JP3244040B2 - 光学的情報読み取り装置 - Google Patents
光学的情報読み取り装置Info
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Description
み取る光学的情報読み取り装置に関するものである。
特に撮像部に二次元フォトセンサを用いた二次元コード
リーダについて説明する。なお、本発明は二次元コード
リーダに限定されることはなく、一次元バーコードリー
ダやハンドヘルドターミナルのような光学的に情報読み
取り可能な携帯情報端末などにも適用できることは言う
までもない。
ドの読み取りを行う際に用いられていた読み取り装置の
回路部分のブロック図15に示す。1は撮像部で入射光
を光電変換するフォトセンサからなる。2はシフトレジ
スタで、4のシフトパルス発生手段により発生したシフ
トパルスSPによって、蓄積された撮像部1の電荷がシ
フトレジスタ2に転送され、3の転送クロック発生手段
によって発生した転送クロックにより順次1画素づつ出
力される。5は解読処理手段で、シフトレジスタ2から
出力されるアナログ信号をデジタル信号へ変換するAD
コンバータ(または2値化回路)6と、ADコンバータ
6で得られたデジタル信号を記憶するメモリ7と、メモ
リ7に記憶された内容を解読するCPU8と、解読結果
をPOSやホストコンピュータに送信する通信インタフ
ェイス9などで構成されている。なお、照明LED、読
み取り結果を示すLEDやブザーについては図示してい
ないが、それらを備えていても、備えていなくても構わ
ない。
図16に用い説明する。なお、図16では二次元CCD
イメージセンサの構成を模式的に示している(説明の便
宜上、一部を省略している)。二次元CCDイメージセ
ンサの場合、一次元CCDイメージセンサと異なり画素
が二次元方向に配列されているため、図15のシフトレ
ジスタ2は垂直シフトレジスタ10と水平シフトレジス
タ11とで構成される。図15の撮像部1はフォトセン
サ12からなり、隣に垂直シフトレジスタ10が配置さ
れる。フォトセンサ12に蓄積された電荷は、シフトパ
ルスSP(図示せず)により垂直シフトレジスタ10に
転送される。その後垂直転送クロックVによって垂直方
向に電荷は転送され、水平シフトレジスタ11まで送ら
れた電荷は水平転送クロックHによって水平方向に転送
され、13の出力回路を経てアナログ信号として出力さ
れる。
図16の垂直シフトレジスタ10ならびに水平シフトレ
ジスタ11)はCCD(Charge Coupled
Device)で構成され、フォトセンサ12と出力
回路13を含めた素子をCCDイメージセンサと呼ぶ。
ジセンサと呼ばれているものは、フォトセンサ12が水
平方向に約500個、垂直方向に約500個用いられて
いる。また垂直シフトレジスタ10は水平方向に配置さ
れるフォトセンサ12の数とほぼ同じく約500個用い
られている。さらに実際には二次元CCDイメージセン
サの垂直転送クロックVは4相駆動、水平転送クロック
Hは2相駆動が用いられることが多く、それぞれ4信号
と2信号が必要であるが、説明を簡単にするためにそれ
ぞれ1信号づつとした。さらに二次元CCDイメージセ
ンサの場合、シフトパルスSPは、実際には直接CCD
イメージセンサに入力せずに、一度垂直ドライバと呼ば
れるICに入力し、垂直転送クロックVを3値で出力す
ることによりフォトセンサ12から垂直シフトレジスタ
10に電荷を転送することが一般に行われているが、説
明が複雑になるので一次元CCDイメージセンサと同様
にシフトパルスSPを直接入力するものとして記述す
る。また撮像部1に水平方向に配列された水平画素の並
びをラインと呼ぶ。
越し走査)方式と呼ばれる、1画面(フレーム)が、奇
数フィールドと偶数フィールドと呼ばれる2つのフィー
ルドから構成され、それぞれのフィールドでは1ライン
毎に飛び越して出力を行う二次元CCDイメージセンサ
を用いても、ノンインターレース方式と呼ばれる順次出
力を行う二次元CCDイメージセンサを用いても構わな
いが、ノンインターレース方式の二次元CCDイメージ
センサを用いて以後説明を行う。
るために、読み取り時以外の待機時には、CCDイメー
ジセンサをはじめ各部の電源を切断する制御が行われて
いるものがあり、電源制御を行っているものの中には、
電源投入から読み取り可能となる時間の短縮を図るため
に、電源投入時に転送クロックを通常の解読処理時より
も短い周期とし、電源切断時に撮像部やシフトレジスタ
に溜まった不要な電荷を速く掃き出し終わった後に、転
送クロックを通常の解読処理時の転送クロックに戻すよ
うにしたものも知られていた。
情報読み取り装置では、解読処理を行う前に撮像部1の
全ての画素の電荷をシフトレジスタ2を経由して同一周
期の転送クロックにて解読処理手段5に出力する(メモ
リ7に書き込む)必要があった。このため、全画素を解
読処理手段5に出力する(メモリ7に書き込む)のに時
間がかかり、バーコード等の読み取りに時間がかかると
いう問題があった。なお転送クロックの最低周期(最高
周波数)は、ADコンバータ(または二値化回路)6、
メモリ7の性能、および二次元CCDイメージセンサを
使用した場合は、NTSCと呼ばれる日本のTVの標準
規格など規格によって決められている垂直同期信号、水
平同期信号の周期と垂直方向、水平方向の画素数により
決められていた。
CCDイメージセンサは画素数が通常1000〜300
