JP2004127215A

JP2004127215A - Code reader

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Publication number: JP2004127215A
Application number: JP2002323165A
Authority: JP
Inventors: Toru Okada; 岡田　徹
Original assignee: Aisin Engineering Co Ltd
Current assignee: Aisin Engineering Co Ltd
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately read codes by making illumination light reliably reach a surface to be read regardless of the kind of a proper code. <P>SOLUTION: Within a housing 11 having a reading part 11c for reading a proper code 6 arranged on an object 5, a CCD camera 15 is arranged for imaging the proper code 6, and a surface 3 to be read is irradiated with a light source 18 inside the housing. The housing 11 is provided with a light incident port 9a for limiting the quantity of light incident to the CCD camera 15, and the code is read by using the illumination light which irradiates the surface 3 to be read and is then reflected on the proper code 6. In addition to the light source 18 for irradiating the surface 3 to be read in a short distance 1 with first illumination light, another light source 19 for irradiating the surface 3 to be read in a long distance L2 with second illumination light is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、物体に設けられた固有コード（例えば、バーコードに代表される一次元コード、マトリックス状の二次元コード、異次元コードが組み合わせられた多次元コード等）に示される固有情報を読み取るコード読取装置に関するものであり、特に、コード読取装置の内部構造に係る。
【従来の技術】
従来、特定の物体（例えば、これを製品とする）の管理を行う際、個々の製品を識別するために、紙上に印刷された固有コード（例えば、製品における固有の情報を示す一次元、二次元、多次元と言ったコード）が個々の製品に対して貼り付けられ、設けられている。従来では、この様な製品に設けられた固有コード（単に、コードと称す）を、固定もしくはハンドヘルドのコード読取装置（コードリーダ）によって、固有コードに示される情報をデコードして読み取り、製品全体の在庫のシステム管理が行われている。
例えば、この様なコード読取装置では、ハウジングの内部に入光絞り機構を有し、その背面にレンズおよびＣＣＤカメラを配設している。そして、固有コードを読み取る読取口面側に対の光源を設けて、一実施例では入射絞り機構に向けて入射絞り機構によって反射した反射光により被読み取り面を照射している。この場合、入光絞り機構のＣＣＤカメラにより像が撮像される入光孔を除く、絞り機構面とハウジングの内周面は白色等の散乱可能な明彩色や蛍光染料を含有の明彩色等に施される。そして、光源からの光を入光絞り機構の絞り機構面とハウジングの内周面に向けて照射し、その反射光による間接照明によって、固有コードが設けられる被読み取り面を照射する構成となっている。更に、上記した特許文献１に示される従来例では、光源を被読み取り面に対して直接照射することによって、被読み取り面を照射している（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】
特開平１０−１１１９０５号公報（第２頁、第１図、第３図）
【本発明が解決しようとする課題】
つまり、上記した特許文献１の如く、間接照明によってコード読み取りを行う方法では、読取口面から照射される光はハウジング内部の白色となった壁面で反射した光が放出されるため、光は壁面での反射により減衰してしまう為、コード読み取りは、比較的、近距離にて読み取りを行わなければならない。しかし、近距離での読み取りでは、例えば、バーコードに代表される横長の一次元コードを読み取る場合には、コード自体が横方向に大きい為に、ＣＣＤカメラの視野（撮像範囲）内に入らなくなってしまう事が起こり得る。
この様な場合、コードとＣＣＤカメラとの距離を遠ざけて読み取りを行おうとすると、上記構成の間接照明では、光源から発せられた照明光は被読み取り面まで十分な光量が届かなくなり、被読み取り面での十分な光量が得られない。これは、固有コードに当たって反射した反射光は更に減衰し、弱くなってしまうので、コード読み取りに影響を与えてしまう。
これをハウジングの内部で、例えば、コードとＣＣＤカメラとの距離を遠ざけて配置を行うと、コード読取装置自体が大型化してしまう。
よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、固有コードの種類によらず、コード読み取りが行えること、被読み取り面に照明光を確実に照射すること、正確にコード読み取りが行える構成とすることを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために講じた技術的手段は、物体に設けられた固有コードを読み取る読取部を有するハウジングと、該ハウジングの内部に配設され、前記固有コードを撮像する撮像手段と、前記ハウジング側に取り付けられ、前記固有コードが設けられる被読み取り面を照らす発光手段と、前記撮像手段の前方に設けられ、前記被読み取り面を照らす照明光が前記固有コードに当たり、前記固有コードによって反射した反射光の前記撮像手段へ入光する光量を制限する光制限手段とを備え、前記被読み取り面に照射された照明光が前記固有コードに当たって反射した反射光に基づき、前記固有コードに示される情報を読み取るコード読取装置において、
前記発光手段は近距離の被読み取り面に対して第１照明光を照射する第１光源と、遠距離の被読み取り面に対して第２照明光を照射する第２光源を有する構成としたことである。
上記した手段によれば、発光手段は近距離の被読み取り面に対して第１照明光を照射する第１光源と、遠距離の被読み取り面に対して第２照明光を照射する第２光源を有するので、固有コードの中で比較的小さな固有コード（例えば、マトリック状のコード）は、近距離で第１光源からの第１照明光を照射させてコード読み取りが行える。また、固有コードの中で比較的大きな固有コード（例えば、バーコード等の横長のコード）は、遠距離で第２光源からの第２照明光を照射させてコード読み取りが行える。つまり、装置自体の外形を大きくすることなく、使用用途に応じて異なる複数の光源を設けることで、固有コードの種類によらずコード読み取りが行える。
この場合、第１光源と第２光源は、使用環境に基づき切替自在であれば、環境変化に応じて、第１光源と第２光源の光源切替が行える。例えば、固有コードの大きさや被読み取り面での照明光の明るさに応じての光源切替が行える。
また、第１光源と第２光源は、同時発光する構成であれば、被読み取り面が暗く、第１光源のみあるいは第２光源のみの照明光では十分ではない場合に、第１光源と第２光源の同時発光によって、明るさをかせぐことが可能となり、第１光源と第２光源との発光により、確実に被読み取り面を照射することが可能である。
更に、光制限手段の周囲または光制限手段に対向して光反射手段を設け、第１光源は光反射手段に対して第１照明光を照射すれば、光制限手段の周囲または光制限手段に対向して設けられる光反射手段により、間接照明光を作ることが可能である。
更にその上、凹部を有し、読取部に設けられて第２照明光を照射する導光部材を備え、凹部内に前記第２光源を配設すれば、第２光源を導光部材に形成された凹部に配設し、読取部から第２照明光を発することが可能である。これは、被読み取り面に最も近い読取部からの照射となり、第２照明光は第１照明光よりも広い範囲を照射することが可能である。
