JP3579455B2 - 画像入力装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば２次元のデータシンボルの画像を読み取り、その画像信号に所定の処理を施す画像入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固体撮像装置（ＣＣＤ）を用いて被写体像に対応した画像信号を生成する画像入力装置が知られている。このような装置として、近年、例えば白黒のモザイクパターンが２次元的に配列されたデータシンボルを読み取る装置が開発されており、このデータシンボル読み取り装置では、取り込まれた画像はデジタル信号に変換されて処理される。また、ＣＣＤを備えた画像入力装置として、例えば製造工程等を監視する工業用ビデオ装置が知られており、このビデオ装置により取り込まれた画像はアナログ信号としてモニタ装置に出力される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、データシンボル読み取り装置と工業用ビデオ装置は、共にＣＣＤにより得られた画像信号を処理する回路を有しているが、従来これらの装置は別々の製造工程で生産されていたため、それぞれの設備が必要となり、製造コストが高く、また製造作業が煩雑であった。
【０００４】
本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであり、データシンボル読み取り装置等の画像入力装置の製造工程を簡単化することにより、その製造コストを削減することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像入力装置は、画像信号を生成するイメージセンサと、画像信号を処理してデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器の出力部に接続された第１のコネクタと、イメージセンサから入力された画像信号を所定のアナログビデオ信号として出力するアナログ信号処理回路とを有する第１の基板と、装置本体に対して着脱自在であり、装置本体に取付けられたときに第１の基板に第１のコネクタを介して電気的に接続され、デジタル信号に所定の処理を施す第２の基板と、第１の基板に接続されて、アナログビデオ信号を外部に出力する第１の出力端子と、第２の基板が装置本体に取付けられたときは第２の基板に接続されて所定の処理が施されたデジタル信号を外部に出力し、第２の基板が装置本体から取外されているときに第１のコネクタに接続されてＡ／Ｄ変換器から出力されたデジタル信号を外部に出力できる第２出力端子とを備え、第１の基板には機能の異なる複数の第２の基板のいずれか１つが接続可能であることを特徴としている。
【０００６】
【実施例】
以下図示実施例により、本発明を説明する。
図１は、本発明の画像入力装置の一実施例である定置式のデータシンボル読み取り装置の内部構造を模式的に示す図である。
【０００７】
装置本体１０は箱型のケーシング１１を有し、ケーシング１１の前面側には開口部１２が設けられている。この開口部１２を覆うようにしてケーシング１１の前面側には集光レンズ１３が、またケーシング１１の後端側には出力端子１４、１６が取り付けられている。ケーシング１１の内部にはイメージセンサであるＣＣＤ１７、フレキシブル基板１８、第１の基板（撮像基板）２１および第２の基板（デコード基板）３１が設置されている。
【０００８】
イメージセンサであるＣＣＤ１７は、その受光面が開口部１２に対向するように設置され、画像からの反射光を光電変換して画像信号を出力する。すなわちＣＣＤ１７では多数の画素がマトリクス状に配置され、各画素のそれぞれが受光した光の光量に応じた電荷を蓄積し、この電荷を所定時に順次転送するように構成されている。この信号電荷は読み取られた画像に対応した画像信号を構成する。
【０００９】
ＣＣＤ１７には湾曲したフレキシブル基板１８の端部が電気的に接続される。フレキシブル基板１８の他端は第１の基板２１に電気的に接続される。
【００１０】
２枚の支持板１９はケーシング１１の底面に立設されており、これらの支持板１９には、第１の基板２１と第２の基板３１が着脱可能に取り付けられている。第２の基板３１は、図中、第１の基板２１の上方に位置しているが、この位置は逆であってもよい。第１の基板２１の上面側および第２の基板３１の下面側にはそれぞれコネクタ２２、３２が互いに接続可能な位置に設けられ、コネクタ２２とコネクタ３２は電気的に接続している。
【００１１】
第１の基板２１は出力端子１４に接続しており、出力端子１４はＴＶモニタ５１に接続される。第２の基板３１は出力端子１６に接続しており、出力端子１６はホストコンピュータ５２に接続される。
【００１２】
