JP4497136B2 - 光学情報読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学情報コードを読み取るための光学情報読取装置に関し、特に、読み取り範囲を明示するエリアマーカを投射するエリアマーカ投射器を備える光学情報読取装置に関するものである。

従来より、バーコードリーダや光学情報読取装置等の光学情報読取装置においては、紙や商品等に印刷された情報コード（バーコードや２次元コード）を読み取るため、ＬＥＤやレーザによる照明光を読取口から情報コードに照射しその反射光を当該読取口内の受光センサ等で受光することによって当該情報コードによる光学情報を読取可能にしている。ここで、読み取り範囲を明示するエリアマーカを投射して、該エリアマーカ内に読み取り対象の情報コードを位置させることで、読み取りを行えるようにし、情報コードに対する位置合わせを容易にしている。

現在、光学情報読取装置は、数センチ程度の近距離から、３０〜５０センチ程度の遠く離れた情報コードまで読み取ることができることが望まれている。ここで、特許文献１には、受光センサの中心とエリアマーカーの中心とのずれを補正するために、工場出荷時に撮像されたエリアマーカの位置情報を記憶しておき、その位置情報を元に撮像される画像に位置補正を掛ける光学情報読取装置が開示されている。
特開２００５−８５２１４号公報

しかしながら、エリアマーカを投射する光学情報読取装置では、エリアマーカを投射するための投射光学系と、情報コードを読み取るための結像光学系とが別々に構成されていることから、設定された基準距離においては一致させることができるが、基準距離よりも撮像距離が遠ざかっても近づいても、撮像範囲とエリアマーカ範囲との間でずれが生じ、ずれは基準距離から離れる程大きくなる。

ここで、図１５は撮像範囲とエリアマーカ範囲との間でのずれを示す説明図である。マーカ光照射装置１２５からのエリアマーカと、撮像素子１２３の撮像エリアとは、基準位置（例えば距離１１０mm）ｃで一致するように設定されている（基準位置ｃでの撮像エリアＥとエリアマーカＭとを示す図１５（Ｃ）参照）。ここで、基準位置ｃよりも遠方位置ｂでは、当該遠方位置ｂでの撮像エリアＥとマーカＭとを示す図１５（Ｂ）のように、また、基準位置ｃよりも近位置ｄでは、当該近位置ｄでの撮像エリアＥとエリアマーカＭとを示す図１５（Ｄ）のように、撮像エリアＥとエリアマーカＭとが一致しなくなる。

従って、紙面に印刷された情報コードが、マーカ光照射装置１２５から投射されたマーカＭの範囲に収まっていても、マーカ光照射装置１２５から離れて配置された撮像素子１２３及び結像レンズ１２７による撮像エリアＥとエリアマーカＭとがずれ、撮像エリアＥから情報コードが外れることが有る。このため、マーカＭの範囲内に情報コードが収まっているのに、読み取りができないことが起きている。

ここで、特許文献１の技術で位置補正をかけても、かならずどこかの位置ではマーカ照射エリアと受光センサの実視野との間にずれが発生する。

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、エリアマーカと実視野とのずれを無くしエリアマーカの明示範囲内にある光学情報コードを確実に読み取ることができる光学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、請求項１の発明は、光学情報コードを撮像するための固体撮像素子２３と、該固体撮像素子２３の撮像範囲Ｅを明示するエリアマーカＭを投射するエリアマーカ投射器２５とを備え、
前記固体撮像素子２３と前記エリアマーカ投射器２５とが、光学情報読取装置１０の読み取り方向に対して水平又は垂直にずらして配置された光学情報読取装置１０であって、
光学情報コードまでの距離を測定する測距センサ３０と、
前記固体撮像素子２３の撮像範囲Ｅと前記エリアマーカ投射器２５からのエリアマーカＭとの相対位置を調整する位置調整装置５０、５４と、
前記測距センサ３０により測定された距離に基づき前記固体撮像素子２３の前記水平又は前記垂直の移動量を求め、前記位置調整装置５０、５４を制御して前記固体撮像素子２３の撮像範囲Ｅと前記エリアマーカ投射器２５からのエリアマーカＭとのずれ量を小さくする位置補正手段（Ｓ１４）と、を備え、
前記エリアマーカ投射器２５に対してずらされた水平又は垂直へ相対移動するように、前記固体撮像素子２３を前記位置調整装置５０、５４が移動させることを技術的特徴とする。

