JPH1131193A - バーコード読取装置 - Google Patents

バーコード読取装置

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JPH1131193A
JPH1131193A JP9220585A JP22058597A JPH1131193A JP H1131193 A JPH1131193 A JP H1131193A JP 9220585 A JP9220585 A JP 9220585A JP 22058597 A JP22058597 A JP 22058597A JP H1131193 A JPH1131193 A JP H1131193A
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伸一 槻木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バーコード以外からの不要な受光信号で且つ
振幅の大きな受光信号を排除するバーコード読取装置の
提供。 【解決手段】 バーコード読取装置1における可変利得
増幅回路12の増幅率を決定する受光信号の積分回路1
7の前段に比較回路32を設ける。この比較回路32に
所定振幅以上の受光信号が入力された場合は積分回路1
7における積分を行わないようにして、可変利得増幅回
路12の増幅率が必要以上に下がらないようにする。即
ち、バーコード以外の振幅の大きい受光信号を排除し
て、常に適切な増幅率を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はバーコード読取装
置、詳細にはバーコード読取装置の中で用いられる可変
利得増幅回路の改良に関する技術である。
【0002】
【従来の技術】従来よりバーコード読取装置は、識別さ
れるべき検体や製品に印刷されたり貼り付けたれたりし
ているバーコードを読取り、製品の識別や製品に対する
様々な処理情報を得る装置として幅広く用いられてい
る。中でも、図7に示すようにレーザ光3を用いてバー
コード2上を走査することにより、バーコード2を読み
取るいわゆるレーザ式のバーコード読取装置1は、走査
速度が非常に高速で特にバーコード2が高速に移動して
いる場合の読取に有効である。
【0003】その中で、物流の業界も上述したようにバ
ーコード2(厳密にはバーコード2を付した製品)が高
速に動いている業界であり、バーコード読取装置1が製
品に付されているバーコード2を読み取ることにより製
品の仕分け等の処理が行われている。
【0004】この物流の業界は、識別される製品の大き
さの種類が非常に多く、所定の場所にバーコード読取装
置を設置した場合、ある時はバーコード2までの距離が
非常に近く、またある時には非常に遠いという場合が生
じる。
【0005】上記のような状態においては、照射される
レーザ光3の強度は同じであるのでバーコード2までの
距離が近い場合は反射される反射光の受光強度が強く、
遠い場合は弱くなる。そこで従来よりバーコード読取装
置1は、その反射光の強度により反射光に対する受光信
号の強度に応じて増幅率を可変とするいわゆる可変利得
増幅回路を用いて、受光信号の大きさに依存せず安定し
たバーコード2の読取を可能とする手法を用いている。
【0006】図8に従来のバーコード読取装置1のブロ
ック図を示す。走査されたレーザ光3はバーコード2上
で反射され受光手段11で受光される。受光手段11は
受光信号Vsを出力し可変利得増幅回路12に入力され
フィルタ回路13、増幅回路14及び2値化回路15を
経てマイコン16で処理され、バーコード情報が解読さ
れ出力される。
【0007】一方、フィルタ回路13からの出力信号
は、積分回路17に別途入力され、受光信号に基づく電
気信号が積分され可変利得増幅回路の増幅率制御信号端
子20に入力される。即ち、積分された信号の大きさに
より可変利得増幅回路20の利得が制御され、受光信号
が常に安定して2値化及び解読できるような振幅の信号
に制御される。
【0008】具体的には、受光信号が大きい場合は、積
分回路17の出力信号が大きくなりこの信号により可変
利得増幅回路12の増幅率が下げられる。逆に受光信号
が小さい場合は、積分回路の出力信号が小さくなりこの
信号により可変利得増幅回路12の増幅率が上げられ
る。従って、2値化回路15に入力される電気信号の振
幅もこれに応じて変化する。
