專利名稱：碼讀取裝置及計算機程序產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碼讀取裝置及計算機程序產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
以往，已知有讀取ー維條形碼、ニ維碼等符號來獲得信息的碼讀取裝置。碼讀取裝置上搭載有通過對符號進行光學攝像(捕獲)并基于攝像的圖像來解碼(解讀)符號而獲得數(shù)據(jù)的ニ維成像設(shè)備。最近在這種碼讀取裝置中，采用了不但小而輕，還能快速變換焦距的液體透鏡(例如，日本國專利公開公報“特開2010-182057號”)。在液體透鏡中，因為通過施加電壓來變換焦距，所以不必采用電動機等驅(qū)動部分，可以提高耐久性。還有，正在開發(fā)通過液體透鏡來對作為碼讀取裝置的讀取對象的符號準確地自動對焦的各種技木。例如，日本國專利公開公報“特開2010-262247號”中公開了，預先求出施加于液體透鏡的電壓和焦距之間的關(guān)系而保存到表的同時，保存考慮了液體透鏡的周邊溫度影響的施加電壓的修正表，從而使液體透鏡的焦點更加準確地對準讀取對象的技術(shù)。但是，液體透鏡中存在液體性質(zhì)逐漸變化的問題。結(jié)果，由于液體透鏡的焦距和施加電壓的關(guān)系時效變化，所以在將最初的焦距和施加電壓的關(guān)系作為表保存而利用的方式中，存在焦點逐漸無法對準到讀取對象上的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是維持自動對焦精度和對焦速度。本發(fā)明的碼讀取裝置，具備液體透鏡；對上述液體透鏡施加電壓并調(diào)節(jié)該液體透鏡的焦距的對焦驅(qū)動單元；存儲表示上述液體透鏡的焦距和向該液體透鏡施加的施加電壓之間的對應關(guān)系的施加電壓表的存儲單元；用于獲取上述液體透鏡所朝向的攝像方向的圖像數(shù)據(jù)的攝像単元；向上述攝像方向射出激光束的發(fā)光單元；在使上述激光束射出的狀態(tài)下，使上述攝像單元獲取被攝體的圖像數(shù)據(jù)，基于該圖像數(shù)據(jù)中由上述激光束產(chǎn)生的亮點的位置求出到上述被攝體的焦距，從而進行對焦調(diào)整的激光對焦単元；在預先設(shè)定的變更范圍內(nèi)使上述液體透鏡的焦距變化，同時使上述攝像單元分別獲取被攝體的圖像數(shù)據(jù)，進行基于獲取的該圖像數(shù)據(jù)中所包含的上述被攝體的對比度的大小對焦到上述被攝體的對焦調(diào)整的對比度對焦單元；以及基于通過上述激光對焦単元求得的到上述被攝體的焦距和通過上述對比度對焦單元對焦到上述被攝體時的對應施加電壓,修正上述施加電壓表的內(nèi)容的修正単元。本發(fā)明的計算機程序產(chǎn)品，其能夠被用于碼讀取裝置的計算機讀取、且對使計算機處理執(zhí)行的命令進行編碼，該碼讀取裝置具備液體透鏡、對上述液體透鏡施加電壓并調(diào)節(jié)向該液體透鏡施加的焦距的對焦驅(qū)動單元、用于獲取上述液體透鏡所朝向的攝像方向的圖像數(shù)據(jù)的攝像単元、以及向上述攝像方向射出激光束的發(fā)光單元，上述計算機處理包括存儲表示上述液體透鏡的焦距和該液體透鏡的施加電壓之間的對應關(guān)系的施加電壓表的、存儲步驟；在使上述激光束射出的狀態(tài)下，使上述攝像單元獲取被攝體的圖像數(shù)據(jù)，基于該圖像數(shù)據(jù)中由上述激光束產(chǎn)生的亮點的位置求出到上述被攝體的焦距，從而進行對焦調(diào)整的激光對焦步驟；在預先設(shè)定的變更范圍內(nèi)使上述液體透鏡的焦距變化，同時使上述攝像単元分別獲取被攝體的圖像數(shù)據(jù)，進行基于獲取的該圖像數(shù)據(jù)中所包含的上述被攝體的對比度的大小對焦到上述被攝體的對焦調(diào)整的對比度對焦步驟；以及基于通過上述激光對焦步驟求得的到上述被攝體的焦距和通過上述對比度對焦步驟對焦到上述被攝體時的對應施加電壓，修正上述施加電壓表的內(nèi)容的修正步驟。根據(jù)本發(fā)明，能夠維持自動對焦精度和對焦速度。


圖I是表示本發(fā)明的實施方式的碼讀取裝置的整體結(jié)構(gòu)的正視圖。圖2是表示碼讀取裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是成像模塊及成像控制器的俯視圖。 圖4是說明液體透鏡中的焦點位置變化的圖。圖5是說明符號位于第I位置及比第I位置更遠的第2位置上的情況的圖。圖6是表示對位于第I位置及第2位置上的符號進行攝像而得到的幀圖像的圖。圖7是說明對焦表的圖。圖8是表示焦點位置在第I位置及第2位置上時對位于第2位置的符號進行攝像的幀圖像，以及使焦點位置變化時對比度值的變化的圖。圖9是表示符號讀取處理的控制順序的流程圖。圖10是說明變形例I的對焦表的修正的圖。圖11是說明變形例2的對焦表的修正的圖。圖12是說明變形例3、4的對焦表的修正的圖。
