JP2011028414A

JP2011028414A - 光学的情報読取装置

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Publication number: JP2011028414A
Application number: JP2009171762A
Authority: JP
Inventors: Hyuma Sakamoto; 飛雄真坂本
Original assignee: Denso Wave Inc
Current assignee: Denso Wave Inc
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2029-07-23
Also published as: JP5218316B2

Abstract

【課題】情報コードの疎密にかかわらず読取精度を向上させ得る光学的情報読取装置を提供する。
【解決手段】二値化処理により区分けされた配列データに基づいて、バーコードＢを構成する明色パターンおよび暗色パターンの配列密度が、所定の密度以上であれば高密度であると判定され、当該所定の密度未満であれば高密度ではないと判定される。そして、デコードが失敗した場合であって、配列密度が高密度であると判定される場合には、高密度ではないと判定される場合と比較して、露光時間が短く設定されるとともに増幅率が高く設定される。また、配列密度が高密度ではないと判定される場合には、高密度であると判定される場合と比較して、露光時間が長く設定されるとともに増幅率が低く設定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学的情報読取装置に関するものである。

従来、光学的情報読取装置に関する技術として、下記特許文献１に示す情報コード読取り装置が知られている。この情報コード読取り装置は、照明光の光軸が基準水平に対してなす角度である傾き角度を検出するように構成されている。そして、傾き角度に基づいて装置が水平姿勢に近いことから近接読取りであると判断される場合には、読取り環境が比較的良好であると判断して、光学的センサの露光時間が短く設定されるとともに、波形整形部のアンプ利得（増幅率）が小さく設定される。また、傾き角度に基づいて装置が垂直姿勢に近いことから遠隔読取りであると判断される場合には、読取り環境が比較的良好とは言えないと判断して、光学的センサの露光時間が長く設定されるとともに、波形整形部のアンプ利得が大きく設定される。

また、下記特許文献２に示す媒体マーク読取装置では、異なる密度のバーコードを読み取ることを前提に、そのバーコードに応じて出力される出力波形の周波数に基づいて、走査速度を調整することで、読み取りエラーの減少を図っている。

特開２００６−３０９４１２号公報特開平０６−００４７０１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の発明のように、装置が垂直姿勢に近いことから遠隔読取りとして露光時間を長く設定すると、手ぶれの影響を受けやすい高密度の情報コードが読取対象である場合には、手ぶれの影響により読み取り失敗してしまうという問題があった。特に、単純に露光時間を長くかつ増幅率を高くするだけでは、ノイズの影響を考慮すると、手ぶれの影響およびノイズの影響の双方を適切に抑制することができないため、情報コードの疎密など使用環境に応じて露光時間および増幅率を適切に設定する必要がある。

また、上記特許文献２では、バーコード長さが長いと低密度でありバーコード長さが短いと高密度であることを前提としており、例えば、公共料金用として採用されるＣＯＤＥ１２８のように、バーコード長が長くかつ高密度であるバーコードでは当該バーコードが高密度であるか否かが確実に判定できないという問題もある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、情報コードの疎密にかかわらず読取精度を向上させ得る光学的情報読取装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の光学的情報読取装置では、明色パターンおよび暗色パターンがそれぞれ複数配されてなる情報コードを読み取り可能な光学的情報読取装置であって、前記情報コードを撮像する撮像手段と、前記撮像手段の露光時間を制御可能な露光時間制御手段と、前記撮像手段からの画像信号を増幅する増幅率を制御可能な増幅率制御手段と、増幅された前記画像信号の信号波形を所定の閾値と比較することで幅データを有する複数の明色領域および暗色領域に区分けする二値化手段と、二値化手段により区分けされた前記複数の明色領域および暗色領域が配列される配列データをデコードするデコード手段と、前記配列データに基づいて前記情報コードを構成する前記明色パターンおよび前記暗色パターンの配列密度が、所定の密度以上であれば高密度であると判定し、当該所定の密度未満であれば高密度ではないと判定する判定手段と、を備え、前記デコード手段によるデコードが失敗した場合であって、前記判定手段により前記配列密度が高密度であると判定される場合には、高密度ではないと判定される場合と比較して、前記露光時間制御手段により前記露光時間を短くするとともに前記増幅率制御手段により前記増幅率を高くし、前記判定手段により前記配列密度が高密度ではないと判定される場合には、高密度であると判定される場合と比較して、前記露光時間制御手段により前記露光時間を長くするとともに前記増幅率制御手段により前記増幅率を低くすることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の光学的情報読取装置において、前記判定手段は、前記配列データを構成する前記明色領域および前記暗色領域の少なくともいずれか１つに対応する前記画像信号の画素数が第１閾値以下の場合に、前記配列密度が前記所定の密度以上である高密度であると判定し、前記画素数が前記第１閾値を超える場合に、前記配列密度が前記所定の密度以上である高密度ではないと判定することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１に記載の光学的情報読取装置において、前記判定手段は、前記配列データにおいて所定の領域内に存在する前記明色領域および前記暗色領域の少なくともいずれか一方の総数が第２閾値以上の場合に、前記配列密度が前記所定の密度以上である高密度であると判定し、前記総数が前記第２閾値未満の場合に、前記配列密度が前記所定の密度以上である高密度ではないと判定することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１に記載の光学的情報読取装置において、前記判定手段は、前記配列データに含まれる特定領域を構成する前記明色領域および前記暗色領域の少なくともいずれか一方の構成数が前記特定領域として予め規定される規定数未満である場合に、前記配列密度が前記所定の密度以上である高密度であると判定し、前記構成数が前記規定数を超える場合に、前記配列密度が前記所定の密度以上である高密度ではないと判定することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４に記載の光学的情報読取装置において、前記判定手段は、前記構成数が前記規定数に等しい場合であって前記特定領域を構成する前記明色領域および前記暗色領域の配列構成が前記特定領域として予め規定される配列構成と異なる場合に、前記配列密度が前記所定の密度以上である高密度であると判定することを特徴とする。

