JP2003162685A - コード読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コード読み取り開始端での読み取り不良を低減
可能にすること。 【解決手段】撮像部２２１より出力された画像情報もし
くは画像処理部２２２で所定の画像処理が行われた画像
情報に基づいて、上記撮像部２２１によるコードの撮像
開始を検出する撮像開始検出部２２６により上記コード
の撮像開始が検出されるまでの間、パラメータ設定部２
２４は、上記撮像部２２１もしくは上記画像処理部２２
２での動作におけるパラメータとして、パラメータ記憶
部２２５に予め記憶されたものを設定し、上記撮像開始
検出部２２６により上記コードの撮像開始が検出された
ときには、そのパラメータ記憶部２２５に記憶されたパ
ラメータから、上記撮像部２２１より出力された画像情
報もしくは上記画像処理部２２２で所定の画像処理が行
われた画像情報から抽出されたパラメータに変更設定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音声や画像、テキ
ストデータあるいはコンピュータが取り扱うことのでき
る各種データが光学的に読み取り可能なコードとして記
録された記録媒体からそのコードを読み取り、そのデー
タを復元するコード読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本願人は先に、デジタルデータを所定の
情報量のブロック単位に分割して記録媒体に記録し、そ
れを再生するシステムとして、特開平８−１７１６２０
号公報に開示の技術を提案している。

【０００３】上記システムでは、分割された各ブロック
データをアドレスデータと共に読み取り、該アドレスに
基づいてブロックデータを結合することにより情報を再
生する。

【０００４】このように、データをブロック毎に分割し
て記録／再生する構成となっているために、データの拡
張性、読み取りの柔軟性に優れ、一撮像画面内に収まら
ないデータもコードを走査することにより読み取ること
ができる。

【０００５】さらに、特開平８−２５５２０７号公報で
は、連続して撮像されるフレーム画像から抽出される輝
度情報を次フレーム撮像のための照明光量や２値化の閾
値設定にフィードバックすることを提案している。この
ようなシステムは、コード走査中に時々刻々と変化する
コード画像の輝度変化に追従して最適な照明光量や２値
化閾値を設定することができるため、読み取り不良が低
減されるという点で優れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報では、本来撮像されるべきコードが撮像されていない
フレームにおいても、その画像から抽出される輝度情報
に基づいて照明光量や２値化閾値といったパラメータを
追従させるため、コードの撮像されていないフレームで
は、適切な値が設定される保証が無く、そのようなフレ
ームの直後でコードを読み取ると、そこで読み取り不良
が増加するおそれがあった。これは、撮像開始からコー
ドが撮像されるまでの間に、コードが撮像されていない
フレームから抽出される輝度情報に基づいた不適切なパ
ラメータが設定され、コード撮像開始フレームは、この
パラメータで処理されるためである。

【０００７】このような不都合はパラメータを固定値と
し追従しないようにすることで回避できるが、コード走
査中に時々刻々と変化する画像の変化に追従できずにエ
ラーが発生するおそれがある。

【０００８】さらに、カードリーダのようなコード読取
装置では、コードはカード型媒体の所定の辺に沿って記
録配置され、コード読取装置は、このカードを当接させ
て走査するためのスリットなどで構成されるガイド溝を
有し、安定した走査が行えるが故にカードを走査する速
度が速くなる傾向がある。また、カード媒体上に記録可
能なデータの容量を増やすために、カード端近傍までコ
ードが記録されることが多いため、走査の際にはカード
媒体の撮像されていない状態から、急に読み取るべきコ
ード画像が撮像されることが起こる。即ち、カードリー
ダではコード開始端で急激な撮像画像の変化が起こると
いう特徴がある。

【０００９】また、走査速度が速くなることに加え、カ
ードの走査は一方向に行われるため、コードの同一のブ
ロックが走査中に一度しか撮像されず、コード読み取り
開始端での読み取り不良が致命的なエラーとなる恐れが
ある。

【００１０】このような理由からも、特にコード読み取
り開始端での読み取り不良の低減が望まれていた。

【００１１】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、コード読み取り開始端での読み取り不良の低減を可
能にしたコード読取装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によるコード読取装置は、データが光学的
に読み取り可能なコードとして記録された記録媒体か
ら、上記コードを光学的に読み取るものであって、上記
記録媒体との間で相対的に移動しながら上記コードを連
続的に撮像して、当該各撮像に対応した画像情報を時系
列にて出力する撮像手段と、上記撮像手段より出力され
た画像情報に対して所定の画像処理を行う画像処理手段
と、上記画像処理手段で所定の画像処理が行われた画像
情報から上記データを読み取るデータ読取手段と、上記
撮像手段より出力された画像情報もしくは上記画像処理
手段で所定の画像処理が行われた画像情報に基づいて、
上記撮像手段による上記コードの撮像開始を検出する撮
像開始検出手段と、上記撮像開始検出手段により上記コ
ードの撮像開始が検出されるまでの間の上記撮像手段も
しくは上記画像処理手段での動作におけるパラメータを
予め記憶したパラメータ記憶手段と、上記撮像開始検出
手段により上記コードの撮像開始が検出されたとき、上
記撮像手段もしくは上記画像処理手段での動作における
パラメータを、上記パラメータ記憶手段に記憶されたパ
ラメータから、上記撮像手段より出力された画像情報も
しくは上記画像処理手段で所定の画像処理が行われた画
像情報から抽出されたパラメータに変更するパラメータ
変更手段と、を具備することを特徴とする。

【００１３】即ち、本発明のコード読取装置によれば、
コードが撮像されたことを検出してから、その画像情報
に基づいてパラメータの変更を行うため、撮像開始から
コードが撮像されるまでの間に撮像される望ましくない
画像情報に基づいて、誤ったパラメータ変更を行うこと
がなく、読み取り不良を防止することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１５】［第１の実施の形態］音声や映像、或いは
テキスト等を含む各種データを符号化処理し、その符号
化処理されたデータの「１」又は「０」に応じてドット
の有無を定義し、これらドットを所定のフォーマットに
従って配置してなるドットコードを紙等の記録媒体に光
学的に読み取り可能に記録することは特開平６−２３１
４６６号公報等において知られている。

