KR20030082572A - 정보 판독 방법 및 장치, 정보 판독 장치의 신호 취득방법, 대역 제한 처리 방법, 타이밍점 진폭 추출 방법 및신호 처리 방법, 판독 신호 처리 유닛 및 판독 신호의처리 방법 및 처리 장치 - Google Patents

Abstract

하드웨어 규모 내지 가격을 억제하면서 판독 신호의 S/N과 함께 판독 분해능을 향상시키고, 판독 심도가 확대한 경우나 판독면에 요철이나 스크래치가 있는 경우의 판독 정밀도를 향상시킬 수 있는 것과 같이 한 정보 판독 방법에 있어서, 매체(1)로부터, 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하고, 상기 취득 신호로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 관한 정보를 추출하고, 상기 추출된 기본 단위 길이 정보에 기초하여 상기한 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독한 바와 같이 구성한다.

Description

정보 판독 방법 및 장치, 정보 판독 장치의 신호 취득 방법, 대역 제한 처리 방법, 타이밍점 진폭 추출 방법 및 신호 처리 방법, 판독 신호 처리 유닛 및 판독 신호의 처리 방법 및 처리 장치{INFORMATION READING METHOD AND DEVICE, SIGNAL CAPTURING METHOD FOR INFORMATION READING DEVICE, BAND LIMITING METHOD THEREFOR, TIMING POINT AMPLITUDE EXTRACTING METHOD THEREFOR, AND SIGNAL PROCESSING METHOD THEREFOR, READ SIGNAL PROCESSING UNIT, AND READ SIGNAL PROCESSING METHOD AND DEVICE}

종래부터, 상품의 유통 분야에서 상품 등에 부착된 바코드를 바코드 판독 장치(바코드 스캐너)로써 판독하고, 그 상품의 가격이나 상품명 등, 상품에 관한 정보를 레지스터 등에 등록하는 것이 행해지고 있다.

이러한 상품에 부착되는 바코드에는 통상 상품에 관한 정보가 코드화됨과 함께, 바코드를 구성하는 각 흑바(black bar) 내지 백바(white bar)의 폭 정보의 배열(바코드를 이루는 각 흑백바의 폭의 정수비)로 이 코드 정보가 표현된다. 바코드 판독 장치에서는, 예를 들면 도 70의 (a)에 도시한 바와 같이, 이러한 상품에 부착된 바코드(200)에 대하여 가우시안 빔 등의 빔 광(201)을 조사시키고, 이 바코드면으로부터 반사된 빔광의 강약 신호(202)(도 70의 (c) 참조)로부터 코드화된 데이터를 판독할 수 있다. 또, 이 강약 신호(202)는 그 진폭값이 바코드를 구성하는 각 바의 색에 의존한다.

여기서, 상술한 바와 같은 바코드 판독 장치로서는 도 57에 도시한 바와 같은 외관을 갖고 바코드 상에 LD(Laser Diode) 등에서 발광되는 빔광을 주사시켜서 그 반사광에 의해 바코드의 흑백을 검출하는 타입이나 CCD(Charge Coupled Device) 등에 의한 외래의 빛에 의해 바코드의 흑백을 검출하는 타입이 있다. 종래에서의 바코드 판독 장치에 있어서는, 이들 중 어느 방식도, 기본적으로는 이하의 수순([1]∼[4])에 따라 바코드를 구성하는 백바 및 흑바의 폭의 비(모듈비)를 계산한다.

[1] 수광 소자로써 바코드로부터의 반사광을 수광하고, 그 광 강도에 따른 진폭의 전기 신호를 출력한다.

[2] 수광한 신호의 진폭 변화로부터 바코드를 이루는 백바에서 흑바로의 경계 및 흑바에서 백바로의 경계 신호(엣지 신호)를 추출한다.

[3] 추출된 엣지 신호 사이를 바폭의 수십배∼수백배의 분해능을 갖는 클럭을 이용하여 엣지 신호 간격을 바폭 카운트값으로서 계측한다.

[4] 계측된 카운트값으로부터 바코드를 이루는 각 바의 폭을 계측하고 흑백바의 폭비를 계산한다.

예를 들면, 도 58 내지 도 59는 종래의 바코드 판독 장치를 도시하는 블록도이며, 도 58에 도시한 바코드 판독 장치(미국 특허 No.5,061,843 참조)는 아날로그 처리를 중점으로 한 신호 처리를 행하여 바코드 정보를 판독하는 것으로서, 광 주사부(102A), 아날로그 처리부(102B) 및 디지털 처리부(102C)를 구비하여 구성되어 있다.

이 도 58에 도시하는 바코드 판독 장치에서는 광 주사부(102A)의 LD(102a-1)에서 발광된 빔광은 폴리곤 미러(102a-2)의 회전에 의해, 바코드(102)의, 예를 들면 좌단에서 우단을 향하는 방향으로(도면 중 a→b 방향), 각 흑바 내지 백바에 조사된다.

바코드(102) 상에 주사된 빔광은 각 바코드의 흑백 폭의 패턴에 따른 강도로 반사되지만, 이 반사광의 강도는 각 바코드의 바색에 의존하게 되어, 백바에 대한 반사광은 비교적 강하며, 흑바에 대한 반사광은 비교적 약하게 된다.

즉, 바코드(102)를 조사하도록 레이저 빔이 조작된 경우, 흑바를 조사했을 때에는 복귀광량이 적고, 백바를 조사한 경우에는 복귀광량이 많아지는 특징을 갖는 신호 파형이 얻어진다(도 60의 Sig10, 50e, 50f 참조).

바코드 판독 장치 내부에서는, 예를 들면 도 60에 도시한 바와 같이, 상술한반사광의 강약(도 60의 신호 Sig10의 종축으로 표현됨)을 진폭값으로 검출된 전기 신호(신호 Sig11 참조)를 취득한 후, 이 전기 신호에 대한 신호 처리를 행함으로써 바코드 정보를 판독한다. 상술한 신호 처리로서 이하의 (1)∼(4)와 같은 단계가 행해진다.

(1) LD(102a-1)로부터의 레이저광으로 바코드(102)를 주사한 경우의 반사광을 전기 신호로 광전 변환한다.

(2) 아날로그 처리부(102B)에서 증폭부(102c)에서 광전 변환된 전기 신호에 대하여 필요한 증폭 처리를 실시한 후, 증폭된 전기 신호에 대하여 1회 미분 처리부(102d)에서 미분 처리를 실시한다. 즉, 광전 변환된 신호를 미분하면 흑백의 경계에서 피크를 갖는 미분 파형(50j)(신호 Sig12)이 얻어진다. 이 신호에 미소의 시간만큼 더 지연된 별도의 신호(50k)(신호 Sig13)를 만들어낸다.

이 미분 신호(신호 Sig12)와 지연 처리부(102e)에서 지연된 신호(신호 Sig13)를 비교함으로써, 미분 신호 피크를 엣지 신호화하고 디지털 신호로 변환한다. 즉, 플러스의 미분 신호 피크는 흑바에서 백바로 변화하는 엣지 신호(WEG, 신호 Sig14 참조)이고, 마이너스의 미분 신호 피크는 백바에서 흑바로 변화하는 엣지 신호(BEG, 신호 Sig15 참조)이다.

즉, 신호(50j)(Sig12)와 신호(50k)(Sig13)를 비교기(102f)에서 비교함으로써, 흑에서 백으로의 변화 시에 발생하는 엣지 신호 WEG와 백에서 흑으로의 변화 시에 발생하는 엣지 신호 BEG가 얻어진다.

또, 미분 응답이 없는 부분(50s)에서 불필요한 엣지가 발생하는 것을 방지하기 위해, 미분 신호(50j)가 미분 신호(50j) 자신의 일정한 비율 레벨(501) 이하일 때에는 엣지 신호를 게이트하는 회로를 부가한다.

(3) 디지털 처리부(102C)의 폭 계측부(102g)에서 바 이미지 신호의 엣지 신호 간(BEG와, 그 BEG에 이어지는 WEG와의 간격 및 WEG와, 그 WEG에 이어지는 BEG와의 간격)의 폭을 클럭(102h) 등으로 카운트한다(신호 Sig16 참조). 이 2개의 엣지 신호의 서로의 시간 간격을 측정하기 위한 클럭(102h)은 충분한 분해능이 있는 것을 이용한다.

(4) 모듈 계산부(102i)에 있어서, 폭 계측부(102g)에서 카운트된 카운트값에 의해 각 바폭 데이터로서 표현된 모듈수를 비례 계산으로 구한다(신호 Sig17 참조).

통상, 바코드 상에 폭 정보로서 표현된 코드 정보는 모듈이라고 불리는 소정의 길이를 단위로 한 정수비 데이터로 이루어지는 것으로써, 각 바폭은 상술한 모듈의 정수배의 폭을 갖고 있다. 이 경우에서는 폭 계측부(102g)로부터의 바폭 값으로부터 정수비를 구함으로써 모듈비를 구하는 것이다.

또한, 도 59에 도시한 바와 같이, 취득된 전기 신호를 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환하는 AD(Analog-Digital) 컨버터(103d)를 구비하고, 상술한 도 58에서의 신호 처리를 이하의 (1)∼(5)에 나타낸 바와 같은 단계에 의해 행할 수 있다. 이 도 59에 도시하는 바코드 판독 장치에서는, 전술한 도 58의 바코드 판독 장치에서 아날로그 처리를 행하던 부분(참조번호 102d, 102e 및 102f 참조)에 대하여 디지털 처리를 행한다.

(1) 도 58의 바코드 판독 장치인 경우와 유사하게, LD(103a-1)로부터의 레이저광을 이용하여, 폴리곤 미러(103a-2)의 회전에 의해 바코드(103)를 주사하고, 이 바코드(103)로부터의 반사광을 수광부(103b)에서 수광하고, 광 신호로부터 전기 신호로 광전 변환한다.

(2) 증폭부(103c)에서 수광부(103b)로부터의 전기 신호에 대하여 필요한 증폭 처리를 실시한 후, A/D 컨버터(103d) 등으로 디지털 샘플링한다.

(3) 지연부(103e, 103f)에 의해 지연 시간차가 부가된 A/D 컨버터(103d)로부터의 디지털 신호에 대하여 차분 처리부(103h, 103i)에서 차분 처리를 행한다.

즉, 차분 처리부(103h)에서는 A/D 컨버터(103d)로부터 입력된 신호에 대하여 t2 시간 지연된 신호와 t1 시간 지연된 신호를 비교하고, 비교 결과 신호 A로서 출력한다. 또한, 차분 처리부(103g)에서는 A/D 컨버터(103d)로부터 입력된 신호에 대하여 t1 시간 지연된 신호와 지연되어 있지 않은 신호 t0을 비교하고, 비교 결과 신호 B로서 출력한다.

(4) 비교기(103i)에서, 차분 처리부(103g, 103h)로부터의 차분 신호를 비교하여, 가장 변화가 크고 또한 출력의 극성이 변화한 점을 엣지점으로서 출력한다.

(5) 폭 계측부(103j)에서 전술한 도 58에서의 폭 계측부(102g)인 경우와 마찬가지로, 클럭(103k)을 이용하여 엣지점 사이를 카운트한다.

상술한 바와 같이, 바코드 상에 폭 정보로서 표현된 코드 정보는 모듈이라고 불리는 소정의 길이를 단위로 한 정수비 데이터로 이루어지는 것이지만, 종래 기술에 관한 바코드 판독 장치로서의 도 58, 도 59 중 어느 경우에 있어서도 이 정수비데이터를 클럭을 이용하여 엣지 신호 간격을 카운트하는 것을 통하여 계측한다.

그러나, 이러한 종래의 도 58에 도시하는 바코드 판독 장치에서는 이 바코드(102)에, 예를 들면 바의 인쇄의 스크래치나 지면의 요철 등이 생긴 경우에는(도 60의 참조번호 50c 참조), 복귀광량 파형에 왜곡이 생겨서(참조번호 50g 참조), 미분 신호에서도 플러스의 값의 피크가 연속하여 2개 생긴다(참조번호 50h, 50i 참조).

이 미분 신호로부터 엣지 신호를 만들어낸 경우에도 동일 종류의 2개의 엣지 신호가 연속하고, 최종적으로 바폭을 카운트하는 경우에 가짜 엣지(false edge)를 사용하여 카운트되게 되기 때문에, 바폭의 카운트값으로서는 본래의 올바른 값(참조번호 50o, 50p 참조)에 대하여 오차가 생긴다(50q, 50r).

이 바폭 값(bar width value)으로부터 정수값을 구하려고 했을 때에, 이 오차가 0.5 모듈 이상인 경우(이 예에서는 0.5 모듈)에는 바코드 정보의 판독 결과에 오인식이 생기게 된다.

이러한 바코드의 스크래치 등에 의한 바코드 정보의 판독 결과의 오인식은 주로 수광부(102b)로부터 증폭 및 미분하는 회로 부분이 광대역 특성을 갖는 것과 함께, 레이저 빔 직경에 의해 발생한다. 즉, 바코드 판독 장치로서는 도 62에 도시한 바와 같이, 레이저를 주사하기 위해 창면(窓面)(57a)에서는 주사 스피드 v는 느리고, 또한 판독 심도가 깊은 경우(L→대)에는 빔 주사 스피드 v는 빠르게 되는 특징을 갖는다.

즉, 바코드를 창면(57a)에 가까이하여 판독 동작을 행하게 한 경우에는,LD(102a-1) 내지 폴리곤 미러(102a-2)와 바코드와의 거리는 비교적 짧고, 판독 심도는 얕게 되지만(L→소), 바코드를 창면(57a)으로부터 분리하여 판독 동작을 행하게 한 경우에는, LD(102a-1) 내지 폴리곤 미러(102a-2)와 바코드와의 거리는 비교적 멀고, 판독 심도는 깊어지는 것이다(L→대).

따라서, 회로 특성으로서는 도 61에 도시한 바와 같이, 낮은 신호 대역(참조번호 51b 참조), 즉 빔 주사 스피드가 느리고 또한 판독된 바코드가 큰 경우에서부터, 높은 신호 대역(참조번호 51c 참조), 즉 빔 주사 스피드가 빠르고 또한 판독된 바코드가 작은 경우까지를 커버하기 위해 광대역 특성을 갖출 필요가 생긴다.

이 결과, 창면에서 비교적 배율이 큰 바코드를 스캔한 경우에, 가는 레이저 빔이 상기한 바와 같은 바코드의 인쇄의 스크래치나 흠집 등을 판독하여, 오인식하는 경우가 있는 것이다.

또한, 빔 직경의 영향으로서는, 예를 들면 LD(102a-1)에서 발광된 빔광 또한 판독 심도가 깊어짐에 따라 산란함으로써, 빔 직경이 커져서, 반사광이 작은 판독 바코드의 폭을 정확하게 얻는 것이 곤란해지는 경우도 있다.

이상을 통합하면, 상술한 도 58에 도시하는 바코드 판독 장치에서는, 이하의 (1)∼(4)에 도시한 바와 같은 과제가 있다.

(1) 판독된 심도 L이 얕은 곳에서 깊은 곳까지의 바코드 신호를 처리할 수 있도록 하기 위해서, 수신측의 회로에서는 광대역의 주파수 특성이 필요로 되기 때문에, 대역을 널리 취하면 취할수록 노이즈량이 많아지고, 신호 대 잡음비(S/N)를 떨어뜨리는 원인이 되는 문제가 있다.

(2) 장치로서, 가는 바코드를 판독할 필요가 있기 때문에, 레이저의 빔 직경을 좁게 할 필요가 있다. 이 경우에, 지면에 요철, 또는 바의 스크래치 등이 있는 바코드에서는, 이 요철을 신호로서 판독하는 경우가 있어, 흑백의 경계 신호가 본래의 장소 이외의 곳에서 발생하기 때문에, 흑백 엣지의 오인식의 원인이 된다.

(3) 레이저로 주사하기 위해서, 판독 심도가 깊어지면 질수록 빔 직경이 넓어짐으로 인해 확대에 의해 분해능이 나빠지고, 가는 라벨의 판독에 지장을 초래할 경우도 있다.

(4) 엣지 신호를 추출했을 때에는 바코드의 흑백을 나타내는 바 이미지 신호가 되지만, 이것의 폭 시간 측정을 위해 바폭 시간보다도 충분히 짧은 클럭으로 카운트할 필요가 있고, 이 때문에 고속 클럭에 동작하는 하드웨어가 고가가 되는 경우 외에, EMI(전자 방해)에 대한 대책을 강구할 필요 또한 고려된다.

또한, 상술한 도 59에 도시하는 바코드 판독 장치에서도, 상술한 도 58에 도시하는 바코드 판독 장치에서의 (4) 내지 (5)와 마찬가지의 문제가 있는 것 외에, 이하의 (1) 내지 (2)에 나타낸 바와 같은 문제가 있다.

(1) 바폭의 정밀도를 유지하기 위해, A/D 컨버터의 샘플링 주파수를 높일 필요가 있지만(적어도, 판독 최소 바폭의 약 10배 이상), 이에 의해 신호 주파수 대역이 오르기 때문에, 상기 요인에 의한 노이즈나 회로 노이즈에 대해서도 민감하게 되어 바폭의 흑백의 엣지의 오인식이 발생한다.

(2) 상기한 바와 같이 고속으로 샘플링할 필요가 있고, 이 데이터를 최종단까지 사용한 경우에, 대량인 샘플링 데이터를 처리하는 높은 처리 능력의 프로세서가 필요하고, 또한 대량인 샘플링 데이터를 저장하는 보다 큰 메모리가 필요하다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 창안된 것으로, 하드웨어 규모 내지 가격을 억제하면서 판독 신호의 S/N과 함께 판독 분해능을 향상시키고, 또한 판독 심도가 확대한 경우나 판독면에 요철이나 구석이 있는 경우의 판독 정밀도를 향상시킬 수 있는, 정보 판독의 방법 및 장치, 정보 판독 장치의 신호 취득 방법, 대역 제한 처리 방법, 타이밍점 진폭 추출 방법 및 신호 처리 방법, 판독 신호 처리 유닛 및 판독 신호의 처리 방법 및 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

<발명의 개시>

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 정보 판독 방법은 매체로부터 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하고, 상기 취득 신호로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 관한 정보를 추출하고, 상기 추출된 기본 단위 길이 정보에 기초하여 상기한 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 정보 판독 방법에서는, 매체로부터 소정의 정보 길이로써 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호에 대하여 등시간 간격마다의 값을 취득하고, 상기 취득 신호로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이를 추출함에 있어서, 매체 정보로부터 상기 2치화 정보의 상태를 추출하기까지의 부분이 등시간 간격에 의한 미분 특성보다도 좁은 대역을 취하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 정보 판독 방법은, 백색 영역 및 흑색 영역의 폭 길이 데이터를 정보 요소로 하여 상기한 백색 영역과 흑색 영역이 교대로 배치되어 소정 조의 정보 요소를 갖는 데이터군이 표현되는 표지가 기록된 매체로부터, 상기 데이터군의 정보를 상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비로서 판독하는 정보 판독 방법에 있어서, 소정의 속도로 상기 표지 상에 빛을 주사시키고, 주사된 광의 상기 표지에 대한 반사광의 강약을 상기 주사 방향에 따른 신호로서 검출함으로써 반사광의 강약에 대응한 2치화 정보를 포함하는 신호로서 취득하고, 상기 취득 신호로부터 상기 폭 길이 데이터에서의 기본 폭 시간에 상당하는 기본 주파수를 추출하고, 상기 추출된 기본 주파수에 기초하여 상기 취득 신호에 대하여 최적의 신호 대역에 제한하고, 상기 기본 주파수에 기초하여 상기 대역이 제한된 취득 신호로부터 상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비를 판독하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 정보 판독 방법은 백색 영역 및 흑색 영역의 폭 길이 데이터를 정보 요소로 하여 상기한 백색 영역과 흑색 영역이 교대로 배치되어 소정 조의 정보 요소를 갖는 데이터군이 표현되는 표지가 기록된 매체로부터, 상기 데이터군의 정보를 상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비로서 판독하는 정보 판독 방법에 있어서, 소정의 속도로 상기 표지 상에 빛을 주사시키고, 주사된 광의 상기 표지에 대한 반사광의 강약을 상기 주사 방향에 따른 신호로서 검출함으로써, 반사광의 강약에 대응한 2치화 정보를 포함하는 신호로서 취득하고, 상기 취득 신호로부터 상기 폭 길이 데이터가 존재하는 타이밍점을 추출하고, 상기 추출된 타이밍점에 따라서, 상기 표지로부터 상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비를 판독하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 정보 판독 방법은 백색 영역 및 흑색 영역의 폭 길이 데이터를 정보 요소로 하여 상기한 백색 영역과 흑색 영역이 교대로 배치되어 소정 조의 정보 요소를 갖는 데이터군이 표현되는 표지가 기록된 매체로부터, 상기 데이터군의 정보를 상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비로서 판독하는 정보 판독 방법에 있어서, 소정의 속도로 상기 표지 상에 빛을 주사시킴과 함께, 외부로부터 입사되는 빛을 수광하고, 수광된 광의 강약을 강약 검출 신호로서 출력하고, 상기 강약 검출 신호에 기초하여, 수광된 광이 상기 주사된 광의 상기 표지에 대한 반사광인지의 여부를 판정하고, 상기 판정 결과에 따라서, 상기 표지에 대한 반사광의 강약 검출 폭 정보 매체로부터의 신호를, 상기 데이터군의 정보를 상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비로서 판독하기 위한 신호로서 취득하는 한편, 상기 표지로부터의 반사광 이외의 강약 상태 검출 신호의 성분에 대해서는 상기 취득 신호로서 취득하는 대상에서 제외하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 판독 신호 처리 유닛은, 매체로부터 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하고, 상기한 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수를 추출하는 수단과, 상기 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호에 대하여 대역 제한 처리를 실시한 후, 상기 2치화 정보의 경계 정보를 추출하는 수단을 갖춘 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 판독 신호 처리 유닛은, 매체로부터 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하고, 상기한 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수를 추출하는 수단과, 상기 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호에 대하여 대역 제한 처리를 실시한 후, 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 추출하는 수단을 갖춘 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 정보 판독 장치는, 신호 취득부와, 상기 취득 신호로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수를 추출하는 기본 주파수 추출부와, 상기 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호의 주파수 대역을 제한하는 대역 제한부와, 상기한 취득 신호와 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호에 동기하고 또한 상기 기본 주파수를 갖는 타이밍점을 추출하는 타이밍점 추출부와, 상기 타이밍점 추출부에서 추출된 타이밍점에 따라 상기 대역 제한부로부터의 신호의 진폭값을 추출하는 진폭 추출부와, 상기 진폭 추출부에서 추출된 상기 타이밍점에 따른 진폭값을 3치화 데이터로서 도출하는 3치화부와, 상기 3치화부에서 도출된 3치화 데이터로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 계산에 의해 판독하는 판독부를 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 정보 판독 장치는 백색 영역 및 흑색 영역의 폭 길이 데이터를 정보 요소로 하여 상기한 백색 영역과 흑색 영역이 교대로 배치되어 소정 조의 정보 요소를 갖는 데이터군이 표현되는 표지가 기록된 매체로부터, 상기 데이터군의 정보를 상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비로서 판독할 수도 있으며, 이 경우에는 상기 매체에 기록된 표지에 표시되는 데이터군을 소정의 속도로 주사된 광의 상기 매체에 대한 반사광의 강약을 상기 주사 방향에 따른 아날로그 신호로서검출함과 함께 상기 연속 신호를 소정의 샘플링 주파수로 샘플링함으로써 디지털 신호로서 취득하는 신호 취득부와, 기본 주파수를 추출하는 기본 주파수 추출부와, 대역 제한부와, 타이밍점을 추출하는 타이밍점 추출부와, 타이밍점에 따라 그 대역 제한부로부터의 신호의 진폭값을 추출하는 진폭 추출부와, 상기 타이밍점에 따른 진폭값을 3치화 데이터로서 도출하는 3치화부와, 3치화 데이터로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 계산에 의해 판독하는 판독부를 구비하고, 또한 상기한 2치화 정보의 기본 단위 길이가 표현되는 백색 영역 또는 흑색 영역의 폭 bar[㎛]와, 상기 주사광의 주사 속도 vmax[m/s]와, 상기 샘플링 주파수 fs[㎒]와의 관계식이, 2<fs/(2*bar/vmax)≤10으로 표현할 수 있는 것을 특징으로 한다.

덧붙여, 본 발명의 정보 판독 장치는, 매체로부터 소정의 정보 길이를 갖고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하는 신호 취득부를 구비함과 함께, 그 신호 취득부로부터의 취득 신호로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수 정보를 추출하는 기본 주파수 추출부와, 상기 기본 주파수 추출부에서 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호에 대하여 대역 제한 처리를 실시한 후에 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 추출하는 정보 길이비 추출부를 구비하여 이루어지는 판독 처리부를 포함하고, 상기 기본 주파수 추출부가 상기 신호 취득부로부터의 취득 신호에 대하여, 판독 가능한 영역에서의 상기 취득 신호의 최대 주파수 이상의 값을 게인 피크 주파수로 하는 미분 처리를 실시하는 미분 처리부와, 상기 미분 처리부에서 미분 처리가 실시된 신호에 대하여 제곱 처리를 실시하는 제곱 처리부와, 상기 제곱 처리부에서 제곱처리가 실시된 결과에 대하여 주파수 스펙트럼에 의한 해석을 행하는 주파수 스펙트럼 해석부와, 상기 주파수 스펙트럼 해석부로부터의 주파수 스펙트럼 해석 결과에 대한 근사 특성 데이터의 역특성 데이터를 산출하는 역특성 데이터 산출부와, 상기 역특성 데이터 산출부에서 산출된 역특성 데이터로 상기 주파수 스펙트럼 해석 결과를 보정하는 해석 결과 보정부와, 상기 해석 결과 보정부에서 보정된 주파수 스펙트럼 해석 결과로부터 0㎐를 제외한 의미있는 주파수를 상기 기본 주파수로서 추출하는 추출부를 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 정보 판독 장치에서의 신호 취득 방법은 매체로부터 소정의 정보 길이를 갖고 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하는 신호 취득부를 구비함과 함께, 상기 취득 신호로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 관한 정보를 추출하고 상기 추출된 기본 단위 길이 정보에 기초하여 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독하도록 구성된 정보 판독 장치에서의 신호 취득 방법에 있어서, 상기 신호 취득부에서 신호를 취득함에 있어서, 상기 2치화 정보가 기록된 매체로부터의 신호 이외의 신호를 포함하여, 상기 매체로부터의 신호를 입력하고 상기한 입력된 신호 중에서, 2치화 정보가 기록된 매체로부터의 신호의 부분에 대하여 진폭 평균 연산 처리를 이용함으로써 판정하고, 상기 판정 결과에 따라, 상기 매체로부터의 신호의 부분을 추출하여, 추출된 부분을 상기 2치화 정보를 포함하는 신호로서 취득하는 것을 특징으로 하고, 이에 의해 2치화 정보를 포함하지 않은 부분의 신호가 취득 대상에서 제외된다.

또한, 본 발명의 정보 판독 장치에서의 대역 제한 처리 방법은 상기 2치화정보의 정보 길이의 비 데이터를 판독하는 전처리(前處理)로서, 상기 취득 신호로부터 상기 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수를 추출하고, 상기 추출된 기본 주파수에 기초하여 상기 취득 신호의 주파수 대역을 제한하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 정보 판독 장치에서의 타이밍점 추출 방법은 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독하는 전처리로서, 상기한 취득 신호와 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호에 동기하고 또한 상기 기본 주파수를 갖는 타이밍점을 추출하고, 상기 추출된 타이밍점에 따라서 상기 대역 제한부로부터의 신호의 진폭값을 추출하고, 상기 추출된 상기 타이밍점에 따른 진폭값을 3치화 데이터로서 도출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 판독 신호 처리 방법은 매체로부터 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하고, 상기한 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수 정보를 추출하고, 상기 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호에 대하여 대역 제한 처리를 실시한 후에 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 추출하는 판독 신호 처리 방법에 있어서, 상기 기본 주파수를 추출함에 있어서, 상기 매체로부터 취득 신호에 대하여, 판독 가능한 영역에서의 상기 취득 신호의 최대 주파수 이상의 값을 게인 피크 주파수로 하는 방법 등으로 미분 처리를 실시하고, 상기 미분 처리가 실시된 신호에 대하여 제곱 처리를 실시하고, 상기 제곱 처리가 실시된 결과에 대하여 주파수 스펙트럼에 의한 해석을 행하고, 상기 주파수 스펙트럼 해석 결과에 대한 근사 특성 데이터의 역특성 데이터를 산출하고, 상기 산출된 역특성데이터로 상기 주파수 스펙트럼 해석 결과를 보정하고, 상기 보정된 주파수 스펙트럼 해석 결과로부터 0㎐를 제외한 의미있는 주파수를 상기 기본 주파수로서 추출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 정보 판독 장치의 신호 처리 방법은, 매체로부터 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하는 신호 취득부를 갖춤과 함께, 상기 취득된 신호로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수 정보를 추출하고, 상기 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호에 대하여 대역 제한 처리를 실시한 후에 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독하는 판독 처리부를 구비하여 구성되는 정보 판독 장치의 신호 처리 방법에 있어서, 상기 판독 처리부에서 상기 기본 주파수를 추출함에 있어서, 그 신호 취득부에서 취득 신호에 대하여, 판독 가능한 영역에서의 상기 취득 신호의 최대 주파수 이상의 값을 게인 피크 주파수로 하는 방법 등으로 미분 처리를 실시하고, 상기 미분 처리가 실시된 신호에 대하여 제곱 처리를 실시하고, 상기 제곱 처리가 실시된 결과에 대하여 주파수 스펙트럼에 의한 해석을 행하며, 상기 주파수 스펙트럼 해석 결과에 대한 근사 특성 데이터의 역특성 데이터를 산출하고, 상기 산출된 역특성 데이터로 상기 주파수 스펙트럼 해석 결과를 보정하고, 상기 보정된 주파수 스펙트럼 해석 결과로부터 0㎐를 제외한 의미있는 주파수를 상기 기본 주파수로서 추출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 판독 신호 처리 장치는, 매체로부터 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하고, 상기한 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수 정보를 추출하는 기본 주파수 추출부와, 상기 기본 주파수 추출부에서 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호에 대하여 대역 제한 처리를 실시한 후에 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 추출하는 정보 길이비 추출부를 구비하고, 상기 기본 주파수 추출부가 상기 매체로부터 취득된 신호에 대하여, 판독 가능한 영역에서의 상기 취득 신호의 최대 주파수 이상의 값을 게인 피크 주파수로 하는 방법 등으로 미분 처리를 실시하는 미분 처리부와, 상기 미분 처리부에서 미분 처리가 실시된 신호에 대하여 제곱 처리를 실시하는 제곱 처리부와, 상기 제곱 처리부에서 제곱 처리가 실시된 결과에 대하여 주파수 스펙트럼에 의한 해석을 행하는 주파수 스펙트럼 해석부와, 상기 주파수 스펙트럼 해석부로부터의 주파수 스펙트럼 해석 결과에 대한 근사 특성 데이터의 역특성 데이터를 산출하는 역특성 데이터 산출부와, 상기 역특성 데이터 산출부에서 산출된 역특성 데이터로 상기 주파수 스펙트럼 해석 결과를 보정하는 해석 결과 보정부와, 상기 해석 결과 보정부에서 보정된 주파수 스펙트럼 해석 결과로부터 0㎐를 제외한 의미있는 주파수를 상기 기본 주파수로서 추출하는 추출부를 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 본 발명의 정보 판독 방법에 따르면, 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 관한 정보를 추출하고, 추출된 기본 단위 길이 정보에 기초하여, 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독할 수 있기 때문에, 하드웨어 규모 내지 가격을 억제하면서, 판독 신호의 S/N과 함께 판독 분해능을 향상시키고, 나아가서는 판독 심도가 확대한 경우나 판독면에 요철이나 스크래치가 있는 경우의 판독 정밀도를 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 정보 판독 방법에 따르면, 취득 신호로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이를 추출함에 있어서, 매체 정보로부터 상기 2치화 정보의 상태를 추출하기까지의 부분이, 등시간 간격에 의한 미분 특성보다도 좁은 대역을 취할 수 있기 때문에, 적어도 2치화 정보의 정보 길이를 판독할 때에 최적의 대역에 제한하기 위한 미분 처리를 행할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 판독 신호 처리 유닛에 따르면, 기본 주파수를 추출하는 수단과 2치화 정보의 경계 정보를 추출하는 수단을 구비함으로써, 적어도 취득 신호에 대하여 대역 제한하여 3치화하는 기능까지를, 다른 기능부와 분리시켜서 담당할 수 있기 때문에, 이 판독 신호 처리 유닛의 부분만을 다른 정보 처리 장치에서의 처리 등에 유용할 수 있고, 장치의 범용화를 도모하면서 장치 구성의 변형을 넓히는 것도 가능하다.

