JP2002111970A - 光学情報読取装置 - Google Patents
光学情報読取装置Info
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- G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
- G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
- G06K7/10544—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
- G06K7/10712—Fixed beam scanning
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- G06K7/10554—Moving beam scanning
- G06K7/10594—Beam path
- G06K7/10683—Arrangement of fixed elements
- G06K7/10702—Particularities of propagating elements, e.g. lenses, mirrors
Abstract
(57)【要約】
【課題】 手持式のバーコードリーダにおいて、ＬＥＤ
により照明する帯状の範囲を明暗を生ずることなく一様
の明るさで照明する。 【解決手段】 ラインセンサを構成する複数のＣＣＤの
並び方向と同方向に複数個のＬＥＤ２３を設け、ほぼ蒲
鉾状に形成された投光レンズ２４の曲面の左右方向各部
の曲率半径を、各ＬＥＤ２３がほぼ焦点に位置するよう
に変化させる。これにより、各ＬＥＤ２３から発せられ
た光は平行光となって投光レンズ２４から投射されるの
で、バーコードラベルを一様の明るさで帯状に照明でき
る。
により照明する帯状の範囲を明暗を生ずることなく一様
の明るさで照明する。 【解決手段】 ラインセンサを構成する複数のＣＣＤの
並び方向と同方向に複数個のＬＥＤ２３を設け、ほぼ蒲
鉾状に形成された投光レンズ２４の曲面の左右方向各部
の曲率半径を、各ＬＥＤ２３がほぼ焦点に位置するよう
に変化させる。これにより、各ＬＥＤ２３から発せられ
た光は平行光となって投光レンズ２４から投射されるの
で、バーコードラベルを一様の明るさで帯状に照明でき
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一次元コードや二次
元コードなどの読取対象に光を当てて読み取る構成の光
学情報読取装置に関する。
元コードなどの読取対象に光を当てて読み取る構成の光
学情報読取装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】例えば手持式のバーコ
ードリーダでは、図８に示すように、結像レンズの光軸
Ｃの左右両側に、それぞれ複数個の発光ダイオード（以
下、ＬＥＤ）１を、ラインセンサからなる光センサの延
長方向に一列に並べて設け、これらＬＥＤ１が発する光
を投光レンズ２により集めてバーコードラベルに照射
し、バーコードラベルからの反射光を結像レンズによっ
て光センサに結像させるようにしている。
ードリーダでは、図８に示すように、結像レンズの光軸
Ｃの左右両側に、それぞれ複数個の発光ダイオード（以
下、ＬＥＤ）１を、ラインセンサからなる光センサの延
長方向に一列に並べて設け、これらＬＥＤ１が発する光
を投光レンズ２により集めてバーコードラベルに照射
し、バーコードラベルからの反射光を結像レンズによっ
て光センサに結像させるようにしている。
【０００３】上記投光レンズ２は、図９に示すように、
ラインセンサの延長方向と直交する方向にだけ湾曲する
ほぼ蒲鉾状をなし、複数個のＬＥＤ１の前方に、結像レ
ンズの光軸Ｃに対して傾けて配置されている。このよう
に投光レンズ２を傾けて配置することにより、そのＬＥ
Ｄ１の光を結像レンズの光軸Ｃ側に曲げて、中央に暗い
部分ができないようにし、また、投光レンズ２をライン
センサの延長方向と直交する方向にだけ湾曲させること
