JP4336838B1 - Reading unit - Google Patents

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Abstract

【課題】 ユーザの操作が必要なく丈夫であり、省電力化が実現でき低コストであり、簡易に製造できる光学読み取り装置を提供する
【解決手段】 媒体面を撮影する読取ユニットであって、該媒体面に対して光を照射する光源と、該媒体面からの反射光を入射するレンズと、該レンズを経た入射光を入光する撮像手段と、該光源と撮像手段とを制御する制御手段と、中空部を有する筒状であり、その先端に該媒体面からの該反射光の入口となる開口部が形成された、該光源からの光を該媒体面に照射させるための第1の導光体とを備え、該レンズは、該第1の導光体の開口部を臨むように、該第1の導光体の該中空部に配置され、該光源は、該第1の導光体内部に設けられたスリットの端部に配置されており、該光源からの照射光は、該第1の導光体の内部を進行し該開口部より該媒体面に対して均一に照射される。
【選択図】 図1
Provided is an optical reading device that is durable and does not require user operation, realizes power saving, is low-cost, and can be easily manufactured. A light source that irradiates light to the medium surface, a lens that receives reflected light from the medium surface, an imaging unit that receives incident light that has passed through the lens, and a control unit that controls the light source and the imaging unit And a cylindrical shape having a hollow portion, and an opening serving as an entrance of the reflected light from the medium surface is formed at the tip thereof, and a first light for irradiating the medium surface with light from the light source A light guide, and the lens is disposed in the hollow portion of the first light guide so as to face the opening of the first light guide, and the light source includes the first light guide. It is arrange | positioned at the edge part of the slit provided in the inside of a light body, and the irradiation light from this light source is said 1st Opening proceeds within the light guide body is uniformly irradiated to the medium body surface than.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、ドットパターン等の二次元コードまたはバーコード等の一次元コードの読み取りに用いる光学読取装置(スキャナ)に関する。   The present invention relates to an optical reading device (scanner) used for reading a two-dimensional code such as a dot pattern or a one-dimensional code such as a bar code.

近年、音声や画像等の種々の情報を記録するための識別子として、バーコード等の一次元コードやQRコード等の二次元コードが広く用いられている。特に最近では、符号化情報としての複数のドットを2次元に配置したドットコード(ドットパターン)が注目されている。ドットコードは、特殊なスキャナを用いて読み取るので写真や絵柄等の印刷物に重ねて印刷出来るため、印刷物の美観を損ねることがなく、また、印刷物の領域を犠牲にすることがないため、バーコード等に比べ、より多くの情報を印刷することが可能となる。   In recent years, one-dimensional codes such as barcodes and two-dimensional codes such as QR codes have been widely used as identifiers for recording various information such as voice and images. In particular, recently, a dot code (dot pattern) in which a plurality of dots as encoded information are arranged two-dimensionally has attracted attention. Since the dot code is read using a special scanner, it can be printed over a printed matter such as a photograph or a picture, so the appearance of the printed matter is not impaired and the area of the printed matter is not sacrificed. It is possible to print more information than the above.

このような一次元コードや二次元コードは、専用のスキャナによって読み取られる。たとえば、ドットコードを読み取る場合、ドットコードが印刷された印刷面に、ペン型のスキャナから発光される光を照射し、ドットコードが印刷された部分およびドットコードが印刷されていない部分から反射光の明暗や色の違いによりドットコードを読み取る。   Such a one-dimensional code or two-dimensional code is read by a dedicated scanner. For example, when reading a dot code, light emitted from a pen-type scanner is applied to the printed surface on which the dot code is printed, and the reflected light is reflected from the part where the dot code is printed and the part where the dot code is not printed. The dot code is read according to the lightness and darkness and color difference.

このようなペン型スキャナに設けられたLEDは、照射方向のばらつきが非常に大きく、そのため、ドットコードを照射する際に、媒体面を均一に照射することができず、照明むらが起きやすく、正確にドットコードを読み取れないという問題があった。また、このような問題を解消しようとすると、LEDの数を増やさなければならず、消費電力およびコストが大幅に上がってしまうという問題があった。   The LED provided in such a pen-type scanner has a very large variation in the irradiation direction, so when irradiating the dot code, the medium surface cannot be uniformly irradiated, and uneven illumination tends to occur. There was a problem that the dot code could not be read accurately. Further, in order to solve such a problem, there is a problem that the number of LEDs has to be increased, resulting in a significant increase in power consumption and cost.

このような問題を解決するために、照明部をユニット化したコードリーダが提案されている(たとえば、特許文献1)。このコードリーダでは、LED等の複数の光源と、光源が実装された照明用基板と、光源から発射された照明光を拡散するための光拡散部材と、光拡散部材から拡散された拡散光をコードパターンに向けて反射させる光反射部材とが一体的にユニット化されている。   In order to solve such a problem, a code reader in which an illumination unit is unitized has been proposed (for example, Patent Document 1). In this code reader, a plurality of light sources such as LEDs, an illumination board on which the light sources are mounted, a light diffusion member for diffusing illumination light emitted from the light source, and diffused light diffused from the light diffusion member A light reflecting member that reflects toward the code pattern is integrally unitized.

このようにユニット化することにより、ユニットの時点で照明部の良否判断ができるため、光量むらによる不良品の発生を事前に防止し、正確にドットコードを読み取ることのできる製品を提供することができる。   By unitizing in this way, it is possible to judge the quality of the illumination unit at the time of the unit, so that it is possible to prevent the occurrence of defective products due to unevenness in the amount of light in advance and provide a product that can accurately read the dot code. it can.

また、本文献中には、LEDの光軸付近に拡散部を設け、光軸から離れた位置には非拡散部を設けたコードリーダも提案されている。これによれば、LED光軸付近の強度の強い光は拡散部により拡散されて発光強度が弱くなり、LED光軸から離れた強度の弱い光はほとんど減衰せずにコードパターンに到達する。   In this document, a code reader is also proposed in which a diffusing portion is provided near the optical axis of the LED and a non-diffusing portion is provided at a position away from the optical axis. According to this, light with high intensity near the LED optical axis is diffused by the diffusion section and light emission intensity becomes weak, and light with low intensity away from the LED optical axis reaches the code pattern with almost no attenuation.

そのため、LEDの数を増やしたりLEDの駆動電流を増やしたりせずに、照明むらの無い均一な照明光が得られ、低コストで省電力のコードリーダを提供することが可能となる。   Therefore, uniform illumination light with no illumination unevenness can be obtained without increasing the number of LEDs or the LED drive current, and a low-cost and power-saving code reader can be provided.

特開平11−7490号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-7490

しかし、特許文献1のコードリーダでは、複数のLEDが必要であるため、消費電力の低減には限界がある。また、コードリーダを使用する際には読み取りスイッチを操作する必要があるが、このようなスイッチは、常に電源を流し続ける構造に比べ、消費電力が少なくて済むという利点があるものの、操作が面倒であり構造が複雑で製造にコストがかかり、さらに壊れやすいという問題がある。   However, since the code reader of Patent Document 1 requires a plurality of LEDs, there is a limit in reducing power consumption. In addition, when using a code reader, it is necessary to operate a reading switch. Although such a switch has the advantage of requiring less power consumption than a structure in which the power is always supplied, the operation is troublesome. However, there are problems that the structure is complicated, the manufacturing cost is high, and it is further fragile.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ユーザの操作が必要なく丈夫であり、省電力化が実現でき低コストであり、簡易に製造できる光学読み取り装置を提供することを技術的課題とする。   The present invention has been made in view of the above points, and it is a technology to provide an optical reading device that is robust without requiring user operation, can realize power saving, can be manufactured at low cost, and can be easily manufactured. As an objective.

(1)前記課題を解決するため、本発明に係る読取ユニットは、媒体面を撮影する読取ユニットであって、該媒体面に対して光を照射する光源と、該媒体面からの反射光を入射するレンズと、該レンズを経た入射光を入光する撮像手段と、該光源と撮像手段とを制御する制御手段と、中空部を有する筒状であり、その先端に該媒体面からの該反射光の入口となる開口部が形成された、該光源からの光を該媒体面に照射させるための第1の導光体とを備え、該レンズは、該第1の導光体の開口部を臨むように、該第1の導光体の該中空部に配置され、該光源は、該第1の導光体内部に設けられたスリットの端部に配置されており、該光源からの照射光は、該第1の導光体の内部を進行し該開口部より該媒体面に対して均一に照射されることを特徴とする。   (1) In order to solve the above-described problem, a reading unit according to the present invention is a reading unit that images a medium surface, and a light source that irradiates light to the medium surface and reflected light from the medium surface. An incident lens, an imaging means for receiving incident light that has passed through the lens, a control means for controlling the light source and the imaging means, and a cylindrical shape having a hollow portion, and the tip from the medium surface A first light guide for irradiating the surface of the medium with light from the light source, in which an opening serving as an entrance for reflected light is formed, and the lens has an opening of the first light guide. The light source is disposed at the end of a slit provided in the first light guide so as to face the portion, and from the light source, the light source is disposed in the hollow portion of the first light guide. Is irradiated to the medium surface uniformly from the opening through the inside of the first light guide. To.

(2)本発明に係る読取ユニットは、前記光源から照射する光は、所定波長光であることを特徴とする。   (2) The reading unit according to the present invention is characterized in that light emitted from the light source is light of a predetermined wavelength.

(3)本発明に係る読取ユニットは、前記光源は、前記第1の導光体内部に設けられた前記スリットの端部に1個のみ配置されていることを特徴とする。   (3) The reading unit according to the present invention is characterized in that only one light source is disposed at an end of the slit provided in the first light guide.

これによれば、光源(LED)から照射された光は、ライトガイドの内部を進行することによって、光源が設けられていない側にも照射光が行き渡る。そのため、従来のように2個光源を設ける必要がなく、1個の光源のみで媒体面を撮影することができるため、消費電力を少なくすることができる。   According to this, the light irradiated from the light source (LED) travels through the inside of the light guide, so that the irradiated light reaches the side where the light source is not provided. Therefore, it is not necessary to provide two light sources as in the prior art, and the medium surface can be imaged with only one light source, so that power consumption can be reduced.

(4)本発明に係る読取ユニットは、前記媒体面上の所定領域で反射した前記光源からの光を所定の位置に導く第2の導光体と、前記所定の位置に配置された、所定波長光の検出により動作する光学スイッチをさらに備え、前記照射光は、前記第1の導光体の内部を拡散・屈折しながら進行し前記開口部より該媒体面に対して照射された後、該媒体面の該所定領域において反射し、該第2の導光体を介して該光学スイッチに到達し、該光学スイッチにより感知され、前記制御手段は、該照射光を感知した該光学スイッチからの信号に基づき、少なくとも撮像手段を動作させることを特徴とする。   (4) A reading unit according to the present invention includes a second light guide that guides light from the light source reflected by a predetermined region on the medium surface to a predetermined position, and a predetermined light source disposed at the predetermined position. An optical switch that operates by detecting wavelength light is further provided, and the irradiation light travels while diffusing and refracting inside the first light guide and is irradiated to the medium surface from the opening, Reflected in the predetermined area of the medium surface, reaches the optical switch via the second light guide, is sensed by the optical switch, and the control means detects the irradiation light from the optical switch. Based on the above signal, at least the imaging means is operated.

