JP2001118029A - マーカー読取方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電気的な比較器を用いずに精度よく同期用マー
カーのエッジを検出し、データ用マーカーを精度よく読
み取ることができるようにする。 【解決手段】互いに平行に設けられた同期用マーカー及
びデータ用マーカーと、前記同期用マーカー及びデータ
用マーカーをそれぞれ検出する第１の光学式センサ及び
第２の光学式センサとを相対的に移動させ、第１、第２
の光学式センサによって検出された同期用マーカー及び
データ用マーカーに対応する出力信号をそれぞれデータ
登録バッファに登録する。前記登録した第１の光学式セ
ンサの出力信号が極大となるポイントＡ、Ｂを求め、こ
れらのポイントＡ、Ｂに基づいて同期用マーカーのマー
カーエッジ（検出ポイントａ、ｂ）を求める。そして、
検出ポイントａ、ｂと同じタイミングでバッファリング
したデータ用マーカーのデータを読み取り、このデータ
を２値化処理するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマーカー読取方法に
係り、特に同期用マーカーを検出するセンサのセンサ出
力に同期してデータ用マーカーを検出するセンサのセン
サ出力を取り込む場合の同期用マーカーのエッジ識別方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、バーコード読取手段の出力信号の
最大値と最小値の中間値を、バーコードの変化点（マー
カーのエッジ）とするものがある（特開平５−１７４１
７０号公報）。

【０００３】また、マーカーの白黒判別は、電気的な比
較器を用いるものが殆どであり、特開平５−１０１２１
２号公報には、バーコード信号を２値化するために電気
的な比較器が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マーカ
ーを検出するセンサの出力信号の最大値と最小値の中間
値をマーカーのエッジとすると、センサの出力信号（即
ち、最大値と最小値）に誤差が生じた場合に、その誤差
がエッジ位置に影響するという問題がある。

【０００５】また、マーカーのハイレベル／ローレベル
を検出するために電気的な比較器を用いると、システム
が高価になるという問題がある。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、電気的な比較器を用いずに精度よく同期用マー
カーのエッジを検出することができ、これによりデータ
用マーカーを精度よく読み取ることができるマーカー読
取方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本願請求項１に係るマーカー読取方法は、互いに平行
に設けられた同期用マーカー及びデータ用マーカーと、
前記同期用マーカー及びデータ用マーカーをそれぞれ検
出する第１のセンサ及び第２のセンサとを相対的に移動
させ、前記第１のセンサ及び第２のセンサによって検出
された前記同期用マーカー及びデータ用マーカーに対応
する出力信号をそれぞれ記憶し、前記記憶した第１のセ
ンサの出力信号が極大及び／又は極小となる時点を求
め、前記極大及び／又は極小となる時点に基づいて前記
同期用マーカーのマーカーエッジの検出時点を求め、前
記マーカーエッジの検出時点と同じタイミングで検出記
憶された前記第２のセンサの出力信号を読み取り、前記
読み取った第２のセンサの出力信号を２値化処理するこ
とを特徴としている。

【０００８】即ち、前記第１のセンサの出力信号が極大
及び／又は極小となる時点は、極大値又は極小値の検出
精度に比べて精度よく検知することができ、その結果、
前記極大及び／又は極小となる時点に基づいて同期用マ
ーカーのマーカーエッジの検出時点も精度よく求めるこ
とができる。このようにして求めた同期用マーカーのマ
ーカーエッジの検出時点と同じタイミングで検出記憶さ
れた第２のセンサの出力信号を読み取るため、第２のセ
ンサの出力信号を同期用マーカーに同期して精度よく取
り込むことができる。そして、このようにして取り込ん
だ第２のセンサの出力信号を２値化処理するようにして
いる。

【０００９】本願請求項２に示すように、前記第１のセ
ンサの出力信号が極大又は極小となる時点と次に極大又
は極小となる時点に基づいて前記同期用マーカーの４分
の１周期に対応する時間を求め、前記極大又は極小とな
る時点から前記求めた時間だけ前又は後の時点を、前記
同期用マーカーのマーカーエッジの検出時点とすること
を特徴としている。

