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JP4172142B2 - 光学的情報読取り装置 - Google Patents

光学的情報読取り装置 Download PDF

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JP4172142B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は携帯電話機の表示部に表示された情報を光学的に読み取る光学的情報読取り装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、コード化された情報(情報コード)をコンピュータなどの情報処理装置に入力する方法としては、紙などに印刷された情報コードを当該情報処理装置に接続された情報コード読取装置に読み取らせることが一般的である(例えば、特開平8−180125号公報)。
【0003】
ところで、近年、携帯電話機やインターネットのめざましい普及により、携帯電話機や携帯情報端末(PDA)で遠隔地のサーバから様々な情報を入手することが可能になっており、更に、偽造防止を目的として各種情報(例えばクーポン券)がコード化された情報コードの画像を受信して、液晶表示画面に情報コード画像を表示することも可能になりつつある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、携帯電話機の表示画面に採用されている液晶表示器は、紙などの印刷物に比べて明暗のコントラストが格段に低く、かつ画面自体が全体的に暗くなっている。そのため、従来の情報コード読取装置で液晶表示画面を撮影した場合、情報コード読取装置が備えている明るさの補正が可能な範囲を越え、画面全体を「暗」として誤認識してしまい、情報コード画像を正確に読み取ることができないという問題がある。
【0005】
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、通信端末の表示部に表示された情報を正確に読み取ることが可能な光学的情報読取り装置を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項1記載の発明は、バックライト手段付き表示部を有する通信端末の、前記表示部に表示された情報を光学的に読み取る光学的情報読取り装置であって、ハウジングと、このハウジングに設けられ、前記通信端末が挿入される開口部と、この開口部に挿入された前記通信端末の表示部に表示された情報を、前記バックライトによる照明光を利用して撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮像された画像に基づいて、前記開口部に挿入された前記通信端末の表示部に表示された情報を読み取る読取り手段と、を備えることを特徴とする光学的情報読取り装置装置を採用するものである。
【0007】
上記構成により、請求項1記載の発明においては、通信端末に備え付けられたバックライト手段を利用し、そのバックライト手段による照明光に基づいて表示部に表示された情報を撮像して読取りを行っているので、撮像画像として、明暗のコントラストの高い画像を得ることができ、それにより表示された情報を正確に読み取ることができるという優れた効果がある。
【0008】
請求項2記載の発明は、前記開口部に挿入された前記通信端末の表示部と前記撮像手段との間に設けられ、前記バックライト手段より照射されて前記撮像手段に受光されない照明光を、その表面にて前記表示部へと反射させ、前記表示部にて再反射させて前記撮像手段に受光させる光拡散手段が設けられていることを特徴とする請求項1記載の光学的情報読取り装置を採用するものである。
【0009】
上記構成により、請求項2記載の発明においては、光拡散手段によって、撮像手段に受光されない照明光を表示部と反射させ、前記表示部にて再反射させることにより、撮像手段に受光させることができるので、バックライト手段より照射された照明光を効率的に情報読取りに利用することができるという優れた効果がある。
【0010】
請求項3記載の発明は、前記光拡散手段の裏面側には、照射された光が前記光拡散手段を透過して前記通信端末の表示部に拡散照射される補助光源が設けられていることを特徴とする請求項2記載の光学的情報読取り装置を採用するものである。
【0011】
