JP3863952B2

JP3863952B2 - Symbol information reading device having disturbance light correction function

Info

Publication number: JP3863952B2
Application number: JP31486896A
Authority: JP
Inventors: 日出信久保
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: JPH10154201A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーコード記号等のシンボルを光学的に読み取る走査要素を有する読み取り装置に係り、特に外乱光の影響を受けずに、シンボルの信号成分を読み取るシンボル情報読み取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、シンボルにビーム光を照射し、その反射光を電気信号に変換して、記載される情報を読み取る装置が知られている。このシンボルの代表的なものとしては、例えば、複数のバーとスペースを配列して構成したバーコード記号が知られている。このバーコード記号の情報は、光学要素によって所望のスポット径に集光されたレーザビーム光をバーコード記号に照射し走査させて、そのバーコード記号からの反射光を受光し、反射光における反射率の差によって得られる光の強弱を電気信号に変換して読み取っている。一般的に、このような読み取り装置には、光源として半導体レーザダイオード（ＬＤ）が採用されている。
【０００３】
また、バーコード記号は、物品上や物品を梱包する外装に印刷されたり、シール等に印刷されて貼り付けられている。従って、バーコード記号を読み取りは、物品を流通させる場所、例えば屋外、倉庫など、太陽光や何等かの照明の下で行われる場合が多い。このためバーコード記号を読み取りは、バーコード記号表面に本来不要な人工光や太陽光などの外乱光が存在している中で行わなければならず、バーコード記号からの反射光に直流的な不要光が混入し、読み取り装置の電流電圧変換回路において、読み取ったバーコード記号の情報信号に外乱光による信号が重畳してしまい、読み取り性能に大きく影響を与えている。
【０００４】
更に外乱光の反射光量が大きくなると、読み取った情報信号のうち、外乱光の信号が占める割合が大きくなり、最終的には、バーコード記号を読み取っても記載される情報が読み取られない状況になる。
【０００５】
これらの問題を解決する技術として、特開平５−６２００２号公報、特公平５−１９１１４号公報等が提案されている。このうち、特開平５−６２００２号公報には、受光素子で受光した反射光による出力信号を直流電圧信号に変換する電流電圧変換回路に積分回路を付加し、電流電圧回路の出力電圧の直流分を補正する光学読み取り装置が提案されている。
【０００６】
また特公平５−１９１１４号公報には、受光素子の出力信号に低周波成分の帰還を行うコンデンサを含む帰還回路のコンデンサの充放電により帰還電流を生成し、信号成分のみを出力する手法が取られた装置が提案されている。
【０００７】
図４には、従来技術によるバーコード記号等のシンボル情報読み取り装置の概略的な回路構成を示す。
この構成において、バーコード記号を読み取る際には、光源３１に半導体レーザダイオード等の発光素子を使用して、光源駆動回路３２に駆動され、走査ミラー３３に出射ビームを照射する。そして走査ミラー駆動部３４により、走査ミラー３３を揺動させ、出射ビームをバーコード記号３５上で走査させて、そのバーコード記号３５からの反射光を電流電圧変換回路３６にて取り込み、電気信号に変換して得られる出力信号を微分回路３７で微分し、更に増幅・フィルタ回路３８及びＡＧＣ回路３９でノイズ除去を行なって、所定の電圧値に増幅した後に、２値化回路４０で２値化を行ない、データ処理回路４１で読み取ったデータを処理する回路構成が知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述したようなバーコード記号表面に人工光や太陽光などの外乱光が存在している状態でのバーコード記号の読み取りは、図５（ａ）に信号Ｓ1aとして示す信号波形が得られる。この様に、バーコード記号表面からの反射光と同時に不要な外乱光も走査周期毎に受光素子に入射し、その結果、光量変化の変り目で電流電圧変換回路の出力電圧に急峻な振幅変化をもたらしたり、信号Ｓ1bで示す波形の様に信号に大きなうねりを生じさせたりする。
【０００９】
この様に、得られた信号に歪みが生じていると、電流電圧変換回路で正しく変換されないばかりでなく、微分回路でも不要な信号を生成する原因にもなり、２値化回路で正しいデジタルデータ（信号Ｓ1c）が生成されなくなり、デコード性能に大きく影響を与えてしまう。
【００１０】
また、図５（ｂ）は、同図（ａ）に示した外乱光が同時に入射する時を拡大した信号波形を示しており、信号Ｓ2cのＡに示すように、出力されるはずの２値化信号が外乱光の影響により欠落してしまっている。
【００１１】
