JP2001175799A - 光検出装置、明暗情報コード読取装置及びその調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光センサの感度調整を自動化し、簡易な方法で
光センサのＳ／Ｎ比の改善を図るとともに、光センサの
経時劣化にも対応してキャリブレーションの自動化を実
現できる光検出装置及び明暗情報コード読取装置を提供
する。 【解決手段】発光ダイオード１２の光によってバーコー
ドを照明し、その反射光又は透過光をフォトトランジス
タ１４で受光する。フォトトランジスタ１４の出力電圧
信号はアンプ１８で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器２０を
介してマイコン２２に入力される。マイコン２２は、バ
ーコードの白部分に相当するＡ／Ｄ値、黒部分に相当す
るＡ／Ｄ値をそれぞれあらかじめ定められている基準値
と比較し、センサ出力の調整が必要であるか否かの判断
を行う。白黒判定処理に要求されるＳ／Ｎ比が得られな
いと判定した時は、マイコン２２のポートＰ1 〜Ｐ4 を
制御して抵抗回路１６の電気抵抗値を変更し、出力電圧
値を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光検出装置、明暗情
報コード読取装置及びその調整方法に係り、特にバーコ
ード読取装置などに適用される光センサ検出部の感度調
整を自動化する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】商品等に付されるバーコードを読み取る
ためのバーコード読取装置は、発光素子と受光素子とを
組み合わせた反射型又は透過型の光センサを備えている
（特開平５−２４６４１４号公報、特開平１０−６３７
６８号公報）。従来、このようなバーコード読取部の感
度調整は、光センサ出力後のアンプゲインや２値化回路
（Ａ／Ｄコンバータ）のしきい値を変化させることで対
応していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に使用される低コストの光センサは、出力のバラツキが
大きいため、光センサの感度を最適に調整する必要があ
る。従来は工場出荷時に各装置毎に感度調整ツマミ等を
調節しなけらばならず、作業負担が大きかった。また、
光センサは経時劣化によって出力特性が変わるため、再
調整が必要になる場合があるという問題がある。

【０００４】一方、特開平１０−６３７６８号公報に示
されているように、アンプゲインや２値化回路のしきい
値を自動調整する手法においても、アンプの直前で出力
信号が電源側又はグランド側に飽和した状態（サチレー
ション状態）となるケースがあり得るため、感度調整ツ
マミによる各装置毎の感度調整作業は不可欠であった。

【０００５】また、光センサを取り付ける向きや、光セ
ンサの光のスポット径にバラツキがあるため、ＤＣ的な
出力調整が行われてもＡＣ的（明暗の連続するパターン
でも出力振幅）は満足できないという問題がある。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、品質上のバラツキがある光センサを使用する場
合においても、光センサの感度調整を自動化することで
作業負担を軽減する一方、簡易な方法で光センサのＳ／
Ｎ比の改善を図り、光センサの経時劣化に対してもキャ
リブレーションの自動化によってその影響を回避できる
光検出装置、明暗情報コード読取装置及びその調整方法
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明に係る光検出装置は、受光量に応じた電気信号
を発生させる受光手段と、前記受光手段からの出力信号
を増幅する増幅手段と、前記増幅手段で得られた信号を
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ
変換手段から出力されるデジタル信号値を受入し、該デ
ジタル信号値に基づいて前記受光手段の出力信号値を変
化させる制御を行う制御手段と、前記制御手段の制御に
したがって前記受光手段の出力信号値を前記増幅手段の
前段において可変し得る出力調整手段と、を備えたこと
を特徴とする。

【０００８】本発明によれば、Ａ／Ｄ変換手段を介して
受光手段の出力信号が制御手段に入力され、制御手段に
よって受光手段の出力信号（センサ出力）が適正な検出
処理を行うに十分な状態であるか否かが判断される。信
号のＳ／Ｎ比が悪い状態にあると判定した時は、最適な
出力信号値が得られるように制御手段によって出力調整
手段を制御し、前記増幅手段の手前で受光手段の出力信
号値を変化させる。

【０００９】このように、増幅手段に入力する手前で受
光手段の出力信号値を最適化するので、Ｓ／Ｎ比を改善
することができる。また、受光手段から取り出す出力信
号値を、制御手段の制御で自動調整するので、従来必要
とされていた感度調整作業の負担を軽減できるととも
に、センサの経時劣化等にも対応できる。

【００１０】本発明の他の態様に係る光検出装置は、上
述した構成に加えて、対象物を照明する発光手段を有
し、前記受光手段は、前記対象物からの反射光又は透過
光を受光し、その受光量に応じた電気信号を発生させる
ことを特徴とする。本発明の光検出装置の一態様とし
て、前記制御手段はマイクロコンピュータで構成される
とともに、前記出力調整手段は前記マイクロコンピュー
タのポート制御によって抵抗値が可変する可変抵抗回路
から成ることを特徴とする。

【００１１】また、前記目的を達成するために、本発明
に係る明暗情報コード読取装置は、明部と暗部の組み合
わせパターンからなる明暗情報コードを照明する発光手
段と、前記明暗情報コードからの反射光又は透過光を受
光し、その受光量に応じた電気信号を発生させる受光手
段と、前記受光手段の出力信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段で得られた信号をデジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段から出力される
デジタル信号値を受入し、該デジタル信号値に基づいて
前記受光手段の出力信号値を変化させる制御を行う制御
手段と、前記制御手段の制御にしたがって前記受光手段
の出力信号値を前記増幅手段の前段において可変し得る
出力調整手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１２】明暗情報コードは、例えば、バーコード、
カルラコード、ベリコード等の種々の態様があり、明部
（例えば白色部分）と暗部（例えば黒色部分）の組み合
わせ（模様）によって定義されている情報内容を表すコ
ードである。

