JP5930135B2

JP5930135B2 - 二次元コード読取装置

Info

Publication number: JP5930135B2
Application number: JP2015554542A
Authority: JP
Inventors: 史生五十嵐; 奥村　誠司; 誠司奥村; 健次郎三浦
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2034-12-17
Also published as: CN105849746A; US9646190B2; WO2015098046A1; US20160292481A1; JPWO2015098046A1

Description

本発明は、二次元コードの読取時に補助照明を点灯させる二次元コード読取装置に関する。

従来の二次元コード読取装置は、二次元コードが印字された券媒体がかざされる読取領域と、この読取領域を発光させる面発光部と、読取領域の４隅に備え付けられ、券媒体の接近を検知する専用センサ（接近センサ）とを備えており、この接近センサにより券媒体がかざされたことを検知して、券媒体に光を照射するものであった（例えば、特許文献１）。

特許第５２１４７８０号公報

しかしながら、従来の二次元コード読取装置は、二次元コードが印字された券媒体の接近以外、例えば手などの接近によっても、券媒体がかざされたものと誤検知して補助照明を点灯させるので、補助照明の寿命を短くするという問題があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、二次元コードが印字された券媒体以外の媒体の接近による誤検出を防止し、補助照明の長寿命化を図ることが可能な二次元コード読取装置を提供することを目的とする。

本発明の二次元コード読取装置は、券媒体に印字された二次元コードの画像を取得する画像読み込み部と、前記画像読み込み部により取得した前記二次元コードの画像から、該二次元コードを識別するための特定パターンを検出する特定パターン検出部と、前記特定パターン検出部が検出した二次元コードに記録された情報を読み取る二次元コード復号部と、前記券媒体に光を照射する補助照明と、前記補助照明の点灯又は消灯の制御を行う補助照明制御部と、を備え、前記補助照明制御部は、前記特定パターン検出部により前記特定パターンが検出され、前記二次元コード復号部により前記二次元コードに記録された情報が読み取れなかった場合に、前記補助照明を点灯させ、前記画像読み込み部が取得した二次元コードの画像は、露出時間又は利得率を自動制御して画像の明るさを調整するカメラによって撮像された画像であって、前記補助照明制御部は、予め定められた前記露出時間に関する閾値よりも前記カメラが前記画像を撮像する際の前記露出時間が短い場合、又は前記利得率に関する閾値よりも前記カメラが前記画像を撮像する際の前記利得率が小さい場合には、前記特定パターン検出部の検出結果、及び前記二次元コード復号部の読み取り結果にかかわらず、前記補助照明を点灯させないことを特徴とする。

本発明に係る二次元コード読取装置は、券媒体に印字された二次元コードを撮像し、この二次元コードの画像から特定パターンを検出し、二次元コードに記録された情報が読み取れなかった場合に補助照明を点灯させるので、二次元コードが印字された券媒体以外の媒体の接近による誤検出を防止することができ、補助照明の長寿命化を図ることができる。

実施の形態１に係る二次元コード読取装置を備えるカードリーダの斜視図。実施の形態１に係る二次元コード読取装置を備えるカードリーダの断面図。実施の形態１に係る二次元コード読取装置の構成図。特定パターンの検出方法を説明する図。実施の形態１に係る二次元コード読取装置の動作フローチャート。実施の形態２に係る二次元コード読取装置の構成図。実施の形態２に係る二次元コード読取装置の動作フローチャート。

実施の形態１．
以下、図１から図５を用いて実施の形態１に係る二次元コード読取装置について説明する。

まず、図１を用いて、実施の形態１に係る二次元コード読取装置を備えるカードリーダについて説明する。図１は実施の形態１に係る二次元コード読取装置を備えるカードリーダの斜視図である。カードリーダ１００は、カメラ１、二次元コード読取装置２、補助照明８を備える。図２に示すように、カードリーダ１００の前面に設けられたガラス窓１０１に二次元コードが印字された券媒体がかざされた際に、カードリーダ１００はカメラ１を制御し、二次元コードに記録された情報を読み取る。カードリーダ１００は、例えば、入退室管理システム等に用いられる。この場合、入館証等が券媒体に該当する。ここで、二次元コードとは、水平方向、垂直方向に情報を持つコードである。