【００１６】このようなドットコードの物理フォーマッ
ト構成は、図２に示すようなものである。

【００１７】即ち、このドットコード１は、複数個のブ
ロック２が２次元に隣接配列されて構成されている。

【００１８】そして、その各ブロック２は、記録される
データの各ブロック毎に分割されたデータの「１」又は
「０」に対応して黒ドット又は白ドット（図２の白ドッ
トについては記録媒体自体の色が相当する。）のドット
イメージが所定の２次元配列にて存在するデータドット
パターン領域３を有しており、更に、そのデータドット
パターン領域３内の各ドット（データドット４）を読み
取るための読取基準点を見つけるために使用される各ブ
ロック２の四隅に配置された一定の黒の連続数を有する
マーカ５を含むマーカ領域と、その読取基準点を更に精
度良く見つけるために使用されるマーカ５間に配置され
た孤立ドットの集合体であるパターンドット６と、各ブ
ロック２を識別するために同じくマーカ５間に配置され
たエラー検出又はエラー訂正符号を含むブロックアドレ
スパターン７（ブロックＩＤ領域）と、を有している。
なお、マーカ５とパターンドット６の周囲は、それらの
検出を容易にするために、全て白領域であるドット無配
置エリア８とされている。

【００１９】従って、このドットコード１によれば、ド
ットコード１全体の大きさが読取装置の撮像視野９より
大きくても、換言すれば、当該ドットコード１を読取装
置によってワンショットにて撮像することができなくて
も、上記の各ブロック２に付与された各アドレスをブロ
ック内に含まれるデータドット４と共にブロック単位で
検出すれば、各ブロック２に含まれるデータを集めて元
の全体のデータを再構築することが可能となるので、紙
面に対する音声等の容量の大きなデータの記録も可能に
なり、手動による走査でも簡便に読み取ることができる
ようになっている。

【００２０】図３の（Ａ）は、このようなドットコード
１を記録した記録媒体としてのカード１００と、このド
ットコード１を読み取るためのカードリーダである、本
発明の第１の実施の形態に係るコード読取装置２００の
外観斜視図を示すものである。

【００２１】ここで、ドットコード１は、カード１００
の所定の一の辺に沿って記録されている。また、コード
読取装置２００は、読取開始ＳＷ２０１を押した上で走
査ガイドであるガイド溝（スリット２０２）の底面に該
カード１００の上記所定の一の辺を当接させてスリット
２０２に沿って、例えば、画面奥から手前に向かう辺方
向にカード１００を手動で移動する（引く）ことで、コ
ード読取装置２００のスリット２０２内に配置された不
図示のＣＣＤなどの撮像装置により、ドットコード１が
読み取られ、ドットコード１に記録された映像や音声、
テキスト等のデータが、ＬＣＤなどで構成される表示部
２０３に表示されたり、スピーカ２０４から出力される
ものである。

【００２２】図３の（Ｂ）は、上記第１の実施の形態に
係るコード読取装置２００のブロック構成図である。こ
のコード読取装置２００は、ドットコード１を照明する
ためのＬＥＤなどの照明２１１と、ＣＣＤやＣＭＯＳイ
メージセンサにより構成される撮像素子２１２、上記照
明２１１によって照明されたドットコード１の像を上記
撮像素子２１２上に結像するための結像レンズ２１３、
上記撮像素子２１２で得られた画像のアナログ信号をデ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路２１４、画像の２
値化を行う２値化回路２１５、画像格納用のフレームメ
モリやＣＰＵ２１７のワークエリアとして使用されるメ
モリ２１６、２値化されたコード画像からのブロックデ
ータの読み取り処理や、読み取ったブロックデータから
記録された元の音声や映像等への情報の復元処理、及
び、装置全体の制御を行うＣＰＵ２１７、上記表示部２
０３やスピーカ２０４などにより構成される出力部２１
８、及び、フラッシュメモリなどにより構成され、該コ
ード読取装置２００の動作パラメータを記憶する不揮発
性メモリ２１９からなる。

【００２３】また、図１の（Ａ）は、このようなコード
読取装置２００の機能ブロック図を示したものである。

【００２４】即ち、撮像部２２１は、上記照明２１１、
撮像素子２１２、及び結像レンズ２１３により実現され
るものであって、この撮像部２２１は、連続してコード
を撮像し、この各撮像に対応した画像情報を時系列に出
力するようになっている。

【００２５】また、画像処理部２２２は、上記Ａ／Ｄ変
換回路２１４、２値化回路２１５、メモリ２１６、及び
ＣＰＵ２１７により実現されるものである。この画像処
理部２２２は、２値化部２２２Ａ、マーカ検出部２２２
Ｂ、及び読み取り基準点算出部２２２Ｃから構成され、
撮像部２２１で撮像された画像の処理を行い、ドットコ
ード１に記録されたデータを読み取るための読み取り基
準点の算出を行う。

【００２６】この画像処理部２２２に含まれるこれら構
成要素それぞれの動作について説明すると、まず、２値
化部２２２Ａは、撮像視野（フレーム）を例えば１２分
割して得られる各サブフレーム毎に設定された閾値で、
サブフレーム毎に２値化を行う。

【００２７】マーカ検出部２２２Ｂでは、上記２値化さ
れた画像からデータ読み取りの基準点となるマーカ５の
検出を行う。マーカ５の検出方法は、例えば画像をラス
タスキャンして所定の長さを持つ黒ランを検出するなど
公知の方法を用いることができる。

