光学的情報読取装置
【課題】 鏡面反射による照明光の写り込みの虞があっても、画像の取込みに要する時間を短時間で済ませながら、情報コードの良好な読取りを可能とする。
【解決手段】 情報コードが記された読取対象物Ａに対して照明光を照射する照明部４を、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を発するＬＥＤ１１を、複数個ずつ異なった位置に互いに重ならないように設けて構成し、複数色のＬＥＤ１１から照明光を同時に照射する。受光センサ６を、ＣＣＤカラーエリアセンサから構成し、ＲＧＢの各色成分毎の受光信号（明暗の階調値）を出力するようにする。制御回路１０は、情報コードの読取時に、各色成分毎の色分解画像データを得、各色分解画像データにおいて鏡面反射領域の有無を判定し、鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、複数の色分解画像データを合成して読取対象画像データとし、デコード処理を実行する。
【解決手段】 情報コードが記された読取対象物Ａに対して照明光を照射する照明部４を、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を発するＬＥＤ１１を、複数個ずつ異なった位置に互いに重ならないように設けて構成し、複数色のＬＥＤ１１から照明光を同時に照射する。受光センサ６を、ＣＣＤカラーエリアセンサから構成し、ＲＧＢの各色成分毎の受光信号（明暗の階調値）を出力するようにする。制御回路１０は、情報コードの読取時に、各色成分毎の色分解画像データを得、各色分解画像データにおいて鏡面反射領域の有無を判定し、鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、複数の色分解画像データを合成して読取対象画像データとし、デコード処理を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次元コード等の情報コードが記された読取対象物に向けて照明光を照射し、読取対象物からの反射光の画像を取込むことに基づいて前記情報コードを読取る光学的情報読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報コード例えばＱＲコード（登録商標）等の二次元コードを読取るハンディタイプの光学的情報読取装置は、一般に、先端に読取口を有する本体ケース内に、ＱＲコードが記された読取対象物に向けて照明光を照射するためのＬＥＤ、読取対象物からの反射光を受光する結像レンズ及びＣＣＤセンサ、ＣＣＤセンサからの出力信号を処理してＱＲコードのデコード処理等を行う処理回路などを備えて構成されている。
【０００３】
ところで、近年では、光学的情報読取装置によって、例えば携帯電話機等における液晶表示装置の画面上に表示された情報コードを読取るといった使い方（システム）が考えられてきている。また、読取対象物として、つやのある紙（ラベル）等にＱＲコードが印刷される場合もある。このような場合、ＬＥＤからの照明光の照射角度によっては、照明光が読取対象物（ラベルや液晶表示画面）の表面で鏡面反射してＣＣＤセンサに入射（写り込み）されてしまい、情報コードの読取りがうまく行えなくなる虞がある。
【０００４】
そこで、そのような鏡面反射に対する対策として、従来では、照明光源として複数個のＬＥＤを点灯の切替え制御可能に設け、情報コードの画像の取込みを行った後、その画像に鏡面反射領域が存在しているかどうかを判断し、鏡面反射領域が存在している場合には、ＬＥＤによる照明光の照射角度を変更して、再度画像の取込みを行い、それらの画像データの合成等により鏡面反射領域のない画像データを得ることが考えられている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１２０２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された技術では、１回目に取込んだ画像に鏡面反射が生じていた場合には、２回、３回と画像取込みの動作を繰返さなければならず、画像取込みに要する時間が長くなる問題がある。また、１回目の画像取込み時と、２回目の画像取込み時とで、読取口と情報コードとの間の位置ずれが生ずることもあり、このような場合には、画像データの合成がうまくできず、良好な読取りが行えなくなってしまう。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、鏡面反射による照明光の写り込みの虞があっても、画像の取込みに要する時間を短時間で済ませながら、情報コードの良好な読取りを可能とする光学的情報読取装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の光学的情報読取装置は、情報コードが記された読取対象物に向けて照明光を照射する照明手段を、複数色の光源を夫々異なった位置に互いに重ならないように備え、それら複数色の光源から照明光を同時に照射するように構成し、読取対象物からの反射光の画像を取込む撮像手段を、カラーセンサを備え、反射光を色毎に分解した色分解画像データを得ることが可能に構成し、前記色分解画像データにおける鏡面反射領域の有無を判定する鏡面反射判定手段を設け、この鏡面反射判定手段により鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、複数の色分解画像データを合成して読取対象画像データとする合成手段を設け、読取手段を、読取対象画像データに基づいて情報コードを読取るように構成している（請求項１の発明）。
【０００８】
上記構成によれば、読取対象物に対し複数色の光源から照明光が同時に照射され、その反射光の画像がカラーセンサにより取込まれることに基づき、複数の色毎の色分解画像データを得ることができる。このとき、複数色の光源は異なった位置に互いに重ならないように設けられているので、一度の画像取込みにより、１つの読取対象物（情報コード）に関し、照明光の照射角度が異なる複数の画像を、各色分解画像データとして得ることができる。そして、色毎に照明光の照射角度が異なることによって、各色分解画像データにおける鏡面反射の状態も相違することになり、例えば一の色分解画像データにおいて鏡面反射による照明の写り込みが生じていても、別の色分解画像データにおいては、鏡面反射が存在しない或いは鏡面反射の発生部位（領域）が異なるものとなる。
【０００９】
従って、鏡面反射判定手段により、色分解画像データにおける鏡面反射領域の有無が判定され、鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、合成手段により、複数の色分解画像データが合成されて読取対象画像データとされる。この合成によって、いずれかの色分解画像データにおいて鏡面反射が生じていた場合でも、別の色分解画像データによってその鏡面反射領域部分のデータを補填することができる。このとき、各色分解画像データは、もともと１回の画像取込みにより得られたものであるから、位置ずれが生ずることはなく、合成の際の位置合せは特に必要なくなる。この結果、読取手段により、情報コードの読取りが良好に行われるようになる。
【００１０】
尚、本発明にいう、「照明光を同時に照射する」とは、カラーセンサの１露光時間内に全ての色の光源が照明光を照射するという意味であり、必ずしも、厳密な時刻の一致を必要とするものではない。照明光源の通電（点灯）時間を色毎に異ならせるものであっても良い。
【００１１】
本発明においては、鏡面反射判定手段を、全ての色分解画像データに関して鏡面反射領域の有無を判定するように構成し、鏡面反射領域が存在しない色分解画像データが存在する場合には、その色分解画像データを、読取手段による読取対象画像データとすることができる（請求項２の発明）。これによれば、合成手段による合成の処理を行わずに、情報コードの読取りを行うことができる。
【００１２】
本発明においては、鏡面反射判定手段により、一の色分解画像データに関して鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、合成手段により、該当する領域に鏡面反射領域が存在しない他の色分解画像データのうちの該当領域を含む一部又は全部が、前記一の色分解画像データと合成されるように構成することができる（請求項３の発明）。これにより、いずれかの色分解画像データにおいて鏡面反射による照明の写り込みが生じていた場合でも、別の色分解画像データによってその鏡面反射領域部分のデータを確実に補填することができる。
【００１３】
ところで、情報コードのなかには、例えば「ＱＲコード」（登録商標）のように、コードの一部が汚れていたり破損していたりしても、自身でデータを復元できる誤り訂正機能を有するものがある。そこで、前記鏡面反射判定手段により、全ての色分解画像データにおいて重複する鏡面反射領域が存在すると判定された場合には、その重複鏡面反射領域が誤り訂正機能によって補填可能であるかどうかが判断され、誤り訂正機能によって補填可能である場合に、前記読取手段による読取りを実行するように構成することもできる（請求項４の発明）。これにより、誤り訂正機能を有効に利用することが可能となる。
