JP4257132B2 - バーコード読取装置およびバーコード読取方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、黒線と白線とを交互に配列したバーコードに光を照射し、該バーコードからの反射光強度をもとに前記バーコードが示す情報を読み取るバーコード読取装置およびバーコード読み取り方法に関し、特に、バーコードに含まれる黒線に太りおよび細りが生じた場合においてもバーコードを正確に読み取り可能なバーコード読取装置およびバーコード読取方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種商品を管理する際、商品にバーコードを添付し、バーコードを光学的に読み取ることで商品の識別をおこなっていた。バーコード自体は印刷などによって安価に作成可能であるので、バーコードラベルを用いることで商品の管理コストを大幅に低減することができる。
【０００３】
このバーコードラベルの読み取りは、レーザスキャナやＣＣＤカメラなどの光学系を有するバーコード読取装置によっておこなう。バーコード読取装置は、バーコードラベルからの反射光を受信し、反射光強度からバーコードに含まれる白線と黒線の配列を算出し、復号処理によって白線と黒線の配列を数値や文字の配列であるキャラクタデータに変換する（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ここで、バーコードの読み取りを正確に行うためには、反射光強度からバーコードの配列を正確に算出することが極めて重要である。そこで、従来、バーコードの配列を正確に算出するため、種々の工夫がなされてきた。
【０００５】
たとえば、特許文献２に開示されたバーコード読取装置では、反射光強度をしめす波形を微分したのちに正側の波形と負側の波形に分離し、バーコードの黒線から白線への境界を正側の波形から検出し、バーコードの白線から黒線への境界を負側の波形から検出することで、バーコードの周波数変化や光量の変化に対して安定なバーコード読み取りを実現している。
【０００６】
【特許文献１】
特願２００１−１９２７１号公報
【特許文献２】
特開昭５５−１４３６８２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、バーコードを構成する黒線の幅および白線の幅は、基本単位幅の整数倍に規定されている。バーコードの読み取り時には、各黒線および白線がこの基本単位幅の何倍であるかを読み取るのであるが、各黒線および白線の幅が基本幅に準じていない場合がある。
【０００８】
たとえば、バーコード印刷時にインクの滲みがあった場合、バーコードの黒線は所望の幅に比して広くなる。また、バーコードの印刷から読み取りまでの間、バーコードにかすれが生じた場合、黒線の幅は所望の幅に比して狭くなる。
【０００９】
このような黒線の太りや細りが生じた場合、黒線および白線の幅が基本単位幅の整数倍にならず、バーコードの読み取り精度の低下が引き起こされ、さらにはバーコードの読み取り自体が不可能となるという問題があった。
【００１０】
しかしながら、従来のバーコード読取装置では、バーコードの配列を正確に再現することのみに注力されているので、バーコードに太りや細りがあった場合、太りや細りをも再現してしまい、バーコードを正確に読み取ることが出来なかった。
【００１１】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、バーコードの太りおよび細りを補正し、バーコードを正確に読み取り可能なバーコード読取装置およびバーコード読取方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明に係るバーコード読取装置は、黒線と白線とを交互に配列したバーコードに光を照射し、該バーコードからの反射光強度をもとに前記バーコードが示す情報を読み取るバーコード読取装置であって、前記反射光強度に対して微分処理をおこなって微分波形を作成する微分手段と、前記微分波形を、正の値をとる正側波形と負の値を取る負側波形とに分離する分離手段と、前記正側波形に対して前記負側波形を遅延させて合成させるとともに、前記正側波形および前記負側波形のそれぞれから振幅情報を取得し、補正バーコードデータを作成するバーコード補正手段と、前記補正バーコードから情報を読み取る読み取り手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この請求項１の発明によれば、バーコード読取装置は、微分手段によって作成した反射光強度の微分波形を正側波形と負側波形とに分離し、正側波形に対して負側波形を遅延させて合成させるとともに、正側波形および負側波形のそれぞれから振幅情報を取得することでバーコードの太りや細りを補正した補正バーコードデータを作成し、補正バーコードデータから情報を読み取るようにしている。
【００１４】
また、請求項２の発明に係るバーコード読取装置は、請求項１の発明において、前記バーコード補正手段は、前記正側波形に対応するタイミング信号を生成して前記正側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形に対応するタイミング信号を所定量遅延させたタイミング信号をもちいて前記負側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを合成して前記補正バーコードデータを作成することを特徴とする。
【００１５】
この請求項２の発明によれば、バーコード読取装置は、正側波形に対応して生成したタイミング信号を用いて正側波形の振幅情報を取得し、正側波形に対応するタイミング信号を遅延させたタイミング信号を用いて負側波形の振幅情報を取得し、正側波形の振幅情報と負側波形の振幅情報との合成によって生成した補正バーコードデータから情報を読み取るようにしている。
【００１６】
また、請求項３の発明に係るバーコード読取装置は、請求項１の発明において、前記バーコード補正手段は、前記負側波形を所定量遅延させて前記正側波形と合成した合成波形を生成し、該合成波形から所定のタイミング信号を用いて取得した振幅情報を前記補正バーコードデータとして用いることを特徴とする。
【００１７】
この請求項３の発明によれば、バーコード読取装置は、正側波形と遅延させた負側波形とを合成した合成波形を生成し、合成波形から所定のタイミング信号を用いて振幅情報を取得して補正バーコードデータを作成し、補正バーコードデータから情報を読み取るようにしている。
【００１８】
また、請求項４の発明に係るバーコード読取方法は、黒線と白線とを交互に配列したバーコードに光を照射し、該バーコードからの反射光強度をもとに前記バーコードが示す情報を読み取るバーコード読取方法であって、前記反射光強度に対して微分処理をおこなって微分波形を作成する微分工程と、前記微分波形を、正の値をとる正側波形と負の値を取る負側波形とに分離する分離工程と、前記正側波形に対して前記負側波形を遅延させて合成させるとともに、前記正側波形および前記負側波形のそれぞれから振幅情報を取得し、補正バーコードデータを作成するバーコード補正手段と、前記補正バーコードから情報を読み取る読み取り工程と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
この請求項４の発明によれば、バーコード読取方法は、微分工程によって作成した反射光強度の微分波形を正側波形と負側波形とに分離し、正側波形に対して負側波形を遅延させて合成させるとともに、正側波形および負側波形のそれぞれから振幅情報を取得することでバーコードの太りや細りを補正した補正バーコードデータを作成し、補正バーコードデータから情報を読み取るようにしている。
【００２０】
また、請求項５の発明に係るバーコード読取方法は、請求項４の発明において、前記バーコード補正工程は、前記正側波形に対応するタイミング信号を生成して前記正側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形に対応するタイミング信号を所定量遅延させたタイミング信号をもちいて前記負側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを合成して前記補正バーコードデータを作成することを特徴とする。
【００２１】
この請求項５の発明によれば、バーコード読取方法は、正側波形に対応して生成したタイミング信号を用いて正側波形の振幅情報を取得し、正側波形に対応するタイミング信号を遅延させたタイミング信号を用いて負側波形の振幅情報を取得し、正側波形の振幅情報と負側波形の振幅情報との合成によって生成した補正バーコードデータから情報を読み取るようにしている。
【００２２】
また、請求項６の発明に係るバーコード読取方法は、請求項４の発明において、前記バーコード補正工程は、前記負側波形を所定量遅延させて前記正側波形と合成した合成波形を生成し、該合成波形から所定のタイミング信号を用いて取得した振幅情報を前記補正バーコードデータとして用いることを特徴とする。
【００２３】
この請求項６の発明によれば、バーコード読取方法は、正側波形と遅延させた負側波形とを合成した合成波形を生成し、合成波形から所定のタイミング信号を用いて振幅情報を取得して補正バーコードデータを作成し、補正バーコードデータから情報を読み取るようにしている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明に係るバーコード読取装置およびバーコード読取方法の好適な実施の形態について説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
まず、図１を参照し、この発明にかかるバーコード読取方法の概念について説明する。図１（ａ）は、黒線（黒バー）の太りが発生したバーコードについて説明する説明図である。同図に示したバーコード１は、黒バーＢ１〜Ｂ５、白バーＷ１〜Ｗ４を交互に配列して形成されている。
【００２６】
この黒バーＢ１〜Ｂ５、白バーＷ１〜Ｗ４は、基本幅ｆ０の整数倍の幅を有しており、黒バーＢ１の幅は基本幅の２倍、白バーＷ１の幅は基本幅の１倍、黒バーＢ２の幅は基本幅の１倍、白バーＷ２の幅は基本幅の４倍、黒バーＢ３の幅は基本幅の３倍、白バーＷ３の幅は基本幅の１倍、黒バーＢ４の幅は基本幅の１倍、白バーＷ４の幅は基本幅の２倍である。
【００２７】
しかしながら、バーコード１では、印刷の滲みやかすれによって黒バーに太り（黒太り）が生じ、黒バーＢ１〜Ｂ５の幅が所望の幅に比して太くなっている。たとえば黒バーＢ１においては、その両側に太りＢ１ａ，Ｂ１ｂが発生している。この太りは、黒バーＢ２〜Ｂ５においても同様に発生しており、それぞれの太り量は同一である。
【００２８】
したがって、このバーコードにレーザ光などの光を照射して反射光強度を取得した場合、反射光強度２の波形は、図１（ｂ）に示すように黒太りを含む波形となる。具体的には、反射鏡強度の波形は、黒バーにレーザ光が照射された場合に強度値が小さく、白バーにレーザ光が照射された場合に強度値が大きくなるのであるが、黒太りを含んだ反射光強度２の波形では、強度値の低い領域の幅が広く、強度値の高い領域の幅が狭くなる。
【００２９】
そのため、図１（ｃ）に示すように、反射光強度２を微分して白バーから黒バーへの境界線ｎ１〜ｎ５と黒バーから白バーへの境界線ｐ１〜ｐ４とを検出した場合、境界線ｎ１〜ｎ５の発生タイミングが黒太りの無い場合に比して早くなり、境界線ｐ１〜ｐ４の発生タイミングが黒太りの無い場合に比して遅くなる。
【００３０】
このように境界線ｎ１〜ｎ５，ｐ１〜ｐ４の発生タイミングがずれることにより、バーコードの基本幅を正確に算出することができなくなる。さらに、バーコードの基本幅を算出できたとしても、基本幅をもとに微分波形の振幅を取得すると、微分波形の振幅のピークを外れた位置の振幅を取得することになり、ピークの振幅を読み取ることができなくなる。
【００３１】
そこで、今回の発明では、微分情報を正側の値をとる正側波形と負の値をとる負側波形とに分離してバーコードの基本幅を求め、正側波形と負側波形とでそれぞれピーク時の振幅を求める。
【００３２】
