JP7430553B2 - 光学読取装置 - Google Patents
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Description
図5~図7に示すように、光学読取装置1は、筐体2と、フロントカバー3とを備えている。図5に示すように、筐体2の正面には、照明部4と、撮像部5と、エイマー6とが設けられている。照明部4及び撮像部5の構成については後述する。エイマー6は、例えば発光ダイオード(Light Emitting Diode)等の発光体で構成されている。このエイマー6は、光学読取装置1の前方へ向けて光を照射することによって撮像部5による撮像範囲や照明部4の光軸の目安を示すためのものである。使用者は、エイマー6から照射される光を参照して光学読取装置1を設置することもできる。
図5に破線で示すように、照明部4は、搬送用ベルトコンベアBで搬送されるワークWの通過する領域に向けて光を照射するための部材である。照明部4から照射された光により、少なくとも搬送用ベルトコンベアBによる搬送方向の所定範囲が照明される。この所定範囲は、運用時に搬送が想定される最も大きなワークWの同方向の寸法よりも広い範囲である。照明部4により、搬送用ベルトコンベアBで搬送されるワークWに付されている第1のコードCD1及び第2のコードCD2が照明される。
図3は光学読取装置1の構成を示すブロック図である。撮像部5は、照明部4から照射され、ワークWの通過する領域から反射された光を受光し、当該ワークWの通過する領域を撮像した読み取り画像を生成するための部材である。撮像部5としては、画素が縦横(X方向及びY方向)に並んだエリアカメラを用いることができ、これにより、2次元コードの読み取りに対応できるとともに、搬送中の1つのワークWを複数回撮像することが可能になる。
表示部7は、たとえば有機ELディスプレイや液晶ディスプレイ等からなるものである。表示部7は、図3に示すように制御ユニット20に接続されている。表示部7には、たとえば撮像部5で撮像されたコードCD1、CD2、コードCD1、CD2のデコード結果である文字列、読み取り成功率、マッチングレベル(読み取り余裕度)等を表示させることができる。読み取り成功率とは、複数回読み取り処理を実行したときの平均読み取り成功率である。マッチングレベルとは、デコードが成功したコードCD1、CD2の読み取りのしやすさを示す読取余裕度である。これはデコード時に発生した誤り訂正の数等から求めることができ、たとえば数値で表すことができる。誤り訂正が少なければ少ないほどマッチングレベル(読取余裕度)が高くなり、一方、誤り訂正が多ければ多いほどマッチングレベル(読取余裕度)が低くなる。
記憶装置50は、各種メモリやハードディスク、SSD等で構成されている。記憶装置35には、デコード結果記憶部51と、画像データ記憶部52と、パラメータセット記憶部53とが設けられている。デコード結果記憶部51は、処理部23によりデコード処理が実行された結果であるデコード結果を記憶する部分である。画像データ記憶部52は、撮像部5によって撮像された画像を記憶する部分である。パラメータセット記憶部53は、コンピュータ100等の設定装置によって設定された設定情報やセレクトボタン8及びエンターボタン9によって設定された設定情報、チューニグ実行部24がチューニングを実行した結果、得られた設定情報等を記憶する部分である。このパラメータセット記憶部53には、撮像部5の撮像条件(ゲイン、照明部4の光量、露光時間等)と、処理部23における画像処理条件(画像処理フィルタの種類等)とを構成する複数のパラメータを含むパラメータセットを複数記憶することができる。
光学読取装置1は出力部60を有している。出力部60は、後述する処理部23がデコード処理したデコード結果を出力する部分である。具体的に、処理部23は、デコード処理が完了すると、デコード結果を出力部60に送信する。出力部60は、処理部23から受け取ったデコード結果に関するデータを例えばコンピュータ100及びPLC101に送信する通信部で構成することができる。出力部60は、コンピュータ100及びPLC101と接続されるI/O部、RS232C等のシリアル通信部、無線LANや有線LAN等のネットワーク通信部を有していてもよい。
図3に示す制御ユニット20は、光学読取装置1の各部を制御するためのユニットであり、CPUやMPU、システムLSI、DSPや専用ハードウエア等で構成することができる。制御ユニット20は、後述するように様々な機能を搭載しているが、これらは論理回路によって実現されていてもよいし、ソフトウエアを実行することによって実現されていてもよい。
撮像制御部22は、撮像部5を制御する他、照明部4も制御する部分である。すなわち、撮像制御部22は、撮像素子5aのゲインを調整したり、照明部4の光量を制御したり、撮像素子5aの露光時間(シャッタースピード)を制御するユニットで構成されている。ゲイン、照明部4の光量、露光時間等は、撮像部5の撮像条件に含まれる。
