(57)【要約】    【課題】  従来の読み取り速度を維持しながら、低コントラストの場合、鏡面反射の有る場合にも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。    【解決手段】  画像のコントラスト値及び輝度値を判別し（Ｓ４６）、コントラスト値及び輝度値に対応させるように、ＦＰＧＡ３５の変換テーブルを書き換え（Ｓ４８）、受光センサ２３からの画像信号を処理してから、ＣＰＵ４０で情報コードをデコードする（Ｓ３０）。このため、従来の取り込み速度を維持しながら、ＦＰＧＡ３５で画像処理することで、低コントラストの際にも鏡面反射が強い際（高輝度値の際）にもデコードを行うことことが可能となる。【選択図】  図１５
2008071032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報コードを撮像する第１の受光センサと第２の受光センサと、
前記受光センサからの画像信号をデジタル化して出力する第１の所定数の出力端子を備える画像信号出力回路と、
前記第１の所定数よりも少ない第２の所定数の入力端子を介して前記画像信号を入力して情報コードをデコードする中央演算装置と、を備える光学情報読取装置であって、
前記第１の受光センサからの画像信号の内、前記第２の所定数に対応する下位側のビットを前記画像信号出力回路から前記中央演算装置へ入力し、
前記第２の受光センサからの画像信号の内、前記第２の所定数に対応する上位側のビットを前記画像信号出力回路から前記中央演算装置へ入力することを特徴とする光学情報読取装置。
【請求項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、
前記中央演算装置が、前記第１の受光センサからの画像信号の内、前記第２の所定数に対応する下位側のビットを前記画像信号出力回路から入力して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。
【請求項３】
前記鏡面反射検出手段は、前記第１の受光センサからの画像信号の内、前記第２の所定数に対応する下位側のビットを入力して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。
【請求項４】
前記情報コードは、二次元コードであり、
光学情報読取装置は、鏡面反射面積が誤り訂正で修正可能かを判断する判断手段を備え、鏡面反射面積所定値以上の場合には、
前記中央演算装置が、前記第２の受光センサからの画像信号の内、前記第２の所定数に対応する上位側のビットを前記画像信号出力回路から入力して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。
【請求項５】
前記鏡面反射検出手段は、前記第１の受光センサからの画像信号の内、前記第２の所定数に対応する下位側のビットを入力して鏡面反射面積を求めることを特徴とする請求項４の光学情報読取装置。
【請求項６】
情報コードを撮像する二次元受光センサと、
前記二次元受光センサからの画像信号をデジタル化して出力する画像信号出力回路と、
前記画像信号出力回路からの画像信号を変換テーブルを用いて処理する画像処理装置と、前記画像処理装置で処理された画像信号を入力して情報コードをデコードする中央演算装置と、を備える光学情報読取装置であって、
画像のコントラスト値又は輝度値の少なくとも一方を判別する判別手段と、
前記判別手段により判別されたコントラスト値又は輝度値の少なくとも一方に応じて、前記画像処理装置の変換テーブルを書き換えるテーブル変換手段とを備えることを特徴とする光学情報読取装置。
【請求項７】
前記変換テーブルは、前記画像信号出力回路から出力される画像信号のバス幅分の変換データを保持することを特徴とする請求項６の光学情報読取装置。
【請求項８】
前記画像信号出力回路から出力される画像信号のバス幅よりも前記中央演算装置の画像入力のバス幅が狭く、
前記画像処理装置は、画像信号出力回路から出力される画像信号を前記中央演算装置の画像入力のバス幅に適合させるように処理することを特徴とする請求項７の光学情報読取装置。
【請求項９】
前記画像処理装置は、画像信号出力回路から出力される画像信号をアドレスとして使用して、前記変換テーブルの該アドレスで指定された位置のデータを出力することを特徴とする請求項６の光学情報読取装置。
【請求項１０】
画像信号を格納するメモリに記憶させる前段階で、画像信号出力回路からの出力に応じて、前記画像処理装置の変換テーブルを書き換えることを特徴とする請求項６の光学情報読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【特許文献１】特開平１１−１２０２８４号公報
【特許文献２】特開平６−１９５４９６号公報
【特許文献３】特開平７−１６８９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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の回路を用いるため任意の画像信号へ変換することができないという課題がある。
