JP2729449B2 - 光学情報読取装置 - Google Patents
光学情報読取装置Info
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Description
取装置、特にバーコード等が印刷されたラベル等を読取
るときに、外乱光に影響され難い光学的情報読取装置に
関する。
媒体に記録されたバーコード、文字等の光学的情報を読
取るものである。在り来たりの光学的情報読取装置にお
いては、例えば、バーコード情報を含む反射光をCCD
(電荷結合素子)にて電気信号に変換し、この電気信号
をリニア増幅器で増幅し、適切な出力レベルに設定して
いる。このような光学的情報読取装置においては、リニ
ア増幅器のダイナミックレンジが自ら限られているた
め、外乱光が強い時には、リニア増幅器の出力信号が真
っ先に飽和し、バーコード情報の読取りが不可能になっ
て仕舞うことがある。例えば、リニア増幅器に5ボルト
の電源が使用され、500ルクスの照度に対応して4ボ
ルトの出力が得られる様に調整されている場合には、6
00ルクス強(500÷4×5=625ルクス)の照度
になれば飽和して仕舞うのである。しかしながら、ここ
において注意されるべきことは、CCDの出力自体は未
だ飽和せず、従って有用なバーコード情報を含んでいる
ということである。そこで、強い外乱光のある環境条件
下であっても、バーコードの読取りを可能にするため
に、電気回路中の増幅部が飽和しないようAGC等のル
ープ制御を導入したものか賞用されている。AGC等の
ループ制御を導入した場合には、負帰還ループにおい
て、増幅器の出力信号がダイオードによって検波され、
CR回路によって平滑化及びピーク値化され、AGC回
路によって振幅を調節されてなる直流信号が増幅器の増
幅度を抑制するので、増幅器の出力信号の飽和は一応回
避されている。
ループ制御形式で制御するという従来の方法を以ってし
ては、過度的瞬時的な外乱光の変化(例えば、室内照明
装置の点滅、窓の開閉、人影等による室内照明光の遮断
等)があった時、この変化に即応して増幅器の増幅度を
制御する事は出来ない。この種の従来装置では通常時定
数が一定値に固定化されており、その値は、振幅及び周
波数の予想しうる変化率に追従するのに最適な値となっ
ている。そのため、過度的瞬時的な外乱光の変化があっ
た時には、かかる変化に即応・追随すべき瞬時の制御が
不可能であり、従ってバーコード情報の正確な解読がで
きなくなるという欠点があった。
的な欠点を枚挙すれば、凡そ以下の通りである。 (イ)CR回路に時定数があるため、大振幅信号の直後
の小振幅信号(例えば図4左半部記載の、大振幅信号の
直後の小振幅信号)は、圧縮によって、消去される。 (ロ)CR回路の時定数は、通過する信号の振幅及び周
波数の予想しうる変化率に対して固定化されているた
め、制御する迄の応答時間内の情報が失われ、正確な情
報解読が不可能である。 (ハ)限られた帯域内での制御方式には適しているが、
広帯域及び過渡的な外乱に対する瞬時の制御には不向き
である。
の欠点を解消し、広ダイナミックレンジン特性を確保し
つつ、しかも即時の広ダイナミックレンジ特性を達成
し、過度的瞬時的な外乱光の変化に対して即応し得る瞬
時の制御を可能にし、よって以って光学的情報の正確な
読み取りを可能にした光学的情報読取装置を提供するこ
とにある。
めに、本発明に係る光学的情報読取装置は、被読取部材
照射手段(2)と、結像光学系(4)と、光センサ
(5)と、演算回路部(6)とを含有する光学的情報読
取装置において、上記演算回路部(6)には、対数増幅
器(6A)と、スライス信号発生回路(6E)と、比較
回路(6D)とを含有せしめ、対数増幅器(6A)は、
常時広ダイナミックレンジ特性を有し、しかも瞬時に広
ダイナミックレンジ特性を達成し得るように構成したも
のである。
像光学系(4)を経て、光センサ(5)に至って、アナ
ログ電気信号に変換され、演算回路部(6)に入り、対
数増幅器(6A)で圧縮増幅される。アナログ信号はこ
こで二分され、一方は比較回路(6D)の一の入力端子
に印加される。他方はスライス信号発生回路(6E)を
経てスライス信号に変換された後、比較回路(6D)の
他の入力端子に入る。比較回路(6D)は、アナログ信
号の方が大きければ論理高出力を発生し、小さければ論
理低信号を出力する。上述の対数増幅器(6A)は、制
御応答速度が早く、振幅が過渡的瞬時的に大きく変化し
た入力信号についてもその圧縮増幅が可能である。また
積分定数が介入しないので広帯域特性を呈する。
に説明する。図1は、この出願の発明をバーコードリー
ダに適用した場合の第一の実施例の全体構成図であり、
図2は、同実施例の光学的な光路図である。図1及び2
において1は筺体、2は複数個の光源、3はミラー、4
は結像光学系、5はラインイメージセンサ(一次元受光
素子)、6は演算回路部である。複数個の光源2は、線
状に配列され、筺体1の内部に配設されている。複数個
