光学的情報読取装置
【課題】測距処理の高速化を図り、確実に測距を行うことができる光学的情報読取装置を提供する。
【解決手段】光学的情報読取装置１Ａは、光の照射領域１０２ａと非照射領域１０３ａが組み合わせられた測距パターン１０１ａを読取対象物に形成する測距光Ｓａを出射する測距光出射部２を備え、読取対象物に形成された測距パターン１０１ａを固体撮像素子３で撮像して測距パターン１０１ａの画像を取得し、画像信号で信号が落ち込む部分を検出して、測距パターン１０１ａの非照射領域１０３ａの座標に基づき測距を行う。
【解決手段】光学的情報読取装置１Ａは、光の照射領域１０２ａと非照射領域１０３ａが組み合わせられた測距パターン１０１ａを読取対象物に形成する測距光Ｓａを出射する測距光出射部２を備え、読取対象物に形成された測距パターン１０１ａを固体撮像素子３で撮像して測距パターン１０１ａの画像を取得し、画像信号で信号が落ち込む部分を検出して、測距パターン１０１ａの非照射領域１０３ａの座標に基づき測距を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変焦点機能を有し、主にバーコード、２次元コード等のコード記号、風景や物品の画像を読み取ることを目的とした光学的情報読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
商品管理、在庫管理等を目的として１次元のコード情報であるバーコード、また、より情報密度の高いコードとして２次元コードが知られている。バーコードや２次元コード等のコード記号を読み取る装置として、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子でコード情報を撮影し、その画像に様々な処理を施した上で２値化し、デコードする方法が知られている。
【０００３】
このようなコード情報を読み取る装置に使用されるＣＭＯＳイメージセンサは、デジタルカメラ等に搭載されているものと機能的に何ら変わらないことから、普通に物体や風景などを撮影する写真機としての機能を併せ持つことが求められる。例えば、在庫管理等の場合、対象物品と共にその物品が格納されている位置を撮像し、コード情報と共にデータベースに記憶する場合に使用されるものである。
【０００４】
また、携帯電話機には、上述したＣＭＯＳイメージセンサを使用した小型カメラが搭載さている。携帯電話機のカメラ機能には、通常のデジタルカメラのように、風景や人物を撮像する他に、バーコード／２次元コードスキャナ及びＯＣＲ（光学式文字読取装置）を内蔵しているものが大半である。即ち、コード記号撮像デコード機能を備えたデジタルカメラが広く求められている。
【０００５】
さらに、上述した商品管理、在庫管理等の現場では、物品に貼付されたコード記号を次々に走査していく必要がある。その際に、オートフォーカス機能があるものが望ましく、オートフォーカスと撮像処理は高速である必要がある。
【０００６】
オートフォーカス機能を備えた光学的情報読取装置では、コード記号等の読取対象物までの距離を測定し、測定した距離に焦点位置が合うように光学系を制御する。読取対象物までの距離を測定する技術として、レーザを利用した測距技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
レーザを用いた三角法による測距技術では、読取対象物に光の強度の強いスポットを形成するためにビームを照射し、読取対象物上の検出スポット位置を計測する。読取対象物の距離は、検出スポット位置から決定される。
【０００８】
一方、光学的情報読取装置では、コード記号が読取可能範囲に入っているかどうかを使用者が認識できれば、試行を繰り返す必要が無くなり、読取動作の高速化が図れる。そこで、読取可能範囲を表示する光源及び光学系を備えた技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許４４７３３３７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４００６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
レーザを用いた三角法による従来の測距技術では、スポット状の強度の強い信号のピークを検出し、スポットの位置を求めている。しかし、周辺光量等の影響で、露出が飽和すると、信号の強度のピークを検出することができず、測距に必要な信号を得ることができない場合がある。この場合、露出を補正して再撮像を行うことで、適正露出の画像を得ることができるが、露出の補正及び再撮像の処理が必要で、測距処理の高速化の妨げになる。
【００１１】
また、スポットを可視光で形成し、スポットの形成位置と読取位置を合わせることで、使用者の読取動作を誘導できる。しかし、スポットは読取対象物上の一点を示すのみで、コード記号の全体が読取可能範囲に入っているかを示すことはできず、コード記号の全体が読取可能範囲に入っていなければ、再試行を繰り返すことになる。
【００１２】
このようなオートフォーカス機能を備えた光学的情報読取装置に、読取可能範囲を表示する光源及び光学系を備える構成とすれば、オートフォーカス機能を実現し、かつ、読取可能範囲を示すことができる。しかし、測距と読取可能範囲を示すために独立した光源と光学系が必要で、装置の小型化及び低コストが困難になる。
【００１３】
更に、測距用のレーザによる照射範囲を、読取可能範囲を示す大きさに広げることで、読取可能範囲を示すことは可能になるが、読み取ったコード記号のデコードで必要とされる測距の精度を得ることができず、確実な測距を行うことができない。
【００１４】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、測距処理の高速化を図り、確実に測距を行うことができる光学的情報読取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するため、本発明は、可変焦点光学系を有した撮像光学手段と、読取対象物を撮像する撮像手段と、読取対象物との距離を測距する測距手段と、測距手段を用いて読取対象物までの距離を算出し、算出された距離情報に基づき撮像光学手段を制御して、撮像手段で読取対象物の撮像を行う制御手段とを備え、測距手段は、光の照射領域と非照射領域が組み合わせられた測距パターンを読取対象物に形成する測距光を出射し、制御手段は、読取対象物に形成された測距パターンを撮像手段で撮像して測距パターンの画像を取得し、撮像手段に入射する光の強度に応じて信号が落ち込む部分を検出して、測距パターンの非照射領域の座標に基づき測距を行う光学的情報読取装置である。
【００１６】
本発明では、測距光を照射して、光の照射領域と非照射領域が組み合わせられた測距パターンを読取対象物に形成し、読取対象物に形成された測距パターンを撮像して測距パターンの画像を取得し、画像信号で信号が落ち込む部分を検出して、測距パターンの非照射領域の座標に基づき読取対象物までの距離を求める。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、周辺光量の変化や、読取対象物の大きさ等によらず、処理の高速化を図り、確実に測距を行うことができる。また、測距光を可視光とすれば、測距パターンの照射領域を利用して、測距に用いる単一の光源及び光学系で、読取可能範囲の表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態の光学的情報読取装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図２】本実施の形態の光学的情報読取装置の実装例を示す斜視図である。
【図３】本実施の形態の光学的情報読取装置の実装例を示す斜視図である。
【図４】本実施の形態の光学的情報読取装置を構成する測距光出射部の一例を示す構成図である。
【図５】本実施の形態の光学的情報読取装置を構成する測距光出射部の他の例を示す構成図である。
【図６】読取対象物までの距離の算出に必要なパラメータの説明図である。
【図７】読取対象物までの距離と固体撮像素子に入射する測距パターンによる信号強度の関係を示すグラフである。
【図８】測距パターンの形状の一例を示す構成図である。
【図９】パターン形成レンズの一例を示す斜視図である。
【図１０】パターン形成レンズによる測距光の光路の一例を示す光路説明図である。
【図１１】パターン形成レンズによる照射領域と非照射領域の形成原理を示す光路説明図である。
【図１２】固体撮像素子の一例を示す機能ブロック図である。
【図１３】液晶レンズの概念を示す構成図である。
【図１４】液体レンズの概念を示す構成図である。
【図１５】本実施の形態の光学的情報読取装置におけるコード記号の読取動作を示すフローチャートである。
【図１６】本実施の形態の光学的情報読取装置におけるコード記号の読取動作を示すフローチャートである。
【図１７】本実施の形態の光学的情報読取装置における測距動作の一例を示すフローチャートである。
【図１８】測距パターンと取り込むエリアの関係を示す説明図である。
【図１９】測距パターンを撮像して得られる画像信号の一例を示す説明図である。
【図２０】本実施の形態の光学的情報読取装置の効果の一例を示す説明図である。
【図２１】比較例として従来の測距方法の課題を示す説明図である。
【図２２】本実施の形態の光学的情報読取装置の効果の他の例を示す説明図である。
【図２３】比較例として従来の測距方法の課題を示す説明図である。
【図２４】比較例として従来の測距方法の課題を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の光学的情報読取装置の実施の形態について説明する。
【００２０】
＜本実施の形態の光学的情報読取装置の構成例＞
図１は、本実施の形態の光学的情報読取装置の一例を示す機能ブロック図、図２及び図３は、本実施の形態の光学的情報読取装置の実装例を示す斜視図である。また、図４は、本実施の形態の光学的情報読取装置を構成する測距光出射部の一例を示す構成図、図５は、本実施の形態の光学的情報読取装置を構成する測距光出射部の他の例を示す構成図である。
【００２１】
本実施の形態の光学的情報読取装置１Ａは、読取対象物であるコード記号１００を撮像するカメラ部１０と、カメラ部１０で行われる撮像、フォーカス調整、デコード、データ転送等の制御を行うデコード部１１を備える。
【００２２】
光学的情報読取装置１Ａはコードスキャナと称され、物品に貼り付けられたラベルに表記されたコード記号１００、または、物品に直接表記されたコード記号１００等の撮像が可能な構成である。
【００２３】
図２に示す光学的情報読取装置１Ａは、マニュアルトリガと称されるコードスキャナで、例えば、把持部２００を有した筺体２０１に、カメラ部１０とデコード部１１等の構成要素が実装され、使用者が把持部２００を手に持ち、カメラ部１０を物品３００に表記されたコード記号１００に向けることで、コード記号１００の撮像が可能な構成である。
【００２４】
図３に示す光学的情報読取装置１Ａは、オートトリガと称されるコードスキャナで、例えば、載置部２０２を有して載置される筺体２０３に、カメラ部１０とデコード部１１等の構成要素が実装され、物品３０１に表記された図３では図示しないコード記号１００をカメラ部１０に向けることで、コード記号１００の撮像が可能な構成である。
【００２５】
次に、カメラ部１０の全体構成について説明する。カメラ部１０は、読取対象物であるコード記号１００の検知と、読取対象物までの距離の測距のために、読取対象物に図４に示すような測距パターン１０１ａを形成する測距光Ｓａ、または、読取対象物に図５に示すような測距パターン１０１ｂを形成する測距光Ｓｂの照射を行う測距光出射部２を備える。
【００２６】
また、カメラ部１０は、読取対象物に形成された測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの撮像、及びコード記号１００を含む読取対象物の撮像を行う固体撮像素子３を備える。
【００２７】
更に、カメラ部１０は、照明光を出射する照明光出射部４と、コード記号１００で反射した自然光または照明光を固体撮像素子３に結像させるオートフォーカス（可変焦点）機能を有し、コード記号１００を構成するパターンの例えば白部分と黒部分の反射率の違いにより、コード記号１００のパターンに応じた像を形成させる撮像光学部５を備える。また、カメラ部１０は、測距光出射部２、照明光出射部４及び撮像光学部５を駆動するドライバ６を備える。
【００２８】
図６は、読取対象物までの距離の算出に必要なパラメータの説明図で、次に、本実施の形態の光学的情報読取装置１Ａにおける測距の概要について説明する。
【００２９】
任意の位置ＷＤ１〜ＷＤ３にある読取対象物までの距離Ｘについては、図６中の次のパラメータと以下の（１）式とに基づいて算出することができる。
