撮像装置
【課題】補正後輝度値を、同一の画像信号を用いて決定した軌跡範囲の輝度に基づいて決定することにより手ぶれ補正を高速に行うことができる撮像装置を提供する。
【解決手段】手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２を照射して、その手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２が読み取り面で反射した入射光がエリアセンサに受光される。エリアセンサから出力される画像信号から手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の位置を検出し（Ｓ３）、その画像信号から手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の軌跡範囲を決定する（Ｓ４）。決定した軌跡範囲の輝度に基づいて、手ぶれによる輝度変化を補正するための輝度補正係数を決定し（Ｓ５）、輝度補正係数に基づいて全画素に対して輝度値を補正して補正画像を作成する（Ｓ６）。補正後輝度値を、同一の画像信号を用いて決定した軌跡範囲の輝度に基づいて決定することにより手ぶれ補正を高速に行うことが可能になる。
【解決手段】手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２を照射して、その手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２が読み取り面で反射した入射光がエリアセンサに受光される。エリアセンサから出力される画像信号から手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の位置を検出し（Ｓ３）、その画像信号から手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の軌跡範囲を決定する（Ｓ４）。決定した軌跡範囲の輝度に基づいて、手ぶれによる輝度変化を補正するための輝度補正係数を決定し（Ｓ５）、輝度補正係数に基づいて全画素に対して輝度値を補正して補正画像を作成する（Ｓ６）。補正後輝度値を、同一の画像信号を用いて決定した軌跡範囲の輝度に基づいて決定することにより手ぶれ補正を高速に行うことが可能になる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に、手ぶれ補正を行うことができる撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
手ぶれ補正を行うことができる撮像装置が種々知られている。たとえば、特許文献１では、特徴点の移動量を求め、その特徴点の移動量に基づいて各画素の座標値の補正を行なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２９８３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特徴点の移動量に基づいて手ぶれ補正を行う場合、移動前と移動後の少なくとも２回の画像を撮像する必要があることから、補正に時間がかかってしまうという問題があった。また、撮像装置を、情報コードを読み取るために用いる場合、このような補正方法では読み取り速度の低下を招いてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、手ぶれ補正を高速に行うことができる撮像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】
その目的を達成するための請求項１記載の発明は、入射光を受光する受光素子が二次元に配列され、その受光素子の信号からなる画像信号を出力する受光センサと、前記受光センサ上に像を結像させる結像レンズとを備えた撮像装置であって、特徴図形の光像を形成して外部に照射するものであって、この特徴図形の光像が外部の物体で反射したことによる入射光が前記受光センサの受光素子に受光されるように、前記特徴図形の光像を照射する特徴図形形成手段と、前記受光センサから出力される画像信号から、前記特徴図形の光像を検出する特徴図形検出手段と、その特徴図形の光像を検出した画像信号から、前記特徴図形の光像の軌跡範囲を決定する軌跡範囲決定手段と、その軌跡範囲の輝度に基づいて、手ぶれによる輝度変化を補正するための輝度補正値を決定する補正値決定手段と、その輝度補正値に基づいて、受光センサから出力された画像信号を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、特徴図形の光像を照射して、その特徴図形の光像が外部の物体で反射したことによる入射光が受光センサの受光素子に受光されるようにしている。そして、受光センサから出力される画像信号から特徴図形を検出するとともに、その画像信号から特徴図形の軌跡範囲を決定している。このようにして決定した軌跡範囲の輝度に基づいて、手ぶれによる輝度変化を補正するための輝度補正値を決定し、輝度補正値に基づいて画像信号を補正する。このように、同一の画像信号（すなわち一枚の画像）を用いて軌跡範囲を決定し、その軌跡範囲の輝度に基づいて決定しているので、画像を２回撮像する必要がある従来技術に比較して、手ぶれ補正を高速に行うことが可能になる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記結像レンズにより定まる受光センサの画角と、その受光センサに対する露光時間と、予め設定された手ぶれ推定角速度とに基づいて、手ぶれの影響が出る受光素子の数を推定した手ぶれ影響素子数が決定され、前記軌跡範囲決定手段は、前記軌跡範囲を、前記手ぶれ影響素子数に基づいて決定することを特徴とする。
【０００９】
このように、軌跡範囲を手ぶれ影響素子数に基づいて決定することで、特徴図形の軌跡範囲を精度よく決定することができる。よって、補正手段による画像信号の補正の精度も向上する。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記軌跡範囲決定手段は、前記特徴図形検出手段により検出された前記特徴図形の光像の画像信号の輝度から、前記特徴図形の輝度最高値およびその輝度最高値を検出した受光素子を決定し、その輝度最高値を検出した受光素子からできるだけ高い輝度を検出した受光素子をたどっていって前記手ぶれ影響素子数分とすることにより、前記軌跡範囲を決定する。
【００１１】
このように、特徴図形の輝度最高値を決定し、その輝度最高値を検出した受光素子からできるだけ高い輝度を検出した受光素子をたどっていって手ぶれ影響素子数分とすれば、たどった範囲は、輝度最高値の部分の手ぶれによる軌跡と考えることができるので、容易に軌跡範囲を決定することができる。
【００１２】
本発明の撮像装置は、情報コードを読み取る情報コード読み取り装置に適用することができる。その場合、請求項４記載のように、前記撮像装置は、情報コードを撮像するものであり、情報コードが撮像された画像信号から情報を読み取る情報読み取り手段を備え、その情報読み取り手段は、前記補正手段により補正された画像信号に基づいて前記情報コードの読み取りを行うことを特徴とする。
【００１３】
撮像した画像が手ぶれによりボケていると、情報コードを撮像した画像から情報コードの情報を読み取ることが困難になる。よって、手ぶれ補正を行うことができる本発明の撮像装置を、情報コードを読み取るための装置に用いることで、情報コードの読み取り精度を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明を情報コード読み取り装置に適用する場合、請求項５のように、前記特徴図形形成手段は、前記特徴図形の光像を、前記結像レンズによって定まる受光センサの視野範囲内においてその周縁部分に照射することが好ましい。
【００１５】
通常、撮像装置により情報コードを撮像する場合、操作者は、読み取り対象となる情報コードが視野範囲の中央にくるように撮像装置の撮像位置を決定する。従って、このように、特徴図形の光像を視野範囲内においてその周縁部分に照射するようにすれば、情報コードと特徴図形の光像とが比較的離れることになる。よって、画像信号から情報コードの情報を読み取る際に、特徴図形の光像が邪魔になって情報コードから情報を読み取りにくくなることを抑制できる。
【００１６】
また、本発明を情報コード読み取り装置に適用する場合、請求項６のようにすることも好ましい。その請求項６記載の発明は、前記特徴図形形成手段は、前記特徴図形の光像として、前記結像レンズによって定まる受光センサの視野範囲内に、前記情報コードの読み取り位置を示すマーカ像を照射することを特徴とする。
【００１７】
このようにすれば、情報コードの読み取り位置を示すマーカ像を用いて手ぶれによる輝度変化を補正するための輝度補正値を決定することになる。よって、輝度補正値を決定するための光像をマーカ像とは別に照射する必要がなくなる。
【００１８】
また、輝度補正値を決定するための画像信号を、請求項７のように、受光センサの受光素子の一部からの画像信号に限定することもできる。その請求項７記載の発明は、前記特徴図形検出手段が特徴図形を検出する画像信号、および、前記軌跡範囲決定手段が前記特徴図形の軌跡範囲を決定する画像信号は、前記受光センサの全部の受光素子からの画像信号のうち、前記特徴図形の光像を示す入射光を受光する受光素子を含む一部の受光素子からの信号に限定されており、前記補正手段が補正を行う画像信号は、前記特徴図形検出手段、軌跡範囲決定手段において用いる画像信号よりも広い範囲に設定されていることを特徴とする。
【００１９】
このようにすれば、特徴図形の検出、および特徴図形の軌跡範囲の決定を、情報コードの読み取りに用いる画像信号よりも狭い範囲の画像信号とするので、軌跡範囲の決定をより速く行うことができる。その結果、手ぶれ補正や、情報コードの読み取りに要する全体の時間もより短くすることができる。
【００２０】
請求項８記載の発明は、前記受光センサとして、複数の色フィルタを備えたカラーセンサを用いることを特徴とする。カラーセンサを用いることで、種々の色の特徴図形を検出することができる。
【００２１】
また、カラーセンサを用いる場合、請求項９のようにすることが好ましい。その請求項８記載の発明は、前記特徴図形検出手段は、前記色フィルタによって分けられる複数の色の画像信号のうち、前記特徴図形の光像の色に最も近い色の画像信号に基づいて、前記特徴図形を検出し、前記軌跡範囲決定手段は、前記色フィルタによって分けられる複数の色の画像信号のうち、前記特徴図形の光像の色に最も近い色の画像信号に基づいて、前記特徴図形の軌跡範囲を決定することを特徴とする。このようにすれば、特徴図形の検出および特徴図形の軌跡範囲の決定が容易になる。
【００２２】
また、特徴図形形成手段は、請求項１０のように、光源として発光ダイオードを用いて前記特徴図形の光像を照射してもよいし、また、請求項１１のように、光源としてレーザ素子を用いて前記特徴図形の光像を照射してもよい。光源として発光ダイオードを用いれば、発光ダイオードは安価であることから、装置を安価にすることができる。また、光源としてレーザ素子を用いれば、特徴図形の光像を明瞭にすることができるので、補正精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る光学式情報読取装置１０のハウジング１１等の構成概要を示す部分縦断面図である。
【図２】実施形態に係る光学情報読取装置１０の回路部２０の構成概要を示すブロック図である。
【図３】マーカ光投射器６０の構成を示す説明図である。
【図４】位置決め用マーカ光Ｍ１のパターンおよび手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２をそれぞれ例示する図である。