これによれば、導光体からの微弱な照射光が流れてきたときにのみ、制御装置が撮像素子(C−MOSセンサ等)を動作する。そのため、常時撮像素子を動作させておく従来の読取ユニットに対して、消費電力を大幅に削減することが可能となる。   According to this, the control device operates the imaging device (C-MOS sensor or the like) only when weak irradiation light from the light guide flows. Therefore, power consumption can be greatly reduced compared to a conventional reading unit in which the image sensor is always operated.

(5)本発明に係る読取ユニットは、前記第2の導光体は、少なくとも前記所定領域における反射光を入光する側の端部が、中空の管状であることを特徴とする。   (5) The reading unit according to the present invention is characterized in that the second light guide has a hollow tubular shape at least on the side where the reflected light is incident on the predetermined region.

(6)本発明に係る読取ユニットは、前記制御手段は、前記光源を媒体検知時のみ媒体検知用電力により点灯させる省電力モードと、該光源を継続的にまたは前記撮像手段を制御し撮像する際に、撮像用電力により点灯させる通常モードとを備えており、該省電力モードと該通常モードとの切り替えによって省電力制御を行い、少なくとも該省電力モードから該通常モードへの移行は、前記光学スイッチからの信号により行うことを特徴とする。   (6) In the reading unit according to the present invention, the control unit images the power source in a power saving mode in which the light source is turned on by medium detection power only when the medium is detected, and the light source is continuously or the imaging unit is controlled to take an image. A normal mode that is lit by imaging power, and performs power saving control by switching between the power saving mode and the normal mode, at least the transition from the power saving mode to the normal mode is This is performed by a signal from an optical switch.

これによれば、光源を間欠にすることができるため、消費電力を削減することができる。   According to this, since a light source can be made intermittent, power consumption can be reduced.

(7)本発明に係る読取ユニットは、前記第2の導光体の少なくとも端部断面を除く外周部には、所定波長光の、第2の導光体内部への進入を防止するために所定波長光遮断層を設けたことを特徴とする。   (7) In the reading unit according to the present invention, in order to prevent light having a predetermined wavelength from entering the second light guide into the outer peripheral portion excluding at least an end section of the second light guide. A light blocking layer having a predetermined wavelength is provided.

これによれば、外部からの不要な所定波長光の進入を防止して、必要な光源のみ導光体を通過させることができる。   According to this, it is possible to prevent unnecessary light having a predetermined wavelength from entering from the outside and allow only a necessary light source to pass through the light guide.

(8)本発明に係る読取ユニットは、所定波長光遮断層は、所定波長光反射層または所定波長光吸収層であることを特徴とする。   (8) The reading unit according to the present invention is characterized in that the predetermined wavelength light blocking layer is a predetermined wavelength light reflecting layer or a predetermined wavelength light absorbing layer.

(9)本発明に係る読取ユニットは、前記所定波長光遮断層は、前記所定領域における反射光が前記第2の導光体に入光し、該導光体内部の周壁で反射して進行するための所定波長光反射層であることを特徴とする。   (9) In the reading unit according to the present invention, the predetermined wavelength light blocking layer has the reflected light in the predetermined region incident on the second light guide and reflected by a peripheral wall inside the light guide. It is a light reflection layer having a predetermined wavelength for the purpose.

(10)本発明に係る読取ユニットは、前記第2の導光体の中空を有する管状部分の少なくとも前記媒体面側の端部近傍の内周面は、該媒体面の前記所定領域からの前記反射光のみが該第2の導光体を入光・進行するように、前記第1の導光体から導かれ、少なくとも前記第2の導光体の端部延長上の前記媒体面付近で反射した反射光を除く全ての所定波長光を吸収させるために、所定の領域に所定波長光吸収層を設けたことを特徴とする。   (10) In the reading unit according to the present invention, at least an inner peripheral surface in the vicinity of an end portion on the medium surface side of the tubular portion having a hollow of the second light guide is from the predetermined region of the medium surface. The reflected light is guided from the first light guide so that only reflected light enters and travels through the second light guide, and at least near the medium surface on the end extension of the second light guide. A predetermined wavelength light absorption layer is provided in a predetermined region in order to absorb all of the predetermined wavelength light except the reflected reflected light.

これによれば、導光体の内壁で所定波長光が反射することによって媒体面の検知範囲が広がってしまうことを防ぐことができる。   According to this, it is possible to prevent the detection range of the medium surface from expanding due to light of a predetermined wavelength reflected by the inner wall of the light guide.

また、所定波長光遮断層と所定波長光吸収層の両方を設けると、外部からの不要な赤外線光の進入を防止すると同時に、最も適切な検知範囲で媒体面を読みとることが可能となるため、少ない電力で効率よく媒体面を読みとることができる。   In addition, if both the predetermined wavelength light blocking layer and the predetermined wavelength light absorbing layer are provided, it is possible to read the medium surface in the most appropriate detection range at the same time as preventing the entry of unnecessary infrared light from the outside. The media surface can be read efficiently with less power.

(11)本発明に係る読取ユニットは、前記第1の導光体の開口部近傍に防塵および/または防水用などの保護フィルタが設けられたことを特徴とする。   (11) The reading unit according to the present invention is characterized in that a protective filter for dust and / or waterproofing is provided in the vicinity of the opening of the first light guide.

これによれば、塵埃が読取ユニット内部に侵入することを防止することができる。   According to this, it is possible to prevent dust from entering the reading unit.

(12)本発明に係る読取ユニットは、前記フィルタが、前記光源および/または前記第1の導光体の開口部に入光する光の所定波長光だけを透過させる所定波長光透過フィルタであることを特徴とする。   (12) In the reading unit according to the present invention, the filter is a predetermined wavelength light transmission filter that transmits only the predetermined wavelength light of the light that enters the opening of the light source and / or the first light guide. It is characterized by that.

これによれば、撮像素子の先端の所定波長光フィルタを配置する必要がなくなるため、読取ユニットの構造を簡略化することができる。   According to this, it is not necessary to dispose a predetermined wavelength optical filter at the tip of the image sensor, so that the structure of the reading unit can be simplified.

(13)前記所定波長は、赤外線であることを特徴とする。   (13) The predetermined wavelength is an infrared ray.

(14)本発明に係る読取ユニットは、前記媒体面の撮影により読み取る情報は、該媒体面に形成されたコード値および/または座標値からなるドットコードが所定のアルゴリズムに基づいてパターン化された、光学的に読取り可能なドットパターンであることを特徴とする。   (14) In the reading unit according to the present invention, the information read by photographing the medium surface is such that a dot code composed of a code value and / or a coordinate value formed on the medium surface is patterned based on a predetermined algorithm. The dot pattern is optically readable.

これによれば、光源(LED)から照射された光は、ライトガイドの内部を進行することによって、光源が設けられていない側にも照射光が行き渡る。そのため、従来のように2個光源を設ける必要がなく、1個の光源のみで媒体面のドットパターンを撮影することができるため、消費電力を少なくすることができる。   According to this, the light irradiated from the light source (LED) travels through the inside of the light guide, so that the irradiated light reaches the side where the light source is not provided. Therefore, it is not necessary to provide two light sources as in the prior art, and the dot pattern on the medium surface can be photographed with only one light source, so that power consumption can be reduced.

本発明によれば、従来に比べて、消費電力が大幅に少ないコード読取ユニットを、簡易かつ安価に提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to easily and inexpensively provide a code reading unit that consumes significantly less power than conventional ones.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<概要>
図3は、本発明に係る光学式スキャナがどのように使用されるか、その使用状態の例を示した説明図である。
<Overview>
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of how the optical scanner according to the present invention is used.

同図に基づき、一連の流れを説明すると、以下のとおりである。   A series of flows will be described with reference to FIG.

まず、光学式スキャナは、コンピュータ等に接続して用いられる。媒体には、文字や絵などが印刷された紙などの印刷物である。この媒体には、後述するドットパターンが、文字や絵等と重畳印刷されている。ユーザが光学式スキャナを用いて媒体上の文字や絵をタッチすると、タッチされた文字や絵に重畳印刷されたドットパターンが読み取られる。読み取られたドットパターンは、光学式スキャナ上のCPUにより画像解析され、そのドットパターンに対応したコード値および/または座標値に変換される。コード値および/または座標値は、光学式スキャナからコンピュータに送信される。コンピュータの制御部は、受信したコード値および/または座標値に対応付けられた画像、映像、音声等を、コンピュータに接続されたディスプレイ等に出力する。なお、画像解析処理は、光学式スキャナ上のCPUにより行われてもよいし、光学式スキャナが接続されたコンピュータ上のCPUにより行われてもよい。   First, the optical scanner is used by being connected to a computer or the like. The medium is a printed matter such as paper on which characters or pictures are printed. On this medium, a dot pattern, which will be described later, is superimposed and printed with characters, pictures, and the like. When a user touches a character or picture on a medium using an optical scanner, a dot pattern superimposed on the touched letter or picture is read. The read dot pattern is image-analyzed by the CPU on the optical scanner and converted into a code value and / or coordinate value corresponding to the dot pattern. Code values and / or coordinate values are transmitted from the optical scanner to the computer. The control unit of the computer outputs an image, video, audio, or the like associated with the received code value and / or coordinate value to a display or the like connected to the computer. Note that the image analysis processing may be performed by a CPU on the optical scanner, or may be performed by a CPU on a computer to which the optical scanner is connected.

なお、光学式スキャナは、コンピュータ以外のものに接続、あるいは、機器と一体となった状態で使用してもよい。図4〜7は、その具体例について説明したものである。 図4は、スタンドアローンタイプのボイスレコーダに光学式スキャナを接続したものである。本実施例では、写真にドットパターンを重畳印刷している。光学式スキャナで写真をタッチすると、ドットパターンが読み取られ、写真に対応した音声が、ボイスレコーダのスピーカから発せられる。   The optical scanner may be connected to a device other than the computer or used in an integrated state with the device. 4 to 7 illustrate specific examples thereof. FIG. 4 shows an optical scanner connected to a stand-alone type voice recorder. In this embodiment, a dot pattern is superimposed and printed on a photograph. When a photograph is touched with an optical scanner, a dot pattern is read, and sound corresponding to the photograph is emitted from a speaker of a voice recorder.

