(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次元又は２次元に配列され、入射光を光電変換すると共に該光電変換により得られた電荷を蓄積する多数の撮像素子と、該各撮像素子に蓄積された電荷を外部からのシフト信号に応じて夫々保持すると共に、該電荷を外部からのクロック信号に同期して順次出力するシフトレジスタ部とからなり、該シフトレジスタ部からの電荷を画像信号として外部に出力するＣＣＤイメージセンサと、
前記撮像素子に蓄積された電荷を前記シフトレジスタ部に転送させるためのシフト信号を発生し、前記ＣＣＤイメージセンサに入力するシフト信号発生手段と、
前記シフトレジスタ部に転送された電荷を前記ＣＣＤイメージセンサ外部に出力させるためのクロック信号を発生し、前記ＣＣＤイメージセンサに入力するクロック信号発生手段と、
光学イメージを読み取るべき旨の読取指令が外部から入力されると、前記シフト信号発生手段およびクロック信号発生手段を動作させ、これにより前記ＣＣＤイメージセンサから出力される画像信号を、該ＣＣＤイメージセンサが撮像した光学イメージを示す画像情報として読み取る読取制御手段と、
を備えた光学的情報読取装置において、
当該光学的情報読取装置の電源がオンされると、前記ＣＣＤイメージセンサへの電力供給を開始すると共に、該ＣＣＤイメージセンサへの電力供給の開始前に既に前記撮像素子および前記シフトレジスタ部に蓄積されていた不要電荷を、前記読取指令によらず前記シフト信号発生手段および前記クロック信号発生手段を動作させることにより該ＣＣＤイメージセンサの外部に掃き出し、その後、前記読取指令に応じた前記読取制御手段による前記画像信号の読み取りが終了するまで、前記ＣＣＤイメージセンサへの電力供給を継続させる第１掃出手段を備え、
前記第１掃出手段は、前記ＣＣＤイメージセンサが光学イメージを撮像可能な動作電圧よりも低い電圧で、該ＣＣＤイメージセンサに電力供給を行うよう構成され、
前記読取制御手段は、前記読取指令が入力されると、前記ＣＣＤイメージセンサへの供給電力の電圧を、該ＣＣＤイメージセンサが光学イメージを撮像可能な動作電圧に切り替え、その後、前記画像信号を読み取るよう構成されたことを特徴とする光学的情報読取装置。
【請求項２】
当該光学的情報読取装置に前記読取指令が入力されると、該読取指令の入力前に既に前記撮像素子および前記シフトレジスタ部に蓄積されていた不要電荷を、前記シフト信号発生手段および前記クロック信号発生手段を動作させることにより前記ＣＣＤイメージセンサの外部に掃き出す第２掃出手段を備え、
前記読取制御手段は、前記第２掃出手段による不要電荷の掃き出し後、改めて前記シフト信号発生手段および前記クロック信号発生手段を動作させることにより、前記ＣＣＤイメージセンサから出力される画像信号を読み取るよう構成されたことを特徴とする請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項３】
前記読取制御手段は、前記画像信号の読み取りを終了すると、その後の読取指令の再入力に応じた前記画像信号の読み取りが終了するまで、前記ＣＣＤイメージセンサへの電力供給を継続させることを特徴とする請求項１又は２記載の光学的情報読取装置。
【請求項４】
前記読取制御手段は、前記画像信号の読み取りの終了後は、前記ＣＣＤイメージセンサが光学イメージを撮像可能な動作電圧よりも低い電圧で、前記ＣＣＤイメージセンサへの電力供給を継続させると共に、前記読取指令が再び入力されると、前記ＣＣＤイメージセンサへの供給電力の電圧を、該ＣＣＤイメージセンサが光学イメージを撮像可能な動作電圧に切り替え、その後、前記画像信号を読み取るよう構成されたことを特徴とする請求項３記載の光学的情報読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部からの読取指令に応じて、バーコード等の所定の光学的情報を、ＣＣＤイメージセンサにより読み取る光学的情報読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光学イメージを電気信号に変換して外部に画像信号を出力するイメージセンサとしてＣＣＤイメージセンサが知られており、これを利用して、バーコード、２次元コード等に記録された情報や、印刷文字を光学イメージ（即ち光学的情報）として読み取る光学的情報読取装置が開発されている。
【０００３】
ＣＣＤイメージセンサは、１次元又は２次元配列された多数の撮像素子から構成された受光部と、シフトレジスタ部とを有している。撮像素子では、入射光を光電変換すると共に該光電変換により得られた電荷を蓄積し、シフトレジスタ部は、この受光部に蓄積された電荷を一走査時間毎にシフト信号（外部から入力される）に応じて一旦保持し、その保持した電荷をクロック信号（外部から入力される）に同期して順次出力する。そしてシフトレジスタ部から順次出力される電荷が、ＣＣＤイメージセンサの外部に画像信号として出力される。
