(57)【要約】      （修正有）【課題】３値バーコードの読取安定性向上。【解決手段】読取光に対する反射率が相互に相違する第１バーとスペースの配列により構成されるバーコードの読取方法において、読取光によってバーコードを走査したときの反射光を検知することで検知信号を生成する手順と、単一のバーコードの走査に要する時間をＴとして、Ｔ／６０以下の時定数τをもって検知信号の包絡線検波信号を生成する手順と、包絡線検波信号を所定の割合で減衰させることで基準信号を生成する手順と、検知信号から基準信号を差し引くことで得られる平均値信号に基づいて第１バーに対応する第１バー信号を生成する手順とを実行する。さらに、平均値信号に対する微分信号を生成する手順と、第１バーと第２バーに対応する遅延混合信号を生成する手順と、第１バー、遅延混合信号に基づき第２バーに対応する第２バー信号を生成する手順を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
読取光に対する反射率が相互に相違する第１バーとスペースの配列により構成されるバーコードの読取方法であって、
読取光によって前記バーコードを走査したときの反射光を検知することで検知信号を生成する検知信号生成手順と、
単一の前記バーコードの走査に要する時間をＴとして、Ｔ／６０以下の時定数τをもって前記検知信号の包絡線検波信号を生成する包絡線検波手順と、
前記包絡線検波信号を所定の割合で減衰させることで基準信号を生成する基準信号生成手順と、
前記検知信号から前記基準信号を差し引くことで得られる平均値信号に基づいて前記第１バーに対応する第１バー信号を生成する第１バー信号生成手順とを備えることを特徴とする読取方法。
【請求項２】
前記バーコードが、前記読取光に対する反射率が前記第１バーと前記スペースの中間の値である第２バーを更に有する３値バーコードであり、
前記平均値信号に対する微分信号を生成する微分信号生成手順と、
前記微分信号に基づいて、前記第１バー及び前記第２バーに対応する遅延混合信号を生成する遅延混合信号生成手順と、
前記第１バー信号及び前記遅延混合信号に基づいて前記第２バーに対応する第２バー信号を生成する第２バー信号生成手順とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の読取方法。
【請求項３】
前記遅延混合信号生成手順は、
前記微分信号を第１、第２の閾値と比較することにより第１、第２パルス信号を生成するパルス信号生成手順と、
前記第１パルス信号と同期して立ち下がり、前記前記第２パルス信号と同期して立ち上がる混合信号を生成する混合信号生成手順と、
前記第１バー信号に同期するように前記混合信号を遅延させることにより前記遅延混合信号を生成する信号遅延手順とを含み、
前記第２バー信号生成手順は、
前記遅延混合信号と前記第１バー信号が同期して立ち下がったときに立ち下がり、前記遅延混合信号が単独で立ち下がったときに立ち上がる選択信号を生成する選択信号生成手順と、
前記遅延混合信号と前記選択信号の論理積を取ることにより第２バー信号を生成する論理積手順とを含むことを特徴とする請求項２に記載の読取方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーコードの読取方法に関し、特に、高密度の情報記録が可能な３値バーコードを高速で読み取ることができるバーコードの読取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動生産ラインや自動倉庫における物品の移動制御に用いられているバーコード認識システムでは、記録容量の増大とバーコード検知（読取）の高速化が求められている。
【０００３】
記憶容量を増大させる手法としては、高密度２値２次元バーコードやカラー２次元バーコードの使用が考えられるが、２次元画像を光電変換し画像信号の認識処理をソフト的に行うＣＣＤ検知方式では、限界走査速度が５０ｓｃａｎ／ｓｅｃ程度と遅く、高速走査を必要とする自動生産ラインや自動倉庫では使用できない問題がある。
【０００４】
検知速度の高速化の面ではレーザースキャナを用いたシステムが有利であるが、当該システムは２値バーコードへの適用が実用化されているのみであり、レーザースキャナを用いたカラーバーコードやハーフトーンバーコードの検知手法は未だ確立されていないのが現状である。
【非特許文献１】H. Wakaumi and C. Nagasawa, "A Ternary Bar-Code Detection System with Pattern-Adaptable Dual Threshold", Proceedings of EUROSENSORS XIX, MP43, September 2005.