【0009】図9に積分回路17を示す。基本的には抵
抗R1及びR2とコンデンサC1を用いた回路であり、
整流作用をさせるためにダイオードD1が抵抗R1と直
列に接続されている。ここでR2はコンデンサC1に蓄
えられた電荷を放電するための抵抗であり、時定数はR
2C1である。従ってここでいう積分回路とは整流作用
及び放電作用を有する積分回路のことを意味するものと
する。
【0010】図9のVin端子に図10(a)に示す信
号が入力された場合、図9の出力端子voutに出力さ
れる信号はほぼ直流となり図10(b)のようになる。
すでに述べたように、Vinに入力される信号の振幅が
大きいほど、voutから出力される信号の直流レベル
は高くなり、この信号レベルが可変利得増幅回路12の
利得制御端子20に入力されることにより可変利得増幅
回路12の増幅率は決定され、2値化回路15への入力
信号レベルも結果として制御される。
【0011】図11に、可変利得増幅回路12の例を示
す。図11(a)は基準出力電圧voutが増幅回路の
VAGC入力端子に入力される電圧により増幅率が変化
するアンプである。また、図11(b)に示す可変利得
増幅回路12はオペアンプの出力端子とマイナス入力端
子の両端に接続されたFETのゲートに与える電圧を変
化させることにより増幅率を変化させる構成を示してい
る。図11(c)に示す可変利得増幅回路12は図11
(b)と同様に出力端子とマイナス入力端子に並列に接
続された抵抗をアナログスイッチ24を用いて適宜on
/offすることにより増幅率を離散的に変化させてい
るいわゆるプログラマブルゲインアンプである。最後に
図11(d)には、ゲート端子を2個有するデュアルゲ
ートFET29を用いた可変利得増幅回路12であり、
一方のゲートに受光信号Vsを入力し、他方のゲートに
直流の信号voutを入力することによりドレインから
出力される受光信号の振幅、即ち増幅率を変化させる構
成としている。
【0012】このように可変利得増幅回路12は、適宜
その回路構成を選択できるものである。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかし物流の業界で
は、既に述べたように読み取るべきバーコード2までの
距離が遠い場合があるため、走査するレーザ光3の長さ
が対象物の距離に比例して長くなるという問題がある。
このことにより、本来読み取るべきバーコード2以外の
部分にもレーザ光3が走査により照射される。
【0014】図12は、バーコード読取装置1から読取
対象となるバーコード2が遠い距離にあるため、走査す
るレーザ光3の長さが長くなっている状態を示してい
る。このことによりこの図ではバーコード2の左側にあ
る金属製の支柱4にレーザ光が同じく照射されている。
【0015】仮にこの金属製の支柱4が光沢のあるもの
であった場合、読取対象となるバーコード2からの受光
信号Vsは距離が遠いため小さく、逆に金属製の支柱か
らの受光信号は反射率が高いため格段に大きくなる可能
性がある。
【0016】この時の、受光信号の波形を図13(a)
に示す。図13(a)の左側に現れている振幅の大きい
波形は金属製の支柱からの反射による受光信号波形であ
る。一方その波形の右側の波形は、本来読み取るべきバ
ーコード2から反射された受光信号Vsである。これら
の波形を比較して明らかなように金属製の支柱からの受
光信号の振幅が非常に大きいため、図13(b)に示す
ように積分回路17の出力信号voutの直流信号レベ
ルは高くなっている。
【0017】従って、可変利得増幅回路12に入力され
るこの積分回路17の出力信号voutが大きいため増
幅率は低く抑制される。結果として、図14に示すよう
な2値化入力信号となり、バーコード2の情報を有する
部分の信号が非常に小さくなり、もはやこの信号レベル
ではバーコード2の解読は不可能になってしまってい
る。
【0018】即ち、可変利得増幅回路12は本来バーコ
ード2の受光信号を、2値化回路15が正確に2値化す
るための適正な振幅に制御するために設けられているに
もかかわらず、このような不要な信号を受光してしまう
ことにより、バーコード2の読取を不可能にしてしまう
という問題がある。
【0019】この問題を、解決するためには図12で示
したような反射率の極めて高い、且つレーザ光3が照射
される可能性のある部分(ここでは金属製の支柱)に反
射率を下げるような措置、例えば黒く塗装したり黒い紙