【０００４】
こうした構成のＣＣＤイメージセンサを動作させるために、光学的情報読取装置には、受光部に蓄積された電荷をシフトレジスタ部に転送させるためのシフト信号を発生するシフト信号発生部、および、シフトレジスタ部に転送された各受光部の電荷を順次出力させるための転送用のクロック信号を発生するクロック信号発生部、を備えている。そして、バーコードなどの読み取り対象物がある時にだけ光学的情報の撮像動作をさせることができるよう、使用者のスイッチ操作等によって外部から光学的情報の読取指令が入力されると、ＣＣＤイメージセンサへの電力供給を開始し、シフト信号およびクロック信号を入力することによりＣＣＤイメージセンサを駆動するよう構成されたものが一般的である。
【０００５】
しかし、ＣＣＤイメージセンサに所定の撮像可能電圧（即ち、ＣＣＤイメージセンサが撮像動作可能な動作電圧）での電力供給が開始されても、直ちに光学的情報を読み取り可能となるわけではなく、読み取りが可能になるまでには、ある程度の時間（以下、「掃き出し時間」という。）を要する。即ち、ＣＣＤイメージセンサに電源が投入されても、その受光部（即ち、撮像素子）には、ＣＣＤイメージセンサへの電力供給が遮断された時および遮断されている期間に光電変換された不要な電荷（以下、「不要電荷」という。）が充満しており、更にシフトレジスタ部にも、この受光部から溢れ出た電荷が充満している。そのため、電源投入後にＣＣＤイメージセンサにて光学的情報を読み取れるようにするには、まず、受光部やシフトレジスタ部から電荷を掃き出しておく必要がある。
【０００６】
こうした不要電荷をＣＣＤイメージセンサからの除去（即ち、掃き出し）するには、ＣＣＤイメージセンサに対して、シフト信号およびクロック信号を入力する駆動制御を実行すればよい。即ち、ＣＣＤイメージセンサへの電力供給を開始した後シフト信号を入力して、受光部に蓄積されている不要電荷をシフトレジスタ部に転送し、更にクロック信号を入力すれば、このクロック信号に同期してシフトレジスタ部の内部の不要電荷が順次ＣＣＤイメージセンサの外部に排出することができる。
【０００７】
そこで、従来の光学的情報読取装置においては、外部から読取指令が入力されると、ＣＣＤイメージセンサに所定の撮像可能電圧（例えば、５Ｖ）を印加するが、通常の読取動作を行う前に、まず予め定められた所定数のシフト信号や、所定数（例えば約２００００パルス）のクロック信号をＣＣＤイメージセンサに入力して、ＣＣＤイメージセンサ内の不要電荷を除去する。そして、不要電荷の掃き出しを終了した後、改めてシフト信号およびクロック信号を入力し、これによりＣＣＤイメージセンサから出力される画像信号を、ＣＣＤイメージセンサにより撮像された光学イメージを示す画像情報として取り込むよう構成されていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ノイズのない画像情報を得るには不要電荷をできるだけ除去しておく必要があるが、そのためには、ＣＣＤイメージセンサへの電源投入後に入力するクロック信号の数を多くする必要がある。即ち、ＣＣＤイメージセンサのシフトレジスタ部からは、クロック信号に同期して電荷が出力されるので、クロック信号のパルス数が多いほど、シフトレジスタ部から出力される電荷が多くなる。従って、ＣＣＤイメージセンサにへの電源投入後に入力するクロック信号のパルス数が多いほど、より多くの不要電荷の除去を行うことができる。
【０００９】
このように、不要電荷の確実な除去を行うには読取動作開始前に入力するクロック信号のパルス数（即ち、掃き出し動作用のクロック信号の数）を多くすればよいが、それでは外部から読取指令が入力された後、実際に読取動作を開始するまでの時間が長くなる。つまり、外部からの読取指令に対する応答性が低下し、光学的情報読取装置の使い勝手が悪くなる可能性があるのである。
【００１０】
こうした問題は、バーコードＣＣＤスキャナ（バーコード読取装置）を始めとして、二次元コードスキャナ、ＯＣＲ（Optical Character Reader）、イメージスキャナなど、ＣＣＤイメージセンサを使用した様々な光学的情報読取装置において発生している。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みて為されたものであり、外部からの読取指令に応じて、ＣＣＤイメージセンサにより光学的情報を読み取る光学的情報読取装置において、読取指令の入力後の速やかな読み取りを可能とすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記課題を解決するためになされた本発明（請求項１記載）の光学的情報読取装置においては、光学イメージを読み取るべき旨の読取指令が当該光学的情報読取装置に外部から入力されると、読取制御手段が、シフト信号発生手段およびクロック信号発生手段を動作させ、ＣＣＤイメージセンサを駆動する。これによりＣＣＤイメージセンサからは画像信号が出力されるが、読取制御手段は、この画像信号を読み取る。
