JP4256745B2 - Optical information reader - Google Patents

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発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

この発明は、バーコードや二次元コードのような光反射率の異なる部分で構成される読取対象の情報を読み取る光学的情報読取装置に関する。  The present invention relates to an optical information reading apparatus that reads information to be read, which is composed of portions having different light reflectivities such as bar codes and two-dimensional codes.

光学的情報読取装置、例えばバーコードスキャナは、よく知られるように黒バー(あるいは単にバー)と白バー(あるいはスペース)とで構成されるバーコードの画像にレーザ光線等を投射し、その反射光を受光して電気的処理を施すことによって、そのコード情報を読み取るものである。その電気的処理の際、受光素子によって光電変換された電気的アナログ信号である初期信号をデジタル信号に変換する二値化処理回路が、スキャナの読取精度を大きく左右する。
その二値化処理回路としては、一般にダイオードを利用した追従方式と、微分回路を利用した微分方式とが多く用いられている。
<追従方式の従来例>
As is well known, an optical information reader, such as a barcode scanner, projects a laser beam or the like on a barcode image composed of a black bar (or simply a bar) and a white bar (or space) and reflects the laser beam. The code information is read by receiving light and applying electrical processing. During the electrical processing, a binarization processing circuit that converts an initial signal, which is an electrical analog signal photoelectrically converted by the light receiving element, into a digital signal greatly affects the reading accuracy of the scanner.
As the binarization processing circuit, a tracking method using a diode and a differentiation method using a differentiation circuit are generally used.
<Conventional example of follow-up method>

追従方式として、ダイオードスライス回路を使用した二値化処理回路の例について説明する。図25はその構成例を示す回路図であり、図26はその動作を示す波形図である。これは特許文献1に開示されている。
この例では、図示していないラインイメージセンサからの電気的アナログ信号をデジタル信号に変換する二値化処理回路100は、図41に示されるように、アナログ信号が接続点Noに入力される逆並列に接続された1対のダイオードD1,D2とピークホールドコンデンサC1との直列回路から成るピーク整流ホールド回路101と、ガンマ補正コンデンサC2から成り、1対のダイオードD1,D2と並列に接続されたガンマ補正回路102と、抵抗R1とコンデンサC3との直列回路からなり、ピークホールドコンデンサC1と並列に接続さた注入成分調節回路103と、フィードバック抵抗R4を接続した比較器104と、その比較器104の非反転入力端子(+)にDCオフセット電圧を付与する抵抗R2と直流電源VccからなるDCオフセット回路105とからなる。
An example of a binarization processing circuit using a diode slice circuit will be described as the tracking method. FIG. 25 is a circuit diagram showing a configuration example thereof, and FIG. 26 is a waveform diagram showing the operation thereof. This is disclosed in Patent Document 1.
In this example, as shown in FIG. 41, the binarization processing circuit 100 that converts an electrical analog signal from a line image sensor (not shown) into a digital signal is the reverse of the analog signal being input to the connection point No. A peak rectification hold circuit 101 composed of a series circuit of a pair of diodes D1, D2 and a peak hold capacitor C1 connected in parallel and a gamma correction capacitor C2 are connected in parallel with the pair of diodes D1, D2. A gamma correction circuit 102, a series circuit of a resistor R1 and a capacitor C3, an injection component adjustment circuit 103 connected in parallel to the peak hold capacitor C1, a comparator 104 connected to a feedback resistor R4, and the comparator 104 A resistor R2 for applying a DC offset voltage to the non-inverting input terminal (+) and a DC power source Vcc Consisting of that DC offset circuit 105 Metropolitan.

そして、比較器104の反転入力端子(−)は1対のダイオードD1,D2の入力側の接続点N1に抵抗R3を介して接続され、反転入力端子(+)は対のダイオードD1,D2とピークホールドコンデンサC1との接続点Nに接続されており、アナログ信号Siを入力して、比較器104の出力端子から二値化信号Doを出力する。
図26に示す波形CH1は、スライスされるべきアナログ信号の実測値(電圧)、すなわち、図25の接続点Noに入力されるアナログ信号Siの実測値である。
The inverting input terminal (−) of the comparator 104 is connected to a connection point N1 on the input side of the pair of diodes D1 and D2 via the resistor R3, and the inverting input terminal (+) is connected to the pair of diodes D1 and D2. It is connected to a connection point N 1 with the peak hold capacitor C 1 , receives an analog signal Si, and outputs a binarized signal Do from the output terminal of the comparator 104.
A waveform CH1 shown in FIG. 26 is an actual measurement value (voltage) of the analog signal to be sliced, that is, an actual measurement value of the analog signal Si input to the connection point No in FIG.

波形CH2は、入力アナログ信号CH1に追従する信号であり、入力アナログ信号CH1に基づいて、図25における比較器104を除く各回路からなる広帯域広ダイナミックレンジ・スライス信号生成部によって生成されるスライス信号Scである。
波形CH4は、図25に示す比較器104の出力である2値化信号(電圧)Do、すなわち、波形CH1の入力アナログ信号Siを波形CH2のスライス信号Scによってスライスして二値化したデジタル信号である。入力アナログ信号Si(波形CH1)とスライス信号Sc(波形CH2)とが相交錯して、両者の大小関係が逆転する度毎に、比較器104の出力信号である2値化信号Do(波形CH4)が、ローレベルからハイレベルへ、あるいはハイレベルからローレベルへと反転する。
<微分式の従来例>
The waveform CH2 is a signal that follows the input analog signal CH1, and is a slice signal generated by the wideband wide dynamic range slice signal generation unit that includes each circuit excluding the comparator 104 in FIG. 25 based on the input analog signal CH1. Sc.
The waveform CH4 is a binary signal (voltage) Do that is the output of the comparator 104 shown in FIG. 25, that is, a digital signal obtained by slicing the input analog signal Si of the waveform CH1 with the slice signal Sc of the waveform CH2 and binarizing it. It is. Each time the input analog signal Si (waveform CH1) and the slice signal Sc (waveform CH2) are interlaced and the magnitude relationship between the two is reversed, the binary signal Do (waveform CH4) that is the output signal of the comparator 104 is displayed. ) Is inverted from the low level to the high level or from the high level to the low level.
<Conventional example of differential expression>

微分方式の二値化処理回路としては、特許文献2に開示されているような例があげられる。
図27はその二値化処理回路の構成を示すブロック回路図である。この二値化処理回路200では、レーザ光線などにより照明されたバーコード201からの反射光をアナログの電気信号に変換するフォトダイオード202と、その電気信号を増幅する増幅部203と、その増幅された信号をその変化点を検出するために微分する微分部204と、その微分信号のノイズと信号とを分けるピークホールド回路205と、そのピークホールド回路205から出力する微分信号の振幅を所定の比率により分圧し、二値化のためのスライスレベルを出力する分圧回路206と、微分部204の出力信号と分圧回路206から出力されるスライスレベルとを比較して、ホワイトゲート信号(W−GATE)を出力する比較器207と、微分部204の出力信号と分圧回路206から出力されるスライスレベルをレベルシフト回路208で一定量シフトしたスライスレベルと比較して、ブラックゲート信号(B−GATE)を出力する比較器209からなる。
An example of the differential binarization processing circuit is disclosed in Patent Document 2.
FIG. 27 is a block circuit diagram showing the configuration of the binarization processing circuit. In the binarization processing circuit 200, a photodiode 202 that converts reflected light from the barcode 201 illuminated by a laser beam or the like into an analog electrical signal, an amplification unit 203 that amplifies the electrical signal, and an amplification thereof. A differential unit 204 for differentiating the received signal to detect its change point, a peak hold circuit 205 for separating the noise of the differential signal and the signal, and the amplitude of the differential signal output from the peak hold circuit 205 by a predetermined ratio The voltage dividing circuit 206 that outputs the slice level for binarization and the output signal of the differentiation unit 204 and the slice level output from the voltage dividing circuit 206 are compared, and the white gate signal (W− GATE), the output signal of the differentiation unit 204, and the slice level output from the voltage dividing circuit 206. Compared with shift circuit 208 with an amount shifted slice level, a comparator 209 for outputting a black gate signal (B-GATE).

ここでは、いずれも微分部204の出力信号がスライスレベル以上のときを有効して、スライスレベル以下の信号はノイズと判断される。また、この例では、信号振幅の大きさと相関させてスライス比率を変動させる追加ピークホールド回路210が、ピークホールド回路205と並列に接続されている。  Here, the case where the output signal of the differentiating unit 204 is equal to or higher than the slice level is valid, and the signal equal to or lower than the slice level is determined as noise. In this example, an additional peak hold circuit 210 that varies the slice ratio in correlation with the magnitude of the signal amplitude is connected in parallel with the peak hold circuit 205.

特開2000−306085号公報          JP 2000-306085 A 特開2001−28045号公報          JP 2001-28045 A

発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention

ここで、前者の追従方式の二値化処理回路では、出力される信号の波形の上昇から下降への頂点、あるいは下降から上昇への頂点で2値化信号が変化する。図26に示した波形CH1において肩のように盛り上がった部分がそれに相当する。バーコードのバーからスペースあるいはスペースからバーに変わる部分の波形が対称であれば、バーとスペースの比率に影響はないが、信号のサグやノイズの重畳によって波形が歪んだ場合、2値化信号の変化点が非対称になるためバーが太くなったり、逆に細くなったりして、正常に読み取りが出来ないという問題が起こりうる。  Here, in the former binarization processing circuit of the follow-up method, the binarized signal changes at the apex from the rise to the fall of the waveform of the output signal or at the apex from the fall to the rise. In the waveform CH1 shown in FIG. 26, the raised portion like the shoulder corresponds to it. If the waveform of the bar code bar to space or the part from space to bar is symmetrical, the ratio of bar to space will not be affected, but if the waveform is distorted due to signal sag or noise superimposition, the binarized signal Since the change point becomes asymmetrical, the bar becomes thicker or conversely thinner, which may cause a problem that reading cannot be performed normally.

また、後者の微分方式の二値化処理回路では、追従方式とは異なり、バーコード信号のバーとスペースの変化点がバーコード信号の微分波形のピーク値に対応するということに着眼している。しかしながら、この微分方式はノイズの影響を受けやすく、ノイズによって異常な二値化信号が起こり、正常に読み取れないことがある。  Also, in the latter differential processing binarization processing circuit, different from the tracking method, attention is paid to the fact that the bar and space change points of the barcode signal correspond to the peak value of the differential waveform of the barcode signal. . However, this differentiation method is easily affected by noise, and an abnormal binarized signal may occur due to the noise, and may not be read normally.

この発明は、光学的情報読取装置におけるこのような問題を解決するためになされたものであり、上述した従来の2つの方法に拠らない二値化処理手段によって、ノイズの影響を取り除き、バーとスペースの比率の再現性を高め、読取対象が信号レベルの小さい低PCSバーコードや高精細バーコードであってもその情報を精度よく読み取れるようにすることを目的とする。  The present invention has been made to solve such a problem in the optical information reading apparatus, and removes the influence of noise by the binarization processing means not based on the two conventional methods described above. The object of the present invention is to improve the reproducibility of the space ratio so that the information can be read accurately even if the object to be read is a low PCS barcode or a high-definition barcode with a small signal level.

