JP2016033786A - 光学的情報読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設定作業やメンテナンス作業で確認できると便利な情報を画像として表示する光学的情報読取装置を提供する。【解決手段】デコード部５３は撮像素子３１により取得された画像データをデコードし、演算部６３がデコード部５３におけるコードのデコードのしやすさ、デコードの安定度、デコードの余裕度またはピクセル・パー・セルを示すマッチングレベルを演算する。さらに、ＵＩ管理部６６および表示部５５の画像表示装置は、マッチングレベルと、撮像素子３１により取得された画像データと、コードを複数回撮像することで得られた複数の画像データについてデコードすることにより得られたデコードの平均成功率（読み取り成功率）とのうち少なくとも１つを画像として表示する。【選択図】図５

Description

本発明は情報を光学的に読み取る光学的情報読取装置のうち、固定式の光学的情報読取装置に関する。

光学的情報読取装置には、操作者が手持ちでコードを読み取るハンディタイプの光学的情報読取装置と、装置を固定しコードが付された対象物を動かす固定式の光学的情報読取装置とがある。バーコードやＱＲコード（登録商標）などの２次元コードを読み取る２次元コードリーダ（以下、リーダと称す。）は広く普及している。このようなリーダの一例が特許文献１に記載されている。

特開２０１１−７６５１９号公報

一般に固定式のリーダにはディスプレイが設けられておらず、２次元コードのデコードに成功したか否かを示すＯＫ／ＥＲＲ（エラー）をＩ／Ｏ端子を介して外部機器に出力していた。あるいは、ＯＫであれば緑色の発光素子を点灯し、エラーであれば赤色の発光素子を点灯するといった簡易な表示部しかリーダには設けられていなかった。そのため、特許文献１が示すように、リーダに通信ケーブルを介して接続されたコンピュータ（ＰＣ）がリーダの設定を行う必要があった。生産ラインを搬送されるワークの２次元コードを読み取るために、生産ラインにリーダが設置されることもある。そのようなリーダの周囲には十分なスペースがなく、ＰＣを接続することも困難である。よって、リーダの設定作業やメンテナンス作業はユーザにとって簡単ではなかった。そのため、リーダ単体で設定作業やメンテナンス作業を実行できれば便利であろう。なお、ＰＣでの設定作業をすべてリーダで実行するようにすることは、リーダの大型化を招くだろう。よって、設定作業やメンテナンス作業で確認できると便利な情報、たとえば、２次元コードを撮像して得られた画像や、リーダとワークとの距離を調整するために役立つマッチングレベルなどを表示する画像表示装置があれば、ユーザにとって便利であろう。

そこで、本発明は、設定作業やメンテナンス作業で確認できると便利な情報を画像として表示する固定式の光学的情報読取装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、たとえば、
ワークに設けられたコードを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により取得された画像データをデコードするデコード手段と、
前記デコード手段における前記コードのデコードのしやすさ、デコードの安定度、デコードの余裕度またはピクセル・パー・セルを示すマッチングレベルを演算する演算手段と、
前記マッチングレベルと、前記撮像手段により取得された画像データと、前記コードを複数回撮像することで得られた複数の画像データについてデコードすることにより得られたデコードの平均成功率とのうち少なくとも１つを画像として表示する画像表示手段と、
前記撮像手段の撮像条件と前記デコード手段における画像処理条件とを含む読取条件を制御する読取条件制御手段と、
を有する固定式の光学的情報読取装置であって、
前記固定式光学的情報読取装置に設けられた指示部からの指示により、前記読取条件制御手段が前記コードの読み取りに適した前記読取条件を探索する処理であるチューニングを行うことができ、
前記チューニングを終了すると、前記画像表示手段は、前記マッチングレベルと、前記撮像手段により取得された画像データと、前記コードを複数回撮像することで得られた複数の画像データについてデコードすることにより得られたデコードの平均成功率とのうち少なくとも１つを表示することを特徴とする固定式の光学的情報読取装置が提供される。

本発明によれば、設定作業やメンテナンス作業で確認できると便利な情報を画像として表示する光学的情報読取装置が提供される。

光学的情報読取装置を示す図 光学的情報読取装置の構造を示す図 画像表示装置の支持構造を示す図 光学的情報読取装置の表示および操作パネルを示す図 光学的情報読取装置の電気的な構成を示す図 光学的情報読取装置に接続されるコンピュータを示す図 光学的情報読取装置の状態遷移図 ＵＩ画像を示す図 動作モードごとのＵＩ画像を示す図 メニューの遷移を示す図 画像の縮小方法を示す図 画像の縮小方法を示す図

以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

図１はリーダシステム（光学的情報読取装置）の一例を示す図である。ライン１は検査対象物であるワーク２を搬送する搬送ベルトなどである。リーダ３は２次元コードを読み取ってデコードする２次元コードリーダである。なお、リーダ３自体も狭義の光学的情報読取装置である。プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ５）はライン１やリーダ３を制御する制御装置である。コンピュータ４はリーダ３に対して動作条件などを設定したり、リーダ３からデコード結果などを取得して表示したりする情報処理装置である。

