DE69523277T2

DE69523277T2 - Einzelbilderzeugungssystem mit automatischer belichtungsregelung

Info

Publication number: DE69523277T2
Application number: DE69523277T
Authority: DE
Inventors: P. Ju; P. Wang
Original assignee: Metanetics Corp
Current assignee: Metanetics Corp
Priority date: 1994-07-26
Filing date: 1995-07-26
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2015-07-27
Also published as: EP0721628A1; AU3148595A; US5572006A; EP0721628B1; CA2172510C; AU702128B2; JP3877765B2; DE69523277D1; CA2172510A1; JPH11505042A; WO1996003708A1

Description

Diese Erfindung betrifft Systeme und Verfahren zum Lesen von Datenformaten wie Strichcodes und Matrixcodes, und allgemeiner Abbildungssysteme, die Sensorfelder für eine einzelne Rahmenaufnahme eines Bildes einsetzen, und die eine automatische Belichtung, eine automatische Verstärkungssteuerung und eine automatische Fokuserfassung bereitstellen können.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Während eine Vielfalt von Typen von Sensorfeld-Scannern zum Lesen komplexer Formen zweidimensionaler Strichcodes und Matrixcodes bereitgestellt worden sind, sind diese Serisorfeld-Scanner sämtlich kontinuierliche Rahmenscanner und leiden daher unter einem hohen Energieverbrauch. Weil viele Sensorfeld-Scanner tragbar sind, und von Batterien betrieben werden, besteht ein Bedarf für einen tragbaren Leser mit einer Einzelrahmen-Fähigkeit, und deswegen einem verringerten Energieverbrauch und dementsprechend verlängerter Batterielebensdauer. Es besteht auch ein Bedarf für einen tragbaren Leser mit verbesserter Genauigkeit und Zuverlässigkeit, wie auch verringerter Größe und geringem Gewicht.

HINTERGRUND VON DATENFORMATEN

Die Anwendung und die Verwendung von Strichcodes und Matrixcodes sind altbekannt und zunehmend. Strichcodes und Matrixcodes sind Formen von "Datenformaten", die für gegenwärtige Zwecke definiert sind, sämtliche Anordnung einzuschließen, wobei Daten in eine Form einer maschinenlesbaren Kopie fixiert sind. Somit schließen Datenformate ein- und zweidimensionale Strichcodes, Matrixcodes und grafische Codes ein, wie auch Worte und Zahlen und andere Symbole, die auf Papier, Plastikkarten und metallische und andere Elemente gedruckt oder geätzt werden können. Datenformate können in unsichtbarer Tinte gedruckt werden, magnetisch über Magnetstreifen oder magnetische Tinten-Zeichensätze aufgezeichnet sein, elektromagnetisch über Hochfrequenz-Schilder aufgezeichnet sein, graviert, gestempelt, tätowiert (auf die Haut), durch eine Ionendotierung (für Halbleiterwafer) oder ein biochemisches Binden, etc. gebildet sein.
Bei der Benutzung von Datenformaten werden Daten, die ursprünglich codiert sind, für eine weitere Verwendung in einer Vielfalt von Arten wiedergewonnen. Beispielsweise kann ein gedruckter Strichcode optisch abgetastet werden, um Reflektivitätswerte abzuleiten, die digitalisiert, in einem Pufferspeicher gespeichert und nachfolgend decodiert werden, um die Daten, die in dem Strichcode codiert sind, wiederzugewinnen. Ungeachtet des besonderen Typs eines Datenformats wird typischerweise ein Bild erhalten und als Pixelwerte für eine weitere Verarbeitung gespeichert. Ein Bild eines Strichcodes oder Matrixcodes, der als ein grafisches Bild existiert, kann durch Verwenden eines CCD-Scanners, eines Laserscanners oder einer anderen geeigneten Einrichtung erhalten werden, die befähigt ist, zwischen unterschiedlichen Reflektivitätswerten eines Lichts zu unterscheiden, das von einem Datenformats reflektiert wird. Somit umfaßt ein Strichcode typischerweise schwarze oder dunkelgefärbte Strichtyperelemente, die auf eine weiße oder schwachgefärbte Hintergrundfläche gedruckt sind, mit weißen oder leichtgefärbten Zwischenräumen zwischen den Elementen des Strichcodes. Die Abstände weisen typischerweise die gleiche Farbe wie die Hintergrundfläche auf, können aber aus einer unterschiedlichen schwachen Farbe in diesem Beispiel sein. In anderen Beispielen sind die Elemente eines Strichcodes oder eines Matrixcodes weiß oder schwach gefärbt und sind durch schwarze oder dunkler gefärbte Zwischenräume und eine Hintergrundfläche definiert.
In anderen Anwendungen, wie etwa Lasergravieren auf Siliziumwafern kann eine Beleuchtung zu einer Dunkel-auf-Hell-Beziehung in einer Orientierung und einer Hellauf-Dunkel-Beziehung in einer unterschiedlichen Orientierung führen. Zusätzlich zu Pixelwerten, die Reflektivitätswerte von Licht ("Licht" sei definiert, das gesamte elektromagnetische Spektrum für die vorliegenden Zwecke zu umfassen) darstellen, können in anderen Anordnungen Pixelwerte, die repräsentativ für Reflektivitätswerte sind, auf einer Reflexion von Schallwellen und anderen Medien von einem Datenformat einer geeigneten Konfiguration basiert sein. In jedweder Anordnung, in welcher ein Datenformat angeordnet ist, auf der Basis von Reflektivitätswerten gelesen zu werden, können derartige Reflektivitätswerte typischerweise als Pixelwerte in einem Bildpufferspeicher oder einem anderen Speichermedium in einer Bit-Karte oder einer anderen Form gespeichert wird, die, während sie repräsentativ für Pixelwerte eines Bildes ist, jedwedes andere geeignete Datenspeicherformat benutzen kann.