【００１４】
上記読取手段が、各色分解画像データを各色毎に設定された閾値を用いて二値化処理するように構成される場合には、前記鏡面反射判定手段により一の色分解画像データに関して鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、該当する領域に鏡面反射領域が存在しない他の色分解画像データにおける二値化処理の閾値を、該当領域に関する明暗値の振幅のほぼ中心にくるように調整する閾値変更手段を設けることができる（請求項５の発明）。これによれば、該当領域に関して、明暗が明確に分かれるので、補填するデータの正確性を高めることができ、情報コードの読取をより良好に行うことが可能となる。
【００１５】
上記照明手段に、鏡面反射判定手段により鏡面反射領域が存在すると判定された色分解画像データが存在する場合には、次回の読取時に、該当する色の光源の照度レベルを下げるように調整する照度調整手段を設けることができる（請求項６の発明）。これによれば、鏡面反射が発生した色の照明について、次回の照度レベルを下げることによって、鏡面反射を起こりにくくすることができる、このとき、照度調整手段を、鏡面反射領域の面積に応じて該当する色の光源の照度レベルを下げるように構成すれば（請求項７の発明）、照度レベルの調整をより適切に緻密に行うことができる。
【００１６】
あるいは、上記照明手段を、１つ又は一部の色の光源に関して予め鏡面反射領域を小さくするような低照度レベルで照明光を照射するように構成することもできる（請求項８の発明）。これにより、１つ又は一部の色の光の光源に関して、予め鏡面反射が起こりにくいものとしておくことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。尚、この実施例は、本発明を、ハンディタイプ（ガンタイプ）の二次元コード読取装置により、情報コードとしてのＱＲコードを読取る場合に適用した例である。
【００１８】
まず、図１及び図２を参照して、本実施例に係る光学的情報読取装置たる二次元コード読取装置１の全体構成について述べる。図２は、二次元コード読取装置１の外観を正面から示している。この二次元コード読取装置１の本体ケース２は、丸みを帯びた薄型のほぼ矩形箱状をなし、その後部から下方に延びて、ユーザが片手で把持して操作が可能なグリップ部２ａを一体的に有している。前記本体ケース２の先端面部には、横長な矩形状をなし透光性を有する読取口２ｂが設けられている。また、前記グリップ部２ａの上端部分には、読取指示用のトリガスイッチ３が設けられている。
【００１９】
前記本体ケース２内には、例えば商品に付されたラベルやカタログ等の読取対象物Ａ（図１参照）に記録された情報コードたる例えばＱＲコード（図４〜図６に撮影画像を示す）を読取るための読取機構が設けられる。この読取機構は、読取対象物Ａに向けて照明光を照射する照明手段としての照明部４、読取対象物Ａからの反射光の画像を取込む撮像手段としての結像レンズ５及び受光センサ６（図１参照）等から構成されている。
【００２０】
これにて、照明部４によって読取口２ｂを通して読取対象物Ａ（情報コード）に照明光が照射され、情報コードからの反射光が読取口２ｂを通して入射され、前記結像レンズ４を介して受光センサ５上に結像され、以て、情報コードの画像が取込まれる（撮影される）ようになっているのである。前記照明部４及び受光センサ６の構成の詳細については後述する。
【００２１】
また、図１にのみに示すように、本体ケース２の上面部には、ＬＣＤからなる表示部７やキー操作部（図示せず）が設けられ、本体ケース２内には、報知用のブザー８が設けられている。さらに、図１にのみ示すように、前記本体ケース２内には、外部（ホストコンピュータ）との通信を行うための入出力回路９や、装置全体の制御や撮像した情報コードの読取り（デコード）処理等を行う制御回路１０等も設けられている。制御回路１０についても後述する。
【００２２】
ここで、読取対象物Ａに記される情報コードしてのＱＲコードについて、簡単に述べておく。図４〜図６に示すように、ＱＲコードは、全体として正方形状をなし、右上、左上、左下の３つの角部にデータ配列方向を示す特定パターン（切出しシンボル）を有すると共に、残りの部分が白黒のデータセルを縦横に配列したデータ領域とされている。また、このＱＲコードは、リードソロモン符合による誤り訂正（データ復元）機能を有しており、コードの面積のうち所定比率（例えば約１５％或いは約２５％）が汚れていたり破損したりしていても、データを復元でき、読取りが可能とされている。
【００２３】
さて、本実施例では、前記受光センサ６は、カラーセンサ例えばＣＣＤカラーエリアセンサから構成され、本体ケース２内の中央部に前記読取口２ｂを向いて配設されている。この受光センサ６（ＣＣＤカラーエリアセンサ）は、この場合、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の３色に対応する画素（Ｒ，Ｇ，Ｇ，Ｂの４個が一単位）を縦横に多数配列して構成され、ＲＧＢの各色に対応する画素により、ＲＧＢの各色成分毎の受光信号（明暗の階調値）を取出すことができるように構成されている。
【００２４】
また、前記結像レンズ５は、前記受光センサ６の前方に配設されている。このとき、結像レンズ５の光軸は、前記読取口２ｂの中心を直交するように延びており、前記受光センサ６はその光軸の延長線上にその中心を一致させるように配設されている。
【００２５】
そして、前記照明部４は、図２にも示すように、光源としての複数個のＬＥＤ１１を
前記結像レンズ５の周囲部に、前記読取口２ｂに向けて配設して構成されている。このとき、本実施例では、ＬＥＤ１１は、赤色の光を発するものと、緑色の光を発するものと、青色の光を発するものとの３色のものが、各４個ずつ合計１２個設けられ、図２に示すように、各色のＬＥＤ１１が夫々異なった位置に互いに重ならないように且つ分散して配列されている。尚、ＬＥＤ１１を色毎に区別する必要がある場合には、赤、緑、青の順に、符号１１の後に（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）を夫々付すこととする。
【００２６】
図１に示すように、照明部４を構成する複数個のＬＥＤ１１は、前記制御回路１０により、ＬＥＤ駆動回路１２を介して通電（点灯）制御される。この場合、照明部４は、複数色のＬＥＤ１１から照明光を同時に照射するように構成されている。これにて、各色のＬＥＤ１１から読取対象物Ａに照射される照明光は、照射角度が僅かずつ異なるものとなる。尚、ここでいう、「同時に」とは、前記受光センサ６の１露光時間内に全ての色のＬＥＤ１１が照明光を照射するという意味であり、必ずしも、厳密な時刻の一致を必要とするものではない。各ＬＥＤ１１に対する通電（点灯）時間を色毎に異ならせるものであっても良い。
【００２７】
図１は、本実施例の二次元コード読取装置１の電気的構成を概略的に示している。ここで、前記制御回路１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えたマイクロコンピュータを主体として構成されている。この制御回路１０には、前記トリガスイッチ３及びキー操作部からの信号が入力されるようになっており、また、表示部７の表示を制御すると共に、ブザー８の鳴動を制御するようになっている。さらに、前記入出力回路９を介して外部との通信を制御するようになっている。
【００２８】
前記制御回路１０は、前記受光センサ６を駆動制御するようになっていると共に、前記ＬＥＤ駆動回路１２を介して各ＬＥＤ１１を制御するようになっている。このとき、ＬＥＤ駆動回路１２は、制御回路１０により、各色毎のＬＥＤ１１の照度を調整することが可能に構成されている。尚、当初は、各ＬＥＤ１１の照度レベルは十分高い（明るい）ものとされる。
【００２９】
そして、この二次元コード読取装置１には、画像データを処理して情報コードを読取るために、二値化回路１３、クロック信号出力回路１４、アドレス発生回路１５、画像メモリ１６、変化点検出回路１７、比検出回路１８、アドレス記憶メモリ１９、鏡面反射検出回路２０、鏡面反射アドレス記憶メモリ２１が設けられている。
【００３０】
前記受光センサ６から出力された各色の受光信号（各色の成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）毎のアナログの色分解画像データ）は、前記二値化回路１３にて、各色成分毎に設定された閾値ＳＬ（図７参照）に基づいて明暗二値化される。二値化された各色の色分解画像データは、画像メモリ１６に記憶される。このとき、前記受光センサ６から出力される同期パルスに基づいて、クロック信号出力回路１４からそれより十分に細かいクロックパルスが出力される。アドレス発生回路１５は、そのクロックパルスをカウントして、画像メモリ１６に対するアドレスを発生させるようになっている。
