JP2890935B2 - 携帯型光学的情報読取装置 - Google Patents

携帯型光学的情報読取装置

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JP2890935B2
JP2890935B2 JP3327748A JP32774891A JP2890935B2 JP 2890935 B2 JP2890935 B2 JP 2890935B2 JP 3327748 A JP3327748 A JP 3327748A JP 32774891 A JP32774891 A JP 32774891A JP 2890935 B2 JP2890935 B2 JP 2890935B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はCCD等からなるイメー
ジセンサを使用してバーコード等の光学的情報を読み取
る携帯型の光学的情報読取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、光学的情報を読み取る光学的
情報読取装置として、例えば図9に示す如く、CCD等
からなるイメージセンサ82と、イメージセンサ82上
にバーコードが印刷されたバーコードラベル84の画像
を結像させる各種レンズからなる光学系86と、イメー
ジセンサ82から出力される微弱なアナログ映像信号を
増幅する増幅回路88と、増幅回路88にて増幅された
アナログ映像信号を2値化してデジタル信号に変換する
2値化回路90と、2値化回路90から出力されるデジ
タル信号の幅をカウントすることによりバーコードのナ
ローバーとワイドバーを判断するカウンタ部92と、カ
ウンタ部92からの出力信号に基づきバーコードを復元
(デコード)し、そのデコード結果を外部端子94aを
介して外部に出力するデコード部94とにより構成され
たバーコードリーダが知られている。尚、一般に、カウ
ンタ部92及びデコード部94は、CPU,ROM,R
AM等を中心とするマイクロコンピュータからなる電子
制御装置(ECU)の一処理として実現される。
【0003】ところでこうした光学的情報読取装置にお
いて、光学的情報を正確に復元するには、イメージセン
サにて、光学的情報を正確に撮像する必要があるが、使
用者が手で撮像方向を決定する携帯型の光学的情報読取
装置では、撮像方向を光学的情報に合わせるのが難しい
といった問題があった。
【0004】そこで近年では、光学的情報読取装置に表
示装置を設け、イメージセンサにより撮像した画像を表
示することにより、撮像方向を、読み取るべき光学的情
報の方向に位置決めできるようにしたもの(例えばSA
AB社のEVS120形バーコードリーダ)が実用化さ
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしこうした従来の
装置では、イメージセンサからのアナログ映像信号をそ
のまま表示装置に入力することにより、イメージセンサ
による撮像画像を表示させていたため、表示装置とし
て、ビデオカメラ等に使用されている中間色を表示可能
なモニタファインダ(或はビューファインダ)等の高価
な表示装置を使用しなければならないといった問題があ
った。またモニタファインダ等の表示装置は、所謂覗く
という使用形態となるため、バーコード等を読み取る携
帯型光学的情報読取装置では使い勝手が悪いといった問
題があった。また更にモニタファインダは一般のテレビ
ジョンのように映像を表示するため、イメージセンサに
は、これに対応した高価な2次元のイメージセンサを使
用しなければならないといった問題もある。
【0006】尚、光学的情報読取装置として、従来よ
り、読み取るべき光学的情報が付された対象物にレーザ
光を走査して照射し、その反射光をイメージセンサに導
くことにより、光学的情報を読み取るレーザ方式のもの
も知られており、この種の装置においては、シンボルと
の距離が近い場合は、レーザ光の照射状態を目視で確認
することができる。しかしレーザ光の光量は安全のため
にも低く抑えられており、少し距離が離れると、目視で
確認することは困難であり、上記と同様の問題が発生す
る。またこうしたレーザ方式の装置では、レーザ光を走
査するため、読み取るべき光学的情報と装置との間隔が
大きくなるに従い水平走査距離が広がり、場合によって