そこで本発明は、本来不要な人工光や太陽光などの外乱光が入射する環境下であっても、正確にバーコード記号の情報を読み取る外乱光補正機能を有するシンボル情報読み取り装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、任意の情報を反射率の異なる符号で表記するシンボルに対して、ビーム光を照射しつつ走査して、その反射光の強弱から前記情報を読み取るシンボル情報読み取り装置であって、帰還制御され、前記シンボルからの反射光を情報信号に生成する電流電圧変換手段と、前記電流電圧変換手段により外乱光が存在する環境下で得られた前記反射光から情報信号を生成する際に、前記外乱光を含む前記反射光から生成した情報信号から前記外乱光により発生する脈流成分のみを抽出し且つ増幅して脈流信号を生成する脈流電流抽出手段と、前記脈流電流抽出手段から出力された前記脈流信号を直流電圧信号に変換する整流手段と、前記整流手段からの直流電圧信号を、該直流電圧信号の変換量に比例した抵抗値に経時的に電流（光量）抵抗変換素子で変換し、該抵抗値で前記電流電圧変換手段の帰還制御における帰還抵抗値を可変して、前記脈流成分により発生する出力変動を抑制する出力制御手段とを備えるシンボル情報読み取り装置を提供する。
【００１３】
以上のような構成の外乱光補正機能を有するシンボル情報読み取り装置は、バーコード記号を読み取った情報信号光と同時に外乱光が受光素子に入射した際に、電流電圧変換手段の出力電圧に発生する信号のうねりから、外乱光の脈流成分のみ脈流信号を抽出し直流電圧に変換する。そしてこの直流電圧の変換量に比例した抵抗値に変換する電流（光量）抵抗変換素子により、電流電圧変換手段の合成帰還抵抗を可変し、若しくは、電圧抵抗素子により前記直流電圧の変換量に比例して帰還電流を制御し、前記電流電圧変換手段の前記脈流成分により発生する出力変動を抑制する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明による第１の実施形態として、シンボル情報読み取り装置における外乱光の影響を排除し、バーコード記号の情報を読み取る外乱光補正・電流電圧変換回路の構成例を示す図である。本実施形態において、外乱光補正・電流電圧変換回路以外の構成部位は、図４に示した従来の読み取り装置の構成部位と同等であり、本実施形態の説明においては、この特徴部分のみを説明する。
【００１５】
本実施形態の外乱光補正・電流電圧変換回路は、バーコード記号で反射した反射ビーム光を受光し、光電変換によりバーコード情報信号を生成する電流電圧変換回路に相当する回路であり、図４に示す様な従来構成の微分回路の前段に設けられている回路である。
【００１６】
この外乱光補正・電流電圧変換回路は、大別して、バーコード記号からの反射光を電気信号に変換する電流電圧変換部１と、電流電圧変換部１の出力信号に混入する外乱光によって発生した脈流成分（ＡＣ成分）のみを抽出して増幅し、直流電圧に変換して電流（光量）抵抗変換素子により、外乱光の信号強度によって得られる直流電圧の変化量に応じて、電流電圧変換部１の合成帰還抵抗（トランスインピーダンス）r を可変し、電流電圧変換部１からの出力電圧のうねりと急激なＡＣ変化を抑圧して、外乱光の影響を低減する外乱光補正部２とで構成される。
【００１７】
この電流電圧変換部１は、バーコード記号からの反射光を集光する受光光学系３と、集光された反射光を光電変換し光電信号（情報信号）を生成する受光素子（ＰＤ）４と、この情報信号を所定の電流電圧値に増幅する演算増幅器５と、該演算増幅器５の入出力端子に接続される帰還抵抗Ｒ１，Ｒ２およびコンデンザＣ１とで構成される。
【００１８】
前記演算増幅器５の反転入力端子５ａと出力端子５ｂ間に直列接続した抵抗Ｒ１，Ｒ２の合成抵抗値が、電流から電圧に変換する時のトランスインピーダンスになる。これらの抵抗Ｒ１，Ｒ２と並列に接続されているコンデンサＣ１は、信号に含まれている不要な高域成分のノイズを除去するためのＬＰＦ（Low Pass Filter)を形成する。また帰還抵抗の一方の抵抗Ｒ２には、カドニウムセルＣds６内の可変抵抗素子ｒが並列接続されている。このカドニウムセルＣds６は、後述するダイオードブリッジからなる整流部７より整流された直流電圧の変換量に比例した抵抗値に変換する電流（光量）抵抗変換素子の１つである。
【００１９】
前記電流電圧変換部１の出力端子８は、該電流電圧変換部１で出力した情報信号のエッジが強調された微分信号に生成する微分回路３７（図４に示すものと同等）と、前記外乱光補正部２とに接続される。
【００２０】
この外乱光補正部２は、電流電圧変換部１が出力した情報信号から脈流信号（ＡＣ成分）を増幅するための演算増幅部９と、増幅された脈流信号を直流電圧の信号に変換する整流部７と、電流電圧変換部１のトランスインピーダンスに接続し、外乱光の信号強度によって得られる前記直流電圧の変化量に応じて、トランスインピーダンスを可変する前記カドニウムセルＣds６とで構成される。
【００２１】
この演算増幅部９は、外乱光によって発生したＡＣ成分のみを増幅する非反転タイプの交流増幅器１０を備え、この増幅度は、抵抗Ｒ３，Ｒ４で決定される。抵抗Ｒ３に並列接続されるコンデンサＣ２は、前記コンデンサＣ１と同等であり、信号に含まれている不要な高域成分のノイズを除去する。また、抵抗Ｒ４に接続するコンデンサＣ３は、直流電流を阻止するためのコンデンサであり、通過周波数を決定する。この交流増幅器１０の周波数帯域は、出射ビームのスキャン周波数近傍を通過域とし、前記情報信号の周波数を阻止域となる様な時定数で構成されている。
【００２２】
