(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体レンズと、
前記液体レンズに電圧を印加して当該液体レンズの焦点距離を調節するフォーカス駆動手段と、
前記液体レンズの焦点距離と当該液体レンズへの印加電圧との対応関係を示す印加電圧テーブルを記憶する記憶手段と、
前記液体レンズによる撮像方向の画像データを取得するための撮像手段と、
前記撮像方向にレーザ光ビームを出射する発光手段と、
前記レーザ光ビームを出射させた状態で前記撮像手段に被写体の画像データを取得させ、当該画像データにおける前記レーザ光ビームによる輝点の位置に基づいて前記被写体までの焦点距離を求めることでフォーカス調整を行うレーザフォーカス手段と、
予め設定された変更範囲に亘り前記液体レンズの焦点距離を変化させながら被写体の画像データを前記撮像手段に各々取得させ、取得された当該画像データに含まれる前記被写体のコントラストの大小に基づいて前記被写体に合焦するフォーカス調整を行うコントラストフォーカス手段と、
前記レーザフォーカス手段により求められた前記被写体までの焦点距離と、前記コントラストフォーカス手段により前記被写体に合焦された際の対応印加電圧とに基づいて、前記印加電圧テーブルの内容を修正すると共に、前記レーザフォーカス手段により求められた焦点距離と、前記対応印加電圧とを対応付けて前記印加電圧テーブルに追加する修正手段と、
を備えることを特徴とするコード読取装置。
【請求項２】
液体レンズと、
前記液体レンズに電圧を印加して当該液体レンズの焦点距離を調節するフォーカス駆動手段と、
前記液体レンズの焦点距離と当該液体レンズへの印加電圧との対応関係を示す印加電圧テーブルを記憶する記憶手段と、
前記液体レンズによる撮像方向の画像データを取得するための撮像手段と、
前記撮像方向にレーザ光ビームを出射する発光手段と、
前記レーザ光ビームを出射させた状態で前記撮像手段に被写体の画像データを取得させ、当該画像データにおける前記レーザ光ビームによる輝点の位置に基づいて前記被写体までの焦点距離を求めることでフォーカス調整を行うレーザフォーカス手段と、
予め設定された変更範囲に亘り前記液体レンズの焦点距離を変化させながら被写体の画像データを前記撮像手段に各々取得させ、取得された当該画像データに含まれる前記被写体のコントラストの大小に基づいて前記被写体に合焦するフォーカス調整を行うと共に、前記予め設定された変更範囲として、前記レーザフォーカス手段により求められた焦点距離に対応して前記印加電圧テーブルに基づき求められる印加電圧を中心とする範囲を設定するコントラストフォーカス手段と、
前記レーザフォーカス手段により求められた前記被写体までの焦点距離と、前記コントラストフォーカス手段により前記被写体に合焦された際の対応印加電圧とに基づいて、前記印加電圧テーブルの内容を修正する修正手段と、
を備えることを特徴とするコード読取装置。
【請求項３】
前記修正手段は、前記レーザフォーカス手段によるフォーカス調整に基づいて取得された前記画像データに含まれるシンボルの読み取りに失敗した場合に、前記コントラストフォーカス手段によるフォーカス調整を行い、前記レーザフォーカス手段により求められた焦点距離と、前記コントラストフォーカス手段により前記シンボルに合焦された際の前記対応印加電圧とに基づいて、前記印加電圧テーブルの内容を修正する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のコード読取装置。
【請求項４】
前記修正手段は、前記レーザフォーカス手段により求められた焦点距離と、前記対応印加電圧とを前記印加電圧テーブルに記録されているデータのうち、所定の条件により定められたものと置き換えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のコード読取装置。
【請求項５】
前記修正手段は、前記レーザフォーカス手段により求められた焦点距離と、前記対応印加電圧とに基づき、前記印加電圧テーブルに記録されている前記印加電圧の値を修正することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のコード読取装置。
【請求項６】
前記コントラストフォーカス手段は、前記予め設定された変更範囲として、前記レーザフォーカス手段により求められた焦点距離に対応して前記印加電圧テーブルに基づき求められる印加電圧を中心とする範囲を設定することを特徴とする請求項１に記載のコード読取装置。
【請求項７】
前記レーザフォーカス手段及び前記コントラストフォーカス手段は、前記撮像手段により取得可能な撮像範囲のうち、各々所定の一部の範囲内の画像データに基づいてフォーカス調整を行うことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のコード読取装置。
【請求項８】
前記撮像方向を照明する照明手段を備え、
前記コントラストフォーカス手段は、フォーカス調整時に当該照明手段を点灯させることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のコード読取装置。
【請求項９】
液体レンズと、前記液体レンズに電圧を印加して当該液体レンズの焦点距離を調節するフォーカス駆動手段と、前記液体レンズが向けられた撮像方向の画像データを取得するための撮像手段と、前記撮像方向にレーザビーム光を出射する発光手段と、を備え、コード読取装置に用いられるコンピュータを、
前記液体レンズの焦点距離と当該液体レンズへの印加電圧との対応関係を示す印加電圧テーブルを記憶する記憶手段、
前記レーザ光ビームを出射させた状態で前記撮像手段に被写体の画像データを取得させ、当該画像データにおける前記レーザ光ビームによる輝点の位置に基づいて前記被写体までの焦点距離を求めることでフォーカス調整を行うレーザフォーカス手段、
予め設定された変更範囲に亘り前記液体レンズの焦点距離を変化させながら被写体の画像データを前記撮像手段に各々取得させ、取得された当該画像データに含まれる前記被写体のコントラストの大小に基づいて前記被写体に合焦するフォーカス調整を行うコントラストフォーカス手段、
前記レーザフォーカス手段により求められた前記被写体までの焦点距離と、前記コントラストフォーカス手段により前記被写体に合焦された際の対応印加電圧とに基づいて、前記印加電圧テーブルの内容を修正すると共に、前記レーザフォーカス手段により求められた焦点距離と、前記対応印加電圧とを対応付けて前記印加電圧テーブルに追加する修正手段、
として機能させるためのプログラム。
【請求項１０】
液体レンズと、前記液体レンズに電圧を印加して当該液体レンズの焦点距離を調節するフォーカス駆動手段と、前記液体レンズが向けられた撮像方向の画像データを取得するための撮像手段と、前記撮像方向にレーザビーム光を出射する発光手段と、を備え、コード読取装置に用いられるコンピュータを、
前記液体レンズの焦点距離と当該液体レンズへの印加電圧との対応関係を示す印加電圧テーブルを記憶する記憶手段、
前記レーザ光ビームを出射させた状態で前記撮像手段に被写体の画像データを取得させ、当該画像データにおける前記レーザ光ビームによる輝点の位置に基づいて前記被写体までの焦点距離を求めることでフォーカス調整を行うレーザフォーカス手段、
予め設定された変更範囲に亘り前記液体レンズの焦点距離を変化させながら被写体の画像データを前記撮像手段に各々取得させ、取得された当該画像データに含まれる前記被写体のコントラストの大小に基づいて前記被写体に合焦するフォーカス調整を行うと共に、前記予め設定された変更範囲として、前記レーザフォーカス手段により求められた焦点距離に対応して前記印加電圧テーブルに基づき求められる印加電圧を中心とする範囲を設定するコントラストフォーカス手段、
