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    重庆时时彩报警器: 条形码读取装置以及条形码读取方法.pdf

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    条形码 读取 装置 以及 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110064924.4

    申请日:

    2011.03.14

    公开号:

    CN102194096A

    公开日:

    2011.09.21

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06K 7/10申请日:20110314|||公开
    IPC分类号: G06K7/10 主分类号: G06K7/10
    申请人: 卡西欧计算机株式会社
    发明人: 小川泰明; 谷冈惠一
    地址: 日本东京都
    优先权: 2010.03.15 JP 2010-056962
    专利代理机构: 北京银龙知识产权代理有限公司 11243 代理人: 许静;郭凤麟
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110064924.4

    授权公告号:

    102194096B||||||

    法律状态公告日:

    2014.07.02|||2011.11.23|||2011.09.21

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及条形码读取装置以及条形码读取方法。本发明的条形码读取装置具备:可变焦点透镜,其能够根据施加电压高速地调整焦点位置;摄像部,其经由所述可变焦点透镜拍摄条形码来生成图像数据;控制部,其当取得1帧的图像数据时,变更所述可变焦点透镜的焦点位置,从所述摄像部取得1帧中的不同焦点位置的多个图像区域的图像数据;以及解码部,其对通过所述控制部取得的多个图像区域的图像数据中所包含的条形码图像进行解码。

    权利要求书

    1.一种条形码读取装置,其特征在于,具备:可变焦点透镜,其能够根据施加电压高速调整焦点位置;摄像部,其经由所述可变焦点透镜拍摄条形码来生成图像数据;控制部,其当从所述摄像部取得1帧的图像数据时,变更所述可变焦点透镜的焦点位置,从所述摄像部取得1帧中不同焦点位置的多个图像区域的图像数据;以及解码部,其对通过所述控制部取得的多个图像区域的图像数据中所包含的条形码图像进行解码。2.根据权利要求1所述的条形码读取装置,其特征在于,所述控制部,当从所述摄像部取得1帧的图像数据时,针对将1帧的图像以预定的分割数在每行上分割而得的每个图像区域,变更所述可变焦点透镜的焦点位置,从所述摄像部取得不同焦点位置的多个图像区域的图像数据。3.根据权利要求1所述的条形码读取装置,其特征在于,所述控制部,当从所述摄像部取得1帧的图像数据时,针对1帧的图像中的预定的行数的每个图像区域,变更所述可变焦点透镜的焦点位置,从所述摄像部取得不同焦点位置的多个图像区域的图像数据。4.根据权利要求1所述的条形码读取装置,其特征在于,所述可变焦点透镜是通过具有不同折射率的多种液体构成透镜面的液体透镜。5.根据权利要求1所述的条形码读取装置,其特征在于,所述摄像部是CMOS图像传感器,所述摄像部针对帧图像的每行进行曝光和图像数据的传输。6.根据权利要求1所述的条形码读取装置,其特征在于,所述解码部将从所述摄像部取得的多个图像区域的图像数据合成为1帧的图像数据,对该合成后的图像数据中包含的条形码图像进行解码。7.根据权利要求1所述的条形码读取装置,其特征在于,所述控制部,当通过所述解码部解码失败时,变更所述可变焦点透镜的图像区域中的焦点位置的模式,从所述摄像部取得不同焦点位置的多个图像区域的图像数据。8.根据权利要求7所述的条形码读取装置,其特征在于,所述控制部从多个不同焦点位置的模式中选择一个来进行变更。9.一种条形码读取方法,其特征在于,具备以下步骤:摄像步骤,经由能够根据施加电压高速调整焦点位置的可变焦点透镜拍摄条形码,生成图像数据;控制步骤,当取得通过所述摄像步骤拍摄的1帧的图像数据时,变更所述可变焦点透镜的焦点位置,取得1帧中不同焦点位置的多个图像区域的图像数据;以及解码步骤,对通过所述控制步骤取得的多个图像区域的图像数据中所包含的条形码图像进行解码。

    说明书

    条形码读取装置以及条形码读取方法

    技术领域

    本发明涉及条形码读取装置以及条形码读取方法。

    背景技术

    以往,已知拍摄作为符号的条形码来进行扫描的二维成像仪设备。成像仪设备根据基于视场角和像素数的分辨率性能和基于焦点位置的光学分辨率,决定捕捉图像的分辨率,该分辨率成为大致可以读取条形码的性能(读取深度性能)。在现有的成像仪设备中,视场角以及焦点位置是固定的,因此根据它们的设定方式,表现出高分辨率对应??榛蛟毒嗬攵杂δ?檎庋亩寥⌒阅艿奶卣?。

    与之对应,为了使读取深度性能提高,开发出追加了与照相机同样地使用固体透镜的自动对焦机构的成像仪???。

    图17表示具有现有的自动对焦机构的成像仪??榈墓庋低?。如图17所示,具有现有的自动对焦机构的成像仪??榫弑福荷阆裨?11、透镜31和透镜31的驱动机构(省略图示)。透镜31是塑料等的固体透镜。透镜31组合了多个透镜,表现为1个透镜。在焦点调整时,透镜31整体通过驱动机构相对于光轴进行物理(机械)移动,由此进行光学调整。

