JP2003099707A - 光学的情報読取装置 - Google Patents

光学的情報読取装置

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JP2003099707A JP2002032301A JP2002032301A JP2003099707A JP 2003099707 A JP2003099707 A JP 2003099707A JP 2002032301 A JP2002032301 A JP 2002032301A JP 2002032301 A JP2002032301 A JP 2002032301A JP 2003099707 A JP2003099707 A JP 2003099707A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明な保護層を表面に有した読取対象にあっ
て、照明光が保護層表面で反射することに起因する不具
合を解消し、良好な読取りを可能とする。 【解決手段】 照明光源から照射された照明光が保護層
表面で極力反射しないようにし、且つ、照明光が保護層
表面で反射してもその光が受光センサに投影(入射)さ
れないようにすることにより、照明光が保護層表面で反
射することに起因する不具合を解消できる。そのため
に、結像光学系Iの合焦点距離Lよりも近い位置に第1
の仮想保護層面P1を設定すると共に、遠い位置にそれ
と平行な第2の仮想保護層面P2を設定し、照明光源
を、第1の仮想保護層面P1に対する入射角θ1が、保
護層に関するブリュースター角以下となり、且つ、受光
センサEの最大視野Vの外縁が第2の仮想保護層面P2
で反射した仮想反射線Rの外側から第2の仮想保護層面
P2に対して入射される範囲Aに配設する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明な保護層を表
面に有した読取対象に関し、二次元コードやバーコード
等の情報コードをその保護層を透過して読取ることを可
能とした光学的情報読取装置に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】光学的情報読取装置例
えばハンディタイプの二次元コードリーダは、筐体の先
端部に矩形状の読取口が設けられると共に、その筐体内
に、エリアセンサ及び結像光学系(結像レンズや反射
鏡、鏡筒など)、更には照明光源となる複数個のLED
等を備えて構成されている。これにて、例えばQRコー
ド等の二次元コードが記録された読取対象に対し、読取
口を近付けた(読取の面が結像光学系の合焦点距離付近
にある)状態で、LEDにより照明光を照射し、その反
射光を結像光学系を介してエリアセンサにより撮像する
ようになっている。
【0003】ところで、従来の光学的情報読取装置にあ
っては、情報コードが印刷された紙(ラベル)を読取対
象とすることが一般的であったが、近年では、例えば携
帯電話機やPDA等における表示装置(LCD)の画面
上に表示された情報コードを読取るといった使い方(シ
ステム)が考えられてきている。ところが、このような
LCD画面を読取対象とする場合、その表面に透明な保
護層(プラスチックやガラス)が設けられているため、
紙(ラベル)に印刷されたものを読取る場合にはなかっ
た新たな不具合が生じ、従来のものでは確実な読取りが
困難となることが明らかとなった。
【0004】即ち、LCDは、表面の透明な保護層の裏
面側に情報コードが構成される液晶層が配置され、さら
にその裏面側に反射層(又はバックライト層)を配して
構成され、情報コードを読取るには、照明光源からの照
射光が、液晶層更に反射層まで到達してその面で反射し
た反射光を、結像光学系を介して受光センサに入射させ
る必要がある。しかし、保護層の存在により、照明光源
から照射された照射光が、保護層面で反射してしまい、
液晶層ひいては反射層にまで到達する照明光が減少し、
十分な反射光量が得られないことがあった。また、保護
層で反射した光が、受光センサに投影(入射)されてし
まい、情報コードの正規の画像が読取れなくなってしま
うことがあった。
【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、透明な保護層を表面に有した読取対象
にあっても、照明光がその保護層表面で反射することに
起因する不具合を解消でき、良好な読取りを可能とする
光学的情報読取装置を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】光学的情報読取装置によ
り表面に透明な保護層を有する読取対象の情報コードを
読取る場合、第1に、照明光源から照射された照明光が
保護層表面で極力反射しないようにする、第2に、照明
光が保護層表面で反射してもその光が受光センサに投影
(入射)されないようにする、という条件を満足させる
ことによって、上記目的を達成することができる。本発
明者は、照明光源を、適当な位置及び向き(光軸の角
度)に配置することにより、上記2つの条件を満たすこ
とができることを知見し、本発明を成し遂げたのであ
る。
【0007】ただしこの場合、装置により読取りが可能
となる読取対象の距離は、結像光学系の合焦点距離を基
準距離として、その前後にある程度の幅(例えば±10
mm)を有しており、保護層がその範囲のいずれの距離に
位置していても、つまり、保護層が合焦点距離よりもあ
る程度近い位置にあっても遠い位置にあっても、それら
条件を満たすようにすることが必要となってくる。
【0008】本発明は、図1に概念的に示すように、結
像光学系Sの合焦点距離Lよりも近い位置に該結像光学
系Sの光軸Oと直交する第1の仮想保護層面P1を設定
すると共に、それよりも遠い位置にそれと平行な第2の
仮想保護層面P2を設定し、照明光源を、第1の仮想保
護層面P1に対する入射角θ1が、保護層に関するブリ
ュースター角(Brewster's Angle)以下となり(第1の
仮想保護層面P1と光軸Oとの交点に対する入射角θ1
がブリュースター角となる線をIで示す)、且つ、受光
センサEの最大視野Vの外縁が第2の仮想保護層面P2
で反射した(入射角(=反射角)をθ2とする)仮想反
射線Rの外側から第2の仮想保護層面P2に対して入射
される範囲A(斜線を付して示す)に配設するようにし
たものである(請求項1,6の発明)。
【0009】ここで、周知のように、ブリュースター角
