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JP4853214B2 - Optical information reader - Google Patents
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JP4853214B2 - Optical information reader - Google Patents

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Description

本発明は、商品等に印刷又は貼り付けられているバーコード、QRコード(登録商標)等の光学情報を読み取る光学情報読取装置に関するものである。 The present invention relates to an optical information reader that reads optical information such as a barcode or QR code (registered trademark) printed or pasted on a product or the like.

紙などの基材にバーコードやQRコードなどの光学情報を印刷したものを物品や書類に取り付け、これを光学的に読み取り、物品の識別などを行う光学情報読取装置が知られている。係る光学情報読取装置は、ケース内部のLED等の光照射手段から読取口が向けられている光学情報を照明し、この照明により光学情報から反射される光を、読取口からケース内部に導き、CCD等を用いて画像を読み取り、その明暗の分布から光学情報が表している情報を解読していた。ここで、特許文献1には、2台の受光センサを備えることで、サイズの異なる2種類のコードを効率よく同時に読み取ることができるシンボル読み取り装置が開示されている。
特開平11−312213号公報
2. Description of the Related Art There is known an optical information reading device that attaches a substrate such as paper printed with optical information such as a barcode or QR code to an article or document, optically reads the article, and identifies the article. The optical information reading apparatus illuminates the optical information to which the reading port is directed from the light irradiation means such as the LED inside the case, and guides the light reflected from the optical information by the illumination from the reading port to the inside of the case. An image is read using a CCD or the like, and the information represented by the optical information is decoded from the brightness distribution. Here, Patent Document 1 discloses a symbol reading device that includes two light receiving sensors and can efficiently simultaneously read two types of codes having different sizes.
JP-A-11-312213

しかしながら、ダイレクトマーキングなどの光学情報の場合は、金属等に直接刻印するため、凹凸のあるコードが多数存在し、特に、ドットマーキングでは、照明の方法によっては図5(A)に示すように、セルの中央が白く抜ける現象が発生し、読み取りを阻害する原因となっている。 However, in the case of optical information such as direct marking, there are a large number of uneven codes because it is directly engraved on metal, etc.In particular, in dot marking, as shown in FIG. A phenomenon occurs in which the center of the cell is whitened, which is a cause of hindering reading.

中央が白抜けしたセルからなる二次元コードを読み取る有効な手段としては、平均化フィルタを用いて画像処理を施し、画像を意図的にぼかすことによって、凹凸及びノイズの影響を低減させることができる。しかしながら、平均化フィルタは、画像のサイズが大きく、平均化する範囲が広い場合には、莫大な処理時間が必要となる。 As an effective means of reading a two-dimensional code consisting of a white cell in the center, it is possible to reduce the influence of unevenness and noise by performing image processing using an averaging filter and intentionally blurring the image. . However, the averaging filter requires an enormous processing time when the image size is large and the range to be averaged is wide.

特許文献1では、2台の受光センサを備えることで、サイズの異なる2種類のコードを効率よく同時に読み取ることができことを可能にしているが、ドットマーキングに対応し得るものでは無かった。 In Patent Document 1, by providing two light receiving sensors, two types of codes having different sizes can be efficiently read at the same time. However, it cannot cope with dot marking.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、迅速にダイレクトマーキングを読み取ることができる光学情報読取装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an optical information reader capable of quickly reading a direct marking.

上記目的を達成するため、請求項1の発明は、情報コードを撮像する複数台の受光センサ23A、23Bと、
前記受光センサで撮像された画像から情報コードをデコードするデコード装置40と、を備える光学情報読取装置であって、
前記複数の受光センサ23A、23Bを、読み取り可能な距離が連続するように焦点位置をずらすように設定し、
各々の受光センサの画像を焦点距離が合っているか否かを判断する合焦点位置判別手段(S100)と、
焦点距離が合っている受光センサの画像と、焦点距離が合っていない受光センサの画像の何れを選択するかを設定する設定手段12と、を有し、
前記合焦点位置判別手段は、各受光センサの画像の高周波成分を求め、高周波成分の高い画像を焦点距離が合っていると判別し、
前記設定手段に、焦点距離が合っている受光センサの画像を選択するように設定されている際には(S18:Yes)、複数の受光センサの画像の内の焦点距離が合っている受光センサの画像を選択してデコードを行い(S20)、焦点距離が合っていない受光センサの画像を選択するように設定されている際には(S18:No)、複数の受光センサの画像の内の焦点距離が合っていない受光センサの画像を選択してデコードを行う(S22)ことを技術的特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes a plurality of light receiving sensors 23A and 23B for imaging an information code,
A decoding device 40 for decoding an information code from an image captured by the light receiving sensor;
The plurality of light receiving sensors 23A and 23B are set so as to shift a focal position so that a readable distance is continuous,
In-focus position determining means (S100) for determining whether or not the focal lengths of the images of the respective light receiving sensors are in alignment;
A setting unit 12 for setting which of the image of the light receiving sensor with the focal length and the image of the light receiving sensor with the focal length not selected is selected,
The in-focus position determination means obtains a high frequency component of the image of each light receiving sensor, determines that an image having a high frequency component is in focus, and
When the setting means is set so as to select an image of the light receiving sensor with the correct focal length (S18: Yes), the light receiving sensor with the correct focal length among the images of the plurality of light receiving sensors. The image is selected and decoded (S20), and when it is set to select the image of the light receiving sensor whose focal length does not match (S18: No), the image of the plurality of light receiving sensors is selected. A technical feature is that an image of a light receiving sensor whose focal length is not matched is selected and decoded (S22).