を貼り付けたりする必要があった。
【0020】しかしこのような対策だけでは十分ではな
く、たとえば、バーコード2が付されている製品自体に
おいてバーコード2以外の部分が高い反射率を有する場
合は、上記のような塗装等の対策はできない。
【0021】本発明はバーコード2からの受光信号以外
の、特に反射率の高い材質からの受光信号をキャンセル
する積分回路を備えたバーコード読取装置を提供し読取
性能を向上させることを目的とする。
【0022】但し、バーコード2自身からの受光信号が
非常に大きい場合で且つ上述したような反射率の高い物
体がない場合は逆に積極的に増幅率を下げる必要が生じ
る。
【0023】従って、本発明の別の目的はバーコード自
身からの受光信号が大きい場合であっても効果的に増幅
率の制御が行えるバーコード読取装置の提供を目的とす
る。
【0024】
【課題を解決するための手段および発明の効果】第1の
発明に係るバーコード読取装置は、読取対象となるバー
コードにレーザ光を走査して照射し、前記レーザ光の反
射光を受光手段により受光信号に変換し、前記受光信号
の大きさに基づいて増幅率を変化させ、2値化手段に出
力する可変利得増幅手段を有するバーコード読取装置に
おいて、所定の基準電圧と受光信号に基づく電気信号を
比較する比較手段及び前記電気信号を積分する積分手段
を有し、前記比較手段は前記積分手段への積分動作を制
御し、前記積分手段は前記可変増幅手段の増幅率を制御
することを特徴とするバーコード読取装置である。
【0025】第2の発明に係るバーコード読取装置にお
いては更に、前記比較手段は前記所定の電圧と前記電気
信号を分圧した電圧を比較することを特徴とするバーコ
ード読取装置である。
【0026】第1及び第2の発明に係るバーコード読取
装置は比較手段を積分手段の前段に設けているため、バ
ーコードの受光信号に無関係で且つ必要以上に大きい電
気信号を可変利得増幅手段における増幅率に影響を与え
ないようにできる。
【0027】従って、レーザ光がバーコードを走査する
前に反射率の高いを走査することにより非常に大きな受
光信号を受光しても、この受光信号の振幅の影響を受け
ることなく適正な可変利得増幅手段の利得となり、2値
化手段が2値化できる適切な振幅のバーコードに関する
受光信号に基づく電気信号を得ることができる。
【0028】第3の発明に係るバーコード読取装置は更
に、各レーザ光の走査毎に前記電気信号が前記基準電圧
を所定回数を超えた時には、前記比較手段は前記基準電
圧を相対的に上げることを特徴とするバーコード読取装
置である。
【0029】即ち、第3の発明に係るバーコード読取装
置は、バーコード以外の受光信号が非常に大きく且つバ
ーコード自体からの受光信号が非常に大きい場合は、2
値化するために十分な振幅に増幅率を制御するのに数回
の走査が必要になる。即ち2値化できるようになるまで
時間がかかることを考慮して、所定回数以上基準電圧を
超えた場合は、バーコード自体からの受光信号も非常に
大きいものであると見なして基準電圧を相対的に上げて
比較手段により積分手段が制御されないようにするもの
である。
【0030】第4の発明に係るバーコード読取装置は、
前記所定回数を計数する計数手段と、前記基準電圧を制
御する制御手段を有することを特徴とするバーコード読
取装置である。
【0031】又、第5の発明に係るバーコード読取装置
は、前記基準電圧を相対的に上げるための前記所定回数
を設定する設定手段を有することを特徴とするバーコー
ド読取装置である。
【0032】第4の発明に係るバーコード読取装置は、
第3の発明に加えて基準電圧を超えた回数を計数する手
段とを更に備え、又、第5の発明に係るバーコード読取
装置はその回数を自由に設定できることを特徴として、
バーコード読取装置を設置する状態への対応の自由度を
向上させる。
【0033】第6の発明に係るバーコード読取装置は、
第1乃至第5の発明のバーコード読取装置において、比
較手段による積分手段の制御を不可能にする切換手段を
有することを特徴とするものである。
【0034】このことにより、元来バーコード以外の不
要な受光信号がない場合は、従来通りの積分手段による
増幅率の制御を行うことができるので2値化可能な状態
により高速に追従できる。
【0035】
【発明の実施の形態】図1に本発明の実施例におけるバ
ーコード読取装置1のブロック図を示す。図1のブロッ
