特許 7463247 光学式情報読取装置及び光学式情報読取方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-29

(45)【発行日】2024-04-08

(54)【発明の名称】光学式情報読取装置及び光学式情報読取方法

(51)【国際特許分類】

   G06K 7/10 20060101AFI20240401BHJP

   G06K 7/14 20060101ALI20240401BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20240401BHJP

   G02B 7/36 20210101ALI20240401BHJP

   G03B 15/02 20210101ALI20240401BHJP

   G03B 13/36 20210101ALI20240401BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20240401BHJP

【ＦＩ】

G06K7/10 408

G06K7/10 372

G06K7/10 416

G06K7/14 013

G06K7/10 436

G03B15/00 H

G02B7/36

G03B15/02 G

G03B13/36

G01C3/06 110B

G01C3/06 140

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2020162337

(22)【出願日】2020-09-28

(65)【公開番号】P2022055005

(43)【公開日】2022-04-07

【審査請求日】2023-06-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000129253

【氏名又は名称】株式会社キーエンス

(74)【代理人】

【識別番号】110003225

【氏名又は名称】弁理士法人豊栖特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大堀 宏海

(72)【発明者】

【氏名】西澤 有翼

【審査官】松平 英

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－４６９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３１２２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－２５３６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－２５３６０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｃ ３／００－３／３２

Ｇ０２Ｂ ７／２８－７／４０

Ｇ０３Ｂ ３／００－３／１２

１３／３０－１５／０３５

１５／０６－１５／１６

２１／５３

Ｇ０６Ｋ ７／００－７／１４

１７／００－１９／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

読取対象となるシンボルを撮像して、該シンボルの情報を読み取る光学式情報読取装置であって、
シンボルに入射されて該シンボルで反射された反射光を集光する固定焦点光学系と、
前記固定焦点光学系により集光された光を電気信号に変換し、第一画像データを生成する第一撮像素子と
を含む第一撮像部と、
シンボルに入射されて該シンボルで反射された反射光を受光する可変焦点光学系と、
前記可変焦点光学系により集光された光を電気信号に変換し、第二画像データを生成する第二撮像素子と、
前記可変焦点光学系の焦点位置を変化させる焦点駆動部と、
を含む第二撮像部と、
前記第一撮像部により生成された第一画像データ、及び前記第二撮像部により生成された第二画像データに基づいてシンボルの情報を読み取り可能な制御部と
を備え、
前記制御部は、前記第一撮像部により生成された前記第一画像データを解析し、該第一撮像部による撮像ではシンボルの読み取りに不適当であると判定した場合に、前記第二撮像部でシンボルに焦点が合った画像を撮像するために必要な前記可変焦点光学系の焦点位置を算出し、当該焦点位置に前記可変焦点光学系の焦点位置を一致させるように前記焦点駆動部を制御し、前記第二撮像部が生成したシンボルに焦点の合った第二画像データに基づいて、シンボルの情報を読み取るよう構成してなる光学式情報読取装置。

【請求項2】

請求項１に記載の光学式情報読取装置であって、
前記第二撮像素子が、前記第一撮像部による撮像でシンボルの読み取りに適当か否かの前記制御部の判定如何によらず、シンボルを付した対象物の光学画像を撮像可能に構成しており、
前記対象物の光学画像を、前記制御部で読み取ったシンボルの情報と関連付けで保存するよう構成してなる光学式情報読取装置。

【請求項3】

請求項２に記載の光学式情報読取装置であって、
前記第二撮像素子が、シンボルを付した対象物の光学画像を撮像する際に、前記焦点駆動部が前記可変焦点光学系を移動させないよう設定可能に構成してなる光学式情報読取装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の光学式情報読取装置であって、さらに、
前記固定焦点光学系と隣接させて、エイミング光を照射するエイミング光照射部を備えており、
前記制御部は、前記エイミング光照射部で照射したエイミング光を含む画像を前記第一撮像部で撮像したエイマー画像に基づいて、シンボルまでの距離を推定するよう構成してなる光学式情報読取装置。

【請求項5】

請求項４に記載の光学式情報読取装置であって、
前記制御部が、前記第一撮像部を用いたシンボルの読み取りを不適当と判定した場合に、前記エイマー画像に基づいて算出されたシンボルまでの距離に前記可変焦点光学系の焦点距離を一致させるよう、前記焦点駆動部を駆動するよう構成してなる光学式情報読取装置。

【請求項6】

請求項５に記載の光学式情報読取装置であって、
前記制御部は、予め記憶された前記第二撮像部の焦点距離Ｄと前記焦点駆動部を駆動させる駆動電流Ｉの関係式Ｉ＝Ｆ（Ｄ）に従い、前記焦点駆動部を制御するよう構成してなる光学式情報読取装置。

【請求項7】

請求項４～６のいずれか一項に記載の光学式情報読取装置であって、
前記制御部は、前記エイマー画像を第一画像データとして、該エイマー画像を解析することにより算出されたシンボルまでの距離に基づいて、該第一撮像部による撮像でシンボルの読み取りが適切に行えるか否かを判定するよう構成してなる光学式情報読取装置。

【請求項8】

請求項４～６のいずれか一項に記載の光学式情報読取装置であって、
前記制御部は、前記エイマー画像取得後に前記第一撮像部で撮像されたエイミング光を含まない本撮像データを第一画像データとして、該本撮像データに基づいて前記第一撮像部による撮像でシンボルの読み取りが適切に行えるか否かを判定するよう構成してなる光学式情報読取装置。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか一項に記載の光学式情報読取装置であって、さらに、
前記固定焦点光学系用の第一照明部と、
前記可変焦点光学系用の第二照明部と
を備え、
前記第一照明部と、前記固定焦点光学系と、前記可変焦点光学系と、前記第二照明部とが、一直線状に配置されてなる光学式情報読取装置。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか一項に記載の光学式情報読取装置であって、
前記第一撮像部の解像度が、前記第二撮像部の解像度よりも低い光学式情報読取装置。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか一項に記載の光学式情報読取装置であって、
前記第一撮像部の撮像視野が、前記第二撮像部の撮像視野よりも狭い光学式情報読取装置。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか一項に記載の光学式情報読取装置であって、
前記第一撮像素子がモノクロ画像を撮像するイメージセンサであり、
前記第二撮像素子がカラー画像を撮像するイメージセンサであって、
色差情報を使ってシンボルの読み取り可能に構成されてなる光学式情報読取装置。

【請求項13】

請求項１～１２のいずれか一項に記載の光学式情報読取装置であって、
前記制御部が前記第一画像データを解析し、シンボルの読み取りに不適当か否かを判定する基準が、前記第一画像データの解像度、視野範囲、コントラストのいずれかを含む光学式情報読取装置。

【請求項14】

請求項１～１３のいずれか一項に記載の光学式情報読取装置であって、
前記制御部は、前記第一撮像部により生成された前記画像データから、読取対象のシンボルの解像度を算出し、
前記制御部で算出された解像度が、予め定められた閾値以下の場合に、前記第一撮像部により生成される前記第一画像データがシンボルの読み取りに不適当であると判定するよう構成してなる光学式情報読取装置。

【請求項15】

請求項１～１４のいずれか一項に記載の光学式情報読取装置であって、
前記制御部は、前記第一撮像部により生成された前記第一画像データから、読取対象のシンボルの必要視野を算出し、
前記制御部で算出された必要視野が、予め定められた閾値以上の場合に、前記第一撮像部により生成される前記第一画像データがシンボルの読み取りに不適当であると判定するよう構成してなる光学式情報読取装置。

【請求項16】

請求項１～１５のいずれか一項に記載の光学式情報読取装置であって、
前記制御部は、前記第一撮像部により生成された前記第一画像データから、読取対象のシンボルのコントラストを算出し、
前記制御部で算出されたコントラストが、予め定められた閾値以下の場合に、前記第一撮像部により生成される前記第一画像データがシンボルの読み取りに不適当であると判定するよう構成してなる光学式情報読取装置。

【請求項17】

請求項１～１６のいずれか一項に記載の光学式情報読取装置であって、
前記制御部が、
前記第一撮像部により生成された第一画像データ、及び前記第二撮像部により生成された第二画像データに基づいてシンボルの情報を読み取り可能な読取制御部と、
前記第二撮像部の焦点駆動部を制御するための焦点制御部と
を備えてなる光学式情報読取装置。

【請求項18】

請求項１～１７のいずれか一項に記載の光学式情報読取装置であって、さらに、
第一主面と、該第一主面と対向する第二主面とを備え、該第二主面側に部分的に突出させた突出部を有する、一方向に延長された筐体と、
前記筐体の前記第一主面側に設けられた、前記第二撮像部により生成された第二画像データを表示させるための表示部と、
を備えてなる光学的情報読取装置。

【請求項19】

請求項１８に記載の光学式情報読取装置であって、
前記突出部が、
前記第二主面に対して傾斜された傾斜面と、
前記傾斜面と隣接する光学窓を有しており、
前記第一撮像素子と前記第二撮像素子が、前記突出部の内部で、前記光学窓に面する姿勢に並べて配置されており、
前記第一撮像素子と第二撮像素子の光軸が、前記光学窓を通じて、前記筐体の長手方向に対して、前記傾斜面に沿う方向に傾斜されてなる光学式情報読取装置。