また、請求項4記載の発明は、前記読取り手段による読取りが失敗であった場合には、前記バックライト手段と共に前記補助光源を点灯させて、前記開口部に挿入された前記通信端末の表示部に表示された情報を読み取ることを特徴とする請求項3記載の光学的情報読取り装置を採用するものである。
【0012】
上記構成により、請求項3および請求項4記載の発明においては、補助光源によって、バックライト手段や光拡散反射手段による照明光量で不足の場合が生じても、的確に読取りに必要な光量を補うことができ、明暗のコントラストの高い画像を得て、通信端末に表示された情報を正確に読み取ることができるという優れた効果がある。
【0013】
請求項5記載の発明は、前記補助光源の点灯は、前記読取り手段の読取り失敗が所定回数継続した場合にのみ行われることを特徴とする請求項4記載の光学的情報読取り装置を採用するものである。
【0014】
上記構成により、請求項5記載の発明においては、補助光源の点灯は、読取り手段の読取り失敗が所定回数継続した場合にのみ行われるようにしているので、光量不足以外の理由によって一時的に読取りが失敗しても、すぐに補助光源を点灯させないようにしている。そのため、無駄な電力消費を抑えることができるという優れた効果がある。
【0015】
請求項6記載の発明は、前記撮像手段は、挿入された通信端末の表示部上方に配置されており、前記通信端末は前記表示部を上向きにして前記開口部に挿入されることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光学的情報読取り装置を採用するものである。
【0016】
上記構成により、請求項6記載の発明においては、通信端末は表示部を上向きにして開口部に挿入されるように構成されているので、利用者は表示部の内容を確認しながら通信端末を挿入することができ、使い勝手の良い光学的情報読取り装置を提供することができるという優れた効果がある。
【0017】
請求項7記載の発明は、前記撮像手段は、挿入された通信端末の表示部下方に配置されており、前記通信端末は前記表示部を下向きにして前記開口部に挿入されることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光学的情報読取り装置を採用するものである。
【0018】
上記構成により、請求項7記載の発明においては、通信端末は表示部を下向きにして開口部に挿入されるように構成されているので、通信端末の厚みの相違に関係なく、通信端末の表示部から撮像手段までの距離を一定にすることができ、安定した焦点で表示部に表示された情報を撮像することができるという優れた効果がある。
【0019】
請求項8記載の発明は、前記開口部より挿入された通信端末を保持する保持手段を有し、この保持手段は前記開口部が高くなるような傾斜を備えていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の光学的情報読取り装置を採用するものである。
【0020】
上記構成により、請求項8記載の発明においては、開口部が高くなるような傾斜を備える保持手段を有しているので、通信端末の姿勢を安定させることができると共に、通信端末の抜き差しを容易にすることができるので、使い勝手の良い光学的情報読取り装置を提供することができるという優れた効果がある。
【0021】
請求項9記載の発明は、前記撮像手段は、挿入された通信端末の表示部上方であり、かつ前記保持手段が有する傾斜角度に対して垂直方向に配置されていることを特徴とする請求項8記載の光学的情報読取り装置を採用するものである。
【0022】
そして、請求項10記載の発明は、前記撮像手段は、挿入された通信端末の表示部下方であり、かつ前記保持手段が有する傾斜角度に対して垂直方向に配置されていることを特徴とする請求項8記載の光学的情報読取り装置を採用するものである。
【0023】
上記構成により、請求項9および請求項10記載の発明においては、撮像手段は、挿入された通信端末の表示部上方もしくは表示部下方で、かつ保持手段が有する傾斜角度に対して垂直方向に配置されているので、表示部に表示された情報を撮像する際、画像に歪みを伴うことなく正確に撮像画像を得ることができ、情報を正確に読み取ることができるという優れた効果がある。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
【0025】
図1は本発明の一実施例を示す携帯電話機の構造図であり、図2は本発明の一実施例を情報コード読取り装置の断面図であり、図3は上記携帯電話機および上記情報コード読取り装置の使用状態を説明するための説明図である。
【0026】