【００２８】読み取り基準点算出部２２２Ｃでは、パタ
ーンドット６を用いて上記マーカ検出部２２２Ｂにて検
出されたブロック２の四隅を示すマーカ５の座標を、読
み取り基準点として設定する。この読取基準点の設定の
詳細については、既述の特開平８−１７１６２０号公報
に詳しく記されている。

【００２９】次に、上記ＣＰＵ２１７により実現される
データ読取部２２３では、上記読み取り基準点算出部２
２２Ｃにより算出されたブロック２の四隅を示すマーカ
５の座標間を格子状に区切った格子点上の画素をデータ
として読み出す。例えば、画素の「黒」、「白」に応じ
てデータを「１」、「０」として読み出す。

【００３０】上記ＣＰＵ２１７により実現されるパラメ
ータ設定部２２４は、上記撮像部２２１と画像処理部２
２２の動作を規定するパラメータの設定を行う。具体的
には、撮像部２２１の照明用ＬＥＤ（照明２１１）の発
光光量と、２値化部２２２Ａの２値化閾値の設定を行
う。

【００３１】パラメータ記憶部２２５は、フラッシュメ
モリ等の上記不揮発性メモリ２１９で構成されており、
上記撮像部２２１及び画像処理部２２２で使用される後
述する初期パラメータを記憶している。

【００３２】上記ＣＰＵ２１７により実現される撮像開
始検出部２２６は、上記画像処理部２２２の処理結果に
基づき、処理した画像に所望のパターンが含まれていた
かどうか、例えばドットコード１が撮像されていたかど
うか検出し、上記パラメータ設定部２２４に結果を通知
する。

【００３３】このようなコード読取装置２００の動作に
ついて、図１の（Ｂ）に示す動作フローチャートを参照
して説明する。

【００３４】まず、読取開始ＳＷ２０１により撮像開始
が指示されると、上記パラメータ設定部２２４は、上記
パラメータ記憶部２２５に記憶されている初期パラメー
タを、上記撮像部２２１と画像処理部２２２に設定する
（ステップＳ１１）ここで、初期パラメータは、撮像部
２２１と画像処理部２２２の動作を制御するパラメータ
であって、撮像部２２１の照明用ＬＥＤの初期発光光
量、及び画像処理部２２２に含まれる２値化部２２２Ａ
における２値化閾値である。なお、ＬＥＤの発光光量は
発光している時間（パルス幅）で制御しているため、初
期発光光量とは、実際には、発光パルス幅のことであ
る。

【００３５】これら初期パラメータの値は、照明用ＬＥ
Ｄ（照明２１１）の発光効率や配光パターン、及び撮像
素子２１２の感度特性、結像レンズ２１３の光学特性な
どのコード読取装置２００を構成するハードウェアの特
性、及び／又は、読み取られるべきドットコード１が記
録された媒体の反射率やドットコード１の濃度等、媒体
側の特性から算出され、ドットコード１が画面内に撮像
されたときに読み取り不良を起こさない最適な値となる
ように予め決定されているものである。

【００３６】これは例えば、ドットコードの白ドットと
同程度の一様な反射率を持つ紙やカード等の媒体を撮像
した時、図４の（Ａ）中の左側に示すように、全てのサ
ブフレーム１０の輝度最大値が所定の値以上となるよう
にＬＥＤの発光光量を調整することで得られる。この例
では、画面サブフレーム１０の最も暗い所の輝度値が
「４６」以上となるよう調整して、そのときのＬＥＤ発
光パルス幅を初期照明光量とする。さらにそのときの各
サブフレーム１０の輝度最大値に応じて２値化閾値を、
同図中の右側のように算出して、これを初期２値化閾値
として決定する。

【００３７】このように、所定の光量で発光した時の撮
像画面各所における輝度に基づいて初期２値化閾値を設
定することで、ＬＥＤの照明ムラや結像レンズの周辺減
光等により生じるシェーディングを補正した適切な読み
取りを行うことが可能となる。なお、ここでは各サブフ
レームの２値化閾値を記憶するものとしたが、初期照明
光量で発光した時の各サブフレームの輝度の最大値を記
憶しておき、コード読み取り時に上記輝度の最大値から
２値化閾値を算出するものとしても良い。

【００３８】次に、撮像部２２１は、上記パラメータ設
定部２２４により設定された照明用ＬＥＤの発光光量で
発光し、撮像を行う（ステップＳ１２）。この撮像され
た画像は、画像処理部２２２にて、２値化、マーカ検
出、読み取り基準点の検出といった画像処理が行われる
（ステップＳ１３）。このとき、２値化部２２２Ａで
は、図４の（Ａ）に示すように、撮像画面（フレーム）
を１２分割して得られる各サブフレーム１０毎に予め設
定された閾値で２値化を行う。このとき、２値化と平行
して各サブフレーム１０毎に最大輝度を特徴量として抽
出する。

【００３９】次に、撮像開始検出部２２６は、撮像画面
内にドットコード１が撮像されているかどうかを、上記
画像処理部２２２で処理される情報に基づいて判定する
（ステップＳ１４）。具体的には、例えばマーカ検出部
２２２Ｂにおいてマーカ５が検出されたことをもってド
ットコード１が撮像されたと判定する。マーカ５の検出
以外にも、画像処理部２２２にて処理される所定の情報
に基づきドットコード１が撮像されたことの判定を行う
ことは可能であり、例えば、撮像開始からドットコード
１（カード１００）が撮像されるまでは反射率の低いス
リット２０２内部が撮像されているため画面の輝度は非
常に低いが、ドットコード１が撮像された時点で急激に
画面の輝度が高くなることを利用して、２値化部２２２
Ａにおいて抽出される各サブフレーム１０の最大輝度値
が所定の値となったことにより判定を行うこともでき
る。勿論、上記撮像部２２１からの出力を直接用いてそ
の判定を行うことも可能である。

