JPH07192078A - バーコードリーダ用ディジタイザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バーコードリーダ用マルチビットディジタイ
ザ（３０）は、走査されたバーコードシンボルのエッジ
を検出し、各検出されたエッジの強さを計測する。 【構成】 極性、即ちエッジ方向信号（８）は、各検出
されたエッジの方向を表し、タイミング信号（６）はタ
イミングを表し、様々なパルス幅によって各エッジの強
さを表す。バーコードリーダのスキャナモータに印加さ
れた測定電圧が、所定の限界値よりも高かったり、或い
は低かったりする場合には、ゲート信号（２００）は、
そのデータが不正確であり無効であることを表す。走査
速度が早すぎたり、遅すぎたりする場合には、走査は拒
絶される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的にラベルや物品
の表面上に印刷されるバーコードシンボルを検出する、
バーコードリーダ用ディジタイザに関する。より詳細に
は、限定されることなく、本発明は、バーコードシンボ
ルのエッジの存在を検出し、更に各検出されたエッジの
強さを計測するようなディジタイザに関する。

【０００２】

【従来の技術】様々な光学リーダ、及び光学走査システ
ムが、今日にいたるまで開発されてきており、ラベル上
や物品の表面上に表れるバーコードシンボルを読み取る
ようになっている。バーコードシンボル自身は、様々な
幅の空間を形成するように、互いに間隔のあいた様々な
幅の一連のバーからなるコード化されたパターンの表示
であり、バーと空間は、異なった光反射特性を備えてい
る。リーダと走査システムは、この図形表示を電子光学
的に電気信号に変換し、アルファベット文字にデコーデ
ィングし、物品のある特性を表すようになっている。こ
のような文字は、一般的にディジタル形式で表されてお
り、ポス（ｐｏｉｎｔ−ｏｆ−ｓａｌｅ）式処理、工業
制御等の用途におけるデータ処理システムに対する入力
として利用される。この走査システムの典型的な種類の
ものが、例えば米国特許第４、２５１、７９８号、同第
４、３６９、３６１号、同第４、３８７、２９７号、同
第４、４０９、４７０号、同第４、７６０、２４８号及
び同第４、８９６、０２６号に開示されてきた。上述の
特許で開示されたように、このような走査システムの一
実施例は、特にユーザによって支持される手持ち式携帯
用レーザ走査式ヘッドで使用され、ユーザがヘッドに照
準をあてるような形状、より詳細には、読み取られるべ
きターゲットとシンボルに光ビームで照準をあてるよう
な形状である。

【０００３】レーザスキャナにおける光源は、一般的に
は、ガスレーザ、或いは半導体レーザである。サイズが
小さく費用も安く、更に消費電力も小さいために走査シ
ステムにおける光源としてレーザダイオードのような半
導体の装置を使用することが特に望ましい。レーザビー
ムは、一般的にレンズによって光学的に変形し、所定の
大きさのスポットビームを目標距離に形成する。目標距
離におけるスポットビームの大きさは、異なる光反射性
領域、即ちバーとシンボルの空間との間でほぼ最低の幅
であることが好ましい。バーコードシンボルは、バー、
即ち様々な許容幅を有する、一般的に長方形のエレメン
トから形成される。特定のエレメントの配列は、コー
ド、即ち記号論によって特定された、一組の規則と定義
に従って表された文字を決定する。バーと空間の相対的
な大きさは、実際のバーと空間の大きさであるように、
コーディングの使用方法によって決定される。バーコー
ドシンボルによって表された１インチ毎の文字数は、シ
ンボルの濃度として表される。所望の連続した文字をコ
ード化するように、ひとかたまりのエレメントの配列は
共に連結されて完全なバーコードシンボルを形成し、メ
ッセージの各文字は、対応する一群のエレメントによっ
て表される。いくつかの記号論において、独自な開始文
字及び停止文字をバーコードの始まりと、終わりを表す
ために使用する。複数の異なるバーコード記号論があ
る。これらのシンボルは、ＵＰＣ／ＥＡＮコード３９、
コード１２８、コードバー及びインターリーブ５の２を
含んでいる。

【０００４】本論での説明のために、記号論によって認
識され定義された文字は、適合文字として呼出し、記号
論によって認識されず定義されなかった文字は、不適合
文字として呼ぶ。このため、与えられた記号論によって
デーコード不能なエレメントの配列は、この記号論にお
いて不適合文字に相当する。与えられた表面積に表すこ
とのできる、即ち記憶可能なデータ量を増大させるため
に、幾つかの新しいバーコード記号が近年開発されてき
た。これらの新しいコード基準の一つであるコード４９
は、バーを水平方向に伸ばす代わりに垂直方向に文字列
を重ねることによって二次元の概念を導く。即ち、一列
のみのバーの代わりに、複数列のバーと空間パターンが
ある。コード４９の構造は米国特許第４、７９４、２３
９号に記載されており、本明細書は、この先行技術を引
用することにより、この特許明細書の記述全体を本明細
書の記述の一部とする。通常、手持ち式リーダによって
行われるような一次元単一ライン走査では、これらの二
次元バーコードを読み取るには欠点がある。即ち、リー
ダを、列毎に照準にあわせなければならない。同様に、
複数走査ラインリーダは、互いの角度で複数の走査ライ
ンを発生させるので二次元シンボルからなるコード４９
の種類のものを認識するのには不適当である。