黒太りの量は各黒バーで一定であるので、微分情報の正側に着目すると、黒バーから白バーへの境界を示す境界線ｐ１〜ｐ４は図１（ｃ）に示すように、同一方向に同量だけずれている。したがって、境界線ｐ１〜ｐ４の間隔は、黒太りがある場合であっても基本幅の整数倍となる。
【００３３】
同様に、微分情報の負側に着目すると、白バーから黒バーへの境界を示す境界線ｎ１〜ｎ５は、同一方向に同量だけずれている。したがって、境界線ｎ１〜ｎ５の間隔は、黒太りがある場合であっても基本幅の整数倍である。
【００３４】
このように、黒バーから白バーへの境界、もしくは白バーから黒バーへの境界の一方を用いることで、黒太りがある場合であっても基本幅を正確に求めることができる。また、微分波形の正側および微分波形の負側に対して独立して振幅情報を取得することで、基本幅をもちいて正確に振幅のピークを捉えることができる。
【００３５】
すなわち、微分波形を正負に分割する処理によって、黒太りを基本幅のずれではなく、振幅取得の開始タイミングの問題に帰結させることができる。
【００３６】
つぎに、本発明の実施の形態であるバーコード読取装置の概要構成について図２を参照して説明する。図２に示したバーコード読取装置では、正側微分波形を負側微分波形に対してそれぞれ独立にタイミング信号を作成し、それぞれのタイミング信号に基づいて正側微分波形の振幅と負側微分波形の振幅とを取得し、その後、正側微分波形の振幅と負側微分波形の振幅とを合成している。
【００３７】
具体的には、バーコード読取装置は、その内部に光学走査部１１、アナログ処理部１２およびデジタル処理部１３を備えている。光学走査部１１は、レーザダイオード１１ａおよびポリゴンミラーを有しており、レーザダイオード１１ａから出射したレーザ光をバーコード１に照射し、ポリゴンミラー１１ｂの回転によってレーザ光の照射位置を変更することで、バーコード１を走査する。
【００３８】
アナログ処理部１２は、受光部１２ａ、増幅器１２ｂ、ＡＤコンバータ１２ｃを有する。受光部１２ａは、フォトダイオードなどの光電変換素子によって実現され、バーコード１が反射したレーザ光の強度を反射光強度として出力する。この反射光強度は、増幅器１２ｂによって増幅され、ＡＤコンバータ１２ｃによってデジタル信号に変換されてデジタル処理部１３に入力される。
【００３９】
デジタル処理部１３は、その内部に切り出し部２１、帯域制限微分処理部２２、正負分割処理部２３、正側振幅抽出部２４、負側振幅抽出部２５、正負合成部２６、幅数算出部２７およびキャラクタ構成部２８を有する。
【００４０】
切り出し部２１は、デジタル信号に変換された反射光強度から、バーコードに対応する部分を切り出して帯域制限微分処理部２２に送信する。この切り出しでは、反射光強度のうち、振幅および周波数の高い領域を切り出すことで、バーコードに対応する領域を切り出すことができる。
【００４１】
帯域制限微分処理部２２は、切り出し部２１によって切り出された反射光強度からバーコードの基本幅を算出し、基本幅の周波数以下の周波数帯域で反射光強度の微分をおこなう。
【００４２】
図３は、帯域制限微分処理について説明する説明図である。反射光強度においては、バーコードの縮尺や読み取る位置、またバーコードの傾きにより、基本幅に相当する周波数が、低い周波数から高い周波数までの幅広い周波数となり得る。そこで、反射光強度を全ての周波数に対応して微分処理するためには、図３に示した帯域幅３ａのように広い帯域幅が要求される。
【００４３】
しかし、バーコードを読み取る場合、必要な情報は、黒バーおよび白バーの幅であり、この黒バーおよび白バーの幅は、基本幅の整数倍である。したがって、必要な情報は基本幅の周波数以下で示され、基本幅以上の周波数はバーコードの読取に不要なノイズであると考えることができる。
【００４４】
そこで、帯域幅３ａに示すように、バーコードの基本幅以下の周波数で反射光強度を微分処理することで、高周波領域を除去して周波数情報を取得し、ＳＮ比を向上するとともに、微分処理の処理負荷を軽減することができる。
【００４５】
この帯域制限微分処理部２２では、バーコードの基本幅算出３１は、切り出された反射光強度を微分して正側と負側に分割し（正負分割３３）、正側の微分波形および負側の微分波形からＦＦＴ（高速フーリエ変換）３４によって基本幅の周波数を求めている。正側の微分波形および負側の微分波形は、黒太りに関わらず基本幅の整数倍の間隔を有するので、ＦＦＴ３４によって得られる周波数成分から、基本幅を求めることができる。
【００４６】
より詳細には、正側の微分波形および負側の微分波形は、基本幅の２倍以上の整数倍になっている。したがって、ＦＦＴ３４によって得られる周波数成分のうち、もっとも周波数の高い成分は基本幅の周波数となる。そこで、ＦＦＴ３４の結果からもっとも周波数の高い成分を検出して基本幅の周波数とすることで、基本幅を算出することができる。
【００４７】
帯域制限微分処理部２２は、基本幅算出３１によって算出した基本幅を用い、反射光強度に対して帯域制限微分処理３２をおこなう。この帯域制限微分処理３２により図４（ａ）に示した反射光強度２ａから図４（ｂ）に示すような微分波形４を生成することができる。
【００４８】
同図に示すように、反射光強度２ａは、バーコードの配列に対応しており、白バーに対応する強度の高い領域と、黒バーに対応する強度の低い領域とを有する。一方、微分波形４は、反射光強度２ａが低い領域から高い領域へ移行する場合に正の値を取り、反射光強度２ａが高い領域から低い領域へ移行する場合に負の値を取る。帯域制限微分処理部２２は、この微分波形４を正負分割処理部２３に出力する。
【００４９】
正負分割処理部２３は、この微分波形４を正の値と負の値に分割し、正側微分波形５ａと負側微分波形５ｂとを作成する。図５は、分割された微分波形を説明する説明図である。図５（ａ）に、微分波形４から作成した正側微分波形５ａを示す。同図に示すように、正側微分波形５ａは、微分波形４の振幅が正の値である場合はその値を採用し、微分波形４の振幅が負の値である場合には振幅を「０」としている。一方、図５（ｂ）は、微分波形４から作成した負側微分波形５ｂを示す図である。同図に示すように、負側微分波形５ｂは、微分波形４の振幅が正の値である場合は振幅の値を「０」とし、微分波形４の振幅が負の値である場合にはその値を採用している。正負分割処理部２３は、この正側微分波形５ａを正側振幅抽出部２４に送信し、負側微分波形５ｂを負側振幅抽出部２５に送信する。
【００５０】
正側振幅抽出部２４は、帯域制限微分処理部２２が算出した基本幅を使用し、正負分割処理部２３が作成した正側微分波形５ａを三値化する。具体的には、正側振幅抽出部２４は、タイミング信号抽出４１によってタイミング信号を抽出し、このタイミング信号に基づいて正側微分波形５ａに対する振幅抽出４２を実行し、振幅抽出結果に対して三値化４３をおこなう。
【００５１】
ここで、タイミング信号とは、正側微分信号５ａから振幅を取得するタイミングを指定する信号である。バーコード１には黒太りが発生しているが、正側微分信号５ａには黒バーから白バーへの境界を示すピークのみが含まれており、黒バーから白バーへの境界は同一方向にずれているので、基本幅間隔のタイミング信号に基づいて正側微分波形５ａの振幅値を取得することで全てのピークを正確に取得することができる。
【００５２】
そこで、タイミング信号抽出４１では、正側微分波形５ａの最初のピークを検出し、この最初のピークを基点とした基本幅間隔のタイミング信号を抽出する。この基本幅として帯域制限微分処理部２２が算出した基本幅を利用する。
【００５３】
振幅抽出４２では、タイミング抽出４１によって抽出したタイミング信号に基づいて、正側微分波形５ａの振幅値を取得する。また、三値化４３では、振幅抽出によって取得した振幅値を「１，０，−１」の３つの値のいずれかに割り当てる。この三値化の結果を図６（ａ）に示す。
【００５４】
三値化における値「１」は、黒バーから白バーへの境界を示し、値「０」は黒バーもしくは白バーが継続していることを示す。また、三値化における値「−１」は、白バーから黒バーへの境界を示す。しかし、正側微分波形５ａは、振幅が０以上であるので、図６（ａ）に示した正側三値信号６ａでは値「−１」は現れず、「１」もしくは「０」のみが出現することとなる。
【００５５】
また、負側振幅抽出部２５は、帯域制限微分処理部２２が算出した基本幅を使用し、正負分割処理部２３が作成した負側微分波形５ｂを三値化する。具体的には、負側振幅抽出部２５は、タイミング信号抽出４４によってタイミング信号を抽出し、このタイミング信号に基づいて負側微分波形５ｂに対する振幅抽出４５を実行し、振幅抽出結果に対して三値化４６をおこなう。
【００５６】
タイミング信号抽出４４によって抽出するタイミング信号は、負側微分信号５ｂから振幅を取得するタイミングを指定する信号である。バーコード１には黒太りが発生しているが、負側微分信号５ｂには白バーから黒バーへの境界を示すピークのみが含まれており、白バーから黒バーへの境界は同一方向にずれているので、基本幅間隔のタイミング信号に基づいて負側微分波形５ｂの振幅値を取得することで全てのピークを正確に取得することができる。
【００５７】
そこで、タイミング信号抽出４４では、負側微分波形５ｂの最初のピークを検出し、この最初のピークを基点とした基本幅間隔のタイミング信号を抽出する。この基本幅として帯域制限微分処理部２２が算出した基本幅を利用する。
【００５８】
振幅抽出４５では、タイミング抽出４４によって抽出したタイミング信号に基づいて、負側微分波形５ｂの振幅値を取得する。また、三値化４６では、振幅抽出によって取得した振幅値を「１，０，−１」の３つの値のいずれかに割り当てる。この三値化の結果を図６（ｂ）に示す。
【００５９】
ここで、負側微分波形５ｂは、振幅が０以下であるので、図６（ａ）に示した負側三値信号６ｂでは値「１」は現れず、「０」もしくは「−１」のみが出現することとなる。
【００６０】
正負合成部２６は、正側三値信号６ａと負側三値信号６ｂとを合成して合成三値信号を作成し、幅数算出部３７に出力する。ここで、正側三値信号６ａのピークと負側三値信号６ｂのピークとの間隔が基本幅の整数倍となるように合成することで、バーコード１の黒太りを補正した合成三値信号を得ることができる。
【００６１】
具体的な処理としては、正側三値信号６ａおよび負側三値信号６ｂは、ともに基本幅でのサンプリングを行っているので、このサンプリングタイミングを同期させて合成することで、正側三値信号６ａのピークと負側三値信号６ｂのピークとの間隔を基本幅の整数倍とすることができる。
【００６２】
ところで、サンプリングタイミングを同期させる場合、正側三値信号６ａの最初のサンプリングタイミングと、負側三値信号６ｂの最初のサンプリングタイミングとを同期させるようにしてもよいが、正側三値信号６ａや負側三値信号６ｂにはサンプリングの抜けが発生する場合がある。
【００６３】
サンプリングの抜けが発生した場合に、正側三値信号６ａの最初のサンプリングタイミングと、負側三値信号６ｂの最初のサンプリングタイミングとを同期させて合成すると、正側のピークと負側のピークが打ち消しあうピーク潰れが起こり、バーコードデータを正確に求めることができない。
【００６４】
そこで、サンプリングタイミングの同期時には、ピーク潰れが発生しないように同期の基点を制御することが望ましい。ピーク潰れを避けて合成を行うために、具体的には、正側三値信号６ａの基点となるサンプリングタイミングと、負側三値信号６ｂの基点となるサンプリングタイミングをずらして合成することで、基点の異なる複数の合成三値信号を作成し、複数の合成三値信号のうちエネルギーが最も大きいものを採用することで、ピーク潰れの無い合成三値信号を出力することができる。
【００６５】
合成三値信号のエネルギーＥは、合成三値信号のサンプリングタイミングを（１≦ｋ≦ｎ）、合成三値信号のサンプリングタイミングｋにおける値をＳ（ｋ）とすると、
【数１】
として算出できるので、複数の合成三値信号のそれぞれについてエネルギーＥを算出して比較すればよい。
【００６６】