そして、導光部材は内部が透明であり、第２照明光が導かれる先に第２照明光を被読み取り面に対して発する光放射面を有すれば、内部が透明となった導光部材により光放射面に導かれ、光放射面から第２照明光は効率良く放射される。
導光部材は、光放射面および凹部を除いて光シールドされていれば、導光部材の中を進む際、光シールドによって導光部材からの光伝達過程において外部への漏れが防止され、第２照明光は導光部材の中で反射を繰り返して確実に光放射面へと導かれる。つまり、光シールドによって、導光部材内部での光伝達の効率が良くなる。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。以下に説明する本実施形態においては、物体５に設けられる固有コード（単に、コードと称す）６は、図４の（ａ）に示されるマトリックス状の二次元コードや、図４の（ｂ）に示されるバーコードに代表される一次元コードを読み取ることができるコード読取装置１を示す。本実施形態においては、この様なコード６を用いて、特定製品の管理を行う為に、コード６を製品等の物体５に設けている。コード６は、二次元コードに階調的な明暗もしくは色が付加された三次元コード、あるいは、異なる次元のコードが組み合わさった多次元コード等であっても良い。
一方、コード６が設けられる物体５は、金属部材、セラミックス、ガラス、樹脂、シリコン等のいずれから成り立っていても良い。更に、本実施形態に示すコード６は、上記した材質に対してレーザマーキングやエッチング等の表面処理によって、図３に示す形状のコード６を直接的に設けられていても、ある部材（例えば、コード６が設けられた紙、テープ等）を介して間接的に設けられていても良い。
そこで、この様なコード６を読み取るコード読取装置１について、図１を参照して構造を説明する。
図１に示すコード読取装置１は、ＡＢＳ樹脂または合成樹脂から成り立つハンドヘルド型のハウジング１１から構成されている。コード読取装置１は、オペレータが手で握って、コード読み取り操作を行うものである。この為、ハウジング１１は、オペレータが手で握って操作し易い形状となっている（例えば、手で握るグリップ部の形状が手で把持した際の形状を呈する）。また、ハウジング１１は略Ｌ字状に曲った先に、実際にコード読み取りを行うフード部１１ｂを有する。尚、本実施形態におけるフード部１１ｂとは、ハウジング１１の内底面９から読取部１１ｃに至る部位を指す。
フード部１１ｂに関して説明すると、フード部１１ｂは内側が開口しており、フード部の内部からコード６が設けられる被読み取り面３に対して照明光（第１照明光および第２照明光）を照射すると共に、照明光がコード６に当たって反射した反射光を受光する四角形状の読取部１１ｃが先端に形成されている。フード部１１ｂは本体と内底面９により区画されており、内底面９の奥には、内部に複数の凸レンズおよび凹レンズを有するレンズ群（単に、レンズと称す）１４が配設される。そして、レンズ１４の結像位置に、二次元センサとしての機能を有するＣＣＤカメラ１５が、レンズ１４に対向して配設されている。レンズ１４は円筒状の筒状部材１６によって、ハウジング１１の内部に取り付けられている。
像を撮像して像が内部のＣＣＤ素子に結像されるＣＣＤカメラ１５は、筒状部材１６に固定された回路基板２５の中央に取り付けられている。この様なＣＣＤカメラ１５とレンズ１４は、共に光軸７が一致した状態で配設される。
一方、内底面９の中央には、反射光の光量を制限する絞り機能（入射瞳）を有する孔９ａが形成されており、孔９ａを介して背面側に配設されるＣＣＤカメラＣＣＤ素子に像を結像させることができる。内底面９の読取部１１ｃ側は、内底面９の表面に光が当たった場合、読取部側の面には光反射手段として光が反射し易く、反射の際に光の減衰率が少ない表面加工により被膜（光反射手段）が形成されているか、若しくは、白色系の塗料で塗装され、被膜が形成されている。
また、フード部内側の構造において、内底面９の端部と読取部１１ｃとの間には、光軸７に対して所定角度（例えば、４５度）で傾斜した光反射部材（ハーフミラー）１２が、フード部１１ｂの内壁１１ａに固定されている。このハーフミラー１２によって、フード部１１ｂの内部は更に区画されている。ハーフミラー１２は、一面のみに金属蒸着（例えば、クロム、アルミニウム、銀の蒸着）等の特殊な表面加工が施されており、所定角度から入射した光の一部を反射し、その光の一部は透過させる機能を有する。例えば、本実施形態では、反射率／透過率が５０％（または、５０％前後）のハーフミラー１２を光軸７に対して４５度の角度でハウジング内に配設している。
一方、筒状となったフード部１１ｂの内壁には、読取部１１ｃから近距離（例えば、読取部１１ｃからの距離：Ｌ１）を照明光（第１照明光）で照らす光源（第１光源）１８が取り付けられている。光源１８は、ここでは一例として、６個ずつ一列に並んだ高輝度な赤色の光を発するチップ状のＬＥＤを用いている。このチップ状のＬＥＤは、横２列もしくは３列に平行して並んだマトリックス状にまとまった状態、若しくは内側を向く様に正方形状に対向して配設される。そして、その上に拡散シートが覆われることによって、全体として均一な光を発し、これが被読取り面３を照らす照明光となる。この場合、光源１８は平面発光体を用いても良い。この様に、光軸７に対して対向して配設された光源１８から発せられる光をハーフミラー１２に対して当てると、ハーフミラー１２に当たった光の光量の一部（例えば、５０％）は、読取部１１ｃから被読み取り面３へ照射される。また、ハーフミラー１２に当てられた光の光量の一部（例えば、反射しなかった残りの５０％）は、ハーフミラー１２を透過する。この場合、透過率が５０％のハーフミラー１２を用いた場合、光源１８から発せられる光の光量を「１」とした場合には、ハーフミラー１２によって被読取り面３へは、光源１８の光量の１／２が照射され、残りの１／２がハーフミラー１２を透過する。
また、筒状となったフード部１１ｂの内壁には、内底面９からハーフミラー１２の一方の端部に至る長さより若干短い範囲で光反射膜１３が、傾斜配置されたハーフミラー１２を間に介在させて、光源１８と対向した状態で内壁１１ａに貼り付けられている。この光反射膜１３は、反射率の高い金属（例えば、クロム、アルミニウム、銀等）による被膜をフード部１１ｂの内壁１１ａに形成されている。この光反射膜１３によって、ハーフミラー１２を透過してきた光を高い反射率で、もう一度、ハーフミラー１２に返している、これにより、ハーフミラー１２の特性上、一部の光（例えば、入射した光の５０％）は入射角に対して９０度の方向に反射して、孔９ａを介してＣＣＤカメラ１５へと導かれる。
つまり、ハーフミラー１２を透過してきた光を高い反射率でハーフミラー１２に再度返すことにより、残りの光（入射した光の５０％）はハーフミラー１２を透過し、光源側を明るく照らすので、相乗効果によって、ＣＣＤカメラ１５のＣＣＤ素子がサチレーションを生じなくする事ができる。この構成により、ハーフミラー１２によって、所定レベルにまでＣＣＤカメラ１５に入光する光の輝度を抑えて、光源側およびＣＣＤカメラ側がハーフミラー１２を透過した光により明るく照らすことができる。この為、ＣＣＤ素子には光反射膜１３を設けない場合に比べて、光反射膜１３を設けた場合には光反射膜１３で反射した光（例えば、光反射膜１３の反射率を、一例として理解を容易にするために「１：完全反射」とすると、光源１８の１／２光量）のハーフミラー１２の透過率（５０％）分だけ明るさが向上する（つまり、光源１８の光量の１／４程度の明るさが向上）。また、図１に示す構成には、光源１８の他に、光源１８の照明光では届かない距離を赤色の光（または、光源１８とは異なる色の光）を照射する遠距離用（例えば、読取部１１ｃからの距離：Ｌ２を照射）の光源（第２光源）１９が設けられ、光源１８とは異なる照明光（第２照明光）が発せられる構成となっている。光源１９から発せられる光は、導光部材１０の読取部１１の四隅に設けられた光放射面１０ｅから発せられる。
図２に、図１の内底部９から読取部１１ｃまでの構成（照明部）を具体化した照明ユニット２０の構成を示す。照明ユニット２０はハウジング１１に対して脱着自在となっている。尚、図２は、照明ユニット２０の内部の説明を行うために、傾斜した状態で配設されるハーフミラー１２を外した状態を示す。
照明ユニット２０はハウジング１１と同じ樹脂から成る有底中空の凸状を呈し、読取部１１ｃが開口している。照明ユニット２０の図２に示す左右側面の上下方向には、光源１９が固定されて電気的に接続された回路基板２５が中に挿入される４つの挿入孔２１が形成されている。また、照明ユニット２０の段部の読取部１１ｃと平行な側面２６には、光源１９が挿入される孔が形成されていると共に、開口が狭くなった読取部１１ｃの左右側壁の上下端には４つの溝部２８が形成されている。更に、照明ユニット２０には下面に近距離用の光源１８が配設されると共に、上面に図１に示す光反射膜１３が設けられた状態で、内底面９と読取部１１ｃとの間には傾斜した状態でハーフミラー１２が配設される。