덧붙여, 본 발명의 정보 판독 장치에 따르면, 대역 제한부에 의해 취득 신호의 주파수 대역을 제한함으로써, 최적의 대역에서 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독할 수 있기 때문에, 수신측의 회로에서는 광대역성을 필요로 하지 않고, 신호 대 잡음비(S/N)를 향상시킴으로써, 판독 영역의 확대, 판독 분해능의 향상 및 매체 자체에 판독 노이즈의 원인이 포함되어 있는 경우의 판독 정밀도의 개선을 도모할 수 있는 것 외에, 2치화 정보의 정보 길이의 기본 단위 길이를 계측하기 위해 고속인 클럭을 갖출 필요도 없어지기 때문에, 샘플링 정밀도를 떨어뜨려도 2치화 정보의 판독 정밀도를 높게 유지할 수 있기 때문에, 장치 구성을 위한 하드웨어 비용을 장치의 성능을 높이면서 개선시킬 수 있다는 이점도 있다.

또한, 본 발명의 정보 판독 장치에서의 신호 취득 방법에 따르면, 신호 취득부에서 신호를 취득함에 있어서, 2치화 정보가 기록된 매체로부터의 신호 이외의 신호를 포함하여 매체로부터의 신호를 입력하고, 이 입력된 신호 중에서 2치화 정보가 기록된 매체로부터의 신호의 부분에 대하여 진폭 평균 연산 처리를 이용함으로써 판정하고, 판정 결과에 따라 매체로부터의 신호의 부분을 추출하여, 추출된 부분을 2치화 정보를 포함하는 신호로서 취득할 수 있기 때문에, 2치화 정보 취득을 위해 필요한 부분 이외를 정보 판독 장치에서의 후단의 신호 처리의 대상에서 제외할 수 있어, 장치의 처리 부하를 경감시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 정보 판독 장치에서의 대역 제한 처리 방법에 따르면 2치화 정보의 정보 길이의 비데이터를 판독하는 전처리로서, 취득 신호로부터 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수를 추출하고, 추출된 기본 주파수에 기초하여 취득 신호의 주파수 대역을 제한할 수 있으므로, 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 관한 정보를 추출하고, 추출된 기본 단위 길이 정보에 기초하여, 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독할 수 있기 때문에, 하드웨어 규모 내지 가격을 억제하면서, 판독 신호의 S/N과 함께 판독 분해능을 향상시키고, 나아가서는 판독 심도가 확대한 경우나 판독면에 요철이나 스크래치가 있는 경우의 판독 정밀도를 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독하는 전처리로서, 취득 신호와 기본 주파수 정보에 기초하여 취득 신호에 동기하고 또한 기본 주파수를 갖는 타이밍점을 추출하고, 추출된 타이밍점에 따라 대역 제한부로부터의 신호의 진폭값을 추출하고, 추출된 타이밍점에 따른 진폭값을 3치화 데이터로서 도출할 수 있으므로, 판독 신호의 S/N과 함께 판독 분해능을 향상시키고, 나아가서는 판독 심도가 확대한 경우나 판독면에 요철이나 스크래치가 있는 경우의 판독 정밀도를 향상시킬 수 있다는 이점이 있는 것 외에, 특히 가우시안 빔의 반사광에 대한 광전 변환 신호를 취득 신호로서 취득하는 경우에는 이 가우시안 빔 등에 의한 부호간 간섭 왜곡과 함께 회로의 군 지연에 의한 왜곡을 보정할 수 있어, 상술한 판독 분해능을 비약적으로 개선할 수 있다는 이점도 있다. 또한, 모듈 길이를 카운트하기 위해서, 고속으로 취득 신호에 대하여 샘플링할 필요가 없어지고, 장치 구성을 위한 비용을 대폭 삭감시키는 것이 가능하다.

덧붙여, 본 발명에 따르면, 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 관한 정보를 추출하고, 추출된 기본 단위 길이 정보에 기초하여, 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독할 수 있기 때문에, 하드웨어 규모 내지 가격을 억제하면서, 판독 신호의 S/N과 함께 판독 분해능을 향상시키고, 나아가서는 판독 심도가 확대된 경우나 판독면에 요철이나 스크래치가 있는 경우의 판독 정밀도를 향상시킬 수 있는 것 외에, 기본 단위 길이에 관한 정보로서의 기본 주파수를 추출하는 것에 있어서, 주파수 스펙트럼 해석 결과를 보정할 수 있으므로, 2치화 정보의 정보 길이를 판독하기 위해 필요한 상기 빛의 수광 상태의 허용도를 넓힐 수 있다. 즉, 매체에 조사된 가우시안 빔의 반사광의 명암 신호를 취득하는 경우에는, 어느 정도 열화한 가우시안 빔으로부터 반사한 빛이라도 2치화 정보를 판독할 수 있을 뿐만 아니라, CCD에 의해 빛을 수광하는 경우에는 2치화 정보를 판독할 수 있는 상기 CCD의 분해능의 허용폭을 넓힐 수 있다.

또한, 본 발명을 바코드를 판독하기 위해 적용한 경우에는 바폭이 좁은 바코드를 판독하는 경우나, 오퍼레이터의 판독 동작 등의 조건에 기인하여 바코드에 조사되는 가우시안 빔의 빔 직경이 바폭에 비하여 상대적으로 커진 경우나, CCD를 적용한 바코드 판독 장치인 경우에서의 상기 CCD의 분해능에 의해, 주파수 스펙트럼의 해석 결과가 열화되어 있는 경우에도 간단한 처리로 열화를 보정함으로써 정확하게 기본 주파수를 추출할 수 있도록 하기 때문에, 이하와 같은 이점을 얻을 수 있다.

① 바코드 판독 장치로서의 판독 가능한 범위를 넓힐 수 있다. 구체적으로는, 판독 심도는 오퍼레이터에 의한 판독 동작에 의해 변화하지만, 바코드 판독 장치로서 판독 가능한 판독 심도의 조건의 범위를 넓힐 수 있다.

② 판독 가능한 바코드 폭을 좁힐 수 있다.

③ CCD의 분해능이 낮은 경우에도, 간단한 처리로 스펙트럼 피크를 고정밀도로 추출할 수 있기 때문에, 판독 정밀도를 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 최적 특성 추출부 또는 메디언 필터(median filter)에 의해 특히 후단의 추출부에서 추출하여야 할 스펙트럼 피크의 주파수점이 잔존하고 있는 경우에, 이 스펙트럼 피크의 주파수점에 대한 게인이 역수 데이터 산출부 및 보간부에서 계산되는 역특성 데이터에 반영되지 않도록 하기 때문에, 스펙트럼 피크 주파수를 단순한 스펙트럼 강도의 대소 비교에 의해 추출할 수 있고, 모듈 주파수의 추출의 간소화 내지 추출 정밀도의 비약적인 향상을 도모할 수 있다.

본 발명은, 예를 들면 바코드에 포함되는 정보를 판독하는 바코드 스캐너 등과 같이, 매체로부터 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하고, 이 취득한 신호에 포함되는 2치의 진폭 정보로 표현되는 폭 정보를 정수비로 판독할 때에 이용하여 적합한, 정보 판독의 방법 및 장치, 정보 취득 장치의 신호 취득 방법, 대역 제한 처리 방법, 타이밍점 진폭 추출 방법 및 신호 처리 방법, 판독 신호 처리 유닛 및 판독 신호의 처리 방법 및 처리 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치를 도시하는 블록도.

도 2는 본 실시예에서의 바코드 판독 장치로써 이용되는 트랜스버설 필터(transversal filter)를 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 실시예에서의 바코드 판독 장치로써 이용되는 트랜스버설 필터를 도시하는 도면.

도 4의 (a)∼도 4의 (d)는 모두 본 발명의 일 실시예에서의 바코드 판독 장치를 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 실시예에서의 추출부를 도시하는 블록도.

도 6의 (a)∼도 6의 (c)는 모두 본 실시예에서의 추출부의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 7은 본 실시예에서의 추출부의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 8은 본 실시예의 변형예로서의 추출부를 도시하는 블록도.

도 9의 (a)∼도 9의 (c)는 모두 본 실시예의 변형예로서의 추출부의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 10∼도 21은 모두 본 실시예에서의 적용형(adaptive-type) 대역 제한 미분을 설명하는 도면.

도 22는 본 실시예에서의 적용형 대역 제한 미분부를 도시하는 블록도.

도 23은 본 실시예에서의 적용형 대역 제한 미분부의 동작을 설명하기 위한도면.

도 24는 본 실시예에서의 적용형 대역 제한 미분부의 제1 변형예에 대한 주요부를 도시하는 블록도.

도 25, 도 26는 모두 본 실시예에서의 적용형 대역 제한 미분부의 제1 변형예에 대한 동작을 설명하기 위한 도면.

도 27은 본 실시예에서의 적용형 대역 제한 미분부의 주요부의 동작을 설명하기 위한 플로우차트.

도 28은 본 실시예에서의 적용형 대역 제한 미분부의 주요부의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 29는 본 실시예에서의 매모듈점 진폭 추출부(every module point amplitude extracting)를 도시하는 블록도.

도 30은 본 실시예에서의 매모듈점 진폭 추출부의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 31의 (a)∼도 31의 (c)는 모두 본 실시예에서의 매모듈점 진폭 추출부의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 32는 본 실시예에서의 매모듈점 진폭 추출부의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 33, 도 34는 모두 본 실시예에서의 매모듈점 진폭 추출부의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 35는 본 실시예에서의 매모듈점 진폭 추출부의 주요부를 도시하는 블록도.

도 36, 도 37, 도 38의 (a)∼도 38의 (c), 도 40, 도 41은 모두 본 실시예에서의 매모듈점 진폭 추출부의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 39는 본 실시예에서의 매모듈점 진폭 추출부의 주요부를 도시하는 블록도.

도 42, 도 43은 모두 본 실시예의 변형예에서의 매모듈점 진폭 추출부의 주요부를 도시하는 블록도.

도 44∼도 46은 본 실시예의 변형예에서의 매모듈점 진폭 추출부의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 47은 본 실시예에서의 매모듈점 진폭 추출부의 주요부를 도시하는 블록도.

도 48은 본 실시예에서의 매모듈점 진폭 추출부의 주요부 구성을 상세히 도시하는 블록도.

도 49, 도 50의 (a)∼도 50의 (e) 및 도 51의 (a), 도 51의 (b)는 모두 본 실시예에서의 매모듈점 진폭 추출부의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 52, 도 53 및 도 54의 (a)∼도 54의 (e)는 모두 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치의 작용 효과를 설명하기 위한 도면.

도 55, 도 56은 모두 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 블록도.

도 57은 바코드 판독 장치의 외관을 도시하는 도면.

도 58, 도 59는 모두 종래의 바코드 판독 장치를 도시하는 블록도.

도 60∼도 62는 모두 종래의 바코드 판독 장치의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 63은 본 실시예에서의 적용형 대역 제한 미분부의 제2 변형예로서의 모듈 주파수 추출부를 도시하는 블록도.

도 64의 (a)∼도 64의 (e)는 모두 본 실시예에서의 적용형 대역 제한 미분부의 제2 변형예로서의 모듈 주파수 추출부에 대한 동작을 설명하기 위한 도면.

도 65는 주파수 특성 데이터베이스(11k)에서 미리 유지하는 n 종류의 주파수 특성 F1∼Fn을 도시하는 도면.

도 66은 본 실시예에서의 적용형 대역 제한 미분부의 제2 변형예로서의 모듈 주파수 추출부의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 67은 본 실시예에서의 적용형 대역 제한 미분부의 제2 변형예로서의 모듈 주파수 추출부의 동작을 설명하기 위한 플로우차트.

도 68은 본 실시예에서의 적용형 대역 제한 미분부의 제3 변형예에 관한 구성예로서의 모듈 주파수 추출부를 적용한 경우의 블록도.

도 69의 (a)∼도 69의 (c)는 모두 적용형 대역 제한 미분부의 제3 변형예로서의 모듈 주파수 추출부에서의 메디언 필터의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 70의 (a)∼도 70의 (c)는 모두 종래의 바코드 판독 장치의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 71, 도 72는 모두 본원 발명이 해결하고자 하는 과제에 대하여 설명하기 위한 도면.

<발명을 실시하기 위한 최량의 실시예>

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

(A-1) 본 발명의 일 실시예가 적용되는 바코드 판독 장치의 전체 구조의 설명

우선, 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치의 전체 구조에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바코드 판독 장치의 전체 구조를 도시하는 블록도로, 이 도 1에 도시하는 바코드 판독 장치에 대해서도 도 57에 도시한 바와 같은 외관을 가지고, 매체에 기록된 표지로서의 바코드를 판독할 수 있는 것으로, 광 주사부(1A), 아날로그 처리부(1B), AD 컨버터(1d) 및 판독 처리부(1C)를 구비하여 구성되어 있다.

즉, 본 실시예의 바코드 판독 장치는, 매체로부터 소정의 정보 길이를 가지고 배치된 2치화 정보(바코드에 표현된 백색 영역 및 흑색 영역의 폭 길이 데이터)를 포함하는 신호를 취득함과 함께, 이 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이(모듈 길이)에 관한 정보를 추출하고 추출된 기본 단위 길이 정보에 기초하여 2치화 정보의 정보 길이의 비(바코드 정보)를 판독하도록 구성되어 있다.

여기서, 광 주사부(1A)는 빔광을 발광하는 LD(1a-1)를 갖춤과 함께, LD(1a-1)로부터의 빔광을 반사시키는 경면체에 의해 구성된 폴리곤 미러(1a-2)를 구비하여 구성되어 있다. 폴리곤 미러(1a-2)는 도시하지 않은 모터로부터 주어지는 회전작동력에 의해 회전되어, 빔광의 반사 방향을 변화시킴으로써 복수 종류의 주사 패턴을 부여하는 것으로, 도 57에 도시하는 방식에서는 판독 창면(53a)의 내측 근방에 설치된다.

즉, LD(1a-1)에서 발광된 빔광은, 폴리곤 미러(1a-2)의 회전에 의해, 판독 창면(53a)으로부터 외부(케이싱의 외측)에 출사되는 한편, 판독 창면(53a) 외부에서, 상술한 빔광이 조사되도록 비추어진 바코드(1)의 각 흑바 내지 백바에, 예를 들면 좌단에서 우단을 향하는 방향으로(도 1 중 a→b 방향으로), 조사되도록 되어 있다.

또한, 아날로그 처리부(1B)는 수광부(1b) 및 증폭부(1c)를 구비하고 있다. 여기서, 수광부(1b)는 상술한 바코드(1)에 조사된 빔광의 반사광을 포함하는 판독 창면(53a) 외부로부터의 빛을 수광하고, 그 강약에 따른 진폭값의 전기 신호에 광전 변환하는 것으로, 증폭부(1c)는 수광부(1b)로부터의 광전 변환 신호에 대하여 필요한 증폭 처리를 실시하는 것이다.

AD 컨버터(1d)는 증폭부(1c)로부터의 아날로그의 광전 변환 신호에 대하여 디지털 샘플링하고, 디지털 신호로서 출력하는 것이다. 또, 본 실시예에서는, AD 컨버터(1d)를 구비하지 않고, 후단의 판독 처리부에서의 대역 제한 미분 처리를 아날로그 필터에 의해 구성할 수도 있다.

광 주사부(1A), 아날로그 처리부(1B) 및 AD 컨버터(1d)는 전술한 도 59에 도시한 것(참조번호 103A, 103B 및 103d 참조)과 거의 마찬가지이다.

광 주사부(1A), 아날로그 처리부(1B), AD 컨버터(1d) 및 절출부(1e)는 매체로부터 소정의 정보 길이를 갖고 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하는 신호 취득부로서 기능하는 것이다.

또한, 판독 처리부(1C)는 절출부(1e), 적용형 대역 제한 미분부(1f), 매모듈점 진폭 추출부(1i), 모듈수 산출부(1m) 및 캐릭터 구성 체크부(1n)를 구비하여 구성되어 있다.

여기서, 절출부(1e)는 후단 처리의 부하를 경감하기 위해, 광전 변환 신호로부터 바코드와 같은 신호만을 추출하는 것이다. 즉, 절출부(1e)는 후술하는 바와 같이, 상술한 AD 컨버터(1d)로부터 입력된 신호 중에서, 바코드에 반사된 광에 대한 광전 변환 신호 부분인지의 여부를 판정하여, 이 바코드에 반사된 광에 대한 광전 변환 신호 부분을 절취한 것을 후단의 각 신호 처리를 위해 취득하는 것이다.

적용형 대역 제한 미분부(1f)는 바코드 신호의 기본 모듈에 상당하는 주파수를 추출하는 모듈 주파수 추출부(1g), 모듈 주파수 추출부(1g)에서 추출된 주파수에 기초하여 절출부(1e)로부터의 신호에 대하여 주파수 대역을 제한하는 대역 제한 미분 처리부(1h) 및 대역 제한 미분 처리부(1h)로부터의 신호의 데이터량을 발췌하는 데시메이션(decimation) 처리부(1h')를 구비하여 구성하고 있지만, 이 적용형 대역 제한 미분부(1f)의 상세한 구성에 대해서도 후술한다.

또, 모듈 주파수 추출부(1g)는 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수를 추출하는 기본 주파수 추출부로서의 기능을 갖춤과 함께, 대역 제한 미분 처리부(1h)는 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여 취득 신호의 주파수 대역을 제한하는 대역 제한부로서의 기능을 갖고 있다.매모듈점 진폭 추출부(1i)는 상술한 적용형 대역 제한 미분부(1f)에서 추출한 기본 모듈에 상당하는 주파수에 의해 모듈의 타이밍 신호를 추출하는 모듈 타이밍 신호 추출부(1j)와, 이 타이밍 신호를 이용하여 미분 신호의 진폭값을 추출하는 진폭 추출부(1k)와, 진폭 추출부(1i)에서 추출된 진폭값을 엣지 신호로서 「+1」, 「0」, 「-1」의 3치화 데이터로서 출력하는 3치화부(11)를 구비하여 구성되어 있다.

또, 상술한 타이밍 신호 추출부(1j)는 적용형 대역 제한 미분부(1f)로부터의 취득 신호와 기본 주파수 정보에 기초하여, 취득 신호와 동기하고 또한 기본 주파수를 갖는 타이밍점을 추출하는 타이밍점 추출부로서의 기능을 갖고, 진폭 추출부(1k)는 타이밍점 추출부에서 추출된 타이밍점에 따라 대역 제한부(적용형 대역 제한 미분부(1f))로부터의 신호의 진폭값을 추출하는 기능을 갖고, 3치화부(11)는 진폭 추출부에서 추출된 타이밍점에 따른 진폭값을 3치화 데이터로서 도출하는 3치화부로서의 기능을 갖고 있다.

모듈수 산출부(1m)는 매모듈점 진폭 추출부(1i)로부터의 3치화 데이터에 기초하여, 바코드를 구성하는 각 바의 폭 길이로서 표현된 바코드 정보를 판독하는 것이다.

캐릭터 구성 체크부(1n)는 상술한 모듈 산출부(1m)에서 판독된 바코드 정보의 데이터 배열의 패턴에 대하여 바코드의 규격에 대조하여 바코드 캐릭터를 복조하는 것이다.

상술한 구성에 의해, 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치에서는 백색 영역 및 흑색 영역의 폭 길이 데이터를 정보 요소로 하고 상기한 백색 영역과 흑색 영역이 교대로 배치되어 소정 조의 정보 요소를 갖는 데이터군이 표현되는 표지(바코드)가 기록된 매체로부터, 데이터군의 정보를 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비로서 판독한다.

여기서, 광 주사부(1A)에서 소정의 속도로 바코드 상에 빛을 주사시키고, 아날로그 처리부(1B)에서 주사된 광의 상기 표지에 대한 반사광의 강약을 상기 주사 방향에 따른 신호로서 검출함으로써 반사광의 강약에 대응한 2치화 정보를 포함하는 신호로서 취득한다.

또한, 모듈 주파수 추출부(1g)에서 취득 신호로부터 폭 길이 데이터에서의 기본 폭 시간에 상당하는 기본 주파수를 추출하고, 대역 제한 미분 처리부(1h)에서, 상기 추출된 기본 주파수에 기초하여 상기 취득 신호에 대하여 최적의 신호 대역에 제한하고, 매모듈점 진폭 추출부(1i), 모듈수 산출부(1m) 및 캐릭터 구성 체크부(1n)에서 기본 주파수에 기초하여 상기 대역이 제한된 취득 신호로부터 상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비를 판독한다.

구체적으로는, 광 주사부(1A)에서 복수의 주사 패턴에 의한 레이저 빔을 발생시킨다. 발생시킨 패턴의 하나가 바코드를 주사한 경우, 즉 레이저 빔이 바코드를 스캔한 경우, 바코드(1)로부터의 반사광량 변화를 집광하고, 수광부(1b)에서 그 광량 변화를 전기 신호로 변환한다.

즉, 바코드의 백바와 흑바 부분의 반사광량의 차이가 생기기 때문에, 시간축 상에서 보면 빛이 흑백에 따른 반사광량 변화가 발생한다. 이 반사광량 변화를, 핀 포토다이오드 등의 수광 소자 증폭부(1c)에서 적절한 증폭 처리를 실시한 후,AD 컨버터(1d)에 의해 샘플링(아날로그/디지털 변환)한다.

AD 컨버터(1d)의 출력 열로부터 절출부(1e)에서 바코드(1)와 같은 특징을 갖는 신호 부분만(신호(1p) 참조)을 추출하고, 그 외의 것을 다음 단으로 출력하지 않음으로써, 후단의 처리의 부하를 경감한다.

적용형 대역 제한 미분부(1f)에서는 절출부(1e)에서 절출된 바코드와 같은 신호 부분(1p)에 대하여, 불필요한 노이즈 성분을 제거하고, 모듈 추출에 필요한 성분만을 확보하도록 신호의 대역을 최적으로 제한한다.

이것을 실현하기 위해, 우선 모듈 주파수 추출부(1g)에서 입력 신호(1p)로부터 바코드의 1 모듈(기본 모듈)에 상당하는 주파수 성분을 추출하고(신호(1r) 참조), 이 결과(1r)에 따라 대역 제한 미분 처리부(1h)로서의 필터를 설정하고, 입력 신호(1p)를 이 필터(1h)에 통과시킨다. 대역 제한 미분 신호는 모듈 추출에 필요한 정보를 확보하면서 가장 협대역으로 제한되기 때문에, 노이즈 레벨이 최소가 된다.

즉, 대역 제한 미분 처리부(1h)로서의 필터는 모듈 주파수 추출부(1g)에서 추출된 주파수에 따라 구성되어, 폭 정보 추출 정밀도를 저하시키는 원인이 되는 고주파 노이즈를 제거하고 폭 정보를 추출할 때에 필요 최저한의 대역만을 통과시키는 것이다.

또한, 필터(1h)를 통과한 신호에 대해서는 데이터량을 추출하기 위한 데시메이션 처리를 실시하여 매모듈점 진폭 추출부(1i)에 신호(1q)로서 출력하고 있다.

모듈 타이밍 신호 추출부(1j)에서는 적용형 대역 제한 미분부(1f)에서 대역제한된 신호(1q)로부터 모듈에 상당하는 타이밍 신호(1s)를 추출한다. 이 타이밍 신호(1s)에 따라서, 신호(1q)의 진폭값을 추출한다(신호(1t) 참조). 이 신호(1t)는 엣지점인지의 여부를 나타내는 정보를 모듈 타이밍마다 발생하기 위해서, 불필요하게 고속의 클럭으로 바폭을 카운트할 필요도 없고, 또한 모듈의 비를 계산하는 수고도 생략할 수 있다.

즉, 매모듈점 진폭 추출부(1i)에서 적용형 대역 제한 미분부(1f)를 통과한 신호(1q)로부터 모듈의 타이밍에 상당하는 점(1s)을 찾아낸다. 그 타이밍에 따라서, 대역 제한된 미분 신호(1q)의 진폭값을 추출하여 후단의 3치화부(11)에 출력한다(신호(1t)). 이 때, 참인 모듈 타이밍점과 샘플링에 의한 모듈 타이밍점과의 편차를 검지하여 보정도 행함으로써 타이밍 정밀도를 확보한다.

3치화부(11)에서, 상기 신호(1t)로부터 「+1」, 「0」, 또는 「-1」 중 어느 하나에 3치화하여 후단의 모듈수 산출부(1m)에 출력한다(신호(1u) 참조). 이 때에, 레이저를 주사하는 타입의 스캐너이면 가우시안 빔에 의한 분해능의 저하(부호간 간섭)를 보정한다.

또한, 3치화부(11)에서 모듈 타이밍점마다의 진폭값에 대하여 3치 판정을 행할 때에, 최소 제곱법에 의한 자동등화 처리를 행함으로써, 레이저 빔인 경우, 판독 영역이 먼 곳에서 빔 직경이 커지는 것에 의한 부호간 간섭의 발생을 방지한다.

모듈수 산출부(1m)에서, 상기 3치화 데이터로부터 바코드의 흑백의 레벨에 의해 표현된 모듈 패턴으로서의 바코드 정보를 산출하고, 산출 결과를 캐릭터 구성 체크부(1n)에 출력한다(신호(1v) 참조). 캐릭터 구성 체크부(1n)에서는 산출된 모듈 패턴으로부터 바코드의 규격에 대조하여 바코드 캐릭터를 복조한다(1w).

이와 같이, 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치에 따르면, 적용형 대역 제한 미분부(1f)에서 취득 신호의 주파수 대역을 제한함으로써, 후단의 매모듈점 진폭 추출부(1i) 및 모듈수 산출부(1m)에서의 신호 처리에 의해 최적의 대역에서 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독할 수 있기 때문에, 수신측의 회로에서는 광대역성을 필요로 하지 않고, 신호 대 잡음비(S/N)를 향상시킴으로써, 판독 영역의 확대, 판독 분해능의 향상 및 매체 자체에 판독 노이즈의 원인이 포함되어 있는 경우의 판독 정밀도의 개선을 도모할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 2치화 정보의 정보 길이의 기본 단위 길이를 계측하기 위해서 고속인 클럭을 갖출 필요도 없어지기 때문에, 샘플링 정밀도를 떨어뜨려도 2치화 정보의 판독 정밀도를 높게 유지할 수 있기 때문에, 샘플링 주파수를 발생시키기 위한 클럭을 비교적으로 저속의 클럭에 공급할 수 있기 때문에, 장치 구성을 위한 하드웨어 비용을 대폭 개선시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 실시예에 따르면, 취득 신호로부터 바폭 길이 데이터에서의 모듈 길이의 시간에 상당하는 모듈 주파수를 추출하고, 추출된 모듈 주파수에 기초하여, 취득 신호에 대하여 최적의 신호 대역에 제한하고, 모듈 주파수에 기초하여, 대역이 제한된 취득 신호로부터 각 바폭 길이 데이터 사이의 정수비를 판독할 수 있기 때문에, 수신측의 회로에서는 광대역성을 필요로 하지 않고, 신호 대 잡음비(S/N)를 향상시킬 수 있어, 상술한 경우와 마찬가지의 이점이 있다.

(A-2) 본 실시예의 주요부에서 이용되는 트랜스버설 필터의 설명

도 3은 본 실시예의 주요부에서 이용되는 트랜스버설 필터를 도시하는 블록도이다. 트랜스버설 필터는 탭 계수의 설정에 의해 필터 특성이 설정되는 디지털 필터에 있어서, 지연부(2a-1∼2a-8), 승산기(2b-1∼2b-9), 총합 연산기(2c) 및 9개의 탭 계수를 유지해두는 탭 계수 유지부(2d)를 구비하여 구성되어 있다.

즉, 도 2에 도시한 바와 같은 아날로그 파형으로부터 샘플링된 유한한 디지털 데이터 X0, …을, 트랜스버설 필터를 통과시킴으로써, 수식 1에 나타낸 바와 같은 계수치에 의존한 출력 신호 Y0, …를 얻을 수 있다.

[수식 1]

또, 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치의 주요부에서 이용되는 트랜스버설 필터는 원하는 특성을 얻기 위해서 필요한 단수로 설정되어 있다.

(A-3) 판독 처리부에서 처리되는 신호 대역의 제한에 대하여

본 실시예에 있어서는, 매체로부터 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호(바코드에 반사된 광의 강약 검출 신호; 도 1의 참조번호 1p 참조)를 취득하고, 이 취득 신호(1p)로부터 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이(바코드의 모듈 길이)에 관한 정보를 추출하고, 추출된 기본 단위 길이 정보에 기초하여 2치화 정보의 정보 길이의 비(바코드 정보)를 판독한다.

도 4의 (a)∼도 4의 (d)는 모두 본 실시예에서의 판독 처리부(1C)에서의 신호의 대역 제한 특성을 설명하기 위한 도면이다.