図２は、この装置のブロック回路図である。同図に示すように、第１の基板２１はアナログ信号処理回路２３、ＣＣＤ駆動回路２４、Ａ／Ｄ変換器２５およびこれらを接続するリード線等から構成される。
【００１３】
ＣＣＤ駆動回路２４はフレキシブル基板１８（図１）を介してＣＣＤ１７と接続されており、シフトパルス、駆動パルス、リセット信号等を出力し、このシフトパルス等の作用によって、ＣＣＤ１７から画素信号が出力される。
【００１４】
アナログ信号処理回路２３はフレキシブル基板１８を介してＣＣＤ１７と接続されており、ＣＣＤ１７から出力される画素信号はアナログ信号処理回路２３において所定の処理を施されてアナログ信号に変換され、Ａ／Ｄ変換器２５に出力される。またアナログ信号処理回路２３では、画素信号が標準テレビジョン方式に準拠したアナログビデオ信号（コンポジットビデオ信号）に変換され、出力端子１４を介してＴＶモニタ５１に出力される。
【００１５】
Ａ／Ｄ変換器２５は、制御線Ｓ１０によってＣＣＤ駆動回路２４と接続されており、制御線Ｓ１０を介して入力されるタイミング信号に従って、アナログ信号処理回路２３より出力されたアナログ信号を８ビットのデジタル信号に変換する。
【００１６】
第２の基板３１にはコンパレータ３３、ＣＰＵ３４、シリアル／パラレル変換器３５、メモリ３６、通信ドライバ３７およびこれらを接続するリード線等が設けられている。またこの第２の基板３１の上面には、この基板３１が装置本体１０に取り付けられた状態においてコネクタ２２に電気的に接続される第２のコネクタ３２（図１）が設けられる。
【００１７】
コンパレータ３３は、コネクタ２２、３２内に形成される８ビットのデータ信号線Ｓ２によってＡ／Ｄ変換器２５と接続されている。コンパレータ３３は、１ビットのデータ信号線Ｓ５を介してシリアル／パラレル変換器３５に接続され、また８ビットのデータ信号線Ｓ３を介してＣＰＵ３４と接続されている。コンパレータ３３では、Ａ／Ｄ変換器２５から入力される８ビットデータと、ＣＰＵ３４から入力される所定のデジタル８ビットの閾値との大小比較が行われ、これにより画像信号の２値化が行われる。この２値化データである１ビット信号はシリアル／パラレル変換器３５に出力される。
【００１８】
シリアル／パラレル変換器３５はメモリ３６と８ビットのデータ信号線Ｓ４によって接続されており、このメモリ３６には、メモリコントローラ（図示せず）から入力されるリード／ライトタイミング信号によって、シリアル／パラレル変換器３５から入力される１ビットデータ８個分を１単位として各メモリアドレスに書き込み、あるいは、記憶されたデータをＣＰＵ３４に読み出す。これらの動作はメモリ３６への書込み、読み出し動作の高速化を目的としたものである。
【００１９】
ＣＰＵ３４は、ＣＣＤ駆動回路２４、通信ドライバ３７、シリアル／パラレル変換器３５およびメモリコントローラ等とそれぞれ接続されている。またＣＰＵ３４は、コネクタを介してＣＣＤ駆動回路２４に電気的に接続しており、ＣＣＤ駆動回路２４に対してＣＣＤ１７からの画素信号読み出し命令を出力し、メモリコントローラに対してメモリ３６に対するデータの書込み、及び読み出し制御を命令する。さらにＣＰＵ３４は、通信ドライバ３７に対して装置本体１０と接続されたホストコンピュータ５２等とのデータ送受信命令を行うとともに、メモリ３６から読み出したデータを通信フォーマットに対応したシリアルデータに変換して通信ドライバ３７へ送る。
【００２０】
通信ドライバ３７は、出力端子１６およびシリアルデータバスＳ１を介してＣＰＵ３４に接続される。通信ドライバ３７から出力されるデータは出力端子１６を介してホストコンピュータ５２へ送られる。ホストコンピュータ５２では入力されてくるデータに基づいて各種様々な処理が行なわれる。またホストコンピュータ５２では、制御命令等の信号が通信ドライバ３７を介してＣＰＵ３４に授受される。
【００２１】
図３および図４を参照して本実施例の作用を説明する。
初めに図示しない発光ダイオードの光源が点灯され、２次元データシンボル５４に照射される。照射された光は２次元データシンボル５４で反射して集光レンズ１３を介してＣＣＤ１７の受光面上に結像される。この受光面に蓄積された信号電荷は、ＣＣＤ駆動回路２４の作用によって読み出され、画素信号としてアナログ信号処理回路２３に連続的に出力される。
【００２２】
この画素信号は、アナログ信号処理回路２３によってアナログビデオ信号に変換され、ＴＶモニタ５１（図１）に出力される。これによりＴＶモニタ５１のモニタ画面５３に２次元データシンボル５４の画像が表示される。モニタ画面５３の表示画面全体は、ＣＣＤ１７によって読み取ることができる領域全体に対応している。従って、ＣＣＤ１７の読み取り可能領域内に、２次元データシンボル５４が入っていれば、図３に示すように、モニタ画面５３には２次元データシンボル５４が完全に表示されることになる。