課題を解決するための手段Means for solving the problem

この発明による光学的情報読取装置は、光反射率の異なる部分で構成される読取対象を照射してその反射光を受光して光電変換を行う受光部と、該受光部で光電変換した電流信号を電圧信号に変換する信号変換部と、その電圧信号のうち所要周波数帯域の信号を通過させて出力する電気的フィルタと、該電気的フィルタの出力信号を微分する微分部と、その微分信号(Vdef)に基づいて信号処理を行い二値化信号を出力する二値化処理部とからなる光学的情報読取装置において、上記の目的を達成するため、その上記二値化処理部を次のように構成したものである。  An optical information reading apparatus according to the present invention includes a light receiving unit that irradiates a reading target composed of portions having different light reflectances, receives the reflected light, and performs photoelectric conversion, and a current signal photoelectrically converted by the light receiving unit. Is converted into a voltage signal, an electrical filter that passes and outputs a signal in the required frequency band of the voltage signal, a differentiation unit that differentiates the output signal of the electrical filter, and a differential signal ( In order to achieve the above object, in the optical information reading apparatus comprising a binarization processing unit that performs signal processing based on Vdef) and outputs a binarized signal, the binarization processing unit is as follows: It is configured.

すなわち、上記微分信号(Vdef)と所定振幅以上のノイズ信号を除去するための正負の各スライスレベル(Vws,Vbs)とを比較して、上記電圧信号が負レベルから正レベルに移行する正移行エッジの候補と、正レベルがら負レベルに移行する負移行エッジの候補がそれぞれ含まれる範囲を示す正移行及び負移行の各エッジ候補エリア信号(Vwe,Vbe)を生成するエッジ候補エリア信号生成部(21,22)と、
上記各エッジ候補エリア信号(Vwe,Vbe)をそれぞれピークホールドした信号を分圧することによって得られる各スライスレベル(Vwps,Vbps)と上記微分信号(Vdef)とを比較して、上記正移行エッジ及び負移行エッジの候補となるエッジ候補信号(Vwe2,Vbe2)を検出するエッジ候補信号検出部(23,24)と、
上記正移行のエッジ候補エリア信号(Vwe)の有効期間内での上記正移行エッジ候補信号(Vwe2)の立上りと、上記負移行のエッジ候補エリア信号(Vbe)の有効期間内での上記負移行エッジ候補信号(Vbe2)の立下りとを、前記電圧信号の負レベルと正レベルのエッジと判断して二値化信号を生成する二値化信号生成部とによって、上記二値化処理部を構成する。
That is, the differential signal (Vdef) and positive and negative slice levels (Vws, Vbs) for removing a noise signal having a predetermined amplitude or more are compared, and the positive transition in which the voltage signal shifts from the negative level to the positive level. Edge candidate area signal generation unit that generates edge candidate areas signals (Vwe, Vbe) for positive transition and negative transition indicating ranges including edge candidates and negative transition edge candidates that shift from a positive level to a negative level. (21, 22),
Each slice level (Vwps, Vbps) obtained by dividing a signal obtained by peak-holding each edge candidate area signal (Vwe, Vbe) is compared with the differential signal (Vdef), and the positive transition edge and Edge candidate signal detection units (23, 24) for detecting edge candidate signals (Vwe2, Vbe2) that are candidates for negative transition edges;
The rising edge of the positive transition edge candidate signal (Vwe2) within the valid period of the positive transition edge candidate area signal (Vwe) and the negative transition within the valid period of the negative transition edge candidate area signal (Vbe). A binarization signal generating unit that generates a binarized signal by determining a falling edge of the edge candidate signal (Vbe2) as an edge of a negative level and a positive level of the voltage signal. Constitute.

さらに、上記正移行及び負移行の各エッジ候補エリア信号(Vwe,Vbe)の有効期間ごとに前記微分信号(Vdef)を積分して積分信号を出力する積分回路と、その積分信号とノイズ信号を除去するための正負の各スライスレベル(Vs5,Vb6)とをそれぞれ比較して、正移行及び負移行の採否判定信号(Vdw,Vdb)を生成する採否判定信号生成部とを設け、
上記二値化信号生成部が、上記正移行エッジ候補信号(Vwe2)の立上りと上記負移行エッジ候補信号(Vbe2)の立下りとを上記電圧信号の負レベルと正レベルのエッジと判断する際に、上記正移行及び負移行の採否判定信号(Vdw,Vdb)の判定状態も条件として加えるようにするとよい。
Further, an integration circuit that integrates the differential signal (Vdef) for each valid period of the edge candidate area signals (Vwe, Vbe) of the positive transition and the negative transition and outputs an integral signal; A positive / negative slice level (Vs5, Vb6) for removal is compared with each other, and a acceptance / rejection determination signal generation unit that generates acceptance / rejection determination signals (Vdw, Vdb) for positive transition and negative transition is provided.
When the binary signal generation unit determines that the rising edge of the positive transition edge candidate signal (Vwe2) and the falling edge of the negative transition edge candidate signal (Vbe2) are the negative level and positive level edges of the voltage signal. In addition, the determination state of the positive / negative transfer acceptance / rejection determination signals (Vdw, Vdb) may be added as a condition.

また、上記微分信号(Vdef)を検波してそのレベルを計測し、そのレベルに応じて上記エッジ候補エリア信号生成部で使用する上記正負の各スライスレベル(Vws,Vbs)を変化させるためのスライスレベル制御信号を生成するスライスレベル制御信号生成部を設けてもよい。
そのスライスレベル制御信号生成部は、微分信号(Vdef)を検波し、その信号をA/D変換してデジタル値にする手段と、そのA/D変換時の所定回数のサンプリングごとに、上位からn個の値を記憶し、そのn個値の平均値Vaveを取り、それを規定値Vsreと比較し、規定値Vsre>平均値Vaveの場合は前記スライスレベルを高くする制御信号を、規定Vsre≦平均値Vaveの場合は前記スライスレベルを低くする制御信号を、それぞれ生成する手段とから構成することができる。
Further, the differential signal (Vdef) is detected and its level is measured, and the positive and negative slice levels (Vws, Vbs) used in the edge candidate area signal generation unit are changed according to the level. A slice level control signal generation unit that generates a level control signal may be provided.
The slice level control signal generation unit detects a differential signal (Vdef), performs A / D conversion on the signal to obtain a digital value, and performs sampling from a higher level for each predetermined number of samplings during the A / D conversion. The n values are stored, the average value Vave of the n values is taken, and compared with the specified value Vsre. When the specified value Vsre> the average value Vave, the control signal for increasing the slice level is set to the specified Vsre. In the case of ≦ average value Vave, the control signal for lowering the slice level can be configured by means for generating each control signal.

さらにまた、これらの光学的情報読取装置におていて、上記微分部の入力側に介挿され、上記電圧信号を増幅するゲイン制御アンプと、微分信号(Vdef)の振幅に応じて上記ゲイン制御アンプのゲインを制御する制御信号を生成するアンプゲイン制御部とを設けるとなおよい。
そのアンプゲイン制御部が、上記スライスレベル制御信号生成部によって計測される前記微分信号(Vdef)のレベルに応じて上記ゲイン制御アンプのゲインを制御する制御信号を生成するようにしてもよい。
Furthermore, in these optical information readers, a gain control amplifier that is inserted on the input side of the differentiation unit and amplifies the voltage signal, and the gain control according to the amplitude of the differentiation signal (Vdef). It is more preferable to provide an amplifier gain control unit that generates a control signal for controlling the gain of the amplifier.
The amplifier gain control unit may generate a control signal for controlling the gain of the gain control amplifier according to the level of the differential signal (Vdef) measured by the slice level control signal generation unit.

以下、この発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
〔第1の実施例〕
まず、この発明による光学的情報読取装置の第1の実施例について説明する。図1はその回路構成を示すブロック図である。
この図1に示す光学的情報読取装置は、前段部10と後段部20とによって構成されている。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First embodiment]
First, a first embodiment of the optical information reading apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the circuit configuration.
The optical information reading apparatus shown in FIG. 1 includes a front part 10 and a rear part 20.

前段部10は、バーコード等の光反射率の異なる部分で構成される読取対象に光線を投射したときの反射光を受光して光電変換を行う受光部であるフォトダイオード11と、フォトダイオード11に接続され、光電変換された光電流を電圧信号に変換する信号変換部であるI/Vアンプ12と、そのI/Vアンプ12に接続され、変換された電圧信号のうち所定の周波数帯域の信号だけを通過させて、不要な高周波ノイズを除去するための電気的フィルタであるローパスフィルタ13と、そのローパルフィルタ13を通過した電圧信号を微分するための微分部である微分回路14とによって構成されている。  The front-stage unit 10 receives a reflected light when a light beam is projected onto a reading target composed of portions having different light reflectivities such as a bar code, and the like. Connected to the I / V amplifier 12 that is a signal conversion unit that converts the photoelectric current photoelectrically converted into a voltage signal, and the I / V amplifier 12 that is connected to the I / V amplifier 12 and has a predetermined frequency band in the converted voltage signal. A low-pass filter 13 that is an electrical filter for passing only a signal and removing unnecessary high-frequency noise, and a differentiation circuit 14 that is a differentiation unit for differentiating a voltage signal that has passed through the low-pass filter 13. It is configured.

微分回路14は、図2の(a)に示すようなコンデンサC10と抵抗R10からなる単純なCR微分回路、あるいは同図の(b)に示すような演算増幅器OPとその反転入力端子に直列に接続されたコンデンサC11と入力抵抗R11、および演算増幅器OPの非反転入力端子と出力端子との間に接続された帰還抵抗R12とからなる微分回路などを使用すればよい。
ここで、前段部10での実際の信号波形の例を示す。I/Vアンプ12によって光電変換され、ローパスフィルタ13によってノイズが除去された信号の波形を図3に示す。この信号を微分回路14によって微分した微分信号Vdefは図4に示すような波形になる。この微分信号Vdefが後段部20に入力される。
The differentiating circuit 14 is a simple CR differentiating circuit comprising a capacitor C10 and a resistor R10 as shown in FIG. 2 (a), or an operational amplifier OP as shown in FIG. 2 (b) and its inverting input terminal in series. What is necessary is just to use the differentiation circuit etc. which consist of the connected capacitor | condenser C11, input resistance R11, and feedback resistance R12 connected between the non-inverting input terminal and output terminal of operational amplifier OP.
Here, an example of an actual signal waveform in the pre-stage unit 10 is shown. FIG. 3 shows the waveform of a signal that has been subjected to photoelectric conversion by the I / V amplifier 12 and from which noise has been removed by the low-pass filter 13. A differential signal Vdef obtained by differentiating this signal by the differentiation circuit 14 has a waveform as shown in FIG. The differential signal Vdef is input to the rear stage unit 20.

次に、後段部20について説明する。後段部20は、微分回路104の出力信号である微分信号defに基づいて信号処理を行って二値化信号を出力する二値化処理部である。
図1における後段部20は、白側(正移行)エッジ候補エリア信号生成部21および黒側(負移行)エッジ候補エリア信号生成部22と、白側(正移行)エッジ候補信号検出部23および黒側(負移行)エッジ候補信号検出部24と、それらの各部の出力信号が入力される二値化信号生成部25とによって構成されている。
Next, the rear stage 20 will be described. The post-stage unit 20 is a binarization processing unit that performs signal processing based on the differential signal def that is an output signal of the differentiation circuit 104 and outputs a binarized signal.
1 includes a white side (positive transition) edge candidate area signal generation unit 21, a black side (negative transition) edge candidate area signal generation unit 22, a white side (positive transition) edge candidate signal detection unit 23, and A black side (negative transition) edge candidate signal detection unit 24 and a binarized signal generation unit 25 to which output signals of these units are input.