【図５】制御回路４０の機能のうち、手ぶれ補正に関する機能を示すブロック図である。
【図６】軌跡範囲の決定手順を具体的に説明する図である。
【図７】手ぶれ補正部４０６における輝度補正方法を概念的に示す説明図である。
【図８】本実施形態の光学式情報読取装置１０が情報コードＤから情報を読み取る際に行う処理の要部を図８に示すフローチャートである。
【図９】軌跡追跡領域Ｔの一例を示す図である。
【図１０】置決め用マーカ光Ｍ１を手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２としても用いる場合の位置決め用マーカ光Ｍ１の一例を示す図である。
【図１１】形例１において、光学式情報読取装置１０が情報コードＤから情報を読み取る際に行う処理の要部を示すフローチャートである。
【図１２】カラーＣＣＤにて撮像した画像に画像補間処理を施して、各画素にＲＧＢの色情報が割り当てられていることを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の撮像装置としての機能を備えた光学式情報読取装置である。まず、本実施形態に係る光学式情報読取装置１０の構成概要を図１及び図２に基づいて説明する。
【００２５】
図１に示すように、光学式情報読取装置１０は、丸みを帯びた薄型のほぼ矩形箱状なすハウジング本体１１と、このハウジング本体１１の下面ほぼ中央後端寄りにハウジング本体１１に一体に形成されるグリップ部１２と、からなるガンタイプのハウジングを備えている。このグリップ部１２は、作業者が片手で把持可能な程度の外径に設定されており、当該グリップ部１２を握った作業者の人差し指が当接する部位に、後述する照明光Ｌｆやマーカ光Ｍ１、Ｍ２の出射を指示するトリガースイッチ１４が設けられている。
【００２６】
ハウジング本体１１の内部には、後述する回路部２０が収容されており、またハウジング本体１１の先端部には、照明光Ｌｆを出射可能、且つ、反射光Ｌｒが入射可能な読取口１１ａが形成されている。ハウジング本体１１内の読取口１１ａの付近には、マーカ光Ｍ１、Ｍ２をそれぞれ投射する第１、第２マーカ光投射器６０、７０が配置されている。また、図１には図示しないが、ハウジング本体１１内の読取口１１ａの付近には、照明光Ｌｆを照射する発光ダイオード２１（図２参照）も配置されている。なお、図１には、回路部２０を構成するプリント配線板１５、１６や、このプリント配線板１６に実装されるエリアセンサ２３、結像レンズ２７等も図示されている。
【００２７】
図２に示すように、回路部２０は、主に、第１マーカ光投射器６０、第２マーカ光投射器７０、発光ダイオード２１、エリアセンサ２３、結像レンズ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、から構成されており、前述したプリント配線板１５、１６に実装あるいはハウジング本体１１内に内装されている。
【００２８】
光学系は、前述のように、第１マーカ光投射器６０、第２マーカ光投射器７０、発光ダイオード２１、エリアセンサ２３、結像レンズ２７等から構成されている。発光ダイオード２１は、ハウジング本体１１の読取口１１ａを介して読み取り面Ｒに向けて照明光Ｌｆを照射可能に構成されている。なお、図２には、便宜上、発光ダイオード２１を１つしか示していないが、発光ダイオード２１は適宜複数備えられる。発光ダイオード２１により照明される読み取り面Ｒには、一次元コードや二次元コードなどの情報コードＤが記録されている。なお、記録形態としては、印刷、刻印等がある。
【００２９】
エリアセンサ２３は、読み取り面Ｒ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数１０万から数１００万個オーダでｍ行ｎ列の２次元に配列して構成されている。このエリアセンサ２３が特許請求の範囲の受光センサに相当する。エリアセンサ２３の受光素子は、受光した光を電気信号に変換して出力する光電変換素子であり、以下では、画素と呼ぶこともある。各受光素子からは、その素子が受光した光を示す信号が出力される。なお、本実施形態では、エリアセンサ２３は、モノクロのセンサであるとする。
【００３０】
このエリアセンサ２３の受光面２３ａは、ハウジング本体１１外から読取口１１ａを介して外観可能に位置しており、エリアセンサ２３は、結像レンズ２７を介して入射する入射光をこの受光面２３ａで受光可能にプリント配線板１６に実装されている。
【００３１】
結像レンズ２７は、外部から読取口１１ａを介して入射する入射光を集光してエリアセンサ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もので、例えば、鏡筒とこの鏡筒内に収容される複数の集光レンズとにより構成されている。本実施形態では、発光ダイオード２１から照射された照明光Ｌｆが情報コードＤに反射して読取口１１ａに入射する反射光Ｌｒを集光することにより、エリアセンサ２３の受光面２３ａにコード像を結像可能にしている。
【００３２】
図３は、第１マーカ光投射器６０の構成を示す説明図である。第１マーカ光投射器６０は、情報コードＤの読み取り位置を示す位置決め用マーカ光Ｍ１を読み取り面Ｒに投射するもので、図３に示すように、レーザダイオード６２とこのレーザダイオード６２の出射側に設けられるコリメートレンズ６４、位置決め用マーカ光Ｍ１のパターンを形成可能な回折格子プレート６６、所定形状のスリットが設けられた視野絞り６８等とから構成されている。
【００３３】
視野絞り６８は、種々のスリット形状のものに切り替え可能に構成されており、このスリット形状を切り替えることにより、位置決め用マーカ光Ｍ１のパターンを種々のパターンに切り替えることができる。なお、スリット形状を切り替えることにより位置決め用マーカ光Ｍ１のパターンを切り替えられることは特開２００８−１９１９９９号公報に詳しく説明されているので、ここでの説明は省略する。
【００３４】
第２マーカ光投射器７０は、第１マーカ光投射器６０から回折格子プレート６６と視野絞り６８を除いた構成を有している。すなわち、第２マーカ光投射器７０はレーザダイオードとコリメートレンズとを備えている。この構成により、第２マーカ光投射器７０は、小さな円形の手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２を読み取り面Ｒに投射する。なお、第２マーカ光投射器７０は、この第２マーカ光投射器７０が備えているレーザダイオードを駆動させるマーカ形成回路７１（図５参照）を備えており、マーカ形成回路７１がレーザダイオードを駆動させることで、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２が形成されて外部に照射される。また、第１マーカ光投射器６０も、同様に、マーカ形成回路を備えている。なお、本実施形態では、位置決め用マーカ光Ｍ１、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の色はいずれも赤色とする。
【００３５】
図４は、第１マーカ光投射器６０によって読み取り面Ｒに投射された位置決め用マーカ光Ｍ１のパターンおよび第２マーカ光投射器７０によって読み取り面Ｒに投射された手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２をそれぞれ例示する図である。図４に示されている位置決め用マーカ光Ｍ１は、情報コードＤの読み取り範囲Ｅの四隅をそれぞれ示す４つのＬ字形状の光像からなる。この位置決め用マーカ光Ｍ１が読み取り面Ｒに示されると、位置決め用マーカ光Ｍ１によって示される範囲内に情報コードＤを位置させることで、情報コードＤを確実に読み取り範囲Ｅ内に位置させることができる。
【００３６】
また、図４に示すように、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２は、本実施形態では略円形である。この手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２は、特許請求の範囲の特徴図形の光像に相当している。また、この手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２は、図４に示すように、位置決め用マーカ光Ｍ１によって規定される矩形範囲内においてその周縁部に照射されている。なお、読み取り範囲Ｅはエリアセンサ２３の視野範囲とも言えることから、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２は、エリアセンサ２３の視野範囲の周縁部分に照射されていることになる。
【００３７】
また、位置決め用マーカ光Ｍ１はマーカ光投射器６０から遠くなるほど広がるため、読み取り面Ｒまでの距離が遠いほど位置決め用マーカ光Ｍ１は大きくなる。この位置決め用マーカ光Ｍ１の広がりは、回折格子プレート６６により調整されており、結像レンズ２７の画角（レンズの光学中心が画面の対角をなす２点と作る角度、レンズによって明瞭に撮像できる範囲の角度）と同じとされている。そのため、読み取り距離が変化しても、位置決め用マーカ光Ｍ１が示す範囲の大きさと読み取り範囲Ｅの大きさとの関係は変化しない。
【００３８】
次に、図２に戻って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を中心に構成されるもので、前述した光学系によって撮像されたコード像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、当該光学式情報読取装置１０の全体システムに関する制御も行っている。
【００３９】
光学系のエリアセンサ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は、メモリ３５に入力されて蓄積される。なお、同期信号発生回路３８は、エリアセンサ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に格納される画像信号の格納アドレスを発生可能に構成されている。
【００４０】
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。またＲＯＭには、画像処理プログラムの他、第１マーカ光投射器６０、第２マーカ光投射器７０、発光ダイオード２１、エリアセンサ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。
【００４１】
制御回路４０は、光学式情報読取装置１０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、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、第１マーカ光投射器６０、第２マーカ光投射器７０等が接続されている。
【００４２】
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情報コードによるコード内容を画面表示可能な液晶表示器４６の画面制御や外部機器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、第１、第２マーカ光投射器６０、７０からのマーカ光Ｍ１、Ｍ２の投射制御等を可能にしている。なお、操作スイッチ４２には、前述のトリガースイッチ１４が含まれている。
【００４３】
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。
【００４４】
