JP6941612B2 - コード化情報読取機 - Google Patents

Description

本発明は、コード化情報読取機に関する。

本発明は、また、コード化情報を読み取る方法に関する。

本説明および特許請求の範囲において、表現「コード化情報」は、コード、好ましくは光学コードに含まれている情報を示すのに使用される。用語「コード」は、上記コード化情報を格納する機能を有するあらゆる図式的表示を示すために使用される。表現「光学コード」は、可視光線領域内、好ましくはさらに赤外線と紫外線との間に含まれる波長の領域内で検出可能である図式的表示を備える。

光学コードの顕著な例は、線形または２次元コードから構成され、バー・コード、スタック型コード、一般の２次元コード、カラー・コードなど、情報が、明るい要素（空隙、通常は白色）によって分離された暗色（通常は黒色）の、たとえば正方形、長方形、５角形など所定の形状を有する要素の適切な組合させによってコード化される。光学コードとの用語は、より一般には、さらに、鮮明な印字（文字、数字など）および特有なパターン（スタンプ、ロゴ、署名、指紋など）を含めて、情報コード化機能を有する他の図式パターンも含む。

コード化情報は、たとえば、物体の長さ、体積、全体寸法、識別データなどに関することができる。

コード化情報読取機には様々なタイプがあるが、レーザ技術または画像処理技術に基づくことができる。

さらに、コード化情報読取機は、手持ち用途（ポータブル読取機）用に、または所定位置に固定して置く（位置固定式読取機）ようにすることができる。位置固定式読取機は、さらに、カウンタ上読取機（Ｏｎ−ｃｏｕｎｔｅｒ ｒｅａｄｅｒ）およびカウンタ内読取機（Ｉｎ−ｃｏｕｎｔｅｒ ｒｅａｄｅｒ）に分類され、前者は、通常チェックカウンタ面である面の上に置かれている読取機であり、後者は、通常、チェックカウンタに組み込まれ、その読取領域がチャックカウンタ面からユーザまたはオペレータの方へ投射されるように配置されている。

カウンタ上読取機は、また、ユーザが、識別すべき対象物、すなわち通常任意のタイプの品物または文書を把持し、自分の手を端末読取面の方へ動かし、それによって、読み取るべき対象物を「提示（プレゼンティング）」することに基づき、「プレゼンテーション・スキャナ」と呼ばれることもある。

カウンタ内読取機は、また、読取ウィンドがカウンタ面と同一平面内にあるので「フラットベッド・スキャナ」、もしくは、読取ウィンドがオペレータに向く実質的に垂直な面内にあるとき「垂直スキャナ」、またはさらに、フラットベッドおよび垂直の両方の形態が同時に存在するとき「双方向光学スキャナ」と呼ばれることもある。

米国特許第７５３３８１９号は、ハウジングおよびウィンドを有する撮像ベースのバー・コード読取機用の撮像システムを開示する。その撮像システムは、第１の視野を有する第１のカメラ・アセンブリと、第２の視野を有する第２のカメラ・アセンブリとを有する複式カメラ・アセンブリを備える。第１の視野と第２の視野とは、ウィンドを出ると重なり合い、ハウジングの外側では実質的に合同である。第１のカメラ・アセンブリは、６４０×４８０ピクセル程度のアレイ・サイズを有するＶＧＡセンサなど、グローバル・シャッタ・ピクセル読出し構造を使用する２Ｄセンサを備える。第２のカメラ・アセンブリは、１２８０×１０２４ピクセル程度のアレイ・サイズを有し、ローリング・シャッタ・ピクセル読出し構造を使用して、２Ｄ目標バー・コードの高解像度撮像を行うように適合された２Ｄメガ・ピクセル・センサ・アレイを備える。稼動に際し、第１のカメラは連続的に作動させられる。撮像およびデコーディング・システムが、読み取ることができない２Ｄバー・コードを検出した場合、第１のカメラ・モジュールが停止され、第２のカメラ・モジュールが、２Ｄバー・コードが成功裡に撮像されデコードされるまで、作動させられる。

米国特許出願公開第２００３／００１６２９７号は、対象物の画像信号を生成する単一のセンサを備える画像感知装置を開示する。作動に際し、印刷物上のバー・コードが低解像度で感知され、マイクロコンピュータが、センサからの低解像度画像信号に基づいて露光調節および焦点調節を実行し、その調節が完了された後、解像度が、低解像度から高解像度に切り替えられ、バー・コード読取機本体への入力内のバー・コードの画像がデコードされる。デコーディングの完了後、解像度は、高解像度から低解像度へ切り替え戻される。センサからのフレーム画像の画像信号の読取時間は、前以て一定のフレーム読取時間として設定され、１つの画像が、解像度に関係なくフレーム読取時間毎に読み取られる。

本出願人は、米国特許第７５３３８１９号の撮像システムは、複式カメラ・アセンブリを効果的に利用することができていないことに気付いている。実際に、２つのカメラは独立に稼動され、その結果、それぞれのカメラが、カメラ・ゲイン、露光時間および／または照度を調節する時間、ならびにデコーディングのための時間を必要とする。言い替えれば、それぞれのカメラの視野の一部しかデコーディングのために利用されず、その結果、光学コードが、まだデコードされずに、カメラの視野から消え去る恐れがある。さらに、米国特許第７５３３８１９号の撮像システムでは、対象物の存在を検出する別個のセンサが必要とされる。

上記のように、米国特許出願公開第２００３／００１６２９７号は、センサからの低解像度画像信号に基づいて露光および焦点を調節し、その調節が完了された後、低解像度から高解像度に解像度を切り替え、それによって、センサからの高解像度画像信号に基づいてバー・コードの画像をデコードすることを教示する。本出願人は、センサの使用を１つだけに限るこの解決策では、低解像度から高解像度へ解像度を切り替えるために必要とされる時間に起因して、時間の無駄が生じることに注目する。さらに、フレーム読取時間が、解像度に拘わらず同じであるので、低解像度作動の速度余力が利用されていない。さらに、単一のセンサが使用されるので、低解像度および高解像度読取中にバー・コードによって横切られる視野が同一であり、その結果、高解像度画像信号に基づいてデコーディングするに当たり、センサの視野の一部しか利用されない。