【００３０】
Ｘ：撮像光学部５の主点を通る原点平面Ｏから読取対象物までの距離
ａ：測距光出射部２と撮像光学部５の光軸の原点平面Ｏでの距離
θ：撮像光学部５の半画角
Ｎ：半画角により張られる固体撮像素子３の中心から短点までの距離
ｎ：固体撮像素子３の撮像エリアにおいて測距光が映り込んだ位置
φ：測距光出射部２と撮像光学部５の光軸の原点平面Ｏでのなす角
【００３１】
【数１】
【００３２】
読取対象物に測距光を照射し、読取対象物を照射した測距光を固体撮像素子３で撮像すると、読取対象物までの距離が、測距光を撮像した固体撮像素子３の画素の座標で示され、測距光を撮像した固体撮像素子３の画素の座標を検出することで、上述したパラメータと（１）式から、読取対象物までの距離を算出できる。
【００３３】
そして、精度の高い測距を行うためには、測距光を撮像した固体撮像素子３の画素の座標を画像処理で検出できる信号が、測距光が照射される測距位置Ｐに存在することが条件になる。
【００３４】
そこで、光学的情報読取装置１Ａでは、図４に示すように、測距光出射部２で出射される測距光Ｓａで、光の照射領域１０２ａと非照射領域１０３ａが組み合わせられた測距パターン１０１ａを読取対象物に形成する。または、図５に示すように、測距光出射部２で出射される測距光Ｓｂで、光の照射領域１０２ｂと非照射領域１０３ｂが組み合わせられた測距パターン１０１ｂを読取対象物に形成する。
【００３５】
図４に示す測距パターン１０１ａは、照射領域１０２ａが一の方向である水平方向に広がりを持ち、少なくとも水平方向に所定の幅を持つパターンで形成される。また、測距パターン１０１ａは、照射領域１０２ａの間の少なくとも１箇所、本例では、照射領域１０２ａの中心部分に、固体撮像素子３で信号の立ち下がりと立ち上がりが検出可能なパターンで非照射領域１０３ａを設けて、測距パターン１０１ａに少なくとも１つの信号の落ち込み部分を存在させる。
【００３６】
これにより、測距パターン１０１ａを水平方向の一方向から見た場合に、測距パターン１０１ａを撮像して固体撮像素子３から出力される信号から、立ち下がり信号と、この立ち下がり信号に対して所定の幅で近接した立ち上がり信号が得られ、立ち下り信号と立ち上がり信号の画像信号により測距処理を可能とする。
【００３７】
図５に示す測距パターン１０１ａも同様に、照射領域１０２ｂが一の方向である水平方向に広がりを持ち、少なくとも水平方向に所定の幅を持つパターンで形成される。また、測距パターン１０１ｂは、照射領域１０２ｂの間の少なくとも１箇所、本例では、照射領域１０２ｂの中心部分に、固体撮像素子３で信号の立ち下がりと立ち上がりが検出可能なパターンで非照射領域１０３ｂを設けて、測距パターン１０１ｂに少なくとも１つの信号の落ち込み部分を存在させる。
【００３８】
これにより、測距パターン１０１ｂを水平方向の一方向から見た場合に、測距パターン１０１ｂを撮像して固体撮像素子３から出力される信号から、立ち下がり信号と、この立ち下がり信号に対して所定の幅で近接した立ち上がり信号が得られ、立ち下り信号と立ち上がり信号の画像信号により測距処理を可能とする。
【００３９】
図７は、読取対象物までの距離と固体撮像素子に入射する測距パターンによる信号強度の関係を示すグラフで、図７では、距離別に固体撮像素子３で撮像した測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂを、固体撮像素子３の画素の水平方向にスキャンした信号強度分布を示す。
【００４０】
光学的情報読取装置１Ａでは、固体撮像素子３の撮像エリアにおいて、読取対象物で反射した測距光が入射する位置が、読取対象物までの距離に応じて変化する。このため、読取対象物に形成された図４に示す測距パターン１０１ａ、または、図５に示す測距パターン１０１ｂを固体撮像素子３で撮像すると、固体撮像素子３の撮像エリアにおいて測距パターン１０１ａ、または、測距パターン１０１ｂが入射する位置が、読取対象物までの距離に応じて変化する。
【００４１】
そして、光学的情報読取装置１Ａでは、非照射領域１０３ａを有した測距パターン１０１ａ、または、非照射領域１０３ｂを有した測距パターン１０１ｂを固体撮像素子３で撮像すると、固体撮像素子３の撮像エリアにおける測距パターン１０１ａの非照射領域１０３ａ、または、測距パターン１０１ｂの非照射領域１０３ｂの位置が、読取対象物までの距離に応じて変化する。
【００４２】
これにより、図７に示すように、固体撮像素子３の撮像エリアに入射する光の強度に応じたレベルで固体撮像素子３から出力される信号が落ち込む部分が、読取対象物までの距離に応じて変化する。
【００４３】
そこで、光学的情報読取装置１Ａでは、固体撮像素子３から出力される信号が落ち込む部分を検出して、この信号の落ち込む部分を測距信号部ＳｇＤとし、測距パターン１０１ａの非照射領域１０３ａ、または、測距パターン１０１ｂの非照射領域１０３ｂを撮像した固体撮像素子３の画素の座標を検出することで、上述したパラメータと（１）式から、読取対象物までの距離を算出する。
【００４４】
これにより、読取対象物に形成される測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂは、非照射領域１０３ａまたは非照射領域１０３ｂを示す信号が、信号が落ち込む部分として存在し、非照射領域１０３ａまたは非照射領域１０３ｂを撮像した固体撮像素子３の画素の座標を画像処理で検出できる信号が、測距光Ｓａまたは測距光Ｓｂが照射される測距位置Ｐに存在することになり、精度の高い測距を行うことができる。
【００４５】
また、測距光Ｓａまたは測距光Ｓｂを可視光とすることで、測距パターン１０１ａの照射領域１０２ａ、または、測距パターン１０１ｂの照射領域１０２ｂを利用して、読取範囲を視認可能とする。
【００４６】
図８は、測距パターンの形状の一例を示す構成図である。なお、図８では、図４に示す光学系で形成される測距パターンを例に説明するが、図５に示す光学系で形成される測距パターンも同様である。
【００４７】
測距パターン１０１ａにおける測距位置Ｐである非照射領域１０３ａは、測距パターン１０１ａの中心部に設けられることが望ましい。これは、図８（ａ）に示すように、読取対象物が測距パターン１０１ａより小さいコード記号１００ａの場合、通常、測距パターン１０１ａの中心にコード記号１００ａの位置が合わせられる可能性が高いためで、コード記号１００ａ上に、測距位置Ｐである非照射領域１０３ａが形成されるようにして、測距の精度を向上させるためある。
【００４８】
また、図８（ｂ）に示すように、幅の広いコード記号１００ｂを読み取る場合、測距パターン１０１ａで読取可能範囲を示すことにより、読取深度が容易に判断でき、操作性を向上させることができる。そのため、測距パターン１０１ａを中心部分のみに照射するより、少なくも水平方向に幅のある測距パターン１０１ａを形成することが望ましい。
【００４９】
次に、上述した測距パターンを形成する測距光出射部の詳細について、各図を参照にして説明する。測距光出射部２は測距手段の一例で、光を出射する光源２０と、光源２０から出射した光を、測距パターン１０１ａを形成する測距光Ｓａ、または、測距パターン１０１ｂを形成する測距光Ｓｂに変換するパターン形成レンズ２１を備える。
【００５０】
光源２０は、図４に示す例では、可視領域の波長の光を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成される。また、図５に示す例では、可視領域の波長の光を出射する半導体レーザ（ＬＤ）で構成される。
【００５１】
測距光出射部２で出射される測距光Ｓａまたは測距光Ｓｂで形成される測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂでは、画像信号の大部分である照射領域１０２ａまたは照射領域１０２ｂを固体撮像素子３で検出できるようにするため、光源２０として、上述したように、パルスで強度の強いＬＥＤ光源もしくはレーザ光源が好ましい。
【００５２】
図９は、パターン形成レンズの一例を示す斜視図、図１０は、パターン形成レンズによる測距光の光路の一例を示す光路説明図、図１１は、パターン形成レンズによる照射領域と非照射領域の形成原理を示す光路説明図であり、次に、測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂを形成する光学系の一例について、各図を参照して説明する。
【００５３】
測距光出射部２では、図４に示す測距パターン１０１ａの非照射領域１０３ａ、または、図５に示す測距パターン１０１ｂの非照射領域１０３ｂが、固体撮像素子３で検出可能な幅となる所定の角度αとなるような光学系が構成される。
【００５４】
また、測距光出射部２では、測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂを可視光で構成し、測距パターン１０１ａの照射領域１０２ａ、または、測距パターン１０１ｂの照射領域１０２ｂが、撮像光学部５の画角と固体撮像素子３の撮像エリアの大きさで決められ、読取対象物との距離に応じて変化する読取可能範囲となるように、光学系が構成される。
【００５５】
測距光出射部２では、光源２０から出射された光は、一の方向である水平方向と、他の方向である垂直方向に、それぞれ所定の放射角で広がる。そこで、測距光出射部２では、光源２０から出射された光の水平方向の広がりを利用して、測距パターン１０１ａの照射領域１０２ａまたは測距パターン１０１ｂの照射領域１０２ｂを形成する。本例では、光源２０から出射された光の水平方向の放射角と読取可能範囲が合わせられる
【００５６】
また、測距光出射部２では、光源２０から出射された光の水平方向の一部に、測距パターン１０１ａの非照射領域１０３ａまたは測距パターン１０１ｂの非照射領域１０３ｂを形成する。
【００５７】
このため、パターン形成レンズ２１は、光源２０から出射されて水平方向に広がる光は、読取可能範囲に合わせた放射角を保って透過させ、垂直方向に広がる光は、屈折させて例えば平行光化する形状、例えば、入射面２１ａが平面で構成され、出射面２１ｂが水平方向に沿って平面で、垂直方向に沿って凸状に湾曲した曲面で構成されるシリンドリカルレンズである。
【００５８】
また、パターン形成レンズ２１は、光の屈折または反射を利用して、光源２０から出射される一部の光の光路を変更し、測距パターン１０１ａの非照射領域１０３ａまたは測距パターン１０１ｂの非照射領域１０３ｂを形成するため、出射面２１ｂの一部に、垂直方向に沿ってプリズム状のスリット２１ｃが形成される。スリット２１ｃは、パターン形成レンズ２１の出射面２１ｂの水平方向に沿った中心部分に、断面形状がＶ状の溝を設けて形成される。
【００５９】
図１１において、パターン形成レンズ２１の屈折率をｎ１、空気中の屈折率をｎ２とする。光源２０から出射し、パターン形成レンズ２１に入射した光で、スリット２１ｃの形成部位以外の出射面２１ｂに入射した光は、出射面２１ｂと空気との境界面に対して垂直に入射する光と見なすことができる。
【００６０】
これにより、光源２０から出射されて水平方向に広がる光で、スリット２１ｃの形成部位以外の出射面２１ｂに入射した光は、図１１の光路Ｌ１に示すように、出射面２１ｂと空気との境界面で水平方向には実質的に屈折せず、光源２０における放射角を保ってパターン形成レンズ２１を透過する。
【００６１】
一方、スリット２１ｃに入射した光は、出射面２１ｂと空気との境界面への入射角をβとすると、パターン形成レンズ２１と空気の屈折率に応じた屈折角γで屈折する。また、出射面２１ｂと空気との境界面で反射する。
【００６２】
これにより、光源２０から出射されて水平方向に広がる光で、スリット２１ｃに入射した光は、図１１の光路Ｌ２、Ｌ３に示すように、出射面２１ｂと空気との境界面で屈折または反射し、光路が変換される。
【００６３】
従って、パターン形成レンズ２１は、図１０に示すように、スリット２１ｃの形成部位を中心として、光が放射しない角度を生成することができる。よって、測距光出射部２では光源２０から出射されて水平方向に広がる光が、パターン形成レンズ２１を透過することで、水平方向における中心部分を避けて放射され、図４に示すように、照射領域１０２ａの中心部分に非照射領域１０３ａが形成された測距パターン１０１ａを形成する測距光Ｓａが出射される。または、図５に示すように、照射領域１０２ｂの中心部分に非照射領域１０３ｂが形成された測距パターン１０１ｂを形成する測距光Ｓｂが出射される。
【００６４】
なお、パターン形成レンズ２１は、出射面２１ｂの水平方向の中心部分に反射膜を形成する、あるいは、スリット２１ｃに反射膜を形成する等により、光の全反射を利用して光を透過させない角度を生成することも可能である。
【００６５】
