JPS62226386A - バ−コ−ド読取回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はバーコードの読取回路に関するものであり、一
層詳細には、商品あるいは製品等に付されたバーコード
に光を照射し、該バーコードからの反射光または透過光
を電気信号に変換し、この電気信号を所定の信号レベル
と比較して２値化するバーコードの読取回路において、
種々の原因により変動するバーコードからの光量変化に
対して正確な２値化信号を得ることの出来る読取回路に
関する。

近年、製品の価格、製品番号、製造年月日等のデータを
バーコードを用いて当該製品に記録したものが多くの分
野で使用されている。このようなバーコードは、通常、
黒色の太線および細線を組み合わせ所定の間隔で配列す
ることにより情報をコード化して記録、標記している。

一般的に、このようなバーコードは光を照射し、バーコ
ードからの反射光あるいは透過光を一旦電気信号に変換
し、その反射率あるいは透過率の差異による信号レベル
の差によって２値化することにより読み取られる。

このようなバーコードはＰＯＳシステムとしてよく知ら
れるように、スーパーマーケットにおける販売管理等に
利用される他、最近では製造工場等において部品の管理
、ハンドリングにも使用されるに至っている。例えば、
この種のバーコードはエンジンにおける各部品の組込作
業を行う場合に極めて有用である。すなわち、エンジン
はピストンが内装されるシリンダブロック、前記シリン
ダブロックのジャーナル軸受部に組み込まれるクランク
シャフト、ピストンとクランクシャフトとを連結するコ
ネクティングロッド等を主要構成部品とし、これらの連
結部分には夫々組込時にヘアリングが嵌合される。

この場合、シリンダブロック、クランクシャ７１−およ
びコネクティングロッドには夫々の加工時において、そ
の加工精度に数μｍ程度の誤差が生ずることは避けられ
ない。従って、エンジンの動作を円滑とするためにも、
部品精度に若干の誤差があることを前提として各部品毎
に最適なサイズのベアリングを選択し組み合わせること
が要請されている。

然しなから、これらの部品の組み合わせ作業を作業員が
一つ一つ手作業で行っていたのでは多大な時間を要し、
しかも、組み合わせミスを生起する虞がある。

そこで、各部品毎にそのサイズに応じたバーコードを標
記しておき、前記バーコードを光学的に読み取って最適
なベアリングを選択するように構成しておけば、作業員
による製品の組み合わせミスが生じることもなく正確且
つ効率的にエンジンの組込作業を行うことが可能となる
。

ところが、このような部品に印刷等によってバーコード
を標記した場合、時として油汚れ等によってその標記部
分が不鮮明となり、バーコードの正確な判読が不可能と
なる虞がある。

そこで、バーコードを製品を構成する部品に刻設し、そ
の刻印による反射光量の変化を光学的に読み取る方法が
考えられている。然しなから、刻印の精度によっては、
バーコードがかすれたり、潰れたりすることがあり、ま
た当該バーコードが刻印される部品自体の光の反射率等
が異なる等、様々な原因により、バーコードからの検出
光量が変化し、しかも、これによって電気信号に変換し
た出力信号も当然変化することとなり、バーコード情報
を読み取るための正確な２値化体号が得られないという
問題が露呈している。

本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、製品に標記されたバーコードからの反射光また
は透過光を電気信号に変換した後、この変換された電気
信号を所定の信号レベルと比較する際に、バーコードか
らの検出光量の変化を実質的に減少させ、これによって
正確なバーコードの読み取りを可能とするバーコード読
取回路を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は媒体上に記録さ
れたバーコードに光を照射し、該バーコードからの反射
光または透過光を電気信号に変換し、該電気信号を所定
の信号レベルと比較して２値化することにより前記バー
コードの読取信号とするバーコードの読取回路であって
、前記変換された電気信号の直流信号成分を除去する直
流信号成分除去手段を設け、該直流信号成分除去手段の
出力信号を所定の信号レベルと比較し２値化して前記バ
ーコードの読取信号とすることを特徴とする。

次に、本発明に係るバーコード読取回路について好適な
実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。

第１図はバーコードの読取原理を概念的に示す図であり
、この例の場合は媒体１０である金属製品上に刻設され
たバーコード１２ａ乃至１２ｅに投光回路１４より光を
照射し、前記バーコード１２ａ乃至１２ｅにより反射さ
れた光を読取回路１６により読み取る例を示している。

すなわち、読取回路１６は一般的にはフォトダイオード
、フォトトランジスタ等の光電変換素子からなる受光素
子１８、増幅器２０、比較器等からなる２値化回路２２
により構成され、受光素子１８によりバーコード１２ａ
乃至１２ｅの反射光を検出して電気信号に変換し、増幅
器２０により適宜増幅した後、２値化回路２２によって
基準となる電圧値Ｖｒｅｆと比較して２値化された読取
信号を得るものである。投光回路１４はよく知られてい
るように、ランプ等の投光素子２４とこの投光素子２４
を制？１１するための投光制御回路２６から基本的に構
成されている。