【００１０】また、本願請求項３に示すように、前記記
憶した第２のセンサによって検出された前記データ用マ
ーカーに対応する出力信号の最大値と最小値の中間値を
閾値とし、前記読み取った第２のセンサの出力信号が前
記閾値よりも大きいか否かに基づいてハイレベル信号か
ローレベル信号かを判断することを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るマーカー読取方法の好ましい実施の形態について詳説
する。

【００１２】図１は本発明に適用される同期用マーカ
ー、データ用マーカーと、これらのマーカーをそれぞれ
検出する光学式センサとの関係を示す図である。

【００１３】図１に示すように同期用マーカー１０は、
所定の長さ（Ｌ）の黒色のマーカー１１が所定の長さ
（Ｌ）の間隔で被検出体に印刷されて構成され、データ
用マーカー１２は、所定の長さ（Ｌ）の白色（又は被検
出体の地色）のマーカー１３と黒色のマーカー１４とが
所定ビット数の２値化データに対応して被検出体に印刷
されて構成されている。

【００１４】また、同期用マーカー１０とデータ用マー
カー１２とは、互いに平行に設けられるとともに、前記
所定の長さ（Ｌ）の２分の１の長さ（Ｌ／２）だけ互い
に位相がずれて設けられている。

【００１５】一方、同期用マーカー１０を検出する第１
の光学式センサ１６と、データ用マーカー１２を検出す
る第２の光学式センサ１８とは並設され、同期用マーカ
ー１０及びデータ用マーカー１２が形成されている長手
方向（矢印Ａ方向）に一定の速度で移動し、それぞれ同
期用マーカー１０及びデータ用マーカー１２からの入射
光量に応じてアナログ信号を出力する。

【００１６】即ち、同期用マーカー１０を検出する第１
の光学式センサ１６は、図２（Ｃ）に示すように同期用
マーカー１０（図２（Ａ））に応じたアナログ信号を出
力し、同様にデータ用マーカー１２を検出する第２の光
学式センサ１８は、図２（Ｄ）に示すようにデータ用マ
ーカー１２（図２（Ｂ））に応じたアナログ信号を出力
する。

【００１７】上記のようにして検出されたデータ用マー
カー１２のアナログ出力は、同期用マーカー１０の変化
点（マーカーエッジ）に同期して取り込まれる。そし
て、取り込んだアナログ出力は、ハイレベル（Ｈレベ
ル）かローレベル（Ｌレベル）かが判断され、所定ビッ
ト数のデータとして読み取られる。

【００１８】次に、本発明に係るマーカーエッジの検出
方法について説明する。

【００１９】まず、同期用マーカー１０の隣接するマー
カー１１間の中心から次の中心までの長さ（２Ｌ）の通
過時間（Ｔ_AB）（即ち、同期用マーカー１０の１周期）
を計測する。この通過時間（Ｔ_AB）の計測は、図２
（Ｃ）に示すように同期用マーカーのアナログ出力が極
大となる時点（ポイントＡ）から次に極大となる時点
（ポイントＢ）までの時間を計測することによって求め
る。

【００２０】続いて、上記のようにして求めた時間（Ｔ
_AB）からマーカー１１の長さ（Ｌ）を通過するのに要す
る時間（Ｔ_L ）を計算し、更にその時間（Ｔ_L ）の２分
の１の時間（Ｔ_L/2 ）を計算する。

【００２１】ここで、上記時間（Ｔ_AB）、時間
（Ｔ_L ）、及び時間（Ｔ_L/2 ）は、次式、

【００２２】

【数１】Ｔ_L/2 ＝Ｔ_L ／２＝Ｔ_AB／４ …（１） の関係にある。即ち、時間（Ｔ_L/2 ）は、同期用マーカ
ー１０の１周期の４分の１の時間である。

【００２３】次に、ポイントＡとポイントＢとの中間の
ポイントＣから時間（Ｔ_L/2 ）だけ前のポイントを検出
ポイントａとし、ポイントＣから時間（Ｔ_L/2 ）だけ後
のポイントを検出ポイントｂとする（図２（Ｄ）参
照）。尚、前記ポイントＣは、ポイントＡとポイントＢ
との中間時点として求めることができ、又は同期用マー
カーのアナログ出力が極小となる時点から求めることが
できる。また、前記検出ポイントａは、ポイントＡから
時間（Ｔ_L/2 ）だけ後のポイントとして求めることがで
き、検出ポイントｂはポイントＢから時間（Ｔ_L/2 ）だ
け前のポイントとして求めることができる。

