JP3776989B2 - シンボル読み取り装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば2次元バーコードリーダ等のデータシンボルを読み取るシンボル読み取り装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、POS(Point of Sales)システム等に用いられるバーコードリーダには、読み取り開口部内に位置づけられた紙や容器に印刷された文字、バーコード等の2次元データシンボルを含む面に照明光を照射し撮像光学系で2次元データシンボルを撮像素子に結像させるものが知られている。撮像素子から出力された画像情報は2値化され、その2値化データを基に2次元データシンボルの位置を確認し、2次元データシンボルの画像情報が抽出されてデコード等の所定の処理を施された後、ホストコンピュータ等の外部のハードウエアに転送される。
【0003】
このような2次元データシンボルは白黒のモザイクパターンが2次元的に配列されたものであり、高精度で読み出すためには、シンボルを読み取り開口内に完全に位置づけ、シンボル面に照明光を一定時間均一に照射して読み出すことが望ましい。従って操作者は、バーコードリーダを操作する際、筐体の位置決め、固定等に注意を払わなければならない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが実際にバーコードリーダが用いられる際は、必ずしも読み取り開口をシンボル面に接触したまま一定時間筐体を固定してシンボルの読み取り動作が行われるわけではなく、操作者の手ぶれ等により筐体が揺れ、読み取り開口がシンボル面に固定されない場合がある。そのような状況でのシンボルの読み取りは失敗する可能性が高い。
【0005】
本発明は、以上の問題を解決するものであり、2次元データシンボルの読み取りを安定して行えるシンボル読み取り装置を得ることを目的としている。
【0006】
なお、本明細書では、「シンボル面」とはシンボル読み取り装置の開口部に位置づけられるシンボルを含む面をさし、「シンボルの読み取り」とは、読み取り開口部に位置づけられた面の撮像処理からシンボルの画像情報を抽出してデコードするまでの処理をさす。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るシンボル読み取り装置は、コード化シンボルが形成されたシンボル面を筐体の一壁面に対向させ、シンボルを壁面に形成された読み取り開口内に位置づけて読み取るシンボル読み取り装置であって、筐体の揺れの速さを検出する揺れ検出手段と、シンボル面の光学情報を光電変換して電荷蓄積するための素子であって、二次元配列された複数の画素を有する撮像素子と、揺れ検出手段が検出する筐体の揺れの速さに基づいて撮像素子における電荷蓄積時間を制御する撮像制御手段と、シンボル面に照明光を照射するための光源と、揺れ検出手段が検出する筐体の揺れの速さに基づいて光源の光量を制御する光量制御手段とを備え、撮像制御手段は、撮像素子の複数の画素に蓄積される電荷信号を各画素毎に独立して読み出すフレームモードと、複数の画素毎に合成して読み出すフィールドモードの2つの読み出しモードとを選択する機能を備え、揺れ検出手段が検出する筐体の揺れの速さが所定値に達していない場合、電荷蓄積時間は所定時間に設定され、光量は所定量に設定され、撮像制御手段はフレームモードで撮像素子から電荷を読み出し、筐体の揺れの速さが上述の所定値に達するか若しくは上述の所定値を越えると、光量制御手段は、筐体の揺れの速さに基づいて光量を連続的に変化させ、撮像制御手段は、筐体の揺れの速さに基づいて電荷蓄積時間を連続的に変化させながら、フィールドモードで撮像素子から電荷を読み出すことを特徴とする。
【0008】
揺れ検出手段は例えば角速度センサーである。
【0009】
撮像制御手段は好ましくは揺れ検出手段が検出する筐体の揺れの速さに応じて電荷蓄積時間を連続的に変化させる。
