特許

J-GLOBAL ID：200903054515329569

自動露出シングルフレーム画像システム

発明者： ワング・ユンジアン・ピー ,  ジュウ・ポール・ピー
出願人/特許権者： メタネテックス・コーポレーション
代理人 (1件)： 和泉 雄一
公報種別：公表公報
出願番号（国際出願番号）：特願平8-505958
公開番号（公開出願番号）：特表平11-505042
出願日： 1995年07月26日
公開日（公表日）： 1999年05月11日
要約：

【要約】自動露出画像システムは、シングルフレーム画像獲得ベースで操作されるもので、シングルチップCMOSタイプの構造を適用している。2次元バーコードやマトリクスコードの様な読み取りデータ形式に対しシステムは、自動利得制御、自動露出制御、自動合焦感知及びシングルフレーム画像と解読を提供できるが、電力消耗は少ない。固定焦点距離センサー要素アレイアセンブリと光学的距離感知は、画像が合焦状態の時は露出の自動開始を可能としている。画像照明によって提供される露出は、露出期間の間の反射光の累積レベルの感知によって自動的に制御される。代わりとして、露出時間は、固定された期間の始めの照明期間の間の反射光のレベルに基づいて、調査表から得られる。自動的システムの終わりか継続かはデータ形式が成功して解読されるかどうかで決まる。電力の節約は解読の成功で読み込みを終了することでなされる。完全な軽い手で持てる読み取り器及び解読されたデータ形式情報の伝送カードの利用等記述してある関連方法も又記述してある。

