JP2016099852A - 光学的情報読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部トリガを要することなく高速移動する情報コードを光学的に読み取り得る光学的情報読取装置を提供する。
【解決手段】情報コードＣとともに移動するマーカＭが、当該情報コードＣに対して所定の位置関係となるように表示されている。そして、判定処理によりマーカＭが撮像されたと判定されると、当該マーカＭに応じて情報コードＣを撮像するための撮像タイミングが撮像タイミング設定処理により設定され、この撮像タイミングにて受光センサ２８から画像信号が取り込まれることで撮像された情報コードＣが上記デコード処理によりデコードされる。
【選択図】図４

Description

本発明は、移動する物品に表示された情報コードを光学的に読み取る光学的情報読取装置に関するものである。

従来、移動する物品に表示された情報コード、例えばベルトコンベアによって搬送される物品に表示された情報コードを光学的に読み取る光学的情報読取装置として、例えば、下記特許文献１に開示される２次元コード読取装置が知られている。この２次元コード読取装置は、光学情報読取ユニットと、物品検知ユニットとを備えており、物品検知ユニットにて物品が所定位置に来たことが検知されると、その時点から所定時間が経過した時点で光学情報読取ユニットにより画像が取り込まれる。そして、画像が取り込まれると、画像中のＱＲコード（登録商標）が有する位置決め用シンボルの中心座標が算出され、この中心座標から算出されたＱＲコードの物品に対する記録位置が適正であれば、デコード処理が行われる。一方、位置決め用シンボルの中心座標が算出できない場合、又はＱＲコードの記録位置が適正でない場合には警告処理が実行される。

特開２０００−３３７８５３号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示される構成では、物品検知ユニット等からの信号のように、光学情報読取ユニット等に対して、移動する情報コードに応じたトリガ（信号）が外部から入力される必要がある。すなわち、移動する情報コードに応じて外部トリガを生成して出力する物品検知ユニットのような専用の装置が必要になり、部品点数が多くなるという問題がある。

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、外部トリガを要することなく高速移動する情報コードを光学的に読み取り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、特許請求の範囲の請求項１に記載の発明は、所定の移動速度（Ｖ）で移動する情報コード（Ｃ）を光学的に読み取る光学的情報読取装置（１０）であって、前記情報コードとともに移動するマーカ（Ｍ）が、当該情報コードに対して所定の位置関係となるように表示され、前記マーカに関する情報が記憶される記憶手段（３５）と、前記情報コードおよび前記マーカを撮像可能な撮像手段（２８）と、前記撮像手段により前記マーカが撮像されたか否かについて判定する判定手段（４０）と、前記判定手段により前記マーカが撮像されたと判定されると、当該マーカに応じて前記情報コードを撮像するための撮像タイミングを設定する設定手段（４０）と、前記設定手段により設定された前記撮像タイミングにて前記撮像手段により撮像された前記情報コードをデコードするデコード手段（４０）と、を備えることを特徴とする。
なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

請求項１の発明では、情報コードとともに移動するマーカが、当該情報コードに対して所定の位置関係となるように表示されている。そして、判定手段によりマーカが撮像されたと判定されると、当該マーカに応じて情報コードを撮像するための撮像タイミングが設定手段により設定され、この撮像タイミングにて撮像手段により撮像された情報コードがデコード手段によりデコードされる。

マーカは情報コードに対して所定の位置関係となるように表示されているので、マーカが撮像されていると判定されると、この肯定判定から情報コードが撮像可能な位置に移動してくるまでの時間を上記所定の位置関係に応じて求めることができる。このため、上記所定の位置関係に応じて求められる肯定判定からの所定時間経過後のタイミングが撮像タイミングとして設定されることで、高速移動している情報コードであっても確実に撮像することができる。したがって、外部トリガを要することなく高速移動する情報コードを光学的に読み取ることができる。

請求項２の発明では、撮像手段による撮像領域のうちマーカが撮像される可能性のある領域について、判定手段によりマーカが撮像されたか否かについて判定される。このため、撮像手段により全撮像領域についてマーカが撮像されたか否かについて判定する場合と比較して、処理時間の短縮および処理負荷の軽減を図ることができる。特に、画像取り込みサイズをマーカが撮像される可能性のある領域に限定できるので、取り込み時のフレームレートを容易に上げることができ、マーカを確実に撮像することができる。

請求項３の発明では、撮像手段により撮像された画像と前回撮像された画像との比較結果に基づいて、判定手段によりマーカが撮像されたか否かについて判定される。前回の撮像画像では含まれていなかったマーカが今回の撮像画像に含まれている場合、両撮像画像を比較すると、一定以上の変化量が検出されることとなる。このため、両撮像画像の比較結果、すなわち、両撮像画像について一定以上の変化量の検出等が検出されるか否かに基づいて、マーカが撮像されたか否かを正確に判定することができる。