前記交流増幅器１０で適度に増幅された外乱光の信号成分をダイオードｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４がブリッジ接続された整流部７で全波整流を行い、略直流に整流し、Ｃds６内部の発光素子に抵抗Ｒ５を通して電流を供給する。前記整流部７のダイオードｄ１，ｄ２の共通カソード端子と、ダイオードｄ３，ｄ４の共通アノード端子間に接続されたコンデンサＣ４は、略直流電圧を更に安定させるためのデカップ用コンデンザである。整流部７で整流されて、Ｃds６内部の発光素子に流れる電流は、外乱光の強さに比例する。外乱光の信号成分が大きい場合は、Ｃds６内部の発光素子の発光光量が増え、等価的にＣds６内部の可変抵抗素子の抵抗値を減少させる。この結果、電流電圧変換部１の一方の帰還抵抗Ｒ２の合成抵抗を低下させるため、全帰還抵抗（トランスインピーダンス）が下がり、電流電圧変換部１の出力電圧が低下する。この出力電圧の低下は、同時に、情報信号の電圧低下にもつながるが、外乱光が受光部に影響を与える近視野での信号光量は、比較的十分得られる点と、更には後段の自動利得調整回路（図４に示すＡＧＣ回路３９）で適正な信号振幅に増幅することにより、読み取り性能が悪化することはない。
【００２３】
よって、バーコード記号の読み取りの際に、外乱光が存在しても外乱光補正・電流電圧変換回路の出力信号が飽和したり、信号波形の大きなうねりが抑圧可能となるため、次段の微分回路における微分信号変換時に不要な信号波形を発生することなしに適正な微分信号が得られる。
【００２４】
この様に構成された第１の実施形態の外乱光補正・電流電圧変換回路により、図３に示す信号Ｓ3aのような外乱光に影響されない出力信号が得られ、後段の２値化回路から信号Ｓ3cに示すような２値化信号を得ることが出来る。
【００２５】
従って、本実施形態によれば、受光素子に入射する外乱光によって電流電圧変換部で変換された出力信号（情報信号）から脈流信号（ＡＣ成分）を検出して、直流電圧に変換し、この直流電圧に基づく電流（光量）抵抗変換素子による帰還抵抗値の可変により、電流電圧変換部の出力電圧を制御して、本来不要な人工光や太陽光などの外乱光の成分を除去し、外乱光が存在する悪条件下でも、バーコード記号の読み取りの際に、バーコード記号の情報信号が外乱光に影響されず、正確に情報を読み取ることが可能となる。
【００２６】
図２は、本発明による第２の実施形態として、シンボル情報読み取り装置の外乱光補正・電流電圧変換回路の構成例を示す図である。本実施形態は、前述した第１の実施形態における電流（光量）抵抗変換素子を電圧抵抗変換素子に置き換えた実施形態であり、他の構成及び作用はほぼ同じである。なお、本実施形態において外乱光補正・電流電圧変換回路以外の構成部位は、図４に示した従来の読み取り装置の構成部位と同等であり、ここでは特徴部分のみを説明する。
【００２７】
前記外乱光補正・電流電圧変換回路は、大別して、バーコード記号からの反射光を電気信号に変換する電流電圧変換部１１と、外乱光によって発生したＡＣ成分のみを電流電圧変換部１１からの出力信号から抽出して増幅し、直流電圧に変換する例えば、電界効果トランジスタ等の電圧抵抗変換素子により、外乱光の信号強度によって得られる直流電圧の変化量に応じて、電流電圧変換部１１の合成帰還抵抗（トランスインピーダンス）r を可変し、電流電圧変換部１１からの出力電圧のうねりと急激なＡＣ変化を抑圧して、外乱光の影響を低減する外乱光補正部１２とで構成される。
【００２８】
この電流電圧変換部１１は、バーコード記号からの反射光を集光する受光光学系１３と、集光された反射光を光電変換し光電信号（情報信号）を生成する受光素子（ＰＤ）１４と、この情報信号を所定の電流電圧値に増幅する演算増幅器１５とで構成される。演算増幅器１５の反転入力端子には後述する帰還抵抗Ｒ１１およびコンデンザＣ１１が接続される。このコンデンサＣ１１は、信号に含まれている高域成分のノイズを除去するためのＬＰＦを形成する。
【００２９】
前記電流電圧変換部１１の出力端子１６は、該電流電圧変換部１１で出力した情報信号のエッジが強調された微分信号に生成する微分回路３７（図４に示すものと同等）と、前記外乱光補正部１２とに接続される。
【００３０】
この外乱光補正部１２は、電流電圧変換部１１が出力した情報信号から脈流信号（ＡＣ成分）を増幅するための演算増幅部１７と、増幅された脈流信号を直流電圧の信号に変換する整流部１８と、電流電圧変換部１１の前記帰還抵抗Ｒ１１およびコンデンザＣ１１に接続し、電流電圧変換部１１に掛かる帰還電流を可変する帰還電流可変部１９とで構成される。
【００３１】
前記演算増幅部１７は、バーコード記号からの反射光に外乱光の成分が存在する場合に、前記電流電圧変換部１１からの出力信号から脈流信号（ＡＣ成分）を抽出し増幅する非反転タイプの交流増幅器２０を備える。
【００３２】
この交流増幅器２０は、外乱光によって発生したＡＣ成分のみを増幅し、外乱光のうねり成分のみを抽出する機能を有する。この交流増幅器２０の周波数帯域は、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３及びコンデンサＣ１２，Ｃ１３が接続され、出射ビームのスキャン周波数近傍を通過域に設定し、得られた情報信号の周波数を阻止域に設定するような時定数で構成されている。
【００３３】
更に整流部１８は、コンデンサＣ１４，Ｃ１５とダイオードＤ１１，Ｄ１２による半波整流形の倍電圧整流回路として構成され、演算増幅部１７で適度に増幅された脈流信号（外乱光の信号成分）を略直流電圧に生成し、その出力電圧を帰還電流可変部１９のＦＥＴトランジスタ２１のゲートに印加する。
【００３４】