【００１３】
そして、特に本発明（請求項１）の光学的情報読取装置においては、次の様な第１掃出手段を備えている。この第１掃出手段は、当該光学的情報読取装置の電源がオンされると、まずＣＣＤイメージセンサへの電力供給を開始する。しかし、電力供給を開始した時点では、ＣＣＤイメージセンサの内部（受光部やシフトレジスタ部）には、当該ＣＣＤイメージセンサへの電力供給が遮断された時および遮断されている期間に光電変換された不要電荷（即ち、電力供給の開始前に既に前記撮像素子および前記シフトレジスタ部に蓄積されていた不要電荷）が蓄積されたままの状態である。そこで第１掃出手段は、ＣＣＤイメージセンサへの電力供給を開始すると共に、読取指令によらずシフト信号発生手段およびクロック信号発生手段を動作させることにより、上記蓄積されている不要電荷をＣＣＤイメージセンサの外部に掃き出す。その後、読取指令が外部から入力されると、読取制御手段が画像信号の読み取りを行うこととなるが、第１掃出手段は、その読取制御手段による読み取りが終了するまで、ＣＣＤイメージセンサへの電力供給を継続して行う。
【００１４】
つまり、本発明（請求項１）の光学的情報読取装置においては、外部からの読取指令が入力されなくても、当該光学的情報読取装置に電源が入力されるとＣＣＤイメージセンサに電力供給を行う（即ち、電圧を印加する）とともに、ＣＣＤイメージセンサに蓄積されている不要電荷を、予め除去しておくのである。そして、掃出後ＣＣＤイメージセンサへの電力供給を中止してしまうと、ＣＣＤイメージセンサに再び不要電荷が蓄積されてしまう可能性があるが、本発明の光学的情報読取装置では、少なくとも、その後入力された読取指令に応じた光学的情報の読取が終了するまではＣＣＤイメージセンサへの電力供給を継続する。これにより、掃き出し動作を行った後読取指令が入力されるまでの間に不要電荷が再び蓄積されてしまうのを防止する。
【００１５】
従って、本発明（請求項１）の光学的情報読取装置によれば、電源をオンする前にＣＣＤイメージセンサに蓄積されていた不要電荷を、読取指令の入力前には除去しておくことから、読取指令が入力された後速やかに、光学的情報の読取を行うことができる。即ち、この掃出動作（不要電荷を掃き出す動作）によって、確実に不要電荷の除去を行うことができれば、読取指令を受けた後の掃出動作は不要となるし、また、後述の請求項２のように、読取指令入力後に掃出動作を行う場合であっても、既に、ある程度の量の不要電荷は掃き出してしまっているので、その掃き出し時間を短くすることができるのである。
【００１６】
ＣＣＤイメージセンサへの電力供給を継続することにより、不要電荷が再び蓄積されてしまうのを防止できるのは、次の理由による。すなわち、ＣＣＤイメージセンサにおいては、撮像素子の所定領域（例えば、Ｐ形シリコンと酸化膜との接合部近傍や、フォトダイオードのＰＮ接合部近傍など）にポテンシャル井戸を形成しておき、照射光によって生じた電荷をポテンシャル井戸に蓄積することで撮像できるのであるが、撮像する必要がないときには電圧を印加（即ち電力供給）しておくことでポテンシャル井戸の深さを小さくしておくことができるのである。なお、この場合に印加すべき電圧は、ＣＣＤイメージセンサの構成により異なる。
【００１７】
請求項１記載の光学的情報読取装置において、第１掃出手段によりＣＣＤイメージセンサ内の不要電荷を除去するに当たってＣＣＤイメージセンサに入力するクロック信号のパルス数としては、予め定めた所定数に設定しておくことが考えられる。この場合、ＣＣＤイメージセンサに入力するクロック信号の数をなるべく多くすると良いが、蓄積された不要電荷があまりに多い場合には、第１掃出手段による掃出動作だけでは対応できない可能性がある。また、第１掃出手段による不要電荷の掃出動作は、読取指令が入力されるまで継続して行う様に構成することも考えられるが、当該光学的情報読取装置の電源をオンした後、短時間の内に読取指令が入力された場合（即ち、掃出動作を開始後、直ぐに読取指令が入力された場合）には、第１掃出手段による不要電荷の除去を十分に図ることができない可能性もある。
【００１８】
そこで、請求項２に記載の様な構成にすると良い。即ち、請求項２の光学的情報読取装置においては、読取指令が入力されると、第２掃出手段が、その読取指令の入力前に既に撮像素子およびシフトレジスタ部に蓄積されていた不要電荷を除去する。不要電荷の除去は、第２掃出手段が、シフト信号発生手段およびクロック信号発生手段を動作させる（即ち、ＣＣＤイメージセンサにシフト信号およびクロック信号を入力させる）ことにより行われる。そして、第２掃出手段による不要電荷の除去後、読取制御手段が、改めてシフト信号発生手段およびクロック信号発生手段を動作させることにより、ＣＣＤイメージセンサから画像信号を出力させ、この画像信号を読み取る。
【００１９】