예를 들면, 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이 입력(x)에 「0」, 「0」, 「1」,「0」, 「0」이라는 구형 패턴(도 4의 (c)의 실선 파형 참조)이 입력된 경우, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같은 지연부(4a)와 가산부(4b)를 구비하여 구성되는 미분 회로를 이용하여 미분함으로써, 「0」, 「1」, 「-1」, 「0」(출력 신호(y); 도 4의 (c)의 점선 내지 흑점 참조)이 되고, 입력 신호가 「0」 내지 「1」로 변화하였을 때의 엣지나 입력 신호가 「1」 내지 「0」으로 변화할 때의 엣지를 추출할 수 있다.

여기서, 도 4의 (a)에 도시하는 미분 회로의 미분의 간격은 바코드의 기본 모듈에 상당하는 시간(T=1 모듈)으로, 이것보다도 짧은 간격으로 미분 처리를 행한 경우에는 도 4의 (b)와 같이 응답이 뾰족한 파형이 되고, 이것보다도 긴 간격으로 미분 처리를 행한 경우에는 도 4의 (d)에 도시한 바와 같이 응답이 완만한 파형이 된다.

본 실시예의 판독 처리부(1C)에서의 처리 대역으로서, 바코드의 기본 모듈에 상당하는 시간으로 함으로써, 최적의 신호 처리를 행할 수 있는 반면, 기본 모듈보다도 짧은 간격을 처리 대역으로 하는 것은, 노이즈에 민감하게 되는 원인이 되고, 반대로 이보다도 긴 간격으로 신호 처리를 행하면, 도 4의 (d)와 같이, 입력한 패턴에 의한 부호간 간섭에 의해, 파형이 왜곡되게 되어, 기대한 엣지를 구하는 것이 곤란하게 된다.

따라서, 본 실시예에서의 판독 처리부(1C)의 대역 제한 특성으로서는 상술한 반사광의 강약 검출 신호를 취득하고 나서 상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비를 판독하기까지의 각 처리를 기본 단위 길이(모듈 길이)에 상당하는 시간(기본 폭시간)의 정도, 또는 그 시간보다 간신히 작아지는 정도의 시간 간격에 의한 차분 처리 특성을 갖도록 구성된다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 취득 신호로부터 바코드 정보의 정보 길이에서의 모듈 길이에 관한 정보를 추출하고, 추출된 모듈 길이 정보에 기초하여, 바코드 정보를 판독할 수 있기 때문에, 하드웨어 규모 내지 가격을 억제하면서, 판독 신호의 S/N과 함께 판독 분해능을 향상시키고, 더 나아가서는 판독 심도가 확대한 경우나 판독면에 요철이나 스크래치가 있는 경우의 판독 정밀도를 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

(B-1) 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치의 추출부의 설명

다음에, 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치에서의 절출부(1e)의 구성에 대하여, 도 5∼도 7을 이용하여 이하에 설명한다.

그런데, 도 5는 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치에서의 절출부(1e)를 상세히 도시하는 블록도이고, 이 도 5에 도시한 바와 같이, 절출부(1e)는 특징 추출부(30a), 판정부(30b) 및 게이트(30h)를 구비하여 구성되어 있다.

여기서, 특징 추출부(30a)는 AD 컨버터(1d)로부터 입력된 디지털 신호의 광전 변환 신호에 대한 특징을 추출함으로써, 광대역 미분 처리부(30c), 제곱 처리부(30d) 및 이동 평균 연산부(30e)를 구비하여 구성되어 있다.

광대역 미분 처리부(30c)는 AD 컨버터(1d)로부터 입력된 디지털 신호의 광전 변환 신호에 대하여 광대역 미분 처리를 실시하여 노이즈를 제거하는 것이고, 제곱 처리부(30d)는 후단의 진폭값 비교를 용이하게 하기 위해 광대역 미분 처리가 실시된 광전 변환 신호에 대하여 각 샘플링 데이터마다 제곱 계산 처리를 행하는 것이고, 이동 평균부(30e)는 제곱 처리부(30d)에서 제곱 계산 처리가 실시된 디지털 신호에 대하여 이동 평균을 계산한 것이다.

예를 들면, AD 컨버터(1d)로부터 도 6의 (a)에 도시한 바와 같은 아날로그 파형(x)에 대한 디지털 변환된 신호를 입력하고, 광대역 미분 처리부(30c)에서 광대역 미분 처리를 실시함으로써, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같은 아날로그 파형에 대응한 디지털 신호가 얻어지고, 또한 이 신호에 대하여 제곱 처리부(30d)에서 제곱 계산 처리를 실시한 후, 이동 평균부(30e)에서, 예를 들면 300 탭의 이동 평균을 계산함으로써, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같은 아날로그 파형(y)에 대응한 디지털 신호를 얻을 수 있다.

또한, 판정부(30b)는 임계값 유지부(30f)와 비교부(30g)를 구비하고, 상술한 특징 추출부(30a)에서 산출된 이동 평균의 계산 결과에 대하여, 비교부(30g)에 있어서, 이 계산 결과의 값과 임계값 유지부(30f)에서 유지된 소정의 임계값을 비교함으로써, 입력된 광전 변환 신호가 바코드의 반사광에 대한 신호인지의 여부를 판정하는 것이다.

구체적으로는, 비교부(30g)에서는 이 값을 비교부(30g)에서 소정의 임계값과의 대소를 판정하고, 임계값을 넘은 경우에는 그 이동 평균의 연산된 구간의 신호를 바코드 신호라고 판정하는 한편, 임계값을 넘지 않은 경우에는 바코드 신호 이외의 신호라고 판정한다. 즉, 제곱 처리부(30d)에서 진폭값 데이터를 제곱으로 되어 있기 때문에, 이동 평균된 신호의 값이 커지고, 바코드의 반사광에 대한 신호인지의 여부를 진폭값의 대소에 의해 용이하게 판정할 수 있다.

즉, 상술한 특징 추출부(30a) 및 판정부(30b)에 의해 수광부(1b)로부터의 전기 신호가 매체로서의 바코드로부터 반사된 반사광에 대하여 전기 신호로 변환된 것인지의 여부를 판정하는 판정부로서 기능한다.

또한, 게이트부(30h)는 비교부(30g)로부터의 비교 판정 결과를 입력하고, 입력 신호가 바코드의 반사광에 대하여 전기 신호로 변환된 것이라고 판정된 경우에는, 그 입력 신호의 성분을 후단의 신호 처리를 위해 취득하는 한편, 바코드의 반사광 이외에 대하여 전기 신호로 변환된 것이라고 판정된 경우에는 그 입력 신호의 성분에 대해서는 후단의 신호 처리를 위한 취득 대상에서 제외하도록 되어 있다.

또, 상술한 임계값 유지부(30f)에서는 이동 평균값의 최대값으로서 취득된 값(y(max))에서의 반값(y(half)을, 임계값으로서 유지해두고, 상술한 비교부(30g) 및 게이트부(30h)에서의 입력 신호의 절출 처리에 있어서는, 예를 들면 도 7에 도시한 바와 같이, 상술한 임계값을 초과하는 시간의 2배의 시간에 상당하는 분의 데이터(t1∼t2)를 절출 구간으로서, 신호를 취득하도록 해도 된다.

이러한 구성에 의해, 절출부(1e)에서는 신호를 취득함에 있어서, 2치화 정보가 기록된 매체(바코드)로부터의 신호 이외의 신호를 포함하고, 바코드 신호를 입력하고, 특징 추출부(30a) 및 판정부(30b)에서 이 입력 신호 중에 2치화 정보가 기록된 매체로부터의 신호의 부분에 대하여 진폭 평균 연산 처리를 이용함으로써 판정하고, 게이트부(30h)에서 판정부(30b)로부터의 판정 결과에 따라 바코드로부터의 신호의 부분을 추출하고, 추출된 부분을 2치화 정보를 포함하는 신호로서 취득한다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 특징 추출부(30a) 및 판정부(30b)에서 광전 전환부(1b)로부터의 전기 신호가 매체로부터 반사된 반사광에 대하여 전기 신호로 변환된 것인지의 여부를 판정하고, 게이트부(30h)에서 판정 결과에 기초하여 반사광에 대하여 전기 신호로 변환된 것이라고 판정된 신호 성분에 대해서는 취득 신호로서 취득하는 한쪽 반사광 이외의 빛에 대하여 전기 신호로 변환된 것이라고 판정된 경우에는 취득 신호로서 취득하는 대상에서 제외할 수 있으므로, 2치화 정보 취득을 위해 필요한 부분 이외를, 정보 판독 장치에서의 후단의 신호 처리의 대상에서 제외할 수 있으므로, 장치의 처리 부하를 경감시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 실시예에 따르면, 신호 취득부(1B, 1d, 1e)에서 신호를 취득함에 있어서, 바코드의 정보가 기록된 매체로부터의 신호 이외의 신호를 포함하여 매체로부터의 신호를 입력하고, 이 입력된 신호 중에 2치화 정보가 기록된 매체로부터의 신호의 부분에 대하여 진폭 평균 연산 처리를 이용함으로써 판정하고, 판정 결과에 따라서, 매체로부터의 신호의 부분을 절출하고, 절출된 부분을 2치화 정보를 포함하는 신호로서 취득할 수 있기 때문에, 2치화 정보 취득을 위해 필요한 부분 이외를, 후단의 신호 처리의 대상에서 제외할 수 있으므로, 장치의 처리 부하를 경감시킬 수 있다는 이점이 있다.

(B-2) 본 실시예의 변형예에 관한 바코드 판독 장치의 절출부의 설명

상술한 절출부(1e)로서는, 도 5와 같은 구성 외에 도 8에 도시한 바와 같은 구성에 의해 실현할 수도 있게 된다. 즉, 도 8에 도시하는 절출부(1e)는 특징 추출부(31a), 판정부(31b) 및 게이트부(31n)를 구비하여 구성되어 있지만, 그 주요부 구성이 다르다.

즉, 특징 추출부(31a)는 미분 처리부(31c), 제곱 처리부(31d), 이동 평균부(31e), 제1 임계값 유지부(31f), 제1 비교부(31g) 및 게이트부(31h)를 구비하여 구성되어 있지만, 상술한 미분 처리부(31c), 제곱 처리부(31d), 이동 평균부(31e), 제1 임계값 유지부(31f), 제1 비교부(31g)에 대해서는, 전술한 도 5의 대응 부분(참조번호 30c∼30g 참조)과 마찬가지의 기능을 갖고 있다.

게이트부(31h)는 제곱 처리부(31d)에서 제곱으로 된 신호(미분 제곱 신호)에 대하여 제1 비교부(31g)로부터의 비교 결과에 기초한 절출 처리를 행하는 것이다.

구체적으로는, 비교부(31g)에 의해 입력 신호가 바코드의 반사광에 대하여 전기 신호로 변환된 것이라고 판정된 경우에는 제곱 처리부(31d)에서 그 신호 성분에 대응하는 미분 제곱 신호에 대하여 추출하여 판정부(31b)에 출력하는 한편, 바코드의 반사광 이외에 대하여 전기 신호로 변환된 것이라고 판정된 경우에는 그 신호 성분에 대응하는 미분 제곱 신호에 대해서는 판정부(31b)의 신호 처리를 위한 취득 대상에서 제외하도록 되어 있다.

또한, 판정부(31b)는 상술한 특징 추출부(31a)로부터의 신호를 받아, 수광부(1b)로부터의 전기 신호가 바코드로부터 반사된 반사광에 대하여 전기 신호로 변환된 것인지의 여부를, 도 7에 도시하는 구성인 경우보다도 노이즈 신호를 제거하는 정밀도를 높이면서 판정할 수 있게 되며, 평균값 산출부(31i), 최대값 추출부(31j), 제산 처리부(31k), 제2 임계값 유지부(31l), 제2 비교부(31m)를 구비하여구성되어 있다.

여기서, 평균값 산출부(31i)는 특징 추출부(31a)의 게이트부(31h)로부터 추출된 구간에 대한 미분 제곱 신호의 평균값을 산출하는 것으로, 최대값 추출부(31j)는 상술한 절출된 구간의 미분 제곱 신호의 최대값을 추출함으로써, 제산 처리부(31k)는 상술한 최대값 추출부(31j)로부터의 최대값을 평균값 산출부(31i)로부터의 평균값으로 제산하는 것이다.

제2 비교부(31m)는 제산 처리부(31k)로부터의 연산 결과에 대하여, 제2 임계값 유지부(31l)로써 유지되어 있는 임계값을 하회하는지의 여부를 판정함으로써, 하회하는 경우에는 그 구간의 신호가 바코드로부터 반사된 반사광에 대하여 전기 신호로 변환된 것이라고 판정하는 한편, 하회하지 않는 경우에는 그 구간의 신호가 바코드 이외로부터의 반사광에 대한 전기 신호라고 판정하도록 되어 있다.

즉, 상술한 게이트부(31h)에서 절출된 구간의 신호에 대한 최대값을 평균값으로 제산한 값에 대하여 임계값 판정을 행함으로써, 최대값과 평균값과의 교차를 판정하고, 이 교차가 작은 것을 바코드 신호로서 절출하고 있다. 즉, 바코드 부분의 신호는 다른 노이즈 부분보다도 진폭 변화가 균일하다는 성질이 있기 때문에, 최대값과 평균값의 교차가 작은 것이 다른 구간의 신호에 비하여 작은 것은 바코드 신호라고 판단할 수 있는 것이다.

게이트부(31n)는 도 5에서 대응하는 것(참조번호 30h)과 마찬가지로, 제2 비교부(31m)로부터의 비교 판정 결과에 기초하여, 입력 신호가 바코드의 반사광에 대하여 전기 신호로 변환된 것이라고 판정된 구간의 신호 성분을 후단의 신호 처리를위해 취득하는 한편, 바코드의 반사광 이외에 대하여 전기 신호로 변환된 것이라고 판정된 구간의 신호 성분에 대해서는 후단의 신호 처리를 위한 취득 대상에서 제외하도록 되어 있다.

이러한 구성에 의해, 수광부(1b)에서 수광된 광이 광 주사부(1A)에서 주사된 광의 바코드(표지)에 대한 반사광인지의 여부를 판정함에 있어서, 광대역 미분 처리부(31c)에서 강약 광 신호에 대하여 미분 처리를 실시하고, 제곱 처리부(31d)에서 광대역 미분 처리부(31c)로부터의 미분 신호를 제곱한 후, 이동 평균부(31e)에서 제곱 처리부(31d)로부터의 미분 제곱 신호에 대하여 이동 평균을 산출한다.

제1 비교부(31g)에서는 산출된 이동 평균값이 미리 설정된 제1 임계값을 초과하였는지의 여부를 판정한다. 게이트부(31h)에서는, 제1 비교부(31g)로부터의 판정 결과에 기초하여, 이동 평균값이 제1 임계값을 초과하였다고 판정된 경우에는 미분 제곱 신호를 유효로 하는 한편, 이동 평균값이 제1 임계값을 초과하지 않았다고 판정된 경우에는, 미분 제곱 신호를 무효로 한다.

또한, 평균값 산출부(31i)에서는 게이트부(31h)로부터의 유효한 기간의 미분 제곱 신호에 대한 평균값을 산출하는 한편, 최대치 추출부(31j)에서는 게이트부(31h)로부터의 유효한 기간의 미분 제곱 신호에 대한 최대값을 추출한다.

또한, 제산부(31k)에서는 상술한 최대값 추출부(31j)에서 추출된 최대값을, 평균값 산출부(31i)에서 산출된 평균값으로 제산함으로써, 유효한 기간의 미분 제곱 신호에 대한 평균값과 최대값과의 교차를 계산한다.

제2 비교부(31m)에서는 제산부(31k)에서 계산된 평균값과 최대값과의 교차를나타내는 제산치와, 제2 임계값 유지부(31l)에서 유지된 제2 임계값을 비교하여, 비교 판정 결과를 게이트부(31n)에 출력한다.

게이트부(31n)에서는 제2 비교부(31m)로부터의 비교 판정 결과에 기초하여, 제산치가 제2 임계값보다도 작은 경우에는 강약 상태 검출 신호에서의 그 기간의 부분을 절출함으로써, 상기 절출된 신호 부분만을 취득하여 후단의 적용형 대역 제한 미분부(1f)에 출력하는 한편, 상기 교차가 제2 임계값보다도 큰 경우에는 강약 상태 검출 신호에서의 그 기간의 부분에 대해서는 취득하는 대상에서 제외한다.

예를 들면, AD 컨버터(1d)로부터 도 9의 (a)에 도시한 바와 같은 아날로그 파형(x)에 대한 디지털 변환된 신호를 입력하고, 광대역 미분 처리부(31c) 및 제곱 처리부(31d)에서의 처리를 실시함으로써, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같은 아날로그 파형에 대응한 디지털 신호가 얻어지고, 또한 이 신호에 대하여 게이트부(31h)에서 절출된 구간의 신호의 최대값을 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이 계산된 평균값으로 제산함으로써, 최대값과 평균값과의 교차를 나타내는 제산치가 얻어진다.

이 경우에 있어서는, 게이트부(31h)에서 절출된 구간의 미분 제곱 신호(31-2a∼31-2c) 중에, 도 9의 (b)에 도시하는 구간(31-2a)만이 제2 비교부(31m)에서 임계값을 하회한다고 판정하면, 이 구간(31-2a)의 신호(도 9의 (a)의 참조번호 31-1a 참조)가 바코드 신호로서 취득하여, 후단(구체적으로는 적용형 대역 제한 미분 처리부(1f))에 출력된다.

또, 도 9의 (b) 중에서 바코드 신호 부분의 구간(31-2a) 및 2개소의 노이즈 부분의 구간(31-2b, 31-2c)의 미분 제곱 신호에 관한 것으로, 최대값은 각각「0.009384」, 「0.009380」, 「0.008213」으로, 평균값은 각각 「0.00163」, 「0.000548」, 「0.000455」이고, 제산 처리부(31k)에서의 제산 결과에 대해서는, 각각 「5.757」, 「17.12」, 「18.05」가 된다.

이 경우에서, 제2 비교부(31m)에서 비교하는 기준의 제2 임계값을 「10」으로 설정함으로써, 구간(31-2a)과 같이, 제산 처리부(31k)로부터의 제산 결과가 「10」 이하이면 바코드 신호의 구간이라고 판정하는 한편, 구간(31-2b, 31-2c)과 같이, 제산 처리부(31k)로부터의 제산 결과가 「10」보다 큰 경우이면 바코드 신호의 구간이 아니라고 판정할 수 있다.

따라서, 이 경우에서도, 특징 추출부(31a) 및 판정부(31b)에서 수광부(1b)로부터의 전기 신호가 매체로부터 반사된 반사광에 대하여 전기 신호로 변환된 것인지의 여부를 판정하고, 게이트부(31n)에서 판정 결과에 기초하여 반사광에 대하여 전기 신호로 변환된 것이라고 판정된 신호 성분에 대해서는 취득 신호로서 취득하는 한쪽 반사광 이외의 빛에 대하여 전기 신호로 변환된 것이라고 판정된 경우에는 취득 신호로서 취득하는 대상에서 제외할 수 있으므로, 2치화 정보 취득을 위해 필요한 부분 이외를, 정보 판독 장치에서의 후단의 신호 처리의 대상에서 제외할 수 있으므로, 장치의 처리 부하를 경감시킬 수 있다는 이점 외에, 상술한 도 5의 경우보다도 고정밀도로 노이즈를 제거할 수 있기 때문에, 후단의 신호 처리의 부하를 보다 경감시킬 수 있다는 이점도 있다.

또, 본 실시예의 바코드 판독 장치에 있어서는 AD 컨버터(1d)를 구비하여, 특징 추출부(30a) 및 판정부(30b)에서는 수광부(1b)로부터의 전기 신호에 대하여아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환된 것을 입력하고, 바코드로부터 반사된 반사광에 대하여 전기 신호로 변환된 것인지의 여부를, 그 AD 컨버터(1d)로부터 입력된 디지털 신호에 기초하여 판정하기 위해 구성되어 있지만, 본 발명에 따르면, AD 컨버터(1d)를 구비하지 않고, 아날로그 처리부(1B)로부터의 아날로그 신호에 대하여, 아날로그 신호 처리에 의해 상술한 경우와 마찬가지의 절출 처리를 행할 수 있는 회로를 구성할 수도 있다.

(C) 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치에서의 적용형 대역 제한 미분부의 상세한 설명

다음에, 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치에서의 적용형 대역 제한 미분부(1f)에 대하여 상세히 설명한다.

(C-1) 본 실시예에서의 최적 대역 미분 처리의 주요부의 설명

우선, 본 실시예에 따른 적용형 대역 제한 미분부(1f)에서 행하고 있는 신호 처리의 주요부에 대하여, 도 10 및 도 11을 이용하여 이하에 설명한다.

상술한 도 1에 도시하는 바코드 판독 장치에서 판독되는 바코드는 도 10에 도시한 바와 같이, 모듈 정보(소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보)(6a)에 기초로 흑백의 인쇄 패턴(6b)을 작성함으로써 얻어진다.

바코드 판독 장치에서는, 이러한 바코드로 된 것에 대하여, 레이저 빔(가우시안 빔)(6c)으로서의 주사광이 반사하면, 그 반사광을 바코드 판독 장치의 수광부(1b)에서 집광하고 광전 변환한다. 이 광전 변환 신호는 증폭부(1c)에서 후단의 회로에 적합한 레벨까지 증폭된다(도 10의 참조번호 6d, 도 11의 (a)∼ 도 11의 (d) 참조).

또한, 증폭부(1c)에서 증폭된 광전 변환 신호를 모듈의 주파수 fmod를 바탕으로 최적 대역 미분 처리에 걸쳐서(도 10의 참조번호 6e, 도 11의 (e) 참조), 이 신호로부터 모듈의 타이밍을 추출하고, 그 타이밍을 바탕으로 진폭값을 추출하고, 「1」, 「0」 또는 「-1」의 3치화를 행한다(도 10, 도 11의 (f) 참조).

즉, 아날로그 처리부(1B)에서 취득된 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이(모듈 길이)에 관한 정보를 추출하지만, 이 모듈 길이 정보로서 모듈 길이에 상당하는 기본 주파수(모듈 주파수)로서 추출하고, 추출된 모듈 주파수 정보에 기초하여, 취득 신호에 대하여 대역 제한 처리를 실시한 후, 2치화 정보의 정보 길이의 비(바코드 정보)를 판독한다.

따라서, 2치화 정보의 정보 길이의 비데이터를 판독하는 전처리로서, 취득 신호로부터 기본 단위 길이(모듈 길이)에 상당하는 기본 주파수를 추출하고, 추출된 기본 주파수에 기초하여 취득 신호의 주파수 대역을 제한한다.

이 중 최적 대역 미분 처리의 특성으로서는, 게인 특성을 입력 신호의 흑백 폭 정보의 기본 폭 시간에 상당하는 주파수 정도, 또는 겨우 큰 정도의 주파수를 게인 피크 주파수로 하는 여현파 상당 특성으로 하는 한편, 위상 특성을 주파수에 대하여 직선적으로 변화하는 위상 특성으로 할 수 있다.

즉, 대역 제한 미분 처리부(1h)에서, 전술한 도 3에 도시한 바와 같이 트랜스버설 필터를 이용한 디지털 필터 처리에 의해 행하였지만, 이 필터의 게인 특성에 대해서는, 모듈 주파수에 따라, 이하의 수식 2∼수식 4에 따라 결정하고, 위상특성에 대해서는 수식 5에 따라 결정한다.

또, 수식 2∼수식 4에서 fs는 AD 컨버터(ld)의 샘플링 주파수에 있어서, AD 컨버터(1d)를 구비하지 않고, 상술한 대역 제한 미분 처리부(1h)를 아날로그 필터에 의해 구성하는 경우에는 이하의 수식 3인 경우에는 불필요하다. 여기서, 이하의 식에서, fmod는 모듈 주파수의 1/2의 주파수이다.

[수식 2]

[수식 3]

[수식 4]

[수식 5]

이 특성값을, fs를 n(n은, 2의 누승이 되는 수)으로 등간격으로 분할하고, 각각의 값을 g0∼gn-1로 한다. 이들의 게인 특성 및 위상 특성으로부터 필터 특성을 구할 때에는, 이하의 수식 6 및 수식 7에 도시한 바와 같이 실수부 Re 및 허수부 Im을 구하고, 이에 대하여 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 계산 처리를 행하여 필터 계수 C0∼Cn-1을 산출한다.

[수식 6]

[수식 7]

여기서 얻어진 값 C0∼Cn-1 중 Cn/2를 필터 탭의 센터로 하는 컨볼루션 필터를 구성한다.

참고로, 모듈 주파수의 1/2의 주파수 fmod가 910㎑일 때의 게인 특성, 위상 특성 및 컨볼루션(convolution) 특성을 도시하는 도면을 각각 도 12∼도 14에, fmod가 2.5㎒일 때의 게인 특성, 위상 특성 및 컨볼루션 특성을 각각 도 15∼도 17에 도시한다.

증폭부(1c)에서 증폭된 광전 변환 신호를 AD 컨버터(1d)에서 이산값으로 변환된 것에 대하여, 상술한 바와 같은 특성을 갖는 필터 연산(컨볼루션 연산)을 실시함으로써, 출력 신호는, 도 18에 도시한 바와 같은 미분 파형이 된다. 즉, 이 파형은 흑바에서 백바로 전환하는 점에서는 진폭이 최대값을, 백바에서 흑바로 전환하는 점에서는 진폭이 최소값을, 흑바 및 백바가 균일한 부분에 대해서는 0으로 수속하는 파형이 된다.

즉, 이 도 18에 도시한 바와 같이, 입력 신호의 모듈 주파수의 1/2의 주파수가 필터의 게인 피크 주파수와 일치한 경우가 엣지 정보를 유지하고, 또한 고주파 노이즈를 제거하여 최적의 신호가 된다.

가령, 상기 필터의 게인 피크 주파수를 입력 신호의 모듈 주파수의 1/2의 주파수보다도 크게 설정한 경우에는, 도 19에 도시하는 출력 신호와 같이, 엣지 정보는 손상되지 않지만, 고주파 성분을 포함한 미분 파형으로 되어, 노이즈 성분이 포함된다.

반대로, 필터의 게인 피크 주파수가 입력 신호의 모듈 주파수의 1/2의 주파수보다도 작게 설정한 경우에는 도 20에 도시하는 출력 신호와 같이, 바코드 패턴의 부호간 간섭에 의해, 엣지 정보가 손상되게 된다.

따라서, 본 실시예에 있어서는 반사광의 강약 신호 검출 신호를 취득하고나서 바코드의 각 폭 길이 데이터간의 정수비를 판독하기까지의 각 처리가 기본 폭 시간(기본 단위 길이에 상당하는 시간)의 시간 정도, 또는 그 시간보다도 간신히 작아지는 정도의 시간 간격에 의한 차분 처리 특성을 갖고 있고, 이에 의해 상술한 바와 같은 노이즈 성분이 포함되는 것을 방지함과 함께, 부호간 간섭의 발생을 억제한다.

또한, 도 12에서는 AD 컨버터(1d)에 의한 샘플링 주파수가 10㎒인 경우의 취득 신호에 대하여, 샘플링 주파수의 대역보다도 좁은 2㎒의 대역 특성으로 미분 처리를 행할 수 있고, 또한 도 15에서도 샘플링 주파수의 대역보다도 좁은 5㎒의 대역에서 미분 처리를 행할 수 있게 된다. 한편, 샘플링 주파수 이상의 대역에서 미분 처리를 행하는 경우에서는, 도 12 중 5㎒의 점을 피크로 하는 반환점이 발생하지 않은 파형 특성이 되기 때문에, 상술한 대역 제한 미분 처리부(1f)로서 기대되는 협대역 특성을 얻을 수 없다.

그래서, 매체로부터 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를포함하는 신호에 대하여, AD 컨버터(1d)에서 등시간 간격마다 샘플링된 값으로서 취득하고, 이 취득 신호로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이로서의 모듈 길이를 추출함에 있어서, 매체 정보로부터 상기 2치화 정보의 상태를 추출하기까지의 부분이 상술한 샘플링 주파수에 의한 미분 특성보다도 좁은 대역을 취하고 있는 것이다.

또한, 모듈 주파수 추출부(1g)에서 상술한 모듈 길이 정보를 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수 정보(모듈 주파수 정보)로서 추출하고, 대역 제한 미분 처리부(1h)에서는 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여 판독 신호에 대하여 대역 제한하고, 또한 미분 처리를 실시한 후, 매모듈점 진폭 추출부(1i) 및 모듈수 산출부(1m)에서 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독한다.

따라서, 취득 신호로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이를 추출함에 있어서, 매체 정보로부터 상기 2치화 정보의 상태를 추출하기까지의 부분이 등시간 간격에 의한 미분 특성보다도 좁은 대역을 취할 수 있기 때문에, 적어도 2치화 정보의 정보 길이를 판독할 때에 최적의 대역에 제한하기 위한 미분 처리를 행할 수 있다.

또, 상술한 본 실시예의 최적 대역 미분 처리의 설명은 바코드 패턴으로부터 이상의 미분 파형을 얻기까지에 관한 것으로, 이 최적 대역 미분 처리에 의해서 가우시안 빔에 의한 영향 및 회로의 지연 변형 특성 등의 요소도 제거할 수 있는 것은 물론이다.

또한, 상술한 설명에서는 가우시안 빔으로 주사한 경우에 대해 설명하였지만, 그 외에, 예를 들면 CCD(Charge Coupled Device) 소자로 바코드 패턴을 획득하고, 바코드 캐릭터를 복조하는 경우에도 적용할 수 있다.

또한, 상술한 설명에 있어서는 AD 컨버터(1d)에서 이산값으로 변환하고 있지만, 본 기술은 아날로그 필터를 이용하여 실현한 경우도 적합하다. 또한, 상술한 설명에서는, 위상을 직선 변화하는 위상으로 하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면 f=0∼fs/2에서 90도 정도의 위상 시프트의 특성으로 해도 된다.

(C-2) 본 실시예의 변형예에서의 최적 대역 미분 처리의 주요부의 설명

상술한 (A-4)에서는, 대역 제한 미분 처리부(1h)에서의 최적 대역 미분 처리는, 게인 특성을 cos 특성으로 한 필터에 의해 필터 처리를 행하였지만, 이에 한정되지 않고, 게인 특성으로서 상술한 cos 특성에 근사한 것이나, 예를 들면 이하의 수식 8∼수식 10에 도시한 바와 같은 cos 제곱 특성으로서 필터를 구성해도, 상술한 경우와 마찬가지의 미분 처리를 행할 수 있다.

