JP4096713B2

JP4096713B2 - Optical information reader

Info

Publication number: JP4096713B2
Application number: JP2002337689A
Authority: JP
Inventors: 雅明佐野
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2022-11-21
Also published as: JP2004171346A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２次元コード等の光学的情報を読み取る光学的情報読取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光学的情報読取装置の投光部としては、光学的情報を照らす光量が一定であることが望ましい（例えば特許文献１参照）。図１３は特許文献１に記載された従来の光学的情報読取装置における投光部の照明光量を調整する方法を示すものである。
【０００３】
光学的情報読取装置は、印刷媒体上のシンボルに光を照射する投光部２５と、前記シンボルから反射した光の受光量に対応した電気量を出力する光電変換素子から構成された撮像手段２６とを備えており、信号レベルチェック回路２９で前記撮像手段２６からの出力信号が、基準値設定回路２７で設定された上限値を上回るか又は下限値を下回るかがチェックされ、その状態に応じて照度調整回路２８により投光部２５の光量を低下又は上昇させるようにしたものである。
【０００４】
光学的情報を正確に読取るためには、少なくとも光学的情報を最適な光量で照明する必要がある。対象となる光学的情報を照明するのに適切な光量があらかじめわかっている場合は、投光部の光源の経時変化等による光量の変化を補正する必要がある。
【０００５】
上記従来の構成では、シンボルの表面状態や色調、シンボルと光源および光電変換素子との距離によって光源の光量が変化するため、この光量がシンボルを読取るのに適切な光量であることが保証されない。また、シンボルに光を照射する毎に光量を調整する構成となっているため、シンボルを読取る際に必ず適切な光量に調整するための処理が入り、読取に要する時間が増加する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−３３４１７６号公報（第９頁図２４）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、光源の光量を一定に保ち、これにより常に安定した読取性能及び高速で読取可能な光学的情報読取装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、投光部と、前記投光部から投光した光の反射光を結像する結像部と、画像を取り込む撮像手段と、前記撮像手段の視野内で前記投光部及び前記撮像手段のそれぞれから所定の距離にある基準色面と、前記基準色面の反射光の輝度情報に基づき前記投光部の光量を制御する制御手段を備え、前記投光部は発光ダイオードにより構成し、前記制御手段は前記発光ダイオードに流れる電流量を制御する電流量制御部で構成した光学的情報読取装置において、前記電流量制御部は、前記発光ダイオードのＯＮ／ＯＦＦ時間を制御して電流量を制御し、前記投光部の光量の制御は、前記読取装置の電源投入時から所定の時間が経過する毎に行うように構成した。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１２を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光学的情報読取装置の基準色面５と投光部１、撮像素子３の位置関係を示す図である。
【００１７】
投光部１は光量が調整可能な光源で構成されている。結像部２はレンズ等で構成され、投光部１から投光した光の反射光を結像する。撮像手段としての撮像素子３は光の受光量に対応した電気量を出力する素子で、画像を取り込むために用いられ、同時に光学的情報４や、基準色面５の輝度を測定することが可能である。
【００１８】
基準色面５は、撮像素子３の視野内にあって外乱光の影響を受けにくい、かつ投光部１及び撮像素子３のそれぞれから一定の距離に配置するため、遮光可能なケース６の内側に設けている。このように構成した基準色面５は、撮像素子３に対する基準色面５の反射光の輝度が投光部１の発光光量を定量的に示す値となる。
【００１９】
図２は、本発明の実施の形態１における光学的情報読取装置において基準色面５の反射光の輝度情報に基づく投光部１の光量を制御する制御手段の構成を示すブロック図である。
【００２０】
光学的情報読取装置７の具備する制御手段７ａは、少なくとも光学的情報４を照明するのに適切な輝度情報を記憶した記憶装置８と、投光部１の光量を制御する制御手段としての光量制御部９と、コンピュータ１０と、撮像素子３の出力を画像メモリ１２に取り込む転送装置１１とから構成される。コンピュータ１０は画像メモリ１２から撮像素子３の出力した基準色面５の反射光に基づく輝度情報を読み出すことができるとともに、図示していない、メモリや入出力、通信等の機能を有し、メモリに記憶されているプログラムにしたがって所定の処理を実行することができるものである。