【０００８】
さらに、特許文献３の光学情報読取装置では、基準クロックでデータ幅をカウントし、画像データとは別にデータを格納する。画像データは下位２ビットを切り捨てメモリに格納、読み出す際にこれらのデータをあわせる事でダイナミックレンジを確保している。しかし、ＣＰＵ側で扱うデータサイズがバス幅と異なるため、バス幅と同一の画像データを処理する場合と比較して高速な処理が難しく、画像データとデータ幅を変換するための計算時間が必要となるという課題がある。
【０００９】
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。
また、本発明の目的は、従来の読み取り速度を維持しながら、低コントラストの場合、鏡面反射の有る場合にも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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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第１の受光センサ２３Ａと第２の受光センサ２３Ｂと、
前記受光センサからの画像信号をデジタル化して出力する第１の所定数の出力端子３３ｏを備える画像信号出力回路３３Ａ、３３Ｂと、
前記第１の所定数よりも少ない第２の所定数の入力端子４０ｉを介して前記画像信号を入力して情報コードをデコードする中央演算装置４０と、を備える光学情報読取装置であって、
前記第１の受光センサ２３Ａからの画像信号の内、前記第２の所定数に対応する下位側のビットを前記画像信号出力回路３３Ａから前記中央演算装置４０へ入力し（Ｓ２４）、
前記第２の受光センサ２３Ｂからの画像信号の内、前記第２の所定数に対応する上位側のビットを前記画像信号出力回路３３Ｂから前記中央演算装置４０へ入力する（Ｓ２６）ことを技術的特徴とする。
【００１１】
また、請求項６の発明は、情報コードを撮像する二次元受光センサ２３と、
前記二次元受光センサからの画像信号をデジタル化して出力する画像信号出力回路３３と、
前記画像信号出力回路３３からの画像信号を変換テーブルを用いて処理する画像処理装置３５と、前記画像処理装置３５で処理された画像信号を入力して情報コードをデコードする中央演算装置４０と、を備える光学情報読取装置であって、
画像のコントラスト値又は輝度値の少なくとも一方を判別する判別手段（Ｓ４６）と、
前記判別手段により判別されたコントラスト値又は輝度値の少なくとも一方に応じて、前記画像処理装置３５の変換テーブルを書き換えるテーブル変換手段（Ｓ４８）とを備えることを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の光学情報読取装置は、第１受光センサからの下位ビットの明るい画像と、第２受光センサからの上位ビットの暗い画像とを入力可能にしてある。鏡面反射が生じる際には、第２受光センサで撮像された暗い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、第１受光センサからの下位ビットと、第２受光センサからの上位ビットとを用いるため、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、下位ビットの明るい画像を撮像する第１受光センサと、上位ビットの暗い画像を撮像する第２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。
【００１３】
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、第１受光センサからの下位ビットの明るい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。
【００１４】
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第１受光センサからの下位ビットの明るい画像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。
【００１５】
請求項４の光学情報読取装置は、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、第２受光センサからの上位ビットの暗い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、第２受光センサからの上位ビットの暗い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。
【００１６】
請求項５の光学情報読取装置は、鏡面反射の影響を受け易い第１受光センサからの下位ビットの明るい画像から鏡面反射面積を求めるため、第１受光センサからの明るい画像での鏡面反射面積を正確に求めることができる。
【００１７】