により、ＬＥＤ１から拡散される光をラインセンサの延
長方向と直交する方向に集めて投光レンズ２から平行光
となって投射されるようにし、以て、バーコードラベル
が明るい帯状によって照明されるようにしている。
ラインセンサの延長方向と直交する方向にだけ湾曲する
ほぼ蒲鉾状をなし、複数個のＬＥＤ１の前方に、結像レ
ンズの光軸Ｃに対して傾けて配置されている。このよう
に投光レンズ２を傾けて配置することにより、そのＬＥ
Ｄ１の光を結像レンズの光軸Ｃ側に曲げて、中央に暗い
部分ができないようにし、また、投光レンズ２をライン
センサの延長方向と直交する方向にだけ湾曲させること
により、ＬＥＤ１から拡散される光をラインセンサの延
長方向と直交する方向に集めて投光レンズ２から平行光
となって投射されるようにし、以て、バーコードラベル
が明るい帯状によって照明されるようにしている。
【０００４】しかしながら、投光レンズ２の曲面の半径
Ｒは各部において同一で、しかも傾けて配置されている
関係上、投光レンズ２とＬＥＤ１との距離は各ＬＥＤ１
において相違するようになる。このため、投光レンズ２
の一端側では、ＬＥＤ１を焦点に位置させることができ
ず、その結果、図１０に示すように、投光レンズ２によ
って集められた光により帯状に照明される部分Ｅのう
ち、一端側は光が分散して幅広の状態となって他端側の
幅の狭い部分に比べ暗くなるという問題があった。
Ｒは各部において同一で、しかも傾けて配置されている
関係上、投光レンズ２とＬＥＤ１との距離は各ＬＥＤ１
において相違するようになる。このため、投光レンズ２
の一端側では、ＬＥＤ１を焦点に位置させることができ
ず、その結果、図１０に示すように、投光レンズ２によ
って集められた光により帯状に照明される部分Ｅのう
ち、一端側は光が分散して幅広の状態となって他端側の
幅の狭い部分に比べ暗くなるという問題があった。
【０００５】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、発光手段により照明すべき範囲を、明
暗の差を生ずることなく照明することができる光学的情
報読取装置を提供することにある。
で、その目的は、発光手段により照明すべき範囲を、明
暗の差を生ずることなく照明することができる光学的情
報読取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】請求項１の発明は、投光
レンズの曲面の曲率を、光センサを構成する受光素子の
並ぶ方向に変化させて、発光手段が投光レンズの各部に
おいてほぼ焦点に位置するように構成したので、投光レ
ンズから投射される光は、投光レンズのどの部分であっ
ても平行光となり、明暗の差を生ずることなく照明でき
る。
レンズの曲面の曲率を、光センサを構成する受光素子の
並ぶ方向に変化させて、発光手段が投光レンズの各部に
おいてほぼ焦点に位置するように構成したので、投光レ
ンズから投射される光は、投光レンズのどの部分であっ
ても平行光となり、明暗の差を生ずることなく照明でき
る。
【０００７】請求項２の発明は、凸レンズからなる投光
レンズの曲面を、光センサの複数個の受光素子が並ぶ方
向と直交する方向にのみ湾曲させ、その曲面の曲率を、
各発光素子がほぼ焦点に位置するように変化させたの
で、帯状の照明範囲を明暗の差を生ずることなる照明す
ることができる。
レンズの曲面を、光センサの複数個の受光素子が並ぶ方
向と直交する方向にのみ湾曲させ、その曲面の曲率を、
各発光素子がほぼ焦点に位置するように変化させたの
で、帯状の照明範囲を明暗の差を生ずることなる照明す
ることができる。
【０００８】請求項３の発明は、凸レンズからなる投光
レンズを、一方の面が平面で、他方の面を光センサの複
数個の受光素子の並ぶ方向と直交する方向にのみ湾曲す
るほぼ蒲鉾状とし、当該投光レンズの屈折率をｎ、各部
の焦点距離をｆとしたとき、投光レンズの曲面の各部の
曲率半径Ｒａを、（１／ｆ）＝（ｎ−１）（１／Ｒａ）
を満足するように定めたので、曲面が片面だけとなり、
しかも、その曲面の曲率半径を容易に決定することがで