サンプリングタイミングの合成例を図７に示す。図７（ａ）は、正側三値信号６ａの最初のサンプリングタイミングと、負側三値信号６ｂの最初のサンプリングタイミングとを同期させて合成した合成三値信号７ａである。また、図７（ｂ）は、正側三値信号６ａの最初のサンプリングタイミングと、負側三値信号６ｂの２つ目のサンプリングタイミングとを同期させて合成した合成三値信号７ｂである。同様に、図７（ｃ）は、正側三値信号６ａの２つ目のサンプリングタイミングと、負側三値信号６ｂの最初のサンプリングタイミングとを同期させて合成した合成三値信号７ｃである。
【００６７】
同図に示すように、合成三値信号７ａには、ピーク潰れ８ａが生じており、合成三値信号７ｃにはピーク潰れ８ｂが生じている。そのため、合成三値信号７ａ，７ｂ，７ｃのエネルギーを比較すると、合成三値信号７ｂのエネルギーが最も大きくなる。したがって、正負合成部２６は、合成三値信号７ｂを幅数算出部２７に出力する。
【００６８】
なお、サンプリングタイミングの同期制御は、必ずしもこの方法によるものではなく、合成三値信号のエネルギーが最大となる同期制御を行うことができれば、任意の方式を用いることができる。たとえば、正側三値信号６ａのエネルギーと負側三値信号６ｂのエネルギーとを算出して合計することで理想的な合成三値信号のエネルギー値を求め、合成三値信号のエネルギー値がこの理想的なエネルギー値に一致する或は最も近い値になるようにサンプリングタイミングの同期制御をおこなうこととしてもよい。
【００６９】
幅数算出部２７は、正負合成部２６が算出した合成三値信号から、バーコードを再現する。具体的には、合成三値信号の値「−１」から「１」までの間を黒バーとして検出し、「１」から「−１」までの間を白バーとして検出する。その後、検出した黒バーと白バーがそれぞれ基本幅の何倍であるかを幅数として算出してバーコード１の配列を再現する。ここで再現されたバーコード１は、その黒太りが補正されている。幅数算出部２７は、黒太りが補正された補正バーコードデータをキャラクタ構成部２８に送信する。
【００７０】
キャラクタ項西部２８は、補正バーコードデータを数字や文字の配列であるキャラクタデータに変換して外部の装置、例えばＰＯＳ端末に送信する。
【００７１】
上述してきたように、本実施の形態１にかかるバーコード読取装置では、反射光強度を微分処理した後に正側微分波形と負側微分波形とに分離し、正側微分波形の振幅と負側微分波形の振幅とをそれぞれ独立したタイミング信号に基づいて取得した後、合成するようにしているので、バーコードの太りおよび細りを補正し、バーコードを正確に読み取ることができる。
【００７２】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では正側微分信号から振幅値を取得するためのタイミング信号と、負側微分信号から振幅値を取得するためのタイミング信号とをそれぞれ独立に抽出していたが、この実施の形態２では、正側微分信号に対応するタイミング信号を抽出した後、このタイミング信号を所定量遅延させたタイミング信号を用いて負側微分信号から振幅値を取得する。
【００７３】
本実施の形態２にかかるバーコード読取装置の概要構成を図８に示す。同図に示すバーコード読取装置は、正負分割処理部２３が出力する正側微分信号および負側微分信号からバーコード１における黒太りの量を抽出する太り量抽出部５１を備えている。負側振幅抽出部２５ａは、この太り量をもとに正側振幅抽出部２４が抽出したタイミング信号を遅延させて負側微分信号の振幅値の取得をおこなう。
【００７４】
その他の構成及び動作は、実施の形態１に示したバーコード読取装置と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７５】
太り量抽出部５１は、具体的には、正側微分波形と負側微分波形との相関から太り量を抽出する。図９は、太り量抽出部５１の処理を説明する説明図である。同図に示すように、太り量抽出部５１は、正負分割処理部２３が出力した正側微分信号に対して２乗処理５２を行った後、ＦＦＴ５３にかける。同様に、太り量抽出部５１は、正負分割処理部２３が出力した負側微分信号に対して２乗処理５４を行った後、ＦＦＴ５５にかける。なお、２乗処理５２，５４は、必ずしも必要ではなく、正側微分波形を直接ＦＦＴ５３にかけ、負側微分波形を直接ＦＦＴ５５にかけるようにしてもよい。
【００７６】
その後、ＦＦＴ５３の出力とＦＦＴ５５の出力との相関を取り、基本幅算出３４によって算出した基本幅を用いて位相計算５６をおこなう。この位相計算５６によって得られる位相差は、正側微分波形と負側微分波形との位相差、すなわち、バーコード１における黒太りの量である。
【００７７】
そこで、正側微分波形に対応するタイミング信号を抽出したのち、このタイミング信号を位相計算５６によって得られた位相差の分だけ遅延させることで、負側微分信号に対応したタイミング信号を得ることができる。
【００７８】
なお、太り量の抽出方法は、必ずしも位相差の計算による必要はなく、黒太りの量を正確に算出することができれば、任意の方法を用いることができる。たとえば、バーコード１における黒バーＢ１〜Ｂ４の幅および白バーＷ１〜Ｗ４の幅と基本幅とを比較し、この比較結果から太り量を求めるようにしてもよい。
【００７９】
基本幅との比較による太り抽出の概念を図１０に示す。バーコード１における黒太りにより、黒バーＢ１〜Ｂ４の幅は本来の幅に比して広くなり、白バーＷ１〜Ｗ４の幅は本来の幅に比して狭くなる。図１０に示すように、黒バーＢ１の幅は本来、基本幅の２倍（幅数２）であるが、バーコード１における黒バーＢ１の幅数は太り量の分だけ大きくなる。同様に、黒バーＢ２，３，４の幅は本来、それぞれ基本幅の１倍（幅数１）、３倍（幅数３）、１倍（幅数１）であるが、バーコード１における黒バーＢ２，３，４の幅数はそれぞれ太り量の分だけ大きくなる。
【００８０】
一方、白バーＷ１の幅は本来、基本幅の１倍（幅数１）であるが、バーコード１における白バーＷ１の幅数は黒バーの太り量の分だけ小さくなる。同様に、白バーＷ２，３，４の幅は本来、それぞれ基本幅の４倍（幅数４）、１倍（幅数１）、２倍（幅数２）であるが、バーコード１における白バーＷ２，３，４の幅数はそれぞれ黒太り量の分だけ小さくなる。
【００８１】
この黒バーＢ１〜Ｂ４の幅数の増大と、白バーＷ１〜Ｗ４の幅数の減少は等量であるので、各幅数を基本幅で除することで、太りの量を求めることができる。
【００８２】
つぎに、基本幅との比較による太り抽出の処理について詳細に説明する。図１１は、基本幅との比較による太り抽出の処理を説明するフローチャートである。同図に示すように、太り量抽出部５１は、まず、基本幅算出３４によって求めた基本幅ｆ０を取得する（ステップＳ１０１）。
【００８３】
つぎに、太り抽出部５１は、各黒バーについて太り量を算出する（ステップＳ１０２）。具体的には、黒バーの幅をＴｂ、黒バーの太り量をΔＭＢ、余り計算をＭｏｄとすると、
ΔＭＢ＝Ｍｏｄ（Ｔｂ÷ｆ０）
によって太り量を算出する。
【００８４】
太り抽出部５１は、算出したΔＭＢが０〜２．０である場合に、この値をΔＭＢ'として採用する。ΔＭＢが２．０以上であれば、算出した値を採用しない（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０２，Ｓ１０３によって全ての黒バーに対するΔＭＢ'を算出した後、太り量抽出部５１は、全ての黒バーにおける太り量平均ＭＢａｖを算出する（ステップＳ１０４）。具体的にはこの算出は、黒バー総数をｎｂとすると、
【数２】
によって算出することができる。
【００８５】
つづいて、太り量算出部５１は、各白バーから太り量を算出する（ステップＳ１０５）。具体的には、白バーの幅をＴｗ、白バーから求めた太り量をΔＭＷ、余り計算をＭｏｄとすると、
ΔＭＷ＝１−Ｍｏｄ（Ｔｗ÷ｆ０）
によって太り量を算出する。
【００８６】
太り抽出部５１は、算出したΔＭＷが０〜２．０である場合に、この値をΔＭＷ'として採用し、ΔＭｗが２．０以上であれば、算出した値を採用しない（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０５，Ｓ１０６によって全ての白バーからΔＭＷ'を算出した後、太り量抽出部５１は、ΔＭＷ'から太り量平均ＭＷａｖを算出する（ステップＳ１０７）。具体的にはこの算出は、白バー総数をｎｗとすると、
【数３】
によって算出することができる。
【００８７】
その後、太り量抽出部５１は、ＭＢａｖとＭＷａｖから平均太り量Ｍａｖを算出する（ステップＳ１０８）。具体的には、ΔＭＢ'の個々の要素の偏差とΔＭＷ'の個々の要素の偏差とを比較し、偏差が小さい方の平均値を太り量Ｍａｖとする。
【００８８】
ΔＭＢ'およびΔＭＷ'は、それぞれ０〜２．０の値の要素からなっているので、「１ｍｏｄから太ったものの集団」または「１ｍｏｄから細ったものと２ｍｏｄから細ったものの集団」のいずれかに排他的に分類される。「１ｍｏｄから太ったものの集団」における要素の偏差は、「１ｍｏｄから細ったものと２ｍｏｄから細ったものの集団」における要素の偏差に比して小さい。そこで、偏差が小さい方の集団において要素の平均値をとることで、「１ｍｏｄから太ったものの集団」の平均値を得ることができ、１ｍｏｄに対する太り量を算出することができる。
【００８９】
太り量抽出部５１は、このＭａｖを太り量として負側振幅抽出部２５ａに送信し、負側振幅抽出部２５ａは、正側微分信号に対応したタイミング信号をＭａｖだけ遅延させたタイミング信号によって負側微分信号の振幅値を取得する。
【００９０】
上述したように本実施の形態２にかかるバーコード読取装置では、正側微分信号および負側微分信号からバーコードの太り量を算出し、正側微分信号に対応したタイミング信号を抽出して正側微分信号の振幅値を取得するとともに、正側微分信号に対応したタイミング信号を太り量に応じて遅延させたタイミング信号を用いて負側微分信号の振幅値を取得し、正側微分波形の振幅値と負側微分波形の振幅値とを合成するようにしているので、バーコードの太りおよび細りを補正し、バーコードを正確に読み取ることができる。
【００９１】
なお、本実施の形態２では、正側微分信号に対応したタイミング信号から負側微分信号の振幅抽出に用いるタイミング信号を作成するようにしているが、負側微分信号に対応したタイミング信号を予め作成し、このタイミング信号を遅延させて正側微分信号の振幅抽出に用いるタイミング信号を作成するようにしてもよい。
【００９２】
（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１，２では、正側微分信号および負側微分信号から、それぞれのタイミング信号に基づいて振幅値を取得した後に合成していたが、本実施の形態３では、正側微分信号および負側微分信号から太り量を算出し、太り量をもとに正側微分信号と負側微分信号とを合成した後、合成した微分信号から振幅値を取得する。
【００９３】
本実施の形態３にかかるバーコード読取装置の概要構成を図１２に示す。同図に示すバーコード読取装置は、遅延器６１、正負合成部６２および振幅抽出部６３を備えている。その他の構成および動作は実施の形態２に示したバーコード読取装置と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９４】
図１２に示した遅延器６１は、太り量抽出部５１が抽出した太り量をもとに負側微分波形を遅延させる。正負合成部６２は、正負分割処理部２３が出力した正側微分波形と、遅延器６１が出力した負側微分波形とを合成した合成微分波形を作成する。
【００９５】
ここで、遅延器６１が出力する負側微分波形は、バーコード１の太り量に対応して遅れているので、正具合成部６２によって作成される合成微分波形はバーコード１の太りを補正した微分波形となり、微分波形の正側のピークと負側のピークとの間隔は基本幅の整数倍となる。
【００９６】
そこで、振幅抽出部６３では、合成微分波形に対して単一のタイミング信号を用いて振幅値の抽出をおこなうことで、正側の振幅のピークと負側の振幅のピークとの双方を正確に取得することができる。
【００９７】
具体的には、振幅抽出部６３は、基本幅算出３１によって算出した基本幅を使用し、正負合成部６２が作成した合成微分波形を三値化する。より具体的には、振幅抽出部６３は、タイミング信号抽出６６によってタイミング信号を抽出し、このタイミング信号に基づいて合成微分波形に対する振幅抽出６４を実行し、振幅抽出結果に対して三値化６５をおこなう。
【００９８】
