光学的情報読取装置
【課題】読取速度を低下させることなくぼけに起因する認識不良を抑制し得る光学的情報読取装置を提供する。
【解決手段】ＱＲコードからの反射光が焦点距離変更手段として機能する液体レンズによりその焦点距離を変更させて受光センサの受光面に集光される。そして、ＱＲコードのファインダパターンの輝度値からぼけ量（ぼけ具合）が算出されると、このぼけ量を減少させるように液体レンズに印加される電圧が決定される。そして、このように決定される印加電圧に応じて液体レンズにより焦点距離が変更される。
【解決手段】ＱＲコードからの反射光が焦点距離変更手段として機能する液体レンズによりその焦点距離を変更させて受光センサの受光面に集光される。そして、ＱＲコードのファインダパターンの輝度値からぼけ量（ぼけ具合）が算出されると、このぼけ量を減少させるように液体レンズに印加される電圧が決定される。そして、このように決定される印加電圧に応じて液体レンズにより焦点距離が変更される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的情報読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学的情報読取装置に関する技術として、下記特許文献１に示す撮像装置が知られている。この撮像装置は、ＱＲコードの読み取り時に特徴点が抽出されると、特徴点マーク部分についてバンドパスフィルタを掛けて高周波成分を抽出し、その積分をとって積分値をピントの合い具合の評価値として求めていく。そして、使用するデジタルフィルタを順次変更しながら連続して求めていく評価値が最大値を検出した場合に、ボケ復元画像を読み出して、この画像の焦点のボケを補正して復元し、復元した画像信号に対して所定の画像処理を行うことで、認識率を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０６７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したデジタルフィルタをかける為に必要な周波数成分の抽出は、原理的に画素割り当て（１セルの画素割当量）により大きな影響を受ける。そのため、使用する撮像素子の画素数が例えば、３５万、１００万、３００万と増加していくと、理論上有り得る画素割当量の組み合わせは膨大になり（例えば、あるＱＲコードを画面一杯に撮像した近点画像〜読み取り可能な最遠点画像との比較した場合の画素割り当て（周波数成分））、結果として周波数成分の抽出後に使用するデジタルフィルタ種が増加し、処理時間が増大するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、読取速度を低下させることなくぼけに起因する認識不良を抑制し得る光学的情報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】
【０００６】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の光学的情報読取装置では、複数の明色セルおよび複数の暗色セルから構成される二次元コードであって前記明色セルおよび前記暗色セルが所定の順序で配列される特定パターンを含む二次元コードを読み取り可能な光学的情報読取装置において、前記二次元コードからの反射光を集光しその焦点距離が変更可能な焦点距離変更手段と、前記焦点距離変更手段により集光された前記反射光を受光する受光手段と、前記受光手段による受光結果に基づいてデコード処理を行うデコード手段と、前記受光手段による受光結果に基づいて前記特定パターンを検出する特定パターン検出手段と、前記特定パターン検出手段により検出される前記特定パターンの輝度値からぼけ具合を算出するぼけ具合算出手段と、前記ぼけ具合算出手段により算出される前記ぼけ具合に基づいて目標焦点距離を決定する焦点距離決定手段と、を備え、前記焦点距離変更手段は、前記焦点距離決定手段により決定される前記目標焦点距離に基づいて前記焦点距離を変更することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の光学的情報読取装置において、前記特定パターンは、前記二次元コードの位置を検出するための位置検出パターンであることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１に記載の光学的情報読取装置において、前記特定パターンは、前記明色セルおよび前記暗色セルが交互に配列されるタイミングパターンと、前記二次元コードの外縁部であって前記明色セルのみから構成されるクワイエットゾーンとから構成されることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置において、前記ぼけ具合算出手段は、前記特定パターンにおける輝度勾配から前記ぼけ具合を算出することを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置において、前記焦点距離変更手段は、印加される電圧に応じて前記焦点距離が変更可能な液体レンズであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明では、二次元コードからの反射光が焦点距離変更手段によりその焦点距離を変更させて受光手段に集光される。そして、ぼけ具合算出手段により特定パターンの輝度値からぼけ具合が算出されると、このぼけ具合に基づいて焦点距離決定手段により目標焦点距離が決定される。そして、このように決定される目標焦点距離に基づいて焦点距離変更手段により焦点距離が変更される。
【００１２】
このように、ぼけ具合に応じて決定される目標焦点距離に基づいて焦点距離変更手段により焦点距離が変更されるので、ぼけを抑制するように焦点距離を変更することができる。このため、ぼけに起因する認識不良を抑制することができる。特に、特定パターンの輝度値からぼけ具合が算出されるので、全領域の輝度値からぼけ具合を算出する場合と比較して、目標焦点距離を決定する処理の高速化を図ることができる。
したがって、読取速度を低下させることなくぼけに起因する認識不良を抑制することができる。
【００１３】
請求項２の発明では、特定パターンは、二次元コードの位置を検出するための位置検出パターンであるため、特定パターンの認識が容易になるので、ぼけ具合を確実に算出することができる。
【００１４】
請求項３の発明では、特定パターンは、明色セルおよび暗色セルが交互に配列されるタイミングパターンと、二次元コードの外縁部であって明色セルのみから構成されるクワイエットゾーンとから構成されるため、上記請求項２の発明と同様に特定パターンの認識が容易になるので、ぼけ具合を確実に算出することができる。
【００１５】
請求項４の発明のように、ぼけ具合算出手段は、特定パターンにおける輝度勾配からぼけ具合を算出してもよい。
【００１６】
請求項５の発明では、焦点距離変更手段は、印加される電圧に応じて焦点距離が変更可能な液体レンズであるため、印加する電圧を変更するだけで焦点距離が変更されるので、焦点距離の調整を容易にすることができる。また、モータ等の駆動部分が少ないため、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る情報コードリーダの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】液体レンズに印加される印加電圧値と焦点距離との関係を示す図表である。
【図３】焦点距離調整処理の流れを例示するフローチャートである。
【図４】図４（Ａ）は、ぼけていない状態のＱＲコードを示す図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の測定線上におけるファインダパターンの各輝度値を示すグラフである。
【図５】図５（Ａ）は、ぼけている状態のＱＲコードを示す図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の測定線上におけるファインダパターンの各輝度値を示すグラフである。