【００２１】
上記実施の形態において、投光部１の光源より照射された光は基準色面５で反射され結像部２で撮像素子３の受光面に結像する。撮像素子３の出力は転送装置１１によって画像メモリ１２に取り込まれる。反射光は投光部１の発光光量を定量的に示す値であり、コンピュータ１０は転送装置１１を通じて画像メモリ１２から取り込んだ基準色面５の部分の輝度情報と記憶装置８の適切な輝度情報を比較し、所定の誤差の範囲内で、投光部１の光量を適切な値となるよう光量制御部９を通じて制御することで常に投光部１の光量を光学的情報４の読取りに適切な値に保つことが可能になる。
【００２２】
記憶装置８に保存されている光学的情報を照明するのに適切な輝度情報は、投光部１の光量が光学的情報４を照明するのに適切な値である時の基準色面５の画像情報から求められる輝度情報である。
【００２３】
図３はコンピュータ１０が投光部１の光量を光学的情報４の読取りに適切な値に保つために実行する処理のフローチャートである。
【００２４】
ステップ３１では、記憶装置８から適切な輝度情報を読み出す。ステップ３２では、撮像素子３、転送装置１１を制御し画像を画像メモリ１２に取り込む。ステップ３３では、画像の中から基準色面５の部分の輝度情報を取り出し、記憶装置８の適切な輝度情報と比較する。ここで、双方の情報が一致するかどうかを判定するが、制御可能な分解能の制約から常にある程度の誤差が生じることは避けられない。従って、適切な輝度情報に対して所定の誤差範囲内に基準色面５の部分の輝度情報がある場合は一致しているものとみなす。
【００２５】
ステップ３４では光量制御部９を制御して投光部１の光量を制御する。具体的には基準色面５の部分の輝度情報が適切な輝度情報と比較して明るい場合は投光部１の光量が減少するように制御し、基準色面５の部分の輝度情報が適切な輝度情報と比較して暗い場合は投光部１の光量が増加するように制御する。この後、上記したステップ３２〜ステップ３４を実行する。この処理を双方の輝度情報が一致するまで繰り返す。ステップ３３で基準色面５の部分の輝度情報と適切な輝度情報とが一致した時点で本処理は終了する。
【００２６】
このように本実施例では、投光部で使用している光源の光量変化を補正し光源の光量を一定に保ち、常に安定して光学的情報の読取を行うことができる。
【００２７】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における光学的情報読取装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、投光部１の光源を発光ダイオード１３で構成した点で実施の形態１の発明と主として異なり、それ以外の同一構成並びに作用効果を奏する部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。
【００２８】
投光部１は発光ダイオード１３で構成され、その発光ダイオード１３の光量が電流量によって変化することから光量を制御する光量制御部９は、発光ダイオード１３に流れる電流量を制御する電流量制御部１４で構成する。発光ダイオード１３は小型で高輝度が得られる光源であり、また、制御が比較的容易であることから、機器の小型化、低コスト化を行う上で適切な素子である。
【００２９】
上記実施の形態において、投光部１の発光ダイオード１３から投光された光は基準色面５で反射され結像部２で撮像素子３の受光面に結像する。撮像素子３の出力は転送装置１１によって画像メモリ１２に取り込まれる。転送装置１１は、撮像素子３がＣＣＤである場合はＣＣＤを制御するためのタイミング制御機能やＡ／Ｄ変換機能、ＤＭＡ転送機能等で構成され、また、撮像素子３がＣＭＯＳエリアセンサである場合は、タイミング制御機能やＤＭＡ転送機能等で構成される。
【００３０】
コンピュータ１０は、画像メモリ１２に保存された画像情報から、基準色面５の輝度情報を得ることができる。コンピュータ１０は記憶装置８から光学的情報を照明するのに適切な輝度情報を読み出すとともに、基準色面５の輝度情報と適切な輝度情報を比較し、電流量制御部１４を制御することで発光ダイオード１３の光量を制御し、基準色面５の輝度情報と適切な輝度情報が所定の誤差の範囲で一致するように制御する。
【００３１】
図５は、本発明の実施の形態２における光学的情報読取装置の発光ダイオードのＯＮ／ＯＦＦ時間を制御する電流量制御部の構成を示すブロック図である。電流量制御部１４は、電源１５、スイッチ回路１６、パルス幅変調回路１７、抵抗１８で構成している。そして、電源１５に接続された発光ダイオード１３はスイッチ回路１６を用いてＯＮ／ＯＦＦすることができる。スイッチ回路１６はパルス幅変調回路１７によって発光ダイオード１３のＯＮ時間、ＯＦＦ時間を制御する。パルス幅変調回路１７はコンピュータ１０によって制御される。
【００３２】
