JPS6260074A - バ−コ−ドスキヤナ− - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は一次元イメージセンサを使用したバーコード
スキャナーに関する。

［従来の技術］ 一般にこの種のバーコードスキャナーは第１０図に示す
ようにＣＣＤセンサやＭＯＳセンサなどの一次元イメー
ジセンサ１を使用して例えば１ライン２０４８画素の分
解能でバーコードの白、黒ラインを読取り、その出力を
前置増幅器２及び増幅器３を介して増幅し、その増幅出
力をサンプルホールド回路４でサンプルホールドしてか
らローパスフィルタ５で高周波成分をカットし、その出
力をコンパレータ６の一方の入力端子に入力するととも
にスライスレベル作成回路７を介して前記コンパレータ
６の他方の入力端子に入力し、そのコンパレータ６でス
ライスレベル作成回路７からのスライスレベルを基準に
ローパスフィルタ５から直接入力される信号を２値化し
バーコードの白、黒に対応した２値化信号Ｓを出力する
ようにしている。

そして従来はスライスレベル作成回路７を第１１図で示
すように構成したものが知られている。

すなわち、これはローパスフィルタ５の出力ＬＰＳをダ
イオード８．９を互いに逆極性にして並列に接続してな
るダイオード並列回路を介してコンデンサ１０に充電し
、そのコンデンサ１０の充電電圧をゲインが１倍のバッ
ファ構成になっている増幅器１１を介してスライスレベ
ル信号ＳＬＳとして出力するものである。

このようなスライスレベル作成回路７を使用したバーコ
ードスキャナーの動作を出力波形に基いて述べると、第
１２図に示すように先ずイメージセンサ１からは（ａ）
で示す映像信号が出力され、それが増幅器３で増幅され
かつ反転されて（ｂ）に示す波形となり、この波形がサ
ンプルホールド回路４でサンプルホールドされて（Ｃ）
に示すような平滑波形となり、さらにローパスフィルタ
５でこの波形から高周波成分がカットされて（ｄ）に実
線で示すような滑らかな波形となりコンパレータ６に入
力される。また、この波形はスライスレベル作成回路７
にも入力され、（ｄ）に点線で示すようなレベルの波形
となりコンパレータ６に入力される。スライスレベル作
成回路７ではローパスフィルタ回路５からの入力電圧が
コンデンサ１０の端子電圧よりも高いときにはダイオー
ド８を介してそのコンデンサ１０を充電し、そのコンデ
ンサ１０の充電レベルを入力電圧からダイオード８の順
方向降下電圧（約０．５Ｖ）を引いたレベルに保持する
。そしてコンデンサ１０は入力電圧がコンデンサ１０の
保持電圧からダイオード９の順方向降下電圧（約０．５
Ｖ）を引いた電圧に低下するまでは入力電圧が最大のと
きの充電レベルを保持し続ける。

入力電圧がコンデンサ１０の保持電圧からダイオード９
の順方向降下電圧を引いた電圧に低下すると、コンデン
サ１０の電荷はダイオード９を介して放電され、そのコ
ンデンサ１０のレベルは常に入力電圧にダイオード９の
順方向降下電圧を加算したレベルに保持されるようにな
る。

このようにしてコンデンサ１０の充電レベルは入力電圧
が高いときの最大ピーク電圧からダイオード８の順方向
降下電圧を引いたレベルと入力電圧が低いときの最小ピ
ーク電圧にダイオード９の順方向降下電圧を加算したレ
ベルとの間を上下するようになる。従って、スライスレ
ベルは入力電圧が高いときにはそのレベルよりも略０．
５ｖ低いレベルとなり、入力電圧が低いときにはそのレ
ベルよりも略０．５Ｖ高いレベルとなる。しかして、こ
のようなスライスレベル信号ＳＬＳを入力されることに
よってコンパレータ６はローパスフィルタ回路５の出力
を（ｅ）で示すように２値化する。

