JP4142352B2 - 光学的情報読取装置用モジュール - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、光反射率の異なる部分を有する読取対象の情報を光学的に読み取ってそれに応じた信号を出力する光学的情報読取装置に設ける光学的情報読取装置用モジュールに関し、特にバーコード記号を読み取るバーコードリーダ又はバーコードスキャナに適した光学的情報読取装置用モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、多くの消費財や値札に光反射率の異なる部分を有する読取対象であるバーコード記号が印刷されており、それを用いたPOS(販売時点管理)システムが発展している。また、このバーコード記号は販売業だけではなく、工場における中間財管理、運送業における物流管理に用いられるほか、医療、サービス、家電製品操作などあらゆる分野に急速に普及している。
従って、このバーコード記号の情報を光学的に読み取って信号を出力する光学的情報読取装置であるバーコードリーダあるいはバーコードスキャナは、あらゆる場所の様々な条件下で利用される。特に最近では、PHS(パーソナルハンディホンシステム)を持つ人が増加したため、これらの機器の付近でバーコードリーダやバーコードスキャナを動作させなくてはならない場合が増えている。この場合、PHSが出す強い電波がバーコードリーダ等への雑音源になってしまう。
【0003】
ところで、従来のバーコードリーダは、一般に、バーコード記号に光を投射する発光部と、その光の反射光を受光する受光部と、受光部が光電変換した電気信号をアナログ処理するアナログ信号処理部と、そのアナログ処理した電気信号を演算処理するデジタル信号処理部とによって構成されている。また、そのアナログ信号処理部は、電流電圧変換回路,増幅器,電源部,フィルタなどからなり、デジタル信号処理部は、2値化処理回路,デコーダ,中央演算部(CPU),インタフェース,電源部などからなっている。なお、受光部とアナログ信号処理部をモジュール化したものが光学的情報読取装置用モジュールである。また、デコーダを持たない簡易型のものがバーコードスキャナであり、その検出信号のデコードはパーソナルコンピュータなどを利用して行う。
【0004】
さて、このアナログ信号処理部とデジタル信号処理部は電波による雑音の影響を受け易い。つまり、これらの信号処理部で処理する信号や電源電圧などに雑音が混入されると、信号の波形が劣化するため読取率(バーコードリーダが正確に読み取り動作を行う確率)が低下してしまうのである。なかでも光学的情報読取装置用モジュールにあるアナログ信号処理部は、後段のデジタル信号処理部と比較して信号の振幅が非常に小さいため、この影響を大きく受ける。
従って、上述したようにPHSの近くでバーコードリーダを動作させると、その電波ノイズにより光学的情報読取装置用モジュールの性能が大幅に劣化し、読み取り不能になることもある。特に、PHSは1.9GHzという高周波の電波で通信を行っているため、光学的情報読取装置用モジュールの正常な動作の妨げになる。
そこで、従来はこれらの信号処理部を集積化したLSIに金属製のシールドを施して電波の侵入を遮断したり、ノイズフィルタ装置を設けて雑音成分を除去したりする対策がとられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光学的情報読取装置用モジュールに金属製シールドを被せるには、シールドとその中に搭載する部品とが接触して通電してしまうのを防ぐため、シールドと部品との間にシールドの反りや寸法誤差を見込んだ充分なクリアランスをとる必要がある。このクリアランスやシールドケース自体の厚みのために、光学的情報読取装置用モジュールの体積が大きくなってしまう。また、光学的情報読取装置用モジュールの回路基板にノイズフィルタ装置を設けるには、その搭載面積分だけ回路基板を大きくしなくてはならない。つまり、上記の方法は光学的情報読取装置用モジュールの小型化の妨げになるという問題があった。
その上、光学的情報読取装置用モジュールの部品点数や組付け工数が増えるので、コスト高を招いてしまうという問題があった。
【0006】