【請求項20】

読取対象となるシンボルを撮像して、該シンボルの情報を読み取る光学式情報読取方法であって、
シンボルに入射されて該シンボルで反射された反射光を集光する固定焦点光学系と、
前記固定焦点光学系により集光された光を電気信号に変換し、第一画像データを生成する第一撮像素子と
を含む第一撮像部により、シンボルを含む前記第一画像データを撮像する工程と、
制御部で、前記第一画像データを解析する工程と、
前記制御部による解析の結果、前記第一画像データがシンボルの読み取りに不適当であると判定した場合に、該解析の結果に基づいて、
シンボルに入射されて該シンボルで反射された反射光を受光する可変焦点光学系と、
前記可変焦点光学系により集光された光を電気信号に変換し、第二画像データを生成する第二撮像素子と
を含む第二撮像部で、シンボルに焦点が合った画像を撮像するために必要な前記可変焦点光学系の焦点位置を算出する工程と、
前記制御部による算出結果に従い、前記可変焦点光学系の焦点位置を変化させる焦点駆動部が、当該焦点位置に前記可変焦点光学系の焦点位置を一致させる工程と、
前記第二撮像部が生成したシンボルに焦点の合った第二画像データに基づいて、前記制御部でシンボルの情報を読み取る工程と、
を含む光学式情報読取方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バーコードや二次元コードなどのシンボルを読み取る光学式情報読取装置及び光学式情報読取方法に関する。

【背景技術】

【0002】

読取対象となるバーコード、ＱＲコード等のシンボルからの光を、ＣＣＤカメラ等のイメージセンサと呼ばれるカメラで受光してシンボルの画像データを取得し、その画像データを解析することでシンボルに応じた情報を読み取る、バーコードリーダやハンディスキャナ、ハンディターミナル等と呼ばれる手持ち式の光学式情報読取装置が知られている（例えば特許文献１）。このような光学式情報読取装置においては、一般に一の固定焦点式のカメラによりシンボルの画像データを取得することが行われている。

【0003】

しかしながら、バーコードやＱＲコード等のシンボルは、ピントの合った鮮明な画像データを取得することが求められているところ、固定焦点式のカメラでは、条件によっては十分な品質の画像データを得られないことがあった。

【0004】

これに対し、可変焦点式のカメラを使用することも考えられる。しかしながら、可変焦点式のカメラは、焦点を調整するためにボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等の機械的な駆動部分が存在することから、カメラを高い信頼性で安定的に使用できる寿命が限られるという問題があった。また、焦点を調整するための機構を機械的に駆動するため、消費電力も増大し、電池で駆動される手持ち式の光学式情報読取装置においては、電池の持ちが悪くなるという問題もあった。さらに、可変焦点式のカメラでオートフォーカス処理を行う際には、ピントの合う画像データを取得するために数フレームの画像を撮像する必要が生じ、撮像に要する時間が長くなって応答性が低下するという問題もあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－１０１５５５号公報

【文献】米国特許第７１９５１６４号明細書

【文献】特表２００３－５３２９４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的の一は、撮像できる範囲を拡大した光学式情報読取装置、光学式情報読取方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段及び発明の効果】

【0007】

本発明の第１の側面に係る光学式情報読取装置によれば、読取対象となるシンボルを撮像して、該シンボルの情報を読み取る光学式情報読取装置であって、シンボルに入射されて該シンボルで反射された反射光を集光する固定焦点光学系と、前記固定焦点光学系により集光された光を電気信号に変換し、第一画像データを生成する第一撮像素子とを含む第一撮像部と、シンボルに入射されて該シンボルで反射された反射光を受光する可変焦点光学系と、前記可変焦点光学系により集光された光を電気信号に変換し、第二画像データを生成する第二撮像素子と、前記可変焦点光学系の焦点位置を変化させる焦点駆動部とを含む第二撮像部と、前記第一撮像部により生成された第一画像データ、及び前記第二撮像部により生成された第二画像データに基づいてシンボルの情報を読み取り可能な制御部とを備え、前記制御部は、前記第一撮像部により生成された前記第一画像データを解析し、該第一撮像部による撮像ではシンボルの読み取りに不適当であると判定した場合に、前記第二撮像部でシンボルに焦点が合った画像を撮像するために必要な前記可変焦点光学系の焦点位置を算出し、当該焦点位置に前記可変焦点光学系の焦点位置を一致させるように前記焦点駆動部を制御し、前記第二撮像部が生成したシンボルに焦点の合った第二画像データに基づいて、シンボルの情報を読み取るよう構成できる。上記構成により、第一撮像部での撮像を優先し、この第一撮像部で読み取れないシンボルに対してのみ、第二撮像部に切り替えて撮像することで、可変焦点光学系の使用頻度を低減して、焦点の調整による撮像時間の増加や可変焦点を機械的に駆動させることによる寿命の短縮を回避し、読取速度や製品寿命を向上させた光学式情報読取装置を実現できる。

【0008】

また、本発明の第２の側面に係る光学式情報読取装置によれば、上記構成に加えて、前記第二撮像素子が、前記第一撮像部による撮像でシンボルの読み取りに適当か否かの前記制御部の判定如何によらず、シンボルを付した対象物の光学画像を撮像可能に構成しており、前記対象物の光学画像を、前記制御部で読み取ったシンボルの情報と関連付けで保存するよう構成できる。上記構成により、例えばシンボルの写真や読み取り時の状況を示す証拠写真などを第二撮像素子で残すことが可能となる。またシンボルの情報を読み取る際に、このシンボルを付した対象物の光学画像も取得して、関連付けて保存することにより、シンボルを付した製品の状態等を後日確認する作業を容易に行える利点が得られる。

【0009】

さらに、本発明の第３の側面に係る光学式情報読取装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記第二撮像素子が、シンボルを付した対象物の光学画像を撮像する際に、前記焦点駆動部が前記可変焦点光学系を移動させないよう設定可能に構成できる。上記構成により、第二撮像素子でシンボルの光学画像を撮像する際に、焦点位置を予め所定位置に固定したまま、可変焦点光学系を移動させないことで、可変焦点光学系を駆動させることによる待ち時間の発生を防ぎ、また機械的な駆動部分の摩耗などによる劣化を防ぎ、処理の簡素化と製品の長寿命化が図られる。

【0010】

さらにまた、本発明の第４の側面に係る光学式情報読取装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、さらに、前記固定焦点光学系と隣接させて、エイミング光を照射するエイミング光照射部を備えており、前記制御部は、前記エイミング光照射部で照射したエイミング光を含む画像を前記第一撮像部で撮像したエイマー画像に基づいて、シンボルまでの距離を推定するよう構成できる。上記構成により、エイミング光を含むエイマー画像を第一撮像部で撮像することで、このエイマー画像に基づいて焦点位置を推定できる。

【0011】

さらにまた、本発明の第５の側面に係る光学式情報読取装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記制御部が、前記第一撮像部を用いたシンボルの読み取りを不適当と判定した場合に、前記エイマー画像に基づいて算出されたシンボルまでの距離に前記可変焦点光学系の焦点距離を一致させるよう、前記焦点駆動部を駆動するよう構成できる。上記構成により、エイマー画像から推定された焦点位置に調整した第二画像データを取得でき、読み取りの精度を向上できる。

【0012】

さらにまた、本発明の第６の側面に係る光学式情報読取装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記制御部は、予め記憶された前記第二撮像部の焦点距離Ｄと前記焦点駆動部を駆動させる駆動電流Ｉの関係式Ｉ＝Ｆ（Ｄ）に従い、前記焦点駆動部を制御するよう構成できる。

【0013】

さらにまた、本発明の第７の側面に係る光学式情報読取装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記制御部は、前記エイマー画像を第一画像データとして、該エイマー画像を解析することにより算出されたシンボルまでの距離に基づいて、該第一撮像部による撮像でシンボルの読み取りが適切に行えるか否かを判定するよう構成できる。上記構成により、エイミング光を含むエイマー画像を第一画像データとして第一撮像部で撮像することで、このエイマー画像に基づいて焦点位置を推定でき、さらに第一撮像部での撮像の可否を判定して第二撮像部への切り替えを要否を判定することが可能となる。

【0014】

さらにまた、本発明の第８の側面に係る光学式情報読取装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記制御部は、前記エイマー画像取得後に前記第一撮像部で撮像されたエイミング光を含まない本撮像データを第一画像データとして、該本撮像データに基づいて前記第一撮像部による撮像でシンボルの読み取りが適切に行えるか否かを判定するよう構成できる。上記構成により、エイミング光を含まない本撮像データを第一画像データとして第一撮像部で撮像することで、この本撮像データに基づいて第一撮像部での撮像の可否を判定して第二撮像部への切り替えを要否を判定することが可能となる。

【0015】

さらにまた、本発明の第９の側面に係る光学式情報読取装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、さらに、前記固定焦点光学系用の第一照明部と、前記可変焦点光学系用の第二照明部とを備え、前記第一照明部と、前記固定焦点光学系と、前記可変焦点光学系と、前記第二照明部とを、一直線状に配置することができる。

【0016】

さらにまた、本発明の第１０の側面に係る光学式情報読取装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記第一撮像部の解像度を、前記第二撮像部の解像度よりも低くすることができる。

【0017】

さらにまた、本発明の第１１の側面に係る光学式情報読取装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記第一撮像部の撮像視野を、前記第二撮像部の撮像視野よりも狭くすることができる。

【0018】

さらにまた、本発明の第１２の側面に係る光学式情報読取装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記第一撮像素子がモノクロ画像を撮像するイメージセンサであり、前記第二撮像素子がカラー画像を撮像するイメージセンサであって、色差情報を使ってシンボルの読み取り可能に構成できる。

【0019】

さらにまた、本発明の第１３の側面に係る光学式情報読取装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記制御部が前記第一画像データを解析し、シンボルの読み取りに不適当か否かを判定する基準に、前記第一画像データの解像度、視野範囲、コントラストのいずれかを含めることができる。

【0020】

さらにまた、本発明の第１４の側面に係る光学式情報読取装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記制御部は、前記第一撮像部により生成された前記画像データから、読取対象のシンボルの解像度を算出し、前記制御部で算出された解像度が、予め定められた閾値以下の場合に、前記第一撮像部により生成される前記第一画像データがシンボルの読み取りに不適当であると判定するよう構成できる。

【0021】

さらにまた、本発明の第１５の側面に係る光学式情報読取装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記制御部は、前記第一撮像部により生成された前記第一画像データから、読取対象のシンボルの必要視野を算出し、前記制御部で算出された必要視野が、予め定められた閾値以上の場合に、前記第一撮像部により生成される前記第一画像データがシンボルの読み取りに不適当であると判定するよう構成できる。

