JPH07121644A - バーコード読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】蛍光灯のオン，オフを繰り返す使用方法でも使
用に耐える発光を得ると共に、１個のセンサで不可視バ
ーコードに於ける下地色の影響を排除できるようにする
こと。 【構成】不可視バーコード２を照射する光源としての蛍
光灯１と、上記蛍光灯１により照射されたバーコード２
を撮像するラインセンサ１０と、上記ラインセンサ１０
の出力を２値化する２値回路１２とを備えるものに於い
て、インバータ５によって上記蛍光灯１の発光特性を制
御する。また、ラインセンサ１０でカード３予め定めら
れた領域にある白基準７と黒基準８を撮像し、その値を
クランプ回路１１にクランプしておく。そして、バーコ
ード２を撮像したラインセンサ出力を２値化回路１３で
２値化するとき、上記クランプ回路１１にクランプされ
た値を参考にして、２値化のしきい値レベルを決定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バーとスペースとから
なるバーコードを読み取るバーコード読取装置に係り、
特に、不可視インクを用いて形成されたバーコードを読
み取るバーコード読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より各種のバーコードが知られ、ま
たそのバーコードを読み取るためのバーコード読取装置
も種々開発されている。ここで、バーコードは、一次元
バーコードだけでなく、ＰＤＦ−４１７等、二次元バー
コードも各種知られており、そのような二次元バーコー
ドを読み取るためのバーコード読取装置も種々開発され
ている。

【０００３】そのようなバーコードの一つとして、紫外
・可視変換物質（蛍光インク）により形成されるものが
ある。この種のバーコードを読み取るためのバーコード
読取装置は、蛍光インクよりバーコードを形成している
対象物に、単一波長の紫外光を照射し、この蛍光インク
から励起される励起光を受光器で検出し、その検出され
たバーコードパターンにより情報を読み取るものであ
る。

【０００４】そして、この種のバーコード読取装置で
は、読み取りに際し、蛍光インクに対し、紫外光を照射
するのに単一波長を発光する蛍光灯を使用している。

【０００５】しかし、蛍光灯の発光特性は、電源投入後
一定期間を過ぎないと安定した発光特性を得ることは難
しく、常時点灯させて使用するように構成される。ま
た、温度変化等によっても発光特性は変化を起こすた
め、安定した発光特性を得ることは難しい。

【０００６】一方、この様な対象物に蛍光インクでバー
コードを形成する場合には、可視光下では、下地の文字
等が見える様に形成し、単一波長の蛍光灯下では、蛍光
インクからの励起された光を読み取れるよう形成される
のが一般的である。しかし、蛍光インクから励起される
光は、可視光の領域で励起するため、下地色の影響を受
けることとなる。

【０００７】このような発光特性の影響を除く方法の一
つとして、特開平５−１４９７８６号公報では、アナロ
グ−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器及びディジタル−アナ
ログ（Ｄ／Ａ）変換器を用いて、発光量もしくは受光量
を制御する方法が開示されている。

【０００８】また、下地色の影響を除く方法としては、
特開平３−７５８８６号公報では、バーコードからの反
射光を検出するセンサと、下地の反射光を検出する下地
センサからの出力を減算し、下地色の影響を取り除く方
法が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、バーコード
が印刷或は貼られたカード等からバーコードを読み取る
装置を考えると、蛍光灯の発光状態を維持するのは、消
費電力が増加することとなり、持ち運びが可能な装置に
は適していない。しかしながら、蛍光管に電源を入れた
直後は、発光状態が定まらないため、蛍光灯のオン，オ
フを繰り返す使用方法は、使用に耐える発光を得ること
が難しい。

【００１０】このため、発光素子を制御する方法が考え
られるが、アナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器及び
ディジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器を用いて制御す
る方法では、制御するための回路規模が大きくなり、コ
ストアップになるという問題点があった。

【００１１】また、下地色の影響を排除する方法も、バ
ーコードの反射光を読み取るセンサと、下地色を読み取
るセンサとを別々に設けたのでは、各センサの誤差を考
慮しなければならず、２個のセンサを使用するため、コ
ストの面でも不利である。

【００１２】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、蛍光灯のオン，オフを繰り返す使用方法でも使用に
耐える発光を得ることができ、且つ１個のセンサでも不
可視バーコードに於ける下地色の影響を排除できるバー
コード読取装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によるバーコード読取装置は、バーコード
を照射する光源としての蛍光灯と、上記蛍光灯の発光特
性を制御する発光制御手段と、上記蛍光灯により照射さ
れたバーコードからの光を検出する検出手段と、上記検
出手段の出力を２値化する２値化手段と、上記検出手段
により予め定められた領域からの光を検出し、その検出
された領域の値を参考にして、上記２値化手段に於ける
２値化のしきい値レベルを決定する２値化制御手段とを
備えることを特徴としている。

