JPH0469788A - 光学的情報読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は光学的情報読取装置に関し、さらに詳細にいえ
ば、手持ち式のスキャナを読取り面に当てることにより
文字、およびバーコードを読取ることができる光学的情
報読取装置に関する。

〈従来の技術〉 現在、販売店等で普及しているｐｏｓ　＜ボイントオブ
セールス）システムでは、商品ごとに品名コード、価格
、製造番号、製造者等の情報を記載した「商品タグ」が
付されており、これを光学的に読取って必要な項目をコ
ンピュータに入力し、データ処理を行う。

この読取りは、商品タグに光を当てて、その反射光をレ
ンス系によりイメージセンサの上に結像させ、光量の強
弱を電気信号の強弱に変換し、電気信号を二値化して、
二値化された信号を基にして情報の識別を行うものであ
る。

しかし、現実に流通する商品に付される商品タグに記載
されている情報の形式は不統一であり、例えばバーコー
ドと数字で表示されたり、バーコドと文字で表示された
りする。したがって、任意の商品の商品情報を読取るに
は、それぞれの形式に適した光学的情報読取装置を複数
用意しておく必要があり、同一の販売店で幾つかの同じ
機能を持った光学的情報読取装置を使い分けしなけれは
ならなかった。

そこでバーコードの情報と、文字・数字・符号等（以下
、代表して「文字」という）の情報とを同じ装置で読取
れるように、両方の読取り機能を備えた光学的情報読取
装置が提案されている。

例えば■特開昭８０−２０１４．８３号公報では、スキ
ャナに内蔵される２次元イメージセンサの上を動く文字
の像の一瞬を捕らえて走査し、走査された画素の出力か
ら構成される文字処理部用の電気信号として取り出すと
ともに、上記２次元イメージセンサ上を動くバーコード
の像を２次元イメージセンサの一部の画素（例えば中央
の１個の画素）の連続出力から１１１１成されるバーコ
ード処理部用の電気信号として取り出し、各信号を文字
処理部およびバーコード処理部に導き、それぞれ処理し
、正しく読取れた方を出力する両用読取装置が開示され
ている。

また、■実開昭８２−１８３２７２号公報では、２次元
イメージセンサと１次元イメージセンサとを両方備え、
それぞれのイメージセンサから出た信号を独立して処理
し、正しく読取れた方を出力する光学読取装置が開示さ
れている。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところか、上記■の両用読取装置によれば、スキャナを
読取り面に当てて動かせば、文字、バコードの読取り信
号を取り出すことかできるが、スキャナを動かすという
動作が必要であり、オペレークにとっては使用するのに
面倒であった。

■の両用読取装置を、スキャナを読取り面に当てかうだ
けで読取るタイプのものに転用しようとしても、当時の
技術では、２次元イメージセンサを構成する画素数が限
られていたので、バーコードを読取る分解能が十分にと
れなかった。というのは、１個の画素をバーコードの像
に対して相対的に動かすのであれば画素の幅がバーの幅
と同程度であれば、出力される信号の変化からバーの線
幅を特定できるか、２次元イメージセンサに結像された
バーの不動像を正確に特定しようとすれば１−個の画素
の幅がバーの幅の］／２か、好ましくは１／４以下でな
ければならない。

上記■の開示によれば、２次元イメージセンサと１次元
イメージセンサとを両方備えることにより、１次元イメ
ージセンサには分解能の高いもの（当時、１次元イメー
ジセンサは分解能の高いものかあった）を使用し、２次
元イメージセンサには通常の分解能の低いものを使用し
て、文字、バコードを両方読取ることかできる。

