(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路を移動する物品からの反射光を受光して前記物品の光学情報記録面を複数枚の画像として取り込み、当該取り込んだ画像に基づき前記光学情報記録面に記録された情報コードをデコードすることによって情報を読み取る光学情報読取装置であって、
所定の時間間隔で繰り返し画像を取り込む画像取込手段と、
時間的に新しい第１の所定枚数の画像が画像メモリに記憶されるように、前記画像取込手段にて取り込まれる画像を前記画像メモリに記憶させる画像記憶制御手段と、
前記物品が前記搬送路の所定位置に来たことを検知する検知手段と、
該検知手段によって前記物品が前記所定位置に来たことが検知された物品検知時点に基づき、前記画像メモリに記憶された画像に対し、前記情報コードをデコードするためのデコード処理を施す処理実行手段と、
を備え、前記処理実行手段は、
前記物品検知時点から所定時間経過後に前記画像取込手段にて取り込まれた画像を基準画像とし、
前記基準画像および前記基準画像の前後の画像を含む、前記第１の所定枚数より少ない第２の所定枚数の画像を前記画像メモリより読み出し、
前記情報コードが有する位置決め用シンボルを規定数検出することにより、前記読み出した画像から前記情報コードの位置を特定し、
前記特定した情報コードに前記デコード処理を施すことを特徴とする光学情報読取装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学情報読取装置において、
前記処理実行手段は、前記位置決め用シンボルの規定数検出が複数の画像にまたがる場合は、前記複数の画像を合成し、当該合成画像に対して前記デコード処理を施すこと
を特徴とする光学情報読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動する物品に付された情報コードを読み取る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、バーコード、２次元コードなどの情報コードを光学的に読み取る手法として、ＬＥＤなどの発光手段が光学情報読取用の光を光学情報記録面へ出射し、受光素子であるフォトセンサ等を配列したＣＣＤセンサを用いてその反射光から情報コードを画像として装置内に取り込んでデコードする手法が知られている。
【０００３】
この種の光学情報読取装置の中には、移動中の情報コード、例えばベルトコンベアによって搬送される物品に付された情報コードを読み取る装置もあった。この場合、ベルトコンベアなど搬送装置の速度を考慮し、物品に付された情報コードがちょうどＣＣＤセンサの視野に入るタイミングで、光学情報読取用の光を出射しＣＣＤセンサを露光し情報コードを画像として取り込んでいた。
【０００４】
しかし、ベルトコンベアなど搬送装置の速度のみを考慮しても、物品に付される情報コードの位置が物品毎にずれている場合、取込タイミングにおいて情報コードがＣＣＤセンサの視野からはみ出してしまい、取り込まれた画像中に情報コード領域の一部あるいは全部が入らないという状況が生じる。
【０００５】
このような情報コードの位置ズレに対応する手法として従来より、複数枚の画像を取り込んでデコードすることが提案されている。その場合、物品が搬送装置の所定位置に来たことを検知する検知手段からの信号に基づき、物品の搬送位置を把握して複数枚の画像を取り込んでいる。
【０００６】
ところが、この従来の構成においては、次に示すような制約が生じてしまう。それは、画像取込部（画像取込手段）と物品検知部（検知手段）との配置関係である。つまり、従来は物品が所定位置まで来たことを検知し、その検知タイミングに基づいて画像を取り込むようにしていたため、必ず物品検知部が画像取込部よりも搬送方向の手前側、すなわち画像の取り込みに先立って物品が検知できるような位置に配置されていた。情報コードの位置にズレが生じる場合、物品検知部が手前にないと、物品が検知された時でＣＣＤセンサの視野を情報コードが既に通過しているという事態が起こり得るためである。このような配置関係の制約は装置のコンパクト化を阻害する原因となる。