次に、制御回路４０の機能をさらに説明する。図５は制御回路４０の機能のうち、手ぶれ補正に関する機能を示すブロック図である。制御回路４０は、ＣＰＵが、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、図５に示す各部４０１〜４０５としての機能を実現する。なお、図５において矢印は信号・制御の流れを示している。
【００４５】
手ぶれ補正用マーカ形成制御部４０１は、マーカ形成回路７１を制御するものである。マーカ形成回路７１は、図５には図示していない第２マーカ光投射器７０のレーザダイオードを駆動させるレーザダイオード駆動回路であり、マーカ形成回路７１が制御されることにより、第２マーカ光投射器７０では、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２が生成されて読み取り面Ｒへ照射される。これにより、読み取り面Ｒには、図４に示したように、読み取り範囲Ｅの周縁部分に、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２が映し出される。なお、この手ぶれ補正用マーカ形成制御部４０１、および、マーカ形成回路７１、第２マーカ光投射器７０により、特許請求の範囲の特徴図形形成手段が構成される。
【００４６】
読み取り範囲Ｅの画像がエリアセンサ２３に取り込まれる（撮像される）ことにより、読み取り面Ｒに映し出された手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２もエリアセンサ２３に取り込まれる。エリアセンサ２３からは、取り込んだ画像信号が、図５では省略している増幅回路３１、Ａ／Ｄ変換回路３３を介してメモリ３５に蓄積される。
【００４７】
手ぶれ補正用マーカ検出部４０２は、特許請求の範囲の特徴図形検出手段に相当するものであり、メモリ３５から画像信号を取得し、取得した画像信号から、各画素の輝度と輝度閾値との比較などの方法により、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２を検出する。そして、検出した手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の位置を示す位置情報を軌跡追跡部４０３へ送る。
【００４８】
軌跡追跡部４０３は、特許請求の範囲の軌跡範囲決定手段に相当しており、手ぶれ補正用マーカ検出部４０２から取得した手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の位置情報をもとに、その手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２が撮像されている一枚の画像内で手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の軌跡を追跡していって、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の軌跡範囲を決定する。
【００４９】
軌跡範囲の決定に際しては、手ぶれの影響が出る画素数を予め決定しておく。手ぶれの影響が出る画素数は次のように、総画素数、画角、シャッター速度（すなわち露光時間）、手ぶれの角速度の４つを用いて算出する。なお、手ぶれの角速度には、統計的に求めた推定角速度を用いる。次に、手ぶれの影響が出る画素数の計算方法を具体的に説明する。たとえば、総画素数３３万画素、水平画角１５°、シャッター速度１／３０秒、手ぶれの角速度３°／秒であったとする。まず、下記式１の計算から、１回のシャッター時間に生じる手ぶれの角度ｘを求める。
【数１】
【００５０】
次に、下記式２の計算から、１回のシャッター時間、すなわち、１回の露光時間内に手ぶれにより生じる画素数ｙを計算する。
【数２】
【００５１】
このようにして、手ぶれの影響が出る画素数は予め計算することができる。なお、以下では小数点１桁目を切り上げ、５画素を、手ぶれの影響が出る画素数とする。
【００５２】
このようにして予め決定しておいた手ぶれの影響が出る画素数を用いて、軌跡範囲の決定では、まず、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２を示す入射光を受光した画素からの信号のうち、輝度が最高輝度値となる画素を決定する。そして、その輝度最高値を検出した画素の周辺の画素が検出した輝度を、できるだけ高い輝度をたどっていって予め決定しておいた手ぶれの影響が出る画素数分とする。このようにして、軌跡範囲を決定する。
【００５３】
次に、図６に示す例を用いて軌跡範囲の決定手順を具体的に説明する。図６（１）〜（５）において、各マス目は画素を概念的に示しており、各マス目内の数値は各画素が検出した輝度を示している。（１）〜（５）の輝度を比較すれば分かるように、（１）〜（５）は、いずれも同一の画像信号である。
【００５４】
まず、最初に、上述の輝度最高値の画素を決定する。この例においては、（１）に破線で囲った画素が輝度最高値の画素である。次に、この輝度最高値から、できるだけ高い輝度の画素をたどっていくことになる。この際には、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の軌跡を撮像していると決定した画素を基準としてその周囲の８画素の輝度を比較し、８画素の中で最も高い輝度の画素を、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の軌跡が次に移動した位置の画素に決定する。この処理（以下、軌跡移動画素決定処理という）を、軌跡範囲の画素数が、上述の手ぶれの影響が出る画素数となるまで行う。
【００５５】
図６（２）に示すように、１回目の軌跡移動画素決定処理では、輝度最高値「５０」を検出した画素の周囲（太線で囲った範囲）の８画素の輝度を比較し、最も輝度が高い「３２」の輝度を検出した画素を、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の軌跡が次に移動した位置の画素とする。よって、この時点では、破線で囲った２画素が軌跡範囲の画素となる。２回目の軌跡移動画素決定処理では、図６（３）に示すように、輝度「３２」を検出した画素の周囲の８画素の輝度を比較し、すでに軌跡範囲としている画素を除いたうちで最も輝度が高い「３６」の輝度を検出した画素を、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の軌跡が次に移動した位置の画素とする。よって、この時点では、図６（３）において破線で囲った３画素が軌跡範囲の画素となる。同様に３回目の軌跡移動画素決定処理を行うことにより、図６（４）において破線で囲った４画素が軌跡範囲の画素となる。さらに、４回目の軌跡移動画素決定処理を行うことにより、図６（５）において破線で囲った５画素が軌跡範囲の画素となる。ここで、軌跡範囲の画素が５画素、すなわち、予め決定しておいた手ぶれの影響が出る画素数に到達したので、軌跡範囲は、図６（５）において破線で囲った範囲の５画素と決定する。軌跡追跡部４０３は、このようにして決定した軌跡範囲を補正係数決定部４０４に送る。
【００５６】
補正係数決定部４０４は、特許請求の範囲の補正値決定手段に相当するものであり、軌跡追跡部４０３から送られた軌跡範囲の輝度を、手ぶれによる輝度変化を補正するための輝度補正係数に決定する。そして、決定した輝度補正係数を手ぶれ補正部４０５に送る。
【００５７】
手ぶれ補正部４０５は、特許請求の範囲の補正手段に相当するものであり、補正係数決定部４０４から送られてきた輝度補正係数を用いて、情報コードＤのデコードに使う画像の各画素の輝度値を補正する。図７は手ぶれ補正部４０５における輝度補正方法を概念的に示す説明図である。この図７は、同図において、輝度値ａを補正する場合の説明図である。なお、同図において、ｂ〜ｅもある輝度値を意味している。
【００５８】
この場合、輝度値ａの補正後の値（ａ’とする）は、輝度値ａの画素を基準として前述の軌跡範囲の画素値（ａ〜ｅ）に対して、それぞれ、補正係数決定部４０４から送られてきた輝度補正係数を用いて加重平均を算出した値である。すなわち、補正後輝度値ａ’は、下記式３から算出する。手ぶれ補正部４０５では、位置決め用マーカ光Ｍ１によって規定される矩形範囲内の画素、或いは、全画素に対してこのようにして補正後輝度値を算出する。
【数３】
【００５９】
次に、本実施形態の光学式情報読取装置１０が情報コードＤから情報を読み取る際に行う処理の要部を図８に示すフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ１では、操作者が読み取り位置を決定するための目印とするために、第１マーカ光投射器６０から位置決め用マーカ光Ｍ１を読み取り面Ｒに照射する。
【００６０】
続くステップＳ２では、照明光を読み取り面Ｒに照射するとともに、第２マーカ光投射器７０から手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２を読み取り面Ｒに照射する。なお、このステップＳ２では、位置決め用マーカ光Ｍ１は照射しない。その状態で、エリアセンサ２３の露光を行い、エリアセンサ２３から画像信号を取り込んでメモリ３５に保存する。
【００６１】
続くステップＳ３では、ステップＳ２で取り込んだ画像信号のうち、予め設定された軌跡追跡領域Ｔ１の画像信号をメモリ３５から取得する。図９に、この軌跡追跡領域Ｔ１の一例を示す。図９に示す例は、全画素は、横６４０画素、縦４８０画素であり、軌跡追跡領域Ｔ１は、１００×１００画素とされている。また、この軌跡追跡領域Ｔ１の位置は、位置決め用マーカ光Ｍ１との相対的位置が予め決定されており、また、この軌跡追跡領域Ｔ１には、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２が含まれるようになっている。なお、図８に示すフローチャートでは、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２が照射されているときは、位置決め用マーカ光Ｍ１は照射されないが、図９には、比較のために、位置決め用マーカ光Ｍ１と手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２とを両方示している。さらに、ステップＳ３では、メモリ３５から取得した軌跡追跡領域Ｔ１の画像信号から、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の位置、正確には、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の輝度最高値およびその輝度最高値を検出した画素を決定する。
【００６２】
続くステップＳ４では、輝度最高値から、できるだけ高い輝度の画素を、予め決定しておいた手ぶれの影響が出る画素数分たどっていくことで、軌跡範囲を決定する。そして、ステップＳ５では、ステップＳ４で決定した軌跡範囲の輝度値を輝度補正係数として決定する。続くステップＳ６では、ステップＳ５で決定した輝度補正係数を用いてステップＳ２で取り込んだ画素に対して補正後輝度値を算出することで補正画像を作成する。
【００６３】
続くステップＳ７では、ステップＳ６で作成した補正画像を用いてデコード処理を行う。このデコード処理は、たとえば、所定の閾値により補正画像を二値化し、二値化後の画像を用いて行う。そして、ステップＳ８では、ステップＳ７のデコード処理においてデコードが成功したか否かを判断する。この判断が肯定判断であれば処理を終了する。一方、否定判断であればステップＳ１へ戻る。
【００６４】
