JP5695806B1 - コード読取装置 - Google Patents

Abstract

コード読取装置（１）は、複数のコードシンボル（３ａ、３ｂ）が印刷されている伝票（４）を撮像し、多値画像データとして記録し、当該多値画像データを二値化した二値画像データの下枠から垂直方向に黒値が最も連続している位置を指（２ａ）の指示位置として検知し、当該指示位置近傍にあるコードシンボル（３ａ）の読み取りを行う。

Description

本発明は、コード読取装置に関するものである。

従来より、一次元バーコードや二次元コード等のコードシンボルを解読して情報を取得するコード読取装置が知られている。近年、このようなコード読取装置として、使用者が装置本体を持ち替える必要なく、両手が自由となるように使用者の体の一部に取り付けることが可能な、いわゆるウェアラブル型のコード読取装置が開発されている。

例えば特許文献１には、読取対象のコードシンボルを含む２次元エリアを撮像する２次元撮像ユニットを使用者の頭部、肩部、手首部、腰部等の体の一部に装着する構成の携帯型コード読取り装置が開示されている。なお、当該特許文献１のコード読取装置では、撮像範囲を目視で確認できるように２次元撮像ユニットからガイド光を投射することも可能である。

特許第3020943号

しかしながら、特許文献１に記載されているように撮像ユニットを体の一部に取り付けた場合、撮像時には撮像ユニットが取り付けられている体の一部を、目標とする撮像範囲に移動したり、向きを変える等して調整しなければならない。例えば特許文献１に記載されているように撮像ユニットを手首に取り付けた場合には、ガイド光がコードシンボルに当たるように手又は腕の向きを調整する必要がある。また、撮像エリアやガイド光を遮らないように手を握ったり、腕を引いたりする必要もある。

さらに、伝票等に複数のコードシンボルが存在し、そのうちの一つのコードシンボルを読み取る場合には、その一つのコードシンボルを撮像するようガイド光等を用いて精密にコード読取装置の撮像範囲を調整する必要がある。
このように、ウェアラブル型のコード読取装置であっても、コードシンボルを撮像するために手や腕を本来の作業とは関係のなく動かす必要があり、必ずしも作業性が向上するとは限らないという問題がある。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、自然な動作で読取対象とするコードシンボルを指定して読み取ることができ、作業性を向上させることのできるコード読取装置を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明に係るコード読取装置は、コードシンボルを含んだ画像を撮像する撮像部と、読取対象である前記コードシンボル近傍の余白部分に近づけることで読取対象を指示する移動可能な指示体と、前記撮像部により撮像された画像データを解析し、前記画像データ内にある前記指示体により指示されている指示位置を検知する指示位置検知部と、前記指示位置検知部により検知された前記指示位置の近傍に存在するコードシンボルを読取対象として抽出するコード抽出部と、前記コード抽出部により抽出されたコードシンボルを復号するコード復号部と、を備えている。

上記手段を用いる本発明によれば、自然な動作で読取対象とするコードシンボルを指定して読み取ることができ、作業性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るコード読取装置を使用者の手首に装着した状態の外観構成図である。 本発明の一実施形態に係るコード読取装置の構成を示すブロック図である。 画像データのサイズについての説明図である。 画像データの座標についての説明図である。 指先検知時における各座標の値の一例についての説明図である。 二値画像データと画像下枠からの黒値連続長さの一例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るコード読取装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の変形例に係るコード読取装置を使用者の手首に装着した状態の外観構成図である。

以下、本発明に係るコード読取装置を図面に基づいて説明する。
図１、図２は、本発明の一実施形態に係るコード読取装置の構成について示している。
図１に示すように、本実施形態におけるコード読取装置１は、ベルト等の装着具１ａを介して使用者の手の甲側の手首に装着されるいわゆるウェアラブル型のコード読取装置である。当該コード読取装置１は、例えば図１に示す複数のコードシンボル３ａ、３ｂが印刷されている伝票４を撮像して、コード読取装置１が装着されている手２の指２ａを指示体として認識し、指２ａの指先近傍にあるコードシンボル３ａの読み取りを行うものである。