しかし、イメージセンサを２種類用意しなければならな
いので、これに応じてレンズ系も２種類必要になり、ス
キャナが複雑大型化し重量も重くなるという問題かあっ
た。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、イメージセンサやレンズ系を複
数種類用意しなくとも、スキャナを読取り面に当てて静
止させるたけて文字、バーコードを読取れる光学的情報
読取装置を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための本発明の光学的情報読取装
置は、読取り面を照射する光源と、２次元イメージセン
サと、読取り面から反射された光を２次元イメージセン
サの上に結像させるズームレンズ系と、」二記ズームレ
ンズ系の倍率を調整するスーム機構と、 上記２次元イメージセンサの画像信号に乱づいて、文字
またはバーコードを判定する文字／バコード判定手段と
、 文字／バーコード判定手段によりバーコードと判定され
た場合に、２次元イメージセンサに結像されたバーコー
ド像の大きさを、２次元イメージセンサの画面の広さと
比較する比較手段と、比較手段による比較の結果、バー
コード像の大きさが２次元イメージセンサの視野より小
さな場合に、バーコード像の大きさをほぼ２次元イメー
ジセンサの視野一杯に納めるべく、ズーム機構の倍率を
調整する倍率調整手段と、 」１記２次元イメージセンザの画像信号に基づいて所定
の信号処理を行い、文字を識別する文字識別手段と、 ２次元イメージセンサの特定の領域を選択して画像信号
を取得し、所定の信号処理を行い、当該領域に対応する
バーコードをそれぞれ識別するバーコード識別手段と、 文字／バーコード判定結果に応じて、文字識別手段また
はバーコード識別手段のいずれかに文字識別、または倍
率調整後のバーコードの像に基づいたバーコード識別を
行わせる選択手段とを有するものである。

〈作用〉 上記の構成の光学的情報読取装置によれば、スキャナを
読取り面に当てて静止させると、文字／バーコード判定
手段により、文字、またはバーコドのいずれであるかを
判定する。

そして、バーコードと判定されれば、２次元イメージセ
ンサに結像されたバーコード像の大きさを、２次元イメ
ージセンサの視野の広さと比較し、その結果、バーコー
ド像の大きさが２次元イメージセンサの視野より小さか
った場合に、ズーム機構の倍率を調整して、バーコード
像の大きさをはぼ２次元イメージセンサの視野一杯に納
めることかてきる。

この後、文字識別、または倍率調整後のバーコードの像
に基ついたバーコード識別を行うことかできる。

バーコード識別を行う場合、バーコード像を視野一杯に
広げているゆえ、最良の解像度でバーコード像を読取る
ことができる。

〈実施例〉 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第２図は、読取り面１に記載された文字およびバーコー
ドを読取る光学的情報読取装置の回路構成を示す。

スキャナ４には、読取り面の原像を照明する光源２、読
取り面からの反射光を反射する反射鏡３、反射光をイメ
ージセンサ６の上に結像させるズムレンス系５、ズーム
機構５　ａ　ｚイメージセンサ６、二値化回路７が内蔵
されている。

ズームレンズ系５は、レンズ系の焦点距離を一定に保ち
ながら倍率が連続して変えられるレンズ系てあり、スー
ム機構５ａにより、その倍率が調整される。

イメージセンサ６は、多数の光電変換画素を縦横に配列
した２次元イメージセンサであり、読取り面１に記載さ
れた文字およびバーコードを画面に結像するだけの視野
を持つものである。

