JP2005018579A - 光学的情報の読取方法および光学的情報読取装置 - Google Patents
光学的情報の読取方法および光学的情報読取装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】制御回路は、複数個の部分情報コードを含む画像データを取込み(S2)、一の部分情報コードを解読し(S4)、次の部分情報コードを解読成功しない場合には(S11:NO)、解読された部分情報コードの位置以外の部分情報コードの切出し処理および解読処理を行う(S16〜S17)ので、読取時間を短縮することができる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定のデータが部分データに分割された状態で各部分データ毎に表現された複数個の情報コードを光学的に読取るための読取方法およびその方法を用いた光学的情報読取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より光学的情報読取装置は、POSシステム,OAシステムおよびFAシステム等に広く利用されており、例えば紙面等に印刷表示されたバーコードや二次元コード等の情報コードを光学的に読取るための装置として一般に普及している。このような情報コードを例えば紙面などに印刷表示するためには所定の表示スペースを確保する必要があり、その必要不可欠な表示スペースは情報コードの情報量に応じて規定されている。
【0003】
一般に、情報コードで表現する所定のデータの情報量が多くなればなるほど表示スペースは大きくなる。そこで近年、このような表示スペースに制限が存在する場合に備えて、所定のデータを部分データに分割し各部分データ毎に部分情報コードで表現し、所定のデータを複数個の部分情報コードで表現することが近年実施されている。尚、特許文献1には、希望する読取対象に隣接する別の読取対象の情報が誤って読取られてしまうことを防止することができる光学的情報読取装置の一例が開示されている。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−147987号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
複数個の部分情報コードを光学的に読取るときに部分情報コードを一個ずつ光学的情報読取装置の読取視野領域内に入れて読取る読取装置が提供されているが、複数個の部分情報コードを一個ずつ読取ると読取,解読時間が長くなるため好ましくない。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数個の部分情報コードを読取る読取時間を短縮することができる光学的情報読取装置およびその読取方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1または10記載の発明によれば、読取視野領域における部分情報コードを含む画像データを取込み、取込まれた画像データに含まれる部分情報コードを一括して解読するため、複数個の部分情報コードを読取る場合であっても、読取時間を短縮することができる。
【0008】
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明において、部分情報コードが情報パターンおよび特定パターンとからなるものである場合には、取込まれた画像データから特定パターンおよびその個数を検出し、検出された特定パターンの個数に基づいて画像データに含まれる部分情報コードの個数を判定し、部分情報コードの特定パターンを位置基準として判定された個数分の部分情報コードを解読するため、読取視野領域内に含まれる部分情報コードを全て光学的に読取ることができる。
【0009】
請求項3記載の発明によれば、請求項1または2記載の発明において、部分情報コードが情報パターンおよび複数個の特定パターンとからなるものである場合には、取込まれた画像データから複数個の特定パターンを抽出し、抽出された複数個の特定パターン間の距離等のパラメータを算出し、算出されたパラメータに対して所定の評価演算式に基づく演算処理を行い所定の評価基準を満たすか否かを判定し、所定の評価基準を満たすことが判定された場合に抽出された複数個の特定パターンを部分情報コードの位置基準と見なし解読するため、個々の部分情報コード中に複数個の特定パターンを有していると共に読取視野領域の中に複数個の部分情報コードが含まれたとしても、所定の評価基準が適切に設定されていれば、複数個の特定パターンをランダムに抽出してその特定パターンを位置基準として解読することに比較して、素早く解読処理を成功させることができる。
【0010】
請求項4記載の発明によれば、請求項1ないし3の何れかに記載の発明において、部分情報コードが情報パターンと当該情報パターンの位置を特定するための位置基準となる特定パターンとからなるものである場合には、取込まれた画像データから複数個の特定パターンを検出し、検出された複数個の特定パターンに基づいて取込まれた画像データに含まれる部分情報コードの全体の外形を検出し、当該検出されている部分情報コードの全体の外形および複数個の特定パターンに基づいて部分情報コード間の境界を検出するため、個々の部分情報コードの境界を検出するときに素早く検出することができる。
【0011】
ところで、このように部分情報コードを一括解読する場合には、複数個の部分情報コードを読取視野領域の略全体で画像データを取込むことが多い。したがって、例えば画像データを取込むときに、読取装置側の光学的特性により読取視野領域の明るさの斑(例えば、端部分が中央部分に比較して暗い場合等)がある場合には、一括して解読したとしても全ての部分情報コードを解読失敗として判定してしまう。一括解読を失敗した場合には、再度画像データを取込み一括解読することになるが時間を浪費してしまう。
【0012】
