印刷情報読取装置
【課題】撮像範囲を一定以上に維持或いはそれ以上に拡大した上で、装置のさらなる薄型化を可能にする。
【解決手段】カメラ１０に設けられる接眼レンズを液体レンズ１０２により構成している。そして、処理部１４の制御の下、この液体レンズ１０２に印加する電圧を変化させることにより液体レンズ１０２の焦点距離を印刷シート２０上の撮像範囲の最も遠い位置から近い位置までの範囲で段階的に変化させて、その時の合焦撮像領域の撮像画像データをイメージセンサ１０１からそれぞれ取り込み、これらの撮像画像データを合成して印刷シート２０上の撮像対象範囲全体を表す合成画像データを生成する。そして、この合成画像データから二次元コードを解読してその解読データを通信部１３から送信する。
【解決手段】カメラ１０に設けられる接眼レンズを液体レンズ１０２により構成している。そして、処理部１４の制御の下、この液体レンズ１０２に印加する電圧を変化させることにより液体レンズ１０２の焦点距離を印刷シート２０上の撮像範囲の最も遠い位置から近い位置までの範囲で段階的に変化させて、その時の合焦撮像領域の撮像画像データをイメージセンサ１０１からそれぞれ取り込み、これらの撮像画像データを合成して印刷シート２０上の撮像対象範囲全体を表す合成画像データを生成する。そして、この合成画像データから二次元コードを解読してその解読データを通信部１３から送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カメラを使用して二次元コード等の印刷情報を読み取る印刷情報読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二次元コードを利用した情報の検索サービスや提供サービスが普及している。この種のサービスは、例えば新聞や雑誌等の印刷物に表示された、ＱＲコード（登録商標）に代表される二次元コードをカメラにより撮像し、その画像データから上記二次元コードに含まれるＵＲＬ（Uniform Resource Locator）を認識する。そして、このＵＲＬをもとにインターネットに対しアクセスすることにより、対応するＷｅｂサーバから検索情報や商業情報を取得するものである。この種のサービスを利用すると、ユーザはＵＲＬをキー操作により入力する必要がなくなり、また誤ったアクセスを減らすことができるので大変便利である。しかしながら、二次元コードを読み取る際、一般にユーザはカメラが内蔵された読取装置を手で把持して二次元コードを撮像する。このため、二次元コードの全体がカメラの撮像範囲（フレーム）内に収まらず、その結果二次元コードを正しく読み取ることができない場合がある。
【０００３】
そこで従来では、例えば携帯電話機等のようにディスプレイを備えた装置を使用し、読み取りに先立ちカメラで撮像した二次元コードの画像をディスプレイに表示させて、読取対象の二次元コードが撮像範囲内に収まっているか否かを確認できるようにしている。しかし、電子ディスプレイを使ってカメラを撮影対象へ位置合わせしようとすると、電子ディスプレイに表示される映像と直接視できる携帯電話の周囲との間に視差が生じているため、撮影対象が携帯電話機で隠れてしまい、位置合わせが困難になることがある。また、電子ディスプレイの更新にはどうしても遅延が伴うため、電子ディスプレイを見ながら素早く位置合わせをすることが困難になることもある。さらに、携帯電話機を空中で把持して位置合わせするため、手ぶれ等の影響により二次元コードの読取精度が低下しやすい。
【０００４】
一方、これらの問題を解決するために、ファインダとしての機能とスキャナとしての機能を併せ持った透明な窓を有する光学ユニットを設け、この窓を撮影対象である印刷情報に密着させて当該情報を読み取る装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１０８１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、最近の装置をさらに薄型化することが要望されている。ところが、特許文献１に記載された装置をさらに薄くする場合、一定の薄さを保ったまま撮影範囲を広げることは難しい。なぜならば、使用されている内部全反射のためのプリズムをより扁平化して装置を薄くすることは可能であるが、このようにするとカメラが撮像面をより低い角度から捉えることになり、撮像範囲全体に焦点を合わせることが難しくなるからである。
【０００７】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、撮像範囲を一定以上に維持或いはそれ以上に拡大した上で装置のさらなる薄型化を可能にした印刷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】
【０００８】
上記目的を達成するためにこの発明の一つの観点は、媒体に印刷された印刷情報を読み取る印刷情報読取装置にあって、上面部に第１の窓を備えると共に底面部に第２の窓を備え、読み取り時に当該第２の窓が上記媒体上の印刷情報が印刷された範囲を含むように配置される筐体と、上記筐体内の上記第１の窓と第２の窓との間に配置され、上記第１の窓を介して第１の入射角度の範囲で入射された照明光を透過させたのち上記第２の窓を介して上記媒体の印刷情報に照射すると共に、当該照射により生成される上記印刷情報の光学像を上記第２の窓を介して導入したのち全反射させて上記筐体内へ導出する光学系と、上記筐体内に設けられ、上記光学系により筐体内に導出された上記印刷情報の光学像を受光して画像信号に変換し出力する撮像デバイスとを備え、さらに上記光学系と撮像デバイスとの間に、印加する電圧値により焦点距離が変化する液体レンズを配置する。そして、この液体レンズに印加する電圧値を変化させることにより当該液体レンズの焦点距離を複数段階に変化させて、これらの段階ごとに上記媒体上の異なる位置に合焦撮像領域を形成し、上記撮像デバイスから出力される上記複数の合焦撮像領域の画像信号を合成して、上記媒体上の印刷情報が印刷された範囲全体を表す画像情報を生成するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
