JPH10187864A - 光学的情報読取装置およびイメージセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素数の多いイメージセンサを用いた場合で
も、蓄積した画像データを高速で出力し、読み取り操作
性の低下を防止する光学的情報読取装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 バーコードに光を照射する照射部２と、
前記バーコードから反射した前記光を結像させるレンズ
３と、前記レンズにより結像されたバーコードを電気的
に変換するとともに前記結像されたバーコードを複数の
ブロックに分割し前記各ブロックごとに出力するイメー
ジセンサ４と、前記イメージセンサ４からの出力を前記
各ブロックごとに記憶する画像メモリ５２ａ、５２ｂ
と、前記画像メモリ５２ａ、５２ｂの情報を合成処理し
バーコードを読み取るマイクロプロセッサとを備えるこ
とにより、画素数の多いイメージセンサを用いた場合で
も、高速で蓄積した画像データを出力することが可能
で、読み取り操作性の低下を防止することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ラベル等の記録媒
体に印字された光学的情報を読み取る光学的情報読取装
置およびこれに用いられるイメージセンサに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】以下、光学的情報としてバーコードを、
また、光学的情報読取装置としてバーコードリーダを、
それぞれ念頭において説明する。

【０００３】コンビニエンスストアや衣料品販売店で取
り扱われる商品には、図５（ａ）に示すような商品流通
コード（ＪＡＮコード）が使われている。この商品流通
コードは、バーに対して横方向（垂直方向）に情報が記
録された１次元バーコードであるが、近年、物流や工場
の生産管理の用途においてコンピュータへ入力する情報
の量を増やしたいという要望があり、図５（ｂ）に示す
ような白と黒の升目の組み合わせによって、情報が縦・
横方向のマトリックス状に記録された２次元コードが普
及しつつある。

【０００４】図６（ａ）（ｂ）に２次元コードを読み取
る従来の２次元コードリーダの構成および同２次元コー
ドリーダのデコード回路を示す。図（ａ）において、１
はバーコードラベルで、情報が縦・横のマトリックス状
に記録された２次元コードラベルである。２は２次元コ
ードラベル１を照明する照明部、３は２次元コードラベ
ル１をイメージセンサ４上に結像するレンズ、４は２次
元コードラベル１の像を電気信号に変換するイメージセ
ンサ、５はイメージセンサ４の出力を処理し２次元コー
ドラベル１の情報を読み取るデコード部である。

【０００５】図６（ｂ）に示すように、デコード部５
は、イメージセンサ４の出力信号をデジタル信号に変換
するＡ／Ｄコンバータ５１と、Ａ／Ｄコンバータ５１の
出力を記憶する画像メモリ５２と、画像メモリ５２の情
報を処理し２次元コードの読み取りを行うマイクロプロ
セッサ５３と、イメージセンサ４とＡ／Ｄコンバータ５
１と画像メモリ５２の動作タイミングクロックを発生す
るタイミング発生回路５４と、マイクロプロセッサ５３
と画像メモリ５２とＡ／Ｄコンバータ５１間のバスの切
り換えを行うバス制御回路５５とから構成されている。
また５６は、読み取り結果を外部機器へ通信する通信Ｉ
／Ｆである。

【０００６】２次元コードラベル１の像を電気信号に変
換するイメージセンサ４には、画素数２５万から４０万
のＣＣＤイメージセンサが用いられている。図７は従来
のＣＣＤイメージセンサの構成を示す図である。図にお
いて、４１は縦・横のマトリックス状に並んだ受光セン
サ部であるフォトセンサ、４２は垂直方向のフォトセン
サ４１の出力を転送する垂直部レジスタ、４３は垂直部
レジスタ４２の出力を転送し水平方向１ライン毎の映像
信号とする水平部レジスタ、４４は垂直部レジスタ４２
の転送クロック入力、４５は水平部レジスタ４３の転送
クロック入力、４６は映像信号出力である。

【０００７】図７に示すようにフォトセンサ４１に蓄積
された画像データは、垂直部レジスタ４２、水平部レジ
スタ４３を介し映像信号出力４６より出力される。例え
ば垂直方向５００画素、水平方向５００画素の２５万画
素のＣＣＤイメージセンサを用いた場合、画像データを
出力するために必要な時間は、水平方向１ラインの出力
に約６０マイクロ秒、全画素５００のライン出力に約３
０ミリ秒である。

