JP2004070900A - コード読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固有コードの読み取り性能の向上を図る。
【解決手段】ハウジング２，３の内部に複数の光源１８を設け、固有コード１０をＣＣＤカメラにより撮像する。光源１８から発せられた光を被読み取り面に対して導き照射して、固有コード１０に当たって反射した反射光に基づいて、コード読み取りを行うコード読取装置１において、ＣＣＤカメラ９５へ入光する光を制限する入射瞳８ｂを有し、光源１８から発せられた光を読取部７へと導く、周状湾曲面を有した導光ユニット８を備え、周状湾曲面８ｅに対して複数の光源１８を発光させ、被読み取り面３２に光を集光させた。
【選択図】　図１２

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、物体に設けられた固有コード（物体に固有な情報を示す一次元コード、二次元コード、多次元コード等）に対して光を照射し、照射した光が固有コードに当たって反射し、その反射による反射波によって、固有コードに示される情報を読み取るコード読取装置に関するものであり、特に、そのコード読取装置の内部構造に係わる。
【従来の技術】
従来、特定の物体（例えば、これを製品とする）の管理を行う際、個々の製品を識別するために、紙上に印刷された固有コード（例えば、製品における固有の情報を示す一次元、二次元、多次元と言ったコード）が個々の製品に対して貼り付けられ、設けられている。従来では、この様な製品に設けられた固有コード（単に、コードと称す）を、固定もしくはハンドヘルドのコード読取装置（コードリーダ）によって、固有コードに示される情報をデコードして読み取り、製品全体の在庫のシステム管理が行われている。
例えば、この様な固有コードを読み取るコードリーダは、特開平９−２８８７１２号公報に開示されている。この公報に示されるコードリーダは、シリンドリカルレンズを介して光源から照射される光を固有コード上に導き照射するために、光反射部材をフード内に配設している。そして、この光反射部材によって反射した光を固有コードに対して斜め方向から照射し、その反射光をイメージセンサにより検出することによって、固有コードの読み取りを行っている。
【発明が解決しようとする課題】
上記した公報に示されるコードリーダでは、光源から照射される光を光反射部材によって反射させた光を、固有コードに対し、斜め方向から照射しているため、固有コードに対して一定の角度からの照射となるため読み取り範囲が狭くなってしまうと共に、固有コードに対して一方向からの光の単なる照射となるため、読み取りのための光強度が弱くなり、読み取りにくくなるので、読み取り精度に影響を与える。
例えば、固有コードが金属表面上に、レーザ等を用いて表面酸化により設けられている場合には、レーザによりマーキングした位置は酸化されて黒くなる（黒マーキングと称す）。その黒マーキングが形成された位置に光を斜め方向から照射させると、イメージセンサで撮像される固有コードは、背景が黒くなる中に黒マークが現れる像として撮像されるため、コード認識が困難となり、コードリーダでの固有コードの読み取りが困難となってしまう。
よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、固有コードが設けられる被読み取り面を明るく照らし、読み取り性能の向上を図ることを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた技術的手段は、物体に設けられた固有コードを読み取る読取部を有したハウジングと、該ハウジングの内部に配設された複数の発光手段と、前記ハウジング内に配設されて前記固有コードを撮像する撮像手段と、前記発光手段から発せられた光を、前記固有コードを読み取る被読み取り面に対して導き照射して、前記固有コードに当たって反射した反射光に基づいて、前記固有コードに示される情報を読み取るコード読取装置において、中央に前記撮像手段へ入射する光を制限する入射瞳を有し、前記発光手段から発せられた光を前記読取部へと導く、周状湾曲面を有した導光手段を備え、該周状湾曲面に対して前記複数の発光手段を発光させる構成としたことである。