イメージセンサ６で走査された各画素の出力は、二値化
回路７によって１−と０に二値化され、その出力信号は
本体処理部８に入る。

本体処理部８は、 ・」１記二値化回路７の出力信号に基づいて、読取られ
た文字またはバーコードをｊｊ４成する画素の高さ方向
の広がりを判定し、基準値以下であれば文字、以上であ
ればバーコードと判定する文字／バーコード判定回路８
］、 ・文字／バーコード判定回路８１によりバーコ］０ ドと判定された場合に、２次元イメージセンサ６に結像
されたバーコード像のマージン（２次元イメージセンサ
画面いずれかの端からバーコード像までの空白部分、詳
しくは後述する）を検出するマージン検出回路８８と、 ・文字／バーコード判定回路８１の判定結果に応して文
字メモリ８２、またはライン選択回路８５のいずれかに
のみ信号を送るＡＮＤ回路８０ａ　　８０　ｂ　％ ・一画面分の画像信号を一時記憶する文字メモリ８２、 ・文字メモリ８２に記憶された文字を切り出す文字切り
出し回路８３、 ・切り出された文字を識別する文字識別回路８４、・上
記２次元イメージセンサを構成する画素の中から特定の
行、例えば、中央の行の画素信号のみを選択するライン
選択回路８５、 ・ライン選択回路８５の出力信号を一時記憶するバーコ
ードメモリ８６、 ・各行方の信号からバーコードの内容を識別する］］ バーコード識別回路８７、 から構成されるものである。

なお、マージン検出回路８８ｉＪ：、ＡＮＤ回路８０ｂ
と、スーム機４’Ｍ　５　ａとに接続されているか、こ
れは、マージン検出回路８８により検出されたマージン
が所定値よりも広い場合にズーム機構５ａにスームアソ
ブ命令を送り、マージン検出回路８８により検出された
マージンが所定値以内に入った場合にＡＮＤ回路８０ｂ
にオン信号を送るためである。

文字／バーコードの判定の方法を第３図に示す。

２次元イメージセンサの画面６の比較的左側には帯状の
左判定ゾーン６ａ、比較的右側には右判定ゾーン６ｂが
それぞれ設定される。これら左判定ゾーン６　ａ　％右
判定ゾーン６ｂにおいて、２次元イメージセンサの画面
６の結像か文字であるかバーコードであるかが別々に判
定される。

文字／バーコード判定回路８１の構成を第４図に示す。

ゲート発生部８１ａは、イメージセンサの画面６の走査
に同期して、左ゲート信号、右ゲ］２ −ト信号を出力している。ゲート発生部８１．　ａの左
右ゲー）・信号と二値化回路７の出力信号とを、Ａ、　
Ｎ　Ｄ回路８１．ｂ、８１ｃに人力することにより、」
二記左判定ゾーン６ａ、右判定ゾーン６ｂに相当する部
分の信号のみか選択される。

すなわち、左ゲート信号か走査されると、第４図に示す
ように、左ゲート信号かオンである時間帯においてイメ
ージセンサの画面６の水平走査信号が読み込まれる。右
ゲート信号が走査されると、右ゲート信号がオンである
時間帯において、イメージセンサの画面６の水平走査信
号が読み込まれる。

各ＡＮＤ回路８１ｂ、８］、ｃの出力は左判定部８１ｄ
１右判定部８１　ｅに入り、ここにおいて、それぞれ文
字であるか、バーコードであるかの判定が行われる。ま
ず、それぞれ１走査ごとに信号の論理和かとられる。第
３図の走査線６１．ａ、６２ａは左判定ゾーン６ａにお
ける任意の走査線を示しており、例えば走査線６１ａに
おいて１つでも黒い画素があれば、左判定部８１ｄは、
その走査線についてはオンをカウントする。走査線６２
ａがすべて白い画素であれば左判定部８１ｄは、その走
査線についてはオフをカウントする。この様にして上か
ら下まで全部の走査線についてカウントシ、オンである
走査線がどの範囲に分布しているかを調べる。具体的に
はオンをカウントした走査線の最」１位のものと、最下
位のものとの間隔ＤＩ、、ＤＲを調べる。これか文字や
バーコードの高さを表す。第３図では、左判定部８１ｄ
において判定された高さＤ　Ｌは低いので、文字である
と推測がつく。右左判定部８１．　ｅにおいて判定され
た高さＤＲは高いので、バーコードであるとの推測がつ
く。よって、ある文字用のしきい値を設けてそれよりも
高さが低く、かつ、上下に白画素がそれぞれ数画素以」
二存在するときは文字（たたし、高さＤＬ、ＤＲか０の
時は文字ではないとする）、バーコード用のしきい値を
設けて高さがそれよりも高ければバーコードであると判
定することができる。