【0022】

さらにまた、本発明の第１６の側面に係る光学式情報読取装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記制御部は、前記第一撮像部により生成された前記第一画像データから、読取対象のシンボルのコントラストを算出し、前記制御部で算出されたコントラストが、予め定められた閾値以下の場合に、前記第一撮像部により生成される前記第一画像データがシンボルの読み取りに不適当であると判定するよう構成できる。

【0023】

さらにまた、本発明の第１７の側面に係る光学式情報読取装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記制御部が、前記第一撮像部により生成された第一画像データ、及び前記第二撮像部により生成された第二画像データに基づいてシンボルの情報を読み取り可能な読取制御部と、前記第二撮像部の焦点駆動部を制御するための焦点制御部と
を備えることができる。

【0024】

さらにまた、本発明の第１８の側面に係る光学式情報読取装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、さらに、第一主面と、該第一主面と対向する第二主面とを備え、該第二主面側に部分的に突出させた突出部を有する、一方向に延長された筐体と、前記筐体の前記第一主面側に設けられた、前記第二撮像部により生成された第二画像データを表示させるための表示部とを備えることができる。

【0025】

さらにまた、本発明の第１９の側面に係る光学式情報読取装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記突出部が、前記第二主面に対して傾斜された傾斜面と、前記傾斜面と隣接する光学窓を有しており、前記第一撮像素子と前記第二撮像素子が、前記突出部の内部で、前記光学窓に面する姿勢に並べて配置されており、前記第一撮像素子と第二撮像素子の光軸を、前記光学窓を通じて、前記筐体の長手方向に対して、前記傾斜面に沿う方向に傾斜させることができる。

【0026】

さらにまた、本発明の第２０の側面に係る光学式情報読取方法によれば、読取対象となるシンボルを撮像して、該シンボルの情報を読み取る光学式情報読取方法であって、シンボルに入射されて該シンボルで反射された反射光を集光する固定焦点光学系と、前記固定焦点光学系により集光された光を電気信号に変換し、第一画像データを生成する第一撮像素子とを含む第一撮像部により、シンボルを含む前記第一画像データを撮像する工程と、制御部で、前記第一画像データを解析する工程と、前記制御部による解析の結果、前記第一画像データがシンボルの読み取りに不適当であると判定した場合に、該解析の結果に基づいて、シンボルに入射されて該シンボルで反射された反射光を受光する可変焦点光学系と、前記可変焦点光学系により集光された光を電気信号に変換し、第二画像データを生成する第二撮像素子とを含む第二撮像部で、シンボルに焦点が合った画像を撮像するために必要な前記可変焦点光学系の焦点位置を算出する工程と、前記制御部による算出結果に従い、前記可変焦点光学系の焦点位置を変化させる焦点駆動部が、当該焦点位置に前記可変焦点光学系の焦点位置を一致させる工程と、前記第二撮像部が生成したシンボルに焦点の合った第二画像データに基づいて、前記制御部でシンボルの情報を読み取る工程とを含むことができる。これにより、第一撮像部での撮像を優先し、この第一撮像部で読み取れないシンボルに対してのみ、第二撮像部に切り替えて撮像することで、可変焦点光学系の使用頻度を低減して、焦点の調整による撮像時間の増加や可変焦点を機械的に駆動させることによる寿命の短縮を回避し、読取速度や製品寿命を向上させた光学式情報読取装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】実施形態１に係る光学式情報読取装置の外観斜視図である。

【図2】図１の光学式情報読取装置のブロック図である。

【図3】図３Ａは図１の光学式情報読取装置の模式側面図、図３Ｂは図１の光学式情報読取装置の撮像モジュールを示す模式正面図である。

【図4】第一撮像素子と第二撮像素子の視野範囲を示す模式図である。

【図5】複数のシンボルを第一撮像素子と第二撮像素子で読み取る際の視野範囲を示す模式図である。

【図6】第二撮像部の一例を示す模式断面図である。

【図7】実施形態１に係る光学式情報読取方法における第一撮像部の撮像手順を示すフローチャートである。

【図8】第一撮像部のキャリブレーションで得られたエイマー中心位置と距離の関係を示すグラフである。

【図9】第二撮像部による撮像の要否を判定する手順を示すフローチャートである。

【図10】シンボルの一部分のみが読み取れる場合の範囲を示す模式図である。

【図11】第一撮像部の視野と第二撮像部の視野の一例を示す模式図である。

【図12】第一撮像部、第二撮像部で撮像可能な距離範囲とシンボルのセルサイズを示すグラフにおいて第一撮像距離範囲を設定したグラフである。

【図13】図１２よりも第一撮像距離範囲を狭く設定した状態を示すグラフである。

【図14】第二撮像部で撮像設定を行う手順を示すフローチャートである。

【図15】ＶＣＭの電流値Ｉとピント位置Ｄの関係を示すグラフである。

【図16】第一撮像部と第二撮像部の明るさの関係を示すグラフである。

【図17】変形例に係る光学式情報読取方法における第一撮像部の撮像手順を示すフローチャートである。

【図18】第二撮像部から見た動作の手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための光学式情報読取装置及び光学式情報読取方法を例示するものであって、本発明は光学式情報読取装置及び光学式情報読取方法を以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
［実施形態１］

【0029】

光学式情報読取装置は、バーコードや二次元コードなどのシンボルを読み取るための端末装置である。光学式情報読取装置は、シンボルを読み取って出力するハンディスキャナの他、読み取った情報を登録したりデータ照合したりといった任意のデータ処理を行うハンディターミナルや業務用ＰＤＡ等も含む意味で使用する。

【0030】

読取対象となるシンボルは、バーコード、二次元コードなどの規格化されたコード、あるいは独自規格のコードの他、文字や数字等で構成される文字列も含む。これらのシンボルは、読取対象物である製品などのワークや棚の表面に直接印刷され、あるいはワークの表面に貼付されたラベルに印刷されている。またシンボルの読み取りとは、一般にシンボルに符号化（エンコード）された情報を復号化（デコード）することを意味する。ただ、上述の通りシンボルが文字列の場合は、文字や数字の光学読取（ＯＣＲ）を意味する。

【0031】

本発明の実施形態１に係る光学式情報読取装置１００を、図１～図３Ｂに示す。これらの図において、図１は光学式情報読取装置１００の外観斜視図、図２はブロック図、図３Ａは図１の光学式情報読取装置１００の模式側面図、図３Ｂは撮像モジュール１の模式正面図を、それぞれ示している。これらの図に示す光学式情報読取装置１００は、ハンディターミナルである。図１の光学式情報読取装置１００は、略方形である筐体２の外形を一方向に延長した板状である。筐体２の先端部分又は背面部分には、読取対象であるシンボルの光学的読取を行うための撮像モジュール１が設けられている。撮像モジュール１は、バーコードや二次元コード、文字列等のシンボルを読み取るカメラモジュールやバーコードをスキャンするスキャンモジュール等で構成される。

【0032】

筐体２の上面には、表示部３と、キー配置部３０が設けられている。筐体２の一端側に表示部３が、表示部３と反対側の他端側にキー配置部３０が、それぞれ設けられている。

【0033】

筐体２は、表示部３を備える表示部分ＤＡと、キー配置部３０を備える把持部分ＨＡとで構成されており、ユーザは、把持部分ＨＡを手で把持して、表示部分ＤＡに設けられた表示部３の表示内容を参照しながら、把持部分ＨＡの表面側に配置されたキー配置部３０の各操作キーを操作する。筐体２は、平面視において表示部分ＤＡを幅広とし、把持部分ＨＡを幅狭とする一方、側面視においては、把持部分ＨＡが厚くなるようにしてある。これにより、把持部分ＨＡを持ちやすくしている。

【0034】

表示部３は、筐体２の一面側に設けられており、読取対象のシンボルをカメラ部で撮像した画像、シンボルを復号化した情報、その他の設定情報といった各種の情報を表示する。表示部３は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機ＥＬ等で構成されている。また、表示部３は、タッチパネルとして構成されていても良い。タッチパネルで構成された表示部３は、キー入力部としても機能する。

【0035】

キー配置部３０には、各種の操作を行うテンキーや電源キー、ファンクションキーといった複数の操作キーが配置されている。キー配置部３０に配置された各入力デバイスは、各種の入力操作を受け付けるキー入力部を構成している。またキー配置部３０には、トリガキー３１が設けられている。トリガキー３１を操作することで、シンボルの情報を収集するデータ収集タイミングが規定される。すなわち撮像部１０（詳細は後述）は、トリガキー３１が操作されたことを検知して、読取対象となるシンボルに入射されて、このシンボルで反射された反射光を電気信号に変換し、画像データを生成する撮像処理を開始する。このようにトリガキー３１は、トリガ信号を規定する。なお本発明においてはトリガキーを物理的なキーに限定するものでなく、例えばユーザインターフェース上に表示される仮想的なキーとしてもよい。

【0036】

光学式情報読取装置１００は、携帯性を担保するべく、駆動電力を供給するためのバッテリを備えている。また、撮像する位置を特定する、すなわち読取位置を示す照準光を照射するエイミング光照射部１５、及び撮像モジュール１は、筐体２の背面側に設けられている。

【0037】

筐体２は、一方向に延長された細長い形状としている。この筐体２は、図３Ａに示すように、第一主面と、この第一主面と対向する第二主面とを備える。第二主面側には部分的に突出させた突出部を設けている。また筐体の第一主面側には、表示部が設けられている。

【0038】

突出部は、第二主面に対して傾斜された傾斜面と、この傾斜面と隣接する光学窓を有している。第一撮像素子と第二撮像素子を含む撮像モジュール１は、突出部の内部で、光学窓に面する姿勢に並べて配置されている。光学窓は透光性の部材、例えば樹脂やガラス等で構成されており、この光学窓を通じて第一撮像素子や第二撮像素子など、撮像モジュール１を構成する各部材は筐体２から外部に表れる。