次に、カメラ部１０の他の構成要素について説明する。固体撮像素子３は撮像手段の一例で、本例では、ＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサで構成される。固体撮像素子３は、撮像光学部５を通して入射する光を撮像素子により検出し、その各撮像素子による検出信号をデジタル画像データとしてデコード部１１へ出力することにより、測距パターン及び読取対象物の画像を撮像する。
【００６６】
上述したように、図４に示す測距パターン１０１ａ、または、図５に示す測距パターン１０１ｂを形成する測距光出射部２の光源２０として、パルスで強度の強いＬＥＤ光源またはレーザ光源を用いる構成では、固体撮像素子３は、全画素同時にシャッタを切れるグローバルシャッタが望ましい。また、測距パターンに関する処理速度を高速化するために、測距パターンの画像をサブサンプリング（ＲＯＩ機能：Region of Interest）して処理することができる固体撮像素子３が望ましい。
【００６７】
図１２は、固体撮像素子の一例を示す機能ブロック図であり、次に、図１２を参照しながら固体撮像素子３の一例であるＣＭＯＳイメージセンサについて詳細に説明する。固体撮像素子３に設けられた撮像エリア３０は、画素部３１の各画素が、フォトダイオードと、ＦＤ（flouting diffusion：フロー浮遊拡散）領域と、フォトダイオードからＦＤ領域に電荷を転送するための転送トランジスタと、ＦＤ領域を所定の電位にリセットするためのリセットトランジスタとを有し、複数の画素がマトリックス状に形成される。
【００６８】
撮像エリア３０は、画素がマトリックス状に形成された画素マトリックスの側部に、垂直信号の制御をする垂直シフトレジスタ３２が配置され、画素マトリックスの下部に、水平信号の制御をする水平シフトレジスタ３３が配置されている。
【００６９】
垂直シフトレジスタ３２と水平シフトレジスタ３３は、画素駆動に必要な電圧を発生させるアナログ回路である。垂直シフトレジスタ３２と水平シフトレジスタ３３からの信号は、アナログプロセッサ３４、Ａ／Ｄコンバータ３５、デジタルプロセッサ３６を順次経由して外部へ出力される。
【００７０】
またアナログプロセッサ３４は、電圧増幅、ゲイン調整等の機能を含み、所定のアナログ信号処理を行う。Ａ／Ｄコンバータ３５は、アナログプロセッサ３４のアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。デジタルプロセッサ３６は、ノイズキャンセル、データ圧縮等の機能を含み、Ａ／Ｄコンバータ１２５からのデジタル画像信号に対してデジタル処理を施し、処理後のデジタル画像信号を外部へ出力する。
【００７１】
コントロールレジスタ３７は、外部の信号を入出力させ、タイミングコントローラ３８によってアナログプロセッサ３４及びデジタルプロセッサ３６のクロックタイミングを合わせて、画素部３１の各画素からの信号を所定の順番で画像データを出力させる。
【００７２】
更に、固体撮像素子３においては、各画素における受光量に応じた電荷の蓄積開始及び蓄積停止を全画素において略同時に制御するグローバルシャッタが採用される。そのために、各画素における蓄積電荷に相当する値を共通の基準値と個別に比較する複数の比較器、それらの出力信号の論理和信号を出力するための端子等を備えている。画素部３１の複数の比較器の出力の少なくとも１つが、基準値より蓄積電荷が大きくなったことを示したときに、グローバルシャッタを制御して各画素における電荷の蓄積停止を実行する。
【００７３】
図１に戻り、照明光出射部４は照明手段の一例で、デコード部１１からの制御により読取対象物に照明光Ｓｃを照射して照明する。照明光Ｓｃの照射は、固体撮像素子３の撮像フレームに同期したパルス光の照射によって行われ、照射時間を調整することによって、１フレームの撮像期間内に読取対象物からの反射光により固体撮像素子３の各フォトダイオードに蓄積される電荷量を調整することができる。すなわち、照明時間を長くすれば、固体撮像素子３が撮像により得る画像は明るい画像となるし、短くすれば、暗い画像となる。
【００７４】
撮像光学部５は撮像光学手段の一例で、撮像レンズ５０と可変焦点レンズ５１を備える。撮像レンズ５０は、本例では、単数または複数のガラス製若しくはプラスチック製の光学レンズで構成される固定焦点レンズである。
【００７５】
可変焦点レンズ５１は、例えば、単数または複数の光学レンズを、光軸に沿って機械的に移動させる機構を備えて、オートフォーカス機能を実現しても良い。これに対し、可変焦点レンズ５１は、レンズを機械的に移動させる機構を用いることなくオートフォーカス機能を実現するものとして、印加電圧によって焦点距離を調整可能な液晶レンズ、または、液体レンズで構成しても良い。
【００７６】
図１３は、液晶レンズの概念を示す構成図である。液晶レンズ５１ａは、ホモジニアス（ねじれのない）分子配列の液晶層５３を、ガラス板５４の間に封止した構成で、各ガラス板５４には、金属酸化物の透明電極５５ａ、５５ｂが形成される。液晶レンズ５１ａは、透明電極５５ａ、５５ｂに電圧を印加し、印加する電圧を調整することで、液晶分子５３ａの配向状態が変化する。液晶レンズ５１ａは、液晶分子５３ａの配向状態を変化させることで、屈折率が変化し、屈折率が変化することで、焦点距離が変化する。これにより、液晶レンズ５１ａは、印加する電圧を調整することで焦点位置を動かし、合焦を行うことができる。
【００７７】
図１４は、液体レンズの概念を示す構成図である。液体レンズ５１ｂは、導電性の高い水溶液５６と絶縁体の油５７が、光を透過する透明な窓部を対向する２面に有した容器５８に封じ込められる。液体レンズ５１ｂには、水溶液５６と接する電極５９ａと、絶縁部を介して水溶液５６と油５７の両方と接する電極５９ｂが備えられる。
【００７８】
液体レンズ５１ｂは、電極５９ａ及び電極５９ｂから電気を流し、水溶液５６に電圧を印加すると、水溶液５６と油５７との境界面５６ａの形状を変化させることができる。このような現象をエレクトロウエッティング現象と称す。水溶液５６と油５７との境界面５６ａの曲率を変えることで焦点位置を動かし、合焦を行うことができる。
【００７９】
ここで、可変焦点レンズ５１として液晶レンズ５１ａまたは液体レンズ５１ｂを用いた構成では、温度変動による焦点位置のずれを補正するため、温度補償が必要となる。このため、光学的情報読取装置１Ａは、液晶レンズ５１ａまたは液体レンズ５１ｂで構成される可変焦点レンズ５１及び可変焦点レンズ５１の近傍の温度を検知する温度検知手段として、図１に示すように、温度センサ７をカメラ部１０に備える。
【００８０】
光学的情報読取装置１Ａは、測距光出射部２で測距光を出射して求めたコード記号１００までの距離情報から導き出される液晶レンズ５１ａまたは液体レンズ５１ｂの焦点位置を、温度センサ７で検知される温度情報で補正して、正確なオートフォーカスを実現する。
【００８１】
次に、デコード部１１について説明すると、デコード部１１は制御手段の一例で、ＣＰＵ１２と、ＣＰＵ１２が実行するプログラムとテーブルを記憶したＲＯＭ１３と、ＣＰＵ１２が各種の処理を実行する際の作業領域として使用するＲＡＭ１４を備えている。
【００８２】
ＣＰＵ１２としては、例えば、エーシック（Application Specific Integrated Circuit:ASIC）を用いることができる。また、ＲＯＭ１３としては、フラッシュロム（FROM）を用いることができ、ＲＡＭ１４としては、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）を用いることができる。
【００８３】
ＣＰＵ１２は、ＲＡＭ１４を作業領域としてＲＯＭ１３に記憶されたプログラムを実行することにより、光学的情報読取装置１Ａ全体の動作を制御すると共に、固体撮像素子３が撮像したデジタル画像データに基づく、読取対象物の検知、読取対象物までの距離の測距、求めた距離に基づく合焦点制御、コード記号１００のデコード、デコード結果の外部への出力あるいは蓄積等に必要な処理を行う。
【００８４】
＜本実施の形態の光学的情報読取装置の動作例＞
図１５及び図１６は、本実施の形態の光学的情報読取装置におけるコード記号の読取動作を示すフローチャートで、次に、各図を参照して、本実施の形態の光学的情報読取装置１Ａの動作について説明する。
【００８５】
ここで、図１５は、図２に示すマニュアルトリガと称されるコードスキャナによる読取動作を示し、図１６は、図３に示すオートトリガと称されるコードスキャナによる読取動作を示す。
【００８６】
まず、マニュアルトリガのコードスキャナによる読取動作について説明する。図１５のステップＳＡ１で、図示しない操作ボタンの操作等により、マニュアルトリガがＯＮとなると、ステップＳＡ２で、ＣＰＵ１２は、測距光出射部２を制御して測距光Ｓａまたは測距光Ｓｂの照射を開始すると共に、固体撮像素子３を制御して読取対象物に形成される図４に示す測距パターン１０１ａまたは図５に示す測距パターン１０１ｂの撮像を開始する。
【００８７】
図１５のステップＳＡ３で、ＣＰＵ１２は、固体撮像素子３で測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂを撮像して取得した画像から、露出を計算する。また、上述したように、信号の立ち下がりと信号の立ち上がりで測距位置である非照射領域１０３ａまたは非照射領域１０３ｂを検出する。そして、非照射領域１０３ａまたは非照射領域１０３ｂの座標から、読取対象物との距離を計算する。
【００８８】
図１５のステップＳＡ４で、ＣＰＵ１２は、照明光出射部４による照明光Ｓｃの照射時間を制御して露出を合わせると共に、撮像光学部５を制御して読取対象物であるコード記号１００にフォーカスを合わせる。なお、撮像光学部５を構成する可変焦点レンズ５１が液晶レンズ５１ａまたは液体レンズ５１ｂである構成では、読取対象物までの距離と、温度センサ７で検出した温度に基づき、図示しない距離−電圧テーブルを参照して印加電圧を設定し、フォーカスを行う。
【００８９】
図１５のステップＳＡ５で、ＣＰＵ１２は、固体撮像素子３を制御して、デコードを行う読取対象物であるコード記号１００の撮像を開始し、ステップＳＡ６で、固体撮像素子３からコード記号１００を含む読取対象物の画像をデコード部１１に転送する。
【００９０】
図１５のステップＳＡ７で、ＣＰＵ１２は、固体撮像素子３から転送された画像が、デコード可能な画像であるか判断する。固体撮像素子３から転送された画像が、デコード可能な画像ではないと判断すると、ステップＳＡ２に戻り、測距光の照射、測距、及び読取対象物の撮像を行う。
【００９１】
固体撮像素子３から転送された画像が、デコード可能な画像であると判断すると、図１５のステップＳＡ８で、ＣＰＵ１２は、デコード処理を開始し、ステップＳＡ９で、デコード処理が可能であると判断すると、コード記号１００のデコード処理を行って、読取処理を終了する。また、ステップＳＡ９で、デコード処理が可能ではないと判断すると、ステップＳＡ２に戻り、測距光の照射、測距、及び読取対象物の撮像を行う。
【００９２】
次に、オートトリガのコードスキャナによる読取動作について説明する。図１６のステップＳＢ１で、物品がかざされる等によりオートトリガがＯＮとなると、ステップＳＢ２で、ＣＰＵ１２は、測距光出射部２を制御して測距光Ｓａまたは測距光Ｓｂの照射を開始すると共に、固体撮像素子３を制御して読取対象物に形成される図４に示す測距パターン１０１ａまたは図５に示す測距パターン１０１ｂの撮像を開始する。
【００９３】
図１６のステップＳＢ３で、ＣＰＵ１２は、固体撮像素子３の出力から、読取対象物からの画像信号があるか判断し、読取対象物からの画像信号が無いと判断すると、ステップＳＢ２に戻り、測距光の照射及び撮像を行う。
【００９４】
読取対象物からの画像信号が有ると判断すると、図１６のステップＳＢ４で、ＣＰＵ１２は、固体撮像素子３で測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂを撮像して取得した画像から、露出を計算する。また、非照射領域１０３ａまたは非照射領域１０３ｂを検出して、非照射領域１０３ａまたは非照射領域１０３ｂの座標から、読取対象物との距離を計算する。
【００９５】
図１６のステップＳＢ５で、ＣＰＵ１２は、照明光出射部４による照明光Ｓｃの照射時間を制御して露出を合わせると共に、撮像光学部５を制御して読取対象物であるコード記号１００にフォーカスを合わせる。
【００９６】
図１６のステップＳＢ６で、ＣＰＵ１２は、固体撮像素子３を制御して、デコードを行う読取対象物であるコード記号１００の撮像を開始し、ステップＳＢ７で、固体撮像素子３からコード記号１００を含む読取対象物の画像をデコード部１１に転送する。
【００９７】
