JPH06215167A - バーコード検出回路 - Google Patents
バーコード検出回路Info
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- JPH06215167A JPH06215167A JP5253037A JP25303793A JPH06215167A JP H06215167 A JPH06215167 A JP H06215167A JP 5253037 A JP5253037 A JP 5253037A JP 25303793 A JP25303793 A JP 25303793A JP H06215167 A JPH06215167 A JP H06215167A
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Abstract
を行うことができる安価で製造容易なバーコード検出回
路を提供する。 【構成】 バンド幅が広いスロープ検出器は、第1及び
第2入力102a,102bに結合する第1及び第2時
定数回路を備えた比較器102を有している。一方の時
定数は、他方の時定数の3倍程度である。比較器102
は、時定数に結合する入力アナログ信号18のスロープ
に応答して状態を変化させる。固定抵抗器もしくはトラ
ッキング回路によって、帰還が形成される。入力アナロ
グ信号からノイズを除去するために、平滑化又は制限回
路が用いられる。バーコード読取システム140は、第
1及び第2制限回路142,144を結合し、スロープ
検出器100,100a,100bに結合された高低入
力信号を平滑化する。対称ヒステリシス特性を形成する
ために、トラッキング回路が用いられる。
Description
ーコードを検出し、その2進表示を生成するための回路
に関する。特に本発明は、バーコード変調されたアナロ
グ信号のピーク値を平滑化(smooth)又は制限(clip)し、
そこのスロープを検出するための回路に関する。
又はそれらの性質を特定するためのバーコードの使用
は、かなり普及している。バーコードは、情報伝送の速
度及び精度を向上し得る。残念なことに、バーコード使
用の増加により、読取精度や信頼性の困難性に直面して
いる。
エネルギのビームを生成するために発生源が用いられる
が、そのビームは通常、バーコード化された媒体を読取
部署を通って移動させることによって、そのバーコード
上に向けられる。その移動するバーコードから反射され
た放射エネルギを検出するために、光検出器が用いられ
る。
に応答するバーコード変調されたアナログ信号を形成す
る。変調アナログ信号は、なおそのバーコードのバー及
び間隔構成要素に対応して高低増幅度を有しているが、
バーコード化された情報の2進表示に変換される。
そこに適用されたバーコードBを保持する媒体Mを示し
ている。このバーコードBは、周知の読取システム10
によって検出され、そして2進表示に変換される。
2を含んでいる。発生源12は、放射エネルギのビーム
RI を生成し、このビームは単色でよいが、そのビーム
RIを読取範囲の所定領域上に指向させる。
は、予め画定された領域を通って方向14に移動される
ので、放射エネルギのビームRI は、バーコードBの構
成要素によって反射され、これにより放射エネルギの変
調・反射されたビームRF を形成する。このビームRF
は、放射エネルギのセンサ16へ向けられる。センサ1
6は、フォトダイオード、例えばフォトトランジスタ又
はその他の光感知装置であってもよい。
6からの出力は、バーコードBの構成要素を表す変調ア
ナログ電子信号20である。このアナログ信号20は、
選別回路22に結合される。周知の選別回路は、種々の
形式の微分器と同様に、増幅比較器を含んでいる。
力は、例えば2値化された電圧;+V及び−Vである
が、変調アナログ信号26を表す。この信号26は、論
理電圧で変調アナログ信号20のデジタル表示30を生
成するために変換器28に結合される。
2進出力ストリームにおける誤った「1」もしくは「ゼ
ロ」を生じ得るノイズの問題である。このノイズは、読
取回路の構成と同様に、そのバーコードの品質の変化に
起因する。
持った表面上にバーコードを形成するために、安価なプ
リンタが用いられる。このプリンタは、ANSI規準X
3.182−1990において設定されるかなりの程度
の構成要素の反射率不均一性(ERN)で、或いは1つ
の構成要素おける反射率変化でバーを印刷する。感知検
出器は、その不均一性を付加的なバー又は間隔構成要素
として検知してしまい、かくしてコードの誤読取が生じ
ることとなる。
対して多少の光をまちまちに反射させることによって、
ERNの一因となる。その表面材料への印刷の不均一な
吸収性はまた、ERNの一因となる。
は、その読取回路の制限されたダイナミックレンジによ
って生じる不正確性である。結果的に、その回路では、
比較的に高周波のバーコード化された成分を選別するこ
とができない。これは逆に、バーコード媒体Mが読取部
署を通って移動する速度ばかりか、その読取回路によっ
て許容される媒体Mの速度変化範囲に対する制約をもた
らす。
