JPH05266239A - Digitizer signal processing circuit for bar code - Google Patents

Digitizer signal processing circuit for bar code

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JPH05266239A
JPH05266239A JP4009446A JP944692A JPH05266239A JP H05266239 A JPH05266239 A JP H05266239A JP 4009446 A JP4009446 A JP 4009446A JP 944692 A JP944692 A JP 944692A JP H05266239 A JPH05266239 A JP H05266239A
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JP
Japan
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circuit
signal
bar code
transition
output
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Application number
JP4009446A
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Japanese (ja)
Inventor
Edward Barkan
バーカン エドワード
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Original Assignee
Symbol Technologies LLC
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Publication date
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Publication of JPH05266239A publication Critical patent/JPH05266239A/en
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Abstract

PURPOSE: To read out bar code symbols by accurately detecting signal transition points by a differentiating circuit. CONSTITUTION: A scan is made across a bar code symbol and a light spot for scanning, which is reflected by the bar code symbol, is detected to generate an analog signal representing it. Then, the primary derivative of the analog signal is found and compared with a primary derivative signal which is delayed by a delay circuit 18 to detect the transition of the signal. A false transition gating circuit means 22 which changes a state only when a transition signal larger than a given threshold value is detected changes the state of an output signal only when changing the state by discriminating the false transition signal.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はバーコード記号を読み取
るためのレーザ走査システムに関し、具体的には走査用
光スポットがスペースからバーコード記号上へ移動する
時点、またはバーコード記号からスペースへ移動する時
点を検出する新規なディジタイザ処理回路に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a laser scanning system for reading bar code symbols, specifically at the time when a scanning light spot moves from space to bar code symbol or from bar code symbol to space. The present invention relates to a novel digitizer processing circuit for detecting a time point at which the digitizer is processed.

【0002】[0002]

【従来の技術】特に流通業界において、製品を識別する
ためのバーコード記号の使用の増大が種々のバーコード
読み取りシステムの開発をもたらした。バーコード読み
取り装置の多くのユーザは、小型、計量、及び低電力消
費に重点を置いた可搬型の手持ちスキャナを装置を要求
している。このようなシステムの1つは、合衆国特許
4,496,831号に記載されているレーザ走査バーコード読
み取りシステムである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The increasing use of bar code symbols to identify products, especially in the distribution industry, has led to the development of various bar code reading systems. Many users of bar code readers demand portable handheld scanners with an emphasis on small size, metering, and low power consumption. One such system is the US Patent
The laser scanning bar code reading system described in 4,496,831.

【0003】この合衆国特許 4,496,831号に記載されて
いるレーザ走査システムは、種々の形状に実現すること
が可能であるが、好ましくは銃の形をした軽量プラスチ
ック製ハウジングを有する可搬型の手持ち走査ヘッドを
含んでいる。把手及び銃身部分は、その中に走査ヘッド
の種々の成分を収納している。銃身部分の中に、小型の
光源と、集束レンズ及び光源からの光をバーコード記号
に導く走査システムを含む小型の光学列と、走査中のバ
ーコード記号からの反射光を検出する小型の検知手段と
が取り付けられている。
The laser scanning system described in US Pat. No. 4,496,831 can be implemented in a variety of shapes, but is preferably a portable handheld scanning head having a lightweight plastic housing in the shape of a gun. Is included. The handle and barrel portion house the various components of the scanning head therein. Inside the barrel, a small light source, a small optical train that includes a focusing lens and a scanning system that guides the light from the light source to the bar code symbol, and a small detector that detects the reflected light from the bar code symbol during scanning. And means are attached.