タイミング信号抽出６６では、合成微分波形の最初のピークを検出し、この最初のピークを基点とした基本幅間隔のタイミング信号を抽出する。この基本幅として帯域制限微分処理部２２が算出した基本幅を利用する。
【００９９】
振幅抽出６４では、タイミング抽出６６によって抽出したタイミング信号に基づいて、合成微分波形の振幅値を取得する。また、三値化６５では、振幅抽出６４によって取得した振幅値を「１，０，−１」の３つの値のいずれかに割り当てて合成三値信号を出力する。
【０１００】
このように、本実施の形態３に示したバーコード読取装置では、正側微分波形と負側微分波形とをもとに太り量を算出し、負側微分波形を太り量に応じて遅延させて正側微分波形と負側微分波形とを合成した合成微分波形を作成するので、バーコードの太りおよび細りを補正した合成微分波形を得ることができ、バーコードを正確に読み取ることができる。
【０１０１】
なお、本実施の形態３では、太り量をもとに負側微分波形を遅延させて正側微分波形に合成することとしているが、太り量をもとに正側微分波形を遅延させて負側微分波形に合成するようにしてもよい。
【０１０２】
また、実施の形態１〜３においては、黒バーの幅が本来の値に比して広くなる黒太りを例に説明をおこなったが、黒バーの幅が本来の値に比して細くなる黒細りについても同一の処理で補正を行うことができるのは言うまでも無い。
【０１０３】
なお、実施の形態１〜３において、基本幅を算出する場合に、正側の微分波形および負側の微分波形からＦＦＴ３４によって基本幅を算出しているが、基本幅の算出方法は必ずしもＦＦＴを使用する方法に限るものではなく、バーコードの太りおよび細りに依存しない方法であれば、任意の方法で基本幅を算出すればよい。
【０１０４】
（付記１）黒線と白線とを交互に配列したバーコードに光を照射し、該バーコードからの反射光強度をもとに前記バーコードが示す情報を読み取るバーコード読取装置であって、
前記反射光強度に対して微分処理をおこなって微分波形を作成する微分手段と、
前記微分波形を、正の値をとる正側波形と負の値を取る負側波形とに分離する分離手段と、
前記正側波形および前記負側波形から、前記バーコードにおける黒線の太りまたは細りを補正した補正バーコードデータを作成するバーコード補正手段と、
前記補正バーコードから情報を読み取る読み取り手段と、
を備えたことを特徴とするバーコード読取装置。
【０１０５】
（付記２）前記バーコード補正手段は、前記正側波形および前記負側波形に対してそれぞれ独立に生成したタイミング信号をもちいて前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを取得し、前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを合成して前記補正バーコードデータを作成することを特徴とする付記１に記載のバーコード読取装置。
【０１０６】
（付記３）前記バーコード補正手段は、前記正側波形に対応するタイミング信号を生成して前記正側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形に対応するタイミング信号を所定量遅延させたタイミング信号をもちいて前記負側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを合成して前記補正バーコードデータを作成することを特徴とする付記１に記載のバーコード読取装置。
【０１０７】
（付記４）前記バーコード補正手段は、前記負側波形を所定量遅延させて前記正側波形と合成した合成波形を生成し、該合成波形から所定のタイミング信号を用いて取得した振幅情報を前記補正バーコードデータとして用いることを特徴とする付記１に記載のバーコード読取装置。
【０１０８】
（付記５）前記バーコード補正手段は、前記正側波形と前記負側波形の相関関係から前記遅延の量を算出することを特徴とする付記３または４に記載のバーコード読取装置。
【０１０９】
（付記６）前記バーコード補正手段は、前記正側波形と、前記負側波形とをそれぞれ高速フーリエ変換して相関関係を算出することを特徴とする付記５に記載のバーコード読取装置。
【０１１０】
（付記７）前記バーコード補正手段は、前記黒線の幅もしくは前記白線の幅とバーコードの基本幅との比から前記遅延の量を算出することを特徴とする付記３または４に記載のバーコード読取装置。
【０１１１】
（付記８）前記バーコード補正手段は、前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを合成する場合に、合成結果に含まれる各振幅の絶対値の合計が最大となるよう合成時の位相を制御することを特徴とする付記２または３に記載のバーコード読取装置。
【０１１２】
（付記９）前記正側波形または前記負側波形から、前記バーコードの基本幅を算出する基本幅算出手段をさらに設けたことを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載のバーコード読取装置。
【０１１３】
（付記１０）黒線と白線とを交互に配列したバーコードに光を照射し、該バーコードからの反射光強度をもとに前記バーコードが示す情報を読み取るバーコード読取方法であって、
前記反射光強度に対して微分処理をおこなって微分波形を作成する微分工程と、
前記微分波形を、正の値をとる正側波形と負の値を取る負側波形とに分離する分離工程と、
前記正側波形および前記負側波形から、前記バーコードにおける黒線の太りまたは細りを補正した補正バーコードデータを作成するバーコード補正工程と、
前記補正バーコードから情報を読み取る読み取り工程と、
を含むことを特徴とするバーコード読取方法。
【０１１４】
（付記１１）前記バーコード補正工程は、前記正側波形および前記負側波形に対してそれぞれ独立に生成したタイミング信号をもちいて前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを取得し、前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを合成して前記補正バーコードデータを作成することを特徴とする付記１０に記載のバーコード読取方法。
【０１１５】
（付記１２）前記バーコード補正工程は、前記正側波形に対応するタイミング信号を生成して前記正側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形に対応するタイミング信号を所定量遅延させたタイミング信号をもちいて前記負側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを合成して前記補正バーコードデータを作成することを特徴とする付記１０に記載のバーコード読取方法。
【０１１６】
（付記１３）前記バーコード補正工程は、前記負側波形を所定量遅延させて前記正側波形と合成した合成波形を生成し、該合成波形から所定のタイミング信号を用いて取得した振幅情報を前記補正バーコードデータとして用いることを特徴とする付記１２に記載のバーコード読取方法。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１，４の発明によれば、バーコード読取装置およびバーコード読み取り方法は、微分手段によって作成した反射光強度の微分波形を正側波形と負側波形とに分離し、正側波形および負側波形からバーコードの太りや細りを補正した補正バーコードデータを作成し、補正バーコードデータから情報を読み取るようにしているので、バーコードの太りおよび細りを補正し、バーコードを正確に読み取り可能なバーコード読取装置およびバーコード読取方法が得られるという効果を奏する。
【０１１８】
また、請求項２，５の発明によれば、バーコード読取装置およびバーコード読み取り方法は、正側波形に対応して生成したタイミング信号を用いて正側波形の振幅情報を取得し、正側波形に対応するタイミング信号を遅延させたタイミング信号を用いて負側波形の振幅情報を取得し、正側波形の振幅情報と負側波形の振幅情報との合成によって生成した補正バーコードデータから情報を読み取るようにしているので、バーコードの太りおよび細りを補正し、バーコードを正確に読み取り可能なバーコード読取装置およびバーコード読取方法が得られるという効果を奏する。
【０１１９】
また、請求項３，６の発明によれば、バーコード読取装置およびバーコード読み取り方法は、正側波形と遅延させた負側波形とを合成した合成波形を生成し、合成波形から所定のタイミング信号を用いて振幅情報を取得して補正バーコードデータを作成し、補正バーコードデータから情報を読み取るようにしているので、バーコードの太りおよび細りを補正し、バーコードを正確に読み取り可能なバーコード読取装置およびバーコード読取方法が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかるバーコード読取方法の概念について説明する説明図である。
【図２】 実施の形態１に係るバーコード読取装置の概要構成を説明する説明図である。
【図３】 図２に示した帯域制限微分処理について説明する説明図である。
【図４】 反射光強度と微分波形とを説明する説明図である。
【図５】 分割された微分波形を説明する説明図である。
【図６】 三値化された正側微分波形および負側微分波形を説明する説明図である。
【図７】 サンプリングタイミングの合成例を説明する説明図である。
【図８】 実施の形態２に係るバーコード読取装置の概要構成を説明する説明図である。
【図９】 太り量抽出部の処理を説明する説明図である。
【図１０】 基本幅との比較による太り量抽出の概念を説明する説明図である。
【図１１】 基本幅との比較による太り量抽出の処理動作を説明するフローチャートである。
【図１２】 実施の形態３に係るバーコード読取装置の概要構成を説明する説明図である。
【符号の説明】
１ バーコード
２，２ａ 反射光強度
３ａ，３ｂ 帯域幅
４ 微分波形
５ａ 正側微分波形
５ｂ 負側微分波形
６ａ 正側三値信号
６ｂ 負側三値信号
７ａ，７ｂ，７ｃ 合成三値信号
１１ 光学走査部
１１ａ レーザダイオード
１１ｂ ポリゴンミラー
１２ アナログ処理部
１２ａ 受光部
１２ｂ 増幅器
１２ｃ ＡＤコンバータ
１３ デジタル処理部
２１ 切り出し部
２２ 帯域制限微分処理部
２３ 正負分割処理部
２４ 正側振幅抽出部
２５，２５ａ 負側振幅抽出部
２６ 正負合成部
２７ 幅数算出部
２８ キャラクタ構成部
３１ 基本幅算出
３２ 帯域制限微分処理
３３ 正負分割
３４，５３，５５ ＦＦＴ
４１，４４，６６ タイミング信号抽出
４２，４５．６４ 振幅抽出
４３，４６，６５ 三値化
５１ 太り量抽出部
５２，５４ ２乗処理
５６ 位相計算
６１ 遅延器
６２ 正負合成部
６３ 振幅抽出部
Ｂ１〜Ｂ５ 黒バー
Ｗ１〜Ｗ４ 白バー
Ｆ０ 基本幅
ｐ１〜ｐ４，ｎ１〜ｎ５ 境界線
【発明の属する技術分野】
この発明は、黒線と白線とを交互に配列したバーコードに光を照射し、該バーコードからの反射光強度をもとに前記バーコードが示す情報を読み取るバーコード読取装置およびバーコード読み取り方法に関し、特に、バーコードに含まれる黒線に太りおよび細りが生じた場合においてもバーコードを正確に読み取り可能なバーコード読取装置およびバーコード読取方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種商品を管理する際、商品にバーコードを添付し、バーコードを光学的に読み取ることで商品の識別をおこなっていた。バーコード自体は印刷などによって安価に作成可能であるので、バーコードラベルを用いることで商品の管理コストを大幅に低減することができる。
【０００３】
このバーコードラベルの読み取りは、レーザスキャナやＣＣＤカメラなどの光学系を有するバーコード読取装置によっておこなう。バーコード読取装置は、バーコードラベルからの反射光を受信し、反射光強度からバーコードに含まれる白線と黒線の配列を算出し、復号処理によって白線と黒線の配列を数値や文字の配列であるキャラクタデータに変換する（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ここで、バーコードの読み取りを正確に行うためには、反射光強度からバーコードの配列を正確に算出することが極めて重要である。そこで、従来、バーコードの配列を正確に算出するため、種々の工夫がなされてきた。
