(57)【要約】【課題】高い効率でコードを読み取ることができる撮像装置の制御システム、制御方法、及び制御プログラムを提供する。【解決手段】撮像装置１０１により撮影されたコードのコード画像を取得する画像取得部１０６と、コード画像からコードを読み取り、その読み取りの成否を判定するコード読取部１０８と、撮像装置１０１のズーム及びフォーカスを制御するズーム・フォーカス制御部１０９と、コード画像からコントラストを算出するコントラスト解析部１０７と、標準コントラストと、ズーム値及びフォーカス値の変化とコントラストの変化との対応関係とを保管する事前ズーム・フォーカス変更値保管部１１０と、対象コードについて取得されたコード画像から算出された参照コントラストと、標準コントラストと、対応関係とに基づき、対象コードの読み取りに用いるズーム値及びフォーカス値を算出する読取ズーム・フォーカス値算出部１１１とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズーム機能を有し、明部と暗部とにより情報を表すコードを撮影する撮像装置の制御システムであって、
前記撮像装置により撮影された前記コードの画像であるコード画像を取得する取得部と、
前記コード画像から前記コードを読み取り、前記コードの読み取りの成否を判定する読取部と、
前記撮像装置のズーム及び／又はフォーカスを制御する制御部と、
前記コード画像から前記コードの前記明部と前記暗部とのコントラストを算出する第１の算出部と、
前記コードの読み取り可能な前記コントラストである標準コントラストと、前記撮像装置のズーム値及び／又はフォーカス値の変化と前記コントラストの変化との対応関係とを保管する保管部と、
実稼動時において読み取るべき対象コードについて取得された前記コード画像から前記第１の算出部により算出された前記コントラストである参照コントラストと、前記標準コントラストと、前記対応関係とに基づき、前記対象コードの読み取りに用いる前記ズーム値及び／又は前記フォーカス値を算出する第２の算出部と
を有することを特徴とする制御システム。
【請求項２】
前記標準コントラストは、前記実稼動時の前において、前記取得部により取得され、前記読取部により前記コードの読み取りに成功したと判定された前記コード画像から前記第１の算出部により算出された前記コントラストであることを特徴とする請求項１記載の制御システム。
【請求項３】
前記取得部は、前記実稼動時の前において、前記標準コントラストとは異なる前記コントラストである比較コントラストを有する前記コード画像を取得し、
前記対応関係は、前記標準コントラスト、前記比較コントラスト、及びそれぞれの前記コード画像が取得されたときの前記ズーム値及び／又は前記フォーカス値に基づくものであることを特徴とする請求項２記載の制御システム。
【請求項４】
前記標準コントラストは、外部から入力されて設定されたものであることを特徴とする請求項１記載の制御システム。
【請求項５】
前記画像取得部は、前記実稼動時の前において、前記標準コントラストとは異なる前記コントラストである第１及び第２の比較コントラストをそれぞれ有する２つの前記コード画像を取得し、
前記対応関係は、前記第１の比較コントラスト、前記第２の比較コントラスト、及びそれぞれの前記コード画像が取得されたときの前記ズーム値及び／又は前記フォーカス値に基づくものであることを特徴とする請求項４記載の制御システム。
【請求項６】
前記第１の算出部は、前記実稼動時において前記対象コードの読み取りに失敗したと前記読取部により判定される前記対象コードの前記コード画像について前記参照コントラストを算出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項７】
前記コードは、一次元コード又は二次元コードであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項８】
ズーム機能を有し、明部と暗部とにより情報を表すコードを撮影する撮像装置と、
前記撮像装置の制御システムとを有し、
前記制御システムは、
前記撮像装置により撮影された前記コードの画像であるコード画像を取得する取得部と、
前記コード画像から前記コードを読み取り、前記コードの読み取りの成否を判定する読取部と、
前記撮像装置のズーム及び／又はフォーカスを制御する制御部と、
前記コード画像から前記コードの前記明部と前記暗部とのコントラストを算出する第１の算出部と、
前記コードの読み取り可能な前記コントラストである標準コントラストと、前記撮像装置のズーム値及び／又はフォーカス値の変化と前記コントラストの変化との対応関係とを保管する保管部と、
実稼動時において読み取るべき対象コードについて取得された前記コード画像から前記第１の算出部により算出された前記コントラストである参照コントラストと、前記標準コントラストと、前記対応関係とに基づき、前記対象コードの読み取りに用いる前記ズーム値及び／又は前記フォーカス値を算出する第２の算出部と
を有することを特徴とするコード読取システム。
【請求項９】
資材に付されたコードを読み取る請求項８記載のコード読取システムと、
前記資材に対して作業を行う作業装置と
を有することを特徴とする生産システム。
【請求項１０】
ズーム機能を有し、明部と暗部とにより情報を表すコードを撮影する撮像装置の制御方法であって、
前記撮像装置により前記コードの画像であるコード画像を取得するステップと、
前記コード画像から前記コードを読み取り、前記コードの読み取りの成否を判定するステップと、
前記コード画像から前記コードの前記明部と前記暗部とのコントラストを算出するステップと、
実稼動時の前において、前記コードの読み取り可能な前記コントラストである標準コントラストと、前記撮像装置のズーム値及び／又はフォーカス値の変化と前記コントラストの変化との対応関係とを取得するステップと、
前記実稼動時において読み取るべき対象コードについて取得された前記コード画像から前記第１の算出部により算出された前記コントラストである参照コントラストと、前記標準コントラストと、前記対応関係とに基づき、前記対象コードの読み取りに用いる前記ズーム値及び／又は前記フォーカス値を算出するステップと、
算出された前記ズーム値及び／又は前記フォーカス値に基づき、前記撮像装置のズーム及び／又はフォーカスを制御するステップと
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項１１】
前記実稼動時の前において取得され、前記コードの読み取りに成功したと判定される前記コード画像から前記コントラストを前記標準コントラストとして算出するステップを有することを特徴とする請求項１０記載の制御方法。
【請求項１２】
前記実稼動時の前において前記標準コントラストとは異なる前記コントラストである比較コントラストを有する前記コード画像を取得するステップと、
前記標準コントラスト、前記比較コントラスト、及びそれぞれの前記画像が取得されたときに前記ズーム値及び／又は前記フォーカス値に基づき、前記対応関係を取得するステップとを有することを特徴とする請求項１１記載の制御方法。
【請求項１３】
前記実稼動時の前において前記標準コントラストを外部から入力して設定するステップをさらに有することを特徴とする請求項１０記載の制御方法。
【請求項１４】
前記実稼動時の前において、前記標準コントラストとは異なる前記コントラストである第１及び第２の比較コントラストをそれぞれ有する２つの前記コード画像を取得するステップと、
前記第１の比較コントラスト、前記第２の比較コントラスト、及びそれぞれの前記画像が取得されたときの前記ズーム値及び／又は前記フォーカス値に基づき、前記対応関係を取得するステップを有することを特徴とする請求項１３記載の制御方法。