コード読取装置１は、図２に示すように、主として読取部１１、撮像メモリ１２、二値画像メモリ１３、指先検知部（指示位置検知部）１４、表示部１５、操作部１６、トリガスイッチ（トリガ部）１７、外部通信部１８、電源部１９、及び制御部２０を備えている。電源部１９を除いた各部は相互にデータ通信可能に接続されている。

詳しくは、読取部１１は、コードシンボルを含んだ画像を撮像する撮像カメラ２１（撮像部）と照明２２とを含んでいる。撮像カメラ２１は例えばＣＯＭＳセンサを用いた二次元カメラであり、図１の破線で示すように、コード読取装置１から一方向に向けて矩形の撮像範囲を撮像する。照明２２は、暗所等でも撮像カメラ２１によりコードシンボルを鮮明に撮像すべく、撮像カメラ２１の撮像方向と同方向に投光し、撮像範囲を照らすものである。

撮像メモリ１２は、読取部１１で撮像した多値画像データを記憶する部分である。
二値画像メモリ１３は、撮像メモリ１２に記憶されている多値画像データを所定の閾値を境に二値化した二値画像データを記憶する部分である。なお、本実施形態では、白値と黒値の二値からなる二値画像データを用いるものとする。

指先検知部１４は、詳しくは後述するように、二値画像データ内にある指２ａの指先を指示位置として検知する部分である。
表示部１５は、コード読取装置１の動作メニューの案内や、コード読取装置１の状態、コード読取結果等を文字や図表等で使用者に閲覧可能に表示する部分である。

操作部１６は、例えばタッチパネルやスイッチ等であり、使用者が表示部１５の表示に従って選択指示操作を行ったり、情報を入力したりする部分である。
トリガスイッチ１７は、読取部１１における撮像の開始を指示するためのスイッチであり、本実施形態ではコード読取装置１に設けられた押しボタン式のスイッチとする。

外部通信部１８は、コード読取装置１と外部のコンピュータ装置等との間で通信を行うためのものである。当該外部通信部１８における通信方式は特に限定されるものではなく、例えば有線、赤外線、無線方式等でよい。
電源部１９は、一次電池または二次電池からなり、コード読取装置１を動作するための電力源である。なお、外部から電力供給が行われる構成でもよい。

制御部２０は、コード読取装置１における演算処理を行うＣＰＵからなり、基本ソフト及びアプリケーションソフトのプログラムに従って動作制御を行う。例えば、当該制御部２０は、撮像メモリ１２に記憶された多値画像データを二値画像データに変換処理して二値画像メモリ１３に記憶する。また制御部２０は、指先検知部１４において検知された指先位置の近傍に存在するコードシンボルを読取対象として抽出し（コード抽出部）、当該コードシンボルを復号して（コード復号部）、復号結果を表示部１５に表示したり、外部通信部１８を介して外部のコンピュータに送信したりする。

ここで、指先検知部１４による指先検知手法について詳しく説明する。図３Ａから図３Ｃには二値画像データへの変換についての説明図が示されており、図４には二値画像データと当該画像下枠からの黒値連続長さの一例が示されており、以下これらの図に基づき説明する。

まず、二値画像メモリ１３に保存されている二値画像データは、図３Ａに示すように、例えば撮像カメラ２１により撮像される画像データのサイズが水平（横）６４０画素、垂直（縦）４８０画素のいわゆるＶＧＡサイズとした場合に、水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸とし、左上端を（００１、００１）として図３Ｂのように各画素毎に座標が設けられている。そして、二値画像データは、図３Ｃに示すように、白値部分の座標には値０が、黒値部分の座標には値１がそれぞれ入力されている。

指先検知部１４は、このような二値画像データＡ内に予め所定の基準線を設定し、当該基準線から垂直方向に黒値を検索する。本実施形態では所定の基準線を下枠Ｂに設定しており、左下端の座標（００１、４８０）から上端に向かって連続する黒値を検索する。また、本実施形態では例えば白値が連続２個続いた場合に黒値が途切れたと判定し、下枠Ｂから黒値が途切れるまでの長さを黒値連続長さとする。左端の列の黒値連続長さが確定した後は右隣の列の黒値連続長さを同様に検索し、以降水平方向に各列の黒値連続長さを検索する。そして、指先検知部１４は、各列の黒値連続長さが確定した後、最も長い黒値連続長さの上端位置を指先位置Ｃとして検知する。