具體實施例方式下面，基于附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖I是表示本發(fā)明的實施方式的碼讀取裝置的整體結(jié)構(gòu)的正面圖。本實施方式的碼讀取裝置I (計算機)是具有讀取ー維條形碼、ニ維碼等符號的功能的便攜式設(shè)備。而且，此碼讀取裝置I能夠進行信息的輸入、信息的發(fā)送和接收、以及信息的存儲。碼讀取裝置1，具備作為框體的殼2。碼讀取裝置I在殼2的正面具備觸發(fā)鍵12A、各種鍵12B、顯示部14、揚聲器ISA0碼讀取裝置I在殼2的側(cè)面具備觸發(fā)鍵12C。還有，碼讀取裝置I在殼2的前端部具備成像模塊21。觸發(fā)鍵12A、12C是接受成像模塊21的符號讀取動作開始命令的輸入的觸發(fā)鍵。各種鍵12B由數(shù)字、文字等的輸入鍵、功能鍵所構(gòu)成，接受各種信息的輸入操作。顯示部14顯示與輸入操作相關(guān)的菜單、狀態(tài)等信息，以及利用成像模塊21執(zhí)行符號讀取動作時的狀態(tài)及解碼結(jié)果等信息。揚聲器18A輸出表示碼讀取裝置的動作狀態(tài)的聲音或告知讀取成功的蜂鳴音。圖2是表示碼讀取裝置I的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。
碼讀取裝置I具備CPU (Central Processing Unit) 11 (激光對焦單元、對比度對焦單元、修正單元)、操作部12、RAM (Random Access Memory) 13、顯示部14、作為存儲單元的存儲部15、通信部16、聲音輸出部18、成像控制器19、成像模塊21、電源部22以及激光驅(qū)動裝置23。碼讀取裝置I中除了成像模塊21及電源部22之外的各部通過總線24互相連接并配置于主板上。成像模塊21具有作為攝像単元的攝像元件211、液體透鏡212、驅(qū)動液體透鏡212并調(diào)節(jié)焦點的作為對焦驅(qū)動單元的對焦機構(gòu)213、作為發(fā)光單元的貓準器(aimer) 214以及作為照明單元的燈215。CPUll控制碼讀取裝置I的各部。CPUll從存儲部15讀取各種程序加載到RAM13，通過加載到RAM13的程序之間協(xié)同來執(zhí)行各種處理。
操作部12具有各種鍵12B、觸發(fā)鍵12A、12C等鍵群，接受該鍵群各鍵的按下操作，將該操作信息轉(zhuǎn)換成輸入信號輸出到CPUlI。RAMl3為易失性半導體存儲器，向CPUll提供工作用存儲空間。RAM13用于各種數(shù)據(jù)的暫時存儲及各種軟件執(zhí)行時的加載。顯不部14 由 LCD (Liquid Crystal Display)或 EL (Electro-Luminescent)顯不器等構(gòu)成，根據(jù)從CPUll輸入的顯示信息來顯示各種信息。存儲部15為可以讀寫的非易失型存儲器，例如為閃存。存儲部15中預先存儲有各種程序、設(shè)定數(shù)據(jù)。或者，存儲部15可以是EEPROM(Electrically Erasable andProgrammable Read Only Memory),也可以是硬盤。并且也可以作為只讀存儲部,ー并具有ROM (Read Only Memory)。存儲在該存儲部15中的程序包含控制對焦機構(gòu)213的動作對焦到符號上而進行符號的讀取處理的程序151，CPUll將此程序151加載到RAM13上，執(zhí)行下述處理流程中所示的符號讀取控制處理。存儲部15中還含有對焦表(施加電壓表)152,該對焦表152表不成像模塊21的液體透鏡212的焦距與調(diào)節(jié)液體透鏡212的焦距的對焦機構(gòu)213對液體透鏡212施加的施加電壓之間的關(guān)系。通信部16具備通信天線、信號處理部、調(diào)制部以及解調(diào)部等，與接入點(accesspoint)進行無線通信。接入點為中繼通信的設(shè)備。即，碼讀取裝置I通過通信部16經(jīng)由接入點與連接到該接入點的服務器裝置等外部設(shè)備進行通信。通信部16利用信號處理部處理發(fā)送信息的信號，再利用調(diào)制部進行調(diào)制，再從通信天線以電波的形式將發(fā)送信息無線發(fā)送到接入點。而且，通信部16還通過通信天線接收從接入點發(fā)送過來的電波再由解調(diào)部對其進行解調(diào)，再將此信號利用信號處理部進行信號處理得到接收信息。通信部16還可以作為以便攜式電話通信方式，通過基站與服務器裝置進行無線通信的無線通信部。而且，通信部16還可以作為通過載置碼讀取裝置I的支架(cradle)或通信電纜與服務器裝置進行有線通信的有線通信部。聲音輸出部18具備音源部、放大器、揚聲器18A,輸出當解碼成功時的蜂鳴音。聲音輸出部18根據(jù)從CPUll輸入的蜂鳴音輸出的指不，由音源部生成蜂鳴音信號，由放大器放大，再由揚聲器18A轉(zhuǎn)化成聲音輸出。成像控制器19控制成像模塊21的動作，而且基于從成像模塊21輸出的圖像數(shù)據(jù)進行運算、控制處理。成像控制器 19 由ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等半導體電路構(gòu)成。成像控制器19從攝像元件211輸入與所捕獲的圖像數(shù)據(jù)的I幀的輸出定時同步的幀同步信號、與圖像數(shù)據(jù)的I行的輸出定時同步的行同步信號、以及用于與圖像數(shù)據(jù)同步的時鐘信號。成像控制器19基于這些幀同步信號、行同步信號以及時鐘信號，監(jiān)視向RAM13的傳輸圖像數(shù)據(jù)的傳輸定吋。