図６は本発明の実施の形態２における光学的情報読取装置の電流量制御部のＯＮ／ＯＦＦを制御する信号の状態を示したものである。パルス幅変調回路１７は一定時間Ｔの間でＯＮ時間とＯＦＦ時間が制御されるものである。従って、発光ダイオード１３を構成するＬＥＤにはＯＮ時には抵抗１８で定められる一定の電流が流れることになるが、ＬＥＤの発光量は周期Ｔ以上の時間で見た場合は周期Ｔの時間における平均電流に相当する光量となる。
【００３３】
よって、ＯＮ時間が長ければそれだけ発光ダイオード１３の光量は増加する。但し、この制御が有効となるためには撮像素子３の露光時間が周期Ｔより長い時間である必要がある。本実施の形態の発明では周期Ｔの時間を撮像素子３の最短露光時間の約１／６程度に設定しており、この程度高速にＯＮ／ＯＦＦが繰り返された場合は、発光ダイオード１３に流れる電流そのものは一定であっても撮像素子３が捕らえる基準色面５の輝度情報は直接的に電流を変化させた場合と同様にＯＮ／ＯＦＦ時間の変化に比例して変化する。
【００３４】
このように発光ダイオード１３をＯＮ／ＯＦＦさせて光量を変化させる本発明の一実施例によれば、消費電力の損失を最小とすることができる。
【００３５】
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３における光学的情報読取装置の光量制御部である電流量制御部の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、投光部の発光ダイオードに流れる電流量を制御する光量制御部である電流量制御部の構成と、前記投光部の光量の制御を、光学的情報読取装置の電源投入時に行う構成にした点で実施の形態１および２の発明と主として異なり、それ以外の同一構成並びに作用効果を奏する部分には同じ符号を付して図１〜図４を利用して詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。
【００３６】
投光部１の発光ダイオード１３は、抵抗１９を介して増幅手段としての電力増幅装置２０に接続される。電力増幅装置２０の入力はＤ／Ａコンバータ２１に接続されており、Ｄ／Ａコンバータ２１はコンピュータ１０で制御される。
【００３７】
従って、コンピュータ１０がＤ／Ａコンバータに値を設定し電力増幅装置２０の出力電圧を変化させることで、発光ダイオード１３に流れる電流が変化し光量が比例して変化する。
【００３８】
このように本実施の形態では、電力増幅装置２０の出力電圧を変化させることで発光ダイオード１３の光量を変化させることができるので、撮像素子３の露光時間の最短時間に対する制限が無くなるため、高速に画像を取り込むことが可能となる。
【００３９】
図８は、本発明の実施の形態３における光学的情報読取装置において投光部の光量の制御を電源投入時に行う場合の処理のフローチャートである。投光部１の光量の調整を、光学的情報４を読取る際に同時に行うと読取り完了までに要する時間が増大する。従って、光学的情報４の読取り処理とは異なったタイミングで実施することが望ましい。
【００４０】
本実施の形態では、そのタイミングを電源投入時とした場合のものである。投光部を構成する光源の光量変化が主として経時変化に依存するものである場合は頻繁に光量の調整を行う必要がない。
【００４１】
ステップ８１で電源が投入されコンピュータ１０が動作を始める。言うまでもないが、光学的情報読取装置が正常に動作するための所定の初期設定がこの時おこなわれる。ステップ８２で、図３記載のフローチャートの処理に従って投光部１の光量が適正値に調整される。この後ステップ８３に進み光学的情報を読取る処理が開始される。
【００４２】
（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４における光学的情報読取装置において投光部の光量制御の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、投光部の光量の制御を、所定の時間が経過する毎に行う構成にした点で実施の形態１〜３の発明と主として異なり、それ以外の同一構成並びに作用効果を奏する部分には同じ符号を付して図１〜図４を利用して詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。
【００４３】
投光部１の光量の制御を所定の時間が経過する毎に行う場合の一実施の形態は次の通りである。投光部１を構成する光源の光量変化が経時変化以外に周囲の温度変化などの影響を受けやすい場合は、所定の時間が経過する毎に調整を行うことで、投光部１の光量を適切な値に保つことができる。温度センサで温度変化を感知して光量を調整する方法もあるが、温度変化の時定数に対して十分短い周期で光量を調整すれば、光学的情報４を読取るのに適切な光量は問題のない範囲で維持される。
【００４４】
この処理を実現するために、記憶装置８には調整周期が適切な輝度情報とは別の領域に記憶されている。記憶装置８は、複数の情報を記憶するだけの記憶容量があるものを用いている。また、コンピュータ１０にタイマ２２を接続し時間の経過を監視する。タイマ２２の値が調整周期に達したことをコンピュータ１０が検出すると、タイマ２２を初期化し光量制御部９を制御し投光部１の光量を調整する処理を実行する。
【００４５】