図5は、スキャナと音声再生装置が一体となったもの(スピーキングペン)である。本装置のスキャナ部で媒体上の文字や絵をタッチすると、文字や絵に重畳印刷されたドットパターンが読み取られ、文字や絵の内容に対応した音声が、スピーカから発せられる。   FIG. 5 shows a unit (speaking pen) in which a scanner and an audio reproduction device are integrated. When a character or picture on the medium is touched by the scanner unit of this apparatus, a dot pattern superimposed on the letter or picture is read, and sound corresponding to the contents of the letter or picture is emitted from the speaker.

図6は、スキャナとリモコンが一体となったリモコン装置である。本リモコン装置は、ペーパーコントローラと共に、テレビやセットトップボックスの操作に用いるものである。ペーパーコントローラには、「電源」や「音量」等、操作指示を表すアイコンが印刷されており、アイコンには、ドットパターンが重畳印刷されている。リモコン装置のスキャナ部でアイコンをタッチすると、ドットパターンが読み取られ、ドットパターンに対応した赤外線信号が、赤外線発光部から、セットトップボックスの赤外線受光部に発光する。すると、セットトップボックスは、赤外線信号に対応した処理、すなわち、ペーパーコントローラのアイコンが意味する処理を行う。   FIG. 6 shows a remote control device in which a scanner and a remote control are integrated. This remote control device is used for operation of a television or a set top box together with a paper controller. On the paper controller, icons representing operation instructions such as “power” and “volume” are printed, and a dot pattern is superimposed and printed on the icons. When an icon is touched on the scanner unit of the remote control device, the dot pattern is read, and an infrared signal corresponding to the dot pattern is emitted from the infrared light emitting unit to the infrared light receiving unit of the set top box. Then, the set top box performs processing corresponding to the infrared signal, that is, processing indicated by the icon of the paper controller.

図7は、携帯電話にスキャナを接続したものである。ペーパーコントローラには、操作を指示するための、図示しない絵や文字が印刷されており、絵や文字には、ドットパターンが重畳印刷されている。スキャナで絵や文字をタッチすると、ドットパターンが読み取られ、絵や文字に対応した操作(発信、メール受信等)が行われる。   FIG. 7 shows a mobile phone connected with a scanner. On the paper controller, a picture or character (not shown) for instructing an operation is printed, and a dot pattern is superimposed and printed on the picture or character. When a picture or character is touched with the scanner, a dot pattern is read, and operations (transmission, mail reception, etc.) corresponding to the picture or character are performed.

なお、本発明に係る光学式スキャナの使用例は上述したものに限られず、種々の装置に接続したり、一体に形成したりして使用できることはもちろんである。   Note that examples of use of the optical scanner according to the present invention are not limited to those described above, and it is needless to say that the optical scanner can be used by being connected to various devices or integrally formed.

図1は、本発明に係る光学式スキャナの先端部である読取ユニットの内部構造を示す拡大図である。このスキャナの先端部は、図示しない光学式スキャナ(ペン型ドットパターン読取装置本体)に装着されており、印刷物等の媒体面に形成されたドットパターンを読み取る。   FIG. 1 is an enlarged view showing an internal structure of a reading unit which is a tip portion of an optical scanner according to the present invention. The front end of the scanner is mounted on an optical scanner (a pen-type dot pattern reader main body) (not shown), and reads a dot pattern formed on a medium surface such as a printed material.

読取ユニットは、動作モードとして、ドットパターンの読み取りおよび解析を行う通常モードと、待機時に消費電力を抑えるための省電力モードとを備えている。各モードにおける読み取りユニットの各部材の動作についての詳細は、後述する。   The reading unit includes, as operation modes, a normal mode for reading and analyzing a dot pattern and a power saving mode for suppressing power consumption during standby. Details of the operation of each member of the reading unit in each mode will be described later.

スキャナの先端部は、中空部を有する筒状で、その先端に開口部が形成され、ライトガイド(第1の導光体)を備え、該ライトガイドの開口部を臨むようにライトガイドの中空部にレンズが配置されている。レンズから後退した位置にはIRフィルタおよびC−MOSセンサ(撮像手段)を備えている。   The front end of the scanner has a cylindrical shape having a hollow portion, and an opening is formed at the front end. The scanner includes a light guide (first light guide), and the light guide is hollow so as to face the opening of the light guide. A lens is arranged in the part. An IR filter and a C-MOS sensor (imaging means) are provided at a position retracted from the lens.

光源であるLEDは、ライトガイド内部に形成されたスリットの端部に設けられている。LEDは赤外線を発光するものであることが望ましいが、この周波数帯に限定されるものではなく、例えば、紫外線を発光する光源を用いてもよい。但し、紫外線を用いる場合、IRフィルタの代わりにUVフィルタを用い、媒体面に印刷されるドットパターンも、紫外線領域において、ドットパターン以外の印刷された情報から区別することが出来るインクにより、媒体面上に印刷される必要がある。なお、LEDの発光制御は、本発明にかかる省電力機構において重要な点であるので、詳細は後述する。   The LED as the light source is provided at the end of the slit formed in the light guide. The LED preferably emits infrared rays, but is not limited to this frequency band. For example, a light source that emits ultraviolet rays may be used. However, when ultraviolet rays are used, a UV filter is used in place of the IR filter, and the dot pattern printed on the medium surface is also separated from the printed information other than the dot pattern in the ultraviolet region by using the ink on the medium surface. Need to be printed on top. In addition, since the light emission control of LED is an important point in the power saving mechanism according to the present invention, details will be described later.

また、ライトガイドのスリットが設けられた側と反対側内部には、導光管(第2の導光体)が設けられている。導光管をスリット、すなわちLEDと反対側に設けることにより、LEDから開口部を介して媒体面へ照射される光に対する、導光管による干渉を最小限に抑えることが出来る。   A light guide tube (second light guide) is provided inside the light guide opposite to the side where the slits are provided. By providing the light guide tube on the slit, that is, on the side opposite to the LED, it is possible to minimize interference by the light guide tube with respect to light irradiated from the LED to the medium surface through the opening.

先端部の上部にはプリント配線板(PCB)が実装されており、該PCB上には、LEDの点灯制御を行うための反射光測定を行う赤外線スイッチ(光学スイッチ)と、赤外線スイッチからの感知信号に基づきLEDの発光制御を行う、低消費電力の小CPU(制御手段)と、C−MOSセンサの制御およびC−MOSセンサによって読み取られた画像の解析を行うための大CPU(制御手段)とが設けられている。   A printed wiring board (PCB) is mounted on the top of the tip, and an infrared switch (optical switch) that performs reflected light measurement for controlling the lighting of the LED and a detection from the infrared switch are mounted on the PCB. A small CPU (control means) with low power consumption that controls light emission of LEDs based on signals, and a large CPU (control means) for controlling the C-MOS sensor and analyzing the image read by the C-MOS sensor And are provided.

開口部には、透明ガラス板または透明プラスチック板等からなるフィルタが取り付けられている。フィルタは、開口部を閉塞することにより中空部等の内部空間への塵埃等の侵入を防止するとともに、LEDからの赤外線を透過するIRフィルタとしての役割も有している。したがって、このフィルタを取り付ける場合は、上述のIRフィルタは設けなくてもよい。   A filter made of a transparent glass plate or a transparent plastic plate is attached to the opening. The filter closes the opening portion to prevent dust and the like from entering the internal space such as the hollow portion, and also has a role as an IR filter that transmits infrared rays from the LED. Therefore, when this filter is attached, the above-described IR filter may not be provided.

ライトガイドは、透明または乳白色の樹脂製であり、その内部が導光路として機能する。LEDからの照射光は、ライトガイドの内部を進行し、前記開口部より媒体面に対して照射される。ライトガイドが乳白色の樹脂製である場合は、LEDからの照射光は、ライトガイド内を進行する際、適度に拡散されるので、開口部から媒体面を照射する光をより均一にすることが出来る。   The light guide is made of transparent or milky white resin, and the inside functions as a light guide. Irradiation light from the LED travels inside the light guide and is irradiated to the medium surface from the opening. When the light guide is made of milky white resin, the light emitted from the LED is appropriately diffused as it travels through the light guide, so that the light that irradiates the medium surface from the opening can be made more uniform. I can do it.

ライトガイドの外周には、光反射層が設けられている。光反射層は、赤外線を反射する材質でコーティングすることによって形成されている。   A light reflecting layer is provided on the outer periphery of the light guide. The light reflecting layer is formed by coating with a material that reflects infrared rays.

このように、ライトガイドの外周に光反射層をコーティング等によって設けることによって、照射光の外部への発散を防ぎ効率的に媒体面を照射でき、LEDの適切な発行量に制御することにより、省電力にも効果がある。また、ライトガイドの強度を向上させることが出来る。もし同じ強度のままとする場合は、ライトガイド自体に要求される強度を減らすことができる。また、ライトガイドを覆うキャップやカバーを用いることなくライトガイド外周を傷や摩耗から保護することができる。   In this way, by providing a light reflection layer on the outer periphery of the light guide with a coating or the like, it is possible to efficiently irradiate the medium surface by preventing the divergence of the irradiated light to the outside, and by controlling the LED to an appropriate issue amount, It is also effective for power saving. In addition, the strength of the light guide can be improved. If the same strength is maintained, the strength required for the light guide itself can be reduced. In addition, the outer periphery of the light guide can be protected from scratches and wear without using a cap or cover that covers the light guide.

また、上述したように、ライトガイドのLEDが設けられていない側には、導光管が設けられている。導光管は光ファイバー等、光を透過する素材により形成された管でもよいし、内部が空洞となった管でもよい。導光管は、LEDから媒体面に照射された光の反射光のうち、特定の領域から反射した光を赤外線スイッチまで導く。赤外線スイッチは、導光管により導かれた照射光を感知すると、感知信号を大CPUに送信する。大CPUは、赤外線スイッチからの感知信号に基づいて、C−MOSセンサ(撮像手段)を起動および動作させる。大CPUにより起動されたC−MOSセンサは、LEDから媒体面に照射され、媒体面において反射した反射光を撮像し、撮像した画像を解析してドットパターンを読み取る。   Further, as described above, the light guide tube is provided on the side of the light guide where the LED is not provided. The light guide tube may be a tube formed of a material that transmits light, such as an optical fiber, or a tube having a hollow inside. The light guide tube guides the light reflected from a specific region among the reflected light of the light irradiated from the LED to the medium surface to the infrared switch. When detecting the irradiation light guided by the light guide tube, the infrared switch transmits a detection signal to the large CPU. The large CPU activates and operates the C-MOS sensor (imaging means) based on the sensing signal from the infrared switch. A C-MOS sensor activated by a large CPU captures reflected light reflected on the medium surface from the LED, and analyzes the captured image to read a dot pattern.

通常モードにおいて、動作に関与するスキャナの先端部の構成部材は、大CPUと、LEDと、ライトガイドと、レンズと、IRフィルタと、C−MOSセンサとである。   In the normal mode, the constituent members at the tip of the scanner involved in the operation are a large CPU, an LED, a light guide, a lens, an IR filter, and a C-MOS sensor.