したがってこの発明の１つの観点によれば、液体レンズの焦点距離を複数段階に変化させることで媒体上の異なる位置に合焦撮像領域が形成され、これらの合焦撮像領域において撮像された画像信号が合成されて、上記媒体上の印刷情報が印刷された範囲全体を表す画像情報が生成される。このため、装置の厚さを薄くしたり、同じ厚さのまま撮像範囲を拡大しようとした場合でも、撮像範囲全体に渡り焦点が合った解像度の優れた画像情報を得ることができ、この画像データから二次元コードを精度良く解読することが可能となる。
【００１０】
すなわち、この発明の一つの形態によれば、撮像範囲を一定以上に維持或いはそれ以上に拡大した上で、装置のさらなる薄型化を可能にした印刷情報読取装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の一実施形態に係る印刷情報読取装置の外観を示す斜視図。
【図２】図１に示した印刷情報読取装置の縦断面図。
【図３】図１に示した印刷情報読取装置の回路構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示した印刷情報読取装置による読み取り動作を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。
［一実施形態］
（構成）
図１はこの発明の一実施形態に係る印刷情報読取装置の外観を示す斜視図、図２はその縦断面図、図３は回路構成を示すブロック図である。
この実施形態に係わる印刷情報読取装置は、印刷情報として二次元コード（例えばＱＲコード（登録商標））を読み取るもので、テレビジョン受信機又はビデオ記録再生装置で使用されるリモートコントローラに設けられる。
【００１３】
リモートコントローラ１Ａは、薄型で長方形状をなすスティック型の筐体１７ａを有し、この筐体１７ａの上面にはテンキーボタン９と、二次元コードの読取指示を入力するための読取ボタン１１と、読み取った二次元コードの解読データの送信指示を入力するための送信ボタン１２が配設されている。
【００１４】
また、筐体１７ａの先端部には通信用の窓（図示せず）が設けられ、この通信用の窓には通信部１３が取着されている。この通信部１３は、例えば赤外線を用いた信号送信器とその送信制御回路とからなり、図示しないテレビジョン受信機又はビデオ記録再生装置に向けて、遠隔操作信号や、読み取った二次元コードの解読データを送信するために使用される。
【００１５】
さらに、筐体１７ａの先端側の上面部にはアクリル樹脂からなる透明な第１の窓１８ａが、また底面部には同じくアクリル樹脂からなる透明な第２の窓１９ａがそれぞれ設けられている。この第２の窓１９ａの面位置は筐体１７ａの底面の面位置と一致するように設定されている。また、筐体１７ａ内の上記第１及び第２の窓１８ａ，１９ａ間には、読取用光学系３０が設置されている。この読取光学系３０は、第２の窓１９ａ側に配置された読み取り用のプリズム３１ａと、第１の窓１８ａ側に配置される補強用のプリズムカバー３２ａとから構成される。プリズム３１ａはアクリル樹脂をくさび形に成形したもので、先端部の角度が例えば１０度に設定されている。
【００１６】
プリズム３１ａは、二次元コード２１の光学像を後述するカメラ１０に結像させる第１の機能と、二次元コード２１の光学像をユーザに視認させる第２の機能とを備える。第１の機能は、筐体１７ａの第１の窓１８ａから第１の入射角度の範囲で入射しかつ上記プリズム３２ａ，３１ａを透過した照明光を、第２の窓１９ａを介して上記印刷シート２０に照射する。そして、その反射像である二次元コード２１の光学像ＯＬ１を、上記第２の窓１９ａからプリズム３１ａに導入したのち当該プリズム３１ａ内でその上面及び下面により順次全反射させて側面から導出することにより、カメラ１０に結像させる。
【００１７】
第２の機能は、第１の窓１８ａから第２の入射角度の範囲で入射しかつ上記プリズム３２ａ，３１ａを透過した照明光を、第２の窓１９ａを介して上記印刷シート２０に照射する。そして、その反射光である二次元コード２１の光学像をプリズム３１ａに導入して透過させ、さらにプリズム３２ａを透過させて第１の窓１８ａから二次元コード視認用の光学像ＯＬ２として筐体１７ａの上方へ導出する。
【００１８】
なお、プリズム３１ａの上面とプリズムカバー３２ａの下面との間には、厚さの薄い空気層３３ａが介在するように設置される。これは、プリズム３１ａの上面において後述する二次元コード２１の光学像を全反射させるためである。また、筐体１７ａ内の上記プリズム３１ａ及びプリズムカバー３２ａが収容される部位の内壁面は、上方に向かって開口するようにテーパ状に形成されている。これは、二次元コード２１上に、筐体１７ａの壁面による照明光の陰が可能な限り生じないようにするためである。
【００１９】