図1において、携帯電話機1(通信端末に相当)は、電話番号や遠隔地サーバからダウンロードした情報などを表示する液晶表示部2(表示部に相当)、数字「0」〜「9」の数字キーを含むキー操作部4、アンテナ5等により構成されている。
【0027】
液晶表示部2はバックライト機能を備えるものであり、本実施例においては、キー操作部4によるキー操作が行われた際にはバックライトが自動的に点灯し、点灯後、所定時間キー操作が行われない際にはバックライトが自動的に消灯するように構成されている。そして、図1における携帯電話機1では、種々の情報がコード化されたマトリックス型2次元コード(QR(Quick Response)コード)が遠隔地サーバよりダウンロードされ、液晶表示部2に表示されている状態が図示されている。
【0028】
このように携帯電話機1の液晶表示部2に表示された2次元コード3を読み取らせるために、本実施例では、図2および図3に示すように、2次元コード3を液晶表示画面2に表示させた状態(この際、携帯電話機1のキー操作部4が操作されるので、バックライトは自動的に点灯)で、情報コード読取り装置30のハウジング6に設けられた開口部7に携帯電話機1を液晶表示部2が上向きになるように挿入する。すると、ハウジング6内部で携帯電話機1に表示された2次元コード3が読み取られる。
【0029】
図2おいて、情報コード読取り装置30は、遮光性材料からなるハウジング6と、読取り結果の表示やユーザへの指示表示などを行う表示部8と、携帯電話機1の液晶表示部2に向けて光を照射する、LEDからなる補助光源9と、光を拡散させる材料からなる光拡散部10と、筒上のケースに内蔵された結像レンズ11と、この結像レンズ11により結像された画像を受光する、受光素子が2次元に配列されたエリアセンサ12(撮像手段に相当)と、このエリアセンサ12からの信号に基づいて2次元コード3の内容を読み取る情報読取り部13(読取り手段に相当)とにより構成されている。
【0030】
ここで、ハウジング6は遮光性材料により形成されているため、携帯電話機1に表示された2次元コード3を読み取る際、周囲光のエリアセンサ12への進入を防止することができる。
【0031】
また、光拡散部10は光を拡散させる材料により形成されているため、補助光源9より照射された光を透過して拡散させる機能を有する。そのため、携帯電話機1の液晶表示部2に対して均一な光を照射させることができ、液晶表示部2表面での鏡面反射を防止することも可能である。
【0032】
さらに、液晶表示部2の断面構造である図6に図示されるように、携帯電話機1のバックライト部43より照射された光、特に液晶層41にて遮光される部位44(図1に示す2次元コード3における黒部分)以外の部分からの光は、液晶層41および透明板40を透過してエリアセンサ12に受光される光L100以外に、上記光拡散部10に至る光L101がある。この光拡散部10に至ったバックライト部43からの光101は、光拡散部10で反射して液晶表示部2に向かい、この液晶表示部2の透明板40および液晶層41を透過し、反射層にて再反射して、その一部はエリアセンサ12に受光される光L102となる。このように光拡散部10は、上述した再反射による液晶表示部2への照明を考慮して、結像レンズ11を内蔵する筒上ケースの周囲を覆うように、円錐状に配置されている。
【0033】
ハウジング6に設けられた開口部7は携帯電話機1が挿入できるような開口であり、更にその開口部7に連結して保持部24が所定の傾斜角度(開口部7を高く傾斜)で配置されている。こうすることにより、携帯電話機1の姿勢を安定させると共に、携帯電話機1の抜き差しを容易にすることができる。なお、この保持部24の内部底面をゴムなどの柔らかく滑り難い材質にすると、より上記の効果が顕著に現れることになる。
【0034】
また、保持部24の傾斜に伴い、携帯電話機1の液晶表示部2も傾斜することになるので、結像レンズ11およびエリアセンサ12と、補助光源9と、光拡散部10とは、保持部24と同様の傾斜角度にて配置させている。こうすることにより、結像レンズ11とエリアセンサ12は、携帯電話機1の液晶表示部2に対して垂直方向に配置させることができるので、エリアセンサ12で撮像した画像の歪み発生を防止することができる。
【0035】
次に情報読取り部13について詳述する。図4は上記一実施例における情報読取り部の構成を示すブロック図である。
【0036】
図4において、情報読取り部13は、2値化回路14、周波数成分比検出回路15、シリアル/パラレル変換回路16、アドレス発生回路17、アドレスラッチ回路18、メモリ回路19,20、フレーム検出回路21、タイミング発生回路22、およびCPU23を備えている。