大CPUは、ユーザによって媒体面がタッチされたことを認識すると、通常モードにおいては、まず、大CPUが、 読取ユニットの開口部に当てられる媒体面のドットパターンを読み取るために、LEDを発光させる。LEDがライトガイドを介して媒体面を照射すると、その反射光がレンズに入光し、C−MOSセンサが、反射光を撮影する。   When the large CPU recognizes that the medium surface has been touched by the user, in the normal mode, first, the large CPU causes the LED to emit light in order to read the dot pattern on the medium surface applied to the opening of the reading unit. . When the LED illuminates the medium surface via the light guide, the reflected light enters the lens, and the C-MOS sensor images the reflected light.

C−MOSセンサにより撮影された画像を解析することにより、媒体面のドットパターンから情報が読み取られる。   Information is read from the dot pattern on the medium surface by analyzing the image taken by the C-MOS sensor.

大CPUは、撮影画像の解析が終わった後、再度、C−MOSセンサによる画像撮影を行う処理に戻る。   After the analysis of the captured image ends, the large CPU returns to the process of capturing an image with the C-MOS sensor again.

LEDは、通常モードの間、常に点灯させておいてもよいし、C−MOSセンサによる画像撮影の間のみ点灯させてもよい。画像撮影の間のみ点灯させる構成では、消費電力を削減することが出来る。   The LED may be always lit during the normal mode, or may be lit only during image capturing by the C-MOS sensor. In a configuration in which the light is turned on only during image shooting, power consumption can be reduced.

大CPUは、画像撮影の結果の明るさが所定量を下回ることにより、 読取ユニットの開口部に媒体面が当たっていないことを示す場合、ユーザが 読取ユニットを使用していないと判断し、通常モードから省電力モードへの移行を行う。   The large CPU determines that the user is not using the reading unit when the brightness of the image shooting result is below a predetermined amount, indicating that the medium surface does not touch the opening of the reading unit. Transition from mode to power saving mode.

省電力モードへの移行では、まず小CPUを起動し、起動確認後、大CPU自身は、動作を休止し、電力の消費を抑える。   In the transition to the power saving mode, first, the small CPU is activated, and after confirming the activation, the large CPU suspends its operation and suppresses power consumption.

ここで媒体面のドットパターンは、赤外線を吸収する、カーボンインクまたはステルスインク(不可視インク)で印刷されている。   Here, the dot pattern on the medium surface is printed with carbon ink or stealth ink (invisible ink) that absorbs infrared rays.

ドットパターン以外の部分は、赤外線を反射または透過する特性を有する、ノンカーボンインク等のインクで印刷されている。なお、透過性のインクを用いた場合は、透過した赤外線が媒体面で反射し、再度当該インクを透過してC−MOSセンサにより撮像される。   Portions other than the dot pattern are printed with an ink such as non-carbon ink having a characteristic of reflecting or transmitting infrared rays. When transmissive ink is used, the transmitted infrared light is reflected by the medium surface, passes through the ink again, and is imaged by the C-MOS sensor.

このカーボンインクおよびステルスインク(不可視インク)は赤外線を吸収する特性を有しているため、前記C−MOSセンサでの撮像画像では、ドットの部分のみ反射光を得られないため黒く撮影されることになる。   Since this carbon ink and stealth ink (invisible ink) have the characteristic of absorbing infrared rays, in the image picked up by the C-MOS sensor, the reflected light cannot be obtained only at the dot portion, so the black ink is taken. become.

図2は、省電力モードに関与する、スキャナの先端部の構成について説明するハードウェアブロック図である。   FIG. 2 is a hardware block diagram illustrating the configuration of the front end of the scanner involved in the power saving mode.

同図に示すように、省電力モードにおいて、動作に関与するスキャナの先端部の構成部材は、大CPUと、小CPUと、赤外線スイッチと、LEDと、ライトガイドと、導光管とである。   As shown in the figure, in the power saving mode, the components at the tip of the scanner involved in the operation are a large CPU, a small CPU, an infrared switch, an LED, a light guide, and a light guide tube. .

省電力モードにおける各部材の動作は、以下のとおりである。   The operation of each member in the power saving mode is as follows.

まず、大CPUが、通常モードにおける画像解析結果に基づき、スキャナが読み取りの為に使用されていない状態であることを検知する。   First, the large CPU detects that the scanner is not used for reading based on the image analysis result in the normal mode.

大CPUは、スキャナが使用されていないと判断し、読取ユニットを通常モードから省電力モードに切り替えるために、小CPUを起動し、小CPUの起動確認後、大CPU自身は、動作を停止し、電力の消費を抑える。   The large CPU determines that the scanner is not being used, activates the small CPU to switch the reading unit from the normal mode to the power saving mode, and after confirming the activation of the small CPU, the large CPU stops operating. Reduce power consumption.

次に、省電力モードにおける制御を引き継いだ小CPUは、予め設定された時間間隔により、LEDを発光させる。発光量は、ペンの使用が再開され、読取ユニットの開口部に媒体面が当てられた際に、ライトガイドを介して照射され、媒体面から反射した光を検出できる量であればよい。それ故、媒体面を画像として撮影し解析する場合に較べ、間欠点灯している時間も僅かでよく、少量のみ発光すれば足りるので消費電力を抑えることが出来る。   Next, the small CPU that has taken over the control in the power saving mode causes the LED to emit light at a preset time interval. The amount of emitted light may be an amount that can detect light reflected from the medium surface irradiated through the light guide when the pen surface is used again and the medium surface is applied to the opening of the reading unit. Therefore, as compared with the case where the medium surface is captured and analyzed as an image, the intermittent lighting time may be short, and only a small amount of light needs to be emitted, so that power consumption can be suppressed.

LEDが発光した時に、開口部に媒体面が当たっていない場合、LEDからの光は媒体面により反射されないので、導光管を介して赤外線スイッチに到達する反射光はない。それ故、赤外線スイッチから小CPUに対して、感知信号は送信されない。感知信号が受信されない場合、小CPUは、再度所定時間が経過しLEDを発光させるまで待機する。   When the LED emits light and the medium surface does not hit the opening, the light from the LED is not reflected by the medium surface, so that there is no reflected light reaching the infrared switch via the light guide tube. Therefore, no sensing signal is transmitted from the infrared switch to the small CPU. When the sensing signal is not received, the small CPU waits until the predetermined time elapses and the LED emits light.

LEDが発光した時に、開口部に媒体面が当たっている場合、LEDからの光は媒体面により反射されるので、反射光が導光管を介して赤外線スイッチに到達する。赤外線スイッチは、到達した反射光を感知し、感知信号を小CPUに対して送信する。感知信号が受信された場合、小CPUは、スキャナの使用が再開されたと判断し、読取ユニットを省電力モードから通常モードに切り替えるために、大CPUを起動する。小CPUは、弱電力で作動するので、常時作動していても電力消費に殆ど影響はしない。     When the medium surface hits the opening when the LED emits light, the light from the LED is reflected by the medium surface, so that the reflected light reaches the infrared switch via the light guide tube. The infrared switch senses the reflected light that has arrived and transmits a sensing signal to the small CPU. When the sensing signal is received, the small CPU determines that the use of the scanner has been resumed, and activates the large CPU to switch the reading unit from the power saving mode to the normal mode. Since the small CPU operates with low power, it does not affect power consumption even if it operates constantly.

通常モードに復帰すると、大CPUは、光学撮像素子であるC−MOSセンサを起動し、LEDから媒体面に照射された光の、媒体面からの反射光を撮像する。   When returning to the normal mode, the large CPU activates the C-MOS sensor, which is an optical imaging device, and images the reflected light from the medium surface of the light emitted from the LED onto the medium surface.

また、大CPUは、LEDの発光制御も通常モードに適した制御に復帰させる。例えば、LEDを常時点灯させてもよいし、撮影した画像を解析する間はLEDの発光を停止するように間欠点灯させてもよいし、スキャナの使用に支障のない範囲で、所定の間隔により間欠点灯させてもよい。   Further, the large CPU returns the light emission control of the LED to the control suitable for the normal mode. For example, the LED may be turned on constantly, or may be turned on intermittently so as to stop the emission of the LED while analyzing the captured image, or at a predetermined interval within a range that does not hinder the use of the scanner. It may be turned on intermittently.

<可動部の無い構成の利点について>
従来、読取ユニットを起動させたり、省電力モードから通常モードに復帰させたりするためには、スライドスイッチ、プッシュスイッチ等の物理的なスイッチが用いられた。しかし、物理的なスイッチは、操作が面倒な場合もあり、構造が複雑で製造費用もかかり、さらに壊れやすいという問題があった。そこで、本発明では、反射光を検知することにより通常モードに復帰する構成とすることによって、ユーザの操作の必要のない、簡易な構造で壊れにくいスイッチを有する読取ユニットを実現することができる。
<Advantages of configurations without moving parts>
Conventionally, a physical switch such as a slide switch or a push switch has been used to activate the reading unit or to return from the power saving mode to the normal mode. However, the physical switch has a problem that the operation is troublesome, the structure is complicated and the manufacturing cost is high, and it is further fragile. Therefore, in the present invention, by adopting a configuration that returns to the normal mode by detecting reflected light, it is possible to realize a reading unit having a simple structure and a switch that is not easily broken and that does not require user operation.

<ドットパターンについて>
媒体面にはドットパターンが印刷されている。上述したように、ドットパターンはカーボンインクまたはステルスインク(不可視インク)で印刷されており、ドットパターン以外の部分はノンカーボンインク等の赤外線を反射または透過する特性を有するインクで印刷されている。なお、透過性のインクを用いた場合は、透過した赤外線が媒体面で反射し、再度当該インクを透過して光学撮像素子により撮像される。
<About dot pattern>
A dot pattern is printed on the medium surface. As described above, the dot pattern is printed with carbon ink or stealth ink (invisible ink), and portions other than the dot pattern are printed with ink having a characteristic of reflecting or transmitting infrared rays, such as non-carbon ink. When transmissive ink is used, the transmitted infrared light is reflected by the medium surface, passes through the ink again, and is imaged by the optical imaging element.

このカーボンインクおよびステルスインク(不可視インク)は赤外線を吸収する特性を有しているため、前記光学撮像素子での撮像画像では、ドットの部分のみ反射光を得られないため黒く撮影されることになる。   Since the carbon ink and the stealth ink (invisible ink) have a characteristic of absorbing infrared rays, in the image picked up by the optical image pickup device, the reflected light cannot be obtained only in the dot portion, so that the black ink is taken. Become.

