JPH05174175A - バーコード読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成により、比較的短時間で正確なバ
ーコードの読取りを行い得るようにした、バーコード読
取装置を提供する。 【構成】 読み取りすべきバーコード１２を縮小光学系
１３を介して受光面１４ａに結像せしめる光電変換素子
１４と、光電変換素子から出力される画像信号を微分増
幅するコンデンサ結合式増幅器１７と、該増幅器から出
力される増幅信号の符号に基づいてＨレベルまたはＬレ
ベルのデジタル信号に変換するコンパレータ１８と、コ
ンパレータからのデジタル信号に対してバーコードの各
バーデータ及びスペースデータをそれぞれ前後のスペー
スデータまたはバーデータに基づいて補正する補正装置
と、補正装置により補正された補正データにより読取り
したバーコードを解析して判別し、判別結果を外部に出
力する制御装置とを含んでいるように、バーコード読取
装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、商品等に印刷されまた
は貼付されたバーコードを光学的に読み取るためのバー
コード読取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このようなバーコード読取装置
は、例えば図４に示すように構成されている。即ち、バ
ーコード読取装置１は、図示しない照明光源からの照明
光によって照明される商品等の表面に印刷または貼着等
によって付されたバーコード２に対向され得る縮小光学
系３と、この縮小光学系３によって、バーコード２の像
が受光面４ａ上に結像せしめられるように配設されたＣ
ＣＤなどの光電変換素子４と、この光電変換素子４から
出力される画像信号が、インピーダンス変換バッファ５
及びカップリングコンデンサ６を介して入力される増幅
器７と、この増幅器７により増幅された信号が、一方で
は積分回路８を介して反転入力端子９ａに、また他方で
は直接に非反転入力端子９ｂに、それぞれ入力されるコ
ンパレータ９と、このコンパレータ９からの出力信号に
基づいて、上記バーコード２の判別を行なう制御回路１
０とから構成されている。

【０００３】上記制御回路１０はコンパレータ９からの
出力信号により当該バーコード２に関するデータをＲＡ
Ｍ１０ａに記憶し、前以てＲＯＭ１０ｂに記憶されてい
るバーコードに関するデータを適宜に読み出すことによ
り、論理演算ユニット１０ｃによって該データを解析し
て当該バーコード２の判別を行ない、その結果を図示し
ない装置に出力するようになっている。さらに、この制
御回路１０は、上述した光電変換素子４に対して制御信
号を送ることにより、この光電変換素子４の駆動制御を
行なうようになっている。

【０００４】このような構成のバーコード読取装置１に
よれば、バーコード２の読み取りを行なう場合、バーコ
ード２により反射さた照明光が、縮小光学系３を介して
光電変換素子４の入射面４ａに入射し、この光電変換素
子４は、入射面４ａに結像されたバーコード２の像の長
手方向に沿って走査することにより、入射光量に応じた
画像信号を出力する。この光電変換素子４から出力され
た画像信号は、インピーダンス変換バッファ５により電
流増幅された後、カップリングコンデンサ６を介して、
増幅器７により基準電圧との差として適宜に増幅され
る。この増幅信号は、一方で積分回路８によって平均値
としてコンパレータ９の反転入力端子９ａに入力される
と共に、他方で直接に該コンパレータ９の非反転入力端
子９ｂに入力される。

【０００５】これにより、上記コンパレータ９は、該増
幅信号と平均値との差により、上記バーコード２のバー
データ及びスペースデータの対応したＨレベルまたはＬ
レベルの信号を出力することになる。

【０００６】制御回路１０は、コンパレータ９からの出
力信号に関して、該出力信号がＨレベルである時間及び
Ｌレベルである時間をカウントして、各バーデータ及び
スペースデータを読取データとしてＲＡＭ１０ａに記憶
すると共に、前以てＲＯＭ１０ｂに記憶されているバー
コードに関するデータを読み出して、該バーコードに関
するデータに基づいて該ＲＡＭ１０ａに記憶した読取デ
ータを解析し、読取データからバーコード２を判別し
て、その結果を他の機器等に対して出力するようになっ
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成されたバーコード読取装置１においては、バー
コードの読取りは、光電変換素子４から出力される画像
信号とその平均値との差に基づいて行なわれるようにな
っているが、バーコード２により反射されて該光電変換
素子４に入射する光は、バーコード２を構成するバー及
びスペースの色，反射率等のバーコード自体の印刷状態
や、該バーコード２，縮小光学系３に入射する外乱光に
よって画像信号のコントラストや平均レベルが変動して
しまうと共に、該光電変換素子４が温度によって感度が
変動することとなるため、該画像信号及びその平均値も
不安定に変動してしまう。