而且，成像控制器19根據(jù)監(jiān)視情況控制對焦機構(gòu)213的動作，以此來實時改變液體透鏡212的焦點 。而且，成像控制器19具有將從攝像元件211輸入到成像控制器19的圖像數(shù)據(jù)向RAMl3 官梓 DMA (Direct Memory Access)傳輸?shù)?DMA 傳輸功能。成像模塊21是調(diào)整液體透鏡212的焦距并對碼符號進行攝像的模塊。對攝像元件 211 不做特別限定，但可以為 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor :互補型金屬氧化物膜半導體)圖像傳感器。攝像元件211通過包含液體透鏡212的光學系統(tǒng)對入射的被攝體像進行光電變換將其轉(zhuǎn)換成電信號，以此得到圖像數(shù)據(jù)。攝像元件211將從成像控制器19輸入的圖像區(qū)域指定信號所指定的行的圖像數(shù)據(jù)，按每次一行，作為行數(shù)據(jù)輸出到成像控制器19。而且，攝像元件211將幀同步信號、行同步信號及時鐘信號輸出到成像控制器19。液體透鏡212是構(gòu)成成像模塊21的光學系統(tǒng)的一部分的光學元件。對焦機構(gòu)213是調(diào)節(jié)液體透鏡212的焦點位置的驅(qū)動部。關(guān)于液體透鏡212以及對焦機構(gòu)213會在后面詳述。瞄準器214是射出作為聚光(目標光)的激光束的激光二極管(LD)，此聚光作為成像模塊21與作為被攝體的符號之間距離的測定指標，也作為用于對準成像模塊21的攝像方向和被攝體方向的基準。對于激光束在投影面上形成的亮點的形狀不做特別限定，但最好相對于中心點對稱，例如圓形。燈215例如由LED (Light Emitting Diode)等光源構(gòu)成，射出使被攝體及其周圍區(qū)域變亮的照射光。電源部22由充電電池等構(gòu)成，對碼讀取裝置I的各部進行供電。激光驅(qū)動電源23提供驅(qū)動瞄準器214來使其射出聚光時的電力。下面參照圖3，對成像模塊21的各部的配置進行詳細說明。圖3表示成像模塊及成像控制器的俯視圖。在成像模塊21中，包含液體透鏡212的光學系統(tǒng)212A以能夠?qū)Τ上衲K21的外側(cè)進行攝像的方式配置。而且，攝像元件211垂直于光學系統(tǒng)212A的光軸而配置，入射來自光學系統(tǒng)212A的光。貓準器214及燈215與光學系統(tǒng)212A以及對焦機構(gòu)213并列配置。瞄準器214配置成，射出的束狀激光包含于在光學系統(tǒng)212A的可變更的焦距范圍內(nèi)能夠由攝像元件211進行攝像的視角內(nèi)。本實施方式中，此激光束沿與光學系統(tǒng)212A的光軸平行的方向射出。且，燈215配置成，呈扇形狀照射的光照亮在光學系統(tǒng)212A的可變更的焦距范圍內(nèi)能夠由攝像元件211進行攝像的視角內(nèi)。以下對液體透鏡212以及對焦機構(gòu)213的構(gòu)成及焦距的變化進行說明。圖4是說明液體透鏡212中焦點位置的變化的圖。液體透鏡212具有液體部2121、2122和容器2123。液體部2121、2122為折射率互相不同但比重相同的水溶液及油。容器2123為密封液體部2121、2122的容器。對焦機構(gòu)213的電極2131a、2131b設(shè)置于液體部2121、2122的周圍，對液體透鏡212施加電壓。液體部2121側(cè)的電極2131a、2131b和液體部2122側(cè)的電極2131a、2131b之間連接有電源2132。由電源2132在液體部2121側(cè)的電極2131a、2131b和液體部2122側(cè)的電極2131a、2131b之間施加電壓，使液體部2121、2122的界面像透鏡ー樣彎曲使其實現(xiàn)透鏡的功能。通過使電源2132的施加電壓變高，而液體部2121、2122界面的彎曲變大。界面彎曲小時液體透鏡212的焦距變長，界面彎曲變大時液體透鏡212的焦距變短。而且，因為透鏡曲率按照液體透鏡212上施加的電壓的大小而變化，所以不發(fā)生像以往的機械對焦機構(gòu)中的透鏡的物理移動，而能夠以電學方式高速地改變液體透鏡212的透鏡曲率。如此，能夠通過調(diào)整施加電壓而改變透鏡的曲率，從而進行液體透鏡212的焦點調(diào)整。而且，施加電壓雖為高電壓但沒有電流的流動，所以耗電量少。
此時，雖然在液體透鏡212中，構(gòu)成液體部2121、2122的水溶液及油的粘性對界面的曲率產(chǎn)生影響，但如果水溶液及油因時效變化而粘性發(fā)生變化，即使施加相同電壓也不能得到同樣的曲率。以下，對光學系統(tǒng)212A的焦點調(diào)整方法進行說明。本發(fā)明中采用了激光對焦法及對比度對焦法兩種焦點調(diào)整方法。首先，對激光對焦法進行說明。圖5是說明符號位于第I位置及比第I位置更遠的第2位置上的情況的圖。圖6是表示對位于第I位置及第2位置上的符號進行攝像的幀圖像的圖。圖7是表示焦距和其他變量之間對應關(guān)系的對焦表的例子的圖。圖5中，第I位置Dl上配置有顯不一維條形碼符號41的平面時，如圖6A所不，中貞圖像ql內(nèi)得到符號41的像Q1。此時，如果從瞄準器214射出激光束，此激光束到達符號41的面上形成亮點。