【0039】

さらに第一撮像素子と第二撮像素子の光軸は、図３Ａにおいて一点鎖線で示す筐体２の長手方向に対して、破線で示すように傾斜されている。傾斜方向は、傾斜面に沿う方向、すなわち光学式情報読取装置１００の先端から離れるほど、筐体２の長手方向から離れる方向としている。図３Ａの例では、第一撮像素子と第二撮像素子の光軸は、筐体２の長手方向に対して、角度θで傾斜されている。これによって、光学式情報読取装置１００を用いてシンボルを読み取る際、ユーザは光学式情報読取装置１００の姿勢を調整し易くなり、無理なく把持して扱い易い環境が実現される。

【0040】

図２は、実施形態１に係る光学式情報読取装置１００のブロック図である。この図に示すように、光学式情報読取装置１００は、少なくとも動作を制御する制御プログラムを実行する制御部４０、ＲＡＭ５１、記憶部５２、表示部３、操作部（キー配置部）３０、通信インターフェース５０、撮像モジュール１を備えている。

【0041】

制御部４０は、内部バス等を介して光学式情報読取装置１００の上述したようなハードウェア各部と接続されており、上述したハードウェア各部の動作を制御するとともに、記憶部５２に記憶されているコンピュータプログラムに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。このような制御部４０はＣＰＵやＭＰＵ、ＳｏＣ、ＡＳＩＣなどで好適に実現できる。ＲＡＭ５１は、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ等の揮発性メモリで構成され、コンピュータプログラムの実行時にロードモジュールが展開され、コンピュータプログラムの実行時に発生する一時的なデータ等を記憶する。

【0042】

また制御部４０は、読取制御部４２や焦点制御部４９の機能を実現する。読取制御部４２は、第一撮像部１０により生成された第一画像データや、第二撮像部２０により生成された第二画像データに基づいてシンボルの情報を読み取る。また焦点制御部４９は、第二撮像部２０の焦点駆動部２３を制御する。具体的には、予め記憶された第二撮像部２０の焦点距離Ｄと焦点駆動部２３を駆動させる駆動電流Ｉの関係式Ｉ＝Ｆ（Ｄ）に従って、焦点制御部４９は焦点駆動部２３を制御する（詳細は後述）。

【0043】

記憶部５２には、ファームウェア２１１、デコーダ２１２、文字認識辞書２１３も記憶されている。ファームウェア２１１は、接続されている各ハードウェアの動作を制御するドライバソフトウェア等のプログラム群である。デコーダ２１２は、例えばＱＲコード（登録商標）やバーコードをデコードする。文字認識辞書２１３は、撮像された画像を、テキストデータに変換するための辞書である。この記憶部５２は、ＲＯＭ等の不揮発性メモリで構成できる。

【0044】

通信インターフェース５０は内部バスに接続されており、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮ等の外部のネットワーク網に接続されることにより、外部のコンピュータ等とデータ送受信を行うことが可能となっている。操作部（キー配置部３０）４０は、各種の入力操作を受け付けるキー入力部として機能し、キー入力により操作のための入力を受け付ける。

【0045】

エイミング光照射部１５は、固定焦点光学系１２と隣接させて、エイミング光を照射する。このエイミング光照射部１５でエイミング光を照射して、第一撮像部１０で撮像した画像をエイマー画像と呼ぶ。焦点制御部４９は、このエイマー画像に基づいて、シンボルまでの距離を推定することができる（詳細は後述）。また第一撮像部１０を用いたシンボルの読み取りを不適当と読取制御部４２が判定した場合は、第二撮像部２０を用いた読み取りを実行する。具体的には、エイマー画像に基づいて算出されたシンボルまでの距離に、可変焦点光学系２２の焦点距離を一致させるよう、焦点駆動部２３を駆動する。
（撮像モジュール１）

【0046】

撮像モジュール１は、図３Ｂに示すように第一照明部１４と、第一撮像部１０と、エイミング光照射部１５と、第二撮像部２０と、第二照明部２４を備える。このように第一撮像素子１１と第二撮像素子２１は、一直線上に並べて配置されている。また第二撮像素子２１は、第一撮像素子１１で撮像した第一画像データで読み取り可能な場合であっても、シンボルの光学画像を撮像可能に構成している。

【0047】

特に第二撮像素子２１は、筐体２の内、表示部３の裏面側と異なる位置に設ける。このような配置により、一般のデジタルカメラであればビューファインダとなる表示部の裏面側に第二撮像素子を配置することで、使用者から見た光軸上の画像をリアルタイムに表示させるところ、光学式情報読取装置ではバーコードなどのシンボルを撮像するため、被写体であるシンボルを直接視認できれば足りる。加えて、第一撮像素子２１と異なる位置に第二撮像素子２１を設けることにより光学式情報読取装置を持ち変える必要をなくし、第一撮像素子２１による第一画像データの読み取りと同じ姿勢で画像を撮像できる利点が得られる。

【0048】

つまり第二撮像部２０をデジカメ機能として用い、シンボルの写真や読み取り時の状況を示す証拠写真などを第二撮像素子２１で残すことが可能となる。また従来は、デジカメ機能を有する光学式情報読取装置は、デジカメをシンボル読み取り用のカメラとは別の位置に設けていたため、デジカメで撮像する際には光学式情報読取装置を持ち替えるなど撮像視野を移動させる必要があったところ、この構成によれば第一撮像素子１１と第二撮像素子２１を並べて配置しているため、第一撮像素子１１による画像データの撮像姿勢を維持したまま、第二撮像素子２１によるシンボルの光学画像の撮像が可能となり、使い勝手を向上できる。

【0049】

また第二撮像素子２１は、上述の通り第一撮像素子１１で第一画像データを撮像する際に併せてシンボルの光学画像を撮像する際に、焦点駆動部２３が可変焦点光学系２２を移動させないよう設定することもできる。このような構成により、第二撮像素子２１でシンボルの光学画像をデジタルカメラのように撮像する際に、焦点位置を予め所定位置に固定したまま、可変焦点光学系２２を移動させないことで、可変焦点光学系２２を駆動させることによる待ち時間の発生を防ぎ、また機械的な駆動部分の摩耗などによる劣化を防ぎ、処理の簡素化と製品の長寿命化が図られる。

【0050】

第一照明部１４は、固定焦点光学系用の第一照明光を照射する。第二照明部２４は、可変焦点光学系用の第二照明光を照射する。第一照明部１４、第二照明部２４は、それぞれ、固定焦点光学系１２、可変焦点光学系２２での撮像に適した第一照明光、第二照明光を発光させるよう、撮像視野に応じた配光や光量に調整される。第二照明部２４は、第一照明部１４よりも配光範囲を広くすることが好ましい。また第二照明部２４は、第一照明部１４よりも光量を多くすることが好ましい。これら第一照明部１４、第二照明部２４には、ＬＥＤや有機ＥＬ等の半導体発光素子が好適に利用できる。

【0051】

第一撮像部１０は、固定焦点光学系１２と第一撮像素子１１で構成される。固定焦点光学系１２は、シンボルに入射されシンボルで反射された反射光を集光する部材であり、好適には一以上の第一光学レンズで構成される。第一撮像素子１１は、固定焦点光学系１２により集光された光を電気信号に変換し、第一画像データを生成するための部材である。第一撮像素子１１は、ＣＭＯＳやＣＣＤ等のイメージセンサが利用できる。

【0052】

第二撮像部２０は、可変焦点光学系２２と、第二撮像素子２１と、焦点駆動系で構成される。可変焦点光学系２２は、シンボルに入射されシンボルで反射された反射光を受光する部材であり、好適には一以上の第二光学レンズで構成される。第二撮像素子２１は、可変焦点光学系２２により集光された光を電気信号に変換し、第二画像データを生成するための部材である。第二撮像素子２１も、ＣＭＯＳやＣＣＤ等のイメージセンサが使用できる。

【0053】

第二撮像素子２１は、第一撮像素子１１よりも高解像度とすることが好ましい。これによって、第一撮像素子１１で撮像された画像で読み取りに失敗した場合でも、第二撮像素子２１による撮像で読み取りが成功する確率を向上できる。また第二撮像部２０の撮像視野を、第一撮像部１０の撮像視野よりも広くすることが好ましい。同じく、第一撮像素子１１で撮像された画像が視野不足で読み取れない場合でも、第二撮像素子２１で撮像された画像の視野が十分となって読み取りに成功する確率を高めることが期待できる。

【0054】

ここでは、第一撮像素子１１として、モノクロ画像を撮像するイメージセンサを用いている。一方、第二撮像素子２１はカラー画像を撮像するイメージセンサとしている。カラーカメラを用いることで、撮像した画像データの色差情報も、復号化に利用することができる。また図３Ｂの例では、第一撮像素子１１を画素数１Ｍバイト、シャッター方式にグローバルシャッター、ＣＭＯＳとしてグレイスケールのイメージセンサを使用している。また第二撮像素子２１は８Ｍバイト、ローリングシャッターのカラーのイメージセンサを使用している。この結果、図４に示すような視野範囲を第一撮像素子１１と第二撮像素子２１で実現している。この図において、細線が第一撮像素子１１の視野範囲を、太線が第二撮像素子２１の視野範囲を、それぞれ示している。さらに第二撮像素子２１は、撮像視野を複数、切替可能としてもよい。例えば図４の例では、第二撮像素子２１の画素数を８Ｍバイトと１３Ｍバイトのいずれかに設定で切替可能としており、太線が８Ｍバイトを、破線が１３Ｍバイトを、それぞれ示している。このように視野を切替可能とすることで、一回の撮像でより広い範囲の撮像が可能となる。例えば図５に示すように、読み取りたいシンボルＳＢの数が８個の設定に対し、第一撮像部１０では４個しか視野に入らない場合でも、第二撮像部２０を発動することで８個のシンボルの読み取りを行うことが可能となる。
（変形例）