【0004】小型光源は、同軸ヘリウムネオンレーザ管
のようなレーザ管からなっていてもよいが、半導体レー
ザダイオードからなることが好ましい。半導体レーザダ
イオードはレーザ管よりもかなり小型で軽量であるの
で、走査ヘッドの必要寸法及び重量を減少させ、また走
査ヘッドを取り扱い易く且つ操作し易くする。光源が生
成した光は、操作ヘッドの銃身部分内に取りつけられて
いる走査システム上にビームを導く光学列を通過する。
走査システムは、バーコード記号を長さ方向に横切るよ
うにレーザビームを掃引させる少なくとも1つの走査用
電動機を備えている。また走査システムは2つの電動機
を備えることもでき、第2の電動機は記号を幅方向に横
切るようにビームを掃引させる。鏡のような光反射手段
が電動機シャフト上に取りつけられており、出口孔を通
してビームを記号に向かわせる。記号から反射した光を
検出して処理する検知回路は、一般に半導体フォトダイ
オードのような光検出素子からなる。読み取るべき記号
を走査パターンが横切るように手持ち装置をユーザが位
置決めすると、光検出素子はバーコードを識別するため
に処理すべき直列電気信号を発生する。バーコードのた
めの本発明によるディジタイザ信号処理回路のような回
路は、バーパターンを復号するバーパターン復号回路に
導かれる信号を発生する。読み取り装置は、読み取るべ
き記号に読み取り装置を向けた時に光ビーム及び検出器
回路を賦活できるように、そしてもし装置が電源を内蔵
しているのであればそれによって電池を節約して使用で
きるように、可動引き金を使用することができる。軽量
プラスチックハウジングは、レーザ光源、検出器、光学
系、信号処理回路、CPU及び電池を収納する。読み取
り装置は、ユーザが読み取り装置をバーコード記号から
離した位置から、即ち記号に触れずに、または記号を横
切るように移動させることなく、記号を狙うように設計
されている。典型的にはこの型の手持ちバーコード読み
取り装置は、多分数インチの距離内で走査するように指
定されている。
The compact light source may comprise a laser tube such as a coaxial helium neon laser tube, but preferably comprises a semiconductor laser diode. Since semiconductor laser diodes are much smaller and lighter than laser tubes, they reduce the required size and weight of the scan head and also make the scan head easier to handle and operate. The light generated by the light source passes through an optical train that directs the beam onto a scanning system mounted in the barrel portion of the operating head.
The scanning system includes at least one scanning motor that sweeps the laser beam longitudinally across the bar code symbol. The scanning system can also include two electric motors, with the second electric motor sweeping the beam across the symbol widthwise. Mirror-like light-reflecting means are mounted on the motor shaft and direct the beam through the exit hole to the symbol. The detection circuit that detects and processes the light reflected from the symbol generally consists of a photodetection element such as a semiconductor photodiode. When the user positions the handheld device so that the scan pattern traverses the symbol to be read, the photodetector element produces a serial electrical signal to be processed to identify the bar code. A circuit, such as a digitizer signal processing circuit according to the present invention for a bar code, produces a signal which is directed to a bar pattern decoding circuit which decodes the bar pattern. The reader should be able to activate the light beam and detector circuits when the reader is aimed at the symbol to be read, and to save battery power if the device has a built-in power supply. A movable trigger can be used. The lightweight plastic housing contains the laser light source, detector, optics, signal processing circuit, CPU and battery. The reading device is designed to aim at the symbol without the user moving the reading device away from the bar code symbol, i.e. without touching or across the symbol. Typically, this type of handheld bar code reader is designated to scan within a distance of perhaps a few inches.

【0005】本発明を線形または単線バーコードに関連
して説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではなく、コード49及び類似の記号法のようなよ
り複雑な走査パターン及び積重ねられた、即ち二次元の
バーコードにも適用可能である。本発明は、情報が文字
のような他の型のしるしから、または走査されている物
品の表面特性から誘導される種々のマシンビジョンと共
に使用する応用、または光学的文字認識応用にも適用可
能である。
Although the present invention will be described in the context of linear or single line bar codes, the present invention is not limited to these examples but includes more complex scanning patterns such as Code 49 and similar symbologies. It is also applicable to stacked or two-dimensional barcodes. The present invention is also applicable to applications where information is used with various machine visions derived from other types of indicia, such as letters, or from surface characteristics of the article being scanned, or optical character recognition applications. is there.

【0006】移動する走査用レーザスポットの中心がバ
ー上に移動し、再びバーを離れて移動する際に、それが
バーの縁に位置する時点を探知することが望ましいのは
当然である。また、アナログ信号にはこの時点に対応す
る変曲点が存在することは周知である。バーコードスキ
ャナにおいては、これらの変曲点を探知するために種々
の形状の信号処理方法が用いられてきた。
Of course, it is desirable to detect when the center of a moving scanning laser spot moves on the bar and again when it leaves the bar, where it is located at the edge of the bar. It is well known that the analog signal has an inflection point corresponding to this time point. In bar code scanners, various shapes of signal processing methods have been used to detect these inflection points.

【0007】これを達成するための最も一般的な技術的
方法は、アナログ信号の二次導関数が0を横切る時点を
探知する0交差検出器を使用することである。何故なら
ば、この0交差はアナログ信号の変曲点に時間的に一致
するからである。この方法に伴う一つの問題は、二次導
関数の0交差にはアナログ信号の変曲点に一致しないも
のも存在することである。従って、所望の0交差と偽0
交差とを区別するための種々の技術的方法が開発されて
きた。これらの方法の殆どは、アナログ信号、またはア
ナログ信号の一次導関数の何れかから得た情報に依存す
る。これらの技術的方法の例は、スペクトラフィジック
ス特許 4,000,397号及び 4,749,879号に記載されてい
る。別の公知の方法は、アナログ信号をその振幅の半分
だけオフセットしてそれが0に中心するようにし、次い
で電圧コンパレータを使用してそれを直接二次導関数と
比較することである。別の一般的な特色は、ある時間に
亙る雑音の平均に基づいて雑音しきい値を設定すること
によって雑音のない欄外(バーコードの何れかの側の白
領域)を保証する回路である。この平均雑音レベル以下
の信号はディジタル化しない。
The most common technical way to achieve this is to use a zero-crossing detector that tracks when the second derivative of the analog signal crosses zero. This is because this zero crossing temporally coincides with the inflection point of the analog signal. One problem with this method is that some zero crossings of the second derivative do not coincide with the inflection points of the analog signal. Therefore, the desired zero crossing and false zero
Various technical methods have been developed to distinguish between crossings. Most of these methods rely on information obtained either from the analog signal or the first derivative of the analog signal. Examples of these technical methods are described in Spectraphysics Patents 4,000,397 and 4,749,879. Another known method is to offset the analog signal by half its amplitude so that it is centered at 0 and then use a voltage comparator to compare it directly to the second derivative. Another common feature is a circuit that ensures noise-free margins (white areas on either side of the bar code) by setting a noise threshold based on the average of the noise over time. Signals below this average noise level are not digitized.

