JPH02211593A - 光学的情報読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は光学的に記録された情報の読取装置に関し、特
にこの光学的情報の欠陥による読み取り不良を低減する
ものである。

〔従来の技術〕

従来の光学的情報読取装置として、例えば特開昭５９−
５８５８２号公報に開示されるものが一般に知られてい
る。

この公報に開示されるものは、−次元のイメージセンサ
を備え、このイメージセンサの奇数列画素の信号と偶数
列画素の信号とを交互に読み出し、それぞれをデコード
することで低分解能高速読取りを実現し、一方、奇偶列
を合成して読み出し、これをデコードすることで高分解
能低速読み取りを実現している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来の技術では、１回のバーコードの読み
取りに供される画素数を変えることにより、高分解能と
低分解能とを切替えている。しかし、有効な画素数を増
減するため、例えば上記公報に開示されるものでは、奇
数列画素と偶数列画素との転送タイミングを制御しなけ
ればならず、回路構成が複雑になるという欠点があった
。

さらに、イメージセンサからの電気信号を平滑化し、２
値化する波形整形回路とのマツチングが高分解能処理時
も低分解能処理時も同一であるため、読み取り対象であ
る光学的情報（例えばバーコード）にボイドやスポット
があると、読み取り不良を生じることがあった。これは
、上記公報に開示されるものが、単に画素数の増減によ
り高分解能処理と低分解能処理とを達成しているためで
あり、イメージセンサからの出力信号の処理においてそ
の信号処理の精度を考慮していないためである。

そこで本発明は、光学的情報の読み取りにあたり、光学
的情報にボイドやスポットが混入していてもそれらの影
響を抑制して高い読取率を達成することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、光学的に記録さ
れた光学的情報を読取線に沿って走査し、前記光学的情
報を電気信号に変換する光電変換手段と、 該光電変換手段からの電気信号を処理し、前記光学的情
報に対応した２値化信号を得る信号処理手段と を備えた光学的情報読取装置において、前記信号処理手
段が所定の低域通過特性を有するフィルタ要素を備え、
さらに、 前記光電変換手段から出力される前記電気信号の前記フ
ィルタ要素への入力速度と前記フィルタ要素の低域通過
特性との関係を調節し、前記入力速度をより高速にする
か、または前記フィルタ要素の通過特性をより低（して
低精度な前記光学的情報の読み取りを実現し、あるいは
前記入力速度をより低速にするか、または前記フィルタ
要素の通過特性をより高くして、高精度な前記光学的情
報の読み取りを実現する精度調節手段 を備えるという技術的手段を採用する。

〔作用］ 上記のような本発明の構成によると、光学的情報が変換
された電気信号のフィルタ要素への入力速度と、このフ
ィルタ要素の低減通過特性との関係が調節されて高精度
読取あるいは低精度読取が達成される。

ここで、前記入力速度をより高速にするか、または前記
フィルタ要素の通過特性をより低くすると、前記電気信
号の微少な変化はフィルタ要素によって減衰される。こ
のため読取精度は低下するが、光学的情報に混入したボ
イドやスポットの影響が低減され、これらのボイドやス
ポットによる読取不良の発生が低減され、大きく低密度
に記録された光学的情報を正確に読み取ることができる
。

また、前記入力速度をより低速にするか、または前記フ
ィルタ要素の通過特性をより高くすると、前記電気信号
の微少な変化がフィルタ要素を通過する。このため、高
い精度で光学的情報を読み取ることができ、細かく高密
度に記録された光学的情報であっても読み取ることがで
きる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、光学的情報に混入
したボイドやスポットの影響を抑制して読取不良の発生
を低減することができ、しかも低密度、高密度の光学的
情報にかかわらず、正確に読み取ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した実施例を図面に基づいて説明す
る。

なお、この実施例ではイメージセンサを用いて光学的情
報の映像を走査し、この光学的情報に対応した電気信号
を得るとともに、このイメージセンサの複数画素の信号
を上記電気信号として順次読み出すためのクロック信号
の周期を高低２値に切替えることにより、高精度な高分
解能低速処理と、低精度な低分解能高速処理とを実現し
ている。