本発明の目的は、改良されたコード化情報読取機を提供することである。

詳細には、本発明の目的は、高解像度能力を保持する一方で、読取機応答性（デコード平均時間および平均デコーディング成功数の点で）に関して改良された性能を保証するコード化情報読取機を提供することである。

本出願人は、２つのカメラを使用することによって上記技術的問題が解決されることができることを見出した。すなわち、低解像度カメラおよび高解像度カメラであり、低解像度カメラは、高解像度カメラより高いフレーム・レートを有するので、より高速であり、対象物の存在を迅速に検出し、両方のカメラに関するゲイン／露光時間／照度値を調節し、デコーディングを試み、かつ、デコーディングに成功しなかった場合、デコーディングのために高解像度カメラを起動するために利用される。これは、有利には、デコーディングを実行するのに両方のカメラによって必要とされる全ての作動を迅速に実行するために、低解像度（高速）カメラを利用することを可能にし、その結果、高解像度カメラは、必要なときに、デコーディング作動のみに効率的に利用される（前記諸作動を行うために時間を費やすことなしに）。これは、周囲の光の状態が、２つのカメラ（全体として数百分の１秒内に作動する）に対して実質的に同じであることを考慮すると、高速低解像度カメラが、高解像度カメラの作動パラメータの決定にも効果的に利用されることができ、かつ、適切な較正手順（読取機の製造段階または初期設定段階で行われることができる）が、高速低解像度カメラによって決定された作動パラメータから高解像度カメラの作動パラメータを導出することに関して設定されることができる（高速低解像度カメラに対する高解像度カメラの特質を考慮して）という本出願人の見解に基づいている。

したがって、第１の態様では、本発明は、対象物からコード化情報を読み取るためのコード化情報読取機であって、
− 第１の解像度、第１のフレーム・レート、および第１の視野を有する第１のカメラ・アセンブリと、
− 第２の解像度、第２のフレーム・レート、および第２の視野を有する第２のカメラ・アセンブリであって、第１の解像度が、第２の解像度より低く、第１のフレーム・レートが第２のフレーム・レートより高い、第２のカメラ・アセンブリと
を備えるコード化情報読取機であり、
前記第１のカメラ・アセンブリが、フレームを取得し、取得されたフレームを処理して、
− 対象物の存在の検出と、
− 第１のカメラ・アセンブリおよび第２のカメラ・アセンブリの両方に関する作動パラメータの決定と、
− コード化情報のデコーディングと、
− 前記コード化情報のデコーディングが失敗した場合に、第２のカメラ・アセンブリに関して第１のカメラ・アセンブリによって決定された作動パラメータ・セットを用いて、フレームを取得し、取得されたフレームを処理してコード化情報のデコーディングを実行するために、第２のカメラ・アセンブリを起動することと
を実行する、
コード化情報読取機に関する。

したがって、第２の態様では、本発明は、対象物からコード化情報を読み取るための方法であって、
ａ）第１のカメラ・アセンブリを用いて、第１の解像度および第１のフレーム・レートで第１のフレームを取得するステップと、
ｂ）取得された第１のフレームを処理するステップであって、それによって、
ｂ１）対象物の存在を検出するステップであり、対象物の存在が検出された場合、
ｂ２）第１のカメラ・アセンブリおよび第２のカメラ・アセンブリに関する作動パラメータを決定し、
ｂ３）コード化情報をデコーディングする
ステップ
を実行するステップと、
ｃ）コード化情報をデコーディングするステップｂ３）が失敗した場合、ステップｂ２）で決定された第２のカメラ・アセンブリの作動パラメータを設定し、第２のカメラ・アセンブリによって第２の解像度および第２のフレーム・レートで第２のフレームの取得を起動するステップであって、第１の解像度が第２の解像度より低く、第１のフレーム・レートが第２のフレーム・レートより高い、ステップと、
ｄ）コード化情報のデコーディングを実行するために、ステップｃ）で取得された第２のフレームを処理するステップと
を含む方法に関する。

本発明は、上記態様の少なくとも１つにおいて、以下の好ましい特徴の少なくとも１つを有することができる。

好ましくは、作動パラメータは、ゲイン、露光時間、および照度レベルの少なくとも１つである。

好ましくは、第１のカメラ・アセンブリに関する作動パラメータが、前記第１の視野をカバーする、第１のカメラ・アセンブリによって取得されたフレームのピクセルを解析することによって決定される。

好ましくは、第２のカメラ・アセンブリに関する作動パラメータが、前記第２の視野をカバーする、第１のカメラ・アセンブリによって取得されたフレームのピクセルを解析することによって決定される。

好ましくは、第１の視野と第２の視野とは少なくとも部分的に重複する。

好ましくは、第１の視野は、４０°〜７０°である。

好ましくは、第２の視野は、４０°〜６０°である。

好ましい実施形態では、第２の視野は第１の視野より小さい。

好ましくは、第２の視野の大部分または実質的に全体が、第１の視野に包含される。

好ましくは、第１の視野と第２の視野との比は、１〜１．５である。

別の実施形態によれば、第１の視野と第２の視野とは実質的に同一であり、実質的に重複している。

好ましくは、第１のカメラ・アセンブリおよび第２のカメラ・アセンブリは、それぞれ、互いに異なる第１の撮像センサおよび第２の撮像センサを有する。

好ましくは、第１のカメラ・アセンブリおよび第２のカメラ・アセンブリに関するゲインおよび／または露光時間は、それぞれ、第１の撮像センサおよび第２の撮像センサのゲインおよび／または露光時間である。

好ましくは、第１の撮像センサおよび第２の撮像センサは、２Ｄセンサである。

好ましくは、第１の撮像センサは、好ましくは、ＶＧＡまたはＷＶＧＡグローバル・シャッタ・センサである。

好ましくは、第２の撮像センサは、メガ・ピクセル撮像センサである。

好ましくは、第１の解像度はＶＧＡセンサの解像度（すなわち、最大６４０×４８０ピクセル）、またはＷＶＧＡグローバル・シャッタ・センサの解像度（すなわち、最大８００×４８０ピクセル）である。