図１６のステップＳＢ８で、ＣＰＵ１２は、固体撮像素子３から転送された画像が、デコード可能な画像であるか判断する。固体撮像素子３から転送された画像が、デコード可能な画像ではないと判断すると、ステップＳＢ５に戻り、露出調整、フォーカス調整、及び読取対象物の撮像を行う。
【００９８】
固体撮像素子３から転送された画像が、デコード可能な画像であると判断すると、図１６のステップＳＢ９で、ＣＰＵ１２は、デコード処理を開始し、ステップＳＢ１０で、デコード処理が可能であると判断すると、コード記号１００のデコード処理を行って、読取処理を終了する。また、ステップＳＢ１０で、デコード処理が可能ではないと判断すると、ステップＳＢ５に戻り、露出調整、フォーカス調整、及び読取対象物の撮像を行う。
【００９９】
図１７は、本実施の形態の光学的情報読取装置における測距動作の一例を示すフローチャート、図１８は、測距パターンと取り込むエリアの関係を示す説明図、図１９は、測距パターンを撮像して得られる画像信号の一例を示す説明図で、次に、各図を参照して、図１５に示すフローチャートのステップＳＡ２、ＳＡ３、図１６に示すフローチャートのステップＳＢ２、ＳＢ４で説明した測距光の照射、測距パターンの撮像、及び距離計算の詳細について説明する。
【０１００】
図１７のステップＳＣ１で、ＣＰＵ１２は、測距光出射部２を制御して測距光Ｓａまたは測距光Ｓｂの照射を開始し、ステップＳＣ２で、固体撮像素子３を制御して、読取対象物に形成される測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの撮像を開始する。測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの撮像が終了すると、ステップＳＣ３で、測距光Ｓａまたは測距光Ｓｂの照射を終了し、ステップＳＣ４で、測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの画像を取り込む。
【０１０１】
測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの画像を取り込むと、ＣＰＵ１２は、図１７のステップＳＣ５で、図１８に示すように予め定められた測距用画像のサンプリングエリアＥ１をスキャンする。
【０１０２】
測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂは、水平方向に幅をもつ信号であり、図１８に示すように、測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの形状に合わせてサンプリングエリアＥ１を設定する。そして、例えば、固体撮像素子３で取得した画像の中心付近から、非照射領域１０３ａまたは非照射領域１０３ｂを検出できるまで、すなわち、図１９に示す測距信号部ＳｇＤである信号の落ち込み部分を検出できるまで、順次スキャンを行う。
【０１０３】
これにより、図１８に示すように、測距パターンの画像を取り込む測距用画像のサンプリングエリアＥ１を設定すれば、全画素分の画像をスキャンする必要はなく、測距に要する時間を短縮できる。
【０１０４】
測距用画像のサンプリングエリアＥ１をスキャンすると、図１７のステップＳＣ６で、ＣＰＵ１２は、取り込んだ画像に測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの信号があるか判断する。測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの信号が無いと判断すると、処理を終了する。
【０１０５】
取り込んだ画像に測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの信号があると判断すると、図１７のステップＳＣ７で、ＣＰＵ１２は、図１９に示す測距信号部ＳｇＤである信号の落ち込み部分の画素の座標を計算する。
【０１０６】
信号の落ち込み部分の画素の座標を計算すると、図１７のステップＳＣ８で、ＣＰＵ１２は、上述したパラメータと（１）式に基づき予め設定された測距テーブルを参照して、読取対象物であるコード記号１００までの距離を求め、ステップＳＣ９で、撮像光学部５を制御してフォーカスを合わせる。
【０１０７】
＜本実施の形態の光学的情報読取装置の効果例＞
本実施の形態の光学的情報読取装置１Ａでは、測距光Ｓａ（Ｓｂ）を照射して、光の照射領域１０２ａ（１０２ｂ）の間に非照射領域１０３ａ（１０３ｂ）が設けられる測距パターン１０１ａ（１０１ｂ）を読取対象物に形成し、測距パターン１０１ａ（１０１ｂ）を撮像した画像信号から、信号の落ち込む部分を検出して測距に必要な信号を取得し、読取対象物までの距離を求めるので、周辺光量の変化や、読取対象物の大きさ等によらず、処理速度の高速化を図り、確実に測距を行うことができる。
【０１０８】
また、測距光Ｓａ（Ｓｂ）を可視光とし、照射領域１０２ａ（１０２ｂ）を、撮像光学部５の画角、固体撮像素子３の撮像エリアの画素部の大きさ等に応じた読取可能範囲に合わせることで、測距に用いる単一の光源及び光学系で、読取可能範囲の表示を行うことができる。
【０１０９】
これにより、読取可能範囲を表示するための別の光源、及び光源から出射した光を読取可能範囲に合わせる光学系を備える必要がなく、装置の小型化、及び低コスト化を図ることができる。また、読取可能範囲を表示することで、コード記号１００が読取可能範囲に入っていないことに起因する読取動作の試行を繰り返す必要が無くなり、読取動作の高速化が図れる。
【０１１０】
更に、シリンドリカルレンズ等の光学レンズを用いて測距パターン１０１ａ（１０１ｂ）を形成できることから、回折格子やホログラムを使用するような光学系と比較して、コストを抑えることができる。
【０１１１】
図２０は、本実施の形態の光学的情報読取装置の効果の一例を示す説明図、図２１は、比較例として従来の測距方法の課題を示す説明図であり、次に、信号の落ち込む部分を利用して測距を行う効果の詳細について説明する。
【０１１２】
上述した図１５のフローチャートのステップＳＡ２、または、図１６のフローチャートのステップＳＢ２で、測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの画像を取得する動作では、読取対象物が近くに存在する場合や、周辺光量が大きい場合等に、１回目の撮像で露出が飽和する場合がある。
【０１１３】
そこで、図１５のステップＳＡ３、または、図１６のステップＳＢ４で、固体撮像素子３で測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂを撮像して取得した画像から、露出を計算し、露出が飽和して測距か可能な信号ではないような場合に、露出を補正して、測距が可能な信号を得るようにしている。
【０１１４】
図２１（ａ）に示すように、測距用に設定したスポット状の強度の強い信号Ｓｐ４を検出する従来の測距方法では、露出が飽和すると、図２１（ｂ）に示すように、信号の強度のピークを検出することができず、測距に必要な信号を得ることができない。信号の強度のピークを検出する場合、許容露出値が狭く、露出の補正が必要で、測距処理の高速化の妨げになる。
【０１１５】
これに対して、図２０（ａ）に示すように、信号の落ち込む部分を利用して測距を行う本願発明の光学的情報読取装置１Ａでは、露出が飽和しても、図２０（ｂ）に示すように、信号の立ち下がりと信号の立ち上がりから測距信号部ＳｇＤを検出することができ、信号の落ち込み部分の座標を一意に求めることができる。
【０１１６】
これにより、信号の落ち込みを検出する本実施の形態の測距方法は、従来の信号強度レベルのピークを検出する方法と比較して、測距可能な信号の許容露出値が広くなり、画像の露出補正の回数を少なくし、測距処理の高速化を図ることができる。
【０１１７】
図２２は、本実施の形態の光学的情報読取装置の効果の他の例を示す説明図、図２３、図２４は、比較例として従来の測距方法の課題を示す説明図であり、次に、放射角を持つ光源で、読取可能範囲を示す照射領域の間に非照射領域を形成し、信号の落ち込む部分を利用して測距を行う効果について説明する。
【０１１８】
可変焦点機能を持つバーコードスキャナによる従来の測距方法としては、レーザ光源から出射される光で読取対象物に形成したスポットを固体撮像素子で撮像し、スポットの座標で測距を行う技術が知られている。一方、図２３（ａ）に示すように、放射角を持った光源でも、強度の強いスポット部Ｓｐを測距点にすることが可能である。
【０１１９】
すなわち、放射角を持った光源から出射される測距光Ｓｄで、強度の強いスポット部Ｓｐを中心に持つパターンを形成し、このパターンを固体撮像素子で撮像すると、図２４（ａ）に示すように、中心部分にスポットに対応した信号Ｓｐ１を確認できる。これにより、この信号の座標を求めることで、測距を行うことができる。
【０１２０】
しかし、図２３（ｂ）に示すように、コード記号１００が形成された読取対象物１０５が、光源の放射角に比較して小さい場合、読取対象物１０５に測距光Ｓｄで照射される部分と照射されない部分が存在し、測距光Ｓｄが反射しない部分が発生する。
【０１２１】
このため、図２４（ｂ）に示すように、放射角を持つ測距光Ｓｄで形成されるパターンを固体撮像素子で撮像した画像中に、信号の欠ける部分が存在すると、測距用に設定した強度の強い信号Ｓｐ１以外に、信号の立ち上がりと立ち下がりが近接することで、測距用に設定した強度の強い信号Ｓｐ２と同形状の信号Ｓｐ３が発生することがある。
【０１２２】
従って、測距用に設定した強度の強い信号と同形状の信号が他にあると、信号の強度のピークを検出して座標を一意に求めることができず、測距を行うことができない。
【０１２３】
これに対して、本願発明の光学的情報読取装置１Ａでは、図２２（ａ）に示すように、コード記号１００が形成された読取対象物１０５が、測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂに比較して小さく、測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂが反射しない部分が発生しても、図２２（ｂ）に示すように、測距信号部ＳｇＤである信号の落ち込み部分は、複数個所に存在することはない。
【０１２４】
従って、本実施の形態の光学的情報読取装置１Ａでは、信号の立ち下がりと信号の立ち上がりを検出することで、信号の落ち込み部分の座標を一意に求めることができ、読取対象物の大きさ等の条件によらず、測距を確実に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明は、バーコードリーダや二次元コードリーダ等に利用することができ、測距精度の高いオートフォーカスを実現できる。
【符号の説明】
【０１２６】
１Ａ・・・光学的情報読取装置、２・・・測距光出射部、３・・・固体撮像素子、４・・・照明光出射部、５・・・撮像光学部、１０・・・カメラ部、１１・・・デコード部、１００・・・コード記号、１０１ａ，１０１ｂ・・・測距パターン、１０２ａ，１０２ｂ・・・照射領域、１０３ａ，１０３ｂ・・・非照射領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変焦点機能を有し、主にバーコード、２次元コード等のコード記号、風景や物品の画像を読み取ることを目的とした光学的情報読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
商品管理、在庫管理等を目的として１次元のコード情報であるバーコード、また、より情報密度の高いコードとして２次元コードが知られている。バーコードや２次元コード等のコード記号を読み取る装置として、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子でコード情報を撮影し、その画像に様々な処理を施した上で２値化し、デコードする方法が知られている。
【０００３】
このようなコード情報を読み取る装置に使用されるＣＭＯＳイメージセンサは、デジタルカメラ等に搭載されているものと機能的に何ら変わらないことから、普通に物体や風景などを撮影する写真機としての機能を併せ持つことが求められる。例えば、在庫管理等の場合、対象物品と共にその物品が格納されている位置を撮像し、コード情報と共にデータベースに記憶する場合に使用されるものである。
【０００４】
また、携帯電話機には、上述したＣＭＯＳイメージセンサを使用した小型カメラが搭載さている。携帯電話機のカメラ機能には、通常のデジタルカメラのように、風景や人物を撮像する他に、バーコード／２次元コードスキャナ及びＯＣＲ（光学式文字読取装置）を内蔵しているものが大半である。即ち、コード記号撮像デコード機能を備えたデジタルカメラが広く求められている。
【０００５】