【００３１】
一方、変化点検出回路１７は、二値化回路１３からの出力データの、明（「１」）から暗（「０」）、及び暗から明への変化点を検出し、その変化時に、比検出回路１８に対しパルス信号を出力させる。比検出回路１８は、パルス信号の間隔をカウントすることにより、明及び暗の連続する長さを検出し、その長さの比を求めることに基づいて、ＱＲコードの特定パターン（切出しシンボル）の位置を検出し、そのアドレスをアドレス記憶メモリ１９に記憶させるようになっている。前記制御回路１０は、画像メモリ１６に記憶された画像データ及びアドレス記憶メモリ１９に記憶された特定パターンの位置データに基づいて、ＱＲコードのデコード（読取り）処理を実行する。これにて、前記制御回路１０を含んだ読取手段が構成されている。
【００３２】
さて、前記鏡面反射検出回路２０は、受光センサ６から出力される各色の成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）毎の色分解画像データにおける鏡面反射領域の有無及び位置を判定する鏡面反射判定手段として機能する。このとき、本実施例では、画像データ内に、例えば予め設定されている鏡面反射判定値よりも大きい輝度領域が存在する場合に、鏡面反射領域であると判定するようになっている。鏡面反射アドレス記憶メモリ２１には、検出された鏡面反射領域のアドレスが記憶されるようになっている。
【００３３】
そして、後の作用説明でも述べるように、前記制御回路１０は、そのソフトウエア的構成（制御プログラムの実行）により、ＱＲコードの読取時に、鏡面反射検出回路２０によって鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、複数の色分解画像データ（二値化データ）を合成して読取対象画像データとし、その読取対象画像データに基づいてＱＲコードのデコード処理を行うようになっている。従って、制御回路１０が合成手段として機能するようになっている。
【００３４】
より具体的には、まず、鏡面反射検出回路２０により、３色全ての色分解画像データに関して鏡面反射領域の有無を判定し、制御回路１０は、鏡面反射領域が存在しない色分解画像データが存在する場合には、その色分解画像データを読取対象画像データとしてデコード処理を行うようになっている。これに対し、鏡面反射検出回路２０により、少なくとも一の色分解画像データに関して鏡面反射領域が存在すると判定された場合には、制御回路１０は、該当する領域に鏡面反射領域が存在しない他の色分解画像データのうちの該当領域を含む一部（或いは全部）を、鏡面反射領域が存在する色分解画像データと合成するようになっている。
【００３５】
また、本実施例では、上記したように、二値化回路１３における閾値ＳＬは、各色成分毎に設定される（図７に、ＳＬ（Ｒ），ＳＬ（Ｂ），ＳＬ（Ｇ）で示す）のであるが、鏡面反射検出回路２０により、一の色分解画像データに関して鏡面反射領域が存在すると判定された場合には、制御回路１０は、他の色分解画像データにおける二値化処理の閾値を、該当領域に関する明暗値の振幅のほぼ中心にくるように調整する閾値変更手段として機能するようになっている。図８は、赤色（Ｒ成分）色分解画像データに鏡面反射が検出された場合を例示しており、ここでは、残りの青色（Ｂ成分）色分解画像データ及び、緑色（Ｇ成分）色分解画像データにおける二値化処理の閾値が、夫々、ＳＬ´（Ｂ）及びＳＬ´（Ｇ）に調整されるようになっている。
【００３６】
さらに、本実施例では、制御回路１０は、鏡面反射検出回路２０によりいずれかの色分解画像データに鏡面反射領域が存在すると判定された場合には、次回の読取時に、該当する色のＬＥＤ１１の照度レベルを下げるように調整するようになっている。このとき、鏡面反射領域の面積に応じて該当する色のＬＥＤ１１の照度レベルを下げる、つまり鏡面反射領域の面積が大きいほどＬＥＤ１１の照度レベルが小さくなるように調整が行われるようになっている。従って、制御回路１０は照度調整手段としての機能も備えている。
【００３７】
尚、制御回路１０は、鏡面反射検出回路２０により全ての色分解画像データにおいて重複する鏡面反射領域が存在すると判定された場合には、合成された読取対象画像データに基づいてＱＲコードのデコード処理を行うにあたり、その重複鏡面反射領域が、ＱＲコードの誤り訂正機能によって補填可能であるかどうかを判断し、誤り訂正機能によって補填可能である場合に、デコードの処理を実行するようになっている。補填が不可能な場合や、別の原因によりデコードに失敗した場合には、ブザー８等によりエラー報知を行い、ユーザに再度の読取りの操作を促すようになっている。
【００３８】
次に、上記構成の作用について、図３〜図８も参照して述べる。図３のフローチャートは、ＱＲコードの読取時における、制御回路１０の実行する処理の概略を示している。まず、ステップＳ１では、ユーザのトリガスイッチ３のオン操作に基づいて、ＱＲコードの画像取込みが実行される。このときには、上述のように、照明部４の複数個（複数色）のＬＥＤ１１から同時に照明光が読取対象物Ａに照射され、その反射光が結像レンズ５を介して受光センサ６により取込まれる。受光センサ６は、各色成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）毎の受光信号（アナログの色分解画像データ）を出力する。
【００３９】
次のステップＳ２では、受光センサ６から出力された各色分解画像データにおいて鏡面反射領域があるかどうか（及びその位置）が判定される。この判定は、上記のように、鏡面反射検出回路２０により、画像データ内に予め設定されている鏡面反射判定値よりも大きい輝度領域（飽和している領域）が存在するかどうかが検出され、検出された領域が鏡面反射領域（鏡面反射により照明光が写り込んだ領域）であると判定されるようになっている。
【００４０】
鏡面反射領域が存在すると判定されなかった場合には（ステップＳ２にてＮｏ）、ステップＳ４のデコード処理に進む。尚、このとき、各色成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）毎の受光信号（アナログの色分解画像データ）は、二値化回路１３にて二値化処理され、色分解画像データとして画像メモリ１６に格納される。この場合、二値化回路１３における閾値ＳＬは、図７に、ＳＬ（Ｒ），ＳＬ（Ｂ），ＳＬ（Ｇ）で示すように、各色成分毎に設定されるようになっている。デコード処理にあたっては、鏡面反射領域が存在しないいずれか一つの色分解画像データを、読取対象画像データとしても良く、或いは、全ての色分解画像データを合成したものを、読取対象画像データとしても良い。
【００４１】
一方、上記ステップＳ２にて鏡面反射領域が存在すると判定された場合には（Ｙｅｓ）、次のステップＳ３にて、二値化処理後の各色分解画像データを合成する合成処理が実行される。この合成処理は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各成分の色分解画像データ全体を合成しても良く、或いは、一つの色分解画像データにおいて鏡面反射領域が存在する場合に、他の色分解画像データの該当部分を合成することにより行うことができる。このステップＳ３において合成された画像データが、読取対象画像データとされ、次のステップＳ４にてデコード処理が実行される。
【００４２】
尚、このとき、各色分解画像データは、もともと１回の画像取込みにより得られたものであるから、各色分解画像データ間に位置ずれが生ずることはなく、合成の際の位置合せは特に必要なく、短時間で簡易に合成の処理を行うことができる。また、この場合には、上記したように、一の色分解画像データに関して鏡面反射領域が存在すると判定された場合には、他の色分解画像データにおける二値化処理の閾値ＳＬが、該当領域に関する明暗値の振幅のほぼ中心にくるように調整される（図８参照）。
【００４３】
ここで、照明部４の複数色のＬＥＤ１１は異なった位置に互いに重ならないように設けられているので、各色分解画像データは、色毎に照明光の照射角度が僅かずつ異なることによって、鏡面反射の状態も相違することになる。従って、例えば一の色分解画像データにおいて鏡面反射による照明の写り込みが生じていても、別の色分解画像データにおいては、鏡面反射が存在しない或いは鏡面反射の発生部位（領域）が異なるものとなる。従って、上記合成の処理によって、鏡面反射領域部分のデータを補填することができるのである。
【００４４】
図４及び図５（並びに図６）は、ＱＲコードの撮影画像を色分解した様子を示すものであり、（ａ）は、受光センサ６が出力する各色成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）毎の受光信号（アナログの色分解画像データ）に対応した画像を示し、（ｂ）は、その各色分解画像データを二値化した後の色分解画像データに対応した画像を示し、（ｃ）は、それらを合成した画像データに対応した画像を示している。そして、図４は、鏡面反射領域が存在しない場合、図５は、鏡面反射領域（白く抜けた領域）が存在する場合を夫々示している。