上記した手段によれば、導光手段の周状湾曲面によって、発光手段から発せられた光は周状湾曲面に反射して読取部へと導かれる。この場合、発光手段からの光は周状湾曲面で反射し、被読み取り面で集光させることが可能となる。また、導光手段には中央に入射瞳が設けられているので、光の強度を抑えて撮像手段に入光させることが可能である。よって、周状湾曲面により光を集光させることが可能であることから、固有コードが設けられる被読み取り面が明るく照らされ、読み取り性能の向上を図ることが可能である。これは、一方向からの単なる照射ではなく、複数の発光手段からの光が集光されるので、被読み取り面では集光して光強度が強くなり、固有コードが読み取り易くなる。
この場合、入射瞳の周囲に撮像背景面が形成され、撮像背景面は読み取りを行う固有コードのマーキング色に対して、反対色とすれば、光を制限する入射瞳の周囲に形成された撮像背景面（固有コードが撮像手段に撮像される場合に固有コードの背景面となる面）の色を固有コードのマーキング色を反対色に変えるだけで、構造を変化させることなく、様々なマーキング色をした固有コードの認識が可能となる。例えば、固有コードに黒マーキングと白マーキングが存在する場合、黒マーキング（黒色のインクにより印刷された固有コード、または、金属表面にレーザ等を用いて、表面を酸化して形成された固有コード）の場合には、固有コード撮像時に背景となる撮像背景面を、白色もしくはそれに近い色にする（黒色の反対色）。若しくは、白マーキング（金属表面がレーザ等で削られて形成された固有コード）の場合には、撮像背景面を黒色もしくはそれに近い色にする（白色の反対色にする）ことにより、撮像手段によって撮像された固有コードとその背景との境界領域でのコントラストを変化させ、読み取り性能を向上させることにより、認識率を向上させることが可能となる。
また、導光手段はドーム形状であれば、簡単な構造および簡単な形状によって、発光手段からの光を集光させることが可能となる。
更に、周状湾曲面は、鏡面反射膜が形成されると、鏡面反射膜によって効率良く光を被読み取り面に集光させて、被読み取り面の輝度を向上させることが可能となる。
更にその上、鏡面反射膜は、読取部の光が透過する領域よりも大きくなっていれば、鏡面反射膜を読取部の光が透過する領域（発光手段から発せられた光が、被読み取り面へ透過する領域）よりも大きくすることによって、発光手段からの光を広範囲から集光させ易くなる。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態であるコード読取装置（以下、コードリーダと称す）１について、図面を参照して説明する。尚、以下に示す実施形態においては、コードリーダ１は、例えば、金属、ゴム、セラミック、樹脂等から成る複数ある物体３０の中から、ある物体３０を特定するために、物体側に固有のコード（例えば、一次元コード、二次元コード、多次元コードと言ったコード）を直接的または間接的に設け、このコード１０からコード１０に示される物体固有の情報を読み取る装置を示す。本実施形態においては、一例として二次元コード（単に、コードと称す）を読み取る装置として以下に説明するが、二次元コードのみに限定されるものではなく、例えば、一次元コード（例えば、バーコード）や多次元コードが印された部材、あるいは、これらのコードが示された特定部位に、コードリーダ１から光を照射して、照射した光がコード１０に当たって反射した反射波により、コード（正確にはコードで示された情報）を読む装置に適用が可能である。尚、本実施形態において、後述するレンズ群９１及びＣＣＤカメラ９５のＣＣＤ素子に垂直な光軸ｘの方向をｘ軸とし、ｘ軸に垂直な方向をｙ軸、ｘ軸およびｙ軸に垂直な方向をｚ軸と定義する。また、図１に示すコードリーダ１の上方をリーダ上部、その下方をリーダ下部、右側を背面と定義して、以下に説明を行う。
図１はコードリーダ１の外形を示し、図２はコードリーダ１を握って背面側から見た場合（ｘｙ平面）での右断面図であり、図３はその左断面図である。図１に示すコードリーダ１は、樹脂（例えば、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂等）より成る２つのハウジング２，３により構成される。ハウジング２は背面に開口が形成され、その開口が凹部形状のハウジング３により覆われる。ハウジング２のリーダ上部にはｘ方向に突出した略四角形状のフード部２ａが一体で形成されている。また、ハウジング２のフード部２ａからは、図１に示すｙ軸から鋭角方向に少し斜いた方向に延在するグリップ部２ｂが形成されている。ハウジング２，３は互いに形成された開口を塞ぐ様に組み合わされ、ビス等の締結部材によって固定されている。