ここで、I/Vアンプ12によって光電変換され、ローパスフィルタ13によってノイズが除去された図3に示したような波形の電圧信号を正確に二値化するためには、その電圧信号の振幅の中心を0レベルとして、負レベル(バーコードの黒いバー部に対応する)から正レベル(バーコードの白いスペース部に対応する)に移行する「正移行エッジ」と、正レベルから負レベルに移行する「負移行エッジ」とを正確に検出する必要がある。そのためにこの電圧信号を微分して図4に示した微分信号Vdefを生成している。しかし、この微分信号にはその正移行エッジと負移行エッジの候補が含まれてはいるが、この微分信号だけではその各エッジを正確に抽出することはできない。
そこで、この発明の各実施例では、上述のような各信号生成部を設けているが、図3及び図4に示すように、電圧信号あるいは微分信号の正レベル側を「白側」、負レベル側を「黒側」と称しており、正移行エッジを「白側エッジ」、負移行エッジを「黒側エッジ」と称している。以下の説明ではこの呼称を使用する。
<エッジ候補エリア信号生成部21,22>
Here, in order to accurately binarize the voltage signal having the waveform shown in FIG. 3 that has been photoelectrically converted by the I / V amplifier 12 and from which noise has been removed by the low-pass filter 13, the amplitude of the voltage signal is changed. “Positive transition edge” that shifts from the negative level (corresponding to the black bar part of the barcode) to the positive level (corresponding to the white space part of the barcode) with the center as 0 level, and transition from the positive level to the negative level It is necessary to accurately detect the “negative transition edge”. For this purpose, this voltage signal is differentiated to generate a differential signal Vdef shown in FIG. However, although the differential signal includes candidates for the positive transition edge and the negative transition edge, it is not possible to accurately extract each edge with this differential signal alone.
Therefore, in each embodiment of the present invention, each signal generation unit as described above is provided. However, as shown in FIGS. 3 and 4, the positive level side of the voltage signal or the differential signal is set to “white side”, and the negative side is set to negative. The level side is referred to as “black side”, the positive transition edge is referred to as “white side edge”, and the negative transition edge is referred to as “black side edge”. This designation will be used in the following description.
<Edge candidate area signal generation units 21 and 22>

白側エッジ候補エリア信号生成部21は、コンパレータ211とスライスレベル生成回路212からなり、黒側エッジ候補エリア信号生成部22は、コンパレータ221とスライスレベル生成回路222からなる。
そして、微分回路104から出力される微分信号は、白側エッジ候補エリア信号生成部21のコンパレータ211と、黒側エッジ候補エリア信号生成部22のコンパレータ221とに入力される。
The white side edge candidate area signal generation unit 21 includes a comparator 211 and a slice level generation circuit 212, and the black side edge candidate area signal generation unit 22 includes a comparator 221 and a slice level generation circuit 222.
The differential signal output from the differentiation circuit 104 is input to the comparator 211 of the white side edge candidate area signal generation unit 21 and the comparator 221 of the black side edge candidate area signal generation unit 22.

白側のコンパレータ211は、入力された微分信号とスライスレベル生成回路212からの白側スライスレベル(一定電圧:例えば2.8V)とを比較して、白側エッジ候補エリア信号を出力する。黒側のコンパレータ221は、入力された微分信号とスライスレベル生成回路222からの黒側スライスレベル(一定電圧:例えば2.3V)とを比較して、黒側エッジ候補エリア信号を出力する。これらの各エッジ候補エリア信号は、二値化信号生成部25に入力される。
これらの信号の関係を図5に示す。Vdefは微分信号であり、Vwsは白側のスライスレベル生成回路212から出力される白側スライスレベル、Vbsは黒側のスライスレベル生成回路222から出力される黒側スライスレベルを示している。そして、Vweは白側のコンパレータ211の出力信号を、Vbeは黒側のコンパーレータ221の出力信号をそれぞれ示している。
The white side comparator 211 compares the input differential signal with the white side slice level (constant voltage: 2.8 V, for example) from the slice level generation circuit 212, and outputs a white side edge candidate area signal. The black-side comparator 221 compares the input differential signal with the black-side slice level (constant voltage: for example, 2.3 V) from the slice level generation circuit 222, and outputs a black-side edge candidate area signal. Each of these edge candidate area signals is input to the binarized signal generation unit 25.
The relationship between these signals is shown in FIG. Vdef is a differential signal, Vws is a white side slice level output from the white side slice level generation circuit 212, and Vbs is a black side slice level output from the black side slice level generation circuit 222. Vwe represents the output signal of the white-side comparator 211, and Vbe represents the output signal of the black-side comparator 221.

ここで、スライスレベルはそれぞれ一定の電圧とし、Vws=2.8V、Vbs=2.3V程度としている。また、バーコードを読み取るための微分信号を二値化するには、バーコードのエッジ位置を求めなくてはならない。図3に示したローパスフィルタ13の出力信号の波形の立ち上がりが最も急峻な位置がバーとスペースの境界をよく示していると考えられる。この傾きが最も急峻な位置は、図5に示す微分信号Vdefの波形の極大位置に対応するため、この極大位置で変化する二値化信号を生成すればバーコードを読み取る微分信号を正確に二値化できることになる。  Here, the slice level is set to a constant voltage, and Vws = 2.8V and Vbs = 2.3V. Also, in order to binarize the differential signal for reading the barcode, the edge position of the barcode must be obtained. It can be considered that the steepest rising edge of the waveform of the output signal of the low-pass filter 13 shown in FIG. 3 shows the boundary between the bar and the space well. Since the position with the steepest inclination corresponds to the maximum position of the waveform of the differential signal Vdef shown in FIG. 5, if a binarized signal that changes at this maximum position is generated, the differential signal for reading the barcode can be accurately converted into two. It can be priced.

白側のコンパレータ211は、微分信号Vdefが白側のスライスレベルVwsより大きく、白から黒への変化点を含む可能性があるときは、出力信号すなわち白側エッジ候補エリア信号Vweを「1」にし、逆に微分信号Vdefが白側スライスレベルVwsより小さく、白から黒への変化点を含む可能性がないときは、出力信号Vweを「0」にする動作を行っている。
また、黒側のコンパレータ221は、微分信号Vdefが、黒側のスライスレベルVbsより小さく、黒から白への変化点を含む可能性があるときは、出力信号すなわち黒側エッジ候補エリア信号Vbeを「0」にし、逆に微分信号Vdefが黒側のスライスレベルVbsより大きく、白から黒への変化点を含む可能性がないときは、出力信号Vbeを「1」にする動作を行っている。
When the differential signal Vdef is greater than the white slice level Vws and may include a change point from white to black, the white side comparator 211 sets the output signal, that is, the white side edge candidate area signal Vwe to “1”. On the other hand, when the differential signal Vdef is smaller than the white side slice level Vws and there is no possibility of including a change point from white to black, an operation of setting the output signal Vwe to “0” is performed.
When the differential signal Vdef is smaller than the black slice level Vbs and may include a change point from black to white, the black-side comparator 221 outputs the output signal, that is, the black-side edge candidate area signal Vbe. Conversely, when the differential signal Vdef is larger than the black slice level Vbs and there is no possibility of including a change point from white to black, the operation of setting the output signal Vbe to “1” is performed. .

さらに、白側のコンパレータ211から出力された白側エッジ候補エリア信号Vweは、白側エッジ候補エリア信号検出部23のピークホールド回路232へも、黒側のコンパレータ221から出力された黒側エッジ候補エリア信号Vbeは、黒側エッジ候補信号検出部24のピークホールド回路242へも、それぞれ入力される。
<エッジ候補信号検出部23,24>
Furthermore, the white side edge candidate area signal Vwe output from the white side comparator 211 is also sent to the peak hold circuit 232 of the white side edge candidate area signal detection unit 23 as the black side edge candidate output from the black side comparator 221. The area signal Vbe is also input to the peak hold circuit 242 of the black edge candidate signal detection unit 24, respectively.
<Edge candidate signal detectors 23 and 24>

白側エッジ候補信号検出部23は、コンパレータ231と、ピークホールド回路232と、スライスレベル生成回路233とからなる。黒側エッジ候補信号検出部24は、コンパレータ241と、ピークホールド回路242と、スライスレベル生成回路243とからなる。  The white-side edge candidate signal detection unit 23 includes a comparator 231, a peak hold circuit 232, and a slice level generation circuit 233. The black edge candidate signal detection unit 24 includes a comparator 241, a peak hold circuit 242, and a slice level generation circuit 243.

微分回路14から出力される微分信号Vdefは、白側エッジ候補エリア信号検出部23のコンパレータ231とピークホールド回路232にも入力される。そのピークホールド回路232は、微分信号Vdefのピークを保持し、そのピークホールド信号Vwphをスライスレベル生成回路233に入力する。スライスレベル生成回路233は、ピークホールド信号Vwphのスライスレベルを求め、そのスライスレベルVwpsをコンパレータ231に入力する。コンパレータ231は、微分信号VdefとスライスレベルVwpsとを比較してその比較出力信号である白側エッジ候補信号Vwe2を二値化信号生成部25に入力する。  The differential signal Vdef output from the differentiating circuit 14 is also input to the comparator 231 and the peak hold circuit 232 of the white side edge candidate area signal detecting unit 23. The peak hold circuit 232 holds the peak of the differential signal Vdef, and inputs the peak hold signal Vwph to the slice level generation circuit 233. The slice level generation circuit 233 obtains the slice level of the peak hold signal Vwph and inputs the slice level Vwps to the comparator 231. The comparator 231 compares the differential signal Vdef and the slice level Vwps, and inputs the white-side edge candidate signal Vwe2 that is the comparison output signal to the binarized signal generation unit 25.

ここで、ピークホールド回路232は、図11の(a)に示すような回路であり、2個のオペアンプX1,X2と、2個のダイオードD3,D4と、スイッチ回路SW1と、2個の抵抗R21,R22と、コンデンサC21と、電源E1とで構成されている。
この白側のピークホールド回路232は次のように作動する。
まず、白側エッジ候補エリア信号Vweはスイッチ回路SW1に印加される。このとき、白側エッジ候補エリア信号Vweが“H”になるとスイッチ回路SW1はOFF、白側エッジ候補エリア信号Vweが“L”になるとスイッチ回路SW1はONとなる。
Here, the peak hold circuit 232 is a circuit as shown in FIG. 11A, and includes two operational amplifiers X1 and X2, two diodes D3 and D4, a switch circuit SW1, and two resistors. R21, R22, a capacitor C21, and a power source E1.
The white-side peak hold circuit 232 operates as follows.
First, the white edge candidate area signal Vwe is applied to the switch circuit SW1. At this time, when the white side edge candidate area signal Vwe becomes “H”, the switch circuit SW1 is turned OFF, and when the white side edge candidate area signal Vwe becomes “L”, the switch circuit SW1 is turned ON.

コンデンサC21は白側ピークホールド信号電圧を保持するためのコンデンサであり、このピークホールド電圧は、オペアンプX2を介して白側ピークホールド信号として出力されるとともに抵抗R21を介してオペアンプX1のマイナス入力端子に入力される。
微分信号Vdefが白側微分信号用のスライスレベルより大きくなり、白側エッジ候補エリア信号Vweが“H”になると、スイッチ回路SW1がOFFになってダイオードD3がアクティブになり、ピーク検出モードになる。
このピーク検出モード状態のとき、微分信号Vdefの電圧が白側ピークホールド信号電圧よりも大きくなると、オペアンプX1の出力が上昇するためダイオードD3は導通状態になり、その結果コンデンサC1がオペアンプX1によって充電されるため端子電圧が上昇する。
The capacitor C21 is a capacitor for holding the white-side peak hold signal voltage, and this peak-hold voltage is output as a white-side peak hold signal via the operational amplifier X2 and at the negative input terminal of the operational amplifier X1 via the resistor R21. Is input.
When the differential signal Vdef becomes larger than the slice level for the white side differential signal and the white side edge candidate area signal Vwe becomes “H”, the switch circuit SW1 is turned OFF, the diode D3 is activated, and the peak detection mode is set. .
In this peak detection mode state, when the voltage of the differential signal Vdef becomes larger than the white peak hold signal voltage, the output of the operational amplifier X1 rises, so that the diode D3 becomes conductive, and as a result, the capacitor C1 is charged by the operational amplifier X1. As a result, the terminal voltage rises.