【請求項１５】
請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の制御方法をコンピュータに実行させるための制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズーム機能を有する撮像装置を用いてコードを読み取る際の撮像装置の制御システム、制御方法、及び制御プログラム、コード読取システム、並びに生産システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生産システムにおいては、製品・資材に付されたバーコードその他のコードが読み取られ、製品の台数管理や仕向け先の誤梱包検査等の管理・検査が行われている。このような生産システムにおけるコードの読み取りには、ＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサを使った撮像装置であるマシンビジョンが利用されている。
【０００３】
特許文献１には、バーコードを撮像する撮像手段を用いてバーコード情報を読み取る読取装置が記載されている。特許文献１に記載された読取装置は、撮像手段にバーコードを結像する光学系の倍率を変化させるズームコントロール手段を有している。特許文献１に記載された読取装置では、読取エラーが発生した場合に、ズームコントロール手段が上記光学系の倍率を上げていくことが行われる。具体的には、撮像手段による信号からバーコードに関するシンボル情報をデコードするデコード手段がデコードした情報と、記憶手段に記憶されている所定の情報とが同一になるまで、光学系の倍率を上げていくことが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３０２１８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された読取装置では、バーコードの読み取りが成功するまで、ズームの拡大、撮影、及びバーコードの読取処理の一連のループを繰り返す必要がある。このため、特許文献１に記載された読取装置では、高い効率でバーコード等のコードを読み取ることは困難である。
【０００６】
本発明は、高い効率でコードを読み取ることができる撮像装置の制御システム、制御方法、及び制御プログラムを提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、上記撮像装置の制御システムを含むコード読取システムを提供することをも目的とする。
【０００８】
また、本発明は、上記コード読取システムを含む生産システムを提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によれば、ズーム機能を有し、明部と暗部とにより情報を表すコードを撮影する撮像装置の制御システムであって、前記撮像装置により撮影された前記コードの画像であるコード画像を取得する取得部と、前記コード画像から前記コードを読み取り、前記コードの読み取りの成否を判定する読取部と、前記撮像装置のズーム及び／又はフォーカスを制御する制御部と、前記コード画像から前記コードの前記明部と前記暗部とのコントラストを算出する第１の算出部と、前記コードの読み取り可能な前記コントラストである標準コントラストと、前記撮像装置のズーム値及び／又はフォーカス値の変化と前記コントラストの変化との対応関係とを保管する保管部と、実稼動時において読み取るべき対象コードについて取得された前記コード画像から前記第１の算出部により算出された前記コントラストである参照コントラストと、前記標準コントラストと、前記対応関係とに基づき、前記対象コードの読み取りに用いる前記ズーム値及び／又は前記フォーカス値を算出する第２の算出部とを有することを特徴とする制御システムが提供される。
【００１０】
本発明の他の観点によれば、ズーム機能を有し、明部と暗部とにより情報を表すコードを撮影する撮像装置と、前記撮像装置の制御システムとを有し、前記制御システムは、前記撮像装置により撮影された前記コードの画像であるコード画像を取得する取得部と、前記コード画像から前記コードを読み取り、前記コードの読み取りの成否を判定する読取部と、前記撮像装置のズーム及び／又はフォーカスを制御する制御部と、前記コード画像から前記コードの前記明部と前記暗部とのコントラストを算出する第１の算出部と、前記コードの読み取り可能な前記コントラストである標準コントラストと、前記撮像装置のズーム値及び／又はフォーカス値の変化と前記コントラストの変化との対応関係とを保管する保管部と、実稼動時において読み取るべき対象コードについて取得された前記コード画像から前記第１の算出部により算出された前記コントラストである参照コントラストと、前記標準コントラストと、前記対応関係とに基づき、前記対象コードの読み取りに用いる前記ズーム値及び／又は前記フォーカス値を算出する第２の算出部とを有することを特徴とするコード読取システムが提供される。
【００１１】
本発明のさらに他の観点によれば、資材に付されたコードを読み取る上記のコード読取システムと、前記資材に対して作業を行う作業装置とを有することを特徴とする生産システムが提供される。
【００１２】
本発明のさらに他の観点によれば、ズーム機能を有し、明部と暗部とにより情報を表すコードを撮影する撮像装置の制御方法であって、前記撮像装置により前記コードの画像であるコード画像を取得するステップと、前記コード画像から前記コードを読み取り、前記コードの読み取りの成否を判定するステップと、前記コード画像から前記コードの前記明部と前記暗部とのコントラストを算出するステップと、実稼動時の前において、前記コードの読み取り可能な前記コントラストである標準コントラストと、前記撮像装置のズーム値及び／又はフォーカス値の変化と前記コントラストの変化との対応関係とを取得するステップと、前記実稼動時において読み取るべき対象コードについて取得された前記コード画像から前記第１の算出部により算出された前記コントラストである参照コントラストと、前記標準コントラストと、前記対応関係とに基づき、前記対象コードの読み取りに用いる前記ズーム値及び／又は前記フォーカス値を算出するステップと、算出された前記ズーム値及び／又は前記フォーカス値に基づき、前記撮像装置のズーム及び／又はフォーカスを制御するステップとを有することを特徴とする制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高い効率でコードを読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態によるコード読取システムの構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるコード読取システムによるバーコードの読み取りのための事前設定処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態によるコード読取システムの実稼働時のバーコードの読取処理を示すフローチャートである。
【図４】バーコード画像の輝度値と撮像装置のズーム値及びフォーカス値との関係を説明する図である。
【図５】本発明の第２実施形態のコード読取システムによるバーコードの読み取りのための事前設定処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施形態による生産システムを示す概略図である。
【図７】バーコード画像及び対応する輝度線を示す模式図（その１）である。
【図８】バーコード画像及び対応する輝度線を示す模式図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［コードの読み取りの例］