【０００７】
本発明は、物品に付される情報コードの位置にズレが生じる可能性がある場合にも、その情報コードを取り込んでデコードでき、さらに、画像取込部と物品検知部との配置関係の制約をなくした光学情報読取装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
請求項１に記載の光学情報読取装置では、複数枚の画像として物品の光学情報記録面を取り込む。これは画像取込手段が、所定の時間間隔で繰り返し画像を取り込むことによって実現される。なお、画像取込手段は例えばＣＣＤセンサを用いて構成することが考えられ、ＣＣＤセンサの視野が１枚の画像の領域となる。この場合、連続する２枚の画像に光学情報記録面の一部が重複して記録されても構わない。
【０００９】
このようにして取り込まれた画像は、画像記憶制御手段によって画像メモリに記憶される。このとき、画像記憶制御手段は、時間的に新しい第１の所定枚数の画像が画像メモリに記憶されるようにする。例えば６枚の画像が記憶される構成では、最新の画像を６枚の中の最も古い画像に上書きするという具合である。
【００１０】
そして、検知手段は、物品が搬送路の所定位置に来たことを検知する。この検知手段を、光学情報の読み取りを行う構成が配置される筐体内に設ける必要は必ずしもない。この検知手段による物品検知時点に基づき、処理実行手段が、画像メモリに記憶された画像に対してデコード処理を施す。デコード処理は、画像に含まれる情報コードをデコードするための処理である。
具体的には、処理実行手段は、物品検知時点から所定時間経過後に画像取込手段にて取り込まれた画像を基準画像とし、基準画像および基準画像の前後の画像を含む、第１の所定枚数より少ない第２の所定枚数の画像を画像メモリより読み出し、情報コードが有する位置決め用シンボルを規定数検出することにより、読み出した画像から情報コードの位置を特定し、特定した情報コードにデコード処理を施す。例えば情報コードが正常位置に付されていれば入るであろう画像を基準画像とし、情報コードのズレる可能性に合わせ、基準画像の前後それぞれ何枚という具合に特定する。
【００１１】
従来、画像を適切なタイミングで取り込もうという発想の下に物品を先に検知するという構成が提案され、さらに、情報コードの位置ズレを考慮して複数枚の画像を取り込むという発想に至った。しかし、複数枚の画像を取り込むという思想を前提とした場合、何も最初に物品の検知を行う必要なない。所定のタイミングで取り込まれる画像を物品検知時点に基づくタイミングでデコードできればよいためである。
【００１２】
本発明では、第１の所定枚数の画像を所定のタイミングで取り込むようにし、物品検知時点に基づいて画像メモリの画像にデコード処理を施す。したがって、画像メモリに取り込まれる画像枚数を多くすればするほど、物品検知時点の制限がなくなる。つまり、画像メモリに取り込む画像枚数を増やせば、物品検知時点をいくらでも遅らせることができるのである。
【００１３】
その結果、物品に付される情報コードの位置がズレている場合にも、その情報コードを取り込んでデコードでき、さらに、画像取込部と物品検知部との配置関係の制約をなくすことができる。
なお、画像メモリに例えば６枚の画像が記憶される構成において、実際の物品の光学情報記録面が５枚の画像に収まるような場合、６枚の画像全てをデコード対象とする必要はない。
また、請求項２に示すように、処理実行手段は、位置決め用シンボルの規定数検出が複数の画像にまたがる場合は、複数の画像を合成し、当該合成画像に対してデコード処理を施すようにすればよい。これによって、情報コードが確実にデコードされる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説明する。
図１は実施例の２次元コード読取装置１０を含むシステム構成の斜視図であり、図２は、図１中に記号Ｋで示す方向から図１を見た概略透視図である。
【００１８】