好ましくは、第２の解像度は、メガ・ピクセル撮像センサまたはより高い解像度の撮像センサの解像度である。より好ましくは、第２の解像度は、少なくとも１０２４×７６８（ＸＶＧＡセンサ）、より好ましくは少なくとも１２８０×１０２４ピクセルに等しい解像度を示す。

好ましくは、第１のフレーム・レートは少なくとも１００ｆｐｓに等しい。

好ましくは、第２のフレーム・レートは１００ｆｐｓより低い。

好ましい実施形態では、第１のカメラ・アセンブリは、コード化情報位置の特定およびコード化情報速度の判定のうちの少なくとも１つの作動を行うように構成されている。

好ましくは、第２のカメラ・アセンブリは、第１のカメラ・アセンブリによって特定されたコード化情報位置および／または第１のカメラ・アセンブリによって判定されたコード化情報速度を使用することによって、コード化情報のデコーディングを実行するように構成されている。

好ましくは、対象物は、コード化情報読取機に対して移動している。

好ましくは、コード化情報読取機は、位置固定式読取機である。

好ましくは、前記第１のカメラ・アセンブリは、第２のカメラ・アセンブリの第２の視野に対象物が入りまたは接近したとき（コード化情報の位置が第１のカメラ・アセンブリによって特定された場合）、または対象物存在検出から所定の時間が経過した後、第２のカメラ・アセンブリを起動するように構成されている。好ましくは、前記第１のカメラ・アセンブリは、最初に前記条件の１つが満足されたとき、第２のカメラ・アセンブリを起動するように構成されている。

好ましくは、コード化情報読取機の待機状態では、第１のカメラ・アセンブリは、前記第１の解像度より低い解像度および前記第１のフレーム・レートより高いフレーム・レートによって第１のカメラ・アセンブリが使用される第１のフェーズにおいて、対象物の存在を周期的に点検することによって対象物存在検出を実行し、前記第１のフェーズにおいて対象物を検出した場合、前記第１の解像度および前記第１のフレーム・レートに設定された第１のカメラ・アセンブリを使用することによって対象物存在検出が検証される第２のフェーズに切り替わるように構成されている。これが、有利には、対象物存在の検出を行うために必要な時間を最適化することを可能にする。

好ましくは、第１のカメラ・アセンブリは、前記第１のフェーズにおいて対象物の存在が検出された後、作動パラメータの決定およびコード化情報のデコーディングを開始するように構成されている。

好ましくは、第２のカメラ・アセンブリは、フレームの取得は行わない状態で電源は入っているが、第１のカメラ・アセンブリによって起動されるまで「取得準備状態」にある。

好ましくは、第１のカメラ・アセンブリは、赤外線発光器および遠赤外線発光器の少なくとも１つを備える。

好ましくは、前記対象物存在検出は、前記赤外線発光器および遠赤外線発光器の少なくとも１つを使用することによって実行される。

好ましくは、対象物存在検出の第１のフェーズでは、前記赤外線発光器および遠赤外線発光器の少なくとも１つが、点滅モードで点灯される。これは、有利には、電力消費量を最適化し、画像の不鮮明化を低減することを可能にする。

好ましくは、対象物存在検出の第２のフェーズにおいて、前記赤外線発光器および遠赤外線発光器の少なくとも１つが、連続的に点灯される。

コード化情報読取機は、好ましくは、少なくとも１つの可視光発光器を備える。

好ましくは、作動パラメータの決定、コード化情報位置の特定、コード化情報速度の判定に関する前記作動のうちの少なくとも１つが、前記可視光発光器を用いて実行される。

好ましくは、第１のカメラ・アセンブリおよび第２のカメラ・アセンブリに対する照度レベルは、前記少なくとも１つの可視光発光器の照度レベルである。

好ましくは、第２のカメラ・アセンブリによって実行されたコード化情報のデコーディングが成功しない場合、コード化情報読取機は、第１のカメラ・アセンブリおよび第２のカメラ・アセンブリの両方を用いてフレームを取得し、それらフレームを合わせて処理することによりコード化情報の距離を判定し、判定された距離が所定の値に達するときにのみ、第２のカメラ・アセンブリによって取得されたフレームに基づいてコード化情報のデコーディングを実行するように構成されている。

本発明のさらに別の特徴および利点が、以下の、単に非限定的例として示される本発明のいくつかの例示的実施形態の詳細な説明から明らかになり、前記説明は添付図面を参照して行われる。

本発明によるコード化情報読取機の概略図である。 図１のコード化情報読取機の実施形態による第１の視野および第２の視野の概略図である。 図１のコード化情報読取機の実施形態の概略図である。 図３のコード化情報読取機の作動例を説明するフロー・チャートである。 図４の作動中の図３のコード化情報読取機の構成要素の相互作用の概略図である。 高解像度デコーディングに関する応答時間の３つの例の概略図である。

図１は、透明ウィンド（図示されず）を有するハウジング５を備える、本発明によるコード化情報読取機１を示す。ハウジング５は、第１のカメラ・アセンブリ１０、第２のカメラ・アセンブリ２０、スピーカ２、発光装置３、およびユーザ・インタフェース４を収容する。

好ましくは、コード化情報読取機１は、所定位置に固定して置くように意図された位置固定式読取機である。より好ましくは、コード化情報読取機１は、プレゼンテーション・スキャナである。読取機１によって読み取られるコード化情報６（図６に示される）を有する対象物（図示されず）は、ユーザ（たとえばレジ係）によって把持され、端末読取面（透明ウィンドに対応する）へ近付けられる。

第１のカメラ・アセンブリ１０および第２のカメラ・アセンブリ２０は、それぞれ、撮像センサ、処理装置、照明システム、および光学システム（光学レンズおよび／またはミラー）を備える。２つのカメラ・アセンブリ１０、２０の撮像センサは、異なり、別々であり、他方、処理装置、照明システム、および光学システムは、全て別々でもよく、少なくとも一部が共有されてもよい。

たとえば、図３に示された実施形態では、２つのカメラ・アセンブリ１０、２０は、個別の撮像センサ、照明システム、および光学システム、ならびに共通の処理装置を有する。詳細には、第１のカメラ・アセンブリ１０と第２のカメラ・アセンブリ２０とは、それぞれ、第１の撮像センサ１２と第２の撮像センサ２２、第１の照明システム１４と第２の照明システム２４、ならびに第１の光学システム１６と第２の光学システム２６を備え、共有される１つだけの処理装置３０を備える。