即ち、請求項２記載の光学的情報読取装置においては、読取指令が当該光学的情報読取装置に入力されても、そのまま読取動作（即ち、画像信号の読取）を開始するのではなく、まずシフト信号およびクロック信号をＣＣＤイメージセンサに入力することにより、不要電荷の掃き出しを行う。そして、その後、改めてシフト信号およびクロック信号をＣＣＤイメージセンサに入力することにより、画像信号を読み取るのである。従って、請求項２に記載の光学的情報読取装置によれば、撮像した画像に、不要電荷に起因したノイズが混入するのを更に確実に抑制することができる。
【００２０】
ところで、第１掃出手段による不要電荷の掃き出しに当たってＣＣＤイメージセンサに印加する電圧としては、掃出し機能が確保できればどのようなレベルでも良く、ＣＣＤイメージセンサが撮像動作可能な動作電圧（撮像可能電圧）をＣＣＤイメージセンサに印加した状態で行うようにすると、クロック信号を少なくすることができる。しかし、画像信号として使用しない不要な電荷を掃き出すことだけのために、わざわざ撮像可能電圧を印加してＣＣＤのはエネルギー的に無駄であるし、また、第１掃出手段による掃出動作後読取指令が入力されるまでの期間が長い場合も考えられ、その場合には消費電力が多くなってしまう。
【００２１】
そこで、請求項１に記載の様に光学的情報読取装置を構成すると良い。即ち、請求項１に記載の光学的情報読取装置においては、第１掃出手段が、ＣＣＤイメージセンサが光学イメージを撮像可能な動作電圧（撮像可能電圧）よりも低い電圧で、ＣＣＤイメージセンサに電力供給を行う。そして、読取制御手段は、読取指令が入力されると、ＣＣＤイメージセンサへの供給電力の電圧を、ＣＣＤイメージセンサが光学イメージを撮像可能な動作電圧に切り替え、その後、画像信号を読み取る。
【００２２】
即ち、請求項１記載の光学的情報読取装置においては、少なくとも読取指令が入力されるまでは、撮像可能電圧よりも低い電圧でＣＣＤイメージセンサへの電力供給を行い、読取指令が入力されると、ＣＣＤイメージセンサへの印加電圧を撮像可能電圧に切り替えて、読取動作を行うのである。このため、請求項１に記載の光学的情報読取装置によれば、電力を無駄に消費してしまうのを抑制することができる。
【００２３】
なお、請求項１に係る発明を、請求項２記載の光学的情報読取装置に適用する場合には、第２掃出手段による掃出動作が終了した後にＣＣＤイメージセンサの印加電圧の切り替え（即ち、撮像可能電圧への切り替え）を行っても良いが、その掃出動作の前に当該印加電圧の切り替えを行うほうが好ましい。
【００２４】
即ち、ＣＣＤイメージセンサへの印加電圧が低い（換言すれば、電荷転送に使用するポテンシャル井戸の深さが浅くなる）ほど、クロック信号やシフト信号の入力による不要電荷の掃き出し効率が低くなる。読取指令の入力後に行う不要電荷の掃き出しを、撮像可能電圧よりも低い電圧をＣＣＤイメージセンサに印加した状態で行っていたのでは効率が悪く、不要電荷を確実に除去を行おうとすれば読取動作を速やかに開始することができないし、読取動作を速やかに行おうとすれば、不要電荷の確実な除去を図ることができない。そのため、読取指令が入力された後に行う不要電荷の掃き出し（即ち、第２掃出手段による掃出動作）は、ＣＣＤイメージセンサに撮像可能電圧を印加した状態で行うようにするとよい。この様にすれば、速やかに、しかも確実に不要電荷を掃き出すことができ、使用者を待たせることがない。
【００２５】
さて、所定の光学的情報の読み取りが終了した後、ＣＣＤイメージセンサへの電圧の印加も終了（即ち、電力供給を遮断）するよう構成することもして良いが、それでは、ＣＣＤイメージセンサへの電力供給の遮断時、或いは電力供給が遮断されている期間に不要電荷が再び蓄積されてしまう可能性がある。その場合、読取指令が再度入力された際には、従来と同様の長さの掃き出し時間が必要となってしまい、迅速な読取動作を図ることができない。
【００２６】
そこで、請求項３に記載のように、読取制御手段を次のように構成すると良い。即ち、画像信号の読み取りを終了すると、その後の読取指令の再入力に応じた画像信号の読み取りが終了するまで、ＣＣＤイメージセンサへの電力供給を継続して行うよう、読取制御手段を構成するのである。
【００２７】
即ち、本発明の光学的情報読取装置において、読取制御手段は、外部から読取指令が入力される度に、シフト信号およびクロック信号を夫々シフト信号発生手段およびクロック信号発生手段に発生させてＣＣＤイメージセンサを駆動し、画像信号の読取動作を行うよう構成されているが、この請求項３においては、再入力された読取指令に応じた読取動作が終了するまで、ＣＣＤイメージセンサへの電力供給を継続して行うのである。
【００２８】
従って、請求項３記載の光学的情報読取装置によれば、読取動作が終了した後次の読取動作を開始するまでの待機期間に不要電荷がＣＣＤイメージセンサに蓄積されるのを防止できる。そのため、読取指令が再度入力された場合であっても、従来の様な長い掃き出し期間を必要とせず、速やかに読取動作を開始することができる。また請求項２記載の光学敵情法読取装置の如く、第２掃出手段が、読取指令の入力後、読取動作の開始前に不要電荷の掃き出しを行う場合であっても、掃き出し時間を短くすることができることとなる。