２次元コード読取装置１０は、定置式の装置であり、ベルトコンベア７０によって搬送される物品７１の上面（以下「光学情報記録面７１ｂ」という。）に印刷されたＱＲコードを読み取る。２次元コード読取装置１０は、ベルトコンベア７０側方の図示しない支柱に固定され、ベルトコンベア７０の上方に配置されている。
【００１９】
２次元コード読取装置１０は、物品検知部１２を内蔵している。最初に、この物品検知部１２について説明する。
物品検知部１２は、下方へ光を出射しこの反射光を検知する。そして、反射光が検知されたか否かを示す信号を出力する。物品検知部１２からの光は、ベルトコンベア７０と光学情報記録面７１ｂとの色の違いによって、ベルトコンベア７０に照射された場合は吸収され、一方、光学情報記録面７１ｂに照射された場合は反射される。本実施例では、物品７１がベルトコンベア７０の所定位置まで来ると、具体的には物品７１の先端面７１ａが図２中に記号αで示した位置（以下、単に「位置α」という。）まで来ると、反射光が検知されるものとする。
【００２０】
また、２次元コード読取装置１０は、光学情報を読み取るための構成を備えている。図２中には物品検知部１２との配置関係を示すように画像取込部１３のみを示したが、さらに、図３（ａ）に示すように、データ処理部１１、２値化部１４、同期パルス発生部１５及びリングバッファ１６を備えている。
【００２１】
データ処理部１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータシステムとして構成され、ＲＯＭに記憶されているプログラムに従って後述するデコード処理を実行する。上述した物品検知部１２からの信号は、このデータ処理部１１に入力されるようになっている。
【００２２】
画像取込部１３は、図示しない照明用ＬＥＤやＣＣＤセンサを備えており、照明用ＬＥＤによって照明用の赤色光を照射し、ＣＣＤセンサによって反射光を受光し、所定領域を撮像してその２次元画像を水平方向の走査線信号として出力する。この走査線信号は増幅されて２値化部１４に出力される。
【００２３】
２値化部１４は、増幅された走査線信号を、閾値に基づいて２値化し、リングバッファ１６に出力する。
同期パルス発生部１５は、画像取り込み動作のための同期パルスを出力する。画像取込部１３は、この同期パルスに基づき所定時間間隔で繰り返し画像を取り込む。また、リングバッファ１６も、この同期パルスに基づいて、２値化部１４からの画像データを記憶する。
【００２４】
このリングバッファ１６は、図３（ｂ）に示すように、クロック発生部１６ａ、画素カウンタ１６ｂ、画像カウンタ１６ｃ、カウンタバッファ１６ｄ、マルチプレクサ１６ｅ、画像メモリ１６ｆ、及びバッファ１６ｇを備えている。
クロック発生部１６ａは、上述した同期パルス発生部１５からの同期パルスに基づき、２値化部１４から出力される画像データを画素単位でカウントするためのクロックを、画素カウンタ１６ｂへ出力する。
【００２５】
画素カウンタ１６ｂは、クロック発生部１６ａからのクロック信号をカウントする。この画素カウンタ１６ｂは、画像取込部１３のＣＣＤセンサによって撮像される所定領域の画像を画素単位でカウントするものであり、所定領域の画像が横ｍ個、縦ｎ個の画素で構成されていれば、「１」〜「ｍ×ｎ」までを繰り返しカウントする。そして、このカウント値をマルチプレクサ１６ｅに出力する。また、カウンタ値をリセットするタイミングで、リセット信号を画像カウンタ１６ｃに出力する。
【００２６】
画像カウンタ１６ｃは、画像番号をカウントするものであり、画素カウンタ１６ｂからのリセット信号に基づき、「１」〜「６」までを繰り返しカウントする。そして、そのカウント値を、カウンタバッファ１６ｄ及びマルチプレクサ１６ｅへ出力する。
【００２７】
カウンタバッファ１６ｄは画像カウンタ１６ｃからのカウント値を保持する。このカウント値（画像番号）は、データ処理部１１によって読み出し可能になっている。これによって、データ処理部１１は、画像メモリ１６ｆに取り込まれつつある画像の画像番号を知ることができる。
【００２８】