また、請求項２の発明は、光学情報コードを撮像するための固体撮像素子２３と、該固体撮像素子２３の撮像範囲Ｅを明示するエリアマーカＭを投射するエリアマーカ投射器２５とを備え、
前記固体撮像素子２３と前記エリアマーカ投射器２５とが、光学情報読取装置１０の読み取り方向に対して水平又は垂直にずらして配置された光学情報読取装置１０であって、
光学情報コードまでの距離を測定する測距センサ３０と、
前記固体撮像素子２３の撮像範囲Ｅと前記エリアマーカ投射器２５からのエリアマーカＭとの相対位置を調整する位置調整装置５０、５４と、
前記測距センサ３０により測定された距離に基づき前記エリアマーカ投射器２５の調整角度を求め、前記位置調整装置５０、５４を制御して前記固体撮像素子２３の撮像範囲Ｅと前記エリアマーカ投射器２５からのエリアマーカＭとのずれ量を小さくする位置補正手段（Ｓ５８）と、を備え、
前記固体撮像素子２３の撮像画像に対してずれた水平又は垂直へ前記エリアマーカ投射器２５のエリアマーカＭが移動するように、前記エリアマーカ投射器２５の投射方向を前記位置調整装置５０、５４が調整することを技術的特徴とする。

請求項１の光学情報読取装置１０は、測距センサ３０により測定された距離に基づき固体撮像素子２３の水平又は垂直の移動量を求め、位置調整装置５０、５４を制御して固体撮像素子２３の撮像範囲Ｅとエリアマーカ投射器２５からのエリアマーカＭとのずれ量を小さくする。このため、光学情報コードまでの距離によって撮像範囲ＥとエリアマーカＭとがずれるのを無くし、エリアマーカＭの明示範囲内にある光学情報コードを確実に読み取ることが可能となる。
また、請求項１の光学情報読取装置１０では、エリアマーカ投射器２５に対してずらされた水平又は垂直へ相対移動するように、固体撮像素子２３を位置調整装置５０、５４が移動量分移動させる。このため、光学情報コードまでの距離によって撮像範囲ＥとエリアマーカＭとがずれるのを無くし、エリアマーカＭの明示範囲内にある光学情報コードを確実に読み取ることが可能となる。

請求項２の光学情報読取装置１０は、測距センサ３０により測定された距離に基づきエリアマーカ投射器２５の調整角度を求め、位置調整装置５０、５４を制御して固体撮像素子２３の撮像範囲Ｅとエリアマーカ投射器２５からのエリアマーカＭとのずれ量を小さくする。このため、光学情報コードまでの距離によって撮像範囲ＥとエリアマーカＭとがずれるのを無くし、エリアマーカＭの明示範囲内にある光学情報コードを確実に読み取ることが可能となる。
また、請求項２の光学情報読取装置１０では、固体撮像素子２３の撮像画像に対してずれた水平又は垂直へエリアマーカ投射器２５のエリアマーカＭが移動するように、エリアマーカ投射器２５の投射方向を位置調整装置５０、５４が調整する。このため、光学情報コードまでの距離によって撮像範囲ＥとエリアマーカＭとがずれるのを無くし、エリアマーカＭの明示範囲内にある光学情報コードを確実に読み取ることが可能となる。

請求項３の光学情報読取装置１０では、読み取りエリアの４角を指示する点から成るエリアマーカＭを、固体撮像素子２３の撮像範囲Ｅからずれるのを無くし、エリアマーカＭの４点で明示した範囲内にある光学情報コードを確実に読み取ることが可能となる。

請求項４の光学情報読取装置１０では、読み取りエリアの４角を指示する線から成るエリアマーカＭを、固体撮像素子２３の撮像範囲Ｅからずれるのを無くし、エリアマーカＭの４角を指示する線で明示した範囲内にある光学情報コードを確実に読み取ることが可能となる。

[第１実施形態]
以下、本発明の光学情報読取装置を光学情報読取装置に適用した実施形態について図を参照して説明する。まず、第１実施形態に係る光学情報読取装置１０の構成概要を図１〜図３に基づいて説明する。図１は、光学情報読取装置のハウジング等の構成概要を示す部分縦断面図であり、図２は、光学情報読取装置の回路部の構成概要を示すブロック図であり、図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、受光センサ位置調整機構の説明図である。

図１に示すように、バーコードＱを読み取る光学情報読取装置１０は、主に、縦長のほぼ矩形箱状なすハウジング１１を備える。ハウジング１１は、例えば、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂からなる成形部品で、その一端側に、ハウジング１１の裏面方向に前傾するように「首曲がり形状」をなす読取口１１ａを備えている。この読取口１１ａは、後述する回路部２０の受光センサ２３に入射する入射光を導入可能な開口部である。読取口１１ａの近傍には、入射光を受光するカメラブロック２４と、読取対象物Ｒまでの距離を測定する測距センサ３０とが設けられている。このハウジング１１の他端側には、二次電池４９が収容されている。ハウジング１１の表面側には液晶表示器４６を取付可能な開口部も形成されており、光学情報読取装置１０の使用者が液晶表示器４６に表示する表示内容を視覚的に把握可能に構成してある。ハウジング１１を握った作業者の人差し指が当接する部位に、後述する照明光Ｌｆやマーカ光Ｍｆの出射を指示するトリガースイッチ１４が設けられている。ハウジング本体１１の内部には、後述する回路部２０が収容されている。なお、図１には、回路部２０を構成するプリント配線板１５，１６が図示されている。