コードリーダ１には、フード部２ａとグリップ部２ｂとの間にｚ軸を中心として回動操作が可能な操作レバー３１が設けられる。操作レバー３１はハウジング２のフード部２ａとグリップ部２ｂとの間に、回動自在に取り付けられ、ユーザが操作レバー３１を操作することによって、コードリーダ１を起動させ、物体３０に設けられたコード１０を読み取る事ができる。
コードリーダ１のハウジング２，３とが固定される場合、両ハウジング２，３との間には、両ハウジング２，３の開口形状に一致したゴム、エラストマー等の材質から成る滑り止め部材４が配設される。この滑り止め部材４は、ハウジング２，３の合わさる開口端部の形状に沿って、ハウジング２，３に嵌着される。この滑り止め部材４により、ユーザはグリップ部２ｂを握ってコードリーダ１を操作し、コード１０の読み込み操作を行う場合に、滑り止め部材４はグリップ部２ｂからの手の滑りを防止する機能を有する。
次に、図２を参照して、コードリーダ１の内部構造および各部品要素のハウジング内での配置について説明する。ハウジング２のフード部２ａはｘ方向において開口し、フード部２ａには光学的に読み取り深度を調整するための調整部材１２が開口端に嵌められている。調整部材１２はフード部２ａの開口端と同じ形状、且つ、ハウジング２と同じ材質から成り立っている。この調整部材１２の先端には、赤外線あるいは紫外線等をカットする光学フィルタ機能を有する光透過板（例えば、読取部７にて光が透過する領域となる様、光学フィルタとしての加工を施した、透明または半透明ガラスやプラスチック等）を内部に備えたフードカバー（キャップ）５が設けられている。フードカバー５はゴム、エラストマー等から成り立っており、フード部２ａの開口と同じ調整部材１２の開口の形状に沿って、フード部２ａに設けられた調整部材１２の一端に嵌着されている。
フードカバー５には、コードリーダ１によりコード１０の読み取りを行う場合に、コード１０と読取部７との間でｙ方向およびｚ方向の位置合わせを容易とするため、略四角形状であるフードカバー５のｙ方向およびｚ方向における中央に三角形状を呈する位置決め部５ａが４ヵ所に、フードカバー５に一体で形成されている。このフードカバー５により塞がれた面が、コード１０を読み取る場合に読取部７となり、その先がコード１０を読み取る際の被読み取り面３２となる。また、フード部２ａの内部には、被読み取り面３２に対して照明を行う導光ユニット８が配設される。
導光ユニット８は、図４に示す様に、中央に入射瞳８ｂが形成され、読取部７の側が所定の曲率を有するドーム状を呈した樹脂から成り立っている。この導光ユニット８は、ｚ方向のドーム端の内壁両端には被読み取り面３２を照明するためのｙ方向に規則正しく並んだ複数の照明用光源（例えば、赤色）１８が配設されている。導光ユニット８の読取部７側の内壁は周状に湾曲した周状湾曲面８ｅの中に撮像背景面８ｇが導光ユニット８に一体で形成されている。周状湾曲面８ｅには導光ユニット内部での照明光と成る光の反射効率を向上させるために、ミラー状となった反射テープにより、鏡面反射膜８ｆを貼り付けによって、周状湾曲面上に形成している。また、本実施形態では反射テープを鏡面反射膜８ｆとして貼り付けているが、これに限定されるものではなく、反射率の高い金属（例えば、クロム、銀、アルミニウム等）を用いての金属蒸着により鏡面反射膜８ｆを形成しても良い。また、導光ユニット８の中央に形成された入射瞳８ｂの周囲には、読取部７に設けられて光を透過する、後述する光透過板６の外周の大きさに略等しい大きさの撮像背景面８ｇが形成されている。撮像背景面８ｇは、コード読取時にＣＣＤカメラ９５によってコード１０が撮像された場合に、コード１０とその背景の境界画像のコントラストを変化させることにより、背景に対してコード１０をはっきりとしたコントラストで浮かび上がらせる機能を有する。このため、例えば、金属表面上にコード１０が設けられる場合には、通常、コード１０はレーザによって形成される。この際、レーザによってコード１０を形成する方法は２種類あり、その一つは、レーザによって金属表面を酸化してコード１０を設ける方法がある。この方法によって形成されたコード１０はレーザによって酸化されるため、酸化した部位は黒くなる（黒マーキングと称す）。また、もう一つの方法はレーザ等によって、金属表面を削ってコード１０を設ける方法があるが、この方法によって形成されたコード１０は、削られた部位は白くなる（白マーキングと称する）。
