JP3829581B2 - Optical information reader - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーコードや2次元コード等の標識を読み取る光学情報読取装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
以下、光学情報読取装置のうち、特にイメージセンサに1次元(リニア)イメージセンサを用いたバーコードについて説明する。なお、本発明はバーコードリーダに限定されることはなく、2次元コードリーダや、OCRリーダやバーコードリーダ一体型ハンドヘルドターミナル、2次元コードリーダ一体型ハンドヘルドターミナルのような光学的に情報を読取可能な携帯情報端末等にも適用できることはいうまでもない。
【0003】
従来のバーコードリーダのブロック図を図10に示す。1はイメージセンサで、標識やその周辺からの反射光を電気信号に変換する。2はイメージセンサ駆動回路で、イメージセンサ1を駆動するタイミングを生成するとともに、シャッタスピードを電気的に制御することが可能な電子シャッタ機能を有する。イメージセンサ駆動回路2は、イメージセンサ1に内蔵されている場合や、後述するCPU6に内蔵されている場合もある。3はゲイン制御回路でイメージセンサ1から出力される信号を設定されたゲインで増幅する。4はオフセット制御回路でゲイン制御回路3により増幅された信号の電圧レベルを上下にオフセットする。なお、ゲイン制御回路3とオフセット制御回路4の順番は入れ換えられる場合もある。5は二値化回路でオフセット制御回路4からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。6はCPUでマイクロプロセッサにより構成され、主にバーコードのデコード処理をする。CPU6の実行プログラムが格納されているプログラムメモリや、実行に必要なワークメモリはCPU6に内蔵されていることが多く図示していない。CPU6はゲイン制御回路3のゲイン制御、オフセット制御回路4のオフセット値の制御、ならびにイメージセンサ駆動回路2から出力するタイミングを変更することによりシャッタスピードを制御する。またCPU6でデコードされたデータなどは、7の通信I/F(通信インターフェイス)を通じて、POSやPCなどのホストなどに送信される。
【0004】
なお、デコード処理は、解読処理または認識処理とも呼ばれ、厳密にはデジタル信号からバーコードなどの標識を認識(解読)する処理のことであるが、一般には単に読み取り処理とも呼ばれている。本文では、デコード処理とはCPUによる解読(認識)処理のことをさし、読み取り処理は初期設定などの各種設定や、通信、デコード処理を含む読み取りに必要な処理全体を意味する。
【0005】
次に従来例の読み取り処理の流れを図11に示す。ステップ1はゲイン、オフセット値、シャッタスピードの初期設定処理で、CPU6はあらかじめプログラムされたゲイン、オフセット値、シャッタスピードのそれぞれの初期設定値をゲイン制御回路3、オフセット制御回路4、イメージセンサ駆動回路2に設定する。ステップ2は二値化回路出力取り込み処理で、CPU6はイメージセンサ1からの出力信号を、ゲイン制御回路3、オフセット制御回路4、二値化回路5を介して取り込む。ステップ3はバーコードのデコード処理で、CPU6は、取り込まれたデジタル信号をバーコードのデコードアルゴリズムに基づいてデコード処理を行う。デコード処理でデコードが成功した場合(ステップ4)、デコード結果を通信I/F7を経由して外部のPCやPOSなどのホストへ送信(ステップ6)した後、次の二値化回路出力取り込みを行う。
【0006】
一方デコードが失敗した場合、ゲイン、オフセット値、シャッタスピードの少なくともいずれか一つを変更し(ステップ5)、変更した値をゲイン制御回路3、オフセット制御回路4、イメージセンサ駆動回路2に設定した後(ステップ11)、次の二値化回路出力取り込みを行う。
【0007】
図12にプログラムメモリにあらかじめ格納されたゲイン、オフセット値、シャッタスピードの表(テーブル)を示す。図11のステップ1で、例えば初期値としてゲイン、オフセット値、シャッタスピードは、それぞれアドレス(A000、B000、C000)に格納されたデータ(ゲイン0、オフセット値0、シャッタスピード0)が設定される。デコードが成功しない場合、図11のステップ5で示すように、ゲイン、オフセット値、シャッタスピードのうち少なくともいずれか一つの設定値が変更され、次の二値化回路出力取り込みを行う。
【0008】
なお、電源が切られた場合や、読み取りスイッチ(図示せず)が設けられそのスイッチがオフにされた場合や、タイマなどによってあらかじめ設定した読み取り時間が過ぎた場合などは読み取りが強制的に終了する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
近年省エネルギーの観点から、消費電流をできるだけ少なくすることが要望され、バーコードリーダや2次元コードリーダでは、読み取る時のみ読取装置の電源を通電することが行われている。
【0010】
また、工場や車内など、接続するホストから離れた環境での使用では、一般にハンドヘルドターミナルと呼ばれる、携帯型の光学読取装置がよく使用される。ハンドヘルドターミナルは、電池駆動で少しでも使用時間を長くするために可能な限り電源を制御し、消費電流を少なくする必要が特にある。そのため、読み取りのたびに、読み取りに関する部分の電源を通電する、つまり読み取り時以外には読み取りに関する部分の電源をオフにすることが行われている。
【0011】
しかし、図11の流れ図に示す処理では、読取装置の電源が一度切断されると、再度電源投入時には、ステップ1のゲイン、オフセット値、シャッタスピードの初期設定からやり直さなければならず、初期値でデコードが失敗した場合、デコードが成功する設定値になるまで、ステップ5でゲイン、オフセット値、シャッタスピードの変更が少なくとも一度必要であり、読み取りが成功するまでに時間がかかるという課題があった。特にデコード可能なゲインの範囲、オフセット値の範囲、シャッタスピードの範囲が狭いバーコード、例えばバーコードとその周辺のコントラストが悪いものを読み取る場合には、デコード可能なゲイン、オフセット値、シャッタスピードの設定の組み合わせが少ないため、最適な設定値の設定までに何回もゲイン、オフセット値、シャッタスピードの変更が必要となるため、読み取りが成功するまでの時間が非常にかかるという課題があった。
【0012】
さらにバーコードなどの標識を含むラベルに接触して読み取るタイプの光学読取装置の場合、読み取り口が、外光を遮断しているため、周囲の読み取り環境の変化の影響を受けることが少なく、製造時に最適なゲイン、オフセット値、シャッタスピードを設定しておけば、その後変更しなくてもよい場合が多かった。しかし、近年2次元コードリーダを中心に、標識を含むラベルから離して読み取るタイプの光学読取装置が増えてきた。このタイプの場合、周囲の外光の影響を直接ラベルに受けるので、設定できる範囲を大きくかつ設定値のステップを細かく設計する必要があり、デコード可能な設定値の設定に時間がかかり、デコードが成功するまでの時間が非常にかかるという課題があった。
【0013】
本発明はこのような課題を解決するもので、高速読取が可能な光学情報読取装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために本発明の第1の光学情報読取装置は、標識からの反射光を取り込み電気信号に変換するイメージセンサと、前記イメージセンサからの電気信号を増幅するゲインが設定可能なゲイン制御手段と、前記ゲイン制御手段により増幅された電気信号をデジタル信号に変換するAD変換器または前記ゲイン制御手段により増幅された電気信号を二値化する二値化手段と、前記標識の有する情報を復元するため前記イメージセンサからの電気信号であってデジタル化された信号をデコードするデコード手段と、前記ゲイン制御手段のゲインを電気的にバックアップ可能な不揮発性メモリに格納するゲイン格納手段を有するものである。