すなわち、この２値化信号の低いレベルは白信号となり
、高いレベルは黒信号となる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで一次元のイメージセンサ−でバーコードを読取
る場合にはレンズを使用して像を結合させるが、このよ
うにレンズを使用した場合レンズの開口効率とｃｏｓ４
乗則により、センサの中央部に比べて周囲部の入力光が
低下し、センサからの映像信号は実際には第１３図に示
すように中央部をピークとした山伏になる。すなわち、
シェーディング波形となる。

従って、映像信号の中央部付近では第１４図の（ａ）に
示すようにローパスフィルタ回路５の出力（図中実線の
波形）とスライスレベル（図中点線の波形）との関係は
正常に保たれ、従って、（ｂ）に示すように２値化され
た後の白信号と黒信号の幅が実際のバーコードの白ライ
ンと黒ラインの幅に対応した内容となる。また映像信号
の周囲部でも上り波形部についてはコンデンサ１０の充
電レベルが入力電圧の変化に充分に追従できるので第１
５図の（ａ）に示すようにローパスフィルタ回路５の出
力（図中実線の波形）とスライスレベル（図中点線の波
形）との関係は略正常に保たれ、従って、この場合も（
ｂ）に示すように２値化された後の白信号と黒信号の幅
が実際のバーコードの自ラインと黒ラインの幅に対応し
た内容となる。

しかしながら映像信号の周囲部の下り波形部については
コンデンサ１０の充電レベルがピーク電圧を保持しよう
とするため入力端子の変化に追従することができず、こ
のため第１６図の（ａ）に示すようにローパスフィルタ
回路５の出力（図中実線の波形）とスライスレベル（図
中点線の波形）との関係は正常に保たれなくなり、（ｂ
）に示すように２値化信号Ｓの白信号から黒信号への反
転がＥ、■むくなり、このため白信号の幅が狭くなると
ともに黒信号の幅が広くなる現象が発生する。なお、（
ｃ）は正常なときの２値化信号を示している。

このため従来のバーコードスキャナーではバーコードの
ライン幅を誤って読取る虞れがあった。

これを解決するために第１７図に示すようにコンデンサ
１０に並列に抵抗１２を接続することが考えられる。こ
れはコンデンサ１０の充電電荷を抵抗１２を介して常に
放電するようにし、これによって第１８図の（ａ）に示
すようにローパスフィルタ回路５の出力ＬＰＳ　（図中
実線の波形）が下り波形のために徐々に低下してもそれ
に合せるようにコンデンサ１０の充電レベルを低下させ
てスライスレベル（図中点線の波形）を変化させること
が可能となり、（ｂ）に示すように２値化信号の白信号
から黒信号への反転タイミングを（ｃ）に示す本来の正
常な２値化信号に合せることができるようになる。しか
し、このようにした場合入力電圧（ローパスフィルタ回
路からの映像信号）ＬＰＳが低い状態でもコンデンサ１
０の充電電荷が放電されるため、幅の広い黒ラインを検
出したときにおいて入力電圧ＬＰＳは一定でもスライス
レベルが徐々に低下し、途中で両者のレベルが逆転して
２値化信号の黒信号から白信号への反転が早くなり、（
ｂ）に示すように黒信号の幅が狭くなり、逆に白信号の
幅が広くなる現象が発生する。

従ってこのようにしてもバーコードのライン幅を誤って
読取る虞れがあり、充分な解決策とはならなかった。

この発明はこのような点に鑑みて為されたもので、−次
元イメージセンサからの映像信号の波形がシェーディン
グ波形であってもバーコードを正確に読取ることができ
るバーコードスキャナーを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、−次元センサでバーコードを読取り、その
センサ出力をサンプルホールドしさらにローパスフィル
タを介して高周波成分をカットしてからスライスレベル
作成回路により作成されたスライスレベルを基準にして
２値化し、白、黒信号を得るようにしたバーコードスキ
ャナーにおいて、スライスレベル作成回路は、一対のダ
イオードを互いに逆極にして並列的に接続してなるダイ
オード並列回路と、この並列回路を介してローパスフィ
ルタの出力端子に接続されたコンデンサと、２値化出力
が白信号レベルのときコンデンサの電６’４を徐々に放
電させる放電回路とからなり、コンデンサの充電レベル
をスライスレベルとして出力するものである。