左判定部８〕ｄ１右判定部８　］、　ｅの出力信号線は
、それぞれ２本ずつ取り出される。１本は文字であるか
ないかを表す信号を送る線であり、文字を表す信号はＯ
ＣＩ？−１、文字でないことを表す信号はＯＣＲ−０と
表現する。他の１木は、バーコードであるかないかを表
す信号を送る線であり、バーコドを表す信号はＢＡＲ−
１，、バーコードでないことを表ず信号はＢＡＲ−０と
表現することにする。

論理判定部８　］、　ｆては、上記入力０ＣＲ−１−、
もしくは０　、ＢＡＲ−１，、もしくは０の情報に基づ
いて、次の真理値表によって判断をする。（以下余白）
」１記真理値表では、左判定部８］ｄ１右判定部８　］
、　ｅの両方がＯＣＲを出力すればＯＣＲと、一方がＯ
ＣＲを出力すれば、他の判定と矛盾しない限りＯＣＲと
、左判定部８１ｄ１右判定部８１．　ｅの両方がＢＡＲ
を出力すればＢＡＲと、一方がＢＡＲを出力すれば他の
判定と矛盾しない限りＢＡＲと判定する。

左判定部８１ｄ１右判定部８１．　ｅのいずれもがＯＣ
Ｒ，ＢＡＲを出力しなければいずれの判定もしない（こ
のようなことは、文字やバーコードが判定ゾーンにかか
らなかった時なとに起こる。このときは、再度スキャナ
を当てて読取りをする）。左判定部８１ｄ１右判定部８
１．　ｅが異なった結果を出すと、予め設定した優先順
位＊に従う。例えばバーコードを優先するのであれば、
バーコードと判定してしまう。

なお、上記文字／バーコード判定においては、２次元イ
メージセンサの両面６に設定された左判定ゾーン６ａ、
右判定ゾーン６ｂのそれぞれにおいて判定を行い、上記
真理値表に基づいて結果を出していたが、判定ゾーンの
数は２つに限られるものではない。例えば、イメージセ
ンサの画面６の中央に１つの判定ゾーンを形成して判定
してもよく、また、もっと多くの判定ゾーンを形成して
判定を行ってもよい。一般に判定ゾーンの数や面積は多
いほど文字やバーコードを捕捉しやすくなる。なぜなら
、判定ゾーンが１つしかないと、文字やバーコードかイ
メージセンサの画面６の隅の方に入っていれば、第５図
（ａ）に示すように判定ゾーンで捕捉できないが、判定
ゾーンが２つあると第５図（ｂ）に示すようにいずれか
の判定ゾーンで捕捉できる。しかし、判定ゾーンの数を
多くすれば処理か複雑になり、判定ゾーンの面積を多く
すれば（極端には判定ゾーンなど設定せずにイメージセ
ンサの画面の全体を用いて判定すれば）走査に時間かか
かるので、２〜３個に設定しておくのが最適であると思
われる。

以上のようにして、文字／バーコード判定回路８］は、
イメージセンサの画面６に結像されたものが文字である
か、バーコードであるかを判定することかできる。

次に、光学的情報読取装置の識別手順について第１図の
フローチャートを参照しながら説明する。

いま、スキャナ４を手に持って、読取り面１に当てるこ
とにより読取り面１の文字またはバーコードを光源２で
照明すると、イメージセンサ６には文字またはバーコー
ドの像が結像される。

ズーム倍率の初期値は１に設定されている（ステップ■
）。

二値化回路７の出力信号は、文字／バーコード判定回路
８１に入り、文字／バーコード判定回路］８ ８１において、前述したように文字であるがバコードで
あるか判定される（ステップ■）。