カメラ１は、所定時間間隔で券媒体に印字された二次元コードを撮像する。カメラ１には、例えば、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ−ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）カメラ、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅｓ）カメラ等が用いられる。

また、カメラ１は、二次元コード撮像時に、周辺環境の明るさに応じて露出時間及び利得率を自動制御する。露出時間とは、撮像時に、カメラ１の撮像素子がレンズを通した光にさらされる時間をいう。また、利得率とは、撮像素子で光を電気信号に変換する際の増幅度をいう。カメラ１は、露出時間を長くし、利得率を大きくすることにより、周辺環境が暗い場合でも明るい画像を撮像することができる。すなわち、カメラ１の自動制御により、露出時間が長く、利得率が大きく設定された場合、周辺環境が暗いということがわかる。

補助照明８は、ガラス窓１０１の前にかざされた券媒体に光を照射する。例えば、補助照明８には、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）が用いられる。

二次元コード読取装置２は、カードリーダ１００内部でカメラ１及び補助照明８と接続され、カメラ１と補助照明８とを制御する。

次に、図３を用いて、この二次元コード読取装置２の構成について詳細に説明する。図３は実施の形態１に係る二次元コード読取装置２の構成図である。

図３の二次元コード読取装置２は、画像読み込み部３、露出時間利得率取得部４、特定パターン検出部５、二次元コード復号部６、及び補助照明制御部７で構成される。画像読み込み部３、露出時間利得率取得部４、特定パターン検出部５、二次元コード復号部６、及び補助照明制御部７は互いに接続され、情報をやりとりすることが可能である。

画像読み込み部３は、カメラ１が撮像した二次元コードの画像を取得する。

特定パターン検出部５は、画像読み込み部３で取得したカメラ画像の中に二次元コードの特徴的な形状（特定パターン）があればその位置に二次元コードが存在すると判断する。

ここで、特定パターンとは、二次元コードに配置され、周辺環境が十分に明るくない場合においても、検出可能な特徴的形状である。例えば、特定パターンは、二次元コードの１例であるＱＲコード（登録商標）（ＱｕｉｃｋＲｅｓｐｏｎｓｅＣｏｄｅ）の位置検出ファインダー（図４）である。位置検出ファインダーは、ＱＲコード(登録商標)の３コーナーに３個配置される。二次元コード読取装置２は、ＱＲコード(登録商標)に記録された情報を読み取る際には、まずこの特定パターンを検索することでＱＲコード(登録商標)の位置を認識することができる。位置検出ファインダーは、図４中の線Ａ、Ｂ、Ｃ上において、黒：白：黒：白：黒が１：１：３：１：１の比率で配置されている。特定パターン検出部５は、この比率を検出することによって、位置検出ファインダーを認識する。また、特定パターン検出部５は、この位置検出ファインダーが一定の範囲内に３つあることで、その位置にＱＲコード(登録商標)が存在すると判断することができる。

なお、本実施の形態において、二次元コードはＱＲコード(登録商標)を例にとって説明したが、これに限られず、マイクロＱＲコード（登録商標）等、特定パターンを有する二次元コードであればよい。

また、二次元コードの種類として、二次元コードに限定されず、一次元バーコードやその他のデータシンボルに関しても、特定パターンを有するシンボルであれば利用可能である。

二次元コード復号部６は、特定パターン検出部５が二次元コードの存在を判断した位置にある二次元コードに記録された情報を読み取る。二次元コードに記録された情報は、例えば、来館者の個人情報等である。

露出時間利得率取得部４は、カメラ１から露出時間及び利得率の情報を取得して補助照明制御部７に対して補助照明８の点灯又は消灯指示を行う。

補助照明制御部７は、露出時間利得率取得部４が取得した露出時間及び利得率の情報、特定パターン検出部５の検出結果、及び二次元コード復号部６の読取結果に応じて、補助照明８の点灯又は消灯を制御する。

次に、図５を用いて、実施の形態１に係る二次元コード読み取り装置の動作について説明する。図５は、実施の形態１に係る二次元コード読取装置の動作フローチャートである。

ＳＴ１において、カメラ１は、撮像動作を実行する。カメラ１は二次元コードの存在の有無にかかわらず、所定時間間隔で画像を撮像する。以下の説明においては、所定時間間隔で撮像した画像のうち、二次元コードが存在する画像を撮像した場合を例として説明する。また、カメラ１は、二次元コードの撮像時に、露出時間及び利得率の自動制御を実行する。なお、ＳＴ１においては、補助照明８は、消灯しているものとする。

