JPS63201883A - 光学式画像入力装置の照明制御回路 - 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〕 この発明は、光学式文字読取装置（ＯＣＲ）、イメージ
センサ等の光学式画像入力装置における照明制御回路に
関するものである。

〔従来の技術とその問題点〕

イメージセンサは一辺が２００〜５００画素のマトリッ
クス構造からなるものである。このため、先頭画素から
最終画素までの読出し時間、即ち１フレームの読出し時
間が長いため、情報蓄積時間に差が生じる。例えば、６
ＭＨｚで１画素を読んでも６万画素程度のイメージセン
サになれば１フレームの読出し時間として１０ｍ５ｅｃ
必要になる。

一方、手持ち弐のＯＣＲや工場のライン監視装置などで
は、センサの視野が常に移動している。

このため、イメージセンサから読出した像に歪みが生じ
、また各画素に１フレーム読出し時間内の情報が蓄積さ
れるため、鮮明な像が得られない等の問題があった。

上記の問題点を解決する方法として、照明光源を連続点
灯させずに、１フレーム内の一定の短い時間だけ点灯さ
せれば、その瞬間の情報のみを全画素に蓄積させること
ができるので、一応その問題点は解決することができる
。この場合、上記の点灯タイミングとして、イメージセ
ンサの読出し無効区間に同期させることは一つの有効な
手段である。

しかしながら、例えばバーコードリーグとＯＣＲの兼用
装置のように、複数の異質のイメージセンサを用いる場
合は、各イメージセンサが非同期状態で動作するため、
各イメージセンサの照明光源の点灯タイミングが一致せ
ず、このままでは前述の場合と同様の問題があり、鮮明
な像が得られない問題が残る。

そこで、この発明は複数のイメージセンサを有する光学
式画像入力装置において、各イメージセンサをそれらの
読出し無効区間に共通部を持たせるよう同期させること
により、照明光源の点灯タイミングを同期せしめ、上記
の問題点を解決しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記の問題点を解決するために、第１図に
示すように、複数のイメージセンサ２ａ〜２Ｘの各々に
対応してイメージセンサ駆動回路１ａ〜１ｘを設け、各
駆動回路１ａ〜１ｘをクロック発生回路、カウンタ回路
及びデコーダ回路とにより構成し、カウンタ回路におい
て対応するイメージセンサ２ａ〜２ｘの有効画素区間及
び無効画素区間を識別して無効画素間区間信号Ａ（以下
、単に無効信号Ａという）を出力せしめる。デコー　′
ダ回路はフレーム同期信号Ｂ、クロック信号Ｃその他所
要のタイミング信号を各イメージセンサ２３〜２ｘに対
して出力する。

また、全てのイメージセンサ２ａ〜２ｘのうち１フレー
ムの周期の最も長いものに対応した駆動回路のフレーム
同期信号を基準として、各駆動回路のフレーム同期信号
を同期せしめる。また、前記無効信号への全ての論理積
をとる論理回路３、及び予め設定された時間幅のパルス
信号を前記論理積回路３の出力が真である区間内に発生
するタイマ回路４、並びに前記タイマ回路４がＯＮであ
る時だけ照明光源をＯＮにするスイッチング回路５を設
けた構成としたものである。

〔作用〕

一般に、イメージセンサはその画素数により個々に有効
画素区間と無効画素区間が定められており、有効画素区
間を変えることはできないが、無効画素区間はこれを延
長することが許される。

そこで、使用対象となる複数のイメージセンサ２ａ〜２
Ｘについて、それぞれの有効画素区間長と最少無効画素
区間長の和、即ち最少のフレーム周期を比較し、その周
期の最も長いイメージセンサを基準イメージセンサ２ａ
とする。