ここで、照射光については、本実施形態では赤外線を用いてカーボンインクおよびステルスインク(不可視インク)で印刷されたドットパターンを用いた場合で説明したが、照射光とインクの特性については、これに限らず、たとえば紫外線や特定の周波数を有する光線を用いて、紫外線を吸収する特性や、光特性が変化する特性を有するインクを用いてドットパターンを印刷してもよい。   Here, the irradiation light has been described in the present embodiment in the case where a dot pattern printed with carbon ink and stealth ink (invisible ink) using infrared rays is used. However, the dot pattern may be printed using, for example, an ultraviolet ray or a light beam having a specific frequency, and an ink having a characteristic of absorbing the ultraviolet ray or a characteristic of changing the optical characteristic.

このようにして読み取ったドットパターンの撮像画像は、大CPUに送信され、大CPUはドットパターンの解析プログラムによってコード値および/または座標値に変換する。   The captured image of the dot pattern read in this way is transmitted to the large CPU, and the large CPU converts it into a code value and / or coordinate value by a dot pattern analysis program.

このようなドットパターンについて、図12〜図17を用いて説明する。   Such a dot pattern will be described with reference to FIGS.

なお、これらの図において、縦横方向の格子線は説明の便宜のために付したものであり実際の印刷面には存在していない。ドットパターン101を構成するキードット102、基準格子点ドット103、情報ドット104等は撮像手段であるスキャナが赤外線照射手段を有している場合、当該赤外線を吸収するカーボンインクまたはステルスインク(不可視インク)で印刷されていることが望ましい。   In these drawings, vertical and horizontal grid lines are provided for convenience of explanation, and are not present on the actual print surface. The key dots 102, the reference grid dots 103, the information dots 104, and the like that constitute the dot pattern 101 are carbon ink or stealth ink (invisible ink) that absorbs infrared rays when the scanner as an imaging means has infrared irradiation means. ) Is desirable.

図12はドットパターン101のキードット102、基準格子点ドット103および情報ドット104の配置の一例を示す拡大図である。図13(a)、(b)はベクトル情報を表す情報ドット104と符号化を示す説明図である。   FIG. 12 is an enlarged view showing an example of the arrangement of the key dots 102, the reference grid point dots 103, and the information dots 104 of the dot pattern 101. FIGS. 13A and 13B are explanatory diagrams showing information dots 104 representing vector information and encoding.

ドットパターンを用いた情報入出力方法は、ドットパターン101の生成と、そのドットパターン101の認識と、このドットパターン101を解析し、情報およびプログラムを出力する方法とからなる。すなわち、ドットパターン101をセンサユニット3により画像データとして取り込み、CPUが読み込んだプログラムに基づいて、まず、基準格子点ドット103を抽出し、次に本来基準格子点ドット103があるべき位置にドットが配置されず、所定の方向にずれた位置にドットが配置されていることによってキードット102を抽出し、1ブロック分のドットパターン101と、その方向を特定する。次に4つの基準格子点ドット103またはキードット102に囲まれた情報ドット104を抽出して所定のアルゴリズムにより符号化し、1ブロック分のドットパターン101における情報ドット104の配置により、各情報ドット104の集合から所定のコード値および/または座標値に復号し、このコード値および/または座標値を音声、画像、動画像等の情報やプログラムとして出力する。   An information input / output method using a dot pattern includes generation of a dot pattern 101, recognition of the dot pattern 101, and analysis of the dot pattern 101 to output information and a program. That is, the dot pattern 101 is captured as image data by the sensor unit 3, and based on the program read by the CPU, first, the reference grid point dot 103 is extracted, and then the dot is located at the position where the reference grid point dot 103 should originally exist. Key dots 102 are extracted when dots are arranged at positions shifted in a predetermined direction without being arranged, and a dot pattern 101 for one block and its direction are specified. Next, information dots 104 surrounded by four reference grid point dots 103 or key dots 102 are extracted and encoded by a predetermined algorithm, and the information dots 104 are arranged according to the arrangement of the information dots 104 in the dot pattern 101 for one block. Are decoded into a predetermined code value and / or coordinate value, and the code value and / or coordinate value is output as information, a program such as a sound, an image, and a moving image.

ドットパターン101の生成は、ドットコード生成アルゴリズムにより、符号化するためのベクトル情報を認識させるために微細なドット、すなわち、少なくとも1個のキードット102と、基準格子点ドット103および情報ドット104を所定の規則に則って配列する。図12に示すように、ドットパターン101のブロックは、5×5の基準格子点ドット103を配置し、4点の基準格子点ドット103または基準格子点に囲まれた仮想中心点105の周囲にベクトル情報を表す情報ドット104を配置する。なお、ブロックの配置・構成は、キードット102によって定められる。本実施形態の場合、当該キードット102はブロックの1コーナーの基準格子点上にはドットを配置せずに、そこから所定方向にずらしてドットを配置したものであり、ブロックの大きさを確定するとともに、当該ブロック、すなわちドットパターン101の方向を定義している。このブロックには任意の数値情報が定義される。なお、図12の図示例では、ドットパターン101のブロック(太線枠内)を4個並列させた状態を示している。ただし、ドットパターン101は4ブロックに限定されないことは勿論である。   The dot pattern 101 is generated by using a dot code generation algorithm to make fine dots, that is, at least one key dot 102, a reference grid point dot 103, and an information dot 104 in order to recognize vector information for encoding. Arrange according to a predetermined rule. As shown in FIG. 12, in the block of the dot pattern 101, 5 × 5 reference grid point dots 103 are arranged, and around the four reference grid point dots 103 or the virtual center point 105 surrounded by the reference grid points. Information dots 104 representing vector information are arranged. The arrangement / configuration of blocks is determined by the key dots 102. In the case of this embodiment, the key dot 102 is a dot that is not arranged on a reference grid point at one corner of the block but is shifted in a predetermined direction from the dot, and the size of the block is determined. In addition, the direction of the block, that is, the dot pattern 101 is defined. Arbitrary numerical information is defined in this block. The illustrated example of FIG. 12 shows a state in which four blocks (inside the bold line frame) of the dot pattern 101 are arranged in parallel. Of course, the dot pattern 101 is not limited to four blocks.

なお、キードット102は、前記ブロックのコーナーに限らず、ブロック内またはブロック外のいかなる位置に配置してもよい。   The key dots 102 are not limited to the corners of the block, and may be arranged at any position inside or outside the block.

センサユニットでこのドットパターン101を画像データとして取り込む際に、ドットコード解析アルゴリズムは、そのセンサユニットのレンズの歪みや斜めからの撮像、紙面の伸縮、媒体表面の湾曲、印刷時の基準格子点ドット103の配置の歪みを矯正することができる。具体的には歪んだ4点の基準格子点ドット103を元の正方形または矩形に変換する補正用の関数(Xn,Yn)=f(Xn’,Yn’)を求め、その同一の関数で情報ドット104を補正して、正しい情報ドット104の位置からベクトル情報を求める。   When the dot pattern 101 is captured as image data by the sensor unit, the dot code analysis algorithm uses the lens distortion of the sensor unit, imaging from an oblique direction, expansion and contraction of the paper surface, curvature of the medium surface, reference grid point dots at the time of printing The distortion of the arrangement 103 can be corrected. Specifically, a correction function (Xn, Yn) = f (Xn ′, Yn ′) for converting the distorted four reference grid point dots 103 into the original square or rectangle is obtained, and information is obtained using the same function. The dot 104 is corrected, and vector information is obtained from the correct position of the information dot 104.

情報ドット104は種々のベクトル情報を認識させるドットである。この情報ドット104は、キードット102で構成される1ブロック分のドットパターン101内に配置すると共に、4点の基準格子点ドット103で囲まれた仮想中心点105にして、これを始点としてベクトルにより表現した終点に配置したものである。たとえば、この情報ドット104は、4点の基準格子点ドット103または基準格子点に囲まれ、図13(a)に示すように、その仮想中心点105から離れたドットは、ベクトルで表現される方向と長さを有するために、時計方向に45度ずつ回転させて8方向に配置し、3ビットに符号化する。したがって、1ブロックのドットパターン101で3ビット×16個=48ビットを表現することができる。   The information dot 104 is a dot for recognizing various vector information. The information dot 104 is arranged in the dot pattern 101 for one block constituted by the key dots 102, and is a virtual center point 105 surrounded by four reference grid point dots 103. It is arranged at the end point expressed by. For example, the information dot 104 is surrounded by four reference grid points 103 or reference grid points, and the dots away from the virtual center point 105 are represented by vectors as shown in FIG. In order to have a direction and a length, it is rotated 45 degrees clockwise, arranged in 8 directions, and encoded into 3 bits. Therefore, 3 bits × 16 pieces = 48 bits can be expressed by one block of dot pattern 101.

図13(b)は、図8のドットパターン101において、1個の情報ドット104毎に2ビットに符号化する方法であり、+方向および×方向にドットをずらして各2ビットに符号化し、2ビット×16個=32ビットを表現している。これにより、1ブロック分のドットパターン101で、本来48ビットの数値情報を定義できるが、用途によって分割して32ビット毎に数値情報を与えることができる。+方向および×方向の組み合わせによって最大216(約65000)通りの情報ドットの配置パターンが実現できる。   FIG. 13B is a method of encoding 2 bits for each information dot 104 in the dot pattern 101 of FIG. 8. The dots are shifted in the + direction and the X direction and encoded into 2 bits. 2 bits × 16 pieces = 32 bits are expressed. Thus, although 48-bit numerical information can be originally defined by the dot pattern 101 for one block, the numerical information can be given every 32 bits by being divided according to use. A maximum of 216 (about 65000) information dot arrangement patterns can be realized by combining the + direction and the X direction.

なお、これに限定されずに、16方向に配置して4ビットを符号化することも可能であり、種々の方向に配置し、符号化を変更できることは勿論である。   However, the present invention is not limited to this, and it is possible to encode 4 bits by arranging in 16 directions, and of course, it is possible to change the encoding by arranging in various directions.

キードット102、基準格子点ドット103および情報ドット104のドットの径は、見栄えと、紙質、印刷の精度、センサユニット3の解像度および最適なデジタル化を考慮して、0.03〜0.05mm程度の範囲にあることが望ましい。   The dot diameters of the key dot 102, the reference grid dot 103, and the information dot 104 are 0.03 to 0.05 mm in consideration of appearance, paper quality, printing accuracy, resolution of the sensor unit 3, and optimum digitization. It is desirable to be in the range of the degree.

また、撮像面積に対する必要な情報量と、各種ドット102,103,104の誤認を考慮して基準格子点ドット103の間隔は縦・横それぞれ、0.3〜0.5mm程度の範囲にあることが望ましい。基準格子点ドット103および情報ドット104との誤認を考慮して、キードット102のずれは格子間隔の20%前後が望ましい。   In addition, considering the amount of information required for the imaging area and misidentification of the various dots 102, 103, 104, the interval between the reference grid point dots 103 must be in the range of about 0.3 to 0.5 mm both vertically and horizontally. Is desirable. In consideration of misidentification with the reference grid point dot 103 and the information dot 104, the shift of the key dot 102 is preferably about 20% of the grid interval.