具体的には、図４を参照すると、二値画像データＡ１内に一次元コード及び二次元コードが混在して複数のコードシンボル５ａ〜５ｆが撮像されており、指２ａも写り込んでいる。指先検知部１４は当該二値画像データＡ１の下枠Ｂ１から黒値連続長さを検索して、最も長い黒値連続長さの上端位置を指先位置Ｃ１として検知する。そして、制御部２０が、この指先位置Ｃ１に最も近いコードシンボル５ａを読取対象として抽出し、復号を行う。

ここで、図５には当該コード読取装置１によるコード読み取りの動作フローが示されており、以下同フローに沿って、本実施形態のコード読取装置１の動作手順について説明する。
まず、図５のステップＳ１に示すように、装着具１ａを介してコード読取装置１を手首に装着した使用者は、読取対象とするコードシンボル内又はコードシンボル近傍の余白部分に指先を近づけることで読取対象を指示する。このとき指は伝票に接触してもよいし、接触していなくてもよい。

そして、ステップＳ２において、コード読取装置１の制御部２０は、トリガスイッチ１７がオン状態であるか否かを判別する。トリガスイッチ１７が操作されておらずオフ状態にある場合は、当該判別結果は偽（Ｎｏ）となり、ステップＳ１に戻る。一方、トリガスイッチ１７が操作されてオン状態であるときは、当該判別結果は真（Ｙｅｓ）となり、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３において制御部２０は、読取部１１の照明２２を点灯させ、続くステップＳ４において読取部１１の撮像カメラ２１によりコードシンボルを含んだ画像を撮像し、多値画像データとして撮像メモリ１２に記憶する（撮像ステップ）。
続いてステップＳ５において制御部２０は、撮像メモリ１２に記憶されている多値画像データを二値画像データに変換して二値画像メモリ１３に保存する。

コード読取装置１による指２ａの検知は、撮像した多値画像データを二値化し、指２ａに対応する黒値の下枠からの垂直連続長さに基づき行うことで、容易に指２ａを検知することができる。
特に本実施形態のようにコード読取装置１を手の甲側の手首に装着した場合には、二値化した二値画像データＡの下枠Ｂからの黒値垂直長さのみを検索することで、簡易な解析で指２ａを検知することができる。

ステップＳ６において指先検知部１４は、二値画像メモリ１３に記憶されている二値画像データから、上述した手法により指先位置を検知する（指示位置検知ステップ）。
ステップＳ７において制御部２０は、指先検知部１４により検知された指先位置の近傍に存在するコードシンボルを抽出する（コード抽出ステップ）。

なお、制御部２０は、読取対象のコードシンボルの一部に指が被っている等して、コードシンボルを抽出できないときには、指が折り曲げられたり移動したりした後、コードシンボルの全域が抽出可能となったときに抽出を行う。従って、使用者はコードシンボル内に指先を近づけて読取対象を指示する場合は、指示動作直後に指を折り曲げる動作を入れるのが好ましい。このようにコードシンボル内に指先を近づけて読取対象を指示することができることで、バーコードが密集し、余白が少ない範囲でも、適切にバーコードを指定することができるようになる。

さらに制御部２０は、ステップＳ８において、抽出したコードシンボルを復号し（復号ステップ）、ステップＳ９において、復号結果を表示部１５に表示したり、外部通信部１８を介して外部のコンピュータに送信したりした後、当該動作フローを終了する。
以上のように、本実施形態に係るコード読取装置１では、通常写り込むことが好ましくない使用者の指２ａを指示体として認識することで、使用者は指２ａでコードシンボルを指し示すという自然な動作により、読取対象とするコードシンボルを指定することができる。