【0037】
2値化回路14は、エリアセンサ12より出力される走査線信号を、閾値に基づいて2値化する。周波数成分比検出回路15は、2値化された走査線信号の内から所定の周波数成分比を検出する。シリアル/パラレル変換回路16は、2値化回路14からシリアル信号として出力される走査線信号をパラレル信号(例えば8ビット)に変換し、メモリ回路19,20に送信している。アドレス発生回路17は、タイミング発生回路22のクロック信号により、順次、メモリ回路19,20における書き込みアドレスを発生し、メモリ回路19,20およびアドレスラッチ回路18に送信している。アドレスラッチ回路18は周波数成分比検出回路15にて所定の周波数成分比が検出されたことを表す信号(ラッチ信号)を受けると、アドレス発生回路18からのアドレス信号をラッチして、そのアドレスデータをメモリ回路19,20に書き込む。
【0038】
フレーム検出回路21は、エリアセンサ12からのフレーム切換信号を受けて、偶数番目のフレームに該当する2値化された走査線信号は一方のメモリ回路19へ、奇数番目のフレームに該当する2値化された走査線信号は他方のメモリ回路20へ書き込まれるように、またアドレスラッチ回路18からのアドレスデータの書き込みも同様になされるように、メモリ回路19,20のゲートを制御する。タイミング発生回路22は、特に、周波数成分比検出回路15、シリアル/パラレル変換回路16およびアドレス発生回路17の間のタイミングをとるためのクロック信号を発生している。CPU23は、マイクロコンピュータとして構成されており、フレーム検出回路21の出力信号に応じて、メモリ回路19またはメモリ回路20に交互にアクセスして、後述するごとく、読み込まれた一画面分の画像データの2次元コード処理を実施している。
【0039】
次に、上記構成を有する情報コード読取り装置30の作動を、図5を用いて説明する。
【0040】
情報コード読取り装置30に情報を読み取らせたいユーザは、まずダウンロードした2次元コードを携帯電話機1の液晶表示部2に表示させる。この際、キー操作部4により自動的にバックライト部43が点灯する。そして、その状態で、液晶表示部2を上向きにして情報コード読取り装置30の開口部7に携帯電話機1を挿入する。
【0041】
すると、情報読取り部13のCPU23では、図示されないリミットスイッチからの検出結果に基づいて、携帯電話機1が開口部7の所定位置まで挿入されたか否かを判断する(ステップS100)。なお、この図示されないリミットスイッチは、携帯電話機1の液晶表示部2がエリアセンサ12の正面に至るまで携帯電話機1が挿入されないと検出信号が出力されないよう、保持部24の奥の方に配置されている。
【0042】
携帯電話機1の挿入が確認されると、ステップS110では、補助光源制御およびエラー回数カウントのためのパラメータnをイニシャライズし、ステップS120に進んで1回目の読取り処理を実行する。
【0043】
そして、ステップS130でパラメータnが所定回数N(例えば「N=3」)に到達していないか否かを判断する。パラメータnが所定回数Nに到達していない場合には、ステップS150に進んで、エリアセンサ6で取り込んだ情報コード(2次元コード3)の画像に対する読取り処理と当該情報コードの再生処理とを行う。
【0044】
続いて、読取り処理にエラーが発生したか否かをステップS160で判断し、エラーが発生していなければ、ステップS170へ進んで読取り成功を情報コード読取り装置30の表示部8に表示し、ステップS180に進んで、図示されないホストコンピュータに読み取った情報を出力する。そして、ステップS210に進んで補助光源を消灯し、ステップS220にて、情報コード読取り装置30の表示部8に携帯電話機1を開口部7より抜き取る旨を表示する。
【0045】
一方、ステップS160でエラーが発生したと判断された場合には、ステップS190に進んで、パラメータnが所定回数M(例えば「5)に到達していないか否かを判定する。パラメータnが所定回数Mに到達していない場合には、ステップS120に進んでパラメータnをインクリメントして、ステップS130に進む。
【0046】
ステップS130では、上述したようにパラメータnが所定回数Nに到達したか否かを判断するが、パラメータnが所定回数Nに到達している場合には、携帯電話機1のバックライト部44による照明光、および光拡散部10での反射によるバックライトの再照明光では読取りに必要な光量が不足していると判断され、ステップS140に進んで補助光源9を点灯させ、ステップS150へ進む。