そこで、請求項5記載の発明によれば、請求項1ないし4の何れかに記載の発明において、部分情報コードが情報パターンと当該情報パターンの位置を特定するための位置基準となる特定パターンとからなり、さらにそれらの情報パターンの示す情報にそれぞれ、部分情報コードの分割数情報および序列情報が含まれている場合には、複数個のうちの何れかの部分情報コードが解読された後、解読された部分情報コードの位置,情報パターンの分割数情報および序列情報を対応させて記憶し、取込まれた画像データに含まれる複数個の部分情報コードを全て解読成功するまでに解読失敗した場合には再度画像データを取込み、再度取込まれた画像データに含まれる複数個の部分情報コードを再度解読する前には記憶された部分情報コードの位置,情報パターンの分割数情報および序列情報を読出し、解読された部分情報コードの位置以外の部分情報コードを優先的に再度解読するため、解読失敗した場合にも一度解読成功した部分情報コードを再度解読する必要がなくなり、解読処理を素早く行うことができる。
【0013】
請求項2ないし5の何れかに記載の発明において、請求項6記載の発明のように、特定パターンが幾何学的なパターンまたは部分情報コードのあらかじめ定められた場所に位置する明暗パターンからなっている場合には、部分情報コードを位置特定するための位置基準として適したものとすることができる。尚、幾何学的なパターンとは、方形・三角形・菱形・多角形・円形・L字形・コの字形などからなるパターン,およびそのパターンを組み合わせたパターンをも含んでいることを示している。
【0014】
請求項7記載の発明によれば、請求項1ないし6の何れかに記載の発明において、部分情報コードが情報パターンとこの位置を特定するための位置基準となる特定パターンとからなるものである場合には、取込まれた画像データから特定パターンを2つ順次検出し、計測された距離間隔に基づいて検出されていない部分情報コードもしくは当該部分情報コードの特定パターンの位置を推定するため、特に取込まれた画像データに3つ以上の部分情報コードが含まれている場合には、推定された存在推定位置において部分情報コードもしくは部分情報コードの特定パターンを探索することができ、素早く部分情報コードを探索することができる。
【0015】
請求項8記載の発明によれば、読取装置本体に予め設定されると共に部分情報コードの序列情報や読取対象物情報に対応する解読対象の部分情報コードを解読成功した場合には他の部分情報コードの解読を終了するため、解読対象に設定された部分情報コードを解読する場合には、取込まれた画像データに含まれる部分情報コードをすべて解読する必要がなくなり、解読対象の部分情報コードを素早く読取完了することができる。
【0016】
請求項9記載の発明によれば、請求項1ないし8の何れかに記載の光学的情報の読取方法により複数個の部分情報コードを解読できない場合には、解読された部分情報コードの序列情報や読取対象物情報等の情報を出力するため、解読できた部分情報コードの示す情報を出力することができる。しかも、解読されていない部分情報コードが存在することを報知するため、部分情報コードを解読できていないことを操作者に対して通知することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下本発明を、二次元コード読取装置に適用した第1の実施形態について、図1ないし図5を参照しながら説明する。
図2は、二次元コード読取装置の電気的構成を概略的に示している。
光学的情報読取装置としての二次元コード読取装置(以下、読取装置本体と称する)1は、明暗パターンのセルが二次元マトリックス状に配置されて構成されたQRコード等の二次元情報コードBを光学的に読取るためのものである。本実施形態においては、QRコードを読取る実施形態を説明する。
【0018】
読取装置本体1は、電源回路2,制御回路3,記憶手段としてのメモリ4,操作部5,照明駆動回路6,照射部7,結像手段8,センサ駆動回路9,光学的センサ10,波形整形部11,外部インタフェイス部12,報知手段としての表示部13を備えている。制御回路3は、本発明の解読手段,取込手段として機能するものである。電源回路2は、例えばAC/DC変換器により構成されるもので、外部から供給された交流電源を直流に変換し読取装置本体1の全構成に直流電源供給するようになっている。
【0019】
制御回路3は、例えばマイクロコンピュータにより構成されており制御用プログラムに基づいて、読取装置本体1を電気的に制御するようになっている。操作部5は、例えばトリガーキーや数字キー等の各種操作設定用キーが設けられており、操作者等によりトリガーキーが操作されると操作信号が制御回路3に与えられ、制御回路3の制御に基づいて読取装置本体1が動作する。照明駆動回路6は、制御回路3の制御に基づいて照射部7に駆動信号を与える。照射部7は、例えばLED等により構成されており、照明駆動回路6から駆動信号が与えられると読取対象Aに光を照射する。
【0020】
結像手段8は、例えばレンズにより構成されており、照射部7から読取対象Aに照射され反射した光を結像し光学的センサ10に反射光を導く。光学的センサ10は例えばエリアセンサとも称されており、CCD等の受光素子が二次元平面上に配列されており、読取対象Aに反射した反射光を光電変換する。この光学的センサ10で露光するための露光時間は、制御回路3により設定可能に構成されている。
【0021】
センサ駆動回路9は、光学的センサ10の受光素子から画素信号を出力させるためのクロックを光学的センサ10に与えるように構成されており、制御回路3がセンサ駆動回路9を介して光学的センサ10を駆動制御すると、光学的センサ10は光電変換した信号を波形整形部11に与えるようになっている。
【0022】
波形整形部11は、光学的センサ10により光電変換された信号を増幅し輝度レベルの信号を制御回路3に与える。波形整形部11の増幅率は、制御回路3により設定可能に構成されている。外部インタフェイス部12は、制御回路3と外部装置(図示せず)との間でデータを入出力するようになっている。
