(57)【要約】  光学コード検出システム及びその方法において、撮像装置の範囲における物体の存在を検知するために赤外線パルスが使用され、その物体から反射される赤外線パルスの画像がまた、その物体と撮像装置との間の距離を算定するために分析される。照明パルスが、物体上の光学コードを照明するために生成され、そのパルスの継続時間のような特徴が、検出された距離で物体を適切に露光するように制御される。【選択図】  図１
2012503933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像用アレイとその画像から光学コードをデコードするために前記アレイに応答するプロセッサとを備えた装置によって、物体上の光学コードをデコードする方法であって、
前記光学コードに向けて赤外線照明を行うステップと、
前記装置と前記光学コードとの距離を算定するために前記光学コードから反射された赤外線照明を処理する処理ステップと、
その算定された距離に基づいて可視光照明を作り、前記光学コードに向かわせるステップと、
前記光学コードのデコードに使用するための画像を形成するステップと
を有する光学コードをデコードする方法。
【請求項２】
前記赤外線照明は、前記物体上にスポットを形成するように制御され、
前記処理ステップは、前記赤外線照明された物体の画像を形成するステップを有する請求項１に記載の光学コードをデコードする方法。
【請求項３】
前記処理ステップは、前記物体の画像上のスポットの画像の位置を判定するステップを有する請求項２に記載の光学コードをデコードする方法。
【請求項４】
前記可視光照明はパルスであって、その強度と継続時間の少なくとも一方が算定された前記距離に基づいて制御される請求項３に記載の光学コードをデコードする方法。
【請求項５】
前記可視光照明のパルスの前記継続時間は距離に応じて増加されるが、予め設定された閾値の距離を超えた後は略一定値に保持される請求項４に記載の光学コードをデコードする方法。
【請求項６】
前記可視光照明はパルスであって、その強度と継続時間の少なくとも一方が算定された前記距離に基づいて制御される請求項２に記載の光学コードをデコードする方法。
【請求項７】
前記可視光照明のパルスの前記継続時間は距離に応じて増加されるが、予め設定された閾値の距離を超えた後は略一定値に保持される請求項６に記載の光学コードをデコードする方法。
【請求項８】
前記可視光照明はパルスであって、その強度と継続時間の少なくとも一方が算定された前記距離に基づいて制御される請求項１に記載の光学コードをデコードする方法。
【請求項９】
前記可視光照明のパルスの前記継続時間は距離に応じて増加されるが、予め設定された閾値の距離を超えた後は略一定値に保持される請求項８に記載の光学コードをデコードする方法。
【請求項１０】
表面上の光学コードをデコードする撮像装置であって、
前記光学コードを照明するための光源と、撮像用アレイと、その画像から前記光学コードをデコードするために前記アレイに応答するプロセッサとを備え、さらに、
前記光学コードに向けて赤外線照明を行う光源と、
前記表面から反射された赤外線のセンサと、
前記センサに応答して、該撮像装置から前記表面までの距離に応じた照明制御信号を生成する処理手段とを有し、
前記光学コードを照明するための光源が前記照明制御信号によって制御される撮像装置。
【請求項１１】
前記赤外線照明を行う光源は前記表面上にスポットを作り、前記センサは前記赤外線に照明された表面の画像を形成する請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記処理手段は、前記センサに形成された画像上の前記スポットの画像位置に基づいて前記距離を算定する請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記光学コードを照明するための光源はパルスを生成し、前記照明制御信号が、前記光学コード照明するための光源の前記パルスの強度と継続時間の少なくとも一方を制御する請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記照明制御信号は、可視光照明パルスの継続時間を距離に応じて増加させるが、予め設定された閾値の距離を超えた後は略一定値を保持するように制御する請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記光学コードを照明するための光源はパルスを生成し、前記照明制御信号が、前記光学コードを照明するための光源の前記パルスの強度と継続時間の少なくとも一方を制御する請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