JP2008198017A - Imaging device and optical information reader - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging device which can obtain an equal incident light quantity in a light receiving element disposed in a peripheral part and a light receiving element disposed in a central part in an image sensor. <P>SOLUTION: A masking plate 60 having openings 60a and 60b corresponding respectively to light receiving elements 58 of a light receiving sensor (image sensor) 23 is disposed on the light receiving elements 58. Since each opening of the masking plate 60 is formed so that the size thereof is small in the central part of the image sensor as shown in Fig.2(A) and large in the peripheral part thereof as shown in Fig.2(B), the incident light quantity in the light receiving elements 58 in the central part provided with the small openings 60a is reduced, while the incident light quantity in the light receiving elements 58 of the peripheral part provided with the large openings 60b is not reduced. Consequently, the light receiving elements 58 disposed in the central part shown in Fig.4(A) and the light receiving elements 58 disposed in the peripheral part shown in Fig.4(B) can receive equal incident light quantity. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、入射光量に応じた電荷を蓄積する複数の受光素子から成るイメージセンサ、リニアセンサを備える撮像装置、及び、該撮像装置を用いて情報コードを読み取る光学情報読取装置に関するものである。 The present invention relates to an image sensor including a plurality of light receiving elements that accumulate electric charges according to an incident light amount, an imaging device including a linear sensor, and an optical information reading device that reads an information code using the imaging device.

デジタルカメラ、光学情報読取装置等で、イメージセンサを備える撮像装置が用いられている。該イメージセンサは、入射光量に応じた電荷を蓄積してマトリクス状に配置された画素を構成する受光素子(フォトダイオード)と、受光素子に対応してそれぞれ設けられ、受光素子に集光する複数のマイクロレンズとを備える。画像は、結像レンズを介して、該イメージセンサの受光面(受光素子)に結像される。 An imaging device including an image sensor is used in a digital camera, an optical information reader, or the like. The image sensor includes a light receiving element (photodiode) that constitutes pixels arranged in a matrix by accumulating charges according to the amount of incident light, and a plurality of light receiving elements that are provided corresponding to the light receiving elements and that collect light on the light receiving elements. Microlenses. The image is formed on the light receiving surface (light receiving element) of the image sensor through an imaging lens.

係る撮像装置の光学系で、結像レンズは、周辺光量比、コサイン4乗則により、イメージセンサの中心部に対して周辺部の光量が落ち込む。 In the optical system of the imaging apparatus, the light amount in the peripheral portion of the imaging lens falls with respect to the central portion of the image sensor due to the peripheral light amount ratio and the cosine fourth law.

更に撮像装置の光学系において、各受光素子に光を集めるマイクロレンズで射出瞳シェーディングが生じる。この現象を図9を参照して説明する。イメージセンサの各画素150を構成する受光素子158上には集光用のマイクロレンズ152が配置されている。ここで、図9(A)に示すようにイメージセンサの中心部に配置される受光素子158のマイクロレンズ152に対しては、マイクロレンズ152の中心軸との平行線に近い角度θ1で光りが入射するのに対して、図9(B)に示すようにイメージセンサの周辺部に配置される受光素子158のマイクロレンズ152に対しては、マイクロレンズ152の中心軸との平行線から大きな角度θ2で光りが入射する。これにより、図9(A)中に示す中心部の受光素子158に対して、図9(B)中に示す周辺部の受光素子158の光量が低下する。特許文献1、特許文献2には、シューディング補正手段を備える画像読み取り装置が開示されている。
特開平8−275003号公報 特開平10−257312号公報
Further, in the optical system of the image pickup apparatus, exit pupil shading is generated by a microlens that collects light at each light receiving element. This phenomenon will be described with reference to FIG. A condensing microlens 152 is arranged on the light receiving element 158 constituting each pixel 150 of the image sensor. Here, as shown in FIG. 9A, light is emitted at an angle θ1 close to a parallel line with the central axis of the microlens 152 with respect to the microlens 152 of the light receiving element 158 disposed at the center of the image sensor. With respect to the incident light, as shown in FIG. 9B, the microlens 152 of the light receiving element 158 disposed in the peripheral portion of the image sensor has a large angle from a parallel line with the central axis of the microlens 152. Light enters at θ2. Accordingly, the light amount of the light receiving element 158 in the peripheral portion shown in FIG. 9B is reduced with respect to the light receiving element 158 in the central portion shown in FIG. 9A. Patent Documents 1 and 2 disclose an image reading device including a pudging correction unit.
JP-A-8-275003 Japanese Patent Laid-Open No. 10-255731