第１の撮像センサ１２および第２の撮像センサ２２は、行および列に配置されたピクセルを有する２Ｄセンサ・アレイである。

第１の撮像センサ１２および第２の撮像センサ２２は、それぞれ、第１の（低）解像度および、第１の解像度より高い、第２の（高）解像度を有する。

第１の撮像センサ１２および第２の撮像センサ２２は、それぞれ、第１のフレーム・レートおよび、第１のフレーム・レートより低い、第２のフレーム・レートを有する。

第１の撮像センサ１２は、好ましくは、グローバル・シャッタ・センサである。第１の撮像センサ１２は、たとえば、６４０×４８０ピクセルの解像度を有するビデオ・グラフィック・アレイ（ＶＧＡ）センサである。たとえば、第１の撮像センサ１２の第１のフレーム・レートは、１００ｆｐｓまたは１２０ｆｐｓ（frame per second：１秒当たりのフレーム数）に等しい。

第２の撮像センサ２２は、好ましくは、たとえば１２８０×１０２４ピクセルの解像度を有するグローバル・シャッタ・メガ・ピクセル・アレイ・センサである。たとえば、第２の撮像センサ２２の第２のフレーム・レートは、４５ｆｐｓまたは６０ｆｐｓ（１秒当たりのフレーム数）に等しい。メガ・ピクセル・アレイ・センサは、たとえば、電子結合素子（ＣＣＤ）または相補型酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）でもよい。

第１の光学システム１６および第２の光学システム２６は、第１の視野１８および第２の視野２８（図２に示される）それぞれを画成するように適合されたそれぞれ適切な光学レンズおよび／またはミラー（図示されず）を備える。第１の視野１８および第２の視野２８は、ピラミッド状の形状を実質的に有する。第１の視野１８および第２の視野２８内を通過している対象物のフレームが、それぞれ、第１の撮像センサ１２および第２の撮像センサ２２によって取得される。

図２および６ｃに示される好ましい実施形態では、第２の視野２８は、第１の視野１８より小さく、第１の視野１８内に実質的に包含される。詳細には、ハウジング５の透明ウィンドから出ると、第２の視野２８の大部分（または好ましくは殆ど全部）が、第１の視野１８内にある。さらに、図２および６ｃに示されるように、第２の視野２８の光学軸２８’は、第１の視野１８の光学軸１８’と実質的に平行かつ近接、または一致しており、その結果、第２の視野２８は、視野１８内のほぼ中央を占めている。たとえば、第２の視野２８は、５０°または４０°に等しくてもよい。たとえば、第１の視野１８は、第２の視野２８より２０％大きくてもよい。

別の実施形態（図６ｂに示される）によれば、第２の視野２８と第１の視野１８とは、実質的に同じ大きさを有し、ハウジング５の透明ウィンドから出ると、完全にまたは大部分で重なり合っている。

図２、６ｃおよび６ｂの実施形態は、有利には、あらゆる方向から視野１８、２８に入る対象物からコード化情報６をバー・コード読取機１が読み取ることを可能にする。

第１の照明システム１４は、赤外線発光器１３および可視光発光器１５を備える。

赤外線発光器１３に加えてまたはその代わりに、第１の照明システム１４は、太陽スペクトルのＯ_２ホール（O₂ hole）に対応する遠赤外線発光器（図示されず）を備えることができ、これは、コード化情報読取機１が窓の前の位置に配置され、それによって太陽光の照射を受ける場合であっても、対象物検出性能を向上させるためである。

第２の照明システム２４は、可視光発光器２５を備える。第２の照明システム２４の可視光発光器２５は、好ましくは、第１の照明システム１４の可視光発光器１５と同じである。図３では、それら発光器は個別に示されている。

処理装置３０は、プロセッサ３２およびメモリ３４を備える。処理装置３０は、また、適切な１つまたは複数のフィルタ、アナログ・ディジタル変換器、および／または増幅器回路（図示されず）を備えてもよい。一実施形態では、１つまたは複数のフィルタ、アナログ・ディジタル変換器、および増幅器回路の少なくとも一部は、第１の撮像センサ１２および第２の撮像センサ２２の一部になる。

第１の撮像センサ１２および第２の撮像センサ２２は、第１の撮像センサ１２および第２の撮像センサ２２の露光時間、ならびに増幅器回路のゲインを調節する制御回路（図示されず）と連携させられる。制御回路は、撮像センサおよび／または処理装置３０の一部でもよい。

処理装置３０は、第１の撮像センサ１２および第２の撮像センサ２２からフレームをダウンロードするための複式カメラ・インタフェース（すなわち、２つのデータ・リンク）を有する。代替実施形態（図示されず）では、処理装置３０は、マルチプレクサを有する単一のデータ・リンクを有してもよい。

図５に概略的に示されているように、コード化情報読取機１では、第１のカメラ・アセンブリ１０は以下の機能を果たすように構成されている。すなわち、
− 赤外線および／または遠赤外線発光器１３を使用すること（ブロック５０１）、および第１の撮像センサ１２からフレームを取得する（ブロック５０２、５０３）ことによって対象物の存在を検出し、対象物の存在が検出された場合、
− 可視光発光器１５を点灯し（ブロック５０６）、赤外線および／または遠赤外線発光器１３を消灯し、
− 第１のカメラ・アセンブリ１０およびさらに第２のカメラ・アセンブリ２０に関する作動パラメータを決定するために第１の撮像センサ１２からフレームを取得し、コード化情報６のデコードを試み（ブロック５０２、５０３）、
− 失敗した場合、
・可視光発光器２５を点灯し、第１のカメラ・アセンブリ１０によって決定された作動パラメータ・セットを用いて、コード化情報のデコーディングを実行する第２のカメラ・アセンブリ２０を作動させる（ブロック５０４、５０５、５０６）。

第１のカメラ・アセンブリ１０または第２のカメラ・アセンブリ２０のどちらかによってコード化情報のデコーディングが成功した場合（ブロック５０７）、読取機１は、スピーカ２および発光装置３を介して緑色のスポットおよびビープ音を出力し、作動をリセットする（ブロック５０８）。