【図６】図６（Ａ）は、液体レンズに１Ｖ刻みで印加される印加電圧値と焦点距離との関係を示す図表であり、図６（Ｂ）は、液体レンズに０．１Ｖ刻みで印加される印加電圧値と焦点距離との関係を示す図表である。
【図７】図７（Ａ）は、ぼけている状態のＱＲコードを示す図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の測定線上におけるタイミングパターンおよびクワイエットゾーンの各輝度値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の光学的情報読取装置を情報コードリーダに適用した一実施形態について図を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る情報コードリーダ２０の電気的構成を示すブロック図である。図２は、液体レンズ２７に印加される印加電圧値と焦点距離との関係を示す図表である。
【００１９】
図１に示すように、情報コードリーダ２０は、主に、照明光源２１、受光センサ２３、液体レンズ２７等の光学系と、メモリ３５、制御回路４０、操作スイッチ４２、液晶表示器４６等のマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）系と、電源スイッチ４１、電池４９等の電源系と、から構成されている。なお、これらは、図略のプリント配線板に実装あるいは図略のハウジング内に内装されている。
【００２０】
光学系の照明光源２１は、照明光Ｌｆを発光可能な照明光源として機能するもので、例えば、赤色のＬＥＤとこのＬＥＤの出射側に設けられる拡散レンズ、集光レンズ等とから構成されている。本実施形態では、受光センサ２３を挟んだ両側に照明光源２１が設けられており、図略のハウジングの読取口を介して読取対象物Ｒに向けて照明光Ｌｆを照射可能に構成されている。この読取対象物Ｒは、例えば、包装容器や包装用紙あるいはラベルといった表示媒体に相当するもので、その表面には二次元コードとして例えばＱＲコードＱが印刷されている。
【００２１】
受光センサ２３は、読取対象物ＲやＱＲコードＱに照射されて反射した反射光Ｌｒを受光可能に構成されるもので、例えば、Ｃ−ＭＯＳやＣＣＤ等の固体撮像素子である受光素子を二次元に配列したエリアセンサが、これに相当する。この受光センサ２３は、液体レンズ２７を介して入射する入射光をこの受光面２３ａで受光可能に図略のプリント配線板に実装されている。なお、受光センサ２３は、特許請求の範囲に記載の「受光手段」の一例に相当する。
【００２２】
液体レンズ２７は、外部から読取口を介して入射する入射光を集光して受光センサ２３の受光面２３ａに像を結像可能な結像光学系として機能する。本実施形態では、照明光源２１から照射された照明光ＬｆがＱＲコードＱに反射して読取口に入射する反射光Ｌｒを集光することにより、受光センサ２３の受光面２３ａにＱＲコードＱのコード画像を結像可能にしている。特に、液体レンズ２７は、図２に示すように、制御回路４０の駆動回路（図略）から印加される印加電圧に応じてその焦点距離が変更可能に構成されている。なお、液体レンズ２７は、特許請求の範囲に記載の「焦点距離変更手段」の一例に相当する。
【００２３】
次に、マイコン系の構成概要を説明する。マイコン系は、増幅回路３１、Ａ／Ｄ変換回路３３、メモリ３５、アドレス発生回路３６、同期信号発生回路３８、制御回路４０、操作スイッチ４２、ＬＥＤ４３、ブザー４４、液晶表示器４６、通信インタフェース４８等から構成されている。このマイコン系は、その名の通り、マイコン（情報処理装置）として機能し得る制御回路４０およびメモリ３５と中心に構成されるもので、上述した光学系によって撮像されたＱＲコードＱの画像信号をハードウェア的およびソフトウェア的に信号処理し得るものである。また制御回路４０は、当該情報コードリーダ２０の全体システムに関する制御も行っている。
【００２４】
光学系の受光センサ２３から出力される画像信号（アナログ信号）は、増幅回路３１に入力されることで所定ゲインで増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路３３に入力されると、アナログ信号からディジタル信号に変換される。そして、ディジタル化された画像信号、つまり画像データ（画像情報）は、メモリ３５に入力されると、画像データ蓄積領域に蓄積される。なお、同期信号発生回路３８は、受光センサ２３およびアドレス発生回路３６に対する同期信号を発生可能に構成されており、またアドレス発生回路３６は、この同期信号発生回路３８から供給される同期信号に基づいて、メモリ３５に格納される画像データの格納アドレスを発生可能に構成されている。
【００２５】
メモリ３５は、半導体メモリ装置で、例えばＲＡＭ（ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等）やＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）がこれに相当する。このメモリ３５のうちのＲＡＭには、上述した画像データ蓄積領域のほかに、制御回路４０が算術演算や論理演算等の各処理時に利用する作業領域や読取条件テーブルも確保可能に構成されている。またＲＯＭには、後述する読取処理、評価処理等を実行可能な所定プログラムやその他、照明光源２１、受光センサ２３等の各ハードウェアを制御可能なシステムプログラム等が予め格納されている。
【００２６】
制御回路４０は、情報コードリーダ２０全体を制御可能なマイコンで、ＣＰＵ、システムバス、入出力インタフェース等からなるもので、メモリ３５とともに情報処理装置を構成し得るもので情報処理機能を有する。この制御回路４０には、内蔵された入出力インタフェースを介して種々の入出力装置（周辺装置）と接続可能に構成されており、本実施形態の場合、電源スイッチ４１、操作スイッチ４２、ＬＥＤ４３、ブザー４４、液晶表示器４６、通信インタフェース４８等が接続されている。また、制御回路４０は、上述した駆動回路を介して液体レンズ２７に接続されている。
【００２７】
これにより、例えば、電源スイッチ４１や操作スイッチ４２の監視や管理、またインジケータとして機能するＬＥＤ４３の点灯・消灯、ビープ音やアラーム音を発生可能なブザー４４の鳴動のオンオフ、さらには読み取ったＱＲコードＱによるコード内容を画面表示可能な液晶表示器４６の画面制御や外部装置とのシリアル通信を可能にする通信インタフェース４８の通信制御等を可能にしている。また、上記駆動回路を駆動することで液体レンズ２７の焦点距離を調整可能にしている。なお、通信インタフェース４８に接続される外部装置には、当該情報コードリーダ２０の上位システムに相当するホストコンピュータＨＳＴ等が含まれる。
【００２８】
電源系は、電源スイッチ４１、電池４９等により構成されており、制御回路４０により管理される電源スイッチ４１のオンオフによって、上述した各装置や各回路に、電池４９から供給される駆動電圧の導通や遮断が制御されている。なお、電池４９は、所定の直流電圧を発生可能な２次電池で、例えば、リチウムイオン電池等がこれに相当する。また、電池４９によることなく、例えば、通信インタフェース４８を介して接続されるホストコンピュータＨＳＴ等の外部装置から電力供給を受ける構成を採る場合もあり、この場合には当該電池４９は不要となる。
【００２９】
このように情報コードリーダ２０を構成することによって、例えば、電源スイッチ４１がオンされて所定の自己診断処理等が正常終了し、ＱＲコードＱの読み取りが可能な状態になると、照明光Ｌｆの発光を指示する操作スイッチ４２（例えばトリガースイッチ）の入力を受け付ける。これにより、作業者がトリガースイッチを押圧しオンにすることで、制御回路４０が同期信号を基準に照明光源２１に発光信号を出力するので、当該発光信号を受けた照明光源２１は、ＬＥＤを発光させて照明光Ｌｆを照射する。
【００３０】