請求項１の発明では、二値化手段により区分けされた複数の明色領域および暗色領域が配列される配列データに基づいて、情報コードを構成する明色パターンおよび暗色パターンの配列密度が、所定の密度以上であれば高密度であると判定され、当該所定の密度未満であれば高密度ではないと判定される。そして、デコード手段によるデコードが失敗した場合であって、判定手段により配列密度が高密度であると判定される場合には、高密度ではないと判定される場合と比較して、露光時間制御手段により露光時間が短く設定されるとともに増幅率制御手段により増幅率が高く設定される。また、判定手段により配列密度が高密度ではないと判定される場合には、高密度であると判定される場合と比較して、露光時間制御手段により露光時間が長く設定されるとともに増幅率制御手段により増幅率が低く設定される。なお、デコード手段によるデコードが失敗した場合とは、デコード結果が得られない場合だけでなく、例えば、想定される結果と異なるデコード結果がえられた場合も含むものとする。

これにより、配列密度が高密度であると判定される場合には、露光時間が短くかつ増幅率が高く設定されるので、高密度の情報コードを読み取る際に比較的に生じやすい手ぶれの影響を抑制することができる。また、配列密度が高密度ではないと判定される場合には、露光時間が長くかつ増幅率が低く設定されるので、高密度ではない低密度の情報コードを読み取る際に比較的に生じやすいノイズの影響を抑制することができる。
したがって、情報コードの疎密にかかわらず当該情報コードの読取精度を向上させることができる。

請求項２の発明では、判定手段は、配列データを構成する明色領域および暗色領域の少なくともいずれか１つに対応する画像信号の画素数が例えば高密度とみなされ得る第１閾値以下の場合に、配列密度が高密度であると判定し、画素数が第１閾値を超える場合に、配列密度が高密度ではないと判定する。これにより、第１閾値が使用環境に応じて例えば所定領域に対して１０画素などのように適切に設定されることにより、配列密度が高密度であるか否かを確実に判定することができる。

請求項３の発明では、判定手段は、配列データにおいて所定の領域内に存在する明色領域および暗色領域の少なくともいずれか一方の総数が例えば当該所定の領域との関係において高密度とみなされ得る第２閾値以上の場合に、配列密度が高密度であると判定し、総数が第２閾値未満の場合に、配列密度が高密度ではないと判定する。これにより、第２閾値が所定の領域との関係において例えば５本などのように適切に設定されることにより、配列密度が高密度であるか否かを確実に判定することができる。

請求項４の発明では、判定手段は、配列データに含まれる特定領域を構成する明色領域および暗色領域の少なくともいずれか一方の構成数が特定領域として予め規定される規定数未満である場合に、配列密度が高密度であると判定し、構成数が規定数を超える場合に、配列密度が高密度ではないと判定する。

バーコードの一キャラクタを特定領域とするとき、このキャラクタの暗色領域の構成数が当該キャラクタとして予め規定される規定数未満である場合としては、例えば、手ぶれの影響により暗色領域がぼけるために暗色領域として認識される領域数が減っている可能性が高いことから、手ぶれが大きく影響する高密度の情報コードを読取対象としている場合が想定される。そこで、特定領域での構成数が規定数未満である場合には配列密度が高密度であると判断して、露光時間を短くかつ増幅率を高く設定することで、高密度の情報コードを読み取る際に生じやすい手ぶれの影響を抑制することができる。

また、バーコードの一キャラクタにおいて暗色領域の構成数が当該キャラクタとして予め規定される規定数を超える場合としては、例えば、ノイズの影響により暗色領域が分断されるために暗色領域として認識される領域数が増えている可能性が高いことから、ノイズが大きく影響する高密度ではない低密度の情報コードを読取対象としている場合が想定される。そこで、特定領域での構成数が規定数を超える場合には配列密度が低密度であると判断して、露光時間を長くかつ増幅率を低く設定することで、低密度の情報コードを読み取る際に生じやすいノイズの影響を抑制することができる。

