JP2010009571A - アレイ読取システム - Google Patents

Abstract

【課題】アレイ読取システム
【解決手段】少なくとも一つの物体を検出し、該物体は少なくとも一つのタグ識別コードを有し、該アレイ読取システムはアレイリーダー、デジタル制御回路と、プロセッサーとを含める。アレイリーダーは、複数のイメージセンサーとマルチチャンネルアナログ回路とを有し、それぞれのイメージセンサーは各タグ識別コードを読み取り、デジタル制御回路は、アレイリーダーのマルチチャンネルアナログ回路に電気接続し、物体のタグを走査することにより、当該物体の並べ状態を検出して、物体の並べ状態に基づいて、並べ位置の正確性を判断する。これにより、タグ識別コードを素早く読み取り、該物体又はタグ識別コードによるアレイリーダーの位置決め目的を達成できる。
【選択図】図２

Description

本発明は一種のアレイ読取システムであり、特に複数のイメージセンサーを備えるアレイリーダーにより、物体の様々なタグ識別コードとタグ位置決めを素早く走査する技術に関わるものである。

今日の識別コード読み取り技術は、バーコード（Ｂａｒ Ｃｏｄｅ）技術と無線周波数識別（ＲＦＩＤ）を保安用識別又は物流管理に応用されている。図書館での管理応用、商品、貨物追跡、門限管理システムなど盛んに発展している。識別コード読み取りが主である。一方、タグを認識でき、かつ、該識別タグの位置に関わる公知技術は、中華民国特許Ｉ２５８７１２号多次元尺度アンテナアレイの無線周波数識別リーダー装置によると、ＲＦＩＤ技術により、識別コード検出と識別コード位置決めに関わる考案である。しかしながら、ＲＦＩＤタグを多用する欠点が残る。

このほか、中華民国特許Ｉ２３１４５９号の音声学習システムでは、識別物体を印字物体により識別目的を実現する。図１に該公知技術による読取システムの概略図を示す。主に、大量な図画１１、デジタル音声信号処理装置（図示しない）を含め、バーコード１２１を画像１１のそば又は大量な認識別物体１２２を各画像１１の下方に置く。バーコード１２１又は識別物体１２２は、デジタル音声信号処理装置によって、識別可能な情報である。子供は、識別ペン１３により、バーコード１２１又は識別物体１２２を走査し、当該画像１１を読み取り、デジタル音声信号処理装置より画像１１を認識した後、デジタル音声信号を生成する。デジタル信号を復号した後、音声ブックに伝送することによって、出力された音声は、画像１１の名称に対応できる。しかしながら、識別ペン１３は紛失しやすい。また、識別ペン１３リーダーのイメージセンサーが一つしかなく、イメージセンサーは大量な画像のバーコード１２１に一致させなければならない。よって、使用上の不便をきたす。さらに、イメージセンサーが一つしかない識別ペン１３は、該識別物体１２２の読み取りは利用者の操作に頼る受動式であり、識別物体１２２の検出位置決め機能はない。

中華民国特許Ｉ２５８７１２号 中華民国特許Ｉ２３１４５９号

前記した公知技術の各種問題について、公知技術による受動式読み取りの問題を解決し、検出対象物物体の体積とコストを確実に軽減できる、一種のアレイ読取システムを提供することを本考案の主な目的とする。

前記した本発明の目的を達成するため、少なくとも一つの物体を検出し、該物体は少なくとも一つのタグ識別コードを有し、該アレイ読取システムはアレイリーダー、デジタル制御回路と、プロセッサーを含める一種のアレイ読取システムを提供する。アレイリーダーは、複数のイメージセンサーを有し、それぞれのイメージセンサーは各物体おのおののタグ識別コードを読み取り、アナログ検出データを生成する。デジタル制御回路は、アレイリーダーに電気接続し、アレイリーダーから出力するアナログ検出データを受信して、当該アナログ検出データをデジタル検出データに変換する。プロセッサーは、当該デジタル検出データにより、物体の並べ状態を検出し、その並べ方の正確性を判断する。