以上、説明した本実施形態によれば、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２を照射して、その手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２が読み取り面Ｒで反射したことによる入射光がエリアセンサ２３に受光されるようにしている。そして、エリアセンサ２３から出力される画像信号から手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２を検出するとともに、その画像信号から手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の軌跡範囲を決定している。このようにして決定した軌跡範囲の輝度に基づいて、手ぶれによる輝度変化を補正するための輝度補正係数を決定し、輝度補正係数に基づいて位置決め用マーカ光Ｍ１で規定される取り込み範囲の画素に対して輝度値を補正して補正後輝度値を算出する。このように、同一の画像信号（すなわち一枚の画像）を用いて軌跡範囲を決定し、その軌跡範囲に基づいて補正後輝度値を決定しているので、画像を２回撮像する必要がある従来技術に比較して、手ぶれ補正を高速に行うことが可能になる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２は、エリアセンサ２３の視野範囲の周縁部分に照射されている。こにれ対して、情報コードＤを撮像する場合、操作者は、読み取り対象となる情報コードＤが視野範囲の中央にくるように撮像位置を決定することが通常である。従って、情報コードＤと手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２とが比較的離れることになる。よって、画像信号から情報コードＤの情報を読み取る際に、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２が邪魔になって情報コードＤから情報を読み取りにくくなることを抑制できる。
【００６６】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００６７】
（変形例１）
前述の実施形態では、位置決め用マーカ光Ｍ１とは別に、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２を照射するようにしていたが、位置決め用マーカ光Ｍ１を手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２としても用いるようにしてもよい。図１０は、位置決め用マーカ光Ｍ１を手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２としても用いる場合の位置決め用マーカ光Ｍ１の一例を示す図である。図１０に示す位置決め用マーカ光Ｍ１は、図４、９に示した４つの位置決め用マーカ光Ｍ１に加えて、それら４つの位置決め用マーカ光Ｍ１によって規定される矩形範囲の中心にも位置決め用マーカ光Ｍ１が照射されている。この中心の位置決め用マーカ光Ｍ１は、撮像範囲の中心位置を決めるために用いることができるマーカ光である。加えて、変形例１では、この中心の位置決め用マーカ光Ｍ１を手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２としても用いる。
【００６８】
図１１は、変形例１において、光学式情報読取装置１０が情報コードＤから情報を読み取る際に行う処理の要部を示すフローチャートである。図１１において、図８と同じ処理を行うステップには同じステップ番号を付している。図１１では、まず、ステップＳ２−１において、図８のステップＳ２に類似する処理を実行する。このステップＳ２−１の処理は、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２に代えて、位置決め用マーカ光Ｍ１を照射する点が図８のステップＳ２と異なるのみである。次に、図８のステップＳ３に類似するステップＳ３−１を実行する。ステップＳ３−１では、ステップＳ２−１で取り込んだ画像信号から、予め設定された軌跡追跡領域Ｔ２の画像信号をメモリ３５から取得する。軌跡追跡領域Ｔ２は、図１０に示したように、中心の位置決め用マーカ光Ｍ１が含まれるようになっている。なお、軌跡追跡領域Ｔ２の画素数は図９の軌跡追跡領域Ｔ１の画素数と同じである。このステップＳ３−１を実行後は、図８と同じステップＳ４、Ｓ５を実行して軌跡範囲を決定し、輝度補正係数を決定する。続くステップＳ６−１では、ステップＳ１で取得した画像信号のうち、位置決め用マーカ光Ｍ１によって規定される矩形範囲の画素に対して輝度補正係数を算出することで補正画像を作成する。その後、図８と同じステップＳ７、Ｓ８を実行する。
【００６９】
この変形例１によれば、情報コードＤの読み取り位置を決定するための位置決め用マーカ光Ｍ１を用いて輝度補正係数を決定することになる。よって、輝度補正係数を決定するための光像を位置決め用マーカ光Ｍ１とは別に照射する必要がなくなる。
【００７０】
（変形例２）
前述の実施形態では、エリアセンサ２３はモノクロのセンサであったが、エリアセンサ２３として複数の色フィルタを備えたカラーセンサを用いてもよい。前述の実施形態では、特徴図形として用いている手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２は赤色であったが、カラーセンサを用いれば、種々の色の特徴図形を検出することができる。
【００７１】
また、カラーセンサを用いる場合には、色フィルタによって分けられる複数の色の画像信号のうち、特徴図形の光像の色に最も近い色の画像信号に基づいて特徴図形を検出するとともに、特徴図形の軌跡範囲を決定すればよい。このようにすれば、特徴図形の検出および特徴図形の軌跡範囲の決定が容易になる。
【００７２】
具体例を用いて説明すると、図１２は、カラーセンサであるカラーＣＣＤにて撮像した画像に画像補間処理を施して、各画素にＲＧＢの色情報が割り当てられていることを示す図である。図１２において、各四角は画素を意味しており、四角内の数値は、上からＲ、Ｇ、Ｂのデジタル値である。また、特徴図形は赤色に最も近いとする。この場合、各画素のＲ値を用いて徴図形の検出および特徴図形の軌跡範囲を決定することになる。
【００７３】
（その他の変形例）
また、前述の実施形態では、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の光源としてレーザダイオードを用いていたが、その光源として発光ダイオードを用いてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０：光学式情報読取装置（撮像装置）、 １１：ハウジング本体、 １１ａ：読取口、 １２：グリップ部、 １４：トリガースイッチ、 １５：プリント配線板、 １６：プリント配線板、 ２０：回路部、 ２１：発光ダイオード、 ２３：エリアセンサ（受光センサ）、 ２３ａ：受光面、 ２７：結像レンズ、 ３１：増幅回路、 ３３：Ａ／Ｄ変換回路、 ３５：メモリ、 ３６：アドレス発生回路、 ３８：同期信号発生回路、 ４０：制御回路、 ４１：電源スイッチ、 ４２：操作スイッチ、 ４３：ＬＥＤ、 ４４：ブザー、 ４６：液晶表示器、 ４８：通信インタフェース、 ４９：電池、 ６０：第１マーカ光投射器、 ６２：レーザダイオード、 ６４：コリメートレンズ、 ６６：回折格子プレート、 ６８：視野絞り、 ７０：第２マーカ光投射器、 ７１：マーカ形成回路、 ４０１：手ぶれ補正用マーカ形成制御部、 ４０２：手ぶれ補正用マーカ検出部（特徴図形検出手段）、 ４０３：軌跡追跡部（軌跡範囲決定手段）、 ４０４：補正係数決定部（補正値決定手段）、 ４０５：手ぶれ補正部（補正手段）、 Ｄ：情報コード、 Ｅ：読み取り範囲、 Ｌｆ：照明光、 Ｌｒ：反射光、 Ｍ１：位置決め用マーカ光、 Ｍ２：手ぶれ補正用マーカ光（特徴図形の光像）、 Ｒ：読み取り面、 Ｔ１：軌跡追跡領域、 Ｔ２：軌跡追跡領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に、手ぶれ補正を行うことができる撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
手ぶれ補正を行うことができる撮像装置が種々知られている。たとえば、特許文献１では、特徴点の移動量を求め、その特徴点の移動量に基づいて各画素の座標値の補正を行なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２９８３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特徴点の移動量に基づいて手ぶれ補正を行う場合、移動前と移動後の少なくとも２回の画像を撮像する必要があることから、補正に時間がかかってしまうという問題があった。また、撮像装置を、情報コードを読み取るために用いる場合、このような補正方法では読み取り速度の低下を招いてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、手ぶれ補正を高速に行うことができる撮像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】
その目的を達成するための請求項１記載の発明は、入射光を受光する受光素子が二次元に配列され、その受光素子の信号からなる画像信号を出力する受光センサと、前記受光センサ上に像を結像させる結像レンズとを備えた撮像装置であって、特徴図形の光像を形成して外部に照射するものであって、この特徴図形の光像が外部の物体で反射したことによる入射光が前記受光センサの受光素子に受光されるように、前記特徴図形の光像を照射する特徴図形形成手段と、前記受光センサから出力される画像信号から、前記特徴図形の光像を検出する特徴図形検出手段と、その特徴図形の光像を検出した画像信号から、前記特徴図形の光像の軌跡範囲を決定する軌跡範囲決定手段と、その軌跡範囲の輝度に基づいて、手ぶれによる輝度変化を補正するための輝度補正値を決定する補正値決定手段と、その輝度補正値に基づいて、受光センサから出力された画像信号を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、特徴図形の光像を照射して、その特徴図形の光像が外部の物体で反射したことによる入射光が受光センサの受光素子に受光されるようにしている。そして、受光センサから出力される画像信号から特徴図形を検出するとともに、その画像信号から特徴図形の軌跡範囲を決定している。このようにして決定した軌跡範囲の輝度に基づいて、手ぶれによる輝度変化を補正するための輝度補正値を決定し、輝度補正値に基づいて画像信号を補正する。このように、同一の画像信号（すなわち一枚の画像）を用いて軌跡範囲を決定し、その軌跡範囲の輝度に基づいて決定しているので、画像を２回撮像する必要がある従来技術に比較して、手ぶれ補正を高速に行うことが可能になる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記結像レンズにより定まる受光センサの画角と、その受光センサに対する露光時間と、予め設定された手ぶれ推定角速度とに基づいて、手ぶれの影響が出る受光素子の数を推定した手ぶれ影響素子数が決定され、前記軌跡範囲決定手段は、前記軌跡範囲を、前記手ぶれ影響素子数に基づいて決定することを特徴とする。
【０００９】
このように、軌跡範囲を手ぶれ影響素子数に基づいて決定することで、特徴図形の軌跡範囲を精度よく決定することができる。よって、補正手段による画像信号の補正の精度も向上する。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記軌跡範囲決定手段は、前記特徴図形検出手段により検出された前記特徴図形の光像の画像信号の輝度から、前記特徴図形の輝度最高値およびその輝度最高値を検出した受光素子を決定し、その輝度最高値を検出した受光素子からできるだけ高い輝度を検出した受光素子をたどっていって前記手ぶれ影響素子数分とすることにより、前記軌跡範囲を決定する。
