JPS63165979A - バ−コ−ド信号２値化回路 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、バーコードリーダに組込まれるバーコード信
号２ＩｌＩＩ化回路に関する。

［従来の技術］ 第４図はバーコードリーダとして使用される定置式スキ
ャナの一構成図である。レーザ光源１から出射されるレ
ーザビーム２は回転多面鏡３にて偏向され、図示しない
読取り窓に１本の直線光４を走査する。なお、実際には
読取りの方向性を得るために複数の直線光が交叉する走
査パターンを形成する。この状態で、上記直線光４が物
品に付されたバーコードシンボル５に照射されるとバー
コードシンボル５からの反射光が受光器６にて検出され
、受光量に応じたアナログ信号Ｓ１が出力される。この
アナログ信号Ｓ１は２値化回路７にて黒と白とを表わす
２値信号Ｓ２に変換され、日子化回路８にて黒バーおよ
び白バーのバー幅に相当するディジタル聞に量子化され
、認識回路９にてデコードされた後、例えば電子式キャ
ッシュレジスタ等のホストマシンに転送される。

第５図は従来のこの種の定置式スキャナに使用される２
値化回路７の回路構成図であり、第６図は同回路７の主
要部における信号波形図である。

第６図ａで示すような白、黒バーからなるバーコードシ
ンボル５からの反射光を受光した受光器（センサ）６か
らのアナログ信号は、増幅器１１にて適切な信号レベル
に増幅された侵（第６図ｂ）、１次微分回路１２および
２次微分回路１３にそれぞれ印加されて１次微分および
２次微分される。１次微分信号（第６図Ｃ）は第１およ
び第２の比較器１４．１５に印加され、第１の比較器１
４にて正の基準電圧子ＶＲと比較され、第２の比較器１
５にて負の基準電圧−ＶＲと比較される。

一方、２次微分信号（第６図で）は、第３の比較器１６
の非反転入力と第４の比較器１７の反転入力に印加され
、それぞれアースと比較されてゼロクロス点が検出され
る。第１の比較器１４の出力信号（第６図ｄ）と第４の
比較器１７の出力信号（第６図ｈ）とは第１のアンドゲ
ート１８に印加されて論理積が演算され、この論理積出
力（第６図ｉ）はＲＳフリップフロップ２０のセット端
子に印加される。また、第２の比較器１５の出力信号（
第６図ｅ）と第３の比較器１６の出力信号（第６図Ｑ）
とは第２のアンドゲート１９に印加されて論理積が演算
され、この論理積出力（第６図ｊ）はＲＳフリップフロ
ップ２０のリセット端子に印加される。しかして、ＲＳ
フリップフロップ２０のＱ出力からは第６図にで示すよ
うな２値信号が出力される。

上述したように、二値化回路７ではバーコードシンボル
５が黒から白または白から黒に変化する点にて２次微分
出力（第６図ｆ）がゼロクロスすることを利用している
。ただし、第６図Ｑ、ｈのゼロクロス信号において点線
で示す波形は状態が不安定であり、正負いずれの状態を
取ることもあり、つまりはどの部分でもゼロクロス点が
発生するおそれがある。したがって、２次微分出力で得
られたゼロクロス点の全てが黒から白または白から黒へ
の変化点であるとは限らない。このため、従来では１次
微分出力（第６図Ｃ）を任意の基準電圧±ＶＲで識別し
た信号（第６図ｄ、ｅ）でゼロクロス信号（第６図Ｑ、
ｈ）をゲーティングすることにより白黒または黒白の変
換点を検出するものとなっていた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかるに、従来の２値化回路においては、次のような問
題点があった。すなわち、第６図Ｃの１次微分出力に図
中■で示すようなノイズが発生し、かつ同図Ｑおよびｈ
の第３．第４の比較器１６゜１７の出力状態がともにＨ
レベルであると、第１゜第２のアンドゲート１８．１９
にて論理和が取られてＲＳフリップ７０ツブ２０の出力
（第６図ｋ）は図中■のような変化を示し、この場合に
おいて、アンドゲート１８．１９のいずれか一方にしか
ノイズ成分が伝達されないと、第６図にの図中■に示す
ようにバー幅が大幅に広く再現される。

また、１次微分出力（第６図Ｃ）の白黒または黒白変化
点での出力幅が広がって、第６図ｄの破線■で示すよう
に第２の比較器１５の出力幅が広がり、かつ第３の比較
器１６の状態がＨレベルであると、第２のアンドゲート
１９にてアンドが取られて第６図ｊの図中■で示すアン
ド出力が得られる。そうすると、ＲＳフリップ７０ツブ
２０の出力（第６図ｋ）が図中■で示すように正しい変
化点よりも前でリセットされてしまうので、バー幅が狭
く再現されていた。

