JP2954708B2 - 多焦点結像システム - Google Patents
多焦点結像システムInfo
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- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
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- G06K7/10544—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、機械的結像システムに関し、より詳細には
バーコードを読み込むための結像システムに関する。
バーコードを読み込むための結像システムに関する。
背景技術 貨物輸送工業においては、その貨物取り扱いを自動化
する速度が高まっており、また、配送時間及び取り扱い
コストを低減させるように貯蔵する必要性が高まってい
る。これらのため、オペレータによる検査を伴うことな
く機械結像システム（光学読取機）を用いた自動的な貨
物検査が用いられており、この場合には上記貨物に付さ
れ、その貨物の経路、配送先、出荷者／住所を同定した
バーコードを読み取ることがなされている。このような
用途は魅力があるが、貨物サイズ及びコンベヤベルト上
での配置が変化することによりランダムな物体深度とな
ることによる、出荷データへ誤情報を与えることを防止
するために高精度の標準を用いることが必要である。
する速度が高まっており、また、配送時間及び取り扱い
コストを低減させるように貯蔵する必要性が高まってい
る。これらのため、オペレータによる検査を伴うことな
く機械結像システム（光学読取機）を用いた自動的な貨
物検査が用いられており、この場合には上記貨物に付さ
れ、その貨物の経路、配送先、出荷者／住所を同定した
バーコードを読み取ることがなされている。このような
用途は魅力があるが、貨物サイズ及びコンベヤベルト上
での配置が変化することによりランダムな物体深度とな
ることによる、出荷データへ誤情報を与えることを防止
するために高精度の標準を用いることが必要である。
典型的な用途では、カメラは、10mil（0.010インチ；
約0.25mm）のキャラクタのフォントのバーコードを読み
取るのに好適な画像解像度で、０〜92cmにわたる高さの
貨物に焦点を当てる必要がある。従来の結像システム
は、上記コンベヤベルトの上流側で上記貨物の高さを測
定する結像装置を用いることによって、これらの要求に
適合させていた。この様にして検出された高さデータ
は、下流側に配設された焦点可変カメラのズームレンズ
の位置をその後に指令するために用いられ、このデータ
は機械的にカメラレンズを位置決めして、バーコード画
像に焦点を当てた像を得るようになっている。しかしな
がら、これでは運動する機械部品を備えたカメラが必要
とされる。
約0.25mm）のキャラクタのフォントのバーコードを読み
取るのに好適な画像解像度で、０〜92cmにわたる高さの
貨物に焦点を当てる必要がある。従来の結像システム
は、上記コンベヤベルトの上流側で上記貨物の高さを測
定する結像装置を用いることによって、これらの要求に
適合させていた。この様にして検出された高さデータ
は、下流側に配設された焦点可変カメラのズームレンズ
の位置をその後に指令するために用いられ、このデータ
は機械的にカメラレンズを位置決めして、バーコード画
像に焦点を当てた像を得るようになっている。しかしな
がら、これでは運動する機械部品を備えたカメラが必要
とされる。
操作信頼性と応答速度とを改善するためには、運動を
伴わずに領域及び分解能規格を満足させるような静止焦
点システムを用いることが好ましい。
伴わずに領域及び分解能規格を満足させるような静止焦
点システムを用いることが好ましい。
発明の開示 本発明の目的は、物体深度視野Zobj内で変化する水平
面に出現するバーコードラベルといった光学的画像を読
み取るための機械結像システムを提供することを目的と
する。本発明の別の目的は、上記貨物の高さを示した信
号入力をシステムが受け取ったことに対応して、物体深
度視野Zobjを通過して行く変動する高さの貨物の露出表
面に配置されたバーコードと言った画像を実時間で焦点
を定める機械的結像システムを提供することを目的とす
る。
面に出現するバーコードラベルといった光学的画像を読
み取るための機械結像システムを提供することを目的と
する。本発明の別の目的は、上記貨物の高さを示した信
号入力をシステムが受け取ったことに対応して、物体深
度視野Zobjを通過して行く変動する高さの貨物の露出表
面に配置されたバーコードと言った画像を実時間で焦点
を定める機械的結像システムを提供することを目的とす
る。
本発明にしたがえば、機械結像システムは、それぞれ
が異なった物体長さに対応した複数のシーケンシャルラ
イン画像を用い、焦点の定められる複数の物体平面へと
Zobjの垂直空間を階層化し、このようにすることでその
範囲内にある光学画像の、焦点の定まった物体平面が光
学的画像として焦点の合わされた光学画像をマルチリニ
ア光検出器へと与えるようになっており、このマルチリ
ニア光検出器は、上記焦点の合わされた光学画像をさら
に処理が可能な、対応する電気信号へと変換するように
なっている。
が異なった物体長さに対応した複数のシーケンシャルラ
イン画像を用い、焦点の定められる複数の物体平面へと
Zobjの垂直空間を階層化し、このようにすることでその
範囲内にある光学画像の、焦点の定まった物体平面が光
学的画像として焦点の合わされた光学画像をマルチリニ
ア光検出器へと与えるようになっており、このマルチリ
ニア光検出器は、上記焦点の合わされた光学画像をさら
に処理が可能な、対応する電気信号へと変換するように
なっている。
上記目的、その他の目的、特徴及び効果については添
付の図面をもってする最良の実施例の詳細な説明によっ
てより明確となろう。
付の図面をもってする最良の実施例の詳細な説明によっ
てより明確となろう。
図面の簡単な説明 図１は、貨物のバーコードを読み取るために用いられ
る本発明のカメラシステムの最良の実施例を示した図で
ある； 図２は、図１のシステムの一つの部品に含まれる要素
の実寸大ではない拡大斜視図である； 図３は、図２に示した要素のうち一つの一部切り欠き
側面立面図である； 図４は、図２における別実施例の概略図である。
る本発明のカメラシステムの最良の実施例を示した図で
ある； 図２は、図１のシステムの一つの部品に含まれる要素
の実寸大ではない拡大斜視図である； 図３は、図２に示した要素のうち一つの一部切り欠き
側面立面図である； 図４は、図２における別実施例の概略図である。
発明の最良の実施形態 図１は、本発明の多焦点結像システム６の最良の実施