【００１１】
このように、特徴図形の輝度最高値を決定し、その輝度最高値を検出した受光素子からできるだけ高い輝度を検出した受光素子をたどっていって手ぶれ影響素子数分とすれば、たどった範囲は、輝度最高値の部分の手ぶれによる軌跡と考えることができるので、容易に軌跡範囲を決定することができる。
【００１２】
本発明の撮像装置は、情報コードを読み取る情報コード読み取り装置に適用することができる。その場合、請求項４記載のように、前記撮像装置は、情報コードを撮像するものであり、情報コードが撮像された画像信号から情報を読み取る情報読み取り手段を備え、その情報読み取り手段は、前記補正手段により補正された画像信号に基づいて前記情報コードの読み取りを行うことを特徴とする。
【００１３】
撮像した画像が手ぶれによりボケていると、情報コードを撮像した画像から情報コードの情報を読み取ることが困難になる。よって、手ぶれ補正を行うことができる本発明の撮像装置を、情報コードを読み取るための装置に用いることで、情報コードの読み取り精度を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明を情報コード読み取り装置に適用する場合、請求項５のように、前記特徴図形形成手段は、前記特徴図形の光像を、前記結像レンズによって定まる受光センサの視野範囲内においてその周縁部分に照射することが好ましい。
【００１５】
通常、撮像装置により情報コードを撮像する場合、操作者は、読み取り対象となる情報コードが視野範囲の中央にくるように撮像装置の撮像位置を決定する。従って、このように、特徴図形の光像を視野範囲内においてその周縁部分に照射するようにすれば、情報コードと特徴図形の光像とが比較的離れることになる。よって、画像信号から情報コードの情報を読み取る際に、特徴図形の光像が邪魔になって情報コードから情報を読み取りにくくなることを抑制できる。
【００１６】
また、本発明を情報コード読み取り装置に適用する場合、請求項６のようにすることも好ましい。その請求項６記載の発明は、前記特徴図形形成手段は、前記特徴図形の光像として、前記結像レンズによって定まる受光センサの視野範囲内に、前記情報コードの読み取り位置を示すマーカ像を照射することを特徴とする。
【００１７】
このようにすれば、情報コードの読み取り位置を示すマーカ像を用いて手ぶれによる輝度変化を補正するための輝度補正値を決定することになる。よって、輝度補正値を決定するための光像をマーカ像とは別に照射する必要がなくなる。
【００１８】
また、輝度補正値を決定するための画像信号を、請求項７のように、受光センサの受光素子の一部からの画像信号に限定することもできる。その請求項７記載の発明は、前記特徴図形検出手段が特徴図形を検出する画像信号、および、前記軌跡範囲決定手段が前記特徴図形の軌跡範囲を決定する画像信号は、前記受光センサの全部の受光素子からの画像信号のうち、前記特徴図形の光像を示す入射光を受光する受光素子を含む一部の受光素子からの信号に限定されており、前記補正手段が補正を行う画像信号は、前記特徴図形検出手段、軌跡範囲決定手段において用いる画像信号よりも広い範囲に設定されていることを特徴とする。
【００１９】
このようにすれば、特徴図形の検出、および特徴図形の軌跡範囲の決定を、情報コードの読み取りに用いる画像信号よりも狭い範囲の画像信号とするので、軌跡範囲の決定をより速く行うことができる。その結果、手ぶれ補正や、情報コードの読み取りに要する全体の時間もより短くすることができる。
【００２０】
請求項８記載の発明は、前記受光センサとして、複数の色フィルタを備えたカラーセンサを用いることを特徴とする。カラーセンサを用いることで、種々の色の特徴図形を検出することができる。
【００２１】
また、カラーセンサを用いる場合、請求項９のようにすることが好ましい。その請求項８記載の発明は、前記特徴図形検出手段は、前記色フィルタによって分けられる複数の色の画像信号のうち、前記特徴図形の光像の色に最も近い色の画像信号に基づいて、前記特徴図形を検出し、前記軌跡範囲決定手段は、前記色フィルタによって分けられる複数の色の画像信号のうち、前記特徴図形の光像の色に最も近い色の画像信号に基づいて、前記特徴図形の軌跡範囲を決定することを特徴とする。このようにすれば、特徴図形の検出および特徴図形の軌跡範囲の決定が容易になる。
【００２２】
また、特徴図形形成手段は、請求項１０のように、光源として発光ダイオードを用いて前記特徴図形の光像を照射してもよいし、また、請求項１１のように、光源としてレーザ素子を用いて前記特徴図形の光像を照射してもよい。光源として発光ダイオードを用いれば、発光ダイオードは安価であることから、装置を安価にすることができる。また、光源としてレーザ素子を用いれば、特徴図形の光像を明瞭にすることができるので、補正精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る光学式情報読取装置１０のハウジング１１等の構成概要を示す部分縦断面図である。
【図２】実施形態に係る光学情報読取装置１０の回路部２０の構成概要を示すブロック図である。
【図３】マーカ光投射器６０の構成を示す説明図である。
【図４】位置決め用マーカ光Ｍ１のパターンおよび手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２をそれぞれ例示する図である。
【図５】制御回路４０の機能のうち、手ぶれ補正に関する機能を示すブロック図である。
【図６】軌跡範囲の決定手順を具体的に説明する図である。
【図７】手ぶれ補正部４０６における輝度補正方法を概念的に示す説明図である。
【図８】本実施形態の光学式情報読取装置１０が情報コードＤから情報を読み取る際に行う処理の要部を図８に示すフローチャートである。
【図９】軌跡追跡領域Ｔの一例を示す図である。
【図１０】置決め用マーカ光Ｍ１を手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２としても用いる場合の位置決め用マーカ光Ｍ１の一例を示す図である。
【図１１】形例１において、光学式情報読取装置１０が情報コードＤから情報を読み取る際に行う処理の要部を示すフローチャートである。
【図１２】カラーＣＣＤにて撮像した画像に画像補間処理を施して、各画素にＲＧＢの色情報が割り当てられていることを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の撮像装置としての機能を備えた光学式情報読取装置である。まず、本実施形態に係る光学式情報読取装置１０の構成概要を図１及び図２に基づいて説明する。
【００２５】
図１に示すように、光学式情報読取装置１０は、丸みを帯びた薄型のほぼ矩形箱状なすハウジング本体１１と、このハウジング本体１１の下面ほぼ中央後端寄りにハウジング本体１１に一体に形成されるグリップ部１２と、からなるガンタイプのハウジングを備えている。このグリップ部１２は、作業者が片手で把持可能な程度の外径に設定されており、当該グリップ部１２を握った作業者の人差し指が当接する部位に、後述する照明光Ｌｆやマーカ光Ｍ１、Ｍ２の出射を指示するトリガースイッチ１４が設けられている。
【００２６】
ハウジング本体１１の内部には、後述する回路部２０が収容されており、またハウジング本体１１の先端部には、照明光Ｌｆを出射可能、且つ、反射光Ｌｒが入射可能な読取口１１ａが形成されている。ハウジング本体１１内の読取口１１ａの付近には、マーカ光Ｍ１、Ｍ２をそれぞれ投射する第１、第２マーカ光投射器６０、７０が配置されている。また、図１には図示しないが、ハウジング本体１１内の読取口１１ａの付近には、照明光Ｌｆを照射する発光ダイオード２１（図２参照）も配置されている。なお、図１には、回路部２０を構成するプリント配線板１５、１６や、このプリント配線板１６に実装されるエリアセンサ２３、結像レンズ２７等も図示されている。
【００２７】
図２に示すように、回路部２０は、主に、第１マーカ光投射器６０、第２マーカ光投射器７０、発光ダイオード２１、エリアセンサ２３、結像レンズ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、から構成されており、前述したプリント配線板１５、１６に実装あるいはハウジング本体１１内に内装されている。
【００２８】
光学系は、前述のように、第１マーカ光投射器６０、第２マーカ光投射器７０、発光ダイオード２１、エリアセンサ２３、結像レンズ２７等から構成されている。発光ダイオード２１は、ハウジング本体１１の読取口１１ａを介して読み取り面Ｒに向けて照明光Ｌｆを照射可能に構成されている。なお、図２には、便宜上、発光ダイオード２１を１つしか示していないが、発光ダイオード２１は適宜複数備えられる。発光ダイオード２１により照明される読み取り面Ｒには、一次元コードや二次元コードなどの情報コードＤが記録されている。なお、記録形態としては、印刷、刻印等がある。
【００２９】
エリアセンサ２３は、読み取り面Ｒ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数１０万から数１００万個オーダでｍ行ｎ列の２次元に配列して構成されている。このエリアセンサ２３が特許請求の範囲の受光センサに相当する。エリアセンサ２３の受光素子は、受光した光を電気信号に変換して出力する光電変換素子であり、以下では、画素と呼ぶこともある。各受光素子からは、その素子が受光した光を示す信号が出力される。なお、本実施形態では、エリアセンサ２３は、モノクロのセンサであるとする。
【００３０】
このエリアセンサ２３の受光面２３ａは、ハウジング本体１１外から読取口１１ａを介して外観可能に位置しており、エリアセンサ２３は、結像レンズ２７を介して入射する入射光をこの受光面２３ａで受光可能にプリント配線板１６に実装されている。
【００３１】
結像レンズ２７は、外部から読取口１１ａを介して入射する入射光を集光してエリアセンサ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もので、例えば、鏡筒とこの鏡筒内に収容される複数の集光レンズとにより構成されている。本実施形態では、発光ダイオード２１から照射された照明光Ｌｆが情報コードＤに反射して読取口１１ａに入射する反射光Ｌｒを集光することにより、エリアセンサ２３の受光面２３ａにコード像を結像可能にしている。
【００３２】
図３は、第１マーカ光投射器６０の構成を示す説明図である。第１マーカ光投射器６０は、情報コードＤの読み取り位置を示す位置決め用マーカ光Ｍ１を読み取り面Ｒに投射するもので、図３に示すように、レーザダイオード６２とこのレーザダイオード６２の出射側に設けられるコリメートレンズ６４、位置決め用マーカ光Ｍ１のパターンを形成可能な回折格子プレート６６、所定形状のスリットが設けられた視野絞り６８等とから構成されている。
【００３３】
視野絞り６８は、種々のスリット形状のものに切り替え可能に構成されており、このスリット形状を切り替えることにより、位置決め用マーカ光Ｍ１のパターンを種々のパターンに切り替えることができる。なお、スリット形状を切り替えることにより位置決め用マーカ光Ｍ１のパターンを切り替えられることは特開２００８−１９１９９９号公報に詳しく説明されているので、ここでの説明は省略する。
【００３４】
