JPWO2018030028A1 - 読取装置、プログラム、及びユニット - Google Patents
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Abstract
【課題を解決するための手段】読取装置2は、カメラモジュールによって生成された撮影画像に含まれるシンボル6の像から情報を読み取るスマートホン8aと、このスマートホン8aに装着されるユニット30と、を備える。当該ユニット30は、カメラモジュールの撮影範囲S内にマーカー62を表示する半導体レーザー42を備える。このマーカー62がシンボル6に重なるように、読取装置2の姿勢を調節するだけで、スマートホン8aの読取処理によって、シンボル6の情報を読み取ることができる。
【選択図】図1
Description
を備えることを特徴とする。
以下、図面を参照しながら本発明の読取装置、プログラム、及びユニットについてそれぞれ実施形態に基づいて説明する。
上記した第1実施形態では、コンピュータ8であるスマートホン8aにユニット30が外付けされた構成となっているが、第2実施形態の読取装置100は、図7に示すように、コンピュータ8である公知のデスクトップ108とユニット130により読取装置100が構成されている。
上記実施形態では、光源は点状のマーカー62を表示させているが、当該マーカーの形状は点状に限られず、十字状、矢印状、線状など他の形状であっても構わない。また、表示されるマーカーの数は一つに限られず、複数であっても構わない。
特定範囲Tを指標する範囲マーカー262が被写体に表示される態様においては、当該特定範囲T内の画像のみを復号処理の対象としても構わない。具体的には次の通りである。当該被写体がカメラモジュール74によって撮影されると、4つのマーカー262a〜262dの像を含む撮影画像が生成される。コンピュータ8のCPU(取得部78)は、当該撮影画像を取得する。そして、当該CPU(検出部80)は検出処理(s13)を実行する。検出処理(s13)では、R値の高い画素の集合が4箇所特定され、当該部分が、4つのマーカー262a〜262dの像として検出される。そして、CPU(復号部82)は復号処理を実行する。復号処理では、先ず、各マーカー262a〜262dの像の座標(以下、「マーカー座標」という。)を求め、これら4つのマーカー座標を頂点とする方形領域内又は4つのマーカー座標を各辺に含む方形領域内の画素についてシンボル像の検出などの処理を行う。これにより、特定範囲T以外の画素についての復号処理が省略されるので、処理速度を向上させることができる。なお、座標とは、一般的には、撮像画像の左上を原点とする直交座標における位置であるが、これに限られず、撮像画像の中心を原点とする直交座標として算出してもよい。また、マーカー座標は、マーカー像であると判断された何れかの画素の座標であればよい。
線状マーカー362が被写体に表示される態様においては、当該線状マーカー362が表示された部分の画像を復号処理の対象としても構わない。具体的には次の通りである。当該被写体がカメラモジュール74によって撮影されると、線状マーカー362の像を含む撮影画像が生成される。コンピュータ8のCPU(取得部78)は、当該撮影画像を取得する。そして、CPU(検出部80)は検出処理(s13)を実行する。検出処理(s13)では、周りよりR値の高い線状の画素が線状マーカーの像として特定される。そして、CPU(復号部82)は、特定された画素について復号処理を行う。これにより、線状マーカー362以外の画素についての復号処理が省略されるので、処理速度を向上させることができる。
範囲マーカー262と線状マーカー362が同時に被写体に表示される態様においては、上記変形例2−1および変形例2−2の復号処理の何れか一方を選択して実行しても構わない。この場合、コンピュータ8のCPUは、撮影画像の取得処理(s11)に先立って、ユーザに読み取るべきシンボルの種類を入力させるステップを実行する。例えば、CPUは、一次元コードと二次元コードの何れかを選択するチェックボックスを液晶ディスプレー12やモニター112に表示させ、選択されたシンボルに対応するフラグを立てる。このようにCPUは、読み取るべきシンボルの種類をユーザに入力させる入力部86(図3)として機能している。