【００２３】
これに対し、ＣＣＤ１７の読み取り領域内に２次元データシンボル５４が完全に入っていない場合は、図４に示すように、モニタ画面５３に表示される２次元データシンボル５４の一部が欠けた状態になるか、または２次元データシンボル５４がモニタ画面５３上に全く表示されない。従って、操作者は、このモニタ画面５３に表示される２次元データシンボル５４の様子を目視することによって、装置本体１０に対する２次元データシンボル５４の相対位置を認識することができ、２次元データシンボル５４が正しく読み込める位置にあるか否かを確認することができる。
【００２４】
２次元データシンボル５４がＣＣＤ１７の読み取り領域内に入っていることが確認されると、操作者がホストコンピュータ５２のキーボードを操作することにより読み取り指令がＣＰＵ３４へ入力され、２次元データシンボル５４が読み取られる。すなわち、ＣＰＵ３４等の作用によって２次元データシンボル５４に対応した数値または文字情報等が復号される。この復号された情報等は、通信ドライバ３７を介してホストコンピュータ５２に送信される。
【００２５】
本実施例の装置では、第１の基板２１と第２の基板３１が本体１０に対して着脱自在であり、第２基板３１を取り外した状態においても、単体でアナログカメラとなり、第１基板２１と出力端子１６を電気的に接続すればアナログ、デジタル兼用のビデオカメラとして、例えば製造工程等を監視する工業用ビデオ装置等に利用可能である。そして第２基板３１を取り付けることにより、２次元データシンボル読み取り装置として機能する。
【００２６】
一方、第２基板３１に代えて、後述する他の実施例のごとく別の第２基板を取り付けることにより容易に別用途の画像入力装置が得られる。従ってデータシンボル読み取り装置の製造工程が簡単化され、その製造コストを削減することができる。なお、画像信号はデジタル信号に変換されて第１の基板２１のＡ／Ｄ変換器２５から第２の基板３１へ出力されるので、この交換作業の際に、画像劣下のおそれはほとんどない。
【００２７】
また本実施例の装置では、モニタ画面５３に表示される２次元データシンボル５４を確認することにより、２次元データシンボル５４に対する装置本体１０の、読み取り可能位置への移動を迅速に行うことができると共に、実質的な読み取り時間（２次元データシンボル５４を読み取り可能位置へ移動させ、その２次元データシンボル５４を読み取り、デコードしてホストコンピュータ５２へデコード情報を送信する一連の処理所要時間）を短縮することができる。すなわち読み取られた画像を簡易な構成の装置で容易かつ正確に読み取ることができる。特に、読み取られた画像をモニタすることができるので、読み取りエラーが少なくなり、また、読み取りエラーが生じたときでもその発見や修正を容易に行なうことができる。
【００２８】
なお、本実施例では定置式のものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、装置本体１０にトリガスイッチ、画像読み取り部および光源等を有するコンタクト式のものでもよい。
【００２９】
さらに、画像情報から２次元データシンボル５４のビットパターンを抽出し、そのビットパターンをホストコンピュータ５２に送信して、ホストコンピュータ５２側でデコードを行わせるようにしてもよい。
【００３０】
また本実施例では２次元データシンボル５４の読み取りについて説明したが、従来からある１次元のバーコード等の特殊記号を読み取る装置に本発明を適用することもできる。
【００３１】
図５は本発明の画像入力装置の他の実施例である定置式のデジタル画像処理装置を模式的に示す断面図、図６はこの装置のブロック回路図である。なお、上記装置と同一部分には同一符号を付しており、重複説明を省略する。
【００３２】
これらの図に示すように、本装置では、第一実施例の第２の基板（デコード基板）３１が第２の基板（映像信号処理基板）４１に取り替えられている。この第２の基板４１にはデジタル信号処理回路４３、ＣＰＵ４４、通信ドライバ４７、およびこれらを接続するコード等が設けられる。
【００３３】
デジタル信号処理回路４３はＡ／Ｄ変換器２５に電気的に接続し、Ａ／Ｄ変換器２５より出力されるデジタル信号に例えば輪郭強調やＬＰＦ（ローパスフィルタ）等のフィルタリング処理を施して、出力に適した形式や状態に対応したデジタルビデオ信号に加工する。ＣＰＵ４４は、上記装置と同様、ホストコンピュータ５２のキーボードの操作に応じてこの回路の各動作を統括的に制御する。通信ドライバ４７は出力端子１６、ＣＰＵ４４に接続される。
【００３４】
