JP4173614B2 - 浮動２値化回路及び情報コード読取装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力信号を、該入力信号に追従させた追従信号をしきい値として２値化する浮動２値化回路、及びこの浮動２値化回路を用いて構成され、読取対象物に光を照射して反射光を受光することにより、読取対象物に記録された情報コードを読み取る情報コード読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、発光ダイオード等の発光素子を発光させて、商品等に印刷や貼着されているバーコード等の読取対象物に光を照射し、その読取対象物からの反射光を、受光素子が配列された受光センサ上に結像させ、該受光センサにて光電変換して得た電気信号（以下「受光信号」という）を、明暗いずれかに対応する２値化信号に変換し、その２値化信号における明暗パターンに対してデコード処理を実行することによって、情報コードの解読を行う情報コード読取装置が知られている。
【０００３】
このような情報コード読取装置においては、デーコードを成功させるために、受光センサから得られる受光信号を、実際の情報コードの明暗パターンに従って正しく２値化できることが要求される。
そのための２値化回路の一つとして、例えば、図８（ａ）に示すように、反転入力端子に２値化すべきアナログ信号Ａｉが入力され、出力端子が抵抗Ｒ１により電源電圧ＶDD（例えば＋５Ｖ）にプルアップされたコンパレータ１０と、入力されたアナログ信号Ａｉを減衰かつ遅延させてなる追従信号ＴＨを生成し、この追従信号ＴＨをコンパレータ１０の非反転入力端子に印加する追従信号生成部１１とからなる浮動２値化回路１０６が知られている。
【０００４】
この浮動２値化回路１０６において、追従信号生成部１１は、コンパレータ１０の出力端子及び非反転入力端子の間に接続された抵抗Ｒ２と、一端が非反転入力端子に接続され、他端がコンデンサＣ１を介して接地された抵抗Ｒ３と、カソードがコンデンサＣ１の非接地端側に接続され、アノードが抵抗Ｒ４を介して反転入力端子に接続されたダイオードＤ１と、アノードがコンデンサＣ１の非接地端側に接続され、カソードが抵抗Ｒ５を介して反転入力端子に接続されたダイオードＤ２とを備えている。なお、以下では、ダイオードＤ１及び抵抗Ｒ４からなる電流経路を第１経路、ダイオードＤ２及び抵抗Ｒ５からなる電流経路を第２経路という。また、コンパレータ１０の出力は、オープンコレクタにて構成されているものとする。
【０００５】
このように構成された浮動２値化回路１０６では、入力されたアナログ信号Ａｉが追従信号ＴＨの信号レベルより低く、コンパレータ１０が出力する２値化信号Ｄｂがハイレベル（≒ＶDD）である場合、追従信号生成部１１内では、抵抗Ｒ２，Ｒ３、第２経路からなる電流経路を、コンパレータ１０の出力端子側から反転入力端子側に向けて電流が流れる。その結果、追従信号生成部１１の等価回路は、図１０（ａ）に示す（但し、抵抗Ｒ９は無視）ように、図中点線で示す第１経路（Ｄ１，Ｒ４）が省略されたものとなり、電源電圧ＶDDの電圧レベルとアナログ信号Ａｉの信号レベルとの電圧差を、合成抵抗Ｒ１＋Ｒ２と合成抵抗Ｒ３＋Ｒ５とで分圧した信号レベルを有する追従信号ＴＨが生成されることになる。なお、第２経路には、ダイオードＤ２が挿入されているため、追従信号ＴＨはアナログ信号Ａｉより、少なくともダイオードＤ２の順方向電圧分だけ大きな信号レベルとなる。
【０００６】
一方、入力されたアナログ信号Ａｉが追従信号ＴＨの信号レベルより高く、コンパレータ１０が出力する２値化信号がロウレベル（≒０Ｖ）である場合、追従信号生成部１１内では、第１経路，抵抗Ｒ３，抵抗Ｒ２からなる電流経路を、コンパレータ１０の反転入力端子側から出力端子側に向けて電流が流れる。その結果、追従信号生成部１１の等価回路は、図１０（ｂ）に示す（但し、抵抗Ｒ９は無視）ように、図中点線で示す第２経路（Ｒ５，Ｄ２）が省略されたものとなり、アナログ信号Ａｉの信号レベルと接地レベルとの電圧差を、合成抵抗Ｒ４＋Ｒ３と抵抗Ｒ２とにより分圧した信号レベルを有する追従信号ＴＨが生成されることになる。なお、第１経路には、ダイオードＤ１が挿入されているため、追従信号ＴＨはアナログ信号より、少なくともダイオードＤ１の順方向電圧分だけ小さな信号レベルとなる。
【０００７】
但し、いずれの電流経路中にもコンデンサＣ１が含まれているため、生成される追従信号ＴＨは、アナログ信号Ａｉに対して、コンデンサＣ１の容量と他の抵抗Ｒ１〜Ｒ５とで決まる時定数に応じた遅延を有したものとなる。
即ち、追従信号生成部１１が生成する追従信号ＴＨは、図８（ｂ）に示すように、アナログ信号Ａｉより最大レベルが小さく且つ最小レベルが大きく、またアナログ信号Ａｉからわずかに遅延してアナログ信号Ａｉと同様に信号レベルが変化するものとなる。
【０００８】