【０００５】公知の走査システムにおいて、光ビーム
は、光通路に沿って表面上にバーコードシンボルを含む
ターゲットの方向に、レンズ或いは同様の光学部品によ
って導かれる。走査は、一線上、或いは一連の線上でシ
ンボルに沿って、光ビームを繰り返し走査することによ
って機能する。走査部品は、シンボルを横切ってビーム
スポットを取り除き、シンボルを横切り越えて走査ライ
ンを描くか、或いはスキャナの視覚領域を走査するか、
或いはこれら双方を行うかのいずれかでよい。走査シス
テムは、センサ、即ちシンボルから反射した光を検出す
るように機能する光検出器を含んでいる。このために、
光検出器はスキャナ、即ちシンボルを横切ってわずかに
越えて延びる視覚領域を有する光通路内に配置されてい
る。シンボルから反射した反射光の部分が検出されて電
気信号に変換され、電子回路、即ちソフトウェアは、電
気信号を走査されたシンボルによって表されたデータの
ディジタル表示にデコーディングする。例えば、光検出
器からのアナログ式電気信号は、一般的にディジタル信
号を変調したパルス幅に変換してもよく、この幅は、バ
ーと空間の物理的な幅に対応する。次いで、この信号
は、特定の符号論に従ってシンボルでコード化されたデ
ータのバイナリ表示にデコーディングされ、アルファベ
ット文字にデコーディングされて表示される。

【０００６】レーザスキャナは、バーコードシンボルを
読み取ることのできる唯一の光学器械ではない。バーコ
ードリーダの他の種類には、電荷結合素子（ＣＣＤ）技
術に基づいた検出器を組み入れるものがある。このよう
なリーダにおいて、検出器の大きさは、読み取られるべ
きシンボルよりも大きいか、或いはほぼ同じ大きさであ
る。シンボル全体がリーダからの光で覆われ、各ＣＣＤ
セルが順次読みだされてバー或いは空間の存在を判定す
る。このようなリーダは軽重量であり、使用するのにも
容易であるが、シンボルを正確に読み取れるように、ほ
ぼ直接的に接触させたり、シンボル上にリーダを配置す
ることが必要となる。リーダとシンボルのこのような物
理的な接触は、用途、或いはユーザの個人的な好みによ
っては、好ましい作動モードである。従来のバーコード
スキャナは、エッジがあるかどうかのみを示しており、
強さ即ち相対的強さを示してはいない。このことは、デ
コーダが入力信号を、有効バーコード信号にデコーディ
ングせず、更にデコーディングしようと試みる場合に
は、例えば異なる距離で異なる方向にシンボルを再走査
しなければならなかったり、或いは異なるしきい値を使
用することが要求されるという欠点を有する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的
は、バーコードシンボルのエッジを検出し、各検出され
たエッジの強さを計測する、バーコードシンボルを検出
するためのバーコードリーダ用ディジタイザを提供す
る。更に他の目的は、無効のデータを拒絶することによ
ってバーコードリーダの作動を向上させることである。
本発明の更に他の目的は、適当なソフトウェアアルゴリ
ズムルーチンとともに向上したディジタルインターフェ
イスを定義することによってバーコードのリーダの性能
を向上させる、バーコードリーダ用のディジタイザの規
定である。標準的なディジタイザはエッジの存在のみを
検出するが、本発明のディジタイザは、エッジの存在を
検出するだけではなくエッジの強さも計測する。この付
加的な情報はデコーダに進み、ソフトウェアアルゴリズ
ムルーチンにより単一走査の多重しきい値の処理を容易
にする。デコーダは、最小数の算定値を使用して単一の
走査について多重しきい値を設定する。単一の走査につ
いて多重しきい値を設定する機能は、処理を行うのに単
一の走査のみでしか利用できない能動的なワンドを開発
するのに非常に有意義である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明において、出力タ
イミングパルスの相対的な幅を計測するソフトウェアル
ーチンによって各検出されたエッジの強さを判定するこ
とを提供する。このことは、上述したようにエッジの強
さを判定するために更に特別な電子回路が必要とされた
従来のマルチビットディジタイザに使用されたものよ
り、より安価でかつより簡易な配列である。本発明は、
ここでの示唆に従って、センサがバーコードシンボルか
らの反射光を検出し、この反射光を表すアナログ走査信
号を発生するバーコードリーダ用ディジタイザを提供す
る。アナログ走査信号の正と負のエッジが検出されて、
タイミング信号が出て正と負のエッジを表す。アナログ
走査信号内の各検出されたエッジの強さは、タイミング
信号内の各パルスの幅を比較することによって判定され
る。別個のエッジ方向信号、或いは極性信号も出る。タ
イミング信号とエッジ方向信号は、デコーダに入力とし
て送られ、異なる検出しきい値レベルで各アナログ走査
信号を複数回処理することによって、各個々のアナログ
走査信号について多重しきい値の処理を行う。