【００４０】このようにして判定を行った結果、ドット
コード１が検出されなければ、次フレームの撮像処理に
戻る（ステップＳ１２）。

【００４１】一方、ドットコード１が検出されたと判断
された場合には、次フレーム撮像のためのパラメータと
して、パラメータ設定部２２４は、２値化部２２２Ａで
抽出されたサブフレーム１０毎の輝度情報に基づき最適
な撮像状態を得るためのＬＥＤの発光光量及び２値化部
２２２Ａにおける２値化閾値に変更設定した後（ステッ
プＳ１５）、データ読取部２２３においてブロックデー
タの読み取りを行う（ステップＳ１６）。

【００４２】そしてその後、撮像が終了したかどうかを
判別し（ステップＳ１７）、まだ終了していなければ、
上記ステップＳ１２に戻って、上記ステップＳ１５で変
更設定したパラメータで次フレームの撮像、画像処理を
行うことになる。

【００４３】なお、上記画像処理部２２２の２値化部２
２２Ａにおいて（ｎ＋１）フレームを２値化する際の閾
値は、ｎフレームの輝度情報に基づいて決定されること
になる。即ち、１フレームの遅れがあるが、ドットコー
ド１の撮像中は連続するフレーム間で急激な輝度の変化
が無いため特に問題とはならない。もし、撮像された画
像の輝度情報を用いてその画像を２値化しようとした場
合、画像の輝度情報を得るために一度画像にアクセスし
た後、その情報に基づいて再度２値化のために画像にア
クセスする、即ち、一つの画像に対して２度のアクセス
が必要となる。これを避けるために、前フレームの２値
化処理と平行して輝度情報の抽出を行っておき、その輝
度情報を次フレームの２値化に使用する。

【００４４】また、上記撮像終了の判別は、上記ステッ
プＳ１４におけるのと同様に、ドットコード１が撮像さ
れているかどうかにより行うことができる。但し、この
場合、ドットコード１が撮像されなくなった時に直ちに
撮像終了と判定するのではなく、更に何フレームかの
間、ドットコード１が撮像されなかった時に撮像終了と
判定することが肝要である。

【００４５】而して、撮像終了となったときには（ステ
ップＳ１７）、処理を終了する。

【００４６】図５の（Ａ）及び（Ｂ）を用いてさらにコ
ード読み取り開始時の動作を説明する。なお、この例で
は、ドットコード１が手動走査などにより移動しながら
連続して撮像されるものとし、図５の（Ａ）に示すよう
に、１フレーム目及び２フレーム目では、撮像開始直後
のため何も撮像されておらず（スリット２０２内部が撮
像されている）、３フレーム目で初めてドットコード１
の撮像が開始される状態となっている。

【００４７】まず、撮像が開始されると、予め記憶され
ていた初期パラメータで、撮像及び画像処理が行われ
る。即ち、初期ＬＥＤ発光光量で１フレーム目が撮像さ
れ、撮像された画像は初期２値化閾値で２値化され処理
される。しかしながら、このフレームではドットコード
１が検出されないため、次フレームのためのパラメータ
算出は行われない。即ち、ドットコード１を記録した媒
体が撮像されていないため画像から抽出される輝度値は
非常に低いが、この輝度情報に基づいたパラメータの算
出は行われない。従って、続く２フレーム目は再度初期
パラメータで撮像、画像処理される。このフレームにお
いてもドットコード１が撮像されていないため、パラメ
ータの算出は行われない。

【００４８】そして、３フレーム目で初めてドットコー
ド１が撮像、画像処理される。このときのパラメータは
初期値のままであるが、このパラメータはドットコード
１が撮像されたときに適正な輝度と２値化が行われるよ
うに予め決定されているものであるため、３フレーム目
は適切な照明光量で撮像され、そこで得られる画像の輝
度は、図５の（Ｂ）に示すように、読み取りエラーを起
こさない適正輝度範囲となる。そして、適正な２値化閾
値により２値化され、その後、画像処理される。そし
て、このフレームでは、ドットコード１が検出されるた
め、このフレームの輝度情報に基づいて次フレームのた
めのパラメータ算出と設定が行われる。

【００４９】即ち、この図５の（Ｂ）に示す例では、得
られた輝度情報が若干適正輝度範囲の中央の最適値より
高いため、これを最適値にするよう、照明光量を下げ
る。そして、このフレームの輝度情報に基づき次フレー
ムの２値化閾値を決定する。そして、ブロックアドレス
が「１」及び「２」のブロックデータが読み取られる。

【００５０】而して、４フレーム目は、最適な輝度を得
られる照明光量で撮像され、最適な２値化閾値で２値化
処理され、ブロックアドレスが「３」及び「４」のブロ
ックデータ読み取りが行われる。

【００５１】このように、ドットコード１が撮像される
までは、ドットコード１が撮像されたときに読み取り不
良を起こさないよう予め最適に設定された初期パラメー
タで撮像するため、ドットコード１が撮像されていない
フレームの画像情報に基づいて不適切なパラメータ設定
が行われることを防止できる。このため、ドットコード
１の撮像されていない状態から急にドットコード１が撮
像された場合でも、最適なパラメータで撮像、画像処理
されるため、ドットコード１の読み取り開始端でのコー
ド読み取り不良を防止することが可能となる。

【００５２】また、図６に示すように、走査方向のカー
ド端の非常に近傍までドットコード１のブロック２が記
録されている場合には、初めてドットコード１が検出さ
れるｎフレーム目には、撮像視野９内にカード１００や
ドットコード１以外の、パラメータ算出を誤らせる要因
が入るため、このフレームの画像情報に基づいてパラメ
ータ算出を行うことは好ましくない。そこで、図１の
（Ｂ）のステップＳ１４におけるコード検出の判定は、
２ブロック目が検出された時点、即ち、図６における
（ｎ＋１）フレームにおいてコード検出された時とする
ことで、確実にパラメータ算出時に撮像視野９内にパラ
メータ算出を誤らせる要因が入ることを防止できる。