は、光の表面反射においてp偏波成分が全く反射しない
特異な角度であり、光の入射角がその角度を越えると、
p偏波,s偏波ともに反射率が急激に大きくなり、その
角度以下であれば表面の反射率が十分に低いことが知ら
れている。
【0010】上記手段によれば、照明光の第1の仮想保
護層面P1に対する入射角θ1が、ブリュースター角以
下であり、この際、必然的に、それより遠い第2の仮想
保護層面P2に対する入射角はブリュースター角より小
さくなるので、保護層がそれら第1の仮想保護層面P1
と第2の仮想保護層面P2との間のいずれの距離に位置
している場合でも、保護層表面の照明光の反射率を小さ
くして、十分な照明光を読取対象の情報コードが記録さ
れた層まで到達させることができる。尚、一般的な保護
層を構成する部材(透明プラスチックなど)のブリュー
スター角は、50〜60度である。
【0011】一方、第2の仮想保護層面P2で反射した
光が受光センサEに投影されるには、第2の仮想保護層
面P2に対する最大視野Vの投影範囲(図で最大視野V
の外縁が第2の仮想保護層面P2に交わる点r1と点r
2との間の範囲)で入射光が反射し、且つ、その入射角
が上記角度θ2以下であることが条件となる。同様に、
第1の仮想保護層面P1で反射した光が受光センサEに
投影されるには、第1の仮想保護層面P1に対する最大
視野Vの投影範囲(図で点r3と点r4との間の範囲)
で入射光が反射し、且つ、その入射角が上記角度θ2以
下であることが条件となる。
【0012】これに対し、上記手段によれば、照明光
は、仮想反射線Rの外側から第2の仮想保護層面P2に
対して入射されるので、その照明光が点r1と点r2と
の間の範囲で反射した場合でも、その入射角は角度θ2
を越えることになり、この際、それより近く投影範囲が
狭くなる第1の仮想保護層面P1に関しても、必然的
に、仮想反射線Rの外側から入射された照明光が点r3
と点r4との間の範囲で反射した場合には、その入射角
は角度θ2を越えることになる。従って、保護層がそれ
ら第1の仮想保護層面P1と第2の仮想保護層面P2と
の間のいずれの距離に位置している場合でも、反射した
照明光が、受光センサEに投影されることがなくなる。
【0013】この結果、本発明によれば、透明な保護層
を表面に有した読取対象にあって、保護層が結像光学系
の合焦点距離の前後ある程度の幅の距離に位置していて
も、保護層表面の照明光の反射率を小さくして、十分な
照明光を読取対象の情報コードが記録された層まで到達
させることができ、且つ、保護層表面を反射した光が受
光センサに投影されることがなくなるので、照明光がそ
の保護層表面で反射することに起因する不具合を解消で
き、良好な読取りが可能となるという優れた効果を得る
ことができる。
【0014】このとき、第1の仮想保護層面P1を、情
報コードの読取可能な距離のうち最も近距離に位置され
るように設定し、第2の仮想保護層面P2を、その距離
のうち最も遠距離に位置されるように設定することがで
き(請求項2,7の発明)、これにより、読取対象が情
報コードの読取可能な距離のうちどの位置にあっても、
上記した作用,効果を得ることができ、照明光源を必要
且つ十分な位置に配設することができる。尚、保護層に
は厚みがあり、その上下両面で反射することが考えられ
るので、実際には、第2の仮想保護層面P2は、保護層
の上面で考え、第1の仮想保護層面P1は、保護層の下
面について設定することが望ましい。
【0015】また、照明光源を、実質的に上記した範囲
A(線Iと仮想反射線Rとの間)の中央部に位置させる
ようにしたり(請求項3,8の発明)、その照明光源の
光軸を、線Iと仮想反射線Rとのなす角の二等分線上に
位置させたりすることが望ましく(請求項4,9の発
明)、これにより、保護層表面における照明光の反射抑
制と、反射した光の受光センサへの投影防止の双方の効
果を共にバランス良く且つ確実に得ることができる。さ
らには、照明光源を拡散面を備える拡散照明光源とする
ことにより(請求項5,10の発明)、読取対象(情報
コード)の比較的広い範囲を均等に照明することができ
る。
【0016】ところで、照明光源を上記のように範囲A
内に配置するものでは、従来の紙等を読取対象としたも
のに比べて、照明光源の位置がより外側に来るので、例
えばハンディタイプの装置として構成する場合、装置と
しての大形化(読取口部分が周囲方向に拡がる)を伴う
傾向がある。この場合、少なくともLCD等の透明な保
護層を有する読取対象を読取る場合についてのみ、照明
光源が上記のように配置されていれば済む。
【0017】そこで、装置を、読取装置本体と、その読
取装置本体が着脱可能に載置されると共に所定の読取位
置に透明な保護層を表面に有した読取対象がセットされ
る載置台とに分離し、そのうち載置台に、上記したと同
様の配置で外部照明光源を設ける構成とすることができ
る(請求項6の発明)。これによれば、透明な保護層を
表面に有した読取対象を読取る場合には、載置台にその
読取対象をセットして外部照明光源を用いることによ
り、載置台に載置された読取装置本体により、良好な読
取りが可能となり、このとき、読取対象の位置合わせを
容易に行うこともできるようになる。これに加えて、例
えば紙やラベルのような読取対象に対しては、読取装置
本体を載置台から取外して単独で使用することも可能と
なり、この場合、読取装置本体自体を小形のもので済ま
せることができる。
【0018】このとき、載置台に設けられた検出手段に
より、読取装置本体の載置状態を検出していることを条
件に、外部照明光源を作動させるように構成すれば(請
求項11の発明)、外部照明光源が必要なときにのみ作
動させることができる。
【0019】そして、読取装置本体に、載置台から取外
した単独使用時に読取対象に照明光を照射するための内
部照明光源を設けるようにすれば(請求項12の発
明)、例えば紙やラベルのような一般的な読取対象に対
して、内部照明光源により照明光を照射しながらその読
取対象に記録された情報コードを読取ることができる。
【0020】この場合、読取装置本体に、載置台に載置
されて使用されるか単独で使用されるかを判断する使用
モード判断手段を設け、載置使用モードであると判断し
たときに内部照明光源の作動を禁止する構成とすること
ができ(請求項13の発明)、これにより、載置使用モ
ードにおいて内部照明光源が作動してしまうことに伴う
不具合を未然に防止することができる。また、その使用