次に、導光部材１０について、図３を参照して説明する。導光部材１０は透明な樹脂（例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等）から成り、中央が凹んだ凹部形状となっている。また、導光部材１０は、図２の如く、読取部１１ｃの左右にそれぞれ設けられるものであって、導光部材１０は光源挿入部１０ａと光源挿入部１０ａから延在したプリズム部１０ｂとを有する。光源挿入部１０ａは内部が中空となっており、背面に光源１９を挿入する光源１９の径に略一致した凹部１０ｃが両端にそれぞれ形成される。
プリズム部１０ｂは光放射面１０ｅまで光源１９から発せられた光を導く、樹脂から成り立ち、内部を光が反射して進むプリズム効果を生じさせる。具体的に言えば、プリズム部１０ｂは、光源１９から発せられた光を、光源１９の光軸に対してテーパー状となった反射面１０ｄによって反射させる。そして、反射面１０ｄによる反射光を、今度は反射面１０ｄに対向する反射面１０ｆによって反射させる。その後、光放射面１０ｅから光を発するが、この場合、読取部１１ｃの四隅から第２照明光を同時に放出する。
この様に光を導く為、光放射面１０ｅと凹部ｃ以外は、内部での光の反射を効率良く行わせる為、外周面に外部への光が漏れない反射膜（例えば、クロム、銀、アルミニウム等の金属）が塗布されている、若しくは、反射テープにより光シールドされている。また、光放射面１０ｅの形状に関して言えば、本実施形態では平面であるが、これに限定されるものではなく、レンズ機能を持たせるために曲面であっても良い。
この様な導光部材１０は、照明ユニット２０に対して、照明ユニット２０の段部の側面２６に沿って配設され、プリズム部１０ｂの先端を溝部２８の中に入れ込んだ状態で中央を、ビス等の固定部材（図示せず）によって照明ユニット２０に一体化することができる。この様に照明ユニット２０に取り付けられた状態では、光反射面１０ｅは読取部１１ｃと同一面となる。
次にハウジング１１の本体側の説明を行う。ハウジング１１には、オペレータが指で操作し易い位置にプッシュ式の図示しない操作レバーが配設されている。この操作レバーによってオペレータは操作レバーを操作すれば、操作レバーに連動して操作スイッチ２７が作動する。この操作スイッチ２７は、オペレータが指で操作した場合にスイッチ状態がオン状態となり、操作レバー１９を操作していない場合には、スイッチ状態がオフ状態となる。また、ハウジング１１にはコード読み取りを行う場合、近距離用と遠距離用とを切り替える切替スイッチ２４を設けることも可能である。切替スイッチ２４を設けた場合、トグルスイッチやプッシュスイッチを用いて、例えば、マトリック状の小さな二次元コードを読み取る場合には、切替スイッチ２４を近距離側にして光源１８から第１照明光を発し、読取部１１ｃからの距離Ｌ１に位置された被読み取り面３を照射することができる。また、横長となったバーコードに代表される一次元コードを読み取る場合には、切替スイッチ２４を遠距離側にして、光源１９から第２照明光を発することによって、読取部１１ｃからの距離Ｌ２（＞Ｌ１）に位置された被読み取り面３を照射することができる。また、被読み取り面３が光源１８，１９の単独照明によって照明がなされた場合でも十分な明るさが得られない場合、光源１８，１９を同時に点灯させることによって、被読み取り面３を明るく照らすこともできる。この様に、光源１９からの照明光を発する場合には、被読み取り面３に対して４箇所に照明光のスポットが現れるので、この４つのスポット位置を読み取り位置マーカーとし、被読み取り面３に対してのコード６の位置を適当な操作位置となる様に動かすことによって、コード読み取り操作を行い易くもなる。
次に、図５を参照して、コード読取装置１の電気的構成について説明する。コード読取装置１の制御を司るＣＰＵ２１には、上記した操作レバーの操作に連動する操作スイッチ２７がトリガ用のスイッチとして接続されており、操作スイッチ２７の信号がコード読み取りの動作を開始するためのトリガとなる。ＣＣＤカメラ１５は内部のＣＣＤ素子に像（イメージ）を結像させるものであり、ＣＰＵ２１とはセンサドライバ２２を介して電気的に接続されている。このＣＣＤカメラ１５はセンサドライバ２２を介して、ＣＰＵ２１にＣＣＤ素子に結像された映像信号が入力される。この場合、近距離用／遠距離用の光源１８，１９をスイッチ操作によって切り替えを行う場合には、切替スイッチ２４をＣＰＵ２１に接像すると良い。
ＣＰＵ２１には、入力された映像信号からコード６に示される情報をデコードするデコード回路が内蔵され、一連の画像処理を経て得られる復元データを必要に応じてＣＰＵ２１から外部に出力することもできる。一方、近距離Ｌ１での被読み取り面３の照明を行う光源１８は、ＬＥＤドライバ回路１７ａを介してＣＰＵ２１と接続されている。また、遠距離Ｌ２での被読み取り面３の照明を行う光源１９は、ＬＥＤドライバ回路１７ｂを介してＣＰＵ２１と接続されている。更に、ＣＰＵ２１には、コード６の読み取り成功時に点灯する読取確認用光源２３も接続される。尚、上記したＣＰＵ２１，ＬＥＤドライバ１７（１７ａ，１７ｂ）、センサドライバ２２、及び、ＣＣＤカメラ１５は同一の回路基板２５上に配置される。
次に、上記したコード読取装置１によりコード読み取りを行うコード６について、簡単に説明する。本実施形態では図３に示す如く、コード６を一例としてある物体（例えば、製品等）５に設け、個々の製品管理がコード読取装置１によりコード６の読み取りが行われることによって、在庫等の管理が行える。
図３に示すコード６はレーザ加工等によって、例えば、金属面に対して直接的に設けられ、コード６は、一例として１２行×１２列のマトリックス状のデータマトリックスコードを使用するが、コード６の種類は、これに限定されるものではなく、規格化されたベリコード、ＱＲコード、或いは、その他のコードであっても良い。
次に、コード読取装置１の作動について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。尚、この説明では、フローチャートに示す各ステップを、単に「Ｓ」と簡略化して説明する。このコード読取装置１はＣＰＵに電源が供給されると、最初にイニシャル処理を行う（Ｓ１）。このイニシャル処理では、ＣＰＵ内部のＲＯＭやＲＡＭの状態がチェックされ、処理に必要なメモリに初期値が代入された後、コード読取装置１はスタンバイ状態となる。
この状態下で、オペレータが図示しない操作レバーを操作することにより起動がなされる。つまり、オペレータが操作レバーを操作して、トリガとなる操作スイッチ２７のスイッチ状態をオン状態にすると操作開始となる。これを受けて、ＣＰＵ２１はＬＥＤドライバ１７ａに近距離の光源１８の発光指示を行と、近距離用の光源１８が点灯して、コード６が設けられる被読取り面３を照らす照明光が発せられる（Ｓ２）。フード部１１ｂの内壁に取り付けられ光源１８から発せられた均一な光（照明光）は、図１に示す光軸７に傾斜した状態で配設されたハーフミラー１２に入射する。この場合、ハーフミラー１２は反射率／透過率が、例えば、５０％のものを使用すると、ハーフミラー１２によって、ハーフミラー１２に入射した光の半分が読取部１１ｃから被読取り面３へと導かれ、残りの半分が真直ぐハーフミラー１２を透過する。
一方、光源１８にはハーフミラー１２を介在させた状態で、光反射膜１３が対向している為、ハーフミラー１２を透過した光は光反射膜１３に当たって高効率で反射する。例えば、理解を容易とする為に、光反射膜１３の反射率を「１：完全反射」とすると、光反射膜１３によりハーフミラー１２を透過した光は進む向きを１８０度変えて、今度は反対方向から、再度、ハーフミラー１２に入射する。そして、再度、ハーフミラー１２に光が、先とは反対方向から入射されると、ハーフミラー１２の有する特性により、入射した光の半分は孔９ａを介してＣＣＤカメラ１５へと導かれ、残りの半分は光源側へと導かれる。
これにより、ハーフミラー１２を透過して光反射膜１３により反射した光の一部によって、ＣＣＤ素子には明るくなった像が結像されると共に、ハーフミラー１２を透過して光反射膜１３により反射した光の一部によって被読み取り面３も明るくなるので、コード読み取りをし易くすることができる。
次に、遠距離用の光源発光について、説明する。遠距離用の光源発光では、ＣＰＵ２１は遠距離用のＬＥＤドライバ１７ｂに対して駆動指示を与える。すると、ＣＰＵ２１からの指令を受けて光源１９から照明光が発せられる（Ｓ３）。この場合、光源１９は照明ユニット２０の挿入口２９に配設された回路基板２５に取り付けられ、発光を行う頭部が導光部材１０の凹部１０ｃの中に配設された状態で光を発する。光源１９から発せられた光は、光源挿入部１０ａから連続して設けられたプリズム部１０ｂへ伝達する。光伝達過程において、光源１９からの光は、光源１９の光軸に対してテーパー状となった反射面１０ｄ、および、反射面１０ｆでの反射を繰り返して、読取部１１ｃと同一平面となった光放射面１０ｅから放出される。これによって、読取部１１ｃの四隅から同時に高効率な状態で、第２照明光が距離Ｌ２をおいた被読み取り面３に対して照射される。