このコンデンサC1の端子電圧は、バッファアンプX2と抵抗R21を介してオペアンプX1のマイナス入力端子にフィードバックされ、常に微分信号Vdefが入力しているプラス入力端子と比較されるため、コンデンサC21の端子電圧は微分信号Vdefの電圧の上昇に追従する。
逆に、微分信号Vdefの電圧が白側ピークホールド信号電圧より小さくなった場合は、オペアンプX1の出力が下降するためダイオードD3はOFFになる。その結果、コンデンサC21の端子電圧はそのままの状態に保持される。また、ダイオードD4はこのときオペアンプX1が飽和しないようにするためのものである。
このようにして、コンデンサC21にはピーク検出モード期間(白側エッジ候補エリア内)の微分信号Vdefのピーク値が保持される。
The terminal voltage of the capacitor C1 is fed back to the negative input terminal of the operational amplifier X1 via the buffer amplifier X2 and the resistor R21, and is always compared with the positive input terminal to which the differential signal Vdef is input. Follows the rise in the voltage of the differential signal Vdef.
On the contrary, when the voltage of the differential signal Vdef becomes smaller than the white side peak hold signal voltage, the output of the operational amplifier X1 falls and the diode D3 is turned OFF. As a result, the terminal voltage of the capacitor C21 is maintained as it is. The diode D4 is for preventing the operational amplifier X1 from being saturated at this time.
In this way, the capacitor C21 holds the peak value of the differential signal Vdef during the peak detection mode period (in the white edge candidate area).

一方、微分信号Vdefが白側微分信号用スライスレベルより小さくなり、白側エッジ候補エリア信号Vweが“L”になると、スイッチ回路SW1がONになってダイオードD3が短絡され、ピークホールド回路が追従モードとなる。
このモードでは、ダイオードD3が短絡されるため、オペアンプX1の出力が直接オペアンプX2の入力に印加され、オペアンプX2からは微分信号Vdefと同じ電圧波形の信号が出力される。
このように白側エッジ候補信号Vweに対する微分信号Vdefのピーク値が白側ピークホールド信号Vwphとして出力される。その波形を図6に示す。
On the other hand, when the differential signal Vdef becomes smaller than the white differential signal slice level and the white edge candidate area signal Vwe becomes “L”, the switch circuit SW1 is turned ON, the diode D3 is short-circuited, and the peak hold circuit follows. It becomes a mode.
In this mode, since the diode D3 is short-circuited, the output of the operational amplifier X1 is directly applied to the input of the operational amplifier X2, and the operational amplifier X2 outputs a signal having the same voltage waveform as that of the differential signal Vdef.
Thus, the peak value of the differential signal Vdef with respect to the white side edge candidate signal Vwe is output as the white side peak hold signal Vwph. The waveform is shown in FIG.

スライスレベル生成回路233は、図12に示すような2つの分圧抵抗Ra,Rbによる分圧回路で構成される。
白側エッジ候補信号検出部23では、コンパレータ231によって微分信号Vdefの極大値を求める。この微分信号の極大値を「微分信号レベルが、ピークホールド信号のレベルの例えば90%以下となった位置を微分信号レベルの極大値を与える位置」と定義する。これは後述する黒側エッジ候補信号検出部24でも同様である。このようにしても、白側、黒側位置とも同程度の遅延量となり白/黒のエッジ位置の相対位置は変わらないため、真の極大位置の代わりに採用しても差し支えない。
The slice level generation circuit 233 includes a voltage dividing circuit including two voltage dividing resistors Ra and Rb as shown in FIG.
In the white side edge candidate signal detection unit 23, the comparator 231 obtains the maximum value of the differential signal Vdef. The maximum value of the differential signal is defined as “the position where the differential signal level is 90% or less of the peak hold signal level, for example, where the maximum value of the differential signal level is given”. The same applies to the black edge candidate signal detection unit 24 described later. Even in this case, the white side and black side positions have the same amount of delay, and the relative positions of the white / black edge positions do not change, so they may be used instead of the true maximum positions.

白側のピークホールド回路232から出力される白側ピークホールド信号Vwphはスライスレベル生成回路233に送られ、ピークホールド信号レベルの90%の電圧が白側ピーク位置検出用スライスレベルVwpsとして出力される。
このスライスレベルVwpsは、ピーク位置検出用コンパレータ231に入力されて微分信号Vdefと比較され、コンパレータ231から白側エッジ候補信号Vwe2が出力され、それが二値化信号生成部25に入力される。
この白側ピーク位置検出用スライスレベルVwpsと白側エッジ候補信号Vwe2との関係を図8に示す。白側エッジ候補信号Vwe2の立ち上がりエッジが、バーコードパターンの黒から白へのエッジの位置に対応する。
The white-side peak hold signal Vwph output from the white-side peak hold circuit 232 is sent to the slice level generation circuit 233, and a voltage of 90% of the peak hold signal level is output as the white-side peak position detection slice level Vwps. .
The slice level Vwps is input to the peak position detection comparator 231 and compared with the differential signal Vdef. The white edge candidate signal Vwe2 is output from the comparator 231 and input to the binarized signal generator 25.
FIG. 8 shows the relationship between the white-side peak position detection slice level Vwps and the white-side edge candidate signal Vwe2. The rising edge of the white side edge candidate signal Vwe2 corresponds to the edge position from black to white of the barcode pattern.

微分信号Vdefはまた、黒側エッジ候補信号検出部24のピーク位置検出用コンパレータ241とピークホールド回路242にも入力される。ピークホールド回路242は微分信号Vdefのピークを保持し、そのピークホールド信号Vbphをスライスレベル生成回路243に入力する。スライスレベル生成回路243では、そのピークホールド信号Vbphのスライスレベルを求め、そのスライスレベルVbpsをコンパレータ241に入力させる。それによってコンパレータ241は、微分信号Vdefと前記スライスレベルVbpsとを比較し、比較出力信号である黒側エッジ候補信号Vbe2を二値化信号生成部25に入力する。  The differential signal Vdef is also input to the peak position detection comparator 241 and the peak hold circuit 242 of the black edge candidate signal detection unit 24. The peak hold circuit 242 holds the peak of the differential signal Vdef, and inputs the peak hold signal Vbph to the slice level generation circuit 243. The slice level generation circuit 243 obtains the slice level of the peak hold signal Vbph, and inputs the slice level Vbps to the comparator 241. As a result, the comparator 241 compares the differential signal Vdef with the slice level Vbps, and inputs the black side edge candidate signal Vbe2 as a comparison output signal to the binarized signal generator 25.

なお、黒側のピークホールド回路242の構成は、図11の(b)に示されるように構成されている。この回路はダイオードD3とダイオードD4が、同図の(a)に示した白側のピークホールド回路232の場合と極性を逆向きにして接続されており、コンデンサC21が負方向の信号のピーク値を保持するように動作すること以外は、白側のピークホールド回路232と同じ構成で同じ動作をするので、便宜上図11の(a)と対応する各部に同じ符合を付してあり、その説明は省略する。  The black side peak hold circuit 242 is configured as shown in FIG. In this circuit, the diode D3 and the diode D4 are connected in the opposite polarity to the case of the white-side peak hold circuit 232 shown in FIG. 5A, and the capacitor C21 has a negative signal peak value. Since the same operation is performed with the same configuration as that of the white-side peak hold circuit 232, the same reference numerals are given to the portions corresponding to (a) of FIG. Is omitted.

先に説明した黒側エッジ候補エリア信号Vbeが、この黒側のピークホールド回路242に入力されることにより、黒側エッジ候補エリア内での微分信号Vdefの最小値が保持される。その黒側ピークホールド信号Vbphの波形を図7に示す。黒側ピーク位置検出用コンパレータ241では、微分信号Vdefの極小値を求める。
黒側のピークホールド回路242から出力される黒側ピークホールド信号Vbphは、スライスレベル生成回路243に送られ、ピークホールド信号レベルの90%の電圧がスライスレベルVbpsとして出力される。このスライスレベルVbpsがピーク位置検出用コンパレータ241に入力され、微分信号Vdefと比較されることにより、コンパレータ241から黒側エッジ候補信号Vbe2が出力され、それが二値化信号生成部25に入力される。
この黒側ピーク位置信号用スライスレベルVbpsと黒側エッジ候補信号Vbe2との関係を図9に示す。黒側エッジ候補信号の立下りエッジがバーコードパターンの黒から白へのエッジの位置に対応する。
<二値化信号生成部25>
The black edge candidate area signal Vbe described above is input to the black peak hold circuit 242 so that the minimum value of the differential signal Vdef in the black edge candidate area is held. The waveform of the black side peak hold signal Vbph is shown in FIG. The black peak position detection comparator 241 obtains the minimum value of the differential signal Vdef.
The black-side peak hold signal Vbph output from the black-side peak hold circuit 242 is sent to the slice level generation circuit 243, and a voltage of 90% of the peak hold signal level is output as the slice level Vbps. The slice level Vbps is input to the peak position detection comparator 241 and compared with the differential signal Vdef, whereby the black side edge candidate signal Vbe2 is output from the comparator 241 and input to the binarized signal generator 25. The
FIG. 9 shows the relationship between the black-side peak position signal slice level Vbps and the black-side edge candidate signal Vbe2. The falling edge of the black edge candidate signal corresponds to the position of the black to white edge of the barcode pattern.
<Binary signal generator 25>

以上の処理によって二値化信号生成部25には、白側エッジ候補エリア信号Vwe、黒側エッジ候補エリア信号Vbe、白側エッジ候補信号Vwe2及び黒側エッジ候補信号Vbe2の4つの信号が入力される。
また、二値化信号生成部25は例えば図13に示すように、2個のアンド回路251,252と、立上り検出回路253および立下り検出回路254と、フリップフロップ回路256によって構成されている。
As a result of the above processing, the binarized signal generation unit 25 receives four signals of the white edge candidate area signal Vwe, the black edge candidate area signal Vbe, the white edge candidate signal Vwe2, and the black edge candidate signal Vbe2. The
Further, as shown in FIG. 13, for example, the binarized signal generation unit 25 includes two AND circuits 251 and 252, a rising detection circuit 253 and a falling detection circuit 254, and a flip-flop circuit 256.

そして、白側エッジ候補信号Vwe2は立上り検出回路253によって立上り信号が検出され、AND回路251でその立上り検出信号と白側エッジ候補エリア信号Vweとのアンドをとり、その出力パルスをフリップフロップ回路256のセット端子に入力する。また、黒側エッジ候補信号Vbeは立下り検出回路254によって立下り信号が検出され、AND回路252でその立下り検出信号と黒側エッジ候補エリア信号Vbeとのアンドをとり、その出力パルスをフリップフロップ回路256のリセット端子に入力する。
この二値化信号生成回路25の動作に関する各信号の波形を図10に示す。
The rising edge detection circuit 253 detects the rising edge signal of the white edge candidate signal Vwe2, and the AND circuit 251 takes the AND of the rising edge detection signal and the white edge candidate area signal Vwe, and outputs the output pulse to the flip-flop circuit 256. Input to the set terminal. The black edge candidate signal Vbe is detected by the falling detection circuit 254. The AND circuit 252 takes the AND of the falling detection signal and the black edge candidate area signal Vbe and flips the output pulse. Is input to the reset terminal of the circuit 256.
The waveform of each signal related to the operation of the binarized signal generation circuit 25 is shown in FIG.