イメージセンサの周辺部での光量低下に対応するため、結像レンズの射出瞳距離を長く設計する等の対策が成されているが、特にバーコードなどの横長の一次元コードをエリアセンサを備えた光学情報読取装置で読み取る際には、エリアセンサで周辺部の光量が低下してバーコード両端での光量が不足し、読み取れなくなることがあった。 In order to cope with a decrease in the amount of light at the periphery of the image sensor, measures such as designing the exit pupil distance of the imaging lens to be long have been taken, but in particular, the area sensor has a horizontally long one-dimensional code such as a barcode. When reading with an optical information reader, the area sensor may reduce the amount of light at the peripheral portion and the amount of light at both ends of the barcode may be insufficient, making it impossible to read.

特許文献1、2に開示されているシューディング補正手段では、周辺部の光量を上げるため、中央の輝度と周辺の輝度との差を見て、画像信号のゲインを調整している。係るシューディング補正を実現するためには、イメージセンサの内部に高価なDSP(デジタル シグナル プロセッサ)を実装する必要があり、イメージセンサの価格を押し上げ、さらに、光学情報読取装置の小型化が進んでいる中で、イメージセンサを大型化させるという課題が生じる。 In the shoeing correction means disclosed in Patent Documents 1 and 2, in order to increase the amount of light at the peripheral portion, the gain of the image signal is adjusted by looking at the difference between the central luminance and the peripheral luminance. In order to realize such correction, it is necessary to mount an expensive DSP (digital signal processor) inside the image sensor, which increases the price of the image sensor, and further downsizing the optical information reader. However, the problem of increasing the size of the image sensor arises.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、イメージセンサにおいて周辺部に配置される受光素子と中央部に配置される受光素子とで同等の入射光量を得ることができる撮像装置及び該撮像装置を備える光学情報読取装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide the same incident between a light receiving element arranged at the peripheral portion and a light receiving element arranged at the central portion in the image sensor. An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of obtaining a light amount and an optical information reading apparatus including the imaging apparatus.

上記目的を達成するため、請求項1の発明は、入射光量に応じた電荷を蓄積して画素を構成する複数の受光素子58と、
前記受光素子58に対応してそれぞれ設けられ、前記受光素子58に集光する複数のレンズ52と、を有し所定のサイクルで前記複数の受光素子58からの順次読み出された信号を出力するイメージセンサ23を備える撮像装置において、
前記受光素子58上に、該受光素子にそれぞれ対応する開口60a、60bが形成された光遮断手段60であって、各開口の大きさが前記イメージセンサの中央部で小さく、周辺部で大きくなるように形成された光遮断手段60を備えることを技術的特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes a plurality of light receiving elements 58 that constitute a pixel by accumulating charges according to the amount of incident light,
A plurality of lenses 52 respectively provided corresponding to the light receiving elements 58 and condensing on the light receiving elements 58, and sequentially reading out signals from the plurality of light receiving elements 58 in a predetermined cycle. In an imaging apparatus including the image sensor 23,
The light blocking means 60 is formed with openings 60a and 60b corresponding to the light receiving elements 58 on the light receiving element 58, respectively. The size of each opening is small in the central portion of the image sensor and large in the peripheral portion. It is a technical feature that the light blocking means 60 formed as described above is provided.

請求項2の発明は、入射光量に応じた電荷を蓄積して画素を構成する複数の受光素子58と、
前記受光素子58に対応してそれぞれ設けられ、前記受光素子58に集光する複数のレンズ58と、を有し所定のサイクルで前記複数の受光素子からの順次読み出された信号を出力するイメージセンサ23を備える撮像装置において、
前記受光素子58の内の中央部分のみに光の透過を制限する光遮断手段60を設けたことを技術的特徴とする。
The invention according to claim 2 is configured to store a plurality of light receiving elements 58 constituting a pixel by accumulating charges according to the amount of incident light,
An image that is provided corresponding to each of the light receiving elements 58 and that has a plurality of lenses 58 that condense on the light receiving elements 58 and that sequentially outputs signals read from the plurality of light receiving elements in a predetermined cycle. In an imaging apparatus including the sensor 23,
A technical feature is that a light blocking means 60 for limiting the transmission of light is provided only in the central portion of the light receiving element 58.