この様に、近距離用の光源１８や遠距離用の光源１９から照明光が発せられると、コード６に対して照射された照明光は、コード６に当たって反射する。個々で使用するコード６は、マトリッス状に明暗のセルが複数組み合わさって形成されている。このため、明暗セルの位置によって光の反射状態が異なることから、コード６の明暗セルに当たって反射した反射光が明暗状態によって変わり、読取部１１ｃにコード情報を含む反射光として返ってくる。そして、コード６により反射した反射光は、内底面９の中央に形成された光量を絞る機能を有した孔９ａに入光し、レンズ１４を介してＣＣＤカメラ１５のＣＣＤ素子に結像され、コード読み取りが行われる（Ｓ４）。
その結果、ＣＣＤカメラ１５のＣＣＤ素子にはレンズ１４を介して、被読み取り面３のコード６の形状に基づく映像（固有情報を示す映像）が結像される。ＣＣＤカメラ１５に結像される像は、センサドライバ２２を介してＣＰＵ２１に逐次取り込まれ、ＣＰＵ２１の内部のデコード回路に送られる。そして、内部のデコード回路は結像されたイメージを二値化して、ドット配置パターンを特定し、コード６に示される情報をデコードして、物体５に関する情報を特定するコード認識が行われる（Ｓ５）。
その後、この様なデコードが完了したかがＣＰＵ２１により判断され、デコードが完了していない状態では、上記した光源発光を行うＳ２に戻り、Ｓ２からの処理をデコードが完了するまで繰り返す。この際、光源発光からデコード完了が所定時間の間に行われない場合には、異常処理によりオペレータに対して音や光による報知によって、その異常を知らせる報知を行っても良い。
Ｓ６にてデコードが完了した場合には、ハウジング１１の背面に設けられた確認用光源２３を点灯させて報知を行ったり（Ｓ７）、図示しないブザーをピッピィと鳴らし、デコードが正常に行えた事をオペレータに光または音により報知することができる。更には、デコードされた情報をコード読取装置１と通信上つながれる外部装置へと送り、外部装置によってコード６の種別または内容解析を行う事もできる。尚、図６に示す処理では、近距離用の光源１８と遠距離用の光源１９を所定周期（例えば、数ｍｓ）で，光源１８，１９を交互に発光させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、使用環境において照明光りの明るさが必要な場合には、光源１８，１９を同時に駆動して照明光を発することもできる。
次に、図６の処理とは基本的には同じであるが、図７に示す如く、切替スイッチ２４の状態によって、近距離用の光源１８と遠距離用の光源１９を切り替えても良い。つまり、Ｓ１１に示すイニシャル処理が最初に行われた後、ＣＰＵ２１は切替スイッチ２４の状態を検出することによって、場合分けを行う（Ｓ１２）。つまり、切替スイッチ２４の状態が近距離側の設定になっている場合には、近距離用の光源１８を駆動する（Ｓ１３）。一方、切替スイッチ２４の状態が遠距離側の設定になっている場合には、遠距離用の光源１９を駆動する（Ｓ１４）。この光源１８，１９の駆動および照射は、図６と同じである。
その後、コード読み取りが行われる（Ｓ１５）が、Ｓ１５以降のＳ１８までのＣＰＵ２１の行う処理は、前述した図６のＳ４からＳ７までの処理と同じである為、その説明は割愛する。
本実施形態において、以下に示す変形例も可能である。つまり、図１に示すハーフミラー１２に対して部分的な表面処理を行っても良い。例えば、孔９ａを通して撮像されるＣＣＤカメラ１５の視野（撮像範囲）の外領域に、部分的な反射膜を設けることもできる。
また、別の変形例としては、ハーフミラー１２を用いず、絞り機能を有する孔９ａの周囲（例えば、内底面９の読取部側の内面を白色系とした反射面を有する、または、その内面に白色系の反射膜を設けることによって、光源１８から発せられる光を、白色系の反射面／反射膜によってハウジング内で内部反射させることによって、間接的に被読み取り面３に照明光を照射しても良い。更に、鏡面上に設けられたコード６をＣＣＤカメラ１５がサチレーションを起こすことなく正確に読み取りを行う場合には、コード６からの反射光が入光する孔９ａの前方に均一な拡散光により全体的に明るくなる領域を形成することによって、鏡面上に設けられたコード６でも読み取りが行える。
【効果】
本発明によれば、発光手段は近距離の被読み取り面に対して第１照明光を照射する第１光源と、遠距離の被読み取り面に対して第２照明光を照射する第２光源を有するので、固有コードの中で比較的小さな固有コードは、近距離で第１光源からの第１照明光を照射させることによって、コード読み取りを行うことができる。また、固有コードの中で比較的大きな固有コードは、遠距離で第２光源からの第２照明光を照射させることによって、コード読み取りを行うことができる。つまり、本構成によれば、使用用途に応じて異なる複数の光源を設けることで、装置自体の外形を大きくすることなく、固有コードの種類によらずコード読み取りを行う事ができる。
この場合、第１光源と第２光源は、使用環境に基づき切替自在であれば、環境変化に応じた、第１光源と第２光源の光源切替を行う事ができる。
また、第１光源と第２光源は、同時発光させれば、被読み取り面が暗い場合や、第１光源のみの照明光あるいは第２光源のみの照明光では明るさが十分ではない場合、第１光源と第２光源を同時に発光させる事によって、輝度を向上させることができる。
更に、光制限手段の周囲または光制限手段に対向して光反射手段を設け、第１光源は光反射手段に対して第１照明光を照射させることによって、間接照明光を作ることができ、撮像手段へ入光する光量を制限して、鏡面に設けられた固有コードでも読み取りを行うことができる。
更にその上、凹部を有し、読取部に設けられて第２照明光を照射する導光部材を備え、凹部内に前記第２光源を配設すれば、第２光源を導光部材に形成された凹部に配設し、被読み取り面に最も近い読取部から第２照明光を発することができ、第１照明光よりも広い範囲を第２照明光で照射することができる。
導光部材は内部が透明であり、第２照明光が導かれる先に第２照明光を被読み取り面に対して発する光放射面を有すれば、内部が透明となった導光部材により高伝達効率で第２照明光が光放射面へと導くことができる為、光放射面から第２照明光は高効率で被読み取り面に放射することができる。
導光部材は、光放射面および凹部を除いて光シールドされていれば、導光部材の中を進む際、光シールドによって導光部材からの光伝達過程において、第２照明光の外部への漏れを防止することができるので、第２光源から発した第２照明光が減衰することなく被読み取り面に放出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるコード読取装置の内部構成を示す模式図である。
【図２】図１の照明を行う照明部の具体的な構成を示す照明ユニットの斜視図である。
【図３】図２に示す導光部材の形状を示す斜視図である。
【図４】図１に示すコード読取装置によって、コード読み取りがなされる固有コードを示し、（ａ）はマトリックス状の二次元コード、（ｂ）はバーコードの形状を示す。
【図５】図１に示すコード読取装置の電気ブロック図である。
【図６】図５に示すＣＰＵが行うコード読み取り処理を示すフローチャートである。
【図７】図５に示すＣＰＵが行うコード読み取り処理示す別のフローチャートである。
【符号の説明】
１　コード読取装置（コードリーダ）
３　被読み取り面
５　物体
６　コード（固有コード）
７　光軸
９　内底面（光制限手段）
９ａ　孔（光制限手段）
１０　導光部材
１０ａ　光源挿入部
１０ｂ　プリズム部
１０ｃ　凹部
１０ｄ、１０ｆ　光反射面
１０ｅ　光放射面
１１　ハウジング
１１ａ　内壁
１１ｂ　フード部
１１ｃ　読取部
１２　ハーフミラー（光反射手段）
１３　光反射膜（光反射手段）
１５　ＣＣＤカメラ（撮像手段）
１８　光源（発光手段、第１光源）
１９　光源（発光手段、第２光源）
２０　照明ユニットTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention reads unique information indicated in a unique code (for example, a one-dimensional code represented by a bar code, a two-dimensional matrix code, a multi-dimensional code in which different-dimensional codes are combined, etc.) provided on an object. The present invention relates to a code reader, and more particularly to an internal structure of the code reader.