HINTERGRUND VON SENSORFELD-LESERN

Wie bemerkt, sind frühere Anordnungen zum Lesen von Datenformaten auf Laser- oder kontinuierlichen Rahmen-CCD-Scannern basiert worden, die für eine Verwendung mit zweidimensionalen Strichcodes ausgelegt sind. Jedoch sind diese Zugänge im Allgemeinen einer oder mehrerer Einschränkungen in der Suche nach eine praktischen, handgehaltenen Leser eines geringen Energieverbrauchs, geringer Kosten, geringen Gewicht, der ein schnelles und genaues Lesen zweidimensionaler Datenformate bereitstellt, unterworfen worden. Beispielsweise verbraucht ein kontinuierlicher Rahmen-Leser typischerweise ein volles Watt an Leistung, weil die kontinuierliche Rahmenarchitektur es erfordert, daß das Sensorfeld kontinuierlich einen Strom von Bilddaten erzeugt. Wenn ein Mikroprozessor einen Strichcode decodiert, wählt er nur geeignete Daten, um von dem kontinuierlichen Strom von Bilddaten zu decodieren.
Vollrahmen-Progressive-Scan-CCD-Einrichtungen, wie sie für ein kontinuierliches Rahmen- Transfer-Video oder eine Standbildaufnahme einer sehr hohen Auflösung vorgeschlagen sind, sind einem oder mehreren von folgendem unterworfen: hohe Kosten, sperrige Konfiguration, hoher Energieverbrauch und langsame Verstärkungssteuerungs-Antwortzeit. Derartige Faktoren schränken eine Anwendbarkeit auf praktische handgehaltene Datenformat-Leseanwendungen ein.
Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind es deswegen, neue und verbesserte Datenformat-Leser bereitzustellen, die einen oder mehrere Nachteile früherer Anordnungen vermeiden.
Weitere Aufgaben sind es, Abbildungssysteme bereitzustellen, die befähigt sind, eines oder mehreres von Folgendem bereitzustellen:
- niedriger Gesamtenergieverbrauch;
- und automatische Belichtungssteuerung.
Die WO93/17397 betrifft einen optischen Abtastkopf zum Abtasten ein- oder zweidimensionaler Strichcodes, der Abtastkopf ist konfiguriert, die Intensität der emittierten Strahlung zu variieren, um zu der Betriebsumgebung zu passen.
Die US 4500776 betrifft auch einen optischen Weitwinkel-Abtastkopf, der eine ausreichende Tiefenschärfe aufweist, um einen Strichcode aus der Ferne abzutasten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung stellt ein Abbildungssystem bereit, das als ein Datenformat-Leser verwendbar ist, um ein Datenformat zu lesen, wobei das Abbildungssystem umfaßt:
eine Vielzahl von Sensorelementen, die lesbar sind, um Bildsignale bereitzustellen, und wobei zumindest einige davon in einem zwei-dimensionalen Feld positioniert sind;
eine Sensorfeldanordnung einschließlich der Sensorelemente und eine Feldsteuereinheit, die angeordnet ist, das Lesen ausgewählter Sensorelemente zu steuern, um Bildsignale bereitzustellen; und eine Verarbeitungseinheit, die angeordnet ist, Bildsignale zu verarbeiten, um das Datenformat zu decodieren;
gekennzeichnet durch:
die Verarbeitungseinheit, die angeordnet ist, das Lesen von Bildsignalen auf ein erfolgreiches Decodieren des Datenformat folgend zu beenden.
Für ein besseres Verständnis der Erfindung zusammen mit anderen und weiteren Aufgaben wird Bezug genommen auf die zugehörigen Zeichnungen, und der Umfang der Erfindung wird in den begleitenden Ansprüchen dargelegt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1A, 1B und 1C jeweils Vorderansichten, Seitenansichten und Draufsichten eines Abbildungssystems mit automatischer Belichtung in der Form eines handgehaltenen Datenformatlesers, der die Erfindung benutzt;
Fig. 2 ein Blockdiagramm von Abschnitten des Datenformatlesers mit einer Konzept- Seitenansicht optischer Komponenten des Lesers;
Fig. 3 Details von Implementierungen eines Abschnitts des Figur-2-Systems;
Fig. 4 eine Konzept-Seitenansicht, die Aspekte eines automatischen Fokuserfassungssystems in Übereinstimmung mit der Erfindung veranschaulicht;
Fig. 5 ein Blockdiagramm, das eine zweite Ausführungsform eines Abschnitts des Figur-2- Datenformatlesers zeigt;
Fig. 6 ein betriebsmäßiges Flußdiagramm, das nützlich zum Beschreiben eines Betriebs des veranschaulichten Datenformatlesers ist; und
Fig. 7 ein Flußdiagramm, das nützlich zum Beschreiben eines Betriebs der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist.