さらに、上述した商品管理、在庫管理等の現場では、物品に貼付されたコード記号を次々に走査していく必要がある。その際に、オートフォーカス機能があるものが望ましく、オートフォーカスと撮像処理は高速である必要がある。
【０００６】
オートフォーカス機能を備えた光学的情報読取装置では、コード記号等の読取対象物までの距離を測定し、測定した距離に焦点位置が合うように光学系を制御する。読取対象物までの距離を測定する技術として、レーザを利用した測距技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
レーザを用いた三角法による測距技術では、読取対象物に光の強度の強いスポットを形成するためにビームを照射し、読取対象物上の検出スポット位置を計測する。読取対象物の距離は、検出スポット位置から決定される。
【０００８】
一方、光学的情報読取装置では、コード記号が読取可能範囲に入っているかどうかを使用者が認識できれば、試行を繰り返す必要が無くなり、読取動作の高速化が図れる。そこで、読取可能範囲を表示する光源及び光学系を備えた技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許４４７３３３７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４００６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
レーザを用いた三角法による従来の測距技術では、スポット状の強度の強い信号のピークを検出し、スポットの位置を求めている。しかし、周辺光量等の影響で、露出が飽和すると、信号の強度のピークを検出することができず、測距に必要な信号を得ることができない場合がある。この場合、露出を補正して再撮像を行うことで、適正露出の画像を得ることができるが、露出の補正及び再撮像の処理が必要で、測距処理の高速化の妨げになる。
【００１１】
また、スポットを可視光で形成し、スポットの形成位置と読取位置を合わせることで、使用者の読取動作を誘導できる。しかし、スポットは読取対象物上の一点を示すのみで、コード記号の全体が読取可能範囲に入っているかを示すことはできず、コード記号の全体が読取可能範囲に入っていなければ、再試行を繰り返すことになる。
【００１２】
このようなオートフォーカス機能を備えた光学的情報読取装置に、読取可能範囲を表示する光源及び光学系を備える構成とすれば、オートフォーカス機能を実現し、かつ、読取可能範囲を示すことができる。しかし、測距と読取可能範囲を示すために独立した光源と光学系が必要で、装置の小型化及び低コストが困難になる。
【００１３】
更に、測距用のレーザによる照射範囲を、読取可能範囲を示す大きさに広げることで、読取可能範囲を示すことは可能になるが、読み取ったコード記号のデコードで必要とされる測距の精度を得ることができず、確実な測距を行うことができない。
【００１４】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、測距処理の高速化を図り、確実に測距を行うことができる光学的情報読取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するため、本発明は、可変焦点光学系を有した撮像光学手段と、読取対象物を撮像する撮像手段と、読取対象物との距離を測距する測距手段と、測距手段を用いて読取対象物までの距離を算出し、算出された距離情報に基づき撮像光学手段を制御して、撮像手段で読取対象物の撮像を行う制御手段とを備え、測距手段は、光の照射領域と非照射領域が組み合わせられた測距パターンを読取対象物に形成する測距光を出射し、制御手段は、読取対象物に形成された測距パターンを撮像手段で撮像して測距パターンの画像を取得し、撮像手段に入射する光の強度に応じて信号が落ち込む部分を検出して、測距パターンの非照射領域の座標に基づき測距を行う光学的情報読取装置である。
【００１６】
本発明では、測距光を照射して、光の照射領域と非照射領域が組み合わせられた測距パターンを読取対象物に形成し、読取対象物に形成された測距パターンを撮像して測距パターンの画像を取得し、画像信号で信号が落ち込む部分を検出して、測距パターンの非照射領域の座標に基づき読取対象物までの距離を求める。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、周辺光量の変化や、読取対象物の大きさ等によらず、処理の高速化を図り、確実に測距を行うことができる。また、測距光を可視光とすれば、測距パターンの照射領域を利用して、測距に用いる単一の光源及び光学系で、読取可能範囲の表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態の光学的情報読取装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図２】本実施の形態の光学的情報読取装置の実装例を示す斜視図である。
【図３】本実施の形態の光学的情報読取装置の実装例を示す斜視図である。
【図４】本実施の形態の光学的情報読取装置を構成する測距光出射部の一例を示す構成図である。
【図５】本実施の形態の光学的情報読取装置を構成する測距光出射部の他の例を示す構成図である。
【図６】読取対象物までの距離の算出に必要なパラメータの説明図である。
【図７】読取対象物までの距離と固体撮像素子に入射する測距パターンによる信号強度の関係を示すグラフである。
【図８】測距パターンの形状の一例を示す構成図である。
【図９】パターン形成レンズの一例を示す斜視図である。
【図１０】パターン形成レンズによる測距光の光路の一例を示す光路説明図である。
【図１１】パターン形成レンズによる照射領域と非照射領域の形成原理を示す光路説明図である。
【図１２】固体撮像素子の一例を示す機能ブロック図である。
【図１３】液晶レンズの概念を示す構成図である。
【図１４】液体レンズの概念を示す構成図である。
【図１５】本実施の形態の光学的情報読取装置におけるコード記号の読取動作を示すフローチャートである。
【図１６】本実施の形態の光学的情報読取装置におけるコード記号の読取動作を示すフローチャートである。
【図１７】本実施の形態の光学的情報読取装置における測距動作の一例を示すフローチャートである。
【図１８】測距パターンと取り込むエリアの関係を示す説明図である。
【図１９】測距パターンを撮像して得られる画像信号の一例を示す説明図である。
【図２０】本実施の形態の光学的情報読取装置の効果の一例を示す説明図である。
【図２１】比較例として従来の測距方法の課題を示す説明図である。
【図２２】本実施の形態の光学的情報読取装置の効果の他の例を示す説明図である。
【図２３】比較例として従来の測距方法の課題を示す説明図である。
【図２４】比較例として従来の測距方法の課題を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の光学的情報読取装置の実施の形態について説明する。
【００２０】
＜本実施の形態の光学的情報読取装置の構成例＞
図１は、本実施の形態の光学的情報読取装置の一例を示す機能ブロック図、図２及び図３は、本実施の形態の光学的情報読取装置の実装例を示す斜視図である。また、図４は、本実施の形態の光学的情報読取装置を構成する測距光出射部の一例を示す構成図、図５は、本実施の形態の光学的情報読取装置を構成する測距光出射部の他の例を示す構成図である。
【００２１】
本実施の形態の光学的情報読取装置１Ａは、読取対象物であるコード記号１００を撮像するカメラ部１０と、カメラ部１０で行われる撮像、フォーカス調整、デコード、データ転送等の制御を行うデコード部１１を備える。
【００２２】
光学的情報読取装置１Ａはコードスキャナと称され、物品に貼り付けられたラベルに表記されたコード記号１００、または、物品に直接表記されたコード記号１００等の撮像が可能な構成である。
【００２３】
図２に示す光学的情報読取装置１Ａは、マニュアルトリガと称されるコードスキャナで、例えば、把持部２００を有した筺体２０１に、カメラ部１０とデコード部１１等の構成要素が実装され、使用者が把持部２００を手に持ち、カメラ部１０を物品３００に表記されたコード記号１００に向けることで、コード記号１００の撮像が可能な構成である。
【００２４】
図３に示す光学的情報読取装置１Ａは、オートトリガと称されるコードスキャナで、例えば、載置部２０２を有して載置される筺体２０３に、カメラ部１０とデコード部１１等の構成要素が実装され、物品３０１に表記された図３では図示しないコード記号１００をカメラ部１０に向けることで、コード記号１００の撮像が可能な構成である。
【００２５】
次に、カメラ部１０の全体構成について説明する。カメラ部１０は、読取対象物であるコード記号１００の検知と、読取対象物までの距離の測距のために、読取対象物に図４に示すような測距パターン１０１ａを形成する測距光Ｓａ、または、読取対象物に図５に示すような測距パターン１０１ｂを形成する測距光Ｓｂの照射を行う測距光出射部２を備える。
【００２６】
また、カメラ部１０は、読取対象物に形成された測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの撮像、及びコード記号１００を含む読取対象物の撮像を行う固体撮像素子３を備える。
【００２７】
更に、カメラ部１０は、照明光を出射する照明光出射部４と、コード記号１００で反射した自然光または照明光を固体撮像素子３に結像させるオートフォーカス（可変焦点）機能を有し、コード記号１００を構成するパターンの例えば白部分と黒部分の反射率の違いにより、コード記号１００のパターンに応じた像を形成させる撮像光学部５を備える。また、カメラ部１０は、測距光出射部２、照明光出射部４及び撮像光学部５を駆動するドライバ６を備える。
【００２８】
図６は、読取対象物までの距離の算出に必要なパラメータの説明図で、次に、本実施の形態の光学的情報読取装置１Ａにおける測距の概要について説明する。
【００２９】
任意の位置ＷＤ１〜ＷＤ３にある読取対象物までの距離Ｘについては、図６中の次のパラメータと以下の（１）式とに基づいて算出することができる。
【００３０】
Ｘ：撮像光学部５の主点を通る原点平面Ｏから読取対象物までの距離
ａ：測距光出射部２と撮像光学部５の光軸の原点平面Ｏでの距離
θ：撮像光学部５の半画角
Ｎ：半画角により張られる固体撮像素子３の中心から短点までの距離
ｎ：固体撮像素子３の撮像エリアにおいて測距光が映り込んだ位置
φ：測距光出射部２と撮像光学部５の光軸の原点平面Ｏでのなす角
【００３１】
【数１】
【００３２】
読取対象物に測距光を照射し、読取対象物を照射した測距光を固体撮像素子３で撮像すると、読取対象物までの距離が、測距光を撮像した固体撮像素子３の画素の座標で示され、測距光を撮像した固体撮像素子３の画素の座標を検出することで、上述したパラメータと（１）式から、読取対象物までの距離を算出できる。
【００３３】
そして、精度の高い測距を行うためには、測距光を撮像した固体撮像素子３の画素の座標を画像処理で検出できる信号が、測距光が照射される測距位置Ｐに存在することが条件になる。
【００３４】
そこで、光学的情報読取装置１Ａでは、図４に示すように、測距光出射部２で出射される測距光Ｓａで、光の照射領域１０２ａと非照射領域１０３ａが組み合わせられた測距パターン１０１ａを読取対象物に形成する。または、図５に示すように、測距光出射部２で出射される測距光Ｓｂで、光の照射領域１０２ｂと非照射領域１０３ｂが組み合わせられた測距パターン１０１ｂを読取対象物に形成する。
【００３５】
図４に示す測距パターン１０１ａは、照射領域１０２ａが一の方向である水平方向に広がりを持ち、少なくとも水平方向に所定の幅を持つパターンで形成される。また、測距パターン１０１ａは、照射領域１０２ａの間の少なくとも１箇所、本例では、照射領域１０２ａの中心部分に、固体撮像素子３で信号の立ち下がりと立ち上がりが検出可能なパターンで非照射領域１０３ａを設けて、測距パターン１０１ａに少なくとも１つの信号の落ち込み部分を存在させる。
【００３６】
これにより、測距パターン１０１ａを水平方向の一方向から見た場合に、測距パターン１０１ａを撮像して固体撮像素子３から出力される信号から、立ち下がり信号と、この立ち下がり信号に対して所定の幅で近接した立ち上がり信号が得られ、立ち下り信号と立ち上がり信号の画像信号により測距処理を可能とする。
【００３７】
図５に示す測距パターン１０１ａも同様に、照射領域１０２ｂが一の方向である水平方向に広がりを持ち、少なくとも水平方向に所定の幅を持つパターンで形成される。また、測距パターン１０１ｂは、照射領域１０２ｂの間の少なくとも１箇所、本例では、照射領域１０２ｂの中心部分に、固体撮像素子３で信号の立ち下がりと立ち上がりが検出可能なパターンで非照射領域１０３ｂを設けて、測距パターン１０１ｂに少なくとも１つの信号の落ち込み部分を存在させる。