請求項1では、通常の二次元コードを読み取る際には、焦点距離の合っている受光センサの画像を選択するように設定することで、焦点位置のずらされた複数台の受光センサの画像中で、焦点距離が合っているか否かを判断して、焦点距離の合っている画像を選択してデコードする。これにより、通常の二次元コードを、光学情報読取装置と二次元コードとの距離を合わせることなく、速やかに読み取ることができる。 According to the first aspect of the present invention, when a normal two-dimensional code is read, an image of a light receiving sensor having a suitable focal length is set to be selected. Then, it is determined whether or not the focal length is correct, and an image with the correct focal length is selected and decoded. Thereby, a normal two-dimensional code can be read quickly without matching the distance between the optical information reader and the two-dimensional code.

一方、ダイレクトマーキングを読み取る際には、焦点距離の合っていない受光センサの画像を選択するように設定することで、焦点位置のずらされた複数台の受光センサの画像中で、焦点距離が合っているか否かを判断して、焦点距離の合っていない画像を選択してデコードする。これにより、ダイレクトマーキングを、平均化フィルタ処理を行うことなく、速やかに読み取ることができる。 On the other hand, when reading the direct marking, by setting to select the image of the light receiving sensor that does not match the focal length, the focal length is matched among the images of multiple light receiving sensors whose focal positions are shifted. Whether or not the image is out of focus is selected and decoded. Thereby, the direct marking can be quickly read without performing the averaging filter process.

請求項では、各受光センサの画像の高周波成分を求め、高周波成分の高い画像を焦点距離が合っていると判別するため、いずれの受光センサの画像において焦点距離が合っているかを適切に判別できる。 According to the first aspect of the present invention , since the high frequency component of the image of each light receiving sensor is obtained and it is determined that the image having a high high frequency component is in focus, the image of which light receiving sensor is in focus is appropriately determined. it can.

請求項では、各受光センサの画像の隣接画素の差分の二乗和から高周波成分を求め、高周波成分の高い画像を焦点距離が合っていると判別するため、いずれの受光センサの画像において焦点距離が合っているかを適切に判別できる。 According to claim 2 , in order to determine a high frequency component from the sum of squares of differences between adjacent pixels of the image of each light receiving sensor and to determine that an image having a high frequency component is in focus, the focal length in any light receiving sensor image Can be properly determined.

[第1実施形態]
以下、本発明の光学情報読取装置をダイレクトマーキングQRコード及び印刷されたQRコード用の光学情報読取装置に適用した第1実施形態について図を参照して説明する。まず、第1実施形態に係る光学情報読取装置10の構成概要を図1〜図3に基づいて説明する。図1は、光学情報読取装置のハウジング等の構成概要を示す部分縦断面図であり、図2は、図1に示す光学情報読取装置中の光学系のA矢視図であり、図3は、光学情報読取装置の回路部の構成概要を示すブロック図である。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment in which an optical information reading device of the present invention is applied to an optical information reading device for a direct marking QR code and a printed QR code will be described with reference to the drawings. First, an outline of the configuration of the optical information reading apparatus 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view showing an outline of the configuration of a housing and the like of an optical information reader, FIG. 2 is a view taken along an arrow A of the optical system in the optical information reader shown in FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a circuit unit of the optical information reading device.