請求項1の撮像装置では、イメージセンサの受光素子にそれぞれ対応する開口が形成された光遮断手段を受光素子上に配置する。該光遮断手段の各開口の大きさはイメージセンサの中央部で小さく、周辺部で大きくなるように形成されているため、開口の大きさが小さい中央部の受光素子での入射光量が減り、開口の大きさが大きな周辺部の受光素子での入射光量が減らない。これにより、中央部に配置される受光素子と周辺部に配置される受光素子とで同等の入射光量を得ることができる。 In the image pickup apparatus according to the first aspect, the light blocking means having openings respectively corresponding to the light receiving elements of the image sensor is arranged on the light receiving element. Since the size of each opening of the light blocking means is small at the center of the image sensor and large at the periphery, the amount of incident light at the light receiving element in the center with a small size of the aperture is reduced, The amount of incident light at the peripheral light receiving element having a large aperture does not decrease. Thereby, the same incident light quantity can be obtained with the light receiving element arrange | positioned in a center part, and the light receiving element arrange | positioned in a peripheral part.

請求項2の撮像装置では、光の透過を制限する光遮断手段をイメージセンサの受光素子の内の中央部分にのみ配置する。光遮断手段の設けられている中央部分の受光素子での入射光量が減り、光遮断手段の設けられていない周辺部の受光素子での入射光量が減らない。これにより、中央部に配置される受光素子と周辺部に配置される受光素子とで同等の入射光量を得ることができる。 In the image pickup apparatus according to the second aspect, the light blocking means for restricting the transmission of light is disposed only in the central portion of the light receiving element of the image sensor. The amount of incident light at the light receiving element in the central portion where the light blocking means is provided is reduced, and the amount of incident light at the peripheral light receiving elements where the light blocking means is not provided is not reduced. Thereby, the same incident light quantity can be obtained with the light receiving element arrange | positioned in a center part, and the light receiving element arrange | positioned in a peripheral part.

請求項3の撮像装置では、光遮断手段が、受光素子にそれぞれ対応する開口の形成されたマスキング板から構成される。このため、マスキング板の開口で光りの透過を確実に制限することができる。 According to another aspect of the present invention, the light blocking means is composed of a masking plate having openings corresponding to the light receiving elements. For this reason, the transmission of light can be reliably limited by the opening of the masking plate.

請求項4では、中央部に配置される受光素子と周辺部に配置される受光素子とで同等の入射光量を得ることができる撮像装置を用いるため、撮像範囲の周囲部でも確実に情報コードを読み取ることができ、特に、バーコードのように横に長い情報コードであっても、両端(周辺部)で入射光量が減らないので、確実に読み取ることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the imaging device that can obtain the same amount of incident light by the light receiving element arranged in the central part and the light receiving element arranged in the peripheral part is used, the information code is surely provided even in the peripheral part of the imaging range. In particular, even a long information code such as a barcode can be reliably read because the amount of incident light is not reduced at both ends (peripheral portions).

[第1実施形態]
以下、本発明の撮像装置を備える光学情報読取装置の実施形態について図を参照して説明する。まず、第1実施形態に係る光学情報読取装置の構成概要を図1のブロック図を参照して説明する。
バーコードBを読み取る光学情報読取装置10には、回路部20が設けられている。回路部20は、主に、発光ダイオード21、集光レンズ24、受光センサ23、結像レンズ27等の光学系と、メモリ35、制御回路40、操作スイッチ22、液晶表示器46等のマイクロコンピュータ(以下「マイコン」という)系と、電源スイッチ41、電源回路49等の電源系と、から構成されている。
[First embodiment]
Hereinafter, an embodiment of an optical information reading apparatus including an imaging apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an outline of the configuration of the optical information reading apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG.
The optical information reader 10 that reads the barcode B is provided with a circuit unit 20. The circuit unit 20 mainly includes an optical system such as a light emitting diode 21, a condensing lens 24, a light receiving sensor 23, and an imaging lens 27, and a microcomputer such as a memory 35, a control circuit 40, an operation switch 22, and a liquid crystal display 46. (Hereinafter referred to as “microcomputer”) and a power system such as a power switch 41 and a power circuit 49.

