JP4497144B2 - 光学情報読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、商品等に印刷又は貼り付けられているバーコード、ＱＲコード（登録商標）等の光学情報を読み取る光学情報読取装置に関するものである。

紙などの基材にバーコードやＱＲコードなどの光学情報を印刷したものを物品や書類に取り付け、これを光学的に読み取り、物品の識別などを行う光学情報読取装置が知られている。係る光学情報読取装置は、ケース内部のＬＥＤ等の光照射手段から読取口が向けられている光学情報を照明し、この照明により光学情報から反射される光を、読取口からケース内部に導き、ＣＣＤ等を用いて画像を読み取り、その明暗の分布から光学情報が表している情報を解読していた。
特開平１１−１２０２８４号公報 特開平６−１９５４９６号公報

しかしながら、艶のある紙などに印刷された光学情報は、照明光の入射角度によっては鏡面反射を生じて光学情報の画像の一部がコードに記録されている白黒とは無関係にすべて明（白）として読み取られ、光学情報を正しく取り込むことができない場合があった。特に、ダイレクトマーキングなど、金属に刻印された情報コードの場合は顕著に鏡面反射が現れ易く、読み取りが困難であった。

このような場合には、光学情報読取装置自体が読み取り対象が異常であると判定して読み取りを完了することができないので、操作者は光学情報読取装置を移動させたり読み取り角度を変更させたりして試行錯誤し、鏡面反射の影響がない位置・角度で読み取りを行わねばならず、読み取りの作業性が低下する原因となっていた。

このような鏡面反射に対応する光学情報読取装置として、特許文献１に、情報コードの画像を取り込み、鏡面反射領域が存在するかを判断し、鏡面反射領域が存在している場合には、照明条件を変えて新たに画像を取り込み、以前の画像と新たな画像とを合成して読み取りを行う光学情報読取装置が開示されている。

しかし、特許文献１の光学情報読取装置は、画像を合成するために、１回目に画像を取り込んだ後、多くの処理を行い、更に２回目の画像を取り込み、画像合成処理を行い読み取りを行う。このため、読み取り速度が非常に遅くなり、作業レスポンスが悪くなる。特に、作業者が、１回目の画像取り込みで読み取れず、光学情報読取装置を情報コードから遠ざけたり、近づけたり動かすと、２回目の画像を取り込んでも、第１回目の画像と第２回目の画像と大きさが異なってしまって、合成できなくなる。

また、特許文献２の光学情報読取装置では、対数増幅器やスライス信号発生回路を用いてダイナミックレンジを広げ、ダイナミックレンジを変えることで、外来光の影響に対応し得るようにしている。しかし、特許文献２では、対数増幅器やスライス信号発生回路などを用いるため高価になる。また、これらの回路規模が非常に大きく、実装面積が広がり、小型化が難しくなるという課題がある。

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、鏡面反射の影響を軽減し迅速に情報コードを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、情報コードを撮像する複数台の受光センサ２３Ａ、２３Ｂと、
前記受光センサで撮像された画像から情報コードをデコードするデコード手段（Ｓ３０）と、を備える光学情報読取装置であって、
前記情報コードは、二次元コードであり、
鏡面反射面積が所定値以上か否かを判断することで、誤り訂正で修正可能かを判断する判断手段を備え、
前記複数の受光センサ２３Ａ、２３Ｂの露光時間又は受光センサ出力の増幅率が異なるように設定し、
前記鏡面反射面積が前記所定値以上の場合には、
前記デコード手段（Ｓ３０）が、前記露光時間の短い又は前記増幅率の低い受光センサで撮像された画像から前記情報コードをデコードすることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、情報コードを撮像する複数台の受光センサ２３Ａ、２３Ｂと、前記受光センサで撮像された画像から情報コードをデコードするデコード手段（Ｓ３０）と、を備える光学情報読取装置であって、
前記情報コードは、二次元コードであり、
鏡面反射面積が所定値以上か否かを判断することで、誤り訂正で修正可能かを判断する判断手段を備え、
前記複数の受光センサとして、受光感度の高い受光センサ２３Ａと受光感度の低い受光センサ２３Ｂとを設け、
前記鏡面反射面積が前記所定値以上の場合には、
前記デコード手段（Ｓ３０）が、前記受光感度の低い受光センサ２３Ｂで撮像された画像から前記情報コードをデコードすることを特徴とする。