き、投光レンズを製作し易くなる。
レンズを、一方の面が平面で、他方の面を光センサの複
数個の受光素子の並ぶ方向と直交する方向にのみ湾曲す
るほぼ蒲鉾状とし、当該投光レンズの屈折率をｎ、各部
の焦点距離をｆとしたとき、投光レンズの曲面の各部の
曲率半径Ｒａを、（１／ｆ）＝（ｎ−１）（１／Ｒａ）
を満足するように定めたので、曲面が片面だけとなり、
しかも、その曲面の曲率半径を容易に決定することがで
き、投光レンズを製作し易くなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を手持式のバーコー
ドリーダに適用した一実施例につき、図１〜図６を参照
しながら説明する。図５に示すように、光学的情報読取
装置としての手持式のバーコードリーダ１１は、手持ち
可能なケース１２を主体とし、そのケース１２には、握
り部を兼用する操作部１３、例えば液晶からなる表示部
１４などが設けられている。操作部１３には、複数のキ
ースイッチ１５が設けられ、それらのキースイッチ１５
によって動作内容などを指示するようになっている。
ドリーダに適用した一実施例につき、図１〜図６を参照
しながら説明する。図５に示すように、光学的情報読取
装置としての手持式のバーコードリーダ１１は、手持ち
可能なケース１２を主体とし、そのケース１２には、握
り部を兼用する操作部１３、例えば液晶からなる表示部
１４などが設けられている。操作部１３には、複数のキ
ースイッチ１５が設けられ、それらのキースイッチ１５
によって動作内容などを指示するようになっている。
【００１０】また、図６に示すように、バーコードリー
ダ１１のケース１２内にはプリント配線基板１６が固定
されており、そのプリント配線基板１６の一方の面に前
記表示部１４が搭載されていると共に、前記キースイッ
チ１５がマトリックス状に配置されている。また、プリ
ント配線基板１６の他方の面には、光学的読取手段を構
成する光センサとして、受光素子としての複数個のＣＣ
Ｄを一列に並べて構成されたラインセンサ１７が設けら
れていると共に、図示はしないが、ラインセンサ１７に
よって読み取ったバーコード情報をデコードしたりする
ためのマイクロコンピュータが搭載されている。
ダ１１のケース１２内にはプリント配線基板１６が固定
されており、そのプリント配線基板１６の一方の面に前
記表示部１４が搭載されていると共に、前記キースイッ
チ１５がマトリックス状に配置されている。また、プリ
ント配線基板１６の他方の面には、光学的読取手段を構
成する光センサとして、受光素子としての複数個のＣＣ
Ｄを一列に並べて構成されたラインセンサ１７が設けら
れていると共に、図示はしないが、ラインセンサ１７に
よって読み取ったバーコード情報をデコードしたりする
ためのマイクロコンピュータが搭載されている。
【００１１】ケース１２の前端に形成された読取口１８
近くには、ミラー１９が配置されており、このミラー１
９と前記ラインセンサ１７との間に結像レンズ２０が配
置されている。従って、読取対象であるバーコードラベ
ルＬ（図１参照）はミラー１９および結像レンズ２０を
介してラインセンサ１７に結像されるようになってい
る。図中、Ｃは結像レンズ２０の光軸である。
近くには、ミラー１９が配置されており、このミラー１
９と前記ラインセンサ１７との間に結像レンズ２０が配
置されている。従って、読取対象であるバーコードラベ
ルＬ（図１参照）はミラー１９および結像レンズ２０を
介してラインセンサ１７に結像されるようになってい
る。図中、Ｃは結像レンズ２０の光軸である。
【００１２】前記ケース１２の読取口１８は左右方向
（図１で左右方向、図２で紙面の表裏方向）に長いほぼ
矩形状をなし、その読取口１８の幅広方向である左右方
向がラインセンサ２１のＣＣＤの並び方向に一致してい
る。そして、図１に示すように、読取口１８部分に取り
付けられた取付部材としてのプリント配線基板２２にお
いて、中央の開口２２ａの左右両側には、発光手段とし
てのＬＥＤ２３がそれぞれ複数個ずつ左右方向に一列に
並べて設けられている。
