JP2011118722A - 光学的情報読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】集光レンズを介する情報コードからの反射光を受光手段に好適に合焦させ得る光学的情報読取装置を提供する。
【解決手段】マーカ光照射部５０により、受光センサ２８の光軸Ｌに対して角度αだけ傾斜した方向にマーカ光Ｍｃが照射され、このマーカ光ＭｃとＱＲコードＱとが含まれる画像データにおける当該マーカ光Ｍｃの位置に基づいて当該ＱＲコードＱまでの距離Ｘが演算される。そして、ＱＲコードＱが被写界深度内にない場合に、結像レンズ２７を、上記距離Ｘに応じて合焦させるようにレンズ移動機構２９により光軸方向に移動させた状態で、ＱＲコードＱを含むように生成された画像データに基づいて当該ＱＲコードＱがデコードされる。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動焦点調節機能を有する光学的情報読取装置に関するものである。

従来、自動焦点調節機能を有する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に示す自動焦点調節装置が知られている。この自動焦点調節装置は、血液等の検体への合焦を自動的に実施するものであり、検体が載置されるスライドガラスの表面（基準面）にマーカを配置し、この基準面とレンズ間の距離を変化させながら、各基準面−レンズ間距離におけるマーカ領域の画素数（合焦評価値）を算出することで、合焦評価曲線を予め作成して記憶している。そして、合焦時に撮影された画像データに含まれるマーカの画素数に基づいて合焦評価曲線により現在の基準面−レンズ間距離を求め、この距離と、マーカに合焦するときの基準面−レンズ間の距離との差分量を求めて、この差分量に応じてスライドガラスを移動させることで、合焦している。

また、下記特許文献２に示すカメラ付携帯端末は、撮像した画像を表示する表示画面と、被写体までの距離を測定する赤外線センサや超音波センサ等の距離測定部とが設けられている。そして、この距離測定部により測定された距離に基づいて、表示画面に表示される画像が、この表示画面の反対方向の画像であって当該表示画面の略中央を中心とする画像となるよう、取得された画像データの補正がなされている。

特開２００９−１０９６８２号公報 特開２００６−１０９０７５号公報

ところで、近年、伝票などに表示されている近くの二次元コードや、フォークリフトや棚の上にある商品に表示されている遠くの二次元コードを単一の読取装置で円滑に読み取るために、自動焦点調節機能（オートフォーカス機能）を搭載した読取装置の必要性が高くなってきている。オートフォーカスで焦点を合わす方法としてコントラスト検出方式が主に用いられており、長所として撮影用ＣＣＤを流用するので、機構を簡略化でき小型化および低コスト化を図ることができる。

しかしながら、コントラスト検出方式の短所としては、コントラストのない被写体にはピントが合わせられないことや、暗いとピントが合わないことなどに加えて、合焦までに時間がかかることがあげられる。合焦に時間がかかる理由は、この方式では瞬間に被写体までの距離を求めることができないために、物理的に集光レンズを移動させることでコントラストの高い位置、すなわち焦点が合う集光レンズの位置を探索するためであり、レンズを頻繁に移動させることからレンズの駆動機構の耐久性も問題になる。

光学的情報読取装置において、上記特許文献１のように、合焦評価曲線に基づいて読取対象との距離を求めこの距離に応じて集光レンズを移動させる場合には、読取対象近傍にマーカを常に配置する必要があるだけでなく、作業状況によっては合焦評価曲線を新たに作成する必要がある。このため、合焦時間の短縮化が困難であり、集光レンズの移動頻度を低減することも困難である。また、上記特許文献２のように、赤外線センサや超音波センサ等により測定された読取対象までの距離に応じて集光レンズを移動させる場合には、従来の構成に対して距離測定用のセンサを新たに追加する必要があり、装置構成が大型化、複雑化してしまうという問題がある。