本発明の実施形態の説明に先立ち、コードの読み取りの例として、撮像装置であるマシンビジョンによるバーコードの読み取りについて図７及び図８を用いて説明する。なお、本明細書において、コードとは、読み取られるべき情報を表す識別子であって、その情報に対応して明部及び暗部が複数配置されてなるものである。コードとしては、バーコード等の一次元コードのほか、ＱＲコード（登録商標）等の二次元コードが例示される。撮影されたコード画像からコードを読み取ることにより、その明部と暗部とによりコードが表す情報であるコード値を取得することができる。
【００１６】
マシンビジョンでバーコードを読み取る際には、まず、バーコード画像が撮影される。撮影したバーコード画像において、暗部となる例えば黒色のバーと、明部となる例えば白色のスペースとが画像として分離されることで、バーコードを読み取りそのバーコード値を取得することが可能となる。なお、バーは黒色に限らず暗色で暗部となるものであればよく、スペースは白色に限らず明色で明部となるものあればよい。また、バーには、ナローバー、ワイドバー等の太さが異なるバーが含まれる。また、スペースには、ナロースペース、ワイドスペース等の太さが異なるスペースが含まれる。
【００１７】
バーコードにおけるバーとスペースとが画像として分離されるためには、例えば黒色のバー（暗部）の輝度値と例えば白色のスペース（明部）の輝度値とのコントラストが所定の閾値より大きい必要がある。
【００１８】
資材の上面に付されたバーコードを資材の上方からマシンビジョンにより撮影することにより取得されたバーコード画像の例を模式的に図７（Ａ）に示す。図７（Ａ）は、撮影されたバーコード画像を示す模式図である。図７（Ａ）において、撮影されたバーコードＢＣに対して表示された格子５０１の１つ分が、マシンビジョンの撮像素子であるＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサの１画素分を表している。バーコードＢＣにおける複数の黒色バー５０２及び複数の白色スペース５０３上に、黒色バー５０２及び白色スペース５０３の配置方向に沿って読取ライン５０４がある。読取ライン５０４は、バーコードＢＣの読取処理にて読み取りが行われた線分を示している。
【００１９】
図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示すバーコードＢＣの画像の読取ライン５０４における輝度値を読取ライン５０４上の位置に対してプロットしたグラフである。図７（Ｂ）に示すグラフの横軸は読取ライン５０４上の位置を表し、縦軸は輝度値を表している。横軸においては、読取ライン５０４上の位置として、図７（Ａ）に示す読取ライン５０４の左側の端部からの距離を示している。
【００２０】
図７（Ｂ）に示すグラフにおいて、プロットされた複数の輝度値の隣接値同士を直線で繋いだ折れ線を輝度線５０５と呼ぶ。黒色バー５０２と白色スペース５０３とのコントラストとは、輝度線５０５における山状の頂上部にある各輝度点５０６の輝度値と谷状の底部にある輝度点５０７の輝度値との各差分のことである。具体的には、ｍ番目（ただし、ｍは１以上の整数）の山状の頂上部にある各輝度点５０６の輝度値をＬｈｍ、ｍ番目の谷状の底部にある輝度点５０７の輝度値をＬｌｍとすると、コントラストは、（ΣＬｈｍ−ΣＬｌｍ）／ｍにより算出される。例えば、実験検証に用いたバーコードの読取処理ライブラリでは、読み取りが可能なコントラストの閾値Ｎが１２０である。この読取処理ライブラリの場合、図７（Ａ）に示すバーコード画像は、図７（Ｂ）に示すようにコントラストが１２０以上あるので読み取りが可能である。一般的には、バーコードの読取処理ライブラリは各種あり、それぞれでバーコードの読み取りが可能なコントラストの閾値Ｎがある。使用する読取処理ライブラリに応じて、その閾値Ｎ以上のコントラストを有するバーコード画像を撮影して取得し、そのバーコード画像に基づきコード読み取りを行う。図７（Ｂ）では、読み取るための閾値Ｎよりコントラストが大きいことを模式的に示している。
【００２１】
マシンビジョンを使ったバーコード読取装置は、図７（Ａ）に示すようにバーコードの読み取りができるようマシンビジョンのズーム及びフォーカスが設定される。
【００２２】
資材の上面に付されたバーコードを資材の上方からマシンビジョンで撮影する場合において、資材の高さが所定の設定どおりの高さであれば、常に図７（Ａ）に示すように所定の閾値Ｎ以上のコントラストを有する画像が撮影される。したがって、この場合、常にバーコードを読み取ることができる。
【００２３】
しかし、機種の変更や仕向け先の変更によってバーコードが付される資材の形状が変わり、例えば、所定の設定の高さより低い資材のバーコードを読み取る場合、撮影されるバーコード画像にもそのコントラスト等に変化がある。図７（Ａ）に示す場合と比較して高さの低い資材の上面に付されたバーコードを資材の上方からマシンビジョンにより撮影することにより取得されたバーコード画像の例を模式的に図８（Ａ）に示す。図８（Ａ）は、撮影されたバーコード画像を示す模式図である。図８（Ａ）に示す場合、バーコードが付された資材の高さが低いため、黒色バー５０２と白色スペース５０３とのそれぞれに対応する画素数が図７（Ａ）に示す場合に比べ少なくなる。そのため、一つの画素に黒色バー５０２と白色スペース５０３とが混在して、高いコントラストを得ることができない。すなわち、図８（Ａ）に示すバーコード画像にはボケが発生する。
【００２４】
図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示すバーコードＢＣの画像の読取ライン６０１における輝度値を読取ライン６０１上の位置に対してプロットしたグラフである。図８（Ｂ）に示すグラフの横軸は読取ライン６０１上の位置を表し、縦軸は輝度値を表している。横軸においては、読取ライン６０１上の位置として、図８（Ａ）に示す読取ライン６０１の左側の端部からの距離を示している。読取ライン６０１上の輝度線６０２は、図８（Ｂ）に示すようにコントラストが閾値Ｎより小さいものとなる。この結果、図８（Ａ）に示すバーコード画像では、バーコードの読み取りに失敗する。
【００２５】
なお、上記のような問題は、資材の上面に付されたバーコード等のコードを資材の上方から撮影する場合に限られない。このような問題は、資材の形状等が変化することによって、資材に付されたバーコード等のコードとコードを撮影する撮像装置との間の距離が変動する場合に生じうる。コードと撮像装置との間の距離の変動に伴いコード画像のコントラストに変化が生じると、高い効率でコードを読み取ることが困難になる場合がある。
【００２６】
本発明は、高い効率でのコードの読み取りを実現するものである。なお、以下の実施形態では、コードとしてバーコードを読み取る場合を例に説明するが、本発明は、バーコード等の一次元コードのほか、ＱＲコード等の二次元コード等の種々のコードを読み取りの対象とすることができる。
【００２７】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態による撮像装置の制御システム及び制御方法、並びにコード読取システムについて図１乃至図４を用いて説明する。
【００２８】
まず、本実施形態によるコード読取システムの構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態によるコード読取システムの構成を示す概略図である。
【００２９】