【００２９】
なお、請求項３に記載の光学的情報読取装置においては、請求項４に記載のように読取制御手段を構成すると良い。即ち、画像信号の読み取りの終了後は、ＣＣＤイメージセンサが光学イメージを撮像可能な動作電圧よりも低い電圧で、ＣＣＤイメージセンサへの電力供給を継続すると共に、読取指令が再び入力されると、ＣＣＤイメージセンサへの供給電力の電圧を、該ＣＣＤイメージセンサが光学イメージを撮像可能な動作電圧に切り替え、その後、画像信号を読み取るよう、読取制御手段を構成するのである。
【００３０】
つまり、読取動作が終了した後次の読取動作を開始するまでの待機期間に不要電荷がＣＣＤイメージセンサに蓄積されるのを防止するには、わざわざ撮像可能電圧をＣＣＤイメージセンサに印加しておく必要はなく、それよりも低い電圧でも可能である。そのため、請求項４の光学的情報読取装置においては、画像信号の読み取り後ＣＣＤイメージセンサへ継続して行う電力供給は、撮像可能電圧よりも低い電圧で行い、読取指令が再入力されると、ＣＣＤイメージセンサへの印加電圧を撮像可能電圧に切り替えて、読取動作を行うのである。このため、請求項４に記載の光学的情報読取装置によれば、電力を無駄に消費してしまうのを抑制することができる。
【００３１】
なお、請求項２記載の様に、読取動作の前に第２掃出手段による掃出動作を行う場合には、上述の如く、その掃出動作の前に当該印加電圧の切り替えを行うほうが好ましい。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施例を図面と共に説明する。まず図１は、一実施例としてのバーコード読取装置１０の概略構成を表わすブロック図である。
本実施例のバーコード読取装置１０は、光学的情報としてバーコードが印刷されたバーコードラベル２に赤色光を照射するための赤色発光ダイオードからなる照明ＬＥＤ１２と、このバーコードラベル２に印刷されたバーコードを撮像するためのＣＣＤイメージセンサ１６と、この照明ＬＥＤ１２からの光の照射によってバーコードラベル２から反射してくる反射光を集光して、ＣＣＤイメージセンサ１６の受光面に結像させる集光レンズ１４と、ＣＣＤイメージセンサ１６から出力される画像信号を増幅し、そして２値化する信号処理回路１８と、バーコードの読取指令を外部から入力するために使用者により操作される読取スイッチ２２と、この読取スイッチ２２の操作により外部からバーコードの読取指令が入力されたときに照明ＬＥＤ１２およびＣＣＤイメージセンサ１６を駆動制御し、この駆動制御によってＣＣＤイメージセンサ１６から出力される画像信号を信号処理回路１８を介して取り込んで画像情報を取得し、そしてこの画像情報から所定の情報を取り出すデコード処理を行うための制御回路２０とを備えている。即ち、請求項の「読取制御手段」は、この制御回路２０により実現される。
【００３３】
また制御回路２０は、予め設定された制御プログラムに従い、バーコード読み取りのための各種演算処理を実行するＣＰＵ２０ａを中心に構成されている。即ち、制御回路２０には、更に、ＣＣＤイメージセンサ１６を駆動制御するためのクロック信号を出力する、請求項の「クロック信号発生手段」としての分周器２０ｂと、ＣＣＤイメージセンサ１６を駆動制御するためのシフト信号を出力する、請求項の「シフト信号発生手段」としてのシフト信号発生部２０ｃを備えている。
【００３４】
ＣＣＤイメージセンサ１６は、入射光を光電変換するフォトダイオード等からなる光電変換部、およびこの光電変換によって得られた入射光量に対応した電荷を蓄積する電荷蓄積部（即ち、撮像素子は光電変換部および電荷蓄積部を備える）からなる受光部と、この受光部に蓄積された電荷を一走査時間毎に一旦保持して、一走査時間内に順次出力するためのシフトレジスタ部とを備えている。
【００３５】
そして、こうしたＣＣＤイメージセンサ１６を用いて光学的情報を読み取るためには、ＣＣＤイメージセンサ１６に、受光部に蓄積された電荷をシフトレジスタ部に転送させるためのシフト信号、および、シフトレジスタ部に転送された各受光部の電荷を順次出力させるためのクロック信号を入力する必要がある。
【００３６】
そこで、本実施例のバーコード読取装置１０では、ＣＰＵ２０ｂの内部クロックＣＫを分周器２０ｂにて分周させることにより、図２に示すようなクロック信号を生成する。撮像を行う際、即ち画像信号の読み取りを行う際には、このクロック信号数は、ＣＣＤイメージセンサ１６の有効画素数（換言すれば、光を感受可能な撮像素子の数）に所定のダミー画素数を加えた所定値Ｎ（予め設定された値）以上入力される。そして、このクロック信号数が所定値Ｎ以上となる時間を一走査時間として、ＣＰＵ２０ａからの指令を出力することにより、シフト信号発生部２０ｃから一走査時間毎に、Low レベルのシフト信号を発生させるように構成されている。