【００４５】
更に、図５の例では、３色全ての色分解画像データにおいて鏡面反射領域が存在し、合成した画像データにおいても、ＱＲコードの全ての領域においてデータの補填ができていない様子を示している。このような場合、上記したように、合成した画像データにおける欠陥が、誤り訂正機能によってデータの復元が可能な程度のものであれば（欠陥の面積が所定比率以下であれば）、デコードが可能となるが、欠陥の面積が所定比率よりも大きく、データの復元が不可能であれば、デコードが不成功となる。
【００４６】
図３に戻って、ステップＳ５では、デコードが成功したかどうかが判断される。デコードが成功した場合には（Ｙｅｓ）、例えばデコードデータが外部（ホストコンピュータ）に出力されると共に、読取りが完了した旨が表示部７やブザー８により報知されて処理が終了する。デコードが不成功であった場合には（ステップＳ５にてＮｏ）、読取に失敗した旨が表示部７やブザー８により報知されると共に、次のステップＳ６にて、鏡面反射領域が検出されていたかどうかが判断される。鏡面反射領域が検出されていなかった場合には（Ｎｏ）、そのままステップＳ１に戻り、ユーザによる再度の読取操作を待つ。
【００４７】
これに対し、鏡面反射領域が検出されていた場合には（ステップＳ６にてＹｅｓ）、次のステップＳ７にて、各色成分の色分解画像データにおける鏡面反射領域の大きさ（面積）が算出される。そして、ステップＳ８にて、算出された鏡面反射領域の大きさに応じて該当する色のＬＥＤ１１の照度レベルを調整する（下げる）ことが行われ、ステップＳ１に戻り、ユーザによる再度の読取操作を待つ。
【００４８】
従って、次回の読取時には、鏡面反射を起こした色のＬＥＤ１１による照明光の照度が鏡面反射の度合いに応じて下げられて、鏡面反射を起こりにくくすることができる。図６は、図５の例において、デコードに失敗し、次回において各色のＬＥＤ１１の照度を下げて画像取込みを行った場合の例を示しており、鏡面反射が生じたとしても、図５の例に比べてその領域を小さくすることができ、合成した画像データにより、今度はデコード処理が良好に行われるようになるのである。
【００４９】
このように本実施例によれば、照明部４を、異なる位置に設けられた複数色（３色）のＬＥＤ１１から照明光を同時に照射するように構成し、カラーセンサからなる受光センサ６により、色分解画像データを得るようにすると共に、各色分解画像データにおいて鏡面反射領域の有無を判定し、鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、複数の色分解画像データを合成して読取対象画像データとするように構成した。これにより、鏡面反射による照明光の写り込みの虞があっても、画像の取込みに要する時間を短時間で済ませながら、ＱＲコードの良好な読取りを可能とするという優れた効果を奏する。
【００５０】
また、特に本実施例では、一の色分解画像データに関して鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、他の色分解画像データにおける二値化処理の閾値ＳＬを、該当領域に関する明暗値の振幅のほぼ中心にくるように調整するように構成したので、該当領域に関して、明暗が明確に分かれる（コントラストが高くなる）ようになり、補填するデータの正確性を高めることができ、情報コードの読取をより良好に行うことが可能となる。さらには、鏡面反射領域が存在すると判定された色分解画像データについて、鏡面反射が発生した色の照明について、次回の照度レベルを下げるように構成したので、鏡面反射を起こりにくくすることができるといった利点も得ることができる。
【００５１】
尚、上記実施例では、鏡面反射が発生した場合に、該当する色の照明について照度レベルを下げるように構成したが、１つ又は一部の色のＬＥＤ１１に関して予め鏡面反射領域を小さくするような低照度レベルで照明光を照射するように構成しておけば、その色に関して、予め鏡面反射が起こりにくいものとしておくことができる。さらには、上記実施例では、３色のＬＥＤ１１を設けて、照明光を照射するようにしたが、２色、或いは４色以上としても良い。光源としては、ＬＥＤに限らず、レーザダイオード等も採用することができる。
【００５２】
また、上記実施例では、情報コードとしてのＱＲコードの読取りに本発明を適用したが、他の種類の二次元コードの読取りに適用したり、バーコードなどの一次元コードの読取りに適用したりすることもできる。その他、例えば、ガンタイプの二次元コード読取装置に限らず、ハンディタイプや固定タイプのものであっても良く、また、読取機構等の具体的な構成としても様々な変形が可能であり、例えばミラーを用いたものでも良いなど、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、二次元コード読取装置の電気的構成を概略的に示すブロック図
【図２】二次元コード読取装置の外観を示す正面図
【図３】ＱＲコードの読取の処理手順を示すフローチャート
【図４】鏡面反射領域が存在しない場合のＱＲコードの撮影画像を色分解した様子を示す図
【図５】鏡面反射領域が存在する場合の図４相当図
【図６】照明光の照度レベルの調整後の図４相当図
【図７】受光センサから出力された各色成分毎の受光信号と二値化処理の閾値との関係を示す図
【図８】閾値を調整した様子を示す図７相当図
【符号の説明】
【００５４】
図面中、１は二次元コード読取装置（光学的情報読取装置）、４は照明部（照明手段）、５は結像レンズ、６は受光センサ（撮像手段）、１０は制御回路（読取手段、合成手段、閾値変更手段、照度調整手段）、１１はＬＥＤ（光源）、１２はＬＥＤ駆動回路、１３は二値化回路、１６は画像メモリ、２０は鏡面反射検出回路（鏡面反射判定手段）、Ａは読取対象物を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次元コード等の情報コードが記された読取対象物に向けて照明光を照射し、読取対象物からの反射光の画像を取込むことに基づいて前記情報コードを読取る光学的情報読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報コード例えばＱＲコード（登録商標）等の二次元コードを読取るハンディタイプの光学的情報読取装置は、一般に、先端に読取口を有する本体ケース内に、ＱＲコードが記された読取対象物に向けて照明光を照射するためのＬＥＤ、読取対象物からの反射光を受光する結像レンズ及びＣＣＤセンサ、ＣＣＤセンサからの出力信号を処理してＱＲコードのデコード処理等を行う処理回路などを備えて構成されている。
【０００３】
ところで、近年では、光学的情報読取装置によって、例えば携帯電話機等における液晶表示装置の画面上に表示された情報コードを読取るといった使い方（システム）が考えられてきている。また、読取対象物として、つやのある紙（ラベル）等にＱＲコードが印刷される場合もある。このような場合、ＬＥＤからの照明光の照射角度によっては、照明光が読取対象物（ラベルや液晶表示画面）の表面で鏡面反射してＣＣＤセンサに入射（写り込み）されてしまい、情報コードの読取りがうまく行えなくなる虞がある。
【０００４】
そこで、そのような鏡面反射に対する対策として、従来では、照明光源として複数個のＬＥＤを点灯の切替え制御可能に設け、情報コードの画像の取込みを行った後、その画像に鏡面反射領域が存在しているかどうかを判断し、鏡面反射領域が存在している場合には、ＬＥＤによる照明光の照射角度を変更して、再度画像の取込みを行い、それらの画像データの合成等により鏡面反射領域のない画像データを得ることが考えられている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１２０２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された技術では、１回目に取込んだ画像に鏡面反射が生じていた場合には、２回、３回と画像取込みの動作を繰返さなければならず、画像取込みに要する時間が長くなる問題がある。また、１回目の画像取込み時と、２回目の画像取込み時とで、読取口と情報コードとの間の位置ずれが生ずることもあり、このような場合には、画像データの合成がうまくできず、良好な読取りが行えなくなってしまう。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、鏡面反射による照明光の写り込みの虞があっても、画像の取込みに要する時間を短時間で済ませながら、情報コードの良好な読取りを可能とする光学的情報読取装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の光学的情報読取装置は、情報コードが記された読取対象物に向けて照明光を照射する照明手段を、複数色の光源を夫々異なった位置に互いに重ならないように備え、それら複数色の光源から照明光を同時に照射するように構成し、読取対象物からの反射光の画像を取込む撮像手段を、カラーセンサを備え、反射光を色毎に分解した色分解画像データを得ることが可能に構成し、前記色分解画像データにおける鏡面反射領域の有無を判定する鏡面反射判定手段を設け、この鏡面反射判定手段により鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、複数の色分解画像データを合成して読取対象画像データとする合成手段を設け、読取手段を、読取対象画像データに基づいて情報コードを読取るように構成している（請求項１の発明）。