0画素程度であるのに、二次元CCDイメージセンサは
通常約25万画素から約40万画素もあり、NTSCと
呼ばれる日本のTVの標準規格に準じた信号であれば一
画面の情報を二次元CCDイメージセンサから出力して
取り込む(メモリ7に書き込む)のに33msも必要で
あり、さらに一部ハイビジョン用等の高密度(高画素)
二次元CCDイメージセンサでは約100万画素以上も
あるため66ms程度必要となる。このため二次元CC
Dイメージセンサを用いた場合、CPU8による解読処
理時間よりも、二次元イメージセンサの出力を取り込む
(メモリ7に書き込む)時間がより多くかかる場合もあ
る。特に高密度(高画素)の二次元CCDイメージセン
サを用いた場合、大きな二次元コードでも、小さな二次
元コードでも、一次元バーコードでも同じように66m
s程度出力を取り込む(メモリ7に書き込む)のに必要
なため、特に小さな二次元コードや一次元バーコードの
読み取りを行なう場合や、一次元CCDイメージセンサ
を使用した場合でも解読処理手段として高性能CPUを
用いた場合この現象が顕著に現われ、バーコードの読み
取り時間全体における、CCDイメージセンサから出力
を取り込む(メモリ7に書き込む)時間の割合が大きく
なり、単にCPU8のプログラムの改善や、CPU8の
高性能化だけでは読み取りが速くならないという問題が
あった。
で、読み取り時間を速くした光学的情報読み取り装置を
提供することを目的とする。
に本発明の第1の光学的情報読み取り装置は、一次元ま
たは二次元方向に配列された複数の画素を有する撮像部
と、前記撮像部に蓄積された電荷を転送するシフトパル
スを発生するシフトパルス発生手段と、前記シフトパル
スにより転送された電荷を入力し所定周期の転送クロッ
クによって順次出力するシフトレジスタと、前記転送ク
ロックを発生させる転送クロック発生手段と、前記シフ
トレジスタからの出力を受けて所定の解読処理を行う解
読処理手段と、前記解読処理を開始する画素またはライ
ンを設定する解読開始位置設定手段と、前記解読開始位
置設定手段により設定された画素またはラインに至るま
で前記シフトレジスタの転送クロックの周期を、前記解
読開始位置設定手段により設定された画素またはライン
に至った後の前記シフトレジスタの転送クロックの周期
よりも短くするように切り換える第一の転送クロック切
り換え手段とを備えたものである。
装置は、解読開始位置設定手段は、撮像部の所定の画素
またはラインから解読を開始する画素またはラインに至
るまでの画素数またはライン数を設定するとともに、第
一の転送クロック切り換え手段は、前記所定の画素また
はラインから前記解読処理を開始する画素またはライン
に至るまでの画素数またはライン数をカウントするカウ
ント手段と、前記解読開始位置設定手段で設定された画
素数またはライン数と前記カウント手段でカウントされ
た画素数またはライン数を比較する比較手段とを備えた
ものである。
装置は、解読処理を終了する画素またはラインを設定す
る解読終了位置設定手段を備えたものである。
装置は、解読終了位置設定手段により設定された画素ま
たはラインに至った後シフトレジスタの転送クロックの
周期を、解読終了位置設定手段により設定された画素ま
たはラインに至るまでのシフトレジスタの転送クロック
の周期よりも短くするように切り換える第二の転送クロ
ック切り換え手段を備えたものである。
装置は、解読終了位置設定手段は、撮像部の所定の画素
またはラインから解読を終了する画素またはラインに至
るまでの画素数またはライン数を設定するとともに、第
二の転送クロック切り換え手段は、前記所定の画素また
はラインから前記解読処理を終了する画素またはライン
に至るまでの画素数またはライン数をカウントするカウ
ント手段と、前記解読終了位置設定手段で設定された画
素数またはライン数と前記カウント手段でカウントされ
た画素数またはライン数を比較する比較手段とを備えた
ものである。
装置は、解読開始位置設定手段と解読終了位置設定手段
はそれぞれ複数の画素またはラインを解読開始位置およ
び解読終了位置として設定するとともに、前記解読開始
位置から前記解読終了位置の間の部分を順次解読処理す
るものである。
装置は、一次元または二次元方向に配列された複数の画
素を有する撮像部と、前記撮像部に蓄積された電荷を転
送するシフトパルスを発生するシフトパルス発生手段
と、前記シフトパルスにより転送された電荷を入力し所
定周期の転送クロックによって順次出力するシフトレジ
スタと、前記転送クロックを発生させる転送クロック発
生手段と、前記シフトレジスタからの出力を受けて所定
の解読処理を行う解読処理手段と、前記シフトレジスタ
からの出力を開始する画素またはラインを設定する出力
開始位置設定手段とを備えたものである。
装置は、シフトレジスタからの出力を終了する画素また
はラインを設定する出力終了位置設定手段を備えたもの
である。
装置は、複数の出力開始位置を設定する出力開始位置設
定手段と複数の出力終了位置を設定する出力終了位置設
定手段とを備えたものである。
光学的情報読み取り装置は、解読開始位置までの転送ク
ロックの周期を解読開始位置以降より、短くすることが
でき、読み取り時間を短くすることがきる。
装置は、容易に解読開始位置を設定することができる。
装置は、シフトレジスタからの出力が解読終了位置まで
終了したとき、CPUによる解読を開始することができ
る。