【０００８】従って、上記画像信号の平均値と増幅器７
の基準電圧との電圧差が、この画像信号に重畳された状
態のままで増幅器７で増幅されることから、該増幅器７
は、そのダイナミックレンジの制限を受けて飽和状態と
なり易く、増幅率を上げることが困難であった。

【０００９】このため、該画像信号の平均レベルと増幅
器７の基準電圧との電圧差に相当する電圧をＤ／Ａコン
バータを介して発生させて増幅器にフィードバックさせ
ることより、該電圧差を排除する方法や光電変換素子か
らの画像信号の平均値を記憶しておき、次の画像信号の
増幅の際に基準電圧として利用する方法等があるが、何
れの方法においても回路が複雑になってしまい、部品点
数が増加すると共に、必要な電圧値を演算するために、
少なくとも一回分だけ余計に光電変換素子からの画像信
号を読み込まなければならないことから、バーコード読
み取りに要する時間が長くなってしまう。

【００１０】また、例えば外乱光等により不均一な照明
が行なわれたり、図示しない照明光学系及び縮小光学系
３を含む光学系全体の構成により、バーコード読取りの
際に走査方向に関して光電変換素子の受光面に達する光
が不均一であると、この不均一さを除去するためには、
さらに別の補正を行なう必要があり、より一層構成が複
雑になってコストが高くなってしまうという問題があっ
た。

【００１１】本発明は、以上の点に鑑み、簡単な構成に
より正確なバーコードの読み取りを行い得るようにし
た、バーコード読取装置を提供することを目的としてい
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるバーコード読取装置は、読み取りすべ
きバーコードが縮小光学系を介して受光面に結像せしめ
られる光電変換素子と、この光電変換素子から出力され
る画像信号を微分増幅するコンデンサ結合式増幅器と、
この増幅器から出力される増幅信号の符号に基づいてＨ
レベルまたはＬレベルのデジタル信号に変換するコンパ
レータと、このコンパレータからのデジタル信号に対し
てバーコードの各バーデータ及びスペースデータをそれ
ぞれ前後のスペースデータまたはバーデータに基づいて
補正する補正装置と、この補正装置により補正された補
正データにより読取りしたバーコードを解析して判別
し、判別結果を外部に出力する制御装置とを含んでいる
ことを特徴としている。

【００１３】

【作用】上記構成によれば、光電変換素子から出力され
る画像信号が、コンデンサ結合式増幅器によって微分増
幅されることにより、その動作点が該画像信号の平均値
に追従して変動することになるので、その出力が該増幅
器のダイナミックレンジの限界を越えて突出して飽和状
態になったとしても、ＨレベルまたはＬレベルの時間情
報は損なわれることなくコンパレータに伝達され得るこ
とになる。

【００１４】さらに、補正装置によりバーコードの各バ
ーデータ及びスペースデータを補正することよって、各
データが実質的に正確に読み取られて制御装置に入力さ
れ得ることになるので、簡単な構成によって、比較的短
い時間で、外光やバーコードの印刷状態等の影響を受け
ることなく、正確なバーコードの読み取り及び解析が行
なわれ得ることになる。

【００１５】

【実施例】図１は本発明によるバーコード読取装置の一
実施例を示している。図１において、バーコード読取装
置１１は、図示しない照明光源からの照明光によって照
明される商品等の表面に印刷または貼着等によって付さ
れたバーコード１２に対向され得る縮小光学系１３と、
この縮小光学系１３によって、バーコード１２の像が受
光面１４ａ上に結像せしめられるように配設された、Ｃ
ＣＤ等の光電変換素子１４と、上記光電変換素子１４か
ら出力される画像信号が、インピーダンス変換バッファ
１５及びカップリングコンデンサ１６を介して入力され
る増幅器１７と、この増幅器１７により増幅された信号
が、それぞれ反転入力端子１８ａ及び非反転入力端子１
８ｂに入力されるコンパレータ１８と、このコンパレー
タ１８からの出力信号に基づいて、上記バーコード１２
の判別を行なう制御回路１９とから構成されている。

【００１６】上記縮小光学系１３及び光電変換素子１４
は、例えばケース内にそれぞれ固定配置されており、こ
のケースの開口部をバーコード１２が付されている商品
等の表面に当接させまたは接近させることにより、その
バーコード１２が縮小光学系１３を介して光電変換素子
１４の受光面１４ａ上に結像せしめられるようになって
いる。従って、該受光面１４ａ上に結像されるバーコー
ド１２の像はほぼ一定の縮小倍率となり、しかも該バー
コード１２自体のバー部分及びスペース部分の幅は、規
格により最大値及び最小値が規定されていることから、
該光電変換素子１４から出力される画像信号は、その走
査速度に基づいて所定の範囲内の周波数を有する交流信
号と考えられ得る。