請求項４の発明では、判定手段によりマーカが撮像されたと判定された撮像画像内での当該マーカの位置と上記所定の移動速度とに基づいて、設定手段により撮像タイミングが設定される。マーカは情報コードに対して所定の位置関係となるように表示されているため、画像内での当該マーカの位置と上記所定の移動速度とに基づいて、上記判定手段による肯定判定から情報コードが撮像可能な位置に移動してくるまでの時間を正確に算出することができる。これにより、撮像タイミングを正確に設定することができるので、高速移動している情報コードであってもより確実に撮像することができる。

請求項５の発明では、上記所定の移動速度は記憶手段に予め記憶される。情報コードが表示された物体は、通常、一定の搬送速度（移動速度）で搬送される場合が多い。このような場合には情報コードの移動速度は変化しないため、予め記憶手段に記憶しておくことで、情報コードの移動速度の算出処理が不要となるので、撮像タイミングを設定するための処理負荷を軽減することができる。

請求項６の発明では、上記所定の移動速度が、撮像手段により撮像された画像と前回撮像された画像との比較結果に基づいて移動速度算出手段により算出される。これにより、情報コードの移動速度が変化する場合があるような搬送状況であっても、撮像タイミングを正確に設定することができる。

請求項７の発明では、マーカの位置および所定の移動速度に加えて、撮像手段からマーカまでの距離に基づいて、設定手段により撮像タイミングが設定される。

撮像画像内において所定の基準位置（以下、画像内基準位置ともいう）を設定するとき、撮像手段により撮像される撮像範囲において上記画像内基準位置に相当する位置（以下、実基準位置ともいう）から実際の情報コードまでの移動方向における実距離を算出することで、この算出実距離と上記所定の移動速度とから、情報コードが撮像可能な位置に移動してくるまでの時間、すなわち、撮像タイミングを求めることができる。上記算出実距離は、マーカから情報コードまでの移動方向における実際の距離が既知であることから、マーカから上記実基準位置までの移動方向における実際の距離から求めることができる。上記マーカ−実基準位置の距離は、撮像画像内においてマーカから上記画像内基準位置までの画素数と、撮像手段からマーカまでの距離とから求めることができる。このように、マーカの位置および所定の移動速度に加えて、撮像手段からマーカまでの距離を考慮して撮像タイミングを求めることで、その搬送状況に適した撮像タイミングを正確に設定することができる。

請求項８の発明では、撮像手段からマーカまでの距離は記憶手段に予め記憶される。高速移動する情報コードを撮像する光学的情報読取装置は、搬送路に対して所定の位置に据え置きされる場合が多い。このような場合には、撮像手段からマーカまでの距離は変化しないため、予め記憶手段に記憶しておくことで、撮像手段からマーカまでの距離の算出処理が不要となるので、マーカの位置を算出するための処理負荷、すなわち、撮像タイミングを設定するための処理負荷を軽減することができる。

請求項９の発明では、上記マーカ距離を検出する検出手段を備えているため、撮像手段からマーカまでの距離が変化する場合があるような搬送状況であっても、マーカの位置が正確に算出されるので、撮像タイミングを正確に設定することができる。

請求項１０の発明では、撮像手段からマーカまでの距離を検出する検出手段として測距センサが採用されているため、撮像手段からマーカまでの距離を、測距センサでの検出結果に基づいてより一層正確に検出することができる。

第１実施形態に係る光学的情報読取装置が採用される搬送工程の構成概要を示す説明図である。 図１の光学的情報読取装置の要部を概略的に例示するブロック図である。 第１実施形態において制御回路により実施される読取処理の流れを例示するフローチャートである。 図４（Ａ）は、マーカが一部撮像領域に含まれている状態を示す説明図であり、図４（Ｂ）は、情報コードが撮像可能な位置に搬送された状態を示す説明図である。 第２実施形態に係る光学的情報読取装置が採用される搬送工程の構成概要を示す説明図である。 第２実施形態において制御回路により実施される読取処理の流れを例示するフローチャートである。 図７（Ａ）は、マーカが一部撮像領域に含まれている状態を示す説明図であり、図７（Ｂ）は、情報コードが撮像可能な位置に搬送された状態を示す説明図である。 第３実施形態において制御回路により実施される読取処理の流れを例示するフローチャートである。 移動速度の算出方法の説明図であり、図９（Ａ）は最初にマーカが撮像された状態を示し、図９（Ｂ）は図９（Ａ）の次に撮像された状態を示す。 図１０（Ａ）は、マーカが撮像された全体撮像領域に対応する画像を示す説明図であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に相当する実際の搬送状況を示す説明図である。 全体撮像領域における移動方向の幅に対応する画素数とマーカから画像内基準位置までの画素数との関係を示す説明図である。