【0008】[0008]

【発明の概要】本発明の主目的は、走査用光スポットが
スペースからバーコード記号上へ移動する時点、または
バーコード記号からスペースへ移動する時点を検出する
ことによってバーコード記号を読み取るための新規な、
且つ改良された信号プロセッサディジタイザ回路を提供
することである。この新規な信号プロセッサディジタイ
ザ回路は、走査用光スポットを検出する光検出器が発生
したアナログ信号の一次導関数から情報の全てを入手し
てディジタル化し、偽遷移を排除し、そして欄外を清浄
にする。原始アナログ信号及び二次導関数信号は使用せ
ず、それによって以下に述べるような幾つかの長所がも
たらされる。
SUMMARY OF THE INVENTION The main object of the present invention is to read a bar code symbol by detecting when the scanning light spot moves from space to bar code symbol or from bar code symbol to space. New,
And to provide an improved signal processor digitizer circuit. This novel signal processor digitizer circuit takes all of the information from the first derivative of the analog signal generated by the photodetector that detects the scanning light spot, digitizes it, eliminates false transitions, and cleans the margins. To do. Primitive analog signals and second derivative signals are not used, which offers some advantages as described below.

【0009】原始アナログ信号を必要としないのである
から、信号微分回路を増幅器列の極めて早い段に配置す
ることができる。ディジタル化するのに充分な大きさに
なるまで微分された信号を増幅するための付加的な増幅
段を使用することができる。これは2つの便益をもたら
す。微分回路は周囲光の効果を実効的に濾波する。周囲
光は濾波しなければ最終増幅段を飽和させるので、これ
は対周囲光特性を改善することになる。またこれは、対
周囲光特性を改善するために、または直流結合増幅器に
伴う大きいオフセット電圧の累積を排除するために、通
常は必要とされる他の形状のハイパス濾波即ち交流結合
の過渡応答を排除する。先行技術では増幅器のクリッピ
ングの可能性を排除するために、通常は大きい電源電圧
を必要としていた。
Since no primitive analog signal is required, the signal differentiating circuit can be placed very early in the amplifier train. An additional amplification stage can be used to amplify the differentiated signal until it is large enough to be digitized. This has two benefits. The differentiating circuit effectively filters the effect of ambient light. This will improve the ambient light performance, since the ambient light would saturate the final amplification stage if not filtered. It also provides another form of high pass filtering or AC coupling transient response normally required to improve ambient light characteristics or to eliminate the accumulation of large offset voltages associated with DC coupled amplifiers. Exclude. The prior art typically required a large power supply voltage to eliminate the possibility of amplifier clipping.

【0010】本発明の回路では、ディジタイザ及びその
関連増幅器は単一の+5ボルト電源のような低電源電圧
で働くように設計されている。これはスキャナのディジ
タル復号回路では殆ど常時使用可能な電圧である。これ
によって高価な直流コンバータまたは他の高電圧源の必
要を排除している。本発明は、走査用光スポットがスペ
ースからバーコード記号上へ移動する時点、またはバー
コード記号からスペースへ移動する時点を検出する信号
プロセッサディジタイザ回路を提供する。本信号プロセ
ッサディジタイザ回路は、バーコード記号を横切って走
査してバーコード記号が反射した走査用光スポットを検
知し、それを表すアナログ信号を生成する光検出器を含
む。微分回路はこのアナログ信号を入力として受けてア
ナログ信号の一次導関数信号を生成し、それを遅延した
一次導関数信号を生成する遅延回路へ供給する。ピーク
探知コンパレータ回路は一次導関数信号を第1の入力と
して受け、また遅延した一次導関数信号を第2の入力と
して受け、両信号の遷移を検出する。偽遷移ゲーティン
グ回路は偽遷移信号を弁別し、所与のしきい値以上の遷
移信号を検出した時に限って状態を変化させる。出力回
路は、ピーク探知コンパレータ回路から第1の入力を受
け、また偽遷移ゲーティング回路から第2の入力を受
け、ピーク探知コンパレータ回路が状態を最後に変化さ
せた後に偽遷移ゲーティング回路が偽遷移信号を弁別し
て状態を変化させた時に限って出力信号の状態を変化さ
せる。
In the circuit of the present invention, the digitizer and its associated amplifier are designed to work at low supply voltages, such as a single +5 volt supply. This is a voltage that can be almost always used in the digital decoding circuit of the scanner. This eliminates the need for expensive DC converters or other high voltage sources. The present invention provides a signal processor digitizer circuit that detects when a scanning light spot moves from a space onto a bar code symbol or from a bar code symbol into space. The signal processor digitizer circuit includes a photodetector that scans across a bar code symbol to detect a scanning light spot reflected by the bar code symbol and generate an analog signal representative thereof. The differentiating circuit receives the analog signal as an input, generates a first derivative signal of the analog signal, and supplies it to a delay circuit which produces a delayed first derivative signal. The peak finding comparator circuit receives the first derivative signal as a first input and the delayed first derivative signal as a second input and detects transitions of both signals. The false transition gating circuit discriminates the false transition signal and changes the state only when the transition signal above a given threshold is detected. The output circuit receives a first input from the peak detect comparator circuit and a second input from the false transition gating circuit, and the false transition gating circuit is false after the peak detect comparator circuit last changed state. The state of the output signal is changed only when the transition signal is discriminated and the state is changed.