図1に示すように、QRコードQを読み取る光学情報読取装置10は、主に、縦長のほぼ矩形箱状なすハウジング11を備える。ハウジング11は、例えば、ABS樹脂等の合成樹脂からなる成形部品で、その一端側に読取口11aを備えている。この読取口11aは、図2中に示す2個の第1受光センサ23A、第2受光センサ23Bに入射する入射光を導入可能な開口部である。図1に示すようにハウジング11の他端側には、二次電池49が収容されている。ハウジング11の表面側には液晶表示器46を取付可能な開口部も形成されており、光学情報読取装置10の使用者が液晶表示器46に表示する表示内容を視覚的に把握可能に構成してある。ハウジング11の内部には、後述する回路部20が収容されている。なお、図1には、回路部20を構成するプリント配線板15,16が図示されている。 As shown in FIG. 1, the optical information reading apparatus 10 that reads the QR code Q mainly includes a housing 11 that has a vertically long, substantially rectangular box shape. The housing 11 is a molded part made of a synthetic resin such as ABS resin, and has a reading port 11a on one end side thereof. The reading port 11a is an opening through which incident light incident on the two first light receiving sensors 23A and the second light receiving sensor 23B shown in FIG. 2 can be introduced. As shown in FIG. 1, a secondary battery 49 is accommodated on the other end side of the housing 11. An opening to which the liquid crystal display 46 can be attached is also formed on the surface side of the housing 11 so that the user of the optical information reader 10 can visually grasp the display contents displayed on the liquid crystal display 46. It is. A circuit unit 20 described later is accommodated in the housing 11. In FIG. 1, printed wiring boards 15 and 16 constituting the circuit unit 20 are shown.

図3に示すように、回路部20は、主に、一対の赤色発光ダイオード21及び集光レンズ52、第1受光センサ23A、第2受光センサ23B、結像レンズ27A、27B等の光学系と、メモリ35、制御回路40、操作スイッチ12、14、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、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11内に内装されている。 As shown in FIG. 3, the circuit unit 20 mainly includes an optical system such as a pair of red light emitting diodes 21 and a condenser lens 52, a first light receiving sensor 23A, a second light receiving sensor 23B, and imaging lenses 27A and 27B. , A memory 35, a control circuit 40, operation switches 12 and 14, a liquid crystal display 46, and other microcomputer (hereinafter referred to as “microcomputer”) systems, which are mounted or housed on the above-described printed wiring boards 15 and 16. 11 is built in.

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31A、31B、A/D変換回路33A、33B、メモリ35、アドレス発生回路36A、36B、同期信号発生回路38A、38B、制御回路40、操作スイッチ12、14、LED43、ブザー44、液晶表示器46、通信インタフェース48等から構成されている。このマイコン系は、その名の通り、マイコン(情報処理装置)として機能し得る制御回路40およびメモリ35と中心に構成されるもので、前述した光学系によって撮像されたコード像等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。 An outline of the configuration of the microcomputer system will be described. The microcomputer system includes amplification circuits 31A, 31B, A / D conversion circuits 33A, 33B, memory 35, address generation circuits 36A, 36B, synchronization signal generation circuits 38A, 38B, control circuit 40, operation switches 12, 14, LED 43, buzzer. 44, a liquid crystal display 46, a communication interface 48, and the like. As the name suggests, this microcomputer system is composed mainly of a control circuit 40 and a memory 35 that can function as a microcomputer (information processing device). Image signals such as code images captured by the above-described optical system are obtained. It can perform signal processing in terms of hardware and software. The control circuit 40 also performs control related to the entire system of the optical information reading apparatus 10.

光学系の第1受光センサ23A、第2受光センサ23Bは、同一形式の二次元受光センサから成る。第1受光センサ23A、第2受光センサ23Bから出力される画像信号(アナログ信号)は、それぞれ増幅回路31A、31Bに入力されて増幅される。増幅回路31A、増幅回路31Bから出力された画像信号は、A/D変換回路33A、33Bに入力されアナログ信号からディジタル信号に変換される。そして、ディジタル化された画像信号、つまり画像データ(画像情報)は、メモリ35に入力されて蓄積される。なお、同期信号発生回路38A、38Bは、第1受光センサ23A、第2受光センサ23Bおよびアドレス発生回路36A、36B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36A、36Bは、この同期信号発生回路38A、38Bから供給される同期信号に基づいて、メモリ35に格納される画像データの格納アドレスを発生可能に構成されている。 The first light receiving sensor 23A and the second light receiving sensor 23B of the optical system are two-dimensional light receiving sensors of the same type. Image signals (analog signals) output from the first light receiving sensor 23A and the second light receiving sensor 23B are input to the amplifier circuits 31A and 31B and amplified. The image signals output from the amplifier circuit 31A and the amplifier circuit 31B are input to the A / D conversion circuits 33A and 33B and converted from analog signals to digital signals. The digitized image signal, that is, image data (image information) is input to the memory 35 and stored. The synchronization signal generation circuits 38A and 38B are configured to be able to generate synchronization signals for the first light reception sensor 23A, the second light reception sensor 23B, and the address generation circuits 36A and 36B. The address generation circuits 36A and 36B The storage address of the image data stored in the memory 35 can be generated based on the synchronization signal supplied from the synchronization signal generation circuits 38A and 38B.