Beschreibung der Erfindung

Eine Ausführungsform eines Abbildungssystems mit automatischer Einzelrahmenbelichtung in der Form eines Datenformatlesers, der die Erfindung benutzt, ist in den Fig. 1A, 1B und 1C veranschaulicht. Fig. 1A ist eine Konzept-Vorderansicht des Datenformatlesers 10, und Fig. 1B und 1C sind entsprechende Seitenansichten bzw. Draufsichten. Ein Abschnitt der oberen Einfassung ist in Fig. 1B entfernt, um eine vereinfachte Ansicht der internen Komponenten bereitzustellen. Bevor spezifische Aspekte in Übereinstimmung mit der Erfindung angesprochen werden, kann beobachtet werden, daß, wie gezeigt, der Leser ein geeignetes stossfestes Plastikgehäuse mit einem Handgriff-Abschnitt 12, einer Trägereinrichtung 14 und einem Batteriefach 16 einschließt. Der Datenformatleser schließt auch einen oberen Einfassungsabschnitt 18 ein, der, wie in vereinfachter Form in Fig. 18 veranschaulicht, eine Sensorfeldanordnung 20 einschließt, und auch ein Beleuchtungs-Feld 22 und eine Beleuchtungslinse 24 einschließen kann, wovon jedes in großem Detail später beschrieben werden wird. Fig. 1B zeigt auch eine Prozessor- und eine Speicher-Einheit 30 und eine Eingangs/Ausgangs-(IO)-Einheit 32 auf, die die Form steckbarer Schaltungsplatinen annehmen können, die in Schlitze an der Rückseite des Lesers 10 eingeführt werden. Zusätzliche Schlitze bei 34 und 36 können benutzt werden, um zusätzliche oder erweiterte Betriebsfähigkeiten bereitzustellen, indem eine Einführung von Karten vom PCMCIA-Typ etc. ermöglicht wird. Wie weiter in den Fig. 1B und 1C aufgezeigt, kann der Datenformatleser 10 eine Dateneingabetastatur 40 und eine Anzeige 42 einschließen, die dargestellt ist, auf unterschiedliche Betrachtungswinkel einstellbar zu sein. Diese und andere Merkmale können von Durchschnittsfachleuten unter Verwendung bekannter Techniken und Typen von Komponenten bereitgestellt werden, außer daß Merkmale und Elemente, die insbesondere relevant für eine Implementierung der Erfindung sind, bereitgestellt werden, wie weiter beschrieben werden wird.
In der veranschaulichten Ausführungsform ist ein Datenformatleser 10 mit automatischer Belichtung bereitgestellt, der konfiguriert ist, ein Datenformat zu lesen (wie etwa einen zwei-dimensionalen Strichcode), der in einer Zielfläche existiert, die in einer Entfernung von dem Datenformatleser positioniert ist. Somit kann beispielsweise ein Strichcode auf ein Etikett gedruckt sein, das an einem Paket, einer Komponente oder einem Brief befestigt ist, und der Datenformat-Leser wird von einem Bediener mit der Vorderseite des Lesers in einer Entfernung von dem Strichcode gehalten.
Wie in Fig. 1A gezeigt, schließt der Leser 10 ein Feld von Beleuchtungseinheiten mit drei unterschiedlichen Funktionen ein. Perimeter-Beleuchtungseinheiten, wie etwa bei 50 gezeigt, sind in einer Rahmentyp-Konfiguration positioniert und angeordnet, die Zielfläche mit einer Grenze oder einem Rahmeneffekt zu beleuchten, der das Gesichtsfeld der Sensorfeldanordnung 20 anzeigt. Fokussierende Beleuchtungseinheiten, gezeigt bei 52, sind in dieser Ausführungsform angeordnet, gewinkelte Lichtstrahlen bereitzustellen, die sich bei einer vorbestimmten Entfernung vor dem Leser kreuzen oder überlappen. Jene Entfernung stellt eine feste Fokusentfernung dar, wie weiter beschrieben werden wird. Belichtungs-Beleuchtungseinheiten, wie etwa bei 54 gezeigt, und die typischerweise in größeren Anzahlen eingeschlossen werden können, sind angeordnet, um einen relativen gleichförmigen Pegel einer Zielflächenbeleuchtung bereitzustellen, wenn sie während einer Belichtungsperiode zum Zweck eines Lesens des Datenformats eingeschaltet werden (z. B. einer Bildaufnahme des Datenformats in dem Sensorfeld). Jeder der Beleuchtungseinheiten kann eine geeignete Form einer Einrichtung wie etwa eine lichtemittierende Diode (LED) geringer Kosten sein, die angeordnet ist, um jeweilige Pegel einer Beleuchtung bereitzustellen, die in Anwendungen der Erfindung als geeignet bestimmt werden. Die Anzahl, Typen, Anordnung und Benutzung der Beleuchtungseinheiten kann wie geeignet bestimmt werden. In Abhängigkeit von der Anwendung können die Perimeter-Beleuchtungseinheiten 50 oder fokussierende Beleuchtungseinheiten 52 allein oder in einer Kombination verwendet werden, um eine Belichtungsbeleuchtung während Belichtungsperioden bereitzustellen. Die Beleuchtungslinse 24 kann eine Feld-Konfiguration einschließlich eines kleinen Linsenabschnitts vor jeder der Beleuchtungseinheiten 50, 52 und 54 einschließen, um geeignet fokussierte Strahlkonfigurationen für jede der jeweiligen Funktionen, die bereits diskutiert sind, bereitzustellen. In der Figur-1A-Ansicht ist eine zentrale Linse 56 angeordnet, eine Beleuchtung, die von der Zielfläche und jedwedem eingeschlossenen Datenformat reflektiert wird, auf die Endfläche des Sensorfelds zu fokussieren, das in der Anordnung 20 enthalten ist, um es zu ermöglichen, daß das Feld das Bild erfaßt und Bildsignale bereitstellt.
Unter Bezugnahme nun auf Fig. 2 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm von Abschnitten des Datenformatlesers, der die Erfindung benutzt, gezeigt. Eine Konzept-Querschnittansicht betreffender optischer Komponenten ist eingeschlossen. Wie gezeigt, projiziert die Sensorfeldanordnung 20 über eine Linsenanordnung 24 und das Feld von Beleuchtungseinheiten 50 und 54 und schließt ein Sensorfeld 21, ein optisches Filter 26 und eine Feld-Steuereinheit 28 mit einer zugeordneten Takteinrichtung 29 ein. Das Sensorfeld 21 ist hinter (in dieser Seitenansicht rechts von) der zentralen Linse 56 und dem Filter 26 positioniert. Durch Bereitstellen eines Filters 26, das für die von den Beleuchtungseinheiten bereitgestellte Beleuchtung durchlässig ist, aber wirksam, eine Durchlässigkeit in anderen Abschnitten des umgebenden Lichtspektrums zu verringern, werden die Wirkungen, die von dem Umgebungslicht während der Belichtungsperiode erzeugt werden, verringert.