【0011】詳述すれば出力回路は、入力として一次導
関数信号を受け再トリガ可能なワンショット回路として
働く欄外しきい値検出回路をも含んでいる。この欄外し
きい値検出回路は、一次導関数信号が欄外しきい値検出
回路のしきい値を超える一連のパルスを含んでいる限り
タイムアウトすることはないが、タイムアウトすると出
力回路が出力信号を供給するのを阻止する。偽遷移ゲー
ティング回路があるしきい値を超えるレベルは、その正
フィードバックがもたらすヒステリシスのレベルによっ
て決定される。更に、ローパス濾波特性を有する増幅器
が微分回路の出力に結合されていて、一次導関数の増幅
とローパス濾波を行う。
Specifically, the output circuit also includes a marginal threshold detection circuit which receives the first derivative signal as an input and acts as a retriggerable one-shot circuit. This extra threshold detection circuit does not time out as long as the first derivative signal contains a series of pulses that exceeds the threshold of the extra threshold detection circuit, but when it does, the output circuit provides the output signal. Stop doing. The level above which a false transition gating circuit exceeds a certain threshold is determined by the level of hysteresis provided by its positive feedback. In addition, an amplifier having lowpass filtering characteristics is coupled to the output of the differentiating circuit to provide first derivative amplification and lowpass filtering.

【0012】バーコードのためのディジタイザ信号処理
回路に関する本発明の上述の目的及び長所は、以下の添
付図面に基づく本発明の好ましい実施例の詳細な説明か
ら容易に理解されよう。尚図面中同一の要素に対しては
同一の番号を付してある。
The above objects and advantages of the present invention relating to a digitizer signal processing circuit for bar codes will be readily understood from the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same elements are given the same numbers.

【0013】[0013]

【実施例】添付図面を参照する。バーコードパターンか
ら反射した走査用光スポットからの光は、それに比例す
る電流を発生するフォトダイオード10によって検出さ
れる。この電流は、入力電流に比例する電圧を発生する
電流・電圧変換器回路12によって処理される。この電
圧信号は微分回路14へ入力として導かれ、微分回路1
4はアナログ電圧入力信号(図2のA)の時間に関する
一次導関数信号(図2のB)を発生する。微分回路14
から出力された一次導関数信号は、ローパス濾波特性を
有する増幅器16によって増幅され、濾波される。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. The light from the scanning light spot reflected from the barcode pattern is detected by the photodiode 10 which produces a current proportional thereto. This current is processed by the current to voltage converter circuit 12 which produces a voltage proportional to the input current. This voltage signal is introduced as an input to the differentiating circuit 14, and the differentiating circuit 1
4 generates a time-dependent first derivative signal (B of FIG. 2) of the analog voltage input signal (A of FIG. 2). Differentiating circuit 14
The first derivative signal output from is amplified and filtered by an amplifier 16 having a low pass filtering characteristic.

【0014】微分された信号を増幅器16において増幅
した後、回路は以下のように機能する。微分された信号
は信号を遅延させる遅延回路18に供給され、図2のB
に示す信号が得られる。ピーク探知コンパレータ20は
微分された信号と遅延回路18の遅延された出力信号と
を比較する。図2のBから、これら2つの信号がピーク
からほぼ1遅延時間後に交差していることが分かる。ま
たこれによってピーク探知コンパレータ20の出力が遷
移していることが図2のCから分かる。もしピーク探知
コンパレータ20が状態を最後に変化させた後に偽遷移
ゲーティング(コンパレータ)回路22の出力が状態を
変化させていれば(図2のD)、ラッチコンパレータ回
路24は状態を変化させる(図2のE)。換言すればラ
ッチコンパレータ24は、偽遷移ゲーティング回路22
が遷移した後にピーク探知コンパレータ20が最初に遷
移した時だけ状態を変化させるのである。これによっ
て、ピーク探知コンパレータ20の出力に偽遷移を生じ
させ得るような雑音も、その雑音が偽遷移ゲーティング
回路22を反転させるほど充分に大きくない限り、ラッ
チコンパレータ24の出力に偽遷移を生じさせることは
なくなる。
After amplifying the differentiated signal in amplifier 16, the circuit functions as follows. The differentiated signal is supplied to the delay circuit 18 that delays the signal, and
The signal shown in is obtained. The peak detection comparator 20 compares the differentiated signal with the delayed output signal of the delay circuit 18. From FIG. 2B, it can be seen that these two signals intersect approximately one delay time after the peak. Further, it can be seen from C in FIG. 2 that the output of the peak detection comparator 20 is transited by this. If the output of the false transition gating (comparator) circuit 22 has changed state since the peak detect comparator 20 last changed state (D in FIG. 2), the latch comparator circuit 24 changes state. FIG. 2E). In other words, the latch comparator 24 includes the false transition gating circuit 22.
The state is changed only when the peak detection comparator 20 makes the first transition after the transition. This also causes any noise that could cause false transitions in the output of the peak detect comparator 20 to cause false transitions in the output of the latch comparator 24 unless the noise is large enough to invert the false transition gating circuit 22. There is nothing to do.