【００１３】本発明の明暗情報コード読取装置によれ
ば、発光手段から照射される光によってバーコード等の
明暗情報コードを照明し、その反射光又は透過光を受光
手段で受光する。受光手段は光電変換機能を有してお
り、受光手段の出力信号は明暗情報コードの明暗パター
ンに応じて変化する。出力信号は増幅手段で増幅された
後、Ａ／Ｄ変換手段を介して制御手段に入力される。制
御手段は、Ａ／Ｄ変換手段から受入した信号から明暗パ
ターンの検出動作を行うに十分な状態であるか否かを判
断する。出力信号のＳ／Ｎ比が悪い状態にあると判定し
た時は、適正な出力信号値が得られるように制御手段が
出力調整手段を制御して、前記増幅手段の手前で受光手
段の出力信号値を可変する。

【００１４】これにより、受光手段から取り出す出力信
号を自動的に適正化できる。また、明暗情報コードの読
み取り信号に基づいて自動キャリブレーションを行うの
で、読取対象物たる明暗情報コードの明暗（濃淡）のバ
ラツキに対する最適な調整が可能となる。

【００１５】また、本発明に係る他の態様の明暗情報コ
ード読取装置は、明部と暗部の組み合わせパターンから
なる明暗情報コードを照明する発光部と、前記明暗情報
コードからの反射光又は透過光を受光し、その受光量に
応じた電気信号を発生させる受光部とからなる光センサ
と、前記明暗情報コードの読み取り時に前記光センサに
よって前記明暗情報コードを走査させる手段と、前記走
査時に前記光センサを介して得られた信号のうちの前記
明暗情報コードによる明暗の振幅とノイズの振幅とを区
別するための閾値が設定される閾値設定手段と、前記走
査時に前記光センサを介して得られた信号の振幅の変化
に基づいて前記明暗情報コードを読み取る読取手段であ
って、前記閾値設定手段に設定された閾値以上の振幅の
変化のみを前記明暗情報コードとして読み取る読取手段
と、感度調整時に前記光センサを介して得られた信号の
振幅値の大きさに対応した閾値となるように前記閾値設
定手段の閾値を設定する感度調整手段と、を備えたこと
を特徴としている。

【００１６】即ち、前記明暗情報コードを読み取った時
のＡＣ的な振幅値の大きさを測定し、その振幅値に合わ
せた閾値を採用することで、光センサのスポット径のバ
ラツキ（ＡＣ的な振幅）に影響されない感度調整ができ
る。例えば、前記明暗情報コードを光センサで走査して
得られる出力振幅に対し、明暗の振幅とノイズの振幅と
を区別するための閾値が大きすぎる場合には、明暗情報
を検出することができず、閾値が小さすぎる場合には、
ノイズを明暗情報として誤検出することになるが、本発
明によれば、上記閾値の適正化を図ることができる。

【００１７】本発明に係る更に他の態様の明暗情報コー
ド読取装置は、明部と暗部の組み合わせパターンからな
る明暗情報コードを照明する発光部と、前記明暗情報コ
ードからの反射光又は透過光を受光し、その受光量に応
じた電気信号を発生させる受光部とからなる光センサ
と、前記光センサの出力信号を増幅する増幅手段と、前
記増幅手段で得られた信号をデジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換手段と、前記明暗情報コードの読み取り時に前
記光センサによって前記明暗情報コードを走査させる手
段と、前記走査時に前記Ａ／Ｄ変換手段から出力される
デジタル信号値を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に
記憶されたデジタル信号値のうちの前記明暗情報コード
による明暗の振幅とノイズの振幅とを区別するための閾
値が設定される閾値設定手段と、前記記憶手段に記憶さ
れたデジタル信号値の振幅の変化に基づいて前記明暗情
報コードを読み取る読取手段であって、前記閾値設定手
段に設定された閾値以上の振幅の変化のみを前記明暗情
報コードとして読み取る読取手段と、出力調整時に前記
光センサを前記明暗情報コードの明部と同じ明るさの位
置に移動させ、前記Ａ／Ｄ変換手段から出力されるデジ
タル信号値を受入し、該デジタル信号値に基づいて前記
受光手段の出力信号値を変化させる制御を行う第１の制
御手段と、前記第１の制御手段の制御にしたがって前記
光センサの出力信号値を前記増幅手段の前段において可
変し得る出力調整手段と、前記出力調整後の感度調整時
に前記光センサによって前記明暗情報コードを走査さ
せ、前記記憶手段に記憶されたデジタル信号値の振幅値
の大きさに対応した閾値となるように前記閾値設定手段
に閾値を設定する感度調整手段と、を備えたことを特徴
としている。

【００１８】即ち、光センサから取り出す出力信号の適
正化を図るとともに、明暗の振幅とノイズの振幅とを区
別するための閾値の適正化を図ることができる。

【００１９】前記感度調整手段は、自動調整指令を受入
すると、前記光センサによって明暗情報コードを走査さ
せ、その走査時に前記光センタを介して得られた信号の
振幅値を測定する振幅測定手段と、前記測定した振幅値
に基づいて該振幅値の大きさに対応した前記閾値を求め
る手段と、前記閾値設定手段に前記求めた閾値を設定す
る手段と、を備えたことを特徴としている。前記閾値を
求める手段は、前記閾値を求めるための計算式又はルッ
クアップテーブルを有することを特徴としている。ま
た、前記計算式又はルックアップテーブルは、前記測定
した振幅値が所定の値以下のときには一定値となり、前
記所定の値を越えると、該測定した振幅値に比例して連
続的に又は段階的に大きくなる閾値を求めるものであ
る。