請求項（抜粋）：

1。 自動露出画像システムで、データ形式のリーダー(読み取り後)で、上記のリーダーから距離をおいたターゲット面の中のデータ形式を読み込むデータ形式のリーダーであって、次の構成をもつ: 多くのセンサー要素で画像信号を送り出すため読み取り可能であり、そして少なくともその幾つかは、2次元アレイの中に位置している; 照明の面をもった上記のターゲット面を照明するよう配列されている少なくとも1つの合焦照明器で、アレイとターゲット面の間の距離で変わる所の大きさ、明るさ、そして場所の少なくとも、その1つによって特徴づけされる; ユーザーの引金装置で、上記の少なくとも1つの合焦照明器を動かせる様に配列されていて、選ばれたセンサー要素の読み取りを始めるものである; 合焦感知装置で、上記のセンサー要素の少なくとも1つからの画像信号に応答し、そして上記の照明の面が、所定の大きさの範囲内の大きさ、明るさが所定の明るさの範囲内の明るさ、場所が所定の場所の範囲内の場所の少なくとも1つによって特徴づけられた時、合焦信号を出す様に配列されている; 利得制御装置で、それは上記の合焦状態の信号の後の時間内で上記センサー要素の少なくとも1つからの画像信号によって示される様な反射光のレベルに応答し、そして画像信号増幅を制御する様に配列されている; 露出制御装置で、上記のセンサー要素の少なくとも1つからの画像信号に応答し、上記合焦状態の信号に応答してスタート信号を、又上記ターゲット間からの照明の所定レベルの反射に応答してストップ信号を作る様に配列されている; 少なくとも1つの露出照明器で、上記のスタート信号とストップ信号に応答し、そして上記のスタートとストップの信号で決められる露出時間の間、上記ターゲット面を照明する様に配列されている; メモリユニットで、上記のアレイとカップリングしていて、そして上記の画像信号の画像データ表示を記憶する様に配列されている; プロセシングユニットで、上記のメモリユニットとカップリングしていて、そして記憶されている画像データを処理し、上記データ形式を解読し、そしてデータ形式の解読の成功の上に立って選ばれたセンサー要素の読み取りと、データ形式のリーダーの操作を終了させるのに有効なサイクル終了の信号を作る様に配列されている; 出力装置で上記のプロセシングユニットをカップリングしていて解読されたデータ形式情報の表示の出力信号を作る様に配列されている。2。 特許請求の範囲第1項記載の画像システムで、更なる次の構成を持っている、上記のアレイの前に位置している光学的フィルターで、上記露出照明器からの照明を伝送し、そして回りの光スペクトルの他の部分の伝送を減少させる。3。 特許請求の範囲第1項記載の画像システムで、その中では上記の利得制御装置は、上記2次元アレイの中に含まれているセンサー要素から供給される画像信号の利得を制御するのに用いられる信号を作る。4。 特許請求の範囲第1項記載の画像システムで、その中で上記少なくとも1つの合焦照明器は、2つの合焦照明器をもっていて夫々光ビームを出しているが、それは上記アレイの固定した合焦面の表示の焦点距離でアレイの前で交叉する。5。 特許請求の範囲第4項記載の画像システムで、更に、次の構成を持っている、中央の合焦レンズで上記アレイの前にあり、そして約上記の焦点距離に広がっている焦点範囲の深さをもって上記焦点距離で焦点の面を作る様に配列されている。6。 特許請求の範囲第4項記載の画像システムで、その中では上記の合焦状態感知装置は、上記の光ビームによって上記のターゲット面の上に供給された照明面の少なくとも所定の収斂の度合いを感知する様に配列されている。7。 特許請求の範囲第1項記載の画像システムで、その中では上記の少なくとも1つの露出照明器は次の構成を持っている、照明器装置のアレイで、上記アレイと上記画像が所定の距離に分離された時、ターゲット面を越えて所定の照明のレベルを作る様に配列されている。8。 特許請求の範囲第7項記載の画像システムで、更に次の構成を持っている、レンズアレイアセンブリで上記の照明装置のアレイからの所定の光の合焦を供給するものである。9。 特許請求の範囲第7項記載の画像システムで、その中では上記の照明器装置は発光ダイオードである。10。 特許請求の範囲第1項記載の画像システムで、その中で上記露出制御装置は、時間を越えた画像信号の累積値の表示である電圧を発展させ、そして上記の電圧が所定の始めの電圧に達した時に上記のストップ信号を出す。11。 自動露出システムで、次の構成を持っている: 多くのセンサー要素で、それは反射してきた照明の表示である画像信号を作って読み取り可能であり、そして少なくともそれの幾つかは2次元アレイの中である;そして 露出制御装置で、上記のセンサー要素の少なくとも1つからの画像信号に応答し、そして反射された照明の所定のレベルに応答し、そして反射された照明の所定のレベルに応答し露出ストップ信号を作る様に配列されている。