圖6A的例子中，在符號41的像Ql的右端附近形成有亮點El。條形碼符號41不做特別限定，例如印刷在白紙上的符號。而且讀取ー維條形碼之外的ニ維碼等吋，也進行使用同樣的焦點調(diào)整方法的處理。另外，圖5中，離成像模塊21的距離比第I位置Dl更遠的第2位置D2上配置有顯示符號41的平面的情況下，如圖6B所示，得到的幀圖像q2中符號41的像Q2所占的面積與幀圖像ql中符號41的像Ql所占的面積相比相對地變小。而且此時，如果激光束從瞄準器214射出并照射符號41的右端附近，則在幀圖像q2中形成的亮點E2的位置相比于幀圖像ql中形成的亮點El的位置，更加接近幀圖像q2的中心的位置。即幀圖像中，通過光學系統(tǒng)212A及攝像元件211得到的同一被攝體(碼符號)的攝像面積，與離成像模塊21的距離的平方大致成反比地減小。而且，在幀圖像中，從其中心到由激光束形成的亮點位置的距離與從成像模塊21到符號41的距離大致成反比地減小，并逐漸接近幀圖像的中心。因此，通過幀圖像內(nèi)的亮點位置(坐標)，能夠求得成像模塊21到符號41的距離，即成像模塊21應設(shè)定的液體透鏡212的焦距。作為焦距的計算方法，可以如圖7所示，在對焦表152中預先存儲亮點坐標和焦距來求得焦距，也可以每次執(zhí)行基于算式的運算程序來算出。激光對焦法中，基于上述原理，點亮瞄準器214得到幀圖像，確定幀圖像中的亮點坐標，再基于該亮點坐標算出焦距。此時，從成像模塊21到亮點的距離和液體透鏡212的焦距不相符時，亮點的像會不清晰。即使在這種情況下，也通過求得由檢測到的亮點所形成的亮部的重心位置，求得亮點的坐標。因此，如果從瞄準器214射出而形成在被攝體上的亮點包含在幀圖像中，則通過一次攝像就能在短時間內(nèi)求得焦距。
求得焦距后，參照對焦表152，如圖7所示，求得與焦距對應的施加電壓。求得的焦距與對焦表152所存儲的焦距數(shù)據(jù)不一致時，例如通過線性插補求得施加電壓。之后通過對焦機構(gòu)213對液體透鏡212施加該施加電壓，來使液體透鏡212的焦距與得到的焦距相符。以下，對對比度對焦法進行說明。圖8是表示液體透鏡的焦距分別與到第I位置的距離及到第2位置的距離相等吋，對位于第2位置的符號進行攝像的幀圖像的圖。ー維條型碼符號41位于圖5中的位置D2的情況下，液體透鏡212的焦點與位置D2重合時得到的攝像數(shù)據(jù)最清晰，若焦點前后偏離位置D2，則得到的攝像數(shù)據(jù)就變得不清晰。例如圖8A所示，液體透鏡212的焦點在位置Dl上時，此時的焦距比到配置有符號41的位置D2的距離短，因此得到的幀圖像q3中的條形碼圖像Q3整體上變得不清晰。其結(jié)果，包含條形碼圖像Q3的規(guī)定區(qū)域F3中，作為條形碼符號的亮部的空白部分和作為暗部的豎條部分之間的對比度變小。另ー方面，如圖8B所示，液體透鏡212的焦點與位置D2重合時，得到的幀圖像q4中的條形碼圖像Q4的輪廓變得清晰且亮部和暗部分離，包含條形碼圖像Q4的規(guī)定區(qū)域F4的對比度變大。 對比度對焦法中，利用上述特征，使液體透鏡212上施加的電壓變化并得到幀圖像數(shù)據(jù)，按每個幀圖像算出對比度值并找出使對比度值最大的施加電壓值(對應施加電壓)，由此來確定對應于符號的焦距。因此，不利用對焦表152中存儲的施加電壓和焦距之間的關(guān)系，也能求得對焦到符號的施加電壓。對算出的對比度值不做特別限定，例如利用MRD值(Minimum ReflectanceDifference)。此MRD值通過作為亮部的空白部分的最小反射率和作為暗部的豎條部分的最小反射率之間的差來求得。對比度值的計算是從幀圖像數(shù)據(jù)抽取圖8A、圖SB的區(qū)域F3、F4的數(shù)據(jù)進行。為了減小條形碼圖像Q3、Q4以外的區(qū)域所占的比例，此區(qū)域F3、F4例如設(shè)定在幀圖像q3、q4的中心附近。此區(qū)域F3、F4的設(shè)定不一定必須包含整個條形碼圖像Q3、Q4。圖8C表示成像模塊21中通過對焦機構(gòu)213依次改變液體透鏡212的施加電壓(焦距)時對比度值的變化模式的例子。通過以規(guī)定間隔改變施加電壓，在預先設(shè)定的變化范圍內(nèi)使焦點前后偏離并得到幀圖像，依次求得各幀圖像中設(shè)定的區(qū)域的對比度值。那么，在得到的各幀圖像中設(shè)定的區(qū)域內(nèi)存在條形碼像的情況下，求得的對比度值在中途出現(xiàn)最大值(極大值)。期待與出現(xiàn)此最大值時的施加電壓對應的液體透鏡212的焦距與從液體透鏡212到放置條形碼符號的位置的距離最接近。因此，向液體透鏡212施加對比度值出現(xiàn)最大值的施加電壓，利用重新進行攝像而得到的幀圖像數(shù)據(jù)進行條形碼符號的解讀處理。以下，對本實施方式中焦距的修正動作進行說明。圖9是表示本實施方式中符號讀取處理的利用CPUll的控制順序的流程圖。由CPUll執(zhí)行的符號讀取控制處理包含通常進行的符號的讀取時，僅通過利用對焦表152的激光對焦法進行對焦調(diào)整時沒有對焦到符號的情況下修正對焦表152的處理。例如，用戶操作觸發(fā)鍵而開始符號讀取控制處理，則CPUll首先進行初始設(shè)定(步驟S11)。此初始設(shè)定具體為，對激光驅(qū)動電源23、成像模塊21 (對焦機構(gòu)213)的電壓供給的設(shè)定、開始、使液體透鏡212的焦距符合初始值的設(shè)定等。