【0015】偽遷移ゲーティング回路22が反転するレ
ベルは、最大のディジタル化精度を保証するようにヒス
テリシスの量によって決定される。欄外しきい値回路2
6の欄外しきい値は、0以下のある固定された直流電圧
に設定される。欄外しきい値回路26は入力電圧として
一次導関数信号からのパルスを受けている。これらの振
幅は、抵抗28及び30からなる分圧器によって決定さ
れる。欄外しきい値回路26は再トリガ可能なワンショ
ットとして動作し、一次導関数信号内の連続するパルス
連がしきい値を超えている限りタイムアウトすることは
ない。回路をタイムアウトさせるほど充分に長い間パル
スが停止すると、ディジタル化されたバー出力は白(ス
ペース)状態に戻される。境界領域に遭遇するまでは欄
外しきい値回路26の出力は高であって(図2のF参
照)コンデンサ32を充電するので、反転用トランジス
タ34がオンとなりラッチコンパレータ24は出力を供
給できなくなる。バーコード記号が走査される始めると
欄外しきい値回路26の出力は低になって(図2のF参
照)コンデンサ32を放電させるので、反転用トランジ
スタ34がオフとなりラッチコンパレータ24は出力を
供給するようになる。
The level at which the false transition gating circuit 22 inverts is determined by the amount of hysteresis to ensure maximum digitization accuracy. Marginal threshold circuit 2
The marginal threshold of 6 is set to some fixed DC voltage below 0. The marginal threshold circuit 26 receives a pulse from the first derivative signal as an input voltage. These amplitudes are determined by the voltage divider consisting of resistors 28 and 30. The marginal threshold circuit 26 operates as a retriggerable one shot and will not time out as long as successive pulse trains in the first derivative signal exceed the threshold. If the pulse is stopped long enough to time out the circuit, the digitized bar output is returned to the white (space) state. Until the boundary area is encountered, the output of the marginal threshold circuit 26 is high (see F in FIG. 2) charging the capacitor 32 so that the inverting transistor 34 is turned on and the latch comparator 24 is unable to provide the output. .. When the bar code symbol begins to be scanned, the output of the marginal threshold circuit 26 goes low (see F in FIG. 2) to discharge the capacitor 32, causing the inverting transistor 34 to turn off and the latch comparator 24 to provide the output. Come to do.

【0016】ラッチコンパレータ24の出力は、バーパ
ターン復号回路36に供給される。若干の実施例では復
号回路36はラッチコンパレータ24によって直接駆動
することができる。変形として、図1に示すように回路
に容量を付加するような出力ケーブルを通してラッチコ
ンパレータ24がバーパターン復号回路36に接続され
る場合には、反転用トランジスタ増幅器38をラッチコ
ンパレータ24とバーパターン復号回路36との間に接
続することができる。
The output of the latch comparator 24 is supplied to the bar pattern decoding circuit 36. In some embodiments, decoding circuit 36 may be driven directly by latch comparator 24. As a modification, when the latch comparator 24 is connected to the bar pattern decoding circuit 36 through an output cable that adds capacitance to the circuit as shown in FIG. It can be connected to the circuit 36.

【0017】図1には定電圧ダイオード40を含む回路
も示されている。この定電圧ダイオード40を含む回路
は上述の回路内の信号レベルが 2.5ボルトを中心とする
ように結合することができ、またこの定電圧ダイオード
40回路は電源回路の一部であると考えることができ
る。本発明の回路は先行技術の回路と同じ機能を遂行す
るが、その方式は異なっており、より簡単である。例え
ば先行技術の回路は全て、微分されていないアナログ信
号(窓または周囲光排除のために)か、または二次導関
数信号(0交差のために)の何れかを使用している。本
発明の回路は、一次微分信号を誘導するためを除けば、
信号処理にこれらの信号の何れも使用していない。本発
明の回路は、窓を決定する公知の単一のコンパレータ
(偽遷移ゲーティング回路22)を用いているだけであ
る。ゲーティングコンパレータ22の高から低への遷移
によってラッチコンパレータ24は、ピーク探知コンパ
レータ20の最初の、そして最初だけの低から高への遷
移に応答でき、またゲーティングコンパレータ22の低
から高への遷移によってラッチコンパレータ24は、ピ
ーク探知コンパレータ20の最初の、そして最初だけの
高から低への遷移に応答できるようになる。これに対し
て、他の従来技術回路は実際のバーからスペースへの、
またはスペースからバーへの遷移が予測される期間を中
心とする狭い窓を作っている。
A circuit including a constant voltage diode 40 is also shown in FIG. The circuit containing the voltage regulator diode 40 can be combined such that the signal level in the circuit described above is centered around 2.5 volts, and the voltage regulator diode 40 circuit can be considered to be part of the power supply circuit. it can. The circuit of the present invention performs the same function as the circuit of the prior art, but its scheme is different and simpler. For example, all prior art circuits use either undifferentiated analog signals (for window or ambient light rejection) or second derivative signals (for zero crossings). The circuit of the present invention, except for inducing a first derivative signal,
Neither of these signals is used for signal processing. The circuit of the present invention only uses a known single comparator (false transition gating circuit 22) that determines the window. The high-to-low transition of gating comparator 22 allows latch comparator 24 to respond to the first and only low-to-high transition of peak-finding comparator 20, and also to low-to-high transition of gating comparator 22. The transition allows the latch comparator 24 to respond to the first and only high to low transitions of the peak hunt comparator 20. In contrast, other prior art circuits are from real bar to space,
Or we are making a narrow window centered around the expected transition from space to bar.