第２マーカ光投射器７０は、第１マーカ光投射器６０から回折格子プレート６６と視野絞り６８を除いた構成を有している。すなわち、第２マーカ光投射器７０はレーザダイオードとコリメートレンズとを備えている。この構成により、第２マーカ光投射器７０は、小さな円形の手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２を読み取り面Ｒに投射する。なお、第２マーカ光投射器７０は、この第２マーカ光投射器７０が備えているレーザダイオードを駆動させるマーカ形成回路７１（図５参照）を備えており、マーカ形成回路７１がレーザダイオードを駆動させることで、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２が形成されて外部に照射される。また、第１マーカ光投射器６０も、同様に、マーカ形成回路を備えている。なお、本実施形態では、位置決め用マーカ光Ｍ１、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の色はいずれも赤色とする。
【００３５】
図４は、第１マーカ光投射器６０によって読み取り面Ｒに投射された位置決め用マーカ光Ｍ１のパターンおよび第２マーカ光投射器７０によって読み取り面Ｒに投射された手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２をそれぞれ例示する図である。図４に示されている位置決め用マーカ光Ｍ１は、情報コードＤの読み取り範囲Ｅの四隅をそれぞれ示す４つのＬ字形状の光像からなる。この位置決め用マーカ光Ｍ１が読み取り面Ｒに示されると、位置決め用マーカ光Ｍ１によって示される範囲内に情報コードＤを位置させることで、情報コードＤを確実に読み取り範囲Ｅ内に位置させることができる。
【００３６】
また、図４に示すように、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２は、本実施形態では略円形である。この手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２は、特許請求の範囲の特徴図形の光像に相当している。また、この手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２は、図４に示すように、位置決め用マーカ光Ｍ１によって規定される矩形範囲内においてその周縁部に照射されている。なお、読み取り範囲Ｅはエリアセンサ２３の視野範囲とも言えることから、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２は、エリアセンサ２３の視野範囲の周縁部分に照射されていることになる。
【００３７】
また、位置決め用マーカ光Ｍ１はマーカ光投射器６０から遠くなるほど広がるため、読み取り面Ｒまでの距離が遠いほど位置決め用マーカ光Ｍ１は大きくなる。この位置決め用マーカ光Ｍ１の広がりは、回折格子プレート６６により調整されており、結像レンズ２７の画角（レンズの光学中心が画面の対角をなす２点と作る角度、レンズによって明瞭に撮像できる範囲の角度）と同じとされている。そのため、読み取り距離が変化しても、位置決め用マーカ光Ｍ１が示す範囲の大きさと読み取り範囲Ｅの大きさとの関係は変化しない。
【００３８】
次に、図２に戻って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を中心に構成されるもので、前述した光学系によって撮像されたコード像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、当該光学式情報読取装置１０の全体システムに関する制御も行っている。
【００３９】
光学系のエリアセンサ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は、メモリ３５に入力されて蓄積される。なお、同期信号発生回路３８は、エリアセンサ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に格納される画像信号の格納アドレスを発生可能に構成されている。
【００４０】
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。またＲＯＭには、画像処理プログラムの他、第１マーカ光投射器６０、第２マーカ光投射器７０、発光ダイオード２１、エリアセンサ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。
【００４１】
制御回路４０は、光学式情報読取装置１０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、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、第１マーカ光投射器６０、第２マーカ光投射器７０等が接続されている。
【００４２】
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情報コードによるコード内容を画面表示可能な液晶表示器４６の画面制御や外部機器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、第１、第２マーカ光投射器６０、７０からのマーカ光Ｍ１、Ｍ２の投射制御等を可能にしている。なお、操作スイッチ４２には、前述のトリガースイッチ１４が含まれている。
【００４３】
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。
【００４４】
次に、制御回路４０の機能をさらに説明する。図５は制御回路４０の機能のうち、手ぶれ補正に関する機能を示すブロック図である。制御回路４０は、ＣＰＵが、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、図５に示す各部４０１〜４０５としての機能を実現する。なお、図５において矢印は信号・制御の流れを示している。
【００４５】
手ぶれ補正用マーカ形成制御部４０１は、マーカ形成回路７１を制御するものである。マーカ形成回路７１は、図５には図示していない第２マーカ光投射器７０のレーザダイオードを駆動させるレーザダイオード駆動回路であり、マーカ形成回路７１が制御されることにより、第２マーカ光投射器７０では、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２が生成されて読み取り面Ｒへ照射される。これにより、読み取り面Ｒには、図４に示したように、読み取り範囲Ｅの周縁部分に、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２が映し出される。なお、この手ぶれ補正用マーカ形成制御部４０１、および、マーカ形成回路７１、第２マーカ光投射器７０により、特許請求の範囲の特徴図形形成手段が構成される。
【００４６】
読み取り範囲Ｅの画像がエリアセンサ２３に取り込まれる（撮像される）ことにより、読み取り面Ｒに映し出された手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２もエリアセンサ２３に取り込まれる。エリアセンサ２３からは、取り込んだ画像信号が、図５では省略している増幅回路３１、Ａ／Ｄ変換回路３３を介してメモリ３５に蓄積される。
【００４７】
手ぶれ補正用マーカ検出部４０２は、特許請求の範囲の特徴図形検出手段に相当するものであり、メモリ３５から画像信号を取得し、取得した画像信号から、各画素の輝度と輝度閾値との比較などの方法により、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２を検出する。そして、検出した手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の位置を示す位置情報を軌跡追跡部４０３へ送る。
【００４８】
軌跡追跡部４０３は、特許請求の範囲の軌跡範囲決定手段に相当しており、手ぶれ補正用マーカ検出部４０２から取得した手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の位置情報をもとに、その手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２が撮像されている一枚の画像内で手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の軌跡を追跡していって、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の軌跡範囲を決定する。
【００４９】
軌跡範囲の決定に際しては、手ぶれの影響が出る画素数を予め決定しておく。手ぶれの影響が出る画素数は次のように、総画素数、画角、シャッター速度（すなわち露光時間）、手ぶれの角速度の４つを用いて算出する。なお、手ぶれの角速度には、統計的に求めた推定角速度を用いる。次に、手ぶれの影響が出る画素数の計算方法を具体的に説明する。たとえば、総画素数３３万画素、水平画角１５°、シャッター速度１／３０秒、手ぶれの角速度３°／秒であったとする。まず、下記式１の計算から、１回のシャッター時間に生じる手ぶれの角度ｘを求める。
【数１】
【００５０】
次に、下記式２の計算から、１回のシャッター時間、すなわち、１回の露光時間内に手ぶれにより生じる画素数ｙを計算する。
【数２】
【００５１】
このようにして、手ぶれの影響が出る画素数は予め計算することができる。なお、以下では小数点１桁目を切り上げ、５画素を、手ぶれの影響が出る画素数とする。
【００５２】
このようにして予め決定しておいた手ぶれの影響が出る画素数を用いて、軌跡範囲の決定では、まず、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２を示す入射光を受光した画素からの信号のうち、輝度が最高輝度値となる画素を決定する。そして、その輝度最高値を検出した画素の周辺の画素が検出した輝度を、できるだけ高い輝度をたどっていって予め決定しておいた手ぶれの影響が出る画素数分とする。このようにして、軌跡範囲を決定する。
【００５３】
次に、図６に示す例を用いて軌跡範囲の決定手順を具体的に説明する。図６（１）〜（５）において、各マス目は画素を概念的に示しており、各マス目内の数値は各画素が検出した輝度を示している。（１）〜（５）の輝度を比較すれば分かるように、（１）〜（５）は、いずれも同一の画像信号である。
【００５４】
まず、最初に、上述の輝度最高値の画素を決定する。この例においては、（１）に破線で囲った画素が輝度最高値の画素である。次に、この輝度最高値から、できるだけ高い輝度の画素をたどっていくことになる。この際には、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の軌跡を撮像していると決定した画素を基準としてその周囲の８画素の輝度を比較し、８画素の中で最も高い輝度の画素を、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の軌跡が次に移動した位置の画素に決定する。この処理（以下、軌跡移動画素決定処理という）を、軌跡範囲の画素数が、上述の手ぶれの影響が出る画素数となるまで行う。
【００５５】