この帰還電流可変部１９は、ＦＥＴトランジスタ２１と、抵抗Ｒ１５，Ｒ１６とで構成され、前記帰還抵抗Ｒ１１およびコンデンザＣ１１に接続し、外乱光の信号強度によって得られる前記直流電圧の変化量に応じて、電流電圧変換部１１に掛かる帰還電流を可変する。ＦＥＴトランジスタ２１は、直流印加電圧に比例して、ドレイン，ソース間のオン抵抗Ｒdsが変化するＰチャンネルタイプのＭＯＳＦＥＴを採用する。
【００３５】
ここでのトランスインピーダンスは、演算増幅器１５の反転入力端子と出力端間に接続された、抵抗Ｒ１１，Ｒ１５と、更には抵抗Ｒ１６とＦＥＴトランジスタ２１のドレイン、ソース間で決まるオン抵抗Ｒdsの並列接続で構成される合成抵抗により決定される。また、ＦＥＴトランジスタ２１のゲートとＧＮＤ間に挿入している抵抗Ｒ１４は、ＦＥＴトランジスタ２１のオフ時にゲートに掛かる電位を規定し、且つコンデンサＣ１５に蓄積された電荷の放電時間を決定する。
【００３６】
このような構成により、外乱光補正・電流電圧変換回路から出力される情報信号の電圧は、外乱光の信号成分が大きい場合は、ＦＥＴトランジスタ２１のゲート端子に印加される電圧が増加するため、等価的にドレイン，ソース間のオン抵抗Ｒdsが増加し、電流電圧変換部の帰還抵抗の合成抵抗が小さくなるため、外乱光補正・電流電圧変換回路の出力電圧が低下する。
【００３７】
従って、外乱光が存在しても、外乱光補正・電流電圧変換回路の出力信号が飽和したり、信号波形の大きなうねりを抑圧するため、微分回路における変換時に不要な信号波形を発生せずに適正な微分信号を生成することが出来る。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態によれば、信号光と同時に外乱光が受光素子に入射する際に、電流電圧変換部の出力電圧に発生する信号のうねりから、外乱光の脈流成分のみを抽出し、その脈流信号を整流して直流電圧に変換し、電流（光量）抵抗変換素子で前記直流電圧の変換量に比例した抵抗値に変換することにより、外乱光の信号強度によって得られる直流電圧の変化量に応じて、電流電圧変換部の合成帰還抵抗（トランスインピーダンス）を可変し、若しくは電圧抵抗変換素子により前記直流電圧の変換量に比例して帰還電流を可変し、外乱光補正・電流電圧変換回路の出力電圧のうねりと急激なＡＣ変化を抑圧する。同時に外乱光の入射があっても、電流電圧変換回路のシグナルヘッドルームが縮小するのを回避する。
【００３９】
従って、周囲の外乱光の信号の強さに応じて電流電圧変換回路の出力変動を抑制したことにより、読取り走査時に周囲の外乱光が信号光と同時に受光素子に入射しても、信号が飽和したり急峻な信号変化により不要な信号波形を発生させることが無くなり読取られた情報の精度が向上する。
【００４０】
以上の実施形態について説明したが、本明細書には以下のような発明も含まれている。
（１）物品に貼られたり或いは読み取りタグ等に印刷されたバーコード記号にレーザ光を走査し、その反射率の異なる部分の記号を検出し、電流電圧変換回路で信号電圧に変換し、更に微分回路で信号のエッジを強調し、更に自動利得調整回路（ＡＧＣ回路）により、所望の信号電圧に増幅し、２値化して情報を読み取るバーコード記号の情報を読み取る装置において、
前記電流電圧変換回路の帰還抵抗の抵抗値を信号振幅に重畳した外乱光の脈流（ＡＣ）成分に比例した略直流電圧に変換する直流電圧変換手段と、
この直流電圧の変換量に比例して前記電流電圧変換回路の帰還抵抗の抵抗値を可変する電流（光量）抵抗変換手段とを具備することを特徴とするバーコード情報読み取り装置。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、本来不要な人工光や太陽光などの外乱光が入射する環境下であっても、正確にバーコード記号の情報を読み取る外乱光補正機能を有するシンボル情報読み取り装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施形態として、シンボル情報読み取り装置の外乱光補正・電流電圧変換回路の構成例を示す図である。
【図２】本発明による第２の実施形態として、シンボル情報読み取り装置の外乱光補正・電流電圧変換回路の構成例を示す図である。
【図３】バーコード記号の読み取り時に、外乱光が存在しない場合に読み取られた信号波形を示す図である。
【図４】従来技術によるシンボル情報読み取り装置の概略的な回路構成を示す図である。
【図５】バーコード記号の読み取り時に、外乱光が存在した場合に読み取られた信号波形を示す図である。
【符号の説明】
１…電流電圧変換部
２…外乱光補正部
３…受光光学系
４…受光素子（ＰＤ）
５…演算増幅器
５ａ…反転入力端子
５ｂ…出力端子
６…カドニウムセルＣds（電流（光量）抵抗変換素子）
７…整流部
８…出力端子
９…演算増幅部
１０…交流増幅器
２１…ＦＥＴトランジスタ（電圧抵抗変換素子）
３７…微分回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reading apparatus having a scanning element that optically reads a symbol such as a bar code symbol, and more particularly to a symbol information reading apparatus that reads a signal component of a symbol without being affected by disturbance light.