【００２０】本発明の他の態様は、明部と暗部の組み合
わせパターンからなる明暗情報コードと光センサとを相
対的に移動させ、該光センサを介して得られる電気信号
に基づいて前記明暗情報コードを読み取る明暗情報コー
ド読取方法であって、予め閾値設定手段に設定された閾
値に基づいて前記明暗情報コードによる明暗の振幅とノ
イズの振幅とを区別するようにした明暗情報コード読取
装置の調整方法において、感度調整時に調整用の明暗情
報コードが付された対象物と前記光センタとを相対的に
移動させ、前記明暗情報コードに対応した正弦波状の電
気信号を得る工程と、前記正弦波状の電気信号の振幅値
を測定する工程と、前記測定した振幅値に基づいて前記
明暗情報コードによる明暗の振幅とノイズの振幅とを区
別するための閾値を、計算式又はルックアップテーブル
から求める工程と、前記求めた閾値を前記閾値設定手段
に設定する工程と、を備えたことを特徴としている。

【００２１】また、本発明の更に他の態様の明暗情報コ
ード読取装置の調整方法は、前記感度調整前の出力調整
時に、前記光センサを前記明暗情報コードの明部と同じ
明るさの位置に移動させ、前記明部に対応した出力信号
値を得る工程と、前記出力信号値が基準の範囲内になる
ように前記光センサの出力信号値を調整する工程と、を
含むことを特徴としている。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る光検出装置、明暗情報コード読取装置及びその調整方
法の好ましい実施の形態について説明する。

【００２３】図１には本発明の第１の実施の形態に係る
バーコード読取装置の構成が示されている。同図に示す
ように、このバーコード読取装置１０は、発光部に相当
する発光ダイオード１２と、受光部に相当するフォトト
ランジスタ１４と、前記フォトトランジスタ１４の出力
電圧を可変する抵抗回路１６と、前記フォトトランジス
タ１４の出力電圧を増幅するアンプ１８と、前記アンプ
１８の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
２０と、前記抵抗回路１６の抵抗値を制御する制御手段
に相当するマイクロコンピュータ（以下、マイコンと略
記する。）２２とから構成される。

【００２４】発光ダイオード１２は電源端子２４から電
力が供給されることにより発光し、その光によって図示
せぬバーコードを照明する。バーコードは明部に相当す
る白色部と暗部に相当する黒色部の組み合わせによっ
て、ある定義された情報内容を表している。なお、明部
と暗部を分ける色の組み合わせは白と黒に限定するもの
ではなく、白と青、白と茶、赤と黒、という具合に、明
部の検出信号と暗部の検出信号を区別できるものであれ
ば、その色の組み合わせは多様な態様が可能である。

【００２５】バーコードからの反射光、又はバーコード
を透過した光（透過光）はフォトトランジスタ１４によ
って受光され、フォトトランジスタ１４において受光量
に応じた電気信号に変換される。すなわち、フォトトラ
ンジスタ１４には受光量に応じた電流値の電流が流れ
る。

【００２６】フォトトランジスタ１４のエミッタ端子と
グランド（ＧＮＤ）の間には、抵抗Ｒ0 が接続されてお
り、この抵抗Ｒ0 と抵抗回路１６の抵抗値の組み合わせ
からなる電気抵抗によってフォトトランジスタ１４の出
力電流が電圧信号に変換される。

【００２７】抵抗回路１６は、抵抗Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、
Ｒ4 を含み、各抵抗Ｒ1 〜Ｒ4 はそれぞれフォトトラン
ジスタ１４のエミッタ端子とマイコン２２のポートＰ1
、Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4 の間に接続されている。マイコン
２２は各ポートＰ1 〜Ｐ4 をＬｏｗ（クローズ）又はオ
ープンの何れかの状態に選択的に制御することができ、
マイコン２２のポート制御に従って前記抵抗Ｒ0 と並列
接続される抵抗Ｒ１〜Ｒ4 の組み合わせが変更される。
このように、本例のバーコード読取装置１０は、マイコ
ン２２のポート制御によって、エミッタ−グランド間の
電気抵抗値を可変し、フォトトランジスタ１４の出力電
圧値（すなわち、アンプ１８入力直前の電圧値）を変化
させる。マイコン２２によるポート制御方法は後述す
る。

【００２８】フォトトランジスタ１４の出力電圧信号は
アンプ１８に入力され、該アンプ１８によって増幅され
る。アンプ１８から出力された信号はＡ／Ｄ変換器２０
に加えられ、該Ａ／Ｄ変換器２０よってデジタル信号に
変換される。Ａ／Ｄ変換器２０から出力されるデジタル
信号は、フォトトランジスタ１４の出力電圧値を反映す
るデジタルデータとなっており、このデジタルデータ
（Ａ／Ｄ値）はマイコン２２に入力される。

【００２９】マイコン２２は、Ａ／Ｄ変換器２０から受
入するデジタルデータに基づいて、前記抵抗回路１６の
抵抗値を制御するポート制御手段として機能するととも
に、読み取ったバーコードの明暗判別処理やバーコード
が示す情報内容を判読する処理を行う信号処理部として
機能する。