高く、このため検出器は、幅広の構成要素に比べて幅狭
の高周波構成要素の増幅度を弱める。この作用は、AS
NI規格X3.192−1990「バーコード印刷品質
−ガイドライン」において変調として定義されている。
されたセンサが用いられる場合に、バーコード信号の変
調が生じる。この作用は結果的に、1又はゼロの同一論
理値を有するが、そのコードが走査されるときのように
異なる増幅度を有するバーコード構成要素をもたらす。
要素よりも低い周波数内容を有しており、このためバン
ド幅が制限されたシステムにおいては、より高い増幅度
を持つことになる。アパーチャ及び幅広もしくは幅狭の
バーコード構成要素の湾曲はまた、幅狭の構成要素に比
べて幅広の構成要素に対して、より高い増幅度をもたら
す。
感知される割合は、その検出器が応答しなければならな
い周波数のセットを表す。構成要素がより高い速度で感
知される程、検出器の周波数応答の要求が高まる。
成要素内の信号変化として検出可能である。また変調作
用は、同一論理値を表す信号の部分間における増幅度の
変化として検出可能である。図2は、図1の変調アナロ
グ信号20上に現れるERN及び変調の図示例である。
は、なお正ピークアナログ値との関連で示されている
が、負ピーク値上にも現れる。同様に、変調作用は、2
0bのような両方の正ピーク値を減少させ、そして負の
ピーク値(図示せず)を増大させる。
て、バーコードの変調は、他の方法によって生成され得
る。センサの所与のアパーチャサイズに対して、最大信
号を生成する最小の構成要素幅が存在する。この最小値
よりも幅狭のバー又は間隔構成要素は、隣接する構成要
素からの反射光が検出器へ「漏れる」のを許容し、この
ため信号増幅度を減少させる。
及び間隔構成要素の縁部に対して非対称(即ち、矩形)
アパーチャを傾斜させることにより行われる。バー及び
空間的要素の縁部に対する傾斜したアパーチャの組み合
わせにより、幅広のバー及び間隔の増幅度に比べて、幅
広のバー及び間隔に対する減少された増幅度に帰結す
る。
隔に対して変調を対称的に設ける必要はない。閾値の交
差又はピーク検出技術を用いるバーコード縁部検出器
は、しばしば、図2に示される変調を有する信号を所望
の精度及び信頼性で解読することができない。
関数がゼロになる各々の正及び負ピークを認識すること
が理論的には可能である。この形式の回路の出力は、絶
対的信号増幅度から独立しているが、微分器は、存在し
得る高周波ノイズ又は信号に対して極めて感度が高い。
このためERNノイズが、誤った「1」もしくは「ゼ
ロ」パルスを形成し得る。
決定技術が十分に機能しない点にまで、センサ波形を変
調することができる。
ステリシスを使用すると、またバーコード速度のダイナ
ミックレンジを制限することになる。正帰還の大部分
は、高速バーコードに対して露光されるときに低バンド
幅システムによって生成されるような低増幅度信号を検
出するためのシステム性能を制限しようとする。大部分
の時間に対して不変入力信号が現れる極めて低いバーコ
ード速度では、高速作動のために必要な低ヒステリシス
レベルは、電子ノイズや比較器固有の入力オフセット電
圧に直面すると十分なものではない。
起する波形を正確に、しかも信頼的に分析するために、
複数の相反する性能要求を調和させる必要がある。この
波形は、高もしくは低周波数成分,ERN,変調,全体
的増幅度変化,加速度又はバーコード信号に対するその
他の変更要因から構成される。
読取器に対する実質的なバンド幅を備えた正確で、ノイ
ズ不感知読取回路に対する要請が依然としてある。そし
てそのような回路は、安価でしかも製造容易であること
が好ましい。
ば、第1及び第2スロープによって結合された異なる値
のピーク増幅度を有するアナログ信号によって担持され
た2進情報シーケンスに対応する2進出力信号を形成す
るためのスロープ検出器が提供される。幾つかの増幅度
は、実質的に一定値を有しており、この検出器は、第1
及び第2スロープを検出する回路と、検出回路に結合さ
れると共に、検出されたスロープにのみ応答する第1及
び第2・2進出力を形成するための回路であって、第1
スロープが検出され、そして第2スロープが検出される
まで、実質的に一定増幅度値に維持されるとき、第1・
2進出力が生成され、それから第2・2進出力が生成さ
れる回路と、を備えている。
スによって変調されたアナログ信号の2進表示を生成す
るために有用なバーコード読取装置が提供され、このバ
ーコード読取装置は、入力シーケンスをそれに従って変
調されたアナログ信号に変換するためのセンサと、前記
センサに結合された少なくとも1つの切捨器であって、
変調された信号の選定されたピーク増幅度上のノイズを
実質的に排除し、そして前記アナログ信号の平滑化され
た表示を形成するための切捨器と、前記切捨器に結合さ
れており、前記平滑化された表示の少なくとも第1及び
第2スロープを検出し、そしてその2進表示を形成する
ための増幅度独立検出器であって、第1・2進値が、第
1スロープの検出に対応して先ず形成され、そして第2
スロープが検出されるまで維持される増幅度独立検出器
と、を備えている。
の推移変化を検出するための装置が提供され、この装置
