ５ｃ
の出力を遅延させて信号Ｈな出力する遅延回路５ｄを備
えている。

パルス信号生成千段６は境界部二値化手段３からの信号
Ｄと遅延回路５ｄからの信号Ｇの論理積をとって信号Ｉ
を出力するアンド回路６ａと、二値化千段３からの信号
Ｄの否定値と遅延回路５ｄからの信号Ｈの論理積をとっ
て信号Ｊを出力するアンド回路６ｂと、境界部二値化手
段３からの信号Ｄの否定値を出力するノット回路６Ｃと
、両アンド回路６ａ，６ｂの出力からパルス信号を出力
するフリップフロップ６ｄを備えている。

そして、第６図乃至第８図に示すように、センサ１がビ
ーム径ＤＢのレーザビーム７によってバーコード８を読
み取り、コード化されたアナログ信号Ａを出力すると、
そのアナログ信号Ａが微分回路２で微分信号Ｂに変換さ
れる。

その微分信号Ｂが境界部二値化千段３に入力し、そこの
積分回路３ａで積分された信号Ｃとコンパレータ３ｂで
比較され、入力信号の変化点（バーの境界）を示す二値
化信号Ｄが出力される。

一方、微分回路２から出力された微分信号Ｂがスライス
レベル生成千段４に入力し、そこのピークホールド回路
４ａで微分信号Ｂをピークホールドし、下限リミッタ４
ｂで電圧降下の下限を設定したのち、放電回路４ｃから
所定時定数で電圧降下の下限まで放電し、分圧回路４ｄ
により所定の分圧率で正と負のスライスレベルが生成さ
れる。

微分回路２から出力された微分信号Ｂとスライスレベル
生成手段４から出力されたスライスレベルとがゲート遅
延信号生成手段５に入力し、そこのコンパレータ５ａに
より微分信号Ｂが正のスライスレベルでスライスされ、
その後遅延回路５ｂによって遅延させて信号Ｇとして出
力され、コンバレータ５ｃにより微分信号Ｂが負のスラ
イスレベルでスライスされ、その後遅延回路５ｄによっ
て遅延させて信号Ｈとして出力される。

境界部二値化千段３からの信号Ｄとゲート遅延信号生成
千段５からの信号Ｇ，Ｈとがパルス信号生成手段６に入
力され、アンド回路６ａにより境界部二値化千段３から
の信号Ｄとゲート遅延信号生成手段５の信号Ｇとの論理
積を立ち下り変化を示す信号Ｉとして出力し、境界部二
値化千段３からの信号Ｄをノット回路６Ｃで反転したも
のとゲート遅延信号生成千段５の信号Ｈとの論理積をア
ンド回路６ｂにより立ち上り変化を示す信号Ｊとして出
力させる。この両アンド回路６ａ，６ｂから出力された
信号Ｉと信号Ｊをフリップフロップ６ｄへ入力させ、そ
のフリップフロッフ６ｄにより立上り信号Ｊから立ち下
り信号Ｉまでをワンパルスとするバーコードをデジタル
化した信号Ｋが出力される。

〔　発明が解決しようとする課題　〕

上記従来のバーコードリーダのアナログ信号処理方式で
は、例えば、第６図に示すように、ビーム径ＤＢとバー
コードの線幅文との関係により、ビーム径ＤＢがバーコ
ードの線幅見に比較して充分に小さい場合は信号■の波
形が矩形波で振幅もほとんど一定になり、微分信号■゛
も振幅の大きい波形が得られるが、逆にビーム径Ｄ．が
バーコードの線幅文に比較して大きい場合は、信号■の
波形が矩形波からサイン波形に近くなり、しかもそのサ
イン波形を微分した信号■゜の振幅変化がはげしくなる
。

スライスレベルの分圧率が低い場合には、第７図に示す
ように、バーコードの白マージンが長い場所においては
、スライスレベルが下限りミッタレベルに対応するレベ
ルまで下がるため、下限りくツタレベル（すなわちスラ
イスレベル）を低く設定するとホワイトレベルノイズの
影響を受け易くなり、例えば木来信号ＫとしてはＬ（ロ
ー）レベルの所であってもＨ（ハイ）レベルの信号が出
てしまう（第７図中の會個所）。

また、スライスレベルの分圧率を高くした場合には、第
８図に示すように、ビーム径ＤＢがバーコードの線幅文
に比較して大きい時に、微分回路２から出力される信号
Ｂの振幅が小さくなるので、信号Ｂがスライスレベルの
下に入り、信号ＥまたはＦが非常に小さくなるか全く出
なくなるため、信号Ｋが出力されなくなる（第８図中の
會個所）。