以下に、コード化情報読取機１の作動が、図４のフロー・チャートならびに図２および３の実施形態を参照して、より詳細に説明される。

読取機１の待機モード（図４のブロック４０１）では、第２の撮像センサ２２は作動しておらず（すなわち、電源は入っているがフレームを取得しておらず、取得準備はできている）、第１の撮像センサ１２が、作動してフレームを取得し、それらフレームを、取得されたフレームに基づいて対象物の存在の検出を行う制御装置３０へ送る。赤外線発光器および／または遠赤外線発光器１３は、作動しており、可視光発光器１５、２５は消灯されている。第１の撮像センサ１２は、前記第１の解像度に対し、より低い解像度およびより速い速度で使用するために、好ましくは、ビニングされている。通常の値は、ビニングによる１８０ｆｐｓでのＱＶＧＡ（３２０×２４０ピクセル）、またはビニングによる３６０ｆｐｓでのＱＱＶＧＡ（１６０×１２０ピクセル）にすることもできる。

さらに、赤外線発光器および／または遠赤外線発光器１３は、点滅モードで短時間だけ周期的に点灯される。これは、有利には、電力消費量を節減することを可能にする。さらに、赤外線発光器および／または遠赤外線発光器１３の使用は、有利には、ユーザがそれと気付くことなく対象物の存在の検出を実行することができ、したがって、ユーザに煩わしい思いをさせることがない。

読取機１は、ブロック４０２において、ビニングされて取得されたフレームに何らかの有意な明度の変化が制御ユニット３０によって検出されるまで、対象物の存在を検出する（ブロック４０１）上記第１のフェーズで作動する。明度変化が検出された場合、コード化情報読取機１は、対象物存在検出の第２のフェーズ（ブロック４０３）に移行する。

この第２のフェーズでは、制御ユニット３０が、第１のフェーズで取得されたビニング化フレーム（通常２フレーム）から来る情報を使用して第１のカメラ・アセンブリ１０の作動パラメータを設定する。その後、このように設定された作動パラメータを用いて、第１の撮像センサ１２が、その最大解像度（すなわち前記第１の解像度）でフレームを取得し、そのように取得されたフレームに基づいて（通常１フレーム）対象物存在の検出を検証し、同時に、コード化情報のデコーディングの第１の試行を行うためにそれらフレームを制御ユニット３０へ送る。この第２のフェーズでは、赤外線発光器および／または遠赤外線発光器１３は、連続的に点灯させられる。この第２のフェーズの目的は、第１のカメラ・アセンブリ１０の視野１８に入って来る対象物の存在をより深く判定し、同時に、デコーディングの第１の試行を行うことである。ブロック４０４では、対象物存在の検出の成功、およびコード化情報のデコーディングの成功が検査される。それらが両方とも成功していれば、読取機１は、ブロック４１１を介してブロック４０１へ戻り、ブロック４１１では、デコーディングの結果が出力される（たとえばスピーカ２、発光装置３、および／またはユーザ・インタフェース４を介して）。移動する対象物の存在が（コード化情報のデコーディングが成功せずに）検出された場合、読取機１はブロック４０５へ移行する。他方、移動する対象物が検出されない場合、読取機１は、所定の時間だけブロック４０３の第２のフェーズを実行し、その後ブロック４０１へ戻る。

対象物存在の検出をブロック４０１の前記第１のフェーズとブロック４０３の前記第２のフェーズとに分割することが、有利には、対象物存在検出作動に必要な処理時間および電力消費量の最適化を可能にすることが認められる。さらに、ブロック４０３の第２のフェーズは、移動する対象物（またはコード化情報６）が視野１８に実際に存在していないときに可視光を誤って点灯する（その結果顧客も気になる）ことを避けて、対象物存在検出の効率を向上させることを可能にする。

ブロック４０５では、赤外線発光器および／または遠赤外線発光器１３が消灯され、第１のカメラ・アセンブリの可視光発光器１５が点灯される。さらに、第１の撮像センサ１２がフレームを取得し、それらフレームを、下記を同時に行うために制御ユニット３０へ送る。すなわち、
− コード化情報６のデコードを試み（当技術分野で既知のアルゴリズムに従って）、
− 第１のカメラ・アセンブリ１０の作動パラメータを決定するために、第１のカメラ・アセンブリ１０の第１の視野１８をカバーする第１の撮像センサ１２のピクセルを解析し、
− 第２のカメラ・アセンブリ２０の作動パラメータを決定するために、第２のカメラ・アセンブリ２０の第２の視野２８をカバーする第１の撮像センサ１２のピクセルを解析する。

作動パラメータは、増幅器回路のゲイン、第１もしくは第２の撮像センサ１２、２２の露光時間、対象物の照度レベル、またはそれらの任意の組合せに関する。対象物の照度レベルは、可視光発光器１５、２５の状態（点灯／消灯）、およびその可視光発光器１５、２５の照度の程度に関する。周囲の光の状態に応じて、可視光発光器１５、２５を消灯したままにすること（たとえば、読み取られるコード化情報６を表示する携帯電話のスクリーンの場合など、固有の発光器によって対象物がすでに照射されている場合）、または発光器の照度レベルを適宜調節することが適切なこともある。

ブロック４０５では、第２のカメラ・アセンブリ２０に関する作動パラメータが、詳細には下記によって得られる。すなわち、
− 作動パラメータの中間値を決定するために、第２のカメラ・アセンブリ２０の第２の視野２８をカバーする第１の撮像センサ１２のピクセルを解析し、
− 読取機１の製造段階または初期設定フェーズにおいて行われることができる適切な較正手順によって確立されることができる適切な変換パラメータを使用することによって、決定された中間値から第２のカメラ・アセンブリ２０の作動パラメータに関する実際の値を導出する。

好ましくは、ブロック４０５で、制御ユニット３０は、また、当業者の技術分野の技法によって、コード化情報の位置および／またはコード化情報の速度を特定することを試みる。

