CN1039457C - 条形码阅读器 - Google Patents

Abstract

随工作台在X、Y方向上扫描，用线传感器对条形码标记的条形码像进行摄像。将来自此线传感器的模拟影像信号通过模拟处理部形成数字信息。将此数字信息输入计数部对构成条形码的条和空隔的长度计数。然后，将此条和空隔的长度存入存储器。此存储器的内容在由CPU等构成的数据处理部进行解码。此解码结果被送到主计算机等去，将写有条形码的信息内容显示给操作者。

Description

条形码阅读器

本发明涉及读取条形码的条形码阅读器，特别是涉及将条形码贮存在存储容量少的存储器内的条形码阅读器。

以往，各种条形码广泛使用于商品、货物等的管理。其中最近开始使用被称为二元条形码的条形码。此种二元条形码相对于只在一个方向上写有信息的以往的条形码即一元条形码，是在纵横二个方向上都记录有信息的东西，因此也比以往的存储容量大。图1A表示的是作为以往条形码的例子的JAN码。图1B表示的是作为二元条形码例子的PDF417码。二元条形码还有其他，已知有Code 16K，DATA，CODE，Vericode等。

作为这种二元条形码的读取方法，以往使用如下的方式。即，利用使用了光学系统CCD等的摄像部对条形码标记的条形码摄像，将其输出信号输入模拟处理部。在模拟处理部中，进行信号放大，取样和同步，模/数变换等，将条形码像的条和空隔的反射亮度信息的数字信息输入帧存储器中。然后，由CPU等构成的数据处理部利用此帧存储器的信息对条形码信息解码，根据此解码所得的条形码信息被送到主计算机等去显示给操作者。

在上述数据处理部的解码方法中，首先，被摄像所得的像的数据判断是条还是空隔。而且在帧存储器上条形码信息配置方向扫描的同时进行这种判断，并且求得条和空隔的距离关系。利用这些按照各条形码的信号情形(信号规格)进行解码。

上述CCD等的摄像部可以用线上排列的摄像单元的线传感(1DCCD)来实现，也可以用面上排列摄像单元的面传感(2DCCD)来实现。用线传感的场合时，有必要在条形码上对摄像区域扫描，读取条形码全部的像信息。在面传感场合，因为是在摄像区域内摄取全部条形码像，有可能总括地读取条形码的像。

现在广泛使用的面传感的画面单元数，例如2DCCD中多达38万左右。38万画面单元的构成一般是768单元×493单元(纵×横)。不言而喻，此数以上画面单元的也有，可是属于非常昂贵的。但是这种38万画面单元的面传感的价格也是很高昂的，所以要制作便宜的扫描器(条形码阅读器)的时候就成了问题。

此外，从取样定理，有必要将在光学系统的物体面上的条形码最小模块成像在像面的面传感器上最低为2个画面单元，理想的为从5个画面单元到10个画面单元的样子的面积上(其中，最小模块是构成条和空隔的最小单位，图1c上所示的那样面积)。为此，横方向的画面单元数少的38万画面单元的面传感器不能读高密度大尺寸的二元条形码而不太实用。

为要解决这些问题，使用价廉的画面单元数多的线传感器是有利的。可是，用线传感器的场合中，上述那样的帧存储器将有必要。例如用画面单元数为2048画面单元的线传感器，要存储500线的画像数据，需要约1M字的存储容量。要使解码时间短必需要高速存取的存储器，这样的1M字的存储器构成将是昂贵的。

如上述，在以往的技术中，价廉的二元条形码阅读器要作成功很难。

鉴于以上各点，本发明以提供可以解决为对条形码信息解码所必需的存储容量要少的问题，结果是价廉的条形码阅读器。

为达到上述目的，本发明的条形码阅读器的特征是具备检出条形码的传感器；将从该传感器输出的、按时序得到的条和空隔配列方向的条形码像信息转换为条和空隔的长度信息的置换装置；将从该置换输出的长度信息作为供解码的数据贮存起来的存储器。