【０００５】
たとえば、特許文献２に開示されたバーコード読取装置では、反射光強度をしめす波形を微分したのちに正側の波形と負側の波形に分離し、バーコードの黒線から白線への境界を正側の波形から検出し、バーコードの白線から黒線への境界を負側の波形から検出することで、バーコードの周波数変化や光量の変化に対して安定なバーコード読み取りを実現している。
【０００６】
【特許文献１】
特願２００１−１９２７１号公報
【特許文献２】
特開昭５５−１４３６８２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、バーコードを構成する黒線の幅および白線の幅は、基本単位幅の整数倍に規定されている。バーコードの読み取り時には、各黒線および白線がこの基本単位幅の何倍であるかを読み取るのであるが、各黒線および白線の幅が基本幅に準じていない場合がある。
【０００８】
たとえば、バーコード印刷時にインクの滲みがあった場合、バーコードの黒線は所望の幅に比して広くなる。また、バーコードの印刷から読み取りまでの間、バーコードにかすれが生じた場合、黒線の幅は所望の幅に比して狭くなる。
【０００９】
このような黒線の太りや細りが生じた場合、黒線および白線の幅が基本単位幅の整数倍にならず、バーコードの読み取り精度の低下が引き起こされ、さらにはバーコードの読み取り自体が不可能となるという問題があった。
【００１０】
しかしながら、従来のバーコード読取装置では、バーコードの配列を正確に再現することのみに注力されているので、バーコードに太りや細りがあった場合、太りや細りをも再現してしまい、バーコードを正確に読み取ることが出来なかった。
【００１１】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、バーコードの太りおよび細りを補正し、バーコードを正確に読み取り可能なバーコード読取装置およびバーコード読取方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明に係るバーコード読取装置は、黒線と白線とを交互に配列したバーコードに光を照射し、該バーコードからの反射光強度をもとに前記バーコードが示す情報を読み取るバーコード読取装置であって、前記反射光強度に対して微分処理をおこなって微分波形を作成する微分手段と、前記微分波形を、正の値をとる正側波形と負の値を取る負側波形とに分離する分離手段と、前記正側波形に対して前記負側波形を遅延させて合成させるとともに、前記正側波形および前記負側波形のそれぞれから振幅情報を取得し、補正バーコードデータを作成するバーコード補正手段と、前記補正バーコードから情報を読み取る読み取り手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この請求項１の発明によれば、バーコード読取装置は、微分手段によって作成した反射光強度の微分波形を正側波形と負側波形とに分離し、正側波形に対して負側波形を遅延させて合成させるとともに、正側波形および負側波形のそれぞれから振幅情報を取得することでバーコードの太りや細りを補正した補正バーコードデータを作成し、補正バーコードデータから情報を読み取るようにしている。
【００１４】
また、請求項２の発明に係るバーコード読取装置は、請求項１の発明において、前記バーコード補正手段は、前記正側波形に対応するタイミング信号を生成して前記正側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形に対応するタイミング信号を所定量遅延させたタイミング信号をもちいて前記負側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを合成して前記補正バーコードデータを作成することを特徴とする。
【００１５】
この請求項２の発明によれば、バーコード読取装置は、正側波形に対応して生成したタイミング信号を用いて正側波形の振幅情報を取得し、正側波形に対応するタイミング信号を遅延させたタイミング信号を用いて負側波形の振幅情報を取得し、正側波形の振幅情報と負側波形の振幅情報との合成によって生成した補正バーコードデータから情報を読み取るようにしている。
【００１６】
また、請求項３の発明に係るバーコード読取装置は、請求項１の発明において、前記バーコード補正手段は、前記負側波形を所定量遅延させて前記正側波形と合成した合成波形を生成し、該合成波形から所定のタイミング信号を用いて取得した振幅情報を前記補正バーコードデータとして用いることを特徴とする。
【００１７】
この請求項３の発明によれば、バーコード読取装置は、正側波形と遅延させた負側波形とを合成した合成波形を生成し、合成波形から所定のタイミング信号を用いて振幅情報を取得して補正バーコードデータを作成し、補正バーコードデータから情報を読み取るようにしている。
【００１８】
また、請求項４の発明に係るバーコード読取方法は、黒線と白線とを交互に配列したバーコードに光を照射し、該バーコードからの反射光強度をもとに前記バーコードが示す情報を読み取るバーコード読取方法であって、前記反射光強度に対して微分処理をおこなって微分波形を作成する微分工程と、前記微分波形を、正の値をとる正側波形と負の値を取る負側波形とに分離する分離工程と、前記正側波形に対して前記負側波形を遅延させて合成させるとともに、前記正側波形および前記負側波形のそれぞれから振幅情報を取得し、補正バーコードデータを作成するバーコード補正手段と、前記補正バーコードから情報を読み取る読み取り工程と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
この請求項４の発明によれば、バーコード読取方法は、微分工程によって作成した反射光強度の微分波形を正側波形と負側波形とに分離し、正側波形に対して負側波形を遅延させて合成させるとともに、正側波形および負側波形のそれぞれから振幅情報を取得することでバーコードの太りや細りを補正した補正バーコードデータを作成し、補正バーコードデータから情報を読み取るようにしている。
【００２０】
また、請求項５の発明に係るバーコード読取方法は、請求項４の発明において、前記バーコード補正工程は、前記正側波形に対応するタイミング信号を生成して前記正側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形に対応するタイミング信号を所定量遅延させたタイミング信号をもちいて前記負側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを合成して前記補正バーコードデータを作成することを特徴とする。
【００２１】
この請求項５の発明によれば、バーコード読取方法は、正側波形に対応して生成したタイミング信号を用いて正側波形の振幅情報を取得し、正側波形に対応するタイミング信号を遅延させたタイミング信号を用いて負側波形の振幅情報を取得し、正側波形の振幅情報と負側波形の振幅情報との合成によって生成した補正バーコードデータから情報を読み取るようにしている。
【００２２】
また、請求項６の発明に係るバーコード読取方法は、請求項４の発明において、前記バーコード補正工程は、前記負側波形を所定量遅延させて前記正側波形と合成した合成波形を生成し、該合成波形から所定のタイミング信号を用いて取得した振幅情報を前記補正バーコードデータとして用いることを特徴とする。
【００２３】
この請求項６の発明によれば、バーコード読取方法は、正側波形と遅延させた負側波形とを合成した合成波形を生成し、合成波形から所定のタイミング信号を用いて振幅情報を取得して補正バーコードデータを作成し、補正バーコードデータから情報を読み取るようにしている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明に係るバーコード読取装置およびバーコード読取方法の好適な実施の形態について説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
まず、図１を参照し、この発明にかかるバーコード読取方法の概念について説明する。図１（ａ）は、黒線（黒バー）の太りが発生したバーコードについて説明する説明図である。同図に示したバーコード１は、黒バーＢ１〜Ｂ５、白バーＷ１〜Ｗ４を交互に配列して形成されている。
【００２６】
この黒バーＢ１〜Ｂ５、白バーＷ１〜Ｗ４は、基本幅ｆ０の整数倍の幅を有しており、黒バーＢ１の幅は基本幅の２倍、白バーＷ１の幅は基本幅の１倍、黒バーＢ２の幅は基本幅の１倍、白バーＷ２の幅は基本幅の４倍、黒バーＢ３の幅は基本幅の３倍、白バーＷ３の幅は基本幅の１倍、黒バーＢ４の幅は基本幅の１倍、白バーＷ４の幅は基本幅の２倍である。
【００２７】
しかしながら、バーコード１では、印刷の滲みやかすれによって黒バーに太り（黒太り）が生じ、黒バーＢ１〜Ｂ５の幅が所望の幅に比して太くなっている。たとえば黒バーＢ１においては、その両側に太りＢ１ａ，Ｂ１ｂが発生している。この太りは、黒バーＢ２〜Ｂ５においても同様に発生しており、それぞれの太り量は同一である。
【００２８】
したがって、このバーコードにレーザ光などの光を照射して反射光強度を取得した場合、反射光強度２の波形は、図１（ｂ）に示すように黒太りを含む波形となる。具体的には、反射鏡強度の波形は、黒バーにレーザ光が照射された場合に強度値が小さく、白バーにレーザ光が照射された場合に強度値が大きくなるのであるが、黒太りを含んだ反射光強度２の波形では、強度値の低い領域の幅が広く、強度値の高い領域の幅が狭くなる。
【００２９】
そのため、図１（ｃ）に示すように、反射光強度２を微分して白バーから黒バーへの境界線ｎ１〜ｎ５と黒バーから白バーへの境界線ｐ１〜ｐ４とを検出した場合、境界線ｎ１〜ｎ５の発生タイミングが黒太りの無い場合に比して早くなり、境界線ｐ１〜ｐ４の発生タイミングが黒太りの無い場合に比して遅くなる。
【００３０】
このように境界線ｎ１〜ｎ５，ｐ１〜ｐ４の発生タイミングがずれることにより、バーコードの基本幅を正確に算出することができなくなる。さらに、バーコードの基本幅を算出できたとしても、基本幅をもとに微分波形の振幅を取得すると、微分波形の振幅のピークを外れた位置の振幅を取得することになり、ピークの振幅を読み取ることができなくなる。
【００３１】
そこで、今回の発明では、微分情報を正側の値をとる正側波形と負の値をとる負側波形とに分離してバーコードの基本幅を求め、正側波形と負側波形とでそれぞれピーク時の振幅を求める。
【００３２】
黒太りの量は各黒バーで一定であるので、微分情報の正側に着目すると、黒バーから白バーへの境界を示す境界線ｐ１〜ｐ４は図１（ｃ）に示すように、同一方向に同量だけずれている。したがって、境界線ｐ１〜ｐ４の間隔は、黒太りがある場合であっても基本幅の整数倍となる。
【００３３】
同様に、微分情報の負側に着目すると、白バーから黒バーへの境界を示す境界線ｎ１〜ｎ５は、同一方向に同量だけずれている。したがって、境界線ｎ１〜ｎ５の間隔は、黒太りがある場合であっても基本幅の整数倍である。
【００３４】
このように、黒バーから白バーへの境界、もしくは白バーから黒バーへの境界の一方を用いることで、黒太りがある場合であっても基本幅を正確に求めることができる。また、微分波形の正側および微分波形の負側に対して独立して振幅情報を取得することで、基本幅をもちいて正確に振幅のピークを捉えることができる。
【００３５】
すなわち、微分波形を正負に分割する処理によって、黒太りを基本幅のずれではなく、振幅取得の開始タイミングの問題に帰結させることができる。
【００３６】
つぎに、本発明の実施の形態であるバーコード読取装置の概要構成について図２を参照して説明する。図２に示したバーコード読取装置では、正側微分波形を負側微分波形に対してそれぞれ独立にタイミング信号を作成し、それぞれのタイミング信号に基づいて正側微分波形の振幅と負側微分波形の振幅とを取得し、その後、正側微分波形の振幅と負側微分波形の振幅とを合成している。
【００３７】
