JPH06325194A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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JPH06325194A
JPH06325194A JP5111580A JP11158093A JPH06325194A JP H06325194 A JPH06325194 A JP H06325194A JP 5111580 A JP5111580 A JP 5111580A JP 11158093 A JP11158093 A JP 11158093A JP H06325194 A JPH06325194 A JP H06325194A
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JP
Japan
Prior art keywords
image
exposure
illumination light
cycle
image pickup
Prior art date
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Pending
Application number
JP5111580A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Mizutani
友一 水谷
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
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Publication of JPH06325194A publication Critical patent/JPH06325194A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent the flicker of a picked-up image due to the pulsation of illumination light without detecting the pulsation period of the illumination light. CONSTITUTION:A CCD image sensor 10 consists of a photodetection part 20, a shift register 22, a transfer gate 24, and a sweeping-out transfer gate 26 and operates with output pulses from a CCD driving circuit 30. Namely, the sweeping-out transfer gate 26 lets the photodetection part 20 be in operation at every timing point obtained by dividing the pulsation period of the illumination light by fives and the transfer gate 24 transfers electric charges obtained by the operation to the shift register 22 in order. Then the shift register 22 accumulates electric charges of exposure for 5 times transferred from the transfer gate 24 and outputs the accumulated electric charges as an image signal. Consequently, the image signal is hardly affected by the pulsation of the illumination light and the generation of its flicker can be suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、商用電源により点灯さ
れる蛍光灯からの照明光等、脈動成分を含む照明光によ
り照射された被写体を撮像する撮像装置に関し、特に照
明光の脈動によって撮像した被写体画像に生じるフリッ
カを抑制する撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus for picking up an object illuminated by illumination light including a pulsating component, such as illumination light from a fluorescent lamp turned on by a commercial power source, and more particularly, imaging by pulsating illumination light. The present invention relates to an imaging device that suppresses flicker that occurs in a captured subject image.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、CCDイメージセンサ等から
なる撮像装置を用いて被写体を撮像し、その撮像した被
写体画像を処理して、被写体に付されたバーコードやO
CR文字等の光学的情報を読み取る光学的情報読取装置
が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an image of a subject is picked up by using an image pickup device such as a CCD image sensor, and the picked-up subject image is processed to obtain a barcode or an O mark attached to the subject.
An optical information reading device for reading optical information such as CR characters is known.

【0003】またこの種の装置においては、撮像装置
が、商用電源により点灯される蛍光灯からの照明光によ
り被写体を撮像するような場合には、商用電源の電源周
波数に応じて生じる照明光の脈動によって撮像画像が変
動することがあるため、これを防止するために、例えば
図6(a)に示す如く、撮像装置を構成する撮像素子の
露光周期を照明光の脈動周期に同期させている。なお、
図6(a)は、撮像装置を、電源周波数60Hzの場合
に生じる照明光の脈動周期1/120sec.に同期した露
光周期で、露光時間2msec.にて動作させた場合の、照
明光の光量と撮像装置の露光タイミングとの関係を表し
ている。
Further, in this type of apparatus, when the image pickup apparatus picks up an image of a subject with illumination light from a fluorescent lamp that is turned on by a commercial power supply, the illumination light generated according to the power supply frequency of the commercial power supply is used. Since the captured image may fluctuate due to pulsation, in order to prevent this, for example, as shown in FIG. 6A, the exposure cycle of the image sensor constituting the imaging device is synchronized with the pulsation cycle of the illumination light. . In addition,
FIG. 6A shows the amount of illumination light when the imaging device is operated at an exposure period of 2 msec. In an exposure period that is synchronized with the pulsation period 1/120 sec. Of the illumination light that occurs when the power supply frequency is 60 Hz. And the exposure timing of the imaging device.

【0004】ところが、こうした装置を電源周波数が異
なる地域で使用すると、照明光の脈動周期が変化するた
め、撮像画像にフリッカが発生し、光学的情報を正確に
読み取ることができなくなってしまう。つまり、例え
ば、図6(a)に示したように、撮像素子の露光周期が
電源周波数60Hzの場合に生じる照明光の脈動周期1
/120sec.に同期するように設定された撮像装置を、
図6(b)に示す如く、電源周波数50Hzの地域で使
用すると、照明光の脈動周期が1/100sec.となっ
て、撮像素子の露光周期が照明光の脈動周期に同期しな
いため、撮像装置露光時の各撮像素子への入射光量が、
各露光タイミング毎に変化し、例えば撮像装置からの信
号を2値化してバーコードを読み取るような場合には、
こうした入射光量の変化によって2値化データが変化し
てしまい、バーコードを正確に読み取ることができなく
なってしまうのである。
However, when such a device is used in an area where the power supply frequency is different, the pulsation cycle of the illumination light changes, so that flicker occurs in the picked-up image and it becomes impossible to read the optical information accurately. That is, for example, as shown in FIG. 6A, the pulsation cycle 1 of the illumination light generated when the exposure cycle of the image sensor is the power frequency 60 Hz.
The imaging device set to synchronize with / 120 sec.
As shown in FIG. 6B, when used in an area where the power supply frequency is 50 Hz, the pulsation cycle of the illumination light becomes 1/100 sec., And the exposure cycle of the image sensor does not synchronize with the pulsation cycle of the illumination light. The amount of light incident on each image sensor during exposure is
It changes at each exposure timing. For example, when a signal from the image pickup device is binarized to read a barcode,
Due to such a change in the amount of incident light, the binarized data changes, making it impossible to read the barcode accurately.