請求項１の光学情報読取装置は、露光時間又は受光センサ出力の増幅率が異なる複数の受光センサを備えるため、鏡面反射が生じる際には、露光時間の短い又は増幅率の低い受光センサで撮像された画像を用いることで、鏡面反射の影響を小さくすることができる。また、露光時間又は受光センサ出力の増幅率が異なる複数の受光センサを用いるため、複雑な回路を用いることなくダイナミックレンジを広げることが可能である。更に、露光時間又は受光センサ出力の増幅率が異なる複数の受光センサで同時に情報コードを撮像することで、複数回の撮像が不要となり、短時間で情報コードの読み取りを終わらせることができる。そして、鏡面反射面積を求め、鏡面反射面積が誤り訂正で修正困難な所定値以上の場合には、露光時間の短い又は増幅率の低い受光センサで撮像された画像から情報コードをデコードする。即ち、鏡面反射の影響で二次元コードを構成するセルの一定部分を読めなくなる際には、露光時間の短い又は増幅率の低い受光センサで撮像された画像から情報コードをデコードするため、鏡面反射の影響の小さな画像で情報コードを処理することが可能となり、デコードを行うことができる可能性が高くなる。

請求項２の光学情報読取装置は、鏡面反射が発生しているかを検出して、鏡面反射が発生していない場合には、露光時間の長い又は増幅率の高い受光センサで撮像された画像から情報コードをデコードするため、コントラスト差の大きな鮮明な画像で情報コードを処理することが可能となり、正しくデコードを行うことができる。

請求項３の光学情報読取装置は、鏡面反射の影響を受け易い露光時間の長い又は増幅率の高い受光センサで撮像された画像から鏡面反射が発生しているかを検出するため、鏡面反射を短時間で正確に検出することができる。

請求項４の光学情報読取装置は、鏡面反射の影響を受け易い露光時間の長い又は増幅率の高い受光センサで撮像された画像から鏡面反射面積を求めるため、露光時間の長い又は増幅率の高い受光センサの画像で鏡面反射により生じるＱＲコード内における鏡面反射の割合を正確に求めることができる。

請求項５の光学情報読取装置は、受光感度の高い受光センサと受光感度の低い受光センサとを備えるため、鏡面反射が生じる際には、受光感度の低い受光センサで撮像された画像を用いることで、鏡面反射の影響を小さくすることができる。また、受光感度の高い受光センサと受光感度の低い受光センサとを用いるため、複雑な回路を用いることなくダイナミックレンジを広げることが可能である。更に、受光感度の高い受光センサと受光感度の低い受光センサとで同時に情報コードを撮像することで、複数回の撮像が不要となり、短時間で情報コードの読み取りを終わらせることができる。そして、鏡面反射面積を求め、鏡面反射面積が誤り訂正で修正困難な所定値以上の場合には、受光感度の低い受光センサで撮像された画像から情報コードをデコードする。即ち、鏡面反射の影響で二次元コードを構成するセルの一定部分を読めなくなる際には、受光感度の低い受光センサで撮像された画像から情報コードをデコードするため、鏡面反射の影響の小さな画像で情報コードを処理することが可能となり、デコードを行うことができる可能性が高くなる。

請求項６の光学情報読取装置は、鏡面反射が発生しているかを検出して、鏡面反射が発生していない場合には、受光感度の高い受光センサで撮像された画像から情報コードをデコードするため、コントラスト差の大きな鮮明な画像で情報コードを処理することが可能となり、正しくデコードを行うことができる。

請求項７の光学情報読取装置は、鏡面反射の影響を受け易い受光感度の高い受光センサで撮像された画像から鏡面反射が発生しているかを検出するため、鏡面反射を短時間で正確に検出することができる。