ブロック４０６では、コード化情報のデコーディングの試行の成功が検査される。コード化情報６がデコードされている場合、読取機１は、ブロック４１１を介してブロック４０１に戻り、ブロック４１１では、デコーディングの結果が出力される。他方、コード化情報６がデコードされていない場合、読取機１は、下記の条件の最初の１つが満足されるまで、ブロック４０５でコード化情報のデコーディングの試行を実行する。すなわち、それら条件は、対象物の検出から所定の時間の経過、またはコード化情報位置の第２のカメラ・アセンブリ２０の視野２８への接近（または入域）である（この後者の条件は、コード化情報の位置がブロック４０５で特定されたときにのみ用いられる）。その後、ブロック４０７で、制御ユニット３０が、ブロック４０５で決定された第２の撮像センサ２２の作動パラメータ・セットを用いて第２の撮像センサ２２を作動させて、フレームを取得する。同時に、第１の撮像センサ１２は、フレームの取得を停止する。さらに、制御ユニット３０は、第２の撮像センサ２２によって取得されたフレームを処理して、コード化情報６をデコードする。

コード化情報位置および／またはコード化情報の速度が、ブロック４０５で決定されると、この情報が、第２の撮像センサ２２によって取得された第１のフレーム内でのコード化情報の位置を迅速に限定し、前記フレームの小さな部分のみを解析するために、制御ユニット３０によって使用される。

ブロック４０８では、第２の撮像センサ２２によって取得されたフレームに基づいて実行されたコード化情報のデコーディングの成功が検査される。コード化情報がデコードされている場合、読取機１は、ブロック４１１を介してブロック４０１へ戻る。他方、コード化情報６がデコードされていない場合、読取機１は、ブロック４０７でのコード化情報のデコーディングの試行を、所定の時間だけ実行する。その後、ブロック４０９で、制御ユニット３０は、第１の撮像センサ１２および第２の撮像センサ２２の両方を作動させて、フレームを取得し、コード化情報６の距離の推定（および解像度の生評価）を行うために、三角測量計算を実行する（必要なら、取得中にスポット・ライト・パターンを投影する）。コード化情報６の距離および解像度が、第２の（高解像度）撮像センサ２２からのフレームに基づいてデコードされるには余りにも難し過ぎると制御ユニット３０が判定した場合、読取機１はこの中間モードに留まり、そのモードでは、両撮像センサ１２、２２からのフレームが、コード化情報６の距離を推定するために処理される。距離がそれほど難しくなくなると、制御ユニット３０が、第２の（高解像度）撮像センサ２２のみから取得されるフレームに基づいてコード化情報６のデコードを試行する。

ブロック４１０では、コード化情報のデコーディングの成功が検査される。コード化情報６がデコードされている場合、読取機１は、ブロック４１１を介してブロック４０１へ戻る。他方、コード化情報６がデコードされていない場合、読取機１は、ブロック４０９でのコード化情報のデコーディングの試行を、所定の時間だけ実行する。その後、読取機１は直接ブロック４０１へ戻る。

図２に概略的に示されるように、特定のコード化情報のいかなる移動速度に対しても、読取機１は、ピラミッド状視野の頂点から特定の最小距離以上でデコーディング能力を保証することができ、以後、その最小距離は「保証距離」ｄ_ｇと呼ばれる。保証距離ｄ_ｇより小さい距離に対しては、読取機１は、デコーディング能力を保証することはできない。読取機１の反応が良いほど（すなわち、コード化情報６のデコーディングにおいて読取機１が速いほど）、保証距離ｄ_ｇは短くなる。

本出願人は、特定のコード化情報移動速度に対して、高解像度のコード化情報のデコーディングが開始するときに、コード化情報６が、第２の視野２８の光学軸２８’に到達するときのピラミッド状視野の頂点からの距離として、保証距離ｄ_ｇを考察することにより、異なる２つの読取機に対して保証距離ｄ_ｇを評価した。

比較のために、本出願人は、以下の式を使用することによって、単一（高解像度）カメラに基づく読取機の保証距離ｄ_ｇを算定した。

ｄ_ｇ＝ＭＶ＊（（Ｎ_ｐｒｅ／ＦＲ_ｐｒｅ）＋（（Ｎ_ｄｅｃ−１）／ＦＲ_ｄｅｃ））／（ｔａｎｇｅｎｔ（ＦＯＶ_ＨＲ／２））
式中、
ＭＶ＝コード化情報の移動速度
ＦＯＶ_ＨＲ＝高解像度カメラの視野
Ｎ_ｐｒｅ＝対象物存在の検出および作動パラメータの最適化を実行するために必要なフレーム数
Ｎ_ｄｅｃ＝コード化情報のデコーディングを実行するために必要なフレーム数（すでに最適化されている作動パラメータを考慮して）
ＦＲ_ｐｒｅ＝対象物存在の検出および作動パラメータの最適化中に使用されるフレーム・レート
ＦＲ_ｄｅｃ＝コード化情報のデコーディング中に使用されるフレーム・レート
本出願人は、また、第１の（低解像度および高速）カメラ・アセンブリ１０および第２の（高解像度）カメラ・アセンブリ２０を使用する本発明によって製作された読取機に関する保証距離ｄ_ｇを、以下の式を使用して算定した。

ｄ_ｇ＝ＭＶ＊（（Ｎ_ｐｒｅ／ＦＲ_ｐｒｅ）＋（（Ｎ_ｄｅｃ−１）／ＦＲ_ｄｅｃ））／（ｔａｎｇｅｎｔ（ＦＯＶ_ＦＣ／２））
式中、ＦＯＶ_ＦＣは、第１の（高速）カメラ・アセンブリ１０の第１の視野１８である。

下記の表１および２は、以下の３つのケースに関し、上記の式を使用して得られたｄ_ｇの値を示す。

ケース１： 単一のＨＲカメラ（４５ｆｐｓのフレーム・レートで、１２８０×１０２４ピクセルのアレイ・サイズを有するメガ・ピクセル・センサ）が最大解像度でコード化情報のデコーディングを行い、他方、ＶＧＡ解像度にビニングされたそのＨＲカメラを使用することによって、より低い解像度（６４０×４８０ピクセル）およびより高いフレーム・レート（６０ｆｐｓ）で対象物存在の検出および作動パラメータの最適化を実行する読取機。