【0005】そこで、従来より、電源周波数に応じた脈
動成分を含む蛍光灯からの照明光により照射された被写
体を撮像する撮像装置においては、照明光の脈動周期が
変化しても被写体を安定して撮像できるようにするため
に、照明光の脈動周期自体、或は蛍光灯を点灯させてい
る商用電源の電源周波数を検出し、その検出結果に応じ
て撮像装置を構成する撮像素子の露光周期を制御するこ
とが考えられている(特開平4−130866号公報、
特開平1−303878号等)。
Therefore, conventionally, in an image pickup apparatus for picking up an image of a subject illuminated by illumination light from a fluorescent lamp containing a pulsating component corresponding to a power supply frequency, the subject is stabilized even if the pulsation cycle of the illumination light changes. The pulsation cycle of the illumination light itself or the power supply frequency of the commercial power supply that turns on the fluorescent lamp is detected in order to enable the image pickup to be performed, and the exposure cycle of the image pickup element that constitutes the image pickup apparatus is detected according to the detection result. Is considered to be controlled (JP-A-4-130866,
JP-A-1-303878).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た撮像装置は、照明光の脈動周期や商用電源の周波数等
を検出して、撮像素子の露光周期を設定するものである
ため、一般の撮像装置に、照明光の脈動周期或は商用電
源の周波数等を検出するための検出回路や、その検出結
果に従い撮像素子の露光周期を設定する制御回路等を設
けなければならず、装置構成が複雑になるといった問題
があった。
However, since such an image pickup device detects the pulsation period of illumination light, the frequency of a commercial power source, etc., and sets the exposure period of the image pickup element, it is not a general image pickup device. The detection circuit for detecting the pulsation cycle of the illumination light or the frequency of the commercial power supply, and the control circuit for setting the exposure cycle of the image sensor according to the detection result must be provided, which complicates the apparatus configuration. There was such a problem.

【0007】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
ので、照明光の脈動周期や商用電源の周波数等を検出す
ることなく、しかも撮像装置を構成する撮像素子の露光
周期を変更することなく、照明光の脈動周期の変化によ
って生じる撮像画像のフリッカを防止することを目的と
している。
The present invention has been made in view of the above problems, and does not detect the pulsation cycle of illumination light, the frequency of a commercial power source, or the like, and does not change the exposure cycle of an image pickup device constituting an image pickup apparatus. The purpose is to prevent flicker of a captured image caused by a change in the pulsation cycle of illumination light.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた本発明は、脈動成分を含む照明光により照
射された被写体からの反射光を受光して受光光量に応じ
た電荷を蓄積する、1次元又は2次元配列された多数の
撮像素子からなる受光部と、上記照明光の脈動周期に対
応して予め設定された所定の露光周期で、所定の露光時
間だけ上記受光部を露光して、上記各撮像素子に電荷を
蓄積させる露光制御手段と、該露光制御手段の動作によ
って上記各撮像素子に蓄積された電荷を取り込み、該電
荷を上記被写体画像を表す画像信号に変換して出力する
出力手段と、を備えた撮像装置において、上記露光時間
を複数に分割して、上記露光制御手段が上記露光周期内
に複数回上記受光部を露光するように構成すると共に、
該露光制御手段が上記露光周期内に上記受光部を露光す
る度に、上記各撮像素子に蓄積された電荷を取り込み、
蓄積する蓄電部を設け、更に、上記出力手段を、上記露
光周期内に上記蓄電部に蓄積された電荷を上記被写体画
像を表す画像信号に変換して出力するよう構成してなる
ことを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention, which has been made to achieve the above object, receives reflected light from an object illuminated by illumination light containing a pulsating component and accumulates electric charges according to the amount of received light. A light-receiving unit composed of a large number of one-dimensionally or two-dimensionally arranged image pickup devices and a predetermined exposure period preset corresponding to the pulsating period of the illumination light are used to expose the light-receiving unit for a predetermined exposure time. Exposure control means for accumulating electric charges in the respective image pickup devices, and taking in the electric charges accumulated in the respective image pickup devices by the operation of the exposure control means, converting the electric charges into an image signal representing the subject image, and outputting the image signal. In the image pickup device having the output means, the exposure time is divided into a plurality of times, and the exposure control means is configured to expose the light receiving section a plurality of times within the exposure cycle,
Each time the exposure control means exposes the light receiving portion within the exposure cycle, the charge accumulated in each of the image pickup devices is taken in,
A storage unit for accumulating is provided, and further, the output unit is configured to convert the charge accumulated in the storage unit within the exposure cycle into an image signal representing the subject image and output the image signal. There is.