また、上述した通り、コード読取装置１による指２ａの検知は、撮像した多値画像データを二値化し、指２ａに対応する黒値の下枠からの垂直連続長さに基づき行うことで、容易に指２ａを検知することができる。特に本実施形態のようにコード読取装置１を手の甲側の手首に装着した場合には、二値化した二値画像データＡの下枠Ｂからの黒値垂直長さのみを検索することで、簡易な解析で指２ａを検知することができる。

これらのことから本実施形態におけるコード読取装置１は、自然な動作で読取対象とするコードシンボルを指定して読み取ることができ、作業性を向上させることができる。
以上で本発明に係るコード読取装置についての実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。

上記実施形態では、トリガスイッチ１７はコード読取装置１に設けられたスイッチとしているが、トリガスイッチの構成はこれに限られるものではない。
具体的には図６に別の構成のトリガスイッチを備えたコード読取装置の変形例が示されている。なお、図６において上記実施形態と同じ構成には同じ符号を付して詳しい説明は省略する。

図６に示すように、変形例におけるコード読取装置３０は、使用者の指２ａの先端に、トリガスイッチ３１ａを含むトリガ装着具３１が装着されている。当該トリガ装着具３１は配線３２を介して手首に装着されたコード読取装置３０と接続されている。
トリガ装着具３１の先端に設けられたトリガスイッチ３１ａは、例えば押圧されることでオン状態となる押しボタン式、又は物体と近接することでオン状態となる近接センサ式であり、指２ａによる指示動作に応じてコード読取装置３０の読取部による撮像を開始させるものである。

このように構成されたコード読取装置３０は、トリガ装着具３１のトリガスイッチ３１ａがオン状態となると画像を撮像する。そして、コード読取装置３０は上記実施形態と同様に、二値化した二値画像データ内にある指２ａの指先位置を検知し、当該指先位置近傍のコードシンボルを抽出して復号を行う。

当該変形例によれば、トリガスイッチ３１ａが指先に位置することで、指２ａによる指示動作と一体に撮像の開始操作も行うことができることから、より自然な動作でコードシンボルの読み取りを行うことができ、さらなる作業性の向上を図ることができる。
なお、トリガスイッチは当該変形例の他にも音声でオン状態となるトリガスイッチ等を用いてもよい。

また、上記実施形態では、コード読取装置１は手首に装着するウェアラブル型のコード読取装置であるが、当該コード読取装置の取付位置はこれに限られるものでない。例えば使用者の腕部や頭部に取り付け可能としてもよい。
また、上記実施形態では、コード読取装置１は指２ａを指示体として検知しているが、指示体は指に限られるものではない。例えば、使用者が指示体として棒等を用いる場合でも上記実施形態と同様に本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、二値画像データＡの下枠を基準線とし、当該下枠から垂直方向に延びる黒値連続長さに基づいて指先位置Ｃを検知しているが、指先検知はこれに限られるものでなく、コード読取装置の取付位置や指示体に応じて黒値連続長さを検索する基準線を変更してもよい。例えばコード読取装置の装着位置に応じて基準線を設定するのが好ましい。コード読取装置を手の平側の手首に装着した場合には通常指は画像データの上枠から写り込むこととなるので、二値画像データの上枠を基準線とし、当該上枠から垂直方向に延びる黒値連続長さに基づいて指先位置を検知するのが好ましい。

さらに、黒値連続長さを検索する所定の基準線は、１つに限られない。例えば、上記実施形態のように二値画像データＡの下枠を第１の基準線とするとともに、二値画像データＡ内であって、下枠より上側に所定の間隔をあけて当該下枠と平行な第２の基準線を設けてもよい。また、当該第２の基準線よりさらに上側に下枠と平行な第３の基準線を設けてもよい。このように複数の基準線を設け、各基準線ごとに垂直方向に延びる黒値連続長さを検索し、指を検知することで指の検知精度を向上させることができる。例えば手の甲で光が反射するなどして、二値画像データ内に一部黒値が抜けているような場合でも、複数の基準線を設けることでいずれかの基準線が黒値の抜けた部分を回避して黒値連続長さを検索することができるため、正確に指を検知することができる。