［第１実施形態］
以下、本発明に係る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は、第１実施形態に係る光学的情報読取装置１０が採用される搬送工程の構成概要を示す説明図である。図２は、図１の光学的情報読取装置１０の要部を概略的に例示するブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係る光学的情報読取装置１０は、高速搬送される搬送物１に表示される一次元コード（バーコード等）および二次元コード（ＱＲコード、データマトリックスコード、マキシコード、Ａｚｔｅｃコード等）等の情報コードＣを光学的に読み取る据え置き型の読取装置である。搬送物１は、高速搬送用のベルトコンベア２により移動方向（搬送方向）Ｘに向けて所定の移動速度にて高速搬送されている。また、搬送物１には、情報コードＣに対して移動方向前側であって所定の位置関係となるようにマーカＭが表示されている。本実施形態では、マーカＭは、例えば、黒色の長方形として表示されている。

光学的情報読取装置１０は、ベルトコンベア２の直上であって、搬送物１に表示される情報コードＣやマーカＭを撮像可能にベルトコンベア２から所定の距離だけ離れて配置されている。

この光学的情報読取装置１０は、図２に示すように、情報コードＣを光学的に読み取るための回路部２０を備えており、この回路部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。

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、例えば、Ｃ−ＭＯＳやＣＣＤ等の固体撮像素子である受光素子を二次元に配列したエリアセンサとして構成されるものであり、情報コード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図略のプリント配線板に実装されている。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に像を結像するように機能するものである。本実施形態では、照明光源２１から照射された照明光Ｌｆが情報コードにて反射した後、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。なお、受光センサ２８は、「撮像手段」の一例に相当し得る。

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、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ゲインで増幅された後、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、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、上述したコード画像情報格納領域のほかに、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も確保可能に構成されている。また、ＲＯＭには、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等が予め格納されている。なお、メモリ３５は、「記憶手段」の一例に相当し得る。

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共に、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。通信インタフェース４８は、外部装置（図示略）との間にて、情報コードの読み取りに関するデータ通信を行うためのインタフェースとして構成されており、制御回路４０と協働して通信処理を行う構成をなしている。

次に、上述のように高速搬送される搬送物１に表示される情報コードＣを読取対象とするように制御回路４０にて実施される読取処理について、図３および図４を参照して詳述する。なお、図３は、第１実施形態において制御回路４０により実施される読取処理の流れを例示するフローチャートである。図４（Ａ）は、マーカＭが一部撮像領域Ｓｂに含まれている状態を示す説明図であり、図４（Ｂ）は、情報コードＣが撮像可能な位置に搬送された状態を示す説明図である。

なお、本実施形態では、ベルトコンベア２による搬送物１の搬送速度、すなわち、情報コードＣやマーカＭの移動速度（以下、移動速度Ｖともいう）は一定であり、この移動速度Ｖに関する情報は、予めメモリ３５に記憶されている。また、各搬送物１に表示されるマーカＭは全て同じ形状であり、マーカＭに関する情報、具体的には、マーカＭの形状や情報コードＣに対する上記所定の位置関係等に関する情報（以下、単にマーカ情報ともいう）は、予めメモリ３５に記憶されている。

所定の操作に応じて制御回路４０により読取処理が開始されると、まず、図３のステップＳ１０１に示す初期設定処理がなされる。この処理では、予めメモリ３５に記憶されているマーカ情報や移動速度Ｖが読み出される設定等がなされる。また、受光センサ２８から入力される画像信号に応じて情報コードＣ等を撮像可能な状態となる。

続いて、ステップＳ１０３に示す一部取り込み処理がなされる。この処理では、光学的情報読取装置１０にて撮像可能な撮像画像の全領域を全体撮像領域（図４の符号Ｓａ参照）とするとき、この全体撮像領域Ｓａの一部に相当する領域（一部撮像領域Ｓｂともいう）に対応する画像信号が、通常よりも高フレームレートで取り込まれる。ここで、一部撮像領域Ｓｂは、図４（Ａ）に例示するように、全体撮像領域Ｓａの一部であって、マーカＭの移動範囲を含めた領域、すなわち、マーカＭが撮像される可能性のある領域に設定されている。このように、一部撮像領域Ｓｂは全体撮像領域Ｓａよりも狭い範囲であるため、一部撮像領域Ｓｂに対応する画像信号を取り込む際のフレームレートを、全体撮像領域Ｓａに対応する画像信号を取り込む際のフレームレートよりも高く設定することができる。