白側エッジ候補信号Vweおよび黒側エッジ候補信号Vbeは、それぞれ多数のパルスを発生しているが、このように、白側エッジ候補エリア信号Vweが“H”の間の白側エッジ候補信号Vwe2の立上り微分パルスによってフリップフロップ回路256をセットし、黒側エッジ候補エリア信号Vbeが“H”の間の黒側エッジ候補信号Vbe2の立下り微分パルスによってフリップフロップ回路256をリセットすることにより、フリップフロップ回路256の出力として、バーコードの白バーと黒バーの配列パターンに正確に対応した二値化信号を得ることができる。
<第1の実施例の効果>
The white-side edge candidate signal Vwe and the black-side edge candidate signal Vbe each generate a large number of pulses. Thus, the white-side edge candidate signal Vwe2 while the white-side edge candidate area signal Vwe is “H”. The flip-flop circuit 256 is set by the rising differential pulse of, and the flip-flop circuit 256 is reset by the falling differential pulse of the black-side edge candidate area signal Vbe2 while the black-side edge candidate area signal Vbe is “H”. As the output of the loop circuit 256, a binarized signal accurately corresponding to the array pattern of the white bar and black bar of the barcode can be obtained.
<Effect of the first embodiment>

この第1の実施例では、白側/黒側エッジ候補エリア信号生成部21,22のスライスレベル生成回路212,222では、それぞれ一定の電圧をスライスレベルとして出力している。これらは、予め起こりやすいノイズ信号より正方向及び負方向に大きな電圧を設定している。そして、これらのスライスレベルと微分信号Vdefとを比較した信号を白側/黒側エッジ候補エリア信号としているので、ノイズ信号を含んだ領域を誤って二値化信号として認識してしまうことがない。  In the first embodiment, the slice level generation circuits 212 and 222 of the white / black edge candidate area signal generation units 21 and 22 respectively output a constant voltage as a slice level. These are set to voltages larger in the positive and negative directions than noise signals that tend to occur in advance. Since a signal obtained by comparing these slice levels with the differential signal Vdef is used as a white / black edge candidate area signal, a region including a noise signal is not erroneously recognized as a binarized signal. .

さらに、白側/黒側エッジ候補エリア信号がハイレベルの期間内の微分信号のピークをそれぞれホールドした信号に基づいて生成されるスライスレベルと微分信号とを比較して、白側/黒側エッジ候補信号を得るので、二値化信号のエッジを確実に求め、簡単な構成の二値化信号生成部25によって上述のように処理することによって、読み取るバーコードのパターンに正確な二値化信号を生成することができる。
〔第2の実施例〕
Further, the white side / black side edge is compared with the slice level generated based on the signal that holds the peak of the differential signal within the period in which the white / black edge candidate area signal is at the high level. Since the candidate signal is obtained, the edge of the binarized signal is reliably obtained and processed as described above by the binarized signal generating unit 25 having a simple configuration, so that the binarized signal accurate to the barcode pattern to be read is obtained. Can be generated.
[Second Embodiment]

次に第2実施例について説明する。この実施例では、ノイズの影響をさらに低減させ、一層高精度な二値化処理を行えるようにする。
図14は、この発明による光学的情報読取装置の第2の実施例の後段部20のみを示すブロック図であり、前段部10は図1に示した第1の実施例と同じであるから図示を省略している。
Next, a second embodiment will be described. In this embodiment, the influence of noise is further reduced, and binarization processing with higher accuracy can be performed.
FIG. 14 is a block diagram showing only the rear stage portion 20 of the second embodiment of the optical information reading apparatus according to the present invention, and the front stage portion 10 is the same as the first embodiment shown in FIG. Is omitted.

この図14に示す後段部20においても、図1に示した第1の実施例と対応する部分には同一の符合を付してあり、それらの構成および機能については第1の実施例と異なる点についてのみ説明する。
この後段部20も、白側エッジ候補エリア信号生成部21、黒側エッジ候補エリア信号生成部22、白側エッジ候補信号検出部23、黒側エッジ候補信号検出部24、及び二値化信号生成部25を備えている点は、第1の実施例と同じである。
Also in the rear stage portion 20 shown in FIG. 14, the same reference numerals are given to the portions corresponding to those in the first embodiment shown in FIG. 1, and their configuration and functions are different from those in the first embodiment. Only the point will be described.
The rear stage unit 20 also includes a white side edge candidate area signal generation unit 21, a black side edge candidate area signal generation unit 22, a white side edge candidate signal detection unit 23, a black side edge candidate signal detection unit 24, and a binarized signal generation. The point that the portion 25 is provided is the same as that of the first embodiment.

この第2の実施例ではさらに、積分回路26と、白側採否判定信号生成部27及び黒側採否判定信号生成部28を設けている。
積分回路26は、図示を省略している前段の微分回路14(図1参照)からの微分信号Vdefと、白側エッジ候補エリア信号生成部21からの白側エッジ候補エリア信号Vweと、黒側エッジ候補エリア信号生成部22からの黒側エッジ候補エリア信号Vbeとが入力される。
<積分回路26>
In the second embodiment, an integration circuit 26, a white-side acceptance / rejection determination signal generation unit 27, and a black-side acceptance / rejection determination signal generation unit 28 are further provided.
The integrating circuit 26 includes a differential signal Vdef from the preceding differentiation circuit 14 (see FIG. 1) (not shown), a white side edge candidate area signal Vwe from the white side edge candidate area signal generation unit 21, and a black side. The black-side edge candidate area signal Vbe from the edge candidate area signal generation unit 22 is input.
<Integration circuit 26>

その積分回路26は、図15に示すようなよく知られている一般的な積分回路を使用することができる。そして、白側エッジ候補エリア信号Vweと黒側エッジ候補エリア信号Vbeとの比較信号を入力することによって微分信号Vrefの直流成分が再生されないように制御するものである。
具体的には、微分信号Vdefは、抵抗R31に流れ、OR回路U1に入力される白側エッジ候補信号Vwetが“1”または黒側エッジ候補信号Vbeが“0”(インバータINで反転した信号が“1”)の間、オア回路U1の出力が“1”になる。このときアナログスイッチSW2はOFFになるため、積分コンデンサC31にはエッジ候補エリアでの信号レベルが生成され、オペアンプX3から出力される。白側又は黒側のいずれのエッジ候補エリアでもない区間では、アナログスイッチSW2がONになるため、積分コンデンサC31の電圧はリセットされて、DC成分が取り除かれたレベル波形がオペアンプX3から出力される。このようにして、積分回路26の出力は、DC成分が取り除かれた積分波形となる。
<採否判定信号生成部27,28>
As the integration circuit 26, a well-known general integration circuit as shown in FIG. 15 can be used. Then, by inputting a comparison signal between the white edge candidate area signal Vwe and the black edge candidate area signal Vbe, control is performed so that the DC component of the differential signal Vref is not reproduced.
Specifically, the differential signal Vdef flows through the resistor R31, and the white side edge candidate signal Vwe input to the OR circuit U1 is “1” or the black side edge candidate signal Vbe is “0” (a signal inverted by the inverter IN). Is "1"), the output of the OR circuit U1 is "1". At this time, since the analog switch SW2 is turned OFF, a signal level in the edge candidate area is generated in the integration capacitor C31 and is output from the operational amplifier X3. In a section that is not an edge candidate area on either the white side or the black side, the analog switch SW2 is turned on. Therefore, the voltage of the integration capacitor C31 is reset, and the level waveform from which the DC component is removed is output from the operational amplifier X3. . In this way, the output of the integrating circuit 26 becomes an integrated waveform from which the DC component has been removed.
<Acceptance determination signal generators 27 and 28>

積分回路26から出力される積分信号Vintは、白側採否判定信号生成部27のコンパレータ271と黒側採否判定信号生成部28のコンパレータ281とに入力される。
白側のコンパレータ271は、微分信号Vdefとスライスレベル生成回路272が出力するスライスレベル(例えば2.7V)Vs5と比較し、白側エッジ候補エリア信号Vweかノイズ信号かを判定するものである。
The integration signal Vint output from the integration circuit 26 is input to the comparator 271 of the white side acceptance / rejection determination signal generation unit 27 and the comparator 281 of the black side acceptance / rejection determination signal generation unit 28.
The white-side comparator 271 compares the differential signal Vdef with the slice level (for example, 2.7 V) Vs5 output from the slice level generation circuit 272, and determines whether the white-side edge candidate area signal Vwe or the noise signal.

つまり、積分信号VintがスライスレベルVs5より大きいときは、バーコード信号が存在すると判定して白側採否判定信号Vdwを“1”にする。逆に積分信号VintがスライスレベルVs5より小さいときは、ノイズとみなして白側採否判定信号Vdwを“0”にする。
黒側のコンパレータ281は、微分信号Vdefとスライスレベル生成回路282の出力信号(例えば2.3V)Vs6と比較し、黒側エッジ候補エリア信号Vbeかノイズ信号かを判定するものである。そのため、白側と同様に、積分信号VintがスライスレベルVs6より大きいときは、黒側採否判定信号Vdbを“1”にし、小さいときは黒側採否判定信号Vdbを“0”にする。
<二値化信号生成部25>
That is, when the integration signal Vint is greater than the slice level Vs5, it is determined that a barcode signal exists and the white-side acceptance / rejection determination signal Vdw is set to “1”. Conversely, when the integration signal Vint is smaller than the slice level Vs5, it is regarded as noise and the white-side acceptance / rejection determination signal Vdw is set to “0”.
The black-side comparator 281 compares the differential signal Vdef with an output signal (for example, 2.3 V) Vs6 of the slice level generation circuit 282, and determines whether the black-side edge candidate area signal Vbe is a noise signal. Therefore, similarly to the white side, when the integration signal Vint is larger than the slice level Vs6, the black-side acceptance / rejection determination signal Vdb is set to “1”, and when it is smaller, the black-side acceptance / rejection determination signal Vdb is set to “0”.
<Binary signal generator 25>

そして、この実施例の二値化信号生成部25には、白側エッジ候補エリア信号Vwe、黒側エッジ候補エリア信号Vbe、白側エッジ候補信号Vwe2及び黒側エッジ候補信号Vbe2、白側採否判定信号Vdw及び黒側採否判定信号Vdbの6つの信号が入力される。
その二値化信号生成部25は、図16に示すように、2個のアンド回路251,252と、立上り検出回路253、立下り検出回路252、反転回路255及びフリップフロップ回路256で構成されている。
The binarized signal generation unit 25 of this embodiment includes a white side edge candidate area signal Vwe, a black side edge candidate area signal Vbe, a white side edge candidate signal Vwe2, a black side edge candidate signal Vbe2, and a white side acceptance / rejection determination. Six signals of the signal Vdw and the black side acceptance / rejection determination signal Vdb are input.
As shown in FIG. 16, the binarized signal generation unit 25 includes two AND circuits 251 and 252, a rising detection circuit 253, a falling detection circuit 252, an inverting circuit 255, and a flip-flop circuit 256. Yes.