【００１４】

【作用】即ち、本発明のバーコード読取装置によれば、
バーコードを照射する光源としての蛍光灯と、上記蛍光
灯により照射されたバーコードからの光を検出する検出
手段と、上記検出手段の出力を２値化する２値化手段と
を備えるものに於いて、発光制御手段によって上記蛍光
灯の発光特性を制御し、２値化制御手段によって、例え
ばバーコードの形成されたカード上の予め定められた領
域からの光を上記検出手段で検出し、その検出された領
域の値を参考にして、上記２値化手段に於ける２値化の
しきい値レベルを決定するようにしいる。

【００１５】

【実施例】まず、本発明の理解を助けるために、本発明
の原理を図面を参照して説明する。

【００１６】本発明のバーコードシンボル読取装置は、
図１の（Ａ）に示すように、蛍光灯１により紫外光を照
射して、不可視バーコード２を形成している蛍光インク
を可視光で発光させ、同図の（Ｂ）に示すラインセンサ
１０で読み取るように構成されている（なお、不可視バ
ーコード２は、蛍光インクにより同図の（Ｃ）に示すよ
うに印刷されている）。

【００１７】この際、蛍光灯１の発光は、不可視バーコ
ード２が印刷されたカード３が挿入されたことを検出し
て発光が起こるように設定されている。この時、蛍光灯
１の発光特性は過度的な発光となるため、その光量を制
御することが必要となる。そのために、同図の（Ａ）に
示すように、蛍光灯１の発光量を検知するようにセンサ
４を配置し、この出力をインバータ回路５に接続する。
インバータ回路５では、このセンサ４の出力に対応し
て、制御パルス幅を制御して蛍光灯１の発光量を調節す
る。この事により、蛍光灯１の発光量は一定となる。

【００１８】一方、カード３上には、同図の（Ｃ）に示
すように、不可視バーコード２に加え、バーコードの読
み込みの始まる前面に、カード挿入方向６に対して直角
となるように、白基準７及び黒基準８がやはり蛍光イン
クにより形成されている。

【００１９】そして、初めに、同図の（Ｂ）に示すライ
ンセンサ１０でこの白基準７と黒基準８を読み込み、ク
ランプ回路１１によって、この各々の値をクランプす
る。カード３の挿入が進むと、バーコード２つまりデー
タが印字された部分がラインサンセ１０の読み取り位置
に進み、データの読み込みが始まる。このとき、２値化
回路１２では、先程のクランプされた白基準７と黒基準
８の値を基準として、２値化処理を行う。

【００２０】なお、クロック・ドライバ１３は、２値化
回路１２からの制御信号に応じて、各種のパルスを発生
し、ラインセンサ１０を駆動するものである。

【００２１】以上の構成とすることにより、不可視イン
クで構成されたバーコードを確実に読み込むことが可能
となる。

【００２２】なおこの場合、バーコードとしては、従来
の一次元バーコードだけではなく、ＰＤＦ−４１７等の
二次元バーコードでも読み込むことができる（ＰＤＦ−
４１７については、例えば、特開平３−６２００４号公
報に詳述されている）。

【００２３】以下、図面を参照して、本発明の実施例を
説明する。

【００２４】［第１実施例］図２は、本第１実施例の構
成を示すブロック図である。

【００２５】まず、不図示センサにより不可視バーコー
ドが印刷されたカードの挿入が検出されると、ディジタ
ル信号処理装置（ＤＳＰ）２７は、セレクタ２８に制御
信号を送り、読み出すデータをセレクトする。セレクト
されるデータは、Ｐ−ＲＯＭ２９に予め記録されてい
る。このデータは、蛍光灯３２が安定して発光される様
に、インバータ回路３１にパルス列を形成するデータと
なっている。Ｐ−ＲＯＭ２９に記録されたデータ列はパ
ラレルに出力されるため、パラレル−シリアル（Ｐ−
Ｓ）変換器３０によって、シリアルデータに変換され、
インバータ回路３１に供給される。インバータ回路３１
は、入力されるシリアルデータ（発光制御信号）に沿っ
て、蛍光灯３２の発光量を変化させる。