この情報ドット104と、4点の基準格子点ドット103で囲まれた仮想中心点105との間隔は、隣接する基準格子点ドット103と仮想中心点105間の距離の15〜30%程度の間隔であることが望ましい。情報ドット104と仮想中心点105間の距離がこの間隔より大きいと、基準格子点ドット103と情報ドット104が塊として視認されやすく、ドットパターン101が模様として見苦しく見えるからである。逆に、情報ドット104と仮想中心点105間の距離がこの間隔より小さいと、仮想中心点105を中心にしてベクトル情報を持たせた情報ドット104がどの方向に位置しているかの認識が困難になるためである。   The distance between the information dot 104 and the virtual center point 105 surrounded by the four reference grid point dots 103 is about 15 to 30% of the distance between the adjacent reference grid point dot 103 and the virtual center point 105. It is desirable that This is because if the distance between the information dot 104 and the virtual center point 105 is larger than this distance, the reference grid point dot 103 and the information dot 104 are easily recognized as a lump, and the dot pattern 101 looks unsightly as a pattern. On the contrary, if the distance between the information dot 104 and the virtual center point 105 is smaller than this distance, it is difficult to recognize in which direction the information dot 104 having vector information centered on the virtual center point 105 is located. Because it becomes.

図12に示すように、1個のドットパターン101は、4×4個のブロック領域で構成されたドットパターン101であり、各ブロック内には2ビットの情報ドット104が配置されている。この情報ドット104の集合を構成する1ブロック分のドットパターン101のドットコードフォーマットを示したものが図12である。   As shown in FIG. 12, one dot pattern 101 is a dot pattern 101 composed of 4 × 4 block areas, and 2-bit information dots 104 are arranged in each block. FIG. 12 shows the dot code format of the dot pattern 101 for one block constituting the set of information dots 104.

図16(a)に示すように、1個のドットパターン101中には、パリティチェック、コード値が記録されている。(b)は、パリティチェック、コード値、XY座標値が記録されている。なお、ドットコードフォーマットは任意に定めることができる。   As shown in FIG. 16A, in one dot pattern 101, a parity check and a code value are recorded. In (b), a parity check, a code value, and an XY coordinate value are recorded. The dot code format can be arbitrarily determined.

図14は、ベクトル情報を持たせた情報ドット104と、その符号化の他の形態を示す例である。この事例のように、情報ドット104について基準格子点ドット103または基準格子点で囲まれた仮想中心点105から長・短の2種類を使用し、ベクトル方向を8方向とすると、4ビットを符号化することができる。このとき、長い方が隣接する仮想中心点105間の距離の25〜30%程度、短い方は同じく15〜20%程度が望ましい。ただし、誤認しないよう、長・短の情報ドット104の中心間隔は、これらの情報ドット104の径より長くなることが望ましい。   FIG. 14 is an example showing information dots 104 having vector information and other forms of encoding. As shown in this example, if two types of information dots 104, the long and short, are used from the reference grid point dot 103 or the virtual center point 105 surrounded by the reference grid points, and the vector direction is 8 directions, 4 bits are encoded. Can be At this time, it is desirable that the longer one is about 25-30% of the distance between adjacent virtual center points 105, and the shorter one is about 15-20%. However, it is desirable that the center interval between the long and short information dots 104 is longer than the diameter of these information dots 104 so as not to be mistaken.

4点の基準格子点ドット103または基準格子点で囲まれた情報ドット104が複数あると、隣接するドットが塊として視認されやすく模様が発生するため、見栄えを考慮し1ドットが望ましい。しかし、見栄えを無視し、情報量を多くしたい場合は、1ベクトル毎に、1ビットを符号化し、情報ドット104を複数のドットで表現することにより、多量の情報を有することができる。たとえば、同心円8方向の8ベクトルでは、4点の基準格子点ドット103または基準格子点で囲まれた情報ドット104が0〜8個で8ビットが符号化でき、同心2重円8方向の16ベクトルでは、1ブロックの情報ドット104が0〜16個で16ビットが符号化できる。   If there are a plurality of four reference grid dots 103 or information dots 104 surrounded by the reference grid points, adjacent dots are easily seen as a lump, and a pattern is generated. Therefore, one dot is desirable in consideration of appearance. However, when it is desired to ignore the appearance and increase the amount of information, it is possible to have a large amount of information by encoding one bit for each vector and expressing the information dot 104 with a plurality of dots. For example, in 8 vectors in 8 directions of concentric circles, 4 reference grid point dots 103 or 8 information dots 104 surrounded by the reference grid points can be encoded in 8 bits, and 16 bits in the direction of concentric double circles 8 can be encoded. In the vector, 0 to 16 information dots 104 of one block can be encoded and 16 bits can be encoded.

図15は、同心2重円8方向の16ベクトルの情報ドット104と符号化の例であり、(a)は情報ドット104を2個、(b)は情報ドット104を4個および(c)は情報ドット104を5個配置したものを示すものである。   FIG. 15 is an example of 16 vector information dots 104 in the direction of concentric double circles 8 and encoding. (A) shows two information dots 104, (b) shows four information dots 104, and (c). Indicates an arrangement of five information dots 104.

図17はドットパターン101の変形例を示すものであり、(a)は情報ドット104を囲む4点の基準格子点ドット103または基準格子点からなる正方形または矩形領域を6個配置型、(b)は前記領域を9個配置型、(c)は前記領域を12個配置型、(d)は前記領域を36個配置型の概略図である。   FIG. 17 shows a modified example of the dot pattern 101. FIG. 17A shows an arrangement type of four reference grid point dots 103 surrounding the information dots 104 or six square or rectangular areas composed of the reference grid points. ) Is a schematic view of 9 arrangement types, (c) is a 12 arrangement type, and (d) is a 36 arrangement type.

図12に示すドットパターン101は、1ブロックに16個(4×4)の情報ドット104を配置した例を示している。しかし、この情報ドット104は1ブロックに16個配置することに限定されずに、図15、17に示すように、情報ドット104を囲む4点の基準格子点ドット103または基準格子点からなる領域、および当該領域で定義される情報ドット104の符号化を種々変更することができる。   A dot pattern 101 shown in FIG. 12 shows an example in which 16 (4 × 4) information dots 104 are arranged in one block. However, the number of information dots 104 is not limited to 16 arranged in one block, but as shown in FIGS. 15 and 17, four reference grid dots 103 or an area composed of reference grid points surrounding the information dots 104 , And the encoding of the information dot 104 defined in the area can be variously changed.

なお、本発明に係るスキャナが読み取るドットパターンは、上述したドットパターンに限られず、他のアルゴリズムによって生成されたドットパターンでもよいことはもちろんである。   Of course, the dot pattern read by the scanner according to the present invention is not limited to the above-described dot pattern, and may be a dot pattern generated by another algorithm.

図8は、読取ユニットがドットパターンを読み取る動作について説明したフローチャートである。なお、本発明は、省電力モードから通常モードへ復帰するためのスイッチがポイントの一つなので、このフローチャートでは、現在、読取ユニットが省電力モードの状態であるという前提により、説明を行っている。   FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the reading unit reading the dot pattern. In the present invention, since the switch for returning from the power saving mode to the normal mode is one of the points, this flowchart is described on the assumption that the reading unit is currently in the power saving mode. .

まず、小CPUは、所定時間、待機する。小CPUには、微弱な電流が流れており、LEDの発光を待機している状態である(ステップ31、以下S31と略す)。   First, the small CPU stands by for a predetermined time. A small current flows through the small CPU and is in a state of waiting for light emission of the LED (step 31, hereinafter abbreviated as S31).

次に、小CPUは、所定時間経過後、媒体面を検知するために必要な発光量を確保できるだけの電力を用いてLEDを発光させる(S32)。   Next, after a predetermined time has elapsed, the small CPU causes the LED to emit light using power sufficient to ensure the light emission amount necessary for detecting the medium surface (S32).

次に、小CPUは、発光された光が、読取ユニットの開口部に当てられる媒体面により反射され、反射光が導光管を介して光学スイッチにより検出されたか否かを判断する(S33)。   Next, the small CPU determines whether the emitted light is reflected by the medium surface applied to the opening of the reading unit and the reflected light is detected by the optical switch through the light guide tube (S33). .

検出されなかったと判断した場合は、S31の処理に戻る。   If it is determined that it has not been detected, the process returns to S31.

検出されたと判断した場合は、S34の処理に進む。   If it is determined that it has been detected, the process proceeds to S34.

検出されたと判断した場合、小CPUは、読取ユニットを通常モードに復帰させる。通常モードでは、大CPUおよびC−MOSカメラが起動し、制御が小CPUから大CPUに移行される。また、LEDが画像撮影用の電力を用いて発光される(S34)。   When determining that it has been detected, the small CPU returns the reading unit to the normal mode. In the normal mode, the large CPU and the C-MOS camera are activated, and the control is transferred from the small CPU to the large CPU. Further, the LED emits light using the power for photographing an image (S34).

次に、大CPUは、C−MOSセンサを用いて、開口部からの反射光を撮影し、撮影された画像の解析のために、画像処理を行う(S35)。LEDからの光が開口部に当てられた媒体面を照射し、C−MOSセンサは、その反射光を撮像する。   Next, the large CPU captures the reflected light from the opening using the C-MOS sensor, and performs image processing for analysis of the captured image (S35). The light from the LED irradiates the surface of the medium applied to the opening, and the C-MOS sensor images the reflected light.

次に、大CPUは、撮影された画像が暗いか否かを判断する(S36)。画像が暗い状態であれば、読取ユニットの開口部に媒体面が当てられていない、すなわち、読取ユニットがユーザにより使われていないと判断する。画像が暗い状態ではない場合は、媒体面のドットパターンを読み取り、解析してドットコードに変換する(S37)。   Next, the large CPU determines whether or not the photographed image is dark (S36). If the image is dark, it is determined that the medium surface is not applied to the opening of the reading unit, that is, the reading unit is not used by the user. If the image is not dark, the dot pattern on the medium surface is read, analyzed, and converted to a dot code (S37).

次に、大CPUは、省電力モードへの移行を行う(S38)。読取ユニットは、省電力モードへの移行を完了すると、S31の処理に戻る。   Next, the large CPU shifts to the power saving mode (S38). When the reading unit completes the transition to the power saving mode, the reading unit returns to the process of S31.

図9は、読取ユニットのライトガイドを、その軸方向、上面から示した図である。ライトガイドの中央は中空部となっており、左側に溝が形成されている。この溝に、導光管が設置されている。また、ライトガイドの右側にはスリットが形成されており、スリット内部にLEDが設置されている。   FIG. 9 is a diagram showing the light guide of the reading unit from the axial direction and the top surface thereof. The center of the light guide is a hollow portion, and a groove is formed on the left side. A light guide tube is installed in this groove. A slit is formed on the right side of the light guide, and an LED is installed inside the slit.

図10〜11は、本発明で用いられる導光管の構造について示す説明図である。   10-11 is explanatory drawing shown about the structure of the light guide tube used by this invention.