すると、ＱＲコードＱに照射された照明光Ｌｆが反射しその反射光Ｌｒが読取口を介して液体レンズ２７に入射するため、受光センサ２３の受光面２３ａには、後述するように焦点距離が調整された液体レンズ２７によりＱＲコードＱの像、つまりコード画像が結像される。これにより、受光面２３ａを構成する各受光素子が露光され、各受光素子から受光量に応じた信号がそれぞれ出力される。各受光素子から出力される信号は、ＱＲコードＱの画像データを構成するものであり、この画像データを２値化した後、所定のデコード処理を施すことによって、ＱＲコードＱとして符号化された文字データ等が解読されることとなる。解読された内容は液晶表示器４６に表示したり、通信インタフェース４８を介してホストコンピュータＨＳＴに出力したりすることができる。なお、制御回路４０は、特許請求の範囲に記載の「デコード手段」の一例に相当する。
【００３１】
次に、情報コードリーダ２０を用いた焦点距離調整処理について図３〜図５を用いて説明する。図３は、焦点距離調整処理の流れを例示するフローチャートである。なお、この焦点距離調整処理はメモリ３５に記憶されるプログラムに従って制御回路４０によって実行されるものである。
【００３２】
また、図４（Ａ）は、ぼけていない状態のＱＲコードＱを示す図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の測定線Ｌ１上におけるファインダパターンＦＰの各輝度値を示すグラフである。図５（Ａ）は、ぼけている状態のＱＲコードＱを示す図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の測定線Ｌ１上におけるファインダパターンＦＰの各輝度値を示すグラフである。なお、図４（Ｂ）および図５（Ｂ）において、縦軸は輝度値を示し、明色では数値が高くなり暗色では数値が低くなる。
【００３３】
当該焦点距離調整処理が開始されると、まず、図３のステップＳ１０１において、画像取得処理が行われる。この画像取得処理は、当該処理実施時において受光センサ２３による受光結果に基づいてＱＲコードＱの画像データを生成し、メモリ３５に記憶する処理である。なお、ＱＲコードＱの画像データを生成し、メモリ３５に記憶する流れは上述した通りである。
【００３４】
次に、ステップＳ１０３において、デコード処理がなされる。この処理では、ステップＳ１０１にて取得された画像データに対して上述したデコード処理が実施される。そして、上記デコード処理が正常になされＱＲコードＱのデコードが成功していると判定されると（Ｓ１０５でＹｅｓ）、液体レンズ２７の焦点距離を調整することなく当該焦点距離調整処理を終了する。
【００３５】
一方、Ｓ１０１にて取得した画像データにぼけ等が生じており、ステップＳ１０５にて上記デコード処理が失敗したと判定されると、ステップＳ１０７において、計時処理がなされる。この処理では、制御回路４０が有するクロック装置等の計時装置（図略）によりデコード処理が失敗したと判定されてからの経過時間ｔが計時される。
【００３６】
次に、ステップＳ１０９において、特定パターン検出処理がなされる。この処理では、ステップＳ１０１にて取得した画像データから、特定パターンとしてＱＲコードの位置を検出するためのパターンであるファインダパターンＦＰを検出する処理がなされる。ＱＲコードの位置検出パターンの検出処理は公知であるので詳細は省略するが、概要としては明色セル、暗色セルの並びが特定の比率（１：１：３：１：１）となる部位を検出するように処理が行われる。なお、ファインダパターンＦＰは、特許請求の範囲に記載の「特定パターン」の一例に相当し、制御回路４０は、特許請求の範囲に記載の「特定パターン検出手段」の一例に相当する。
【００３７】
そして、ステップＳ１１１において、ファインダパターンＦＰが検出されたか否かが判定され、Ｓ１０１にて取得した画像データにぼけ等が生じており、ファインダパターンＦＰが正常に検出されない場合（Ｓ１１１でＮｏ）、ステップＳ１１３において、経過時間ｔが許容最大処理時間ｔａ以上であるか否かが判定される。
【００３８】
ステップＳ１１３にて経過時間ｔが許容最大処理時間ｔａ未満であると判定されると（Ｓ１１３でＮｏ）、ステップＳ１１５において、焦点距離変更処理がなされる。この処理では、制御回路４０の駆動回路により印加される電圧に応じて、液体レンズ２７がその焦点距離を変更するように調整される。具体的には、液体レンズ２７には初期電圧として例えば１Ｖが印加されており、この焦点距離変更処理により、例えば２Ｖに変更した電圧が液体レンズ２７に印加される。すなわち、電圧を２Ｖに決定することにより、この印加電圧に応じた焦点距離が決定されることとなる。
【００３９】
そして、ステップＳ１０１にて、Ｓ１１５にて変更された焦点距離の液体レンズ２７を介した反射光Ｌｒが受光センサ２３に受光されることにより、この受光結果に基づく画像データが取得され、この画像データに対して上述したステップＳ１０３以降の処理がなされる。なお、ステップＳ１１５における焦点距離変更処理では、Ｓ１０５、Ｓ１１１、Ｓ１１３のいずれかのステップにてＹｅｓと判定されるまで、液体レンズ２７に対して、変更した電圧が印加されることとなる。このように変更した印加電圧は、ステップＳ１１７における印加電圧記憶処理によりメモリ３５に記憶される。
【００４０】
そして、上述したステップＳ１１１にてファインダパターンＦＰが正常に検出されると（Ｓ１１１でＹｅｓ）、ステップＳ１１９において、ぼけ量算出処理がなされる。この処理では、測定線Ｌ１上にてファインダパターンＦＰを構成する各輝度値において所定の位置の振幅Ｘと振幅Ｙとの差からぼけ量Ｆ＝Ｙ−Ｘとして算出する。なお、ファインダパターンＦＰを構成する一の明色セルの輝度値とこの一の明色セルと異なる他の明色セルの輝度値との差からぼけ量を算出してもよいし、ファインダパターンＦＰを構成する一の暗色セルの輝度値とこの一の暗色セルと異なる他の暗色セルの輝度値との差からぼけ量を算出してもよい。
【００４１】
具体的には、図４（Ａ）に示すように、ファインダパターンＦＰがぼけていない場合には、図４（Ｂ）に示すように、振幅Ｘと振幅Ｙとの差が小さくなることからぼけ量Ｆが小さくなる。一方、図５（Ａ）に示すように、ファインダパターンＦＰがぼけている場合には、図５（Ｂ）に示すように、振幅Ｘと振幅Ｙとの差が大きくなることからぼけ量Ｆが大きくなる。なお、現段階では、ステップＳ１０５にてＮｏと判定された後、ステップＳ１１１にてＹｅｓと判定されているので、図５（Ａ）に示すように、ファインダパターンＦＰがぼけており、ぼけ量Ｆは大きくなっている。現段階では、液体レンズ２７には２Ｖの電圧が印加されており、ステップＳ１１９によりぼけ量Ｆが、例えば、１０として算出される。なお、制御回路４０は、特許請求の範囲に記載の「ぼけ具合算出手段」の一例に相当する。
【００４２】
次に、ステップＳ１２１において、印加電圧およびぼけ量記憶処理がなされ、印加電圧とこの印加電圧に応じたぼけ量Ｆがメモリ３５に記憶される。そして、ステップＳ１２３にて経過時間ｔが許容最大処理時間ｔａ未満であると判定されると（Ｓ１２３でＮｏ）、ステップＳ１２５において、焦点距離変更処理がなされる。この処理では、ぼけ量Ｆが増加するまで液体レンズ２７に対して１Ｖ刻みで変更した電圧が印加される。そして、ぼけ量Ｆが増加すると、０．１Ｖ刻みで変更した電圧が印加される。すなわち、電圧を所定値に決定することにより、この印加電圧に応じた焦点距離が決定されることとなる。なお、制御回路４０は、特許請求の範囲に記載の「焦点距離決定手段」の一例に相当する。
【００４３】
図６（Ａ）は、液体レンズに１Ｖ刻みで印加される印加電圧値と焦点距離との関係を示す図表であり、図６（Ｂ）は、液体レンズに０．１Ｖ刻みで印加される印加電圧値と焦点距離との関係を示す図表である。
具体的には、ステップＳ１２５にて２Ｖから３Ｖに変更された電圧が液体レンズ２７に印加される。これにより焦点距離が変更された液体レンズ２７により、ステップＳ１０１にて画像データが取得され、再び、ステップＳ１１９にてぼけ量Ｆが例えば６として算出される（図６（Ａ）参照）。
【００４４】