まず、一実施例の構成を説明する。

第１図は、この実施例のバーコード読取装置の全体構成
を示す構成図である。

１は手持ち走査部であり、以下に述べる構成を備える。

２は光源に使用する高輝度の１０個の赤色発光ダイオー
ドからなる照明光源である。３は光散乱材で、赤色発光
ダイオード２よりの照明光を散乱させて所定範囲にわた
って均一化している。

４は記録媒体のラベルで、光学的情報のバーコード５を
印刷したものである。

６は平面反射鏡で、バーコードラベル４よりの反射光を
反射して方向を変えるものである。７はレンズでバーコ
ードラベル４からの反射光を集光し、絞り部材８を通っ
て所定位置にバーコード映像を結像させている。９は読
取センサとしてのシリコン系のイメージセンサで、多数
のフォト素子を線状に並べた一次元の２０４８ビツトの
分解能を有しており、照明光源２の発光スペクトル付近
に分光感度のピーク領域を持つものである。１０は手持
ちケースである。

１１は照明光源２およびイメージセンサ９の駆動回路お
よびイメージセンサ９からの電気信号を２値化する信号
処理回路を含む制御回路であり、ケーブルを介してデコ
ーダ回路１２および電源１３に接続されている。デコー
ダ回路１２は制御回路１１から出力される２値化信号を
所定のキャラクタコードにデコードするマイクロコンピ
ュータを備えており、このコードをＰＯＳシステム１４
へ出力する。

第２図は第１図における制御回路１１のブロック構成図
である。

分周回路１１１はデコーダ回路１２から供給される基本
クロック信号をクロック制御信号に応じて分周する。こ
こではクロック制御信号に応じて１／１分周と１／２分
周とが切替えられる。

この分周回路１１１は分周器１１１０、アナログスイッ
チ１１１１，１１１２、およびインバータ１１１３によ
り構成される。クロック制御信号がハイレベルであると
アナログスイッチ１１１２がオンし、基本タロツクが１
／２分周される。クロック制御信号がローレベルである
とアナログスイッチ１１１１がオンし、基本クロックが
そのまま出力される。クロック発生回路１１２は分周回
路１１１から供給されるクロック信号に基づいてイメー
ジセンサ９および後述するサンプルホールド回路１１４
を駆動するための各種信号を発生する。

イメージセンサ９から順次出力される各画素の信号は増
幅回路１１３で増幅され、サンプルホールド回路１１４
でサンプルホールドされて波形整形回路１１５で波形整
形される。このアナログ信号は２値化回路１１６でバー
コードのバーおよびスペースに対応した２値化信号に変
換され、デコーダ回路１２に送られる。

第３図は第２図におけるサンプルホールド回路１１４、
波形整形回路１１５および２値化回路１１６の詳細な回
路図である。なお、この第３図の詳細は特開昭５９−５
８５８２号公報を参照することができる。

第４図は２値化回路１１６の作動を説明する説明図であ
る。

第３図および第４図において、第４図（ａ）に図示され
るようなバーコードを一点鎖線で示される読取線に沿っ
て読取る場合、２値化回路１１６の入力波形は第４図（
ｂ）の実線のようになる。これはコンパレータ１１６０
の入力端子ａに入力される。

一方、コンパレータ１１６０の入力端子すにはダイオー
ド１１６１．１１６２およびコンデンサ１１６３により
遅延され、電圧降下させられた波形（第４図［有］）の
破線）が入力される。

これにより、２値化回路１１６のコンパレータ１１６０
は、バーコードに応じた２値化出力（第４図（Ｃ））を
出力するのであるが、第４図のようにボイドやスポット
があると、誤読が発生することがある。

コレハ、コンデンサの値を大きくすることにより取り除
かれるが、信号波形の変化が速い、すなわち密度の高い
映像情報に対しては回路の応答が遅いため、不読あるい
は？ｆｒｆｆ、となる。また、あらかじめセンサの駆動
クロックを速くした回路構成とすると、映像情報に対す
る処理情報量の少ない低分解能となり、前記ボイドやス
ポットを除去でき、そのバーコードを誤読しないように
することはできるが、バーコードの密度の高いものに対
しては、不読となるという問題があった。