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、集光レンズを介する情報コードからの反射光を受光手段に好適に合焦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、情報コードを光学的に読み取る光学的情報読取装置であって、前記情報コードから反射されて集光レンズにて集光された反射光を受光する受光手段と、前記受光手段の光軸に対して所定角度傾斜した方向にマーカ光を照射するマーカ光照射手段と、前記受光手段による受光結果に基づいて画像データを生成する生成手段と、前記情報コードおよび前記マーカ光が含まれる前記画像データにおける当該マーカ光の位置に基づいて当該情報コードまでの距離を測定する距離測定手段と、前記距離測定手段により測定された測定距離に応じて合焦させるように前記集光レンズを前記光軸方向に移動させるレンズ移動手段と、前記測定距離に応じて合焦させた状態において前記情報コードの反射光を受光した前記受光手段からの受光結果に応じて生成された画像データに基づいて当該情報コードをデコードするデコード手段と、を備え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、前記距離測定手段は、前記画像データにおける基準位置に対する前記マーカ光のずれ量に基づいて前記測定距離を測定することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載の光学的情報読取装置において、前記基準位置は、前記画像データにおける中心位置であることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置において、前記マーカ光照射手段は、前記受光手段の画角の広い方向に沿い前記所定角度傾斜して前記マーカ光を照射するように配置されることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置において、前記マーカ光照射手段は、前記所定角度がその傾斜方向における前記受光手段の画角の半分以下に設定されるように配置されることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置において、前記マーカ光照射手段から照射される前記マーカ光の光量を制御可能であって、前記画像データに前記マーカ光が含まれない場合には、前記マーカ光の光量を増加させるマーカ光制御手段を備えることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置において、前記マーカ光照射手段は、前記光軸と平行に前記マーカ光を照射することを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項７に記載の光学的情報読取装置において、前記マーカ光照射手段を複数設けることを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置において、前記デコード手段は、前記距離測定手段により測定される前記測定距離が前記受光手段の被写界深度内にある場合には、合焦させることなく前記情報コードの反射光を受光した前記受光手段からの受光結果に応じて生成された画像データに基づいて当該情報コードをデコードすることを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置において、前記情報コードには、誤り訂正を行うための誤り訂正領域が含まれており、前記画像データにおいて前記情報コードが占める領域のうち前記マーカ光が占める領域には誤りがあるとして前記誤り訂正領域に基づいて誤り訂正を行う誤り訂正手段を備えることを特徴とする。

請求項１の発明では、マーカ光照射手段により、受光手段の光軸に対して所定角度傾斜した方向にマーカ光が照射され、このマーカ光と情報コードとが含まれる画像データにおける当該マーカ光の位置に基づいて当該情報コードまでの距離が測定される。そして、集光レンズを、上記測定距離に応じて合焦させるようにレンズ移動手段により光軸方向に移動させた状態で、情報コードを含むように生成された画像データに基づいて当該情報コードがデコードされる。

マーカ光は、受光手段の光軸に対して所定角度傾斜した方向に照射されるため、離れた距離の画像データほどマーカ光の位置が所定の方向にずれることとなる。このため、特別なセンサなどを用いることなく、マーカ光および情報コードが含まれる画像データにおける当該マーカ光の位置に基づいて当該情報コードまでの距離を測定することができる。そして、このように測定された距離に応じて合焦させるように集光レンズを光軸方向に移動させるため、集光レンズを移動させながら合焦位置を探索する場合と比較して、合焦させるための集光レンズの移動頻度を低減することができる。
したがって、集光レンズを介する情報コードからの反射光を受光手段に好適に合焦させることができる。

請求項２の発明では、距離測定手段は、画像データにおける基準位置に対するマーカ光のずれ量に基づいて測定距離を測定するため、画像データの画素数等を用いたずれ量を算出することにより、情報コードまでの距離をより正確に測定することができる。

請求項３の発明では、上記基準位置は、画像データにおける中心位置に設定されている。作業者は、通常、情報コードを画像データの中心位置に位置させるように撮像するため、画像データの中心位置を上記基準位置とすることにより、情報コードまでの距離をより正確に測定することができる。

請求項４の発明では、マーカ光照射手段は、受光手段の画角の広い方向に沿い所定角度傾斜してマーカ光を照射するように配置されるので、測定精度を向上させるためにマーカ光の傾斜角度を大きくしても当該マーカ光が画像データ外にはみ出しにくくなる。このため、画角の狭い方向に沿い傾斜して配置される場合と比較して、情報コードまでの距離の測定精度を向上させることができる。