前記レーザフォーカス手段により求められた前記被写体までの焦点距離と、前記コントラストフォーカス手段により前記被写体に合焦された際の対応印加電圧とに基づいて、前記印加電圧テーブルの内容を修正する修正手段、
として機能させるためのプログラム。
【請求項１１】
撮像方向に出射されたレーザ光ビームによる輝点の位置に基づいて被写体までの焦点距離を求めることでフォーカス調整を行うレーザフォーカス手段と、
液体レンズの焦点距離を変化させながら撮像手段により取得した画像データに含まれる前記被写体のコントラストの大小に基づいて前記被写体に合焦するフォーカス調整を行うコントラストフォーカス手段と、
前記レーザフォーカス手段により求められた前記焦点距離と、前記コントラストフォーカス手段により前記被写体に合焦された際の対応印加電圧とに基づいて、前記液体レンズの焦点距離と前記液体レンズへの印加電圧との対応関係を示す印加電圧テーブルの内容を修正すると共に、前記レーザフォーカス手段により求められた焦点距離と、前記対応印加電圧とを対応付けて前記印加電圧テーブルに追加する修正手段と、
を備えることを特徴とするコード読取装置。
【請求項１２】
撮像方向に出射されたレーザ光ビームによる輝点の位置に基づいて被写体までの焦点距離を求めることでフォーカス調整を行うレーザフォーカス手段と、
液体レンズの焦点距離を変化させながら撮像手段により取得した画像データに含まれる前記被写体のコントラストの大小に基づいて前記被写体に合焦するフォーカス調整を行うと共に、予め設定された変更範囲として、前記レーザフォーカス手段により求められた焦点距離に対応して前記液体レンズの焦点距離と前記液体レンズへの印加電圧との対応関係を示す印加電圧テーブルに基づき求められる印加電圧を中心とする範囲を設定するコントラストフォーカス手段と、
前記レーザフォーカス手段により求められた前記被写体までの焦点距離と、前記コントラストフォーカス手段により前記被写体に合焦された際の対応印加電圧とに基づいて、前記印加電圧テーブルの内容を修正する修正手段と、
を備えることを特徴とするコード読取装置。
【請求項１３】
コンピュータを、
撮像方向に出射されたレーザ光ビームによる輝点の位置に基づいて被写体までの焦点距離を求めることでフォーカス調整を行うレーザフォーカス手段、
液体レンズの焦点距離を変化させながら撮像手段により取得した画像データに含まれる前記被写体のコントラストの大小に基づいて前記被写体に合焦するフォーカス調整を行うコントラストフォーカス手段、
前記レーザフォーカス手段により求められた前記焦点距離と、前記コントラストフォーカス手段により前記被写体に合焦された際の対応印加電圧とに基づいて、前記液体レンズの焦点距離と前記液体レンズへの印加電圧との対応関係を示す印加電圧テーブルの内容を修正すると共に、前記レーザフォーカス手段により求められた焦点距離と、前記対応印加電圧とを対応付けて前記印加電圧テーブルに追加する修正手段、
として機能させるためのプログラム。
【請求項１４】
コンピュータを、
撮像方向に出射されたレーザ光ビームによる輝点の位置に基づいて被写体までの焦点距離を求めることでフォーカス調整を行うレーザフォーカス手段、
液体レンズの焦点距離を変化させながら撮像手段により取得した画像データに含まれる前記被写体のコントラストの大小に基づいて前記被写体に合焦するフォーカス調整を行うと共に、予め設定された変更範囲として、前記レーザフォーカス手段により求められた焦点距離に対応して前記液体レンズの焦点距離と前記液体レンズへの印加電圧との対応関係を示す印加電圧テーブルに基づき求められる印加電圧を中心とする範囲を設定するコントラストフォーカス手段、
前記レーザフォーカス手段により求められた前記被写体までの焦点距離と、前記コントラストフォーカス手段により前記被写体に合焦された際の対応印加電圧とに基づいて、前記印加電圧テーブルの内容を修正する修正手段、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バーコードや二次元コードを読み取るコード読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一次元バーコードや二次元コード等の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。コード読取装置には、シンボルを光学的に撮像（キャプチャ）し、撮像された画像に基づいてシンボルをデコード（解読）することでデータを取得する二次元のイメージャデバイスが搭載されている。
【０００３】
このようなコード読取装置には、近年、小型、且つ、軽量であり、高速で焦点距離を変更可能な液体レンズが用いられている（例えば、特許文献１）。液体レンズでは、電圧を印加することにより焦点距離を変化させるので、モータなどの駆動部分を必要とせず、耐久性が向上する。
【０００４】
また、コード読取装置の読み取り対象となるシンボルに対して、液体レンズにより確実にオートフォーカスするための種々の技術が開発されている。例えば、特許文献２には、液体レンズに印加する電圧と焦点距離との関係を予め求めてテーブルに保持すると共に、液体レンズの周辺温度の影響を考慮した印加電圧の補正テーブルを保持することで、液体レンズの焦点をより確実に読み取り対象に合わせる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８２０５７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６２２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、液体レンズには、液体の性質が徐々に変化してしまうという問題がある。その結果、経年的に液体レンズの焦点距離と印加電圧との関係が変化するので、当初の焦点距離と印加電圧との関係をテーブルとして保持して利用する形態では、徐々に読み取り対象に焦点が合わなくなっていくという課題がある。
【０００７】
この発明の目的は、オートフォーカスの精度とフォーカス速度とを維持可能なコード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】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するため、
液体レンズと、
前記液体レンズに電圧を印加して当該液体レンズの焦点距離を調節するフォーカス駆動手段と、
前記液体レンズの焦点距離と当該液体レンズへの印加電圧との対応関係を示す印加電圧テーブルを記憶する記憶手段と、
前記液体レンズによる撮像方向の画像データを取得するための撮像手段と、
前記撮像方向にレーザ光ビームを出射する発光手段と、
前記レーザ光ビームを出射させた状態で前記撮像手段に被写体の画像データを取得させ、当該画像データにおける前記レーザ光ビームによる輝点の位置に基づいて前記被写体までの焦点距離を求めることでフォーカス調整を行うレーザフォーカス手段と、
予め設定された変更範囲に亘り前記液体レンズの焦点距離を変化させながら被写体の画像データを前記撮像手段に各々取得させ、取得された当該画像データに含まれる前記被写体のコントラストの大小に基づいて前記被写体に合焦するフォーカス調整を行うコントラストフォーカス手段と、
前記レーザフォーカス手段により求められた前記被写体までの焦点距離と、前記コントラストフォーカス手段により前記被写体に合焦された際の対応印加電圧とに基づいて、前記印加電圧テーブルの内容を修正すると共に、前記レーザフォーカス手段により求められた焦点距離と、前記対応印加電圧とを対応付けて前記印加電圧テーブルに追加する修正手段と、
を備えることを特徴とするコード読取装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に従うと、コード読取装置において、オートフォーカスの精度とフォーカス速度とを維持することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態のコード読取装置の全体構造を示す正面図である。