基板差し替え作業では、まずコネクタ２２、３２の接続部分が外され、ドライバ等を用いて第２の基板３１、第１の基板２１が支持板１９から順次取り外される。次に元の第１の基板２１と新たな第２の基板４１が支持板１９に取り付けられる。この状態において第２の基板４１のコネクタ４２がコネクタ２２に電気的に接続され、これによりＣＣＤ駆動回路２４とＣＰＵ４４、およびＡ／Ｄ変換器２５とデジタル信号処理回路４３が電気的に接続される。
【００３５】
ＣＣＤ１７により撮影された画像はＴＶモニタ５１に出力されてモニタ画面に表示されるとともに、デジタル信号に変換されてデジタル信号処理回路４３に出力される。デジタル信号処理回路４３はこのデジタル信号に所定の処理を施してデジタルビデオ信号に変換し、出力端子１５を介してホストコンピュータ５２に出力する。このデジタルビデオ信号は通信ドライバ４７を介してホストコンピュータ５２内のメモリに取り込まれる。
【００３６】
操作者は、モニタ画面５３に表示されるアナログ画像信号を確認しながらホストコンピュータ５２内で、線の拡大や回転等の画像処理を行なう。
【００３７】
以上のように他の実施例によれば、デジタル信号処理装置が第１実施例の装置の第２基板（デコード基板）３１を別の第２基板（映像信号処理基板）４１に交換するのみで得られ、またこの交換作業は容易かつ正確に行なうことができるため、製造工程が簡単化され、大量生産にも適しており、その製造コストを削減することができる。
【００３８】
また本装置ではＣＣＤ１７で読み取った画像全体を、モニタ画面５３に表示させるので、撮影したい画像が正しく読み取り領域内に入っているか否かを確実に確認できる。従って、被写体に対する画像読み取り装置の位置決めを迅速に行うことができる。すなわち読み取られた画像を簡易な構成の装置で容易かつ正確に読み取ることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、データシンボル読み取り装置等の画像入力装置の製造工程を簡単化することにより、その製造コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像入力装置の一実施例に係るデータシンボル読み取り装置を示す図である。
【図２】図１のデータシンボル読み取り装置のブロック回路図である。
【図３】第１実施例に於ける読み取り画像のディスプレイ表示例である。
【図４】第１実施例に於ける読み取り画像のディスプレイ表示例である。
【図５】本発明の画像入力装置の他の実施例に係るデジタル画像処理装置を示す図である。
【図６】図５のデジタル画像処理装置のブロック回路図である。
【符号の説明】
１０ 画像入力装置
１７ 表示装置
２１ 第１の基板
３１ 第２の基板
５４ ２次元データシンボル

Claims (2)

1. 画像信号を生成するイメージセンサと、
   前記画像信号を処理してデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力部に接続された第１のコネクタと、前記イメージセンサから入力された画像信号を所定のアナログビデオ信号として出力するアナログ信号処理回路とを有する第１の基板であって、前記Ａ／Ｄ変換器が前記アナログビデオ信号をデジタルビデオ信号に変換する第１の基板と、
   装置本体に対して着脱自在であり、装置本体に取付けられたときに前記第１の基板に前記第１のコネクタを介して電気的に接続され、前記デジタル信号に所定の処理を施す第２の基板と、
   前記第１の基板に接続されて、前記アナログビデオ信号を外部に出力する第１の出力端子と、
   前記第２の基板が装置本体に取付けられたときは前記第２の基板に接続されて所定の処理が施された前記デジタルビデオ信号を外部に出力し、前記第２の基板が装置本体から取外されているときに前記第１のコネクタに接続されて前記Ａ／Ｄ変換器から出力された前記デジタルビデオ信号を外部に出力できる第２出力端子とを備え、
   前記第１の基板には機能の異なる複数の前記第２の基板のいずれか１つが接続可能であり、
   複数の前記第２の基板の１つが、２次元データシンボルを読み取るために前記Ａ／Ｄ変換器から送られてくる前記デジタルビデオ信号を２値化する２値化処理手段を有する２値化用基板であり、
   前記２値化用基板が前記第１の基板に接続されることで、２次元データシンボル読取装置が構成されることを特徴とする画像入力装置。
2. 前記第２の基板の面に、この基板が装置本体に取り付けられた状態において前記第１のコネクタに電気的に接続される第２のコネクタが設けられることを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。

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