JPH10320496A - バーコード読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のバーコードの読み取り装置で、ローパス
フィルタを用いたノイズ除去技術は、必要な信号帯域と
除去帯域の間に不除去の信号帯域が残り、２値化回路に
ヒステリシスを設けた技術は、ヒステリシスを超えるレ
ベルの信号は除去できず、不必要な信号が含まれる幅数
値データではデコーダの読み取り速度の低下や誤解読が
発生する原因となる。 【解決手段】本発明は、第１のカウンタ２４からの２値
信号に基づく幅データが外部から書き込み可能な除去パ
ルス幅設定レジスタ２１の設定値に達したか否か第１、
第２比較回路２５，２６で比較し、その結果により一定
の幅に満たないバー及びスペースをラッチ回路２７及び
ＡＮＤゲート３０で除去し、計測回路７で必要な各バー
及びスペースの幅を再度計測するバーコード読み取り信
号からノイズやゴミによる不必要なデータを除去するバ
ーコード読み取り装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、読み取ったバーコ
ード信号からノイズ等の不必要な信号を除去し、記録さ
れる情報を正確に解読するバーコード読み取り装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、色の濃い線分からなるバーと色
の薄いスペースとを複数組み合わせて配列したパターン
により情報を表すバーコードは、光学的に読み取られ、
電気信号に変換して解読し利用されている。通常、この
パターンを電気信号に光電変換する方法としては、半導
体レーザから照射したレーザ光をバーコード上を走査さ
せて、その反射光をフォトダイオードで受光し、光電変
換して電気信号を得る方法や、ＣＣＤ等の撮像素子でバ
ーコードを画像として読み取り、電気信号を得る方法等
が用いられている。

【０００３】これらの方法により読み取られたバーコー
ドのパターンの電気信号は、増幅され、ノイズが除去さ
れた後に、２値化回路により、そのパターンに基づく２
値信号に変換される。そして、２値化信号のパルスから
バー及びスペースの幅が計測され、数値データとしてデ
コーダに送出される。これらの数値データからバーコー
ドのパターンが表す情報が解読され、表示される。

【０００４】一般に流通する物品に印刷されたり、物品
に貼られたラベルに印刷されたバーコードは、バーの濃
さや印字品質が同一ではなく、異なっている場合が多
い。従って、それぞれバーコードによって、光電変換さ
れ電気信号となったバーコード信号のレベルは変動して
いる。そこで、これらのレベルが異なるバーコードを読
み取るためには、アナログ信号の増幅量や２値化の際の
スレッシュホールドレベル（若しくは設定値）をアナロ
グ信号のレベルに追従して変動させる方法が広く使用さ
れている。

【０００５】しかし、この方法を用いた場合、バーコー
ドからの反射光を受光する受光素子によって光電変換さ
れたバーコード信号には、バーコード上に存在するゴ
ミ、光学系に入り込む反射光以外の外光、外部若しくは
内部からの電気的なノイズ等が影響して、読み取られた
電気信号に本来のバーコード信号以外の不必要な信号が
含まれてしまう。

【０００６】これらの不必要な信号は、情報として再生
する際の妨げになるため、バーコード読み取り装置に
は、必要な信号のみを抽出する手段を設ける必要があっ
た。従来技術としては、ローパスフィルタに２値化前の
アナログ信号を通して、高周波のノイズを除去してい
た。また、２値化回路にヒステリシスを設け、読み取ら
れたバーコード信号のレベルが、予め定めているバーと
スペースのそれぞれのレベルの中間にあった場合、出力
される２値信号がバーを表すレベルとスペースを表すレ
ベルの間を短時間中に往復した場合にも、高周波の不必
要な信号が生成されないような方法が用いられている。
従来では、これらの方法により、読み取られたアナログ
のバーコード信号に対して、２値化処理前から２値化処
理中の段階で不必要なノイズの除去が行われていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術にお
いて、ローパスフィルタによりバーコード信号からノイ
ズの除去を行った場合、高周波のノイズは取り除かれ
る。しかし、一般的には必要な信号を減衰させないた
め、ローパスフィルタのカットオフ周波数は、必要な信
号の帯域よりも高い周波数に設定される。従って、必要
な信号帯域と、除去される帯域の間に、不必要でありな
がら除去されない信号の帯域が残る。このため、ノイズ
が十分に除去されない場合がある。

