JPH11514461A - データフォームリーダー及び方法 - Google Patents
データフォームリーダー及び方法Info
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Abstract
(57)【要約】
データフォームリーダーと方法は、アレイの中のセンサー要素の連続したラインについて一連の量ねあわせ露出期間をもった操作を提供するものである。又、センサー要素の連続ライン又はラインの連続の組に関する露出期間は独立して決定される。データフォームリーダーの操作でターゲット面(210)の照明はセンサー要素(222A)の第1のラインの露出の前につけられ、センサー要素の各ラインは露出期間内に反射した照明によって露出されるが、それは1つかそれ以上の他のラインの露出期間と重なり、そして照明はそれから切られる(228)。例えば、CMOSを用いて、センサー要素の1つのラインから読みこまれたイメージ信号のレベルは自動検査表で参照され、アレイの要素の引つづくライン又はライン群の適切なる露出期間を決定するようになっている。プロセスは、それぞれ場所の条件に適合した露出期間に達するまで繰返される。
Description
【発明の詳細な説明】
データフォームリーダー及び方法
この発明は、バーコードやマトリックスコードのようなデータフォームを読取
るためのシステムと方法に関するもので、そして、配列のセンター要素の連続し
たラインについての重ね露出時間の操作のシステムに関するもので、そして、セ
ンター要素の連続ライン又は一組のラインに備えられた自動露出制御を有するも
のである。
背景技術
二次元バーコードやマトリックスコードのより複雑な形式を読み取るために色
々なタイプのセンサーアレイスキャナーが提供されているが、これらのセンサー
アレイスキャナーはすべて連続フレームスキャナーであり、そのため消耗が多き
い難があった。多くのセンサーアレイスキャナーは可搬でバッテリを用いている
ので、小型で電池が永持ちする可搬リーダーが必要とされていた。又、小型軽量
で正確で信頼性のある可搬リーダーが必要とされていた。
このような可搬のリーダーでは、センサー要素の個々のライン又は、イメージ
ングアレイのセンサー要素の1組のラインにもとずいてなされる露出制御を可能
にすることによってイメージングの正確さを増加させることが望まれている。発明の背景
バーコードとマトリックスコードの応用と利用はよく知られていて発展してい
る。バーコードとマトリックスコードは“データフォーム”の形式であるが、そ
れは今の目的についていえば、すべての配列を含有するものと定義され、それに
よりデータは機械読取り可能コピーのある形式に固定される。このように、デー
タフォームは一次元二次元バーコード、マトリックスコードとグラフィックコー
ドを含んでいるが、それは言葉、数や他の記号と同様であり、それらは紙やプラ
スチックカードや金属その他のものの上に印刷される。データフォームは磁気や
電磁気で記録された不可視インクなどでプリントされる。
データフォームの利用では、はじめに記号化されたデータは色々の方法で用い
られるよう復元される。例えば、印刷されたバーコードはデジタル化され、バッ
ファーメモリに記憶されそして引続き、バーコードの中で記号化されたデータを
解読するところの反射率を得るため光学的に走査される。データフォームの特別
のタイプを無視すると、イメージは次の処理のためピクセル値として得られて記
憶される。グラフィックイメージとして存在するバーコード、又はマトリックス
コードのイメージはCCDスキャナー、レザースキャナー又は他の適切な装置の
利用で得られるが、それらはデータフォームから反射した光の異る反射率の間を
判別することができる。このように、例えば、バーコードはふつう、バーコード
の要素の間に白又は明るい色をした背景の面の上に印刷された黒又は暗い色のバ
ータイプ要素でできている。空間はふつう背景面と同し色をしているが、この例
では異なる明るい色である。他の例では、バーコード又はマトリックスコードの
要素は白又は明るい色で、そして、黒又はより暗い色の空間と背景面でくっきり
とされている。
シリコンウェーハー上に印刷するレザーのような応用では、照明は暗い所で1
つの方向に明るい関係となり、光は異なる方向で暗い関係となる。光の反射率の
値を表わすピクセル値に加えて、他の配列では反射率値を示すピクセル値は、適
切なる構成のデータフォームからの音波又は他の媒体の反射にもとずいている。
反射の値にもとづいて読みとられるようデータフォームが配置されているすべて
の配列では、このような反射値はふつうピクセル値としてイメージバッファーメ
モリの中、又は、他の記憶媒体の中にビットマップや他の形で記憶されるが、そ
れはすべての適当なデータ記憶フォーマットを用いてもよい。センサーアレイリーダーの背景
すでに示したように、データフォームを読みとる従来の配列は、二次元バーコ
ードを利用するのに適応したレザー又は連続フレームCCDスキャナにもとずい
てた。しかし、これらのアプローチは実用的で、電力の消耗の低さ、ローコスト
、そして二次元データフォームの正確の読み取りの追求で1つ以上の制約の中に
あった。例えば、連続フレームリーダーはふつう最大の電力を必要とした、とい
うのは連続フレーム技術は、センサーアレイは連続してイメージデータの流れを
つくるというということを要求しているからである。マイクロプロセッサがバー
コードを解読するときは、それはイメージデータの連続した流れから解読するの
にただ適切なデータを選ぶだけである。
連続フレーム移動ビデオ又は高解像度の静止した写真獲得のために提起されて
いる完全フレームスキャンCCD装置は、高コスト、大きな形、電力の高消費、
及び、低い利得制御応答時間の1つ以上に従はねばならなかった。このような因
子は、実際の手動のデータフォーム読取り応用の適用を制限していた。
それ故、本発明の目標は、従来のそれの1つ以上の不利な点を避ける新しい改
良されたデータフォームリーダーと方法を提供することにある。
更に下記の1つ以上を準備することの出来るデータフォームリーダーと方法を
提供する目標をもっている:
― センサー要素の連続ラインに対し、重ね露出時間をもったイメージキャプ
チャー;
― 1つのラインごとにもとずく自動露出制御;
― 全般的な低電力消費;
― シングルフレームイメージキャプチャー;
― すばやい自動利得制御
― 自動合焦感知と読取り活動;
― 軽量な手で扱かえる構造;及び
― 小型化の可能性。
発明の開示
発明によると、ターゲット面の中のデータフォームを読み取るデータフォーム
リーダーは、センサー要素の複数のラインを含むイメージ信号をつくり出すよう
読み取り可能のセンサー要素のアレイを利用している。アレイ制御部品はセンサ
ー要素のラインの露出の開始をするよう配列されているが、それは、このような
ラインのセンサー要素を露出スタート信号に応答して基準ポテンシャルにセット
するようにしてであり、そして、露出ストップ信号に答応してラインのセンサ要
素からイメージ信号をよみ取り出力とカップルさせることによってである。
データフォームリーダーは、又、露出制御システムを含んでいるが、それは出
力ポイントにカップルされていて、そしてイメージ信号のレベルに続けて応答し
ているが、その信号はセンサー要素の選ばれたラインから読み取られ、各選ばれ
たラインからのイメージ信号のレベルにもとずくセンサー要素の少くとも1つの
引続くラインに対し露出時間を決定する。露出制御システムは、アレイ制御部に
露出スタートとストップの信号をつくり出すよう配列されているが、それは、セ
ンサー要素の少くとも1つの引続くラインに対し露出時間を重ねるためセンサー
