JP3760594B2 - Optical information reader - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばバーコードなどの読み取り対象に光を照射し、その反射光から読取対象の画像を読み取るものであり、特に読取口から離れた位置の読み取り対象も読み取り可能な光学情報読取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
発光ダイオード等の発光手段から、商品などに付着されているバーコードに照射した光の反射光を、受光素子が配列された受光手段に結像し、該受光手段にて前記バーコードの画像を読み取る光学情報読取装置が知られている。
【0003】
通常、このような光学情報読取装置は、光学情報読取装置のケースに設けられた読取口をバーコードにほぼ接触させた状態で、発光手段からの光を読取口を介してバーコードに照射し、このバーコードから反射された光を、同じ読取口から光学情報読取装置のケース内に導いて、受光手段に結像している。
【0004】
このような光学情報読取装置では、光学情報読取装置を、バーコードが付着されている商品のところまで持って行く必要があるので、読み取り作業が面倒であるという問題があった。この問題点を解決するものとして、光学情報読取装置の読取口の近傍に存在するバーコードのみでなく、読取口近傍から数10cm(例えば、30〜50cm)離れたバーコードまでを、受光手段に結像して読み取らせることにより、読み取り毎に光学情報読取装置を商品に近づける動作を行うことなく、効率的にバーコードを読み取らせるいわゆる大深度光学情報読取装置が考えられる。
【0005】
但し、通常のバーコードにて使用されている発光手段からの照射光は、読取口全体から照射されるように、バーコード照射用レンズが設定されている。これは、読取口にバーコードをほぼ接して読み取る場合には、光学情報読取装置のケースが死角となって、バーコードが見にくくなるので、なるべく照射光を広げて、バーコードに対して読取口が少々ずれていても光線がバーコードに確実に当たるようにするためである。しかし、このように読取口全体から照射されるようにバーコード照射用レンズを照射光を広げるように設定すると、読取口から離れたバーコードの位置には、極めて弱い光しか到達せず、バーコードの読取口が読み取ろうとするバーコードに向けられているのか否かが明確とならずに、読み取りを間違えるおそれがあった。
【0006】
これに対しては、受光手段に入射される反射光強度を検出し、その検出結果に基づき受光手段の露光時間を制御することによって、受光手段が映像情報を電気信号に変換するための反射光量を常に安定させるようにすることが考えられている。このようにすれば、読取口を読取対象に接触させることなく光学的情報を読み取ることができるようになり、しかも読取口と読取対象とを離せば離すほど光学情報の読取可能範囲を増大できるので、読取口の口径に制限されることなく広範囲な光学情報を読み取ることができるのである。
【0007】
ところで、読取口と読取対象とを離した場合の読取性能を低下させる原因としては、上述の反射光強度の低下だけでなく、照度分布に関する問題がある。つまり、図4(a)に示すように、発光手段からの照射光の照度分布がいくらフラットであるとしても、反射光が結像レンズを通って受光素子に結像される時点では、反射光波形の振幅は周辺にいくほど低下することとなる。これは、結像レンズのCOS4 法則やMTF特定等によるものである。
【0008】
この点に関して従来は、例えば中央よりも周辺の方が明るくなるような照射光の照度分布となるように発光手段の設計を行うようにしていた。例えば、発光手段として4つの発光ダイオードを配置する場合を想定すると、読取口の両端側を中央部に比べて密にしたり、あるいは4つの発光ダイオードの照射方向を読取口の両端側に傾けるようにして、読取対象の周辺部の輝度を大きくするような工夫も考えられている。
【0009】
但し、これらはある特定の位置に読取対象のバーコードが存在する場合にしか対応できない。つまり、上述した反射光波形の振幅が周辺にいくほど低下する度合は、読取口とバーコードとの距離が変わればそれに応じて変わってくるからである。したがって、読取口とバーコードとの距離がαである状態で適切な照度分布となるように発光ダイオードの配置や光量を調整したとしても、実際に読み取る場合に読取口とバーコードとの距離がβに変われば、その状態では適切な照度分布とならない可能性がある。
【0010】
したがって、読取口とバーコードとの距離に応じて変化する照度分布にも対応した制御を実行する方法として、予め距離に対応させた制御データを記憶しておくことが考えられる。例えば読取口にサンプリング用のバーコードがある場合の受光手段での結像状態が読取口の幅方向において適切となる場合の各発光ダイオードに対する光量制御値、読取口から距離α(>0)の位置にサンプリング用のバーコードがある場合の光量制御値、読取口から距離β(>α)の位置にサンプリング用のバーコードがある場合の光量制御値、というように、読取口からの距離を順次変えた複数のサンプリング位置に対応して光量制御値を記憶しておく。そして、実際の読取動作時においては、何等かの方法で読取口からバーコードまでの距離を測定し、その測定されたバーコードまでの距離に対応する光量制御値を読み出して制御を実行するのである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、読取口からバーコードまでの距離を測定するのに距離センサを用いていた。距離センサとしては例えばアクティブ方式三角測量や焦電形赤外線センサなどを採用することが考えられるが、いずれにしても、バーコードに対して光線を照射するなどの処理が必要であるため、バーコードからの画像データの読み取りのための構成とは別個に距離測定のための構成を配備する必要がある。特に、ハンディタイプのバーコードリーダなどを想定すると、読取口付近に距離センサ関連の構成が配備されることは構成の複雑化及び大型化につながるため好ましくない。
【0012】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、読取口から離れた位置にある読み取り対象からも光学情報を読み取ることのできる大深度光学情報読取装置において、別個に距離センサを持たなくても読み取り対象までの距離を算出することのできる光学情報読取装置の提供を目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達成するためになされた請求項1に記載の光学情報読取装置は、発光手段からの照射光をケースの読取口を介してケース内部からケース外部の読み取り対象に照射することで、読み取り対象からの反射光を前記読取口を介してケース内部の受光手段に結像して、該受光手段にて読み取り対象の画像を読み取る光学情報読取装置であって、所定の基準位置に配置された基準の読み取り対象からの反射光によって前記受光手段に結像した状態での当該基準読み取り対象の画像サイズを記憶している基準画像サイズ記憶手段と、任意位置にある読み取り対象からの反射光によって前記受光手段に結像した状態での当該読み取り対象の画像サイズを検出する画像サイズ検出手段と、前記基準画像サイズ記憶手段に記憶されている前記基準読み取り対象の画像サイズに対する前記画像サイズ検出手段によって検出した前記読み取り対象の画像サイズの拡大又は縮小度合に基づき、前記任意位置にある前記読み取り対象までの距離を算出する距離算出手段とを備えることを特徴とする。
【0014】
本光学的読取装置によれば、基準画像サイズ記憶手段が、所定の基準位置に配置された基準の読み取り対象からの反射光によって受光手段に結像した状態での当該基準読み取り対象の画像サイズを記憶しており、画像サイズ検出手段が任意位置にある読み取り対象からの反射光によって受光手段に結像した状態での当該読み取り対象の画像サイズを検出すると、距離算出手段が、基準画像サイズ記憶手段に記憶されている基準読み取り対象の画像サイズに対する画像サイズ検出手段によって検出した読み取り対象の画像サイズの拡大又は縮小度合に基づき、任意位置にある読み取り対象までの距離を算出する。
【0015】
この距離算出の原理を図9を参照して説明する。例えば光学的読取装置の読取口に読取対象の一例であるバーコードBstを配置し、そのバーコードBstによる反射光が結像レンズ34を介して受光手段としての光学的センサ36に結像したとする。この場合の光学的センサ36に結像したバーコードBstの画像サイズWstを基準の画像サイズとして記憶しておく。そして、実際の読取動作時に、例えば読取口から距離L1の位置にある距離算出対象のバーコードBoを読み取った場合の光学的センサ36に結像したバーコードBoの画像サイズがWo(<Wst)であったとする。バーコードBst,Bo自体のサイズWは変わらないとすると、Wo<Wstとなるのは、距離算出対象のバーコードBoが読取口から距離L1だけ離れているからである。
【0016】