まず、光学系から説明する。発光ダイオード21は、帯状の照明光Lfを照射可能な光照射器として機能するもので、拡散レンズと凸レンズとを組み合わせた集光レンズ24により集光させる。受光センサ23は、読取対象物Rや2次元コードQに照射されて反射した反射光Lrを結像レンズ27を介して受光可能に構成されるもので、例えば、フォトダイオード型C−MOS等の固体撮像素子である受光素子を100万個オーダでm行n列の2次元に配列したイメージセンサが、これに相当する。結像レンズ27は、外部から入射する入射光を集光して受光センサ23の受光面23aに像を結像可能な結像光学系として機能するもので、例えば、鏡筒とこの鏡筒内に収容される複数の集光レンズとにより構成されている。 First, the optical system will be described. The light emitting diode 21 functions as a light irradiator capable of irradiating the strip-shaped illumination light Lf, and is condensed by a condensing lens 24 in which a diffusion lens and a convex lens are combined. The light receiving sensor 23 is configured to receive the reflected light Lr irradiated and reflected on the reading object R or the two-dimensional code Q through the imaging lens 27. For example, a photodiode type C-MOS or the like is used. This corresponds to an image sensor in which light receiving elements, which are solid-state imaging elements, are arranged two-dimensionally in m rows and n columns on the order of 1 million. The imaging lens 27 functions as an imaging optical system capable of condensing incident light incident from the outside and forming an image on the light receiving surface 23a of the light receiving sensor 23. And a plurality of condensing lenses.

次に、マイコン系の構成概要を説明する。マイコン系は、増幅回路31、A/D変換回路33、メモリ35、アドレス発生回路36、同期信号発生回路38、制御回路40、操作スイッチ22、LED43、ブザー44、液晶表示器46、通信インタフェース48等から構成されている。このマイコン系は、その名の通り、マイコン(情報処理装置)として機能し得る制御回路40およびメモリ35と中心に構成されるもので、前述した光学系によって撮像された画像信号をハードウェア的およびソフトウェア的に信号処理し得るものである。また制御回路40は、当該光学情報読取装置10の全体システムに関する制御も行っている。 Next, a configuration outline of the microcomputer system will be described. The microcomputer system includes an amplification circuit 31, an A / D conversion circuit 33, a memory 35, an address generation circuit 36, a synchronization signal generation circuit 38, a control circuit 40, an operation switch 22, an LED 43, a buzzer 44, a liquid crystal display 46, and a communication interface 48. Etc. As the name suggests, this microcomputer system is composed mainly of a control circuit 40 and a memory 35 that can function as a microcomputer (information processing device). The signal can be processed by software. The control circuit 40 also performs control related to the entire system of the optical information reading apparatus 10.

光学系の受光センサ23から出力される画像信号(アナログ信号)は、増幅回路31に入力されることで所定ゲインで増幅された後、A/D変換回路33に入力されると、アナログ信号からディジタル信号に変換される。そして、ディジタル化された画像信号、つまり画像データ(画像情報)は、メモリ35に入力されて蓄積される。なお、同期信号発生回路38は、受光センサ23およびアドレス発生回路36に対する同期信号を発生可能に構成されており、またアドレス発生回路36は、この同期信号発生回路38から供給される同期信号に基づいて、メモリ35に格納される画像データの格納アドレスを発生可能に構成されている。 An image signal (analog signal) output from the light receiving sensor 23 of the optical system is input to the amplification circuit 31 and amplified by a predetermined gain, and then input to the A / D conversion circuit 33. Converted into a digital signal. The digitized image signal, that is, image data (image information) is input to the memory 35 and stored. The synchronization signal generation circuit 38 is configured to generate a synchronization signal for the light receiving sensor 23 and the address generation circuit 36. The address generation circuit 36 is based on the synchronization signal supplied from the synchronization signal generation circuit 38. Thus, the storage address of the image data stored in the memory 35 can be generated.

制御回路40は、光学情報読取装置10全体を制御可能なマイコンで、CPU、システムバス、入出力インタフェース等からなるもので、メモリ35とともに情報処理装置を構成し得るもので情報処理機能を有する。この制御回路40には、内蔵された入出力インタフェースを介して種々の入出力装置(周辺装置)と接続可能に構成されており、本実施形態の場合、電源スイッチ41、操作スイッチ22、LED43、ブザー44、液晶表示器46、通信インタフェース48等が接続されている。 The control circuit 40 is a microcomputer capable of controlling the entire optical information reading device 10 and includes a CPU, a system bus, an input / output interface, and the like. The control circuit 40 can constitute an information processing device together with the memory 35 and has an information processing function. The control circuit 40 is configured to be connectable to various input / output devices (peripheral devices) via a built-in input / output interface. In the case of this embodiment, the power switch 41, the operation switch 22, the LED 43, A buzzer 44, a liquid crystal display 46, a communication interface 48, and the like are connected.