ところで、筐体１７ａ内にはカメラ１０と、リモートコントローラ１Ａを動作させるために必要な処理部１４が内蔵されている。
このうちカメラ１０は、撮像素子として例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等のイメージセンサ１０１と、液体レンズ１０２とを備えている。
【００２０】
液体レンズ１０２は、収納容器内に水溶液及びオイルを封じ込めたもので、収納容器の内面は部分的に撥水性コーティングが施されている。また、液体レンズには電極が設けられている。液体レンズ１０２は、この電極に電圧を印加していないときには、上記撥水コーティングの撥水効果によりはじかれた水溶液とオイルがほぼ平らな界面を作る。これは、無限遠に焦点が合った状態に相当する。一方、電極に電圧を印加したときには、絶縁部の周辺に電荷が集まって周囲の力関係の中で撥水性が相対的に弱まり、瞬時に水溶液とオイルとの界面は光を収斂させる形状になる。すなわち、電極に電圧を印加していないときに比べ、カメラ１０に近い側に焦点位置が形成される。
【００２１】
処理部１４は、液体レンズ制御部１４１と、画像合成部１４２と、情報読取部１４３とを備えている。これらの液体レンズ制御部１４１、画像合成部１４２及び情報読取部１４３の処理機能は、中央処理ユニット（ＣＰＵ：Central Processing Unit）に図示しないプログラム・メモリに格納されたアプリケーション・プログラムを実行させることにより実現される。
【００２２】
液体レンズ制御部１４１は、読取ボタン１１の操作に応じて、液体レンズ１０２に印加する電圧を変化させることにより、液体レンズ１０２の焦点距離を予め設定した最も遠い位置から近い位置までの範囲で段階的に変化させる。この範囲は、印刷シート２０上の印刷情報が印刷された領域を少なくとも含むように設定される。
【００２３】
画像合成部１４２は、上記液体レンズ制御部１４１による液体レンズ１０２の焦点距離の可変動作に同期して、焦点距離が変化するごとに当該焦点距離に対応する印刷シート２０上の合焦撮像領域の撮像画像データをイメージセンサ１０１から取り込み、図示しない画像メモリに記憶する。そして、全ての合焦撮像領域の撮像画像データが記憶されると、これらの撮像画像データを合成して印刷シート２０上の撮像対象範囲全体を表す１枚の合成画像データを生成する。
【００２４】
情報読取部１４３は、上記画像合成部１４２から合成画像データを受け取り、この受け取った合成画像データから当該画像データに含まれる二次元コード２１を解読する。そして、解読処理が正しく行われたか否かを判定し、正しく行われた場合には、上記解読結果を表すデータを通信部１３から赤外線信号として送信させる。
なお、通信部１３は赤外線を使用するものに限らず、Bluetooth（登録商標）等の特定小電力を使用する無線インタフェースを使用することも可能である。
【００２５】
（動作）
次に、以上のように構成された印刷情報読取装置による二次元コード２１の読取動作を説明する。
二次元コード２１を読み取ろうとする場合、ユーザは先ずリモートコントローラ１Ａの底面部を印刷シート２０上に置く。この状態では、第１の窓１８ａを介して入射された照明光がプリズムカバー３２ａ及びプリズム３１ａをそれぞれ透過して印刷シート２０に照射され、当該印刷シート２０の光学像がプリズム３１ａ及びプリズムカバー３２ａをそれぞれ透過して第１の窓１８ａから視認用の光学像ＯＬ２として出射される。
【００２６】
この状態で、ユーザは自身の視線方向を図２に示したようにプリズムカバー３２ａの上面、つまり第１の窓１８ａの上面に対し正面になるように合わせる。そうすると、ユーザは第１の窓１８ａを介して印刷シート２０上の記載情報を視認可能となり、この状態でリモートコントローラ１Ａを移動させることにより、図１に示すように印刷シート２０の二次元コード２１が印刷された範囲が第２の窓１９ａ内に収容されるように位置決めすることができる。
【００２７】
読み取り位置が決まると、例えば室内の照明光が、第１の窓１８ａ、プリズムカバー３２ａ、ブリズム３１ａ及び第２の窓１９ａをそれぞれ透過して印刷シート２０の二次元コード２１に照射される。そして、この照明光の二次元コード２１による反射光学像ＯＬ１が、第２の窓１９ａを介してプリズム３１ａに入射され、当該プリズム３１ａ内でその上面及び下面により順次全反射されたのち、プリズム３１ａの側面から出射されてカメラ１０に入射される。
【００２８】
そして、この状態でユーザがリモートコントローラ１Ａの読取ボタン１１を押下すると、液体レンズ制御部１４１の制御により液体レンズ１０２の印加電圧が可変制御され、これにより液体レンズ１０２の焦点距離が印刷シート２０上の撮像対象範囲における最も遠い位置から最も近い位置まで段階的に変化する。この結果、カメラ１０による合焦撮像領域（フォーカス領域）がカメラ１０に対し遠い側から近い側に向かって順次シフトする。例えば、いま液体レンズ１０２の焦点距離を３段階に変化させたとすると、図４に示すように３つのフォーカス領域Ｆn ，Ｆn+1 ，Ｆn+2 の位置が順次シフトする。
【００２９】