モード判断手段を、使用者のモード設定操作に基づいて
使用モードを判断するようにすれば(請求項14の発
明)、使用モードの判断のための構成を簡単に済ませる
ことができる。
【0021】さらに、載置台に読取装置本体が載置され
ていることを検出するための検出手段を備えるものにあ
っては、その検出に応じた信号を読取装置本体に通知す
る検出信号通知手段を設け、請求項13における使用モ
ード判断手段を、その通知信号に基づいて載置使用モー
ドであるかどうかを判断するように構成することもでき
る(請求項15の発明)。これによれは、載置台側の検
出手段の検出に応じて、読取装置本体側において、載置
使用モードであるときに内部照明光源の作動を禁止し、
単独使用モードであるときに内部照明光源を作動させる
といった使用モードに応じた制御を確実に行うことがで
きる。
【0022】あるいは、読取装置本体側における使用者
のモード設定操作に基づいて使用モードを判断するもの
にあっては、その判断に応じた信号を載置台に通知する
使用モード通知手段を設け、載置台側において、その信
号に基づいて、読取装置本体の載置使用モードにあると
きには外部照明光源を作動させ、単独使用モードにある
ときには外部照明光源の作動を禁止するように構成すれ
ば(請求項16の発明)、載置台側において、読取装置
本体の使用モードに応じた外部照明光源の制御を確実に
行うことができる。
【0023】
【発明の実施の形態】(1)第1の実施例 以下、本発明の第1の実施例(請求項1〜5に対応)に
ついて、図2ないし図6を参照しながら説明する。尚、
この実施例では、ハンディタイプの二次元コード(QR
コード)リーダに本発明を適用しており、また、読取対
象として、携帯電話機の表示装置(LCD)に表示され
たQRコードを読取る場合を具体例としている。
【0024】まず、図2は、本実施例に係る光学的情報
読取装置たる二次元コードリーダ1の構成を概略的に示
している。この二次元コードリーダ1は、使用者が片手
で持って操作可能なケース2内に、情報コード例えば二
次元コードの一種であるQRコードC(図5参照)を読
取るための読取機構3、全体の制御等を行う制御部4、
二次電池等からなる電源部5、外部の管理コンピュータ
等との間でのデータ通信を行うための図示しない通信部
等を配設して構成されている。
【0025】前記ケース2は、図で左右に長い縦長形状
に構成されると共に、その先端側(図で左側)が外側方
に膨らむと共に下方に凸となる形状をなし、その先端部
下面には、矩形状の読取口2aが設けられている。ま
た、前記制御部4は、全体の制御に加えて、前記読取機
構3により読取られた画像データの処理やデコード等も
行うようになっている。尚、図示はしていないが、前記
ケース2の上面部には、表示部やキー操作部が設けられ
ており、ケース2の側面部にはトリガスイッチが設けら
れている。
【0026】そして、前記読取機構3は、読取対象(後
述する携帯電話機の表示装置)に対し、照明光を斜め外
側から前記読取口2aを通して照射する照明光源6、読
取対象にて反射して読取口2aから入射した反射光を折
曲げる反射鏡7、この反射鏡7により曲げられた反射光
を結像光学系(結像レンズ)8を介して受光するこの場
合CCDエリアセンサからなる受光センサ9、図示しな
い鏡筒等を備えて構成されている。前記照明光源6の詳
細については、後述する。
【0027】これにて、使用者が、ケース2の読取口2
aを、情報コードが記録された読取対象に近接させた状
態で、読取操作(トリガスイッチのオン操作)を行うこ
とにより、照明光源6により読取対象に照明がなされ、
その反射光が反射鏡7,結像光学系8を介して受光セン
サ9により受光(撮像)され、情報コードが読取られる
ようになっているのである。尚、このとき、読取りが可
能となる読取対象の読取口2aからの距離は、結像光学
系8の合焦点距離L(図4参照)を基準距離として、そ
の前後にある程度の幅(例えば±10mm)を有してい
る。
【0028】ここで、本実施例においては、図5にも示
すように、携帯電話機10の表示装置(LCD)11を
読取対象とし、表示装置11の画面に、情報コードたる
QRコードCが表示された状態で、そのQRコードCを
読取る場合を想定している。このとき、図6に概略的に
示すように、表示装置(LCD)11は、一般に、表面
に透明な保護層12を有し、その裏面側に透明電極1
3,13で挟まれた液晶層14を有し、その裏面側に反
射層(又はバックライト層)15を有して構成されてい
る。従って、表示装置11を読取対象とする場合、前記
保護層12を透過して液晶層14に形成されたQRコー
ドCを読取ることになる。
【0029】さて、前記照明光源6は、図3に示すよう
に、光源となるLED16と、その前面側に配置されそ
のLDE16からの光を拡散させる板状の光拡散体17
とを備えて構成され、拡散面を備える拡散照明光源とさ
れている。この場合、前記光拡散体17は、前記読取口
2aの周囲に板面を斜め方向に向けた矩形枠状(額縁
状)に構成され、LED16はその四辺部に各複数個ず
つ配置されている。尚、これら複数のLED16は、読
取対象が均一に照明されるように配置され、必ずしも等
間隔に設けられるとは限らない。
【0030】そして、この照明光源6(LED16)の
ケース2内における配設位置(及び向き)は、以下のよ
うに設定される。即ち、図4に反射鏡7を省略して示す
ように、結像光学系8の合焦点距離Lよりも近い位置に
該結像光学系8の光軸Oと直交する第1の仮想保護層面
P1が設定(仮想)されると共に、それよりも遠い位置
にそれと平行な第2の仮想保護層面P2が設定され、照
明光源6は、第1の仮想保護層面P1に対する入射角θ
1が、保護層12に関するブリュースター角(例えば5
0〜60度)以下となり(第1の仮想保護層面P1と光
軸Oとの交点に対する入射角θ1がブリュースター角と
なる線をIで示す)、且つ、受光センサ9の最大視野V
の外縁が第2の仮想保護層面P2で反射した(入射角
(=反射角)をθ2とする)仮想反射線Rの外側から第
2の仮想保護層面P2に対して入射される範囲A(斜線
を付して示す)に配設されるようになっている。
【0031】このとき、本実施例では、前記第1の仮想
保護層面P1は、読取機構3により読取りが可能な距離
のうち最も近距離に読取対象(表示装置11)が位置さ
れたときの、前記保護層12の下面に相当する位置に設
定され、前記第2の仮想保護層面P2は、読取りが可能
