JPS599946B2 - 情報読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は情報読取装置、特に光学的バーコード読取装置
に関する。

近年特に多様化される情報処理分野において、たとえば
商品のラベルに文字、図形、数字等の情報源をもつとも
簡単な図形（バーコード）で表現し、この図形を読み取
ることによつて、間接的に、文字、数字等を認識するこ
とが盛に行なわれている。さらにこうした情報源におり
こむ情報量は近時増大する傾向があり、特にファッショ
ン商品関係では、単品の価格以外に色、ガラ、季節、地
域等の情報も一括してバーコード化して読み取り、一早
く商品流通のテンポを適格に把握しようとする動きが活
発になつている。

従来からこうしたバーコードを読み取る方式として、ラ
イトペン方式、固定式スキャナ読み取り方式などが実用
されている。

しかしながらこうした読み取り方式においては、現状で
は次のような問題点がある。ライトペン方式は、ごく一
般的な方式で白黒バーコードの上を光源及び受光素子を
内蔵するペン状物を手動でスキャニングし、白、黒のバ
ーの幅を認識し読み取るものである。

こうした方式は、一般的に、情報源バーコードの寸法が
小さくてすみ、しかも、多数情報が表現され得るので、
ラベルに付するには有効な方式である。しかし手動スキ
ャニングのために情報源上のスキャニングスピードが一
定せず、したがつてバー幅の認識にもエラーが多いとい
う欠点がある。また、このために装置を使用する人間の
熟練もある程度必要となる。こうした欠点を補う方式と
して、固定式スキヤナ読み取り方式が考えられた。固定
式スキヤナ読み取り方式はレーザー等の光線をミラー等
で振動させて高速スキャニングビームを作り、バーコー
ド上を高速でスキヤニングするビームで照射して得た反
射光を用いて瞬時に読み取る方式である。

この方式においては、スキャニング速度が一定であり、
ライトペン方式よりは正確な読み取りが可能である。ま
たこうした固定式スキヤナ読み取り方式に最適なコード
として、ユニバーサル・プロダクト・コード（以下ＵＰ
Ｃコードと称す）が実用化されている。

しかしながら、こうしたＵＰＣコードも含めて、情報量
が、増大すればコードの長さが増大する。この為こうし
た固定式スキヤニング方式も、そのビームのふらせかた
を多様化させて、複雑化する必要がある。右左いずれか
読取開始方向が定まつたコードの場合は、もつと困難な
問題が表面化する。したがつて現状ではＵＰＣコードの
読み取り方式として、確立化された方式がまだ見出され
ていないのが実状である。さらに、今後、多用されると
考えられるＵＰＣコード等のＮＲＺ（ノン・リターン・
ゼロ）信号情報を従来のライトペンで読み取ることは、
前記欠点等から、現状では不可能に近いものである。本
発明は、こうしたＵＰＣコード読取におけるライトペン
方式及び固定式スキヤニング方式に用いる読取装置の上
記問題点を解決し得る方式である。

第１図は本発明の光学的読み取り部の構成例を、また第
２図は同装置のダイオードアレイ部１００及びそれに付
属して読取結果を時系列信号に変換する回路部１０６の
回路例を、第３図は第２図各部の波形を、第４図は装置
全体の電気的構成例のプロツク図である。本発明の読取
装置においては静止光源１０３の光はラベル等の物品１
０５上のバーコード１０９を照し、物品１０５は手動で
適当な速度にて矢印Ａ又はＮの方向に、すなわちバーコ
ード１０９のバ一を横切る方向に動かされる。

バーコード１０９部分からの反射光は光学レンズ１０２
によつてダイオードアレイ１００等の光電検出手段を等
間隔配列したセンサー１内の受光部に結像し、ダイオー
ドアレイ１００に情報を与える。この情）報は回路部１
０６に与えられる。