【0010】
撮像素子は二次元配列された複数の画素を有し、撮像制御手段は、好ましくはこれらの複数の画素に蓄積される電荷信号を各画素毎に独立して読み出すフレームモードと、複数の画素毎に合成して読み出すフィールドモードの2つの読み出しモードとを選択する機能を備え、例えば揺れ検出手段が検出する筐体の揺れの速さが所定値に達していない場合、撮像制御手段はフレームモードで撮像素子から電荷を読み出し、所定値に達するか若しくは所定値を越えると撮像制御手段はフィールドモードで読み出す。
【0011】
揺れ検出手段が筐体の揺れの速さを実質的に検出している場合、撮像制御手段は例えば2段階で電荷蓄積時間を制御する。
【0012】
揺れ検出手段が第1の揺れの速さを検出した場合、撮像制御手段は例えば第1の電荷蓄積時間で撮像素子に電荷を蓄積し、揺れ検出手段が第2の揺れの速さを検出した場合、撮像制御手段は例えば第2の電荷蓄積時間で前記撮像素子に電荷を蓄積する。
【0013】
好ましくは第1の揺れの速さが第2の揺れの速さより大きく、かつ第1の電荷蓄積時間が第2の電荷蓄積時間より短い。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る第1実施形態であるシンボル読み取り装置の斜視図である。筐体10はヘッド部10aと把持部10bから構成されている。ヘッド部10aの底面11にはほぼ矩形の読み取り開口12が設けられている。把持部10bの側面には読み取り動作を開始するためのトリガー15が設けられている。また、把持部10bのヘッド部10aと反対側の端部には、読み取り結果を他のハードウエアへ送信するケーブル16が取り付けられている。
【0015】
図2は、本実施形態に係るシンボル読み取り装置のブロック図である。
CPU(中央演算処理装置)20はシンボル読み取り装置全体の制御を行う。トリガースイッチ15はインバータ15aに接続されており、インバータ15aはトリガースイッチ15が押されている場合、ハイ信号すなわち「1」を出力し、トリガー15が押されていない場合、ロー信号すなわち「0」を出力する。インバータ15aの出力信号はCPU20のポートP3 に入力される。
【0016】
CPU20には、CCD駆動回路32、光源駆動回路33、信号処理回路34が接続されている。CCD駆動回路32に対する制御信号はポートS3 から出力され、光源駆動回路33に対する制御信号はポートS4 から出力される。
【0017】
筐体10内においてCCD35の近傍に配設された角速度センサー40から筐体10の揺れの速さに応じた電圧が筐体揺れ検出回路41に出力され、筐体揺れ検出回路41では角速度センサー40からの入力値に応じたアナログ電圧をコンパレータ42に出力する。尚、角速度センサーには、振動するとその振動速度に対応した電圧が発生するセラミックから成る従来公知のセンサーが用いられる。
【0018】
コンパレータ42は演算増幅器を用いた比較回路であり、正相入力端子には上述のように筐体揺れ検出回路41が接続され、逆相入力端子には可変抵抗であるボリュームRvが接続されている。コンパレータ42は、ボリュームRvにより設定される基準電圧値S2 を閾値とし、この電圧値S2 と筐体揺れ検出回路41の出力電圧S1 を比較し、出力電圧S1 が基準電圧値S2 より高ければハイ信号すなわち「1」を出力し、出力電圧S1 が基準電圧値S2 より低ければロー信号すなわち「0」を出力する。コンパレータ42はCPU20に接続されており、その出力値はCPU20のポートP1 に入力される。
【0019】
ポートP1 およびP3 の入力値に基づいてポートS4 の出力値が決定される。ポートS4 から出力される信号に基づいて光源駆動回路33から制御信号が出力され、光源36はこの制御信号に従って輝度が決定された上で駆動される。以上のようにして光源36からシンボル面に照明光が照射される。
【0020】