なお、コンパレータ１０から出力された２値化信号Ｄｂは、この２値化信号Ｄｂが非反転入力端子に印加され、抵抗Ｒ６，Ｒ７からなる分圧回路により電源電圧ＶDDを分圧してなるしきい値が反転入力端子に印加され、出力端子が抵抗Ｒ８により電源電圧ＶDDにプルアップされたコンパレータ１２によって波形整形され、この波形整形された２値化信号Ｄｏが、デコード処理等を行うデータ処理部１０７に入力される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、情報コード読取装置にてバーコードの読み取りを行った場合、受光センサから出力される受光信号は、一般に、黒く印刷されたバーの部分では信号レベルが高く、逆に白く印刷されたスペース部分では信号レベルが低くなる。
【００１０】
そして、例えば、印刷上のかすれ等がある低品質ラベルを読み取った場合、受光センサからの受光信号は、印刷のかすれ部分では、バーの部分であるにも関わらず信号レベルが大きくなる（図８（ｂ）の区間Ｋ参照）。
そして、情報コード読取装置が、この受光信号を２値化するために、先に説明した浮動２値化回路１０６を用いている場合、その追従信号ＴＨは、このような印刷のかすれ等による信号レベルの変化にも追従するため、その部分にてアナログ信号Ａｉと追従信号ＴＨとが交差してしまい、バーの部分に対応する信号区間であるにも関わらず、２値化信号Ｄｂの信号レベルが反転し、いわゆるバー割れを生じさせてしまう。
【００１１】
これに対して、図９（ａ）に示すように、第２経路中のダイオードＤ２と抵抗Ｒ５との接続部分（以下「接続点Ｘ」という）に、抵抗Ｒ９を介してデータ処理部１０７の出力ポートＰｃを接続し、出力ポートＰｃをハイインピーダンス，或いはハイレベル（電源電圧レベルＶDD）に設定することにより、追従信号ＴＨの信号レベルを制御するよう改良された浮動２値化回路１０６ａが知られている。
【００１２】
即ち、この浮動２値化回路１０６ａでは、図１０に示す等価回路から明らかなように、出力ポートＰｃをハイインピーダンスとした場合には、抵抗Ｒ９は接続されていないものと見なせるため、上述の浮動２値化回路１０６と全く同様の構成となり、一方、出力ポートＰｃをハイレベルとした場合には、抵抗Ｒ９を介して抵抗Ｒ５に電流が流れ込むことにより、接続点Ｘの電位が高くなる。
【００１３】
その結果、追従信号ＴＨは、図９（ｂ）に示すように、第２経路に電流が流れる時、即ち２値化信号Ｄｂのハイレベル時（Ｄｂ＞Ａｉ）における信号レベルが高い側にシフトし、バー部分のかすれ等によって生じるアナログ信号Ａｉのピーク部分と追従信号ＴＨとが交差することがないため、バー部分のかすれをスペースとして誤認識してしまうことを防止できるのである。
【００１４】
しかし、この場合、追従信号ＴＨが常に高い信号レベルに保持されるため、このような追従信号ＴＨをしきい値として生成された２値化信号Ｄｂは、本来の情報コードよりバー部分は太く、スペース部分は細くなってしまう。すると、２値化信号をデコード処理するデータ処理部１０７では、デコードに失敗したり、場合によっては規格外のラベルを読み込んだものと認識してしまい、デコード自体が行われないことがあるという問題があった。
【００１５】
また、受光センサからの受光信号を、２値化することなく、そのままＡＤ変換してデータ処理部１０７に取り込み、その信号レベルから、かすれ等の影響を判断して、２値化する方法も考えられているが、この場合、２値化信号の反転タイミング、ひいては各レベルの幅を精度よく再現するためには、受光信号のサンプリング数を多くする必要があり、このサンプリングデータを処理するデータ処理部１０７での負担が重くなり、読み取り結果が得られるまでに時間を要するといった問題があった。
【００１６】
本発明は、上記問題点を解決するために、かすれ等のある低品質なラベルであっても、記録された情報コードを正確かつ高速に読み取ることが可能な情報コード読取装置、及び該情報コード読取装置を構成する際に好適な浮動２値化回路を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための発明である請求項１記載の浮動２値化回路では、２値化すべきアナログ信号の信号レベルが、分圧手段及びコンデンサにより生成される追従信号の信号レベルより大きく、コンパレータの出力である２値化信号がロウレベルである場合、分圧手段内では第１経路を経由して電流が流れ、逆に、アナログ信号が追従信号より小さく、２値化信号がハイレベルである場合、分圧手段内では第２経路を経由して電流が流れる。但し、追従信号の取出端と第１及び第２経路との間には、コンデンサが接続されており、このコンデンサが分圧手段を流れる電流にて充放電される。その結果、アナログ信号に応じて信号レベルが変化する追従信号は、このアナログ信号から遅延したものとなる。また、第１及び第２経路は、いずれもダイオードを用いて構成されているため、２値化信号がロウレベルの時には、少なくともダイオードの順方向電圧分だけアナログ信号より高い信号レベルを有し、２値化信号がハイレベルの時には、少なくともダイオードの準方向電圧分だけアナログ信号より低い信号レベルを有する追従信号が得られることになる。