ダイオードアレイのダイオードｎ１・・・Ｎｎの受光し
た光学的情報を時系列電気信号に変換する回路は例えば
第２図に示す公知の回路を用いうる。図示ＶＧｌ〜ＶＧ
ｎは各ダイオードＮｌ，ｎ２・・・Ｎｎと出力端子０ｖ
間に挿入されたスイツチング素子であり、その奇数番目
及偶数番目が各々第２の入力端子φ１，φ２に与えられ
る第３図φ１，φ２のパルスに応動して順次に開閉しつ
つそれぞれφ１，φ２の立上り、立下り時に各ダイオー
ドｎ１〜Ｎｎの衝壁容量に光入力に応じてたくわえられ
た電荷を順次に放電させる。第２図左端の入力端子は読
出スタート指令パルスを与える端子である。個々のダイ
オードにすべて充分な光量が与えられた場合、第２図の
端子ＶＯｖには第３図ＶＯｖに示す時系列パルスが読み
出される。現実に第１図に示すような白黒コードを静止
光源３で照射し、コード像を結像光学レンズ１０２でダ
イオードアレイ１００の受光面に結像すれば、第５図第
３段のパルス列図０ｖに示すようにバーコード部の黒白
に応じて出力電圧の異る出力パルストレインを回路部１
０６の出力端子ＶＯｖに得ることができる。第５図最上
段の１はダイオードセンサー、第２段の２，３はそれぞ
れセンサーに投影される任意の白及び黒のバーコードを
示す。黒バ一に対応したダイオードは、ＶＯｖパルスに
示すように、ピーク値の低いパルスを、白バ一に対応し
たダイオードはピーク値の高いパルスを生ずる。こうし
てセンサ１から出力端子ａに得られたＶＯｖパルスは公
知のアナログ処理回路たとえば公知のコンパレータ３（
検出レベルＶｃ）とローパスフイルタ等のアナログ化回
路４の縦続回路等でアナログ処理すれば、第６図ＶＯｕ
ｔに示すように情報としてバ一幅をもつ２値電気信号（
ハイ信号及ロー信号の２値からなる信号）に変換するこ
とができる。

第６図の２値信号ＶＯｕｔはバーコード読取信号であり
、バーコードの中現在スキヤナ一で読取つている部分の
情報を時系列電気信号に変換したものである。

この信号はバーコードを付したラベル等の物体を前述の
ようにバーコードの前又は後の方に変移させて行くとパ
ルストレインの頭か尾の一方が消失して行き他方に新し
いパルス部分が出現する。本発明の特徴はこの様にして
変移とともに変化するパルス信号を大容量の出力用シフ
トレジスタ中に順次配列し、シフトレジスタ内において
バーコード全体の情報に対応するパルス情報を記憶させ
、それを必要な情報として利用出来るようにする点にあ
る。クロツクパルスφ１，φ２は通常たとえば数ＫＨ２
等の充分に高い周波数のものを用いる。

したがつて、シフトレジスタ内のレジストの１回転に対
する前記バーコード変移による読出パルスＶＯｕｔの頭
又は尾の変化はきわめて少ない。すなわちアナログ化回
路４の出力である読出信号０ｕｔを受けるシフトレジス
タ７内のレジストの一回転において数個以下頭又は尾の
パルスが出現又は消失するような変化を受ける程度であ
る。本発明ではこの様な僅かづつのパルストレインの変
化を、公知のライトレットシフトレジスタを用いて検出
する。すなわちセンサの検出にもとずいて得られたバー
コード情報（第８図２０１）をシフトレジスタ中に収容
する。この情報は上記変移にもとずいて次の時点では頭
又は尾が若干変化する（第８図２０２）。この場合先の
情報をライトレットシフトレジスタの中でたとえば先ず
左シフトさせ、（第８図２０３）この左シフトで得た情
報と次時点の情報とを比較する。次回のパルスを先のパ
ルスにくらべて見たとき、もしパルスの頭に新しいデー
タ部分が現れ反対に以前の尾又は頭の部分が消失してい
れば、左シフトされたライトレットレジスタのデータが
シフトレジスタの次回分のデータと一致する。もし一致
しないときは次にライトレットレジスタの中で右シフト
させ（第８図２０４）これを比較の対象とする。第８図
下段はこうして一致が得られた状態を示す。この様な一
致を一致回路によつて検出する。この比較検出の時に頭
又は尾の何れの側に「１」又は「０」のいずれのデータ
が増加したか否かを検出する。このような検出をくり返
しつつ、新たに検出された新データをライトレフトシト
トレジスタのシフト方向の情報にもとずいてパルスの頭
又は尾の付加すべき側に付加しつつ、大容量の出力用シ
フトレジスタに全データをセツトする。従つて出力用シ
フトレジスタにはバーコード全体の情報がレジストされ
、このデータを用いて必要な情報処理を行うことができ
る。第４図は第８図の左シフトの一致検出、右シフフト
、一致検出及び最終的な出力用シフトレジスタ１５への
データ送入を行う回路例を示す。

１は前述のダイオードアレイ１００を含み時系列パルス
信号０ｖを出すセンサであり、クロツクパルスφ１，φ
２の発生回路及び始動パルスｓ及び終止パルスＶｅｎｄ
発生手段を含む駆動回路２により制御される。