装置は、解読終了位置以降の転送クロックの周期を短く
することができ、撮像部に蓄積された次の電荷を早く転
送することができる。
装置は、容易に解読終了位置を設定することができる。
装置は、あらかじめバーコード等が存在しそうな位置を
荒く解読していくことが高速にできる。つまり第1から
第5の光学的情報読み取り装置では、連続した画素また
はラインをメモリに取り込み解読できるが、本構成にす
ることにより、例えば二次元CCDイメージセンサを用
いた場合、画面(フレーム)の上の情報、中央の情報、
下の情報といったように広い範囲の情報を荒く高速にメ
モリに取り込むことができ、バーコード等が存在してい
そうな場所を早く見つけることができる。また必要であ
れば、存在しそうな場所の周辺の情報を第1から第5の
光学的情報読み取り装置の構成により取り込むことがで
きる。なお、読み取り対象が一次元バーコードであり、
しかも第6の光学的情報読み取り装置で最初に荒く解読
したときに解読が成功した場合は、周辺の情報を取り込
む必要がないのは言うまでもない。
装置は、解読を開始するまでの画素またはラインまでの
電荷を転送し出力する必要がなくなり、読み取りがいっ
そう早くなる。
装置は、解読を終了した後の画素またはラインの電荷を
転送し出力する必要がなくなり、読み取りがいっそう早
くなる。
装置は、あらかじめバーコード等が存在しそうな位置を
荒く解読していくことを、第6の光学的情報読み取り装
置に比べさらに高速に行うことができる。
参照しながら説明する。 (実施の形態1)図1に本発明の第1の実施の形態の回
路部分のブロック図を示す。ここで従来例のブロック図
である図15と同じ部分は同じ符号を用い説明は省略す
る。
構成され、解読を開始するラインをCPU8によって設
定する。15は第一の転送クロック切り換え手段で、カ
ウンタ(カウント手段)16と第一の比較回路(比較手
段)17から構成されている。
各種信号のタイミングを示す図である。なお、本実施の
形態では解読開始位置設定手段14にてカウント値「9
9」を解読開始位置として設定している。カウンタ16
は、画面(フレーム)の始まりでもあるシフトパルスS
Pが“L”の状態でクリアされ、垂直転送クロックVで
カウントアップする。第一の比較回路17で解読開始位
置設定手段14のレジスタの値とカウンタ16の値が比
較され、一致すれば第一の比較回路17の出力信号によ
り転送クロック発生手段3の垂直転送クロックVを次の
ラインから高速クロックから低速クロックへ切り換える
(図2の(ア))。また、カウンタ16と解読開始位置
設定手段14のレジスタの値が一致した次のラインか
ら、第一の比較回路17の出力信号により、シフトレジ
スタ2の出力をADコンバータ6を経由してメモリ7に
書き込みを開始し、次のシフトパルスSPが“L”にな
ったところ(図2の(イ))でメモリ7に書き込む動作
を終了したのち、CPU8によって解読が行われる。
が“L”になったとき(図2の(イ))、第一の比較回
路17の出力信号を“H”とし垂直転送クロックVを高
速クロックにした。また、画面(フレーム)の始まりで
もあるシフトパルスSPが“L”になったときが請求項
2の「所定の画素またはライン」に相当している。また
更に、本実施の形態では、転送クロック発生手段3は、
発振器とカウンタを組み合わせた分周器を用いた。
クの周期を短くすることができ、転送クロックの周期を
短くした分速く1画面分の画素を出力し終える(メモリ
7への書き込みが終了する)ため、早くCPU8による
解読が開始でき、バーコード等の読み取りが速くなる。
向に中央付近に配置されていると仮定する。水平画素5
00画素、垂直画素500画素の25万画素の二次元C
CDイメージセンサを備えた視野が30mm×30mm
の二次元コードリーダで読み取る場合、解読開始位置設
定手段14は中央の250ライン目に設定する。従来5
00ラインのCCDイメージセンサからの出力を一度メ
モリ7に書き込む時間として33ms(NTSCに準拠
している場合)がCPU8による解読前に必要であった
のに対し、前半の250ラインは高速転送クロックでC
CDイメージセンサから出力する時間(1.8us×2
50)と、後半の250ラインをメモリ7に書き込む時
間(63.5us×250)の計16.3ms程度と、
従来の半分の時間で出力する(メモリ7に書き込む)こ
とができる。ここで低速クロックの周波数はNTSC準
拠の15.7KHz、高速クロックの周波数は、本発明
の実施の形態で用いた二次元CCDイメージセンサのシ
フトレジスタの転送可能な最大周波数である560KH
zとした。
り、一次元バーコードを水平方向に中央付近に配置して
読み取りを試みることはよく行われることである。
またはライン)での転送クロックの切り換えを、カウン
タと比較回路を用いて比較的容易に行うことができる。
施の形態の回路部分のブロック図を示す。ここで実施の
形態1のブロック図である図1と同じ部分は同じ符号を
用い説明は省略する。またメモリ7への書き込みの開始
は、実施の形態1と同じであるので説明は省略する。
構成され、解読を終了するラインをCPU8によって設
定する。18は第二の比較回路で、カウンタ16の値と
解読終了位置設定手段18のレジスタの値とを比較す
る。
各種信号のタイミングを示す図である。なお、本実施の
形態では解読終了位置設定手段18にてカウント値「2
00」を解読終了位置として設定している。カウンタ1