[0002]
[Prior art]
In general, there is known an apparatus for reading information described by irradiating a symbol with beam light and converting the reflected light into an electric signal. As a typical symbol, for example, a bar code symbol configured by arranging a plurality of bars and spaces is known. This bar code symbol information is obtained by irradiating the bar code symbol with a laser beam light focused to a desired spot diameter by an optical element, scanning the bar code symbol, receiving the reflected light from the bar code symbol, and reflecting the reflected light. The intensity of light obtained by the difference in rate is converted into an electrical signal and read. In general, such a reading apparatus employs a semiconductor laser diode (LD) as a light source.
[0003]
Further, the barcode symbol is printed on the article or an outer packaging for packing the article, or is printed and pasted on a seal or the like. Therefore, the barcode symbol is often read under sunlight or some kind of lighting such as a place where goods are distributed, for example, outdoors or warehouses. Therefore, the barcode symbol must be read in the presence of disturbance light such as artificial light or sunlight that is originally unnecessary on the surface of the barcode symbol, and direct current is reflected in the reflected light from the barcode symbol. Unnecessary light is mixed in, and in the current-voltage conversion circuit of the reading apparatus, a signal due to disturbance light is superimposed on the read information signal of the bar code symbol, which greatly affects the reading performance.
[0004]
Further, when the amount of disturbance light reflected increases, the ratio of disturbance light signals in the read information signal increases, and eventually the information described is not read even if the barcode symbol is read. Become.
[0005]
As a technique for solving these problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-62002, Japanese Patent Publication No. 5-19114 and the like have been proposed. Of these, Japanese Patent Laid-Open No. 5-62002 discloses that an integration circuit is added to a current-voltage conversion circuit that converts an output signal of reflected light received by a light-receiving element into a DC voltage signal, so that the DC component of the output voltage of the current-voltage circuit can be obtained. There has been proposed an optical reader for correcting the above.
[0006]
Japanese Patent Publication No. 5-19114 discloses a method in which a feedback current is generated by charging and discharging a capacitor of a feedback circuit including a capacitor that performs feedback of a low-frequency component to an output signal of a light receiving element, and only a signal component is output. Proposed devices have been proposed.
[0007]
FIG. 4 shows a schematic circuit configuration of a symbol information reading device such as a barcode symbol according to the prior art.
In this configuration, when reading a bar code symbol, a light emitting element such as a semiconductor laser diode is used as the light source 31 and is driven by the light source driving circuit 32 to irradiate the scanning mirror 33 with the outgoing beam. Then, the scanning mirror drive unit 34 swings the scanning mirror 33 to scan the emitted beam on the barcode symbol 35, and the reflected light from the barcode symbol 35 is captured by the current-voltage conversion circuit 36, and the electric signal The output signal obtained by converting the signal into the differential signal is differentiated by the differentiating circuit 37, noise is removed by the amplifying / filtering circuit 38 and the AGC circuit 39, amplified to a predetermined voltage value, and then binarized by the binarizing circuit 40. There is known a circuit configuration for performing data processing and processing data read by the data processing circuit 41.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
When the bar code symbol is read in the state where disturbance light such as artificial light or sunlight exists on the surface of the bar code symbol as described above, a signal waveform shown as signal S1a in FIG. 5A is obtained. In this way, unnecessary disturbance light simultaneously with the reflected light from the surface of the bar code symbol is also incident on the light receiving element at every scanning period, and as a result, the amplitude of the output voltage of the current-voltage conversion circuit is sharply changed at the change of the light quantity. Or cause a large swell in the signal like the waveform shown by the signal S1b.
[0009]
In this way, if the obtained signal is distorted, it will not be converted correctly by the current-voltage converter circuit, but will also cause unnecessary signals to be generated by the differentiating circuit. (Signal S1c) is not generated, which greatly affects the decoding performance.
[0010]
FIG. 5 (b) shows an enlarged signal waveform when the disturbance light shown in FIG. 5 (a) is incident at the same time. As shown in A of the signal S2c, the binary signal to be output is shown. signal has gone missing by the impact of ambient light.
[0011]
Therefore, the present invention provides a symbol information reading apparatus having a disturbance light correction function that accurately reads bar code symbol information even in an environment where disturbance light such as artificial light or sunlight that is originally unnecessary is incident. With the goal.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, symbol information for scanning arbitrary information with symbols having different reflectivities and irradiating beam light and reading the information from the intensity of the reflected light. A reading device that is feedback-controlled and generates reflected light from the symbol as an information signal, and information from the reflected light obtained in an environment where disturbance light is present by the current-voltage converting means. in generating a signal, pulsating current extracting means for said from information signal generated from the reflected light only pulsating component generated by the disturbance light by amplifying Shi and exits extract to produce a pulsating signal including the ambient light When a rectifier means for converting the pulsating signal outputted from the ripple current extracting means into a DC voltage signal, a DC voltage signal from said rectifying means, resistive value proportional to the amount of conversion direct current voltage signal Over time is converted by the current (amount of light) resistance conversion element, by varying the feedback resistance value in the feedback control of the current-voltage converting means by said resistance, suppresses output control means an output fluctuation generated by said pulsating component A symbol information reading device is provided.
[0013]
The symbol information reading apparatus having the disturbance light correction function configured as described above is generated in the output voltage of the current-voltage conversion means when disturbance light is incident on the light receiving element simultaneously with the information signal light reading the barcode symbol. A pulsating flow signal is extracted from only the pulsating flow component of the disturbance light from the signal undulation and converted to a DC voltage. Then, the combined feedback resistance of the current-voltage conversion means is varied by a current (light quantity) resistance conversion element that converts the resistance value to a resistance value proportional to the DC voltage conversion amount, or is proportional to the DC voltage conversion amount by the voltage resistance element. Thus, the feedback current is controlled to suppress the output fluctuation caused by the pulsating flow component of the current-voltage conversion means.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a disturbance light correction / current-voltage conversion circuit that reads the information of a bar code symbol while eliminating the influence of disturbance light in a symbol information reading apparatus as a first embodiment according to the present invention. . In the present embodiment, the components other than the disturbance light correction / current-voltage conversion circuit are the same as the components of the conventional reading device shown in FIG. 4, and only this characteristic portion will be described in the description of the present embodiment. To do.
