JPH10134134A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】節電と共に、スタンバイモード解除時の動作の
立ち上がりを速くする。 【解決手段】スイッチ３６をスタンバイモードに切り替
えると、ＣＣＤ１６とドライバ３０だけに電源が供給さ
れて低消費電力モードとなる。スイッチ４０によってＡ
ＧＣモードをオフに切り替えると低時定数となるコンデ
ンサＣ２に切り替えられて、ＡＧＣ回路の動作の立ち上
がりが速くなる。したがってスタンバイモード解除時で
も動作の立ち上がりが速いので、安定した撮像信号が得
られるようになり、信号の安定化と共に節電による電池
の長寿命化を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は２次元コードなど
を読み取る場合に適用して好適な撮像装置に関する。詳
しくは、バッテリー電源の消費電力を削減するための低
消費電力モードを設けると共に、ＡＧＣ回路をオンオフ
できるＡＧＣモードの他に、このＡＧＣモードに連動し
てＡＧＣ回路内のクランプ回路定数を切り替えるように
することにより、特に低消費電力モードを解除したとき
の立ち上がりを速くできるようにした節電型の撮像装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】撮像装置の中にはバーコードや、このバ
ーコードをさらに発展させた２次元コードなどを読み取
るための専用の撮像手段が知られている。この撮像装置
はレジスタに連結され、オペレータが商品に付されたコ
ードをこの撮像装置によって読み取るようにしている。
そのため、コード読み取り手段としてのこの撮像装置は
小型、軽量化されている。その駆動電源は最も簡便な方
法が採用され、通常は装置本体に電池（バッテリー）が
内蔵されている。

【０００３】電池駆動であるため、電池の寿命を持たせ
るような工夫が必要になってくる。特に、コード読み取
り手段として使用する場合には常時コードを読み取る作
業が連続して行われるのではなく、極めて断続的な読み
取り作業である。そのため、常に電源を入れておくと電
池の寿命が非常に短くなり、電池をこまめに取り替えな
ければならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】電池寿命を伸ばす１つ
の方法としては、低消費電力モードであるスタンバイモ
ードを設けることである。コード読み取りを行わないと
きには電源を切っておき、コードの読み取りを行うとき
だけ電源を接続するようにすれば、電池の寿命を大幅に
伸ばすことができる。

【０００５】一方、このような撮像装置には、その内部
処理としてＡＧＣ回路が設けられているのが普通であ
る。撮像された信号レベルにバラツキがあるときでも、
一定レベルの撮像信号として出力できるようにＡＧＣ回
路が設けられている。

【０００６】スタンバイモードを解除したときの信号レ
ベルの立ち上がりはこのＡＧＣ回路の応答特性に依存す
るところが大である。入力光量が大幅に変化することを
想定してＡＧＣ回路の応答特性が定められているから、
安定した出力が得られるまでには数１００ｍsec以上の
時間がかかる。

【０００７】また、撮像素子としてＣＣＤのような２次
元センサを使用する場合には、この２次元センサの立ち
上がり速度も問題となり、スタンバイモードを解除して
直ちに安定した読み取り出力が得られるまでには、何れ
にしてもある程度の時間を待たなければならない。

【０００８】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、立ち上がり速度を低下させる
ことなく、電池寿命を伸ばすことのできる節電型の撮像
装置を提案するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明に係る撮像装置では、低消費電力モードと
して機能するスタンバイモードが設けられ、スタンバイ
モード時には特定の回路のみに電圧が供給されるように
なされると共に、ＡＧＣ回路にはＡＧＣモードと固定の
ゲインモードとを切り替えるＡＧＣモード切り替え用の
スイッチが設けられ、ＡＧＣモードのオンオフ切り替え
と同時に、このＡＧＣ回路に設けられた帰還ループの時
定数のクランプ定数が切り替えられるようになされたこ
とを特徴とする。

【００１０】この発明では、低消費電力モードとして機
能するスタンバイモードを設ける。このスタンバイモー
ドのときには特定の回路のみに電源電圧が供給される。
具体的には２次元センサであるＣＣＤとそのドライバに
は常時電源電圧を与える。

【００１１】ＡＧＣ回路にはそのＡＧＣモードと固定ゲ
インモードとの切り替えスイッチと共に、ＡＧＣ回路の
帰還ループに設けられた時定数を切り替える切り替えス
イッチが設けられ、ＡＧＣモードがオフとなされた固定
ゲインモードのときには時定数としてＡＧＣモード時よ
りも小さな値が選択される。