然后，CPUll開始利用激光對焦法的對焦調(diào)整。具體為，CPUll首先給驅(qū)動電源23發(fā)送指令，點亮瞄準器214 (步驟S12)。CPUll向成像控制器19發(fā)送指令，使攝像元件211進行攝像動作(捕獲)，得到包含由瞄準器214生成的亮點的范圍的圖像數(shù)據(jù)。之后，CPUll使成像控制器19將該得到的圖像數(shù)據(jù)DMA傳輸?shù)絉AM13 (步驟S13)。CPU11，基于傳輸?shù)絉AM13而得到的圖像數(shù)據(jù)確定亮點坐標，利用所確定的亮點坐標算出到符號的焦距(步驟S14)。作為此焦距計算方法，可以預先在存儲部15中存儲換算表作為參照，也可利用在程序151內(nèi)或程序151執(zhí)行時讀取的設(shè)定文件所包含的算式來計算。CPUll參照對焦表152，得到對應于算出的焦距的施加電壓值，向成像控制器19發(fā)送指令，使其發(fā)送使對焦機構(gòu)213施加該施加電壓的控制信號(步驟S15)。由此，液體透鏡212的焦距與上述算出的焦距一致。
接著，CPUll向激光驅(qū)動電源23發(fā)送信號而熄滅瞄準器214(步驟S16)，此外，向成像控制器19發(fā)送指令并使燈215點亮(步驟S17)。之后CPUll向成像控制器19發(fā)送指令使攝像元件211對符號進行攝像，且使攝像得到的幀圖像數(shù)據(jù)DMA傳輸?shù)絉AM13 (步驟S18)。如果幀圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)絉AM13，則CPUll向成像控制器19發(fā)送指令而熄滅燈215 (步驟 S19)。之后，CPUll檢測出存儲于RAM13的幀圖像數(shù)據(jù)所包含的符號圖像的范圍，并將其設(shè)定為條形碼區(qū)域，從此條形碼區(qū)域的數(shù)據(jù)中解讀符號(步驟S20)。CPUll判斷符號解讀是否成功(步驟S21)。判斷為解讀成功時CPUll的處理轉(zhuǎn)到步驟S51。判斷為解讀未成功時CPUll的處理轉(zhuǎn)到步驟S31，開始利用對比度對焦法的焦點調(diào)整。如果CPUll的處理轉(zhuǎn)到步驟S31，則CPUll向成像控制器19發(fā)送指令使燈215點亮。繼而，CPUll設(shè)定利用對比度對焦法時的施加電壓的變更范圍、變更間隔及初始值，之后向成像控制器19發(fā)送指令，使液體透鏡212焦距變更為設(shè)定值(步驟S32)。具體為CPUll對應于在步驟S14的處理中算出的焦距，將從對焦表152中抽出的施加電壓設(shè)為中間值，將該中間值的上下規(guī)定范圍內(nèi)作為施加電壓的變更范圍。CPUll例如將此變更范圍的上限值或下限值設(shè)定為初始設(shè)定值，讓成像控制器19使對焦機構(gòu)213動作來變更液體透鏡212的焦距。CPUll向成像控制器19發(fā)送指令，使攝像元件211以該焦距進行攝像。之后，CPUll使成像控制器19將攝像得到的圖像之中規(guī)定范圍的數(shù)據(jù)DMA傳輸?shù)絉AM13 (步驟S33)。此規(guī)定范圍例如為攝像得到的幀圖像的中央部分。而且，讀取條形碼時和讀取ニ維碼時，可使形狀變更為長方形或正方形。CPUll基于傳輸并存儲至RAM13的圖像數(shù)據(jù)部分，計算對比度值(步驟S34)。之后CPUll判斷求得的對比度值在施加電壓的變更范圍內(nèi)是否出現(xiàn)有極大值(峰值)(步驟S35)。判斷為檢測出極大值時，CPUll的處理轉(zhuǎn)到步驟S36。判斷為未檢測出極大值時，CPUll的處理返回到步驟S32，CPUll設(shè)定施加電壓的規(guī)定范圍內(nèi)相鄰的下一個施加電壓，重復步驟S32 S35的處理。為了排除檢測出的極大值不是最大值的情況，可對于該極大值設(shè)置最低基準值，或檢測出峰值后，再繼續(xù)規(guī)定的步驟數(shù)的對比度值的計算。
如轉(zhuǎn)到步驟S36，CPUll向成像控制器19發(fā)送指令，基于檢測出對比度值的極大值(最大值)的施加電壓來改變液體透鏡212的焦距。之后，CPUll使成像控制器19向攝像元件211發(fā)送控制信號使其以此焦距進行攝像，并使整個幀圖像的數(shù)據(jù)DMA傳輸?shù)絉AM13 (步驟S37)。之后，CPUll向成像控制器19發(fā)送指令而熄滅燈215 (步驟S38)。CPUll利用傳輸?shù)絉AM13的幀圖像數(shù)據(jù)進行符號解讀(步驟S39)。之后，CPUll判斷符號解讀是否成功(步驟S40)。判斷為解讀成功吋，CPUll基于此時的施加電壓值和激光對焦法求得的焦距，改寫對焦表152 (步驟S41)。之后CPUll的處理轉(zhuǎn)到(步驟S51)。判斷為符號解讀失敗吋，CPUll的處理回到步驟S12，CPUll重新以激光對焦法進行對焦調(diào)整。如果符號解讀成功后轉(zhuǎn)到步驟S51，則CPUll將使解碼的結(jié)果顯示到顯示部14的控制信號發(fā)送到顯示部14。CPUll還向聲音輸出部18發(fā)送控制信號使得通過揚聲器18A響起蜂鳴聲(步驟S52)。之后，符號讀取控制處理結(jié)束。 