[0015]
The disturbance light correction / current-voltage conversion circuit of the present embodiment is a circuit corresponding to a current-voltage conversion circuit that receives reflected beam light reflected by a barcode symbol and generates a barcode information signal by photoelectric conversion. It is a circuit provided in the preceding stage of the differentiation circuit of the conventional configuration as shown in FIG.
[0016]
This disturbance light correction / current / voltage conversion circuit is broadly divided into a current / voltage conversion unit 1 that converts reflected light from a bar code symbol into an electric signal, and disturbance light mixed in the output signal of the current / voltage conversion unit 1. Only the pulsating flow component (AC component) is extracted and amplified, converted to DC voltage, and converted into DC voltage, current (light quantity) resistance conversion element, current-voltage conversion according to the amount of change in DC voltage obtained by the signal intensity of disturbance light The disturbance feedback correction unit 2 that varies the combined feedback resistance (transimpedance) r of the unit 1 and suppresses the swell of the output voltage from the current-voltage conversion unit 1 and a sudden AC change, thereby reducing the influence of disturbance light. Composed.
[0017]
The current-voltage converter 1 includes a light receiving optical system 3 that collects reflected light from a bar code symbol, and a light receiving element (PD) 4 that photoelectrically converts the collected reflected light to generate a photoelectric signal (information signal). And an operational amplifier 5 for amplifying the information signal to a predetermined current voltage value, feedback resistors R1 and R2 connected to the input / output terminals of the operational amplifier 5 and a condenser C1.
[0018]
The combined resistance value of the resistors R1 and R2 connected in series between the inverting input terminal 5a and the output terminal 5b of the operational amplifier 5 becomes a transimpedance when converting from current to voltage. A capacitor C1 connected in parallel with these resistors R1 and R2 forms an LPF (Low Pass Filter) for removing unnecessary high-frequency component noise contained in the signal. The variable resistance element r in the cadmium cell Cds6 is connected in parallel to one resistance R2 of the feedback resistance. The cadmium cell Cds6 is one of current (light quantity) resistance conversion elements that convert to a resistance value proportional to the conversion amount of the DC voltage rectified by the rectification unit 7 including a diode bridge described later.
[0019]
The output terminal 8 of the current-voltage conversion unit 1 includes a differentiation circuit 37 (equivalent to that shown in FIG. 4) that generates a differential signal in which the edge of the information signal output from the current-voltage conversion unit 1 is emphasized, and the disturbance It is connected to the light correction unit 2.
[0020]
The disturbance light correction unit 2 includes an operational amplification unit 9 for amplifying a pulsating flow signal (AC component) from the information signal output from the current-voltage conversion unit 1, and converts the amplified pulsating flow signal into a DC voltage signal. And a cadmium cell Cds6 that is connected to the transimpedance of the current-voltage converter 1 and varies the transimpedance according to the amount of change in the DC voltage obtained by the signal intensity of ambient light. .
[0021]
The operational amplifier 9 includes a non-inverting type AC amplifier 10 that amplifies only an AC component generated by disturbance light, and the amplification degree is determined by resistors R3 and R4. A capacitor C2 connected in parallel to the resistor R3 is equivalent to the capacitor C1, and removes unnecessary high-frequency noise contained in the signal. A capacitor C3 connected to the resistor R4 is a capacitor for blocking a direct current, and determines a passing frequency. The frequency band of the AC amplifier 10 has a time constant such that the vicinity of the scan frequency of the outgoing beam is a pass band and the frequency of the information signal is a stop band.
[0022]
A signal component of disturbance light appropriately amplified by the AC amplifier 10 is subjected to full-wave rectification by a rectifier 7 in which diodes d1, d2, d3, and d4 are bridge-connected, and rectified to a substantially direct current, so that a light emitting element inside the Cds 6 Is supplied with current through a resistor R5. A capacitor C4 connected between the common cathode terminals of the diodes d1 and d2 and the common anode terminal of the diodes d3 and d4 of the rectifying unit 7 is a decoupling condenser for further stabilizing the substantially DC voltage. The current rectified by the rectifying unit 7 and flowing to the light emitting element inside the Cds 6 is proportional to the intensity of the disturbance light. When the signal component of the disturbance light is large, the light emission amount of the light emitting element inside Cds 6 increases, and the resistance value of the variable resistance element inside Cds 6 is reduced equivalently. As a result, since the combined resistance of one feedback resistor R2 of the current-voltage converter 1 is lowered, the total feedback resistance (transimpedance) is lowered, and the output voltage of the current-voltage converter 1 is lowered. This decrease in output voltage also leads to a decrease in the voltage of the information signal. However, the amount of signal light in the near field where disturbance light affects the light receiving unit can be obtained relatively sufficiently, and further, the automatic gain in the latter stage By amplifying to an appropriate signal amplitude by the adjustment circuit (AGC circuit 39 shown in FIG. 4), the reading performance is not deteriorated.
