JPH023233B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、読取面上を手操作で所定方向に移
動され、読取面に記録されたデータを読取るハン
ドスキヤン式のデータ読取装置に関する。

この種のハンドスキヤン式データ読取装置は、
一般にハンドスキヤナーと称されており、各種の
ものがある。例えば、バーコードリーダーのよう
に読取器が光電素子を用いて構成され、読取面に
記録されたバーコードのようなデータを光学的
に、かつ読取器の移動方向に１次元的に読取るも
のがある。また、読取器が磁気ヘツドを用いて構
成され、読取面に磁気記録されたデータを読取器
の移動方向に１次元的に読取るものがある。更
に、読取器がその移動方向と直交方向に高速に走
査を繰返す１次元撮像素子を用いて構成され、読
取面に描画された文字やマーク等を含む図形デー
タを、１次元撮像素子の自己走査と読取器の移動
によつて２次元的に読取る図形データ読取装置も
知られている。

読取走査が機械、電気、光学的に自動化されて
等速で行なわれる他のデータ読取装置と比べ、上
述したハンドスキヤン式データ読取装置は、読取
器の移動（読取走査）が人の手操作で行なわれる
ことから、その移動速度（走査速度）が一定しな
いことが大きな相違点である。そのためハンドス
キヤン式データ読取装置では、読取器が所定方向
に予め設定された一定距離だけ移動される毎に移
動パルスを出力する移動パルス発生器を設け、こ
れによつて得られる移動パルスを読取データの処
理タイミング信号として用いている。つまり、読
取器から連続的に出力される読取データを上記移
動パルスに同期してサンプリングすることによ
り、読取器の移動速度に拘りなく読取面を一定の
間隔でサンプリングすることができる。また、移
動パルスに基づいて読取データの読取面における
移動方向への長さを正しく測定することができ
る。

上記移動パルス発生器は、例えば、読取器が読
取面上を所定方向に移動されるのに伴つて、読取
面上を転動して回転するローラを設け、このロー
ラにインクリメント形ロータリエンコーダを連結
して、このエンコーダから移動パルスを得るよう
に構成されている。あるいは、読取面に等間隔に
記録されたマークを読取器の移動に伴つて読取る
専用の読取手段を設け、その読取りパルスを上記
移動パルスとする構成も知られている。いずれの
構成にあつても、移動パルスの１周期に相当する
読取器の移動距離（以下、これを移動パルスの発
生単位距離ΔDと称す）が固定的に予め決定さ
れ、この距離ΔDを任意の値に可変設定すること
はできない。

従つて、移動パルス発生器における上記距離
ΔDを変えることにより、読取データのサンプリ
ング間隔を変えるような操作は行なえない。そこ
で従来は、読取データのサンプリング間隔を変え
る場合、移動パルス発生器から出力される移動パ
ルスを分周器によつて適宜に分周し、その分周し
たパルスを読取データの処理回路にサンプリング
パルスとして供給するようにしている。例えば、
上記分周器の分周比を１／２に設定すれば、上記
移動パルスの２発に対して１発の割合でサンプリ
ングパルスが発せられる。この場合、移動パルス
の発生単位距離ΔDが0.2mmであるとすると、読取
器が読取面上の0.4mm移動される毎に上記サンプ
リングパルスが生じて読取データのサンプリング
が行なわれることとなり、その結果、読取面が
0.4mm間隔で読取サンプリングされる。

上述のように、読取データのサンプリング間隔
を変えることは、特に、文字やマーク等の２次元
のデータを読取る図形データ読取装置において良
く行なわれる。図形データ読取装置において読取
データのサンプリング間隔を変えるということ
は、読取面上の図形データを適宜に縮小して読取
ることであり、その縮小率が上記移動パルスの分
周比を変えることによつて変えられる訳である。

しかし、上述のように移動パルスを分周するこ
とによつてサンプリングパルスを得、その分周比
を変えることによつて読取データの縮小率を変え
る従来の場合、例えば１／２、１／３といつた整
数分の１で表わされるような飛び飛びの特定値に
しか縮小率を設定することができなかつた。例え
ば、サンプリング間隔、縮小率を標準値の0.7倍
にすること、簡単な整数では割切れない値の縮小
率にすること、あるいは縮小率を連続的に可変設
定するといつたことは、上述した従来のハンドス
キヤン式データ読取装置では自由に行なうことが
できなかつた。