図9において、読取口から結像レンズ34までの距離をL2、結像レンズ34から光学的センサ36までの距離のL3とすると、基準の画像サイズWstは、バーコード自体のサイズWを用いて次式のように表される。
Wst=(L3/L2)W
一方、読取口から距離L1の位置にあるバーコードBoに対応する光学的センサ36上での画像サイズがWoは、同じくWを用いて次式のように表される。
【0017】
Wo={L3/(L1+L2)}W
これら両式からWを消去すると、L2・Wst=(L1+L2)Woの関係が導かれ、L1は次式のように表される。
L1={(Wst/Wo)−1}L2
距離L2は装置固有の値であるため、WstとWoが判れば、距離算出対象のバーコードBoの読取口からの距離L1を算出することができる。つまり、距離センサなどのハード構成を用いなくても、バーコードなどの読み取り対象の画像データを読み取るという装置本来の機能を利用して、バーコードまでの距離を得ることができる。
【0018】
従来、読取口からバーコードまでの距離を測定するのに距離センサを用いていたが、バーコードに対して光線を照射するなどの処理が必要であるため、バーコードからの画像データの読み取りのための構成とは別個に距離測定のための構成を配備する必要があった。特に、ハンディタイプのバーコードリーダなどを想定すると、読取口付近に距離センサ関連の構成が配備されることは構成の複雑化及び大型化につながるため好ましくない。その点、本装置の場合には、読取口から離れた位置にある読み取り対象からも光学情報を読み取ることのできる大深度光学情報読取装置であり、別個に距離センサを持たなくても読み取り対象までの距離を算出することができ、非常に有利である。
【0019】
このように画像サイズの拡大又は縮小度合を用いて距離を算出したが、この画像サイズとしては、読み取り対象の画像の代表幅とすることが考えられる。この代表幅としては、例えばバーコードであれば、そのバーコードシンボルの存在する部分、つまりスタートキャラクタからストップキャラクタまでの距離を代表幅とすればよい。なお、本装置の読み取り対象としては、バーコードのような1次元コードでもよいし、2次元コードであってもよい。2次元コードの場合には縦方向の幅と横方向の幅の2つが検出されることとなるが、その場合には例えば大きい方の幅を代表幅とするなどの工夫をすればよい。
【0020】
なお、以上の説明からも判るが、本装置の読み取り対象はある程度限定されることとなる。つまり、上述の距離算出の前提としては基準の画像サイズWstを記憶させた場合の「基準読み取り対象」の画像サイズと、「距離算出時の読み取り対象」の画像サイズとが同じであることが必要である。したがって、例えば郵便物に貼付されるバーコードなどのように、同一規格でありサイズが一定しているような読み取り対象の場合には非常に有効である。
【0021】
また、基準の画像サイズWstを記憶させる場合に基準読み取り対象を配置させる「基準位置」については、例えば読取口とすることが考えられる。上述した従来技術の説明においても一例を挙げたが、バーコードなどの読み取り対象が読取口から離れるにしたがって照度分布が変化したり照度が低下したりするので、読取口を基準として、そこからの距離を算出することが好ましい。
【0022】
ところで、上述したように距離センサを用いずに算出した距離に基づいて行う制御としては、例えば発光手段に対する光量制御などが考えられる。例えば、請求項6に示すように、基準読み取り対象を用いた場合の受光手段での結像状態が読取口の幅方向における適切な照度分布となる場合の発光手段に対する光量制御値を、読取口からの距離を順次変えた複数のサンプリング位置に対応して記憶しておき、前記距離算出手段によって算出された読み取り対象までの距離に対応する光量制御値を読み出し、その光量制御値に基づいて発光手段に対する光量制御を行うのである。
【0023】
受光手段における結像状態が理想の照度分布となる場合とは、概略的に言えば読取口の幅方向における照度分布が均一(反射光波形の振幅が均一)になる状態である。上述したように、発光手段からの照射光の照度分布がいくらフラットであるとしても、反射光が結像レンズを通って受光素子に結像される時点では、結像レンズのCOS4 法則やMTF特性等によって反射光波形の振幅は周辺にいくほど低下することとなる。したがって、受光手段に結像する時点で照度分布が均一になるようにするには、概略的に言えば読取口の幅方向に見た場合に中央よりも周辺の方が明るくなる照射光の照度分布となるように発光手段を制御する必要がある。
【0024】
但し、単に中央よりも周辺の方が明るくなる照射光の照度分布となるように発光手段を固定的に設定するだけでは、特定の位置に読取対象のバーコードが存在する場合にしか対応できない。つまり、反射光波形の振幅が周辺にいくほど低下する度合は、読取口とバーコードとの距離が変わればそれに応じて変わってくるからである。これは、光学系の特性(回折や像のぼけ度合など)や周囲環境などが原因である。したがって、読取口からバーコードまでの距離がある状態の場合に適切な照度分布となるように発光ダイオードの配置や光量を調整したとしても、実際に読み取る場合に読取口とバーコードとの距離が変われば、その状態では適切な照度分布とならない可能性がある。
【0025】
したがって、読取口にサンプリング用の読み取り対象がある場合の受光手段での結像状態が読取口の幅方向において適切となる場合の発光手段に対する光量制御値、読取口から距離α(>0)の位置にサンプリング用の読み取り対象がある場合の光量制御値、読取口から距離β(>α)の位置にサンプリング用の読み取り対象がある場合の光量制御値、というように、読取口からの距離を順次変えた複数のサンプリング位置に対応して光量制御値を記憶しておく。
【0026】
そして、実際の読取動作時においては、距離算出手段によって読取口から読み取り対象までの距離を測定し、制御手段が、その測定された読み取り対象までの距離に対応する光量制御値を制御値記憶手段から読み出し、その光量制御値に基づいて発光手段に対する光量制御を行う。なお、実際の読取動作時においては、読取口から読み取り対象までの距離hが上述のサンプリング位置での距離αやβには一致しないことの方が多いと想定されるが、例えば0<h≦αの場合にはαでの光量制御値を用い、α<h≦βの場合にはβでの光量制御値を用いればよい。また、距離0,α,βでの光量制御値を用いて、それ以外の距離における光量制御値を補間により求めてもよい。
【0027】
なお、制御値記憶手段に記憶されている光量制御値は、発光手段に供給するエネルギーの制御値として記憶しておいてもよいし、あるいは、受光手段が受光可能な状態にある時間帯内での、発光手段の発光時間の制御値として記憶しておいてもよい。
【0028】
また、光量制御に加えて受光手段に対する露光時間制御も行うようにする場合には、制御値記憶手段が、サンプリング用の読み取り対象を用いた場合の受光手段での結像状態が適切な受光量にて実現される場合の受光手段に対する露光時間制御値も、複数のサンプリング位置に対応して記憶しておけばよい。こうすれば、制御手段が、読み取り対象までの距離に対応する光量制御値と露光時間制御値を制御値記憶手段から読み出し、光量制御値に基づいて発光手段に対する光量制御を行うと共に、露光時間制御値に基づいて露光時間制御を行うことができる。
【0029】
なお、受光手段の露光時間がシャッタにより制限されている場合には、制御値記憶手段に、シャッタを開く時間の制御値を露光時間制御値として記憶しておけばよい。
また、光量制御及び露光時間制御に増幅手段に対する増幅率制御も行うようにする場合には、制御値記憶手段が、基準読み取り対象を用いた場合の受光手段からの出力に対する前記増幅手段での適切な増幅率も、複数のサンプリング位置に対応して記憶しており、制御手段が、算出された読み取り対象までの距離に対応する増幅率も制御値記憶手段から読み出し、当該増幅率に基づいて増幅手段に対する増幅率制御を行うよう構成すればよい。
【0030】
【発明の実施の形態】
図1は、上述した発明が適用された実施の形態としての光学情報読取装置4の概略構成図である。
本実施の形態において、光学情報読取装置4は、いわゆるバーコードリーダハンディターミナルとして構成されているものである。図1は光学情報読取装置4の概略断面図であり、図2はその制御系統のブロック図である。
【0031】
光学情報読取装置4は、ケース12、読取部14、データ処理出力部16、および電源部18を備えている。
ケース12の前方部の内部には読取部14が配置され、また、ケース12の後方部は操作者が手で握るための把持部20を形成している。ケース12の前方部の下部には、左右(図1では紙面に垂直方向)に長い、すなわち幅方向に長い読取口22が設けられ、読取口22の奥には、防塵プレート24が配置されて、読取口22を閉塞している。このことにより、塵が読取口22からケース12内部に侵入するのを防止している。また、防塵プレート24は、少なくとも下に述べる読み取り光としての赤色の光は通過可能である。
【0032】