各イメージセンサ２ａ〜２ｘはそれぞれ対応したイメー
ジセンサ駆動回路１ａ〜１Ｘにより駆動される６基準イ
メージセンサ２ａに対応した基準駆動回路１ａは、最も
長い周期のフレーム同期信号Ｂを出力し、それ自身のり
セント信号りによってリセットをかけなから１フレーム
の動作を繰り返す。他の駆動回路１ｂ〜１Ｘのリセット
入力端子には、基準駆動回路１ａのリセット出力端子が
接続される。その結果、各駆動回路１ｂ〜１ｘのフレー
ム同期信号Ｂは基準駆動回路１ａのフレーム同期と一致
する。このようにすると、各駆動回路１ｂ〜１ｘは、そ
れ自身の必要最小限のフレーム同期より長い周期が与え
られることになり、余分な時間が生じるが、この時間は
自動的に無効画素区間に繰り入れられる。

上記の各駆動回路１３〜１Ｘは、Ｉフレーム周期の中で
任意にフレーム同期信号Ｂを発生するタイミングを設定
することができる。各イメージセンサ２ａ〜２ｘは、こ
のフレーム同期信号Ｂを基準に第１画素の読出しを開始
するため、各イメージセンサ２ａ〜２ｘの無効画素区間
のタイミングは、フレーム同期信号Ｂのタイミングを決
めれば一意的に決定される。従って、各駆動回路１ａ〜
１ｘにおいて、所定のタイミングでフレーム同期信号Ｂ
を発生することによって、それぞれの無効画素区間が重
なるようにすることができる。

また、各駆動回路１ａ〜１ｘは、それ自身でフレーム同
期信号Ｂを出すため、イメージセンサ２ａ〜２ｘの読出
し画素位置情報は自明である。従って各駆動回路１ａ〜
１ｘは、無効画素区間であることを示す信号、即ち無効
信号Ａを出力することができ、これらの無効信号Ａは論
理積回路３に入力される。

論理積回路３は、各駆動回路１３〜１ｘから入力された
無効信号への全部の論理積を取り、その出力が真、即ち
全てのイメージセンサ２ａ〜２ｘが無効画素区間である
とき、タイマ回路４を起動する。タイマ回路４は起動信
号が出ている短時間だけ、光源用電源のスイッチ回路５
をＯＮにし、光源を点灯させる。この結果イメージセン
サ２ａ〜２ｘの無効画素区間において短時間だけ照明が
行われ、その時の情報が一斉にイメージセンサ２ａ〜２
Ｘに蓄積される。

なお、仮にイメージセンサ２ａ〜２ｘの有効画素区間内
でスイッチ回路４をＯＮにして照明を行うとすると、読
出しタイミングがＯＮ区間より前の画素は、１サイクル
前の蓄積情報を読出し、またＯＮ区間より後の画素はそ
のサイクルで蓄積した情報を読出すことになるため、同
じサイクルでも画素により情報内容に時間的なずれが生
じる。

またＯＮ区間の中央で読出しを行うと、１サイクル前の
蓄積情報と現在の情報の両方を読出すことになるため、
あたかもカメラの二重露光の状態になる不都合がある。

このような不都合を避けるため、この発明においては、
常に無効画素区間内で光源がＯＮになるよう各駆動回路
１ａ〜１ｘの同期をとっている。

そのため、同一サイクル内の情報を時間のずれなく読出
すことができる。

〔実施例〕

第２図は実施例のブロック図であり、この場合は２個の
イメージセンサ２ａ、　２ｂと、これに対応した２個の
駆動回路１ａ、１ｂを有し、それぞれ一方のイメージセ
ンサ２ａ及び駆動回路１ａが前述の基準イメージセンサ
及び基準駆動回路となっている。

駆動回路１ａは、基準クロック発生器７、カウンタ回路
８及びデコーダ回路９とから成る。カウンタ回路８は、
基準クロック発生器７から出力される画素に対応したク
ロック信号ＣＩ　（第３図参照）をカウントする。その
カウント値Ｅ＋によって有効画素区間と無効画素区間を
識別し、無効画素区間において無効信号Ａ、を出力する
。また、カウンタ回路８は有効画素区間及び無効画素区
間のクロック信号Ｃ２を数えるとデコーダ回路９からの
リセット信号りによってリセットされる。

一方、駆動回路１ｂのも同様の構成であるが、この場合
のカウンタ回路８は前記駆動回路１ａに対するリセット
信号りによってリセットされるようになっており、この
結果、両方の駆動回路１ａ、１ｂは同期する。