【0018】本発明の回路は、欄外における対雑音特性
を向上させるために、上述の型の公知回路だけを使用し
て上述のように結合された分離した欄外コンパレータ2
6を得ており、また処理できる小信号を制限し且つ単一
の低電圧電源の使用を困難ならしめるようなダイオード
をベースとするピーク検出器を用いない公知回路だけを
使用しているのである。
The circuit of the present invention uses a separate marginal comparator 2 as described above, using only known circuits of the type described above, to improve marginal noise performance.
6 and uses only known circuits without diode-based peak detectors that limit the small signals that can be processed and make it difficult to use a single low voltage power supply. ..

【0019】図3は、本発明のディジタイザ信号処理回
路を組み込んで使用可能な1つの型のバーコード読み取
り装置の高度に簡易化した実施例を示す。読み取り装置
100は図示のような手持ち型スキャナとして、または
デスクトップワークステーションまたは静止スキャナと
して実現することができる。好ましい実施例では、配列
は出口孔156を含むハウジング155で実現されてお
り、出力レーザ光ビーム151は出口孔156を通って
ハウジングの外部に位置する記号170に衝突し、記号
を横切って走査する。
FIG. 3 shows a highly simplified embodiment of one type of bar code reader which can be used incorporating the digitizer signal processing circuit of the present invention. The reader 100 can be implemented as a handheld scanner as shown, or as a desktop workstation or stationary scanner. In the preferred embodiment, the arrangement is implemented in a housing 155 that includes an exit aperture 156 through which the output laser light beam 151 impinges upon and scans across the symbol 170 located outside the housing. ..

【0020】図1に示す手持ち装置は全体的に、スワー
ツらの合衆国特許 4,760,248号、またはシンボルテクノ
ロジース社に譲渡された合衆国特許 4,896,026号に記載
のスタイルであり、またシンボルテクノロジース社から
市販されている部品番号 LS8100または LS 2000バーコ
ード読み取り装置の形態に類似している。代替として、
または付加的に、共にシンボルテクノロジース社に譲渡
されたスワーツらの合衆国特許 4,387,297号またはシェ
パードらの合衆国特許 4,409,470号の特色を図1のバー
コード読み取り装置を構成するのに使用することができ
る。これらの4,760,248 号、 4,896,026号及び 4,409,4
70号特許を参照すれば理解されるところではあるが、こ
れらの装置の一般的な設計の概要を説明しておく。
The handheld device shown in FIG. 1 is generally of the style described in Swartz et al., US Pat. No. 4,760,248, or US Pat. No. 4,896,026 assigned to Symbol Technologies, Inc. Part number LS8100 or LS 2000 is similar to the barcode reader configuration. As an alternative
Alternatively, or additionally, the features of US Pat. No. 4,387,297 to Swarts et al. Or US Pat. These 4,760,248, 4,896,026 and 4,409,4
As will be understood with reference to the '70 patent, a general design overview of these devices is provided.

【0021】図3から明白なように、出力光ビーム15
1は通常はレーザダイオード等によって読み取り装置1
00内で生成され、読み取り装置100の前面から数イ
ンチ離れた目標上に配列されているバーコード記号に衝
突するように導かれる。出力ビーム151はある走査パ
ターンで走査され、ユーザは読み取るべき記号をこの走
査パターンが横切るように手持ち装置を位置決めする。
記号からの反射光152は読み取り装置内の感光装置1
58によって検出され、処理すべき直列電気信号に変換
され、バーコードが表しているデータを再現するために
復号される。
As is apparent from FIG. 3, the output light beam 15
A reading device 1 is usually a laser diode or the like.
Generated in 00 and directed to impinge on a bar code symbol located on the target several inches away from the front of the reader 100. The output beam 151 is scanned in a scan pattern and the user positions the handheld device so that the scan pattern traverses the symbol to be read.
The reflected light 152 from the symbol is the photosensitive device 1 in the reading device.
Detected by 58, converted into a serial electrical signal to be processed and decoded to reproduce the data represented by the bar code.