この発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、PHSの電波による雑音の影響下でもバーコードリーダ等の光学的情報読取装置が正確に情報を読取れるようにすると共に、その光学的情報読取装置用モジュールの大型化を防ぎ、且つコストも高くならないようにすることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明は、光反射率の異なる部分を有する読取対象を照射してその反射光を受光して光電変換を行う受光部と、受光部で光電変換した電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換回路と、変換された電圧信号を増幅および調整する信号処理回路と、受光部および電流電圧変換回路と信号処理回路を動作させるための基準電圧を生成する電源部とを備えた光学的情報読取装置用モジュールにおいて、上記の目的を達成するため、上記電流電圧変換回路が、上記受光部とグランドとの間に接続されて上記光電変換された電流信号を流す抵抗と、その抵抗の両端子間に発生する電圧信号をコンデンサを介して取り出す回路とからなり、前記抵抗に並列に1.9GHzの自己共振周波数を得る特定容量を持つコンデンサを接続したものである。
【0011】
上記電源部が、電源電圧を分圧して上記基準電圧を生成する分圧回路と、その分圧回路によって生成された基準電圧をインピーダンス変換して出力するオペアンプを用いたバッファ回路と、そのバッファ回路の出力端子に接続されて基準電圧を出力する出力抵抗とを備え、その分圧回路の分圧点、バッファ回路を構成するオペアンプの一方の入力端子と出力端子との接続線、および出力抵抗の出力端のうちの1箇所以上とグランドとの間に、それぞれ1.9GHzの自己共振周波数を得る特定容量を持つコンデンサを接続するとよい。
【0012】
あるいは、上記電源部からの基準電圧供給線に直列に抵抗を設け、その抵抗の出力端とグランドとの間に1.9GHzの自己共振周波数を得る特定容量を持つコンデンサを接続して高周波フィルタを構成するとよい。
なお、上記各特定容量を持つコンデンサの特定容量を7pFにするとよい。また、上記特定容量を持つコンデンサは、上記電流電圧変換回路だけに設けてもよいが、電源部あるいは基準電圧供給線とグランドとの間にも設けるとよく、その全てに設けると一層確実にPHSによる電波ノイズを除去することができる。
さらに、上記いずれかの光学的情報読取装置用モジュールを備えた光学的情報読取装置を提供することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に、光学的読取装置であるバーコードリーダ(バーコードスキャナともいう)に使用される、この発明による光学的情報読取装置用モジュールのブロック図を示す。この光学的情報読取装置用モジュールは、受光部1と電流電圧変換回路(I/V変換回路)2と信号処理回路3と電源部4および高周波フィルタ5とからなっている。
その信号処理回路3は、第1アンプ31、周波数特性補正回路32、第2アンプ33、ローパスフィルタ(LPF)34、および自動利得制御部(AGC部)35によって構成されている。これらの各部(回路)には、電源部4から高周波フィルタ5および基準電圧供給線10を介して基準電圧Vrが印加される。
【0014】
この光学的情報読取装置用モジュールは、図示しないバーコードリーダ又はスキャナの筐体内に組み込まれ、半導体レーザ又は発光ダイオードなどの発光体から光反射率の異なる部分を有する読取対象であるバーコード記号に向けて光を照射し、その反射光を光信号として受光部1で受光し、光電変換して電流信号を生成する。
その電流信号をI/V変換回路2で電圧信号に変換し、その電圧信号を信号処理回路3によってアナログ処理して出力する。その出力信号は図示していないA/D変換回路に送られてデジタル信号に変換され、デコーダによってデコードされてバーコード記号の情報が認識される。
【0015】
上記信号処理回路3は、I/V変換回路2によって変換された電圧信号を、まずプリアンプである第1アンプ31で増幅し、その増幅した信号を周波数特性補正回路32を通して高域成分を補正し、第2アンプ33でさらに増幅する。そして、ローパスフィルタ(LPF)34を通して高域成分をカットした信号として出力する。その出力信号の一部をAGC部35によって周波数特性補正回路32に帰還させて自動利得制御(AGC)を行う。
電源部4は、2.5Vの電源電圧から1.25Vの基準電圧を生成し、高周波フィルタ5によって高周波ノイズを除去し、ノイズの無い1.25Vの基準電圧Vrを基準電圧供給線10を通してI/V変換回路2および信号処理回路3の各回路に供給してそれらを動作させる。
【0016】