請求項５の発明では、判定手段は、構成数が規定数に等しい場合であって特定領域を構成する明色領域および暗色領域の配列構成が特定領域として予め規定される配列構成と異なる場合に、配列密度が高密度であると判定する。

バーコードの一キャラクタを特定領域とするとき、このキャラクタの暗色領域の構成数が当該キャラクタとして予め規定される規定数に等しい場合であってもその配列構成が予め規定される配列構成と異なる場合としては、例えば、手ぶれの影響により暗色領域がぼけるために暗色領域として認識される領域が変化している可能性が高いことから、手ぶれが大きく影響する高密度の情報コードを読取対象としている場合が想定される。そこで、特定領域での構成数が規定数と等しくかつその配列構成が予め規定される配列構成と異なる場合には配列密度が高密度であると判断して、露光時間を短くかつ増幅率を高く設定することで、高密度の情報コードを読み取る際に生じやすい手ぶれの影響を抑制することができる。

第１実施形態に係る光学的情報読取装置１０の電気的構成を示すブロック図である。第１実施形態の制御回路４０における読取処理の流れを例示するフローチャートである。バーコードの疎密と配列データとの関係を示す説明図であり、図３（Ａ）は高密度のバーコードＢ_１の状態を示し、図３（Ｂ）は低密度のバーコードＢ_２の状態を示す。第３実施形態の制御回路４０における読取処理の流れを例示するフローチャートである。図５（Ａ）は手ぶれの影響を受けた配列データの一部を示し、図５（Ｂ）はノイズの影響を受けた配列データの一部を示す。第４実施形態に係る読取処理の要部を説明するための説明図であり、ＱＲコードにおけるタイミングパターンＰの配列データを示す。図７（Ａ）は手ぶれの影響を受けたタイミングパターンＰ_１の配列データを示し、図７（Ｂ）はノイズの影響を受けたタイミングパターンＰ_２の配列データを示す。

［第１実施形態］
以下、本発明の光学的情報読取装置を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、光学的情報読取装置１０は、対象物に表示されたバーコードやＱＲコード等の情報コードを読み取る装置として構成されている。この光学的情報読取装置１０は、図示しないケースの内部に回路部２０が収容されてなるものであり、回路部２０は、主に、照明光源２１、受光センサ２８、結像レンズ２７等の光学系と、メモリ３５、制御回路４０、トリガースイッチ４２等のマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）系と、から構成されている。

光学系は、投光光学系と、受光光学系とに分かれている。投光光学系を構成する照明光源２１は、照明光Ｌｆを発光可能な照明光源として機能するもので、例えば、赤色のＬＥＤとこのＬＥＤの出射側に設けられるレンズとから構成されている。なお、図１では、バーコードＢが表示された対象物Ｒに向けて照明光Ｌｆを照射する例を概念的に示している。

受光光学系は、受光センサ２８、結像レンズ２７、反射鏡（図示略）などによって構成されている。受光センサ２８は、ＣＣＤエリアセンサとして構成されるものであり、バーコードＢまたは対象物Ｒに照射されて反射した反射光Ｌｒを受光可能であって、その露光時間が制御回路４０からの指示に応じて制御可能に構成されている。この受光センサ２８は、結像レンズ２７を介して入射する入射光を受光可能にプリント配線板（図示略）に実装されている。なお、受光センサ２８は、特許請求の範囲に記載の「撮像手段」の一例に相当し得るものである。

結像レンズ２７は、外部から読取口（図示略）を介して入射する入射光を集光して受光センサ２８の受光面２８ａに像を結像可能な結像光学系として機能するものである。本第１実施形態では、照明光源２１から照射された照明光ＬｆがバーコードＢにて反射した後、この反射光Ｌｒを結像レンズ２７で集光し、受光センサ２８の受光面２８ａにコード像を結像させている。

マイコン系は、増幅回路３１、Ａ／Ｄ変換回路３３、メモリ３５、アドレス発生回路３６、同期信号発生回路３８、制御回路４０、トリガースイッチ４２、発光部４３、ブザー４４、バイブレータ４５、液晶表示器４６、通信インタフェース４８等から構成されている。

光学系の受光センサ２８から出力される画像信号（アナログ信号）は、増幅回路３１に入力されることで所定の増幅率で増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路３３に入力されると、アナログ信号からディジタル信号に変換される。そして、ディジタル化された画像信号、つまり画像データ（画像情報）は、生成されてメモリ３５に入力されると、所定のコード画像情報格納領域に蓄積される。なお、同期信号発生回路３８は、受光センサ２８およびアドレス発生回路３６に対する同期信号を発生可能に構成されており、またアドレス発生回路３６は、この同期信号発生回路３８から供給される同期信号に基づいて、メモリ３５に格納される画像データの格納アドレスを発生可能に構成されている。

制御回路４０は、光学的情報読取装置１０全体を制御可能なマイコンによって構成されており、ＣＰＵ、システムバス、入出力インタフェース等を有するとともに、情報処理機能を備えており、メモリ３５とともに情報処理装置を構成している。本第１実施形態では、制御回路４０に対し、トリガースイッチ４２、発光部４３、ブザー４４、バイブレータ４５、液晶表示器４６、通信インタフェース４８等が接続されている。