請求項５の発明では、マーカ光照射手段は、所定角度がその傾斜方向における受光手段の画角の半分以下に設定されるように配置されるため、遠くの情報コードを撮像する場合でもマーカ光が常に画像データに対応する領域に照射されることとなる。これにより、遠くの情報コードであっても当該情報コードまでの距離を測定することができる。

請求項６の発明では、画像データにマーカ光が含まれない場合には、マーカ光照射手段から照射されるマーカ光の光量が増加されるため、マーカ光の光量不足に起因して情報コードまでの距離が測定不能になることをなくすことができる。

請求項７の発明では、マーカ光照射手段により、マーカ光が受光手段の光軸と平行に照射される。作業者は、通常、情報コードを画像データの中心位置に位置させるように撮像するため、マーカ光が受光手段の光軸と平行に照射されることにより、遠くの情報コードであっても当該情報コードとマーカ光とが近接して画像データ内に含まれることとなる。これにより、遠くの情報コードであっても当該情報コードまでの距離を測定することができる。

請求項８の発明では、光軸と平行にマーカ光を照射するマーカ光照射手段が複数設けられているため、請求項７に記載の発明の効果をより高めることができる。

請求項９の発明では、距離測定手段により測定される測定距離が受光手段の被写界深度内にある場合には、合焦させることなく情報コードの反射光を受光した受光手段からの受光結果に応じて生成された画像データに基づいて当該情報コードがデコードされる。このように、測定距離が受光手段の被写界深度内にある場合には、正確に合焦させるために集光レンズを移動させなくても良好なピントで情報コードが撮像されているので、集光レンズの移動頻度をより低減することができる。

請求項１０の発明では、情報コードには、誤り訂正を行うための誤り訂正領域が含まれており、画像データにおいて情報コードが占める領域のうちマーカ光が占める領域には誤りがあるとして、誤り訂正領域に基づいて誤り訂正が実施される。情報コードが占める領域のうちマーカ光が占める領域は、誤りである可能性が高いので、この領域が誤りであることを前提に誤り訂正を実施することにより、誤り訂正の訂正精度を向上させることができる。

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実施形態におけるマーカ光照射部５０と受光センサ２８との位置関係を示す概念図である。 マーカ光照射部５０から照射される各マーカ光の照射状態を示す説明図である。 図４（Ａ）は水平方向に画角が広い場合のマーカ光Ｍｃの照射方向を示し、図４（Ｂ）は垂直方向に画角が広い場合のマーカ光Ｍｃの照射方向を示す概念図である。 制御回路４０にて行われる読取処理の流れを例示するフローチャートである。 第２実施形態におけるマーカ光照射部５０ａ，５０ｂと受光センサ２８との位置関係を示す概念図である。

［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、梱包箱等の読取対象に付されたバーコード等の一次元コードやＱＲコード（登録商標）等の二次元コード等の情報コードを光学的に読み取る携帯型の読取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、筐体（図示略）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、ＱＲコードＱが表示された読取対象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、画素数が６４０×４８０（ＶＧＡ）のＣＣＤエリアセンサとして構成されるものであり、ＱＲコードＱまたは読取対象Ｒに照射されて反射した反射光Ｌｒを受光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「受光手段」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１３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に像を結像可能な集光レンズ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ＱＲコードＱ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。

この結像レンズ２７は、レンズ移動機構２９により受光センサ２８の光軸Ｌに沿い移動可能に支持されている。レンズ移動機構２９は、図略のモータ等により構成されて、制御回路４０からの駆動信号に応じて結像レンズ２７を所定量光軸方向に移動させる機能を有する。なお、結像レンズ２７およびレンズ移動機構２９は、特許請求の範囲に記載の「集光レンズ」および「レンズ移動手段」の一例に相当し得るものである。

また、上述したマイコン系は、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、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。

メモリ３５は、半導体メモリ装置で、例えばＲＡＭ（ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等）やＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）がこれに相当する。このメモリ３５のうちのＲＡＭには、前述した画像データ蓄積領域のほかに、制御回路４０が算術演算や論理演算等の各処理時に利用する作業領域や読取条件テーブルなども確保されるようになっている。またＲＯＭには、後述する読取処理等を実行可能な所定のプログラムや、照明光源２１、受光センサ２８等の各ハードウェアを制御可能なシステムプログラムなどが予め格納されている。