具体的には、バーコード読取装置は、その内部に光学走査部１１、アナログ処理部１２およびデジタル処理部１３を備えている。光学走査部１１は、レーザダイオード１１ａおよびポリゴンミラーを有しており、レーザダイオード１１ａから出射したレーザ光をバーコード１に照射し、ポリゴンミラー１１ｂの回転によってレーザ光の照射位置を変更することで、バーコード１を走査する。
【００３８】
アナログ処理部１２は、受光部１２ａ、増幅器１２ｂ、ＡＤコンバータ１２ｃを有する。受光部１２ａは、フォトダイオードなどの光電変換素子によって実現され、バーコード１が反射したレーザ光の強度を反射光強度として出力する。この反射光強度は、増幅器１２ｂによって増幅され、ＡＤコンバータ１２ｃによってデジタル信号に変換されてデジタル処理部１３に入力される。
【００３９】
デジタル処理部１３は、その内部に切り出し部２１、帯域制限微分処理部２２、正負分割処理部２３、正側振幅抽出部２４、負側振幅抽出部２５、正負合成部２６、幅数算出部２７およびキャラクタ構成部２８を有する。
【００４０】
切り出し部２１は、デジタル信号に変換された反射光強度から、バーコードに対応する部分を切り出して帯域制限微分処理部２２に送信する。この切り出しでは、反射光強度のうち、振幅および周波数の高い領域を切り出すことで、バーコードに対応する領域を切り出すことができる。
【００４１】
帯域制限微分処理部２２は、切り出し部２１によって切り出された反射光強度からバーコードの基本幅を算出し、基本幅の周波数以下の周波数帯域で反射光強度の微分をおこなう。
【００４２】
図３は、帯域制限微分処理について説明する説明図である。反射光強度においては、バーコードの縮尺や読み取る位置、またバーコードの傾きにより、基本幅に相当する周波数が、低い周波数から高い周波数までの幅広い周波数となり得る。そこで、反射光強度を全ての周波数に対応して微分処理するためには、図３に示した帯域幅３ａのように広い帯域幅が要求される。
【００４３】
しかし、バーコードを読み取る場合、必要な情報は、黒バーおよび白バーの幅であり、この黒バーおよび白バーの幅は、基本幅の整数倍である。したがって、必要な情報は基本幅の周波数以下で示され、基本幅以上の周波数はバーコードの読取に不要なノイズであると考えることができる。
【００４４】
そこで、帯域幅３ａに示すように、バーコードの基本幅以下の周波数で反射光強度を微分処理することで、高周波領域を除去して周波数情報を取得し、ＳＮ比を向上するとともに、微分処理の処理負荷を軽減することができる。
【００４５】
この帯域制限微分処理部２２では、バーコードの基本幅算出３１は、切り出された反射光強度を微分して正側と負側に分割し（正負分割３３）、正側の微分波形および負側の微分波形からＦＦＴ（高速フーリエ変換）３４によって基本幅の周波数を求めている。正側の微分波形および負側の微分波形は、黒太りに関わらず基本幅の整数倍の間隔を有するので、ＦＦＴ３４によって得られる周波数成分から、基本幅を求めることができる。
【００４６】
より詳細には、正側の微分波形および負側の微分波形は、基本幅の２倍以上の整数倍になっている。したがって、ＦＦＴ３４によって得られる周波数成分のうち、もっとも周波数の高い成分は基本幅の周波数となる。そこで、ＦＦＴ３４の結果からもっとも周波数の高い成分を検出して基本幅の周波数とすることで、基本幅を算出することができる。
【００４７】
帯域制限微分処理部２２は、基本幅算出３１によって算出した基本幅を用い、反射光強度に対して帯域制限微分処理３２をおこなう。この帯域制限微分処理３２により図４（ａ）に示した反射光強度２ａから図４（ｂ）に示すような微分波形４を生成することができる。
【００４８】
同図に示すように、反射光強度２ａは、バーコードの配列に対応しており、白バーに対応する強度の高い領域と、黒バーに対応する強度の低い領域とを有する。一方、微分波形４は、反射光強度２ａが低い領域から高い領域へ移行する場合に正の値を取り、反射光強度２ａが高い領域から低い領域へ移行する場合に負の値を取る。帯域制限微分処理部２２は、この微分波形４を正負分割処理部２３に出力する。
【００４９】
正負分割処理部２３は、この微分波形４を正の値と負の値に分割し、正側微分波形５ａと負側微分波形５ｂとを作成する。図５は、分割された微分波形を説明する説明図である。図５（ａ）に、微分波形４から作成した正側微分波形５ａを示す。同図に示すように、正側微分波形５ａは、微分波形４の振幅が正の値である場合はその値を採用し、微分波形４の振幅が負の値である場合には振幅を「０」としている。一方、図５（ｂ）は、微分波形４から作成した負側微分波形５ｂを示す図である。同図に示すように、負側微分波形５ｂは、微分波形４の振幅が正の値である場合は振幅の値を「０」とし、微分波形４の振幅が負の値である場合にはその値を採用している。正負分割処理部２３は、この正側微分波形５ａを正側振幅抽出部２４に送信し、負側微分波形５ｂを負側振幅抽出部２５に送信する。
【００５０】
正側振幅抽出部２４は、帯域制限微分処理部２２が算出した基本幅を使用し、正負分割処理部２３が作成した正側微分波形５ａを三値化する。具体的には、正側振幅抽出部２４は、タイミング信号抽出４１によってタイミング信号を抽出し、このタイミング信号に基づいて正側微分波形５ａに対する振幅抽出４２を実行し、振幅抽出結果に対して三値化４３をおこなう。
【００５１】
ここで、タイミング信号とは、正側微分信号５ａから振幅を取得するタイミングを指定する信号である。バーコード１には黒太りが発生しているが、正側微分信号５ａには黒バーから白バーへの境界を示すピークのみが含まれており、黒バーから白バーへの境界は同一方向にずれているので、基本幅間隔のタイミング信号に基づいて正側微分波形５ａの振幅値を取得することで全てのピークを正確に取得することができる。
【００５２】
そこで、タイミング信号抽出４１では、正側微分波形５ａの最初のピークを検出し、この最初のピークを基点とした基本幅間隔のタイミング信号を抽出する。この基本幅として帯域制限微分処理部２２が算出した基本幅を利用する。
【００５３】
振幅抽出４２では、タイミング抽出４１によって抽出したタイミング信号に基づいて、正側微分波形５ａの振幅値を取得する。また、三値化４３では、振幅抽出によって取得した振幅値を「１，０，−１」の３つの値のいずれかに割り当てる。この三値化の結果を図６（ａ）に示す。
【００５４】
三値化における値「１」は、黒バーから白バーへの境界を示し、値「０」は黒バーもしくは白バーが継続していることを示す。また、三値化における値「−１」は、白バーから黒バーへの境界を示す。しかし、正側微分波形５ａは、振幅が０以上であるので、図６（ａ）に示した正側三値信号６ａでは値「−１」は現れず、「１」もしくは「０」のみが出現することとなる。
【００５５】
また、負側振幅抽出部２５は、帯域制限微分処理部２２が算出した基本幅を使用し、正負分割処理部２３が作成した負側微分波形５ｂを三値化する。具体的には、負側振幅抽出部２５は、タイミング信号抽出４４によってタイミング信号を抽出し、このタイミング信号に基づいて負側微分波形５ｂに対する振幅抽出４５を実行し、振幅抽出結果に対して三値化４６をおこなう。
【００５６】
タイミング信号抽出４４によって抽出するタイミング信号は、負側微分信号５ｂから振幅を取得するタイミングを指定する信号である。バーコード１には黒太りが発生しているが、負側微分信号５ｂには白バーから黒バーへの境界を示すピークのみが含まれており、白バーから黒バーへの境界は同一方向にずれているので、基本幅間隔のタイミング信号に基づいて負側微分波形５ｂの振幅値を取得することで全てのピークを正確に取得することができる。
【００５７】
そこで、タイミング信号抽出４４では、負側微分波形５ｂの最初のピークを検出し、この最初のピークを基点とした基本幅間隔のタイミング信号を抽出する。この基本幅として帯域制限微分処理部２２が算出した基本幅を利用する。
【００５８】
振幅抽出４５では、タイミング抽出４４によって抽出したタイミング信号に基づいて、負側微分波形５ｂの振幅値を取得する。また、三値化４６では、振幅抽出によって取得した振幅値を「１，０，−１」の３つの値のいずれかに割り当てる。この三値化の結果を図６（ｂ）に示す。
【００５９】
ここで、負側微分波形５ｂは、振幅が０以下であるので、図６（ａ）に示した負側三値信号６ｂでは値「１」は現れず、「０」もしくは「−１」のみが出現することとなる。
【００６０】
正負合成部２６は、正側三値信号６ａと負側三値信号６ｂとを合成して合成三値信号を作成し、幅数算出部３７に出力する。ここで、正側三値信号６ａのピークと負側三値信号６ｂのピークとの間隔が基本幅の整数倍となるように合成することで、バーコード１の黒太りを補正した合成三値信号を得ることができる。
【００６１】
具体的な処理としては、正側三値信号６ａおよび負側三値信号６ｂは、ともに基本幅でのサンプリングを行っているので、このサンプリングタイミングを同期させて合成することで、正側三値信号６ａのピークと負側三値信号６ｂのピークとの間隔を基本幅の整数倍とすることができる。
【００６２】
ところで、サンプリングタイミングを同期させる場合、正側三値信号６ａの最初のサンプリングタイミングと、負側三値信号６ｂの最初のサンプリングタイミングとを同期させるようにしてもよいが、正側三値信号６ａや負側三値信号６ｂにはサンプリングの抜けが発生する場合がある。
【００６３】
サンプリングの抜けが発生した場合に、正側三値信号６ａの最初のサンプリングタイミングと、負側三値信号６ｂの最初のサンプリングタイミングとを同期させて合成すると、正側のピークと負側のピークが打ち消しあうピーク潰れが起こり、バーコードデータを正確に求めることができない。
【００６４】
そこで、サンプリングタイミングの同期時には、ピーク潰れが発生しないように同期の基点を制御することが望ましい。ピーク潰れを避けて合成を行うために、具体的には、正側三値信号６ａの基点となるサンプリングタイミングと、負側三値信号６ｂの基点となるサンプリングタイミングをずらして合成することで、基点の異なる複数の合成三値信号を作成し、複数の合成三値信号のうちエネルギーが最も大きいものを採用することで、ピーク潰れの無い合成三値信号を出力することができる。
【００６５】
合成三値信号のエネルギーＥは、合成三値信号のサンプリングタイミングを（１≦ｋ≦ｎ）、合成三値信号のサンプリングタイミングｋにおける値をＳ（ｋ）とすると、
【数１】
【００６６】
サンプリングタイミングの合成例を図７に示す。図７（ａ）は、正側三値信号６ａの最初のサンプリングタイミングと、負側三値信号６ｂの最初のサンプリングタイミングとを同期させて合成した合成三値信号７ａである。また、図７（ｂ）は、正側三値信号６ａの最初のサンプリングタイミングと、負側三値信号６ｂの２つ目のサンプリングタイミングとを同期させて合成した合成三値信号７ｂである。同様に、図７（ｃ）は、正側三値信号６ａの２つ目のサンプリングタイミングと、負側三値信号６ｂの最初のサンプリングタイミングとを同期させて合成した合成三値信号７ｃである。
【００６７】
同図に示すように、合成三値信号７ａには、ピーク潰れ８ａが生じており、合成三値信号７ｃにはピーク潰れ８ｂが生じている。そのため、合成三値信号７ａ，７ｂ，７ｃのエネルギーを比較すると、合成三値信号７ｂのエネルギーが最も大きくなる。したがって、正負合成部２６は、合成三値信号７ｂを幅数算出部２７に出力する。
【００６８】
なお、サンプリングタイミングの同期制御は、必ずしもこの方法によるものではなく、合成三値信号のエネルギーが最大となる同期制御を行うことができれば、任意の方式を用いることができる。たとえば、正側三値信号６ａのエネルギーと負側三値信号６ｂのエネルギーとを算出して合計することで理想的な合成三値信号のエネルギー値を求め、合成三値信号のエネルギー値がこの理想的なエネルギー値に一致する或は最も近い値になるようにサンプリングタイミングの同期制御をおこなうこととしてもよい。
【００６９】
幅数算出部２７は、正負合成部２６が算出した合成三値信号から、バーコードを再現する。具体的には、合成三値信号の値「−１」から「１」までの間を黒バーとして検出し、「１」から「−１」までの間を白バーとして検出する。その後、検出した黒バーと白バーがそれぞれ基本幅の何倍であるかを幅数として算出してバーコード１の配列を再現する。ここで再現されたバーコード１は、その黒太りが補正されている。幅数算出部２７は、黒太りが補正された補正バーコードデータをキャラクタ構成部２８に送信する。
