KR100275148B1

KR100275148B1 - 코드판독기

Info

Publication number: KR100275148B1
Application number: KR1019950020502A
Authority: KR
Inventors: 마사시 스즈키
Original assignee: 도시바테크 가부시키가이샤
Priority date: 1994-07-15
Filing date: 1995-07-12
Publication date: 2000-12-15
Also published as: JPH0830715A; US5701000A

Abstract

인쇄매체의 표면에 인쇄된 코드에서의 반사광을 전기신호로 변환하고 이 전기신호를 2치의 신호로 변환하여 코드를 판독하는 코드판독기에 있어서, 간단한 구성으로 전기신호를 정확히 2치화하는 회로를 제공하는 것이다.

전기신호를 2치화하는 회로의 앞에 AGC회로를 설치한 것으로, 이 AGC회로는 게인제어단자부착 증폭기와, 그 게인제어단자로 제어신호를 공급하는 운여증폭기, 콘덴서 및 저항으로 구성되는 적분화로로 구성되고, 콘덴서와 저항으로 결정되는 시정수를 TV화상신호의 1화면의 주사시간에 대응한 약40ms가 되도록 설계하고 증폭기에 의해 2치화회로로 공급하는 전기신호로서의 TV화상신호의 정상레벨을 소정의 상한레벨까지 증폭하는 것이다.

화상판독장치 등의 각종 검출장치에서 출력되는 아날로그전기신호가 전체의 레벨로서 변동하는 것으로 아날로그전기신호를 2치화하여 데이터처리하는 장치에 사용할 수 있다. 이 발명에 의해 소정레벨을 고정으로 한 간단한 2치화회로로 마칠 수 있다.

Description

코드판독기

제1도는 본 발명의 일실시예의 2차원코드판독기의 요부구성을 도시하는 도면.

제2도는 동실시예의 2차원코드판독기의 요구회로구성을 도시하는 블록도.

제3도는 동실시예의 2차원코드판독기의 AGC회로 및 2치화회로의 일례를 도시하는 회로도.

제4도는 동실시예의 2차원코드판독기의 AGC회로에 의한 신호파형의 증폭처리를 도시하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 영역센서 6 : 조명부

21 : CPU 23 : RAM

30 : 신호처리회로 32 : AGC회로

33 : 2치화회로 41 : 게인(gain)제어단자부착 증폭기

43 : 운영증폭기 44 : 콘덴서

45 : 제2저항

본발명은 인쇄매체의 표면에 인쇄된 코드에서의 반사광을 전기신호로 변환하고 이 전기신호를 2치의 신호로 변환하여 코드를 판독하는 코드판독기에 관한 것이다.

인쇄매체의 표면에 인쇄된 코드를 판독하는 코드판독기는 예를 들면 복수개의 CCD(charge coupled device)소자로 구성되는 이미지센서를 구비하고, 인쇄매체의 표면에 인쇄된 코드에 빛을 조사하고 이 코드에서의 반사광을 CCD소자에 의해 수광하고 그 수광량에 대응한 전기신호를 출력한다.

이 전기신호(촬상신호)는 비교기등을 백·흑에 대응하는 2치의 신호로 변환되는데, 이때 예를들면 전기신호가 소정의 판정레벨보다 높으면 백으로 판정되고, 판정레벨보다 낮으면 흑으로 판정된다.

이미지센서에서 출력되는 전기신호는 인쇄매체의 표면에 인쇄된 코드의 인쇄(잉크)부분·여백부분의 차이에 따라 변화할뿐아니라 인쇄매체의 표면에 인쇄된 코드에 조사하는 빛의 조도분포에 따라서도 변동한다.

즉, 조사된 빛의 조도가 낮은 부분에서는그 전기신호의 전체의 레벨이 낮아지고 조사된 빛의 조도가 높은 부분에서는그 전기신호의 전체의 레베이 높아진다.

이처럼 이미지센서에서의 전기신호의 전체의 레벨이 변동하면 이 전기신호를 백과 흑에 대응하는 2치의 신호로의 변환이 정확히 되지 않을 우려가 있다. 예를 들면 2치회로에 있어서 판정레벨(기준전압)을 고정치로 했을때, 전기신호의 전체의 레벨이 낮아지면 상대적으로 판정레벨이 높아진다. 그 때문에 전기신호의 판정레벨보다 낮고 흑이라고 판정되는 부분에 본래 백으로 판정될 부분이 포함되어 버리게 된다.

그래서 본래의 코드판독기에서는 예를 들면 복잡한 회로를 설치하여 2치화회로의 판정레벨을 이미지센서에서의 전기신호의 저주파성분의 변동에 추종하여 변화시키는 것이 있다.