制御回路40は、光学情報読取装置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には、内蔵された入出力インタフェースを介して種々の入出力装置(周辺装置)と接続可能に構成されており、第1実施形態の場合、電源スイッチ41、操作スイッチ12、14、LED43、ブザー44、液晶表示器46、通信インタフェース48等が接続されている。ここで、操作スイッチ12により、通常の印刷されたQRコードを読む場合と、ダイレクトマーキングのQRコードと読む場合とを切り換えられるように構成されている。 The control circuit 40 is a microcomputer capable of controlling the entire optical information reader 10 and includes a CPU, a system bus, an input / output interface, and the like. The control circuit 40 can constitute an information processing apparatus together with the memory 35 and has an information processing function. The control circuit 40 is configured to be connectable to various input / output devices (peripheral devices) via a built-in input / output interface. In the case of the first embodiment, the power switch 41 and the operation switches 12 and 14 are connected. LED 43, buzzer 44, liquid crystal display 46, communication interface 48, etc. are connected. Here, the operation switch 12 is configured to switch between reading a normal printed QR code and reading a direct marking QR code.

光学系を構成する赤色発光ダイオード21は、照明光Lfを照射可能な光照射器として機能するもので、拡散レンズと凸レンズとを組み合わせた集光レンズ52により集光させる。第1実施形態では、第1受光センサ23A、第2受光センサ23Bを挟んだ両側に赤色発光ダイオード21が設けられており、ハウジング11の読取口11aを介して読取対象物Rに向けて照明光Lfを照射可能に構成されている。なお、この読取対象物Rには、情報コードとしてのQRコードQが貼付されている。 The red light emitting diode 21 constituting the optical system functions as a light irradiator capable of irradiating the illumination light Lf, and is condensed by a condenser lens 52 that is a combination of a diffusion lens and a convex lens. In the first embodiment, red light emitting diodes 21 are provided on both sides of the first light receiving sensor 23 </ b> A and the second light receiving sensor 23 </ b> B, and illumination light is directed toward the reading object R through the reading port 11 a of the housing 11. Lf can be irradiated. Note that a QR code Q as an information code is affixed to the reading object R.

第1受光センサ23A、第2受光センサ23Bは、読取対象物RやQRコードQに照射されて反射した反射光Lrを結像レンズ27A、27Bを介して受光可能に構成されるもので、例えば、C−MOSやCCD等の固体撮像素子から成る二次元イメージセンサにより構成されている。 The first light receiving sensor 23A and the second light receiving sensor 23B are configured to be able to receive the reflected light Lr irradiated and reflected by the reading object R or the QR code Q via the imaging lenses 27A and 27B. , A two-dimensional image sensor composed of a solid-state image sensor such as a C-MOS or CCD.

結像レンズ27A、27B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第1受光センサ23A、第2受光センサ23B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。 The imaging lenses 27A and 27B collect the incident light incident from the outside through the reading port 11a and can form an image on the light receiving surfaces 23a of the first light receiving sensor 23A and the second light receiving sensor 23B. The system functions as a system, and includes, for example, a lens barrel and a plurality of condensing lenses housed in the lens barrel.

図4に示すように、結像レンズ27Aによって、第1受光センサ23Aは、相対的に近い距離のQRコードQaを中心とする距離d1の範囲で焦点が合うように構成されている。他方、結像レンズ27Bによって、第2受光センサ23Bは、相対的に遠い距離のQRコードQbを中心とする距離d2の範囲で焦点が合うように構成されている。ここで、距離d1と距離d2とは一部(中間距離)で重なるように設定されているため、連続した焦点距離で光学情報読取装置10は光学情報を読み取り得るように構成されている。 As shown in FIG. 4, by the imaging lens 27A, the first light receiving sensor 23A is configured to be focused in a range of a distance d1 centered on a relatively close QR code Qa. On the other hand, by the imaging lens 27B, the second light receiving sensor 23B is configured to be focused in a range of a distance d2 with the QR code Qb at a relatively far distance as the center. Here, since the distance d1 and the distance d2 are set so as to partially overlap (intermediate distance), the optical information reading device 10 is configured to be able to read the optical information with a continuous focal length.