（図１で左右方向、図２で紙面の表裏方向）に長いほぼ
矩形状をなし、その読取口１８の幅広方向である左右方
向がラインセンサ２１のＣＣＤの並び方向に一致してい
る。そして、図１に示すように、読取口１８部分に取り
付けられた取付部材としてのプリント配線基板２２にお
いて、中央の開口２２ａの左右両側には、発光手段とし
てのＬＥＤ２３がそれぞれ複数個ずつ左右方向に一列に
並べて設けられている。
【００１３】また、プリント配線基板２２には、左右の
ＬＥＤ２３の前方、すなわち読取口１８側に位置して投
光レンズ２４が固定されている。この投光レンズ２４
は、横長のもので、結像レンズ２０の光軸Ｃに対し、前
面側が光軸Ｃ側を向くように所定角度傾けて配置されて
いる。
ＬＥＤ２３の前方、すなわち読取口１８側に位置して投
光レンズ２４が固定されている。この投光レンズ２４
は、横長のもので、結像レンズ２０の光軸Ｃに対し、前
面側が光軸Ｃ側を向くように所定角度傾けて配置されて
いる。
【００１４】この投光レンズ２４は、プラスチック製
で、図２に示すように、ほぼ蒲鉾状をなす凸レンズに形
成され、ＬＥＤ２３側の面は平坦面で、読取口１８側の
面がラインセンサ１７のＣＣＤが並ぶ方向と直交する方
向、すなわち上下方向にのみ湾曲する曲面になってい
る。この投光レンズ２４の曲面の曲率半径は各部におい
て異なり、左右両端の曲率半径ｒ１およびｒ２の間で連
続的に変化している。
で、図２に示すように、ほぼ蒲鉾状をなす凸レンズに形
成され、ＬＥＤ２３側の面は平坦面で、読取口１８側の
面がラインセンサ１７のＣＣＤが並ぶ方向と直交する方
向、すなわち上下方向にのみ湾曲する曲面になってい
る。この投光レンズ２４の曲面の曲率半径は各部におい
て異なり、左右両端の曲率半径ｒ１およびｒ２の間で連
続的に変化している。
【００１５】そして、一般に凸レンズにおいて、その曲
面の曲率半径が変化すると、焦点距離も変化するが、上
記のような蒲鉾状の凸レンズからなる投光レンズ２４に
あっても、その左右両端間における連続的な曲率半径の
変化により、焦点距離は左右方向に連続的に変化する。
そして、投光レンズ２４の各部の曲率半径は、その裏側
に配置されている各ＬＥＤ２３の位置が焦点にほぼ一致
する位置となるように設定されている。
面の曲率半径が変化すると、焦点距離も変化するが、上
記のような蒲鉾状の凸レンズからなる投光レンズ２４に
あっても、その左右両端間における連続的な曲率半径の
変化により、焦点距離は左右方向に連続的に変化する。
そして、投光レンズ２４の各部の曲率半径は、その裏側
に配置されている各ＬＥＤ２３の位置が焦点にほぼ一致
する位置となるように設定されている。
【００１６】なお、凸レンズでは、一般に、焦点距離を
ｆ、レンズの屈折率をｎ、レンズの両面のうち一方の面
の曲率半径をＲａ、他方の面の曲率半径をＲｂとしたと
き、それらの間には次の（１）式が成り立つ。 （１／ｆ）＝（ｎ−１）［（１／Ｒａ）＋（１／Ｒｂ）］……（１） 但し、この実施例では、後面は平坦面で、曲率半径は無
限大であるから、Ｒｂを後面の曲率半径とすると、Ｒｂ
＝∞で、（１／Ｒｂ）は０となり、上記（１）式は下記
（２）式となる。 （１／ｆ）＝（ｎ−１）（１／Ｒａ）……（２） 従って、この（２）式により、焦点距離ｆが投光レンズ
２４と各ＬＥＤ２３との間の距離となるように、投光レ
ンズ２４の前面の曲率半径Ｒａを設定すれば良い。
ｆ、レンズの屈折率をｎ、レンズの両面のうち一方の面
の曲率半径をＲａ、他方の面の曲率半径をＲｂとしたと
き、それらの間には次の（１）式が成り立つ。 （１／ｆ）＝（ｎ−１）［（１／Ｒａ）＋（１／Ｒｂ）］……（１） 但し、この実施例では、後面は平坦面で、曲率半径は無
限大であるから、Ｒｂを後面の曲率半径とすると、Ｒｂ
＝∞で、（１／Ｒｂ）は０となり、上記（１）式は下記
（２）式となる。 （１／ｆ）＝（ｎ−１）（１／Ｒａ）……（２） 従って、この（２）式により、焦点距離ｆが投光レンズ
２４と各ＬＥＤ２３との間の距離となるように、投光レ
ンズ２４の前面の曲率半径Ｒａを設定すれば良い。
【００１７】このように構成した本実施例によれば、各