【0023】
<部分情報コードについて>
ここで、読取装置本体1が光学的に読取る対象としている部分情報コードについて説明する。図3は、二次元情報コードの一例を示している。二次元情報コードBBは、情報パターンB1,および位置基準となる位置決めパターン(特定パターン)B2とからなっている。一般に、二次元情報コードBで表現する必要性の有る全データの情報量が多くなるに従い表示スペースDが大きくなる。例えばQRコードの場合には、白黒(明暗)の小さな正方形セルが縦横方向に配列され、ある所定大の正方形に形成されているので、表示スペースDが直方形状であってQRコードで表現すべき全データの情報量が多い場合には、全データ情報が含まれる一つのQRコードを形成し当該表示スペースDに表示しようとしても表示しきれない場合がある(図3(a)参照)。したがって、全データを部分データに分割し、各部分データ毎に部分情報コードBで表現し当該表示スペースDに表示させている(図3(b)参照)。このような部分情報コードは、連結コードとも称されている。
【0024】
図3(a)および(b)に示すようなQRコードの場合、その位置決めパターン(特定パターン)B2は、外枠(暗点),中枠(明点),内枠(暗点)に組み合わされて形成されておりその明暗パターンの割合は1(暗点):1(明点):3(暗点):1(明点):1(暗点)で規定されており、部分情報コードBを位置特定するための位置基準として用いられる(図3参照)。
【0025】
QRコードによる部分情報コードBの場合、各々の部分情報コードBに含まれる情報パターンB1部分のデータは、連結モード識別子,コード番号情報,分割数情報,パリティ部,データ部を含んでいる。
【0026】
このうち連結モード識別子は、当該情報コードが所定のデータが分割された状態で各部分データ毎に表現された部分的な情報コード(すなわち部分情報コード)であるか,もしくは1つの独立した情報コードであるかを判別するための識別部(フラグ)を示している。コード番号情報は、部分情報コードの序列情報として機能する番号情報を示しており、当該部分情報コードが何番目の部分情報コードであるかを判別するための識別部を示している。また分割数情報は、情報パターンが何分割されているかを判別するための識別部を示している。さらにパリティ部は、一連の各部分情報コードに全て同一の符号が割り当てられており、他の情報コードと誤判別しないように設けられている識別部である。データ部は、本来のデータ値と誤り訂正用の誤り訂正コードを含んでいる。
【0027】
上記構成の作用について、図1をも参照しながら説明する。
読取装置本体1の読取視野領域A(図2参照)内に複数個の部分情報コードが含まれるように設定された状態で、操作部5のトリガスイッチが操作者により操作されると、制御回路3に読取指示信号が与えられ、読取装置本体1は、図1に示すような複数個の部分情報コードの一括解読処理を開始する。このとき、制御回路3は、S1において、露光条件を設定する(S1)。この露光条件とは、光学的センサ10の露光時間および波形整形部11における増幅回路の増幅率を示しており、制御回路3の制御に基づいて設定される。
【0028】
制御回路3は、光学的センサ10の読取視野領域Aにおいて画像データを取込む(S2)。このように制御回路3が、波形整形部11から一画像領域分の画像データを取込むときには、一画素毎に輝度レベルを検出し、ある所定の第1のしきい値以上の輝度レベルを明点(白),ある所定の第2のしきい値以下の輝度レベルを暗点(黒)に対応するように二値化データに変換(明点,暗点を表わすデジタル値に変換)し、一画素毎にメモリ4に対して画像データの二値化データを格納することで画像データを取込む。そして、制御回路3は、メモリ4に記憶された画像データから部分情報コードを切出す。
【0029】
<部分情報コード切出し処理について>
この情報コード切出し処理とは、読取視野領域Aの画像データ内に含まれる情報コードを背景画像と切り分け、部分情報コードを切出す処理を示している。本実施形態の情報コード切出し処理においては、制御回路3は取込まれた画像データに含まれる複数個の部分情報コードを個々の部分情報コードに分割する処理をも行っている。以下、その処理内容について図4を参照しながら説明する。
この図4において、制御回路3は、取込まれた画像データから位置決めパターンB2を探索し検出する(T1)。このとき、制御回路3は取込まれた画像データ中に位置決めパターンB2が含まれる個数を計数して検出する(T2)。制御回路3は、この位置決めパターンB2が含まれる個数に基づいて画像データに含まれる部分情報コードBの個数を判定する。具体的には、図3に示すQRコードの場合、位置決めパターンB2は部分情報コードB全体のうち左上部,右上部,左下部の3箇所に位置しているため、画像データ中に位置決めパターンB2の存在する個数が9である場合には9/3=3個と判定することができる。
【0030】
制御回路3は、メモリ4に記憶された画像データから位置決めパターンB2の全体の外形を検出し、これと共に複数個の位置決めパターンB2に基づいて部分情報コードB間の境界を検出する。具体的には、制御回路3は比例計算により各部分情報コードB間の境界を算出し、この境界で個々の部分情報コードB2を切出す(T4〜T6)。この詳細な具体例を図5に示している。この図5(a)において制御回路3は位置決めパターンB2のコーナを検出する。制御回路3は各位置決めパターンB2が直線状に並ぶ一辺側および他辺側のコーナを検出する(図5(a)中C1からC2部分,およびC3からC4部分参照)。また制御回路3は、他の位置決めパターンB2のコーナ(図5(a)中において例えば符号C5部分,またそれ以外のコーナも含む)の位置を検出する。
【0031】