【００１７】また、カップリングコンデンサ１６は、図
１に示した従来の数μＦから数１０μＦ程度のものに比
較して、０．１μＦ以下の小さい容量であり、小型且つ
低コストのものが使用され得る。

【００１８】上記増幅器１７は、フィルター１７ａが接
続されていることにより、アクティブ・ローパスフィル
ターを構成しており、これにより後述する制御回路にて
発生するクロックノイズ等の内部発生ノイズや外来の高
周波ノイズが除去され得るようになっていると共に、カ
ップリングコンデンサ１６との組合せにより、バンドパ
スフィルターを構成している。

【００１９】従って、光電変換素子１４からの画像信号
は、増幅器１７によって所定の範囲内の周波数成分のみ
が通過せしめられることになり、回路定数を適宜に選定
することにより、画像信号のうちバーコード１２の読取
データのみを通過させ、ノイズ成分を遮断することが可
能となる。

【００２０】上記制御回路１９は、コンパレータ１８か
らの出力信号により当該バーコード１２に関するデータ
に関して、各バーデータ及びスペースデータを順次ＲＡ
Ｍ１９ａに記憶し、論理演算ユニット１９ｃにより、各
データ毎にその前のスペースデータまたはバーデータに
基づいて該データを補正し、前以てＲＯＭ１９ｂに記憶
されているバーコードに関するデータを適宜に読み出す
ことにより、論理演算ユニット１９ｃによって該補正デ
ータを解析して、当該バーコード１２の判別を行ない、
その結果を図示しない装置に出力するようになってい
る。

【００２１】さらに、この制御回路１９は、上述した光
電変換素子１４に対して制御信号を送ることにより該光
電変換素子１４の駆動制御を行なうようになっている。

【００２２】本発明によるバーコード読取装置１０は以
上のように構成されており、バーコード１２の読み取り
を行なう場合、バーコード１２により反射さた照明光
が、縮小光学系１３を介して光電変換素子１４の入射面
１４ａに入射し、該光電変換素子１４は、入射面１４ａ
に結像されたバーコード１２の像の長手方向に沿って走
査することにより、入射光量に応じた画像信号（図２の
Ｂ参照）を出力する。

【００２３】光電変換素子１４から出力された画像信号
は、インピーダンス変換バッファ１５により電流増幅さ
れた後、カップリングコンデンサ１６を介して、増幅器
１７により増幅される。その際、この画像信号は、増幅
器１７のフィルター１７ａとカップリングコンデンサ１
６と増幅器１７との組合せによって構成されるバンドパ
スフィルターによりバーコードの読取データに関する信
号以外のノイズ成分が除去され得ると共に、図２のＣに
示すように微分されることになり、これによって直流成
分や不均一照明による明るさの傾き等の光電変換素子１
４からの出力信号の時間的傾きが除去され得ることにな
る。

【００２４】さらに、増幅器１７の動作点は画像信号の
波形の平均値を追従することになるので、該増幅器１７
の増幅率を大きくしてその出力が飽和しても、Ｈレベ
ル，Ｌレベルの時間情報は潰れるようなことがない。従
って、バーコードの読取データが潰れてしまうことはな
く、バー及びスペースのコントラストが比較的低い場合
にも、バーコードに関する画像信号が増幅され得ること
になる。

【００２５】その後、増幅器１７によって増幅された増
幅信号が、コンパレータ１８に入力されることにより、
このコンパレータ１８は、上記バーコード１２のバーデ
ータ及びスペースデータとしてＨレベルまたはＬレベル
の信号（図２のＤ参照）を出力することになる。

【００２６】続いて、制御回路１９は、上記コンパレー
タ１８からの出力信号に関して、該出力信号がＨレベル
である時間及びＬレベルである時間を基準クロック等に
基づいてカウントして、各バーデータ及びスペースデー
タを読取データとして順次にＲＡＭ１９ａに記憶させ
る。ここで、制御回路１９は、論理演算ユニット１９ｃ
により各データ毎にその前のスペースデータまたはバー
データに基づいて該データを補正する。