マルチプレクサ１６ｅには、上述したように、画素カウンタ１６ｂのカウント値と画像カウンタ１６ｃのカウント値とが入力される。マルチプレクサ１６ｅは、これらカウント値に基づき、画像メモリ１６ｆのアドレスを発生する。そして、２値化部１４からの画像データは、バッファ１６ｇを介し、マルチプレクサ１６ｅによって算出された画像メモリ１６ｆのアドレスに記憶される。したがって、画像メモリ１６ｆは、画像番号１〜６の６枚の画像が記憶できるメモリ装置として構成されている。以下、画像番号ｘの画像を「画像ｘ」と記述する。
【００２９】
また、画像メモリ１６ｆに記憶された画像データは、データ処理部１１により、バッファ１６ｇを介して読み出せるようになっている。このときデータ処理部１１は、マルチプレクサ１６ｅに対して読み出し指示を出力すると共に画像番号を指定する。
【００３０】
次に、このように構成された本実施例の２次元コード読取装置１０の動作を説明する。
本実施例の２次元コード読取装置１０では、画像取込部１３によって所定時間間隔で繰り返し画像が取り込まれ、上述したリングバッファ１６の画像メモリ１６ｆに記憶される。この画像メモリ１６ｆを概念的に示すのが、図４（ａ）である。
【００３１】
ある時点で取り込まれた画像を画像１とすると、次に取り込まれた画像が画像２として記憶され、同様に、画像３→画像４→画像５→画像６と記憶される。そして、画像６の次に取り込まれた画像は、再び画像１として記憶される。これによって、画像メモリ１６ｆには、時間的に新しい６枚の画像が記憶されることになる。
【００３２】
本実施例では、画像取込部１３によって物品７１の光学情報記録面７１ｂが複数枚の画像として取り込まれるのであるが、画像１〜６と光学情報記録面７１ｂとの関係を例示したのが、図４（ｂ）である。図４（ｂ）では、画像５，６，１，２，３で光学情報記録面７１ｂが撮像されている。本実施例では、光学情報記録面７１ｂの長手方向の長さと撮像間隔との関係から、多くても５枚の画像として光学情報記録面７１ｂが記録されるようにしている。
【００３３】
このとき、データ処理部１１は、これら５枚の画像を物品検知部１２からの信号に基づいて特定し、これら５枚の画像に対しデコード処理を施し、光学情報記録面７１ｂに記録されたＱＲコードをデコードする。そこで次に、データ処理部１１によって実行されるデコード処理を、図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００３４】
まず最初のステップ（以下、ステップを単に記号Ｓで示す。）１００において物品を検出したか否かを判断する。この処理は、物品検知部１２からの信号に基づき、物品７１の先端面７１ａが図２中の位置αに来たことを判断するものである。ここで物品を検知した場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ移行する。一方、物品を検知しないうちは（Ｓ１００：ＮＯ）、この判断処理を繰り返す。
【００３５】
Ｓ１１０では、所定時間が経過したか否かを判断する。この処理は、ベルトコンベア７０の速度がほぼ一定であると仮定し、図２に記号βで示す位置（以下「位置β」という。）まで物品７１の先端面７１ａが移動したか否かを判断するものである。なお、光学系との位置関係から、先端面７１ａが位置βまで移動すると、光学情報記録面７１ｂのほぼ中央部が撮像されるようになっている。Ｓ１１０で所定時間が経過したと判断されると（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１２０へ移行する。一方、所定時間が経過していないうちは（Ｓ１１０：ＮＯ）、この判断処理を繰り返す。
【００３６】
Ｓ１２０では、光学情報記録面７１ｂの中央部の画像である基準画像を画像番号にて特定する。これは、リングバッファ１６のカウンタバッファ１６ｄの値（画像番号）を取得する処理である。