例を示した概略図である。上記システム６は、システム
信号処理プロセッサ７、具体的には標準フルキーセット
のキーボード８を備え、INTEL（登録商標）PENTIUM（登
録商標）マイクロプロセッサを搭載したDOSベースPC
と、SVGA256カラービデオモニタ９と、静止焦点のカメ
ラ10とを有している。この示してある実施例ではシステ
ム６は、システムの視野（FOV）15を通ってベルトコン
ベヤ14によって運搬されてくるランダムな高さの貨物12
の露出面11に配置された光学的バーコードを読み取るた
めに用いられる。
例を示した概略図である。上記システム６は、システム
信号処理プロセッサ７、具体的には標準フルキーセット
のキーボード８を備え、INTEL（登録商標）PENTIUM（登
録商標）マイクロプロセッサを搭載したDOSベースPC
と、SVGA256カラービデオモニタ９と、静止焦点のカメ
ラ10とを有している。この示してある実施例ではシステ
ム６は、システムの視野（FOV）15を通ってベルトコン
ベヤ14によって運搬されてくるランダムな高さの貨物12
の露出面11に配置された光学的バーコードを読み取るた
めに用いられる。
上記システムのカメラ10は、上記ベルト14上に位置決
めされた所定の運動方向18において、上記貨物11が上記
カメラの物体視野16を通過する際に見込むようになって
いることが好ましい。寸法的には、上記物体視野16の水
平面は、上記ベルト14の移動方向を横切るように延びて
いて、その垂直面は、動作する物体深度視野Zobj20を通
して延びている。Zobjは、可能性のある貨物高さの範囲
に対応しており、この高さにわたって上記カメラは、焦
点のあったバーコード画像を得るようにされている。典
型的なZobjでは、Zobj＝36インチ（914.4mm）とされて
いる。
めされた所定の運動方向18において、上記貨物11が上記
カメラの物体視野16を通過する際に見込むようになって
いることが好ましい。寸法的には、上記物体視野16の水
平面は、上記ベルト14の移動方向を横切るように延びて
いて、その垂直面は、動作する物体深度視野Zobj20を通
して延びている。Zobjは、可能性のある貨物高さの範囲
に対応しており、この高さにわたって上記カメラは、焦
点のあったバーコード画像を得るようにされている。典
型的なZobjでは、Zobj＝36インチ（914.4mm）とされて
いる。
上記カメラ10は、多要素レンズ22を備えており、この
多要素レンズ22は、物体視野16内において高縮小率で物
体をファイバ光学フェースプレート（FOF）28の入力面2
6上にある画像領域24へと焦点を合わせるようになって
いる。上記画像レンズ22は、カメラ、例えば35mmフィル
ムカメラ用に設計されたガラス製レンズである。このレ
ンズは、上記物体界深度視野Zobj内において異なった物
体距離D0で送られてくる上記貨物表面11を結像させ、こ
の像を上記入力面26の画像深度部分Zimage30へと送る。
多要素レンズ22は、物体視野16内において高縮小率で物
体をファイバ光学フェースプレート（FOF）28の入力面2
6上にある画像領域24へと焦点を合わせるようになって
いる。上記画像レンズ22は、カメラ、例えば35mmフィル
ムカメラ用に設計されたガラス製レンズである。このレ
ンズは、上記物体界深度視野Zobj内において異なった物
体距離D0で送られてくる上記貨物表面11を結像させ、こ
の像を上記入力面26の画像深度部分Zimage30へと送る。
上記FOF入力面26は、より詳細には後述するように急
峻なバイアス角度（θ）で切断されている。このバイア
ス角度の実際上の角度を得るために、上記結像レンズ22
は、最小範囲（D0min32）から、上記物体視野（Zobj）
の最接近した位置34において見込まれる近接した物体
（最も高さのある物体）の物体距離について実質的に一
定の結像距離Diを維持している必要がある。この最大値
は、上記ベルト14の表面36近傍において見込まれる物体
については（例えば梱包について）、D0max＝D0min＋Z
objとなる。
峻なバイアス角度（θ）で切断されている。このバイア
ス角度の実際上の角度を得るために、上記結像レンズ22
は、最小範囲（D0min32）から、上記物体視野（Zobj）
の最接近した位置34において見込まれる近接した物体
（最も高さのある物体）の物体距離について実質的に一
定の結像距離Diを維持している必要がある。この最大値
は、上記ベルト14の表面36近傍において見込まれる物体
については（例えば梱包について）、D0max＝D0min＋Z
objとなる。
この深さ感度は、レンズパラメータ値を選択すること
によって上記結像レンズの光学的設計において考慮さ
れ、上記物体距離による結像距離の変化が最小とされ
る。下記式のような標準的なレンズメーカの結像方程式
から説明を開始する。
によって上記結像レンズの光学的設計において考慮さ
れ、上記物体距離による結像距離の変化が最小とされ
る。下記式のような標準的なレンズメーカの結像方程式
から説明を開始する。
上式中、D0は、物体までの距離であり、Diは、結像距
離であり、Ｆは、焦点距離である。上式１をDiについて
解き、偏微分をとるとδ（Di）／δD0、以下の結果が得
られる。
離であり、Ｆは、焦点距離である。上式１をDiについて
解き、偏微分をとるとδ（Di）／δD0、以下の結果が得
られる。
これから、D0及びＦの値は、用いられる物体の深度視
野Zobj及び画像深度視野Zimageに対する必要性を満足さ
せながら、δ（Di）／δD0が小さくなるように選択する
必要がある。例示のため、δ（Di）／δD0は、Ｆが200m
m以下であり、D0が2000mmよりも大きな組合せについて
例示する。必要なZobj〜900mmの用途を仮定すると、所
望の縮小率は14〜18となり、最小説明分解能（最小キャ
ラクタ幅）は、0.010インチ（0.25m ｍ）となり、f/4アパーチャは、表１から50mmのクリア
アパーチャ（CA）径で200mmの焦点距離（Ｆ）のレンズ
については、3000〜3900（D0＝3450±450mm）のD0変化
における±13％の変化ではδ（Di）／δD0＝±１％とな
る。上記レンズの最小画像分解能（D0＝3900mmで0.005
インチ（0.127mm））は、要求される分解能の２倍であ
る。
野Zobj及び画像深度視野Zimageに対する必要性を満足さ
せながら、δ（Di）／δD0が小さくなるように選択する
必要がある。例示のため、δ（Di）／δD0は、Ｆが200m
m以下であり、D0が2000mmよりも大きな組合せについて
例示する。必要なZobj〜900mmの用途を仮定すると、所
望の縮小率は14〜18となり、最小説明分解能（最小キャ
ラクタ幅）は、0.010インチ（0.25m ｍ）となり、f/4アパーチャは、表１から50mmのクリア