読取部14は、照明用赤色発光ダイオード26(発光手段に該当)、発光駆動回路28、バーコード照射用レンズ30、反射鏡32、結像レンズ部34および光学的センサ36(受光手段に該当)を備えている。発光駆動回路28により照明用赤色発光ダイオード26が発光すると、その赤色光は防塵プレート24を通過して、ケース12外部のバーコード8を照射する。図1では、バーコード8のバー配列方向と読取口22の幅方向とを合わせて、図1中に実線で示すようにバーコード8を読取口22にほぼ接触した状態にて、赤色光でバーコード8を照射している場合を示している。もちろん、図1中に破線で示すように、バーコード8から読取口を離した状態で読み取らせても良い。
【0033】
バーコード8により反射された赤色光は、再度、防塵プレート24からケース12内に入り、反射鏡32で反射されて、縦長絞り(図示せず)を内蔵する結像レンズ部34に入射し、縦長絞り、複数枚で構成される結像レンズを介して、受光素子がリニアに一列配列された光学的センサ36にバーコード8の像を、その各バーの配列方向と光学的センサ36の受光素子の配列方向とが同じ方向で結像させる。このバーコード8の像を光電変換して読み取った光学的センサ36は、像のパターンを表す電気信号としてデータ処理出力部16側に出力する。
【0034】
なお、結像レンズ部34に内蔵されている縦長絞りは、結像レンズよりも読取口22側に配置されて、その長手方向がバーコード8のバーの長手方向と一致した状態でバーコード8を読み取るように設定してある。また、反射鏡32および結像レンズ部34からなる結像系は、少なくとも読取口22の位置と、その読取口22の位置から数10cm(例えば、30〜50cm)離れた位置までのバーコード8について読み取ることができるように大深度の結像系として構成されている。
【0035】
また、光学的センサ36は、受光素子が一列に配列されその各受光素子のアスペクト比がほぼ「1」であるファクシミリ装置の原稿読み取り用撮像素子を用いている。
ケース12内部のデータ処理出力部16には、基板38上に、増幅回路41、メモリ42(基準画像サイズ記憶手段及び制御値記憶手段に該当)、2値化回路43、マイクロコンピュータ44(制御手段に該当)およびレジスタやホストコンピュータ等の本体装置への出力回路46が備えられている。データ処理出力部16は、読取部14からバーコード8の読み取りデータを、増幅回路41及び2値化回路43を介して入力すると、マイクロコンピュータ44の処理により、そのデータをデコード(解読)して、バーコード8が表している情報を得、その情報をメモリ42に一旦記憶する。次に、このメモリ42内に記憶された情報を出力回路46により、シリアル信号として本体装置へ送信する。なお、本実施形態では有線通信としているが、光や電波による無線通信としてもよい。
【0036】
また読取部14が収納されている部分の、光路に影響しない位置に、ブザー装置48が設けられ、マイクロコンピュータ44にてバーコード8のデコードに成功した場合に、ブザー装置48を鳴動させるようにしている。
また、電源部18は、電池18aが電源として収納されている。
【0037】
マイクロコンピュータ44は、周知のCPU,ROM,RAM,I/O等を備えて、上述したデータ処理出力部16として必要な処理を実行している。
ここで、光学的な配置状態を図3に模式的に示す。図1において説明した照明用赤色発光ダイオード26は、実際には図3に示すように4個の照明用赤色発光ダイオード26a,26b,26c,26dから構成されており、これらからの照射光は集光レンズ30を介して読取口22から、ケース12の外部に存在するバーコード8を照射する。
【0038】
照明用赤色発光ダイオード26a,26b,26c,26dは読取口の幅方向に横並びで配置されているのであるが、読取口22の両端側を中央部に比べて密にしてある。これは、照明用赤色発光ダイオード26a,26b,26c,26dからの照射光が読み取り対象となるバーコード8上で中央部よりも周辺部の照度を大きくするためである。なお、図3(b)に示すように、照明用赤色発光ダイオード26a,26b,26c,26dの照射方向を読取口22の両端側に傾けるようにして、読取対象の周辺部での照度を大きくするような工夫も考えられる。
【0039】
このように、照明用赤色発光ダイオード26a,26b,26c,26dからの照射光が読み取り対象となるバーコード8上で中央部よりも周辺部の照度を大きくするのは、照射光の照度分布がいくらフラットであるとしても、反射光が結像レンズ部34を通って光学的センサ36に結像される時点では、結像レンズ部34のCOS4 法則やMTF特性等により、図4(a)に示すように、反射光波形の振幅が周辺にいくほど低下することに対応するためである。
【0040】
しかしながら、これらはある特定の位置に読取対象のバーコードが存在する場合にしか対応できない。つまり、上述した反射光波形の振幅が周辺にいくほど低下する度合は、読取口22とバーコード8との距離が変わればそれに応じて変わってくるからである。したがって、例えば図1中に実線で示すようにバーコード8を読取口22にほぼ接触した状態にてバーコード8を照射した場合を基準として調整したとしても、図1中に破線で示すようにバーコード8から読取口22を離した状態においては不適切となる。そのため、バーコード8から読取口22を離した状態においてはその離れた距離に応じた適切な照明光の照度分布となるようにしなくてはならない。
【0041】
この点に鑑みて本実施形態では、各照明用赤色発光ダイオード26a,26b,26c,26dの光量を制御できるように発光駆動回路28を構成してある。この発光駆動回路28は、例えば図5に示すごとくであり、ここでは、照明用赤色発光ダイオード26a(26b,26c,26d)と電源Vccとの間に、制限抵抗Rを設け、照明用赤色発光ダイオード26a(26b,26c,26d)の低電位側にはトランジスタTRが接続されている。これら制限抵抗RおよびトランジスタTRが発光駆動回路28に該当する。照明用赤色発光ダイオード26a(26b,26c,26d)を発光させる場合は、マイクロコンピュータ44がトランジスタTRに発光信号Pを出力することにより、照明用赤色発光ダイオード26a(26b,26c,26d)に電流が流れて発光する。
【0042】
各照明用赤色発光ダイオード26a,26b,26c,26dの光量制御は、例えば4つの照明用赤色発光ダイオード26a,26b,26c,26dの光量を等しくすると、バーコード8からの反射光が結像する領域D内において周辺部の出力V1が中央部の出力V2に比して小さくなるような場合であれば、例えば両端の2つの照明用赤色発光ダイオード26a,26dの光量を中央の2つの照明用赤色発光ダイオード26b,26cよりも大きくして、図4(b)に示すように周辺部の出力V3が中央部の出力V4とほぼ同じぐらいになるようにするといった制御である。その場合の制御は、光学的センサ36における受光素子の露光時間が図6(a)に示すT1であるとすると、その露光時間T1内において、例えば図4においてバーコード8の中央部を照らすための2個の照明用赤色発光ダイオード26b,26cを図6(b)に示す点灯時間T2だけ点灯させた後、消灯する。このようにすると、光学的センサ36における受光素子においては、中央部に対応する受光素子より周辺部に対応する受光素子が時間T1−T2だけ長く光を蓄積することができるため、この点灯時間T2を調整すれば、図4(b)に示すように周辺部の出力V3が中央部の出力V4とほぼ同じぐらいになるようにすることが可能となる。
【0043】
また、光学的センサ36からの出力が小さすぎると2値化回路43にて適切に2値化されず、結果としてバーコード8の情報を適切に読み取ることができなくなるため、光学的センサ36における露光時間T1を長くするように制御する。この露光時間T1を長くすると、光学的センサ36の受光素子の受光時間が長くなり、それだけ蓄積する電荷量が増加するため、光学的センサ36からの出力レベルが全体的に大きくなる。なお、上述したように所定の露光時間T1内において、バーコード8の中央部を照らすための2個の照明用赤色発光ダイオード26b,26cを図6(b)に示す点灯時間T2だけ点灯させることを前提としているので、露光時間T1を長くしたら同じ割合で点灯時間T2も長くする。
【0044】
なお、これらの制御は、メモリ42に記憶されている制御値に基づいて実行する。詳しくは、サンプリング用の読み取り対象を用いた場合の光学的センサ36での結像状態が読取口22の幅方向における適切な照度分布となる場合の照明用赤色発光ダイオード26a,26b,26c,26dに対する光量制御値(この場合には点灯時間T2)及び光学的センサ36からの出力レベルが適切な値となる場合の露光時間T1を、読取口22からの距離Lを順次変えた複数のサンプリング位置に対応してメモリ42に記憶しておき、実際の読取動作時においては、読取口22からバーコード8までの距離に対応する点灯時間T2をメモリ42から読み出し、その制御値に基づく制御を行う。
【0045】
