JP2001175803A

JP2001175803A - 光学的情報読取装置

Info

Publication number: JP2001175803A
Application number: JP35605399A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Mizutani; 友一水谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2001-06-29
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: JP4419234B2

Abstract

(57)【要約】【課題】外部からの読取指令に応じて、ＣＣＤイメー
ジセンサにより光学的情報を読み取る光学的情報読取装
置において、読取指令の入力後の速やかな読み取りを可
能とする。【解決手段】外部からの読取指令が入力されなくて
も、当該バーコード読取装置１０に電源が入力されると
ＣＣＤイメージセンサに電力供給を行う（Ｓ１００）と
ともに、ＣＣＤイメージセンサに蓄積されている不要電
荷を、予め除去しておく（Ｓ１１０）。そして、少なく
とも、その後入力される読取指令に応じた光学的情報の
読取が終了するまでは、ＣＣＤイメージセンサへの電力
供給を継続することにより、掃き出し動作を行った後読
取指令が入力されるまでの間に不要電荷が再び蓄積され
てしまうのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部からの読取指
令に応じて、バーコード等の所定の光学的情報を、ＣＣ
Ｄイメージセンサにより読み取る光学的情報読取装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光学イメージを電気信号に変
換して外部に画像信号を出力するイメージセンサとして
ＣＣＤイメージセンサが知られており、これを利用し
て、バーコード、２次元コード等に記録された情報や、
印刷文字を光学イメージ（即ち光学的情報）として読み
取る光学的情報読取装置が開発されている。

【０００３】ＣＣＤイメージセンサは、１次元又は２次
元配列された多数の撮像素子から構成された受光部と、
シフトレジスタ部とを有している。撮像素子では、入射
光を光電変換すると共に該光電変換により得られた電荷
を蓄積し、シフトレジスタ部は、この受光部に蓄積され
た電荷を一走査時間毎にシフト信号（外部から入力され
る）に応じて一旦保持し、その保持した電荷をクロック
信号（外部から入力される）に同期して順次出力する。
そしてシフトレジスタ部から順次出力される電荷が、Ｃ
ＣＤイメージセンサの外部に画像信号として出力され
る。

【０００４】こうした構成のＣＣＤイメージセンサを動
作させるために、光学的情報読取装置には、受光部に蓄
積された電荷をシフトレジスタ部に転送させるためのシ
フト信号を発生するシフト信号発生部、および、シフト
レジスタ部に転送された各受光部の電荷を順次出力させ
るための転送用のクロック信号を発生するクロック信号
発生部、を備えている。そして、バーコードなどの読み
取り対象物がある時にだけ光学的情報の撮像動作をさせ
ることができるよう、使用者のスイッチ操作等によって
外部から光学的情報の読取指令が入力されると、ＣＣＤ
イメージセンサへの電力供給を開始し、シフト信号およ
びクロック信号を入力することによりＣＣＤイメージセ
ンサを駆動するよう構成されたものが一般的である。

【０００５】しかし、ＣＣＤイメージセンサに所定の撮
像可能電圧（即ち、ＣＣＤイメージセンサが撮像動作可
能な動作電圧）での電力供給が開始されても、直ちに光
学的情報を読み取り可能となるわけではなく、読み取り
が可能になるまでには、ある程度の時間（以下、「掃き
出し時間」という。）を要する。即ち、ＣＣＤイメージ
センサに電源が投入されても、その受光部（即ち、撮像
素子）には、ＣＣＤイメージセンサへの電力供給が遮断
された時および遮断されている期間に光電変換された不
要な電荷（以下、「不要電荷」という。）が充満してお
り、更にシフトレジスタ部にも、この受光部から溢れ出
た電荷が充満している。そのため、電源投入後にＣＣＤ
イメージセンサにて光学的情報を読み取れるようにする
には、まず、受光部やシフトレジスタ部から電荷を掃き
出しておく必要がある。

【０００６】こうした不要電荷をＣＣＤイメージセンサ
からの除去（即ち、掃き出し）するには、ＣＣＤイメー
ジセンサに対して、シフト信号およびクロック信号を入
力する駆動制御を実行すればよい。即ち、ＣＣＤイメー
ジセンサへの電力供給を開始した後シフト信号を入力し
て、受光部に蓄積されている不要電荷をシフトレジスタ
部に転送し、更にクロック信号を入力すれば、このクロ
ック信号に同期してシフトレジスタ部の内部の不要電荷
が順次ＣＣＤイメージセンサの外部に排出することがで
きる。

【０００７】そこで、従来の光学的情報読取装置におい
ては、外部から読取指令が入力されると、ＣＣＤイメー
ジセンサに所定の撮像可能電圧（例えば、５Ｖ）を印加
するが、通常の読取動作を行う前に、まず予め定められ
た所定数のシフト信号や、所定数（例えば約２００００
パルス）のクロック信号をＣＣＤイメージセンサに入力
して、ＣＣＤイメージセンサ内の不要電荷を除去する。
そして、不要電荷の掃き出しを終了した後、改めてシフ
ト信号およびクロック信号を入力し、これによりＣＣＤ
イメージセンサから出力される画像信号を、ＣＣＤイメ
ージセンサにより撮像された光学イメージを示す画像情
報として取り込むよう構成されていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ノイズのない画像情報
を得るには不要電荷をできるだけ除去しておく必要があ
るが、そのためには、ＣＣＤイメージセンサへの電源投
入後に入力するクロック信号の数を多くする必要があ
る。即ち、ＣＣＤイメージセンサのシフトレジスタ部か
らは、クロック信号に同期して電荷が出力されるので、
クロック信号のパルス数が多いほど、シフトレジスタ部
から出力される電荷が多くなる。従って、ＣＣＤイメー
ジセンサにへの電源投入後に入力するクロック信号のパ
ルス数が多いほど、より多くの不要電荷の除去を行うこ
とができる。