【0055】

さらに第二撮像部２０に、偏光フィルタを付加可能としてもよい。偏光フィルタは、例えばフィルム状に形成し、さらに一面に糊を塗布したシール状として、第二撮像部２０の表面に貼付する。また、後述する第二撮像部２０の駆動判定の第二動作モードとして、第二撮像部２０に偏光フィルタフィルムを付加する動作モードを追加してもよい。この場合において、第二撮像部２０の駆動の判定を行う際に、第一撮像部１０で撮像した画像のハレーションの有無を判定する工程を追加できる。そしてハレーションを検出した場合は、偏光フィルタフィルムを貼付した第二撮像部２０を駆動するよう構成する。
（焦点駆動部２３）

【0056】

焦点駆動部２３は、可変焦点光学系２２の焦点位置を変化させるための部材である。焦点駆動部２３によって、可変焦点光学系２２の焦点範囲を固定焦点光学系１２よりも拡大している。固定焦点光学系１２及び可変焦点光学系２２は、上述の通り一以上の光学レンズで構成される。固定焦点光学系１２では、第一光学レンズは固定されており、焦点距離は概ね一定となる。一方可変焦点光学系２２は、第二光学レンズを可動式としており、焦点駆動部２３で第二光学レンズを、第二撮像素子２１の光軸に沿って移動させることで、第二撮像素子２１における焦点位置を調整可能としている。焦点駆動部２３は、焦点制御部４９によって駆動される。

【0057】

焦点駆動部２３は、光学レンズを機械的に可動させる可動機構として、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を備えている。ＶＣＭを用いた第二撮像部２０の一例を図６に示す。この図に示す第二撮像部２０は、第二撮像部筐体２５と、ばね２６と、レンズユニット２７と、コイル２８と、磁石２９と、第二撮像素子２１と、基板２５Ｂを備える。この図に示すＶＣＭは、磁石２９が作る磁場の中でコイル２８のみが動く、可動コイル型のモータを用いている。
（エイミング光照射部１５）

【0058】

また、エイミング光照射部１５は、ワークやシンボルにエイミング光（照準光）を照射するための部材である。エイミング光照射部１５は、読取位置を視認できるように、撮像しようとするワーク等の表面に光を所定の走査パターンに走査させ、その軌跡で所定のパターンを描画させる。本明細書ではこのパターンをエイミング光又は照準光と呼ぶ。エイミング光は、撮像視野や撮像した画像の水平方向に延伸させた直線状の光や、この水平方向と垂直方向の十字を形成する光等、任意のパターンが利用できる。ここでは、エイミング光を十字状のパターンとしている。エイミング光照射部１５は、好適にはレーザ光源と、このレーザ光源からのレーザ光を走査可能なスキャナで構成される。

【0059】

これら第一照明部１４と、第一撮像部１０と、エイミング光照射部１５と、第二撮像部２０と、第二照明部２４は、一直線状に配置される。このように、カメラや照明を二段に配置せず一列に並べて配置することで、筐体２の先端側に、シンボルの読み取りに必要なハードウェアを撮像モジュール１としてまとめると共に、撮像モジュール１を薄型にして光学式情報読取装置１００の薄型化、軽量化、小型化に寄与できる。

【0060】

図３Ｂの例では、第一撮像部１０を構成する第一撮像素子１１と固定焦点光学系１２は、重ねて配置されている。すなわち正面視において、第一撮像素子１１の前方に固定焦点光学系１２が配置される。同様に第二撮像部２０を構成する第二撮像素子２１と固定焦点光学系１２も、重ねて配置されている。すなわち正面視において、第二撮像素子２１の前方に固定焦点光学系１２が配置される。したがって、図３Ｂの例では第一照明部１４と、固定焦点光学系１２と、エイミング光照射部１５と、可変焦点光学系２２と、第二照明部２４とが、一直線状に配置されている。なお、撮像素子は光学系と位置をずらして配置してもよい。例えばミラー等を介在させる等して、光学系の光軸を折曲させることで、撮像素子を光学系と正面視において重ならない位置に配置させてもよい。
（光学式情報読取方法）

【0061】

この光学式情報読取装置１００を用いて、読取対象となるシンボルを撮像して、このシンボルの情報を読み取る光学式情報読取方法を説明する。まず第一撮像部１０で、シンボルを含む第一画像データを撮像する。次に読取制御部４２で、第一画像データを解析する。そして読取制御部４２による解析の結果、第一画像データがシンボルの読み取りに不適当であると判定した場合には、この解析結果に基づいて第二撮像部２０で、シンボルに焦点が合った画像を撮像するために必要な可変焦点光学系２２の焦点位置を算出する。そして焦点駆動部２３で、焦点制御部４９による算出結果に従ってこの焦点位置に可変焦点光学系２２の焦点位置を一致させるように制御する。さらに、第二撮像部２０が生成したシンボルに焦点の合った第二画像データに基づいて、読取制御部４２でシンボルの情報を読み取る。これにより、第一撮像部１０での撮像を優先し、この第一撮像部１０で読み取れないシンボルに対してのみ、第二撮像部２０に切り替えて撮像することで、可変焦点光学系２２の使用頻度を低減して、焦点の調整による撮像時間の増加や可変焦点を機械的に駆動させることによる寿命の短縮を回避し、読取速度や製品寿命を向上させた光学式情報読取装置１００を実現できる。

【0062】

読取制御部４２は、まず第一撮像部１０により生成された第一画像データを解析する。そして、この第一画像データではシンボルの読み取りに不適当であると判定した場合に、第二撮像部２０で第二画像データを撮像する。この際、第一画像データの解析の結果に基づいて、第二撮像部２０でシンボルに焦点が合った画像を撮像するために必要な可変焦点光学系２２の焦点位置を算出する。そして、算出された焦点位置に可変焦点光学系２２の焦点位置を一致させるように焦点駆動部２３を制御し、第二撮像部２０でシンボルに焦点の合った第二画像データを生成する。これによって、第一撮像部１０で読み取れなかったシンボルであっても、その情報を読み取ることが可能となる。

【0063】

このように、第一撮像部１０での撮像を優先し、この第一撮像部１０で読み取れないシンボルに対してのみ、第二撮像部２０に切り替えて撮像することで、可変焦点光学系２２の使用頻度を低減することが可能となる。この結果、焦点の調整による撮像時間の増加や可変焦点を機械的に駆動させることによる寿命の短縮を回避し、読取速度や製品寿命を向上させた光学式情報読取装置１００を実現できる。

【0064】

従来の光学式情報読取装置でも、カラーカメラなど複数のイメージセンサを搭載したバーコードリーダが存在した。しかしながら、追加されたイメージセンサは、シンボルを付した商品の光学画像を撮像する等の用途で用いられていた。いいかえると、追加のカラーカメラ等のイメージセンサは、シンボルの読み取りに用いられるものでなく、シンボルの読み取りはあくまでもシンボルの読み取り専用のイメージセンサが用いられていた。追加のイメージセンサは、シンボルを付した商品の光学画像を撮像するデジカメのような位置付けであり、商品の状態を示す証拠写真を残すなどの目的で使用されるに留まっていた。またこのような複数のイメージセンサを、シンボルまでの距離に応じて切り替えるなどの切り替え制御を行っているものは存在しなかった。

【0065】

これに対して、実施形態１に係る光学式情報読取装置１００では、固定焦点光学系１２の第一撮像部１０に加えて、可変焦点光学系２２の第二撮像部２０を付加することで、第一撮像部１０で読み取れないシンボルであっても、第二撮像部２０に切り替えて撮像することで、読み取れる可能性を高めることが可能となり、読み取りの安定性を向上させることが可能となる。このように第一撮像部１０での撮像を優先し、可変焦点光学系２２の使用頻度を低減することで、機械的な可動部分を有する可変焦点光学系２２の劣化やこれによる寿命の短縮を回避できる。また焦点を調整するために生じる読取速度の低下や、ＶＣＭを駆動させる消費電力の増大によるバッテリの消耗も回避できる。

【0066】

加えて、従来のカラーカメラを追加した光学式情報読取装置では、筐体の裏面側にカラーカメラを配置したものが多かった。これは、筐体の表面側に設けたディスプレイの裏面側にカラーカメラを配置し、ディスプレイをリアルタイムで撮像した内容を表示させるビューファインダとして機能させることで、デジタルカメラと同様の使い勝手を実現するためと考えられる。しかしながらこの構成では、使用者がカラーカメラでシンボルの光学画像を撮像したい場合は、シンボルの読み取りを行う姿勢、すなわちシンボル読取用カメラを設けた筐体の先端側をシンボルに向けた姿勢から、筐体の裏面側がシンボルと対向する姿勢となるように筐体を持ち替えた上で、カラーカメラで撮像する必要があった。

【0067】

これに対して実施形態１に係る光学式情報読取装置１００では、光学画像を撮像可能な第二撮像素子２１を、第一撮像素子１１と並べて配置しているため、シンボルを読み取る姿勢と同じ姿勢のまま、筐体２を持ち替えることなく第二撮像部２０で光学画像を撮像することができる。特にシンボルの光学画像は、シンボルを付した商品の状態等を確認する目的で撮像されるため、ワークが写っていれば足り、表示部３をビューファインダとして一々視野を確認する必要性が薄い。いいかえると、表示部３の裏面側に第二撮像部２０を配置する必要もない。

【0068】

またこの光学画像はシンボルを読み取る目的でないため、ピントの合った鮮明な画像とする必要もない。このような理由から、むしろシンボルを読み取る姿勢のまま、光学写真も併せて取得できるようにする方が光学式情報読取装置においては好都合である。なお光学画像を撮像する際、可変焦点光学系２２を駆動させて焦点を合わせて撮像してもよいし、敢えて可変焦点光学系２２を駆動させず、第二撮像素子２１で光学画像を撮像してもよい。上述の通り光学画像はシンボルの読み取り目的でないため、ピントを綺麗に合わせる必然性がなく、またピントを合わせるためには可変焦点光学系２２を駆動させる必要があり、時間がかかる上消費電力も増し、また可変焦点光学系２２を構成するＶＣＭの寿命を短くするなどの問題が生じるところ、敢えて焦点を調整しないことでこのような問題を回避できるメリットが得られる。