したがって、このような制御を実行するためには、実際の読取動作時において読取口22からバーコード8までの距離を得る必要があるが、本実施形態の場合には、距離センサなどで測定するのではなく、実際の読み取り対象であるバーコード8からの反射光を基にして読み取った画像データを用いて算出する。
【0046】
この距離算出の原理については図9を参照して説明したが、ここで再度本実施形態の構成を前提として説明する。本実施形態の光学情報読取装置4では、図7に示すように、読取口22から結像レンズ部34までの距離をL2、結像レンズ部34から光学的センサ36までの距離をL3とし、これらの値は既知である。そして、読取口22からバーコード8までの距離L1を算出することが特徴である。
【0047】
図9から判るように、基準となるバーコードBstを読取口22に配置した場合の光学的センサ36に結像した画像の幅(基準画像幅)Wstと、読取口22から距離L1の位置にあるバーコードBoを読み取った場合の光学的センサ36に結像した画像の幅(距離算出対象画像幅)Woが、両バーコードBst,Bo自体の幅Wは変わらないとすると、Wo<Wstとなるのは、バーコードBoが読取口22から距離L1だけ離れているからである。
【0048】
そして、これら2つの画像幅Wst,Woは、バーコード自体の幅Wを用いて次式のように表される。
Wst=(L3/L2)W
Wo={L3/(L1+L2)}W
これら両式からWを消去すると、L2・Wst=(L1+L2)Woの関係が導かれ、L1は次式のように表される。
【0049】
L1={(Wst/Wo)−1}L2
距離L2は装置固有の値であるため、WstとWoが判れば、読取口22からバーコードBoまでの距離L1を算出することができる。つまり、距離センサなどのハード構成を用いなくても、バーコードの画像データを読み取るという装置本来の機能を利用して、バーコードまでの距離を得ることができるのである。
【0050】
なお、本実施形態においては、図9における基準バーコードBstとして、図8に示すようなサンプリング用ラベルを用いる。このサンプリング用ラベルにおけるバーコードの白バーの幅W1及び黒バーの幅W2は、回折や像のぼけ度合などの光学系の特性の影響が小さい例えば1mm以上の等間隔で構成し、それらの中に2本の太いバー(通常のバーと区別するため、上記W1,W2の2倍以上であることが好ましい。)によって、読取口22の幅よりは小さな間隔Wを構成する。
【0051】
次に、上述した基準画像幅Wstと各種制御値を記憶させる処理について説明する。この記憶処理は例えば工場出荷時等において行う。これはマイクロコンピュータ44が実行するので、その処理について図10のフローチャートを参照して説明する。
【0052】
処理が開始されると、まず読取口22に、基準バーコードBst(図9参照)が印刷されたサンプリング用ラベル(図8参照)が配置されたかどうかを判定する(S110)。これは、例えば初期設定を行う操作者が図示しない操作ボタンを押すなどして指示することなどが考えられ、その場合には操作ボタンが押されるとセッティング完了となり(S110:YES)、S120へ移行する。
【0053】
S120では基準画像幅Wstの算出を行う。これは、基準バーコードBstからの反射光に基づく光学的センサ36からの出力を増幅回路41にて増幅し、その増幅信号を2値化回路43にて2値化し、その2値化信号をマイクロコンピュータ44にて取り込み、上述した基準バーコードBstの太いバー(図9参照)の間隔Wを算出することによって行う。この算出した間隔Wが、光学的センサ36上にて結像した基準バーコードBstの基準画像幅Wstである。
【0054】
そして、この算出した基準画像幅Wst及び既知であるL2,L3をメモリ42に記憶する(S130)。
その後、所定のサンプリング位置にサンプリング用ラベル(図8参照)が配置されたかどうかを判定する(S140)。これも上述したS110の処理と同様に、例えば初期設定を行う操作者が図示しない操作ボタンを押すなどして指示することなどが考えられ、その場合には操作ボタンが押されるとセッティング完了となり(S140:YES)、S150へ移行する。そして、S150では、そのサンプリング位置に応じた露光時間T1と増幅率を記憶する。
【0055】
まず、サンプリング位置については、読取口22からの距離0、つまり読取口22にサンプリング用ラベルが配置された場合も含め、所定の最大値maxまでの間に適宜サンプリング位置を設定し、サンプリング用ラベルを順次移動配置させ、その都度セッティング完了を上述した操作ボタンなどで指示すればよい。
【0056】
なお、この場合、露光時間T1と増幅率については、サンプリング位置で必要となる値を予め設定しておき、外部から与えることが考えられる。もちろん、後述する点灯時間T2のように制御値を変更しながら実際にデコードできるかどうかを判断して適切な値を選定してもよいが、ここでは簡単のため外部から与えることとする。
【0057】
次にS160では、点灯時間T2の制御を行う。上述したように、光学的センサ36における受光素子の露光時間T1内において照明用赤色発光ダイオード26a,26b,26c,26dを図6(b)に示す点灯時間T2だけ点灯させた後、消灯するという制御を読取時には実行する。例えばバーコード8の中央部を照らすための2個の照明用赤色発光ダイオード26b,26cについては点灯時間T2だけ点灯させた後、消灯する制御を行い、両端の照明用赤色発光ダイオード26a,26dについては点灯させ続けると、光学的センサ36における受光素子においては、中央部に対応する受光素子より周辺部に対応する受光素子が時間T1−T2だけ長く光を蓄積することができるため、この点灯時間T2を調整すれば、図4(b)に示すように周辺部の出力V3が中央部の出力V4とほぼ同じぐらいになるようにすることが可能である。
【0058】
したがって、このS160では、各照明用赤色発光ダイオード26a,26b,26c,26dについて、いくつかの点灯時間T2の候補を用意しておき、それぞれを組み合わせた設定を最終的には行う。
この設定が適切であるかどうかを判定する必要があるので、S170にてデコードできたかどうかを判定する。具体的には、上述した露光時間T1、増幅率及び設定された点灯時間T2にて照明動作を行い、その照明による基準バーコードBstからの反射光に基づく光学的センサ36からの出力を増幅回路41にて増幅し、その増幅信号を2値化回路43にて2値化し、その2値化信号をマイクロコンピュータ44にてデコードし、適切にデコードできたかどうかで判定する。
【0059】
そして、デコードできれば(S170:YES)、S160で設定した点灯時間が適切な値であるので、S180にてその点灯時間T2を記憶するが、デコードできなかった場合には(S170:NO)、S160へ戻り、別の組み合せを設定する。
【0060】
このように、S180までの処理が終了すると、図11に示す制御値テーブルのように、あるサンプリング位置の距離L1に対応して、各照明用赤色発光ダイオード26a,26b,26c,26dについての点灯時間T2、露光時間T1及び増幅率という各制御値がメモリ42に記憶される。
そして、S190では全てのサンプリング位置に対応する制御値の記憶が終了したかどうか判定し、終了していれば(S190:YES)それで本処理を終了するが、まだ終了していなければ(S190:NO)、S140へ戻り、別のサンプリング位置での制御値の記憶処理(S150〜S180)を実行する。
【0061】
この図10の処理が終了すると、図11の制御値テーブルが全てのサンプリング位置の距離L1に対応して設定されることとなる。
次に、実際の読取動作での距離算出及びデータ取り込み処理について図12のフローチャートを参照して説明する。
【0062】
処理が開始されると、まず距離算出対象画像幅Woを算出する(S210)。これは、距離算出対象のバーコードBoからの反射光に基づく光学的センサ36からの出力を増幅回路41にて増幅し、その増幅信号を2値化回路43にて2値化し、その2値化信号をマイクロコンピュータ44にて取り込み、バーコードシンボルの存在する部分、つまりスタートキャラクタからストップキャラクタまでの距離を距離算出対象画像幅Woとして算出する。
【0063】
そして、この距離算出対象画像幅Woを用いて、この距離算出対象のバーコードBoの読取口22からの距離L1を算出する(S220)。上述したように、この距離L1は、L1={(Wst/Wo)−1}L2と表すことができる。そして、距離L2は図10のS130にて記憶された固定値であり、さらに基準画像幅Wstも同じく図10のS130にて記憶されているので、S210にて算出された距離算出対象画像幅Woを用いれば、距離L1を算出できる。
【0064】