＜リーダ３の構造＞
図２（Ａ）はリーダ３の斜視図であり、図２（Ｂ）は主要部品の展開図である。リーダ３の形状は略直方体であるため、筐体外面は６つの面を有している。図２（Ｂ）が示すようにフロントケース１０には４つの開口が設けられている。上面側の開口にはホルダー１３と、ホルダー１３によって支持される画像表示装置１４と、画像表示装置１４をカバーするように配置される表示パネル１５と、メインシート１６が設けられる。フロントケース１０の前面側の開口には透光性を有する窓部１１と、フロントカバー１２とが設けられる。窓部１１の一部には偏光フィルム等が設けられていてもよい。フロントケース１０の後面側の開口から、リフレクタ１７と照明基板１８とが挿入され、リアケース１９によってふたをされる。リアケース１９には、メイン基板２１と、メイン基板２１に固定された光学系５０およびＡＦ機構５１が設けられている。リフレクタ１７は、照明基板１８に設けられた発光素子からの光を効率よく前方に照射するための構造部品である。リフレクタ１７には、照明用の発光素子からの光を前方に集光して照射するためのコーン型の集光部１７６〜１７９と、ポインタ用の発光素子からの光を前方に集光して照射するためのコーン型の集光部１７５とが設けられている。これらには集光効率を高めるために金メッキ等が施されている。フロントケース１０の下面側に開口にはコネクタホルダ２０が取り付けられる。コネクタホルダ２０には２本の通信ケーブルが接続されており、それぞれコンピュータ４とＰＬＣ５とに接続される。コネクタホルダ２０にはコネクタ基板が取り付けられている。

図３（Ａ）〜図３（Ｃ）はホルダー１３の周辺の構造を説明するための図である。図３（Ａ）や図３（Ｂ）が示すようにホルダー１３は画像表示装置１４を支持する支持部材である。照明基板１８は、ホルダー１３に対して直交した方向に延在し、ホルダー１３に係合してホルダー１３を支持する。つまり、ホルダー１３はフロントケース１０の上面に対して平行に設けられており、照明基板１８はフロントケース１０の前面と平行に設けられており、両者は直交している。なお、ホルダー１３の下面側には溝１３１が設けられており、溝１３１に照明基板１８の端部が嵌合することで、ホルダー１３を照明基板１８に対してしっかりと固定してもよい。このようなホルダー１３を採用することで画像表示装置１４を取り付ける回路基板を不要とすることができる。

図３（Ａ）や図３（Ｃ）が示すように、照明基板１８には、画像表示装置１４の表示面と同じ側に押圧面が存在する押しボタン型のスイッチ２４、２５が配置されていてもよい。ホルダー１３と一体に構成された押圧部材２２、２３によって、それぞれスイッチ２４、２５が押圧され、それぞれの接点が閉じるように構成されていてもよい。スイッチ２４、２５の押圧方向と、ホルダー１３を指示する照明基板１８の長さ方向とが一致しているため、スイッチ２４、２５を押圧してもホルダー１３が撓みにくい。押圧部材２２はホルダー１３の主体から延びる弾性の腕部３９ａによって支持されている。同様に、押圧部材２３はホルダー１３の主体から延びる弾性の腕部３９ｂによって支持されている。押し下げられた押圧部材２２、２３は腕部３９ａ、３９ｂの弾性によって元の位置に復帰する。腕部３９ａ、３９ｂはホルダー１３と一体構成型されているため、ばね等の復帰用の追加部材を省略できる利点がある。

図３（Ａ）や図３（Ｂ）が示すように、照明基板１８には、撮像素子３１に対応して設けられる光学系モジュール（光学系５０やＡＦ機構５１など）を実装するための円形の開口部３３が設けられている。開口部３３の周囲には照明用の４つの発光素子２６〜２９が設けられている。図３（Ａ）が示すように、照明基板１８とホルダー１３との係合部の付近にはインジケータとして機能する１つまたは複数の発光素子３２が設けられている。発光素子３２の光がフロントケース１０の上面から外部に出力されるように、ホルダー１３に導光用の開口部３４が設けられている。つまり、２つのスイッチ２４、２５の間にインジケータが配置されている。図３（Ｃ）が示すように開口部３４の四方は遮光壁３６ａ〜３６ｄで囲まれているため、インジケータの光が画像表示装置１４の方へ漏れにくくなっている。ホルダー１３には画像表示装置１４を収容するための収容溝３７が設けられている。また収容溝３７の底部には画像表示装置１４の信号ケーブルを通すための穴部３８が設けられている。

図３（Ｂ）が示すようにメイン基板２１には撮像素子３１が配置されている。図３（Ｂ）が示すように照明基板１８にはポインタ用の光を出力する発光素子３５が配置されている。上述したようにリフレクタ１７には、発光素子３５用の集光部１７５に加え、発光素子２６〜２９用の集光部１７６〜１７９が設けられている。集光部１７５〜１７９はコーン型の形状であり、コーンの頂上側の開口から光が入射し、底面側から出射する。

図４はメインシート１６を示す図である。メインシート１６の中央部には画像表示装置１４の表示面４０が設けられている。メインシート１６の下部にはセレクトキー４２、インジケータ４４、エンターキー４３が設けられている。セレクトキー４２は、上述したスイッチ２４と押圧部材２２によって構成されている。エンターキー４３は、上述したスイッチ２５と押圧部材２３によって構成されている。インジケータ４４は、２つの発光素子３２によって構成されており、たとえば、２次元コードの読み取りが成功すると緑色の発光素子が点灯し、２次元コードの読み取りが失敗すると赤色の発光素子が点灯する。なお、画像表示装置１４は撮像素子３１によって取得した画像（静止画または動画）に加え、セレクトキー４２とエンターキー４３の割り当てをユーザに示唆する画像（図４のＳＥＬとＭＥＮＵ（ただしＥＮＴと表示されることもある））を表示してもよい。

＜制御ユニット＞
図５はリーダ３の電子的な構成を示すブロック図である。リーダ３のカメラ部（撮像手段）は、撮像素子３１、光学系５０、ＡＦ機構５１、照明部５２などを有している。撮像素子３１は光学系５０を通して結像した２次元コードの画像を電気的な信号に変換するＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサである。ＡＦ機構５１は光学系５０のうち合焦用のレンズの位置や屈折率を調整する機構である。ＡＦ機構５１と光学系５０は、図３（Ｂ）において撮像素子３１と開口部３３との間に配置される。ＡＦ機構５１と光学系５０は一体化されて光学系モジュールを構成していてもよい。