【０００８】
上記構成によれば、読取対象物に対し複数色の光源から照明光が同時に照射され、その反射光の画像がカラーセンサにより取込まれることに基づき、複数の色毎の色分解画像データを得ることができる。このとき、複数色の光源は異なった位置に互いに重ならないように設けられているので、一度の画像取込みにより、１つの読取対象物（情報コード）に関し、照明光の照射角度が異なる複数の画像を、各色分解画像データとして得ることができる。そして、色毎に照明光の照射角度が異なることによって、各色分解画像データにおける鏡面反射の状態も相違することになり、例えば一の色分解画像データにおいて鏡面反射による照明の写り込みが生じていても、別の色分解画像データにおいては、鏡面反射が存在しない或いは鏡面反射の発生部位（領域）が異なるものとなる。
【０００９】
従って、鏡面反射判定手段により、色分解画像データにおける鏡面反射領域の有無が判定され、鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、合成手段により、複数の色分解画像データが合成されて読取対象画像データとされる。この合成によって、いずれかの色分解画像データにおいて鏡面反射が生じていた場合でも、別の色分解画像データによってその鏡面反射領域部分のデータを補填することができる。このとき、各色分解画像データは、もともと１回の画像取込みにより得られたものであるから、位置ずれが生ずることはなく、合成の際の位置合せは特に必要なくなる。この結果、読取手段により、情報コードの読取りが良好に行われるようになる。
【００１０】
尚、本発明にいう、「照明光を同時に照射する」とは、カラーセンサの１露光時間内に全ての色の光源が照明光を照射するという意味であり、必ずしも、厳密な時刻の一致を必要とするものではない。照明光源の通電（点灯）時間を色毎に異ならせるものであっても良い。
【００１１】
本発明においては、鏡面反射判定手段を、全ての色分解画像データに関して鏡面反射領域の有無を判定するように構成し、鏡面反射領域が存在しない色分解画像データが存在する場合には、その色分解画像データを、読取手段による読取対象画像データとすることができる（請求項２の発明）。これによれば、合成手段による合成の処理を行わずに、情報コードの読取りを行うことができる。
【００１２】
本発明においては、鏡面反射判定手段により、一の色分解画像データに関して鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、合成手段により、該当する領域に鏡面反射領域が存在しない他の色分解画像データのうちの該当領域を含む一部又は全部が、前記一の色分解画像データと合成されるように構成することができる（請求項３の発明）。これにより、いずれかの色分解画像データにおいて鏡面反射による照明の写り込みが生じていた場合でも、別の色分解画像データによってその鏡面反射領域部分のデータを確実に補填することができる。
【００１３】
ところで、情報コードのなかには、例えば「ＱＲコード」（登録商標）のように、コードの一部が汚れていたり破損していたりしても、自身でデータを復元できる誤り訂正機能を有するものがある。そこで、前記鏡面反射判定手段により、全ての色分解画像データにおいて重複する鏡面反射領域が存在すると判定された場合には、その重複鏡面反射領域が誤り訂正機能によって補填可能であるかどうかが判断され、誤り訂正機能によって補填可能である場合に、前記読取手段による読取りを実行するように構成することもできる（請求項４の発明）。これにより、誤り訂正機能を有効に利用することが可能となる。
【００１４】
上記読取手段が、各色分解画像データを各色毎に設定された閾値を用いて二値化処理するように構成される場合には、前記鏡面反射判定手段により一の色分解画像データに関して鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、該当する領域に鏡面反射領域が存在しない他の色分解画像データにおける二値化処理の閾値を、該当領域に関する明暗値の振幅のほぼ中心にくるように調整する閾値変更手段を設けることができる（請求項５の発明）。これによれば、該当領域に関して、明暗が明確に分かれるので、補填するデータの正確性を高めることができ、情報コードの読取をより良好に行うことが可能となる。
【００１５】
上記照明手段に、鏡面反射判定手段により鏡面反射領域が存在すると判定された色分解画像データが存在する場合には、次回の読取時に、該当する色の光源の照度レベルを下げるように調整する照度調整手段を設けることができる（請求項６の発明）。これによれば、鏡面反射が発生した色の照明について、次回の照度レベルを下げることによって、鏡面反射を起こりにくくすることができる、このとき、照度調整手段を、鏡面反射領域の面積に応じて該当する色の光源の照度レベルを下げるように構成すれば（請求項７の発明）、照度レベルの調整をより適切に緻密に行うことができる。
【００１６】
あるいは、上記照明手段を、１つ又は一部の色の光源に関して予め鏡面反射領域を小さくするような低照度レベルで照明光を照射するように構成することもできる（請求項８の発明）。これにより、１つ又は一部の色の光の光源に関して、予め鏡面反射が起こりにくいものとしておくことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。尚、この実施例は、本発明を、ハンディタイプ（ガンタイプ）の二次元コード読取装置により、情報コードとしてのＱＲコードを読取る場合に適用した例である。
【００１８】
まず、図１及び図２を参照して、本実施例に係る光学的情報読取装置たる二次元コード読取装置１の全体構成について述べる。図２は、二次元コード読取装置１の外観を正面から示している。この二次元コード読取装置１の本体ケース２は、丸みを帯びた薄型のほぼ矩形箱状をなし、その後部から下方に延びて、ユーザが片手で把持して操作が可能なグリップ部２ａを一体的に有している。前記本体ケース２の先端面部には、横長な矩形状をなし透光性を有する読取口２ｂが設けられている。また、前記グリップ部２ａの上端部分には、読取指示用のトリガスイッチ３が設けられている。
【００１９】
前記本体ケース２内には、例えば商品に付されたラベルやカタログ等の読取対象物Ａ（図１参照）に記録された情報コードたる例えばＱＲコード（図４〜図６に撮影画像を示す）を読取るための読取機構が設けられる。この読取機構は、読取対象物Ａに向けて照明光を照射する照明手段としての照明部４、読取対象物Ａからの反射光の画像を取込む撮像手段としての結像レンズ５及び受光センサ６（図１参照）等から構成されている。
【００２０】
これにて、照明部４によって読取口２ｂを通して読取対象物Ａ（情報コード）に照明光が照射され、情報コードからの反射光が読取口２ｂを通して入射され、前記結像レンズ４を介して受光センサ５上に結像され、以て、情報コードの画像が取込まれる（撮影される）ようになっているのである。前記照明部４及び受光センサ６の構成の詳細については後述する。
【００２１】
また、図１にのみに示すように、本体ケース２の上面部には、ＬＣＤからなる表示部７やキー操作部（図示せず）が設けられ、本体ケース２内には、報知用のブザー８が設けられている。さらに、図１にのみ示すように、前記本体ケース２内には、外部（ホストコンピュータ）との通信を行うための入出力回路９や、装置全体の制御や撮像した情報コードの読取り（デコード）処理等を行う制御回路１０等も設けられている。制御回路１０についても後述する。
【００２２】
ここで、読取対象物Ａに記される情報コードしてのＱＲコードについて、簡単に述べておく。図４〜図６に示すように、ＱＲコードは、全体として正方形状をなし、右上、左上、左下の３つの角部にデータ配列方向を示す特定パターン（切出しシンボル）を有すると共に、残りの部分が白黒のデータセルを縦横に配列したデータ領域とされている。また、このＱＲコードは、リードソロモン符合による誤り訂正（データ復元）機能を有しており、コードの面積のうち所定比率（例えば約１５％或いは約２５％）が汚れていたり破損したりしていても、データを復元でき、読取りが可能とされている。
【００２３】
