KR920007310B1 - 바코드용 레이저 스캐너의 광신호 자동 이득 제어장치 - Google Patents

바코드용 레이저 스캐너의 광신호 자동 이득 제어장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

바코드용 레이저 스캐너의 광신호 자동 이득 제어장치
제1도는 종래의 바코드용 레이저 스캐너의 시스템 구성도.
제2도는 본 발명 바코드용 레이저 스캐너의 광신호 자동 이득제어 시스템 구성도.
제3도는 제2도의 상세회로도.
제4a도 내지 제4d도는 광신호가 작을때의 제3도 각부 출력파형도.
제5a도 내지 제5d도는 광신호가 클때의 제3도 각부 출력파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 레이저구동부 2 : 스캔부
3 : 광신호검출부 4 : 이득조정부
5 : 증폭부 6 : 고역통과필터
7 : 신호레벨검지부 8 : 신호처리부
A1, A2 : 연산증폭기 CP1 : 비교기
B1 : 버퍼 FET1 : 전계효과트랜지스터
D1, D2 : 다이오드 R1-R10 : 저항
C1-C7 : 콘덴서
본 발명은 바코드용 레이저 스캐너에 관한 것으로 특히 레이저 광원과 바코드 라벨의 거리 변화에 따른광신호의 크기 변화를 검지하여 전계효과트랜지스터의 특성을 이용 증폭부의 이득을 조정하여 광신호의 크기를 일정폭으로 유지시킴으로서 신호처리부에서 바(Bar)와 스페이스(space)에 따른 디지탈화를 용이하게 하여 해독시간을 단축시킴과 아울러 해독오류를 감소시키도록 한 바코드용 레이저 스캐너의 광신호 자동 이득 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 바코드용 레이저 스캐너는 레이저 광원의 빛이 바코드 라벨을 스캔하여 그 반사된 빛을 광검출소자로 점지하여 바코드에 해당하는 전기적신호를 얻어 디지탈화 한 후 바코드 해독장치에 신호를 출력하게 된다. 이때 광검출소자의 광출력은 스캐너와 바코드 라벨의 거리의 제공에 반비례하여 감소한다. 그러나 스캐너의 산호처리부는 거리에 관계없이 일정레벨의 신호가 입력되어야 처리가 용이하다.
제1도는 종래 바코드용 레이저 스캐너의 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 레이저 구동부(1)로 부터 조사된 레이저 광을 집사하여 바코드 라벨로 레이저광을 주사하는 스캔부(2)와 상기 스캔부(2)에 의해 바코드라벨로 부터 반사된 반사광을 검출한 후 바코드에 해당하는 광신호를 전기적 신호로 변환시키는 광신호검출부(3)와, 상기 광신호 검출부(3)로 부터 출력된 미세한 전기적신호를 증폭하는 증폭부(4)와, 상기 증폭부(4)의 출력신호를 디지탈신호로 변환시켜 바코드해독기와 연결된 코드단자(BCO)로 출력하는 신호처리부(5)로서 구성되어 있다.
이와같이 구성된 종래 바코드용 레이저 스캐너의 동작과 그에 따른 문제점을 설명하면 다음과 같다. 바코드라벨을 스캔하기 위하여 레이저 구동부(1)에서 레이저 광을 발진하게 되면 스캔부(2)가 레이저광을 집사하여 바코드라벨로 레이저광을 주사하게 되고, 이때 바코드라벨의 바(BAR)와 스페이스(space)의 반사율차이에 따른 광출력이 반사광으로 나오게 된다. 상기 스캔부(2)에 의해 바코드라벨로 부터 반사된 반사광은 광신호 검출부(3)에 의해서 전기적인 신호로 변환되고, 이 신호는 증폭부(4)를 통해 일정레벨로 증폭된 후신호처러부(5)에 인가된다. 따라서 신호처리부(5)에서는 바와 스페이스에 따른 신호레벨을 판단하여 바와 스페이스의 폭에 비례한 디지탈신호를 출력하게 되고, 이 디지탈신호는 코드단자(BCO)를 통해 바코드해독기에서 해독되어 컴퓨터에 바코드데이타를 전송하게 된다.
그러나 이와같은 종래의 바코드용 레이저 스캐너는 광신호 검출부로 부터 출력된 전기적인 신호를 증폭하여 신호처리부로 출력하여 주기 때문에, 원거리에 있는 바코드라벨을 스캔할 경우 그 광신호의 크기가 작아서 신호처리부가 전기적인 신호를 디지탈신호로 제대로 변환시키지 못하고 이로 인해 해독불능 상태가 되는문제점이 있었다.