【００１８】
そして、レベルシフト手段により、第２経路のダイオードのカソード側電位を上昇させると、これに応じて第２経路に電流が流れている時、即ち２値化信号がハイレベルの時の追従信号の信号レベルも上昇側にシフトする。
このため、例えば、明暗の２値を表すアナログ信号が、信号レベルの低い部分が情報コードの暗部（バーコードのバー部分等）を表し、信号レベルの高い部分が情報コードの明部（バーコードのスペース部分等）を表している場合、印刷のかすれ等の原因により、暗部に相当する部分のアナログ信号の信号レベルが、多少上昇したとしても、レベルシフト手段により、追従信号の信号レベルを高くすれば、これを情報コードの明部であると誤判定して、いわゆるバー割れを生じさせてしまうことがない。
【００１９】
また、特に本発明では、調整手段によりコンパレータ出力のプルアップ電圧を調整することが可能であり、２値化信号がハイレベルの時の追従信号の波形を適宜制御できるようにされている。
即ち、例えば、プルアップ電圧の電圧レベルを、第２経路のダイオードのカソード電位より低くなるように設定すれば、第２経路のダイオードはオフ状態に保持されるため、２値化信号がハイレベルの時に生成される追従信号はアナログ信号には追従せず、分圧手段の第１及び第２経路以外の部分の抵抗分とコンデンサの容量分とで決まる時定数に応じたスピードで、プルアップ電圧に向けてコンデンサが充電、或いは放電されるように動作する。
【００２０】
特に、プルアップ電圧が、２値化信号がロウレベルからハイレベルに変化する時にアナログ信号と追従信号とが交差する信号レベルより小さい場合には、２値化信号がハイレベルである間、コンデンサでは放電のみが行われ、これに応じて追従信号の信号レベルは低下し続けることになる。すると、２値化信号がハイレベルからロウレベルに変化する時に、アナログ信号と追従信号とが交差する信号レベルが低下することになり、ひいては２値化信号のハイレベルを早めに終了させ、このハイレベルの期間を短く（換言すれば、２値化信号のロウレベルの期間を長く）することができる。
【００２１】
つまり、本発明の浮動２値化回路によれば、レベルシフト手段により、追従信号の信号レベルを上昇させた場合でも、調整手段にてプルアップ電圧を適宜設定することで、２値化信号のハイレベル期間が短くなるよう調整できるため、アナログ信号が表す元の情報コードの明暗パターンを正確に再現した２値化信号を生成することができるのである。
【００２２】
また、印刷のにじみ等により、バー部分の絶対的な幅や、バー部分とスペース部分との比等が、情報コードが満たすべき規格から外れているような場合であっても、プルアップ電圧を適宜調整して、バー部分に対応するレベルの幅を上記印刷のにじみ分だけ短くした２値化信号を生成することにより、規格に適合したものに補正することができる。
【００２３】
なお、調整手段によるプルアップ電圧の調整範囲は、請求項２記載のように、レベルシフト手段によりシフトした第２経路のダイオードのカソード側電位より低い電圧範囲に設定されていることが望ましい。
このように設定した場合、第２経路のダイオードを確実にオフさせることができ、２値化信号のハイレベルの幅が短くなる側に、確実に制御することができる。
【００２４】
また、調整手段により、第２経路のダイオードがオフするようにプルアップ電圧を調整した場合、コンパレータの出力端子は、このプルアップ電圧にてプルアップされているため、追従信号の変化に伴って、コンパレータが出力する２値化信号のハイレベルの値も変化してしまう。
【００２５】
そこで、請求項３記載のように、コンパレータの出力端子には、プルアップ電圧の分圧値をしきい値電圧として、コンパレータからの出力信号を波形整形する波形整形手段を設け、この波形整形手段にて整形された２値化信号を出力することが望ましい。
【００２６】
即ち、コンパレータの出力は、ハイレベルがほぼプルアップ電圧、ロウレベルがほぼ接地レベルとなるため、プルアップ電圧の分圧値を波形整形手段のしきい値電圧とすることで、コンパレータの出力の波形整形を常に正しく行うことが可能となるのである。
【００２７】
次に、請求項４記載の情報コード読取装置では、照射手段が読取対象物に照射光を照射すると、読取対象物からの反射光を、受光手段が受光して光電変換し、受光レベルに応じた信号レベルを有する電気信号を生成する。そして、上述の請求項１ないし請求項３いずれか記載の浮動２値化回路からなる２値化手段が、受光手段から入力した電気信号を明暗のいずれかに対応する２値化信号に変換し、その２値化信号にて表された明暗パターン列をデコード手段がデコードすることにより、読取対象物に記録された情報コードを読み取る。また、デコード手段が明暗パターン列のデコードに失敗した場合、設定変更手段が、浮動２値化回路のレベルシフト手段及び調整手段の設定を変更するようにされている。
【００２８】