図６（２）に示すように、１回目の軌跡移動画素決定処理では、輝度最高値「５０」を検出した画素の周囲（太線で囲った範囲）の８画素の輝度を比較し、最も輝度が高い「３２」の輝度を検出した画素を、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の軌跡が次に移動した位置の画素とする。よって、この時点では、破線で囲った２画素が軌跡範囲の画素となる。２回目の軌跡移動画素決定処理では、図６（３）に示すように、輝度「３２」を検出した画素の周囲の８画素の輝度を比較し、すでに軌跡範囲としている画素を除いたうちで最も輝度が高い「３６」の輝度を検出した画素を、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の軌跡が次に移動した位置の画素とする。よって、この時点では、図６（３）において破線で囲った３画素が軌跡範囲の画素となる。同様に３回目の軌跡移動画素決定処理を行うことにより、図６（４）において破線で囲った４画素が軌跡範囲の画素となる。さらに、４回目の軌跡移動画素決定処理を行うことにより、図６（５）において破線で囲った５画素が軌跡範囲の画素となる。ここで、軌跡範囲の画素が５画素、すなわち、予め決定しておいた手ぶれの影響が出る画素数に到達したので、軌跡範囲は、図６（５）において破線で囲った範囲の５画素と決定する。軌跡追跡部４０３は、このようにして決定した軌跡範囲を補正係数決定部４０４に送る。
【００５６】
補正係数決定部４０４は、特許請求の範囲の補正値決定手段に相当するものであり、軌跡追跡部４０３から送られた軌跡範囲の輝度を、手ぶれによる輝度変化を補正するための輝度補正係数に決定する。そして、決定した輝度補正係数を手ぶれ補正部４０５に送る。
【００５７】
手ぶれ補正部４０５は、特許請求の範囲の補正手段に相当するものであり、補正係数決定部４０４から送られてきた輝度補正係数を用いて、情報コードＤのデコードに使う画像の各画素の輝度値を補正する。図７は手ぶれ補正部４０５における輝度補正方法を概念的に示す説明図である。この図７は、同図において、輝度値ａを補正する場合の説明図である。なお、同図において、ｂ〜ｅもある輝度値を意味している。
【００５８】
この場合、輝度値ａの補正後の値（ａ’とする）は、輝度値ａの画素を基準として前述の軌跡範囲の画素値（ａ〜ｅ）に対して、それぞれ、補正係数決定部４０４から送られてきた輝度補正係数を用いて加重平均を算出した値である。すなわち、補正後輝度値ａ’は、下記式３から算出する。手ぶれ補正部４０５では、位置決め用マーカ光Ｍ１によって規定される矩形範囲内の画素、或いは、全画素に対してこのようにして補正後輝度値を算出する。
【数３】
【００５９】
次に、本実施形態の光学式情報読取装置１０が情報コードＤから情報を読み取る際に行う処理の要部を図８に示すフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ１では、操作者が読み取り位置を決定するための目印とするために、第１マーカ光投射器６０から位置決め用マーカ光Ｍ１を読み取り面Ｒに照射する。
【００６０】
続くステップＳ２では、照明光を読み取り面Ｒに照射するとともに、第２マーカ光投射器７０から手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２を読み取り面Ｒに照射する。なお、このステップＳ２では、位置決め用マーカ光Ｍ１は照射しない。その状態で、エリアセンサ２３の露光を行い、エリアセンサ２３から画像信号を取り込んでメモリ３５に保存する。
【００６１】
続くステップＳ３では、ステップＳ２で取り込んだ画像信号のうち、予め設定された軌跡追跡領域Ｔ１の画像信号をメモリ３５から取得する。図９に、この軌跡追跡領域Ｔ１の一例を示す。図９に示す例は、全画素は、横６４０画素、縦４８０画素であり、軌跡追跡領域Ｔ１は、１００×１００画素とされている。また、この軌跡追跡領域Ｔ１の位置は、位置決め用マーカ光Ｍ１との相対的位置が予め決定されており、また、この軌跡追跡領域Ｔ１には、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２が含まれるようになっている。なお、図８に示すフローチャートでは、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２が照射されているときは、位置決め用マーカ光Ｍ１は照射されないが、図９には、比較のために、位置決め用マーカ光Ｍ１と手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２とを両方示している。さらに、ステップＳ３では、メモリ３５から取得した軌跡追跡領域Ｔ１の画像信号から、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の位置、正確には、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の輝度最高値およびその輝度最高値を検出した画素を決定する。
【００６２】
続くステップＳ４では、輝度最高値から、できるだけ高い輝度の画素を、予め決定しておいた手ぶれの影響が出る画素数分たどっていくことで、軌跡範囲を決定する。そして、ステップＳ５では、ステップＳ４で決定した軌跡範囲の輝度値を輝度補正係数として決定する。続くステップＳ６では、ステップＳ５で決定した輝度補正係数を用いてステップＳ２で取り込んだ画素に対して補正後輝度値を算出することで補正画像を作成する。
【００６３】
続くステップＳ７では、ステップＳ６で作成した補正画像を用いてデコード処理を行う。このデコード処理は、たとえば、所定の閾値により補正画像を二値化し、二値化後の画像を用いて行う。そして、ステップＳ８では、ステップＳ７のデコード処理においてデコードが成功したか否かを判断する。この判断が肯定判断であれば処理を終了する。一方、否定判断であればステップＳ１へ戻る。
【００６４】
以上、説明した本実施形態によれば、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２を照射して、その手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２が読み取り面Ｒで反射したことによる入射光がエリアセンサ２３に受光されるようにしている。そして、エリアセンサ２３から出力される画像信号から手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２を検出するとともに、その画像信号から手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の軌跡範囲を決定している。このようにして決定した軌跡範囲の輝度に基づいて、手ぶれによる輝度変化を補正するための輝度補正係数を決定し、輝度補正係数に基づいて位置決め用マーカ光Ｍ１で規定される取り込み範囲の画素に対して輝度値を補正して補正後輝度値を算出する。このように、同一の画像信号（すなわち一枚の画像）を用いて軌跡範囲を決定し、その軌跡範囲に基づいて補正後輝度値を決定しているので、画像を２回撮像する必要がある従来技術に比較して、手ぶれ補正を高速に行うことが可能になる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２は、エリアセンサ２３の視野範囲の周縁部分に照射されている。こにれ対して、情報コードＤを撮像する場合、操作者は、読み取り対象となる情報コードＤが視野範囲の中央にくるように撮像位置を決定することが通常である。従って、情報コードＤと手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２とが比較的離れることになる。よって、画像信号から情報コードＤの情報を読み取る際に、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２が邪魔になって情報コードＤから情報を読み取りにくくなることを抑制できる。
【００６６】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００６７】
（変形例１）
前述の実施形態では、位置決め用マーカ光Ｍ１とは別に、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２を照射するようにしていたが、位置決め用マーカ光Ｍ１を手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２としても用いるようにしてもよい。図１０は、位置決め用マーカ光Ｍ１を手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２としても用いる場合の位置決め用マーカ光Ｍ１の一例を示す図である。図１０に示す位置決め用マーカ光Ｍ１は、図４、９に示した４つの位置決め用マーカ光Ｍ１に加えて、それら４つの位置決め用マーカ光Ｍ１によって規定される矩形範囲の中心にも位置決め用マーカ光Ｍ１が照射されている。この中心の位置決め用マーカ光Ｍ１は、撮像範囲の中心位置を決めるために用いることができるマーカ光である。加えて、変形例１では、この中心の位置決め用マーカ光Ｍ１を手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２としても用いる。
【００６８】
図１１は、変形例１において、光学式情報読取装置１０が情報コードＤから情報を読み取る際に行う処理の要部を示すフローチャートである。図１１において、図８と同じ処理を行うステップには同じステップ番号を付している。図１１では、まず、ステップＳ２−１において、図８のステップＳ２に類似する処理を実行する。このステップＳ２−１の処理は、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２に代えて、位置決め用マーカ光Ｍ１を照射する点が図８のステップＳ２と異なるのみである。次に、図８のステップＳ３に類似するステップＳ３−１を実行する。ステップＳ３−１では、ステップＳ２−１で取り込んだ画像信号から、予め設定された軌跡追跡領域Ｔ２の画像信号をメモリ３５から取得する。軌跡追跡領域Ｔ２は、図１０に示したように、中心の位置決め用マーカ光Ｍ１が含まれるようになっている。なお、軌跡追跡領域Ｔ２の画素数は図９の軌跡追跡領域Ｔ１の画素数と同じである。このステップＳ３−１を実行後は、図８と同じステップＳ４、Ｓ５を実行して軌跡範囲を決定し、輝度補正係数を決定する。続くステップＳ６−１では、ステップＳ１で取得した画像信号のうち、位置決め用マーカ光Ｍ１によって規定される矩形範囲の画素に対して輝度補正係数を算出することで補正画像を作成する。その後、図８と同じステップＳ７、Ｓ８を実行する。
【００６９】
この変形例１によれば、情報コードＤの読み取り位置を決定するための位置決め用マーカ光Ｍ１を用いて輝度補正係数を決定することになる。よって、輝度補正係数を決定するための光像を位置決め用マーカ光Ｍ１とは別に照射する必要がなくなる。
【００７０】
（変形例２）
前述の実施形態では、エリアセンサ２３はモノクロのセンサであったが、エリアセンサ２３として複数の色フィルタを備えたカラーセンサを用いてもよい。前述の実施形態では、特徴図形として用いている手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２は赤色であったが、カラーセンサを用いれば、種々の色の特徴図形を検出することができる。
【００７１】
また、カラーセンサを用いる場合には、色フィルタによって分けられる複数の色の画像信号のうち、特徴図形の光像の色に最も近い色の画像信号に基づいて特徴図形を検出するとともに、特徴図形の軌跡範囲を決定すればよい。このようにすれば、特徴図形の検出および特徴図形の軌跡範囲の決定が容易になる。
【００７２】
具体例を用いて説明すると、図１２は、カラーセンサであるカラーＣＣＤにて撮像した画像に画像補間処理を施して、各画素にＲＧＢの色情報が割り当てられていることを示す図である。図１２において、各四角は画素を意味しており、四角内の数値は、上からＲ、Ｇ、Ｂのデジタル値である。また、特徴図形は赤色に最も近いとする。この場合、各画素のＲ値を用いて徴図形の検出および特徴図形の軌跡範囲を決定することになる。
【００７３】
（その他の変形例）