본 발명은 이와같은 종래의 결함을 감안하여 바코드용 레이저 스캐너의 거리에 따른 신호레벨의 크기를 검출한 후 전계효과 트랜지스터의 특성을 이용, 그 신호레벨의 크기에 따라서 이득을 조정하여 증폭부의 신호크기를 일정하게 유지시키도록 창안한 것으로, 이하 본 발명을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도는 본 발명 바코드용 레이저 스캐너의 광신호 자동 이득 제어시스템 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 레이저 구동부(1)로 부터 발진된 레이저광을 집사하여 바코드 라벨로 레이저광을 주사하는 스캔부(2)와, 상기 스캔부(2)에 의해 바코드라벨로 부터 반사된 반사광을 검출한 후 바코드에 해당하는 광신호를 전기적신호로 변환시키는 광신호 검출부(3)와, 상기 광신호검출부(3)로 부터 출력된 미세한 전기적신호의 이득을 일정레벨로 결정하여 출력하기 위해 연산 증폭기(A1), 저항(R1), (R2), 콘덴서(C1), (C2), 전계효과트랜지스터(FET1)로 구성한 이득조정부(4)와, 상기 이득조정부(4)의 출력신호를 일정레벨로 반전 증폭하여 출력하기 위해 연산 증폭기(A2), 콘덴서(C3), (C4), 저항(R4-R6)으로 구성한 증폭부(5)와, 상기 증폭부(5)의 출력신호에서 바코드 이외의 신호를 차단하기 위해 콘덴서(C5) 및 저항(R7)으로 구성한 고역통과필터(6)와, 상기 고역통과필터(6)로 부터 출력된 바코드신호의 크기를 검출하여 이득조정부(4)를 제어하기 위해 비교기(CP1), 버퍼(B1), 다이오드(D1), (D2), 콘덴서(C6-C8), 저항(R8-R10)으로 구성한 신호레벨 검지부(7)와, 상기 증폭부(5) 출력신호를 디지탈신호로 변환시켜 바코드해독기와 연결된 코드단자(BCO)로 출력하는 신호처리부(8)로서 구성한 것으로, 도면중 미설명 부호 Vcc는 전원단자이고, Vout는 신호처리부(8)의 입력과 연결된 증폭부(5)의 출력단자이며, Vin은 이득 조정부(4)의 입력단자이고, R3는 저항이다.
이와같이 구성된 본 발명의 작용 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다. 레이저구동부(1)에서 레이저광을 발진하게 되면 스캔부(2)가 그 레이저광을 집사하여 바코드라벨로 레이저광을 주사하게 되고, 바코드라벨로부터 반사된 반사광은 레이저광과 바코드와의 거리에 제곱에 반비례하여 광신호검출부(3)에 인가되고, 광신호검출부(3)는 입력된 광신호를 전기적신호로 변환시켜 이득조정부(4)에 구성된 연산증폭기(A1)의 비반전단자(+)로 인가시키게 되면 이득조정부(4)의 연산증폭기(A1)는 이의 반전단자(-)에 연결된 저항(R1) 및 전계효과 트랜지스터(FET1)의 소오스와 드레인간의 저항에 의해 광신호검출부(3)의 출력신호를 증폭하게 된다.
즉, 전계효과 트랜지스터(FET1)의 소오스와 드레인간의 저항을 rds라고 할때 연산중폭기(A1)의 증폭도는
Figure kpo00001
이 되고, 이 신호는 증폭부(5)의 콘덴서(C3)와 저항(R4)을 통해 직류성분이 제거된 후 연산증폭부(A2)의 반전단자(-)에 연가된다. 따라서 상기 연산증폭기(A2)는 전계효과트랜지스터(FET1)의 제어진압을 얻기 위해 이득조정부(4)의 출력레벨을 적절한 크기로 반전증폭시킨 후 고역통과 필터에 인가시키게되고, 고역통과필터(6)에서는 증폭부(5)의 출력신호로 부터 바코드 이외의 신호를 차단하여 신호레벨검지부(7)에 구성된 비교기(CP1)의 비반전단자(+)로 인가시키게 된다. 이때 바코드와 스캐너(2)의 거리가 멀어 제4a도와 같은 작은 광신호레벨이 고역통과필터(6) 및 비교기(CP1)를 통해 다이오드(D2)의 캐소우드에 인가하게 되는데 만일 비교기(CP1)로 부터 출력된 레벨이 플러스 레벨이면 다이오드(D2)가 오프되고, 마이너스레벨이면 다이오드(D2)가 턴-온되어 비교기(CP1)로 부터 출력된 마이너스전압이 저항(R9)을 통해 콘덴서(C6)에 저장됨과 아울러 상기 마이너스전압이 버퍼(B1)의 비반전단자(+)에 인가되고, 버퍼(B1)의 출력단자에서는 제4b도와 같은 레벨이 작은 마이너스전압이 출력되어 비교기(CP1)의 반전단자(-)에 인가됨과 아울러 이득조정부(4)에 구성된 전계효과트랜지스터(FET1)의 게이트에 인가된다. 따라서 전계효과트렌지스터(FET1)의 소오스-게이트간의 전압(-VGS)이 작으면 제4c도와 같이 드레인-소오스간의 저항(rds)값이 작아져서 이득조정부(4)의 증폭도는 제4d도와 같이 커지게 되고, 이신호는 증폭부(5)를 통해 반전증폭된 후 출력단자(Vout)를 통해 신호처리부(8)에 인가된다.