    但是,具有现有的自动对焦机构的成像仪???,与照相机同样地根据捕捉的图像进行焦点调整,因此,用于获得清晰的图像的时间较长,作为扫描仪的响应性能降低。

    另外,已知代替固体透镜而采用了液体透镜的激光打印机用曝光装置(例如参照日本特开2007-152766号公报)。液体透镜作为透镜的性能比固体透镜稍差,但是由于不使用机构部件,因此耐撞击性能优异,具有焦点调整速度快的特征。因此认为液体透镜适合于嵌入式设备。

    另外,也已知通过液体透镜加深了焦点深度的成像仪设备(例如参照日本特开平11-203383号公报)。而且,近年来,作为自动对焦机构之一,正在开发采用液体透镜设备的成像仪???。

    但是,具有现有的使用液体透镜的自动对焦机构的成像仪设备,将现有的自动对焦机构的固体的透镜替换为液体透镜。因此,具有现有的使用液体透镜的自动对焦机构的成像仪设备通过液体透镜具有高速焦点调整特性,然而作为扫描仪的响应性能(扫描时间)与固定焦点成像仪相比变差。

    在此,参照图18说明具有现有的自动对焦机构的成像仪设备中的条形码读取(扫描)过程的一例。

    图18表示具有现有的自动对焦机构的成像仪设备中的条形码读取过程的一例。

    如图18所示,考虑依次读取在与焦点位置F3对应的距离处的条形码B3、在与焦点位置F1对应的距离处的条形码B1的例子。焦点位置F1、F2、F3、F4依次为被拍摄体从近位置到远位置排列的液体透镜的4个阶段的焦点位置。

    在成像仪设备中,在扫描开始后,液体透镜的位置被调整为焦点位置F1,进行条形码B3的图像捕捉以及解码。然后,由于获得的图像数据的条形码图像的焦点未对准,所以解码失败,液体透镜的位置被调整为焦点位置F2,进行条形码B3的图像捕捉以及解码。然后,由于获得的图像数据的条形码图像的焦点未对准,所以解码失败,液体透镜的位置被调整为焦点位置F3,进行条形码B3的图像捕捉以及解码。然后,由于获得的图像数据的条形码图像的焦点对准,所以解码成功,条形码B3的读取完成。

    同样,对应于焦点位置F3→F4→F1的变更来进行液体透镜的焦点位置调整、图像捕捉以及解码。这样,在具有现有的自动对焦机构的成像仪设备中,图像捕捉以及解码的次数多,其时间也长,因此存在缩短条形码读取时间的要求。

    发明内容

    本发明的课题是,在使用液体透镜等可变焦点透镜的条形码读取中缩短读取时间。

    本发明的条形码读取装置,具备:可变焦点透镜,其能够根据施加电压高速调整焦点位置;摄像部,其经由所述可变焦点透镜拍摄条形码来生成图像数据;控制部,其当从所述摄像部取得1帧的图像数据时,变更所述可变焦点透镜的焦点位置,从所述摄像部取得1帧中不同焦点位置的多个图像区域的图像数据;以及解码部,其对通过所述控制部取得的多个图像区域的图像数据中所包含的条形码图像进行解码。

    本发明的条形码读取方法,具备以下步骤:摄像步骤,经由能够根据施加电压高速调整焦点位置的可变焦点透镜拍摄条形码,生成图像数据;控制步骤,当取得通过所述摄像步骤拍摄的1帧的图像数据时,变更所述可变焦点透镜的焦点位置,取得1帧中不同焦点位置的多个图像区域的图像数据;以及解码步骤,对通过所述控制步骤取得的多个图像区域的图像数据中所包含的条形码图像进行解码。

