JP2012064172A - 光学情報読取の設定支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学情報読取に関するユーザの設定作業を軽減する。
【解決手段】ユーザは点灯パターンの異なる追加のバンクを作成したときには、「部分点灯補完」を選択し、そして、既にユーザが設定したバンクの一覧から、バンクを追加したい設定バンクを選択する。次いで、補完数つまり作成したい追加のバンクの条件を選択する。ユーザが「４方向」を選択したとすると、第１バンク「１」の点灯パターンを９０°間隔で回転させた３つの追加のバンク「４」〜「６」が作成される。ユーザが「設定を反映」を押し下げると追加のバンクの設定が行われ、この設定された追加のバンクがバーコードリーダ2のメモリMに記憶される。
【選択図】図41

Description

本発明は、バーコードやＱＲコードなどの光学情報を読み取る光学情報読取の設定支援装置装置に関する。

トレーサビリティ（traceability）が普及した今日、工場や物流拠点などに光学情報読取装置を設置して、製品や産品に付与されたバーコードなどの光学情報又は光学符号の解読が行われている。この種の光学情報読取装置は「バーコードリーダ」又は「コードリーダ」と呼ばれている。

バーコードリーダはレーザ光、可視光、赤外光を光学情報に照射し、その反射光を光学読取素子(撮像素子)で取り込む。そして、この取り込んだ撮像画像から光学情報に記録されている情報の解析が行われる。

特許文献１はバーコードリーダを開示している。特許文献１に開示のバーコードリーダは、略直方体形状のアウターケースを備え、このアウターケースの中に、２つのポインタ用ＬＥＤ、各種基板、レンズ組立体、照明用ＬＥＤが収容され、照明用ＬＥＤの光を光学情報に照射しながら光学情報の撮像が実行される。このバーコードリーダに内蔵された照明用ＬＥＤの光量では不足する場合には、外部照明ユニットをバーコードリーダに付設して、この外部照明ユニットを使って光学情報の照明が行われる。

特許文献２〜４は、光学顕微鏡に付設される外部照明ユニットを開示している。特許文献２〜４の外部照明ユニットはリング状の形状を有し、その内部にリング状に配列したＬＥＤが径方向に複数列配設されている。このリング状照明ユニットの中心開口には光学顕微鏡の鏡筒が挿入され、この鏡筒にリング状の照明ユニットが設置される。

特開２００８−３３４６５号公報 特開２００５−３３１６２３号公報 特開２００８−１３９７０８号公報 特開２０１０−６０４１５号公報

外部照明の制御をバーコードリーダが行うのが一般的と考えられるが、外部照明を使うだけで全てが解決する訳ではなく、点灯タイミング、外部照明の光の当て方、光の強さなど微妙な制御が必要になることが多く、外部照明の制御に限界がある。

具体的に説明すると、一般的にバーコードリーダが光学情報を読み取る能力は、ワークに対する光の照射方向によって大きく変化することが知られている。特に、ダイレクトパーツマーキングと称されるワークに直接的に刻印されたバーコードやＱＲコードなどの光学情報や、ヘアラインワークと称される表面に微細な研削跡を備えたワークの光学情報を読み取ろうとしたときに、本来読み取ることが可能な刻印品質であったとしても、ワークに対して光を当てる方向やワークのバーコードリーダに対する傾斜角度のズレによって読み取りが不安定になることがある。

ユーザは、バーコードリーダを安定して運用できるように種々のパラメータの設定を行うことになるが、多様な点灯パターンや他のパラメータを設定するのに手間がかかり且つ煩雑である。特に、「ダイレクトパーツマーキング」や「ヘアラインワーク」に関して安定したバーコードリーダの読み取りを確保するには、各種のパラメータを色々と変化させながら読取試行を実行し、さらに、そのチューニングを行うという、ユーザにとって煩雑な設定作業が強いられることになる。

本発明の目的は、ユーザの設定作業を軽減することのできる光学情報読取の設定支援装置を提供することにある。

上記の技術的課題は、本発明によれば、
ユーザが設定した各種のパラメータを含む設定バンクを作成して、該設定バンクを光学情報読取装置の運用に反映させる光学情報読取の設定支援装置であって、
前記ユーザが作成した設定バンクに含まれる各種のパラメータのうち、ユーザが選択したパラメータを基準として、該基準パラメータの周辺のパラメータを所定のルールに従って変化させた追加のバンクを作成する追加バンク作成手段と、
前記追加のバンクの数をユーザが選択することのできる追加バンク数選択手段と、
前記追加バンク作成手段が作成した追加のバンクをユーザの指示に基づいて設定して、前記光学情報読取装置の運用に反映させる追加バンク設定手段とを有することを特徴とする光学情報読取の設定支援装置を提供することにより達成される。

本発明の好ましい実施形態によれば、照明の点灯パターンがユーザによって選択され、この点灯パターンを変化させることで追加の設定バンクが作成される。また、他の実施形態によれば、照明の光量がユーザによって選択され、照明の光量を変化させることで追加の設定バンクが作成される。

追加バンク作成手段によって作成された追加バンクはユーザの指示によって設定され、そして、光学情報読取装置は、既にユーザが設定した設定バンクと一緒に上記の追加の設定バンクを含めた態様で光学情報読取装置の運用が実行される。したがって、上記の追加バンク作成手段によって作成された追加のバンクを仮設定して読取試行してもよく、また、チューニングしてもよい。

本発明の他の目的、作用効果は、以下の本発明の実施例の詳しい説明から明らかになろう。

バーコードリーダ・システムの全体構成図である。 光学情報読取装置であるバーコードリーダの斜視図である。 バーコードリーダの内部に配置される各種基板の配置を斜め前方から見た図である。 図３に関連した図であって、バーコードリーダの内部に配置される各種基板の配置を斜め後方から見た図である。 バーコードリーダに内蔵される各種基板の結線関係を説明するための図である。 バーコードリーダに内蔵されるシャーシと、このシャーシに組み付けられたメイン基板、電源基板、サブ基板の配置を説明するための図である。 シャーシに組み付けられる各種の要素を説明するための図である。 カメラモジュールを斜め後方から見た図である。 カメラモジュールを斜め前方から見た図である。 カメラモジュールの内部構造を説明するための概念図である。 カメラモジュールと各種基板の関係を示す図であり、この状態でバーコードリーダのメインケースに収容される。 図１１と同様に、カメラモジュールと各種基板の関係を示す図であり、好ましい例として、電源基板、メイン基板の上に放熱部材である熱伝導ゴムを載置した例を示す図である。 図１２に関連して、熱伝導ゴムが電源基板、メイン基板とメインケースとに当接した状態を説明するための図である。 メインケースから前方に延びる一対のロッド状の延長部分の前端面にＬＥＤ基板（内部照明基板）を取り付け、また、延長部分に電源基板、メイン基板の前端を固定することを説明するための図である。 バーコードリーダのメインケース及びその開放した後端がリヤケースによって閉じられることを説明するための図であり、このリヤケースにコネクタ基板を固定した状態を示す分解斜視図である。 図１５に図示の内蔵物を収容したメインケースの正面図である。 図１６からカメラモジュールを取り除いた状態のメインケースの正面図である。 バーコードリーダの機能構成図である。 バーコードリーダの画像バッファと共有メモリとの関係を説明するための図である。 共有メモリに複数の設定バンクが格納されていることを説明するための図である。 バーコードリーダの第１ＣＰＵで行われる撮像処理が撮像間隔毎に実行されることを説明するためのタイムチャートである。 外部照明ユニットをバーコードリーダに取り付けた状態を示す図である。 外部照明ユニットの分解斜視図である。 外部照明ユニットに内蔵されるＬＥＤを搭載したＬＥＤ基板の斜視図である。 外部照明ユニットに組み込まれる２枚の基板の取り付け関係を説明するための図である。 バーコードリーダに内蔵され且つ複数のＬＥＤを面状に配列した面光源である内部照明ユニットに含まれるＬＥＤが複数のエリアに区分けされて、各エリア毎に点灯制御可能であることを説明するための図であり、内部照明ユニットの正面図である。 大径の専用外部照明ユニットの正面図であり、この外部照明ユニットに含まれるＬＥＤが複数のエリアに区分けされて、各エリア毎に点灯制御されることを説明するための図である。 小径の専用外部照明ユニットの正面図であり、この外部照明ユニットに含まれるＬＥＤが複数のエリアに区分けされて、各エリア毎に点灯制御されることを説明するための図である。 内部照明ユニット及び外部照明ユニットに組み込まれたＬＥＤ駆動回路の一例を示す図である。 内部照明ユニット及び外部照明ユニットの部分照明を制御するための系統図である。 ワークをバーコードリーダに対して位置決めする際に表示されるユーザインターフェース画面である。 光学情報読取領域を設定して当該領域の明るさを調整する際に表示されるユーザインターフェース画面である。 点灯パターン設定画面であり、外部照明ユニットをバーコードリーダに接続したときの表示態様を示す図である。 図３３と同様に点灯パターン設定画面であるが、外部照明ユニットが非接続のときに内部照明ユニットの部分照明エリアの模式図が表示されることを示す図である。 チューニングでの設定画面を示す図である。 チューニング処理の実行中のユーザインターフェース画面である。 チューニングでの読取試行実行中のユーザインターフェース画面である。 バンク追加処理中のユーザインターフェース画面である。 ＮＧ画像の解析処理中のユーザインターフェース画面である。 チューニング処理の具体例を説明するためのフローチャートである。 点灯パターンに関する追加のバンクの自動生成に関する説明図である。 明るさに関する追加のバンクの自動生成に関する説明図である。 追加のバンクの自動生成に関するユーザインターフェース画面である。