【００２６】一方、上記カードの挿入検出信号によりＤ
ＳＰ２７はさらに、２値化回路２３に制御信号を送る。
２値化回路２３は、これに応じて、クロック・ジェネレ
ータ２５にセンサ駆動パルスを発生するように制御信号
を送る。これにより、クロック・ジェネレータ２５から
各種のパルスがドライバ２６を介して送られ、ラインセ
ンサ２０が画像の読み込みを開始する。

【００２７】一方、カードが挿入されていき、まず図１
の（Ｃ）に示したような白基準７の位置に来ると、ライ
ンセンサ２０の出力は、サンプルアンドホールド（Ｓ／
Ｈ）回路２１を通り、アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）
変換器２２によりアナログデータからデジタルデータに
変換され、２値化回路２３にデータが転送される。この
値は、２値化回路２３からＳ−ＲＡＭ２４に転送され記
憶される。

【００２８】カードの挿入が進むと、図１の（Ｃ）に示
したような黒基準８のデータがライセンサ２０により取
り込まれ、白基準７と同様の過程を経て、Ｓ−ＲＡＭ２
４に記録される。

【００２９】そして、さらにカードが挿入されると、バ
ーコード２のデータがラインセンサ２０により取り込ま
れる。このとき、先ほど取り込まれた白基準７及び黒基
準８の値が２値化回路に読み込まれる。デジタルデータ
となった、バーコードデータは、白基準７と黒基準８と
比較され２値化される。

【００３０】２値化されたデータは、随時ＤＳＰ２７に
送られ、所定のデコードのためのデータ処理を行なうよ
うに構成されている。

【００３１】次に、図３の（Ａ）及び（Ｂ）を参照して
本実施例の作用を説明する。

【００３２】図３の（Ａ）は、蛍光灯３２の発光特性を
示すグラフである。点線のグラフがインバータ回路３１
に制御信号を与えない場合の発光特性である。発光は、
電源オンと共に急激に増加し、ピークを迎た後には、緩
やかに減少する。この発光特性を安定に保つために、Ｐ
−Ｓ変換器３０からのシリアルデータつまり発光制御信
号を与えたグラフが実線である。この場合、発光量を一
定に保つため、シリアルデータは、発光量が少ない時は
パルス周期を早くし、発光量が多い場合はパルスの周期
を遅くするように入力される。

【００３３】同図の（Ｂ）に読み出された波形を示す。
まず白基準が読み込まれ、次に黒基準が読み込まれる。
少しの間を於いてバーコードのデータ部が読み込まれる
が、２値化回路２３のしきい値としては、初めに読み込
まれた白基準と黒基準を基準として、しきい値レベルが
決定される。

【００３４】従って、本実施例では、蛍光灯３２の発光
特性を一定に保つことができるため、蛍光インクから励
起される光量を一定に保つことができ、初めに白基準と
黒基準を設定してから、しきい値を設定するため、背景
が異なる条件であっても安定してバーコードを読み込む
ことが可能となる。

【００３５】［第２実施例］次に、図３の（Ｃ）及び図
４に基づいて、本発明の第２実施例の構成を説明する。

【００３６】図３の（Ｃ）は、本実施例の機構を説明し
た図である。

【００３７】まず、カード４５が挿入されると、挿入検
知センサ４０により挿入が検知され、ローラ４１とロー
ラ４２とが図中の矢印の方向に回転する。それと共に、
ローラ４２の回転軸上に配置された、ベルト４４が回転
を始める。ベルト４４の相対する短辺には、ＦＧ発生器
４３が配置されており、ベルト４４によりローラ４２の
回転量がＦＧ発生器４３に伝達される。

【００３８】また、カード４５の上部には、蛍光灯４６
が配置されており、この蛍光灯４６の光は、カード４５
上に形成された不可視型バーコードを照明するように配
置されている。

【００３９】そして、蛍光灯４６の光軸がカード４５と
接する線と直交する線上の中心位置に、レンズ４７と、
ラインセンサ４８が配置されており、このレンズ４７に
より、カード４５の光が集光され、ラインセンサ４８の
受光部に導かれるように構成されている。

【００４０】次に、図４に基づいて構成を説明する。

【００４１】まず、挿入検知センサ４０により、カード
の挿入が検知されると、ＤＳＰ５７は、ローラ駆動回路
５９にローラ４１，４２を駆動するような制御信号を送
る。ローラ駆動回路５９によりローラ４１，４２が回転
を始めると、ＦＧ発生器４３には、ローラ４２の回転に
同期したパルスが発生する。このパルスは、ＤＳＰ５７
に送られ、このパルスと挿入検知センサ４０のパルスに
より、ＤＳＰ５７は現在カードがどの位置まで搬送され
たかを算出できるようになっている。

