JPH0687535B2 - アナログ信号２値化回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はバーコードからの反射光を読み取つて電気信号
に変換したアナログ信号を２値化するアナログ信号２値
化回路に関する。

〔従来技術〕 従来より、２値化回路は、スライスレベルを固定方式に
するものと、浮動方式にするものとに大別出来る。前者
の固定式は、信号幅は正確に検知出来なくとも、信号の
有無の検知のみを行う場合使用され、回路が単純なこと
もあり、フアクシミリの信号検知に使用される。この固
定式において、信号のレベル変動が大きい時は、１個の
スライスレベルでは検知が難しいため、スライスレベル
を複数個設けて対応するという技術も既に提案されてい
る。

しかし、バーコードのように、バーコードの汚れ、ハン
ドスキヤナとバーコードの間隔の変化及びハンドスキヤ
ナの走査速度の違い等により、信号レベルの変化が非常
に大きなもの、またサーマル紙のバーコードのように、
微小のアナログ信号のもの等に対しては、従来より固定
式では対応出来ないため、浮動式が用いられている。

ところで、通常この浮動方式には、信号のエンベロープ
化及び遅延用に積分回路が、また信号の立ち上がり／立
ち下がり検出に微分回路が用いらてれるが、何れも時定
数が固有化されるため、この固有化により正確に２値化
出来るアナログ信号の信号周波数は限定されてしまう。
そして通常使用されるハンドスキヤナのような手持ちの
読取り装置では、走査速度が76mm/s〜760mm/sと10倍の
速度変化が要求されるために、従来の固定時定数を持つ
浮動方式では、積分及び微分回路は走査速度が変化した
場合のアナログ信号の周波数変化に対し、十分追従出来
ないため、バーコードパターンに対応した２値化信号の
バーとスペースの割合が変化してしまい、各信号幅を正
確に検知出来ないという欠点があつた。

また、前記積分回路や微分回路の他に、和／差回路等が
組み合わせとなり、これらがコンデンサによりAC結合さ
れる時は、回路が複雑となる上に、結合コンデンサによ
り微分回路と同様な上記の欠点が重畳された。更に電池
対応のハンドスキヤナの場合には、電源のオン／オフフ
イツチが設けられているが、ハンドスキヤナの光電変換
部の増幅回路は非常に高い増幅度で増幅されており、特
に電源オン時には不規制の信号が光電変換部で出力さ
れ、これがバーコードパターンの２値化信号に加算さ
れ、読取りエラーの一因ともなつていた。

前述したように、従来の浮動方式の２値化回路は、特公
昭53−46684号公報に代表されるように、積分や微分回
路または和／差回路の組み合わせで構成されている。

その構成図を第４図に、また動作波形図を第５図に示
す。図中10はアナログ信号（11）を一定時間遅延した信
号（14）を送出する遅延回路、11はアナログ信号（11）
の正エンベロープ信号（12）を送出する正ピークホール
ド回路、12は正ピークホールド回路11の正エンベロープ
信号（12）の立ち上がりを検出して、パルス信号（13）
を送出する微分回路、13は遅延回路10の出力信号（14）
と微分回路12のパルス信号（13）を加算する加算回路、
14は加算回路13の出力信号（15）の正エンベロープ信号
（16）を送出する正ピークホールド回路、15は遅延回路
10のアナログ信号（14）と正ピークホールド回路14の正
エンベロープ信号（16）とを比較して２値化信号（17）
を出力する比較回路である。

以上の回路構成より、アナログ信号の信号周波数がピー
クホールド回路や微分回路及び遅延回路の充放電時定数
にマツチした時は、正ピークホールド回路14より出力さ
れ、アナログ信号（14）をスライスする正エンベロープ
信号（16）は十分アナログ信号に追従出来るため、正確
に２値化出来るが、ハンドスキヤナのようにアナログ信
号の信号周波数が大幅に変化し、設定周波数より高くな
つた時は、前述の通り、固定時定数のため、第６図に示
すように正ピークホールド回路14のスライスレベル（1
6）がアナログ信号（14）の周波数変化に追従出来ず、
スペース信号を検知出来なくなる。また、バーコードの
場合は汚れのため、スペース信号のレベル（14）が小さ
くなり過ぎた場合にも、第７図に示すようにスペース信
号を検知出来なくなる。

尚、第６図，第７図中、破線は、周波数変化がなかつた
場合、生ずる波形及びスペース信号を検知出来なかつた
ために現れなかつた２値化信号を示す。

〔目的〕

本発明は、従来の、コンデンサを使用した固定時定数に
よる浮動方式の２値化回路の欠点を解消し、走査速度の
変化に影響を受けず、正確にバーとスペースの信号幅を
検知することができるアナログ信号２値化回路を提供す
ることを目的とする。

