JPS6046752B2 - マ−ク・スペ−ス判定回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マーク、センサにおけるマーク・スペース判
定回路に関し、特に広範囲の濃度のマークに対して高信
頼度で読取ることのできる読取回路に関するものてある
。

マーク・センサ、ＯＣＲ（ＯｐｔｉｃａｌＣｈａｒａｃ
ｔｅｒＲｅａｄｅｒ）、バー、コード、リーダ等は、紙
面上に鉛筆あるいは印刷で記載されたマーク、バー・コ
ード、あるいは数字、文字等を読取る機能を有しており
、濃淡を判定してマーク／スペースを復調する。

以下、バー・コード・リーダについて説明するが、濃淡
、マークの大きさの変化等を検出するセンサ機能という
点では、ＯＣＲヘッドもマーク・センサも本質的には同
一であり、分解能に相違があるだけである。第１図は、
バー・コード検出の動作原理図である。

第１図ａに示すようなバー・コードを検出するため、セ
ンサにより紙面の明るさのサンプリングを行つたとき、
第２図をに示すような出力が得られる。

すなわち、明るい場所（スペース）では大きなサンプリ
ング出力Ｘが得られ、暗い場所（マーク）では小さなサ
ンプリング出力Ｘとなる。これを、スレツシユホールド
・レベルＺにより２値化すれば、第１図ｃに示すような
マーク・パルスｗとして現われ、マーク部（黒）に対応
する信号となる。ここで、スレツシユホールド・レベル
ｚを作成するには、通常、第２図に示すようなピーク・
ホールド回路を用いる。第２図ａにおいて、サンプリン
グ・パルスＸの入力をダイオードＤを通してコンデンサ
Ｃｌに充電する。

コンデンサＣｌに充電された電荷は、サンプリング・パ
ルスＸが六丁つても、ダイオードＤにより阻止されてい
るので、放電は抵抗Ｒ１、’Ｒ２を通してのみ行われる
。スレツシユホールド・レベルＺはこのような分圧抵抗
Ｒ１、Ｒ２により決定されるので、ピーク・レベル（白
レベル）Ｙに対して分圧抵抗比のレベルを境界としてマ
ークとスペースの判定が行われる。なお、ピーク・ホー
ルド回路を用いる理由は、センサ出力、つまりサンプリ
ング、パルスＸの絶対値が温度、経年変化、センサ・ヘ
ッドの汚れ、紙面反射率のばらつきにより変化するため
てあり、センサ出力電圧の絶対値を用いてそのまま判定
を行うことはできない。

ピーク●レベルＹに対してスレツシユホールド●レベル
Ｚが決定されると比較器１において第２図ｂに示すよう
に、サンプリング●パルスＸと比較し、マーク●パルス
検出回路２によりマーク／スペースを判定する。ここで
、コンデンサＣ１と抵抗Ｒｌ，Ｒ２による時定数ｑ（Ｒ
１＋Ｒ２）は、紙面の汚れ等により判定回路が誤動作し
ないように、また検出点から遠い紙面の影響を少くする
ように設定される。第３図および第４図は、濃度に差あ
るバー・コードを読取つた場合の出力タイム●チャート
である。紙面の汚れ等の影響を少くするためには、セン
サの分解能はマークの寸法に見合つてできる限り低くす
るのが望ましい。

しかし、センサの分解能を低くすると、第３図ａに示す
ように、濃度が大きく、細い幅のマークＢｌ，Ｂ７、ス
ペースＢ４，Ｂ６，Ｂ８を有するパターンを読取つた場
合には、第３図ｂのような白／黒いずれにも飽和しない
中間状態のサンプリング出力Ｘが得られる。これを、従
来のスレツシユホールドＺ１により判定すると、第３図
Ｃに示すマーク・パルスのように、スペースＢ４を読み
飛ばすことがある。これは、幅広いマークＢ３，Ｂ５に
影響されて、スペースＢ４の出力が小さくなつたためで
ある。この誤読取りを防止するには、スレツシユホール
ドＺ２のように、ピーク・ホールド回路の放電時定数を
短かくするか、あるいかスレツシユホールド・レベルの
値を下げるしかない。第３図ｄは、スレツシユホールド
Ｚ２を用いて検出されたマーク番パノレス列である。し
かし、第４図ａに示すように、マークの濃度が低い場合
には、短い時定数によるスレツシユホールドＺ２により
、本来幅広であつたマークＢ、３，Ｂ５，Ｂ９が途中で
スペースと検出されてしまうため、第４図ｃのように細
幅のマークＢ１と幅広のマークＢ３とがほＳ゛同一幅Ｄ
ｌ，Ｄ２となる。