【０００９】ソフトウェアルーチンは、エッジ方向極性
信号と、タイミング信号と、エッジの強さにおける情報
（タイミング信号パルスの幅から派生した）を使用して
バーコードシンボルとして入力されるアナログ信号をデ
コーディングしようとする。デコーダアルゴリズムの出
力は、デコーディングされたバーコードシンボルの有効
性に対して上昇する。デコーディングされたバーコード
シンボルが、有効なバーコードシンボルでない場合に
は、異なるしきい値がソフトウェア内で選択され、プロ
セスが繰り返される。ソフトウェアルーチンは、走査速
度があまりにも早すぎる場合やあまりにも遅すぎる場合
には、デコーダが入力されるデータを拒絶できるゲート
信号を使用する。従来、スキャナモータに印加された電
圧が所定限界内で残っている場合には、ゲート信号は、
低い状態のままの信号である。或いは、信号が高くなる
と、データが、不正確であり無効であろうことを示す。
別の好ましくない実施例において、スキャナモータの速
度は、直接測定可能である。或いは、他の適当な手段が
設けられて、スポットが実際にバーコードを横切って移
動し、ゲート信号を直ちに作動するときの速度を判定す
る。ゲート信号は、“走査開始”の信号して知られてい
る。

【００１０】好ましい実施例において、センサと、信号
エッジ検出器と、エッジ方向を検出する手段が全てハー
ドウェアの回路内に組み入れられており、デコーダ（相
対的なエッジ強さを判定するルーチンを含む）はソフト
ウェア内に組み入れられている。信号エッジ検出器は、
アナログ走査信号の第一時間派生信号を発する第一微分
回路と、アナログ走査信号の第二時間派生信号を発する
第二微分回路とを含んでいる。第二微分回路の出力は、
ウィンドー比較器に進み、フリップフロップ回路を作動
してタイミング出力信号を発信する。第一微分回路の出
力は、第二のウィンドー比較器回路に進み、第二のフリ
ップフロップ回路を作動してエッジ方向信号を発信す
る。ディジタイザの本発明の前述の目的と利点は、いく
つかの図を通して同様の用素には同じ符号が付されてい
る添付の図面を参照し、いくつかの好ましい実施例の下
記の詳細な説明によって、当業者であればより容易に理
解できるであろう。

【００１１】

【実施例】図を詳細に参照すると、図１は、バーコード
検出器によって発信されたアナログ信号を処理するため
の標準的な先行技術のディジタイザ回路を示している。
先行技術のディジタイザ回路は、時定数Ｔを有する再設
定可能なワンショット回路１４を設定する正のエッジ検
出回路１２と、ワンショット回路１４を再設定する負の
エッジ検出器を有しており、検出されたバーコードパタ
ーン（ＤＢＰ）は、１８となる。この先行技術のディジ
タイザ回路の利点は、デコーダに対して比較的簡単なデ
ィジタルインターフェイスを与えることと、このインタ
ーフェイスが工業基準となってきたことである。この先
行技術のディジタイザ回路の欠点は、全てのエッジが同
じように処理され、ディジタイザは最初に発生した特定
のエッジ（正の場合か負の場合のいずれか）にのみしか
応答せず、時定数Ｔは、通常は固定されて適応性がない
ことである。図２は、バーコード検出器によって発生し
たアナログ信号を処理するための、第二の先行技術の多
重しきい値ディジタイザ回路を表しており、ディジタイ
ザ２０が先の走査データに基づいて検出しきい値２２を
選択し、デコーダ２４が有効な検出バーコードシンボル
を発生したのか、或いは無効な検出バーコードシンボル
を発生したのかを選択する。この回路の利点は、図１で
示した標準デコーダインターフェイスにわずかに変更を
加えるだけであるということである。この回路の欠点
は、適正なしきい値を設定するのには複数の走査が必要
となることであり（能動的なワンドには好ましくな
い）、シンボルをしきい値の全てのレベルで読み取るこ
とができない場合には、走査効率が悪化し、更に複数の
部分的な走査を組み合わせて良好に走査を行うことは、
複数の走査を同時に行うことと同様に困難である。

【００１２】図３は、平行に配置された複数のディジタ
イザ回路２６─１、２６─２、２６─ｎ（図１参照）を
組み入れたバーコード検出器によって発生したアナログ
信号を処理する第三の先行技術のディジタイザ回路を表
している。この配置の利点は、複数の平行に配置された
ディジタイザ回路によって、単一の走査から読み取るこ
とができるようになっている（能動的なワンドに対して
良好である）ことと、ディジタイザ出力の同期性により
部分走査を組み合わせることができることである。この
配置の欠点は、デコーダ２８に対して複雑なインターフ
ェイスを与えることであり、新たにディジタイザを加え
ることは困難なことである。図４は、本発明の好ましい
実施例に係るディジタイザ３０を示している。ディジタ
イザ回路はアナログ信号１を受信し、この信号から各検
出されたエッジ毎にタイミング信号３２と、エッジ方向
信号３４を発信する。このタイミング信号３２とエッジ
方向信号３４は、ソフトウェアルーチンを使用する単一
走査について多重しきい値の処理を行うデコーダ（図示
せず）を通る。ソフトウェアルーチンは、エッジ方向信
号３４によってエッジの方向を判定し、タイミング信号
３２によってエッジのタイミング（位置）を判定する。
連続したエッジの相対的な強さをソフトウェアルーチン
によって判定し、これのためにこのソフトウェアルーチ
ンは、個々のタイミングパルスの相対幅を使用する。即
ち、このタイミングパルスは、バーコードエレメントエ
ッジ強さの大きさに比例する時間の間、高いままであ
る。