【図２】コード読取装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】イメージャモジュール及びイメージャコントローラの平面図である。
【図４】液体レンズにおける焦点位置の変化を説明する図である。
【図５】第１位置及び第１位置よりも遠い第２位置にシンボルが置かれた場合の様子を説明する図である。
【図６】第１位置及び第２位置に置かれたシンボルを撮像したフレーム画像を示す図である。
【図７】フォーカステーブルについて説明する図である。
【図８】第１位置及び第２位置に焦点位置がある場合に第２位置に置かれたシンボルを撮像したフレーム画像、及び、焦点位置を変化させた場合のコントラスト値の変化を示す図である。
【図９】シンボル読取処理の制御手順を示すフローチャートである。
【図１０】変形例１のフォーカステーブルの修正について説明する図である。
【図１１】変形例２のフォーカステーブルの修正について説明する図である。
【図１２】変形例３、４のフォーカステーブルの修正について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態のコード読取装置の全体構造を示す正面図である。
本実施の形態のコード読取装置１（コンピュータ）は、一次元バーコード、二次元コード等のシンボルの読み取り機能を有する携帯機器である。また、このコード読取装置１は、情報の入力、情報の送受信、及び、情報の記憶が可能となっている。
【００１３】
コード読取装置１は、筐体としてのケース２を備える。コード読取装置１は、ケース２の正面に、トリガキー１２Ａと、各種キー１２Ｂと、表示部１４と、スピーカ１８Ａとを備える。コード読取装置１は、ケース２の側面に、トリガキー１２Ｃを備える。また、コード読取装置１は、ケース２の先端部に、イメージャモジュール２１を備える。
【００１４】
トリガキー１２Ａ、１２Ｃは、イメージャモジュール２１によるシンボル読み取り動作の開始命令の入力を受け付けるトリガキーである。各種キー１２Ｂは、数字、文字等の入力キー、機能キー等からなり、各種情報の入力操作を受け付ける。表示部１４は、入力操作に係るメニューやステータスなどの情報、及び、イメージャモジュール２１を用いたシンボル読み取り動作の実行時の、ステータスやデコード結果等の情報を表示する。スピーカ１８Ａは、コード読み取り装置の動作状態を示す音声や読み取り成功を報知するブザー音を出力する。
【００１５】
図２は、コード読取装置１の内部構成を示すブロック図である。
【００１６】
コード読取装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１（レーザフォーカス手段、コントラストフォーカス手段、修正手段）と、操作部１２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３と、表示部１４と、記憶手段としての記憶部１５と、通信部１６と、音声出力部１８と、イメージャコントローラ１９と、イメージャモジュール２１と、電源部２２と、レーザ駆動電源２３と、を備える。
【００１７】
コード読取装置１のイメージャモジュール２１及び電源部２２を除く各部は、バス２４を介して互いに接続され、メイン基板上に配置されている。イメージャモジュール２１は、撮像手段としての撮像素子２１１と、液体レンズ２１２と、液体レンズ２１２を駆動して焦点を調節するフォーカス駆動手段としてのフォーカス機構２１３と、発光手段としてのエイマー２１４と、照明手段としてのイルミネーション２１５と、を有する。
【００１８】
ＣＰＵ１１は、コード読取装置１の各部を制御する。ＣＰＵ１１は、記憶部１５から種々のプログラムを読み出してＲＡＭ１３に展開し、ＲＡＭ１３に展開されたプログラムとの協働で各種処理を実行する。
【００１９】
操作部１２は、各種キー１２Ｂ、トリガキー１２Ａ、１２Ｃ等のキー群を有し、当該キー群の各キーの押下操作を受け付け、その操作情報を入力信号に変換してＣＰＵ１１へ出力する。
【００２０】
ＲＡＭ１３は、揮発性の半導体メモリであり、ＣＰＵ１１に作業用メモリ空間を提供する。ＲＡＭ１３は、各種データの一時記憶、及び、各種プログラムを実行する際の展開に用いられる。
【００２１】
表示部１４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や、ＥＬ（Electro-Luminescent）ディスプレイ等で構成され、ＣＰＵ１１から入力される表示情報に応じて各種情報を表示する。
【００２２】
記憶部１５は、読み書き可能な不揮発性メモリであり、例えば、フラッシュメモリである。記憶部１５には、予め種々のプログラムや設定データが格納されている。或いは、記憶部１５は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）であってもよいし、ハードディスクであってもよい。また、読み取り専用の記憶部として、ＲＯＭ（Read Only Memory）を併せて備えることとしてもよい。この記憶部１５に格納されたプログラムには、フォーカス機構２１３の動作を制御してシンボルへ焦点を合わせ、シンボルを読み取る処理を行うプログラム１５１が含まれ、ＣＰＵ１１は、このプログラム１５１をＲＡＭ１３に展開し、後述する処理フローで示すシンボル読取制御処理を実行する。
【００２３】
また、記憶部１５には、イメージャモジュール２１の液体レンズ２１２の焦点距離と、液体レンズ２１２の焦点距離を調節するフォーカス機構２１３による液体レンズ２１２への印加電圧との関係を示すフォーカステーブル（印加電圧テーブル）１５２が含まれている。
【００２４】
通信部１６は、通信アンテナ、信号処理部、変調部、復調部等を備え、アクセスポイントと無線通信する。アクセスポイントは、通信を中継する機器である。つまり、コード読取装置１は、通信部１６により、アクセスポイントを介して、当該アクセスポイントに接続されたサーバ装置等の外部機器と通信する。通信部１６は、送信情報の信号を信号処理部で処理し、変調部で変調して通信アンテナから電波としてアクセスポイントに送信情報を無線送信する。また、通信部１６は、通信アンテナによりアクセスポイントから送信された電波を受信して復調部で復調し、その信号を信号処理部で信号処理して受信情報を取得する。
【００２５】
また、通信部１６は、携帯電話通信方式により、基地局を介してサーバ装置と無線通信する無線通信部としてもよい。また、通信部１６は、コード読取装置１を載置するクレードル、又は通信ケーブルを介して、サーバ装置と有線通信する有線通信部としてもよい。
【００２６】
音声出力部１８は、音源部、アンプ、スピーカ１８Ａを備え、デコード成功時のブザー音を出力する。音声出力部１８は、ＣＰＵ１１から入力されたブザー音出力の指示に応じて、音源部でブザー音の信号を生成し、アンプで増幅して、スピーカ１８Ａから音に変換して出力する。
【００２７】
イメージャコントローラ１９は、イメージャモジュール２１の動作を制御し、また、イメージャモジュール２１から出力された画像データに基づく演算、制御処理を行う。イメージャコントローラ１９は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の半導体回路により構成されている。
【００２８】
イメージャコントローラ１９には、撮像素子２１１から、キャプチャされた画像データの１フレームの出力タイミングに同期したフレーム同期信号と、画像データの１ラインの出力タイミングに同期したライン同期信号と、画像データに同期するためのクロック信号と、が入力される。イメージャコントローラ１９は、これらフレーム同期信号、ライン同期信号及びクロック信号に基づいて、ＲＡＭ１３への画像データの転送タイミングを監視する。そして、イメージャコントローラ１９は、監視状況に応じてフォーカス機構２１３の動作を制御することにより液体レンズ２１２の焦点をリアルタイムに変化させる。