な距離のうち最も遠距離に読取対象(表示装置11)が
位置されたときの、前記保護層12の上面に相当する位
置に設定されるようになっている。
【0032】さらに、本実施例では、照明光源6(LE
D16)は、より具体的には、上記した範囲A(線Iと
仮想反射線Rとの間)の中央部に実質的に位置されると
共に、その照明光源6(LED16)の光軸が、線Iと
仮想反射線Rとのなす角の二等分線B上に実質的に位置
されるように配置されている。
【0033】次に、上記構成の作用について述べる。
今、読取対象としての携帯電話機10の表示装置11の
画面上に表示された二次元コードCを読取る場合には、
図2に示すように、使用者は、表示装置11の画面に読
取口2aを読取可能な距離に近接させた状態で、トリガ
スイッチをオン操作することにより、照明光源6により
表示装置11に照明がなされ、その反射光が反射鏡7,
結像光学系8を介して受光センサ9により受光(撮像)
され、二次元コードCが読取られる。
【0034】ここで、表示装置11は、表面の透明な保
護層12の裏面側に二次元コードCが構成される液晶層
14が配置され、さらにその裏面側に反射層(又はバッ
クライト層)15を配して構成されるので、二次元コー
ドCを読取るには、照明光源6からの照射光が、液晶層
14更に反射層15まで到達してその面で反射した反射
光を、結像光学系8を介して受光センサ9に入射させる
必要がある。
【0035】このとき、保護層12の存在により、照明
光源6から照射された照射光が、その保護層12の表面
(上面及び下面)で反射してしまうと、液晶層14ひい
ては反射層15にまで到達する照明光が減少し、十分な
反射光量が得られない虞があり、保護層12の表面で反
射した光が、受光センサ9に投影(入射)されてしまう
と、二次元コードCの正規の画像が読取れなくなる事態
を招いてしまう。
【0036】ところが、本実施例では、照明光源6を、
適当な位置及び向き(光軸の角度)に配置したことによ
り、照明光源6から照射された照明光が保護層12の表
面で極力反射しないようにすることができ、且つ、照明
光が保護層12の表面で反射してもその光が受光センサ
9に投影(入射)されないようにすることができたので
ある。
【0037】即ち、図4に示すように、照明光源6から
の照明光の第1の仮想保護層面P1つまり読取可能な距
離のうち最も近距離に保護層12が位置しているときの
入射角θ1が、ブリュースター角以下となるようにさ
れ、この際、必然的に、それより遠くに位置する保護層
12面に対する入射角はブリュースター角より小さくな
るので、読取可能な範囲のうちのいずれの距離に保護層
12が位置している場合でも、保護層12の表面に対す
る入射角θ1はブリュースター角以下となる。
【0038】ここで、周知のように、ブリュースター角
は、光の表面反射においてp偏波成分が全く反射しない
特異な角度であり、光の入射角がその角度を越えると、
p偏波,s偏波ともに反射率が急激に大きくなり、その
角度以下であれば表面の反射率が十分に低くなる。従っ
て、保護層12の表面の照明光の反射率を小さくするこ
とができ、十分な照明光を液晶層14ひいては反射層1
5にまで到達させることができるのである。
【0039】一方、保護層12の表面で反射した光が受
光センサ9に投影されるには、最大視野Vの投影範囲で
入射光が反射し、且つ、その入射角が上記角度θ2以下
であることが条件となる。これに対し、照明光源6から
の照明光は、第2の仮想保護層面P2つまり読取可能な
距離のうち最も遠距離に保護層12が位置していると仮
想した面に対して仮想反射線Rの外側から対して入射さ
れるので、その照明光が最大視野Vの投影範囲(図4で
点r1と点r2との間の範囲)で反射した場合でも、そ
の入射角は角度θ2を越えることになり、この際、反射
面がそれより近くなる場合には、必然的に、仮想反射線
Rの外側から入射された照明光が最大視野Vの投影範囲
で反射した場合、その入射角は角度θ2を越えることに
なる。従って、読取可能な範囲のうちのいずれの距離に
保護層12が位置している場合でも、保護層12の表面
で反射した照明光が、受光センサ9に投影されることが
なくなるのである。
【0040】このように本実施例によれば、透明な保護
層12を表面に有した表示装置11を読取対象とし、そ
の保護層12が読取可能な範囲のうちのいずれの距離に
位置していても、保護層12の表面の照明光の反射率を
小さくして、十分な照明光を表示装置11の液晶層14
にまで到達させることができ、且つ、保護層12の表面
を反射した光が受光センサ9に投影されることがなくな
るので、照明光が保護層12の表面で反射することに起
因する不具合を解消でき、良好な読取りが可能となると
いう優れた効果を得ることができるのである。
【0041】また、特に本実施例では、照明光源6を、
実質的に上記した範囲A(線Iと仮想反射線Rとの間)
の中央部に位置させ、その照明光源6の光軸を、線Iと
仮想反射線Rとのなす角の二等分線B上に実質的に位置
させたので、保護層12の表面における照明光の反射抑
制と、反射した光の受光センサ9への投影防止の双方の
効果を共にバランス良く且つ確実に得ることができる。
さらには、照明光源6を拡散照明光源としたので、表示
装置11の比較的広い範囲を均等に照明することができ
るといったメリットも得ることができる。
【0042】(2)第2の実施例 次に、本発明の第2の実施例(請求項6〜14に対応)
について、図7及び図8を参照しながら説明する。尚、
上記第1の実施例と同一部分については、同一符号を付
して新たな図示及び詳しい説明を省略し、以下、異なる
点についてのみ述べることとする。
【0043】図7は、本実施例に係る光学的情報読取装
置(二次元コードリーダ)21の全体構成を概略的に示
しており、この光学的情報読取装置21は、読取装置本
体たるコードリーダ本体22と、このコードリーダ本体
22が着脱自在に載置される載置台23とを備えて構成
される。そのうちコードリーダ本体22は、図8にも示
すように、ケース24内に、読取機構25、制御部4、
電源部5、通信部等を配設して構成されている。
【0044】このとき、前記ケース24は、使用者が片
手で持って操作可能な図で左右に長い縦長形状に構成さ
れると共に、その先端側(図で左側)が下方に凸となる
折曲り形状をなし、その先端部下面には、矩形状の読取
口24aが設けられている。尚、詳しく図示はしない
が、このケース24の先端の凸状部分の外壁部(後述す