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で、ＣＰＵ、システムバス、入出力インタフェース等からなるもので、メモリ３５とともに情報処理装置を構成し得るもので情報処理機能を有する。この制御回路４０は、内蔵された入出力インタフェースを介して種々の入出力装置と接続可能に構成されており、本第１実施形態の場合、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、ＱＲコードＱの読み取りに関する情報を通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の作業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。なお、通信インタフェース４８に接続される外部装置には、当該光学的情報読取装置１０の上位システムに相当するホストコンピュータ等が含まれる。

また、本第１実施形態では、マーカ光照射部５０が設けられている。このマーカ光照射部５０は、図２に示すように、読取視野Ｓの四隅近傍を示す４つのＬ字状のマーカ光Ｍ_１〜Ｍ_４と、当該読取視野Ｓの中心位置近傍を示す１つの円形のマーカ光Ｍｃと、を照射する機能を有するものである。当該マーカ光照射部５０は、マーカ光としてのレーザ光を出射するレーザダイオードと、レーザダイオードからのレーザ光を集光するレンズと、レーザダイオードを駆動する駆動回路と、を備えた構成をなしている。駆動回路は、制御回路４０に接続されて当該制御回路４０からの信号に応じてレーザダイオードを駆動する。なお、制御回路４０からの指令を受けてレーザダイオードを駆動する駆動回路は公知のレーザダイオード駆動回路を用いることができる。レンズは、レーザダイオードから出射されたマーカ光（レーザ光）を集光し、読取対象Ｒの表面において読取位置の目印となる上記各マーカ光を表示させるように機能する。

図３は、マーカ光照射部５０と受光センサ２８とを上方からみたときの位置関係を示す概念図である。
本第１実施形態では、マーカ光照射部５０は、図３に示すように、受光センサ２８の光軸Ｌに対して水平方向（図３では上下方向）に所定距離Ａ_１だけずれるとともに、読取視野Ｓの中心位置近傍を示すマーカ光Ｍｃの照射方向が光軸Ｌに対して角度αだけ傾斜するように配置されている。これにより、受光センサ２８にて撮像される画像データでは、マーカ光Ｍｃが反射される物体までの距離に応じてマーカ光Ｍｃの位置が所定の方向（図３では上下方向）にずれることとなる。特に、受光センサ２８は、図４（Ａ）に示すように、水平方向（図３では上下方向）に画角が広いために、レーザダイオードは、上記角度αを大きく取ることを目的として、マーカ光Ｍｃの照射方向が上記画角の広い方向（図４（Ａ）では左右方向）に沿い傾斜するように配置されている。これにより、受光センサ２８にて撮像される画像データでは、撮像距離に応じてマーカ光Ｍｃの位置が水平方向（図３では上下方向）にずれることとなる。なお、受光センサ２８が、図４（Ｂ）に示すように、垂直方向に画角が広い場合には、レーザダイオードを、マーカ光Ｍｃの照射方向が上記画角の広い方向、すなわち、垂直方向に沿い傾斜するように配置してもよい。

次に、こ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５に示すフローチャートを用いて説明する。なお、読取対象であるＱＲコードＱには、後述する誤り訂正を行うための誤り訂正領域が含まれているものとする。

まず、電源が投入されて所定の初期設定等が実施されると、図５のステップＳ１０１において、マーカ光照射処理がなされて、マーカ光照射部５０から各マーカ光が所定の方向に照射される。次に、ステップＳ１０３にて画像データ生成処理がなされて、作業者が各マーカ光を読取対象であるＱＲコードＱに向けることで、照明光源２１からの照明光ＬｆがＱＲコードＱにて反射した後、この反射光Ｌｒとマーカ光の反射光とが受光センサ２８にて受光されると、この受光結果に基づいて画像データが生成される。続いて、ステップＳ１０５にて、上述のように生成された画像データにマーカ光Ｍｃが含まれているか否かについて判定される。ここで、例えば、遠くのＱＲコードＱを読取対象とするためマーカ光Ｍの光量不足が生じていることから、画像データにマーカ光Ｍｃが含まれていないと判定される場合には（Ｓ１０５でＮｏ）、ステップＳ１０７にて光量増加処理がなされる。これにより、マーカ光照射部５０からの各マーカ光の光量が増加されて、上記ステップＳ１０１からの処理がなされる。なお、ステップＳ１０７を実行する制御回路４０は、特許請求の範囲に記載の「マーカ光制御手段」の一例に相当し得るものである。