記照明制御信号は、前記可視光照明のパルスの継続時間を距離に応じて増加させるが、予め設定された閾値の距離を超えた後は略一定値を保持するように制御する請求項１５に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記光学コードを照明するための光源はパルスを生成し、前記照明制御信号が、前記光学コード照明するための光源の前記パルスの強度と継続時間の少なくとも一方を制御する請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記照明制御信号は、前記可視光照明のパルスの継続時間を距離に応じて増加させるが、予め設定された閾値の距離を超えた後は略一定値を保持するように制御する請求項１７に記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記処理手段はプロセッサを有する請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項２０】
第一及び第二の照明光源を備えた記号（シンボル）読取装置であって、前記第一及び第二の照明光源は異なる波長のものであり、前記第一の照明光源は第一の波長の照明によって記号（シンボル）を照明するためのコントローラに接続されており、
前記第一の波長の照明の反射光を処理することによって、前記記号を有する物体の存在と距離を測定するように構成されたプロセッサと、
前記物体の前記測定された距離に応じて前記第二の照明光源の継続時間又は強度の少なくとも一方を制御し、距離が規定された最大値を超えると、前記継続時間又は強度を距離の関数として変化させず、距離が規定された最大値を下回ると前記継続時間又は強度を距離の関数として変化させる制御手段と
を備えた記号読取装置。
【請求項２１】
前記第一の照明光源は赤外線照明光源である請求項２０に記載の記号読取装置。
【請求項２２】
前記第二の照明光源の継続時間のみが前記物体の距離に応じて制御される請求項２１に記載の記号読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光学コードを検出して読み取る装置に関し、特に、適切な露光制御を行う光学コード読取装置及びその読取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近頃のスーパマーケットで買い物をする人なら誰でも、製品のパッケージに印刷されたバーコードを走査することによって、迅速な精算を容易にする光学コード撮像装置に馴染がある。これは、バーコードを読み取るために作業者によってパッケージが基本的に静止されるので、バーコード読み取りの適用が比較的容易である。
【０００３】
最近では、製品の組立、検査、梱包などが行われる製造ラインにおいても、光学コード読取器が利用されるようになってきている。この光学コード読み取りの適用は、製品が製造ラインを、例えばコンベアーベルト上で比較的速い速度で移動していくので、より多くの要求がなされる。製造ライン上に隘路を作らないようにするため、製造ラインを製品が移動する速度を落とすことなく、正確に光学コードのデコード（復号）が行われることが重要である。そのため、光学コードを正確にデコードすることができる速さが、最も重要になる。
【０００４】
ここで説明する撮像装置には、ＣＣＤ撮像装置、ＣＭＯＳ撮像装置、及び画像を取り込むためのその他の装置等の撮像装置を含んでいる。
【０００５】
図１は典型的な従来の高速光学コード読取器又は撮像装置の動作を示すタイミング図である。その撮像装置は、走査した光学コードの画像をイメージセンサ上に生成し、その画像がその後光学コードを復号するためにデコードされる。センサフレーム信号１０が、その間に画像を検知して捕捉する時間の期間（例えば、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３）を規定する。撮像装置は赤外線ＬＥＤ照明１２及び可視光照明１４のパルスを発生する。
【０００６】
イメージセンサがフレームＦ１内で赤外光パルス１６の反射を感知すると、それは、撮像装置の動作範囲内に物体が存在することを示す。その後、センサフレームＦ２の間に第一の照明パルスａが発光され、ｂで第一の画像が取得される。この画像の露光が評価され、次のセンサフレームＦ３で第二の照明パルスｃが発光される。そのパルス幅はフレームＦ３の間に適切に露光された画像を作るように計算され、その結果、ｄにおいて光学コードが高い信頼性をもってデコードされることになる。この典型例では、光学コードがデコードされるために少なくとも６０ｍｓを要する。
【発明の概要】
【０００７】