このとき画像合成部１４２では、上記液体レンズ制御部１４１による液体レンズ１０２の焦点距離の可変動作に同期して、イメージセンサ１０１からその撮像画像データを取り込む処理が行われる。例えば、液体レンズ１０２の焦点距離が変化するごとに、当該焦点距離に対応するフォーカス領域Ｆn ，Ｆn+1 ，Ｆn+2 の撮像画像データＰn ，Ｐn+1 ，Ｐn+2 がイメージセンサ１０１からそれぞれ取り込まれ、画像メモリに保存される。そして、全てのフォーカス領域Ｆn ，Ｆn+1 ，Ｆn+2 の撮像画像データＰn ，Ｐn+1 ，Ｐn+2 の取り込みが終了すると、これらのフォーカス領域Ｆn ，Ｆn+1 ，Ｆn+2 の撮像画像データＰn ，Ｐn+1 ，Ｐn+2 が画像メモリから読み出されて画像合成部１４２により合成され、これにより印刷シート２０上の撮像対象範囲全体を表す１枚の合成画像データＰが生成される。この生成された合成画像データＰは、情報読取部１４３に渡される。
【００３０】
情報読取部１４３では、上記画像合成部１４２から合成画像データＰを受け取ると、この受け取った合成画像データＰから当該合成画像データＰに含まれる二次元コード２１が解読される。そして、解読処理が正しく行われたか否かが判定され、正しく行われた場合には上記解読結果を表すデータが通信部１３から赤外線信号として、図示しないテレビジョン受信機又はビデオ記録再生装置に向けて送信される。
【００３１】
なお、上記解読処理の結果、解読が正しく行われた場合及び解読が正しく行われなかった場合のいずれにおいても、その旨の鳴音を図示しない効果音出力部から出力するようにしてもよい。また、解読が正しく行われたことを上記鳴音により確認し、ユーザが送信ボタン１２を押下した場合に、上記二次元コード２１の解読結果を表すデータをメモリから読み出して、通信部１３から赤外線信号として送信するように制御することも可能である。
【００３２】
テレビジョン受信機又はビデオ記録再生装置は、上記二次元コード２１の解読結果を表すデータを受信すると、この受信したデータに基づいて例えば番組の録画予約の登録処理を行う。また、テレビジョン受信機又はビデオ記録再生装置がインターネット等の通信ネットワークに接続可能であれば、上記データをこの通信ネットワークを介してＷｅｂサーバへ送信し、Ｗｅｂサーバから配信される番組関連情報や商業サービス情報を受信して画面に表示させる。
【００３３】
（実施形態の作用効果）
以上詳述したようにこの実施形態では、カメラ１０に設けられる接眼レンズを液体レンズ１０２により構成している。そして、処理部１４の制御の下、この液体レンズ１０２に印加する電圧を変化させることにより液体レンズ１０２の焦点距離を印刷シート２０上の撮像範囲の最も遠い位置から近い位置までの範囲で段階的に変化させて、その時の合焦撮像領域の撮像画像データをイメージセンサ１０１からそれぞれ取り込み、これらの撮像画像データを合成して印刷シート２０上の撮像対象範囲全体を表す合成画像データを生成する。そして、この合成画像データから二次元コードを解読してその解読データを通信部１３から送信するようにしている。
したがって、装置筐体１７ａの厚さを薄くしたり、同じ厚さのまま撮像範囲を拡大しようとした場合でも、撮像範囲全域に渡り焦点が合った解像度の優れた画像情報を得ることができ、この画像データから二次元コードを精度良く解読することが可能となる。
【００３４】
［他の実施形態］
なお、この発明は上記一実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では印刷シート２０上の撮像対象範囲を３つの合焦撮像領域に分割してその画像を読み取り合成する場合を例にとって説明したが、撮像対象範囲を２つ或いは４つ以上の合焦撮像領域に分割してその画像を読み取り合成するようにしてもよい。
【００３５】
また、前記一実施形態では、テレビジョン受信機又はビデオ記録再生装置のリモートコントローラに印刷情報読取装置を設けた場合を例にとって説明したが、パーソナル・コンピュータや調理機器、カーナビゲーション機器等で使用するリモートコントローラにも、この発明は適用可能である。
その他、装置の種類とその構成、液体レンズの構成、処理部による処理手順と処理内容等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。
【００３６】
要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１Ａ…印刷情報読取装置（リモートコントローラ）、９…テンキーボタン、１０…カメラ、１０１…イメージセンサ、１０２…液体レンズ、１１…読取ボタン、１２…送信ボタン、１３…通信部、１４…処理部、１４１…液体レンズ制御部、１４２…画像合成部、１４３…情報読取部、１７ａ…筐体、１８ａ…第１の窓、１９ａ…第２の窓、２０…印刷シート、２１…二次元コード（ＱＲコード）、３０…読取光学系、３１ａ…読み取り用のプリズム、３２ａ…プリズムカバー、３３ａ…空気層。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カメラを使用して二次元コード等の印刷情報を読み取る印刷情報読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二次元コードを利用した情報の検索サービスや提供サービスが普及している。この種のサービスは、例えば新聞や雑誌等の印刷物に表示された、ＱＲコード（登録商標）に代表される二次元コードをカメラにより撮像し、その画像データから上記二次元コードに含まれるＵＲＬ（Uniform Resource Locator）を認識する。そして、このＵＲＬをもとにインターネットに対しアクセスすることにより、対応するＷｅｂサーバから検索情報や商業情報を取得するものである。この種のサービスを利用すると、ユーザはＵＲＬをキー操作により入力する必要がなくなり、また誤ったアクセスを減らすことができるので大変便利である。しかしながら、二次元コードを読み取る際、一般にユーザはカメラが内蔵された読取装置を手で把持して二次元コードを撮像する。このため、二次元コードの全体がカメラの撮像範囲（フレーム）内に収まらず、その結果二次元コードを正しく読み取ることができない場合がある。