図１０は本実施の形態４における光学的情報読取装置において投光部の明るさの制御を所定の時間が経過する毎に行う場合の処理のフローチャートである。
【００４６】
ステップ１０１では所定の時間が経過したことを判定するため、タイマ２２の値と記憶装置８に記憶されている調整周期を比較し、タイマ２２の値が調整周期に達した場合はタイマ２２がコンピュータ１０に対して割り込みを発生させる。割り込みが発生するとコンピュータ１０はステップ１０２の光量調整の処理が実行され、図３記載のフローチャートの処理に従って投光部１の光量が適正値に調整される。割り込みが発生しない間はステップ１０３の光学的情報の読取り処理が実行される。
【００４７】
（実施の形態５）
図１１は、本発明の実施の形態５における光学的情報読取装置において投光部の光量制御を外部から行う場合の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、投光部１の光量の制御を外部からの信号に基づき行う構成において実施の形態１〜４の発明と主として異なり、それ以外の同一構成並びに作用効果を奏する部分には同じ符号を付して図１〜図４を利用して詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。
【００４８】
コンピュータ１０は通信装置２３に接続されており、通信装置２３を介してホストコンピュータ２４と通信を行うことができる。ホストコンピュータ２４はその搭載されたプログラムのアルゴリズムに基づき、コンピュータ１０に投光部１の光量調整処理を実施するよう通信する。この情報を受け取ったコンピュータ１０は光量制御部９を制御して投光部１の光量調整を行う。
【００４９】
上記実施の形態において、光学的情報４を読取る必要のない期間がホストコンピュータ２４によって判断されるので、読取り処理と光量調整処理が衝突することが回避可能である。ホストコンピュータ２４にマンマシンインタフェースが備え付けられていれば人間が必要に応じて光量調整の処理を起動させることも可能である。
【００５０】
図１２は本発明の実施の形態５における光学的情報読取装置において投光部１の光量の制御を外部からの信号に基づき行う場合の処理のフローチャートである。
【００５１】
ステップ１２１でコンピュータ１０は、外部であるホストコンピュータ２４から光量調整処理を実施する通信内容の信号を受信すると、ステップ１２２の光量調整の処理が実施され図３記載のフローチャートの処理にしたがって光量制御部９を制御し投光部１の光量を適正値に調整する。光量調整処理を実施する通信内容の信号以外が受信された場合や、何も受信されない場合は、ステップ１２３の読取り処理が実行される。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように本発明は、投光部で使用している光源の光量変化を補正し光源の光量を一定に保ち、これにより常に安定した読取性能及び高速な読取装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における光学的情報読取装置の主構成要素の位置関係を示す図
【図２】同実施の形態１における光学的情報読取装置の投光部における光量の制御手段の構成を示すブロック図
【図３】同実施の形態１における光学的情報読取装置において投光部の光量を光学的情報の読取りに適切な値に保つために実行する処理のフローチャート
【図４】本発明の実施の形態２における光学的情報読取装置の構成を示すブロック図
【図５】同実施の形態２における光学的情報読取装置の光量制御部である電流量制御部の構成を示すブロック図
【図６】同実施の形態２における光学的情報読取装置の電流量制御部のＯＮ／ＯＦＦを制御する信号の状態を示した図
【図７】本発明の実施の形態３における光学的情報読取装置の光量制御部である電流量制御部の構成を示すブロック図
【図８】同実施の形態３における光学的情報読取装置の投光部における光量制御を電源投入時に行う場合の処理のフローチャート
【図９】本発明の実施の形態４における光学的情報読取装置の投光部の光量制御構成を示すブロック図
【図１０】同実施の形態４における光学的情報読取装置の投光部の光量制御を所定の時間が経過する毎に行う場合の処理のフローチャート
【図１１】本発明の実施の形態５における光学的情報読取装置の投光部の光量制御構成を示すブロック図
【図１２】同実施の形態５における光学的情報読取装置の投光部における光量制御を外部の信号に基づき行う場合の処理のフローチャート
【図１３】従来の光学的情報読取装置における投光部の光量制御構成を示すブロック図
【符号の説明】
１投光部
２結像部
３撮像素子（撮像手段）
５基準色面
９光量制御部（制御手段）
１３発光ダイオード
１４電流量制御部
１６スイッチ回路
１７パルス幅変調回路
２０電力増幅装置（増幅手段）
２１Ｄ／Ａコンバータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical information reader for reading optical information such as a two-dimensional code.