このように、スライスレベルの分圧率がーっであるため
に起因する二つの相反する問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑みて威されたものであり、そ
の解決を目的として設定される技術的課題は、バーコー
ドのスタート・コードを認識するとスライスレベルを低
く設定し、バーコードのない剖分てはスライスレベルを
高く設定できるようにした、バーコードリーグのアナロ
グ信号処理方式を提供することにある。

（　課題を解決するための手段　） 本発明は、上記課題を解決するための具体的な手段とし
て、バーコードリーダのアナログ信号処理方式を構或す
るにあたり、第１図に示すように、バーコード８を読み
取るセンサ１１と、該センサ１１の出力を微分する微分
手段１２と、該微分千段ｌ２の出力からバーコードの境
界部を識別して立上り部と立ち下り部の二値化された信
号な生成する境界郁二値化手段１３と、前記微分手段１
２の出力をピークホールドして正負のスライスレベルを
生成するとともに必要な場合にスライスレベルを変更す
るレベル可変型スライスレベル生成手段１４と、前記微
分千段１２の出力を前記レベル可変型スライスレベル生
成手段１４の出力によりスライスして得られるゲート信
号を遅延させて出力するゲート遅延信号生成手段ｌ５と
、前記境界部二値化手段１３の出力および前記ゲート遅
延信号生成手段１５の出力を基にバーコードに対応した
パルス信号を出力するパルス信号生成千段１６と、該パ
ルス信号生成手段側１６の出力からバーコードの読み込
みを識別するとともにレベル可変型スライスレベル生成
千段ｌ４にバーコードの読み込みを知らせる信号を出力
するパターン判定手段１７とからなっている。

〔作用〕

本発明は上記構或により、バーコード８をセンサ１１に
より読み始めると、パターン判定手段１７がパルス信号
生成手段１６の出力からバーコードの読み込みを識別し
て、レベル可変型スライスレベル生成手段１４に信号を
出力し、レベル可変型スライスレベル生成千段１４が生
成するスライスレベルを低くするように制御して、バー
コードの読み取り感度を高くし、また、バーコード８の
ない箇所または白マージンの長い箇所を読み取っている
場合には、パターン判定手段１７がレベル可変型スライ
スレベル生成手段１４に信号を出力せず、レベル可変型
スライスレベル生成手段１４が生成するスライスレベル
を高めに維持させ、ホワイトレベルノイズの影響を少な
くする。

（　実施例　〕 以下、本発明の実施例としてスライスレベルを二段階に
変更できるようにした場合について図示説明する。

第２図に示すように、２１はセンサで、バーコード８を
読み取り、アナログ信号Ａを出力する。２２は微分手段
で、センサ２１の出力をアンプ２２ａにより増幅し、そ
の増幅した信号を微分回路２２ｂにより微分し、その微
分した信号をフィルタ２２ｃを介して信号Ｂとして出力
する。

２３は境界部二値化手段で、微分手段２２から出力され
た信号Ｂをアンプ２３ａにより増幅し、アンプ２３ａの
出力を積分回路２３ｂにより積分するとともにコンパレ
ータ２３ｃにより積分回路２３ｂの出力と比較してアナ
ログ信号の立上り部と立ち下り部を境界として二値化し
た信号Ｄを出力する。

２４は正負のスライスレベルを必要に応じてレベルを下
げて出力するレベル可変型スライスレベル生成手段で、
信号Ｂを増幅するアンプ２４ａと、直流レベルを出力す
る直流レベル回路２４ｂと、アンプ２４ａの出力をピー
クホールドするピークホールド回路２４ｃと、放電時に
おける電圧降下の下限を規定するリミッタ回路２４ｄと
、所定の時定数により放電して電圧を下げる放電回路２
４ｅと、所定割合で分圧してスライスレベルな生成する
レベル可変型分圧回路２４ｆと、その分圧回路２４ｆの
出力したスライスレベルを反転して出力する反転アンプ
２４ｇとからなる。

２５はゲート遅延信号生成手段で、レベル可変型スライ
スレベル生成手段２４から信号Ｂを増幅した信号と正ス
ライスレベル信号を入力してコンバレータ２５ａにより
ゲート信号Ｅを発生し、そのゲート信号Ｅを遅延回路２
５ｂにより遅延させてゲート遅延信号Ｇを出力するとと
もに、レベル可変型スライスレベル生成千段２４から信
号Ｂを増幅した信号と負スライスレベル信号を入力して
コンパレータ２５ｃによりゲート信号Ｆを発生し、その
ゲート信号Ｆを遅延回路２５ｄにより遅延させてゲート
遅延信号Ｈを出力する。