下面對步驟S41的處理中對焦表152的改寫進行說明。對于液體透鏡212而言，如果液體性質(zhì)逐漸變化，其焦距和施加電壓的關(guān)系會產(chǎn)生偏離。所以，表示這些關(guān)系的對焦表有必要相應地進行修正。如上所述，通過根據(jù)激光對焦法的對焦調(diào)整來設(shè)定的施加電壓而無法設(shè)定正確的焦距時，根據(jù)對比度對焦法求出與該焦距對應的施加電壓。本實施方式的對焦表152的修正中，以相對應的方式追加記錄該求得的施加電壓及焦距。本實施方式的對焦表152如圖7所示具備追加記錄用存儲區(qū)域，每次進行追加記錄時對焦表152中設(shè)定的數(shù)據(jù)都會増加。在此，焦距和施加電壓之間的關(guān)系，隨著時間緩慢進展。因此，在利用激光對焦法焦點對不到作為讀取對象的符號上時，通過一個ー個追加修正施加電壓數(shù)據(jù)，焦距和施加電壓間的對應關(guān)系逐漸變化。圖7所示的例子中，與焦距、施加電壓一起表示了與其對應的亮點坐標。因此，追加新的焦距數(shù)據(jù)時，基于預先設(shè)定的算式還算出并追加該亮點坐標?；蛘?，也可以在對焦表152中不記載與焦距對應的亮點坐標，而另備ー個表，簡化修正處理。變形例I圖10是說明變形例I的對焦表的修正的圖。在變形例I的對焦表152a的修正中，固定存儲到表的行數(shù)，每次追加新的修正數(shù)據(jù)時刪除舊的行數(shù)據(jù)。例如，通過刪除對焦數(shù)據(jù)152上存儲得最久的數(shù)據(jù)，來得到總是利用最新數(shù)據(jù)的對焦表。此外，通過如此替換表的內(nèi)容，無需預先確保存儲部15中的用于對焦表152a的修正追加的容量。變形例2圖11是說明變形例2的對焦表的修正的圖。在變形例2的對焦表152b中，如圖IlA所示，作為修正數(shù)據(jù)得到焦距Dk、Dk+1之間的焦距Dn+1上的施加電壓Vn+1時，被替換消除的舊數(shù)據(jù)可以定為離關(guān)于該修正數(shù)據(jù)的焦距最近的行數(shù)據(jù)。圖IlB中，離焦距Dn+1最近的焦距Dk的數(shù)據(jù)被消除，新的焦距Dn+1上的數(shù)據(jù)被追加。利用這種替換方法，能夠避免因很多數(shù)據(jù)被替換結(jié)果表內(nèi)的焦距偏向特定的部分的情況的同時更新對焦表。變形例3
圖12A是說明變形例3的對焦表的修正的圖。在變形例3的對焦表152c中，如圖IlA所示，作為修正數(shù)據(jù)得到焦距Dk、Dk+1之間的焦距Dn+1上的施加電壓Vn+1時，不是追加此焦距Dn+1的數(shù)據(jù)自身，而是通過例如相鄰焦距
Dk+2上的施加電壓Vk+ Vk+2的及施加電壓Vn+1之間線性插補而得到相鄰的焦距Dk、Dk+1上的施加電壓。之后，如圖12A所示，將這些求得的施加電壓VMk。VMk+i與原來的施加電壓Vk、Vk+1替換后存儲到對焦表152c中。變形例4圖12B是說明變形例4的對焦表的修正的圖。在變形例4的對焦表152d中，如圖IlA所示，作為修正數(shù)據(jù)得到焦距Dk、Dk+1之間的焦距Dn+1上的施加電壓Vn+1時，從焦距Dk、Dk+1上的施加電壓由線性插補求得的焦距Dn+1上的施加電壓和作為修正數(shù)據(jù)而得到的焦距Dn+1上的施加電壓Vn+1之間的差作為電壓差Λ V。之后，如圖12Β所示，通過對于存儲在對焦表152d上的所有的施加電壓數(shù)據(jù)，通過加上電壓差AV與各規(guī)定系數(shù)ai 乘而得到的值，來修正對焦表152d。系數(shù)Ci1 Cin例如是基于從焦距Dn+1到各焦距D1 Dn的距離來設(shè)定的值?；蛘撸诮咕郉k和施加電壓Vk之間的關(guān)系能夠以算式(包含近似式)來表示的情況下，基于該算式設(shè)定系數(shù)αη。根據(jù)這些對焦表152c、152d的修正方法，需要修正寫入的只有施加電壓的數(shù)據(jù)，因此，能夠適當?shù)乇３謱贡?52c、152d的焦距的間隔，并能夠根據(jù)需要進行更新。
如上所述，本發(fā)明的實施方式及變形例中的碼讀取裝置I具備液體透鏡212和通過對液體透鏡212施加電壓來變更焦點的對焦機構(gòu)213，采用如下激光對焦法基于瞄準器214射出的激光束在包含符號的面內(nèi)形成的亮點的坐標，算出到符號的焦距，使該求得的焦距和通過對焦機構(gòu)213施加在液體透鏡212上的施加電壓之間的對應關(guān)系存儲到對焦表152上，參照此對焦表152對液體透鏡212施加適合的電壓，從而進行對焦調(diào)整，并且采用使液體透鏡212的焦距在預先設(shè)定的范圍內(nèi)變化并算出各焦距上得到的圖像數(shù)據(jù)的對比度值，通過找出對比度值出現(xiàn)峰值時的施加電壓來進行對焦調(diào)整的對比度對焦法，以使通過激光對焦法求得的焦距和通過對比度對焦法求得的施加電壓之間對應的方式修正對焦表152的存儲內(nèi)容，所以即使液體透鏡212的性質(zhì)隨時間慢慢變化，也能夠不降低對焦表152的精度而利用，因此能夠長期進行利用激光對焦法的高速對焦調(diào)整。