【0015】
第2の光学情報読取装置は、標識からの反射光を取り込み電気信号に変換するイメージセンサと、前記イメージセンサからの電気信号のオフセット値が設定可能なオフセット制御手段と、前記オフセット制御手段によりオフセットされた電気信号をデジタル信号に変換するAD変換器または前記オフセット制御手段によりオフセットされた電気信号を二値化する二値化手段と、前記標識の有する情報を復元するため前記イメージセンサからの電気信号であってデジタル化された信号をデコードするデコード手段と、前記オフセット制御手段のオフセット値を電気的にバックアップ可能な不揮発性メモリに格納するオフセット値格納手段を有するものである。
【0016】
第3の光学情報読取装置は、標識からの反射光を取り込み電気信号に変換するイメージセンサと、前記イメージセンサのシャッタスピードが設定可能な電子シャッタ制御手段と、前記イメージセンサからの電気信号をデジタル信号に変換するAD変換器または前記イメージセンサからの電気信号を二値化する二値化手段と、前記標識の有する情報を復元するため前記イメージセンサからの電気信号であってデジタル化された信号をデコードするデコード手段と、前記電子シャッタ制御手段のシャッタスピードを電気的にバックアップ可能な不揮発性メモリに格納するシャッタスピード格納手段を有するものである。
【0017】
第4の光学情報読取装置は、デコード後、デコードの成功または失敗を示す値を電気的にバックアップ可能な不揮発性メモリに格納する読取成否結果格納手段を有するものである。
【0018】
第5の光学情報読取装置は、デコード後、デコード時のゲインを電気的にバックアップ可能な不揮発性メモリに格納するゲイン格納手段を有するものである。
【0019】
第6の光学情報読取装置は、デコード後、デコード時のオフセット値を電気的にバックアップ可能な不揮発性メモリに格納するオフセット値格納手段を有するものである。
【0020】
第7の光学情報読取装置は、デコード後、デコード時のシャッタスピードを電気的にバックアップ可能な不揮発性メモリに格納するシャッタスピード格納手段を有するものである。
【0022】
第8の光学情報読取装置は、デコード後に、デコードの成功または失敗を示す値、かつ/またはデコード時のゲイン、かつ/またはデコード時のオフセット値、かつ/またはデコード時のシャッタスピードをホストなどへ送信する送信手段を有するものである。
【0023】
第9の光学情報読取装置は、前記送信手段によりホストなどへ送信された前回のデコードの成功または失敗を示す値、前回のデコード時のゲイン、かつ/または前回のデコード時のオフセット値、かつ/または前回のデコード時のシャッタスピードをホストなどから受信する受信手段と、デコード時のゲイン、かつ/または前回のデコード時のオフセット値、かつ/または前回のデコード時のシャッタスピードを設定する設定手段を有するものである。
【0024】
第10の光学情報読取装置は、前記受信手段により受信した、前回のデコードの成功または失敗を示す値が成功を示しているとき、前回のデコード時のゲイン、かつ/または前回のデコード時のオフセット値、かつ/または前回のデコード時のシャッタスピードを設定する設定手段を有するものである。
【0025】
【発明の実施の形態】
上記構成により、第1の光学情報読取装置は、電気的にバックアップ可能な不揮発性メモリからなるゲイン格納手段により、例え読取装置の電源が切られたとしても、ゲイン制御回路のゲインを格納しておくことができる。
【0026】
第2の光学情報読取装置は、電気的にバックアップ可能な不揮発性メモリからなるオフセット値格納手段により、例え読取装置の電源が切られたとしても、オフセット制御回路のオフセット値を格納しておくことができる。
【0027】
第3の光学情報読取装置は、電気的にバックアップ可能な不揮発性メモリからなるシャッタスピード格納手段により、例え読取装置の電源が切られたとしても、電子シャッタ制御手段のシャッタスピードを格納しておくことができる。
【0028】
第4の光学情報読取装置は、電気的にバックアップ可能な不揮発性メモリからなる読取成否結果格納手段により、例え読取装置の電源が切られたとしても、デコードの成功または失敗を示す値を格納しておくことができる。
【0030】
第8の光学情報読取装置は、デコード後に、デコードの成功または失敗を示す値、ゲイン、オフセット値、シャッタスピードの少なくとも何れかをホスト等へ送信することができる。
【0031】
第9の光学情報読取装置は、ホストなどへ送信された前回デコード時のゲイン、オフセット値、シャッタスピードの少なくとも何れか一つをホストから受信し、それらの値を設定することができる。
【0032】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら説明する。
【0033】
(実施の形態1)
図1に本発明の実施の形態1の光学情報読取装置のブロック図を示す。ここで従来例のブロック図を示す図10と同じ部分は同じ符号を用い説明は省略する。
【0034】
8は不揮発性メモリとして電気的に消去可能なEEPROMを本発明の形態では使用した。なお不揮発性メモリはEEPROMに限定されるものでなく、強誘電体メモリ(FeRAM)や、電池によってバックアップされたSRAM、DRAMを含む。不揮発性メモリ8によって、読取装置の電源が切られた場合でも、メモリ内に記憶されたデータを保持することができる。
【0035】
9は読み取りスイッチで、読み取りスイッチがオンされると、CPU6は読み取り処理を実行する。読み取りスイッチはオンしている間読み取りを行い、オフにした時に読み取りを終了するように構成しても、一度スイッチをオンすると読み取りを一度行う構成としても構わないし所定の回数読み取りを行なう構成としても構わない。さらに、読み取りスイッチ9は必ず必要なものではなく、ホストからの通信による読み取り指令でも構わない。
【0036】
図2はEEPROM8の格納形式を表す一例で、ゲイン格納領域と、オフセット値格納領域と、シャッタスピード格納領域と、読取成否結果格納領域に分かれており、それぞれ、ゲイン、オフセット値、シャッタスピードの設定値と読取成否結果を示す値をデコード後に格納する。本発明の実施の形態1では、デコードの成功時には、デコード時のゲイン、オフセット値、シャッタスピードの設定値のアドレスとデコードの成否結果がEEPROM8に格納される。またデコードの失敗時には、ゲイン、オフセット値、シャッタスピードのいずれかが二値化回路の出力に応じて変更された後、ゲイン、オフセット値、シャッタスピードの設定値のアドレスと、デコードの成否結果がEEPROM8に格納される。
【0037】
図2の例では、ゲインはEEPROM8のアドレス(D000、D001、D002)に、ゲイン、オフセット値、シャッタスピードの設定値のアドレス(A000、B001、C005)がデータとして格納されており、デコードの成功/失敗は、フラグとしてアドレス(D003)に格納されている。なお、アドレス(D003)には、デコードの成功時はデータ(0001)、デコードの失敗時はデータ(0000)が書き込まれる。
【0038】
次に本発明の実施の形態1の処理の流れを図3に示す。ここで従来例の流れ図を示す図11と同じ処理は同じ符号を用い説明は省略する。
【0039】