そして、ぼけ量Ｆが減少していることから、ステップＳ１２５にて３Ｖから４Ｖに変更された電圧が液体レンズ２７に印加される。これにより焦点距離が変更された液体レンズ２７により、ステップＳ１０１にて画像データが取得され、再び、ステップＳ１１９にてぼけ量Ｆが例えば１０として算出される。
【００４５】
そして、ぼけ量Ｆが増加していることから、ステップＳ１２５にて２Ｖと３Ｖとの間にて０．１Ｖ刻みで変更された電圧が液体レンズ２７に印加される。このように０．１Ｖ刻みで電圧が液体レンズ２７に印加される場合、図６（Ｂ）からわかるように、液体レンズ２７に２．７Ｖの電圧を印加する場合が０．１Ｖ刻みでは最もぼけ量Ｆが小さくなることがわかる。
【００４６】
このように、ぼけ量Ｆを小さくするように液体レンズ２７に印加される印加電圧を変更することで、画像データが鮮明になることからステップＳ１０５によりＱＲコードＱのデコードが成功していると判定されると、当該焦点距離調整処理を終了する。一方、経過時間ｔが許容最大処理時間ｔａ以上になると、ステップＳ１１３またはＳ１２３にてＹｅｓと判定されて、焦点距離調整処理を終了する。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態に係る情報コードリーダ２０では、ＱＲコードＱからの反射光Ｌｒが焦点距離変更手段として機能する液体レンズ２７によりその焦点距離を変更させて受光センサ２３の受光面２３ａに集光される。そして、ＱＲコードＱのファインダパターンＦＰの輝度値からぼけ量Ｆ（ぼけ具合）が算出されると、このぼけ量Ｆを減少させるように液体レンズ２７に印加される電圧が決定される。そして、このように決定される印加電圧に応じて液体レンズ２７により焦点距離が変更される。
【００４８】
このように、ぼけ量Ｆに応じて決定される印加電圧に応じて液体レンズ２７により焦点距離が変更されるので、ぼけを抑制するように焦点距離を変更することができる。このため、ぼけに起因する認識不良を抑制することができる。特に、特定パターンであるファインダパターンＦＰの輝度値からぼけ量Ｆが算出されるので、全領域の輝度値からぼけ量Ｆを算出する場合と比較して、印加電圧を決定する処理の高速化を図ることができる。
したがって、読取速度を低下させることなくぼけに起因する認識不良を抑制することができる。
【００４９】
また、本実施形態に係る情報コードリーダ２０では、特定パターンであるファインダパターンＦＰは、二次元コードの位置を検出するための位置検出パターンであるため、特定パターンの認識が容易になるので、ぼけ量Ｆ（ぼけ具合）を確実に算出することができる。
【００５０】
さらに、本実施形態に係る情報コードリーダ２０では、焦点距離変更手段として液体レンズ２７が採用されており、当該液体レンズ２７に印加する電圧を変更するだけで焦点距離が変更されるので、焦点距離の調整を容易にすることができる。また、モータ等の駆動部分が少ないため、耐久性を向上させることができる。
【００５１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記実施形態と同等の作用・効果が得られる。
（１）図７（Ａ）は、ぼけている状態のＱＲコードＱを示す図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の測定線Ｌ２上におけるタイミングパターンＴＰおよびクワイエットゾーンＱＺの各輝度値を示すグラフである。
上述したステップＳ１１９におけるぼけ量算出処理では、測定線Ｌ１上でのファインダパターンＦＰの各輝度値からぼけ量Ｆを算出することに限らず、測定線Ｌ２上での明色セルおよび暗色セルが交互に配列されるタイミングパターンＴＰにおける明色セルの輝度値と、ＱＲコードＱの外縁部であって明色セルのみから構成されるクワイエットゾーンＱＺの輝度値との差からぼけ量Ｆを算出してもよい。
【００５２】
具体的には、図７（Ａ）に示すように、ＱＲコードＱがぼけている場合には、図７（Ｂ）に示すように、タイミングパターンＴＰにおける明色セルの輝度値と、クワイエットゾーンＱＺの輝度値との差が大きくなることからぼけ量Ｆが大きくなる。このようにしても、ぼけ量Ｆを確実に算出することができる。
【００５３】
（２）本実施形態に係る情報コードリーダ２０は、ＱＲコードＱに対して焦点距離調整処理を実施することによりぼけに起因する認識不良を抑制することに限らず、タイミングパターンＴＰおよびクワイエットゾーンＱＺ等が既定される二次元コード、例えば、Data Matrixコードに対して焦点距離調整処理を実施することによりぼけに起因する認識不良を抑制してもよい。
【００５４】
（３）ぼけ量Ｆは、ファインダパターンＦＰを構成する各輝度値において所定の位置の振幅Ｘと振幅Ｙとの差からぼけ量Ｆ＝Ｙ−Ｘとして算出することに限らず、所定の位置の輝度勾配から算出してもよい。
【００５５】
（４）ステップＳ１１５，Ｓ１２５では、１Ｖ刻みで印加電圧を変更することに限らず、０．１Ｖ刻みで印加電圧を変更してもよいし、ぼけ量Ｆ等に応じて刻み幅を調整してもよい。
【００５６】
（５）液体レンズ２７により、ＱＲコードＱからの反射光Ｌｒをその焦点距離を変更させて受光センサ２３の受光面２３ａに対して集光させることに限らず、この液体レンズ２７に代えて、例えば、モータ等で焦点距離を変更可能な焦点距離変更手段を採用してもよい。
【００５７】
（６）ステップＳ１１３，１２３では、経過時間ｔが許容最大処理時間ｔａ以上であると判定される場合にＹｅｓと判定されて焦点距離調整処理が終了することに限らず、全パターン、例えば、予め設定された刻み幅の全てのパターンの印加電圧を液体レンズ２７に印加してもデコード成功と判定されない場合にＹｅｓと判定されて焦点距離調整処理が終了してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
２０…情報コードリーダ（光学的情報読取装置）
２３…受光センサ（受光手段）
２７…液体レンズ（焦点距離変更手段）
４０…制御回路（デコード手段，特定パターン検出手段，ぼけ具合算出手段，焦点距離決定手段）
Ｆ…ぼけ量（ぼけ具合）
ＦＰ…ファインダパターン（特定パターン）
ＴＰ…タイミングパターン（特定パターン）
Ｑ…ＱＲコード（二次元コード）
ＱＺ…クワイエットゾーン（特定パターン）
Ｘ，Ｙ…振幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的情報読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学的情報読取装置に関する技術として、下記特許文献１に示す撮像装置が知られている。この撮像装置は、ＱＲコードの読み取り時に特徴点が抽出されると、特徴点マーク部分についてバンドパスフィルタを掛けて高周波成分を抽出し、その積分をとって積分値をピントの合い具合の評価値として求めていく。そして、使用するデジタルフィルタを順次変更しながら連続して求めていく評価値が最大値を検出した場合に、ボケ復元画像を読み出して、この画像の焦点のボケを補正して復元し、復元した画像信号に対して所定の画像処理を行うことで、認識率を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０６７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したデジタルフィルタをかける為に必要な周波数成分の抽出は、原理的に画素割り当て（１セルの画素割当量）により大きな影響を受ける。そのため、使用する撮像素子の画素数が例えば、３５万、１００万、３００万と増加していくと、理論上有り得る画素割当量の組み合わせは膨大になり（例えば、あるＱＲコードを画面一杯に撮像した近点画像〜読み取り可能な最遠点画像との比較した場合の画素割り当て（周波数成分））、結果として周波数成分の抽出後に使用するデジタルフィルタ種が増加し、処理時間が増大するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、読取速度を低下させることなくぼけに起因する認識不良を抑制し得る光学的情報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】