6と解読終了位置設定手段18のレジスタの値が一致し
たラインまでメモリ7に書き込んだ後、第二の比較回路
18からの出力信号により、CPU8によって解読が行
われる(図4の(ア))。
Pが“L”になったとき(図4の(イ))、第二の比較
回路18の出力信号を“H”とした。
出力が解読終了位置まで終了したとき、CPU8による
解読が開始できるため、第1の実施の形態の構成よりさ
らに早く解読が開始でき、バーコード等の読み取りが速
くなる。特に二次元CCDイメージセンサを用いて、一
次元バーコードを読み取る場合、一次元バーコードがほ
ぼ水平方向(水平画素とほぼ平行)であれば、解読開始
位置から解読終了位置までの間隔を1ラインに設定する
ことができるため、いっそう効果的である。
た具体例で説明を行う。一次元バーコードがほぼ水平方
向に中央付近に配置されている場合、CPU8が解読を
始めるまでに必要な時間は、前半の250ラインは高速
転送クロックでCCDイメージセンサから出力する時間
(1.8us×250)と、251ライン目をメモリに
書き込む時間(63.5us×1)の計0.5ms程度
と、従来の50分の1以下の時間で出力する(メモリ7
に書き込む)ことができる。
施の形態の回路部分のブロック図を示す。ここで実施の
形態1と実施の形態2のブロック図である図1ならびに
図3と同じ部分は同じ符号を用い説明は省略する。また
メモリ7への書き込みの開始ならびに終了は、実施の形
態1と実施の形態2と同じであるので説明は省略する。
で、第三の比較回路21で構成されている。なお、第三
の比較回路21は請求項5の比較手段に相当する。
各種信号のタイミング図である。第三の比較回路21で
解読終了位置設定手段19のレジスタの値とカウンタ1
6とを比較し、一致すれば第三の比較回路21の出力信
号により転送クロック発生手段3の垂直転送クロックV
を次のラインから低速クロックから高速クロックへ切り
換える(図6の(ア))。
が“L”になったとき、第一の比較回路17の出力信号
ならびに第三の比較回路21の出力信号を“H”とし
た。また、画面(フレーム)の始まりでもあるシフトパ
ルスSPが“L”になったときが請求項5の「所定の画
素またはライン」に相当する。なお、「所定の画素また
はライン」を解読開始位置設定手段14により設定され
た画素またはラインとしてもよい。
クロックの周期を短くすることができ、撮像部1に蓄積
された次の電荷を早く転送することができる。
うになり、バーコード等の読み取りが速くなる。特に上
記実施の形態2の具体例に述べたように、一次元バーコ
ードを読む場合、最初に設定した解読開始位置から解読
終了位置までに一次元バーコードがない場合、再び解読
開始位置と解読終了位置を設定しなおして、CCDイメ
ージセンサからの出力をメモリに記憶する必要があるた
め、解読終了位置以降の出力を高速に行うことは有効で
ある。
述した具体例で説明を行う。ただし、一次元バーコード
が400ライン付近に配置されているとする。CPU8
が最初に解読を始めるまでに必要な時間は、上記第2の
実施の形態に記記述したように、前半の250ラインは
高速転送クロックでCCDイメージセンサから出力する
時間(1.8us×250)と、251ライン目をメモ
リに書き込む時間(63.5us×1)の計0.5ms程
度と、従来の50分の1以下の時間で出力する(メモリ
に書き込む)ことができるが、一次元バーコードが中央
付近に配置されていないので、再び解読開始位置と解読
終了位置を設定しなおす必要がある。第二の転送クロッ
ク切り換え手段20がない場合、CCDイメージセンサ
から全画素を出力するのに要する時間は、前半の250
ラインは高速転送クロックでCCDイメージセンサから
出力する時間(1.8us×250)と、251ライン
目をメモリに書き込む時間(63.5us×1)と25
2ライン目から500ライン目までを出力する時間(6
3.5×249)の計16.3msに加え、再び解読開始
位置と解読終了位置を設定しなおし、400ラインは高
速転送クロックでCCDイメージセンサから出力する時
間(1.8us×400)と、401ライン目をメモリ
に書き込む時間(63.5us×1)の計0.8msの合
計17.1ms必要であるが、第二の転送クロック切り
換え手段20を用いると、再び解読開始位置と解読終了
位置を設定しなおした後の、252ライン目から500
ライン目までを出力するのは高速転送クロックとなり時
間は(1.8×249)となり合計計1.7ms程度と第二
の転送クロック切り換え手段20を用いない場合に比
べ、約10分の1の時間でメモリへの書き込みができ、
バーコードの読み取りが速くなる。
施の形態の回路部分のブロック図を示す。ここで実施の
形態1から実施の形態3のブロック図である図1、図3
ならびに図5と同じ部分は同じ符号を用い説明は省略す
る。またメモリ7への書き込みの開始ならびに終了は、
実施の形態1と実施の形態2と同じであり、垂直転送ブ
ロックVの切り換えは、実施の形態1と実施の形態3と
同じであり、説明は省略する。
を2個用い、第1の解読開始位置設定手段14aと第2
の解読開始位置設定手段14bとする。さらに解読終了
位置設定手段も2個用い、第1の解読終了位置設定手段
19aと第2の解読終了位置設定手段19bとする。
タイミング図である。なお、本実施の形態では第1の解
読開始位置設定手段14aによりカウント値「99」を
解読開始位置と設定し、終了位置設定手段19aにより