【０００３】
そこで従来では、例えば携帯電話機等のようにディスプレイを備えた装置を使用し、読み取りに先立ちカメラで撮像した二次元コードの画像をディスプレイに表示させて、読取対象の二次元コードが撮像範囲内に収まっているか否かを確認できるようにしている。しかし、電子ディスプレイを使ってカメラを撮影対象へ位置合わせしようとすると、電子ディスプレイに表示される映像と直接視できる携帯電話の周囲との間に視差が生じているため、撮影対象が携帯電話機で隠れてしまい、位置合わせが困難になることがある。また、電子ディスプレイの更新にはどうしても遅延が伴うため、電子ディスプレイを見ながら素早く位置合わせをすることが困難になることもある。さらに、携帯電話機を空中で把持して位置合わせするため、手ぶれ等の影響により二次元コードの読取精度が低下しやすい。
【０００４】
一方、これらの問題を解決するために、ファインダとしての機能とスキャナとしての機能を併せ持った透明な窓を有する光学ユニットを設け、この窓を撮影対象である印刷情報に密着させて当該情報を読み取る装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１０８１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、最近の装置をさらに薄型化することが要望されている。ところが、特許文献１に記載された装置をさらに薄くする場合、一定の薄さを保ったまま撮影範囲を広げることは難しい。なぜならば、使用されている内部全反射のためのプリズムをより扁平化して装置を薄くすることは可能であるが、このようにするとカメラが撮像面をより低い角度から捉えることになり、撮像範囲全体に焦点を合わせることが難しくなるからである。
【０００７】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、撮像範囲を一定以上に維持或いはそれ以上に拡大した上で装置のさらなる薄型化を可能にした印刷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】
【０００８】
上記目的を達成するためにこの発明の一つの観点は、媒体に印刷された印刷情報を読み取る印刷情報読取装置にあって、上面部に第１の窓を備えると共に底面部に第２の窓を備え、読み取り時に当該第２の窓が上記媒体上の印刷情報が印刷された範囲を含むように配置される筐体と、上記筐体内の上記第１の窓と第２の窓との間に配置され、上記第１の窓を介して第１の入射角度の範囲で入射された照明光を透過させたのち上記第２の窓を介して上記媒体の印刷情報に照射すると共に、当該照射により生成される上記印刷情報の光学像を上記第２の窓を介して導入したのち全反射させて上記筐体内へ導出する光学系と、上記筐体内に設けられ、上記光学系により筐体内に導出された上記印刷情報の光学像を受光して画像信号に変換し出力する撮像デバイスとを備え、さらに上記光学系と撮像デバイスとの間に、印加する電圧値により焦点距離が変化する液体レンズを配置する。そして、この液体レンズに印加する電圧値を変化させることにより当該液体レンズの焦点距離を複数段階に変化させて、これらの段階ごとに上記媒体上の異なる位置に合焦撮像領域を形成し、上記撮像デバイスから出力される上記複数の合焦撮像領域の画像信号を合成して、上記媒体上の印刷情報が印刷された範囲全体を表す画像情報を生成するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
したがってこの発明の１つの観点によれば、液体レンズの焦点距離を複数段階に変化させることで媒体上の異なる位置に合焦撮像領域が形成され、これらの合焦撮像領域において撮像された画像信号が合成されて、上記媒体上の印刷情報が印刷された範囲全体を表す画像情報が生成される。このため、装置の厚さを薄くしたり、同じ厚さのまま撮像範囲を拡大しようとした場合でも、撮像範囲全体に渡り焦点が合った解像度の優れた画像情報を得ることができ、この画像データから二次元コードを精度良く解読することが可能となる。
【００１０】
すなわち、この発明の一つの形態によれば、撮像範囲を一定以上に維持或いはそれ以上に拡大した上で、装置のさらなる薄型化を可能にした印刷情報読取装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の一実施形態に係る印刷情報読取装置の外観を示す斜視図。
【図２】図１に示した印刷情報読取装置の縦断面図。
【図３】図１に示した印刷情報読取装置の回路構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示した印刷情報読取装置による読み取り動作を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。
［一実施形態］
（構成）
図１はこの発明の一実施形態に係る印刷情報読取装置の外観を示す斜視図、図２はその縦断面図、図３は回路構成を示すブロック図である。
この実施形態に係わる印刷情報読取装置は、印刷情報として二次元コード（例えばＱＲコード（登録商標））を読み取るもので、テレビジョン受信機又はビデオ記録再生装置で使用されるリモートコントローラに設けられる。