【００２９】
また、イメージャコントローラ１９は、撮像素子２１１からイメージャコントローラ１９に入力された画像データをＲＡＭ１３に直接ＤＭＡ（Direct Memory Access）転送するＤＭＡ転送機能を有する。
【００３０】
イメージャモジュール２１は、液体レンズ２１２の焦点距離を調整してコードシンボルを撮像するモジュールである。撮像素子２１１は、特には限られないが、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサである。撮像素子２１１は、液体レンズ２１２を含む光学系を介して入射された被写体像を光電変換して電気信号に変換することで、画像データを取得する。
【００３１】
撮像素子２１１は、イメージャコントローラ１９から入力された画像領域指定信号により指定されたラインの画像データを１ラインずつラインデータとしてイメージャコントローラ１９に出力する。また、撮像素子２１１は、フレーム同期信号、ライン同期信号、及び、クロック信号をイメージャコントローラ１９に出力する。
液体レンズ２１２は、イメージャモジュール２１の光学系の一部を構成する光学素子である。フォーカス機構２１３は、液体レンズ２１２の焦点位置を調節する駆動部である。液体レンズ２１２及びフォーカス機構２１３については、後に詳述する。
【００３２】
エイマー２１４は、イメージャモジュール２１と被写体であるシンボルとの距離の測定指標、及び、イメージャモジュール２１の撮像方向と被写体方向とを合わせるための基準となるスポット光（目標光）としてのレーザ光ビームを出射するレーザダイオード（ＬＤ）である。レーザ光ビームが投影される面内に形成される輝点の形状は、特に限られないが、中心点に対して対称であることが望ましく、例えば、円形である。イルミネーション２１５は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）といった光源により構成され、被写体及びその周囲の領域を明るくするための照射光を出射する。
【００３３】
電源部２２は、二次電池等で構成され、コード読取装置１の各部に電力供給を行う。レーザ駆動電源２３は、エイマー２１４を駆動してスポット光を出射させる際の電力を供給する。
【００３４】
次いで、図３を参照して、イメージャモジュール２１の各部の配置を詳細に説明する。
図３は、イメージャモジュール２１の平面図である。
【００３５】
イメージャモジュール２１において、液体レンズ２１２を含む光学系２１２Ａは、当該イメージャモジュール２１の外側を撮像可能に配置される。また、撮像素子２１１は、光学系２１２Ａの光軸に対して垂直に配置され、光学系２１２Ａからの光が入射される。エイマー２１４及びイルミネーション２１５は、光学系２１２Ａ及びフォーカス機構２１３に並列して配置されている。エイマー２１４は、出射するビーム状のレーザ光が光学系２１２Ａについて変更可能な焦点距離内において撮像素子２１１により撮像可能な画角内に含まれる配置となっている。本実施形態では、このレーザ光ビームは、光学系２１２Ａの光軸に平行な方向に出射される。また、イルミネーション２１５は、扇状に照射する光が光学系２１２Ａについて変更可能な焦点距離内において、撮像素子２１１により撮像可能な画角内を明るく照らす配置となっている。
【００３６】
次に、液体レンズ２１２及びフォーカス機構２１３の構成、及び、焦点距離の変化について説明する。
図４には、液体レンズ２１２における焦点距離の変化を説明する図を示す。
【００３７】
液体レンズ２１２は、液体部２１２１、２１２２と容器２１２３とを有する。液体部２１２１、２１２２は、互いに屈折率が異なり比重が同じ水溶液及び油である。容器２１２３は、液体部２１２１、２１２２を密閉した容器である。
【００３８】
フォーカス機構２１３の電極２１３１ａ、２１３１ｂは、液体部２１２１、２１２２の周囲に設けられ、液体レンズ２１２に電圧を印加する。液体部２１２１側の電極２１３１ａ、２１３１ｂと、液体部２１２２側の電極２１３１ａ、２１３１ｂとの間には、電源２１３２が接続されている。電源２１３２により、液体部２１２１側の電極２１３１ａ、２１３１ｂと、液体部２１２２側の電極２１３１ａ、２１３１ｂとの間に電圧を印加し、液体部２１２１、２１２２の界面をレンズのように湾曲させることでレンズの機能を実現する。電源２１３２の印加電圧を高くすることで、液体部２１２１、２１２２の界面における湾曲が大きくなる。界面の湾曲が小さい場合には、液体レンズ２１２の焦点距離が長くなり、界面の湾曲が大きくなると、液体レンズ２１２の焦点距離が短くなる。
【００３９】
また、液体レンズ２１２にかかる電圧の大きさに応じてレンズ曲率が変化するため、従来の機械的なオートフォーカス機構のようなレンズの物理的な移動が発生せず、電気的に高速に液体レンズ２１２のレンズ曲率を変化させることができる。このように、印加電圧の調整によるレンズ曲率変化により、液体レンズ２１２の焦点調整を行うことができる。また、印加電圧レベルは高電圧であるが電流が流れないので、消費電力は少ない。
【００４０】
このとき、液体レンズ２１２において液体部２１２１、２１２２を構成する水溶液及び油の粘性が界面の曲率に影響を与えるが、水溶液及び油の経年変化により粘性が変化すると、同じ電圧を印加しても同一の曲率を得られなくなる。
【００４１】
次いで、光学系２１２Ａのフォーカス調整方法について説明する。
本発明では、レーザフォーカス法及びコントラストフォーカス法の二種類のフォーカス調整方法が用いられる。
【００４２】
先ず、レーザフォーカス法について説明する。
図５は、第１位置及び第１位置よりも遠い第２位置にシンボルが置かれた場合の様子を説明する図である。また、図６は、第１位置及び第２位置に置かれたシンボルを撮像したフレーム画像を示す図である。また、図７は、焦点距離と他の変数との対応を示すフォーカステーブルの例を示す図である。
【００４３】
図５において、第１位置Ｄ１に一次元バーコードのシンボル４１が表示された平面が配置されている場合には、図６（ａ）に示すように、フレーム画像ｑ１内にシンボル４１の像Ｑ１が得られる。このとき、エイマー２１４からレーザ光ビームが出射されると、このレーザ光ビームがシンボル４１の面内に到達して輝点を形成する。図６（ａ）の例では、シンボル４１の像Ｑ１の右端付近に輝点Ｅ１が形成されている。
なお、バーコードシンボル４１は、特に限られないが、例えば、白紙に印刷されたものである。また、一次元バーコード以外の二次元コード等の読み取りの場合でも、同様のフォーカス調整方法を用いた処理が行われる。
【００４４】
一方、図５において、第１位置Ｄ１よりもイメージャモジュール２１から離れた第２位置Ｄ２にシンボル４１が表示された平面が配置されている場合には、図６（ｂ）に示すように、取得されるフレーム画像ｑ２においてシンボル４１の像Ｑ２が占める面積は、フレーム画像ｑ１においてシンボル４１の像Ｑ１が占める面積に比して相対的に小さくなる。また、このとき、エイマー２１４からレーザ光ビームが出射されてシンボル４１の右端付近を照射すると、フレーム画像ｑ２において形成される輝点Ｅ２の位置は、フレーム画像ｑ１における輝点Ｅ１の位置と比較して、よりフレーム画像ｑ２の中心に近い位置となる。
【００４５】
即ち、フレーム画像において、光学系２１２Ａ及び撮像素子２１１により取得される同一の被写体（コードシンボル）の撮像面積は、イメージャモジュール２１からの距離の二乗に略反比例して小さくなる。また、フレーム画像において、その中心からレーザ光ビームにより形成される輝点位置までの距離は、イメージャモジュール２１からシンボル４１までの距離に略反比例して小さくなり、徐々にフレーム画像の中央に近づいていく。従って、フレーム画像内における輝点の位置（座標）により、イメージャモジュール２１からシンボル４１までの距離、即ち、イメージャモジュール２１が設定すべき液体レンズ２１２の焦点距離を求めることが出来る。