請求項６の光学情報読取装置では、画像のコントラスト値又は輝度値を判別し、コントラスト値又は輝度値に対応させるように、画像処理装置の変換テーブルを書き換え二次元受光センサからの画像信号を処理してから、中央演算装置で情報コードをデコードする。このため、従来の取り込み速度を維持しながら、画像処理装置で画像処理することで、低コントラストの際にも鏡面反射が強い際（高輝度値の際）にも容易にデコードを行うことができる。
【００１８】
請求項７の光学情報読取装置では、画像信号出力回路から出力される画像信号のバス幅分の変換データを保持する変換テーブルを用いる。そして、二次元受光センサからの画像信号を該変換テーブルを用いて処理してから、中央演算装置で情報コードをデコードする。このため、従来の取り込み速度を維持しながら、画像処理装置で画像処理することで、低コントラストの際にも鏡面反射が強い際（高輝度値の際）にも容易にデコードを行うことができる。
【００１９】
請求項８の光学情報読取装置では、画像信号出力回路から出力される画像信号のバス幅よりも中央演算装置の画像入力のバス幅が狭い。このため、画像処理装置は、画像信号出力回路から出力される画像信号を中央演算装置の画像入力のバス幅に適合させるように処理することで、画像信号出力回路から出力される画像信号のバス幅に対応するダイナミックレンジを有効に活用して、中央演算装置で情報コードをデコードすることが可能になる。
【００２０】
請求項９の光学情報読取装置では、画像処理装置は、画像信号出力回路から出力される画像信号をアドレスとして使用して、変換テーブルの該アドレスで指定された位置のデータを出力する。そして、中央演算装置で情報コードをデコードする。このため、従来の取り込み速度を維持しながら、画像処理装置で画像処理することで、低コントラストの際にも鏡面反射が強い際（高輝度値の際）にも容易にデコードを行うことができる。
【００２１】
請求項１０の光学情報読取装置では、画像信号を格納するメモリに記憶させる前段階で、画像信号出力回路からの出力に応じて、画像処理装置の変換テーブルを書き換えて、二次元受光センサからの画像信号を処理してから、中央演算装置で情報コードをデコードする。このため、画像処理装置で画像処理を行いながら、取り込み速度を低下させることなく、低コントラストの際にも鏡面反射が強い際（高輝度値の際）にも容易にデコードを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
[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。
【００２３】
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。
【００２４】
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３９、ＦＰＧＡ３５Ａ、３５Ｂ、ＣＰＵ４０、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。
【００２５】
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３９、アドレス発生回路３６Ａ、３６Ｂ、同期信号発生回路３８Ａ、３８Ｂ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array：マイクロプロセッサ）３５Ａ、３５Ｂ、ＣＰＵ（中央演算処理装置）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ＣＰＵ４０およびメモリ３９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ＣＰＵ４０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。
【００２６】
光学系の第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、それぞれ増幅回路３１Ａ、３１Ｂに入力されることで所定ゲインで増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路３３Ａ、３３Ｂに入力されると、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、ＦＰＧＡ３５Ａ、３５Ｂで処理を受けてからＣＰＵ（中央演算処理装置）４０を介してメモリ３９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、ＦＰＧＡ３５Ａ、３５Ｂ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。
【００２７】
ＣＰＵ４０は、光学情報読取装置１０全体を制御可能なマイコンで、システムバス、入出力インタフェース等を備えるもので、メモリ３９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ＣＰＵ４０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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、ＶＧＡ（Video Graphics Array）を用いるＣＣＤから成る二次元イメージセンサにより構成されている。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