また、上記実施形態では、撮像カメラ２１により撮像した多値画像データを二値化して、当該二値画像データから指先（指示位置）を検知しているが、指示位置を検知するのに用いる画像データはこれに限られるものではない。例えば二値化することなく多値画像データを用いて指示位置を検知してもよい。さらに、二値画像データを撮像可能なカメラを用いて、当該カメラにより撮像された二値画像データを用いて指示位置を検知してもよい。

また、上記実施形態のコード読取装置１は、読取部１１とその他の各部が一つの筐体内に設けられているが、例えば読取部のみをウェアラブル型として、その他の各部を読取部と有線、無線等で接続された別体として設けてもよい。

＜本発明の態様＞
第１の態様に係るコード読取装置は、コードシンボルを含んだ画像を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された画像データを解析し、前記画像データ内にある指示体により指示されている指示位置を検知する指示位置検知部と、前記指示位置検知部により検知された前記指示位置の近傍に存在するコードシンボルを読取対象として抽出するコード抽出部と、前記コード抽出部により抽出されたコードシンボルを復号するコード復号部と、を備えている。

第２の態様に係るコード読取装置は、前記第１の態様において、前記指示位置検知部は、前記撮像部により撮像された多値画像データを二値化し、前記指示体に対応する一方の値が当該二値画像データの所定の基準線から垂直方向に最も連続している位置を前記指示位置として検知する。

第３の態様に係るコード読取装置は、前記第２の態様において、前記所定の基準線を前記二値画像データの下枠とする。
第４の態様に係るコード読取装置は、前記第１から第３のいずれかの態様において、少なくとも前記撮像部は、装着具を介して使用者の体の一部に装着されることとしている。

第５の態様に係るコード読取装置は、前記第１から第３のいずれかの態様において、少なくとも前記撮像部は、装着具を介して使用者の手又は手首に装着され、前記装着具を装着した手又は手首のうち前記指示体をなす指の先端に装着され、前記指による指示動作に応じて前記撮像部による撮像を開始させるトリガ部を備える。

１ コード読取装置
１ａ 装着具
２ 手
２ａ 指
１１ 読取部
１２ 撮像メモリ
１３ 二値画像メモリ
１４ 指先検知部
１７ トリガスイッチ
２０ 制御部
２１ 撮像カメラ
２２ 照明

Claims (6)

1. コードシンボルを含んだ画像を撮像する撮像部と、
   読取対象である前記コードシンボル近傍の余白部分に近づけることで読取対象を指示する移動可能な指示体と、
   前記撮像部により撮像された画像データを解析し、前記画像データ内にある前記指示体により指示されている指示位置を検知する指示位置検知部と、
   前記指示位置検知部により検知された前記指示位置の近傍に存在するコードシンボルを読取対象として抽出するコード抽出部と、
   前記コード抽出部により抽出されたコードシンボルを復号するコード復号部と、
   を備えるコード読取装置。
2. 前記コード抽出部は、前記指示体が前記読取対象であるコードシンボルの一部に被って当該コードシンボルを読み取ることができない場合には、前記指示体が移動して当該コードシンボル全域が抽出可能になったときに抽出を行う
   請求項１記載のコード読取装置。
3. 前記指示位置検知部は、前記撮像部により撮像された多値画像データを二値化し、前記指示体に対応する一方の値が二値画像データの所定の基準線から垂直方向に最も連続している位置を前記指示位置として検知する請求項１又は２記載のコード読取装置。
4. 前記所定の基準線を前記二値画像データの下枠とする請求項３記載のコード読取装置。
5. 少なくとも前記撮像部は、装着具を介して使用者の体の一部に装着される請求項１から４のいずれかに記載のコード読取装置。
6. 少なくとも前記撮像部は、装着具を介して使用者の手又は手首に装着され、
   前記装着具を装着した手又は手首のうち前記指示体をなす指の先端に装着され、前記指による指示動作に応じて前記撮像部による撮像を開始させるトリガ部を備える請求項１から４のいずれかに記載のコード読取装置。

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