る外部照明光源の照明光が透過する部分)は、透明部材
から構成されている。
【0045】そして、前記読取機構25は、反射鏡7、
結像光学系(結像レンズ)8、受光センサ9等を備える
と共に、LED等からなる内部照明光源26を備えて構
成されている。この内部照明光源26は、受光センサ9
の最大視野Vの外側に位置され、読取対象(二次元コー
ドが記録されたラベル27等)に対し、読取口24aを
通して斜め外側から読取り用の照明光を照射するように
なっている。この場合、内部照明光源26は、読取対象
に対する入射角が比較的鋭角となるように照明光を照射
するように設けられ、従って、前記ケース24の先端部
分は、上記第1の実施例におけるケース2と比べて細幅
(小形)となっている。
【0046】これにて、コードリーダ本体22は、載置
台23から取外した単独状態でも使用可能とされている
のである。このとき、ケース24の上面部に設けられた
図示しないキー操作部において、使用者が、コードリー
ダ本体22を載置台23に載置して使用する載置使用モ
ードと、単独で使用する単独使用モードとのモード設定
(モード切替)操作を行うようになっている。前記制御
部4は、そのモード設定操作に基づいて、使用モードを
判断し、単独使用モードであるときにのみ前記内部照明
光源26を作動(オン)させ、載置使用モードであると
きには、内部照明光源26の作動を禁止するようになっ
ている。
【0047】これに対し、前記載置台23は、図7に示
すように、ほぼ矩形箱状をなし、その上面に前記コード
リーダ本体22が下向きに載置されるようになってい
る。この載置台23の上面側の図で左寄り部分には、載
置された前記コードリーダ本体22のケース24先端の
下方に凸となった部分が嵌り込む嵌合穴23aが形成さ
れている。また、この載置台23には、前記嵌合穴23
aの下端部に連続して、図で左側面に開口し右方向に延
びる差込穴23bが形成されており、コードリーダ本体
22の載置状態では、ケース24の読取口24aがこの
差込穴23bに臨むようになっている。
【0048】前記差込穴23bには、携帯電話機10が
表示装置11を上向きとして挿脱自在に差込まれてセッ
トされるようになっており、このとき、図示しないスト
ッパ等により携帯電話機10の差込位置が規制され、も
って所定の読取位置、つまり前記嵌合穴23aの下端部
分(読取口24aの真下部分)に、読取対象である表示
装置11が位置されるようになっている。
【0049】そして、この載置台23の前記嵌合穴23
aの周囲部分には、外部照明光源28が配設されてい
る。この外部照明光源28も、上記第1の実施例におけ
る照明光源6と同様に、複数個のLED16及び光拡散
体17を備えて構成され、拡散面を備える拡散照明光源
とされている。この外部照明光源28は、やはり上記第
1の実施例と同様に、コードリーダ本体22が載置され
ている状態で、第1の仮想保護層面P1に対する入射角
θ1が、保護層12に関するブリュースター角以下とな
り、且つ、受光センサ9の最大視野Vの外縁が第2の仮
想保護層面P2で反射した仮想反射線Rの外側から第2
の仮想保護層面P2に対して入射される範囲Aに配置さ
れるようになっている。
【0050】さらに、この載置台23の上面部分には、
前記コードリーダ本体22が載置されていることを検出
するための検出手段たる載置センサ29が設けられてい
る。この載置センサ29としては、マイクロスイッチ
や、光センサ、磁気センサなど各種のものを採用するこ
とができる。このとき、図示はしないが、載置台23に
は、前記外部照明光源28のオン,オフを行うための通
電回路が設けられており、前記載置センサ29によりコ
ードリーダ本体22の載置状態が検出されているときに
のみ、外部照明光源28が作動(オン)されるようにな
っている。
【0051】上記構成においては、携帯電話機10の表
示装置11のような、表面に透明な保護層12を有する
読取対象の二次元コードCを読取る場合には、図7に示
すように、載置台23にコードリーダ本体22を載置
し、携帯電話機10を差込穴23bに差込んでセットし
た状態とする。これにより、外部照明光源28からの照
明光が表示装置11に照射され、コードリーダ本体22
の読取機構25により液晶層14の二次元コードCが読
取られる。
【0052】このとき、外部照明光源28は、上記第1
の実施例と同様に、保護層12の表面の照明光の反射率
を小さくし、且つ、保護層12の表面を反射した光が受
光センサ9に投影されることのない位置に配設されてい
るので、照明光が保護層12の表面で反射することに起
因する不具合を解消でき、良好な読取りを行うことがで
きる。また、この場合には、コードリーダ本体22は載
置使用モードとされるので、内部照明光源26が作動さ
れることはなく、不要な反射光が生ずることもない。さ
らには、読取対象(表示装置11)と読取り口24aと
の位置合わせを容易に行うこともできるようになる。
【0053】一方、二次元コードCが記録されたラベル
27のような一般的な読取対象の場合には、図8に示す
ように、コードリーダ本体22を載置台23から取外し
て単独で使用することができる。このとき、コードリー
ダ本体22が単独使用モードとされることにより、トリ
ガスイッチが操作されると、内部照明光源26によりラ
ベル27に対して照明光が照射され、読取機構25によ
り二次元コードCが読取られる。この場合には、保護層
12の表面での光の反射に起因する不具合の発生はない
ので、内部照明光源26からの照射光のラベル27に対
する入射角がかなり小さくても、良好な読取りが可能と
なる。
【0054】そして、上記第1の実施例では、照明光源
6をケース2内に内蔵させたことにより、装置としての
大形化(読取口2a部分が周囲方向に拡がる)を伴うも
のとなっていたが、上記のように、外部照明光源28を
分離した形態としたので、例えば紙やラベルのような読
取対象に対しては、コードリーダ本体22を載置台23
から取外して単独で使用することが容易となり、この場
合、コードリーダ本体22(ケース24)を小形のもの
で済ませることができ、ひいては持運び性や操作性をよ
り良好とすることができるのである。
【0055】(3)第3,第4の実施例、その他の実施
例 図9は、本発明の第3の実施例(請求項15に対応)を
示すものである。この第3の実施例は、上記第2の実施
例の変形例ともいうべきものであってコードリーダ本体