【０００８】また、２値化回路にヒステリシスを設けた
技術においては、アナログのバーコード信号のレベルが
バーとスペースの信号レベルの中間であった場合に、出
力される２値化信号が短い時間で変動することは防止で
きる。しかしながら、不必要な信号でありながら、ヒス
テリシスを超えるレベルの信号に対しては除去できな
い。特に、アナログ信号の増幅量や２値化のスレッシュ
ホールドレベルを変動させる方法を用いると、増幅量や
スレッシュホールドレベルが不必要な信号にも追従して
しまうため、必要な信号のみを抽出することが非常に困
難になる。

【０００９】以上のことからバーコード読み取り装置に
おいて、２値化された後の２値信号にも不必要な信号が
含まれている場合がある。これらの処置が十分に行われ
ず、不必要な信号が含まれていた場合には、２値化回路
から出力される２値信号が幅計測回路にて、バー及びス
ペースの幅がカウントされ、その結果、不必要な信号が
含まれた幅数値データを基に解読の処理が行われて、デ
コーダが解読できず、読み取りの速度が低下したり、ま
たデコーダが誤った解読結果を出すミスデコードが発生
する原因となる。

【００１０】さらに、不必要な信号を取り込み易いこと
が外光や電磁波による耐ノイズ性能の低下につながって
いた。そこで本発明は、光電変換により読み取られたバ
ーコードの２値化信号に含まれる不必要なパルス成分を
取り除き、必要なパルスのみを抽出することにより、正
確な読み取りを可能とするバーコード読み取り装置を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、色の濃い部分が示すバーと色の薄い部分が
示すスペースとを組み合わせたパターンにより情報を表
すバーコードからの反射光を感知し、電気信号に変換し
てアナログバーコード信号を発生する光電変換回路と、
前記アナログバーコード信号をバー及びスペースの各々
を示す２値に変換して２値信号を出力する２値化回路
と、前記２値信号の立ち上がり及び、立ち下がりのエッ
ジ毎に時間幅の短いパルスを発生させるエッジ検出回路
と、エッジが示す各パルスの間隔を所定のクロックに基
づきカウントし、バーコードのバー及びスペースの幅を
示す幅数値データを生成する幅計測回路と、前記幅数値
データに基づいて、バーコードが表す情報を解読するデ
コーダとを備え、前記幅計測回路が、２つのカウンタを
有し、第１のカウンタでバー及びスペースの各幅を計測
し、幅データがバーコードのパターンにより定められた
任意の数値に満たない場合は、そのバーもしくはスペー
スの開始エッジ及び終了エッジを示すパルスを除去し、
時間幅の短いバー及びスペースが取り除かれたエッジ信
号を生成し、そのエッジ信号の各パルスの間隔を第２の
カウンタで再度、計測した値を幅数値データとして出力
し、前記デコーダへ送ることにより、一定の幅以上のバ
ー及びスペースのみを有効なデータとしてデコードする
バーコード読み取り装置を提供する。

【００１２】以上のような構成のバーコード読み取り装
置は、備えられた幅計測回路により、デコーダに入力す
べき２値信号に対して、外部から書き込み可能なレジス
タに設定された値（所定幅データ）と、光電変換した直
後の電気信号に基づき、第１のカウンタから出力される
幅データとを比較し、前記所定幅データに前記幅データ
が達しているか比較し、所定の幅に満たないバー及びス
ペースを除去した、即ち一定以上の幅のバー及びスペー
スのみで構成される新たな２値化された電気信号を生成
し、その新たな電気信号をデコードすることにより、ノ
イズやゴミによる不必要なデータが除去された、本来の
バー及びスペースからなる必要なデータを情報に再生す
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。図１は、本発明による
第１の実施形態としてのバーコード読み取り装置の概略
的な構成を示す図である。