【００２７】この補正は例えば図３に示すように行なわ
れる。即ち図３において、光電変換素子１４の一回の走
査によって得られたバーコード１２の一連の読取データ
は、バーデータ及びスペースデータが交互に並んでお
り、これらのデータを、最初から順にｄ１，ｄ２，ｄ
３，ｄ４・・・とし、また補正後のデータを順にＤ１，
Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４・・・として、互いに隣接する前のデ
ータに基づいて、以下の補正式 Ｄｎ＝ｄｎ ＋ １／１６＊ｄ − １／１６＊ｄ（ｎ−１） により、補正を行なう。これにより、各データのうち、
特に増幅器１７等によって時間幅が大きく変更されたデ
ータｄ４，ｄ５は、ほぼ正確に元の時間幅に補正され得
ると共に、他のデータは実質的に影響を受けない。

【００２８】尚、この補正によって、一番最初のデータ
Ｄ１は適正な補正が行なわれ得ないことになるが、通常
のバーコード体系においては、最初のデータはバーコー
ドの始まりまたは終わりを意味するガードバーであるこ
とから、その後の解析処理の際に容易に別処理すること
が可能である。また、ガードバーのない場合であって
も、コーディングされた一文字分のデータの時間幅が他
のデータより算出できることから、これに基づいて適正
な補正を行なうことも可能である。

【００２９】その後、制御回路１９は、前以てＲＯＭ１
９ｂに記憶されているバーコードに関するデータを適宜
に読み出すことにより、論理演算ユニット１９ｃによっ
て、バーコードのコーディングルールに基づいて該ＲＡ
Ｍ１０ａに記憶した補正データを解析して当該バーコー
ド１２の判別を行ない、その結果を図示しない他の機器
等に出力するようになっている。

【００３０】尚、以上説明した実施例においては、増幅
器１７によって増幅した増幅信号をコンパレータ１８に
より二値化しているが、該増幅器１７の増幅率を高くす
ることが可能であることから、場合によっては、コンパ
レータ１８を省略することにより、制御回路１９が直接
に該増幅器１７からの増幅信号に基づいてバーコード１
２の判別を行なうようすることも可能である。また、バ
ーコードの読取データを補正する際に、当該データの１
／１６を加算し且つ前のデータの１／１６を減算するよ
うにしているが、これに限らず、他の補正方法を用いる
ことも可能であることはいうまでもない。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、光
電変換素子から出力される画像信号がコンデンサ結合式
増幅器によって微分増幅されることにより、その動作点
が該画像信号の平均値に追従して変動することになるの
で、その出力が該増幅器のダイナミックレンジの限界を
越えて突出して飽和状態になることによりデータが潰れ
るようなことはなく、従って増幅率を上げ、感度を大き
く設定でき得ることになる。さらに、補正装置によって
バーコードの各バーデータ及びスペースデータを補正す
ることにより、各データが実質的に正確に読み取られて
制御装置に入力され得ることになる。したがって、簡単
な構成によって比較的短い時間で、外光やバーコードの
印刷状態等の影響を受けることなく、正確なバーコード
の読み取り及び解析が行なわれ得ることになる。かくし
て、本発明によれば、簡単な構成により比較的短時間で
正確なバーコードの読み取りが行なわれ得る極めて優れ
たバーコード読取装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるバーコード読取装置の一実施例を
示す回路図である。

【図２】図１のバーコード読取装置における、バーコー
ドに対応する各部の波形を示すタイムチャートである。

【図３】図１のバーコード読取装置における、読取デー
タの補正状態を示す概略図である。

【図４】従来のバーコード読取装置の一例を示す回路図
である。

【符号の説明】

１１ バーコード読取装置 １２ バーコード １３ 縮小光学系 １４ 光電変換素子 １４ａ 受光面 １５ インピーダンス変換バッファ １６ カップリングコンデンサ １７ 増幅器 １７ａ フィルター １８ コンパレータ １９ 制御回路 １９ａ ＲＡＭ １９ｂ ＲＯＭ １９ｃ 論理演算ユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読み取りすべきバーコードが縮小光学系
   を介して受光面に結像せしめられる光電変換素子と、該
   光電変換素子から出力される画像信号を微分増幅するコ
   ンデンサ結合式増幅器と、該増幅器から出力される増幅
   信号の符号に基づいてＨレベルまたはＬレベルのデジタ
   ル信号に変換するコンパレータと、該コンパレータから
   のデジタル信号に対して、バーコードの各バーデータ及
   びスペースデータを、それぞれ前後のスペースデータま
   たはバーデータに基づいて補正する補正装置と、該補正
   装置によって補正された補正データにより、読み取りし
   たバーコードを解析して、判別し、判別結果を外部へ出
   力する制御装置とを含んでいることを特徴とする、バー
   コード読取装置。