【0069】

読取制御部４２でシンボルの読み取りのために解析する第一画像データは、エイマー画像としてもよいし、このエイマー画像の撮像後に第一撮像部１０で高精細に撮像した本撮像データとしてもよい。一般にエイマー画像は、エイミング光の座標位置のみを取得できれば足りるため、短時間で簡易的に撮像される。いいかえると、通常のエイマー画像は本撮像データよりも解像度の低い画像である。ただ、当初より第一撮像部１０で高精細なエイマー画像を撮像して、この高精細エイマー画像をシンボルの読み取りに利用してもよい。このようにして撮像した高精細エイマー画像は、距離の測定用と、デコード用の両方を兼ねている。

【0070】

また第一画像データをエイマー画像とする場合において、読取制御部４２がシンボルの読み取りを不適当と判定する場合とは、このエイマー画像の撮像後に第一撮像部１０で撮影された本撮像データの読み取りを不適当、例えばシンボルまでの距離が範囲外と判定する場合が挙げられる。一方、第一画像データを本撮像データとする場合において、読取制御部４２がシンボルの読み取りを不適当と判定する場合とは、本撮像データに基づいて、この本撮像データでは読み取りに失敗すると判定する場合や、第一撮像部１０を用いた読み取りを不適当、例えば解像度不足と判定する場合が挙げられる。さらに第一画像データを高精細エイマー画像とする場合において、読取制御部４２がシンボルの読み取りを不適当と判定する場合とは、この高精細エイマー画像や、この後に第一撮像部１０で撮影される本撮像データでの読み取りが不適当と判定する場合が挙げられる。

【0071】

読取制御部４２が画像を解析し、シンボルの読み取りに不適当であるか否かを判定する基準としては、画像の解像度や視野、コントラストなどのパラメータを用いることができる。例えば読取制御部４２は、第一撮像部１０により生成された画像データから、読取対象のシンボルの解像度を算出する。そして読取制御部４２で算出された解像度が、予め定められた閾値以下の場合には、第一撮像部１０により生成される第一画像データがシンボルの読み取りに不適当である、いいかえると第二撮像部２０で第二画像データを撮像して読み取ることが好ましいと判定する。

【0072】

また読取制御部４２は、第一撮像部１０により生成された第一画像データから、読取対象のシンボルの必要視野を算出してもよい。この場合は読取制御部４２で算出された必要視野が、予め定められた閾値以上の場合には、第一撮像部１０により生成される第一画像データがシンボルの読み取りに不適当である、いいかえると第二撮像部２０で第二画像データを撮像して読み取ることが好ましいと判定する。

【0073】

さらに読取制御部４２は、第一撮像部１０により生成された第一画像データから、読取対象のシンボルのコントラストを算出してもよい。この場合は、読取制御部４２で算出されたコントラストが、予め定められた閾値以下の場合には、第一撮像部１０により生成される第一画像データがシンボルの読み取りに不適当である、いいかえると第二撮像部２０で第二画像データを撮像して読み取ることが好ましいと判定する。

【0074】

第二撮像部２０には、デジタルカメラやスマートフォンなどで用いられる写真撮影用の汎用カメラモジュールを利用できる。汎用カメラモジュールを第二撮像部２０として利用することで、光学式情報読取装置の製造コストを削減できる。汎用カメラモジュールは、一般にコントラストに基づきフォーカス位置を決定するコントラストフォーカス処理が採用されている。また汎用カメラモジュールで用いられる光学レンズは、一般にレンズＦ値が大きく、ピントが合う位置が浅くなる。このような汎用カメラモジュールを用いてシンボルを撮像して読み取り用途に利用する場合、常にピントの合った第二画像データを取得する必要がある。しかしながら、従来のコントラストに基づくオートフォーカス処理を適用すると、ピントの合った第二画像データを取得するのに数フレーム撮像する必要がある。この結果、駆動時間が長くなり、読み取り速度すなわちカメラ撮像速度が低下する。またＶＣＭを駆動するために要する消費電力が増大し、光学式情報読取装置を駆動するバッテリの持ち時間も低下する。加えて、ＶＣＭのばね変位量の増加により駆動寿命も低下してしまう。

【0075】

これに対し、本実施形態に係る光学式情報読取装置１００では、固定焦点光学系１２の第一撮像部１０に、より高解像度で可変焦点光学系２２の第二撮像部２０を組み合わせ、さらに算出された推定距離を元に、第二撮像部２０のフォーカス制御を行うことで、焦点駆動部２３の駆動時間を短縮して、上述した課題の解消を図っている。以下、図７のフローチャートに基づいて、詳述する。
（光学式情報読取方法）

【0076】

図７のフローチャートは、実施形態１に係る光学式情報読取方法において、第一撮像部１０で撮像を行う手順を示している。まずステップＳ７０１において、トリガー開始操作を行う。具体的にはトリガキー３１を押下する。次にステップＳ７０２において、ワークにエイミング光を照射する。そしてステップＳ７０３において、エイミング光照射部１５からエイミング光が照射されたシンボルのエイマー画像を撮像する。撮像されたエイマー画像には、エイミング光の十字状のパターンが含まれる。

【0077】

さらにステップＳ７０４において、このエイマー画像に基づいて、光学式情報読取装置１００からシンボルまでの距離（ワーキングディスタンス）を測定する。エイマー画像中に含まれるエイミング光の位置は、距離によって変動する。これはエイミング光照射部１５が照射するエイミング光の光軸と、エイマー画像を撮像する第一撮像素子１１で受光する反射光の光軸が一致しないためである。一般に距離が遠いほど、図８に示すように十字状のエイミング光ＡＬはエイマー画像の中心に近付き、逆に近付くほど中心からずれる。よって、エイマー画像中のエイミング光ＡＬの位置を測定することで、距離を推定できる。

【0078】

エイマー画像から距離を推定するために、事前のキャリブレーションとして、光学式情報読取装置１００の製造工程において予め、第一撮像部１０の撮像視野内のエイマー中心位置（ｘ）と、撮像対象のワークまでの距離（Ｄ）の関係を検査して保持しておく。このキャリブレーションの結果、図８に示すようにＤ＝Ｆ（ｘ）の距離推定式が得られる。距離の演算に際しては、この距離推定式を利用する。具体的には、エイミング光をシンボルに照射し、第一撮像部１０でエイマー画像を撮像して、エイミング光の中心座標を算出する。算出したエイマー中心座標を、キャリブレーションで得られた図８のＤ＝Ｆ（ｘ）の式を用いて、光学式情報読取装置１００からワークまでの推定距離を焦点制御部４９等で算出する。このようにして算出された距離は、光学式情報読取装置１００の記憶部５２等に保持される。

【0079】

そしてステップＳ７０５において、第一撮像部１０で本撮像処理を行う。具体的には、第一照明部１４から照明光を照射してシンボルを照明し、第一画像データを取得する。なおステップＳ７０４とステップＳ７０５は、必ずしもこの順に行われる必要はなく、逆順で、あるいは同時に行うこともできる。第一撮像部１０での第一画像データの撮像と、エイマー画像からの距離の演算を同時に行うことで、処理時間の短縮化が図られる。

【0080】

次にステップＳ７０６において、第一撮像部１０で得られた画像から明るさの算出を行う。明るさは、例えば既知のアルゴリズムに従った画像処理によって明度として算出する。算出された第一撮像部１０の明るさも、光学式情報読取装置１００の記憶部５２等に保持される。ここでは、エイマー画像よりも、第一撮像部１０で撮像した第一画像データ（本撮像データ）を用いて明るさの算出を行うことが好ましい。エイマー画像を撮像する際には、一般にエイミング光が明確になるように、照明光を落とすなど暗い状態で撮像することが多いため、明るさの算出には、より明るい状態で撮像された第一画像データの方が好ましいからである。

【0081】

そしてステップＳ７０７で、第一画像データのデコード処理を読取制御部４２で行う。さらにステップＳ７０８において、デコードの可否を判定する。すなわち、読取制御部４２でデコードできた場合は読み取り成功となり（ステップＳ７０９）、処理を終了する。

【0082】

一方、ステップＳ７０８において読取制御部４２で読み取りできないと判定された場合、ステップＳ７１０に進み、第二撮像部２０による撮像が必要か否かを判定する。第二撮像部２０による撮像の要否を判定する具体的な手順は、図９に基づいて後述する。第二撮像部２０による撮像が不要の場合は、ステップＳ７０２に戻り、処理を繰り返す。一方、第二撮像部２０による撮像が必要な場合は、第二撮像部２０による撮像を行う。具体的には、後述する図１４に示す第二撮像部２０による撮像設定の手順に進む。
（第二撮像部２０の駆動判定）

【0083】

ここで第二撮像部２０の駆動、すなわち焦点駆動部２３で可変焦点光学系２２を駆動させて第二撮像素子２１で第二画像データの撮像を行うか否かの判定を行う手順を、図９のフローチャートに基づいて説明する。まずステップＳ９０１において、シンボルまでの距離を測定し、かつ予め設定された設定距離範囲を読み込む。この例では設定距離範囲を、第一撮像部１０での撮像を行う範囲としている。次にステップＳ９０２において、測定された距離が、設定距離範囲内にあるか否かを判定する。設定距離範囲内にある場合は、第二撮像部２０での駆動は不要として、処理を終了する（詳細は後述）。

