JPH1074234A

JPH1074234A - データシンボル読み取り装置

Info

Publication number: JPH1074234A
Application number: JP8246872A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Seo; 修三瀬尾
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1998-03-17

Abstract

(57)【要約】【課題】読み取り対象とされるデータシンボルの、シン
ボル読み取り領域に対する位置合わせを容易に行うこと
ができるデータシンボル読み取り装置を提供すること。【解決手段】データシンボル読み取り装置１は、指標用
光源４１と、指標用光源４１からの光を集光させ指標光
とする指標用レンズ４２と、当該指標光の光軸４１１と
撮像レンズ３４の光軸３４１とを一致させるように指標
光を反射させるハーフミラー４３とを有する指標投射部
４を備える。この指標投射部４により、シンボル読み取
り領域８の中心に指標点９が投射される。データシンボ
ル７がその指標点９に重なるように、データシンボル読
み取り装置１を移動することにより、データシンボル７
をシンボル読み取り領域８上へ容易に位置決めすること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データシンボル読
み取り装置に関し、例えば２次元データシンボルのよう
なコード化された情報を読み取るノンコンタクト方式の
データシンボル読み取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のバーコード情報より多くの情報を
担持し得るものとして、例えば白黒のモザイクパターン
を２次元的に配置した２次元データシンボルがある。通
常、２次元データシンボルを読み取る場合、２次元デー
タシンボルが撮像レンズを介してＣＣＤ(Charge Couple
d Device)に結像されるためには、所定の距離が必要で
あった。そのため、従来の２次元データシンボル読み取
り装置は、データ読み取り部を２次元データシンボルが
配置されている面に、当該距離を保つように接合させ
て、読み取り動作を行っていた（コンタクト方式とい
う）。

【０００３】近年、読み取り部とデータシンボルが配置
された面とを接合することなく、２次元データシンボル
を読み取る方式が考えられている（ノンコンタクト方式
という）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ノンコンタクト方式の
場合、コンタクト方式に比べ、データシンボルをシンボ
ル読み取り領域上に位置合わせすることが容易でない。
これは、コンタクト方式では、被写体であるデータシン
ボルが置かれた面に読み取り装置のデータ読み取り部を
接合するので、データシンボルをシンボル読み取り領域
内に位置合わせすることが容易であるが、ノンコンタク
ト方式では、読み取り部と読み取り対象までが外部空間
とされ、かつ、シンボル読み取り領域を表示する手段が
ないので、データシンボルがシンボル読み取り領域内に
位置するのか否かが不明確となるからである。

【０００５】本発明の目的は、シンボル読み取り領域に
対するデータシンボルの位置合わせを容易に行うことが
できるデータシンボル読み取り装置、特にノンコンタク
ト方式のデータシンボル読み取り装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１０）の本発明により達成される。

【０００７】（１）撮像素子と、シンボル読み取り領
域上のデータシンボルを前記撮像素子の受光面に導く撮
像レンズを有する結像光学系と、シンボル読み取り領域
内にデータシンボルの位置合わせ用の指標光を投射する
指標投射部と、を備えることを特徴とするデータシンボ
ル読み取り装置。

【０００８】（２）前記指標光の光軸の一部が前記撮
像レンズの光軸と一致する上記（１）に記載のデータシ
ンボル読み取り装置。

【０００９】（３）前記指標投射部は、被写体との距
離を設定する機能を有する上記（１）または（２）に記
載のデータシンボル読み取り装置。

【００１０】（４）前記指標投射部は、指標用光源
と、指標用光源からの光をシンボル読み取り領域上に集
光するレンズとを有する上記（１）ないし（３）のいず
れかに記載のデータシンボル読み取り装置。

【００１１】（５）前記指標投射部は、前記指標光源
からの光の一部を反射させ、当該反射光を前記指標光と
する光学素子を備える上記（１）ないし（４）のいずれ
かに記載のデータシンボル読み取り装置。

【００１２】（６）前記指標投射部は、前記指標光源
からの光を波長に応じて選択的に透過または反射させ、
当該透過光または反射光を指標光とする光学素子を備え
る上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のデータシ
ンボル読み取り装置。