[0023]
Therefore, when reading bar code symbols, even if disturbance light is present, the output signal of the disturbance light correction / current-voltage converter circuit can be saturated, or large undulations in the signal waveform can be suppressed. An appropriate differential signal can be obtained without generating an unnecessary signal waveform at the time of differential signal conversion in the circuit.
[0024]
The disturbance light correction / current-voltage conversion circuit according to the first embodiment configured as described above provides an output signal that is not affected by disturbance light such as the signal S3a shown in FIG. A binarized signal as shown in S3c can be obtained.
[0025]
Therefore, according to the present embodiment, the pulsating flow signal (AC component) is detected from the output signal (information signal) converted by the current-voltage converter by the disturbance light incident on the light receiving element, and is converted into a DC voltage, By changing the feedback resistance value by the current (light quantity) resistance conversion element based on this DC voltage, the output voltage of the current-voltage conversion unit is controlled to remove disturbance light components such as artificial light and sunlight that are originally unnecessary, Even under adverse conditions in which ambient light is present, when reading a barcode symbol, the information signal of the barcode symbol is not affected by the ambient light, and the information can be read accurately.
[0026]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the disturbance light correction / current-voltage conversion circuit of the symbol information reading apparatus as the second embodiment according to the present invention. The present embodiment is an embodiment in which the current (light quantity) resistance conversion element in the first embodiment described above is replaced with a voltage resistance conversion element, and other configurations and operations are substantially the same. In this embodiment, the components other than the disturbance light correction / current-voltage conversion circuit are the same as the components of the conventional reading device shown in FIG. 4, and only the characteristic portions will be described here.
[0027]
The disturbance light correction / current-voltage conversion circuit is roughly divided into a current-voltage conversion unit 11 that converts reflected light from a bar code symbol into an electric signal, and only an AC component generated by the disturbance light from the current-voltage conversion unit 11. For example, a voltage resistance conversion element such as a field effect transistor that extracts and amplifies the output signal and converts it into a DC voltage. It comprises a disturbance light correction unit 12 that varies the combined feedback resistance (transimpedance) r and suppresses the undulation of the output voltage from the current-voltage conversion unit 11 and a sudden AC change to reduce the influence of disturbance light. .
[0028]
The current-voltage converter 11 includes a light receiving optical system 13 that collects reflected light from the bar code symbol, and a light receiving element (PD) 14 that photoelectrically converts the collected reflected light to generate a photoelectric signal (information signal). And an operational amplifier 15 that amplifies the information signal to a predetermined current voltage value. A feedback resistor R11 and a condenser C11, which will be described later, are connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 15. The capacitor C11 forms an LPF for removing high frequency component noise contained in the signal.
[0029]
The output terminal 16 of the current-voltage converter 11 has a differentiating circuit 37 (equivalent to that shown in FIG. 4) that generates a differential signal in which the edge of the information signal output from the current-voltage converter 11 is emphasized, and the disturbance. It is connected to the light correction unit 12.
[0030]
The disturbance light correction unit 12 includes an operational amplification unit 17 for amplifying a pulsating flow signal (AC component) from the information signal output from the current-voltage conversion unit 11, and converts the amplified pulsating flow signal into a DC voltage signal. And a feedback current variable unit 19 that is connected to the feedback resistor R11 and the condenser C11 of the current-voltage conversion unit 11 and varies the feedback current applied to the current-voltage conversion unit 11.
[0031]
The operational amplifier 17 extracts and amplifies a pulsating flow signal (AC component) from the output signal from the current-voltage converter 11 when a disturbance light component is present in the reflected light from the bar code symbol. A type AC amplifier 20 is provided.
[0032]
The AC amplifier 20 has a function of amplifying only the AC component generated by the disturbance light and extracting only the swell component of the disturbance light. The frequency band of the AC amplifier 20 is such that resistors R12 and R13 and capacitors C12 and C13 are connected, the vicinity of the scan frequency of the outgoing beam is set as a pass band, and the frequency of the obtained information signal is set as a stop band. It consists of a time constant.
[0033]
Further, the rectification unit 18 is configured as a half-wave rectification type voltage doubler rectification circuit using capacitors C14 and C15 and diodes D11 and D12, and the pulsating signal (signal component of disturbance light) appropriately amplified by the operational amplification unit 17 is provided. A substantially DC voltage is generated, and the output voltage is applied to the gate of the FET transistor 21 of the feedback current variable unit 19.
[0034]
The feedback current variable unit 19 is composed of an FET transistor 21 and resistors R15 and R16, and is connected to the feedback resistor R11 and the condenser C11, according to the amount of change in the DC voltage obtained by the signal intensity of disturbance light. The feedback current applied to the current-voltage converter 11 is varied. The FET transistor 21 employs a P-channel type MOSFET in which the ON resistance Rds between the drain and the source changes in proportion to the DC applied voltage.
[0035]
The transimpedance here is a parallel connection of resistors R11 and R15 connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 15, and further an on-resistance Rds determined between the resistor R16 and the drain and source of the FET transistor 21. It is determined by the combined resistance composed of The resistor R14 inserted between the gate of the FET transistor 21 and the GND defines a potential applied to the gate when the FET transistor 21 is turned off, and determines the discharge time of the charge accumulated in the capacitor C15.
[0036]
With such a configuration, the voltage of the information signal output from the disturbance light correction / current-voltage conversion circuit increases the voltage applied to the gate terminal of the FET transistor 21 when the signal component of the disturbance light is large. Equivalently, the on-resistance Rds between the drain and the source is increased, and the combined resistance of the feedback resistance of the current-voltage conversion unit is reduced, so that the output voltage of the disturbance light correction / current-voltage conversion circuit is reduced.