【００３７】
ＣＣＤイメージセンサ１６では、シフト信号がHighレベルである期間に、光量に応じた電荷が撮像素子に蓄積され（即ち、露光が行われる）、シフト信号がLow レベルになると、撮像素子に蓄積されている電荷がシフトレジスタ部に転送される。そして、シフトレジスタ部では、クロック信号に同期して順次、電荷を外部に出力する。
【００３８】
またＣＣＤイメージセンサ１６には、照明ＬＥＤ１２の発光スペクトル付近に分光感度を持つ多数のフォトダイオードを線上に並べた１次元の白黒イメージセンサが使用されている。そして、ＣＣＤイメージセンサ１６において一走査時間当たりに受光部に蓄積される電荷量は、フォトダイオードに入射される入射光の照度と露光時間との乗算値に比例するため、シフト信号の切替周期は、バーコードの読み取り時に受光部に蓄積される電荷量が飽和しないように、照明ＬＥＤ１２の輝度に応じて設定されている。
【００３９】
また、本実施例のバーコード読取装置１０は、当該バーコード読取装置１０に電力供給をオン・オフするための電源スイッチ２８を備え、また、信号処理回路用のスイッチ２４（以下「第１スイッチ２４」という）、ＣＣＤイメージセンサ用のスイッチ２６（以下「第２スイッチ２６」という）を備えている。第１スイッチ２４は、信号処理回路１８への電力供給を、制御回路２０がON/OFF信号により制御するためのものであり、この第１スイッチ２４が接続されると信号処理回路１８には５Ｖで電力供給が行われ、遮断されると信号処理回路１８への電力供給が行われなくなる。一方、第２スイッチ２６は、ＣＣＤイメージセンサ１６への電力供給を制御回路２０が切替信号により制御するためのものであり、ＣＣＤイメージセンサ１６への電力供給を「撮像可能電圧よりも低い所定電圧（本実施例では３Ｖ）」又は「撮像可能電圧（本実施例では５Ｖ）」で行うか、或いは遮断することができるように構成されている。そして後述の如く、読取動作を待機している際には、ＣＣＤイメージセンサ１６には、撮像可能電圧よりも低い所定電圧での電力供給がなされ、読取動作を行う際には、ＣＣＤイメージセンサ１６が撮像を正常に行うことのできる撮像可能電圧での電力供給がなされる。
【００４０】
次に、以上の様に構成された本実施例のバーコード読取装置１０において行われる処理動作について、図３および図４を参照しつつ説明する。なお、制御回路２０は、図示しないＲＡＭ、ＲＯＭなどの記憶部を有しており、ＣＰＵ２０ａがＲＯＭに予め格納されているプログラムに従って動作することにより、制御回路２０における制御処理が実現される。
【００４１】
図３は、電源スイッチ２８がオンされ、本実施例のバーコード読取装置１０に電源が投入される（図４において、ｔ１）と開始されるメインルーチンである。図３に示す如く、バーコード読取装置１０に電源が投入されると、制御回路２０は、第２スイッチ２６に切替信号を出力することにより、第２スイッチ２６を切り替え、ＣＣＤイメージセンサ１６に３Ｖ（即ち、撮像可能電圧よりも低い電圧）の電圧を印加する（Ｓ１００）。そして、ＣＣＤイメージセンサ１６に対して、予め定められた所定パルス数（本実施例では３００００パルス）のクロック信号を入力することにより、ＣＣＤイメージセンサ１６に蓄積されている不要電荷を除去する（Ｓ１１０）。なお、Ｓ１００，Ｓ１１０の処理が、請求項の「第１掃出手段」として機能するものである。
【００４２】
このとき、制御回路２０はシフト信号をLow レベルのままに保っている。シフト信号がLow レベルであるので、不要電荷を掃き出すためにクロック信号を入力している間、撮像素子の露光（電荷の蓄積）は行われないし、また、電源オンの前に既に撮像素子に電荷が蓄積されていたとしても、シフトレジスタ部に転送され、クロックパルスに同期してＣＣＤイメージセンサ１６の外部に掃き出される。また、シフトレジスタ部に不要電荷が溜まっていても、同様にＣＣＤイメージセンサ１６の外部に掃き出される。
【００４３】
そして、ＣＣＤイメージセンサ１６に対する所定数のクロック信号の入力を終了する（ｔ２）と、次に読取スイッチ２２がオンされているかどうかを判断する（Ｓ１２０）。読取スイッチ２２がオンされていると（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、制御回路２０ａでは、読取指令が外部から入力されたものと判断して、バーコード（光学的情報）の読み取りを開始する（後述する）。
【００４４】
一方、読取スイッチ２２がオフされていると、読取指令が外部から入力されていないと判断する（Ｓ１２０：ＮＯ）。そして、読取スイッチ２２がオンされていない（Ｓ１２０：ＮＯ）間は、当該判断（Ｓ１２０）を繰り返し行う。つまり、読取スイッチ２２がオンされない間（即ち読取指令が入力されるまでの間）、バーコード読取装置１９は、読取動作を行わず、読み取りを待機している状態（以下、「読取待機状態」という）となっている。なお、Ｓ１１０における掃出動作の終了後、読取待機状態となっても、ＣＣＤイメージセンサ１６への３Ｖでの電力供給はそのまま続けられる。