文字であると判定されれば、文字信号は文字メモリ８２
により一時記憶され（ステップ■）、各文字は、文字切
り出し回路８３により切り出される（ステップ■）。こ
の文字切り出しはｒｌ、２゜３．４」と並んだ文字をｒ
］、Ｊ、ｒ２Ｊ、ｒ３Ｊ「４」と単文字に変換すること
であり、その詳細は例えば特開昭６２−２８１０８４号
、　６３−８２５８８号　６３−８５９９３号、　　６
３−８９９８９号、　　（ｉ３−１２９４８５号、　　
６３−２１６＋、８８号公報に開示されている。

切り出された文字は、文字識別回路８４により識別され
る（ステップ■）。この識別方法は、文字の特徴量（ヒ
ストダラム）と辞書に蓄積された文字の特徴量との比較
に基づいて文字を決定するもので、その詳細は、特公昭
６３−２８９１５号公報等に開示されている。

一方、バーコードと判定されれば、イメージセンサ６の
視野に移ったバーコードの像の横の広がりを検出する（
ステップ■）。この横の広がりは、例えば、イメージセ
ンサ６の画面を横に１走査した場合の画素検出信号に基
づき検知される。第６図（ａ）は、イメージセンサ６の
画面中の１本の水平線６１（同図（ｂ）参照）を１回走
査した場合の検出信号の分布を示しており、黒い画素は
信号“１”、白い画素は信号“０”に対応している。

画面の左端から続く信号“０”の画素数Ｍ１、または右
端から続く信号“０”の画素数Ｍ２を読取ることによっ
て、バーコードの横の広がりが判る。

以下、左端からの信号“０”の画素数Ｍ１、または右端
からの信号“０”の画素数Ｍ２のうち、小さいほうを「
マージンＭ」という。

マージンＭが所定数Ｍｏよりも多ければ、ズームレンズ
系のズーム倍率を所定倍率だけ拡大する（ステップ■■
）。マージンＭが所定数Ｍｏ以内に納まるまで拡大を続
ける。ここで、所定数Ｍ。

とは、バーコードを画面内どの位まで広げるかを決定す
る基準を表す数字であり、もし画面ぎりぎりまで広げる
のであれば、Ｍｏを１または１に近い数字にとればよい
。多少余裕かあったほうがよければ、Ｍｏを多めにとれ
ばよい。バーコードを広げた状態を第６図（ｃ）に示す
。

なお、第６図（Ｃ）では、第６図（１））のようにバー
コードかイメージセンサの画面の真中にある場合に、左
右に均等に広げた例を示しているが、これに限定される
ものではなく、第７図（ａ）に示すようにバーコードが
イメージセンサの画面のいずれかの端に偏っている場合
でも拡大できる（第７図（Ｃ）　）。ただし、第７図（
ａ）の場合、左端にある信号“０”の画素数Ｍ１よりも
右端にある信号“０”の画素数Ｍ２のほうが少ないので
、マージンＭは、少ないほうの値Ｍ２で決まってしまい
、拡大率はあまり大きくとれない。

バーコードに対してスキャナを所定の位置関係に置いて
バーコードを読取った結果、２次元イメジセンザ上に結
像されたバーコードのバーの幅が画素の幅よりも細くて
、十分な解像度で読取れない場合でも、このように、バ
ーコードを左右に拡大できるため、画素の幅をバーコー
ドの幅よりも狭くすることかでき、分解能を実質的に向
上させることができる。

次のステップ■で、ライン選択回路８５は、２次元イメ
ージセンサを構成する画素の中がら］本の水平ラインの
みの信号を選択する。バーコード識別ではバー／スペー
スの幅をカウントするたけでよいので、１行の情報をそ
れぞれ得れば十分だからである。ライン選択回路８５の
出力は、バーコードの白黒に対応する２値化１（Ｊｌ力
となる。

ライン選択回路８５の出力はバーコードメモリ８６に記
憶され（ステップ［相］）、バーコード識別回路８７に
よりコードの内容が識別される（ステップ■）。その後
、ズーム倍率を初期値に戻す（ステップ＠）。