    根据本发明,在使用了可变焦点透镜的条形码读取中可以缩短读取时间。

    附图说明

    图1是表示本发明的实施方式的便携式终端的正面外观图。

    图2是表示便携式终端的功能结构的框图。

    图3是表示液体透镜的焦点变化的图。

    图4是表示液体透镜以及摄像元件的侧视图。

    图5是表示摄像元件的摄像以及图像数据传输的概要的图。

    图6是表示与摄像元件的通常的图像捕捉以及解码相关的信号的时序图。

    图7是表示近距离或远距离放置的条形码的扫描的情况的图。

    图8是表示焦点位置不同的分割成3部分的帧图像的拍摄中的摄像元件的帧同步信号以及行同步信号、和液体透镜的驱动电压的时序图。

    图9(a)是表示分割成3部分的帧图像的图像数据的图。

    图9(b)是表示图9(a)的边界区域中的放大后的行数据的图。

    图10(a)是表示拍摄近距离的焦点位置的条形码而得的分割成3部分的帧图像的图。

    图10(b)是表示拍摄远距离的焦点位置的条形码而得的分割成3部分的帧图像的图。

    图11是表示按焦点位置不同的每两行进行分割的帧图像的拍摄中的摄像元件的帧同步信号以及行同步信号、和液体透镜的驱动电压的时序图。

    图12(a)是表示按每两行进行分割的帧图像的图像数据的图。

    图12(b)是表示图12(a)的边界区域中的放大后的行数据的图。

    图13(a)是表示拍摄近距离的焦点位置的条形码的、按每两行进行分割的帧图像的图。

    图13(b)是表示拍摄远距离的焦点位置的条形码的、按每两行进行分割的帧图像的图。

    图14是表示通过CPU执行的条形码读取处理、和通过成像仪控制器执行的扫描控制处理的流程图。

    图15是表示扫描控制处理中的帧数据取得处理的流程图。

    图16是表示便携式终端中的条形码读取过程的一例的图。

    图17是表示具有现有的自动对焦机构的成像仪??榈墓庋低车耐?。

    图18是表示具有现有的自动对焦机构的成像仪设备中的条形码读取过程的一例的图。

    具体实施方式

    以下,参照附图详细说明本发明的实施方式。此外,本发明不限定于图示的例子。

    首先,参照图1说明本实施方式的装置的外观结构。

    图1是表示本实施方式的便携式终端(handy?terminal)1的正面的外观结构的正面外观图。

    作为本实施方式的条形码读取装置的便携式终端1是具有信息的输入接受、信息的存储、信息的收发、以及条形码读取等功能的便携设备。

    如图1所示,便携式终端1具备作为框体的外壳2。便携式终端1在外壳2的正面具备触发键12A、各种键12B、显示部14和扬声器18A。便携式终端1在外壳2的侧面具备触发键12C。另外,便携式终端1在外壳2的前端具备成像仪???1。

    触发键12A、12C是接受开始通过成像仪???1进行扫描的输入的触发键。各种键12B由数字、字符等的输入键、功能键等构成,接受各种信息的输入。显示部14显示使用成像仪???1进行的条形码读取时的整个画面(through?screen)、解码结果等显示信息。扬声器18A输出条形码读取的解码成功时的蜂鸣音等。

    接着,参照图2说明便携式终端1的内部的功能结构。

    图2是表示便携式终端1的功能结构的框图。

    如图2所示,便携式终端1具备:作为解码部的CPU(Central?Processing?Unit)11、操作部12、RAM(Random?Access?Memory)13、显示部14、ROM(Read?Only?Memory)15、通信部16、闪速存储器17、声音输出部18、作为控制部的成像仪控制器19、电压升压部20、成像仪???1和电源部22。便携式终端1的除成像仪???1以及电源部22以外的各部经由总线23相连。成像仪???1具有作为摄像部的摄像元件211和作为可变焦点透镜的液体透镜212。

    CPU11控制便携式终端1的各部。CPU11从ROM15读出程序后在RAM13中展开,通过与在RAM13中展开的程序的协作来执行各种处理。

    CPU11按照条形码读取程序151控制成像仪控制器19,以使摄像元件211经由液体透镜212拍摄条形码,然后将帧图像的图像数据输出,同时使液晶透镜212的焦点位置变化。成像仪控制器19使摄像元件211取得在1帧中不同焦点位置的多个图像区域的图像数据。另外,CPU11将输入到成像仪控制器19的图像数据传输到RAM13来存储,同时对该图像数据中包含的条形码图像进行解码。

    另外,CPU11具有将从摄像元件211输入到成像仪控制器19的图像的行数据以DMA(Direct?Memory?Access)方式传输到RAM13来存储的DMA传输功能。此外,DMA传输功能也可以由成像仪控制器19具有。

    操作部12具有各种键12B、触发键12A、12C等键群,接受对该键群的各键的按下输入,并将其操作信息输出到CPU11。

    RAM13是易失性的半导体存储器,具有存储各种数据以及各种程序的工作区。

    显示部14由LCD(Liquid?Crystal?Display)、EL(electroluminescent)显示器等构成,显示各种信息。

    ROM15是读出专用的半导体存储器。在ROM15中存储了条形码读取程序151。

    通信部16具备通信天线、信号处理部、调制部、解调部等,是经由接入点与服务器装置通信的无线通信部。通信部16通过信号处理部处理发送信息的信号,通过调制部进行调制后从通信天线作为电波向接入点无线发送发送信息。另外,通信部16通过通信天线接收从接入点发送的电波,通过解调部进行解调,并通过信号处理部对该信号进行信号处理,取得接收信息。

    另外,通信部16可以作为通过便携电话通信方式经由基站与服务器装置进行无线通信的无线通信部。另外,通信部16也可以作为经由放置了便携式终端1的底座与服务器装置进行有线通信的有线通信部。