同様に、ポートP1 およびP3 の入力値に基づいてポートS3 の出力値が決定される。CCD駆動回路32はポートS3 から入力される信号に基づいて制御される。これによりCCD駆動回路32から制御信号が出力され、CCD35が駆動される。上述のようにシンボル面に照射される照明光は、その反射光がCCD35で光電変換される。CCD35から出力される光電変換されたシンボル面の画像情報すなわち全画素データは、信号処理回路34で2値化処理等を施されポートP2 に入力される。また、CCD駆動回路32からはシンボル情報の抽出時に用いられる同期信号(垂直、水平同期信号およびフィールドインデックス信号FI)が出力されポートP4 に入力される。CPU20では、ポートP2 に入力された全画素データをポートP4 に入力される同期信号に基づいてメモリ(図示せず)に格納する。
【0021】
また、CPU20では、メモリに格納したシンボル面の撮像情報が読み出され、ポートP4 に入力された同期信号(垂直、水平同期信号およびフィールドインデックス信号FI)に基づいて、画像情報からからシンボルの情報が抽出され、抽出されたシンボル情報を基にデコード等の処理が施される。デコードされたシンボル情報はポートP5 から出力され、外部インタフェース38を介してホストコンピュータに送信される。
【0022】
図3は、筐体10の揺れの速さと筐体揺れ検出回路41の出力値S1 との関係を示すグラフである。筐体10の揺れの速さが大きくなるにつれて、出力値S1 も上昇する。ただし、出力値S1 の最小値および最大値は筐体揺れ検出回路41に予め設定されており、本実施形態では、最小値は2V、最大値は4Vで、基準電圧値S2 は例えば2.5V程度に設定されており、筐体の揺れの速さVthに対応している。すなわち、出力値S1 は2V〜4Vの範囲内で筐体10の揺れの速さに応じて可変である。
【0023】
図4は、本実施形態に用いられる従来公知のCCDの構成を示す概略図である。
図4において、各画素に対応するフォトダイオード60と垂直転送CCD61が交互に配置されている。すなわち、垂直方向Vに延びたフォトダイオード60と垂直転送CCD61が水平方向Hにおいて交互に配列されている。フォトダイオード60に発生した電荷は垂直転送CCD61に移動され、垂直転送CCD61において水平転送CCD62に転送され、水平転送CCD62に接続された端子から出力される。
【0024】
図5はフォトダイオード60と垂直転送CCD61の構成を示す拡大図である。本実施形態の垂直転送CCD61はV1 、V2 、V3 、V4 の4相の転送電極で構成されている。垂直方向Vに並んだフォトダイオード60は交互にV1 、V3 の電極に接続されている。すなわち、奇数番目のフォトダイオード(PD1 、PD3 、PD5 ...)は電極V1 に接続され、偶数番目のフォトダイオード(PD2 、PD4 、PD6 ...)は電極V3 に接続されている。各フォトダイオードに蓄積された電荷は、接続された電極に電圧が印加されると垂直転送CCD61に移動する。尚、奇数番目のフォトダイオードは読み出される画像の奇数フィールドに対応し、偶数番目のフォトダイオードは偶数フィールドに対応する。
【0025】
図6は本実施形態の撮像素子の断面図である。n型シリコン基板70の上にp型シリコン基板71が積層され、その上にn型のフォトダイオード60が配設されている。フォトダイオード60の近傍には垂直転送CCD61が形成され、垂直転送CCD61はアルミニウムから成る遮蔽部材62により遮光されている。フォトダイオード60の残留電荷は、n型シリコン基板70に数十ボルトの電圧(Vsub)を印加することにより基板側に移動し撮像素子から除去される。
【0026】
次に、フォトダイオード60の電荷蓄積時間の制御について説明する。n型シリコン基板70に基板方向掃き出し電圧Vsubが印加されている間、フォトダイオード60の残留電荷が除去され、電圧Vsubの印加を解除することによりフォトダイオード60の電荷蓄積が開始される。そして、所定時間経過後、電極V1 、V3 に電荷転送パルス信号電圧(TGパルス)が印加され、それまでフォトダイオード60に蓄積された電荷が垂直転送CCD61の電極に転送される。従って、n型シリコン基板70に基板方向掃き出し電圧Vsubを印加するタイミングを制御することにより、フォトダイオード60の電荷蓄積時間を任意に制御できる。