上述のように一部撮像領域Ｓｂに対応する画像信号が取り込まれると、ステップＳ１０５に示す判定処理がなされる。この判定処理では、上述のように画像信号が取り込まれることで撮像された一部撮像領域Ｓｂの画像に上記マーカ情報から特定されるマーカＭが含まれているか否かに基づいて、マーカＭが検出されたか否かについて判定される。ここで、マーカＭが一部撮像領域Ｓｂにて撮像されていないことからマーカＭが検出されていないと判定されると（Ｓ１０５でＮｏ）、再度上記一部取り込み処理が繰り返される。なお、上記ステップＳ１０５を実施する制御回路４０は、「判定手段」の一例に相当し得る。

この繰り返し処理中に、搬送物１がベルトコンベア２により図４（Ａ）に示す位置まで搬送されると、上述のように画像信号が取り込まれることで撮像された一部撮像領域Ｓｂの画像にマーカＭが含まれるため、マーカＭが検出されたと判定される（Ｓ１０５でＹｅｓ）。続いて、ステップＳ１０７に示す撮像タイミング設定処理がなされる。この処理では、検出されたマーカＭが全体撮像領域Ｓａ（一部撮像領域Ｓｂ）にて占める位置と上記ステップＳ１０１にて設定された移動速度Ｖとに基づいて、情報コードＣを撮像するために最適な撮像タイミングが設定される。

マーカＭは、情報コードＣに対して所定の位置関係となるように表示されている。このため、マーカＭが検出（撮像）されているとの肯定判定（Ｓ１０５でＹｅｓ）から情報コードＣが撮像に最適な位置（例えば、全体撮像領域Ｓａの中央）に移動してくるまでの時間を、上記所定の位置関係とマーカＭが撮像されたと判定された全体撮像領域Ｓａ内での当該マーカＭの位置と移動速度Ｖとに基づいて求めることができる。このようにして求めた上記肯定判定からの所定時間経過後のタイミングが、撮像タイミングとして設定される。なお、上記ステップＳ１０７を実施する制御回路４０は、「設定手段」の一例に相当し得る。

上記肯定判定の後、上述のように設定された撮像タイミングになると、情報コードＣが図４（Ｂ）に示すように撮像に最適な位置まで移動しているので、ステップＳ１０９に示す全体取り込み処理がなされる。この処理では、全体撮像領域Ｓａに対応する画像信号が、通常のフレームレートで取り込まれる。続いて、ステップＳ１１１に示すデコード処理がなされ、上述のように画像信号が取り込まれることで撮像された全体撮像領域Ｓａの画像に対して公知のデコード処理が実施されて、情報コードＣとしてコード化された文字データ等が読み取られる。なお、上記ステップＳ１１１を実施する制御回路４０は、「デコード手段」の一例に相当し得る。

以上説明したように、本実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、情報コードＣとともに移動するマーカＭが、当該情報コードＣに対して所定の位置関係となるように表示されている。そして、上記判定処理（Ｓ１０５）によりマーカＭが撮像されたと判定されると、当該マーカＭに応じて情報コードＣを撮像するための撮像タイミングが上記撮像タイミング設定処理（Ｓ１０７）により設定され、この撮像タイミングにて受光センサ２８から画像信号が取り込まれることで撮像された情報コードＣが上記デコード処理（Ｓ１１１）によりデコードされる。

マーカＭは情報コードＣに対して所定の位置関係となるように表示されているので、この所定の位置関係に応じて求められるマーカＭの検出肯定判定からの所定時間経過後のタイミングが撮像タイミングとして設定されることで、高速移動している情報コードＣであっても確実に撮像することができる。したがって、外部トリガを要することなく高速移動する情報コードＣを光学的に読み取ることができる。

特に、全体撮像領域ＳａのうちマーカＭが撮像される可能性のある一部撮像領域Ｓｂについて、マーカＭが撮像されたか否かについて判定される。このため、全体撮像領域ＳａについてマーカＭが撮像されたか否かについて判定する場合と比較して、処理時間の短縮および処理負荷の軽減を図ることができる。特に、画像取り込みサイズをマーカＭが撮像される可能性のある一部撮像領域Ｓｂに限定できるので、取り込み時のフレームレートを容易に上げることができ、マーカＭを確実に撮像することができる。

また、上記所定の位置関係に加えて、マーカＭが撮像されたと判定された全体撮像領域Ｓａ内での当該マーカＭの位置と移動速度Ｖとに基づいて、撮像タイミングが設定される。マーカＭは情報コードＣに対して上記所定の位置関係となるように表示されているため、全体撮像領域Ｓａ内での当該マーカＭの位置と移動速度Ｖとに基づいて、上記判定処理による肯定判定（Ｓ１０５でＹｅｓ）から情報コードＣが撮像可能な位置に移動してくるまでの時間を正確に算出することができる。これにより、撮像タイミングを正確に設定することができるので、高速移動している情報コードＣであってもより確実に撮像することができる。