    闪速存储器17是能够读出以及写入各种数据的非易失性的半导体存储器。

    声音输出部18具备音源部、放大器、扬声器18A,输出解码成功时等的蜂鸣音。声音输出部18根据从CPU11输入的蜂鸣音输出的指示,通过音源部生成蜂鸣音的信号,通过放大器放大后从扬声器18A进行声音输出。

    成像仪控制器19是成像仪???1以及电压升压部20的控制部。假定通过ASIC(Application?Specific?Integrated?Circuit)等的半导体电路构成成像仪控制器19。

    成像仪控制器19从摄像元件211被输入与所捕捉的图像数据的1帧的输出定时同步的帧同步信号、与图像数据的1行的输出定时同步的行同步信号、用于与图像数据同步的时钟信号。成像仪控制器19根据这些帧同步信号、行同步信号以及时钟信号,监视来自摄像元件211的图像数据的传输定时。并且,成像仪控制器19根据监视状况通过PWM(Pulse?Width?Modulation)信号对液体透镜212驱动用的电压升压部20的升压水平(level)进行控制,由此使液体透镜212的焦点实时地变化。

    另外,成像仪控制器19生成指定所输入的图像数据的行的行指定信号,输出到摄像元件211。

    电压升压部20根据从成像仪控制器19输入的PWM信号,对液体透镜212施加电压。

    成像仪???1是调整焦点来拍摄条形码的???。摄像元件211是CMOS(Complementary?Metal?Oxide?Semiconductor?Image?Sensor:互补型金属氧化膜半导体)图像传感器,是能够指定行来输出图像数据的摄像元件。摄像元件211对经由包含液体透镜212的光学系统而入射的被拍摄体的像进行曝光并进行光电变换,变换为被拍摄体的图像数据的电信号。

    摄像元件211把通过从成像仪控制器19输入的行指定信号而指定的行的图像数据,每次一行作为行数据输出到成像仪控制器19。另外,摄像元件211将帧同步信号、行同步信号和时钟信号输出到成像仪控制器19。液体透镜212是构成成像仪???1的光学系统的一部分的光学元件,是能够根据施加电压来高速地变更焦点位置的可变焦点透镜。关于液体透镜212,在后面详细描述。

    电源部22由二次电池等构成,向便携式终端1的各部进行电力供给。

    接下来,参照图3以及图4详细说明液体透镜212。

    图3是表示施加电压的变化引起的液体透镜212的焦点变化的图。

    图4是表示液体透镜212以及摄像元件211的侧面结构的侧视图。

    如图3所示,液体透镜212具有液体部2121、2122、容器2123和电极2124。液体部2121、2122是折射率互不相同而比重相同的水溶液以及油。容器2123是密封了液体部2121、2122的容器。电极2124是为了施加电压而在液体部2121、2122的周围设置的电极。

    考虑在液体部2121侧的电极2124和液体部2122侧的电极2124之间连接了电极30的结构。通过电源30在液体部2121侧的电极2124和液体部2122侧的电极2124之间施加电压,由此,液体部2121、2122的中央部分的界面如透镜那样弯曲,从而实现透镜功能。另外,通过升高电源30的施加电压,液体部2121、2122的中央部分的界面的弯曲增大。当界面的弯曲小时,液体透镜212的焦点对准远方的距离的位置。当界面的弯曲增大时,液体透镜212的焦点对准附近的距离的位置。

    另外,透镜曲率根据对液体透镜212施加的电压的大小而变化,因此,可以在不产生图17所示的透镜的移动的情况下,电气地高速改变液体透镜212的透镜曲率。如图4所示,通过该透镜曲率变化可以进行液体透镜212的焦点调整。因此,与现有的自动对焦机构相比,具有焦点变更所需的时间缩短的优点。这样,作为液体透镜212的特长而列举出:透镜曲率可以根据施加的电压水平而变化;由于没有物理的可动部,所以耐久性高;施加电压水平为高电压但不流过电流,因此消耗电力少。

    接着,参照图5~图16说明便携式终端1的动作。首先,参照图5以及图6说明通常的图像捕捉以及解码。在此,假定将液体透镜212的焦点固定。

    图5是表示摄像元件211的拍摄以及图像数据传输的概要的图。

    图6是与摄像元件211的通常的图像捕捉以及解码相关的信号的时序图。

    如图5所示,作为CMOS图像传感器的摄像元件211与CCD(Charge?Coupled?Device)图像传感器不同,针对图像1帧中的每行进行捕捉以及数据传输。摄像元件211从传感器上部开始每次一行地进行曝光以及图像数据(行数据)的传输。当摄像元件211结束传感器最下部的行数据传输时,1帧的量的图像数据传输结束,再次作为下一帧,从传感器最上部开始每次一行地进行曝光以及行数据传输。