要素の1つのラインに対する露出時間のため、連続したこのような露出時間を使
用するようになっている。
又、発明によると、センサー要素のアレイを含むデータフォームリーダーを用
いる方法は次のステップを含んでいる:
(a)データフォームを含んでいるターゲット面の照明を照明装置と切換える
ことによってセンサー要素のアレイの上に反射されるようにすること;
(b)露出スタート信号に応じて、センサー要素の第1のラインと基準ポテン
シャルをカップリングさせること;
(c)露出時間中に第1のラインのセンサー要素の上にチャージを集めること
;
(d)露出ストップ信号に応じて、第1のラインのセンサー要素からのイメー
ジ信号を読み取ることにより第1のライン露出時間を終りとする;
(e)第1のラインイメージ信号を出力点とカップリングさせる;
(f)センサー要素の引続くラインに対し、ステップ(b)からステップ(d
)を繰返すが、センサー要素の各の前のラインに対するステップ(c)の露出時
間の間、開始のセンサー要素の各引続くラインに対するステップ(b)とともに
で
あるが、それは部分的に重ね露出時間の結果となる;
(g)センサー要素の引続くラインからのイメージ信号を各前のラインから順
々に続く信号の出力点とカップリングさせる;
(h)照明装置を切ることにより、センサー要素の上記のアレイの上への照明
の反射を終らせる;
(i)出力点からのイメージ信号とメモリユニットをカップリングさせる;
(j)メモリユニットに結合している解読器の中のデータのフォームを解読す
る;
(x)ステップ(e)の出力点に結合された第1のラインのイメージ信号の平
均レベルを決定する;
(y)第1のラインに対する露出時間の後開始されたセンサー要素のラインの
露出時間を決定するステップ(d)の繰返しに適用される、露出ストップ信号の
タイミングを決定するための平均化されたイメージ信号を用いること。
発明のよりよき理解のため、他の更なる目的と共に、図面で引例が示され、ク
レイムで発明の範囲が指摘されている。
図面の簡単な説明
図1A、1Bと1Cは、発明を用いた手操作のデータフォームリーダの正面、
側面と平面図である。
図2は、リーダーの光学部分の概念側面図をもったデータフォームリーダーの
各部のブロック図である。
図3は、図2のシステムの部分の詳細を示したものである。
図4は、発明による自動合焦感知システムの外観を示す側面概念図である。
図5は、図2のデータフォームリーダーの部分の第2の具体例を示すブロック
図である。
図6は、データフォームリーダの操作を示すのにのに有効な操作フローチャー
トである。
図7は、発明の第2の具体例の操作を示すのに有効なフローチャートである。
図8は、一部はブロック形式で、発明によるデータフォームリーダーの具体例
を示したものである。
図9は、図8のデータフォームの操作を表わすのに有効なフローチャートであ
る。
発明を実施するための最良の形態
発明を利用したデータフォームリーダーの具体例が図1A、BとCで示される
。図1Aはデータフォームリーダー10の正面概念図であり、図1B、1Cは夫
々対応する側面図、平面図である。上のケースの部分は図1Bでは内部の簡単な
図を示すよう変えてある。発明による特別の姿を指摘する前に、次のことがみら
れよう、即ち、ハンドグリップ部12、引き金装置14及びバッテリー収納部1
6をもつ適切な丈夫なプラスチックケースでできている。データフォームリーダ
ーは又、上部の囲い部18をもっているが、図18で簡単な形で示されているが
、それは、センサーアレイ部20、照明アレイ22及び照明レンズ24をもって
いるが、その各はより詳細に示そう。図1Bは又、プロセッサーとメモリユニッ
ト30と入出力(I/O)ユニット32を描写しているが、それはリーダー10
の後からスロットにさしこまれたつめこみ可能回路盤の形をもっている。更に3
4と36のみぞはPCMCIAタイプのカードを差込みを可能にすることにより
追加の又は拡大された操作能力をつくり出すのに用いられる。更に図1Bと1C
に描かれているように、データフォームリーダー10はデータエントリーキーボ
ード40とディスプレイ42をもっているが、それは、異なる視角に適応できる
ように表わされている。発明が更に示すような特徴以外は、この分野で技イ両の
ある人にとってこれらの技術は提供されるであろう。
示されている具体例では、データフォームリーダからはなれて置かれているタ
ーゲット面の中にあるデータフォーム自動露出データフォームリーダー10が備
えられている。
図1Aに示されているように、リーダー10は3つの異なる機能を有する照明
のアレイをもっている。50で示される周辺照明は、フレーム型構造の中に置か
れそして、センサーアレイ部20視野を指摘するふち効果をもって、ターゲット
面を照明するよう配置されている。52で示す合焦照明器はこの具体例では角度
をもった光束をつくるよう配置されているが、それはリーダーの前面の所定の距
離で交叉するか重なるようになっている。その距離は固定焦点距離を表わしてい
る。54で示されそして数の多い露出照明器は、データフォームを読む目的の露
出時間につけられたとき、比較的一様なターゲット面照明のレベルをつくり出す
よう配置されている。各照明器は装置が適切なものであるが、即ちローコストの
発光ダイオード(LED)のようなものであり、発明の応用で適当であると決め
られた照明の各のレベルをつくり出すようアレンジされている。照明器の数、タ
イプ、配列及び利用は適切となるよう決められる。応用によると、周辺照明器5
0又は合焦照明器52は単独か又は組合わせて露出時間の間、照明を露出するよ
うになっている。照明レンズ24はアレイ構造をもっていて、すでに論議した各
機能の各に対し、適切に合焦した構造をつくるため照明器50、52と54の各
の前に小さなレンズ部をもっている。図1Aで中心レンズ56は、アレイがイメ
ージを感知しそしてイメージ信号をつくり出すことができるように、センサーア
レイの表面に合焦するようアレンジされている。
さて図2に関して、発明を用いたデータフォームリーダーの部分の単純化した
ブロック図を示す。関連した光学要素の断面概念図も含まれている。示したとお
り、センサーアレイ部20は、レンズ部24及び照明器50と54のアレイを通
して投射し、センサーアレイ21、光学フィルター26とアレイ制御ユニット2
8を、関連のクロック装置29とともに有している。センサーアレイ21は、中
心レンズ56とフィルター26の後に位置している。照明器により準備される照
明に伝えるが、しかし、まわりの光スペクトルの他の部分の伝達を減らす効果の
あるフィルター26を準備することにより、露出時間の間にまわりの光によって
つくられる効果は減らされる。
センサーアレイ部20は感知電池の二次元アレイ21を有している。アレイ制
御ユニット28はふつう垂直と水平の読出し回路、個々の感知電池に現れる電荷
又は電圧を感知する装置、及び、センサーアレイ部20からのイメージ信号を結
合させる調整可能な利得をもつ出力増幅器、選ばれたセンサー要素からのイメー
ジ信号の読取りのタイミング制御を準備するクロック装置29を含んでいる。他
のタイプのセンサーアレイ配列が発明の利用に供されてもよいが、特許出願の配
列のタイプの利用のよい点は、すべてのセンサーアレイ、プラス関連利得制御の
いくつか又はすべて、合焦感知と露出制御回路、は既知のCMOS技術を利用し
てかんたんなチップの上でつくることができるということである(PMOS、N
MOS、Bipolar、BiMOS、BiCMOS、又は他の技術によるもの
)。例えば、現在のCMOS技術の利用は、小さなチップ、軽く安価、低電力消
耗など大きな効果がある。
図2で、センサーアレイはレンズ56を通し、レンズ56から距離59である