図２に示すように、回路部２０は、主に、照明光源２１、エリアマーカ投射器２５、受光センサ２３、結像レンズ２７等の光学系と、測距センサ３０、メモリ３５、制御回路４０、操作スイッチ４２、液晶表示器４６等のマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）系と、電源スイッチ４１、電池４９等の電源系と、から構成されており、前述したプリント配線板１５，１６に実装あるいはハウジング本体１１内に内装されている。

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拡散レンズ、集光レンズ等とから構成されている。本実施形態では、受光センサ２３を挟んだ両側に照明光源２１が設けられており、ハウジング本体１１の読取口１１ａを介して読取対象物Ｒに向けて照明光Ｌｆを照射可能に構成されている。なお、この読取対象物Ｒには、情報コードとしての２次元コードＱが貼付されている。

受光センサ２３は、読取対象物Ｒや２次元コードＱに照射されて反射した反射光Ｌｒを結像レンズ２７を介して受光可能に構成されるもので、例えば、Ｃ−ＭＯＳやＣＣＤ等の固体撮像素子から成る。この受光センサ２３の受光面２３ａは、ハウジング本体１１外から読取口１１ａを介して外観可能に位置している。受光センサ２３は、測距センサ３０により測定された距離に応じて、エリアマーカとの位置合わせのためのモータ５０及び送りねじ５２により位置調整可能に取り付けられている。

エリアマーカ投射器２５は、照明光Ｌｆの照射可能範囲内の所定位置を示し得るエリアマーカＭを発光するもので、例えば、レーザダイオードとこのレーザダイオードの出射側に設けられる拡散レンズ、集光レンズ等とから構成されている。図４（Ｃ１） に示すように、第１実施形態では、エリアマーカＭは、受光センサ２３の撮像視野（照射可能範囲内の所定位置）の四隅を示す４つの点から構成されている。４点から成るエリアマーカＭの範囲内、つまり撮像視野内に読取ターゲットとなる２次元コードＱを位置決めできる。

結像レンズ２７は、外部から読取口１１ａを介して入射する入射光を集光して受光センサ２３の受光面２３ａに像を結像可能な結像光学系として機能するもので、例えば、鏡筒とこの鏡筒内に収容される複数の集光レンズとにより構成されている。本実施形態では、照明光源２１から照射された照明光Ｌｆが２次元コードＱに反射して読取口１１ａに入射する反射光Ｌｒや、エリアマーカ投射器２５から照射されたエリアマーカＭが読取対象物Ｒに反射して読取口１１ａに入射するマーカ反射光Ｍｒを集光することにより、受光センサ２３の受光面２３ａにコード像やマーカ像を結像可能にしている。

次に、マイコン系の構成概要を説明する。マイコン系は、測距センサ３０、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、操作スイッチ４２、ＬＥＤ４３、ブザー４４、液晶表示器４６、通信インタフェース４８等から構成されている。このマイコン系は、その名の通り、マイコン（情報処理装置）として機能し得る制御回路４０およびメモリ３５と中心に構成されるもので、前述した光学系によって撮像されたコード像やマーカ像等の画像信号をハードウェア的およびソフトウェア的に信号処理し得るものである。また制御回路４０は、当該光学情報読取装置１０の全体システムに関する制御も行っている。

光学系の受光センサ２３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に入力されて蓄積される。なお、同期信号発生回路３８は、受光センサ２３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。

制御回路４０は、光学情報読取装置１０全体を制御可能なマイコンで、ＣＰＵ、システムバス、入出力インタフェース等からなるもので、メモリ３５とともに情報処理装置を構成し得るもので情報処理機能を有する。この制御回路４０には、内蔵された入出力インタフェースを介して種々の入出力装置（周辺装置）と接続可能に構成されており、本実施形態の場合、電源スイッチ４１、操作スイッチ４２、ＬＥＤ４３、ブザー４４、液晶表示器４６、通信インタフェース４８、モータ５０等が接続されている。これにより、例えば、モータ５０を駆動して受光センサ２３の位置調整が可能である。

図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、第１実施形態の光学情報読取装置１０の受光センサ２３の位置調整機構を示している。
図１のＡ矢視図に相当する図４（Ａ）に示すようにエリアマーカ投射器２５は、結像レンズ２７から垂直方向（図１中の光学情報読取装置１０の奥手方向）に対してずらして配置されている。このため、図３（Ａ）中に示すように結像レンズ２７は、エリアマーカ投射器２５からのエリアマーカＭとは垂直方向に距離ｄｖ分ずれ、図４（Ｂ１）中に示すように受光センサ２３の撮像範囲Ｅとエリアマーカ投射器２５からのエリアマーカＭとは垂直方向にΔｄｖ分ずれ、撮像距離によってこのずれ量Δｄｖは変わってくる。なお、撮像距離によらず、撮像範囲Ｅの大きさとエリアマーカＭの大きさとは一定の比率を保ち、撮像範囲ＥがエリアマーカＭよりも僅かに大きくなるように受光センサ２３及びエリアマーカ投射器２５の光学系は調整されている。

