JPH0814832B2 - バーコードリーダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、イメージセンサを用いたバーコードリーダ
に関する。

従来の技術 バーコードを読み取る場合の処理は、（１）イメージ
センサの信号を２値化すること、（２）２値化したバー
コード幅を基準クロックで計数すること、（３）計数し
たデータに基づいてデコード処理することから成り立っ
ている。

一般に、高密度印刷された細いバーコードを読み取る
場合、イメージセンサの出力信号は小さいためゲインを
アップしなければ２値化できない。そこで従来はイメー
ジセンサの出力信号を増幅する回路のゲインを複数段に
切り替え制御して適切な２値化信号を得ていた。第３図
は代表的な従来例である。ここで、１はバーコード、２
はバーコードを照明する光源、３はバーコードからの反
射光を集光するレンズ系、４はイメージセンサ、５はイ
メージセンサの駆動回路、６はフィルタ回路、７はゲイ
ン制御回路、８は２値化回路、９はマイクロコンピュー
タ、10は読み取りデータを外部に伝送する通信インター
フェース、11はケースである。第４図は、第３図の例に
おけるバーコードの検出例である。ここで、Ａは第３図
イメージセンサ４の出力波形で、そのイ部を拡大して示
したＢに示すように各画素毎のシフトクロック毎（周期
ｔ）にリセット波形が現れるが、この波形からバーコー
ドに対応するエンベロープ波形を得るためにフィルタ６
を介してＣの波形を得ている。イメージセンサ４のシフ
トクロック（周期ｔ）は一定、従って１走査周期（第４
図のＴに相当）も一定である。そして、このフィルタ出
力信号を２値化するものであるが、細バーコードの場
合、ゲインを上げないと２値化できない。すなわち第４
図Ｄに示すようにゲインを上げることによって２値化の
基準電圧と比較が可能になり、第４図Ｅに示すように２
値化波形を得ることができる。また第３図のゲイン制御
回路７は例えば第５図に示すようにオペアンプ13とアナ
ログスイッチ12などで構成し、アナログスイッチ12をマ
イクロコンピュータ９により予め設定したサイクルに従
ってきり替えている。

発明が解決しようとする課題 しかるに従来例ではバーコードに対応したエンベロー
プ信号を得るためにフィルタを使用するので波形がひず
み正確なバーコード幅を検出することが困難である。ま
た、第６図A,B,Eでしめすように１走査周期Ｔで検出し
た信号を２値化し、その幅をバー幅計測クロックで計数
する場合、細バーコードでは計測クロック数が少なくな
り検出精度が低下することが起こりデコードできなくな
ることがしばしば起こっていた。

また、ゲイン制御回路を構成する場合制御が多段階にな
ると複雑な回路を必要とし、予め設定したサイクルに従
ってきり替えるため最適値を入力するのに時間がかかっ
ていた。

課題を解決するための手段 かかる従来の課題を解決するために本発明のバーコー
ドリーダは、イメージセンサと、前記イメージセンサの
各画素ごとの出力値からエンベロープ信号を得るための
サンプルホールド手段と、前記イメージセンサの露光時
間を制御するマイクロプロセッサと、前記サンプルホー
ルド手段の出力をバーコードに対応するディジタル信号
に変換する２値化回路を具備し、前記マイクロプロセッ
サは、前記２値化回路出力の周波数を検知し、前記周波
数が最大となるように、前記イメージセンサの露光時間
を制御するものである。

作用 イメージセンサの出力をサンプルホールド手段により
サンプルホールドするのでフィルタを用いる従来の方法
に比べひずみのない正確なバーコード対応信号を得るこ
とができる。