また、各イメージセンサ２ａ、　２ｂに対するフレーム
同期信号Ｂｌ　、Ｂ２等はカウンタ回路８の一８＝ 出力を用いて論理式で表現される。デコーダ回路９はこ
の論理式表現を回路的に実現したものであり、基本ゲー
トＩＣを組合せてつくってもよく、またＲＯＭ等にプロ
グラムしてもよい。デコーダ回路９はイメージセンサ２
ａ、２ｂに対し、フレーム同期信号Ｂ＋、Ｂｚ等を送る
と共に、無効画素区間を示す無効信号ＡＩ、Ａ２を出力
する。無効信号ＡＩ、Ａ２が出力されている間、各イメ
ージセンサ２ａ、２ｂから出力される画信号Ｆ３、Ｆ２
は無効区間Ｘとなる。無効区間ＸとＸの間は有効区間Ｙ
となる。

各駆動回路１ａ、１ｂから出力される無効信号Ａ、　、
Ａ２は論理積回路３に人力され、ここにおいて論理積を
とる。この出力が真であれば、全てのイメージセンサ２
ａ、２ｂが無効信号Ａ、　、Ａ２を出力中であるという
ことになる。

タイマ回路４は、論理積回路３の出力が真である間に、
予め設定された幅のパルス信号を発生する。このタイマ
回路４は、ゲートのみでデジタル的に構成することも、
ワンショットＩＣ等を用いてアナログ的に構成すること
も可能である。５は光源６の電源を制御するスイッチン
グ回路であり、照明０Ｎ１０ＦＦ信号Ｇは、画信号Ｆｌ
、Ｆ２の全てが無効区間Ｘである場合のみ○Ｎとなり、
そり以外はＯＦＦとなる。

なお、照明０Ｎ１０ＦＦ信号Ｇ１７）ＯＮ時間は、でき
るだけ短いほどイメージセンサと像との相対速度を速く
することができるが、ＯＮ時間を必要以上に短くすると
、イメージセンサ出力が不十分となるので、光源の輝度
、イメージセンサの感度、光学系の効率等を加味し、必
要十分な値に選定される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明では物体とセンサの相対
位置が変化している場合でもフレーム内の全画素にわた
って同一瞬間の鮮明な画像を出力することができ、しか
も複数のイメージセンサを同時に用いる装置でも応用で
きるため、手持ち弐のバーコードリーダ１０ＣＲ共用装
置等の照明制御方式として利用すると効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の基本的構成のブロック図、第２図は
実施例のブロック図、第３図は実施例のフローチャート
である。 １ａ〜１ｘ・・・・・・イメージセンサ駆動回路、２ａ
〜２ｘ・・・・・・イメージセンサ、３・・・・・・論
理積回路、４・・・・・・タイマ回路、５・・・・・・
スイッチング回路、６・・・・・・基準クロック発生器
、８・・・・・・カウンタ回路、９・・・・・・デコー
ダ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のイメージセンサを用いる光学式画像入力装置にお
   いて、前記複数のイメージセンサの各々に対応したイメ
   ージセンサ駆動回路を設け、各イメージセンサ駆動回路
   をクロック発生回路、カウンタ回路及びデコーダ回路と
   により構成し、カウンタ回路において対応するイメージ
   センサの有効画素区間及び無効画素区間を識別して無効
   画素区間信号を出力し、デコーダ回路においてフレーム
   同期信号、クロック信号その他所要のタイミング信号を
   イメージセンサに対して出力し、全てのイメージセンサ
   のうち１フレームの周期の最も長いものに対応した駆動
   回路のフレーム同期信号を基準として各駆動回路のフレ
   ーム同期信号を同期せしめ、前記無効画素区間信号の全
   ての論理積をとる論理積回路設け、予め設定された時間
   幅のパルス信号を前記論理積回路の出力が真である区間
   内に発生するタイマ回路並びに前記タイマ回路がＯＮで
   ある時だけ照明光源をＯＮにするスイッチング回路を設
   けたことを特徴とする光学式画像入力装置の照明制御回
   路。