特に、移動速度Ｖはメモリ３５に予め記憶されている。情報コードＣが表示された搬送物１は、通常、一定の搬送速度（移動速度）で搬送される場合が多い。このような場合には情報コードＣの移動速度Ｖは変化しないため、予めメモリ３５に記憶しておくことで、情報コードＣの移動速度Ｖの算出処理が不要となるので、撮像タイミングを設定するための処理負荷を軽減することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る光学的情報読取装置について、図５〜図７を用いて説明する。なお、図５は、第２実施形態に係る光学的情報読取装置１０が採用される搬送工程の構成概要を示す説明図である。図６は、第２実施形態において制御回路４０により実施される読取処理の流れを例示するフローチャートである。図７（Ａ）は、マーカＭが一部撮像領域Ｓｂに含まれている状態を示す説明図であり、図７（Ｂ）は、情報コードＣが撮像可能な位置に搬送された状態を示す説明図である。
本第２実施形態では、マーカＭを検出するための処理が主に上記第１実施形態と異なる。このため、第１実施形態と実質的に同様の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態では、マーカＭは、搬送物１に表示されておらず、ベルトコンベア２の上面のうち移動方向Ｘに沿って色が変化しない領域に対して所定の間隔にて表示されている。搬送物１は、マーカＭと情報コードＣとが所定の位置関係となるようにベルトコンベア２上に配置されて搬送される。本実施形態では、マーカＭの形状は、長方形であって、マーカＭの色は、例えば、黒色としてベルトコンベア２の色に対して区別しやすい色に設定されている。

そして、本実施形態における読取処理では、マーカＭの検出を、上記第１実施形態のようにマーカＭの形状を考慮することなく、一部撮像領域Ｓｂにおける画像変化の有無に基づいて判定する。

以下、本実施形態の制御回路４０にて実施される読取処理について、図面を参照して詳述する。
所定の操作に応じて制御回路４０により読取処理が開始されると、まず、図６のステップＳ１０１にて上記第１実施形態と同様に初期設定処理がなされる。そして、ステップＳ１０３に示す一部取り込み処理がなされ、一部撮像領域Ｓｂに対応する画像信号が、通常よりも高フレームレートで取り込まれる。なお、本実施形態では、図７（Ａ）に例示するように、一部撮像領域Ｓｂは、全体撮像領域Ｓａのうち、マーカＭが撮像される可能性のある領域であって、搬送物１が撮像されない領域に設定されている。

上述のように一部撮像領域Ｓｂに対応する画像信号が取り込まれると、この取り込みの前に取り込まれた画像信号がなく１回目の取り込みであれば、ステップＳ１０４にてＹｅｓと判定される。そして、再度一部取り込み処理がなされて一部撮像領域Ｓｂに対応する画像信号が高フレームレートで取り込まれる。

この段階では、２回目以降の取り込みであるため、ステップＳ１０４にてＮｏと判定されて、ステップＳ１０５ａに示す判定処理がなされる。この判定処理では、今回取り込んだ画像信号から生成される画像と前回取り込んだ画像信号から生成される画像とを比較して、その比較結果に一定以上の変化量が検出されるか否かについて判定される。なお、上記一定以上の変化量は、マーカＭが撮像された画像とマーカＭが撮像されていない画像との変化量に相当するように設定されている。

ここで、マーカＭが一部撮像領域Ｓｂにて撮像されておらずベルトコンベア２のみが撮像されている場合には、上記比較結果に上記一定以上の変化量が検出されないため、ステップＳ１０５ａにてＮｏと判定されて、再度上記一部取り込み処理が繰り返される。なお、上記ステップＳ１０５ａを実施する制御回路４０は、「判定手段」の一例に相当し得る。

この繰り返し処理中に、搬送物１がベルトコンベア２により図７（Ａ）に示す位置まで搬送されると、一部撮像領域Ｓｂの画像にマーカＭが含まれるため、上記比較結果に上記一定以上の変化量が検出される（Ｓ１０５ａでＹｅｓ）。続いて、ステップＳ１０７に示す撮像タイミング設定処理がなされる。この処理では、上記第１実施形態と同様に、検出されたマーカＭが全体撮像領域Ｓａ（一部撮像領域Ｓｂ）にて占める位置と上記ステップＳ１０１にて設定された移動速度Ｖとに基づいて、情報コードＣを撮像するために最適な撮像タイミングが設定される。

上記肯定判定（Ｓ１０５ａでＹｅｓ）の後、上述のように設定された撮像タイミングになると、情報コードＣが図７（Ｂ）に示すように撮像に最適な位置まで移動しているので、ステップＳ１０９に示す全体取り込み処理がなされる。この処理では、全体撮像領域Ｓａに対応する画像信号が、通常のフレームレートで取り込まれる。続いて、ステップＳ１１１に示すデコード処理がなされ、上述のように画像信号が取り込まれることで撮像された全体撮像領域Ｓａの画像に対して公知のデコード処理が実施されて、情報コードＣとしてコード化された文字データ等が読み取られる。