【０００９】このように、不要電荷の確実な除去を行う
には読取動作開始前に入力するクロック信号のパルス数
（即ち、掃き出し動作用のクロック信号の数）を多くす
ればよいが、それでは外部から読取指令が入力された
後、実際に読取動作を開始するまでの時間が長くなる。
つまり、外部からの読取指令に対する応答性が低下し、
光学的情報読取装置の使い勝手が悪くなる可能性がある
のである。

【００１０】こうした問題は、バーコードＣＣＤスキャ
ナ（バーコード読取装置）を始めとして、二次元コード
スキャナ、ＯＣＲ（Optical Character Reader）、イメ
ージスキャナなど、ＣＣＤイメージセンサを使用した様
々な光学的情報読取装置において発生している。

【００１１】本発明は、上記問題点に鑑みて為されたも
のであり、外部からの読取指令に応じて、ＣＣＤイメー
ジセンサにより光学的情報を読み取る光学的情報読取装
置において、読取指令の入力後の速やかな読み取りを可
能とすることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記課
題を解決するためになされた本発明（請求項１記載）の
光学的情報読取装置においては、光学イメージを読み取
るべき旨の読取指令が当該光学的情報読取装置に外部か
ら入力されると、読取制御手段が、シフト信号発生手段
およびクロック信号発生手段を動作させ、ＣＣＤイメー
ジセンサを駆動する。これによりＣＣＤイメージセンサ
からは画像信号が出力されるが、読取制御手段は、この
画像信号を読み取る。

【００１３】そして、特に本発明（請求項１）の光学的
情報読取装置においては、次の様な第１掃出手段を備え
ている。この第１掃出手段は、当該光学的情報読取装置
の電源がオンされると、まずＣＣＤイメージセンサへの
電力供給を開始する。しかし、電力供給を開始した時点
では、ＣＣＤイメージセンサの内部（受光部やシフトレ
ジスタ部）には、当該ＣＣＤイメージセンサへの電力供
給が遮断された時および遮断されている期間に光電変換
された不要電荷（即ち、電力供給の開始前に既に前記撮
像素子および前記シフトレジスタ部に蓄積されていた不
要電荷）が蓄積されたままの状態である。そこで第１掃
出手段は、ＣＣＤイメージセンサへの電力供給を開始す
ると共に、読取指令によらずシフト信号発生手段および
クロック信号発生手段を動作させることにより、上記蓄
積されている不要電荷をＣＣＤイメージセンサの外部に
掃き出す。その後、読取指令が外部から入力されると、
読取制御手段が画像信号の読み取りを行うこととなる
が、第１掃出手段は、その読取制御手段による読み取り
が終了するまで、ＣＣＤイメージセンサへの電力供給を
継続して行う。

【００１４】つまり、本発明（請求項１）の光学的情報
読取装置においては、外部からの読取指令が入力されな
くても、当該光学的情報読取装置に電源が入力されると
ＣＣＤイメージセンサに電力供給を行う（即ち、電圧を
印加する）とともに、ＣＣＤイメージセンサに蓄積され
ている不要電荷を、予め除去しておくのである。そし
て、掃出後ＣＣＤイメージセンサへの電力供給を中止し
てしまうと、ＣＣＤイメージセンサに再び不要電荷が蓄
積されてしまう可能性があるが、本発明の光学的情報読
取装置では、少なくとも、その後入力された読取指令に
応じた光学的情報の読取が終了するまではＣＣＤイメー
ジセンサへの電力供給を継続する。これにより、掃き出
し動作を行った後読取指令が入力されるまでの間に不要
電荷が再び蓄積されてしまうのを防止する。

【００１５】従って、本発明（請求項１）の光学的情報
読取装置によれば、電源をオンする前にＣＣＤイメージ
センサに蓄積されていた不要電荷を、読取指令の入力前
には除去しておくことから、読取指令が入力された後速
やかに、光学的情報の読取を行うことができる。即ち、
この掃出動作（不要電荷を掃き出す動作）によって、確
実に不要電荷の除去を行うことができれば、読取指令を
受けた後の掃出動作は不要となるし、また、後述の請求
項２のように、読取指令入力後に掃出動作を行う場合で
あっても、既に、ある程度の量の不要電荷は掃き出して
しまっているので、その掃き出し時間を短くすることが
できるのである。

【００１６】ＣＣＤイメージセンサへの電力供給を継続
することにより、不要電荷が再び蓄積されてしまうのを
防止できるのは、次の理由による。すなわち、ＣＣＤイ
メージセンサにおいては、撮像素子の所定領域（例え
ば、Ｐ形シリコンと酸化膜との接合部近傍や、フォトダ
イオードのＰＮ接合部近傍など）にポテンシャル井戸を
形成しておき、照射光によって生じた電荷をポテンシャ
ル井戸に蓄積することで撮像できるのであるが、撮像す
る必要がないときには電圧を印加（即ち電力供給）して
おくことでポテンシャル井戸の深さを小さくしておくこ
とができるのである。なお、この場合に印加すべき電圧
は、ＣＣＤイメージセンサの構成により異なる。