以上のように、本実施例では、１つのズームレンズ系５
、イメージセンサ６で文字、バーコード両方の識別が行
えるため、スキャナ４を小型軽量化し操作性のよいもの
とすることができる。

そして、バーコードの識別に際しては、２次元イメージ
センサに結像されたバーコード像の大きさを、２次元イ
メージセンサの視野と比較し、バコート像か視野よりも
小さい場合、ズーム機構の倍率を上げて、バーコード像
の大きさをほぼ２次元イメージセンサの視野一杯に納め
ることができるので、常に最良の解像度でバーコード識
別を行うことができる。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではない
。上記実施例では、バーコードを拡大する際に、イメー
ジセンサの視野の中に１つのバコードが映った場合をあ
げたが、これに限られるものではなく、第８図に示すよ
うに、イメージセンサの視野の中に３つのバーコードが
映った場合でも、真ん中のバーコードのみを認識して拡
大する処理を行えば、読取の解像度を向上させることが
できる。その池水発明の要旨を変更しない範囲内におい
て、種々の設計変更を施すことが可能である。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明の光学的情報読取装置によれば、
２次元イメージセンサを使用することにより、スキャナ
を読取り面に当てて静止させるたけで、文字およびバー
コードを１つのイメージセンサて識別することかできる
。

この場合、バーコードの結像をスーム機構でイメージセ
ンサの画面一杯になるように調整することとしたので、
イメージセンサの解像度が比較的悪くても、十分な精度
でバーコードを読取ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は文字、バーコードの拡大、および文字、バーコ
ードの識別手順を示すフローチャート、第２図は光学的
情報読取装置の全体の回路構成を示すブロック図、 第３図はイメージセンサの画面に設定された判定ゾーン
と、判定ゾーンに移った画像に基づく文字／バーコード
判定の方法を解説する図、第４図は文字／バーコード判
定回路の構成を示すブロック図、 第５図はイメージセンサの画面に設定された判定ゾーン
と文字との位置関係を示す図、第６図はバーコードのズ
ームアツプ手法を解説する図、 第７図、第８図はバーコードの他のズームアツプ手法を
解説する図である。 ２・・・光源、４・・・スキャナ、５・・・ズ５ａ・・
・ズーム機構、６・・・２次元イメ８０ａ、８０ｂ・Ａ
ＮＤ回路、 ８１・・・文字／バーコード判定回路、８４・・・文字
識別回路、 ８７・・・バーコード識別回路、 ８８・・・マージン検出回路 ムレンズ系、 ジセンサ、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、読取り面を照射する光源と、 ２次元イメージセンサと、 読取り面から反射された光を２次元イメージセンサの上
   に結像させるズームレンズ系と、上記ズームレンズ系の
   倍率を調整するズーム機構と、 上記２次元イメージセンサの画像信号に基づいて、読取
   対象が文字またはバーコードのいずれかを判定する文字
   ／バーコード判定手段と、 文字／バーコード判定手段によりバーコードと判定され
   た場合に、２次元イメージセンサに結像されたバーコー
   ド像の大きさを、２次元イメージセンサの画面の広さと
   比較する比較手段と、 比較手段による比較の結果、バーコード像の大きさが２
   次元イメージセンサの視野より小さな場合に、バーコー
   ド像の大きさをほぼ２次元イメージセンサの視野一杯に
   納めるべく、ズーム機構の倍率を調整する倍率調整手段
   と、 上記２次元イメージセンサの画像信号に基づいて所定の
   信号処理を行い、文字を識別する文字識別手段と、 ２次元イメージセンサの特定の領域を選択して画像信号
   を取得し、所定の信号処理を行い、当該領域に対応する
   バーコードをそれぞれ識別するバーコード識別手段と、 文字／バーコード判定手段の結果に応じて、文字識別手
   段またはバーコード識別手段のいずれかに文字識別、ま
   たは倍率調整後のバーコード像に基づいたバーコード識
   別を行わせる選択手段とを有することを特徴とする光学
   的情報読取装置。