ここで、印刷されたQRコードは、上記操作スイッチ12の設定で焦点距離が合っている第1受光センサ23A又は第2受光センサ23Bで撮像した画像を用いるように構成されている。第1受光センサ23Aで、焦点距離が合っている(即ち、距離d1の範囲)にある際の撮像画像をQRコードQaAとして示し、焦点距離よりも遠い際の撮像画像をQRコードQbAとして示す。焦点距離が合わないQRコードQbAはぼやけている。一方、第2受光センサ23Bで、焦点距離が合っている(即ち、距離d2の範囲)にある際の撮像画像をQRコードQbBとして示し、焦点距離よりも近い際の撮像画像をQRコードQaBとして示す。焦点距離が合わないQRコードQaBはぼやけている。後述するように、光学情報読取装置10は、第1受光センサ23A、第2受光センサ23Bのいずれの焦点距離が合っているかを判断し、焦点距離が合っている画像を用いてデコード処理を行う。 Here, the printed QR code is configured to use an image picked up by the first light receiving sensor 23A or the second light receiving sensor 23B in which the focal length is in accordance with the setting of the operation switch 12. In the first light receiving sensor 23A, a captured image when the focal length is in focus (that is, within the range of the distance d1) is indicated as QR code QaA, and a captured image that is farther than the focal length is indicated as QR code QbA. The QR code QbA whose focal length does not match is blurred. On the other hand, in the second light receiving sensor 23B, the captured image when the focal length is in focus (that is, the range of the distance d2) is indicated as QR code QbB, and the captured image when closer to the focal length is indicated as QR code QaB. Show. The QR code QaB whose focal length does not match is blurred. As will be described later, the optical information reader 10 determines which focal length of the first light receiving sensor 23A and the second light receiving sensor 23B is correct, and performs a decoding process using an image with the correct focal length. .

反対にダイレクトマーキングから成るQRコードは、上記操作スイッチ12の設定で焦点距離が合っていない第1受光センサ23A又は第2受光センサ23Bで撮像した画像を用いるように構成されている。第1受光センサ23Aで、焦点距離が合っている(即ち、距離d1の範囲)にある際の撮像画像をQRコードDaAとして示し、焦点距離よりも遠い際の撮像画像をQRコードDbAとして示す。一方、第2受光センサ23Bで、焦点距離が合っている(即ち、距離d2の範囲)にある際の撮像画像をQRコードDbBとしてい示し、焦点距離よりも近い際の撮像画像をQRコードDaBとして示す。 On the other hand, the QR code composed of direct marking is configured to use an image picked up by the first light receiving sensor 23A or the second light receiving sensor 23B whose focal length does not match with the setting of the operation switch 12. In the first light receiving sensor 23A, the captured image when the focal distance is in the correct range (that is, the range of the distance d1) is indicated as QR code DaA, and the captured image when the focal distance is farther is indicated as QR code DbA. On the other hand, in the second light receiving sensor 23B, the captured image when the focal length is in focus (that is, the range of the distance d2) is indicated as QR code DbB, and the captured image when closer to the focal length is QR code DaB. As shown.

ここで、第1受光センサ23Aで撮像した焦点距離が合っている際のダイレクトマーキングQRコードの撮像画像(QRコードDaA)を拡大して図5(A)に示す。焦点距離が合っていない際の撮像画像(QRコードDaB)を拡大して図5(B)に示す。焦点距離が合っているQRコードDaAでは、セルCの中央部が白抜けしており、この画像を用いてデコードを行うためには、平均化フィルタ処理で中央部を黒くする処理が必要となる。一方、焦点距離が合わずぼやけているQRコードDbBを用いれば、平均化フィルタ処理を行わず、そのままデコードすることが可能である。このため、後述するように、光学情報読取装置10は、第1受光センサ23A、第2受光センサ23Bのいずれの焦点距離が外れているかを判断し、焦点距離が外れている画像を用いてデコード処理を行う。 Here, the captured image (QR code DaA) of the direct marking QR code when the focal length captured by the first light receiving sensor 23A is matched is enlarged and shown in FIG. A captured image (QR code DaB) when the focal length is not matched is enlarged and shown in FIG. In the QR code DaA having the same focal length, the central portion of the cell C is blank, and in order to perform decoding using this image, it is necessary to perform processing for blackening the central portion by the averaging filter processing. . On the other hand, if the blurred QR code DbB is used, it is possible to perform the decoding as it is without performing the averaging filter process. Therefore, as will be described later, the optical information reading device 10 determines which focal length of the first light receiving sensor 23A and the second light receiving sensor 23B is out, and decodes using the image with the out of focal length. Process.