このずれ量Δｄによる撮像範囲ＥとエリアマーカＭとのずれを無くするため、第１実施形態の受光センサ２３の位置調整機構は、受光センサ２３を担持する担持板５６の下部に設けられたナット部５６ｎのナット孔に、モータ５０からの送りねじ５２を螺合させて成る。受光センサ２３及び担持板５６は、カメラブロック２４の一部を構成する。そして、図２を参照して上述したように、制御回路４０によりモータ５０が駆動され、図３（Ｂ）に示すように受光センサ２３の垂直位置が結像レンズ２７に対して微調整することで、図４（Ｃ１）に示すように撮像範囲ＥをエリアマーカＭと合うように調整する。

第１実施形態の光学情報読取装置１０による情報コードの読み取り処理について、図５のフローチャートを参照して説明する。
まず、測距センサ３０により読取対象物Ｒまでの距離を測定する（Ｓ１２）。そして、測定した距離に基づき、撮像範囲ＥをエリアマーカＭに一致させるための受光センサ２３の垂直移動量を求め調整する（Ｓ１４）。その後、エリアマーカ投射器２５からエリアマーカＭを照射し（Ｓ１６）、受光センサ２３によって情報コードを画像を取り込み（Ｓ１８）、デコード処理を行い、デコード結果を上位機に出力して（Ｓ２０）、処理を終了する。第１実施形態では、受光センサ２３を移動させるため、後述する第２実施形態と異なりフィードバックの必要がなく、制御が容易である利点がある。

第１実施形態では、結像レンズ２７からエリアマーカ投射器２５が垂直方向へずらされ配置されることで、受光センサ２３の撮像範囲Ｅからエリアマーカ投射器２５のエリアマーカＭが垂直方向へずれる。位置ずれに対して、測距センサ３０でＱＲコードＱまでの距離を測定し、距離に応じて受光センサ２３を垂直方向へ移動させることで、撮像範囲ＥとエリアマーカＭとを一致させる。これにより、エリアマーカＭの明示範囲内にある情報コードが、受光センサ２３の撮像範囲Ｅから外れることが無くなるので、エリアマーカＭの明示範囲内にある情報コードを確実に読み取ることができる。

また、第１実施形態の光学情報読取装置では、読み取りエリアの４角を指示する点から成るエリアマーカＭを、受光センサ２３の撮像範囲Ｅからずれるのを無くし、エリアマーカの４点で明示した範囲内にある情報コードを確実に読み取ることが可能となる。

[第１実施形態の改変例]
以下、第１実施形態の改変例に係る光学情報読取装置１０について説明する。第１実施形態の改変例の光学情報読取装置１０は、受光センサ２３の位置調整機構の構成を除き第１実施形態と同様であるため、位置調整機構のみ図４（Ａ２）を参照して説明する。
第１実施形態の改変例に係るエリアマーカ投射器２５は、結像レンズ２７から水平方向（図１中の光学情報読取装置１０の左右方向）に対し距離ｄｈ分てずらして配置されている。このため、図４（Ｂ２）中に示すように受光センサ２３の撮像範囲Ｅとエリアマーカ投射器２５からのエリアマーカＭとは水平方向にΔｄｖ分ずれ、撮像距離によってこのずれ量Δｄｖは変わってくる。

このずれ量Δｄを無くするため、第１実施形態の改変例の受光センサ２３の位置調整機構は、受光センサ２３を担持する担持板５６の側部に設けられたナット部５６ｎのナット孔に、モータ５０からの送りねじ５２を螺合させて成る。そして、上述した第１実施形態と同様に、制御回路４０によりモータ５０が駆動され、受光センサ２３の水平位置が微調整される。

第１実施形態の改変例では、受光センサ２３からエリアマーカ投射器２５が水平方向へずらされ配置されることで、受光センサ２３の撮像範囲Ｅからエリアマーカ投射器２５のエリアマーカＭが水平方向へずれる。位置ずれに対して、測距センサ３０で距離を測定し、距離に応じて受光センサ２３を水平方向へ移動させることで、図４（Ｃ２）に示すように撮像範囲ＥとエリアマーカＭとを一致させる。これにより、エリアマーカＭの明示範囲内にある情報コードが、受光センサ２３の撮像範囲Ｅから外れることが無くなるので、エリアマーカＭの明示範囲内にある情報コードを確実に読み取ることができる。なお、第１実施形態及び第１実施形態の改変例では、受光センサ２３の位置を調整したが、この代わりに結像レンズ２７側の位置を調整することも可能である。