ケース２： 第１の視野１８と第２の視野２８とが実質的に同じであり重複している（ＦＯＶ_ＦＣ＝ＦＯＶ_ＨＲ）本発明による読取機。

ケース３： 第１の視野１８が第２の視野２８より２０％大きい（ＦＯＶ_ＦＣ＝１．２＊ＦＯＶ_ＨＲ）本発明による読取機。

表１のｄ_ｇ値は、以下の値を使用して計算されている。すなわち、
ＦＯＶ_ＨＲ＝５０°、Ｎ_ｐｒｅ＝５（対象物存在の検出に関して２、作動パラメータの最適化に関して３）、Ｎ_ｄｅｃ＝１、ＦＲ_ｄｅｃ＝４５ｆｐｓ（メガ・ピクセル・センサ１２８０×１０２４ピクセルを想定して）、ＦＲ_ｐｒｅ＝１００ｆｐｓ（ケース２および３に関し、ＶＧＡセンサ６４０×４８０ピクセルを想定して）、ＦＲ_ｐｒｅ＝６０ｆｐｓ（ケース１に関し、ＶＧＡ構成にビニングされたメガ・ピクセル・センサを想定して）である。

表２のｄ_ｇ値は、この場合に４０°であるＦＯＶ_ＨＲ以外は、表１に関して使用されたのと同じ値を使用して計算されている。

上記のケースに関して、本出願人は、また、高解像度デコーディングに関する応答時間（高解像度センサによるコード化情報のデコーディングの開始前の対象物存在の検出および作動パラメータ決定を行うために必要な処理時間として）も計算した。１ｍ／ｓのコード化情報移動速度を想定することによって、以下の値が得られた。すなわち、
− ケース１に関して８３ｍｓ（メガ・ピクセル・センサをビニング化構成から最大解像度構成に切り替えるための約３フレームに対応する空費時間を考慮すると１３３ｍｓになる）、
− ケース２および３に関して５０ｍｓである。

これら結果が、図６に概略的に示され、図中、水平な矢印Ｆ、Ｇは、それぞれケース１（矢印Ｆ）およびケース２、３（矢印Ｇ）において、応答時間内にコード化情報６によってカバーされる経路を概略的に示す。矢印が長いほど、カバーされる経路が長く、すなわち、応答時間が長い。図６ｃから、ケース３（第１の視野１８が、第２の視野２８より大きく第２の視野２８を包含する）に関し、コード化情報６が遠いほど、第１の撮像センサ１２の第１の視野１８内でカバーされる経路が大きくなることが認められることができる。たとえば、ピラミッド状視野の頂点から１７．８ｃｍの距離でのコード化情報６を考察して、本出願人は、前記５０ｍｓの応答時間の表１のケース３の読取機に関し、１３ｍｓが、第１の撮像センサ１２の第１の視野１８内で費やされ、３７ｍｓが、第２の撮像センサ２２の第２の視野２８内で費やされる（図６ｃの下側の、両方の視野１８、２８を横切る矢印Ｇによって表される状態）ことを計算した。他方、ピラミッド状視野の頂点から４５ｃｍの距離でのコード化情報６を考察して、本出願人は、表１のケース３の読取機に関し、５０ｍｓの応答時間全体が、第１の撮像センサ１２の第１の視野１８内で費やされる（図６ｃの上側の、視野１８のみを横切る矢印Ｇによって表される状態）ことを計算した。

したがって、上記計算の結果は、本発明の読取機１（ケース２および３）が、より反応が良く（すなわち、コード化情報６のデコーディングがより速く）、より短い保証距離ｄ_ｇを実現することを示す。すなわち、本発明は、読取機１の応答性を、高解像度能力を維持しながら、向上させることを可能にする。

さらに、第１の視野１８が第２の視野２８より大きく第２の視野２８を包含するケース３の実施形態は、さらに短い保証距離ｄ_ｇを得ること可能にする。したがって、読取機１の応答性が、高解像度能力を維持したままで、さらに向上させられる。実際に、図６ｃに概略的に示されるように、この後者の実施形態は、有利には、全体としてより大きい視野を有することを可能にし、第１の（高速）カメラ・アセンブリの第１の視野１８の一部分または全体を、対象物存在の検出および作動パラメータの最適化を実行するために利用することを可能にする。したがって、第２のカメラ・アセンブリ２０の第２の視野２８は、大部分または全体が、コード化情報のデコーディングのためのみに利用されることができる（前記諸作動を実行する時間を全く費やさずに）。これらケースでは、本出願人は、平均的に、コード化情報のデコーディングは、第２の（高解像度）撮像センサ２２によって撮られた第１のフレームで早くも実行されることができると判断する。

第１のカメラ・アセンブリ１０の第１の視野１８に関する最適値ＦＯＶ_ＦＣは、第１のカメラ・アセンブリ１０のデコーディング能力に依存することが認められる。詳細には、それは２つの効果間のトレードオフになる。すなわち、
・ より大きいＦＯＶ_ＦＣは、より反応の良い読取機、したがって、より短い保証距離ｄ_ｇを意味し、
・ より小さいＦＯＶ_ＦＣは、第１のカメラ・アセンブリ１０のより大きいデコーディング被写界深度、したがって、低解像度コード化情報６のデコーディング速度を上げるための第２のカメラ・アセンブリ２０に対するより大きなデコーディング支援を意味する。

好ましくは、第１の視野と第２の視野との比は、１〜１．５である（１≦ＦＯＶ_ＦＣ／ＦＯＶ_ＨＲ≦１．５）。

Claims (12)