第１実施形態でのＡ／Ｄ変換回路、ＦＰＧＡ、ＣＰＵの結線を図５を参照して説明する。Ａ／Ｄ変換回路３３Ａは、１０ビットの出力形式で、１０本の出力端子３３ｏより１０線のバスライン３２を介してＦＰＧＡ３５Ａの１０本の入力端子３５ｉへ画像信号を出力する。他方、ＣＰＵ４０の画像入力は８ビットの入力形式で画像入力端子４０ｉにより、ＦＰＧＡ３５Ａの８本の出力端子３５ｏからの画像信号を８線のバスライン３７を介して入力する。ここで、ＦＰＧＡ３５Ａは、Ａ／Ｄ変換回路３３Ａの１０ビットの画像信号の下位８ビットをＣＰＵ４０へ出力する。他方、図２中に示す第２受光センサ２３Ｂからの画像信号を処理するＦＰＧＡ３５Ｂは、Ａ／Ｄ変換回路３３Ｂの１０ビットの画像信号の上位８ビットをＣＰＵ４０へ出力する。即ち、ＣＰＵ４０は、第１受光センサ２３Ａからの相対的に明るい画像信号を入力し、第２受光センサ２３Ｂからの相対的に暗い画像信号を入力する。
【００３４】
第１実施形態での鏡面反射の補償原理について図６及び図７を参照して説明する。
上述したように、第１受光センサ２３Ａから明るい画像信号が、第２受光センサ２３Ｂからの暗い画像信号がＣＰＵ４０へ入力される。図６（Ａ１）、図６（Ｂ１）、図６（Ｃ１）は、第１受光センサ２３Ａ側からの画像信号を示すグラフであり、図６（Ａ２）、図６（Ｂ２）、図６（Ｃ２）は、第２受光センサ２３Ｂ側からの画像信号を示すグラフである。図６（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６（Ａ２）に示すように第２受光センサ２３Ｂでは低いレベル値になっている。
【００３５】
図６（Ｂ１）、第１受光センサ２３Ａで図７（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６（Ｃ１）は、図７（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６（Ｂ２）は、第２受光センサ２３Ｂで図７（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６（Ｃ２）は、図７（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６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。
【００３６】
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、第１受光センサ２３Ａ側からの明るい画像信号を用いてデコードを行う。図６（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６（Ｂ２）で示す第２受光センサ２３Ｂ側からの暗い画像信号を比べて、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。
【００３７】
一方、鏡面反射が生じる際には、第２受光センサ２３Ｂ側からの暗い画像信号を用いることで、鏡面反射の影響を小さくすることができる。また、下位８ビットを用いる第１受光センサ２３Ａと上位８ビットを用いる第２受光センサ２３Ｂを組み合わせているため、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、明るさが異なる第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。
【００３８】
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第１受光センサ２３Ａ側からの明るい画像信号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、暗い第２受光センサ２３Ｂ側から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。
【００３９】
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、第１受光センサ２３Ａ側からの明るい画像信号で、３０％以内の鏡面反射面積の場合には（例えば、図７（Ｂ）の場合）、当該画像信号を用いる。一方、第１受光センサ２３Ａ側からの明るい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７（Ｄ）に示す場合）、第２受光センサ２３Ｂ側からの暗い画像を用い（図７（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、当該第２受光センサ２３Ｂ側からの暗い画像を用いてデコードを行う。
【００４０】