【００３０】図２は本例のバーコード読取装置１０にお
ける自動感度調整の手順を示すフローチャートである。
本装置の初期状態において、前記抵抗回路１６に使用さ
れるマイコン２２のポートＰ1 〜Ｐ4 は全てオープン状
態に設定されるものとする。このとき、ポートＰ1 〜Ｐ
4 の制御状態を示す状態番号Ｎは、初期値としてＮ＝０
に設定される（ステップＳ２１０）。

【００３１】かかる初期状態のもとで、バーコードの読
み取りを実行する（ステップＳ２１２）。すなわち、発
光ダイオード１２から発せられた光はバーコードラベル
に照射される。バーコードの白色部分（明部）と黒色部
分（暗部）とでは光の反射率が異なるので、フォトトラ
ンジスタ１４のエミッタ端子にはバーコードの白黒パタ
ーンに対応して変動する電圧信号が出力される。

【００３２】この出力電圧信号はアンプ１８によって増
幅され、Ａ／Ｄ変換器２０を介してマイコン２２に入力
される。マイコン２２はＡ／Ｄ変換器２０から出力され
るデジタルデータ（Ａ／Ｄ値）を読み込む（ステップＳ
２１４）。そして、マイコン２２は、バーコードの白部
分に相当するＡ／Ｄ値、黒部分に相当するＡ／Ｄ値をそ
れぞれあらかじめ定められている基準値と比較し（ステ
ップＳ２１６）、出力感度の調整が必要であるか否かの
判断を行う（ステップＳ２１８）。

【００３３】前記基準値は、フォトトランジスタ１４か
らの出力信号（以下、センサ出力という）が白黒判定処
理に適当なＳ／Ｎ比であるか否か、若しくは、出力信号
が飽和しているか否か（いわゆるサチレーションを起こ
している状態にあるか否か）を判断し得るように設定さ
れている。

【００３４】ステップＳ２１８の判定工程において、セ
ンサ出力の調整が必要であると判定した時は、マイコン
２２のポートのＮ＋１番目の出力をＬｏｗとする（ステ
ップＳ２２０）。これによりフォトトランジスタ１４の
エミッタとグランドとの間に接続される電気抵抗値が変
更され、フォトトランジスタ１４の出力電圧値が変化す
る。また、ポートのＮ＋１番目の出力をＬｏｗにした際
に、制御番号Ｎを＋１だけカウントアップする（ステッ
プＳ２２２）。その後、処理はステップＳ２１２に戻
る。

【００３５】こうして、良好なＳ／Ｎ比のセンサ出力が
得られる状態まで、ポート制御が自動的に行われる。ス
テップＳ２１８でセンサ出力の調整が必要ないと判定し
た時は、ステップＳ２２４に進んで処理を終了する。

【００３６】通常、このような感度調整は製品の工場出
荷時に行われ、一旦調整を行った後は、使用の都度キャ
リブレーションを行う必要はない。しかし、本例のバー
コード読取装置１０はバーコードのパリティエラー（白
黒の判定エラー）や、白黒の総数チェックなどで異常が
検出された場合には図２で説明した自動感度調整の処理
が実施される。このように、本例のバーコード読取装置
１０は、検出エラー時に自動キャリブレーションを行う
ので、読取対象物（バーコード）のバラツキに対する最
適な調整が可能である。

【００３７】図１に示した第１の実施の形態では、４つ
の抵抗Ｒ1 〜Ｒ4 、とマイコンポートＰ1 〜Ｐ４によっ
て抵抗回路１６を形成しているが、抵抗回路の構成形態
はこれに限定するものではなく、抵抗の個数や使用する
ポートの数などは設計変更が可能である。

【００３８】また、本実施の形態の変形例として、抵抗
Ｒ0 をマイコン２２によって外部コントロール可能な可
変抵抗値で構成してもよい。かかる態様によれば、図１
に示した抵抗回路１６の部分を省略することができる。

【００３９】図３は、本発明の第２の実施の形態に係る
バーコード読取装置のブロック回路図である。図３中図
１で説明した第１の実施の形態と共通又は類似する部分
には同一の符号を付し、説明は省略する。図１で説明し
た例ではフォトトランジスタ１４のエミッタ端子からセ
ンサ出力を得ているが、図３に示す第２の実施の形態
は、フォトトランジスタ１４のコレクタ端子からセンサ
出力を得ており、マイコン２２の各ポートＰ1 〜Ｐ4 が
Ｈｉまたはオープンの２状態から選択される点で図１の
例と異なる。

【００４０】抵抗回路１６の形態の任意性を考慮して、
図３の抵抗回路１６と置換可能な部分をブロック化して
図示すると、図４に示すようになる。同図において、抵
抗回路ブロック２６は、マイコン２２の制御によって抵
抗値が可変する構造を有するものである。マイコン２２
は、Ａ／Ｄ変換器２０を介して受入したＡ／Ｄ値からキ
ャリブレーションが必要と判断した場合に、抵抗回路ブ
ロック２６の抵抗値を制御して、フォトトランジスタ１
４の出力電圧値を最適なレベルに変化させる。

【００４１】図５は本発明の第３の実施の形態に係るバ
ーコード読取装置のブロック回路図である。図５中図１
で説明した第１の実施の形態と共通又は類似する部分に
は同一の符号を付し、説明は省略する。図５に示す回路
構成によれば、フォトダイオード１４の出力電流を、カ
レントミラー回路３０に流す電流量と比較させ、その結
果をアンプ（バッファ）１８経由でＡ／Ｄ変換器２０に
返すように構成されている。