【００５３】また、本実施の形態におけるコード検出の
判定（図１の（Ｂ）のステップＳ１４）は、直接ドット
コード１そのものを検出しているが、図７の（Ａ）乃至
（Ｃ）に示すように、ドットコード１の走査開始端付近
に記録された所定の形状や色を持ったマーク１０１をコ
ード開始指標として検出するというように、記録媒体で
あるカードの状態を検出するものとしても良い。更に、
このようにマーク１０１に続けて必ずドットコード１が
撮像されるというものであれば、初期パラメータをこの
マーク１０１の輝度レベル等に基づいて更新し、その
後、本当のドットコード１によりパラメータを変更する
ようにしても良い。

【００５４】また、パラメータ記憶部２２５に予め記憶
しておく初期パラメータの決定にあたっては、照明用Ｌ
ＥＤの経年劣化による光量減少や機器の電源電圧変動、
温湿度などの外部環境変動、ドットコード１を記録した
媒体の反射率のばらつき等の変動要因すべてを考慮し
て、その変動幅の中心となるように決定することが好ま
しい。

【００５５】例えば、２値化閾値について考えた場合、
当該ドットコード１（カード１００）及びコード読取装
置２００でなるシステムが理想的な状態であるときの設
計値は存在するが、それは電源電圧や温度や照明用ＬＥ
Ｄの経年劣化等によって変動し、そのシステム全体とし
てみた時に、２値化閾値の最適値はある幅を持って変動
する。但し、図４の（Ｂ）に示すように、電源電圧及び
温度による変動は正負両方向であるが、照明用ＬＥＤの
経年変化は負方向にしか作用しないので、その変動の幅
は非対称になっている。ここで、初期値からのずれの許
容量は、一般にほぼ正負等量であるため、負方向では許
容量をオーバーしてしまう場合もある。従って、上記変
動幅の中心となるように予め初期パラメータを設定して
おくことで、ずれを許容範囲内に収め、これら電源電圧
や温度や照明用ＬＥＤの経年劣化等による変動が起きて
も適切な状態でパラメータが設定されるようになる。

【００５６】［第２の実施の形態］次に、本発明の第２
の実施の形態を説明する。

【００５７】図８は、本実施の形態に係るコード読取装
置２００の機能ブロック図であり、該コード読取装置２
００においては、画像処理部２２２が、画像処理領域切
り出し部２２２Ｄ、２値化部２２２Ａ、及びコード検出
部２２２Ｅから構成されている。

【００５８】そして、本実施の形態においては、パラメ
ータ設定部２２４は、上記画像処理領域切り出し部２２
２Ｄにおいて撮像視野９からコード読み取りのために必
要な画像処理領域を切り出す際のパラメータである切り
出し開始Ｙ位置と画像処理領域の高さの設定を行い、画
像処理領域切り出し部２２２Ｄは、その設定されたパラ
メータに基づき撮像視野９から画像処理領域を切り出
す。画像処理部２２２におけるそれ以降の処理は切り出
された画像処理領域に対してのみ行う。

【００５９】２値化部２２２Ａは、切り出された画像処
理領域の２値化を行い、コード検出部２２２Ｅは、その
２値化された画像からコードとそのＹ位置の検出を行
う。例えば、コードが図２に示したドットコード１の場
合は、ブロック２の四隅に配置されたマーカ５を検出す
ることでコードの検出を行い、そのマーカ５の座標から
コードのＹ位置の算出を行うことができる。

【００６０】データ読取部２２３は、検出されたコード
位置に基づきコードのデータの読み取りを行う。

【００６１】撮像開始検出部２２６は、画像処理部２２
２で処理された画像にコードが撮像されたことを検出
し、パラメータ設定部２２４にコードの撮像が開始され
たことを通知する。

【００６２】パラメータ記憶部２２５は、後述する撮像
視野のコード走査と直交する方向（以下、Ｙ方向）の位
置ずれから決定される、撮像視野９から処理対象とする
画像処理領域を切り出す際の切り出し開始Ｙ位置を初期
パラメータとして記憶している。

【００６３】ここで、図９を用いて、Ｙ方向の位置ずれ
誤差について説明する。即ち、撮像視野９内に撮像され
るコード１２のＹ位置は、上記スリット２０２の底面で
構成された走査ガイド２０２Ａ端に対する撮像視野９の
位置とその誤差（Ｔ１±Δｔ１）、カード１００端面か
らコード１２までの距離とその誤差（Ｔ２±Δｔ２）、
撮像視野９の高さｈ０、及び図示しないが、カード走査
時の手ぶれ等によるＹ方向の位置変動分±Δｔ３から決
定される。

【００６４】なお、±Δｔ１の誤差は、撮像素子２１２
の取り付け誤差といった機械的な要因によるものであ
り、±Δｔ２の誤差は、カード１００の裁断誤差やコー
ド１２の記録位置の誤差によるものである。

【００６５】このようなコード読取装置２００の動作に
ついて、図１０の（Ａ）を用いて説明する。

【００６６】即ち、撮像が開始されると、パラメータ設
定部２２４は、同図中の左側に示すように、パラメータ
記憶部２２５に記憶された切り出し開始Ｙ位置と、切り
出す画像処理領域１３の高さｈ１を画像処理領域切り出
し部２２２Ｄのパラメータとして設定する。画像処理領
域１３の高さｈ１は、既知情報であるコード１２の高さ
ｈｃ、カード１００の裁断誤差やコード１２の記録誤差
などによって生じるカード端からコード１２までの距離
の誤差±Δｔ２、カード走査時に生じる手ぶれなどによ
る位置誤差±Δｔ３から決定されるもので、ｈ１＝ｈｃ
＋２×（Δｔ２＋Δｔ３）となる。そして、撮像開始検
出部２２６にてコード１２が画面内に撮像されたことが
検出されるまで前記パラメータの変更は行わない。従っ
て、撮像開始からコードの撮像が開始されるまでのフレ
ームでは、同図中の左側に示すような切り出し開始Ｙ位
置から高さｈ１の領域が画像処理領域１３として切り出
され処理される。