【００４６】
焦点距離の算出方法としては、図７に示すように、フォーカステーブル１５２に輝点の座標と焦点距離とを記憶させておくことで焦点距離を求めることとしてもよいし、数式に基づく演算を行うプログラムを実行することで毎回算出することとしても良い。
【００４７】
レーザフォーカス法では、上述の原理に基づいて、エイマー２１４を点灯してフレーム画像を取得し、フレーム画像中の輝点の座標を同定し、この輝点の座標に基づいて焦点距離を算出する。このとき、イメージャモジュール２１から輝点までの距離と液体レンズ２１２の焦点距離とが合っていない場合には、輝点の像が不明瞭となる。このような場合であっても、検出された輝点による明部の重心位置を求めることで輝点の座標が求められる。従って、エイマー２１４から出射されて被写体上に形成された輝点がフレーム画像に含まれていれば、一度の撮像により短時間で焦点距離を求めることができる。
【００４８】
焦点距離が求められると、フォーカステーブル１５２が参照されて、図７に示すように、焦点距離に対応する印加電圧が求められる。求められた焦点距離がフォーカステーブル１５２に記憶されている焦点距離データと一致しない場合は、例えば、線形補完により印加電圧が求められる。そして、フォーカス機構２１３により液体レンズ２１２にこの印加電圧が加えられることで、液体レンズ２１２の焦点距離が求められた焦点距離に合わせられる。
【００４９】
次に、コントラストフォーカス法について説明する。
図８は、液体レンズの焦点距離が第１位置までの距離及び第２位置までの距離にそれぞれ等しい場合に、第２位置に置かれたシンボルを撮像したフレーム画像を示す図である。
【００５０】
一次元バーコードのシンボル４１が図５における位置Ｄ２に置かれた場合には、液体レンズ２１２の焦点が位置Ｄ２と重なったときに得られる撮像データが最も明瞭となり、焦点が位置Ｄ２に対して前後にずれると、得られる撮像データが不明瞭になる。例えば、図８（ａ）に示すように、液体レンズ２１２の焦点が位置Ｄ１にある場合には、このときの焦点距離は、シンボル４１が配置された位置Ｄ２までの距離よりも短くなり、従って、得られるフレーム画像ｑ３におけるバーコード画像Ｑ３は、全体的に不明瞭なものとなる。その結果、バーコード画像Ｑ３を含む所定の領域Ｆ３において、バーコードシンボルにおける明部であるスペース部分と暗部であるバー部分との間では、コントラストが小さくなる。一方、図８（ｂ）に示すように、液体レンズ２１２の焦点が位置Ｄ２と重なる場合には、得られるフレーム画像ｑ４におけるバーコード画像Ｑ４の輪郭が明瞭となって明部と暗部が分離し、バーコード画像Ｑ４を含む所定の領域Ｆ４においてコントラストが大きくなる。
【００５１】
コントラストフォーカス法では、上述の特徴を利用して、液体レンズ２１２に印加する電圧を変化させながらフレーム画像データを取得し、フレーム画像毎にコントラスト値を算出してコントラスト値が最大となる印加電圧の値（対応印加電圧）を探索することでシンボルに対する焦点距離を定める。従って、フォーカステーブル１５２に記憶された印加電圧と焦点距離との関係によらず、シンボルに焦点が合う印加電圧が求められる。
【００５２】
算出されるコントラスト値としては、特には限られないが、例えば、ＭＲＤ値（Minimum Reflectance Difference）が用いられる。このＭＲＤ値は、明部であるスペース部分の最小反射率と暗部であるバー部分の最大反射率との差によって求められる。コントラスト値の算出は、フレーム画像データから図８（ａ）、（ｂ）における領域Ｆ３、Ｆ４のデータを抜き出して行われる。この領域Ｆ３、Ｆ４は、バーコード画像Ｑ３、Ｑ４以外の領域が占める割合を減らすように、例えば、フレーム画像ｑ３、ｑ４の中心付近に設定される。この領域Ｆ３、Ｆ４の設定は、必ずしもバーコード画像Ｑ３、Ｑ４全体を含まなくてもよい。
【００５３】
図８（ｃ）には、イメージャモジュール２１においてフォーカス機構２１３により液体レンズ２１２への印加電圧（焦点距離）を順番に変化させていく場合のコントラスト値の変化パターンの例を示す。
【００５４】
印加電圧を所定の間隔で変化させることで、予め設定された変更範囲で焦点を前後にずらしながらフレーム画像を取得し、各フレーム画像において設定された領域のコントラスト値を順番に求めていく。すると、取得されたフレーム画像内の設定された領域にバーコード像が存在する場合には、求められたコントラスト値は、途中で最大値（極大値）を示す。この最大値を示したときの印加電圧に対応する液体レンズ２１２の焦点距離は、液体レンズ２１２からバーコードシンボルが置かれた位置までの距離に最も近いと期待される。従って、コントラスト値が最大の値を示す印加電圧を液体レンズ２１２に印加し、改めて撮像することで得られるフレーム画像データを用いてバーコードシンボルの解読処理を行う。
【００５５】
次いで、本実施形態における焦点距離の補正動作に関して説明する。
【００５６】
図９は、本実施形態におけるシンボル読取処理のＣＰＵ１１による制御手順を示したフローチャートである。
ＣＰＵ１１により実行されるシンボル読取制御処理は、通常行われるシンボルの読取の際に、フォーカステーブル１５２を用いたレーザフォーカス法によるフォーカス調整ではシンボルに焦点が合わなかった場合にフォーカステーブル１５２を修正する処理を含む。
【００５７】
シンボル読取制御処理が、例えば、ユーザによるトリガキーの操作により開始されると、ＣＰＵ１１は、先ず、初期設定を行う（ステップＳ１１）。この初期設定は、具体的には、レーザ駆動電源２３やイメージャモジュール２１（フォーカス機構２１３）への電圧供給の設定、開始や、液体レンズ２１２の焦点距離を初期値に合わせる設定などである。
【００５８】
次に、ＣＰＵ１１は、レーザフォーカス法によるフォーカス調整を開始する。具体的には、ＣＰＵ１１は、先ず、レーザ駆動電源２３に指令を送り、エイマー２１４を点灯させる（ステップＳ１２）。ＣＰＵ１１は、イメージャコントローラ１９へ指令を送り、撮像素子２１１に撮像動作（キャプチャ）を行わせ、このエイマー２１４による輝点を含む範囲の画像データを取得させる。それから、ＣＰＵ１１は、イメージャコントローラ１９に、この取得された画像データをＲＡＭ１３へＤＭＡ転送させる（ステップＳ１３）。
【００５９】
ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３に転送されて取り込まれた画像データから輝点の座標を同定し、同定された輝点の座標を用いてシンボルまでの焦点距離を算出する（ステップＳ１４）。この焦点距離の算出方法としては、記憶部１５に換算テーブルを記憶させておき、参照することとしても良いし、プログラム１５１内又はプログラム１５１の実行時に読み込まれる設定ファイルに含まれる数式を用いて計算することとしてもよい。
【００６０】
ＣＰＵ１１は、フォーカステーブル１５２を参照して、算出された焦点距離に対応する印加電圧の値を取得し、イメージャコントローラ１９に指令を送ってフォーカス機構２１３にこの印加電圧を印加させる制御信号を送信させる（ステップＳ１５）。これにより、液体レンズ２１２の焦点距離が上記算出された焦点距離と一致する。
【００６１】
続いて、ＣＰＵ１１は、レーザ駆動電源２３に信号を送ってエイマー２１４を消灯させ（ステップＳ１６）、また、イメージャコントローラ１９に指令を送ってイルミネーション２１５を点灯させる（ステップＳ１７）。それから、ＣＰＵ１１は、イメージャコントローラ１９に指令を送って撮像素子２１１にシンボルを撮像させ、また、撮像されたフレーム画像データをＲＡＭ１３へＤＭＡ転送させる（ステップＳ１８）。フレーム画像データがＲＡＭ１３に転送されると、ＣＰＵ１１は、イメージャコントローラ１９へ指令を送ってイルミネーション２１５を消灯させる（ステップＳ１９）。
【００６２】