【０００８】一方２次元コードの印字サイズは、印字す
る情報量を増やすため、コードを構成する最小単位（セ
ル）を小さくし、高密度で印字する例が多くなってい
る。このような高密度の２次元コードを読み取るために
は、従来より画素数の多い、例えば５０万から１００万
画素のイメージセンサが必要とされる。画素数が多いイ
メージセンサを使用した場合、フォトセンサ４１に蓄積
した画像データを、従来のイメージセンサ４と同様の時
間で出力させようとすると、垂直部、水平部の各転送ク
ロック４４、４５の速度を増加させる必要がある。しか
し、上記各転送クロック４４、４５の速度は、イメージ
センサ４の動作速度や画像メモリ５２への書き込み速度
の関係上、容易に上げることは出来ない。

【０００９】上記問題を回避するために、画素数の多い
イメージセンサを用いずに高密度ラベルを読み取る技術
として、例えば特開平６−１６８３５４号公報に記載さ
れているような、複数個のイメージセンサを用いる方法
が提案されている。また、特公平１−３０１８６号公報
には、１回の露光で複数回の読み取りを行うため、イメ
ージセンサに複数列のセンサと各列ごとの出力を設け、
各出力ごとに読み取り処理を行う方法が提案されてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高密度
のラベルを読み取るために画素数の多いイメージセンサ
を使用した場合、画像データの出力時間は増加し、その
結果読み取り操作性が低下するという欠点が生じる。

【００１１】また、特開平６−１６８３５４号公報に記
載されているような複数個のイメージセンサを用いた場
合、複数個のイメージセンサ上に結像させるための光学
系、例えば特殊なミラー等が必要なことや、隣接するイ
メージセンサ間の境界の画像処理が必要であるという新
たな課題が発生する。

【００１２】同様に、特公平１−３０１８６号公報に記
載されている技術は、１回の露光で複数回の読み取りを
行うため、バーの配列方向とほぼ平行な２つの素子列を
設け、それぞれ別々に出力するというものでり、蓄積し
た一素子列の画像データを出力する時間を短縮するもの
ではない。

【００１３】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、画素数の多いイメージセンサを用いた場合でも、
蓄積した画像データを高速で出力し、読み取り操作性の
低下を防止することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに本発明の光学的情報読取装置は、光学的情報に光を
照射する光照射手段と、前記光学的情報から反射した前
記光を結像させる結像手段と、前記結像手段により結像
された前記光学的情報を電気信号に変換するとともに前
記結像された前記光学的情報を複数のブロックに分割し
前記各ブロックごとに出力するイメージセンサと、前記
イメージセンサからの出力を前記各ブロックごとに記憶
する画像メモリと、前記画像メモリの情報を合成処理し
前記光学的情報を読み取る演算手段とを備えたものであ
る。

【００１５】また本発明のイメージセンサは、縦横のマ
トリックス状に並んだ複数の受光センサ部と、前記受光
センサ部の各列ごとのデータを取得する複数の垂直部レ
ジスタと、前記複数の垂直部レジスタを複数のブロック
に分割し前記各ブロックごとに前記垂直部レジスタのデ
ータを取得する複数の水平部レジスタと、前記水平部レ
ジスタごとの出力部とを備えたものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】この構成により、画素数の多いイ
メージセンサを用いても、イメージセンサ内の蓄積画像
データを分割されたブロックごとに出力した上で合成処
理することによりデータを高速で出力することが可能と
なり、読み取り操作性の低下を防止することができる。

【００１７】以下、本発明の一実施の形態における２次
元コードリーダについて図面を用いて説明する。

【００１８】図１は本発明の一実施の形態における２次
元コードリーダに用いられるＣＣＤイメージセンサの構
成を示す図、図２は同２次元コードリーダのデコード部
の構成を示す図、図３は同２次元コードリーダの全体構
成の概略を示す図、図４は同２次元コードリーダに用い
られるＣＣＤイメージセンサの出力波形を示す説明図で
ある。