ターゲット面58で合焦する。フィルター26はレンズ56とセンサーアレイの
間におかれている。フィルター26は第1に電磁波スペクトルの特別の帯域のみ
を通し、そして、まわりの光スペクトルの他の部分の通過を減少させるという特
性がある。このアプローチで、センサーアレイは、ターゲット面からのまわりの
光の反射に比較的非応答性となるようアレンジすることができる。
図2は又、複数のセンサーから得られたイメージ信号に応答し、そして、デー
タフォーム読み取り期間を開始することに利用できる“合焦”信号をつくり出す
合焦感知装置62を有している。合焦信号は次のとき用意される、即ち、合焦照
明器によって得られた照明面又は照明器か、次のどれか1つをもつことによって
特徴づけられた時であるが、それは、(a)所定の大きさの範囲内の大きさ、(b)
所定の明るさの範囲内の明るさ、(c)所定の位置の範囲内の位置、このようなイ
メージ信号によって表わされたようにである。図3は、装置62に適切なイメー
ジ信号を出す2つの配列を指摘している。図3で、56はアレイ合焦レンズのア
ウトラインを示し、そして21aはセンサーアレイ部20の中に含まれる感知要
素のアレイのアウトラインを示している。21bでリニアーセンサーが指摘され
ているが、それは、要素アレイ21aから分離につくられるセンサー要素の1か
2つのラインを構成している。リニアアレイ21bは、アレイ制御ユニット28
(図にはない)の制御の下で図2の点48に連結される。
図4は前記のとおり、レンズ部24を通って角度をもった光ビーム52aと5
2bを出す合焦照明器52を示している。これらのビームはレンズ56の前から
距離59で交叉する。距離59で、合焦レンズ56と組合せて、アレイ部20の
センサーアレイの焦点70の面の側面が示されている。(図2もみよ)
このように、センサーアレイ構成とレンズの特別な選択でもって、データフォ
ームリーダーは合焦条件を、ターゲット面のイメージ及びアレイ21のセンサー
要素の上に正確に合焦したデータフォームと共に表示するが、それはターゲット
面が距離59にある面70上にある場合である。更に、レンズ56は合理的な焦
点の深さをつくるよう指定されるが、それは、ターゲット面のイメージが受入れ
られるよう、72で示された合焦範囲の深さ内ですべての分離した距離について
センサー要素の上に合焦するという結果をもってである。ひとたび距離59が特
別のリーダーの設計について決定されると、照明器52のビーム角度は図4で示
すように、距離59で交叉或は重なるよう調節することができる。この配列で、
図3のリニアセンサ21bは、ターゲット面が距離76で面76にのっていると
き、空間のある位置におかれた光の2つの点によってターゲット面照明を表示の
イメージ信号をまずつくり出す。それから、データフォームリーダーが、距離5
9でターゲット面が面70にのっているように、ターゲット面により近く動いた
とき、光の2つの点は中央の点に1つのより明るい点に収斂する。リニアアレイ
21bからのイメージ信号はかくして照明の1つのより明るい点とその位置の表
示である情報を提供し、それにより合焦条件の表示の情報を提供する。合焦イメ
ージ信号指示についての公差の程度を与えることにより、合焦指示は合焦範囲7
2の深さを調和させるよう調節することができる。合焦の指示に到達するため引
続く距離調整で、合焦感知装置62は読み取りと解読のサイクルを始めるのに利
用できる“合焦”信号をつくるようアレンジされている。説明した配列は又、手
動の合焦決定モードの操作を可能にすることは明らかである。このように、オペ
レータがターゲット面に関連のデータフォームリーダーの位置を調節し、そて光
の2点が1つの点に収斂するのを観測することで、既に記したように、合焦指示
は、収斂が到達したときキーボード40の適切なるキーのオペレーターの処置に
よって提供される。
図3に関し、20の感知要素アレイ21aと回路点48の間の点線の連結は代
りの構成を指摘している。図2で示すとおり、点48は合焦ユニット62への連
結をするものである。よせられたリニアセンサー21bを用意するために必要な
追加すべき感知要素を用意する代りに、アレイ21aの基本イメージ感知機能に
関係なく、合焦目的のためアレイ21aの要素の1つ又はそれ以上の1時的利用
をするようアレンジすることができる。後者の配列では、望まれる合焦決定は2
1bのような分離されたリニアセンサーを用意する必要なしでなされる。
図2は更に、1つかそれ以上の選ばれたセンサー要素からのイメージ信号に応
え、又、露出時間の始めと終りに有用な“スタート”と“ストップ”信号をつく
り出すようアレンジされている露出制御装置64を含んでいる。露出制御64は
所定のレベルの反射又は照明の強度に応じて、ストップ信号をつくり出すイメー
ジ信号を用いている。ふつう、このような所定のレベル又は強さは、露出制御装
置によって得られるスタート信号によってはじまる時間内に測定され、そして反
射光の強さの累積表示をする。時間内に受けとったイメージ信号を累積したイメ
ージ信号レベルの表示である電圧に転換すること、その電圧と最初にセットとし
た電圧と比較することにより、ストップ信号が、累積した電圧がはじめの電圧に
達したとき、発生される。
図5で示される他の具体例で、露出制御装置は、選ばれたセンサー要素の1つ
又はそれ以上の前もってきめた固定時間サンプル露出によって測定された照明強
度に応えることによるスタートとストップ信号の間の時間をセットする。このよ
うなセンサー要素からのイメージ信号はあらかじめセットされたサンプル露出時
間の間、ターゲット面から反射した照明のレベルの表示となる。イメージ信号を
灰色のレベルの信号に転換することにより、調節可能な露出時間の適切な継続の
表示である露出制御信号がつくられる。制御信号によって示される露出時間の実
際の継続を決めるため、露出制御装置64aはCPU88と結合される。図5に
示すように、CPUは自動検査表をアクセスするようアレンジされ(メモリーユ
ニット82aに記憶され)灰色レベル信号値に相関する露出時間データを保持す
る。実際の自動検査表データは経験的な基礎の上に前もって得られるが、それは
シングルフレーム活性化のもとの上で利用可能なイメージデータの獲得を加能に
するため要求される露出時間の指示として、所定の継続の前もってきめた最初の
時間の間、反射光のレベルを利用しながらである。
又、図2で指摘されているように、利得制御装置60はアレイ部20のセンサ
ー要素の1又はそれ以上から得られるイメージ信号に応答するようアレンジされ
ているが、特にこのようなイメージ信号によって表わされる反射光のレベルに応
答し、イメージ信号増幅を制御するようアレンジされている。この具体例の中の
利得制御は、センサー制御ユニット28の中に含まれる前に引用した調節可能な
利得出力増幅器と再結合された利得制御信号によって達成される。このことは、
センサーアレイによってつくられたイメージ信号の振幅を所定の範囲内に維持可
能にしている。
図2で示しているように、発明にもとずくデータフォームリーダーのこの具体
例は又、処理ユニット80、メモリユニット82及び入力/出力(I/O)モジ
ュール84の構成をもっている。処理ユニット80、それはデジタイザ86を含
んでいる、CPU88及び電力処理モジュール90はセンサーアレイ部20から
イメージ信号を受取り、そしてメモリユニット82に記憶するためデジタル化し
た形式でイメージデータをつくる。ユニット80はユニット62と64からのス
タートとストップ信号に応答して露出時間を制御する。更に、操作の間、一連の
処理ユニット80はバッテリに結合した電力処理モジュール90を通って視野計
、合焦照明器50と52、そして露出照明器をつけたり切ったりし、そして電力