図１に示すように、本実施形態によるコード読取システム１は、読み取るべきバーコードを撮影するための撮像装置１０１と、撮像装置１０１を制御するための制御システム１０２とを有している。なお、制御システム１０２は、撮像装置１０１自体に組み込まれていてもよいし、撮像装置１０１とは別個独立の装置として構成されていてもよい。
【００３０】
撮像装置１０１は、読み取るべきバーコードを撮影するためのものであり、例えば、ＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサを使ったビジョンである。撮像装置１０１は、ズーム機能及びフォーカス調整機能を有しており、そのズーム及びフォーカスを制御することができるように構成されている。例えば、撮像装置１０１は、光軸に沿って移動可能なズームレンズ（図示せず）及びフォーカスレンズ（図示せず）を有している。ズームレンズを光軸に沿って移動することによりズームを制御することができ、フォーカスレンズを光軸に沿って移動することによりフォーカスを制御してフォーカスをバーコードに合わせることができる。バーコードを撮影した撮像装置１０１は、バーコードを含む領域の光学像を光電変換して画像信号を出力する。なお、撮像装置１０１は、バーコードをカラーで撮影するものであってもよいし、モノクロで撮影するものであってもよい。
【００３１】
撮像装置１０１は、例えば、生産ラインを流れる資材１０の上方に位置するように設置されており、資材１０の上面に付されたバーコードを資材１０の上方から撮影するようになっている。なお、バーコードは、例えば、資材１０又はその包装資材に印刷され又はシールで貼付されたものであり、バーコードが資材１０に付される態様は特に限定されるものではない。また、撮影対象となるバーコードが付される資材１０も、特に限定されるもではなく、あらゆる製品、部品その他の資材であってよいが、具体的には、例えば、取扱い説明書がビニル袋に袋詰めされてなる印刷物キットを例示することができる。製品の仕向け地となる国が異なると、同一製品についての取扱い説明書であっても、取扱い説明書を記載する言語の相違、記載内容の相違等の理由により、取扱い説明書の厚さが異なる。この結果、印刷物キットの高さも異なることになる。
【００３２】
制御システム１０２は、撮像装置１０１のズームやフォーカスを制御し、撮像装置１０１により撮影された画像からバーコードの読取処理を行うものである。そのため、制御システム１０２は、バーコードの読取処理を主として行う画像処理部１０３と、撮像装置１０１の制御を主として行う撮像制御部１０４とを有している。制御システム１０２は、さらに、撮像装置１０１と信号のやりとりを行うための外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０５を有している。画像処理部１０３及び撮像制御部１０４は、それぞれ外部Ｉ／Ｆ１０５を介して撮像装置１０１と通信可能に接続されている。制御システム１０２は、外部Ｉ／Ｆ１０５を通して、撮像装置１０１に対して、ズーム及び／又はフォーカスの変更を指示する信号、撮影を指示する信号、画像の転送を指示する信号等の信号を出力するようになっている。また、撮像装置１０１から出力された画像信号は、外部Ｉ／Ｆ１０５を通して制御システム１０２に入力されるようになっている。
【００３３】
画像処理部１０３は、取得部である画像取得部１０６と、第１の算出部であるコントラスト解析部１０７と、読取部であるコード読取部１０８とを有している。
【００３４】
画像取得部１０６は、撮像装置１０１から出力された画像信号が外部Ｉ／Ｆ１０５を通して入力されようになっている。画像取得部１０６は、入力された画像信号に基づき、撮像装置１０１で撮影されたバーコードを含む領域の画像を取得する。
【００３５】
コントラスト解析部１０７は、画像取得部１０６で取得された画像におけるコントラストを算出するものである。具体的には、コントラスト解析部１０７は、画像取得部１０６で取得された画像におけるバーコード部分の画像であるバーコード画像の輝度値を算出する。そして、暗部である黒色バーの輝度値と明部である白色スペースの輝度値からコントラストを算出する。コントラスト解析部１０７は、後述するように、バーコードの読取処理を行うために必要なコントラストを事前に設定したり、実稼働時に撮影されたバーコード画像からコントラストを算出したりするという重要な役割を有する。
【００３６】
コード読取部１０８は、画像取得部１０６で取得された画像からバーコード部分を探索し、探索されたバーコード部分のバーコード画像からバーコードを読み取りそのバーコード値を取得するものである。コード読取部１０８は、例えば、画像取得部１０６で取得された画像を二値化したうえで、バーコード部分の探索を行い、二値化されたバーコード画像からバーコードを読み取る。コード読取部１０８は、バーコードの読み取りの成否を判定し、読み取りに成功した場合にそのバーコード値を取得する。
【００３７】
撮像制御部１０４は、制御部であるズーム・フォーカス制御部１０９と、保管部である事前ズーム・フォーカス変更値保管部１１０と、第２の算出部である読取ズーム・フォーカス値算出部１１１とを有している。
【００３８】
ズーム・フォーカス制御部１０９は、撮像装置１０１のズームを制御し、ズーム倍率を上げたり下げたりするとともに、撮像装置１０１のフォーカスを制御するものである。ズーム・フォーカス制御部１０９は、以下に述べるように読取ズーム・フォーカス値算出部１１１により算出されるズーム値及びフォーカス値に基づき撮像装置１０１を制御する。
【００３９】
事前ズーム・フォーカス変更値保管部１１０は、事前設定処理時に設定する撮像装置１０１のズーム値及びフォーカス値、コントラスト解析部１０７で設定したコントラスト等を保管するものである。保管する情報については詳細を後述する。なお、ここにいう事前設定処理とは、実際にバーコードの読み取りを行うコード読取システム１の実稼動の前に予め行われる処理のことである。
【００４０】
読取ズーム・フォーカス値算出部１１１は、実稼働時にバーコードを読み込むための撮像装置１０１のズーム値及びフォーカス値を算出するものである。具体的には、読取ズーム・フォーカス値算出部１１１は、事前ズーム・フォーカス変更値保管部１１０が保管する情報と、実稼働時に撮影されたバーコード画像のコントラストとからズーム値及びフォーカス値を算出する。算出方法については詳細を後述する。読取ズーム・フォーカス値算出部１１１は、多くとも１回のループでバーコードの読み取りを可能にするためのズーム値およびフォーカス値を決定する重要な役割を有する。
【００４１】
読取ズーム・フォーカス値算出部１１１は、算出したズーム値及びフォーカス値をズーム・フォーカス制御部１０９に送信する。ズーム・フォーカス制御部１０９は、送信されたズーム値及びフォーカス値に基づき撮像装置１０１のズーム及びフォーカスを制御する。
【００４２】
こうして、撮像装置１０１及びその制御システム１０２を含むコード読取システム１が構成されている。なお、制御システム１０２のうち、画像処理部１０３の各部、並びに撮像制御部１０４のズーム・フォーカス制御部１０９、及び読取ズーム・フォーカス値算出部１１１は、制御プログラムを実行するＣＰＵ等のプロセッサーにより実現することができる。またこれらは、特定用途向け集積回路等の回路によっても実現することができる。また、撮像制御部１０４の事前ズーム・フォーカス変更値保管部１１０は、ＲＡＭ、ハードディスク等の記憶装置により実現することができる。
【００４３】
本実施形態によるコード読取システム１では、実稼動の前に事前設定処理が行われる。事前設定処理では、ユーザにより撮像装置１０１でバーコードが撮影され、そのバーコード画像からバーコードを読み取るためのコントラストが設定される。さらに、事前設定処理では、ズーム値及びフォーカス値の変化とコントラストの変化との対応関係が取得される。実稼動時には、この対応関係に基づき、撮像装置１０１のズーム値及びフォーカス値が設定される。