그러나 상술한 이미지센서에서의 전기신호의 저주파성분의 변동에 추종하여 판정레벨을 변화시키는 회로는 복잡하다는 문제가 있었다.

따라서, 보다 간단한 구성을 조명의 빛의 조도상태에 대응하여 이미지센서에서의 전기신호를 정확히 2치화할 수 있는 회로가 요망된다.

그래서 본 발명은 인쇄매체의 표면에 인쇄된 코드에 조사된 빛의 조도상태에 대응하여 이미지센서에서의 전기신호를 간단한 구성으로 정확히 2치화할 수 있는 코드판독기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1항에 대응하는 발명은 인쇄매체의 표면에 인쇄된 코드에 빛을 조사하고 이 코드에서의 반사광을 전기신호로 변환하는 광전변환수단과, 이 전기신호를 2치화하여 화상을 작성하는 코드판독기에 있어서 소정의 제어신호에 의해 게인이 조정가능한 증폭기와 광전변환수단에서의 전기신호의 정상(頂上)레벨을 증폭기에 의해 미리 설정된 상한레벨까지 증폭시키도록 증폭기에 그 게인을 조정하는 제어신호를 공급하는 게인조정제어수단을 설치하고 광전변환수단에서의 전기신호를 2치화하기전에 증폭기에 의해 증폭시키는 것이다.

청구항 2항에 대응하는 발명은 청구항 제1항에 대응하는 발명에 있어서, 게인조정제어수단은 적분회로로 구성되고 이 적분회로의 게인을 화상판독의 주사속도에 따른최소한의 값에 설정한 것이다.

청구항 3항에 대응하는 발명은 청구항 제1항에 대응하는 발명에 있어서, 광전변환수단은 CCD소자를 매트릭스형으로 배열하여 구성된 것이다.

청구항 4항에 대응하는 발명은 청구항 제1항에 대응하는 발명에 있어서, 광전변환수단, 증폭기, 게인제어수단 등을 수납한 휴대가능한 일체형의 케이스를 구비한 것이다.

청구항 1항에 대응하는 발명에 있어서는 게인조정제어수단에 의해 광전변환수단에서의 전기신호의 정상레벨이 미리 설정된 상한레벨까지 증폭시키도록 게인을 조정하는 제어신호가 증폭기에 공급된다. 따라서 광전변환수단에서의 전기신호의 정상레벨은 2치화되기전에 증폭기에 의해 미리 설정된 상한레벨까지 증폭시켜진다.

따라서 이 증폭기에 의해 증폭된 전기신호는 항상 같은 변화영역을 진폭하는 신호로 증폭되므로 판정레벨은 그 전기신호에 대하여 동일위치에 있어서 전기신호가 정확히 2치화된다.

청구항 2항에 대응하는 발명에 있어서는 청구항 제1항의 작용에 덧붙여서 적분회로의 시정수가 화상판독의 주사속도에 따른 최소한의 값으로 설정되어 있으므로 증폭기로 빠르게 제어신호를 공급할 수 있고, 증폭기의 게인이 빠르게 조정된다. 따라서, 전기신호는 그 정상 레벨이 미리 설정된 상한레벨로 증폭되도록 안정되게 증폭된다.

청구항 3항에 대응하는 발명에 있어서는 청구항 제1항에 대응하는 작용에 덧붙여서 광전변환수단이 CCD소자를 매트릭스형으로 배열하여 구성되어 있으므로 예를 들면 광전변환수단에서의 전기신호가 일반적인 비디오신호로서 출력된다.

청구항 4항에 대응하는 발명에 있어서는 청구항 제1항에 대응하는 작용에 덧붙여서 케이스의 내부에 광전변환수단, 증폭기, 게인제어수단 등이 수납되어 있으므로 작업자가 이 코드판독기를 휴대하여 이동한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

제1도는 본발명을 적용한 2차원 코드판독기의 요부구성을 도시하는 도면이다.

1은 이하에 설명하는 각종부품을 수납하는 케이스이며, 휴대형으로서 일체형으로 형서되어 있다. 2는 복수개의 CCD(charge coupled device)소자(도시없음)로 구성된 영역센서이다. 상기 CCD소자는 매트릭스형으로 배열되어 있다.

이 영역센서(2)의 전면에는 렌즈등으로 구성된 광학기구부(3)가 배치되고 인쇄매체의 표면에 인쇄된 심볼에서의 반사광이 판독창(4)에서 입사되고 반사밀러(5)로 반사되어 상기 광학기구부(3)로 공급된다. 이 광학기구부(3)에 의해 상기 반사광은 상기 영역센서(2)의 CCD소자의 수광면의 위치에서 결상된다.