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８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６（Ｃ１）を参照して上述したように、第１受光センサ２３Ａ側からの明るい画像信号を元に、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側からの明るい画像信号を使用し（Ｓ２２）、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。
【００４１】
一方、鏡面反射が有る場合には（Ｓ１６：有り）、第１受光センサ２３Ａ側からの明るい画像信号を元に、鏡面反射面積が所定面積（例えば誤り訂正率に相当する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、誤り訂正で対応可能な場合には（Ｓ１８：可）、明る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、誤り訂正で対応不可能な場合には（Ｓ１８：不可）、第２受光センサ２３Ｂ側からの暗い画像信号で、３０％以内であるか、即ち、鏡面反射面積が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）、該暗い画像信号を用い（Ｓ２６）、デコードを行う（Ｓ３０）。他方、暗い第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。
【００４２】
[第２実施形態]
引き続き、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図９〜図１５を参照して説明する。
第１実施形態の光学情報読取装置では、受光センサを２台搭載した。これに対して、第２実施形態の光学情報読取装置では、図９に示すブロック図のように受光センサ２３を１台のみ搭載し、ＦＰＧＡ３５によって画像処理することで、低コントラスト画像、鏡面反射のある画像をデコードし易い画像に変換する。ここでは、画像のコントラスト値及び輝度値を判別し、コントラスト値及び輝度値に対応させるように、ＦＰＧＡ３５の変換テーブルを書き換え、受光センサ２３からの画像信号を処理してから、ＣＰＵ４０で情報コードをデコードする。このため、従来の取り込み速度を維持しながら、ＦＰＧＡ３５で画像処理することで、低コントラストの際にも鏡面反射が強い際（高輝度値の際）にもデコードを行うことことを可能にする。
【００４３】
第２実施形態でのＡ／Ｄ変換回路、ＦＰＧＡ、ＣＰＵの結線を図１０を参照して説明する。Ａ／Ｄ変換回路３３は、１０ビットの出力形式で、１０本の出力端子３３ｏより１０線のバスライン３２を介してＦＰＧＡ３５の１０本の入力端子３５ｉへ画像信号を出力する。他方、ＣＰＵ４０の画像入力は８ビットの入力形式で画像入力端子４０ｉにより、ＦＰＧＡ３５の８本の出力端子３５ｏからの画像信号を８線のバスライン３７を介して入力する。ＦＰＧＡ３５は、Ａ／Ｄ変換回路３３からの１０ビットの画像信号を変換テーブルを用いてＣＰＵ用の８ビットの画像信号に変換する。そして、コントラスト値及び輝度値に対応させるように変換テーブルを書き換えることで、デコードが行い易いように画像処理する。
【００４４】
図１１は、変換テーブルの内容を示すグラフである。
図１１（Ａ）は、直線性を持たせた変換テーブルの内容を示すグラフである。通常の画像に対しては、当該変換テーブルによって、単に、１０ビットの画像信号を変換テーブルを用いてＣＰＵ用の８ビットの画像信号に変換する。図１１（Ｂ）は、低コントラスト画像に対応するための変換テーブルの内容を示すグラフである。図１１（Ｂ）では、下側に曲線を描くγ補正を行うことで、画像全体が明るくなり、コントラスト差が高くなる。図１１（Ｃ）は、鏡面反射が発生する画像に対応するための変換テーブルの内容を示すグラフである。図１１（Ｂ）では、上側に曲線を描くγ補正を行うことで、画像全体が暗くなりなり、コントラスト差が低くなる。
【００４５】
第２実施形態の光学情報読取装置では、画像の最大輝度値を考慮した変換テーブルをＦＰＧＡ３５に書き換えることで、ＦＰＧＡ３５から後段のＣＰＵ４０への画像取り込みと同じタイミングで画像を出力することが可能になり、画像処理を行っても、処理速度を低下させることがない。
【００４６】
また、第２実施形態では、受光センサ側のバス幅とＣＰＵ４０の画像入力のバス幅とが異なる場合にも、受光センサとＣＰＵ４０との間のＦＰＧＡ３５内部にある書き換え可能な変換テーブルを用いることにより、受光センサ側の出力（１０ビット）に対する変換テーブルをＣＰＵ４０側の画像入力のバス幅（８ビット）にすることにより、受光センサ側のダイナミックレンジに有効に使用した画像変換が可能になる。
【００４７】
ここで、ＦＰＧＡ３５の構成について図１２及び図１３を参照して更に詳細に説明する。受光センサ２３は、ＶＧＡ（Video Graphics Array）を用いるＣＣＤから成る二次元イメージセンサにより構成され、図１０を参照して上述したＡ／Ｄ変換回路３３は、データ出力が１０ビット幅に構成されている。ＣＰＵ４０は、３２ビットのＲＩＳＣ  ＣＰＵを用い、上述したように８ビットの画像入力のデータバス幅に構成されている。ＦＰＧＡ３５は、内部に画像側の入出力、ＣＰＵ４０側からの変換データを書き込むための入出力との２系列をアクセス手段を有するＲＡＭを形成している。