の光源2はバーコードラベルLに対して照射光を照射す
る。照射光はバーコードラベルLによって反射され、反
射光と成る。反射光の一部はミラー3によって反射さ
れ、反射方向を変える。ミラー3の反射方向には、結像
光学系4が配設されている。結像光学系4の後段には、
ラインイメージセンサ(一次元受光素子)5が配設され
ている。ラインイメージセンサ(一次元受光素子)は、
CCD(charge coupled devic
e)から構成されている。一次元受光素子5の出力端子
には、演算回路部6が接続されている。演算回路部6に
は、応答時間が早く、かつ瞬時に広ダイナミックレンジ
特性を達成し得る対数増幅器を使用している。
徴は、凡そ以下の通りである。 (a)ループ回路を使用していないので、制御応答速度
が早い。 (b)信号の圧縮増幅が可能である。 (C)積分定数が介入しないので広帯域である。
示すブロック図である。図3において、6A1は第一対
数増幅器、6A2は第二対数増幅器、6Bはローパスフ
ィルタ、6Cはリニアアンプ、6Dは比較回路、6Eは
スライス信号発生回路である。(場合によっては、上記
の2個の対数増幅器を1個の対数増幅器で代替すること
も可能である。) 第一対数増幅器6A1は、PCS(print con
trast signal)値の補正を行う事を主な目
的としているが、光学的分解能において平常的な周波数
レベルよりも高い周波数の分解能比の補正も行ってい
る。即ち、第一対数増幅器6A1は、高い周波数側の増
幅特性が相対的に良くされているのである。ここに、P
CS値とは、印字図形と用紙との相対的な濃さの程度を
示す値であり、平常的な周波数レベルとは、電子的走査
速度で決まる白レベル黒レベルの交代速度に対応する周
波数レベルのことであり、分解能比とは、(バー幅最小
のバーからのアナログ信号の振幅/バー幅最大のバーか
らのアナログ信号の振幅)×100(%)である。 第二対数増幅器6A2は、光学的分解能において平常的
な周波数レベルよりも低い周波数の分解能比から第一対
数増幅器6A1と同じ周波数の範囲も含む分解能比の補
正を行うことを主な目的としている。
数増幅器6A2とも、外乱光下の電気信号について、大
きいものは図4のFの如く圧縮し、小さいものは図4の
Gの如く増幅して、適切なレベルの電気信号とするべ
く、リアルタイムで制御している。また、同時に波形整
形を行なうことによって、一段と正確な情報読取りを可
能にしている。第一対数増幅器6A1の電気信号と第二
対数増幅器6A2の電気信号とは、出力側で混合され
る。混合の結果、上記各作用の相乗効果によって、広範
囲な光信号の変化に対して、広ダイナミックな即時の制
御が可能となる。
6A2を通過した電気信号はローパスフィルタ6Bによ
って高域の周波数成分が減衰される。リニアアンプ6C
で適正な増幅レベルを与えられたアナログ出力信号は、
比較回路6Dの一の入力端子と、スライス信号発生回路
6Eの唯一の入力端子とに印加される。スライス信号発
生回路6Eは、アナログ出力信号に同期し、かつ振幅に
比例した、スライス用の出力信号を発生する。スライス
用の出力信号は、比較回路6Dの他の端子に印加され
る。アナログ信号とスライス信号との振幅関係の1例を
図5に示す。実線がアナログ信号、破線がスライス信号
である。比較回路6Dは、各時点時点において、アナロ
グ信号とスライス信号とのレベルを比較し、アナログ信
号のレベルの方が大きいときは論理高信号を出力し、小
さいときは論理低信号を出力する。
単に説明する。この出願の発明の第二の実施例は、第一
の実施例における2個の対数増幅器を1個の対数増幅器
で置換したものに相当する。その作用効果は、第一の実
施例のそれとほぼ同様であるが、前記の相乗効果は期待
出来ない。以上の説明から明らかな如く、この出願の発
明の原理は、バーコードリーダ以外の光学情報読取装置
にも適用することができる。
(a)〜(d)の通りである。(a) 広ダイナミックレンジン特性を確保することが出
来る。(b) 瞬時に広ダイナミックレンジン特性を達成するこ
とが出来る。(c) 過度的瞬時的な外乱光の変化に対しても即応し得
る瞬時の制御が可能になった。(d) 光学的情報のより正確な読取りが可能になった。
この出願の発明は更に、下記(e)〜(k)の効果をも
奏する。(e) フロント増幅器に対数増幅器を使用することで、
SN比の向上が図れ、投光LEDの電流低減を可能に
し、電流低消費化スキャナを実現出来る。(f) 圧縮・増幅の効果によりバーコード信号の分解能
比の補正(光学的分解能比の補正)が可能となり、読取
り深度・PCS値の補正及び正確な情報解読が可能とな
る。
を圧縮増幅することによって、対外乱光比を向上させる
ことが出来る。(h) 圧縮・増幅の効果により増幅器の電源利用率の向
上を図り、増幅器の低電圧での対外乱光による信号の飽
和がなくなり、広ダイナミックレンジで動作することに
よって、増幅器の低電圧化が可能となる。低電圧スキャ