この発明の一態様によれば、赤外線パルスは光学撮像装置の範囲内における物体の存在を検知することに利用されるだけでなく、物体から反射される赤外線パルスの画像も、物体と撮像装置との間の距離を測定するために分析される。その後、照明パルスが物体上の光学コードを照明するために発光されるが、そのパルスの強度や継続時間のような特性が、検出された距離で物体を適切に露光するように制御される。これはデコードの信頼性と速度を高める可変被写界深度を効果的に与える。
【０００８】
光学コードの適切な露光が第一の段階で得られ、その結果、総デコード時間を４０ｍｓ以下に短縮できることが、この発明の特徴である。
この発明の上述及び他の目的、特徴並びに利点は、以下に詳述するこの発明の好ましい実施形態の記載を添付図面と共に参照することによって、より完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】典型的な従来の高速光学コード撮像装置の動作を示すタイミング図である。
【図２】この発明を実施した装置の概略図である。
【図３】図２の装置２０の動作を説明するためのタイミング図である。
【図４】図２の装置２０の動作を説明するためのフロー図である。
【００１０】
【図５】（Ａ）と（Ｂ）からなり、物体と画像装置との間の距離を算定する好ましい方法を示す図であって、（Ａ）は三つの異なる距離ａ，ｂ，及びｃ（それぞれ５０ｍｍ，１００ｍｍ，１５０ｍｍ）に位置する物体を模式的に示し、（Ｂ）はａ，ｂ，及びｃの位置（左から右へ）において得られる反射された赤外線（スポット）の画像を示す図である。
【図６】（Ａ）は発光された可視光照明の強度が物体と撮像装置との間の距離によってどのように減少するかを示す図であり、（Ｂ）は物体と撮像装置との間の距離に基づいて可視照明を調整するための好ましい方法を説明する図である。
【図７】本発明を具体化する装置２０の好ましい実施例のブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図面に戻って、図２はこの発明を実施した光学撮像装置２０を示す概略図である。図３は図２の装置２０の動作を説明するためのタイミング図であり、図４もその動作を説明するためのフロー図である。
【００１２】
図２に見られるように、装置２０は、赤外線を発光する赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ２２）と可視光を発光する照明ＬＥＤ２４とを備えている。ＬＥＤ２２と２４からの照射光は光学コードを有する物体Ｏの表面に向かい、その光学コードがその赤外線が当たる点Ｐ上の領域にあるとよい。ラインＬ１，Ｌ２によって規定される視野ＦＯＶを有するカメラモジュール２６が、ミラーＭを介して物体Ｏを監視する。ラインＬ３は物体Ｏからカメラモジュール２６へ反射される点Ｐの画像を示す。
【００１３】
動作中、図４のフローチャートのブロック１００に示されるように、赤外線ＬＥＤ２２はセンサフレームＦ２の間にパルス駆動され、そして、点Ｐの画像がカメラモジュール２６によって検出されると、Ａで物体が存在していると判定し、その物体の装置２０からの距離の測定を開始する（ブロック１０２）。フレームＦ２が完了したＢでは、それより前の物体Ｏと装置２０との間の距離の算定に基づいて、物体Ｏに対する適切な照明が決定される（ブロック１０４）。次のフレームＦ３において、適切な照明（強度と継続時間）を行うためのパルスがＣで発生される（ブロック１０６）。適切な照明によって、フレームＦ３の完了時に、光学コードは高い成功確率でデコードされる（ブロック１０８）。その後、イメージセンサ内に蓄積された電荷が消去され、次の物体上のコードのデコードができるように、制御はブロック１００に戻る。
【００１４】
図５は（Ａ）及び（Ｂ）からなり、物体と画像装置との間の距離を算定する好ましい方法を示す図であって、（Ａ）は、三つの異なる距離ａ，ｂ，及びｃ（それぞれ５０ｍｍ，１００ｍｍ，１５０ｍｍ）に位置する物体を模式的に示し、（Ｂ）はａ，ｂ，及びｃの位置（左から右へ）における反射された赤外線（スポット）の画像を示す図である。
【００１５】
図５の（Ａ）は、撮像装置から三つの異なる距離ａ，ｂ，及びｃ（それぞれ５０ｍｍ，１００ｍｍ，１５０ｍｍ）に物体Ｏを示すこと以外は図２と同様である。図示のように、赤外線Ｒはａ，ｂ，及びｃの各位置において異なる高さで物体Ｏに当たる。物体からの赤外線Ｒの反射は、図５の（Ａ）に破線で示されている。その反射された光線はミラーＭで反射され、レンズＬを通過してイメージセンサＳ上に赤外線Ｒの画像を形成する（レンズＬとイメージセンサＳは図２におけるカメラモジュール２６の一部である）。
【００１６】