[0037]
Therefore, even in the presence of disturbance light, the output signal of the disturbance light correction / current-voltage converter circuit is saturated, and large swells in the signal waveform are suppressed. An appropriate differential signal can be generated.
[0038]
As described above, according to this embodiment, when disturbance light enters the light receiving element simultaneously with signal light, only the pulsating flow component of disturbance light is generated from the undulation of the signal generated in the output voltage of the current-voltage converter. The pulsating flow signal is rectified and converted into a DC voltage, and converted into a resistance value proportional to the conversion amount of the DC voltage by a current (light quantity) resistance conversion element, thereby obtaining the signal intensity of disturbance light. The combined feedback resistance (transimpedance) of the current-voltage conversion unit is varied according to the amount of change in the DC voltage, or the feedback current is varied in proportion to the amount of conversion of the DC voltage by the voltage resistance conversion element. The swell of the output voltage of the correction / current-voltage conversion circuit and a sudden AC change are suppressed. At the same time, the signal headroom of the current-voltage conversion circuit is prevented from being reduced even when ambient light is incident.
[0039]
Therefore, by suppressing fluctuations in the output of the current-voltage conversion circuit according to the intensity of the ambient disturbance light signal, the signal is saturated even when ambient disturbance light enters the light receiving element simultaneously with the signal light during scanning. Therefore, unnecessary signal waveforms are not generated due to a sharp signal change, and the accuracy of the read information is improved.
[0040]
Although the above embodiments have been described, the present invention includes the following inventions.
(1) A bar code symbol affixed to an article or printed on a reading tag is scanned with a laser beam, a symbol having a different reflectance is detected, converted into a signal voltage by a current-voltage conversion circuit, and further In a device that reads the information of a bar code symbol that emphasizes the edge of a signal with a differentiating circuit, further amplifies it to a desired signal voltage by an automatic gain adjustment circuit (AGC circuit), and binarizes the information.
DC voltage conversion means for converting the resistance value of the feedback resistor of the current-voltage conversion circuit into a substantially DC voltage proportional to the pulsating flow (AC) component of disturbance light superimposed on the signal amplitude;
A bar code information reading device comprising: current (light quantity) resistance converting means for changing a resistance value of a feedback resistor of the current-voltage conversion circuit in proportion to a conversion amount of the DC voltage.
[0041]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a symbol having a disturbance light correction function that accurately reads barcode symbol information even in an environment in which disturbance light such as artificial light or sunlight that is originally unnecessary is incident. An information reading device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a disturbance light correction / current-voltage conversion circuit of a symbol information reading device according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a disturbance light correction / current-voltage conversion circuit of a symbol information reading device as a second embodiment according to the present invention;
FIG. 3 is a diagram showing a signal waveform read when disturbance light is not present when a bar code symbol is read.
FIG. 4 is a diagram showing a schematic circuit configuration of a symbol information reading apparatus according to a conventional technique.
FIG. 5 is a diagram showing a signal waveform that is read when ambient light is present when a bar code symbol is read.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Current-voltage conversion part 2 ... Disturbance light correction | amendment part 3 ... Light receiving optical system 4 ... Light receiving element (PD)
5 ... operational amplifier 5a ... inverting input terminal 5b ... output terminal 6 ... cadmium cell Cds (current (light quantity) resistance conversion element)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 ... Rectification part 8 ... Output terminal 9 ... Operation amplification part 10 ... AC amplifier 21 ... FET transistor (voltage resistance conversion element)
37. Differentiation circuit

Claims

A symbol information reading device that scans while irradiating beam light with respect to a symbol expressing arbitrary information with a code having a different reflectance, and reads the information from the intensity of the reflected light ,
Current-voltage conversion means that is feedback-controlled and generates reflected light from the symbol as an information signal;
Pulse generated when generating the information signal from the reflected light obtained in an environment where disturbance light exists by the current-voltage converting means, by the disturbance light from the information signal generated from the reflected light including the disturbance light a pulsating current extracting means for generating a pulsating signal by amplifying only the Shi out extraction and flow components,
A rectifying means for converting the pulsating signal outputted from the ripple current extracting means into a DC voltage signal,
The DC voltage signal from the rectifying means is converted into a resistance value proportional to the conversion amount of the DC voltage signal with a current (light quantity) resistance conversion element over time, and the resistance value is used in feedback control of the current-voltage conversion means. An output control means for varying a feedback resistance value and suppressing an output fluctuation caused by the pulsating component;
A symbol information reading apparatus having a disturbance light correction function.

A symbol information reading device that scans while irradiating beam light with respect to a symbol expressing arbitrary information with a code having a different reflectance, and reads the information from the intensity of the reflected light ,
Current-voltage conversion means that is feedback-controlled and generates reflected light from the symbol as an information signal;
Pulse generated when generating the information signal from the reflected light obtained in an environment where disturbance light exists by the current-voltage converting means, by the disturbance light from the information signal generated from the reflected light including the disturbance light a pulsating current extracting means for generating a pulsating signal by amplifying only the Shi out extraction and flow components,
A rectifying means for converting the pulsating signal outputted from the ripple current extracting means into a DC voltage signal,
In proportion to the conversion amount of the DC voltage signal from said rectifying means, an output variation varies the feedback current in the feedback control of the time with said current-voltage converting means by the voltage-resistance conversion element, generated by the pulsating component Output control means for suppressing,
A symbol information reading apparatus having a disturbance light correction function.