２６はパルス信号生成手段で、境界部二値化手段２３よ
り入力した信号Ｄとゲート遅延信号生成千段２５より入
力した信号Ｇとからアンド回路２６ａによって立ち下り
信号Ｉを発生し、境界部二値化千段２３の出力信号Ｄを
ノット回路２６ｂで反転した信号とゲート遅延信号生成
手段２５より入力した信号Ｈとからアンド回路２６ｃに
よって立ち上り信号Ｊを発生し、これらの両信号Ｉ，Ｊ
を入力したフリップフロップ２６ｄによって立ち上り信
号Ｊから立ち下り信号■までをワンパルスとするバーコ
ード信号Ｋを出力する。

２７はパターン判定手段で、パルス信号生成手段２６か
ら信号Ｋを入力してバーコード８のバー幅を４０ＭＨＺ
のクロックによって測定するバー幅測定カウンタ２７ａ
と、このバー幅測定カウンタ２７ａの出力から同じバー
幅が複数本並べられているバーコード８の始まり（ガー
ドバーにより示されるスタートコード）を検出するスタ
ートコード検出回路２７ｂと、スタートコードが検出さ
れた後の一定時間（バーコード８を読み取るために必要
な時間）だけ分圧の割合を下げてスライスレベルを下げ
るための計時信号を出力するタイマ２７ｃとからなり、
バーコードのパターンを検出してレベル可変型スライス
レベル生成千段２４から出力するスライスレベルを変更
させる信号を出力する。

レベル可変型分圧回路２４ｆは、最大振幅の５０バーセ
ントの高さをピークとするスライスレベル信号を出力す
るオペアンプ２４１と、最大振幅の３０パーセントの高
さをピークとするスライスレベル信号を出力するオペア
ンブ２４２と、２つのスライスレベル信号の何れか一方
をタイマ２７ｃから送出された信号によって選択して出
力するスイッチ２４３とを備え、スライスレベルの出力
には、タイマ２７ｃから信号が送出されてくるまではオ
ペアンプ２４１の出力を、またタイマ２７ｃから信号が
送出されてきた場合にはそのタイマ信号進出時間だけオ
ペアンプ２４２の出力を、スイッチ２４３により切り替
えて出力する。

スイッチ２４３は、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）
２４３ａ．ｂとインバータ２４３ｃとを備え、タイマ２
７ｃからのＨ（ハイ）レベルの信号を受け、ＦＥＴ２４
３ａ、又は２４３ｂはオペアンプ２４１又は２４２から
の信号を出力する。

スタートコード検出回路２７ｂは従来用いられているも
のであって、バー幅測定カウンタ２７ａの出力信号（カ
ウント値）を入力して所定のタイくングで出力するラッ
チ２７１と、ラッチ２７１の出力信号（カウント値）を
入力して所定のタイくングで出力するラッチ２７２と、
ラッチ２７２の出力信号（カウント値）を入力して所定
のタイくングで出力するラッチ２７３（これらラッチ２
７１〜２７３は、前記カウント値を保持するため１０ビ
ット構或となっている）と、ラッチ２７１およびラッチ
２７２の出力（カウント値）を加算する加算器２７４と
、ラッチ２７２およびラッチ２７３の出力（カウント値
）を加算する加算器２７５と、両加算器２７４，２７５
の出力を比較して近似的に等しい場合だけ信号を出力す
る比較演算回路２７６とを備え、バー幅測定カウンタ２
７ａの出力信号を入力して同じバー幅が複数続いた場合
にガードバーによるスタートコードが検出されたとして
信号を出力する。

比較演算回路２７６としては、第４図（ｂ）に示すよう
に、０．７５ｘＴｎ，１．２５ｘＴｎの演算を行う演算
器２７６ａ，２７６ｂ、比較器２７６ｃ，２７６ｄ、ア
ンドゲート２７６ｅで構威し、０．７５Ｔｎ＜Ｔｎ−ｒ
　＜１．２５７ｎのときアンドゲート２７６ｅからＨ（
ハイ）レベルの信号が出力される。

このように構威した実施例によると、バーコード８を読
み込む場合に、読み始め側に位置するガードバーによっ
て形威されているスタートコートな読み取り、そのスタ
ートコードに対応した信号Ｋが出力される。

信号Ｋを入力したパターン判定千段２７のバー幅測定カ
ウンタ２７ａがそのガイドバーの幅に相当する測定時間
をカウントし、スタートコードに従ったパターンで信号
を出力していく。バー幅測定カウンタ２７ａの出力信号
をスタートコード検出回路２７ｂのラッチ２７１が入力
して所定のタイミングで信号を出力する。その信号をラ
ツチ２７２が入力して所定のタイミングで信号を出力し
、さらにラッチ２７２から出力された信号なラッチ２７
３が入力して所定のタイミングで信号を出力し、各加算
器２７４，２７５により測定時間を算出する。各加算器
２７４，２７５の出力を比較して近似的に等しくなる場
合に信号を出力する。この出力信号を入力してタイマ２
７ｃが一定の時間だけ信号を出力する。