【0009】[0009]

【作用】上記のように構成された本発明の撮像装置にお
いては、まず露光制御手段が、照明光の脈動周期に対応
して設定された露光周期内に受光部を複数回露光する。
従って、受光部内の各撮像素子には、その露光の度に被
写体からの反射光量に応じた電荷が蓄積される。また、
露光によって受光部に蓄積された電荷は、逐次、蓄電部
が取り込むため、蓄電部には、露光周期内に、複数回の
露光によって撮像素子に蓄積された電荷の総量が蓄積さ
れる。そして、出力手段が、露光周期内に蓄電部に蓄積
された電荷を、被写体画像を表す画像信号に変換して出
力する。
In the image pickup apparatus of the present invention configured as described above, the exposure control means first exposes the light receiving section a plurality of times within the exposure cycle set corresponding to the pulsation cycle of the illumination light.
Therefore, in each of the image pickup devices in the light receiving section, an electric charge corresponding to the amount of reflected light from the subject is accumulated each time the exposure is performed. Also,
Since the electric charge accumulated in the light receiving unit by the exposure is sequentially taken in by the electric storage unit, the electric storage unit stores the total amount of the electric charges accumulated in the image pickup device by the plurality of exposures in the exposure cycle. Then, the output unit converts the electric charges accumulated in the power storage unit within the exposure cycle into an image signal representing a subject image and outputs the image signal.

【0010】すなわち、本発明の撮像装置においては、
従来装置のように、照明光の脈動周期に対応して設定さ
れた露光周期内に1回だけ受光部を露光するのではな
く、露光周期内に各撮像素子に電荷を蓄積させるべき露
光時間を複数に分割することにより、各撮像素子の露光
周期内での露光時間を変更することなく、露光周期内に
各撮像素子の露光を複数回行ない、この露光によって得
られた電荷を蓄電部に一旦蓄積して、露光周期内での露
光が完了した後、その電荷を被写体画像を表す画像信号
に変換して出力するようにされている。
That is, in the image pickup apparatus of the present invention,
Rather than exposing the light receiving section only once within the exposure cycle set corresponding to the pulsating cycle of the illumination light as in the conventional apparatus, the exposure time for accumulating charges in each image sensor during the exposure cycle is set. By dividing the image sensor into a plurality of parts, the exposure of each image sensor is performed multiple times within the exposure cycle without changing the exposure time within the exposure cycle of each image sensor, and the charge obtained by this exposure is temporarily stored in the power storage unit. After being accumulated and the exposure within the exposure cycle is completed, the electric charges are converted into an image signal representing a subject image and output.

【0011】このため、照明光の脈動によって被写体か
らの反射光が脈動しても、蓄電部に蓄積される電荷量
は、被写体からの反射光の平均値に略対応することとな
り、電源周波数の変化に伴い照明光の脈動周期が設計時
の値から変化したとしても、蓄電部に蓄積される電荷量
が照明光の脈動によって大きく変化することはなく、各
露光周期毎に画像信号が大きく変化するのを抑制できる
ようになる。
Therefore, even if the reflected light from the subject pulsates due to the pulsation of the illumination light, the amount of charge accumulated in the power storage unit substantially corresponds to the average value of the reflected light from the subject, and the Even if the pulsation cycle of the illumination light changes from the design value due to the change, the amount of charge accumulated in the power storage unit does not change significantly due to the pulsation of the illumination light, and the image signal changes significantly at each exposure cycle. You will be able to suppress.

【0012】[0012]

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず図2は本発明が適用された実施例のバーコード
リーダの概略構成を表す構成図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a bar code reader of an embodiment to which the present invention is applied.

【0013】図2に示す如く、本実施例のバーコードリ
ーダ2は、室内に設置され、商用電源により点灯する照
明用の蛍光灯4を光源とし、この蛍光灯4からの照明光
の照射によってバーコードラベル6から反射される反射
光により、バーコードラベル6を撮像して、その撮像画
像からバーコードラベル6に印刷されたバーコードを読
み取るためのもので、バーコードラベル6を撮像するた
めの1次元のCCDイメージセンサ10と、バーコード
ラベル6からの反射光をこのCCDイメージセンサ10
側に導くためのミラー12と、バーコードラベル6から
の反射光を集光してCCDイメージセンサ10の受光面
にバーコードラベルの画像を結像させるレンズ14と、
CCDイメージセンサ10を駆動してバーコードラベル
6を撮像すると共に、その撮像画像を処理してバーコー
ドを読み取る制御回路16とから構成されている。
As shown in FIG. 2, the bar code reader 2 of this embodiment uses a fluorescent lamp 4 for illumination, which is installed indoors and is turned on by a commercial power source, and emits illumination light from the fluorescent lamp 4. The barcode label 6 is imaged by the reflected light reflected from the barcode label 6, and the barcode printed on the barcode label 6 is read from the captured image. The barcode label 6 is imaged. This one-dimensional CCD image sensor 10 and the reflected light from the barcode label 6
A mirror 12 for guiding the light to the side, a lens 14 for collecting reflected light from the barcode label 6 and forming an image of the barcode label on the light receiving surface of the CCD image sensor 10,
The control circuit 16 drives the CCD image sensor 10 to capture an image of the barcode label 6 and processes the captured image to read the barcode.

【0014】CCDイメージセンサ10は、図1に示す
如く、ミラー12及びレンズ14を介して入射されるバ
ーコードラベル6からの反射光を電荷に変換する多数の
撮像素子を一列に配設してなる受光部(所謂フォトダイ
オードアレイ)20と、受光部20の各撮像素子から転
送されてくる電荷を各々蓄積すると共に、その蓄積した
電荷を外部から入力される駆動パルスφ1,φ2によっ
て順次出力するシフトレジスタ22と、外部から入力さ
れる転送用パルスφTGを受けて、受光部20の各撮像
素子に蓄積された電荷をシフトレジスタ22に転送する
転送ゲート24と、外部から入力される掃出用パルスφ
TGEを受けて、受光部20の各撮像素子に蓄積された
電荷を掃き出す掃出用転送ゲート26と、シフトレジス
タ22からの出力信号,つまりバーコードラベル6の撮
像結果である画像信号を増幅して制御回路16内に設け
られたバーコード読取用の信号処理回路に出力する増幅
器(アンプ)28とからなる周知のもので、制御回路1
6内に設けられたCCD駆動回路30から出力される各
種制御パルスφ1,φ2,φTG,φTGEを受けて動
作する。
As shown in FIG. 1, the CCD image sensor 10 has a large number of image pickup elements arranged in a line for converting the reflected light from the bar code label 6 incident through the mirror 12 and the lens 14 into electric charges. The light receiving section (so-called photodiode array) and the electric charges transferred from the image pickup elements of the light receiving section 20 are respectively accumulated, and the accumulated charges are sequentially output by drive pulses φ1 and φ2 input from the outside. A shift register 22, a transfer gate 24 that receives a transfer pulse φTG input from the outside and transfers the charge accumulated in each image sensor of the light receiving unit 20 to the shift register 22, and a sweep input from the outside Pulse φ
Upon receiving the TGE, the sweep transfer gate 26 that sweeps out the charge accumulated in each image sensor of the light receiving unit 20, and the output signal from the shift register 22, that is, the image signal that is the image pickup result of the barcode label 6 is amplified. The control circuit 1 is a well-known device including an amplifier 28 for outputting to a signal processing circuit for reading a bar code provided in the control circuit 16.
6 receives various control pulses .phi.1, .phi.2, .phi.TG, .phi.TGE output from the CCD drive circuit 30 provided in the circuit 6.

【0015】また、これら各種制御パルスφ1,φ2,
φTG,φTGEを出力するCCD駆動回路30は、図
3に示す如く、制御回路16内に設けられた図示しない
発振器から出力される内部クロックを受けて動作する、
4個のパルス発生回路31,32,33,34と、3個
のAND回路36,37,38とを中心に構成されてい
る。
Further, these various control pulses φ1, φ2,
As shown in FIG. 3, the CCD drive circuit 30 that outputs φTG and φTGE operates by receiving an internal clock output from an oscillator (not shown) provided in the control circuit 16.
It is mainly composed of four pulse generation circuits 31, 32, 33, 34 and three AND circuits 36, 37, 38.

【0016】各パルス発生回路31〜34は、夫々、内
部クロックをカウントして計時を行なうタイマを内蔵し
ており、このタイマの計時結果に応じて、各々異なるパ
ルス信号P1,P2,P3,P4を発生する。すなわ
ち、図4に示す如く、パルス発生回路31は、1/60
0sec.を1周期とするデューティ比が約6%(パルス幅
が約10μsec.)のパルス信号P1を、パルス発生回路
32は1/600sec.を1周期とするデューティ比が約
24%(パルス幅が約0.4msec.)のパルス信号P2
を、パルス発生回路33は、1μsec.を1周期とするデ
ューティ比50%のパルス信号P3を、パルス発生回路
34は、1/60sec.を1周期とするデューティ比50
%のパルス信号P4を、夫々発生する。
Each of the pulse generating circuits 31 to 34 has a built-in timer which counts an internal clock and counts the time. The pulse signals P1, P2, P3 and P4 are different from each other in accordance with the timing result of the timer. To occur. That is, as shown in FIG.
A pulse signal P1 having a duty ratio of about 6% (pulse width of about 10 μsec.) With 0 sec. As one cycle, and a pulse ratio of about 24% (pulse width of 1/600 sec. Is about 0.4 msec.) Pulse signal P2
The pulse generation circuit 33 outputs a pulse signal P3 having a duty ratio of 50% with one cycle of 1 μsec., And the pulse generation circuit 34 has a duty ratio of 50 with a cycle of 1/60 sec.
% Pulse signals P4 are generated respectively.

【0017】なお、パルス信号P2を出力するパルス発
生回路32には、パルス信号P2の立ち下がりがパルス
信号P1の立ち下がりと一致するように、パルス発生回
路31から同期信号が入力されている。次に、AND回
路36にはパルス信号P1及びパルス信号P4が、AN
D回路37にはパルス信号P2及びパルス信号P4が、
AND回路38には否定回路NOT1により反転された
パルス信号P4の反転信号及びパルス信号P3が、夫
々、入力される。そしてこれら各AND回路36〜38
は、各入力パルスが共にHighレベルであるときにだけHi
ghレベルとなり、入力パルスの内のいずれか一方でもLo
w レベルであればLow レベルとなる信号を出力する。
A synchronizing signal is input from the pulse generating circuit 31 to the pulse generating circuit 32 which outputs the pulse signal P2 so that the falling edge of the pulse signal P2 coincides with the falling edge of the pulse signal P1. Next, the AND circuit 36 outputs the pulse signal P1 and the pulse signal P4 to the AN
In the D circuit 37, the pulse signal P2 and the pulse signal P4 are
The inverted signal of the pulse signal P4 inverted by the NOT circuit NOT1 and the pulse signal P3 are input to the AND circuit 38, respectively. And these AND circuits 36 to 38
Is Hi only when each input pulse is high level.
gh level, and either one of the input pulses becomes Lo
If it is at w level, it outputs a signal at Low level.

【0018】このため、AND回路36からは、パルス
信号P4の1周期(1/60sec.)毎に、パルス信号P
4がHighレベルとなる1/120sec.の間、パルス信号
P1に対応したパルス信号が出力され、このパルス信号
が、図4に示す転送用パルスφTGとして、CCDイメ
ージセンサ10内の転送ゲート24にそのまま出力され
る。
Therefore, from the AND circuit 36, the pulse signal P is output every one cycle (1/60 sec.) Of the pulse signal P4.
4 is at a high level for 1/120 sec., A pulse signal corresponding to the pulse signal P1 is output, and this pulse signal is transferred to the transfer gate 24 in the CCD image sensor 10 as a transfer pulse φTG shown in FIG. It is output as is.

【0019】また、AND回路37からは、パルス信号
P4の1周期(1/60sec.)毎に、パルス信号P4が
Highレベルとなる1/120sec.の間、パルス信号P2
に対応したパルス信号が出力される。そして、このパル
ス信号は、否定回路NOT2により反転されて、図4に
示す掃出用パルスφTGEとなり、CCDイメージセン
サ10内の掃出用転送ゲート26に出力される。
Further, the pulse signal P4 is output from the AND circuit 37 every one cycle (1/60 sec.) Of the pulse signal P4.
During 1/120 sec. When it becomes High level, pulse signal P2
A pulse signal corresponding to is output. Then, this pulse signal is inverted by the NOT circuit NOT2 to become the sweep pulse φTGE shown in FIG. 4, and is output to the sweep transfer gate 26 in the CCD image sensor 10.

【0020】また更に、AND回路38からは、パルス
信号P4の1周期(1/60sec.)毎に、パルス信号P
4がLow レベルとなる1/120sec.の間、パルス信号
P3に対応したパルス信号が出力され、このパルス信号
が図4に示す駆動パルスφ1として、CCDイメージセ
ンサ10内のシフトレジスタ22にそのまま出力され
る。
Furthermore, from the AND circuit 38, the pulse signal P4 is output every one cycle (1/60 sec.) Of the pulse signal P4.
4 is at a low level for 1/120 sec., A pulse signal corresponding to the pulse signal P3 is output, and this pulse signal is directly output to the shift register 22 in the CCD image sensor 10 as the driving pulse φ1 shown in FIG. To be done.

【0021】なお、AND回路38からのパルス信号
は、駆動パルスφ1としてシフトレジスタ22に出力さ
れるだけでなく、CCD駆動回路30内に設けられた否
定回路NOT3にも出力され、この否定回路NOT3に
て反転される。そして、この駆動パルスφ1の反転信号
は、駆動パルスφ2として、CCDイメージセンサ10
内のシフトレジスタ22に出力される。
The pulse signal from the AND circuit 38 is not only output to the shift register 22 as the drive pulse φ1 but also to the NOT circuit NOT3 provided in the CCD drive circuit 30, and this NOT circuit NOT3. Will be reversed at. Then, the inverted signal of the drive pulse φ1 is used as the drive pulse φ2, and the CCD image sensor 10
It is output to the internal shift register 22.

【0022】このように構成されたCCD駆動回路30
からの出力パルスφ1,φ2,φTG,φTGEを受け
て動作するCCDイメージセンサ10においては、まず
掃出用パルスφTGEがHighレベルである間、掃出用転
送ゲート26が受光部20内の電荷を掃き出すため、受
光部20には、バーコードラベル6の画像に対応した電
荷は蓄積されず、掃出用パルスφTGEがLow レベルに
なってから、受光部20に、バーコードラベル6の画像
に対応した電荷が蓄積されることとなる。つまり、掃出
用転送ゲート26は、CCDイメージセンサ10におい
て電子シャッタとして機能し、掃出用パルスφTGEを
生成するCCD駆動回路30と共に、本願発明の露光制
御手段を実現している。
The CCD drive circuit 30 thus constructed
In the CCD image sensor 10 that operates by receiving the output pulses φ1, φ2, φTG, and φTGE from, the sweep transfer gate 26 first removes the charges in the light receiving unit 20 while the sweep pulse φTGE is at the high level. Since the light is discharged, the charges corresponding to the image of the barcode label 6 are not accumulated in the light receiving unit 20, and the light receiving unit 20 corresponds to the image of the barcode label 6 after the sweep pulse φTGE becomes the low level. The accumulated charge is accumulated. That is, the sweep transfer gate 26 functions as an electronic shutter in the CCD image sensor 10, and implements the exposure control means of the present invention together with the CCD drive circuit 30 that generates the sweep pulse φTGE.

【0023】次に、掃出用パルスφTGEの立ち上がり
前には、転送用パルスφTGがHighレベルとなるため、
受光部20にバーコードラベル6の画像に対応した電荷
が蓄積されると、転送ゲート24が動作し、受光部20
に蓄積された電荷がシフトレジスタ22に転送されるこ
ととなる。
Next, before the rising of the sweep pulse φTGE, the transfer pulse φTG is at the High level.
When the electric charge corresponding to the image of the barcode label 6 is accumulated in the light receiving unit 20, the transfer gate 24 operates and the light receiving unit 20
The electric charges accumulated in the shift register 22 are transferred to the shift register 22.

【0024】また、シフトレジスタ22を駆動する駆動
パルスφ1,φ2は、パルス信号P4がHighレベルとな
る1/120sec.間は変化せず、次の1/120sec.間
で、1μsec.を1周期として繰返し反転する。このた
め、シフトレジスタ22には、1/120sec.間に、掃
出用パルスφTGEによって受光部20に0.4msec.
の露光時間で蓄積された電荷が、転送ゲート24を介し
て5回転送されることとなる。
The drive pulses φ1 and φ2 for driving the shift register 22 do not change during 1/120 sec. When the pulse signal P4 is at the high level, and 1 μsec. Is one cycle during the next 1/120 sec. And repeatedly invert. Therefore, in the shift register 22, 0.4 msec. Is applied to the light receiving unit 20 by the sweep pulse φTGE in 1/120 sec.
The electric charge accumulated during the exposure time of is transferred five times through the transfer gate 24.

【0025】一方、本実施例のシフトレジスタ22は、
2個の駆動パルスφ1,φ2によって動作する、所謂2
相クロック形CCDであるため、駆動パルスφ1,φ2
が安定している場合には、入力された電荷を順次蓄積す
る。従って、シフトレジスタ22は、転送ゲート24か
ら1/120sec.間に5回転送されてくる電荷を順次蓄
積し、その後の1/120sec.間に、その蓄積した露光
時間2msec.(=0.4msec.×5)分の電荷を、駆動
パルスφ1,φ2によって画像信号として順次出力する
こととなる。つまり、シフトレジスタ22は、本発明に
おける蓄電部及び出力手段として動作する。
On the other hand, the shift register 22 of this embodiment is
So-called 2 which operates by two drive pulses φ1 and φ2
Since it is a phase clock CCD, drive pulses φ1, φ2
Is stable, the inputted charges are sequentially accumulated. Therefore, the shift register 22 sequentially accumulates the charges transferred from the transfer gate 24 five times in 1/120 sec., And in the subsequent 1/120 sec., The accumulated exposure time 2 msec. (= 0.4 msec. ..Times.5) charges are sequentially output as image signals by the drive pulses .phi.1 and .phi.2. That is, the shift register 22 operates as a power storage unit and an output unit in the present invention.

【0026】以上詳述したように、本実施例のバーコー
ドリーダ2においては、バーコードラベル6を撮像する
に当たって、受光部20の1回当たりの電荷蓄積時間
(すなわち露光時間)を0.4msec.として、受光部2
0を1/120sec.間に5回動作させ、その5回の動作
によって受光部20に蓄積された電荷を、シフトレジス
タ22に順次蓄積して、次の1/120sec.間の間に、
シフトレジスタ22に蓄積した露光時間2msec.分の電
荷を、画像信号として出力する。
As described above in detail, in the bar code reader 2 of the present embodiment, when the bar code label 6 is imaged, the charge storage time (that is, exposure time) per one time of the light receiving section 20 is 0.4 msec. . As the light receiving unit 2
0 is operated 5 times during 1/120 sec., The charges accumulated in the light receiving section 20 by the 5 operations are sequentially accumulated in the shift register 22, and during the next 1/120 sec.
The electric charge for 2 msec. Of exposure time accumulated in the shift register 22 is output as an image signal.

【0027】このため、本実施例のバーコードリーダ2
が電源周波数60Hzの地域で使用され、蛍光灯4から
の照明光の脈動周期が1/120sec.である場合には、
図5(a)に示す如く、その脈動周期を5分割した特定
のタイミングで、受光部20にバーコードラベル6の画
像に対応した電荷が蓄積されるため、図5(a)に点線
で示す如く、CCDイメージセンサ10から画像信号と
して出力される電荷の量が、照明光の脈動によって変化
することはない。
Therefore, the bar code reader 2 of this embodiment is used.
Is used in an area where the power supply frequency is 60 Hz, and the pulsation cycle of the illumination light from the fluorescent lamp 4 is 1/120 sec.
As shown in FIG. 5A, since the electric charge corresponding to the image of the barcode label 6 is accumulated in the light receiving unit 20 at a specific timing obtained by dividing the pulsation cycle into five parts, the dotted line is shown in FIG. As described above, the amount of electric charge output as an image signal from the CCD image sensor 10 does not change due to the pulsation of the illumination light.

【0028】また、このように電源周波数60Hzの地
域に適合された本実施例のバーコードリーダ2を、電源
周波数50Hzの地域で使用した場合には、図5(b)
に示す如く、照明光の脈動周期が1/100sec.となる
ため、受光部20の電荷蓄積タイミング(すなわち露光
タイミング)は、照明光の脈動周期内で一定とはならな
いものの、CCDイメージセンサ10から画像信号とし
て出力される電荷は、5回の露光で得られた電荷の総量
であるため、その値は、図5(b)に点線で示すよう
に、照明光の脈動によって大きく変化することはなく、
CCDイメージセンサ10から出力される画像信号が照
明光の脈動によって変化するのを抑制できる。
Further, when the bar code reader 2 of the present embodiment adapted to the region of the power source frequency of 60 Hz is used in the region of the power source frequency of 50 Hz, FIG.
Since the pulsating cycle of the illumination light is 1/100 sec., The charge accumulation timing (that is, the exposure timing) of the light receiving section 20 is not constant within the pulsating cycle of the illumination light, but the CCD image sensor 10 The charge output as an image signal is the total amount of charge obtained by five exposures, and therefore its value does not change significantly due to the pulsation of illumination light, as shown by the dotted line in FIG. Without
It is possible to prevent the image signal output from the CCD image sensor 10 from changing due to the pulsation of the illumination light.

【0029】なお、本実施例では、露光によって受光部
20に蓄積された電荷をシフトレジスタ22内に順次蓄
積するように構成したが、例えば転送ゲート24とシフ
トレジスタ22との間に、コンデンサ等からなる電荷蓄
積用の蓄電部を設けるようにしてもよい。
In this embodiment, the electric charge accumulated in the light receiving portion 20 by exposure is sequentially accumulated in the shift register 22. However, for example, a capacitor or the like may be provided between the transfer gate 24 and the shift register 22. You may make it provide the electric storage part for charge accumulation which consists of.

【0030】また、本実施例では、光電変換を行なう受
光部20内に、光電変換結果である電荷を蓄積するもの
として説明したが、受光部20の感度を上げるために、
受光部20を光電変換部と電荷蓄積部とから構成しても
よい。また、本実施例では、CCDイメージセンサとし
て1次元センサを使用したバーコードリーダについて説
明したが、本発明は、2次元のイメージセンサであって
も適用できるのは勿論のこと、テレビカメラ等、被写体
からの反射光により被写体画像を撮像する装置であれば
どの様な物でも適用できる。
Further, in the present embodiment, the description has been made on the assumption that the electric charge which is the photoelectric conversion result is stored in the light receiving portion 20 which performs photoelectric conversion, but in order to increase the sensitivity of the light receiving portion 20,
The light receiving unit 20 may be composed of a photoelectric conversion unit and a charge storage unit. Further, in the present embodiment, the bar code reader using the one-dimensional sensor as the CCD image sensor has been described, but the present invention can be applied not only to the two-dimensional image sensor, but also to a television camera or the like. Any device can be applied as long as it is a device that captures a subject image by reflected light from the subject.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の撮像装置
においては、照明光の脈動周期に対応して設定された露
光周期内に受光部の露光を複数回行ない、この露光によ
って得られた電荷を蓄電部に一旦蓄積して、露光周期内
での露光が完了した後、その電荷を被写体画像を表す画
像信号に変換して出力するようにされている。このた
め、本発明によれば、照明光の脈動周期や商用電源の周
波数等を検出することなく、しかも撮像装置を構成する
撮像素子の露光周期を変化させることなく、照明光の脈
動周期の変化によって生じる撮像画像のフリッカを抑制
することができる。
As described above in detail, in the image pickup apparatus of the present invention, the light receiving portion is exposed a plurality of times within the exposure cycle set corresponding to the pulsation cycle of the illumination light, and the exposure is obtained by this exposure. The electric charge is once stored in the power storage unit, and after the exposure within the exposure cycle is completed, the electric charge is converted into an image signal representing a subject image and output. Therefore, according to the present invention, the pulsation cycle of the illumination light is changed without detecting the pulsation cycle of the illumination light, the frequency of the commercial power source, or the like, and without changing the exposure cycle of the image pickup device constituting the image pickup apparatus. It is possible to suppress the flicker of the captured image caused by.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例のCCDイメージセンサの構成を表すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a CCD image sensor of an embodiment.