【００４２】カレントミラー回路３０のバイアス電流
は、マイコン２２のポートＰ1 〜Ｐ4を使用したＲ−２
Ｒ回路３２によって細かく設定することが可能である。
なお、マイコン２２自体にＤ／Ａ変換器を有していれ
ば、Ｒ−２Ｒ回路３２に代えて、マイコン２２内蔵のＤ
／Ａ変換器を使用することにより、カレントミラー回路
３０に流すバイアス電流を制御する構成も可能である。

【００４３】上述の各実施の形態で説明したフォトトラ
ンジスタ１４の出力調整に加えて、アンプ１８の利得や
Ａ／Ｄ変換器２０における入力信号の振幅範囲を規定す
るＶ _Top 及びＶ_Bottomの値もマイコン２２の制御によっ
て最適な値に変化させてもよい。例えば、８ビットのＡ
／Ｄ変換器を用いる場合、Ｖ_Top からＶ_Bottomまでの範
囲を２５６の分解能でＡ／Ｄ変換することになるので、
小さい振幅の信号をＡ／Ｄ変換器２０に入力する時は、
その振幅に合わせてＶ_Top 及びＶ_Bottomを調整するのが
よい。

【００４４】図１乃至図５で説明したバーコード読取装
置１０は、様々な用途があるが、例えば、サーモオート
クローム（ＴＡ）方式のプリンタに適用される。ＴＡプ
リンタに使用されるプリントペーパーは、支持体の上に
シアン、マゼンタ、イエローの３層発色層が形成され、
最上層に耐熱保護層が形成されて成る。各発色層は発色
の感度にバラツキがあるため、当該用紙の各色の感度が
所定の基準感度からどの程度ずれているかというランク
付けがなされている。

【００４５】かかる感度情報は、図６に示すようにプリ
ントペーパー４０の収容体（カートリッジ）４２上にバ
ーコード４４として付されている。

【００４６】このバーコード４４は、図６に示すように
白地のバーコードラベル４５上に、黒色の５本の同期用
マーカー４６とデータ用マーカー４７とが印刷されてい
る。同期用マーカー４６とデータ用マーカー４７とは、
互いに平行に設けられるとともに、マーカー幅の２分の
１の長さだけ互いに位相がずれて設けられている。

【００４７】図７に示すように同期用マーカー４６の白
黒の変化点（マーカーエッジ）に同期してデータ用マー
カー４７が読み込まれる。尚、同期用マーカー４６は、
前述したように５本あるため、１０個のマーカーエッジ
を有しており、従って、データ用マーカー４７は１０ビ
ットによって構成されている。

【００４８】１０ビットの内訳は、１ビットがパリティ
ーチェック用であり、２ビットがプリントペーパーの種
類（ノーマル、２分割、４分割、１６分割のプリントペ
ーパー）を示し、残りの７ビットが３層発色層の感度の
ランクを示す感度情報を示す。この感度情報は、各発色
層ごとに５段階にランク付けされており、７ビット（１
２８）＞５×５×５＝１２５で表現されている。

【００４９】また、図７に示すように、上記同期用マー
カー４６を検出する第１の光センサ５０と、データ用マ
ーカー４７を検出する第２の光センサ５２とは並設さ
れ、同期用マーカー４６及びデータ用マーカー４７が形
成されている長手方向（矢印方向）に一定の速度で移動
し、それぞれ同期用マーカー４６及びデータ用マーカー
４７からの入射光量に応じてアナログ信号を出力する。

【００５０】図示しないセンサ駆動部は、マイコン２２
からの速度制御指令により第１の光センサ５０及び第２
の光センサ５２を、同期用マーカー４６及びデータ用マ
ーカー４７上を所定の速度で移動させる。尚、この実施
の形態では、センサ側を移動させるようにしたが、マー
カー側（バーコード側）を移動させるようにしてもよ
い。

【００５１】同期用マーカー４６を検出する第１の光セ
ンサ５０は、図７（Ｃ）に示すように同期用マーカー４
６（図７（Ａ））に応じたアナログ信号を出力し、同様
にデータ用マーカー４７を検出する第２の光センサ５２
は、図７（Ｄ）に示すようにデータ用マーカー４７（図
７（Ｂ））に応じたアナログ信号を出力する。

【００５２】尚、第１の光センサ５０及び第２の光セン
サ５２は、それぞれ図１等に示したように発光部に相当
する発光ダイオードと、受光部に相当するフォトトラン
ジスタとから構成されている。また、第１の光センサ５
０及び第２の光センサ５２としては、コピー機などでコ
ピー用紙の有無を検知する程度の安価なものが使用され
ており、また、発光光量、受光光量、及びセンサ取付向
きのバラツキによって第１の光センサ５０及び第２の光
センサ５２のアナログ出力にはバラツキがあり、更にバ
ーコード４４の光沢むら、印刷むらなどがノイズとして
アナログ出力に含まれている。

【００５３】上記第１の光センサ５０及び第２の光セン
サ５２から出力されるアナログ信号は、それぞれＡ／Ｄ
変換器に加えられ、ここでデジタル信号に変換される。
このデジタル信号（Ａ／Ｄ値）はマイコンに入力され、
同期用マーカー及びデータ用マーカーのデータとしてデ
ータバッファに一時記憶される。

【００５４】マイコンは、所定の読取アルゴリズムに従
ってデータバッファに記憶された同期用マーカーのデー
タから同期用マーカーの変化点（マーカーエッジ）を検
知したり、同期用マーカーのマーカーエッジに同期して
データ用マーカーのデータが、ハイレベル（Ｈレベル）
かローレベル（Ｌレベル）かの判断などを行う。