ステップ11は、設定手段で、前回格納されたゲイン、オフセット値、シャッタスピードをそれぞれゲイン制御回路3、オフセット制御回路5、イメージセンサ駆動回路2に設定する。具体的には、図2に示すデータが格納されている場合、CPU6はアドレス(D000、D001、D002)に格納されているデータ(A000、B001、C005)をアドレスとする設定値(ゲイン0、オフセット値1、シャッタスピード5)を設定しステップ2へ進む。デコードが成功した場合、ホストへデータ送信後(ステップ6)、ゲイン、オフセット値、シャッタスピードをEEPROM8のアドレス(D000、D001、D002)にそれぞれ格納し(ステップ12)、その後デコード成功を示すデータ(0001)をEEPROM8のアドレス(D003)に格納し(ステップ13)、読み取り処理を終了する。デコードが失敗した場合、ホストへデータの送信を行わず、二値化回路の出力に応じて、ゲイン、オフセット値、シャッタスピードの少なくとも一つを変更し(ステップ5)、変更した設定値をEEPROM8のアドレス(D000、D001、D002)にそれぞれ格納し(ステップ12)、その後デコード失敗を示すデータ(0000)をEEPROM8のアドレス(D003)に格納し(ステップ13)、読み取り処理を終了し電源を切断する。
【0040】
具体的にステップ5では、デコードに失敗した場合、二値化回路の出力が、黒を示す値が多い場合、または黒を示す期間が長いと判断された場合、二値化出力が小さいと判断されオフセット値やゲインを上げる。逆に白が多い場合は、オフセット値やゲインを下げる。
【0041】
このように、消費電流を少なくするため、読み取り時のみ読取装置に電源を入れる場合、前回読み取りを行ったときとバーコードの印字状態や周囲環境、特に周囲の明るさが同じで、前回のデコードが成功した場合、デコード可能なゲイン、オフセット値、シャッタスピードがステップ11で設定されるため、電源投入後最初の設定でデコードを行うことができ、読み取り時間を短縮する効果がある。
【0042】
一般的に読み取り時の明るさなどの周囲環境は、室内であればほぼ同じである場合が多く、また屋外であっても、急変せずに緩やかに変化することが多い。
【0043】
さらに、あらかじめ袋や容器に印字されたバーコードを除くと、工場や倉庫内、運輸業界で使用されるコードは、黒で印字され印字状態はほぼ同じであることが多く、前回のデコードで成功したゲイン、オフセット値、シャッタスピードでデコード可能な場合が多い。
【0044】
(実施の形態2)
実施の形態1では、標識としてバーコードを読み取る装置を用いたが、標識はバーコードに限定されず、2次元コードやOCRも含むことは明らかである。2次元コードやOCRを読み取る装置である本発明の実施の形態2の光学情報読取装置のブロック図を図4に示す。10はAD変換器で図1の二値化回路5の代わりにアナログ信号を8ビットのデジタル値に変換する。イメージセンサ1には、エリアCCDなどのエリアイメージセンサが用いられる。エリアイメージセンサの出力は、2次元方向にデータを持っているため、従来例や実施の形態1のバーコード読取装置で使用していた二値化回路5ではシェーディングなどの影響を受け正確に二値化できないため、AD変換器10が用いられ8ビットのデジタル信号に変換され、CPU6によって二値化処理が行われる。11は画像メモリで、エリアイメージセンサの画素は通常約33万画素と多く、一般にはCPU6にメモリが内蔵できないため、CPU6の外部にSRAMやDRAMで構成される。CPU6は画像メモリ11のデータをデコード処理する。なおAD変換器10の出力を画像メモリ11に格納するためのDMA(ダイレクト・メモリ・アクセス)回路は図示していない。またイメージセンサ1は、エリアCCDでもCMOSタイプのエリアイメージセンサでも構わない。
【0045】
次に本発明の実施の形態2の処理の流れを図5に示す。ここで従来例の流れ図を示す図11、本発明の実施の形態1の流れ図を示す図3と同じ処理は同じ符号を用い説明は省略する。
【0046】
ステップ14はAD変換器10の出力を画像メモリ11に取り込む処理で、取り込み終了後、2次元コードやOCRのデコード処理に進む(ステップ15)。
【0047】
イメージセンサ1にエリアイメージセンサを使用した場合、画素数が多いため、AD変換器10の出力を取り込むステップ14の処理に時間がかかる。さらにステップ15の2次元コードやOCRのデコードも、データ数が多いことに加え、CPU6がソフト的に二値化処理を行わなければならないため、一回のデコード処理に時間がかかる。そのため、前回のデコードが成功した場合、次回のデコードにおいて、2次元コードやOCRの印字状態や周囲環境が同じ条件であれば、前回のゲイン、オフセット、シャッタスピードの条件設定をそのまま用いることができるため、確実かつ短時間にデコードができ、実施の形態1で説明したより、読み取り時間を短縮する効果が大きい。
【0048】
なお、ゲイン、オフセット値、シャッタスピード、読取成否結果のメモリへの格納形式は、実施の形態1で示した図2と同じとした。
【0049】
(実施の形態3)
次に本発明の実施の形態3の処理の流れを図6に示す。ここで従来例の流れ図を示す図11、実施の形態1の流れ図を示す図3、実施の形態2の流れ図を示す図5と同じ処理は同じ符号を用い説明は省略する。なお、実施の形態で使用するブロック図は、実施の形態1で使用した図1と同じものを用いる。
【0050】
ステップ16では、ホストからゲイン、オフセット、シャッタスピードの受信を監視し、受信データがある場合データを受信する(ステップ17)。ステップ11では受信したゲイン、オフセット値、シャッタスピードを設定する。その後二値化回路出力の取り込み(ステップ2)、バーコードのデコード(ステップ3)を行い、デコードの成功/失敗に関わらずホストへデコードの成功または失敗を示す値、ゲイン、オフセット値、シャッタスピードをホストへ送信する(ステップ18)。
【0051】
実施の形態1では、デコード成功時に、成功したゲイン、オフセット値、シャッタスピードを格納するようにしたが、実施の形態3では、デコード後、デコードの成功/失敗に関わらず、デコードの成功/失敗を示す値と、ゲイン、オフセット値、シャッタスピードをホストへ送信する。
【0052】
このような構成とした場合、デコードが成功するときのゲイン、オフセット値、シャッタスピードの組み合わせと、デコードが失敗するときのゲイン、オフセット値、シャッタスピードの組み合わせをホストでデータベース化することができ、デコードに失敗しても、過去に成功した組み合わせになるように、ゲイン、オフセット値、シャッタスピードを変更することによってデコードに成功する可能性が高い組み合わせを容易に設定することができ、読み取り時間を短縮することができる。また一般的に光学的読取装置よりもPCやPOSなどホストの方が、ハードディスク等光学的記憶装置を含めメモリ容量も多く、またCPUの実行速度も速いため、大量のゲイン、オフセット値、シャタスピードの組み合わせをデータベースとし、最適な設定値を選択することが容易である。
【0053】
(実施の形態4)
図7に本発明の実施の形態4の光学情報読取装置のブロック図を示す。ここで従来例のブロック図を示す図10と、実施の形態1と実施の形態3のブロック図を示す図1と、実施の形態2のブロック図を示す図4と同じ部分は同じ符号を用い説明は省略する。
【0054】