[第２実施形態]
図６（Ａ）は、第２実施形態に係る光学情報読取装置１０のエリアマーカ投射器２５の角度調整機構を示している。
第２実施形態のエリアマーカ投射器２５は、結像レンズ２７から垂直方向（図１中の光学情報読取装置１０の奥手方向）に対してずらして配置されている。このため、図３（Ａ）を参照して上述した第１実施形態と同様に、図６（Ｃ１）に示すように受光センサ２３の撮像範囲Ｅとエリアマーカ投射器２５からのエリアマーカＭとは垂直方向にΔｄｖ分ずれ、撮像距離によってこのずれ量Δｄｖは変わってくる。このずれ量Δｄｖを無くするため、第２実施形態の位置調整機構として、エリアマーカ投射器２５の垂直方向の投射角度を調整するための角度調整装置５４が設けられている。

第１実施形態の光学情報読取装置１０による情報コードの読み取り処理について、図７のフローチャートを参照して説明する。
まず、測距センサ３０により読取対象物Ｒまでの距離を測定する（Ｓ１２）。そして、測定した距離に基づき、撮像範囲ＥをエリアマーカＭに一致させるためのエリアマーカ投射器２５の調整角度を求め調整する（Ｓ１４）。その後、エリアマーカ投射器２５からエリアマーカＭを照射し（Ｓ１６）、受光センサ２３によって情報コードを画像を取り込み（Ｓ１８）、デコード処理を行い、デコード結果を上位機に出力して（Ｓ２０）、処理を終了する。

第２実施形態では、結像レンズ２７からエリアマーカ投射器２５が垂直方向へずらされ配置されることで、受光センサ２３の撮像範囲Ｅからエリアマーカ投射器２５のエリアマーカＭｆが垂直方向へずれる。位置ずれに対して、エリアマーカ投射器２５の照射角度を調整することで、撮像範囲ＥとエリアマーカＭｆとを一致させる。これにより、エリアマーカＭｆの明示範囲内にある情報コードＱが、受光センサ２３の撮像範囲Ｅから外れることが無くなるので、エリアマーカＭｆの明示範囲内にある情報コードＱを確実に読み取ることができる。

[第２実施形態の改変例]
以下、第２実施形態の改変例に係る光学情報読取装置１０について説明する。第２実施形態の改変例の光学情報読取装置１０は、エリアマーカ投射器２５の角度調整機構の構成を除き第２実施形態と同様である。
第２実施形態の改変例に係るエリアマーカ投射器２５は、図４（Ａ２）を参照して上述した第１実施形態の改変例と同様に結像レンズ２７から水平方向（図１中の左右方向）に対してｄｈ分ずらして配置されている。このため、図４（Ｂ２）を参照して上述した第１実施形態の改変例と同様に受光センサ２３の撮像範囲Ｅとエリアマーカ投射器２５からのエリアマーカＭｆとは水平方向にΔｄｖｈ分ずれ、撮像距離によってこのずれ量Δｄｈは変わってくる。

このずれ量Δｄｈを無くするため、第２実施形態の改変例の受光センサ２３の位置調整機構として、エリアマーカ投射器２５の水平方向の投射角度を調整するための角度調整装置が設けられている。

第２実施形態の改変例では、受光センサ２３の撮像範囲Ｅとエリアマーカ投射器２５のエリアマーカＭｆとの水平方向への位置ずれに対して、エリアマーカ投射器２５を水平方向の投射角度を調整することで、第１実施形態の改変例と同様に図４（Ｃ２）に示すよう撮像範囲ＥとエリアマーカＭｆとを一致させる。これにより、エリアマーカＭｆの明示範囲内にある情報コードが、受光センサ２３の撮像範囲Ｅから外れることが無くなるので、エリアマーカＭｆの明示範囲内にある情報コードを確実に読み取ることができる。

[第３実施形態]
以下、本発明の第３実施形態に係る光学情報読取装置について説明する。
図８は、第３実施形態の光学情報読取装置のハウジング等の構成概要を示す部分縦断面図であり、図９は、光学情報読取装置の回路部の構成概要を示すブロック図であり、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、受光センサ位置調整機構の説明図である。
上述した第１、第２実施形態では、測距センサ３０により読取対象物Ｒまでの距離を測定して撮像範囲、または、マーカ光の位置を調整した。これに対して、第３実施形態では、測距センサ３０を用いず、撮像した画像から撮像範囲、または、マーカ光のずれ量、ずれ方向を求める。

第３実施形態の光学情報読取装置でのずれ量、ずれ方向の求め方について図１０を参照して説明する。
図１０（Ａ）は、図１５（Ｄ）を参照して上述した光学情報読取装置と読取対象物Ｒまでの距離が基準距離よりも近い場合を示している。ここで、光学情報読取装置の受光センサ２３では、マーカの４角を示す点の内の２点のみを撮像しているが、撮像された２点が撮像範囲Ｅの中心線ＣＣよりも上側にあることから、読取対象物Ｒまでの距離が基準距離よりも近いと判断し、図中でマーカ光が下側に動くように受光センサ２３の位置を調整する。ここで、調整量は、マーカ光の基準位置ＥＣの下端と、マーカ光Ｍの下端とのずれ量ｄｄに基づき求める。