を結合しセンサーアレイ部20の操作をする。処理ユニット80は更に、メモリ
イユニット82に記憶されたイメージデータを用いてデータフォームの解読をす
るようアレンジされる。データフォームを継続した解読により、ユニット80又
は解読操作を終らせること、そして、イメージ信号を与えるためのセンサー要素
の読取りを終らせるのに効果のあるエンド−サイクル信号をつくり、そして又、
イメージ信号をつくるためセンサー要素の読取りを終らせるのに効果があるが、
それはアレイ制御ユニット28の制御の下でセンサー要素の読取りで共に要求さ
れる入力電力とクロック信号の設備の少くとも1つの結合を終わらせることによ
ってである。
別々に、解読されたデータフォーム情報は入力/出力モジュール84を通して
出力装置に供給される。入力/出力モジュール84はPCMCIAカードでイン
ターフェイススロット34と35により操作するようアレンジされていて、そし
てラジオ、赤外線、有線その他信号伝送や受信装置に供給するようになっている
。出力装置92は従って、出力信号を導線、アンテナ、光学装置などを通して結
合させる出力ポートである。モデム、音声認識、手書き認識、メモリや他の色々
な方法も又、PCMCIAスロットに差込め操作が可能である。記載のないもの
でもこの技術に技イ両のある人にとっては利用できよう。
以上のデータフォームを理解すると、この発明によるイメージシステムは自動
利得制御、自動露出、自動合焦感知、シングルフレームイメージ獲得と他の特徴
が明らかとなろう。操作
さて図6に関して、発明を利用している操作のフローチャートが示されている
。ステップ100では、利用者は図1Bで示されているデータフォームリーダー
10の引き金装置14を始動させる。ステップ104で、周辺照明器50と合焦
照明器52がつけられ、そしてセンサー要素の読取りが始まる。ステップ106
では、使用者はデータフォームリーダー10とターゲット面の間の距離を調節し
、図4の範囲72内に分離距離に到達させる、その点では照明の面は交叉し、1
つのより小さい、明るい面又は中心に位置する照明の点に合体する。ステップ1
08では、ステップ106で達した合焦条件がセンサーのリニアアレイからのイ
メージ信号にもとずいてモニターされるが、それは照明の面が次の少くとも1つ
によって特徴ずけられるかどうかを指示するものである、即ち、(a)大きさが所
定の大きさの範囲内、(b)明るさが所定の明るさの範囲内、(c)位置が所定の位
置の範囲内、又は3つのすべての組合せ、2つの照明面でも生ずるであろうよう
に、図4の中のビーム52aと52bによってターゲット面に供給されたように
、重なりそして合体。照明の2つの丸い点について、点は合焦すると同心となり
そしてこの最小の大きさの条件は色々な方法で検知されるが、その中には2つの
点の相対位置が視野の中にあることを検知するのもある。照明面の合体が達成さ
れると、“合焦”信号がステップ110で有効となり露出アレイのすべての照明
器がつけられる。このような合焦信号は自動的に又はオペレータの観察にもと
づき手動で発される。
露出照明器をつけると、露出制御装置はスタート信号をセンサーアレイ部20
に送るが、それはセンサー上のすべての累積電荷を基準の電荷にリセットする効
果がある。写真センサーはすぐに、ステップ12で指摘のように新しい電荷を累
積しはじめる。同時に露出制御装置と利得制御装置は周期的に、ステップ113
と114で写真検出器のサンプルの上の集積された電荷を測定する。ステップ1
13では、利得制御装置はサンプルイメージデータを用いてアレイ制御ユニット
28の中のセンサーアレイ増幅器に適用するため、適切な振幅利得とオフセット
信号を選ぶ。ステップ114で、露出制御装置はサンプルイメージデータをモニ
ターしそしてサンプルイメージデータがターゲット面からの反射光のレベルが所
定のレベルに達したとき、露出制御装置はストップ信号を発生する。ストップ信
号に応じて、累積した露出センサー上の電荷は測定されて電圧信号に変換される
。2次元の感光性の電池のアレイを用いている既知のセンサーアレイのタイプは
、センサー要素が基準電荷レベルに接地されそれから露出時間の間、電荷を累積
することを許すようにつくられている。それで、読み取りのプロセスに従がい、
すべてか又は選ばれた電池は電荷を測定するため同時にサンプルされるが、その
ときシフトレジスター配列を用いて1時的に記憶され1ラインづつつづいてよみ
出されたデータと共にである。ステップ115で、もはや読み出しの必要のある
電池がないとき(すべての電池が同時にサンプルされた)露出照明器は切られる
。しかし、構成が追加の電池が読みこまれるべく残っているような時は、この具
体例ではシステムはステップ112と113にもどるようになっている。露出制
御装置はそこでスタート信号を発生し、電池の次のグループの露出時間を始動す
るが、それはその露出時間の終りに読み出されることになる。完全なフレームの
読取りの後、システムはステップ115からステップ116に進むが、その点で
露出照明器は切られる。
ステップ117で、プロセッサーユニット80は、デジタル化されメモリイユ
ニット82に記憶されたアレイ部20からのイメージ信号からなるイメージデー
タを用いてデータフォームを解読することを試みる。もし解読が成功であったら
、ステップ18でサイクルを終了する。もし解読が成功でなかったら、ステップ
1
17で読み取りサイクルは再び始動されるか、又はステップ104のスタートを
繰返す。
注意すべて点であるが、ステップ117で、もしデータフォームが事実ターゲ
ット面の獲得イメージの中にあるとすると、データフォームを解読可能にするイ
メージの中に位置づけする必要がある。データフォームの位置づけについては米
国特許5,304,787“2次元バーコードの位置づけ”に記載されている。
前記と一致して、感知要素のアレイを含むデータフォームリーダを用いるため
の方法は、次のステップのすべてか選ばれたいくつかを含んでいるが、特に本発
明に関してはそうである。
(a)アレイの前に光学フィルターを置くが、それは露出照明器からの光を伝
送するが、まわりの光スペクトルの他の部分については伝送を減少させる;
(b)このような読取りのために必要な入力電力とクロック信号を用意するこ
で選ばれたセンサー要素の読み取りをはじめる;
(c)アレイとターゲット面の間の距離とともに変わる大きさ、明るさそして
位置の少くとの1つによって特徴ずけられる照明の面と共にターゲット面を照明
する;
(d)このような距離を調節して照明の面を所定の大きさ、明るさ、位置の範
囲にあるということの少くとのどれか1つによって特徴ずけられる照明の面とす
るもととする;
(e)少くとも1つの感知要素からのイメージ信号が照明がステップ(d)で
記述されたように特徴づけられていたとき合焦信号をつくり出す;
(f)合焦信号に応答して露出照明器をつける;
(g)反射光のレベルの表示としての選ばれた感知要素からのイメージ信号を
用い、利得制御信号をつくってアレイからのイメージ信号の増幅を制御する;
(h)少くと1つの感知要素からのイメージ信号が、ターゲット面からの照明
の所定のレベルの反射を指摘したときストップ信号をつくり出す;
(i)センサー電池の完全な露出で露出照明器を切る;
(j)デジタル化されメモリに記憶されたアレイからのイメージ信号を表示す
るイメージデータを処理しデータフォームを解読する;
(k)データフォームの解読成功で、サイクル終了の信号を出し、入力電力と
クロック信号の少くとも1つを終らせることによってセンサー読み取りを終了し
、そして解読したデータフォームと入力/出力モジュールを結合させ;そして
(l)解読が成功でなかったら、方法をステップ(d)から繰返す。