そして制御回路3は、各コーナ間の距離を算出する。例えばC1とC5間,C5とC2間,C3とC4間の距離を算出する。その後、一辺部のコーナC3およびC4間の距離と略同一距離となるコーナ間距離を探索することにより、コーナC3およびC4に対応するコーナとして、コーナC1およびC5を他辺部の対応コーナと推定する。
【0032】
制御回路3は、対応するコーナ間の比例関係を利用し部分情報コードBの外形を検出する。すなわち(C1とC5間距離):(C5とC2間距離)=(C3とC4間距離):(C4とC6間距離)となることを利用し、比例計算によりコーナC6の位置を算出することで、複数個の部分情報コードBの全体外形を検出する。
【0033】
尚、前述したようにQRコードは、QRコード全体のうち位置決めパターンB2の位置が予め定められているため、その位置決めパターンB2の存在するコーナの検出は、位置決めパターンB2の存在しないコーナ(例えば、部分情報コードBの外形の右下部のコーナC6参照)の検出に比して時間を要することなく検出することができる。したがって、上述のように比例計算を利用することにより複数個の部分情報コードBの全体の外形を素早く検出することができる。
【0034】
以下、個々の部分情報コードBの切出し方法について図5(b)を参照しながら説明する。部分情報コードBの全体外形を検出した後、制御回路3は、個々の部分情報コードBの境界を検出する。具体的には制御回路3は、位置決めパターンB2の上辺部(他辺部)における位置決めパターンB2のコーナC7およびC8等を検出し、部分情報コードBの位置決めパターンB2の存在しないコーナC9およびC10を上述同様にして比例計算により位置を算出する。これにより、部分情報コードB,B間の境界を比例計算により算出し検出することができ、個々の部分情報コードBの境界を検出して切出し処理を行う際には、素早く行うことができる。制御回路3は、部分情報コードBの全体外形および個々の部分情報コードB,Bの境界を検出すると、部分情報コードBの切出し処理を終了する。
【0035】
図1に戻って、制御回路3は、部分情報コードBの切出し処理が終了すると、そのうち一の部分情報コードBを、対応して検出された位置決めパターンB2を位置基準として解読する(S4)。この解読処理については、従来より行われている情報コードの解読(デコード)処理と同様であるため、その説明を省略する。ここで、制御回路3は、部分情報コードBの解読処理が失敗すると(S5:NO)、再度S2の露光条件の設定処理から処理を繰り返すが、解読が成功すると(S5:YES)、解読された情報コードが部分情報コードBであるか否かを判定する。
【0036】
具体的に説明すると、制御回路3は、解読された部分情報コードBの情報パターンB1中の連結モード識別子を判別することにより、部分情報コードBであるか否かを判定する。このとき、制御回路3は単独の情報コードであった場合には終了するが、部分情報コードBであることが判別されると、S7以降の処理を行う。
【0037】
制御回路3は、S7において、解読された部分情報コードBの位置を内蔵のメモリに記憶させる。例えば、図5において、制御回路3が読取視野領域Aにおける一端部(例えば左端部)に位置する部分情報コードBを解読した場合には、算出された部分情報コードBのコーナC1,C3,C8,C10の位置を記憶させることになる。さらに制御回路3は、分割数情報とコード番号情報をメモリに記憶させ(S8)、解読されたデータを記憶させる(S9)。
【0038】
そして制御回路3は、次の部分情報コードBを解読する(S10)。このとき制御回路3は、例えば、読取視野領域Aの画像データの中央部に含まれる部分情報コードBを解読する。制御回路3は次の部分情報コードBを解読成功した場合には、全てのコード番号情報が揃ったか否かを判定し、揃っていなければS7から繰り返し処理を行う。S11において制御回路3は、解読成功しなければ再度露光条件を設定し(S13)、画像データを取込み(S14)、明点と暗点の輝度レベルの差が所定レベル以上あるか否かを判定する(S15)。
【0039】
このS15の処理を具体的に説明すると、制御回路3は、波形整形部11から一画像領域分の画像データが与えられた場合、全体の画像データのうちで明点と想定される輝度レベルの最小値と、暗点と想定される輝度レベルの最大値とを比較し、その差が所定レベル以上あるか否かを判定する。これは、露光条件が適切に設定されているか否か,さらに部分情報コードBが画像データに含まれているか否かを判定するために行われる。すなわち制御回路3は、その差が所定レベル以上なければ、露光条件が適切に設定されていないか,もしくは部分情報コードBが画像データに含まれていないと判定し、再度S13に戻り処理を行う。逆に制御回路3は、その差が所定レベル以上ある場合には、部分情報コードBが画像データに含まれていると判定し、S16に移行する。そして制御回路3は、記憶された位置以外の部分情報コードBの切出し処理を行う(S16)。
【0040】
具体的には、制御回路3は、解読された部分情報コードBの分割数情報およびコード番号情報を読出し、解読された部分情報コードBの位置以外の部分情報コードBを切出す。例えば制御回路3は、中央部の部分情報コードBを切出す場合には、図5(b)において複数個の部分情報コード全体のコーナC1,C3,C2,C6の位置とコーナC7の位置からコーナC9の位置を算出し、中央部の部分情報コードBのみを切出す。すなわち、コーナC8およびC10の位置を算出することなく切出し処理を行う。これにより、部分情報コードBの切出し処理を素早く行うことができる。
【0041】
そして、制御回路3は読取視野領域Aにおける中央部の部分情報コードBを優先的に解読する(S17)。このとき、一端部に位置する部分情報コードBを解読することなく、中央部の部分情報コードBを優先的に解読するため、一度解読成功した部分情報コードBを再度解読処理することがなくなり、解読処理を素早く行うことができる。
【0042】