は、入力波形が入力される入力接点と、第1時定数を形
成する手段と、第1時定数よりの大きい第2時定数を形
成する手段と、第1及び第2入力ポートと出力ポートと
を備えた比較器であって、第1時定数手段は、第1入力
ポート及び入力接点間に結合され、また第2時定数手段
は、第2入力ポート及び入力接点間に結合され、入力波
形の推移変化を表す出力ポートにおける2進出力信号を
形成する比較器と、を備えている。
ピーク値及び推移変化を有するアナログ入力信号を、2
進出力信号に変換する装置が提供され、この装置は、ピ
ーク保持回路と比較回路を備えた正及び負のピーク検出
器を含んでおり、各ピーク検出器及びそれぞれのピーク
保持回路は、入力信号からの変化するピーク値を排除す
るための回路と、排除回路と比較器の間に結合されてお
り、入力信号の推移変化を検出し、それから2進出力信
号を生成するためのスロープ感知回路と、を含んでい
る。
目的は、ノイズ担持ピーク増幅度と、それらの間のスロ
ープ特定情報とを備えた2進情報担持アナログ信号を処
理するための方法に適合し、この方法は、アナログ信号
を感知する工程と、前記ノイズ担持ピーク増幅度を、不
ノイズピーク増幅度値に置換し、前記情報認識スロープ
を含むノイズ自由表示を備えたアナログ信号の実質的な
ノイズ自由表示を形成する工程と、前記表示における情
報認識スロープを検出し、そしてそれにのみ応答して、
アナログ信号の2進情報に応答する第1及び第2の値の
みを有する2進出力信号を生成する工程と、を含んでい
る。
めに、デジタル技術が用いられ得る。
し得るが、図面に示され、その特定の形態がここに詳細
に記述される。この記述は、本発明の本質の一例として
理解されるべきであり、図示された特定形態に本発明を
限定するものではないことを考慮する必要がある。
40が、図3のブロック図に図示されている。この回路
40は、センサ16に結合され、導線もしくはライン1
8上の図2の信号20に対応するノイズのある情報変調
信号を受信する。
結合される。減衰器42の出力は、ピーク検出器46及
びピーク保持回路48に結合される。
は、導線もしくはライン44b,48bを介して電圧制
限回路50に結合される。ライン50bにおける電圧制
限回路50からの出力は、ノンノイズのアナログ信号で
あり、ノイズのある入力信号20を表している。
大・正振幅を感知し、保持するためのRC時定数を有し
ている。加えて、この入力信号20は、この増幅は、増
幅器44によって増幅される全てのERN負振幅を、ピ
ーク保持回路48の出力における電圧よりも高い電圧に
させる量だけ行われる。
の低電圧信号、又はライン44bにおける増幅器44の
出力のみが、ライン50bにおける制限器50からの出
力となる。従って、ERNノイズは、出力信号50aか
ら除去され得る。
増幅度構成要素が検出されているとき、ピーク検出器4
6及びピーク保持回路48が出力を形成する。バーコー
ドセンサが、ERNノイズがない低増幅度構成要素を感
知すると、増幅器44からの増幅された信号が出力にな
る。
aのような正もしくは負ピーク値に対して除去され得
る。減衰器42は、負ピーク制限(クリッピング)もし
くは平滑化(スムージング)回路のためには必要でな
い。
入力値に対して形成された図3の回路に対する種々の信
号を示すグラフである。図5は、そのように形成された
場合の回路40からの平滑化された出力51pを示して
いる。
負ピーク値を制限し、平滑化するように構成された場
合、平滑化回路40と結合された波形を示している。図
7の出力信号51nは、負ピーク値を平滑化している。
減衰器42及び増幅器44は、反対の作用を有してい
る。減衰器42は波形増幅度を減少し、また増幅器44
はその増幅度を増大する。
減衰器42及び増幅器44は、同一方向に作動し、即
ち、波形を負電圧基準に向けて移動させる。この場合、
信号を負電圧の増幅よりも減衰させる必要がある。
幅の適切な結合は、増幅された信号における最低の期待
されたERN電圧増幅度が、バーコード構成要素に対す
る減衰された信号の最大の電圧増幅度よりも大きい組合
せである。正ピーク検出器及び保持回路46及び48の
出力及び増幅器44の出力が、電圧制限回路50に結合
される場合、ライン50bにおける出力は、2つの入力
のより低い電圧増幅度である。
ERN又は正ピーク値が排除される正ピーク制限(clip
ping:クリッピング)回路40aを示している。光学セ
ンサ16からの信号は、抵抗器60a,60bにより構
成される減衰器42に入力される。信号20の増幅度
は、抵抗器60a,60bの和に対する抵抗器60aの
比に従って減少される。
Vr は、接地電位に設定される。センサ電圧波形が負な
らば、負電圧基準−Vr は、そのサンサ波形よりも低電
位の固定負電圧である。
pに入力される。正ピーク検出器46pは、演算増幅器
62a,ダイオード62b,62c及び入力抵抗器62
dを含んでいる。
を、ピーク保持回路48の入力に与えられた電圧よりの
高い電圧に制限する。ダイオード62cは、増幅器62
aの出力を、ピーク保持回路48の入力に与えられた電
圧からドロップした最大・順方向電圧に制限する。
した蓄積容量器64a及び抵抗器64bを含んでいる。