〔構成〕

本発明は上記目的を達成するために、入力信号を増幅す
ると共に直流バイアスして信号の絶対値を増大させる第
１の増幅器と、該第１の増幅器の出力信号を入力信号と
して信号を増幅すると共に直流バイアスして信号の絶対
値を若干、増大させる第２の増幅器と、前記第１の増幅
器の出力信号を入力信号として信号を増幅すると共に直
流バイアスして信号の絶対値を若干、減少させる第３の
増幅器と、前記第２の増幅器と前記第３の増幅器から成
る大小信号送出回路の高レベル出力信号の最小値を検出
する最小値検出回路と、前記大小信号送出回路の低レベ
ル出力信号の最大値を検出する最大値検出回路と、前記
最小値検出回路の出力と前記最大値検出回路の出力との
接続点と接地電位間を接続するコンデンサと、前記最小
値検出回路と前記最大値検出回路と前記コンデンサから
成るスライス信号送出回路の出力信号と前記第１の増幅
器の出力信号の大小を比較して２値信号を出力する比較
回路を有したものである。

次に本発明の実施例を第１図の構成図及び第２図
（ａ），（ｂ），（ｃ）の動作波形図を基に説明する。

始めにハンドスキヤナをバーコード上に持つて来る前の
アナログ信号は、暗レベルであり、この暗レベルをバー
信号として安定して出力させるためには、本発明では入
力されたアナログ信号よりレベルの異なる信号を作り出
す必要があり、そのためにアナログ信号を（＋）側へDC
シフトして増幅する増幅回路１と、この増幅回路１の出
力をより大きく増幅する増幅器２と、この増幅器２で増
幅したレベル分と同レベル分増幅回路１の出力より小さ
いレベルの信号を出力する増幅器３とからなり、大小レ
ベルの２信号を出力する信号送出回路４と、この信号送
出回路４の出力の中、上位レベル信号の負ピークを検知
する検知器５と、且つ下位レベル信号の正ピークを検知
する検知器６と、これらの検知器5,6の出力を直結し、
且つコンデンサＣによりホールドさせて、下位レベル信
号が上位レベル信号を負ピークホールドした負ピーク信
号を越える交点までは負ピーク信号を出力しその交点以
後、上位レベル信号が下位レベル信号を正ピークホール
ドした正ピーク信号より下がる交点までは正ピーク信号
を出力し（このピーク信号をホールドする時定数はスキ
ヤナの走査速度の最低時の周波数で十分ホールド出来る
値に設定することにより、それ以上の高い周波数でも同
一機能を維持出来る）、アナログ信号の周波数変化やレ
ベル変化に追従したスライスレベルを送出するスライス
信号送出回路７と、このスライス信号送出回路７の出力
と前記増幅回路１の出力とを比較して２値化信号を送出
する比較回路８と、電源オン時に発生する不規則信号を
除去するため、比較回路８の（＋）側入力ゲート信号を
送出するゲート信号送出回路９より構成される。

以上この回路構成により、コンデンサＣの時定数による
影響を受けず、また各回路間は抵抗によるDC結合のた
め、信号周波数に無関係に２値化出来る。

次に動作について説明する。

ハンドスキヤナの電源をオンしてから、ハンドスキヤナ
を、バーコード上へ持つて来て、バーコードを読み取つ
た場合、アナログ信号は第２図（ａ）の（１）の波形と
なる。Ａ〜Ｂ間は、ハンドスキヤナをバーコード上へ持
つて来るまでの期間、Ｂ〜Ｃ間は、ハンドスキヤナがバ
ーコードの余白をスキヤンしている期間、またＣ以降は
バーコードのパターンをスキヤンしている期間とする。
このＡ〜Ｂ間は殆ど反射光がないため、アナログ信号
（１）のレベルは殆ど零である。従つて増幅回路１は増
幅器３より、入力のアナログ信号よりレベルの小さい信
号を作るため、入力アナログ信号（１）を増幅回路１の
（＋）側入力へ与え、（−）側入力には一定電圧＋Ｅを
与えて、＋Ｅ分DCシフトされて増幅した信号（２）を作
る。