図１０（Ｂ）は、図１５（Ｂ）を参照して上述した光学情報読取装置と読取対象物Ｒまでの距離が基準距離よりも遠い場合を示している。ここで、光学情報読取装置の受光センサ２３では、マーカの４角を示す点の内の２点のみを撮像しているが、撮像された２点が撮像範囲Ｅの中心線ＣＣよりも下側にあることから、読取対象物Ｒまでの距離が基準距離よりも遠いと判断し、図中でマーカ光が上側に動くように受光センサ２３の位置を調整する。ここで、調整量は、マーカ光の基準位置ＥＣの上端と、マーカ光Ｍの上端とのずれ量ｄｄに基づき求める。

引き続き、第３実施形態の光学情報読取装置でのマーカ光検出処理について、当該処理のフローチャートである図１１を参照して説明する。
まず、受光センサ２３により画像を取り込み、輝度値を操作する（Ｓ３２）。そして、輝度値が所定の閾値よりも大きな点を求めることで（Ｓ３４：Ｙｅｓ）、マーカ光の各点を検出し、その位置を格納する（Ｓ３６）。

次に、第３実施形態でのマーカ光の位置調整のための処理について、当該処理のフローチャートである図１２を参照して説明する。
まず、マーカ光を照射し（Ｓ４２）、受光センサ２３の画像を取り込む（Ｓ４４）。そして、図１１を参照して上述したようにマーカ光の位置を検出する（Ｓ４６）。その後、マーカ光がある場合には（Ｓ４８：Ｙｅｓ）、処理を続け、無い場合には（Ｓ４８：Ｎｏ）、処理を終了する。

マーカ光がある場合は（Ｓ４８：Ｙｅｓ）、マーカ光の４角が検出できるかを判断する（Ｓ５０）。ここで、撮像領域Ｅ中にマーカ光の４角が検出できる場合には（Ｓ５０：４角）、撮像領域中にある情報コードが読み取り可能であるため、位置調整処理を終了して、後続のデコード処理へ移行する。

ここで、マーカ光の２角のみ検出できた場合には（Ｓ５０：２角）、検出できた２点のマーカ光が図１０（Ａ）に示したように撮像領域の中心線ＣＣの上側かを判断し（Ｓ５２：Ｙｅｓ）、上側の場合（Ｓ５２：Ｙｅｓ）、基準距離よりも近距離と判断し、移動方向を決定する（Ｓ５４）。そして、図１０（Ａ）を参照して上述したようにマーカ光の基準位置ＥＣと、マーカ光Ｍとのずれ量ｄｄに基づき、移動量を決定し（Ｓ５６）、第１実施形態と同様にして、受光センサ２３の位置を調整する（Ｓ５８）。

他方、１０（Ｂ）に示したように撮像領域の中心線ＣＣよりも下側の場合（Ｓ５２：Ｎｏ）、基準距離よりも遠距離と判断し、移動方向を決定する（Ｓ６０）。そして、上述したＳ５６の処理へ移行する。

第３実施形態の光学情報読取装置は、撮像された画像から受光センサ２３の撮像範囲とエリアマーカ投射器２５から投射されたエリアマーカＭとのずれ量を検出し、検出したずれ量に基づき、モータ５０を駆動して受光センサ２３の撮像範囲とエリアマーカ投射器２５からのエリアマーカとのずれ量を小さくする。このため、距離によって撮像範囲とエリアマーカとがずれるのを無くし、エリアマーカの明示範囲内にある光学情報コードを確実に読み取ることが可能となる。

また、第３実施形態の光学情報読取装置では、撮像された画像におけるエリアマーカの４角の位置が検出できない場合に、検出したエリアマーカの２角の位置から、当該４角が受光センサ２３の撮像範囲に入るようにするずれ方向を検出する。このため、撮像された画像でエリアマーカの２角しか検出できない場合も、４角を検出できるようにずらす方向が分かり、当該方向へずらすことで４角を検出して受光センサ２３の撮像範囲とエリアマーカ投射器からのエリアマーカとのずれ量を小さくすることが可能となる。なお、第３実施形態では、第１実施形態な機構でずれ量を調整したが、第１実施形態の改変例、第２実施形態、第２実施形態の改変例と同様な機構でずれ量を調整することも可能である。

[第４実施形態]
第４実施形態の光学情報読取装置でのずれ方向の求め方について図１３を参照して説明する。
第３実施形態では、マーカ光が４角を示す点で構成されていた。これに対して、第４実施形態では、マーカ光が線により形成されている。エリアマーカ投射器２５は、エリアマーカＭｆを発光するもので、例えば、レーザダイオードとこのレーザダイオードの出射側に設けられる拡散レンズ、集光レンズやエリアマーカＭｆのガイドパターンを形成可能なスリット板、結像レンズ、絞り板等とから構成されている。図１３（Ｃ） に示すように、第１実施形態では、エリアマーカＭｆのガイドパターンは、受光センサ２３の撮像視野（照射可能範囲内の所定位置）の四隅を示す４つのＬ字形状の視野ガイドＭａ、エリアマーカＭｆと、当該撮像視野のほぼ中央を示す十字形状の中央ガイドＭｂと、各視野ガイドＭａ間の中間を示す−字形状の中間ガイドＭｄと、から構成されている。これにより、読取対象物Ｒに向けて当該エリアマーカＭｆが照射されると、当該読取対象物の表面には、４つの視野ガイドＭａとその中央を示す中央ガイドＭｂとが映し出されるので、これらの視野ガイドＭａで囲まれた範囲内、つまり撮像視野内に読取ターゲットとなるＱＲコードＱを位置決めできる。