ＳＴ２において、画像読み込み部３は、カメラ１から二次元コードに関する画像の情報を受ける。また、画像読み込み部３は、取得した画像撮像時の露出時間及び利得率の情報をカメラ１から取得し、その露出時間及び利得率の情報を露出時間利得率取得部４に出力する。なお、露出時間利得率取得部４は、カメラ１から直接、露出時間及び利得率の情報を取得してもよい。

さらに、露出時間利得率取得部４は、画像読み込み部３から受けた露出時間及び利得率の情報が予め設定された露出時間及び利得率に関する閾値Ａ(例えば、露出時間が１２８、かつ利得率が０)以下である場合は、周辺環境が十分に明るく補助照明８を点灯させなくても十分に二次元コードの読み取りが可能であると判断する。この場合、露出時間利得率取得部４は、補助照明制御部７に、補助照明８を点灯させないことを指示する。続いて、二次元コード読取装置２は、補助照明８を点灯させずにＳＴ３ａを実行する。

なお、閾値Ａは、二次元コードに記録された情報を読み取ることが可能な周辺環境の明るさに基づいて設定される。また、閾値Ａは、露出時間及び利得率に関してそれぞれ設定してもよいし、露出時間又は利得率の一方のみに設定してもよい。

ＳＴ３ａにおいて、特定パターン検出部５は、ＳＴ１で画像読み込み部３が取得した画像から、二次元コードの存在を表す特定パターンの検出を行う。特定パターン検出部５は、特定パターンを検出できなかった場合には、ＳＴ５ａに進み、補助照明８を消灯させたまま、動作を終了する。また、特定パターン検出部５は、特定パターンを検出した場合には、ＳＴ４ａの動作を二次元コード復号部６に実行させる。

ＳＴ４ａにおいて、二次元コード復号部６は、二次元コードに記録された情報を読み取る。二次元コード読取装置２は、読み取りが終了した場合、ＳＴ５ａに進み、補助照明８を消灯させたまま、動作を終了する。

このように、本実施の形態に係る二次元コード読取装置２は、閾値Ａよりも露出時間が短い、又は利得率が小さい場合には、周辺環境が十分に明るいと判定し、特定パターンの検出結果及び二次元コードの読取結果にかかわらず、補助照明８を点灯させないので、照明の長寿命化を図ることができる。

一方、ＳＴ２において、露出時間利得率取得部４が画像読み込み部３から受けた露出時間及び利得率の情報が予め設定された露出時間及び利得率に関する閾値Ａ以上であると判断した場合は、周辺環境が暗く、補助照明８を必要とする可能性があると判断し、補助照明制御部７にこの結果を出力する。

ＳＴ３ｂにおいて、特定パターン検出部５は、画像読み込み部３が読み込んだ画像から、二次元コードの存在を示す特定パターンの検出を行う。特定パターン検出部５は、特定パターンを検出できなかった場合、かざされた券媒体が二次元コードではないと判断し、ＳＴ５ａに進み、補助照明８を消灯させたまま、二次元コード読取装置２の動作を終了する。一方で、特定パターンが検出された場合には、ＳＴ４ｂの動作を実行する。

ＳＴ４ｂにおいて、二次元コード復号部６は、二次元コードに記録された情報を読み取る。二次元コード読取装置２は、二次元コードに記録された情報が読み取れた場合、ＳＴ５ａに進み、補助照明８を消灯させたまま、動作を終了する。一方、二次元コード復号部６は、周辺照度が低く、ＳＴ１においてカメラ１が撮像した画像から二次元コードに記録された情報が読み取れない場合には、ＳＴ５ｂに進む。

ＳＴ５ｂにおいて、補助照明制御部７は、二次元コード復号部６から二次元コードを読み取れなかったことを示す情報を受け取り、補助照明８を点灯させる。

このように、補助照明制御部７は、特定パターン検出部５が特定パターンを検出したことを、補助照明８を点灯させるための条件としているため、二次元コード以外、例えば手の接近等によって補助照明８を点灯させてしまうことを防止することができる。