而且，利用激光對焦法進行對焦調(diào)整時，構(gòu)成液體透鏡212的液體性質(zhì)變化而導致對焦表152的數(shù)據(jù)不正確，無法將焦點正確地對準到符號時，利用對比度對焦法，以由激光對焦法求得的焦距和由對比度對焦法求得的施加電壓相對應的方式來修正對焦表152的存儲內(nèi)容，所以以必要的最低限度的頻率來自動地進行利用對比度對焦法的對焦表152的更新，因此能夠長期進行利用激光對焦法的高速對焦調(diào)整。而且，利用對比度對焦法求得對應于焦距的新的施加電壓的情況下，通過將該焦距和施加電壓追加記載到對焦表152中，能夠逐漸更新對焦表的數(shù)據(jù)。而且，利用對比度對焦法求得對應于焦距的新的施加電壓的情況下，通過將該焦距和施加電壓數(shù)據(jù)，與此時存儲在對焦表152上的最舊的數(shù)據(jù)相替換，從而能夠隨時間經(jīng)過，根據(jù)新的對應數(shù)據(jù)以高精度求得施加電壓。或者，用新求得的焦距以及施加電壓的數(shù)據(jù)替換此時對焦表152上存儲的焦距中離最新求得的焦距最近的數(shù)據(jù)，從而能夠在不增加對焦表152上存儲的數(shù)據(jù)個數(shù)，數(shù)據(jù)內(nèi)的各焦距不產(chǎn)生偏離的情況下求得施加電壓。
而且，利用對比度對焦法求得對應于焦距的新的施加電壓的情況下，基于該焦距及施加電壓數(shù)據(jù)，能夠?qū)贡?52上設(shè)置存儲的各焦距中，與此求出的焦距相鄰的施加電壓數(shù)據(jù)通過線性插補等更新成新值，所以能夠在不改變對焦表152的大小及焦距的排列的情況下，容易且均衡地更新對焦表152?；蛘?，基于該新求得的施加電壓相對于原來施加電壓的變化量，將設(shè)定存儲于對焦表152中的全部施加電壓值用規(guī)定系數(shù)進行修正，從而可以通過一次修正就很容易地更新對焦表152的全部數(shù)據(jù)。而且，用對比度對焦法進行對焦調(diào)整時，僅在距與由激光對焦法算出的焦距對應的之前的施加電壓規(guī)定范圍內(nèi)，改變施加電壓來算出對比度，所以能夠期待早一點檢測到對比度值的峰值，因此，可以縮短依賴施加電壓的變化步驟數(shù)而需要較長時間的對比度對焦法的時間，即使進行對焦表152的修正時，也能夠?qū)⒎柦庾x速度的降低抑制到最小。而且，在激光對焦法中，僅利用由瞄準器214能夠形成亮點的范圍的數(shù)據(jù)找出亮點來求得該亮點的坐標，并在對比度對焦法中，只利用濃淡清晰的符號部分或符號的一部分來算出對比度值，從而可減少運算量，縮短對焦調(diào)整所需的時間。而且，利用對比度對焦法進行對焦調(diào)整時，點亮燈215并照亮符號部分，所以使符號的明暗更清晰，能更確切的檢測出對比度值的峰值。本發(fā)明的碼讀取裝置及程序，不限于與上述實施方式及變形例所示的具體構(gòu)成和步驟相關(guān)的記載，可以進行多種變更。例如，也可以在上述實施方式中，基于DAM傳輸?shù)絉AM13上的攝像數(shù)據(jù)，CPUll進行瞄準器214的亮點檢測，基于亮點坐標的焦點位置的確定，對比度值的計算，以及條形碼符號的解讀處理，但是成像控制器19將這些處理功能裝到ASIC基板上使之能夠進行硬件運算。反之，也可以構(gòu)成為不用成像控制器19而全部由CPUll直接控制的方式。而且，上述實施方式中，在利用對比度對焦處理的符號解讀失敗的情況下，設(shè)置為回到激光對焦處理，但也可以通過再次設(shè)定對比度對焦處理中的焦距(施加電壓)的設(shè)定范圍而再次進行對比度對焦處理。而且，上述實施方式中，通常讀取碼符號時，基于能否通過激光對焦處理進行符號讀取來進行追加與對焦表152的改寫相關(guān)的處理，但也可以分別進行通常符號讀取處理和對焦表的改寫處理。此時，對比度對焦處理時的被攝體不限于一維條形碼或二維碼。而且，在上述實施方式中，公開了利用作為本發(fā)明所涉及的程序的計算機可讀取介質(zhì)的存儲部15 (例如閃存、EEPR0M、硬盤、ROM)的例，但是不限于此例。作為其它計算機可讀取的介質(zhì)，也可以應用CD-ROM等可移動式存儲介質(zhì)。還有，作為通過通信線路提供本發(fā)明所涉及的程序的介質(zhì)，載波(carrier wave)也適用于本發(fā)明。其它，上述實施方式中表示的數(shù)值、控制順序等具體細節(jié)可以在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)適當變更。本發(fā)明中說明了幾個實施方式，但本發(fā)明的范圍不僅限于上述實施方式，包含在權(quán)利要求的范圍內(nèi)記載的發(fā)明范圍及其等同范圍。權(quán)利要求