該アレイリーダーはさらに、マルチチャンネルアナログ回路を含め、当該イメージセンサーの起動／休止を実行する。該マルチチャンネルアナログ回路はスクリプト機能のほか、拡大とフィルタ機能を有し、イメージセンサーのアナログ検出信号をデジタル信号に拡大する。なお、マルチチャンネルアナログーデジタル変換器、又はアンプなどより、信号拡大とフィルタ機能の回路を構成し、起動された該イメージセンサーより形成するアナログ検出信号を受信する。該デジタル制御回路は、該マルチチャンネルアナログ回路に電気接続し、該マルチチャンネルアナログ回路の起動／休止を制御する。

それに伴い、デジタル制御回路はさらに、シリアル周辺インターフェース（ＳＰＩ）又は汎用シリアルバス（ＵＳＢ）などのデジタルシリアルインターフェースを含める。デジタル制御回路は、他のデジタル制御回路と併せて、デジタルシリアルバスを介して、シリアル方式によりプロセッサーと電気接続する。又はデジタル制御回路とプロセッサーとの間の外部に設けても良い。

前記した通り、本発明のアレイ読取システムは、以下の長所を有する。

イ 該アレイ読取システムは、複数のイメージセンサーを備えるアレイリーダーにより、走査される物体に取り付けた各種タグを素早く走査できるため、イメージセンサーが一つしかないリーダーの能走査作による物体の位置判断と位置決めできない問題を解決できる。

ロ 該アレイ読取システムは、物体に各種データを登録した複数のタグにより、物体の画像を認識し、並べ位置の正確又は逆方向を識別検出した後、多次元尺度イメージセンサーの配置により、該物体が該空間の所在位置を簡単に知ることができる。

ハ 該アレイ読取システムによる物体識別は、印刷図画、バーコードなどの識別方式を使用するため、識別タグを大量に使用することなく、コスト軽減の目的を実現できる。

図２と図３に、本発明によるアレイ読取システム実施例１のブロック図と概略図を示す。図２において、アレイ読取システム２はアレイリーダー２２、デジタル制御回路２３と、プロセッサー２４を含める。アレイリーダー２２は複数のイメージセンサー２２１と、マルチチャンネルアナログ回路２２２を含める。各イメージセンサー２２１に光源を含め、物体２１に取り付けられた複数のタグ識別コード２１１を検出し、アナログ検出信号を生成する。そのうち、タグ識別コード２１１は印刷バーコード（Ｂａｒ Ｃｏｄｅｓ）、パターンＩＤコード（Ｐａｔｔｅｒｎ ＩＤ Ｃｏｄｅｓ）画像ＩＤコード（Ｉｍａｇｅ ＩＤ Ｃｏｄｅｓ）又は隠し方式識別コードが好ましく、印刷、接着又は貼り付け方式により、物体２１に取り付ける。物体２１はプレート又は多辺形ブロックであっても良い。イメージセンサー２２１は、印刷バーコードリーダー、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）又は光学イメージセンサーが好ましい。

マルチチャンネルアナログ回路２２２は当該イメージセンサー２２１の起動／休止（ｔｕｒｎ ｏｎ／ｏｆｆ）を実行し、起動されたイメージセンサー２２１が生成するアナログ検出データを受信する。デジタル制御回路２３は、マルチチャンネルアナログ回路２２２に電気接続し、マルチチャンネルアナログ回路２２２チャンネルの起動／休止選択を制御する。例えば、デジタル制御回路２３により当該イメージセンサー２２１を順番に起動させるほか、一つのイメージセンサー２２１が起動されたとき、他のイメージセンサー２２１を休止させる。これにより、デジタル制御回路２３からマルチチャンネルアナログ回路２２２を制御し、走査により複数のイメージセンサー２２１のアナログ検出データを起動し、当該アナログ検出データをデジタル検出データに変換することができる。