ＬＥＤ２３は投光レンズ２４の焦点に位置しているの
で、各ＬＥＤ３が発した光、特に上下方向に放射された
光は、図３に示すように、投光レンズ２４によって集め
られて平行光となって投光レンズ２４から投射される。
このため、左右の投光レンズ２４から投射された光は、
バーコードラベルＬを帯状に照明するが、その帯状の照
明部分Ｅは図４に示すように縦方向の幅に変動がなく、
すなわち明るさに変動のない、ほぼ均一の明るさとな
る。
ＬＥＤ２３は投光レンズ２４の焦点に位置しているの
で、各ＬＥＤ３が発した光、特に上下方向に放射された
光は、図３に示すように、投光レンズ２４によって集め
られて平行光となって投光レンズ２４から投射される。
このため、左右の投光レンズ２４から投射された光は、
バーコードラベルＬを帯状に照明するが、その帯状の照
明部分Ｅは図４に示すように縦方向の幅に変動がなく、
すなわち明るさに変動のない、ほぼ均一の明るさとな
る。
【００１８】図７は本発明の他の実施例の投光レンズ２
５を示す。この実施例の投光レンズ２５は二次元コード
を読み取るための手持式の二次元コードリーダに適用し
たものである。この二次元コードリーダの光センサ（図
示せず）は、受光素子であるＣＣＤを縦横に並べたエリ
アセンサから構成されている。そして、読取対象である
二次元コードラベルの反射光をエリアセンサで結像する
ための結像レンズの周りには、複数個のＬＥＤが放射状
に並べて設けられている。
５を示す。この実施例の投光レンズ２５は二次元コード
を読み取るための手持式の二次元コードリーダに適用し
たものである。この二次元コードリーダの光センサ（図
示せず）は、受光素子であるＣＣＤを縦横に並べたエリ
アセンサから構成されている。そして、読取対象である
二次元コードラベルの反射光をエリアセンサで結像する
ための結像レンズの周りには、複数個のＬＥＤが放射状
に並べて設けられている。
【００１９】放射状に並ぶ複数個のＬＥＤの光を集めて
二次元コードラベルを照明するための前記投光レンズ２
５は、ほぼベルマウス状に形成され、その内面および外
面の曲率は、エリアセンサのＣＣＤが並ぶ方向と交差す
る方向、すなわち縦方向および横方向の各部において異
ならせてある。このように構成した場合には、二次元コ
ードラベルを明暗の差を生ずることなく円形状に照明す
る。
二次元コードラベルを照明するための前記投光レンズ２
５は、ほぼベルマウス状に形成され、その内面および外
面の曲率は、エリアセンサのＣＣＤが並ぶ方向と交差す
る方向、すなわち縦方向および横方向の各部において異
ならせてある。このように構成した場合には、二次元コ
ードラベルを明暗の差を生ずることなく円形状に照明す
る。
【００２０】なお、本実施例は上記し且つ図面に示す実
施例に限定されるものではなく、以下のような拡張或い
は変更が可能である。ラインセンサ１７を用いたバーコ
ードリーダ１１の場合、ＬＥＤ２３は１個でも良く、こ
の場合には、投光レンズ２４の左右方向各部の曲率は、
左右方向各部から１個のＬＥＤ２３がほぼ焦点に位置す
るように設定すれば良い。
施例に限定されるものではなく、以下のような拡張或い
は変更が可能である。ラインセンサ１７を用いたバーコ
ードリーダ１１の場合、ＬＥＤ２３は１個でも良く、こ
の場合には、投光レンズ２４の左右方向各部の曲率は、
左右方向各部から１個のＬＥＤ２３がほぼ焦点に位置す
るように設定すれば良い。
【００２１】本発明は、光学的に情報を読み取る装置に
広く適用することができる。
広く適用することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す要部の横断面図
【図２】投光レンズの斜視図
【図３】投光レンズの断面図
【図４】投光レンズによる照明部分を示す図
【図５】手持式のバーコードリーダの平面図
【図６】手持式のバーコードリーダの断面図
【図７】本発明の他の実施例を示す投光レンズの斜視図
【図８】従来例を示す図１相当図
【図９】図２相当図
【図１０】図４相当図
図中、１１は手持式リーダ（光学情報読取装置）、１７