それ故に、以上の事から、コード１０には大別すると、黒マーキングと白マーキングがあり、この様なコード１０に対して、コードリーダ１を用いてコード認識し易くするためには、例えば、黒マーキングされたコード認識を行う場合には、撮像背景面８ｇを黒色の反対色とすれば良いので、撮像背景面８ｇを白色もしくはそれに近い色にする。一方、白マーキングされたコード認識を行う場合には、撮像背景面８ｇを白色の反対色とすれば良いので、撮像背景面８ｇを黒色もしくはそれに近い色にする。この様に撮像背景面８ｇをコード１０とは反対色とすれば、撮像手段によって撮像されたコード１０とその背景の境界でのコントラストを変化させて、コードリーダ１の読み取り性能を向上させることができる。
導光ユニット８には周状湾曲面８ｅと一体で、ｚ方向に延在する底部８ａの中央には、孔が貫通して形成されている。孔は、背面に設けられるＣＣＤカメラ９５のＣＣＤ素子に対して、コード１０に当たって反射した反射光を、ＣＣＤ素子に像を結像させる場合に入光する光の量を制限する入射瞳８ｂとしての機能を有する。底部８ａの背面には、中央に複数のレンズを内部に備えるレンズ群（複数のレンズの光軸は全て一致）９１を備えた光学ユニット９が配設される。光学ユニット９は導光ユニット８の背面にビス等の締結部材により、導光ユニット８が固定される。光学ユニット９は樹脂より成る直方体形状を呈し、ｘ方向においてレンズ群９１が配設されるレンズ孔９２が形成されていると共に、レンズ孔９２の両側にそれぞれ孔９３が、光学ユニット９に形成されている。光学ユニット９のレンズ孔９２には複数のレンズ（凹レンズ、凸レンズ）を有するレンズ群９１が配設される。この場合、レンズ群９１とＣＣＤカメラ９５との光軸ｘは一致する。
光学ユニット９の背面は、図４に示す様に、凹部形状となっており、この凹部にＣＣＤ素子を内部に有するＣＣＤカメラ９５を表面実装した光学基板１１が、光学基板１１の背面からビス等の締結部材により固定される。この光学基板１１には、ＣＣＤカメラ９５が取り付けられる。また、光学基板１１には、チップ状のトランジスタ、抵抗やコンデンサ等の電子部品が実装され、ＣＣＤカメラ９５の駆動および検出回路、更にはドライバ回路が構成される。光学基板１１は、ＣＣＤカメラ９５を駆動してＣＣＤ素子に結像された像からコード読み取りに係わる検出信号を出力する。光学基板１１にはメイン基板２１と電気的接続を成すハーネスが接続され、光学基板１１からのコード読み取りに係わる検出信号は、メイン基板２１に伝達されると共に、メイン基板２１からの信号によって、ＣＣＤカメラ９５を駆動することができる。
メイン基板２１は、図５に示す如く、ハウジング２の最背面に配設されて、リーダ１のコード読み取り制御を行うものであり、最裏面側に圧電ブザー２２と読み取り完了を視覚的に示す読み取り確認用光源（緑色の確認用ＬＥＤ）２４が実装され、半田付けによりメイン基板２１に固定されると共に、その反対面に接触スイッチ２３がメイン基板２１に半田付けにより固定されている。また、メイン基板２１には、トランジスタ、抵抗、コンデンサ等のチップ状の電子部品が両面に実装されて、光学基板１１からのＣＣＤ素子による検出信号をデコードするデコード回路を備えていると共に、圧電ブザー２２を駆動する駆動回路、および、読み取り確認用光源２４を駆動する駆動回路とを備える。更に、メイン基板２１の光学基板側の表面にはコードリーダ１のコード読み取り制御を実施する図示しないＣＰＵと、コード読み取りに係わる必要情報を一時的に記憶するメモリが実装される。メイン基板２１は、対向配置される光学基板１１とフラットケーブルにより電気的に接続され、メイン基板２１において、ＣＣＤカメラ９５によって読み取ったコードをデコード回路によってデコードし、デコードされた信号は、図２に示す様に、グリップ部２ｂの中に配設されるインターフェース基板２５へと伝達される。
また、導光ユニット８の内部に配設される照明用光源１８を駆動する信号は、図３に示す様に、グリップ部２ｂに配設される照明用光源駆動基板１７により駆動される。この場合、照明用光源駆動基板１７はメイン基板２１からの指示によって駆動される。
上記したメイン基板２１、光学基板１１、光学ユニット９、および、導光ユニット８は、図８に示す様に、樹脂より成るホルダ２０により一体化された状態となっている。このホルダ２０はハウジング２の背面より所定位置に取り付けられ、ハウジング２に対してビス等の締結部材により、４ヵ所にて固定される。ホルダ２０は、図８の如くｙ方向に延在し、リーダ上部となるホルダ２０の端部には、長方形の係止孔がホルダ２０に一体で形成されている。係止孔に導光ユニット８のリーダ上部に形成されたＬ字状の爪部８ｄが係止され、所定位置に位置決めされる。そして、導光ユニット８の背面がホルダ２０に当接させて固定できる様、導光ユニット上端の爪部８ｄとは反対側において、ホルダ２０にＬ字状の取付部２０ａが一体に形成されている。この取付部２０ａにビス等の締結部材をホルダ２０の背面側から取り付けることにより、光学ユニット９を背面に取り付けた導光ユニット８が、ホルダ２０のリーダ上部側（図８においては、下側）に固定される。