【0047】
また、ステップS190においてパラメータnが所定回数Mに到達している場合には、ステップS200に進んで読取り失敗を情報コード読取り装置30の表示部8に表示し、ステップS210に進んで、上述した処理を行う。
【0048】
すなわち、上記一実施例で述べたように、本実施例では、携帯電話機1の液晶表示部に表示された2次元コード3の明暗のコントラストが格段に低いという点を解決すべく、携帯電話機に備え付けられたバックライト機能を利用し、そのバックライトによる照明光に基づいて上記液晶表示部2に表示された2次元コード3を撮像して読取り処理を行っているので、撮像画像として、明暗のコントラストの高い画像を得ることができ、それにより正確に表示された2次元コードを読み取ることができる。
【0049】
また、携帯電話機1のバックライトのみによる光照射を補うべく、液晶表示部2とエリアセンサ12との間に光拡散部10を設けることによって、バックライトより照射されて液晶層41を透過した光において、エリアセンサ12に直接到達しない光を光拡散部10にて反射させて液晶表示部2の反射層42にて再反射させることにより、エリアセンサ12に到達する光量を更に増加させ、より明暗のコントラストの高い画像を得ることができる。
【0050】
しかも、上記のように同じ光源より出射された光を利用することにより、同一波長の光であり、かつ結像レンズの屈折率といった光学特性も同一であるため、色収差などが発生せず、結像する画像に悪影響を及ぼさない。
【0051】
そして、さらに、携帯電話機1のバックライト部44による照明、および光拡散部10での反射によるバックライトの再照明でも光量が不足している(明暗のコントラストが低い)場合には、円錐形状の光拡散部10の外周側に設けられた補助光源9を点灯することにより、読取りに必要な光量を的確に得ることができる。
【0052】
なお、上記一実施例における携帯電話機1では、キー操作部4によるキー操作が行われた際にはバックライトが自動的に点灯し、点灯後、所定時間キー操作が行われない際にはバックライトが自動的に消灯するように構成されているが、これによれば、所定時間の設定によっては、情報コード読取り装置30に挿入し、情報の読取りが行われている時に自動的に消灯する場合も考えられる。
【0053】
そこで、携帯電話機1に、情報コード読取り装置30による読取りを行わせる場合には、ユーザ自身でバックライトを消灯しない限り点灯し続けるという機能を持たせてもよい。具体的には、キー操作部4によりダウンロードした2次元コードを表示させ、更にキー操作部4にて点灯持続という機能を選択して開口部7に挿入するというものである。このようにすれば、読み取り処理中は確実にバックライトより光が照射されることになる。
【0054】
次に、他の実施例について説明する。
【0055】
上記一実施例では、液晶表示部2を上向きにした状態で情報コード読取り装置30の開口部7に挿入したが、情報コード読取り装置30内部の構造を天地反転し、液晶表示部2を下向きにした状態で情報コード読取り装置30の開口部7に挿入し、バックライトからの光が下方に設けられたエリアセンサ12に結像するようにしてもよい。このようにすれば、携帯電話機1の厚みが機種によって異なっても液晶表示部2と結像レンズ11との距離が常に一定となるため、ベストフォーカス位置による読取りが可能となる。
【0056】
なお、この場合でも、保持部24は開口部7を高く傾斜させて配置することにより、携帯電話機1の姿勢を安定させると共に、携帯電話機1の抜き差しを容易にすることができる。
【0057】
また、上述した携帯電話機1におけるバックライトの点灯は、キー操作部4でのキー操作によって自動的に点灯するものであったが、手動でバックライトを点消灯させる携帯電話機や、時間帯によってバックライトの点消灯を制御する携帯電話機も実在する。そこで、これら携帯電話機に対処すべく、情報コード読取り装置30の開口部7近傍の保持部(液晶表示部2と対向する側)に受光素子を設け、開口部7に挿入されつつある携帯電話機のバックライトが点灯しているか否かを判断するようにしてもよい。具体的には、図5におけるステップS100の前段に、上記位置に配置された受光素子からの信号があるかどうかで開口部7に挿入されつつある携帯電話機のバックライトが点灯しているか否かを判断し、点灯している場合にはステップS100に進み、そうでない場合には、情報コード読取り装置30の表示部8に、バックライトを点灯させる旨の表示を行って、ユーザにバックライトを点灯させるよう促すようにしてもよい。