【００１３】
リモートコントローラ１Ａは、薄型で長方形状をなすスティック型の筐体１７ａを有し、この筐体１７ａの上面にはテンキーボタン９と、二次元コードの読取指示を入力するための読取ボタン１１と、読み取った二次元コードの解読データの送信指示を入力するための送信ボタン１２が配設されている。
【００１４】
また、筐体１７ａの先端部には通信用の窓（図示せず）が設けられ、この通信用の窓には通信部１３が取着されている。この通信部１３は、例えば赤外線を用いた信号送信器とその送信制御回路とからなり、図示しないテレビジョン受信機又はビデオ記録再生装置に向けて、遠隔操作信号や、読み取った二次元コードの解読データを送信するために使用される。
【００１５】
さらに、筐体１７ａの先端側の上面部にはアクリル樹脂からなる透明な第１の窓１８ａが、また底面部には同じくアクリル樹脂からなる透明な第２の窓１９ａがそれぞれ設けられている。この第２の窓１９ａの面位置は筐体１７ａの底面の面位置と一致するように設定されている。また、筐体１７ａ内の上記第１及び第２の窓１８ａ，１９ａ間には、読取用光学系３０が設置されている。この読取光学系３０は、第２の窓１９ａ側に配置された読み取り用のプリズム３１ａと、第１の窓１８ａ側に配置される補強用のプリズムカバー３２ａとから構成される。プリズム３１ａはアクリル樹脂をくさび形に成形したもので、先端部の角度が例えば１０度に設定されている。
【００１６】
プリズム３１ａは、二次元コード２１の光学像を後述するカメラ１０に結像させる第１の機能と、二次元コード２１の光学像をユーザに視認させる第２の機能とを備える。第１の機能は、筐体１７ａの第１の窓１８ａから第１の入射角度の範囲で入射しかつ上記プリズム３２ａ，３１ａを透過した照明光を、第２の窓１９ａを介して上記印刷シート２０に照射する。そして、その反射像である二次元コード２１の光学像ＯＬ１を、上記第２の窓１９ａからプリズム３１ａに導入したのち当該プリズム３１ａ内でその上面及び下面により順次全反射させて側面から導出することにより、カメラ１０に結像させる。
【００１７】
第２の機能は、第１の窓１８ａから第２の入射角度の範囲で入射しかつ上記プリズム３２ａ，３１ａを透過した照明光を、第２の窓１９ａを介して上記印刷シート２０に照射する。そして、その反射光である二次元コード２１の光学像をプリズム３１ａに導入して透過させ、さらにプリズム３２ａを透過させて第１の窓１８ａから二次元コード視認用の光学像ＯＬ２として筐体１７ａの上方へ導出する。
【００１８】
なお、プリズム３１ａの上面とプリズムカバー３２ａの下面との間には、厚さの薄い空気層３３ａが介在するように設置される。これは、プリズム３１ａの上面において後述する二次元コード２１の光学像を全反射させるためである。また、筐体１７ａ内の上記プリズム３１ａ及びプリズムカバー３２ａが収容される部位の内壁面は、上方に向かって開口するようにテーパ状に形成されている。これは、二次元コード２１上に、筐体１７ａの壁面による照明光の陰が可能な限り生じないようにするためである。
【００１９】
ところで、筐体１７ａ内にはカメラ１０と、リモートコントローラ１Ａを動作させるために必要な処理部１４が内蔵されている。
このうちカメラ１０は、撮像素子として例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等のイメージセンサ１０１と、液体レンズ１０２とを備えている。
【００２０】
液体レンズ１０２は、収納容器内に水溶液及びオイルを封じ込めたもので、収納容器の内面は部分的に撥水性コーティングが施されている。また、液体レンズには電極が設けられている。液体レンズ１０２は、この電極に電圧を印加していないときには、上記撥水コーティングの撥水効果によりはじかれた水溶液とオイルがほぼ平らな界面を作る。これは、無限遠に焦点が合った状態に相当する。一方、電極に電圧を印加したときには、絶縁部の周辺に電荷が集まって周囲の力関係の中で撥水性が相対的に弱まり、瞬時に水溶液とオイルとの界面は光を収斂させる形状になる。すなわち、電極に電圧を印加していないときに比べ、カメラ１０に近い側に焦点位置が形成される。
【００２１】
処理部１４は、液体レンズ制御部１４１と、画像合成部１４２と、情報読取部１４３とを備えている。これらの液体レンズ制御部１４１、画像合成部１４２及び情報読取部１４３の処理機能は、中央処理ユニット（ＣＰＵ：Central Processing Unit）に図示しないプログラム・メモリに格納されたアプリケーション・プログラムを実行させることにより実現される。
【００２２】
液体レンズ制御部１４１は、読取ボタン１１の操作に応じて、液体レンズ１０２に印加する電圧を変化させることにより、液体レンズ１０２の焦点距離を予め設定した最も遠い位置から近い位置までの範囲で段階的に変化させる。この範囲は、印刷シート２０上の印刷情報が印刷された領域を少なくとも含むように設定される。
【００２３】
画像合成部１４２は、上記液体レンズ制御部１４１による液体レンズ１０２の焦点距離の可変動作に同期して、焦点距離が変化するごとに当該焦点距離に対応する印刷シート２０上の合焦撮像領域の撮像画像データをイメージセンサ１０１から取り込み、図示しない画像メモリに記憶する。そして、全ての合焦撮像領域の撮像画像データが記憶されると、これらの撮像画像データを合成して印刷シート２０上の撮像対象範囲全体を表す１枚の合成画像データを生成する。