【0022】好ましい実施例では、読み取り装置100
はピストルの握り型の把手153を有する銃型の装置で
あり、ユーザは読み取るべき記号を狙って可動引き金1
54を引いて光ビーム151及び検出回路を賦活するこ
とができる。軽量プラスチックハウジング155は、レ
ーザ光源、検出器158、光学及び信号処理回路、CP
U140、及び電源即ち電池162を収納している。ハ
ウジング155の前端の透光性の窓156を通して出力
光ビーム151が出て行き、到来する反射光152が進
入することができる。読み取り装置100は、読み取り
装置100を記号から離れた位置から、即ち記号に触れ
ずに、または記号を横切って移動させることなくバーコ
ード記号を狙うように設計されている。典型的には、こ
の型の手持ちバーコード読み取り装置は、多分数インチ
の距離で操作するように指定されている。
In the preferred embodiment, reading device 100.
Is a gun-type device having a pistol grip-type handle 153, and a user can move the movable trigger 1 aiming at a symbol to be read.
54 can be subtracted to activate the light beam 151 and the detection circuit. The lightweight plastic housing 155 includes a laser light source, a detector 158, an optical and signal processing circuit, a CP.
It contains U140 and a power supply or battery 162. The output light beam 151 exits through the translucent window 156 at the front end of the housing 155, and the incoming reflected light 152 can enter. The reader 100 is designed to aim at a bar code symbol away from the symbol, i.e. without touching or across the symbol. Typically, handheld bar code readers of this type are specified to operate at distances of perhaps several inches.

【0023】更に図3に示すように、走査されるビーム
は適当なレンズ157(または多重レンズ系)を使用し
て適切な参照面にあるバーコード記号に集束させること
ができる。光ビームをレンズ157の軸に誘導するよう
に半導体レーザダイオードのような光源146を位置決
めし、ビームは半透明鏡147、必要に応じて他のレン
ズまたはビーム成形構造、及び引き金154を引いた時
に賦活される走査用電動機160に取り付けられている
振動鏡159を通過する。もし光源146が発生する光
が不可視であれば、必要ならば狙い光によって固定され
た、またはレーザビームと全く同じように走査される可
視光スポットを発生させることができる。ユーザはこの
可視光を使用して、引き金154を引く前に読み取り装
置で記号を狙う。
Further, as shown in FIG. 3, the beam to be scanned can be focused to a bar code symbol on a suitable reference plane using a suitable lens 157 (or multiple lens system). A light source 146, such as a semiconductor laser diode, is positioned to direct the light beam to the axis of the lens 157, the beam being semitransparent mirror 147, and optionally other lenses or beam shaping structures, and trigger 154 when triggered. It passes through a vibrating mirror 159 attached to the scanning electric motor 160 to be activated. If the light generated by the light source 146 is invisible, a visible light spot, fixed by the aiming light or scanned just like the laser beam, can be generated, if desired. The user uses this visible light to aim at the symbol with the reader before pulling the trigger 154.

【0024】以上にバーコードのためのディジタイザ信
号処理回路に関して本発明の幾つかの実施例及び変形を
説明したが、当業者ならば本発明の上記説明が多くの変
形設計を示唆していることは理解されよう。
While some embodiments and variations of the present invention have been described with respect to digitizer signal processing circuits for bar codes, those skilled in the art will appreciate that the above description of the invention suggests many variations. Will be understood.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明により設計されたバーコードの
ためのディジタイザ信号処理回路の実施例の回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a digitizer signal processing circuit for a bar code designed according to the present invention.

【図2】図1の回路の動作を説明するのに有用な一組の
波形図。
2 is a set of waveform diagrams useful for explaining the operation of the circuit of FIG.

【図3】本発明の回路を組み入れて使用できる1つの型
のバーコード読み取り装置の極めて簡易化した実施例を
示す図。
FIG. 3 shows a very simplified embodiment of one type of bar code reader that can incorporate and use the circuitry of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 フォトダイオード 12 電流・電圧変換器回路 14 微分回路 16 増幅器 18 遅延回路 20 ピーク探知コンパレータ 22 偽遷移ゲーティング回路 24 ラッチコンパレータ 26 欄外しきい値回路 34 トランジスタ 36 バーパターン復号回路 40 定電圧ダイオード 100 バーコード読み取り装置 140 CPU 146 光源 147 半透明鏡 151、152 光ビーム 153 把手 154 可動引き金 155 ハウジング 157 レンズ 158 感光装置(検出器) 159 振動鏡 160 走査用電動機 162 電池 170 バーコード記号 10 Photodiode 12 Current / voltage converter circuit 14 Differentiation circuit 16 Amplifier 18 Delay circuit 20 Peak detection comparator 22 False transition gating circuit 24 Latch comparator 26 Marginal threshold circuit 34 Transistor 36 Bar pattern decoding circuit 40 Constant voltage diode 100 bar Code reading device 140 CPU 146 Light source 147 Semi-transparent mirror 151, 152 Light beam 153 Handle 154 Movable trigger 155 Housing 157 Lens 158 Photosensitive device (detector) 159 Vibration mirror 160 Scanning motor 162 Battery 170 Bar code symbol