【非特許文献２】H. Wakaumi and C. Nagasawa, "A ternary barcode detection system with pattern-adaptable dual threshold", Sensors and Actuators A: Physical, vol. 130-131, pp176-183, August 2006.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、大容量の情報を記録したバーコードの高速読取を実現すること、より詳細には、大容量の情報を記録可能な３値バーコードの高速読取を実現することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、読取光に対する反射率が相互に相違する第１バーとスペースの配列により構成されるバーコードの読取方法であって、
読取光によって前記バーコードを走査したときの反射光を検知することで検知信号を生成する検知信号生成手順と、
単一の前記バーコードの走査に要する時間をＴとして、Ｔ／６０以下の時定数τをもって前記検知信号の包絡線検波信号を生成する包絡線検波手順と、
前記包絡線検波信号を所定の割合で減衰させることで基準信号を生成する基準信号生成手順と、
前記検知信号から前記基準信号を差し引くことで得られる平均値信号に基づいて前記第１バーに対応する第１バー信号を生成する第１バー信号生成手順とを備えることを特徴とする読取方法（請求項１）である。
【０００７】
本発明における「読取光」は、バーコードに照射されたときに第１バー及びスペースからそれぞれ異なる反射率で反射光を反射させる任意の光であり、好ましい実施形態ではレーザー光が使用される。
【０００８】
本発明における「バーコード」は、読取光に対する反射率が相互に相違する第１バーとスペースの配列により構成されるものであり、その典型例には、黒色の第１バーと白色のスペースが１次元方向に配列された単一ラインバーコードが含まれる。
【０００９】
本発明では、読取光を走査する方式でバーコード検知（読取）が行われるため、自動生産ラインや自動倉庫等での使用に耐える高速読取が実現できる。
【００１０】
また、本発明では、バーコードからの検知信号の時定数τを所定範囲の値としたときの包絡線検波信号（弱包絡線検波信号）を所定割合で減衰させた信号（基準信号）を検知信号から差し引くことにより得られる平均値信号に基づいてバーコードの読取を行う構成を採用することにより、バーコードの読取精度及び読取安定性の向上が達成されている。
【００１１】
従って、バー幅がより小さく、より記憶密度の高いバーコードの安定な読取が可能となり、また、バーコード検知が可能な距離（読取光光源とバーコードの距離）の広範囲化が達成される。
【００１２】
なお、本発明の弱包絡線検波信号を生成する際の時定数τは、単一のバーコードの走査に要する時間をＴとして、Ｔ／６０以下とすることが好ましく、本発明の基準信号を生成する際の弱包絡線検波信号の減衰率は、２０％〜７０％の範囲が好ましい。
【００１３】
本発明では、前記バーコードが、前記読取光に対する反射率が前記第１バーと前記スペースの中間の値である第２バーを更に有する３値バーコードであり、前記平均値信号に対する微分信号を生成する微分信号生成手順と、前記微分信号に基づいて、前記第１バー及び前記第２バーに対応する遅延混合信号を生成する遅延混合信号生成手順と、前記第１バー信号及び前記遅延混合信号に基づいて前記第２バーに対応する第２バー信号を生成する第２バー信号生成手順とを更に備えるものとすること（請求項２）、或いは更に、前記遅延混合信号生成手順は、前記微分信号を第１、第２の閾値と比較することにより第１、第２パルス信号を生成するパルス信号生成手順と、前記第１パルス信号と同期して立ち下がり、前記前記第２パルス信号と同期して立ち上がる混合信号を生成する混合信号生成手順と、前記第１バー信号に同期するように前記混合信号を遅延させることにより前記遅延混合信号を生成する信号遅延手順とを含み、前記第２バー信号生成手順は、前記遅延混合信号と前記第１バー信号が同期して立ち下がったときに立ち下がり、前記遅延混合信号が単独で立ち下がったときに立ち上がる選択信号を生成する選択信号生成手順と、前記遅延混合信号と前記選択信号の論理積を取ることにより第２バー信号を生成する論理積手順とを含むむものとすること（請求項３）が好ましい。