[수식 8]

[수식 9]

[수식 10]

즉, 상술한 최적 대역 미분 처리를 행하는 필터의 특성으로서는, 게인 특성을, 입력 신호의 폭 정보의 기본 폭 시간에 상당하는 주파수 정도, 또는 간신히 큰 정도의 주파수를 게인 피크 주파수로 하는 여현은 제곱 특성으로 하는 한편, 위상 특성을, 주파수에 대하여 직선적으로 변화하는 위상 특성으로 하고 있다.

또, 수식 8∼수식 10에서도 fs는 AD 컨버터(1d)의 샘플링 주파수로서, AD 컨버터(1d)를 구비하지 않고, 상술한 대역 제한 미분 처리부(1h)를 아날로그 필터에 의해 구성하는 경우에는 상술한 수식 9인 경우는 불필요하다.

참고로, 상술한 필터 특성으로서 게인 특성을 cos 특성으로 한 경우에 위상 특성을 전체 주파수 범위에서 0[rad]으로 한 경우에 대해 설명한다.

이 경우, 모듈 주파수를 중심 주파수로 할 필요가 있고, 그 필터를 통과시킨 결과는 도 21과 같이 된다. 이 파형을 보면, 바코드의 신호의 엣지 정보는 0 크로스점(예를 들면, 도 21 중 A 또는 B)에 존재하는 것을 알 수 있다.

따라서, 상술한 필터 특성을 갖는 회로를 이용한 경우에는 다음 단의 처리(예를 들면 매모듈점 진폭 추출부(1i)의 처리)를, 종래 방식에 의한 0 크로스점을 추출하는 방식을 이용하면 바코드의 모듈수를 추출할 수 있다. 또, 이 경우에서도 게인 특성을 cos 특성이 아니라 cos 제곱 특성으로 할 수도 있다.

(C-3) 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치의 적용형 대역 제한 미분부의 설명

도 22는 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치의 적용형 대역 제한 미분부를 나타내는 블록도로, 이 도 22에 도시한 바와 같이, 적용형 대역 제한 미분부(1f)는 모듈 주파수 추출부(1g), 대역 제한 미분 처리부(1h) 및 데시메이션 처리부(1h')를구비하여 구성되어 있다.

여기서, 모듈 주파수 추출부(기본 주파수 추출부)(1g)는 상세하게는 광대역 미분 처리부(11a), 제곱 처리부(11b), FFT 처리부(11c) 및 스펙트럼 피크 주파수 추출부(11d)를 구비하여 구성되어, 절출부(1e)에서 절출된 광전 변환 신호(디지털 신호)에 대하여 기본 주파수인 모듈 주파수 정보를 추출하는 것이다.

또한, 광대역 미분 처리부(11a)는 절출부(1e)에서 절출된 광전 변환 신호(디지털 신호)에 대하여 광대역의 미분 처리를 실시하는 것으로, 구체적으로는 판독 가능한 영역에서의 상기 취득 신호의 최대 주파수 이상의 값을 게인 피크 주파수로 하는 것과 같은 특성의 필터에 의한 필터 처리를, 전술한 (C-1)에서 상술한 바와 같은 방법으로 행하는 것이다.

제곱 처리부(11b)는 광대역 미분 처리부(11a)에서 미분 처리가 실시된 신호를 제곱으로 함으로써, FFT 처리부(11c)는 제곱 처리부(11b)에서 제곱으로 한 미분 제곱 신호에 대하여 FFT(Fast Fourier Transform) 처리를 실시함으로써, 스펙트럼 피크 주파수 추출부(11d)는 상술한 FFT 처리를 행한 결과, 얻어진 주파수 스펙트럼 중의 피크 주파수에 관한 정보를 추출하는 것이다.

또한, 대역 제한 미분 처리부(대역 제한부)(1h)는 1/2 계산부(11e), 필터 계수 산출부(11f) 및 컨볼루션 처리부(11g)를 구비하여 구성되고, 모듈 주파수 추출부(1g)에서 추출된 모듈 주파수 정보에 기초하여, 절출부(1e)에서 절출된 광전 변환 신호(디지털 신호)의 대역을 제한하기 위한 미분 처리를 행하는 것이다.

여기서, 1/2 계산부(11e)는 스펙트럼 피크 주파수 추출부(11d)에서 추출된주파수 스펙트럼의 피크 주파수의 1/2을 연산하여, 피크 주파수의 1/2 주파수를 후단의 컨볼루션 처리부(11g)에서의 미분 처리의 게인 피크 주파수로서 출력하도록 되어 있다.

또, 스펙트럼 피크 주파수 추출부(11d)에서 추출된 피크 주파수에 대하여 1/2 계산부(11e)에서 1/2을 계산하여 얻어진 주파수는 바코드를 이루는 기본 단위 길이의 백바 및 흑바를 조로 한 폭에 상당하는 주파수이다.

예를 들면, 상술한 FFT 처리부(11c)에서의 FFT 처리에 의해, 도 23에 도시한 바와 같은 스펙트럼이 얻어진 경우, 스펙트럼 피크 주파수 추출부(11d)에서는, 스펙트럼 피크(11-2a)의 주파수를 추출한 후, 1/2 계산부(11e)에서 상기 추출된 스펙트럼 피크(11-2a)의 주파수의 1/2을 컨볼루션 처리부(11g)에서의 미분 처리의 게인 피크 주파수로서 출력하도록 되어 있기 때문이다.

또한, 필터 계수 산출부(11f)는 상술한 1/2 계산부(11e)에서 계산된 모듈 주파수 정보의 1/2의 주파수 fmod에 기초하여, 전술한 (C-1)의 방법에 따라, 대역 제한용 미분 필터의 컨볼루션 계수를 결정하는 것이다. 즉, 모듈 주파수의 1/2의 주파수 fmod를 이용하여, 전술한 수식 2∼수식 5를 계산함으로써 얻어지는 필터의 게인 특성 및 위상 특성으로부터 IFFT 계산에 의해 필터의 컨볼루션 계수(필터 계수)를 결정하는 것이다.

또한, 컨볼루션 처리부(11g)는 필터 계수 산출부(11f)에서 산출된 필터 계수에 의해 FIR(Finite Impulse Response) 필터 등의 디지털 필터를 구성함으로써, 절출부(1e)에서의 광전 변환 신호(디지털 신호)에 대하여 대역이 최적화된 미분 처리를 실시하는 것이다.

또, 데시메이션 처리부(1h')는 컨볼루션 처리부(11g)에서 컨볼루션 처리된 신호(디지털 신호)를 입력하고, 이 디지털 신호에 대하여, 상술한 모듈 주파수에 따라 데이터 수를 추출함으로써, 그 상세한 구성에 대해서는 후술한다.

이러한 구성에 의해, 적용형 대역 제한 미분부(1f)의 모듈 주파수 추출부(1g)에서 모듈 주파수(기본 주파수)를 추출함에 있어서, 절출부(1e)에서 취득된 광전 변환 신호(취득 신호)에 대하여 광대역 미분 처리부(11a)에서, 판독 가능한 영역에서의 상기 취득 신호의 최대 주파수 이상의 값을 게인 피크 주파수로 하는 방법 등으로 미분 처리를 실시한다.

또한, 제곱 처리부(11b)에서는 광대역 미분 처리부 미분 처리가 실시된 신호에 대하여 제곱 처리를 실시하고, FFT 처리부(11c)에서 상기 제곱 처리가 실시된 결과에 대하여 주파수 스펙트럼에 의한 해석을 행하고, 스펙트럼 피크 주파수 추출부(11d)에서는 상기 주파수 스펙트럼에 의한 해석 결과로부터 0㎐를 제외한 의미있는 주파수를 상기 모듈 주파수라고 판단하여 출력한다.

대역 제한 미분 처리부(1h)에서는, 이와 같이 추출된 모듈 주파수를 이용하여, 게인 특성을 이 모듈 주파수의 1/2의 주파수에 상당하는 주파수 정도 또는 모듈 주파수의 1/2의 주파수보다도 겨우 큰 정도의 주파수를 게인 피크 주파수로 하는 여현파 상당 특성으로 하는 한편, 위상 특성을 주파수에 대하여 직선적으로 변화하는 위상 특성으로 하는 필터를 구성하여 컨볼루션 처리를 행함으로써, 대역이 최적화된 미분 파형을 얻는다.

따라서, 본 발명에 따르면 취득 신호로부터 바코드 정보의 바폭 길이에서의 모듈 길이에 관한 정보를 추출하고, 추출된 모듈 길이 정보에 기초하여, 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독할 수 있기 때문에, 하드웨어 규모 내지 가격을 억제하면서, 판독 신호의 S/N과 함께 판독 분해능을 향상시키고, 더 나아가서는 판독 심도가 확대한 경우나 판독면에 요철이나 스크래치가 있는 경우의 판독 정밀도를 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 모듈 길이에 상당하는 모듈 주파수를 추출하고, 추출된 모듈 주파수에 기초하여 취득 신호의 주파수 대역을 제한할 수 있으므로, 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 관한 정보를 추출하고, 추출된 기본 단위 길이 정보에 기초하여, 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독할 수 있기 때문에, 상술한 경우와 마찬가지의 이점을 얻을 수 있다.

(C-4) 본 실시예의 변형예에 관한 바코드 판독 장치의 적용형 대역 제한 미분부의 설명

도 24는 본 실시예의 변형예에 관한 바코드 판독 장치의 적용형 대역 제한 미분부를 도시하는 블록도이지만, 이 도 24에 도시하는 적용형 대역 제한 미분부(1f)는, 전술한 도 22에 도시한 것에 비하여, FFT 처리부(참조번호 11c 참조)가 유한의 샘플수를 갖기 위해서 추출한 주파수에 오차를 해소하기 위해서, 더욱 상세히 모듈 주파수를 추출하기 위한 것이다.

이 도 24에 도시하는 적용형 대역 제한 미분부(1f)에 대해서는, 전술한 도 22에 도시한 것으로 구성이 다른 모듈 주파수 추출부(1g)를 갖춤과 함께, 전술한도 22에 도시한 것으로 기본적으로 마찬가지의 구성으로 이루어지는 대역 제한 미분 처리부(1h) 및 데시메이션 처리부(1h')를 구비하여 구성되어 있다.

또, 대역 제한 미분 처리부(1h)는 전술한 도 22에 도시한 것과 마찬가지의 필터 계수 산출부(12n) 및 컨볼루션 처리부(12o)(도 22의 참조번호 11f 및 11g 참조)를 구비하고 있다.

여기서, 모듈 주파수 추출부(1g)는 더욱 절출부(1e)에서 취득된 광전 변환 신호(디지털 신호)로부터 제1 모듈 주파수를 추출할 수 있는 제1 모듈 주파수 추출부(12f-1)와, 이 제1 모듈 주파수에 기초하여 제2 모듈 주파수를 추출하는 제2 모듈 주파수 추출부(12f-2)를 구비하여 구성되어 있다.

제1 모듈 주파수 추출부(12f-1)에 대해서는, 전술한 도 22에 도시하는 기능부(참조번호 11a∼11e 참조)에 대응하는 광대역 미분 처리부(12a), 제곱 처리부(12b), FFT 처리부(12c) 및 스펙트럼 피크 주파수 추출부(12d)를 구비하여 구성되어 있다. 따라서, 제1 모듈 주파수 추출부(12f-1)에서 추출되는 제1 모듈 주파수는 전술한 도 22에 도시하는 모듈 주파수 추출부(1g)에서 추출되는 모듈 주파수와 마찬가지의 처리에 의해 추출된 것이다.

또한, 제2 모듈 주파수 추출부(12f-2)는 더욱 승산부(12h-1, 12h-2), LPF(Low Pass Filter)(12h-3, 12h-4), 진폭 정규화부(12i), 벡터 차분 계산부(12j), 위상 계산부(12k), 적분부(12l), 모듈 f2 추출부(12m)를 구비하여 구성되어 있다.

여기서, 승산부(12h-1)는 제곱 처리부(12b)로부터의 미분 제곱 신호(Xn)에,제1 모듈 주파수 추출부(12f-1)로써 얻어진 제1 모듈 주파수 f1의 여현 함수 cos(2πf1)를 승산하는 것으로, 승산부(12h-2)는 제곱 처리부(12b)로부터의 미분 제곱 신호(Xn)에, 제1 모듈 주파수 추출부(12f-1)로써 얻어진 제1 모듈 주파수 f1의 정현 함수 -sin(2πf1)을 승산하는 것이다.

따라서, 이들 승산부(12h-1, 12h-2)에 의해 미분 제곱 신호에 대하여, 모듈 주파수 f1을 이용함으로써 이하의 수식 11, 수식 12와 같이 벡터화하도록 되어 있다. 또, 수식 11, 수식 12에서 n은 각 샘플링 데이터에, 「1」로부터 시계열적으로 순차 첨부된 번호이고, ts는 샘플링 주기이다.

[수식 11]

[수식 12]

즉, 오차가 없는 참인 모듈 주파수의 성분(2*f0)과, 제1 모듈 주파수 추출부(12f-1)로써 추출된 모듈 주파수 f1와의 관계는, 상술한 벡터화에 의해, 수식 13으로 나타낼 수 있다.

[수식 13]

또한, LPF(12h-3, 12h-4)는 FIR 필터 등에 의해 구성되고, 상술한 Δf 성분만을 추출하기 위한 것으로, 진폭 정규화부(12i)는 상술한 LPF(12h-3, 12h-4)를 통과한 벡터 신호(12p, 12q)의 진폭을 이하의 수식 14, 수식 15에 따라서 정규화하는것이다.

[수식 14]

[수식 15]

벡터 차분 연산부(12j)는 진폭 정규화부(12i)에서 정규화된 복소수 데이터(12r)에 대하여, 수식 16에 도시한 바와 같이, 1 샘플 시간 지연시킨 것과의 복소 공액을 취함으로써, 벡터 차분을 계산하는 것으로, 복소수 데이터(12r)에 대하여 1 샘플 시간 지연시키는 지연부(12j-1) 및 승산기(12j-2)를 구비하여 구성되어 있다. 또, 이하의 수식 16에서, B 및 C는 벡터를 도시한 것이지만, 편의 상 벡터 표기는 생략한다. 또한, (*)는 복소 공액을 나타내는 것이다.

[수식 16]

또한, 위상 계산부(12k)는 벡터 차분 계산부(12j)로부터의 벡터 차분의 연산 결과로서 입력된 각 벡터 데이터 열(12t)의 위상을 계산하는 것으로, 적분부(12l)는 위상 계산부(12k)에서 계산된 위상차 데이터에 대하여, 절출부(1e)에서의 데이터가 절출 단위로 적분함으로써, 위상 변화량 θsum을 산출하는 것이다.

즉, 벡터 차분 계산부(12j)에서 차분이 계산된 벡터의 위상이 제1 모듈 주파수의 주파수 오차에 의한 것이기 때문에, 이 위상차 데이터에 대하여 적분함으로써, 절출부(1e)에서 절출되는 시간 단위의 위상 변화 θsum을 산출할 수 있는 것이다.

또한, 모듈 f2 추출부(12m)는 적분부(12l)로부터의 절출 구간(t) 단위 내에서의 위상 변화량 θsum으로부터, 수식 17, 수식 18에 도시한 바와 같이, 모듈 주파수 오차 Δf를 산출하고, 이 오차분으로 제1 모듈 주파수 f1을 정확한 제2 모듈 주파수 f2로 보정하도록 되어 있다.

[수식 17]

[수식 18]

이러한 구성에 의해, 도 24에 도시하는 적용형 대역 제한 미분부(1f)의 제1 모듈 주파수 추출부(12f-1)에서는 모듈 주파수 정보(기본 주파수 정보)를 추출함에 있어서, 절출부(1e)로부터의 취득 신호에 대하여 광대역 미분 처리부(12a)에서, 판독 가능한 영역에서의 상기 취득 신호의 최대 주파수 이상의 값을 게인 피크 주파수로 하는 방법 등으로 미분 처리를 실시한다.

또한, 제곱 처리부(12b)에서 미분 처리가 실시된 신호에 대하여 제곱 처리를 실시하고, FFT 처리부(12c)에서 제곱 처리가 실시된 결과에 대하여 주파수 스펙트럼에 의한 해석을 행하고, 스펙트럼 피크 주파수 추출부(12d)에서, 주파수 스펙트럼에 의한 해석 결과로부터 0㎐를 제외한 의미있는 주파수를 상기 기본 단위 길이에 상당하는 개산(槪算)의 기본 주파수라고 판단하고, 제1 모듈 주파수로서 출력한다.

또한, 제2 모듈 주파수 추출부(12f-2)에서는 제1 모듈 주파수 추출부(12f-1)로부터의 개산의 주파수로 구한 주파수에 기초하여, 제곱 처리부(12b)에서 제곱 처리가 실시된 신호에 대하여 복조 처리를 실시함과 함께 승산부(12h-1, 12h-2)에서 벡터화하고, LPF(12h-3, 12h-4)에서 복조 및 벡터화된 신호에 대하여 고주파 성분을 제거한다.

또한, 벡터 차분 계산부(12j)에서, LPF(12h-3, 12h-4)로써 고주파 성분을 제거된 신호의 1 샘플 시간 지연시킨 것과의 위상차를 구한 후, 위상 계산부(12k) 및 적분부(12l)에서, 벡터 차분 계산부(12j)에서 구해진 위상차로부터, 상술한 제1 모듈 주파수와 정확한 모듈 주파수와의 주파수 편차 Δf를 산출하고, 모듈 f2 추출부(12m)에서 산출된 주파수 편차 Δf를 상술한 제1 모듈 주파수 f1에 가산한 결과를, 오차가 보정된 제2 모듈 주파수라고 판단한다.

예를 들면, 제1 모듈 주파수 f1이 454101㎐로 계산된 경우에는, LPF(12h-3)로부터의 출력 신호(12p)는 도 25의 파형(12-1a)과 같이 되는 한편, LPF(12h-4)로부터의 출력 신호(12q)는 도 25의 파형(12-1b)과 같이 되어, 적분부(12l)에 의해 계산된 절출 기간에서의 위상 변화는 도 26과 같이 된다.

여기서, 이 도 26에서, 절출 개시 시점(절출부(1e)에 의한 신호 취득 개시 시점 ; t=0[㎲])에서는, 위상 θ는 「-0.76[rad]」로, 절출 종료 시점(t=2047[㎲])에서는 위상 θ는 「1.18[rad]」로 되어 있다.

이에 의해, 적분부(12l)로서는 단위 절출 구간당 위상 변화 θsum은, 수식19에 의해 「2.94[rad]」로 산출된다. 또한, 모듈 f2 추출부(12m)에서는 오차분의 주파수 Δf에 대하여, 이하의 수식 20과 같이 「229[㎐]」라고 도출함과 함께(수식 17 참조), 보정된 정확한 모듈 주파수 f2에 대하여 이하의 수식 21과 같이 「454230[㎐]」라고 도출된다(수식 18 참조).

[수식 19]

[수식 20]

[수식 21]

이와 같이 하여, 주파수 오차가 보정된 모듈 주파수 f2가 추출되면, 대역 정현 미분 처리부(1h)의 필터 계수 산출부(12n)에서는 전술한 (C-3)의 경우와 마찬가지로, 대역 제한용 미분 필터의 컨볼루션 계수를 결정하여, 이 필터 계수를 이용하여 절출부(1e)로부터의 신호를 컨볼루션 처리부(12o)에서 컨볼루션 처리를 행함으로써, 대역이 최적화된 미분 파형을 얻을 수 있다.

따라서, 이 경우에서도 취득 신호로부터 바코드 정보의 바폭 길이에서의 모듈 길이에 관한 정보를 추출하고, 추출된 모듈 길이 정보에 기초하여, 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독할 수 있어, 하드웨어 규모 내지 가격을 억제하면서, 판독 신호의 S/N과 함께 판독 분해능을 향상시키고, 더 나아가서는 판독 심도가 확대한 경우나 판독면에 요철이나 스크래치가 있는 경우의 판독 정밀도를 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

(C-5) 본 실시예에서의 적용형 대역 제한 미분 처리 후의 데시메이션 처리의 설명

다음에, 적용형 대역 제한 미분부(1f)의 데시메이션 처리부(1h')의 상세에 대하여 설명한다.

도 27 및 도 28은 상술한 적용형 대역 제한 미분부(1f)의 데시메이션 처리부(1h')에서의 처리를 설명하기 위한 도면이다. 데시메이션 처리부(1h')는, 예를 들면 전술한 도 3에 도시한 바와 같은 디지털 필터 등에 의해 구성되고, 대역 제한 미분 처리부(1h)에서 대역 제한된 신호(디지털 신호)를 입력하고, 이 디지털 신호에 대하여 상술한 모듈 주파수에 따라 데이터 수를 추출함으로써, 이에 의해 후술하는 계산 처리량을 경감시킬 수 있게 되어 있다.

즉, 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득할 때에 소정의 샘플링 간격으로 샘플링된 디지털 신호로서 받아들이는 한편, 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비로서의 바코드 정보를 판독하는 전처리로서, 데시메이션 처리부(1h')에 의해 신호 대역이 제한된 디지털 신호에 대하여 모듈 주파수 정보에 따라 데이터수를 발췌할 수 있다.

즉, 도 27의 흐름도에 도시한 바와 같이, 단계 S1에서 전술한 모듈 주파수 추출부(1g)에서 추출된 모듈 주파수가 도 28에 도시하는 구분 ①∼④ 중 어디에 해당하는지를 판정하고(단계 S2), 판정된 구분에 따른 발췌량으로, 대역 제한 미분 처리부(1h)에서 대역 제한된 신호에 대하여 데이터량을 발췌하고, 후단의 매모듈점 진폭 추출부(1i)에 출력하도록 되어 있다.

구체적으로는, 데시메이션 처리부(1h')에서는, 추출된 모듈 주파수가 625[㎑] 내지 1.25[㎒] 사이의 영역(도 28의 영역 ② 참조)에 있는 경우에는 대역 제한 미분 처리부(1h)로부터의 데이터량을 1/2로 추출하게 되어 있다(도 27의 단계 S3).

마찬가지로, 모듈 주파수가 312.5[㎑]로부터 625[㎑] 사이의 영역(도 28의 영역 ③ 참조)에 있는 경우에는 데이터량을 1/4로 발췌하고(단계 S4), 모듈 주파수가 166.25[㎑] 내지 312.5[㎑] 사이의 영역(도 28의 영역 ④ 참조)에 있는 경우에는 데이터량을 1/8로 발췌하게 되어 있다(단계 S5).

또, 데시메이션 처리부(1h')에서는 모듈 주파수 추출부(1g)에서 추출된 모듈 주파수가 1.25[㎒] 내지 2.5[㎒]인 경우(도 28의 영역 ① 참조)에는 데이터량을 발췌하는 것은 행하지 않고 그대로 후단의 매모듈점 진폭 추출부(1i)에 출력하게 되어 있다(단계 S2).

따라서, 데시메이션 처리부(1h')에 의해 바코드 정보를 포함하는 신호를 취득할 때에 소정의 샘플링 간격으로 샘플링된 디지털 신호로서 받아들이는 한편, 각 바폭 길이 데이터 사이의 정수비를 판독하는 전처리로서 신호 대역이 제한된 디지털 신호에 대하여, 모듈 주파수 정보에 따라 데이터수를 발췌할 수 있기 때문에, 모듈 주파수가 저주파가 됨에 따라, 신호의 샘플점을 많이 필요로 하지 않고, 바코드 정보를 판독할 수 있다. 즉, 이 모듈 주파수에 따라 최적의 정보량에 데이터량을 발췌함으로써 계산 처리량을 경감시킬 수 있다.

(C-6) 본 실시예에서의 적용형 대역 제한 미분부의 제2, 제3 변형예의 개량점의 설명

본 실시예에서의 적용형 대역 제한 미분부의 제2, 제3 변형예에서는, 상술한 도 22에 도시한 바와 같은 기본 주파수를 추출하는 기술에서, 이하에 도시한 바와 같은, 스펙트럼 피크의 정확한 추출에 지장을 초래하는 요인에 대하여 또 다른 대책을 강구함으로써, 스펙트럼 피크 주파수 추출부(11d)에서 추출하는 기본 주파수의 정밀도의 저하를 방지한 것이다.

가우시안 빔을 바코드에 대한 조사광으로서 주사하는 경우에, 판독 심도에 의해 변화하는 바코드 조사 시의 빔 직경, 빔 속도(주사 속도), 바코드에 의해 여러가지 규정되는 바폭 등의 값에 의해, 전술한 도 22에 도시하는 적용형 대역 제한 미분부(1f)에서 얻어지는 광 강도에 따른 진폭값의 전기 신호가 도 72에 도시한 바와 같이 고주파 성분이 열화하는(이것을 가우스 열화라고 함) 경우가 있다.

LD에서 발광하는 레이저광으로서는, 일반적으로는 도 70의 (b)에 도시한 바와 같은 강도 특성을 갖는 가우시안 빔이 이용된다. 이 도 70의 (b)에 도시한 바와 같이, 가우시안 빔은 중앙 부분의 광 강도가 가장 강하고 중앙으로부터 외측으로 벗어남에 따라 점차로 강도가 작아지는 특성을 갖고, 또한 판독 심도가 깊어지면 빔이 확산하는 특성을 갖고 있다.

이러한 특성을 갖는 가우시안 빔을 도 70의 (a)에 도시한 바와 같이 바코드(200)에 대한 조사광으로서 주사시키는 경우에는 적정한 조건으로 판독 동작이 행해지면 상술한 빔 직경, 빔 속도 또는 바폭 등의 값이 적정치가 되어〔(빔 직경/바폭)=소〕, 도 71에 도시한 바와 같이 고주파 성분이 열화하지 않는 특성이 얻어지지만, 예를 들면 바폭의 좁은 바코드를 판독하는 경우나 오퍼레이터의 판독 동작 조건에 의해 바코드에 조사되는 빔 직경이 바폭에 비하여 상대적으로 커진 경우〔(빔 직경/바폭)=대〕에는 상술한 도 72에 도시한 바와 같이 가우스 열화가 생기는 것이다.

즉, 이 도 72에 도시하는 스펙트럼 분포인 경우에는 스펙트럼 강도(게인)에 변동을 가지면서 고주파 성분이 열화하는 특성을 가지고 있기 때문에, 각 주파수점의 스펙트럼 강도를 단순하게 비교하는 방법으로는, 모듈 주파수의 2배의 주파수의 점에서의 스펙트럼 피크를 추출하는 것이 곤란하게 된다.

구체적으로는, 이 도 72에 도시하는 추출하고자 하는 주파수(기본 주파수의 2배의 주파수)에서의 게인 피크치가 주변의 주파수에서의 게인치에 비하여 최대값으로 되지 않고, 스펙트럼 피크 주파수 추출부(도 22의 참조번호 11d 참조)에 있어서, 주파수 특성이 감쇠하고 있는 영역에서 이것을 정확하게 추출하기 위해서는 기본 주파수의 검출 처리가 복잡하게 된다.

또한, 상술한 바와 같은 가우시안 빔을 이용한 바코드 판독 장치의 경우 이외에, CCD 등에 의한 외래의 빛에 의해 바코드의 흑백을 검출하는 타입의 바코드 판독 장치에서는, 이 CCD의 저분해능의 경우에도 상기한 바와 같은 고주파 성분의 열화가 마찬가지로 생긴다.

본 실시예에서의 적용형 대역 제한 미분부(1f)의 제2, 제3 변형예로서의 모듈 주파수 추출부(1g-1, 1g-2)에서는, 이하에 (C-7), (C-8)에서 상술하는 바와 같이, 광 강도에 따른 진폭의 전기 신호의 주파수 스펙트럼에 의한 해석 결과에 열화가 생기는 경우에도, 간단한 처리로 열화를 보정함으로써 정확하게 기본 주파수를 추출할 수 있도록 하고 있다.

(C-7) 본 실시예에서의 적용형 대역 제한 미분부(1f)의 제2 변형예로서의 모듈 주파수 추출부(1g-1)의 설명

도 63은 상술한 도 22에 도시하는 바코드 판독 장치의 적용형 대역 제한 미분부(1f)에서 모듈 주파수 추출부 1g를 대신하여 모듈 주파수 추출부 1g-1를 적용한 예에 대하여 도시하는 블록도로, 이 도 63에 도시하는 모듈 주파수 추출부(1g-1)는, 전술한 도 22에 도시한 것에 있어서 도 66의 (a)에 도시한 바와 같은 스펙트럼 분포가 얻어진 경우에서도, 이 도 22에 도시한 것을 개량함으로써, 이하에 도시하는 주파수 스펙트럼 해석 결과의 열화를 균일하게 보정하는 처리(도 66의 (b) 참조)를 행하는 것을 통하여, 추출하여야 할 스펙트럼 피크를 용이하고 또한 고정밀도로 추출하는 것이다.

여기서, 모듈 주파수 추출부(기본 주파수 추출부)(1g-1)는 광대역 미분 처리부(11a), 제곱 처리부(11b), FFT 처리부(11c), 주파수 발췌부(11h), 제곱 오차 계산부(11i), 최적 보정 계수 추출부(11j), 주파수 특성 데이터 베이스(11k), 역수 계산부(11m), 기준값 유지부(11n), 보간 처리부(11p), 승산기(11q) 및 스펙트럼 피크 주파수 추출부(11d)를 구비하여 구성되어 있다.

즉, 본 실시예에 따른 모듈 주파수 추출부(1g-1)에서는, 이하에 도시하는 주파수 발췌부(11h), 제곱 오차 계산부(11i), 주파수 특성 데이터베이스(11k) 및 최적 보정 계수 추출부(11j)에서, 전술한 도 66의 (a)에 도시한 바와 같은 가우스 열화 등의 주파수 특성을 열화시키는 요인이 혼입되어 있는 제곱 후의 파형에 대하여 열화 특성을 추출하고, 역수 계산부(11m), 기준값 유지부(11n) 및 보간 처리부(11p)에서, 이 열화 특성의 역특성 데이터를 보정용으로 산출하고, 산출된 역특성 데이터에 의해 스펙트럼 해석 결과를 승산함으로써, 주파수축 상에 있는 게인(또는 스펙트럼 강도)이 평탄화된 스펙트럼 분포로 보정하고, 보정한 스펙트럼 해석 결과로부터 전술한 모듈 주파수를 고정밀도로 추출하도록 되어 있다.

여기서, 광대역 미분 처리부(미분 처리부)(11a)는 신호 취득부를 구성하는 절출부(11e)로부터의 취득 신호에 대하여, 판독 가능한 영역에서의 상기 취득 신호의 최대 주파수 이상의 값을 게인 피크 주파수로 설정하는 방법 등으로 미분 처리를 실시하는 것이다. 또한, 제곱 처리부(11b)는 광대역 미분 처리부(11a)에서 미분 처리가 실시된 신호에 대하여 제곱 처리를 실시하는 것이다.