上記実施形態において、カメラモジュール74は、ピントの調節が可能な公知のレンズユニット88(図3)を備え、コンピュータ8のCPUは、ユーザが希望する被写体との読取距離に適したピント調節を行い、当該ピントを固定した状態(フォーカスロック)で、読取処理を実行してもよい。具体的には以下の通りである。
カメラモジュール74のピント調節は、上記の変形例3の態様に限られず、撮影画像中のマーカー像に基づいて実行されても構わない。当該ピントを合わせる合焦処理(s16)は、図10に示すように、読取処理の復号処理(s14)において、情報の取得に失敗した場合(s15:No)に行われる。以下、変形例4−1から変形例4−5において、上記合焦処理(s16)の例を説明する。
本変形例の合焦処理(s16)は、撮影画像中のマーカー座標に基づいて最適な合焦位置を算出するものである。これは、マーカー座標が読取距離の長短に応じて変位することに着目したものである。つまり、図1に示されるように、受光系の光軸Laと半導体レーザー42のレーザー光L1とが平行な場合においては、マーカー座標は、被写体との読取距離が長いときには撮像画像の中心座標付近にあり、読取距離が短くなるに従って当該中心座標から離れることとなる。このようなマーカー座標と読取距離の関係を実験により測定し、さらに、測定した読取距離の各々について最適なレンズ22の合焦位置を実験により測定する。このような実験結果に基づいて、マーカー座標ごとにレンズ22の最適な合焦位置を対応付けたテーブルが定められる。当該テーブルは、合焦処理(s16)を行うに先立って、コンピュータ8のメモリ(記憶部76)に格納される。そして、コンピュータ8のCPU(設定部90)は、合焦処理(s16)において、撮影画像の中からマーカー像を検出し、そのマーカー座標を求め、マーカー座標に対応する(近似する)合焦位置をメモリ(記憶部76)から抽出する。そして、CPUは、抽出した合焦位置までレンズ22を移動させるよう、カメラモジュール74に対して設定信号を送信する。
受光系の光軸Laに対して、所定の照射角(ビーム角)で広がる光を照射する光源を用いた場合には、合焦処理として、撮影画像中のマーカー像のサイズに対応する合焦位置にレンズ22を移動させる処理が採用されてもよい。当該処理は、撮影画像中のマーカー像のサイズが、読取距離の長短に応じて拡大縮小すること、具体的には、読取距離が長くなるに従ってマーカー像のサイズが拡大することに着目したものである。このようなマーカー像のサイズと読取距離の関係は実験により測定され、さらに、測定された読取距離の各々について最適なレンズ22の合焦位置が実験により測定される。この実験により、マーカー像のサイズごとに最適なレンズ22の合焦位置を対応付けたテーブルが定められ、当該テーブルが、合焦処理(s16)を行うに先立って、コンピュータ8のメモリ(記憶部76)に格納される。合焦処理(s16)では、コンピュータ8のCPU(設定部90)は、撮像画像におけるマーカー像のサイズを求め、当該サイズに対応する合焦位置をメモリから抽出する。そして、CPUは、抽出した合焦位置までレンズ22を移動させるよう、カメラモジュール74に対して設定信号を送信する。
第1実施形態において、ユニット30は、図4(b)に示すように、コネクタ46を介して、スマートホン8aのCPUと通信可能なマイコン64を備え、当該マイコン64はCPUの命令に従って半導体レーザー42を点灯させてもよい。この場合には、合焦処理(s16)として、マーカー像の検出タイミングに対応する合焦位置にレンズ22を移動させる処理が採用されてもよい。当該処理は、読取距離が遠くなるに従って、光源の反射光を受光するまでの時間(受光時間)が長くなること、すなわち、読取距離の長短に応じて光源の発光からマーカー像の検出までの時間が変化することに着目したものである。このような検出時間と読取距離の関係が実験によって測定され、さらに、測定された読取距離の各々について最適なレンズ22の合焦位置が実験によって測定される。