そして、続くS230では、S220にて算出した距離L1に対応する制御値をメモリ42内の制御値テーブル(図11参照)から読み出し、S240では、その読み出した制御値を用いて照明制御を行い、データ取り込みを行う。つまり、図11の制御値テーブルに示す各照明用赤色発光ダイオード26a,26b,26c,26dに対応する点灯時間T2、光学的センサ36における露光時間T1及び増幅回路41における増幅率にて照明動作を行い、その反射光に基づく光学的センサ36からの出力を増幅回路41にて増幅し、その増幅信号を2値化回路43にて2値化し、その2値化信号をマイクロコンピュータ44にてデコードすることによって読取動作を行う。
【0065】
このように、本実施形態の光学情報読取装置4によれば、距離センサなどのハード構成を用いなくても、バーコード8の画像データを読み取るという装置本来の機能を利用して、読取口22からバーコード8までの距離L1を得ることができる。従来、読取口22からバーコード8までの距離を測定するのに距離センサを用いていたが、バーコード8に対して光線を照射するなどの処理が必要であるため、バーコード8からの画像データの読み取りのための構成とは別個に距離測定のための構成を配備する必要があった。特に、ハンディタイプのバーコードリーダなどを想定すると、読取口22付近に距離センサ関連の構成が配備されることは構成の複雑化及び大型化につながるため好ましくない。その点、本光学情報読取装置4の場合には、読取口22から離れた位置にあるバーコード8からも光学情報を読み取ることのできる大深度光学情報読取装置であり、別個に距離センサを持たなくても読み取り対象までの距離を算出することができるため、非常に有利である。
【0066】
なお、以上の説明からも判るが、本光学情報読取装置4の読み取り対象はある程度限定される。つまり、上述の距離算出の原理は、基準画像幅Wstを記憶させた場合の基準バーコードBst(図9参照)の太いバー(図8参照)の間隔Wと、距離算出対象、つまり読み取り対象のバーコードBo(図9参照)自体の幅Wとが同じであることを前提としている。したがって、例えば郵便物に貼付されるバーコード8などのように、同一規格でありサイズが一定しているような読み取り対象の場合に非常に有効である。
【0067】
以上、本発明はこのような実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得る。
前述した実施の形態の光学情報読取装置4は、バーコード8用のリーダであったが、2次元コードについても、同様に構成することができ、同様の効果を生じる。
【0068】
また、上記実施形態においては、画像サイズの拡大又は縮小度合を用いて距離L1を算出する場合の画像サイズとして、基準画像幅Wstや距離算出対象画像幅Woのように、バーコードの画像の代表幅とした。これは、読み取り対象がバーコードという1次元コードであるためであるが、例えば読み取り対象として2次元コードを想定した場合には縦方向の幅と横方向の幅の2つが検出されるため、その場合には例えば大きい方の幅を代表幅とするなどの工夫をすればよい。
【0069】
また、基準画像幅Wstを記憶させる場合に基準バーコードBstを配置させる「基準位置」について、上記実施形態では読取口22としたが、別の位置であっても同様に実現できる。但し、バーコード8が読取口22から離れるにしたがって照度分布が変化したり照度が低下したりするので、読取口22を基準として、そこからの距離を算出することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一実施の形態としての光学情報読取装置の概略断面図である。
【図2】 その光学情報読取装置の制御系統のブロック図である。
【図3】 その光学情報読取装置の照明用赤色発光ダイオードの配置を示す説明図である。
【図4】 光学的センサに結像された反射光波形の説明図である。
【図5】 その光学情報読取装置の照明用赤色発光ダイオードの輝度調節メカニズム示す回路図である。
【図6】 光学的センサにおける露光時間T1及び照明用赤色発光ダイオードの点灯時間T2を示すタイムチャートである。
【図7】 距離算出原理を示すための説明図である。
【図8】 サンプリング用ラベルの説明図である。
【図9】 距離算出原理を示すための説明図である。
【図10】 基準画像幅Wstと各種制御値を記憶させる処理を示すフローチャートである。
【図11】 制御値テーブルの説明図である。
【図12】 実際の読取動作での距離算出及びデータ取り込み処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
4…光学情報読取装置 8…バーコード 12…ケース
14…読取部 16…データ処理出力部 18…電源部
18a…電池 20…把持部 22…読取口
24…防塵プレート
26(26a,26b,26c,26d)…照明用赤色発光ダイオード
28…発光駆動回路 30…バーコード照射用レンズ
32…反射鏡 34…結像レンズ 36…光学的センサ
38…基板 41…増幅回路部 42…メモリ
43…2値化回路 44…マイクロコンピュータ 46…出力回路
48…ブザー装置
Bst…基準バーコード Bo…距離算出対象バーコード
Wst…基準画像幅 Wo…距離算出対象画像幅
L1…読取口22から距離算出対象バーコードBoまでの距離
L2…読取口22から結像レンズ部34までの距離
L3…結像レンズ部34から光学的センサ36までの距離[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE
[0002]
[Prior art]
The reflected light of the light emitted from the light emitting means such as a light emitting diode to the barcode attached to the product is imaged on the light receiving means on which the light receiving elements are arranged, and the image of the barcode is formed by the light receiving means. Optical information reading devices that read are known.
[0003]
Usually, such an optical information reading device irradiates the barcode with light from the light emitting means through the reading port in a state where the reading port provided in the case of the optical information reading device is substantially in contact with the barcode. The light reflected from the bar code is guided into the case of the optical information reader from the same reading port, and is imaged on the light receiving means.
[0004]
In such an optical information reading apparatus, it is necessary to bring the optical information reading apparatus to a commodity to which a barcode is attached, and there is a problem that the reading operation is troublesome. In order to solve this problem, not only the barcode existing in the vicinity of the reading port of the optical information reading apparatus but also a bar code several tens of centimeters (for example, 30 to 50 cm) from the vicinity of the reading port is used as the light receiving means. A so-called large-depth optical information reading device that reads a barcode efficiently without performing an operation of bringing the optical information reading device close to a product for each reading by forming an image and reading the image is conceivable.