これにより、制御回路４０は、例えば、トリガースイッチ４２の監視や管理、バーコードＢの読み取りに関する情報を報知するインジケータとして機能する発光部４３の点灯・消灯、ビープ音やアラーム音を発生可能なブザー４４の鳴動のオンオフ、当該光学的情報読取装置１０の使用者に伝達し得る振動を発生可能なバイブレータ４５の駆動制御、液晶表示器４６の表示制御や外部装置とのシリアル通信を可能にする通信インタフェース４８の通信制御等を可能にしている。

次に、上述のように構成される光学的情報読取装置１０において制御回路４０により実施される読取処理について図２および図３を参照して説明する。
本第１実施形態に係る読取処理では、読取対象となる情報コード、具体的には、バーコードＢにおける明色パターンおよび暗色パターンの疎密に応じて受光センサ２８の露光時間と受光センサ２８から出力される信号の増幅率との双方を制御することで手ぶれの影響とノイズの影響との双方を抑制する。

すなわち、比較的高密度のバーコードＢは明色パターンおよび暗色パターンが密集して構成されるために、このような高密度のバーコードＢを読取対象とすると、読み取り時に手ぶれの影響を受けやすくデコードが失敗してしまう場合がある。また、比較的低密度のバーコードＢは手ぶれの影響を受けにくいものの、増幅率を増加するとノイズの影響を受けやすくデコードが失敗してしまう場合がある。

そこで、本第１実施形態では、バーコードＢが比較的高密度である場合には露光時間を短くかつ増幅率を高く設定し、バーコードＢが比較的低密度である場合には露光時間を長くかつ増幅率を低く設定することで、手ぶれの影響およびノイズの影響に起因するデコード失敗を効果的に抑制する。
具体的な読取処理について、以下に説明する。

まず、図２のステップＳ１０１において、撮像処理がなされ、作業者のトリガースイッチ４２の操作に応じて照明光源２１から照明光Ｌｆが、バーコードＢが表示された対象物Ｒに向けて照射される。そして、図１に示すように、対象物Ｒにて反射された反射光Ｌｒが受光センサ２８にて予め設定された初期露光時間Ｔｏで受光されることにより受光センサ２８から出力される画像信号が増幅回路３１にて予め設定された初期増幅率Ｇｏで増幅され、この増幅された画像信号に基づいて画像データが生成される。

次に、ステップＳ１０３において、二値化処理がなされる。この処理では、受光センサ２８により出力されて増幅された画像信号の信号波形と所定の閾値とを比較し、その比較に基づいて信号波形を明色領域と暗色領域とに区分けする。上記所定の閾値は、予め定められた一定の値であってもよく、信号波形に基づいて定められる値であってもよい。なお、ステップＳ１０３の処理を実行する制御回路４０は、特許請求の範囲に記載の「二値化手段」の一例に相当する。

続いて、ステップＳ１０５において、デコード処理がなされる。この処理では、上述のように区分けされた複数の明色領域および暗色領域が配列される配列データが公知のデコード方法に基づいてデコードされる。なお、ステップＳ１０５の処理を実行する制御回路４０は、特許請求の範囲に記載の「デコード手段」の一例に相当する。

そして、ステップＳ１０７にてデコード処理が成功したと判定される場合には（Ｓ１０７でＹｅｓ）、デコード成功時の処理がなされて、当該読取処理が終了する。

一方、デコード処理が失敗すると、ステップＳ１０７にてＮｏと判定される。なお、デコード処理によるデコードが失敗した場合とは、デコード結果が得られない場合だけでなく、例えば、想定される結果と異なるデコード結果がえられた場合も含むものとする。

次に、ステップＳ１０９において、配列データに基づいてバーコードＢを構成する明色パターンおよび暗色パターンの配列密度が、所定の密度以上であれば高密度であると判定し、当該所定の密度未満であれば高密度ではないと判定する。なお、ステップＳ１０９の処理を実行する制御回路４０は、特許請求の範囲に記載の「判定手段」の一例に相当する。

具体的には、本第１実施形態では、配列データを構成する暗色領域に対応する画像信号の画素数が高密度とみなされ得る第１閾値以下の場合、例えば、図３（Ａ）に示すバーコードＢ_１のように、最も幅が狭い暗色領域の画素数が１０画素以下である場合に、配列密度が所定の密度以上である高密度であると判定し、図３（Ｂ）に示すバーコードＢ_２のように、最も幅が狭い暗色領域の画素数が上記第１閾値（１０画素）を超える場合に、配列密度が所定の密度以上である高密度ではないと判定する。なお、図３（Ａ），（Ｂ）の下段部分は、受光センサ２８にて受光した状態を一走査方向の所定の領域における画素単位で概略的に示すものである。

そして、配列密度が高密度であると判定されると（Ｓ１０９でＹｅｓ）、ステップＳ１１１において露光時間短縮処理がなされる。この処理では、受光センサ２８の露光時間が、高密度ではないと判定される場合と比較して短く設定される。具体的には、露光時間が予め設定された初期露光時間Ｔｏに対して短くなるように設定される。