【００２４】
情報読取部１４３は、上記画像合成部１４２から合成画像データを受け取り、この受け取った合成画像データから当該画像データに含まれる二次元コード２１を解読する。そして、解読処理が正しく行われたか否かを判定し、正しく行われた場合には、上記解読結果を表すデータを通信部１３から赤外線信号として送信させる。
なお、通信部１３は赤外線を使用するものに限らず、Bluetooth（登録商標）等の特定小電力を使用する無線インタフェースを使用することも可能である。
【００２５】
（動作）
次に、以上のように構成された印刷情報読取装置による二次元コード２１の読取動作を説明する。
二次元コード２１を読み取ろうとする場合、ユーザは先ずリモートコントローラ１Ａの底面部を印刷シート２０上に置く。この状態では、第１の窓１８ａを介して入射された照明光がプリズムカバー３２ａ及びプリズム３１ａをそれぞれ透過して印刷シート２０に照射され、当該印刷シート２０の光学像がプリズム３１ａ及びプリズムカバー３２ａをそれぞれ透過して第１の窓１８ａから視認用の光学像ＯＬ２として出射される。
【００２６】
この状態で、ユーザは自身の視線方向を図２に示したようにプリズムカバー３２ａの上面、つまり第１の窓１８ａの上面に対し正面になるように合わせる。そうすると、ユーザは第１の窓１８ａを介して印刷シート２０上の記載情報を視認可能となり、この状態でリモートコントローラ１Ａを移動させることにより、図１に示すように印刷シート２０の二次元コード２１が印刷された範囲が第２の窓１９ａ内に収容されるように位置決めすることができる。
【００２７】
読み取り位置が決まると、例えば室内の照明光が、第１の窓１８ａ、プリズムカバー３２ａ、ブリズム３１ａ及び第２の窓１９ａをそれぞれ透過して印刷シート２０の二次元コード２１に照射される。そして、この照明光の二次元コード２１による反射光学像ＯＬ１が、第２の窓１９ａを介してプリズム３１ａに入射され、当該プリズム３１ａ内でその上面及び下面により順次全反射されたのち、プリズム３１ａの側面から出射されてカメラ１０に入射される。
【００２８】
そして、この状態でユーザがリモートコントローラ１Ａの読取ボタン１１を押下すると、液体レンズ制御部１４１の制御により液体レンズ１０２の印加電圧が可変制御され、これにより液体レンズ１０２の焦点距離が印刷シート２０上の撮像対象範囲における最も遠い位置から最も近い位置まで段階的に変化する。この結果、カメラ１０による合焦撮像領域（フォーカス領域）がカメラ１０に対し遠い側から近い側に向かって順次シフトする。例えば、いま液体レンズ１０２の焦点距離を３段階に変化させたとすると、図４に示すように３つのフォーカス領域Ｆn ，Ｆn+1 ，Ｆn+2 の位置が順次シフトする。
【００２９】
このとき画像合成部１４２では、上記液体レンズ制御部１４１による液体レンズ１０２の焦点距離の可変動作に同期して、イメージセンサ１０１からその撮像画像データを取り込む処理が行われる。例えば、液体レンズ１０２の焦点距離が変化するごとに、当該焦点距離に対応するフォーカス領域Ｆn ，Ｆn+1 ，Ｆn+2 の撮像画像データＰn ，Ｐn+1 ，Ｐn+2 がイメージセンサ１０１からそれぞれ取り込まれ、画像メモリに保存される。そして、全てのフォーカス領域Ｆn ，Ｆn+1 ，Ｆn+2 の撮像画像データＰn ，Ｐn+1 ，Ｐn+2 の取り込みが終了すると、これらのフォーカス領域Ｆn ，Ｆn+1 ，Ｆn+2 の撮像画像データＰn ，Ｐn+1 ，Ｐn+2 が画像メモリから読み出されて画像合成部１４２により合成され、これにより印刷シート２０上の撮像対象範囲全体を表す１枚の合成画像データＰが生成される。この生成された合成画像データＰは、情報読取部１４３に渡される。
【００３０】
情報読取部１４３では、上記画像合成部１４２から合成画像データＰを受け取ると、この受け取った合成画像データＰから当該合成画像データＰに含まれる二次元コード２１が解読される。そして、解読処理が正しく行われたか否かが判定され、正しく行われた場合には上記解読結果を表すデータが通信部１３から赤外線信号として、図示しないテレビジョン受信機又はビデオ記録再生装置に向けて送信される。
【００３１】
なお、上記解読処理の結果、解読が正しく行われた場合及び解読が正しく行われなかった場合のいずれにおいても、その旨の鳴音を図示しない効果音出力部から出力するようにしてもよい。また、解読が正しく行われたことを上記鳴音により確認し、ユーザが送信ボタン１２を押下した場合に、上記二次元コード２１の解読結果を表すデータをメモリから読み出して、通信部１３から赤外線信号として送信するように制御することも可能である。
【００３２】
テレビジョン受信機又はビデオ記録再生装置は、上記二次元コード２１の解読結果を表すデータを受信すると、この受信したデータに基づいて例えば番組の録画予約の登録処理を行う。また、テレビジョン受信機又はビデオ記録再生装置がインターネット等の通信ネットワークに接続可能であれば、上記データをこの通信ネットワークを介してＷｅｂサーバへ送信し、Ｗｅｂサーバから配信される番組関連情報や商業サービス情報を受信して画面に表示させる。
【００３３】
（実施形態の作用効果）