【００１３】この配置の利点は、デコーダアルゴリズム
は、単一の走査について多数の異なるしきい値とする
（能動的なワンドにとって特に好ましい）ことができる
ことと、より多くのエッジ方向のレベルがデコーダイン
タフェイスを大幅に変更することなく加えることができ
ることである。この配列の欠点は、デコーダアルゴリズ
ムがタイミング信号とディジタルエッジ強さ信号から検
出されたバーコードパターンを構成しなければならず、
これによりコンピュータの数が多くなることである。図
５と図６は、本発明に係るディジタイザ回路の作動を説
明するのに有効な波形と信号を表す。図５の例におい
て、アナログ方向信号３６は高濃度シンボルを表してお
り、ソフトウェアの正と負のしきい値３８、４０は、適
当に低く設定されている。この結果、図５の底部に示し
たような検出バーコードパターン４２となる。図６の例
において、アナログ検出信号４４は、印刷されたドット
マトリックス信号（個々のドットのエッジは、バー、或
いは空間のエッジとして処理されるべきではない）を表
しており、ソフトウェアの正と負のしきい値４６、４８
は、適当に高く設定されている。この結果、図６の下方
に示したような検出バーコードパターン５０となる。

【００１４】図７は、アナログ操作信号内でエッジを検
出し、各検出されたエッジの強さを計測する本発明に係
るディジタイザ回路の実施例の詳細なブロック線図であ
る。図８は、図７のマルチビットディジタイザ回路によ
って、この回路内の位置１から位置８で発生した例示的
な波形１から８を示しており、回路の作動を表すのに有
効である。図７の回路において、アナログ信号ｆ（ｔ）
１（図７と図８参照）は、減衰器５１に導かれており、
アナログ走査信号の第一の時間反転派生信号２（図７と
図８参照）を出す第一微分回路５４に導かれる。第一時
間派生信号２は第一のウインドー比較回路５６に接続さ
れ、しきい値γを利用して、インバータ５７によって逆
変換した後にディジタル信号３（図７及び図８参照）を
出す。このことは、フリップフロップ７４のクリア入力
に適用され、この目的は下記に説明する。第一時間派生
信号２（図７と図８参照）は、第二の微分回路６８に入
力として導かれる。この第二の微分回路は、第二のウィ
ンドー比較器回路７０に導かれる第二時間派生信号４
（図７と図８参照）を出す。回路７０は、しきい値βを
利用し、ディジタル信号５を出す（図７と図８を参
照）。ディジタル信号５は、フリップフロップ７４を設
定する。フリップフロップは、第一のウィンドー比較器
５６から信号３によって再設定される。このために、フ
リップフロップ７４は、タイミング出力信号６（図７と
図８参照）を出す。タイミング信号のエッジの上昇は、
第二ウィンドー比較器７０のウィンドー（幅２β）内で
第二の派生信号４が後方に移動する地点で生じる。タイ
ミング信号の先端エッジは、第一派生信号２が、第一ウ
ィンドー比較器５６のウィンドー（幅２γ）内で後方に
移動する地点で生じる。

【００１５】ウィンドー比較器５６は、付加信号、即ち
生エッジ検出信号７を形成する。これは論理信号であ
り、第一の反転派生信号２がウィンドーの上部エッジを
越えるときに低く、信号が上部エッジよりも下方になる
ときに高くなる。信号７は、更にフリップフロップ７６
に供給され、タイミング信号６の正遷移によって取り込
まれる。このようにして、フリップフロップ回路７６
は、エッジ方向信号、即ち極性信号（図７及び図８参
照）を形成する。エッジ方向信号８のハイロジックは入
力アナログ信号１の正移行エッジを表しており、ローロ
ジックは、負移行エッジを表している。図９を参照する
と、典型的なアナログ入力信号１を、これに対応する出
力タイミング信号６とエッジ方向信号８とに沿って簡単
な形で表している。アナログ波形１の第一の微分回路２
も示されている。タイミング信号６は、四個のパルスを
有しており、それぞれは、アナログ波形の別個になった
正移行エッジ或いは負移行エッジに対応する。エッジ方
向信号８は低くなり、負移行エッジを表す。タイミング
信号６とエッジ方向信号８は、バーコードリーダのデコ
ーダ部分（図示せず）内のデコーダアルゴリズムによっ
て解析される。アルゴリズムは、アナログ波形の各正移
行エッジと負移行エッジの相対的な強さを判定しなけれ
ばならないし、タイミング信号パルスの相対的な幅を考
慮することによって判定しなければならない。実際に
は、タイミング信号パルスの幅は、対応するエッジの相
対的な強さに相互に関係することがわかった。従って、
各エッジ毎に、相対的な幅はソフトウェアによって使用
可能であり、相対的なエッジ強さを判定する。図９を参
照すると、Ｓ１は第一の正移行エッジの強さとし、Ｓ２
は、第一の負移行エッジの強さとし（各ケース毎に、ピ
ークからピークまで計測した）、Ｔ１とＴ２は、対応す
るタイミングパルスの幅とする。実際には、与えられた
走査に対してＳ１／Ｓ２とＴ１／Ｔ２は同じであるとい
うことがわかる。これをソフトウェアに使用し、既知時
間比Ｔ_n ／Ｔ_n+1 に基づいてエッジの相対的な強さＳ_n
／Ｓ _n+1 を計算する。ここで、ｎは、エッジの数であ
る。