右の破線で示すハンディターミナル部は、左の破線部で示す読み取り部にとってホストに相当する。22は液晶やCRTなどで構成される表示装置で、デコード結果や作業者への指示を表示する。23はキー入力部で、数字などの入力の他、バーコードの読み取り指示、電源のオン/オフなどの指示も入力する。24は電源制御部で、ハンディターミナル部のみならず、読み取り部の電源の制御や、内蔵電池(図示せず)の充電の制御なども行う。21はメインCPUで、読み取り部との通信機能や表示装置22の制御、キー入力部23からの入力処理、PCやPOSなどさらに上位のホストとの通信等を行っている。本発明の実施の形態4では、EEPROM8をハンディターミナル部に配置した。これは従来からハンディターミナル部には、バーコードのデコード結果等を記憶しておくため、不揮発性メモリであるEEPROMや電池でバックアップされたSRAMまたはDRAMが用いられているため、あらたに不揮発性メモリを設ける必要がないという理由からである。また読み取り部のCPU6とハンディターミナル部のメインCPU21の間は、同一基板上であるため、通信I/F7を用いずに直接接続した。
【0055】
本発明の実施の形態4の処理の流れを図8、図9に示す。ここで従来例の流れ図を示す図11、実施の形態1の流れ図を示す図3、実施の形態2の流れ図を示す図5、実施の形態3の流れ図を示す図6と同じ処理は同じ符号を用い説明は省略する。
【0056】
図8はハンディターミナル部の処理で、キー入力部23からバーコードの読み取りキーの入力があった場合、EEPROM8に格納されている前回のデコードの成否を示す値、前回のゲイン、前回のオフセット値、前回のシャッタスピードのデータを含むデータを読み取り部へ送信する(ステップ30)。送信データには、読み取り部に読み取りを行わせる指令(コマンド)も含まれている。
【0057】
図9は読み取り部の処理で、ハンディターミナル部からのゲイン、オフセット値、シャッタスピードの受信を監視し(ステップ20)、受信データがある場合データを受信する(ステップ21)。受信したデータを解析し、受信したデータに読み取りを行わせる指令が含まれ、さらに前回のデコードが成功していた場合(ステップ10)、受信した前回のゲイン、前回のオフセット値、前回のシャッタスピードを設定する(ステップ11)。ステップ10で受信データを解析し前回のデコードが失敗していた場合、受信した前回のゲイン、前回のオフセット値、前回のシャッタスピードの少なくともいずれか一つを変更して(ステップ5)、変更した値を設定する(ステップ11)。その後二値化回路出力の取り込み(ステップ2)、バーコードのデコード(ステップ3)を行い、デコードの成功/失敗に関わらずハンディターミナル部へデコードの成功または失敗を示す値、ゲイン、オフセット値、シャッタスピードを送信する(ステップ22)。
【0058】
ステップ22で送信されたデータは、図8のハンディターミナル部のステップ31で受信が監視され、ゲイン、オフセット値、シャッタスピードの受信データがある場合、読み取り部からデータを受信する(ステップ32)。受信したデータには、デコードの成功または失敗を示す値、ゲイン、オフセット値、シャッタスピードが含まれており、それぞれをステップ33、ステップ34でEEPROM8に格納する。
【0059】
なお、図9のステップ10とステップ5を削除し、実施の形態1の図3に示すようにステップ3の後にステップ4でデコードの成功/失敗を判断し、デコードが成功した場合はデコード時の設定値をハンディターミナル部へ送信し(ステップ22)、失敗している場合ステップ5により設定値を変更した後、変更後の設定値をハンディターミナル部へ送信(ステップ22)するようにしても構わない。
【0060】
また、図9のステップ10とステップ5を削除し、ステップ22でデコードの成功または失敗を示す値、ゲイン、オフセット値、シャッタスピードを送信し、ステップ5の代わりにハンディターミナル部でゲイン、オフセット値、シャッタスピードを変更する構成とすることもできる。
【0061】
実施の形態4のように、ハンドヘルドターミナルの場合、一般に電池駆動のため、消費電流を少なくする必要があり、読み取り時のみ読み取り部に電源を入れる。前回読み取りを行った時とバーコードの印字状態や周囲環境、特に周囲の明るさが同じで前回のデコードが成功した場合、デコード可能なゲイン、オフセット値、シャッタスピードがステップ11で設定されるため、最初の設定でデコードを行うことができ、読み取り時間を短縮する効果がある。
【0062】
また、ハンディターミナル部では、従来から読み取ったバーコードデータ等を不揮発性メモリに格納していたため、ゲイン、オフセット値、シャッタスピードを格納するためには、数バイトのあらたな領域を確保するだけでよく、あらたに不揮発性メモリを増設する必要がないという効果もある。
【0063】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明においては、不揮発性メモリからなるゲイン格納手段により、例え装置の電源が切られたとしても、ゲイン制御回路のゲインを格納しておくことができる。これにより、読み取りを行っていないときに、消費電力を少なくするために電源をオフにしても、再開時には前回のゲインを読み出すことが可能になる。印字状態ならびに周囲環境が同じで、前回デコード成功していれば、最初の設定ゲインでデコードを行うことができ、消費電力の削減と、読み取り時間の短縮をする効果がある。
【0064】
また、不揮発性メモリからなるオフセット値格納手段により、例え装置の電源が切られたとしても、オフセット制御回路のオフセット値を格納しておくことができる。これにより、読み取りを行っていないときに、消費電力を少なくするために電源をオフにしても、再開時には前回のオフセット値を読み出すことが可能になる。印字状態ならびに周囲環境が同じで、前回デコード成功していれば、最初の設定オフセット値でデコードを行うことができ、消費電力の削減と、読み取り時間の短縮をする効果がある。
【0065】
また、不揮発性メモリからなるシャッタスピード格納手段により、例え装置の電源が切られたとしても、電子シャッタ制御手段のシャッタスピードを格納しておくことができる。これにより、読み取りを行っていないときに、消費電力を少なくするために電源をオフにしても、再開時には前回のシャッタスピードを読み出すことが可能になる。印字状態ならびに周囲環境が同じで、前回デコード成功していれば、最初の設定シャッタスピードでデコードを行うことができ、消費電力の削減と、読み取り時間の短縮をする効果がある。
【0066】
また、不揮発性メモリからなる読取成否結果格納手段により、例え装置の電源が切られたとしても、デコードの成功または失敗を示す値を格納しておくことができる。これにより、読み取りを行っていないときに、消費電力を少なくするために電源をオフにしても、読み取りの再開時に格納している成功または失敗を示す値を読み出すことが可能になり、前回のデコードが失敗している場合の処理と、成功している場合の処理を異なったものにすることができる。
【0068】
また、デコード後、デコードの成功または失敗を示す値、ゲイン、オフセット値、シャッタスピードの少なくとも何れかをホスト等へ送信することができ、読み取り部に、それら値を格納するためのメモリを設ける必要がないという効果がある。一般にPCやPOSなどホストのメモリ容量は読み取り部よりも多く、また従来から、バックアップされたSRAMやEEPROMなどいわゆる不揮発性メモリがホストに使用されていることが多く、あらたにそれら既存の不揮発性メモリ内に、それぞれの領域を設けるだけでよい。
【0069】
更に、光学情報読取装置は、ホストなどへ送信された前回デコード時のゲイン、オフセット値、シャッタスピードの少なくとも何れかをホストから受信し、それらの値を設定することができる。読み取り部に、それら値を格納するためのメモリを設ける必要がないという効果とともに、前回デコードを行ったゲイン、オフセット値、シャッタスピードを設定することにより、前回のデコードが成功している場合、印字状態ならびに周囲環境が前回のデコード時と同じであれば、最初の設定でデコードを行うことができる。また前回のデコードが失敗している場合でも、二値化出力の波形またはAD変換器の出力波形に応じて設定値を変更しているので、初期値から設定するのに比べデコードが可能な設定値に近づいているため、デコードができるまでの設定回数が少なくて済み、読み取り時間の短縮をする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における光学情報読取装置のブロック図