請求項８の光学情報読取装置は、鏡面反射の影響を受け易い受光感度の高い受光センサで撮像された画像から鏡面反射面積を求めるため、受光感度の高い受光センサの画像で鏡面反射により生じるＱＲコード内における鏡面反射の割合を正確に求めることができる。

[第１実施形態]
以下、本発明の光学情報読取装置をＱＲコード用の光学情報読取装置に適用した第１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、図１に示す光学情報読取装置中の光学系のＡ矢視図であり、図３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る。

図１に示すように、ＱＲ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、その一端側に読取口１１ａを備えている。この読取口１１ａは、図２中に示す２個の第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂに入射する入射光を導入可能な開口部である。図１に示すようにハウジング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３に示すように、回路部２０は、主に、一対の赤色発光ダイオード２１及び集光レンズ５２、第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂ、結像レンズ２７Ａ、２７Ｂ等の光学系と、メモリ３５、制御回路４０、操作スイッチ１２、１４、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、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１１内に内装されている。

マイコン系の構成概要を説明する。マイコン系は、増幅回路３１Ａ、３１Ｂ、Ａ／Ｄ変換回路３３Ａ、３３Ｂ、メモリ３５、アドレス発生回路３６Ａ、３６Ｂ、同期信号発生回路３８Ａ、３８Ｂ、制御回路４０、操作スイッチ１２、１４、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。

光学系の第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂは、同一形式の二次元受光センサから成る。第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂから出力される画像信号（アナログ信号）は、それぞれ増幅率の異なる増幅回路３１Ａ、３１Ｂに入力され、それぞれの増幅率で増幅される。ここで、増幅回路３１Ａは、増幅回路３１Ｂよりも高い増幅率に設定されている。増幅回路３１Ａ、増幅回路３１Ｂから出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換回路３３Ａ、３３Ｂに入力され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３８Ａ、３８Ｂは、第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂおよびアドレス発生回路３６Ａ、３６Ｂ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３６Ａ、３６Ｂは、この同期信号発生回路３８Ａ、３８Ｂ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、第１実施形態の場合、電源スイッチ４１、操作スイッチ１２、１４、ＬＥＤ４３、ブザー４４、液晶表示器４６、通信インタフェース４８等が接続されている。

光学系を構成する赤色発光ダイオード２１は、照明光Ｌｆを照射可能な光照射器として機能するもので、拡散レンズと凸レンズとを組み合わせた集光レンズ５２により集光させる。第１実施形態では、第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂを挟んだ両側に赤色発光ダイオード２１が設けられており、ハウジング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ＱＲコードＱが貼付されている。

第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂは、読取対象物ＲやＱＲコードＱに照射されて反射した反射光Ｌｒを結像レンズ２７Ａ、２７Ｂ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二次元イメージセンサにより構成されている。

結像レンズ２７Ａ、２７Ｂ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第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂ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。

図２に示すように、２個の第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂは、それぞれの撮像エリアの中心軸ＸＡ、ＸＢと直交する線ＶＰを含む仮想平面（線ＶＰに沿って図から直立する仮想平面）上に配置してある。２個の第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂは、撮像エリアの中心軸ＸＡ、ＸＢが距離ｄ１分離れるようにプリント配線板１５上に取り付けられている。また、２個の第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂの撮像エリアの中心軸ＸＡ、ＸＢと、結像レンズ２７Ａ、２７Ｂの中心軸Ｘａ、Ｘｂとをずらして組み付け、当該２個の第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂ撮像エリアが一定距離Ｄ１において、図４に示すように重なるように配置されている。