【００４４】
以下、事前処理設定について図２を用いて説明する。図２は、本実施形態によるコード読取システムによるバーコードの読み取りのための事前設定処理を示すフローチャートである。
【００４５】
まず、バーコードの読み取り可能なコントラスト、すなわちコントラストの目標となる値を以下のステップｓ２０１〜ｓ２０５により設定する。
【００４６】
ステップｓ２０１において、ユーザは、バーコードを用意して撮像装置１０１を用いてバーコードを撮影する。ここで用意するバーコードは、実稼働時において読み取るべき対象バーコードであることが望ましい。また、用意したバーコードは、実稼動時に読み取るバーコードと同様に資材に付されたものであることが望ましい。
【００４７】
次に、ステップｓ２０２において、ステップｓ２０１で撮影したバーコード画像に対してコード読取部１０８でバーコードの読み取りを行う。続いて、ステップｓ２０３において、コード読取部１０８により、バーコードの読み取りの成否を判定する読取判定を行う。なお、バーコードの読み取りが行われるバーコード画像は、バーコードを撮影した撮像装置１０１からの画像信号に基づき画像取得部１０６により取得される。
【００４８】
ステップｓ２０３の読取判定でバーコードの読み取りに失敗したと判定された場合（ステップｓ２０３、ＮＯ）、ステップｓ２０４において、手動にて撮像装置１０１のズーム値及びフォーカス値を変更する。こうして、撮像装置１０１のズームを変更し、フォーカス合わせを行って、再度バーコードの撮影（ステップｓ２０１）、バーコードの読み取り（ステップｓ２０２）を行う。バーコードの撮影（ステップｓ２０１）、バーコードの読み取り（ステップｓ２０２）を含むループは、ステップｓ２０３の読取判定でバーコードの読み取りに成功したと判定されるまで繰り返し行う。
【００４９】
ステップｓ２０３の読取判定でバーコードの読み取りに成功したと判定された場合（ステップｓ２０３、ＹＥＳ）、ステップｓ２０５に移行する。バーコードの読み取りに成功したと判定されたバーコード画像は、バーコードの読み取り可能なコントラスト、すなわちコントラストの目標となる値を設定するための標準になる画像のため、標準画像と呼ぶ。
【００５０】
ステップｓ２０５において、コントラスト解析部１０７は、標準画像からバーコードの暗部となる黒色バーの輝度値と明部となる白色スペースの輝度値との差分を求め、求めた差分をコントラストＡとして設定する。求めたコントラストＡは標準コントラストと呼ぶ。また、この標準コントラストＡが得られたときの撮像装置１０１のズーム値Ｚ０及びフォーカス値Ｆ０を、事前ズーム・フォーカス変更値保管部１１０にて保管する。標準コントラストＡは、バーコードの読み取り可能なコントラストである。
【００５１】
次に、ズーム値及びフォーカス値の変化とコントラストの変化との対応関係を以下のステップｓ２０６〜ｓ２０９により設定する。
【００５２】
まず、ステップｓ２０６おいて、手動により撮像装置１０１のズーム値及びフォーカス値を変更する。具体的には、ズーム値をズーム値Ｚ０とは異なるズーム値Ｚ１に設定する。また、フォーカス値をフォーカス値Ｆ０とは異なるフォーカス値Ｆ１に設定する。ここでは、ズーム値及びフォーカス値の変化に対してどれだけコントラストが変化するかという関係を求めるため、ズーム値Ｚ１及びフォーカス値Ｆ１は、それぞれコントラストが変化する程度に任意に設定することができる。
【００５３】
次に、ステップｓ２０７において、ズーム値及びフォーカス値をそれぞれズーム値Ｚ１及びフォーカス値Ｆ１に設定した撮像装置１０１を用いてバーコードを撮影する。ここで撮影するバーコードは、標準画像を撮影したバーコードと同じものである。バーコードを撮影した撮像装置１０１からの画像信号に基づき画像取得部１０６によりバーコード画像が取得される。ここで取得されたバーコード画像は、標準画像に対してどの程度コントラストが変化したかを比較するための画像であるため、第１の比較画像と呼ぶ。
【００５４】
次に、ステップｓ２０８において、コントラスト解析部１０７を用いて、標準画像同様に、第１の比較画像からバーコードの暗部となる黒色バーの輝度値と明部となる白色スペースの輝度値との差分を求め、求めた差分をコントラストＢとして設定する。求めたコントラストＢは比較コントラストと呼ぶ。比較コントラストＢは、標準コントラストＡとは異なるものである。また、この比較コントラストＢが得られたときのズーム値Ｚ１及びフォーカス値Ｆ１を事前ズーム・フォーカス変更値保管部１１０にて保管する。
【００５５】
次に、ステップｓ２０９において、以上により、表１に示すズーム値及びフォーカス値の変化とコントラストの変化との対応関係を取得し、取得した対応関係を対応関係リストとして事前ズーム・フォーカス変更値保管部１１０にて保管する。この対応関係リストには、標準コントラストＡ及び比較コントラストＢがそれぞれ記録される。さらに、対応関係リストには、標準コントラストＡが得られたズーム値Ｚ０と比較コントラストＢが得られたズーム値Ｚ１との差分であるズーム変更値Ｚ０−Ｚ１が記録される。さらに、対応関係リストには、標準コントラストＡが得られたフォーカス値Ｆ０と比較コントラストＢが得られたフォーカス値Ｆ１との差分であるフォーカス変更値Ｆ０−Ｆ１が記録される。なお、ズーム変更値Ｚ０−Ｚ１の値はＭ１であり、フォーカス変更値Ｆ０−Ｆ１の値はＰ１である。
【００５６】
【表１】
2017049816.tif 000003
【００５７】
上記対応関係リストにより、比較コントラストＢの第１の比較画像を取得した状態から、標準コントラストＡの標準画像を取得するには、ズーム値をＭ１だけ変更し、フォーカス値をＰ１だけ変更すればよいことが分かる。
【００５８】
以上のようにして、事前設定処理では、バーコードの読み取り可能なコントラストである標準コントラストＡが設定されるとともに、ズーム値及びフォーカス値の変化とコントラス比の変化との対応関係が取得される。
【００５９】
次に、本実施形態によるコード読取システムの実稼働時のバーコードの読取処理について図３を用いて説明する。図３は、本実施形態によるコード読取システムの実稼働時のバーコードの読取処理を示すフローチャートである。なお、図３に示す読取処理のフローには、バーコードの読み取りが失敗した場合にズーム値及びフォーカス値を変更して再度バーコードの読み取りを行うフローが含まれている。
【００６０】
まず、ステップｓ３０１において、撮像装置１０１を用いて、読み取るべき対象バーコードである、資材１０に付されたバーコードを撮影する。続いて、バーコードを撮影した撮像装置１０１からの画像信号に基づき画像取得部１０６によりバーコード画像を取得する。ここで取得された画像は、バーコードが読み取れるかどうか参照する画像であるため参照画像と呼ぶ。
【００６１】
次に、ステップｓ３０２において、ステップｓ３０１で撮影した参照画像に対してコード読取部１０８でバーコードの読み取りを行う。続いて、ステップｓ３０３において、コード読取部１０８によりバーコードの読み取りの成否を判定する読取判定を行う。
【００６２】
ステップｓ３０３の読取判定でバーコードの読み取りに成功したと判定された場合（ステップｓ３０３、ＹＥＳ）、ステップｓ３０７において、読み取ったバーコード値を取得して読取処理は終了となる。
【００６３】
一方、ステップｓ３０３の読取判定でバーコードの読み取りに失敗したと判定された場合（ステップｓ３０３、ＮＯ）、ステップｓ３０４に移行して、バーコードの読み取りに成功するように撮像装置１０１のズーム及びフォーカスを制御する。
【００６４】