照明部５２は１つ以上の発光素子を有し、２次元コードを照明するユニットである。照明部５２は、たとえば、照明用の発光素子２６〜２９やポインタ用の発光素子３５を有している。ポインタの光は光学系５０の光軸の目安となり、ユーザはポインタの位置を参照してワーク２を正しい位置に設置してもよい。

デコード部５３は撮像素子３１によって取得された２次元コードの画像データ７２をデコードしてデコード結果７１を記憶部７０に書き込むユニットである。通信部５４はＰＬＣ５やコンピュータ４と通信するユニットである。通信部５４は、たとえば、ＰＬＣ５と通信するＩ／Ｏ部、ＲＳ２３２Ｃなどのシリアル通信部、無線ＬＡＮや有線ＬＡＮなどのネットワーク通信部などを備えていてもよい。

表示部５５は画像表示装置１４やインジケータ用の発光素子３２を備えている。表示部５５は、たとえば、２次元コードのデコード結果７１である文字列、読み取り成功率（複数回読み取り処理を実行したときの平均読み取り成功率）、マッチングレベル（読み取りのしやすさを示す読取余裕度）、ＰＰＣ（２次元コードを構成する１つのセルが画像データにおいていくつの画素に相当するかを示す値：ピクセル・パー・セル）などを表示してもよい。入力部５６はスイッチなどの入力操作を受け付けるユニットであり、セレクトキー４２やエンターキー４３を備えている。

制御ユニット６０はリーダ３の各部を統括的に制御するユニットである。制御ユニット６０は様々な機能を搭載しているが、これらは論理回路により実現されてもよいし、ソフトウエアを実行することによって実現されてもよい。オートフォーカス制御部（ＡＦ制御部）６１はＡＦ機構５１を制御するユニットである。撮像制御部６２は照明部５２の照明光の光量を制御したり、撮像素子３１の露光時間（シャッタースピード）を制御したりするユニットである。

演算部６３は様々な演算処理を実行する。たとえば、演算部６３はデコード結果や画像データなどを用いて、読み取り成功率やマッチングレベル、ＰＰＣを演算する。もちろんこれらの演算は、デコード部５３など、演算部６３以外のユニットで実行されてもよい。設定部６４は通信部５４のＩＰアドレスなどを設定するユニットである。

チューニング部６５は、読取条件制御手段であり、露光時間や照明光量、ゲインなどの撮像条件やデコード部５３における画像処理条件（フィルタの係数など）を制御するユニットである。ライン１を搬送されるワーク２に対する外光の影響などで適切な撮像条件や画像処理条件は変化する。よって、チューニング部６５は、より適切な読取条件を探索して、ＡＦ制御部６１や撮像制御部６２、デコード部５３を設定する。

ＵＩ管理部６６は、画像表示装置１４に画像データを表示したり、入力部５６からのユーザ指示を受け付けたり、インジケータの点灯を制御したりするユニットである。画像調整部６７は撮像素子３１により取得された画像データを調整するユニットである。たとえば、画像調整部６７は画像データの縦横サイズを縮小する画像縮小手段として機能する。また、画像調整部６７は画像データを所定間隔で間引くかまたは元画像の中心領域の画素データを残し、元画像の周辺領域の画素データを廃棄することで縮小を実行してもよい。

記憶部７０は、メモリなどの記憶装置であり、デコード部５３によって取得されたデコード結果７１、撮像素子３１によって取得された画像データ７２、コンピュータ４などの設定装置によってリーダ３に設定されたデータや設定部６４により設定されたデータである設定データ７３などを記憶する。

図６はコンピュータ４の機能を示すブロック図である。リーダ３を小型化すると、リーダ３の表示部５５や入力部５６だけではリーダ３のすべての機能を設定することが難しくなる。そこで、一部の設定データ７３についてはコンピュータ４で作成してリーダ３に転送してもよい。ＣＰＵ８０は記憶部９０に記憶されているプログラムに基づきコンピュータ４が備えている各部を制御するユニットである。演算部８１の一機能であるＵＩ制御部８３はリーダ３の撮像条件などを設定するためのユーザインタフェースやリーダ３が出力するデコード結果７１、画像データ７２などを表示するためのユーザインタフェースを生成し、表示部８４に表示させる。演算部８１は様々な演算を実行するユニットである。通信部８６はリーダ３の通信部５４と有線または無線で接続し、デコード結果７１や画像データ７２を受信したり、設定部８２で生成された設定データ７３を送信したりする。記憶部９０は、メモリやハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）などである。

＜動作モード＞
リーダ３には、たとえば、３つの動作モードが設けられてもよい。テストモード（チューニングモード）は、リーダ３をライン１に設置したときに実行されるモードであり、リーダ３の読み取り条件などのチューニングを実行するモードである。運用モードはライン１を搬送されるワーク２の２次元コードを読み取ってデコードし、デコード結果をＰＬＣ５やコンピュータ４に出力するモードである。メンテナンスモードは、リーダ３がライン１に設置され、運用が開始された後で、定期的または不定期にリーダ３の状態を確認するためのモードである。