上述したように、導光管は、例えば光ファイバーまたは内部が空洞の材質で形成されており、LEDからの照射光のうち媒体面で反射した光を、赤外線スイッチに導くための管である。形状は、直線形状または曲線形状である。また、導光管の断面は、円・楕円形でも多角形でもよい。   As described above, the light guide tube is formed of, for example, an optical fiber or a hollow material, and guides the light reflected from the medium surface of the irradiation light from the LED to the infrared switch. The shape is a linear shape or a curved shape. Further, the cross section of the light guide tube may be a circle, an ellipse or a polygon.

図10(a)は、直線形状の導光管について説明する図である。同図においては、例えば内部が空洞であり、周囲を赤外線吸収材料とするので、内壁において反射はしない。それ故、赤外線スイッチまで直接入射する光、すなわち狭い範囲において反射された光のみを検知する。これにより、ライトガイドに導かれた光が媒体面に反射せず、直接導光管に進入するのを防ぐことができる。また、導光管外部には、赤外線反射層を設けることによって、外部からの赤外線を遮断する。   FIG. 10A is a diagram illustrating a linear light guide tube. In the figure, for example, the inside is a cavity and the surrounding is made of an infrared absorbing material, so that reflection does not occur on the inner wall. Therefore, only light directly incident on the infrared switch, that is, light reflected in a narrow range is detected. Thereby, it is possible to prevent the light guided to the light guide from directly entering the light guide tube without being reflected by the medium surface. In addition, an infrared reflection layer is provided outside the light guide tube to block infrared rays from the outside.

なお、導光体内部が空洞でない場合は、媒体面からの反射光は臨界角で屈折する。   If the inside of the light guide is not hollow, the reflected light from the medium surface is refracted at a critical angle.

同図(b)は、曲線形状の導光管について説明する図である。曲線形状の場合、媒体面からの反射光は、内壁で反射しながら赤外線スイッチに到達する。導光管外部には、赤外線反射層を設けることによって、外部からの赤外線を遮断する。   FIG. 4B is a diagram for explaining a curved light guide tube. In the case of a curved shape, the reflected light from the medium surface reaches the infrared switch while being reflected by the inner wall. An infrared ray reflection layer is provided outside the light guide tube to block infrared rays from the outside.

図に示すように、曲線状の場合および直線状であっても管の内壁により臨界角での全反射が起こる場合、より広い範囲からの反射光を、赤外線スイッチまで導くことが出来る。   As shown in the figure, in the case of a curved line and a straight line, when total reflection occurs at a critical angle due to the inner wall of the tube, reflected light from a wider range can be guided to the infrared switch.

図11は、曲線形状の導光管の、先端部の構造について示す説明図である。   FIG. 11 is an explanatory diagram showing the structure of the tip of the curved light guide tube.

曲線形状の導光管の先端部は、内壁における赤外線の全反射により、同図(b)のように、読み取るべき媒体面の検知範囲が広がる。そこで、狭い範囲からの反射光を読み取る場合には、同図(a)のように、先端部内周面を赤外線を吸収する内壁(カーボン)をもった空洞の管(赤外線吸収層)とすれば、検知範囲を狭めることができる。すなわち、ある角度で入射した、直接赤外線を吸収する領域に入らないものは吸収して、スポットを絞ることができる。スポットを絞ることによって、ライトガイドから直接入ってきた光が、導光管内部で反射して、赤外線スイッチに到達できないようにする。   At the tip of the curved light guide tube, the detection range of the medium surface to be read is widened by total reflection of infrared rays on the inner wall as shown in FIG. Therefore, when reading the reflected light from a narrow range, as shown in FIG. 5A, if the inner peripheral surface of the tip is a hollow tube (infrared absorbing layer) having an inner wall (carbon) that absorbs infrared rays. The detection range can be narrowed. That is, a spot that is incident at an angle and does not enter the region that directly absorbs infrared rays can be absorbed to narrow the spot. By narrowing down the spot, the light directly entering from the light guide is reflected inside the light guide tube so that it cannot reach the infrared switch.

赤外線吸収層を設ける管の長さは、赤外線スイッチを起動させるのに必要な光量を得るために必要な反射面の面積から求める。   The length of the tube on which the infrared absorbing layer is provided is determined from the area of the reflecting surface necessary for obtaining the light amount necessary to activate the infrared switch.

なお、先端部以外も臨界角での反射を用いる場合、導光管の外壁はカーボンでよい。光を逃がさないようにする場合は、導光管の外壁は赤外線反射素材にする。   In addition, when using reflection at a critical angle other than the tip, the outer wall of the light guide tube may be carbon. To prevent light from escaping, the outer wall of the light guide tube is made of an infrared reflecting material.

また、図12(b)の場合には、臨界角を超えているために、反射光が導光管の外部に出てしまう。そこで、このような場合には、導光管内部に、赤外線反射材料をコーティングすれば、反射光が外部に漏れることなく、赤外線スイッチまで到達することが可能となる。   In the case of FIG. 12B, since the critical angle is exceeded, the reflected light comes out of the light guide tube. Therefore, in such a case, if an infrared reflecting material is coated inside the light guide tube, the reflected light can reach the infrared switch without leaking outside.

また、光ファイバーを用いる場合、空洞の材質を用いる場合のいずれにおいても、導光管の外部に、赤外線を遮断するコーティングをすることが必要である。導光管の外部に存在する赤外線の進入を防ぐためである。コーティングは、赤外線を反射する材質、または、赤外線を吸収する材質で行う。赤外線を反射するコーティングをした場合は、反射光がどんな角度であっても、反射しながら赤外線スイッチに到達する。臨界角を超えた流れであっても、たくさんの光がスイッチに届く。一方、赤外線を吸収するコーティングをした場合は、導光管内部の反射光は、臨界角を下回っていないと、赤外線スイッチまで届かない。   In addition, in either case of using an optical fiber or a hollow material, it is necessary to coat the outside of the light guide tube to block infrared rays. This is to prevent the intrusion of infrared rays existing outside the light guide tube. The coating is performed with a material that reflects infrared rays or a material that absorbs infrared rays. When a coating that reflects infrared light is used, the reflected light reaches the infrared switch while being reflected at any angle. Even if the flow exceeds the critical angle, a lot of light reaches the switch. On the other hand, when a coating that absorbs infrared rays is used, the reflected light inside the light guide tube does not reach the infrared switch unless it is below the critical angle.

また、空洞の材質を用いて導光管を形成する場合、導光管すべてを空洞の材質とする場合の他、反射光を入光する側の端部のみを空洞の材質とし、他の部分は光ファイバーを用いて形成してもよい。   In addition, when the light guide tube is formed using the material of the cavity, in addition to the case where all the light guide tubes are made of the material of the cavity, only the end on the side where the reflected light is incident is made of the material of the cavity, and other parts May be formed using an optical fiber.

なお、上述した実施形態においては、代表例として、ドットパターンが形成された媒体面を読み取るための読取ユニットについて説明したが、本発明はこれに限らず、媒体面に印刷されているコードは、QRコード等の他の2次元コード、あるいはバーコード等の1次元コードでもよい。さらには、文字、図形、記号等の印刷情報であってもよい。   In the above-described embodiment, the reading unit for reading the medium surface on which the dot pattern is formed has been described as a representative example. However, the present invention is not limited to this, and the code printed on the medium surface is Another two-dimensional code such as a QR code or a one-dimensional code such as a barcode may be used. Further, it may be print information such as characters, figures, symbols and the like.

<省電力機構の他の実施形態>
次に、本発明に係る読取ユニットにおける省電力機構の他の形態について説明する。
<Other Embodiments of Power Saving Mechanism>
Next, another embodiment of the power saving mechanism in the reading unit according to the present invention will be described.

従来の光学式スキャナでは、撮像の際、CMOSセンサの絞りを制御して光量を調節することによって、媒体面のドットパターンが正確に撮像できるように制御していた。すなわち、フレームバッファの撮像画像が明るすぎる場合には絞りを絞って光量を少なくし、暗すぎる場合には絞りを開いて光量を増加させる。   In conventional optical scanners, the dot pattern on the medium surface is controlled to be accurately imaged by controlling the aperture of the CMOS sensor and adjusting the amount of light at the time of imaging. That is, if the captured image of the frame buffer is too bright, the aperture is reduced to reduce the amount of light, and if it is too dark, the aperture is opened to increase the amount of light.

これに対して本発明に係る読取ユニットは、絞りの動的制御を行わず、絞りを固定値としている。これは、本発明にかかる 読取ユニットでは、読取ユニットを媒体面に当てて読み取る目的に用いるので、媒体面に当てた時に最適の露光条件となって媒体面を撮像できるように、予め絞りを設定しているからである。   On the other hand, the reading unit according to the present invention does not perform dynamic control of the diaphragm, and uses a fixed value for the diaphragm. This is because the reading unit according to the present invention is used for the purpose of reading by placing the reading unit against the medium surface, so that the aperture is set in advance so that the exposure can be performed under the optimum exposure condition when the medium is brought into contact with the medium surface. Because it is.

本発明にかかる読取ユニットでは、絞りを動的制御する時間を省略できる分、読み取ったドットパターンの解析時間を短縮することができる。   In the reading unit according to the present invention, the analysis time for the read dot pattern can be shortened by the amount of time required for dynamically controlling the aperture.

さらに、絞りの動的制御には電力を消費するため、絞りの動的制御を行わないことによって消費電力を削減することができ、省電力型の読取ユニットを提供することが可能となる。   Further, since power is consumed for dynamic control of the diaphragm, power consumption can be reduced by not performing dynamic control of the diaphragm, and a power-saving reading unit can be provided.

本発明は、バーコードや、ドットコード等の2次元コードの読み取りに用いるコードリーダに利用できる。   The present invention can be used for a code reader used for reading a two-dimensional code such as a bar code or a dot code.