また、補助照明制御部７は、特定パターン検出部５が特定パターンを検出し、かつ二次元コード復号部６が二次元コードに記録された情報を読み取れなかった場合に、補助照明８を点灯させるように構成したので、例え露出時間利得率取得部４にて、周辺環境が暗い（露出時間又は利得率が閾値以上）と判断された場合においても、二次元コード復号部６が二次元コードに記録された情報を読み込める場合には、補助照明８を点灯させずに動作を終了する。したがって、不要に補助照明８を点灯させることを防止することができ、照明の長寿命化を図ることができる。

なお、ＳＴ５ｂにおいて、補助照明８を点灯させた場合には、二次元コード読取装置２は、補助照明８を点灯させたまま、再度カメラ１により二次元コードの撮像を行い、特定パターンの検出、及び二次元コードの読み取りを実行する。

また、実施の形態１に係る二次元コード読取装置２の動作において、露出時間利得率取得部４は、画像読み込み部３により二次元コードの画像を撮像した際の露出時間及び利得率に基づいて、補助照明制御部７に点灯指示を行うことについて説明したが、周辺環境が暗く、露出時間及び利得率の値が最大となり、露出時間及び利得率から補助照明８の点灯及び消灯の判断ができない場合、画像読み込み部３で取得した画像から平均輝度を算出し、予め設定された平均輝度に関する閾値と比較することによって補助照明８の点灯判断をしてもよい。

以上のように、実施の形態１に係る二次元コード読取装置２は、券媒体に印字された二次元コードを撮像し、この二次元コードの画像から特定パターンが検出され、二次元コードに記録された情報が読み取れなかった場合に、補助照明を点灯させるので、二次元コードが印字された券媒体以外の接近による誤検出を防止することができ、補助照明８の長寿命化を図ることができる。

また、実施の形態１に係る二次元コード読取装置２は、撮像した二次元コードの画像を用いて、補助照明８の点灯消灯を判断するため、接近センサが不要となり、制作コストを低減できる。また、接近センサのメンテナンスが不要となる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る二次元コード読取装置２は、補助照明制御部７が補助照明８を点灯させた場合に、カメラ１に対して露出時間及び利得率の自動制御を無効化して予め設定された露出時間及び利得率の固定値に基づいて再度前記二次元コードの撮像を実行することを特徴とする。この固定値は、補助照明８を点灯させた際にカメラ１が券媒体に印字された二次元コードを撮像するのに適した露出時間及び利得率の値である。

以下、図６、７を用いて、実施の形態２に係る二次元コード読取装置２について説明する。図６は、実施の形態２に係る二次元コード読取装置２の構成図である。図７は、実施の形態２に係る二次元コード読取装置２の動作フローチャートである。なお、図６の説明において、実施の形態１の二次元コード読取装置２の構成に相当する部分には図１から図３と同一符号を付してその説明を省略する。

実施の形態２に係る二次元コード読取装置２は、露出時間利得率制御部９を備える。

露出時間利得率制御部９は、カメラ１の露出時間及び利得率の自動制御の有効化、無効化及び露出時間、利得率の固定値の設定を指示する。実施の形態１のＳＴ５ｂ（図３）において、補助照明８を点灯させ、再度二次元コードをカメラ１によって撮像する場合、券媒体の読み取り面の照度が急激に変化する。このような場合、カメラ１は、露出時間及び利得率を再度調整するため、撮像に時間を要する。

露出時間利得率制御部９は、ＳＴ５ｂにおいて、補助照明８が点灯された場合に、カメラ１の自動制御を無効化し、予め設定された露出時間及び利得率の固定値をカメラ１に設定する。

このように、カメラ１に予め決められた固定値を設定することで、自動制御に要する時間を短縮することができ、二次元コードの内容を即時に読み取ることができる。

次に、図７を用いて、実施の形態２に係る二次元コード読取装置２の動作について説明する。なお、図７の説明において、実施の形態１の二次元コード読取装置２の動作に相当する部分には図５と同一符号を付して詳細な説明を省略する。

ＳＴ４２において、補助照明制御部７は、図５で説明した手順により補助照明８の点灯又は消灯の判断をする。補助照明制御部７は、補助照明８を点灯すると判断した場合は、補助照明８の点灯を行う（ＳＴ５ｂ）。また、補助照明制御部７は、露出時間利得率制御部９に対して点灯指示を出力する。