図7は第2の具体例に対応するフローチャートを示す。ステップ100から1
08までは前の具体例と同し操作である。合焦條件を108で決め合焦信号を発
生した後、このサンプルの露出時間に対して露出照明がつけられ、そしてイメー
ジデータがステップ122で集められる。そうすると、露出制御装置はサンプル
露出スタート信号を発生し、それにより選ばれた光電センサーは基準電荷と接地
されそしてサンプル電荷を累積しはじめる。この露出時間の終に、露出制御装置
、その部は単にこの目的のためのタイマーであるが、ストップ信号を発生し、そ
れにより各の選ばれたセンサー上の累積電荷はイメージデータとして読みこまれ
る。124で、サンプル露出の間集められたイメージデータに応答し、露出制御
装置は調節可能露出時間の適切な継続を決定する。論議したように、露出時間の
適切な継続は、図5の露出ユニット64aを通し、選ばれたセンサーからのイメ
ージデータを累積することとメモリ82aに記憶された自動検査表に結果の電圧
レベルを参照することで決定される。
反射した照明のレベルが、他の可能な因子の中でターゲット面反射率によって
決定されることは望ましいことである。このような反射率は予期されたか又は、
表面の特性又は色彩のある状態での代表的な値より高いか又は低いものである。
従って、露出時間と同様、アレイからのイメージ信号の利得を制御することが望
ましい。この結果は、図5の利得ユニット60aを通し選ばれたセンサー要素か
らのイメージデータ累積し、そして、その信号表示とメモリ82aの中の自動検
査表を参照することで得られるが、それはあらかじめセットした最初の時間の間
に反射した照明の特別のレベルに対し、イメージ信号出力利得の調節に対する値
を提供している。発明を理解すると、技イ両のある人は経験的又は他の技術を用
いて適切な自動検査表をつくることができよう。図7はかくして、サンプルイメ
ージデータを用い、利得調節を決定し、センサーアレイ部の出力増幅器を応用す
ることを準備することになる。
128では、装置はイメージデータのシングルフレームを獲得する。以上論議
したように、もしすべての光電センサー電池が基準化され、露出されそしてデー
タのすべてのフレームを発生するよう並列にサンプルされるような構造になって
いたならば、ステップ128は電池上の累積電荷をただ接地し、露出しそしてサ
ンプリングするだけの1つのサイクルから成立つこととなろう。ステップ130
では露出照明器は切られる。以上論じたように、ただ選ばれたセンサー要素が1
つのサイクルで並んでよみ取られるように、光電センサー要素が組立てられてい
たら、露出制御装置はいそぎの通路128により指摘される所定の露出時間に対
応の複数のスタートとストップ信号を発生するが、すべての電池の読み取りを完
成することが適切であるようにである。すべてのデータのフレームを集めた後、
130で露出照明器は切られる。もしデータフォームが132で解読がなされる
と、ステップ134に進む。
操作の単純化と効率化は自動利得制御、自動シャッターなしの露出制御及び手
動の自動合焦感知によって高められる。操作上の利点は完全な解像、シングルフ
レーム上の完全フレームイメージ獲得、まわりの光レベルを無視した自動露出の
基を含んでいる。必要な利得調節は100マイクロ秒のオーダーの時間で感知さ
れる。シングルフレームイメージ獲得で、連続のイメージデータ伝送とデータ処
理が避けられる。手動の適用に加え、本発明による単純化、コストと信頼性の利
点はデータフォームの読み取りや他の処理に対し容易に適合されている。更に、
発明はCMOSや他の技術の利用で、センサーアレイ部20とユニット60、6
2、64、80の主なる部分はシングルチップの上につくられ、小さく、軽く、
包装が容易でそして電力消耗を低くするという利点がある。このことは長時間の
利用を可能にしている。図8と9のライン露出配列
従来のセンサーアレイスキャナーはターゲット面のイメージをセンサーアレイ
の上に、同時にセンサー要素の全部か半分を露出するよう、焦点をあわせていた
。このように、例えば、イメージ獲得はセンサーアレイのすべての交互のライン
の
露出によってなされたが、それはラインごとの基で続いてよみ出されることを含
んでいた。この組み合わさった露出のアプローチは、それから同時に第2の露出
時間に残りのラインを露出することで完成された。各ステップで、1つの露出時
間があるが、それはイメージ獲得のプロセスに欠点を有していた。非均一のイメ
ージ照明又は表面反射率は露出時間が平均照明で決定されたとき、過露出となる
イメージ面を包含する結果をもたらす。又、露出時間は与えられた時間に始めら
れ、そしてセンサー要素のラインの読み出されたイメージデータで決められた露
出時間まで続けられる。このアプローチで、ラインはつづいて読み出されるので
、最後のラインの露出時間は最初のそれよりはるかに長くなる。この結果、最初
のラインは露出不足そして最後は過露出となる。
さて図8で、自動ライン露出特徴をもつデータフォームリーダーの具体例を示
す。図8のデータフォームリーダーはセンサー要素のアレイ21Cを含んでいる
が、代表として140に示されているが、そのセンサーはイメージ信号を準備す
るため読み取り可能になっている。センサー要素140は複数の水平ラインと鉛
直列にアレンジされている。
図8のデータフォームリーダーは又、図2のアレイ制御ユニット28に対応の
アレイ制御部を有している。図8のアレイ制御部はライン制御シフトレジスター
142を有しているが、それはフリップフロップ144−151に連結されてい
る共通の水平導体143によって、連続しているセンサー要素140のラインと
結合されている。センサー要素140の鉛直列は又共通の鉛直導体152と連結
されているが、それは代表として154で示される接地スイッチ及び168で示
されているセンサー読出しスイッチを通して増幅器156−162に連結される
。図8のデータフォームリーダーは更に出力シフトレジスター166を有してい
るが、それは168に示すセンサー読出しスイッチをつづけて始動させるようア
レンジされている。そしてそれはフリップフロップ170−176に連結されて
いて、増幅器156−162に記憶されているイメージデータをつづいて出力点
178と結合するようになっている。
図8のデータフォームリーダーは露出制御システム64/80を有しているが
、ふつう図2の露出制御装置64と処理ユニット80の組合せに対応していて、
図
8に関し記述されているように操作されるよう適合されている。図8で示すよう
に、露出制御システム64/80は次の制御をするようアレンジされている:シ
フトレジスター142を通してセンサー制御ライン選択;スイッチ164の制御
を通してセンサー要素の列の基準ポテンシャル接地;スイッチ156−162を
通してセンサー要素の選択されたラインからのイメージ信号の読み出し;イメー
ジ信号を出力点178と結合するようセンサー読出しスイッチ168の始動を制
御するため、シフトレジスター166の制御により選ばれたラインのつづいてい
るセンサー要素からのイメージ信号の出力。出力点178は図2のデジタイザー
86の入力と結合されるが、それはイメージデータをメモリ82に記憶させ解読
、伝送やその他の利用を可能にしている。露出制御システム64/80は又、導
体180を通して出力点178に結合されるが、それは平均イメージ信号がセン
サー要素140の特別のラインから得られるようにしてある。このようなイメー
ジ信号レベルはそれにつづくライン又は、センサー要素の一組のラインに対する
露出時間を決定するのに用いるため利用できるようになる。センサーアレイの基
本的は構造や操作や、図8のデータフォームリーダーの関連部は特許出願No.