以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。

バーコードリーダ・システム（図１）：
図１はバーコードリーダ・システムの概要を説明するための図である。図１を参照して、バーコードリーダ・システム１は、二次元情報読取装置であるバーコードリーダ２と、必要に応じてバーコードリーダ２に接続されるパーソナルコンピュータ３とを有し、バーコードリーダ２で撮像した画像をパーソナルコンピュータ３で確認しながら、このパーソナルコンピュータ３を使って各種の設定が行われる。バーコードリーダ・システム１には、更に、必要に応じてリング型の外部照明ユニット４がバーコードリーダ２に接続され、バーコードリーダ２の内部照明ユニット５と一緒になって又は内部照明ユニット５の動作を止めて外部照明ユニット４だけでワークを照明する。

リング型の外部照明ユニット４は、このバーコードリーダ・システム１のための専用品であり、異なる種類の複数の外部照明ユニット４を用意するのが好ましい。勿論、外部照明ユニット４として専用品以外の照明ユニットを組み込むことも可能である。

バーコードリーダ・システム１は、バーコード、ＱＲコードなどの光学情報又は光学符号が印字又は刻印された商品あるいは物品を製造する工場では物品の搬送経路に設置され、バーコードリーダ２で商品又は物品に印字された光学情報に記録されている情報を読み取り、この情報をパーソナルコンピュータ３に転送して情報の解析が行われる。「光学情報読取装置」は一般的に“バーコードリーダ”又は“コードリーダ”を呼ばれており、ここでは“バーコードリーダ”という業界用語を使用する。

また、図示の例では、図１に開示のように、パーソナルコンピュータ３に設定プログラムをインストールすることにより、このパーソナルコンピュータ３を使ってバーコードリーダ・システム１の各種の設定が行われる。勿論、バーコードリーダ２に例えばタッチパネル付き表示手段を設けて、この表示手段を使ってバーコードリーダ２、内部照明ユニット５（図３）及び/又は外部照明４(図２２、図２３)の設定作業ができるようにしてもよい。

バーコードリーダ２（図２〜図１７）：
図２はバーコードリーダ２の外観を示す斜視図である。バーコードリーダ２は、断面多角形の形状のメインケース６と、メインケース６の前端に固定される円筒状のフロントケース７とを有し、この円筒状のフロントケース７に前述した内部照明ユニット５が内蔵されている。メインケース６は、図２などから分かるように略正方形の断面形状を備えているのが好ましい。

バーコードリーダ２には互いに独立した複数の基板が内蔵されている。図３〜図５を参照して、バーコードリーダ２が備える複数の基板は次の通りである。
（１）メイン基板１０：
メイン基板１０には、ＣＰＵ、メモリＭが搭載され、画像をメモリＭに転送してＤＳＰ(digital Signal Processor)で画像処理する。そして、メイン基板１０のＣＰＵで内部照明ユニット５を具備したバーコードリーダ２を制御し、また、外部照明ユニット４との通信を実行する。
（２）電源基板１１：
バーコードリーダ２の電源を生成する。絶縁入出力回路が実装されている。

（３）サブ基板１２：
大容量メモリが搭載されており、この大容量メモリに取得画像や各種の設定が保存される。制限した大きさ及び形状のメイン基板１０では、このメイン基板１０に実装することのできなかった要素が実装される。
（４）ＣＭＯＳ基板１３(受光基板)：
ＣＭＯＳイメージセンサ（光学読取素子）が実装され、画像を取得してメイン基板１０に転送する。ポインタ用のＬＥＤ４０（図１０）が搭載される。

（５）ＬＥＤ基板１４：
内部照明ユニット５を構成する円形開口１４ａを備えた円板状の基板であり、このＬＥＤ基板１４に複数の照明用ＬＥＤ８０が実装され（後に説明する図２６）、この複数の照明用ＬＥＤ８０の点灯制御を実行する。複数の照明用ＬＥＤ８０は、後に説明するバーコードリーダ２のレンズ組立体３６の光軸を中心とする複数の径の異なる同心円上に配列される。内部照明ユニット５（ＬＥＤ基板１４）に実装された複数の照明用ＬＥＤ８０は後に説明するようにエリア分けして点灯制御される。また、このＬＥＤ基板１４には、各エリアに属する複数の照明用ＬＥＤに定電流を供給する定電流回路が設けられる。
（６）コネクタ基板１５：
外部電源、ＩＯ、ＲＳ２３２Ｃ、Ethernet（登録商標）、外部照明ユニット４との入出力のインターフェースを構成する基板である。なお、外部照明ユニット４には、電源基板１１から電源が供給される。

図３、図４を参照して、メイン基板１０と電源基板１１とは互いに対向して配置され、このメイン基板１０と電源基板１１の各々の側縁で挟まれた領域に、これらメイン基板１０と電源基板１１と直交するようにしてサブ基板１２が配設されている。サブ基板１２とメイン基板１０の配置位置を互いに置換してもよい。メイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２は、バーコードリーダ２は矩形断面のメインケース６の４つの側面のうち３つの側面に隣接し且つこの３つの側面の各々に沿って配設される。そして、このメイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２で囲まれた空間にＣＭＯＳ基板１３が位置し、このＣＭＯＳ基板１３は各基板１０〜１２と直交する一つの鉛直面に配設される。また、このＣＭＯＳ基板１３と平行に且つＣＭＯＳ基板１３を挟んで互いに対峙してＬＥＤ基板１４とコネクタ基板１５が位置決めされる。

図５は、上述した各基板１０〜１５の接続関係を説明するための図である。メイン基板１０は、電源基板１１と第１のＦＦＣ２０(Flexible Flat Cable)で接続され、サブ基板１２と第２のＦＦＣ２１で接続され、ＣＭＯＳ基板１３とＦＰＣ(Flexible Printed Circuit)２２で接続され、内部照明ユニット４ＬＥＤ基板１４と第３のＦＦＣ２３で接続され、コネクタ基板１５と第１のハーネス２４で接続されている。電源基板１１は、また、内部照明ユニット５のＬＥＤ基板１４と第２のハーネス２５で接続され、ＬＥＤ基板１４に実装された照明用ＬＥＤを発光させるための電源が電源基板１１からＬＥＤ基板１４に供給される。電源基板１１とコネクタ基板１５は、２本のハーネス２６、２７とＦＦＣ２８で接続されている。

図５を再び参照して、メイン基板１０と電源基板１１とが略同じ大きさ及び形状を有している点に注目すべきである。換言すれば、メイン基板１０は、電源基板１１と略同じ大きさ及び形状となるように設計され、この制約のためにメイン基板１０に搭載できなかった電子部品がサブ基板１２に搭載される。

図６、図７を参照して、メイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２、ＣＭＯＳ基板１３は、樹脂成型品であるシャーシ３０に組み付けられる。シャーシ３０は、図７から最も良く分かるように、メインケース６の断面形状とほぼ相似形の略正方形の断面形状を有するボックス形状を有し、このボックス形状の一つの側面３０ａを閉塞し、他の５つの面を開放した形態を有している。メイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２は、開放した３つの側面１０ｂ〜１０ｄに夫々配設される。樹脂成型品のシャーシ３０は前後に開放しており、その一端開口３０ｆからカメラモジュール３２が挿入され（図７）、シャーシ３０の中に挿入されたカメラモジュール３２は、その周囲にメイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２が位置し、これらメイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２によってカメラモジュール３２が包囲された状態になる。

図８、図９を参照して、カメラモジュール３２は、アルミニウムなどのダイキャスト品からなるカメラホルダ３５を有し、このカメラホルダ３５は、矩形断面のホルダ本体３５ａと、ホルダ本体３５ａの互いに対向する側面から前方に且つ互いに平行に延びる一対のアーム３５ｂと、一対のアーム３５ｂの前端から互いに離れる方向に延びる一対の取付部３５ｃとを有している。ホルダ本体３５ａには、後方に向けて開放した後端面にＣＭＯＳ基板１３が複数のネジ３７によって固定される（図８）。

メイン基板１０と電源基板１１の位置決めのために、シャーシ３０には６つの爪３８が一体成形されており（図７）、この６つの爪３８を使ってメイン基板１０と、これに対向する電源基板１１が、シャーシ３０の開放した互いに対向する２つの側面３０ｂ、３０ｄの夫々に位置決めされる。メイン基板１０には爪３８を受け入れる切り欠き１０ａが形成されている(図７)。電源基板１１にも同様に切り欠き１１ａが形成されている（図３）。図７を参照して、矩形のサブ基板１２は、対角線上の角隅部に一対の透孔１２ａ、１２ｂを有し、この一対の透孔１２ａ、１２ｂに対応してシャーシ３０にも一対の透孔３０ｇ（一方の透孔は作図上の理由から図面には現れていない）が形成され、これら透孔１２ａ、１２ｂ、３０ｇを整合させることによりサブ基板１２はシャーシ３０にネジ止めされる。