即，本发明的条形码阅读器在把从传感器输出的得到按时序的条和空隔配列方向的条形码像信息贮存在存储器中时不是就原样子贮存，而是由置换装置置换成条和空隔的长度信息来贮存，使用存储容量少的存储器变得可能，能够提供便宜的条形码阅读器。

图1A是表示作为以往的条形码的例子的JAN码的图；

图1B是表示作为二元条形码的例子的PDF417码的图；

图1C是为了说明最小模块宽的图；

图2A至图2C是分别为了说明解码所必要的条形码像信息的长度信息的图；

图3是为了说明在用线传感器场合的扫描动作的图；

图4是关于第一实施例的条形码阅读器的构成方框图；

图5是表示在对二元条形码的一个列多次扫描读出的场合用于将一次扫描中相同的数据贮存在存储器中的构成的图；

图6是表示贮存在存储器中内容扫描的情形的图；

图7是表示本发明第一实施例的计数部的构成的图；

图8是表示将图2A那样的条形码的条和空隔长度写入存储的一个例子的图；

图9是表示本发明第2实施例计数部的构成的图；

图10是表示本发明第3实施例计数部的构成的图；

图11是表示本发明第4实施例计数部的构成的图；

图12是为了说明用图11的计数部得到的长度信息的图；

图13是表示在用面传感器取代图4中线传感器场合时面传感的读出方向的图；及

图14A和图14B分别是表示用激光扫描场合的读出方向的图。

在说明本发明实施例之前，为了有助于理解本发明，首先说明本发明的概念。

一般，解码必需的条形码的信息是长度信息，它们大体区别起来，是表示为图2A至图2C所示出的样子。

即，图2A表示的长度信息，分别是条、空隔的长度，依次用Wn表示。

图2B表示的长度信息，是从由空隔移到条的边界处到下一个同样的边界处间的距离，以及从由条移到空隔的边界处到下一个同样的边界处间的距离，依次用Tn表示。

图2C表示的长度信息是表示为以下那样的条和空隔的长度的东西。即，设定一个基准长度，例如像图示的从起点取准长度这么长后的点如果处在空隔处的话，把这个长度就取为L₁。其次，从这个空隔上的点起的一个基准长后的点如果处在条上的话，这个长度取为L₂。但是，接着从这个条的点起取基准长后的点还是处在条上，这个长度就不用，再从这点出发取一个基准长来判断那个点。这样下面一个点如处在空隔上，则到这个点为止的长度取为L₃。如此重复，表示出条和空隔的长度L_n。

图2A及图2B上表示的那种长度信息主要使用在PDF417，Code 16K这样的条形码中。相对于这些，图2C上表示的那种长度信息主要使用在DATA，CODE，Vericode这样的条形码中。不论对哪一种信息可以说有一点是共通的，条或空隔的长度信息是必要的，而像信息这个东西并非特别必要。总之，代替将像信息贮存在帧存储器内只将条或空隔的长度信息存储起来可以大幅度地削减存储器。

其次，条形码像的读取装置使用线传感器。为了用线传感器读得二元条形码的全体，成像在线传感器上的物体面的区域，如图3中箭头所示，有必要在二元条形码上扫描。因需读取成像于线传感器上分别得自条和空隔的像的长度的缘故，这个区域和条及空隔的配置方向保持平行。为了实现这样的扫描，放有条形码的工作台或光学系统应相对于成像于线传感器上的物体面的区域配置方向正交的方向作移动。或者，在光学轴上配置镜子等的光学元件，此镜子绕光学轴作回转以实现该图那样区域的移动。

以下，参照附图说明本发明的实施例。

图4是表示关于本发明第一实施例的条形码阅读器10的全部构成的方框图。

线传感器18由光学系统16成像，对置于工作台12上的卡、片、物体等上贴有的条形码标记14的条形码图像摄像。由此，表示条形码图像的条和空隔的亮度信息用来自线传感器18的模拟影像信号的形式读出。此亮度信息供给含有放大器，取样和同步(S/H)，模/数变换器(A/D)等的模拟处理部20作为数字影像信息。这个数字影像信息输入给计数部22。计数部22对图2A至图2C的Wn，或Tn，或Ln计数。这个计数动作由计数控制部24来控制。关于此计数的方法在后面详细叙述。上述Wn，Tn，或Ln的计数的结果存入存储器26。