【図2】本発明の実施の形態1〜4における光学情報読取装置のEEPROMの格納形式の一例の説明図
【図3】本発明の実施の形態1における光学情報読取装置の流れ図
【図4】本発明の実施の形態2における光学情報読取装置のブロック図
【図5】本発明の実施の形態2における光学情報読取装置の流れ図
【図6】本発明の実施の形態3における光学情報読取装置の流れ図
【図7】本発明の実施の形態4における光学情報読取装置のブロック図
【図8】本発明の実施の形態4における光学情報読取装置のハンディターミナル部の流れ図
【図9】本発明の実施の形態4における光学情報読取装置の読み取り部の流れ図
【図10】従来の光学情報読取装置のブロック図
【図11】従来の光学情報読取装置の流れ図
【図12】プログラムメモリ内のゲイン、オフセット値、シャッタスピードの格納形式の一例の説明図
【符号の説明】
1 イメージセンサ
2 イメージセンサ駆動回路
3 ゲイン制御回路
4 オフセット制御回路
5 二値化回路
6 CPU
7 通信I/F
8 EEPROM
9 読み取りスイッチ
10 AD変換器
11 画像メモリ
21 メインCPU
22 表示装置
23 キー入力部
24 電源制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical information reader for reading a label such as a barcode or a two-dimensional code.
[0002]
[Prior art]
In the following, a barcode using a one-dimensional (linear) image sensor as an image sensor among optical information readers will be described. Note that the present invention is not limited to a barcode reader, and optically reads information such as a two-dimensional code reader, an OCR reader, a barcode reader integrated handheld terminal, or a two-dimensional code reader integrated handheld terminal. Needless to say, the present invention can also be applied to possible portable information terminals.
[0003]
A block diagram of a conventional bar code reader is shown in FIG.
[0004]
The decoding process is also called a decoding process or a recognition process. Strictly speaking, it is a process for recognizing (decoding) a label such as a barcode from a digital signal, but it is also generally called simply a reading process. In this text, decoding processing refers to decoding (recognition) processing by the CPU, and reading processing means the entire processing necessary for reading including various settings such as initial settings, communication, and decoding processing.
[0005]
Next, FIG. 11 shows a flow of reading processing in the conventional example.
[0006]
On the other hand, if the decoding fails, at least one of gain, offset value, and shutter speed is changed (step 5), and the changed value is set in the
[0007]
FIG. 12 shows a table of gain, offset value, and shutter speed stored in advance in the program memory. In
[0008]
In addition, when the power is turned off, when a reading switch (not shown) is provided and the switch is turned off, or when the reading time set in advance by a timer or the like has passed, the reading is forcibly terminated. To do.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, from the viewpoint of energy saving, it has been demanded to reduce current consumption as much as possible. In a barcode reader or a two-dimensional code reader, the power of the reading device is energized only when reading.
[0010]
In use in an environment away from a host to be connected, such as in a factory or in a car, a portable optical reader generally called a handheld terminal is often used. In the handheld terminal, it is particularly necessary to control the power source as much as possible to reduce the current consumption in order to extend the usage time even a little by battery operation. For this reason, every time reading is performed, power is supplied to the portion related to reading, that is, the power related to the portion related to reading is turned off except during reading.
[0011]