1.一種碼讀取裝置，其特征在于，具備 液體透鏡； 對上述液體透鏡施加電壓并調(diào)節(jié)該液體透鏡的焦距的對焦驅(qū)動單元； 存儲表示上述液體透鏡的焦距和向該液體透鏡施加的施加電壓之間的對應關(guān)系的施加電壓表的存儲單元； 用于獲取上述液體透鏡所朝向的攝像方向的圖像數(shù)據(jù)的攝像單元； 向上述攝像方向射出激光束的發(fā)光單元； 在使上述激光束射出的狀態(tài)下，使上述攝像單元獲取被攝體的圖像數(shù)據(jù)，基于該圖像數(shù)據(jù)中由上述激光束產(chǎn)生的亮點的位置求出到上述被攝體的焦距，從而進行對焦調(diào)整的激光對焦單元； 在預先設(shè)定的變更范圍內(nèi)使上述液體透鏡的焦距變化，同時使上述攝像單元分別獲取被攝體的圖像數(shù)據(jù)，進行基于獲取的該圖像數(shù)據(jù)中所包含的上述被攝體的對比度的大小對焦到上述被攝體的對焦調(diào)整的對比度對焦單元；以及 基于通過上述激光對焦單元求得的到上述被攝體的焦距和通過上述對比度對焦單元對焦到上述被攝體時的對應施加電壓，修正上述施加電壓表的內(nèi)容的修正單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碼讀取裝置，其特征在于， 上述修正單元在基于利用上述激光對焦單元的對焦調(diào)整所獲取的上述圖像數(shù)據(jù)中包含的符號的讀取失敗的情況下，進行利用上述對比度對焦單元的對焦調(diào)整，基于通過上述激光對焦單元求得的焦距和通過上述對比度對焦單元對焦到上述符號時的上述對應施加電壓，修正上述施加電壓表的內(nèi)容。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碼讀取裝置，其特征在于， 上述修正單元使通過上述激光對焦單元求得的焦距和上述對應施加電壓相對應并追加到上述施加電壓表。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碼讀取裝置，其特征在于， 上述修正單元將上述施加電壓表所記錄的數(shù)據(jù)中的、以規(guī)定條件選定的數(shù)據(jù)替換為通過上述激光對焦單元求得的焦距和上述對應施加電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碼讀取裝置，其特征在于， 上述修正單元基于通過上述激光對焦單元求得的焦距和上述對應施加電壓，修改記錄于上述施加電壓表的上述施加電壓的值。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碼讀取裝置，其特征在于， 作為上述預先設(shè)定的變更范圍，上述對比度對焦單元設(shè)定與通過上述激光對焦單元求得的焦距對應并基于上述施加電壓表求得的施加電壓為中心的范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碼讀取裝置，其特征在于， 上述激光對焦單元及上述對比度對焦單元，分別基于在通過上述攝像單元能夠獲取的攝像范圍中的規(guī)定的一部分范圍內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)進行對焦調(diào)整。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碼讀取裝置，其特征在于， 上述碼讀取裝置具備照明上述攝像方向的照明單元，上述對比度對焦單元在對焦調(diào)整時使該照明單元點亮。
9.一種計算機程序產(chǎn)品，其能夠被用于碼讀取裝置的計算機讀取、且對使計算機處理執(zhí)行的命令進行編碼，該碼讀取裝置具備液體透鏡、對上述液體透鏡施加電壓并調(diào)節(jié)向該液體透鏡施加的焦距的對焦驅(qū)動單元、用于獲取上述液體透鏡所朝向的攝像方向的圖像數(shù)據(jù)的攝像單元、以及向上述攝像方向射出激光束的發(fā)光單元， 上述計算機處理包括 存儲表示上述液體透鏡的焦距和該液體透鏡的施加電壓之間的對應關(guān)系的施加電壓表的存儲步驟； 在使上述激光束射出的狀態(tài)下，使上述攝像單元獲取被攝體的圖像數(shù)據(jù)，基于該圖像數(shù)據(jù)中由上述激光束產(chǎn)生的亮點的位置求出到上述被攝體的焦距，從而進行對焦調(diào)整的激光對焦步驟； 在預先設(shè)定的變更范圍內(nèi)使上述液體透鏡的焦距變化，同時使上述攝像單元分別獲取被攝體的圖像數(shù)據(jù)，進行基于獲取的該圖像數(shù)據(jù)中所包含的上述被攝體的對比度的大小對 焦到上述被攝體的對焦調(diào)整的對比度對焦步驟；以及 基于通過上述激光對焦步驟求得的到上述被攝體的焦距和通過上述對比度對焦步驟對焦到上述被攝體時的對應施加電壓，修正上述施加電壓表的內(nèi)容的修正步驟。
全文摘要
本發(fā)明的碼讀取裝置具備液體透鏡；對液體透鏡施加電壓并調(diào)節(jié)液體透鏡焦距的對焦驅(qū)動單元；存儲液體透鏡焦距和施加電壓之間的關(guān)系的施加電壓表的存儲單元；用于獲取圖像數(shù)據(jù)的攝像單元；向攝像方向射出激光束的發(fā)光單元；在激光束射出的狀態(tài)下使攝像單元獲取被攝體的圖像數(shù)據(jù)，基于圖像數(shù)據(jù)中由激光束產(chǎn)生的亮點位置求出到被攝體的焦距從而進行對焦調(diào)整的激光對焦單元；在預先設(shè)定的變更范圍內(nèi)使液體透鏡焦距變化，同時分別獲取被攝體的圖像數(shù)據(jù)，進行基于圖像數(shù)據(jù)中的對比度大小來對焦到被攝體的對焦調(diào)整的對比度對焦單元；基于由激光對焦單元求得的到被攝體的焦距和由對比度對焦單元對焦到被攝體時的對應施加電壓，修正施加電壓表的修正單元。
文檔編號G03B13/36GK102737211SQ201210090508
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者小川泰明 申請人:卡西歐計算機株式會社