続いて、ステップＳ１１３において増幅率増加処理がなされる。この処理では、受光センサ２８から出力される画像信号を増幅するための増幅率が高密度ではないと判定される場合と比較して高く設定される。具体的には、増幅率が予め設定された初期増幅率Ｇｏに対して増加するように設定される。そして、次回以降、上述のように設定された露光時間および増幅率に応じての当該読取処理が実施されることとなる。

一方、配列密度が高密度でないと判定されると（Ｓ１０９でＮｏ）、ステップＳ１１５において露光時間延長処理がなされる。この処理では、受光センサ２８の露光時間が、高密度であると判定される場合と比較して長く設定される。具体的には、露光時間が上記初期露光時間Ｔｏに対して長くなるように設定される。

続いて、ステップＳ１１７において増幅率低下処理がなされる。この処理では、受光センサ２８から出力される画像信号を増幅するための増幅率が高密度であると判定される場合と比較して低く設定される。具体的には、増幅率が上記初期増幅率Ｇｏに対して低下するように設定される。そして、次回以降、上述のように設定された露光時間および増幅率に応じての当該読取処理が実施されることとなる。なお、ステップＳ１１１，Ｓ１１５の処理を実行する制御回路４０は、特許請求の範囲に記載の「露光時間制御手段」の一例に相当し、ステップＳ１１３，Ｓ１１７の処理を実行する制御回路４０は、特許請求の範囲に記載の「増幅率制御手段」の一例に相当する。

以上説明したように、本第１実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、二値化処理により区分けされた配列データに基づいて、バーコードＢを構成する明色パターンおよび暗色パターンの配列密度が、所定の密度以上であれば高密度であると判定され、当該所定の密度未満であれば高密度ではないと判定される。そして、デコードが失敗した場合であって、配列密度が高密度であると判定される場合には、高密度ではないと判定される場合と比較して、露光時間が短く設定されるとともに増幅率が高く設定される。また、配列密度が高密度ではないと判定される場合には、高密度であると判定される場合と比較して、露光時間が長く設定されるとともに増幅率が低く設定される。

これにより、配列密度が高密度であると判定される場合には、露光時間が短くかつ増幅率が高く設定されるので、高密度のバーコードＢを読み取る際に比較的に生じやすい手ぶれの影響を抑制することができる。また、配列密度が高密度ではないと判定される場合には、露光時間が長くかつ増幅率が低く設定されるので、高密度ではない低密度のバーコードＢを読み取る際に比較的に生じやすいノイズの影響を抑制することができる。
したがって、バーコードＢの疎密にかかわらず当該バーコードＢの読取精度を向上させることができる。

特に、最も幅が狭い暗色領域の画素数が高密度とみなされ得る第１閾値（１０画素）以下の場合に、配列密度が高密度であると判定され、画素数が第１閾値を超える場合に、配列密度が高密度ではないと判定されるので、第１閾値が使用環境に応じて適切に設定されることにより、配列密度が高密度であるか否かを確実に判定することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の光学的情報読取装置を具現化した第２実施形態について説明する。
本第２実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、上述した読取処理において図２のフローチャートのステップＳ１０９における判定処理を所定の領域内に存在する暗色領域の総数に基づいて演算処理している点が、上記第１実施形態に係る光学的情報読取装置と異なる。

具体的には、本第２実施形態では、配列データにおいて所定の領域内に存在する暗色領域の総数が例えば当該所定の領域との関係において高密度とみなされ得る第２閾値以上の場合、例えば、図３（Ａ）の下段に示す領域を上記所定の領域とするときこの所定の領域内に存在する暗色領域の総数が５本以上である場合に、配列密度が高密度であると判定し、図３（Ｂ）に示すように、上記所定の領域内に存在する暗色領域の総数が第２閾値（５本）未満の場合に、配列密度が高密度ではないと判定する。

このようにしても、上記第２閾値が上記所定の領域との関係において適切に設定されることにより、バーコードＢを構成する明色パターンおよび暗色パターンの配列密度が高密度であるか否かを確実に判定することができる。なお、配列データにおいて所定の領域内に存在する暗色領域の総数と上記第２閾値に基づいて配列密度が高密度であるか否かを判定することに限らず、所定の領域内に存在する明色領域の総数と上記第２閾値に対応する閾値に基づいて配列密度が高密度であるか否かを判定してもよい。

［第３実施形態］
次に、本発明の光学的情報読取装置を具現化した第３実施形態について、図４および図５を参照して説明する。
本第３実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、上述した読取処理を図２のフローチャートに代えて図４に示すフローチャートに基づいて演算処理している点が、上記第１実施形態に係る光学的情報読取装置と異なる。

本第３実施形態では、上記配列データに含まれる特定領域を構成する暗色領域の構成数が特定領域として予め規定される規定数未満である場合に、配列密度が高密度であると判定し、構成数が規定数を超える場合に、配列密度が高密度ではないと判定する。