ステップｓ３０４では、コントラスト解析部１０７を用いて標準画像同様に、参照画像からバーコードの暗部となる黒色バーの輝度値と明部となる白色スペースの輝度値との差分を求め、求めた差分をコントラストＣとして設定する。さらに、求めたコントラストＣを、事前ズーム・フォーカス変更値保管部１１０の上記対応関係リストに追記する。求めたコントラストＣは参照コントラストと呼ぶ。
【００６５】
次に、ステップｓ３０５において、読取ズーム・フォーカス値算出部１１１を用いて、バーコードの読み取りをするための読取ズーム変更値Ｎ１及び読取フォーカス変更値Ｑ１を算出する。ここで、読取ズーム変更値Ｎ１は、バーコードの読み取りに失敗した参照コントラストＣが得られたズーム値Ｚｒに対する変更値である。また、読取フォーカス変更値Ｑ１は、バーコードの読み取りに失敗した参照コントラストＣが得られたフォーカス値Ｆｒに対する変更値である。
【００６６】
まず、対応関係リストは、参照コントラストＣのほか、算出すべき読取ズーム変更値Ｎ１及び読取フォーカス変更値Ｑ１が追記されており、表２に示すとおりになっている。
【００６７】
【表２】
2017049816.tif 000004
【００６８】
まず、読取ズーム変更値Ｎ１の算出方法についてさらに図４を用いて説明する。図４は、バーコード画像の輝度値と撮像装置１０１のズーム値及びフォーカス値との関係を説明する図である。
【００６９】
図４（Ａ）では、光を１点に集めようとしても点が同心円状ににじむ現象を示している。すなわち、このにじみがボケである。同心円は、エアリーディスクと呼ばれている。エアリーディスクの半径ｒが小さければ、ボケは少なく、輝度値は高くなる。一方、半径ｒが大きければ、ボケが大きくなり、輝度値は低くなる。そして、エアリーディスクの半径ｒと輝度値はほぼ線形の関係となる。
【００７０】
図４（Ｂ）は、輝度値（コントラスト）とズーム値及びフォーカス値との関係を模式的に示したグラフである。図４（Ｂ）に示すグラフの横軸はズーム値又はフォーカス値を表し、縦軸は輝度値（コントラスト）を表している。コントラストは、バーコードの暗部の輝度値とバーコードの明部の輝度値との差分であるため、グラフで示すとほぼ輝度値と同等の傾向を示す。そのため、図４（Ｂ）に示すグラフの縦軸には、輝度値と同等の傾向を有するものとしてコントラストをも示している。
【００７１】
エアリーディスクの半径ｒと焦点距離Ｒとは、ｒ＝Ｚ×Ｒとなる関係を有している。ただし、Ｚは光の波長と像面高さで決まる値である。このため、図４（Ｂ）に示したように、輝度値（コントラスト）とズーム値及びフォーカス値との関係は線形性が保たれる。
【００７２】
一例として、表２を使って説明する。標準コントラストＡのときのズーム値Ｚ０及びフォーカス値Ｆ０、並びに比較コントラストＢのときのズーム値Ｚ１及びフォーカス値Ｆ１は、それぞれ事前設定処理で求められる。
【００７３】
実稼動時には、上記のようにバーコードの読み取りに失敗する参照コントラストＣが算出されている。このため、バーコード画像のコントラストが標準コントラストＡになるように、ズーム値の変更分である読取ズーム変更値Ｎ１とフォーカス値の変更分である読取フォーカス変更値Ｑ１を求める必要がある。これら読取ズーム変更値Ｎ１及び読取フォーカス変更値Ｑ１は、コントラストとズーム値及びフォーカス値との関係が線形性を持つため、以下の式で求めることができる。
【００７４】
事前設定処理により、比較コントラストＢのバーコード画像から標準コントラストＡのバーコード画像を取得するには、ズーム値についてはＭ１だけ変更すればよいことが分かっている。一方、実稼働時には、参照コントラストＣを得ている。このため、参照コントラストＣのバーコード画像から標準コントラストＡのバーコード画像を取得するための読取ズーム変更値Ｎ１について、コントラストとズーム値との関係の線形性により、以下の式（１）が成り立つ。
Ａ−Ｂ：Ｍ１＝Ａ−Ｃ：Ｎ１  ・・・（１）
式（１）より
Ｎ１＝（Ａ−Ｃ）×Ｍ１／（Ａ−Ｂ）  ・・・（２）
こうして、読取ズーム変更値Ｎ１は式（２）で算出される。
【００７５】
一方、読取フォーカス変更値Ｑ１も同様に考えることができ、コントラストとフォーカス値との関係の線形性により、読取フォーカス変更値Ｑ１について以下の式（３）が成り立つ。
Ａ−Ｂ：Ｐ１＝Ａ−Ｃ：Ｑ１  ・・・（３）
式（３）より
Ｑ１＝（Ａ−Ｃ）×Ｐ１／（Ａ−Ｂ）  ・・・（４）
こうして、読取フォーカス変更値Ｑ１は式（４）で算出される。
【００７６】
次に、ステップｓ３０６において、読取ズーム・フォーカス値算出部１１１により、読取ズーム変更値Ｎ１及び読取フォーカス変更値Ｑ１に基づき、ズーム値及びフォーカス値を、参照コントラストＣを得たズーム値及びフォーカス値から変更する。具体的には、参照コントラストＣを得たズーム値を読取ズーム変更値Ｎ１の絶対値の分だけ増加させ又は減少させる。同様に参照コントラストＣを得たフォーカス値を読取フォーカス変更値Ｑ１の絶対値の分だけ増加させ又は減少させる。こうして、読取ズーム・フォーカス値算出部１１１は、読取ズーム変更値Ｎ１による変更後のズーム値及び読取フォーカス変更値Ｑ１による変更後のフォーカス値を算出する。続いて、変更後のズーム値及びフォーカス値を用いて、ステップｓ３０１の撮像からステップｓ３０３の読取判定まで処理を進める。
【００７７】
仮に、ステップｓ３０６においてはじめに変更したズーム値及びフォーカス値でのバーコードの読み取りに失敗した場合、ステップｓ３０６に戻り、１回目の変更とは逆にズーム値及びフォーカス値を変更する。例えば、１回目の変更においてズーム値及びフォーカス値をそれぞれ増加させたならば、２回目は、ズーム値及びフォーカス値をそれぞれ減少させる。続いて、再度変更したズーム値及びフォーカス値を用いて、ステップｓ３０１で撮像からステップｓ３０３の読取判定まで処理を進める。
【００７８】
本実施形態では、バーコードの読み取りに成功する標準コントラストＡが得られるように、ステップｓ３０６において撮像装置１０１のズーム値及びフォーカス値を変更している。したがって、ステップｓ３０６の後に行う１回目又は２回目のステップｓ３０３の読取判定において、バーコードの読み取りに成功したと判定されることになる。なお、ズーム値及びフォーカス値の増加及び減少の両者をも試みるのは、コントラストに関する情報のみでは、標準コントラストＡを得るためにズーム値及びフォーカス値を増加させればよいのか、減少させればよいのか判定できないためである。
【００７９】
以上のように、本実施形態によれば、事前設定処理において、バーコードの読み取りを行うために必要なコントラスト、並びに、ズーム値及びフォーカス値の変化とコントラストの変化との対応関係を事前に設定する。これにより、実稼働時において、所定の高さより低い資材が供給される場合等のように資材の高さに変更があった場合であっても、撮像から読取判定までのループの回数を従来より少なくしてバーコードに読み取りに成功することができる。こうして、本実施形態によれば、高い効率でバーコードを読み取ることができる。
【００８０】
なお、上記ステップｓ３０６では、バーコードが付された資材の高さが標準設定に比べ高いのか低いのかが不明であったため、ズーム値及びフォーカス値の増加及び減少の両者をも試みる必要があった。これに対しては、コード読取システム１内に、バーコードが上面に付された資材の高さ情報を取得する位置センサや三次元計測装置をさらに設けることができる。これら位置センサ等により、事前に資材の高低が分かれば、ズーム値及びフォーカス値の増加及び減少のいずれか一方のみの制御でバーコードの読み取りに成功することができる。
【００８１】