【００４５】
さて、読み取りスイッチ２２がオンされると（Ｓ１２０：ＹＥＳ。図４において、ｔ３）、ＯＮ信号を出力することにより第１スイッチ２４を接続し、信号処理回路１８への電力供給（５Ｖ）を開始する（Ｓ１３０）と共に、切替信号を出力して第２スイッチ２６の状態を切り替え、ＣＣＤイメージセンサ１６への供給電力の電圧を５Ｖ（即ち、撮像可能電圧）に切り替える（Ｓ１４０）。
【００４６】
そして、ＣＣＤイメージセンサ１６に対して、予め定められた所定パルス数（本実施例では１００００パルス）のクロック信号を入力することにより、ＣＣＤイメージセンサ１６に蓄積されている不要電荷を掃き出す（Ｓ１５０）。
このとき（即ちＳ１５０の処理を行う間）、制御回路２０はシフト信号をLow レベルのままに保っている。シフト信号がLow レベルであるので、不要電荷を掃き出すためにクロック信号をＣＣＤイメージセンサ１６に対して入力している間、撮像素子の露光（電荷の蓄積）は行われないし、また、読取指令の入力前に撮像素子に電荷が蓄積されていたとしても、シフトレジスタ部に転送され、クロックパルスに同期してＣＣＤイメージセンサ１６の外部に掃き出される。また、シフトレジスタ部に不要電荷が溜まっていても、同様にＣＣＤイメージセンサ１６の外部に掃き出される（Ｓ１５０）。なお、Ｓ１４０の処理が、画像信号の読取前に、ＣＣＤイメージセンサ１６への供給電力の電圧を「撮像可能電圧」に切り替える、請求項の「読取制御手段」として機能する。また、Ｓ１５０の処理が請求項の「第２掃出手段」として機能する。
【００４７】
こうして、読取指令が入力された後における不要電荷の掃き出し（Ｓ１５０）を行った後（図４において、ｔ４）、図２に示した様にして、シフト信号およびクロック信号をＣＣＤイメージセンサ１６に入力することにより、ＣＣＤイメージセンサ１６を駆動する（Ｓ１６０）。即ちＣＣＤイメージセンサ１６に撮像を行わせ、これによりＣＣＤイメージセンサ１６から出力される画像信号の読み取りを行い、読み取った画像信号に基づいてデコード処理を行う（Ｓ１６０）。なお、Ｓ１６０の処理が、読取指令に応じて画像信号を読み込む、請求項の「読取制御手段」として機能する。
【００４８】
そしてデコード処理が成功したかどうかを判断し（Ｓ１７０）、成功したと判断した場合は（Ｓ１７０：ＹＥＳ。図４において、ｔ５）、切替信号を第２スイッチ２６に対して出力し、その接続状態を切り替えることによって、ＣＣＤイメージセンサ１６への供給電圧を５Ｖ（即ち、撮像可能電圧）から３Ｖ（即ち、撮像可能電圧よりも低い電圧）に切り替える（Ｓ１９０）。またＳ１９０の後、第１スイッチ２４に対してＯＦＦ信号を出力して第１スイッチ２４を遮断状態とし、信号処理回路１８への電力供給を停止する（Ｓ２００）。なお、Ｓ１９０の処理が、画像信号の読取終了後、撮像可能電圧よりも低い電圧でＣＣＤイメージセンサへの電力供給を継続する、請求項の「読取制御手段」の動作に相当する。
【００４９】
そして、ＣＣＤイメージセンサ１６への印加電圧の切り替え（Ｓ１９０）や、信号処理回路１８への電力供給の停止（Ｓ２００）を行った後は、Ｓ１２０に戻り、読取スイッチ２２がオンされたかどうかを判断し、オンされない間（Ｓ１２０）は、当該判断を繰り返す。即ち、外部から読取指令が入れるのを待つ、読取待機状態となる。
【００５０】
一方、デコード処理が成功していなければ（Ｓ１７０：ＮＯ）、Ｓ１８０に移行する。Ｓ１８０では、読み取りを開始してから所定時間（予め定められた時間。本実施例では５秒）経過したかどうかを判断し、所定時間（即ち、５秒）経過していなければ（Ｓ１８０：ＮＯ）、Ｓ１６０に戻り、再び画像信号の読み取りおよびデコード処理を行う。一方、所定時間が経過したと判断すると（Ｓ１８０：ＹＥＳ。図４において、ｔ５）、上述のＳ１９０に移行し、その後（Ｓ１９０、Ｓ２００の後）、読取待機状態となる。つまり、読取待機状態の期間（読取指令の入力を待機している期間）は、ＣＣＤイメージセンサ１６には電力供給が行われているが、その電圧は撮像可能電圧よりも低い電圧（３Ｖ）とされている。
【００５１】
そして、再び読取指令が入力されると（ｔ６）、上述と同様に、信号処理回路１８への電力供給開始（Ｓ１３０）、ＣＣＤイメージセンサ１６に対する印加電圧の撮像可能電圧（５Ｖ）への切り替え（Ｓ１４０）、掃出動作（Ｓ１５０）が行われた後（ｔ７）、読取動作（Ｓ１６０）が再び行われる。
【００５２】
以上の様に動作するよう構成された本実施例のバーコード読取装置１０によれば、外部からの読取指令が入力されなくても、当該バーコード読取装置１０に電源が入力されるとＣＣＤイメージセンサ１６に電力供給を行う（即ち、電圧を印加する）とともに、ＣＣＤイメージセンサ１６に蓄積されている不要電荷を、予め除去しておく。そして、少なくとも、その後入力される読取指令に応じた光学的情報の読取が終了するまで（特に本実施例においては、当該バーコード読取装置１０の電源がオフされるまで）は、ＣＣＤイメージセンサ１６への電力供給を継続することにより、掃き出し動作を行った後読取指令が入力されるまでの間に不要電荷が再び蓄積されてしまうのを防止する。