この発明は前述した従来の問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的は、上記発生単位距離
ΔDが一定の移動パルス発生器の出力を基にし
て、読取器が任意に可変設定される一定距離だけ
移動される毎にパルスを出力する回路を付加し、
これにより読取データのサンプリング間隔を特定
の整数関係に限定されることなく任意に連続的に
可変設定することができ、図形データ読取りの際
の縮小率を簡単な操作で自由かつ連続的に可変設
定することができるようにしたハンドスキヤン式
データ読取装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明に係るハ
ンドスキヤン式データ読取装置は、上記発生単位
距離ΔDが一定である移動パルスを受けて、その
周期に対応したレベルのアナログ信号を出力する
周期検出回路と、この周期検出回路のアナログ出
力を受けてそのレベルに対応した周期で発振する
可変周波数発振回路と、上記周期検出回路および
可変周波数発振回路の少なくとも一方の入出力特
性を連続的に変化させるアナログ調整手段とを設
け、このアナログ調整手段にて任意に可変設定さ
れる一定距離だけ上記読取器が移動される毎に、
上記可変周波数発振回路からパルス出力が生じる
ように構成したことを特徴とする。

以下、この発明の好適な実施例を図面に基づい
て詳細に説明する。

第１図は本発明によるデータ読取装置の要部を
示すブロツク図、第２図および第３図はその各部
の動作波形を示す波形図である。第１図におい
て、読取器１は読取面上を手操作で所定方向に移
動され、読取面に記録されたデータを読取つて出
力するように構成されている。この読取器１には
移動パルス発生器２が設けられていて、読取器１
が所定方向に予め設定された一定距離ΔDだけ移
動される毎にこの移動パルス発生器２から移動パ
ルスＰが出力される。移動パルス発生器２として
は、従来装置として説明したいずれの構成を採用
しても良い。

第２図に移動パルス発生器２の出力波形を示
す。ここで、この発生器２から出力された最新の
移動パルスをPnと表わし、それ以前に出力され
た移動パルスを新しい順にP_o-1、P_o-2、……と表
わす。また、最新の移動パルスPnを生じたとき
の周期、すなわち移動パルスPnと１つ前の移動
パルスP_o-1との時間間隔をT_oと表わし、同じく
移動パルスP_o-1とP_o-2との時間間隔（１パルス前
の周期）をT_o-1と表わす。

移動パルスＰは周期検出回路３に供給され、こ
の周期検出回路３においてその周期に対応したア
ナログ電圧に変換される。周期検出回路３におい
て、移動パルスＰは先ず微分回路４にて微分され
第２図ａに示すように、移動パルスＰの立上りお
よび立下りエツジの微少幅のパルスが作られ、次
段の整流回路５によつて、第２図ｂに示すよう
に、移動パルスＰの立上りエツジのパルスのみが
波形整形される。整流回路５の出力パルスは、直
列接続された遅延回路６および７に順次供給さ
れ、第２図ｃ，ｄに示すように、互に時間的に重
複しない程度に極く僅かずつ２段階に遅延され
る。最も遅延された２段目の遅延回路７の出力パ
ルスｄは、積分回路８のリセツトパルスとして印
加される。

積分回路８はトランジスタT_r1、コンデンサ
C₁、抵抗R₁，R₂から構成され、第２図V_sに示す
ように、上記リセツトパルスｄを受けてコンデン
サC₁がトランジスタT_r1を介して急速放電され、
そのリセツト後にコンデンサC₁が抵抗R₁を通し
てほぼ一定速度で充電されるという動作を繰返す
もので、リセツト後の経過時間t₁がある程度小さ
い範囲内においては、この積分回路８の出力電圧
V_sは次式(1)で表わされる。