３は増幅器４はアナログ化回路、５は時間検出回路、７
はシフトレジスタ、８，９はライトレットシフトレジス
タ、１０は一致回路、６は所定周期のパルス発生器を具
備してなる制御パルス発生回路、１１はアップダウンカ
ウンタ、１２はＤタイプのフリツプフロツプ、１３はカ
ウンタ、１４はデータセレクタ、１５は出力用シフトレ
ジスタ、１６はクロツクパルス発生器である。

センサ１は第７図ｄの信号ｓによつて駆動が開始され、
同図ｅの信号Ｖｅｎｄにより１回の電気的走査、即ち１
サイクルのパルストレイン読出を終る。その走査により
得られた信号は全体のバーコードのうちその時点でダイ
オードアレイ上に投影されている１部分であり、ライン
ｆに与えられた信号ＶＯｕｔはその部分の白黒バーコー
ド幅に対応した情報である。信号ＶＯｕｔの中の時間幅
を検出する時間幅検出回路５は時間幅に対応した数のク
ロツクパルスをラインｇに与える。したがつてラインＦ
ｆ）ＶＯｕｔ信号をデータ入力信号とし、ラインｇの信
号をクロツクパルスとしてシフトレジスタ７に導びく。
シフトレジス３ｔ７のデータ入力端にラインｆから信号
０ｕｔ中の「１」が入り、この時ラインｇからのクロツ
クパルスがシフトレジスタ７のクロツク入力端に加わる
と、シフトレジスタ７の左端の位置に「１］がセツトさ
れると共に内部データは１ビツト右方向にシフトする。
次にラインｆの信号ＶＯｕｔが「０］のときにはシフト
レジスタ７の左端には「０」がセツトされその前に入力
されていた左端の「１」は右方向に１ビツト移動して行
く。したがつてフオトダイオードアレイが丁走査を完了
して得られた「１」「０」の２値信号は順次にシフトレ
ジスタ７中に入力されセツトされる。フオトダイオード
アレイの一走査終了のときＥｎｄパルスがラインｅから
制御パルス発生回路６に入力されラインｖの出力が「１
」となりクロツクパルス発生器１６をスタートさせる。
このクロツクパルスが匍卿パルス発生回路６に入るとそ
の出力ラインＳ。，Ｓｌ，Ｓｄ，Ｓ／，Ｊ，Ｎ，ｇ，ｚ
，ｑ，ｒ，ｔには夫々第７図に示す出力パルスが与えら
れる。ラインＳ。，Ｓｌはライトレフトシフトレジスタ
８の制御端子に接続され、それらの出力の組合せによつ
て下記の異つた動作を行なわせる。即ちライトレットシ
フトレジスタ８はラインＳ。が「１」でラインＳ１が［
０］のときに右方向シフトレジスタとなり、ラインＳ。
，Ｓｌが上と反対の信号のときに左方向シフトレジスタ
となり、さらにラインＳ。，Ｓｌが共に［１］の場合に
シフトレジスタ７からラインｈにより与えられたデータ
を内部にとり込んでセツトする機能をもつ。他方のライ
トレットシフトレジスタ９の入力ラインＳｄ，Ｓｌ′の
信号による作用もシフトレジスタ８の場合と同様である
。ラインｊはシフトレジスタ８，９へのシフト入力パル
スであり、その立上り時にシフトレジスタ８，９を上記
の通り選択された左右いずれかの方向にシフトさせる。
またラインＳ。，Ｓｌが共に「１」の場合にはラインｊ
の信号の立上り時にデーノのセツトがなされる。ｎは一
致回路１０からの信号１をＤタイプフリップフロップ１
２に導くタイミングパルスである。シフトレジスタ７，
８のビツト数は同一である。このビツト数をαとすれば
、それよりもγビツト（１〜３ビツト）だけ少ないβビ
ツトの信号がライトレットシフトレジスタから取り出さ
れ、ラインｉを経て一致回路１０に与えられ、ここでラ
インｈからの信号と比較される。γビツトだけ少い信号