【００１６】タイミング信号パルスの幅の計測は、例え
ば、従来のカウンタ／タイマーを使用するような適当な
方法で実施すればよい。図１５を参照すると、付加的な
ゲート信号２００が示されている。バーコードリーダの
スキャナモータが開始の工程にあるとき、或いは停止前
のスローダウン工程にあるときに、無効データがデコー
ダに進まないようにゲート信号を使用する。もちろん、
これらの環境における走査速度は、期待走査速度とは異
なり、タイミング信号を無効にするということがわか
る。同様に、スキャナモータが設計速度よりも早く駆動
する場合には、タイミング信号は不正確である。連続し
たチェックがモータ速度で最後まで続けられ、いかなる
特定の地点であっても、モータ速度が高すぎたり、或い
は低すぎたりする場合には、データは受け入れられな
い。従来、このことは、モータに印加された電圧を読み
取ることによって達成される。図１５からわかるよう
に、Ｖ−ゼロと、Ｖ−高と、Ｖ−低の三つの変数を定義
する。Ｖ−ゼロは、モータに印加された基準、即ち期待
電圧を表しており、Ｖ−高は、最高許容電圧を表してお
り、Ｖ−低は、最低許容電圧を表している。これらの値
は、水平線２１０、２２０、２３０で図の中にそれぞれ
示しており、モータに印加される実際電圧は、線２４０
で示す。ゲート信号２００は、モータに加えられる実際
電圧がＶ−高と、Ｖ−低の間であるときには、低いまま
であるが、その範囲を越えると、ゲート信号２００は高
くなる。

【００１７】実際の実施例において、Ｖ−ゼロの値はゼ
ロに再基準化されるのが好ましく、この場合電圧２４０
はエラー信号を表す。原則は同じである。ゲート信号２
００が、図８に示されているようなエッジ方向（極性）
信号と、タイミング信号とに沿ってデコーダに供給され
る。デコーダは、ゲート信号２００が低いときに入力デ
ータを有効として受入れ、ゲート信号が高いときに不正
確で無効なものとして受け入れない。モータに印加され
る電圧によってモータ速度を決定する代わりに、直接計
測することによってモータ速度を決定することができ
る。図１０と、図１１と図１２は、アルゴリズムの作動
を更に説明するのに有効である波形と、メモリフォーマ
ットとを表している。図１０を参照すると、図１に示し
たような標準ディジタイザにおいて、検出されたエッジ
は、ｔ１，ｔ３，ｔ４によって定義することができ、メ
モリ８０内に配置されており、基準デコーダアルゴリズ
ムは、メモリからｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４のデータを読
み取って、データをバーコード信号にデコーディングす
る。図１１は、図７の例示的回路内のフリップフロップ
７４からの出力として展開されたタイミング信号ｔ１，
ｔ２，等と、上述したようにタイミング信号の幅から決
定されたエッジ強さ信号ｄ１，ｄ２を示している。

【００１８】図１２に示したように、メモリ８２の出力
は、マルチビットディジタイザソフトウェア８４に導か
れており、異なるしきい値を利用して、図１０のデータ
のスタンダードフォーマットに類似した、メモリ８６内
に配置されたデータのスタンダードフォーマットにデー
タを変換し、標準デコーダアルゴリズムによってバーコ
ードシンボルに変換することができる。図１３は、マル
チビットメモリデータを処理してスタンダードフォーマ
ットに変換し、基準デコーダアルゴリズムが、データを
バーコードにデコーディングすることができるような変
換ソフトウェアを説明する論理フロー線図であり、マル
チビットメモリデータを処理する間に使用されたしきい
値を変更するためのソフトウェアの論理フロー線図を表
している。メモリ内のマルチビットデータの一つの走査
は、しきい値を選択し、このしきい値に基づいてマルチ
ビットデータを基準データ形式に変換するデコーダに読
み取られる。次いで、基準デコーダアルゴリズムは、基
準データをデコーディングする。その結果が、有効な許
容バーコードパターンである場合には、有効デコードは
記録されて、そのシーケンスは、終了する。その結果が
無効なバーコードパターンである場合には、ルーチン
は、有効な許容バーコードパターンが記録されるまで、
異なるループ処理における他のしきい値のシーケンスを
介して進む。

【００１９】単一走査をデコーディングしながら、しき
い値を大幅に変更することが可能である。例えば、基準
デコードアルゴリズムは、無効文字に到達するまで文字
によってデコーディング可能であり、ついには無効文字
に到達し、有効文字が見つかるまで無効文字について異
なるしきい値で処理を行ってみる。図１６は、ブロック
線図において、本発明に係るマルチビットディジタイザ
の実際的な実施例を示している。図からわかるように、
入力されたデータは、接続部３００を介してスキャナの
アナログ部分に達する。線３０２、３０４、３０６は、
入力タイミング信号、極性信号、ゲート信号をそれぞれ
表している。これらは、スタンダード８０Ｃ３２０プロ
セッサ３０８に送られる。プロセッサ３０８は、公知の
方法でプログラムされて前述したアルゴリズムに従って
作動し、概略的に図１３に示す。図１４は、バーコード
リーダの一つの種類の極めて簡易な実施例を示してお
り、本発明のマルチビットディジタイザを利用するため
に変更してもよい。リーダ１００は、図示したように手
持ち式スキャナ、或いはデスクトップワークステーショ
ン、即ち静止スキャナ内で使用してもよい。好ましい実
施例において、装置は、ハウジング１５５内に組み込ま
れており、ハウジングの外側に配置されたシンボル１７
０に当たり、これを横切って走査するように出力レーザ
光ビーム１５１を導く出口を有する。