【０００６】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の光学的情報読取装置では、複数の明色セルおよび複数の暗色セルから構成される二次元コードであって前記明色セルおよび前記暗色セルが所定の順序で配列される特定パターンを含む二次元コードを読み取り可能な光学的情報読取装置において、前記二次元コードからの反射光を集光しその焦点距離が変更可能な焦点距離変更手段と、前記焦点距離変更手段により集光された前記反射光を受光する受光手段と、前記受光手段による受光結果に基づいてデコード処理を行うデコード手段と、前記受光手段による受光結果に基づいて前記特定パターンを検出する特定パターン検出手段と、前記特定パターン検出手段により検出される前記特定パターンの輝度値からぼけ具合を算出するぼけ具合算出手段と、前記ぼけ具合算出手段により算出される前記ぼけ具合に基づいて目標焦点距離を決定する焦点距離決定手段と、を備え、前記焦点距離変更手段は、前記焦点距離決定手段により決定される前記目標焦点距離に基づいて前記焦点距離を変更することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の光学的情報読取装置において、前記特定パターンは、前記二次元コードの位置を検出するための位置検出パターンであることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１に記載の光学的情報読取装置において、前記特定パターンは、前記明色セルおよび前記暗色セルが交互に配列されるタイミングパターンと、前記二次元コードの外縁部であって前記明色セルのみから構成されるクワイエットゾーンとから構成されることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置において、前記ぼけ具合算出手段は、前記特定パターンにおける輝度勾配から前記ぼけ具合を算出することを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置において、前記焦点距離変更手段は、印加される電圧に応じて前記焦点距離が変更可能な液体レンズであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明では、二次元コードからの反射光が焦点距離変更手段によりその焦点距離を変更させて受光手段に集光される。そして、ぼけ具合算出手段により特定パターンの輝度値からぼけ具合が算出されると、このぼけ具合に基づいて焦点距離決定手段により目標焦点距離が決定される。そして、このように決定される目標焦点距離に基づいて焦点距離変更手段により焦点距離が変更される。
【００１２】
このように、ぼけ具合に応じて決定される目標焦点距離に基づいて焦点距離変更手段により焦点距離が変更されるので、ぼけを抑制するように焦点距離を変更することができる。このため、ぼけに起因する認識不良を抑制することができる。特に、特定パターンの輝度値からぼけ具合が算出されるので、全領域の輝度値からぼけ具合を算出する場合と比較して、目標焦点距離を決定する処理の高速化を図ることができる。
したがって、読取速度を低下させることなくぼけに起因する認識不良を抑制することができる。
【００１３】
請求項２の発明では、特定パターンは、二次元コードの位置を検出するための位置検出パターンであるため、特定パターンの認識が容易になるので、ぼけ具合を確実に算出することができる。
【００１４】
請求項３の発明では、特定パターンは、明色セルおよび暗色セルが交互に配列されるタイミングパターンと、二次元コードの外縁部であって明色セルのみから構成されるクワイエットゾーンとから構成されるため、上記請求項２の発明と同様に特定パターンの認識が容易になるので、ぼけ具合を確実に算出することができる。
【００１５】
請求項４の発明のように、ぼけ具合算出手段は、特定パターンにおける輝度勾配からぼけ具合を算出してもよい。
【００１６】
請求項５の発明では、焦点距離変更手段は、印加される電圧に応じて焦点距離が変更可能な液体レンズであるため、印加する電圧を変更するだけで焦点距離が変更されるので、焦点距離の調整を容易にすることができる。また、モータ等の駆動部分が少ないため、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る情報コードリーダの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】液体レンズに印加される印加電圧値と焦点距離との関係を示す図表である。
【図３】焦点距離調整処理の流れを例示するフローチャートである。
【図４】図４（Ａ）は、ぼけていない状態のＱＲコードを示す図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の測定線上におけるファインダパターンの各輝度値を示すグラフである。
【図５】図５（Ａ）は、ぼけている状態のＱＲコードを示す図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の測定線上におけるファインダパターンの各輝度値を示すグラフである。
【図６】図６（Ａ）は、液体レンズに１Ｖ刻みで印加される印加電圧値と焦点距離との関係を示す図表であり、図６（Ｂ）は、液体レンズに０．１Ｖ刻みで印加される印加電圧値と焦点距離との関係を示す図表である。
【図７】図７（Ａ）は、ぼけている状態のＱＲコードを示す図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の測定線上におけるタイミングパターンおよびクワイエットゾーンの各輝度値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の光学的情報読取装置を情報コードリーダに適用した一実施形態について図を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る情報コードリーダ２０の電気的構成を示すブロック図である。図２は、液体レンズ２７に印加される印加電圧値と焦点距離との関係を示す図表である。
【００１９】
図１に示すように、情報コードリーダ２０は、主に、照明光源２１、受光センサ２３、液体レンズ２７等の光学系と、メモリ３５、制御回路４０、操作スイッチ４２、液晶表示器４６等のマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）系と、電源スイッチ４１、電池４９等の電源系と、から構成されている。なお、これらは、図略のプリント配線板に実装あるいは図略のハウジング内に内装されている。
【００２０】
光学系の照明光源２１は、照明光Ｌｆを発光可能な照明光源として機能するもので、例えば、赤色のＬＥＤとこのＬＥＤの出射側に設けられる拡散レンズ、集光レンズ等とから構成されている。本実施形態では、受光センサ２３を挟んだ両側に照明光源２１が設けられており、図略のハウジングの読取口を介して読取対象物Ｒに向けて照明光Ｌｆを照射可能に構成されている。この読取対象物Ｒは、例えば、包装容器や包装用紙あるいはラベルといった表示媒体に相当するもので、その表面には二次元コードとして例えばＱＲコードＱが印刷されている。
【００２１】
受光センサ２３は、読取対象物ＲやＱＲコードＱに照射されて反射した反射光Ｌｒを受光可能に構成されるもので、例えば、Ｃ−ＭＯＳやＣＣＤ等の固体撮像素子である受光素子を二次元に配列したエリアセンサが、これに相当する。この受光センサ２３は、液体レンズ２７を介して入射する入射光をこの受光面２３ａで受光可能に図略のプリント配線板に実装されている。なお、受光センサ２３は、特許請求の範囲に記載の「受光手段」の一例に相当する。
【００２２】
液体レンズ２７は、外部から読取口を介して入射する入射光を集光して受光センサ２３の受光面２３ａに像を結像可能な結像光学系として機能する。本実施形態では、照明光源２１から照射された照明光ＬｆがＱＲコードＱに反射して読取口に入射する反射光Ｌｒを集光することにより、受光センサ２３の受光面２３ａにＱＲコードＱのコード画像を結像可能にしている。特に、液体レンズ２７は、図２に示すように、制御回路４０の駆動回路（図略）から印加される印加電圧に応じてその焦点距離が変更可能に構成されている。なお、液体レンズ２７は、特許請求の範囲に記載の「焦点距離変更手段」の一例に相当する。