さて、本実施例では、前記受光センサ６は、カラーセンサ例えばＣＣＤカラーエリアセンサから構成され、本体ケース２内の中央部に前記読取口２ｂを向いて配設されている。この受光センサ６（ＣＣＤカラーエリアセンサ）は、この場合、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の３色に対応する画素（Ｒ，Ｇ，Ｇ，Ｂの４個が一単位）を縦横に多数配列して構成され、ＲＧＢの各色に対応する画素により、ＲＧＢの各色成分毎の受光信号（明暗の階調値）を取出すことができるように構成されている。
【００２４】
また、前記結像レンズ５は、前記受光センサ６の前方に配設されている。このとき、結像レンズ５の光軸は、前記読取口２ｂの中心を直交するように延びており、前記受光センサ６はその光軸の延長線上にその中心を一致させるように配設されている。
【００２５】
そして、前記照明部４は、図２にも示すように、光源としての複数個のＬＥＤ１１を
前記結像レンズ５の周囲部に、前記読取口２ｂに向けて配設して構成されている。このとき、本実施例では、ＬＥＤ１１は、赤色の光を発するものと、緑色の光を発するものと、青色の光を発するものとの３色のものが、各４個ずつ合計１２個設けられ、図２に示すように、各色のＬＥＤ１１が夫々異なった位置に互いに重ならないように且つ分散して配列されている。尚、ＬＥＤ１１を色毎に区別する必要がある場合には、赤、緑、青の順に、符号１１の後に（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）を夫々付すこととする。
【００２６】
図１に示すように、照明部４を構成する複数個のＬＥＤ１１は、前記制御回路１０により、ＬＥＤ駆動回路１２を介して通電（点灯）制御される。この場合、照明部４は、複数色のＬＥＤ１１から照明光を同時に照射するように構成されている。これにて、各色のＬＥＤ１１から読取対象物Ａに照射される照明光は、照射角度が僅かずつ異なるものとなる。尚、ここでいう、「同時に」とは、前記受光センサ６の１露光時間内に全ての色のＬＥＤ１１が照明光を照射するという意味であり、必ずしも、厳密な時刻の一致を必要とするものではない。各ＬＥＤ１１に対する通電（点灯）時間を色毎に異ならせるものであっても良い。
【００２７】
図１は、本実施例の二次元コード読取装置１の電気的構成を概略的に示している。ここで、前記制御回路１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えたマイクロコンピュータを主体として構成されている。この制御回路１０には、前記トリガスイッチ３及びキー操作部からの信号が入力されるようになっており、また、表示部７の表示を制御すると共に、ブザー８の鳴動を制御するようになっている。さらに、前記入出力回路９を介して外部との通信を制御するようになっている。
【００２８】
前記制御回路１０は、前記受光センサ６を駆動制御するようになっていると共に、前記ＬＥＤ駆動回路１２を介して各ＬＥＤ１１を制御するようになっている。このとき、ＬＥＤ駆動回路１２は、制御回路１０により、各色毎のＬＥＤ１１の照度を調整することが可能に構成されている。尚、当初は、各ＬＥＤ１１の照度レベルは十分高い（明るい）ものとされる。
【００２９】
そして、この二次元コード読取装置１には、画像データを処理して情報コードを読取るために、二値化回路１３、クロック信号出力回路１４、アドレス発生回路１５、画像メモリ１６、変化点検出回路１７、比検出回路１８、アドレス記憶メモリ１９、鏡面反射検出回路２０、鏡面反射アドレス記憶メモリ２１が設けられている。
【００３０】
前記受光センサ６から出力された各色の受光信号（各色の成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）毎のアナログの色分解画像データ）は、前記二値化回路１３にて、各色成分毎に設定された閾値ＳＬ（図７参照）に基づいて明暗二値化される。二値化された各色の色分解画像データは、画像メモリ１６に記憶される。このとき、前記受光センサ６から出力される同期パルスに基づいて、クロック信号出力回路１４からそれより十分に細かいクロックパルスが出力される。アドレス発生回路１５は、そのクロックパルスをカウントして、画像メモリ１６に対するアドレスを発生させるようになっている。
【００３１】
一方、変化点検出回路１７は、二値化回路１３からの出力データの、明（「１」）から暗（「０」）、及び暗から明への変化点を検出し、その変化時に、比検出回路１８に対しパルス信号を出力させる。比検出回路１８は、パルス信号の間隔をカウントすることにより、明及び暗の連続する長さを検出し、その長さの比を求めることに基づいて、ＱＲコードの特定パターン（切出しシンボル）の位置を検出し、そのアドレスをアドレス記憶メモリ１９に記憶させるようになっている。前記制御回路１０は、画像メモリ１６に記憶された画像データ及びアドレス記憶メモリ１９に記憶された特定パターンの位置データに基づいて、ＱＲコードのデコード（読取り）処理を実行する。これにて、前記制御回路１０を含んだ読取手段が構成されている。
【００３２】
さて、前記鏡面反射検出回路２０は、受光センサ６から出力される各色の成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）毎の色分解画像データにおける鏡面反射領域の有無及び位置を判定する鏡面反射判定手段として機能する。このとき、本実施例では、画像データ内に、例えば予め設定されている鏡面反射判定値よりも大きい輝度領域が存在する場合に、鏡面反射領域であると判定するようになっている。鏡面反射アドレス記憶メモリ２１には、検出された鏡面反射領域のアドレスが記憶されるようになっている。
【００３３】
そして、後の作用説明でも述べるように、前記制御回路１０は、そのソフトウエア的構成（制御プログラムの実行）により、ＱＲコードの読取時に、鏡面反射検出回路２０によって鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、複数の色分解画像データ（二値化データ）を合成して読取対象画像データとし、その読取対象画像データに基づいてＱＲコードのデコード処理を行うようになっている。従って、制御回路１０が合成手段として機能するようになっている。
【００３４】
より具体的には、まず、鏡面反射検出回路２０により、３色全ての色分解画像データに関して鏡面反射領域の有無を判定し、制御回路１０は、鏡面反射領域が存在しない色分解画像データが存在する場合には、その色分解画像データを読取対象画像データとしてデコード処理を行うようになっている。これに対し、鏡面反射検出回路２０により、少なくとも一の色分解画像データに関して鏡面反射領域が存在すると判定された場合には、制御回路１０は、該当する領域に鏡面反射領域が存在しない他の色分解画像データのうちの該当領域を含む一部（或いは全部）を、鏡面反射領域が存在する色分解画像データと合成するようになっている。
【００３５】
また、本実施例では、上記したように、二値化回路１３における閾値ＳＬは、各色成分毎に設定される（図７に、ＳＬ（Ｒ），ＳＬ（Ｂ），ＳＬ（Ｇ）で示す）のであるが、鏡面反射検出回路２０により、一の色分解画像データに関して鏡面反射領域が存在すると判定された場合には、制御回路１０は、他の色分解画像データにおける二値化処理の閾値を、該当領域に関する明暗値の振幅のほぼ中心にくるように調整する閾値変更手段として機能するようになっている。図８は、赤色（Ｒ成分）色分解画像データに鏡面反射が検出された場合を例示しており、ここでは、残りの青色（Ｂ成分）色分解画像データ及び、緑色（Ｇ成分）色分解画像データにおける二値化処理の閾値が、夫々、ＳＬ´（Ｂ）及びＳＬ´（Ｇ）に調整されるようになっている。
【００３６】
さらに、本実施例では、制御回路１０は、鏡面反射検出回路２０によりいずれかの色分解画像データに鏡面反射領域が存在すると判定された場合には、次回の読取時に、該当する色のＬＥＤ１１の照度レベルを下げるように調整するようになっている。このとき、鏡面反射領域の面積に応じて該当する色のＬＥＤ１１の照度レベルを下げる、つまり鏡面反射領域の面積が大きいほどＬＥＤ１１の照度レベルが小さくなるように調整が行われるようになっている。従って、制御回路１０は照度調整手段としての機能も備えている。
【００３７】
尚、制御回路１０は、鏡面反射検出回路２０により全ての色分解画像データにおいて重複する鏡面反射領域が存在すると判定された場合には、合成された読取対象画像データに基づいてＱＲコードのデコード処理を行うにあたり、その重複鏡面反射領域が、ＱＲコードの誤り訂正機能によって補填可能であるかどうかを判断し、誤り訂正機能によって補填可能である場合に、デコードの処理を実行するようになっている。補填が不可能な場合や、別の原因によりデコードに失敗した場合には、ブザー８等によりエラー報知を行い、ユーザに再度の読取りの操作を促すようになっている。
【００３８】