プロセッサー２４は、デジタル制御回路２３に接続し、指令又は信号をデジタル制御回路２２２に出力して、マルチチャンネルアナログ回路２２２は切換方式により、前記のアレイリーダー２２、各イメージセンサー２２１の走査を制御する。プロセッサー２４は、当該デジタル検出データにより、物体の並べ位置を判断する。引き続きに、図３を参照する。この図において、９つのイメージセンサー２２１は、それぞれプラットフォーム３１の９つの区域３１１〜３１９に設ける。一方、プロセッサー２４側も９つのイメージセンサー２２１を内蔵し、区域３１１〜３１９の対応関係データに対応させる。さらに、所定の周波数により制御信号をデジタル制御回路２３に伝送し、デジタル制御回路２３を制御し、マルチチャンネルアナログ回路２２２を区域３１１〜３１９の順に従い、９つのイメージセンサー２２１を起動／休止する。利用者が物体３２を区域３１３に置き、かつ、タグ識別コード３２１がイメージセンサー２２１の検出位置にあるとき、プロセッサー２４のデジタル制御回路２３により９つのイメージセンサー２２１を走査し、走査順番３のデジタル検出データを検出し、対応関係データを照合することにより、該デジタル検出データは区域３１３のイメージセンサー２２１より生成されたことが分かる。そこで、プロセッサー２４は物体３２が区域３１３に置かれていることを判断できる。同じく、物体３２を区域３１８に置き、タグ識別コード３２１はイメージセンサー２２１の検出可能な位置にあるとき、プロセッサー２４は走査順番が８のデジタル検出データを検出することにより、物体３２が区域３１８に置かれていることを判断できる。このほか、複数の物体３２を複数区域に置かれた場合、プロセッサー２４は前述の原理により、当該物体３２の位置を判断できる。

さらに、タグ識別コード３２１と物体３２とが対応関係を持たせて、異なる物体３２にそれぞれのタグ識別コード３２１を設け、かつ、プロセッサー２４にタグ識別コード３２１と物体３２との対応関係データを持っていれば、プロセッサー２４はさらに各物体の位置判断ができる。本発明によるアレイ読取システムは、ジグソーパズルシステム、学習システムのアルファベット学習システムなど、多種のゲームシステムに応用できる。そのとき、アレイ読取システムは必要に応じて、保存モジュールと出力モジュール（スピーカ又はモニタディスプレイ）を設け、保存モジュールに複数のタグ識別コード３２１の正確位置と対応するゲームデータ又は学習データを保存して置く、プロセッサー２４により物体３２の位置が判断され、かつ、その位置は物体３２に取り付けたタグ識別コード３２１の正確位置が判断されたとき、プロセッサー２４はゲームデータ又は学習データをスピーカから再生又はモニタディスプレイから表示することができる。

このほか、物体の一表面に複数のタグ識別コードを設けることを仮設する。例えば、図３に示す物体３２ａはプレートであり、その底面に４つのタグ識別コード３２１ａ〜３２１ｄを設ける。一方、プロセッサー２４側はタグ識別コード３２１ａ〜３２１ｄ及び物体の並べ方の対応関係データが設けられたとき、プロセッサー２４は物体位置のほか、回転状態などその並べ方を判断できる。一例として、プロセッサー２４に受信されたタグ識別コード３２１ａのデータは物体３２ａが正方向並べのとき、タグ識別コード３２１ｂのデータを受信すると、プロセッサー２４は物体３２ａが時計方向に対して９０度に並べていることを判断する。そして、タグ識別コード３２１ｃのデータを受信すると、プロセッサー２４は物体３２ａが時計方向に対して１８０度に並べていることを判断する。なお、タグ識別コード３２１ｄのデータを受信すると、プロセッサー２４は物体３２ａが時計方向に対して２７０度方向又は逆時計方向に対して９０度に並べていることを判断する。同じく、物体３２ａもう一つの表面に異なるタグ識別コードを取り付けると、プロセッサー２４はさらに物体の正面並べ又は反面並べを判断できる。それに伴い、物体が立体の多辺形ブロックで、物体３２に示す立方体であるとき、物体の各面とも異なるタグ識別コードを取付け、かつ、プロセッサーも対応関係データ２４を有するとき、プロセッサー２４はより多くの物体の並べ状態を判断できる。