【0084】

一方、設定距離範囲内にないと判定された場合は、ステップＳ９０３に進み、第一撮像部１０で撮像した画像から推定解像度を算出する。次にステップＳ９０４において、予め設定された解像度閾値を読み込む。解像度閾値は、読み取りを正確に行えるよう必要な解像度が、撮像された画像で担保されているか否かの基準となる閾値であり、光学式情報読取装置１００の使用に先立ち、あるいは光学式情報読取装置１００の工場出荷時に予め設定しておく。そしてステップＳ９０５において、第一撮像部１０で撮像した画像の解像度が十分か否かを判定する。

【0085】

例えば、シンボルの一部分のみが読み取れることがある。例えばシンボルがバーコードの場合、図１０に示すバーコードＢＣにおいて、太枠内で囲んだ部分のバーコードＢＣが部分的に読み取れる場合がある。またシンボルがＱＲコードの場合、ＱＲコードの一部は読み取れるものの、セルサイズが小さく完全にデコードできない場合、又はファインダーパターンは見つかったが、セルのサイズが小さくデコードできない場合等がある。このようなシンボルの場合に、第一撮像部１０では解像できない条件と判定して、第二撮像部２０を駆動する。具体的には、読み取れた領域の大きさや解像度を見て、シンボル全体が第一撮像部１０でデコード可能であるかを判断する。第二撮像素子２１の方が第一撮像素子１１よりも解像度が高いので、第一撮像部１０での読み取りが解像度不足により困難と判断された場合には、第二撮像部２０を起動する。

【0086】

このように、ステップＳ９０５において解像度閾値よりも低い場合は、Ａに進み、第二撮像部２０を駆動する（詳細は図１４に基づいて後述する）。一方、解像度が足りている場合は、ステップＳ９０６に進み、第一撮像部１０の結果より推定必要視野を算出する。そしてステップＳ９０７において、視野閾値を読み込む。視野閾値とは、図１１に示すように第一撮像部１０で撮像可能な撮像視野が足りずにシンボルＳＢの全体を撮像できないが、第二撮像部２０の撮像視野であればシンボルの全体を撮像できるような場合に、第二撮像部２０での撮像を行うよう、予め設定された第一撮像部１０の撮像視野の閾値である。さらにステップＳ９０８において、画像の視野が不足しているか否かを判定する。ここでは、第一撮像部１０の第一画像データについて算出された推定必要視野を、予め設定された視野閾値と比較し、視野が不足していると判定された場合は、Ａに進んで第二撮像部２０を駆動する。これらステップＳ９０６～ステップＳ９０８の工程も、上述したステップＳ９０３～ステップＳ９０５の工程と概ね同様の手順により行われる。すなわち、第二撮像部２０の方が第一撮像部１０よりも撮像可能な視野範囲が広いので、視野が不足して第一撮像部１０での読み取りが困難と判断された場合には、第二撮像部２０を起動する。
（コントラスト不足判断）

【0087】

一方、視野が足りている場合は、ステップＳ９０９に進み、第一撮像部１０の結果より推定コントラストを取得する。ここでは、第一画像データのコントラスト値を画像処理によって演算する。例えば、第一撮像部により生成された画像データに含まれる領域のコントラスト差や総発光量に対する受光量の割合であるゲインなどに基づいてコントラスト値を算出する。また、画像データに含まれる領域の全体でもよいし、部分的にデコードされたような場合は、領域の一部分でもよい。さらにステップＳ９１０において、コントラスト閾値を読み込む。コントラスト閾値は、シンボルの読み取りに際して必要なコントラスト値として、予め設定された値である。そしてステップＳ９１１において、コントラストが不足していないかを判定する。具体的には、推定コントラストとコントラスト閾値を比較して、コントラスト不足を判定する。コントラストが不足している場合は、Ａに進んで第二撮像部２０を駆動する。一方、コントラストが足りている場合は、第二撮像部２０の駆動は不要と判断して処理を終了する。

【0088】

例えばバーコードの一部分がデコードされた場合に、バーコード全体の視野の大きさを推定する。第二撮像部２０の方が第一撮像部１０よりも視野が大きいので、第一撮像部１０でのデコードが視野不足により困難と判断された場合には、第二撮像部２０を起動する。そして部分的にデコードされたバーコードのエッジパターンの最大輝度差を計算する。例えば赤色で印字されたバーコードに対して赤色の照明光を照射したり、赤色の背景に赤字でバーコードを印字した場合等、バーコードのバーとスペースとの輝度差が小さく、第一撮像部１０ではコントラストが不足すると推定される場合には、第二撮像部２０を起動する。

【0089】

なお、第二撮像部２０の駆動判定にあたり、一部の判定を省略してもよい。例えばコントラストの過不足を判定するステップＳ９０９～ステップＳ９１１を省略し、ステップＳ９８において、視野が足りていると判定された時点で第二撮像部２０の駆動判定を不要と判断して処理を終了することもできる。これにより、より迅速に第二撮像部２０の駆動判定を行える。

【0090】

また、第一撮像部１０で撮像した画像を解析することによって、第二撮像部２０を駆動すると判定された場合、第二撮像部２０を優先してシンボルを読み取るようにしてもよい。例えば表示部に表示させた、撮影モードを切り替えるためのモード切替ボタンを押下することによって、再度モード切替ボタンが押下されるまでの間は第二撮像部２０を駆動し、第二撮像部２０で撮像された画像をもとにシンボルの情報を読み取る。こうすることで、環境光などの影響により第二撮像部２０を用いることが適当と予め分かっている場合においては、第一撮像部１０で撮像した画像を解析することなく第二撮像部２０を駆動するため、シンボルの情報読取にかかる時間を短縮できる。

【0091】

ここで、図９のステップＳ９０１～ステップＳ９０２において、第一撮像部１０から第二撮像部２０に切り替える基準の一例を、図１２及び図１３に基づいて説明する。これらの図は、シンボルが二次元コードなど最小単位としてセルで構成される場合において、第一撮像部１０、第二撮像部２０でデコード（読み取り）可能な距離とシンボルのセルサイズの関係を示している。なお、ここでは二次元コードのセルサイズを例としているが、シンボルが一次元コードの場合はナローバーの幅であっても良い。また、セルサイズやナローバーの幅を最小モジュールサイズまたは解像度と称する場合もある。また図中の直線は、第一撮像部１０で読み取り可能な範囲の境界線を示しており、また一点鎖線は、第二撮像部２０で読み取り可能な範囲の境界線を示している。これらの図に示すように、一般に第二撮像部２０で撮像可能な範囲の方が第一撮像部１０で撮像可能な範囲よりも広い。第二撮像部２０で撮像可能な範囲の一部、例えば中間部分に、第一撮像部１０で撮像可能な範囲が重複している。このような条件下において、第一撮像部１０から第二撮像部２０に切り替える距離範囲を設定する。

【0092】

ここでは、設定距離範囲として、第一撮像距離範囲ＤＲ１を設定する。運用時において測定された距離が、この第一撮像距離範囲ＤＲ１に存在する場合は、第一撮像部１０での撮像を行う。また、第一撮像距離範囲ＤＲ１以外の範囲では、図７や図９で説明した手順や条件に従って、第一撮像部１０と第二撮像部２０とを切り替えて撮像を行う。図１２、図１３においてクロスハッチングで示された第一領域は、第一撮像部１０を用いてシンボルの読み取りを行う領域である。また斜線で示された第二領域は、第一撮像部１０と第二撮像部２０とを条件に応じて切り替えることで、シンボルの読み取りを行う領域である。

【0093】

この第一撮像距離範囲ＤＲ１は可変とすることができる。例えば図１３において太線矢印で示すように、第一撮像距離範囲ＤＲ１を図１２に示す場合と比べて狭く設定してもよい。第一撮像距離範囲ＤＲ１が狭くされることで、条件に従って第一撮像部１０と第二撮像部２０とを切り替えて撮像を行う領域が増加し、読み取り精度を向上させることができる。すなわち、第一撮像距離範囲ＤＲ１の範囲を狭くするほど、デコードできる確率は高くなる。反面、第二撮像部２０の焦点駆動部２３の使用頻度が高くなることで、消費電力の増大や寿命の低下につながるため、用途に応じて設定することが好ましい。

【0094】

このようにして第一撮像距離範囲ＤＲ１を設定して、第二撮像部２０で撮像するよう切り替える条件を規定する。逆にいえば、第一撮像距離範囲ＤＲ１を広く設定する程、第二撮像部２０に切り替わる範囲が狭くなるといえる。ここでは、第一撮像距離範囲ＤＲ１よりも遠い場合、あるいは近い場合に、第二撮像部２０での撮像を行う。すなわち図９のステップＳ９０１において測定された距離が、図１２及び図１３において太字の矢印で示す第一撮像距離範囲ＤＲ１内であれば（ステップＳ９０２）、第一撮像部１０で撮像を行う。換言すると、第二撮像部２０に切り替えない。なお、測定された距離が第一撮像距離範囲ＤＲ１にない場合は、必然的に第二撮像部２０での撮像に切り替わるのでなく、図９のステップＳ９０３～Ｓ９１１を経て第二撮像部２０の起動可否を判定することになる。

【0095】

設定距離範囲は、例えばユーザが直接、第一撮像距離範囲ＤＲ１（例えばＡｃｍ～Ｂｃｍ）を距離や数値を入力して指定する。あるいは、予め準備された距離範囲の候補群（例えば第一撮像距離範囲ＤＲ１を広く取った「第一撮像部優先」、第一撮像距離範囲ＤＲ１を狭く取った「第二撮像部優先」、その中間である「バランス」など）から選択させてもよい。また設定距離範囲の設定方法として、第二撮像部２０での撮像を行う範囲（例えばＣｃｍ以下、Ｄｃｍ以上）を規定してもよい。