【００２４】即ち、同期用マーカーのアナログ出力が極
大又は極小となる時点から、同期用マーカーの４分の１
周期（時間（Ｔ_L/2 ））だけ前又は後の時点が、その同
期用マーカーのマーカーエッジ（検出ポイント）となる
時点である。

【００２５】一方、データ用マーカーのアナログ出力の
最大値（Ｄ_max ）と最小値（Ｄ _min）とを求め、その中
間値を閾値（Ｄ_th）とする。そして、上記のようにして
求めた検出ポイントａ、ｂ…で取り込んだデータ用マー
カーのアナログ出力（Ｄ_a 、Ｄ_b 、…）と閾値（Ｄ_th）
とを比較し、閾値（Ｄ_th）よりも大きいアナログ出力を
Ｈレベルと判断し、閾値（Ｄ_th）よりも小さいアナログ
出力をＬレベルと判断する。

【００２６】図３は本発明に係るマーカー読取方法が適
用された装置の概略図である。

【００２７】同図に示すようにこの装置は、第１の光学
式センサ１６と、第２の光学式センサ１８と、センサ駆
動部２０と、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）２
２とから構成されている。

【００２８】第１の光学式センサ１６は、発光ダイオー
ド１６Ａとフォトトランジスタ１６Ｂとから構成されて
おり、発光ダイオード１６Ａは同期用マーカー１０に光
を照射し、フォトトランジスタ１６Ｂは同期用マーカー
１０で反射した光の入射光量に応じた電圧のアナログ信
号を出力する。同様に、第２の光学式センサ１８は、発
光ダイオード１８Ａとフォトトランジスタ１８Ｂとから
構成されており、発光ダイオード１８Ａはデータ用マー
カー１２に光を照射し、フォトトランジスタ１８Ｂはデ
ータ用マーカー１２で反射した光の入射光量に応じた電
圧のアナログ信号をＭＰＵ２２に出力する。

【００２９】センサ駆動部２０は、ＭＰＵ２２からの速
度制御指令により図１に示したように第１の光学式セン
サ１６及び第２の光学式センサ１８を、同期用マーカー
１０及びデータ用マーカー１２上を所定の速度で移動さ
せる。尚、この実施の形態では、センサ側を移動させる
ようにしたが、マーカー側を移動させるようにしてもよ
い。

【００３０】ＭＰＵ２２は、マーカー読取方法が適用さ
れた装置（例えば、プリント用紙に印刷されたデータ用
マーカーを読み取り、その読み取ったデータに基づいて
印画を制御するプリンタ）を統括制御するとともに、本
発明に係るマーカー読み取りを実行するもので、２以上
のＡ／Ｄ変換器、バッファメモリ、処理回路等を有して
いる。ＭＰＵ２２内のＡ／Ｄ変換器は、複数の入力ポー
トを有しており、前記第１の光学式センサ１６のアナロ
グ出力及び第２の光学式センサ１８のアナログ出力は、
前記複数の入力ポートのうちの所定の入力ポートに割り
当てられている。そして、ＭＰＵ２２は、マーカー読取
時には前記割り当てられたＡ／Ｄ変換器の入力ポートを
選択し、第１の光学式センサ１６及び第２の光学式セン
サ１８のアナログ出力のＡ／Ｄ変換されたデータを取り
込む。

【００３１】次に、上記ＭＰＵ２２のマーカー読取時の
動作について、図４に示すフローチャートを参照しなが
ら説明する。

【００３２】まず、ポイントを０に初期設定し（ステッ
プＳ１０）、続いて、前記Ａ／Ｄ変換器のサンプリング
周期に相当する微小時間ｔ（msec) 待つ（ステップＳ１
２）。その後、第１の光学式センサ１６及び第２の光学
式センサ１８から入力するアナログ出力のＡ／Ｄ変換し
たデータを取り込み、ポイントを１だけインクリメント
し、データ登録バッファの前記インクリメントしたポイ
ントに対応するアドレスに同期用マーカー及びデータ用
マーカーのデータを登録する（ステップＳ１８）。