第２図は第１図におけるバーコードの読取回路１６の動
作を説明するための図であり、同図（ａ）はバーコード
１２ａ乃至１２ｅを示し、同図（ｂｌは増幅器２０の理
想的出力波形を示し、同図（Ｃ）はその時の２値化回路
２２の出力波形を示し、同図（ｄ）は増幅器２０の実際
の出力波形を示し、同図（ｅｌおよび（ｆｌはその時の
２値化回路２２の出力波形を示している。

今、バーコード１２ａ乃至１２ｅおよびこの〕＼−コー
ドが刻印された媒体１０、投光回路１４、読取回路１６
の系の全てが理想的な状態であると仮定すると、バーコ
ード１２ａ乃至１２ｅによる反射光量、媒体１０の部材
による反射光量、投光回路１４からバーコード１２ａ乃
至１２ｅに照射される光量、受光回路からバーコード１
２ａ乃至１２ｅに照射される）ν星、受光素子１８の特
性等は一定であることになり、増幅器２０により光電変
換されたアナログ電気信号は、振幅、平均信号レベルＡ
Ｌとも一定の第２図（ｂ）に示す信号となるはずであり
、２値化回路２２における基準電圧Ｖ　ｒｅｆを第２図
（ｂ）に示す闇値レベルＴＬに示す一定値としておいて
も、同図ｔｅｌに示すようにバーコード１２ａ乃至１２
ｅに対応した読取信号が得られる。

然しなから、実際の系は様々な要因から第２図（ｂ）の
ような理想的な出力を得ることは出来ず、同図（ｄｌに
示すように増幅器２０の出力波形は振幅が異なったり、
また信号自体の平均値レベルＡＬも変化するものとなる
。これらの変動要因としては以下に述べるようなものが
考えられる。

すなわち、 （１）バーコード１２ａ乃至１２ｅが刻印される金属媒
体自身の光反射率が異なること、 （２）バーコード１２ａ乃至１２ｅの刻印面の凹凸（金
属表面の荒さ）や油汚れ、かすれ、傷、潰れ等による反
射率の差があること、 （３）投光素子２４の特性のバラツキがあること、（４
）受光素子１８の特性のバラツキがあること等である。

従って、バーコード１２ａ乃至１２ｅからの反射光を受
光素子１８で電気信号に変換し、増幅器２０で増幅した
アナログ電気信号は第２図（ｄ）に示すようにその平均
値レベルＡＬも変動し、個々の振幅もそれと異なった信
号となる。なお、２値化回路２２の基準電圧Ｖｒｅｆを
第２図（ｄ）に示すように闇値レベルＴＬＩに設定する
と、第２図（ｅｌのような出力波形となり、同様に、闇
値レベルＴＬ２に設定すると、第２図（ｆ）のような出
力波形となって、いずれもバーコード１２ａ乃至１２ｅ
と対応した波形が得られず、正しく当該バーコードの読
み取りが行われないこととなる。

このような反射光量の変化に対応するためには、これま
で、バーコードの刻印された媒体、すなわち、金属の種
類に応じて２値化回路２２の闇値レベルＴＬを３Ｊｉｌ
Ｉ整することが行われているが、闇値レベルを固定した
方法では反射光量の変化に対応する上で限界がある。

そこで、このような不都合を解決するために、反射光量
の変化に追従して闇値レベルが変化するような回路構成
の読取回路を用いることも行われている。第３図はこの
ような読取回路の例である。

第３図において、参照符号３０は受光素子、同３２は増
幅器、同２２は比較器からなる２値化回路を示し、また
、参照符号３６はダイオード、同３８はコンデンサ、同
４０．４２は抵抗、同４４は可変抵抗を示す。受光素子
３０によってバーコードからの反射光が電気信号に交換
され、増幅器３２によって所定のレベルに増幅されたア
ナログ信号はダイオード３６を介してコンデンサ３８に
加えられる。従って、コンデンサ３８は入力信号電圧を
一定期間保持するように動作し、このコンデンサ３８に
よって保持された電圧を抵抗４０．４２によって分圧し
て比較器２２の基準電圧Ｖｒｅｆが作られる。比較器２
２のもう一方の入力には増幅器３２の出力信号が加えら
れ、前記基準電圧Ｖｒｅｆと比較され、バーコードと対
応して２値化された読取信号が得られるのである。

この場合、増幅器３２の出力電圧Ｖｗと基準電圧Ｖｒｅ
ｆとの関係は ＲＩ　＋Ｒ２ となる。

ただし、 ＶＤＩ・・・・・・ダイオード３６の順方向電圧ＲＩ・
・・・・・抵抗Ｒ４０の抵抗値 Ｒ２・・・・・・抵抗Ｒ４２の抵抗値 である。

Ｖｔｌ、はＯＪ〜０．８ボルトで略一定であるから、基
準電圧Ｖ　ｒｅｆは増幅器３２の出力電圧Ｖｗ（バーコ
ードからの光反射量に対応した検出出力）に比例しない
こととなる。従って、バーコードからの反射光量が大幅
に変動した場合に、基準電圧Ｖ　ｒｅｆは追従しきれず
、バーコードの読み取りが正しく行えない場合が生じる
。このため、反射光量の変化に応じて増幅器３２に接続
された可変抵抗４４を調整して、基準電圧Ｖｒｅｆを調
整することか出来るようにされているが、この場合には
バーコードの読み取りの都度、可変抵抗を操作して基準
電圧の調整を要するという不都合が生じる。