この二値化信号生成部25によれば、白側エッジ候補信号Vwe2は立上り検出回路253によって立上り信号が検出され、その立上り検出信号と白側エッジ候補エリア信号Vweと、白側採否判定信号Vdwのアンドをとり、その出力パルスをフリップフロップ回路256のセット端子に入力する。また、黒側エッジ候補信号Vbe2は立下り検出回路によって立下り信号が検出され、その検出信号と黒側エッジ候補エリア信号Vbeと、反転回路255を通した黒側採否判定信号Vdbのアンドをとり、その出力パルスをフリップフロップ回路256のリセット端子に入力する。
図18にこの二値化信号生成部25に入力する各信号と出力する二値化信号の各波形の関係を示す。
According to the binarized signal generation unit 25, the rising edge detection circuit 253 detects a rising signal of the white side edge candidate signal Vwe2, and the rising edge detection signal, the white side edge candidate area signal Vwe, and the white side acceptance / rejection determination signal Vdw. The output pulse is input to the set terminal of the flip-flop circuit 256. The black edge candidate signal Vbe2 is detected by the falling detection circuit, and the AND of the detection signal, the black edge candidate area signal Vbe, and the black side acceptance / rejection determination signal Vdb through the inverting circuit 255 is obtained. The output pulse is input to the reset terminal of the flip-flop circuit 256.
FIG. 18 shows the relationship between each signal input to the binarized signal generator 25 and each waveform of the output binarized signal.

この二値化信号生成部25は、第1の実施例と同様にフリップフロップ回路256で形成される。ここでは、図18に示されるように、白側採否判定信号Vdwが“1”で、白側エッジ候補エリア信号Vweも“1”であると、白側エッジ候補信号Vew2の立上り信号を有効にして、FFセット信号によりフリップフロップ回路256をセット状態にして、その出力である二値化信号を反転させて“1”にする。逆に黒側採否判定信号Vdbが“0”であり、黒側エッジ候補エリア信号Vbeが“1”であると、黒側エッジ候補信号Veb2の立下り信号を有効にし、FFリセット信号によりフリップフロップ回路256をリセット状態にして、その出力である二値化信号を反転させて“0”にする。  The binarized signal generator 25 is formed of a flip-flop circuit 256 as in the first embodiment. Here, as shown in FIG. 18, when the white side acceptance / rejection determination signal Vdw is “1” and the white side edge candidate area signal Vwe is also “1”, the rising signal of the white side edge candidate signal Vew2 is validated. Thus, the flip-flop circuit 256 is set by the FF set signal, and the binarized signal as the output is inverted to “1”. Conversely, when the black side acceptance / rejection determination signal Vdb is “0” and the black side edge candidate area signal Vbe is “1”, the falling signal of the black side edge candidate signal Veb2 is validated, and the flip-flop is turned on by the FF reset signal. The circuit 256 is reset, and the binarized signal as its output is inverted to “0”.

そして、図19の(a)に示されるように、微分信号の波形において、ノイズ信号がその微分回路用スライスレベル(スラスレベル生成回路212,222によって生成される)よりも大きな場合であっても、同図の(b)に示される白側及び黒側のように、積分回路26の作用によってノイズ信号は、図14のスライスレベル生成回路272,282で生成される積分回路用スライスレベル(スライスレベル生成回路272,282によって生成される)よりも小さくなり、微分信号の二値化に影響を及ぼすことはない。
<第2の実施例の効果>
As shown in FIG. 19A, even if the noise signal is larger than the differentiation circuit slice level (generated by the thrust level generation circuits 212 and 222) in the waveform of the differential signal, Like the white side and black side shown in FIG. 14B, the noise signal is generated by the action of the integration circuit 26 by the slice level generation circuits 272 and 282 of FIG. Generated by the generation circuits 272 and 282 and does not affect the binarization of the differential signal.
<Effect of the second embodiment>

バーコード信号の状況によってノイズを除去するためのスライスレベルを設定しにくい回路であっても、この実施例のようにすれば、積分回路によって再びアナログ的に解析し、その積分信号をさらにもう一つのスライスレベルVs5,Vs6と比較することによって得られた採否判定信号によってノイズを含まない正確な二値化信号を出力することができる。
〔第3の実施例〕
Even in a circuit in which it is difficult to set a slice level for removing noise depending on the status of the bar code signal, in this embodiment, the integration circuit analyzes the analog signal again, and the integrated signal is further analyzed. An accurate binarized signal that does not include noise can be output by the acceptance / rejection determination signal obtained by comparing with the two slice levels Vs5 and Vs6.
[Third embodiment]

次に、この発明による光学的情報読取装置の第3の実施例について説明する。図20はその後段部20の構成を示す図であり、前段部10は図1に示した第1の実施例と同じである。また、図20においても図1と対応する部分には同一の符合を付してあり、それらの構成及び機能については、第1の実施例と異なる点のみ説明する。  Next explained is a third embodiment of the optical information reading apparatus according to the invention. FIG. 20 is a diagram showing the configuration of the rear stage section 20, and the front stage section 10 is the same as that of the first embodiment shown in FIG. Also, in FIG. 20, the same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIG. 1, and only the differences from the first embodiment will be described with respect to their configurations and functions.

この第3の実施例では、第2の実施例と同様にノイズの影響を殆ど受けることなく、読取対象から検出した信号を一層高精度に二値化処理できるようにしている。そのためにスライスレベル制御信号生成部29を設けており、白側及び黒側のエッジ候補エリア信号生成部21,22におけるスライススレベル生成回路212,222におけるスライスレベルの生成を制御するようにしている。
そのスライスレベル制御信号生成部29は、微分信号レベル測定回路291とスライスレベル制御回路292とから構成されている。
In the third embodiment, as in the second embodiment, the signal detected from the reading target can be binarized with higher accuracy without being substantially affected by noise. For this purpose, a slice level control signal generation unit 29 is provided to control slice level generation in the slice level generation circuits 212 and 222 in the white and black edge candidate area signal generation units 21 and 22. .
The slice level control signal generation unit 29 includes a differential signal level measurement circuit 291 and a slice level control circuit 292.

微分信号レベル測定回路291は、図17に示すように抵抗R41とダイオードD5とコンデンサC41によって構成される検波回路とA/Dコンバータ290から構成され、微分信号Vdefを検波したアナログレベル信号をA/Dコンバータ290でデジタルレベル信号に変換し、図20に示すスライスレベル制御回路292へ送る。  As shown in FIG. 17, the differential signal level measurement circuit 291 includes a detection circuit constituted by a resistor R41, a diode D5, and a capacitor C41, and an A / D converter 290. An analog level signal obtained by detecting the differential signal Vdef is converted into an A / D signal. The signal is converted into a digital level signal by the D converter 290 and sent to the slice level control circuit 292 shown in FIG.

スライスレベル制御回路292は、CPUによって動作し、次のような制御を行うようプログラムされている。その工程を図21のフローチャートに示す。
(1)1スキャンごとに微分信号レベル測定回路291から微分信号レベル測定値のデジタルレベル信号を入力し、
(2)A/Dコンバータ290において1回のスキャン中に規定(所定)回数サンプリングするごとに、新しく入力した信号を前に入力した信号と比較して、大きい方からn個、例えば上位3番目までの信号3個を常に記憶(保存)する。
The slice level control circuit 292 is programmed by the CPU to perform the following control. The process is shown in the flowchart of FIG.
(1) A differential signal level measurement value digital level signal is input from the differential signal level measurement circuit 291 for each scan,
(2) Each time a predetermined (predetermined) number of times are sampled during one scan in the A / D converter 290, the newly input signal is compared with the previously input signal. The three signals up to are always stored (saved).

(3)規定回数のサンプリングが完了したら、最大値3位まで(上位3個)の平均値Vaveを取り、
(4)規定値(閾値)Vsreと平均値Vaveとを比較し、
規定値(閾値)Vsre>平均値Vaveの場合はスライスレベルを高くする制御信号を出力し、規定値(閾値)Vsre≦平均値Vaveの場合はスライスレベルを低くする制御信号を出力する。
ここで、スライスレベルの高低は、スライスレベル制御回路292を構成するD/Aコンバータに予め定めている設定値による。
(5)サンプリング初期化して次のスキャンの処理へ移行する。
なお、このスライスレベル制御回路292をD/A変換回路等によって構成し、入力されたデジタルレベル信号をアナログの制御信号に変換し、白側および黒側のスライスレベル生成回路212,222を制御して、それぞれが生成するスライスレベルを変化させるようにしてもよい。
<第3の実施例の効果>
(3) When the specified number of times of sampling is completed, the average value Vave of the third highest value (the top three) is taken,
(4) The specified value (threshold value) Vsre and the average value Vave are compared,
When the specified value (threshold value) Vsre> average value Vave, a control signal for increasing the slice level is output, and when the specified value (threshold value) Vsre ≦ average value Vave, a control signal for decreasing the slice level is output.
Here, the level of the slice level depends on a preset value for the D / A converter constituting the slice level control circuit 292.
(5) The sampling is initialized and the process proceeds to the next scan.
The slice level control circuit 292 is composed of a D / A conversion circuit or the like, converts the input digital level signal into an analog control signal, and controls the white and black side slice level generation circuits 212 and 222. Thus, the slice level generated by each may be changed.
<Effect of the third embodiment>

この実施例によれば、バーコードの濃度やバーコードと読取装置との距離等により微分信号レベルが変化しても、常に微分信号レベルをサンプリングした信号にを元に白側及び黒側のエッジ候補エリア信号生成部21,22のスライスレベルを制御することができるので、バーコードの二値化信号に対するノイズの影響を著しく低減することができる。
〔第4の実施例〕
According to this embodiment, even if the differential signal level changes due to the density of the bar code or the distance between the bar code and the reading device, the white side and black side edges are always based on the signal obtained by sampling the differential signal level. Since the slice level of the candidate area signal generation units 21 and 22 can be controlled, the influence of noise on the barcode binarized signal can be significantly reduced.
[Fourth embodiment]

次に、この発明による光学的情報読取装置の第4の実施例を図22に示す。
この図22も第4の実施例の後段部のみを示し、図1,図14,図20と対応する部分には同一の符合を付してあり、それらの説明は省略する。
この実施例は、ノイズ信号の影響をさらに低減させるために、前述した第2の実施例で設けた積分回路26と白側及び黒側の採否判定信号生成部27,28を、第3の実施例のスライスレベル制御信号生成部29とを組み合わせて設けたものである。
この場合、スライスレベル制御信号生成部29によって生成されるスライスレベル制御信号によって、白側及び黒側の採否判定信号生成部27,28のスライスレベル生成回路272,282も制御して、それらが生成するスライスレベルも変化させることができる。
〔第5の実施例〕
Next, FIG. 22 shows a fourth embodiment of the optical information reader according to the present invention.
FIG. 22 also shows only the rear stage part of the fourth embodiment, and the same reference numerals are given to the parts corresponding to those in FIGS. 1, 14, and 20, and the description thereof is omitted.
In this embodiment, in order to further reduce the influence of the noise signal, the integration circuit 26 and the white and black acceptance / rejection determination signal generation units 27 and 28 provided in the second embodiment described above are provided in the third embodiment. The slice level control signal generation unit 29 in the example is provided in combination.
In this case, the slice level control signals generated by the slice level control signal generation unit 29 also control the slice level generation circuits 272 and 282 of the white and black acceptance determination signal generation units 27 and 28 to generate them. The slice level to be changed can also be changed.
[Fifth embodiment]

次に、この発明による光学的情報読取装置の第5の実施例について説明する。
バーコードスキャナ等の光学的情報読取装置が使用される場所は様々な状態が想定される。倉庫のような比較的暗い場所、日光が直接当たる屋外、あるいは時間や位置によって明るさが異なる小売店のレジなど、使用する場所によって光量が異なることが多い。
それは、つまりデジタル処理にとって重要な前述した各字指令における微分回路14から出力する微分信号Vdefの大きさが、フォトダイオード11で受光する光量によって変化することを意味している。この信号の振幅が激しいと、振幅の小さい信号は十分な振幅レベルまで増幅されず、また大きい信号は飽和してしまうことがある。そこで、光量を調節するためにAGC回路を搭載することが行われている。この発明は、そのようなタイプの光学的情報読取装置にも充分に対応できるものである。
Next explained is a fifth embodiment of the optical information reading apparatus according to the invention.
There are various situations where an optical information reader such as a barcode scanner is used. In many cases, the amount of light varies depending on the place of use, such as a relatively dark place such as a warehouse, the outdoors directly exposed to sunlight, or a cash register of a retail store whose brightness varies depending on time and position.
This means that the magnitude of the differential signal Vdef output from the differentiating circuit 14 in each of the above-described character commands important for digital processing changes depending on the amount of light received by the photodiode 11. If the amplitude of this signal is intense, a signal with a small amplitude may not be amplified to a sufficient amplitude level, and a large signal may be saturated. Therefore, an AGC circuit is mounted to adjust the amount of light. The present invention can sufficiently cope with such a type of optical information reader.