However, in the processing shown in the flowchart of FIG. 11, once the power of the reading apparatus is turned off, when the power is turned on again, the initial setting of the gain, offset value, and shutter speed in
[0012]
Furthermore, in the case of an optical reader that reads by contacting a label that includes a label such as a bar code, the reading opening blocks out external light, so it is less affected by changes in the surrounding reading environment and manufactured. In some cases, if the optimum gain, offset value, and shutter speed were set, there was no need to change them afterwards. However, in recent years, there has been an increase in the number of optical readers that read a label apart from a label including a sign, mainly a two-dimensional code reader. In this type, since the label is directly affected by ambient ambient light, it is necessary to design a large setting range and set the setting value step in detail. There was a problem that it took a very long time to succeed.
[0013]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such problems and to provide an optical information reader capable of high-speed reading.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the first optical information reader of the present invention can set an image sensor that captures reflected light from a sign and converts it into an electrical signal, and a gain that amplifies the electrical signal from the image sensor. Gain control means, an AD converter for converting the electric signal amplified by the gain control means into a digital signal, or a binarization means for binarizing the electric signal amplified by the gain control means, Decoding means for decoding a digitized signal that is an electrical signal from the image sensor in order to restore the stored information, and gain storage means for storing the gain of the gain control means in a non-volatile memory that can be electrically backed up It is what has.
[0015]
The second optical information reader includes an image sensor that captures reflected light from a sign and converts it into an electrical signal, an offset control unit that can set an offset value of the electrical signal from the image sensor, and an offset by the offset control unit. An AD converter that converts the electrical signal into a digital signal, or a binarization unit that binarizes the electrical signal offset by the offset control unit, and an electrical signal from the image sensor for restoring the information of the sign A decoding means for decoding a digitized signal, and an offset value storage means for storing the offset value of the offset control means in a non-volatile memory that can be electrically backed up.
[0016]
The third optical information reader includes an image sensor that captures the reflected light from the sign and converts it into an electrical signal, electronic shutter control means that can set the shutter speed of the image sensor, and digitally outputs the electrical signal from the image sensor. An AD converter for converting the signal or a binarizing means for binarizing the electric signal from the image sensor; and an electric signal from the image sensor for restoring the information of the sign, and the digitized signal And a shutter speed storage means for storing the shutter speed of the electronic shutter control means in a non-volatile memory that can be electrically backed up.