또한, FFT 처리부(주파수 스펙트럼 해석부)(11c)는 제곱 처리부(11b)에서 제곱 처리가 실시된 결과에 대하여 주파수 스펙트럼에 의한 해석을 행하는 것이다. 구체적으로는, FFT 처리부(11c)에서는 제곱 처리부(11b)로부터의 연산 결과에 대하여, 고속 푸리에 변환(FFT; Fast Fourier Transform)을 행하여, 스펙트럼을 구하게 되어 있다.

예를 들면, FFT 처리부(11c)에서는 제곱 처리부(11b)로부터의 연산 결과에 대하여, 샘플링 주파수를 예를 들면 10㎒ 정도로 하면, 도 64의 의 (a)에 도시한바와 같이, 0.1㎲ 간격의 샘플링 데이터(x0, x1, x2, …, x1024)에 대하여, 1024 포인트(x0를 포함시킨다면 1025 포인트) 정도의 고속 푸리에 변환(FFT; Fast Fourier Transform)을 행하여[도 64의 (b) 참조], 스펙트럼을 구하게 되어 있다. 이 경우에는, FFT 처리부(11c)에서 10㎒를 1024 분할한 주파수마다의 스펙트럼 Y[도 64의 (c)에 도시하는 y0, y1, y2, …, y1024 참조]를 얻을 수 있다.

또한, 주파수 발췌부(11h)는 FFT 처리부(11c)로부터의 주파수 스펙트럼 해석 결과를 이루는 해석 데이터 Y에 대하여 주파수 발췌를 행하여, 근사 특성 데이터 Z[도 64의 (e)에 도시하는 발췌 결과 z0, z1, z2, …, z32 참조]를 구하는 것이다. 예를 들면, 도 64의 (d)에 도시한 바와 같이, 주파수 발췌부(11h)는 상술한 FFT 처리부(11c)에서 얻어진 1024 포인트의 주파수 스펙트럼점을, 예를 들면 32 포인트 정도마다의 간격으로 발췌하고, 발췌한 결과 Z를 제곱 오차 계산부(11i)에 출력하도록 되어 있다. 이에 의해, 샘플링 주파수 10㎒를 32 분할한 주파수(312.5㎑)마다의 스펙트럼 데이터(발췌한 후의 남은 해석 데이터)를 얻을 수 있다.

이 도 64의 (e)의 경우에는, FFT 결과 Y로서의 해석 데이터 y0, y1, y2, …, y1024에 대하여 주파수 추출을 행함으로써, y0을 발췌 후의 데이터 z0, y32를 z1, y64를 z2, y96를 z3으로 하고, 이후 순차 z32(y1024)의 값까지 정하고 있다.

또, 상술한 발췌수(즉, 발췌 간격)로서는, 스펙트럼 강도의 변동을 제거할 수 있게 설정한다. 여기서 말하는 스펙트럼 강도의 변동이란, 특정한 주파수점에서의 스펙트럼 강도(예를 들면, 도 72의 점 a, 점 b 참조)가 다른 주파수축 상의 스펙트럼 강도 변화에 비하여 돌출되어 있는 듯한 스펙트럼 분포를 갖고 있는 것을말한다. 또한, 이러한 돌출된 스펙트럼 강도를 갖는 주파수점을 스파이크점이라고 한다.

즉, 스파이크점의 수는 통상은 다른 주파수점의 수에 비하여 적기 때문에, 상술한 주파수 발췌부(11h)에 의한 주파수점의 추출을 행하여, 후단의 보간 처리부(11p)에 의한 보간 처리와 협동하여, 보정용 역특성 데이터에 포함되는 해당 스파이크점의 요소를 제외함으로써, 역특성 데이터의 스펙트럼 강도의 변동을 감소시킨다.

또한, 주파수 특성 데이터베이스(기준 주파수 특성 데이터베이스)(11k)는, n 종류(n은 복수)의 기준 주파수 특성을 갖는 이산 데이터군을 미리 유지하는 것이다. 구체적으로는, 도 65에 도시한 바와 같이, n 종류의 주파수 특성 F1∼Fn을 갖는 각각의 이산 데이터 f1∼fn을 유지하는 것이다. 또, 도 65 중에서의 주파수 특성 F1∼Fn은 주파수축 상에서 연속된 값을 갖는 특성으로서 도시되어 있지만, 상술한 각 주파수 특성 F1, F2, …, Fn에 관한 이산 데이터 f1, f2, …, fn은 전술한 주파수 발췌부(11h)에서 해석 데이터가 발췌되고 남은 데이터 수(z0을 포함하여 33개)에 대응시켜서, 발췌에 의해 남겨질 대상이 되는 주파수점에 대응한 33개의 이산 데이터 f1(0)∼f1(32), f2(0)∼f2(32), …, fn(0)∼fn(32)로서 유지해둘 수 있다.

또한, 상술한 주파수 특성 F1∼Fn을 갖는 이산 데이터 f1∼fn은 적어도 바코드에 대한 판독 동작에 의해 취득된 취득 신호로서 상정되는 특성을 갖는 것이다. 또한, 판독 시에 조사되는 가우시안 빔의 특성이나 CCD의 분해능 등에 따라 상정되는 취득 신호의 주파수 특성으로부터, 유지할 이산 데이터에서의 주파수 특성을 설정하도록 해도 된다.

제곱 오차 계산부(11i)는 주파수 발췌부(11h)에서 주파수 발췌된 후 남은 해석 데이터 z0, z1, …, z32와, 상술한 주파수 특성 데이터베이스(11k)로부터의 n 종류의 기준 주파수 특성과의 제곱 오차 Em[m은 1∼n, 수식 47 참조]을, 각각 계산하는 것이다. 즉, 제곱 오차 계산부(11i)에서는, 이 수식 47에 도시한 바와 같이, 발췌에 의해 남겨진 데이터 z0, …, z32와, 각각의 주파수점에 대응한 33개의 이산 데이터 fm(0), …, fm(32)와의 차분의 제곱합을 연산한다.

[수식 47]

최적 보정 계수 추출부(11j)는 상술한 제곱 오차 계산부(11i)로부터의 각 제곱 오차 계산 결과를 비교하여, 가장 제곱 오차가 최소가 되는 주파수 특성 F에 관한 이산 데이터 f(0)∼f(32)를, 주파수 스펙트럼 해석 결과에 대한 최적의 보정 계수로서 주파수 특성 데이터베이스(11k)로부터 추출하는 것이다.

상술한 바와 같은 제곱 오차 계산부(11i), 주파수 특성 데이터베이스(11k) 및 최적 보정 계수 추출부(11j)가 협동함으로써, 노이즈 베이스(열화 요인이 포함된 상태)에서의 근사 특성 데이터를 추출함으로써, 주파수 추출 후에도 스파이크점이 잔존하고 있는 경우, 특히 후단의 스펙트럼 피크 주파수 추출부(11d)에서 추출해야 할 스펙트럼 피크의 주파수점이 잔존하고 있는 경우에, 이 스펙트럼 피크의주파수점에 대한 게인이 후단의 역수 계산부(11m) 및 보간 처리부(11p)에서 계산되는 역특성 데이터에 반영되는 것을 방지한다.

따라서, 상술한 제곱 오차 계산부(11i) 및 최적 보정 계수 추출부(11j)에 의해, 주파수 발췌부(11h)에서 주파수 발췌를 행한 후의 남은 해석 데이터 Z와 주파수 특성 데이터베이스(11k)에서 유지된 기준 주파수 특성 Fm을 비교하여, 남은 해석 데이터에 가장 가까운 주파수 특성을 갖는 이산 데이터 F를 근사 특성 데이터로서 추출하는 최적 특성 추출부로서 기능한다.

또한, 역수 계산부(역수 데이터 산출부)(11m)는 최적 보정 계수 추출부(11j)에서 추출된 근사 특성 데이터를 이루는 이산 데이터에 대한 역수 데이터 R을 산출하는 것이다. 구체적으로는, 최적 보정 계수 추출부(11j)에서 추출된 이산 데이터 f(0)∼f(32)에 대하여 기준값 유지부(11n)에서 유지되어 있는 기준값 Ref(예를 들면, "1")를 기초로 역수 [Ref/f(0), Ref/f(1), …, Ref/f(n)]을 역수 데이터 R로서 산출하도록 되어 있다.

또한, 보간 처리부(보간부)(11p)는 역수 산출부(11m)에서 산출된 역수 데이터 R을, 예를 들면 1차식 근사로 보간함으로써, 예를 들면 도 4의 (c)에서 도시한 바와 같은 역특성 데이터의 산출 결과 Rc로서 출력하는 것이다. 이에 의해, 주파수축 상에서 이산적인 값을 갖는 역수 데이터 R을, 주파수축 상에서 연속된 값을 갖는 데이터 Rc로서 출력하도록 되어 있다. 이 경우에는, 상술한 보간 처리부(11p)는 1차식 근사 보간부로서 구성되고, 부하가 적은 연산 처리에 의해 보간 처리를 행한다.

즉, 보간 처리부(11p)에 의해 주파수 발췌부(11h)에 의한 주파수 발췌 처리에 의해 주파수점이 누락된 부분에 상당하는 해석 데이터 Y에 대한 보정용의 역수 데이터를 산출할 수 있게 된다.

따라서, 상술한 주파수 발췌부(11h), 최적 특성 추출부로서의 제곱 오차 계산부(11i) 및 최적 보정 계수 추출부(11j), 주파수 특성 데이터베이스(11k), 역수 계산부(11m), 기준값 유지부(11n) 및 보간 처리부(11p)에 의해, FFT 처리부(11c)로부터의 주파수 스펙트럼 해석 결과에 대한 근사 특성 데이터의 역특성 데이터를 산출하는 역특성 데이터 산출부로서 기능한다.

또, 상술한 보간 처리부(11p)에서의 보간 처리로서는, 이산 데이터 사이를 단조 증가 또는 단조 감소하도록 하는 특성이 되는 것이면 되고, 예를 들면 발췌 처리에서 누락된 주파수 사이를 게인이 단계적으로 증가 또는 감소하는 보완을 행하게 하거나, 또한 다른 공지의 방법에 의해 보간하는 것으로 해도 된다.

승산기(11q)는 FFT 처리부(11c)로부터의 주파수 스펙트럼 해석 결과를 이루는 해석 데이터 Y(도 4의 (a) 참조)와, 상술한 보간 처리부(11p)에서 산출된 데이터 Rc(도 4의 (c) 참조)를 승산하는 것으로, 이에 의해 보정된 주파수 스펙트럼 해석 결과 Xc(도 4의 (b) 참조)를 후단의 스펙트럼 피크 주파수 추출부(11d)에 출력할 수 있게 된다. 즉, 승산기(11q)는 보간 처리부(11p)에서 산출된 역특성 데이터로, 상술한 주파수 스펙트럼 해석 결과를 보정하는 해석 결과 보정부로서의 기능을 갖게 된다.

또한, 스펙트럼 피크 주파수 추출부(11d)는 승산기(11q)에서 보정된 주파수스펙트럼 해석 결과 Xc로부터, 최대값을 취하는 주파수점(주파수축 상에서 0㎐를 제외한 의미있는 주파수)을 스펙트럼 피크로서 추출함으로써, 이 추출된 스펙트럼 피크에 관한 주파수를 기본 주파수(모듈 주파수)로서 출력하게 되어 있다.

따라서, 상술한 스펙트럼 피크 주파수 추출부(11d)에 의해 승산기(11q)에서 보정된 주파수 스펙트럼 해석 결과로부터 0㎐를 제외한 의미있는 주파수를 상기 기본 주파수로서 추출하는 추출부로서 기능한다.

이어서, 상술한 바와 같이 구성된 모듈 주파수 추출부(1g-1)에 의한 처리 동작에 대하여, 도 67에 도시하는 플로우차트(단계 A1∼ 단계 A11)에 따라 설명하기로 한다.

우선, 광대역 미분 처리부(11a), 제곱 처리부(11b) 및 FFT 처리부(11c)에서 절출부(1e)에서 취득된 바코드 판독 신호 X에 대하여 전술한 도 1의 경우와 마찬가지의 광대역 미분 처리, 제곱 처리 및 FFT 처리를 행하고(단계 A1), 이 FFT 처리의 결과 Y에 대해서는 승산기(11q)에 출력함과 함께 주파수 발췌부(11h)에 출력한다.

주파수 발췌부(11h)에 출력된 FFT 처리의 결과 Y에 대해서는, 해당 주파수 발췌부(11h), 제곱 오차 계산부(11i), 최적 보정 계수 추출부(11j), 역수 계산부(11m) 및 보간 처리부(11p)에서 각각의 처리가 순차 실시됨으로써, FFT의 결과 Y에 대한 근사 특성 데이터의 역특성 데이터를 산출한다(단계 A2∼ 단계 A8).

주파수 발췌부(11h)에서는 FFT 처리부(11c)로부터의 주파수 스펙트럼 해석 결과 Y(도 4의 (a) 참조)를 이루는 해석 데이터 y0, y1, y2, …, y1024를 입력하여, 이 해석 데이터 y0, y1, y2, …, y1024에 대하여 주파수 발췌를 행하고, 발췌가 행해진 결과 Z로서의 발췌 후의 데이터 z0, z1, …, z32를 제곱 오차 계산부(11i)에 출력한다(단계 A2).

이어서, 제곱 오차 계산부(11i) 및 최적 보정 계수 추출부(11j)에서는 추출이 행해진 결과 Z와, 주파수 특성 데이터베이스(11k)로부터의 기준 주파수 특성 Fm을 비교하여, 결과 Z에 가장 가까운 기준 주파수 특성을 근사 특성 데이터 F로서 구한다.

구체적으로는, 발췌 후의 데이터 z0, z1, …, z32를 받은 제곱 오차 계산부(11i)에서는, 이들의 데이터 z0, z1, …, z32와, 주파수 특성 데이터베이스(11k)로부터의 n 종류의 기준 주파수 특성과의 제곱 오차 Em[m은 1∼n, 수식 47 참조]을, 순차 계산해 간다(단계 A3의 NO 루트로부터 단계 A4, 단계 A5의 루프).

즉, 제곱 오차 계산부(11i)에서는 주파수 데이터베이스(11k)에 기억되어 있는 n 종류의 주파수 특성 F1∼Fn 중에서, 1 종류의 주파수 특성 Fm에 관한 이산 데이터 fm(0), …, fm(32)를 로드하고(단계 A4), 이들 데이터 z0, z1, …, z32와, 로드한 이산 데이터 fm(0), …, fm(32)를 이용하여, 상술한 수식 47에 기초하여 제곱 오차를 연산한다(단계 A5).

제곱 오차 계산부(11i)에서는, 이와 같이 주파수 특성 데이터베이스(11k)에 기억되는 모든 주파수 특성 F1∼Fn에 대한 제곱 오차를 순차 계산하여, 계산 결과를 후단의 최적 보정 계수 추출부(11j)에 출력하지만, 이들의 계산 결과를 받은 최적 보정 계수 추출부(11j)에서는 제곱 오차 계산부(11i)로부터의 계산 결과가 최소가 되는 주파수 특성 F에 대응하는 이산 데이터 f(0), …, f(32)를, 주파수 특성 데이터베이스(11n)로부터 최적 보정 계수(즉, 근사 특성 데이터)로서 추출한다(단계 A6).

또한, 역수 계산부(11m)에서는 최적 보정 계수 추출부(11j)에서 추출된 이산 데이터 f(0), …, f(32)에 대하여, 기준값 유지부(11n)에서 유지된 기준값 Ref를 기초로 역수 R을 계산한다(단계 A7). 계속해서, 보간 처리부(11p)에서는 역수 계산부(11m)에서 계산된 역수 데이터 R로서의 이산 데이터 Ref/f(0), …, Ref/f(32)에 대하여 1차식 근사에 의한 보간을 행하고, 역수 데이터 R을 주파수축 상에서 연속적으로 변화시킨 데이터 Rc(도 66의 C 참조)를 산출한다(단계 A8).

승산기(11q)에서는 전술한 FFT 처리부(11c)에서 얻어진 주파수 스펙트럼 해석 결과 Y로서의 해석 데이터 y0, y1, …, y1024(도 66의 (a) 참조)에, 보간 처리부(11p)에서 상술한 바와 같이 산출된 데이터 Rc를 승산한다. 이 때, 각각의 해석 데이터 y0, y1, …, y1024에서의 주파수점에 대응한 보간 데이터 Rc로써 각 해석 데이터를 보정함으로써, 열화 요인이 포함된 주파수 스펙트럼 해석 결과를 보정한다(단계 A9). 즉, 주파수 발췌부(11h)에서 발췌되어 있는 주파수점에 대응하는 해석 데이터에 대해서도, 보간된 데이터 Rc로부터 대응하는 주파수점의 값으로 보정할 수 있다.

스펙트럼 피크 주파수 추출부(11d)에서는, 상술한 바와 같이 열화 요인이 보정된 주파수 스펙트럼 해석 결과 Xc(도 66의 (b) 참조)로부터, 0㎐를 제외한 의미있는 주파수, 즉 주파수마다의 스펙트럼값을 비교하여 가장 스펙트럼값이 큰 점의주파수를 스펙트럼 피크 주파수로서 추출하고(단계 A10), 이 추출된 스펙트럼 피크에 관한 주파수를 기본 주파수(모듈 주파수)로서 출력한다(단계 A11).

이와 같이, 본 변형예에 관한 모듈 주파수 추출부(1g-1)에 따르면, 바폭이 좁은 바코드를 판독하는 경우나, 오퍼레이터의 판독 동작 등의 조건에 기인하여 바코드에 조사되는 가우시안 빔의 빔 직경 모듈의 바폭에 비하여 상대적으로 커진 경우나, CCD를 적용한 바코드 판독 장치의 경우의 그 CCD의 분해능에 의해, 주파수 스펙트럼의 해석 결과가 열화되어 있는 경우에도, 간단한 처리로 열화를 보정함으로써 정확하게 기본 주파수를 추출할 수 있기 때문에, 이하와 같은 이점을 얻을 수 있다.

① 바코드 판독 장치로서의 판독 가능한 범위를 넓힐 수 있다. 구체적으로는, 판독 심도는 오퍼레이터에 의한 판독 동작에 의해 변화하는 것이지만, 바코드 판독 장치로서 판독 가능한 판독 심도의 조건의 범위를 넓힐 수 있다.

② 판독 가능한 바코드 폭을 좁힐 수 있다.

③ CCD의 분해능이 낮은 경우에도, 스펙트럼 피크를 간단한 처리로 고정밀도로 추출할 수 있기 때문에 판독 정밀도를 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 제곱 오차 계산부(11i), 주파수 특성 데이터베이스(11k) 및 최적 보정 계수 추출부(11j)에 의해, 특히 후단의 스펙트럼 피크 주파수 추출부(11d)에서 추출하여야 할 스펙트럼 피크의 주파수점이 잔존한 경우에, 이 스펙트럼 피크의 주파수점에 대한 게인이 후단의 역수 계산부(11m) 및 보간 처리부(11p)에서 계산되는 역특성 데이터에 반영되지 않게 하기 때문에, 스펙트럼 피크 주파수를, 단순히 스펙트럼 강도의 대소 비교에 의해 추출할 수 있어, 모듈 주파수의 추출의 간소화 내지 추출 정밀도의 비약적인 향상을 도모할 수 있다.

(C-8) 본 실시예에서의 적용형 대역 제한 미분부(1f)의 제3 변형예로서의 모듈 주파수 추출부(1g-2)의 설명

이어서, 본 실시예에서의 적용형 대역 제한 미분부(1f)의 제3 변형예로서의 모듈 주파수 추출부(1g-2)에 대하여 설명한다.

도 68은 전술한 도 1에 도시하는 바코드 판독 장치의 적용형 대역 제한 미분부(1f)에서 모듈 주파수 추출부 1g를 대신하여 모듈 주파수 추출부 1g-2를 적용한 예에 대하여 도시하는 블록도로, 이 도 68에 도시하는 모듈 주파수 추출부(1g-2)에서도, 전술한 도 66의 (a)에 도시한 바와 같은 스펙트럼 분포가 얻어진 경우에도, 도 66의 (c)에 도시한 바와 같은 주파수 스펙트럼의 해석 결과로부터 산출된 역특성 데이터를 이용하여, 주파수 스펙트럼 해석 결과를 보정하여, 도 66의 (c)에 도시한 바와 같이, 추출하여야 할 스펙트럼 피크를 용이하고 또한 고정밀도로 추출하는 것이다.

여기서, 도 68에 도시하는 모듈 주파수 추출부 1g-2는 전술한 도 63에 도시하는 모듈 주파수 추출부 1g-1에 비하여, 제곱 오차 계산부(11i), 최적 보정 계수 추출부(11j) 및 주파수 특성 데이터베이스(11k)를 대신하여, 메디언 필터(11r)를 구비한 점이 다르며, 그 이외의 구성(참조번호 11a∼11h, 11m∼11q 참조)에 대해서는 마찬가지이다.

메디언 필터(메디언 필터 처리부)(11r)는 주파수 발췌부(11h)와 역수계산부(11m)와의 사이에 삽입 장착되어, 주파수 발췌부(11h)에서 주파수 추출을 행한 후의 남은 해석 데이터 z0, z1, …, z32에 대하여 추가로 메디언 필터 처리를 실시하여 근사 특성 데이터 Zm을 구하는 것이다. 즉, 메디언 필터(11r)는 주파수 발췌부(11h)로부터의 해석 데이터 z0, z1,, z32에 대하여, 주파수점으로서 인접하는 3점 중에서 중앙값만을 선택적으로 출력함으로써, 이에 의해 역특성 데이터를 산출할 때에 제거하고자 하는 스파이크점을 제거할 수 있게 된다.

도 69의 (a)∼도 69의 (c)는 모두, 상술한 메디언 필터(11r)의 필터 처리를 구체적으로 설명하는 도면이다. 도 69의 (a)∼(c) 중에서 각 해석 데이터의 게인은 "*"로 나타낸 레벨에 있는 것으로 한다.

메디언 필터(11r)에서 zk(k는 0∼32)의 값을 출력함에 있어서는, 주파수축 상의 인접하는 2점의 값을 포함시킨 3점의 주파수점의 게인(또는 스펙트럼 강도)을 비교하지만, 예를 들면 도 69의 (a)의 경우에는 z(k-1)의 값이 최대, z(k+1)의 값이 최소, zk의 값이 중앙값을 갖기 때문에[수식 48 참조], 메디언 필터(11r)로서는 zk의 값을 그대로 출력한다.

[수식 48]

또한, 도 69의 (b)의 경우에는 zk의 값이 최대, z(k+1)의 값이 최소, z(k-1)의 값이 중앙값을 갖기 때문에[수식 49 참조], 메디언 필터(11r)로서는 zk의 값으로서 중앙값의 z(k-1)의 값을 선택적으로 출력한다. 도 69의 (c)의 경우에는 z(k-1)의 값이 최대, zk의 값이 최소, z(k+1)의 값이 중앙값을 갖기 때문에[수식 50 참조], 메디언 필터(11r)로서는 zk의 값으로서 중앙값의 z(k+1)의 값을 선택적으로 출력한다.

[수식 49]

[수식 50]

이러한 메디언 필터(11r)에 의해, 특히 후단의 스펙트럼 피크 주파수 추출부(11d)에서 추출하고자 하는 스펙트럼 피크의 주파수점 등의 스파이크점을 제거하여, 후단의 보간 처리부(11p)에서 산출되는 역특성 데이터에, 스펙트럼 피크의 요소가 포함되는 것을 방지하고, 승산기(11q)에서 보정된 주파수 스펙트럼 해석 결과 Xc에 의해 고정밀도로 확실하게 스펙트럼 피크를 추출할 수 있도록 하고 있다.

또, 역수 계산부(역수 데이터 산출부)(11m)는 기준값 유지부(11n)에서 유지된 기준값 Ref에 기초하여, 메디언 필터(11r)에서 구해진 근사 특성 데이터를 이루는 해석 데이터 Zm의 역수 데이터 Ref/Zm을 산출하는 것으로, 보간 처리부(보간부)(11p)는 역수 계산부(11m)에서 산출된 역수 데이터를 보간함으로써 역특성 데이터의 산출 결과로서 출력함으로써, 이들의 역수 계산부(11m), 기준값 유지부(11n) 및 보간 처리부(11p)는 전술한 도 63에 도시한 것과 기본적으로 마찬가지의 구성을 갖고 있다.

이와 같이, 본 변형예에 관한 모듈 주파수 추출부(1g-2)에서도, 바폭이 좁은 바코드를 판독하는 경우나, 오퍼레이터의 판독 동작 등의 조건에 기인하여 바코드에 조사되는 가우시안 빔의 빔 직경 모듈의 바폭에 비하여 상대적으로 커진 경우나, CCD를 적용한 바코드 판독 장치의 경우의 그 CCD의 분해능에 의해, 주파수 스펙트럼의 해석 결과가 열화되는 경우에도, 간단한 처리로 열화를 보정함으로써 정확하게 기본 주파수를 추출할 수 있으므로, 전술한 〔2-1〕에서의 ①∼③과 마찬가지의 이점을 얻을 수 있다.

또한, 메디언 필터(11r)에 의해 특히 후단의 스펙트럼 피크 주파수 추출부(11d)에서 추출하여야 할 스펙트럼 피크의 주파수점이 잔존하고 있는 경우에, 이 스펙트럼 피크의 주파수점에 대한 게인이 후단의 역수 계산부(11m) 및 보간 처리부(11p)에서 계산되는 역특성 데이터에 반영되지 않도록 하기 때문에, 스펙트럼 피크 주파수를, 단순히 스펙트럼 강도의 대소 비교에 의해 추출할 수 있어, 모듈 주파수의 추출의 간소화 내지 추출 정밀도의 비약적인 향상을 도모할 수 있다.

(D) 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치의 매모듈점 진폭 추출부의 설명

다음에, 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치의 매모듈점 진폭 추출부(1i)의 상세한 구성에 대하여 설명한다.

(D-1) 본 실시예에서의 매모듈점 진폭 추출부의 전체 구성의 설명

도 29는 본 실시예에서의 매모듈점 진폭 추출부(1i)를 나타내는 블록도로, 이 도 29에 도시하는 매모듈점 진폭 추출부(1i)는 모듈 타이밍 신호 추출부(1j), 진폭 추출부(1k) 및 3치화부(11)를 구비하여 구성되고, 취득 신호에 동기하고 또한 모듈 길이에 상당하는 기본 주파수를 갖는 주기 신호를 생성함으로써, 모듈 정보를 추출하는 것이다.

여기서, 모듈 타이밍 신호 추출부(1j)는 또한, 톤 신호 생성 필터(14a), 힐버트 변환부(14b), 위상 계산부(14c), 0 라디안점 타이밍 추출부(14d) 및 지연 시간 산출부(14e)를 구비하여 구성되어 있다.

톤 신호 생성 필터(14a)는, 상술한 적용형 대역 제한 미분부(1f)에서 대역 제한된 취득 신호(광전 변환 신호)와, 추출된 모듈 주파수에 기초하여, 타이밍 신호를 톤 신호(주기 신호)로서 생성하는 것이다. 이 타이밍 신호로서는 바코드의 단위 모듈폭의 주파수를 갖는 정현파에 가까운 톤 신호로서 출력할 수 있도록 되어 있으며, 그 상세는 (D-2)에서 설명한다.

또한, 힐버트 변환부(14b)는 톤 신호 생성 필터(14a)로부터의 톤 신호에 대하여 힐버트 변환 처리를 실시하는 것으로, 톤 신호 생성 필터(14a)로부터의 톤 신호를 실수부(Re)로 하는 한편, 힐버트 변환부(14b)에서 힐버트 변환 처리가 실시된 신호를 허수부(Im)로서 다음 단의 위상 계산부(14c)에 출력함으로써, 각 샘플점의 신호를 벡터화하도록 되어 있다.

또한, 위상 계산부(14c)는 상술한 바와 같이 벡터화된 샘플점의 위상을 계산하는 것이며, 0 라디안점 타이밍 추출부(14d)는 위상 계산부(14c)에서 계산된 위상 정보를 기초로 위상이 0 라디안이 되는 점을 추출하여 모듈 타이밍을 도출하는 것이다. 지연 시간 산출부(14e)는 0 라디안점 타이밍 추출부(14d)에서 추출된 위상이 0 라디안이 되는 점과 샘플점과의 지연 시간을, 도출된 모듈 타이밍마다 산출하는 것이다.

그런데, 진폭 추출부(1k)는 또한 지연 필터(14f) 및 진폭 추출부(14g)를 구비하여 구성되어 있다. 지연 필터(14f)는 상술한 지연 시간 산출부(14e)에서 산출된 지연 시간을 기초로 하여 지연 필터를 구성하고, 적용형 대역 제한 미분부(1f)로부터의 취득 신호에 대하여 컨볼루션 처리에 의해 지연 처리를 실시함으로써, 이에 의해 샘플점을 0 라디안 타이밍점에 일치시킬 수 있게 된다.

또한, 3치화부(11)는 또한, 자동등화부로서의 LMS(Least Mean Square)(14h) 및 웨이브 에러 판정부(14i)를 구비하여 구성되며, LMS(14h)는 모듈 타이밍마다 추출된 진폭 데이터(도 29의 참조번호 14q 참조)를 자동등화함으로써 「1」, 「0」 또는 「-1」의 3치 데이터로서 출력하는 것이며, 웨이브 에러 판정부(14i)는 LMS(14h)에서 3치화된 진폭 데이터에 대한 데이터 에러를 판정하는 것이다.

이러한 구성에 의해, 도 29에 도시하는 매모듈점 진폭 추출부(1i)에서는 2치화 정보의 정보 길이의 비(바코드 정보)를 판독하는 전처리로서, 적용형 대역 제한 미분부(1f)에서 대역 제한된 취득 신호와 모듈 주파수 정보에 기초하여, 이 취득 신호에 동기하고 또한 모듈 주파수를 갖는 타이밍점을 추출하고, 추출된 타이밍점에 따라서 적용형 대역 제한 미분부(1f)로부터의 신호의 진폭값을 추출하고, 추출된 타이밍점에 따른 진폭값을 3치화 데이터로서 도출한다.

즉, 매모듈점 진폭 추출부(1i)에서는 취득 신호로부터 모듈 길이 데이터가 존재하는 타이밍점을 추출하고, 후단의 모듈수 산출부(1m)에서, 추출된 타이밍점에 따라서, 표지로서의 바코드로부터 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비를 판독한다.

이 경우의 타이밍점을 추출할 때에는, 매모듈점 진폭 추출부(1i)에서는, 적용형 대역 제한 미분부(1f)에서 미분 처리가 실시된 취득 신호를 입력으로 하여 바코드 데이터(폭 길이 데이터)의 모듈폭 시간(기본 폭 시간)에 상당하는 주파수 성분을 추출함과 함께 기본 폭 시간에 따른 주기 신호를 생성하고, 생성된 주기 신호를 입력으로 하여 바코드의 폭 정보 존재점에 상당하는 타이밍점을 특정한다. 또, 상술한 적용형 대역 제한 미분부(1f)에서의 미분 특성으로서는, 전술한 (C-1) 혹은 (C-2)에서 상술한 특성을 갖는다.