また、ホルダ２０のリーダ下部側（図８においては、上側）の端部には、ホルダ１９の一端がビス等の締結部材により２ヶ所で固定される。一方、ホルダ１９の他端には、照明用光源１８を駆動する、抵抗やトランジスタ等の電子部品が実装されたドライバ回路を備えた照明用光源駆動基板１７がビス等の締結部材によって、図８の如くｙ方向において２ヶ所で固定された後、図３に示す様に、コードリーダ１のグリップ部２ｂの内部空間において挟み込まれた状態で、ハウジング２に対して固定される。照明用光源駆動基板１７には、ｙ方向の両端に２つのコネクタ１７ａ，１７ｂをそれぞれ備える。この中で、コネクタ１７ａにはメイン基板２０と図示しないハーネスを介して接続を成す外部コネクタが接続される。これにより、メイン基板２１から、照明用光源１８を駆動させる光源駆動信号を出力し、その信号に基づき、照明用光源１８を読み取り操作時に点灯または必要に応じて点滅させて、駆動させることができる。
次に、導光ユニット８の照明用光源１８の構成について、図４および図９を参照して説明する。導光ユニット８は、図４に示す様に光学ユニット９の手前側ではドーム状を呈し、読取部側には口径が狭くなった開口を有する。導光ユニット８は読取部７の背面でハウジング２の開口部に対して凹凸嵌合により配設される。この導光ユニット８のｚ方向における両側には、図７に示す様に、複数の照明用光源１８（例えば、片側に６個）が備えついた照明用光源基板１５が所定角度だけ傾いた（例えば、ｘ軸に対して２０度程、入射瞳側に傾く）状態で対向配置される。照明用光源１８から発せられた光は、照明用光源１８と対向する周状湾曲面８ｅに形成された鏡面反射膜８ｆに向けて照射される。そして、鏡面反射膜８ｆに当たった光は、鏡面反射膜８ｆに当たり、反射効率良く反射（反射率：８０〜９０％）して読取部７の方へと導かれ、コード１０が設けられる被読み取り面３２を照らす。この場合、ｚ方向においては中央に形成された入射瞳８ｂの前方の位置では、両側から発せられた照明光および鏡面反射膜８ｆによって反射した照明光が交叉し合って、入射瞳８ｂの前方を明るく照らす。このため、入射瞳８ｂと読取部７との間の空間では複数の照明用光源１８から発せられた光がそれぞれ交叉し合う明るい状態となる。この状態下で、入射瞳８ｂを介してコード１０に当たって反射した反射光が入光され、ＣＣＤ素子に取り入れられる。この場合、入射瞳８ｂの周辺に形成された撮像反射面８ｇは、コード１０のマーキング色と反対色になっているので、マーキング色とは反対色の背景色の中にコード１０の像が表れた状態でＣＣＤ素子に撮像される。
照明用光源１８には、図示しない導電性のターミナルが電気的に接続される。このターミナルは、導光ユニット８のｚ方向における側面に沿って配設される。更に、このターミナルは、図示しないハーネスを介して、照明用光源駆動基板１７の一方のコネクタ１７ｂと電気的に接続される。これによって、メイン基板２１から光源駆動信号を与えることによって、照明用光源１８をコード読み取り操作時に、点灯または必要に応じて所定の周期で点滅させることができる。
一方、ｙ方向に延在するホルダ２０の途中には、ｘ方向にスイッチ操作部２０ｂが突出する。このスイッチ操作部２０ｂは、ホルダ２０に一体で形成されるがｘ方向への移動が自在となっている。スイッチ操作部２０ｂは、図８に示す導光ユニット８がユニット化された状態（サブアッセンブリー状態）では、ホルダ２０の背面にホルダ２０に対向して取り付けられる。これによって、スイッチ操作部２０ｂにより接触スイッチ２３を押圧することができ、接触スイッチ２３をオン／オフさせて、スイッチングの操作が行える。この場合、接触スイッチ２３がオンの状態では、コードリーダ１によるコード１０の読み込みが行える。一方、接触スイッチ２３がオフの状態では、コードリーダ１によるコード１０の読み込みを行わない。
次に、操作レバー３１について説明する。ユーザがグリップ部２ｂを握り、指で操作レバー３１を操作して、操作レバー３１が操作されると、操作レバー３１はフード部２ａの根元近傍に位置する支点３１ｂを中心として、図２において反時計方向に押圧されて回動するが、この場合、コードリーダ１には、操作レバー３１を操作時に回動自在となる様、操作レバー３１と対向するハウジング２の部位にはｙ方向に延在する面を有する凹部２ｃが形成されている。この凹部２ｃの一部にｘ方向に突出する突起２ｄが、ハウジング２に一体で形成されている。