【００２０】図１４の手持ち式装置は、米国特許第４、
７６０、２４８号、或いは同第４、８９６、０２６号に
開示されている種類のものであり、シンボルテクノロジ
社からＬＳ８１００或いはＬＳ２０００として商業的に
入手可能なバーコードリーダの形状に類似する。或い
は、米国特許第４、３８７、２９７号或いは同第４、４
０９、４７０号における付加的な特性が、図１５のバー
コードリーダユニットを構成するのに利用してもよい。
本明細書は、これらの米国特許第４、７６０、２４８号
と、同第４、８９６、０２６号と、同第４、４０９、４
７０号を引用し、これらの特許明細書の記述全体を本明
細書の記述の一部とするが、これらの装置の一般的な設
計は参照のためにここで簡単に説明する。より詳細に図
１４を参照すると、出力光ビーム１５１が、リーダ１０
０内で通常、レーザダイオード等によって発生し、リー
ダユニットの前部から２、３インチ離れたターゲット上
に配置されたバーコードシンボルに当たるように導かれ
る。出力ビーム１５１は、走査パターンで走査され、ユ
ーザは、この走査パターンが読み取られるべきシンボル
を横切るように、手持ち式ユニットを配置する。シンボ
ルから反射し、或いは分散した光１５２が、リーダユニ
ット内の光応答装置１５８によって検出され、一連の電
気信号が発生して、バーコードによって表されたデータ
を再生するように処理されてディコーディングされる。
ここで使用されている“反射光”という用語は、反射し
た、或いは分散した光のことをいう。

【００２１】好ましい実施例において、リーダユニット
１００は、ピストル型グリップ形式のハンドル１５３を
有する銃形状の装置である。可動トリガ１５４を利用し
て、ユーザが、この装置を読み取られるべきシンボルに
向くように配置したときに、光ビーム１５１と検出回路
を作動できる。軽量プラスチックハウジング１５５は、
レーザ光源１４６と、検出器１５８と、光学１５７、１
４７、１５９と、電力、即ちバッテリ１６２のようなＣ
ＰＵ１４０を含む信号処理回路を含んでいる。ハウジン
グ１５５の前端部内の光伝達ウィンドー１５６によって
出力光ビーム１５１は出て、入力反射光１５２が入るよ
うになる。リーダ１００がシンボルから間隔があいてい
る位置、即ちシンボルと接触しなかったり、シンボルを
横切って移動しない位置からユーザがバーコードシンボ
ルに照準をあてるようにリーダ１００を設計する。典型
的には、この種の手持ち式バーコードリーダは、約２、
３インチの範囲内で作動するようになっている。リーダ
１００は、前述した米国特許第４、４０９、４７０号に
記載されたように、携帯式コンピュータ端末として機能
してもよく、更にキーボード１４８とディスプレー１４
９を有していてもよい。

【００２２】図１４で更に述べるように、適当なレンズ
１５７（或いは、複数のレンズシステム）を使用して走
査されたビームを適当な基準平面でバーコードシンボル
上に集束してもよい。半導体レーザダイオードのような
光源１４６は、光源をレンズの軸線上に導くように配置
されており、ビームは部分的にシルバー状のミラー１４
７と、他のレンズ、或いはビーム形状の構造をオシロミ
ラー１５９に沿って通る。オシロミラー１５９は、トリ
ガ１５４が引っ張られるときに作動する走査モータ１６
０に取りつけられている。光源１４６によって発生した
光が見えない場合には、照準光は、光学システム内に含
まれてもよい。必要であれば、照準光は、固定された、
或いはレーザビームのように走査された可視光スポット
を発生する。ユーザは、この可視光を使ってトリガ１５
４を引っ張る前にシンボルにリーダユニットの照準をあ
てる。本発明は、一次元或いは二次元のバーコードの読
み取り関して述べてきたが、このような実施例に限定さ
れるものではなく、より複雑な走査用途に適用できるも
のである。本発明は、様々なマシンビジョン、或いは情
報が文字のような他の種類のものから派生したり、或い
は走査された物品が、表面文字から派生する光学的文字
認識用途に使用してもよいことがわかる。

【００２３】全ての実施例において、スキャナエレメン
トは、非常にコンパクトなパッケージに組み立てられて
おり、スキャナが単一の印刷された回路ボード、或いは
集積モジュールとして形成できる。このようなモジュー
ルは、様々な異なる種類のデータ獲得システム用のレー
ザ走査エレメントとして変換可能に使用することができ
る。例えば、モデュールは、手持ち式スキャナ、可撓性
のあるアームに取りつけられたテーブルトップスキャナ
や、テーブルの表面を越えて延びて取りつけられたテー
ブルトップスキャナや、テーブルトップの下側に取りつ
けられたテーブルトップスキャナや、より複雑なデータ
獲得システムのサブコンポーネントやサブアセンブリと
して取りつけられたテーブルトップスキャナに使用して
もよい。モジュールは、支持部上に取りつけられたレー
ザ／光学サブアセンブリと、回転ミラー、或いは往復ミ
ラーのような走査エレメントと、光検出器部品とを有効
に備えている。このような部品に対応したデータライン
の制御を、エッジ、即ちモジュールの外部表面上に取り
つけられた電子コネクタに接続して、データ獲得システ
ムの他のエレメントに対応したかみ合いコネクタにモジ
ュールを電気的に接続できるようにしてもよい。