なお、この光学的情報読取装置用モジュールは、受光部1とI/V変換回路2と信号処理回路3を一つの基板に搭載し、電源部4と高周波フィルタ5とを別の一つの基板に搭載した構成になっている。2.5Vの電源電圧は、バーコードリーダ内の電池(乾電池又は二次電池)あるいは外部から供給される。
そして、この光学的情報読取装置用モジュールのI/V変換回路2、電源部4、および基準電圧供給線10とグランドの間(この例では高周波フィルタ5)の少なくともいずれか、望ましくは全てに、I/V変換回路2で変換される電圧信号に混入されるPHSの電波ノイズを除去するための特定容量を持つコンデンサ(特定コンデンサ)を設けている。
【0017】
図2は、図1に示した光学的情報読取装置用モジュールの具体的に回路構成例を示す回路図である。図1に示した各ブロックの構成およびその動作を、図2にを用いてさらに詳細に説明する。
受光部1は、光信号を受光して電流信号に変換する光電変換素子である。この例ではその光電変換素子としてフォトダイオードPDを用いているが、CCDなど他の光電変換素子を用いてもよい。この受光部1は、フォトダイオードPDが光信号を受光すると、その光起電力によってI/V変換回路2に電流iを流す。このフォトダイオードPDのカソードには、電源端子6から2.5Vの逆バイアス電圧が印加されている。
【0018】
I/V変換回路2は、フォトダイオードPDと直列に、そのアノードと接地GNDとの間に抵抗R1を接続している。その抵抗R1に、その両端に接続したコンデンサC1,C2を介して抵抗R2を並列に接続し、その抵抗R2とコンデンサC1との接続点aから電圧信号Vaを出力する。また、抵抗R2とコンデンサC2との接続点bを基準電圧Vrが印加される基準電圧供給線10に接続している。さらに、抵抗R1と並列に、そこで変換される電圧信号に混入されるPHSの電波ノイズを除去するための特定容量を持つコンデンサCaを接続している。
【0019】
このI/V変換回路2は、フォトダイオードPDによって流される電流iによる電流信号を抵抗R1によって電圧信号に変換する。もっと正確に言えば、抵抗R1とコンデンサC1,C2と抵抗器R2の合成インピーダンスによって電圧信号に変換してa点に出力し、その電圧信号Vaを信号処理回路3に入力させる。また、このI/V変換回路2では、電流/電圧変換用の抵抗器R1の抵抗値をなるべく大きく、例えば従来の3倍程度にすることにより、変換する電圧信号の振幅を大きくするとともにその高域成分を制限している。つまり、このI/V変換回路2は信号変換機能とディエンファシス機能とを兼ね備え、その両方の動作をほぼ同時に行う。なお、ディエンファシス機能で制限した電圧信号の高域成分は、後述する周波数特性補正回路32で補正する。
【0020】
ところで、バーコードリーダの近くでPHSが使用されると、PHSが発信する1.9GHzの電波が外部ノイズとして混入し、受光部1およびI/V変換回路2で行う信号の変換に不具合が生じて適正な電圧信号が得られなくなり、バーコード記号の読み取りが不能になる恐れがある。
そこで、この実施形態では、抵抗R1に並列に特定容量を持つコンデンサCaを接続し、そのコンデンサCaの自己共振周波数特性を利用してPHSによる電波ノイズを除去するようにしている。
【0021】
コンデンサは、その自己共振周波数と同じ周波数成分に対してはインピーダンスが低くなり、信号中のその周波数成分のみを通過させる特性を持つ。さらに、コンデンサのインピーダンスが低くなる信号の周波数範囲(コンデンサを通過する信号の帯域)は、コンデンサの自己共振周波数が高いほど狭くなる。また、そのコンデンサの自己共振周波数はコンデンサの容量値や形状などに応じて変化し、コンデンサの容量値が小さいと自己共振周波数は高くなり、コンデンサの容量値が大きいと自己共振周波数は低くなる。
【0022】
そこで、このコンデンサCaの容量値を、PHSで使用する電波の周波数と同じ1.9GHzの自己共振周波数を得る容量値にすれば、抵抗R1の両端間に発生する電圧信号のうち1.9GHz付近の信号成分(PHSの電波ノイズ成分)のみがコンデンサCaを通して接地GNDに流れる。したがって、抵抗R1等によって変換される電圧信号VaからPHSの電波ノイズを除去することができる。以下、この1.9GHzの自己共振周波数を得る容量値を「特定容量」と云い、その特定容量を持つコンデンサを「特定コンデンサ」と云う。
【0023】