蓄積容量器64a及び抵抗器64bによって形成された
時定数により、バーコード及び間隔構成要素が感知され
る率に関連して、−Vr に向けての電圧ゆっくりした減
衰が許容される。
ベル変化が、反射もしくは他の光学変化に起因して走査
されるならば、ピーク保持回路48は、最新の信号レベ
ルに基づいて相対的ピーク電圧を再構成する。また、ピ
ーク保持回路48は、ピーク検出器回路46によって感
知された最高電圧に保持される。生成する波形20の如
何なる電圧も、ピーク保持回路48の出力を変化させな
い。
b,66c及び68b,68cがそれぞれ接続されてお
り、他の回路素子からの負荷の信号を緩衝する。
pの出力は、減衰された出力信号の最大電圧であり、抵
抗器64b及び容量器64aから成るRC時定数に基づ
いて増幅度がゆっくりと減衰する。減衰した入力信号増
幅度が、容量器64aの電圧以上になると直ちに、増幅
器62aの出力は、その容量器の電圧を、増幅器入力と
等しくなるように速やかに上昇させる。ライン49pに
おけるピーク検出器及びピーク保持回路の出力は、速や
かに上昇し、またゆっくりと下降する。
幅器回路44に入力される。この増幅器回路44は、演
算増幅器70a,入力抵抗器70b及び帰還抵抗器70
c,70dを含んでいる。これは、回路42における減
衰と回路44における増幅の適切な選定であり、好まし
くないERN電圧を抑制する。この回路の利得は、1と
抵抗器70dに対する抵抗器70cの比率の和に等し
い。
分器もしくは他の回路が、バーコード及び間隔の縁部を
決定するために用いられ得る。この縁部決定処理は、そ
の波形を、次の解読のための時間の関数としてデジタル
レベルに変換する。
おける好ましくないERNが排除される負ピーク制限も
しくは平滑化回路40bを示している。負ピーク検出器
46n及び負ピーク保持回路48nの結合関係の相違に
より、減衰器42は、負ピーク平滑化回路40bから除
かれている。
出器回路46nに入力される。この回路は、増幅器82
a,出力ダイオード82b,帰還ダイオード及び抵抗器
82c,82d及び入力抵抗器82eを含んでいる。
nの入力の電圧よりも低い電圧のみ出力するように増幅
器82aを規制する。ダイオード82cは、増幅器82
aの出力を、負ピーク保持回路48nに対する入力の電
圧からドロップした最大・ダイオード順方向電圧に維持
する。
6bを介して演算増幅器86aに結合された容量器84
a及び抵抗器84bにより、入力RC時定数回路を含ん
でいる。抵抗器82cは、帰還経路を形成し、また抵抗
器82dは、演算増幅器86aに対する負入力を形成す
る。
8bを介して緩衝出力増幅器88aに結合される。帰還
抵抗器88cは、出力48nと増幅器86aの変換され
た入力との間に結合される。容量器84a及び抵抗器8
4bは、正電圧+Vr に結合される。
位に設定される。正電圧波形に対して、+Vr は、生成
する信号とERNの和の負振幅の最高の期待された電圧
よりも高いレベルに設定される。
成された時定数により、バーコード及び間隔構成要素が
感知される率に関連して、+Vr に対する電圧遅延が許
容される。かくして、バーコードとして全体的信号レベ
ル変化が、反射もしくは他の光学変化に起因して走査さ
れるならば、ピーク保持回路48nは、最新の信号レベ
ルに基づいて相対的ピーク電圧を再構成する。また、ピ
ーク保持回路は、負ピーク検出器回路によって感知され
た最低電圧に保持される。生成する波形の如何なる電圧
も、ピーク保持回路48nの出力を変化させない。
路48nは共に、入力信号に対する全体的な利得要因を
形成する。抵抗器82dに対する抵抗器82eの比率
が、抵抗器86dに対する抵抗器86cの比率と等しく
なるように回路が構成される場合、2つの回路の利得
は、 Gain=1+R86e/R82d に等しい。
8c及び88dはそれぞれ、他の回路素子からの負荷の
信号を緩衝する。
号の最小電圧の利得倍の電圧である。この値は、容量器
84a及び抵抗器84bの時定数に基づいて+Vr に対
する増幅度でゆっくりと上昇する。
れた電圧以下にドロップすると直ちに、増幅器82aの
出力は、その容量器84aの電圧を、増幅器入力と等し
くなるように速やかに復帰させる。その結果、負ピーク
保持回路48nの出力は、速やかに下降し、またゆっく
りと上昇する。
nに加えて、増幅器回路44にセンサ波形が入力され
る。回路46n及び48nによって形成された増幅に対
する回路44の増幅の適切な選定により、好ましくない
ERNを抑制する。回路の利得は、1と抵抗器70dに
対する抵抗器70cの比率の和に等しい。
は、回路44からの増幅された信号における最高の期待
されたERN電圧が、回路46n及び48nによって形
成された最低電圧よりも低い場合である。
nの出力及び増幅器44の出力は、電圧制限回路50n
に結合される。この電圧制限回路50nは、抵抗器92
a及びダイオード92bを含んでいる。ライン51nに
おける制限器50nの出力は、2つの入力ライン44n
及び49nのうちの高い方の電圧である。
n,48nのライン49nにおける出力と、センサ入力
波形に関連する増幅器44のライン44nにおける出力