【００２４】個々のモジュールは、特定の走査或いはデ
コーディング特性を、例えば所定の作業距離で作動的に
有していてもよく、或いは所定の符号濃度又印刷濃度に
関連した特定の走査、或いはデコーディング特性を有し
ていてもよい。この特性は、モジュールに対応した手動
設定制御スイッチによって定義してもよい。ユーザは、
データ獲得システムを使用して、異なる種類の物品を走
査してもよく、或いはシステムは、データ獲得システム
上のモジュールを単純な電気コネクタを使用して変換す
ることによって他の用途に使用してもよい。上述した走
査モジュールは、キーボード、ディスプレー、プリン
タ、データ蓄積、ソフトウェア及びデータベースのよう
な部品の一つか二つ以上を含む自立データ獲得システム
内で使用してもよい。このようなシステムは、伝達イン
ターフェイスを含んでおり、データ獲得システムが、モ
デム、或いはＩＳＤＮインターフェイスのいずれかを介
して、或いは携帯用ターミナルから静止レシーバへの低
電力のラジオブロードキャストによってローカル領域ネ
ットワーク、或いは電話交換ネットワークと伝達できる
ようにしてもよい。マルチビットディジタイザの本発明
の幾つかの実施例と変形例はここで詳細に述べている
が、本発明の開示と示唆は当業者にとって多くの他の設
計を示唆するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】バーコード検出器によって発生したアナログ走
査信号を処理する標準的な先行技術のディジタイザ回路
である。

【図２】先の走査データに基づいて、検出しきい値を選
択するバーコード検出器によって発生したアナログ走査
信号を処理する、第二の先行技術の多重しきい値ディジ
タイザ回路である。

【図３】各々が異なるしきい値でアナログ走査信号を処
理する、複数のディジタイザ回路を平行な状態で組み入
れた、バーコードによって発生したアナログ走査信号を
処理する第三の先行技術のディジタイザ回路である。

【図４】アナログ走査信号のエッジの発生を検出して、
各検出されたエッジの強さと、その方向を判定するバー
コード検出器によって発生したアナログ走査信号を処理
し、これによりデコーダが単一のアナログ走査信号につ
いて多重しきい値処理を行うことができる、本発明の好
ましい実施例に係るディジタイザである。

【図５】各検出されたエッジの強さの情報によってデコ
ーダ内のソフトウェアが単一のアナログ走査信号につい
て多重しきい値処理を行う、本発明に係るディジタイザ
回路の操作状態を表すのに有効な波形と信号である。

【図６】各検出されたエッジの強さにおける情報によっ
てデコーダ内のソフトウェアが単一のアナログ走査信号
上で多重しきい値処理を行う、本発明に係るディジタイ
ザ回路の操作状態を表すのに有効な波形と信号である。

【図７】本発明に係るディジタイザ回路の実施例の詳細
なブロック線図である。

【図８】図７のディジタイザ回路によって、この回路内
の位置１から８で発生する、回路の操作状態を説明する
のに有効な例示的な波形１から８である。

【図９】他の例示的な波形であり、詳細には、タイミン
グ信号とエッジ方向信号を表す波形である。

【図１０】本発明の作動状態を表すのに有効である波形
とメモリフォーマットである。

【図１１】本発明の作動状態を表すのに有効である波形
とメモリフォーマットである。

【図１２】本発明の作動状態を表すのに有効である波形
とメモリフォーマットである。

【図１３】マルチビットデータを処理してスタンダード
フォーマットに変換することによって、標準デコーダア
ルゴリズムがデータをバーコードにデコーディングで
き、更にマルチビットメモリデータを処理する間に使用
されたしきい値を変更するようになった変換ソフトウェ
アの作動状態を表す論理フロー線図である。

【図１４】本発明の多重ビットディジタイザ回路に関連
して使用できるバーコードリーダの一つの種類を非常に
簡易にした実施例である。

【図１５】ゲート信号である。

【図１６】マルチビットディジタイザの幅全体の概略的
な実際の形状である。

【符号】

３０ ディジタイザ ３２ タイミング信号 ３４ エッジ方向信号 ４４ アナログ検出信号 ５１ 減衰器 ５４ 第一微分回路 ５６ ウインドー比較回路 ５７ インバータ