【００１２】こうすることにより、バーコードや２次元
コードを読み取るような撮像モードのときには、ＡＧＣ
モードをオフに切り替えておく。ＡＧＣモードがオフで
あるからＡＧＣ動作は行なわれず、そのＡＧＣ回路のア
ンプ（クランプ回路）の立ち上がりは速くなる。

【００１３】バーコードや２次元コードなどを撮像する
場合には撮像条件が安定し、十分な撮像信号レベルが得
られる程度の入力光量が存在する場所で使用される場合
が多い。そのため、特にＡＧＣモードがオフされていて
も、この定照度下での撮像ではスタンバイモード直後か
ら安定した撮像出力が得られるので、読み取り速度を低
下させることなく、電池寿命を伸ばすことができる。撮
像時光源をオンにして照明を付ければ一層安定したバー
コード読み取りを実現できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】続いて、この発明に係る撮像装置
の一実施形態をバーコードなどのコード読み取り装置に
適用した場合について図面を参照して詳細に説明する。

【００１５】図１に示す撮像装置１０において、バーコ
ードや２次元コードなどの被写体像１２は光学系１４を
介して２次元センサとしてのＣＣＤ１６に結像されて電
気信号（撮像信号）に変換される。

【００１６】２次元コードの一例を図２に示す。図の例
は２次元コードのうちデータコードが例示されている。
これはほぼ方形枠のうちＬ字状枠５２と矩形枠５３がそ
れぞれ切り出しシンボルとして利用され、これら方形枠
５２、５３で囲まれた領域５４がデータ領域として使用
される。データ領域５４には矩形枠５３と同じ形状の単
位矩形枠を水平および垂直方向に配置することによっ
て、「１」（黒領域）、「０」（白領域）のデータが構
築される。

【００１７】このようにコードが２次元の平面に展開さ
れるため、この２次元コードをも読み取れるようにする
ため、撮像素子としては２次元センサが使用されること
になる。２次元コードの形態としては図２以外に、ＱＲ
コード、ベリコード、ＣＰコードなどが知られている。
何れの２次元コードを読み取る場合でもこの発明は適用
できる。

【００１８】ＣＣＤ１６より得られた撮像信号はサンプ
リングホールド回路１８によってサンプリングホールド
され、その出力がＡＧＣ回路２０によって出力レベルが
一定となるように制御されたのちプロセッサ２６に供給
されて所定の信号処理が施され、通常の映像信号となっ
て出力される。

【００１９】ＡＧＣ回路２０は周知のようにＡＧＣアン
プ２２、クランプ回路２３およびその負帰還路に配され
たレベル検出回路２４とで構成され、クランプ回路２３
に設けられたクランプ定数Ｃによって負帰還路の時定数
が決まる。

【００２０】信号発生回路２８は各種のタイミング信号
ＴＧや同期信号ＳＧなどが生成される。タイミング信号
ＴＧはサンプリングホールド回路１８にサンプリングホ
ールド信号として供給される他、ドライバ３０にも供給
されて、ＣＣＤ１６を駆動するための各種の信号（転送
クロックなど）が生成される。同期信号ＳＧのうち水平
および垂直ブランキング信号などがプロセッサ２６に供
給される。

【００２１】電源回路３２にはその入力電源として電池
３４が使用され、この例では６ボルトの電池電圧が電源
回路３２で昇圧されて、図の例では１５ボルト、−９ボ
ルトおよび５ボルトの３種類の電圧が形成される。上述
した回路系にあって、ＣＣＤ１６は１５ボルト電圧と−
９ボルト電圧が転送クロック信号などの電圧として利用
される。同様にＣＣＤ用ドライバ３０も１５ボルトと−
９ボルトの電圧がその駆動電圧として利用される。

【００２２】これに対してその他の回路、つまりサンプ
リングホールド回路１８、ＡＧＣ回路２０、プロセッサ
２６および信号発生回路２８は何れも５ボルト電源で駆
動される。

【００２３】電源回路３２と駆動電池３４との間にはス
タンバイスイッチ３６が設けられ、このスイッチ３６を
操作することで、通常動作モードｎと低消費電力モード
として機能するスタンバイモードｓの２種類の電源モー
ドに切り替えられるようになっている。

【００２４】撮像装置１０をコード読み取り装置として
使用する場合には、常時コードを読み取る作業が継続し
て行われている訳ではなく、断続的でしかこの読み取り
作業が行われない。どちらかと言えばコード読み取り待
機時間の方が長くなる。そこで、コード読み取り作業が
行われていないときはスタンバイモードに切り替えて電
力浪費をできるだけ少なくしている。