本発明に係る光学式スキャナの先端部である読取ユニットの内部構造を示す拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view showing an internal structure of a reading unit which is a tip portion of the optical scanner according to the present invention. スキャナの先端部の構成について説明するハードウェアブロック図である。It is a hardware block diagram explaining the structure of the front-end | tip part of a scanner. 本発明に係る光学式スキャナがどのように使用されるか、その使用状態の例を示した説明図(1)である。It is explanatory drawing (1) which showed the example of the use condition how the optical scanner which concerns on this invention is used. 本発明に係る光学式スキャナがどのように使用されるか、その使用状態の例を示した説明図(2)である。It is explanatory drawing (2) which showed the example of the use condition how the optical scanner which concerns on this invention is used. 本発明に係る光学式スキャナがどのように使用されるか、その使用状態の例を示した説明図(3)である。It is explanatory drawing (3) which showed the example of the use condition how the optical scanner which concerns on this invention is used. 本発明に係る光学式スキャナがどのように使用されるか、その使用状態の例を示した説明図(4)である。It is explanatory drawing (4) which showed the example of the use condition how the optical scanner which concerns on this invention is used. 本発明に係る光学式スキャナがどのように使用されるか、その使用状態の例を示した説明図(5)である。It is explanatory drawing (5) which showed the example of the use condition how the optical scanner which concerns on this invention is used. 読取ユニットがドットパターンを読み取る動作について説明したフローチャートである。It is the flowchart explaining the operation | movement which a reading unit reads a dot pattern. 読取ユニットのライトガイドを、その軸方向、上面から示した図である。It is the figure which showed the light guide of the reading unit from the axial direction and the upper surface. 導光管についての説明図であり、(a)は直線形状の導光管、(b)は曲線形状の導光管について説明した図である。It is explanatory drawing about a light guide tube, (a) is a linear light guide tube, (b) is a figure explaining the curved light guide tube. 曲線形状の導光管の、先端部の構造について示す説明図である。It is explanatory drawing shown about the structure of the front-end | tip part of a curved-shaped light guide tube. ドットパターンの一例であるGRID1について説明する図(1)である。It is a figure (1) explaining GRID1 which is an example of a dot pattern. ドットパターンの一例であるGRID1について説明する図(2)である。It is FIG. (2) explaining GRID1 which is an example of a dot pattern. ドットパターンの一例であるGRID1について説明する図(3)である。FIG. 5C is a diagram (3) illustrating GRID1 that is an example of a dot pattern. ドットパターンの一例であるGRID1について説明する図(4)である。It is FIG. (4) explaining GRID1 which is an example of a dot pattern. ドットパターンの一例であるGRID1について説明する図(5)である。It is FIG. (5) explaining GRID1 which is an example of a dot pattern. ドットパターンの一例であるGRID1について説明する図(6)である。It is FIG. (6) explaining GRID1 which is an example of a dot pattern.

符号の説明Explanation of symbols

101 ドットパターン
102 キードット
103 基準格子点ドット
104 情報ドット
101 Dot pattern 102 Key dot 103 Reference grid dot 104 Information dot

Claims (12)

媒体面を撮影する読取ユニットであって、
該媒体面に対して所定波長光を照射する光源と、
該媒体面からの反射光を入射するレンズと、
該レンズを経た入射光を入光する撮像手段と、
該光源と撮像手段とを制御する制御手段と、
先端に該媒体面からの該反射光の入口となる開口部が形成され、該開口部側が広くなるテーパ状の中空部を有する筒状であり、該光源からの照射光を拡散・屈折させて該媒体面に均一に照射させるための第1の導光体とを備え、
該レンズは、該第1の導光体の開口部を臨むように、該第1の導光体の該中空部に配置され、
該光源は、該第1の導光体内部に設けられたスリットの端部に1個のみ埋め込むように配置されており、
該光源からの照射光は、該第1の導光体の内部を拡散・屈折しながら進行し該開口部より該媒体面に対して均一に照射されることを特徴とする読取ユニット。
A reading unit for photographing a medium surface,
A light source that irradiates the medium surface with light of a predetermined wavelength ;
A lens for incident light reflected from the medium surface;
Imaging means for receiving incident light that has passed through the lens;
Control means for controlling the light source and the imaging means;
Tip opening serving as an inlet of the reflected light from the medium body surface is formed into a cylindrical shape having a tapered hollow portion opening side becomes wide, by diffusing, refracting the illumination light from the light source It comprises a first light guide for uniformly irradiating the said medium body surface, and
The lens is disposed in the hollow portion of the first light guide so as to face the opening of the first light guide,
The light source is arranged so as to be embedded only at one end of a slit provided in the first light guide ,
Irradiation light from the light source travels while diffusing and refracting inside the first light guide, and is uniformly irradiated onto the medium surface from the opening.
媒体面に対して所定波長光を照射する光源と、
該媒体面からの反射光を入射するレンズと、
該レンズを経た入射光を入光する撮像手段と、
該光源と撮像手段とを制御する制御手段と、
中空部を有する筒状であり、その先端に該媒体面からの該反射光の入口となる開口部が形成された、該光源からの照射光を拡散・屈折させて該媒体面に照射させるための第1の導光体と、を備え、
該レンズは、該第1の導光体の開口部を臨むように、該第1の導光体の該中空部に配置され、
該光源は、該第1の導光体内部に設けられたスリットの端部に配置されており、
該光源からの照射光は、該第1の導光体の内部を拡散・屈折しながら進行し該開口部より該媒体面に対して均一に照射されることを特徴とする、媒体面を撮影する読取ユニットであって、
前記媒体面上の所定領域で反射した前記光源からの所定波長光を所定の位置に導く第2の導光体と、
前記所定の位置に配置された、所定波長光の検出により動作する光学スイッチをさらに備え、
前記照射光は、
前記第1の導光体の内部を拡散・屈折しながら進行し前記開口部より該媒体面に対して照射された後、
該媒体面の該所定領域において反射し、
該第2の導光体を介して該光学スイッチに到達し、
該光学スイッチにより感知され、
前記制御手段は、
該照射光を感知した該光学スイッチからの信号に基づき、
少なくとも撮像手段を動作させることを特徴とする読取ユニット。
A light source for irradiating a medium surface with a predetermined wavelength light;
A lens for incident light reflected from the medium surface;
Imaging means for receiving incident light that has passed through the lens;
Control means for controlling the light source and the imaging means;
A cylindrical shape having a hollow portion, and an opening serving as an entrance of the reflected light from the medium surface is formed at the tip thereof, and the irradiation light from the light source is diffused and refracted to irradiate the medium surface A first light guide,
The lens is disposed in the hollow portion of the first light guide so as to face the opening of the first light guide,
The light source is disposed at an end of a slit provided inside the first light guide,
Irradiation light from the light source travels while diffusing and refracting inside the first light guide, and is uniformly irradiated onto the medium surface from the opening. A reading unit that
A second light guide for guiding a predetermined wavelength light from the light source reflected by a predetermined region on the medium surface to a predetermined position;
An optical switch that is disposed at the predetermined position and operates by detecting light of a predetermined wavelength;
The irradiation light is
After diffusing and refracting inside the first light guide and irradiating the medium surface from the opening,
Reflected at the predetermined area of the medium surface;
Reaching the optical switch via the second light guide;
Sensed by the optical switch;
The control means includes
Based on the signal from the optical switch that senses the illumination light,
A reading unit that operates at least an imaging means.
前記第2の導光体は、少なくとも前記所定領域における反射光を入光する側の端部が、中空を有する管状であることを特徴とする請求項記載の読取ユニット。 Said second light guide body, at least the end on the side of incident light reflected in a given region, the reading unit according to claim 2, characterized in that the tubular having a hollow. 前記制御手段は、
前記光源を媒体検知時のみ媒体検知用電力により点灯させる省電力モードと、
該光源を継続的にまたは前記撮像手段を制御し撮像する際に、撮像用電力により点灯させる通常モードと
を備えており、
該省電力モードと該通常モードとの切り替えによって省電力制御を行い、
少なくとも該省電力モードから該通常モードへの移行は、前記光学スイッチからの信号により行うことを特徴とする請求項または記載の読取ユニット。
The control means includes
A power saving mode in which the light source is turned on by medium detection power only during medium detection;
A normal mode in which the light source is turned on continuously or when the imaging means is controlled to take an image,
Perform power saving control by switching between the power saving mode and the normal mode,
At least transition from該省power mode to the normal mode, the reading unit according to claim 2 or 3, wherein the performing by the signal from the optical switch.
前記第2の導光体の少なくとも端部断面を除く外周部には、所定波長光の、第2の導光体内部への進入を防止するために所定波長光遮断層を設けたことを特徴とする請求項または記載の読取ユニット。 A predetermined wavelength light blocking layer is provided on an outer peripheral portion excluding at least an end section of the second light guide so as to prevent light having a predetermined wavelength from entering the second light guide. The reading unit according to claim 2 or 3 . 前記所定波長光遮断層は、所定波長光反射層または所定波長光吸収層であることを特徴とする請求項記載の読取ユニット。 6. The reading unit according to claim 5, wherein the predetermined wavelength light blocking layer is a predetermined wavelength light reflecting layer or a predetermined wavelength light absorbing layer. 前記所定波長光遮断層は、前記所定領域における反射光が前記第2の導光体に入光し、該導光体の周壁内部で反射して進行するための所定波長光反射層であることを特徴とする請求項記載の読取ユニット。 The predetermined wavelength light blocking layer is a predetermined wavelength light reflecting layer for allowing reflected light in the predetermined region to enter the second light guide and to be reflected and travel within the peripheral wall of the light guide. The reading unit according to claim 5 . 前記第2の導光体の中空を有する管状部分の少なくとも前記媒体面側の端部近傍の内周面は、該媒体面の前記所定領域からの前記反射光のみが該第2の導光体を入光・進行するように、前記第1の導光体から導かれ、少なくとも前記第2の導光体の端部延長上の前記媒体面付近で反射した反射光を除く全ての所定波長光を吸収させるために、所定の領域に所定波長光吸収層を設けたことを特徴とする請求項のいずれかに記載の読取ユニット。 At least an inner peripheral surface in the vicinity of the end on the medium surface side of the tubular portion having a hollow portion of the second light guide, only the reflected light from the predetermined region of the medium surface is the second light guide. All light of a predetermined wavelength except reflected light that is guided from the first light guide and reflected at least near the medium surface on the end extension of the second light guide. in order to absorb, the reading unit according to any one of claims 2 to 6, characterized in that a predetermined wavelength light absorbing layer in a predetermined region. 前記第1の導光体の開口部近傍に防塵および/または防水用などの保護フィルタを設けたことを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の読取ユニット。 The reading unit according to any one of claims 1 to 8 , wherein a protective filter for dust and / or waterproofing is provided in the vicinity of the opening of the first light guide. 前記フィルタは、前記光源および/または前記第1の導光体の開口部に入光する光の所定波長光だけを透過させる所定波長光透過フィルタであることを特徴とする請求項に記載の読取ユニット。 10. The light transmission filter according to claim 9 , wherein the filter is a light transmission filter having a predetermined wavelength that transmits only light having a predetermined wavelength of light entering the opening of the light source and / or the first light guide. Reading unit. 前記所定波長は、赤外線であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の読取ユニット。 Wherein the predetermined wavelength is, the reading unit according to any one of claims 1 to 10, characterized in that an infrared. 前記媒体面の撮影により読み取る情報は、該媒体面に形成されたコード値および/または座標値からなるドットコードが所定のアルゴリズムに基づいてパターン化された、光学的に読取り可能なドットパターンである請求項1〜11のいずれかに記載の読取ユニット。 The information read by photographing the medium surface is an optically readable dot pattern in which a dot code composed of code values and / or coordinate values formed on the medium surface is patterned based on a predetermined algorithm. reading unit according to any of claims 1 to 11.
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