バーコードＢの一キャラクタを特定領域とするとき、このキャラクタの暗色領域の構成数が当該キャラクタとして予め規定される規定数未満である場合としては、例えば、図５（Ａ）に示すように、手ぶれの影響により暗色領域がぼけるために暗色領域として認識される領域数が減っている可能性が高いことから、手ぶれが大きく影響する高密度のバーコードＢを読取対象としている場合が想定される。そこで、本第３実施形態では、特定領域での構成数が規定数未満である場合には配列密度が高密度であると判断して、露光時間を短くかつ増幅率を高く設定することで、高密度のバーコードＢを読み取る際に生じやすい手ぶれの影響を抑制することができる。

また、バーコードＢの一キャラクタにおいて暗色領域の構成数が当該キャラクタとして予め規定される規定数を超える場合としては、例えば、図５（Ｂ）に示すように、ノイズの影響により暗色領域が分断されるために暗色領域として認識される領域数が増えている可能性が高いことから、ノイズが大きく影響する高密度ではない低密度のバーコードＢを読取対象としている場合が想定される。そこで、特定領域での構成数が規定数を超える場合には配列密度が低密度であると判断して、露光時間を長くかつ増幅率を低く設定することで、低密度のバーコードＢを読み取る際に生じやすいノイズの影響を抑制することができる。

また、バーコードＢの一キャラクタにおいて暗色領域の構成数が当該キャラクタとして予め規定される規定数に等しい場合であってもその配列構成が予め規定される配列構成と異なる場合としては、例えば、手ぶれの影響により暗色領域がぼけるために暗色領域として認識される領域が変化している可能性が高いことから、手ぶれが大きく影響する高密度のバーコードＢを読取対象としている場合が想定される。そこで、特定領域での構成数が規定数と等しくかつその配列構成が予め規定される配列構成と異なる場合には配列密度が高密度であると判断して、露光時間を短くかつ増幅率を高く設定することで、高密度のバーコードＢを読み取る際に生じやすい手ぶれの影響を抑制することができる。

以下、本第３実施形態における読取処理について図４および図５を用いて具体的に説明する。
まず、上記第１実施形態と同様に、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理を実施後にデコードが失敗したことからステップＳ１０７にてＮｏと判定されると、図４のステップＳ２０１において、上記配列データに含まれる特定領域、例えば特定のキャラクタを構成する暗色領域の構成数が上記規定数未満か否かについて判定される。

ここで、図５（Ａ）に示すバーコードＢ_１のキャラクタＣ_１のように、手ぶれの影響により暗色領域がぼけるために暗色領域として認識される領域数が減っていると、このキャラクタＣ_１の暗色領域の構成数が上記規定数未満であることからステップＳ２０１にてＹｅｓと判定される。

この場合、上述したように手ぶれの影響を受けやすい高密度のバーコードＢを読取対象としていると判断されるので、ステップＳ２０３にて上記ステップＳ１１１と同様に露光時間短縮処理がなされるとともに、ステップＳ２０５にて上記ステップＳ１１３と同様に増幅率増加処理がなされる。

一方、ステップＳ２０１にてＮｏとの判定後において、図５（Ｂ）に示すバーコードＢ_２のキャラクタＣ_２のように、ノイズの影響により暗色領域が分断されるために暗色領域として認識される領域数が増えていると、このキャラクタＣ_２の暗色領域の構成数が上記規定数を超えることからステップＳ２０７にてＹｅｓと判定される。

この場合、上述したようにノイズの影響を受けやすい低密度のバーコードＢを読取対象としていると判断されるので、ステップＳ２０９にて上記ステップＳ１１５と同様に露光時間延長処理がなされるとともに、ステップＳ２１１にて上記ステップＳ１１７と同様に増幅率低下処理がなされる。

また、キャラクタの暗色領域の構成数が上記規定数に等しくステップＳ２０７にてＮｏとの判定後において、手ぶれの影響により暗色領域がぼけるために暗色領域として認識される領域が変化していると、配列構成が予め規定される配列構成と異なることからステップＳ２１３にてＹｅｓと判定される。

このように、本第３実施形態では、配列データに含まれる特定領域（キャラクタ等）を構成する暗色領域の構成数が規定数未満である場合に、配列密度が高密度であると判定し、構成数が規定数を超える場合に、配列密度が高密度ではないと判定する。これにより、特定領域での構成数が規定数未満である場合には配列密度が高密度であると判断して、露光時間を短くかつ増幅率を高く設定することで、高密度のバーコードＢを読み取る際に生じやすい手ぶれの影響を抑制することができる。さらに、特定領域での構成数が規定数を超える場合には配列密度が低密度であると判断して、露光時間を長くかつ増幅率を低く設定することで、低密度のバーコードＢを読み取る際に生じやすいノイズの影響を抑制することができる。