は複数の光学的情報を読み取ってしまうといった問題も
ある。
【0007】本発明はこうした問題に鑑みなされたもの
で、モニタファインダ等の高価な表示装置を使用するこ
となく、イメージセンサによる光学的情報の撮像状態を
表示することのできる携帯型光学的情報読取装置を提供
することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】即ち、上記目的を達成す
るためになされた請求項1に記載の発明は、外部画像を
撮像するためのイメージセンサ、該イメージセンサ上に
外部画像を結像させる光学手段、上記イメージセンサか
ら出力される映像信号を2値化する2値化手段、及び、
該2値化手段にて得られた2値化データから上記イメー
ジセンサが撮像した外部画像に含まれる光学的情報を復
元するデコード手段を、手持用の保持部を有する本体ケ
ース内に一体的に収納した携帯型光学的情報読取装置に
おいて、上記2値化手段にて得られた2値化データに基
づき、上記イメージセンサにおける上記光学的情報の撮
像位置を表わす画像情報を生成する画像情報生成手段
と、該画像情報生成手段にて生成された画像情報を表示
する表示手段と、を設けたことを特徴とする携帯型光学
的情報読取装置を要旨としている。
【0009】また請求項2に記載の発明は、外部画像を
撮像するためのイメージセンサ、該イメージセンサ上に
外部画像を結像させる光学手段、上記イメージセンサか
ら出力される映像信号を2値化する2値化手段、及び、
該2値化手段にて得られた2値化データから上記イメー
ジセンサが撮像した外部画像に含まれる光学的情報を復
元するデコード手段を、手持用の保持部を有する本体ケ
ース内に一体的に収納した携帯型光学的情報読取装置に
おいて、上記イメージセンサから出力されるアナログ映
像信号の周波数特性に基づき上記光学的情報を識別し、
該識別結果に基づき上記イメージセンサにおける上記光
学的情報の撮像位置を表わす画像情報を生成する画像情
報生成手段と、該画像情報生成手段にて生成された画像
情報を表示する表示手段と、を設けたことを特徴とする
携帯型光学的情報読取装置を要旨としている。
【0010】
【作用及び発明の効果】上記のように構成された請求項
1に記載の携帯型光学的情報読取装置においては、まず
光学手段が、イメージセンサ上に外部画像を結像させ、
イメージセンサが、その結像された外部画像に対応した
映像信号を出力し、2値化手段が、その映像信号を2値
化し、デコード手段が、その2値化データからイメージ
センサが撮像した外部画像に含まれる光学的情報を復元
する。また2値化手段にて得られた2値化データは、画
像情報生成手段にも入力され、画像情報生成手段は、そ
の2値化データに基づき、イメージセンサにおける光学
的情報の撮像位置を表わす画像情報を生成する。そして
その生成された画像情報が表示手段に表示される。
【0011】即ち、請求項1に記載の発明においては、
2値化手段にて2値化された映像信号に基づき、イメー
ジセンサにおける光学的情報の撮像位置を表す画像情報
を生成して表示手段に表示する。このため画像情報に
は、イメージセンサからの映像信号のような中間色がな
く、従って表示手段には、モニタファインダ等の中間色
を表示可能な高価な表示装置を使用する必要がなく、2
値化データを表示可能な安価な表示装置(例えば液晶デ
ィスプレイ等)を使用することができる。また表示装置
には、イメージセンサにおける光学的情報の撮像位置を
表示するため、バーコード等、1走査で復元可能な光学
的情報を読み取る装置においては、イメージセンサとし
て1次元のイメージセンサを使用することも可能とな
る。
【0012】次に請求項2に記載の携帯型光学的情報読
取装置においては、請求項1に記載の装置と同様、まず
光学手段が、イメージセンサ上に外部画像を結像させ、
イメージセンサが、その結像された外部画像に対応した
映像信号を出力し、2値化手段が、その映像信号を2値
化し、デコード手段が、その2値化データからイメージ
センサが撮像した外部画像に含まれる光学的情報を復元
する。一方本装置では、イメージセンサから出力される
アナログ映像信号が画像情報生成手段に入力され、画像
情報生成手段は、その映像信号の周波数特性に基づき読
み取るべき光学的情報を識別して、イメージセンサにお
ける光学的情報の撮像位置を表わす画像情報を生成す