制御回路3が解読成功すればS12に移行するが、解読成功しない場合には再度S13に戻り処理を繰り返す。これらのS7〜S18が全てのコード番号情報が揃う(S12:YES)まで繰り返される。すなわち図5に示すように、部分情報コードBが、読取装置本体1の制御回路3に取込まれた画像データに複数個含まれている場合には、制御回路3が一端部,中央部,他端部に位置する3個の部分情報コードBを解読成功すればコード番号情報が揃う。
【0043】
そして制御回路3は、それぞれの部分情報コードBのデータを合成し(S19)終了する。このようにして制御回路3は、複数個の部分情報コードBを含む画像データを取込み、複数個の部分情報コードを一括解読することができる。尚、制御回路3は読取視野領域Aに含まれる複数個の部分情報コードBを一括解読することが望ましい。
【0044】
このような本実施形態によれば、複数個の部分情報コードBを含む画像データを取込み、取込まれた画像データに含まれる複数個の部分情報コードを一括して解読するため、読取時間を短縮することができる。
【0045】
制御回路3は、複数個の部分情報コードBを含む画像データを取込み、一の部分情報コードBを解読し、次の部分情報コードを解読成功しない場合には、解読された部分情報コードの位置以外の部分情報コードの切出し処理および解読処理を行うので、読取時間の短縮化を図ることができる。
【0046】
(第2の実施形態)
図6および図7は、本発明の第2の実施形態を説明するためのもので、第1の実施形態と異なるところは、部分情報コードの切出し処理動作にある。第1の実施形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
部分情報コードBの切出し処理を概略的に示す図6において、前述した第1の実施形態と同様に制御回路3は、取込まれた画像データの中から位置決めパターンB2を検出し(U1)、位置決めパターンB2の個数を検出する(U2)。制御回路3は、部分情報コードBの個数を判定する(U3)。このとき、制御回路3は、部分情報コードBに含まれる3個の位置決めパターンB2を適宜抽出する(U4)。尚、位置決めパターンB2は、検出された位置決めパターンB2の中から適宜抽出される。この後、制御回路3は、位置決めパターンB2間の距離および角度(パラメータに相当)を算出し(U5)、位置決めパターンB2の位置と対応させて評価値を順次メモリに記憶させる(U6)。この評価値fは、(1)式のように表わされる。
【0047】
f = α・abs(θ−90°)+β・abs(x/y−1) …(1)
この(1)式が本発明の所定の評価演算式に相当している。ここでabsは絶対値関数を表わしており、α,βは正の係数、θは抽出された3個の各位置決めパターンB2の中心間のなす角、x,yは各位置決めパターンB2間の距離を表わしている。
【0048】
この評価値fは、角度θが90°に近づくほど小さな値が得られると共に、距離xが距離yに近づくほど小さな値が得られるようになっており、0が最良値である。このとき制御回路3は、評価値fがしきい値以下(許容誤差範囲内)であるか否かを判定することで、評価基準を満たすか否かを判定する(U7)。制御回路3は、その評価値fがしきい値以下となる場合には、この境界で切出し処理を行う(U8)。
【0049】
以下この処理を具体的に説明する。例えば図7を用いて説明すると、位置決めパターンB2のうちXYDの3つの位置決めパターンB2が抽出されると、頂点をXとしても、X−Y間の距離cおよびX−D間の距離bが同一にはならないため、評価値fは比較的大きな値が得られる。したがってXYDの3つの位置決めパターンB2で切出し処理および解読処理を行うことはない。
【0050】
位置決めパターンB2のうちXYZの3つの位置決めパターンB2が抽出されたとき、頂点をXとする場合には、X−Y間の距離cおよびX−Z間の距離aが略同一となり、θ=∠YXZ=略90°になるため、評価値fは略0に近い値が得られる。またその他、頂点をYやZとした場合には、評価値fは大きな値が得られる。すなわち、XYZの3つの位置決めパターンB2が抽出され評価値fの値が評価基準を満たしていれば、そのXYZの位置決めパターンB2を外枠端に位置する二次元平面範囲において切出し処理が行われる。
【0051】
この場合の切出し処理は、QRコードの場合、3個の位置決めパターンB2が抽出されたときには、その3個の位置決めパターンB2を外枠端部に位置する二次元平面範囲が決定されるため、該外枠端内の平面範囲で切出し処理が行われる。したがって、制御回路3は、Xを頂点としたYおよびZの位置決めパターンB2を抽出して切出し処理を行う。
【0052】
特にQRコードを切出す場合には、抽出された位置特定パターンB2をランダムに抽出してQRコードを切出して解読すると、当該処理に多大な時間を必要とすることが確認されており、前述したように所定の評価基準を満たすことが判定された後、抽出された3個の位置決めパターンB2に基づいて切出し処理を行うことで、切出し処理時間や解読時間を短縮させることができる。
【0053】
U8において切出し処理が行われると、制御回路3は、部分情報コードB2を全て切出したか否かを判定し(U9)、全ての部分情報コードB2の切出し処理を終了していない場合には再度U4から処理を繰り返す。
【0054】
他方、制御回路3は、U7において、評価値fがしきい値を超えていると判定した場合には、位置決めパターンB2を抽出する組合せが他に存在するか否かを判定する(U10)。すなわち制御回路3は、U4において3個の位置決めパターンB2を適宜抽出するが、この位置決めパターンB2の組合せが他に存在するか否かを判定する。制御回路3は、この組合せが他に存在すると判定すれば(U10:YES)再びU4に戻り処理を繰り返す。
【0055】