【００１７】請求項１記載の光学的情報読取装置におい
て、第１掃出手段によりＣＣＤイメージセンサ内の不要
電荷を除去するに当たってＣＣＤイメージセンサに入力
するクロック信号のパルス数としては、予め定めた所定
数に設定しておくことが考えられる。この場合、ＣＣＤ
イメージセンサに入力するクロック信号の数をなるべく
多くすると良いが、蓄積された不要電荷があまりに多い
場合には、第１掃出手段による掃出動作だけでは対応で
きない可能性がある。また、第１掃出手段による不要電
荷の掃出動作は、読取指令が入力されるまで継続して行
う様に構成することも考えられるが、当該光学的情報読
取装置の電源をオンした後、短時間の内に読取指令が入
力された場合（即ち、掃出動作を開始後、直ぐに読取指
令が入力された場合）には、第１掃出手段による不要電
荷の除去を十分に図ることができない可能性もある。

【００１８】そこで、請求項２に記載の様な構成にする
と良い。即ち、請求項２の光学的情報読取装置において
は、読取指令が入力されると、第２掃出手段が、その読
取指令の入力前に既に撮像素子およびシフトレジスタ部
に蓄積されていた不要電荷を除去する。不要電荷の除去
は、第２掃出手段が、シフト信号発生手段およびクロッ
ク信号発生手段を動作させる（即ち、ＣＣＤイメージセ
ンサにシフト信号およびクロック信号を入力させる）こ
とにより行われる。そして、第２掃出手段による不要電
荷の除去後、読取制御手段が、改めてシフト信号発生手
段およびクロック信号発生手段を動作させることによ
り、ＣＣＤイメージセンサから画像信号を出力させ、こ
の画像信号を読み取る。

【００１９】即ち、請求項２記載の光学的情報読取装置
においては、読取指令が当該光学的情報読取装置に入力
されても、そのまま読取動作（即ち、画像信号の読取）
を開始するのではなく、まずシフト信号およびクロック
信号をＣＣＤイメージセンサに入力することにより、不
要電荷の掃き出しを行う。そして、その後、改めてシフ
ト信号およびクロック信号をＣＣＤイメージセンサに入
力することにより、画像信号を読み取るのである。従っ
て、請求項２に記載の光学的情報読取装置によれば、撮
像した画像に、不要電荷に起因したノイズが混入するの
を更に確実に抑制することができる。

【００２０】ところで、第１掃出手段による不要電荷の
掃き出しに当たってＣＣＤイメージセンサに印加する電
圧としては、掃出し機能が確保できればどのようなレベ
ルでも良く、ＣＣＤイメージセンサが撮像動作可能な動
作電圧（撮像可能電圧）をＣＣＤイメージセンサに印加
した状態で行うようにすると、クロック信号を少なくす
ることができる。しかし、画像信号として使用しない不
要な電荷を掃き出すことだけのために、わざわざ撮像可
能電圧を印加してＣＣＤのはエネルギー的に無駄である
し、また、第１掃出手段による掃出動作後読取指令が入
力されるまでの期間が長い場合も考えられ、その場合に
は消費電力が多くなってしまう。

【００２１】そこで、請求項３に記載の様に光学的情報
読取装置を構成すると良い。即ち、請求項３に記載の光
学的情報読取装置においては、第１掃出手段が、ＣＣＤ
イメージセンサが光学イメージを撮像可能な動作電圧
（撮像可能電圧）よりも低い電圧で、ＣＣＤイメージセ
ンサに電力供給を行う。そして、読取制御手段は、読取
指令が入力されると、ＣＣＤイメージセンサへの供給電
力の電圧を、ＣＣＤイメージセンサが光学イメージを撮
像可能な動作電圧に切り替え、その後、画像信号を読み
取る。

【００２２】即ち、請求項３記載の光学的情報読取装置
においては、少なくとも読取指令が入力されるまでは、
撮像可能電圧よりも低い電圧でＣＣＤイメージセンサへ
の電力供給を行い、読取指令が入力されると、ＣＣＤイ
メージセンサへの印加電圧を撮像可能電圧に切り替え
て、読取動作を行うのである。このため、請求項３に記
載の光学的情報読取装置によれば、電力を無駄に消費し
てしまうのを抑制することができる。

【００２３】なお、請求項３に係る発明を、請求項２記
載の光学的情報読取装置に適用する場合には、第２掃出
手段による掃出動作が終了した後にＣＣＤイメージセン
サの印加電圧の切り替え（即ち、撮像可能電圧への切り
替え）を行っても良いが、その掃出動作の前に当該印加
電圧の切り替えを行うほうが好ましい。

【００２４】即ち、ＣＣＤイメージセンサへの印加電圧
が低い（換言すれば、電荷転送に使用するポテンシャル
井戸の深さが浅くなる）ほど、クロック信号やシフト信
号の入力による不要電荷の掃き出し効率が低くなる。読
取指令の入力後に行う不要電荷の掃き出しを、撮像可能
電圧よりも低い電圧をＣＣＤイメージセンサに印加した
状態で行っていたのでは効率が悪く、不要電荷を確実に
除去を行おうとすれば読取動作を速やかに開始すること
ができないし、読取動作を速やかに行おうとすれば、不
要電荷の確実な除去を図ることができない。そのため、
読取指令が入力された後に行う不要電荷の掃き出し（即
ち、第２掃出手段による掃出動作）は、ＣＣＤイメージ
センサに撮像可能電圧を印加した状態で行うようにする
とよい。この様にすれば、速やかに、しかも確実に不要
電荷を掃き出すことができ、使用者を待たせることがな
い。