第１実施形態の光学情報読取装置では、図２を参照して上述したように２個の第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂは、それぞれの撮像エリアの中心軸ＸＡ、ＸＢと直交する線ＶＰを含む仮想平面（線ＶＰに沿って図から直立する仮想平面）上に配置してある。また、２個の第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂの撮像エリアの中心軸ＸＡ、ＸＢと、結像レンズ２７Ａ、２７Ｂの中心軸Ｘａ、Ｘｂとをずらして組み付け、当該２個の第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂ撮像エリアが一定距離Ｄ１において、図４に示すように重なるように配置されている。２個の第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂで同時に撮像するため、ＱＲコードＱ像の大きさが同じになる。

第１実施形態での鏡面反射の補償原理について図５及び図６を参照して説明する。
上述したように、第１受光センサ２３Ａからの画像信号は増幅率の高い増幅回路３１Ａで増幅され、第２受光センサ２３Ｂからの画像信号は増幅率の高い増幅回路３１Ａで増幅される。図５（Ａ１）、図５（Ｂ１）、図５（Ｃ１）は、第１受光センサ２３Ａの画像信号を増幅した出力を示すグラフであり、図５（Ａ２）、図５（Ｂ２）、図５（Ｃ２）は、第２受光センサ２３Ｂの画像信号を増幅した出力を示すグラフである。これらは、図３に示すＡ／Ｄ変換回路で２５６階調のデジタル値に変換された後の画像信号を示している。図５（Ａ１）は、第１受光センサ２３ＡでＱＲコードの無い白地を撮像している際の画像出力を示し、横軸の画素数６４０は、６４０個の画素でのそれぞれの出力を表している。第１受光センサ２３Ａの画像出力は高いレベル値になっている。一方、図５（Ａ２）に示すように増幅率の低い第２受光センサ２３Ｂでは、低いレベル値になっている。

図５（Ｂ１）、第１受光センサ２３Ａで図６（Ａ）に示すようにＱＲコードＱを撮像した際の画像信号を示し、図５（Ｃ１）は、図６（Ｃ）に示すようにＱＲコードＱ上に鏡面反射Ｍが生じている際の画像信号を示している。図５（Ｂ２）は、第２受光センサ２３Ｂで図６（Ａ）に示すようにＱＲコードＱを撮像した際の画像信号を示し、図５（Ｃ２）は、図６（Ｂ）に示すようにＱＲコードＱ上に鏡面反射Ｍが生じている際の画像信号を示している。なお、図５中では、図示の便宜上、画像信号を単純化して示している点に注意されたい。

第１実施形態の光学情報読取装置１０では、画像中に鏡面反射が生じているかを検出し、鏡面反射が生じていない時には、増幅率の大きな第１受光センサ２３Ａの画像信号を用いてデコードを行う。図５（Ｂ１）中に示すように、画像信号で、高レベル部分（パルスの頂部）側は白を示し、低レベル側（パルスの谷部）は黒を示すが、図５（Ｂ２）で示す増幅率の小さな第２受光センサ２３Ｂの画像信号を比べて、高レベル部分（白）と低レベル側（黒）とのレベル差が大きくなっている。即ち、コントラスト差の大きな鮮明な画像でＱＲコードを処理することが可能となり、正しくデコードを行うことができる。

一方、鏡面反射が生じる際には、増幅率の低い第２受光センサ２３Ｂで撮像された画像を用いることで、鏡面反射の影響を小さくすることができる。また、出力の増幅率が異なる第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂを用いるため、複雑な回路を用いることなくダイナミックレンジを広げることが可能である。更に、出力の増幅率が異なる第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂで同時にＱＲコードを撮像することで、複数回の撮像が不要となり、短時間でＱＲコードの読み取りを終わらせることができる。

第１実施形態の光学情報読取装置は、鏡面反射の影響を受け易い増幅率の高い第１受光センサ２３Ａで撮像された画像から鏡面反射が発生しているかを検出する。このため、鏡面反射を短時間で正確に検出することができる。なお、反対に、増幅率の低い第２受光センサ２３Ｂの画像を用いることで、鏡面反射の領域を狭めて正確に検出することも可能である。