他方、制御回路3は、U10において、位置決めパターンB2の組合せが他に存在しないことを判定した場合には、U6においてメモリに記憶されている評価値fの中で最小値(すなわち最良)が得られた3個の位置決めパターンB2を選択し(U11)、当該選択された位置決めパターンB2の境界で切出し処理を行う。そしてU9において、制御回路3が全ての部分情報コードB2を切出した場合には、部分情報コードBの切出し処理を終了する。切出し処理が終了すると、制御回路3はこのように抽出され切出された3個の位置決めパターンB2を部分情報コードBの位置基準と見なして解読する。尚、他の部分については前述した実施形態と略同様のためその説明を省略する。
【0056】
このような本実施形態によれば、取込まれた画像データの中から3個の位置決めパターンB2を抽出し、抽出された3個の位置決めパターンB2間の距離,角度のパラメータを算出し、距離および角度に基づいて(1)式の評価値fがしきい値以下となることを条件として、抽出された3個の位置決めパターンB2を部分情報コードBの位置基準と見なして解読するため、解読処理を素早く成功させることができる。
【0057】
(第3の実施形態)
図8および図9は、本発明の第3の実施形態を説明するためのものであり、第1の実施形態と異なるところは一括解読処理にある。以下、第1の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
データコード(部分情報コードBに相当)は、DataMatrixコードとも称されており、そのパターンの一例を図9に示すように、それぞれ、タイミングセルと称されるセルからなる情報パターンB1と、1つのL字形の位置決めパターン(特定パターン)B2を備えて構成されている。読取装置本体1は、このL字形の位置決めパターンB2を検出することで、位置決めパターンB2を位置基準としてデータコードを解読することができる。
【0058】
この動作を、図8を参照しながら以下説明する。制御回路3は、露光条件を設定する(V1)。そして制御回路3は、読取視野領域Aにおける複数個の部分情報コードBを含む画像データを取込み(V2)、画像データから暗点を探索することで一端(左端)側から部分情報コードBのL字形の位置決めパターンB2を検出した後、部分情報コードBを切出し処理することにより解読し、次の中央部のL字形の位置決めパターンB2を検出し、さらにこの検出された部分情報コードBを切出し処理し解読終了するまで処理を行う(V3〜V8)。
【0059】
このようにして、2つのL字形の位置決めパターンB2の検出が順次行われると、制御回路3は、L字形の位置決めパターンB2を構成する端部B2aの暗点の距離間隔Lを計測し(V9)、左端部(前回)に検出された部分情報コードBの端部B2aから中央部(次)に検出された部分情報コードBの端部B2a方向に向かう延長方向に、計測された距離間隔Lだけ離間した位置付近にL字形の部分情報コードBの存在位置を推定する(V10)。このとき制御回路3は位置決めパターンB2が存在する探索エリアEを設定する。
【0060】
この探索エリアEは、検出されていない右端部に位置するL字形の位置決めパターンB2の存在推定範囲を示している(図9参照)。制御回路3は、この探索エリアE内で位置決めパターンB2の暗点やL字形の位置決めパターンB2を探索し検出する(V11)。
【0061】
その後、制御回路3は、位置決めパターンB2が検出された部分情報コードBを切出し処理して解読する(V12)。制御回路3は、情報パターンB1を解読する際に得られるコード番号情報が揃ったか否かを判定し(V13)、揃っていなければV10に戻りさらに存在位置を推定する処理を行う。制御回路3は、コード番号情報が揃えばデータを合成し(V14)、データを出力し終了する。
【0062】
この場合、制御回路3は、右端部の部分情報コードBを探索する際には、位置決めパターンB2の存在位置が推定された探索エリアEのみしか探索しないので、図9に示すように、画像データが取込まれたときに中央部の部分情報コードBの位置と右端部の部分情報コードBの位置との間に汚部Fが画像データに含まれた状態で取込まれたとしても、この汚部Fを暗点として検出することなく右端部の部分情報コードBを検出することができる。これにより素早く部分情報コードBを探索し検出することができる。
【0063】
(第4の実施形態)
図10ないし図14は、本発明の第4の実施形態を説明するためのもので、工場等の検査ラインで部分情報コードを読取り解読する実施形態を示している。この検査ラインにおける概略的な構成を示す図10において、検査ラインZの両側方には読取装置本体1…1が4つの工程▲1▼〜▲4▼毎に設置されている。これらの読取装置本体1…1には、それぞれの外部インタフェース部13を介してこれらを統括制御するコンピュータ14が接続されている。
【0064】
検査ラインZ上を流れる被検査物Yには、それぞれ、4個の部分情報コードB…Bが印刷されたラベルXが貼付されている。図11には、このラベルXの内容を概略的に示している。ラベルXに印刷されている4つの部分情報コードB…Bの情報パターンB1のデータ値には、それぞれ、被検査物Yの品番情報,被検査物YのロットNo情報,被検査物Yの製造日情報,被検査物Yの製造場所情報等の読取対象物情報が含まれて表現されている。
【0065】
このとき被検査物Yを検査ラインZ上で移動させながら、ラベルXに印刷された部分情報コードB…Bを各工程▲1▼〜▲4▼毎に解読する作業ライン工程を設定することができる(図12および図14参照)。すなわち、各読取装置本体1のメモリ4には、各工程▲1▼〜▲4▼において解読対象となる各読取対象物情報(品番情報,ロットNo情報,製造日情報,製造場所情報)が記憶されており、各制御回路3は、読取視野領域Aに含まれる部分情報コードBを一括解読する際には、この情報に基づいて読取装置本体1毎に設定された解読対象の部分情報コードBを解読する。この一括解読の詳細については前述実施形態と同様であるためその説明を省略する。
【0066】