図７はリーダ３の状態遷移の一部を示す図である。スタンバイ状態Ｓ１においてエンターキー４３が押し下げられたことを検知すると状態Ｓ２に遷移し、ＵＩ管理部６６が画像表示装置１４にメニューを表示する。状態Ｓ２ではチューニングモードに遷移するか、それとも他のモードに遷移するかを選択できる。状態Ｓ２でエンターキー４３が押し下げられたことを検知すると状態Ｓ３に遷移し、ＵＩ管理部６６が撮像制御部６２の撮影の実行と照明の開始を指示する。ＵＩ管理機能は撮像素子３１によって取得された画像データ７２を画像表示装置１４に表示させる。画像データ７２は静止画であってもよいし、動画であってもよい。画像データ７２を動画とすることで、いわゆるライブビューを実現できる。動画は、定期的またはワーク２の動きを検知したときに静止画を更新することで実現されてもよい。ライブビューによってユーザはワーク２が正しい位置に配置されているかどうかを確認できる。たとえば、２次元コードの全体が表示されていなければ、全体が表示されるようにライン１上でのワーク２の位置をずらしたり、ワーク２とリーダ３との間の距離を調整したりしてもよい。これにより容易に正しい位置にワーク２やリーダ３を配置できるようになろう。状態３においてエンターキー４３が押し下げられたことを検知すると状態Ｓ４に遷移し、ＵＩ管理部６６はチューニング部６５にチューニングの開始を指示する。チューニング部６５はＡＦ制御部６１に合焦を指示するとともに、撮像制御部６２に露光時間、照明光量、ゲインなどを調整させたり、デコード部５３にフィルタ係数などを調整させたりする。なお、チューニング部６５は、予め読取条件の組み合わせを複数個用意しておき、各セットについて順番にテストし、デコード結果が最良となるセットを運用モードで使用するセットとして決定してもよい。このときに演算部６３は読み取り成功率やマッチングレベルを算出し、チューニング部６５に提供してもよい。チューニング部６５は、読み取り成功率やマッチングレベルが最大となるように、撮像制御部６２やデコード部５３を制御し、読み取り条件を適切に調整する。なお、チューニング中においてＵＩ管理部６６は上述したライブビューを提供してもよい。ユーザはライブビューを見ることで、チューニングが適切に行われているかどうかや、チューニングの進行状況を把握しやすくなる。ＵＩ管理部６６はチューニング部６５がチューニングを完了したことを通知されると、状態Ｓ５に遷移する。状態Ｓ５でＵＩ管理部６６は演算部６３に読み取りテストを実行させ、読み取り成功率やマッチングレベルなどのデコード結果を算出させ、画像表示装置１４に表示させる。ユーザは読み取りテストのデコード結果を確認することでチューニングが適切に実行されたかを容易に確認できるようになる。なお、ＵＩ管理部６６はエンターキー４３の押し下げを検知すると、デコード結果の表示に切り替えて、ライブビューの表示を実行してもよい。ＵＩ管理部６６はエンターキー４３の押し下げを検知するたびに、これらを交互に切り替えてもよい。ＵＩ管理部６６は状態Ｓ３ないし状態Ｓ５においてセレクトキー４２の押し下げを検知すると、状態Ｓ２に遷移する。これによりチューニングが終了する。なお、状態Ｓ２においてセレクトキー４２が押し下げを検知すると、ＵＩ管理部６６は他のメニューを表示してもよい。他のメニューとしては、メンテナンスモードのメニューや運用モードのメニューなどである。

＜ディスプレイの表示例＞
図８は画像表示装置１４に表示されるＵＩ画像の一例を示している。図９は図８に示したＵＩ画像がどの動作モードで表示されるかを示している。ＵＩ画像１００Ａはテストモード、運用モードおよびメンテナンスモードで表示可能であり、２次元コードをデコードして得られた文字列１０１とマッチングレベル１０２とを含む。なお、各キーが何の動作に割り当てられているかを示すガイダンスアイコンも画面の下側に表示されてもよい。マッチングレベルに代えて、他の読み取り安定指標（読み取り成功率やＰＰＣ）が表示されてもよい。このように読み取り安定指標と、２次元コードから復元された文字列とを表示させることで、文字列を把握できるだけでなく、どの程度余裕をもって２次元コードを読み取れているかについてもユーザが容易に把握できるようになる。

ＵＩ画像１００Ｂはテストモード、運用モードおよびメンテナンスモードで表示可能であり、２次元コードを撮像して得られた画像データ１０３を含む。メンテナンスモードやテストモードでは、２次元コードが光学系の視野内に収まっているかどうかをユーザは容易に確認できる。またユーザはワーク２またはリーダ３の位置を変更し、２次元コードが光学系の視野内に収まるようにすることができる。また、２次元コードが汚れているかどうかや、２次元コードがピンボケしていないかどうかなど、何が原因で読み取りエラーが発生しているかをユーザは把握しやすくなる。

ＵＩ画像１００Ｃは運用モードで表示可能であり、２次元コードをデコードして得られたマッチングレベル１０２に加えて、統計情報を含む。統計情報は、たとえば、読み取りに成功したワークまたは２次元コードの数（ＯＫ数１０４）と、読み取りに失敗したワークまたは２次元コードの数（ＥＲＲ数１０５）である。演算部６３はデコード部５３から取得したデコード結果に基づき、ＯＫ数とＥＲＲ数をカウントし、ＵＩ管理部６６に渡す。ＵＩ管理部６６はＯＫ数１０４、ＥＲＲ数１０５およびマッチングレベル１０２を含むＵＩ画像１００Ｃを作成して画像表示装置１４に表示させる。これによりユーザは一日当たりのワークの生産状態を把握したり、リアルタイムで読み取りの可否を把握したりしやすくなる。

ＵＩ画像１００Ｄはテストモードおよびメンテナンスモードで表示可能であり、通信部５４の入力端子の状態を示す入力状態情報１０６と、出力端子の状態を示す出力状態情報１０７とを含む。ＵＩ管理部６６が通信部５４から入力端子の状態と出力端子の状態を示す情報を取得し、ＵＩ画像１００Ｄを作成する。この例では、２つの入力端子の状態と、３つの出力端子の状態とが含まれている。番号は端子に付与されている識別番号である。これによりユーザはリーダ３とＰＬＣ５とが正しく接続されているかどうかを把握しやすくなる。

ＵＩ画像１００Ｅはテストモードおよびメンテナンスモードで表示可能であり、通信部５４のネットワークインタフェースの状態を示す状態情報１０８と、シリアル通信インタフェースの状態を示す状態情報１０９とを含む。これによりユーザはリーダ３がＰＬＣ５やコンピュータ４と正しく接続できているかどうかを把握しやすくなる。