アパーチャ（CA）径で200mmの焦点距離（Ｆ）のレンズ
については、3000〜3900（D0＝3450±450mm）のD0変化
における±13％の変化ではδ（Di）／δD0＝±１％とな
る。上記レンズの最小画像分解能（D0＝3900mmで0.005
インチ（0.127mm））は、要求される分解能の２倍であ
る。
再度図１を参照すると、上記FOF28の入力面26は、バ
イアス角度θ（38）で切断されていて、上記物体視野16
の水平面から上記入力面の画像面が傾けられており（90
−θ）゜、上記物体視野16内でプライマリ画像面40を
（90−φ）゜だけ変位させている。後述するように、上
記カメラ10は、複数のシーケンシャルライン画像を与え
ることによって、上記貨物面11の静止焦点合わせを行う
ようにされている。このシーケンシャルライン画像は、
物体距離D0min32及びベルト面36の範囲内の異なった物
体距離を有していて、垂直空間Zobjを通過してくる複数
の離間した物体焦点面を与えるようになっている。上記
プライマリ画像面40は、これら個々のライン画像物体距
離の位置を表しており、上記Zobj空間を通過してくる上
記面40の軌跡に沿って連続した（その前の）ライン画像
を増加（減少）させるようになっている。各貨物面11が
上記プライマリ画像面を横切ると、その物体距離は、そ
の面11の軸が切断された部分に対応する焦点の合わされ
た物体面は、上記FOF入力面26上に座標位置の座標位置
に対応し、この焦点の合わされた面の像を与える。
イアス角度θ（38）で切断されていて、上記物体視野16
の水平面から上記入力面の画像面が傾けられており（90
−θ）゜、上記物体視野16内でプライマリ画像面40を
（90−φ）゜だけ変位させている。後述するように、上
記カメラ10は、複数のシーケンシャルライン画像を与え
ることによって、上記貨物面11の静止焦点合わせを行う
ようにされている。このシーケンシャルライン画像は、
物体距離D0min32及びベルト面36の範囲内の異なった物
体距離を有していて、垂直空間Zobjを通過してくる複数
の離間した物体焦点面を与えるようになっている。上記
プライマリ画像面40は、これら個々のライン画像物体距
離の位置を表しており、上記Zobj空間を通過してくる上
記面40の軌跡に沿って連続した（その前の）ライン画像
を増加（減少）させるようになっている。各貨物面11が
上記プライマリ画像面を横切ると、その物体距離は、そ
の面11の軸が切断された部分に対応する焦点の合わされ
た物体面は、上記FOF入力面26上に座標位置の座標位置
に対応し、この焦点の合わされた面の像を与える。
このFOF28は、コヒーレンス性及び受け取ったライン
強度の位置を、これらが上記FOF入力面26からFOF出力面
42まで伝搬されて行く間保持するようになっている。上
記フェースプレートのこの出力面42は、上記FOF軸（上
記カメラ10の光学軸）と直交していて、上記受光面26の
傾けられた画像空間24は、上記出力面において傾いてい
ない像43へと変換される。このライン画像は、その後リ
レイレンズ44を通してマルチリニア検出器アレイ46上へ
と再度結像され、上記アレイの各ラインは、ベルト空間
における異なった高さ領域へとマッピングされる。
強度の位置を、これらが上記FOF入力面26からFOF出力面
42まで伝搬されて行く間保持するようになっている。上
記フェースプレートのこの出力面42は、上記FOF軸（上
記カメラ10の光学軸）と直交していて、上記受光面26の
傾けられた画像空間24は、上記出力面において傾いてい
ない像43へと変換される。このライン画像は、その後リ
レイレンズ44を通してマルチリニア検出器アレイ46上へ
と再度結像され、上記アレイの各ラインは、ベルト空間
における異なった高さ領域へとマッピングされる。
再度図２を参照して、スケール化されていない上記カ
メラ10の軸方向に整列された要素の拡大図が示されてい
る。これらには、入力から出力までに入力レンズ22と、
FOF28と、リレイレンズ44と、マルチリニア検出器アレ
イ46の一部切り欠き部分が示されている。説明のための
みの目的で、図２では、ライン画像47のシステムにおけ
るパターンを図示している。各ライン画像は、長さ
（ｌ）を有しており、ベルトが移動する方向を横切るよ
うにして延びていると共に、ベルトの移動方向に延びた
最小幅（Ｗ）を有している。この幅は、必要な物体距離
において最小読取分解能、例えば10mils（0.010インチ;
0.25mm）のキャラクタフォントの分解能を満足させるよ
うになっている。上記ライン画像物体長さ48の位置は、
上記プライマリ画像平面（図１における40）を形成す
る。互いに隣接したライン画像の視野は、上記ライン画
像の和が、操作される操作深度視野Zobjを通した垂直空
間の複合画像を与えるように、ある程度で重なり合わさ
れている。
メラ10の軸方向に整列された要素の拡大図が示されてい
る。これらには、入力から出力までに入力レンズ22と、
FOF28と、リレイレンズ44と、マルチリニア検出器アレ
イ46の一部切り欠き部分が示されている。説明のための
みの目的で、図２では、ライン画像47のシステムにおけ
るパターンを図示している。各ライン画像は、長さ
（ｌ）を有しており、ベルトが移動する方向を横切るよ
うにして延びていると共に、ベルトの移動方向に延びた
最小幅（Ｗ）を有している。この幅は、必要な物体距離
において最小読取分解能、例えば10mils（0.010インチ;
0.25mm）のキャラクタフォントの分解能を満足させるよ
うになっている。上記ライン画像物体長さ48の位置は、
上記プライマリ画像平面（図１における40）を形成す
る。互いに隣接したライン画像の視野は、上記ライン画
像の和が、操作される操作深度視野Zobjを通した垂直空
間の複合画像を与えるように、ある程度で重なり合わさ
れている。
所定の用途におけるライン画像の全数（Nlines）は、
操作される深度視野Zobj（図１の20）及び要求される光
検出器アレイ46の焦点深度（DOFline）の関数となって
いる。DOFlineの値は、用途に応じた操作物体距離D
0（ここで、D0＝D0max）によって規定され、上記結像レ
ンズ22の上記クリアアパーチャ（CA）径及びこの用途に
要求される最低分解能（Ｒ）は、次式で示される。
操作される深度視野Zobj（図１の20）及び要求される光
検出器アレイ46の焦点深度（DOFline）の関数となって
いる。DOFlineの値は、用途に応じた操作物体距離D
0（ここで、D0＝D0max）によって規定され、上記結像レ
ンズ22の上記クリアアパーチャ（CA）径及びこの用途に
要求される最低分解能（Ｒ）は、次式で示される。
D0＝3900mm、CA＝50mmで、Ｒ＝5mil（0.005インチ;0.