[0002]
[Prior art]
As the light projecting unit of the optical information reading device, it is desirable that the amount of light that illuminates the optical information is constant (see, for example, Patent Document 1). FIG. 13 shows a method of adjusting the illumination light quantity of the light projecting unit in the conventional optical information reading apparatus described in Patent Document 1.
[0003]
The optical information reading apparatus includes an imaging unit 26 that includes a light projecting unit 25 that emits light to a symbol on a print medium, and a photoelectric conversion element that outputs an amount of electricity corresponding to the amount of received light reflected from the symbol. The signal level check circuit 29 checks whether the output signal from the imaging means 26 exceeds the upper limit value or the lower limit value set by the reference value setting circuit 27, and according to the state. Thus, the illuminance adjustment circuit 28 decreases or increases the light amount of the light projecting unit 25.
[0004]
In order to accurately read the optical information, it is necessary to illuminate at least the optical information with an optimal amount of light. When the appropriate amount of light for illuminating the target optical information is known in advance, it is necessary to correct the change in the amount of light due to the temporal change of the light source of the light projecting unit.
[0005]
In the above-described conventional configuration, the light amount of the light source varies depending on the surface state and color tone of the symbol, and the distance between the symbol, the light source, and the photoelectric conversion element. Therefore, it is not guaranteed that this light amount is an appropriate light amount for reading the symbol. Further, since the light amount is adjusted every time the symbol is irradiated with light, a process for adjusting the light amount to an appropriate amount when the symbol is read is entered, and the time required for reading increases.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-334176 (page 9 on page 9)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems of the prior art, the problem to be solved by the present invention is to provide an optical information reading device that keeps the light amount of a light source constant and thereby can always read stably at a high speed. It is in.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a light projecting unit, an image forming unit that forms an image of reflected light of light projected from the light projecting unit, an image capturing unit that captures an image, and the projector within the field of view of the image capturing unit. A reference color plane at a predetermined distance from each of the light section and the imaging means, and a control means for controlling the light quantity of the light projection section based on the luminance information of the reflected light of the reference color plane, the light projection section In an optical information reading apparatus configured by a light emitting diode, and the control means is configured by a current amount control unit that controls the amount of current flowing through the light emitting diode, the current amount control unit determines the ON / OFF time of the light emitting diode. The amount of current is controlled to control the light amount of the light projecting unit every time a predetermined time elapses from when the reader is turned on.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0016]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a positional relationship between the reference color plane 5, the light projecting unit 1, and the image sensor 3 of the optical information reading apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
[0017]
The light projecting unit 1 is composed of a light source whose light quantity can be adjusted. The imaging unit 2 is composed of a lens or the like, and images the reflected light of the light projected from the light projecting unit 1. The imaging device 3 as an imaging means is an element that outputs an electrical quantity corresponding to the amount of received light, and is used to capture an image. At the same time, the optical information 4 and the luminance of the reference color plane 5 can be measured. It is.
[0018]
Since the reference color plane 5 is within the field of view of the image sensor 3 and is not easily affected by ambient light, and is arranged at a fixed distance from each of the light projecting unit 1 and the image sensor 3, the inside of the case 6 that can be shielded from light is provided. Provided. In the reference color plane 5 configured as described above, the luminance of the reflected light of the reference color plane 5 with respect to the image sensor 3 is a value that quantitatively indicates the light emission amount of the light projecting unit 1.
[0019]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit that controls the light amount of the light projecting unit 1 based on the luminance information of the reflected light of the reference color plane 5 in the optical information reading apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
[0020]
The control means 7 a included in the optical information reading device 7 includes a storage device 8 that stores at least luminance information appropriate for illuminating the optical information 4, and a light quantity as a control means that controls the light quantity of the light projecting unit 1. It comprises a control unit 9, a computer 10, and a transfer device 11 that takes the output of the image sensor 3 into the image memory 12. The computer 10 can read luminance information based on the reflected light of the reference color surface 5 output from the image sensor 3 from the image memory 12, and has functions such as memory, input / output, and communication not shown. The predetermined processing can be executed according to the program stored in.
[0021]
In the above embodiment, the light emitted from the light source of the light projecting unit 1 is reflected by the reference color surface 5 and imaged on the light receiving surface of the image sensor 3 by the imaging unit 2. The output of the image sensor 3 is taken into the image memory 12 by the transfer device 11. The reflected light is a value that quantitatively indicates the amount of light emitted from the light projecting unit 1, and the computer 10 obtains the luminance information of the portion of the reference color plane 5 captured from the image memory 12 through the transfer device 11 and the appropriate luminance information of the storage device 8. And the light quantity of the light projecting unit 1 is always suitable for reading the optical information 4 by controlling the light quantity of the light projecting unit 1 through the light quantity control unit 9 within a predetermined error range. It becomes possible to keep it at a certain value.