ここで、ＱＲコードは、データに最大３０％以内であれば符合誤りがあってもデコードが可能なようにリードソロモン符合によるエラー訂正機能が備えられている。このため、鏡面反射によって読み取れない部分のエラー訂正が可能かを、鏡面反射面積が３０％以内か否かで判断する。先ず、増幅率の大きな第１受光センサ２３Ａでの画像信号で、誤り訂正率が３０％以内の場合には（例えば、図６（Ｂ）の場合）、当該画像信号を用いる。一方、増幅率の大きな第１受光センサ２３Ａでの画像信号では鏡面反射面積が３０％を超える場合には（例えば、図６（Ｄ）に示す場合）、増幅率の小さな第２受光センサ２３Ｂの画像を用い（図６（Ｃ）参照）に、鏡面反Ｍによる影響を小さくして、鏡面反射面積が３０％以内か否を判断し、３０％以内の鏡面反射面積である場合には、当該増幅率の小さな第２受光センサ２３Ｂの画像を用いてデコードを行う。

引き続き、上述した光学情報読取装置１０によるＱＲ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。
先ず、第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂで露光し（Ｓ１２）、ＱＲコードの画像を取り込む（Ｓ１４）。そして、図５（Ｃ１）を参照して上述したように、増幅率の大きな第１受光センサ２３Ａ側の画像信号を元に、レベル値が最大値に達している画素が有るか否かにより鏡面反射の有無を判断する（Ｓ１６）。ここで、鏡面反射が無い場合には（Ｓ１６：無し）、第１受光センサ２３Ａ側の画像信号を元にＱＲコードのデコードを行い、デコードに成功するとデコード結果を上位機に出力して処理を終了する（Ｓ３０：成功）。他方、デコードに失敗すると（Ｓ３０：失敗）、Ｓ１２に戻り、再度画像の取り込みを行う。

一方、鏡面反射が有る場合には（Ｓ１６：有り）、増幅率の大きな第１受光センサ２３Ａ側の画像信号を元に、鏡面反射面積が所定面積（例えばＱＲコードの最大符合誤り率に相当する３０％）以内であるか否かを判断する（Ｓ１８）。ここで、所定面積以下であり、誤り訂正率で対応可能な場合には（Ｓ１８：可）、増幅率の大きな該画像信号を用い（Ｓ２４）、デコードを行う（Ｓ３０）。他方、所定面積を超え、誤り訂正率で対応不可能な場合には（Ｓ１８：不可）、増幅率の小さな第２受光センサ２３Ｂの画像信号で、３０％以内であるか、即ち、誤り訂正率で対応可能か否かを判断する（Ｓ２０）。ここで、３０％以下であり、誤り訂正率で対応可能な場合には（Ｓ２０：可）、増幅率の小さな該画像信号を用い（Ｓ２６）、デコードを行う（Ｓ３０）。他方、増幅率の小さな第２受光センサ２３Ｂの画像信号でも誤り訂正で対応不可能な場合には（Ｓ２０：不可）、Ｓ１２に戻り、再度画像の取り込みを行う。

第１実施形態の光学情報読取装置１０では、第１受光センサ２３Ａと第２受光センサ２３Ｂとで、増幅回路３１Ａと増幅回路３１Ｂとの増幅率を変えることによってダイナミックレンジを広げた。この代わりに、第１受光センサ２３Ａと第２受光センサ２３Ｂとの露光時間を変えることで、光学情報読取装置のダイナミックレンジを広げることも可能である。但し、増幅率を変える上述した方式の方が、第１受光センサ２３Ａと第２受光センサ２３とで画像取り込みの時間差が生じないため、より好ましい。

[第２実施形態]
引き続き、図６及び図８〜図１０を参照して本発明の第２実施形態に係る光学情報読取装置について説明する。
第１実施形態では、同一形式の受光センサを用い、受光センサ出力の増幅率又は受光センサの露光時間を変えることでダイナミックレンジを広げ鏡面反射に対応した。これに対して、第２実施形態では、異なる感度の受光センサを用いることで、ダイナミックレンジを広げ鏡面反射に対応する。