カウント値「101」を解読終了位置と設定した。ま
た、第2の解読開始位置設定手段14bによりカウント
値「198」を解読開始位置と設定し、第2の解読終了
位置設定手段19bによりカウント値「200」を解読
終了位置として設定した。
設定手段14aのレジスタの値とカウンタ16とを比較
し、一致すれば第一の比較回路17の出力信号により転
送クロック発生手段3の垂直転送クロックVを次のライ
ンから高速クロックから低速クロックへ切り換える(図
8の(ア))。次に第三の比較回路21で第1の解読終
了位置設定手段19aのレジスタの値とカウンタ16と
を比較し、一致すれば第三の比較回路21の出力信号に
より転送クロック発生手段3の垂直転送クロックVを次
のラインから低速クロックから高速クロックへ切り換え
る。このとき第一の比較回路17の出力信号を“H”に
戻すとともにCPU8は、解読処理を行うことができる
(図8の(イ))。
位置設定手段14bのレジスタの値とカウンタ16とを
比較し、一致すれば第一の比較回路17の出力信号によ
り転送クロック発生手段3の垂直転送クロックVを次の
ラインから高速クロックから低速クロックへ切り換え
る。このとき第三の比較回路21の出力信号を“H”に
戻す(図8の(ウ))。
了位置設定手段19bのレジスタの値とカウンタ16と
を比較し、一致すれば第三の比較回路21の出力信号に
より転送クロック発生手段3の垂直転送クロックVを次
のラインから低速クロックから高速クロックへ切り換え
る。このとき第一の比較回路17の出力信号を“H”に
戻すとともにCPU8は、解読処理を行う(図8の
(エ))。
る解読をおこなっても、図8の(エ)の時点で、まとめ
てメモリ7に記憶されている内容に基づいてCPU8に
よる解読を行っても構わない。また第一の比較回路17
は、入力を第1の解読開始位置設定手段14aと第2の
解読開始位置設定手段14bとに切り換えて使用した
が、第一の比較回路17を2個用いても構わない。同様
に第三の比較回路も2個用いても構わない。
転送クロックの切り換えを、カウンタ16と比較回路2
1を用いて容易に行うことができる。
そうな位置を荒く解読していくことが高速にできる。つ
まり第1から第3実施の形態の構成では、連続した画素
またはラインをメモリ7に取り込み解読できるが本構成
にすることにより、例えば二次元CCDイメージセンサ
を用いた場合、画面(フレーム)の上の情報、中央の情
報、下の情報といったように広い範囲の情報を荒く高速
にメモリに取り込むことによりバーコード等が存在して
いそうな場所を速く見つけることができる。そして必要
であれば、存在しそうな場所の周辺の情報を第1から第
3の実施の形態の構成により改めて取り込むことにより
バーコード等の読み取りが速くなる。なお、読み取り対
象が一次元バーコードであり、しかも荒く解読したとき
に解読成功した場合は、周辺の情報を取り込む必要がな
いのは言うまでもない。
向に配置されていると仮定すると、視野が30mm×3
0mmの二次元コードリーダで一次元バーコードを読み
取る場合、一般に一次元バーコードの高さ(垂直画素に
対応する方向)はほとんど5mm以上あるので、解読開
始位置から解読終了位置までの間隔を1ラインに設定
し、等間隔に6ライン分の設定をすれば、視野の中のど
の位置にバーコードがあっても読み取りが可能となる。
つまり従来25万画素の二次元CCDイメージセンサを
用いていた場合、約500ラインのCCDイメージセン
サからの出力を一度メモリ7に書き込む時間33ms
(NTSCに準拠している場合)がCPU8による解読
前に必要であったのに対し、6ラインのCCDイメージ
センサからの出力を一度メモリ7に書き込む時間(6
3.5us×6)とその他の約494ラインを高速に出
力する時間(1.8us×494)の計1.3ms程度と
従来の25分の1の時間でメモリに書き込むことができ
る。さらに第3の実施の形態で述べた具体例の結果より
速くメモリに書き込むことができる。つまり一度の解読
開始位置設定ならびに解読終了位置設定で解読成功しな
い場合、上記本実施の形態の構成は、いっそう効果的で
ある。
施の形態の回路部分のブロック図を示す。ここで従来例
のブロック図である図14と同じ部分は同じ符号を用い
説明は省略する。
レジスタとスイッチとで構成され、フォトセンサ12か
ら垂直シフトレジスタ10へ電荷を転送し水平シフトレ
ジスタ11から出力を開始するラインをCPU8によっ
て設定する。
ージセンサの構成の一部を示す。垂直シフトレジスタ1
0は、約500個の内の1つで水平シフトレジスタ寄り
(画面最初)の5ライン分を図示した。12aは一ライ
ン目のフォトセンサのうちの一つ、10aは従来一ライ
ン目の画素の電荷をシフトパルスSPにより転送してい
たシフトレジスタの一つを示す。つまり10aの次に電
荷が転送されるのが水平シフトレジスタである。従来は
図15に示すようにフォトセンサ12に蓄積された電荷
を隣に配置した垂直シフトレジスタ10に直接転送して
いたが、本実施の形態ではスイッチSn(nは1から全
垂直画素数まで)を経由して垂直シフトレジスタ10に
転送する。
よって設定された出力開始用レジスタ(図示せず)によ
り決められる。たとえば2ライン目の画素12bの電荷
から出力を開始しようとした場合、スイッチS2を全て
ONするように出力開始レジスタを設定する。設定によ
り12eに蓄積された電荷はシフトパルスSPにより1