【００２３】
次に、マイコン系の構成概要を説明する。マイコン系は、増幅回路３１、Ａ／Ｄ変換回路３３、メモリ３５、アドレス発生回路３６、同期信号発生回路３８、制御回路４０、操作スイッチ４２、ＬＥＤ４３、ブザー４４、液晶表示器４６、通信インタフェース４８等から構成されている。このマイコン系は、その名の通り、マイコン（情報処理装置）として機能し得る制御回路４０およびメモリ３５と中心に構成されるもので、上述した光学系によって撮像されたＱＲコードＱの画像信号をハードウェア的およびソフトウェア的に信号処理し得るものである。また制御回路４０は、当該情報コードリーダ２０の全体システムに関する制御も行っている。
【００２４】
光学系の受光センサ２３から出力される画像信号（アナログ信号）は、増幅回路３１に入力されることで所定ゲインで増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路３３に入力されると、アナログ信号からディジタル信号に変換される。そして、ディジタル化された画像信号、つまり画像データ（画像情報）は、メモリ３５に入力されると、画像データ蓄積領域に蓄積される。なお、同期信号発生回路３８は、受光センサ２３およびアドレス発生回路３６に対する同期信号を発生可能に構成されており、またアドレス発生回路３６は、この同期信号発生回路３８から供給される同期信号に基づいて、メモリ３５に格納される画像データの格納アドレスを発生可能に構成されている。
【００２５】
メモリ３５は、半導体メモリ装置で、例えばＲＡＭ（ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等）やＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）がこれに相当する。このメモリ３５のうちのＲＡＭには、上述した画像データ蓄積領域のほかに、制御回路４０が算術演算や論理演算等の各処理時に利用する作業領域や読取条件テーブルも確保可能に構成されている。またＲＯＭには、後述する読取処理、評価処理等を実行可能な所定プログラムやその他、照明光源２１、受光センサ２３等の各ハードウェアを制御可能なシステムプログラム等が予め格納されている。
【００２６】
制御回路４０は、情報コードリーダ２０全体を制御可能なマイコンで、ＣＰＵ、システムバス、入出力インタフェース等からなるもので、メモリ３５とともに情報処理装置を構成し得るもので情報処理機能を有する。この制御回路４０には、内蔵された入出力インタフェースを介して種々の入出力装置（周辺装置）と接続可能に構成されており、本実施形態の場合、電源スイッチ４１、操作スイッチ４２、ＬＥＤ４３、ブザー４４、液晶表示器４６、通信インタフェース４８等が接続されている。また、制御回路４０は、上述した駆動回路を介して液体レンズ２７に接続されている。
【００２７】
これにより、例えば、電源スイッチ４１や操作スイッチ４２の監視や管理、またインジケータとして機能するＬＥＤ４３の点灯・消灯、ビープ音やアラーム音を発生可能なブザー４４の鳴動のオンオフ、さらには読み取ったＱＲコードＱによるコード内容を画面表示可能な液晶表示器４６の画面制御や外部装置とのシリアル通信を可能にする通信インタフェース４８の通信制御等を可能にしている。また、上記駆動回路を駆動することで液体レンズ２７の焦点距離を調整可能にしている。なお、通信インタフェース４８に接続される外部装置には、当該情報コードリーダ２０の上位システムに相当するホストコンピュータＨＳＴ等が含まれる。
【００２８】
電源系は、電源スイッチ４１、電池４９等により構成されており、制御回路４０により管理される電源スイッチ４１のオンオフによって、上述した各装置や各回路に、電池４９から供給される駆動電圧の導通や遮断が制御されている。なお、電池４９は、所定の直流電圧を発生可能な２次電池で、例えば、リチウムイオン電池等がこれに相当する。また、電池４９によることなく、例えば、通信インタフェース４８を介して接続されるホストコンピュータＨＳＴ等の外部装置から電力供給を受ける構成を採る場合もあり、この場合には当該電池４９は不要となる。
【００２９】
このように情報コードリーダ２０を構成することによって、例えば、電源スイッチ４１がオンされて所定の自己診断処理等が正常終了し、ＱＲコードＱの読み取りが可能な状態になると、照明光Ｌｆの発光を指示する操作スイッチ４２（例えばトリガースイッチ）の入力を受け付ける。これにより、作業者がトリガースイッチを押圧しオンにすることで、制御回路４０が同期信号を基準に照明光源２１に発光信号を出力するので、当該発光信号を受けた照明光源２１は、ＬＥＤを発光させて照明光Ｌｆを照射する。
【００３０】
すると、ＱＲコードＱに照射された照明光Ｌｆが反射しその反射光Ｌｒが読取口を介して液体レンズ２７に入射するため、受光センサ２３の受光面２３ａには、後述するように焦点距離が調整された液体レンズ２７によりＱＲコードＱの像、つまりコード画像が結像される。これにより、受光面２３ａを構成する各受光素子が露光され、各受光素子から受光量に応じた信号がそれぞれ出力される。各受光素子から出力される信号は、ＱＲコードＱの画像データを構成するものであり、この画像データを２値化した後、所定のデコード処理を施すことによって、ＱＲコードＱとして符号化された文字データ等が解読されることとなる。解読された内容は液晶表示器４６に表示したり、通信インタフェース４８を介してホストコンピュータＨＳＴに出力したりすることができる。なお、制御回路４０は、特許請求の範囲に記載の「デコード手段」の一例に相当する。
【００３１】
次に、情報コードリーダ２０を用いた焦点距離調整処理について図３〜図５を用いて説明する。図３は、焦点距離調整処理の流れを例示するフローチャートである。なお、この焦点距離調整処理はメモリ３５に記憶されるプログラムに従って制御回路４０によって実行されるものである。
【００３２】
また、図４（Ａ）は、ぼけていない状態のＱＲコードＱを示す図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の測定線Ｌ１上におけるファインダパターンＦＰの各輝度値を示すグラフである。図５（Ａ）は、ぼけている状態のＱＲコードＱを示す図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の測定線Ｌ１上におけるファインダパターンＦＰの各輝度値を示すグラフである。なお、図４（Ｂ）および図５（Ｂ）において、縦軸は輝度値を示し、明色では数値が高くなり暗色では数値が低くなる。
【００３３】
当該焦点距離調整処理が開始されると、まず、図３のステップＳ１０１において、画像取得処理が行われる。この画像取得処理は、当該処理実施時において受光センサ２３による受光結果に基づいてＱＲコードＱの画像データを生成し、メモリ３５に記憶する処理である。なお、ＱＲコードＱの画像データを生成し、メモリ３５に記憶する流れは上述した通りである。
【００３４】
次に、ステップＳ１０３において、デコード処理がなされる。この処理では、ステップＳ１０１にて取得された画像データに対して上述したデコード処理が実施される。そして、上記デコード処理が正常になされＱＲコードＱのデコードが成功していると判定されると（Ｓ１０５でＹｅｓ）、液体レンズ２７の焦点距離を調整することなく当該焦点距離調整処理を終了する。
【００３５】
一方、Ｓ１０１にて取得した画像データにぼけ等が生じており、ステップＳ１０５にて上記デコード処理が失敗したと判定されると、ステップＳ１０７において、計時処理がなされる。この処理では、制御回路４０が有するクロック装置等の計時装置（図略）によりデコード処理が失敗したと判定されてからの経過時間ｔが計時される。
【００３６】