図８は、第２実施形態の光学情報読取装置の回路構成を示すブロック図である。
第２実施形態の光学情報読取装置では、第１受光センサ２３Ａが高い受光感度を備え、第２受光センサ２３Ｂが低い受光感度を備える。そして、受光センサの出力を増幅する増幅回路３１Ａ、及び、増幅回路３１Ｂは同じ増幅率に設定されている。他の構成は、図３を参照して上述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

第２実施形態での鏡面反射の補償原理について図６及び図９を参照して説明する。
上述したように、第１受光センサ２３Ａは高い受光感度を備え、第２受光センサ２３Ｂは低い受光感度を備える。図９（Ａ１）、図９（Ｂ１）、図９（Ｃ１）は、第１受光センサ２３Ａの出力を示すグラフであり、図９（Ａ２）、図９（Ｂ２）、図９（Ｃ２）は、第２受光センサ２３Ｂの出力を示すグラフである。これらは、図８に示すＡ／Ｄ変換回路で２５６階調のデジタル値に変換された後の画像信号を示している。図９（Ａ１）は、第１受光センサ２３Ａで白地を撮像している際の画像出力を示し、横軸の画素数６４０は、６４０個の画素でのそれぞれの出力を表している。受光感度の高い第１受光センサ２３Ａの画像出力は高いレベル値になっている。一方、図９（Ａ２）に示すように受光感度の低い第２受光センサ２３Ｂでは、低いレベル値になっている。

図９（Ｂ１）、第１受光センサ２３Ａで図６（Ａ）に示すようにＱＲコードＱを撮像した際の画像信号を示し、図９（Ｃ１）は、図６（Ｃ）に示すようにＱＲコードＱ上に鏡面反射Ｍが生じている際の画像信号を示している。図９（Ｂ２）は、第２受光センサ２３Ｂで図６（Ａ）に示すようにＱＲコードＱを撮像した際の画像信号を示し、図９（Ｃ２）は、図６（Ｂ）に示すようにＱＲコードＱ上に鏡面反射Ｍが生じている際の画像信号を示している。なお、図９中では、図示の便宜上、画像信号を単純化して示している点に注意されたい。

第２実施形態の光学情報読取装置１０では、画像中に鏡面反射が生じているかを検出し、鏡面反射が生じていない時には、受光感度の高い第１受光センサ２３Ａの画像信号を用いてデコードを行う。図９（Ｂ１）中に示すように、画像信号で、高レベル部分（パルスの頂部）側は白を示し、低レベル側（パルスの谷部）は黒を示すが、図９（Ｂ２）で示す受光感度の低い第２受光センサ２３Ｂの画像信号を比べて、高レベル部分（白）と低レベル側（黒）とのレベル差が大きくなっている。即ち、コントラスト差の大きな鮮明な画像でＱＲコードを処理することが可能となり、正しくデコードを行うことができる。

一方、鏡面反射が生じる際には、受光感度の低い第２受光センサ２３Ｂで撮像された画像を用いることで、鏡面反射の影響を小さくすることができる。また、受光感度が異なる第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂを用いるため、複雑な回路を用いることなくダイナミックレンジを広げることが可能である。更に、受光感度が異なる第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂで同時にＱＲコードを撮像することで、複数回の撮像が不要となり、短時間でＱＲコードの読み取りを終わらせることができる。

第２実施形態の光学情報読取装置は、鏡面反射の影響を受け易い受光感度の高い第１受光センサ２３Ａで撮像された画像から鏡面反射が発生しているかを検出する。このため、鏡面反射を短時間で正確に検出することができる。なお、反対に、受光感度の低い第２受光センサ２３Ｂの画像を用いることで、鏡面反射の領域を狭めて正確に検出することも可能である。