【００７０】
キャラクタ項西部２８は、補正バーコードデータを数字や文字の配列であるキャラクタデータに変換して外部の装置、例えばＰＯＳ端末に送信する。
【００７１】
上述してきたように、本実施の形態１にかかるバーコード読取装置では、反射光強度を微分処理した後に正側微分波形と負側微分波形とに分離し、正側微分波形の振幅と負側微分波形の振幅とをそれぞれ独立したタイミング信号に基づいて取得した後、合成するようにしているので、バーコードの太りおよび細りを補正し、バーコードを正確に読み取ることができる。
【００７２】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では正側微分信号から振幅値を取得するためのタイミング信号と、負側微分信号から振幅値を取得するためのタイミング信号とをそれぞれ独立に抽出していたが、この実施の形態２では、正側微分信号に対応するタイミング信号を抽出した後、このタイミング信号を所定量遅延させたタイミング信号を用いて負側微分信号から振幅値を取得する。
【００７３】
本実施の形態２にかかるバーコード読取装置の概要構成を図８に示す。同図に示すバーコード読取装置は、正負分割処理部２３が出力する正側微分信号および負側微分信号からバーコード１における黒太りの量を抽出する太り量抽出部５１を備えている。負側振幅抽出部２５ａは、この太り量をもとに正側振幅抽出部２４が抽出したタイミング信号を遅延させて負側微分信号の振幅値の取得をおこなう。
【００７４】
その他の構成及び動作は、実施の形態１に示したバーコード読取装置と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７５】
太り量抽出部５１は、具体的には、正側微分波形と負側微分波形との相関から太り量を抽出する。図９は、太り量抽出部５１の処理を説明する説明図である。同図に示すように、太り量抽出部５１は、正負分割処理部２３が出力した正側微分信号に対して２乗処理５２を行った後、ＦＦＴ５３にかける。同様に、太り量抽出部５１は、正負分割処理部２３が出力した負側微分信号に対して２乗処理５４を行った後、ＦＦＴ５５にかける。なお、２乗処理５２，５４は、必ずしも必要ではなく、正側微分波形を直接ＦＦＴ５３にかけ、負側微分波形を直接ＦＦＴ５５にかけるようにしてもよい。
【００７６】
その後、ＦＦＴ５３の出力とＦＦＴ５５の出力との相関を取り、基本幅算出３４によって算出した基本幅を用いて位相計算５６をおこなう。この位相計算５６によって得られる位相差は、正側微分波形と負側微分波形との位相差、すなわち、バーコード１における黒太りの量である。
【００７７】
そこで、正側微分波形に対応するタイミング信号を抽出したのち、このタイミング信号を位相計算５６によって得られた位相差の分だけ遅延させることで、負側微分信号に対応したタイミング信号を得ることができる。
【００７８】
なお、太り量の抽出方法は、必ずしも位相差の計算による必要はなく、黒太りの量を正確に算出することができれば、任意の方法を用いることができる。たとえば、バーコード１における黒バーＢ１〜Ｂ４の幅および白バーＷ１〜Ｗ４の幅と基本幅とを比較し、この比較結果から太り量を求めるようにしてもよい。
【００７９】
基本幅との比較による太り抽出の概念を図１０に示す。バーコード１における黒太りにより、黒バーＢ１〜Ｂ４の幅は本来の幅に比して広くなり、白バーＷ１〜Ｗ４の幅は本来の幅に比して狭くなる。図１０に示すように、黒バーＢ１の幅は本来、基本幅の２倍（幅数２）であるが、バーコード１における黒バーＢ１の幅数は太り量の分だけ大きくなる。同様に、黒バーＢ２，３，４の幅は本来、それぞれ基本幅の１倍（幅数１）、３倍（幅数３）、１倍（幅数１）であるが、バーコード１における黒バーＢ２，３，４の幅数はそれぞれ太り量の分だけ大きくなる。
【００８０】
一方、白バーＷ１の幅は本来、基本幅の１倍（幅数１）であるが、バーコード１における白バーＷ１の幅数は黒バーの太り量の分だけ小さくなる。同様に、白バーＷ２，３，４の幅は本来、それぞれ基本幅の４倍（幅数４）、１倍（幅数１）、２倍（幅数２）であるが、バーコード１における白バーＷ２，３，４の幅数はそれぞれ黒太り量の分だけ小さくなる。
【００８１】
この黒バーＢ１〜Ｂ４の幅数の増大と、白バーＷ１〜Ｗ４の幅数の減少は等量であるので、各幅数を基本幅で除することで、太りの量を求めることができる。
【００８２】
つぎに、基本幅との比較による太り抽出の処理について詳細に説明する。図１１は、基本幅との比較による太り抽出の処理を説明するフローチャートである。同図に示すように、太り量抽出部５１は、まず、基本幅算出３４によって求めた基本幅ｆ０を取得する（ステップＳ１０１）。
【００８３】
つぎに、太り抽出部５１は、各黒バーについて太り量を算出する（ステップＳ１０２）。具体的には、黒バーの幅をＴｂ、黒バーの太り量をΔＭＢ、余り計算をＭｏｄとすると、
ΔＭＢ＝Ｍｏｄ（Ｔｂ÷ｆ０）
によって太り量を算出する。
【００８４】
太り抽出部５１は、算出したΔＭＢが０〜２．０である場合に、この値をΔＭＢ'として採用する。ΔＭＢが２．０以上であれば、算出した値を採用しない（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０２，Ｓ１０３によって全ての黒バーに対するΔＭＢ'を算出した後、太り量抽出部５１は、全ての黒バーにおける太り量平均ＭＢａｖを算出する（ステップＳ１０４）。具体的にはこの算出は、黒バー総数をｎｂとすると、
【数２】
【００８５】
つづいて、太り量算出部５１は、各白バーから太り量を算出する（ステップＳ１０５）。具体的には、白バーの幅をＴｗ、白バーから求めた太り量をΔＭＷ、余り計算をＭｏｄとすると、
ΔＭＷ＝１−Ｍｏｄ（Ｔｗ÷ｆ０）
によって太り量を算出する。
【００８６】
太り抽出部５１は、算出したΔＭＷが０〜２．０である場合に、この値をΔＭＷ'として採用し、ΔＭｗが２．０以上であれば、算出した値を採用しない（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０５，Ｓ１０６によって全ての白バーからΔＭＷ'を算出した後、太り量抽出部５１は、ΔＭＷ'から太り量平均ＭＷａｖを算出する（ステップＳ１０７）。具体的にはこの算出は、白バー総数をｎｗとすると、
【数３】
【００８７】
その後、太り量抽出部５１は、ＭＢａｖとＭＷａｖから平均太り量Ｍａｖを算出する（ステップＳ１０８）。具体的には、ΔＭＢ'の個々の要素の偏差とΔＭＷ'の個々の要素の偏差とを比較し、偏差が小さい方の平均値を太り量Ｍａｖとする。
【００８８】
ΔＭＢ'およびΔＭＷ'は、それぞれ０〜２．０の値の要素からなっているので、「１ｍｏｄから太ったものの集団」または「１ｍｏｄから細ったものと２ｍｏｄから細ったものの集団」のいずれかに排他的に分類される。「１ｍｏｄから太ったものの集団」における要素の偏差は、「１ｍｏｄから細ったものと２ｍｏｄから細ったものの集団」における要素の偏差に比して小さい。そこで、偏差が小さい方の集団において要素の平均値をとることで、「１ｍｏｄから太ったものの集団」の平均値を得ることができ、１ｍｏｄに対する太り量を算出することができる。
【００８９】
太り量抽出部５１は、このＭａｖを太り量として負側振幅抽出部２５ａに送信し、負側振幅抽出部２５ａは、正側微分信号に対応したタイミング信号をＭａｖだけ遅延させたタイミング信号によって負側微分信号の振幅値を取得する。
【００９０】
上述したように本実施の形態２にかかるバーコード読取装置では、正側微分信号および負側微分信号からバーコードの太り量を算出し、正側微分信号に対応したタイミング信号を抽出して正側微分信号の振幅値を取得するとともに、正側微分信号に対応したタイミング信号を太り量に応じて遅延させたタイミング信号を用いて負側微分信号の振幅値を取得し、正側微分波形の振幅値と負側微分波形の振幅値とを合成するようにしているので、バーコードの太りおよび細りを補正し、バーコードを正確に読み取ることができる。
【００９１】
なお、本実施の形態２では、正側微分信号に対応したタイミング信号から負側微分信号の振幅抽出に用いるタイミング信号を作成するようにしているが、負側微分信号に対応したタイミング信号を予め作成し、このタイミング信号を遅延させて正側微分信号の振幅抽出に用いるタイミング信号を作成するようにしてもよい。
【００９２】
（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１，２では、正側微分信号および負側微分信号から、それぞれのタイミング信号に基づいて振幅値を取得した後に合成していたが、本実施の形態３では、正側微分信号および負側微分信号から太り量を算出し、太り量をもとに正側微分信号と負側微分信号とを合成した後、合成した微分信号から振幅値を取得する。
【００９３】
本実施の形態３にかかるバーコード読取装置の概要構成を図１２に示す。同図に示すバーコード読取装置は、遅延器６１、正負合成部６２および振幅抽出部６３を備えている。その他の構成および動作は実施の形態２に示したバーコード読取装置と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９４】
図１２に示した遅延器６１は、太り量抽出部５１が抽出した太り量をもとに負側微分波形を遅延させる。正負合成部６２は、正負分割処理部２３が出力した正側微分波形と、遅延器６１が出力した負側微分波形とを合成した合成微分波形を作成する。
【００９５】
ここで、遅延器６１が出力する負側微分波形は、バーコード１の太り量に対応して遅れているので、正具合成部６２によって作成される合成微分波形はバーコード１の太りを補正した微分波形となり、微分波形の正側のピークと負側のピークとの間隔は基本幅の整数倍となる。
【００９６】
そこで、振幅抽出部６３では、合成微分波形に対して単一のタイミング信号を用いて振幅値の抽出をおこなうことで、正側の振幅のピークと負側の振幅のピークとの双方を正確に取得することができる。
【００９７】
具体的には、振幅抽出部６３は、基本幅算出３１によって算出した基本幅を使用し、正負合成部６２が作成した合成微分波形を三値化する。より具体的には、振幅抽出部６３は、タイミング信号抽出６６によってタイミング信号を抽出し、このタイミング信号に基づいて合成微分波形に対する振幅抽出６４を実行し、振幅抽出結果に対して三値化６５をおこなう。
【００９８】
タイミング信号抽出６６では、合成微分波形の最初のピークを検出し、この最初のピークを基点とした基本幅間隔のタイミング信号を抽出する。この基本幅として帯域制限微分処理部２２が算出した基本幅を利用する。
【００９９】
振幅抽出６４では、タイミング抽出６６によって抽出したタイミング信号に基づいて、合成微分波形の振幅値を取得する。また、三値化６５では、振幅抽出６４によって取得した振幅値を「１，０，−１」の３つの値のいずれかに割り当てて合成三値信号を出力する。
【０１００】
このように、本実施の形態３に示したバーコード読取装置では、正側微分波形と負側微分波形とをもとに太り量を算出し、負側微分波形を太り量に応じて遅延させて正側微分波形と負側微分波形とを合成した合成微分波形を作成するので、バーコードの太りおよび細りを補正した合成微分波形を得ることができ、バーコードを正確に読み取ることができる。
【０１０１】
なお、本実施の形態３では、太り量をもとに負側微分波形を遅延させて正側微分波形に合成することとしているが、太り量をもとに正側微分波形を遅延させて負側微分波形に合成するようにしてもよい。
【０１０２】
また、実施の形態１〜３においては、黒バーの幅が本来の値に比して広くなる黒太りを例に説明をおこなったが、黒バーの幅が本来の値に比して細くなる黒細りについても同一の処理で補正を行うことができるのは言うまでも無い。
【０１０３】
なお、実施の形態１〜３において、基本幅を算出する場合に、正側の微分波形および負側の微分波形からＦＦＴ３４によって基本幅を算出しているが、基本幅の算出方法は必ずしもＦＦＴを使用する方法に限るものではなく、バーコードの太りおよび細りに依存しない方法であれば、任意の方法で基本幅を算出すればよい。
【０１０４】