ポインタ用ＬＥＤの配置（図１０）：
カメラモジュール３２は円筒状のレンズ組立体３６を有し、このレンズ組立体３６はカメラホルダ３５の一対のアーム３５ｂ、３５ｂの間に配設されている。図１０を参照して、ホルダ本体３５ａの後端開口には、ＣＭＯＳ基板１３がネジ３７(図８)を使って固定される。ＣＭＯＳ基板１３には、一対のポインタ用ＬＥＤ４０、４０が搭載されている。このポインタ用ＬＥＤ４０に関連して、ホルダ本体３５ａには、各ポインタ用ＬＥＤ４０の直ぐ前方に拡散シート４１が配設されている。２つのポインタ用ＬＥＤ４０の光は、夫々、拡散シート４１を通じて且つレンズ組立体３６を通じて前方に照射され、バーコードリーダ２の視野範囲の中の互いに離間した２点を指し示す。図１０の参照符合４３は光学読取素子であるＣＭＯＳイメージセンサを示し、光学読取素子４３はＣＭＯＳ基板１３に実装されている。

ポインタ用ＬＥＤ４０をカメラモジュール３２に内蔵させたことにより、光学読取素子４３とポインタ用ＬＥＤ４０との相対位置を一定に保つのが容易になると共にバーコードリーダ２を小型化するのが容易になる。特に、ポインタ用ＬＥＤ４０がバーコードリーダ２のレンズ組立体３６を光学読取素子４３と共用することによって、ポインタ用ＬＥＤ４０のための専用のレンズが不要となるためバーコードリーダ２の小型化が容易である。

カメラモジュール３２は、光学読取素子（撮像素子）４３とレンズ組立体３６との間の距離が従来との対比で非常に大きく、高い分解能でバーコードやＱＲコードなどの光学情報を超微小な領域まで読み取ることができるという特徴を有している。このように従来との対比で長さ寸法が大きいカメラモジュール３２をバーコードリーダ２の中に収容するとき、上述した基板配置に注目すべきである。すなわち、カメラモジュール３２をメイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２で囲むという技術的思想を導入することで、バーコードリーダ２を小型化しつつ長尺のカメラモジュール３２をアウターケースの中に収容することができる。

ちにみに、カメラモジュール３２のスペックは次のとおりである。
(1)光学倍率：0.6〜1.0倍（実施例では、0.823倍）；
(2)視野範囲：7.5mm×4.8mm〜4.5mm×2.9mm（実施例では、5.5mm×3.5mm）；
(3)光学読取素子から先端のレンズまでの距離：35mm以上（実施例では40mm）。

図１１は、シャーシ３０に基板１０、１１、１２及びカメラモジュール３２を組み付けた組立体の斜視図である。図１２は、メイン基板１０、電源基板１１の上に、夫々、クッション性を備え且つ優れた熱伝導性を備えた放熱部材として熱伝導ゴム４５を設置した状態を示す。バーコードリーダ２の放熱性に関して必要があれば、図１２に例示した態様で熱伝導ゴム４５を添設した状態で矩形断面のメインケース６（図２）に収容される（図１３）。

伝熱性に優れた金属材料からなる多角形断面のメインケース６の異なる側面に隣接し且つこれに沿ってメイン基板１０と電源基板１１を配置したことにより、これらメイン基板１０及び電源基板１１の熱を外部に放出し易くなると共に、このメイン基板１０と電源基板１１で囲まれた空間にカメラモジュール３２を収容することができるため、バーコードリーダ２の一層の小型化が可能である。特に、メイン基板１０、電源基板１１とメインケース６との間に熱伝導ゴム４５のような放熱部材を介在させることで放熱効率を高めることができ、この観点からもバーコードリーダ２の一層の小型化が可能になる。

図１３及び図１５の参照符合４６はリヤケースを示し、メインケース６の後端開口に脱着可能に装着されてメインケース６を閉塞する。リヤケース４６にはコネクタ基板１５が取付けられており、このコネクタ基板１５はリヤケース４６にネジ４７を使って固定される（図１５）。バーコードリーダ２のアウターケースを構成するメインケース６、フロントケース７、リヤケース４６は、例えばメインケース６を熱伝導に優れた金属材料、例えばアルミニウムなどの伝熱性材料から作られるのがよい。

図６を参照して、メイン基板１０及び電源基板１１には、その前端幅狭部に夫々透孔５０、５１を有する。バーコードリーダ２のメインケース６は、円筒状のフロントケース７の内部まで前方に且つ互いに平行に延びるロッド状の一対の延長部分６ａを有する（図１５）。

メインケース６の前端部を抽出した図１４を参照して、メインケース６の一対の延長部分６ａには、メイン基板１０及び電源基板１１の前端幅狭部の透孔５０、５１に関連した透孔５２、５３が形成され、この透孔５２、５３に挿入したネジ５４を使ってメイン基板１０及び電源基板１１がメインケース６（延長部分６ａ）に固定される。これにより、シャーシ３０の３つの爪３８で位置決めされたメイン基板１０、電源基板１１は、その各々が、メインケース６の前方に延びる延長部分６ａに１本のネジ５４によって固定される。換言すれば、この合計２本のネジ５４によってシャーシ３０がメインケース６に固定された状態となる。ネジ５４を締結する作業及びネジ５４取り外す作業を容易するために、メイン基板１０の透孔５０及び電源基板１１の透孔５１に、ネジ５４が螺着するナット５５を実装するのが好ましい。メインケース６の一対のロッド状の延長部分６ａには、また、その前端面にＬＥＤ基板１４がネジ６０を使って固定される。このリング状のＬＥＤ基板１４がレンズ組立体３６の周囲に配置され、ＬＥＤ基板１４に搭載された複数の照明用ＬＥＤ８０によって、レンズ組立体３６の外周側に位置するリング状の面光源が形成される。

図１７は、メインケース６を正面から見た図である。メインケース６は、その前端面に左右一対の取付座６２を有し、この一対の取付座６２を使ってカメラモジュール３２がメインケース６に固定される。図１６は、メインケース６の中にカメラモジュール３２を内蔵させた状態の正面図である、図１７は、カメラモジュール３２を取り除いた状態で描いたメインケース６の正面図である。

金属成型品であるメインケース６にカメラモジュール３２を固定することで、カメラモジュール３２をシャーシ３０に固定するのに比べてカメラモジュール３２の位置決め精度を高めて視野範囲の位置決め精度を高めることができる。

バーコードリーダ２が内蔵する主要な基板、つまり電源基板１０、メイン基板１２などと、レンズ組立体３６を含むカメラモジュール３２とをシャーシに組み付けた組立体をアウターケース（メインケース６）に内蔵させる構成を採用したことにより、複数種類のカメラモジュール３２を用意することで同じアウターケースを使って複数種類のバーコードリーダ２をユーザに提供することができる。また、異なる種類のカメラモジュール３２に対して、同一の電源基板１０やメイン基板１２などを採用し且つ同じアウターケースを使ってバーコードリーダ２を製造することができる。

前述したカメラモジュール３２の左右一対の取付部３５ｃがメインケース６の左右一対の取付座６２に着座され、４本のネジ６３を使って各取付部３５ｃが、対応する取付座６２に固定される（図１６）。

バーコードリーダ２の機能構成（図１８）：
図１８を参照して、バーコードリーダ２の機能構成を説明する。バーコードリーダ２は、第１、第２のＣＰＵ１０１、１０２と、共有バス１０３と、共有メモリ１０４と、前述した光学読取素子（ＣＭＯＳ）４３と、撮像制御回路１０５とを有する。また、バーコードリーダ２は、ネットワークコントローラ１０６と、シリアル通信コントローラ１０７と、フラッシュメモリ１０８と、入出力コントローラ１１０と、ＤＭＡＣ１１１とを有している。

第１、第２のＣＰＵ１０１、１０２は、共有バス１０３を介して、共有メモリ１０４にアクセスするプロセッサであり、所定の演算処理回路からなる。共有バス１０３は、第１、第２のＣＰＵ１０１、１０２に共通のデータバスである。共有メモリ１０４は、撮像パラメータやデコードパラメータ、読取画像、デコード結果を保持するための揮発性の半導体記憶素子からなり、典型的にはＲＡＭ(ランダムアクセスメモリ)である。

光学読取素子４３は、ワークからの反射光を受光して読取画像を生成する例えばＣＭＯＳイメージセンサで構成される。撮像制御回路１０５は、光学読取素子４３からの画像信号を増幅する増幅器、増幅後の画像信号をデジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換器などからなり、共有メモリ１０４内の撮像パラメータ、例えば、露光時間、ゲイン、フィルタ処理の有無に基づいて光学読取素子４３を制御する。