V_s≒Ｅ／C₁R₁・t₁ ……(1) 上記積分回路８の出力V_sはサンプルホールド
回路９の入力となり、このサンプルホールド回路
９の出力は次段のサンプルホールド回路１０の入
力となる。１段目のサンプルホールド回路９に対
しては、積分回路８のリセツトパルスｄの直前に
生じる遅延回路６の出力パルスｃがサンプリング
パルスとして印加され、リセツトされる直前の積
分回路８の出力電圧V_sがサンプルホールド回路
９に保持される。その結果、サンプルホールド回
路９には次式(2)に示すように、最新の移動パルス
Pnが生じたときに、最新の周期T_oに比例した電
圧Vnが保持される。

Vn≒Ｅ／C₁R₁・T_o ……(2) ２段目のサンプルホールド回路１０に対して
は、１段目の回路１０に対するサンプリングパル
スｃの直前に生じる整流回路５の出力パルスｂが
サンプリングパルスとして印加される。つまり、
前段のサンプルホールド回路９の保持電圧が更新
される直前に、その電圧が次段のサンプルホール
ド回路１０に転送されて保持される。その結果、
サンプルホールド回路１０には次式(3)で示すよう
に、最新の移動パルスPnが生じたときに、１パ
ルス前の周期T_o-1に比例した電圧V_o-1が保持さ
れる。

V_o-1≒Ｅ／C₁R₁・T_o-1 ……(3) サンプルホールド回路９の出力Vnは減算回路
１１の被減算値として入力され、サンプルホール
ド回路１０の出力V_o-1は減算回路１１の減算値
として入力される。この減算回路１１は図示して
いるように演算増幅器と抵抗とで構成される良く
知られた回路であり、その出力端の可変抵抗１２
の摺動子端子から得られる出力電圧V₁₁は、次式
(4)に示す値となる。

V₁₁＝α₁（Vn−V_o-1） ……(4) ただし、α₁＝R₆／R₅＋R₆・R₄／R₃であり、この抵抗 値R₅，R₆は図のように可変抵抗１２の摺動子の
前後の抵抗値である。この可変抵抗１２によつ
て、減算回路１１の利得α₁が適宜に調整できる。

上記(4)式に前述の(2)式および(3)式を代入する
と、次式（41）のように表わせる。

V₁₁≒α₂（Tn−T_o-1） ……(41) ただし、α₂＝α₁・Ｅ／C₁R₁である。すなわち減算 回路１１の出力電圧V₁₁は、移動パルスＰの最新
の周期T_oと１パルス前の周期T_o-1との差に比例
した値となる。換言すると、減算回路１１の出力
V₁₁は移動パルスＰの周期の変化率を示す値とな
る。

この減算回路１１の出力V₁₁と上記サンプルホ
ールド回路９の出力Vnとが加算回路１３に入力
されて加算される。この加算回路１３は図示して
いるように演算増幅器と抵抗とで構成される良く
知られた回路であり、その出力電圧V₁₃は次式(5)
に示す値となる。

V₁₃＝α₃（Vn＋V₁₁） ……(5) ただし、α₃＝R₈／R₇である。この(5)式に上記(2)式 および（41）式を代入すると、次式（51）のよう
に表わせる。

V₁₃≒α₄｛T_o＋α₁（T_o−T_o-1）｝ ……(51) ただし、α₄＝α₃・Ｅ／C₁R₁である。すなわち加算 回路１３の出力電圧V₁₃は、移動パルスＰの最新
の周期T_oと１パルス前の周期T_o-1に応じて決定
される。また換言すると、電圧V₁₃は、最新の周
期T_oと、周期の変化率（T_o−T_o-1）に基づいて
決定される。（T_o−T_o-1）に掛けられたパラメー
タα₁は上記可変抵抗１２によつて調整できる。そ
の調整範囲は、 ０≦α₁≦１ であるとする。