はラインセンサ（光センサ）、２０は結像レンズ、２３
はＬＥＤ（発光手段）、２４、２５は投光レンズであ
る。
はラインセンサ（光センサ）、２０は結像レンズ、２３
はＬＥＤ（発光手段）、２４、２５は投光レンズであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０４Ｎ 1/028 Ｈ０４Ｎ 1/028 Ｚ Ｆターム(参考） 2H087 KA00 LA24 PA01 PA17 PB01 QA01 QA07 QA13 QA33 RA08 RA45 5B047 AA30 BA03 BB02 BC05 BC12 5B072 AA00 AA02 CC24 DD02 GG07 JJ11 LL07 LL13 LL19 5C051 AA01 DA03 DB01 DB22 DB29 DC02 DC04 DC05 DC07 FA00 5C072 AA01 BA13 CA05 CA15 DA02 DA21 EA05 PA08 VA07 XA10
Claims (3)
- 【請求項１】 発光手段が発する光を投光レンズにより
読取対象に集めて照明し、読取対象からの反射光を結像
レンズによって光センサに結像させる構成の光学情報読
取装置において、 前記投光レンズの曲面の曲率を、前記光センサを構成す
る受光素子が並ぶ方向に変化させて、前記発光手段が前
記投光レンズの各部においてほぼ焦点に位置するように
構成したことを特徴とする光学情報読取装置。 - 【請求項２】 光センサは複数の受光素子を一列に並べ
て構成され、前記発光手段は前記結像レンズの光軸の側
方に前記光センサの受光素子の並び方向と同一方向に並
べて設けた複数個の発光素子から構成され、 前記投光レンズは前記複数個の発光素子の前方に前記結
像レンズの光軸に対して傾けて配置された凸レンズから
構成され、 前記凸レンズからなる投光レンズの曲面は前記光センサ
の複数個の受光素子が並ぶ方向と直交する方向にのみ湾
曲し、その曲面の曲率を、前記各発光素子がほぼ焦点に
位置するように変化させたことを特徴とする請求項１記
載の光学情報読取装置。 - 【請求項３】 凸レンズからなる前記投光レンズは、一
方の面が平面で、他方の面が前記光センサの複数個の受
光素子の並ぶ方向と直交する方向にのみ湾曲するほぼ蒲
鉾状に形成され、当該投光レンズの曲面の各部の曲率半
径Ｒａは、投光レンズの屈折率をｎ、各部の焦点距離を
ｆとしたとき、（１／ｆ）＝（ｎ−１）（１／Ｒａ）を
満足するように定められていることを特徴とする請求項
２記載の光学情報読取装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000294095A JP3511991B2 (ja) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | 光学情報読取装置 |
| US09/950,800 US6698659B2 (en) | 2000-09-27 | 2001-09-13 | Optical data form reading apparatus |
| EP01122894A EP1193640B1 (en) | 2000-09-27 | 2001-09-24 | An optical data form reading apparatus |
| DE60132960T DE60132960T2 (de) | 2000-09-27 | 2001-09-24 | Lesevorrichtung für optische Daten |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000294095A JP3511991B2 (ja) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | 光学情報読取装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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