一方、画像データにマーカ光Ｍｃが含まれていることからステップＳ１０５にてＹｅｓと判定されると、ステップＳ１０９にてずれ量測定処理がなされる。この処理では、画像データにおける基準位置である中心位置に対するマーカ光Ｍｃのずれ量Ｎ_１が測定される。具体的には、画像データの中心位置とマーカ光Ｍｃの中心位置との間の画素数がずれ量Ｎ_１として測定される。なお、ずれ量Ｎ_１は、特許請求の範囲に記載の「ずれ量」の一例に相当し得るものである。

次に、ステップＳ１１１において、画像データ内のＱＲコードＱが占める領域の大きさを利用して、距離演算処理がなされる。上述したように、撮像距離に応じてマーカ光Ｍｃの位置が所定の方向（図３では上下方向）にずれるため、マーカ光Ｍｃが照射される読取対象Ｒまでの距離、すなわち、ＱＲコードＱまでの距離Ｘと、この距離Ｘにおいて光軸Ｌに対するマーカ光Ｍｃの実際のずれ量（以下、実ずれ量Ｙという）との間には、以下の式１の関係が成立する。
Ｙ＝Ｘ×ｔａｎα＋Ａ_１ ・・・（１）
なお、距離Ａ_１は、マーカ光Ｍｃの傾斜方向に対して反対側（図３にて下側）にずれているため、負の値として演算する。

また、受光センサ２８の水平方向の画素数の半分は３２０であることから、この３２０画素に相当する実際の長さをＹａとすると、以下の式２，３の関係が成立する。なお、βは、図３に例示するように、受光センサ２８の画角であって、例えば３０°に設定されている。
Ｙａ：Ｙ＝３２０：Ｎ_１ ・・・（２）
Ｙａ＝Ｘ×ｔａｎ（β／２） ・・・（３）
そこで、上記式１〜３の関係からＹａ，Ｙを消去することで、距離Ｘに関する以下の式４が成立する。
Ｘ＝（３２０×Ａ_１）／（Ｎ_１×ｔａｎ（β／２）−３２０×ｔａｎα）・・・（４）
したがって、上記距離演算処理では、上記式４により、ステップＳ１０９にて測定されたずれ量Ｎ_１に基づいて、ＱＲコードＱまでの距離Ｘが演算される。なお、距離Ｘは、特許請求の範囲に記載の「測定距離」の一例に相当し得るものである。

続いて、ステップＳ１１３において、被写界深度演算処理がなされる。この処理では、公知の関係式である式５，６に基づいて、遠点での被写界深度（以下、遠点被写界深度Ｄｆともいう）と、近点での被写界深度（以下、近点被写界深度Ｄｎともいう）とが演算される。
Ｄｆ＝Ｘ×（Ｈ−ｆ）／（Ｈ＋Ｘ−２×ｆ） ・・・（５）
Ｄｎ＝Ｘ×（Ｈ−ｆ）／（Ｈ−Ｘ） ・・・（６）
ここで、Ｈは、ｆ^２／（Ｆ×ｄ）で表される係数、ｆは、レンズの焦点距離、Ｆは、絞りである。また、ｄは、許容錯乱円（ぼけ量）であり、デコード可能な最小分解能（読み取りに必要なセルの最小割当て画素）から決定される。

次に、ステップＳ１１５において、被写界深度内にＱＲコードＱがあるか否かについて判定される。ここで、ステップＳ１１１にて演算された距離Ｘが遠点被写界深度Ｄｆを越えるか近点被写界深度Ｄｎ未満であることから、ＱＲコードＱが被写界深度内にないと判断される場合には、ステップＳ１１５にてＮｏと判定される。そして、ステップＳ１１７にてレンズ移動処理がなされ、ステップＳ１１１にて演算された距離Ｘに応じて合焦させるように駆動信号がレンズ移動機構２９に出力される。これにより、レンズ移動機構２９は、制御回路４０からの駆動信号に基づいて受光センサ２８の光軸Ｌに沿い結像レンズ２７を移動させて合焦させる。そして、ステップＳ１１９にて画像データ生成処理がなされて、ピントのあった新たな画像データが生成された後に、ステップＳ１２１にて公知のデコード方法によりデコード処理がなされる。なお、ステップＳ１１９における画像データ生成処理では、各マーカ光の照射が停止された状態で画像データが生成されるが、各マーカ光の照射を停止することなく画像データを生成してもよい。