以上説明したように、本実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、今回撮像された画像と前回撮像された画像との比較結果に基づいて、マーカＭが撮像されたか否かについて判定される。このため、両撮像画像の比較結果、すなわち、両撮像画像について一定以上の変化量の検出等が検出されるか否かに基づいて、マーカＭが撮像されたか否かを正確に判定することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る光学的情報読取装置について、図８および図９を用いて説明する。なお、図８は、第３実施形態において制御回路４０により実施される読取処理の流れを例示するフローチャートである。図９は、移動速度Ｖの算出方法の説明図であり、図９（Ａ）は最初にマーカＭが撮像された状態を示し、図９（Ｂ）は図９（Ａ）の次に撮像された状態を示す。
本第３実施形態では、情報コードＣ等の移動速度Ｖを算出する点が主に上記第２実施形態と異なる。このため、第２実施形態と実質的に同様の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

搬送物１の種類やその搬送状況等に応じてベルトコンベア２による搬送速度が変わる場合がある。このように搬送速度が変わるために情報コードＣやマーカＭの移動速度Ｖが変化する搬送状況では、上述のようにメモリ３５に予め記憶された移動速度Ｖを利用すると、正確な撮像タイミングを設定することができない。

そこで、本実施形態では、マーカＭが検出されるごとに移動速度Ｖを算出してこの算出された移動速度Ｖと検出されたマーカＭが全体撮像領域Ｓａにて占める位置とに基づいて、情報コードＣを撮像するために最適な撮像タイミングが設定される。

以下、本実施形態の制御回路４０にて実施される読取処理について、図面を参照して詳述する。
所定の操作に応じて制御回路４０により読取処理が開始されると、まず、図８のステップＳ１０１にて上記第２実施形態と同様に初期設定処理がなされる。そして、ステップＳ１０３に示す一部取り込み処理がなされ、上記第２実施形態と同様に、一部撮像領域Ｓｂに対応する画像信号が、通常よりも高フレームレートで取り込まれる。そして、２回目以降の取り込みであれば（Ｓ１０４でＮｏ）、ステップＳ１０５ａに示す判定処理がなされ、今回取り込んだ画像信号から生成される画像と前回取り込んだ画像信号から生成される画像との比較結果に基づいて、マーカＭが検出されたか否かについて判定される。

そして、搬送物１がベルトコンベア２により図９（Ａ）に示す位置まで搬送されることで一部撮像領域Ｓｂの画像にマーカＭが含まれると、上記比較結果に上記一定以上の変化量が検出されて（Ｓ１０５ａでＹｅｓ）、ステップＳ１０６に示す移動速度算出処理がなされる。この処理では、上記肯定判定から所定時間後に取り込まれた一部撮像領域Ｓｂの画像と上記肯定判定時に取り込まれた一部撮像領域Ｓｂの画像との比較結果に基づいて、移動速度Ｖが算出される。

具体的には、まず、上記肯定判定から所定時間（撮像タイミングまでの時間よりも十分短い時間）後に取り込まれた一部撮像領域Ｓｂの画像に含まれるマーカＭ（図９（Ｂ）参照）における移動方向側の位置と、上記肯定判定時のマーカＭ（図９（Ａ）参照）における移動方向側の位置との間の移動方向Ｘでの画素数が求められる。光学的情報読取装置１０は、ベルトコンベア２に対する距離が変化しないように設置されているため、光学的情報読取装置１０からマーカＭまでの距離が既知であるとして、上記画素数から上記所定時間でマーカＭが移動した距離（以下、実距離ΔＸともいう）を算出することができる。上述のように実距離ΔＸが算出されると、この実距離ΔＸと上記所定時間とから移動速度Ｖを算出することができる。なお、上記ステップＳ１０６を実施する制御回路４０は、「移動速度算出手段」の一例に相当し得る。

上述のように移動速度Ｖが算出されると、ステップＳ１０７に示す撮像タイミング設定処理がなされる。この処理では、算出された移動速度Ｖと、最初に検出されたマーカＭが全体撮像領域Ｓａ（一部撮像領域Ｓｂ）にて占める位置とに基づいて、情報コードＣを撮像するために最適な撮像タイミングが設定される。そして、上記肯定判定（Ｓ１０５ａでＹｅｓ）の後、上述のように設定された撮像タイミングになると、情報コードＣが撮像に最適な位置まで移動しているので、ステップＳ１０９に示す全体取り込み処理がなされる。この処理では、全体撮像領域Ｓａに対応する画像信号が、通常のフレームレートで取り込まれる。続いて、ステップＳ１１１に示すデコード処理がなされ、上述のように画像信号が取り込まれることで撮像された全体撮像領域Ｓａの画像に対して公知のデコード処理が実施されて、情報コードＣとしてコード化された文字データ等が読み取られる。