図4に示すように、処理部23は、前処理回路30と、メモリ31と、プロセッサ40とを備えている。撮像素子5aから転送される一ラインごとの画像データは前処理回路30に入力される。前処理回路30は、プロセッサ40の前段に配置されるプリプロセッサであり、例えばPLD(programmable logic device)で構成することができ、例としてFPGA、ASIC等を挙げることができる。
プロセッサ40は、コアCR0~CR8の9つのコアを備えている。コアCR0は、撮像部5により生成された読み取り画像のデコード処理を他のコアCR1~CR8に命令するコアであり、第1のコアである。コアCR1~CR8は、コアCR0により命令された読み取り画像を取得し、取得した読み取り画像に対してデコード処理を実行するコアであり、第2のコアである。デコード処理を命令する第1のコアはコアCR0の1つであるが、デコード処理を実行する第2のコアはコアCR1~CR8の8つある。デコード処理を実行する第2のコアの数は、2つ以上であればよく、その数は特に限定されるものではない。デコード処理を実行する際、命令された読み取り画像をメモリ31からコアCR1~CR8に転送し、転送された読み取り画像に対してデコード処理を実行してもよいし、コアCR1~CR8が命令された読み取り画像をメモリ31に読みに行ってからデコード処理を実行してもよい。尚、コアCR0がデコード処理を実行してもよい。
図3に示すチューニング実行部24は、ゲイン、照明部4の光量、露光時間等の撮像条件や、処理部23における画像処理条件を変更するユニットである。処理部23における画像処理条件とは、画像処理フィルタの係数(フィルタの強弱)や、複数の画像処理フィルタがある場合に画像処理フィルタの切替、種類の異なる画像処理フィルタの組み合わせ等である。搬送時のワークWに対する外光の影響や、コードCD1、CD2が付されている面の色及び材質等によって適切な撮像条件及び画像処理条件は異なる。よって、チューニング実行部24は、より適切な撮像条件及び画像処理条件を探索して、AF制御部21、撮像制御部22、処理部23による処理を設定する。画像処理フィルタは、従来から周知の各種フィルタを使用することができる。
ステップSD5においてYESと判定されて、ステップSD4で計測されたデコード処理時間が最速撮像間隔デコード時間以内であれば、ステップSD6に進み、ステップSD4で計測されたデコード処理時間をデコード処理の上限時間とする。つまり、チューニング実行部24は、光学読取装置1の設定時に、コードを含む読み取り画像を撮像部5により生成し、生成された読み取り画像に対して処理部23でデコード処理を実行してデコード処理に要する時間を計測し、計測時間に基づいてデコード処理の上限時間を自動設定する。尚、デコード処理の上限時間は、最速撮像間隔デコード時間よりも短い時間となるように自動で設定することもできる。
図26は、光学読取装置1の運用時の処理を示している。光学読取装置1の運用時には、読取開始トリガ信号を受信するとステップSH1が開始される。ステップSH1では、撮像部5がワークWを撮像する。ステップSH2では、ステップSH1の撮像によって得られた画像データによって読み取り画像を生成し、前処理回路30に出力する。このとき、一ラインごとの画像データが前処理回路30に入力される。尚、一ラインごとの画像データとせずに、複数ラインごと、または1つの読み取り画像を構成する画像データの全てを前処理回路30に入力してもよい。
図27は、ユーザインターフェース画像300の一例を示す図であり、複数のタブ301、302、303の中から読み取りのタブ301が選択された場合を示している。ユーザインターフェース画像300には、撮像部5が撮像した読み取り画像を表示する読み取り画像表示領域304と、チューニング結果を表示するチューニング結果表示領域305とが設けられている。チューニング結果表示領域305には、例えば読み取りやすさと明るさとの関係を示すグラフ等が表示される。
以上説明したように、この実施形態によれば、撮像部5から一ラインごとに画像データを取り込みながら、コードらしさを示す特徴量を算出し、この特徴量に基づいてコードの候補領域を決定し、決定された領域のデコード処理を実行するので、コード探索を行うにあたり、画像全体の走査が終わるまで待つ必要はなく、撮像部5からの画像データの取り込み、特徴量の算出、コードの候補領域の決定を並行して行うことが可能になる。これにより、読み取り画像のサイズが大きくても、デコード結果の出力タイミングを早めることが可能になる。
4 照明部
5 撮像部
23 処理部
24 チューニング実行部
30 前処理回路
40 プロセッサ
43 入力部(受付部)
50 記憶装置(記憶部)
60 出力部
CD1 第1のコード(1次元コード)
CD2 第2のコード(2次元コード)
CR0 コア(第1のコア)
CR1~8 コア(第2のコア)
W ワーク
Claims (11)
- ライン上を搬送されているワークに付されたコードを読み取る定置式の光学読取装置であって、
前記ワークの通過する領域に向けて光を照射するための照明部と、
前記照明部から照射され、前記ワークの通過する領域から反射された光を受光し、当該ワークの通過する領域を撮像した読み取り画像を生成するための撮像部と、