引き続き、焦点距離が合っているか否かを判断する判断原理について、図6を参照して説明する。
図6(A)は焦点距離が合っていない画像信号を示す波形図であり、図6(B)は焦点距離が合っている画像信号を示す波形図である。図6(A)に示すように焦点距離が合っていない場合には、波形が鈍り高調波成分を余り含まないようになっている。反対に、図6(B)に示すように焦点距離が合っている場合には、波形が鋭くなり高調波成分を含むようになる。このため、第1実施形態では、高調波成分が高いか否かにより焦点距離が合っているかを判断する。
Next, the principle of determining whether or not the focal length is correct will be described with reference to FIG.
FIG. 6A is a waveform diagram showing an image signal in which the focal length is not correct, and FIG. 6B is a waveform diagram showing an image signal in which the focal length is correct. As shown in FIG. 6A, when the focal length is not correct, the waveform is dull and does not contain much harmonic components. On the other hand, when the focal length is correct as shown in FIG. 6B, the waveform becomes sharp and includes harmonic components. For this reason, in 1st Embodiment, it is judged whether the focal distance is suitable by whether a harmonic component is high.

次に、高調波成分の算出原理について図7を参照して説明する。
第1実施形態では、次式を用い受光センサの画像の隣接画素の差分の二乗和から高周波成分を求める。

Figure 0004853214
ここで^2 は、二乗を表している。 Next, the calculation principle of the harmonic component will be described with reference to FIG.
In the first embodiment, a high frequency component is obtained from the sum of squares of differences between adjacent pixels of the image of the light receiving sensor using the following equation.
Figure 0004853214
Where ^ 2 represents the square.

第1実施形態では、ノイズの影響を軽減するため、任意の複数画素の平均値(ここで、Y1〜Ynは、縦一列の画素の出力(256階調化したデジタル値)の平均値(又は合計値)を用いて算出する。この計算を、第1受光センサ23A、第2受光センサ23Bの出力のそれぞれに対して行い、結果Xの値が大きい方が焦点距離が合っていると判定する。 In the first embodiment, in order to reduce the influence of noise, an average value of arbitrary pixels (where Y1 to Yn are average values of the outputs (256-graded digital values) of pixels in one vertical column (or This calculation is performed for each of the outputs of the first light receiving sensor 23A and the second light receiving sensor 23B, and it is determined that the larger the value of the result X is, the better the focal length is. .

引き続き、第1実施形態の光学情報読取装置での読み取り処理について、当該処理を示す図8〜図10のフローチャートを参照して説明する。
まず、第1受光センサ23A、第2受光センサ23Bを同時に露光し(S12)、第1受光センサ23A、第2受光センサ23Bの画像を同時に取り込む(S14)。そして、第1受光センサ23A、第2受光センサ23Bのいずれの焦点距離が合っているかを判別する(合焦点位置判別:S100)。
Next, reading processing in the optical information reading apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 8 to 10 showing the processing.
First, the first light receiving sensor 23A and the second light receiving sensor 23B are simultaneously exposed (S12), and the images of the first light receiving sensor 23A and the second light receiving sensor 23B are simultaneously captured (S14). Then, it is determined which of the first light receiving sensor 23A and the second light receiving sensor 23B is in focus (focused position determination: S100).

この合焦点位置判別処理について、当該処理のサブルーチンを示す図9を参照して説明する。
先ず、第1受光センサ23A(センサA)側の画像の高調波成分を算出する(S102)。この算出処理を図10のサブルーチンを参照して説明する。図7を参照して上述したように、画像内の任意の画素を基準画素とする(S202)。ここでは、図7(A)に示す任意数の画素からなる縦1列(Y1)を基準画素とする。次に、基準画素Y1とこれと隣接する右隣の画素Y2との差分を算出する(Y1−Y2:S204)。差分を2乗して総和値として加算する(+(Y1−Y2)^2 :S206)。基準の画素を右に1画素シフトし、基準画素をY2とする(S208)。次に、任意に指定した範囲の処理が完了したかを判断するが(S210)、ここでは、処理が済んでいないので(S210:No)、S204に戻り(+(Y2−Y3)^2 を算出する。そして、任意に指定した範囲の処理が完了、即ち、図7(E)に示す画素まで処理が済むと(S210)、総和値を第1受光センサ23Aの高調波成分とする(S212)。
This in-focus position determination process will be described with reference to FIG. 9 showing a subroutine of the process.
First, the harmonic component of the image on the first light receiving sensor 23A (sensor A) side is calculated (S102). This calculation process will be described with reference to the subroutine of FIG. As described above with reference to FIG. 7, any pixel in the image is set as a reference pixel (S202). Here, one vertical column (Y1) composed of an arbitrary number of pixels shown in FIG. Next, the difference between the reference pixel Y1 and the right adjacent pixel Y2 is calculated (Y1-Y2: S204). The difference is squared and added as a total value (+ (Y1-Y2) ^ 2: S206). The reference pixel is shifted to the right by one pixel, and the reference pixel is set to Y2 (S208). Next, it is determined whether or not the processing in the arbitrarily specified range has been completed (S210). However, since the processing has not been completed (S210: No), the processing returns to S204 (+ (Y2−Y3) ^ 2). When the processing of the arbitrarily specified range is completed, that is, when the processing is completed up to the pixel shown in FIG. 7E (S210), the total value is set as the harmonic component of the first light receiving sensor 23A (S212). ).