ク図は積分回路17の前段に比較回路32を挿入してい
ることを除いては図8において既に説明したブロック図
と同じである。
【0036】図2に、本発明の第1の実施例における比
較回路32と積分回路17を含んだ回路図を示す。入力
受光信号Vinは抵抗R1とR2で分圧された電圧Vd
ivと基準電圧であるVrと比較される。Vinの分圧
電圧VdivがVrより大きい場合は比較回路32の出
力がローになり抵抗R1を介して比較回路に電流が流れ
る。このことにより、ダイオードD1のアノードの電圧
Vlimはゼロに近くなりコンデンサC1への充電は行
われない。
【0037】従ってvoutはゼロとなり、可変利得増
幅回路12の増幅率は大きくVinに非常に大きな振幅
の信号が入力された場合においても、増幅率に影響を与
えることはなく、増幅率はその後にVinとして入力さ
れるバーコード2自身の受光信号に基づく振幅に対応し
たvoutが出力されるため適正な増幅率制御が実現で
きる。
【0038】尚、ここでVrは、非常に反射率が高いと
き、即ちバーコード2以外で非常に受光信号が高い時の
振幅が入力されたとき比較回路の出力がローを出力する
ように設定されている。
【0039】図2に示すように入力信号Vinを分圧す
ると比較的高い振幅の電圧まで取り扱えるが、図5に示
すように入力信号VinとVrを分圧することなく比較
することによっても図2と同じ作用効果が得られる。
【0040】次に、図2における信号を図3を用いて更
に詳細に説明する。バーコード2を読み取るためにバー
コード読取装置から走査しながら照射されるレーザ光
が、バーコード2を走査する前に図12に示される金属
製の支柱4に照射されたとする。すると、時間T2から
T3までの間の入力電圧Vinは、Vrを超えた電圧に
なる。この時コンデンサCに充電される電荷は入力電圧
Vinの分圧電圧Vdivが閾値電圧VΓ以下である場
合に限られる。この期間はT1〜T2とT3〜T4であ
り、閾値電圧Vrを超えているT2〜T3の期間の入力
信号は比較回路32の出力がローとなるため、コンデン
サC1には充電されることがない。従って、コンデンサ
C1の両端に現れる電圧は低く抑えられるため可変利得
増幅回路12の増幅率は必要以上に小さくなることがな
い。
【0041】図2の時間T6以降に現れている電圧波形
はバーコード2自体を読み取った時の波形であり、その
入力信号Vinは閾値電圧Vrを超えていないためこの
信号はコンデンサC1に充電される。
【0042】一方でコンデンサC1と並列に抵抗R2が
接続されいるため、コンデンサC1に充電された電荷は
時定数C1R2により時間とともに放電されることにな
る。この動作により、バーコード2による読取信号入力
Vinが入力されたときのみの出力信号Voutが信号
可変利得増幅回路12に入力され適正な増幅率に調整さ
れる。
【0043】ここでVinからの入力信号がなくなれば
即ちゼロになれば抵抗R2によるC1の電荷の放電によ
ってVoutはゼロになり、増幅率は再び高くなる。
【0044】即ち、バーコード2を読み取ってから次の
バーコード2がくるまでに、C1に充電された電荷が放
電されるに十分な時間がある場合、可変利得増幅回路1
2の増幅率は、Voutがゼロになるため再び初期値で
ある高いものに戻る。
【0045】尚、図2におけるT1〜T2、及びT3〜
T4の期間において充電された信号は、閾値電圧Vrに
よりその大きさが制限されるため、可変利得増幅回路1
2の増幅率の調整にはほとんど影響がない。
【0046】図4に第2の実施例を示す。図2の回路図
と異なる点は入力電圧Vinを分圧せずに比較回路32
に入力していることのみである。このととにより、回路
構成は簡略化されるが大きな振幅の入力信号Vinを入
力することができなくなる。しかし、図2の回路と同様
の動作をする。
【0047】図5に、第3の実施例を示す。図2の回路
と比較して以下の点で構成が異なる。まず、分圧された
抵抗の一つにアナログスイッチ41が接続されているこ
とである。このアナログスイッチを開閉することにより
比較回路32の負側入力端子の入力電圧が下がり比較回
路32の出力信号が常にハイの状態を維持する。即ち、
入力信号Vinの大きさに関わらず、コンデンサC1に
充電されることになりVinが十分に大きい場合、可変
利得増幅回路の増幅率は急激に下がる。
【0048】しかしアナログスイッチ41は、次の条件
の時にのみonされる。アナログスイッチ41がoff