【0096】

上述の通り、測定された光学式情報読取装置１００からシンボルまでの距離が、図１２や図１３の太字の矢印で示す第一撮像距離範囲ＤＲ１であった場合は、第一撮像部１０での撮像となる。これらの図において、クロスハッチングで示す領域が第一撮像部１０を用いて撮像する領域であり、斜線で示す領域が条件に従って第一撮像部１０と第二撮像部２０とを切り替えて撮像を行う領域領域を示している。一点鎖線は第二撮像部２０で撮像可能な領域の境界を示しており、一点鎖線とクロスハッチング領域との間の領域ＰＡは、第二撮像部２０で読めるが第一撮像部１０で読めない領域となる。したがって、仮に測定された距離（図１２において●で示す）と、シンボルのセルサイズで決まる位置が、領域ＰＡに含まれる場合は、第二撮像部２０に切り替えればシンボルを読み取ることができる。そのため、図１３に示すように、第一撮像距離範囲ＤＲ１を狭く設定することで、読み取りエラーを低減させることが可能である。ただ、領域ＰＡは狭いため、図１２の設定では、太字の矢印で示す第一撮像距離範囲ＤＲ１では第二撮像部２０の駆動可否を判定することなく、第一撮像部１０で読み取るように規定している。

【0097】

一方で、図１３は、第一撮像距離範囲ＤＲ１を狭く設定している。この場合は、第一撮像部１０で撮像する距離範囲が狭く、例えば測定された距離が図１３において●で示す位置であった場合、第二撮像部２０の駆動可否を判定する工程が実施され（図９のステップＳ９０２）、読み取れる可能性が高まる。この設定であれば、第二撮像部２０の方が読み取りに適している場合には第二撮像部２０を用いる可能性が高くなり、読取確率は向上する。ただし、第二撮像部２０の使用頻度が高まる分、相対的に光学式情報読取装置１００の装置寿命が短くなる。いいかえると、太字の矢印で示す第一撮像距離範囲ＤＲ１の幅が小さいほど第二撮像部２０を作動させる可能性が高くなり、逆に大きいほど、第二撮像部２０を作動させる可能性が低くなる。そのため、ユーザの使用環境に応じて第一撮像距離範囲ＤＲ１を設定することが好ましい。例えば、なるべく第二撮像部２０を使用する可能性を残しておきたいユーザは第一撮像距離範囲ＤＲ１の幅を小さくすることが望ましい。また、第一撮像距離範囲ＤＲ１の幅をゼロに設定することもできる。この場合は、上述した図９のステップＳ９０２の判定では必ずＹＥＳに進むことになるため、第二撮像部２０が動作する
（第二撮像部２０の撮像設定）

【0098】

次に、第二撮像部２０を駆動する場合に、第二撮像部２０における撮像を行う撮像条件を設定する手順について、図１４に基づいて説明する。まずステップＳ１４０１において、予め事前キャリブレーションにより設定されたキャリブレーション値を読み込む。事前キャリブレーションは、光学式情報読取装置１００の製造工程において、焦点駆動部２３を構成するＶＣＭの電流値（Ｉ）と、ピント位置（Ｄ）の関係を予め測定して保存しておく。この結果、図１５に示すようなＩ＝Ｆ（Ｄ）の式が得られる。

【0099】

次にステップＳ１４０２において、推定距離を読み込む。ここでは、上述した図７のステップＳ７０４において説明した、エイミング光から推定した距離を用いる。次にステップＳ１４０３において、可変焦点光学系２２を駆動させる駆動電流の推定電流値を算出する。ここでは、可変焦点光学系２２を駆動させる焦点駆動部２３であるＶＣＭの駆動電流Ｉと、距離Ｄの関係式Ｉ＝Ｆ（Ｄ）を事前にキャリブレーションして取得しておく。そして事前キャリブレーションで得られたＩ＝Ｆ（Ｄ）の式から、推定距離を移動させるために必要な電流値を推定する。

【0100】

さらにステップＳ１４０４において、第一撮像部１０の明るさを読み込む。第一撮像部１０の明るさは、上述したステップＳ７０６で算出され保存された、第一撮像部１０の明るさ推定値を読み込む。そしてステップＳ１４０５において、第二撮像部２０の明るさ推定値を第一撮像部１０の明るさ推定値から算出する。ここでは、図１６に示すように第一撮像部１０と第二撮像部２０の明るさは、撮像条件が同じなら比例関係にあることを利用し、ステップＳ１４０４において得られた第一撮像部１０の明るさ推定値から、第二撮像部２０の明るさ推定値を推定する。そしてステップＳ１４０６においてフォーカス位置を調整する。具体的には、ステップＳ１４０３で算出された推定電流値で可変焦点光学系２２を駆動させて、焦点位置を調整する。ここでは、ピントを合わせたい距離Ｄと、事前キャリブレーションで得られた図１５のＩ＝Ｆ（Ｄ）を用いて、ＶＣＭ制御用の電流値Ｉを算出し、この電流値を用いてＶＣＭを駆動し、推定距離にピントが合うように可変焦点光学系２２を制御する。

【0101】

最後にステップＳ１４０７で、明るさ設定を第二撮像部２０に反映させる。具体的には、ステップＳ１４０５で推定された第二撮像部２０の明るさ推定値となるように、第二撮像素子２１の露光時間やゲインを調整したり、第二照明部２４の光量を調整する。また第二撮像部２０の明るさ初期設定は、第一撮像部１０で撮像した露光時間やゲインに基づいて、第二撮像部２０の明るさ初期値や照明有無を判定してもよい。これによって、明るさ調整のための試行的な撮像回数を削減することができる。このようにして第二撮像部２０の撮像条件を設定した後、第二撮像部２０で撮像を行い、第二画像データを取得する。

【0102】

なお、上述した設定の順序は一例であり、各工程の順序を入れ替えてもよい。例えばステップＳ１４０１～ステップＳ１４０３の焦点位置の設定よりも先に、ステップＳ１４０４～ステップＳ１４４～ステップＳ１４０５の明るさの設定を行ってもよいし、あるいは焦点位置設定と明るさ設定を同時に、又は並行して行ってもよい。
［変形例］

【0103】

第一撮像部１０で撮像を行う手順は、上述した手順に限られない。例えば、第二撮像部２０での撮像が必要か否かを判定するタイミングを、図７のように第一撮像部１０で本撮像処理を行った第一画像データに対してデコードができないと判明した際に行うのでなく、これよりも前に行ってもよい。このような例を、変形例に係る光学式情報読取方法として、図１７のフローチャートに基づいて説明する。ここでも、第一撮像部１０で撮像を行う手順を示している。

【0104】

まずステップＳ１７０１において、トリガー開始操作を行う。次にステップＳ１７０２において、ワークにエイミング光を照射する。そしてステップＳ１７０３において、エイマー画像を撮像する。さらにステップＳ１７０４において、エイマー画像に基づいて距離を推定する。ここまでの手順は、上述した図７のステップＳ７０１～ステップＳ７０４と同様である。

【0105】

次にステップＳ１７０５において、第二撮像部２０による撮像が必要か否かを判定する。第二撮像部２０による撮像の要否を判定する具体的な手順は、図９に示す通りである。そして第二撮像部２０による撮像が必要な場合は、図１４に示す手順に進む。一方、第二撮像部２０による撮像が不要の場合は、ステップＳ１７０６に進み、第一撮像部１０で本撮像処理を行う。そしてステップＳ１７０７において、第一画像データのデコード処理を行う。さらにステップＳ１７０８において、デコードの可否を判定する。デコードできた場合は読み取り成功となり（ステップＳ１７０９）、処理を終了する。一方、ステップＳ１７０８でデコードできないと判定された場合は、ステップＳ１７０に戻り、処理を繰り返す。
（第二撮像部２０での手順）

【0106】

次に、第二撮像部２０から見た手順を、図１８のフローチャートに基づいて説明する。まずステップＳ１８０１において、第二撮像部２０を駆動させる命令の有無を判定する。命令がない場合は、処理を終了する。命令がある場合は、ステップＳ１８０２に進み、第二撮像部２０の撮像設定を行う。ここでは第二撮像部２０で第二画像データを撮像するための撮像条件、例えば可変焦点光学系２２の焦点位置や第二撮像素子２１のシャッタースピード、第二照明部２４の明るさ等を設定する。

【0107】

次にステップＳ１８０３において、第二撮像部２０で撮像処理を行う。すなわち、設定された撮像条件に従って第二撮像部２０で第二画像データを撮像する。そして第二撮像部２０で撮像された第二画像データのデコード処理を読取制御部４２で実行し（ステップＳ１８０４）、シンボルのデコードの可否を判定する（ステップＳ１８０５）。デコードができなかった場合はステップＳ１８０２に戻り、上述の処理を繰り返す。一方、デコードができた場合は読み取り成功となり（ステップＳ１８０６）、処理を終了する。

【産業上の利用可能性】

【0108】

本発明の光学式情報読取装置及び光学式情報読取方法は、倉庫や工場、店舗、病院等で使用される、バーコードや二次元コードなどのシンボルを読み取ってデータの登録、照合を行うハンディスキャナやハンディターミナル、業務用ＰＤＡ等に好適に利用できる。

【符号の説明】

【0109】

１００…光学式情報読取装置
１…撮像モジュール
２…筐体
３…表示部
４…傾斜面
５…光学窓
１０…第一撮像部
１１…第一撮像素子
１２…固定焦点光学系
１４…第一照明部
１５…エイミング光照射部
２０…第二撮像部
２１…第二撮像素子
２２…可変焦点光学系
２３…焦点駆動部
２４…第二照明部
２５…第二撮像部筐体
２５Ｂ…基板
２６…ばね
２７…レンズユニット
２８…コイル
２９…磁石
３０…キー配置部
４０…制御部
４２…読取制御部
４９…焦点制御部
５０…通信インターフェース
５１…ＲＡＭ
５２…記憶部
ＤＡ…表示部分；ＨＡ…把持部分
ＳＢ…シンボル
ＢＣ…バーコード
ＡＬ…エイミング光
ＰＡ…一点鎖線とクロスハッチング領域との間の領域
ＤＲ１…第一撮像距離範囲

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】