【0027】
従って、筐体が揺れが大きい場合は電荷蓄積時間を短くするように設定し、筐体の揺れが小さい場合は電荷蓄積時間を長くするように設定し、筐体の状況に応じて電荷蓄積時間を設定すれば、常に信頼性の高い撮像情報を得ることができる。以下、このような制御下による電荷蓄積時間を「電子シャッタースピード」と呼ぶ。
【0028】
図7はフィールド読み出しの場合のタイミングチャート、図8はフレーム読み出しの場合タイミングチャートである。タイミングチャート中、FIはCCD駆動回路32が出力するフィールドインデックス信号であり、ハイが奇数フィールド、ローが偶数フィールドに対応する。
図7において、A7で基板電圧が印加され、フォトダイオード60(図5参照)の残留電荷が除去される。その後フォトダイオード60に電荷が蓄積されはじめ、B7で垂直転送CCD61の電極V1 、V3 (図6参照)に同時に電圧が印加されると、フォトダイオード60に蓄積された奇数フィールドおよび偶数フィールドの電荷が垂直転送CCD61に転送される。垂直転送CCD61では水平転送CCD62から数えて奇数番目のフォトダイオードとその隣の偶数番目のフォトダイオード(PD1 とPD2 、PD3 とPD4 .....)の電荷が加算され、水平転送CCD62(図5参照)に転送される。B7からD7の期間水平転送CCD62から電荷が出力され、1フィールドの画像情報として読み出される。
【0029】
次いで、C7で再び基板電圧が印加され、フォトダイオード60の残留電荷が除去された後、D7で垂直転送CCD61の電極V1 、V3 に同時に電圧が印加され、フォトダイオード60に蓄積された奇数フィールドおよび偶数フィールドの電荷が垂直転送CCD61に転送される。B7において垂直転送CCD61では加算した奇数番目のフォトダイオードと偶数番目のフォトダイオードの組み合わせを替えて電荷が加算され(PD2 とPD3 、PD4 とPD5 .....)、水平転送CCD62に転送される。同様にD7からE7の期間水平転送CCD62から電荷が出力され、1フィールドの画像情報として読み出される。
【0030】
図8において、A8で基板電圧が印加され、フォトダイオード60の残留電荷がクリアされる。その後フォトダイオード60に電荷が蓄積されはじめ、B8で垂直転送CCD61の電極V1 に電圧が印加されると、フォトダイオード60に蓄積された奇数フィールドの電荷が垂直転送CCD61に転送され、電荷は垂直転送CCD61から水平転送CCD62に転送される。同時にFIは奇数フィールドを示すハイ信号に切り替わる。B8からD8の期間水平転送CCD62から電荷が出力され、奇数フィールドの画像情報として読み出される。その間、C8で再び基板電圧が印加され、フォトダイオード60の残留電荷が除去される。D8で垂直転送CCD61の電極V3 に電圧が印加されると、フォトダイオード60に蓄積された偶数フィールドの電荷が垂直転送CCD61に転送され、次いで水平転送CCD62に転送される。同時にFIは偶数フィールドを示すロー信号に切り替わる。D8からF8の期間水平転送CCD62から電荷が出力され、偶数フィールドの画像情報として読み出される。
【0031】
従って、V1 、V3 の電圧印加の位相を制御することにより読み出しモードの切り替えすなわちフィールドモード、フレームモードの切り替えが可能であるが、本実施形態においては構成を簡略にするため常にフィールドモードによる読み出しのみを行う構成としている。
【0032】
図9は、本実施形態におけるポートP1 およびP3 の入力値とポートS3 およびS4 の出力値の関係を示す真理値表である。真理値表においてポートS3 の出力値により電子シャッタースピード(電荷蓄積時間)が、またポートS4 の出力値により光源に与える電圧が決定される。