［作用］ このような構成の本発明においては、ローパス−フィル
タから出力される映像信号の中央部付近においてはダイ
オード並列回路の動作によって入力信号レベルがコンデ
ンサの充電レベルに対して上下することによってコンデ
ンサが充放電してスライスレベルを映像信号レベルとの
関係で正常に保ち、また上り波形部においてもダイオー
ド並列回路の動作によって入力信号レベルがコンデンサ
の充電レベルに対して上下することによってコンデンサ
が充放電するとともにそのコンデンサの充電レベルが信
号レベルの上昇に追従して上昇し、さらに下り波形部に
おいては２値化信号が白信号レベルのときコンデンサの
充電電荷が放電回路を介して放電することにより映像信
号の下り波形にスライスレベルが追従して低下し、また
２値化信号が黒信号レベルのときにはコンデンサの放電
回路を介しての放電を停止させてスライスレベルを映像
信号の黒レベル特性に合せる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。な
お、この実施例はイメーーー８センサー、増幅器、サン
プルホールド回路、ローパスフィルタ回路等については
従来と何等変わらないので説明を省略し、本発明の要部
であるスライスレベル作成回路とコンパレータについて
のみ説明する。

先ず本発明の一実施例について述べると、第１図に示す
ようにローパスフィルタ出力ＬＰＳをコンパレータ２１
の反転入力端子（−）に入力するとともにスライスレベ
ル作成回路２２に人力している。前記スライスレベル作
成回路２２の出力であるスライスレベル信号を前記コン
パレータ２１の非反転入力端子（＋）に入力している。

前記コンパレータ２１はローパスフィルタ出力ＬＰＳの
レベルとスライスレベル作成回路２２からのスライスレ
ベル信号ＳＬＳのレベルとを比較し、ローレベルな白信
号とハイレベルな黒信号からなる２値化信号Ｓを出力し
ている。なお、前記コンパレータ２１の出力端子は抵抗
２３を介して＋Ｖ１電源端子に接続されている。

前記スライスレベル作成回路２２はダイオード２２１．
２２２を互いに逆極性にして並列に接続してなるダイオ
ード並列回路と、この並列回路を介してローパスフィル
タ回路の出力端子に接続されるコンデンサ２２３と、こ
のコンデンサ２１３の端子電圧が入力され、出力端子か
らスライスレベル信号ＳＬＳを出力するゲインが１倍の
バッファ構成になっている増幅器２２４と、前記コンデ
ンサ２２３の正極側端子と前記コンパレータ２１の出力
端子との間に接続された抵抗２２５とダイオード２２６
との直列回路からなる放電回路によって構成されている
。なお、前記ダイオード２２６はそのカソード端子が前
記コンパレータ２１の出力端子に接続する向きになって
いる。

前記抵抗２２５の抵抗値は映像信号ＬＰＳにおける下り
波形部の傾きの最大値に対してはコンデンサ２２３の充
電レベルがピーク電圧に追従できる程度に、かつ黒ライ
ン検出時の映像信号の急激な低下に対しては反応しない
程度に設定されている。

このような構成の本実施例においてはローパスフィルタ
回路出力である映像信号ＬＰＳのレベルがコンデンサ２
２３の充電レベルよりもダイオード２２１の順方向降下
電圧だけ大きいときにはそのダイオード２２１を介して
コンデンサ２２３への充電が行われ、コンデンサ２２３
は常に映像信号ＬＰＳのレベルからダイオード２２１の
順方向降下電圧の約０．５　Ｖ引いた電圧に保持される
。このときコンパレータ２１への入力は常に出力ＬＰＳ
のレベルよりもスライスレベルが低いのでその出力であ
る２値化信号Ｓはローレベル、すなわち白信号となる。