この実験により、検出時間ごとに最適なレンズ22の合焦位置を対応付けたテーブルが定められ、当該テーブルが、合焦処理(s16)を行うに先立って、スマートホン8aのメモリ(記憶部76)に格納される。スマートホン8aのCPU(設定部90)は、合焦処理(s16)において、ユニット30のマイコン64に対して点灯命令を送信する。その後、CPUは、画像を撮影し続け、撮影画像に対してマーカー62の検出処理を行い、マーカー62が検出されるまでの時間を測定する。そして、CPUは、測定された時間に対応する合焦位置をメモリから抽出する。そして、CPUは、抽出した合焦位置までレンズ22を移動させるよう、カメラモジュール74に対して設定信号を送信する。
上記の変形例(4−1)から変形例(4−3)において、予めメモリ(記憶部76)に記憶しておく情報はテーブルに限られず、関数であってもよい。当該関数は、マーカー像の座標・大きさ・検出時間などに応じて、最適なレンズ22の合焦位置が求められる。コンピュータ8のCPU(設定部90)は、このような関数に、検出したマーカー像の座標やサイズ、又は測定したマーカー62の検出時間を代入することでレンズ22の合焦位置を取得し、当該合焦位置までレンズ22を移動させるよう、カメラモジュール74に対して設定信号を送信する。
合焦処理(s16)は、例えば、撮影画像中のマーカー像のコントラストが最も高くなるようにピントを合わせる処理であって、レンズ22を移動させながら、画像を取得し、各撮影画像中のマーカー像のコントラストを測定し、測定されたコントラストが最も高かった撮影画像に対応するレンズ22位置までレンズ22を戻す処理であってもよい。
第1実施形態において、ユニット30は、図4(b)に示すように、コネクタ46を介してスマートホン8aのCPUと通信可能に接続されたマイコン64と、マイコン64の入力端子66に接続されたスイッチ50と、マイコン64の出力信号に基づいて半導体レーザー42を駆動する制御回路68と、を備える態様であってもよい。このマイコン64は、スイッチ50からの入力信号を監視し、スイッチ50が押されたことを検出すると、制御回路68に対して発光信号を出力する。発光信号は、半導体レーザー42を発光させるための信号であり、本例では制御回路68であるトランジスタをON状態にする信号である。トランジスタがON状態になると、半導体レーザー42に電力が供給されて、レーザー光L1(図1)が照射される。このように、マイコン64は、ユーザによるスイッチ50の操作を検出する検出部(不図示)、及び半導体レーザー42の発光を制御する発光制御部(不図示)として機能する。
コンピュータ8のCPU(復号部82)は、上記した実施形態や変形例2に限られず、取得した撮影画像においてマーカー像を基準とした一定領域内にある部分を、復号処理の対象としてもよい。
例えば、コンピュータ8のCPUは、マーカーの検出処理(s12)においてマーカー像を検出すると、検出したマーカー像に基づいて基点を認定し、認定した基点に基づいて一定領域を設定し、設定された領域内の画像に対して復号を行う。
マーカー像に加えて座標とシンボル像の座標に基づいた読取処理であっても構わない。具体的には、コンピュータ8のCPUは、検出処理(s12)においてマーカー像を検出すると、上記と同様にマーカー座標を求める。さらに、CPUは、撮影画像の全体に対して復号処理を行って撮影画像に含まれる全てのシンボル像から情報を取得し、当該情報に対応するシンボル像の座標(以下、「シンボル座標」という。)を求める。上記シンボル座標は、マーカー座標と同様の座標系で表され、例えばシンボル像の中心座標がシンボル座標として認定される。ここで、複数のシンボル像が撮影画像に含まれる場合には、CPUは、各シンボル座標を求める。そして、マーカー座標に最も近接するシンボル座標に対応したシンボル情報のみを採用してもよい。また、マーカー座標よりも上側にあるシンボル情報のみを採用してもよい。また、マーカー座標と一定距離にあるシンボル情報のみを採用してもよい。
読取装置2が読み取るシンボルは、一次元シンボルに限られず、二次元シンボルや文字などであってもよい。また、複数の色彩からなる色彩パターンであてもよい。また、複数のシンボルを同時に読み取ってもよい。また、異なるタイプのシンボルを同時に読み取ってもよい。