＜他のメニュー＞
図７を用いて説明したように状態Ｓ２でセレクトキー４２の押し下げを検知すると、ＵＩ管理部６６は状態Ｓ６に進む。図１０は状態Ｓ６についてより詳しく示した図である。ここでは、状態Ｓ６を状態Ｓ７ないし状態Ｓ１１として説明する。状態Ｓ７は読み取りテストを実行可能な状態である。状態Ｓ７でＵＩ管理部６６はエンターキー４３の押し下げを検知すると、演算部６３に読み取りテストの実行を指示し、デコードで結果を取得してＵＩ画像１００Ａなどを表示する。状態Ｓ７でＵＩ管理部６６はセレクトキー４２の押し下げを検知すると、状態Ｓ８に遷移する。状態Ｓ８でＵＩ管理部６６はエンターキー４３の押し下げを検知すると、演算部６３に２次元コードの１回読み取りを実行させ、インジケータにＯＫまたはＮＧを表示させる。状態Ｓ８でＵＩ管理部６６はセレクトキー４２の押し下げを検知すると、状態Ｓ９に遷移する。状態Ｓ９でＵＩ管理部６６はエンターキー４３の押し下げを検知すると、設定部６４に設定の変更を実行させる。設定部６４は、入力部５６からの指示に基づきシリアル通信の設定を初期化したり、ポインタの発光素子の点灯／非点灯を切り替えたり、画像表示装置１４の表示画像の上下を反転させたりする。リーダ３の取り付け位置に依存して、インジケータ側を表示画像の上としたほうがユーザにとってみやすいのか、それとも下とするかはとしたほうがユーザにとってみやすいのかは異なる。よって、表示画像の上下の反転機能は有効であろう。状態Ｓ９でＵＩ管理部６６はセレクトキー４２の押し下げを検知すると、状態Ｓ１０に遷移する。状態Ｓ１０でＵＩ管理部６６はエンターキー４３の押し下げを検知すると、設定部６４が作成した設定データ７３を読み出し、画像表示装置１４に表示させる。たとえば、ＩＰアドレス、サブネットマスク、ＭＡＣアドレス、シリアル通信プロトコル、リーダ３の型式などの情報が表示される。状態Ｓ１０でＵＩ管理部６６はセレクトキー４２の押し下げを検知すると、状態Ｓ１１に遷移する。状態Ｓ１１でＵＩ管理部６６はエンターキー４３の押し下げを検知すると、メニューの表示を終了し、スタンバイ状態である状態Ｓ１に遷移する。

＜画像データの縮小／間引き＞
上述したように画像調整部６７は撮像素子３１により取得された画像データの縦横サイズを縮小することで表示処理の負担を軽減している。たとえば、撮像素子３１により取得された画像データ（撮像画像と称す。）のサイズは１２８０×１０２４画素とすると、画像表示装置１４に表示可能なサイズは９６×３２画素であったりする。よって、大幅な縮小が必要となる。なお、画像の縮小は静止画だけでなく、ライブビューの動画にも適用される。

（１）単純縮小
単純縮小とは、撮像画像のサイズを表示画像のサイズまで単純に圧縮する手法である。後述する間引きは行わないため、演算負荷が高い。

（２）間引き縮小
図１１が示すように撮像画像１１０を、中心の表示領域１１１とその周辺の非表示領域（周辺領域）とに分け、表示領域１１１の画像を表示サイズまで単純に圧縮することが考えられる。この場合、周辺の非表示領域の画素はすべて廃棄される。ただし、これでは、２次元コードの全体が表示領域１１１に収まらないことがある。よって、さらなる縮小処理が必要となることがある。

たとえば、２次元コードの全体が収まるように表示領域１１１の画像を切り出し、ある一定の間引き率で画素を間引くことで、表示領域１１１の画像のサイズを表示画像のサイズまで圧縮してもよい。つまり所定間隔で画素が間引かれる。

●間引き手法その１
たとえば、８×８個の画素群１１２のうち、左上の３×３個の画素群１１３を残し、残りの画素を間引く。これを表示領域１１１の画像の全体に適用し、各３×３個の画素群１１３を連結して９６×３２個の画素からなる表示画像１１４を作成する。

●間引き手法その２
図１２が示すように、たとえば、８×８個の画素群１１２のうち、左上の３×３個の画素群１１３を残し、残った３×３個の画素群１１３の平均値を求めるとともに、残りの画素を間引く。これを表示領域１１１の画像の全体に適用し、平均値の画素１１５を連結して９６×３２個の画素からなる表示画像を作成する。なお、重みづけ平均処理によって１つの画素を生成してもよい。ここでは左上を残しているが、８×８個の画素群１１２のうちどの部分を３×３個の画素群１１３として切り出すかは任意であり、右上であってもよいし、中央であってもよい。

これらの間引き処理に加え、画像調整部６７は、階調削減を適用してもよい。たとえば、撮像画像の階調が８ビット階調であれば、表示画像の階調を４ビット階調に削減する。８ビットのうちたとえば上位４ビットを残し、下位４ビットを削除する。

＜まとめ＞
本実施形態によれば、デコード部５３は撮像素子３１により取得された画像データをデコードし、演算部６３がデコード部５３におけるコードのデコードのしやすさ、デコードの安定度、デコードの余裕度またはピクセル・パー・セルを示すマッチングレベルを演算する。さらに、ＵＩ管理部６６および画像表示装置１４は、マッチングレベルと、撮像素子３１により取得された画像データと、コードを複数回撮像することで得られた複数の画像データについてデコードすることにより得られたデコードの平均成功率（読み取り成功率）とのうち少なくとも１つを画像として表示する。マッチングレベルや読み取り成功率は、リーダ３の設定作業やメンテナンス作業で確認できると便利な情報であり、リーダ３はこれを表示する。よって、ユーザはリーダ３のみでも設定作業やメンテナンス作業を実行できるようになる。とりわけ、マッチングレベルは、余裕をもって２次元コードを読み取れたのか、それともほとんど余裕がなく読み取れたのかを把握するために役立つであろう。これは、たとえば、２次元コードの誤り訂正が必要なかった場合にマッチングレベルは高くなり、多数の誤り訂正が必要であればマッチングレベルは低くなるからである。また、２次元コードの画像データを表示することで、ワークに設けられた複数の２次元コードのうちどの２次元コードが読み取られたかをユーザが容易に判断できるであろう。