α₁≧０以上である場合、電圧V₁₃は最新の周期
T_oに単純に比例した値（α₄T_o）と、周期の変化
率に比例した値α₄α₁（T_o−T_o-1）とを加算した値
となる。つまり、変化率（T_o−T_o-1）が正であ
る場合、その値が大きい程（α₄T_o）に加算され
る値が大きくなり、逆に変化率（T_o−T_o-1）が
負である場合、その値が大きい程（α₄T_o）から
減算される値が大きくなる訳である。このこと
は、周期検出回路３は移動パルスＰの周期に比例
的に対応した電圧V₁₃を出力するものであるが、
この実施例における周期検出回路３においては、
移動パルスＰの周期の変動に対する出力電圧V₁₃
の追従性を高めるために、最新の周期T_oと周期
の変化率（T_o−T_o-1）に基づく比例＋微分動作
により、予測的に出力電圧V₁₃を決定するように
構成している。そして、その予測のパラメータα₁
が上記可変抵抗１２によつて調整できるようにな
つているのである。

上述した周期検出回路３の出力電圧V₁₃は、ト
ランジスタT_r2と抵抗R₉とからなる利得が１のバ
ツフア１４を介して、電圧制御型の可変周波数発
振回路１５に制御電圧として印加される。なお、
バツフア１４の入出力間の電圧差はないものとす
る。

図示した実施例の可変周波数発振回路１５は演
算増幅器１６を用いて構成され、上記制御電圧
V₁₃を抵抗R₁₁，R₁₂，R₁₃，R₁₄からなる回路網に
て分圧した電圧Ｅが演算増幅器１６の非反転入力
端子に印加されるとともに、電源Ｖとアース間に
可変抵抗R₁₀と直列接続されたコンデンサC₂の端
子電圧Ecが演算増幅器１６の反転入力端子に印
加されている。第３図はこの発振回路１５の動作
を示す波形図である。同図に示すように、演算増
幅器１６の帰還作用により、演算増幅器１６の出
力Psが“Ｌ”レベルのときには、上記電圧Ｅは
次式(6)で示す比較的低い値Elとなり、また演算増
幅器１６の出力Psが“Ｈ”レベルのときには、
上記電圧Ｅは次式(7)で示す比較的高い値Ehとな
る。

El＝Rl・V₁₃ ……(6) Eh＝Rh・V₁₃ ……(7) ただし、RlおよびRhは次に示す値である。

Rl＝R₁₂R₁₃／R₁₂R₁₃＋R₁₁R₁₂＋R₁₁R₁₃ Rh＝R₁₂（R₁₁＋R₁₄＋R₁₃）／R₁₁（R₁₃＋R₁₄）＋R₁₂
（R₁₁＋R₁₄＋R₁₃） 演算増幅器１６の出力Psが“Ｈ”レベルのと
き、ダイオードD₁はカツトオフしており、この
ときコンデンサC₂は可変抵抗R₁₀を介して徐々に
充電されて、電圧Ecは徐々に上昇する。そして、
Ec≧Ehになると、演算増幅器１６が反転し、出
力Psが“Ｌ”レベルとなる。すると、ダイオー
ドD₁が導通し、コンデンサC₂はこのダイオード
を通して瞬時に放電する。すると、Ec≦Elとな
り、演算増幅器１６が反転し、出力Psが“Ｈ”
となり、ダイオードD₁がカツトオフし、コンデ
ンサC₂は徐々に充電される。以上の動作を繰返
すことにより、発振動作を行なう。

上述した発振回路１５の発振周期Tsは、コン
デンサC₂の微少な放電時間を無視すると次式(8)
で表わされる。

Ts＝C₂R₁₀／Ｖ（Eh−El） ……(8) この(8)式に前記(6)式および(7)式を代入すると次
式（81）のように表わせる。

Ts≒α₅・R₁₀・V₁₃ ……(81) ただし、α₅＝C₂／Ｖ（Rh−Rl）である。

（81）式から明かなように、この発振回路１５
の発振周期Tsは、周期検出回路３から出力され
る制御電圧V₁₃に比例したものとなる。また、制
御電圧V₁₃と発振周期Tsとの比例定数（α₅・R₁₀）
は、可変抵抗R₁₀の値を調整することによつて任
意に可変設定することができる。つまり、この可
変抵抗R₁₀が可変周波数発振回路１５の入出力特
性を連続的に変化させるアナログ調整手段であ
る。