예를 들면, 상술한 매모듈점 진폭 추출부(1i)에, 대역 제한된 취득 신호로서, 도 30에 도시하는 미분 파형(15b)의 디지털 신호(샘플점; 파형(15b) 상에서의 "×" 참조)가 입력된 경우에는, 모듈 타이밍 신호 추출부(1j)의 톤 신호 생성 필터(14a)에서는 상술한 디지털 신호(15b)와 모듈 주파수 추출부(1g)에서 추출된 모듈 주파수 정보에 기초하여, 톤신호 파형(15c)에 상당하는 주기 신호로서의 디지털 신호(샘플점; 파형(15c) 상에서의 "○" 참조)를 출력한다. 또, 이 톤 신호의 파형(15c)은 대역 제한된 취득 신호의 파형(15b)과 동기된다.

또한, 위상 계산부(14c)에서는, 상술한 톤 신호 생성 필터(14a)에서 생성된 톤 신호에 대하여, 힐버트 변환부(14b)에서 힐버트 변환됨으로써 벡터화된 각 신호점에 대한 위상을 계산하고, 계산 결과로서 도 31의 (a)에 도시한 바와 같은 위상 데이터(디지털 신호)가 출력된다.

또한, 0 라디안점 타이밍 추출부(14d)에서는 위상 계산부(14c)에서 계산된 위상 데이터를 기초로 0 라디안점이 되는 점을 추출함으로써, 모듈 타이밍을 도출한다. 이 도 31의 (a)에 도시한 바와 같이, 샘플점(도 31의 (b) 참조)의 위상과 실제의 0 라디안점은 다르기 때문에(0 라디안점에서는 반드시 샘플링되지는 않기때문에), 0 라디안점 타이밍 추출부(14d)에서 추출된 0 라디안점의 타이밍에 기초하여, 지연 시간 산출부(14e) 및 지연 필터(14f)에 의해 샘플점과 0 라디안점과의 편차를 보정하는 것이다.

즉, 지연 시간 산출부(14e)에서 샘플점과 0 라디안점과의 시간차를 모듈 타이밍마다 산출하고, 산출된 지연 시간만큼, 진폭 추출부(1k)의 지연 필터(14f)에서 지연 처리를 행한다. 이에 의해, 모듈 타이밍마다의 샘플 데이터를 얻을 수 있다. 그 후, 진폭 추출부(14g)에서는, 도 31의 (c)에 도시한 바와 같이, 모듈 타이밍마다 미분 신호 진폭(디지털 데이터)을 추출한다.

즉, 타이밍점을 추출할 때에 취득된 전기 신호에 대한 미분 신호로부터 바코드에 기록된 2치화 정보의 정보 길이를 판독하기 위한 타이밍점을 특정하고, 특정된 타이밍점마다 미분 처리가 실시된 신호의 진폭으로부터 3치의 디지털 정보를 추출한다. 상술한 3치의 디지털 정보를 추출할 때에는 특정된 타이밍점마다 미분 처리가 실시된 신호의 진폭값을 추출하고, 추출된 신호의 진폭값에 대하여 3치의 디지털 데이터로 변환한다.

3치화부(11)의 LMS(14h)에서는, 상술한 진폭 추출부에서 추출된 상기 타이밍점에 따른 진폭값에 대하여 자동등화 처리를 실시하여, 3치화 데이터로서 도출하고, 웨이브 에러 판정부(14i)에서 바코드 판독 데이터의 배열로서 적절한 신호를 출력한다.

즉, 3치화부(11)에서, 타이밍점마다 추출된 진폭값에 대하여 3치의 디지털 신호로 변환할 때에, 상기 추출된 신호의 진폭값을 「+1」, 「0」 또는 「-1」의 3치화된 데이터로서 판정 출력한다. 그 후, 모듈수 산출부(1m)에서, 3치화된 데이터에 기초하여, 「+1」의 데이터가 존재하는 신호점을 상기한 백색 영역 또는 흑색 영역 중 어느 한쪽의 엣지의 존재점으로서, 「-1」의 데이터가 존재하는 신호점을 상기한 백색 영역 또는 흑색 영역 중 다른 쪽의 엣지의 존재점으로서, 또한 「0」의 데이터가 존재하는 신호점을 엣지가 존재하지 않는 점으로서, 바코드의 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비를 판독한다.

따라서, 본 실시예에 따르면, 바코드 정보의 바폭 길이의 비를 판독하는 전처리로서, 모듈 타이밍 신호 추출부(1j)에서 취득 신호와 모듈 주파수 정보에 기초하여, 취득 신호에 동기하고 또한 기본 주파수를 갖는 타이밍점을 추출하고, 진폭 추출부(1k)에서 추출된 타이밍점에 따라 적용형 대역 제한 미분부(1f)로부터의 신호의 진폭값을 추출하고, 추출된 타이밍점에 따른 진폭값을 3치화 데이터로서 도출할 수 있으므로, 모듈 타이밍점 이외로의 정보를 왜곡시키지 않게 되며, 판독 신호의 S/N과 함께 판독 분해능을 향상시키고, 더 나아가서는 판독 심도가 확대된 경우나 판독면에 요철이나 스크래치가 있는 경우의 판독 정밀도를 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 바코드의 모듈 길이를 계측하기 위해서, 샘플링 주파수를 고주파로 설정할 필요도 없으므로, 샘플링을 위한 클럭도 비교적 저가격으로 할 수 있고, 장치 구성을 위한 비용을 대폭 삭감시킬 수 있다는 이점도 있다.

(D-2) 본 실시예에서의 모듈 타이밍 신호 추출부의 설명

우선, 톤 신호 생성 필터(14a)의 구성에 대하여 상술한다.

상술한 톤 신호 생성 필터(14a)로서는 모듈 주파수 추출부(1g)에서 추출된 모듈 주파수를 게인 피크 주파수로 하는 여현 제곱 특성으로 하고, 위상 특성이 전혀 변화하지 않도록 한 특성으로 구성할 수 있다.

이에 대하여 설명하면, 이하와 같다.

즉, 전술한 도 30에 도시한 바와 같이 대역 제한 처리를 한 미분 신호로부터 모듈의 타이밍을 추출할 때에, 미분 신호의 기본 주파수는, 백 1 모듈+흑 1 모듈에 의한 신호이기 때문에 fα가 된다(도 30의 참조번호 15d 참조). 한편, 타이밍 주파수는 백바 또는 흑바의 단위 모듈이기 때문에 fβ가 된다(도 30의 참조번호 15c 참조).

따라서, 전술한 모듈 주파수 추출부(1g)에서 추출된 모듈 주파수 f1과 상술한 fα 내지 fβ의 관계는, 이하의 수식 22, 수식 23과 같이 된다.

[수식 22]

[수식 23]

즉, 톤 신호 생성 필터(14a)로서 fβ가 중심 주파수가 되는 필터를 구성함으로써, 이 톤 신호 생성 필터(14a)에서 대역 제한된 취득 신호(1q)를 컨볼루션 처리함으로써, 이 모듈 주파수의 성분을 갖는 톤 신호를 도출할 수 있다.

예를 들면, 톤 신호 생성용 필터(14a)의 특성은 이하의 수식 24∼수식 26에 도시한 바와 같은 것으로 할 수 있다. 또, 수식 24∼수식 27에서, fs는 AD컨버터(1d)의 샘플링 주파수이고, fw는 구성되는 필터의 대역 폭(-6㏈)이다.

[수식 24]

[수식 25]

[수식 26]

[수식 27]

또, fw로서는 대역 폭을, 흑백 폭 정보를 나타내는 시간 길이의 역수에 비례하는 특성으로 할 수 있다. 구체적으로는, fw에 대하여 적용형 대역 제한 미분부(1f)로부터의 절출 신호로부터, 흑백 신호(바코드 신호) 부분만을 나타내는 시간 길이(tbar)로부터 이하의 수식 28에 따라서 산출할 수 있다.

[수식 28]

구체적으로는, 중심 주파수가 되는 fβ를 1820㎑로 한 경우, 도 32에 도시한 바와 같은 게인 특성 및 도 33에 도시한 바와 같은 위상 특성에 의해, 도 34에 도시한 바와 같은 필터 특성을 갖는 디지털 필터로서, 톤 신호 생성 필터(14a)를 구성함으로써, 적용형 대역 제한 미분부(1f)로부터의 신호를 이 필터(14a)에서 컨볼루션 처리함으로써 톤 신호를 얻을 수 있다.

다음에, 힐버트 변환부(14b) 및 위상 계산부(14c)에 대하여 상술한다.

그런데, 도 35는 본 실시예에서의 힐버트 변환부(14b) 및 위상 계산부(14c)를 도시하는 블록도로, 이 도 35에 도시한 바와 같이, 위상 계산부(14c)는 벡터화부(18a)와 계산부(18b)를 구비하여 구성되어 있다.

상술한 바와 같이, 힐버트 변환부(14b)는 톤 신호 생성 필터(14a)에서 생성된 톤 신호에 대하여 힐버트 변환 처리를 실시하는 것이며, 이 힐버트 변환부(14b)는, 예를 들면 도 36에 도시한 바와 같은 특성을 갖는 디지털 필터에 의해 구성된다. 즉, 이 도 36에 도시한 바와 같은 탭을 갖는 트랜스버설 필터(도 3 참조)에 의해 구성할 수 있는 것이다. 또한, 위상 계산부(14c)의 벡터화부(18a)는, 예를 들면 도 37에 도시하는 파형(20a)의 신호(샘플점은 "○")를, 톤 신호 생성 필터(14a)로부터 실수부(Re)에 입력하고, 이 도 37에 도시하는 파형(20b)의 신호(샘플점은 "×")를, 힐버트 변환 처리부(14b)로부터의 힐버트 변환 처리 결과의 신호를 허수부(Im)에 입력하여, 이들 신호에 대하여 벡터화하는 것이다.

또한, 계산부(18b)는 벡터화부(18a)에서 벡터화된 신호에 대하여 이하에 도시하는 수식 29에 도시하는 계산을 행하여, 이 벡터 신호의 위상을 계산하는 것이다.

[수식 29]

계속해서, 0 라디안점 타이밍 추출부(14d)의 구성에 대하여 상술한다.

0 라디안점 타이밍 추출부(14d)는 위상 계산부(14c)에서 계산된, 예를 들면 도 38의 (a)에 도시한 바와 같은 위상 정보에 기초하여, 위상이 0 라디안이 되는 점을 추출하여 모듈 타이밍을 도출하는 것이다.

즉, 톤 신호 생성 필터(14a)에서 생성된 톤 신호는 모듈 주파수를 주기로 하는 거의 단일의 주파수를 갖기 때문에, 위상은 등속도로 회전한다. 도 38의 (a), 도 38의 (b)에 도시한 바와 같이, 이 톤 신호의 위상이 정확하게 0 라디안이 되는 점(21d-1)은, 미분 신호의 모듈점(21d-2)과 동일한 타이밍이 된다. 따라서, 이 0 라디안점을 추출하고 그것을 타이밍 정보로서, 이 타이밍마다 미분 신호(21g)의 진폭값을 추출한다.

이 경우에는, 샘플점 중에 가장 0 라디안에 가까운 점을 추출하고, 그것을 타이밍으로 한다. 예를 들면, 도 38의 (a)에서의 0 라디안점(21d-1)에 인접하는 2개의 샘플점(21a, 21c) 중에는 0 라디안점에 가까운 샘플점(21a)을 상술한 모듈 타이밍으로서 도출하는 것이다.

또한, 지연 시간 산출부(14e)는 상술한 0 라디안점 타이밍 추출부(14d)에서 도출된 모듈 타이밍의 실제의 0 라디안점의 타이밍에 대한 시간차를 지연 시간차 td로서 산출하는 것이다.

이러한 구성에 의해, 본 실시예에서의 모듈 타이밍 신호 추출부(1j)에서는, 톤 신호 생성 필터(14a)에서 미분 처리가 실시된 신호를 입력으로 하여 폭 길이 데이터(바코드 데이터)의 기본 폭 시간(모듈 장시간)에 따른 주기 신호를 생성한다.

계속해서, 상기한 폭 정보의 존재점이 되는 타이밍점을 특정함에 있어서, 위상 계산부(14c)에서는, 톤 신호 생성 필터(14a)에서 생성된 주기 신호로서의 톤 신호의 위상을 산출한다. 상술한 주기 신호의 위상을 산출할 때에는, 이 주기 신호를 벡터화하고, 벡터화된 신호에 대하여 위상을 산출한다. 구체적으로는, 상술한 주기 신호를 벡터화할 때에는 톤 신호 생성 필터(14a)로부터의 주기 신호를 실수부로 하는 한편, 톤 신호 생성 필터(14a)로부터의 주기 신호를 힐버트 변환부(14b)에서 힐버트 변환한 것을 허수부로 한다.

또한, 0 라디안점 타이밍 추출부(14d)에서는 위상 계산부(14c)로부터의 계산 결과를 받아, 주기 신호로서의 톤 신호의 위상이 0도가 되는 점의 시간 정보(타이밍 정보)를 추출함과 함께, 추출된 시간 정보를 타이밍점으로서 특정한다. 더욱, 상술한 0 라디안점 추출부(14d)에서는 위상 계산부(14c)로부터의 위상 계산의 결과를 받아서, 부호가 변화하는 2개의 인접한 신호점 중에 0도 위상에 가까운 점을 전기 타이밍점으로서 특정한다.

지연 시간 산출부(14e)에서는, 0 라디안점 타이밍 추출부(14d)에서 특정된 타이밍점과, 톤 신호 생성 필터(14a)에서 생성된 톤 신호의 위상이 0도가 되는 점과의 시간 오차를 추출하고, 진폭 추출부(1k)의 지연 필터(14f)에서는 해당 시간 오차를 추출한 타이밍점마다 적용형 대역 제한 미분부(1f)로부터의 미분 신호에 대하여 상술한 시간 오차에 상당하는 만큼 지연시킨다.

(D-3) 본 실시예에서의 진폭 추출부의 설명

진폭 추출부(1k)의 지연 필터(14f)는, 상세하게는 도 39에 도시한 바와 같이, 탭 계수 기억부(22a), 1차식 근사부(22b), 1/2 발췌부(22c) 및 컨볼루션 처리부(22d)를 구비하여 구성되어 있다.

탭 계수 기억부(22a)는 광전 신호가 충분히 통과하고 또한 샘플링 주파수의 2배의 정밀도의 저역 통과 특성을 갖는 필터 처리를 후단의 컨볼루션 처리부(22d)에서 행할 수 있는 필터 계수(X0∼X2n-1)를 유지하는 것이며, 1차식 근사부(22b)는 전술한 지연 시간 산출부(14e)로부터의 지연 시간 td를 이용함으로써, 저역 통과 필터의 계수치(X0∼X2n-1)를 하기의 수식 30과 같이 1차식 근사를 이용하여 보간하는 것이다.

[수식 30]

즉, 도 40에 도시한 바와 같이, 필터 계수치를 y축, 시간을 x축으로 하고, 필터 계수치 X0∼X2n-1 중에, 인접하는 2개의 필터 계수의 점을 통과하는 1차식을 상정한다. 이 경우에, Xm+1, Xm의 시간 간격은 AD 컨버터(1d)의 샘플링 간격 ts의 1/2이고, 이 값과 계수치 Xm+1, Xm과의 차를 이용함으로써 상술한 1차식에 대하여 구할 수 있는 것이다.

따라서, 필터 계수 Xm으로부터 지연 시간 td만큼 지연된 값은, 상술한 수식 30에 도시한 바와 같이 도출된다. 이와 같이 하여, 필터 계수 유지부(21a)에서 유지되어 있는 각 필터 계수치에 대하여, 지연 시간 산출부(14e)에서 산출된 지연 시간 td 분의 지연 특성을 갖는 필터를 구성할 수 있는 필터 계수를 얻을 수 있다.

또한, 1/2 발췌부(22c)는, 정밀도를 높이기 위해 AD 컨버터(1d)의 2배의 샘플링 주파수의 필터 계수에 대하여, 광전 변환 신호와 동일한 샘플링 주파수로 하기 위해, 지연 처리 후의 필터 계수를 1/2로 발췌하는 것이다.

예를 들면, 지연시키지 않은 경우의 필터 계수가 도 41의 파형(24a)의 샘플점 "×"와 같이 되는 경우에 대하여, 상술한 1차식 근사부(22b) 및 1/2 발췌부(22c)의 처리를 행함으로써, 도 41의 파형(24b)의 샘플점 "○"과 같이 보정할 수 있다. 또, 도 41 중의 점 "◇"는 이상의 지연 특성을 갖는 필터 계수를 나타낸다.

또, 상기한 1차식 근사부(22b) 및 1/2 발췌부(22c)에서의 처리는 모듈 타이밍마다 행해진다.

컨볼루션 처리부(22d)는, 예를 들면 전술한 도 3에 도시하는 방식의 트랜스버설 필터 등의 디지털 필터에 의해 구성되고, 1/2 발췌부(22c)로부터의 필터 계수를 이용하여, 적용형 대역 제한 미분부(1f)에서의 대역 제한된 미분 신호(1q)에 대하여 컨볼루션 처리를 실시하는 것이다.

또한, 진폭 추출부(14g)는, 상술한 바와 같이 지연 필터(14f)에 의해 참인 모듈 타이밍 시의 샘플점이 추출된 것을 입력하여, 이 샘플점의 진폭값을 추출하는 것이고, 이에 의해 참인 모듈 타이밍 시의 진폭 정보를 후단의 3치화부(11)에 출력할 수 있도록 되어 있다.

이러한 구성에 의해, 도 39에 도시하는 지연 필터(14f)에서는 강약 상태 검출 신호로서 취득할 수 있는 최대 입력 신호 대역까지는 이득을 1로 하고, 대역으로부터 벗어남에 따라서 이득을 감쇠시킴과 함께, 지연 시간 산출부(14e)에서 산출된 시간 오차의 양에 따라서 신호를 지연시키는 필터 처리를 컨볼루션에 의해 행한다. 이에 의해, 시간 오차가 산출된 타이밍점마다 미분 처리가 실시된 신호(적용형 대역 제한 미분부(1f)로부터의 취득 신호)를 상술한 시간 오차에 상당하는 만큼 지연시킨다.

상술한 지연 필터(14f)에서는 필터 처리를 위한 계수를 결정함에 있어서, 강약 상태 검출 신호로서 취득할 수 있는 최대 입력 신호 대역까지는 이득을 1로 하고 대역으로부터 벗어남에 따라서 이득을 감쇠시키기 위한 필터 특성 함수로부터 임펄스 응답 데이터를 구해 두고, 1차식 근사부(22b)에서 추출된 시간 오차의 양에 따라 상기 임펄스 응답 데이터를 1차식 근사를 이용하여 보간한 것을 필터 계수로서 결정한다.

또, 본 실시예에서는, AD 컨버터(1d)의 2배의 샘플링 간격의 필터 계수를 생각하였지만, 지연 시간을 보정하는 정밀도를 향상시키기 위해서는, 2배보다도 큰 배율로 샘플링을 행하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시예에서는 근사 방식도 1차식으로 행해지고 있지만, 이 외에, 2차식 근사나 스플라인 보간법(spline interpolation)에 의한 근사도 가능하다.

(D-4) 본 실시예에서의 진폭 추출부에서의 지연 필터의 제1 변형예의 설명

상술한 진폭 추출부(1k)의 지연 필터(14f)에서는 1차 근사식을 이용함으로써, 지연 특성을 갖는 필터 계수를 산출하였지만, 그 외에, 예를 들면 도 42에 도시한 바와 같은 지연 필터(14f)를 구성할 수도 있다.

여기에서, 이 도 42에 도시한 지연 필터(14f)는 지연 필터 계수 유지부(25a∼25e), 구분 판정부(25f), MUX(25g) 및 컨볼루션 처리부(25h)를 구비하여 구성되어 있다.

여기에서, 지연 필터 계수 유지부(25a∼25e)는 각각 소정의 지연 시간을 지연시키기 위한 필터 계수를 유지하는 것이다. 즉, 필터 계수 유지부(25a)는 지연 시간 td=0의 특성을 갖는 필터를 구성하기 위한 계수를 유지하고, 필터 계수 유지부(25b)는 지연 시간 td=0.025㎲의 특성을 갖는 필터를 구성하기 위한 계수를 유지하는 것이다.

또한, 필터 계수 유지부(25c)는 지연 시간 td=0.05㎲의 특성을 갖는 필터를 구성하기 위한 계수를 유지하고, 필터 계수 유지부(25d)는 지연 시간 td=0.075㎲의 특성을 갖는 필터를 구성하기 위한 계수를 유지하고, 필터 계수 유지부(25e)는 지연 시간 td=0.1㎲의 특성을 갖는 필터를 구성하기 위한 계수를 유지하는 것이다.

또한, 구분 판정부(25f)는 지연 시간 산출부(14e)로부터의 지연 시간 정보 td를 입력하여, 이 지연 시간 td의 값이 이하의 5개의 구분 중 어느 하나의 구분에 속하는지를 판정하는 것이다.

즉, 지연 시간 td가 0㎱ 이상이고 12.5㎱보다도 작은 경우에는 구분 「0」으로 판정하고, 12.5㎱ 이상이고 37.5㎱보다도 작은 경우에는 구분 「1」로 판정하고, 37.5㎱ 이상이고 62.5㎱보다도 작은 경우에는 구분 「2」로 판정하고, 62.5㎱ 이상이고 87.5㎱보다도 작은 경우에는 구분 「3」으로 판정하고, 87.5㎱ 이상이고 100㎱보다도 적은 경우에는 구분 「4」로 판정한다.

또한, MUX(25g)는 구분 판정부(25f)에서 판정된 지연 시간의 그 구분에 따라서, 원하는 지연 필터 계수 유지부(25a∼25e)로부터의 필터 계수를 추출하여 후단의 컨볼루션 처리부(25h)에 출력하는 것이다.

예를 들면, MUX(25g)에서는, 구분 판정부(25f)에서 지연 시간의 구분이 「0」이라고 판정된 경우에는 지연 필터 계수 유지부(25a)로부터의 필터 계수를, 지연 시간의 구분이 「1」이라고 판정된 경우에는 지연 필터 계수 유지부(25b)로부터의 필터 계수를, 지연 시간의 구분이 「2」라고 판정된 경우에는 지연 필터 계수 유지부(25c)로부터의 필터 계수를, 지연 시간의 구분이 「3」이라고 판정된 경우에는 지연 필터 계수 유지부(25d)로부터의 필터 계수를, 지연 시간의 구분이 「4」라고 판정된 경우에는 지연 필터 계수 유지부(25e)로부터의 필터 계수를, 각각 컨볼루션 처리부(25h)에 출력하는 것이다.

또한, 컨볼루션 처리부(25h)는 MUX(25g)로부터의 필터 계수를 추출하고, 적용형 대역 제한 미분부(1f)로부터의 취득 신호(광전 변환 신호)에 대하여 지연 처리를 실행하는 것이다.

이러한 구성에 의해, 도 42에 도시하는 지연 필터(14f)에서도, 강약 상태 검출 신호로서 취득할 수 있는 최대 입력 신호 대역까지는 이득을 1로 하고, 대역으로부터 벗어남에 따라서 이득을 감쇠시킴과 함께, 지연 시간 산출부(14e)에서 산출된 시간 오차의 양에 따라서 신호를 지연시키는 필터 처리를 컨볼루션하여 행한다. 이에 의해, 시간 오차가 산출된 타이밍점마다 미분 처리가 실시된 신호(적용형 대역 제한 미분부(1f)로부터의 취득 신호)를 상술한 시간 오차에 상당하는 만큼 지연시킨다.

구체적으로는, 필터 처리를 위한 계수를 결정함에 있어서, 지연 시간 산출부(14e)에서 추출(산출)된 시간 오차의 양에 따라서 복수의 지연 필터 특성에 대응한 필터 계수를 지연 필터 계수 유지부(25a∼25e)에 유지해 두고, 구분 판정부(25f)에서, 상기 추출된 시간 오차의 양이 상기 복수의 필터 특성 중 어느 하나의 특성의 필터 처리를 실시하여야 하는지를 판정하고, MUX(25g)에서 구분 판정부(25f)의 판정 결과에 따른 필터 특성의 필터 계수를 추출한다.

(D-5) 본 실시예의 진폭 추출부의 제2 변형예로서의 지연 필터의 설명

상술한 도 39 또는 도 42의 이외에, 지연 필터(14f)로서는 도 43에 도시한 바와 같이, 광대역 LPF 특성 계수 유지부(43a), 위상 특성 부여부(43b), 승산부(43c), IFFT(43d) 및 컨볼루션 처리부(43e)를 구비하여 구성되고, 지연 시간 산출부(14e)에서 산출된 지연 시간에 따라 IFFT 처리에 의해 지연 특성을 갖는 필터 계수를 산출하도록 해도 된다.

여기서, 광대역 LPF 특성 계수 유지부(43a)는 광전 변환된 바코드 신호의 입력의 최대 주파수를 게인=1로 통과시킴과 함께, 그 이하의 주파수에 대해서는 게인이 감쇠하는 LPF의 게인 특성의 필터 계수를 유지하는 것으로, 예를 들면 도 44에 도시한 바와 같은 특성을 갖는 필터 계수를 유지할 수 있다.

상술한 도 44에 도시하는 필터 특성에 대해서는, 이하의 수식 31∼수식 33에 도시한 바와 같은 게인 특성으로서 나타낼 수 있다.

[수식 31]

[수식 32]

[수식 33]

또, 상술한 수식 31∼수식 33에서, fc=3.75㎒, fx=1.25㎒, fc'=3.75㎒, fx'=1.25㎒로, 이 특성값을 샘플링 주파수 fs를 n으로 등간격으로 분할하고, 각각의 값을 G=g0∼gn-1로 한다(n은 2의 거듭제곱이 되는 수).

또한, 위상 특성 부여부(43b)는 지연 시간 산출부(14e)에서 산출된 지연 시간 td에 따라서, 후단의 컨볼루션 처리부(43e)를 위한 지연 위상 특성을 부여하는 것이다. 예를 들면, 지연 시간 산출부(14e)로부터의 지연 시간 td에 기초하여, 이하의 수식 34에 의해 지연된 위상 특성을 부여하게 되어 있고, 예를 들면 도 45에 도시한 바와 같은 위상 특성을 후단의 컨볼루션 처리부(43e)에 부여할 수 있다.

[수식 34]

또한, 승산부(43c)는 상술한 광대역 LPF 유지부(43a)로부터의 게인 특성(도 44 참조)과, 위상 특성 부여부(43b)로부터의 위상 특성(도 45 참조)으로부터, 이하의 수식 35, 수식 36에 따라서 실수부(Re), 허수부(Im)를 구함으로써 복소 벡터화하는 것이다.

[수식 35]

[수식 36]

또한, IFFT 처리부(43d)는 상술한 승산부(43c)에서 산출된 값 Re, Im로부터 IFFT 계산 처리를 행하는 것으로, 예를 들면 상술한 도 44, 도 45에 도시한 바와 같은 게인 특성, 위상 특성인 경우에는 도 46에 도시한 바와 같은 특성을 갖는 필터 계수를 얻을 수 있다.

또한, 컨볼루션 처리부(43e)는 IFFT 처리부(43d)에서 얻어진 필터 계수에 의해, 적용형 대역 제한 미분부(1f)로부터의 신호에 대하여 컨볼루션 처리를 실시하는 것으로, 예를 들면 전술한 도 3에 도시한 바와 같은 트랜스버설 필터 등의 디지털 필터에 의해 구성할 수 있다.

이러한 구성에 의해, 도 43에 도시하는 지연 필터(14f)에서도, 강약 상태 검출 신호로서 취득할 수 있는 최대 입력 신호 대역까지는 이득을 1로 하고, 대역으로부터 벗어남에 따라서 이득을 감쇠시킴과 함께, 지연 시간 산출부(14e)에서 산출된 시간 오차의 양에 따라서 신호를 지연시키는 필터 처리를 컨볼루션에 의해 행한다. 이에 의해, 시간 오차가 산출된 타이밍점마다 미분 처리가 실시된 신호(적용형 대역 제한 미분부(1f)로부터의 취득 신호)를 상술한 시간 오차에 상당하는 만큼 지연시킨다.

구체적으로는, 상술한 필터 처리를 위한 계수를 결정함에 있어 강약 상태 검출 신호로서 취득할 수 있는 최대 입력 신호 대역까지는 이득을 1로 하고, 대역으로부터 벗어남에 따라서 이득을 감쇠시키기 위한 필터 특성 함수에, 상기 추출된 시간 오차의 양에 따라서 신호를 지연시키는 함수를 더한 결과에 대하여, IFFT 처리부(43d)에서 역 푸리에 변환을 실시함으로써 산출한다.

(D-6) 본 실시예에서의 3치화부의 설명

도 47은 본 실시예에서의 3치화부(11)를 도시하는 블록도이다.

상술한 바와 같이, 3치화부(11)는 모듈 타이밍마다 추출된 진폭 데이터(14q)를 자동등화함으로써 「1」, 「0」 또는 「-1」의 3치 데이터로서 출력하는 LMS(14h)를 갖춤과 함께, LMS(14h)에서 3치화된 진폭 데이터에 대한 데이터 에러를 판정하는 웨이브 에러 판정부(14i)를 구비하여 구성되어 있다.

즉, LMS(14h)는 진폭 추출부(1k)에서 추출된 모듈 타이밍마다의 진폭 데이터에 대하여 자동등화함으로써, 바코드의 상태(요철면이나 스크래치 등), 빔의 산란 또는 수광부(1b)에서 이용되는 핀 포토다이오드 등의 소자를 포함하는 아날로그 회로의 진폭 왜곡이나 위상 왜곡을 보정할 수 있도록 되어 있다. 여기서, LMS(14h)는 더욱, 컨볼루션 처리부(26a), 계수 보정 판정부(26b), 필터 계수 산출부(26c) 및 3치 판정부(26d)를 구비하여 구성되어 있다.

컨볼루션 처리부(26a)는, 후술하는 바와 같이 필터 계수 산출부(26c)에서 산출된 필터 계수를 이용하여 컨볼루션 처리를 실시하는 것으로, 상세하게는 도 48에 도시한 바와 같이, 5개의 탭 계수 X0∼X4에 의한 디지털 필터에 의해 구성되어 있다.

즉, 컨볼루션 처리부(26a)는 이 도 48에 도시한 바와 같이, 게인 보정 계수 유지부(48a-1), 승산부(48a-2), 지연부(48b-1∼48b-5), 승산부(48c-1∼48c-5), 가산부(48d-1∼48d-5), 총합 연산부(48e) 및 승산부(48f)를 구비하여 구성되어 있다.