を比較する理由は、第８図２０４の左端に示すようにシ
フトされた後の信号にはγ個（１〜３個）の空白部があ
り、この部分を比較すると 、実際には一致している場
合に不一致の出力が出るからである。こうしてβビツト
の信号を比較して両者が一致しているとラインｌに「１
」出力が出る。このときライトレフトシフトレジスタ８
のシフト数はラインｊから与えられるパルス数となる。
ここの数γはγ＝α−βである。他方のライトレフトシ
フトレジスノ９のビツト数はγに選択されている。第７
図ｊのパルスが１個入るときその立上り時にライトレフ
トシフトレジスタ８，９は共に１ビツト右方向にシフト
する。ライトレフトシフ ４トレジスタ９の入力端子は
同８ど並列に接続され、その出力はデータセレクタ１４
に与えられて付加すべき信号が「１］か「０」かを指示
する。ライトレットシフトレジスタ８，９が１ビツト右
方向にシフトしたときに、シフトレジスタ７と８とにお
いて各右寄りのβビツトの部分が一致した場合には、一
致回路１０からの出力が［１」となる。また上記右寄り
のβビツトの部分が一致しなかつた場合には一致回路１
０の出力が［０」となる。一致回路１０の出力ライン１
からの出力はＤタイプのフリツプフロツプ１２のデータ
入力端子に与えられ、またそのクロツク入力端子にはラ
インｎによつてクロツク入力が与えられる。またそのセ
ツト入力端子にはラインｏからのセツト入力が与えられ
る。このフリツプフロツプ１２はラインｎからのクロツ
クパルスの立上りの時にそのデータ入力ラインｌの状態
をとり込む。このときラインｌが「１」でないときはラ
イトレフトシフトレジスタ８の入力ラインｊに２個のパ
ルスが与えられライトレットシフトレジスタ８を初期状
態から２ビツトだけシフトする。もしγビツトだけシフ
トしてもシフトレジスタ７と８が一致しないときには、
アップダウンカウンタ１１の出力ラインｏの信号により
フリツプフロツプ１２はセツトされ、その出力ラインｐ
は「１」となる。「ｐ」の「１」出力は制御パルス発生
回路６に入力されてＳ。，Ｓｌ，Ｓイ，Ｓ／各ラインの
信号を変更せしめ、それによつてレフトライトシフトレ
ジス３ｔ８を右方向から左方向に転換する。ライトレッ
トシフトレジスタ８はこの逆方向シフト状態を初めの状
態になるまで継続して維持する。すなわち、アツプダウ
ンカウンタ１１の入力ラインｒにはγ個のパルスが入力
されその結果その出力ラインｏにはパルス１個が出力さ
れる。このとき制御パルス発生回路６からラインｒにγ
個のパルスを出すと言うことに基いて同回路６からライ
ンＳ。，Ｓｌ，Ｓ♂，Ｓ／への出力が変更される。それ
と共に回路６の出力ラインｔからの制御パルス（第７図
ｔ）もダウンパルスとして出力されてγ個がアップダウ
ンカウンタ１１に入り、このためアツプダウンカウンタ
１１の出力ラインｙにパルスが発生し、カウンタ１１が
初めの状態に戻つたことを回路６に知らせる。この状態
でライトレットシフトレジスタ８，９も同様に当初の状
態に戻る。いまラインｊのパルスγ個がライトレフトシ
フトレジスタ８に入力される以前にシフトゝレジスタ７
と８の内容の一部が一致してその結果一致回路１０内で
一致が出来、その出力が″１１になると、このときライ
ンｒの信号の立上り時にラインｌの内容がＤタイプフリ
ップフロップ１２に取りこまれラインｐが「１」になり
一致したことを制御パルス発生回路６に知らせる。