次に、上記構成の作用について、図３〜図８も参照して述べる。図３のフローチャートは、ＱＲコードの読取時における、制御回路１０の実行する処理の概略を示している。まず、ステップＳ１では、ユーザのトリガスイッチ３のオン操作に基づいて、ＱＲコードの画像取込みが実行される。このときには、上述のように、照明部４の複数個（複数色）のＬＥＤ１１から同時に照明光が読取対象物Ａに照射され、その反射光が結像レンズ５を介して受光センサ６により取込まれる。受光センサ６は、各色成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）毎の受光信号（アナログの色分解画像データ）を出力する。
【００３９】
次のステップＳ２では、受光センサ６から出力された各色分解画像データにおいて鏡面反射領域があるかどうか（及びその位置）が判定される。この判定は、上記のように、鏡面反射検出回路２０により、画像データ内に予め設定されている鏡面反射判定値よりも大きい輝度領域（飽和している領域）が存在するかどうかが検出され、検出された領域が鏡面反射領域（鏡面反射により照明光が写り込んだ領域）であると判定されるようになっている。
【００４０】
鏡面反射領域が存在すると判定されなかった場合には（ステップＳ２にてＮｏ）、ステップＳ４のデコード処理に進む。尚、このとき、各色成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）毎の受光信号（アナログの色分解画像データ）は、二値化回路１３にて二値化処理され、色分解画像データとして画像メモリ１６に格納される。この場合、二値化回路１３における閾値ＳＬは、図７に、ＳＬ（Ｒ），ＳＬ（Ｂ），ＳＬ（Ｇ）で示すように、各色成分毎に設定されるようになっている。デコード処理にあたっては、鏡面反射領域が存在しないいずれか一つの色分解画像データを、読取対象画像データとしても良く、或いは、全ての色分解画像データを合成したものを、読取対象画像データとしても良い。
【００４１】
一方、上記ステップＳ２にて鏡面反射領域が存在すると判定された場合には（Ｙｅｓ）、次のステップＳ３にて、二値化処理後の各色分解画像データを合成する合成処理が実行される。この合成処理は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各成分の色分解画像データ全体を合成しても良く、或いは、一つの色分解画像データにおいて鏡面反射領域が存在する場合に、他の色分解画像データの該当部分を合成することにより行うことができる。このステップＳ３において合成された画像データが、読取対象画像データとされ、次のステップＳ４にてデコード処理が実行される。
【００４２】
尚、このとき、各色分解画像データは、もともと１回の画像取込みにより得られたものであるから、各色分解画像データ間に位置ずれが生ずることはなく、合成の際の位置合せは特に必要なく、短時間で簡易に合成の処理を行うことができる。また、この場合には、上記したように、一の色分解画像データに関して鏡面反射領域が存在すると判定された場合には、他の色分解画像データにおける二値化処理の閾値ＳＬが、該当領域に関する明暗値の振幅のほぼ中心にくるように調整される（図８参照）。
【００４３】
ここで、照明部４の複数色のＬＥＤ１１は異なった位置に互いに重ならないように設けられているので、各色分解画像データは、色毎に照明光の照射角度が僅かずつ異なることによって、鏡面反射の状態も相違することになる。従って、例えば一の色分解画像データにおいて鏡面反射による照明の写り込みが生じていても、別の色分解画像データにおいては、鏡面反射が存在しない或いは鏡面反射の発生部位（領域）が異なるものとなる。従って、上記合成の処理によって、鏡面反射領域部分のデータを補填することができるのである。
【００４４】
図４及び図５（並びに図６）は、ＱＲコードの撮影画像を色分解した様子を示すものであり、（ａ）は、受光センサ６が出力する各色成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）毎の受光信号（アナログの色分解画像データ）に対応した画像を示し、（ｂ）は、その各色分解画像データを二値化した後の色分解画像データに対応した画像を示し、（ｃ）は、それらを合成した画像データに対応した画像を示している。そして、図４は、鏡面反射領域が存在しない場合、図５は、鏡面反射領域（白く抜けた領域）が存在する場合を夫々示している。
【００４５】
更に、図５の例では、３色全ての色分解画像データにおいて鏡面反射領域が存在し、合成した画像データにおいても、ＱＲコードの全ての領域においてデータの補填ができていない様子を示している。このような場合、上記したように、合成した画像データにおける欠陥が、誤り訂正機能によってデータの復元が可能な程度のものであれば（欠陥の面積が所定比率以下であれば）、デコードが可能となるが、欠陥の面積が所定比率よりも大きく、データの復元が不可能であれば、デコードが不成功となる。
【００４６】
図３に戻って、ステップＳ５では、デコードが成功したかどうかが判断される。デコードが成功した場合には（Ｙｅｓ）、例えばデコードデータが外部（ホストコンピュータ）に出力されると共に、読取りが完了した旨が表示部７やブザー８により報知されて処理が終了する。デコードが不成功であった場合には（ステップＳ５にてＮｏ）、読取に失敗した旨が表示部７やブザー８により報知されると共に、次のステップＳ６にて、鏡面反射領域が検出されていたかどうかが判断される。鏡面反射領域が検出されていなかった場合には（Ｎｏ）、そのままステップＳ１に戻り、ユーザによる再度の読取操作を待つ。
【００４７】
これに対し、鏡面反射領域が検出されていた場合には（ステップＳ６にてＹｅｓ）、次のステップＳ７にて、各色成分の色分解画像データにおける鏡面反射領域の大きさ（面積）が算出される。そして、ステップＳ８にて、算出された鏡面反射領域の大きさに応じて該当する色のＬＥＤ１１の照度レベルを調整する（下げる）ことが行われ、ステップＳ１に戻り、ユーザによる再度の読取操作を待つ。
【００４８】
従って、次回の読取時には、鏡面反射を起こした色のＬＥＤ１１による照明光の照度が鏡面反射の度合いに応じて下げられて、鏡面反射を起こりにくくすることができる。図６は、図５の例において、デコードに失敗し、次回において各色のＬＥＤ１１の照度を下げて画像取込みを行った場合の例を示しており、鏡面反射が生じたとしても、図５の例に比べてその領域を小さくすることができ、合成した画像データにより、今度はデコード処理が良好に行われるようになるのである。
【００４９】
このように本実施例によれば、照明部４を、異なる位置に設けられた複数色（３色）のＬＥＤ１１から照明光を同時に照射するように構成し、カラーセンサからなる受光センサ６により、色分解画像データを得るようにすると共に、各色分解画像データにおいて鏡面反射領域の有無を判定し、鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、複数の色分解画像データを合成して読取対象画像データとするように構成した。これにより、鏡面反射による照明光の写り込みの虞があっても、画像の取込みに要する時間を短時間で済ませながら、ＱＲコードの良好な読取りを可能とするという優れた効果を奏する。
【００５０】
また、特に本実施例では、一の色分解画像データに関して鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、他の色分解画像データにおける二値化処理の閾値ＳＬを、該当領域に関する明暗値の振幅のほぼ中心にくるように調整するように構成したので、該当領域に関して、明暗が明確に分かれる（コントラストが高くなる）ようになり、補填するデータの正確性を高めることができ、情報コードの読取をより良好に行うことが可能となる。さらには、鏡面反射領域が存在すると判定された色分解画像データについて、鏡面反射が発生した色の照明について、次回の照度レベルを下げるように構成したので、鏡面反射を起こりにくくすることができるといった利点も得ることができる。
【００５１】
尚、上記実施例では、鏡面反射が発生した場合に、該当する色の照明について照度レベルを下げるように構成したが、１つ又は一部の色のＬＥＤ１１に関して予め鏡面反射領域を小さくするような低照度レベルで照明光を照射するように構成しておけば、その色に関して、予め鏡面反射が起こりにくいものとしておくことができる。さらには、上記実施例では、３色のＬＥＤ１１を設けて、照明光を照射するようにしたが、２色、或いは４色以上としても良い。光源としては、ＬＥＤに限らず、レーザダイオード等も採用することができる。
【００５２】
また、上記実施例では、情報コードとしてのＱＲコードの読取りに本発明を適用したが、他の種類の二次元コードの読取りに適用したり、バーコードなどの一次元コードの読取りに適用したりすることもできる。その他、例えば、ガンタイプの二次元コード読取装置に限らず、ハンディタイプや固定タイプのものであっても良く、また、読取機構等の具体的な構成としても様々な変形が可能であり、例えばミラーを用いたものでも良いなど、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、二次元コード読取装置の電気的構成を概略的に示すブロック図