【0033】
真理値表の第1行目は、ポートP3 の入力値が「1」すなわちトリガースイッチ15が押されており、かつポートP1 の入力値が「1」すなわち筐体10の揺れの速さが大きい場合を示している。この場合ポートS3 からは「0」すなわち電子シャッタースピードを高速(短時間)にすることを指示する信号が出力され、ポートS4 からは「1」すなわち光源に高電圧を与え高照度にすることを指示する信号が出力される。
【0034】
真理値表の第2行目は、ポートP3 の入力値が「1」すなわちトリガースイッチ15が押されており、かつポートP1 の入力値が「0」すなわち筐体10の揺れの速さが小さい場合を示している。この場合ポートS3 からは「1」すなわち電子シャッタースピードを低速(長時間)にすることを指示する信号が出力され、ポートS4 からは「0」すなわち光源に低電圧を与え低照度にすることを指示する信号が出力される。
【0035】
図10は本実施形態におけるシンボル面の撮像処理からシンボルデータ送信までの処理フローである。尚、フロー中の「高速シャッタモード」「低速シャッターモード」とはシンボル面を撮像する際の撮像モードを意味し、「高速シャッタモード」は電荷蓄積時間を例えば1/1000秒にすると共に光源に与える電流を例えば40mA(ミリアンペア)にして照明光を明るくするモードであり、「低速シャッターモード」とは電荷蓄積時間を例えば1/250秒にすると共に光源に与える電流を例えば10mAにして照明光を暗くするモードである。
【0036】
処理フローの開始時、シンボル読み取り装置本体の電源はオンされており、CPU20は稼働状態にあり、各駆動回路およびCCD35、光源36は駆動可能な状態にある。ステップ100ではトリガースイッチ15が押されているか否かを判断し、押されていればステップ101へ進み、押されていない場合は新たな処理は行われない。すなわち、トリガースイッチ15が押されてシンボル読み取りの処理が開始される。
【0037】
ステップ101においてポートP1 の値が確認され、「1」すなわち筐体10の揺れの速さが大きい場合はステップ102へ進み、高速シャッターモードにセットされてシンボル面の画像情報が読み出される。読み出された画像情報は2値化処理や所定の画像処理が施された後メモリに格納され、ステップ104へ進む。
【0038】
一方ポートP1 の値が「0」すなわち筐体10の揺れの速さが小さい場合はステップ103に進み、低速シャッターモードにセットされてシンボル面の画像情報が読み出される。読み出された画像情報は同様に2値化処理や所定の画像処理が施された後メモリに格納され、ステップ104へ進む。
【0039】
ステップ104ではメモリからシンボル面の画像情報が読み出され、その画像情報からデータシンボルに対応する画素データのみの抽出、すなわちシンボルの抽出処理が行われる。抽出された画素データを基にステップ105でデコード処理が施される。ステップ105においてデコード処理が成功した場合は、シンボル読み取り成功としてステップ106でシンボルの情報が外部のホストコンピュータへ送信される。デコード処理に失敗した場合は、ホストコンピュータへの送信は行われない。尚、シンボル読み取りの結果は、デコードの結果はブザーあるいは筐体に設けられた表示ランプ(図示せず)等により操作者に知らされる。
【0040】
以上のように本実施形態によれば、角速度センサーにより検出される筐体の揺れの速さに応じて撮像素子の電荷蓄積時間を設定している。そのため、シンボル面の画像情報の信頼性が高くなり、シンボル面の画像情報からシンボル情報を抽出してデコードする際失敗する可能性が低減され、シンボル読み取り成功の確率が高くなる。
【0041】
さらに、本実施形態では電荷蓄積時間が長い場合はシンボル面に照明光を照射する光源を低照度に設定するため経済的である。
【0042】
図11は、本発明の第2実施形態に係るシンボル読み取り装置のブロック図である。