[0005]
However, the barcode irradiation lens is set so that the irradiation light from the light emitting means used in the normal barcode is emitted from the entire reading port. This is because when the barcode is almost in contact with the reading port, the case of the optical information reading device becomes a blind spot, making it difficult to see the barcode. This is to ensure that the light beam strikes the bar code even if is slightly shifted. However, when the barcode irradiation lens is set to spread the irradiation light so that it is irradiated from the entire reading port in this way, only extremely weak light reaches the position of the barcode far from the reading port, and It is not clear whether the code reading port is directed to the bar code to be read, and there is a possibility that reading may be mistaken.
[0006]
For this, the intensity of reflected light incident on the light receiving means is detected, and the amount of reflected light for the light receiving means to convert the video information into an electrical signal by controlling the exposure time of the light receiving means based on the detection result. It is considered to always stabilize. In this way, the optical information can be read without bringing the reading port into contact with the reading target, and the more the reading port is separated from the reading target, the larger the readable range of the optical information can be increased. Thus, a wide range of optical information can be read without being limited by the diameter of the reading port.
[0007]
By the way, as a cause of reducing the reading performance when the reading port is separated from the reading target, there is a problem related to the illuminance distribution as well as the above-described reduction in reflected light intensity. That is, as shown in FIG. 4A, no matter how flat the illuminance distribution of the irradiation light from the light emitting means is, the reflected light is reflected at the time when the reflected light forms an image on the light receiving element through the imaging lens. The amplitude of the waveform decreases as it goes to the periphery. This is the COS of the imaging lens Four This is due to the law and MTF identification.
[0008]
With respect to this point, conventionally, for example, the light emitting means has been designed so that the illuminance distribution of the irradiated light is brighter in the periphery than in the center. For example, assuming that four light emitting diodes are arranged as the light emitting means, both end sides of the reading port are made denser than the central portion, or the irradiation directions of the four light emitting diodes are inclined toward both end sides of the reading port. Thus, a device for increasing the brightness of the peripheral portion to be read is also considered.
[0009]
However, these can be handled only when a barcode to be read exists at a specific position. That is, the degree to which the amplitude of the reflected light waveform decreases toward the periphery changes as the distance between the reading port and the barcode changes. Therefore, even if the arrangement of the light emitting diodes and the light quantity are adjusted so that an appropriate illuminance distribution is obtained in a state where the distance between the reading port and the barcode is α, the distance between the reading port and the barcode is not sufficient when actually reading. If it changes to β, there is a possibility that an appropriate illuminance distribution may not be obtained in that state.
[0010]
Therefore, it is conceivable to store control data corresponding to the distance in advance as a method of executing control corresponding to the illuminance distribution that changes according to the distance between the reading port and the barcode. For example, when there is a sampling barcode at the reading port, the light amount control value for each light emitting diode when the imaging state at the light receiving means is appropriate in the width direction of the reading port, the distance α (> 0) from the reading port The light intensity control value when the sampling barcode is at the position, the light intensity control value when the sampling barcode is at a position β (> α) from the reading opening, and the distance from the reading opening. Light quantity control values are stored in correspondence with a plurality of sampling positions that are sequentially changed. In actual reading operation, the distance from the reading port to the barcode is measured by any method, and the light amount control value corresponding to the measured distance to the barcode is read and executed. is there.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventionally, a distance sensor has been used to measure the distance from the reading port to the barcode. For example, an active triangulation or pyroelectric infrared sensor can be used as the distance sensor, but in any case, a process such as irradiating light to the barcode is necessary. It is necessary to deploy a configuration for distance measurement separately from the configuration for reading image data from the computer. In particular, assuming a handy type barcode reader or the like, it is not preferable that a configuration related to a distance sensor be provided near the reading port because this leads to a complicated configuration and an increase in size.
[0012]
The present invention has been made in view of these problems. In a large-depth optical information reading apparatus capable of reading optical information from a reading object located at a position away from a reading port, reading is performed without a separate distance sensor. An object of the present invention is to provide an optical information reading apparatus capable of calculating a distance to a target.
[0013]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
The optical information reader according to
[0014]
According to this optical reading apparatus, the reference image size storage means sets the image size of the reference reading object in a state where the image is formed on the light receiving means by the reflected light from the reference reading object arranged at the predetermined reference position. When the image size detecting unit detects the image size of the reading target in a state where the image size detecting unit forms an image on the light receiving unit by the reflected light from the reading target at an arbitrary position, the distance calculating unit stores the reference image size storing unit The distance to the reading target at an arbitrary position is calculated based on the degree of enlargement or reduction of the image size of the reading target detected by the image size detection unit with respect to the image size of the reference reading target stored in.
[0015]
The principle of this distance calculation will be described with reference to FIG. For example, when a barcode Bst, which is an example of a reading target, is arranged at the reading port of an optical reading device, the reflected light from the barcode Bst forms an image on an
[0016]
In FIG. 9, if the distance from the reading port to the
Wst = (L3 / L2) W
On the other hand, the image size Wo on the
[0017]
Wo = {L3 / (L1 + L2)} W
Eliminating W from these two equations leads to the relationship L2 · Wst = (L1 + L2) Wo, and L1 is expressed by the following equation.
L1 = {(Wst / Wo) −1} L2
Since the distance L2 is a value unique to the apparatus, if Wst and Wo are known, the distance L1 from the reading port of the barcode Bo that is the distance calculation target can be calculated. In other words, the distance to the bar code can be obtained by using the original function of the apparatus for reading image data to be read such as a bar code without using a hardware configuration such as a distance sensor.
[0018]
Conventionally, a distance sensor has been used to measure the distance from the reading port to the barcode. However, since processing such as irradiating light to the barcode is necessary, reading of image data from the barcode is required. It was necessary to deploy a configuration for distance measurement separately from the configuration for the purpose. In particular, assuming a handy type barcode reader or the like, it is not preferable that a configuration related to a distance sensor be provided near the reading port because this leads to a complicated configuration and an increase in size. In this regard, in the case of this apparatus, it is a large-depth optical information reading apparatus that can read optical information from a reading object located at a position away from the reading port, and can be read even without a separate distance sensor. Is very advantageous.
[0019]
As described above, the distance is calculated using the degree of enlargement or reduction of the image size. As the image size, it is conceivable to use the representative width of the image to be read. As the representative width, for example, in the case of a barcode, the portion where the barcode symbol exists, that is, the distance from the start character to the stop character may be used as the representative width. Note that the reading target of this apparatus may be a one-dimensional code such as a barcode or a two-dimensional code. In the case of a two-dimensional code, two vertical and horizontal widths are detected. In that case, for example, a larger width may be used as a representative width.
[0020]
As can be seen from the above description, the reading target of this apparatus is limited to some extent. That is, as a premise for the above distance calculation, the image size of the “reference reading target” when the reference image size Wst is stored and the image size of the “reading target at the time of distance calculation” need to be the same. It is. Therefore, it is very effective in the case of a reading target that has the same standard and a constant size, such as a barcode attached to a mail.
[0021]
In addition, when the reference image size Wst is stored, the “reference position” where the reference reading target is arranged may be a reading port, for example. Although an example was given in the above description of the prior art, since the illuminance distribution changes or the illuminance decreases as the reading target such as a barcode moves away from the reading port, the reading port is used as a reference. It is preferable to calculate the distance.
[0022]
By the way, as the control performed based on the distance calculated without using the distance sensor as described above, for example, light amount control for the light emitting means can be considered. For example, as shown in claim 6, the light amount control value for the light emitting unit when the imaging state of the light receiving unit when the reference reading target is used has an appropriate illuminance distribution in the width direction of the reading port is expressed as a reading port. Are stored in correspondence with a plurality of sampling positions in which the distance from is sequentially changed, a light amount control value corresponding to the distance to the reading target calculated by the distance calculating means is read, and light emission is performed based on the light amount control value The light quantity control for the means is performed.