【００１４】
かかる発明では、より高密度での情報記録が可能な３値バーコードの読取を実現することができる。
【００１５】
また、本発明では、平均値信号の微分信号を用いることでコントラストの小さいパターンに対する検知能力が向上するため、３値バーコードの読取安定性を向上させることができる。
【００１６】
本発明における「第２バー」は、読取光に対してスペースと第１バーの中間の値の反射率を有するものであり、例えば、黒色の第１バー及び白色のスペースを使用した場合には、第２バーをグレイとすることが考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係るバーコード読取方法を実行することができるバーコード読取装置を示す説明図であり、図２は、当該読取方法の説明図である。
【００１８】
図１に示されるように、本実施形態の読取装置では、レーザーダイオードスキャナ１からのレーザー光によりバーコード２が走査され、バーコード２からの反射光はフォトダイオード／増幅器３により検出される。
【００１９】
バーコード２は、図２（ａ）に示すように、所定幅の黒色バー（第１バー）２ａ、グレイバー（第２バー）２ｂ及びスペース２ｃが１次元方向に配列された単一ライン３値バーコードである。
【００２０】
図２（ｂ）には、フォトダイオード／増幅器３の出力である検知信号Ｓ１の波形が示されているが、バーコード２におけるバー幅が狭くなるにつれて、走査光（レーザ光等）のビーム幅が狭いバー幅を超えるようになるために、広バーと狭バーとで実質的に反射光量が異なり、信号レベルの違いが生じる。従って、検知信号Ｓ１には図示のような不規則な信号歪が生じるため、非特許文献１、２に示される手法では、安定なバーコード読取を行うことは困難となる。
【００２１】
このため、本発明では、単一のバーコード２の走査に要する時間をＴとして、Ｔ／６０以下の時定数τをもって発生させた包絡線検波信号を用いて検知信号Ｓ１における歪の除去が行われる。
【００２２】
即ち、フォトダイオード／増幅器３からの検知信号Ｓ１は包絡線検波器４に入力され、所定の時定数τをもって包絡線検波信号Ｓ２が出力される。図２（ｃ）は、バーコード２の走査周期Ｔが３ｍｓｅｃである場合に時定数τを７μｓｅｃとしたときの検知信号Ｓ１に対する包絡線検波信号Ｓ２の波形である。
【００２３】
包絡線検波器４からの包絡線検波信号Ｓ２は６０％減衰器５において減衰を受けて基準信号Ｓ３として出力され、これがフォトダイオード／増幅器３から出力された検知信号Ｓ１から差し引かれ、更に、利得１．３の増幅器６による増幅を受けて平均値信号Ｓ４として黒レベル比較器７及び微分回路８に供給される。なお、増幅器６による増幅は、検知信号Ｓ１から基準信号Ｓ３を差し引くことによる信号強度の低下を補うことを意図したものである。
【００２４】
図２（ｄ）には、平均値信号Ｓ４の波形が示されている。図２（ｂ）の検知信号Ｓ１との比較で明らかなように、検知信号Ｓ１から上記のように生成された基準信号Ｓ３を差し引くことにより、検知信号Ｓ１における不規則な歪を効果的に除去することが可能である。
【００２５】
また、平均値信号Ｓ４における黒色バー２ａの信号レベルは比較的安定しており、グレイバー２ｂの信号レベルに対する相違も十分な大きさに保たれている。従って、黒レベル比較器７において平均値信号Ｓ４を所定の閾値ＶＴ１と比較することにより、黒色バー２ａに対応する黒コード信号（第１バー信号）Ｓ５を生成することが可能である（図２（ｊ））。
【００２６】
一方で、バー幅寸法の極めて小さい高密度バーコード２を使用した場合には、平均値信号Ｓ４におけるグレイバー２ｂの信号強度は小さくなるため、黒コード信号Ｓ５と同様の方法ではグレイバー２ｂを安定に検出することは困難となる。