08/258,428に記述されている。
図8のデータフォームリーダーの操作は図9のフローチャートでより充分説明
がなされる。ステップ200で操作は、利用者がターゲット面内の表面上に印刷
されたバーコードのデータフォームを読むため引き金信号を始動させる。210
で図2の54で示される露出照明器はターゲット面内でバーコードで照明するた
めつけられる。
ステップ220Aで、図8の露出制御システム64/80は、シフトレジスタ
ー142、フリップ−フロップ144と接地スイッチ154に供された制御信号
によって動かされ、要素140の第1の水平ラインの中のセンサー要素の各と基
準ポテンシャルと結合させるが、それは要素の第1のライン上の累積電荷を移動
させるためである。このようにして、接地スイッチ154を閉じるのに有効であ
る露出制御システム64/80からの信号は、フリップ−フロップ144に連結
されているセンサー要素140の第1のラインに対し露出スタート信号として動
作する。このように、ステップ210で用意された照明はセンサー要素のアレイ
の上に反射されたので、要素の第1のラインに対する露出時間は、これらの要素
がステップ220Aで基準ポテンシャルにセットされ、ターゲット面内のバーコ
ードの異なる部分から反射の照明のレベルの表示である電荷の累積を始める後す
ぐ開始される。
ステップ222Aで、電荷が露出時間に第1のラインのセンサー要素に累積さ
れる。第1のラインのこの最初の露出時間は、すべての適切に平均化され、標準
化され又は他の方法でイメージデータ読出しプロセスを始めるために決定される
。ステップ224Aでは露出ストップ信号は導体163を通し読み出しスイッチ
164に供されるが、フリップ−フロップユニット144に連結された第1のラ
インの中のセンサー要素の各1つが、サンプル・ホールド増幅器156−162
の夫々1つと結合されるようになされている。イメージデータは、増幅器156
−162の1つに含まれている各センサー要素からのイメージデータと共に、第
1のラインのセンサー要素のすべてを同時に読み出す。第1のラインの各センサ
ー要素に対する露出時間はこのように露出スタート信号によって開始されるが、
そのことは露出ストップ信号が要素をサンプル・ホールド増幅器に読みこまれる
ようであると、要素が接地され同時に終りとなるもととなる。
ステップ226Aでシフトレジスター166はフリップ−フロップユニット1
70−176を制御するよう始動されるが、それはつづいてスイッチ168を作
動させ、第1のラインの個々のセンサー要素から読みこまれたイメージ信号のレ
ベルの表示である一連のデータをもっている信号を出力点178と結合させる。
図9の220B、222B、224B、226Bで示される同し一連のステッ
プがセンサー要素の第2のラインについて進められる。図9で示されるように、
電池のラインを適切に露出するのに必要な露出時間は、電池をサンプルしイメー
ジデータを読み込み、出力点178にデータを出力させるに必要な時間よりも長
いので、センサー要素の次のラインに対する制御された露出時間は前の露出時間
の間に開始される。このように、図9の中で下向きに示されている時間の経過で
もってみると、露出時間222A、222Bと222Cは一連のつづきで始まる
ことがわかるが、それで露出時間222Bは露出時間222Aと重なることにな
る。図9は図解の目的で用意されたもので、実際のタイミング関係はこれとは異
なる。第1と第2と第3のラインが読みこまれそして結果のイメージは出力17
8とつづいて結合され、それ故イメージデータの流れがつくられるようにタイミ
ングは制御される。このように、第2のラインの各一連のセンサー要素に対する
イメージデータには、第1のラインの対応イメージデータがつづく、干渉なしで
である。このことは一連の露出時間の制御の下でなされるが、それはセンサー要
素の各ラインについて用意された露出スタートとストップ信号によって定められ
るが、それは夫々露出制御システム64/80によるものである。一連の重なっ
ている時間制御露出時間はすべてのラインが露出され、読みこまれるまでつづけ
られ、そして対応するステップ220N、222N等によって示される出力点1
78にイメージデータは結合され、Nで示される最後の底のラインにつながる。
ステップ228で露出照明は切られる。230でこの例ではデータフォームリ
ーダーはターゲット面内に存在するバーコードの解読が成功したかをチェックす
る。もしバーコードが成功して解読されると、解読したデータはステップ232
で図2の出力ポート92に供給される。不成功であった場合、ステップ230で
操作はステップ210にもどり照明はつけられてプロセスは繰返される。
基本的な露出と読取りのプロセスが理解されると、注意は図8に示されるデー
タフォームリーダーに向けられる。センサー要素の第1のラインが露出され、読
みこまれそして結果としてのイメージデータは次の処理と利用のためデジタイザ
ー86との結合のため、出力点178と結合したとせよ。第1のラインのイメー
ジデータの表示は又、導体180を通して露出制御システム64/80と結合さ
れる。第1のラインの表示であるこのようなイメージデータのレベルをモニター
することにより、適切なる露出時間が引続くラインに対して決定されその引続く
ラインに対するスタートとストップ信号を決定するのに用いられる。例えば、図
9は第1のラインから出力されたステップ226Aのあとで始まる第3のライン
露出時間222Cを示しているので、第1のラインイメージ信号レベルから得ら
れる露出情報は第3ラインに用いられる露出時間を制御するのに用いることがで
きる。代りに、各連続しているライン個々の露出時間を独立に決定する代りに、
第1のラインイメージ信号から得られる露出情報はつづく1組のラインの露出時
間を制御するのに用いられるが、例えば第3、第4、第5ラインである。このラ
インの組のアプローチは、シングルの完全なイメージ露出時間によって得られた
それの間に露出時間の正確さ、及び、引つづくラインに対して決められた露出時
間を用いることでより高い正確さを得ることができる。露出情報の展開は、与え
られたラインの多くのセンサー要素に対するイメージデータのレベルを平均し、
そして図5で論じたように自動検査表配列を引つづくラインの適切な露出時間の
実際の継続を決定するために利用することで、行なわれる。3つのラインの1組
の露出の露出時間を利用する中で、各ラインは順次接地され順次つづけて読みこ
まれるが、そのときは第1のラインのイメージデータのレベルから決定されたの
と同し露出時間を用いている。
図8の配列の操作をより特別に考えると、露出制御システム64/80は制御
信号をライン制御シフトレジスター142に送るのに有効であるが、それはどち
らのラインが電圧を高めるべきか、そしてどちらのラインを電圧を低くするかを
決定するためのものである。シフトレジスター142の制御の下で、夫々のフリ
ップ−フロップユニット144−151はセンサー要素ライン電圧を適切に動か
す。ラインが高くされたとき、そのラインの中で各のセンサー要素の上に累積さ
れた電荷は、そのセンサー要素に連結されている鉛直導体152の夫々1つに移
される。水平ラインが高くされたときは、露出制御システム64/80は又、信
号を接地スイッチ154又は読出しスイッチ164に送る。最初の場合、鉛直導
体152に移された電荷は接地される。後者の場合、選ばれたラインの各のセン
サー要素は読みこまれ、電荷をそれからとり、増幅器156−162の夫々1つ
に結合され、そこで各センサー要素の上のイメージデータの表示は後者の出力結
合のための電圧レベルとして増幅器156−162に保持される。
露出時間のはじめには選ばれたラインは高くされ、そして接地スイッチ154
はライン露出時間を始めるため、導体155を通して与えられた露出スタート信
号に応じて閉じられる。露出時間の終には、ラインは高くされ、そしてサンプル
・ホールドスイッチ156−162の読み出しスイッチ164は導体163を通