また、前述の実施形態では、手ぶれ補正用マーカ光Ｍ２の光源としてレーザダイオードを用いていたが、その光源として発光ダイオードを用いてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０：光学式情報読取装置（撮像装置）、 １１：ハウジング本体、 １１ａ：読取口、 １２：グリップ部、 １４：トリガースイッチ、 １５：プリント配線板、 １６：プリント配線板、 ２０：回路部、 ２１：発光ダイオード、 ２３：エリアセンサ（受光センサ）、 ２３ａ：受光面、 ２７：結像レンズ、 ３１：増幅回路、 ３３：Ａ／Ｄ変換回路、 ３５：メモリ、 ３６：アドレス発生回路、 ３８：同期信号発生回路、 ４０：制御回路、 ４１：電源スイッチ、 ４２：操作スイッチ、 ４３：ＬＥＤ、 ４４：ブザー、 ４６：液晶表示器、 ４８：通信インタフェース、 ４９：電池、 ６０：第１マーカ光投射器、 ６２：レーザダイオード、 ６４：コリメートレンズ、 ６６：回折格子プレート、 ６８：視野絞り、 ７０：第２マーカ光投射器、 ７１：マーカ形成回路、 ４０１：手ぶれ補正用マーカ形成制御部、 ４０２：手ぶれ補正用マーカ検出部（特徴図形検出手段）、 ４０３：軌跡追跡部（軌跡範囲決定手段）、 ４０４：補正係数決定部（補正値決定手段）、 ４０５：手ぶれ補正部（補正手段）、 Ｄ：情報コード、 Ｅ：読み取り範囲、 Ｌｆ：照明光、 Ｌｒ：反射光、 Ｍ１：位置決め用マーカ光、 Ｍ２：手ぶれ補正用マーカ光（特徴図形の光像）、 Ｒ：読み取り面、 Ｔ１：軌跡追跡領域、 Ｔ２：軌跡追跡領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を受光する受光素子が二次元に配列され、その受光素子の信号からなる画像信号を出力する受光センサと、
前記受光センサ上に像を結像させる結像レンズとを備えた撮像装置であって、
特徴図形の光像を形成して外部に照射するものであって、この特徴図形の光像が外部の物体で反射したことによる入射光が前記受光センサの受光素子に受光されるように、前記特徴図形の光像を照射する特徴図形形成手段と、
前記受光センサから出力される画像信号から、前記特徴図形の光像を検出する特徴図形検出手段と、
その特徴図形の光像を検出した画像信号から、前記特徴図形の光像の軌跡範囲を決定する軌跡範囲決定手段と、
その軌跡範囲の輝度に基づいて、手ぶれによる輝度変化を補正するための輝度補正値を決定する補正値決定手段と、
その輝度補正値に基づいて、受光センサから出力された画像信号を補正する補正手段と
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記結像レンズにより定まる受光センサの画角と、その受光センサに対する露光時間と、予め設定された手ぶれ推定角速度とに基づいて、手ぶれの影響が出る受光素子の数を推定した手ぶれ影響素子数が決定され、
前記軌跡範囲決定手段は、前記軌跡範囲を、前記手ぶれ影響素子数に基づいて決定することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記軌跡範囲決定手段は、前記特徴図形検出手段により検出された前記特徴図形の光像の画像信号の輝度から、前記特徴図形の輝度最高値およびその輝度最高値を検出した受光素子を決定し、その輝度最高値を検出した受光素子からできるだけ高い輝度を検出した受光素子をたどっていって前記手ぶれ影響素子数分とすることにより、前記軌跡範囲を決定することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記撮像装置は、情報コードを撮像するものであり、
情報コードが撮像された画像信号から情報を読み取る情報読み取り手段を備え、
その情報読み取り手段は、前記補正手段により補正された画像信号に基づいて前記情報コードの読み取りを行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記特徴図形形成手段は、前記特徴図形の光像を、前記結像レンズによって定まる受光センサの視野範囲内においてその周縁部分に照射することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項４または５において、
前記特徴図形形成手段は、前記特徴図形の光像として、前記結像レンズによって定まる受光センサの視野範囲内に、前記情報コードの読み取り位置を示すマーカ像を照射することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項において、
前記特徴図形検出手段が特徴図形を検出する画像信号、および、前記軌跡範囲決定手段が前記特徴図形の軌跡範囲を決定する画像信号は、前記受光センサの全部の受光素子からの画像信号のうち、前記特徴図形の光像を示す入射光を受光する受光素子を含む一部の受光素子からの信号に限定されており、
前記補正手段が補正を行う画像信号は、前記特徴図形検出手段、軌跡範囲決定手段において用いる画像信号よりも広い範囲に設定されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項において、
前記受光センサとして、複数の色フィルタを備えたカラーセンサを用いることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記特徴図形検出手段は、前記色フィルタによって分けられる複数の色の画像信号のうち、前記特徴図形の光像の色に最も近い色の画像信号に基づいて、前記特徴図形を検出し、
前記軌跡範囲決定手段は、前記色フィルタによって分けられる複数の色の画像信号のうち、前記特徴図形の光像の色に最も近い色の画像信号に基づいて、前記特徴図形の軌跡範囲を決定することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項において、
前記特徴図形形成手段は、光源として発光ダイオードを用いて前記特徴図形の光像を照射することを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項において、
前記特徴図形形成手段は、光源としてレーザ素子を用いて前記特徴図形の光像を照射することを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
入射光を受光する受光素子が二次元に配列され、その受光素子の信号からなる画像信号を出力する受光センサと、
前記受光センサ上に像を結像させる結像レンズとを備えた撮像装置であって、
特徴図形の光像を形成して外部に照射するものであって、この特徴図形の光像が外部の物体で反射したことによる入射光が前記受光センサの受光素子に受光されるように、前記特徴図形の光像を照射する特徴図形形成手段と、
前記受光センサから出力される画像信号から、前記特徴図形の光像を検出する特徴図形検出手段と、
その特徴図形の光像を検出した画像信号から、前記特徴図形の光像の軌跡範囲を決定する軌跡範囲決定手段と、
その軌跡範囲の輝度に基づいて、手ぶれによる輝度変化を補正するための輝度補正値を決定する補正値決定手段と、
その輝度補正値に基づいて、受光センサから出力された画像信号を補正する補正手段と
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記結像レンズにより定まる受光センサの画角と、その受光センサに対する露光時間と、予め設定された手ぶれ推定角速度とに基づいて、手ぶれの影響が出る受光素子の数を推定した手ぶれ影響素子数が決定され、
前記軌跡範囲決定手段は、前記軌跡範囲を、前記手ぶれ影響素子数に基づいて決定することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記軌跡範囲決定手段は、前記特徴図形検出手段により検出された前記特徴図形の光像の画像信号の輝度から、前記特徴図形の輝度最高値およびその輝度最高値を検出した受光素子を決定し、その輝度最高値を検出した受光素子からできるだけ高い輝度を検出した受光素子をたどっていって前記手ぶれ影響素子数分とすることにより、前記軌跡範囲を決定することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記撮像装置は、情報コードを撮像するものであり、
情報コードが撮像された画像信号から情報を読み取る情報読み取り手段を備え、
その情報読み取り手段は、前記補正手段により補正された画像信号に基づいて前記情報コードの読み取りを行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記特徴図形形成手段は、前記特徴図形の光像を、前記結像レンズによって定まる受光センサの視野範囲内においてその周縁部分に照射することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項４または５において、
前記特徴図形形成手段は、前記特徴図形の光像として、前記結像レンズによって定まる受光センサの視野範囲内に、前記情報コードの読み取り位置を示すマーカ像を照射することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項において、
前記特徴図形検出手段が特徴図形を検出する画像信号、および、前記軌跡範囲決定手段が前記特徴図形の軌跡範囲を決定する画像信号は、前記受光センサの全部の受光素子からの画像信号のうち、前記特徴図形の光像を示す入射光を受光する受光素子を含む一部の受光素子からの信号に限定されており、
前記補正手段が補正を行う画像信号は、前記特徴図形検出手段、軌跡範囲決定手段において用いる画像信号よりも広い範囲に設定されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項において、
前記受光センサとして、複数の色フィルタを備えたカラーセンサを用いることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記特徴図形検出手段は、前記色フィルタによって分けられる複数の色の画像信号のうち、前記特徴図形の光像の色に最も近い色の画像信号に基づいて、前記特徴図形を検出し、
前記軌跡範囲決定手段は、前記色フィルタによって分けられる複数の色の画像信号のうち、前記特徴図形の光像の色に最も近い色の画像信号に基づいて、前記特徴図形の軌跡範囲を決定することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項において、
前記特徴図形形成手段は、光源として発光ダイオードを用いて前記特徴図形の光像を照射することを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項において、
前記特徴図形形成手段は、光源としてレーザ素子を用いて前記特徴図形の光像を照射することを特徴とする撮像装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１７４２１５（Ｐ２０１２−１７４２１５Ａ）
【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２０１１−３８６８４（Ｐ２０１１−３８６８４）
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【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２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【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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