この実施形態では、特定コンデンサとして、温度補償用のチップ積層セラミックコンデンサで特定容量7pFのものを用いた。なお、特定コンデンサは温度補償用のチップ積層セラミックコンデンサに限らず、他の形状のコンデンサを使用しても同様な効果が得られる。その場合は、コンデンサの形状に応じて自己共振周波数特性が変わるので、別途カタログやシミュレーションなどでコンデンサの形状に応じた特定容量の値を算出する。
上述したI/V変換回路2では、コンデンサCaが特定コンデンサである。
【0024】
このI/V変換回路2から出力される電圧信号Vaは、信号処理回路3の第1アンプ(プリアンプ)31に入力する。その第1アンプ31は、オペアンプ11と、その反転入力端子(−)と基準電圧供給線10との間に接続した抵抗R3と、反転入力端子と出力端子の間に接続した帰還抵抗である抵抗R4とによって、負帰還の非反転増幅器を構成している。そのオペアンプ11の非反転入力端子(+)に電圧信号Vaを入力してそれを非反転増幅して出力する。
【0025】
この第1アンプ31で増幅された信号は周波数特性補正回路32に入力する。その周波数特性補正回路32は、第1アンプ31のオペアンプ11の出力端子と後述する第2アンプ33のオペアンプ12の非反転入力端子(+)との間に接続した、抵抗R5とコンデンサC3の並列回路と、その第2アンプ33側の接続点pにドレインDを、基準電圧供給線10にソースSをそれぞれ接続した電界効果トランジスタ(FET)16とからなる。
なお、このFET16はJFET(接合型FET:Junction Field Effect Transistor)であり、そのゲートGは後述するAGC部35のオペアンプ14の出力端子に接続され、AGC部35の出力信号である制御信号Scによって制御される。この制御信号は0Vを中心に正負に変化する電圧信号である。
【0026】
そして、FET16は、ゲート・ソース間電圧が0V(ゼロバイアス)でも所定のドレイン電流が流れるディプレッション型で動作させる。そのため、ゲートGのソースSに対する電位、すなわち制御信号Sc−基準電圧Vrがバイアスとなり、そのバイアスの深さに応じてドレイン電流が変化し、ドレイン・ソース間の抵抗値(以下単に「抵抗値」という)が変化する可変抵抗素子として機能する。すなわち、制御信号Scが正電圧になるとバイアスが浅くなり、ドレイン電流が増加するから抵抗値は小さくなり、逆に制御信号Scが負電圧になるとバイアスが深くなり、ドレイン電流が減少するから抵抗値は大きくなる。
【0027】
この周波数特性補正回路32は微分回路を構成して通過する信号の高域成分を強調するエンファシスを行い、前述したI/V変換回路4でディエンファシスして制限した電圧信号Vaの高域成分を補正して元の状態に戻す。
ここで、前述のようにAGC部35からの制御信号Scが正電圧の時はFET16の抵抗値が小さくなるため、この周波数特性補正回路32の微分の時定数が小さくなり、且つ抵抗R5の抵抗値とFET16の抵抗値とによって分圧される信号の振幅も小さくなる。逆に制御信号Scが負電圧の時はFET16の抵抗値が大きくなるため、この周波数特性補正回路32の微分の時定数は大きくなるが、抵抗R5の抵抗値とFET16の抵抗値によって分圧される信号の振幅は、制御信号Scが正電圧のとき程小さくはならない。
【0028】
第2アンプ33は、オペアンプ12と、その反転入力端子(−)と基準電圧供給線10との間に接続した抵抗R6と、オペアンプ12の反転入力端子と出力端子の間に接続した帰還抵抗である抵抗R7とからなり、負帰還の非反転増幅器を構成している。そして、第1アンプ31によって増幅された電圧信号を、周波数特性補正回路32を通してオペアンプ12の非反転入力端子(+)に入力し、それを非反転増幅して出力する。
この第2アンプ33の入力信号の大きさがAGC部35からの制御信号Scにより周波数特性補正回路32で制御されるため、第2アンプ33の利得が制御されるのと同等の機能を果たす。
【0029】
その第2アンプ33の出力信号をローパスフィルタ(LPF)34を通して高域成分を除去して出力する。
そのLPF34は、オペアンプ13と、その非反転入力端子(+)と第2アンプ33のオペアンプ12の出力端子の間に直列に接続した抵抗R8,R9,R10と、その抵抗R8とR9の接続点と接地GNDとの間、およびオペアンプ13の非反転入力端子と接地GNDとの間にそれぞれ接続したコンデンサC4,C5と、抵抗器R9とR10の接続点とオペアンプ13の出力端子との間に接続したコンデンサC6と、そのオペアンプ13の非反転入力端子と出力端子との間に接続した抵抗R11と、その非反転入力端子と基準電圧供給線10との間に接続した抵抗R12とによって構成されている。