して供給される露出ストップ信号によって閉じられる。イメージデータのライン
がサンプル・ホールド増幅器に集められた後、露出制御システム64/80は各
センサー要素から読みとられたイメージデータを出力点178に結合させる。こ
れ
は読み出しシフトレジスター166に送られた制御信号によってなされるが、そ
れはフリップ−フロップユニット170−176を制御する。フリップ−フロッ
プユニットは各出力スイッチ168の1つに連結していて、それで増幅器156
−162の各に保持されているイメージデータは出力点178につづけて結合さ
れる。このように、適切なタイミングで、水平ラインの各センサー要素からのイ
メージデータと要素のつづきのラインからのイメージデータは出力点178に結
合される。出力点178からイメージデータは次の処理のため送られそして又、
露出制御システム64/80への入力として露出時間の決定に用いるため送られ
、そして適切なスタートとストップ信号のためにつかわれる。
以上のことに従って、アレイの中にアレンジされているセンサー要素のXライ
ンを含むデータフォームリーダーの利用についての、方法、は次のステップを含
むことが望ましい。
(a)センサー要素の選ばれたラインのセンサー要素からのイメージ信号を読
みとること;
(b)露出時間を決めるため、ステップ(a)の中で読みこまれたイメージ信
号のレベルを用いること;
(c)センサー要素のYラインの第1の1組の上に、ターゲット面から反射し
た照明の露出の継続を制御するためのこのような露出時間を用いること;Yは少
くとも1でXより小さい;
(d)ステップ(a)から(c)までを繰返すことで、ステップ(a)で引つ
づくラインからのイメージ信号を上記の選ばれたラインに置換え、そしてステッ
プ(c)で露出時間を第1のYラインの1組につづくYラインの第2の1組の露
出の継続を制御する露出時間を用いる。
例えば、Yが3と等しいことをもって、3つのラインの1組のセンサー要素の
各ラインは、センサー要素のより早く選ばれたラインから読みこまれたイメージ
信号のレベルにもとずいて決定された露出時間に対し露出されることができる。
又、Yが1のとき、センサー要素の1つのラインの各の1組は、センサー要素の
よりはやく選ばれたラインから読みこまれたイメージ信号のレベルをもととして
決められた露出時間に対して露出されることができる、それで各ラインの露出時
間は独立して決定される。
尚、すべてこの発明に関する変形、修正は、この発明内にあることに注意され
たい。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.データフォームリーダーで次の構成をもつ: センサー要素のアレイで読取り可能でイメージ信号を供し、複数のセンサー要 素のラインを含んでいる; アレイ制御アセンブリで上記のアレイと結合していて、上記ラインのセンサー 要素を露出スタート信号に応えて基準ポテンシャルにセットするようにすること により、センサー要素のラインのの露出をはじめるようアレンジされている;そ して、 露出制御システムで上記の出力点と結合していて、そして引つづきセンサー要 素の選ばれたラインから読こまれたイメージ信号のレベルに応じ、各上記の選ば れたラインからのイメージ信号のレベルに基づきセンサー要素の少くとも1つの 引つづくラインの露出期間を決定し、そして上記の露出スタートとストップの信 号を上記のアレイ制御アセンブリに提供して、上記の露出期間を連続して用いる ようにし、センサー要素の1つのラインの露出期間がセンサー要素の少くとも1 つの引つづくラインの露出期間と重なるようアレンジされている。 2.クレイム1記載のデータフォームリーダーで、そこでは上記アレイ制御ア センブリは、センサー要素の完全なラインからの個々のイメージ信号が連続して 読みこまれ、そして露出ストップ信号に応えて結合されるようにアレンジされて いる。 3.クレイム1記載のデータフォームリーダーで、その中では上記の露出制御 システムは、上記アレイの選ばれたラインの複数のセンサー要素からのイメージ 信号を用い、次の1つについて露出期間を決定するのに有用な平均イメージ信号 レベルを発展させるようアレンジされている:センサー要素のシングルのつづき のライン、センサー要素の複数の連続ライン。 4.クレイム3記載のデータフォームリーダーで、更にライン露出期間対平均 イメージ信号レベルの自動検査表を記憶するメモリを有している。 5.クレイム1記載のデータフォームリーダーで、そこでは上記のアレイ制御 アセンブリは、センサー要素のラインを接地基準ポテンシャルと結合させること により基準ポテンシャルとなるようにしている。 6.クレイム1記載のデータフォームリーダーで、そこでは上記の露出制御シ ステムは、上記のスタート信号を上記のアレイ制御ユニットに、所定の一様なタ イムインターバルでセンサー要素の連続ラインに関して提供する。 7.クレイム1記載のデータフォームリーダーで、そこでは上記のアレイ制御 アセンブリは次の構成をもっている、ライン制御シフトレジスターユニットで、 上記のアレイの個々の要素センサーラインを読み取りの1つとして選ぶこと、及 び、上記基準ポテンシャルと結合することを可能にするものであり、そして読み 出しシフトレジスターユニットで個々の要素センサーを上記の出力点にイメージ 値を結合させることを可能にするものである。 8.クレイム7記載のデータフォームリーダーで、更に複数のサンプル・ホー ルド増幅器を有しているが、上記アレイのセンサー要素の1つの列と上記出力点 の間で利用可能のものである。 9.クレイム8記載のデータフォームリーダーで、更に複数の出力スイッチを 有しているが、それは上記読み出しシフトレジスターによって制御され、1つは 上記のサンプル・ホールド増幅器の間で結合している。 10.クレイム1記載のデータフォームリーダーで、そこでは上記センサー要 素の各は、軽い高感度のダイオード要素でCMOSチップの上に形成されている 。 11.クレイム1記載のデータフォームリーダーで、更に次の構成をもってい る: メモリユニットで上記の出力点と結合していて、そして上記イメージ信号の表 示であるイメージデータを記憶する;及び 処理ユニットで上記のメモリユニットと結合していて、そして上記の記憶され たイメージデータを処理し、上記イメージ信号によって表わされるデータフォー ムを解読するようアレンジされている。 12.データフォームリーダーで次の構成をもっている: センサー要素のアレイで読取り可能でイメージ信号を供し、複数のセンサー要 素のラインを含んでいる; アレイ制御のアセンブリで、上記ラインのセンサー要素を露出スタートに応じ 基準ポテンシャルにセットさせることにより、センサー要素のラインの露出をは じめさせるようアレンジされていて、そしてイメージ信号を露出ストップ信号に 応え上記ラインのセンサー要素から読込まれ、そして出力点と結合するようアレ ンジされている;及び 露出制御システムで上記の出力点と結合し、そしてセンサー要素の選ばれたラ インから読みこまれたイメージ信号のレベルに連続して応答し、上記の選ばれた ラインからのイメージ信号のレベルにもとずきセンサー要素の少くとも1つの引 つづくラインの露出期間を決定するもので、そして上記の露出のスタートとスト ップの信号を上記のアレイ制御アセンブリに送り、センサー要素のラインの上記 の露出期間とするようアレンジされている。 13.クレイム12記載のデータフォームリーダーで、そこでは上記の露出制 御システムは、上記アレイの選ばれたラインの複数のセンサー要素からのイメー ジ信号を用い、次の1つの露出期間を決定するのに利用できる平均イメージ信号 を発展させるようアレンジされている。 14.クレイム13記載のデータフォームリーダーで、更にライン露出期間対 平均イメージ信号レベルの自動検査表を記憶するメモリユニットを有している。 15.