以上説明したように、本実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、移動速度Ｖが、最初にマーカＭが撮像された画像と次に撮像された画像との比較結果に基づいて算出される。これにより、情報コードＣの移動速度Ｖが変化する場合があるような搬送状況であっても、撮像タイミングを正確に設定することができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る光学的情報読取装置について、図１０〜図１２を用いて説明する。なお、図１０（Ａ）は、マーカＭが撮像された全体撮像領域Ｓａに対応する画像を示す説明図であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に相当する実際の搬送状況を示す説明図である。図１１は、全体撮像領域Ｓａにおける移動方向Ｘの幅に対応する画素数ＰmaxとマーカＭから画像内基準位置Ｘａまでの画素数Ｐとの関係を示す説明図である。
本第４実施形態では、マーカＭまでの実距離を考慮して撮像タイミングを設定する点が主に上記第１実施形態と異なる。このため、第１実施形態と実質的に同様の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

搬送物１の形状等によっては、同じベルトコンベア２を利用して搬送する場合でも光学的情報読取装置１０から搬送物１に表示されるマーカＭまでの距離が変わる場合がある。このようにマーカＭまでの距離が変わる搬送状況では、上記第３実施形態のように移動方向Ｘでの画素数から移動速度Ｖを算出できないため、正確な撮像タイミングを設定することができない。

そこで、本実施形態では、上記ステップＳ１０７の撮像タイミング設定処理において、光学的情報読取装置１０の受光センサ２８からマーカＭまでの実際の距離（実距離Ｈ）を考慮して撮像タイミングを求める。

以下、本実施形態の読取処理にて実施される撮像タイミング設定処理について、図面を参照して詳述する。
図１０（Ａ）に示すように、全体撮像領域Ｓａ内において移動方向Ｘでの所定の基準位置（以下、画像内基準位置Ｓｘともいう）を、例えば、全体撮像領域Ｓａにおける移動方向Ｘ前側の縁に設定する。このとき、図１０（Ｂ）に示すように、受光センサ２８を用いて撮像される全体撮像領域Ｓａにおいて上記画像内基準位置Ｓｘに相当する実際の位置（以下、実基準位置Ｘａともいう）から実際の情報コードＣの移動方向Ｘ前側の縁までの移動方向Ｘにおける実距離を算出実距離Ｌａとして算出することで、この算出実距離Ｌａと移動速度Ｖとから、情報コードＣが撮像可能な位置に移動してくるまでの時間、すなわち、撮像タイミングを求めることができる。

上記算出実距離Ｌａは、マーカＭの移動方向Ｘ前側の縁から情報コードＣの移動方向Ｘ前側の縁までの移動方向Ｘにおける実際の距離（図１０の符号Ｌｂ参照）が既知であることから、マーカＭから上記実基準位置Ｘａまでの移動方向Ｘにおける実際の距離Ｌから求めることができる。この距離（マーカ−実基準位置の距離）Ｌは、全体撮像領域Ｓａ内においてマーカＭの移動方向Ｘ前側の縁から画像内基準位置Ｘａまでの画素数（図１０の符号Ｐ参照）と、光学的情報読取装置１０の受光センサ２８からマーカＭまでの実距離Ｈとから求めることができる。

具体的には、図１１に示すように、受光センサ２８から読取口１３までの距離をＨ１、読取口１３からマーカＭまでの距離をＨ２、受光センサ２８による画角をα、マーカＭを含めた平面での全体撮像領域Ｓａにおける移動方向Ｘの幅に対応する画素数をＰmaxとするとき、以下に示す式（１）の関係が成立する。
Ｐmax＝（Ｈ１＋Ｈ２）×ｔａｎ（α／２）×２ ・・・（１）
画素数Ｐmaxは、受光センサ２８の仕様であり既知である。そうすると、読取口１３からマーカＭまでの距離Ｈ２を検出することで、画素数Ｐ（図１０（Ａ）参照）と距離Ｌ（図１０（Ｂ）参照）との関係と上記式（１）とから、距離Ｌを以下の式（２）により求めることができる。
Ｌ＝｛（Ｈ１＋Ｈ２）×ｔａｎ（α／２）×２｝×Ｐ／Ｐmax ・・・（２）

本実施形態では、読取口１３からマーカＭまでの距離Ｈ２を検出する検出手段として、図１１に示すように、測距センサ５０が採用されている。

これにより、マーカＭを撮像した際の上記画素数Ｐから式（２）に基づいて距離Ｌを求め、この距離Ｌから算出実距離Ｌａを算出し、この算出実距離Ｌａと移動速度Ｖとから、撮像タイミングを求めることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、マーカＭの位置（Ｐ）および移動速度Ｖに加えて、受光センサ２８からマーカＭまでの距離（Ｈ１＋Ｈ２＝Ｈ）に基づいて、撮像タイミングが設定されることで、その搬送状況に適した撮像タイミングを正確に設定することができる。