【００４８】
図１２及び図１３は、ＦＰＧＡ３５の変換テーブルの構成を示す説明図である。
変換テーブルを構成するＦＰＧＡ３５のＲＡＭは、ＣＰＵ４０のデータバス（Ｄバス）幅が３２ビットであることを考慮し、１列で４個分の変換データを保持する。これにより、ＣＰＵ４０側から変換テーブルを書き換える際に、８ビット毎に書き込むのと比較して、高速に処理することができる。
【００４９】
図１２に示すように変換テーブルには、画像データをアドレスとして、画像のデータに対応させて変換する変換データがＲＡＭ内に書き込まれている。Ａ／Ｄ変換回路３３から出力される１０ビットの画像データは、上位８ビットをColumnアドレスと見なし、下位２ビットをROWアドレスとし、入力された画像データにより指し示されたＲＡＭ内のデータを出力する仕組みになっている。３２ビット分のデータについて、どの位置のデータを出力するかを下位２ビットで選択する。
【００５０】
図１３に示すように、例えば、Ａ／Ｄ変換回路３３からの出力が”０１０１１０１１０１”の場合、Columnアドレスは上位８ビットの”０１０１１０１１”となり、ROWアドレスは下位２ビットの”０１”となり、それぞれのアドレスで指定された”１０１００１０”が出力される。
【００５１】
ＣＰＵ４０は、８ビットに変換された画像のコントラスト値、輝度レベル値等の状態を判断し、最適なデータを選んで変換テーブルを書き換える。例えば、図１４（Ａ）に示すように、輝度レベルの最大値が６５０で低い場合には、図１４（Ｂ）に示すように、輝度レベルを７００で最大値となるようにした変換テーブルのデータをＦＰＧＡ３５に書き込み、図１４（Ｃ）に示すようにコントラスト差がはっきりした明るい画像をＦＰＧＡ３５から出力させる。ここでは、直線性を持たせた変換テーブルを例に挙げたが、更に、図１１（Ｂ）に示すようにγ補正を行うことで、更にコントラスト差を持たせることも、また、図１１（Ｃ）にγ補正を行うことで、鏡面反射に対応するために暗い画像を得ることもできる。
【００５２】
引き続き、第２実施形態に係る光学情報読取装置１０によるＱＲコードの読み取り処理について、図１５のフローチャートを参照して説明する。
先ず、受光センサ２３で露光し（Ｓ１２）、ＱＲコードの画像を取り込む（Ｓ１４）。そして、図１４を参照して上述したように、コントラストの状態、鏡面反射の有無を判断する。ここでは、最大輝度レベルが最大レベル（２５５）に達している場合に鏡面反射と判断する（Ｓ４６）。そして、コントラストの状態が良好で、鏡面反射が無い場合には（Ｓ４６：良好）、当該画像信号を元に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。
【００５３】
一方、鏡面反射が有る場合、又は、コントラストが良好で無い場合には（Ｓ４６：不良）、図１４（Ｂ）を参照して上述したように鏡面反射に対応、又は、コントラストを良好にするようにＦＰＧＡ３５の変換テーブルを書き換え（Ｓ４８）、Ｓ１２に戻り、再度画像の取り込みを行う。
【００５４】
第２実施形態の光学情報読取装置では、Ａ／Ｄ変換回路３３から出力される画像信号のバス幅分の変換データを保持する変換テーブルを用いる。そして、Ａ／Ｄ変換回路３３からの画像信号を該変換テーブルを用いて処理してから、ＣＰＵ４０でＱＲコードをデコードする。このため、従来の取り込み速度を維持しながら、画像処理装置で画像処理することで、低コントラストの際にも鏡面反射が強い際（高輝度値の際）にも容易にデコードを行うことができる。
【００５５】
また、第２実施形態の光学情報読取装置では、ＦＰＧＡ３５は、Ａ／Ｄ変換回路３３から出力される画像信号をアドレスとして使用して、変換テーブルの該アドレスで指定された位置のデータを出力する。そして、ＣＰＵ４０でＱＲコードをデコードする。このため、従来の取り込み速度を維持しながら、ＦＰＧＡ３５で画像処理することで、低コントラストの際にも鏡面反射が強い際（高輝度値の際）にも容易にデコードを行うことができる。
【００５６】
[第２実施形態の改変例]
引き続き、第２実施形態の改変例に係る光学情報読取装置について説明する。第２実施形態の改変例の光学情報読取装置の構成は、図９を参照して上述した第２実施形態と同様であるため、同図を参照すると共に説明を省略する。
図１５を参照して上述したように、第２実施形態では、一旦、画像を取り込み、鏡面反射・コントラストの状態を判断して、鏡面反射が有り、また、コントラストの状態が悪い場合には、変換テーブルを書き換えてから再度、画像の取り込みを行った。これに対して、第２実施形態の改変例では、図９中のメモリ３９への画像の書き込み以前に、変換テーブルを書き換え、画像処理を行う。
【００５７】
第２実施形態の改変例に係る光学情報読取装置１０によるＱＲコードの読み取り処理について、図１６のフローチャートを参照して説明する。