したがって、工程▲1▼では、品番情報を示す部分情報コードBを解読し、工程▲2▼ではロットNo情報を示す部分情報コードBを解読し、工程▲3▼では製造日情報を示す部分情報コードBを解読し、工程▲4▼では製造場所情報を示す部分情報コードBを解読する。したがって、各工程▲1▼〜▲4▼で必要な部分データのみを部分情報コードBとして生成し、所定の表示スペースを有するラベルXに印刷し被検査物Yに貼付することで、各工程▲1▼〜▲4▼の読取装置本体1の制御回路3は必要な部分情報コードBを確実に解読することができる。
【0067】
また、図13に制御動作の流れの一部をフローチャートで示すように、読取装置本体1に設定されたコード番号情報や読取対象物情報に対応する部分情報コードBを解読する場合に、解読対象の部分情報コードBを解読成功したことが判定されたときには部分情報コードBの解読を直ぐに終了するようにしても良い。
【0068】
具体的には、前述実施形態で説明したS9とS10との間にS20に示す処理を挿入して構成すると良い。この場合、S1〜S19の処理については、前述実施形態と同様であるためその詳細な説明を省略するが、S9において解読されたデータを記憶し、S20において制御回路3は、読取装置本体1のメモリ4に記憶されたコード番号情報や読取対象物情報に対応する解読対象の部分情報コードBを解読した場合には終了し(YES)、解読対象の部分情報コードBを解読しない場合には(NO)、S10において次の部分情報コードBを解読する。したがって、解読対象の部分情報コードBを解読する場合、取込まれた画像データに含まれる部分情報コードBの全てを解読する必要がなくなり、素早く読取完了することができる。
【0069】
図14(a)および(b)は、読取視野領域状態の一例を示している。
部分情報コードBを読取,解読する場合には、読取視野領域A内に部分情報コードBの全体が含まれない限り部分情報コードBを全て読取,解読することができない。したがって、図14に示すように、読取視野領域Aの領域が極端に小さい場合には、全ての部分情報コードBを読取視野領域A内に入れることが困難な場合もある(図14(a)参照)。尚、図14中、「1/5」のうち、「5」は分割数情報を示しており、「1」はコード番号を示している。
【0070】
そこで制御回路3は、取込まれた画像データに含まれる部分情報コードBを解読後、解読された部分情報コードBの情報(例えばコード番号情報,分割数情報,解読されたデータ等)を表示部13に表示させる。制御回路3は、当該情報を外部インタフェイス部12を介してコンピュータ14に送信し、コンピュータ14はこの情報をディスプレイに表示させる。尚、図10にはコード番号情報および分割数情報を表示部13およびディスプレイに表示した一例を示している。
【0071】
すなわち、工程▲3▼の読取装置本体1を例に挙げて説明すると、図14(a)に示すように、分割数「5」で分割された部分情報コードBのうちコード番号「2,3,4」の部分情報コードBが読取視野領域Aに入る場合には、制御回路3は、これらの部分情報コードBを解読することができるので、当該コード番号「2,3,4」および分割数情報「5」を表示部13に表示させる。すると、この読取装置本体1を操作する操作者はこの表示部13を見ることによりコード番号「1」の部分情報コードBが読取視野領域Aに入っていないことを理解する。したがって、操作者が工程▲3▼の読取装置本体1にコード番号「1」の部分情報コードBを読取らせる場合には、操作者が被検査物Yの位置を移動させたり、検査ラインZが流れることにより、コード番号「1」の部分情報コードBを読取装置本体1の制御回路3に解読させることができる。この場合には、制御回路3は、解読された部分情報コードBのコード番号情報「1,2,3,4」および分割数情報「5」を表示部13に表示させる。
【0072】
このようにして、複数個の部分情報コードBを全て解読できない場合には、解読された部分情報コードBのコード番号を表示部13に表示させると共に、分割数情報を表示部13に表示させることで、解読されていない部分情報コードBが存在することを通知するため、部分情報コードBの少なくとも一部が未解読であることを操作者に対して通知することができ、利便性を向上することができる。
【0073】
図10に示すように、コンピュータ14が各読取装置本体1…1の情報(コード番号情報,分割数情報)を一括管理するように構成した場合には、コンピュータ14はディスプレイに当該情報を表示させるため、部分情報コードBの少なくとも一部が未解読であることをコンピュータ14の操作者に通知することができる。この場合、各読取装置本体1の表示部13は必要に応じて設ければ良い。
【0074】
(他の実施形態)
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような拡張もしくは変形が可能である。
バーコード等の一次元コードを読取る光学的情報読取装置に適用しても良い。
【0075】
第3の実施形態においては、3つの部分情報コードBを探索する実施形態を示したが、4以上の部分情報コードを探索するようにしても良い。
報知する手段として表示部13に表示させる実施形態を示したが、ブザー等を鳴動させるように構成しても良い。
【0076】
QRコードやデータコードに適用した実施形態を示したが、当然他の二次元コードに適用しても良いし、バーコード等の一次元コードに適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の動作を示すフローチャート
【図2】電気的構成図
【図3】(a)表示スペースに対する情報コードの配置関係を示す図、(b)表示スペースに対する部分情報コードの配置関係を示す図
【図4】情報コード切出し処理を示すフローチャート
【図5】(a)(b)部分情報コードの切出し処理の説明図
【図6】本発明の第2の実施形態を示す図4相当図
【図7】特定パターン抽出時のその評価基準の説明図
【図8】本発明の第3の実施形態を示す図1相当図
【図9】部分情報コードの特定パターンの位置を推定する方法を示す図
【図10】本発明の第4の実施形態における部分情報コードの読取状態を示す図