つまり、本発明の情報コード読取装置では、２値化手段として、請求項１ないし請求項３いずれか記載の浮動２値化回路を用いているので、かすれ等のある低品質ラベルに対する情報コードの読み取りを、正確かつ高速に行うことができると共に、印刷のにじみ等により、通常であれば規格外と判定されるようなラベルであっても、２値化信号にて表される明暗パターン列が、規格に適合するようなものに補正することができる。
【００２９】
また、デコードに失敗しても、設定変更手段がレベルシフト手段及び調整手段の設定を適宜変更し、追従信号の信号波形を変化させるため、様々な読取対象物に柔軟に適応して、情報コードの読み取りを常に好適に行うことができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、実施形態の情報コード読取装置の概略構成を表すブロック図である。図１に示すように、情報コード読取装置１は、読取対象物に光を照射して、その読取対象物上に印刷又は貼着されたバーコードを読み取るためのものであり、読取対象物に光を照射するために、複数の発光ダイオード、及び外部からの露光指令Ｓｄに従って発光ダイオードを発光させる駆動回路からなる照射手段としての発光回路２と、発光回路２が光を照射した時に、読取対象物にて反射される反射光を受けて、その読取対象物上の明暗パターン画像を表す画像情報を取り込む受光手段としての受光回路４とを備えている。
【００３１】
なお、受光回路４は、受光素子を一列に配列してなる受光センサ、受光センサ上に反射光を結像させるための結像レンズ、受光センサに取り込まれ光電変換された画像情報を、順次取り出すことにより受光信号Ａｒを生成するセンサ制御回路等からなる。そして、受光回路４から出力される受光信号Ａｒは、明暗パターン画像の明パターン（バーコードのスペース）に対応する部分では信号レベルが低く、暗パターン（バーコードのバー）に対応する部分では信号レベルが高くなっているものとする。
【００３２】
また、情報コード読取装置１は、受光回路４からの受光信号Ａｒを増幅する増幅回路５と、増幅回路５にて受光信号Ａｒを増幅することにより得られたアナログ信号Ａｉを、該アナログ信号Ａｉに基づいて生成した追従信号ＴＨをしきい値として２値化する２値化手段としての浮動２値化回路（以下、単に「２値化回路」という）６と、２値化回路６にて生成された２値化信号Ｄｏを取り込んでデコード処理等を実行し、バーコードにて表された情報コードの解読（デコード）等を行うデータ処理部７と、データ処理部７にてバーコードのデコードに成功した場合に鳴動させるブザー装置８と、データ処理部７での処理結果を外部に出力するための出力回路９とを備えている。
【００３３】
このうち、増幅回路５は、図２に示すように、前置増幅回路５ａ，主増幅回路５ｂからなる。
そして、前置増幅回路５ａは、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２と共に、周知の反転増幅回路として構成されたオペアンプ２０からなり、反転入力端子には、受光回路４からの受光信号Ａｒが抵抗Ｒ１２を介して印加され、非反転入力端子には、データ処理部７から供給されるバイアス信号Ｓｂが印加されるように構成されている。また、高周波ノイズを除去するため、オペアンプ２０の出力端子と反転入力端子との間には、抵抗Ｒ１１に並列接続されたコンデンサＣ１１が設けられていると共に、非反転入力端子がコンデンサＣ１２を介して接地されている。
【００３４】
このように構成された前置増幅回路５ａは、受光信号を、バイアス信号Ｓｂとの差に応じて反転増幅する。
なお、バイアス信号Ｓｂは、受光信号Ａｒの状態に応じて、０Ｖ〜５Ｖ（電源電圧ＶDD）の範囲で適宜設定される。つまり、バーコードは、下地が白い部分に印刷されるとは限らず、下地に色がついていたりすると反射率が大きく異なってくる。具体的に、受光回路４が出力する受光信号Ａｒは、下地部分の反射率が高い場合には、図３（ａ）に示すように、大きな直流成分を含んだバイアスレベルの高い波形となり、一方、下地部分の反射率が低い場合には、図３（ｂ）に示すように、バイアスレベルの低い波形となる。従って、このような受光信号Ａｒを単純に増幅したのでは、バイアスレベルが高い場合に、増幅回路５の出力が飽和してしまい、バーコードの明暗パターンを正確に反映した２値化信号を生成することができなくなるおそれがある。このため、バイアス信号Ｓｂによって適度なバイアスレベルを設定するようにされているのである。
【００３５】
次に、主増幅回路５ｂは、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２と共に、周知の非反転増幅回路として構成されたオペアンプ２２からなり、非反転入力端子には、前置増幅回路５ａからの信号が印加されるように構成されている。また、主増幅回路５ｂの増幅率を可変設定できるように、反転入力端子を接地する抵抗Ｒ２２と直列に抵抗アレイ２４が接続されている。更に、前置増幅回路５ａと同様に、高周波ノイズを除去するため、オペアンプ２２の出力端子と反転入力端子との間には抵抗Ｒ２１に並列接続されたコンデンサＣ２１が設けられていると共に、抵抗Ｒ２２と抵抗アレイ２４との間には、これらと直列接続されたコンデンサＣ２２が設けられている。