それから、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３に記憶されたフレーム画像データに含まれるシンボル画像の範囲を検出してバーコード領域として設定し、このバーコード領域のデータからシンボルを解読する（ステップＳ２０）。ＣＰＵ１１は、シンボルの解読に成功したか否かを判別する（ステップＳ２１）。解読に成功したと判別された場合には、ＣＰＵ１１の処理は、ステップＳ５１へ移行する。解読に成功しなかったと判別された場合には、ＣＰＵ１１の処理は、ステップＳ３１へ移行して、コントラストフォーカス法によるフォーカス調整を開始する。
【００６３】
ＣＰＵ１１の処理がステップＳ３１へ移行すると、ＣＰＵ１１は、イメージャコントローラ１９へ指令を送ってイルミネーション２１５を点灯させる。続いて、ＣＰＵ１１は、コントラストフォーカス法を用いる際の印加電圧の変更範囲、変更間隔、及び、初期値を設定し、それから、イメージャコントローラ１９へ指令を送って、液体レンズ２１２の焦点距離を設定値に変更させる（ステップＳ３２）。具体的には、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１４の処理で算出された焦点距離に対応してフォーカステーブル１５２から抽出された印加電圧を中央値として設定し、この中央値の上下所定の範囲内を印加電圧の変更範囲とする。ＣＰＵ１１は、例えば、この変更範囲の上限値又は下限値を初期設定値として設定し、イメージャコントローラ１９にフォーカス機構２１３を動作させて液体レンズ２１２の焦点距離を変更させる。
【００６４】
ＣＰＵ１１は、イメージャコントローラ１９へ指令を送って、当該焦点距離で撮像素子２１１に撮像させる。そして、ＣＰＵ１１は、イメージャコントローラ１９に、撮像された画像のうち所定の範囲のデータをＲＡＭ１３へＤＭＡ転送させる（ステップＳ３３）。この所定の範囲としては、例えば、撮像されたフレーム画像の中央部分である。また、バーコードの読み取り時と二次元コードの読み取り時とで、長方形や正方形に形状を変更することとしてもよい。
【００６５】
ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３に転送されて記憶された画像データ部分からコントラスト値の算出を行う（ステップＳ３４）。そして、ＣＰＵ１１は、求められたコントラスト値が印加電圧の変更範囲内において極大値（ピーク）を示しているか否かを判別する（ステップＳ３５）。極大値が検出されたと判別された場合には、ＣＰＵ１１の処理は、ステップＳ３６へ移行する。極大値が検出されていないと判別された場合には、ＣＰＵ１１の処理は、ステップＳ３２の処理へ戻り、ＣＰＵ１１は、印加電圧の所定の範囲内において隣接する次の印加電圧を設定し、ステップＳ３２〜Ｓ３５の処理を繰り返す。
なお、検出された極大値が最大値ではない場合を除外するために、当該極大値に対して最低基準値を設けたり、ピーク検出後、更に、所定のステップ数コントラスト値の算出を続けたりすることとしても良い。
【００６６】
ステップＳ３６の処理へ移行すると、ＣＰＵ１１は、イメージャコントローラ１９へ指令を送り、コントラスト値の極大値（最大値）が検出された印加電圧値に基づいて液体レンズ２１２の焦点距離を変化させる。そして、ＣＰＵ１１は、イメージャコントローラ１９に、撮像素子２１１へ制御信号を送らせてこの焦点距離での撮像を行わせ、フレーム画像全体のデータをＲＡＭ１３にＤＭＡ転送させる（ステップＳ３７）。それから、ＣＰＵ１１は、イメージャコントローラ１９に指令を送って、イルミネーション２１５を消灯させる（ステップＳ３８）。
【００６７】
ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３に転送されたフレーム画像データを用いてシンボルの解読を行う（ステップＳ３９）。そして、ＣＰＵ１１は、シンボルの解読に成功したか否かを判別する（ステップＳ４０）。シンボルの解読に成功したと判別された場合には、ＣＰＵ１１は、このときの印加電圧値とレーザフォーカス法で求められていた焦点距離とに基づいて、フォーカステーブル１５２の書き換えを行う（ステップＳ４１）。それから、ＣＰＵ１１の処理は、ステップＳ５１へ移行する。シンボルの解読に失敗したと判別された場合には、ＣＰＵ１１の処理はステップＳ１２へ戻って、ＣＰＵ１１は、再びレーザフォーカス法によるフォーカス調整を行う。
【００６８】
シンボルの解読に成功してステップＳ５１の処理へ移行すると、ＣＰＵ１１は、デコード結果を表示部１４に表示させる制御信号を表示部１４へ送信する。また、ＣＰＵ１１は、音声出力部１８へ制御信号を送ってスピーカ１８Ａによりブザーを鳴動させる（ステップＳ５２）。そして、シンボル読取制御処理を終了する。
【００６９】
次に、ステップＳ４１の処理におけるフォーカステーブル１５２の書き換えについて説明する。
【００７０】
液体レンズ２１２は、液体の性質が徐々に変化していくと、その焦点距離と印加電圧との関係がずれていく。そこで、これらの関係を示すフォーカステーブル１５２を必要に応じて修正する。
【００７１】
上記のように、レーザフォーカス法によるフォーカス調整によって設定された印加電圧では正しい焦点距離に設定することができない場合には、コントラストフォーカス法により当該焦点距離に対応する印加電圧が求められる。本実施形態のフォーカステーブル１５２の修正においては、この求められた印加電圧及び焦点距離を対応付けて追加登録する。本実施形態のフォーカステーブル１５２は、図７に示すように、追加登録用のメモリ領域を備えており、追加登録が行われるたびにフォーカステーブル１５２に設定されるデータが増加していく。
【００７２】
ここで、焦点距離と印加電圧との関係は、時間経過と共に徐々に進行する。従って、レーザフォーカス法では読み取り対象のシンボルに焦点が合わなくなった場合に、補正印加電圧データを一つずつ追加していくことにより、焦点距離と印加電圧との対応関係は、徐々に変化していく。
なお、図７に示した例では、焦点距離、印加電圧とともに、対応する輝点の座標が示されている。従って、新たな焦点距離のデータが追加される場合には、予め設定された数式に基づいてこの輝点の座標も算出して追加することとなる。或いは、焦点距離に対応する輝点の座標をフォーカステーブル１５２に記載せず、別個のテーブルを備えることとして、修正処理を簡略化することとしても良い。
【００７３】
［変形例１］
図１０は、変形例１のフォーカステーブルの修正について説明する図である。
変形例１のフォーカステーブル１５２ａの修正においては、テーブルに記憶させる行数を固定し、新しい修正データを追加する毎に古い行データを削除する。例えば、フォーカステーブル１５２に格納されている最も古いデータを削除することで、常に最新のデータによるフォーカステーブルが得られる。また、このようにテーブルの内容を置き換えていくことで、記憶部１５の容量をフォーカステーブル１５２ａの修正追加用に予め確保しておく必要が無い。
【００７４】
［変形例２］
図１１は、変形例２をフォーカステーブルの修正について説明する図である。
変形例２のフォーカステーブル１５２ｂにおいて、図１１（ａ）に示すように焦点距離Ｄｋ、Ｄｋ＋１の間の焦点距離Ｄｎ＋１における印加電圧Ｖｎ＋１が修正データとして取得された場合に、置換されて削除される旧データは、当該修正データに係る焦点距離に最も近い行データとしてもよい。図１１（ｂ）では、焦点距離Ｄｎ＋１に最も近い焦点距離Ｄｋのデータが削除されて、新しい焦点距離Ｄｎ＋１におけるデータが追加されている。このような置換方法を用いることで、多くのデータが置換された結果、テーブル内の焦点距離が特定の部分に偏ってしまう事態を避けながら、フォーカステーブルを更新していくことができる。
【００７５】
［変形例３］
図１２（ａ）は変形例３のフォーカステーブルの修正について説明する図である。