このように、従来のバーコード信号２１１ｉ化回路にお
いては、１次微分出力におけるノイズの影響を受は易く
、かつ白黒または黒白変化点での１次微分信号の比較出
力幅の広がりによって白および黒のバー幅を誤って再現
してしまうことがあり、信頼性の悪いものであった。

そこで、本発明は、１次微分信号の耐ノイズ性に優れ、
かつ白および黒のバー幅を高精度に再現することができ
、バーコード読取りの信頼性向上をはかり得るバーコー
ド信号２値化回路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と作用］本発明は、入力
アナログ信号の１次微分信号を第１．第２の比較器によ
り正および負の基準電圧と比較するとともに、前記入力
アナログ信号の２次微分信号のゼロクロス点を第３の比
較器により検出し、前記第１．第２の比較器の出力をそ
れぞれＪ−にフリップフロップのＪ入力端子およびに入
力端子に接続し、このＪ−にフリップフロップの反転出
力と前記第３の比較器の出力との排他的論理和を論理回
路によって演算し、その出力を前記Ｊ−にフリップフロ
ップのトリガ信号とするように構成することにより、２
次微分信号のゼロクロス点の立上がりまたは立下がりに
応じてＪ−にフリップフロップの２値化出力を切換える
ことにより、入力アナログ信号の黒から白または白から
黒への変化点を検出する。

［実施例］ 以下、本発明のバーコード信号２値化回路の一実施例を
図面を参照しながら説明する。

第１図は本実施例の回路構成図である。第１図において
、２１はレーザビームが照射されたバーコードからの反
射光を受光して受光−に基くアナログ信号を出力するセ
ンサ（受光器）であって、このセンサ２１からのアナロ
グ信号は増幅器２２にて適切な信号レベルまで増幅され
た後、１次微分回路２３および２次微分回路２４に印加
される。

１次微分回路２３は増幅されたアナログ信号を１次微分
するものであって、その出力は第１の比較器２５の非反
転端子に印加されるとともに第２の比較器２６の反転端
子に印加される。一方、２次微分回路２４は上記アナロ
グ信号を２次微分するものであって、その出力は第３の
比較器２７の非反転端子に印加される。第１の比較器２
５は反転端子に正の基準電圧子ＶＲを印加して前記１次
微分信号と基準電圧子ＶＲとを比較するものであり、そ
の出力はＪ−にフリップフロップ２８のＪ入力端子に印
加される。第２の比較器２６は反転端子に負の基準電圧
−ＶＲを印加して前記１次微分信号と基準電圧−ＶＲと
を比較するものであり、その出力はＪ−にフリップフロ
ップ２８のに入力端子に印加される。第３の比較器２７
は反転端子にアースを接続して前記２次微分信号のゼロ
クロス点を検出するものであり、その出力は排他的論理
和ゲート２９の一方の入力端子に印加される。上記排他
的論理和ゲート２９の他方の入力端子には前記Ｊ−にフ
リップフロップの反転出力が印加されており、この排他
的論理和ゲート２９にて第３の比較器２７の出力とＪ−
にフリップフロップ２８の反転出力との排他的論理和が
とられ、その出力は前記Ｊ−にフリップフロップ２８の
トリガ入力端子に印加される。

しかして、前記Ｊ−にフリップフロップ２８はトリが入
力端子へのトリガ信号がＬレベルからＨレベルへ変化す
る時点のＪ入力およびに入力に応じて出力が変化または
前の出力状態を保持するものとなっており、具体的には
第２図で示すように動作する。すなわち、最初のトリガ
信号が印加された時点て１ではＪ入力、に入力ともしレ
ベルなので前の出力状態を維持し、２番目のトリガ信号
が印加された時点ｔ２ではＪ入力がＨレベル、に入力が
Ｌレベルなので出力がＨレベルになる。また、３番目の
トリが信号が印加された時点ｔ３ではＪ入力がしレベル
、に入力がＨレベルなので出力がＬレベルになり、４番
目および５番目のトリガ信号が印加された時点ｔ４．ｔ
５ではＪ入力およびに入力ともＨレベルなので出力が反
転する。