1. 対象物からコード化情報（６）を読み取るためのコード化情報読取機（１）であって、
   − 第１の解像度、第１のフレーム・レート、および第１の視野（１８）を有する第１のカメラ・アセンブリ（１０）と、
   − 第２の解像度、第２のフレーム・レート、および第２の視野（２８）を有する第２のカメラ・アセンブリ（２０）であって、前記第１の解像度が、前記第２の解像度より低く、前記第１のフレーム・レートが前記第２のフレーム・レートより高い、第２のカメラ・アセンブリ（２０）と
   を備えるコード化情報読取機（１）であり、
   前記第１のカメラ・アセンブリ（１０）が、フレームを取得し、前記取得されたフレームを処理して、
   − 対象物の存在の検出と、
   − 前記第１のカメラ・アセンブリ（１０）および前記第２のカメラ・アセンブリ（２０）の両方に関する作動パラメータの決定と、
   − コード化情報のデコーディングと、
   − 前記コード化情報のデコーディングが失敗した場合に、前記第２のカメラ・アセンブリ（２０）に関して前記第１のカメラ・アセンブリ（１０）によって決定された前記作動パラメータ・セットを用いて、フレームを取得し、前記取得されたフレームを処理してコード化情報のデコーディングを実行するために、前記第２のカメラ・アセンブリ（２０）を起動することと
   を実行するように構成されており、
   前記コード化情報読取機（１）の待機状態では、前記第１のカメラ・アセンブリ（１０）が、前記第１の解像度より低い解像度および前記第１のフレーム・レートより高いフレーム・レートによって前記第１のカメラ・アセンブリ（１０）が使用される第１のフェーズにおいて、対象物の存在を周期的に点検することによって対象物存在検出を実行し、前記第１のフェーズにおいて対象物を検出した場合、前記第１の解像度および前記第１のフレーム・レートに設定された前記第１のカメラ・アセンブリ（１０）を使用することによって対象物存在検出が検証される第２のフェーズに切り替わるように構成される、コード化情報読取機（１）。
2. 前記作動パラメータが、ゲイン、露光時間、および照度レベルの少なくとも１つである、請求項１に記載のコード化情報読取機（１）。
3. 前記第２のカメラ・アセンブリ（２０）に関する前記作動パラメータが、前記第２の視野（２８）をカバーする、前記第１のカメラ・アセンブリ（１０）によって取得された前記フレームのピクセルを解析することによって決定される、請求項１または２に記載のコード化情報読取機（１）。
4. 前記第２の視野（２８）が、前記第１の視野（１８）より小さい、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のコード化情報読取機（１）。
5. 前記第２の視野（２８）の大部分または実質的に全体が、前記第１の視野（１８）に包含される、請求項４に記載のコード化情報読取機（１）。
6. 前記第１のカメラ・アセンブリ（１０）が、コード化情報位置の特定およびコード化情報速度の判定のうちの少なくとも１つの作動を行うように構成されている、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のコード化情報読取機（１）。
7. 前記第２のカメラ・アセンブリ（２０）が、前記第１のカメラ・アセンブリ（１０）によって特定された前記コード化情報位置および／または前記第１のカメラ・アセンブリ（１０）によって判定された前記コード化情報速度を使用することによって、コード化情報のデコーディングを実行するように構成される、請求項６に記載のコード化情報読取機（１）。
8. 前記第１のカメラ・アセンブリ（１０）が、前記コード化情報のデコーディングが失敗した場合であって、前記第２のカメラ・アセンブリ（２０）の前記第２の視野（２８）に前記対象物が入りまたは接近したとき、または対象物存在検出から所定の時間が経過した後、前記第２のカメラ・アセンブリ（２０）を起動するように構成される、請求項１ないし７のいずれか一項に記載のコード化情報読取機（１）。
9. 前記第１のカメラ・アセンブリ（１０）が、赤外線発光器（１３）および遠赤外線発光器の少なくとも１つを備え、対象物存在検出の前記第１のフェーズでは、前記赤外線発光器（１３）および遠赤外線発光器の少なくとも１つが、点滅モードで点灯される、請求項１ないし８のいずれか一項に記載のコード化情報読取機（１）。
10. 対象物存在検出の前記第２のフェーズにおいて、前記赤外線発光器（１３）および遠赤外線発光器の少なくとも１つが、連続的に点灯される、請求項９に記載のコード化情報読取機（１）。
11. 前記第２のカメラ・アセンブリ（２０）によって実行されたコード化情報のデコーディングが成功しない場合、前記コード化情報読取機（１）が、前記第１のカメラ・アセンブリ（１０）および前記第２のカメラ・アセンブリ（２０）の両方を用いてフレームを取得し、前記フレームを合わせて処理することにより前記コード化情報（６）の距離を判定し、前記判定された距離が所定の値に達するときにのみ、前記第２のカメラ・アセンブリ（２０）によって取得された前記フレームに基づいてコード化情報のデコーディングを実行するように構成される、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のコード化情報読取機（１）。
12. 第１のカメラ・アセンブリ（１０）および第２のカメラ・アセンブリ（２０）を備えるコード化情報読取機（１）を用いて、対象物からコード化情報（６）を読み取るための方法であって、
    ａ）前記第１のカメラ・アセンブリ（１０）を用いて、第１の解像度および第１のフレーム・レートで第１のフレームを取得するステップと、
    ｂ）前記取得された第１のフレームを処理するステップであって、それによって、
    ｂ１）対象物の存在を検出するステップであり、対象物の存在が検出された場合、
    ｂ２）前記第１のカメラ・アセンブリ（１０）および前記第２のカメラ・アセンブリ（２０）に関する作動パラメータを決定し、
    ｂ３）コード化情報（６）をデコーディングするステップを実行するステップと、
    ｃ）コード化情報をデコーディングするステップｂ３）が失敗した場合、ステップｂ２）で決定された前記第２のカメラ・アセンブリ（２０）の前記作動パラメータを設定し、前記第２のカメラ・アセンブリ（２０）によって第２の解像度および第２のフレーム・レートで第２のフレームの取得を起動するステップであって、前記第１の解像度が前記第２の解像度より低く、前記第１のフレーム・レートが前記第２のフレーム・レートより高い、ステップと、
    ｄ）コード化情報のデコーディングを実行するために、ステップｃ）で取得された前記第２のフレームを処理するステップと
    を含み、
    前記コード化情報読取機（１）の待機状態では、前記第１のカメラ・アセンブリ（１０）が、前記第１の解像度より低い解像度および前記第１のフレーム・レートより高いフレーム・レートによって前記第１のカメラ・アセンブリ（１０）が使用される第１のフェーズにおいて、対象物の存在を周期的に点検することによって対象物存在検出を実行し、前記第１のフェーズにおいて対象物を検出した場合、前記第１の解像度および前記第１のフレーム・レートに設定された前記第１のカメラ・アセンブリ（１０）を使用することによって対象物存在検出が検証される第２のフェーズに切り替わるように構成される、方法。

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