また、資材の高さに関する情報については、バーコード画像における黒色バーの幅に基づいて取得することもできる。具体的には、例えば、事前設定処理時にバーコード画像における黒色バーの幅を測定して記録する。そして、実稼動時にバーコード画像における黒色バーの幅を測定する。実稼動時の幅を事前設定処理時の幅と比較し、実稼動時の幅が事前設定処理時の幅より広い場合、資材の高さは標準設定に比べ高いことが分かる。また、実稼動時の幅が事前設定処理時の幅より狭い場合、資材の高さは標準設定に比べ低いことが分かる。こうして得られる資材の高さ情報に基づき、ズーム値及びフォーカス値の増加及び減少のいずれか一方のみの制御でバーコードの読み取りに成功することができる。
【００８２】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態による撮像装置の制御システム及び制御方法、並びにコード読取システムについて図５を用いて説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
【００８３】
上記実施形態では、バーコードの読み取り可能なコントラストを、事前設定処理において実際にバーコードを撮影することにより求める場合について説明した。
【００８４】
これに対し、本実施形態では、実験検証等で既知である、バーコードの読み取り可能なコントラストをユーザが事前設定処理で外部から直接入力して設定する。そして、直接入力されたコントラストに基づき、ズーム値及びフォーカス値の変化とコントラス比の変化の対応関係を設定する。
【００８５】
以下、本実施形態によるコード読取システムによるバーコードの読み取りのための事前設定処理について図５を用いて説明する。図５は、本実施形態によるコード読取システムによるバーコードの読み取りのための事前設定処理を示すフローチャートである。なお、本実施形態によるコード読取システムの構成は、上記第１実施形態によるコード読取システムの構成と同様であるので説明を省略する。
【００８６】
まず、ステップｓ４０１において、バーコードの読み取り可能なコントラスト、即ちコントラストの目標となる値である標準コントラストＡを、ユーザが外部から制御システム１０２に直接入力して設定する。制御システム１０２に直接入力された標準コントラストＡは、事前ズーム・フォーカス変更値保管部１１０に保管される。ここで直接入力する標準コントラストＡは、バーコードの読取処理ライブラリが推奨している値や既に実験検証で得ている値である。
【００８７】
次に、ズーム値及びフォーカス値の変化とコントラス比の変化との対応関係を以下のステップｓ４０２〜ｓ４０８により設定する。
【００８８】
まず、ステップｓ４０２において、手動により撮像装置１０１のズーム値及びフォーカス値をそれぞれズーム値Ｚ２及びフォーカス値Ｆ２に設定する。ここで設定するズーム値Ｚ２及びフォーカス値Ｆ２は、バーコードの撮影が可能であるものであればよく、任意に設定することができる。
【００８９】
次に、ステップｓ４０３において、ズーム値及びフォーカス値をそれぞれズーム値Ｚ２及びフォーカス値Ｆ２に設定した撮像装置１０１を用いてバーコードを撮影する。バーコードを撮影した撮像装置１０１からの画像信号に基づき画像取得部１０６によりバーコード画像が取得される。ここで取得されたバーコード画像は第２の比較画像と呼ぶ。
【００９０】
次に、ステップｓ４０４において、コントラスト解析部１０７を用いて、第２の比較画像からバーコードの暗部となる黒色バーの輝度値と明部となる白色スペースの輝度値との差分を求め、求めた差分をコントラストＥ２として設定する。求めたコントラストＥ２は第２の比較コントラストと呼ぶ。第２の比較コントラストＥ２は、標準コントラストＡとは異なるものである。また、この第２の比較コントラストＥ２が得られたときのズーム値Ｚ２及びフォーカス値Ｆ２を事前ズーム・フォーカス変更値保管部１１０にて保管する。
【００９１】
次に、ステップｓ４０５において、手動により撮像装置１０１のズーム値及びフォーカス値を変更する。具体的には、ズーム値をズーム値Ｚ２とは異なるズーム値Ｚ３に設定する。また、フォーカス値をフォーカス値Ｆ２とは異なるフォーカス値Ｆ３に設定する。ここでは、ズーム値及びフォーカス値の変化に対してどれだけコントラストが変化するかという関係を求めるため、ズーム値Ｚ３及びフォーカス値Ｆ３は、それぞれコントラストが変化する程度に任意に設定することができる。ズーム値及びフォーカス値の変更に際して、まず、コントラストが変化する程度までズーム値を変更させる。ズーム変更後、フォーカス値も変更させてフォーカスが合うように調整する。
【００９２】
次に、ステップｓ４０６において、ズーム値及びフォーカス値をそれぞれズーム値Ｚ３及びフォーカス値Ｆ３に設定した撮像装置１０１を用いてバーコードを撮影する。ここで撮影するバーコードは、第２の比較画像を撮影したバーコードと同じものである。バーコードを撮影した撮像装置１０１からの画像信号に基づき画像取得部１０６によりバーコード画像が取得される。ここで取得されたバーコード画像は第３の比較画像と呼ぶ。
【００９３】
次に、ステップｓ４０７において、コントラスト解析部１０７を用いて、第３の比較画像からバーコードの暗部となる黒色バーの輝度値と明部となる白色スペースの輝度値との差分を求め、求めた差分をコントラストＥ３として設定する。求めたコントラストＥ３は第３の比較コントラストと呼ぶ。第３の比較コントラストＥ３は、標準コントラストＡ及び第２の比較コントラストＥ２とは異なるものである。また、この第３の比較コントラストＥ３が得られたときのズーム値Ｚ３及びフォーカス値Ｆ３を事前ズーム・フォーカス変更値保管部１１０にて保管する。
【００９４】
次に、ステップｓ４０８において、以上により、表３に示すズーム値及びフォーカス値の変化とコントラストの変化との対応関係を取得し、取得した対応関係を対応関係リストとして事前ズーム・フォーカス変更値保管部１１０にて保管する。この対応関係リストには、標準コントラストＡ、及び第２の比較コントラストＥ２と第３の比較コントラストＥ３との差分Ｅ２−Ｅ３がそれぞれ記録される。さらに、対応関係リストには、第２の比較コントラストＥ２が得られたズーム値Ｚ２と第３の比較コントラストＥ３が得られたズーム値Ｚ３との差分であるズーム変更値Ｚ２−Ｚ３が記録される。さらに、対応関係リストには、第２の比較コントラストＥ２が得られたフォーカス値Ｆ２と第３の比較コントラストＥ３が得られたフォーカス値Ｆ３との差分であるフォーカス変更値Ｆ２−Ｆ３が記録される。なお、差分Ｅ２−Ｅ３の値はＤであり、ズーム変更値Ｚ２−Ｚ３の値はＭ２であり、フォーカス変更値Ｆ２−Ｆ３の値はＰ２である。
【００９５】
【表３】
2017049816.tif 000005
【００９６】
上記対応関係リストにより、第３の比較コントラストＥ３の第３の比較画像を取得した状態から、第２の比較コントラストＥ２の第２の比較画像を取得するには、ズーム値をＭ２だけ変更し、フォーカス値をＰ２だけ変更すればよいことが分かる。
【００９７】
本実施形態による実稼働時のバーコードの読取処理は、第１実施形態と同様である。このため、図を用いての説明は省略し、以下では、本実施形態においてバーコードの読み取りに失敗した場合にズーム値を変更するための読取ズーム変更値Ｎ２及びフォーカス値を変更するための読取フォーカス変更値Ｑ２の算出方法を説明する。
【００９８】
対応関係リストは、参照コントラストＣのほか、算出すべき読取ズーム変更値Ｎ２及び読取フォーカス変更値Ｑ２が追記されており、表４に示すとおりになっている。ここで、読取ズーム変更値Ｎ２は、バーコードの読み取りに失敗した参照コントラストＣが得られたズーム値に対する変更値である。また、読取フォーカス変更値Ｑ２は、バーコードの読み取りに失敗した参照コントラストＣが得られたフォーカス値に対する変更値である。