る。そしてその生成された画像情報が表示手段に表示さ
れる。
【0013】即ち、請求項2に記載の発明においては、
イメージセンサから出力される映像信号の周波数特性か
ら光学的情報を識別することによりイメージセンサにお
ける光学的情報の撮像位置を表す画像情報を生成して表
示手段に表示する。このため本発明においても、上記請
求項1に記載の発明と同様、表示手段に、モニタファイ
ンダ等の中間色を表示可能な高価な表示装置を使用する
必要がなく、2値化データを表示可能な安価な表示装置
(例えば液晶ディスプレイ等)を使用することができ、
またイメージセンサとして1次元のイメージセンサを使
用することも可能となる。
【0014】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず図2は実施例の携帯型バーコード読取装置の構
造を表す断面図である。図2に示す如く本実施例のバー
コード読取装置は、使用者が手で支持するためのグリッ
プ部2aを備えた本体ケース2内に各種部品を一体的に
組み込んだ携帯型のバーコード読取装置である。グリッ
プ部2aには、使用者が指で操作することによりトリガ
スイッチ4をONして、当該装置に対してバーコードの
読み取り指令を入力するための操作レバー6が設けられ
ている。また本体ケース2には、バーコードが印刷され
たバーコードラベル等の対象物の画像を内部に取り込む
ための開口部2bが形成されており、その周囲には、対
象物を照射するための発光素子8が配設されている。
【0015】次に本体ケース2の内部には、受光面が上
記開口部2bに向けて配設された外部画像撮像用の1次
元のイメージセンサ12が備えられており、開口部2b
からイメージセンサ12への光路上には、外部画像をイ
メージセンサ12上に結像させる各種レンズからなる前
記光学手段としての光学系14が設けられている。尚、
イメージセンサ12は、一列に配設された多数のCCD
からなり、外部から入力されるクロック信号により各C
CDからの受光信号を順次外部に出力する周知のCCD
センサである。
【0016】一方本体ケース2の上記開口部2bとは反
対側端部には、ドットマトリクスにより各種情報を表示
可能な前記表示手段としての液晶表示装置16が、斜め
上方に傾斜して設けられている。そしてこの液晶表示装
置16とイメージセンサ12との間には、イメージセン
サ12からのアナログ映像信号を処理して、イメージセ
ンサ12によるバーコードの撮像状態を液晶表示装置1
6に表示させ、トリガスイッチ4からのトリガ信号を受
けるとイメージセンサ12が撮像したバーコードを復元
して、その復元情報を液晶表示装置16に表示させると
共に外部装置に出力する、後述の信号処理回路が形成さ
れた回路基板18が収納されている。また本体ケース2
の下方に形成されたグリップ部2aの内部には、上記各
部電源供給を行なうための電源20が収納されている。
【0017】次に図1は、回路基板18に形成された信
号処理回路の構成を表すブロック図である。図1に示す
如く、回路基板18には、図9に示した従来装置と同
様、イメージセンサ12から出力されるアナログ映像信
号を増幅する増幅回路24、増幅回路24にて増幅され
たアナログ映像信号を2値化してデジタル信号に変換す
る前記2値化手段としての2値化回路26、この2値化
回路26から出力されるデジタル信号の幅をカウントす
ることによりイメージセンサ12が撮像したバーコード
のナローバーとワイドバーとを判断するカウンタ部2
8、及び、カウンタ部28からの出力信号に基づきバー
コードを復元し、その結果を外部端子30aを介して外
部装置に出力する前記デコード手段としてのデコード部
30が備えられている。
【0018】また回路基板18には、デコード部30に
よるデコード結果を液晶表示装置16に表示するための
表示情報を生成する表示情報生成部32が備えられてい
る。表示情報生成部32は、デコード部30で復元され
たバーコードの情報を液晶表示装置16に表示するため
のものであり、復元データ(一般には、バイナリ信号、
あるいはASCIIコード等)に対応するキャラクタ表
示のための表示情報を生成する。そしてその生成された
表示情報は、切換回路34を介して、画像メモリ36の
特定の番地に格納される。
【0019】上述のデコード部30,表示情報生成部3