또, 심볼의 예로서는 2차원코드, 바코드, 문자등이 있다.

상기 판독창(4)의 내부근방에는 복수의 발광다이오드 및 확산렌즈로 구성된 조명부(6, 6)가 배치되어 있다. 상기 판독창(4)은 판독시에 인쇄매체의 표면에 인쇄된 심볼의 위에 배치된다.

상기 조명부(6, 6)에서 조사된 빛은 상기 판독창(4)이 배치된 인쇄매체의 표면에 인쇄된 심볼에 조사되고 이 심볼에서의 반사광이 상술한 바와 같이 상기 반사밀러(5)에 의해 반사되어 상기 광학기구부(3)로 공급된다.

상기 영역센서(2)에는 후술하는 회로부(7)가 접속되어 있다. 이 회로부(7)는 상기 영역센서(2)에서 출력되는 촬상신호를 처리한다. 즉, 상기 회로부(7)는 촬상신호를 화상데이터로 변환하고 이 화상데이터를 케이블(8)을 개재하여 외부의 화상처리장치로 송신할것인지, 혹은 화상신호를 디코드하여 코드로 변환하고 이 코드를 호스트 컴퓨터 등의 데이터처리장치로 송신하도록 되어 있다. 또, 이 케이블(8)은 케이스(1)에 보호부재(9)를 개재하여 고정되어 있다.

또, 상기 케이스(1)에는 화상판독타이밍을 제어하기 위한 트리거스위치(10)가 설치되어 있고, 이 트리거스위치(10)는 상기 회로부(7)에 접속되어 있다.

제2도는 이 2차원 코드판독기의 요부회로구성을 도시하는 블록도이다.

21은 제어부본체를 구성하는 CPU(central processing unit)이다.

22는 이 CPU(21)가 실행하는 처리의 프로그램 데이터가 기억된 ROM(read only memery)이다. 23은 상기 CPU(11)가 처리를 실행할때에 사용하는 각종 메모리의 영역이 형성된 RAM(random access memory)이다. 24는 상기 트리거스위치(10) 및 상기 조명부(6) 및 동작상태 등을 표시하기 위한 표시 LED(light emittine diode, 제도에서는 도시없음)이다. 25는 상기 표시 LED(24)가 접속된 I/O(input/output)포트이다. 26은 상기 케이블(8)을 개재하여 외부의 화상처리장치 (도시없음)와의 데이터의 전송제어를 실행하는 통신인터페이스이다.

상기 CPU(21)는 시스템버스(27)를 개재하여 상기 ROM(22), 상기 RAM(23), 상기 I/O포트(25), 상기 통신인터페이스(26)와 접속되어 있다.

상기 시스템버스(27)는 어드레스버스, 데이터버스 및 제어버스(도시없음)를 구비하고 있다.

상기 영역센서(2)에는 수직드라이버회로(28) 및 타이밍발생회로(29)에서의 판독타이밍신호가 공급된다. 상기 영역센서(2)의 복수개의 각 CCD소자에 축적된 전하가 그 판독타이밍신호에 의거하여 텔리비젼의 주사선과 같이 순서대로 출력된다. 이 출력신호가 촬상신호이며, 신호처리회로(30)에 입력된다.

이 신호처리회로(30)에는 타이밍발생회로(29) 및 동기신호회로(31)에서의 판독타이밍신호 및 동기신호가 공급되고, 상기 신호처리회로(30)는 이 판독타이밍신호 및 동기신호에 의거하여 상기 촬상신호에 대하여 증폭·잡음제거 등의 처리를 실행한다. 또, 신호처리회로(30)는 이 처리한 촬상신호를 상기 판독타이밍신호 및 동기신호에 의거하여 AGC(auto gain control)회로(32)로 출력한다.

이 AGC회로(32)는 후술하는 바와 같이 자동적으로(증폭기의)게인을 조정하여 촬상신호를 적정한 레벨로 증폭하여 조정하는 회로이다. 이 AGC회로(32)에 의해 상기 신호처리회로(30)에서의 촬상신호는 그 정상레벨이 미리 설정된 원하는 상한레벨로 증폭되도록 자동적으로 증폭된다.

이렇게하여 AGC회로(32)에서 정정한 레벨로 증폭된 촬상신호는 2치화회로(33)에서 미리 설정된 고정의 판정레벨에 의해 2치화된다. 이 2치화회로(33)에 의한 2치화에 의해 상기 CPU(21)가 처리할 수 있는 2치화데이터가 작성된다.