図2は、フォトダイオード型C−MOSイメージセンサから成る受光センサ23の各画素を構成する受光素子(フォトダイオード)58の説明図であり、図3は、該受光センサ23に設けられるマスキング板60の平面図である。
図2に示すように、イメージセンサにマトリクス状に形成される各画素50を構成する受光素子58は、基板56の直下に形成され、該基板56の上面には、配線パターン54が形成されている。受光素子58に対向するように、該受光素子58上にマイクロレンズ52が設けられている。該マイクロレンズ52の直下には、図3に示すマスキング板60が設けられる。図2(A)中に示すように、受光センサ(イメージセンサ)23の中央部に設けられる画素用のマイクロレンズ52の直下には、相対的に小さな開口径の開口60aが設けられ、周辺部に設けられる画素用のマイクロレンズ52の直下には、相対的に大きな開口径の開口60bが設けられている。
FIG. 2 is an explanatory view of a light receiving element (photodiode) 58 constituting each pixel of the light receiving sensor 23 composed of a photodiode type C-MOS image sensor, and FIG. 3 is a masking plate 60 provided in the light receiving sensor 23. FIG.
As shown in FIG. 2, the light receiving elements 58 constituting each pixel 50 formed in a matrix in the image sensor are formed immediately below the substrate 56, and a wiring pattern 54 is formed on the upper surface of the substrate 56. Yes. A micro lens 52 is provided on the light receiving element 58 so as to face the light receiving element 58. A masking plate 60 shown in FIG. 3 is provided immediately below the microlens 52. As shown in FIG. 2A, an opening 60a having a relatively small opening diameter is provided immediately below the pixel microlens 52 provided in the center of the light receiving sensor (image sensor) 23. An opening 60b having a relatively large opening diameter is provided immediately below the microlens 52 for the pixel provided in.

第1実施形態の光学情報読取装置では、受光センサ(イメージセンサ)23の受光素子58にそれぞれ対応する開口60a、60bが形成されたマスキング板60を受光素子58上に配置する。該マスキング板60の各開口の大きさは、図2(A)で示すようにイメージセンサの中央部で小さく、図2(B)で示すように周辺部で大きくなるように形成されているため、小さな開口60aが設けられる中央部の受光素子58での入射光量が減り、大きな開口60bが設けられる周辺部の受光素子58での入射光量が減らない。これにより、図4(A)に示す中央部に配置される受光素子58と、図4(B)に示す周辺部に配置される受光素子58とで同等の入射光量を得ることができる。 In the optical information reading apparatus according to the first embodiment, the masking plate 60 formed with openings 60 a and 60 b corresponding to the light receiving elements 58 of the light receiving sensor (image sensor) 23 is disposed on the light receiving element 58. The size of each opening of the masking plate 60 is small at the center of the image sensor as shown in FIG. 2 (A) and large at the periphery as shown in FIG. 2 (B). The amount of incident light at the central light receiving element 58 provided with the small opening 60a is reduced, and the amount of incident light at the peripheral light receiving element 58 provided with the large opening 60b is not reduced. Accordingly, an equivalent amount of incident light can be obtained between the light receiving element 58 disposed in the central portion illustrated in FIG. 4A and the light receiving element 58 disposed in the peripheral portion illustrated in FIG.

更に、第1実施形態の光学情報読取装置10では、中央部に配置される受光素子58と周辺部に配置される受光素子58とで同等の入射光量を得ることができる撮像装置を用いるため、撮像範囲の周囲部でも確実に情報コードを読み取ることができ、特に、バーコードのように横に長い情報コードであっても、両端(周辺部)で入射光量が減らないので、確実に読み取ることができる。 Furthermore, in the optical information reading device 10 of the first embodiment, since the imaging device that can obtain the same incident light amount with the light receiving element 58 disposed in the central portion and the light receiving element 58 disposed in the peripheral portion is used, The information code can be read reliably even at the periphery of the imaging range, especially for long information codes such as barcodes, since the amount of incident light does not decrease at both ends (peripheral parts). Can do.