【００３６】
このように構成された主増幅回路５ｂは、前置増幅回路５ａからの信号を、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２、及び抵抗アレイ２４の抵抗値によって決まる増幅率にて増幅する。
ここで、抵抗アレイ２４を構成する各抵抗Ｒ３０〜Ｒ３ｎは、それぞれ異なる抵抗値を有しており、また、各抵抗Ｒ３０〜Ｒ３ｎの一端（以下「共通端」という）は、コンデンサＣ２２に共通に接続され、他端（以下「個別端」という）は、データ処理部７の持つ出力ポートＰa0〜Ｐanにそれぞれ接続されている。
【００３７】
但し、出力ポートＰa0〜Ｐanとしては、それぞれ個別に、ローレベル（即ち接地レベル）及びハイインピーダンスのいずれかに任意に設定可能なものが用いられている。つまり、接続された出力ポートＰai（ｉ＝０〜ｎ）がハイインピーダンスに設定された抵抗Ｒ３ｉは、等価的に接続されていないものとして扱うことができるため、接続された出力ポートＰaj（ｊ＝０〜ｎ）がローレベルに設定されている全ての抵抗Ｒ３ｊの合成抵抗値が、抵抗アレイ２４全体の抵抗値となる。
【００３８】
即ち、主増幅回路５ｂでは、出力ポートＰa0〜Ｐanを適宜設定することにより、主増幅回路５ｂの増幅率を様々な値に設定できるようにされている。
例えば、抵抗アレイ２４を、９本の抵抗Ｒ３０〜Ｒ３８（抵抗値：４３０ｋΩ，１１０ｋΩ，５６ｋΩ，３９ｋΩ，２０ｋΩ，１６ｋΩ，５．６ｋΩ，３ｋΩ，１．２ｋΩ）にて構成した場合、出力ポートＰa0〜Ｐa8の設定によって、次の［表１］に示すように、倍率が約０．７ずつ異なった１６種類の増幅率を設定することが可能となる。
【００３９】
【表１】

【００４０】
次に、本発明の主要部となる２値化回路６について説明する。
但し、本実施形態における２値化回路６は、先に従来技術の欄にて説明した２値化回路１０６ａ（図９（ａ）参照）とほぼ同様の構成をしているため、同一構成部分については同一符号を付して説明を省略し、構成の相違する部分を中心に説明する。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、本実施形態における２値化回路６は、コンパレータ１０の出力端子をプルアップする抵抗Ｒ１、及びコンパレータ１２のしきい値を生成する分圧抵抗Ｒ６に、電源電圧ＶDDを印加するのではなく、出力端子と反転入力端子とが短絡されたオペアンプ１４からなる周知のバッファ回路を介して、データ処理部７内のＤ／Ａコンバータにて生成したプルアップ電圧Ｖpu（本実施形態では、２〜３Ｖ）を印加するように構成されている。これ以外の構成は、２値化回路１０６ａと全く同様である。なお、追従信号生成部１１が本発明の分圧手段、抵抗Ｒ９及び抵抗Ｒ９が接続された出力ポートＰｃがレベルシフト手段、オペアンプ１４及び出力ポートＰｐが調整手段に相当する。
【００４２】
このように構成された２値化回路６では、コンパレータ１０の出力信号Ｄｂがロウレベルである場合、その動作はプルアップ電圧Ｖpuとは関係がないため（図１０（ｂ）参照）、従来の２値化回路１０６ａと全く同様に動作する。
また、コンパレータ１０の出力信号Ｄｂがハイレベルである場合、出力ポートＰｃの設定（ハイインピーダンス／ハイレベル）によって異なった動作となる。
【００４３】
即ち、まず、出力ポートＰｃがハイインピーダンスに設定されている場合、図５（ａ）に示すように、抵抗Ｒ９は接続されていないものとして扱うことができるため、従来の２値化回路１０６ａと同様に、追従信号ＴＨの信号レベルは、アナログ信号Ａｉの信号レベルより、少なくともダイオードＤ２の順方向電圧分だけ高いものとなる。
【００４４】
一方、出力ポートＰｃがハイレベル（つまり電源電圧ＶDD）に設定されている場合、接続点Ｘ（ダイオードＤ２のカソード側）の電圧Ｖｘは、抵抗Ｒ９，Ｒ５により電源電圧ＶDDを分圧した以上の大きさとなる。そして、この接続点Ｘの電圧Ｖｘが、コンデンサＣ１の充電電圧ＶC1より小さい場合には、図５（ｂ）に示すように、従来の２値化回路１０６ｂと同様に、出力ポートＰｃがハイレベルとされたことによる接続点電圧Ｖｘの電圧上昇分だけ、追従信号ＴＨの信号レベルも上昇させる。
【００４５】
また、接続点電圧Ｖｘが、コンデンサＣ１の充電電圧ＶC1より大きい場合には、図５（ｃ）に示すように、ダイオードＤ２がオフするため、コンデンサＣ１の充電電圧ＶC1、ひいては追従信号ＴＨの信号レベルは、コンデンサＣ１の容量と合成抵抗Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３にて決まる時定数に従ったスピードで、プルアップ電圧Ｖpuに向けて変化する。