【００３８】
これにより、測距パターン１０１ｂを水平方向の一方向から見た場合に、測距パターン１０１ｂを撮像して固体撮像素子３から出力される信号から、立ち下がり信号と、この立ち下がり信号に対して所定の幅で近接した立ち上がり信号が得られ、立ち下り信号と立ち上がり信号の画像信号により測距処理を可能とする。
【００３９】
図７は、読取対象物までの距離と固体撮像素子に入射する測距パターンによる信号強度の関係を示すグラフで、図７では、距離別に固体撮像素子３で撮像した測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂを、固体撮像素子３の画素の水平方向にスキャンした信号強度分布を示す。
【００４０】
光学的情報読取装置１Ａでは、固体撮像素子３の撮像エリアにおいて、読取対象物で反射した測距光が入射する位置が、読取対象物までの距離に応じて変化する。このため、読取対象物に形成された図４に示す測距パターン１０１ａ、または、図５に示す測距パターン１０１ｂを固体撮像素子３で撮像すると、固体撮像素子３の撮像エリアにおいて測距パターン１０１ａ、または、測距パターン１０１ｂが入射する位置が、読取対象物までの距離に応じて変化する。
【００４１】
そして、光学的情報読取装置１Ａでは、非照射領域１０３ａを有した測距パターン１０１ａ、または、非照射領域１０３ｂを有した測距パターン１０１ｂを固体撮像素子３で撮像すると、固体撮像素子３の撮像エリアにおける測距パターン１０１ａの非照射領域１０３ａ、または、測距パターン１０１ｂの非照射領域１０３ｂの位置が、読取対象物までの距離に応じて変化する。
【００４２】
これにより、図７に示すように、固体撮像素子３の撮像エリアに入射する光の強度に応じたレベルで固体撮像素子３から出力される信号が落ち込む部分が、読取対象物までの距離に応じて変化する。
【００４３】
そこで、光学的情報読取装置１Ａでは、固体撮像素子３から出力される信号が落ち込む部分を検出して、この信号の落ち込む部分を測距信号部ＳｇＤとし、測距パターン１０１ａの非照射領域１０３ａ、または、測距パターン１０１ｂの非照射領域１０３ｂを撮像した固体撮像素子３の画素の座標を検出することで、上述したパラメータと（１）式から、読取対象物までの距離を算出する。
【００４４】
これにより、読取対象物に形成される測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂは、非照射領域１０３ａまたは非照射領域１０３ｂを示す信号が、信号が落ち込む部分として存在し、非照射領域１０３ａまたは非照射領域１０３ｂを撮像した固体撮像素子３の画素の座標を画像処理で検出できる信号が、測距光Ｓａまたは測距光Ｓｂが照射される測距位置Ｐに存在することになり、精度の高い測距を行うことができる。
【００４５】
また、測距光Ｓａまたは測距光Ｓｂを可視光とすることで、測距パターン１０１ａの照射領域１０２ａ、または、測距パターン１０１ｂの照射領域１０２ｂを利用して、読取範囲を視認可能とする。
【００４６】
図８は、測距パターンの形状の一例を示す構成図である。なお、図８では、図４に示す光学系で形成される測距パターンを例に説明するが、図５に示す光学系で形成される測距パターンも同様である。
【００４７】
測距パターン１０１ａにおける測距位置Ｐである非照射領域１０３ａは、測距パターン１０１ａの中心部に設けられることが望ましい。これは、図８（ａ）に示すように、読取対象物が測距パターン１０１ａより小さいコード記号１００ａの場合、通常、測距パターン１０１ａの中心にコード記号１００ａの位置が合わせられる可能性が高いためで、コード記号１００ａ上に、測距位置Ｐである非照射領域１０３ａが形成されるようにして、測距の精度を向上させるためある。
【００４８】
また、図８（ｂ）に示すように、幅の広いコード記号１００ｂを読み取る場合、測距パターン１０１ａで読取可能範囲を示すことにより、読取深度が容易に判断でき、操作性を向上させることができる。そのため、測距パターン１０１ａを中心部分のみに照射するより、少なくも水平方向に幅のある測距パターン１０１ａを形成することが望ましい。
【００４９】
次に、上述した測距パターンを形成する測距光出射部の詳細について、各図を参照にして説明する。測距光出射部２は測距手段の一例で、光を出射する光源２０と、光源２０から出射した光を、測距パターン１０１ａを形成する測距光Ｓａ、または、測距パターン１０１ｂを形成する測距光Ｓｂに変換するパターン形成レンズ２１を備える。
【００５０】
光源２０は、図４に示す例では、可視領域の波長の光を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成される。また、図５に示す例では、可視領域の波長の光を出射する半導体レーザ（ＬＤ）で構成される。
【００５１】
測距光出射部２で出射される測距光Ｓａまたは測距光Ｓｂで形成される測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂでは、画像信号の大部分である照射領域１０２ａまたは照射領域１０２ｂを固体撮像素子３で検出できるようにするため、光源２０として、上述したように、パルスで強度の強いＬＥＤ光源もしくはレーザ光源が好ましい。
【００５２】
図９は、パターン形成レンズの一例を示す斜視図、図１０は、パターン形成レンズによる測距光の光路の一例を示す光路説明図、図１１は、パターン形成レンズによる照射領域と非照射領域の形成原理を示す光路説明図であり、次に、測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂを形成する光学系の一例について、各図を参照して説明する。
【００５３】
測距光出射部２では、図４に示す測距パターン１０１ａの非照射領域１０３ａ、または、図５に示す測距パターン１０１ｂの非照射領域１０３ｂが、固体撮像素子３で検出可能な幅となる所定の角度αとなるような光学系が構成される。
【００５４】
また、測距光出射部２では、測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂを可視光で構成し、測距パターン１０１ａの照射領域１０２ａ、または、測距パターン１０１ｂの照射領域１０２ｂが、撮像光学部５の画角と固体撮像素子３の撮像エリアの大きさで決められ、読取対象物との距離に応じて変化する読取可能範囲となるように、光学系が構成される。
【００５５】
測距光出射部２では、光源２０から出射された光は、一の方向である水平方向と、他の方向である垂直方向に、それぞれ所定の放射角で広がる。そこで、測距光出射部２では、光源２０から出射された光の水平方向の広がりを利用して、測距パターン１０１ａの照射領域１０２ａまたは測距パターン１０１ｂの照射領域１０２ｂを形成する。本例では、光源２０から出射された光の水平方向の放射角と読取可能範囲が合わせられる
【００５６】
また、測距光出射部２では、光源２０から出射された光の水平方向の一部に、測距パターン１０１ａの非照射領域１０３ａまたは測距パターン１０１ｂの非照射領域１０３ｂを形成する。
【００５７】
このため、パターン形成レンズ２１は、光源２０から出射されて水平方向に広がる光は、読取可能範囲に合わせた放射角を保って透過させ、垂直方向に広がる光は、屈折させて例えば平行光化する形状、例えば、入射面２１ａが平面で構成され、出射面２１ｂが水平方向に沿って平面で、垂直方向に沿って凸状に湾曲した曲面で構成されるシリンドリカルレンズである。
【００５８】
また、パターン形成レンズ２１は、光の屈折または反射を利用して、光源２０から出射される一部の光の光路を変更し、測距パターン１０１ａの非照射領域１０３ａまたは測距パターン１０１ｂの非照射領域１０３ｂを形成するため、出射面２１ｂの一部に、垂直方向に沿ってプリズム状のスリット２１ｃが形成される。スリット２１ｃは、パターン形成レンズ２１の出射面２１ｂの水平方向に沿った中心部分に、断面形状がＶ状の溝を設けて形成される。
【００５９】
図１１において、パターン形成レンズ２１の屈折率をｎ１、空気中の屈折率をｎ２とする。光源２０から出射し、パターン形成レンズ２１に入射した光で、スリット２１ｃの形成部位以外の出射面２１ｂに入射した光は、出射面２１ｂと空気との境界面に対して垂直に入射する光と見なすことができる。
【００６０】
これにより、光源２０から出射されて水平方向に広がる光で、スリット２１ｃの形成部位以外の出射面２１ｂに入射した光は、図１１の光路Ｌ１に示すように、出射面２１ｂと空気との境界面で水平方向には実質的に屈折せず、光源２０における放射角を保ってパターン形成レンズ２１を透過する。
【００６１】
一方、スリット２１ｃに入射した光は、出射面２１ｂと空気との境界面への入射角をβとすると、パターン形成レンズ２１と空気の屈折率に応じた屈折角γで屈折する。また、出射面２１ｂと空気との境界面で反射する。
【００６２】
これにより、光源２０から出射されて水平方向に広がる光で、スリット２１ｃに入射した光は、図１１の光路Ｌ２、Ｌ３に示すように、出射面２１ｂと空気との境界面で屈折または反射し、光路が変換される。
【００６３】
従って、パターン形成レンズ２１は、図１０に示すように、スリット２１ｃの形成部位を中心として、光が放射しない角度を生成することができる。よって、測距光出射部２では光源２０から出射されて水平方向に広がる光が、パターン形成レンズ２１を透過することで、水平方向における中心部分を避けて放射され、図４に示すように、照射領域１０２ａの中心部分に非照射領域１０３ａが形成された測距パターン１０１ａを形成する測距光Ｓａが出射される。または、図５に示すように、照射領域１０２ｂの中心部分に非照射領域１０３ｂが形成された測距パターン１０１ｂを形成する測距光Ｓｂが出射される。
【００６４】
なお、パターン形成レンズ２１は、出射面２１ｂの水平方向の中心部分に反射膜を形成する、あるいは、スリット２１ｃに反射膜を形成する等により、光の全反射を利用して光を透過させない角度を生成することも可能である。
【００６５】
次に、カメラ部１０の他の構成要素について説明する。固体撮像素子３は撮像手段の一例で、本例では、ＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサで構成される。固体撮像素子３は、撮像光学部５を通して入射する光を撮像素子により検出し、その各撮像素子による検出信号をデジタル画像データとしてデコード部１１へ出力することにより、測距パターン及び読取対象物の画像を撮像する。
【００６６】
上述したように、図４に示す測距パターン１０１ａ、または、図５に示す測距パターン１０１ｂを形成する測距光出射部２の光源２０として、パルスで強度の強いＬＥＤ光源またはレーザ光源を用いる構成では、固体撮像素子３は、全画素同時にシャッタを切れるグローバルシャッタが望ましい。また、測距パターンに関する処理速度を高速化するために、測距パターンの画像をサブサンプリング（ＲＯＩ機能：Region of Interest）して処理することができる固体撮像素子３が望ましい。
【００６７】
図１２は、固体撮像素子の一例を示す機能ブロック図であり、次に、図１２を参照しながら固体撮像素子３の一例であるＣＭＯＳイメージセンサについて詳細に説明する。固体撮像素子３に設けられた撮像エリア３０は、画素部３１の各画素が、フォトダイオードと、ＦＤ（flouting diffusion：フロー浮遊拡散）領域と、フォトダイオードからＦＤ領域に電荷を転送するための転送トランジスタと、ＦＤ領域を所定の電位にリセットするためのリセットトランジスタとを有し、複数の画素がマトリックス状に形成される。
【００６８】
撮像エリア３０は、画素がマトリックス状に形成された画素マトリックスの側部に、垂直信号の制御をする垂直シフトレジスタ３２が配置され、画素マトリックスの下部に、水平信号の制御をする水平シフトレジスタ３３が配置されている。
【００６９】
垂直シフトレジスタ３２と水平シフトレジスタ３３は、画素駆動に必要な電圧を発生させるアナログ回路である。垂直シフトレジスタ３２と水平シフトレジスタ３３からの信号は、アナログプロセッサ３４、Ａ／Ｄコンバータ３５、デジタルプロセッサ３６を順次経由して外部へ出力される。
【００７０】
またアナログプロセッサ３４は、電圧増幅、ゲイン調整等の機能を含み、所定のアナログ信号処理を行う。Ａ／Ｄコンバータ３５は、アナログプロセッサ３４のアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。デジタルプロセッサ３６は、ノイズキャンセル、データ圧縮等の機能を含み、Ａ／Ｄコンバータ１２５からのデジタル画像信号に対してデジタル処理を施し、処理後のデジタル画像信号を外部へ出力する。
【００７１】