[0023]
The case where the image forming state in the light receiving means is an ideal illuminance distribution is a state in which the illuminance distribution in the width direction of the reading port is uniform (the amplitude of the reflected light waveform is uniform). As described above, no matter how flat the illuminance distribution of the irradiation light from the light emitting means is, when the reflected light forms an image on the light receiving element through the imaging lens, the COS of the imaging lens. Four The amplitude of the reflected light waveform decreases as it goes to the periphery due to the law, MTF characteristics, or the like. Therefore, in order to make the illuminance distribution uniform at the time of image formation on the light receiving means, roughly speaking, the illuminance of the irradiated light that is brighter in the periphery than in the center when viewed in the width direction of the reading port It is necessary to control the light emitting means so that the distribution is obtained.
[0024]
However, simply setting the light emitting means so that the illuminance distribution of the irradiated light is brighter in the periphery than in the center, it is only possible to deal with a barcode to be read at a specific position. That is, the degree to which the amplitude of the reflected light waveform decreases toward the periphery changes as the distance between the reading port and the barcode changes. This is due to the characteristics of the optical system (such as diffraction and the degree of image blur) and the surrounding environment. Therefore, even if the arrangement of the light emitting diodes and the amount of light are adjusted so that an appropriate illuminance distribution is obtained when there is a distance from the reading port to the barcode, the distance between the reading port and the barcode is not If it changes, there is a possibility that the illuminance distribution is not appropriate in that state.
[0025]
Therefore, the light amount control value for the light emitting unit when the imaging state at the light receiving unit is appropriate in the width direction of the reading port when the reading port has a reading target for sampling, the distance α (> 0) from the reading port. The light amount control value when there is a reading target for sampling at a position, the light amount control value when there is a reading target for sampling at a position β (> α) from the reading port, and the distance from the reading port. Light quantity control values are stored in correspondence with a plurality of sampling positions that are sequentially changed.
[0026]
In the actual reading operation, the distance calculating unit measures the distance from the reading port to the reading target, and the control unit stores the light amount control value corresponding to the measured distance to the reading target as the control value storage unit. The light quantity control is performed on the light emitting means based on the light quantity control value. In an actual reading operation, it is assumed that the distance h from the reading port to the reading target is often not equal to the distances α and β at the sampling position. For example, 0 <h ≦ In the case of α, the light amount control value at α may be used, and when α <h ≦ β, the light amount control value at β may be used. Alternatively, the light amount control values at other distances may be obtained by interpolation using the light amount control values at the
[0027]
The light quantity control value stored in the control value storage means may be stored as a control value of the energy supplied to the light emitting means, or within a time zone in which the light receiving means is in a light receiving state. Alternatively, it may be stored as a control value of the light emission time of the light emitting means.
[0028]
In addition, when the exposure time control for the light receiving means is performed in addition to the light quantity control, the control value storage means has an appropriate amount of light received when the imaging state at the light receiving means is used when the reading target for sampling is used. The exposure time control value for the light receiving means when realized by the above may be stored corresponding to a plurality of sampling positions. In this way, the control unit reads the light amount control value and the exposure time control value corresponding to the distance to the reading target from the control value storage unit, performs light amount control on the light emitting unit based on the light amount control value, and performs exposure time control. The exposure time can be controlled based on the value.
[0029]
If the exposure time of the light receiving means is limited by the shutter, the control value storage means may store the control value for the time for opening the shutter as the exposure time control value.
Further, when the gain control for the amplifying unit is also performed for the light amount control and the exposure time control, the control value storage unit appropriately controls the output from the light receiving unit when the reference reading target is used. The amplification factor corresponding to a plurality of sampling positions is also stored, and the control unit reads the amplification factor corresponding to the calculated distance to the reading target from the control value storage unit and amplifies based on the amplification factor. What is necessary is just to comprise so that the gain control with respect to a means may be performed.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical information reading device 4 as an embodiment to which the above-described invention is applied.
In the present embodiment, the optical information reader 4 is configured as a so-called bar code reader handy terminal. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the optical information reader 4, and FIG. 2 is a block diagram of its control system.
[0031]
The optical information reading device 4 includes a
A
[0032]
The
[0033]
The red light reflected by the
[0034]
Note that the longitudinal aperture incorporated in the
[0035]
The
The data
[0036]
In addition, a
The
[0037]
The
Here, an optical arrangement state is schematically shown in FIG. The illumination red light-emitting
[0038]
The red
[0039]
As described above, the illumination light from the red
[0040]
However, these can be dealt with only when a barcode to be read exists at a specific position. That is, the degree to which the amplitude of the reflected light waveform decreases toward the periphery changes as the distance between the reading
[0041]
In view of this point, in the present embodiment, the light
[0042]
In the light quantity control of each of the illumination red
[0043]
Further, if the output from the
[0044]
These controls are executed based on control values stored in the
[0045]
Therefore, in order to execute such control, it is necessary to obtain the distance from the reading
[0046]
Although the principle of this distance calculation has been described with reference to FIG. 9, it will be described again based on the configuration of the present embodiment. In the optical information reading device 4 of the present embodiment, as shown in FIG. 7, the distance from the reading
[0047]
As can be seen from FIG. 9, the width (reference image width) Wst of the image formed on the
[0048]
These two image widths Wst and Wo are expressed by the following equation using the width W of the barcode itself.
Wst = (L3 / L2) W
Wo = {L3 / (L1 + L2)} W
Eliminating W from these two equations leads to the relationship L2 · Wst = (L1 + L2) Wo, and L1 is expressed by the following equation.
[0049]
L1 = {(Wst / Wo) −1} L2
Since the distance L2 is a value unique to the apparatus, if Wst and Wo are known, the distance L1 from the reading
[0050]
In the present embodiment, a sampling label as shown in FIG. 8 is used as the reference barcode Bst in FIG. The width W1 of the white bar and the width W2 of the black bar in this sampling label are configured at equal intervals of, for example, 1 mm or more where the influence of the characteristics of the optical system such as diffraction and the degree of image blur is small. In addition, a gap W smaller than the width of the reading
[0051]
Next, processing for storing the above-described reference image width Wst and various control values will be described. This storage processing is performed at the time of factory shipment, for example. Since this is executed by the
[0052]
When the process is started, it is first determined whether or not a sampling label (see FIG. 8) on which the reference barcode Bst (see FIG. 9) is printed is arranged in the reading port 22 (S110). For example, the operator who performs the initial setting may give an instruction by pressing an operation button (not shown). In this case, the setting is completed when the operation button is pressed (S110: YES), and the process proceeds to S120. To do.
[0053]
In S120, the reference image width Wst is calculated. This is because the output from the
[0054]
Then, the calculated reference image width Wst and known L2 and L3 are stored in the memory 42 (S130).
Thereafter, it is determined whether a sampling label (see FIG. 8) is arranged at a predetermined sampling position (S140). Similarly to the processing of S110 described above, for example, an operator who performs initial setting may give an instruction by pressing an operation button (not shown). In this case, setting is completed when the operation button is pressed ( (S140: YES), the process proceeds to S150. In S150, the exposure time T1 and the amplification factor corresponding to the sampling position are stored.
[0055]
First, with respect to the sampling position, the sampling position is appropriately set up to a predetermined maximum value max including the
[0056]
In this case, for the exposure time T1 and the amplification factor, it is conceivable that values necessary at the sampling position are set in advance and given from the outside. Of course, an appropriate value may be selected by determining whether or not decoding can actually be performed while changing the control value as in a lighting time T2 to be described later, but here it is given from the outside for simplicity.