【0030】
このLPF34は、オペアンプ13と抵抗R9,R10,R11,R12とコンデンサC5,C6からなる2次アクティブフィルタに、抵抗R8とコンデンサC4からなる1次パッシブフィルタを追加した3次ローパスフィルタである。
したがって、このLPF34を通過した出力信号は、余分な高周波数成分が除去されて、雑音を含まない必要な信号成分のみとなる。
このLPF34の出力信号が図示しないA/D変換回路へ送られるが、その一部がAGC部35の入力となる。
【0031】
AGC部35は、オペアンプ14と、NPNトランジスタ17と、抵抗R13〜R16およびコンデンサC6によって構成されている。そのトランジスタ17は、コレクタを2.5Vの電源端子6に接続し、エミッタを抵抗R13を介してオペアンプ14の非反転入力端子(+)に接続し、ベースをLPF34の出力端子に接続している。オペアンプ14の非反転入力端子はまた、抵抗R14を介して基準電圧供給線10に、コンデンサC6を介して接地GNDにそれぞれ接続している。また、このオペアンプ14の反転入力端子(−)は、抵抗R15を介して2.5Vの電源端子6に、抵抗R16を介して接地GNDにそれぞれ接続しており、出力端子は前述した周波数特性補正回路32のFET16のゲートGに接続している。
【0032】
このAGC35に入力した信号は、トランジスタ17によって整流され、コンデンサC6によってその整流波形のピーク値がホールドされる。そのホールド電圧Vpがオペアンプ14の非反転入力端子に入力する。一方、2.5Vの電源電圧を抵抗R15とR16で分圧して比較電圧Vcを生成し、オペアンプ14の反転入力端子に入力している。オペアンプ14はこの比較電圧Vcとホールド電圧Vpとを比較し、その大小関係と差に応じた制御信号Scを出力する。
【0033】
その制御信号Scは、0Vを中心に正負に変化する電圧信号であり、Vp=Vcの時はSc=0Vとなり、Vp>VcのときはSc>0Vに、Vp<VcのときはSc<0Vになる。周波数特性補正回路32のFET16はディプレッション型で動作し、制御信号Sc=0Vのときに所望の抵抗値となり、制御信号Scがそれより正電圧で大きくなると抵抗値が減少し、負電圧で大きくなると抵抗値が増加するように抵抗値が変化する。
【0034】
次に、以上述べた各回路を動作させるために、基準電圧供給線10に供給する1.25Vの基準電圧Vrを生成する電源部4と、その基準電圧Vrに混入する雑音成分を除去する高周波フィルタ5について説明する。
これらの電源領域に大きなノイズ、特に高周波ノイズが入ると誤った電圧信号が各デバイスに印加されて回路が誤動作する恐れがあるので、ノイズを除去しておく必要がある。
【0035】
電源部4には電源端子6から2.5Vの電源電圧が供給される。その電源電圧を、電源端子6と接地GNDの間に直列に接続した抵抗R17とR18による分圧回路で分圧して1.25Vの基準電圧を生成する。オペアンプ15はその反転入力端子(−)と出力端子を直接接続してボルテージホロワのバッファ回路を構成しており、その非反転入力端子(+)に入力する1.25Vの基準電圧をインピーダンス変換して(出力インピーダンスを略零にして)忠実に出力する。
分圧回路の抵抗R18に並列にコンデンサC7とコンデンサCbを接続している。また、オペアンプ15の非反転入力端子と出力端子との接続部と接地GNDとの間にコンデンサC8とコンデンサCcを並列に接続している。そして、このオペアンプ15の出力端子を抵抗R19を介して高周波フィルタ5に接続し、その抵抗R19の出力側と接地GNDとの間にコンデンサCdを接続している。
【0036】
これらの各コンデンサはいずれもフィルタ作用をなすが、コンデンサC7とC8は一般ノイズ除去用のコンデンサであり、その容量値は限定しないが、例えば4700pF程度にする。
コンデンサCb,Cc,Cdは、いずれも7pF(ピコファラッド)の特定容量を持ち、自己共振周波数が1.9GHzの特定コンデンサであり、1.25Vの基準電圧VrからPHSによる1.9GHzの電波ノイズを除去する。
したがって、この電源部4では2.5vの電源電圧を分圧して1.25Vの基準電圧を生成するとともに、その基準電圧から一般ノイズおよびPHSによる電波ノイズのいずれも除去するフィルタの機能も備えている。
【0037】