更に、上記（81）式に上記（51）式を代入する
と、次式（52）のようになる。

Ts≒α₆・R₁₀｛T_o＋α₁（T_o−T_o-1）｝ ……(52) この（52）式から明かなように、可変周波数発
振回路１５の出力パルスPsの周期Tsは、移動パ
ルスＰの最新の周期T_oに比例的に、かつその変
化率（T_o−T_o-1）も加味して予測的に決定され、
移動パルスＰの周期T_oの変動に極めて忠実に追
従して周期Tsの変化するパルスPsが得られる。

以上の結果、読取器１を手操作で移動させるこ
とにより、移動パルスＰの周期T_oが不規則に変
化しても、常にT_o≒αTsの関係にあるパルス出
力Psが得られる。しかも、この比例係数αを可
変抵抗R₁₀を調整することにより、連続的に変化
させることができる。従つて、このパルス出力
Psを読取器１から出力される読取データのサン
プリングパルスとすれば、移動パルスＰの発生単
位距離ΔDが一定であつても、実質的にサンプリ
ング間隔を自由にかつ連続的に可変設定すること
ができ、図形データの縮小率も自由にかつ連続的
に可変設定することができる。

以上詳細に説明したように、この発明に係るハ
ンドスキヤン式データ読取装置では、比較的簡単
な構成および操作でもつて、読取データのサンプ
リング間隔を特定の整数関係に限定されることな
く任意にかつ連続的に可変設定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるハンドスキヤ
ン式データ読取装置の要部の回路図、第２図は同
上装置における周期検出回路の動作を示す波形
図、第３図は同上装置における可変周波数発振回
路の動作を示す波形図である。 １……読取器、２……移動パルス発生器、３…
…周期検出回路、１４……バツフア、１５……可
変周波数発振回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 読取面上を手操作で所定方向に移動され、読
   取面に記録されたデータを読取つて出力する読取
   器と、この読取器が所定方向に予め設定された一
   定距離だけ移動される毎に移動パルスを出力する
   移動パルス発生器と、この移動パルスを受けてそ
   の周期に対応したレベルのアナログ信号を出力す
   る周期検出回路と、この周期検出回路のアナログ
   出力を受けてそのレベルに対応した周期で発振す
   る可変周波数発振回路と、上記周期検出回路およ
   び可変周波数発振回路の少なくとも一方の入出力
   特性を連続的に変化させるアナログ調整手段とを
   備え、このアナログ調整手段にて任意に可変設定
   される一定距離だけ上記読取器が移動される毎
   に、上記可変周波数発振回路からパルス出力が生
   じるように構成したことを特徴とするハンドスキ
   ヤン式データ読読取装置。 ２ 上記周期検出回路は、上記移動パルスの最新
   の周期とその１パルス以前の周期とに基づいて出
   力レベルが決定されるように構成された特許請求
   の範囲第１項記載のハンドスキヤン式データ読取
   装置。 ３ 上記読取器は、読取面に記録されたデータを
   光学的に読取る光電素子を用いたものである特許
   請求の範囲第１項記載のハンドスキヤン式データ
   読取装置。 ４ 上記読取器は、その移動方向と直交方向に高
   速に走査を繰返す１次元撮像素子を用いたもので
   ある特許請求の範囲第１項記載のハンドスキヤン
   式データ読取装置。 ５ 上記読取器は、読取面に磁気記録されたデー
   タを読取る磁気ヘツドを用いたものである特許請
   求の範囲第１項記載のハンドスキヤン式データ読
   取装置。 ６ 上記移動パルス発生器は、上記読取器が読取
   面上を所定方向に移動されるのに伴つて回転する
   ローラにインクリメント形ロータリエンコーダを
   連結したものである特許請求の範囲第１項記載の
   ハンドスキヤン式データ読取装置。 ７ 上記移動パルス発生器は、読取面に等間隔に
   記録されたマークを上記読取器の移動に伴つて読
   取り、その読取りパルスを上記移動パルスとする
   ものである特許請求の範囲第１項記載のハンドス
   キヤン式データ読取装置。