変形例３のフォーカステーブル１５２ｃにおいて、図１１（ａ）に示すように焦点距離Ｄｋ、Ｄｋ＋１の間の焦点距離Ｄｎ＋１における印加電圧Ｖｎ＋１が修正データとして取得された場合に、この焦点距離Ｄｎ＋１のデータ自体が追加されるのではなく、隣接する焦点距離Ｄｋ、Ｄｋ＋１における印加電圧を、例えば、更に隣の焦点距離Ｄｋ−１、Ｄｋ＋２における印加電圧Ｖｋ−１、Ｖｋ＋２及び印加電圧Ｖｎ＋１の間における線形補完により求める。そして、図１２（ａ）に示すように、これらの求められた印加電圧ＶＭｋ、ＶＭｋ＋１を元の印加電圧Ｖｋ、Ｖｋ＋１と置き換えてフォーカステーブル１５２ｃに格納する。
【００７６】
［変形例４］
図１２（ｂ）は変形例４のフォーカステーブルの修正について説明する図である。
変形例４のフォーカステーブル１５２ｄにおいて、図１１（ａ）に示すように焦点距離Ｄｋ、Ｄｋ＋１の間の焦点距離Ｄｎ＋１における印加電圧Ｖｎ＋１が修正データとして取得された場合に、焦点距離Ｄｋ、Ｄｋ＋１における印加電圧から線形補完により求められる焦点距離Ｄｎ＋１における印加電圧と、修正データとして求められた焦点距離Ｄｎ＋１における印加電圧Ｖｎ＋１との差を電圧差ΔＶとする。そして、図１２（ｂ）に示すように、フォーカステーブル１５２ｄに格納されている全ての印加電圧データに対し、電圧差ΔＶにそれぞれ所定の係数α１〜αｎを乗じた値を加算することでフォーカステーブル１５２ｄを修正する。係数α１〜αｎは、例えば、焦点距離Ｄｎ＋１から各焦点距離Ｄ１〜Ｄｎまでの距離に基づいて設定される値である。或いは、焦点距離Ｄｋと印加電圧Ｖｋとの関係が数式（近似式を含む）で表現可能である場合には、当該数式に基づいて係数α１〜αｎが設定される。
これらフォーカステーブル１５２ｃ、１５２ｄの修正方法により、修正書込みが必要になるのは印加電圧のデータのみとなり、従って、フォーカステーブル１５２ｃ、１５２ｄにおける焦点距離の間隔を適切に保ちながら、必要に応じて更新していくことが可能になる。
【００７７】
以上のように、本発明の実施形態及び変形例におけるコード読取装置１によれば、液体レンズ２１２と、液体レンズ２１２に電圧を印加することで焦点を変更させるフォーカス機構２１３を備えており、エイマー２１４から出射したレーザ光ビームがシンボルを含む面内に形成する輝点の座標に基づいてシンボルへの焦点距離を算出し、当該求められた焦点距離と、フォーカス機構２１３により液体レンズ２１２に印加される印加電圧との対応をフォーカステーブル１５２に記憶させ、このフォーカステーブル１５２を参照して液体レンズ２１２に適切な電圧を印加することでフォーカス調整を行うレーザフォーカス法を用いるとともに、予め設定された範囲内で液体レンズ２１２の焦点距離をさせながら各焦点距離における取得画像データのコントラスト値を算出し、コントラスト値がピークを示すときの印加電圧を探索することでフォーカス調整を行うコントラストフォーカス法を用い、レーザフォーカス法により求められた焦点距離とコントラストフォーカス法で求められた印加電圧とを対応させてフォーカステーブル１５２の記憶内容を修正する構成であるので、液体レンズ２１２の性質が時間経過と共に徐々に変化していっても、フォーカステーブル１５２の精度を落とさずに利用することができ、従って、長期間に亘ってレーザフォーカス法による高速なフォーカス調整を行うことができる。
【００７８】
また、レーザフォーカス法によるフォーカス調整の際に、液体レンズ２１２を構成する液体の性質が変化していてフォーカステーブル１５２のデータが不正確になり、シンボルへ正確に焦点を合わせられなくなった場合に、コントラストフォーカス法を用い、レーザフォーカス法により求められた焦点距離とコントラストフォーカス法で求められた印加電圧とを対応させてフォーカステーブル１５２の記憶内容を修正する構成であるので、必要最小限の頻度で自動的にコントラストフォーカス法を利用したフォーカステーブル１５２の更新を行い、従って、長期間に亘ってレーザフォーカス法による高速なフォーカス調整を行うことができる。
【００７９】
また、コントラストフォーカス法を用いて焦点距離に対応する新たな印加電圧が求められた場合には、当該焦点距離と印加電圧とをフォーカステーブル１５２に追加記載することで、フォーカステーブルのデータを徐々に更新していくことができる。
【００８０】
また、コントラストフォーカス法を用いて焦点距離に対応する新たな印加電圧が求められた場合には、当該焦点距離及び印加電圧のデータを、この時にフォーカステーブル１５２に記憶されている最も古いデータと置き換えることで、時間経過と共に新しい対応データのみによって高い精度で印加電圧を求めることができる。或いは、新たに求められた焦点距離及び印加電圧のデータをこの時にフォーカステーブル１５２に記憶されている焦点距離の中で最も新たに求められた焦点距離に近いデータと置き換えることで、フォーカステーブル１５２に記憶されているデータの数を増やさず、データ内における各焦点距離の偏りを起こさずに印加電圧を求めることができる。
【００８１】
また、コントラストフォーカス法を用いて焦点距離に対応する新たな印加電圧が求められた場合には、当該焦点距離及び印加電圧のデータに基づき、フォーカステーブル１５２に設定記憶された各焦点距離のうち、この求められた焦点距離に隣接する印加電圧のデータを線形補完などにより新しい値に更新することができるので、フォーカステーブル１５２のサイズ、および焦点距離の配列を変更せずに、容易にバランスよくフォーカステーブル１５２を更新していくことができる。或いは、当該新たに求められた印加電圧の従来の印加電圧からの変化量に基づき、フォーカステーブル１５２に設定記憶された全ての印加電圧の値を所定の係数を用いて補正することで、一度の修正でフォーカステーブル１５２全体を容易に更新することができる。
【００８２】
また、コントラストフォーカス法によりフォーカス調整を行う際には、レーザフォーカス法により算出された焦点距離に対応する従来の印加電圧から所定の範囲内のみで印加電圧を変化させてコントラストを算出するので、早期にコントラスト値のピークが検出されることが期待でき、従って、印加電圧の変化ステップ数に依存して長い時間を要するコントラストフォーカス法の時間を短縮し、フォーカステーブル１５２の修正を行う場合でもシンボルの解読速度の低下を最小限に抑えることができる。
【００８３】
また、レーザフォーカス法においてエイマー２１４により輝点が形成されうる範囲のみのデータを利用して輝点を探索することで当該輝点の座標を求め、コントラストフォーカス法において、濃淡が明瞭なシンボル部分またはシンボルの一部のみを用いてコントラスト値を算出することで、演算量を低減することができ、フォーカス調整の所要時間を短縮させることができる。
【００８４】
また、コントラストフォーカス法を用いてフォーカス調整を行う際には、イルミネーション２１５を点灯させてシンボル部分を照明させるので、よりシンボルの明暗が明瞭になり、確実にコントラスト値のピークを検出することができる。
【００８５】
なお、本発明のコード読取装置及びプログラムは、上記実施の形態及び変形例に示された具体的な構成や手順に関する記載に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、ＲＡＭ１３にＤＭＡ転送された撮像データに基づいてＣＰＵ１１がエイマー２１４の輝点検出、輝点座標に基づく焦点位置の同定、コントラスト値の算出、及び、バーコードシンボルの解読処理を行ったが、イメージャコントローラ１９がこれらの処理機能をＡＳＩＣ基板上に実装してハードウェア的に演算可能としても良い。反対に、イメージャコントローラ１９を用いずに全てＣＰＵ１１が直接制御する構成としても良い。
【００８６】
また、上記実施の形態では、コントラストフォーカス処理によるシンボルの解読に失敗した場合には、レーザフォーカス処理へ戻ることとしたが、コントラストフォーカス処理における焦点距離（印加電圧）の設定範囲を再設定してコントラストフォーカス処理を再度行うこととしてもよい。