ＤＭＡＣ(Direct Memory Access Controller:ＤＭＡコントローラ)１１１は、光学読取素子４３により生成された読取画像を撮像制御回路１０５から共有バス１０３を介して共有メモリ１０４へ転送する。

ネットワークコントローラ１０６は、ＬＡＮ１１２(図１)を介してパーソナルコンピュータ３などの外部機器と通信する通信回路であり、例えば、ＥＭＡＣ(Ethernet Media Access Controller)からなる。シリアル通信コントローラ１０７は、シリアル通信インターフェースを介して外部機器と通信する通信回路であり、例えば、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)からなる。

フラッシュメモリ１０８は、画像ファイルを保持するための不揮発性の半導体記憶素子からなり、例えば、ＳＤ(Secure Digital、登録商標)カードなどの着脱可能なメモリカードが用いられる。入出力コントローラ１１０は、フラッシュメモリ１０８に対する画像ファイルの書き込み及び読み出しを制御する。

第１ＣＰＵ１０１は、ネットワークコントローラ１０６又はシリアル通信コントローラ１０７がコマンドを受信した場合に、当該コマンドが読み取りを開始させるための読取開始コマンドであれば、撮像制御回路１０５に対して読取開始を指示する。第１ＣＰＵ１０１は、また、光学読取素子４３から受け取った読取画像を共有メモリ１０４に転送する。

第２ＣＰＵ１０２は、第１ＣＰＵ１０１からのデコード処理要求に基づいて、共有メモリ１０４内から読取画像を読み出してデコード処理するデコード手段を構成する。第２ＣＰＵ１０２でデコード処理が終了したら、そのデコード結果を共有メモリ１０４内に書き込む。

図１９は、図１８のバーコードリーダ２の動作の一例を模式的に示した説明図であり、画像バッファ１１５及び共有メモリ１０４に格納されている設定バンク１１６が示されている。ＤＭＡＣ１１１により共有メモリ１０４内に転送された読取画像は、画像バッファ１１５として保持される。この画像バッファ１１５は、読取画像を保持するための画像記憶領域１１７と、読取画像の参照タスク数を保持するためのタスク数記憶領域１１８と、共有メモリ１０４に記憶されている設定バンク１１６を指定するバンク番号を保持するためのバンク番号記憶領域１１９からなる。

画像記憶領域１１７には読取画像が格納される。設定バンク１１６は、撮像パラメータやデコードパラメータなどの各種設定が保持される。これらの撮像パラメータ、デコードパラメータはパーソナルコンピュータ３を使って設定される。設定バンク１１６は、上述したように、撮像パラメータとデコードパラメータとを含む。

共有メモリ１０４には複数の設定バンク１１６が記憶されており（図２０）、この設定バンク１１６は第１、第２のＣＰＵ１０１、１０２によって夫々参照される。バーコードリーダ２は、一つのバンク１１６に基づいて読み取りを実行したときに読み取りに失敗したときには、次のバンク１１６に基づいて読み取りが試行され、この第２のバンク１１６でも読み取りに失敗したときには、次のバンク１１６に基づいて読み取りを試行するというように、読み取りが成功するまで次々とバンク１１６の切り替えが行われる。

撮像系の設定パラメータの代表例を挙げれば次の通りである。
（１）照明のＯＮ/ＯＦＦ；
（２）照明の照射強度；
（３）照明の点灯パターン；
（４）露光時間；
（５）ゲイン；
（６）オフセット；
（７）ダイナミックレンジ；
（８）取り込み範囲。

読取系の設定パラメータ（デコード設定）の代表例を挙げれば次の通りである。
（１）シンボル（光学情報）の種類；
（２）フィルタ種類；
（３）フィルタ回数；
（４）チルト角；
（５）ＰＰＣ；
（６）デコードタイムアウト；
（７）取り込み範囲。

バーコードリーダ２の撮像シーケンス（図２１）：
第１ＣＰＵ１０１は撮像処理を行うと共に光学読取素子（ＣＭＯＳ）４３から転送された読取画像を共有メモリ１０４に格納する。他方、第２ＣＰＵ１０２は共有メモリ１０４に格納された読取画像に対してデコード処理を行う。この第２ＣＰＵ１０２がデコード処理を行っている最中に、これに並行して第１ＣＰＵ１０１は次の画像処理を実行する。

第１ＣＰＵ１０１は、第２ＣＰＵ１０２にデコード処理要求を行った後一定時間が経過した時点で次の撮像処理を実行する。上記のデコード処理要求は、第１ＣＰＵ１０１が撮像処理を完了したときに行われる。このデコード処理要求から次の撮像処理を実行するまでの時間を撮像間隔Ｐ（図２１）と呼ぶと、第１ＣＰＵ１０１は、１つの撮像処理が完了すると、上記撮像間隔Ｐとして設定されている時間が経過するのを待って次の撮像処理が実行される。

撮像間隔Ｐは次のように規定される。
（１）デコードタイムアウト時間Ｔaから撮像時間Ｔｂを引いた値を撮像間隔Ｐとする（下記の式１）。この撮像間隔Ｐは、バーコードリーダ２の内部で演算によって求められる。

（式１）Ｐ＝Ｔa−Ｔｂ

ここに、デコードタイムアウト時間Ｔaは、ユーザによって予め設定された最適値であり、第２ＣＰＵ１０２が成功裏にデコード処理に要する合理的な時間である。撮像時間Ｔｂは、露光時間とデータ転送速度で一義的に決まる値であり、データ転送速度は、画像の取り込み範囲の指定によって決まる。

上述の撮像間隔Ｐは各設定バンク１１６のパラメータに従って演算され、そして、対応する設定バンク１１６に記憶される。

（２）ユーザが撮像間隔Ｐを設定する。
ユーザは典型的には撮像間隔Ｐとして値「ゼロ」が設定される。

専用外部照明ユニット４（図２２〜図２５）：
図２２は、バーコードリーダ２に専用の外部照明ユニット４を装着した状態を示し、参照符号７０は、バーコードリーダ２と外部照明ユニット４とを接続するケーブルを示す。外部照明ユニット４にはバーコードリーダ２から電源が供給される。

リング状の外形形状を備えた外部照明ユニット４は円形の外形輪郭を有し、その中心に円形開口４ａを備え、この円形開口４ａの中心とバーコードリーダ２のレンズ組立体３６の光軸とが一致するようにバーコードリーダ２が位置決めされる。このバーコードリーダ２の位置決めのためにスタンド７１が用意される。スタンド７１は、後に詳しく説明するように、外部照明ユニット４の背面にボルト止めされる一対のプレート部材７２と、このプレート部材７２の任意の高さ位置にバーコードリーダ２を定置させるための取付金具７３とで構成されている。

先ず、外部照明ユニット４の構造について図２３を参照して説明する。図２３は外部照明ユニット４の分解斜視図である。外部照明ユニット４は、リング状の円筒形状のフロントケース７５と、リヤケース７６とからなるアウターケースの内部に、ＬＥＤ基板７７と回路基板７８とがスタックコネクタ７９（図２３）及び第１のスペーサ８２（図２５）を介して積層した状態で収容されている。

リング状の円筒形状のフロントケース７５の断面リング状の形状とほぼ同じ大きさのリング状のＬＥＤ基板７７には複数の照明用ＬＥＤ８０が実装されている。このリング状のＬＥＤ基板７７とほぼ同じ大きさであるのが好ましいリング状の回路基板７８には、ＬＥＤ駆動回路の他に、外部照明ユニット４に搭載された複数のＬＥＤ８０の点灯を制御すると共にバーコードリーダ２との通信を制御するＣＰＵ、メモリＭ(図１)が実装されている。図２５を参照して、ＬＥＤ基板７７と回路基板７８とは電気的に接続されるのは勿論であるが、これらＬＥＤ基板７７と回路基板７８とは上述した第１のスペーサ８２によって相互に固定され、また、ＬＥＤ基板７７は第２のスペーサ８１によってリヤケース７６に固定される。換言すると、回路基板７８はＬＥＤ基板７７を介してリヤケース７６に固定される。

フロントケース７５に、例えばフレネルレンズ（図示せず）を採用したときに、ＬＥＤ基板７７の照明用ＬＥＤ８０とフロントケース７５との相対的な位置決めが重要となる。図２５の例であれば、ＬＥＤ基板７７がリヤケース７６を介してフロントケース７５に位置決めされるため、これによりフロントケース７５とＬＥＤ基板７７とが相対的に位置決めされるだけでなく、ＬＥＤ基板７７、回路基板７８の組み付け作業が容易である。

第１の変形例として、ＬＥＤ基板７７と回路基板７８の設置構造に関し、ＬＥＤ基板７７を介在させることなく直接的に回路基板７８をリヤケース７６にスペーサを介して固定するようにしてもよい。第２の変形例として、回路基板７８をリヤケース７６にスペーサを介して固定すると共にこの回路基板７８にＬＥＤ基板７７を他のスペーサを介して固定するようにしてもよい。