【００１３】（７）前記指標光は、前記撮像レンズの
光軸と、前記シンボル読み取り領域との交点に投射され
るスポット光である上記（１）ないし（６）のいずれか
に記載のデータシンボル読み取り装置。

【００１４】（８）前記シンボル読み取り領域に照明
光を照射する光源を備え、前記指標光の波長が、前記照
明光の波長と相違する上記（１）ないし（７）のいずれ
かに記載のデータシンボル読み取り装置。

【００１５】（９）前記結像光学系は、前記指標光の
反射光が前記撮像素子の受光面へ入射するのを阻止する
遮光手段を有する上記（１）ないし（８）のいずれかに
記載のデータシンボル読み取り装置。

【００１６】（10）前記データシンボルは、２次元の
データシンボルである上記（１）ないし（９）のいずれ
かに記載のデータシンボル読み取り装置。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のデータシンボル読
み取り装置を添付図面に示す好適実施例に基づいて詳細
に説明する。

【００１８】図１は本発明のデータシンボル読み取り装
置１の斜視図、図２は図１に示すデータシンボル読み取
り装置１のＡ−Ａ線断面図である。図１および図２に示
すように、本発明のデータシンボル読み取り装置１は、
手で把持する縦長の把持部１２とその先端側に形成され
たヘッド部１１とで構成されたケーシング２を有する。
前記把持部１２内には、読み取り動作を開始するための
トリガースイッチ１２１と読み取られたデータシンボル
７のデータの情報処理を行う処理部５が備えられてい
る。また、前記ヘッド部１１には、データシンボル７の
読み取り処理に必要な読み取り部３、指標投射部４等が
備えられている。

【００１９】前記読み取り部３は、照明光を発する複数
の光源３１と、光源３１の発する光を透過する透過板３
２と、撮像素子３３と、データシンボル７を撮像素子３
３の受光面に結像するように導く撮像レンズ３４と、後
述する指標光のシンボル読み取り面での反射光を遮断す
るカットフィルター（遮光手段）３５と、これらを支持
する図示しない支持部材とで構成されている。前記光源
３１は、撮像レンズ３４を中心として、その周囲に配置
されている。

【００２０】前記光源３１は、例えばＬＥＤのような発
光素子、ハロゲンランプ等を用いることができ、データ
シンボルを読み取るために必要な照度を与えるものとさ
れる。具体的には、発光波長帯域が５９０±１５nmのＬ
ＥＤが好ましく用いられる。

【００２１】前記透過板３２は、光源３１から発せられ
る光を透過する透明または半透明の板であればよく、プ
ラスチック板やガラス板が挙げられる。また、この透過
板３２は、光源３１からの光を拡散する拡散板であって
もよい。

【００２２】前記撮像素子３３としては、受光した光を
その光量に応じて電気信号に変換する光電変換素子が用
いられる。特に、光電変換素子として、ＣＣＤが好まし
いものとして挙げられる。ＣＣＤは、多数のフォトダイ
オード画素がマトリックスに配置されて構成され、受光
光量に応じて各画素が電荷を蓄積し、順次転送して、当
該電荷が被写体のアナログ画像信号とされる。

【００２３】前記指標投射部４は、指標用光源４１と当
該指標用光源４１から発せられた光をシンボル読み取り
領域（撮像素子３３の受光面に結像する範囲）８上に集
光する指標用レンズ４２と、ハーフミラー４３とから構
成される。

【００２４】前記指標用光源４１から発せられる光は、
光源３１からの光で照明されたシンボル読み取り領域８
上で指標光が明確に区別できるように、光源３１の発光
波長帯域と異なる波長を持つものとされる。ここでは、
発光波長が６５０nmである赤色発光のＬＥＤが好まし
い。

【００２５】ハーフミラー４３は、指標用光源４１の光
軸４１１を撮像レンズ３４の光軸３４１と一致するよう
に反射させ、この反射光による指標光をシンボル読み取
り領域８の中心に投射するように設置されている。

【００２６】指標用光源４１と指標用レンズ４２は、ハ
ーフミラー４３を介してＣＣＤ３３の受光面にデータシ
ンボル７が結像する距離において、シンボル読み取り領
域８の中心（光軸３４１との交点）に合焦状態（最小面
積）の指標点（スポット光）９を映ずるように構成され
る。