0dへ転送され、12dは10cへ、12cは10b
へ、12bは10aへと転送され最初の出力が2ライン
目となり、無駄な出力に費やす時間が省かれる。一般に
は、aライン目を出力しようとした場合、スイッチSn
(n=a)をONするように構成した。
素またはラインまでの電荷を転送し出力する必要がなく
なり、メモリ8に書き込む時間は後半の250ライン分
の(63.5us×250)約15.9msと第1の実
施の形態の構成より早く解読が開始でき、バーコードな
どの読み取りが速くなる。
実施の形態の回路部分のブロック図を示す。ここで実施
の形態5のブロック図である図9と同じ部分は同じ符号
を用い説明は省略する。
レジスタとスイッチとで構成され、フォトセンサ12か
ら垂直シフトレジスタ10へ電荷を転送し水平シフトレ
ジスタ11から出力を終了するラインをCPU8によっ
て設定する。
ージセンサの構成の一部を示す。ここで実施の形態5の
二次元CCDイメージセンサの構成である図10と同じ
部分は同じ符号を用いて説明は省略する。
積された電荷をスイッチSnm(n、mはともに1から
全垂直画素数まで)を経由して垂直シフトレジスタ10
に転送する。どのスイッチを経由するかは、CPU8に
よって設定された出力開始設定用レジスタ(図示せず)
と出力終了用レジスタ(図示せず)により決められる。
たとえば2ライン目の画素12bの電荷から4ライン目
の画素12dの電荷まで出力しようとした場合、スイッ
チS22、S23、S24をONするように出力開始レ
ジスタならびに出力終了レジスタを設定する。設定によ
り12dに蓄積された電荷はシフトパルスSPにより1
0cへ、12cは10bへ、12bは10aへと転送さ
れ最初の出力が2ライン目となり最後の出力が4ライン
目となる。一般には、aライン目からbライン目までを
出力しようとした場合、スイッチSnm(n=a、a≦
m≦b)をONするように構成した。
またはラインの電荷を転送し出力する必要がなくなり、
実施の形態2の構成に比べ撮像部1に蓄積された次の電
荷を早く出力することができる。つまり次の情報を速く
得ることができ、バーコード等の読み取りが速くなる。
体例で説明を行う。出力終了位置設定手段23を用いな
い場合、出力するのに要する時間は、251ライン目を
メモリに書き込む時間(63.5us×1)と252ラ
イン目から500ライン目までを出力する時間(1.8
us×249 但し高速転送クロックを用いた場合)の
計0.51ms程度に加え、401ライン目をメモリに
書き込む時間(63.5us×1)の合計0.58ms
必要である。出力終了位置設定手段23を用い、設定さ
れた終了位置以降のラインを出力しないようにすると、
252ライン目から500ライン目までを出力する時間
(1.8us×249)が省かれるので、127usで
メモリへの書き込みができ、さらに高速にバーコードの
読み取りが可能となる。
実施の形態の回路部分のブロック図を示す。ここで実施
の形態6のブロック図である図11と同じ部分は同じ符
号を用い説明は省略する。
で、22(b)は第2の出力開始位置設定手段で、第1
の出力開始用レジスタと第2の出力開始用レジスタとス
イッチとで構成され、フォトセンサ12から垂直シフト
レジスタ10へ電荷を転送し水平シフトレジスタ11か
ら出力を開始するラインをCPU8によって設定する。
で、23(b)は第2の出力終了位置設定手段で、第1
の出力終了用レジスタと第2の出力終了用レジスタとス
イッチとで構成され、フォトセンサ12から垂直シフト
レジスタ10へ電荷を転送し水平シフトレジスタ11か
ら出力を終了するラインをCPU8によって設定する。
サの構成の一部を、実施の形態6で使用した図12を再
び用いて説明する。たとえば1ライン目から2ライン
目、つづいて4ライン目から5ライン目と出力しようと
した場合、スイッチS11、S12、S24、S25を
ONするように第1の出力開始レジスタと第2の出力開
始レジスタならびに第1の出力終了レジスタと第2の出
力終了レジスタを設定する。設定により12eに蓄積さ
れた電荷はシフトパルスSPにより10dへ、12dは
10cへ、12bは10bへ、12aは10aへと転送
され、最初の出力が1ライン目となり、つづいて2ライ
ン目、4ライン目、そして最後の出力が5ライン目とな
る。一般には、aライン目からbライン目まで、つづい
てcライン目からdライン目までを出力しようとした場
合、スイッチSnm(n=a、a≦m≦b)とSij
(i=c−b、c≦j≦d)をONするように構成し
た。
が存在しそうな位置を荒く解読していくことが第4の実
施の形態の構成より高速にでき、バーコード等の読み取
りがさらに速くなる。第4の実施の形態で述べた具体例
の場合、6ラインのCCDイメージセンサからの出力を
一度メモリ7に書き込む時間は、本実施の形態の構成に
より380us(63.5us×6)でよくなる。
使用して一次元バーコードを読み取る場合の効果を具体
的に述べたが、二次元CCDイメージセンサを使用して
二次元コードや数字や文字を含む情報を読む場合におい
ても、一次元CCDイメージセンサを使用して一次元バ
ーコードを読む場合においても、あらかじめ荒くCCD
イメージセンサからの出力をメモリ等に記憶し解読し、
バーコード等の情報がありそうな位置の周辺のみを再度
詳しくメモリ7に記憶することにより、メモリ7への書
き込み時間の短縮が図れる。
用いて説明をおこなう。従来大きな二次元コードでも小