次にこの増幅回路１の出力信号（２）を、増幅器２と３
へ与え、増幅器２より、増幅回路１の出力信号（２）よ
りレベルの大きい信号（３）を送出し、負ピーク検知器
５へ入力する。また増幅器３より、増幅器２で増幅した
レベル分と同レベル分増幅回路１の出力より小さいレベ
ルの信号を出力し、正ピーク検知器６へ入力し、スライ
ス信号（７）を発生する。即ち、負ピーク検知器５の出
力と正ピーク検知器６の出力を直結し、且つコンデンサ
Ｃによりホールドさせることにより、第２図（ｂ）に示
す負ピーク検知出力信号（５）が、正ピーク検知器６の
入力（４）より大きい場合、正ピーク検知器６の出力は
逆バイアスされるため、負ピーク検知器５の出力がt₁ま
でホールドされ出力される。次にt₁以降正ピーク検知器
６の入力（４）が、負ピーク検知器５の出力（５）より
大きくなるため、負ピーク検知器５の出力が逆バイアス
され、これによつて正ピーク検知器６の出力（６）がt₂
までホールドされ、出力される。

以後、負ピーク検知器５と正ピーク検知器６の出力が交
互に出力される。またホールド期間Δｔは、最小の信号
周波数で十分ホールド出来るようコンデンサＣの値を選
択する。

従つて、このコンデンサＣによる時定数は信号周波数の
変化に殆ど関係しなくなるためにスライスレベルもアナ
ログ信号の周波数変化の影響を全く受けないことにな
る。

次にスライス信号（７）は、比較回路８の（−）側へ入
力され、（＋）側へは中位レベル信号（２）が入力され
て比較が行われ、第２図（ｃ）に示すようにT₁まではバ
ー信号のロウレベルが、次にT₁〜T₂間はスペース信号の
ハイレベルが、更にT₂〜T₃間はロウレベルと順次２値化
信号（８）が出力される。

また、第３図の（９）のように電源オン時、不規則信号
が出力される。従つてこの信号をカツトするため、ゲー
ト信号送出回路９より電源V_ccオン時よりΔＴ間ロウレ
ベルを維持した信号（10）を出力し、この信号（10）に
より比較回路８の（＋）側入力が強制的にロウレベルに
なる。従つて比較回路８の（＋）側入力へは、不規則信
号が入力されなくなり、安定した２値化信号を出力出来
る。

〔効果〕

本発明は以上述べた通りであり、本発明に係るアナログ
信号２値化回路においては、走査速度が変化した場合の
アナログ信号の周波数変化に対しても十分追従でき、安
定してバーコードパターンに忠実な２値化信号を出力出
来る。またノイズ除去回路を設けることにより、電源オ
ン時の不規則性信号を除去出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る２値化回路の構成図、
第２図（ａ），（ｂ），（ｃ）はその各部の動作波形
図、第３図は不規則信号のカツトを説明するための波形
図、第４図は従来例に係る２値化回路のブロツク図、第
５図はその各部の動作波形図、第６図は同、周波数変化
があつた場合、スペース信号を検知出来なくなる様子を
説明するための波形図、第７図は同様にスペース信号の
レベルが小さくなり過ぎた場合、スペース信号を検知出
来なくなる様子を説明するための波形図である。 １…増幅回路、2,3…増幅器、４…信号送出回路、5,6…
検知器、７…スライス信号送出回路、８…比較回路、９
…ゲート信号送出回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バーコードからの反射光を読み取つて電気
   信号に変換したアナログ信号を２値化するアナログ信号
   ２値化回路において、入力信号を増幅すると共に直流バ
   イアスして信号の絶対値を増大させる第１の増幅器と、
   該第１の増幅器の出力信号を入力信号として信号を増幅
   すると共に直流バイアスして信号の絶対値を若干、増大
   させる第２の増幅器と、前記第１の増幅器の出力信号を
   入力信号として信号を増幅すると共に直流バイアスして
   信号の絶対値を若干、減少させる第３の増幅器と、前記
   第２の増幅器と前記第３の増幅器から成る大小信号送出
   回路の高レベル出力信号の最小値を検出する最小値検出
   回路と、前記大小信号送出回路の低レベル出力信号の最
   大値を検出する最大値検出回路と、前記最小値検出回路
   の出力と前記最大値検出回路の出力との接続点と接地電
   位間を接続するコンデンサと、前記最小値検出回路と前
   記最大値検出回路と前記コンデンサから成るスライス信
   号送出回路の出力信号と前記第１の増幅器の出力信号の
   大小を比較して２値信号を出力する比較回路を有したこ
   とを特徴とするアナログ信号２値化回路。
2. 【請求項２】バーコードを照射する照射光を発光する発
   光部の点灯時に発生するノイズ信号を除去するノイズ除
   去回路をアナログ信号入力部に設けたことを特徴とする
   請求項１記載のアナログ信号２値化回路。