상기 CPU(21)는 이 2치화데이터를 처리하여 상기 RAM(23)에 화상 데이터를 작성한다. 또, 상기 CPU(21)는 이 화상데이터를 해석한다. 이 해석에서는 그 화상데이터에서 코드의 특징이 되는 화상패턴을 검색하여 코드에 해당하는 화상부분을 적출한다. 필요하다면 그 적출한 화상부분을 다시 디코드하여 코드데이터로 변환한다. 그리고 적출한 화상부분 또는 코드데이터가 상기 통신인터페이스(26)에서 상기 케이블(8)을 개재하여 외부화상처리장치 또는 데이터처리장치로 송신된다.

제3도는 상기 AGC회로(32) 및 상기 2치화회로(33)의 일례를 도시하는 회로도이다.

상기 신호처리회로(30)에서 출력된 촬상신호는 IN에서 입력되고 우선 게인제어단자부착 증폭기(41)의 입력단자에 입력됨과 동시에 제1저항(42)을 개재하여 운영증폭기(43)의 반전입력단자에 입력된다.

이 운영증폭기(43)의 반전입력단자와 출력단자의 사이에는 병렬로 콘덴서(44)와 제2저항(45)이 접속되고 상기 운영증폭기(43)의 비반전 입력단자는 그라운드(0V)에 접속되어 있다.

즉, 상기 운영증폭기(43), 상기 콘덴서(44) 및 상기 제2저항(45)에 의해 게인조정제어수단으로서의 적분회로가 구성되어 있다. 이 적분회로의 출력, 즉, 상기 운영증폭기(43)의 출력단자가 상기 증폭기(41)의 게인제어단자에 접속되어 있다.

또, 상기 AGC회로(32)에서 상기 2차회로(33)로의 촬상신호의 출력을 안정되고 빠르게 실행하기 위해서는 상술한 적분회로의 시정수가 가능한한 작은 (빠른)편이 좋다. 즉, 상기 콘덴서(44)의 용량(C)과 상기 제2저항(45)의 저항치(R)와의 곱(RC)이 가능한한 작은 편이 좋다. 따라서 통상, TV화상신호의 1화면의 주사시간에 대응한 약 40ms가 되도록 설계되는 것이 바람직하다.

따라서, 그 적분회로의 시정수가 TV화상신호의 1화면의 주사시간 보다 긴 경우에도 판독을 2∼3회 반복함으로써 정확한 2치화를 실행할 수 있다.

AGC회로(32)는 상술한 바와 같이 상기 증폭기(41), 상기 제1저항(42), 상기 운영증폭기(43), 상기 콘덴서(44), 상기 제2저항(45)으로 구성되어 있다.

상기 증폭기(41)의 출력단자는 비교기(46)의 반전입력단자에 접속되어 있다. 제3저항(47)과 제4저항(48)으로 구성되는 적렬분압회로가 전원과 그라운드와의 사이에 접속되어 있고, 상기 비교기(46)의 비반전입력단자에는 그 직렬분압회로의 분압출력이 입력되도록 되어 있다. 즉, 이 직렬분압회로는 그 분압출력을 고정된 판정레벨로서 상기 비교기(46)에 공급하고 있다.

그리고 이 비교기(46)의 출력단자는 도시하지 않지만 래치회로 또는 시프트레지스터 등을 개재하여 상기 시스템버스(27)와 접속되어 있다. 상기 2치화회로(33)는 상기 비교기(46), 상기 제3저항(47) 및 상기 제4저항(48)으로 구성되어 있다.

이러한 구성의 본실시예에 있어서는 이 휴대형 2차원 코드판독기의 판독창(4)이 인쇄매체의 표면에 인쇄된 2차원코드, 다단바코드, 문자 등의 심볼의 위에 세트(배치)된다.

이 심볼에 대하여 조명부(6)에서 빛이 조사되고 그 반사광이 판독창(4)에서 입사되고 반사밀러(5)로 진행한다. 이 반사광은 반사밀러(5)에 의해 반사되고 광학기구부(3)로 진행한다. 그 반사광은 광학기구부(3)에 의해 영역센서(2)의 위치에서 결상된다.

영역센서(2)는 그 결상된 화상(반사광)을 수광하고 수직드라이버회로(28) 및 타이밍발생회로(29)에서의 타이밍신호에 의해 수광한 광량에 따른 촬상신호(아날로그전기신호)를 출력한다.