【００５５】さて、上記読取アルゴリズム中には、同期
用マーカーやデータ用マーカーのデータから、マーカー
に対応した正弦波を検知するアルゴリズムがある。即
ち、同期用マーカーやデータ用マーカーのデータから山
（極大値）、谷（極小値）を検知し、その検知した振幅
がノイズ除去用の閾値以上の場合にマーカーに対応した
正弦波と判断し、閾値以下の場合にはノイズとして判断
する。

【００５６】ところで、上記閾値を大きく設定しすぎる
と、マーカーに対応した正弦波を検出することができ
ず、一方、閾値を小さく設定しすぎると、ノイズを検出
するという問題がある。

【００５７】次に、上記閾値を最適値に調整するバーコ
ード読取装置の調整方法について説明する。

【００５８】バーコード読取装置を備えたＴＡプリンタ
の工場出荷前の調整時に、図８に示すようにＴＡプリン
タに自動調整用コマンドを送り、自動調整を開始させる
（ステップＳ３００）。

【００５９】自動調整用コマンドを受入すると、ＴＡプ
リンタは第１の光センサ５０及び第２の光センサ５２を
バーコードの白部分に移動させる（ステップＳ３０
２）。尚、この自動調整時には、５本の同期用マーカー
と、５本のデータ用マーカーとが印刷されたテスト用バ
ーコードを使用する。また、テスト用バーコードは、明
暗のコントラストが通常のプリントペーパー４０のカー
トリッジ４２上に貼付されるバーコード４４よりも大き
く、かつ光沢むらや印刷むらのないものが使用される。

【００６０】続いて、第１の光センサ５０及び第２の光
センサ５２を介してそれぞれ得られる白部分のＡ／Ｄ値
を、ある決められた基準値と比較する（ステップＳ３０
４）。この比較結果に基づき感度調整が必要か否かを判
別する（ステップＳ３０６）。感度調整が必要な場合に
は、ステップＳ３０８で調整処理を行い、ステップＳ３
０４に戻る。これにより、光センサのＤＣ的な出力調整
が行われる。尚、ステップＳ３０８での感度調整は、図
２で説明したポート制御によって行うことができる。ま
た、第１の光センサ５０及び第２の光センサ５２の感度
調整は個別に行われる。

【００６１】次に、第１の光センサ５０及び第２の光セ
ンサ５２を移動させ、前記テスト用バーコードを読み取
り、それぞれテスト用バーコードの同期用マーカー及び
データ用マーカーのデータをデータバッファに一時記憶
させる（ステップＳ３１０）。

【００６２】上記データバッファに記憶された同期用マ
ーカーのデータに基づき第１の光センサ５０のＡＣ的振
幅値を測定し、同様にデータ用マーカーのデータに基づ
き第２の光センサ５２のＡＣ的振幅値を測定する（ステ
ップＳ３１２）。続いて、ステップＳ３１２で測定した
ＡＣ的振幅値に合わせたノイズ除去用の閾値を求める
（ステップＳ３１４）。

【００６３】このノイズ除去用の閾値は以下のようにし
て求める。

【００６４】ＴＡプリンタは、図９のグラフに示すよう
な計算式を有しており、この計算式にステップＳ３１２
で測定した振幅値を代入することにより、ノイズ除去用
の閾値を求める。即ち、測定した振幅値をＡとすると、
閾値Ｄは、次式、

【００６５】

【数１】Ｄ＝Ｄ₀ （Ａ≦Ａ₀ ） Ｄ＝｛（Ｄ₁ −Ｄ₀ ）／（Ａ₁ −Ａ₂ ）｝Ａ＋（Ｄ₀ Ａ
₁ −Ｄ₁ Ａ₀ ）／（Ａ₁ −Ａ₀ ） （Ａ₀ ＜Ａ＜Ａ₁ ） Ｄ＝Ｄ₂ （Ａ₁ ≦Ａ） によって算出される。尚、Ａ₀ 、Ａ₁ 、Ｄ₀ 、Ｄ₁ は、
多くの光センサを使用したバーコードの読み取り試験を
通じて最適値に設定されている。また、この実施の形態
では、振幅値ＡがＡ₁ 以上の場合には、閾値ＤをＤ₁ に
固定したが、これに限らず、図９のグラフの一点鎖線で
示すように振幅値Ａに比例した値にしてもよい。また、
閾値Ｄは、振幅値ＡがＡ₀ ＜Ａ＜Ａ₁ の範囲では振幅値
Ａに比例して連続的に大きくなる値をとっているが、段
階的に大きくなる値をとるようにしてもよい。更に、こ
の実施の形態では、数１に示した計算式から閾値Ｄを算
出するようにしたが、これに限らず、図９のグラフに対
応するルックアップテーブルを準備しておき、このルッ
クアップテーブルから振幅値Ａに応じて閾値Ｄを読み出
すようにしてもよい。

【００６６】上記のようにして求めた閾値Ｄは、ＴＡプ
リンタ内の不揮発性の内部メモリに書き込み、自動調整
を終了する（ステップＳ３１６）。

【００６７】内部メモリに書き込んだ閾値Ｄは、前述し
たようにマーカーに対応した正弦波とノイズとを判別す
る際に使用される。例えば、第２の光センサ５２に対し
て求めた閾値Ｄが、図７（Ｄ）の矢印で示す大きさの値
の場合、波形ａ，ｂの振幅は閾値Ｄよりも大きいため、
データ用マーカーに対応した正弦波として判別され、波
形ｃの振幅は閾値Ｄよりも小さいため、ノイズとして判
別される。また、第１の光センサ５０に対して求めた閾
値は、５本の同期用マーカーに対応した５つの正弦波の
検出に使用される。尚、５つの正弦波が検出されない場
合には異常と判断し、プリントペーパーの種類はノーマ
ルとし、プリントペーパーの３層発色層の感度のランク
はセンター値にする。