22や載置台23の基本的構成などについては共通する
ので、上記第2の実施例と共通する部分については、同
一符号を付して図示及び詳しい説明を省略することと
し、以下、異なる点について述べる。
【0056】この第3の実施例に係る光学的情報読取装
置(二次元コードリーダ)は、やはり読取装置本体たる
コードリーダ本体22と、このコードリーダ本体22が
着脱自在に載置される載置台23とを備え、図示はしな
いが、これと共に、それらが夫々通信線を介してデコー
ダを備えたホストシステム(外部の管理コンピュータ)
に接続されている。
【0057】このとき、前記載置台23には、前記コー
ドリーダ本体22が載置されていることを検出するため
の検出手段たる載置センサ29が設けられている。この
とき、図示はしないが、載置台23には、前記外部照明
光源28を制御するための制御回路が設けられており、
前記載置センサ29によりコードリーダ本体22の載置
状態(載置使用モード)が検出されているときにのみ、
外部照明光源28の作動(オン)を許容し、検出されて
いないとき(コードリーダ本体22の単独使用モード)
には、外部照明光源28の作動を禁止するようになって
いる。
【0058】そして、この載置台23の制御回路は、前
記載置センサ29の検出に応じた信号(この場合、検出
時にはH(ハイ)、非検出時にはL(ロウ)の信号)
を、前記通信線(制御線)を介してホストシステムに送
信するようになっている。また、この制御回路には、ホ
ストシステムから通信線を介して後述するトリガオン信
号が入力されるようになっており、載置センサ29によ
りコードリーダ本体22の載置状態が検出されている状
態で、そのトリガオン信号が入力されると、前記外部照
明光源28を作動(オン)させるようになっている。
【0059】これに対し、前記コードリーダ本体22の
制御部4には、前記ホストシステムから通信線(制御
線)を介して前記載置台23の載置センサ29の検出信
号(H又はL)が入力されるようになっており、もって
検出信号通知手段が構成されている。そして、制御部4
は、使用モード判断手段としての機能を備え、その通知
信号に基づいて、コードリーダ本体22自らが、載置使
用モードにあるか単独使用モードにあるかを判断するよ
うになっている。従って、本実施例では、使用者による
モード設定(モード切替)の操作が不要とされている。
【0060】また、コードリーダ本体22の制御部4
は、トリガスイッチがオン操作された際に、載置使用モ
ードにあると判断されているときには、内部照明光源2
6の作動を禁止し、単独使用モードにあると判断されて
いるときには、内部照明光源26を作動(オン)させる
ようになっている。さらに、この制御部4は、前記トリ
ガスイッチがオン操作された際に、トリガオン信号を通
信線を介してホストシステムに送信し、ホストシステム
から通信線を介して前記載置台23にそのトリガオン信
号が入力されるようになっている。
【0061】このような構成においては、図9のフロー
チャートに示すように、コードリーダ本体22の内部照
明光源26及び、載置台23の外部照明光源28が制御
される。即ち、コードリーダ本体22のトリガスイッチ
がオン操作されると(ステップS1)、次のステップS
2にて、制御線の信号が「H」かどうか、つまり載置台
23の載置センサ29がコードリーダ本体22の載置状
態(載置使用モード)を検出しているかどうかが判断さ
れる。
【0062】そして、コードリーダ本体22が載置使用
モードにあるとき(検出信号が「H」のとき)には(ス
テップS2にてYes)、ステップS3にて、コードリ
ーダ本体22の内部照明光源26の作動が禁止され、こ
れと共に、ステップS4にて、載置台23の外部照明光
源28が作動(オン)される。一方、コードリーダ本体
22が単独使用モードにあるとき(検出信号が「L」の
とき)には(ステップS2にてNo)、ステップS5に
て、コードリーダ本体22の内部照明光源26が作動
(オン)され、これと共に、ステップS6にて、載置台
23の外部照明光源28の作動が禁止されるのである。
【0063】このような第3の実施例によれば、載置台
23の使用により、携帯電話機10の表示装置11に表
示された二次元コードCを容易に位置合せして良好に読
取ることができ、また、小形のコードリーダ本体22を
単独でも使用することができる等、上記第2の実施例と
同様の効果が得られることに加え、載置センサ29の検
出に基づいて、コードリーダ本体22の使用モードを判
断して、コードリーダ本体22の内部照明光源26及び
載置台23の外部照明光源28の双方を制御する構成と
したので、それら内部照明光源26及び外部照明光源2
8を使用モードに応じて誤動作なく確実に制御すること
ができる。また、この場合、コードリーダ本体22のモ
ード設定の操作が不要となるので、使用者に面倒な操作
を強いる必要がなくなり、誤った使用モードに設定され
てしまう虞もなくなるといったメリットを得ることがで
きる。
【0064】さらに、特に別途に図示はしないが、やは
り上記第2の実施例の変形例ともいうべき本発明の第4
の実施例(請求項16に対応)として、次のように構成
することができる。即ち、この第4の実施例において
も、読取装置本体たるコードリーダ本体22と、このコ
ードリーダ本体22が着脱自在に載置される載置台23
とは、夫々通信線を介してデコーダを備えたホストシス
テムに接続されている。また、この実施例では、コード
リーダ本体22において、使用者が、キー操作部の操作
により、コードリーダ本体22を載置台23に載置して
使用する載置使用モードと、単独で使用する単独使用モ
ードとのいずれかのモード設定を行うようになってい
る。
【0065】そして、コードリーダ本体22の制御部4
は、そのモード設定操作に基づいて使用モードを判断す
るのであるが、トリガスイッチがオン操作された際に、
載置使用モードにあると判断されているときには、内部
照明光源26の作動を禁止し、単独使用モードにあると
判断されているときには、内部照明光源26を作動(オ
ン)させるようになっている。
【0066】これと共に、制御部4は、設定されている
モードに応じた信号を、通信線を介してホストシステム
に送信し、ホストシステムから通信線を介して載置台2
3にその信号(通知信号)が入力されるようになってお
り、もって使用モード通知手段が構成されるようになっ
ている。さらに、上記第3の実施例と同様に、コードリ
ーダ本体22のトリガスイッチがオン操作されると、通