以上詳述したようにこの実施形態では、カメラ１０に設けられる接眼レンズを液体レンズ１０２により構成している。そして、処理部１４の制御の下、この液体レンズ１０２に印加する電圧を変化させることにより液体レンズ１０２の焦点距離を印刷シート２０上の撮像範囲の最も遠い位置から近い位置までの範囲で段階的に変化させて、その時の合焦撮像領域の撮像画像データをイメージセンサ１０１からそれぞれ取り込み、これらの撮像画像データを合成して印刷シート２０上の撮像対象範囲全体を表す合成画像データを生成する。そして、この合成画像データから二次元コードを解読してその解読データを通信部１３から送信するようにしている。
したがって、装置筐体１７ａの厚さを薄くしたり、同じ厚さのまま撮像範囲を拡大しようとした場合でも、撮像範囲全域に渡り焦点が合った解像度の優れた画像情報を得ることができ、この画像データから二次元コードを精度良く解読することが可能となる。
【００３４】
［他の実施形態］
なお、この発明は上記一実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では印刷シート２０上の撮像対象範囲を３つの合焦撮像領域に分割してその画像を読み取り合成する場合を例にとって説明したが、撮像対象範囲を２つ或いは４つ以上の合焦撮像領域に分割してその画像を読み取り合成するようにしてもよい。
【００３５】
また、前記一実施形態では、テレビジョン受信機又はビデオ記録再生装置のリモートコントローラに印刷情報読取装置を設けた場合を例にとって説明したが、パーソナル・コンピュータや調理機器、カーナビゲーション機器等で使用するリモートコントローラにも、この発明は適用可能である。
その他、装置の種類とその構成、液体レンズの構成、処理部による処理手順と処理内容等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。
【００３６】
要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１Ａ…印刷情報読取装置（リモートコントローラ）、９…テンキーボタン、１０…カメラ、１０１…イメージセンサ、１０２…液体レンズ、１１…読取ボタン、１２…送信ボタン、１３…通信部、１４…処理部、１４１…液体レンズ制御部、１４２…画像合成部、１４３…情報読取部、１７ａ…筐体、１８ａ…第１の窓、１９ａ…第２の窓、２０…印刷シート、２１…二次元コード（ＱＲコード）、３０…読取光学系、３１ａ…読み取り用のプリズム、３２ａ…プリズムカバー、３３ａ…空気層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体に印刷された印刷情報を読み取る印刷情報読取装置において、
上面部に第１の窓を備えると共に底面部に第２の窓を備え、読み取り時に当該第２の窓が前記媒体上の印刷情報が印刷された範囲を含むように配置される筐体と、
前記筐体内の前記第１の窓と第２の窓との間に配置され、前記第１の窓を介して第１の入射角度の範囲で入射された照明光を透過させたのち前記第２の窓を介して前記媒体の印刷情報に照射すると共に、当該照射により生成される前記印刷情報の光学像を前記第２の窓を介して導入したのち全反射させて前記筐体内へ導出する光学系と、
前記筐体内に設けられ、前記光学系により筐体内に導出された前記印刷情報の光学像を受光して画像信号に変換し出力する撮像デバイスと、
前記光学系と撮像デバイスとの間に配置され、印加する電圧値により焦点距離が変化する液体レンズと、
前記液体レンズに対し印加する電圧値を変化させることにより当該液体レンズの焦点距離を複数段階に変化させ、これらの段階ごとに前記媒体上の異なる位置に合焦撮像領域を形成する液体レンズ制御部と、
前記撮像デバイスから出力される前記複数の合焦撮像領域の画像信号を合成して、前記媒体上の印刷情報が印刷された範囲全体を表す画像情報を生成する画像合成部と
を具備することを特徴とする印刷情報読取装置。
【請求項１】
媒体に印刷された印刷情報を読み取る印刷情報読取装置において、
上面部に第１の窓を備えると共に底面部に第２の窓を備え、読み取り時に当該第２の窓が前記媒体上の印刷情報が印刷された範囲を含むように配置される筐体と、
前記筐体内の前記第１の窓と第２の窓との間に配置され、前記第１の窓を介して第１の入射角度の範囲で入射された照明光を透過させたのち前記第２の窓を介して前記媒体の印刷情報に照射すると共に、当該照射により生成される前記印刷情報の光学像を前記第２の窓を介して導入したのち全反射させて前記筐体内へ導出する光学系と、
前記筐体内に設けられ、前記光学系により筐体内に導出された前記印刷情報の光学像を受光して画像信号に変換し出力する撮像デバイスと、
前記光学系と撮像デバイスとの間に配置され、印加する電圧値により焦点距離が変化する液体レンズと、
前記液体レンズに対し印加する電圧値を変化させることにより当該液体レンズの焦点距離を複数段階に変化させ、これらの段階ごとに前記媒体上の異なる位置に合焦撮像領域を形成する液体レンズ制御部と、
前記撮像デバイスから出力される前記複数の合焦撮像領域の画像信号を合成して、前記媒体上の印刷情報が印刷された範囲全体を表す画像情報を生成する画像合成部と
を具備することを特徴とする印刷情報読取装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−２５５０７（Ｐ２０１３−２５５０７Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５８４６３（Ｐ２０１１−１５８４６３）
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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