【図11】部分情報コードにデータを分割して表示させた一例を示す図
【図12】作業ライン工程に適用した一例を示す図
【図13】追加処理を示すフローチャート
【図14】(a)(b)読取視野領域に含まれる部分情報コードの状態を示す図
【符号の説明】
1は読取装置本体(光学的情報読取装置)、3は制御回路(解読手段,取込手段)、4はメモリ(記憶手段)、10は光学的センサ、13は表示部(報知手段)、Aは読取視野領域、Bは部分情報コード、B1は情報パターン、B2は位置決めパターン(特定パターン)である。
Claims (10)
- 所定のデータが部分データに分割された状態で各部分データ毎に表現され読取視野領域に表示された複数個の部分情報コードを光学的に読取る方法において、
読取視野領域における部分情報コードを含む画像データを取込み、
取込まれた画像データに含まれる部分情報コードを一括して解読することを特徴とする光学的情報の読取方法。 - 請求項1記載の光学的情報の読取方法において、
前記部分情報コードは、情報パターンと、当該情報パターンの位置を特定するための位置基準となる特定パターンとからなるものであって、
取込まれた画像データから特定パターンおよびその個数を検出し、
検出された特定パターンの個数に基づいて画像データに含まれる部分情報コードの個数を判定し、
部分情報コードの特定パターンを位置基準として、前記判定された個数分の部分情報コードを解読することを特徴とする光学的情報の読取方法。 - 請求項1または2記載の光学的情報の読取方法において、
前記部分情報コードは、情報パターンと、当該情報パターンの位置を特定するための位置基準となる複数個の特定パターンとからなるものであって、
取込まれた画像データから複数個の特定パターンを抽出するステップと、
抽出された複数個の特定パターン間の距離等のパラメータを算出するステップと、
算出されたパラメータに対して所定の評価演算式に基づく演算処理を行い所定の評価基準を満たすか否かを判定するステップと、
前記所定の評価基準を満たすことが判定された場合に前記抽出された複数個の特定パターンを部分情報コードの位置基準と見なし解読するステップとを具備したことを特徴とする光学的情報の読取方法。 - 請求項1ないし3の何れかに記載の光学的情報の読取方法において、
前記部分情報コードは、情報パターンと、当該情報パターンの位置を特定するための位置基準となる特定パターンとからなるものであって、
取込まれた画像データから複数個の特定パターンを検出するステップと、
検出された複数個の特定パターンに基づいて取込まれた画像データに含まれる部分情報コードの全体の外形を検出するステップと、
検出されている部分情報コードの全体外形および複数個の特定パターンに基づいて部分情報コード間の境界を検出するステップとを具備したことを特徴とする光学的情報の読取方法。 - 請求項1ないし4の何れかに記載の光学的情報の読取方法において、
前記部分情報コードは、情報パターンと、当該情報パターンの位置を特定するための位置基準となる特定パターンとからなるものであって、
複数個の部分情報コードの情報パターンの示す情報には、それぞれ、部分情報コードの分割数情報および序列情報が含まれ、
複数個のうちの何れかの部分情報コードが解読された後、解読された部分情報コードの位置,情報パターンの分割数情報および序列情報を対応させて記憶するステップと、
取込まれた画像データに含まれる複数個の部分情報コードを全て解読成功するまでに解読失敗した場合には再度前記画像データを取込むステップと、
再度取込まれた画像データに含まれる複数個の部分情報コードを再度解読する前には前記記憶された部分情報コードの位置,情報パターンの分割数情報および序列情報を読出すステップと、
解読された部分情報コードの位置以外の部分情報コードを優先的に再度解読するステップとを具備することを特徴とする光学的情報の読取方法。 - 請求項2ないし5の何れかに記載の光学的情報の読取方法において、
前記特定パターンは、幾何学的なパターンまたは部分情報コードのあらかじめ定められた場所に位置する明暗パターンからなることを特徴とする光学的情報の読取方法。 - 請求項1ないし6の何れかに記載の光学的情報の読取方法において、
前記部分情報コードは、それぞれ、情報パターンと、当該情報パターンの位置を特定するための位置基準となる特定パターンとからなるものであって、
取込まれた画像データから特定パターンを2つ順次検出するステップと、
検出された2つの特定パターンの距離間隔を計測するステップと、
計測された距離間隔に基づいて検出されていない部分情報コードもしくは当該部分情報コードの特定パターンの位置を推定するステップとを備えたことを特徴とする光学的情報の読取方法。 - 請求項1ないし7の何れかに記載の光学的情報の読取方法において、
読取装置本体に予め設定されると共に部分情報コードの序列情報や読取対象物情報に対応する解読対象の部分情報コードを解読成功した場合には、他の部分情報コードの解読を終了することを特徴とする光学的情報の読取方法。 - 請求項1ないし8の何れかに記載の光学的情報の読取方法により複数個の部分情報コードを解読できない場合には、解読された部分情報コードの序列情報や読取対象物情報等の情報を出力するステップと、
解読されていない部分情報コードが存在することを報知するステップとを備えたことを特徴とする光学的情報の読取方法。 - 所定のデータが部分データに分割された状態で各部分データごとに表現され読取視野領域に表示された複数個の部分情報コードを光学的に読取る機能を備えた光学的情報読取装置において、
読取視野領域における部分情報コードを含む画像データを取込む取込手段と、
該取込手段により取込まれた画像データに含まれる部分情報コードを一括して解読する解読手段を備えたことを特徴とする光学的情報読取装置。
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