[0022]
The luminance information appropriate for illuminating the optical information stored in the storage device 8 is the reference color plane 5 when the light quantity of the light projecting unit 1 is an appropriate value for illuminating the optical information 4. Luminance information obtained from image information.
[0023]
FIG. 3 is a flowchart of processing executed by the computer 10 to keep the light amount of the light projecting unit 1 at a value appropriate for reading the optical information 4.
[0024]
In step 31, appropriate luminance information is read from the storage device 8. In step 32, the image pickup device 3 and the transfer device 11 are controlled to capture an image into the image memory 12. In step 33, the luminance information of the reference color plane 5 is extracted from the image and compared with the appropriate luminance information in the storage device 8. Here, it is determined whether or not both pieces of information match, but it is inevitable that a certain amount of error always occurs due to a controllable resolution restriction. Accordingly, when there is luminance information of the portion of the reference color plane 5 within a predetermined error range with respect to appropriate luminance information, it is considered that they match.
[0025]
In step 34, the light amount control unit 9 is controlled to control the light amount of the light projecting unit 1. Specifically, when the luminance information of the portion of the reference color plane 5 is brighter than the appropriate luminance information, the light intensity of the light projecting unit 1 is controlled to be reduced, and the luminance information of the portion of the reference color plane 5 is appropriate. When the brightness information is darker than the brightness information, the light quantity of the light projecting unit 1 is controlled to increase. Thereafter, Steps 32 to 34 described above are executed. This process is repeated until both pieces of luminance information match. This processing ends when the luminance information of the reference color plane 5 and the appropriate luminance information match in step 33.
[0026]
As described above, in this embodiment, it is possible to correct the light amount change of the light source used in the light projecting unit, keep the light amount of the light source constant, and read the optical information stably at all times.
[0027]
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the optical information reading apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The present embodiment is mainly different from the invention of the first embodiment in that the light source of the light projecting unit 1 is configured by the light emitting diode 13, and the other parts having the same configuration and operational effects are denoted by the same reference numerals. Detailed description will be omitted, and different points will be mainly described.
[0028]
The light projecting unit 1 includes a light emitting diode 13, and since the light amount of the light emitting diode 13 varies depending on the amount of current, the light amount control unit 9 that controls the light amount is a current amount control unit that controls the amount of current flowing through the light emitting diode 13. 14. The light-emitting diode 13 is a light source that is small and can provide high luminance, and is relatively easy to control. Therefore, the light-emitting diode 13 is an appropriate element for reducing the size and cost of the device.
[0029]
In the above embodiment, the light projected from the light emitting diode 13 of the light projecting unit 1 is reflected by the reference color surface 5 and imaged on the light receiving surface of the image sensor 3 by the image forming unit 2. The output of the image sensor 3 is taken into the image memory 12 by the transfer device 11. When the image pickup device 3 is a CCD, the transfer device 11 includes a timing control function for controlling the CCD, an A / D conversion function, a DMA transfer function, and the like, and when the image pickup device 3 is a CMOS area sensor. Consists of a timing control function and a DMA transfer function.
[0030]
The computer 10 can obtain the luminance information of the reference color plane 5 from the image information stored in the image memory 12. The computer 10 reads out luminance information appropriate for illuminating the optical information from the storage device 8, compares the luminance information of the reference color plane 5 with the appropriate luminance information, and controls the current amount control unit 14 to emit light. The amount of light of the diode 13 is controlled so that the luminance information of the reference color plane 5 and the appropriate luminance information match within a predetermined error range.
[0031]
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a current amount control unit that controls the ON / OFF time of the light emitting diode of the optical information reading device according to the second embodiment of the present invention. The current amount control unit 14 includes a power supply 15, a switch circuit 16, a pulse width modulation circuit 17, and a resistor 18. The light emitting diode 13 connected to the power source 15 can be turned on / off using the switch circuit 16. The switch circuit 16 controls the ON time and OFF time of the light emitting diode 13 by the pulse width modulation circuit 17. The pulse width modulation circuit 17 is controlled by the computer 10.
[0032]
FIG. 6 shows a state of a signal for controlling ON / OFF of the current amount control unit of the optical information reading apparatus according to the second embodiment of the present invention. The pulse width modulation circuit 17 controls the ON time and OFF time during a fixed time T. Accordingly, a constant current determined by the resistor 18 flows through the LED constituting the light emitting diode 13 when turned on. However, when the amount of light emission of the LED is viewed in a time longer than the period T, the average current in the period T is the current. The amount of light is equivalent to.