반대로 바코드와 스캐너(2)의 거리가 가까우면 제5a도와 같은 큰 광신호레벨이 고역통과필터(6) 및 비교기(CP1)를 통해 다이오드(D2)의 캐소우드에 인가된디. 이때 비교기(CP1)로 부터 출력된 레벨이 플러스레벨이면 다이오드(D2)가 오프되고, 마이니스레벨이면 다이오드(D2)가 턴-온되어 비교기(CP1)로 부터 출력된 마이너스전압이 최대치를 검출하여 콘덴서(C6)에 충전함과 아울러 버퍼(B1)의 비반전단자(+)에 인가하게 되고, 버퍼(B1)의 출력단자에서는 제5b도와 같은 최대치의 마이너스전압이 출력되어 비교기(CP1)의 반전단자(-) 및 이득조정부(4)에 구성된 전계효과트랜지스터(FET1)의 게이트에 인가된다. 따라서 전계효과트랜지스터(FET1)의 소오스-게이트간의 전압(-VGS)이 크면 소오스-드레인의 저항(rds)값이 커져 이득조정부(4)의 증폭도는 제5d도와 같이 작아지게 된다. 이와같이 이득조정부(4)에서 조정된 신호는 증폭부(5)에서 일정레벨로 반전증폭된 후 신호처리부(8)에 인가되고, 신호처리부(8)에서는 바코드와 스페이스에 따른 신호레벨을 판단하여 이를 디지탈신호로 변환시키고, 이후 코드단자(BCO)를 통해 바코드 해독기에서 해독되어 컴퓨터에 바코드 데이타를 전송하게 된다.
이와같이 본 발명은 바코드용 레이저 스캐너의 거리에 따른 신호레벨의 크기를 검출한 후 전계효과트랜지스터의 특성을 이용, 그 신호레벨의 크기에 따라서 이득을 조정하여 증폭부의 신호크기를 일정하게 유지시킴으로서 신호처리부에서 바코드와 스페이스에 따른 디지탈화를 용이하게 하여 해독시간을 단축시켜 주고, 해독오류를 감소시켜 주는 특징이 있는 것이다.

Claims (2)

  1. 레이저 구동부(1)로 부터 발진한 레이저광을 집사하여 바코드라벨로 주사하는 스캔부(2)와, 상기 스캔부(2)에 의해 바코드라벨로 부터 반사된 반사광을 전기적신호로 변환시키는 광신호검줄부(3)로 구성한 바코드용 레이저 스캐너에 있어서, 상기 광신호검출부(3)로 부터 출력된 미세한 전기척 신호의 이득을 일정레벨로 결정하여 출력하는 이득조정부(4)와, 상기 이득조정부(4)의 출력신호를 일정레벨로 반전 증폭하여 출력하는 증폭부(5)와, 상기 증폭부(5)의 출력신호에서 바코드 이외의 신호를 차단하는 고역통과필터(6)와, 상기 고역통과필터(6)로 부터 출력된 바코드신호의 크기를 검출하여 이득조정부(4)를 제어하는 신호레벨 검지부(7)로서 구성함을 특징으로 하는 바코드용 레이저 스캐너의 광신호 자동 이득제어장치.
  2. 청구범위 제1항에 있어서, 상기 신호레벨검지부(7)로 부터 출력된 최대치의 마이너스전압에 따라 연산증폭기(A1)의 증폭도를 제어하는 전계효과트랜지스터(FET1)로 구성함을 특징으로 하는 바코드용 레이저스캐너의 광신호 자동 이득제어장치.
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