【００２５】さて、所定の光学的情報の読み取りが終了
した後、ＣＣＤイメージセンサへの電圧の印加も終了
（即ち、電力供給を遮断）するよう構成することもして
良いが、それでは、ＣＣＤイメージセンサへの電力供給
の遮断時、或いは電力供給が遮断されている期間に不要
電荷が再び蓄積されてしまう可能性がある。その場合、
読取指令が再度入力された際には、従来と同様の長さの
掃き出し時間が必要となってしまい、迅速な読取動作を
図ることができない。

【００２６】そこで、請求項４に記載のように、読取制
御手段を次のように構成すると良い。即ち、画像信号の
読み取りを終了すると、その後の読取指令の再入力に応
じた画像信号の読み取りが終了するまで、ＣＣＤイメー
ジセンサへの電力供給を継続して行うよう、読取制御手
段を構成するのである。

【００２７】即ち、本発明の光学的情報読取装置におい
て、読取制御手段は、外部から読取指令が入力される度
に、シフト信号およびクロック信号を夫々シフト信号発
生手段およびクロック信号発生手段に発生させてＣＣＤ
イメージセンサを駆動し、画像信号の読取動作を行うよ
う構成されているが、この請求項４においては、再入力
された読取指令に応じた読取動作が終了するまで、ＣＣ
Ｄイメージセンサへの電力供給を継続して行うのであ
る。

【００２８】従って、請求項４記載の光学的情報読取装
置によれば、読取動作が終了した後次の読取動作を開始
するまでの待機期間に不要電荷がＣＣＤイメージセンサ
に蓄積されるのを防止できる。そのため、読取指令が再
度入力された場合であっても、従来の様な長い掃き出し
期間を必要とせず、速やかに読取動作を開始することが
できる。また請求項２記載の光学敵情法読取装置の如
く、第２掃出手段が、読取指令の入力後、読取動作の開
始前に不要電荷の掃き出しを行う場合であっても、掃き
出し時間を短くすることができることとなる。

【００２９】なお、請求項４に記載の光学的情報読取装
置においては、請求項５に記載のように読取制御手段を
構成すると良い。即ち、画像信号の読み取りの終了後
は、ＣＣＤイメージセンサが光学イメージを撮像可能な
動作電圧よりも低い電圧で、ＣＣＤイメージセンサへの
電力供給を継続すると共に、読取指令が再び入力される
と、ＣＣＤイメージセンサへの供給電力の電圧を、該Ｃ
ＣＤイメージセンサが光学イメージを撮像可能な動作電
圧に切り替え、その後、画像信号を読み取るよう、読取
制御手段を構成するのである。

【００３０】つまり、読取動作が終了した後次の読取動
作を開始するまでの待機期間に不要電荷がＣＣＤイメー
ジセンサに蓄積されるのを防止するには、わざわざ撮像
可能電圧をＣＣＤイメージセンサに印加しておく必要は
なく、それよりも低い電圧でも可能である。そのため、
請求項５の光学的情報読取装置においては、画像信号の
読み取り後ＣＣＤイメージセンサへ継続して行う電力供
給は、撮像可能電圧よりも低い電圧で行い、読取指令が
再入力されると、ＣＣＤイメージセンサへの印加電圧を
撮像可能電圧に切り替えて、読取動作を行うのである。
このため、請求項５に記載の光学的情報読取装置によれ
ば、電力を無駄に消費してしまうのを抑制することがで
きる。

【００３１】なお、請求項２記載の様に、読取動作の前
に第２掃出手段による掃出動作を行う場合には、上述の
如く、その掃出動作の前に当該印加電圧の切り替えを行
うほうが好ましい。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施例を図面
と共に説明する。まず図１は、一実施例としてのバーコ
ード読取装置１０の概略構成を表わすブロック図であ
る。本実施例のバーコード読取装置１０は、光学的情報
としてバーコードが印刷されたバーコードラベル２に赤
色光を照射するための赤色発光ダイオードからなる照明
ＬＥＤ１２と、このバーコードラベル２に印刷されたバ
ーコードを撮像するためのＣＣＤイメージセンサ１６
と、この照明ＬＥＤ１２からの光の照射によってバーコ
ードラベル２から反射してくる反射光を集光して、ＣＣ
Ｄイメージセンサ１６の受光面に結像させる集光レンズ
１４と、ＣＣＤイメージセンサ１６から出力される画像
信号を増幅し、そして２値化する信号処理回路１８と、
バーコードの読取指令を外部から入力するために使用者
により操作される読取スイッチ２２と、この読取スイッ
チ２２の操作により外部からバーコードの読取指令が入
力されたときに照明ＬＥＤ１２およびＣＣＤイメージセ
ンサ１６を駆動制御し、この駆動制御によってＣＣＤイ
メージセンサ１６から出力される画像信号を信号処理回
路１８を介して取り込んで画像情報を取得し、そしてこ
の画像情報から所定の情報を取り出すデコード処理を行
うための制御回路２０とを備えている。即ち、請求項の
「読取制御手段」は、この制御回路２０により実現され
る。

【００３３】また制御回路２０は、予め設定された制御
プログラムに従い、バーコード読み取りのための各種演
算処理を実行するＣＰＵ２０ａを中心に構成されてい
る。即ち、制御回路２０には、更に、ＣＣＤイメージセ
ンサ１６を駆動制御するためのクロック信号を出力す
る、請求項の「クロック信号発生手段」としての分周器
２０ｂと、ＣＣＤイメージセンサ１６を駆動制御するた
めのシフト信号を出力する、請求項の「シフト信号発生
手段」としてのシフト信号発生部２０ｃを備えている。