このときダイオード２２６が導通するのでコンデンサ２
２３の充電電荷は抵抗２２５及びダイオード２２６を介
して徐々に放電される。しかしこのときにはダイオード
２２１を介してコンデンサ２２３が充電されるので、コ
ンデンサ２２３の充電レベルは映像信号ＬＰＳからダイ
オード２２１の順方向降下電圧を引いた値を保持するこ
とができる。こうして映像信号ＬＰＳが白信号のときに
はその信号波形の中央部、上り波形部、下り波形部を問
わずすべてにおいてスライスレベルは映像信号ＬＰＳの
レベルと一定の関係、すなわち０．５ｖ低い関係を保っ
て追従する。

また、映像信号ＬＰＳのレベルが黒ライン検出により急
激に低下し、その信号ＬＰＳのレベルがｂンデンサ２２
３の充電レベルからダイオード２２２の順方向降下電圧
を引いたレベル以下になるとコンデンサ２２３の充電レ
ベルは常に映像信号の黒レベルにおける最小ピーク電圧
にダイオード２２２の順方向降下電圧、すなわち０．５
Ｖを加算したレベルに保持されることになる。また、こ
のときはコンパレータ２１の出力がハイレベルとなり、
ダイオード２２６がカットオフとなってコンデンサ２２
３の放電回路を介しての放電は停止される。しかして、
コンデンサ２２３の充電レベルは映像信号ＬＰＳの黒レ
ベルに確実に追従するようになる。

従って、映像信号ＬＰＳの中央部付近については前述し
た第１４図の（ａ）の波形と同様に信号ＬＰＳのレベル
とスライスレベルとの関係が正常に変化し、また映像信
号ＬＰＳの上り波形部についても前述した第１５図の（
ａ）の波形と同様に信号ＬＰＳのレベルとスライスレベ
ルとの関係が正常に変化する。さらに映像信号ＬＰＳの
下り波形部については第２図の（ａ）の実線で信号ＬＰ
Ｓの波形、点線でスライスレベルの波形を示すように自
レベルから黒レベルの変化点におｉするＣＹ号ＬＰＳの
レベルとスライスレベルとの関係及び比較的長い黒レベ
ル期間における信号ＬＰＳのレベルとスライスレベルと
の変化の関係が実際のバーコードの白ライン及び黒ライ
ンの変化に対応した関係となり、コンパレータ２１から
出力される２値化信号Ｓは第２図の（ｂ）に示すように
実際のバーコードの白、黒ラインの幅に対応した幅の信
号となる。

このように映像信号ＬＰＳがシェーディング波形であっ
てもその信号波形の全域において映像信号ＬＰＳのレベ
ル変化にスライスレベルの変化を追従させることができ
るので、コンパレータ２１からは常にバーコードの白ラ
イン及び黒ラインの谷幅に対応した幅の白信号及び黒信
号をもっ２値化信号Ｓを出力させることができる。従っ
て、バーコードを確実に読取ることができる。

次に本発明の他の実施例について述べる。

第３図は他の実施例の一例を示すもので、これは前記実
施例におけるダイオード２２６を省き、代わりに電圧変
換用のバッファゲート２２７を介挿し、かつそのバッフ
ァゲート２２７の出力端子を抵抗２２８を介して＋Ｖ１
よりも電圧の高い＋Ｖ２電源端子に接続したものである
。