12。 特許請求の範囲第11項記載の自動露出システムで、その中では上記の露出ストップ信号は少なくとも1つの露出照明器を切るのに用いられるが、それは、上記の反射してきた照明に帰着する照明を作る。13。 特許請求の範囲第12項記載の自動露出システムで、その中で上記の少なくとも1つの露出照明器は次の構成を持っている、照明器装置のアレイで、上記のアレイと上記のターゲット面が所定の距離で分けられた時、選ばれたターゲット面を越えて照明の所定のレベルを供給する様に配列されている。14。 特許請求の範囲第11項記載の自動露出システムで、その中で上記の露出ストップ信号は、次の1つから画像データの読み取りの引き金を引くのに用いられ、少なくとも1つのセンサー要素、それと全てのセンサー要素。15。 特許請求の範囲第11項記載の自動露出システムで、更に次の構成を持っている、光学的フィルターで上記のアレイの前に置かれ、上記の露出照明器から照明を伝送し、そして回りの光スペクトルの他の部分の伝送を減少させるのに効果的である。16。 特許請求の範囲第11項記載の自動露出システムで、その中では上記のセンサー要素は、上記の反射された照明の表示である電荷を累積する様に配列されていて、そして上記のストップ信号は、上記の露出制御装置によって、上記の少なくともセンサー要素の1つによって所定のレベルに上記の電荷が累積した時作られる。17。 特許請求の範囲第16項記載の自動露出システムで、その中では上記の少なくともセンサー要素の1つは、露出期間のスタートの時、所定の最初の電荷を持つ様に配列されている。18。 特許請求の範囲第11項記載の自動露出システムで、その中では上記の露出制御装置は、画像信号の累積値の表示である電圧を発展させ、そして上記の露出ストップ信号を上記の電圧が所定の始めの電圧に達した時に供給する。19。 画像システムで、データ形式を読み取るデータ形式リーダーとして有用で、次の構成を持っている: 多くのセンサー要素で、それは画像信号を作るのに読み取り可能で少なくとも、その幾つかは2次元アレイの中にある; センサーアレイアセンブリで、上記の多くのセンサー要素と画像信号を作る選ばれたセンサー要素の読み取りを制御する様に配列されたアレイ制御ユニットを含んでいる;そして プロセシングユニットで、上記のセンサーアレイアセンブリとカップリングして、上記の2次元アレイのセンサー要素からの画像信号を処理し、上記のデータ形式を解読させる様に配列されていて、そして上記のデータ形式の成功の解読に従って電力の消耗を減らすため画像信号の読み取りを終わりにする様に配列されている。20。 特許請求の範囲第19項記載の自動露出システムで、その中では上記のアレイ制御ユニットは、クロック装置を含んでいて、そして入力電圧と上記のセンサーアレイアセンブリのカップリングに応答し、選ばれたセンサー要素の上記のクロック装置によって作られるクロック信号のタイミング制御の元でなされるものであり、そして、そこではプロセシングユニットは上記の入力電圧と上記のクロック信号の設備のカップリングの少なくとも1つの終わりの理由から画像信号の読み取りは終了する様に配列されている。21。 特許請求の範囲第20項記載の自動露出システムで、その中では、上記の多くのセンサー要素は、更に線形アレイを含んでいるが、それは、少なくともセンサー要素の1つの線を持っていて、そして上記のプロセシングユニットは、少なくとも上記の2次元アレイと上記の線形アレイの1つの中に含まれている選ばれたセンサー要素の読み取りに関して、上記の入力電力と上記のクロック信号の設備のカップリングの少なくとも1つを終わらせる様に配列されている。22。 自動露出画像システムで、次の構成を持っている: 多くのセンサー要素で、それは画像信号を作るのに読み取り可能となっていて少なくとも、その幾つかは2次元アレイの中にある; 少なくとも1つの合焦照明器で、照明の面をもってターゲット面を照明する様に配列されていて、次の少なくとも1つで特徴づけられているが、それは、大きさ、明るさ、そして場所であるが、それはアレイとターゲット面の間の距離と共に変化する。 合焦状態感知装置で、上記のセンサー要素の少なくとも1つからの画像信号に応答し、そして上記の照明の面が次の中の少なくとも1つによって特徴づけられた時は、合焦状態信号を作り出す様に配列されている、大きさで所定の大きさの範囲内にある、明るさで所定の明るさの範囲にある、そして場所で、所定の場所の範囲内にあること; 露出制御装置で、上記のセンサー要素の少なくとも1つからの画像信号に応答し、そして上記の合焦状態信号に応答してスタート信号を、そして上記ターゲット面からの照明の所定のレベルの反射に応答してストップ信号を作る様に配列されている; 少なくとも1つの露出照明器で上記のスタート信号と、上記ストップ信号に応答し、そして上記のスタート信号とストップ信号によって決められる露出時間の間、上記のターゲット面を照明する様に配列されている。