続くＳ１３０では、カウンタバッファ１６ｄの値を読み込むことによって、必要枚数の画像を取り込んだか否かを判断する。この処理は、基準画像の後に取り込まれる画像の中で、光学情報記録面７１ｂが記録される可能性のある画像が全て取り込まれたか否かを判断するものである。本実施例では、基準画像及び、基準画像の前後２枚ずつの画像をデコード対象とするため、基準画像が取り込まれ、さらに２枚の画像が取り込まれた時点で肯定判断する。ここで必要枚数の画像が取り込まれたと判断された場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、Ｓ１４０へ移行する。一方、必要枚数の画像が取り込まれないうちは（Ｓ１３０：ＮＯ）、この判断処理を繰り返す。
【００３７】
Ｓ１４０では、画像の記憶を停止させる。この処理は、マルチプレクサ１６ｅに読み出し指示を出力するものである。これによってマルチプレクサ１６ｅは読み出し動作に切り換わり、２値化部１４からの画像データが画像メモリ１６ｆに記憶されない状態となる。
【００３８】
そして続くＳ１５０にて、マルチプレクサ１６ｅに画像番号を出力し、デコード処理の対象となる画像を読み出す。本実施例では、上述したように、基準画像の前後２枚ずつの画像を読み出す。
次のＳ１６０では、読み出した画像に対してデコード処理を施す。ここでは、周知のように、画像中のＱＲコードの位置を特定してデコードを行う。このとき、ＱＲコードが２枚の画像にまたがって記憶されているような場合には、それら２枚の画像を合成してデコードする。
【００３９】
ＱＲコードの位置は、ＱＲコードの備える位置決め用シンボルに基づいて特定できる。簡単に説明すると、図６に示すようにＱＲコードは、３つの位置決め用シンボルＡ，Ｃ，Ｄを有している。ＱＲコードを読み取る際、まず最初にこの３つの位置決め用シンボルＡ，Ｃ，Ｄを検出する。この位置決め用シンボルＡ，Ｃ，Ｄは、明暗の比率が走査方向によらず特定の比率、１（暗）：１（明）：３（暗）：１（明）：１（暗）となるパターンである。したがって、画像データを走査しこの特定の比率になったことを判断して、位置決め用シンボルＡ，Ｃ，Ｄを検出することができる。なお、ＱＲコードは、この位置決め用シンボルＡ，Ｃ，Ｄの間に、明、暗のセルを交互に配列したタイミングセルＥ，Ｆを有するため、さらにこのタイミングセルの中心位置から他のセルの中心位置が求められる。
【００４０】
以上のようなデコード処理を、光学情報記録面７１ｂが図４（ｂ）に示すように撮像される場合で具体的に説明する。このときは、図４（ａ）に示すように、画像６を取り込んでいる途中で物品が検知される（Ｓ１００）。すると、所定時間の経過を判断し（Ｓ１１０）、カウンタバッファ１６ｄの値に基づき、基準画像を特定する（Ｓ１２０）。この例では、画像１が基準画像となる。その後、２枚の画像２及び画像３が取り込まれると、すなわちカウンタバッファの値が「４」になると、画像の記憶を停止する（Ｓ１４０）。そして、基準画像である画像１を含め、前後それぞれ２枚ずつの画像、すなわち画像５，６，１，２，３を読み出し（Ｓ１５０）、ＱＲコードのデコードを行う（Ｓ１６０）。ＱＲコードのデコードは、まずＱＲコードの位置を位置決め用シンボルから特定する。このとき、ＱＲコード全体が含まれる画像があれば（記号Ｂにあれば画像１、記号Ｃにあれば画像２）、その画像を用いてＱＲコードをデコードする。一方、記号Ａで示すように２枚の画像にＱＲコードがまたがっていれば、２枚の画像（記号Ａにあれば画像５及び６）を合成して、ＱＲコードをデコードする。
【００４１】
次に、本実施例の２次元コード読取装置１０の発揮する効果を説明する。
本実施例の２次元コード読取装置１０では、画像取込部１３にて一定時間間隔で画像を取り込んでリングバッファ１６の画像メモリ１６ｆに記憶し、物品検知時点に基づいて（図５中のＳ１００）、画像メモリ１６ｆの画像を読み出し（Ｓ１５０）、ＱＲコードをデコードする（Ｓ１６０）。したがって、物品に付されるＱＲコードの位置がズレている場合にも、そのＱＲコードを取り込んでデコードでき、さらに、画像取込部１３と物品検知部１２との配置関係の制約をなくすことができる。
【００４２】