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ａ．バーコードシンボルからの反射光を
   感知し、該反射光を表すアナログ走査信号を発生するセ
   ンサ手段と、 ｂ．前記アナログ走査信号内で正と負のエッジを検出
   し、該正と負のエッジを表すタイミング信号を出す手段
   と、 ｃ．該タイミング信号を入力として受信し、前記タイミ
   ング信号から前記アナログ走査信号内の各検出されたエ
   ッジの強さを判定し、前記アナログ走査信号を異なる検
   出しきい値レベルで複数回処理することによって、少な
   くとも数個のアナログ走査信号について多重しきい値処
   理を行うようになっているデコーダ手段と、 を備えたことを特徴とするバーコードリーダ用ディジタ
   イザ。
2. 【請求項２】 各検出されたエッジが正移行エッジであ
   るか、或いは負移行エッジであるかを検出する手段を含
   むことを特徴とする請求項１に記載のディジタイザ。
3. 【請求項３】 前記検出手段は、入力として送られるエ
   ッジ方向信号を前記デコーダ手段に出力として与えるよ
   うになっている微分手段と比較手段とを有していること
   を特徴とする請求項２に記載のディジタイザ。
4. 【請求項４】 前記比較手段の前記出力を第一入力とし
   て受信し、前記タイミング信号をラッチ入力として受信
   するように配置されたフリップフロップ回路を備えてお
   り、該フリップフロップ回路の前記出力は入力として前
   記デコーダ手段に送られることを特徴とする請求項２に
   記載のディジタイザ。
5. 【請求項５】 各検出されたエッジの前記強さの前記デ
   コーダ手段による前記判定は、ソフトウェアによってな
   されることを特徴とする請求項１に記載のディジタイ
   ザ。
6. 【請求項６】 前記タイミング信号は、各々が検出され
   たエッジのそれぞれに対応した一連のパルスからなり、
   前記デコーダは、前記タイミング信号の前記対応するパ
   ルスの前記幅に従って各エッジの前記強さを判定するよ
   うになっていることを特徴とする請求項１に記載のディ
   ジタイザ。
7. 【請求項７】 前記デコーダは、隣接する正移行パルス
   と負移行パルスの前記相対的な強さを前記タイミング信
   号内の前記対応するパルス幅の比を計算することによっ
   て判定することを特徴とする請求項６に記載のディジタ
   イザ。
8. 【請求項８】 前記デコーダ出力は、有効性がチェック
   され、前記検出されたバーコードが有効バーコードでな
   い場合には、前記デコーダ手段は、異なるエッジ強さし
   きい値に基づいて前記アナログ走査信号を再びデコーデ
   ィングするようになっていることを特徴とする請求項１
   に記載のディジタイザ。
9. 【請求項９】 請求項１に記載のディジタイザを組み入
   れる携帯用手持ち式スキャナ。
10. 【請求項１０】 請求項１に記載のディジタイザを組み
    入れるバーコードリーダ。
11. 【請求項１１】 ａ．バーコードシンボルから反射光を
    感知して、該反射光を表すアナログ走査信号を発生さ
    せ、 ｂ．前記アナログ走査信号内で正と負のエッジを検出し
    て、該エッジを表すタミミング信号を出し、 ｃ．前記タイミング信号から前記アナログ走査信号内の
    各検出されたエッジの強さを判定し、 前記アナログ走査信号を異なる検出しきい値レベルで複
    数回処理することによって、少なくとも数個のアナログ
    走査信号について多重しきい値処理を行う段階からなる
    バーコードシンボルを読み取る方法。
12. 【請求項１２】 各検出されたエッジが正移行エッジ
    か、或いは負移行エッジであるかどうかを判定する段階
    を含んでいることを特徴とする請求項１１に記載の方
    法。
13. 【請求項１３】 前記タイミング信号は、各々が検出さ
    れたエッジのそれぞれに対応した一連のパルスからな
    り、前記タイミング信号内の前記対応するパルスの前記
    幅に従って各エッジの前記強さを判定する段階を含んで
    いることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
14. 【請求項１４】 隣接する正移行パルスと負移行パルス
    の前記相対的な強さを前記タイミング信号内の前記対応
    する幅の比を計算することによって判定する段階を含ん
    でいることを特徴とする請求項７に記載の方法。
15. 【請求項１５】 前記デコーダ出力の有効性をチェック
    し、前記出力が有効バーコードを表さない場合には、異
    なるエッジ強さのしきい値に基づいて前記アナログ走査
    信号を再びデコーディングする段階を含んでいることを
    特徴とする請求項１１に記載の方法。
16. 【請求項１６】 前記バーコードシンボルが走査される
    ときの速度を表すゲート信号を発生する手段を含んでお
    り、前記ゲート信号は、前記速度が早すぎたり或いは遅
    すぎる場合に無効データを表すことを特徴とする請求項
    １から８のいずれかに記載のディジタイザ。
17. 【請求項１７】 ゲート信号を発信する前記手段は、ボ
    ルトメータを含んでおり、該ボルトメータが所定の上限
    と所定の下限との間の値を示す場合には、前記ゲート信
    号は、データが有効であることを示す第一の値と、デー
    タが無効であることを示す第二の値をを表すことを特徴
    とする請求項１６に記載のディジタイザ。
18. 【請求項１８】 ゲート信号を発生させる前記手段は、
    走査速度測定手段を備えていることを特徴とする請求項
    １６に記載のディジタイザ。
19. 【請求項１９】 スキャナモータを有しており、前記ゲ
    ート信号を発生する手段は、前記スキャナモータに印加
    された電圧を読み取るようになったボルトメータを含ん
    でいることを特徴とする請求項９に記載の携帯用手持ち
    式スキャナと請求項１０に記載のバーコードリーダ。
20. 【請求項２０】 前記検出されたアナログ走査信号は、
    前記バーコードシンボルが走査されたときの速度が早す
    ぎたり遅すぎたりする場合には、無効であることを決定
    する段階を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方
    法。
21. 【請求項２１】 前記バーコードシンボルが、走査モー
    タに印加された電圧に従って走査された速度を判定する
    段階を含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。