2,及び切換回路34は、トリガスイッチ4からのトリ
ガ信号を受けて動作する制御部38により駆動され、切
換回路34は、この制御部38からの指令に従い、デコ
ード部30にてバーコードが復元されたときに表示情報
生成部32側に切り換えられて、表示情報生成部32に
て生成されたデコード結果を表す表示情報を画像メモリ
36に格納する。
【0020】尚切換回路34は、常時は後述のイメージ
生成回路44側に切り換えられており、イメージ生成回
路44にて生成されたイメージセンサ12におけるバー
コードの撮像状態を表すイメージ情報を画像メモリ36
に格納する。そしてこの画像メモリ36に格納された表
示情報又はイメージ情報は、そのまま液晶表示装置16
に表示される。またカウンタ部28、デコード部30、
及び制御部38の機能は、マイクロコンピュータからな
る電子制御装置(ECU)の一処理として実現可能であ
る。
【0021】また次に回路基板18には、イメージセン
サ12に対して外部画像を撮像させるためのクロック信
号を出力するタイミング生成回路40、タイミング生成
回路40からのクロック信号を受けて、上記表示情報又
はイメージ情報を画像メモリ36に書き込む際のアドレ
スを生成するアドレス生成回路42が備えられており、
切換回路34は、このアドレス生成回路42にて生成さ
れたアドレスに対応した画像メモリ36内の記憶領域に
表示情報又はイメージ情報を順次書き込む。
【0022】また回路基板18には、2値化回路26か
ら出力されるデジタル信号を受けて上記イメージ情報を
生成する前記画像情報生成手段としてのイメージ生成回
路44が備えられている。このイメージ生成回路44
は、2値化回路26からのデジタル信号を画像メモリ3
6の記憶容量に対応したデータサイズに変換するための
ものである。
【0023】即ち、まず本実施例の液晶表示装置16
は、ビデオイメージを表示する目的ではなく、イメージ
センサ12によるバーコードの撮像状態(撮像位置)及
びデコードデータの表示を目的としており、画素数が1
00×30ドット前後と非常に少ない安価な液晶表示装
置が使用されている。
【0024】そのためイメージ生成回路44では、イメ
ージセンサ12が上記クロック信号により各CCDを走
査してアナログ映像信号を出力している際に、一定の時
間毎にバーコードのバー部分の存在確率を求め、存在確
率が所定値(例えば50%)以上であれば一定時間にお
ける代表データとして1を出力し、存在確率が所定値未
満であれば一定時間における代表データとして0を出力
することにより、2値化回路26から出力されるデジタ
ル信号の間引きを行い、液晶表示装置16にイメージセ
ンサ12によるバーコードの撮像状態を表示可能にデー
タサイズを適合させる。
【0025】つまり本実施例のイメージ生成回路44
は、図3に示す如く、分周回路52,ANDゲート5
4,56,カウンタ58,及び比較回路60により構成
されており、イメージセンサ12から出力されるデジタ
ル信号を、以下の手順で一定時間毎に0又は1のデジタ
ルデータに変換することにより、イメージセンサ12の
N画素分のデータを液晶表示装置16の1画素分のデー
タに圧縮する。
【0026】即ち、図4に示す如く、イメージ生成回路
44では、まず分周回路52にて、タイミング生成回路
40からのクロック信号を1/N(本実施例では、N=
10)に分周し、その分周信号を、ANDゲート54に
入力する。またイメージセンサ12により得られたアナ
ログ映像信号を2値化した2値化回路26からのデジタ
ル信号をタイミング生成回路40からのクロック信号と
共にANDゲート56に入力することにより、ANDゲ
ート56からデジタル信号の1の部分にてクロック信号
を通過させる。そしてこのANDゲート56からの出力
をANDゲート54に入力することにより、ANDゲー
ト54から、クロック信号のNクロック分の間、デジタ
ル信号の1レベルの部分がどの様な割合で存在するかを
表す存在確率信号を出力させる。そしてこのANDゲー
ト54からの出力を、カウンタ58にてカウントするこ
とにより、1レベルの部分の存在確率を表すバイナリ信
号に変換し、比較回路60にて、この値と予め設定され
た存在確率50%を表すデータDATAと比較すること
により、Nカウント中のバーの存在確率が50%以上の
場合は1、これ以下の場合は0となるデータを生成す