Wie bemerkt, kann die Sensorfeldanordnung 20 ein zweidimensionales Feld 21 von Sensorzellen einschließen (wobei jede eine Fotodiode benutzt und auf einfallendes reflektiertes Licht reagiert). Die Feld- Steuereinheit 28 kann typischerweise vertikale und horizontale Ausleseschaltungen, Einrichtungen zum Erfassen einer Ladung oder einer Spannung, die an individuellen Sensorzellen auftreten, und eine Ausgangsverstärker-Einrichtung mit einer einstellbaren Verstärkung zum Koppeln von Bildsignalen von der Sensorfeldanordnung 20, wie auch eine Takteinrichtung 29 zum Bereitstellen einer Zeitablaufsteuerung des Lesens von Bildsignalen von ausgewählten Sensorelementen einschließen. Eine Anordnung dieses Typs, geeignet für eine Verwendung in dem Datenformatleser 10, ist in der US-Patentanmeldung Serien-Nr. 08/258,428 (US-Patent-Nr. 5 831 674), eingereicht am 10. Juni 1994 und einen hiermit gemeinsamen Anmelder aufweisend, gezeigt und beschrieben. Während andere Typen von Sensorfeldanordnungen in einer Implementierung der Erfindung benutzt werden können, besteht ein Vorteil in einer Verwendung des Typs der Anordnung der bezeichneten Patentanmeldung darin, daß das gesamte Sensorfeld plus einiges oder sämtliches des zugeordneten Verstärkungssteuer-, Fokussierungserfassungs- und Belichtungssteuer- Schaltkreises befähigt werden kann, auf einem einzelnen Chip unter Verwendung einer bekannten Anwendung einer CMOS-Technologie (oder PMOS, NMOS, Bipolar, BiMOS, BiCMOS oder einer anderen existierenden oder neu verfügbaren Technologie) implementiert zu werden. Eine Verwendung einer anderen existierenden CMOS-Technologie ist beispielsweise wirksam, beträchtliche Vorteile eingerichteter Herstellungstechniken, Einzelchipgrößen-, Gewichts- und Kostenvorteile, und möglicherweise am wichtigsten, einen niedrigen Energieverbrauch (verglichen mit höheren Energieanforderungen von früheren CCD- oder anderen Anordnungen, wobei ein Versorgungsschaltkreis für das Sensorfeld entfernt von dem Chip angeordnet ist) bereitzustellen.
In Fig. 2 ist das Sensorfeld über eine Linse 56 auf eine Zielfläche 58 fokussiert, die in einer Entfernung 59 von der Linse 56 ist. Das Filter 26 ist zwischen der Linse 56 und dem Sensorfeld plaziert.
Das Filter 26 kann so spezifiziert sein, daß es primär nur für Licht in einem bestimmten Abschnitt oder Band des elektromagnetischen Spektrums durchlässig ist, und es effektiv ist, eine Durchlässigkeit in anderen Abschnitten des Umgebungslichtspektrums (z. B. Abschnitte, die von dem Durchlässigkeitsband oder -Abschnitt abweichen) zu verringern. Mit diesem Zugang kann das Sensorfeld angeordnet werden, relativ nicht-reagierend auf Umgebungslicht zu sein, das von dem Zielgebiet reflektiert wird.
Fig. 2 schließt auch eine In-Fokus-Erfassungseinrichtung 62 ein, die auf Bildsignale reagierend ist, die von einer Vielzahl von Sensorelementen bereitgestellt werden, und die angeordnet ist, ein "In- Fokus-Signal bereitzustellen, das verwendbar ist, um eine Datenformat-Leseperiode zu initiieren. Das In- Fokus-Signal wird bereitgestellt, wenn eine Fläche einer Beleuchtung, die von der Fokus- Beleuchtungseinheit oder den Beleuchtungseinheiten bereitgestellt wird, gekennzeichnet ist, zumindest entweder (a) eine Größe innerhalb eines vorbestimmten Größenbereichs, (b) eine Helligkeit innerhalb eines vorbestimmten Helligkeitsbereiches, und (c) einen Ort innerhalb eines vorbestimmten Ortsbereiches aufzuweisen, wie durch derartige Bildsignale repräsentiert. Fig. 3 zeigt zwei Anordnungen zum Bereitstellen geeigneter Bildsignale für die Einrichtung 62 an. In Fig. 3 stellt 56 eine Umrandungslinie der Feld-Fokussierungslinse dar, und 21a stellt die Umrandungslinie eines Felds von Sensorelementen dar, die in einer Sensorfeld 20 eingeschlossen sind. Bei 21b ist ein Linearsensor angezeigt, der eine oder zwei Reihen von Sensorelementen umfassen kann, die getrennt von dem Elementfeld 21a bereitgestellt sind. Ein lineares Feld 21b ist mit einem Punkt 48 der Fig. 2 unter der Steuerung einer Feld-Steuereinheit 28 (nicht gezeigt in der vereinfachten Darstellung der Fig. 3) verbunden.
Fig. 4 ist eine Darstellung von Fokus-Beleuchtungseinheiten 52, die über eine Linsenanordnung 24 gewinkelte Lichtstrahlen 52a und 52b bereitstellen, wie zuvor diskutiert. Wie gezeigt, schneiden oder kreuzen sich diese Strahlen in einer Entfernung 29 von der Vorderseite der Linse 56. Bei der Entfernung 59 ist eine Seitenansicht der Fokusebene 70 des Sensorfelds der Feldanordnung 20 in Kombination mit einer Fokussietungslinse 56 gezeigt (siehe auch Fig. 2).
Somit wird, mit bestimmten Wahlmöglichkeiten einer Sensorfeld-Konfiguration und -Linse, der Datenfonnal-Leser eine In-Fokus-Bedingung aufzeigen, mit einem Bild der Zielfläche und jedweden eingeschlossenen Datenformats genau auf die Sensorelemente des Felds 21 fokussiert, wenn die Zielfläche in der Ebene 70 liegt, die bei einer Distanz 59 ist. Weiter kann die Linse 56 so spezifiziert sein, eine vernünftige Tiefenschärfe bereitzustellen, mit dem Ergebnis, das ein Bild der Zielfläche annehmbar auf die Sensorelemente für jedwede Trennungsentfernung innerhalb des bei 72 angezeigten Tiefenschärfenbereichs fokussiert sein wird. Sobald die Entfernung 59 für eine bestimmte Leserauslegung bestimmt worden ist, können die Strahlwinkel der Beleuchtungseinheiten 52 eingestellt werden, einen Strahlschnittpunkt oder eine -überlappung bei der Entfernung 59 bereitzustellen, wie in Fig. 4 gezeigt. Mit dieser Anordnung wird der lineare Sensor 21b der Fig. 3 anfänglich Bildsignale bereitstellen, die repräsentativ für eine Zielflächenbeleuchtung durch zwei Lichtpunkte sind, die an beabstandeten Positionen angeordnet sind, wenn die Zielfläche in der Ebene 74 bei einer Entfernung 76 liegt. Dann werden, wenn der Datenformatleser näher an die Zielfläche bewegt wird, so daß die Zielfläche in der Ebene 70 bei einer Entfernung 59 liegt, die beiden Lichtpunkte in einen einzigen helleren Punkt an einem zentralen Ort konvergieren. Die Bildsignale von dem linearen Feld 21b werden somit Information bereitstellen, die repräsentativ für den einzigen helleren Beleuchtungspunkt und seinen Ort ist, wodurch Information bereitgestellt wird, die für die In-Fokus-Bedingung anzeigend ist. Durch ein Bereitstellen eines Toleranzgrades bezüglich der In-Fokus-Bildsignalanzeige kann die In-Fokus-Anzeige eingestellt werden, den Tiefenschärfenbereich 72 anzupassen. Auf eine erfolgreiche Entfernungseinstellung hin (z. B. eine Benutzerbewegung eines handgehaltenen Lesers näher an oder weiter weg von dem Datenformatbild), um eine In-Fokus-Anzeige zu erhalten, wird die In-Fokus-Erfassungseinrichtung 62 angeordnet, ein "In- Fokus"-Signal bereitzustellen, das für ein Initiieren eines Lese- und Decodierungs-Zyklus benutzbar ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 zeigt die gestrichelte Verbindung zwischen dem Sensorelementfeld 21a der Anordnung 20 und dem Schaltungspunkt 48 eine alternative Konfiguration an. Wie in Fig. 2 gezeigt, stellt der Punkt 48 eine Verbindung mit der In-Fokus-Einheit 62 (wie auch den Einheiten 60 und 64) bereit. Anstelle eines Bereitstellens zusätzlicher Sensorelemente, die nötig sind, um einen bestimmten linearen Sensor 21b bereitzustellen, kann er angeordnet werden, einen vorübergehenden Gebrauch einer oder mehrerer Zeilen von Elementen des Felds 21a für Fokussierungszwecke zu machen, unabhängig von der grundlegenden Bilderfassungsfunktion des Felds 21a. Mit der letzteren Anordnung kann die gewünschte In-Fokus-Bestimmung somit ohne die Erfordernis durchgeführt werden, jedweden getrennten Sensor wie etwa 21b bereitzustellen.