【００３３】次に、上記のようにして登録した同期用マ
ーカーのデータから極大値があるか否かを判別する（ス
テップＳ１６）。極大値がない場合には、ステップＳ１
２に戻り、同期用マーカー及びデータ用マーカーのデー
タを取り込み、これをデータ登録バッファに登録する。

【００３４】図５にデータ登録バッファに登録されたデ
ータ用マーカー及び同期用マーカーのデータの一例が示
されている。

【００３５】ステップＳ１６において、極大値が検知さ
れると、その極大値のポイントをポイントＡとし、この
ポイントＡを極大値登録バッファに登録する（ステップ
Ｓ１６、図５参照）。

【００３６】ポイントＡの登録が終了すると、次の極大
値のポイントＢを登録するための処理を実行する（ステ
ップＳ２０〜Ｓ２６）。尚、ステップＳ２０〜Ｓ２６
は、上記ステップＳ１２〜Ｓ１８と同様な処理のため、
その説明は省略する。

【００３７】このようにしてポイントＡ、Ｂの登録が終
了すると、ポイントＡ、Ｂ間の時間（Ｔ_AB）、時間（Ｔ
_L/2 ）、ポイントａ、ｂの時点、ポイントＣの時点を求
める（ステップＳ２８）。

【００３８】即ち、ポイントＡ、Ｂ間の時間（Ｔ_AB）
は、

【００３９】

【数２】 Ｔ_AB＝（ポイントＢ−ポイントＡ）ｔ …（２） によって求めることができる。

【００４０】また、時間（Ｔ_L/2 ）は、式（１）に示し
たようにＴ_L/2 ＝Ｔ_AB／４によって求めることができ、
ポイントＣの時点は、次式、

【００４１】

【数３】 ポイントＣ＝（ポイントＡ＋ポイントＢ）／２ …（３） によって求めることができる。

【００４２】更に、マーカーエッジとなる検出ポイント
ａ、ｂは、次式、

【００４３】

【数４】 検出ポイントａ＝ポイントＣ−Ｔ_L/2 ／ｔ …（４）

【００４４】

【数５】 検出ポイントｂ＝ポイントＣ＋Ｔ_L/2 ／ｔ …（５） によって求めることができる。

【００４５】尚、図５に示したデータ用マーカー及び同
期用マーカーのデータの例の場合には、 Ｔ_AB＝（ポイントＢ−ポイントＡ）ｔ＝（６２−６）ｔ
＝５６ｔ Ｔ_L/2 ＝Ｔ_AB／４＝１４ｔ ポイントＣ＝（ポイントＡ＋ポイントＢ）／２＝（６２
＋６）／２＝３４ 検出ポイントａ＝ポイントＣ−Ｔ_L/2 ／ｔ＝３４−１４
＝２０ 検出ポイントｂ＝ポイントＣ＋Ｔ_L/2 ／ｔ＝３４＋１４
＝４８ となる。

【００４６】また、データ用マーカーの最大値
（Ｄ_max ）と最小値（Ｄ _min）との中間値である閾値
（Ｄ_th）は、次式、

【００４７】

【数６】Ｄ_th＝（Ｄ_max ＋Ｄ _min）／２ …（６） によって求めることができ、図５に示したデータ用マー
カーのデータの場合には、Ｄ_th＝（１１０＋５０）／２
＝８０となる。

【００４８】次に、上記のようにして求めた検出ポイン
トａにおけるデータ用マーカーのデータが閾値（Ｄ_th）
よりも大きいか否かを判別し（ステップＳ３０）、大き
いと判別されると、検出ポイントａのデータをＨレベル
と判定し（ステップＳ３２）、小さいと判別されると、
検出ポイントａのデータをＬレベルと判定する（ステッ
プＳ３４）。

【００４９】同様にして、検出ポイントｂにおけるデー
タ用マーカーのデータが閾値（Ｄ_th）よりも大きいか否
かを判別し（ステップＳ３６）、大きいと判別される
と、検出ポイントｂのデータをＨレベルと判定し（ステ
ップＳ３８）、小さいと判別されると、検出ポイントａ
のデータをＬレベルと判定する（ステップＳ４０）。