次に、ステップＳ１０９において、特定パターン検出処理がなされる。この処理では、ステップＳ１０１にて取得した画像データから、特定パターンとしてＱＲコードの位置を検出するためのパターンであるファインダパターンＦＰを検出する処理がなされる。ＱＲコードの位置検出パターンの検出処理は公知であるので詳細は省略するが、概要としては明色セル、暗色セルの並びが特定の比率（１：１：３：１：１）となる部位を検出するように処理が行われる。なお、ファインダパターンＦＰは、特許請求の範囲に記載の「特定パターン」の一例に相当し、制御回路４０は、特許請求の範囲に記載の「特定パターン検出手段」の一例に相当する。
【００３７】
そして、ステップＳ１１１において、ファインダパターンＦＰが検出されたか否かが判定され、Ｓ１０１にて取得した画像データにぼけ等が生じており、ファインダパターンＦＰが正常に検出されない場合（Ｓ１１１でＮｏ）、ステップＳ１１３において、経過時間ｔが許容最大処理時間ｔａ以上であるか否かが判定される。
【００３８】
ステップＳ１１３にて経過時間ｔが許容最大処理時間ｔａ未満であると判定されると（Ｓ１１３でＮｏ）、ステップＳ１１５において、焦点距離変更処理がなされる。この処理では、制御回路４０の駆動回路により印加される電圧に応じて、液体レンズ２７がその焦点距離を変更するように調整される。具体的には、液体レンズ２７には初期電圧として例えば１Ｖが印加されており、この焦点距離変更処理により、例えば２Ｖに変更した電圧が液体レンズ２７に印加される。すなわち、電圧を２Ｖに決定することにより、この印加電圧に応じた焦点距離が決定されることとなる。
【００３９】
そして、ステップＳ１０１にて、Ｓ１１５にて変更された焦点距離の液体レンズ２７を介した反射光Ｌｒが受光センサ２３に受光されることにより、この受光結果に基づく画像データが取得され、この画像データに対して上述したステップＳ１０３以降の処理がなされる。なお、ステップＳ１１５における焦点距離変更処理では、Ｓ１０５、Ｓ１１１、Ｓ１１３のいずれかのステップにてＹｅｓと判定されるまで、液体レンズ２７に対して、変更した電圧が印加されることとなる。このように変更した印加電圧は、ステップＳ１１７における印加電圧記憶処理によりメモリ３５に記憶される。
【００４０】
そして、上述したステップＳ１１１にてファインダパターンＦＰが正常に検出されると（Ｓ１１１でＹｅｓ）、ステップＳ１１９において、ぼけ量算出処理がなされる。この処理では、測定線Ｌ１上にてファインダパターンＦＰを構成する各輝度値において所定の位置の振幅Ｘと振幅Ｙとの差からぼけ量Ｆ＝Ｙ−Ｘとして算出する。なお、ファインダパターンＦＰを構成する一の明色セルの輝度値とこの一の明色セルと異なる他の明色セルの輝度値との差からぼけ量を算出してもよいし、ファインダパターンＦＰを構成する一の暗色セルの輝度値とこの一の暗色セルと異なる他の暗色セルの輝度値との差からぼけ量を算出してもよい。
【００４１】
具体的には、図４（Ａ）に示すように、ファインダパターンＦＰがぼけていない場合には、図４（Ｂ）に示すように、振幅Ｘと振幅Ｙとの差が小さくなることからぼけ量Ｆが小さくなる。一方、図５（Ａ）に示すように、ファインダパターンＦＰがぼけている場合には、図５（Ｂ）に示すように、振幅Ｘと振幅Ｙとの差が大きくなることからぼけ量Ｆが大きくなる。なお、現段階では、ステップＳ１０５にてＮｏと判定された後、ステップＳ１１１にてＹｅｓと判定されているので、図５（Ａ）に示すように、ファインダパターンＦＰがぼけており、ぼけ量Ｆは大きくなっている。現段階では、液体レンズ２７には２Ｖの電圧が印加されており、ステップＳ１１９によりぼけ量Ｆが、例えば、１０として算出される。なお、制御回路４０は、特許請求の範囲に記載の「ぼけ具合算出手段」の一例に相当する。
【００４２】
次に、ステップＳ１２１において、印加電圧およびぼけ量記憶処理がなされ、印加電圧とこの印加電圧に応じたぼけ量Ｆがメモリ３５に記憶される。そして、ステップＳ１２３にて経過時間ｔが許容最大処理時間ｔａ未満であると判定されると（Ｓ１２３でＮｏ）、ステップＳ１２５において、焦点距離変更処理がなされる。この処理では、ぼけ量Ｆが増加するまで液体レンズ２７に対して１Ｖ刻みで変更した電圧が印加される。そして、ぼけ量Ｆが増加すると、０．１Ｖ刻みで変更した電圧が印加される。すなわち、電圧を所定値に決定することにより、この印加電圧に応じた焦点距離が決定されることとなる。なお、制御回路４０は、特許請求の範囲に記載の「焦点距離決定手段」の一例に相当する。
【００４３】
図６（Ａ）は、液体レンズに１Ｖ刻みで印加される印加電圧値と焦点距離との関係を示す図表であり、図６（Ｂ）は、液体レンズに０．１Ｖ刻みで印加される印加電圧値と焦点距離との関係を示す図表である。
具体的には、ステップＳ１２５にて２Ｖから３Ｖに変更された電圧が液体レンズ２７に印加される。これにより焦点距離が変更された液体レンズ２７により、ステップＳ１０１にて画像データが取得され、再び、ステップＳ１１９にてぼけ量Ｆが例えば６として算出される（図６（Ａ）参照）。
【００４４】
そして、ぼけ量Ｆが減少していることから、ステップＳ１２５にて３Ｖから４Ｖに変更された電圧が液体レンズ２７に印加される。これにより焦点距離が変更された液体レンズ２７により、ステップＳ１０１にて画像データが取得され、再び、ステップＳ１１９にてぼけ量Ｆが例えば１０として算出される。
【００４５】
そして、ぼけ量Ｆが増加していることから、ステップＳ１２５にて２Ｖと３Ｖとの間にて０．１Ｖ刻みで変更された電圧が液体レンズ２７に印加される。このように０．１Ｖ刻みで電圧が液体レンズ２７に印加される場合、図６（Ｂ）からわかるように、液体レンズ２７に２．７Ｖの電圧を印加する場合が０．１Ｖ刻みでは最もぼけ量Ｆが小さくなることがわかる。
【００４６】
このように、ぼけ量Ｆを小さくするように液体レンズ２７に印加される印加電圧を変更することで、画像データが鮮明になることからステップＳ１０５によりＱＲコードＱのデコードが成功していると判定されると、当該焦点距離調整処理を終了する。一方、経過時間ｔが許容最大処理時間ｔａ以上になると、ステップＳ１１３またはＳ１２３にてＹｅｓと判定されて、焦点距離調整処理を終了する。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態に係る情報コードリーダ２０では、ＱＲコードＱからの反射光Ｌｒが焦点距離変更手段として機能する液体レンズ２７によりその焦点距離を変更させて受光センサ２３の受光面２３ａに集光される。そして、ＱＲコードＱのファインダパターンＦＰの輝度値からぼけ量Ｆ（ぼけ具合）が算出されると、このぼけ量Ｆを減少させるように液体レンズ２７に印加される電圧が決定される。そして、このように決定される印加電圧に応じて液体レンズ２７により焦点距離が変更される。
【００４８】
このように、ぼけ量Ｆに応じて決定される印加電圧に応じて液体レンズ２７により焦点距離が変更されるので、ぼけを抑制するように焦点距離を変更することができる。このため、ぼけに起因する認識不良を抑制することができる。特に、特定パターンであるファインダパターンＦＰの輝度値からぼけ量Ｆが算出されるので、全領域の輝度値からぼけ量Ｆを算出する場合と比較して、印加電圧を決定する処理の高速化を図ることができる。
したがって、読取速度を低下させることなくぼけに起因する認識不良を抑制することができる。
【００４９】
また、本実施形態に係る情報コードリーダ２０では、特定パターンであるファインダパターンＦＰは、二次元コードの位置を検出するための位置検出パターンであるため、特定パターンの認識が容易になるので、ぼけ量Ｆ（ぼけ具合）を確実に算出することができる。
【００５０】
さらに、本実施形態に係る情報コードリーダ２０では、焦点距離変更手段として液体レンズ２７が採用されており、当該液体レンズ２７に印加する電圧を変更するだけで焦点距離が変更されるので、焦点距離の調整を容易にすることができる。また、モータ等の駆動部分が少ないため、耐久性を向上させることができる。
【００５１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記実施形態と同等の作用・効果が得られる。