【００４６】
つまり、コンパレータ１０の出力信号Ｄｂがロウレベルからハイレベルに変化した時の追従信号ＴＨの信号レベルより、プルアップ電圧Ｖpuが低い場合には、図４（ｂ）に示すように、追従信号ＴＨは、プルアップ電圧Ｖpuに向けて低下していくことになる。なお、本実施形態では、出力ポートＰｃをハイレベルに設定した場合、接続点電圧Ｖｘが、プルアップ電圧Ｖpuより高くなるように設定されている。
【００４７】
このため、追従信号ＴＨとアナログ信号Ａｉとは、従来装置のようにプルアップ電圧Ｖpuを電源電圧ＶDD（＝５Ｖ）とした時と比較して（図９（ｂ）参照）、低い信号レベルにて交差し、プルアップ電圧Ｖpuを低くするほど、交差する信号レベルはより低いものとなる。
【００４８】
なお、このようにプルアップ電圧Ｖpuを低く設定した場合、オープンコレクタにて構成されたコンパレータ１０の出力端子から出力される出力信号Ｄｂのハイレベル区間の信号レベルは、コンデンサＣ１の充電電圧と共に低下していくことになる。このため、本実施形態の２値化回路６では、この出力信号Ｄｂをコンパレータ１２にて波形整形し、その整形された２値化信号Ｄｏをデータ処理部７に供給している。
【００４９】
しかも、コンパレータ１２では、波形整形する際のしきい値電圧を、プルアップ電圧Ｖpuに基づいて生成しているため、プルアップ電圧Ｖpuの設定値に関わらず、常に、コンパレータ１０の出力信号Ｄｂを誤りなく波形整形することができる。
【００５０】
このように２値化回路６は、増幅回路５からのアナログ信号Ａｉを、そのアナログ信号Ａｉに追従する追従信号ＴＨを用いて２値化し、データ処理部７に供給するだけでなく、出力ポートＰｃ及びプルアップ電圧Ｖpuの設定を適宜変更して、追従信号ＴＨの波形を変化させることにより、印刷のかすれ等に基づくアナログ信号Ａｉのピークに追従して誤った２値化がなされることを防止したり、２値化信号Ｄｏのハイレベル／ロウレベルの幅を適宜調整することができるようにされている。
【００５１】
次に、データ処理部７は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを中心に構成され、発光回路２への露光指令Ｓｄを出力するための出力ポートＰｄ、前置増幅回路５ａへのバイアス信号Ｓｂを出力するための出力ポートＰｂ、主増幅回路５ｂの抵抗アレイ２４の抵抗値を設定するための出力ポートＰa0〜Ｐan、２値化回路６の接続点Ｘの電圧Ｖｘを調整するための出力ポートＰｃ、２値化回路６のプルアップ電圧Ｖpuを設定するための出力ポートＰｐ、２値化回路６からの２値化信号Ｄｏを入力するための入力ポートＰｉ、入力ポートＰｉから入力される２値化信号の各信号レベルの継続期間を測定するためのタイマー、出力ポートＰｂ，Ｐｐが出力するバイアス信号Ｓｂ，プルアップ電圧Ｖpuを生成するためのＤ／Ａ変換器等を備えたワンチップマイクロコンピュータからなる。
【００５２】
ここで、データ処理部７が実行する調整処理、及びデコード手段としてのデコード処理について説明する。
まず、調整処理は、発光回路２及び受光回路４を構成する発光素子や受光素子の性能に製品毎のばらつきがあるため、これを補正して製品毎のばらつきを抑えるために行うものであり、標準となるバーコードを読み取らせ、その時のアナログ信号Ａｉの振幅が予め設定された範囲内のものとなるように、出力ポートＰa0〜Ｐanを設定する。
【００５３】
次に、デコード処理は、バーコードを読み取る際に実行する処理であり、まず、予め設定された露光テーブルに従って、出力ポートＰｂ，Ｐｃ，Ｐｐを設定することにより、バイアス信号Ｓｂ，接続点Ｘの電圧Ｖｘ，プルアップ電圧Ｖpuを設定すると共に、露光指令Ｓｄを出力し、予め設定された露光時間の間、発光回路２に発光を行わせる。
【００５４】
その後、受光回路４から出力される受光信号Ａｒを、増幅回路５及び２値化回路６にて増幅，２値化してなる２値化信号Ｄｏを、入力ポートＰｉを介してデータ処理部７に取り込む。この時、２値化信号Ｄｏの立ち上がりエッジにて起動し、立ち下がりエッジにて停止するタイマーにて、２値化信号Ｄｏのハイレベルの継続期間、即ちバーコードのバー幅を測定し、２値化信号Ｄｏの立ち上がりエッジにて起動し、立ち下がりエッジにて停止するタイマーにて、ロウレベルの継続期間、即ちバーコードのスペース幅を測定する。このようにしてデジタルデータに変換されたバー幅及びスペース幅に基づいて、そのバーコードがどの様な情報コードを表しているのかを解読（デコード）する。
【００５５】
そして、デコードに成功した場合には、ブザー装置８に発音させると共に、出力回路９を介して、デコードにより解読した内容を外部に出力する。