また、スレツシユホールド●レベルの値を下げた場合に
は、さらに細幅のマークが現われる・か、すべてスペー
スとなつてしまう。このように、時定数を一義的に設定
するだけでは、広範囲の濃度で印刷されたバー・コード
信号を正確に判定することが不可能である。

この問題を解決するための従来の方法としては、第５図
Ｂ，ｃに示すように、センサ出かＮＳのピーク・レベル
Ｐからセンサ出力値Ｓを差引いて作成された黒レベル出
力Ｂを用い、第６図に示すように、コンデンサＣ１の放
電々流を変化させる方法が提案されている。

第６図では、トランジスタＱがベース電圧に比例した定
電流源となつているので、黒レベル出力Ｂに応じた放電
々流となる。

これりより、濃度の）高いマークでは、ピーク・ホール
ド出力が急激に減衰し、濃度の低いマークでは出力が緩
慢に減衰するので、前述の問題は解決される。しかし、
第５図ｂに示すように、センサ出力ＳＮＳが連続波形の
場合には簡単に適用できるが、・サンプリング・パルス
波形の場合には適用が面倒となる。

すなわち、サンプリング・パルスの場合には、全体のピ
ーク・ホールド出力Ｙからセンサ出力値Ｓを引算しても
、黒レベル出力Ｂに相当する信号は得られない。このた
め、第７図に示すように、第６図のようなスレツシユホ
ールド●レベル作成回路３に加えて、包絡線作成回路４
を追加しなくてはならない。この包絡線作成回路４は、
サンプル・アンド・ホールド回路で構成されることが理
想的であるが、実用上は時定数の特に短いピーク・ホー
ルド回路等が用いられる。第７図において、５は黒レベ
ル作成回路、１は比較器、２はマーク・パルス検出回路
であり、各信号波形が示されている。このように、第７
図に示す方法では、１つの判定回路に余分な機能が必要
であるため、コスト高になると同時に部品倍数の増大を
招く欠点がある。

本発明の目的は、このような欠点を除くため、サンプル
●アンド●ホールド回路等を用いることなく、印刷濃度
によるレベル差の大きいパルス状信号に含まれるバー・
コード信号を復調し、正確にマークとスペースを判定す
る回路を提供することにある。

本発明においては、センサによりサンプリンされたパル
ス信号のピーク値をホールドした後、その電圧を放電す
る際に、第１のスレツシユホールド・レベルとそれによ
り低い第２のスレツシユホールド・レベルを別個に与え
るピーク・ホールド回路を設け、上記サンプリング・パ
ルス信号のピーク値が第２のスレツシユホールド●レベ
ルを越えない場合には、ピーク●ホールド回路の放電時
定数を短くし、越えた場合には、ピーク・ホールド回路
の放電時定数を長くすることにより上記目的を達成する
。

以下、本発明の実施例を、図面により説明する。

第８図は、本発明によるマーク・スペース判定回路のブ
ロック図である。

第８図においては、サンプリング・パルスｘを入力して
ピーク値をホールドし、その電圧を時間の経過にともな
つて放電するピーク・ホールド回路に、第１のスレツシ
ユホールド●レベルＺ１を設定する分圧抵抗Ｒｌ，Ｒ２
とそれより低い値の第２のスレツシユホールド●レベル
Ｚ２を設定する分圧抵抗Ｒ４，Ｒ５を設ける。

また、レベル検出のための比較器を２個設け、このうち
比較器１では通常のマーク／スペース判定のため、第１
のスレツシユホールド●レベルＺ１と入力サンプリング
・パルスｘとを比較し、前者が後者より、大きいときに
マーク●パルス検出回路２によりマークを判別する。ま
た、他方の比較器１１では、常時、第２のスレツシユホ
ールド●レベルＺ２と入力サンプリング・パルスＸとを
比較し、前者が後者より大きいときに、黒レベル検出回
路１２を動作させてオープン●コレクタ出力をロー●レ
ベルとすることにより、コンデンサＣ１に帰還回路を形
成し、放電時定数を短くする。したがつて、第１０図ａ
に示すように、濃度があまり高くない場合には、第１０
図ｂの第２のスレツシユホールド◆レベルＺ２は入力す
るサンプリング◆パルスＸより大きくなることがないた
め、黒レベル検出回路１２は動作せす、放電時定数の切
換えは起らない。

そして、コンデンサＣ１に充電された電圧は、長い時定
数で放電するので、比較器１、検出回路２においては第
１０図ｃのように、長い時定数の放電で定まるスレツシ
ユホールド・レベルＺ１を基準にしてマーク／スペース
の判定が行われる。次に、第９図ａに示すよな濃度の高
いマークの場合には、幅広いマークＢ３，Ｂ５，Ｂ９の
中央部付近で第９図ｂに示すように第２のスレツシユホ
ールド●レベルＺ２よりも小さいサンプリング・パルス
Ｘが検出されるので、黒レベル検出回路１２のオープン
・コレクタ出力がロー状態となり、コンデンサＣ１と抵
抗Ｒ３で決定される時定数で高速放電が開始される。