また、読取口１３からマーカＭまでの距離Ｈ２を検出する検出手段を備えているため、読取口１３からマーカＭまでの距離Ｈ２（受光センサ２８からマーカＭまでの距離Ｈ）が変化する場合があるような搬送状況であっても、マーカＭの位置（Ｐ）が正確に算出されるので、撮像タイミングを正確に設定することができる。

特に、上記検出手段として測距センサ５０が採用されているため、読取口１３からマーカＭまでの距離Ｈ２（受光センサ２８からマーカＭまでの距離Ｈ）を、測距センサ５０での検出結果に基づいてより一層正確に検出することができる。

なお、読取口１３からマーカＭまでの距離Ｈ２が変化しない搬送工程であれば、距離Ｈは一定であるため、距離Ｈに関する情報を予めメモリ３５に記憶してもよい。このように、距離Ｈに関する情報を予めメモリ３５に記憶しておくことで、距離Ｈの算出処理が不要となるので、マーカＭの位置を算出するための処理負荷、すなわち、撮像タイミングを設定するための処理負荷を軽減することができる。

また、マーカ情報が予めメモリ３５に記憶されていることから、撮像されたマーカＭの幅に相当する画素数とマーカＭの実際の幅寸法との関係に応じて、受光センサ２８からマーカＭまでの距離Ｈ（または距離Ｈ２）を求めてもよい。

なお、受光センサ２８からマーカＭまでの距離Ｈも考慮して撮像タイミングを設定する本実施形態の特徴的構成は、他の実施形態にも適用することができる。

［他の実施形態］
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、例えば、以下のように具体化してもよい。
（１）本発明に係る光学的情報読取装置１０は、ベルトコンベア２のような高速搬送手段により高速搬送される搬送物１に表示される情報コードＣを読取対象とすることに限らず、例えば、ローラコンベアなど、他の搬送手段により搬送される搬送物に表示される情報コードを読取対象としてもよい。

（２）マーカＭは、長方形状に形成されることに限らず例えば円形状に形成されてもよいし、黒色等の単色で形成されることに限らず二色以上で形成されてもよい。この場合には、そのマーカＭの形状や色、情報コードＣに対する所定の位置関係等に関する情報を、マーカ情報としてメモリ３５に予め記憶することができる。

１…搬送物
２…ベルトコンベア
１０…光学的情報読取装置
２８…受光センサ（撮像手段）
３５…メモリ（記憶手段）
４０…制御回路（判定手段，設定手段，デコード手段，移動速度算出手段）
Ｃ…情報コード
Ｍ…マーカ
Ｓａ…全体撮像領域
Ｓｂ…一部撮像領域
Ｖ…移動速度

Claims (10)

1. 所定の移動速度で移動する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、
   前記情報コードとともに移動するマーカが、当該情報コードに対して所定の位置関係となるように表示され、
   前記マーカに関する情報が記憶される記憶手段と、
   前記情報コードおよび前記マーカを撮像可能な撮像手段と、
   前記撮像手段により前記マーカが撮像されたか否かについて判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記マーカが撮像されたと判定されると、当該マーカに応じて前記情報コードを撮像するための撮像タイミングを設定する設定手段と、
   前記設定手段により設定された前記撮像タイミングにて前記撮像手段により撮像された前記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. 前記判定手段は、前記撮像手段による撮像領域のうち前記マーカが撮像される可能性のある領域について、前記マーカが撮像されたか否かについて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。
3. 前記判定手段は、前記撮像手段により撮像された画像と前回撮像された画像との比較結果に基づいて、前記マーカが撮像されたか否かについて判定することを特徴とする請求項１または２に記載の光学的情報読取装置。
4. 前記設定手段は、前記判定手段により前記マーカが撮像されたと判定された撮像画像内での当該マーカの位置と前記所定の移動速度とに基づいて、前記撮像タイミングを設定す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. 前記所定の移動速度は、前記記憶手段に予め記憶され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。
6. 前記所定の移動速度を、前記撮像手段により撮像された画像と前回撮像された画像との比較結果に基づいて算出する移動速度算出手段を備え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。
7. 前記設定手段は、前記マーカの位置および前記所定の移動速度に加えて、前記撮像手段から前記マーカまでの距離に基づいて、前記撮像タイミングを設定することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置。
8. 前記撮像手段から前記マーカまでの距離は、前記記憶手段に予め記憶され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. 前記撮像手段から前記マーカまでの距離を検出する検出手段を備え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。
10. 前記検出手段は、測距センサであることを特徴とする請求項９に記載の光学的情報読取装置。

Images