信線及びホストシステムを介して、載置台23にトリガ
オン信号が入力されるようになっている。
【0067】これに対し、載置台23の制御回路は、ト
リガオン信号が入力された際に、前記通知信号に基づい
て、コードリーダ本体22が載置使用モードにあるとき
には、外部照明光源28を作動(オン)させ、単独使用
モードにあるときには、外部照明光源28の作動を禁止
するようになっている。
【0068】この第4の実施例によっても、上記第3の
実施例と同様に、コードリーダ本体22の内部照明光源
26及び載置台23の外部照明光源28を、コードリー
ダ本体22の使用モードに応じて誤動作なく確実に制御
することができる等の効果を得ることができる。また、
載置台23における載置センサ29が不要となって構成
が簡単になるといったメリットも得ることができる。
【0069】上記した第3及び第4の実施例において
は、コードリーダ本体22及び載置台23を夫々ホスト
システムに接続する通信線を用いて、各信号を通知する
ように構成したが、電源線を介して信号を送るように構
成することができる。また、ケーブルを用いずに、電波
や光(赤外線等)を用いて通信を行う構成とすることも
でき、さらには、ホストシステム(管理コンピュータ)
を介さずに、コードリーダ本体22と載置台23との間
で直接的に通信を行う構成としても良い。
【0070】尚、上記各実施例では、第1,第2の仮想
保護層面P1,P2を設定するにあたり、読取機構によ
り読取りが可能な距離のうち最も近距離及び遠距離に読
取対象が位置されたときの位置を基準としたが、それよ
りも多少広く(あるいは狭く)設定しても、所期の目的
を達成することができる。そして、照明光源6を、範囲
A(線Iと仮想反射線Rとの間)の中央部に配設するよ
うにしたが、範囲A内であれば良く、さらには、その光
軸を、線Iと仮想反射線Rとのなす角の二等分線Bに一
致させるようにしたが、多少ずれていても構わない。
【0071】また、表面に保護層を有した読取対象とし
て、携帯電話機の表示装置を例としたが、読取対象とし
てそれ以外にも各種のものに適用できる。情報コードと
しても、二次元コード(QRコード)に限定されるもの
ではなく、他の二次元コードやバーコード、さらにはO
CR読取り用の文字,記号等であっても、本発明を適用
することが可能である。さらには、上記第2の実施例で
は、使用者のモード設定により、モード判断を行うよう
にしたが、読取装置本体側にも、載置台に載置されてい
るかどうかを検出する手段(センサやスイッチ等)を設
け、それに基づいてモード判断を行うようにしても良
い。載置台の構成としても、様々な変形例が考えられ
る。
【0072】その他、装置のハードウエア的構成、例え
ば光拡散体等の構成としても種々の変形が可能であり、
また、ハンディタイプのコードリーダに限らず、据付け
タイプの装置にも本発明を適用することができ、さらに
は読取機構の構成としても、反射鏡を用いない構成とし
たり、全体をユニット化してケースに組付けるように構
成しても良い等、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適
宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の作用を説明するための図
【図2】本発明の第1の実施例を示すもので、二次元コ
ードリーダの構成を示す概略的縦断面図
【図3】照明光源の平面図(a)及びそのX−X線に沿
う縦断面図(b)
【図4】照明光源の配置位置を概念的に示す図
【図5】携帯電話機の平面図
【図6】表示装置の層構成を示す縦断面図
【図7】本発明の第2の実施例を示すもので、コードリ
ーダ本体を載置台に載置した様子を示す概略的縦断面図
【図8】コードリーダ本体を単独使用する様子を示す概
略的縦断面図
【図9】本発明の第3の実施例を示すもので、外部照明
光源及び内部照明光源の制御の様子を示すフローチャー
【符号の説明】
図面中、1は二次元コードリーダ(光学的情報読取装
置)、2,24はケース、2a,24aは読取口、3,
25は読取機構、4は制御部、6は照明光源、8は結像
光学系、9は受光センサ、11は表示装置(読取対
象)、12は保護層、14は液晶層、15は反射層、1
6はLED、17は光拡散体、21は光学的情報読取装
置、22はコードリーダ本体(読取装置本体)、23は
載置台、26は内部照明光源、27はラベル(読取対
象)、28は外部照明光源、29は載置センサ(検出手
段)、Cは二次元コード(情報コード)、Oは光軸、L
は合焦点距離、P1は第1の仮想保護層面、P2は第2
の仮想保護層面を示す。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 情報コードが記録された読取対象に斜め
    外側から照明光を照射する照明光源と、前記読取対象か
    らの反射光を結像光学系を介して受光する受光センサと
    を備え、透明な保護層を表面に有した読取対象に関し、
    前記保護層を透過して情報コードを読取ることを可能と
    した光学的情報読取装置であって、 前記結像光学系の合焦点距離よりも近い位置に該結像光
    学系の光軸と直交する第1の仮想保護層面を設定すると
    共に、それよりも遠い位置にそれと平行な第2の仮想保
    護層面を設定し、 前記照明光源を、前記第1の仮想保護層面に対する入射
    角が、前記保護層に関するブリュースター角以下とな
    り、且つ、前記受光センサの最大視野の外縁が前記第2
    の仮想保護層面で反射した仮想反射線の外側から該第2
    の仮想保護層面に対して入射される範囲に配設したこと
    を特徴とする光学的情報読取装置。
  2. 【請求項2】 前記第1の仮想保護層面は、前記情報コ
    ードの読取可能な距離のうち最も近距離に位置するよう
    に設定され、前記第2の仮想保護層面は該情報コードの
    読取可能な距離のうち最も遠距離に位置するように設定
    されることを特徴とする請求項1記載の光学的情報読取
    装置。
  3. 【請求項3】 前記照明光源は、前記第1の仮想保護層
    面上の前記結像光学系の光軸との交点に対する入射角が
    前記ブリュースター角以下となり、且つ、前記受光セン
    サの読取視野の外縁が前記第2の仮想保護層面で反射し
    た仮想反射線よりも外側となる範囲の中央部に実質的に
    位置されることを特徴とする請求項1又は2記載の光学