[0017]
The fourth optical information reading apparatus has a reading success / failure result storing means for storing a value indicating success or failure of decoding in a nonvolatile memory that can be electrically backed up after decoding.
[0018]
The fifth optical information reader has gain storage means for storing the gain at the time of decoding in a nonvolatile memory that can be electrically backed up after decoding.
[0019]
The sixth optical information reading apparatus has an offset value storage means for storing an offset value at the time of decoding in a nonvolatile memory that can be electrically backed up after decoding.
[0020]
The seventh optical information reader has shutter speed storage means for storing the shutter speed at the time of decoding in a nonvolatile memory that can be electrically backed up after decoding.
[0022]
8th The optical information reader transmits a value indicating the success or failure of decoding and / or a gain at the time of decoding and / or an offset value at the time of decoding and / or a shutter speed at the time of decoding to the host or the like after decoding. It has a means.
[0023]
9th The optical information reader is a value indicating the success or failure of the previous decoding transmitted to the host or the like by the transmission means, the gain at the previous decoding, and / or the offset value at the previous decoding, and / or the previous decoding. It has a receiving means for receiving the shutter speed at the time of decoding from the host, etc., and a setting means for setting the gain at the time of decoding and / or the offset value at the time of the previous decoding and / or the shutter speed at the time of the previous decoding. is there.
[0024]
10th When the optical information reader receives a value indicating success or failure of the previous decoding received by the receiving means, the gain at the previous decoding, and / or the offset value at the previous decoding, and And / or setting means for setting the shutter speed at the previous decoding.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
With the above configuration, the first optical information reading device stores the gain of the gain control circuit by the gain storing means including a non-volatile memory that can be electrically backed up even if the power of the reading device is turned off. I can leave.
[0026]
The second optical information reading device stores the offset value of the offset control circuit by the offset value storage means composed of a non-volatile memory that can be electrically backed up even if the power of the reading device is turned off. Can do.
[0027]
The third optical information reading apparatus stores the shutter speed of the electronic shutter control means by the shutter speed storage means comprising a non-volatile memory that can be electrically backed up even if the power of the reading apparatus is turned off. be able to.
[0028]
The fourth optical information reading device stores a value indicating the success or failure of the decoding by the reading success / failure result storing means comprising a non-volatile memory that can be electrically backed up even if the reading device is turned off. I can keep it.
[0030]
8th After decoding, the optical information reading apparatus can transmit at least one of a value indicating success or failure of decoding, a gain, an offset value, and a shutter speed to a host or the like.
[0031]
9th The optical information reader can receive from the host at least one of the gain, the offset value, and the shutter speed at the time of previous decoding transmitted to the host or the like, and can set those values.
[0032]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0033]
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a block diagram of an optical information reading apparatus according to
[0034]
In the embodiment of the present invention, an electrically erasable EEPROM is used as a nonvolatile memory. The nonvolatile memory is not limited to the EEPROM, but includes a ferroelectric memory (FeRAM), SRAM and DRAM backed up by a battery. The
[0035]
[0036]
FIG. 2 shows an example of the storage format of the
[0037]
In the example of FIG. 2, the gain is stored in the
[0038]
Next, FIG. 3 shows a processing flow of the first embodiment of the present invention. Here, the same processes as those in FIG. 11 showing the flowchart of the conventional example are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0039]
[0040]
Specifically, in
[0041]
In this way, in order to reduce current consumption, when the reader is turned on only during reading, the barcode printing status and ambient environment, especially ambient brightness, are the same as when the previous reading was performed. Is successful, since the decodable gain, offset value, and shutter speed are set in
[0042]
In general, the ambient environment such as brightness at the time of reading is often almost the same in a room, and often changes gradually without a sudden change even outdoors.
[0043]
In addition, except for barcodes printed on bags and containers in advance, codes used in factories, warehouses, and the transportation industry are often printed in black and the printed state is often the same. In many cases, decoding is possible with the gain, offset value, and shutter speed.
[0044]
(Embodiment 2)
In the first embodiment, a device that reads a barcode is used as a marker. However, the marker is not limited to a barcode, and obviously includes a two-dimensional code and an OCR. FIG. 4 shows a block diagram of the optical information reading apparatus according to the second embodiment of the present invention, which is an apparatus for reading a two-dimensional code and OCR.
[0045]
Next, FIG. 5 shows a processing flow of the second embodiment of the present invention. Here, the same processes as those in FIG. 11 showing the flowchart of the conventional example and FIG.
[0046]
Step 14 is a process for fetching the output of the
[0047]
When an area image sensor is used as the
[0048]
The storage format of the gain, the offset value, the shutter speed, and the reading success / failure result in the memory is the same as that in FIG. 2 described in the first embodiment.
[0049]
(Embodiment 3)
Next, FIG. 6 shows a processing flow of the third embodiment of the present invention. Here, the same processes as in FIG. 11 showing the flowchart of the conventional example, FIG. 3 showing the flowchart of the first embodiment, and FIG. 5 showing the flowchart of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Note that the block diagram used in the embodiment is the same as that in FIG. 1 used in the first embodiment.
[0050]
In step 16, reception of gain, offset, and shutter speed from the host is monitored, and if there is received data, the data is received (step 17). In
[0051]
In the first embodiment, the successful gain, offset value, and shutter speed are stored when the decoding is successful. In the third embodiment, after decoding, the success / failure of the decoding is performed regardless of the success / failure of the decoding. , A gain, an offset value, and a shutter speed are transmitted to the host.