127mm）の場合には、DOFline＝390mils（3.86mm）とな
る。
127mm）の場合には、DOFline＝390mils（3.86mm）とな
る。
上記アレイにおける必要なラインの最低数は、下記式
によって与えられる。
によって与えられる。
上式中、Zobj＝36インチ（36000mils）の場合には、N
lines〜92となる。
lines〜92となる。
このFOF28は、光透過性のインタフェース構造体（す
なわち、グレーティング構造体）50にマウントされた光
ファイバ導波路48を有している。上記導波路48は、画像
コヒーレント性の光ファイバ51（図示してある）が埋設
されている光学的基板を有しており、これらの光ファイ
バ51は、上記FOF入力面26と出力面42の間において軸方
向に厳密に空間（軸方向）的に、かつ比較的一定の間隔
間隔のアレイとされている。この様にすることによっ
て、上記入力面26において入力されたライン画像が画像
のコヒーレント性を保持しつつその出力面42へとその内
部を移動して行くようになっている。この長さは、典型
的には10〜20mm程度である。この光ファイバ51は、低い
コア（η１）クラッド（η２）屈折率差（典型的にはη
１＝1.5であり、η２＝1.3）を有している。これらは、
暗視ゴグル及び分光検出器などに用いられる市販タイプ
として知られており、４〜７μｍの直径を有している。
なわち、グレーティング構造体）50にマウントされた光
ファイバ導波路48を有している。上記導波路48は、画像
コヒーレント性の光ファイバ51（図示してある）が埋設
されている光学的基板を有しており、これらの光ファイ
バ51は、上記FOF入力面26と出力面42の間において軸方
向に厳密に空間（軸方向）的に、かつ比較的一定の間隔
間隔のアレイとされている。この様にすることによっ
て、上記入力面26において入力されたライン画像が画像
のコヒーレント性を保持しつつその出力面42へとその内
部を移動して行くようになっている。この長さは、典型
的には10〜20mm程度である。この光ファイバ51は、低い
コア（η１）クラッド（η２）屈折率差（典型的にはη
１＝1.5であり、η２＝1.3）を有している。これらは、
暗視ゴグル及び分光検出器などに用いられる市販タイプ
として知られており、４〜７μｍの直径を有している。
上記ファイバ導波路48の入力端26及び出力端42は、そ
れぞれ切断及び研磨されている。上記入力面26における
上記ファイバの端面は、バイアス角度θ（図１の38）で
カットされていて上記カメラ10の光学軸52（仮想線で示
す）から角度θだけ、その端面がなす面がずらされてい
ると共に、（90−φ）゜だけ上記プライマリ画像面40を
ずらしている。このバイアス画像θの値は、要求される
画像深度部分Zimage及びマルチラインアレイ46のライン
長さ（Ｌ）の関数であり、下式に等しい。
れぞれ切断及び研磨されている。上記入力面26における
上記ファイバの端面は、バイアス角度θ（図１の38）で
カットされていて上記カメラ10の光学軸52（仮想線で示
す）から角度θだけ、その端面がなす面がずらされてい
ると共に、（90−φ）゜だけ上記プライマリ画像面40を
ずらしている。このバイアス画像θの値は、要求される
画像深度部分Zimage及びマルチラインアレイ46のライン
長さ（Ｌ）の関数であり、下式に等しい。
θ＝tan-1（Zimage/L） （式 ５） この角度は比較的大きく、約0.1〜約0.5ラジアン（約
５〜30゜）とされ、この角度は特定の用途に依存してい
る。上記ライン画像がこの急峻に傾斜し、研磨された面
に直接照射されると、この照射光線の40％までがフレネ
ル反射により失われてしまう。これは、FOF28を極めて
偏光感受性とさせてしまうことになる。したがって、上
記FOF設計の重要で、かつ新規な特徴としては上述の光
透過性インタフェイス構造体50を挙げることができる。
５〜30゜）とされ、この角度は特定の用途に依存してい
る。上記ライン画像がこの急峻に傾斜し、研磨された面
に直接照射されると、この照射光線の40％までがフレネ
ル反射により失われてしまう。これは、FOF28を極めて
偏光感受性とさせてしまうことになる。したがって、上
記FOF設計の重要で、かつ新規な特徴としては上述の光
透過性インタフェイス構造体50を挙げることができる。
図２を再び参照すると、上記構造体50は、その第一の
主要面において傾いたセンサ端部54と、これとは離間し
た第二の主要面55とを有している（これは、図２におけ
る上記構造体の背面となっており、図中では見られてい
ない。上記センサ端部54の面及びその背面55の面は、同
様に上記カメラの光学軸的52から等しい角度で傾けられ
ており、したがってFOF入力面26に対して実質平行とさ
れている。
主要面において傾いたセンサ端部54と、これとは離間し
た第二の主要面55とを有している（これは、図２におけ
る上記構造体の背面となっており、図中では見られてい
ない。上記センサ端部54の面及びその背面55の面は、同
様に上記カメラの光学軸的52から等しい角度で傾けられ
ており、したがってFOF入力面26に対して実質平行とさ
れている。
上記センサ端部54は、実質的に等しい寸法のステップ
付きの複数の平面56を有している。この平面56は、より
明確には図４のハウジングの一部切り欠き側面立面図に
示されており、ステップインターバル58で互いに離間さ
れている。上記平面部は、上記FOF入力面26の上記画像
空間24を多数のライン画像（Nlines）数へと分割させて
おり、これらの複数のライン画像は、Zobjの垂直離間を
複数の焦点の合わされた物体面へと階層付けるに必要と
される。上記平面部の寸法は実質的に同一で、これらは
互いに対応した配置及び上記ライン画像の視野を画定し
ている。
付きの複数の平面56を有している。この平面56は、より
明確には図４のハウジングの一部切り欠き側面立面図に
示されており、ステップインターバル58で互いに離間さ
れている。上記平面部は、上記FOF入力面26の上記画像
空間24を多数のライン画像（Nlines）数へと分割させて
おり、これらの複数のライン画像は、Zobjの垂直離間を
複数の焦点の合わされた物体面へと階層付けるに必要と
される。上記平面部の寸法は実質的に同一で、これらは
互いに対応した配置及び上記ライン画像の視野を画定し
ている。
実施例における好適なモードにおいては、上記光透過
性構造体とステップ付き列は、上記光ファイバ51の屈折
率と実質的に等しい屈折率を有している光学的エポキシ
樹脂から形成されている。このエポキシは、例えば紫外
線（UV）硬化タイプのエポキシ樹脂と言った公知のタイ
プである。上記ステップ付きアレイの幾何学的特徴は、
公知のトランスファー技術によって、微細加工されたマ
スタ具から上記センサ端部54の平面部形状を複製するこ