【００６７】そして、撮像開始検出部２２６にてコード
１２が撮像されたことが検出されると、パラメータ設定
部２２４は、同図中の右側に示すように、その検出され
たコード１２のＹ位置と切り出す画像処理領域１３の高
さｈ２から、新たな切り出し開始Ｙ位置を算出し、画像
処理領域切り出し部２２２Ｄにパラメータとして変更設
定する。上記高さｈ２は、既知情報であるコード１２の
高さｈｃ、カード走査時に生じる手ぶれなどによる位置
誤差±Δｔ３から決定されるもので、ｈ２＝ｈｃ＋２×
Δｔ３となる。

【００６８】即ち、コード１２の高さｈｃ、撮像視野９
の高さｈ０、初期設定される画像処理領域１３の高さｈ
１、コード検出後変更される画像処理領域１３の高さｈ
２、撮像素子２１２の取り付け誤差といった機械的な要
因による誤差±Δｔ１、カード１００の裁断誤差やコー
ド１２の記録誤差などによって生じるカード端からコー
ド１２までの距離の誤差±Δｔ２、及びカード走査時に
生じる手ぶれ等によるＹ方向の位置変動誤差±Δｔ３
は、図１０の（Ｂ）に示すような関係となっている。

【００６９】このように、撮像開始からコード１２が撮
像される最初のフレームまでは、撮像視野９の位置誤差
から算出される切り出し開始Ｙ位置と高さで、画像処理
領域１３の切り出しを行うため、画像処理領域１３の高
さには撮像視野９の位置誤差に対するマージンを含む必
要がなくなり、処理しなくてはならない画像処理領域１
３を狭めることができる。このため、フレーム当たりの
画像処理時間を短縮することができ、コード読み取り開
始端で画面内のコードデータを読み終わらない内に次の
フレーム処理が始まってしまうタイムアウトによるコー
ドデータの欠落を防止することができる。更に、撮像視
野９の位置誤差に応じた切り出し開始Ｙ位置を予め設定
しておくため、装置毎の撮像素子２１２の取り付け誤差
といった機械的誤差を吸収することができ、機械的な取
り付け精度を緩和することが可能となる。

【００７０】また、コード検出後は、検出されたコード
１２のＹ位置に基づいて画像処理領域１３をさらに狭め
るため、よりフレーム当たりの画像処理時間を短縮する
ことができる。また、フレーム当たりの処理時間が短縮
されるため、撮像素子２１２のフレームレートを上げて
最高走査速度を向上させることもできる。

【００７１】以上実施の形態に基づいて本発明を説明し
たが、本発明は上述した実施の形態に限定されるもので
はなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可
能なことは勿論である。

【００７２】例えば、上記第１の実施の形態はドットコ
ードを読み取るコード読取装置を例に説明したが、ドッ
トコード以外の他の光学的に読み取り可能なコードを読
み取る装置であっても同様に適用可能である。

【００７３】また、上記第１及び第２の実施の形態では
カードリーダに本発明を適用した例について説明した
が、手持ち式のペン型リーダのように操作者がリーダを
手動走査するようなコード読取装置にも適用できること
は勿論である。

【００７４】更に、コード検出後はフレーム毎にパラメ
ータを変更する場合を例に説明したが、カードリーダで
は、手持ち式のペン型リーダのようにコード撮像中に各
フレームにおいて大きくパラメータが変動するようなこ
とは少ないので、検出された画像に基づいてパラメータ
を初期パラメータから１度だけ変更したならば、以降の
フレームではそのパラメータを維持するものとしても良
い。

【００７５】また更に、上記第１及び第２の実施の形態
では、何れもパラメータを画像処理部から抽出されたパ
ラメータに変更するようにしていたが、撮像部から直接
抽出したパラメータに変更するようにしても勿論良い。

【００７６】ここで、本発明の要旨をまとめると以下の
ようになる。

【００７７】（１） データが光学的に読み取り可能な
コードとして記録された記録媒体から、前記コードを光
学的に読み取るコード読取装置において、前記記録媒体
との間で相対的に移動しながら前記コードを連続的に撮
像して、当該各撮像に対応した画像情報を時系列にて出
力する撮像手段と、前記撮像手段より出力された画像情
報に対して所定の画像処理を行う画像処理手段と、前記
画像処理手段で所定の画像処理が行われた画像情報から
前記データを読み取るデータ読取手段と、前記撮像手段
より出力された画像情報もしくは前記画像処理手段で所
定の画像処理が行われた画像情報に基づいて、前記撮像
手段による前記コードの撮像開始を検出する撮像開始検
出手段と、前記撮像開始検出手段により前記コードの撮
像開始が検出されるまでの間の前記撮像手段もしくは前
記画像処理手段での動作におけるパラメータを予め記憶
したパラメータ記憶手段と、前記撮像開始検出手段によ
り前記コードの撮像開始が検出されたとき、前記撮像手
段もしくは前記画像処理手段での動作におけるパラメー
タを、前記パラメータ記憶手段に記憶されたパラメータ
から、前記撮像手段より出力された画像情報もしくは前
記画像処理手段で所定の画像処理が行われた画像情報か
ら抽出されたパラメータに変更するパラメータ変更手段
と、を具備することを特徴とするコード読取装置。

【００７８】即ち、コードが撮像されたことを検出して
から、その画像情報に基づいてパラメータの変更を行う
ため、撮像開始からコードが撮像されるまでの間に撮像
される望ましくない画像情報に基づいて、誤ったパラメ
ータ変更を行うことがなく、読み取り不良を防止するこ
とができる。