先ず、受光センサ２３で露光し（Ｓ１２）、ＱＲコードの画像を取り込む（Ｓ１４）。そして、図１４を参照して上述したように、コントラストの状態、鏡面反射の有無を判断する（Ｓ４６）。そして、コントラストの状態が良好で、鏡面反射が無い場合には（Ｓ４６：良好）、当該画像信号をメモリ３９へ書き込み（Ｓ５０）、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。
【００５８】
一方、鏡面反射が有る場合、又は、コントラストが良好で無い場合には（Ｓ４６：不良）、第２実施形態と同様に図１４（Ｂ）を参照して上述したように鏡面反射に対応、又は、コントラストを良好にするようにＦＰＧＡ３５の変換テーブルを書き換え（Ｓ４８）、書き換えた変換テーブルに基づきＦＰＧＡ３５から出力さらた画像信号ををメモリ３９へ書き込み（Ｓ５０）、ＱＲコードのデコードを行う（Ｓ３０）。
【００５９】
第２実施形態の改変例に係る光学情報読取装置では、画像信号を格納するメモリ３９に記憶させる前段階で、Ａ／Ｄ変換回路３３からの出力に応じて、ＦＰＧＡ３５の変換テーブルを書き換えて、Ａ／Ｄ変換回路３３からの画像信号を処理してから、ＣＰＵ４０で情報コードをデコードする。このため、ＦＰＧＡ３５で画像処理を行いながら、取り込み速度を低下させることなく、低コントラストの際にも鏡面反射が強い際（高輝度値の際）にも容易にデコードを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
上述した第２実施形態では、Ａ／Ｄ変換回路３３の出力バス幅とＣＰＵ４０の画像入力のバス幅とが異なる場合を例示したが、Ａ／Ｄ変換回路３３の出力バス幅とＣＰＵ４０の画像入力のバス幅とが同じ場合であっても、第２実施形態の変換テーブルを備えるＦＰＧＡを用いることで、高速に画像を処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】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２】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３】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。
【図４】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】第１実施形態の光学情報読取装置でのＡ／Ｄ変換回路、ＦＰＧＡ、ＣＰＵの結線を示す結線図である。
【図６】図６（Ａ１）、図６（Ｂ１）、図６（Ｃ１）は、第１受光センサ２３Ａ側からの画像信号を示すグラフであり、図６（Ａ２）、図６（Ｂ２）、図６（Ｃ２）は、第２受光センサ２３Ｂ側からの画像信号を示すグラフである。
【図７】図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）、図７（Ｄ）はＱＲコードの図であり、図７（Ａ）は鏡面反射が無い場合を、図７（Ｂ）は鏡面反射が小さい場合を、図７（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７（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。
【図８】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。
【図９】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１０】第２実施形態の光学情報読取装置でのＡ／Ｄ変換回路、ＦＰＧＡ、ＣＰＵの結線を示す結線図である。
【図１１】第２実施形態の光学情報読取装置の変換テーブルの概要を示すグラフである。
【図１２】第２実施形態の光学情報読取装置の変換テーブルの構成を示す説明図である。
【図１３】第２実施形態の光学情報読取装置の変換テーブルの構成を示す説明図である。
【図１４】図１４（Ａ）は輝度レベルの低いＦＰＧＡの入力画像を示す説明図であり、図１４（Ｂ）は輝度レベルの低い際の、変換テーブルの内容を示すグラフであり、図１４（Ｃ）は、図１４（Ｂ）の変換テーブルで変換されたＦＰＧＡの出力画像を示す説明図である。
【図１５】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。
【図１６】第２実施形態の改変例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】
【００６２】
１０  光学情報読取装置
２１  発光ダイオード
２３  受光センサ
２３Ａ  第１受光センサ
２３Ｂ  第２受光センサ
２７Ａ、２７Ｂ  結像レンズ
３１Ａ、３１Ｂ  増幅回路
３３Ａ、３３Ｂ  Ａ／Ｄ変換回路（画像信号出力回路）
３５、３５Ａ、３５Ｂ  ＦＰＧＡ（画像処理装置）
３９  メモリ
４０  ＣＰＵ（中央演算装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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