とによって製造することができる。
性構造体とステップ付き列は、上記光ファイバ51の屈折
率と実質的に等しい屈折率を有している光学的エポキシ
樹脂から形成されている。このエポキシは、例えば紫外
線（UV）硬化タイプのエポキシ樹脂と言った公知のタイ
プである。上記ステップ付きアレイの幾何学的特徴は、
公知のトランスファー技術によって、微細加工されたマ
スタ具から上記センサ端部54の平面部形状を複製するこ
とによって製造することができる。
表２には、上述した表１について説明した画像レンズ
として用いる構造体50について、例示的な寸法をリスト
してある。
として用いる構造体50について、例示的な寸法をリスト
してある。
各平面部は、実質的に上記導波路ファイバ51の軸に対
してその入力面26において直交している。これにより、
上記レンズ22から受け取ったライン画像をほぼ直角に上
記FOVに入射させることになる。この構造体と上記ファ
イバとがこの様にほぼ直角に入射及びマッチングするこ
とで、入射した光線の最大透過率を得ることができる。
この様な方法で、上記ステップ付き平面部構造体は、自
由空間と上記光ファイバのガラス間の屈折率マッチング
を行うように機能する。
してその入力面26において直交している。これにより、
上記レンズ22から受け取ったライン画像をほぼ直角に上
記FOVに入射させることになる。この構造体と上記ファ
イバとがこの様にほぼ直角に入射及びマッチングするこ
とで、入射した光線の最大透過率を得ることができる。
この様な方法で、上記ステップ付き平面部構造体は、自
由空間と上記光ファイバのガラス間の屈折率マッチング
を行うように機能する。
組立に際しては、上記構造体50は、この構造体の第二
の主要面55（図２に示された上記構造体のその反対側の
面）へと上記導波路の上記入力面26を接着することによ
り上記導波路48へとマウントされる。この際の接着剤と
しては、光学的なエポキシであることが好ましいが、特
定のカメラのための特性に適合するような、当業界にお
いて好適であると考えられるいかなる接着剤であっても
用いることができる。
の主要面55（図２に示された上記構造体のその反対側の
面）へと上記導波路の上記入力面26を接着することによ
り上記導波路48へとマウントされる。この際の接着剤と
しては、光学的なエポキシであることが好ましいが、特
定のカメラのための特性に適合するような、当業界にお
いて好適であると考えられるいかなる接着剤であっても
用いることができる。
上記リレイレンズ44は、上記カメラ10のオプション要
素であり、主として上記FOF28の上記検出器アレイ46へ
の相対配置における柔軟性を付与する。このレンズは、
上記FOF出力42が極近接して上記検出器アレイライン60
に位置決めされている場合には必要はない。これとは別
に、上記アレイラインへと上記画像のＸ及びＹ軸をフィ
ットさせる際に、上記レンズ44は上記FOF出力42のアナ
モルフィック画像を与えるために用いることもできる。
素であり、主として上記FOF28の上記検出器アレイ46へ
の相対配置における柔軟性を付与する。このレンズは、
上記FOF出力42が極近接して上記検出器アレイライン60
に位置決めされている場合には必要はない。これとは別
に、上記アレイラインへと上記画像のＸ及びＹ軸をフィ
ットさせる際に、上記レンズ44は上記FOF出力42のアナ
モルフィック画像を与えるために用いることもできる。
上記レンズ44は、上記プライマリ画像面（図１の40）
から入力されたライン画像それぞれを、それと対となっ
た前記検出器のマルチリニアアレイ62内のライン60の一
つへと反射させている。上記ライン60の数は、ライン画
像の数Nlinesに対応していて、これはまた上記平面部56
の数にも対応している。上記FOF出力42と上記検出器ア
レイ62の相対的位置決めは、各平面部が、上記検出器ラ
イン60の対応する一つと規格的に位置合わせされるよう
にされる。したがって、上記アレイ62は、上記全Zobj垂
直空間のライン毎の複合画像を受け取り、それぞれのラ
イン（また、検出器列として参照する）60は、それぞれ
Zobjの定量的セグメントに対応するようになっている。
焦点が合わされたバーコード画像は、その後ライン
（列）として表され，そのZobj垂直セグメントとは、バ
ーコードが記されている上記貨物の表面高さに対応して
いる。各ラインは、その受け取られたライン画像を、電
気的なデータ信号へと変換し、このデータ信号は、特定
の物体の焦点面の物体距離を近似的に表した距離での物
体視野のシステムFOF複合ライン画像内の光学的像に対
応している。
から入力されたライン画像それぞれを、それと対となっ
た前記検出器のマルチリニアアレイ62内のライン60の一
つへと反射させている。上記ライン60の数は、ライン画
像の数Nlinesに対応していて、これはまた上記平面部56
の数にも対応している。上記FOF出力42と上記検出器ア
レイ62の相対的位置決めは、各平面部が、上記検出器ラ
イン60の対応する一つと規格的に位置合わせされるよう
にされる。したがって、上記アレイ62は、上記全Zobj垂
直空間のライン毎の複合画像を受け取り、それぞれのラ
イン（また、検出器列として参照する）60は、それぞれ
Zobjの定量的セグメントに対応するようになっている。
焦点が合わされたバーコード画像は、その後ライン
（列）として表され，そのZobj垂直セグメントとは、バ
ーコードが記されている上記貨物の表面高さに対応して
いる。各ラインは、その受け取られたライン画像を、電
気的なデータ信号へと変換し、このデータ信号は、特定
の物体の焦点面の物体距離を近似的に表した距離での物
体視野のシステムFOF複合ライン画像内の光学的像に対
応している。
最良の実施例では、上記光検出器46は、チャージカッ
プルドデバイス（CCD）である。この光検出器によって
読み取られる解像度は、上記システム６の解像力の全体
を制限する要因となる。上述した用途においては、上記
システム６は、0.010インチ（0.25mm）幅のキャラクタ
バーコードを解像することができる。規格的に言えば、
最小のシステム解像力は、必要とされる解像力の半分、
すなわちこの場合には0.005インチ（0.125mm）である。
これは、（縮小後）最小で6.9μｍの解像力を上記検出
器46が有していることに対応する。ピクセル径が７μｍ
の検出器が好適である。バンドル48内の上記光ファイバ
の径は、上記アレイのピクセル径よりも小さくなるよう
に選択され、かつ、この用途においては、ファイバ径と
して４μｍを選択する。
プルドデバイス（CCD）である。この光検出器によって
読み取られる解像度は、上記システム６の解像力の全体
を制限する要因となる。上述した用途においては、上記
システム６は、0.010インチ（0.25mm）幅のキャラクタ
バーコードを解像することができる。規格的に言えば、