同様な処理で、第2受光センサ23B(センサB)側の画像の高調波成分を算出する(図9中のS104)。そして、S102で求めた第1受光センサ23A側の高調波成分がS104で求めた第2受光センサ23B側の高調波成分よりも大きいかを判断する(S106)。そして、第1受光センサ23A側の高調波成分が第2受光センサ23B側の高調波成分よりも大きい場合には(S106:Yes)、第1受光センサ23A側の画像を焦点距離の合っている画像とし、第2受光センサ23B側の画像を焦点距離の合っていない画像として当該サブルーチンの処理を終了する(S108)。反対に、第1受光センサ23A側の高調波成分が第2受光センサ23B側の高調波成分よりも小さい場合には(S106:No)、第1受光センサ23A側の画像を焦点距離の合っていない画像とし、第2受光センサ23B側の画像を焦点距離の合っている画像として当該サブルーチンの処理を終了する(S110)。 In the same process, the harmonic component of the image on the second light receiving sensor 23B (sensor B) side is calculated (S104 in FIG. 9). And it is judged whether the harmonic component by the side of the 1st light reception sensor 23A calculated | required by S102 is larger than the harmonic component by the side of the 2nd light reception sensor 23B calculated | required by S104 (S106). If the harmonic component on the first light receiving sensor 23A side is larger than the harmonic component on the second light receiving sensor 23B side (S106: Yes), the image on the first light receiving sensor 23A side is in focus. The subroutine is terminated with the image as the image, the image on the second light receiving sensor 23B side as the image whose focal length is not correct (S108). On the other hand, when the harmonic component on the first light receiving sensor 23A side is smaller than the harmonic component on the second light receiving sensor 23B side (S106: No), the image on the first light receiving sensor 23A side is in focus. And the second light receiving sensor 23B side image is regarded as an image with a suitable focal length, and the processing of the subroutine ends (S110).

図8中の説明に戻る。上述したS100の合焦点位置判別処理に引き続き、パラメータを解析する(S16)。ここでは、操作スイッチ12により、通常の印刷されたQRコードを読むように設定されているか、ダイレクトマーキングのQRコードを読むように設定されているかを判断する(S18)。ここで、通常の印刷されたQRコードを読むように設定されている場合には(S18:Yes)、第1受光センサ23A、第2受光センサ23Bのいずれの焦点距離が合っているかの上記S100での判断結果に基づき、焦点距離が合っている側の画像を用いてデコード処理を行う(S20)。他方、ダイレクトマーキングのQRコードを読むように設定されている場合には(S18:No)、第1受光センサ23A、第2受光センサ23Bのいずれの焦点距離が合っているかの判断結果に基づき、焦点距離が合っていない側の画像を用いてデコード処理を行う(S22)。 Returning to the description in FIG. Subsequent to the in-focus position determination process of S100 described above, parameters are analyzed (S16). Here, it is determined whether the operation switch 12 is set to read a normal printed QR code or a direct marking QR code (S18). Here, when the normal printed QR code is set to be read (S18: Yes), the above S100 indicating which focal length of the first light receiving sensor 23A or the second light receiving sensor 23B is suitable. Based on the result of the determination in step S20, the decoding process is performed using the image on the side with the focal length (S20). On the other hand, when it is set to read the QR code of direct marking (S18: No), based on the determination result of which focal length of the first light receiving sensor 23A or the second light receiving sensor 23B is correct, Decoding processing is performed using the image on the side where the focal length is not matched (S22).

第1実施形態の光学情報読取装置では、通常の二次元コードを読み取る際には、焦点位置のずらされた第1受光センサ23A、第2受光センサ23Bの画像中で、焦点距離の合っている側の画像を選択してデコードする。これにより、通常の二次元コードを、光学情報読取装置と二次元コードとの距離を合わせることなく、速やかに読み取ることができる。一方、ダイレクトマーキングを読み取る際には、焦点距離の合っていない側の画像を選択してデコードする。これにより、ダイレクトマーキングを、平均化フィルタ処理を行うことなく、速やかに読み取ることができる。 In the optical information reading device of the first embodiment, when reading a normal two-dimensional code, the focal length is in the image of the first light receiving sensor 23A and the second light receiving sensor 23B whose focal positions are shifted. Select the side image and decode it. Thereby, a normal two-dimensional code can be read quickly without matching the distance between the optical information reader and the two-dimensional code. On the other hand, when reading direct marking, an image on the side where the focal length is not suitable is selected and decoded. Thereby, the direct marking can be quickly read without performing the averaging filter process.