ここで、第４実施形態の光学情報読取装置でのずれ量、ずれ方向の求め方について図１３を参照して説明する。
図１３（Ａ）は、図１５（Ｄ）を参照して上述した光学情報読取装置と読取対象物Ｒまでの距離が基準距離よりも近い場合を示している。ここで、光学情報読取装置の受光センサ２３の撮像範囲Ｅでは、エリアマーカＭｆの２角を示す一対のＬ字形状の視野ガイドＭａのみを撮像しているが、一対のＬ字形状の視野ガイドＭａの側面の線が上向きであることから、読取対象物Ｒまでの距離が基準距離よりも近いと判断し、図中でエリアマーカＭｆが下側に動くように受光センサ２３の位置を調整する。ここで、調整量は、第３実施形態と同様、または、中心線ＣＣと中央ガイドＭｂとのずれ量に基づき求める。

図１０（Ｂ）は、図１５（Ｂ）を参照して上述した光学情報読取装置と読取対象物Ｒまでの距離が基準距離よりも遠い場合を示している。ここで、光学情報読取装置の受光センサ２３の撮像範囲Ｅでは、エリアマーカＭｆの２角を示す一対のＬ字形状の視野ガイドＭａのみを撮像しているが、一対のＬ字形状の視野ガイドＭａの側面の線が下向きであることから、読取対象物Ｒまでの距離が基準距離よりも遠いと判断し、図中でエリアマーカＭｆが上側に動くように受光センサ２３の位置を調整する。

次に、第４実施形態でのマーカ光の位置調整のための処理について、当該処理のフローチャートである図１４を参照して説明する。
まず、マーカ光を照射し（Ｓ４２）、受光センサ２３の画像を取り込む（Ｓ４４）。そして、図１３を参照して上述したようにマーカ光の位置を検出する（Ｓ４６）。その後、マーカ光がある場合には（Ｓ４８：Ｙｅｓ）、処理を続け、無い場合には（Ｓ４８：Ｎｏ）、処理を終了する。

マーカ光がある場合は（Ｓ４８：Ｙｅｓ）、マーカ光の４角が検出できるかを判断する（Ｓ５０）。ここで、撮像領域Ｅ中にマーカ光の４角が検出できる場合には（Ｓ５０：４角）、撮像領域中にある情報コードが読み取り可能であるため、位置調整処理を終了して、後続するデコード処理へ移行する。

ここで、マーカ光の２角のみ検出できた場合には（Ｓ５０：２角）、検出できた一対のエリ視野ガイドＭａの側面の線が上向かを判断し（Ｓ５２：Ｙｅｓ）、図１３（Ａ）に示すように上向きの場合（Ｓ５２：Ｙｅｓ）、基準距離よりも近距離と判断し、移動方向を決定する（Ｓ５４）。他方、１３（Ｂ）に示したように下向きの場合（Ｓ５２：Ｎｏ）、基準距離よりも遠距離と判断し、移動方向を決定する（Ｓ６０）。以降の処理は第３実施形態と同様であるため説明を省略する。