여기서, 승산부(48a-2)는 모듈 타이밍마다 진폭 추출부(1k)로부터 입력되는 진폭값 데이터에 대하여 게인 보정 계수 유지부(48a-1)에서 유지되는 계수를 승산하는 것으로, 지연부(48b-1∼48b-5)는 각각 직렬로 접속되어, 승산부(48a-2)로부터의 진폭값 데이터에 대하여, 모듈 타이밍을 클럭으로서 후단의 지연부에 시프트시키는 것이다.

즉, 이 지연부(48b-1∼48b-5)는 시프트 레지스터로서 기능하는 것으로, 예를 들면 도 49에 도시하는 진폭값 데이터의 오래된 값으로부터, 모듈 타이밍을 클럭으로서 연속하여 진폭값 데이터 후단에 시프트되도록 되어 있다.

예를 들면, 지연부(48b-1∼48b-5)에, 각각 도 49에서의 진폭값 데이터 d4∼d0이 탭 X0∼X4로서 유지된 시점으로부터, 1 모듈 타이밍 후에는 데이터가 시프트되며, 이 시점에서는 지연부(48b-1∼48b-5)에는 각각 진폭값 데이터 d5∼d1의 순서대로 유지된다.

또한, 승산부(48c-1∼48c-5) 및 가산부(48d-1∼48d-5) 및 총합 연산부(48e)에 의해, 각 지연부(48b-1∼48b-5)에 저장되어 있는 탭에, 후술하는 탭 계수 유지부(48o-1∼48o-5)로부터의 탭 계수를 승산한 것의 총합을 산출하도록 되어 있고, 승산부(48f)는 총합 연산부(48e)로부터의 데이터에 계수 k(도 48의 경우에는 k=「4」)를 승산하는 것이다.

따라서, 컨볼루션 처리부(26a)의 지연부(48b-1∼48b-5), 승산부(48c-1∼48c-5), 가산부(48d-1∼48d-5), 총합 연산부(48e) 및 승산부(48f)에 의해, 이하의 수식 37에 도시한 바와 같은 컨볼루션 연산을 행할 수 있게 된다.

[수식 37]

또한, 계수 보정 판정부(26b)는 진폭 추출부(1i)에서 추출된 진폭값을 3치화된 데이터로서 판정 출력할 때에, 최소 제곱법에 의해 폭 길이 데이터 신호가 갖는 진폭 및 위상의 왜곡을 보정하는 것이다.

구체적으로는, 계수 보정 판정부(26b)는 컨볼루션 결과 Sn을 「+1」, 「0」, 「-1」 중 어느 하나로 판정하고, 이 판정 결과에 대하여 일정한 범위값을 준비하여, 분명하게 「+1」, 「0」, 「-1」 중 어느 하나에 해당하는 경우에만 참조값과의 오차 Err를 출력하는 한편, 분명하게 해당하지 않는 경우에는 Err값을 0으로서 출력하는 것이며, 해당/비해당 판정부(48g), g0 승산부(48h), Cdc 계수 유지부(48i) 및 가산부(48j)를 구비하여 구성되어 있다.

필터 계수 산출부(26c)는 상술한 판정부(26b)로부터 입력되는 오차값 Err에 기초하여 상술한 컨볼루션 처리부(26a)에서의 컨볼루션 처리에 이용되는 탭 계수 C0∼C5를 연산하는 것으로, α 승산부(48k), 승산부(48m-1∼48m-5), 가산부(48n-1∼48n-5) 및 탭 계수 유지부(48o-1∼48o-5)를 구비하여 구성되어 있다.

즉, 상술한 α 승산부(48k), 승산부(48m-1∼48m-5), 가산부(48n-1∼48n-5)및 탭 계수 유지부(48o-1∼48o-5)의 동작에 의해, 이하의 수식 38∼수식 42에 도시하는 계산에 의해 탭 계수 C0∼C4를 결정할 수 있도록 되어 있다. 또, 수식 38∼수식 42에서, α는 수속(收束) 계수(convergence factor)로, 0<α<1의 범위가 선택되도록 되어 있다.

[수식 38]

[수식 39]

[수식 40]

[수식 41]

[수식 42]

또한, 도 47에 도시한 3치 판정부(26d)는 컨볼루션 처리부(26a)에서 컨볼루션 처리된 진폭값 데이터에 대하여, 고정된 슬라이스 레벨에 대한 비교 판정에 의해 3치 판정을 행하는 것이다. 즉, 전단의 컨볼루션 처리부(26a)의 승산부(48a-2)에 의해 진폭값이, 고정된 슬라이스 레벨(「± 0.5」)에 의한 대소 비교를 행함으로써 3치 판정을 행할 수 있도록 보정되는 것이다.

구체적으로는, 컨볼루션 처리부(26a)로부터의 진폭값 데이터와 고정 슬라이스 레벨 「+0.5」을 비교한 결과, 진폭값 데이터가 고정 슬라이스 레벨보다도 큰 경우에는, 해당 진폭값을 「+1」로서 판정하여 출력하는 한편, 진폭값 데이터와 고정 슬라이스 레벨 「-0.5」를 비교한 결과, 진폭값 데이터가 고정 슬라이스 레벨보다도 작은 경우에는, 해당 진폭값을 「-1」이라고 판정하여 출력하고, 또한 진폭값 데이터가 상술한 2개의 고정 슬라이스 레벨 「-0.5」와 「+0.5」 사이의 값인 경우에는 해당 진폭값을 「0」이라고 판정하여 출력하도록 되어 있다.

또한, 도 47에 도시하는 웨이브 에러 판정부(14i)는, 구체적으로는 도 50에 도시한 바와 같이, LMS(14h)에서 3치 판정된 진폭값 데이터의 에러를 판정하는 것이다. 구체적으로는, 진폭 추출부(1k)에서 추출된 신호의 진폭값에 대하여 「+1」 또는 「-1」의 데이터로서 판정 출력할 때에, 동일한 부호의 인접하는 신호점의 진폭값 중에서, 최대의 점을 「+1」, 최소의 점을 「-1」이라고 판정하는 한편, 이들의 「+1」 또는 「-1」이라고 판정된 진폭값 이외를 「0」이라고 판정하도록 되어 있다.

즉, 적용형 대역 제한 미분부(1f)에서 대역 제한된 미분 신호(도 50의 참조번호 29b 참조)는, 통상의 경우, 바코드의 백 영역 또는 흑 영역의 경계점(29g)에서 「+1」 또는 「-1」의 값을 취하여, 색 변화가 없는 균일한 부분(29h)에서 「0」의 값을 취한다.

그런데, 바코드 지면 상에 요철이나 스크래치 등의 노이즈나, 그 외의 판독 에러의 원인이 존재하는 경우에는, 전술한 3치 판정부(26d)에서, 3치 판정치가 본래 「0」의 부분을 「+1」이라고 판정하거나, 본래 「+1」의 부분을 「0」이라고판정하거나, 또는 본래 「-1」의 부분을 「0」이라고 판정하는 등의 웨이브 에러(Wave Error)가 발생한다.

이 경우에, 본 실시예의 웨이브 에러 판정부(14i)에서는, 인접하는 신호점의 진폭값 데이터(Eye값, 예를 들면 도 50에 도시하는 파형(29c)에서의 신호점 A1, A2)가 동일 부호를 갖는 경우에는, 이들 2개의 신호점의 진폭값을 비교하고, 진폭값이 큰 쪽의 신호점을 「+1」로 하고, 그렇지 않은 점을 「0」으로 보정한다.

이 도 50의 경우에는, 인접하는 신호점 A1, A2에서 3치 판정부(26d)의 판정 결과가 「+1」로 되어 있지만, 웨이브 에러 판정부(14i)에서, 이들 신호점 A1, A2의 진폭값의 대소를 비교하고, 큰 쪽의 신호점 A1을 「+1」로, 그렇지 않은 신호점 A2를 「0」으로 보정한다(도 50의 참조번호 29f 참조).

이러한 구성에 의해, 상술한 3치화부(11)의 LMS(14h)에서는, 컨볼루션 처리부(26a)에서, 모듈 타이밍마다 추출한, 각 진폭값을 지연부(탭 X0∼X4)(48b-1∼48b-5)에 저장함과 함께, 각 지연부(48b-1∼48b-5)에서 저장되는 진폭값은 모듈 타이밍을 클럭으로 하여 시프트시켜 간다.

컨볼루션 처리부(26a)에서는, 이들 각 지연부(48b-1∼48b-5)에서 저장된 진폭값과 필터 계수 산출부(26c)에서 산출된 필터 계수를 이용함으로써, 예를 들면 전술한 수식 37과 같은 컨볼루션 계산 처리를 각 모듈 타이밍에 있어서 행하고, 3치 판정부(26d)에서는, 이 컨볼루션 결과 Sn을 「+1」, 「0」, 「-l」 중 어느 하나로 판정한다.

이 때, 계수 보정 판정부(26b)에서는, 상술한 컨볼루션 처리부(26a) 및 3치판정부(26d)에서 3치화된 데이터를 판정 출력할 때에, 최소 제곱법에 의해, 폭 길이 데이터 신호가 갖는 진폭 및 위상의 변형을 보정한다. 구체적으로는, 임의의 범위값을 준비하여, 분명하게 「+1」, 「0」, 「-1」 중 어느 하나에 해당하는 경우에만 참조값과의 오차를 Err로서 출력하는 한편, 분명하게 해당하지 않은 경우에는 Err의 값을 「0」로서 출력한다.

이 Err의 값에 대하여, 각 필터 계수의 값 C0∼C5에 대하여 상술한 수식 38∼수식 42의 계산 처리를 실행한다. 또, 이어지는 모듈 타이밍에서는, 상술한 바와 같이 계산된 탭 계수를 이용한 컨볼루션 계산이 컨볼루션 처리부(26a)에서 행해지지만, 계수 보정 판정부(26b)에서도 새로운 수속 계수 α를 이용한 필터 계수의 계산이 행해진다.

또, Err의 값이 임의의 일정한 값 이하가 된 경우, 혹은 규정된 횟수를 초과한 경우에는 LMS(14h)에서의 처리를 종료하고, 최종적으로 남은 필터 계수치를 사용하여, 최초로 구한 모듈 타이밍마다의 진폭 데이터 열을 컨볼루션 처리한다. 이에 의해, 가우시안 빔 등에 의한 부호 간섭 왜곡이 보정되고, 상술한 바와 같은 자동등화 처리를 행하지 않은 경우(도 51의 (a) 참조)에 비하여, 아이 패턴이 개방되게 된다 (도 51의 (b) 참조).

또한, 웨이브 에러 판정부(14i)에서는, 진폭 추출부(1k)에서 추출된 신호의 진폭값에 대하여 「+1」 또는 「-1」의 데이터로서 판정 출력할 때에, 동일한 부호로 또한 인접하는 신호점의 진폭값 중에서, 최대의 점을 「+1」, 최소의 점을 「-1」이라고 판정하는 한편, 이들의 「+1」 또는 「-1」이라고 판정된 진폭값 이외를「0」이라고 판정한다.

따라서, 본 실시예에 따르면, 3치화부(11)에 의해 추출된 타이밍점에 따른 진폭값을 3치화 데이터로서 도출할 수 있으므로, 하드웨어 규모 내지 가격을 억제하면서 판독 신호의 S/N과 함께 판독 분해능을 향상시키고, 더 나아가서는 판독 심도가 확대한 경우나 판독면에 요철이나 스크래치가 있는 경우의 판독 정밀도를 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, LMS(14h)에 의해, 특히 가우시안 빔의 반사광에 대한 광전 변환 신호를 취득 신호로서 취득하는 경우에는 이 가우시안 빔 등에 의한 부호간 간섭 왜곡과 함께 회로의 군 지연 왜곡 보정을 행할 수 있어, 상술한 판독 분해능을 비약적으로 개선할 수 있다는 이점도 있다.

(E) 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치의 특성예의 설명

상술한 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치에서는, 도 1 또는 도 52에 도시한 바와 같이, 레이저 다이오드(1a-1)로부터 출사한 빔광을, 장치 케이싱 내의 도시하지 않은 미러 등에 의해 굴절시켜 폴리곤 미러(1a-2)에 입사시킨다.

폴리곤 미러(1a-2)를 R[rpm]로 회전시킴으로써, 이 폴리곤 미러(1a-2)에 반사된 빔광을 주사 빔으로서 장치 케이싱의 외측에 출사할 수 있다. 또, 이 주사 빔을 복수의 미러를 사용하여 멀티 패턴으로 할 수 있다.

이 때, 이 도 52에 도시한 바와 같이 장치 케이싱 내부와 외측과의 경계가 되는 유리창면으로부터 출사점으로서의 폴리곤 미러(1a-2)까지의 거리를 L0[m]로 하고, 유리창면으로부터 판독 대상의 바코드까지의 거리(판독 심도)를 L1[m]로 하면, 바코드를 주사했을 때의 빔 스피드 v[m/s]는 이하의 수식 43과 같이 나타낼 수 있다.

[수식 43]

그래서, 도 53에 도시한 바와 같이, 최소 판독 가능한 바코드의 1 모듈의 폭을 bar[m]로 하고, 거기에서의 판독 심도를 L1max[m], 빔 스피드를 vmax[m/s]로 하였을 때, 우선 빔 스피드는 수식 44와 같이 되기 때문에, 그 기본 주파수(모듈 주파수)의 1/2의 주파수 fmod는 수식 45와 같이 나타낼 수 있다.

[수식 44]

[수식 45]

따라서, 상술한 수식 45에서 얻어지는 fmod와 AD 컨버터(1d)에서의 샘플링 주파수 fs를 이용하여 fs/fmod를 계산할 수 있지만, 이 값은 샘플링의 미세함을 나타내는 지표가 되는 것이다.

도 54의 (a)는 상술한 수식 45를 이용함으로써, mag, bar 및 빔 스피드 v를 변화시킨 경우에 요구되는 fmod의 값을 도시하는 도면이다. 이와 같이 하여 얻어진 fmod의 값을 이용하여, 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치에서, 샘플링 주파수fs를 5㎒, 10㎒ 및 20㎒로 한 경우의 fs/fmod의 계산 결과를 각각 도 54의 (b), 도 54의 (c) 및 도 54의 (d)에 도시한다.

또, 종래부터의 방식에 의한 바코드 판독 장치에서, 도 54의 (b)∼도 54의 (d)에 있는 mug, bar의 값에 의한 바코드 판독을 행하기 위해서는, 40㎒의 샘플링 주파수 fs가 필요하지만, 이 경우의 fs/fmod의 값으로서는 도 54의 (e)와 같이 된다. 즉, 이 도 54의 (e)에 도시한 바와 같이, 어느 설정치의 경우에서나 거의 10배 이상의 샘플링의 미세함이 된다.

이에 대하여, 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치에서는, 도 54의 (e)의 경우와 동일한 mug, bar의 값 등의 판독 조건이라도, 낮은 샘플링 주파수로 판독이 가능해지기 때문에, fs/fmod의 값을, 예를 들면 이하의 수식 46과 같이 설정하였다고 해도, 요구되는 바코드 판독 정밀도를 충분히 확보할 수 있다.

[수식 46]

상기 수식 46이 본 발명에 의해 실현 가능해진다.

따라서, 이 경우에도, 수신측의 회로에서는 광대역성을 필요로 하지 않고, 신호 대 잡음비(S/N)를 향상시킴으로써, 판독 영역의 확대, 판독 분해능의 향상 및 매체 자체에 판독 노이즈의 원인이 포함되어 있는 경우의 판독 정밀도의 개선을 도모할 수 있는 것 외에, 2치화 정보의 정보 길이의 기본 단위 길이를 계측하기 위해 고속의 클럭을 갖출 필요도 없어지기 때문에, 샘플링 정밀도를 떨어뜨려도 2치화 정보의 판독 정밀도를 높게 유지할 수 있고, 장치 구성을 위한 하드웨어 비용을,장치의 성능을 높이면서 개선시킬 수 있다는 이점도 있다.

또, 상술한 fs/fmod의 값을, 「10」 혹은 「20」 이상으로 한 경우에도, 본 발명에서의 바코드 판독 장치로서 충분히 실현 가능하다.

(F) 기타

상술한 바코드 판독 장치는, 바코드 상에 LD(Laser Diode) 등에서 발광되는 빔광을 주사시켜서 그 반사광에 의해 바코드의 흑백을 검출하는 타입이지만, CCD(Charge Coupled Device) 등에 의한 외래의 빛에 의해 바코드의 흑백을 검출하는 타입에도, 본 발명에 대하여 마찬가지로 적용할 수 있다. 이 경우에는 광 주사부(1A)의 구성은 생략됨과 함께 아날로그 처리부로서의 기능부에 CCD가 구비되어진다.

또한, 상술한 본 실시예는 바코드에 포함되는 바코드 정보를 판독하는 바코드 판독 장치에 관한 것이지만, 본 발명에 따르면 바코드 이외의 백색 영역 및 흑색 영역의 폭 길이 데이터를 정보 요소로 하고 상기한 백색 영역과 흑색 영역이 교대로 배치되어 소정 조의 정보 요소를 갖는 데이터군이 표현되는 표지가 기록된 매체로부터 상기 데이터군의 정보를 상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비로서 판독할 때에 이용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상술한 바와 같은 매체로부터 데이터군의 정보를 각 폭 길이 데이터의 정수비로서 판독하는 것을 전제로 하지 않고, 단순히 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하여, 이 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독할 때에 이용하는 것도 가능하다.

또한, 상술한 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치에서는, 판독 처리부(1C)로의 입력측에 AD 컨버터(1d)가 구비되고, 판독 처리부(1C) 내에서는 디지털 신호 처리에 의해 추출 처리를 행하도록 구성되어 있지만, 특히 이 디지털 신호 처리를 행하는 기능부에 대해서는 펌 웨어 등으로 구성할 수 있는 것 외에, 소프트웨어 내지 하드웨어에 의한 구성도 충분히 가능하다.

또한, 도 1에 도시한 판독 처리부(1C)의 입력측에 AD 컨버터(1d)를 구비하지 않은 경우에는, 아날로그 신호 처리에 의해 상술한 절출부(1e), 모듈 주파수 추출부(1g) 및 대역 제한 미분 처리부(1h)를 구성할 수도 있고, 이 경우에는 데시메이션 처리부(1h') 내에 AD 변환 처리를 행하는 기능을 구비하는 것을 고려할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 바코드 판독 장치의 각 기능부의 처리를, 펌웨어나 하드웨어 회로 등에 의해 동작하는 복수의 프린트판 모듈이나 카드 모듈 등에 분리하여 담당하거나, 소프트웨어에 의해 동작되는 정보 처리 장치에 의해 담당하거나 할 수도 있다.

예를 들면, 도 55에 도시한 바와 같이, 전술한 도 1에 도시하는 바코드 판독 장치로서의 기능으로서, 프린트판 모듈(1D) 및 이 프린트판 모듈(1D)에 접속된 정보 처리 단말기(1F)에 의해 동작시킬 수도 있다.

즉, 프린트판 모듈(1D)에 도 1에 도시하는 절출부(1e), 적용형 대역 제한 미분부(1f) 및 매모듈점 진폭 추출부(1i)로서의 기능을 갖춤과 함께, 소프트웨어에 의해 동작되는 정보 처리 단말기에 모듈수 산출부(1m) 및 캐릭터 구성 체크부(1n)로서의 기능을 담당하게 할 수 있다.

즉, 도 55에 도시한 프린트판 모듈(1D)은 매체로부터 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호(도 10에서의 참조번호 6a의 "W" 내지 "B" 참조)를 취득하고, 이 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이(모듈 길이)에 상당하는 기본 주파수(모듈 주파수)를 추출하는 수단으로서의 모듈 주파수 추출부(1g)와, 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여, 취득 신호에 대하여 대역 제한 처리를 실시한 후, 2치화 정보의 경계 정보를 추출하는 수단으로서의 대역 제한 미분 처리부(1h) 및 매모듈점 진폭 추출부(1i)를 구비하여 구성되는 판독 신호 처리 유닛으로서 기능한다.

또한, 도 56에 도시한 바와 같이, 상술한 도 55의 경우 외에, 도 56에 도시한 바와 같이, 판독 신호 처리 유닛으로서의 프린트판 모듈(1E) 및 이 프린트판 모듈(1D)에 접속된 정보 처리 단말기(1G)에 의해 동작시킬 수도 있다.

즉, 프린트판 모듈(1E)에, 도 1에 도시하는 절출부(1e), 적용형 대역 제한 미분부(1f), 매모듈점 진폭 추출부(1i) 및 모듈수 산출부(1m)로서의 기능을 갖춤과 함께, 소프트웨어에 의해 동작되는 정보 처리 단말기에 캐릭터 구성 체크부(1n)로서의 기능을 담당하게 할 수 있다.

즉, 도 56에 도시하는 프린트판 모듈(1E)은 매체로부터 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하고, 이 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수(모듈 주파수)를 추출하는 수단으로서의 모듈 주파수 추출부(1g)와, 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여, 취득 신호에 대하여 대역 제한 처리를 실시한 후, 2치화 정보의 정보 길이의 비를 추출하는 수단으로서의 대역 제한 미분 처리부(1h), 매모듈점 진폭 추출부(1i) 및 모듈수 산출부(1m)를 구비하여 구성되는 판독 신호 처리 유닛으로서 기능한다.

따라서, 기본 주파수를 추출하는 수단으로서의 모듈 주파수 추출부(1g)와 2치화 정보의 경계 정보를 추출하는 수단으로서의 매모듈점 진폭 추출부(1i)를 갖춤으로써, 적어도 취득 신호에 대하여 대역 제한하여 3치화하는 기능까지를, 다른 기능부와 분리시켜 담당할 수 있기 때문에, 이 판독 신호 처리 유닛의 부분만을 다른 정보 처리 장치에서의 처리 등에 유용할 수 있어, 장치의 범용화를 도모하면서, 장치 구성의 변형을 넓히는 것도 가능하다.

또한, 상술한 실시예에 상관없이 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변형 실시가 가능하다.

또한, 본 발명의 각 실시예가 개시되어 있으면, 당업자에 의해 제조하는 것이 가능하다.

이상과 같이, 본 발명의 정보 판독 방법은, 매체로부터 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하고, 이 취득한 신호에 포함되는 2치의 진폭 정보로 표현되는 폭 정보를 정수비로 판독할 때에 유용하며, 특히 바코드 스캐너에 적합하다.

Claims (66)

1. 매체로부터, 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하고,

   상기 취득 신호로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 관한 정보를 추출하고,

   상기 추출된 기본 단위 길이 정보에 기초하여 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기본 단위 길이 정보를 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수 정보로서 추출하고, 상기 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여, 상기 취득 신호에 대하여 대역 제한 처리를 실시한 후, 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 취득 신호에 동기하고 또한 상기 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수를 갖는 주기 신호를 생성함으로써, 상기 기본 단위 길이 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
4. 매체로부터 소정의 정보 길이를 가지고 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하는 신호 취득부와,

   상기 취득 신호로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수를 추출하는 기본 주파수 추출부와,

   상기 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호의 주파수 대역을 제한하는 대역 제한부와,

   상기 취득 신호와 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호에 동기하고 또한 상기 기본 주파수를 갖는 타이밍점을 추출하는 타이밍점 추출부와,

   상기 타이밍점 추출부에서 추출된 타이밍점에 따라서 상기 대역 제한부로부터의 신호의 진폭값을 추출하는 진폭 추출부와,

   상기 진폭 추출부에서 추출된 상기 타이밍점에 따른 진폭값을 3치화 데이터로서 도출하는 3치화부와,

   상기 3치화부에서 도출된 3치화 데이터로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 계산에 의해 판독하는 판독부

   를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정보 판독 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 신호 취득부가, 입사되는 빛을 수광하여 상기 수광된 광에 기초한 전기 신호로 변환하는 광전 전환부와, 상기 광전 전환부로부터의 전기 신호가 상기 매체로부터 반사된 반사광에 대하여 전기 신호로 변환된 것인지의 여부를 판정하는 판정부와, 상기 판정부로부터의 판정 결과에 기초하여 상기 반사광에 대하여 전기 신호로 변환된 것이라고 판정된 신호 성분에 대해서는 상기 취득 신호로서 취득하는 한편 상기 반사광 이외의 빛에 대하여 전기 신호로 변환된 것이라고 판정된 경우에는 상기 취득 신호로서 취득하는 대상에서 제외하는 게이트부를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정보 판독 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 판정부가 상기 광전 전환부로부터의 전기 신호에 대하여 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환된 것을 입력하고, 상기 매체로부터 반사된 반사광에 대하여 전기 신호로 변환된 것인지의 여부를 상기 디지털 신호에 기초하여 판정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 정보 판독 장치.
7. 백색 영역 및 흑색 영역의 폭 길이 데이터를 정보 요소로 하고 상기 백색 영역과 흑색 영역이 교대로 배치되어 소정 조의 정보 요소를 갖는 데이터군이 표현되는 표지가 기록된 매체로부터, 상기 데이터군의 정보를 상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비로서 판독하는 정보 판독 장치에 있어서,

   상기 매체에 기록된 표지에 표시되는 데이터군을 소정의 속도로 주사된 광의 상기 매체에 대한 반사광의 강약을 상기 주사 방향에 따른 아날로그 신호로서 검출함과 함께, 상기 연속 신호를 소정의 샘플링 주파수로 샘플링함으로써 디지털 신호로서 취득하는 신호 취득부와,

   상기한 디지털 신호로서의 취득 신호로부터 상기한 백색 영역 또는 흑색 영역의 폭에서의 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수를 추출하는 기본 주파수 추출부와,

   상기 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호의 주파수 대역을 제한하는 대역 제한부와,

   상기한 취득 신호와 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호에 동기하고 또한 상기 기본 주파수를 갖는 타이밍점을 추출하는 타이밍점 추출부와,

   상기 타이밍점 추출부에서 추출된 타이밍점에 따라 상기 대역 제한부로부터의 신호의 진폭값을 추출하는 진폭 추출부와,

   상기 진폭 추출부에서 추출된 상기 타이밍점에 따른 진폭값을 3치화 데이터로서 도출하는 3치화부와,

   상기 3치화부에서 도출된 3치화 데이터로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 계산에 의해 판독하는 판독부를 구비하고,

   또한 상기한 2치화 정보의 기본 단위 길이가 표현되는 백색 영역 또는 흑색 영역의 폭 bar[㎛]과, 상기 주사광의 주사 속도 vmax[m/s]와, 상기 샘플링 주파수 fs[㎒]와의 관계식을,

   2<fs/(2*bar/vmax)≤10

   으로 표현할 수 있는 것을 특징으로 하는 정보 판독 장치.
8. 매체로부터 소정의 정보 길이를 가지고 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하는 신호 취득부를 갖춤과 함께, 상기 취득 신호로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 관한 정보를 추출하고 상기 추출된 기본 단위 길이 정보에 기초하여 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독하도록 구성되는 정보 판독 장치에서의 신호 취득 방법에 있어서,

   상기 신호 취득부에 있어서 신호를 취득함에 있어서, 상기 2치화 정보가 기록된 매체로부터의 신호 이외의 신호를 포함하고, 상기 매체로부터의 신호를 입력하고,

   상기 입력된 신호 중에서, 2치화 정보가 기록된 매체로부터의 신호의 부분을 진폭 평균 연산 처리를 이용함으로써 판정하고,

   상기 판정 결과에 따라서, 상기 매체로부터의 신호의 부분을 절출하고, 절출된 부분을 상기 2치화 정보를 포함하는 신호로서 취득하는

   것을 특징으로 하는 정보 판독 장치에서의 신호 취득 방법.
9. 매체로부터 소정의 정보 길이를 가지고 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하는 신호 취득부를 갖춤과 함께, 상기 취득 신호로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 관한 정보를 추출하고 상기 추출된 기본 단위 길이 정보에 기초하여 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독하도록 구성되는 정보 판독 장치에서의 대역 제한 처리 방법에 있어서,

   상기 2치화 정보의 정보 길이의 비데이터를 판독하는 전처리(前處理)로서, 상기 취득 신호로부터 상기 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수를 추출하고,상기 추출된 기본 주파수에 기초하여 상기 취득 신호의 주파수 대역을 제한하는

   것을 특징으로 하는 정보 판독 장치에서의 대역 제한 처리 방법.
10. 매체로부터 소정의 정보 길이를 가지고 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하는 신호 취득부와, 상기 취득 신호로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수를 추출하는 기본 주파수 추출부와, 상기 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호의 주파수 대역을 제한하는 대역 제한부를 구비하고, 상기 대역 제한부에서 주파수 대역이 제한된 신호로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독하도록 구성되는 정보 판독 장치에서의 타이밍점 진폭 추출 방법에 있어서,

    상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독하는 전처리로서, 상기한 취득 신호와 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호에 동기하고 또한 상기 기본 주파수를 갖는 타이밍점을 추출하고, 상기 추출된 타이밍점에 따라 상기 대역 제한부로부터의 신호의 진폭값을 추출하고, 상기 추출된 상기 타이밍점에 따른 진폭값을 3치화 데이터로서 도출하는

    것을 특징으로 하는 정보 판독 장치에서의 타이밍점 진폭 추출 방법.
11. 백색 영역 및 흑색 영역의 폭 길이 데이터를 정보 요소로 하고 상기한 백색 영역과 흑색 영역이 교대로 배치되어 소정 조의 정보 요소를 갖는 데이터군이 표현되는 표지가 기록된 매체로부터 상기 데이터군의 정보를 상기 각 폭 길이 데이터사이의 정수비로서 판독하는 정보 판독 방법에 있어서,

    소정의 속도로 상기 표지 상에 빛을 주사시키고, 주사된 광의 상기 표지에 대한 반사광의 강약을 상기 주사 방향에 따른 신호로서 검출함으로써, 반사광의 강약에 대응한 2치화 정보를 포함하는 신호로서 취득하고,

    상기 취득 신호로부터 상기 폭 길이 데이터에서의 기본 폭 시간에 상당하는 기본 주파수를 추출하고,

    상기 추출된 기본 주파수에 기초하여 상기 취득 신호에 대하여 최적의 신호 대역으로 제한하고,

    상기 기본 주파수에 기초하여 상기 대역이 제한된 취득 신호로부터 상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비를 판독하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
12. 제11항에 있어서,

    상기 반사광의 강약 검출 신호를 취득하고 나서 상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비를 판독하기까지의 각 처리가 상기 기본 폭 시간의 시간 정도, 또는 그 시간보다도 실질적으로 약간 작은 정도의 시간 간격에 의한 차분 처리 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
13. 제11항에 있어서,

    상기 반사광의 강약 검출 신호를 취득하고 나서 상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비를 판독하기까지의 각 처리가 상기 기본 폭 시간에 상당하는 기본 주파수의 주파수 정도 또는 상기 기본 주파수보다도 약간 커지는 정도의 주파수를 게인 피크 주파수로 하는 미분 처리의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
14. 제13항에 있어서,