这里，对二元条形码的一个列多次扫描读出的场合，同样的条或空隔的长度就会多次计数。这样，连续送入同样的数据不必都存入存储器26，只存入扫描一次的数据就可以了。

图5表示这个方法的具体例子。即，从上数计数部22输出的计数结果输入FIFO(先进先出)存储器28和比较器30。FIFO存储器28具有能贮存一次扫描的计数结果的容量。又，这个FIFO存储器28的输出直接输入上述比较器30的同时，根据上述比较器30的控制信号输出通过控制开闭的开关32写入上述存储器26。上述比较器30只在来自计部22输入的一次扫描的计数结果和从FIFO存储器28输入的前一次扫描时一行的计数结果为不同时才闭合开关32，输出控制信号。其中，因存在若干计数误差，实用上有若干的计数结果差别(例如，达几个计数量)就判断为是同样结果。

即，对这样的构成，某一次扫描时从计数部22输出的计数结果在写入FIFO存储器28的同时，在比较器30中和从FIFO存储器28的另一边输出的上一次扫描时的计数结果依次作比较。对相同的一个列作连续扫描的场合，根据此比较器30的比较结果就是相同的，扫描别的列的场合比较结果就变成不相同。相同结果的时候，从计数部22输出后一次扫描的计数结果期间，将此计数结果写入FIFO存储器28，可是从另一侧输出的计结果没有写入存储器30。是不同的结果时，从计数部22来的下一次扫描计数结果被写入FIFO存储器28的同时，从读FIFO存储器28的另一侧输出的计数结果经过开关32写入存储器26。这里，写入存储器26的是写入FIFO存储器28的前一次扫描时的数据。其结果，如图6，对同一列多次扫描的场合，只有第一次最初扫描时的计数结果在第二次扫描时被写入存储器26。

还有，参照图4，上述存储器26的内容用CPU等构成的数据处理部34进行解码。其解码结果送到主计算机等36中，将写了条形码信息的内容表示给操作者。此外，比数据处理部34，即使不用CPU而使用DSP(数字信号处理装置)等也可以构成。

为了用线传感器18读取二元条形码，成像在线传感器18上的区域，如图3那样，有必要对二元条形码上扫描。为此，本实施例的条形码阅读器10里，将条形码标记14在XY平面上移动。作为此种移动的方法，将贴有条形码标记14的卡，片、物等在工作台上固定。此工作台12在基台38上自由地移动而构成。此种工作台12的移动的控制由工作台移动控制部40进行。还有，由用CPU等构成的数据处理部34向此控制部40输入移动工作台12的计时控制信号。作为工作台12的移动方法，用和读出一行相同步的步进方法也可以，经常性等速移动也可以。

图7是表示为对图2A所示这种条和空隔的长度计数部的具体的构成的图。

上述模拟处理部20，经过放大，S/H等后的模拟影响信号输给A/D变换器20A。其中，存入存储器26的长度信息在是条和空隔的时候，A/D变换器20A用双值化回路可以适合。如果，条和空隔之间的亮度信息也存入的场合用几比特的A/D变换器可以适用。以下，为了说明的简单化，A/D变换器20A以是双值化回路的场合为对象来说明。

模拟处理部20的A/D变换器20A的输出输入到计数部22。在这个计数部22里，首先，来自该A/D变换器20A的数字影像数据输入空隔/条状态判断部42。此空隔/条状态判断部42中，输入的图像数据被判断出是条的一部分还是空隔的一部分。作为判断的方法，例如，空隔部分的反射率比条部分的反射率要大，所以亮度信号大(反射光量大)的场合判断为空隔，亮度信息小(反射光量小)的场合判断为条。

空隔/条状态判断部42的输出输入空隔部计数器44、条部分计数器46。各计数器的端子ENA，RST，CLK分别表示启动输入，复位输入，时标输入。各计数器在ENA端子为“高”，RST端子为“低”时，相应于向CLK端子的影像信号的转送时标输入而作计数动作。即，计数器44，46的计数放大按照影像信号的转送时标而进行。又，各计数器在RST端子为“高”时不进行计数动作。