【００２７】このような指標点９は、読み取り対象とさ
れるデータシンボル７のシンボル読み取り領域８上への
位置決めを容易にする。例えば、読み取り対象とされる
データシンボル７をシンボル読み取り領域８内に置くに
は、当該指標点９を読み取り対象とされるデータシンボ
ル７上に投射するようにデータシンボル読み取り装置１
の位置（向き）を調整すれば足りる。また、必ずしも、
当該指標点９をデータシンボル７上に投射する必要はな
く、データシンボル７の近傍に指標点９を投射するよう
にしてもよい。

【００２８】また、データシンボル読み取り装置１の被
写体（データシンボル７）までの距離に過不足があると
きは、映し出された指標点９がボケて大きくなる。この
ような状態を解消するように、すなわち指標点９の面積
が最小となるように、前記距離を調節し、ＣＣＤ３３の
受光面にデータシンボルが結像することを確認すること
ができる。特に、指標点９を投射する指標用レンズ４２
の被写界深度は、撮像レンズ３４の被写界深度と同じか
それより浅いものが好ましい。被写界深度が浅い方が、
ピント合わせが容易となるからである。こうして、エラ
ーのないデータシンボル７の読み取りを行うことができ
る。

【００２９】データシンボル読み取り装置１の把持部１
２内には、読み取られたアナログ画像データをデジタル
化処理する処理部５が、例えばプリント基板上に設けら
れている。

【００３０】図４は、前記処理部５の一例を示すブロッ
ク図である。処理部５は、主に、ＣＣＤ駆動回路５１、
増幅回路５２、２値化回路５３、メモリ５４、制御手段
（ＣＰＵ）５５およびこれらの電気接続ラインで構成さ
れている。

【００３１】また、前記制御手段５５には、光源駆動回
路５６、指標用光源駆動回路５７、通信用ドライバ５
８、およびトリガースイッチ１２１等のスイッチ回路が
接続され、さらに、必要に応じ、ＬＣＤ（液晶表示装
置）またはＣＲＴのような表示装置５９等が接続されて
いる。また、通信用ドライバ５８には、データシンボル
収集用のホストコンピュータ６が接続されている。

【００３２】図５には、本発明において読み取り対象と
されるデータシンボルの一例が示される。データシンボ
ル７は、ｘ行＊ｙ列（ｘ、ｙは、それぞれ２以上の整
数）に配列された黒色または白色（または透明）のモザ
イク（セル）で構成されている。このモザイクの黒色ま
たは白色は、例えば２進法における０または１を表し、
この組み合わせにより所望の情報がデータシンボル７に
特定される。データシンボル読み取り装置１は、データ
シンボル７を、シンボル読み取り領域８内に位置づけて
読み取りを行う。なお、シンボル読み取り領域８の中心
には、指標光の投射による指標点９が示される。

【００３３】図３には、データシンボル読み取り装置１
において、ハーフミラー４３の代わりにダイクロイック
ミラーを用いたデータシンボル読み取り装置１０が示さ
れる（図１と同じ符号のものは同じ部品を意味する）。
ダイクロイックミラー４４は、指標用光源４１から発せ
られた光（波長）を選択的に反射し、被写体からの光
（波長）は透過する性質を有する。よって、データシン
ボル読み取り装置１０には、カットフィルター３５は用
いられていない。

【００３４】このダイクロイックミラー４４は、前記ハ
ーフミラー４３と同様に、指標用光源４１の光軸４１１
を撮像レンズ４３の光軸３４１と一致するように指標光
を反射させる。すなわち、指標光が、シンボル読み取り
領域８の中心に投影されるので、データシンボル読み取
り装置１０は、データシンボル読み取り装置１と同様、
データシンボル７のシンボル読み取り領域８内への位置
決めを容易に行うことができる。

【００３５】次に、前記データシンボル読み取り装置１
（前記データシンボル読み取り装置１０も同じ）の動作
を説明する。

【００３６】データシンボル読み取り装置１は、トリガ
ースイッチ１２１の操作により、所望のデータシンボル
を容易に読み取ることができる。

【００３７】トリガースイッチ１２１は、２段階のスイ
ッチ動作を行うように構成されている。

【００３８】トリガースイッチ１２１の１段階目のスイ
ッチ動作（半押し状態）により、データシンボル読み取
り装置１は電源オン状態になり、指標用光源駆動回路５
７が動作状態にされる。動作状態にされた指標用光源駆
動回路５７により点灯した指標用光源４１は、シンボル
読み取り領域８上に指標点９を形成する。指標点９は、
シンボル読み取り領域８の中心を示し、かつ、この指標
点９が合焦状態か否かにより、被写体（データシンボル
７）までの距離の適または不適が示される。