【0058】
また上記一実施例では、携帯電話機1に表示された情報は2次元コードであったが、これに限らず、バーコードやスタック型の2次元コード(例えばPDF417)であっても良く、更には文字や数字であってもよい。
【0059】
更に、通信端末として上記一実施例では携帯電話機1を挙げたが、これに限らず、携帯情報端末(PDA)やノートパソコンなどでも良い。
【0060】
また、上記一実施例では、読取りの失敗/成功を情報コード読取り装置30の表示部8に表示していたが、これに限らず、例えば光や音などで報知するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す携帯電話機の構造図である。
【図2】本発明の一実施例を情報コード読取り装置の断面図である。
【図3】上記一実施例における携帯電話機および情報コード読取り装置の使用状態を説明するための説明図である。
【図4】上記一実施例における情報読取り部の詳細な構造を示すブロック図である。
【図5】上記一実施例における情報コード読取り装置の作動を示すフローチャートである。
【図6】上記一実施例における携帯電話機の液晶表示部の断面わ示す断面図である。
【符号の説明】
1 携帯電話機
2 液晶表示部
6 ハウジング
7 開口部
11 撮像手段
13 情報読取り部
30 情報コード読取り装置

Claims (10)

  1. バックライト手段付き表示部を有する通信端末の、前記表示部に表示された情報を光学的に読み取る光学的情報読取り装置であって、
    ハウジングと、
    このハウジングに設けられ、前記通信端末が挿入される開口部と、
    この開口部に挿入された前記通信端末の表示部に表示された情報を、前記バックライト手段による照明光を利用して撮像する撮像手段と、
    この撮像手段により撮像された画像に基づいて、前記開口部に挿入された前記通信端末の表示部に表示された情報を読み取る読取り手段と、
    を備えることを特徴とする光学的情報読取り装置。
  2. 前記開口部に挿入された前記通信端末の表示部と前記撮像手段との間に設けられ、前記バックライト手段より照射されて前記撮像手段に受光されない照明光を、その表面にて前記表示部へと反射させ、前記表示部にて再反射させて前記撮像手段に受光させる光拡散手段が設けられていることを特徴とする請求項1記載の光学的情報読取り装置。
  3. 前記光拡散手段の裏面側には、照射された光が前記光拡散手段を透過して前記通信端末の表示部に拡散照射される補助光源が設けられていることを特徴とする請求項2記載の光学的情報読取り装置。
  4. 前記読取り手段による読取りが失敗であった場合には、前記バックライト手段と共に前記補助光源を点灯させて、前記開口部に挿入された前記通信端末の表示部に表示された情報を読み取ることを特徴とする請求項3記載の光学的情報読取り装置。
  5. 前記補助光源の点灯は、前記読取り手段の読取り失敗が所定回数継続した場合にのみ行われることを特徴とする請求項4記載の光学的情報読取り装置。
  6. 前記撮像手段は、挿入された通信端末の表示部上方に配置されており、前記通信端末は前記表示部を上向きにして前記開口部に挿入されることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光学的情報読取り装置。
  7. 前記撮像手段は、挿入された通信端末の表示部下方に配置されており、前記通信端末は前記表示部を下向きにして前記開口部に挿入されることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光学的情報読取り装置。
  8. 前記開口部より挿入された通信端末を保持する保持手段を有し、この保持手段は前記開口部が高くなるような傾斜を備えていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の光学的情報読取り装置。
  9. 前記撮像手段は、挿入された通信端末の表示部上方であり、かつ前記保持手段が有する傾斜角度に対して垂直方向に配置されていることを特徴とする請求項8記載の光学的情報読取り装置。
  10. 前記撮像手段は、挿入された通信端末の表示部下方であり、かつ前記保持手段が有する傾斜角度に対して垂直方向に配置されていることを特徴とする請求項8記載の光学的情報読取り装置。
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