Wie gezeigt schließt Fig. 2 weiter eine Belichtungs-Steuereinrichtung 64 ein, die reagierend auf Bildsignale von einem oder mehreren ausgewählten Sensorelementen ist und angeordnet ist, "Start"- und "Stopp"-Signale bereitzustellen, die für ein Beginnen und ein Beenden einer Belichtungsperiode verwendbar sind. Eine Belichtungs-Steuerung 64 benutzt die Bildsignale, um das Stopp-Signal in Reaktion auf eine Reflektion eines vorbestimmten Pegels oder einer Intensität einer Beleuchtung bereitzustellen. Typischerweise wird ein derartiger vorbestimmter Pegel oder eine Intensität innerhalb einer Periode gemessen werden, die von dem Start-Signal initiiert wird, das von der Belichtungs-Steuereinrichtung bereitgestellt wird, und er kann eine akkumulierte Darstellung der Intensität von reflektiertem Licht über der Zeit darstellen. Durch ein Konvertieren von Bildsignalen, die in der Periode empfangen werden, in eine Spannung, die für akkumulierte Bildsignalpegel repräsentativ ist, und ein Vergleichen jener Spannung mit einer voreingestellten Schwellenspannung, kann das Stopp-Signal erzeugt werden, wenn die akkumulierte Spannung die Schwellenspannung erreicht, die eine vorbestimmte Beleuchtungsbelichtung der Zielfläche darstellt.
In Fig. 5 setzt die Belichtungs-Steuereinrichtung die Dauer der Zeit zwischen den Start- und Stopp-Signalen durch ein Antworten auf die Beleuchtungsintensität, wie sie durch eine voreingestellte feste Zeitperioden-Probenbelichtung einer oder mehrerer ausgewählter Sensorelemente gemessen wird. Die Bildsignale von derartigen Sensorelementen (typischerweise zwei Reihen von Sensorelementen, wie oben diskutiert) werden somit repräsentativ für den Beleuchtungspegel sein, die von der Zielfläche während der voreingesteilten Probenbelichtungsperiode reflektiert wird. Durch ein Konvertieren der Bildsignale in ein Graustufen-Signal wird ein Belichtungs-Steuersignal bereitgestellt, das repräsentativ für die geeignete Dauer der einstellbaren Belichtungsperiode ist. Um die tatsächliche Dauer der Belichtungsperiode, die durch das Steuersignal dargestellt wird, zu bestimmen, ist die Belichtungs-Steuereinrichtung 64a mit der CPU 88 gekoppelt. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die CPU angeordnet, auf eine Nachschlagtabelle (gespeichert in einer Speichereinheit 82a) zuzugreifen, die Belichtungsperiodendaten enthält, die mit Graustufensignalwerten korreliert sind. Die tatsächlichen Nachschlagtabellendaten können im voraus auf einer empirischen oder anderen geeigneten Grundlage abgeleitet werden, indem der Pegel reflektierten Lichts während der voreingestellten Anfangsperiode vorbestimmter Dauer als eine Anzeige der Belichtungszeit benutzt wird, die erforderlich sein wird, um die Aufnahme von verwendbaren Bilddaten auf einer Einzelrahmen-Aktivierungsgrundlage zu ermöglichen.
Wie auch in Fig. 2 angezeigt, ist die Verstärkungs-Steuereinrichtung 60 angeordnet, auf Bildsignale, die von einem oder mehreren der Sensorelemente der Feldanordnung 20 bereitgestellt werden, und insbesondere auf den Pegel reflektierten Lichts zu reagieren, der durch derartige Bildsignale dargestellt wird, um eine Bildsignalverstärkung zu steuern. Die Verstärkungssteuerung in dieser Ausführungsform wird durch ein Verstärkungssteuersignal erreicht, das zu dem oben bezeichneten einstellbaren Verstärkungs-Ausgangsverstärker zurückgekoppelt wird, der in der Sensor-Steuereinheit 28 eingeschlossen ist. Dies ermöglicht es, das die Amplitude der Bildsignale, die von dem Sensorfeld bereitgestellt werden, innerhalb eines vorbestimmten Bereiches im Wesentlichen unabhängig von einer reflektierten Umgebungsbeleuchtung bereitgestellt werden, wie durch Amplitudenpegel ausgewählter Bildsignale dargestellt.
Wie in Fig. 2 veranschaulicht umfaßt diese Ausführungsform des Datenformatlesers in Übereinstimmung mit der Erfindung weiter eine Verarbeitungseinheit 80, eine Speichereinheit 82 und ein Eingangs/Ausgangs-(I/O-) Modul 84. Die Verarbeitungseinheit 80, die einen Digitalisierer 86, eine CPU 88 und ein Energieverwaltungsmodul 90 einschließen kann, empfängt Bildsignale von der Sensorfeldanordnung 20 und stellt Bilddaten in digitalisierter Form für eine Speicherung in der Speichereinheit 82 bereit. Die Einheit 80 ist reagierend auf die Start-Stopp-Signale von den Einheiten 62 und 64, um die Belichtungsperiode zu steuern. Wie weiter beschrieben werden wird, ist die Verarbeitungseinheit 80 während der Betriebssequenz über das Energieverwaltungsmodul 90, das mit einer Batterie (nicht gezeigt) gekoppelt ist, auch angeordnet, das Perimeter ein- und auszuschalten, Beleuchtungseinheiten 50 und 52 und Belichtungs-Beleuchtungseinheiten zu fokussieren, und Energie für einen Betrieb der Sensorfeldanordnung 20 zu koppeln. Die Verarbeitungseinheit 80 ist weiter angeordnet, ein Decodieren eines Datenformats unter Verwendung von Bilddaten, die in der Speichereinheit 82 gespeichert sind, zu implementieren. Auf ein erfolgreiches Decodieren des Datenformats hin, stellt die Einheit 80 ein End-Zyklus-Signal bereit, das wirksam ist, den Decodierungsbetrieb abzuschließen, und auch das Lesen von Sensorelementen zu beenden, um Bildsignale bereitzustellen, indem zumindest entweder das Koppeln von Eingangsenergie oder das Bereitstellen von Taktsignalen abgeschlossen wird, die beide bei dem Lesen von Sensorelementen unter der Steuerung der Feld-Steuereinheit 28 erforderlich sind.
Eine decodierte Datenformatinformation wird einer Ausgangseinrichtung 92 getrennt über I/O- Modul 84 bereitgestellt. Das I/O-Modul 84 kann angeordnet werden, mit einer PCMCIA-Karte in Schnittstellenschlitzen 34 und 36 zuarbeiten, die unter Bezugnahme auf Fig. 1B diskutiert sind, und kann angeordnet werden, Radio-, Infrarot-, drahtgebundene oder andere Signalübertragungs- und Empfangs- Fähigkeiten bereitzustellen. Die Ausgangs-Einrichtung 92 kann dementsprechend eine Ausgangsanschluß zum Koppeln von Ausgangssignalen über einen Leiter, eine Antenne oder eine optische Einrichtung für eine Radio- oder Infrarot-Übertragung oder eine andere geeignete Einrichtung sein, wobei eine 110-Einheit 84 angeordnet ist, die decodierte Datenformatinformation in geeigneter Form für eine Verwendung mit der bestimmten Form einer Ausgangseinrichtung bereitzustellen. Modem-, Spracherkennungs- Handschrifterkennungs-, Speicher- und andere Typen von zusätzlichen Fähigkeiten oder periphären Karten können auch in die PCMCIA-Schlitze für eine Betrieb in einem Zusammenwirken mit der Verarbeitungseinheit 80 und dem 110-Modul 84 eingeführt werden, um erweiterte und weitere Merkmale bereitzustellen. Elemente, die nicht spezifisch beschrieben sind, können von Durchschnittsfachleuten bereitgestellt werden.
Aus einem Verständnis des Datenformatlesers, wie er beschrieben ist, wird offensichtlich sein, daß ein Abbildungssystem, das in Übereinstimmung mit der Erfindung bereitgestellt ist, für ein Datenformatlesen und in anderen Anwendungen eine automatische Verstärkungssteuerung, eine automatische Belichtung, eine automatische Fokuserfassung, eine Einzelrahmen-Bildaufnahme und andere Merkmale wie beschrieben einschließen kann.