【００１４】本実施形態は、レーザ光がバーコード２上
を走査するように照射するレーザ光走査部１と、そのレ
ーザ光の反射光からバーコードの情報を読み取るバーコ
ード読み取り部３とで構成される。ここで、レーザ光走
査部１は、本発明の要旨でないため、通常の構成である
ものとし、ここでの説明は省略する。

【００１５】このバーコード読み取り部３は、フォトダ
イオード若しくはＣＣＤを備え、反射光４をアナログバ
ーコード信号９に変換する光電変換回路５と、アナログ
バーコード信号９が予め定めたスレッシュホールドレベ
ル（閾値）により、２値信号１０に変換する２値化回路
６と、２値信号１０から有効な信号のみを抽出し、各々
のバー及びスペースの幅を表す幅数値データ１１を生成
する幅計測回路７と、幅数値データ１１を解読してバー
コードが表す情報例えば、文字や数字として出力するデ
コーダ８とで構成される。

【００１６】このような構成において、光電変換回路５
でバーコード２からの反射光４を電気信号に変換した
後、増幅及びローパスフィルタによるノイズ除去を行
い、アナログバーコード信号９を生成して、次段の２値
化回路６に送出する。この２値化回路６では、前記アナ
ログバーコード信号９を予め設定したスレッシュホール
ドレベルに基づき、バーを表す電圧レベルとスペースを
表す電圧レベルとの２つのレベルからなるパルス状の２
値信号１０に変換する。

【００１７】この２値信号１０は、幅計測回路７によ
り、有効な信号（バー若しくはスペースを表すレベル信
号）のみ抽出し、バー及びスペースのそれぞれの幅（時
間）を表す幅数値データ１１を生成する。そして、この
幅数値データ１１は、デコーダ８により、予め設定され
たパターンに照らし合わせて、バーコードを解読し、例
えば、文字や数字からなる情報信号１２として出力す
る。

【００１８】図２は、前述した幅計測回路７の詳細な構
成例を示す。この幅計測回路７は、除去すべきパルス幅
をクロック３２のパルス数で設定する除去パルス幅設定
レジスタ２１と、クロック３２により２値信号１０の同
期をとるクロック同期回路２２と、同期された同期２値
信号３３からエッジを検出するエッジ検出回路２３と、
同期２値信号３３のエッジが入力する毎にクロック３２
でカウントする第１カウンタ２４と、レジスタ出力信号
３５と第１カウンタ出力信号３７とを比較する第１比較
回路２５と、レジスタ出力信号３５に“１”を加算する
＋１回路２８と、＋１回路２８からの出カ信号３６と第
１カウンタ出力信号３７とを比較する第２比較回路２６
と、第１比較回路出力信号３９とラッチ出力信号４０と
を入力し、除去すべきパルスを全て除去するＡＮＤゲー
ト３０と、ＡＮＤゲート出力信号４１をクロック３２に
基づき、一定の幅以上のバー及び、スペースの幅をカウ
ントし、その結果の幅数値データ１１を図１に示したデ
コーダ８に送出する第２カウンタ４２とで構成される。

【００１９】次に、図３のタイミングチャートを参照し
て、このように構成された幅計測回路７の動作について
説明する。ここで図２においては、細線は信号線を示
し、太線はバス線を示しており、図３においては、それ
らの各信号及び各バスの出力信号のタイミング関係を示
している。

【００２０】図２で示すクロック３２は、バーコード読
み取り部３のシステムクロックまたは、それを分周した
クロックとする。除去パルス幅設定レジスタ２１には、
除去すべきパルス幅の最大値をクロック３２のパルス個
数として予め設定する。例えば、クロックが１０ＭＨｚ
でバーコードとなり得る２値信号の最小パルス幅が４０
０ｎｓである場合、１０（ＭＨｚ）×４００（ｎｓ）＝
４クロックとなる。この設定により、４クロック以上の
幅を持つパルスは、バーコードの信号と判定できる。従
って、除去パルス幅設定レジスタには、 “４”より１つ
小さい“３”が設定される。