そのうち、前記のマルチチャンネルアナログ回路２２２は論理演算回路と多重化装置又は複数のスイッチにより、前記の切換機能を実施する。多重化装置の例として、多重化装置は複数の入力端と、出力端及び制御端を有し、論理演算回路は多重化装置の制御端に接続し、複数の入力端は、各イメージセンサー２２１にそれぞれ電気接続して、当該イメージセンサー２２１のアナログ検出データを受信する。論理演算回路は制御回路２３から送信したチャンネル選択信号を受信し、論理演算回路の処理を経て、選択チャンネルの論理信号を入手し、該論理信号を制御端に伝送し、多重化装置の出力端を制御し、選択チャンネル入力端のアナログ検出信号に対応させる。同じく、複数のスイッチを使用する場合は、当該スイッチを個々のイメージセンサーにそれぞれ接続し、論理演算回路により、選択チャンネルの論理信号を生成して、スイッチの起動／休止制御により、それぞれのイメージセンサーのアナログ検出信号を切り換える。

さらに、アレイ読取システムを実施するときは、マルチチャンネルアナログ回路の代わりに、複数のデジタル制御回路を使用し、各デジタル制御回路はそれぞれに一つのイメージセンサーに制御し、イメージセンサー出力のアナログ検出信号を受信することができる。さらに、複数の制御回路より形成するデジタル検出データは、プロセッサーに伝送し処理を行う。

それに伴い、マルチチャンネルアナログ回路はデジタル制御回路の制御により、それぞれのイメージセンサーのアナログ検出データを切り換えて読み取るほか、必要に応じて、信号アンプ回路とフィルタ回路を含ませて、イメージセンサーが受信するアナログ信号を拡大およびフィルタを掛けて、その後の信号処理に便利を提供する。

図４に、本発明によるアレイ読取システム実施例２のブロック図を示す。実施例２と実施例１と異なる点は、アレイリーダー２２のイメージセンサー４２１はプラットフォーム４１の異なる区域４１１〜４１９の間に設け、各イメージセンサー４２１の検出区域も検出区域４２１ａ〜４２１ｄに分けて、それぞれの区域にある物体に取り付けたタグ識別コードを検出する。イメージセンサー４２１は外部画像を収集するため、検出範囲の景物の映像はすべてイメージセンサー４２１に収集し、プロセッサー２４より画像処理を行い、一つの画像から異なる区域の部分を分けた後タグ識別コードの認識を行うことにより、イメージセンサーによる複数区域の検出効果を実現できる。実施例１に比べて、実施例２は４つのイメージセンサー４２１使用に対し、実施例１は９つのイメージセンサー２２１が使用されている。よって、実施例２はアレイ読取システムのコスト軽減の効果がある。

図５に、本発明によるアレイ読取システム実施例３のブロック図を示す。この図において、実施例３と前記の実施例と違うところは、実施例２はさらに、シリアルインターフェース２３１ａ、２３１ｂ、…と２３１ｎを含め、それぞれをデジタル制御回路２３ａ、２３ｂ、…と２３ｎに内蔵されている。デジタルシリアルインターフェースは、シリアル周辺インターフェース（ＳＰＩ）又はユニーバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）のインターフェース回路が好ましい。デジタル制御回路２３ａ、２３ｂ、…２３ｎは、デジタルシリアルインターフェース２３１ａ、２３１ｂ、…２３１ｎを介して、シリアル方式にて、プロセッサー２４に電気接続する。それぞれのデジタル制御回路２３ａ、２３ｂ、…２３ｎは個々の識別データ（ｉｄ）に対応する。よって、本発明によるアレイ読取システムは拡張するときに、増設されたアレイリーダー２２ｂ、…、と２２ｎとデジタル制御回路２３ｂ、…、と２３ｎはシリアル方式にて他のアレイリーダー２２aに接続し、これにより、プロセッサー２４と電気接続した後、プロセッサー２４側で追加されたアレイリーダー２２ｂ、…、と２２ｎの識別データを登録しておくと、プロセッサー２４は識別データに基づいて、それぞれのデジタル制御回路２３ａ、２３ｂ、…と２３ｎに伝送し、順番にて、個々のアレイリーダー４１ａ〜４１ｎを制御し、イメージセンサーの走査を行うことができる。これにより、該アレイ読取システムの拡張と大型化設計の簡素化を実現できる。