[第2実施形態]
引き続き、本発明の第2実施形態に係る光学情報読取装置の撮像装置について図4及び図5を参照して説明する。第2実施形態では、受光センサの構成を除き、第1実施形態と同様な構成であるため受光センサの構成に関してのみ図4及び図5を参照して説明する。
図4は、フォトダイオード型C−MOSイメージセンサから成る受光センサの各画素を構成する受光素子(フォトダイオード)58の説明図であり、図5は、該受光センサ23に設けられるマスキング板60の平面図である。
図5に示すように受光センサ23の中央部には、開口60cの形成されたマスキング板60が配置されている。即ち、図4(A)中に示すように、受光センサ(イメージセンサ)23の中央部に設けられる画素用のマイクロレンズ52の直下には、マスキング板60の開口60cが設けられ、図4(B)に示す周辺部に設けられる画素用のマイクロレンズ52にはマスキング板60が設けられていない。
[Second Embodiment]
Subsequently, an imaging apparatus of the optical information reading apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Since the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except for the configuration of the light receiving sensor, only the configuration of the light receiving sensor will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
FIG. 4 is an explanatory view of a light receiving element (photodiode) 58 constituting each pixel of the light receiving sensor composed of a photodiode type C-MOS image sensor, and FIG. 5 shows a masking plate 60 provided in the light receiving sensor 23. It is a top view.
As shown in FIG. 5, a masking plate 60 having an opening 60c is disposed at the center of the light receiving sensor 23. That is, as shown in FIG. 4A, an opening 60c of the masking plate 60 is provided directly below the pixel microlens 52 provided in the center of the light receiving sensor (image sensor) 23, and FIG. The masking plate 60 is not provided in the pixel microlens 52 provided in the peripheral portion shown in FIG.

第2実施形態の光学情報読取装置では、光の透過を開口20cで制限するマスキング板60をイメージセンサ23の受光素子58の内の中央部分にのみ配置する。図4(A)に示すマスキング板60の設けられている中央部分の受光素子58での入射光量が減り、図4(B)に示すマスキング板60の設けられていない周辺部の受光素子58での入射光量が減らない。これにより、図4(A)に示す中央部に配置される受光素子58と、図4(B)に示す周辺部に配置される受光素子58とで同等の入射光量を得ることができる。 In the optical information reading apparatus of the second embodiment, the masking plate 60 that restricts the transmission of light through the opening 20c is disposed only in the central portion of the light receiving element 58 of the image sensor 23. The amount of incident light at the light receiving element 58 in the central portion where the masking plate 60 shown in FIG. 4A is provided is reduced, and the light receiving element 58 in the peripheral portion where the masking plate 60 is not provided as shown in FIG. The amount of incident light is not reduced. Accordingly, an equivalent amount of incident light can be obtained between the light receiving element 58 disposed in the central portion illustrated in FIG. 4A and the light receiving element 58 disposed in the peripheral portion illustrated in FIG.

[第3実施形態]
引き続き、本発明の第3実施形態に係る光学情報読取装置の撮像装置について図6を参照して説明する。第1実施形態では、マスキング板60の開口の大きさを変えた。第3実施形態では、図6に示すように、マスキング板60を構成する格子60Kの太さを、中央部で太く、周辺部で細くすることで開口の大きさを調整してある。
[Third embodiment]
Subsequently, an imaging apparatus of the optical information reading apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the size of the opening of the masking plate 60 is changed. In the third embodiment, as shown in FIG. 6, the size of the opening is adjusted by making the thickness of the grating 60 </ b> K constituting the masking plate 60 thick at the center and thin at the periphery.

[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態に係る光学情報読取装置の撮像装置について図7を参照して説明する。第1〜第3実施形態では、光量の調整にマスキング板を用いた。これに対して、第4実施形態では、マイクロレンズ52の表面に黒色印刷59を施すことで光量を調整する。即ち、該黒色印刷59の開口59aの大きさは、図7(A)で示すようにイメージセンサの中央部で小さく、図7(B)で示すように周辺部で大きくなるように形成されているため、小さな開口59aが設けられる中央部の受光素子58での入射光量が減り、大きな開口59bが設けられる周辺部の受光素子58での入射光量が減らない。これにより、図7(A)に示すイメージセンサの中央部に配置される受光素子58と、図7(B)に示す周辺部に配置される受光素子58とで同等の入射光量を得ることができる。
[Fourth embodiment]
Next, an image pickup apparatus of an optical information reading apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first to third embodiments, the masking plate is used for adjusting the light amount. In contrast, in the fourth embodiment, the amount of light is adjusted by applying black printing 59 to the surface of the microlens 52. That is, the size of the opening 59a of the black print 59 is formed to be small at the center of the image sensor as shown in FIG. 7A and large at the periphery as shown in FIG. 7B. Therefore, the amount of incident light at the central light receiving element 58 provided with the small opening 59a is reduced, and the amount of incident light at the peripheral light receiving element 58 provided with the large opening 59b is not reduced. As a result, the same amount of incident light can be obtained by the light receiving element 58 arranged at the center of the image sensor shown in FIG. 7A and the light receiving element 58 arranged at the peripheral part shown in FIG. 7B. it can.