チューニング部６５は、撮像素子３１の撮像条件とデコード部５３における画像処理条件とを含む読取条件を制御する。図７や図８を用いて説明したように、チューニング部６５がコードの読み取りに適した読取条件を探索する処理であるチューニングを開始すると、画像表示装置１４は、チューニングの進行状況として、撮像素子３１により取得された画像データに基づくライブビューの動画と、チューニングの結果である、デコード部５３により画像データをデコードすることにより得られた文字列、マッチングレベルおよび読み取り成功率のうちの少なくとも１つを表示してもよい。ユーザはライブビューの動画を確認することでワーク２の位置が正しいかどうかを判断できるであろう。また、正しく文字列がデコードされたとしても、マッチングレベルや読み取り成功率を確認することで、ワーク２やリーダ３の位置の設定をより適切に変更しやすくなる。従来のように読み取り成功したか否かをインジケータで示すだけでは、読み取りの安定度がどの程度であるかを把握できない。たとえば、ちょっとしたワーク２の高さのバラツキなどで読み取りに失敗してしまう恐れもあろう。よって、マッチングレベルや読み取り成功率を提示することで、ユーザは、精度よく、リーダ３を設定できるようになろう。

リーダ３は、チューニングを実行する設定モード（テストモード・チューニングモード）と、ラインを搬送される複数のワーク２についてそれぞれデコードを実行する運用モードと、読取条件を修正するメンテナンスモードとをさらに有していてもよい。図８や図９を用いて説明したように、ＵＩ管理部６６と画像表示装置１４は、設定モードにおいて、画像データについてデコードすることにより得られた文字列と、マッチングレベルと、ライブビューの動画と、光学的情報読取装置と外部機器とが通信するための入出力端子の通信状態もしくは当該入出力端子への外部機器（例：コンピュータ４やＰＬＣ５）の接続状態とのうち少なくとも１つを切り替えながら表示してもよい。つまり、これらの情報はすべてが同時に表示されてもよいし、一部だけが表示されてもよい。一部だけが表示される場合、これらの情報を順番に切り替えて表示することで、小さな画像表示装置であってもすべての情報を確認できるようになる。ＵＩ管理部６６と画像表示装置１４は、運用モードにおいて、画像データについてデコードすることにより得られた文字列と、マッチングレベルと、ライブビューの動画と、読み取り成功功率とのうち少なくとも１つを切り替えながら表示してもよい。また、ＵＩ管理部６６と画像表示装置１４は、メンテナンスモードにおいて、画像データについてデコードすることにより得られた文字列と、マッチングレベルと、ライブビューの動画と、光学的情報読取装置と外部機器とが通信するための入出力端子の通信状態もしくは当該入出力端子への外部機器の接続状態とのうち少なくとも１つを切り替えながら表示してもよい。これらの情報もすべてが同時に表示されてもよいし、一部だけが表示されてもよい。

図７を用いて説明したように、入力部５６のエンターキー４３は、ユーザからの指示が入力される指示部として機能する。ＵＩ管理部６６と画像表示装置１４は指示部に入力された指示に応じて表示内容を切り替えてもよい。図７に示したように、マッチングレベルと読み取り成功率とを表示する画面と、ライブビュー動画を表示する画面とを簡単な操作で切り替えることが可能となる。

画像調整部６７は撮像素子３１により取得された画像データの縦横サイズを縮小してもよい。ＵＩ管理部６６と画像表示装置１４は画像調整部６７によって縮小された画像データを静止画または動画として表示してもよい。これにより画像処理の負担が大幅に軽減される。つまり制御ユニットを安価な部品で構成することが可能となる。また、画像の表示も高速化されよう。

図１１および図１２を用いて説明したように、画像調整部６７は、画像データを所定間隔で間引くかまたは画像データの中心領域の画素データを残し、画像データの周辺領域の画素データを廃棄することで画像データを縮小してもよい。これにより、画像の品質をあまり低下させずに、画像データの縮小を達成できよう。

ＵＩ管理部６６と画像表示装置１４は、デコード部５３により画像データについてデコードすることにより得られた文字列のうちＡＳＣＩＩコード以外の文字列（例：漢字やひらがな、カタカナなどの２バイト系文字列など）については代替記号（例：■など）に置換して表示してもよい。画像表示装置１４に表示される文字列はリーダ３の設定が正しいかどうかを簡便に判断できれば十分であるためである。代替記号を用いることで表示内容が簡素化され、ユーザに煩わしい印象を与えないようになろう。

図７に示したように、ＵＩ管理部６６と画像表示装置１４は、マッチングレベルと読み取り成功率とを横並びで表示してもよい。これにより２つの情報を同時に把握することが可能となる。

画像表示装置１４は、テストモードにおいてチューニングが完了するとマッチングレベルと読み取り成功率とを表示してもよい。これによりチューニングが正常に完了したかどうかをユーザが容易に判断できるようになろう。