そのイメージセンサＳ上の赤外線Ｒの画像は他の暗領域内にスポット７０があり、図５の（Ｂ）に見られるように、そのスポット７０は、位置ａ，ｂ，及びｃ（それぞれ左から右へ示す）のそれぞれにおいて光線が物体に異なる高さで当たるために、画像内における高さが異なっている。
【００１７】
実際には、装置２０は物体Ｏが最も近い位置で測定されるときに、センサＳ上に形成される画像の最上部にスポット７０が位置するように調整される。その後、画像内のスポット７０の高さに基づいて、物体ＯとセンサＳとの間の距離を算定できる。当業者ならば容易にこの機能を、システムエレクトロニクスやルックアップテーブル用にプログラムすることができる。
【００１８】
物体と撮像装置との間の距離が算定されると、それによって可視照明が、良い露出画像を形成するように制御され得る。図６の（Ａ）は、発光された可視光照明の強度が物体と撮像装置との間の距離によってどのように減少するかを示す線図である。要するに、照度は距離の二乗に反比例して変化する。したがって、物体まで距離が増加すると、より多くの光をその物体に与えなくてはならない。
【００１９】
好ましい実施形態では、算定された物体と撮像装置との間の距離に応じて可視光照明のパルス幅を制御することによって、照明が調節される。図６の（Ｂ）は、物体と撮像装置との間の距離に基づいて可視光照明を調節するための好ましい方法を示す線図である。
【００２０】
図示のように、物体と撮像装置との間の距離に伴って、照明のパルス幅が増加される。その距離が閾値（好ましい実施例では１４０ｍｍ）を超えると、そのパルス幅（継続時間）が一定値に保持されるとよい。当業者であれば、所望の照明を達成するためにパルスの強度あるいはパルスの強度とパルス幅の両方を制御することが可能であることを理解されるであろう。
【００２１】
図７は装置２０の好ましい実施例のブロック図である。装置２０は大まかには、物体Ｏ上の光学コードＣの画像を形成する撮像部あるいはサブシステム３０と、物体Ｏの画像を生成するための赤外線および可視光照明の両方が設けられた照明部あるいはサブシステム４０と、装置２０を動作させるために必要なすべての処理を行うプロセッサ部あるいはサブシステム５０とを備えている。
【００２２】
撮像部３０は、ＣＭＯＳアレイのようなイメージセンサ３４上に光学コードＣの画像を結像させるレンズ系のような光学素子３２を有する。そのような装置はこの技術分野でよく知られている。イメージセンサ３４は、プロセッサ部５０で光学コードＣの情報を再生（デコード）するために処理される画像を蓄積する画素素子アレイを有する。
【００２３】
プロセッサ部５０は、光学コードＣでコード化された情報を再生するため、撮像部３０からの画素情報を処理する特定用途用集積回路Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）５２を有する。ＡＳＩＣ５２は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ、好ましくはＳＤＲＡＭ）５４とリードオンリメモリ（ＲＯＭ）５６にアクセスする。プロセッサ部５０はまた、照明部４０に制御信号を与える複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）５８も有する。ＣＰＬＤ５８は図６の線図に基づいてプログラムされる。ＡＳＩＣ５２は、点Ｐからの赤外線の検出された強度を示す信号をＣＰＬＤ５８に与え、ＣＰＬＤ５８はプログラムされた図６の曲線を用いて、照明部４０によって与えられる照明を制御する信号を作り出す。
【００２４】
照明部４０は、可視光線を発光し、ＣＰＬＤ５８に制御されるドライバ４４によって駆動されるＬＥＤ４２を有する。ＬＥＤ４２からの照明は、例えばレンズ系である光学素子４６によって合焦される。照明部４０はまた、ＣＰＬＤ５８に制御されるドライバ４９によって駆動される赤外線ＬＥＤ４８も有する。ＬＥＤ４８からの照明は、例えばレンズ系である光学素子４７によって合焦される。
【００２５】
装置２０の作動については、既に図３及び図４によって説明されている。当業者であれば、適切な露光を行うために、可視光パルスの強度又は継続時間あるいはその両方を制御するとよいことを理解されるであろう。
【００２６】
この発明の好ましい実施形態について説明してきたが、当業者であれば、種々の追加や変更及び置き替えが、添付した特許請求の範囲によって規定されるこの発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく可能であることが分かるであろう。
【図１】
2012503933.tif 000003
【図２】
2012503933.tif 000004
【図３】
2012503933.tif 000005
【図４】