専用外部照明ユニット４の種類（図２７、図２８）：
専用の外部照明ユニット４として２つの機種が用意されている。図２７は、大径の外部照明ユニット４ＢのＬＥＤ基板７７が図示されている。図２８は、小径の外部照明ユニット４ＡのＬＥＤ基板７７の平面図である。この２種類の外部照明ユニット４は、前述したように共にＣＰＵとメモリＭを内蔵している。そして、このメモリＭに機種情報が記憶されており、これら外部照明ユニット４Ａ、４Ｂがバーコードリーダ２に接続されたときには、バーコードリーダ２は、外部照明ユニット４のメモリＭに記憶されている機種情報を取り込むことで該外部照明ユニット４を認識し、これにより外部照明ユニット４との接続設定が実行される。

内部照明ユニット５の部分照明（図２６）：
図２６は、バーコードリーダ２に内蔵されるＬＥＤ基板１４の平面図である。リング状のＬＥＤ基板１４には、その全周に亘ってほぼ均一に数多くの照明用ＬＥＤ８０が配列されている。照明用ＬＥＤ８０は半径方向に間隔を隔てた３つの同心円上にほぼ同間隔に配置されている。より詳しくは、複数の照明用ＬＥＤ８０は、バーコードリーダ２のレンズ組立体３６の光軸を中心とする複数の径の異なる同心円上に配列されている。

リング状ＬＥＤ基板１４は、円周方向に等間隔に４つのブロックに区分され、各ブロックを半径方向に２つに区分することにより形成される合計８つのエリアを単位に部分照明される。具体的には、最外周の１列が９０°間隔で４つの領域に区分されている。これを外周第１エリアAEout１、外周第２エリアAEout２、外周第３エリアAEout３、外周第４エリアAEout４で図示してある。最内周及び中間の２列が９０°間隔で４つの領域に区分されている。これを内周第１エリアAEin１、内周第２エリアAEin２、内周第３エリアAEin３、内周第４エリアAEin４で図示してある。各エリアAEout１〜out４、in１〜in４の各々のエリアに属するＬＥＤ８０は、各エリアで均一に分布するように位置決めされている。

内部照明ユニット５の区分エリアAEout１〜out４、AEin１〜in４の各々を単位に照明を制御することができる。このエリアに区分した点灯制御には、ＬＥＤ８０の発光量の制御を含んでもよい。

大径の外部照明ユニット４Ｂの部分照明(図２７)：
大径の外部照明ユニット４Ｂのリング状のＬＥＤ基板７７には、その全周に亘ってほぼ均一に数多くの照明用ＬＥＤ８０が配列されている。照明用ＬＥＤ８０は半径方向に間隔を隔てた４つの同心円上にほぼ同間隔に配置されている。より詳しくは、複数の照明用ＬＥＤ８０は、バーコードリーダ２のレンズ組立体３６の光軸を中心とする径の異なる４つの同心円上に配列されている。

大径の外部照明ユニット４Ｂでは、円周方向に等間隔に８つのブロックに区分され、各ブロックを半径方向に４つに区分することにより形成される合計３２のエリアを単位に部分照明するように設定されている。具体的には、リング状ＬＥＤ基板７７は、最外周の１列が４５°間隔で８つのエリアに区分されている。これを外周第１エリアAEout１〜外周第８エリアAEout８で図示してある。次の一列も４５°間隔で８つのエリアに区分されている。これを外側中間第１エリアAEmid１〜外側中間第８エリアAEmid８で図示してある。次の一列も４５°間隔で８つのエリアに区分されている。これを外側中間第９エリアAEmid９〜外側中間第１６エリアAEmid１６で図示してある。最内周の一列４５°間隔で８つのエリアに区分されている。これを内周第１エリアAEin１〜内周第８エリアAEin８で図示してある。この大径の外部照明ユニット４Ｂにあっても合計３２のエリアの各々を単位に照明を制御することができる。外部照明ユニット４Ｂにあっても、各エリア毎にＬＥＤ８０の発光量の制御を実行することができる。

小径の外部照明ユニット４Ａの部分照明(図２８)：
図２８を参照して、小径の外部照明ユニット４Ａのリング状のＬＥＤ基板７７には、その全周に亘ってほぼ均一に数多くの照明用ＬＥＤ８０が配列されている。照明用ＬＥＤ８０は半径方向に間隔を隔てた３つの同心円上にほぼ同間隔に配置されている。より詳しくは、複数の照明用ＬＥＤ８０は、バーコードリーダ２のレンズ組立体３６の光軸を中心とする径の異なる３つの同心円上に配列されている。

リング状ＬＥＤ基板７７は、最外周の１列が４５°間隔で８つの領域に区分されている。これを外周第１エリアAEout１〜外周第８エリアAEout８で図示してある。中間の一列も４５°間隔で８つの領域に区分されている。これを外側中間第１エリアAEmid１〜外側中間第８エリアAEmid８で図示してある。内周の一列も４５°間隔で８つの領域に区分されている。これを内周第１エリアAEin１〜内周第８エリアAEin８で図示してある。この小径の外部照明ユニット４Ａにあっても合計２４のエリアに分けて部分照明を設定することができる。このエリアに区分した点灯制御には、ＬＥＤ８０の発光量の制御を含んでもよい。なお、部分照明として設定したエリアを単位に照明用ＬＥＤ８０による照明の色を異ならせるようにしてもよい。

外部照明ユニット４のＬＥＤ駆動回路(図２９)：
図２９はＬＥＤ駆動回路の一部を示す。図示のＬＥＤ駆動回路は、各エリア毎にＬＥＤ８０を点灯させると共に、各エリアに属する複数の照明用ＬＥＤ８０に定電流を供給することができる。

例えば、図２８の小径外側照明ユニット４Ａについて説明すると、リング状ＬＥＤ基板７７を周方向に４５°間隔で区分した８つの領域を「ブロック」と呼ぶ。例えば、外周第１エリアAEout１、中間第１エリアAEmid１、内周第１エリアAEin１が第１ブロックを構成する。各ブロック毎にブロックスイッチ１０５と定電流回路１０６が設けられている。ブロックスイッチ１０５をＯＮすると、当該ブロックに属する複数のＬＥＤ８０に電圧を印加できる状態になる。各列の複数のＬＥＤ８０には、各ブロック毎にこれをバイパスする列スイッチ１０７が設けられ、この列スイッチ１０７と並列に照明用ＬＥＤ８０の群が直列に接続されている。なお、図２９には、各円周列の照明用ＬＥＤ８０が一個しか図示されていないが、これは線図を簡素化したという理由に過ぎず、各列スイッチ１０７と並列に接続された照明用ＬＥＤ８０は直列に複数存在していると理解されたい。

各ブロックに属する各列は直列に接続され、そして、各列には、上述した列スイッチ１０７が並列に接続されている。したがって、任意の列スイッチ１０７をＯＦＦすることにより該当するブロック且つ該当する列に属する複数のＬＥＤ８０に定電流が供給される。このＬＥＤ駆動回路を外部照明ユニット４Ａが備えることにより、各ブロックの各列を単位に部分照明のエリアを任意設定することができる。また、各ブロック毎に定電流回路１０６を設けたことで、例えば同じブロックでの第１〜第３の円周列の照明ＬＥＤ８０に流れる電流を一定に維持することができる。

換言すると、定電流回路１０６無しでは、例えば第２、第３の円周列の照明ＬＥＤ８０を点灯しているときに第１の円周列の照明ＬＥＤ８０をＯＦＦからＯＮにスイッチすると、第２、第３の円周列の照明ＬＥＤ８０に印加する電圧が変化して、第２、第３の照明ＬＥＤ８０を流れる電流が変化して明るさが変化してしまう。

別の言い方で説明すると、ブロックスイッチ１０５をＯＮ/ＯＦＦしても、他のブロックに属する照明用ＬＥＤ８０の発光量は変化しない。各ブロックは互いに並列に電源に接続されているからである。しかし、列スイッチ１０７をＯＮ/ＯＦＦすると、当該ブロックで点灯するＬＥＤ８０の数が変化してしまい、これに伴ってＬＥＤ８０の明るさが変化してしまう。

このことは、部分照明の点灯パターンを設定するときに、ワークに対する最適な光の当て方を探るうえで、ＬＥＤ８０の明るさの変動要因を極力排除するのが望ましい。定電流回路１０５はこのことを企図して各ブロックに設けてある。これにより、点灯パターンの設定作業を行うときに、点灯パターンを変えたときに部分照明するための点灯するエリアでのＬＥＤ８０の輝度の均一化及び輝度の一定性を確保することで最適な点灯パターンを見出すのが容易になる。なお、大径の外部照明ユニット４Ｂ及び内部照明ユニット４Ｂについても同様に図２９、図３０のＬＥＤ駆動回路を採用することができる。