次に、本実施例の２値化回路の動作について第３図の主
要部信号波形図を参照しながら説明する。

今、第３図ａで示すようなバーコードシンボルからの反
射光がセンサ２１にて検出されたとすると、増幅器２２
にて増幅されたアナログ信号は第３図すのようになり、
このアナログ信号は１次微分回路２３にて１次微分され
、２次微分回路２４にて２次微分される。１次微分回路
２３から出力される１次微分信号（第３図Ｃ）は第１の
比較器２５にて正の基準電圧子ＶＲと比較されて第３図
ｄで示すようなパルス信号がＪ−にフリップフロップ２
８のＪ入力端子に出力されるとともに、第２の比較器２
６にて負の基準電圧−ＶＲと比較されて第３図ｅで示す
ようなパルス信号がＪ−にフリップフロップ２８のに入
力端子に出力される。一方、２次微分回路２４からの２
次微分信号（第３図ｆ）は第３の比較器２７によりアー
スと比較されてゼロクロス点が検出され、第３図Ｑに示
すようなゼロクロス信号が排他的論理和ゲート２９の一
方の入力端子に出力される。排他的論理和ゲート２９で
は第３の比較器２７の出力信号（第３図Ｑ）とＪ−にフ
リップフロップ２８の反転出力信号との排他的論理和が
とられる。すなわち、現在のＪ−にフリップフロップ２
８の出力（第３図ｉ）がＬしベルのときには第３の比較
器２７の出力（第３図Ｑ）のＨレベルからＬレベルの立
下がり時点を検出し反転した時点でトリが信号（第３図
ｈ）を出力する。また、Ｊ−にフリップフロップ２８の
出力（第３図ｉ）がＨレベルのときには第３の比較器２
７の出力（第３図Ｑ）のＬレベルからＨレベルの立上が
り時点を検出し反転せずにトリが信号（第ａｔｇｈ＞を
出力する。しかして、Ｊ−にフリップフロップ２８の非
反転出力端子からはＪ入力、に入力およびトリが信号に
基いて第３図ｉで示すような２値信号が出力される。

以上の如く動作する本実施例の２！Ｉ化回路においては
、１次微分回路２５から出力される１次微分信＠（第３
図Ｃ）に図中■で示すようなノイズが生じたとすると、
第１．第２の比較回路２５゜２６から出力されるＪ−に
フリップフロップ２８のＪ入力およびに入力が変化する
が、この時点では排他的論理和ゲート２９から出力され
るトリガ信号は印加されない。したがって、非反転出力
端子から出力される２値信号（第３図ｉ）は影響を受け
ない。

また、第３図ｅで示す第２の比較器２６の出力信号にお
いて、図中■で示す如く黒白変化点を示すパルス波形の
パルス幅が広がった場合でも、Ｊ−にフリップフロップ
２８はトリガ信号の立下がりでは変化しないので、排他
的論理和ゲート２９の出力信＠（第３図ｈ）の図中■に
示す立下がりではＪ−にフリップフロップ２８の出力（
第３図ｉ）は変化しない。したがって、バー幅が正しく
再現される。

このように、本実施例によれば、Ｊ−にフリップフロッ
プ２８を用い、２次微分信号のゼロクロス検出点のみで
２値信号の状態変化を可能とじたので、耐ノイズ特性の
大幅な向上をはかり得る。

また、１次微分信号の負の基準電圧−ＶＲとの比較出力
が幅広になっても、この幅の広がりによる影響を無視し
てバー幅情報を正しく再現できるので、バーコードの読
取り精度を充分に高められる。

さらに、排他的論理和ゲートを用いたことによりゼロク
ロス検出用の比較器を１つにすることができ、回路構成
の簡略化をはかり得る。

なお、本発明は前記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で種々変形実施可能であ
るのは勿論である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、１次微分信号の
耐ノイズ性に優れ、かつ白および黒のバー幅を高精度に
再現することができ、バーコード読取りの信頼性向上を
はかり得るバーコード信号２値化回路を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図は全体の回路構成図、第２図はＪ−にフリッ
プフロップの動作を説明するタイムチャートを示す図、
第３図は回路主要部における信号波形図、第４図は本発
明が適用される定置式スキャナの一般的な構成図、第５
図および第６図は従来例の全体回路構成図および主要部
信号波形図である。 ２１・・・センサ（受光器）、２３・・・１次微分回路
、２４・・・２次微分回路、２５〜２７・・・第１〜第
３の比較器、２８・・・Ｊ−にフリップフロップ、２９
・・・排他的論理和ゲート。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力アナログ信号の１次微分信号を正および負の基準電
   圧と比較する第１、第２の比較器と、前記入力アナログ
   信号の２次微分信号のゼロクロス点を検出する第３の比
   較器と、前記第１、第２の比較器の出力をそれぞれＪ入
   力端子およびに入力端子に接続するＪ−Ｋフリップフロ
   ップと、このＪ−Ｋフリップフロップの反転出力と前記
   第３の比較器の出力との排他的論理和をとりその出力を
   前記Ｊ−Ｋフリップフロップのトリガ信号とする論理回
   路とからなり、前記２次微分信号のゼロクロス点の立上
   がりまたは立下がりに応じて前記Ｊ−Ｋフリップフロッ
   プの２値化出力を切換えることにより、入力アナログ信
   号の黒から白または白から黒への変化点を検出すること
   を特徴とするバーコード信号２値化回路。