さな二次元コードでも、一次元バーコードでも、CCD
イメージセンサから図14(a)(b)(c)のAライ
ン分(全ライン)出力しメモリ7に取り込む必要があっ
たが、最初に荒くメモリ7に取り込んだ内容に基づい
て、次に大きな二次元コード(図14(a))ではBラ
イン分を取り込み、小さな二次元コード(図14
(b))ではCライン分の取り込みだけでよくなる。さ
らに一次元バーコードでは、ほとんどの場合中央部に示
す一ライン分の取り込みで済み、また、悪くても実施の
形態4で述べた具体例の場合6ライン分の取り込みで済
み書き込み時間の大幅な短縮が図れる。
(高画素)CCDイメージセンサが用いられることが多
くなってきているので、いっそう効果的である。なぜな
ら、例えば25万画素CCDイメージセンサを使用した
場合、図14(b)の例では、従来A=500ライン取
り込む必要があったが、本発明でB=50ラインの取り
込みでよくなったとする。一方100万画素CCDイメ
ージセンサを使用した場合、従来A=1000ライン取
り込む必要があったが、本発明でB=100ラインの取
り込みでよくなる。どちらも10倍の改善であるが、た
とえば一ラインの出力に0.1ms必要であれば、25
万画素CCDイメージセンサを用いた場合50msが5
msへと45msの改善に対し、100万画素CCDイ
メージセンサを用いた場合100msが10msへと9
0msの改善となり、25万画素CCDイメージセンサ
を用いたときに比べ、100万画素CCDイメージセン
サを用いた場合、2倍の時間短縮される。
位置で転送クロックの周期を切り換えることや、CCD
イメージセンサから出力する範囲を設定できることによ
り、高速なバーコードの有無やバーコードの位置検出セ
ンサとして使用できる。
特に大きい二次元CCDイメージセンサを用いて説明し
たが、CCDイメージセンサは二次元CCDイメージセ
ンサに限らず、一次元CCDイメージセンサであっても
本発明を適用して読み取りが速くなることは言うまでも
ない。
の第1の光学的情報読み取り装置は、解読開始位置まで
の転送クロックの周期を解読開始位置以降より、短くす
ることができ、読み取り時間を短くすることがきる。
装置は、容易に解読開始位置を設定することができる。
装置は、シフトレジスタからの出力が解読終了位置まで
終了したとき、CPUによる解読を開始することができ
る。
装置は、解読終了位置以降の転送クロックの周期を短く
することができ、撮像部に蓄積された次の電荷を早く転
送することができる。
装置は、容易に解読終了位置を設定することができる。
装置は、あらかじめバーコード等が存在しそうな位置を
荒く解読していくことが高速にできる。つまり第1から
第5の光学的情報読み取り装置では、連続した画素また
はラインをメモリに取り込み解読できるが、本構成にす
ることにより、例えば二次元CCDイメージセンサを用
いた場合、画面(フレーム)の上の情報、中央の情報、
下の情報といったように広い範囲の情報を荒く高速にメ
モリに取り込むことができ、バーコード等が存在してい
そうな場所を早く見つけることができる。また必要であ
れば、存在しそうな場所の周辺の情報を第1から第5の
光学的情報読み取り装置の構成により取り込むことがで
きる。なお、読み取り対象が一次元バーコードであり、
しかも第6の光学的情報読み取り装置で最初に荒く解読
したときに解読が成功した場合は、周辺の情報を取り込
む必要がないのは言うまでもない。
装置は、解読を開始するまでの画素またはラインまでの
電荷を転送し出力する必要がなくなり、読み取りがいっ
そう早くなる。
装置は、解読を終了した後の画素またはラインの電荷を
転送し出力する必要がなくなり、読み取りがいっそう早
くなる。
装置は、あらかじめバーコード等が存在しそうな位置を
荒く解読していくことを、第6の光学的情報読み取り装
置に比べさらに高速に行うことができる。
読み取り装置の回路部分のブロック図
読み取り装置の各種信号のタイミングを示す図
読み取り装置の回路部分のブロック図
読み取り装置の各種信号のタイミングを示す図
読み取り装置の回路部分のブロック図
読み取り装置の各種信号のタイミングを示す図
読み取り装置の回路部分のブロック図
読み取り装置の各種信号のタイミングを示す図
読み取り装置の回路部分のブロック図
報読み取り装置の二次元CCDイメージセンサの構成の
一部の概略構成を示す図
報読み取り装置の回路部分のブロック図
学的情報読み取り装置の二次元CCDイメージセンサの
構成の一部の概略構成を示す図
報読み取り装置の回路部分のブロック図
きな2次元コードの場合のCCDイメージセンサの出力
時間の短縮の効果の一例を示す図 (b)は、本発明の一実施の形態における小さな2次元
コードの場合のCCDイメージセンサの出力時間の短縮
の効果の一例を示す図 (c)は、本発明の一実施の形態における一次元バーコ
ードの場合のCCDイメージセンサの出力時間の短縮の
効果の一例を示す図
構成を示すブロック図
す図
Claims (9)
- 【請求項1】 一次元または二次元方向に配列された複
数の画素を有する撮像部と、前記撮像部に蓄積された電
荷を転送するシフトパルスを発生するシフトパルス発生
手段と、前記シフトパルスにより転送された電荷を入力
し所定周期の転送クロックによって順次出力するシフト
レジスタと、前記転送クロックを発生させる転送クロッ
ク発生手段と、前記シフトレジスタからの出力を受けて
所定の解読処理を行う解読処理手段と、前記解読処理を