这里，从A/D变换器20A转送来的影像数据在空隔的时候，从空隔/条状态判断部42输出空隔信号为“高”，条信号为“低”。反过来，在条的时候，空隔信号为“低”，条信号变为“高”。结果，转送来的影像数据在空隔部分的时候，只有空隔部分计数器44相应于影像信号的转送时标作计数放大动作。反之，转送来的影像数据在条部分的时候，只有条部分计数器46相应于影像信号的转送时标作计数放大的动作。

根据空隔/条状态判断部42可以判断为空隔部分或条部分终了的时候，计数放大停止，将计数结果写入存储器26中。写入结束之后，两个计器46、44复位，准备下一次计数。这些计数器的控制由计数控制部24进行。

图8中表示示于图2A这种条形码的空隔和条的长度信息写入存储器26的一例。这里，写入存储器26上的长度信息没有条和空隔的区别。但是，最初存在的是条还是空隔由各自的条形码的符号的情况(条形码规格)来决定，所以解码时开始的数据是条还是空隔能很容易判断。因而，此后如图8所示可以顺次地判断为是条、空隔的信息。

当然，在长度信息上附加条、空隔的状态信息更好。作为附加这种信息的具体方法，例如，在用二进制数表示长度信息的场合，取最上位的比特为“1”时是条，为“0”时是空隔，就可以表现出条、空隔的状态信息。

下面，参照图9，说明本发明的第2实施例。

在图7的第1实施例中，具有用于空隔和用于条的两个种类的计数器，但在图9的本发明第2实施例中在构成计数部22时使用一个计数器48兼用于空隔部分和条部分。此时，图中的空隔/条状态判断部42置换为空隔/条的边界检知部50。其他构成相同。

即，在图7的构成中，处在空隔或条的状态的时候，分别是计数器44、46作计数动作，但在图9的构成中，对空隔和条的边界起到下一个边界为止的距离计数。即，如果空隔和条的边界来了就开始计数，下一个空隔和条的边界来到将计数结果值存入存储器26，同时，将计数器48回到初值开始下一次计数。

下面，参照图10说明本发明的第3实施例。

图10是为了对如图2B那样的条或空隔的长度计数的关于本发明第3实施例的计数部22的方框图。与图9的第2实施例的不同点是图9中空隔/条的边界检知部50被分成从空隔变为条的边界检出部52和从条变到空隔的边界检出部54二个，计数器也使用二个系统(56，58)。其他构成则同样。

即，在图10的构成中，一个系统对从由空隔变到条的边界到一个同样的边界的距离计数，另一个系统对从由条变到空隔的边界到下一个同样的边界的距离计数。即，在某个系统中，它所对应方向的边界来了的话开始计数，下一个同样的方向的边界来到，将计数结果值存入存储器26的同时，将该计数器初始化以备再开始计数。

下面，参照图11，说明本发明的第4实施例。

图11是为了对发图2C那样的条和空隔的长度计的关于本发明第4实施例的计数部22的方框图。在本第4实施例中，使用最小模块概念获得空隔或条的长度的信息。这里，最小模块是构成条和空隔的最小单位，用使用了几块这种最小模块来表示。用检出这样的最小模块的大体上的中心点的反射强度信息来判断这个模块是空隔的还是条的。

这个中心点可以根据用来对最小模块宽计数的基准长计数器60算出。例如，与最小模块宽度相对应的图像信息的转送时标设定为10个时标，图1C这样的条形码端面起5个时标用空计数器62计数，再继续用基准长计数器60计数。这个基准长计数器60计了10个数的信号假设发出去，这个信号发出的时候从A/D变换变换器20A来的数字影像数据是最小模块的大体中心点的影像信息。