【００３４】ＣＣＤイメージセンサ１６は、入射光を光
電変換するフォトダイオード等からなる光電変換部、お
よびこの光電変換によって得られた入射光量に対応した
電荷を蓄積する電荷蓄積部（即ち、撮像素子は光電変換
部および電荷蓄積部を備える）からなる受光部と、この
受光部に蓄積された電荷を一走査時間毎に一旦保持し
て、一走査時間内に順次出力するためのシフトレジスタ
部とを備えている。

【００３５】そして、こうしたＣＣＤイメージセンサ１
６を用いて光学的情報を読み取るためには、ＣＣＤイメ
ージセンサ１６に、受光部に蓄積された電荷をシフトレ
ジスタ部に転送させるためのシフト信号、および、シフ
トレジスタ部に転送された各受光部の電荷を順次出力さ
せるためのクロック信号を入力する必要がある。

【００３６】そこで、本実施例のバーコード読取装置１
０では、ＣＰＵ２０ｂの内部クロックＣＫを分周器２０
ｂにて分周させることにより、図２に示すようなクロッ
ク信号を生成する。撮像を行う際、即ち画像信号の読み
取りを行う際には、このクロック信号数は、ＣＣＤイメ
ージセンサ１６の有効画素数（換言すれば、光を感受可
能な撮像素子の数）に所定のダミー画素数を加えた所定
値Ｎ（予め設定された値）以上入力される。そして、こ
のクロック信号数が所定値Ｎ以上となる時間を一走査時
間として、ＣＰＵ２０ａからの指令を出力することによ
り、シフト信号発生部２０ｃから一走査時間毎に、Low
レベルのシフト信号を発生させるように構成されてい
る。

【００３７】ＣＣＤイメージセンサ１６では、シフト信
号がHighレベルである期間に、光量に応じた電荷が撮像
素子に蓄積され（即ち、露光が行われる）、シフト信号
がLow レベルになると、撮像素子に蓄積されている電荷
がシフトレジスタ部に転送される。そして、シフトレジ
スタ部では、クロック信号に同期して順次、電荷を外部
に出力する。

【００３８】またＣＣＤイメージセンサ１６には、照明
ＬＥＤ１２の発光スペクトル付近に分光感度を持つ多数
のフォトダイオードを線上に並べた１次元の白黒イメー
ジセンサが使用されている。そして、ＣＣＤイメージセ
ンサ１６において一走査時間当たりに受光部に蓄積され
る電荷量は、フォトダイオードに入射される入射光の照
度と露光時間との乗算値に比例するため、シフト信号の
切替周期は、バーコードの読み取り時に受光部に蓄積さ
れる電荷量が飽和しないように、照明ＬＥＤ１２の輝度
に応じて設定されている。

【００３９】また、本実施例のバーコード読取装置１０
は、当該バーコード読取装置１０に電力供給をオン・オ
フするための電源スイッチ２８を備え、また、信号処理
回路用のスイッチ２４（以下「第１スイッチ２４」とい
う）、ＣＣＤイメージセンサ用のスイッチ２６（以下
「第２スイッチ２６」という）を備えている。第１スイ
ッチ２４は、信号処理回路１８への電力供給を、制御回
路２０がON/OFF信号により制御するためのものであり、
この第１スイッチ２４が接続されると信号処理回路１８
には５Ｖで電力供給が行われ、遮断されると信号処理回
路１８への電力供給が行われなくなる。一方、第２スイ
ッチ２６は、ＣＣＤイメージセンサ１６への電力供給を
制御回路２０が切替信号により制御するためのものであ
り、ＣＣＤイメージセンサ１６への電力供給を「撮像可
能電圧よりも低い所定電圧（本実施例では３Ｖ）」又は
「撮像可能電圧（本実施例では５Ｖ）」で行うか、或い
は遮断することができるように構成されている。そして
後述の如く、読取動作を待機している際には、ＣＣＤイ
メージセンサ１６には、撮像可能電圧よりも低い所定電
圧での電力供給がなされ、読取動作を行う際には、ＣＣ
Ｄイメージセンサ１６が撮像を正常に行うことのできる
撮像可能電圧での電力供給がなされる。

【００４０】次に、以上の様に構成された本実施例のバ
ーコード読取装置１０において行われる処理動作につい
て、図３および図４を参照しつつ説明する。なお、制御
回路２０は、図示しないＲＡＭ、ＲＯＭなどの記憶部を
有しており、ＣＰＵ２０ａがＲＯＭに予め格納されてい
るプログラムに従って動作することにより、制御回路２
０における制御処理が実現される。

【００４１】図３は、電源スイッチ２８がオンされ、本
実施例のバーコード読取装置１０に電源が投入される
（図４において、ｔ１）と開始されるメインルーチンで
ある。図３に示す如く、バーコード読取装置１０に電源
が投入されると、制御回路２０は、第２スイッチ２６に
切替信号を出力することにより、第２スイッチ２６を切
り替え、ＣＣＤイメージセンサ１６に３Ｖ（即ち、撮像
可能電圧よりも低い電圧）の電圧を印加する（Ｓ１０
０）。そして、ＣＣＤイメージセンサ１６に対して、予
め定められた所定パルス数（本実施例では３００００パ
ルス）のクロック信号を入力することにより、ＣＣＤイ
メージセンサ１６に蓄積されている不要電荷を除去する
（Ｓ１１０）。なお、Ｓ１００，Ｓ１１０の処理が、請
求項の「第１掃出手段」として機能するものである。