    因此,摄像元件211向成像仪控制器19输出图6所示那样的帧同步信号、行同步信号、时钟信号和作为图像数据(行数据)的数据信号。成像仪控制器19一边与帧同步信号以及行同步信号进行同步,一边向RAM13传输所输入的数据信号。当1帧的量的数据信号传输结束时,在RAM13上存储1帧的量的图像数据。CPU11,为了容易进行解码,在对在RAM13上存储的多个行数据实施了合成为1帧的图像数据的图像处理后进行条形码的解码处理。因此,在1次的解码完成前需要1帧的量的捕捉时间、和CPU11进行图像处理以及解码处理的时间。

    接着,参照图7~图10说明拍摄1个条形码,取得焦点位置不同的分割成3部分的图像数据时的焦点调整、图像捕捉以及解码。

    图7是表示近距离或远距离放置的条形码41的扫描的情况的图。

    图8是表示焦点位置不同的分割成3部分的帧图像的拍摄中的摄像元件211的帧同步信号以及行同步信号、和液体透镜212的驱动电压的时序图。

    图9(a)是表示分割成3部分的帧图像的图像数据F1的图。

    图9(b)是表示图9(a)的边界区域f1中的放大后的行数据的图。

    图10(a)是表示拍摄焦点位置A的条形码41而得的分割成3部分的帧图像q1的图。

    图10(b)是表示拍摄焦点位置B的条形码41而得的分割成3部分的帧图像q2的图。

    如图7所示,假定在从便携式终端1(成像仪???1)的焦点距离为近距离的焦点位置A、和焦点距离为远距离的焦点位置B放置了条形码41。作为一例,说明通过便携式终端1对放置在该焦点位置A以及焦点位置B的条形码41进行图像捕捉以及解码的使用例。

    如图8所示,成像仪控制器19当接收从摄像元件211输出的帧同步信号以及行同步信号时,与其同步地变更向电压升压部20的PWM信号的占空比,使施加在液体透镜212上的驱动电压变化。液体透镜212根据所施加的电压水平改变焦点位置,因此,成像仪控制器19可以与帧同步信号以及行同步信号同步地变更焦点位置。

    例如,通过成像仪控制器19的控制,在帧开始时将摄像元件211的焦点设定为焦点位置A,从摄像元件211向RAM13进行行数据传输,在1帧中的三分之一的行数据的传输结束的时刻,将摄像元件211的焦点切换到焦点位置B。然后,在1帧中的三分之二的行的行数据传输结束的时刻,再次将摄像元件211的焦点切换到焦点位置A。

    由此,如图9(a)所示,可以取得在帧图像全体中三分之一的焦点位置不同的图像数据F1。图像数据F1具有在焦点位置A的图像数据F11、F13、和在焦点位置B的图像数据F12。如图9(b)所示,在图像数据F1中,在图像数据F11和图像数据F12的边界区域f1中,在行数据中分割焦点位置的边界。

    在通过便携式终端1从附近(焦点位置A)读取条形码41的情况下,相对于摄像元件211的视场角,条形码图像的相对大小增大,因此,条形码图像成为增大到焦点位置A的图像区域的图像,在焦点位置A的图像区域中能够进行解码。若焦点距离匹配,则能够根据焦点位置A的设定值,不进行焦点调整地进行解码。如图10(a)所示,将条形码41近距离放置的情况下的帧图像q1包含具有上下的图像区域Q11、Q13和其间的图像区域Q12的条形码图像Q1。在图像区域Q11、Q13中焦点对准,条清晰。在图像区域Q12中焦点未对准,条模糊。

    相反,在通过便携式终端1从远方(焦点位置B)读取条形码41时,与摄像元件211的视场角相对的条形码图像的相对大小较小,因此成为收敛在焦点位置B的图像区域中的较小的图像,在焦点位置B的图像区域中能够解码。若焦点距离匹配,则能够根据焦点位置B的设定值,不进行焦点调整地解码。如图10(b)所示,远距离放置条形码时的帧图像q2包含具有上下的图像区域Q21、Q23和其间的图像区域Q22的条形码图像Q2。在图像区域Q21、Q23中焦点未对准,条模糊,在图像区域Q22中,焦点对准,条清晰。

    一维条形码图像的解码,例如将帧图像的中央位置作为解码的初始位置,进行与该条垂直的方向的条形码图像的解码,向与条形码的条平行的上方或下方移动解码位置来进行解码,直到解码成功为止。例如对照多个条形码结果,在识别出条形码结果的情况下,解码成功。因此,遍及与条形码图像的条垂直的方向的全长存在清晰的区域成为能够解码的条件。条形码图像Q1、Q2都包含焦点对准、条清晰的图像区域Q11、Q13、Q22。在取得包含这样的条形码图像的帧图像的情况下,能够进行解码。