    상기 미분 처리의 특성으로서, 게인 특성을 입력 신호의 폭 정보의 기본 폭 시간에 상당하는 주파수 정도, 또는 약간 큰 정도의 주파수를 게인 피크 주파수로 하는 여현파 상당 특성으로 하는 한편, 위상 특성을 주파수에 대하여 직선적으로 변화하는 위상 특성으로 하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
15. 제13항에 있어서,

    상기 미분 처리의 특성으로서 게인 특성을 입력 신호의 폭 정보의 기본 폭 시간에 상당하는 주파수 정도, 또는 약간 큰 정도의 주파수를 게인 피크 주파수로 하는 여현파 제곱 상당 특성으로 하는 한편, 위상 특성을 주파수에 대하여 직선적으로 변화하는 위상 특성으로 하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
16. 제11항에 있어서,

    상기 기본 주파수를 추출함에 있어서,

    상기 취득 신호에 대하여 판독 가능한 영역에서의 상기 취득 신호의 최대 주파수 이상의 값을 게인 피크 주파수로 하는 방법으로 미분 처리를 실시하고,

    상기 미분 처리가 실시된 신호에 대하여 제곱 처리를 실시하고,

    상기 제곱 처리가 실시된 결과에 대하여 주파수 스펙트럼에 의한 해석을 행하고,

    상기 주파수 스펙트럼에 의한 해석 결과로부터 0㎐를 제외한 의미있는 주파수를 상기 기본 주파수라고 판단하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
17. 제11항에 있어서,

    상기 기본 주파수 정보를 추출함에 있어서,

    상기 취득 신호에 대하여, 판독 가능한 영역에서의 상기 취득 신호의 최대 주파수 이상의 값을 게인 피크 주파수로 하는 방법으로 미분 처리를 실시하고,

    상기 미분 처리가 실시된 신호에 대하여 제곱 처리를 실시하고,

    상기 제곱 처리가 실시된 결과에 대하여 주파수 스펙트럼에 의한 해석을 행하고,

    상기 주파수 스펙트럼에 의한 해석 결과로부터 0㎐를 제외한 의미있는 주파수를 상기 기본 단위 길이에 상당하는 개산(槪算)의 기본 주파수라고 판단하고,

    상기 개산의 주파수로 구한 주파수를 바탕으로, 상기 제곱 처리가 실시된 신호에 대하여 복조 처리를 실시함과 함께 벡터화하고,

    상기 복조 및 벡터화된 신호에 대하여 고주파 성분을 제거하고,

    상기 고주파 성분이 제거된 신호의 1 샘플 시간 지연시킨 것과의 위상차를 구하고,

    상기 구해진 위상차로부터 상기한 개산의 기본 주파수와 기본 주파수와의 주파수 편차를 산출하고,

    상기 산출된 주파수 편차를 상기 개산의 기본 주파수에 가산한 결과를 상기 기본 주파수 정보라고 판단하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
18. 제11항에 있어서,

    상기 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득할 때에 소정의 샘플링 간격으로 샘플링된 디지털 신호로서 취득되는 한편, 상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비를 판독하는 전처리로서, 상기 신호 대역이 제한된 디지털 신호에 대해, 상기 기본 주파수 정보에 따라 데이터 수를 발췌하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
19. 백색 영역 및 흑색 영역의 폭 길이 데이터를 정보 요소로 하고 상기한 백색 영역과 흑색 영역이 교대로 배치되어 소정 조의 정보 요소를 갖는 데이터군이 표현되는 표지가 기록된 매체로부터, 상기 데이터군의 정보를 상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비로서 판독하는 정보 판독 방법에 있어서,

    소정의 속도로 상기 표지 상에 빛을 주사시키고, 주사된 광의 상기 표지에 대한 반사광의 강약을 상기 주사 방향에 따른 신호로서 검출함으로써, 반사광의 강약에 대응한 2치화 정보를 포함하는 신호로서 취득하고,

    상기 취득 신호로부터 상기 폭 길이 데이터가 존재하는 타이밍점을 추출하고,

    상기 추출된 타이밍점에 따라서, 상기 표지로부터 상기 각 폭 길이 데이터사이의 정수비를 판독하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
20. 제19항에 있어서,

    상기 타이밍점을 추출할 때에, 취득된 전기 신호에 대하여 미분 처리를 실시하고, 상기 미분 처리가 실시된 신호에 대하여 매체에 기록된 2치화 정보의 정보 길이를 판독하기 위한 타이밍점을 특정하고, 상기 특정된 타이밍점마다 상기 미분 처리가 실시된 신호의 진폭으로부터 3치의 디지털 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
21. 제20항에 있어서,

    상기 타이밍점을 특정할 때에, 상기 미분 처리가 실시된 신호로부터, 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 시간폭에 상당하는 주파수 신호를 추출하고, 상기 추출된 주파수 신호를 이용함으로써, 상기 미분 처리가 실시된 신호에서의 타이밍점을 특정하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
22. 제20항에 있어서,

    상기 타이밍점을 특정할 때에, 상기 미분 처리가 실시된 신호로부터, 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 시간폭에 상당하는 주기 신호를 추출하고, 상기 추출된 주기 신호를 이용함으로써, 상기 미분 처리가 실시된 신호에서의 타이밍점을 특정하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
23. 제20항에 있어서,

    상기 3치의 디지털 정보를 추출할 때에, 상기 특정된 타이밍점마다, 상기 미분 처리가 실시된 신호의 진폭값을 추출하고, 상기 추출된 신호의 진폭값에 대하여 3치의 디지털 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
24. 제19항에 있어서,

    상기 타이밍점을 추출할 때에, 상기 취득 신호에 대하여 미분 처리를 실시하고, 상기 미분 처리가 실시된 신호를 입력으로 하여 상기 폭 길이 데이터의 기본 폭 시간에 상당하는 주파수 성분을 추출하고, 상기 미분 처리가 실시된 신호를 입력으로 하여 상기 기본 폭 시간에 따른 주기 신호를 생성하고, 상기 생성된 주기 신호를 입력으로 하여 상기 표지의 폭 정보 존재점에 상당하는 타이밍점을 특정하는 한편,

    상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비를 판독할 때에, 상기 특정된 타이밍점마다 상기 미분 처리가 실시된 신호의 진폭값을 추출하고, 상기 타이밍점마다 추출된 진폭값에 대하여 3치의 디지털 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
25. 제24항에 있어서,

    상기 취득 신호에 대하여 미분 처리를 실시할 때에, 상기 취득 신호를 입력으로 하여, 상기 기본 폭 시간에 상당하는 주파수 성분을 게인 피크 주파수로 하는 미분 처리를 행하고, 상기 미분 처리를 행한 결과의 신호를 입력으로 하여, 상기 기본 폭 시간에 상당하는 주파수에 따른 주기 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
26. 제24항에 있어서,

    상기 기본 폭 시간에 상당하는 주파수 성분을 추출할 때에,

    상기 취득 신호에 대하여 판독 가능한 영역에서의 상기 취득 신호의 최대 주파수 이상의 값을 게인 피크 주파수로 하는 방법으로 미분 처리를 실시하고,

    상기 미분 처리가 실시된 신호에 대하여 제곱 처리를 실시하고,

    상기 제곱 처리가 실시된 결과에 대하여 주파수 스펙트럼에 의한 해석을 행하고,

    상기 주파수 스펙트럼에 의한 해석 결과로부터 0㎐를 제외한 의미있는 주파수를 상기 기본 주파수라고 판단하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
27. 제24항에 있어서,

    상기 기본 폭 시간에 상당하는 주파수 성분을 추출할 때에,

    상기 취득 신호에 대하여, 판독 가능한 영역에서의 상기 취득 신호의 최대 주파수 이상의 값을 게인 피크 주파수로 하는 방법으로 미분 처리를 실시하고,

    상기 미분 처리가 실시된 신호에 대하여 제곱 처리를 실시하고,

    상기 제곱 처리가 실시된 결과에 대하여 주파수 스펙트럼에 의한 해석을 행하고,

    상기 주파수 스펙트럼에 의한 해석 결과로부터 0㎐를 제외한 의미있는 주파수를 상기 기본 단위 길이에 상당하는 개산의 기본 주파수라고 판단하고,

    상기 개산의 주파수로 구한 주파수를 기초로, 상기 제곱 처리가 실시된 신호에 대하여 복조 처리를 실시함과 함께 벡터화하고,

    상기 복조 및 벡터화된 신호에 대하여 고주파 성분을 제거하고,

    상기 고주파 성분이 제거된 신호의 1샘플 시간 지연시킨 것과의 위상차를 구하고,

    상기 구해진 위상차로부터 상기한 개산의 기본 주파수와 기본 주파수와의 주파수 편차를 산출하고,

    상기 산출된 주파수 편차를 상기 개산의 기본 주파수에 가산한 결과를 상기 기본 주파수 정보로 판단하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
28. 제24항에 있어서,

    상기 기본 폭 시간에 따른 주기 신호를 생성할 때의 게인 특성을 상기 기본 폭 시간에 따른 주파수의 2배를 게인 피크 주파수로 하는 여현파 제곱 특성으로 하는 한편, 위상 특성을 주파수에 대한 변화가 없는 특성으로 하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
29. 제24항에 있어서,

    상기 기본 폭 시간에 따른 주기 신호를 생성할 때의 특성에 대하여, 대역폭을 백색 영역 및 흑색 영역의 폭 길이 데이터를 나타내는 시간 길이의 역수에 비례하는 특성으로 하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
30. 제24항에 있어서,

    상기 타이밍점을 특정함에 있어서, 상기 폭 길이 데이터의 기본 폭 시간에 따른 주기 신호의 위상을 산출하고, 상기 산출된 위상 정보로부터 상기 타이밍점을 특정하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
31. 제30항에 있어서,

    상기 폭 길이 데이터의 기본 폭 시간에 따른 주기 신호의 위상을 산출할 때에, 상기 폭 길이 데이터의 기본 폭 시간에 따른 주기 신호를 벡터화하고, 상기 벡터화된 신호를 입력으로 하여, 위상을 산출하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
32. 제31항에 있어서,

    상기 폭 길이 데이터의 기본 폭 시간에 따른 주기 신호를 벡터화할 때에, 상기 폭 길이 데이터의 기본 폭 시간에 따른 주기 신호를 실수부로 하고, 상기 폭 길이 데이터의 기본 폭 시간에 따른 주기 신호를 힐버트 변환한 것을 허수부로 하는것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
33. 제30항에 있어서,

    상기 주기 신호의 위상이 0도가 되는 점의 시간 정보를 추출함과 함께, 상기 추출된 시간 정보를 상기 타이밍점으로서 특정하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
34. 제33항에 있어서,

    상기 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득할 때에 소정의 샘플링 간격으로 샘플링된 디지털 신호로서 받아들이는 한편, 상기 주기 신호의 위상을 산출한 결과, 인접하고 또한 부호가 변화하는 2개의 신호점 중 0도 위상에 가까운 점을 상기 타이밍점으로서 특정하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
35. 제34항에 있어서,

    상기 특정된 타이밍점과, 상기 주기 신호의 위상이 0도가 되는 점과의 시간 오차를 추출하고, 상기 시간 오차를 추출한 타이밍점마다 상기 미분 처리가 실시된 신호를 상기 시간 오차에 상당하는 만큼 지연시키는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
36. 제35항에 있어서,

    상기 시간 오차를 추출한 타이밍점마다 상기 미분 처리가 실시된 신호를 상기 시간 오차에 상당하는 만큼 지연시킬 때에, 상기 강약 상태 검출 신호로서 취득할 수 있는 최대 입력 신호 대역까지는 이득을 1로 하고, 대역으로부터 벗어남에 따라서 이득을 감쇠시킴과 함께, 상기 추출된 시간 오차의 양에 따라 신호를 지연시키는 필터 처리를 컨볼루션하여 행하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
37. 제36항에 있어서,

    상기 필터 처리를 위한 계수를 결정함에 있어서, 상기 강약 상태 검출 신호로서 취득할 수 있는 최대 입력 신호 대역까지는 이득을 1로 하며 대역으로부터 벗어남에 따라서 이득을 감쇠시키기 위한 필터 특성 함수에, 상기 추출된 시간 오차의 양에 따라서 신호를 지연시키는 함수를 더한 결과에 대하여, 역 푸리에 변환을 실시함으로써 산출하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
38. 제36항에 있어서,

    상기 필터 처리를 위한 계수를 결정함에 있어서, 상기 추출된 시간 오차의 양에 따라서 복수의 지연 필터 특성에 대응한 필터 계수를 유지해두고, 상기 추출된 시간 오차의 양이 상기 복수의 필터 특성 중 어느 하나의 특성의 필터 처리를 실시하는지를 판정하고, 상기 판정 결과에 따른 필터 특성의 필터 계수를 추출하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
39. 제36항에 있어서,

    상기 필터 처리를 위한 계수를 결정함에 있어서, 상기 강약 상태 검출 신호로서 취득할 수 있는 최대 입력 신호 대역까지는 이득을 1로 하며 대역으로부터 벗어남에 따라서 이득을 감쇠시키기 위한 필터 특성 함수로부터 임펄스 응답 데이터를 구하고, 상기 추출된 시간 오차의 양에 따라 상기 임펄스 응답 데이터를 보간한 것을 상기 필터 계수로서 결정하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
40. 제39항에 있어서,

    상기 임펄스 응답 데이터를 보간할 때에, 1차 근사를 이용하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
41. 제24항에 있어서,

    상기 타이밍점마다 추출된 진폭값에 대하여 3치의 디지털 신호로 변환할 때에, 상기 추출된 신호의 진폭값을, 「+1」, 「0」 또는 「-1」의 3치화된 데이터로서 판정 출력하고,

    상기 3치화된 데이터를 기초로, 「+1」의 데이터가 존재하는 신호점을 상기한 백색 영역 또는 흑색 영역 중 어느 한쪽의 엣지의 존재점, 「-1」의 데이터가 존재하는 신호점을 상기 다른 쪽의 엣지의 존재점, 「0」의 데이터가 존재하는 신호점을 엣지가 존재하지 않은 점으로 하여, 상기 표지의 상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비를 판독하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
42. 제41항에 있어서,

    상기 추출된 신호의 진폭값을, 3치화된 데이터로서 판정 출력할 때에, 최소 제곱법에 의해 폭 길이 데이터 신호가 갖는 진폭 및 위상의 왜곡을 보정하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
43. 제41항에 있어서,

    상기 추출된 신호의 진폭값에 대하여, 「+1」 또는 「-1」의 데이터로서 판정 출력할 때에, 동일한 부호로 또한 인접하는 신호점의 진폭값 중에서부터, 최대의 점을 「+1」, 최소의 점을 「-1」이라고 판정하고, 상기 「+1」 또는 「-1」이라고 판정된 진폭값 이외를 「0」으로 판정하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
44. 백색 영역 및 흑색 영역의 폭 길이 데이터를 정보 요소로 하여 상기한 백색 영역과 흑색 영역이 교대로 배치되어 소정 조의 정보 요소를 갖는 데이터군이 표현되는 표지가 기록된 매체로부터 상기 데이터군의 정보를 상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비로서 판독하는 정보 판독 방법에 있어서,

    소정의 속도로 상기 표지 상에 빛을 주사시킴과 함께,

    외부로부터 입사되는 빛을 수광하고, 수광된 광의 강약을 강약 검출 신호로서 출력하고,

    상기 강약 검출 신호에 기초하여 수광된 광이 상기 주사된 광의 상기 표지에 대한 반사광인지의 여부를 판정하고,

    상기 판정 결과에 따라, 상기 표지에 대한 반사광의 강약 검출 폭 정보 매체로부터의 신호를, 상기 데이터군의 정보를 상기 각 폭 길이 데이터 사이의 정수비로서 판독하기 위한 신호로서 취득하는 한편, 상기 표지로부터의 반사광 이외의 강약 상태 검출 신호의 성분에 대해서는 상기 취득 신호로서 취득할 대상에서 제외하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
45. 제44항에 있어서,

    상기 수광된 광이 상기 주사된 광의 상기 표지에 대한 반사광인지의 여부를 판정함에 있어서, 상기 강약 광 신호에 대하여 미분 처리를 실시하고, 상기 미분 처리가 실시된 미분 신호를 제곱하고, 상기 제곱된 미분 신호에 대하여 이동 평균을 산출하고,

    상기 이동 평균값에 기초하여 상기 표지에 대한 반사광에 대한 강약 상태 검출 신호의 부분을 절출함으로써, 상기 절출된 신호 부분을 상기 취득 신호로서 취득하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
46. 제44항에 있어서,

    상기 수광된 광이 상기 주사된 광의 상기 표지에 대한 반사광인지의 여부를 판정함에 있어서,

    상기 강약 광 신호에 대하여 미분 처리를 실시하고,

    상기 미분 신호를 제곱하고,

    상기 미분 제곱 신호에 대하여 이동 평균을 산출하고,

    상기 추출된 이동 평균값 최대값이 미리 설정된 제1 임계값을 초과하였는지의 여부를 판정하고, 상기한 최대값이 제1 임계값을 초과하였다고 판정된 경우에는 상기 미분 제곱 신호를 유효로 하는 한편, 상기한 최대값이 제1 임계값을 초과하지 않았다고 판정된 경우에는 상기 미분 제곱 신호를 무효로 하고,

    상기 유효한 기간의 미분 제곱 신호에 대한 평균값을 산출하고,

    상기 유효한 기간의 미분 제곱 신호에 대한 최대값을 추출하고,

    상기 유효한 기간의 미분 제곱 신호에 대한 평균값과 최대값과의 교차를 계산하고,

    상기 교차와 미리 설정된 제2 임계값을 비교하고, 상기 교차가 제2 임계값보다도 작은 경우에는 상기 강약 상태 검출 신호에서의 상기 기간의 부분을 절출함으로써, 상기 절출된 신호 부분만을 상기 취득 신호로서 취득하는 한편, 상기 교차가 제2 임계값보다도 큰 경우에는 상기 강약 상태 검출 신호에서의 상기 기간의 부분에 대해서는 취득 신호로서 취득할 대상에서 제외하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
47. 매체로부터 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호에 대하여 등시간 간격마다의 값을 취득하고,

    상기 취득 신호로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이를 추출함에 있어서, 매체 정보로부터 상기 2치화 정보의 상태를 추출하기까지의 부분이, 등시간 간격에 의한 미분 특성보다도 좁은 대역을 취하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
48. 제47항에 있어서,

    상기 기본 단위 길이 정보를, 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수 정보로서 추출하고, 상기 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 판독 신호에 대하여, 대역 제한하고, 또한 미분 처리를 실시한 후, 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
49. 매체로부터 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하고, 상기한 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수를 추출하는 수단과,

    상기 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호에 대하여 대역 제한 처리를 실시한 후, 상기 2치화 정보의 경계 정보를 추출하는 수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 판독 신호 처리 유닛.
50. 매체로부터, 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하고, 상기한 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본단위 길이에 상당하는 기본 주파수를 추출하는 수단과,

    상기 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호에 대하여 대역 제한 처리를 실시한 후, 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 추출하는 수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 판독 신호 처리 유닛.
51. 매체로부터, 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하고, 상기한 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수 정보를 추출하고, 상기 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호에 대하여 대역 제한 처리를 실시한 후에 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 추출하는 판독 신호 처리 방법에 있어서,

    상기 기본 주파수를 추출함에 있어서,

    상기 매체로부터 취득 신호에 대하여, 판독 가능한 영역에서의 상기 취득 신호의 최대 주파수 이상의 값을 게인 피크 주파수로 하는 방법으로 미분 처리를 실시하고,

    상기 미분 처리가 실시된 신호에 대하여 제곱 처리를 실시하고,

    상기 제곱 처리가 실시된 결과에 대하여 주파수 스펙트럼에 의한 해석을 행하고,

    상기 주파수 스펙트럼 해석 결과에 대한 근사 특성 데이터의 역특성 데이터를 산출하고,

    상기 산출된 역특성 데이터로 상기 주파수 스펙트럼 해석 결과를 보정하고,

    상기 보정된 주파수 스펙트럼 해석 결과로부터 0㎐를 제외한 의미있는 주파수를 상기 기본 주파수로서 추출하는 것을 특징으로 하는 판독 신호 처리 방법.
52. 제51항에 있어서,

    상기 역특성 데이터를 산출함에 있어서, 상기 주파수 스펙트럼 해석 결과를 이루는 해석 데이터에 대하여 주파수 추출을 행하여 상기 근사 특성 데이터를 구하고, 상기 근사 특성 데이터를 이루는 상기 주파수 발췌 후의 남은 해석 데이터에 대하여 역수 데이터를 산출하고, 상기 산출된 역수 데이터를 보간함으로써, 상기 역특성 데이터의 산출 결과로서 출력하는 것을 특징으로 하는 판독 신호 처리 방법.
53. 제51항에 있어서,

    상기 역특성 데이터를 산출함에 있어서, 상기 주파수 스펙트럼 해석 결과를 이루는 해석 데이터에 대하여 주파수 발췌를 행하고, 상기 주파수 발췌를 행한 후의 남은 해석 데이터에 대하여 추가로 메디언 필터 처리(median filter processing)를 실시하여 상기 근사 특성 데이터를 구하고, 상기 근사 특성 데이터를 이루는 상기 메디언 필터 처리가 실시된 해석 데이터에 대하여 역수 데이터를 산출하고, 상기 산출된 역수 데이터를 보간함으로써, 상기 역특성 데이터의 산출 결과로서 출력하는 것을 특징으로 하는 판독 신호 처리 방법.
54. 제51항에 있어서,

    상기 역특성 데이터를 산출함에 있어서, 상기 주파수 스펙트럼 해석 결과를 이루는 해석 데이터에 대하여 주파수 발췌를 행하고, 상기 주파수 발췌를 행한 후의 남은 해석 데이터와 미리 유지된 복수 종류의 기준 주파수 특성을 비교하여, 상기 남은 해석 데이터에 가장 가까운 기준 주파수 특성을, 상기 근사 특성 데이터로서 구하고, 상기 근사 특성 데이터를 이루는 기준 주파수 특성에 대하여 역수 데이터를 산출하고, 상기 산출된 역수 데이터를 보간함으로써, 상기 역특성 데이터의 산출 결과로서 출력하는 것을 특징으로 하는 판독 신호 처리 방법.
55. 제52항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 역수 데이터를 1차식 근사로 보간함으로써, 상기 근사 특성 데이터를 구하는 것을 특징으로 하는 판독 신호 처리 방법.
56. 제51항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 역특성 데이터로서, 기준값을 기초로 상기 근사 특성 데이터의 역수를 산출하는 것을 특징으로 하는 판독 신호 처리 방법.
57. 제51항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 해석 데이터와 상기 역특성 데이터를 승산함으로써, 상기 주파수 스펙트럼 해석 결과를 보정하는 것을 특징으로 하는 판독 신호 처리 방법.
58. 매체로부터, 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하는 신호 취득부를 갖춤과 함께, 상기 취득된 신호로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수 정보를 추출하고, 상기 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호에 대하여 대역 제한 처리를 실시한 후에 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 판독하는 판독 처리부를 구비하여 구성되는 정보 판독 장치의 신호 처리 방법에 있어서,

    상기 판독 처리부에서 상기 기본 주파수를 추출함에 있어서,

    상기 신호 취득부로 취득한 신호에 대하여, 판독 가능한 영역에서의 상기 취득 신호의 최대 주파수 이상의 값을 게인 피크 주파수로 하는 방법으로 미분 처리를 실시하고,

    상기 미분 처리가 실시된 신호에 대하여 제곱 처리를 실시하고,

    상기 제곱 처리가 실시된 결과에 대하여 주파수 스펙트럼에 의한 해석을 행하고,

    상기 주파수 스펙트럼 해석 결과에 대한 근사 특성 데이터의 역특성 데이터를 산출하고,

    상기 산출된 역특성 데이터로 상기 주파수 스펙트럼 해석 결과를 보정하고,

    상기 보정된 주파수 스펙트럼 해석 결과로부터 0㎐를 제외한 의미있는 주파수를 상기 기본 주파수로서 추출하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 장치의 신호 처리 방법.
59. 매체로부터, 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하고, 상기한 취득 신호로부터 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수 정보를 추출하는 기본 주파수 추출부와, 상기 기본 주파수 추출부에서 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호에 대하여 대역 제한 처리를 실시한 후에 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 추출하는 정보 길이비 추출부를 구비하고,

    상기 기본 주파수 추출부는,

    상기 매체로부터 취득된 신호에 대하여, 판독 가능한 영역에서의 상기 취득 신호의 최대 주파수 이상의 값을 게인 피크 주파수로 하는 방법으로 미분 처리를 실시하는 미분 처리부와,

    상기 미분 처리부에서 미분 처리가 실시된 신호에 대하여 제곱 처리를 실시하는 제곱 처리부와,

    상기 제곱 처리부에서 제곱 처리가 실시된 결과에 대하여 주파수 스펙트럼에 의한 해석을 행하는 주파수 스펙트럼 해석부와,

    상기 주파수 스펙트럼 해석부로부터의 주파수 스펙트럼 해석 결과에 대한 근사 특성 데이터의 역특성 데이터를 산출하는 역특성 데이터 산출부와,

    상기 역특성 데이터 산출부에서 산출된 역특성 데이터로 상기 주파수 스펙트럼 해석 결과를 보정하는 해석 결과 보정부와,

    상기 해석 결과 보정부에서 보정된 주파수 스펙트럼 해석 결과로부터 0㎐를제외한 의미있는 주파수를 상기 기본 주파수로서 추출하는 추출부를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 판독 신호 처리 장치.
60. 제59항에 있어서,

    상기 역특성 데이터 산출부가 상기 주파수 스펙트럼 해석부로부터의 주파수 스펙트럼 해석 결과를 이루는 해석 데이터에 대하여 주파수 발췌를 행하여, 상기 근사 특성 데이터를 구하는 발췌부와, 상기 발췌부에서 구해진 근사 특성 데이터를 이루는 상기 주파수 발췌 후의 남은 해석 데이터에 대한 역수 데이터를 산출하는 역수 데이터 산출부와, 상기 역수 데이터 산출부에서 산출된 역수 데이터를 보간함으로써, 상기 역특성 데이터의 산출 결과로서 출력하는 보간부를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 판독 신호 처리 장치.
61. 제59항에 있어서,

    상기 역특성 데이터 산출부가, 상기 주파수 스펙트럼 해석부로부터의 주파수 스펙트럼 해석 결과를 이루는 해석 데이터에 대하여 주파수 발췌를 행하는 발췌부와, 상기 발췌부에서 주파수 발췌를 행한 후의 남은 해석 데이터에 대하여 더욱 메디언 필터 처리를 실시하여 상기 근사 특성 데이터를 구하는 메디언 필터 처리부와, 상기 메디언 필터 처리부에서 구해진 상기 근사 특성 데이터를 이루는 해석 데이터에 대한 역수 데이터를 산출하는 역수 데이터 산출부와, 상기 역수 데이터 산출부에서 산출된 역수 데이터를 보간함으로써, 상기 역특성 데이터의 산출 결과로서 출력하는 보간부를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 판독 신호 처리 장치.
62. 제59항에 있어서,

    상기 역특성 데이터 산출부가, 상기 주파수 스펙트럼 해석부로부터의 주파수 스펙트럼 해석 결과를 이루는 해석 데이터에 대하여 주파수 발췌를 행하는 발췌부와, 복수 종류의 기준 주파수 특성을 갖는 이산 데이터군을 미리 유지하는 기준 주파수 특성 데이터 베이스와, 상기 발췌부에서 주파수 발췌를 행한 후의 남은 해석 데이터와 상기 기준 주파수 특성 데이터베이스에서 유지된 기준 주파수 특성을 비교하여, 상기 남은 해석 데이터에 가장 가까운 주파수 특성을 갖는 이산 데이터를 상기 근사 특성 데이터로서 추출하는 최적 특성 추출부와, 상기 최적 특성 추출부에서 추출된 근사 특성 데이터를 이루는 이산 데이터에 대한 역수 데이터를 산출하는 역수 데이터 산출부와, 상기 역수 데이터 산출부에서 산출된 역수 데이터를 보간함으로써, 상기 역특성 데이터의 산출 결과로서 출력하는 보간부를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 판독 신호 처리 장치.
63. 제60항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 보간부는 상기 발췌부에 의해 발췌된 주파수점에서의 해석 데이터를 1차식 근사로 보간하는 1차식 근사 보간부로서 구성되는 것을 특징으로 하는 판독 신호 처리 장치.
64. 제59항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 역특성 데이터 산출부는 기준값을 기초로 상기 근사 특성 데이터의 역수를 산출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 판독 신호 처리 장치.
65. 제59항 내지 제64항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 해석 결과 보정부는 상기 주파수 스펙트럼 해석부로부터의 주파수 스펙트럼 해석 결과를 이루는 해석 데이터와 상기 역특성 데이터를 승산함으로써, 상기 주파수 스펙트럼 해석 결과를 보정하는 것을 특징으로 하는 판독 신호 처리 장치.
66. 매체로부터, 소정의 정보 길이를 가지고 1차원 배치된 2치화 정보를 포함하는 신호를 취득하는 신호 취득부를 갖춤과 함께, 상기 신호 취득부로부터의 취득 신호로부터 상기 2치화 정보의 정보 길이에서의 기본 단위 길이에 상당하는 기본 주파수 정보를 추출하는 기본 주파수 추출부와, 상기 기본 주파수 추출부에서 추출된 기본 주파수 정보에 기초하여 상기 취득 신호에 대하여 대역 제한 처리를 실시한 후에 상기 2치화 정보의 정보 길이의 비를 추출하는 정보 길이비 추출부를 구비하여 구성되는 판독 처리부를 구비하고,

    상기 기본 주파수 추출부는,

    상기 신호 취득부로부터의 취득 신호에 대하여, 판독 가능한 영역에서의 상기 취득 신호의 최대 주파수 이상의 값을 게인 피크 주파수로 하는 방법으로 미분처리를 실시하는 미분 처리부와,

    상기 미분 처리부에서 미분 처리가 실시된 신호에 대하여 제곱 처리를 실시하는 제곱 처리부와,

    상기 제곱 처리부에서 제곱 처리가 실시된 결과에 대하여 주파수 스펙트럼에 의한 해석을 행하는 주파수 스펙트럼 해석부와,

    상기 주파수 스펙트럼 해석부로부터의 주파수 스펙트럼 해석 결과에 대한 근사 특성 데이터의 역특성 데이터를 산출하는 역특성 데이터 산출부와,

    상기 역특성 데이터 산출부에서 산출된 역특성 데이터로 상기 주파수 스펙트럼 해석 결과를 보정하는 해석 결과 보정부와,

    상기 해석 결과 보정부에서 보정된 주파수 스펙트럼 해석 결과로부터 0㎐를 제외한 의미있는 주파수를 상기 기본 주파수로서 추출하는 추출부를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정보 판독 장치.