を示している。図7は、相対的度合に依存して、2つの
入力のいずれが、ライン51nにおける出力信号を駆動
するかを、電圧制限回路50nが如何にして選択的に選
ぶかを示している。
ノイズを除去することに続いて、平滑化された信号のど
の部分が、2進値「1」もしくは2進「ゼロ」として表
されるべきかについて決定される必要がある。この決定
は好適には、図10に示されるように本発明に従う縁部
検出器100を用いて行われる。
するバーコード構成要素を検出するために用いられ、変
調,小増幅度,高周波ノイズに対して鈍感である。比較
器102及び第1及び第2RC回路104a,104b
は、検出器100の出力が、比較器102に対する入力
102a,102bにおける電圧信号の1次導関数の相
違サインによって決定されるように構成される。
ズ応答性がない絶対的な増幅度不応答性の利点が得られ
る。ライン102cにおける検出器100の出力は、既
にデジタル5ボルト及び0ボルトになっていなければ、
容易にそのように変換され得る2つの別個の電圧値のい
ずれか1つである。
に結合した入力ライン104cを有している。回路10
4aは、抵抗器106a及び容量器106bを含んでい
る。回路104bは、抵抗器108a及び容量器108
bを含んでいる。
次の式で与えられる。
関数 (V- )′=入力信号電圧V- の時間についての1次導
関数 τ104a=R106a・C106b τ104b=R108a・C108b 検出器100において僅かな量のヒステリシスを生成す
るために、帰還抵抗器109が用いられる。この帰還に
より、電子的ノイズの存在下での回路安定性を増大させ
る。このため抵抗器109の抵抗値R109は、入力抵
抗器106aの抵抗値R106aよりも一般には大きい
(例えば、2,3等級(order) 上位)。
て形成されるRC時定数τ104aが、抵抗器108a
及び容量器108bによって形成されるRC時定数τ1
04bよりも小さい場合、検出器100によって適切な
バーコード構成要素検出が達成される。この構成では、
容量器106bの電圧信号は、容量器108bの信号よ
り位相的に進むことになる。
隔)を検出すると、ライン104cの電圧信号入力は、
高もしくは低レベルでピークとなる。この入力信号はそ
れから、そのピーク値から反対のピークに移動する。
における(V+ )′は、入力102bにおける(V-
)′の前でサイン(符号)を変化させる。時定数τ1
04aは、時定数τ104bよりも小さいから、ライン
102cにおける出力V0 は、(V- )′が次のように
増幅度が減少されるまで、構成要素縁部を決定するサイ
ンを変化させない。
C108b 〕・(V+ )′ 例えば、τ104b=3・τ104aであるならば、そ
の比較器102の出力V0 は、(V+ )′>3・(V-
)′となるまで、その出力を変化させない。
は、バー及び間隔ピークに対する増大した感度と、ノイ
ズによって生じる好ましくない推移変化からの解放(im
munity)との間の交替(トレードオフ:Trade-off )で
ある。その比が増大するので、(V+ )′は、比較器の
出力を変化するために、さらに大きく、そして(V-
)′よりも大きくなる必要がある。この仕方では、微
分回路の特性、即ち高周波ノイズに対する過度な感度は
回避される。
る項も含んでいないので、検出器100は変調作用に対
して不応答的である。導関数信号(V+ )′及び(V-
)′のみが、出力V0 を決定する。
還は、ノイズによって生じた好ましくない出力変化、又
は比較器の発振を抑制する。ヒステリシスの大きさは、
抵抗器106a及び109によって決定される。このヒ
ステリシス電圧は、次の式で与えられる。
R109)〕・V0 このヒステリシス電圧によって、τ104a・(V+
)′が、τ104b・(V- )′に接近したとき、
(ノイズの影響によって生じ得る複数の場合とは異な
り)ただ1つのV0 の推移変化のみが生起する。
ープ検出器100に入力されるならば、比較器102
は、等式(2)におけるサイン(符号)関数が、+1か
ら−1へ、又はその逆に変化する時間毎に、状態を切り
替える。図11は、不ノイズの入力信号に対する時間の
関数としてのかかる処理を示している。
テリシスは、抵抗器109を、比較器102の出力10
2cと正入力102aの間に連結することによって、検
出器100に設けられる。しかしながら、この構成で
は、結果的に非対称ヒステリシス状態となる。
出力電圧の増幅度に等しくなければ、ヒステリシスは、
信号レベルV0 に関して対称とならない。他の方向の変
化のために要求されるよりも、1つの方向の出力を変化
させるために、より大きな正帰還電圧は解消される必要
がある。
ープ検出器回路100の作用によって制限される。例え
ば、2つのヒステリシス電圧の小さい方が、期待された
入力波形に対して縮小されれば、幾つかの小さいバーも
しくは間隔は、比較器102における状態変化を生じさ
せるのに十分に大きい(V+ )′又は(V- )′を生成
しない。
めに選定されれば、小さい方のヒステリシスのノイズに
対する自由性が低下する結果、好ましくない出力変化や
バーコード誤読取を生じさせる。これら双方の場合にお