このような問題点は、この実施例ではイメージセンサ９
からの出力信号の速度を変えることにより解決される。

以下、この実施例の作動を第５図のフローチャートに従
って説明する。

このフローチャートは、制御回路１２に内蔵されたマイ
クロコンピュータにおいて実行される。

なお、このフローチャートにおいて、ステップ２８０．
３３０のデータの確立とは、ｋ回分の走査で得られたデ
ータが一致することをいう。

バーコードの読取りが開始されると、まず初期設定を行
い、高分解能モードが設定され、クロック制御信号はハ
イレベルとされる（ステップ２１０）。

まず、ｋ回の走査分のデータを取り込み、その解析が行
われる（ステップ２２０，２３０）。そこで、！モジュ
ールの幅が０．５　ｍｍ以上であると低密度情報である
と判断し、クロック制御信号はローレベルとされる（ス
テップ２４０，２５０）。

その結果、クロック発注回路には基本クロックが入り、
動作時間が高分解能時の半分である低分解能モードに切
替えられる。そこで新たにに回の走査分のデータを取り
込み、それを解析処理、転送後、設定を高分解能モード
に戻し、一連の読取処理を終了する（ステップ２６０，
２７０，２８０゜２９０．３００）。

一方、■モジュール幅が０．５　ｔｒｍ未満と判定され
ると、高分解能モードで再びデータの取り込みが（ｋ−
１）回の走査分行われ、解析処理、転送の後、一連の読
取処理を終了する（ステップ３１０゜３２０．３３０，
３４０）。

また、低分解能モードに切替えた後、データを確立でき
ない場合には（すなわち、バーコードを読み取ることが
できなかった場合）、読取口をバーコードから遠ざけ、
−度データをリセットする（ラヘルリセソト）か、ある
いは例えば低分解能モードで１回スキャニングを行った
後、自動的に高分解能モードに復帰するようにしておく
（ステップ２８０，３５０，３６０）（但し、この時デ
ータ取り込み回数にとこのタイマ回数２とはに≦２とす
る）。

また、高分解能モードでデータを確立できない場合も同
様とする（ステップ３３０，３７０，３８０．３９０）
。

〔実施例での作用および効果〕

二の実施例の作用および効果を第６図ないし第８図によ
り詳細に検討する。

例えば、２にセンサの場合、２０４８ビツトの取り込ん
だ電荷を移動するのに、高分解能モードでは第６図（ａ
）のように（ｎｘ２０４Ｂ）の時間を必要とする。低分
解能モードでは、第６図（ｂ）のように（ｎ／２Ｘ２０
４Ｂ）の時間と、高分解能時の１／２の時間で処理する
ことができる。実際には、高分解能モード、低分解能モ
ード共にデータを解析処理する時間を要するので、１回
のスキャニング時間としては高分解能モード時（ｎＸ２
０４８＋α）となり、低分解能モード時（ｎ　／　２Ｘ
２０４８＋α）となる。

しかしながら、この１回のスキャニング時間はセンサの
露光時間であり、電荷量に比例するため、第７図のよう
に２値化前のアナログ波形としては、低分解能モード時
には高分解能モード時よりも数十パーセント減衰してし
まう。このため、高密度のバーコードに対しては、高分
解能モードでは読取可能であるが、低分解能モードでは
読取不可となってしまう。

以上のことを考慮し、実施例での効果を示す。

まず、処理時間について考える。通常ひとつのデータを
転送するまでの間の処理（取り込みおよびデコード）は
に回行われ、データが一敗したならば転送がなされる。

これは、読取りの信頼性を向上させるために必要で、ｋ
が大きいほど信頼性は上がる。よって、通常はに≧４が
望ましい。

高分解能モード時の読取りの際、１回のデータを取り込
み、処理するまでの時間が平均で１４ｍ５ｅｃであると
すると、ひとつのデータが転送されるまでには（１４ｘ
ｋ）ｍｓｅｃかかる。ここでいう平均とは、データの信
頼性を向上させるため（露光時間を変化させる）ｋ回の
データを取り込む際、例えば１３．　１４．　１５．　
１４．−ｍｓｅｃのように、異なったスキャニング時間
で取り込んだデータを解析していることによる。

一方、本発明による方法では、高分解能モードで１回デ
ータを取り込み、処理した後、低分解能モードで再度デ
ータをに回取り込む。低分解能モードではクロックの周
期が高分解能モード時の半分となることから、処理時間
も半分になり、データ転送までにかかる時間は（１４＋
７Ｘｋ）ｍｓｅｃとなる。以上から、１４ｋ＞（７Ｘｋ
＋１４）；に≧４であり、処理時間が短縮されることが
わかる。