第5の実施例はそのようなAGC回路を搭載した光学的情報読取装置の実施例である。図23はその全体の構成を示すブロック図であり、図1と対応する部分には同一の符合を付してあり、それと異なる部分のみを説明する。
前段部10において、ローパスフィルタ13と微分回路14との間に、AGC回路30が挿入されている。AGC回路30は、ゲイン制御アンプ31とその制御信号を生成するアンプゲイン制御回路32とによって構成されている。ゲイン制御アンプ31は、電界効果トランジスタの一種であるJFETから構成され、アンプゲイン制御回路32は、ピーク値検出器321と基準レベル設定回路322と比較器323とから構成されている。なお、この装置の後段部20は、図1に示した第1の実施例と同じである。
The fifth embodiment is an embodiment of an optical information reader equipped with such an AGC circuit. FIG. 23 is a block diagram showing the overall configuration, in which parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and only different parts will be described.
In the pre-stage unit 10, an AGC circuit 30 is inserted between the low-pass filter 13 and the differentiation circuit 14. The AGC circuit 30 includes a gain control amplifier 31 and an amplifier gain control circuit 32 that generates a control signal thereof. The gain control amplifier 31 includes a JFET that is a kind of field effect transistor, and the amplifier gain control circuit 32 includes a peak value detector 321, a reference level setting circuit 322, and a comparator 323. The rear stage portion 20 of this apparatus is the same as that of the first embodiment shown in FIG.

次に、この実施例のAGC回路30がどのように動作するかを説明する。
微分回路14から出力される微分信号Vdefは、アンプゲイン制御回路32のピーク値検出器321に入力され、ピーク値Vpが検出される。そして、比較器323では基準レベル設定回路322に設定された基準レベルVsとの差に応じた制御信号Scが出力され、それがゲイン制御アンプ31の制御信号となる。
その制御信号Scは、Vp>Vsのときは正、Vp=Vsの時は0、Vp<Vsのときは負となる。ゲイン制御アンプ31ではこの制御信号Scと反比例するように増幅の利得(ゲイン)を可変する。
Next, how the AGC circuit 30 of this embodiment operates will be described.
The differential signal Vdef output from the differentiation circuit 14 is input to the peak value detector 321 of the amplifier gain control circuit 32, and the peak value Vp is detected. The comparator 323 outputs a control signal Sc corresponding to the difference from the reference level Vs set in the reference level setting circuit 322, which becomes a control signal for the gain control amplifier 31.
The control signal Sc is positive when Vp> Vs, 0 when Vp = Vs, and negative when Vp <Vs. The gain control amplifier 31 varies the gain of amplification so as to be inversely proportional to the control signal Sc.

すなわち、微分信号Vdefの振幅が小さくなると、ピーク値Vpが基準レベルVsより小さくなるので制御信号Scが負になり、ゲイン制御アンプ31の利得を大きくする。逆に微分信号Vdefの振幅が大きくなると、ピーク値Vpが基準レベルVsより大きくなるので制御信号Scが正になり、ゲイン制御アンプ31の利得を小さくする。それによって、微分信号Vdefの平均的な振幅をほぼ一定にすることができる。
このように、装置の前段部10において光量に対するゲインの補正が十分に行われる。そして、後段部20は、第1の実施例と同様であるので、ノイズの影響を押さえ、微分信号Vdefの正確な二値化が行われる。
〔第6の実施例〕
That is, when the amplitude of the differential signal Vdef decreases, the peak value Vp becomes smaller than the reference level Vs, so the control signal Sc becomes negative and the gain of the gain control amplifier 31 is increased. Conversely, when the amplitude of the differential signal Vdef increases, the peak value Vp becomes greater than the reference level Vs, so the control signal Sc becomes positive and the gain of the gain control amplifier 31 is reduced. Thereby, the average amplitude of the differential signal Vdef can be made substantially constant.
Thus, the gain correction with respect to the light amount is sufficiently performed in the front stage 10 of the apparatus. Since the rear stage unit 20 is the same as that in the first embodiment, the influence of noise is suppressed and the differential signal Vdef is accurately binarized.
[Sixth embodiment]

次に、この発明による光学的情報読取装置の第6の実施例を図24に示す。
図24において、図1,図14,図20,および図23と対応する部分には同一の符合を付してあり、それらと相違する部分のみを説明する。
この実施例は、図14に示した第2の実施例で設けた積分回路26と白側及び黒側の採否判定信号生成部27,28と、図20に示した第3の実施例で設けたスライスレベル制御信号生成部29を設けた図20に示した第4実施例に、さらに図23に示した上述の第5実施例のAGC回路30を組み合わせて設けたものである。
Next, FIG. 24 shows a sixth embodiment of the optical information reader according to the present invention.
In FIG. 24, parts corresponding to those in FIGS. 1, 14, 20, and 23 are given the same reference numerals, and only the parts different from those will be described.
This embodiment is provided in the integration circuit 26 provided in the second embodiment shown in FIG. 14, the white and black acceptance determination signal generators 27 and 28, and the third embodiment shown in FIG. The fourth embodiment shown in FIG. 20 provided with the slice level control signal generator 29 is further combined with the AGC circuit 30 of the fifth embodiment shown in FIG.

そこで、この実施例では、AGC回路30のアンプゲイン制御回路32に、スライスレベル制御信号生成部29の微分信号レベル測定回路291からの出力信号を入力し、それを基準レベルVsと比較した信号をゲイン制御アンプ31への制御信号Scとしている。このようにすると、微分信号レベル測定回路291において平均値として出力するので、アンプゲイン制御回路32でピーク値や平均値を取る必要はない。  Therefore, in this embodiment, an output signal from the differential signal level measurement circuit 291 of the slice level control signal generation unit 29 is input to the amplifier gain control circuit 32 of the AGC circuit 30, and a signal obtained by comparing it with the reference level Vs is obtained. The control signal Sc to the gain control amplifier 31 is used. In this case, since the differential signal level measurement circuit 291 outputs the average value, the amplifier gain control circuit 32 does not need to take a peak value or an average value.

なお、第2の実施例の積分回路26と白側及び黒側の採否判定信号生成部27,28と、第3の実施例のスライスレベル制御信号発生部29のうち、いずれか一方のみをAGC回路30と組み合わせて設けるようにしてもよい。
これらの実施例によっても、装置の前段部10において光量に対応してゲインを補正し、装置の後段部20においてノイズ信号の影響を受けにくいように制御しているので、ノイズの影響を殆ど受けることなく微分信号の正確な二値化が行われる。
Note that only one of the integration circuit 26 of the second embodiment, the white and black acceptance determination signal generation units 27 and 28, and the slice level control signal generation unit 29 of the third embodiment is AGC. It may be provided in combination with the circuit 30.
Also in these embodiments, the gain is corrected in accordance with the amount of light at the front stage portion 10 of the apparatus, and the rear stage portion 20 of the apparatus is controlled so as not to be affected by the noise signal. Thus, accurate binarization of the differential signal is performed.

発明の効果The invention's effect

以上説明してきたように、この発明による光学的情報読取装置は、ノイズの影響を取り除き、バーとスペースの比率の再現性を高め、読取対象が信号レベルの小さい低PCSバーコードや高精細バーコードであっても、その検出信号を正確に二値化処理することができるので、その情報を精度よく読み取ることができる。  As described above, the optical information reading apparatus according to the present invention removes the influence of noise, improves the reproducibility of the bar-to-space ratio, and the reading object has a low signal level and a low PCS barcode or high-definition barcode. Even so, since the detection signal can be binarized accurately, the information can be read with high accuracy.

この発明による光学的情報読取装置の第1の実施例の回路構成を示すブロック図である。  1 is a block diagram showing a circuit configuration of a first embodiment of an optical information reading device according to the present invention; FIG. 図1における微分回路14の具体的な例を示す回路図である。  It is a circuit diagram which shows the specific example of the differentiation circuit 14 in FIG. 図1のローパスフィルタ13からの出力信号の例を示す波形図である。  It is a wave form diagram which shows the example of the output signal from the low-pass filter 13 of FIG. 図1の微分回路14から出力される微分信号の例を示す波形図である。  It is a wave form diagram which shows the example of the differential signal output from the differentiating circuit 14 of FIG. 図1における微分信号と白側及び黒側エッジ候補エリア信号の例を示す波形図である。  It is a wave form diagram which shows the example of the differential signal in FIG. 1, and a white side and black side edge candidate area signal. 図1における微分信号と白側ピークホールド信号の関係を示す波形図である。  It is a wave form diagram which shows the relationship between the differential signal in FIG. 1, and a white side peak hold signal. 図1における微分信号と黒側ピークホールド信号の関係を示す波形図である。  It is a wave form diagram which shows the relationship between the differential signal in FIG. 1, and a black side peak hold signal. 図1における微分信号と白側スライスレベルと白側エッジ候補信号の関係を示す波形図である。  It is a wave form diagram which shows the relationship between the differential signal in FIG. 1, a white side slice level, and a white side edge candidate signal. 図1における微分信号と黒側スライスレベルと黒側エッジ候補信号の関係を示す波形図である。  It is a wave form diagram which shows the relationship between the differential signal in FIG. 1, a black side slice level, and a black side edge candidate signal. 図1および図13に示す二値化信号生成部25の動作を説明するための各信号の関係を示す波形図である。  It is a wave form diagram which shows the relationship of each signal for demonstrating operation | movement of the binarization signal production | generation part 25 shown in FIG. 1 and FIG. 図1における白側と黒側のピークホールド回路232,242の構成例を示す回路図である。  FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration example of white-side and black-side peak hold circuits 232 and 242 in FIG. 1. 図1におけるスライスレベル生成回路233,243の構成例を示す回路図である。  FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration example of slice level generation circuits 233 and 243 in FIG. 1. 図1における二値化信号生成部25の構成例を示すブロック図である。  It is a block diagram which shows the structural example of the binarization signal production | generation part 25 in FIG. この発明による光学的情報読取装置の第2の実施例の後段部の構成を示すブロック図である。  It is a block diagram which shows the structure of the back | latter stage part of 2nd Example of the optical information reader by this invention. 図14における積分回路26の構成例を示す回路図である。  FIG. 15 is a circuit diagram illustrating a configuration example of an integration circuit 26 in FIG. 14. 図14における二値化信号生成部25の構成例を示すブロック図である。  It is a block diagram which shows the structural example of the binarization signal production | generation part 25 in FIG. 図20における微分信号レベル測定回路291の構成例を示す回路図である。  FIG. 21 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a differential signal level measurement circuit 291 in FIG. 20. 図14に示した第2の実施例の動作を説明するための各信号の関係を示す波形図である。  It is a wave form diagram which shows the relationship of each signal for demonstrating operation | movement of the 2nd Example shown in FIG. 図14に示した第2の実施例の場合の微分回路出力波形とそのスライスレベルおよび積分回路出力波形とそのスライスレベルの関係を示す波形図である。  FIG. 15 is a waveform diagram showing the relationship between the differentiation circuit output waveform and its slice level and the integration circuit output waveform and its slice level in the case of the second embodiment shown in FIG. 14. この発明による光学的情報読取装置の第3の実施例の後段部の構成を示すブロック図である。  It is a block diagram which shows the structure of the back | latter stage part of the 3rd Example of the optical information reader by this invention. 図20に示すスライスレベル制御信号生成部29による動作工程を示すフローチャートである。  It is a flowchart which shows the operation | movement process by the slice level control signal generation part 29 shown in FIG. この発明による光学的情報読取装置の第4の実施例の後段部の構成を示すブロック図である。  It is a block diagram which shows the structure of the back | latter stage part of 4th Example of the optical information reader by this invention. この発明による光学的情報読取装置の第5の実施例の全体構成を示すブロック図である。  It is a block diagram which shows the whole structure of the 5th Example of the optical information reader by this invention. この発明による光学的情報読取装置の第6の実施例の全体構成を示すブロック図である。  It is a block diagram which shows the whole structure of the 6th Example of the optical information reader by this invention. 従来の追従方式の信号処理回路の例を示す回路図である。  It is a circuit diagram which shows the example of the signal processing circuit of the conventional tracking system. 図25に示した信号処理回路の動作を示す波形図である。  FIG. 26 is a waveform diagram showing an operation of the signal processing circuit shown in FIG. 25. 従来の微分方式の信号処理回路の例を示す回路図である。  It is a circuit diagram which shows the example of the signal processing circuit of the conventional differentiation system.