[0033]
Therefore, the light amount of the light emitting diode 13 increases as the ON time is longer. However, in order for this control to be effective, the exposure time of the image sensor 3 needs to be longer than the period T. In the invention of the present embodiment, the period T is set to about 1/6 of the shortest exposure time of the image sensor 3, and when ON / OFF is repeated at such a high speed, the current flows to the light emitting diode 13. Even if the current itself is constant, the luminance information of the reference color plane 5 captured by the image sensor 3 changes in proportion to the change in the ON / OFF time as in the case where the current is directly changed.
[0034]
As described above, according to the embodiment of the present invention in which the light quantity is changed by turning on / off the light emitting diode 13, the loss of power consumption can be minimized.
[0035]
(Embodiment 3)
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a current amount control unit which is a light amount control unit of the optical information reading apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In this embodiment, the configuration of the current amount control unit, which is a light amount control unit that controls the amount of current flowing through the light emitting diode of the light projecting unit, and the control of the light amount of the light projecting unit are controlled by turning on the optical information reader. It differs mainly from the inventions of the first and second embodiments in that the configuration is sometimes performed, and other parts having the same configuration and operational effects are denoted by the same reference numerals and are described in detail with reference to FIGS. The description will be centered on the differences.
[0036]
The light emitting diode 13 of the light projecting unit 1 is connected to a power amplifying device 20 as an amplifying means via a resistor 19. The input of the power amplifier 20 is connected to a D / A converter 21, and the D / A converter 21 is controlled by the computer 10.
[0037]
Therefore, when the computer 10 sets a value in the D / A converter and changes the output voltage of the power amplifying device 20, the current flowing through the light emitting diode 13 changes and the amount of light changes proportionally.
[0038]
As described above, in the present embodiment, since the amount of light of the light emitting diode 13 can be changed by changing the output voltage of the power amplifying device 20, there is no restriction on the shortest exposure time of the image sensor 3, so that high speed is achieved. It is possible to capture images.
[0039]
FIG. 8 is a flowchart of processing when the optical information reader according to Embodiment 3 of the present invention controls the light quantity of the light projecting unit when the power is turned on. If the adjustment of the light amount of the light projecting unit 1 is performed at the same time when the optical information 4 is read, the time required to complete the reading increases. Therefore, it is desirable that the optical information 4 be read at a different timing from the reading process.
[0040]
In this embodiment, the timing is when power is turned on. When the change in the amount of light of the light source constituting the light projecting part mainly depends on the change with time, it is not necessary to frequently adjust the amount of light.
[0041]
In step 81, the power is turned on and the computer 10 starts operating. Needless to say, a predetermined initial setting for normal operation of the optical information reader is performed at this time. In step 82, the light quantity of the light projecting unit 1 is adjusted to an appropriate value according to the process of the flowchart shown in FIG. Thereafter, the process proceeds to step 83 to start processing for reading optical information.
[0042]
(Embodiment 4)
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of light amount control of the light projecting unit in the optical information reading apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. The present embodiment is mainly different from the first to third embodiments in that the light quantity of the light projecting unit is controlled every time a predetermined time elapses. The same reference numerals are given to the parts to be played, and detailed description will be omitted with reference to FIGS.
[0043]
An embodiment in which the light amount of the light projecting unit 1 is controlled every time a predetermined time elapses is as follows. When the change in the light amount of the light source constituting the light projecting unit 1 is easily influenced by the ambient temperature change in addition to the change over time, the light amount of the light projecting unit 1 is adjusted by adjusting each time a predetermined time elapses. It can be kept at an appropriate value. There is also a method of adjusting the light amount by detecting a temperature change with a temperature sensor, but if the light amount is adjusted with a period sufficiently short with respect to the time constant of the temperature change, an appropriate light amount for reading the optical information 4 is problematic. It is maintained to the extent that it does not.
[0044]
In order to realize this processing, the storage device 8 stores the adjustment cycle in a different area from the luminance information with an appropriate adjustment period. The storage device 8 has a storage capacity sufficient to store a plurality of information. A timer 22 is connected to the computer 10 to monitor the passage of time. When the computer 10 detects that the value of the timer 22 has reached the adjustment cycle, the timer 22 is initialized, the light amount control unit 9 is controlled, and the light amount of the light projecting unit 1 is adjusted.
[0045]
FIG. 10 is a flowchart of processing when the brightness of the light projecting unit is controlled every predetermined time in the optical information reading apparatus according to the fourth embodiment.