【００２１】まず、前段の２値化回路から出力された２
値信号１０は、クロック同期回路２２により、幅計測回
路７内部のクロック３２で同期がとられる。次に、エッ
ジ検出回路２３により、同期された同期２値信号３３か
ら立ち上がり及び立ち下がりの両エッジが検出され、エ
ッジ毎に１クロック幅のパルスからなるエッジ信号３４
が出力される。

【００２２】図３において、２値信号１０上の丸数字で
示されている各パルス信号は、除去パルス幅設定レジス
タ２１の設定値“３”以下のクロック数の幅のため、バ
ーコードを表すパルス信号ではないものと判定され、除
去されるべきである信号である。また、エッジ信号３４
上に“Ｘ”示されているパルス信号は、除去される２値
信号１０の開始エッジを表すパルス信号であり、“Ｙ”
で示されているパルス信号は、除去される２値信号パル
スの終了エッジを表すパルス信号である。

【００２３】そして、第１カウンタ２４のリセットは、
エッジ信号３４で行われるために、第１カウンタ２４
は、２値信号のエッジ毎に“０”からカウントが開始さ
れ、クロック３２の入力毎にカウントアップされる。

【００２４】そして、除去パルス幅設定レジスタ２１か
らのレジスタ出力信号３５は、第１比較回路２５に入力
し、及び、＋１回路２８に入力して、“１”加算され、
その出カ信号３６が第２比較回路２６に入力し、これら
の比較回路で、第１カウンタ出力信号３７と比較され、
第１カウンタ出力信号３７がレジスタ出力信号３５と同
じになった時に、第１比較回路２５から１クロック幅の
パルスが出力される。

【００２５】この第２比較回路２６からの比較出力信号
３８は、第１カウンタ２４のイネーブルに入力され、第
１カウンタ２４が除去パルス幅設定レジスタ２１の設定
値の次の設定値でカウントを止め、次にエッジ検出回路
２３よりパルスが出カされ、第１カウンタ２４がリセッ
トされるまで、その値を保持する。

【００２６】図３では、以上の動作を各信号出力の波形
で表している。ここで表されるように第２比較回路出力
信号２８は、２値信号１０上の除去すべきパルス〜
の開始を示すパルス“×”を全て除去し、除去パルス幅
設定レジスタ２１の値の分のクロック数だけ遅らせた信
号となる。また、除去されたパルスは図３中の第１比較
回路出力信号３９上に点線で記されている。そして、第
１比較回路出力３９とエッジ検出回路出力３４は、下記
の表１に示される真理値表で表される動作を行うラッチ
回路２７に入力される。

【００２７】

【表１】

【００２８】このラッチ回路２７から出力されたラッチ
出力信号４０は、第１比較回路出力信号３９と共に、Ａ
ＮＤゲート３０に入力され、その出力は、除去すべきパ
ルス〜の終了を示すパルス“Ｙ”が全て除去され
て、結果として、バーコード情報を再生するのに必要な
信号の開始及び終了を示すパルスのＡＮＤゲート出力信
号４１となる。

【００２９】このＡＮＤゲート出力信号４１は、第２カ
ウンタ４２のリセット端子に入力して、クロック３２に
基づき、一定の幅以上のバー及びスペースのみの幅がカ
ウントされ、その結果の幅数値データ１１が生成され、
図１に示したデコーダ８に送出される。

【００３０】そこで、２値信号として入力された信号か
らバーコードとなり得る信号のみを抽出し、解読処理を
行ったこととなり、誤った読み取り行う可能性が削減さ
れる。また必要な情報のみで解読処理が行えるために、
デコーダが解読不可能と判断する機会が減り、解読処理
の高速化も実現できる。