【００７９】（２） 前記撮像手段もしくは前記画像処
理手段での動作におけるパラメータは、前記記録媒体も
しくは前記コードの特性と前記コード読取装置の特性と
の組み合わせに応じて変化するパラメータであることを
特徴とする（１）に記載のコード読取装置。

【００８０】即ち、常にコード読取装置及び記録媒体に
最適なパラメータで読み取り処理を行うことができる。

【００８１】（３）前記パラメータ記憶手段に記憶され
たパラメータは、前記各特性の変動もしくは劣化を考慮
して設定されたものであることを特徴とする（２）に記
載のコード読取装置。

【００８２】即ち、経年劣化や装置の電源電圧、温湿度
等の外部環境変動により、コード読取装置及び記録媒体
の特性が変化しても常に安定した読み取りが可能とな
る。

【００８３】（４） 前記パラメータ記憶手段は、書き
換え可能な不揮発性メモリにより構成されたことを特徴
とする（１）乃至（３）の何れかに記載のコード読取装
置。

【００８４】即ち、コード読取装置の出荷前、工場等で
予めそれぞれの装置に応じた読み取りに最適なパラメー
タを設定しておくことができる。

【００８５】（５） 前記撮像開始検出手段は、前記撮
像手段により前記コードが撮像されたことを検出して前
記撮像開始を検出するように構成されたことを特徴とす
る（１）に記載のコード読取装置。

【００８６】即ち、検出対象が読み取り対象であるコー
ド自体であるため検出が容易である。

【００８７】（６） 前記撮像開始検出手段は、前記記
録媒体の状態を検出して前記撮像開始を検出するように
構成されたことを特徴とする（１）に記載のコード読取
装置。

【００８８】即ち、撮像画像の色や特定のマーク等を検
出することで撮像開始を検出することができる。

【００８９】（７） 前記撮像手段は、前記記録媒体上
のコードを照明するための照明手段と、前記照明手段で
照明された前記記録媒体からの反射光を結像する光学系
と、前記光学系により結像された光を受光して対応する
撮像信号を時系列にて出力する撮像素子と、を含み、前
記撮像手段での動作におけるパラメータは、前記照明手
段に対する発光量制御のためのパラメータを含むことを
特徴とする（１）に記載のコード読取装置。

【００９０】即ち、撮像された画像情報に基づいて、次
フレームを撮像するときの照明光量を制御することがで
きる。つまり、時々刻々と変化する撮像状態に追従して
最適な照明光量を設定することができるため、読み取り
不良を低減することができる。

【００９１】（８） 前記画像処理手段は、前記撮像手
段より出力された画像情報に対して２値化処理を行う手
段を含み、前記画像処理手段での動作におけるパラメー
タは、前記２値化処理のための閾値に関するパラメータ
を含むことを特徴とする（１）に記載のコード読取装
置。

【００９２】即ち、撮像画像に最適な閾値で２値化を行
うことができるため、コード読み取り不良を低減でき
る。

【００９３】（９） 前記コード読取装置は、所定の一
の辺に沿って前記コードが記録されたカード型記録媒体
の前記一の辺を所定のガイド溝に当接させ、当該ガイド
溝に沿って前記カード型記録媒体をその辺方向に手動で
移動させることにより、当該移動するコードを光学的に
読み取るように構成されたものであり、前記撮像手段で
の動作におけるパラメータは、前記カード型記録媒体の
移動方向と直交する方向の、前記撮像手段と前記カード
型記録媒体との位置ずれに関するパラメータであること
を特徴とする（１）に記載のコード読取装置。

【００９４】即ち、位置ずれに関するパラメータに基づ
いて、コード撮像に必要な画像領域を狭めることができ
るため、処理すべき画像データ量を削減して処理速度及
び走査速度を向上することができる。

【００９５】（１０） 前記コードは、前記データ読取
手段によるデータの読み取り単位を規定するためのブロ
ックを複数個配置して構成したものであることを特徴と
する（１）乃至（９）の何れかに記載のコード読取装
置。

【００９６】即ち、撮像画面内にコード全体が収まらな
い場合でも、ブロック単位で読み取りを行えるため、複
数フレームに渡り分割してコードを読み取ることが可能
となる。

【００９７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
コード読み取り開始端での読み取り不良の低減を可能に
したコード読取装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係るコー
ド読取装置の機能ブロック図であり、（Ｂ）は第１の実
施の形態に係るコード読取装置の動作フローチャートを
示す図である。

【図２】第１の実施の形態に係るコード読取装置で読み
取られるコードの一例としてのドットコードの物理フォ
ーマット構成を示す図である。

【図３】（Ａ）はドットコードを記録した記録媒体とし
てのカードと、このドットコードを読み取るためのカー
ドリーダである第１の実施の形態に係るコード読取装置
の外観を示す斜視図であり、（Ｂ）は第１の実施の形態
に係るコード読取装置のブロック構成図である。

【図４】（Ａ）は各サブフレームの輝度最大値及び２値
化閾値の例を示す図であり、（Ｂ）は変動要因を考慮し
た初期パラメータの決定を説明するための図である。

【図５】（Ａ）は複数フレームでの撮像例を示す図であ
り、（Ｂ）は複数フレームでの画像輝度とパラメータの
関係を説明するためのタイミングチャートを示す図であ
る。

【図６】走査方向のカード端の非常に近傍までドットコ
ードのブロックが記録されているカードを示す図であ
る。

【図７】（Ａ）乃至（Ｃ）はそれぞれドットコードの走
査開始端付近に所定の形状や色を持ったマークを記録し
たカードの例を示す図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態に係るコード読取装
置の機能ブロック図である。