内部照明ユニット５及び外部照明ユニット４の部分照明(図３０)：
内部照明ユニット５及び外部照明ユニット４は、共に、複数のＬＥＤを面状に配列した面光源であるが、この面光源を周方向且つ半径方向に幾つかのエリアに区分して各エリアを単位に部分照明することが可能であり、どのエリアを点灯し、どのエリアを点灯しないかの点灯パターンをユーザが任意に設定することができる。全てのエリアの点灯を含む点灯パターンはＰＣ３を使ってユーザが予め登録することができ、ユーザが設定した点灯パターンは、バーコードリーダ２のメモリＭ及び外部照明ユニット４が接続されているときには、この外部照明ユニット４のメモリＭに記憶される。この点灯制御には、照明用ＬＥＤ８０の発光量の制御が含まれる。なお、図３０においても、上述した図２９と同様に、各円周列の照明用ＬＥＤ８０が一個しか図示されていないが、これは線図を簡素化したという理由に過ぎず、各列スイッチ１０７と並列に接続された照明用ＬＥＤ８０は直列に複数存在していると理解されたい。

図１を参照して説明したように、外部照明ユニット４はＣＰＵの制御手段を具備している。したがって、図３０に図示するように、各ブロックスイッチ１０５及び各円周列の列スイッチ１０７を外部照明ユニット４のＣＰＵで制御することにより、周方向且つ半径方向に区分した部分照明エリアを設定したときには、このエリアを単位にＬＥＤ８０の点灯制御が実行される。

ユーザインターフェース(図３１〜図３９)：
図３１〜図３９は、外部端末のパーソナルコンピュータ３のディスプレイに表示されるユーザインターフェース画面を示す。この図３１〜図３９を参照してバーコードリーダ・システム１の操作手順の概要を説明すると次の順番で作業が実行される。

（１）ワークを位置決めする（図３１）；
（２）ユーザは撮像画像の表示を見ながら光学情報読取領域を設定し、そして、この光学情報読取領域の明るさを調整する（図３２）；
（３）ユーザが内部照明ユニット５、外部照明ユニット４の点灯パターンを設定する（図３３、図３４）；

（４）ユーザがチューニングを設定する（図３５）；
（５）チューニング処理が実行される（図３６）；
（６）読取試行が開始される（図３７）；
（７）必要に応じて、光学情報を読み取るための各種設定パラメータを記憶したバンクを追加する（図３８）；
各バンクに含まれる撮像パラメータとして照明のＯＮ/ＯＦＦ、照明強度、照明の点灯パターン、露光時間、ゲイン、撮像画像の取り込み範囲などを含み、デコードパラメータとして光学情報（バーコードやＱＲコード）の種類、フィルタの種類、フィルタ処理回数、デコードタイムアウト時間、取り込み範囲などを含む。
（８）読み取りができなかった画像（ＮＧ画像）が解析される（図３９）。

（第１番目の作業）ワークの位置決め（図３１）：
先ずパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３とバーコードリーダ２との接続設定が行われる。この際、仮のＩＰアドレスを割り当てて行うことで簡便に接続設定することができる。バーコードリーダ２に専用の外部照明ユニット４を接続したときには、外部照明ユニット４のメモリＭ(図１)に記憶されている当該外部照明ユニット４の機種情報の読み込みが行われ、これによりバーコードリーダ２のメモリＭ(図１)に予め登録されている機種情報に基づいて当該外部照明ユニット４の接続設定が自動的に実行される。

次に、バーコードリーダ２に内蔵されている一対のポインタ用ＬＥＤ４０を点灯してワークをバーコードリーダ２の視野範囲の中に設置する。ユーザは、図３１の表示画面（ユーザインターフェース画面）に表示されている撮像画像を見ながらワークを位置決めする。このユーザインターフェース画面はモニタ指令ボタンを有し、ユーザがモニタ指令ボタンを押し下げると、パーソナルコンピュータ３からバーコードリーダ２に向けて撮像指令信号が送信され、バーコードリーダ２が撮像した画像がパーソナルコンピュータ３に入力されてユーザインターフェース画面に表示される。バーコードリーダ２の撮像は連続的に実行されるため、ユーザインターフェース画面に表示される撮像画像は動画表示になる。ユーザは、このライブ画像を見ながら、一般的にはバーコードなど光学情報が撮像画像の中心に位置するようにワークの位置決めを行う。すなわち、ユーザはパーソナルコンピュータ３のディスプレイに動画表示されているライブ画像で確認しながら、バーコードリーダ２に対するワークの相対位置を調整することができる。

（第２番目の作業）光学情報読取領域の設定と明るさの調整（図３２）；
図３２を参照して、ユーザインターフェース画面の画像表示枠の中の撮像画像に領域設定を行う。これは、撮像画像と重畳表示されている範囲指定枠を操作することで行うことができ、撮像画像中のバーコードなどの矩形の光学情報を囲んで領域指定することにより（図３２）、光学情報読取領域を設定することができる。この指定された光学情報読取領域の明るさは、ユーザがユーザインターフェース画面の右端にある明るさ調整バーのスライダを操作することで設定することができる。この調整後の明るさは、後に説明するチューニングの初期値としても利用される。

（第３番目の作業）点灯パターンの設定（図３３、図３４）；
点灯パターンの設定は、図３３又は図３４の点灯パターン設定画面を呼び出すことにより行うことができる。この図３３又は図３４の設定画面は上述したユーザインターフェース画面に重畳表示される。図３３は専用外部照明ユニット４をバーコードリーダ２に接続したときの設定画面であり、図３４は専用外部照明ユニット４を接続していないときの設定画面である。図３３と図３４を対比すると分かるように、専用外部照明ユニット４を接続したときには（図３３）、この専用外部照明ユニット４の各エリアと内部照明ユニット５の各エリアが、これらユニット４、５と同じにリング状に表現した照明ユニットの模式図が表示される。外部照明ユニット４が非接続のときには内部照明ユニット５に限定した照明ユニットの模式図が表示される。すなわち、バーコードリーダ２の照明に使用する照明ユニット毎に、各照明ユニットに対応した模式図がパターン設定画面に表示される。

図３３、図３４の設定画面に表示の模式図は上述した部分照明エリアAE（例えば図２８）を含んでおり、ユーザは任意のエリアを選択することで照明エリアを設定することができる。ユーザが模式図で点灯エリアを選択すると、選択されたエリアは例えばグレーから赤色に表示色が変化し、これによりユーザはどのエリアを点灯エリアとして指定したかを一見するだけで認識することができる。図３３の例であれば、内部照明ユニット５の全エリアが点灯エリアとして設定され、他方、外部照明ユニット４にあっては、右側のエリアを残して他のエリアが点灯エリアとして設定された状態が示されている。外部照明ユニット４が非接続の図３４に示す例であれば、内部照明ユニット６の全エリアが点灯エリアとして設定された状態が示されている。図３３、図３４の点灯エリア設定画面では、ユーザが点灯エリアを変更すると、図３３、図３４の模式図の対応するエリアの色表示がリアルタイムで変換される。このように各点灯パターンで撮像された画像がリアルタイムに更新されてディスプレイに表示されるため、ユーザは撮像画像を見ながら所望の点灯パターンを容易に選び出すことができる。なお、リアルタイムのライブ画像は、予め定めた明るさ設定領域の明るさの平均値が、上述したユーザインターフェース画面の右端にある明るさ調整バーをユーザがスライドさせることにより調整した明るさとなるように、照明の光量、露光時間、ゲインなどがフィードバック調整される。これにより、点灯パターンを変化させてもユーザが興味のある領域の明るさを一定に保ったまま画像表示することができる。

部分照明の設定に関して、上述したように照明ユニットを模した図形表示を使って点灯エリアを選択することに代えて、予めユーザが登録した複数の点灯パターンの一覧表示し、この複数の点灯パターンの中からユーザが選択するようにしてもよい。

（第４番目の作業）チューニングの設定（図３５）；
図３５はチューニング設定画面であり、これは図３１などを参照して説明したユーザインターフェース画面の上に重畳表示される。この図３５の設定画面を利用して、(1)画質優先モードと、(2)画質優先モードとを択一的に選択することができる。

（第５番目の作業）チューニング処理（図３６）；
先ず、チューニングにより設定を変更したいバンクを選択して、チューニング処理を実行する。図３６を参照して、ユーザインターフェース画面の画像表示枠の中の撮像画像に領域設定を行う。これは、撮像画像と重畳表示されている範囲指定枠を操作することで行うことができ、撮像画像中のバーコードなどの矩形の光学情報を囲んで領域指定することにより（図３６）、チューニング対象領域を設定することができる。

ユーザが設定したチューニング対象領域から光学情報を抽出する。チューニング処理で行われる明るさの変化は、光学情報読取領域の設定と明るさの調整（図３２）の工程で設定された明るさが初期値として使用される。勿論、ユーザが予め任意に設定した初期値から明るさを変化させてもよいし、チューニング処理における明るさ変化の範囲の下限値又は上限値を初期値として使用してもよい。

チューニング対象領域から抽出した光学情報のデコードが成功すると、この光学情報の輪郭が例えば緑色の枠で囲んだ表示状態になる。この赤色の枠の出現によってデコードの成功を一見しただけで認識ができる。チューニングに伴って、明るさ、デコード条件、点灯パターンなどの様々なパラメータの値を変化させてもデコードが一回も成功しない場合には「チューニング失敗」として処理される。

ユーザインターフェース画面は、図３２の右下のチューニングスコアの表示を含む。この表示は横軸が明るさであり、縦軸がスコアである。このチューニングスコアが最も高くなったときのパラメータの値が、上述したバンクに設定される。