【００２５】そのためこの発明では通常の動作モードｎ
では後述する３種類の全ての電圧が電源回路３２より出
力されるが、スタンバイモードｓが選択されると、１５
ボルトと−９ボルトの２電圧のみ出力され、５ボルト電
圧の給電がストップするように構成されている。

【００２６】ＣＣＤ１６とドライバ３０に電源を常時供
給するようにしたのは、これらに駆動電圧が与えられて
いないと、ＣＣＤ１６から安定した撮像信号が得られる
までには相当の時間がかかるため、装置全体の立ち上が
りが遅くなってしまうからである。

【００２７】勿論、５ボルト電源系を遮断すると、それ
だけ正常な信号が得られるまでに時間がかかることにな
り、特にＡＧＣ回路２０が存在すると、ＡＧＣ系が安定
するまでに後述するように２５０ｍsecほどの時間が必
要になる。しかし、電池を節約するためには低消費電力
モード機能を付加する必要がある。そこで、系の立ち上
がりと節電との兼ね合いから以下のような構成がさらに
付加される。

【００２８】上述したＡＧＣ回路２０の負帰還路にはＡ
ＧＣモード切り替え用のスイッチ４０が関連され、端子
ｐ側ではＡＧＣモードとなり、端子ｑ側ではこのＡＧＣ
モードが禁止された状態となる。つまり固定ゲインモー
ドとなり単なる固定ゲインアンプとして動作する。

【００２９】固定ゲインモードのときのＡＧＣアンプ２
２のゲインは、ＡＧＣ回路２２に供給される駆動電圧
（５ボルト）と、端子２５から供給される利得制御信号
（電圧）とによって定まる。利得制御信号は撮像装置全
体をコントロールするコントローラ（図示はしない）で
生成されたものが使用される。

【００３０】クランプ回路２３には負帰還路の時定数を
決定する、この例ではクランプ特性を決定する２種類の
コンデンサＣ１、Ｃ２が切り替えスイッチ４２を介して
接続される。第１のコンデンサＣ１はＡＧＣモードのと
きに使用されるコンデンサであって、その容量は例えば
図３のように１．０μＦ程度の値に選ばれている。通常
の被写体を撮像するときはそのときの明るさは一定しな
いので、通常の入力光量の変動にも対応できるようにす
るため、ＡＧＣモード時のクランプ用コンデンサとして
上述したような値に選定されている。

【００３１】これに対して、第２のコンデンサＣ２はＡ
ＧＣモードが解除されたときに使用されるコンデンサで
あって、第１のコンデンサＣ１よりも十分に小さな値の
ものが使用される。図３の例では１／１０程度の値
（０．１μＦ）に選定されている。

【００３２】ＡＧＣ回路２０に設けられたこれら一対の
スイッチ４０と４２とは互いに連動して切り替えられる
ように構成されており、実線図示はＡＧＣモード切り替
え時であり、破線図示は固定ゲインモード切り替え時で
ある。

【００３３】ここで、クランプ定数が大きいとＡＧＣ回
路２０の系が安定するまでに時間がかかり、クランプ定
数が小さいと系が安定するまでの時間を短くできる。例
えば図３のような数値関係に選んだ場合には、第１のコ
ンデンサＣ１を使用すると、ＡＧＣ回路２０の系が安定
するまでには大凡２５０ｍsecの時間を要する。

【００３４】ＡＧＣ回路２０の負帰還路を切ったときに
は、ＡＧＣ動作とはならないが、そのときのクランプ定
数は小さいので、入力信号に対する応答特性は速くな
り、図３の例では大凡５０ｍsec程度に速まる。

【００３５】したがってスタンバイモードｓが選択され
ている状態でも、ＡＧＣモードを切っておけば動作の立
ち上がりが速い。そのため、スタンバイモードｓから通
常動作モードｎに切り替えたときでも、通常動作モード
ｎへの切り替え直後から安定した撮像信号をプロセッサ
２６側に出力させることができる。

【００３６】このようにコード読み取りを行うような比
較的安定した照度下で撮像する場合には、スタンバイモ
ードｓが選択されると共に、好ましくはＡＧＣモードは
オフ状態となされた状態で使用される。

【００３７】ところで、ＡＧＣモードを切った場合で
も、このような安定した撮像信号が得られるのは、ＣＣ
Ｄ１６の撮像条件が比較的安定しているからである。つ
まり、２次元コードなどを読み取るときには、照明され
た室内で使用される場合、つまり定照度下で撮像する場
合が殆どであり、２次元コードを読み取るには十分な明
るさが確保され、その明るさに極端な変化がないからで
ある。