[Prior art]
Conventionally, when managing a specific object (for example, it is a product), a unique code (for example, one-dimensional, two-dimensional indicating information unique to a product) printed on paper is used to identify each product. Dimensions, multi-dimensional codes) are attached to individual products and provided. Conventionally, a unique or hand-held code reader (code reader) decodes the information indicated by the unique code and reads the unique code (simply referred to as a code) provided in such a product, and reads the entire product. Inventory system management is performed.
For example, such a code reading device has a light-entering diaphragm mechanism inside a housing, and a lens and a CCD camera are arranged on the back surface thereof. Then, a pair of light sources is provided on the reading port side for reading the unique code, and in one embodiment, the surface to be read is illuminated toward the entrance stop mechanism by reflected light reflected by the entrance stop mechanism. In this case, the aperture mechanism surface and the inner peripheral surface of the housing, except for the light entrance hole where an image is taken by the CCD camera of the light entrance aperture mechanism, are scattered bright colors such as white or bright colors containing a fluorescent dye. Will be applied. Then, light from the light source is emitted toward the aperture mechanism surface of the light entrance aperture mechanism and the inner peripheral surface of the housing, and the surface to be read on which the unique code is provided is illuminated by indirect illumination by the reflected light. I have. Further, in the conventional example described in Patent Document 1 described above, the surface to be read is irradiated by irradiating the light source directly to the surface to be read (for example, see Patent Document 1).
[Patent Document 1]
JP-A-10-111905 (Page 2, FIG. 1, FIG. 3)
[Problems to be solved by the present invention]
In other words, in the method of reading a code by indirect illumination as in Patent Document 1 described above, the light emitted from the reading port surface is reflected by the white wall surface inside the housing, and the light is emitted from the wall surface. Since the signal is attenuated by the reflection at the surface, the code must be read at a relatively short distance. However, in the case of reading at a short distance, for example, when reading a horizontally long one-dimensional code represented by a bar code, the code itself is large in the horizontal direction, so that the code does not fall within the field of view (imaging range) of the CCD camera. Things can happen.
In such a case, if an attempt is made to read the code by increasing the distance between the code and the CCD camera, with the indirect illumination of the above configuration, the illumination light emitted from the light source does not reach a sufficient amount of light to reach the surface to be read. Does not provide enough light. This is because the reflected light reflected upon the unique code is further attenuated and weakened, thus affecting the code reading.
If this is arranged inside the housing, for example, by increasing the distance between the code and the CCD camera, the code reader itself becomes large.
Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is possible to read a code regardless of the type of a unique code, to irradiate a surface to be read with illumination light reliably, and to accurately read a code. A technical task is to make the configuration capable of being performed.
[Means for Solving the Problems]
The technical means taken to solve the above-described problem is a housing having a reading unit that reads a unique code provided on an object, an imaging unit disposed inside the housing, and imaging the unique code, A light-emitting unit attached to the housing and illuminating the surface to be read provided with the unique code; and an illumination light provided in front of the imaging unit and illuminating the surface to be read hits the unique code and is reflected by the unique code. Light limiting means for limiting the amount of reflected light entering the image pickup means, wherein the illumination light applied to the surface to be read is reflected on the unique code and reflected on the unique code. In a code reader for reading information,
The light emitting means includes a first light source that irradiates a first surface with a first illumination light to a reading surface at a short distance and a second light source that irradiates a second illumination light with a second surface to be read at a long distance. It is.
According to the above-mentioned means, the light emitting means irradiates the first illumination light to the reading surface at a short distance, and the second light source irradiates the second illumination light to the reading surface at a long distance. Therefore, a relatively small unique code (for example, a matrix-like code) among the unique codes can be read by irradiating the first illumination light from the first light source at a short distance. A relatively large unique code (for example, a horizontally long code such as a bar code) among the unique codes can be read by irradiating the second illumination light from the second light source at a long distance. That is, by providing a plurality of different light sources according to the intended use without increasing the outer shape of the device itself, code reading can be performed regardless of the type of unique code.
In this case, if the first light source and the second light source can be switched on the basis of the use environment, the light source can be switched between the first light source and the second light source according to the environmental change. For example, the light source can be switched according to the size of the unique code or the brightness of the illumination light on the surface to be read.
If the first light source and the second light source emit light simultaneously, the surface to be read is dark, and if the illumination light from only the first light source or only the second light source is not sufficient, the first light source and the second light source can be used. Simultaneous light emission of the light sources makes it possible to increase the brightness, and the light emission of the first light source and the second light source makes it possible to reliably illuminate the surface to be read.
Further, a light reflecting means is provided around the light limiting means or opposed to the light limiting means, and the first light source irradiates the light reflecting means with the first illumination light. The indirect illumination light can be generated by the light reflection means provided to face.
Furthermore, a light guide member having a concave portion, provided in the reading section and irradiating the second illumination light, is provided. If the second light source is provided in the concave portion, the second light source is formed in the light guide member. It is possible to emit the second illumination light from the reading unit by arranging it in the recessed portion. This is irradiation from the reading unit closest to the surface to be read, and the second illumination light can irradiate a wider range than the first illumination light.
If the light guide member has a light emitting surface that emits the second illumination light to the surface to be read before the second illumination light is guided, the light guide member has a transparent inside. As a result, the second illumination light is efficiently emitted from the light emitting surface.
If the light guide member is light shielded except for the light emitting surface and the concave portion, when traveling through the light guide member, the light shield prevents leakage to the outside in the process of transmitting light from the light guide member, (2) The illumination light is repeatedly reflected in the light guide member and is reliably guided to the light emitting surface. That is, the light shield improves the efficiency of light transmission inside the light guide member.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment described below, the unique code (simply referred to as a code) 6 provided on the object 5 is a matrix-shaped two-dimensional code shown in FIG. 1 shows a code reader 1 that can read a one-dimensional code represented by a bar code shown in FIG. In the present embodiment, in order to manage a specific product using such a code 6, the code 6 is provided on the object 5 such as a product. The code 6 may be a three-dimensional code in which gradation lightness or darkness or color is added to a two-dimensional code, a multidimensional code in which codes of different dimensions are combined, or the like.
On the other hand, the object 5 provided with the cord 6 may be made of any of a metal member, ceramics, glass, resin, silicon, and the like. Further, the cord 6 shown in the present embodiment may be provided with a certain member (for example, even if the cord 6 having the shape shown in FIG. 3 is directly provided by surface treatment such as laser marking or etching on the above-described material. It may be provided indirectly via a paper, a tape or the like provided with the code 6).
The structure of the code reader 1 for reading such a code 6 will be described with reference to FIG.
The code reader 1 shown in FIG. 1 includes a handheld housing 11 made of ABS resin or synthetic resin. The code reading device 1 is used by an operator to perform a code reading operation while holding the hand. For this reason, the housing 11 has a shape that is easy for the operator to grasp and operate with the hand (for example, the shape of the grip portion to be grasped by hand assumes the shape when grasped by hand). Further, the housing 11 has a hood 11b for actually reading a code before being bent into a substantially L-shape. Note that the hood portion 11b in the present embodiment refers to a portion extending from the inner bottom surface 9 of the housing 11 to the reading portion 11c.
Describing the hood portion 11b, the hood portion 11b has an opening inside, and illuminates illumination light (first illumination light and second illumination light) from the inside of the hood to the read surface 3 on which the code 6 is provided. At the same time, a rectangular reading section 11c for receiving the reflected light of the illumination light hitting the code 6 is formed at the tip. The hood portion 11b is partitioned by the main body and the inner bottom surface 9, and a lens group (hereinafter, simply referred to as a lens) 14 having a plurality of convex lenses and concave lenses inside is disposed behind the inner bottom surface 9. Then, a CCD camera 15 having a function as a two-dimensional sensor is disposed at an image forming position of the lens 14 so as to face the lens 14. The lens 14 is attached to the inside of the housing 11 by a cylindrical member 16.