ユニット30の大径の貫通穴36に拡大レンズ(不図示)を設けてもよい。拡大レンズは、カメラモジュール74の撮影範囲Sの中心部分を拡大して撮像素子24の撮像面24aに結像するレンズであって、拡大レンズの中心線が受光系の光軸Laと同一線上に位置するように配される。このような拡大レンズによれば、遠くに位置しているシンボル6を読み取ることができる。
ユニット30の筐体32は、受光系の光軸Laをユニット30の上方へと屈曲させる反射板(不図示)を内蔵し、当該屈曲した光軸を通す貫通穴と、上向きに設けられた半導体レーザー42のレーザー光L1を通す貫通穴を筐体32の上面に形成してもよい。
カメラを構成しているレンズ22、撮像素子24、及び画像処理プロセッサ26は、モジュール化されたものに限られない。
4 … 物品
6 … 一次元シンボル
8 … コンピュータ
8a … スマートホン
8b … デスクトップ
22 … レンズ
24 … 撮像素子
26 … 画像処理プロセッサ
30・130 … ユニット
42 … 半導体レーザー
S … 撮影範囲
Claims (10)
- カメラモジュールによって生成される画像を解析し、該画像に含まれるシンボルから情報を読み取るコンピュータと、
前記カメラモジュールが撮影する範囲を指標するマーカーを表示させる光源を有する、前記コンピュータとは別体のユニットと、
を備える読取装置。 - 前記コンピュータは携帯情報端末であり、
前記ユニットは、前記携帯情報端末に外付けされることを特徴とする請求項1に記載の読取装置。 - 前記カメラモジュールは、前記ユニットに設けられ、前記コンピュータに対して前記画像を送信することを特徴とする請求項1に記載の読取装置。
- 前記マーカーは、
前記コンピュータによる前記シンボルの可読範囲を指標する範囲マーカーと、
前記範囲マーカー内に横方向に延在する線状マーカーと、
を含む請求項1〜3の何れかに記載の読取装置。 - 前記マーカーは、
前記コンピュータによる前記シンボルの可読範囲を指標する範囲マーカーと、
前記範囲マーカーの中心を指標する中心マーカーと、を含む請求項1〜3の何れかに記載の読取装置。 - 前記コンピュータは、
前記カメラモジュールから前記画像を取得する取得部と、
前記取得した画像に含まれる前記線状マーカーを検出する検出部と、
前記検出された線状マーカー部分の画素を対象に復号を行う復号部と、
を備えることを特徴とする請求項4に記載の読取装置。 - 前記コンピュータは、
前記カメラモジュールから前記画像を取得する取得部と、
前記取得した画像に含まれる前記範囲マーカーを検出する検出部と、
前記検出された範囲マーカー内の画素を対象に復号を行う復号部と、
を備えることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の読取装置。 - 前記カメラモジュールは、ピントの調節が可能なレンズを有し、
前記コンピュータは、
前記シンボルの読取距離を指標する距離情報と前記レンズの合焦位置との対応関係を記憶する記憶部と、
前記距離情報をユーザに入力させる入力部と、
前記入力された距離情報に応じた前記レンズの合焦位置を前記対応関係に基づいて求め、当該合焦位置に前記レンズを移動させるようカメラモジュールに設定を行う設定部と、
を備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の読取装置。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の読取装置のコンピュータに、
前記カメラモジュールから前記画像を取得するステップ、
前記取得した画像から前記マーカーの像を検出するステップ、
前記マーカーの像を検出した場合に、前記シンボルから情報を読み取るステップ、
を実行させるためのプログラム。 - カメラモジュールによって生成された画像に含まれるシンボルから情報を読み取るコンピュータと共に用いられるユニットであって、
前記カメラモジュールが撮影する範囲を指標するマーカーを出力する光源を備えるユニット。
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