コントロールレジスタ３７は、外部の信号を入出力させ、タイミングコントローラ３８によってアナログプロセッサ３４及びデジタルプロセッサ３６のクロックタイミングを合わせて、画素部３１の各画素からの信号を所定の順番で画像データを出力させる。
【００７２】
更に、固体撮像素子３においては、各画素における受光量に応じた電荷の蓄積開始及び蓄積停止を全画素において略同時に制御するグローバルシャッタが採用される。そのために、各画素における蓄積電荷に相当する値を共通の基準値と個別に比較する複数の比較器、それらの出力信号の論理和信号を出力するための端子等を備えている。画素部３１の複数の比較器の出力の少なくとも１つが、基準値より蓄積電荷が大きくなったことを示したときに、グローバルシャッタを制御して各画素における電荷の蓄積停止を実行する。
【００７３】
図１に戻り、照明光出射部４は照明手段の一例で、デコード部１１からの制御により読取対象物に照明光Ｓｃを照射して照明する。照明光Ｓｃの照射は、固体撮像素子３の撮像フレームに同期したパルス光の照射によって行われ、照射時間を調整することによって、１フレームの撮像期間内に読取対象物からの反射光により固体撮像素子３の各フォトダイオードに蓄積される電荷量を調整することができる。すなわち、照明時間を長くすれば、固体撮像素子３が撮像により得る画像は明るい画像となるし、短くすれば、暗い画像となる。
【００７４】
撮像光学部５は撮像光学手段の一例で、撮像レンズ５０と可変焦点レンズ５１を備える。撮像レンズ５０は、本例では、単数または複数のガラス製若しくはプラスチック製の光学レンズで構成される固定焦点レンズである。
【００７５】
可変焦点レンズ５１は、例えば、単数または複数の光学レンズを、光軸に沿って機械的に移動させる機構を備えて、オートフォーカス機能を実現しても良い。これに対し、可変焦点レンズ５１は、レンズを機械的に移動させる機構を用いることなくオートフォーカス機能を実現するものとして、印加電圧によって焦点距離を調整可能な液晶レンズ、または、液体レンズで構成しても良い。
【００７６】
図１３は、液晶レンズの概念を示す構成図である。液晶レンズ５１ａは、ホモジニアス（ねじれのない）分子配列の液晶層５３を、ガラス板５４の間に封止した構成で、各ガラス板５４には、金属酸化物の透明電極５５ａ、５５ｂが形成される。液晶レンズ５１ａは、透明電極５５ａ、５５ｂに電圧を印加し、印加する電圧を調整することで、液晶分子５３ａの配向状態が変化する。液晶レンズ５１ａは、液晶分子５３ａの配向状態を変化させることで、屈折率が変化し、屈折率が変化することで、焦点距離が変化する。これにより、液晶レンズ５１ａは、印加する電圧を調整することで焦点位置を動かし、合焦を行うことができる。
【００７７】
図１４は、液体レンズの概念を示す構成図である。液体レンズ５１ｂは、導電性の高い水溶液５６と絶縁体の油５７が、光を透過する透明な窓部を対向する２面に有した容器５８に封じ込められる。液体レンズ５１ｂには、水溶液５６と接する電極５９ａと、絶縁部を介して水溶液５６と油５７の両方と接する電極５９ｂが備えられる。
【００７８】
液体レンズ５１ｂは、電極５９ａ及び電極５９ｂから電気を流し、水溶液５６に電圧を印加すると、水溶液５６と油５７との境界面５６ａの形状を変化させることができる。このような現象をエレクトロウエッティング現象と称す。水溶液５６と油５７との境界面５６ａの曲率を変えることで焦点位置を動かし、合焦を行うことができる。
【００７９】
ここで、可変焦点レンズ５１として液晶レンズ５１ａまたは液体レンズ５１ｂを用いた構成では、温度変動による焦点位置のずれを補正するため、温度補償が必要となる。このため、光学的情報読取装置１Ａは、液晶レンズ５１ａまたは液体レンズ５１ｂで構成される可変焦点レンズ５１及び可変焦点レンズ５１の近傍の温度を検知する温度検知手段として、図１に示すように、温度センサ７をカメラ部１０に備える。
【００８０】
光学的情報読取装置１Ａは、測距光出射部２で測距光を出射して求めたコード記号１００までの距離情報から導き出される液晶レンズ５１ａまたは液体レンズ５１ｂの焦点位置を、温度センサ７で検知される温度情報で補正して、正確なオートフォーカスを実現する。
【００８１】
次に、デコード部１１について説明すると、デコード部１１は制御手段の一例で、ＣＰＵ１２と、ＣＰＵ１２が実行するプログラムとテーブルを記憶したＲＯＭ１３と、ＣＰＵ１２が各種の処理を実行する際の作業領域として使用するＲＡＭ１４を備えている。
【００８２】
ＣＰＵ１２としては、例えば、エーシック（Application Specific Integrated Circuit:ASIC）を用いることができる。また、ＲＯＭ１３としては、フラッシュロム（FROM）を用いることができ、ＲＡＭ１４としては、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）を用いることができる。
【００８３】
ＣＰＵ１２は、ＲＡＭ１４を作業領域としてＲＯＭ１３に記憶されたプログラムを実行することにより、光学的情報読取装置１Ａ全体の動作を制御すると共に、固体撮像素子３が撮像したデジタル画像データに基づく、読取対象物の検知、読取対象物までの距離の測距、求めた距離に基づく合焦点制御、コード記号１００のデコード、デコード結果の外部への出力あるいは蓄積等に必要な処理を行う。
【００８４】
＜本実施の形態の光学的情報読取装置の動作例＞
図１５及び図１６は、本実施の形態の光学的情報読取装置におけるコード記号の読取動作を示すフローチャートで、次に、各図を参照して、本実施の形態の光学的情報読取装置１Ａの動作について説明する。
【００８５】
ここで、図１５は、図２に示すマニュアルトリガと称されるコードスキャナによる読取動作を示し、図１６は、図３に示すオートトリガと称されるコードスキャナによる読取動作を示す。
【００８６】
まず、マニュアルトリガのコードスキャナによる読取動作について説明する。図１５のステップＳＡ１で、図示しない操作ボタンの操作等により、マニュアルトリガがＯＮとなると、ステップＳＡ２で、ＣＰＵ１２は、測距光出射部２を制御して測距光Ｓａまたは測距光Ｓｂの照射を開始すると共に、固体撮像素子３を制御して読取対象物に形成される図４に示す測距パターン１０１ａまたは図５に示す測距パターン１０１ｂの撮像を開始する。
【００８７】
図１５のステップＳＡ３で、ＣＰＵ１２は、固体撮像素子３で測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂを撮像して取得した画像から、露出を計算する。また、上述したように、信号の立ち下がりと信号の立ち上がりで測距位置である非照射領域１０３ａまたは非照射領域１０３ｂを検出する。そして、非照射領域１０３ａまたは非照射領域１０３ｂの座標から、読取対象物との距離を計算する。
【００８８】
図１５のステップＳＡ４で、ＣＰＵ１２は、照明光出射部４による照明光Ｓｃの照射時間を制御して露出を合わせると共に、撮像光学部５を制御して読取対象物であるコード記号１００にフォーカスを合わせる。なお、撮像光学部５を構成する可変焦点レンズ５１が液晶レンズ５１ａまたは液体レンズ５１ｂである構成では、読取対象物までの距離と、温度センサ７で検出した温度に基づき、図示しない距離−電圧テーブルを参照して印加電圧を設定し、フォーカスを行う。
【００８９】
図１５のステップＳＡ５で、ＣＰＵ１２は、固体撮像素子３を制御して、デコードを行う読取対象物であるコード記号１００の撮像を開始し、ステップＳＡ６で、固体撮像素子３からコード記号１００を含む読取対象物の画像をデコード部１１に転送する。
【００９０】
図１５のステップＳＡ７で、ＣＰＵ１２は、固体撮像素子３から転送された画像が、デコード可能な画像であるか判断する。固体撮像素子３から転送された画像が、デコード可能な画像ではないと判断すると、ステップＳＡ２に戻り、測距光の照射、測距、及び読取対象物の撮像を行う。
【００９１】
固体撮像素子３から転送された画像が、デコード可能な画像であると判断すると、図１５のステップＳＡ８で、ＣＰＵ１２は、デコード処理を開始し、ステップＳＡ９で、デコード処理が可能であると判断すると、コード記号１００のデコード処理を行って、読取処理を終了する。また、ステップＳＡ９で、デコード処理が可能ではないと判断すると、ステップＳＡ２に戻り、測距光の照射、測距、及び読取対象物の撮像を行う。
【００９２】
次に、オートトリガのコードスキャナによる読取動作について説明する。図１６のステップＳＢ１で、物品がかざされる等によりオートトリガがＯＮとなると、ステップＳＢ２で、ＣＰＵ１２は、測距光出射部２を制御して測距光Ｓａまたは測距光Ｓｂの照射を開始すると共に、固体撮像素子３を制御して読取対象物に形成される図４に示す測距パターン１０１ａまたは図５に示す測距パターン１０１ｂの撮像を開始する。
【００９３】
図１６のステップＳＢ３で、ＣＰＵ１２は、固体撮像素子３の出力から、読取対象物からの画像信号があるか判断し、読取対象物からの画像信号が無いと判断すると、ステップＳＢ２に戻り、測距光の照射及び撮像を行う。
【００９４】
読取対象物からの画像信号が有ると判断すると、図１６のステップＳＢ４で、ＣＰＵ１２は、固体撮像素子３で測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂを撮像して取得した画像から、露出を計算する。また、非照射領域１０３ａまたは非照射領域１０３ｂを検出して、非照射領域１０３ａまたは非照射領域１０３ｂの座標から、読取対象物との距離を計算する。
【００９５】
図１６のステップＳＢ５で、ＣＰＵ１２は、照明光出射部４による照明光Ｓｃの照射時間を制御して露出を合わせると共に、撮像光学部５を制御して読取対象物であるコード記号１００にフォーカスを合わせる。
【００９６】
図１６のステップＳＢ６で、ＣＰＵ１２は、固体撮像素子３を制御して、デコードを行う読取対象物であるコード記号１００の撮像を開始し、ステップＳＢ７で、固体撮像素子３からコード記号１００を含む読取対象物の画像をデコード部１１に転送する。
【００９７】
図１６のステップＳＢ８で、ＣＰＵ１２は、固体撮像素子３から転送された画像が、デコード可能な画像であるか判断する。固体撮像素子３から転送された画像が、デコード可能な画像ではないと判断すると、ステップＳＢ５に戻り、露出調整、フォーカス調整、及び読取対象物の撮像を行う。
【００９８】
固体撮像素子３から転送された画像が、デコード可能な画像であると判断すると、図１６のステップＳＢ９で、ＣＰＵ１２は、デコード処理を開始し、ステップＳＢ１０で、デコード処理が可能であると判断すると、コード記号１００のデコード処理を行って、読取処理を終了する。また、ステップＳＢ１０で、デコード処理が可能ではないと判断すると、ステップＳＢ５に戻り、露出調整、フォーカス調整、及び読取対象物の撮像を行う。
【００９９】
図１７は、本実施の形態の光学的情報読取装置における測距動作の一例を示すフローチャート、図１８は、測距パターンと取り込むエリアの関係を示す説明図、図１９は、測距パターンを撮像して得られる画像信号の一例を示す説明図で、次に、各図を参照して、図１５に示すフローチャートのステップＳＡ２、ＳＡ３、図１６に示すフローチャートのステップＳＢ２、ＳＢ４で説明した測距光の照射、測距パターンの撮像、及び距離計算の詳細について説明する。
【０１００】
図１７のステップＳＣ１で、ＣＰＵ１２は、測距光出射部２を制御して測距光Ｓａまたは測距光Ｓｂの照射を開始し、ステップＳＣ２で、固体撮像素子３を制御して、読取対象物に形成される測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの撮像を開始する。測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの撮像が終了すると、ステップＳＣ３で、測距光Ｓａまたは測距光Ｓｂの照射を終了し、ステップＳＣ４で、測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの画像を取り込む。
【０１０１】
測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの画像を取り込むと、ＣＰＵ１２は、図１７のステップＳＣ５で、図１８に示すように予め定められた測距用画像のサンプリングエリアＥ１をスキャンする。
【０１０２】
測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂは、水平方向に幅をもつ信号であり、図１８に示すように、測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの形状に合わせてサンプリングエリアＥ１を設定する。そして、例えば、固体撮像素子３で取得した画像の中心付近から、非照射領域１０３ａまたは非照射領域１０３ｂを検出できるまで、すなわち、図１９に示す測距信号部ＳｇＤである信号の落ち込み部分を検出できるまで、順次スキャンを行う。