【００４２】一方、ＤＳＰ５７は、セレクタ６１に制御
信号を送り、読み出すデータをセレクトする。セレクト
されるデータは、Ｐ−ＲＯＭ６２に予め記録されてい
る。このデータは、蛍光灯４６が安定して発光されるよ
うに、インバータ回路５４にパルス列を形成するデータ
となっている。Ｐ−ＲＯＭ６２に記録されたデータ列は
パラレルに出力されるため、Ｐ−Ｓ変換器６３によっ
て、シリアルデータに変換され、インバータ回路５４に
供給される。インバータ回路５４は、入力されるシリア
ルデータに沿って、蛍光灯４６の発光量を変化させる。

【００４３】さらに、カード挿入検知信号により、ＤＳ
Ｐ５７は、２値化回路５３に制御信号を送り、２値化回
路５３からはクロック・ジェネレータ５５にセンサ駆動
パルスを発生するように、制御信号が送られる。このこ
とにより、クロック・ジェネレータ５５から各種のパル
スが、ドライバ５６を介して送られ、ラインセンサ４８
が画像の読み込みを開始する。

【００４４】一方、カード４５がローラ４１，４２の回
転につれ搬送されていき、ある定まった位置がきたこと
をＤＳＰ５７が算出すると、ＤＳＰ５７からローラ駆動
回路５９にローラ４１，４２の回転を停止する制御信号
が送られる。このカード４５が制止した状態で、ＤＳＰ
５７からはセレクタ６１にデータ切り替えの信号が送ら
れ、随時Ｐ−ＲＯＭ６２のデータは切り替えられること
により、蛍光灯４６の発光量は随時変化する。

【００４５】この光量変化量をラインセンサ４８で光電
変換し、Ｓ／Ｈ回路５１，Ａ／Ｄ変換器５２を経て、２
値化回路５３にデジタルデータとして送られる。このデ
ジタルデータを２値化回路５３が、内部にあるしきい値
との位置関係を判定し、その判定データをＤＳＰ５７に
伝送する。伝送された判定データを検知して、ＤＳＰ５
７はセレクタ６１に送り、Ｐ−ＲＯＭ６２が読み出すデ
ータをセレクトする。以上の過程を何度か繰り返し、２
値化データがＤＳＰ５７に安定して送れるまで繰り返さ
れる。２値化されたデータは、随時ＤＳＰ５７に送ら
れ、データ処理を行なうように構成されている。

【００４６】１ライン分の処理が終了すると、再びＤＳ
Ｐ５７は、ローラ駆動回路５９にローラ４１，４２回転
を始める命令を転送する。

【００４７】以上の動作が、カード上の不可視バーコー
ドの情報が全て読み込まれるまで、行われる。

【００４８】即ち、本実施例では、ローラ４１及びロー
ラ４２によりカード４５は搬送されながら、１ライン毎
読み込まれ、下地の影響が一番少なく、コントラストが
一番大きく取れるよう、蛍光灯４６の発光量は制御され
る。

【００４９】従って、下地色が一色で無い場合には、場
所ごとに下地の影響が異なり、このためラインセンサ４
８の出力で、オフセット量の変化や、コントラスト量の
変化が発生するが、本実施例の構成ではそれらの要因を
排除でき、安定した２値化データを得ることができる。

【００５０】［第３実施例］次に、本発明の第３実施例
を説明する。

【００５１】本実施例は、蛍光灯の光量変化の主要因が
温度上昇にあることから、サーミスタを用いて、蛍光灯
の光量を調光するというものである。即ち、サーミスタ
は、図５の（Ａ）に示すように、温度が上昇することに
より、素子抵抗値がある定まったカーブを描いて上昇す
る。

【００５２】そのことを利用して、図６に示すような構
成で、制御を行うものである。同図に於いて、ラインセ
ンサ７０，Ｓ／Ｈ回路７１，Ａ／Ｄ変換器７２，２値化
回路７３，Ｓ−ＲＡＭ７４，クロック・ジェネレータ７
５，ドライバ７６，及びＤＳＰ７７は、前述した第１実
施例と同一であるので、ここではその説明を省略するも
のとする。

【００５３】蛍光灯７８は、インバータ回路７９により
制御される。このインバータ回路７９には、Ｐ−Ｓ変換
器８０を介して加算器８１の加算結果が入力されるよう
になっている。この加算器８１は、Ｐ−ＲＯＭ８２の出
力とＡ／Ｄ変換器８３を介した差動増幅器（ＡＭＰ）８
４の出力とを加算する。この差動ＡＭＰ８４は、ブリッ
ジ回路８５の両端電圧の差を取り出すためのもので、ブ
リッジ回路８５は、図５の（Ｂ）に示すように、蛍光灯
（蛍光管）７８に対して取付金具８６によって取り付け
られたサーミスタ８７を含む。