    的情報読取装置。
  4. 【請求項4】 前記照明光源の光軸が、前記第1の仮想
    保護層面上の前記結像光学系の光軸との交点に対する入
    射角が前記ブリュースター角となる線と、前記受光セン
    サの読取視野の外縁が前記第2の仮想保護層面で反射し
    た仮想反射線とのなす角の二等分線上に実質的に位置さ
    れることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記
    載の光学的情報読取装置。
  5. 【請求項5】 前記照明光源は、拡散面を備える拡散照
    明光源であることを特徴とする請求項1ないし4のいず
    れかに記載の光学的情報読取装置。
  6. 【請求項6】 結像光学系及び受光センサを有し読取対
    象に記録された情報コードを読取る読取装置本体と、こ
    の読取装置本体が着脱可能に載置され、所定の読取位置
    に前記読取対象がセットされた状態で該読取対象に斜め
    外側から読取り用の照明光を照射する外部照明光源を有
    する載置台とを備えてなり、前記読取装置本体を前記載
    置台に載置した状態で、透明な保護層を表面に有した読
    取対象に関し、前記保護層を透過して情報コードを読取
    ることを可能とした光学的情報読取装置であって、 前記読取装置本体を前記載置台に載置した状態で、前記
    結像光学系の合焦点距離よりも近い位置に該結像光学系
    の光軸と直交する第1の仮想保護層面を設定すると共
    に、それよりも遠い位置にそれと平行な第2の仮想保護
    層面を設定し、 前記外部照明光源を、前記第1の仮想保護層面に対する
    入射角が、前記保護層に関するブリュースター角以下と
    なり、且つ、前記受光センサの最大視野の外縁が前記第
    2の仮想保護層面で反射した仮想反射線の外側から該第
    2の仮想保護層面に対して入射される範囲に配設したこ
    とを特徴とする光学的情報読取装置。
  7. 【請求項7】 前記第1の仮想保護層面は、前記情報コ
    ードの読取可能な距離のうち最も近距離に位置するよう
    に設定され、前記第2の仮想保護層面は該情報コードの
    読取可能な距離のうち最も遠距離に位置するように設定
    されることを特徴とする請求項6記載の光学的情報読取
    装置。
  8. 【請求項8】 前記外部照明光源は、前記第1の仮想保
    護層面上の前記結像光学系の光軸との交点に対する入射
    角が前記ブリュースター角以下となり、且つ、前記受光
    センサの読取視野の外縁が前記第2の仮想保護層面で反
    射した仮想反射線よりも外側となる範囲の中央部に実質
    的に位置されることを特徴とする請求項6又は7記載の
    光学的情報読取装置。
  9. 【請求項9】 前記外部照明光源の光軸が、前記第1の
    仮想保護層面上の前記結像光学系の光軸との交点に対す
    る入射角が前記ブリュースター角となる線と、前記受光
    センサの読取視野の外縁が前記第2の仮想保護層面で反
    射した仮想反射線とのなす角の二等分線上に実質的に位
    置されることを特徴とする請求項6ないし8のいずれか
    に記載の光学的情報読取装置。
  10. 【請求項10】 前記外部照明光源は、拡散面を備える
    拡散照明光源であることを特徴とする請求項6ないし9
    のいずれかに記載の光学的情報読取装置。
  11. 【請求項11】 前記載置台は、前記読取装置本体が載
    置されていることを検出するための検出手段を備え、そ
    の検出手段が前記読取装置本体の載置状態を検出してい
    ることを条件に前記外部照明光源が作動されることを特
    徴とする請求項6ないし10のいずれかに記載の光学的
    情報読取装置。
  12. 【請求項12】 前記読取装置本体は、前記載置台から
    取外した状態で単独使用可能に構成されると共に、その
    単独使用時に読取対象に照明光を照射する内部照明光源
    を備えることを特徴とする請求項6ないし11のいずれ
    かに記載の光学的情報読取装置。
  13. 【請求項13】 前記読取装置本体は、前記載置台に載
    置されて使用されるか単独で使用されるかを判断する使
    用モード判断手段を備え、その使用モード判断手段が載
    置使用モードであると判断したときには、前記内部照明
    光源の作動が禁止されることを特徴とする請求項12記
    載の光学的情報読取装置。
  14. 【請求項14】 前記使用モード判断手段は、使用者の
    モード設定操作に基づいて使用モードを判断することを
    特徴とする請求項13記載の光学的情報読取装置。
  15. 【請求項15】 前記載置台に設けられ前記読取装置本
    体が載置されていることを検出するための検出手段の検
    出に応じた信号を、前記読取装置本体に通知する検出信
    号通知手段を備え、前記使用モード判断手段は、その通
    知信号に基づいて載置使用モードであるかどうかを判断
    することを特徴とする請求項13記載の光学的情報読取
    装置。
  16. 【請求項16】 前記使用モード判断手段の判断に応じ
    た信号を、前記載置台に通知する使用モード通知手段を
    備え、前記載置台においては、その通知信号に基づい
    て、前記読取装置本体の載置使用モードにあるときには
    前記外部照明光源が作動され、単独使用モードにあると
    きには前記外部照明光源の作動が禁止されるように構成
    されていることを特徴とする請求項14記載の光学的情
    報読取装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007323338A (ja) * 2006-05-31 2007-12-13 Fujitsu Ltd 読取装置および読取方法
JP2012064179A (ja) * 2010-09-17 2012-03-29 Keyence Corp 光学情報読取装置用のled照明装置
JP2013011996A (ja) * 2011-06-28 2013-01-17 Fujitsu Frontech Ltd クレードル

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