2012503933.tif 000006
【図６】
2012503933.tif 000007
【図７】
2012503933.tif 000008
【図５】
2012503933.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成23年10月26日(2011.10.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光学コードを検出して読み取るための方法と装置に関し、特に、適切な露光制御を行う光学コードデコード方法と、撮像装置及び光学コード読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近頃のスーパマーケットで買い物をする人なら誰でも、製品のパッケージに印刷されたバーコードを走査することによって、迅速な精算を容易にする光学コード撮像装置に馴染がある。これは、バーコードを読み取るために作業者によってパッケージが基本的に静止されるので、バーコード読み取りの適用が比較的容易である。
【０００３】
最近では、製品の組立、検査、梱包などが行われる製造ラインにおいても、光学コード読取器が利用されるようになってきている。この光学コード読み取りの適用は、製品が製造ラインを、例えばコンベアーベルト上で比較的速い速度で移動していくので、より多くの要求がなされる。製造ライン上に隘路を作らないようにするため、製造ラインを製品が移動する速度を落とすことなく、正確に光学コードのデコード（復号）が行われることが重要である。そのため、光学コードを正確にデコードすることができる速さが、最も重要になる。
【０００４】
ここで説明する撮像装置には、ＣＣＤ撮像装置、ＣＭＯＳ撮像装置、及び画像を取り込むためのその他の装置等の撮像装置を含んでいる。
【０００５】
図１は典型的な従来の高速光学コード読取器又は撮像装置の動作を示すタイミング図である。その撮像装置は、走査した光学コードの画像をイメージセンサ上に生成し、その画像がその後光学コードを復号するためにデコードされる。センサフレーム信号１０が、その間に画像を検知して捕捉する時間の期間（例えば、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３）を規定する。撮像装置は赤外線ＬＥＤ１２及び可視光による照明ＬＥＤ１４の照明パルスを発生する。
【０００６】
イメージセンサがフレームＦ１内で赤外線パルス１６の反射を感知すると、それは、撮像装置の動作範囲内に物体が存在することを示す。その後、センサフレームＦ２の間に第一の照明パルスａが発光され、ｂで第一の画像が取得される。この画像の露光が評価され、次のセンサフレームＦ３で第二の照明パルスｃが発光される。そのパルス幅はフレームＦ３の間に適切に露光された画像を作るように計算され、その結果、ｄにおいて光学コードが高い信頼性をもってデコードされることになる。この典型例では、光学コードがデコードされるために少なくとも６０ｍｓを要する。
【発明の概要】
【０００７】
この発明の一態様によれば、赤外線パルスは撮像装置の動作範囲内における物体の存在を検知することに利用されるだけでなく、物体から反射される赤外線パルスの画像も、物体と撮像装置との間の距離を測定するために利用される。その後、照明パルスが物体上の光学コードを照明するために発光されるが、そのパルスの強度や継続時間のような特性が、検出された距離で物体を適切に露光するように制御される。これはデコードの信頼性と速度を高める可変被写界深度を効果的に与える。
【０００８】
光学コードの適切な露光が第一の段階で得られ、その結果、総デコード時間を４０ｍｓ以下に短縮できることが、この発明の特徴である。
この発明の上述及び他の目的、特徴並びに利点は、以下に詳述するこの発明の好ましい実施形態の記載を添付図面と共に参照することによって、より完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】典型的な従来の高速光学コード撮像装置の動作を示すタイミング図である。
【図２】この発明を実施した撮像装置の概略図である。
【図３】図２の撮像装置２０の動作を説明するためのタイミング図である。
【図４】図２の撮像装置２０の動作を説明するためのフロー図である。
【００１０】
【図５】（Ａ）と（Ｂ）からなり、物体と撮像装置との間の距離を算定する好ましい方法を示す図であって、（Ａ）は三つの異なる距離ａ，ｂ，及びｃ（それぞれ５０ｍｍ，１００ｍｍ，１５０ｍｍ）に位置する物体を模式的に示し、（Ｂ）はａ，ｂ，及びｃの位置（左から右へ）において得られる反射された赤外線（スポット）の画像を示す図である。