クレイム12記載のデータフォームリーダーで、そこでは上記露出制御 システムは、上記のスタート信号を、上記のアレイ制御ユニットに所定の一様な タイムインターバルでセンサー要素の連続ラインに関して提供する。 16.クレイム12記載のデーターフォームリーダーで、そこでは上記のセン サー要素の各は軽い高感度のダイオード要素で、CMOSチップの上に形成され る。 17.データフォームリーダーで、上記のリーダーから距離のあるターゲット 面の中のデータフォームを読み取ることが可能で、次の構成を有している: センサー要素のアレイで読み取り可能でイメージ信号を供し、複数のセンサー 要素のラインを含んでいる; 少くとも1つの露出照明器で、上記のターゲット面を照明するようアレンジさ れている; 合焦装置で上記のアレイの前に位置していて、そして、上記の距離が焦点距離 内にあるとき、少くとも上記のデータフォームの部から反射した上記のアレイ照 明の上に合焦するようアレンジされている; アレイ制御アセンブリで上記のアレイに結合していて、そして上記のラインの センサー要素が露出スタート信号に応じて基準ポテンシャルにセットされること と、イメージ信号が露出ストップ信号に応じて上記ラインのセンサー要素から読 取られ、そして出力点に結合するようにすることによりセンサー要素のラインの 露出をはじめるようアレンジされている; 露出制御システムで、上記アレイ制御アセンブリに結合していて、上記露出ス タートとストップの信号を上記のアレイ制御アセンブリに送り、順次上記露出期 間を整えセンサー要素の1つのラインの露出期間を少くと1つのセンサー要素の 引つづくラインの露出期間と重ねさせるようにアレンジされている; 処理ユニットで上記の出力点と結合していて、そして上記のイメージ信号を処 理し上記のデータフォームを解読するようアレンジされている。 18.クレイム17記載のデータフォームリーダーで、そこでは上記の露出制 御システムは、上記のスタート信号を所定の一様なタイムインターバルでセンサ ー要素の連続ラインに対する上記のアレイ制御ユニットに供給する。 19.クレイム17記載のデータフォームリーダーで、そこでは上記アレイ制 御アセンブリは次の構成をもっている: ライン制御シフトレジスターユニットで、個々の要素センサーラインを読みと りの1つとして選ばれるように、そして上記の基準ポテンシャルと結合できるよ うにする; 読み出しシフトレジスターユニットで、個々の要素センサーを上記出力点のイ メージ値の結合のため選ばれるようにする。 20.クレイム19記載のデータフォームリーダーで、更に複数のサンプル・ ホールド増幅器を有していて、各上記アレイのセンサー要素の1つの列と上記出 力点の間で利用可能である。 21.クレイム17記載のデータフォームリーダーで、そこでは上記センサー 要素の各は軽くて高感度のダイオード要素であって、CMOSチップの上に形成 される。 22.クレイム17記載のデータフォームリーダーで、更にメモリユニットを 有していて、それは上記出力点と上記処理ユニットの間で結合されていて、上記 のイメージ信号の表示であるところのイメージデータを記憶するようアレンジさ れている。 23.方法で、センサー要素のアレイを含んでいるデータフォームリーダの利 用ためで、次のステップをもっている: (a)データフォームイメージを含むターゲット面の照明をセンサー要素の上 記のアレイの上に反射されるようにする; (b)露出スタート信号に応え、センサー要素の第1のラインと基準ポテンシ ャルを結合させる; (c)露出期間内に上記第1のラインのセンサー要素の上に電荷を累積する; (d)露出ストップ信号に応え、上記第1のラインのセンサー要素からのイメ ージ信号を読みとることにより、第1のライン露出期間を終らせる; (e)上記第1のラインイメージ信号と出力点とを結合させる; (f)センサー要素のつづいているラインについて、ステップ(b)から(d )まで繰返す; (g)センサー要素のつづいているラインからのイメージ信号と、夫々の前の ラインからの順次つづくイメージ信号の中の上記の出力点を結合させる;及び (h)センサー要素の上記アレイ上の照明の上記反射を終らせる。 24.クレイム23記載の方法で、そこではステップ(a)は反射照明を供給 するため上記ターゲット面の照明をつけることを含み、そしてステップ(h)は 、上記アレイのセンサー要素のすべてのラインからのイメージ信号が読みこまれ た後、上記の照明を切ることを含んでいる。 25.クレイム23記載の方法で、更にステップ(e)とステップ(f)の間 に次のステップを含める: (x)ステップ(e)で上記出力点と結合したとき、第1のラインイメージ信 号の平均レベルを決定する; (y)上記の平均化したイメージ信号レベルを用いて露出ストップ信号のタイ ミングを決定するが、ステップ(d)の繰返しの中で適用して、上記第1のライ ンにつづくセンサー要素の少くとも1つの露出期間を決定する。 26.クレイム25記載の方法で、そこではステップ(y)は自動検査表を用 いて、上記の平均化イメージ信号レベルにもとずく上記露出ストップ信号のタイ ミングを決定する。 27.クレイム25記載の方法で、そこではステップ(y)で、上記の平均化 したイメージ信号が露出ストップ信号のタイミングを決定するのに用いられる。 28.クレイム23記載の方法で、更に次のステップを含む: (i)上記出力点からのイメージ信号とメモリユニットを結合する;そして、 (j)上記のメモリユニットと結合している解読器の中の上記データフォーム を解読する。 29.方法で、アレイの中にアレンジされたセンサー要素のXラインを含むデ ータフォームリーダーの利用のためのもので、次のステップを有している: (a)センサー要素の選ばれたラインのセンサー要素からのイメージ信号を読 みとること、上記イメージ信号は少くともデータフォームの部の表示のイメージ 信号を含む; (b)ステップ(a)で読みこまれたイメージ信号のレベルを用い、露出期間 を決定する; (c)上記の露出期間を利用し、センサー要素のYラインの第1の1組の上に ターゲット面から反射の照明の露出の継続を制御する、ここでYは少くとも1で Xより小さい;そして、 (d)ステップ(a)から(c)までを繰返し、ステップ(a)で上記の選ば れたラインにつづくラインからのイメージ信号を代えて、ステップ(c)で上記 の露出期間用いて、上記のYラインの第1の組につづくYラインの第2のYライ ンの組の露出の継続を制御する。 30.クレイム29記載の方法で、そこではステップ(b)で決められた露出 期間はステップ(c)でYラインの1組を構成している複数のラインの各につい て露出期間として用いられる、各ラインは個々に上記の露出期間で露出される。 31.クレイム30記載の方法で、そこではYは3と等しく、3つのラインの 1組のセンサー要素の各ラインはセンサー要素のより早く選ばれたラインからよ みとられたイメージ信号のレベルにもとずき決定される露出期間露出される。 32.クレイム29記載の方法で、そこではYは1であり、センサー要素の1 つのラインの各組は、センサー要素のより早く選ばれたラインから読みとられた イメージ信号のレベルにもとずき決定された露出期間露出される。 33.クレイム29記載の方法で、そこではステップ(b)はステップ(a) で読みとられたイメージ信号のレベルの平均値にもとずく上記の露出期間を決定 するのに自動検査表を用いることを含んでいる。 34.クレイム29記載の方法で、そこではステップ(c)で上記の露出期間 は露出ストップ信号のタイミング決定に用いられるが、それはイメージ信号をセ ンサー要素のラインから読みこまれるようにするのに有効であり、従来の露出ス タート信号に比較して、上記のセンサー要素のラインを基準ポテンシャルとカッ プルさせ露出期間をスタートさせるのに効果的でる。 35.クレイム29記載の方法で、更に上記のデータフォームを解読するのに 上記のイメージ信号を利用するというステップを含んでいる。
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