【００５４】このような構成に於いて、蛍光灯７８が発
光すると、取り付けられたサーミスタ８７があたためら
れ、抵抗値が高くなる。このことにより、ブリッジ回路
８５の両端電圧に差が現れるので、この差を差動ＡＭＰ
８４で取出し、Ａ／Ｄ変換器８３に加える。このＡ／Ｄ
変換器８３の出力は、ＬＳＢからＭＳＢへ段々とビット
が増していく。これを加算器８１の一方に加える。

【００５５】この加算器８１のもう一方の入力には、Ｐ
−ＲＯＭ８２の出力が入力される。このＰ−ＲＯＭ８２
には、蛍光管の発光蓄積時間に応じて、蛍光灯７８の発
光量が低下するので、これを補正するデータが書き込ま
れている。

【００５６】この２つのデータが加算器８１で加算さ
れ、Ｐ−Ｓ変換器８０に入力され、シリアルデータとし
て出力される。これをインバータ回路７９に入力するこ
とにより、蛍光灯７８の発光量を変化させることができ
る。

【００５７】この一連の作用により、蛍光灯７８の発光
量は温度変化等に対しても安定して発光することが可能
となる。

【００５８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明よれば、オ
ン．オフを繰り返すような発光状態に於いても、蛍光灯
の発光状態をインバータ回路のパルス幅を変化させるこ
とにより発光を安定させ、予めバーコードの反射光と、
下地色の反射光を、サンプル・ホールドして下地色の影
響を取り除くように構成したので、蛍光灯のオン，オフ
を繰り返す使用方法でも使用に耐える発光を得ることが
でき、且つ１個のセンサでも不可視バーコードに於ける
下地色の影響を排除できる、従って不可視型のバーコー
ドを正確に読み取ることが可能なバーコード読取装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の原理を説
明するためのバーコード読取装置の機構図及びブロック
構成図であり、（Ｃ）は読み取られるバーコードの印刷
されたカードを示す図である。

【図２】本発明の第１実施例のブロック構成図である。

【図３】（Ａ）は蛍光灯の発光特性を示すグラフ、
（Ｂ）は読み出された波形を示す図であり、（Ｃ）は本
発明の第２実施例の機構を示す図である。

【図４】第２実施例のブロック構成図である。

【図５】（Ａ）はサーミスタの特性図であり、（Ｂ）は
サーミスタの取り付けられた蛍光管を示す図である。

【図６】第３実施例のブロック構成図である。

【符号の説明】

１，３２，４６，７８…蛍光灯、２…不可視バーコー
ド、３，４５…カード、４…センサ、５，３１，５４，
７９…インバータ回路、６…カード挿入方向、７…白基
準、８…黒基準、１０，２０，４８…ラインセンサ、１
１…クランプ回路、１２，２３，５３，７３…２値化回
路、１３…クロック・ドライバ、２１，５１，７１…サ
ンプルアンドホールド（Ｓ／Ｈ）回路、２２，５２，７
２，８３…アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器、２
４，７４…Ｓ−ＲＡＭ、２５，５５，７５…クロック・
ジェネレータ、２６，５６，７６…ドライバ、２７，５
７，７３…ディジタル信号処理装置（ＤＳＰ）、２８，
６１…セレクタ、２９，６２，８２…Ｐ−ＲＯＭ、３
０，６３，８０…パラレル−シリアル（Ｐ−Ｓ）変換
器、４０…挿入検知センサ、４１，４２…ローラ、４３
…ＦＧ発生器、４４…ベルト、４７…レンズ、５９…ロ
ーラ駆動回路，８１…加算器、８４…差動増幅器（ＡＭ
Ｐ）、８５…ブリッジ回路、８６…取付金具、８７…サ
ーミスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーコードを照射する光源としての蛍光
   灯と、 前記蛍光灯の発光特性を制御する発光制御手段と、 前記蛍光灯により照射されたバーコードからの光を検出
   する検出手段と、 前記検出手段の出力を２値化する２値化手段と、 前記検出手段により予め定められた領域からの光を検出
   し、その検出された領域の値を参考にして、前記２値化
   手段に於ける２値化のしきい値レベルを決定する２値化
   制御手段と、 を具備することを特徴とするバーコード読取装置。