ナが実現される。(i) 波形成形効果によって、光学的、LED投光パタ
ーンが無視出来る。(j) 制御応答速度が速いため、外乱光等によるバーコ
ード信号の変化を圧縮・増幅し、正確な情報を得ること
が可能となる。(k) 特性の異なる二つの対数増幅器を用いることによ
って、バーコードスキャナの3大要素の補正、即ちPC
S値の補正、分解能比の補正、及び対外乱光比の補正を
なし、理想的なバーコードスキャナが低コストで実現出
来る。
の全体構成図である。
の光路図である。
第一の実施例を示すブロック図である。
信号波形図である。
号波形図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 被読取情報の記録された被読取部材
(L)を照射するための被読取部材照射手段(2)と、 上記被読取部材(L)から反射した光像を所定の読取位
置に結像させるための結像光学系(4)と、 上記結像光学系(4)の後段に配設され、上記光像を電
気信号に変換するための光センサ(5)と、 上記光センサ(5)の出力端子に接続された演算回路部
(6)とを含有し、 上記光センサ(5)は、電子走査形の読取作動を行なう
ための、多数の光電変換素子を含有し、 上記演算回路部(6)は、対数増幅器(6A)と、スラ
イス信号発生回路(6E)と、比較回路(6D)とを含
有する光学情報読取装置。 - 【請求項2】上記対数増幅器(6A)は、常時広ダイナ
ミックレンジ特性を有しており、外乱光が過渡的瞬時的
に大きく変化した場合にも瞬時的に広ダイナミックレン
ジ特性を達成するように構成してなる請求項1記載の光
学情報読取装置。 - 【請求項3】上記演算回路部(6)は、対数増幅器(6
A)と、ローパスフィルタ(6B)と、リニア増幅器
(6C)と、スライス信号発生回路(6E)と、比較回
路(6D)とを含有する請求項1又は2記載の光学情報
読取装置。 - 【請求項4】 前記対数増幅器(6A)は、相互に並列
接続された第一対数増幅器(6A1)と第二対数増幅器
(6A2)とを含有する請求項1又は2記載の光学情報
読取装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4361879A JP2729449B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 光学情報読取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4361879A JP2729449B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 光学情報読取装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06195496A JPH06195496A (ja) | 1994-07-15 |
JP2729449B2 true JP2729449B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=18475158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4361879A Expired - Fee Related JP2729449B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 光学情報読取装置 |
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JP (1) | JP2729449B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
EP1420358A4 (en) | 2001-05-25 | 2004-12-22 | Optoelectronics Co Ltd | OPTICAL INFORMATION READING DEVICE |
Family Cites Families (2)
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---|---|---|---|---|
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JP2729088B2 (ja) * | 1989-09-22 | 1998-03-18 | 富士通株式会社 | バーコードリーダ処理装置 |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP4361879A patent/JP2729449B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH06195496A (ja) | 1994-07-15 |
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