前記撮像部により生成された読み取り画像のデコード処理を命令する第1のコアと、前記第1のコアにより命令された読み取り画像を取得し、取得した読み取り画像に対してデコード処理を実行する複数の第2のコアとを有する処理部と、
複数の前記第2のコアが生成したデコード結果を出力する出力部とを備え、
前記第1のコアは、前記デコード処理を即時に実行可能、または現在実行しているデコード処理の次にデコード処理を実行可能と推定される前記第2のコアにデコード処理を命令し、
複数の前記第2のコアは、前記第1のコアにより異なるタイミングで命令された読み取り画像に対して同時にデコード処理を行うことが可能に構成され、
前記デコード処理の上限時間は、前記撮像部による読み取り画像の生成時間と、当該読み取り画像が生成されてからメモリに格納されるまでの時間とを加えた時間に、前記第2のコアの数を乗じて得られた基準時間よりも短く設定されている光学読取装置。 - 請求項1に記載の光学読取装置において、
前記撮像部は、読み取り画像の連続生成を継続可能に構成され、
前記光学読取装置の設定時に、コードを含む読み取り画像を前記撮像部から取得し、取得した読み取り画像に対して前記処理部でデコード処理を実行してデコード処理に要する時間を計測し、計測時間に基づいてデコード処理の上限時間を自動設定するチューニング実行部を備えている光学読取装置。 - 請求項2に記載の光学読取装置において、
前記チューニング実行部は、前記基準時間と、前記計測時間とを比較し、前記計測時間が前記基準時間以下の場合には、当該計測時間をデコード処理の上限時間とする光学読取装置。 - 請求項3に記載の光学読取装置において、
前記撮像部を制御する撮像制御部を更に備え、
前記チューニング実行部は、前記基準時間と、前記計測時間とを比較し、前記計測時間が前記基準時間を超える場合には、前記計測時間をデコード処理の上限時間とし、
前記撮像制御部は、
前記計測時間が前記基準時間を超える場合には、前記撮像部による読み取り画像の生成間隔を所定の時間間隔に固定し、
前記所定の時間間隔と、前記撮像部による読み取り画像の生成時間と、当該読み取り画像が生成されてからメモリに格納されるまでの時間とを加えた時間に、前記第2のコアの数を乗じて得られた時間よりも、前記デコード処理の上限時間が短くなるように、前記所定の時間間隔を設定する光学読取装置。 - 請求項1から4のいずれか1つに記載の光学読取装置において、
前記第1のコアは、読み取り画像に第1のコードと第2のコードとが含まれている場合、前記第1のコードと前記第2のコードのデコード処理をそれぞれ異なる前記第2のコアに命令する光学読取装置。 - 請求項5に記載の光学読取装置において、
前記第1のコアは、読み取り画像に含まれている第1のコード及び第2のコードの種別が異なる場合、前記第1のコードと前記第2のコードのデコード処理をそれぞれ異なる前記第2のコアに命令する光学読取装置。 - 請求項1から4のいずれか1つに記載の光学読取装置において、
前記第2のコアはそれぞれ、1次元コードのデコード処理を実行するための第1デコード処理部と、2次元コードのデコード処理を実行するための第2デコード処理部とを有し、
前記読み取り画像に1次元コード及び2次元コードが含まれている場合、前記第2のコアは、前記第1デコード処理部で1次元コードのデコード処理を実行し、前記第2デコード処理部で2次元コードのデコード処理を実行する光学読取装置。 - 請求項1から7のいずれか1つに記載の光学読取装置において、
前記撮像部は、前記ワークを異なる撮像条件で撮像して第1の読み取り画像及び第2の読み取り画像を生成し、
前記第1のコアは、前記第1の読み取り画像及び前記第2の読み取り画像のデコード処理をそれぞれ異なる前記第2のコアに命令する光学読取装置。 - 請求項8に記載の光学読取装置において、
前記撮像部の撮像条件を規定する撮像パラメータを含む複数のバンクを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された複数のバンクの中から、ユーザによる第1のバンク及び第2のバンクの選択を受け付ける受付部とを備え、
前記撮像部は、前記受付部で受け付けられた前記第1のバンクの撮像パラメータに従って前記第1の読み取り画像を生成し、前記受付部で受け付けられた前記第2のバンクの撮像パラメータに従って前記第2の読み取り画像を生成する光学読取装置。 - 請求項1から9のいずれか1つに記載の光学読取装置において、
前記第1のコアは、第1の読み取り画像及び第2の読み取り画像のデコード処理をそれぞれ異なるデコード条件で前記第2のコアに命令する光学読取装置。 - 請求項1から10のいずれか1つに記載の光学読取装置において、
前記第1のコアは、単一のワークを撮像して生成された複数の読み取り画像のデコードをそれぞれ異なる前記第2のコアに命令した場合、デコード処理が命令された前記第2のコアのうち、いずれか1つの前記第2のコアでデコード処理が完了したことを検出すると、他の前記第2のコアのデコード処理を中止させる光学読取装置。
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