いて、減少した感度もしくは低下したノイズに対する自
由性は、結果的に検出器100の性能低下を招来し得
る。
制限は、大抵の比較器がオープンコレクタ出力を有する
ということである。比較器の出力と正電圧源の間に結合
された抵抗器は、信号を「高」レベルに引き上げる。電
圧源を構成する別の装置による電流負荷,その電圧源に
よって生成され、もしくはその電圧源に通じるノイズ
(又はその他の現象)に起因して、正電圧源における増
幅度変化が生じれば、V0 の変化は、結果的にヒステリ
シス電圧の変化となる。
定量だけヒステリシス増幅度を増大する必要がある。再
び、これは結果的には、検出器に対する所要の正帰還よ
りも大きなものとなる。
は、ある種の条件下ではスロープ検出器100の性能を
制限することになる。かかる回路性能を改善するため
に、抵抗器108の代わりに追従ヒステリシス回路が用
いられ得る。
比較器の出力増幅度を感知する帰還回路109aを備え
た別の回路100aを示している。検出器100は上述
したように、図12の回路100aに含まれる。帰還増
幅回路109aは、ライン104eにおける入力信号に
追従し、それに関してヒステリシスを対称的に調整す
る。この態様では、正及び負ヒステリシス値は等しく、
V0 の変化に影響されない。
器122a及び122b,ダイオード124a及び12
4b及び抵抗器126a及び126bを含んでいる。演
算増幅器120は、バッファとして構成されており、ラ
イン120aにおける装置出力は、正入力端子120b
の電圧と等しくなっている。この入力120bは、入力
抵抗器122aを介してライン104cの入力信号に結
合される。ダイオード124a及び124bは、接点1
24cの電圧を、入力信号±ダイオード順方向電圧ドロ
ップ(即ち、約0.7ボルト)と等しい電圧に固定す
る。
圧V0 が、V0 =「高レベル」に対するライン104c
の入力信号よりも高く、またV0 =「低レベル」に対す
る入力信号よりも低くなるように構成されている。ライ
ン102cの出力V0 が、高レベル電圧ならば、抵抗器
126b及びダイオード124bを介して比較器102
から増幅器120の入力120へ電流が流れる。ライン
120aの増幅器出力は、入力信号レベルに設定される
から、接点124cの電圧は、ライン104cの入力に
おける電圧とダイオード124bの順方向電圧ドロップ
の和に設定されることになる。
圧であれば、ダイオード124a及び抵抗器126bを
介して増幅器120から比較器102へ電流が流れる。
この構成では、接点124cの電圧は、入力信号レベル
からダイオード124aの順方向電圧ドロップを減じた
電圧と等しい値に設定される。
ように、検出器100aの比較器の出力は、等式(1)
によって与えられる。比較器102の入力への電流が無
視し得るならば、検出器100aに対する出力電圧V0
は、次のように表現され得る。
−(τ104a)/(1+R106a/R126a)〕
(V+ )′±VD (R106a/R126a) ヒステリシス電圧±VD ・(R106a/R126a)
は、もはやV0 の関数ではない。それは、抵抗器R10
6a及びR126aの比とそれぞれのダイオード124
a及び124bの順方向電圧ドロップVD によって決定
される。かくしてヒステリシス電圧増幅度は、出力V0
が「高レベル」もしくは「低レベル」であるか否かとは
独立したものである。
ードの順方向電圧ドロップVD によって複合化される場
合、好ましくない推移変化を抑制するのに十分な大きさ
の抵抗器の比の選定が許容される。この値は、(V+
)′及び(V- )′における小さいが有効である変化
が、バー及び間隔構成要素として感知されるようにする
ために十分に小さく、これにより検出器100の性能範
囲を越える検出器100aの性能範囲を増大させる。
出器100aの出力V0 は、入力信号レベルの関数では
ないが、比較器102の入力102a,102bにおけ
る電圧の1次導関数である。かくして、検出器100a
において、変調もしくは増幅度変化に対する不応答性の
利点が確保される。
ジタル化システム140を形成するために、前述したモ
ジュールが結合される。このシステム140は、後述す
るように、図2の電圧20の如き変調されたアナログ電
圧に変換された高低速バーコード信号を検出し、そして
適切にデジタル化することができる。
負のピーク制限回路142,144を含んでおり、それ
らは、図8及び図9の正及び負のピーク平滑化回路40
a,40bと構造的に及び作用的に同様である。このシ
ステム140において、制限器142,144は、共通
の利得ステージ44を共有する。前述のように制限器1
42,144は、利得ステージ44と結合して、図2の
ERN電圧20aのようなERN電圧を平滑化し、これ
により入力変調アナログ信号20の合成・処理された表
示21を形成する。
されたアナログ信号21は、検出器100aと同様なス
ロープ検出器回路100bに入力される。この検出器1
00bからの出力信号V0 はそれから、必要に応じて2
進出力信号VOUT を形成するために、変換器もしくはシ
フト回路146において論理レベルに変換される。