BETRIEB

Unter Bezugnahme nun auf Fig. 6 ist ein betriebsmäßiges Flußdiagramm unter Bezugnahme auf einen Betrieb des Abbildungssystems, das die Erfindung benutzt, gezeigt. Bei einem Schritt 100 aktiviert ein Benutzer eine Triggereinrichtung 14 des Datenformatlesers 10, der in Fig. 1B gezeigt ist. Bei einem Schritt 104 werden Perimeter-Beleuchtungseinheiten 50 und Fokus-Beleuchtungseinheiten 52 eingeschaltet, und ein Lesen der Sensorelemente wird initiiert. Bei einem Schritt 106 stellt der Benutzer die Entfernung zwischen dem Datenformatatleser 10 und der Zielfläche ein, um eine Trennungsentfernung innerhalb eines Bereichs 72 in Fig. 4 zu erreichen, wobei an diesem Punkt die Flächen einer Beleuchtung sich schneiden und in eine einzige kleinere, hellere Fläche oder einen Beleuchtungspunkt, der einen zentralen Ort aufweist, zusammenfallen. Bei einem Schritt 108 wird die Fokusbedingung, die in dem Schritt 106 erreicht ist, auf der Grundlage von Abbildungssignalen von einem linearen Feld von Sensoren überwacht, die anzeigend sind, ob die Fläche einer Beleuchtung durch zumindest entweder (a) eine Größe innerhalb eines vorbestimmten Größenbereiches, (b) eine Helligkeit innerhalb eines vorbestimmten Helligkeitsbereiches, und (c) einen Ort innerhalb eines vorbestimmten Ortsbereiches, oder jedwede Kombination der drei, wie sie auftreten wird, wenn die beiden Beleuchtungsflächen, wie sie auf der Zielfläche durch die Strahlen 52a und 52b in Fig. 4 bereitgestellt sind, sich überlappen oder zusammenfallen, gekennzeichnet ist. Für zwei runde Beleuchtungspunkte werden die Punkte somit konzentrisch, wenn sie fokussiert sind, und diese minimale Größenbedingung kann auf eine Vielzahl von Arten erfaßt werden, einschließlich eines Erfassens der relativen Positionen der beiden Punkte innerhalb des Blickfeldes. Wenn ein derartiges Beleuchtungsflächen-Zusammenfallen wie charakterisiert erreicht ist, wird ein "In-Fokus"-Signal bei einem Schritt 110 wirksam, um sämtliche Beleuchtungseinheiten des Belichtungsfeldes (z. B. Beleuchtungseinheiten 50 oder Beleuchtungseinheiten 50 und 52, in Abhängigkeit von der bestimmten Konfiguration) einzuschalten.
Auf ein Einschalten der Belichtungs-Beleuchtungseinheiten hin sendet die Belichtungs- Steuereinrichtung ein Start-Signal zu der Sensorfeldanordnung 20, das wirksam ist, jedwede akkumulierte Ladung auf den Sensoren auf einer Referenzladung zurückzusetzen. Die Fotosensoren beginnen unmittelbar mit einem Akkumulieren einer neuen Ladung, wie bei einem Schritt 112 angezeigt. Gleichzeitig messen die Belichtungs-Steuereinrichtung und die Verstärkungs-Steuereinrichtung periodisch eine akkumulierte Ladung auf einer Probe von Fotodetektoren bei Schritten 113 und 114. Die Verstärkungs- Steuerungseinrichtung bei dem Schritt 113 verwendet Probenbilddaten, um eine geeignete Amplitudenverstärkung und ein Versatzsignal auszuwählen, um sie an den Sensorfeldverstärker in der Feldsteuereinheit 28 anzulegen. An einem Schritt 114 überwacht die Belichtungs-Steuereinrichtung die Probenbilddaten, und wenn die Probenbilddaten anzeigen, daß der Pegel reflektierten Lichts von dem Zielgebiet, auf einer kumulativen Grundlage, einen vorbestimmten Pegel erreicht hat, erzeugt die Belichtungs-Steuereinrichtung ein Stopp-Signal. In Reaktion auf das Stopp-Signal wird die akkumulierte Ladung des belichteten Sensors gemessen und in ein Spannungssignal konvertiert. Bekannte Typen von Sensorfeldern, die zwei-dimensionale Felder fotosensitiver Zellen benutzen, sind so aufgebaut, daß Sensorelemente auf einen Referenzladungspegel geerdet sind, und es dann zugelassen wird, das sie eine Ladung während einer Belichtungsperiode akkumulieren. Dann werden, gemäß einem Leseprozeß entweder sämtliche oder ausgewählte Zellen (z. B. eine Hälfte der Zellen in einer verschachtelten Konfiguration, oder eine Zeile in einer Reihe-ttr-Reihe-Ausleseanordnung) gleichzeitig abgetastet, um die akkumulierte Ladung zu messen, wobei die temporär gespeicherten und Reihe-für-Reihe sequentiell ausgelesenen Daten eine Schieberegisteranordnung verwenden. Bei einem Schritt 115 werden, wenn keine weiteren Zellen eine Auslesung erfordern (z. B. sämtliche Zellen gleichzeitig abgetastet worden sind) die Belichtungs- Beleuchtungseinheiten ausgeschaltet. Jedoch wird, wenn die Konfiguration derart ist, da 3 zusätzliche Zellen zu lesen bleiben, in dieser Ausführungsform das System zu den Schritten 112 und 113 zurückkehren. Die Belichtungs-Steuerungseinrichtung wird dann ein Start-Signal erzeugen, um eine Belichtungsperiode für die nächste Gruppe von Zellen zu initiieren, die am Ende jener Belichtungsperiode ausgelesen werden. Nach einem Auslesen eines vollständigen Rahmens wird das System von dem Schritt 115 zu einem Schritt 116 vorrücken, wobei an diesem Punkt die Belichtungs-Beleuchtungseinheiten ausgeschaltet werden.
Bei einem Schritt 117 versucht die Prozessoreinheit 80, das Datenformat zu decodieren, indem die Bilddaten benutzt werden, die aus Bildsignalen von der Feldanordnung 20 bestehen, die digitalisiert und in der Speichereinheit 82 gespeichert worden sind. Wenn ein Decodieren erfolgreich ist, wird bei einem Schritt 118 die decodierte Datenformatinformation für eine Übertragung aus dem Datenformatleser 10 heraus verfügbar gemacht, und ein End-Zyklus-Signal wird bereitgestellt, um den Lese-Zyklus durch ein Ausschalten von zumindest der Eingangsenergie und der Taktsignale, wie sie von der Feldsteuereinheit 28 benutzt werden, abzuschließen. Wenn das Decodieren nicht erfolgreich ist, wird bei einem Schritt 117 der Lesezyklus reaktiviert oder wiederholt, indem bei dem Schritt 104 gestartet wird, wie in Fig. 6 angezeigt.
Es sei darauf hingewiesen, daß es in dem Schritt 117, wenn ein Datenformat tatsächlich in dem aufgenommenen Bild der Zielfläche vorhanden ist, typischerweise notwendig sein wird, das Datenformat innerhalb des Bildes zu lokalisieren, um ein Decodieren zu ermöglichen. Eine Lokalisierung des Datenformatbildes kann wie in dem US-Patent Nr. 5,304,787 beschrieben, betitelt mit "Lokalisieren von 2- D BAR CODES", ausgegeben am 19. April 1994 und mit einem gemeinsamen Anmelder, erreicht werden.
Konsistent mit dem Vorangegangenen schließt ein Abbildungsverfahren für eine Verwendung mit einem Abbildungssystem einschließlich eines Feldes von Sensorelementen sämtliche oder ausgewählte der folgenden Schritte ein, insbesondere in einer Anwendung der Erfindung bei dem Lesen eines Datenformats:
(a) Positionieren, vor dem Feld, eines optischen Filters, das für Licht von einer Belichtungs-Beleuchtungseinheit (oben beschrieben) durchlässig ist, und wirksam, eine Durchlässigkeit in anderen Abschnitten des Umgebungslichtspektrums zu verringern;
(b) Initiieren eines Lesens von ausgewählten Sensorelementen durch ein Bereitstellen von Eingangsenergie- und Taktsignalen, die für ein derartiges Lesen benötigt werden;
(c) Beleuchten einer Zielfläche innerhalb einer Beleuchtungsfläche, die durch zumindest entweder eine Größe, eine Helligkeit und einen Ort gekennzeichnet ist, der mit der Entfernung zwischen dem Feld und der Zielfläche variiert;
(d) Einstellen einer derartigen Entfernung, um es zu veranlassen, daß die Fläche einer Beleuchtung durch zumindest entweder eine Größe innerhalb eines vorbestimmten Größenbereichs und eine Helligkeit innerhalb eines vorbestimmten
Helligkeitsbereichs und einen Ort innerhalb eines vorbestimmten Ortsbereichs charakterisiert wird;
(e) Bereitstellen eines In-Fokus-Signals, wenn ein Bildsignal von zumindest einem Sensorelement anzeigt, daß die Beleuchtung wie beschrieben in Schritt (d) gekennzeichnet ist;