[0046]
In step 101, in order to determine that a predetermined time has elapsed, the value of the timer 22 is compared with the adjustment period stored in the storage device 8, and when the value of the timer 22 reaches the adjustment period, the timer 22 An interrupt is generated for 10. When the interruption occurs, the computer 10 executes the light amount adjustment process of step 102, and the light amount of the light projecting unit 1 is adjusted to an appropriate value according to the process of the flowchart shown in FIG. While no interruption occurs, the optical information reading process in step 103 is executed.
[0047]
(Embodiment 5)
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration in the case where the light amount control of the light projecting unit is performed from the outside in the optical information reading apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. The present embodiment is mainly different from the inventions of the first to fourth embodiments in the configuration in which the light amount of the light projecting unit 1 is controlled based on a signal from the outside, and is the same in other parts having the same configuration and operational effects. Detailed description will be omitted with reference to FIGS. 1 to 4 with reference numerals, and different points will be mainly described.
[0048]
The computer 10 is connected to the communication device 23 and can communicate with the host computer 24 via the communication device 23. Based on the algorithm of the installed program, the host computer 24 communicates with the computer 10 so as to perform the light amount adjustment processing of the light projecting unit 1. Receiving this information, the computer 10 controls the light amount control unit 9 to adjust the light amount of the light projecting unit 1.
[0049]
In the above embodiment, since the host computer 24 determines a period during which the optical information 4 is not required to be read, it is possible to avoid a collision between the reading process and the light amount adjustment process. If the host computer 24 is provided with a man-machine interface, it is possible for a human to start the light amount adjustment process as necessary.
[0050]
FIG. 12 is a flowchart of processing in the case where the light amount of the light projecting unit 1 is controlled based on an external signal in the optical information reading apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
[0051]
In step 121, when the computer 10 receives a communication content signal for performing light amount adjustment processing from the external host computer 24, the light amount adjustment processing in step 122 is performed, and the light amount control unit is executed according to the processing of the flowchart shown in FIG. 3. 9 is adjusted and the light quantity of the light projection part 1 is adjusted to an appropriate value. When a signal other than the communication content signal for performing the light amount adjustment process is received or when nothing is received, the reading process of step 123 is executed.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, the present invention corrects the light amount change of the light source used in the light projecting unit and keeps the light amount of the light source constant, thereby providing a stable reading performance and a high-speed reading device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a positional relationship of main components of an optical information reading apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a control of a light amount in a light projecting unit of the optical information reading apparatus according to Embodiment 1. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the means. FIG. 3 is a flowchart of processing executed in the optical information reading apparatus according to the first embodiment to maintain the light quantity of the light projecting unit at an appropriate value for reading optical information. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of an optical information reading device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a current amount control unit which is a light amount control unit of the optical information reading device according to the second embodiment. FIG. 6 is a diagram showing a state of a signal for controlling ON / OFF of a current amount control unit of the optical information reading device according to the second embodiment. FIG. 7 is an optical information according to the third embodiment of the present invention. Reading device light control FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a current amount control unit, which is a unit. FIG. 8 is a flowchart of processing when the light amount control in the light projecting unit of the optical information reading apparatus according to the third embodiment is performed when the power is turned on. FIG. 10 is a block diagram showing a light amount control configuration of a light projecting unit of an optical information reading apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 11 is a block diagram showing a light amount control configuration of a light projecting unit of an optical information reading device according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 13 is a flowchart of processing when the light quantity control in the light projecting section of the optical information reading apparatus is performed based on an external signal. FIG. 13 is a block diagram showing the light quantity control configuration of the light projecting section in the conventional optical information reading apparatus. Click view DESCRIPTION OF SYMBOLS
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light projection part 2 Imaging part 3 Image sensor (imaging means)
5 Reference color plane 9 Light quantity control unit (control means)
13 Light Emitting Diode 14 Current Control Unit 16 Switch Circuit 17 Pulse Width Modulation Circuit 20 Power Amplifier (Amplifying Means)
21 D / A converter

Claims

A light projecting unit, an image forming unit that forms an image of reflected light of the light projected from the light projecting unit, an image capturing unit that captures an image, and each of the light projecting unit and the image capturing unit within the field of view of the image capturing unit And a control unit for controlling the light quantity of the light projecting unit based on the luminance information of the reflected light of the reference color surface, the light projecting unit comprising a light emitting diode, and the control In the optical information reader comprising a current amount control unit for controlling the amount of current flowing through the light emitting diode,
The current amount control unit controls the current amount by controlling the ON / OFF time of the light emitting diode, and the light amount of the light projecting unit is controlled every time a predetermined time elapses from when the reader is turned on. An optical information reading apparatus characterized in that: