JPS63253485A - 光学的情報読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、記録媒体に光学的に記録された情報、例えば
バーコードやＯＣＲ文字等を読取る光学的情報読取装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の装置では、情報の映像を光学系を介して
読取センサ上に結像させ、この読取センサの出力信号を
信号処理して情報を読取るものが知られている。

このような光学的情報読取装置にあっては、読取センサ
として複数のフォトセンサと、ＣＣＤ（電荷転送素子）
とを備えるものが一般に用いられている。この読取セン
サは、情報の映像の部分毎の明るさに応じた信号電荷を
フォトセンサに発生し、各フォトセンサの信号電荷を所
定の続出タイミングでＣＯＤに転送し、ＣＣＤでは駆動
クロックに応じて各フォトセンサで発生した信号電荷を
順次シフトして出−力する。

ところで、このような読取センサを用いる光学的情報読
取装置にあっては、記録媒体の照度、記録媒体の材質に
よる反射率のちがい、あるいは乱反射して読取センサに
入射する外来光などにより光学的情報読取装置の読取精
度が大きな影響を受ける。

従来、このような読取センサの露光光強度の変化に対処
するものとして、例えば、特開昭５２−２１１２７７号
公報のようなものが知られている。

このものは、読取センサの続出タイミング間の続出周期
を、露光時間とし、この続出周期を変化させて、露光光
量を調節している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の従来の技術によるものでは、ある程度の露光光強
度の変化に対応して記録媒体に記録された情報を読取る
ことができる。しかしながら、屋外等の直射日光下など
にあっては、読取センサに入射する露光光強度は、屋内
と比べて著しく高いものとなる。このため、従来の技術
によるものでは、読取周期を短くして、露光光量を減少
させるのであるが、それでも読取精度に大きな影響を受
ける。つまり、ＣＣＤには、ＣＣＤの駆動クロック周波
数と、ＣＣＤの分解能とで決定される走査周期内では、
前回の続出タイミングの信号電荷が残っているため、読
取周期を、この走査周期以下にはできないためである。

また、この走査周期は、光学的情報読取装置が読取セン
サの出力に何らかの処理を施して情報を読取ることから
、この信号処理部の能力から見て、走査周期を短くする
ことは困難である。

本発明は、上述の如き、問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、光学的情報読取装置に
おける読取センサの露光時間を、この読取センサの走査
周期に依存しないで変化させることにより、光学的情報
読取装置としての読取精度を広い露光光強度の変化範囲
で確保するところにある。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明は前述の目的を達成するために、光学的
に記録された情報の映像を所定位置に結像させる光学系
と、 この所定位置に配設され、前記映像の部分毎の光量に応
じた信号電荷を発生する複数のフォトセンサを備える受
光部と、 所定の読取開始信号に応動して、前記信号電荷を所定の
駆動クロックに従って順次、映像信号として出力する出
力部と、 この映像信号を処理し、前記情報を読取る信号処理部と
、 を備える光学的情報読取装置において、所定の初期化信
号に応動して、前記信号電荷を消去する初期化部と、 この初期化信号を発生し、この初期化信号から前記読取
開始信号までの時間により、前記光量を調節する露光調
節手段とを備える ことを特徴とする光学的情報読取装置という技術的手段
を採用する。

〔作用〕

前述の本発明の構成によると、初期化部の初期化信号を
入力してやることにより、任意のタイミングで信号電荷
を消去することができる。

これにより読取センサとしての実質的な露光時間は、初
期化信号が入力されてから、読取開始信号が入力される
までとなり、この露光時間の露光光量に応じて発生され
た信号電荷が、読取開始信号以後の駆動クロックにより
順次、映像信号として出力される。

〔発明の効果〕

このように、任意のタンミングで読取センサの受光部が
発生した信号電荷を消去する初期化部を備えることによ
り、読取センサの露光時間を出力部の駆動クロックに規
制されないで、任意に変化させることができる。

これにより、露光光強度が著しく高い状態でも、読取セ
ンサの露光光量を適切に調節することができ、広い露光
光強度の範囲に亘って高い読取精度を確保することがで
きる。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した実施例を図面に基づいて説明す
る。

まず、一実施例の構成を説明する。

第２図は、この実施例であるバーコード読取装置の手持
走査部の部分破断図である。

１はセンサ部であり、以下に述べる構成を備える。２は
光源に使用する高輝度の１０個の赤色発光ダイオードか
らなる照明光源である。３は光散乱材で、赤色発光ダイ
オード２よりの照明光を散乱させて所定範囲にわたって
均一化している。４は記録媒体のラベルで、光学的情報
のバーコード５を印刷したものである。

６は平面反射鏡で、バーコードラベル４よりの反射光を
発射して方向を変えるものである。７はレンズでバーコ
ードラベル４からの反射光を集光し、絞り部材８を通っ
て所定位置にバーコード映像を結像させている。９は読
取センサとしてのシリコン系のイメージセンサで、多数
のフォト素子を線状に並べた一次元の２０４８ビツトの
分解能を有しており、照明光源２の発光スペクトル付近
に分光感度のピーク領域をもつものである。ｌＯは手持
ちケースであり、その内部と外部との各種電気信号の授
受を行なう信号ケーブルを介して後述する制御装置に接
続される。

第３図は、バーコード読取装置の電気回路の構成を示す
ブロック構成図である。

２０はマイクロコンピュータ、２１は基準クロックを発
生するクロックジェネレータ、２２は基準クロックに基
づいて、ψ１．ψ２．ψＴＧ、　　ψＴＧＥ　＋ψＳの
各信号を所定のタイミングで発生する走査同期回路であ
る。２３はセンサ駆動回路であり、走査同期回路２２で
発生されたψ１．ψ２．ψ、６゜ψＴＧＥによりイメー
ジセンサ９を駆動する。２４゜２５は増幅回路であり、
イメージセンサ９が出力するアナログの映像信号を増幅
する。２６は波形整形回路であり、走査同期回路２２が
発生するサンプリングパルスψＳに従って、映像信号を
サンプルホールドする。２７は２値化回路であり、サン
プルホールドされた映像信号を、バーコードの黒バー、
白バーの幅に対応する時間幅の２値化レベルのデジタル
信号に変換し、マイクロコンピュータ２０に入力する。

２８はＡ／Ｄ変換回路であり、サンプルホールドされた
映像信号のレベルをデジタルデータに変換してマイクロ
コンピュータ２０に入力する。

マイクロコンピュータ２０は、２値化回路２７から入力
されるデジタル信号に、所定の処理を実行してバーコー
ド化されているキャラクタ（情報）をデコードし、汎用
コード（例えばＡＳＣＩＩコード）に変換して、外部機
器へ、例えばＲ３−２３２Ｃに従って出力する。

また、マイクロコンピュータ２ｏは、Ａ／Ｄｉ換回路２
８から入力される映像信号のレベルに基づいて、映像信
号の露光光量を適正にすべく、走査同期回路２２のψＴ
Ｇ、　　ψＴＧＥとの発生タイミングを指令する。

第４図は、イメージセンサ９の構成と信号経路を示す模
式図である。

９ａは電荷蓄積部（受光部）であり、複数のフォトセン
サを備えて、映像の部分毎の光量に応じた信号電荷を発
生し、蓄積する。

９ｂは転送ゲートであり、走査同期回路２２が発生する
転送パルスψ７．に応動じて電荷蓄積部９ａの各フォト
センサと対応する複数のゲートを開いて、各フォトセン
サが発生し、蓄積した信号電荷を、電荷転送部９ｃに転
送する。

電荷転送部９ｃは、ＣＣＤであり、ψ１．ψ２の駆動ク
ロックに従って、各フォトセンサの信号電荷を順次出力
する。

９ｄは、リセットゲートであり、走査同期回路２２が発
生するリセットパルスψＴＧＥに応動して、電荷蓄積部
９ａの各フォトセンサと対応する複数のゲートを開いて
、各フォトセンサが発生し、蓄積した信号電荷をリセッ
トする。

次に、以上に述べたこの実施例の構成による作動を説明
する。

まず、第２図に示すように、センサ部１を位置させ、照
明光ｒＡ２を発光させる。この照明光は、バーコードラ
ベル４に照射され、平面反射鏡６、レンズ７、絞り部材
８の光学系を介して、イメージセンサ９のフォトセンサ
が並べられた読取線上に、バーコードの各バーに直交方
向のバーコードの映像が結像する。

ここで、マイクロコンピュータ２０から、走査同期回路
２２に転送パルスψＴＧの発生指令がなされ、この転送
パルスψ７Ｇにより転送ゲート９ｂが開かれて、ＣＣＤ
９　ｃに信号電荷が転送される。

そして、駆動クロックψ１．ψ２に従って、信号電荷が
順次出力される。この実施例では、この転送パルスψ７
．を所定の周期ＴＬで発生しており、バーコード映像の
露光時間は、この周期ＴＬとなる。この周！ＬＪＩ　Ｔ
　Ｌは、バーコード映像の明るさが最も不足している状
態を想定し、この少ない露光光強度でも、露光光量がバ
ーコードを認識し得る適切な値となるように定めている
。この転送パルスψ１．後の駆動クロックψ１．ψ２に
より出力された映像信号は、Ａ／Ｄ変換器２８により、
露光光量に応じたレベルのデータとしてマイクロコンピ
ュータ２０に入力される。

マイクロコンピュータ２０は、このレベルの最大値！を
検出し、この最大値ｌと、このときの露光時間Ｔとに基
づいて、適切な露光時間Ｔ。を、所定の関数から例えば
Ｔ、＝ｆ　（Ｌ　Ｔ）として演算する。

そして、次回の転送パルスψＴＧが発生されるより、上
述の露光時間Ｔ。前に走査同期回路２２に、リセットパ
ルスψＴｒ、Ｅの発生指令をなす。これにより、走査同
期回路２２からリセットパルスψＴＧＥが発生されて、
イメージセンサ９のリセットゲ−１−９ｄが開かれ、前
回の転送パルスψ丁Ｇから発生され蓄積された電荷蓄積
部９ａの信号電荷がリセットされる。従って、このリセ
ットパルスψＴＧＥ以後の次の転送パルスψ７６までの
時間が露光時間となり、この次回の転送パルスψＴＧと
、それに続く駆動クロックψ１．ψ２で読出される映像
信号は、露光時間Ｔ０の露光光量に応じたレベルの信号
となる。

以上述べた一連の作動を第５図のタイムチャートに示し
、この作動を実現するマイクロコンピュータ２０の作動
を第６図、第７図のフローチャートに示す。

転送パルスψアＧ２で読出される映像信号の露光時間は
、前回の転送パルスψＴＧＩからの時間（転送パルスの
周期）ＴＬであり、この映像信号の最大値はｌとなって
いる。そして、この映像信号の最大値ｆと、この映像信
号の露光時間（Ｔ、）とから、最適な露光時間Ｔ０を演
算し、転送パルスψＴＧ４よりこのＴ０前にリセットパ
ルスψＴＧＥが発生する。これにより、転送パルスψＴ
Ｇ４で読出された映像信号のレベルは適切なものとなっ
ている。これにより、バーコードの黒バーと白バーとの
識別を安定して行なうことができ、読取精度が良好に保
たれる。

ところで、読取装置を通常の事務室で使用した場合、−
ａの明るさは１０００ＬＬＩＸ程度であるが、窓際で使
用すると、明るさはその１０〜１００倍にも及び、屋外
ではｌＯ万ＬＬＩＸ以上にもなる。又、倉庫等では２０
０ＬＩＪＸ程度である。

照度が不足する場合には、転送りロックψ７．の周期を
長くすることで、露光時間が長くなり、露光光量を増す
ことができる。

しかし、直射日光下などの照度が著しく過多な場合には
、転送りロックψア、の周期を短くして露光時間を短く
するには、ＣＣＤ９ｃの駆動クロックψ１．ψ２による
走査時間のため限界がある。

ここで、この実施例のように、リセットゲート９ｄを備
えて、このリセットゲート９ｄに任意のタイミングでリ
セットパルスψＴＧＥを与えることで、ＣＣＤ９　Ｃの
走査時間に規制されない露光時間が可能となる。

このように、ＣＣＤの走査時間に規制されることなく、
露光時間を調節することができることで、広い範囲で露
光光強度が変化しても、この広い範囲にわたって安定し
た読取精度を確保することができる。

また、露光時間を短くできることで、手ぶれによる読取
精度の低下を防止することができる。

なお、以上に述べた実施例では、リセットゲート９ｄは
、電荷蓄積部９ａに発生し、蓄積された電荷を放出させ
るが、ＣＣＤ９　ｃに転送後の電荷を放出させるように
構成してもよい。

また、電荷蓄積部９ａあるいはＣＣＤ９ｃの電荷を放出
させるものに限らず、フォトセンサが初期の一定電荷を
光量に応じて放電させる構成のイメージセンサにあって
は、初期の一定電荷に再充電するものでもよい。

また、映像信号の最大値から、露光光量を検出するもの
に限らず、映像信号の平均値、あるいは映像信号の最大
値と最小値との差などに基づいて露光光量を検出しても
よく、センサ部１の手持ちケース１０に周囲の明るさを
検出するセンサを備え、この検出値にノ５づいて、前述
の露光時間Ｔ。

をｅｉ算してもよい。

また、転送パルスψ□、のタイミングをも可変とし、リ
セットパルスψア０．から露光時間Ｔ。後に転送パルス
ψア。を発生するように構成してもよい。

これにより、さらに広い範囲の露光時間を実現できると
共に、無駄な露光時間をなくし、高速にバーコードを３
売取ることができる。

さらに、広い範囲で露光時間を調節できることから、照
明光源を備えず、外来光のみで映像をえるよう構成して
もよく、これにより消費電力が大幅に低減できる。

一方、露光時間を従来より短くできることがら、照明光
源にさらに高輝度のものを用いることで、手ぶれによる
読取不良を低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例であるバーコード読取装置の部分破断図、
第３図はバーコード読取装置の電気回路の構成を示すブ
ロック図、第４図はバーコード読取装置のイメージセン
サの構成を示すブロック図、第５図はバーコード読取装
置の作動を示すタイムチャート、第６図、第７図はマイ
クロコンピュータの作動を示すフローチャートである。 １・・・センサ部、２・・・照明光源、３・・・光散乱
材。 ４・・・バーコードラベル、５・・・バーコード、６・
・・平面反射鏡、７・・・レンズ、８・・・絞り部材、
９・・・イメージセンサ、１０・・・手持ちケース、２
０・・・マイクロコンピュータ、２１・・・クロックジ
ェネレータ。 ２２・・・走査同期回路、２３・・・センサ駆動回路、
２４・・・増幅回路、２５・・・増幅回路、２６・・・
波形整形回路、２７・・・２値化回路、２８・・・Ａ／
Ｄ変換回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光学的に記録された情報の映像を所定位置に結像させる
   光学系と、 この所定位置に配設され、前記映像の部分毎の光量に応
   じた信号電荷を発生する複数のフォトセンサを備える受
   光部と、 所定の読取開始信号に応動して、前記信号電荷を所定の
   駆動クロックに従って順次、映像信号として出力する出
   力部と、 この映像信号を処理し、前記情報を読取る信号処理部と
   、 を備える光学的情報読取装置において、 所定の初期化信号に応動して、前記信号電荷を消去する
   初期化部と、 この初期化信号を発生し、この初期化信号から前記読取
   開始信号までの時間により、前記光量を調節する露光調
   節手段とを備える ことを特徴とする光学的情報読取装置。