【００１９】図３において、１はバーコードラベル、２
はバーコードラベル１に光をあてる照明部、３はバーコ
ードラベル１をイメージセンサ４上に結像するレンズで
あり、イメージセンサ４はバーコードラベル１の像を電
気信号に変換している。

【００２０】５はイメージセンサ４の出力を処理しバー
コードラベル１の情報を読み取るデコード部である。

【００２１】次に、本発明の一実施の形態の２次元コー
ドリーダに用いられるイメージセンサ４の構成について
説明する。図１において、４１はフォトセンサ、４２
ａ、４２ｂは垂直方向のフォトセンサ４１の出力を転送
する垂直部レジスタ、４３ａ、４３ｂは垂直部レジスタ
４２ａ、４２ｂの出力を受けて水平方向１ラインごとの
映像信号を転送する水平部レジスタである。４４は垂直
部レジスタ４２ａ、４２ｂの転送クロック入力、４５は
水平部レジスタ４３ａ、４３ｂの転送クロック入力、４
６ａ、４６ｂは水平部レジスタ４３ａ、４３ｂから転送
される信号を出力する映像信号出力である。

【００２２】図１に示すように本実施の形態に用いたＣ
ＣＤイメージセンサ４は、受光センサ部となる複数のフ
ォトセンサ４１を中央より左右２つのブロックに分割
し、各ブロックごとに水平部レジスタ４３ａ、４３ｂ
と、映像信号出力４６ａ、４６ｂを有している。

【００２３】次に本発明の一実施の形態における２次元
コードリーダのデコード部の構成について説明する。図
２において、５はイメージセンサ４の２つの映像信号出
力４６ａ、４６ｂを処理し２次元コードラベル１の情報
を読み取るデコード部で、５１ａ、５１ｂはイメージセ
ンサ４の映像出力信号４６ａ、４６ｂをデジタル信号に
変換するＡ／Ｄコンバータ、５２ａ、５２ｂはＡ／Ｄコ
ンバータ５１ａ、５１ｂの出力を記憶する画像メモリ、
５３は画像メモリ５２ａ、５２ｂの情報を処理し２次元
コードの読み取りを行うマイクロプロセッサ、５４はイ
メージセンサ４とＡ／Ｄコンバータ５１ａ、５１ｂと画
像メモリ５２ａ、５２ｂの動作タイミングクロックを発
生するタイミング発生回路、５５ａ、５５ｂはマイクロ
プロセッサ５３と画像メモリ５２ａ、５２ｂとＡ／Ｄコ
ンバータ５１ａ、５１ｂ間のバスの切り換えを行うバス
制御回路である。また５６は、読み取り結果を外部機器
へ通信する通信Ｉ／Ｆである。

【００２４】以下図３、図４を用いて本発明の２次元コ
ードリーダの動作を説明する。なお、図３ではイメージ
センサ４の動作説明を容易にするため、バーコードラベ
ル１を１次元バーコードとした。

【００２５】図３のように、バーコードラベル１の読み
取り操作を行った時、イメージセンサ４上に、図４中
（イ）に示すバーコードラベル１の像が結像される。な
お、図中（ロ）は（イ）のラインＡにおける映像信号出
力、（ハ）はラインＡの左側ブロックの映像出力、
（ニ）はラインＡの右側ブロックの映像出力である。

【００２６】イメージセンサ４に結像された画像データ
は、（ハ）、（ニ）に示すように左右２つのブロックに
分割され映像信号出力４６ａ、４６ｂから同時に出力さ
れる。出力された各ブロックの映像信号は、それぞれＡ
／Ｄコンバータ５１ａ、５１ｂによりデジタル信号に変
換された後、画像メモリ５２ａ、５２ｂに記憶される。

【００２７】ここで（ハ）、（ニ）と同じ速度の転送ク
ロックを用い従来の方式で画像データを出力した場合
は、図中（ロ）と同じ映像信号波形となる。すなわち、
同図から明らかなように、本発明の２次元コードリーダ
では、従来方式に比べ、半分の時間で蓄積した画像デー
タを出力することが出来る。したがって本発明の２次元
コードリーダは、従来のイメージセンサに対し、画素数
を２倍に増加させても画像データの出力時間は増加しな
い。