【００４２】このとき、制御回路２０はシフト信号をLo
w レベルのままに保っている。シフト信号がLow レベル
であるので、不要電荷を掃き出すためにクロック信号を
入力している間、撮像素子の露光（電荷の蓄積）は行わ
れないし、また、電源オンの前に既に撮像素子に電荷が
蓄積されていたとしても、シフトレジスタ部に転送さ
れ、クロックパルスに同期してＣＣＤイメージセンサ１
６の外部に掃き出される。また、シフトレジスタ部に不
要電荷が溜まっていても、同様にＣＣＤイメージセンサ
１６の外部に掃き出される。

【００４３】そして、ＣＣＤイメージセンサ１６に対す
る所定数のクロック信号の入力を終了する（ｔ２）と、
次に読取スイッチ２２がオンされているかどうかを判断
する（Ｓ１２０）。読取スイッチ２２がオンされている
と（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、制御回路２０ａでは、読取指
令が外部から入力されたものと判断して、バーコード
（光学的情報）の読み取りを開始する（後述する）。

【００４４】一方、読取スイッチ２２がオフされている
と、読取指令が外部から入力されていないと判断する
（Ｓ１２０：ＮＯ）。そして、読取スイッチ２２がオン
されていない（Ｓ１２０：ＮＯ）間は、当該判断（Ｓ１
２０）を繰り返し行う。つまり、読取スイッチ２２がオ
ンされない間（即ち読取指令が入力されるまでの間）、
バーコード読取装置１９は、読取動作を行わず、読み取
りを待機している状態（以下、「読取待機状態」とい
う）となっている。なお、Ｓ１１０における掃出動作の
終了後、読取待機状態となっても、ＣＣＤイメージセン
サ１６への３Ｖでの電力供給はそのまま続けられる。

【００４５】さて、読み取りスイッチ２２がオンされる
と（Ｓ１２０：ＹＥＳ。図４において、ｔ３）、ＯＮ信
号を出力することにより第１スイッチ２４を接続し、信
号処理回路１８への電力供給（５Ｖ）を開始する（Ｓ１
３０）と共に、切替信号を出力して第２スイッチ２６の
状態を切り替え、ＣＣＤイメージセンサ１６への供給電
力の電圧を５Ｖ（即ち、撮像可能電圧）に切り替える
（Ｓ１４０）。

【００４６】そして、ＣＣＤイメージセンサ１６に対し
て、予め定められた所定パルス数（本実施例では１００
００パルス）のクロック信号を入力することにより、Ｃ
ＣＤイメージセンサ１６に蓄積されている不要電荷を掃
き出す（Ｓ１５０）。このとき（即ちＳ１５０の処理を
行う間）、制御回路２０はシフト信号をLowレベルのま
まに保っている。シフト信号がLow レベルであるので、
不要電荷を掃き出すためにクロック信号をＣＣＤイメー
ジセンサ１６に対して入力している間、撮像素子の露光
（電荷の蓄積）は行われないし、また、読取指令の入力
前に撮像素子に電荷が蓄積されていたとしても、シフト
レジスタ部に転送され、クロックパルスに同期してＣＣ
Ｄイメージセンサ１６の外部に掃き出される。また、シ
フトレジスタ部に不要電荷が溜まっていても、同様にＣ
ＣＤイメージセンサ１６の外部に掃き出される（Ｓ１５
０）。なお、Ｓ１４０の処理が、画像信号の読取前に、
ＣＣＤイメージセンサ１６への供給電力の電圧を「撮像
可能電圧」に切り替える、請求項の「読取制御手段」と
して機能する。また、Ｓ１５０の処理が請求項の「第２
掃出手段」として機能する。

【００４７】こうして、読取指令が入力された後におけ
る不要電荷の掃き出し（Ｓ１５０）を行った後（図４に
おいて、ｔ４）、図２に示した様にして、シフト信号お
よびクロック信号をＣＣＤイメージセンサ１６に入力す
ることにより、ＣＣＤイメージセンサ１６を駆動する
（Ｓ１６０）。即ちＣＣＤイメージセンサ１６に撮像を
行わせ、これによりＣＣＤイメージセンサ１６から出力
される画像信号の読み取りを行い、読み取った画像信号
に基づいてデコード処理を行う（Ｓ１６０）。なお、Ｓ
１６０の処理が、読取指令に応じて画像信号を読み込
む、請求項の「読取制御手段」として機能する。

【００４８】そしてデコード処理が成功したかどうかを
判断し（Ｓ１７０）、成功したと判断した場合は（Ｓ１
７０：ＹＥＳ。図４において、ｔ５）、切替信号を第２
スイッチ２６に対して出力し、その接続状態を切り替え
ることによって、ＣＣＤイメージセンサ１６への供給電
圧を５Ｖ（即ち、撮像可能電圧）から３Ｖ（即ち、撮像
可能電圧よりも低い電圧）に切り替える（Ｓ１９０）。
またＳ１９０の後、第１スイッチ２４に対してＯＦＦ信
号を出力して第１スイッチ２４を遮断状態とし、信号処
理回路１８への電力供給を停止する（Ｓ２００）。な
お、Ｓ１９０の処理が、画像信号の読取終了後、撮像可
能電圧よりも低い電圧でＣＣＤイメージセンサへの電力
供給を継続する、請求項の「読取制御手段」の動作に相
当する。