【００６８】ＴＡプリンタは、図８のフローチャートに
示した処理を行うプログラムを有しており、自動調整用
コマンドを受入すると、ＴＡプリンタ自身がそのプログ
ラムを実行して自動調整を行う。

【００６９】尚、この実施の形態では、製品の工場出荷
前に調整を行うようにしたが、ＴＡプリンタ自身が自動
調整機能を有するため、アフターサービス時に現場で調
整を行うことができる。これによれば、光センサが経時
変化した場合に対応することができる。

【００７０】上述の説明においては、本発明をバーコー
ド読取装置に適用した例を述べたが、本発明はバーコー
ド読取装置に限らず、光信号を電気信号に変換して検出
する光センサに広く適用することができる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、受
光手段の出力を反映する信号をＡ／Ｄ変換して制御手段
に入力し、その信号に基づいてキャリブレーションの必
要性を判定し、必要な場合には、制御手段によって出力
調整手段を制御し、前記増幅手段の手前で受光手段の出
力信号値を変化させるようにしたので、感度調整を自動
化することができる。

【００７２】また、検出エラーが発生した時に、自動的
にキャリブレーションの処理を実行するように構成する
ことで、バーコードなどの読取対象物のバラツキに対す
る最適な調整が可能である。

【００７３】さらに、本発明によれば、明暗情報コード
を読み取った時のＡＣ的な振幅値の大きさを測定し、そ
の振幅値に合わせたノイズ除去用の閾値を採用すること
で、明暗の振幅とノイズの振幅とを区別するための閾値
の適正化を図ることができ、光センサのスポット径のバ
ラツキ（ＡＣ的な振幅）に影響されない感度調整ができ
る。

【００７４】さらにまた、本発明によれば、上述した自
動感度調整を実現したことによって、センサ出力の経時
変化があっても、キャリブレーションによる再調整が容
易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るバーコード読
取装置の構成を示すブロック回路図