一方、操作レバー３１の背面にはスプリング１３の一端が係止される凹部３１ａが形成され、操作レバー３１に形成された凹部３１ａとハウジング２に形成された突起２ｄとの間にスプリング１３が配設される。また、操作レバー３１の支点３１ｂとは反対側の端部には、ｙ方向に延在するフランジ３１ｃが操作レバー３１に一体で形成されている。フランジ３１ｃはハウジング２のグリップ部２ｂから、グリップ部２ｂの形状に沿って延在しており、凹部２ｃの一部を覆う規制部２ｆによって、操作レバー３１の回動が規制される構成となっている。
これによって、操作レバー３１は、スプリング１３の付勢力に抗して押され、支点３１ｂを中心として反時計方向に操作された場合には、操作レバー３１の背面が規制部２ｆに当接するまで回動が成される。操作レバー３１の背面にはスイッチ操作部２０ｂが当接しており、操作レバー３１の反時計方向の回動がなされると、スイッチ操作部２０ｂが押圧される。その結果、スイッチ操作部２０ｂの押圧によって接触スイッチ２３がオン状態と成り、そのスイッチ信号がメイン基板２１のＣＰＵに入力される構成となっている。
一方、操作レバー３１を操作後、操作レバー３１に押圧力を付与しない状態となった場合には、スプリング１３の付勢力によって、操作レバー３１は支点３１ｂを中心として図２に示す時計方向に回動する。そして、操作レバー３１のフランジ３１ｃがハウジング２の規制部２ｆに当接し、操作レバー３１はこれ以上の時計方向への回動が規制され、非操作状態となる。この様に、操作レバー３１の反時計方向の回動が解除されると、スイッチ操作部２０ｂによる接触スイッチ２３の押圧が解除される。その結果、接触スイッチ２３がオフ状態と成り、そのスイッチ信号がＣＰＵに入力される。
次に、コードリーダ１の外部装置４０との接続について説明する。コードリーダ１のグリップ部２ｂの内部には、光源駆動基板１７と所定間隔だけ離間した状態で、光源駆動基板１７に対向してインターフェース基板（Ｉ／Ｆ基板）２５が、ハウジング２の裏面に形成されたスリットに嵌り、取り付けられている。このＩ／Ｆ基板２５は、メイン基板２１に図示しないフラットケーブルにより電気的に接続されており、リーダ下部の一端にコネクタ２６が固定されていると共に、内部にコードリーダ１の複数の基板に対して一定の直流電源（例えば、５Ｖ）を供給する電源回路を備える。また、Ｉ／Ｆ回路２５は、メイン基板２１に対して、安定した所定電源（例えば、直流５Ｖ）を供給すると共に、コネクタ２６に外部コネクタが接続された場合においては、コネクタ２６を介して接続される図示しない外部装置（例えば、ディスプレィ表示による表示機能を備えたコード読取装置やコード解析装置等）４０とコードリーダ１との間で、コード１０の読み取りに関する信号のデータ授受を行うことが可能である。尚、上記した構成においては、例えば、外部装置４０からコードリーダ１に対して、デコード回路によりデコードされたコード１０の読み取り信号を出力したり、外部装置４０に対して、読み取り信号を送ることができる。
次に、コードリーダ１の作動について、図１０を参照して説明する。本実施形態に示すコードリーダ１は、図１１の如く、２次元の固有情報を示すコード１０が付与された物体３０に対して、コード１０あるいはコードが付与された物体３０に、読取部である読み取り面７を直接接触させて読み込みを行う事も、被読取り面７から離して非接触により、コード１０の読み込みを行う事も可能である。これから、コード１０の読み取り操作を行うユーザは、コードリーダ１のグリップ部２ｂを把持し、二次元のコード１０に対して読取部７が上方となる位置にリーダ１を構える。そして、この状態で、ユーザは操作レバー３１をスプリング１３の付勢力に抗して引くと、操作レバー３１は図２に示す反時計方向に支点３１ｂを中心として回動する。これに伴い、操作レバー３１の背面にてスイッチ操作部２０ｂが押圧され、スイッチ操作部２０ｂはｘ方向に移動し、スイッチ操作部２０ｂの背面に設けられた接触スイッチ２３が、スイッチ操作部２０ｂの移動により押されて、オン状態となる。接触スイッチ２３がオン状態となると、その信号をメイン基板２１内の図示しないＣＰＵは、読み取り開始のトリガーと見なし、コード１０により示される情報を読み取ることが可能となる。