デコード部５３が１つの画像データに基づいてデコードに成功したかまたは失敗したかを示すインジケータをさらに有していてもよい。とりわけ、ライン１を搬送される複数のワーク２についてそれぞれデコードを実行する運用モードにおいて、ＵＩ管理部６６と画像表示装置１４は、ライブビューの動画を表示し、インジケータは、撮像素子３１がワーク２のコードを１回撮像するごとにデコード部５３がデコードに成功したかまたは失敗したかを示してもよい。ライブビューの動画を表示するときは、２次元コードの画像を大きく表示することが可能となる。これは、読み取りの成否（ＯＫやＥＲＲ）を画像として表示してしまうと、ライブビューの動画の縦横サイズを小さくしなければならなくなってしまうからである。また、読み取りの成否を画像表示装置１４に表示しなくても、インジケータによってユーザが確認できるようになる。

また、ライン１を搬送される複数のワーク２についてそれぞれデコードを実行する運用モードにおいて、ＵＩ管理部６６と画像表示装置１４は、マッチングレベルを表示し、インジケータは、撮像素子３１がワーク２のコードを１回撮像するごとにデコード部５３がデコードに成功したかまたは失敗したかを示してもよい。これによりユーザは運用モードにおいて搬送される製造ばらつきのある複数のワーク２に対してもどの程度の読み取りの余裕度があるかを容易に把握できるであろう。さらに、表示の切り替え指示が入力されると、ＵＩ管理部６６と画像表示装置１４は、画像データをデコードすることにより得られた文字列やライブビューの動画を表示するように切り替えてもよい。これによりユーザはマッチングレベルだけでなく、文字列や２次元コードの動画を運用モードにおいても確認しやすくなろう。

図２や図３を用いて説明したように、画像表示装置１４をホルダー１３で支持している。さらに、ホルダー１３に対して直交した方向に延在し、ホルダー１３に係合してホルダー１３を支持する照明基板１８を採用している。これにより、画像表示装置１４を実装するための基板を省略できる。また、照明基板１８に、画像表示装置１４の表示面と同じ側に押圧面が存在する押しボタン型のスイッチ２４、２５を実装している。よって、スイッチ２４、２５が押圧されてもよい、その応力は照明基板１８の長手方向に働くことになる。照明基板１８の長手方向は強度が高いため、この応力に対しても有利である。

図３や図４を用いて説明したように、表示項目または設定項目を選択する選択キーとしてセレクトキー４２を採用し、セレクトキー４２によって選択された項目を確定する確定キーとしてエンターキー４３を表示パネル面に配置している。とりわけ、セレクトキー４２とエンターキー４３とが画像表示装置１４の長手側の２つの辺のうち照明基板１８に近い辺側に設けられている。よって、セレクトキー４２とエンターキー４３が押圧されても、表示パネル面は撓みにくい。

セレクトキー４２とエンターキー４３との間にはデコード部５３が１つの画像データに基づいてデコードに成功したかまたは失敗したかを示すインジケータ４４が設けられてもよい。インジケータ４４の発光素子３２は照明基板１８に実装されている。これにより効率よく実装スペースを利用できる。図３を用いて説明したように、ホルダー１３には遮光壁３６ａ〜３６ｄが設けられているため、インジケータ４４の発光素子３２の光が画像表示装置１４側に漏れにくい。

リーダ３には、チューニング部６５にチューニングの開始を指示する指示手段としてセレクトキー４２とエンターキー４３が設けられている。よって、リーダ３だけでチューニングを実施できるようになる。これによりコンピュータ４などをリーダ３に接続してコンピュータ４からチューニングを指示するといった手間を省けるようになる。

図２ではリーダ３を構成する複数の筐体外面のうち、画像表示装置１４は第一面に設けられ、ワーク２に設けられたコードを照明する光源が第一面に隣接した面に設けられている。しかし、ワーク２に設けられたコードを照明する光源が第一面に対して反対側の面である第二面に設けられてもよい。これは、ワーク２の上方にリーダ３を設置したときに画像表示装置１４の表示内容をユーザは見やすくなる。また、ユーザが画像表示装置１４の表示内容を見るときに、照明用の光源からの光が目に入りにくくなるといった利点がある。

画像表示装置１４は白背景に黒文字を表示してもよいし、黒背景に白文字を表示してもよい。とりわけ、後者の場合、ユーザはインジケータの点灯に気付きやすくなるであろう。

上述したように設定データ７３の少なくとも一部は画像表示装置１４に表示される。しかし、コンピュータ４が設定データ７３をリーダ３から読み出して記憶部９０に書き込み、さらに表示部８４に表示してもよい。リーダ３の画像表示装置１４と比べて、コンピュータ４の表示部８４は画面サイズが大きいため、より多くの設定データをユーザが確認できるようになる。また、リーダ３での表示を補助的な表示とすることで、リーダ３を小型化しやすくなる。

図２ないし図４に示したように表示部５５と入力部５６は同一の面に設けられ、光学系や照明系とはそれとは異なる面に設けられてもよい。これは、ワーク２の側面に２次元コードが存在し、ワーク２の側面に光軸があたるようにリーダ３を設置したときに、表示部５５の表示をユーザが確認しやすくなるとともに、入力部５６に対する操作もしやすくなる利点がある。なお、図２が示すように、表示部５５と入力部５６が設けられた面（上面）に対して反対側の面（底面）に通信用のコネクタが配置されている。これは通信ケーブルによって表示部５５の視認や入力部５６への入力操作が邪魔されにくくなるといった利点がある。

１…ライン、２…ワーク、３…照明装置、４…カメラ、５…画像処理装置、６…入力部、７…表示部

Claims (17)