る。そしてこのデータは、バーコードの撮像状態を表す
イメージ情報となって、画像メモリ36に順次格納され
る。
【0027】以上のように構成された本実施例のバーコ
ード読取装置においては、使用者が開口部2bをバーコ
ードラベル等の対象物に向けると、発光素子8が対象物
を照射し、光学系14が対象物に印刷されたバーコード
の像をイメージセンサ12上に結像させる。イメージセ
ンサ12は、結像した像の光の強弱に応じた電気信号を
出力し、増幅回路24がその信号を必要な信号レベルま
で増幅する。そしてこの増幅された信号は、2値化回路
26により2値化されてデジタル信号となる。この状態
で、操作レバー6を操作し、トリガスイッチ4からトリ
ガ信号を発生させると、デジタル信号はカウンタ部28
で幅を計測され、デコード部30が、その幅の組合せに
より、バーコードの情報を復元する。この時開口部2b
が正確に対象物方向に向いていればバーコードを問題な
く復元できるが、開口部2bが対象物方向に向いていな
ければ、イメージセンサ12上に結像した像が目的とす
るバーコードとはならなず、バーコードを復元すること
ができない。
【0028】しかし本実施例では、イメージ生成回路4
4が、2値化回路26からのデジタル信号からイメージ
センサ12によるバーコードの撮像状態を表すイメージ
情報を生成し、操作レバー6が操作されるまでは、その
イメージ情報を液晶表示装置16に表示する。このイメ
ージ情報は、上記のようにクロック信号のNクロック毎
のバーコードの存在確率により形成されるため、表示画
像は、図5(a)に示す如く、バーコードそのものの撮
像画像を表すものとはならないが、バーコードの撮像位
置の中心(CENTER)からのずれを確認することは
できる。従って、使用者は、操作レバー6を操作する前
に、液晶表示装置16の表示画像を確認することによ
り、バーコードの撮像位置を正確に合わせることがで
き、バーコードの復元を確実に行うことが可能となる。
【0029】また本実施例では、こうしたバーコードの
撮像状態を表すイメージ情報だけでなく、操作レバー6
操作後のバーコードの復元データも液晶表示装置16に
表示するようにされている。従ってその表示画像から、
操作レバー6の操作後、バーコードを復元できたかどう
かを確認することもでき、バーコードの読取不良をより
確実に防止できる。
【0030】また更に本実施例では、イメージセンサ1
2の1走査毎の撮像状態を順次画像メモリ36に書き込
むため、画像メモリ36のアドレスの小さい方からデー
タを書き込んでゆくようにすれば、液晶表示装置16に
は、図5(b)に示すように手振れ等によるバーコード
の撮像位置の変化を直感的に捉えることが可能な画像が
表示されるようになり、バーコードの撮像方向を修正し
易くなる。
【0031】ここで上記実施例では、イメージ生成回路
44を、2値化回路26から出力されるデジタルデータ
を圧縮することにより、バーコードの撮像状態を表すイ
メージ情報を生成するように構成したが、イメージ生成
回路44としては、アナログ映像信号の周波数特性に基
づきバーコードの撮像状態を表すイメージ情報を生成す
るようにしてもよい。
【0032】即ち、バーコードは、必ずバーとスペース
とが交互に配置され、その組合せは約10組前後程度
(あるいはそれ以上)連続することから、バーコードを
撮像したアナログ映像信号は、バーコード特有の信号周
波数成分を持つものと考えられる。従ってこの特有の信
号周波数成分を検出すれば、イメージセンサ12による
バーコードの撮像状態を検出して、イメージ情報を生成
することができる。
【0033】そしてこの場合、イメージ生成回路44
は、図6に示す如く、増幅回路24からの出力信号(即
ちアナログ映像信号)をフィルタ回路62に通して、ア
ナログ映像信号の特定の周波数成分の信号のみを抽出
し、比較回路64にて、その抽出した信号レベルと基準
値とを大小比較することにより、信号レベルが基準値以
上であればバーコードあり、信号レベルが基準値未満で
あればバーコードなし、として切換回路34を介して画
像メモリ36に格納するようにすればよい。
【0034】尚この場合、基準値としては予め設定した
固定値でも良いし、あるいはフィルタ回路62にて除去
された帯域の信号の平均強度を基準に設定するようにし
てもよい。また次に上記実施例では、表示装置として全