【００４９】そして、ＣＣＤイメージセンサ１６への印
加電圧の切り替え（Ｓ１９０）や、信号処理回路１８へ
の電力供給の停止（Ｓ２００）を行った後は、Ｓ１２０
に戻り、読取スイッチ２２がオンされたかどうかを判断
し、オンされない間（Ｓ１２０）は、当該判断を繰り返
す。即ち、外部から読取指令が入れるのを待つ、読取待
機状態となる。

【００５０】一方、デコード処理が成功していなければ
（Ｓ１７０：ＮＯ）、Ｓ１８０に移行する。Ｓ１８０で
は、読み取りを開始してから所定時間（予め定められた
時間。本実施例では５秒）経過したかどうかを判断し、
所定時間（即ち、５秒）経過していなければ（Ｓ１８
０：ＮＯ）、Ｓ１６０に戻り、再び画像信号の読み取り
およびデコード処理を行う。一方、所定時間が経過した
と判断すると（Ｓ１８０：ＹＥＳ。図４において、ｔ
５）、上述のＳ１９０に移行し、その後（Ｓ１９０、Ｓ
２００の後）、読取待機状態となる。つまり、読取待機
状態の期間（読取指令の入力を待機している期間）は、
ＣＣＤイメージセンサ１６には電力供給が行われている
が、その電圧は撮像可能電圧よりも低い電圧（３Ｖ）と
されている。

【００５１】そして、再び読取指令が入力されると（ｔ
６）、上述と同様に、信号処理回路１８への電力供給開
始（Ｓ１３０）、ＣＣＤイメージセンサ１６に対する印
加電圧の撮像可能電圧（５Ｖ）への切り替え（Ｓ１４
０）、掃出動作（Ｓ１５０）が行われた後（ｔ７）、読
取動作（Ｓ１６０）が再び行われる。

【００５２】以上の様に動作するよう構成された本実施
例のバーコード読取装置１０によれば、外部からの読取
指令が入力されなくても、当該バーコード読取装置１０
に電源が入力されるとＣＣＤイメージセンサ１６に電力
供給を行う（即ち、電圧を印加する）とともに、ＣＣＤ
イメージセンサ１６に蓄積されている不要電荷を、予め
除去しておく。そして、少なくとも、その後入力される
読取指令に応じた光学的情報の読取が終了するまで（特
に本実施例においては、当該バーコード読取装置１０の
電源がオフされるまで）は、ＣＣＤイメージセンサ１６
への電力供給を継続することにより、掃き出し動作を行
った後読取指令が入力されるまでの間に不要電荷が再び
蓄積されてしまうのを防止する。

【００５３】このため、読取指令が入力された後は、速
やかに、光学的情報の読取を行うことができる。即ち、
読取指令の入力後には再び掃出動作を行うが、既に、あ
る程度の量の不要電荷は掃き出してしまっているので、
その掃き出し時間を短くすることができるのである。

【００５４】また本実施例のバーコード読取装置１０に
おいては、読取指令が入力されても、そのまま読取動作
を開始するのではなく、まずシフト信号およびクロック
信号をＣＣＤイメージセンサ１６に入力することによ
り、不要電荷の掃き出しを行う。そして、その後、改め
てシフト信号およびクロック信号をＣＣＤイメージセン
サ１６に入力することにより、画像信号を読み取る。従
って、撮像した画像に、不要電荷に起因したノイズが混
入するのを更に確実に抑制することができる。

【００５５】また、本実施例のバーコード読取装置１０
においては、少なくとも読取指令が入力されるまでは、
撮像可能電圧よりも低い電圧（３Ｖ）でＣＣＤイメージ
センサ１６への電力供給を行い、読取指令が入力される
と、ＣＣＤイメージセンサ１６への印加電圧を撮像可能
電圧に切り替えて、読取動作を行う。このため、電力を
無駄に消費してしまうのを抑制することができる。

【００５６】また、本実施例のバーコード読取装置１０
においては、上述様に読取指令の入力後にも掃出動作を
行うが、その掃出動作の前に、ＣＣＤイメージセンサ１
６に対する印加電圧の切り替え（「撮像可能電圧より低
い電圧」から「撮像可能電圧」への切り替え）を行う。
即ち、読取指令が入力された後に行う不要電荷の掃き出
しは、ＣＣＤイメージセンサ１６に撮像可能電圧を印加
した状態で行う。そのため、速やかに、しかも確実に不
要電荷を掃き出すことができ、使用者を待たせることが
ない。

【００５７】また、本実施例のバーコード読取装置１０
においては、読取動作の終了後もＣＣＤイメージセンサ
１６への電力供給を停止せず、その後に再入力される読
取指令に応じた読取動作が終了するまで、当該電力供給
を継続して行う。そのため、読取動作が終了した後次の
読取動作を開始するまでの待機期間に不要電荷がＣＣＤ
イメージセンサ１６に蓄積されるのを防止できる。そし
て、読取指令が再度入力された場合であっても、従来の
様な長い掃き出し期間を必要とせず、速やかに読取動作
を開始することができる。

【００５８】また、本実施例のバーコード読取装置１０
においては、画像信号の読み取りの終了後は、撮像可能
電圧よりも低い電圧で、ＣＣＤイメージセンサ１６への
電力供給を継続すると共に、読取指令が再び入力される
と、ＣＣＤイメージセンサ１６への供給電力の電圧を、
撮像可能電圧に切り替えた上で、画像信号を読み取るよ
う構成されている。従って、電力を無駄に消費してしま
うのを抑制することができる。

【００５９】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定される物ではなく、種々
の態様を取ることができる。例えば、上記実施例の光学
的情報読取装置においては、撮像素子が一次元方向に配
列されたＣＣＤイメージセンサを有するものとして説明
したが、これに限られるものではなく、撮像素子を２次
元方向に配列してなるＣＣＤイメージセンサを有するも
のであっても、本発明の技術的範囲に属する。