（第６番目の作業）画像読取試行（図３７）；
光学情報の読み取りを試行したいバンクを選択して、「読取り率」ボタンを押し下げることで読取テストを実行することができる。この読み取りの試行の結果は、図３７のユーザインターフェース画面の右下に表示され、この読み取り結果の表示は「％」と「スコア」とを含む。

（第７番目の作業）バンク追加（図３８）；
設定条件がばらつく、読み取りが安定しない等、既に設定した複数のバンクでは的確なバーコードリーダ・システム１の運用が難しいときには、バンクの追加が行われる。この図３８の例では、バンク１及びバンク２を選択することで、バンク１とバンク２の間の明るさのバンクが自動生成される。この新たに生成されたバンクの明るさ以外のパラメータはバンク１のパラメータがそのままコピーされる。なお、この自動生成したバンクに対して上述したチューニングを実行して明るさ以外のパラメータの値を最適化してもよい。このバンク追加については後に詳しく説明する（図４１〜図４３）。

（第８番目の作業）ＮＧ画像の解析（図３９）；
読み取りができなかった画像を再度バーコードリーダ２から読み出すと共に、デコード条件のチューニングを行う。デコード条件のチューニングによって読み取りが成功すると、図３９の成功表示欄の色が反転する。読み取りが成功したときには、この読み取りが成功したデコード条件を保存することができ、また、ユーザが「デコード設定出力」ボタンを押し下げることにより印字品質評価結果のリポートを出力することもできる。このＮＧ画像の解析は、この解析を主眼にしたＮＧ画像解析プログラムによって実行されるが、上述した設定プログラムで行うようにしてもよい。

チューニングの具体例（図４０）：
第５番目の作業であるチューニング処理（図３６）はバーコードリーダ・システム１の種々のパラメータの設定のために使用される。図４０を参照して、先ずステップＳ１００でチューニング対象領域の設定が行われる。このチューニング対象領域を設定することにより撮像画像の読み取り範囲が絞り込まれる。このチューニング対象領域は、ユーザインターフェース画面に表示されている撮像画像の中央に設定できるし、撮像画像の片隅であっても設定できる。すなわち、チューニング対象領域の設定は、光学情報が存在する位置に対応してユーザが任意に設定することができる。チューニング対象領域を限定的に光学情報の大きさに設定することにより画像の読み取り速度を高めることができ、このことはチューニング処理速度を高めるのに貢献する。

次のステップＳ１０１でユーザインターフェース画面に表示されている撮像画像の明るさの初期値の設定が行われる。この初期値として、第２番目の作業である光学情報読取領域の明るさの調整（図３２）で得られた明るさが採用される。チューニングよりも前段階で行われた明るさ調整で最適として設定された明るさをチューニングの初期値として使用することで、チューニングの初期段階から一般的には最適な明るさを設定することができる。これによりチューニング処理時間を飛躍的に短縮することができる。

次のステップＳ１０２で初期値の明るさで、チューニング対象領域の読み取りが開始され、読み取りが成功したときには光学情報の種類、大きさ、表示位置が取得され、次いで、ステップＳ１０４からステップＳ１０５に進んで、最も好ましくは読み取りが成功した明るさを初期値として設定し、この初期値の明るさを中心にして明るさや他のパラメータの値を変化させながら光学情報のデコードが実行される。勿論、読取が成功した明るさを含む所定の範囲内の明るさを初期値として設定してもよく、また、初期値の明るさを含む所定の範囲の明るさと他のパラメータを変化させながらデコードを実行してもよい。チューニング処理で変化させるパラメータを例示すれば次の通りである。

（１）画像の明るさ；
（２）フィルタ；
（３）画像のコントラスト；
（４）曲面設定。

上記（４）の曲面設定とは、例えばワークが円柱体の場合に、湾曲した表面に付された光学情報を読み取るのに適当であるパラメータの設定を意味している。

多くの場合、明るさの初期値が、それ以前の処理で最適として設定された明るさであることから、ステップＳ１０４で読み取り成功と判断される確率が非常に高いはずである。また、この明るさの初期値による一回の読み取り成功によってバーコードやＱＲコードなどの光学情報の種類、大きさ、位置の情報をチューニング処理の初期段階で獲得することができ、この光学情報に直接的に関係した情報を次のステップＳ１０５でのデコード処理に反映される。これによりデコードを容易に且つ短時間に終わらせることができる。すなわち、最初に読み取りに成功したときに、光学情報の種類、大きさ、位置の情報を獲得し、この獲得した情報はデコード処理に反映される。

ステップＳ１０５で実行されたデコードの結果(スコア)が次のステップＳ１０６で算出される。このスコアを参照することで、設定するのに適したパラメータの値に目安を付けることができる。

次のステップＳ１０７で、この複数のデコードスコアの中から一番高いスコアを検出し、次いで、ステップＳ１０８において、このデコードスコアの一番高いパラメータの値の近傍の範囲においてパラメータの値の変化の間隔を狭めてパラメータの値を次々と変化させながらデコードが実行され、その結果（スコア）が作成される。

このデコードの結果（スコア）からスコアの高いものを複数候補として検出し（Ｓ１０９）、そして、この複数の候補のなかで一番スコアの高い候補の読み取りを実行し（Ｓ１１０）、読み取りに成功したら「チューニング成功」ということで、この最良な候補に対応するパラメータの値が最適なパラメータの値であると決定される（Ｓ１１１、Ｓ１１２）。

多くの場合、初期値の明るさ、つまりチューニング以前の作業で最適な明るさが設定されている、その明るさでチューニングが成功すると思われる。また、撮像画像の一部の領域であるチューニング対象領域に範囲を絞り込んで読み取りが開始される（Ｓ１０３）。この読み取りが成功する確率は一般的には高く、この読み取りによって光学情報の位置、大きさ、種類の情報を獲得することで、その後のチューニング処理を素早く実行することが可能になるため、チューニングに要する時間を大幅に短縮することができる。

図４０のステップＳ１０４に戻って、初期値で明るさでの読み取りに失敗したときには、初期値の明るさを中心に明るさを変化させて読み取りが試行され、これを一定回数実行しても読み取りに失敗したときには「チューニング不能」としてチューニング処理が終了される。

また、図４０のステップＳ１１１で読み取りに失敗したときには、ステップＳ１１３に進んで、次の候補に対して読み取りを試行し、この読み取りが成功したら、この第２番目の候補に対応するパラメータの値が最適なパラメータの値であると決定される（Ｓ１１６）。

この第２番目の候補の読み取りが失敗したときには、第３番目というように、読み取りに成功するまで全ての候補に対して同様の処理が実行され（Ｓ１１５）、読み取りに成功した候補に対応するパラメータの値が最適なパラメータの値であると決定される（Ｓ１１６）。

以上、図４０を参照して、チューニングの具体例を説明したが、明るさは露光時間とゲインとの関係で設定される。露光時間が長くなると、ワークの移動や振動で画像にブレが生じ、読み取りが不能になる可能性がある。この問題に対処するには、露光時間を短縮するのが好ましいが、露光時間を短縮したときには、これに応じてゲインを高める必要があり、ゲインを高く設定すると画像のノイズ成分が増加してしまうという次の問題がある。つまり、明るさ、露光時間、ゲインの三者には次の関係がある。

（明るさ）＝（露光時間）×（ゲイン設定）

以上のことを考慮して、チューニング設定画面では、「画質優先」と「速度優先」とをユーザが選択できるようにしてある（図３５）。

「画質優先」モードでは、露光時間が５msの上限値が設定され、最大ゲインは２倍までに制限される。「速度優先」モードでは、露光時間は、予め設定された時間を上限とし、最大ゲインは5.4倍である。

点灯パターンに関しては、複数の点灯パターンを登録できるようにするのが好ましく、登録した各点灯パターン毎に明るさ設定の初期値を用意しておくのがよい。

バンクの自動作成（図４１〜図４３）：
図４１は、ユーザが部分点灯パターンの異なる３つの設定バンク１１６（図１９）を作成した場合に、ユーザが作成した点灯パターンを基準に追加のバンクを自動生成する例を示す。

図４１の上段に第１〜第３のバンク「１」、「２」、「３」の３つのバンクが示されているが、この第１〜第３の３つのバンクはユーザが作成したバンクである。ここに、第１のバンク「１」と第２のバンク「２」は部分点灯パターンが設定され、第３のバンク「３」は全面点灯パターンが設定されている。部分点灯パターンの第１、第２のバンク「１」、「２」からユーザが選択したバンク、この例では第１のバンク「１」が選択されており、この第１のバンク「１」に対して追加のバンクが自動作成される。勿論、第２のバンク「２」をユーザが選択したときは、このバンク「２」に対して追加のバンクが設定される。

ユーザは、点灯パターンの異なる追加のバンクを作成したときには、図４１の「補間方法」から「部分点灯補完」を選択し、そして、既にユーザが設定したバンクの一覧から、バンクを追加したい設定バンクを選択する。次いで、補完数つまり作成したい追加のバンクの条件を選択する。