また、配列データに含まれる特定領域（キャラクタ等）を構成する暗色領域の構成数が規定数に等しい場合であって当該特定領域の配列構成が特定領域として予め規定される配列構成と異なる場合には、配列密度が高密度であると判定する。これにより、手ぶれの影響により暗色領域がぼけるために暗色領域として認識される領域が変化する場合であっても、露光時間を短くかつ増幅率を高く設定することで、高密度のバーコードＢを読み取る際に生じやすい手ぶれの影響を抑制することができる。

なお、上記ステップＳ２０１，Ｓ２０７において、バーコードＢの一キャラクタにおける暗色領域の構成数と上記規定数とを比較することに限らず、当該一キャラクタにおける明色領域の構成数と上記規定数とを比較するようにしてもよい。

［第４実施形態］
次に、本発明の光学的情報読取装置を具現化した第４実施形態について、図６および図７を参照して説明する。
本第４実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、バーコードＢに代えてＱＲコードＱを読取対象とする点が、上記第３実施形態に係る光学的情報読取装置と異なる。

本第４実施形態では、上述した特定領域としてＱＲコードＱのタイミングパターンＴＰを採用する。すなわち、タイミングパターンＴＰは、図６に示すように、各ファインダーパターンＦＰ間にて明色領域および暗色領域が１：１で交互に配列されるように構成されるため、このタイミングパターンＴＰを構成する暗色領域の構成数が特定領域として予め規定される規定数未満である場合に、配列密度が高密度であると判定し、構成数が規定数を超える場合に、配列密度が高密度ではないと判定する。なお、上記予め規定される規定数は、ＱＲコードＱの各ファインダーパターンＦＰ間の距離から求めるものとする。

以下、本第４実施形態における読取処理について図４および図７を用いて具体的に説明する。
まず、上記第１実施形態と同様に、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理を実施後にＱＲコードＱのデコードが失敗したことからステップＳ１０７にてＮｏと判定されると、図４のステップＳ２０１において、タイミングパターンＴＰを構成する暗色領域の構成数が上記規定数未満か否かについて判定される。

ここで、図７（Ａ）に示すＱＲコードＱ_１のタイミングパターンＴＰ_１のように、手ぶれの影響により暗色領域がぼけるために暗色領域として認識される領域数が減っていると、このタイミングパターンＴＰ_１の暗色領域の構成数が上記規定数未満であることからステップＳ２０１にてＹｅｓと判定される。

この場合、上述したように手ぶれの影響を受けやすい高密度のＱＲコードＱを読取対象としていると判断されるので、ステップＳ２０３にて上記ステップＳ１１１と同様に露光時間短縮処理がなされるとともに、ステップＳ２０５にて上記ステップＳ１１３と同様に増幅率増加処理がなされる。

一方、ステップＳ２０１にてＮｏとの判定後において、図５（Ｂ）に示すＱＲコードＱ_２のタイミングパターンＴＰ_２のように、ノイズの影響により暗色領域が分断されるために暗色領域として認識される領域数が増えていると、このタイミングパターンＴＰ_２の暗色領域の構成数が上記規定数を超えることからステップＳ２０７にてＹｅｓと判定される。

この場合、上述したようにノイズの影響を受けやすい低密度のＱＲコードＱを読取対象としていると判断されるので、ステップＳ２０９にて上記ステップＳ１１５と同様に露光時間延長処理がなされるとともに、ステップＳ２１１にて上記ステップＳ１１７と同様に増幅率低下処理がなされる。

また、タイミングパターンＴＰの暗色領域の構成数が上記規定数に等しくステップＳ２０７にてＮｏとの判定後において、手ぶれの影響により暗色領域がぼけるために暗色領域として認識される領域が変化していると、配列構成が予め規定される配列構成と異なることからステップＳ２１３にてＹｅｓと判定される。

このように、本第４実施形態では、タイミングパターンＴＰでの構成数が規定数未満である場合には配列密度が高密度であると判断して、露光時間を短くかつ増幅率を高く設定することで、高密度のＱＲコードＱを読み取る際に生じやすい手ぶれの影響を抑制することができる。さらに、タイミングパターンＴＰでの構成数が規定数を超える場合には配列密度が低密度であると判断して、露光時間を長くかつ増幅率を低く設定することで、低密度のＱＲコードＱを読み取る際に生じやすいノイズの影響を抑制することができる。

また、タイミングパターンＴＰを構成する暗色領域の構成数が規定数に等しい場合であって当該タイミングパターンＴＰの配列構成が予め規定される配列構成と異なる場合には、配列密度が高密度であると判定する。これにより、手ぶれの影響により暗色領域がぼけるために暗色領域として認識される領域が変化する場合であっても、露光時間を短くかつ増幅率を高く設定することで、高密度のＱＲコードＱを読み取る際に生じやすい手ぶれの影響を抑制することができる。
このようにしても、バーコードＢと同様に、ＱＲコードＱの疎密にかかわらず当該ＱＲコードＱの読取精度を向上させることができる。なお、ＱＲコードに限らず、タイミングパターンＴＰのような特定領域を有する二次元コードであれば、本第４実施形態の読取対象として採用することができる。

［第５実施形態］
次に、本発明の光学的情報読取装置を具現化した第５実施形態について説明する。
本第５実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、バーコードＢに代えてＱＲコードＱを読取対象とする点が、上記第１実施形態に係る光学的情報読取装置と異なる。