【００３９】読み取り対象とされるデータシンボル７
が、指標点９と重なるか、またはその近傍に位置するよ
うにし、かつ指標点９の合焦が得られる適正な距離とな
るようにデータシンボル読み取り装置１を前後、上下、
左右に適宜移動操作する。その後、２段階目のスイッチ
動作（全押し状態）をすることによって、光源駆動回路
５６が動作状態にされ、動作状態にされた光源駆動回路
５６により点灯した光源３１は、シンボル読み取り領域
８を照明する。この光源駆動回路５６は、前記１段階目
のスイッチ動作（半押し状態）時に動作させることもで
きる。次いで、ＣＣＤ３３の受光面に結像しているデー
タシンボル７がアナログ画像データとして読み取られ、
デジタルデータに変換され、さらに２値化データに変換
されてメモリ５４に蓄えられる。なお、撮像は、フィー
ルド画像でもフレーム画像のいずれでも行うことができ
る。

【００４０】具体的には、トリガースイッチ１２１が全
押し状態にされることにより、処理部５が作動する。Ｃ
ＣＤ駆動回路５１が作動すると、ＣＣＤ駆動回路５１か
らＣＣＤ３３へは、ＣＣＤ垂直駆動パルスとＣＣＤ水平
駆動パルスとが所定のタイミングで出力される。当該Ｃ
ＣＤ垂直駆動パルスは、ＣＣＤ３３での電荷蓄積の動作
タイミング信号として用いられる。また、当該ＣＣＤ水
平駆動パルスは、増幅回路５２への電荷転送の動作タイ
ミング信号として用いられる。また、ＣＣＤ駆動回路５
１では、クロック信号を生成し、さらにこの信号に水平
同期信号および垂直同期信号を複合した信号（複合クロ
ック信号）を制御手段５５へ送出する。

【００４１】ＣＣＤ３３から順次出力される画像信号
（アナログ信号）は、増幅回路５２により増幅され、図
示しないＡ／Ｄ変換回路によりデジタル画像信号に変換
されて、２値化回路５３に入力される。２値化回路５３
では、変換されたデジタル画像信号が、制御手段５５の
有するしきい値データと比較されて２値化される。２値
化回路５３から出力された２値化データは、制御手段５
５に内蔵されているアドレスカウンタにより、メモリ５
４の所定のアドレスに記憶される。このアドレスカウン
タは、前記ＣＣＤ駆動回路５１から入力される前記複合
クロック信号によって駆動される。

【００４２】メモリ５４からは、前記アドレスカウンタ
に指定されたアドレス（メモリ５４への記憶時とは読み
出し順序が逆の場合がある）に従って、データが順次読
み出され、１画面分のデータに対し、制御手段５５の演
算部において、例えば、像の反転、輪郭検出（データシ
ンボル７に関する情報のみの抽出）、ドロップアウト補
正、回転等の必要な画像処理を行い、さらに、制御手段
５５に内蔵されるデコーダにて、２次元のデータシンボ
ル７の体系に応じたデータにデコードする（データシン
ボル７が表わす情報の解読を行う）。このデコードされ
たデータ（デコードデータ）は、通信用ドライバ５８を
介して、ホストコンピュータ６へ出力される。

【００４３】また、メモリ５４に記憶された２値化デー
タは、制御手段５５により表示装置５９に画像表示でき
る。

【００４４】なお、このようなデータシンボル７の読み
取りに際し、シンボル読み取り領域８上に投射された指
標光の反射光は、データシンボル読み取り装置１ではカ
ットフィルター３５で、データシンボル読み取り装置１
０ではダイクロイックミラー４４でカットされるため、
ＣＣＤ３３の受光面へは到達せず、よって、読み取りエ
ラーの原因となることはない。