在本实施例中，根据空隔/条状态判断部64来判断来自A/D变换器20A的数字影像数据是空隔的还是条的。加法器66将来自基准长数据保持部70的基准长加上寄存器68的内容加起来，这个寄存器68的初值是“0”。来自上述基准长计数器60的信号形成触发信号送入和上一次的状态比较部72中。和上一次的状态比较器72中，上一次的触发信号输入的时候的状态作比较，是相同的结果的场合(即，空隔和空隔，或者条和条)，根据控制信号切换开关74，将加法器66的加算结果写入寄存器68。如果前一次的状态和这一次的状态不同的场合时(即，空隔和条，或者条和空隔)，将加法器66的加算结果通过开关74写入存储器26，再将寄存器68的内容复原。如此，如图12所示，将空隔和条的长度信息Sn和Bn置换为MSn和MBn并存入存储器26。

此外，本发明并不只限定为上述第1到第4实施例。

例如，条形码和线传感器18的相对移动不只限于上述工作台12，移动线传感器18这边也好，用操作者的手把持着贴有条形码标记14的卡，把它在轨道上推压滑移也是可以的。

还有，在以上实施例中，空隔/条的状态判断部42，64，边界检知部50～54，计数器44～48，56～62等计数部22的构成，也可以用硬件、软件任一种办法来实现。

另外，以上实施例，是用线传感器为例子来说明的，但本发明用面传感器替换线传感器也同样可以实施。由面传感器通常像图13那样读出各摄像单元的输出。所以，如用这个输出为图4的模拟影像信号，条形码和传感器或光学系统不相对移动就可以扫描条形码的全体。按照使用这样的面传感器，图4中的基台38和工作台12不要也能达到效果。

此外，用了激光扫描器，对由窄的条和窄的空隔宽较短的边构成的面如图14A和图14B那样扫描，同时求取反射强度得到按时序的输出用作图4的模拟影像信号也可以。这里，在和图14A的读出方向不同的场合，只要将存在图9的存储器26中的顺序每扫描一次改变一下，就可以得到由和图14B那样读出方向获得的场合等效的结果。

并且，本发明也适用于以往的JAN码那种一元条形码的条形码阅读器是无需说的事。

如以上所详述的，根据本发明可以提供对条形码信息解码所必要的存储容量少的条形码阅读器。

Claims (14)

1、一种条形码阅读器，其包括检出条形码的传感器，其特征是还包括：

从上述传感器输出所得按时序的条和空隔配置方向的条形码检出信号被置换为条和空隔的长度信息的置换装置；以及

将上述置换装置输出的长度信息作为供解码的数据贮存用的存储器。

2、根据权利要求1的条形码阅读器，其特征是其中上述传感器包含在上述条形码的条和空隔的配置方向上配置的线传感器。

3、根据权利要求1的条形码阅读器，其特征是其中上述条形码是二元条形码，以及上述传感器包含线传感器，它配置在上述二元条形码的条和空隔的配列方向上，在和上述二元条形码的条和空隔的配列方向相正交的方向上相关于该二元条形码作相对移动。