（付記１）黒線と白線とを交互に配列したバーコードに光を照射し、該バーコードからの反射光強度をもとに前記バーコードが示す情報を読み取るバーコード読取装置であって、
前記反射光強度に対して微分処理をおこなって微分波形を作成する微分手段と、
前記微分波形を、正の値をとる正側波形と負の値を取る負側波形とに分離する分離手段と、
前記正側波形および前記負側波形から、前記バーコードにおける黒線の太りまたは細りを補正した補正バーコードデータを作成するバーコード補正手段と、
前記補正バーコードから情報を読み取る読み取り手段と、
を備えたことを特徴とするバーコード読取装置。
【０１０５】
（付記２）前記バーコード補正手段は、前記正側波形および前記負側波形に対してそれぞれ独立に生成したタイミング信号をもちいて前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを取得し、前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを合成して前記補正バーコードデータを作成することを特徴とする付記１に記載のバーコード読取装置。
【０１０６】
（付記３）前記バーコード補正手段は、前記正側波形に対応するタイミング信号を生成して前記正側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形に対応するタイミング信号を所定量遅延させたタイミング信号をもちいて前記負側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを合成して前記補正バーコードデータを作成することを特徴とする付記１に記載のバーコード読取装置。
【０１０７】
（付記４）前記バーコード補正手段は、前記負側波形を所定量遅延させて前記正側波形と合成した合成波形を生成し、該合成波形から所定のタイミング信号を用いて取得した振幅情報を前記補正バーコードデータとして用いることを特徴とする付記１に記載のバーコード読取装置。
【０１０８】
（付記５）前記バーコード補正手段は、前記正側波形と前記負側波形の相関関係から前記遅延の量を算出することを特徴とする付記３または４に記載のバーコード読取装置。
【０１０９】
（付記６）前記バーコード補正手段は、前記正側波形と、前記負側波形とをそれぞれ高速フーリエ変換して相関関係を算出することを特徴とする付記５に記載のバーコード読取装置。
【０１１０】
（付記７）前記バーコード補正手段は、前記黒線の幅もしくは前記白線の幅とバーコードの基本幅との比から前記遅延の量を算出することを特徴とする付記３または４に記載のバーコード読取装置。
【０１１１】
（付記８）前記バーコード補正手段は、前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを合成する場合に、合成結果に含まれる各振幅の絶対値の合計が最大となるよう合成時の位相を制御することを特徴とする付記２または３に記載のバーコード読取装置。
【０１１２】
（付記９）前記正側波形または前記負側波形から、前記バーコードの基本幅を算出する基本幅算出手段をさらに設けたことを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載のバーコード読取装置。
【０１１３】
（付記１０）黒線と白線とを交互に配列したバーコードに光を照射し、該バーコードからの反射光強度をもとに前記バーコードが示す情報を読み取るバーコード読取方法であって、
前記反射光強度に対して微分処理をおこなって微分波形を作成する微分工程と、
前記微分波形を、正の値をとる正側波形と負の値を取る負側波形とに分離する分離工程と、
前記正側波形および前記負側波形から、前記バーコードにおける黒線の太りまたは細りを補正した補正バーコードデータを作成するバーコード補正工程と、
前記補正バーコードから情報を読み取る読み取り工程と、
を含むことを特徴とするバーコード読取方法。
【０１１４】
（付記１１）前記バーコード補正工程は、前記正側波形および前記負側波形に対してそれぞれ独立に生成したタイミング信号をもちいて前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを取得し、前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを合成して前記補正バーコードデータを作成することを特徴とする付記１０に記載のバーコード読取方法。
【０１１５】
（付記１２）前記バーコード補正工程は、前記正側波形に対応するタイミング信号を生成して前記正側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形に対応するタイミング信号を所定量遅延させたタイミング信号をもちいて前記負側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを合成して前記補正バーコードデータを作成することを特徴とする付記１０に記載のバーコード読取方法。
【０１１６】
（付記１３）前記バーコード補正工程は、前記負側波形を所定量遅延させて前記正側波形と合成した合成波形を生成し、該合成波形から所定のタイミング信号を用いて取得した振幅情報を前記補正バーコードデータとして用いることを特徴とする付記１２に記載のバーコード読取方法。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１，４の発明によれば、バーコード読取装置およびバーコード読み取り方法は、微分手段によって作成した反射光強度の微分波形を正側波形と負側波形とに分離し、正側波形および負側波形からバーコードの太りや細りを補正した補正バーコードデータを作成し、補正バーコードデータから情報を読み取るようにしているので、バーコードの太りおよび細りを補正し、バーコードを正確に読み取り可能なバーコード読取装置およびバーコード読取方法が得られるという効果を奏する。
【０１１８】
また、請求項２，５の発明によれば、バーコード読取装置およびバーコード読み取り方法は、正側波形に対応して生成したタイミング信号を用いて正側波形の振幅情報を取得し、正側波形に対応するタイミング信号を遅延させたタイミング信号を用いて負側波形の振幅情報を取得し、正側波形の振幅情報と負側波形の振幅情報との合成によって生成した補正バーコードデータから情報を読み取るようにしているので、バーコードの太りおよび細りを補正し、バーコードを正確に読み取り可能なバーコード読取装置およびバーコード読取方法が得られるという効果を奏する。
【０１１９】
また、請求項３，６の発明によれば、バーコード読取装置およびバーコード読み取り方法は、正側波形と遅延させた負側波形とを合成した合成波形を生成し、合成波形から所定のタイミング信号を用いて振幅情報を取得して補正バーコードデータを作成し、補正バーコードデータから情報を読み取るようにしているので、バーコードの太りおよび細りを補正し、バーコードを正確に読み取り可能なバーコード読取装置およびバーコード読取方法が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかるバーコード読取方法の概念について説明する説明図である。
【図２】 実施の形態１に係るバーコード読取装置の概要構成を説明する説明図である。
【図３】 図２に示した帯域制限微分処理について説明する説明図である。
【図４】 反射光強度と微分波形とを説明する説明図である。
【図５】 分割された微分波形を説明する説明図である。
【図６】 三値化された正側微分波形および負側微分波形を説明する説明図である。
【図７】 サンプリングタイミングの合成例を説明する説明図である。
【図８】 実施の形態２に係るバーコード読取装置の概要構成を説明する説明図である。
【図９】 太り量抽出部の処理を説明する説明図である。
【図１０】 基本幅との比較による太り量抽出の概念を説明する説明図である。
【図１１】 基本幅との比較による太り量抽出の処理動作を説明するフローチャートである。
【図１２】 実施の形態３に係るバーコード読取装置の概要構成を説明する説明図である。
【符号の説明】
１ バーコード
２，２ａ 反射光強度
３ａ，３ｂ 帯域幅
４ 微分波形
５ａ 正側微分波形
５ｂ 負側微分波形
６ａ 正側三値信号
６ｂ 負側三値信号
７ａ，７ｂ，７ｃ 合成三値信号
１１ 光学走査部
１１ａ レーザダイオード
１１ｂ ポリゴンミラー
１２ アナログ処理部
１２ａ 受光部
１２ｂ 増幅器
１２ｃ ＡＤコンバータ
１３ デジタル処理部
２１ 切り出し部
２２ 帯域制限微分処理部
２３ 正負分割処理部
２４ 正側振幅抽出部
２５，２５ａ 負側振幅抽出部
２６ 正負合成部
２７ 幅数算出部
２８ キャラクタ構成部
３１ 基本幅算出
３２ 帯域制限微分処理
３３ 正負分割
３４，５３，５５ ＦＦＴ
４１，４４，６６ タイミング信号抽出
４２，４５．６４ 振幅抽出
４３，４６，６５ 三値化
５１ 太り量抽出部
５２，５４ ２乗処理
５６ 位相計算
６１ 遅延器
６２ 正負合成部
６３ 振幅抽出部
Ｂ１〜Ｂ５ 黒バー
Ｗ１〜Ｗ４ 白バー
Ｆ０ 基本幅
ｐ１〜ｐ４，ｎ１〜ｎ５ 境界線
Claims (6)
- 黒線と白線とを交互に配列したバーコードに光を照射し、該バーコードからの反射光強度をもとに前記バーコードが示す情報を読み取るバーコード読取装置であって、
前記反射光強度に対して微分処理をおこなって微分波形を作成する微分手段と、
前記微分波形を、正の値をとる正側波形と負の値を取る負側波形とに分離する分離手段と、
前記正側波形に対して前記負側波形を遅延させて合成させるとともに、前記正側波形および前記負側波形のそれぞれから振幅情報を取得し、補正バーコードデータを作成するバーコード補正手段と、
前記補正バーコードから情報を読み取る読み取り手段と、
を備えたことを特徴とするバーコード読取装置。 - 前記バーコード補正手段は、前記正側波形に対応するタイミング信号を生成して前記正側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形に対応するタイミング信号を所定量遅延させたタイミング信号を用いて前記負側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを合成して前記補正バーコードデータを作成することを特徴とする請求項１に記載のバーコード読取装置。
- 前記バーコード補正手段は、前記負側波形を所定量遅延させて前記正側波形と合成した合成波形を生成し、該合成波形から所定のタイミング信号を用いて取得した振幅情報を前記補正バーコードデータとして用いることを特徴とする請求項１に記載のバーコード読取装置。
- 黒線と白線とを交互に配列したバーコードに光を照射し、該バーコードからの反射光強度をもとに前記バーコードが示す情報を読み取るバーコード読取方法であって、
前記反射光強度に対して微分処理をおこなって微分波形を作成する微分工程と、
前記微分波形を、正の値をとる正側波形と負の値を取る負側波形とに分離する分離工程と、
前記正側波形に対して前記負側波形を遅延させて合成させるとともに、前記正側波形および前記負側波形のそれぞれから振幅情報を取得し、補正バーコードデータを作成するバーコード補正工程と、
前記補正バーコードから情報を読み取る読み取り工程と、
を含むことを特徴とするバーコード読取方法。 - 前記バーコード補正工程は、前記正側波形に対応するタイミング信号を生成して前記正側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形に対応するタイミング信号を所定量遅延させたタイミング信号を用いて前記負側波形の振幅情報を取得し、前記正側波形の振幅情報と前記負側波形の振幅情報とを合成して前記補正バーコードデータを作成することを特徴とする請求項４に記載のバーコード読取方法。
- 前記バーコード補正工程は、前記負側波形を所定量遅延させて前記正側波形と合成した合成波形を生成し、該合成波形から所定のタイミング信号を用いて取得した振幅情報を前記補正バーコードデータとして用いることを特徴とする請求項４に記載のバーコード読取方法。
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