[第5実施形態]
本発明の第3実施形態に係る光学情報読取装置の撮像装置について図8を参照して説明する。第1〜第3実施形態では、イメージセンサにマスキング板を適用した。これに対して、第5実施形態では、図8に示すように、バーコード等の一次元コードを読み取る光学情報読取装置のリニアセンサ70にマスキング板160を適用する。リニアセンサ70はマイクロレンズを備えない。開口160aを備えるマスキング板160は、リニアセンサ70の中央部に設けられ、リニアセンサ70の中央部の受光センサ78での光量を制限する。
[Fifth Embodiment]
An imaging apparatus of an optical information reading apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first to third embodiments, a masking plate is applied to the image sensor. On the other hand, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 8, a masking plate 160 is applied to a linear sensor 70 of an optical information reading apparatus that reads a one-dimensional code such as a barcode. The linear sensor 70 does not include a microlens. A masking plate 160 having an opening 160 a is provided at the center of the linear sensor 70 and limits the amount of light at the light receiving sensor 78 at the center of the linear sensor 70.

第5実施形態の光学情報読取装置では、マスキング板160の設けられている中央部分の受光素子78での入射光量が減り、マスキング板160の設けられていない周辺部の受光素子78での入射光量が減らない。これにより、中央部に配置される受光素子78と、周辺部に配置される受光素子78とで同等の入射光量を得ることができる。これにより、バーコードの両端(リニアセンサの周辺部)で入射光量が減らないので、確実に読み取ることができる。 In the optical information reading apparatus of the fifth embodiment, the amount of incident light at the light receiving element 78 in the central portion where the masking plate 160 is provided is reduced, and the amount of incident light at the peripheral light receiving element 78 where the masking plate 160 is not provided. Will not decrease. Thereby, the same incident light quantity can be obtained with the light receiving element 78 arranged in the central part and the light receiving element 78 arranged in the peripheral part. As a result, the amount of incident light does not decrease at both ends of the bar code (peripheral portions of the linear sensor), so that it can be read reliably.

上述した実施形態では、マスキング板の開口の形状を矩形状に形成したものを図示したが、開口の形状は円形、楕円形、小判形等種々の形を適用できる。また、上述した実施形態では、イメージセンサとして、フォトダイオード型C−MOSイメージセンサを用いる例を例示したが、本発明は、フォトゲート型C−MOSイメージセンサにも、また、他の方式のC−MOSイメージセンサにも、更にはCCDにも適用可能である。 In the embodiment described above, the masking plate having an opening formed in a rectangular shape is illustrated, but various shapes such as a circle, an ellipse, and an oval can be applied to the opening. In the above-described embodiment, an example in which a photodiode type C-MOS image sensor is used as an image sensor is illustrated. However, the present invention is applicable to a photogate type C-MOS image sensor and other types of C-MOS image sensors. -It can be applied to MOS image sensors and also to CCDs.