【図２】二次元コード読取装置の外観を示す正面図
【図３】ＱＲコードの読取の処理手順を示すフローチャート
【図４】鏡面反射領域が存在しない場合のＱＲコードの撮影画像を色分解した様子を示す図
【図５】鏡面反射領域が存在する場合の図４相当図
【図６】照明光の照度レベルの調整後の図４相当図
【図７】受光センサから出力された各色成分毎の受光信号と二値化処理の閾値との関係を示す図
【図８】閾値を調整した様子を示す図７相当図
【符号の説明】
【００５４】
図面中、１は二次元コード読取装置（光学的情報読取装置）、４は照明部（照明手段）、５は結像レンズ、６は受光センサ（撮像手段）、１０は制御回路（読取手段、合成手段、閾値変更手段、照度調整手段）、１１はＬＥＤ（光源）、１２はＬＥＤ駆動回路、１３は二値化回路、１６は画像メモリ、２０は鏡面反射検出回路（鏡面反射判定手段）、Ａは読取対象物を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報コードが記された読取対象物に向けて照明光を照射する照明手段と、
前記読取対象物からの反射光の画像を取込む撮像手段と、
この撮像手段により得られた画像データに基づいて前記情報コードを読取る読取手段とを備えてなる光学的情報読取装置であって、
前記照明手段は、複数色の光源を夫々異なった位置に互いに重ならないように備え、それら複数色の光源から照明光を同時に照射するように構成され、
前記撮像手段は、カラーセンサを備え、前記反射光を色毎に分解した色分解画像データを得ることが可能に構成されると共に、
前記色分解画像データにおける鏡面反射領域の有無を判定する鏡面反射判定手段と、
この鏡面反射判定手段により鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、複数の色分解画像データを合成して前記読取手段による読取対象画像データとする合成手段とを備えることを特徴とする光学的情報読取装置。
【請求項２】
前記鏡面反射判定手段は、全ての色分解画像データに関して鏡面反射領域の有無を判定し、
鏡面反射領域が存在しない色分解画像データが存在する場合には、その色分解画像データが前記読取手段による読取対象画像データとされることを特徴とする請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項３】
前記鏡面反射判定手段により、一の色分解画像データに関して鏡面反射領域が存在すると判定された場合には、前記合成手段は、該当する領域に鏡面反射領域が存在しない他の色分解画像データのうちの該当領域を含む一部又は全部を、前記一の色分解画像データと合成することを特徴とする請求項１又は２記載の光学的情報読取装置。
【請求項４】
前記鏡面反射判定手段により、全ての色分解画像データにおいて重複する鏡面反射領域が存在すると判定された場合には、その重複鏡面反射領域が誤り訂正機能によって補填可能であるかどうかが判断され、誤り訂正機能によって補填可能である場合に、前記読取手段による読取りが実行されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光学的情報読取装置。
【請求項５】
前記読取手段は、各色分解画像データを各色毎に設定された閾値を用いて二値化処理するように構成されると共に、
前記鏡面反射判定手段により一の色分解画像データに関して鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、該当する領域に鏡面反射領域が存在しない他の色分解画像データにおける二値化処理の閾値を、該当領域に関する明暗値の振幅のほぼ中心にくるように調整する閾値変更手段を備えることを特徴とする請求項３記載の光学的情報読取装置。
【請求項６】
前記照明手段は、前記鏡面反射判定手段により鏡面反射領域が存在すると判定された色分解画像データが存在する場合には、次回の読取時に、該当する色の光源の照度レベルを下げるように調整する照度調整手段を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光学的情報読取装置。
【請求項７】
前記照度調整手段は、鏡面反射領域の面積に応じて該当する色の光源の照度レベルを下げることを特徴とする請求項６記載の光学的情報読取装置。
【請求項８】
前記照明手段は、１つ又は一部の色の光源に関して予め鏡面反射領域を小さくする低照度レベルで照明光を照射するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の光学的情報読取装置。
【請求項１】
情報コードが記された読取対象物に向けて照明光を照射する照明手段と、
前記読取対象物からの反射光の画像を取込む撮像手段と、
この撮像手段により得られた画像データに基づいて前記情報コードを読取る読取手段とを備えてなる光学的情報読取装置であって、
前記照明手段は、複数色の光源を夫々異なった位置に互いに重ならないように備え、それら複数色の光源から照明光を同時に照射するように構成され、
前記撮像手段は、カラーセンサを備え、前記反射光を色毎に分解した色分解画像データを得ることが可能に構成されると共に、
前記色分解画像データにおける鏡面反射領域の有無を判定する鏡面反射判定手段と、
この鏡面反射判定手段により鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、複数の色分解画像データを合成して前記読取手段による読取対象画像データとする合成手段とを備えることを特徴とする光学的情報読取装置。
【請求項２】
前記鏡面反射判定手段は、全ての色分解画像データに関して鏡面反射領域の有無を判定し、
鏡面反射領域が存在しない色分解画像データが存在する場合には、その色分解画像データが前記読取手段による読取対象画像データとされることを特徴とする請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項３】
前記鏡面反射判定手段により、一の色分解画像データに関して鏡面反射領域が存在すると判定された場合には、前記合成手段は、該当する領域に鏡面反射領域が存在しない他の色分解画像データのうちの該当領域を含む一部又は全部を、前記一の色分解画像データと合成することを特徴とする請求項１又は２記載の光学的情報読取装置。
【請求項４】
前記鏡面反射判定手段により、全ての色分解画像データにおいて重複する鏡面反射領域が存在すると判定された場合には、その重複鏡面反射領域が誤り訂正機能によって補填可能であるかどうかが判断され、誤り訂正機能によって補填可能である場合に、前記読取手段による読取りが実行されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光学的情報読取装置。
【請求項５】
前記読取手段は、各色分解画像データを各色毎に設定された閾値を用いて二値化処理するように構成されると共に、
前記鏡面反射判定手段により一の色分解画像データに関して鏡面反射領域が存在すると判定された場合に、該当する領域に鏡面反射領域が存在しない他の色分解画像データにおける二値化処理の閾値を、該当領域に関する明暗値の振幅のほぼ中心にくるように調整する閾値変更手段を備えることを特徴とする請求項３記載の光学的情報読取装置。
【請求項６】
前記照明手段は、前記鏡面反射判定手段により鏡面反射領域が存在すると判定された色分解画像データが存在する場合には、次回の読取時に、該当する色の光源の照度レベルを下げるように調整する照度調整手段を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光学的情報読取装置。
【請求項７】
前記照度調整手段は、鏡面反射領域の面積に応じて該当する色の光源の照度レベルを下げることを特徴とする請求項６記載の光学的情報読取装置。
【請求項８】
前記照明手段は、１つ又は一部の色の光源に関して予め鏡面反射領域を小さくする低照度レベルで照明光を照射するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の光学的情報読取装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−８７００５（Ｐ２００７−８７００５Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７３８８５（Ｐ２００５−２７３８８５）
【出願日】平成１７年９月２１日（２００５．９．２１）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２１日（２００５．９．２１）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
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