開始する画素またはラインを設定する解読開始位置設定
手段と、前記解読開始位置設定手段により設定された画
素またはラインに至るまで前記シフトレジスタの転送ク
ロックの周期を、前記解読開始位置設定手段により設定
された画素またはラインに至った後の前記シフトレジス
タの転送クロックの周期よりも短くするように切り換え
る第一の転送クロック切り換え手段とを備えた光学的情
報読み取り装置。 - 【請求項2】 解読開始位置設定手段は、撮像部の所定
の画素またはラインから解読を開始する画素またはライ
ンに至るまでの画素数またはライン数を設定するととも
に、第一の転送クロック切り換え手段は、前記所定の画
素またはラインから前記解読処理を開始する画素または
ラインに至るまでの画素数またはライン数をカウントす
るカウント手段と、前記解読開始位置設定手段で設定さ
れた画素数またはライン数と前記カウント手段でカウン
トされた画素数またはライン数を比較する比較手段とを
備えた請求項1記載の光学的情報読み取り装置。 - 【請求項3】 解読処理を終了する画素またはラインを
設定する解読終了位置設定手段を備えた請求項1または
2記載の光学的情報読み取り装置。 - 【請求項4】 解読終了位置設定手段により設定された
画素またはラインに至った後シフトレジスタの転送クロ
ックの周期を、解読終了位置設定手段により設定された
画素またはラインに至るまでのシフトレジスタの転送ク
ロックの周期よりも短くするように切り換える第二の転
送クロック切り換え手段を備えた請求項3記載の光学的
情報読み取り装置。 - 【請求項5】 解読終了位置設定手段は、撮像部の所定
の画素またはラインから解読を終了する画素またはライ
ンに至るまでの画素数またはライン数を設定するととも
に、第二の転送クロック切り換え手段は、前記所定の画
素またはラインから前記解読処理を終了する画素または
ラインに至るまでの画素数またはライン数をカウントす
るカウント手段と、前記解読終了位置設定手段で設定さ
れた画素数またはライン数と前記カウント手段でカウン
トされた画素数またはライン数を比較する比較手段とを
備えた請求項3または4記載の光学的情報読み取り装
置。 - 【請求項6】 解読開始位置設定手段と解読終了位置設
定手段はそれぞれ複数の画素またはラインを解読開始位
置および解読終了位置として設定するとともに、前記解
読開始位置から前記解読終了位置の間の部分を順次解読
処理する請求項3から5のいずれかに記載の光学的情報
読み取り装置。 - 【請求項7】 一次元または二次元方向に配列された複
数の画素を有する撮像部と、前記撮像部に蓄積された電
荷を転送するシフトパルスを発生するシフトパルス発生
手段と、前記シフトパルスにより転送された電荷を入力
し所定周期の転送クロックによって順次出力するシフト
レジスタと、前記転送クロックを発生させる転送クロッ
ク発生手段と、前記シフトレジスタからの出力を受けて
所定の解読処理を行う解読処理手段と、前記シフトレジ
スタからの出力を開始する画素またはラインを設定する
出力開始位置設定手段とを備えた光学的情報読み取り装
置。 - 【請求項8】 シフトレジスタからの出力を終了する画
素またはラインを設定する出力終了位置設定手段を備え
た請求項7記載の光学的情報読み取り装置。 - 【請求項9】 複数の出力開始位置を設定する出力開始
位置設定手段と複数の出力終了位置を設定する出力終了
位置設定手段とを備えた請求項7または8記載の光学的
情報読み取り装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32260197A JP3244040B2 (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | 光学的情報読み取り装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32260197A JP3244040B2 (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | 光学的情報読み取り装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11154197A JPH11154197A (ja) | 1999-06-08 |
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Family
ID=18145536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32260197A Expired - Fee Related JP3244040B2 (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | 光学的情報読み取り装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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-
1997
- 1997-11-25 JP JP32260197A patent/JP3244040B2/ja not_active Expired - Fee Related
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