したがつて、第３図ｃでは読飛ばしていたマークＢ４も
、スレツシユホールド・レベルＺ１が十分に立下つてい
るので、第９図Ｃのように、正常に検出される。第１１
図は、第８図における比較器とパルス検出回路の詳細図
である。第１スレツシユホールド●レベルＺ１とサンプ
リング・パルスｘとを比較器１により比較し、前者が後
者よりも大きいとき、第１１図Ｃに示すパルスを出力し
て、Ｄ型フリップ・フロップ７をリセットし、出力Ｍを
立下げる。

一方、第１１図ｂに示すようなスタート●パルスＳＴが
インバータ６を介してＤ型フリップ・フロップ７のタイ
ミング入力端子Ｔに入力して、出力Ｍを立上けると同時
に、アンド・ゲート８において同期をとり出力Ｎを得る
。出力Ｎが検出されたマーク・パルス醗である。なお、
第８図における黒レベル検出回路１２も、マーク・パル
ス検出回路２と同じような構成でよく、第１１図の出力
Ｎをオープン・コレクタ形式のインバータ●ゲートに導
き、その出力により放電回路を駆動する。

すなわち、出力Ｎがハイ・レベルになつた期間だけコン
デンサＣ１を高速放電させるのである。ここで、黒レベ
ル検出回路１２と前述のマーク・パルス検出回路２の違
いは、その判定するスレツシユホールド・レベルＺｌ，
Ｚ２の違いのみ”である。

以上説明したように、本発明によれば、検出された濃度
により、あらかじめ定められた値（第８図の抵抗Ｒ４，
Ｒ５で設定される第２のスレツシユホールド●レベル）
を境としてピーク●ホールド・レベルの放電時定数が変
るので、広い濃度範囲にわたりバー・コード信号の復調
が可能となる。

したがつて、サンプリング・パルスとして得られるセン
サ出力のマーク／スペースの判定を、高価なサンプル・
アンド・ホールド回路等を用いノることなく行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のバーコード検出の動作原理図、第２図は
第１図の動作を具体化するピーク・ホールド回路の詳細
図、第３図、および第４図は濃度の異なるバーコードを
読取る場合の出力タイム・チャート、第５図および第６
図は従来のマーク・スペース判定回路の動作波形図およ
び回路図、第７図は第６図の別の方法による判定回路の
ブロック図、第８図は本発明の実施例を示すマーク・ス
ペース判定回路のブロック図、第９図よび第１０図は第
８図の回路により濃度の異なるバーコードを読取る場合
の動作タイム・チャート、第１１図は第８図におけるマ
ーク・パルス検出回路の詳細構成図である。 Ｘ・・・・・・サンプリング・パルス、Ｙ・・・・・ゼ
ーク・ホールド●レベル、Ｚ，Ｚｌ，Ｚ２・・・・・ス
レツシユホールド●レベル、ＭＰ−１−１マーク●パル
ス、Ｃ１・ ・・コンデンサ、Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ４，Ｒ５
・・・・・分圧抵抗、Ｂ・・・・・・黒レベル、Ｓ・・
・・・・センサ●レベル、Ｐ・・・・・・ピーク●レベ
ル、ＳＴ・・・・・・スタート●パルス、Ｌ・・・・・
・比較器の出力、Ｍ・・・・・・フリップ・フロップ出
力、Ｎ・・・・・・検出出力、Ｄ・・・・・・ダイオー
ド、１・・・・・・比較器、２・・・・・・マーク・パ
ルス検出回路、３・・・・・スレツシユホールド●レベ
ル作成回路、４・・・・・包絡線作成回路、５・・・・
・・黒レベル作成回路、６・・・・・・インバータ、７
・・・・・・Ｄ型フリップ◆フロップ、８・・・・・・
アンド・ゲート、１１・・・比較器、１２・・・・・・
黒レベル検出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ センサによるサンプリングされたパルス信号のピー
   ク値をホールドした後、ホールド電圧を放電する際にス
   レツシユホールド・レベルを作成し、該スレツシユホー
   ルド・レベルとサンプリング・パルスを比較してマーク
   ／スペースを判定する回路において、上記スレツシユホ
   ールド・レベルより低い第２のスレツシユホールド・レ
   ベルを設定する手段と、該第２のスレツシユホールド・
   レベルとサンプリング・パルスを比較して前者が後者よ
   り大きいとき、上記放電の時定数を短くする手段を備え
   ることを特徴とするマーク・スペース判定回路。