このものにおいては第４図の（ａ）に実線波形で示すよ
うに映像信号ＬＰＳにおける黒レベルが幅が広い場合に
徐々に上昇するようなことがある。

このような場合でも抵抗２２８及び抵抗２２５を介して
コンデンサ２２３が充電されスライスレベルを黒レベル
の上昇に追従させることができる。

従って、黒レベルが徐々に上昇することがあってもそれ
によって黒信号の幅が狭く、逆に次の白信号の幅が広く
なるという問題は発生せず第４図の（ｂ）に示すように
正確な２値化信号Ｓが得られる。また、抵抗２２８．２
２５を介してコンデンサ２２３に充電するときの電源を
＋■１よりも高い＋Ｖ２の別電源としているので、黒レ
ベルの上昇時におけるスライスレベルの上昇可能範囲を
広くとることができる。勿論、この実施例においても前
記実施例と同様な効果が得られるものである。

第５図は他の実施例の別の例を示すもので、このものは
第１図のものからダイオード２２６を省略したもので、
このものにおいても映像信号ＬＰＳの黒レベルが上昇す
ることがあると抵抗２３．２２５を介してコンデンサ２
２３に充電が行われスライスレベルを黒レベルの上昇に
追従させることができる。しかしこのものにおいてはス
ライスレベルの上昇可能範囲は第３図のものに比べて小
さくなる。

また、第６図は他の実施例のさらに別の例を示すもので
、このものは第３図のものに第１図と同じダイオード２
２６を介挿したもので、第１図のものでは例えば黒レベ
ルが（＋ｖｌ　＋　Ｉ　Ｖ）程度に−に昇することがあ
るとダイオード２２６が導通して黒レベル状態でもコン
デンサ２２３が放電する虞れがあるが、この実施例では
黒レベルがたとえ（＋Ｖ１＋ＩＶ）以上に上昇してもバ
ッファゲート２２７の出力端子のレベルはがなり高いの
でタイオード２２６が導通してコンデンサ２２３が放電
する虞れはない。

なお、前記各実施例においては一対のダイオード２２１
．２２２のみを並列に接続したものについて述べたが必
ずしもこれに限定されるものではなく、第７図に示すよ
うに各ダイオード２２１゜２２２にそれぞれ抵抗２２９
，２３０を直列に接続したものを並列に接続し、コンデ
ンサ２２３への充電、放電に時間的遅れをもたせてもよ
い。

また、第８図に示すようにスライスレベル作成回路から
の出力を抵抗２４を介してコンパレータ２１の非反転入
力端子（＋）に入力し、かつそのコンパレータ２１の出
力端子と入力端子（＋）との間に帰還抵抗２５を接続し
てコンパレータ２１のヒステリシス特性をもたせ、ノイ
ズに強くすることもできる。