この状態になると、メイン基板２１は同時に導光ユニット内の照明用光源１８を駆動する光源駆動信号を照明用光源駆動基板１７および光学基板１１に出力する。この光源駆動信号により、導光ユニット内で対向配置された複数の照明用光源１８が同時に点灯または必要に応じて所定周期にて点滅し、その光がドーム状となった周状湾曲面８ｅに対して照射され、周状湾曲面８ｅに形成された鏡面反射膜８ｆに当たると底で反射し、反射した照明光が読取部７へと導かれ、読取部７からコード１０が存在する被読み取り面３２へと照射される。この場合、ドーム状を呈する周状反射面８ｅに対して光を照射するので、これによって反射した反射光は、図１２に示す如く、平行光ではなく光軸に向かって集光するものとなる。このため、被読み取り面３２に集光される光の位置に合わせて、ユーザは視覚的にコードリーダ１の位置調整を行い、操作レバー３１を操作して、コード１０の読み取りを行えば良い。この為、リーダ１に対してコード１０のコード読み取り位置を指示するための位置マーカーは必要なくなる。
光を照明用光源１８によって照射して、コード１０に当たった光はコード１０の状態（例えば、明暗状態または凹凸状態）により反射する。コード１０に当たって反射した反射光は、入射瞳８ｂの手前の照明光が交叉する領域を通った後、導光ユニット８の中央に形成された入射瞳８ｂに入光される。入射瞳８ｂに入光した光は、その後、レンズ群９１を経て、ＣＣＤカメラ９５のＣＣＤ素子に結像され検出される。ＣＣＤカメラ９５のＣＣＤ素子により検出された信号は、その後、メイン基板２１へと伝達される。メイン基板２１では内部のデコード回路により反射光の強弱によって検出信号がデコードされ、デコードされた信号がＩ／Ｆ回路２５に伝達される。更にその後、デコードされた信号は、Ｉ／Ｆ回路２５に設けられたコネクタ２６から外部装置４０へと伝えられる。外部装置４０では、ＣＣＤカメラ９５により検出した信号を元にして、読み取った二次元のコード１０を必要に応じて外部装置４０のディスプレィ上に表示したり、そのコード１０により示される情報を解析することによって、複数の物体３０の管理が行える様になっている。
次に、上記した構成のコードリーダ１における光学的な見地からの読み取り距離について、図１０を参照して説明する。
本実施形態では、光学基板１１が光学ユニット９の背面に取り付けられるが、この光学基板１１にはＣＣＤカメラ９５が固定されている。図１０に示す構成ではＣＣＤカメラ９５と複数のレンズを内部に備え持つレンズ群９１との光軸ｘは一致する。ここで、ＣＣＤカメラ９５とそのカメラ焦点Ｐｆとの距離をＬ０とし、カメラ焦点Ｐｆから読み取り面７までの距離をＬ１とした場合、Ｌ１がこのＣＣＤカメラ９５のＣＣＤ素子に像が結像され、被読み取り面での読み取り対象物（ここでは、二次元コード）が認識できる最小認識距離となる様に、フード部２ａと光学フィルタ機能を有する光透過板６を保持するフードカバー５との間に、調整部材１２を介在させている。この為、読取部７にコード１０を直接接触させた場合であっても、ＣＣＤカメラ９５が認識可能な距離が最小認識距離Ｌ１となることから、コード読み取りが行える。つまり、操作に不慣れなユーザであっても、コード１０にコードリーダ１の読取部７をコード１０が設けられる被読み取り面３２に接触させれば、容易にコード読み取りができる。この場合、本実施形態では更に上記の構成において、コードリーダ１のグリップ部２ｂの端部２ｇを若干ｘ方向に突出させている。この構成によって、グリップ部２ｂの端部２ｇと読取部７の端部の両方を物体３０あるいは物体３０を載せた基台に接触させた状態で、コードリーダ１を把持することなく操作レバー３１の操作だけで、コード１０の読み取りを行うことができる。また、本実施形態においては、読み取り時に読取部７をコード１０から浮かせて読み込み操作を行っても、導光ユニット８によって、ＣＣＤカメラ９５に反射光を入光する手前で光を交叉させることにより明るくした状態を作り、ＣＣＤカメラ９５により撮像を行っている。このため、例えば、コード１０が鏡面状の物体上に設けられていても、ドーム状の周状湾曲面８ｅに形成された鏡面反射膜８ｆによって、入射瞳８ｂの手前に照明光が交叉する構成とすることによって、鏡面上のコード１０に当たって反射した反射光の強度が所定レベルで飽和するので、ＣＣＤ素子がサチレーションを起こすことなくコード１０の読み取りが行える。つまり、鏡面上に設けられたコード１０でもＣＣＤ素子にサチレーションが発生することなく、コード読み取りが行える。