一方、ステップＳ１１３にて演算された距離Ｘが近点被写界深度Ｄｎ以上かつ遠点被写界深度Ｄｆ以下であることから、ＱＲコードＱが被写界深度内にあると判断される場合には、ステップＳ１１５にてＹｅｓと判定される。この場合には、正確に合焦させるために結像レンズ２７を移動させなくても良好なピントでＱＲコードＱが撮像されているので、上記ステップＳ１１７，Ｓ１１９における処理を実施することなく、ステップＳ１２１において、ステップＳ１０３にて生成された画像データに対して、公知のデコード方法によりデコード処理がなされる。

そして、ステップＳ１２３にて誤り訂正処理がなされ、公知の誤り訂正方法により、上記ステップＳ１２１にてデコードができなかった情報領域に対して誤り訂正を実施する処理がなされる。特に、画像データにおいて、ＱＲコードＱが占める領域内にマーカ光Ｍｃが占める領域があるとき、このマーカ光Ｍｃが占める領域の情報が誤っていることを前提に上記誤り訂正処理を実施することで、当該処理の訂正精度を向上させることができる。なお、ステップＳ１２３を実行する制御回路４０は、特許請求の範囲に記載の「誤り訂正手段」の一例に相当し得るものである。

そして、デコード処理が成功した場合には（Ｓ１２５でＹｅｓ）、当該読取処理を終了し、デコード処理が失敗した場合には（Ｓ１２５でＮｏ）、上記ステップＳ１０１からの処理が繰り返される。

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、マーカ光照射部５０により、受光センサ２８の光軸Ｌに対して角度αだけ傾斜した方向にマーカ光Ｍｃが照射され、このマーカ光ＭｃとＱＲコードＱとが含まれる画像データにおける当該マーカ光Ｍｃの位置に基づいて当該ＱＲコードＱまでの距離Ｘが演算される。そして、ＱＲコードＱが被写界深度内にない場合に、結像レンズ２７を、上記距離Ｘに応じて合焦させるようにレンズ移動機構２９により光軸方向に移動させた状態で、ＱＲコードＱを含むように生成された画像データに基づいて当該ＱＲコードＱがデコードされる。

これにより、特別なセンサなどを用いることなく、マーカ光ＭｃおよびＱＲコードＱが含まれる画像データにおける当該マーカ光Ｍｃの位置に基づいて当該ＱＲコードＱまでの距離を測定することができる。そして、このように測定された距離に応じて合焦させるように結像レンズ２７を光軸方向に移動させるため、結像レンズ２７を移動させながら合焦位置を探索する場合と比較して、合焦させるための結像レンズ２７の移動頻度を低減することができる。
したがって、結像レンズ２７を介するＱＲコードＱからの反射光を受光センサ２８に好適に合焦させることができる。

また、本第１実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、画像データにおける基準位置に対するマーカ光Ｍｃのずれ量Ｎ_１に基づいて距離Ｘが測定されるため、画像データの画素数等を用いたずれ量Ｎ_１を算出することにより、ＱＲコードＱまでの距離をより正確に測定することができる。

さらに、本第１実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、マーカ光Ｍｃのずれ量Ｎ_１を測定するときの基準位置は、画像データにおける中心位置に設定されている。作業者は、通常、ＱＲコードＱを画像データの中心位置に位置させるように撮像するため、画像データの中心位置を上記基準位置とすることにより、ＱＲコードＱまでの距離をより正確に測定することができる。

さらにまた、本第１実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、マーカ光照射部５０は、受光センサ２８の画角の広い方向に沿い角度αだけ傾斜してマーカ光Ｍｃを照射するように配置されるので、測定精度を向上させるためにマーカ光Ｍｃの傾斜角度を大きくしても当該マーカ光Ｍｃが画像データ外にはみ出しにくくなる。このため、画角の狭い方向に沿い傾斜して配置される場合と比較して、ＱＲコードＱまでの距離の測定精度を向上させることができる。