【００６０】また、上記実施例では光学的情報読取装置
をバーコード読取装置として説明したが、これに限られ
るものではなく、ＯＣＲやイメージスキャナなど、外部
からの読取指令によって、ＣＣＤイメージセンサを用い
て撮像するものであれば、本発明の技術的範囲に属す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例としてのバーコード読取装置の概略
構成を表わすブロック図である。

【図２】光学的情報を読み取る読取動作の際、ＣＣＤ
イメージセンサに出力されるシフト信号とクロック信号
とを示すタイムチャートである。

【図３】実施例のバーコード読取装置にて実行される
メインルーチンを示すフローチャートである。

【図４】バーコード読取装置の電源がオンされた後に
行われる動作を示したタイムチャートである。

【符号の説明】

２…バーコードラベル、１０…バーコード読取装置、１
４…集光レンズ、１６…ＣＣＤイメージセンサ、１８…
信号処理回路、２０…制御回路、２０ａ…ＣＰＵ、２０
ｂ…分周器、２０ｃ…シフト信号発生部、２２…読取ス
イッチ、２６…ＣＣＤイメージセンサへの電力供給用の
スイッチ、２８…電源スイッチ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１次元又は２次元に配列され、入射光を
光電変換すると共に該光電変換により得られた電荷を蓄
積する多数の撮像素子と、該各撮像素子に蓄積された電
荷を外部からのシフト信号に応じて夫々保持すると共
に、該電荷を外部からのクロック信号に同期して順次出
力するシフトレジスタ部とからなり、該シフトレジスタ
部からの電荷を画像信号として外部に出力するＣＣＤイ
メージセンサと、前記撮像素子に蓄積された電荷を前記シフトレジスタ部
に転送させるためのシフト信号を発生し、前記ＣＣＤイ
メージセンサに入力するシフト信号発生手段と、前記シフトレジスタ部に転送された電荷を前記ＣＣＤイ
メージセンサ外部に出力させるためのクロック信号を発
生し、前記ＣＣＤイメージセンサに入力するクロック信
号発生手段と、光学イメージを読み取るべき旨の読取指令が外部から入
力されると、前記シフト信号発生手段およびクロック信
号発生手段を動作させ、これにより前記ＣＣＤイメージ
センサから出力される画像信号を、該ＣＣＤイメージセ
ンサが撮像した光学イメージを示す画像情報として読み
取る読取制御手段と、を備えた光学的情報読取装置において、当該光学的情報読取装置の電源がオンされると、前記Ｃ
ＣＤイメージセンサへの電力供給を開始すると共に、該
ＣＣＤイメージセンサへの電力供給の開始前に既に前記
撮像素子および前記シフトレジスタ部に蓄積されていた
不要電荷を、前記読取指令によらず前記シフト信号発生
手段および前記クロック信号発生手段を動作させること
により該ＣＣＤイメージセンサの外部に掃き出し、その
後、前記読取指令に応じた前記読取制御手段による前記
画像信号の読み取りが終了するまで、前記ＣＣＤイメー
ジセンサへの電力供給を継続させる第１掃出手段を備え
たことを特徴とする光学的情報読取装置。
【請求項２】当該光学的情報読取装置に前記読取指令
が入力されると、該読取指令の入力前に既に前記撮像素
子および前記シフトレジスタ部に蓄積されていた不要電
荷を、前記シフト信号発生手段および前記クロック信号
発生手段を動作させることにより前記ＣＣＤイメージセ
ンサの外部に掃き出す第２掃出手段を備え、前記読取制御手段は、前記第２掃出手段による不要電荷
の掃き出し後、改めて前記シフト信号発生手段および前
記クロック信号発生手段を動作させることにより、前記
ＣＣＤイメージセンサから出力される画像信号を読み取
るよう構成されたことを特徴とする請求項１記載の光学
的情報読取装置。
【請求項３】前記第１掃出手段は、前記ＣＣＤイメー
ジセンサが光学イメージを撮像可能な動作電圧よりも低
い電圧で、該ＣＣＤイメージセンサに電力供給を行うよ
う構成され、前記読取制御手段は、前記読取指令が入力されると、前
記ＣＣＤイメージセンサへの供給電力の電圧を、該ＣＣ
Ｄイメージセンサが光学イメージを撮像可能な動作電圧
に切り替え、その後、前記画像信号を読み取るよう構成
されたことを特徴とする請求項１又は２記載の光学的情
報読取装置。
【請求項４】前記読取制御手段は、前記画像信号の読
み取りを終了すると、その後の読取指令の再入力に応じ
た前記画像信号の読み取りが終了するまで、前記ＣＣＤ
イメージセンサへの電力供給を継続させることを特徴と
する請求項１〜３の何れか一項に記載の光学的情報読取
装置。
【請求項５】前記読取制御手段は、前記画像信号の読
み取りの終了後は、前記ＣＣＤイメージセンサが光学イ
メージを撮像可能な動作電圧よりも低い電圧で、前記Ｃ
ＣＤイメージセンサへの電力供給を継続させると共に、
前記読取指令が再び入力されると、前記ＣＣＤイメージ
センサへの供給電力の電圧を、該ＣＣＤイメージセンサ
が光学イメージを撮像可能な動作電圧に切り替え、その
後、前記画像信号を読み取るよう構成されたことを特徴
とする請求項４記載の光学的情報読取装置。