【0043】
第1実施形態と同様に筐体10内においてCCD35の近傍に配設された角速度センサー40から筐体10の揺れの速さに応じた電圧が筐体揺れ検出回路41に出力され、筐体揺れ検出回路41では角速度センサー40からの入力値に応じたアナログ電圧S1 をA/Dコンバータ43に出力する。A/Dコンバータ43はCPU20に接続されており、A/Dコンバータ43では入力されたアナログ電圧S1 を例えば8ビットのデジタル値に変換して出力し、そのデジタル値はCPU20のポートP1 に入力される。筐体10の揺れの速さと筐体揺れ検出回路41の出力値S1 との関係は第1実施形態と同様である。すなわち、角速度センサー40が筐体の揺れを検出しない場合は、筐体揺れ検出回路41から出力されるアナログ電圧S1 は2Vとなる(図3参照)。
【0044】
また、CPU20にはポートS3 およびS5 を介してCCD駆動回路32が接続されている。ポートS3 から出力される制御信号は第1実施形態と同様である。ポートS5 の出力値はポートP1 に入力されるデジタル値が所定値(2Vのデジタル値)を越えているか否かにより決定され、ポートS5 の出力値に従ってCCD駆動回路32は読み出しモードを切り換えてCCD35を駆動する。ポートP1 の入力値が所定値に達していなければ、フレームモードによる読み出しを行う信号がポートS5 から出力され、ポートP1 の入力値が所定値に達するか若しくは所定値を超えている場合はフィールドモードによる読み出しを行う信号がポートS5 から出力される。
【0045】
さらに、CPU20にはフラッシュメモリ44が接続されている。フラッシュメモリ44には、ポートP1 に入力される各値、すなわちA/D変換された角速度センサーの出力値に対応する電荷蓄積時間および光源の輝度を決定する電圧のデジタル値がテーブルデータとして格納されている。ポートP1 のデジタル値がポートS2 から出力され、フラッシュメモリ44のデーブルデータが参照され、S2 のデジタル値に対応する電荷蓄積時間および光源の輝度を決定する電圧のデジタル値が取得されポートP5 を介してCPU20に入力される。以上のようにして取得した電荷蓄積時間のデジタル値はポートS3 からCCD駆動回路32に出力され、光源の輝度を決定する電圧のデジタル値はポートS4 から光源駆動回路33に出力される。その他の構成は第1実施形態と同様である。
【0046】
図12は本実施形態におけるシンボル面の撮像処理からシンボルデータ送信までの処理フローである。尚、フローで用いられている「DV」は、検出回路41が揺れを検出していない時の出力電圧値である2Vの電圧値をデジタル変換した値である。
処理フローの開始時、シンボル読み取り装置本体の電源はオンされており、CPU20は稼働状態にあり、各駆動回路およびCCD35、光源36は駆動可能な状態にある。ステップ200ではトリガースイッチ15が押されているか否かを判断し、押されていればステップ201へ進み、押されていない場合は新たな処理は行われない。すなわち、トリガースイッチ15が押されてシンボル読み取りの処理が開始される。
【0047】
ステップ201では、角速度センサー40から筐体10の揺れの速さに応じた信号が筐体揺れ検出回路に出力され、角速度センター40から入力された信号に応じて筐体揺れ検出回路から出力されるアナログ電圧値がA/Dコンバータによりデジタル値に変換されCPU20のポートP1 に入力される。
【0048】
次いでステップ202では、ポートP1 の値をDVと比較する。ポートP1 の値がDVより大きい場合、すなわち筐体が揺れている場合はステップ203に進み、ポートP1 の値がDV以下の場合、すなわち筐体が実質的に揺れていない場合はステップ211へ進む。
【0049】
ステップ203では、ポートS5 から出力される信号が「0」となって撮像素子に蓄積される電荷の読み出しモードがフィールドモードにセットされる。
【0050】