    接着,参照图11~图13说明对一个条形码进行拍摄,取得焦点位置不同的每两行的图像数据的情况下的焦点调整、图像捕捉以及解码。

    图11是表示按焦点位置不同的每两行进行分割的图像的拍摄中的摄像元件211的图像捕捉帧同步信号以及行同步信号、和液体透镜212的驱动电压的时序图。

    图12(a)表示按每两行进行分割的帧图像的图像数据F2。

    图12(b)表示图12(a)的边界区域f2中的放大后的行数据。

    图13(a)表示包含拍摄焦点位置A的条形码41而得的、按每两行进行分割的条形码图像Q3的帧图像q3。

    图13(b)表示包含拍摄焦点位置B的条形码41而得的、按每两行进行分割的条形码图像Q4的帧图像q4。

    如图11所示,成像仪控制器19当接收从摄像元件211输出的帧同步信号以及行同步信号时,与其同步地变更对电压升压部20的PWM信号的占空比,使对液体透镜212施加的驱动电压变化。通过成像仪控制器19的控制,在帧开始时将摄像元件211的焦点设定为焦点位置A,进行从摄像元件211向RAM13的行数据传输,在1帧中的两行的行数据的传输结束的时刻,将摄像元件211的焦点切换为焦点位置B。然后,在1帧中的接下来的两行的行数据传输结束的时刻,再次将摄像元件211的焦点切换为焦点位置A。重复该焦点的切换以及行数据传输。

    由此,如图12(a)所示,在画面的纵方向上,可以取得每两行焦点位置不同的图像数据F2。图像数据F2交替地具有在焦点位置A的图像数据F21、和在焦点位置B的图像数据F22。如图12(b)所示,在图像数据F2中,在图像数据F21和图像数据F22的边界区域f2中,在行数据中划分焦点位置的边界。

    如图13(a)所示,在近距离地放置条形码41的情况下的帧图像q3包含交替地具有图像区域Q31和图像区域Q32的条形码图像Q3。在图像区域Q31中焦点对准,条清晰。在图像区域Q32中焦点未对准,条模糊。

    如图13(b)所示,在远距离地放置条形码41的情况下的帧图像q4包含交替地具有图像区域Q41和图像区域Q42的条形码图像Q4。在图像区域Q41中焦点未对准,条模糊,在图像区域Q42中焦点对准,条清晰。

    条形码图像Q3、Q4都包含焦点对准、条清晰的图像区域Q31、Q42。在读取包含这样的条形码图像的帧图像时能够进行解码。在图9(a)的图像数据F1的读取中,当读取在远方放置的条形码41时需要进行操作以便在显示部14的整个画面(摄像元件211的读取区域)的中央出现条形码图像。与之相对,在图12(a)的图像数据F2的读取中,当条形码在远方时无论在显示部14的画面的哪个地方出现条形码图像都能够读取。另一方面,按每两行划分条形码的图像数据,而对于品质高的条形码能够没有问题地进行扫描。

    接着,参照图14以及图15说明通过CPU11执行的条形码读取处理和通过成像仪控制器执行的扫描控制处理。

    图14是表示通过CPU11执行的条形码读取处理、和通过成像仪控制器执行的扫描控制处理的流程图。

    图15是表示扫描控制处理中的帧数据取得处理的流程图。

    参照图14说明通过CPU11执行的条形码读取处理。条形码读取处理,是使用成像仪???1扫描条形码,对所取得的条形码的图像数据进行解码的处理。在便携式终端1中,以用户按下输入了触发键12A、12C作为触发器,CPU11与从ROM15读出并在RAM13中适当展开的条形码读取程序151协作,执行条形码读取处理。

    首先,CPU11进行初始设定,将成像仪???1的启动的指示信号输出到成像仪控制器19(步骤S11)。步骤S11的初始设定,例如是将从摄像元件211输入到成像仪控制器19的图像数据(行数据)DMA传输到RAM13时的RAM13内的存储区域的设定。

    然后,CPU11通过DMA功能,将从摄像元件211输入到成像仪控制器19的行数据DMA传输到RAM13中来存储(步骤S12)。然后,CPU11判别是否从成像仪控制器19接收到了帧数据取得的结束中断信号(步骤S13)。在未接收到结束中断信号的情况下(步骤S13:否)转移到步骤S12。

    在接收到结束中断信号的情况下(步骤S13:是),CPU11对于在RAM13中存储的1帧的量的多个行数据实施合成为1帧的图像数据的图像处理,以便容易进行解码,并且进行在图像处理后的图像数据中包含的条形码图像的解码(步骤S14)。然后,CPU11判别步骤S14的解码是否成功(步骤S15)。

    在解码未成功的情况下(步骤S15:否),CPU11将用于指示取得帧数据(1帧的行数据)的帧数据取得指示信号输出到成像仪控制器19(步骤S16),转移到步骤S12。

    在解码成功的情况下(步骤S15:是),CPU11将扫描结束的指示信号输出到成像仪控制器19(步骤S17)。然后,CPU11将解码结果显示在显示部14上,使声音输出部18鸣响解码成功的蜂鸣音(步骤S18),结束条形码读取处理。

    接着,说明通过成像仪控制器19执行的扫描控制处理。扫描控制处理,是使用成像仪???1扫描条形码,取得包含具有焦点距离不同的多个区域的条形码图像的图像数据的处理。在便携式终端1中,成像仪控制器19对应于条形码读取处理的步骤S11,以从CPU11输入了启动的指示信号作为触发条件,执行扫描控制处理。