る。図14において、図8,図9及び図12との関連で
既に述べられた要素には、同一の参照符号を付され、更
なる説明は省略するものとする。
らの入力信号120は、3つのサブ回路、即ち正ピーク
制限器142,負ピーク制限器144及び利得増幅器4
4に入力される。図8及び図9に関して既に述べたよう
に、抵抗器60a及び60bによって形成される正ピー
ク制限減衰器、及び負ピーク制限器144の利得は、2
0aの如き最高及び最低増幅成分における全てのERN
が、入力信号20のそれぞれのピークレベルよりも高く
又は低くなるように、回路44の利得と整合される。
144は、変調自体に影響しないが、最高及び最低増幅
成分の頂部及び底部を平滑化する。図15は、負ピーク
制限回路142,144により、図1の入力信号20を
調整し、そのノイズ自由表示21を処理する作用を示し
ている。
ロープ検出器回路100bに入力される。図12におい
て記述されたように、システム性能を向上させるため
に、回路100aに対する変調が行われる。
抗器150a及び150bが付加されている。検出器1
00bの出力は、等式(1)によって与えられる。
は、次のように抵抗器150aの値よりも大きくする必
要がある。
(ここで、=〜はほぼ等しいの意)及び 1/R126a=〜0 2つの場合が考えられる。利得ステージ44の出力が、
正ピーク制限器電圧出力よりも高く、又は負ピーク制限
器電圧出力よりも低い場合、有効なピーク制限器電圧
は、抵抗器108aにおける入力を確立する。利得回路
44の電圧が2つのピークレベルの間にある場合、利得
出力は、スロープ検出器100bに対する負入力のため
の電圧を設定する。場合Aは、回路44が電圧を設定す
る場合に該当し、また場合Bは、ピーク制限器回路出力
が、スロープ検出器入力レベルを設定する場合に該当す
る。
うに表される。
- ) ′- (R105a・C106b)(V+ )′+(Vpc- V g ) ± Vd
・R106a/R126a 〕 場合A V0 =〔(R108a+C108b)( V - )′- (R106a・C106b)(V+
)′± Vd ・R106a/R126a 〕 場合B 場合A及び場合Bとも、回路140に対する期待された
作動を示す。± Vd ・R106a/R126a の項は小さく、それ
がスロープ検出器のヒステリシス電圧を表すので保持さ
れる。Vpcは、電圧レベルであるが、有効ピーク制限器
を有している。Vg は、利得回路44からの出力電圧で
ある。システムは、以下に記述するように、高低速の歪
んだ信号を正確に解読する。
出器の使用により、回路は、絶対信号増幅度に対して不
応答性であり、或いはバーコードに対する増幅度を変化
させる。信号の変調又はバーコードに対する全体的増幅
度変化は、場合Bの等式が適用される波形において生じ
る。場合Bでは、入力信号増幅度に依存する項は存在し
ない。1次導関数(スロープ)の項のみが、出力V0 の
サインを決定する。
幅度が小さく、低増幅度のバー及び間隔縁部が、出力V
0 のサインを変化させるために十分な大きさの(V+
)′及び( V- ) ′を生成し得る。(V+ )′及び(
V- ) ′の度合がかなり近似している場合、比較器10
2がこれらの点で一時的に発振しないようにしておくに
は、僅かなヒステリシスで十分である。
近い場合がある。つまり、制限されたバーもしくは間隔
構成要素の一定電圧が、(V+ )′及び( V- ) ′の度
合を低下させるように、幅広の構成要素が走査されてい
る場合である。これは、既に示された場合Aが該当す
る。
る付加的ヒステリシスのように作用する特殊な電圧項が
ある。(Vpc- Vg )の項は、(V+ )′及び( V- )
′が極めて小さくなるのと同時に比較器102に対す
る正及び負入力間の電位差を増加させる。この差は、正
帰還に付加され、生じ得る入力オフセット電圧の如き小
電圧変化,電子的ノイズ,振動を含む信号変位、或いは
その他の現象等からそのシステムを保護する。
るバーコード構成要素の走査の間、(Vpc- Vg )の項
は、有効なノイズ抑制を増大する。入力信号が、ピーク
値以下に下降するとき、この特殊な項はなくなり、小増
幅度成分が検出されないようにする。
速,高変調バーコード構成要素を検出することができ
る。また、低速で極めて平坦な波形成分を検出すること
ができる。
ープ検出器100bの出力レベルが、センサ16の最高
入力電圧よりも高く、そこからの最低入力電圧よりも低
くなる必要がある。これは、スロープ検出器の出力レベ
ルが、デジタルの一般に用いられる+5ボルト及びゼロ
ボルトの電圧でないことを意味する。
146が用いられる。回路146は、比較器160,抵
抗器162乃至168及びショットキーダイオード17
0を含んでいる。この回路146は、スロープ検出器の
出力レベルV0 を、図15の2進出力電圧VOUT に対応
するデジタル1及びデジタルゼロに変換するために用い
ることができる。
4に示されるようにコンダクタ18の領域18aを開路
することによって、改善された追従を達成することが可
能である。この場合には、図14において見掛け上示さ
れた連結線18bが、抵抗器60aと出力ライン21a
の間に設けられる。