【０１０３】
これにより、図１８に示すように、測距パターンの画像を取り込む測距用画像のサンプリングエリアＥ１を設定すれば、全画素分の画像をスキャンする必要はなく、測距に要する時間を短縮できる。
【０１０４】
測距用画像のサンプリングエリアＥ１をスキャンすると、図１７のステップＳＣ６で、ＣＰＵ１２は、取り込んだ画像に測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの信号があるか判断する。測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの信号が無いと判断すると、処理を終了する。
【０１０５】
取り込んだ画像に測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの信号があると判断すると、図１７のステップＳＣ７で、ＣＰＵ１２は、図１９に示す測距信号部ＳｇＤである信号の落ち込み部分の画素の座標を計算する。
【０１０６】
信号の落ち込み部分の画素の座標を計算すると、図１７のステップＳＣ８で、ＣＰＵ１２は、上述したパラメータと（１）式に基づき予め設定された測距テーブルを参照して、読取対象物であるコード記号１００までの距離を求め、ステップＳＣ９で、撮像光学部５を制御してフォーカスを合わせる。
【０１０７】
＜本実施の形態の光学的情報読取装置の効果例＞
本実施の形態の光学的情報読取装置１Ａでは、測距光Ｓａ（Ｓｂ）を照射して、光の照射領域１０２ａ（１０２ｂ）の間に非照射領域１０３ａ（１０３ｂ）が設けられる測距パターン１０１ａ（１０１ｂ）を読取対象物に形成し、測距パターン１０１ａ（１０１ｂ）を撮像した画像信号から、信号の落ち込む部分を検出して測距に必要な信号を取得し、読取対象物までの距離を求めるので、周辺光量の変化や、読取対象物の大きさ等によらず、処理速度の高速化を図り、確実に測距を行うことができる。
【０１０８】
また、測距光Ｓａ（Ｓｂ）を可視光とし、照射領域１０２ａ（１０２ｂ）を、撮像光学部５の画角、固体撮像素子３の撮像エリアの画素部の大きさ等に応じた読取可能範囲に合わせることで、測距に用いる単一の光源及び光学系で、読取可能範囲の表示を行うことができる。
【０１０９】
これにより、読取可能範囲を表示するための別の光源、及び光源から出射した光を読取可能範囲に合わせる光学系を備える必要がなく、装置の小型化、及び低コスト化を図ることができる。また、読取可能範囲を表示することで、コード記号１００が読取可能範囲に入っていないことに起因する読取動作の試行を繰り返す必要が無くなり、読取動作の高速化が図れる。
【０１１０】
更に、シリンドリカルレンズ等の光学レンズを用いて測距パターン１０１ａ（１０１ｂ）を形成できることから、回折格子やホログラムを使用するような光学系と比較して、コストを抑えることができる。
【０１１１】
図２０は、本実施の形態の光学的情報読取装置の効果の一例を示す説明図、図２１は、比較例として従来の測距方法の課題を示す説明図であり、次に、信号の落ち込む部分を利用して測距を行う効果の詳細について説明する。
【０１１２】
上述した図１５のフローチャートのステップＳＡ２、または、図１６のフローチャートのステップＳＢ２で、測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂの画像を取得する動作では、読取対象物が近くに存在する場合や、周辺光量が大きい場合等に、１回目の撮像で露出が飽和する場合がある。
【０１１３】
そこで、図１５のステップＳＡ３、または、図１６のステップＳＢ４で、固体撮像素子３で測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂを撮像して取得した画像から、露出を計算し、露出が飽和して測距か可能な信号ではないような場合に、露出を補正して、測距が可能な信号を得るようにしている。
【０１１４】
図２１（ａ）に示すように、測距用に設定したスポット状の強度の強い信号Ｓｐ４を検出する従来の測距方法では、露出が飽和すると、図２１（ｂ）に示すように、信号の強度のピークを検出することができず、測距に必要な信号を得ることができない。信号の強度のピークを検出する場合、許容露出値が狭く、露出の補正が必要で、測距処理の高速化の妨げになる。
【０１１５】
これに対して、図２０（ａ）に示すように、信号の落ち込む部分を利用して測距を行う本願発明の光学的情報読取装置１Ａでは、露出が飽和しても、図２０（ｂ）に示すように、信号の立ち下がりと信号の立ち上がりから測距信号部ＳｇＤを検出することができ、信号の落ち込み部分の座標を一意に求めることができる。
【０１１６】
これにより、信号の落ち込みを検出する本実施の形態の測距方法は、従来の信号強度レベルのピークを検出する方法と比較して、測距可能な信号の許容露出値が広くなり、画像の露出補正の回数を少なくし、測距処理の高速化を図ることができる。
【０１１７】
図２２は、本実施の形態の光学的情報読取装置の効果の他の例を示す説明図、図２３、図２４は、比較例として従来の測距方法の課題を示す説明図であり、次に、放射角を持つ光源で、読取可能範囲を示す照射領域の間に非照射領域を形成し、信号の落ち込む部分を利用して測距を行う効果について説明する。
【０１１８】
可変焦点機能を持つバーコードスキャナによる従来の測距方法としては、レーザ光源から出射される光で読取対象物に形成したスポットを固体撮像素子で撮像し、スポットの座標で測距を行う技術が知られている。一方、図２３（ａ）に示すように、放射角を持った光源でも、強度の強いスポット部Ｓｐを測距点にすることが可能である。
【０１１９】
すなわち、放射角を持った光源から出射される測距光Ｓｄで、強度の強いスポット部Ｓｐを中心に持つパターンを形成し、このパターンを固体撮像素子で撮像すると、図２４（ａ）に示すように、中心部分にスポットに対応した信号Ｓｐ１を確認できる。これにより、この信号の座標を求めることで、測距を行うことができる。
【０１２０】
しかし、図２３（ｂ）に示すように、コード記号１００が形成された読取対象物１０５が、光源の放射角に比較して小さい場合、読取対象物１０５に測距光Ｓｄで照射される部分と照射されない部分が存在し、測距光Ｓｄが反射しない部分が発生する。
【０１２１】
このため、図２４（ｂ）に示すように、放射角を持つ測距光Ｓｄで形成されるパターンを固体撮像素子で撮像した画像中に、信号の欠ける部分が存在すると、測距用に設定した強度の強い信号Ｓｐ１以外に、信号の立ち上がりと立ち下がりが近接することで、測距用に設定した強度の強い信号Ｓｐ２と同形状の信号Ｓｐ３が発生することがある。
【０１２２】
従って、測距用に設定した強度の強い信号と同形状の信号が他にあると、信号の強度のピークを検出して座標を一意に求めることができず、測距を行うことができない。
【０１２３】
これに対して、本願発明の光学的情報読取装置１Ａでは、図２２（ａ）に示すように、コード記号１００が形成された読取対象物１０５が、測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂに比較して小さく、測距パターン１０１ａまたは測距パターン１０１ｂが反射しない部分が発生しても、図２２（ｂ）に示すように、測距信号部ＳｇＤである信号の落ち込み部分は、複数個所に存在することはない。
【０１２４】
従って、本実施の形態の光学的情報読取装置１Ａでは、信号の立ち下がりと信号の立ち上がりを検出することで、信号の落ち込み部分の座標を一意に求めることができ、読取対象物の大きさ等の条件によらず、測距を確実に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明は、バーコードリーダや二次元コードリーダ等に利用することができ、測距精度の高いオートフォーカスを実現できる。
【符号の説明】
【０１２６】
１Ａ・・・光学的情報読取装置、２・・・測距光出射部、３・・・固体撮像素子、４・・・照明光出射部、５・・・撮像光学部、１０・・・カメラ部、１１・・・デコード部、１００・・・コード記号、１０１ａ，１０１ｂ・・・測距パターン、１０２ａ，１０２ｂ・・・照射領域、１０３ａ，１０３ｂ・・・非照射領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変焦点光学系を有した撮像光学手段と、
読取対象物を撮像する撮像手段と、
読取対象物との距離を測距する測距手段と、
前記測距手段を用いて読取対象物までの距離を算出し、算出された距離情報に基づき前記撮像光学手段を制御して、前記撮像手段で読取対象物の撮像を行う制御手段とを備え、
前記測距手段は、光の照射領域と非照射領域が組み合わせられた測距パターンを読取対象物に形成する測距光を出射し、
前記制御手段は、読取対象物に形成された前記測距パターンを前記撮像手段で撮像して前記測距パターンの画像を取得し、前記撮像手段に入射する光の強度に応じて信号が落ち込む部分を検出して、前記測距パターンの前記非照射領域の座標に基づき測距を行う
ことを特徴とする光学的情報読取装置。
【請求項２】
前記測距パターンは、前記照射領域の中央部分に、１つの前記非照射領域が形成される
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】
前記測距パターンは、可視領域の測距光を読取対象物に照射して形成される
ことを特徴とする請求項１または２記載の光学的情報読取装置。
【請求項４】
前記測距パターンは、一の方向に広がる前記照射領域で、読取可能範囲を示す
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５】
前記測距手段は、少なくとも一の方向に所定の放射角で光を出射する光源と、
前記光源から出射された光の一部を屈折または反射、あるいは屈折と反射で光路を変更して、前記測距領域の間に前記非照射領域が設けられる前記測距パターンを形成するパターン形成レンズを備えた
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光学的情報読取装置。
【請求項１】
可変焦点光学系を有した撮像光学手段と、
読取対象物を撮像する撮像手段と、
読取対象物との距離を測距する測距手段と、
前記測距手段を用いて読取対象物までの距離を算出し、算出された距離情報に基づき前記撮像光学手段を制御して、前記撮像手段で読取対象物の撮像を行う制御手段とを備え、
前記測距手段は、光の照射領域と非照射領域が組み合わせられた測距パターンを読取対象物に形成する測距光を出射し、
前記制御手段は、読取対象物に形成された前記測距パターンを前記撮像手段で撮像して前記測距パターンの画像を取得し、前記撮像手段に入射する光の強度に応じて信号が落ち込む部分を検出して、前記測距パターンの前記非照射領域の座標に基づき測距を行う
ことを特徴とする光学的情報読取装置。
【請求項２】
前記測距パターンは、前記照射領域の中央部分に、１つの前記非照射領域が形成される
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】
前記測距パターンは、可視領域の測距光を読取対象物に照射して形成される
ことを特徴とする請求項１または２記載の光学的情報読取装置。
【請求項４】
前記測距パターンは、一の方向に広がる前記照射領域で、読取可能範囲を示す
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５】
前記測距手段は、少なくとも一の方向に所定の放射角で光を出射する光源と、
前記光源から出射された光の一部を屈折または反射、あるいは屈折と反射で光路を変更して、前記測距領域の間に前記非照射領域が設けられる前記測距パターンを形成するパターン形成レンズを備えた
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１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８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１２−１７３１２４（Ｐ２０１２−１７３１２４Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３５１６１（Ｐ２０１１−３５１６１）
【出願日】平成２３年２月２１日（２０１１．２．２１）
【出願人】（３９１０６２８７２）株式会社オプトエレクトロニクス (70)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２１日（２０１１．２．２１）
【出願人】（３９１０６２８７２）株式会社オプトエレクトロニクス (70)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]