【００３８】より安定した明るさを確保するには、被写
体１２に対してコードを読み取るための光を当てればよ
い。そのため、必要に応じて被写体照射用の光源４６が
設けられ、この例では図１に示すように５ボルト電源
が、降圧用の抵抗器３８および電源切り替えスイッチ４
４をそれぞれ介して光源（ＬＥＤなど）４６に供給され
る。

【００３９】本例では上述したスイッチ４０、４２に連
動してスイッチ４４も切り替えられるように構成され、
ＡＧＣモードが解除されたときだけ電源が供給されて被
写体１２を照らすようになされている。これは、ＡＧＣ
モードのときは、ＡＧＣ回路２０のＡＧＣ動作によって
安定した撮像信号が得られるようになるので、ＡＧＣモ
ード中であるときは光源が必要ないからである。

【００４０】スイッチ４４は必ずしもスイッチ４０、４
２に連動させる必要はない。これは極めて好条件下でコ
ードを読み取ることができるような環境が考えられるか
らで、そのような場合には節電の関係でむしろ光源４６
をオフにしておいた方が得策であるからである。これと
は逆に全てのスイッチ３６、４０、４２、４４が連動す
る構成とすることもできる。

【００４１】図４は光源４６の配置例であって、図では
装置本体１０の前面１０ａ側に２個の光源４６、４６が
光学系１４の左右に一対配置されて被写体１２の位置に
光が当てられる。装置ケース５８の一部にはスタンバイ
スイッチ３６が取り付けられると共に、連動スイッチ４
０、４２、４４のうちの１つ、図ではスイッチ４０が外
部より操作できるように取り付けられている。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明では、低消
費電力モードとして機能するスタンバイモードが選択さ
れたときには、特定の回路のみに電圧が供給されるよう
に構成することによって、大幅な電力浪費を抑えること
ができる。したがって節電効果による電池の長寿命化を
達成できる。

【００４３】さらにＡＧＣモードが切られたときにはＡ
ＧＣ回路の負帰還路の時定数も同時に切り替えるように
して動作の立ち上がりを速くしたから、スタンバイモー
ドから通常動作モードへの切り替えが行われたときで
も、その切り替え直後から安定した撮像信号が得られる
ようになり、ＡＧＣ回路の欠点を克服できる。

【００４４】したがってこの発明は２次元コードなどの
コード読み取り装置のように比較的安定した光量下で撮
像できる撮像装置などに適用して極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る撮像装置をコード読み取り装置
に適用した場合の一実施態様を示す要部の系統図であ
る。

【図２】２次元コードの構成図である。

【図３】ＡＧＣ回路の立ち上がり特性を示す特性図であ
る。

【図４】光源の配置例を示す平面図である。

【符号の説明】

１０・・・撮像装置（コード読み取り装置）、１２・・
・被写体、１６・・・ＣＣＤ、２０・・・ＡＧＣ回路、
２２・・・ＡＧＣアンプ、２４・・・クランプ回路、３
０・・・ドライバ、３２・・・電源回路、３４・・・電
池、３６・・・スタンバイスイッチ、４０，４２，４４
・・・ＡＧＣモード切り替えスイッチ、４６・・・光源

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低消費電力モードとして機能するスタン
   バイモードが設けられ、 スタンバイモード時には特定の回路のみに電圧が供給さ
   れるようになされると共に、 ＡＧＣ回路にはＡＧＣモードと固定のゲインモードとを
   切り替えるＡＧＣモード切り替え用のスイッチが設けら
   れ、 ＡＧＣモードのオンオフ切り替えと同時に、このＡＧＣ
   回路に設けられた帰還ループの時定数のクランプ定数が
   切り替えられるようになされたことを特徴とする撮像装
   置。
2. 【請求項２】 被写体に光を当てる光源をオンオフする
   スイッチが設けられ、このオンオフに関連して上記ＡＧ
   Ｃモードが切り替え制御され、 上記光源をオンにした状態での撮像時には固定ゲインモ
   ードになされると共に、小さな時定数が選択されるよう
   になされたことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 スタンバイモード時には撮像素子とその
   ドライバー回路にのみ上記電圧が供給されるようになさ
   れたことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
4. 【請求項４】 上記時定数はＡＧＣ回路に設けられたク
   ランプ回路のクランプ定数であることを特徴とする請求
   項１記載の撮像装置。