電圧比較器,LM339AM型を用い得る。また演算増
幅器は、LM32AM型の集積回路を用い得る。
含まれると理解される。例えばそして何ら限定なしに、
センサ16の出力20は、デジタル処理チップにおいて
デジタル的に処理される。
190のブロック図である。このデジタルシステム19
0は、アナログ・デジタル変換器192においてセンサ
16の出力信号20をデジタル化する。そのデジタル値
は、ラインもしくはライン194で、1又は複数のデジ
タル信号処理チップ196に結合される。
号20をデジタル処理するように構成されている。ライ
ン198の信号プロセッサ196の出力は、変調アナロ
グ入力信号20のデジタル表示である。このライン19
8における出力は、図14のライン172の出力VOUT
に対応するが、アナログ処理よりもデジタル処理によっ
て達成される。
ックレンジに亘って、入力アナログ信号を2進信号に変
換することができる。このシステムはまた、入力アナロ
グ信号比較的長く、実質的に一定なピーク値の対して
も、高い信頼性で作動する。
る。
電圧のグラフである。
る入力及び内部信号のグラフである。
に従う正制限回路の出力のグラフである。
入力及び内部信号のグラフである。
に従う負制限回路の出力のグラフである。
構成された図3の回路の概略図である。
構成された図3の回路の概略図である。
る。
グラフである。
略図である。
の概略図である。
る。
す図である。
示すブロック図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 第1及び第2スロープによって結合され
た異なる値のピーク増幅度を有するアナログ信号によっ
て担持された2進情報シーケンスに対応する2進出力信
号を形成するためのスロープ応答検出器であって、幾つ
かの増幅度が実質的に一定値を有しており、この検出器
は、 第1及び第2スロープを検出する回路と、 検出回路に結合されると共に、検出されたスロープにの
み応答する第1及び第2・2進出力を形成するための回
路であって、第1スロープが検出され、そして第2スロ
ープが検出されるまで、実質的に一定増幅度値に維持さ
れるとき、第1・2進出力が生成され、それから第2・
2進出力が生成される前記回路と、を備えていることを
特徴とするバーコード検出回路。 - 【請求項2】 入力シーケンスによって変調されたアナ
ログ信号の2進表示を生成するために有用なバーコード
読取装置であって、このバーコード読取装置は、 入力シーケンスをそれに従って変調されたアナログ信号
に変換するためのセンサと、 前記センサに結合された少なくとも1つの切捨器であっ
て、前記変調された信号の選定されたピーク増幅度上の
ノイズを実質的に排除し、そして前記アナログ信号の平
滑化された表示を形成するための前記切捨器と、 前記切捨器に結合されており、前記平滑化された表示の
少なくとも第1及び第2スロープを検出し、そしてその
2進表示を形成するための増幅度独立検出器であって、
第1・2進値が、第1スロープの検出に対応して先ず形
成され、そして第2スロープが検出されるまで維持され
る増幅度独立検出器と、を備えていることを特徴とする
バーコード検出回路。 - 【請求項3】 入力波形の推移変化を検出するための装
置であって、この装置は、 入力波形が入力される入力接点と、 第1時定数を形成する手段と、 前記第1時定数よりの大きい第2時定数を形成する手段
と、 第1及び第2入力ポートと出力ポートとを備えた比較器
であって、第1時定数手段は、前記第1入力ポート及び
入力接点間に結合され、また第2時定数手段は、前記第
2入力ポート及び入力接点間に結合され、入力波形の推
移変化を表す出力ポートにおける2進出力信号を形成す
る前記比較器と、を備えていることを特徴とするバーコ
ード検出回路。 - 【請求項4】 変化するピーク値及び推移変化を有する
アナログ入力信号を、2進出力信号に変換する装置であ
って、この装置は、ピーク保持回路と比較回路を備えた
正及び負のピーク検出器を含んでおり、各ピーク検出器
及びそれぞれのピーク保持回路は、 入力信号からの変化するピーク値を排除するための回路
と、 前記排除回路と前記比較器の間に結合されており、前記
入力信号の推移変化を検出し、それから2進出力信号を
生成するためのスロープ感知回路と、を含んでいること
を特徴とするバーコード検出回路。 - 【請求項5】 ノイズ担持ピーク増幅度と、それらの間
の情報認識スロープとを備えた2進情報担持アナログ信
号を処理するための方法であって、この方法は、 アナログ信号を感知する工程と、 前記ノイズ担持ピーク増幅度を、不ノイズピーク増幅度
値に置換し、前記情報認識スロープを含むノイズ自由表
示を備えたアナログ信号の実質的なノイズ自由表示を形
成する工程と、 前記表示における情報認識スロープを検出し、そしてそ
れにのみ応答して、アナログ信号の2進情報に応答する
第1及び第2の値のみを有する2進出力信号を生成する
工程と、を含んでいることを特徴とする2進情報担持ア
ナログ信号を処理するための方法。
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