面ドット表示が可能な液晶表示装置を使用したが、例え
ば5×7ドット等のキャラクタ表示専用の液晶表示装
置、或は予めデザインされたシンボルをON・OFF表
示させる液晶もしくは発光ダイオード等の表示装置を使
用することもできる。
【0035】尚キャラクタ表示専用の表示装置を使用し
た場合は、画像メモリ36の内容を一旦マイクロコンピ
ュータからなる表示情報生成部32に戻し、表示情報生
成部32にてキャラクタ表示に適合するように変換し
て、表示装置に出力するようにすればよい。
【0036】即ちキャラクタ表示部分は、通常5×7の
マトリクスとなっているため、図8(a)に示す如く、
予め外字パターンを用意しておき、バーコードの検出位
置に応じて、このパターンを切り換えて表示するように
すればよい。また予めデザインされたシンボルを表示さ
せる表示装置を使用する場合には、図8(b)に示す様
な液晶もしくは発光ダイオード等の表示装置を用い、検
出したバーコード位置に応じて点灯する表示マークを切
り換えるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の携帯型バーコードリーダの回路構成を
表すブロック図である。
【図2】実施例の携帯型バーコードリーダの構造を表す
断面図である。
【図3】イメージ生成回路44の回路構成を表す電気回
路図である。
【図4】イメージ生成回路44の動作を説明するタイム
チャートである。
【図5】液晶表示装置16へのイメージ情報の表示状態
を表す説明図である。
【図6】イメージ生成回路44の他の構成例を表す電気
回路図である。
【図7】図6に示したイメージ生成回路の動作を説明す
るタイムチャートである。
【図8】表示装置の他の構成例及びその表示装置へのイ
メージ情報の表示状態を表す説明図である。
【図9】従来の光学的情報読取装置の構成を表す概略構
成図である。
【符号の説明】
2…本体ケース 12…イメージセンサ 14…光
学系 16…液晶表示装置 18…回路基板 20…電源
24…増幅回路 26…2値化回路 28…カウンタ部 30…デコ
ード部 32…表示情報生成部 34…切換回路 36…画
像メモリ 38…制御部 40…タイミング生成回路 42…
アドレス生成回路 44…イメージ生成回路 52…分周回路 54,
56…ANDゲート 58…カウンタ 60…比較回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部画像を撮像するためのイメージセン
    サ、該イメージセンサ上に外部画像を結像させる光学手
    段、上記イメージセンサから出力される映像信号を2値
    化する2値化手段、及び、該2値化手段にて得られた2
    値化データから上記イメージセンサが撮像した外部画像
    に含まれる光学的情報を復元するデコード手段を、手持
    用の保持部を有する本体ケース内に一体的に収納した携
    帯型光学的情報読取装置において、 上記2値化手段にて得られた2値化データに基づき、上
    記イメージセンサにおける上記光学的情報の撮像位置を
    表わす画像情報を生成する画像情報生成手段と、 該画像情報生成手段にて生成された画像情報を表示する
    表示手段と、 を設けたことを特徴とする携帯型光学的情報読取装置。
  2. 【請求項2】 外部画像を撮像するためのイメージセン
    サ、該イメージセンサ上に外部画像を結像させる光学手
    段、上記イメージセンサから出力される映像信号を2値
    化する2値化手段、及び、該2値化手段にて得られた2
    値化データから上記イメージセンサが撮像した外部画像
    に含まれる光学的情報を復元するデコード手段を、手持
    用の保持部を有する本体ケース内に一体的に収納した携
    帯型光学的情報読取装置において、 上記イメージセンサから出力されるアナログ映像信号の
    周波数特性に基づき上記光学的情報を識別し、該識別結
    果に基づき上記イメージセンサにおける上記光学的情報
    の撮像位置を表わす画像情報を生成する画像情報生成手
    段と、 該画像情報生成手段にて生成された画像情報を表示する
    表示手段と、 を設けたことを特徴とする携帯型光学的情報読取装置。
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