レベル可変型分圧回路２４ｆがパターン判定千段２７か
らの信号を入力すると、スイッチ２４３を切り換えて、
オペアンプ２４１の５０バーセントレベルのスライスレ
ベルから、オベアンフ２４２の３０パーセントレベルの
スライスレベルに出力信号を変更する。

以後、パターン判定手段２７のタイマ２７ｃから信号が
出力されなくなるまで、レベル可変型分圧回路２４ｆか
ら出力されるスライスレベルが低く下げられたままにな
る。

このように実施例では、１つのバーコード８を読み取る
ときに、スタートコードを読み取った後では、スライス
レベルが低くなり、バーコード８の読み取り感度が高く
なって、バーの読み落しのない正確な読み取りができ、
バーコート８前後の白マージンが長い箇所ではスライス
レベルを高く維持して、ホワイトレベルノイズの影響を
排除することができる。

〔　発明の効果　） 以上のように本発明では、レベル可変型スライスレベル
生成手段１４をパターン判定千段１７の出力でレベル変
更することができるようにしたことによって、バーコー
ド８の読取り時において、白マージンのように白黒反転
してはいけない部分でスライスレベルを高く設定し、振
幅変化の激しい信号が出力されるバーコード部分につい
てはスライスレベルを低く設定させることができ、バー
コード８の読み取り性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるバーコードのアナログ信号処理
方式を示す構成図、 第２図は、実施例によるバーコードのアナログ信号処理
方式を示す構戊図、 第３図は、実施例のレベル可変型分圧回路を示す構戊図
、 第４図は、実施例のスタートコード検出回路を示す構成
図、および信号波形図で、 （ａ）はスタートコード検出回路の全体構戊図（ｂ）は
比較演算回路の詳細構或図 （Ｃ）は波形図 第５図は、従来におけるバーコードのアナログ信号処理
方式を示す構戒図、 第６図は、バーコードとレーザビームとの関係を読み取
り後の波形とともに示す説明図、第７図は、従来のスラ
イスレベルが低い場合におけるホワイトレベルノイズに
よる影響が出た信号を示す波形図、 第８図は、従来のスライスレベルが高い場合における入
力信号振幅変動による影響が出た信号を示す波形図、 ８・・・バーコード １・・・センサ ２・・・微分手段 ３・・・境界部二値化手段 ４・・・レベル可変型スライスレベル生成千段５・・・
ゲート遅延信号生成手段 ６・・・パルス信号生成手段 ７・・・パターン判定手段 ２４３ ／ 撫１万色イダ１のレＯυし１１ン１と女ト六Ｅ丘８路１
列゛、−ｔｊＡＡＩ；うＩｇ　３　図 彩〔朱のスフイスレベＴＶが゛南い縛厘１ｉ’ＦＨｌ乃
κη信号ａ悟多＝！勺１：よろ影響〆エｋ信号１不亨；
叉汁糺８ノＶ−　コー　ト’ｃＬ−サ′ご゜−ムｔの閉
イ爪１ドｉ２チ万スリｌｋｔ＋：皮ｄ５℃ｔ乙ルｆ＝不
イ説鱈８Ｇう＠　６　図 第ｓｒｌ！ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 バーコード（８）を読取るセンサ（１１）と、該センサ
   （１１）の出力を微分する微分手段（１２）と、 該微分手段（１２）の出力からバーコードの境界部を識
   別して立上り部と立下り部の二値化された信号を生成す
   る境界部二値化手段（１３）と、前記微分手段（１２）
   の出力をピークホールドして正負のスライスレベルを生
   成するとともに必要な場合にスライスレベルを変更する
   レベル可変型スライスレベル生成手段（１４）と、 前記微分手段（１２）の出力を前記レベル可変型スライ
   スレベル生成手段（１４）の出力によりスライスして得
   られるゲート信号を遅延させて出力するゲート遅延信号
   生成手段（１５）と、前記境界部二値化手段（１３）の
   出力および前記ゲート遅延信号生成手段（１５）の出力
   を基にバーコードに対応したパルス信号を出力するパル
   ス信号生成手段（１６）と、 該パルス信号生成手段（１６）の出力からバーコードの
   読み込みを識別するとともにレベル可変型スライスレベ
   ル生成手段（１４）にバーコードの読み込みを知らせる
   信号を出力するパターン判定手段（１７）と からなることを特徴とするバーコードリーダのアナログ
   信号処理方式。