【００９９】
【表４】
2017049816.tif 000006
【０１００】
読取ズーム変更値Ｎ２については、ズーム値とコントラストとの関係の線形性により、以下の式（５）が成り立つ。
Ｄ：Ｍ２＝Ａ−Ｃ：Ｎ２  ・・・（５）
式（５）より
Ｎ２＝（Ａ−Ｃ）×Ｍ２／Ｄ  ・・・（６）
こうして、読取ズーム変更値Ｎ２は式（６）で算出される。
【０１０１】
一方、読取フォーカス変更値Ｑ２も同様に考えることができ、コントラストとフォーカス値との関係の線形性により、読取フォーカス変更値Ｑ２について以下の式（７）が成り立つ。
Ｄ：Ｐ２＝Ａ−Ｃ：Ｑ２  ・・・（７）
式（７）より
Ｑ２＝（Ａ−Ｃ）×Ｐ２／Ｄ  ・・・（８）
こうして、読取フォーカス変更値Ｑ２は式（８）で算出される。
【０１０２】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、ズーム値を読取ズーム変更値Ｎ２の絶対値の分だけ、フォーカス値を読取フォーカス変更値Ｑ２の絶対値の分だけ増加させ又は減少させて、撮像から読取判定まで処理を進める。これにより、本実施形態によっても、従来よりループの回数を少なくしてバーコード読み取りに成功することができる。こうして、本実施形態によっても、高い効率でバーコードを読み取ることができる。
【０１０３】
さらに、本実施形態は、既知の標準コントラストを外部から直接入力して設定することで事前設定処理を行うことができる。このため、本実施形態では、第１実施形態におけるステップｓ２０１〜ｓ２０４のループに相当するループが発生することがない。したがって、本実施形態によれば、第１実施形態と比較してより早く事前設定処理を行うことができる。
【０１０４】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態による生産システムについて図６を用いて説明する。図６は、本実施形態による生産システムを示す概略図である。
【０１０５】
上記第１及び第２実施形態によるコード読取システム１は、例えば、生産ラインを流れる資材に対して、加工、部品の組み付け、梱包等の作業を行う生産システムに組み込むことが可能である。本実施形態では、上記第１実施形態によるコード読取システム１が組み込まれた生産システムについて説明する。
【０１０６】
図６に示すように、本実施形態による生産システム２００は、第１又は第２実施形態によるコード読取システム１と、資材２０を搬送する搬送装置３００と、資材２０に対して作業を行う複数の作業装置４１０、４２０とを有している。
【０１０７】
搬送装置３００は、複数の作業装置４１０、４２０による作業位置を通過するレール３０１と、レール３０１に沿って複数の作業装置４１０、４２０による作業位置へ順次移動する複数のスライダ３０２とを有している。各スライダ３０２上には、搬送すべき資材２０が保持されている。資材２０の上面には、コード読取システム１により読み取られるバーコードが付されている。
【０１０８】
作業装置４１０、４２０は、それぞれの作業位置において、搬送装置３００により搬送される資材２０に対して所定の作業を行うものある。例えば、作業装置４１０は、作業用ロボットであり、多関節のロボットアーム４１１と、ロボットアーム４１１の先端に設けられたハンド４１２とを有し、資材２０に対して部品を組み付ける作業を行うものである。作業装置４２０も、同じく作業用ロボットであり、多関節のロボットアーム４２１と、ロボットアーム４２１の先端に設けられたハンド４２２とを有し、資材２０に対して部品を組み付ける作業を行うものである。なお、作業装置４１０、４２０は、部品を組み付ける作業用ロボットに限定されるものではなく、あらゆる作業を行うものとすることができる。
【０１０９】
生産システム２００に組み込まれたコード読取システム１は、上述のように、撮像装置１０１と、撮像装置１０１を制御する制御システム１０２とを有している。撮像装置１０１は、例えば、順次設置された作業装置４１０、４２０の前段において、レール３０１の上方に設置されている。
【０１１０】
コード読取システム１では、搬送装置３００により搬送される資材２０の上面に付されたバーコードを撮像装置１０１により撮影し、撮影結果に基づきバーコードを読み取る。これにより、生産システム２００では、作業装置４１０、４２０により作業が行われる資材２０に関する情報を取得することができ、資材２０を管理することができる。
【０１１１】
搬送装置３００により搬送される資材２０は、その種類が変わることにより、その高さが変わることがある。そのような場合であっても、第１又は第２実施形態によるコード読取システム１によれば、上述したように高い効率でバーコードを読み取ることができる。
【０１１２】
＜その他の実施形態＞
本発明は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【０１１３】
例えば、上記実施形態では、資材１０、２０の上面に付されたバーコードを資材１０、２０の上方から撮像装置１０１により撮影する場合を例に説明したが、バーコードの位置及びバーコードを撮影する方向はこれらに限定されるものではない。本発明は、資材に付されたバーコードとバーコードを撮影する撮像装置との距離が資材によって変動しうる場合に広く適用することができ、このような場合に高い効率でのバーコードの読み取りを実現することができる。例えば、資材の側面に付されたバーコードを資材の側方から撮像装置により撮影することもできる。このような場合において、資材によって幅が変わった場合であっても、高い効率でバーコードを読み取ることができる。
【０１１４】
また、上記実施形態では、バーコードの読み取りに失敗した場合に、バーコードの読み取りに成功するようにズーム値及びフォーカス値の両者を変更する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。ズーム値及びフォーカス値の両者を変更するのみならず、ズーム値及びフォーカス値のいずれか一方を変更してバーコードの読み取りに成功するようにしてもよい。
【０１１５】
また、上記実施形態では、読み取るべき対象コードが図７及び図８に示すようなバーコードである場合を例に説明したが、対象コードは、バーコードに限定されるものではない。例えば、ＱＲコードのような二次元コードを読み取りの対象とすることができる。ＱＲコードのような二次元コードは、例えばセルと呼ばれる四角い黒白の領域の組み合わせで構成される。二次元コードの読取アルゴリズムは、バーコードと同様に、白のセル（明部）と黒のセル（暗部）を画像として分離して読み取る。これらの分離にはコントラストを用いる。したがって、二次元コードについても、上記実施形態で示した事前設定処理及び実稼働時の読取処理を行うことができるため、従来よりループの回数を少なくして高い効率でのコードの読み取りを実現することができる。
【０１１６】
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【０１１７】
１…コード読取システム
１０、２０…資材
１０１…撮像装置
１０２…制御システム
１０３…画像処理部
１０４…撮像制御部
１０５…外部Ｉ／Ｆ
１０６…画像取得部
１０７…コントラスト解析部
１０８…コード読取部
１０９…ズーム・フォーカス制御部
１１０…事前ズーム・フォーカス変更値保管部
１１１…読取ズーム・フォーカス値算出部
２００…生産システム
３００…搬送装置
４１０、４２０…作業装置
【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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