【００２７】
このため、本実施形態では、平均値信号Ｓ４に微分法を適用することによりグレイバー２ｂ検出の安定化が図られている。すなわち、微分回路８は平均値信号Ｓ４を微分することにより微分信号Ｓ６を２値比較器９に出力し、２値比較器９はこの微分信号Ｓ６を所定の閾値ＶＴ２、ＶＴ３と比較することにより、第１、第２パルス信号Ｓ７、Ｓ８を出力する。
【００２８】
ここで、微分信号Ｓ６及び第１、第２パルス信号Ｓ７、Ｓ８の波形はそれぞれ図２（ｅ）〜（ｇ）に示されており、第１パルス信号Ｓ７は、白色領域から黒色又はグレイ領域への遷移を検出するものであり、第２パルス信号Ｓ８は、黒色又はグレイ領域から白色領域への遷移を検出するものである。従って、プリセット−リセット回路１０が、第１、第２パルス信号Ｓ７、Ｓ８の先行する立ち下がりエッジ（白色領域から黒色又はグレイ領域への遷移に対応する）においてプリセット動作を行い、それに続く立ち下がりエッジ（黒色又はグレイ領域から白色領域への遷移に対応する）においてリセット動作を行うことにより、黒色バー２ａ及びグレイバー２ｂに対応する混合信号Ｓ９（図２（ｈ））を生成することができる。
【００２９】
混合信号Ｓ９からのグレイコード信号（第２バー信号）Ｓ１２の分離は以下のように行われる。
【００３０】
黒レベル比較器７からの黒コード信号Ｓ５及びプリセット−リセット回路１０からの混合信号Ｓ９はメモリー１１に導かれ、ここで混合信号Ｓ９の立ち上がり又は立ち下がりエッジにおける黒コード信号Ｓ５と混合信号Ｓ９の時間差ΔＴが求められ、遅延回路１２は、混合信号Ｓ９を上記時間差ΔＴだけあるいは上記時間差ΔＴより若干長めに遅延させることにより遅延混合信号Ｓ１０を生成する（図２（ｉ））。
【００３１】
上記遅延混合信号Ｓ１０は黒コード信号Ｓ５とともにサンプリング回路１３に導かれ、遅延混合信号Ｓ１０の立ち下がりエッジにおいて黒コード信号Ｓ５をサンプリングすることにより選択信号Ｓ１１（図２（ｌ））が生成され、ゲート回路１４が遅延混合信号Ｓ１０と選択信号Ｓ１１の論理積を取ることにより遅延混合信号Ｓ１０から黒コード信号Ｓ５に対応する部分が除去されたグレイコード信号Ｓ１２（図２）が出力される。
【００３２】
上記により生成された黒コード信号Ｓ５とグレイコード信号Ｓ１２はゲート回路１５で加算され、デコード信号として出力される。なお、遅延混合信号Ｓ１０ではなく黒コード信号Ｓ５とグレイコード信号Ｓ１２の加算信号をデコード信号として用いるのは、遅延混合信号Ｓ１０内のグレイコード信号の幅が黒コード信号に対してバランスしないため、その調整をグレイコード信号に対して行う必要があるためである。
【００３３】
本実施形態のバーコード読取方法によれば、単一ライン４文字（スタート・ストップコードを除く）の１文字当たり９エレメントを含む３値バーコード（グレイバーの反射率：０．５２／最小バー幅：０．３ｍｍ）を従来のＣＣＤ方式の７倍の３５０ｓｃａｎ／ｓｅｃの速度で読み取ることが可能であり、バーコード検知が可能な距離（レーザースキャナ１のポリゴンミラーとバーコード２の距離）の範囲は５．４ｃｍであった。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係るバーコード読取装置を示す説明図。
【図２】本発明の一実施形態に係るバーコード読取方法を示す説明図。
【符号の説明】
【００３５】
１・・・レーザーダイオードスキャナ
２・・・バーコード
３・・・フォトダイオード／増幅器
４・・・包絡線検波器
５・・・減衰器
５・・・包絡線検波器
６・・・増幅器
７・・・黒レベル比較器
８・・・微分回路
９・・・２値比較器
１０・・・リセット回路
１１・・・メモリー
１２・・・遅延回路
１３・・・サンプリング回路
１４、１５・・・ゲート回路
【図１】
2010097569.tif 000003
【図２】
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