の時において入力信号Vinの大きさにより、所定の回
数(図5では2回)比較回路32の出力信号がローにな
った時、この回数をCPU等で計数しておき、次回より
アナログスイッチ41をonにして比較回路32の出力
がローにならないようにする。アナログスイッチ41は
レーザ光3の1走査が終わる毎にoffとなり、次の走
査においてアナログスイッチは計数により再度決定され
る。
【0049】このように動作させれば、可変利得増幅回
路12の増幅率の調節を高速に行うことができる。これ
は、以下の理由による。
【0050】図6(a)に、バーコード2を正確に読み
取るために可変利得増幅回路12の増幅率が調節されて
いく様子を示す。バーコード2自体の入力信号が大きい
場合は可変利得増幅回路12の増幅率を小さくする必要
があるが、この増幅率の調整は瞬時に行えるものではな
く、バーコード2を正確に読み取れる信号の大きさにな
るように増幅率が調節されるようになるには、数回の増
幅率の調整が必要になる。
【0051】即ち、バーコード2自体の入力信号が大き
い場合には増幅率を下げる必要があるが、図2のような
構成にすると、振幅の大きい入力信号Vinは比較回路
32でコンデンサC1への充電に寄与しなくなるため、
増幅率を高速に下げることができない為徐々にしか増幅
率を下げることができない。従って、結果的に増幅率の
調整に時間がかかる。
【0052】そこで、同じバーコード2を何回も走査す
ることにより、増幅率を収束させるように調節している
が、2値化回路15がバーコード2を2値化できるよう
になるには、最初の何回かの走査は単に増幅率の調整の
為だけに費やされる。
【0053】バーコード2の移動速度が遅い場合は1つ
のバーコード2の走査回数を多く取ることができるが、
バーコード2の速度の上昇につれて走査回数は減少して
ゆき、増幅率の調節の為の走査に多くの回数を割り当て
ることができなくなる。
【0054】そこで、バーコード2の受光信号自体の振
幅が大きい場合は所定回数だけ、コンデンサC1への充
電をやめて、必要以上に増幅率が下がることを防止しな
がら、且つ、その後はC1への充電を行わせ直流出力電
圧Voutを大きくしてバーコード2の受光信号に対す
る高速な増幅率の調整(ここでは増幅率の減少)を可能
にしている。
【0055】図6(b)はこの入力信号波形Vinと比
較回路32の出力を示しており、各レーザ光3の各走査
において最初の2回のみ閾値電圧Vrを超えた時の比較
回路32の出力はローになっているが、それ以外では出
力はハイのままであるため、コンデンサC1に高速に電
荷が充電されている。
【0056】従って、次のレーザ光3の走査時の入力信
号Vinの振幅は短時間に下がり、2値化回路15で正
確に2値化できる振幅にすることができる。
【0057】尚、通常バーコード2上をレーザ光3が1
回走査する毎に走査信号が出力されているので、各走査
においてバーコード2以外の不要な受光信号を排除する
ことができる。
【0058】又、上記説明において排除する信号の回数
を2回としたが、この回数を別途設定する手段を設け
て、バーコード読取装置が走査するレーザ光の状態を考
慮した上で排除する回数を決定できるようにしてもよ
い。
【0059】又、逆にバーコード読取装置の設置場所に
よってはこれら上述の動作が不要になる場合もあるの
で、これらの処理動作を取り消す手段を用いてもよい。
【0060】例えば上記実施例では排除する信号の回数
を2回としていたが、この回数をゼロとすると、上記処
理動作を不可能として積分手段の制御を切り換える手段
を実現することができる。
【0061】
【発明の効果】以上のように、本発明のバーコード読取
装置においてはバーコード2以外の不要な受光信号を受
光した場合、閾値電圧より大きい場合はその受光信号を
排除することができる。
【0062】又、バーコード2以外の不要な受光信号と
ともにバーコード2自体の受光信号をも大きい場合は、
不要な信号を選択的に排除することができるという効果
を奏する。
【0063】この為、本発明のバーコード読取装置は、
読取対象であるバーコード2を読み取る場所を選ばなく
なり、バーコード読取装置を設置する自由度が格段に向
上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例におけるバーコード読取装置
のブロック図である。
【図2】 本発明の第1の実施例における比較回路及び