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 走査用光スポットがスペースからバーコ
ード記号上へ移動する時点、またはバーコード記号から
スペースへ移動する時点を検出する信号プロセッサディ
ジタイザ回路であって、 a)バーコード記号を横切って走査してバーコード記号
が反射した走査用光スポットを検知し、それを表すアナ
ログ信号を生成する光検出器手段と、 b)このアナログ信号を入力として受け、アナログ信号
の一次導関数信号を生成する微分回路手段と、 c)この一次導関数信号を入力として受け、遅延した一
次導関数信号を生成する遅延回路手段と、 d)上記一次導関数信号を第1の入力として受け、上記
遅延した一次導関数信号を第2の入力として受け、一次
導関数信号及び遅延した一次導関数信号の遷移を検出す
るピーク探知コンパレータ回路手段と、 e)偽遷移信号を弁別し、所与のしきい値以上の遷移信
号を検出した時に限って状態を変化させる偽遷移ゲーテ
ィング回路手段と、 f)上記ピーク探知コンパレータ回路手段から第1の入
力を受け、上記偽遷移ゲーティング回路手段から第2の
入力を受け、ピーク探知コンパレータ回路が状態を最後
に変化させた後に偽遷移ゲーティング回路が偽遷移信号
を弁別して状態を変化させた時に限って出力信号の状態
を変化させる出力回路手段とを具備することを特徴とす
る信号プロセッサディジタイザ回路。
1. A signal processor digitizer circuit for detecting when a scanning light spot moves from a space onto a bar code symbol or from a bar code symbol to a space, comprising: a) across a bar code symbol. A photodetector means for scanning to detect the scanning light spot reflected by the bar code symbol and producing an analog signal representative thereof; b) receiving this analog signal as an input and producing a first derivative signal of the analog signal. Differentiating circuit means for: c) delay circuit means for receiving this first derivative signal as an input and producing a delayed first derivative signal; d) receiving the first derivative signal as a first input and delaying it A peak finding comparator circuit that receives a first derivative signal as a second input and detects transitions of the first derivative signal and the delayed first derivative signal. A) a false transition gating circuit means for discriminating false transition signals and changing states only when a transition signal above a given threshold is detected; and f) a peak detection comparator circuit means 1 and a second input from the false transition gating circuit means, the peak transition comparator circuit finally changes the state, and then the false transition gating circuit discriminates the false transition signal to change the state. And an output circuit means for changing the state of the output signal only when the signal processor digitizer circuit is used.
【請求項2】 出力回路手段が欄外しきい値検出回路を
も含み、この欄外しきい値検出回路は一次導関数信号を
入力として受ける再トリガ可能なワンショット回路とし
て機能し、一次導関数信号が欄外しきい値検出回路のし
きい値を超える一連のパルスを含んでいる限りタイムア
ウトしないが、タイムアウトした場合には出力回路手段
が出力信号を供給することを阻止する請求項1に記載の
信号プロセッサディジタイザ回路。
2. The output circuit means also includes a marginal threshold detection circuit, the marginal threshold detection circuit functioning as a retriggerable one-shot circuit that receives the first derivative signal as an input, the first derivative signal. 2. The signal of claim 1 which does not time out as long as it contains a series of pulses that exceeds the threshold of the marginal threshold detection circuit, but which in turn prevents the output circuit means from providing an output signal. Processor digitizer circuit.
【請求項3】 偽遷移ゲーティング回路がしきい値を超
えるレベルは、該回路内の正フィードバックによっても
たらされるヒステリシスのレベルによって決定される請
求項2に記載の信号プロセッサディジタイザ回路。
3. The signal processor digitizer circuit of claim 2, wherein the level at which the false transition gating circuit exceeds a threshold is determined by the level of hysteresis introduced by positive feedback in the circuit.
【請求項4】 微分回路の出力に結合され、一次導関数
信号を増幅しローパス濾波するローパス濾波特性を有す
る増幅器をも含む請求項3に記載の信号プロセッサディ
ジタイザ回路。
4. The signal processor digitizer circuit of claim 3, further comprising an amplifier coupled to the output of the differentiator circuit, the amplifier having lowpass filtering characteristics for amplifying and lowpass filtering the first derivative signal.
【請求項5】 偽遷移ゲーティング回路がしきい値を超
えるレベルは、該回路内の正フィードバックによっても
たらされるヒステリシスのレベルによって決定される請
求項1に記載の信号プロセッサディジタイザ回路。
5. The signal processor digitizer circuit of claim 1, wherein the level at which the false transition gating circuit exceeds a threshold is determined by the level of hysteresis introduced by positive feedback in the circuit.
【請求項6】 微分回路の出力に結合され、一次導関数
信号を増幅しローパス濾波するローパス濾波特性を有す
る増幅器をも含む請求項1に記載の信号プロセッサディ
ジタイザ回路。
6. The signal processor digitizer circuit of claim 1, further including an amplifier coupled to the output of the differentiating circuit, the amplifier having lowpass filtering characteristics for amplifying and lowpass filtering the first derivative signal.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7142834B2 (en) 2001-12-26 2006-11-28 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki And Niigata Seimitsu Co., Ltd. Noise removing circuit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7142834B2 (en) 2001-12-26 2006-11-28 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki And Niigata Seimitsu Co., Ltd. Noise removing circuit

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