さらに第９図に示すようにバッファゲート２２７の出力
端子を抵抗２３１及び抵抗２２８を介して＋ｖ２電源端
子に接続するとともに、抵抗２３２を介して接地するこ
とによってこの回路を介しての充放電の基準電圧を０〜
＋ｖ２の範囲で設定できるようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、−次元イメージ
センサからの映像信号の波形がシェーディング波形であ
ってもバーコードを正確に読取ることができるバーコー
ドスキャナーを提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明の一実施例を示すｔ、ので
、第１図は要部回路図、第２図は同実施例の特徴となる
動作を説明するための波形図、第３図及び第４図はこの
発明の他の実施例の一例を示すもので、第３図は要部回
路図、第４図は同実施例の特徴となる動作を説明するた
めの波形図、第５図〜第９図はこの発明の他の実施例の
さらに別の例を示すもので、第５図及び第６図は要部回
路図、第７図〜第９図は要部の部分回路図、第１０図は
バーコードスキャーナーの全体の回路構成を示すブロッ
ク図、第１１図はスライスレベル作成回路の従来例を示
す回路図、第１２図は第１０図の動作を説明するための
各部の出力波形図、第１３図はシェーディング波形の映
像信号を示す波形図、第１４図は従来における映像信号
の中央部付近の２値化処理を説明するための波形図、第
１５図は従来における映像信号の上り波形部の２値化処
理を説明するための波形図、第１６図は従来における映
像信号の下り波形部の２値化処理を説明するための波形
図、第１７図は従来のスライスレベル作成回路の別の例
を示す回路図、第１８図は第１７図の回路による映像信
号の下り波形部の２値化処理を説明するための波形図で
ある。 １・・・−次元イメージセンサ、４・・・サンプルホー
ルド回路、５・・・ローパスフィルタ、２１・・・コン
パレータ、２２・・・スライスレベル作成回路、２２１
゜２２２・・・ダイオード、２２３・・・コンデンサ、
２２５・・・抵抗、２２６・・・ダイオード、２２７・
・・バッファゲート、ＬＰＳ・・・ローパスフィルタ回
路からの映像信号、ＳＬＳ・・・スライスレベル信号、
Ｓ・・・２値化信号。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ＄７図 第８図 第９図 第１３図 第１４図 第１７図 第１８図 手続補正書 昭和　’ｆｆ１．７）Ｊ−４日 特許庁長官　　宇　賀　道　部　　殿 １、事件の表示 特願昭６０−１９８６３９号 ２、発明の名称 ノぐ−コードスキャナー ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （３５６）　　東京電気株式会社 ４、代理人 ６、補正の対象 明細書 ７、補正の内容 （１）　　特許請求の範囲を別紙の通シ訂正する。 （２）　　明細書第１０頁第１２行目から第１４行目に
わたって「コンデンサの・・・・・・特性に合せる。」
とあるを「コンデンサへ充放電回路を介して充電するこ
とによシスライスレベルを映像信号の黒レベルの特性に
合わせる。」と訂正する。 （８）　　明細書第１１頁第２０行目に［このコンデン
ｆ２１３Ｊとあるを「このコンデ／す２２３」と訂正す
る。 （４）　　明細書第１６頁第６行目に「このものにおい
ては」とあるを「あるバーコードにおいては」と訂正す
る。 （５）　　明細書第９頁第１２行目から第１３行目にわ
たっで「２値化出力が・・・・・・放電回路」とあるを
「黒白に対応する２値化出力に応じてコンデンサの電荷
金徐々に充放電させる充放電回路」と訂正する。 （６）　　明細書第１０頁第９行目並びに第１２行目に
それぞれ「放電回路」とあるを「充放電回路」と訂正す
る。 ２、特許請求の範囲 一次元センチでバーコードを読取シ、そのセンサ出力を
サンプルホールドしさらにローパスフィルタを介して高
周波成分をカットしてからスライスレベル作成回路によ
シ作成されたスライスレベルを基準にして２値化し、白
、黒信号を得るようにしたバーコードスキャナーにおい
て、前記スライスレベル作成回路は、一対のダイオード
を互いに逆極性にして並列的に接続してなるダイオード
並列回路と、この並列回路を介して前記ローパスフィル
タの出力端子に接続されたコンデンサと、黒白に対応す
る２値化出力に応じて前記コンデンサの電荷を徐々に充
放電させる充放電回路とからなり、前記コンデンサの充
電レベルをスライスレベルとして出力すること全特徴と
するバーコードスキャナー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一次元センサでバーコードを読取り、そのセンサ出力を
   サンプルホールドしさらにローパスフィルタを介して高
   周波成分をカットしてからスライスレベル作成回路によ
   り作成されたスライスレベルを基準にして２値化し、白
   、黒信号を得るようにしたバーコードスキャナーにおい
   て、前記スライスレベル作成回路は、一対のダイオード
   を互いに逆極にして並列的に接続してなるダイオード並
   列回路と、この並列回路を介して前記ローパスフィルタ
   の出力端子に接続されたコンデンサと、２値化出力が白
   信号レベルのとき前記コンデンサの電荷を徐々に放電さ
   せる放電回路とからなり、前記コンデンサの充電レベル
   をスライスレベルとして出力することを特徴とするバー
   コードスキャナー。