【図６】（Ａ）は発光された可視光照明の強度が物体と撮像装置との間の距離によってどのように減少するかを示す図であり、（Ｂ）は物体と撮像装置との間の距離に基づいて可視照明を調整するための好ましい方法を説明する図である。
【図７】本発明を具体化する撮像装置２０の好ましい実施例のブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図面に戻って、図２はこの発明を実施した撮像装置２０を示す概略図である。図３は図２の撮像装置２０の動作を説明するためのタイミング図であり、図４もその動作を説明するためのフロー図である。
【００１２】
図２に見られるように、撮像装置２０は、距離を測定するための照射光として赤外線を発光する赤外線発光ダイオード（赤外線ＬＥＤ）２２と、適切な照明をするための照射光として可視光を発光する照明ＬＥＤ２４とを備えている。この照明ＬＥＤ２４が第一の光源であり、赤外線ＬＥＤ２２が第二の光源である。
赤外線ＬＥＤ２２と照明ＬＥＤ２４からの照射光は光学コードを有する物体Ｏの表面に向かい、その光学コードがその赤外線が当たる点Ｐ上の領域にあるとよい。ラインＬ１，Ｌ２によって規定される視野ＦＯＶを有するカメラモジュール２６が、ミラーＭを介して物体Ｏを撮像する。ラインＬ３は物体Ｏからカメラモジュール２６へ反射される点Ｐの画像を示す。
【００１３】
この撮像装置２０は、この発明による光学コードデコード方法を実施するため、動作中、図４のフローチャートのブロック１００に示されるように、赤外線ＬＥＤ２２はセンサフレームＦ２の間にパルス駆動され、そして、点Ｐの画像がカメラモジュール２６によって撮像された画像から検出されると、Ａで物体が存在していると判定し、その物体の撮像装置２０からの距離の測定を開始する（ブロック１０２）。フレームＦ２が完了したＢでは、それより前の物体Ｏと撮像装置２０との間の距離の算定に基づいて、物体Ｏに対する適切な照明が決定される（ブロック１０４）。次のフレームＦ３において、適切な照明（強度と継続時間）を行うためのパルスがＣで発生される（ブロック１０６）。それによって、適切な照明によってカメラモジュール２６が撮像した物体Ｏの画像から、フレームＦ３の完了時に、その物体Ｏの表面上の光学コードは高い成功確率でデコードされる（ブロック１０８）。その後、イメージセンサ内に蓄積された電荷が消去され、次の物体上のコードのデコードができるように、制御はブロック１００に戻る。
【００１４】
図５は（Ａ）及び（Ｂ）からなり、物体と撮像装置２０との間の距離を算定する好ましい方法を示す図であって、（Ａ）は、三つの異なる距離ａ，ｂ，及びｃ（それぞれ５０ｍｍ，１００ｍｍ，１５０ｍｍ）に位置する物体を模式的に示し、（Ｂ）はａ，ｂ，及びｃの位置（左から右へ）における反射された赤外線（スポット）の画像を示す図である。
【００１５】
図５の（Ａ）は、撮像装置２０から三つの異なる距離ａ，ｂ，及びｃ（それぞれ５０ｍｍ，１００ｍｍ，１５０ｍｍ）に物体Ｏを示すこと以外は図２と同様である。図示のように、赤外線Ｒはａ，ｂ，及びｃの各位置において異なる高さで物体Ｏの表面の一部に当たる。物体からの赤外線Ｒの反射は、図５の（Ａ）に破線で示されている。その反射された光線はミラーＭで反射され、レンズＬを通過してイメージセンサＳ上に赤外線Ｒの画像を形成する（レンズＬとイメージセンサＳは図２における物体Ｏを撮像するカメラモジュール２６の一部である）。
【００１６】
そのイメージセンサＳ上の赤外線Ｒによって照射された部分の画像は他の暗領域内にスポット７０があり、図５の（Ｂ）に見られるように、そのスポット７０は、位置ａ，ｂ，及びｃ（それぞれ左から右へ示す）のそれぞれにおいて光線が物体に異なる高さで当たるために、画像内における高さが異なっている。
【００１７】
実際には、撮像装置２０は物体Ｏが最も近い位置で測定されるときに、イメージセンサＳ上に形成される画像の最上部にスポット７０が位置するように調整される。その後、画像内のスポット７０の高さに基づいて、物体ＯとイメージセンサＳとの間の距離を算定できる。当業者ならば容易にこの機能を、システムエレクトロニクスやルックアップテーブル用にプログラムすることができる。
【００１８】
物体Ｏと撮像装置２０との間の距離が算定されると、それによって可視光照明が、良い露出画像を形成するように制御され得る。図６の（Ａ）は、発光された可視光照明の強度が物体と撮像装置との間の距離によってどのように減少するかを示す線図である。要するに、照度は距離の二乗に反比例して変化する。したがって、物体まで距離が増加すると、より多くの光をその物体に与えなくてはならない。
【００１９】
好ましい実施形態では、算定された物体と撮像装置との間の距離に応じて可視光照明のパルス幅を制御することによって、照明が調節される。図６の（Ｂ）は、物体と撮像装置との間の距離に基づいて可視光照明を調節するための好ましい方法を示す線図である。