ここで、ＱＲコードは、データに最大３０％以内であれば符合誤りがあってもデコードが可能なようにリードソロモン符合によるエラー訂正機能が備えられている。このため、第２実施形態では、第１実施形態と同様に鏡面反射によって読み取れない部分のエラー訂正が可能かを、鏡面反射面積が３０％以内か否かで判断する。先ず、受光感度の高い第１受光センサ２３Ａでの画像信号で、３０％以内の鏡面反射面積の場合には（例えば、図６（Ｂ）の場合）、当該画像信号を用いる。一方、受光感度の高い第１受光センサ２３Ａでの画像信号では鏡面反射面積が３０％を超える場合には（例えば、図６（Ｄ）に示す場合）、受光感度の低い第２受光センサ２３Ｂの画像を用い（図６（Ｃ）参照）に、鏡面反Ｍによる影響を小さくして、３０％以内の鏡面反射面積か否を判断し、３０％以内の鏡面反射面積である場合には、当該受光感度の低い第２受光センサ２３Ｂの画像を用いてデコードを行う。

引き続き、第２実施形態の光学情報読取装置１０によるＱＲコードの読み取り処理について、図１０のフローチャートを参照して説明する。
先ず、第１受光センサ２３Ａ、第２受光センサ２３Ｂで露光し（Ｓ１２）、ＱＲコードの画像を取り込む（Ｓ１４）。そして、図９（Ｃ１）を参照して上述したように、受光感度の高い第１受光センサ２３Ａ側の画像信号を元に、レベル値が最大値に達している画素が有るか否かにより鏡面反射の有無を判断する（Ｓ１６）。ここで、鏡面反射が無い場合には（Ｓ１６：無し）、第１受光センサ２３Ａ側の画像信号を元にＱＲコードのデコードを行い、デコードに成功するとデコード結果を上位機に出力して処理を終了する（Ｓ３０：成功）。他方、デコードに失敗すると（Ｓ３０：失敗）、Ｓ１２に戻り、再度画像の取り込みを行う。

一方、鏡面反射が有る場合には（Ｓ１６：有り）、受光感度の高い第１受光センサ２３Ａ側の画像信号を元に、鏡面反射面積が所定面積（例えばＱＲコードの最大符合誤り率に相当する３０％）以内であるか否かを判断する（Ｓ１８）。ここで、所定面積以下であり、誤り訂正率で対応可能な場合には（Ｓ１８：可）、受光感度の高い該画像信号を用い（Ｓ２４）、デコードを行う（Ｓ３０）。他方、所定面積を超え、誤り訂正率で対応不可能な場合には（Ｓ１８：不可）、受光感度の低い第２受光センサ２３Ｂの画像信号で、鏡面反射面積が３０％以内であるか、即ち、誤り訂正で対応可能か否かを判断する（Ｓ２０）。ここで、３０％以下であり、誤り訂正で対応可能な場合には（Ｓ２０：可）、受光感度の低い該画像信号を用い（Ｓ２６）、デコードを行う（Ｓ３０）。ここで、受光感度の低い第２受光センサ２３Ｂの画像信号でも誤り訂正で対応不可能な場合には（Ｓ２０：不可）、Ｓ１２に戻り、再度画像の取り込みを行う。

上述した第１、第２実施形態では、２個の受光センサ２３Ａ、２３Ｂを用いたが、３個以上の受光センサを用いることも可能である。また、第１、第２実施形態では、図７、図９に示すＳ１８で、所定誤り率として、ＱＲコードで訂正可能な最大誤り率である３０％を設定したが、これよりも低い値を設定することも可能である。