23。 特許請求の範囲第22項記載の画像システムで、更に次の構成を持っている、光学的フィルターで上記のアレイの前に位置して、上記の露出照明器から照明を伝送し、そして回りの光スペクトルの他の部分の伝送を減少するのに効果がある。24。 特許請求の範囲第22項記載の画像システムで、その中で上記少なくとも1つの合焦照明器は、次の構成を持っている、2つの合焦照明器で夫々光ビームを供給するが、それは上記アレイの固定された合焦面の表示のである焦点距離でアレイの前で交叉する。25。 特許請求の範囲第24項記載の画像システムで、更に、次の構成を持っている、中央の合焦レンズで上記アレイの前に位置していて、そして約上記の焦点距離に広がっている合焦範囲の深さをもって上記焦点距離で焦点の面を供給する様に配列されている。26。 特許請求の範囲第24項記載の画像システムで、その中では上記の合焦状態感知装置は、上記の光ビームによって上記のターゲット面に供給された照明面の収斂の所定の度合いを感知する様に配列されている。27。 特許請求の範囲第22項記載の画像システムで、その中では上記の少なくとも1つの露出照明器は次の構成を持っている、照明器装置のアレイで、上記アレイと上記画像が所定の距離に分離された時、ターゲット面を越え所定の照明のレベルを供給する様に配列されている。28。 特許請求の範囲第22項記載の画像システムで、更に次の構成を持っている、レンズアレイアセンブリで上記の照明装置のアレイからの所定の光の合焦を供給するためのものである。29。 特許請求の範囲第22項記載の画像システムで、その中では上記の照明器装置は発光ダイオードである。30。 特許請求の範囲第22項記載の画像システムで、その中で上記の露出制御装置は、画像信号の累積値の表示である電圧を発展させ、そして上記の電圧が所定の始めの電圧に達した時に上記のストップ信号を作る。31。 画像システムで、次の構成を持っている: 多くのセンサー要素で、それは画像信号を作るのに読み取り可能となっていて少なくとも、その幾つかは2次元アレイの中にある; 少なくとも1つの合焦照明器で、照明の面をもってターゲット面を照明する様に配列されていて、少なくとも、大きさ、明るさ、そして場所の一つで特徴づけられるが、それはアレイとターゲット面の間の距離で変化する。そして 合焦状態感知装置で、上記のセンサー要素の少なくとも1つからの画像信号に応答し、そして上記の照明の面が次の中の少なくとも1つによって特徴づけられた時は、合焦状態信号を作るが、それは所定の大きさの範囲内の大きさ、所定の明るさの範囲の中の明るさ及び、所定の場所の範囲内の場所である。32。 特許請求の範囲第31項記載の画像システムで、その中で上記少なくとも1つの合焦照明器は、次の構成を持っている、2つの合焦照明器で光ビームを出すが、それは上記アレイの固定された合焦面の表示である焦点距離でアレイの前で交叉する光ビームを供給する。34。 特許請求の範囲第31項記載の画像システムで、その中では上記の合焦状態感知装置は、上記の光ビームによって上記のターゲットの上に供給する照明面の収斂の少なくとも所定の度合いを感知する様に配列されている。35。 自動露出画像システムで、次の構成を持っている: 多くのセンサー要素で、それは画像信号を作るのに読み取り可能となっていて少なくとも、その幾つかは2次元アレイの中にある; 少なくとも1つの露出照明器で最初の時間の間の間及び調整可能な露出時間の間、ターゲット面を照明する様に配置されていて;そして 露出制御装置で、上記のセンサー要素の少なくとも1つからの画像信号に応答するが、それは上記の最初の時間の間、上記のターゲット面からの反射した照明のレベルの表示であり、上記の露出制御装置は、上記の調整可能露出時間の間の表示である露出制御信号を作る様に配列されている。36。 特許請求の範囲第35項記載の自動露出画像システムで、更に次の構成を持っている: メモリユニットで、露出制御信号値と相関のある露出時間の調査表を記憶する様に配列されている;そして プロセシングユニットで、上記の露出制御装置と上記のメモリユニットとカップリングしていて、そして上記の露出制御信号に応答し、上記の調査表を利用し、上記露出時間の期間を決定する。37。 特許請求の範囲第35項記載の自動露出画像システムで、その中では、上記の少なくとも1つの露出照明器は多くの照明器を含んでいるが、少なくともその1つは、上記の予めセットした最初の時間の間に付けられ、そして少なくともその1つは上記の調整可能な露出時間の間に付けられる。38。 