【００２０】
図示のように、物体と撮像装置との間の距離に伴って、照明のパルス幅が増加される。その距離が閾値（好ましい実施例では１４０ｍｍ）を超えると、そのパルス幅（継続時間）が一定値に保持されるとよい。当業者であれば、所望の照明を達成するためにパルスの強度あるいはパルスの強度とパルス幅の両方を制御することが可能であることを理解されるであろう。
【００２１】
図７は撮像装置２０の好ましい実施例のブロック図である。撮像装置２０は大まかには、物体Ｏの表面上の光学コードＣの画像を形成する撮像部３０と、物体Ｏの画像を生成するための赤外線および可視光照明の両方が設けられた照明部４０と、撮像装置２０を動作させるために必要なすべての処理を行うプロセッサ部５０とを備えている。
【００２２】
撮像部３０は、ＣＭＯＳアレイのようなイメージセンサ３４上に光学コードＣの画像を結像して撮像させるレンズ系のような光学素子３２を有する。そのような装置はこの技術分野でよく知られている。イメージセンサ３４は、プロセッサ部５０で光学コードＣの情報を再生（デコード）するために処理される画像を蓄積する画素素子アレイを有する。
【００２３】
プロセッサ部５０は、光学コードＣでコード化された情報を再生（デコード）するため、撮像部３０で撮像された画像の画素情報を処理する特定用途用集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）５２を有する。ＡＳＩＣ５２は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ、好ましくはＳＤＲＡＭ）５４とリードオンリメモリ（ＲＯＭ、好ましくはＦＲＯＭ）５６にアクセスする。プロセッサ部５０はまた、照明部４０に制御信号を与える複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）５８も有する。ＣＰＬＤ５８は図６の線図に基づいてプログラムされる。ＡＳＩＣ５２は、点Ｐからの赤外線による画像の検出された強度を示す信号をＣＰＬＤ５８に与え、ＣＰＬＤ５８は図５によって説明したように、画像内のスポット７０の高さに基づいて物体Ｏとイメージセンサ３４との間の距離を算定し、プログラムされた図６の曲線を用いて、照明部４０によって与えられる照明を制御する信号を作り出す。
【００２４】
照明部４０は、可視光線を発光し、ＣＰＬＤ５８に制御されるドライバ４４によって駆動される第一の光源としての照明ＬＥＤ４２を有する。照明ＬＥＤ４２からの照明は、例えばレンズ系である光学素子４６によって合焦される。照明部４０はまた、ＣＰＬＤ５８に制御されるドライバ４９によって駆動される第二の光源としての赤外線ＬＥＤ４８も有する。赤外線ＬＥＤ４８からの照射光は、例えばレンズ系である光学素子４７によって合焦される。
【００２５】
撮像装置２０の作動については、既に図３及び図４によって説明されている。当業者であれば、適切な露光を行うために、可視光パルスの強度又は継続時間あるいはその両方を制御するとよいことを理解されるであろう。
この発明による撮像装置は、「技術分野」に記載したように、光学コードを読み取る光学コード読取装置として使用できる。
【００２６】
さらに、次のような記号読取装置を提供することもできる。
それは、第一及び第二の照明光源を備えた記号（シンボル）読取装置であって、その第一及び第二の照明光源は異なる波長の光を発光するものであり、第二の照明光源は第二の波長の光によって記号（シンボル）を照明するためのコントローラに接続されている。
さらに、上記第二の波長の光による照明の反射光を処理することによって、上記記号を有する物体の存在と距離を測定するように構成されたプロセッサと、その物体の測定された距離に応じて上記第一の照明光源の発光の継続時間又は強度の少なくとも一方を制御し、測定された距離が規定された最大値を超えると、上記継続時間又は強度を距離の関数として変化させず、測定された距離が規定された最大値を下回ると、上記継続時間又は強度を距離の関数として変化させる制御手段とを備えている。
【００２７】
この発明の好ましい実施形態について説明してきたが、当業者であれば、種々の追加や変更及び置き替えが、添付した特許請求の範囲によって規定されるこの発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく可能であることが分かるであろう。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の表面上の光学コードをデコードする方法であって、