一方、デコードに失敗した場合には、先の露光テーブルに従って、出力ポートＰｂ，Ｐｃ，Ｐｐの設定を変更した後、上述と同様の処理を、デコードが成功するまで繰り返し実行する。なお、露光テーブルに従って、出力ポートＰｃ，Ｐｐの設定を変更する処理が、本発明の設定変更手段に相当する。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態の情報コード読取装置１では、出力ポートＰｂ，Ｐｃ，Ｐｐを適宜設定することにより、受光信号Ａｒを増幅する際のバイアス信号Ｓｂや、アナログ信号Ａｉを２値化する際に用いる追従信号ＴＨの波形を、読み取るべきバーコードの状態（下地の色や印刷の品質）に適合させることができる。
【００５７】
そして、特に本実施形態の情報コード読取装置１では、追従信号ＴＨの信号レベルを高い側にシフトさせた時に、プルアップ電圧Ｖpuにより、追従信号ＴＨとアナログ信号Ａｉとが交差する信号レベル、即ち、コンパレータ１０の出力信号Ｄｂ（即ち２値化信号Ｄｏ）が反転するタイミング、ひいては２値化信号Ｄｏのハイレベル／ローレベルの幅を調整できるようにされている。
【００５８】
従って、本実施形態の情報コード読取装置１によれば、印刷のかすれ等によるバー割れを防止できるだけでなく、２値化信号Ｄｏのハイレベル／ロウレベルを常に、規格に適合した正常な幅とすることができる。また、このように、２値化信号Ｄｏのハイレベル／ロウレベルの幅を適宜調整することが可能であることから、印刷のにじみ等により、バー部分の幅が規格より太くなっているような場合でも、規格に適合するよう補正された２値化信号Ｄｏを生成することができ、規格外として読み取り不能となってしまうことがないため、装置の使い勝手を向上させることができる。
【００５９】
また、本実施形態の情報コード読取装置１では、前置増幅回路５ａのバイアス信号Ｓｂ、及び２値化回路６のプルアップ電圧Ｖpuを、データ処理部７内に設けられたＤ／Ａ変換器を用いて設定していると共に、主増幅回路５ｂの増幅率、及び２値化回路６の接続点電圧Ｖｘの調整を、出力ポートＰa0〜Ｐan，Ｐｃの設定により行っており、多彩な設定を極めて簡易な構成で実現でき、装置の小型化を図ることができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、主増幅回路５ｂの増幅率を調整処理にて設定して、デコード処理時には変更しないようにされているが、出力ポートＰa0〜Ｐanの設定も露光テーブルにて組み込んで、デコード処理時に主増幅回路５ｂの増幅率も可変するよう構成してもよい。
【００６１】
また、本実施形態では、前置増幅回路５ａのオペアンプ２０に供給するバイアス信号を、露光テーブルに従って設定するようにされているが、図６に示すように、オペアンプ２１，ダイオードＤ４，抵抗Ｒ４１，Ｒ４２により構成された周知のピークホールド回路を用いて、受光信号Ａｒのピークレベルを検出し、これを入力ポートＰｒを介してデータ処理部７に取り込み、データ処理部７内に設けられたＡ／Ｄ変換器を用いてデジタルデータに変換し、この受光信号Ａｒのピークレベルを表すデジタルデータに従って、バイアス信号Ｓｂを設定するように構成してもよい。この場合、一度ピークレベルを読み込むことができれば、以後、その情報コードについては、デコードに失敗してもバイアス信号Ｓｂを変化させる必要がないため、露光テーブルの設定の組合せを減少させることができ、より速やかに情報コードのデコードを終了させることができる。
【００６２】
更に本実施形態では、２値化回路６におけるプルアップ電圧Ｖpuを、データ処理部７内のＤ／Ａ変換器にて発生させているが、データ処理部７にＤ／Ａ変換器を備えていない場合や、Ｄ／Ａ変換器を省略してデータ処理部７、ひいては装置全体の小型化を図りたい場合には、図７（ａ）に示すように、抵抗Ｒ５１，Ｒ５２からなる抵抗アレイと抵抗Ｒ５３とで分圧回路を構成し、主増幅回路５ｂの抵抗アレイと同様に、抵抗アレイを構成する各抵抗Ｒ５１，Ｒ５２の個別端を、データ処理部７に設けられた出力ポートＰq1，Ｐq2に接続して、出力ポートＰq1，Ｐq2の設定によって、プルアップ電圧Ｖpuの電圧レベルを変化させるように構成してもよい。
【００６３】
また、本実施形態では、プルアップ電圧Ｖpuを供給するために、オペアンプ１４を用いて構成したバッファ回路を用いているが、より広い範囲でプルアップ電圧Ｖpuを制御する必要がある場合には、図７（ｂ）に示すように、コレクタが電源電圧ＶDD、エミッタがオペアンプ１４の出力端子、ベースがデータ処理部７の出力ポートＰｘに接続されたトランジスタＴＲを追加し、通常は、出力ポートＰｘをロウレベルとしてトランジスタＴＲをオフすることにより、オペアンプ１４からなるバッファ回路を介してデータ処理部７のＤ／Ａ変換出力から出力されたプルアップ電圧Ｖpuを供給し、オペアンプ１４の制御範囲以上の電圧を印加する場合には、出力ポートＰｘをハイレベルとしてトランジスタＴＲをオンすることにより、最大、電源電圧ＶDDにほぼ等しいプルアップ電圧Ｖpuを供給できるように構成してもよい。
【００６４】
但し、この場合、トランジスタＴＲの導通時に、オペアンプ１４に過大な電流が流入することを防止するため、オペアンプ１４の出力端子に電流の吐き出し方向を順方向としたダイオードＤ３を接続する必要がある。