(f) Einschalten einer Belichtung-Beleuchtungseinheit in Reaktion auf das In-Fokus- Signal;
(g) Benutzen der Bildsignale von ausgewählten Erfassungselementen als repräsentativ für den Pegel eines reflektierten Lichts, um ein Verstärkungssteuersignal bereitzustellen, um die Verstärkung von Bildsignalen von dem Feld zu steuern;
(h) Bereitstellen eines Stopp-Signals, wenn Bildsignale von zumindest einem Erfassungselement eine Reflektion eines vorbestimmten Pegels einer Beleuchtung von der Zielfläche anzeigen;
(i) Ausschalten der Belichtungs-Beleuchtungseinheit auf eine vollständige Belichtung der Sensorzellen hin; und
(j) Verarbeiten von Bilddaten, die Bildsignale von dem Feld darstellen, die digitalisiert und in einem Speicher gespeichert worden sind, um das Datenformat zu decodieren;
(k) auf ein erfolgreiches Decodieren des Datenformats hin, Bereitstellen eines End- Zyklus-Signals, Beenden eines Sensorauslesens durch Abschließen von zumindest entweder der Eingangsenergie oder der Taktsignale und Koppeln der decodierten Datenformatinformation zu einem I/O-Modul; und
(l) wenn ein Decodieren erfolglos war, Wiederholen des Verfahrens von Schritt (d) an.
Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm, das der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung entspricht. Schritte 100 bis 108 arbeiten genauso wie in der vorherigen Ausführungsform beschrieben. Nach einem Bestimmen der In-Fokus-Bedingung bei 108 und einem Erzeugen In-Fokus-Signals, werden die Belichtungs-Beleuchtungseinheiten für eine voreingestellte Probenbelichtungsperiode eingeschaltet, und Bilddaten werden bei einem Schritt 122 aufgenommen. Um dies auszuführen, erzeugt die Belichtungs- Steuereinrichtung ein Probenbelichtungs-Start-Signal, wodurch ausgewählte Fotosensoren auf eine Bezugsladung geerdet werden, und ein Akkumulieren einer Probenladung beginnen. An dem Ende der voreingestellten Belichtungsperiode erzeugt die Belichtungs-Steuereinrichtung, wovon ein Abschnitt einfach ein Zeitgeber für diesen Zweck sein könnte, ein Stopp-Signal, wodurch die akkumulierte Probenladung an jedem ausgewählten Sensor als Bilddaten ausgelesen wird. Bei 124 bestimmt in Reaktion auf die Bilddaten, die während der Probenbelichtung aufgenommen wurden, die Belichtungs- Steuerungseinrichtung die geeignete Dauer einer einstellbaren Belichtungsperiode. Wie diskutiert, kann die geeignete Dauer der Belichtungsperiode durch ein Akkumulieren über eine Belichtungseinheit 64a der Fig. 5 von Bilddaten von den ausgewählten Sensoren und ein Beziehen eines resultierenden Spannungspegels auf eine Nachschlagtabelle, die in einem Speicher 82a gespeichert ist, bestimmt werden.
Es ist erkennbar, daß der Pegel einer reflektierten Beleuchtung unter anderen möglichen Faktoren durch die Reflektivität der Zielfläche bestimmt werden wird. Eine derartige Reflektivität kann beträchtlich höher oder niedriger als ein erwarteter oder typischer Wert unter bestimmten Bedingungen einer Oberflächentextur oder -färbung sein. Dementsprechend kann es wünschenswert sein, die Verstärkung der Bildsignale von dem Feld wie auch die Belichtungsperiode zu steuern. Dieses Ergebnis kann durch ein Akkumulieren über eine Verstärkungseinheit 60a der Fig. 5, von Bilddaten von gewählten Sensorelementen und ein Beziehen eines Signals, das dafür repräsentativ ist, auf eine Nachschlagtabelle in einem Speicher 82a bereitgestellt werden, der, für bestimmte Pegel einer Beleuchtung, die während der voreingestellten anfänglichen Periode reflektiert werden, Werte für eine Einstellung der Bildsignal- Ausgangsverstärkung bereitstellt. Mit einem Verständnis der Erfindung werden Durchschnittsfachleute befähigt, geeignete Nachschlagtabellen bereitzustellen, die empirische oder andere Techniken benutzen. Fig. 7 stellt somit einen Schritt 126 zum Verwenden der Probenbilddaten bereit, um eine geeignete Verstärkungseinstellung bereitzustellen, um sie an den Ausgangsverstärker der Sensorfeldanordnung anzulegen.
Bei 128 nimmt die Einrichtung einen einzelnen Rahmen von Bilddaten auf. Wie oben diskutiert, wird, wenn das Sensorfeld so aufgebaut ist, daß sämtliche Fotosensorzellen parallel auf einen Referenzwert bezogen, belichtet und abgetastet werden, um einen vollständigen Rahmen von Daten zu erzeugen, der Schritt 128 dann aus nur einem Zyklus eines Erdens, Belichtens und Abtastens der akkumulierten Ladung auf der Zellen bestehen. Bei einem Schritt 130 wird die Belichtungs-Beleuchtungseinheit ausgeschaltet. Wie weiter diskutiert, wird, wenn das Fotosensorfeld so aufgebaut ist, daß nur ausgewählte Sensorelemente parallel in einem einzelnen Zyklus ausgelesen werden können, die Belichtungs-Steuereinrichtung eine Vielzahl von Start- und Stopp-Signalen, die der vorbestimmten Belichtungszeit entsprechen, angezeigt durch einen gestrichelten Pfad 128, wie geeignet, um das Lesen sämtlicher Zellen zu vervollständigen, erzeugen. Nach einem Aufnehmen eines vollständigen Rahmens von Daten werden bei 130 die Belichtungs-Beleuchtungseinheiten ausgeschaltet. Wenn das Datenformat bei 132 erfolgreich decodiert ist, schreitet die Datenübertragung und -beendigung des Lesezyklus einschließlich einer Beendigung von zumindest entweder der Eingangsleistung oder der Taktsignale, die von der Feldsteuereinrichtung benutzt werden, zu einem Schritt 134 fort.
Eine Vereinfachung und Wirksamkeit eines Betriebs werden durch eine automatische Verstärkungssteuerung, eine automatische verschlußfreie Belichtungssteuerung und eine automatische In- Fokus-Erfassung auf einer handgehaltenen, benutzerpositionierten Grundlage verbessert. Betriebsmäßige Vorteile schließen eine vollständige Auflösung, eine vollständige Rahmenbildaufnahme auf der Grundlage einer automatischen Belichtung (z. B. Verschlußgeschwindigkeits) mit einem einzigen Rahmen ungeachtet von Umgebumgslichtpegeln ein. Eine notwendige Verstärkungseinstellung kann in einer Periode der Größenordnung von 100 Mikrosekunden erfaßt werden. Mit einer Einzelrahmenbildaufnahme wird eine kontinuierliche Bilddatenübertragung und Datenverarbeitung vermieden. Zusätzlich zu handgehaltenen Anwendungen werden die Einfachheits-, Kosten- und Zuverlässigkeits-Vorteile der Abbildungssysteme in Übereinstimmung mit der Erfindung leicht für eine Verwendung in automatisierten, fest positionierten, nicht-überwachten Anwendungen für Datenformatlese- und andere Abbildungszwecke leicht angepaßt. Zusätzlich stellt die Erfindung den Vorteil bereit, daß, unter Verwendung verfügbarer CMOS- oder anderer Technologie, die Sensorfeldanordnung 20 und sämtliche wesentlichen Abschnitte der Einheiten, 60, 62, 64 und 80 auf einem einzigen Chip gefertigt werden können, was eine geringe Größe, ein geringes Gewicht, eine Einfachheit eines Verpackens und eine geringen Energieverbrauch (z. B. so gering wie ein Zehntel des Energieverbrauchs vergleichbarer CCD-Feldkomponenten) fördert. Dies ermöglicht eine Bereitsstellung einer kleinen, leichtgewichtigen, handgehaltenen, batteriebetriebenen Einheit mit einer langen Betriebsperiode, die zum Lesen von Datenformaten oder für andere Bildaufnahmeanwendungen geeignet ist.
Während die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, werden Durchschnittsfachleute erkennen, daß andere und weitere Modifikationen ausgeführt werden können, ohne von der Erfindung abzuweichen, und es ist beabsichtigt, sämtliche Modifikationen und Variationen zu beanspruchen, wie sie innerhalb des Umfangs der Erfindung fallen.