【図２】図１に示したバーコード読取装置の自動感度調
整処理の手順を示すフローチャート

【図３】本発明の第２の実施の形態に係るバーコード読
取装置の構成を示すブロック回路図

【図４】図３に示した第２の実施の形態の変形例を示す
ブロック回路図

【図５】本発明の第３の実施の形態に係るバーコード読
取装置の構成を示すブロック回路図

【図６】バーコードが付されたプリントペーパーのカー
トリッジの平面図

【図７】同期用マーカー、データ用マーカーと、これら
のマーカーをそれぞれ検出する光センサのアナログ出力
との関係を示す図

【図８】バーコード読取装置における調整手順を示すフ
ローチャート

【図９】ノイズ除去用の閾値の求め方を説明するために
用いたグラフ

【符号の説明】

１０…バーコード読取装置、１２…発光ダイオード（発
光手段）、１４…フォトトランジスタ（受光手段）、１
６…抵抗回路（出力調整手段）、１８…アンプ（増幅手
段）、２０…Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ変換手段）、２２…
マイコン（制御手段）、４０…プリントペーパー、４２
…収容体（カートリッジ）、４４…バーコード、４６…
同期用マーカー、４７…データ用マーカー、５０…第１
の光センサ、５２…第２の光センサ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受光量に応じた電気信号を発生させる受
   光手段と、 前記受光手段からの出力信号を増幅する増幅手段と、 前記増幅手段で得られた信号をデジタル信号に変換する
   Ａ／Ｄ変換手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段から出力されるデジタル信号値を受
   入し、該デジタル信号値に基づいて前記受光手段の出力
   信号値を変化させる制御を行う制御手段と、 前記制御手段の制御にしたがって前記受光手段の出力信
   号値を前記増幅手段の前段において可変し得る出力調整
   手段と、 を備えたことを特徴とする光検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１の光検出装置において、該装置
   は、対象物を照明する発光手段を有し、前記受光手段
   は、前記対象物からの反射光又は透過光を受光し、その
   受光量に応じた電気信号を発生させることを特徴とする
   光検出装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段はマイクロコンピュータで
   構成されるとともに、前記出力調整手段は前記マイクロ
   コンピュータのポート制御によって電気抵抗値が可変す
   る抵抗回路から成ることを特徴とする請求項１又は２の
   光検出装置。
4. 【請求項４】 明部と暗部の組み合わせパターンからな
   る明暗情報コードを照明する発光手段と、 前記明暗情報コードからの反射光又は透過光を受光し、
   その受光量に応じた電気信号を発生させる受光手段と、 前記受光手段の出力信号を増幅する増幅手段と、 前記増幅手段で得られた信号をデジタル信号に変換する
   Ａ／Ｄ変換手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段から出力されるデジタル信号値を受
   入し、該デジタル信号値に基づいて前記受光手段の出力
   信号値を変化させる制御を行う制御手段と、 前記制御手段の制御にしたがって前記受光手段の出力信
   号値を前記増幅手段の前段において可変し得る出力調整
   手段と、 を備えたことを特徴とする明暗情報コード読取装置。
5. 【請求項５】 明部と暗部の組み合わせパターンからな
   る明暗情報コードを照明する発光部と、前記明暗情報コ
   ードからの反射光又は透過光を受光し、その受光量に応
   じた電気信号を発生させる受光部とからなる光センサ
   と、 前記明暗情報コードの読み取り時に前記光センサによっ
   て前記明暗情報コードを走査させる手段と、 前記走査時に前記光センサを介して得られた信号のうち
   の前記明暗情報コードによる明暗の振幅とノイズの振幅
   とを区別するための閾値が設定される閾値設定手段と、 前記走査時に前記光センサを介して得られた信号の振幅
   の変化に基づいて前記明暗情報コードを読み取る読取手
   段であって、前記閾値設定手段に設定された閾値以上の
   振幅の変化のみを前記明暗情報コードとして読み取る読
   取手段と、 感度調整時に前記光センサを介して得られた信号の振幅
   値の大きさに対応した閾値となるように前記閾値設定手
   段の閾値を設定する感度調整手段と、 を備えたことを特徴とする明暗情報コード読取装置。
6. 【請求項６】 明部と暗部の組み合わせパターンからな
   る明暗情報コードを照明する発光部と、前記明暗情報コ
   ードからの反射光又は透過光を受光し、その受光量に応
   じた電気信号を発生させる受光部とからなる光センサ
   と、 前記光センサの出力信号を増幅する増幅手段と、 前記増幅手段で得られた信号をデジタル信号に変換する
   Ａ／Ｄ変換手段と、 前記明暗情報コードの読み取り時に前記光センサによっ
   て前記明暗情報コードを走査させる手段と、 前記走査時に前記Ａ／Ｄ変換手段から出力されるデジタ
   ル信号値を記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶されたデジタル信号値のうちの前記
   明暗情報コードによる明暗の振幅とノイズの振幅とを区
   別するための閾値が設定される閾値設定手段と、 前記記憶手段に記憶されたデジタル信号値の振幅の変化
   に基づいて前記明暗情報コードを読み取る読取手段であ
   って、前記閾値設定手段に設定された閾値以上の振幅の
   変化のみを前記明暗情報コードとして読み取る読取手段
   と、 出力調整時に前記光センサを前記明暗情報コードの明部
   と同じ明るさの位置に移動させ、前記Ａ／Ｄ変換手段か
   ら出力されるデジタル信号値を受入し、該デジタル信号
   値に基づいて前記受光手段の出力信号値を変化させる制
   御を行う第１の制御手段と、 前記第１の制御手段の制御にしたがって前記光センサの
   出力信号値を前記増幅手段の前段において可変し得る出
   力調整手段と、 前記出力調整後の感度調整時に前記光センサによって前
   記明暗情報コードを走査させ、前記記憶手段に記憶され
   たデジタル信号値の振幅値の大きさに対応した閾値とな
   るように前記閾値設定手段に閾値を設定する感度調整手
   段と、 を備えたことを特徴とする明暗情報コード読取装置。
7. 【請求項７】 前記感度調整手段は、自動調整指令を受
   入すると、前記光センサによって明暗情報コードを走査
   させ、その走査時に前記光センタを介して得られた信号
   の振幅値を測定する振幅測定手段と、前記測定した振幅
   値に基づいて該振幅値の大きさに対応した前記閾値を求
   める手段と、前記閾値設定手段に前記求めた閾値を設定
   する手段と、を備えたことを特徴とする請求項５又は６
   の明暗情報コード読取装置。
8. 【請求項８】 前記閾値を求める手段は、前記閾値を求
   めるための計算式又はルックアップテーブルを有するこ
   とを特徴とする請求項７の明暗情報コード読取装置。
9. 【請求項９】 前記計算式又はルックアップテーブル
   は、前記測定した振幅値が所定の値以下のときには一定
   値となり、前記所定の値を越えると、該測定した振幅値
   に比例して連続的に又は段階的に大きくなる閾値を求め
   るものである請求項８の明暗情報コード読取装置。
10. 【請求項１０】 明部と暗部の組み合わせパターンから
    なる明暗情報コードと光センサとを相対的に移動させ、
    該光センサを介して得られる電気信号に基づいて前記明
    暗情報コードを読み取る明暗情報コード読取方法であっ
    て、予め閾値設定手段に設定された閾値に基づいて前記
    明暗情報コードによる明暗の振幅とノイズの振幅とを区
    別するようにした明暗情報コード読取装置の調整方法に
    おいて、 感度調整時に調整用の明暗情報コードが付された対象物
    と前記光センタとを相対的に移動させ、前記明暗情報コ
    ードに対応した正弦波状の電気信号を得る工程と、 前記正弦波状の電気信号の振幅値を測定する工程と、 前記測定した振幅値に基づいて前記明暗情報コードによ
    る明暗の振幅とノイズの振幅とを区別するための閾値
    を、計算式又はルックアップテーブルから求める工程
    と、 前記求めた閾値を前記閾値設定手段に設定する工程と、 を備えたことを特徴とする明暗情報コード読取装置の調
    整方法。
11. 【請求項１１】 前記計算式又はルックアップテーブル
    は、前記測定した振幅値が所定の値以下のときには一定
    値となり、前記所定の値を越えると、該測定した振幅値
    に比例して連続的に又は段階的に大きくなる閾値を求め
    るものである請求項１０の明暗情報コード読取装置の調
    整方法。
12. 【請求項１２】 前記感度調整前の出力調整時に、前記
    光センサを前記明暗情報コードの明部と同じ明るさの位
    置に移動させ、前記明部に対応した出力信号値を得る工
    程と、 前記出力信号値が基準の範囲内になるように前記光セン
    サの出力信号値を調整する工程と、 を含むことを特徴とする明暗情報コード読取装置の調整
    方法。