【００５０】尚、図５に示した例の場合には、前述した
ように閾値（Ｄ_th）＝８０であり、検出ポイントａ（２
０）のデータ用マーカーのデータは６０（＜８０）であ
るためＬレベルと判定され、検出ポイントｂ（４８）の
データ用マーカーのデータは９５（＞８０）であるため
Ｈレベルと判定される。

【００５１】上記のようにしてデータ用マーカーを読み
取ることができる。尚、図４に示したフローチャートで
は検出ポイントａ、ｂにおけるデータ用マーカーのデー
タを読み取っているが、同様にして全ての検出ポイント
（同期用マーカーのマーカーエッジ）におけるデータ用
マーカーのデータを読み取るようにしている。

【００５２】尚、同期用マーカーを検出するセンサとし
ては、同期用マーカーの周期に応じてその検出信号が極
大又は極小となる検出信号が得られるものであれば、い
かなるセンサでもよい。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、同
期用マーカーの検出信号が極大及び／又は極小となる時
点を検知し、この極大及び／又は極小となる時点に基づ
いて同期用マーカーのマーカーエッジの検出時点を求め
るようにしているため、マーカーエッジの検出時点を精
度よく求めることができ、この検出時点に基づいてデー
タ用マーカーのデータを読み取るため、精度よくデータ
用マーカーを読み取ることができる。

【００５４】また、電気的な比較器を用いずに同期用マ
ーカーのマーカーエッジを検出することができるため、
安価なシステムを構築することができる。更に、電気的
な信号の違い、機械的な誤差が生じても対応できるため
システム設計が容易であるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に適用される同期用マーカー、データ用
マーカーと、これらのマーカーをそれぞれ検出する光学
式センサとの関係を示す図

【図２】本発明に適用される同期用マーカー、データ用
マーカーと、これらのマーカーをそれぞれ検出する光学
式センサセンサのアナログ出力との関係を示す図

【図３】本発明に係るマーカー読取方法が適用された装
置の概略図

【図４】図３に示したＭＰＵのマーカー読取時の動作を
説明するために用いたフローチャート

【図５】データ登録バッファに登録されたデータ用マー
カー及び同期用マーカーのデータの一例を示す図

【符号の説明】

１０…同期用マーカー、１２…データ用マーカー、１６
…第１の光学式センサ、１８…第２の光学式センサ、２
０…センサ駆動部、２２…ＭＰＵ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに平行に設けられた同期用マーカー
   及びデータ用マーカーと、前記同期用マーカー及びデー
   タ用マーカーをそれぞれ検出する第１のセンサ及び第２
   のセンサとを相対的に移動させ、 前記第１のセンサ及び第２のセンサによって検出された
   前記同期用マーカー及びデータ用マーカーに対応する出
   力信号をそれぞれ記憶し、 前記記憶した第１のセンサの出力信号が極大及び／又は
   極小となる時点を求め、 前記極大及び／又は極小となる時点に基づいて前記同期
   用マーカーのマーカーエッジの検出時点を求め、 前記マーカーエッジの検出時点と同じタイミングで検出
   記憶された前記第２のセンサの出力信号を読み取り、 前記読み取った第２のセンサの出力信号を２値化処理す
   ることを特徴とするマーカー読取方法。
2. 【請求項２】 前記第１のセンサの出力信号が極大又は
   極小となる時点と次に極大又は極小となる時点に基づい
   て前記同期用マーカーの４分の１周期に対応する時間を
   求め、前記極大又は極小となる時点から前記求めた時間
   だけ前又は後の時点を、前記同期用マーカーのマーカー
   エッジの検出時点とすることを特徴とする請求項１のマ
   ーカー読取方法。
3. 【請求項３】 前記記憶した第２のセンサによって検出
   された前記データ用マーカーに対応する出力信号の最大
   値と最小値の中間値を閾値とし、前記読み取った第２の
   センサの出力信号が前記閾値よりも大きいか否かに基づ
   いてハイレベル信号かローレベル信号かを判断すること
   を特徴とする請求項１又は２のマーカー読取方法。