【図９】Ｙ方向の位置ずれ誤差を説明するための図であ
る。

【図１０】（Ａ）は第２の実施の形態に係るコード読取
装置における画像処理領域の設定手法を説明するための
図であり、（Ｂ）はｈｃ，ｈ０，ｈ１，ｈ２，±Δｔ
１，±Δｔ２，及び±Δｔ３の関係を示す図である。

【符号の説明】 １ ドットコード ２ ブロック ４ データドット ５ マーカ ９ 撮像視野 １０ サブフレーム １２ コード １３ 画像処理領域 １００ カード １０１ マーク ２００ コード読取装置 ２０１ 読取開始ＳＷ ２０２ スリット ２０２Ａ 走査ガイド ２１１ 照明 ２１２ 撮像素子 ２１３ 結像レンズ ２１４ Ａ／Ｄ変換回路 ２１５ ２値化回路 ２１６ メモリ ２１７ ＣＰＵ ２１８ 出力部 ２１９ 不揮発性メモリ ２２１ 撮像部 ２２２ 画像処理部 ２２２Ａ ２値化部 ２２２Ｂ マーカ検出部 ２２２Ｃ 読み取り基準点算出部 ２２２Ｄ 画像処理領域切り出し部 ２２２Ｅ コード検出部 ２２３ データ読取部 ２２４ パラメータ設定部 ２２５ パラメータ記憶部 ２２６ 撮像開始検出部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B035 BA01 BB03 5B047 AA30 BA01 BB01 BC05 BC11 BC14 CA04 CA19 CB22 DB06 DC09 5B072 CC02 CC21 DD01 DD21 FF02 GG07 GG09 LL07 LL11 LL18 5D090 AA03 BB02 CC04 CC12 EE11 FF41 HH01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データが光学的に読み取り可能なコード
   として記録された記録媒体から、前記コードを光学的に
   読み取るコード読取装置において、 前記記録媒体との間で相対的に移動しながら前記コード
   を連続的に撮像して、当該各撮像に対応した画像情報を
   時系列にて出力する撮像手段と、 前記撮像手段より出力された画像情報に対して所定の画
   像処理を行う画像処理手段と、 前記画像処理手段で所定の画像処理が行われた画像情報
   から前記データを読み取るデータ読取手段と、 前記撮像手段より出力された画像情報もしくは前記画像
   処理手段で所定の画像処理が行われた画像情報に基づい
   て、前記撮像手段による前記コードの撮像開始を検出す
   る撮像開始検出手段と、 前記撮像開始検出手段により前記コードの撮像開始が検
   出されるまでの間の前記撮像手段もしくは前記画像処理
   手段での動作におけるパラメータを予め記憶したパラメ
   ータ記憶手段と、 前記撮像開始検出手段により前記コードの撮像開始が検
   出されたとき、前記撮像手段もしくは前記画像処理手段
   での動作におけるパラメータを、前記パラメータ記憶手
   段に記憶されたパラメータから、前記撮像手段より出力
   された画像情報もしくは前記画像処理手段で所定の画像
   処理が行われた画像情報から抽出されたパラメータに変
   更するパラメータ変更手段と、 を具備することを特徴とするコード読取装置。
2. 【請求項２】 前記撮像手段もしくは前記画像処理手段
   での動作におけるパラメータは、前記記録媒体もしくは
   前記コードの特性と前記コード読取装置の特性との組み
   合わせに応じて変化するパラメータであることを特徴と
   する請求項１に記載のコード読取装置。
3. 【請求項３】 前記パラメータ記憶手段に記憶されたパ
   ラメータは、前記各特性の変動もしくは劣化を考慮して
   設定されたものであることを特徴とする請求項２に記載
   のコード読取装置。
4. 【請求項４】 前記パラメータ記憶手段は、書き換え可
   能な不揮発性メモリにより構成されたことを特徴とする
   請求項１乃至３の何れかに記載のコード読取装置。
5. 【請求項５】 前記撮像開始検出手段は、前記撮像手段
   により前記コードが撮像されたことを検出して前記撮像
   開始を検出するように構成されたことを特徴とする請求
   項１に記載のコード読取装置。
6. 【請求項６】 前記撮像開始検出手段は、前記記録媒体
   の状態を検出して前記撮像開始を検出するように構成さ
   れたことを特徴とする請求項１に記載のコード読取装
   置。
7. 【請求項７】 前記撮像手段は、 前記記録媒体上のコードを照明するための照明手段と、 前記照明手段で照明された前記記録媒体からの反射光を
   結像する光学系と、 前記光学系により結像された光を受光して対応する撮像
   信号を時系列にて出力する撮像素子と、 を含み、 前記撮像手段での動作におけるパラメータは、前記照明
   手段に対する発光量制御のためのパラメータを含むこと
   を特徴とする請求項１に記載のコード読取装置。
8. 【請求項８】 前記画像処理手段は、前記撮像手段より
   出力された画像情報に対して２値化処理を行う手段を含
   み、 前記画像処理手段での動作におけるパラメータは、前記
   ２値化処理のための閾値に関するパラメータを含むこと
   を特徴とする請求項１に記載のコード読取装置。
9. 【請求項９】 前記コード読取装置は、所定の一の辺に
   沿って前記コードが記録されたカード型記録媒体の前記
   一の辺を所定のガイド溝に当接させ、当該ガイド溝に沿
   って前記カード型記録媒体をその辺方向に手動で移動さ
   せることにより、当該移動するコードを光学的に読み取
   るように構成されたものであり、 前記撮像手段での動作におけるパラメータは、前記カー
   ド型記録媒体の移動方向と直交する方向の、前記撮像手
   段と前記カード型記録媒体との位置ずれに関するパラメ
   ータであることを特徴とする請求項１に記載のコード読
   取装置。
10. 【請求項１０】 前記コードは、前記データ読取手段に
    よるデータの読み取り単位を規定するためのブロックを
    複数個配置して構成したものであることを特徴とする請
    求項１乃至９の何れかに記載のコード読取装置。