高周波フィルタ5は、電源部4からの基準電圧供給線10に直列に介挿した抵抗R20とその抵抗R20の出力端と接地GND間に接続したコンデンサCeとによって構成されている。そのコンデンサCeも、7pFの特定容量を持つ特定コンデンサであり、電源部4から供給される1.25Vの基準電圧Vrに残留する1.9GHzの電波ノイズを除去する。
この高周波フィルタ5で濾過され、ノイズが混入していないクリアな基準電圧Vrが、基準電圧供給線10を通してI/V変換回路2、および信号処理回路3の各部に供給される。なお、基準電圧供給線10と接地GND間には、一般ノイズ除去用のコンデンサC9も接続されている。
【0038】
以上説明した通り、この図2に示す光学的情報読取装置用モジュールは、次の(1)から(3)の各部に特定コンデンサによるフィルタを備えている。
(1)I/V変換回路2
特定コンデンサCaにより、信号の入力初期段階でPHSによる電波ノイズを低減するフィルタ。
(2)電源部4
特定コンデンサCb,Cc,Cdにより、基準電圧生成領域でのPHSによる電波ノイズを低減するフィルタ。
(3)高周波フィルタ5
特定コンデンサCeと抵抗R20により、基準電圧供給線10におけるPHSによる電波ノイズを低減するCRフィルタ。
【0039】
これらの全てを備えることは理想的であるが、実用上は必ずしもその必要はなく、上記(1)から(3)のうちの少なくとも(1)のI/V変換回路2に特定コンデンサによるフィルタを設ければよい。また、(2)の電源部に設ける場合は、特定容量のコンデンサCb,Cc,Cdのうちの1個以上を設ければよい。
【0040】
次に、これらの特定コンデンサを用いたフィルタの効果について、実験データによって説明する。図3から図7は、光学的情報読取装置用モジュールを組み込んだ光学的情報読取装置の近くでPHSを動作させて1.9GHzの電波を発信させた状態で、バーコード記号の読み取り操作をしたときの光学的情報読取装置用モジュールの出力信号(アナログ信号)をオシロスコープで観測した波形図である。この波形図の縦軸は電圧で0.5mV刻みで示し、横軸は時間で、上半部は2ms刻みで示し、下半部は0.1ms刻みで示している。
【0041】
図3の上半部に示す波形21は、上記(1),(2),(3)の特定コンデンサによるフィルタを一切設けない、従来の光学的情報読取装置用モジュールの出力信号の波形である。この波形21中の21Aは本来伝送されるべきバーコード信号成分であり、下側に大きい振幅をもつ21B(3箇所)は出力信号に混入したPHSの電波ノイズ成分である。バーコード信号成分21Aよりも電波ノイズ成分21Bの方が大きいので、電波ノイズを含んだ出力信号はAGCによる利得制御により、バーコード信号成分21Aが小さくなってしまう。
また、この波形21中の21Cは電波ノイズがバーコード信号成分にかかって重なった部分であり、その波形を同図の下半部に拡大して波形21′として示している。この場合、バーコード信号成分が電波ノイズに完全に埋もれてしまうので、読み取り不能となる。
【0042】
図4の上半部に示す波形22は、図2のI/V変換回路2のみに特定コンデサCaによるフィルタを設けたこの発明による光学的情報読取装置用モジュールの出力信号の波形である。この波形22中の22Aは本来伝送されるべきバーコード信号成分であり、下部に振幅をもつ22B(2箇所)は出力信号に混入したPHSの電波ノイズ成分である。図3に示した従来の光学的情報読取装置用モジュールの出力信号と比較して、バーコード信号成分が大きく、電波ノイズ成分が小さくなっている。
また、電波ノイズがバーコード信号成分にかかって重なった部分の波形22Cを拡大して、同図の下半部に波形22′として示している。この波形22′中のC部に示すように、バーコード信号成分には微少な電波ノイズがのるが、その電波ノイズの振幅はバーコード信号成分の振幅と比較して非常に小さいため、図3に示した従来の光学的情報読取装置用モジュールの出力信号と比較して極めて安定している。
【0043】
図5の上半部に示す波形23は、図2の基準電圧供給線10における高周波フィルタ5のみに特定コンデンサCeを用いたCRフィルタを設けた、この発明による光学的情報読取装置用モジュールの出力信号の波形である。この波形23中の23Aは本来伝送されるべきバーコード信号成分であり、下部に振幅をもつ23B(3箇所)は出力信号に混入したPHSの電波ノイズ成分である。図3に示した従来例による出力信号の波形と比較して、バーコード信号成分がやや大きく、電波ノイズ成分がやや小さくなっている。