本第５実施形態では、図２のステップＳ１０９の判定処理において、ＱＲコードＱのファインダーパターンＦＰを構成する暗色領域に対応する画像信号の画素数が高密度とみなされ得る閾値以下の場合に、配列密度が所定の密度以上である高密度であると判定し、上記画素数が上記閾値を超える場合に、配列密度が所定の密度以上である高密度ではないと判定する。

そして、配列密度が高密度であると判定されると、受光センサ２８の露光時間が高密度ではないと判定される場合と比較して短く設定されるとともに、上記増幅率が高密度ではないと判定される場合と比較して高く設定される。これにより、高密度のＱＲコードＱを読み取る際に比較的に生じやすい手ぶれの影響を抑制することができる。

また、配列密度が高密度でないと判定されると、受光センサ２８の露光時間が、高密度であると判定される場合と比較して長く設定されるとともに、上記増幅率が高密度であると判定される場合と比較して低く設定される。これにより、高密度ではない低密度のＱＲコードＱを読み取る際に比較的に生じやすいノイズの影響を抑制することができる。

このようにしても、バーコードＢと同様に、ＱＲコードＱの疎密にかかわらず当該ＱＲコードＱの読取精度を向上させることができる。なお、ファインダーパターンＦＰに限らず、例えばタイミングパターンＴＰを構成する暗色領域に対応する画像信号の画素数に基づいて上記判定を実施するようにしてもよい。また、ＱＲコードに限らず、他の二次元コードを本第５実施形態の読取対象として採用することができる。

１０…光学的情報読取装置
２８…受光センサ（撮像手段）
４０…制御回路（露光時間制御手段，増幅率制御手段，二値化手段，デコード手段，判定手段）
Ｂ…バーコード（情報コード）
Ｃ…キャラクタ（特定領域）
ＦＰ…ファインダーパターン
Ｑ…ＱＲコード（情報コード）
ＴＰ…タイミングパターン（特定領域）

Claims

明色パターンおよび暗色パターンがそれぞれ複数配されてなる情報コードを読み取り可能な光学的情報読取装置であって、
前記情報コードを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段の露光時間を制御可能な露光時間制御手段と、
前記撮像手段からの画像信号を増幅する増幅率を制御可能な増幅率制御手段と、
増幅された前記画像信号の信号波形を所定の閾値と比較することで幅データを有する複数の明色領域および暗色領域に区分けする二値化手段と、
二値化手段により区分けされた前記複数の明色領域および暗色領域が配列される配列データをデコードするデコード手段と、
前記配列データに基づいて前記情報コードを構成する前記明色パターンおよび前記暗色パターンの配列密度が、所定の密度以上であれば高密度であると判定し、当該所定の密度未満であれば高密度ではないと判定する判定手段と、を備え、
前記デコード手段によるデコードが失敗した場合であって、
前記判定手段により前記配列密度が高密度であると判定される場合には、高密度ではないと判定される場合と比較して、前記露光時間制御手段により前記露光時間を短くするとともに前記増幅率制御手段により前記増幅率を高くし、
前記判定手段により前記配列密度が高密度ではないと判定される場合には、高密度であると判定される場合と比較して、前記露光時間制御手段により前記露光時間を長くするとともに前記増幅率制御手段により前記増幅率を低くすることを特徴とする光学的情報読取装置。
前記判定手段は、
前記配列データを構成する前記明色領域および前記暗色領域の少なくともいずれか１つに対応する前記画像信号の画素数が第１閾値以下の場合に、前記配列密度が前記所定の密度以上である高密度であると判定し、
前記画素数が前記第１閾値を超える場合に、前記配列密度が前記所定の密度以上である高密度ではないと判定することを特徴とする請求項１に記載の光学的情報読取装置。
前記判定手段は、
前記配列データにおいて所定の領域内に存在する前記明色領域および前記暗色領域の少なくともいずれか一方の総数が第２閾値以上の場合に、前記配列密度が前記所定の密度以上である高密度であると判定し、
前記総数が前記第２閾値未満の場合に、前記配列密度が前記所定の密度以上である高密度ではないと判定することを特徴とする請求項１に記載の光学的情報読取装置。
前記判定手段は、
前記配列データに含まれる特定領域を構成する前記明色領域および前記暗色領域の少なくともいずれか一方の構成数が前記特定領域として予め規定される規定数未満である場合に、前記配列密度が前記所定の密度以上である高密度であると判定し、
前記構成数が前記規定数を超える場合に、前記配列密度が前記所定の密度以上である高密度ではないと判定することを特徴とする請求項１に記載の光学的情報読取装置。
前記判定手段は、
前記構成数が前記規定数に等しい場合であって前記特定領域を構成する前記明色領域および前記暗色領域の配列構成が前記特定領域として予め規定される配列構成と異なる場合に、前記配列密度が前記所定の密度以上である高密度であると判定することを特徴とする請求項４に記載の光学的情報読取装置。