Claims

1. Abbildungssystem, verwendbar als ein Datenformat-Leser, um ein Datenformat zu lesen, mit:

einer Vielzahl von Sensorelementen (21), die lesbar sind, um Bildsignale bereitzustellen, und wobei zumindest einige davon in einem zweidimensionalen Feld positioniert sind;

einer Sensorfeldanordnung (20) einschließlich der Sensorelemente und einer Feldsteuereinheit (28), die angeordnet ist, das Lesen gewählter Sensorelemente zu steuern, um Bildsignale bereitzustellen; und

einer Verarbeitungseinheit (80), die angeordnet ist, Bildsignale zu verarbeiten, um das Datenformat zu decodieren;

gekennzeichnet durch:

die Verarbeitungseinheit (80), die angeordnet ist, das Lesen von Bildsignalen auf ein erfolgreiches Decodieren des Datenformats folgend zu beenden.

2. Abbildungssystem nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungseinheit (80) ein Endzyklussignal dazu auf ein derartiges erfolgreiches Decodieren hin bereitstellt.

3. Ablbildungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei auf ein erfolgreiches Decodieren des Datenformats hin die Verarbeitungseinheit (80) der Sensorfeldanordnung (20) ein Signal bereitstellt, wobei in Reaktion darauf ein Koppeln von Eingangsenergie zu der Feldsteuereinheit (28) beendet wird, wodurch das Lesen von Bildsignalen beendet wird.

4. Abbildungssystem nach einem voranstehenden Anspruch, wobei die Sensorfeldanordnung (20) eine Takteinrichtung (29) einschließt, die Taktsignale für eine Zeitgebungssteuerung bereitstellt, und die Verarbeitungseinheit (80) auf ein erfolgreiches Decodieren des Datenformats hin der Sensorfeldanordnung (20) ein Signal bereitstellt, wobei in Reaktion darauf eine Bereitstellung von Taktsignalen beendet wird, wodurch das Lesen von Bildsignalen beendet wird.

5. Abbildungssystem nach einem voranstehenden Anspruch, wobei die Verarbeitungseinheit (80) bestimmt, wann das Datenformat erfolgreich decodiert worden ist, und daraufhin der Sensorfeldanordnung (20) eine Lesebeendigungsanzeige bereitstellt.