もしもいまライトレットシフトレジスタ８，９がγ５ビ
ツト右方向にシフトした状態でシフトレジスタ７の前回
デーノと一致したとすればこのときγ７ビツトがライト
レットレジスタ９に入力されたことになる。さらにライ
トレットシフトレジスタ８の内部はγ５ビツト右方向に
移動したため、右端からγ５ビツトが空の状態になる。
そこで７からの新しいデータをライトシフトレジスタ８
の入力端に入力し、かつＳＯを「１」、Ｓ１を［１」と
してｊにパルスを入力することにより、シフトレジスタ
７のαビツトのデータがライトレットシフトレジスタ８
に記憶される。１３はカウンタであつて８，９が右方向
にシフトしたビツト数を知らせる出力ｑを入力としてシ
フトビツト数をカウントする。

カウンタ１３の出力Ｘｌ，Ｘ２，Ｘ３はデータセレクタ
１４に入り、データセレクタ１４の中のγ個のデータの
中の１個をセレクトする。ラインｊのパルスがγ１個発
生した時にシフトレジスタ７，８のデータが一致すれば
、その時Ｘｌ，Ｘ２，Ｘ３に対応した入力がセレクトさ
れてラインｗに出力として導ぴかれる。ライトレットシ
フトレジスタ８をシフトさせる前に、右端にあるデータ
がγ７ビツトシフトしてライトレフトシフトレジスタ９
の中で左からγ７ビツト目に位置することにより、その
ビツトに対応した出力がラインｍを通じデータセレクタ
１４を通して出力端ｗにも出力されることになる。この
ｗラインの信号はｚの信号の指令で出力用シフトレジス
タ１５にとり込まれる。このラインｚの信号は一致回路
１０が「１］になつて一致したあとに制御パルス発生回
路６から発生する。さらに次のフオトダイオードアレイ
の読取がラインｄの信号ｓによりスタートされると同時
に駆動回路２の出力でカウンタ１１，１３とフリツプフ
ロツプ１２がりセツトされ、次の一走査の信号が入力さ
れる。本発明では手動でバーコード上を若干移動してい
るためダイオードアレイ１には前回データと若干異なる
新データが入力されることになる。

しかし前記駆動パルスφ１，φ２が数ＫＨｚという非常
に早いものであるためバーコードの移動量はシフフトレ
ジスメ内のレジストの一回転に対して問題にならない程
遅い。

このため次回の読取データは前回データにくらべて僅か
しか変化しない。こうして順次新デーノをその前回デー
タと比較して前回データと一致したことに基いて新しく
現われた部分のデータをシフトレジスタ１５に与え、そ
れを順次繰返してゆけば、手動によつて全体のバーコー
ドの像を検出点アレイ上で走査しおわつた段階で、全体
のバーコード情報はすべて出力用シフトレジスタ１５に
入力されていて、出力端０ＵＴに出力されることになり
、バーコード全体の情報の取出が可能となる。以上のよ
うに、本発明によれば手動における認識時のバ一情報特
にバ一幅情報の認識ミス（手動速度の遅速による認識ミ
ス）は、なくなる。

本方式では、ＰＥコード、ＵＰＣコード共に読み取りが
可能であり、手動操作に起りがちな認識ミスや、固定式
スキヤナの場合に従来は複雑なスキヤニングを要した多
数キヤラクメーコードのラベルに対しても、充分な性能
で読取が得られる。また、ダイオードアレイは１列の少
素子のものを用いるだけで充分であるから価格面におい
ても、ライトペン方式と大差ない等多くの特徴を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学的読取部の斜視図、第２図は同部
のセンサ１の回路例、第３図は第２図の端子φ１，φ２
，ＶＳに与えられる信号及び点ＶＧｌ，ＶＧ２，・・・
及び出力端子ＶＯｖに得られる信号波形、第４図はセン
サ１の出力信号を処理する回路の１例の回路図、第５図
はセンサの検出点アレイｎ１・・・Ｎｎとバーコードの
暗明両部２，３及びそれにより得られる各光電素子毎の
電気的情報の関係を示す図、第６図はセンサ１の出力信
号０ｖとそれを電気的に処理して得られる２値信号ＶＯ
ｕｔの関係を示す図、第７図は第４図の回路の各部の波
形を示す動作説明図、第８図は本発明の装置のシフトレ
ジスタ内及びライトレットシフトレジスタ内の信号の比
較を示す図である。 図において、１０９・・・・・・バーコード、１００・
・・・・・ダイオードアレイ、１０６・・・・・・回路
部、１・・・・・・センサ、３・・・・・・コンパレー
タ、４・・・・・・アナログ化回路、７・・・・・・シ
フトレジスタ、８，９・・・・・・ライトレットシフト
レジスタ、１０・・・・・・一致回路、１５・・゜“゜
・出力用シフトレジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バーコードを部分的に読み取りながら読み取られる
   部分を順次変移させることによつて、情報源としてのバ
   ーコードを読み取る装置であつて、複数の光電素子の受
   光部を等間隔に配列した検出点アレイを具備したフォト
   センサと、前記フォトセンサからの出力を２値化情報信
   号に変換する変換手段と、前記２値化情報信号を保持す
   る入力用シフトレジスタと、前記入力用シフトレジスタ
   の情報を所定ビット敷布及び左にシフトするライト・レ
   フト・シフトレジスタと、前記ライト・レフト・シフト
   レジスタ中のシフトされた情報と、新たに前記入力用シ
   フトレジスタに入力された情報とを比較して新たに出現
   した新情報部分を検出して出力する比較手段と、前記比
   較手段からの出力を順次配列する出力用シフトレジスタ
   と、を具備したことを特徴とする情報読取装置。 ２ 前記フォトセンサは、静止光源によつて照射された
   前記バーコード信号の光像を前記検出点アレイ上に結像
   させる手段を具備したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の情報読取装置。