図４１の例では、「２方向」、「４方向」、「８方向」の３つの選択肢が用意されている。この選択肢の数は任意である。「２方向」とは、ユーザが設定した基準となる点灯パターンを１８０°回転させた追加のバンクを自動生成することを意味している。「４方向」とは、ユーザが設定したバンク１１６に含まれている点灯パターンを基準として９０°回転間隔で回転させた点灯パターンの追加のバンクを自動生成することを意味している。「８方向」とは、ユーザが設定した基準となる点灯パターンを４５°間隔で回転させた追加のバンクを自動生成することを意味している。この回転角度の選択は、第１のバンク「１」の点灯パターンのように非対称な点灯パターンの場合を主に想定してユーザインターフェース画面が作成されている。自動生成された追加のバンク「４」〜「６」は仮保存される。

図４１は、ユーザが「４方向」を選択した例を示す。図４１に見られるバンク「４」〜「６」が自動生成されたバンクを意味し、この３つの追加のバンク「４」〜「６」に含まれる点灯パターンが図４１に図示されている。この図４１から、ユーザが設定した第１バンク「１」の点灯パターンを基準として９０°間隔で回転させた点灯パターンが設定されていることが理解できるだろう。

図４３は追加のバンク自動生成のときのユーザインターフェース画面を示す。追加バンク「４」〜「６」は自動生成されると、この追加のバンクの情報がバーコードリーダ２に送信され、そして、上記のワークの位置決め（図３１）で説明したライブ画像がユーザインターフェース画面に表示される。ユーザは試験片（ワーク）をバーコードリーダ２に対して回転させて、ディスプレイに表示のライブ画像の光の当たり具合を確認することになる。また、これに続いて読取試行が実行される。図３７で説明した読取試行の結果をスコアなどで表示してもよい。また、この仮保存されている追加のバンクに対して、図４０を参照して前述したチューニングを行うようにしてもよい。なお、図４３のユーザインターフェース画面に「ライブビュー起動」「生成された設定で読取テスト（仮設定）」「設定を反映」という文言が見られるが、これらの文言が指し示す部位に、それぞれボタンが用意されていると理解されたい。「ライブビュー起動」ボタンを押し下げると、ワークの位置決め（図３１）で説明したライブ画像がユーザインターフェース画面に表示される。「生成された設定で読取テスト（仮設定）」ボタンを押し下げると、読取試行が実行される。「設定を反映」ボタンを押し下げると追加のバンクが設定され、設定された追加のバンクがバーコードリーダ２に送信されて、このバーコードリーダ２のメモリＭに記憶される。

ユーザは、ライブ画像や読取試行の結果を見て、更に追加の点灯パターンを用意する必要があると考えたときには、「８方向」を選択して４５°間隔で回転した点灯パターンの追加のバンクを自動生成させることになる。この４５°間隔で回転させた追加のバンクは仮保存される。逆に、ユーザがそこまでの数の追加の点灯パターンは必要でないと考えたときには、「２方向」を選択して１８０°回転した点灯パターンの追加のバンクを自動生成させることになる。

上記の自動生成された追加のバンクは仮保存され、ユーザの操作によって最終設定される。設定された追加のバンクはバーコードリーダ２に転送されて、バーコードリーダ２の運用に反映される。

図４２は、設定バンク１１６に含まれる他のパラメータの明るさに関する追加のバンクの自動生成の例を示す。図４２の上段に第１〜第３のバンク「１」、「２」、「３」の３つのバンクが示されているが、この第１〜第３の３つのバンクはユーザが作成したバンクである。ここに、パラメータの「明るさ」の数値は（シャッター時間×ゲイン）の指標を意味している。

“明るさ５”の第１設定バンク「１」と、“明るさ８０”の第２設定バンク「２」の２つの設定バンク１１６をユーザが選択して「補間数」を入力すると、この“明るさ５”“明るさ８０”を基準として、これらの間をユーザが指定した数で補間した追加のバンクが自動生成される。図４１は補間数「３」が指定された例である。第１設定バンク「１」の“明るさ５”と第２設定バンク「２」の“明るさ８０”との間の“明るさ１０」の第１の追加バンク「４」、“明るさ２０”の第２の追加バンク「５」、“明るさ４０”の第３の追加バンク「６」が自動生成される。つまり、下限の基準である“明るさ５”を倍々で補間したのが“明るさ１０”、“明るさ２０”、“明るさ４０”である。

なお、図４２に「ダイナミックレンジ」つまり撮像画像の暗い部分と明るい部分との差分を小さくして、暗い部分は比較的明るく、明るい部分は比較的暗くする設定に関して、第１、第２の設定バンク「１」「２」では「標準」が設定されているが、自動生成される追加のバンクは、このダイナミックレンジの設定がそのまま承継される。

明るさに関する追加のバンクの自動生成に関する他の例として、例えば、ユーザが第１設定バンク「１」を設定したときに“明るさ５”を基準にユーザが予め指定したルールに従って、例えばその周辺の複数の“明るさ”を規定した、ユーザが指定した数の追加のバンクを自動生成するようにしてもよい。

このように追加のバンクを自動設定する機能を付加することで、特に「ダイレクトパーツマーキング」と称されるワークに直接的に刻印された光学情報やヘアラインワークと称される表面に微細な研削跡を備えたワークの光学情報に関してユーザの設定作業を軽減することができる。この「ダイレクトパーツマーキング」は、ワークに対して光を当てる方向や光量によって読み取りが不安定になることが知られている。また、運用時に、バーコードリーダ２に対してワークが傾斜する場合（傾斜ズレ）や回転する場合（回転ズレ）でも安定した読み取りを実現するには、典型的な回転位置や傾斜角度を再現して設定作業を行う必要がある。

これに対して、図４１を参照して説明した点灯パターンを回転させた追加のバンクの自動設定によれば、運用時のワークの“回転ズレ”に対して対応できる典型的な点灯パターンを含むバンクが自動設定されるためユーザの設定作業を軽減することができる。図４２を参照して説明した光量を変化させた追加のバンクの自動設定によれば、運用時のワークの“傾斜ズレ”に対して対応できる典型的な光量を含むバンクが自動設定されるためユーザの設定作業を軽減することができる。

前述したとおり、運用時、バーコードリーダ２は、一つの設定バンク１１６のパラメータに従って読み取りを実行して失敗したときには、次のバンク１１６のパラメータに従って読み取りが試行され、この第２のバンク１１６でも読み取りに失敗したときには、次のバンク１１６に従って読み取りを試行するというように、読み取りが成功するまで次々とバンク１１６の切り替えが行われる。したがって、図４１〜図４３を参照して説明した追加のバンクを自動設定することで、「ダイレクトパーツマーキング」のような光量や光の当たり具合の感受性の高いワークに対して、バーコードリーダ２による読み取りを安定化させることができる。

また、この追加のバンクの自動設定を実行するときに、追加のバンクを仮設定して読み取りを試行して読み取り率を確認することで適切な数の追加のバンクを自動設定できる。

本発明は光学情報読取装置の設定に適用される。

１ バーコードリーダ・システム
２ バーコードリーダ
３ パーソナルコンピュータ
１０１ 第１ＣＰＵ
１０２ 第２ＣＰＵ
１０３ 共有バス
１０４ 共有メモリ
１１６ 設定バンク

Claims (6)

1. ユーザが設定した各種のパラメータを含む設定バンクを作成して、該設定バンクを光学情報読取装置の運用に反映させる光学情報読取の設定支援装置であって、
   前記ユーザが作成した設定バンクに含まれる各種のパラメータのうち、ユーザが選択したパラメータを基準として、該基準パラメータの周辺のパラメータを所定のルールに従って変化させた追加のバンクを作成する追加バンク作成手段と、
   前記追加のバンクの数をユーザが選択することのできる追加バンク数選択手段と、
   前記追加バンク作成手段が作成した追加のバンクをユーザの指示に基づいて設定して、前記光学情報読取装置の運用に反映させる追加バンク設定手段とを有することを特徴とする光学情報読取の設定支援装置。
2. 前記前記基準パラメータが前記光学情報読取装置の照明の点灯パターンであり、
   前記追加のバンクが、予めユーザによって登録された点灯パターンからユーザが指定したルールによって選択される、請求項１に記載の光学情報読取の設定支援装置。
3. 前記光学情報読取装置の照明がリング型照明であり、
   前記基準パラメータが前記リング型照明の周方向に非対象な点灯パターンである、請求項２に記載の光学情報読取の設定支援装置。
4. 前記追加バンク作成手段が、前記非対称な点灯パターンを周方向に回転させることにより前記追加のバンクを作成する、請求項３に記載の光学情報読取の設定支援装置。
5. 前記非対称な点灯パターンを周方向に回転させる角度をユーザが選択して、これを前記所定のルールとして設定可能である、請求項４に記載の光学情報読取の設定支援装置。
6. 前記前記基準パラメータが前記光学情報読取装置の照明の明るさであり、
   ユーザが２つの明るさの異なる設定バンクを選択することで、前記追加バンク作成手段が２つの前記基準パラメータの間を補間する追加のバンクを作成する、請求項１に記載の光学情報読取の設定支援装置。