[0052]
In such a configuration, a combination of a gain, an offset value, and a shutter speed when decoding is successful, and a combination of a gain, offset value, and shutter speed when decoding fails can be databased on the host. Even if decoding fails, combinations that are likely to succeed in decoding can be easily set by changing the gain, offset value, and shutter speed so that combinations that have succeeded in the past can be set easily. It can be shortened. In general, a host such as a PC or POS has a larger memory capacity including an optical storage device such as a hard disk and a faster execution speed of the CPU than an optical reader, so a large amount of gain, offset value, and shutter speed. It is easy to select an optimal set value using a combination of
[0053]
(Embodiment 4)
FIG. 7 shows a block diagram of an optical information reading apparatus according to
[0054]
The handy terminal portion indicated by the right broken line corresponds to the host for the reading portion indicated by the left broken line portion.
[0055]
The processing flow of the fourth embodiment of the present invention is shown in FIGS. 11 showing the flowchart of the conventional example, FIG. 3 showing the flowchart of the first embodiment, FIG. 5 showing the flowchart of the second embodiment, and FIG. 6 showing the flowchart of the third embodiment. Description of use is omitted.
[0056]
FIG. 8 shows the processing of the handy terminal unit. When a barcode reading key is input from the key input unit 23, the value indicating the success or failure of the previous decoding stored in the
[0057]
FIG. 9 shows the processing of the reading unit. The reception of the gain, offset value, and shutter speed from the handy terminal unit is monitored (step 20), and if there is received data, the data is received (step 21). When the received data is analyzed and the command to read the received data is included and the previous decoding was successful (step 10), the previous gain received, the previous offset value, and the previous shutter speed Is set (step 11). When the received data is analyzed in
[0058]
The data transmitted in
[0059]
Note that
[0060]
Also, step 10 and
[0061]
As in the fourth embodiment, in the case of a handheld terminal, since the battery is generally driven, it is necessary to reduce current consumption, and the reading unit is turned on only during reading. If the previous decoding was successful because the barcode printing state and ambient environment, especially the ambient brightness, were the same as when the previous reading was performed, the decodable gain, offset value, and shutter speed are set in
[0062]
In addition, the handy terminal unit has conventionally stored barcode data read in a nonvolatile memory, so to store the gain, offset value, and shutter speed, just secure a new area of several bytes. There is also an effect that it is not necessary to newly add a non-volatile memory.
[0063]
【The invention's effect】
As is clear from the above explanation, In the present invention, Even if the power of the apparatus is turned off, the gain of the gain control circuit can be stored by the gain storage means composed of a nonvolatile memory. As a result, when reading is not performed, the previous gain can be read when restarting even if the power is turned off to reduce power consumption. If the printing state and the surrounding environment are the same and the previous decoding was successful, decoding can be performed with the first set gain, which has the effect of reducing power consumption and reading time.
[0064]
Also, Even if the power of the apparatus is turned off, the offset value of the offset control circuit can be stored by the offset value storage means comprising a nonvolatile memory. Thereby, even when the power is turned off to reduce power consumption when reading is not being performed, the previous offset value can be read at the time of restart. If the printing state and the surrounding environment are the same and decoding has been successful last time, decoding can be performed with the first set offset value, which has the effect of reducing power consumption and reading time.
[0065]
Also, Even if the power of the apparatus is turned off, the shutter speed of the electronic shutter control means can be stored by the shutter speed storing means comprising a non-volatile memory. As a result, even when the power is turned off to reduce power consumption when reading is not being performed, the previous shutter speed can be read when restarting. If the printing state and the surrounding environment are the same and decoding was successful last time, decoding can be performed at the first set shutter speed, which has the effect of reducing power consumption and reading time.
[0066]
Also, The reading success / failure result storage means composed of a nonvolatile memory can store a value indicating the success or failure of decoding even if the apparatus is turned off. As a result, even when the power is turned off to reduce power consumption when reading is not being performed, it is possible to read the value indicating success or failure stored when reading is resumed, It is possible to make the process when the process fails and the process when it succeeds different.
[0068]
Also, After decoding, at least one of a value indicating success or failure of decoding, a gain, an offset value, and a shutter speed can be transmitted to the host or the like, and it is not necessary to provide a memory for storing these values in the reading unit. There is an effect. In general, the memory capacity of a host such as a PC or POS is larger than that of a reading unit, and so-called non-volatile memories such as backed up SRAMs and EEPROMs are often used in the host. It is only necessary to provide the respective areas inside.
[0069]
In addition, The optical information reader can receive from the host at least one of a gain, an offset value, and a shutter speed at the time of previous decoding transmitted to the host or the like, and can set these values. There is no need to provide a memory to store these values in the reading unit. effect At the same time, if the previous decoding was successful by setting the gain, offset value, and shutter speed that were previously decoded, if the printing status and the surrounding environment are the same as the previous decoding, the first setting Decoding can be performed. Even if the previous decoding has failed, the setting value is changed according to the binarized output waveform or AD converter output waveform, so decoding is possible compared to setting from the initial value. Since the value approaches the value, the number of times of setting until decoding can be reduced, and the reading time can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an optical information reading apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of an EEPROM storage format of the optical information reading device according to the first to fourth embodiments of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart of the optical information reading device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of an optical information reader according to
FIG. 5 is a flowchart of the optical information reading apparatus in
FIG. 6 is a flowchart of the optical information reading device in
FIG. 7 is a block diagram of an optical information reader according to
FIG. 8 is a flowchart of the handy terminal unit of the optical information reading device according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart of a reading unit of the optical information reading device in
FIG. 10 is a block diagram of a conventional optical information reader.
FIG. 11 is a flowchart of a conventional optical information reader.
FIG. 12 is an explanatory diagram of an example of a storage format of gain, offset value, and shutter speed in the program memory.
[Explanation of symbols]
1 Image sensor
2 Image sensor drive circuit
3 Gain control circuit
4 Offset control circuit
5 Binarization circuit
6 CPU
7 Communication I / F
8 EEPROM
9 Reading switch
10 AD converter
11 Image memory
21 Main CPU
22 Display device
23 Key input section
24 Power control unit
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