最小のシステム解像力は、必要とされる解像力の半分、
すなわちこの場合には0.005インチ（0.125mm）である。
これは、（縮小後）最小で6.9μｍの解像力を上記検出
器46が有していることに対応する。ピクセル径が７μｍ
の検出器が好適である。バンドル48内の上記光ファイバ
の径は、上記アレイのピクセル径よりも小さくなるよう
に選択され、かつ、この用途においては、ファイバ径と
して４μｍを選択する。
上記平面部56の規格長さ（及びライン画像47）は、上
記検出器ライン長さによって画定され、これはまた上記
コンベヤベルトの幅によって決定される。開示した実施
例においては、各検出器ラインは、（2400）７μｍ径の
ピクセルを17mmのライン長さ内において有している。上
記平面部56の最小幅は、上記検出器径によって画定され
る（７μｍ）。各17mmx7μｍ寸法の台部内の全ファイバ
数は、所望する画像の粒状性によって低い側が規定さ
れ、上記ファイバの達成可能な充填性によって高い側が
規定される。一つの平面部当たり2400ファイバの列から
それぞれ１つが4800からなる１つ以上の列まで変化させ
ることができる。
記検出器ライン長さによって画定され、これはまた上記
コンベヤベルトの幅によって決定される。開示した実施
例においては、各検出器ラインは、（2400）７μｍ径の
ピクセルを17mmのライン長さ内において有している。上
記平面部56の最小幅は、上記検出器径によって画定され
る（７μｍ）。各17mmx7μｍ寸法の台部内の全ファイバ
数は、所望する画像の粒状性によって低い側が規定さ
れ、上記ファイバの達成可能な充填性によって高い側が
規定される。一つの平面部当たり2400ファイバの列から
それぞれ１つが4800からなる１つ以上の列まで変化させ
ることができる。
本発明のシステム６は、貨物の高さを示した信号を与
えるようになった上流側寸法測定システムと共に用いる
こともできる。この寸法測定システムは、このシステム
が上記貨物12の寸法を測定できるのであればいかなる周
知の光学システムであっても良く、この寸法には、上記
ベルト面36上の上記貨物表面11の高さも含む。この検出
された高さの大きさは、フルスケールがZobjに関連され
た信号の大きさに変換される。同様にして、上記アレイ
ライン60は、これらの定量されたセグメントによってZ
objに関連づけられ、各ライン60は上記測定システムの
フルスケールの大きさに対応する信号の大きさを有す
る。この様な方法によって各高さ信号の大きさは、その
焦点の合わされたバーコード画像を含んだ特定アレイラ
インに関連づけられることになる。
えるようになった上流側寸法測定システムと共に用いる
こともできる。この寸法測定システムは、このシステム
が上記貨物12の寸法を測定できるのであればいかなる周
知の光学システムであっても良く、この寸法には、上記
ベルト面36上の上記貨物表面11の高さも含む。この検出
された高さの大きさは、フルスケールがZobjに関連され
た信号の大きさに変換される。同様にして、上記アレイ
ライン60は、これらの定量されたセグメントによってZ
objに関連づけられ、各ライン60は上記測定システムの
フルスケールの大きさに対応する信号の大きさを有す
る。この様な方法によって各高さ信号の大きさは、その
焦点の合わされたバーコード画像を含んだ特定アレイラ
インに関連づけられることになる。
したがって、本発明の結像システムでは、上記アレイ
62は、上記深度視野Zobjを複数の垂直セグメントに階層
づけ、そのそれぞれが、上記アレイの対応するラインに
関連づけられると共に、上流側測定システムからの高さ
信号の大きさへと関連させるようになっていて、正確に
焦点が合った上記アレイのただ一つのラインが読み取ら
れて、上記バーコード読取に必要な画像を改善する。残
りのすべてのラインのうち焦点のずれた画像データは、
無視されることになる。
62は、上記深度視野Zobjを複数の垂直セグメントに階層
づけ、そのそれぞれが、上記アレイの対応するラインに
関連づけられると共に、上流側測定システムからの高さ
信号の大きさへと関連させるようになっていて、正確に
焦点が合った上記アレイのただ一つのラインが読み取ら
れて、上記バーコード読取に必要な画像を改善する。残
りのすべてのラインのうち焦点のずれた画像データは、
無視されることになる。
図４は、上記検出器46の概略的なブロックダイアグラ
ムであり、ライン60は、上記アレイ62の長さ方向に配置
されていて、実質的に上記ライン画像（図２の47）の長
さ方向寸法（ｌ）に位置合わせされている。この最良の
実施例では、上記アレイ62は、モディファイド遅延時間
及び積分（modified Time Delay and Integrate:TD
I）アレイを有している。TDIアレイは、チャージカップ
ルドデバイス（CCD）検出器であり、上記電荷データ
は、一度に一つのラインからシリアルで読出される。動
作においては、標準的なTDIアレイは、露出時間の間に
それぞれ列方向に下向きに横方向に次の下側列へと第一
の列から第二の列へとそのアレイの最低部のラインを出
て行くまで上記チャージを移動させ、その後シリアルと
して読み出す。
ムであり、ライン60は、上記アレイ62の長さ方向に配置
されていて、実質的に上記ライン画像（図２の47）の長
さ方向寸法（ｌ）に位置合わせされている。この最良の
実施例では、上記アレイ62は、モディファイド遅延時間
及び積分（modified Time Delay and Integrate:TD
I）アレイを有している。TDIアレイは、チャージカップ
ルドデバイス（CCD）検出器であり、上記電荷データ
は、一度に一つのラインからシリアルで読出される。動
作においては、標準的なTDIアレイは、露出時間の間に
それぞれ列方向に下向きに横方向に次の下側列へと第一
の列から第二の列へとそのアレイの最低部のラインを出
て行くまで上記チャージを移動させ、その後シリアルと
して読み出す。
上述した用途において、例示的な目的のために、現在
の列は、ライン列当たり2400ピクセルの96ラインとす
る。オンチップマルチプレクサ（MUX）65は、複数の均
等なMUX入力ライン66のうちの対応する一つにおいて各
アレイラインを受け取っている。このMUXは、MUX出力ラ
イン67上においてアクセス及び読み出しできるようにな
っていて、MUXアドレスライン68上にアレイラインの画
像データが同定されている。上記MUX出力及びアドレス
ライン67,68は、上記カメラ10を上記システム信号プロ
セッサ７（図１）へと連結する入力／出力ライン70に含
まれている。
の列は、ライン列当たり2400ピクセルの96ラインとす
る。オンチップマルチプレクサ（MUX）65は、複数の均
等なMUX入力ライン66のうちの対応する一つにおいて各
アレイラインを受け取っている。このMUXは、MUX出力ラ