符合の説明Explanation of sign

10:前段部 11:フォトダイオード
12:I/Vアンプ 13:ローパスフィルタ
14:微分回路 20:後段部
21:白側エッジ候補エリア信号生成部
22:黒側エッジ候補エリア信号生成部
23:白側エッジ候補信号検出部
24:黒側エッジ候補信号検出部
25:二値化信号生成部 26:積分回路
27:白側採否判定信号生成部
28:黒側採否判定信号生成部
29:スライスレベル制御信号生成部
30:AGC回路
10: front stage 11: photodiode 12: I / V amplifier 13: low-pass filter 14: differentiation circuit 20: rear stage 21: white side edge candidate area signal generation unit 22: black side edge candidate area signal generation unit 23: white side Edge candidate signal detection unit 24: black side edge candidate signal detection unit 25: binarized signal generation unit 26: integration circuit 27: white side acceptance determination signal generation unit 28: black side acceptance determination signal generation unit 29: slice level control signal Generation unit 30: AGC circuit

Claims (6)

光反射率の異なる部分で構成される読取対象を照射してその反射光を受光して光電変換を行う受光部(11)と、該受光部で光電変換した電流信号を電圧信号に変換する信号変換部(12)と、その電圧信号のうち所要周波数帯域の信号を通過させて出力する電気的フィルタ(13)と、該電気的フィルタの出力信号を微分する微分部(14)と、その微分信号(Vdef)に基づいて信号処理を行い二値化信号を出力する二値化処理部(20)とからなる光学的情報読取装置において、
前記二値化処理部(20)が、
前記微分信号(Vdef)と所定振幅以上のノイズ信号を除去するための正負の各スライスレベル(Vws,Vbs)とを比較して、前記電圧信号が負レベルから正レベルに移行する正移行エッジの候補と、正レベルから負レベルに移行する負移行エッジの候補がそれぞれ含まれる範囲を示す正移行及び負移行の各エッジ候補エリア信号(Vwe,Vbe)を生成するエッジ候補エリア信号生成部(21,22)と、
前記各エッジ候補エリア信号(Vwe,Vbe)をそれぞれピークホールドした信号を分圧することによって得られる各スライスレベル(Vwps,Vbps)と前記微分信号(Vdef)とを比較して、前記正移行エッジ及び負移行エッジの候補となるエッジ候補信号(Vwe2,Vbe2)を検出するエッジ候補信号検出部(23,24)と、
前記正移行のエッジ候補エリア信号(Vwe)の有効期間内での前記正移行エッジ候補信号(Vwe2)の立上りと、前記負移行のエッジ候補エリア信号(Vbe)の有効期間内での前記負移行エッジ候補信号(Vbe2)の立下りとを、前記電圧信号の負レベルと正レベルのエッジと判断して二値化信号を生成する二値化信号生成部(25)とから構成されている
ことを特徴とする光学的情報読取装置。
A light receiving unit (11) that irradiates a reading target composed of portions having different light reflectivities, receives the reflected light, and performs photoelectric conversion, and a signal that converts a current signal photoelectrically converted by the light receiving unit into a voltage signal A converter (12), an electrical filter (13) that passes and outputs a signal in a required frequency band of the voltage signal, a differentiator (14) that differentiates an output signal of the electrical filter, and a derivative thereof In an optical information reading apparatus including a binarization processing unit (20) that performs signal processing based on a signal (Vdef) and outputs a binarized signal,
The binarization processing unit (20)
The differential signal (Vdef) is compared with positive and negative slice levels (Vws, Vbs) for removing a noise signal having a predetermined amplitude or more, and a positive transition edge at which the voltage signal shifts from a negative level to a positive level. An edge candidate area signal generation unit (21) for generating positive transition and negative transition edge candidate area signals (Vwe, Vbe) indicating a candidate and a range of negative transition edge candidates that transition from a positive level to a negative level. 22)
Each slice level (Vwps, Vbps) obtained by dividing a signal obtained by peak-holding each edge candidate area signal (Vwe, Vbe) is compared with the differential signal (Vdef), and the positive transition edge and Edge candidate signal detection units (23, 24) for detecting edge candidate signals (Vwe2, Vbe2) that are candidates for negative transition edges;
The rising edge of the positive transition edge candidate signal (Vwe2) within the valid period of the positive transition edge candidate area signal (Vwe) and the negative transition within the valid period of the negative transition edge candidate area signal (Vbe) It is constituted by a binarized signal generating unit (25) for generating a binarized signal by determining the falling edge of the edge candidate signal (Vbe2) as an edge of the negative level and the positive level of the voltage signal. An optical information reader.
請求項1記載の光学的情報読取装置であって、
前記正移行及び負移行の各エッジ候補エリア信号(Vwe,Vbe)の有効期間ごとに前記微分信号(Vdef)を積分して積分信号を出力する積分回路(26)と、
その積分信号とノイズ信号を除去するための正負の各スライスレベル(Vs5,Vb6)とをそれぞれ比較して、正移行及び負移行の採否判定信号(Vdw,Vdb)を生成する採否判定信号生成部(27,28)とを設け、
前記二値化信号生成部(25)は、前記正移行エッジ候補信号(Vwe2)の立上りと前記負移行エッジ候補信号(Vbe2)の立下りとを前記電圧信号の負レベルと正レベルのエッジと判断する際に、前記正移行及び負移行の採否判定信号(Vdw,Vdb)の判定状態も条件として加えるようにしたことを特徴とする光学的情報読取装置。
The optical information reader according to claim 1,
An integration circuit (26) for integrating the differential signal (Vdef) and outputting an integral signal for each valid period of the edge candidate area signals (Vwe, Vbe) for the positive transition and the negative transition;
The integration signal and positive / negative slice levels (Vs5, Vb6) for removing the noise signal are respectively compared to generate a positive / negative transition acceptance / rejection determination signal (Vdw, Vdb). (27, 28)
The binarized signal generator (25) determines the rising edge of the positive transition edge candidate signal (Vwe2) and the falling edge of the negative transition edge candidate signal (Vbe2) as the negative level and positive level edges of the voltage signal. An optical information reading apparatus characterized in that, when making a determination, the determination state of the positive / negative transfer acceptance / rejection determination signals (Vdw, Vdb) is also added as a condition.
請求項1又は2記載の光学的情報読取装置であって、
前記微分信号(Vdef)を検波してそのレベルを計測し、そのレベルに応じて前記エッジ候補エリア信号生成部(21,22)で使用する前記正負の各スライスレベル(Vws,Vbs)を変化させるためのスライスレベル制御信号を生成するスライスレベル制御信号生成部(29)を設けたことを特徴とする光学的情報読取装置。
The optical information reader according to claim 1 or 2,
The differential signal (Vdef) is detected and its level is measured, and the positive and negative slice levels (Vws, Vbs) used in the edge candidate area signal generation unit (21, 22) are changed according to the level. An optical information reader comprising a slice level control signal generation unit (29) for generating a slice level control signal for the purpose.
請求項3記載の光学的情報読取装置であって、
前記スライスレベル制御信号生成部(29)は、
前記微分信号(Vdef)を検波し、その信号をA/D変換してデジタル値にする手段(291)と、
前記A/D変換時の所定回数のサンプリングごとに、上位からn個の値を記憶し、そのn個値の平均値Vaveを取り、それを規定値Vsreと比較し、
規定値Vsre>平均値Vaveの場合は前記スライスレベルを高くする制御信号を、規定Vsre≦平均値Vaveの場合は前記スライスレベルを低くする制御信号を、それぞれ生成する手段(292)とからなることを特徴とする光学的情報読取装置。
The optical information reader according to claim 3,
The slice level control signal generator (29)
Means (291) for detecting the differential signal (Vdef) and A / D converting the signal into a digital value;
For each predetermined number of samplings during the A / D conversion, n values are stored from the top, an average value Vave of the n values is taken, and compared with a specified value Vsre,
A control signal for increasing the slice level when the specified value Vsre> the average value Vave, and a control signal for generating the control signal for decreasing the slice level when the specified value Vsre ≦ the average value Vave (292). An optical information reader.
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置であって、
前記微分部(14)の入力側に介挿され、前記電圧信号を増幅するゲイン制御アンプ(31)と、前記微分信号(Vdef)の振幅に応じて前記ゲイン制御アンプ(31)のゲインを制御する制御信号を生成するアンプゲイン制御部(32)とを設けたことを特徴とする光学的情報読取装置。
An optical information reading device according to any one of claims 1 to 4,
A gain control amplifier (31) that is inserted on the input side of the differentiation section (14) and amplifies the voltage signal, and controls the gain of the gain control amplifier (31) according to the amplitude of the differentiation signal (Vdef). An optical information reader comprising an amplifier gain controller (32) for generating a control signal to be transmitted.
請求項3記載の光学的情報読取装置であって、
前記微分部(14)の入力側に介挿され、前記電圧信号を増幅するゲイン制御アンプ(31)と、前記スライスレベル制御信号生成部(29)によって計測される前記微分信号(Vdef)のレベルに応じて前記ゲイン制御アンプ(31)のゲインを制御する制御信号を生成するアンプゲイン制御部(32)とを設けたことを特徴とする光学的情報読取装置。
The optical information reader according to claim 3,
The level of the differential signal (Vdef) measured by the gain control amplifier (31) that is inserted on the input side of the differentiation unit (14) and amplifies the voltage signal, and the slice level control signal generation unit (29) And an amplifier gain control section (32) for generating a control signal for controlling the gain of the gain control amplifier (31) in accordance with the optical information reading apparatus.
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