A CCD camera 15 that captures an image and forms the image on an internal CCD element is mounted at the center of a circuit board 25 fixed to a tubular member 16. Such a CCD camera 15 and lens 14 are both arranged with the optical axis 7 coincident.
On the other hand, a hole 9a having an aperture function (entrance pupil) for limiting the amount of reflected light is formed in the center of the inner bottom surface 9, and a CCD camera disposed on the back side through the hole 9a is connected to a CCD element. An image can be formed. When light strikes the surface of the inner bottom surface 9 on the reading portion 11c side of the inner bottom surface 9, light is easily reflected as light reflecting means on the surface on the reading portion side, and a light attenuation rate at reflection is small. A film (light reflecting means) is formed by processing, or the film is formed by painting with a white paint.
In the structure inside the hood portion, a light reflecting member (half mirror) 12 inclined at a predetermined angle (for example, 45 degrees) with respect to the optical axis 7 is provided between the end of the inner bottom surface 9 and the reading portion 11c. Is fixed to the inner wall 11a of the hood 11b. The interior of the hood portion 11b is further partitioned by the half mirror 12. The half mirror 12 has a special surface processing such as metal deposition (for example, chromium, aluminum, or silver deposition) on only one surface, reflects a part of light incident from a predetermined angle, and reflects the light. The part has a function of transmitting light. For example, in the present embodiment, the half mirror 12 having a reflectance / transmittance of 50% (or about 50%) is disposed in the housing at an angle of 45 degrees with respect to the optical axis 7.
On the other hand, a light source (first light source) that illuminates a short distance from the reading unit 11c (for example, a distance L1 from the reading unit 11c) with illumination light (first illumination light) on the inner wall of the cylindrical hood unit 11b. 18 are attached. Here, as an example, the light source 18 is a chip-shaped LED that emits high-brightness red light arranged in a line every six light sources. The chip-shaped LEDs are arranged in a matrix arranged in parallel in two rows or three rows, or are opposed to each other in a square shape facing inward. When the diffusion sheet is covered thereon, uniform light is emitted as a whole, and this becomes illumination light for illuminating the surface 3 to be read. In this case, the light source 18 may use a plane light emitter. As described above, when the light emitted from the light source 18 disposed opposite to the optical axis 7 is applied to the half mirror 12, a part of the light amount of the light (for example, 50% ) Is emitted from the reading unit 11c to the surface 3 to be read. Further, a part of the light amount of the light applied to the half mirror 12 (for example, the remaining 50% that is not reflected) transmits through the half mirror 12. In this case, when the half mirror 12 having a transmittance of 50% is used, and when the light amount of light emitted from the light source 18 is set to “1”, the light amount of the light source 18 Is irradiated, and the other half passes through the half mirror 12.
On the inner wall of the cylindrical hood portion 11b, a light reflecting film 13 is interposed between the inclined half mirror 12 and a portion slightly shorter than the length from the inner bottom surface 9 to one end of the half mirror 12. Is attached to the inner wall 11a in a state facing the light source 18. The light reflection film 13 is formed on the inner wall 11a of the hood portion 11b with a coating made of a metal having a high reflectance (for example, chromium, aluminum, silver, or the like). Due to this light reflecting film 13, the light transmitted through the half mirror 12 is returned to the half mirror 12 once again with a high reflectance. Thus, due to the characteristics of the half mirror 12, a part of the light (for example, (50% of the light) is reflected in the direction of 90 degrees with respect to the incident angle, and is guided to the CCD camera 15 through the hole 9a.
In other words, by returning the light transmitted through the half mirror 12 to the half mirror 12 again with a high reflectance, the remaining light (50% of the incident light) passes through the half mirror 12 and illuminates the light source side brightly. By the synergistic effect, it is possible to prevent the CCD element of the CCD camera 15 from causing saturation. With this configuration, the brightness of the light entering the CCD camera 15 can be suppressed to a predetermined level by the half mirror 12, and the light source side and the CCD camera side can be illuminated brightly by the light transmitted through the half mirror 12. Therefore, when the light reflecting film 13 is provided, the light reflected by the light reflecting film 13 (for example, the reflectance of the light reflecting film 13 is one example, compared to the case where the light reflecting film 13 is not provided in the CCD element). Assuming that “1: perfect reflection” is used to facilitate understanding, the brightness is improved by the transmittance (50%) of the half mirror 12 of １／ light amount of the light source 18 (that is, the light amount of the light source 18). About 1/4 of the brightness). In addition, in the configuration shown in FIG. 1, in addition to the light source 18, a distance that cannot be reached by the illumination light of the light source 18 is used for a long distance that irradiates red light (or light of a different color from the light source 18) (for example, A light source (a second light source) 19 of a distance L2 from the reading unit 11c is provided, and illumination light (second illumination light) different from the light source 18 is emitted. Light emitted from the light source 19 is emitted from light emitting surfaces 10e provided at four corners of the reading unit 11 of the light guide member 10.
FIG. 2 shows the configuration of an illumination unit 20 that embodies the configuration (illumination unit) from the inner bottom 9 to the reading unit 11c in FIG. The lighting unit 20 is detachable from the housing 11. FIG. 2 shows a state in which the half mirror 12 disposed in an inclined state is removed in order to explain the inside of the lighting unit 20.
The illumination unit 20 has a bottomed hollow convex shape made of the same resin as the housing 11, and the reading unit 11c is open. Two insertion holes 21 into which a circuit board 25 to which the light source 19 is fixed and electrically connected are inserted are formed in the vertical direction of the left and right side surfaces shown in FIG. In addition, a hole into which the light source 19 is inserted is formed on the side surface 26 of the illumination unit 20 parallel to the reading unit 11c, and the upper and lower ends of the right and left side walls of the reading unit 11c having a narrow opening are formed. Four grooves 28 are formed. Further, the illumination unit 20 is provided with a short-distance light source 18 on the lower surface and the light reflecting film 13 shown in FIG. 1 on the upper surface, between the inner bottom surface 9 and the reading unit 11c. The half mirror 12 is disposed in an inclined state.
Next, the light guide member 10 will be described with reference to FIG. The light guide member 10 is made of a transparent resin (for example, an acrylic resin, a polycarbonate resin, or the like), and has a concave shape with a concave center. As shown in FIG. 2, the light guide member 10 is provided on each of the right and left sides of the reading unit 11c. The light guide member 10 includes a light source insertion unit 10a and a prism unit 10b extending from the light source insertion unit 10a. Have. The inside of the light source insertion portion 10a is hollow, and concave portions 10c substantially matching the diameter of the light source 19 into which the light source 19 is inserted are formed at both ends on the back surface.
The prism portion 10b is made of a resin that guides light emitted from the light source 19 to the light emitting surface 10e, and generates a prism effect in which light is reflected and travels inside. Specifically, the prism portion 10b reflects the light emitted from the light source 19 on a reflecting surface 10d tapered with respect to the optical axis of the light source 19. Then, the light reflected by the reflecting surface 10d is reflected by the reflecting surface 10f facing the reflecting surface 10d. Thereafter, light is emitted from the light emitting surface 10e. In this case, the second illumination light is simultaneously emitted from the four corners of the reading unit 11c.
In order to guide light in this way, in order to efficiently reflect light inside, except for the light emitting surface 10e and the concave portion c, a reflective film (for example, chrome, silver, (A metal such as aluminum) is applied, or light is shielded by a reflective tape. The shape of the light emitting surface 10e is flat in the present embodiment, but is not limited to this, and may be a curved surface so as to have a lens function.
Such a light guide member 10 is disposed along the side surface 26 of the step portion of the lighting unit 20 with respect to the lighting unit 20, and the center of the prism unit 10 b is inserted in the state where the tip of the prism portion 10 b is inserted into the groove 28. The lighting unit 20 can be integrated with a fixing member (not shown) such as a screw or a screw. When the light reflecting surface 10e is attached to the illumination unit 20 in this manner, the light reflecting surface 10e is flush with the reading unit 11c.