【００２８】画像データを出力後、２次元コードリーダ
は画像データを画像メモリ５２ａ、５２ｂに記憶する。
マイクロプロセッサ５３は、画像メモリ５２ａ、５２ｂ
の二つの画像データを合成し、バーコード情報の読み取
りを行う。

【００２９】本実施の形態ではバーコードラベル１に１
次元バーコードを用いたが、図５（ｂ）に示した２次元
コードを読み取る場合でも同様である。この場合は、縦
・横のマトリックスに並んだフォトセンサ４１のデータ
は、まず垂直部レジスタ４２ａ、４２ｂにより、順次水
平部レジスタ４３ａ、４３ｂに送られる。水平部レジス
タ４３ａ、４３ｂでは送られたデータを各素子列ごと
に、素子列としては左右２分割された形で映像信号出力
４６ａ、４６ｂへ出力するのである。ここでいう１つの
素子列が上記に説明したバーコード１に該当することは
言うまでもない。

【００３０】また、本実施の形態では、左右に２分割し
てブロックを設けたが、さらに多くに分割してもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の光学的情報読取装置およびイメージセンサは、画素数
の多いイメージセンサを用いた場合でも、イメージセン
サの駆動クロック速度を向上させることなく高速で蓄積
した画像データを出力することが可能で、読み取り操作
性の低下を防止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における２次元コードリ
ーダに用いられるＣＣＤイメージセンサの構成を示す図

【図２】同２次元コードリーダのデコード部の構成を示
す図

【図３】同２次元コードリーダの全体構成の概略を示す
図

【図４】同２次元コードリーダに用いられるＣＣＤイメ
ージセンサの出力波形を示す説明図

【図５】（ａ）は商品流通コードの一例を示す図 （ｂ）は２次元コードの一例を示す図

【図６】（ａ）は従来の２次元コードリーダの構成を示
す図 （ｂ）は同２次元コードリーダのデコード回路を示す図

【図７】従来のＣＣＤイメージセンサの構成を示す図

【符号の説明】

２ 照明部 ３ レンズ ４ イメージセンサ ５ デコード部 ４１ フォトセンサ ４２ａ、４２ｂ 垂直部レジスタ ４３ａ、４３ｂ 水平部レジスタ ４４ 垂直部転送クロック ４５ 水平部転送クロック ４６ａ、４６ｂ 映像信号出力 ５１ａ、５１ｂ Ａ／Ｄコンバータ部 ５２ａ、５２ｂ 画像メモリ ５３ マイクロプロセッサ ５４ タイミング発生回路 ５５ａ、５５ｂ バス制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴園 昌和 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学的情報に光を照射する光照射手段と、
   前記光学的情報から反射した前記光を結像させる結像手
   段と、前記結像手段により結像された前記光学的情報を
   電気信号に変換するとともに結像された前記光学的情報
   を複数のブロックに分割し前記各ブロックごとに出力す
   るイメージセンサと、前記イメージセンサからの出力を
   前記各ブロックごとに記憶する画像メモリと、前記画像
   メモリの情報を合成処理し前記光学的情報を読み取る演
   算手段とを備えた光学的情報読取装置。
2. 【請求項２】イメージセンサは、縦横のマトリックス状
   に並んだ複数の受光センサ部と、前記受光センサ部の各
   列ごとのデータを取得する複数の垂直部レジスタと、前
   記複数の垂直部レジスタを複数のブロックに分割し前記
   各ブロックごとに前記垂直部レジスタのデータを取得す
   る複数の水平部レジスタと、前記水平部レジスタごとの
   出力部とを備えた請求項１記載の光学的情報読取装置。
3. 【請求項３】縦横のマトリックス状に並んだ複数の受光
   センサ部と、前記受光センサ部の各列ごとのデータを取
   得する複数の垂直部レジスタと、前記複数の垂直部レジ
   スタを複数のブロックに分割し前記各ブロックごとに前
   記垂直部レジスタのデータを取得する複数の水平部レジ
   スタと、前記水平部レジスタごとの出力部とを備えたイ
   メージセンサ。