（１）図７（Ａ）は、ぼけている状態のＱＲコードＱを示す図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の測定線Ｌ２上におけるタイミングパターンＴＰおよびクワイエットゾーンＱＺの各輝度値を示すグラフである。
上述したステップＳ１１９におけるぼけ量算出処理では、測定線Ｌ１上でのファインダパターンＦＰの各輝度値からぼけ量Ｆを算出することに限らず、測定線Ｌ２上での明色セルおよび暗色セルが交互に配列されるタイミングパターンＴＰにおける明色セルの輝度値と、ＱＲコードＱの外縁部であって明色セルのみから構成されるクワイエットゾーンＱＺの輝度値との差からぼけ量Ｆを算出してもよい。
【００５２】
具体的には、図７（Ａ）に示すように、ＱＲコードＱがぼけている場合には、図７（Ｂ）に示すように、タイミングパターンＴＰにおける明色セルの輝度値と、クワイエットゾーンＱＺの輝度値との差が大きくなることからぼけ量Ｆが大きくなる。このようにしても、ぼけ量Ｆを確実に算出することができる。
【００５３】
（２）本実施形態に係る情報コードリーダ２０は、ＱＲコードＱに対して焦点距離調整処理を実施することによりぼけに起因する認識不良を抑制することに限らず、タイミングパターンＴＰおよびクワイエットゾーンＱＺ等が既定される二次元コード、例えば、Data Matrixコードに対して焦点距離調整処理を実施することによりぼけに起因する認識不良を抑制してもよい。
【００５４】
（３）ぼけ量Ｆは、ファインダパターンＦＰを構成する各輝度値において所定の位置の振幅Ｘと振幅Ｙとの差からぼけ量Ｆ＝Ｙ−Ｘとして算出することに限らず、所定の位置の輝度勾配から算出してもよい。
【００５５】
（４）ステップＳ１１５，Ｓ１２５では、１Ｖ刻みで印加電圧を変更することに限らず、０．１Ｖ刻みで印加電圧を変更してもよいし、ぼけ量Ｆ等に応じて刻み幅を調整してもよい。
【００５６】
（５）液体レンズ２７により、ＱＲコードＱからの反射光Ｌｒをその焦点距離を変更させて受光センサ２３の受光面２３ａに対して集光させることに限らず、この液体レンズ２７に代えて、例えば、モータ等で焦点距離を変更可能な焦点距離変更手段を採用してもよい。
【００５７】
（６）ステップＳ１１３，１２３では、経過時間ｔが許容最大処理時間ｔａ以上であると判定される場合にＹｅｓと判定されて焦点距離調整処理が終了することに限らず、全パターン、例えば、予め設定された刻み幅の全てのパターンの印加電圧を液体レンズ２７に印加してもデコード成功と判定されない場合にＹｅｓと判定されて焦点距離調整処理が終了してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
２０…情報コードリーダ（光学的情報読取装置）
２３…受光センサ（受光手段）
２７…液体レンズ（焦点距離変更手段）
４０…制御回路（デコード手段，特定パターン検出手段，ぼけ具合算出手段，焦点距離決定手段）
Ｆ…ぼけ量（ぼけ具合）
ＦＰ…ファインダパターン（特定パターン）
ＴＰ…タイミングパターン（特定パターン）
Ｑ…ＱＲコード（二次元コード）
ＱＺ…クワイエットゾーン（特定パターン）
Ｘ，Ｙ…振幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の明色セルおよび複数の暗色セルから構成される二次元コードであって前記明色セルおよび前記暗色セルが所定の順序で配列される特定パターンを含む二次元コードを読み取り可能な光学的情報読取装置において、
前記二次元コードからの反射光を集光しその焦点距離が変更可能な焦点距離変更手段と、
前記焦点距離変更手段により集光された前記反射光を受光する受光手段と、
前記受光手段による受光結果に基づいてデコード処理を行うデコード手段と、
前記受光手段による受光結果に基づいて前記特定パターンを検出する特定パターン検出手段と、
前記特定パターン検出手段により検出される前記特定パターンの輝度値からぼけ具合を算出するぼけ具合算出手段と、
前記ぼけ具合算出手段により算出される前記ぼけ具合に基づいて目標焦点距離を決定する焦点距離決定手段と、
を備え、
前記焦点距離変更手段は、前記焦点距離決定手段により決定される前記目標焦点距離に基づいて前記焦点距離を変更することを特徴とする光学的情報読取装置。
【請求項２】
前記特定パターンは、前記二次元コードの位置を検出するための位置検出パターンであることを特徴とする請求項１に記載の光学的情報読取装置。
【請求項３】
前記特定パターンは、前記明色セルおよび前記暗色セルが交互に配列されるタイミングパターンと、前記二次元コードの外縁部であって前記明色セルのみから構成されるクワイエットゾーンとから構成されることを特徴とする請求項１に記載の光学的情報読取装置。
【請求項４】
前記ぼけ具合算出手段は、前記特定パターンにおける輝度勾配から前記ぼけ具合を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置。
【請求項５】
前記焦点距離変更手段は、印加される電圧に応じて前記焦点距離が変更可能な液体レンズであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置。
【請求項１】
複数の明色セルおよび複数の暗色セルから構成される二次元コードであって前記明色セルおよび前記暗色セルが所定の順序で配列される特定パターンを含む二次元コードを読み取り可能な光学的情報読取装置において、
前記二次元コードからの反射光を集光しその焦点距離が変更可能な焦点距離変更手段と、
前記焦点距離変更手段により集光された前記反射光を受光する受光手段と、
前記受光手段による受光結果に基づいてデコード処理を行うデコード手段と、
前記受光手段による受光結果に基づいて前記特定パターンを検出する特定パターン検出手段と、
前記特定パターン検出手段により検出される前記特定パターンの輝度値からぼけ具合を算出するぼけ具合算出手段と、
前記ぼけ具合算出手段により算出される前記ぼけ具合に基づいて目標焦点距離を決定する焦点距離決定手段と、
を備え、
前記焦点距離変更手段は、前記焦点距離決定手段により決定される前記目標焦点距離に基づいて前記焦点距離を変更することを特徴とする光学的情報読取装置。
【請求項２】
前記特定パターンは、前記二次元コードの位置を検出するための位置検出パターンであることを特徴とする請求項１に記載の光学的情報読取装置。
【請求項３】
前記特定パターンは、前記明色セルおよび前記暗色セルが交互に配列されるタイミングパターンと、前記二次元コードの外縁部であって前記明色セルのみから構成されるクワイエットゾーンとから構成されることを特徴とする請求項１に記載の光学的情報読取装置。
【請求項４】
前記ぼけ具合算出手段は、前記特定パターンにおける輝度勾配から前記ぼけ具合を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置。
【請求項５】
前記焦点距離変更手段は、印加される電圧に応じて前記焦点距離が変更可能な液体レンズであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１８２０５７（Ｐ２０１０−１８２０５７Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４４９１（Ｐ２００９−２４４９１）
【出願日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＱＲコード
２．ＥＥＰＲＯＭ
【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２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＱＲコード
２．ＥＥＰＲＯＭ
【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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