このほか、デジタル制御回路２３ａ、２３ｂ、…、２３ｎ、プロセッサー２４との接続方式はシリアル方式に限ることなく、デジタルシリアルインターフェース２３１ａ、２３１ｂ、…、２３１ｎを介し並列方式にて、プロセッサー２４に電気接続する。このような方式も該アレイ読取システムの拡張と大型化設計の簡素化を実現できる。一方、デジタルシリアルインターフェースは、デジタル制御回路内蔵の代わりに、デジタル制御回路と電気接続する外部回路も、同じ効果を実現できる。

公知技術による読取システムの概略図である。 本発明によるアレイ読取システム実施例１のブロック図である。 本発明によるアレイ読取システム実施例１の概略図である。 本発明によるアレイ読取システム実施例２の概略図である。 本発明によるアレイ読取システム実施例３の概略図である。

符号の説明

１１ 画像
１２１ バーコード
１２２ 識別物体
１３ 識別ペン
２ アレイ読取システム
２１、３２、３２ａ 物体
２１１、３２１、３２１ａ〜３２１ｄ タグ識別コード
２２、２２a、２２ｂ、…、２２n、４１ａ、４１ｂ、…、４１ｎ アレイリーダー
２２１、４２１ イメージセンサー
２２２ マルチチャンネルアナログ回路
２３、２３ａ、２３ｂ、…、２３ｎ デジタル制御回路
２４ プロセッサー
３１、４１ プラットフォーム
３１１〜３１９、４１１〜４１９ 区域
２３１ａ、２３１ｂ、…、２３１ｎ デジタルシリアルインターフェース
４２１ａ〜４２１ｄ 検出区域

Claims (10)

1. 少なくとも一つの物体を検出し、該物体は少なくとも一つのタグ識別コードを有し、
   アレイリーダーは、複数のイメージセンサーと、アナログ回路を有し、各該イメージセンサーは、該識別コードを読み取り、アナログ検出信号を生成し、該アナログ回路は、当該アナログ検出データを受信及び出力し、
   デジタル制御回路は、該アレイリーダーに電気接続し、該アレイリーダーより出力する当該アナログ検出信号を受信し、当該アナログ検出信号をデジタル検出データに変換し、
   プロセッサーはデジタル制御回路に接続し、該プロセッサーは該デジタル検出データに基づいて、該物体の並べ位置を判断することを特徴とする一種のアレイ読取システム。
2. 該アナログ回路はマルチチャンネルアナログ回路であり、当該イメージセンサーの起動／休止を実行し、該起動された該イメージセンサーから生成するアナログ検出データを受信し、該デジタル制御回路は該マルチチャンネルアナログ回路に電気接続し、該マルチチャンネルアナログ回路チャンネルの起動／休止とチャンネル選択を制御することを特徴とする請求項１記載のアレイ読取システム。
3. さらに、デジタルシリアルインターフェースを含め、該デジタル制御回路は、他のデジタル制御回路と併せて、該デジタルシリアルインターフェースを介して、シリアル方式又は並列方式にて、該プロセッサーに電気接続することを特徴とする請求項１記載のアレイ読取システム。
4. 該デジタルシリアルインターフェースは、該デジタル制御回路に内蔵することを特徴とする請求項１記載のアレイ読取システム。
5. 該デジタルシリアルインターフェースは、シリアル周辺インターフェース（ＳＰＩ）又はユニーバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）であることを特徴とする請求項３記載のアレイ読取システム。
6. 該プロセッサーはさらに、当該デジタル検出データに基づいて、該物体の並べ位置の正確性を判断できることを特徴とする請求項１記載のアレイ読取システム。
7. 該物体はプレート又は多辺形ブロック体であることを特徴とする請求項１記載のアレイ読取システム。
8. 該タグ識別コードは印刷バーコード（Ｂａｒ Ｃｏｄｅｓ）、パターンＩＤコード（Ｐａｔｔｅｒｎ ＩＤ Ｃｏｄｅｓ）、画像ＩＤコード（Ｉｍａｇｅ ＩＤ Ｃｏｄｅｓ）又は隠し方式識別コードであることを特徴とする請求項１記載のアレイ読取システム。
9. 該イメージセンサーは印刷バーコードリーダー、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）又は光学イメージセンサーであることを特徴とする請求項１記載のアレイ読取システム。
10. 該イメージセンサーは光源を設けることを特徴とする請求項１記載のアレイ読取システム。

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