積分回路である。
【図3】 図2の回路動作を説明するためのバーコード
以外の振幅大きい受光信号を含むバーコードの受光信号
及び、この信号を積分したときの出力信号である。
【図4】 本発明の第2の実施例における比較回路及び
積分回路である。
【図5】 本発明の第3の実施例における比較回路及び
積分回路である。
【図6】 バーコード読取装置における2値化回路の入
力信号波形である。
【図7】 バーコード読取装置から照射された走査レー
ザ光がバーコードを読み取っている状態を示した図であ
る。
【図8】 従来のバーコード読取装置のブロック図であ
る。
【図9】 従来の積分回路である。
【図10】 図9における入力信号及び出力信号であ
る。
【図11】 可変利得増幅回路である。
【図12】 バーコード読取装置から照射された走査レ
ーザ光がバーコードを走査する前に金属の支柱を走査し
ている状態を示した図である。
【図13】 バーコード以外の振幅大きい受光信号を含
むバーコードの受光信号及び、この信号を積分したとき
の出力信号である。
【図14】 図13の出力信号により増幅率が調節され
た後の受光信号である。
【符号の説明】
1 バーコード読取装置 2 バーコード 3 レーザ光 4 金属製の支柱 11 受光回路 12 初段増幅回路 13 フィルタ回路 14 増幅回路 15 2値化回路 16 マイコン 17 積分回路 24、41 アナログスイッチ 29 デュアルゲートFET 32 比較回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】読取対象となるバーコードにレーザ光を走
    査して照射し、前記レーザ光の反射光を受光手段により
    受光信号に変換し、前記受光信号の大きさに基づいて増
    幅率を変化させ、2値化手段に出力する可変利得増幅手
    段を有するバーコード読取装置において、 所定の基準電圧と受光信号に基づく電気信号を比較する
    比較手段及び前記電気信号を積分する積分手段を有し、 前記比較手段は前記積分手段への積分動作を制御し、前
    記積分手段は前記可変利得増幅手段の増幅率を制御する
    ことを特徴とするバーコード読取装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載のバーコード読取装置におい
    て、前記比較手段は前記基準電圧と前記電気信号を分圧
    した電圧を比較することを特徴とするバーコード読取装
    置。
  3. 【請求項3】請求項1乃至請求項2のバーコード読取装
    置において、各レーザ光の走査毎に前記電気信号が前記
    基準電圧を所定回数を超えた時には、前記比較手段は前
    記基準電圧を前記電気信号に対して相対的に上げること
    を特徴とするバーコード読取装置。
  4. 【請求項4】請求項3記載のバーコード読取装置におい
    て、前記所定回数を計数する計数手段と、前記基準電圧
    を制御する制御手段を有することを特徴とするバーコー
    ド読取装置。
  5. 【請求項5】請求項3乃至請求項4記載のバーコード読
    取装置において、前記基準電圧を前記電気信号に対して
    相対的に上げるための前記所定回数を設定する設定手段
    を有することを特徴とするバーコード読取装置
  6. 【請求項6】請求項1乃至請求項5記載のバーコード読
    取装置において、前記比較手段による積分手段の制御を
    不可能にする切換手段を有することを特徴とするバーコ
    ード読取装置
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001094369A (ja) * 1999-09-21 2001-04-06 Olympus Optical Co Ltd 光学信号処理回路
JP2006175629A (ja) * 2004-12-21 2006-07-06 Konica Minolta Holdings Inc 微小液滴の検出装置、微小液滴の検出方法及びインクジェット記録装置
JP2012091518A (ja) * 2011-12-16 2012-05-17 Konica Minolta Holdings Inc 液滴の検出装置、液滴の検出方法及びインクジェット記録装置

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