本発明の第１実施形態に係る光学情報読取装置の断面図である。 図１に示す光学情報読取装置中の光学系のＡ矢視図である。 図１に示す光学情報読取装置の回路構成を示すブロック図である。 ２個の受光センサの撮像エリアの重なりを示す説明図である。 図５（Ａ１）、図５（Ｂ１）、図５（Ｃ１）は、第１受光センサ２３Ａの画像信号を増幅した出力を示すグラフであり、図５（Ａ２）、図５（Ｂ２）、図５（Ｃ２）は、第２受光センサ２３Ｂの画像信号を増幅した出力を示すグラフである。 図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）、図６（Ｄ）はＱＲコードの図であり、図６（Ａ）は鏡面反射が無い場合を、図６（Ｂ）は鏡面反射が小さい場合を、図６（Ｃ）は鏡面反射が大きいが鏡面反射面積が３０％未満の場合を、図６（Ｄ）は鏡面反射が大きいく鏡面反射面積が３０％を超える場合を表している。 第１実施形態の光学情報読取装置によるＱＲコードの読取処理を示すフローチャートである。 第２実施形態の光学情報読取装置の回路構成を示すブロック図である。 図９（Ａ１）、図９（Ｂ１）、図９（Ｃ１）は、第１受光センサ２３Ａの画像信号の出力を示すグラフであり、図９（Ａ２）、図９（Ｂ２）、図９（Ｃ２）は、第２受光センサ２３Ｂの画像信号の出力を示すグラフである。 第２実施形態の光学情報読取装置によるＱＲコードの読取処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 光学情報読取装置
２１ 発光ダイオード
２３Ａ 第１受光センサ
２３Ｂ 第２受光センサ
２７Ａ、２７Ｂ 結像レンズ
３１Ａ 増幅回路（増幅率大）
３１Ｂ 増幅回路（増幅率小）
３３Ａ、３３Ｂ Ａ／Ｄ変換回路
４０ 制御回路

Claims (8)

1. 情報コードを撮像する複数台の受光センサと、
   前記受光センサで撮像された画像から情報コードをデコードするデコード手段と、を備える光学情報読取装置であって、
   前記情報コードは、二次元コードであり、
   鏡面反射面積が所定値以上か否かを判断することで、誤り訂正で修正可能かを判断する判断手段を備え、
   前記複数の受光センサの露光時間又は受光センサ出力の増幅率が異なるように設定し、
   前記鏡面反射面積が前記所定値以上の場合には、
   前記デコード手段が、前記露光時間の短い又は前記増幅率の低い受光センサで撮像された画像から前記情報コードをデコードすることを特徴とする光学情報読取装置。
2. 前記受光センサで撮像された画像から鏡面反射が発生しているかを検出する鏡面反射検出手段を備え、
   鏡面反射が発生していない場合には、
   前記デコード手段が、露光時間の長い又は増幅率の高い受光センサで撮像された画像から情報コードをデコードすることを特徴とする請求項１の光学情報読取装置。
3. 前記鏡面反射検出手段は、露光時間の長い又は増幅率の高い受光センサで撮像された画像から鏡面反射が発生しているかを検出することを特徴とする請求項２の光学情報読取装置。
4. 前記判断手段は、露光時間の長い又は増幅率の高い受光センサで撮像された画像から鏡面反射面積を求めることを特徴とする請求項１の光学情報読取装置。
5. 情報コードを撮像する複数台の受光センサと、
   前記受光センサで撮像された画像から情報コードをデコードするデコード手段と、を備える光学情報読取装置であって、
   前記情報コードは、二次元コードであり、
   鏡面反射面積が所定値以上か否かを判断することで、誤り訂正で修正可能かを判断する判断手段を備え、
   前記複数の受光センサとして、受光感度の高い受光センサと受光感度の低い受光センサとを設け、
   前記鏡面反射面積が前記所定値以上の場合には、
   前記デコード手段が、前記受光感度の低い受光センサで撮像された画像から前記情報コードをデコードすることを特徴とする光学情報読取装置。
6. 前記受光センサで撮像された画像から鏡面反射が発生しているかを検出する鏡面反射検出手段を備え、
   鏡面反射が発生していない場合には、
   前記デコード手段が、前記受光感度の高い受光センサで撮像された画像から情報コードをデコードすることを特徴とする請求項５の光学情報読取装置。
7. 前記鏡面反射検出手段は、前記受光感度の高い受光センサで撮像された画像から鏡面反射が発生しているかを検出することを特徴とする請求項６の光学情報読取装置。
8. 前記判断手段は、前記受光感度の高い受光センサで撮像された画像から鏡面反射面積を求めることを特徴とする請求項５の光学情報読取装置。

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