また、電波ノイズがバーコード信号成分にかかって重なった状態の波形23Cを拡大したものを、同図の下半部に波形23′として示す。この波形23′中のC部に示すようにバーコード信号成分には電波ノイズがのるが、その量は図3に示した従来例による出力信号と比較して少なくなる。
【0044】
図6の上半部に示す波形24は、電源部4のみに特定コンデンサCb,Cc,Cdによるフィルタを設けたこの発明による光学的情報読取装置用モジュールの出力信号の波形である。この波形24中の24Aは本来伝送されるべきバーコード信号成分であり、下部に振幅をもつ24B(3箇所)は出力信号に混入したPHSの電波ノイズ成分である。図3に示した従来例による出力信号と比較して、バーコード信号成分がやや大きく、電波ノイズ成分がやや小さくなっている。
また、電波ノイズがバーコード信号成分にかかって重なった状態の波形24Cを拡大して、同図の下半部に波形24′として示す。この波形24′中のC部に示すようにバーコード信号成分には電波ノイズがのるが、その量は図3に示した従来例による出力信号と比較して少なくなる。
【0045】
図7の上半部に示す波形25は、前述した(1),(2),(3)に特定コンデンサによるフィルタを全て設けた、図1および図2に示した光学的情報読取装置用モジュールの出力信号の波形である。この波形25中の25Aは本来伝送されるべきバーコード信号成分であり、下部に小さな振幅をもつ25B(3箇所)は出力信号に混入したPHSの電波ノイズ成分である。
この場合には、図3から図6に示した全ての出力信号波形と比較して、バーコード信号成分が一番大きく、電波ノイズ成分が一番小さくなっている。
【0046】
また、電波ノイズがバーコード信号成分にかかって重なった状態の波形25Cを拡大して、同図の下半部に波形25′として示す。この波形25′には殆ど電波ノイズ成分が混入しておらず、バーコード信号成分のみが鮮明に現れている。したがって、光学的されても、バーコード記号の読み取り性能には何の支障もきたさない。
【0047】
この実験結果から、(1)のI/V変換回路2に設けた特定コンデンサCaによるフィルタが最も効果があり、電波ノイズを大きく低減することができる。さらに、(3)の基準電圧が各ブロックに印加される直前の高周波フィルタ5に設けた特定コンデンサCeと抵抗R20によるCRフィルタ、および(2)の電源部4に設けた特定コンデンサCb,Cc,Cdによるフィルタでもある程度電波ノイズを除去でき、上記(1)だけでなく、上記(2),(3)にも特定コンデンサを設けることにより、出力信号は電波ノイズの影響を殆ど受けなくなることが判る。
【0048】
なお、(2)及び(3)に特定コンデンサを設けた場合は、実験データの波形ではわずかな改善であるあるから効果がないようにも見えるかもしれない。しかし、PHSによる電波ノイズは常にこの実験例の場合と同じ状態で発生するとは限らず、回路や環境条件になどによって異なる。故に、特定コンデンサを上記(2),(3)のいずれか又は両方にも受けた場合に、この実験例よりさらに電波ノイズを低減することもあり得る。
また、電源周辺に電波ノイズが生じると装置全体に大きなダメージを受けることは周知のことであるから、設計段階でその対策がこうじられるべきである。したがって、上記(1)は必須であるとして、さらに(2),(3)の内のいずれかあるいは両方に特定コンデンサを設けることが、電波ノイズを取り除く上で大きな効果をもたらす。
【0049】
また、上述の実施形態では、その信号処理回路3を第1アンプ31,周波数特性補正回路32,第2アンプ33,LPF34,およびAGC部35によって構成しているが、これに限るものではなく、他の回路構成の信号処理回路を用いてもよいことは勿論である。
また、I/V変換回路2の一例として抵抗R1の抵抗値を通常より大きくした例について説明したが、それに限るものでは無く、抵抗R1の値に係わらず、それに並列に特定コンデンサを設けることによって、出力信号から電波ノイズを取り除くことができる。
また、前述の実施形態では、電源電圧が2.5Vであり、その電源電圧から電源部4で生成して高周波フィルタ5を介して各ブロックに供給する基準電圧Vrは1.25Vであるが、これらの電圧値は一例であってこれに限るものではなく、他の電圧値を用いる場合でも同様にこの発明を適用することができるのは勿論である。