また、本第１実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、画像データにマーカ光Ｍｃが含まれない場合には、マーカ光照射部５０から照射されるマーカ光Ｍｃの光量が増加されるため、マーカ光Ｍｃの光量不足に起因してＱＲコードＱまでの距離が測定不能になることをなくすことができる。

さらに、本第１実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、ＱＲコードＱまでの距離Ｘが受光センサ２８の被写界深度内にある場合には、合焦させることなくＱＲコードＱの反射光を受光した受光センサ２８からの受光結果に応じて生成された画像データに基づいて当該ＱＲコードＱがデコードされる。このように、距離Ｘが受光センサ２８の被写界深度内にある場合には、正確に合焦させるために結像レンズ２７を移動させなくても良好なピントでＱＲコードＱが撮像されているので、結像レンズ２７の移動頻度をより低減することができる。

さらにまた、本第１実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、ＱＲコードＱには、誤り訂正を行うための誤り訂正領域が含まれており、画像データにおいてＱＲコードＱが占める領域のうちマーカ光Ｍｃが占める領域には誤りがあるとして、誤り訂正領域に基づいて誤り訂正が実施される。ＱＲコードＱが占める領域のうちマーカ光Ｍｃが占める領域は、誤りである可能性が高いので、この領域が誤りであることを前提に誤り訂正を実施することにより、誤り訂正の訂正精度を向上させることができる。

本第１実施形態の変形例として、マーカ光照射部５０は、光軸Ｌに対する角度αがその傾斜方向における受光センサ２８の画角の半分以下に設定されるように配置されてもよい。この場合、遠くのＱＲコードＱを撮像する場合でもマーカ光Ｍｃが常に画像データに対応する領域に照射されることとなるので、遠くのＱＲコードＱであっても当該ＱＲコードＱまでの距離Ｘを測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実施形態について図６を用いて説明する。
本第２実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、マーカ光照射部５０に代えて２つのマーカ光照射部５０ａ，５０ｂを採用している点が、上記第１実施形態に係る光学的情報読取装置と異なる。したがって、第１実施形態の光学的情報読取装置と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

両マーカ光照射部５０ａ，５０ｂは、図６に示すように、それぞれのマーカ光Ｍｃが受光センサ２８の光軸Ｌに対して平行であって当該光軸Ｌを中心として距離Ａ_２だけずれるように配置されており、本第２実施形態では、上述したステップＳ１０９にて両マーカ光Ｍｃ間のずれ量Ｎ_２を測定することで、ステップＳ１１１にてＱＲコードＱまでの距離Ｘが測定される。

具体的には、受光センサ２８の水平方向の画素数は６４０であることから、この６４０画素に相当する実際の長さをＹｂとすると、以下の式７，８の関係が成立する。
Ｙｂ：Ａ_２＝６４０：Ｎ_２ ・・・（７）
Ｙｂ／２＝Ｘ×ｔａｎ（β／２） ・・・（８）
そこで、上記式７，８の関係からＹｂを消去することで、距離Ｘに関する以下の式９が成立する。
Ｘ＝３２０×Ａ_２／（Ｎ_２×ｔａｎ（β／２）） ・・・（９）
したがって、ステップＳ１１１の距離演算処理では、上記式９により、ステップＳ１０９にて測定されたずれ量Ｎ_２に基づいて、ＱＲコードＱまでの距離Ｘが演算される。

このように、本第２実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、２つのマーカ光照射部５０ａ，５０ｂにより、マーカ光Ｍｃが受光センサ２８の光軸Ｌと平行に照射される。作業者は、通常、ＱＲコードＱを画像データの中心位置に位置させるように撮像するため、マーカ光Ｍｃが受光センサ２８の光軸Ｌと平行に照射されることにより、遠くのＱＲコードＱであっても当該ＱＲコードＱとマーカ光Ｍｃとが近接して画像データ内に含まれることとなる。これにより、遠くのＱＲコードＱであっても当該ＱＲコードＱまでの距離Ｘを測定することができる。