次いでステップ204では、ポートP1 に入力されたデジタルの値がポートS2 からフラッシュメモリ44に出力され、フラッシュメモリ44に内蔵されたテーブルデータが参照され、ステップ205でポートS2 から出力されるデジタル値に対応する電荷蓄積時間および光源の駆動電流の値を取得する。
【0051】
ステップ206では、ステップ205で取得した電荷蓄積時間のデジタル値がポートS3 からCCD駆動回路32に、光源の駆動電流のデジタル値がポートS4 から光源駆動回路33に出力され、CCD35において所定の電荷蓄積時間の間、所定の光源の輝度もとでシンボル面の撮像が行われる。
【0052】
次いでステップ207でシンボル面の画像情報に2値化処理や所定の画像処理が施された後メモリに格納され、ステップ208へ進む。ステップ208でメモリからシンボル面の画像情報が読み出され、その画像情報からデータシンボルに対応する画素データのみの抽出、すなわちシンボルの抽出処理が行われ、ステップ209でシンボル情報に対してデコード処理が施される。
【0053】
ステップ209においてデコード処理に成功した場合は、シンボル読み取り成功としてステップ210でシンボルの情報が外部のホストコンピュータへ送信される。デコード処理に失敗した場合は、ホストコンピュータへの送信は行われない。尚、シンボル読み取りの結果は、デコードの結果はブザーあるいは筐体に設けられた表示ランプ(図示せず)等により操作者に知らされる。
【0054】
一方、ステップ211ではポートS5 から出力される信号が「1」となって撮像素子に蓄積される電荷の読み出しモードがフレームモードにセットされる。
【0055】
次いでステップ212では、フレームモードに応じて光源に与える電流が20mAに、電荷蓄積時間が例えば1/200秒に決定される。その後ステップ206に進み、ステップ212で決定された光源の電流による照明光の照度、および電荷蓄積時間のもとでシンボル面の撮像が行われる。以下の処理はフィールドモードの場合と同様である。
【0056】
以上のように本実施形態においては、筐体10が揺れている可能性が極めて低い場合は、フレームモードで画像情報の読み出しを行い、筐体10が揺れている場合は読み出しモードをフィールドモードにし、さらに揺れの速さに応じて電荷蓄積時間および光源の照度を連続的に変化させて画像情報の読み出しを行っている。
【0057】
第1実施形態で述べたように、フィールドモードで読み出す場合は、偶数フィールドの画素情報と奇数フィールドの画素情報を加算して処理するため、フレームモードによる読み出しに比べると画像情報量が半分に減少する反面、撮像時間(電荷蓄積時間から全画素データ分の読み出しが完了するまでに要する時間)がフレームモードの約半分ですむため筐体が揺れている可能性の高い場合には有効な読み取りモードである。
【0058】
一方、フレームモードで画像情報を読み出す場合は、電荷蓄積時間および読み出しに要する時間がフィールドモードの2倍の時間を必要とするため、読み取り開口をシンボル面により長時間位置づける必要があり、操作者の手振れ等による外乱に弱い反面、画像情報量が多くデコードの精度が向上するという利点がある。
【0059】
従って、本実施形態によれば筐体の状況に対応して常に適切な状態でシンボル面の画像情報を読み込むことができ、画像情報の精度が常に高く保たれるのでデコード処理が安定して行われる。
【0060】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、筐体の固定状態に応じて2次元シンボルの読み取りを安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るシンボル読み取り装置の斜視図である。
【図2】第1実施形態のシンボル読み取り装置のブロック図である。
【図3】筐体の振れ量と筐体揺れ検出回路の出力値との関係を示すグラフである。
【図4】本実施形態のシンボル読み取り装置に用いられるCCDの模式図である。