이 촬상신호는 타이밍발생회로(29) 및 동기신호회로(31)에서의 타이밍신호 및 동기신호에 의해 신호처리호로(30)에 도입되어 처리된다. 즉, 신호처리회로(30)는 촬상신호의 레벨변화에 의해 심볼에 대응하는 부분(신호레벨이 변화하는 부분)만을 추출하고 이 추출한 부분화상을 동기신호회로(31)에서 출력되는 수직동기신호 및 수평동기신호에 동기시켜서 TV화상신호로서 믹싱한다.

이 믹싱된 TV화상신호는 AGC회로(32)에 의해 2치화하는데에 적합한 레벨로 증폭된다. 예를 들면 제4도에 도시하는 바와 같이 그 하이레벨(V1(정상레벨))이 미리 설정된 적정한 하이레벨(V(상한레벨))로 증폭된다.

즉, TV영상신호가 운영증폭기(43), 콘덴서(44) 및 제2저항(45)으로 구성된 적분회로를 개재하여(적분되어), 증폭기(41)의 게인제어단자에 입력된다. 그 결과, TV화상신호의 하이레벨(V1)이 이 증폭기(41)에 의해 미리 설정된 적정한 하이레벨(V)로 증폭된다.

따라서, 예를 들면 2치화회로(33)에서 판정레벨을 그 적정한 하이레벨(V)과 그라운드(0V)와의 사이의 소정의 비로 분압되는 레벨로 고정하면 신호처리회로(30)가 공급된 TV영상신호가 증폭기(41)(AGC회로(32))에 의해 증폭됨으로써 항상 정확히 2치화처리된다.

이 2치화처리된 신호(화상데이터)가 RAM(23)등에 화상(예를 들면 도트 이미지)로서 전개되고 CPU(21)에 의해 2차원 코드부분의 추출처리 및 코드로의 해석처리 등이 실행된다.

이처럼 본실시예에 의하면 게인제어단자부착 증폭기(41)와 그 게인제어단자로 제어신호를 공급하는 운영증폭기(43), 콘덴서(44) 및 제2 저항(45)으로 구성되는 적분회로를 설치하고 콘덴서(44)와 제2저항(45)으로 결정되는 시정수를 TV화상신호의 1화면의 주사시간에 대응한 약40ms가 되도록 설계하고, 증폭기(41)에 의해 영역센서(2)에서 신호처리회로(30)를 통하여 공급된 TV화상신호의 정상레벨을 소정의 상한레벨까지 증폭하므로써 게인제어단자부착 증폭기(41)와 적분회로라는 간단한 구성으로 TV화상신호를 고정된 판정레벨로 안정되고 정확하게 2치화처리할 수 있다.

또, 적분회로의 게인을 TV화상신호의 1화면의 주사속도에 대응하여 낮게(빠르게)함으로써 게인제어단자부착 증폭기(41)에서의 증폭처리를 안정되고 빠르게 할 수 있고, 신호처리시간의 단축을 꾀한다는 효과를 얻을 수 있다.

이상 상술한 바와 같이 본발명에 의하면 인쇄매체의 표면에 인쇄된 코드에 조사하는 빛의 조도상태에 대응하여 이미지센서에서의 전기신호를 간단한 구성으로 정확하게 2치화할 수 있는 코드판독기를 제공할 수 있다.

Claims

인쇄매체의 표면에 인쇄된 코드에 빛을 조사하고, 이 코드로 부터의 반사광을 전기신호로 변환하는 광전변환수단과;

소정의 제어신호에 의해 게인이 조정 가능한 증폭기와;

상기 광전변환수단으로부터의 전기신호의 정상레벨이 상기 증폭기에 의해 미리 설정된 상한레벨까지 증폭되도록 상기 증폭기에 그 게인을 조정하는 제어신호를 공급하는 게인조정제어수단과;

상기 증폭기로부터 출력되는 정상레벨이 미리 설정된 상한레벨까지 증폭된 전기신호와 미리 정해진 판정레벨을 비교함으로써 전기신호를 2치화하는 2치화수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 코드판독기.
제 1 항에 있어서,

상기 게인조정제어수단은 적분회로로 구성되고 이 적분회로의 게인을 화상판독의 주사속도에 따른 최소한의 값에 설정한 것을 특징으로 하는 코드판독기.
제 1항에 있어서,

상기 광전변환수단은 CCD소자를 매트릭스형으로 배열하여 구성된 것을 특징으로 하는 코드판독기.
제 1 항에 있어서,

상기 광전변환수단, 상기 증폭기, 상기 게인조정제어수단 등을 수납한 휴대 가능한 일체형의 케이스를 구비한 것을 특징으로 하는 코드판독기.