特許請求の範囲第35項記載の自動露出画像システムで、その中では上記の少なくとも上記センサー要素は、上記の2次元アレイの中にあるセンサー要素の2つの横列を持っている。39。 特許請求の範囲第38項記載の自動露出画像システムで、その中では上記の露出制御装置は、上記のセンサー要素の2つの横列に含まれている全てのセンサーからの画像信号によって示されるピクセル値を合計することにより、照明の上記のレベルを決定する様に配置されている。40。 特許請求の範囲第36項記載の自動露出画像システムで、その中では、上記のセンサー要素は電荷記憶装置を含んでいて、それは、上記のプロセッサーユニット制御の下で、上記の調整可能な露出時間のスタートの前に放電される。41。 特許請求の範囲第40項記載の自動露出画像システムで、その中では、上記のプロセシングユニットの制御の下で、上記の少なくとも1つの露出照明器が、まず、上記の予めセットしてある最初の期間について付けられ、そして、続いて上記の調整可能露出期間について、上記の電荷貯蔵装置が、放電された後付けられる。42。 特許請求の範囲第41項記載の自動露出画像システムで、その中では、上記の調整可能な露出期間の間、上記のセンサー要素によって、感知された画像信号の表示である画像データは、次の処理のための準備のため、上記のメモリユニットとカップリングされる。43。 特許請求の範囲第35項記載の自動露出画像システムで、更に次の構成を持っている: 少なくとも1つの合焦照明器で、照明の面をもったターゲット面を照明する様に配列されていて、少なくとも、大きさ、明るさ、そして場所の1つによって特徴づけられるが、それはアレイとターゲット面の間の距離と共に変化する;そして 合焦状態感知装置で、上記のセンサー要素の少なくとも1つからの画像信号に応答し、そして上記の照明の面が次の中の少なくとも1つによって特徴づけられた時は、合焦状態信号を作り出す様に配列されているが、上記の照明の面が、少なくとも所定の大きさの範囲内の大きさ、所定の明るさの範囲の明るさ、そして所定の場所の範囲内の場所の1つに特徴づけられた時に、照明の予めセットされた最初の期間を開始するのに効果のある合焦状態信号を作る様に配列されている。44。 特許請求の範囲第35項記載の自動露出画像システムで、更に利得制御装置を有しているが、それは、少なくとも1つの上記のセンサー要素からの画像信号によって示される反射光のレベルに応答し、そして画像信号増幅を制御する様に配列されている。45。 画像方法で、センサー要素のアレイを含む画像システムを用いるもので、次のステップを有している: (a)大きさ、明るさ及び場所、それはアレイとターゲット面の間の距離と共に変わるのだが、少なくともその1つによって特徴づけられる照明の面をもつターゲット面を照明すること; (b)上記の距離を調整し、上記の照明の面を下記により特徴づける様にする、即ち、所定の大きさの範囲内の大きさ、及び所定の明るさの範囲内の明るさ及び所定の場所の範囲内の場所の少なくとも1つによってである; (c)少なくとも1つの感知要素からの画像信号が、照明の上記の面がステップ(b)で記述された様に特徴づけられた時、合焦状態の信号を作る; (d)上記の合焦状態信号に応答して、露出照明器を付ける; (e)少なくとも1つの感知要素からの画像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時、ストップ信号を作り出すこと; (f)上記のストップ信号に応答して、上記の露出照明器を切る;そして、 (g)上記のアレイの感知要素からの画像データを処理する。46。 特許請求の範囲第45項記載の画像方法で、その中ではステップ(a)は、更に選ばれたセンサー要素の読み取りを始め画像信号を供給することを含んでいて、そして更に次のステップを含んでいる; (h)選ばれたセンサー要素の読み取りを終わらせる。47。 特許請求の範囲第46項記載の画像方法で、その中ではステップ(h)は、少なくとも次の1つの終わりの理由によって選ばれたセンサー要素の読み取りを終了することを含んでいる:この様な読み取りに必要な入力電力の供給、この様な読み取りのタイミング制御に必要なクロック信号の供給:48。 特許請求の範囲第45項記載の画像方法で、更に次の様なステップを含んでいる: (x)感知要素の上記アレイの前に光学的フィルターを置くが、上記露出照明器・・・

IPC (2件)：

G06K 7/10 ,  G06K 7/015

FI (5件)：

G06K 7/10 A ,  G06K 7/015 C ,  G06K 7/10 B ,  G06K 7/10 C ,  G06K 7/10 N

引用特許：

審査官引用 (3件)

• 特開平3-172981
  
• 特開昭57-147374
  
• 特開平2-100780