ＳＴ６ｂにおいて、露出時間利得率制御部９は、補助照明８の点灯指示を受けた時、画像読み込み部３に対してカメラ１の露出時間及び利得率の自動制御の停止を要求する。

ＳＴ７ｂにおいて、露出時間利得率制御部９は、画像読み込み部３に対して露出時間及び利得率の固定値を設定するよう要求する。

また、画像読み込み部３は、露出時間利得率制御部９からの要求により、カメラ１の露出時間及び利得率の自動制御を無効化、すなわち自動制御を停止させ、予め決められた補助照明８が点灯時における二次元コード読み取りに適した露出時間及び利得率の固定値をセットする。

続いて、カメラ１は、この固定値が示す露出時間及び利得率で二次元コードを撮像する。これにより、カメラ１は、補助照明８が点灯した直後に二次元コードの内容を即座に読み取ることができる。二次元コード読取装置２は、カメラ１により二次元コードが撮像された後、特定パターン検出部５による特定パターンの検出、及び二次元コード復号部６による二次元コードに記録された情報の読み取りを順次実行し、処理を終了する。

一方、ＳＴ４２において、補助照明制御部７が補助照明８を消灯すると判断した場合は、補助照明８の消灯を行い（ＳＴ５ａ）、露出時間利得率制御部９に対して補助照明８を消灯したことを示す情報を出力する。

ＳＴ６ａにおいて、露出時間利得率制御部９は、補助照明８の消灯指示を受けた時、画像読み込み部３に対してカメラ１の露出時間及び利得率の自動制御の開始を要求する。

また、画像読み込み部３は、露出時間利得率制御部９からの要求により、カメラ１に露出時間及び利得率の自動制御を開始させる。これにより補助照明８が消灯した後に周辺照度に合った露出時間及び利得率となり次の二次元コード読み取りに備えることができる。

以上のように、実施の形態２に係る二次元コード読取装置２は、補助照明８が点灯した場合に、カメラ１が予め設定された露出時間及び利得率の固定値に基づいて二次元コードを撮像するため、自動制御に要していた時間を短縮することができる。

また、本実施の形態の二次元コード読取装置２は、補助照明８が消灯した場合に、カメラ１の露出時間及び利得率の自動制御を行うため、即座に次の二次元コードの読み取りに備えることが可能になる。

これにより、補助照明８の点灯又は消灯に合わせて、二次元コードの読み取りに関する速度性能を向上させることができる。

１カメラ、２二次元コード読取装置、３画像読み込み部、４露出時間利得率取得部、５特定パターン検出部、６二次元コード復号部、７補助照明制御部、８補助照明、９露出時間利得率制御部、１００カードリーダ、１０１ガラス窓

Claims

券媒体に印字された二次元コードの画像を取得する画像読み込み部と、
前記画像読み込み部により取得した前記二次元コードの画像から、該二次元コードを識別するための特定パターンを検出する特定パターン検出部と、
前記特定パターン検出部が検出した二次元コードに記録された情報を読み取る二次元コード復号部と、
前記券媒体に光を照射する補助照明と、
前記補助照明の点灯又は消灯の制御を行う補助照明制御部と、
を備え、
前記補助照明制御部は、前記特定パターン検出部により前記特定パターンが検出され、前記二次元コード復号部により前記二次元コードに記録された情報が読み取れなかった場合に、前記補助照明を点灯させ、
前記画像読み込み部が取得した二次元コードの画像は、露出時間又は利得率を自動制御して画像の明るさを調整するカメラによって撮像された画像であって、
前記補助照明制御部は、予め定められた前記露出時間に関する閾値よりも前記カメラが前記画像を撮像する際の前記露出時間が短い場合、又は前記利得率に関する閾値よりも前記カメラが前記画像を撮像する際の前記利得率が小さい場合には、前記特定パターン検出部の検出結果、及び前記二次元コード復号部の読み取り結果にかかわらず、前記補助照明を点灯させないことを特徴とする二次元コード読取装置。
前記補助照明制御部が前記補助照明を点灯させた場合に、前記カメラに対して前記露出時間及び前記利得率の自動制御を無効化して予め決められた前記露出時間及び前記利得率の固定値を設定し、該固定値に基づいて、前記カメラに対して前記露出時間及び前記利得率を制御させ、再度前記二次元コードの撮像を実行させる露出時間利得率制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載の二次元コード読取装置。