Next, the main body side of the housing 11 will be described. The housing 11 is provided with a push-type operating lever (not shown) at a position where the operator can easily operate with a finger. When the operator operates the operation lever with the operation lever, the operation switch 27 is operated in conjunction with the operation lever. The switch state of the operation switch 27 is turned on when the operator operates the finger, and the switch state is turned off when the operation lever 19 is not operated. When reading a code, the housing 11 may be provided with a changeover switch 24 for switching between short-distance use and long-distance use. When the changeover switch 24 is provided, when a small matrix-like two-dimensional code is read using a toggle switch or a push switch, for example, the changeover switch 24 is set to the short distance side to emit the first illumination light from the light source 18. The reading surface 3 located at a distance L1 from the reading unit 11c can be irradiated. When reading a one-dimensional code represented by a horizontally elongated bar code, the changeover switch 24 is set to the far distance side, and the second illumination light is emitted from the light source 19, so that the distance L2 from the reading unit 11c is reduced. The reading surface 3 positioned at (> L1) can be irradiated. If the surface to be read 3 is not illuminated by the single illumination of the light sources 18 and 19, but the brightness is not sufficient, the light sources 18 and 19 are turned on simultaneously to illuminate the surface to be read 3 brightly. You can also. As described above, when the illumination light from the light source 19 is emitted, four spots of the illumination light appear on the surface 3 to be read. By moving the position of the code 6 to an appropriate operation position, the code reading operation can be easily performed.
Next, an electrical configuration of the code reading device 1 will be described with reference to FIG. An operation switch 27 that is linked to the operation of the operation lever described above is connected as a trigger switch to the CPU 21 that controls the code reader 1, and a signal from the operation switch 27 is used to start a code reading operation. It becomes a trigger. The CCD camera 15 forms an image on an internal CCD element, and is electrically connected to the CPU 21 via a sensor driver 22. In the CCD camera 15, a video signal formed on the CCD element is input to the CPU 21 via the sensor driver 22. In this case, when the light sources 18 and 19 for the short distance and the long distance are switched by operating the switches, the changeover switch 24 is preferably imaged on the CPU 21.
The CPU 21 has a built-in decoding circuit for decoding the information indicated by the code 6 from the input video signal, and can output the restored data obtained through a series of image processing from the CPU 21 to the outside as needed. On the other hand, the light source 18 that illuminates the reading surface 3 at the short distance L1 is connected to the CPU 21 via the LED driver circuit 17a. The light source 19 for illuminating the reading surface 3 at a long distance L2 is connected to the CPU 21 via the LED driver circuit 17b. Further, a reading confirmation light source 23 that is turned on when the code 6 is successfully read is also connected to the CPU 21. The CPU 21, the LED driver 17 (17a, 17b), the sensor driver 22, and the CCD camera 15 are arranged on the same circuit board 25.
Next, the code 6 to be read by the code reading device 1 will be briefly described. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the code 6 is provided on an object (for example, a product or the like) 5 as an example, and individual products are managed by reading the code 6 by the code reading device 1 so that inventory and the like are obtained. Can manage.
The code 6 shown in FIG. 3 is provided directly, for example, on a metal surface by laser processing or the like. As the code 6, for example, a matrix data matrix code of 12 rows × 12 columns is used. Is not limited to this, and may be a standardized Veri code, QR code, or another code.
Next, the operation of the code reader 1 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In this description, each step shown in the flowchart is simply described as “S”. When power is supplied to the CPU, the code reading device 1 first performs an initial process (S1). In this initial process, the state of the ROM and RAM inside the CPU is checked, and the code reading device 1 enters a standby state after an initial value is substituted into a memory required for the process.
In this state, activation is performed by an operator operating an operation lever (not shown). That is, the operation is started when the operator operates the operation lever to turn on the switch state of the operation switch 27 serving as a trigger. In response to this, the CPU 21 instructs the LED driver 17a to emit the short-distance light source 18, and the short-distance light source 18 is turned on to emit illumination light for illuminating the reading surface 3 on which the code 6 is provided. (S2). Uniform light (illumination light) emitted from the light source 18 attached to the inner wall of the hood portion 11b is incident on the half mirror 12 which is disposed in a state inclined to the optical axis 7 shown in FIG. In this case, if the half mirror 12 has a reflectance / transmittance of, for example, 50%, the half mirror 12 guides half of the light incident on the half mirror 12 from the reading unit 11c to the surface 3 to be read. The other half passes straight through the half mirror 12.
On the other hand, since the light reflecting film 13 faces the light source 18 with the half mirror 12 interposed therebetween, light transmitted through the half mirror 12 strikes the light reflecting film 13 and is reflected with high efficiency. For example, assuming that the reflectance of the light reflecting film 13 is “1: perfect reflection” for easy understanding, the light transmitted through the half mirror 12 by the light reflecting film 13 changes the traveling direction by 180 degrees, and this time, The light enters the half mirror 12 again from the opposite direction. Then, when the light is again incident on the half mirror 12 from the opposite direction, half of the incident light is guided to the CCD camera 15 through the hole 9a and the remaining light is emitted due to the characteristics of the half mirror 12. Is guided to the light source side.
As a result, a bright image is formed on the CCD element by a part of the light transmitted through the half mirror 12 and reflected by the light reflection film 13, and transmitted through the half mirror 12 by the light reflection film 13. The read surface 3 is also brightened by a part of the reflected light, so that the code can be easily read.
Next, light emission of a light source for a long distance will be described. In the light emission of a long-distance light source, the CPU 21 gives a driving instruction to the long-distance LED driver 17b. Then, the illumination light is emitted from the light source 19 in response to the instruction from the CPU 21 (S3). In this case, the light source 19 is attached to the circuit board 25 provided in the insertion opening 29 of the lighting unit 20 and emits light in a state where the head for emitting light is provided in the recess 10 c of the light guide member 10. . The light emitted from the light source 19 is transmitted from the light source insertion part 10a to the prism part 10b provided continuously. In the light transmission process, the light from the light source 19 repeats reflection on the reflecting surface 10d and the reflecting surface 10f which are tapered with respect to the optical axis of the light source 19, and becomes flush with the reading unit 11c. The light is emitted from the light emitting surface 10e. As a result, the second illumination light is emitted from the four corners of the reading unit 11c to the surface 3 to be read at a distance L2 at the same time with high efficiency.
As described above, when the illumination light is emitted from the short-distance light source 18 or the long-distance light source 19, the illumination light applied to the code 6 is reflected by the code 6. The cords 6 used individually are formed by combining a plurality of light and dark cells in a matrix shape. For this reason, the light reflection state differs depending on the position of the light / dark cell, so that the reflected light reflected on the light / dark cell of the code 6 changes depending on the light / dark state, and is returned to the reading unit 11c as reflected light including code information. Then, the reflected light reflected by the code 6 enters a hole 9a formed in the center of the inner bottom surface 9 and having a function of reducing the amount of light, and forms an image on a CCD element of a CCD camera 15 via a lens 14; A code is read (S4).
As a result, an image (image indicating unique information) based on the shape of the code 6 on the surface 3 to be read is formed on the CCD element of the CCD camera 15 via the lens 14. The image formed on the CCD camera 15 is sequentially captured by the CPU 21 via the sensor driver 22 and sent to a decoding circuit inside the CPU 21. Then, an internal decoding circuit binarizes the formed image, specifies a dot arrangement pattern, decodes the information indicated by the code 6, and performs code recognition for specifying information on the object 5 (S5). ).
Thereafter, the CPU 21 determines whether or not such decoding has been completed. If the decoding has not been completed, the process returns to S2 for performing the light source emission, and the processing from S2 is repeated until the decoding is completed. At this time, if the decoding is not completed within a predetermined time from the light emission of the light source, a notification to notify the operator of the abnormality by sound or light may be performed by the abnormality processing.
When the decoding is completed in S6, the confirmation light source 23 provided on the rear surface of the housing 11 is turned on to notify (S7), or a buzzer (not shown) beeps and the decoding is normally performed. Can be notified to the operator by light or sound. Further, the decoded information can be sent to an external device that is communicatively connected to the code reading device 1, and the type or content of the code 6 can be analyzed by the external device. In the processing shown in FIG. 6, a case where the light sources 18 and 19 for the short distance and the light source 19 for the long distance are made to emit light alternately at a predetermined period (for example, several ms) has been described. The present invention is not limited to this. When the brightness of the illumination light is required in the use environment, the light sources 18 and 19 can be simultaneously driven to emit the illumination light.