イン67上においてアクセス及び読み出しできるようにな
っていて、MUXアドレスライン68上にアレイラインの画
像データが同定されている。上記MUX出力及びアドレス
ライン67,68は、上記カメラ10を上記システム信号プロ
セッサ７（図１）へと連結する入力／出力ライン70に含
まれている。
図１を参照して、上記信号プロセッサ７は、上記測定
システム（図示せず）からのライン72を通した各貨物の
高さ信号の大きさを受け取る。このプロセッサは、各高
さ信号の大きさをアドレスライン68上のMUXへと示すた
めの、対応するラインアドレス信号に関連させて、上記
MUXに対して上記アドレスライン上の画像データを読み
取るようにさせる。各ラインは、上記物体視野の垂直セ
グメントに対してのみ関連しているので、上記高さ信号
の大きさに対応するアレイラインは、上記貨物バーコー
ドの焦点が合った画像のみを得るようにされる。
システム（図示せず）からのライン72を通した各貨物の
高さ信号の大きさを受け取る。このプロセッサは、各高
さ信号の大きさをアドレスライン68上のMUXへと示すた
めの、対応するラインアドレス信号に関連させて、上記
MUXに対して上記アドレスライン上の画像データを読み
取るようにさせる。各ラインは、上記物体視野の垂直セ
グメントに対してのみ関連しているので、上記高さ信号
の大きさに対応するアレイラインは、上記貨物バーコー
ドの焦点が合った画像のみを得るようにされる。
上記検出器の上記焦点が合わされた画像に等価な検出
器の電気的データは、信号プロセッサによって処理され
て、受け取った信号のデータ内容を変換してアクセスし
たバーコードフォントパターンの情報内容を判断する。
用いられるその変換アルゴリズム及びプロセッシングソ
フトウエアは、この様な用途におけるバーコードデータ
処理のための当業者によって好適に用いられると考えら
れる数多くの従来法のうちのいかなる一つでも用いるこ
とができる。
器の電気的データは、信号プロセッサによって処理され
て、受け取った信号のデータ内容を変換してアクセスし
たバーコードフォントパターンの情報内容を判断する。
用いられるその変換アルゴリズム及びプロセッシングソ
フトウエアは、この様な用途におけるバーコードデータ
処理のための当業者によって好適に用いられると考えら
れる数多くの従来法のうちのいかなる一つでも用いるこ
とができる。
上記MUX65は、どのアレイラインが各フレーム内で上
記カメラ10からアレイラインが出力されるピクセルを制
御する。ピクセルのアドレスされた各ラインは、シリア
ル的に読み出され、各アレイ60に要求されるピクセス数
は、下記式に等しい。
記カメラ10からアレイラインが出力されるピクセルを制
御する。ピクセルのアドレスされた各ラインは、シリア
ル的に読み出され、各アレイ60に要求されるピクセス数
は、下記式に等しい。
例えばシャージインジェクションデバイス（CID）及
びMOSFETスイッチアレイとして用いられるような新規に
用いられる技術が用いられるのであれば、これらは、モ
ディファイドTDIアレイよりも好ましい。この理由は図
４に開示されたパラレル−シリアルリードアウトではな
くセグメントにおいてもX,Y方向に所望するアドレスラ
インにアドレスさせることができるようになるためであ
る。その場合でも上記走査される視野からの焦点のあっ
た情報に含まれるアレイの部分のみにアクセスする、基
本的な原理については同一である。
びMOSFETスイッチアレイとして用いられるような新規に
用いられる技術が用いられるのであれば、これらは、モ
ディファイドTDIアレイよりも好ましい。この理由は図
４に開示されたパラレル−シリアルリードアウトではな
くセグメントにおいてもX,Y方向に所望するアドレスラ
インにアドレスさせることができるようになるためであ
る。その場合でも上記走査される視野からの焦点のあっ
た情報に含まれるアレイの部分のみにアクセスする、基
本的な原理については同一である。
本発明の結像システムでは、上記カメラアレイ内の正
確に読み出されるラインの選択は、従来システムと同様
に行われ、この従来システムでは、運動する光学的要素
が焦点位置を調節するようになっている。本発明のカメ
ラにおいては、しかしながら、上記動作は機械的動作無
くより迅速に行われ、従来の動的焦点合わせシステムを
超えるとは言えないものの、少なくとも同様な検出精度
を与えつつ、効率及び信頼性を向上できる。
確に読み出されるラインの選択は、従来システムと同様
に行われ、この従来システムでは、運動する光学的要素
が焦点位置を調節するようになっている。本発明のカメ
ラにおいては、しかしながら、上記動作は機械的動作無
くより迅速に行われ、従来の動的焦点合わせシステムを
超えるとは言えないものの、少なくとも同様な検出精度
を与えつつ、効率及び信頼性を向上できる。
同様に、従来の動的焦点合わせカメラは、貨物の位置
がランダムであったり、重なり合っていたり、上記物体
視野を連続的に通過するのではなく、異なった高さの貨
物が同時（横から横へと）に通過するような場合には測
定を行うことができなかった。上記カメラのこの機械的
応答時間は、双方の貨物への焦点合わせを制限してしま
うことになる。本発明のシステムでは、しかしながら横
から横へと通過する貨物は簡単に上記マルチプル検出ラ
インの焦点があっているか否かによって読取される（異
なった貨物の高さに適合するように）。
がランダムであったり、重なり合っていたり、上記物体
視野を連続的に通過するのではなく、異なった高さの貨
物が同時（横から横へと）に通過するような場合には測
定を行うことができなかった。上記カメラのこの機械的
応答時間は、双方の貨物への焦点合わせを制限してしま
うことになる。本発明のシステムでは、しかしながら横
から横へと通過する貨物は簡単に上記マルチプル検出ラ
インの焦点があっているか否かによって読取される（異
なった貨物の高さに適合するように）。
本発明は、最適な実施例をもって示し説明してきた
が、当業者によれば種々の変更、除外、付加は、形態及
び詳細において、本発明の趣旨及び範囲内で開示された
実施例に対して行うことができることは理解できよう。
が、当業者によれば種々の変更、除外、付加は、形態及
び詳細において、本発明の趣旨及び範囲内で開示された
実施例に対して行うことができることは理解できよう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G06K 7/015 - 7/10 G02B 5/18 - 13/00
Claims (10)
- 【請求項１】システム（６）の物体視野（16）の水平方
向に変動する平面（11）内に出現する物体の光学像に焦
点を合わせる機械的結像システム（６）であって、この
システムは、 ａ）光学的軸（12）を有し、同時に複数のライン画像を