なお、本第２実施形態では、マーカ光照射部は、光軸Ｌと平行に２つ設けられているが、作業環境に応じて、光軸Ｌと平行に１つ設けてもよいし、光軸Ｌと平行に３つ以上設けてもよい。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記各実施形態と同等の作用・効果が得られる。
（１）受光センサ２８として、画素数が６４０×４８０（ＶＧＡ）のセンサを採用することに限らず、この画素数と異なる仕様の受光センサを採用してもよい。この場合、ステップＳ１１１における距離演算処理では、この受光センサの画素数に基づいて距離Ｘが演算されることになる。

（２）ステップＳ１０９のずれ量測定処理において、基準位置は、画像データにおける中心位置であることに限らず、作業状況等に応じて、基準として好適な位置に設定されてもよい。

（３）ステップＳ１１５にて被写界深度内にＱＲコードＱがあるか否かについて判定することなく、常にステップＳ１１７，Ｓ１１９の処理を実施して、ピントのあった新たな画像データを生成してもよい。

１０…光学的情報読取装置
２７…結像レンズ（集光レンズ）
２８…受光センサ（受光手段）
２９…レンズ移動機構（レンズ移動手段）
４０…制御回路（生成手段、距離測定手段、デコード手段，マーカ光制御手段）
５０，５０ａ，５０ｂ…マーカ光照射部（マーカ光照射手段）
Ｄｆ…遠点被写界深度
Ｄｎ…近点被写界深度
Ｌ…光軸
Ｌｒ…反射光
Ｍｃ…マーカ光
Ｎ_１，Ｎ_２…ずれ量
Ｘ…距離（測定距離）
Ｑ…ＱＲコード（情報コード）
α…傾斜角度
β…画角

Claims (10)

1. 情報コードを光学的に読み取る光学的情報読取装置であって、
   前記情報コードから反射されて集光レンズにて集光された反射光を受光する受光手段と、
   前記受光手段の光軸に対して所定角度傾斜した方向にマーカ光を照射するマーカ光照射手段と、
   前記受光手段による受光結果に基づいて画像データを生成する生成手段と、
   前記情報コードおよび前記マーカ光が含まれる前記画像データにおける当該マーカ光の位置に基づいて当該情報コードまでの距離を測定する距離測定手段と、
   前記距離測定手段により測定された測定距離に応じて合焦させるように前記集光レンズを前記光軸方向に移動させるレンズ移動手段と、
   前記測定距離に応じて合焦させた状態において前記情報コードの反射光を受光した前記受光手段からの受光結果に応じて生成された画像データに基づいて当該情報コードをデコードするデコード手段と、
   を備えることを特徴とする光学的情報読取装置。
2. 前記距離測定手段は、前記画像データにおける基準位置に対する前記マーカ光のずれ量に基づいて前記測定距離を測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。
3. 前記基準位置は、前記画像データにおける中心位置であることを特徴とする請求項２に記載の光学的情報読取装置。
4. 前記マーカ光照射手段は、前記受光手段の画角の広い方向に沿い前記所定角度傾斜して前記マーカ光を照射するように配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置。
5. 前記マーカ光照射手段は、前記所定角度がその傾斜方向における前記受光手段の画角の半分以下に設定されるように配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置。
6. 前記マーカ光照射手段から照射される前記マーカ光の光量を制御可能であって、前記画像データに前記マーカ光が含まれない場合には、前記マーカ光の光量を増加させるマーカ光制御手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置。
7. 前記マーカ光照射手段は、前記光軸と平行に前記マーカ光を照射することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置。
8. 前記マーカ光照射手段を複数設けることを特徴とする請求項７に記載の光学的情報読取装置。
9. 前記デコード手段は、前記距離測定手段により測定される前記測定距離が前記受光手段の被写界深度内にある場合には、合焦させることなく前記情報コードの反射光を受光した前記受光手段からの受光結果に応じて生成された画像データに基づいて当該情報コードをデコードすることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置。
10. 前記情報コードには、誤り訂正を行うための誤り訂正領域が含まれており、
    前記画像データにおいて前記情報コードが占める領域のうち前記マーカ光が占める領域には誤りがあるとして前記誤り訂正領域に基づいて誤り訂正を行う誤り訂正手段を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置。

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