本発明の第1実施形態に係る光学情報読取装置の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the optical information reader which concerns on 1st Embodiment of this invention. 第1実施形態に係る光学情報読取装置の受光センサ(イメージセンサ)の各画素を構成する受光素子の説明図であり、図2(A)はイメージセンサの中央部の受光素子を、図2(B)は周辺部の受光素子を示している。It is explanatory drawing of the light receiving element which comprises each pixel of the light receiving sensor (image sensor) of the optical information reader which concerns on 1st Embodiment, FIG. 2 (A) shows the light receiving element of the center part of an image sensor, FIG. B) shows the light receiving elements in the peripheral portion. 第1実施形態の受光センサに設けられるマスキング板の平面図である。It is a top view of the masking board provided in the light reception sensor of a 1st embodiment. 第2実施形態に係る光学情報読取装置の受光センサ(イメージセンサ)の各画素を構成する受光素子の説明図であり、図4(A)はイメージセンサの中央部の受光素子を、図4(B)は周辺部の受光素子を示している。It is explanatory drawing of the light receiving element which comprises each pixel of the light receiving sensor (image sensor) of the optical information reader which concerns on 2nd Embodiment, FIG. 4 (A) shows the light receiving element of the center part of an image sensor, FIG. B) shows the light receiving elements in the peripheral portion. 第2実施形態の受光センサに設けられるマスキング板の平面図である。It is a top view of the masking board provided in the light reception sensor of a 2nd embodiment. 第3実施形態の受光センサに設けられるマスキング板の平面図である。It is a top view of the masking board provided in the light reception sensor of a 3rd embodiment. 第4実施形態に係る光学情報読取装置の受光センサ(イメージセンサ)の各画素を構成する受光素子の説明図であり、図7(A)はイメージセンサの中央部の受光素子を、図7(B)は周辺部の受光素子を示している。It is explanatory drawing of the light receiving element which comprises each pixel of the light receiving sensor (image sensor) of the optical information reader which concerns on 4th Embodiment, FIG. 7 (A) shows the light receiving element of the center part of an image sensor, FIG. B) shows the light receiving elements in the peripheral portion. 第5実施形態の受光センサに設けられるマスキング板の平面図である。It is a top view of the masking board provided in the light reception sensor of a 5th embodiment. 従来技術の受光センサ(イメージセンサ)の各画素を構成する受光素子の説明図であり、図9(A)はイメージセンサの中央部の受光素子を、図9(B)は周辺部の受光素子を示している。9A and 9B are explanatory diagrams of a light receiving element constituting each pixel of a conventional light receiving sensor (image sensor). FIG. 9A shows a light receiving element at the center of the image sensor, and FIG. 9B shows a light receiving element at a peripheral part. Is shown.

符号の説明Explanation of symbols

10 光学情報読取装置
23 受光センサ(イメージセンサ)
40 制御回路
B バーコード
50 画素
52 マイクロレンズ
58 受光センサ
60 マスキング板
60a、60b、60c 開口
70 リニアセンサ
78 受光センサ
160 マスキング板
160a 開口
10 Optical information reader 23 Light receiving sensor (image sensor)
40 Control circuit B Barcode 50 Pixel 52 Micro lens 58 Light receiving sensor 60 Masking plate 60a, 60b, 60c Opening 70 Linear sensor 78 Light receiving sensor 160 Masking plate 160a Opening

Claims (4)

入射光量に応じた電荷を蓄積して画素を構成する複数の受光素子と、
前記受光素子に対応してそれぞれ設けられ、前記受光素子に集光する複数のレンズと、を有し所定のサイクルで前記複数の受光素子からの順次読み出された信号を出力するイメージセンサを備える撮像装置において、
前記受光素子上に、該受光素子にそれぞれ対応する開口が形成された光遮断手段であって、各開口の大きさが前記イメージセンサの中央部で小さく、周辺部で大きくなるように形成された光遮断手段を備えることを特徴とする撮像装置。
A plurality of light receiving elements that form a pixel by accumulating charges according to the amount of incident light; and
A plurality of lenses that are provided corresponding to the light receiving elements, respectively, and that output signals sequentially read from the plurality of light receiving elements in a predetermined cycle. In the imaging device,
A light blocking means in which openings corresponding to the light receiving elements are formed on the light receiving elements, each opening being formed such that the size of each opening is small in the central portion and large in the peripheral portion. An imaging apparatus comprising light blocking means.
入射光量に応じた電荷を蓄積して画素を構成する複数の受光素子と、
前記受光素子に対応してそれぞれ設けられ、前記受光素子に集光する複数のレンズと、を有し所定のサイクルで前記複数の受光素子からの順次読み出された信号を出力するイメージセンサを備える撮像装置において、
前記受光素子の内の中央部分のみに光の透過を制限する光遮断手段を設けたことを特徴とする撮像装置。
A plurality of light receiving elements that form a pixel by accumulating charges according to the amount of incident light; and
A plurality of lenses that are provided corresponding to the light receiving elements, respectively, and that output signals sequentially read from the plurality of light receiving elements in a predetermined cycle. In the imaging device,
An image pickup apparatus comprising a light blocking means for restricting light transmission only at a central portion of the light receiving element.
前記光遮断手段が、受光素子にそれぞれ対応する開口の形成されたマスキング板から構成されることを特徴とする請求項1又は請求項2の撮像装置。 3. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the light blocking means includes a masking plate having openings corresponding to the light receiving elements. 請求項1〜請求項3のいずれか1の撮像装置を備えることを特徴とする光学情報読取装置。 An optical information reading device comprising the imaging device according to claim 1.
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