次に、バーコード上の汚れ等による誤読の防止効果につ
いて考える。第８図のように、ひとつのバーを読むのに
１０クロツクかかるとする。このバーには汚れがあると
する。低分解能時のクロックの周期をＴ／２とすると、
高分解能時にはＴとなる。高分解能モード時の方がクロ
ックの周期が長く、露光時間が長いので、センサ出力の
波形の振幅は大きくなり、１ビツトあたりの感度が良く
なる。このため、第８図に示す様なバ一部分のボイドを
認識してしまい、結果として不読、誤読となる可能性が
生じる。一方、低分解能モード時では高分解能モード時
より周期が短いので、振幅は小さくなり、１ビツトあた
りの感度が低下するため、ボイドがあってもその影響が
表われにくく、その結果、誤読や不読を防止することが
できる。

また、低分解能モードはボイドによる出力波形の振幅が
小さいのに加えて、ボイドやスポットによる出力波形の
変動時間も短くなるため、波形整形回路の応答性（低域
通過特性）に、よりボイドによる出力波形の変動が除去
される。また、２値化回路においても同様に、ボイドや
スポットによる出力波形の変動に対する応答性が悪くな
るため、これらの影響が除去され、誤読や不読を防止す
ることができる。

なお、以上の説明ではバ一部分のボイドについて説明し
たが、スペース部分のスポット（印刷のミス、ごみ、汚
れ等）に対しても同様の効果がある。

このように、この実施例では、センサのクロック周期が
変わると処理速度および読み取り精度（分解能）が変わ
ることに着目し、光学的情報の密度に応じてクロック周
期、を自動的に変えることで、処理速度を早め、かつボ
イド、スポットによる誤読や不読を防止できるという効
果がある。

なお、上記の実施例ではクロック周期を変えることによ
る露光時間の変化と、イメージセンサからの出力波形の
変動速度の変化により不読、誤読を低減するものを説明
したが、波形整形回路の低域通過特性の調整、あるいは
２値化回路におけるコンデンサの充放電時定数の調整、
さらにはイメージセンサからの信号読み出しクロックの
みを変化させる方法など、本発明の要旨の範囲内で実施
することにより、不読、誤読を低減することができる。

さらに、光学的情報としてはバーコードに限らず、種々
の記録方式のものに本発明は適用することができる。

さらに、バーコードの読取部も、イメージセンサにより
バーコードの映像を電気信号に変換するものに限らず、
レーザ光によりバーコード上を走査し、その反射光を検
出するものについても本発明は適用することができ、そ
の場合にはレーザ光の走査速度等を変化させることによ
り、上記の実施例と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した一実施例の構成図、第２図は
一実施例のブロック構成図、第３図は一実施例の電気回
路図、第４図は作動を説明する説明図、第５図は一実施
例の作動を説明するフローチャート、第６図、第７図、
第８図は作動を説明する説明図である。 ９・・・イメージセンサ、１１・・・制御回路、１２・
・・デコーダ回路、１１１・・・分周回路、１１１１．
１１１２・・・アナログスイッチ、１１１３・・・イン
バータ、１１２・・・クロック発生回路、１１３・・・
増幅回路、１１４・・・サンプルホールド回路、１１５
・・・波形整形回路、１１６・・・２値化回路。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 （ばか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光学的に記録された光学的情報を読取線に沿って走査し
   、前記光学的情報を電気信号に変換する光電変換手段と
   、 該光電変換手段からの電気信号を処理し、前記光学的情
   報に対応した２値化信号を得る信号処理手段と を備えた光学的情報読取装置において、 前記信号処理手段が所定の低域通過特性を有するフィル
   タ要素を備え、さらに、 前記光電変換手段から出力される前記電気信号の前記フ
   ィルタ要素への入力速度と前記フィルタ要素の低域通過
   特性との関係を調節し、前記入力速度をより高速にする
   か、または前記フィルタ要素の通過特性をより低くして
   低精度な前記光学的情報の読み取りを実現し、あるいは
   前記入力速度をより低速にするか、または前記フィルタ
   要素の通過特性をより高くして、高精度な前記光学的情
   報の読み取りを実現する精度調節手段 を備えることを特徴とする光学的情報読取装置。