上述した実施形態では、2台の受光センサを用いる例を挙げたが、3台以上の受光センサを用いることも勿論可能である。 In the embodiment described above, an example in which two light receiving sensors are used has been described. Of course, it is possible to use three or more light receiving sensors.

本発明の第1実施形態に係る光学情報読取装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of an optical information reading device according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す光学情報読取装置中の光学系のA矢視図である。It is an A arrow directional view of the optical system in the optical information reader shown in FIG. 図1に示す光学情報読取装置の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the optical information reader shown in FIG. 第1受光センサ、第2受光センサの焦点距離の違いを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the difference in the focal distance of a 1st light receiving sensor and a 2nd light receiving sensor. 図5(A)は焦点距離が合っている際のダイレクトマーキングの撮像画像を拡大して示し、図5(B)は焦点距離が合っていない際のダイレクトマーキングの撮像画像を拡大して示す説明図である。5A is an enlarged view of a captured image of direct marking when the focal length is correct, and FIG. 5B is an enlarged view of an image of direct marking when the focal length is not correct. FIG. 図6(A)は焦点距離が合っていない画像信号を示す波形図であり、図6(B)は焦点距離が合っている画像信号を示す波形図である。FIG. 6A is a waveform diagram showing an image signal in which the focal length is not correct, and FIG. 6B is a waveform diagram showing an image signal in which the focal length is correct. 画像信号の高調波成分を算出する原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle which calculates the harmonic component of an image signal. 第1実施形態の光学情報読取装置による読み取り処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the reading process by the optical information reader of 1st Embodiment. 図8中の合焦点位置判別処理のサブルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine of the focusing position discrimination | determination process in FIG. 図9中の高調波成分算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a subroutine of harmonic component calculation processing in FIG. 9.

符号の説明Explanation of symbols

10 光学情報読取装置
12 操作スイッチ
23A 第1受光センサ
23B 第2受光センサ
27A、27B 結像レンズ
40 制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical information reader 12 Operation switch 23A 1st light receiving sensor 23B 2nd light receiving sensor 27A, 27B Imaging lens 40 Control circuit

Claims (2)

情報コードを撮像する複数台の受光センサと、
前記受光センサで撮像された画像から情報コードをデコードするデコード装置と、を備える光学情報読取装置であって、
前記複数の受光センサを、読み取り可能な距離が連続するように焦点位置をずらすように設定し、
各々の受光センサの画像を焦点距離が合っているか否かを判断する合焦点位置判別手段と、
焦点距離が合っている受光センサの画像と、焦点距離が合っていない受光センサの画像の何れを選択するかを設定する設定手段と、を有し、
前記合焦点位置判別手段は、各受光センサの画像の高周波成分を求め、高周波成分の高い画像を焦点距離が合っていると判別し、
前記設定手段に、焦点距離が合っている受光センサの画像を選択するように設定されている際には、複数の受光センサの画像の内の焦点距離が合っている受光センサの画像を選択してデコードを行い、焦点距離が合っていない受光センサの画像を選択するように設定されている際には、複数の受光センサの画像の内の焦点距離が合っていない受光センサの画像を選択してデコードを行うことを特徴とする光学情報読取装置。
A plurality of light receiving sensors for imaging the information code;
A decoding device that decodes an information code from an image captured by the light receiving sensor, and an optical information reading device comprising:
The plurality of light receiving sensors are set so as to shift a focal position so that a readable distance is continuous,
In-focus position determination means for determining whether or not the focal lengths of the images of the respective light receiving sensors match,
A setting means for setting which one of the image of the light receiving sensor having the focal length and the image of the light receiving sensor not having the focal length selected is selected,
The in-focus position determination means obtains a high frequency component of the image of each light receiving sensor, determines that an image having a high frequency component is in focus, and
When the setting unit is set to select an image of the light receiving sensor with the focal length in place, the image of the light receiving sensor with the focal length out of the images of the plurality of light receiving sensors is selected. If the image is set to select the image of the light receiving sensor that does not match the focal length, select the image of the light receiving sensor that does not match the focal length from the images of the plurality of light receiving sensors. The optical information reader is characterized by performing decoding.
前記合焦点位置判別手段は、隣接画素の差分の二乗和から前記高周波成分を求めることを特徴とする請求項の光学情報読取装置。 The optical information reading apparatus according to claim 1 , wherein the in-focus position determination unit obtains the high-frequency component from a sum of squares of differences between adjacent pixels.
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