また、図７（ｃ）に示すように、図７（ｂ）において、トランジスタＴＲの代わりにアナログスイッチ１６を接続し、出力ポートＰｙの信号レベル応じて、オペアンプ１４の出力、或いは電源のいずれかをプルアップ電圧Ｖpuの供給ラインに接続するように構成してもよい。この場合、図７（ｂ）の場合とは異なり、ダイオードＤ３を省略することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 情報コード読取装置の概略構成を表すブロック図である。
【図２】 増幅回路の詳細構成を表す回路図である。
【図３】 前置増幅回路の働きを表す説明図である。
【図４】 ２値化回路の詳細構成を表す回路図である。
【図５】 ２値化回路の動作を説明するための等価回路である。
【図６】 前置増幅回路の他の構成を表す回路図である。
【図７】 プルアップ電圧を供給するための他の構成を表す回路図である。
【図８】 従来の２値化回路の構成を表す回路図である。
【図９】 従来の２値化回路の他の構成を表す回路図である。
【図１０】 従来の２値化回路の動作を説明するための等価回路である。
【符号の説明】
１…情報コード読取装置、２…発光回路、４…受光回路、５…増幅回路、５ａ…前置増幅回路、５ｂ…主増幅回路、６…２値化回路、７…データ処理部、８…ブザー装置、９…出力回路、１０，１２…コンパレータ、１１…追従信号生成部、１４，２０，２１，２２…オペアンプ、１６…アナログスイッチ、２４…抵抗アレイ、Ｃ１，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２…コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ４…ダイオード、Ｐa0〜Ｐan，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｐ，Ｐｘ，Ｐｙ…出力ポート、Ｐｉ…入力ポート、Ｒ１〜Ｒ９，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ３０〜Ｒ３ｎ，Ｒ４１，Ｒ５１〜Ｒ５３…抵抗、ＴＲ…トランジスタ

Claims (4)

1. 明暗の２値を表すアナログ信号が反転入力端子に印加され、オープンコレクタの出力端子がプルアップされたコンパレータと、
   該コンパレータの出力端子及び反転入力端子間に生じる電圧差を分圧し、該分圧出力である追従信号の取出端と前記反転入力端子との間に、前記反転入力端子から出力端子に向けて電流を流すダイオードが接続された第１経路と、前記出力端子から反転入力端子に向けて電流を流すダイオードが接続された第２経路とを有する分圧手段と、
   前記取出端と前記第１及び第２経路との間に接続され、前記分圧手段を流れる電流にて充放電されることにより、前記アナログ信号に応じて信号レベルが変化する前記追従信号を該アナログ信号から遅延させるコンデンサと、
   前記第２経路のダイオードのカソード側電位を調整することにより、前記追従信号の信号レベルをシフトさせるレベルシフト手段と、
   を備え、前記追従信号が、前記アナログ信号を２値化するためのしきい値として前記コンパレータの非反転入力端子に印加される浮動２値化回路において、
   前記コンパレータの出力端子をプルアップするためのプルアップ電圧を調整する調整手段を設けたことを特徴とする浮動２値化回路。
2. 前記調整手段が調整する前記プルアップ電圧の調整範囲は、前記レベルシフト手段によりシフトした前記第２経路のダイオードのカソード側電位より低い電圧範囲に設定されていることを特徴とする請求項１記載の浮動２値化回路。
3. 前記コンパレータの出力端子には、前記プルアップ電圧の分圧値をしきい値電圧として、前記コンパレータからの出力信号を波形整形する波形整形手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の浮動２値化回路。
4. 照射光を読取対象物に照射する照射手段と、
   前記読取対象物からの反射光を受光して光電変換し、受光量に応じた信号レベルを有する電気信号を生成する受光手段と、
   該受光手段から入力した電気信号を明暗のいずれかに対応する２値化信号に変換する２値化手段と、
   該２値化手段を介して取り込んだ２値化信号における明暗パターン列をデコードすることにより、前記読取対象物に記録された情報コードを読み取るデコード手段と、
   を備えた情報コード読取装置において、
   前記２値化手段が、請求項１ないし請求項３いずれか記載の浮動２値化回路からなると共に、
   前記デコード手段が前記明暗パターン列のデコードに失敗した場合、前記浮動２値化回路のレベルシフト手段及び調整手段の設定を変更する設定変更手段を設けたことを特徴とする情報コード読取装置。

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