与えるためのカメラ手段（10）を有しており、同時に測
定される前記複数のライン画像のそれぞれ１つは、水平
方向に変動する平面を横切るセグメントの視野（FOV）
を有し、このFOVは、それぞれ異なった物体長さを有し
ていて、システムの物体深度視野（Zobj）を与えてお
り、この物体深度視野（Zobj）は、可変な距離の水平面
（11）から構成される複合FOV及び複数の異なった距離
の物体焦点面へと前記異なった物体長さの範囲にわたっ
てセグメントによる階層付けされた垂直方向部分を有
し、前記各複数の異なった距離の物体焦点面が出現する
光学的像を与えるようにされており、前記カメラ手段
（10）は、さらに、 ｉ）複数の検出器ライン内で直線的に配列された光検出
器手段（46）を備え、さらに、異なった複数の距離の物
体焦点面からの前記光学像を受け取るようにされ、前記
複数の各検出器ライン（60）は、前記光学的像を前記異
なった複数の距離の物体焦点面から、前記複数の異なっ
た物体焦点面のうちの近接する一つに対応する異なった
距離の物体長さの一つに略対応する前記複合FOV内に出
現する前記光学像に対応した電気的データ信号へと変換
する検出手段と、 ii）前記複数の検出器ライン（60）のそれぞれを前記複
数の水平面のうちの一つに光学的に結合させ、かつ前記
光検出要素の出力面（42）を含んでいる結像手段（28）
とを有し、 ｂ）前記システムはさらに、前記複数の検出器ライン
（60）それぞれからの前記電気データ信号に対応し、こ
れらから焦点の合わされた光学像を示した電気データ信
号を得るように処理するための信号処理手段（７）を有
していることを特徴とするシステム。 - 【請求項２】前記結像手段は、前記光学像を前記検出器
手段（46）へと伝達させるための前記光学軸（52）に沿
ったファイバー光学フェースプレート（FOF）（28）を
有していて、このファイバ光学フェースプレート（FO
F）は、 ｉ）同軸の入力端及び出力端（26;42）を有し、前記入
力端（26）は、前記複数の異なった距離の物体焦点面に
光学的に位置合わせされ、かつ表面が距離の変化する前
記水平面に対して角度を付けられていて、異なった物体
長さにおける光学像を受け取るようにされた入射面を有
し、前記出力端（42）は、複数の前記検出器ライン（6
0）に光学的に位置合わせされている画像コヒーレント
な導波路（48）と、 ii）前記入射面に同軸にマウントされ、ステップのつい
た形状に沿って実質的に平行に配設された光学的に透過
性の複数の平面部（56）を有していて、光透過性の前記
複数の平面部（56）はそれぞれ前記検出器ライン（60）
の一つに対応していると共に、前記複数水平面のうちの
一つと対応していて光学的信号インタフェイスとなって
いる光学的グレーティング構造体（50）とを有すること
を特徴とする請求項１に記載のシステム。 - 【請求項３】前記複数の光透過性平面部（56）は、前記
ライン画像を受光面（26）と画像位置合わせさせて、複
合FOV画像を形成させており、前記画像コヒーレント導
波路（48）は、実質的に前記検出器手段（46）の前記出
力端（42）に与えられる前記複合FOV画像の画像位置を
保持させており、 前記複数の検出器ライン（60）のそれぞれ一つは、それ
ぞれが前記異なった距離の物体焦点面の一つに対応する
焦点の合わされた光学的画像を受け取って、複数の前記
検出器ライン（60）が異なった物体距離及びZobjの横方
向セグメントに対応するようになっていることを特徴と
する請求項２に記載のシステム。 - 【請求項４】前記FOF（28）は、複数の画像コヒーレン
トな光ファイバ（51）が埋設された光学材料のモノリス
を有しており、これらの光ファイバは、コア径とコア材
料の屈折率を有していて、前記複数の光ファイバ（51）
は、前記受光面（26）から前記出力端（42）まで実質的
に一定の相対配列で軸方向に列とされており、 前記複数の光透過性の平面部（56）は、前記複数の光フ
ァイバ（51）の軸に対して実質的に直交し、前記平面部
（56）を形成する材料の屈折率は、前記コア材料の屈折
率と光学的特性が実質的に同等であることを特徴とする
請求項２又は３に記載のシステム。 - 【請求項５】前記検出器手段（46）は、ピクセルのチャ
ージカップルドデバイスを有しており、前記ピクセルは
それぞれ前記受光面に与えられる前記面（11）に付され
た前記バーコードキャラクタフォントの前記光学像の寸
法よりも大きくはないピクセル寸法を有していることを
特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のシス
テム（６）。 - 【請求項６】前記カメラ手段（10）は、さらに、 複数の前記異なった距離の物体焦点面に光学的に位置合
わせされるように配置され、前記FOF（28）と同軸とさ
れた結像レンズ手段（22）を有し、この結像レンズ手段
（22）は、前記複数の異なった距離の物体焦点面から前
記受光面（26）まで前記異なった物体長さにおいて焦点
の合わされた光学像を、前記物体深度視野Zobjに対して
実質的に一定の像深度視野Zimageで前記受光面へと与え
ていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１つ
に記載のシステム（６）。 - 【請求項７】前記結像レンズ手段（22）は、縮小ゲイン
の下で前記受光面（26）に前記焦点の合わされた光学像
を与えていることを特徴とする請求項６に記載のシステ
ム（６）。 - 【請求項８】前記カメラ手段（10）はさらに、リレイレ
ンズ手段（44）を有しており、このリレイレンズ手段
（44）は、前記FOF（28）の出力端（42）及び前記検出
器手段（46）の間に位置決めされて、前記光ファイバ
（51）から前記複数の検出器ライン（60）へと、焦点の
合わされた前記出力端（42）での光学像をリレイさせて
いることを特徴とする請求項３から７のいずれか１つに
記載のシステム（６）。 - 【請求項９】前記リレイレンズ（44）は、アナモルフィ
ックレンズを有していて、このアナモルフィックレンズ
は、光学的に前記出力端（42）から前記複数の検出器ラ
イン（60）の列となった軸へと、前記焦点の合わされた
光学像の空間軸のセットを光学的に移動させていること
を特徴とする請求項８に記載のシステム（６）。 - 【請求項１０】前記検出手段（10）はさらに、前記複数
の検出器ライン（60）それぞれの信号の入力に応答し、
かつ前記信号処理手段（７）によってラインアドレスに
対するアドレス入力に応答して、前記検出器ラインの複
数の内部に保持されていた前記電気データ信号を前記ア
ドレス信号によって同定するようなスイッチ手段を有し
ていることを特徴とする請求項５から９のいずれか１つ
に記載のシステム。
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