【００８７】
また、上記実施の形態では、通常のコードシンボルの読み取り時に、レーザフォーカス処理によるシンボルの読み取りの可否に基づいてフォーカステーブル１５２の書き換えに係る処理を追加して行ったが、通常のシンボル読取処理とフォーカステーブルの書き換え処理とを別個に行うことも可能である。この場合には、コントラストフォーカス処理の際の被写体は、バーコードや二次元コードに限られない。
【００８８】
また、上記実施の形態では、本発明に係るプログラムのコンピュータ読み取り可能な媒体として記憶部１５（例えば、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスク、ＲＯＭ）を使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピュータ読み取り可能な媒体として、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ（搬送波）も本発明に適用される。
その他、上記実施の形態で示した数値、制御の順序などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００８９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
【００９０】
［付記］
＜請求項１＞
液体レンズと、
前記液体レンズに電圧を印加して当該液体レンズの焦点距離を調節するフォーカス駆動手段と、
前記液体レンズの焦点距離と当該液体レンズへの印加電圧との対応関係を示す印加電圧テーブルを記憶する記憶手段と、
前記液体レンズによる撮像方向の画像データを取得するための撮像手段と、
前記撮像方向にレーザ光ビームを出射する発光手段と、
前記レーザ光ビームを出射させた状態で前記撮像手段に被写体の画像データを取得させ、当該画像データにおける前記レーザ光ビームによる輝点の位置に基づいて前記被写体までの焦点距離を求めることでフォーカス調整を行うレーザフォーカス手段と、
予め設定された変更範囲に亘り前記液体レンズの焦点距離を変化させながら被写体の画像データを前記撮像手段に各々取得させ、取得された当該画像データに含まれる前記被写体のコントラストの大小に基づいて前記被写体に合焦するフォーカス調整を行うコントラストフォーカス手段と、
前記レーザフォーカス手段により求められた前記被写体までの焦点距離と、前記コントラストフォーカス手段により前記被写体に合焦された際の対応印加電圧とに基づいて、前記印加電圧テーブルの内容を修正する修正手段と、
を備えることを特徴とするコード読取装置。
＜請求項２＞
前記修正手段は、前記レーザフォーカス手段によるフォーカス調整に基づいて取得された前記画像データに含まれるシンボルの読み取りに失敗した場合に、前記コントラストフォーカス手段によるフォーカス調整を行い、前記レーザフォーカス手段により求められた焦点距離と、前記コントラストフォーカス手段により前記シンボルに合焦された際の前記対応印加電圧とに基づいて、前記印加電圧テーブルの内容を修正する
ことを特徴とする請求項１に記載のコード読取装置。
＜請求項３＞
前記修正手段は、前記レーザフォーカス手段により求められた焦点距離と、前記対応印加電圧とを対応付けて前記印加電圧テーブルに追加することを特徴とする請求項１又は２に記載のコード読取装置。
＜請求項４＞
前記修正手段は、前記レーザフォーカス手段により求められた焦点距離と、前記対応印加電圧とを前記印加電圧テーブルに記録されているデータのうち、所定の条件により定められたものと置き換えることを特徴とする請求項１又は２に記載のコード読取装置。
＜請求項５＞
前記修正手段は、前記レーザフォーカス手段により求められた焦点距離と、前記対応印加電圧とに基づき、前記印加電圧テーブルに記録されている前記印加電圧の値を修正することを特徴とする請求項１又は２に記載のコード読取装置。
＜請求項６＞
前記コントラストフォーカス手段は、前記予め設定された変更範囲として、前記レーザフォーカス手段により求められた焦点距離に対応して前記印加電圧テーブルに基づき求められる印加電圧を中心とする範囲を設定することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のコード読取装置。
＜請求項７＞
前記レーザフォーカス手段及び前記コントラストフォーカス手段は、前記撮像手段により取得可能な撮像範囲のうち、各々所定の一部の範囲内の画像データに基づいてフォーカス調整を行うことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のコード読取装置。
＜請求項８＞
前記撮像方向を照明する照明手段を備え、
前記コントラストフォーカス手段は、フォーカス調整時に当該照明手段を点灯させることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のコード読取装置。
＜請求項９＞
液体レンズと、前記液体レンズに電圧を印加して当該液体レンズの焦点距離を調節するフォーカス駆動手段と、前記液体レンズが向けられた撮像方向の画像データを取得するための撮像手段と、前記撮像方向にレーザビーム光を出射する発光手段と、を備え、コード読取装置に用いられるコンピュータを、
前記液体レンズの焦点距離と当該液体レンズへの印加電圧との対応関係を示す印加電圧テーブルを記憶する記憶手段と、
前記レーザ光ビームを出射させた状態で前記撮像手段に被写体の画像データを取得させ、当該画像データにおける前記レーザ光ビームによる輝点の位置に基づいて前記被写体までの焦点距離を求めることでフォーカス調整を行うレーザフォーカス手段と、
予め設定された変更範囲に亘り前記液体レンズの焦点距離を変化させながら被写体の画像データを前記撮像手段に各々取得させ、取得された当該画像データに含まれる前記被写体のコントラストの大小に基づいて前記被写体に合焦するフォーカス調整を行うコントラストフォーカス手段と、
前記レーザフォーカス手段により求められた前記被写体までの焦点距離と、前記コントラストフォーカス手段により前記被写体に合焦された際の対応印加電圧とに基づいて、前記印加電圧テーブルの内容を修正する修正手段と、
として機能させるためのプログラム。
【符号の説明】
【００９１】
１     コード読取装置
２     ケース
１１   ＣＰＵ
１２   操作部
１２Ａ、１２Ｃ       トリガキー
１２Ｂ 各種キー
１３   ＲＡＭ
１４   表示部
１５   記憶部
１５１             プログラム
１５２、１５２ａ〜１５２ｄ       フォーカステーブル
１６   通信部
１８   音声出力部
１８Ａ      スピーカ
１９   イメージャコントローラ
２１   イメージャモジュール
２１１             撮像素子
２１２             液体レンズ
２１２１、２１２２      液体部
２１２３         容器
２１２Ａ    光学系
２１３             フォーカス機構
２１３１ａ、２１３１ｂ  電極
２１３２  電源
２１４             エイマー
２１５             イルミネーション
２２   電源部
２３   レーザ駆動電源
２４   バス
【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７】
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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６】
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【図８】
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