第４実施形態の光学情報読取装置では、撮像された画像におけるエリアマーカＭｆの４角の視野ガイドＭａが検出できない場合に、検出した２角の視野ガイドＭａの線の方向から、エリアマーカＭｆの４角が受光センサ２３の撮像範囲に入るようにするずれ方向を検出する。このため、撮像された画像でエリアマーカＭｆの１対の視野ガイドＭａしか検出できない場合も、エリアマーカＭｆの４角を検出できるようにずらす方向が分かり、当該方向へずらすことで４角を検出して受光センサ２３の撮像範囲とエリアマーカ投射器２５からのエリアマーカとのずれ量を小さくすることが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る光学情報読取装置のハウジング等の構成概要を示す部分縦断面図である。 第１実施形態に係る光学情報読取装置の回路部の構成概要を示すブロック図である。 図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、第１実施形態の光学情報読取装置の受光センサの位置調整機構を示す説明図である。 図４（Ａ１）は、第１実施形態の結像レンズ２７とエリアマーカ投射器２５とのずれを示す説明図であり、図４（Ｂ１）は第１実施形態でのエリアマーカと撮像範囲とのずれの説明図であり、図４（Ｃ１）は第１実施形態のエリアマーカと撮像範囲とを一致させる説明図である。図４（Ａ２）は、第１実施形態の改変例に係る結像レンズ２７とエリアマーカ投射器２５とのずれを示す説明図であり、図４（Ｂ２）は第１実施形態の改変例でのエリアマーカと撮像範囲とのずれの説明図であり、図４（Ｃ２）は改変例のエリアマーカと撮像範囲とを一致させる説明図である。 第１実施形態の光学情報読取装置による情報コードの読み取り処理を示すフローチャートである。 図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、第２実施形態の光学情報読取装置のエリアマーカ投射器の角度調整機構を示す説明図である。図６（Ｃ１）は第２実施形態でのエリアマーカと撮像範囲とのずれの説明図であり、図６（Ｃ２）は第２実施形態のエリアマーカと撮像範囲とを一致させる説明図である。 第２実施形態の光学情報読取装置による情報コードの読み取り処理を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る光学情報読取装置のハウジング等の構成概要を示す部分縦断面図である。 第３実施形態に係る光学情報読取装置の回路部の構成概要を示すブロック図である。 図１０（Ａ）は、第３実施形態の光学情報読取装置と読取対象物Ｒまでの距離が基準距離よりも近い場合を示す説明図であり、図１０（Ｂ）は、光学情報読取装置と読取対象物Ｒまでの距離が基準距離よりも遠い場合を示す説明図であり、図１０（Ｃ）はエリアマーカと撮像範囲とを一致させる説明図である。 第３実施形態の光学情報読取装置によるマーカ光検出処理を示すフローチャートである。 第３実施形態の光学情報読取装置による撮像範囲の位置補正処理を示すフローチャートである。 図１３（Ａ）は、第４実施形態の光学情報読取装置と読取対象物までの距離が基準距離よりも近い場合を示す説明図であり、図１３（Ｂ）は、光学情報読取装置と読取対象物までの距離が基準距離よりも遠い場合を示す説明図であり、図１３（Ｃ）はエリアマーカと撮像範囲とを一致させる説明図である。 第４実施形態の光学情報読取装置による撮像範囲の位置補正処理を示すフローチャートである。 従来技術でのエリアマーカと撮像範囲とのずれの説明図である。

符号の説明

１０…光学情報読取装置（光学情報読取装置）
２１…照明光源
２２…受光素子
２３…受光センサ（固体撮像素子）
２５…エリアマーカ投射器
４０…制御回路
５０…モータ
５２…送りねじ
５４…角度調整装置
Ｍ…エリアマーカ
Ｍｆ…エリアマーカ
Ｑ…２次元コード（情報コード）
Ｅ…撮像範囲（撮像画像）

Claims (4)

1. 光学情報コードを撮像するための固体撮像素子と、該固体撮像素子の撮像範囲を明示するエリアマーカを投射するエリアマーカ投射器とを備え、
   前記固体撮像素子と前記エリアマーカ投射器とが、光学情報読取装置の読み取り方向に対して水平又は垂直にずらして配置された光学情報読取装置であって、
   光学情報コードまでの距離を測定する測距センサと、
   前記固体撮像素子の撮像範囲と前記エリアマーカ投射器からのエリアマーカとの相対位置を調整する位置調整装置と、
   前記測距センサにより測定された距離に基づき前記固体撮像素子の前記水平又は前記垂直の移動量を求め、前記位置調整装置を制御して前記固体撮像素子の撮像範囲と前記エリアマーカ投射器からのエリアマーカとのずれ量を小さくする位置補正手段と、を備え、
   前記エリアマーカ投射器に対してずらされた水平又は垂直へ相対移動するように、前記固体撮像素子を前記位置調整装置が移動させることを特徴とする光学情報読取装置。
2. 光学情報コードを撮像するための固体撮像素子と、該固体撮像素子の撮像範囲を明示するエリアマーカを投射するエリアマーカ投射器とを備え、
   前記固体撮像素子と前記エリアマーカ投射器とが、光学情報読取装置の読み取り方向に対して水平又は垂直にずらして配置された光学情報読取装置であって、
   光学情報コードまでの距離を測定する測距センサと、
   前記固体撮像素子の撮像範囲と前記エリアマーカ投射器からのエリアマーカとの相対位置を調整する位置調整装置と、
   前記測距センサにより測定された距離に基づき前記エリアマーカ投射器の調整角度を求め、前記位置調整装置を制御して前記固体撮像素子の撮像範囲と前記エリアマーカ投射器からのエリアマーカとのずれ量を小さくする位置補正手段と、を備え、
   前記固体撮像素子の撮像画像に対してずれた水平又は垂直へ前記エリアマーカ投射器のエリアマーカが移動するように、前記エリアマーカ投射器の投射方向を前記位置調整装置が調整することを特徴とする光学情報読取装置。
3. 前記エリアマーカが、読み取りエリアの４角を指示する点からなることを特徴とする請求項１又は請求項２の光学情報読取装置。
4. 前記エリアマーカが、読み取りエリアの４角を指示する線を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２の光学情報読取装置。

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