[0057]
Next, in S160, the lighting time T2 is controlled. As described above, the illumination red
[0058]
Therefore, in this S160, several candidates for the lighting time T2 are prepared for each of the lighting red
Since it is necessary to determine whether or not this setting is appropriate, it is determined whether or not decoding is possible in S170. Specifically, the illumination operation is performed at the exposure time T1, the amplification factor, and the set lighting time T2 described above, and an output from the
[0059]
If decoding is possible (S170: YES), the lighting time set in S160 is an appropriate value, and the lighting time T2 is stored in S180. If decoding is not possible (S170: NO), S160 is stored. Return to and set another combination.
[0060]
Thus, when the processing up to S180 is completed, as shown in the control value table in FIG. 11, the lighting red
Then, in S190, it is determined whether or not the storage of the control values corresponding to all the sampling positions has been completed. If it has been completed (S190: YES), this process is terminated, but if not yet completed (S190: NO), the process returns to S140, and the control value storing process (S150 to S180) at another sampling position is executed.
[0061]
When the processing of FIG. 10 is completed, the control value table of FIG. 11 is set corresponding to the distances L1 of all sampling positions.
Next, distance calculation and data capture processing in an actual reading operation will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0062]
When the process is started, first, a distance calculation target image width Wo is calculated (S210). This is because the
[0063]
Then, using this distance calculation target image width Wo, a distance L1 from the reading
[0064]
In subsequent S230, the control value corresponding to the distance L1 calculated in S220 is read from the control value table (see FIG. 11) in the
[0065]
As described above, according to the optical information reading device 4 of the present embodiment, the reading
[0066]
As can be understood from the above description, the reading target of the optical information reading device 4 is limited to some extent. That is, the above-described principle of distance calculation is based on the distance W between the thick bars (see FIG. 8) of the reference bar code Bst (see FIG. 9) and the distance calculation object, that is, the reading object when the reference image width Wst is stored. It is assumed that the width W of the barcode Bo (see FIG. 9) itself is the same. Therefore, it is very effective in the case of a reading target having the same standard and a constant size, such as a
[0067]
As described above, the present invention is not limited to such an embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention.
The optical information reader 4 according to the above-described embodiment is a reader for the
[0068]
In the above embodiment, as the image size when the distance L1 is calculated using the degree of enlargement or reduction of the image size, a representative of the barcode image such as the reference image width Wst and the distance calculation target image width Wo. The width. This is because the reading target is a one-dimensional code called a barcode. For example, when a two-dimensional code is assumed as a reading target, two widths, a vertical width and a horizontal width, are detected. In some cases, for example, a contrivance such as setting the larger width as the representative width may be used.
[0069]
In addition, although the “reference position” where the reference bar code Bst is arranged when the reference image width Wst is stored is the reading
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an optical information reading apparatus as one embodiment.
FIG. 2 is a block diagram of a control system of the optical information reading apparatus.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an arrangement of red light emitting diodes for illumination of the optical information reading device.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a reflected light waveform imaged on an optical sensor.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a luminance adjustment mechanism of a red light emitting diode for illumination of the optical information reader.
FIG. 6 is a time chart showing an exposure time T1 and a lighting time T2 of the illumination red light emitting diode in the optical sensor.
FIG. 7 is an explanatory diagram for illustrating a distance calculation principle.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a sampling label.
FIG. 9 is an explanatory diagram for illustrating a distance calculation principle.
FIG. 10 is a flowchart showing processing for storing a reference image width Wst and various control values.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a control value table.
FIG. 12 is a flowchart showing distance calculation and data capture processing in an actual reading operation.
[Explanation of symbols]
4 ...
14 ... Reading
18a ... battery 20 ...
24 ... Dustproof plate
26 (26a, 26b, 26c, 26d) ... red light emitting diode for illumination
28 ... Light
32 ...
38 ...
43 ...
48 ... Buzzer device
Bst ... Standard barcode Bo ... Distance calculation target barcode
Wst: Reference image width Wo: Distance calculation target image width
L1: Distance from the reading
L2: Distance from the reading
L3: Distance from the
Claims (10)
所定の基準位置に配置された基準の読み取り対象からの反射光によって前記受光手段に結像した状態での当該基準読み取り対象の画像サイズを記憶している基準画像サイズ記憶手段と、
任意位置にある読み取り対象からの反射光によって前記受光手段に結像した状態での当該読み取り対象の画像サイズを検出する画像サイズ検出手段と、
前記基準画像サイズ記憶手段に記憶されている前記基準読み取り対象の画像サイズに対する前記画像サイズ検出手段によって検出した前記読み取り対象の画像サイズの拡大又は縮小度合に基づき、前記任意位置にある前記読み取り対象までの距離を算出する距離算出手段と、
を備えることを特徴とする光学的読取装置。Irradiation light from the light emitting means is irradiated from the inside of the case to the reading target outside the case through the reading opening of the case, thereby forming an image of reflected light from the reading target on the light receiving means inside the case via the reading opening. An optical information reader for reading an image to be read by the light receiving means,
Reference image size storage means for storing the image size of the reference reading object in a state of being imaged on the light receiving means by reflected light from a reference reading object arranged at a predetermined reference position;
Image size detection means for detecting the image size of the reading object in a state of being imaged on the light receiving means by reflected light from the reading object at an arbitrary position;
Based on the degree of enlargement or reduction of the image size of the reading target detected by the image size detection unit with respect to the image size of the reference reading target stored in the reference image size storage unit, the reading target at the arbitrary position is reached Distance calculating means for calculating the distance of;
An optical reading device comprising:
前記距離算出手段は、前記読取口から前記任意位置にある前記読み取り対象までの距離を算出するよう構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の光学情報読取装置。The predetermined reference position is the reading port;
The optical information reading apparatus according to claim 1, wherein the distance calculating unit is configured to calculate a distance from the reading port to the reading target at the arbitrary position.
前記距離算出手段によって算出された読み取り対象までの距離に対応する前記光量制御値を前記制御値記憶手段から読み出し、当該光量制御値に基づいて前記発光手段に対する光量制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光学情報読取装置。When the reference reading target is used, the light amount control value for the light emitting means when the imaging state of the light receiving means becomes an appropriate illuminance distribution in the width direction of the reading opening, and the distance from the reading opening are sequentially set. Control value storage means storing corresponding to a plurality of changed sampling positions;
Control means for reading out the light quantity control value corresponding to the distance to the reading target calculated by the distance calculating means from the control value storage means, and performing light quantity control on the light emitting means based on the light quantity control value;
The optical information reader according to claim 1, comprising:
前記制御手段は、前記算出された読み取り対象までの距離に対応する前記露光時間制御値も前記制御値記憶手段から読み出し、当該露光時間制御値に基づいて前記受光手段に対する露光時間制御を行うよう構成されていることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の光学情報読取装置。The control value storage means also includes an exposure time control value for the light receiving means when the imaging state of the light receiving means when the reference reading target is used is realized with an appropriate amount of received light. Remembers corresponding to the position,
The control unit is also configured to read out the exposure time control value corresponding to the calculated distance to the reading target from the control value storage unit and perform exposure time control for the light receiving unit based on the exposure time control value. 9. The optical information reading apparatus according to claim 6, wherein the optical information reading apparatus is provided.
前記制御値記憶手段は、前記基準読み取り対象を用いた場合の前記受光手段からの出力に対する前記増幅手段での適切な増幅率も、前記複数のサンプリング位置に対応して記憶しており、
前記制御手段は、前記算出された読み取り対象までの距離に対応する前記増幅率も前記制御値記憶手段から読み出し、当該増幅率に基づいて前記増幅手段に対する増幅率制御を行うよう構成されていることを特徴とする請求項6〜9のいずれかに記載の光学情報読取装置。Furthermore, an amplification means for increasing the amplification factor of the output waveform of the light receiving means is provided,
The control value storage means also stores an appropriate amplification factor in the amplification means for the output from the light receiving means when the reference reading target is used, corresponding to the plurality of sampling positions,
The control unit is also configured to read out the amplification factor corresponding to the calculated distance to the reading target from the control value storage unit and perform amplification factor control on the amplification unit based on the amplification factor. An optical information reader according to claim 6.
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