Next, the processing in FIG. 6 is basically the same, but as shown in FIG. 7, the light source 18 for the short distance and the light source 19 for the long distance may be switched according to the state of the changeover switch 24. That is, after the initial processing shown in S11 is performed for the first time, the CPU 21 detects the state of the changeover switch 24 to perform a case division (S12). That is, when the state of the changeover switch 24 is set to the short distance side, the light source 18 for the short distance is driven (S13). On the other hand, when the state of the changeover switch 24 is set to the long distance side, the light source 19 for the long distance is driven (S14). The driving and irradiation of the light sources 18 and 19 are the same as in FIG.
Thereafter, code reading is performed (S15), but the processing performed by the CPU 21 from S15 to S18 is the same as the processing from S4 to S7 in FIG.
In the present embodiment, the following modifications are also possible. That is, a partial surface treatment may be performed on the half mirror 12 shown in FIG. For example, a partial reflective film can be provided in an area outside the visual field (imaging range) of the CCD camera 15 imaged through the hole 9a.
As another modified example, the half mirror 12 is not used, and the periphery of the hole 9 a having the aperture function (for example, the inner bottom surface 9 has a reflective surface in which the inner surface of the reading unit side is white or the inner surface thereof). By providing a white reflective film on the surface, the light emitted from the light source 18 is internally reflected in the housing by the white reflective surface / reflective film, thereby indirectly irradiating the reading surface 3 with illumination light. Further, in the case where the CCD camera 15 reads the code 6 provided on the mirror surface accurately without causing saturation, a uniform light can be obtained in front of the hole 9a where the light reflected from the code 6 enters. By forming a region that is entirely brightened by the diffused light, reading can be performed even with the code 6 provided on the mirror surface.
【effect】
According to the present invention, the light emitting unit includes a first light source that irradiates the first surface with the first illumination light to the reading surface at a short distance, and a second light source that irradiates the second illumination light with the second surface to the reading surface at a long distance. Therefore, a relatively small unique code among the unique codes can be read by irradiating the first illumination light from the first light source at a short distance. A relatively large unique code among the unique codes can be read by irradiating the second illumination light from the second light source at a long distance. In other words, according to this configuration, by providing a plurality of light sources different according to the intended use, code reading can be performed regardless of the type of unique code without increasing the outer shape of the device itself.
In this case, if the first light source and the second light source can be switched on the basis of the use environment, the light source can be switched between the first light source and the second light source according to a change in the environment.
Further, if the first light source and the second light source emit light simultaneously, when the surface to be read is dark, or when the illumination light of only the first light source or the illumination light of only the second light source is not sufficient in brightness, the second light source can be used. By causing the first light source and the second light source to emit light at the same time, the luminance can be improved.
Further, a light reflecting means is provided around the light restricting means or opposed to the light restricting means, and the first light source irradiates the light reflecting means with the first illumination light, so that indirect illumination light can be produced. By limiting the amount of light entering the imaging means, reading can be performed even with a unique code provided on the mirror surface.
Furthermore, a light guide member having a concave portion, provided in the reading section and irradiating the second illumination light, is provided. If the second light source is provided in the concave portion, the second light source is formed in the light guide member. The second illumination light can be emitted from the reading unit closest to the surface to be read, and a wider range than the first illumination light can be irradiated with the second illumination light.
If the inside of the light guide member is transparent and has a light emitting surface that emits the second illumination light to the surface to be read before the second illumination light is guided, the light guide member having the transparent inside has a higher height. Since the second illumination light can be guided to the light emitting surface with the transmission efficiency, the second illumination light can be emitted from the light emitting surface to the surface to be read with high efficiency.
If the light guide member is light-shielded except for the light emitting surface and the concave portion, when traveling through the light guide member, in the process of transmitting light from the light guide member by the light shield, the second illumination light is transmitted to the outside. Since leakage can be prevented, the second illumination light emitted from the second light source can be emitted to the surface to be read without attenuation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an internal configuration of a code reading device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a lighting unit showing a specific configuration of a lighting unit that performs lighting of FIG. 1;
FIG. 3 is a perspective view illustrating a shape of a light guide member illustrated in FIG. 2;
4A and 4B show unique codes read by the code reading device shown in FIG. 1; FIG. 4A shows a matrix two-dimensional code; and FIG.
FIG. 5 is an electric block diagram of the code reading device shown in FIG.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a code reading process performed by the CPU illustrated in FIG. 5;
FIG. 7 is another flowchart showing a code reading process performed by the CPU shown in FIG. 5;
[Explanation of symbols]
1 Code reader (code reader)
3 Surface to be read
5 objects
6 code (unique code)
7 Optical axis
9 Inner bottom (light limiting means)
9a hole (light limiting means)
10 Light guide member
10a Light source insertion part
10b Prism section
10c recess
10d, 10f Light reflecting surface
10e Light emitting surface
11 Housing
11a Inner wall
11b Food section
11c Reading unit
12 Half mirror (light reflecting means)
13. Light reflection film (light reflection means)
15 CCD camera (imaging means)
18. Light source (light emitting means, first light source)
19 light source (light emitting means, second light source)
20 Lighting unit

Claims

物体に設けられた固有コードを読み取る読取部を有するハウジングと、
該ハウジングの内部に配設され、前記固有コードを撮像する撮像手段と、
前記ハウジング側に取り付けられ、前記固有コードが設けられる被読み取り面を照らす発光手段と、
前記撮像手段の前方に設けられ、前記被読み取り面を照らす照明光が前記固有コードに当たり、前記固有コードによって反射した反射光の前記撮像手段へ入光する光量を制限する光制限手段とを備え、
前記被読み取り面に照射された照明光が前記固有コードに当たって反射した反射光に基づき、前記固有コードに示される情報を読み取るコード読取装置において、
前記発光手段は近距離の被読み取り面に対して第１照明光を照射する第１光源と、遠距離の被読み取り面に対して第２照明光を照射する第２光源を有したことを特徴とするコード読取装置。A housing having a reading unit for reading a unique code provided on the object,
Imaging means arranged inside the housing to image the unique code;
A light emitting unit attached to the housing side and illuminating a read surface provided with the unique code,
Light limiting means that is provided in front of the image capturing means and illuminates the reading surface hits the unique code, and limits the amount of light reflected by the unique code and entering the image capturing means,
A code reading device that reads information indicated by the unique code based on reflected light in which illumination light applied to the surface to be read hits the unique code,
The light emitting means includes a first light source that irradiates a first surface with a first illumination light to a reading surface at a short distance, and a second light source that irradiates a second illumination light with a second surface to a reading surface at a long distance. Code reader.

前記第１光源と前記第２光源は、使用環境に基づき切替自在としたことを特徴とする請求項１に記載のコード読取装置。The code reader according to claim 1, wherein the first light source and the second light source are switchable based on a use environment.

前記第１光源と前記第２光源は、同時発光することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコード読取装置。The code reading device according to claim 1, wherein the first light source and the second light source emit light at the same time.

前記光制限手段の周囲または前記光制限手段に対向して光反射手段を設け、前記第１光源は該光反射手段に対して前記第１照明光を照射することを特徴とする請求項１に記載のコード読取装置。The light reflecting means is provided around the light limiting means or opposed to the light limiting means, and the first light source irradiates the light reflecting means with the first illumination light. The code reader according to the above.

凹部を有し、前記読取部に設けられて前記第２照明光を照射する導光部材を備え、前記凹部内に前記第２光源を配設したことを特徴とする請求項１に記載のコード読取装置。2. The code according to claim 1, further comprising a light guide member having a recess, provided in the reading unit, for irradiating the second illumination light, and wherein the second light source is disposed in the recess. Reader.

前記導光部材は内部が透明であり、前記第２照明光が導かれる先に前記第２照明光を前記被読み取り面に対して発する光放射面を有したことを特徴とする請求項１に記載のコード読取装置。2. The light guide member according to claim 1, wherein the inside of the light guide member is transparent and has a light emitting surface that emits the second illumination light to the surface to be read before the second illumination light is guided. 3. The code reader according to the above.

前記導光部材は、前記光放射面および前記凹部を除いて、光シールドされていることを特徴とする請求項６に記載のコード読取装置。The code reader according to claim 6, wherein the light guide member is light-shielded except for the light emitting surface and the concave portion.