4、根据权利要求3的条形码阅读器，其特征是其中上述线传感器多次检出上述二元条形码各列，以及

上述置换装置包含列置换装置，它将由上述线传感器输出所得到按时序的条和空隔配列方向上的二元条形码的像信息按上述二元条形码各列每列一次地置换为条和空隔的长度信息。

5、根据权利要求4的条形码阅读器，其特征是上述列置换装置包括：

将从上述线传感器输出所得到按时序的条和空隔配列方向上的二元条形码的检出信号置换为条和空隔的长度信息的长度信息置换装置；

将用上述长度信息置换装置置换的一列的长度信息在上述长度信息置换装置将下一列置换完毕之前保持住的保持装置；

将用上述长度信息置换装置置换的一列上的长度信息和保持在上述保持装置中的一列上的长度信息作比较的比较装置；以及

用上述比较装置的比较结果，只有在两个长度信息不一致的时候才将保持在上述保持装置中的一个列上的长度信息存入上述存储器中去的装置。

6、根据权利要求1的条形码阅读器，其特征是其中上述置换装置包括：

对来自上述传感器的条形码检出信号是相应于空隔的一部分还是相应于条的一部分作判断的空隔/条的状态判断部；

对被上述空隔/条的状态判断手段判断上述来自传感器的条形码检出信号是对应于空隔的一部分的期间进行计数的空隔部分计数器；

对被上述空隔/条的状态判断部判断上述来自传感器的条形码检出信号是对应于条的一部分的期间进行计数的条部分计数器；以及

控制器，它在上述空隔/条的状态判断部从判断上述传感器来的条形码检出信号是相应于空隔的一部分的状态变为判断为相应于条的一部分的状态的时候，将上述空隔部份计数器的计值写入上述存储器，同时，它在上述空隔/条的状态判断部从判断上述传感器来的条形码的检出信号是相应于条的一部分的状态变为判断为相应于空隔的一部分的状态的时候，将上述条部分计数器的计数值写入上述存储器。

7、根据权利要求1的条形码阅读器，其特征是其中上述置换装置包括：

从来自上述传感器的条形码检出信号中检知对应于空隔和条的边界的边界检知部；

对从上述边界检知部检知对应于空隔和条的边界到检知下一个对应于空隔和条的边界为止的期间进行计数的计数器；以及

对应于由上述边界检知部段检知边界，将上述计数器的计数值写入上述存储器的控制器。

8、根据权利要求1的条形码阅读器，其特征是其中上述置换装置包括：

从来自上述传感器的条形码检出信号，检知对应于从空隔到条变化的边界的第1边界检知部；

对在被上述第1边界检知部检知相应于从空隔变到条的边界起到检知下一个相应于从空隔变到条的边界为止的期间进行计数的第1计数器；

从来自上述传感器的条形码检出信号中检知对应于从条到空隔变化的边界的第2边界检知部；

对在被上述第2边界检知部检知相应于从条变到空隔的边界起到检知下一个相应于从条变到空隔的边界为止的期间进行计数的第2计数器；以及

控制器，它在上述第1边界检知部检知从空隔到条的变化的边界时将上述第1计数器的计数值写入上述存储器中，同时，它在上述第2边界检知部检知从条到空隔的变化的边界时将上述第2计数器的计数值写入上述存储器中。

9、根据权利要求1的条形码阅读器，其特征是其中条及空隔的长度信息用所规定的最小模块个数表示。

10、根据权利要求9的条形码阅读器，其特征是其中上述置换装置包括：

计时器，对到了上述最小模块大体的中心点的时刻计时，发出触发信号；

空隔/条的状态判断部，它对来自上述传感器的条形码检出信号是对应于空隔的一部分还是对应于条的一部分作判断；

比较器，它对应于来自上述计时手段的触发信号，将上述空隔/条的状态判断部的状态判断结果和上一次触发信号供给时的状态判断结果作比较；以及

控制器，它根据上述比较器的比较结果，在两个状态判断结果表示为是相同的时候，将最小模块个数保持作增量，在两个状态判断结果表示为不同时，将上述所保持的最小模块个数写入上述存储器中去。

11、根据权利要求10的条形码阅读器，其特征是其中上述计时器包括：

对相当于上述最小模块的一半的长度的数进行计数的空计数器；

对相当于上述最小模块的长度的数进行计数的基准长计数器；以及

计时控制器，它使得在最初时，上述空计数器对相当于上述最小模块一半长度的数进行计数，此计数之后，反复在上述基准长计数器中进行相当于上述最小模块的长度的数的计数，上述基准长计数器每次对相当于上述最小模块长度的数进行计数时，发出上述触发信号。

12、根据权利要求10的条形码阅读器，其特征是其中上述控制器包括：

为保持数值的寄存器装置；

保持相当于上述最小模块长度的数值的基准长保持器；

将保持在上述寄存器装置中的数值和保持在上述基准长保持器中的数值做加法运算的加法器；

根据上述比较器的比较结果，表示为两状态判断结果是相同的时候，将上述加法器的加算结果保持在上述寄存器装置中，在两个状态判断结果表示为不同的时候，将上述加法器的加算结果写入上述存储器中的装置。

13、根据权利要求1的条形码阅读器，其特征是上述传感器包含面传感器。

14、根据权利要求1的条形码阅读器，其特征是上述传感器包含激光扫描器。

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