    首先,成像仪控制器19进行初始设定(步骤S21)。步骤S21的初始设定,例如是与来自成像仪???1的图像数据的接收相关的设定。然后,成像仪控制器19接通成像仪???1的电源(步骤S22)。

    然后,成像仪控制器19设定焦点位置???步骤S23)。焦点位置模式是1帧的帧图像中的图像区域的分割数或分割后的各图像区域的行数、和分割后的各图像区域中的液体透镜212的焦点位置的模式。例如在图9(a)的例子中设定为:将1帧中的图像区域的分割数设为3,将各图像区域的焦点位置从上向下按顺序设为A、B、A的焦点位置模式。在图12(a)的例子中设定为:将1帧中的分割后的图像区域的行数设为2,将各图像区域的焦点位置从上向下按顺序设为A、B、A、...的焦点位置模式。

    然后,成像仪控制器19执行根据在步骤S23中设定的焦点位置模式,取得1帧的帧图像的图像数据的帧数据取得处理(步骤S24)。在后面详细描述步骤S24的帧数据取得处理。

    然后,对应于条形码读取处理的步骤S16、S17,成像仪控制器19判别是否从CPU11输入了帧数据的取得或结束的指示信号(步骤S25)。在未输入指示信号的情况下(步骤S25:否)转移到步骤S25。在输入了指示信号的情况下(步骤S25:是),成像仪控制器19判别在步骤S25中输入的指示信号是否是帧数据取得指示信号(步骤S26)。

    在是帧数据取得指示信号时(步骤S26:是)转移到步骤S23。在从步骤S26转移到步骤S23后,在步骤S23中,焦点位置模式被设定为与前一次的焦点位置模式不同。此外,也可以设定不变更分割数或图像区域的行数而仅变更焦点位置的焦点位置模式、或分割数为1的焦点位置模式。另外,从预先设定的多个焦点位置模式中选择一个焦点位置模式。

    在不是帧数据取得指示信号时(步骤S26:否),是结束指示信号,成像仪控制器19将成像仪???1的电源断开(步骤S27),结束扫描控制处理。

    参照图15来说明步骤S24的帧数据取得处理。首先,根据在步骤S23中设定的焦点位置模式,对1帧的帧图像的分割数n、分割后的各图像区域中的液体透镜212的焦点位置P(Li)、帧图像的行数Li(=1)、变量i(=1)进行初始设定(步骤S241)。然后,将液体透镜212的焦点位置设定为焦点位置P(Li),生成与焦点位置P(Li)对应的PWM信号并输出到电压升压部20(步骤S12)。根据该PWM信号变更或维持液体透镜212的焦点位置。

    然后,成像仪控制器19向摄像元件211输出与行Li对应的行指定信号,被输入与通过摄像元件211捕捉的帧图像的行Li对应的行数据(步骤S23)。在步骤S23中输入的行数据,在条形码读取处理的步骤S12中通过CPU11被DMA传输到RAM13。

    然后,成像仪控制器19判别是否变量i>1024/n(步骤S244)。步骤S244的1024假定为摄像元件211的帧图像的全部行数。作为摄像元件211,可以使用帧图像的全部行数为1024以外的摄像元件。当并非i>1024/n时(步骤S244:否),成像仪控制器19使变量i增加1,使行数Li增加1(步骤S245),转移到步骤S243。

    当i>1024/n时(步骤S244:是),成像仪控制器19判别是否行数Li=1024(步骤S246)。当并非Li=1024时(步骤S246:否),成像仪控制器19将变量i设定为1,使行数Li增加1(步骤S247),转移到步骤S242。当Li=1024时(步骤S246:是),成像仪控制器19向CPU11输出1帧的图像捕捉的结束中断信号(步骤S248),结束帧数据取得处理。

    在此,参照图16说明本实施方式的便携式终端1中的条形码读取过程的一例。

    图16是表示便携式终端1中的条形码读取过程的一例的图。

    在此,说明在扫描控制处理的步骤S23中将帧图像的分割数固定为3,将1帧内的图像区域的焦点距离设为焦点距离F1、F4→焦点距离F2、F3→焦点距离F1、F4→...来重复变更的情况。与图18中的现有的成像仪设备的说明相同,考虑依次读取在与焦点位置F3对应的距离的条形码B3和在与焦点位置F1对应的距离的条形码B1的例子,焦点位置F1、F2、F3、F4依次设为被拍摄体从近位置向远位置排列的液体透镜的4个阶段的焦点位置。