【００３１】次に本発明による第２の実施形態について
説明する。本実施形態は、前述した図２に示した第１の
実施形態における幅計測回路７の変形例であり、図３に
示す点線で囲われた、除去パルス幅設定レジスタ２１の
入力端に接続し、外部から書き込み可能な書き込み用の
バス線３１を有するものである。このバス線３１以外の
構成は、図２に示した構成と同等であり、ここでの説明
は省略する。

【００３２】本実施形態は、このバス線３１を設けるこ
とにより、除去パルス幅設定レジスタに、所望する設定
値を書き込み設定することができる。例えば、図１に示
したようなバーコード読み取り部１とバーコード２の間
の距離が比較的遠い場合や、読み取りの対象であるバー
コード２の印刷が微細な場合には、２値信号１０上に現
れるバーやスペースは、時間幅が短くなる。

【００３３】そこで、除去パルス幅設定レジスタ２１に
は、小さい数字を設定する。また反対に、バーコード２
がバーコード読み取り部１から比較的近距離に位置する
場合や、読み取り対象のバーコード２の印刷が大きい場
合、２値信号１０上に現れるバーやスペースは時間幅が
大きくなるので、除去パルス幅設定レジスタ２１には大
きい数字を設定することにより、高速かつ精度の良い解
読作業が実現できる。

【００３４】以上説明したように、本実施形態は、２値
化されたバーコードの信号に含まれているパルスの中で
バーコード読み取り部の性能として、バーコードとなり
得る最小の幅に満たないパルスを除去することにより、
バーコードからの反射光による信号ではなく、ノイズや
ゴミによる信号をデコーダがバーコードの一部であると
誤って判定して解読処理を行い、誤った解読結果を出力
することや、またデコーダが読み取りできないと判定
し、解読処理に余分な時間を費やすことが削減でき、結
果として読み取りの性能を向上することができる。

【００３５】以上の実施形態について説明したが、本明
細書には以下のような発明も含まれている。 （１）色の濃い部分が示すバーと色の薄い部分が示すス
ペースとを組み合わせたパターンにより情報を表すバー
コードから光学的に読み取り、情報を再生するバーコー
ド読み取り装置において、前記バーコードからの反射光
を光電変換し、電気信号を発生させる光電変換回路と、
前記光電変換回路から出力されるアナログのバーコード
信号を２値化する回路と、前記２値信号における各エッ
ジ間の幅を時間として計測し、バー及びスペースを幅数
値データとして出力する幅計測回路と、前記幅数値デー
タを基に、バーコードの情報を解読するデコーダとを備
え、前記幅計測回路が、各々のバー及びスペースの幅を
計測する第１のカウンタと、検出された各エッジ間の幅
データが一定の数値に達しているか判定する比較手段
と、その比較結果により一定の幅に満たない幅のバー及
びスぺースを除去する手段と、その結果得られる一定以
上の幅のバー及びスペースのみで構成される信号の各バ
ー及びスぺースの幅を再度計測する第２のカウンタとを
有するバーコード読み取り装置。

【００３６】従って、このバーコード読み取り装置は、
バーコードからの反射光が電気信号へと変換されて得ら
れたアナログバーコード信号を２値化回路により２値化
を行う。そして出力された２値信号には、バーコードに
表されているバー及びスペースを示す信号に加えて、ノ
イズやゴミによるバーコードの解読に不必要な信号が含
まれている場合があり、この２値信号に含まれる信号の
中で、予め定めた一定の幅に達せずバーコードを表す信
号とはなり得ない信号を除去し、バーコードの一部を表
すと考えられる新たな２値信号のみを抽出し、バー及び
スペースの幅を計測した後に、デコーダで解読処理され
る。 （２）前記（１）項における予め定めた一定の幅は、シ
ステムクロック若しくは、それを分周したクロックを基
準として、バーコードの最小幅の間隔に基づき、除去す
べきパルス幅の最大値を前記クロックのパルス数で設定
することを特徴とする（１）に記載のバーコード読み取
り装置。