【図2】実施例のバーコードリーダの概略構成を表す構
成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a barcode reader according to an embodiment.

【図3】実施例のCCD駆動回路の構成を表す回路図で
ある。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a CCD drive circuit according to an embodiment.

【図4】実施例のCCD駆動回路の動作を表すタイムチ
ャートである。
FIG. 4 is a time chart showing the operation of the CCD drive circuit of the embodiment.

【図5】実施例のCCDイメージセンサの撮像動作を、
電源周波数が異なる地域毎に表す説明図である。
FIG. 5 shows an image pickup operation of the CCD image sensor of the embodiment,
It is explanatory drawing represented for every area where a power supply frequency differs.

【図6】従来の撮像装置の撮像動作を、電源周波数が異
なる地域毎に表す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an image pickup operation of a conventional image pickup apparatus for each region having a different power supply frequency.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…バーコードリーダ 4…蛍光灯 6…バーコー
ドラベル 10…CCDイメージセンサ 16…制御回路 2
0…受光部 22…シフトレジスタ 24…転送ゲート 26…
掃出用転送ゲート 30…CCD駆動回路 31,32,33,34…パ
ルス発生回路 36,37,38…AND回路
2 ... Bar code reader 4 ... Fluorescent lamp 6 ... Bar code label 10 ... CCD image sensor 16 ... Control circuit 2
0 ... Light receiving part 22 ... Shift register 24 ... Transfer gate 26 ...
Sweeping transfer gate 30 ... CCD drive circuit 31, 32, 33, 34 ... Pulse generation circuit 36, 37, 38 ... AND circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 脈動成分を含む照明光により照射された
被写体からの反射光を受光して受光光量に応じた電荷を
蓄積する、1次元又は2次元配列された多数の撮像素子
からなる受光部と、 上記照明光の脈動周期に対応して予め設定された所定の
露光周期で、所定の露光時間だけ上記受光部を露光し
て、上記各撮像素子に電荷を蓄積させる露光制御手段
と、 該露光制御手段の動作によって上記各撮像素子に蓄積さ
れた電荷を取り込み、該電荷を上記被写体画像を表す画
像信号に変換して出力する出力手段と、 を備えた撮像装置において、 上記露光時間を複数に分割して、上記露光制御手段が上
記露光周期内に複数回上記受光部を露光するように構成
すると共に、 該露光制御手段が上記露光周期内に上記受光部を露光す
る度に、上記各撮像素子に蓄積された電荷を取り込み、
蓄積する蓄電部を設け、 更に、上記出力手段を、上記露光周期内に上記蓄電部に
蓄積された電荷を上記被写体画像を表す画像信号に変換
して出力するよう構成してなることを特徴とする撮像装
置。
1. A light receiving section comprising a large number of one-dimensionally or two-dimensionally arranged image pickup elements for receiving reflected light from a subject illuminated by illumination light containing a pulsating component and accumulating charges according to the amount of received light. An exposure control unit that exposes the light receiving unit for a predetermined exposure time at a predetermined exposure cycle that is preset corresponding to the pulsating cycle of the illumination light, and accumulates electric charges in each of the image pickup devices; An image pickup apparatus comprising: an output unit that takes in the electric charge accumulated in each of the image pickup devices by the operation of the exposure control unit, converts the electric charge into an image signal representing the subject image, and outputs the image signal. And the exposure control means is configured to expose the light receiving section a plurality of times within the exposure cycle, and each time the exposure control means exposes the light receiving section within the exposure cycle. Image sensor It captures the accumulated charge,
An electric storage unit for accumulating is provided, and the output unit is configured to convert the electric charge accumulated in the electric storage unit within the exposure cycle into an image signal representing the subject image and output the image signal. Image pickup device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6275307B1 (en) 1997-06-02 2001-08-14 Nec Corporation Image read apparatus
JP2015012547A (en) * 2013-07-01 2015-01-19 株式会社リコー Imaging device, image reading device, image forming apparatus, and driving method of imaging device
JP2019067192A (en) * 2017-10-02 2019-04-25 株式会社デンソーウェーブ Information code reader

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