前記物体の表面に向けて距離を測定するための照射光を発光して、カメラモジュールによって前記物体を撮像し、
その撮像した画像から前記物体との間の距離を算定し、
その算定した距離に基づいて、前記物体に対して適切な照明を行って、前記カメラモジュールによって前記物体を撮像し、
その撮像した画像から前記光学コードをデコードすることを特徴とする光学コードデコード方法。
【請求項２】
前記距離を測定するための照射光は、前記物体の表面の一部を照射し、
そのとき前記カメラモジュールによって前記物体の表面を撮像した画像内における前記照射光によって照射された部分の位置から、前記物体との間の距離を算定することを特徴とする請求項1に記載の光学コードデコード方法。
【請求項３】
前記距離を測定するための照射光は、前記物体との間の距離よって異なる高さで前記物体の表面に当たる光であり、
そのとき前記カメラモジュールによって前記物体を撮像した画像内における前記照射光によって照射された部分の高さから、前記物体との間の距離を算定することを特徴とする請求項２に記載の光学コードデコード方法。
【請求項４】
前記算定した距離に基づいて、前記物体を照明するためのパルスの強度と継続時間の少なくとも一方を制御することによって前記適切な照明を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学コードデコード方法。
【請求項５】
前記パルスの継続時間を距離に応じて増加させるが、予め設定された閾値の距離を超えた後は略一定値を保持するように制御することを特徴とする請求項４に記載の光学コードデコード方法。
【請求項６】
前記距離を測定するための照射光は赤外線であり、前記物体に対して前記適切な照明を行うのは可視光照明であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の光学コードデコード方法。
【請求項７】
物体の表面上の光学コードをデコードする撮像装置であって、
前記物体を照明するための第一の光源を有する照明部と、
前記物体を撮像する光学素子とイメージセンサを有する撮像部と、
前記第一の光源が前記物体を照明したときに前記イメージセンサが撮像した画像から前記光学コードをデコードするプロセッサ部とを備え、
前記照明部は、前記物体の表面に向けて距離を測定するための照射光を発光する第二の光源を備え、
前記プロセッサ部は、前記第二の光源が発光したときに前記イメージセンサが撮像した画像から、前記物体との間の距離を算定し、その算定した距離に応じて前記第一の光源による照明を適切に制御する処理手段を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
前記第二の光源は、前記物体の表面の一部を照射し、
前記処理手段は、前記第二の光源が発光したときに前記イメージセンサが撮像した画像内における前記第二の光源によって照射された部分の位置から、前記物体との間の距離を算定することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第二の光源が発光する照射光は、前記物体との間の距離によって異なる高さで該物体に当たる光であり、
前記処理手段は、前記第二の光源が発光したときに前記イメージセンサが撮像した画像内における前記第二の光源によって照射された部分の高さから、前記物体との間の距離を算定することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第一の光源は前記物体を照明するためのパルスを生成し、
前記処理手段は、前記第一の光源の前記パルスの強度と継続時間の少なくとも一方を制御することによって、前記第１の光源による照明を適切に制御することを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記処理手段は、前記第一の光源による照明を、前記パルスの継続時間を距離に応じて増加させるが、予め設定された閾値の距離を超えた後は略一定値を保持するように制御することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記第一の光源は可視光を発光する照明ＬＥＤであり、前記第二の光源は赤外線を発光する赤外線ＬＥＤであることを特徴とする請求項７から１１のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
請求項７から１２のいずれか一項に記載の撮像装置によって、光学コードを読み取る光学コード読取装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2012503933.tif 000010
【国際調査報告】
2012503933.tif 000011