【００３７】従って、この一定の幅は、例えば、クロッ
クが１０ＭＨｚでバーコードとなり得る２値信号の最小
パルス幅が４００ｎｓである場合、１０（ＭＨｚ）×４
００（ｎｓ）＝４クロックとなる。この設定により、４
クロック以上の幅を持つパルスは、バーコードの信号と
判定できる。従って、除去パルス幅設定レジスタには、
“４”より１つ小さい“３”が設定される。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、光
電変換により読み取られたバーコードの２値化信号に含
まれる不必要なパルス成分を取り除き、必要なパルスの
みを抽出することにより、正確な読み取りを可能とする
バーコード読み取り装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１の実施形態としてのバーコー
ド読み取り装置の概略的な構成を示す図である。

【図２】図１に示したバーコード読み取り装置における
本発明の特徴となる幅計測回路の構成例を示す図であ
る。

【図３】図２に示し幅計測回路の動作について説明する
ためのタイミングチャートである。

【符号の説明】

１…レーザ光走査部 ２…バーコード ３…バーコード読み取り部 ４…反射光 ５…光電変換回路 ６…２値化回路 ７…幅計測回路 ８…デコーダ ２１…除去パルス幅設定レジスタ ２２…クロック同期回路 ２３…エッジ検出回路 ２４…第１カウンタ ２５…第１比較回路 ２６…第２比較回路 ２７…ラッチ ２８…＋１回路 ２９…第２カウンタ ３０…ＡＮＤゲート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の線分とスペースを組み合わせた配
   列のパターンにより情報を表すバーコードを光学的に読
   み取り、パルス状の２値化された電気信号に変換してデ
   コードし、該情報に解読するバーコード読み取り装置に
   おいて、 デコードを行うデコーダの前段に、前記２値化された電
   気信号の各エッジ間の間隔を検出し、前記間隔が予め定
   めた幅データに該当しないときに、そのエッジ間の間隔
   を誤データと判定して削除した新たな２値化された電気
   信号を生成し、前記デコーダに出力する幅計測手段を具
   備することを特徴とするバーコード読み取り装置。
2. 【請求項２】 色の濃い部分が示すバーと色の薄い部分
   が示すスペースとを組み合わせたパターンにより情報を
   表すバーコードからの反射光を感知し、電気信号に変換
   してアナログバーコード信号を発生する光電変換回路
   と、 前記アナログバーコード信号をバー及びスペースの各々
   を示す２値に変換して２値信号を出力する２値化回路
   と、 前記２値信号の立ち上がり及び立ち下がりのエッジ毎に
   時間幅の短いパルスを発生させるエッジ検出回路と、 エッジを示す各パルスの間隔を所定のクロックに基づき
   カウントし、バーコードのバー及びスペースの幅を示す
   幅数値データを生成する幅計測回路と、 前記幅数値データに基づいて、バーコードが表す情報を
   解読するデコーダと、を具備し、 前記幅計測回路が、２つのカウンタを有し、第１のカウ
   ンタでバー及びスペースの各幅を計測し、幅データがバ
   ーコードのパターンにより定められた任意の数値に満た
   ない場合は、そのバーもしくはスペースの開始エッジ及
   び終了エッジを示すパルスを除去し、時間幅の短いバー
   及びスペースが取り除かれたエッジ信号を生成し、その
   エッジ信号の各パルスの間隔を第２のカウンタで再度、
   計測した値を幅数値データとして出力し、前記デコーダ
   へ送ることにより、一定の幅以上のバー及びスペースの
   みを有効なデータとしてデコードすることを特徴とする
   バーコード読み取り装置。
3. 【請求項３】 前記幅計測回路は、外部から書き込み可
   能なレジスタを有し、前記レジスタに書き込まれた値に
   満たない幅のパルス幅を除去することにより、有効とな
   る最小のパルス幅を設定可能とする請求項１に記載のバ
   ーコード読み取り装置。