【００５３】
このため、読取指令が入力された後は、速やかに、光学的情報の読取を行うことができる。即ち、読取指令の入力後には再び掃出動作を行うが、既に、ある程度の量の不要電荷は掃き出してしまっているので、その掃き出し時間を短くすることができるのである。
【００５４】
また本実施例のバーコード読取装置１０においては、読取指令が入力されても、そのまま読取動作を開始するのではなく、まずシフト信号およびクロック信号をＣＣＤイメージセンサ１６に入力することにより、不要電荷の掃き出しを行う。そして、その後、改めてシフト信号およびクロック信号をＣＣＤイメージセンサ１６に入力することにより、画像信号を読み取る。従って、撮像した画像に、不要電荷に起因したノイズが混入するのを更に確実に抑制することができる。
【００５５】
また、本実施例のバーコード読取装置１０においては、少なくとも読取指令が入力されるまでは、撮像可能電圧よりも低い電圧（３Ｖ）でＣＣＤイメージセンサ１６への電力供給を行い、読取指令が入力されると、ＣＣＤイメージセンサ１６への印加電圧を撮像可能電圧に切り替えて、読取動作を行う。このため、電力を無駄に消費してしまうのを抑制することができる。
【００５６】
また、本実施例のバーコード読取装置１０においては、上述様に読取指令の入力後にも掃出動作を行うが、その掃出動作の前に、ＣＣＤイメージセンサ１６に対する印加電圧の切り替え（「撮像可能電圧より低い電圧」から「撮像可能電圧」への切り替え）を行う。即ち、読取指令が入力された後に行う不要電荷の掃き出しは、ＣＣＤイメージセンサ１６に撮像可能電圧を印加した状態で行う。そのため、速やかに、しかも確実に不要電荷を掃き出すことができ、使用者を待たせることがない。
【００５７】
また、本実施例のバーコード読取装置１０においては、読取動作の終了後もＣＣＤイメージセンサ１６への電力供給を停止せず、その後に再入力される読取指令に応じた読取動作が終了するまで、当該電力供給を継続して行う。そのため、読取動作が終了した後次の読取動作を開始するまでの待機期間に不要電荷がＣＣＤイメージセンサ１６に蓄積されるのを防止できる。そして、読取指令が再度入力された場合であっても、従来の様な長い掃き出し期間を必要とせず、速やかに読取動作を開始することができる。
【００５８】
また、本実施例のバーコード読取装置１０においては、画像信号の読み取りの終了後は、撮像可能電圧よりも低い電圧で、ＣＣＤイメージセンサ１６への電力供給を継続すると共に、読取指令が再び入力されると、ＣＣＤイメージセンサ１６への供給電力の電圧を、撮像可能電圧に切り替えた上で、画像信号を読み取るよう構成されている。従って、電力を無駄に消費してしまうのを抑制することができる。
【００５９】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定される物ではなく、種々の態様を取ることができる。
例えば、上記実施例の光学的情報読取装置においては、撮像素子が一次元方向に配列されたＣＣＤイメージセンサを有するものとして説明したが、これに限られるものではなく、撮像素子を２次元方向に配列してなるＣＣＤイメージセンサを有するものであっても、本発明の技術的範囲に属する。
【００６０】
また、上記実施例では光学的情報読取装置をバーコード読取装置として説明したが、これに限られるものではなく、ＯＣＲやイメージスキャナなど、外部からの読取指令によって、ＣＣＤイメージセンサを用いて撮像するものであれば、本発明の技術的範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一実施例としてのバーコード読取装置の概略構成を表わすブロック図である。
【図２】  光学的情報を読み取る読取動作の際、ＣＣＤイメージセンサに出力されるシフト信号とクロック信号とを示すタイムチャートである。
【図３】  実施例のバーコード読取装置にて実行されるメインルーチンを示すフローチャートである。
【図４】  バーコード読取装置の電源がオンされた後に行われる動作を示したタイムチャートである。
【符号の説明】
２…バーコードラベル、１０…バーコード読取装置、１４…集光レンズ、１６…ＣＣＤイメージセンサ、１８…信号処理回路、２０…制御回路、２０ａ…ＣＰＵ、２０ｂ…分周器、２０ｃ…シフト信号発生部、２２…読取スイッチ、２６…ＣＣＤイメージセンサへの電力供給用のスイッチ、２８…電源スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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