また、画素の走査周期をかえることによりイメージセン
サの露光時間をかえ等価的に信号のゲインを替えること
ができる。更に、第６図C,D,Eに示したように例えば１
走査周期を2Tにすればバーコード信号の検出パルス幅は
周期Ｔの場合に比べて２倍になるのでバー幅計測クロッ
クの計数値が多くなり精度よく検出できる。更に、ディ
ジタル信号に変換する手段（２値化手段）の出力の周波
数を計測する手段を設け、前記周波数が最大になるよう
に露光時間を制御する手段を設けたことにより従来のよ
うに定められた順番にゲインを設定していく方法に比べ
より速く最適の信号を取り込むことができる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例である。ここで、１はバ
ーコード、２はバーコードを照明する光源で12個のLED
をこの紙面に垂直方向に配置している。３はバーコード
からの反射光を集光するレンズ系で、焦点距離30mmのテ
ッサ型レンズと700nm以上の赤外光をカットする光学フ
ィルタを組み合わせたものである。４は2048画素のCCD
式イメージセンサ、５はイメージセンサの駆動回路でそ
の画素のシフトクロックはマイクロコンピュータ９によ
りその周波数を設定制御されている。14はサンプルホー
ルド回路でオペアンプなどで構成したものであるが、こ
れをイメージセンサに内臓してもよく、イメージセンサ
の各画素毎のピーク出力のエンベロープを得るものであ
る。８は２値化回路で、オペアンプなどから構成したコ
ンパレータで、ここでは固定２値化方式で構成したが、
浮動２値化方式で構成してもよい。９はマイクロコンピ
ュータで２値化回路８の２値化データを観測し、その幅
を内部のバー幅計測クロックで計数し、メモリにため、
それを基にデコード処理を行なう。マイクロコンピュー
タ９はまた、光源２の点燈制御やイメージセンサの駆動
回路への駆動クロックの出力、更に、読み取りデータを
外部に伝送する通信インターフェース10へ読み取りデー
タを出力する。なお11はケースである。第２図は、第１
図の主要部の出力波形であり、ここでは１走査周期をＴ
から2Tに制御した場合を示す。第２図Ａは、第１図のイ
メージセンサ４のサンプルホールド回路の出力波形で、
そのイ部を拡大して示すとＢのようになり、ＣはＡの出
力波形を２値化した波形である。ここでＴを9.8ミリ秒
にとり、バー幅計測クロック周期を35マイクロ秒に設定
すると従来0.17mmのバーコード読み取り分解能しかなか
ったものが、0.13mmまでのバーコードまで読める分解能
を持ち得た。なお読み取り視野幅は80mmである。また画
素走査周期を４倍まで替えながら２値化信号の周波数を
マイクロコンピュータ９の内部カウンタで計測しそれが
最大になるときのデータを入力し、その幅を計数しデコ
ード処理する制御を行なったところ、この制御を行なわ
ない場合に比べ約30％読み取りを速くすることができ
た。

発明の効果 以上のように本発明によれば、ひずみの少ない精度の
よいバーコード検出波形を得ることができ、更にイメー
ジセンサの１走査周期を制御することによるバー幅検出
精度の向上により、高密度に印刷したバーコードやコン
トラストの悪いバーコードの読み取りを飛躍的に高める
ことができる。さらに従来のような複雑なゲイン制御回
路を付加することなく読み取り性能の向上が図れ、安価
な構成が可能で、工業的価値も極めて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すバーコードリーダのブ
ロック回路図、第２図は同バーコードリーダの主要部の
波形図、第３図は従来例のバーコードリーダのブロック
回路図、第４図は同バーコードリーダの主要部の波形
図、第５図は従来のゲイン制御回路の具体回路図、第６
図はバー幅計測を説明する波形図である。 １……バーコード、２……光源、３……光学系、４……
イメージセンサ、５……イメージセンサ駆動回路、６…
…フィルタ、７……ゲイン制御回路、８……２値化回
路、９……マイクロコンピュータ、10……通信インター
フェース、11……ケース、12……アナログスイッチ、13
……オペアンプ、14……サンプルホールド回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】イメージセンサと、前記イメージセンサの
   各画素ごとの出力値からエンベロープ信号を得るための
   サンプルホールド手段と、前記イメージセンサの露光時
   間を制御するマイクロプロセッサと、前記サンプルホー
   ルド手段の出力をバーコードに対応するディジタル信号
   に変換する２値化回路を具備し、前記マイクロプロセッ
   サは、前記２値化回路出力の周波数を検知し、前記周波
   数が最大となるように、前記イメージセンサの露光時間
   を制御するバーコードリーダ。