第４図は本発明におけるバーコードの読取回路の原理的
構成を示す図であり、第５図は第４図の読取回路を用い
て第２図（ａｌのバーコード１２ａ乃至１２ｅを読んだ
場合の波形図である。

第４図において、参照符号５０は受光素子、同５２は増
幅器、５４は直流信号成分除去手段、５６は２値化回路
を示す。既に説明したように、バーコード１２ａ乃至１
２ｅからの反射光は受光素子５０により電気信号に変換
され、増幅器５２によって適切なレベルのアナログ信号
に増幅されるが、このアナログ信号は先に述べたような
種々の要因によって反射光量が変動し、第２図（ｄ）に
示すように振幅も夫々変動し、平均値レベルＡＬも変動
する。このような変動を伴うアナログ信号は、例えば、
高域通過フィルタ（バイパスフィルタ）等からなる直流
信号成分除去手段５４に加えると、第５図（ａ）に示す
ように、低周波成分が取り除かれ平均値レベルが一定の
信号が得られる。従って、２値化回路５６における基準
電圧Ｖｒｅｆとして一定の闇値レベルＴＬを設定してお
くことにより第５図（ｂｌに示すようにバーコード１２
ａ乃至１２ｅに対応した読取信号が得られる。

このように本発明は、バイパスフィルタ等の直流信号成
分除去手段を用いることによってバーコードからの反射
光量の変動に対応して変動する検出アナログ信号から低
周波成分を除くことにより、正確にバーコードと対応し
た読取信号を得るものである。

第６図は上述の直流信号成分除去手段５４に用いること
の出来るバイパスフィルタ回路の一例を示す図である。

この回路ではコンデンサＣＩ、Ｃ２、ＲＩ、Ｒ２が夫々
等しい時、遮断周波数（ｆｃ）は式（１）で求められる
。また、端子Ａに時刻ｔ＝Ｑの時、Ｖｌ　＝１となる入
力信号を加えた時のＢ、Ｃ，Ｄの各点における電圧Ｖ２
、Ｖ３、Ｖ４は式（２）、（３）、（４）で示される。

演算増幅器Ａ、が理想的な増幅器であり、増幅率が１で
あるとすると、 ｆｃ””１／（２πＣＲ）　　　　　　　　　　・・・
（１）ｖ、　＝　Ｖｌ　・ＢＸＰ　（−ｔ／（ＣＲ））
　　　　　　・＜２）Ｖｌ　　＝ＶＩ−（−ｔ／（ｃｐ
））−ロＸＰ　　（−ｔ／（ＣＲ））・・・（３） Ｖ、＝Ｖ３　　　　　　　　　　　　　　・・・（４）
となる。

従って、各回路定数を適切に選択することにより遮断周
波数ｆｃを設定し、低周波信号成分を除去することが出
来る。

以上述べたように、本発明はバーコードの標記された媒
体の光反射率の差、刻印されたバーコードの表面荒さ、
かすれ、傷、潰れ等による反射光量の変動に応じて変動
する検出アナログ信号から直流信号成分を取り除くこと
によって正確なバーコードの読取信号を得ることが出来
るという効果を有するものである。

なお、本発明の詳細な説明において、バーコードの読み
取りは反射光を検出する例を挙げて説明したが、透過光
を検出するタイプの読取回路にも本発明が適用可能であ
る。また、直流信号成分除去手段としてはバイパスフィ
ルタを使用する例を挙げて説明したが、これに限られる
ことなく同様のａ能を存する他の回路構成によって実現
可能なことは謂うまでもない。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設
計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図はバーコードの読取原理を示す図、第２図はバー
コードの読取回路の動作を説明するための波形図、 第３図は読取回路の一例を示す図、 第４図は本発明による読取回路の原理を示す図、 第５図は本発明の読取回路の動作を説明するための波形
図、 第６図は本発明の読取回路に適用される直流信号成分除
去手段の一例を示す図である。 ５０・・・受光素子　　　　　５２・・・増幅器５４・
・・直流信号成分除去手段 ５６・・・２値化回路 へ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）媒体上に記録されたバーコードに光を照射し、該
   バーコードからの反射光または透過光を電気信号に変換
   し、該電気信号を所定の信号レベルと比較して２値化す
   ることにより前記バーコードの読取信号とするバーコー
   ドの読取回路であって、前記変換された電気信号の直流
   信号成分を除去する直流信号成分除去手段を設け、該直
   流信号成分除去手段の出力信号を所定の信号レベルと比
   較し２値化して前記バーコードの読取信号とすることを
   特徴とするバーコード読取回路。