【0050】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明による光学的情報読取装置用モジュールによれば、少なくとも電流電圧変換回路(I/V変換回路)に、さらに好ましくは基準電源を生成する電源部と、基準電圧を他のブロックに供給する基準電圧供給線のうち少なくとも一方に、自己共振周波数1.9GHzの特定容量を持つコンデンサによるフィルタを設けることにより、光学的情報を検出する電気信号に混入する1.9GHzのPHSの電波ノイズ成分を効果的に除去することができる。
従って、この光学的情報読取装置用モジュールを組み込んだバーコードリーダ等の光学的情報読取装置の近くでPHSが使用されても、その電波ノイズによって読み取り性能が低下したり、読み取り不能になったりする恐れがなくなる。
また、PHSの電波ノイズの侵入を防ぐために光学的情報読取装置用モジュールに金属製のシールドを施す必要が無くなるので、モジュールを小型化でき、かつ製造コストも低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態の光学的情報読取装置用モジュールの構成を示すブロック図である。
【図2】同じくその光学的情報読取装置用モジュールの具体的な回路構成を示す回路図である。
【図3】特定コンデンサを設けない従来の光学的情報読取装置用モジュールの出力信号の波形図である。
【図4】I/V変換回路のみに特定コンデンサによるフィルタを設けたこの発明による光学的情報読取装置用モジュールの出力信号の波形図である。
【図5】基準電圧供給線の高周波フィルタのみに特定コンデンサを設けたこの発明による光学的情報読取装置用モジュールの出力信号の波形図である。
【図6】電源部のみに特定コンデンサによるフィルタを設けた光学的情報読取装置用モジュールの出力信号の波形図である。
【図7】この発明による図2に示した全ての特定コンデンサを設けた光学的情報読取装置用モジュールの出力信号の波形図である。
【符号の説明】
1:受光部
2:電流電圧変換回路(I/V変換回路)
3:信号処理回路 4:電源部
5:高周波フィルタ 10:基準電圧供給線
11〜15:オペアンプ 16:FET
17:トランジスタ 31:第1アンプ
32:周波数特性補正回路 33:第2アンプ
34:ローパスフィルタ(LPF)
35:自動利得制御部(AGC部)
Ca,Cb,Cc,Cd,Ce:特定コンデンサ
Claims (4)
- 光反射率の異なる部分を有する読取対象を照射してその反射光を受光して光電変換を行う受光部と、該受光部で光電変換した電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換回路と、該電流電圧変換回路によって変換された電圧信号を増幅および調整する信号処理回路と、前記受光部および電流電圧変換回路と信号処理回路を動作させるための基準電圧を生成する電源部とを備えた光学的情報読取装置用モジュールにおいて、
前記電流電圧変換回路が、前記受光部とグランドとの間に接続されて前記光電変換された電流信号を流す抵抗と、該抵抗の両端子間に発生する電圧信号をコンデンサを介して取り出す回路とからなり、前記抵抗に並列に1.9GHzの自己共振周波数を得る特定容量を持つコンデンサを接続したことを特徴とする光学的情報読取装置用モジュール。 - 請求項1記載の光学的情報読取装置用モジュールにおいて、
前記電源部が、電源電圧を分圧して前記基準電圧を生成する分圧回路と、該分圧回路によって生成された基準電圧をインピーダンス変換して出力するオペアンプを用いたバッファ回路と、そのバッファ回路の出力端子に接続されて前記基準電圧を出力する出力抵抗とを備えており、
前記分圧回路の分圧点、前記バッファ回路を構成するオペアンプの一方の入力端子と出力端子との接続線、および前記出力抵抗の出力端のうちの1箇所以上とグランドとの間に、それぞれ1.9GHzの自己共振周波数を得る特定容量を持つコンデンサを接続したことを特徴とする光学的情報読取装置用モジュール。 - 請求項1又は2に記載の光学的情報読取装置用モジュールにおいて、
前記電源部からの基準電圧供給線に直列に抵抗を設け、該抵抗の出力端とグランドとの間に、1.9GHzの自己共振周波数を得る特定容量を持つコンデンサを接続して高周波フィルタを構成したことを特徴とする光学的情報読取装置用モジュール。 - 前記各特定容量を持つコンデンサの特定容量が7ピコファラッドである請求項1乃至3のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置用モジュール。
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