具体的には、デコード処理におけるＳ１１０の所定時間（所定時間は「０」としてもよい）と、Ｓ１３０の必要枚数を変更すれば、図４（ｂ）に示すように光学情報記録面７１ｂが撮像される場合、図４（ａ）における画像５の取込開始時点から、画像４の取込終了時点までの間に物品を検知できればよい。画像５，６，１，２，３を読み出せるからである。したがって、その範囲で、物品検知部１２を移動させることができ、制約をなくすことができる。
【００４３】
したがって、取り込む画像の枚数を多くすればするほど、物品検知部１２と画像取込部１３との配置関係の制約がなくなる。
従来は、物品を検知して、その後、画像の取り込みを行っていたため、ＣＣＤセンサの視野よりも手前側に必ず物品検知部１２を配置する必要があり、装置のコンパクト化を阻害していた。これに対して実施例の２次元コード読取装置１０では、画像取込部１３のＣＣＤセンサの視野よりも後ろで物品を検知している。
【００４４】
また、本実施例では、６枚の画像をリングバッファ１６の画像メモリ１６ｆに取り込むが、光学情報記録面７１ｂを撮像した画像のみを読み出してデコード対象とする。つまり、ＱＲコードが記録されている可能性のある画像のみを読み出してデコード対象としている。したがって、画像メモリに取り込む画像枚数にデコード処理時間が左右されることがない。
【００４５】
さらにまた、本実施例では、必要枚数が取り込まれると（図５中のＳ１３０：ＹＥＳ）、画像の記憶を停止する（Ｓ１４０）。これによって、デコード（Ｓ１６０）に時間を要しても、画像メモリ１６ｆに画像が上書きされることがない。その結果、データ処理部１１の性能を画像取込部１３の取り込み間隔に合わせて向上させる必要がなく、本２次元コード読取装置１０が安価になる。
【００４６】
また、本実施例では、ＱＲコードの位置を求め、ＱＲコートが２枚の画像にまたがって撮像されていれば、それら画像を合成してＱＲコードをデコードする。これによって、ＱＲコードが確実にデコードできる。
なお、本実施例における画像取込部１３が「画像取込手段」に相当し、リングバッファ１６が「画像記憶制御手段」に相当し、物品検知部１２が「検知手段」に相当し、データ処理部１１が「処理実行手段」に相当する。そして、図５に示すデコード処理が処理実行手段としての処理に相当する。
【００４７】
以上、本発明はこのような実施例に何等限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得る。
例えば上記実施例は、ＱＲコードを読み取る装置であったが、ＱＲコード以外の２次元コードを読み取る装置としてもよい。また、２次元コードには限られず、例えばバーコードなどの１次元コード、文字コードを読み取る装置にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の２次元コード読取装置を含むシステム全体を示す斜視図である。
【図２】図１中に記号Ｋで示す方向から図１を見た概略透視図である。
【図３】（ａ）は２次元コード読取装置の構成を示すブロック図であり、（ｂ）はリングバッファの構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ）は画像メモリの概念図であり、（ｂ）は光学情報記録面が複数枚の画像として撮像される様子を例示した説明図である。
【図５】デコード処理を示すフローチャートである。
【図６】ＱＲコードを示す説明図である。
【符号の説明】
１０…２次元コード読取装置  １１…データ処理部
１２…物品検知部            １３…画像取込部
１４…２値化部              １５…同期パルス発生部
１６…リングバッファ      １６ａ…クロック発生部
１６ｂ…画素カウンタ        １６ｃ…画像カウンタ
１６ｄ…カウンタバッファ    １６ｅ…マルチプレクサ
１６ｆ…画像メモリ          １６ｇ…バッファ
７０…ベルトコンベア        ７１…物品
７１ａ…先端面              ７１ｂ…光学情報記録面
【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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