【図5】CCDのフォトダイオードと垂直転送CCDの構成を示す拡大図である。
【図6】CCDの層構造を示す断面図である。
【図7】フィールドモードによる画像情報の読み出しのタイミングチャートである。
【図8】フレームモードによる画像情報の読み出しのタイミングチャートである。
【図9】シンボル読み取り装置に内蔵されたCPUにおける演算処理の真理値表である。
【図10】第1本実施形態におけるシンボル読み出しの処理フローである。
【図11】第2実施形態のシンボル読み取り装置のブロック図である。
【図12】第2本実施形態におけるシンボル読み出しの処理フローである。
【符号の説明】
10 筐体
12 読み取り開口部
15 トリガー
20 CPU
60 フォトダイオード
61 垂直転送CCD
62 水平転送CCD
Claims (3)
- コード化シンボルが形成されたシンボル面を筐体の一壁面に対向させ、前記シンボルを前記壁面に形成された読み取り開口内に位置づけて読み取るシンボル読み取り装置であって、
前記筐体の揺れの速さを検出する揺れ検出手段と、
前記シンボル面の光学情報を光電変換して電荷蓄積するための素子であって、二次元配列された複数の画素を有する撮像素子と、
前記揺れ検出手段が検出する前記筐体の揺れの速さに基づいて前記撮像素子における電荷蓄積時間を制御する撮像制御手段と、
前記シンボル面に照明光を照射するための光源と、
前記揺れ検出手段が検出する前記筐体の揺れの速さに基づいて前記光源の光量を制御する光量制御手段とを備え、
前記撮像制御手段は、前記撮像素子の前記複数の画素に蓄積される電荷信号を各画素毎に独立して読み出すフレームモードと、複数の画素毎に合成して読み出すフィールドモードの2つの読み出しモードとを選択する機能を備え、
前記揺れ検出手段が検出する前記筐体の揺れの速さが所定値に達していない場合、前記電荷蓄積時間は所定時間に設定され、前記光量は所定量に設定され、前記撮像制御手段はフレームモードで前記撮像素子から電荷を読み出し、
前記筐体の揺れの速さが前記所定値に達するか若しくは前記所定値を越えると、前記光量制御手段は、前記筐体の揺れの速さに基づいて前記光量を連続的に変化させ、前記撮像制御手段は、前記筐体の揺れの速さに基づいて前記電荷蓄積時間を連続的に変化させながら、フィールドモードで前記撮像素子から電荷を読み出すことを特徴とするシンボル読み取り装置。 - コード化シンボルが形成されたシンボル面を筐体の一壁面に対向させ、前記シンボルを前記壁面に形成された読み取り開口内に位置づけて読み取るシンボル読み取り装置であって、
前記筐体の揺れの速さを検出する揺れ検出手段と、
前記シンボル面の光学情報を光電変換して電荷蓄積する撮像素子と、
前記揺れ検出手段が検出する前記筐体の揺れの速さに基づいて前記撮像素子に おける電荷蓄積時間を制御する撮像制御手段と、
前記シンボル面に照明光を照射するための光源と、
前記揺れ検出手段が検出する前記筐体の揺れの速さに基づいて前記光源の光量を制御する光量制御手段とを備え、
前記撮像制御手段は、前記揺れ検出手段が第1の揺れの速さを検出した場合、第1の電荷蓄積時間で前記撮像素子に電荷を蓄積し、前記揺れ検出手段が第2の揺れの速さを検出した場合、第2の電荷蓄積時間で前記撮像素子に電荷を蓄積することにより、前記揺れ検出手段が前記筐体の揺れの速さを実質的に検出している場合、2段階で電荷蓄積時間を制御し、
前記第1の揺れの速さは前記第2の揺れの速さより大きく、かつ前記第1の電荷蓄積時間は前記第2の電荷蓄積時間より短く、
前記光量制御手段は、前記揺れ検出手段が前記第1の揺れの速さを検出した場合、前記光源を高照度にし、前記揺れ検出手段が前記第2の揺れの速さを検出した場合、前記光源を低照度にすることを特徴とするシンボル読み取り装置。 - 前記揺れ検出手段が角速度センサーであることを特徴とする請求項1または2に記載のシンボル読み取り装置。
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