    在便携式终端1中,按下触发键12A,开始通过CPU11进行的条形码读取处理,开始通过成像仪控制器19进行的扫描控制处理。在最初的1帧中,在扫描控制处理的步骤S23中,液体透镜212的焦点位置被设定为分割成3部分的焦点位置F1→F4→F1,在扫描控制处理的步骤S24中进行条形码B3的图像捕捉,在条形码读取处理的步骤S14中进行解码。然后,由于获得的图像数据的条形码图像的焦点未对准,因此解码失败,在条形码读取处理的步骤S16中指示取得帧数据。在下一帧中,在扫描控制处理的步骤S23中,液体透镜的焦点位置被设定为分割成3部分的焦点位置F2→F3→F2,在扫描控制处理的步骤S24中进行条形码B3的图像捕捉,在条形码读取处理的步骤S14中进行解码。由于得到的图像数据的条形码图像的焦点对准,因此解码成功,在条形码读取处理的步骤S18中,在显示部14上显示条形码B3的解码结果。

    然后,同样地在便携式终端1中按下触发键12A,开始条形码读取处理以及扫描控制处理。在最初的1帧中,在扫描控制处理的步骤S23中,液体透镜212的焦点位置被设定为分割成3部分的焦点位置F2→F3→F2,在扫描控制处理的步骤S24中进行条形码B1的图像捕捉,在条形码读取处理的步骤S14中进行解码。然后,由于得到的图像数据的条形码图像的焦点未对准,因此解码失败,在条形码读取处理的步骤S16中指示取得帧数据。在下一帧中,在扫描控制处理的步骤S23中,液体透镜的焦点位置被设定为分割成3部分的焦点位置F1→F4→F1,在扫描控制处理的步骤S24中进行条形码B3的图像捕捉,在条形码读取处理的步骤S14中进行解码。由于得到的图像数据的条形码图像的焦点对准,因此解码成功,在条形码读取处理的步骤S18中,在显示部14上显示条形码B1的解码结果。

    这样,与图18的具备现有的自动对焦机构的成像仪设备的扫描过程相比,便携式终端1的扫描过程的步骤数少,帧的图像捕捉以及解码的次数也少,缩短了条形码读取时间。

    以上,根据本实施方式,便携式终端1具有:液体透镜212;摄像元件211;在取得1帧的图像数据时变更液体透镜212的焦点位置,从摄像元件211取得1帧中不同焦点位置的多个图像区域的图像数据的成像仪控制器19;对通过所述控制部取得的多个图像区域的图像数据中包含的条形码图像进行解码的CPU11。因此,在使用液体透镜212的条形码读取中,关于1帧的图像数据,可以对具有多个焦点位置的条形码图像进行解码,可以缩短读取时间。

    另外,当取得1帧的图像数据时,成像仪控制器19,针对以预定的分割数按行分割1帧的图像而得的每个图像区域,变更液体透镜212的焦点位置,从摄像元件211取得不同焦点位置的多个图像区域的图像数据。因此,容易以希望的分割数来分割帧图像。

    另外,成像仪控制器19,当取得1帧的图像数据时,针对1帧的图像中的预定的行数的每个图像区域,变更液体透镜212的焦点位置,从摄像元件211取得不同焦点位置的多个图像区域的图像数据。因此,容易以希望的行数分割帧图像。

    另外,便携式终端1具备液体透镜212。因此,可以通过液体透镜212高速地变更焦点位置,由于没有物理的可动部,因此可以提高耐久性,由于电流不流过液体透镜212,因此可以减小消耗电力。

    另外,摄像元件211是CMOS图像传感器,针对帧图像的每一行进行曝光和图像数据的传输。因此,可以容易得到分割帧图像而得的多个图像区域的图像数据。

    另外,CPU11将从摄像元件211取得的多个图像区域的图像数据合成为一帧的图像数据,对该合成后的图像数据中包含的条形码图像进行解码。因此,可以容易地对条形码图像进行解码。

    另外,成像仪控制器19在解码失败的情况下,变更所述可变焦点透镜的图像区域中的焦点位置的模式,从摄像元件211取得不同焦点位置的多个图像区域的图像数据。因此,可以对具有不同焦点位置的模式的多个焦点位置的条形码图像进行解码,可以进一步缩短读取时间。

    另外,成像仪控制器19从多个不同焦点位置的模式中选择一个来进行变更。因此,可以容易地变更焦点位置的模式。

    上述实施方式中的记载是本发明所涉及的条形码读取装置的一例,不限定于此。

    在上述实施方式中,作为焦点可变透镜使用了液体透镜212,但是不限定于此。例如也可以是使用作为折射率根据施加电压而变化的“电气光学结晶”的一种的KTN(钽铌酸钾,KTa1-xNbxO3)的可变焦点透镜等其它可变焦点透镜。

    另外,在上述实施方式中说明了成像仪控制器19为ASIC等半导体电路的情况,但是不限于此。例如也可以是以下结构:成像仪控制器19也可以由CPU、RAM以及ROM构成,通过从ROM读出并在RAM中展开的程序和CPU的协作,由成像仪控制器19执行处理。

    另外,关于上述实施方式中的便携式终端的各结构要素的细微部分结构以及细微部分动作,当然在不脱离本发明的主旨的范围内能够适当进行变更。

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