1. ワークに設けられたコードを撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により取得された画像データをデコードするデコード手段と、
   前記デコード手段における前記コードのデコードのしやすさ、デコードの安定度、デコードの余裕度またはピクセル・パー・セルを示すマッチングレベルを演算する演算手段と、
   前記マッチングレベルと、前記撮像手段により取得された画像データと、前記コードを複数回撮像することで得られた複数の画像データについてデコードすることにより得られたデコードの平均成功率とのうち少なくとも１つを画像として表示する画像表示手段と、
   前記撮像手段の撮像条件と前記デコード手段における画像処理条件とを含む読取条件を制御する読取条件制御手段と、
   を有する固定式の光学的情報読取装置であって、
   前記固定式光学的情報読取装置に設けられた指示部からの指示により、前記読取条件制御手段が前記コードの読み取りに適した前記読取条件を探索する処理であるチューニングを行うことができ、
   前記チューニングを終了すると、前記画像表示手段は、前記マッチングレベルと、前記撮像手段により取得された画像データと、前記コードを複数回撮像することで得られた複数の画像データについてデコードすることにより得られたデコードの平均成功率とのうち少なくとも１つを表示することを特徴とする固定式の光学的情報読取装置。
2. 前記チューニングを開始すると、前記画像表示手段は、前記チューニングの進行状況として、前記撮像手段により取得された画像データに基づくライブビューの動画と、前記チューニングの結果である、前記デコード手段により前記画像データについてデコードすることにより得られた文字列、前記マッチングレベルおよび前記平均成功率のうちの少なくとも１つを表示することを特徴とする請求項１に記載の固定式の光学的情報読取装置。
3. 前記チューニングを実行する設定モードと、ラインを搬送される複数のワークについてそれぞれデコードを実行する運用モードと、前記読取条件を修正するメンテナンスモードとをさらに有し、
   前記画像表示手段は、
   前記設定モードにおいて、前記画像データについてデコードすることにより得られた文字列と、前記マッチングレベルと、前記ライブビューの動画と、前記光学的情報読取装置と外部機器とが通信するための入出力端子の通信状態もしくは当該入出力端子への前記外部機器の接続状態とを表示し、
   前記運用モードにおいて、前記画像データについてデコードすることにより得られた文字列と、前記マッチングレベルと、前記ライブビューの動画と、前記平均成功率とを表示し、
   前記メンテナンスモードにおいて、前記画像データについてデコードすることにより得られた文字列と、前記マッチングレベルと、前記ライブビューの動画と、前記光学的情報読取装置と外部機器とが通信するための入出力端子の通信状態もしくは当該入出力端子への前記外部機器の接続状態とを表示することを特徴とする請求項１または２に記載の固定式の光学的情報読取装置。
4. 前記画像表示手段は前記指示部に入力された指示に応じて表示内容を切り替えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の固定式の光学的情報読取装置。
5. 前記撮像手段により取得された画像データの縦横サイズを縮小する画像縮小手段をさらに有し、
   前記画像表示手段は前記画像縮小手段によって縮小された画像データを静止画または動画として表示することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の固定式の光学的情報読取装置。
6. 前記画像縮小手段は、前記画像データを所定間隔で間引くかまたは前記画像データの中心領域の画素データを残し、前記画像データの周辺領域の画素データを廃棄することで前記画像データを縮小することを特徴とする請求項５に記載の固定式の光学的情報読取装置。
7. 前記画像表示手段は、前記デコード手段により前記画像データについてデコードすることにより得られた文字列のうちＡＳＣＩＩコード以外の文字列については代替記号に置換して表示することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光学的情報読取装置。
8. 前記画像表示手段は、前記マッチングレベルと前記平均成功率とを横並びで表示することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の固定式の光学的情報読取装置。
9. 前記画像表示手段は、前記設定モードにおいてチューニングが完了すると前記マッチングレベルと前記平均成功率とを表示することを特徴とする請求項３に記載の固定式の光学的情報読取装置。
10. 前記デコード手段が１つの画像データに基づいてデコードに成功したかまたは失敗したかを示すインジケータをさらに有することを特徴とする請求項２ないし９のいずれか１項に記載の固定式の光学的情報読取装置。
11. ラインを搬送される複数のワークについてそれぞれデコードを実行する運用モードにおいて、
    前記画像表示手段は、前記ライブビューの動画を表示し、
    前記インジケータは、前記撮像手段が前記ワークのコードを１回撮像するごとに前記デコード手段がデコードに成功したかまたは失敗したかを示すことを特徴とする請求項１０に記載の固定式の光学的情報読取装置。
12. ラインを搬送される複数のワークについてそれぞれデコードを実行する運用モードにおいて、
    前記画像表示手段は、前記マッチングレベルを表示し、
    前記インジケータは、前記撮像手段が前記ワークのコードを１回撮像するごとに前記デコード手段がデコードに成功したかまたは失敗したかを示し、
    表示の切り替え指示が入力されると、前記画像表示手段は、前記ライブビューの動画または前記画像データについてデコードすることにより得られた文字列を表示することを特徴とする請求項１０に記載の固定式の光学的情報読取装置。
13. 前記画像表示手段を支持する支持部材と、
    前記支持部材に対して直交した方向に延在し、前記支持部材に係合して前記支持部材を支持する基板と、
    前記基板に配置され、前記画像表示手段の表示面と同じ側に押圧面が存在する押しボタン型のスイッチと
    を有することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の固定式の光学的情報読取装置。
14. 前記スイッチとして表示項目または設定項目を選択する選択キーと前記選択キーによって選択された項目を確定する確定キーとをさらに有し、
    前記選択キーと前記確定キーとが前記画像表示手段の長手側の２つの辺のうち前記基板に近い辺側に設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の固定式の光学的情報読取装置。
15. 前記選択キーと前記確定キーとの間には前記デコード手段が１つの画像データに基づいてデコードに成功したかまたは失敗したかを示すインジケータが設けられており、当該インジケータは前記基板に実装されていることを特徴とする請求項１４に記載の固定式の光学的情報読取装置。
16. 前記読取条件制御手段に前記チューニングの開始を指示する指示手段をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の固定式の光学的情報読取装置。
17. 前記光学的情報読取装置を構成する複数の筐体外面のうち、前記画像表示手段は第一面に設けられ、前記ワークに設けられたコードを照明する光源が前記第一面に対して反対側の面である第二面に設けられていることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の固定式の光学的情報読取装置。