【００４５】以上、本発明のデータシンボル読み取り装
置を、図示の各実施例に基づいて説明したが、本発明は
これらに限定されるものではない。例えば、投射された
指標光の形状は、スポット状のものに限らず、また、指
標点９の数は複数であってもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のデータシ
ンボル読み取り装置によれば、指標投射部を備えること
によって、データシンボル読み取り装置を移動してデー
タシンボルをシンボル読み取り領域上へ位置合わせする
ことが容易に行える。

【００４７】また、指標光を、撮像レンズの光軸と、前
記シンボル読み取り領域との交点に投射させることや、
指標光と照明光との波長を異ならせること等により、デ
ータシンボルのシンボル読み取り領域上への位置合わせ
が一層容易となる。

【００４８】このように、データシンボルのシンボル読
み取り領域上への位置合わせが容易になることは、デー
タシンボルの読み取りエラーの発生を抑えることにな
り、その結果として読み取り精度が向上する。

【００４９】また、指標光の反射光を遮蔽する遮光手段
を設けることにより、読み取りエラーの防止効果がより
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデータシンボル読み取り装置の実施例
を示す斜視図である。

【図２】図１に示すデータシンボル読み取り装置のＡ−
Ａ線断面図である。

【図３】データシンボル読み取り装置の他の実施例を示
す断面側面図である。

【図４】本発明のデータシンボル読み取り装置における
処理部周辺のブロック図である。

【図５】データシンボルの一例を示す図である。

【符号の説明】

１データシンボル読み取り装置１１ヘッド部１２把持部１２１トリガスイッチ２ケーシング３読み取り部３１光源３２透過板３３撮像素子（ＣＣＤ）３４撮像レンズ３４１撮像レンズの光軸３５カットフィルター４指標投射部４１指標用光源４１１指標用光源の光軸４２指標用レンズ４３ハーフミラー４４ダイクロイックミラー５処理部５１ＣＣＤ駆動回路５２増幅回路５３２値化回路５４メモリ５５制御手段５６光源駆動回路５７指標用光源駆動回路５８通信用ドライバ５９表示装置６ホストコンピュータ７データシンボル８シンボル読み取り領域９指標点１０データシンボル読み取り装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像素子と、シンボル読み取り領域上のデータシンボルを前記撮像素
子の受光面に導く撮像レンズを有する結像光学系と、シンボル読み取り領域内にデータシンボルの位置合わせ
用の指標光を投射する指標投射部と、を備えることを特
徴とするデータシンボル読み取り装置。
【請求項２】前記指標光の光軸の一部が前記撮像レン
ズの光軸と一致する請求項１に記載のデータシンボル読
み取り装置。
【請求項３】前記指標投射部は、被写体との距離を設
定する機能を有する請求項１または２に記載のデータシ
ンボル読み取り装置。
【請求項４】前記指標投射部は、指標用光源と、指標
用光源からの光をシンボル読み取り領域上に集光するレ
ンズとを有する請求項１ないし３のいずれかに記載のデ
ータシンボル読み取り装置。
【請求項５】前記指標投射部は、前記指標光源からの
光の一部を反射させ、当該反射光を前記指標光とする光
学素子を備える請求項１ないし４のいずれかに記載のデ
ータシンボル読み取り装置。
【請求項６】前記指標投射部は、前記指標光源からの
光を波長に応じて選択的に透過または反射させ、当該透
過光または反射光を指標光とする光学素子を備える請求
項１ないし４のいずれかに記載のデータシンボル読み取
り装置。
【請求項７】前記指標光は、前記撮像レンズの光軸
と、前記シンボル読み取り領域との交点に投射されるス
ポット光である請求項１ないし６のいずれかに記載のデ
ータシンボル読み取り装置。
【請求項８】前記シンボル読み取り領域に照明光を照
射する光源を備え、前記指標光の波長が、前記照明光の
波長と相違する請求項１ないし７のいずれかに記載のデ
ータシンボル読み取り装置。
【請求項９】前記結像光学系は、前記指標光の反射光
が前記撮像素子の受光面へ入射するのを阻止する遮光手
段を有する請求項１ないし８のいずれかに記載のデータ
シンボル読み取り装置。
【請求項１０】前記データシンボルは、２次元のデー
タシンボルである請求項１ないし９のいずれかに記載の
データシンボル読み取り装置。