本実施形態に示すコードリーダ１の構成では、コード１０からコードリーダ１を離して読み取りを行う場合、最小認識距離Ｌ１にてカメラ焦点との位置関係が設定されるので、ＣＣＤ素子による認識範囲の一方の零点が設定されたことになる。これによって、認識可能領域Ｌ２を最大認識距離の位置まで最大限に広くとることができ、操作時にコード１０を認識し易くすることができる。この場合、最小認識距離と最大認識距離との間（中間位置）に最適な焦点位置ＢＰがくる。また、本実施形態においては、コード１０の正確な読み取り動作がコードリーダ１により行なわれた際には、ハウジング内部に設けられた圧電ブザー２２をピィあるいはピッピィと鳴らすと共に、緑色の光を発する読み取り確認用光源２４をメイン基板２１により点灯させている。つまり、この様に、圧電ブザー２２による音による聴覚的な報知や、確認用光源２４の駆動による視覚的な報知を行うことにより、ユーザはコードリーダ１がコード１０を正確に読み取った事を容易に認識する構成とすることができる。
【効果】
本発明によれば、導光手段の周状湾曲面によって、発光手段から発せられた光は周状湾曲面に反射して読取部へと導かれて、発光手段からの光は周状湾曲面で反射し、被読み取り面で集光させることができるので、コード読み取り時に読み取り位置を示すマーカーをなくすことができる。また、導光手段には中央に入射瞳が設けられているので、光の強度を抑えて撮像手段に入光させることができ、コード読み取り時のハレーションを防止、読み取り性能の向上を図ることができる。
この場合、入射瞳の周囲に撮像背景面が形成され、撮像背景面は読み取りを行う固有コードのマーキング色に対して、反対色とすれば、光を制限する入射瞳の周囲に形成された撮像背景面の色を固有コードのマーキング色と反対の色に変えるだけで、構造を変化させることなく、撮像手段によって撮像された固有コードとその背景の境界で良好なコントラストが得られ、様々なマーキング色をした固有コードを認識でき、読み取り性能を向上させることができる。
また、導光手段はドーム形状であれば、簡単な構造および簡単な形状によって、発光手段からの光を集光させることができる。
更に、周状湾曲面は、鏡面反射膜が形成されると、鏡面反射膜によって効率良く光を被読み取り面に集光させて、被読み取り面の輝度を向上させることができる。
更にその上、鏡面反射膜は、読取部の光が透過する領域よりも大きくなっていれば、鏡面反射膜を読取部の光が透過する領域よりも大きくすることによって、発光手段からの光を広範囲から集光させ易くでき、高輝度の照明用の光源は必要なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるコードリーダの形状を示す外形図である。
【図２】図１に示すコードリーダの断面図（ｘｙ平面の右断面図）である。
【図３】図１に示すコードリーダの断面図（ｘｙ平面の左断面図）である。
【図４】図１に示すフード部のｘｚ平面の断面図である。
【図５】図１に示すコードリーダから背面のハウジングを外した状態の内部構成を示す配置図である。
【図６】図５からメイン基板と光学基板を外した状態での内部構成を示す配置図である。
【図７】図１に示すコードリーダのハウジングの背面図である。
【図８】図１に示すコードリーダの内部に配設する導光ユニットの構成を示す側面図である。
【図９】図８に示す導光ユニットの内部構成を示すｘｙ平面の断面図である。
【図１０】図２に示すコードリーダで固有コードの読み取りを行う場合の読み取り範囲を説明するための説明図である。
【図１１】図１０に示す物体に設けられた２次元コードの形状を示す上視図である。
【図１２】図４に示す導光ユニットから被読み取り面に対して光が照射される状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１　コードリーダ（コード読取装置）
２，３　ハウジング
２ａ　フード部
６　光透過板
７　読取部
８　導光ユニット（導光手段）
８ａ　底部
８ｂ　入射瞳
８ｅ　周状湾曲面
８ｆ　鏡面反射膜
８ｇ　撮像背景面
１０　二次元コード（固有コード）
１８　照明用光源（発光手段）
３０　物体
９５　ＣＣＤカメラ（撮像手段）

Claims (5)

1. 物体に設けられた固有コードを読み取る読取部を有したハウジングと、
   該ハウジングの内部に配設された複数の発光手段と、
   前記ハウジング内に配設されて前記固有コードを撮像する撮像手段と、
   前記発光手段から発せられた光を、前記固有コードを読み取る被読み取り面に対して導き照射して、前記固有コードに当たって反射した反射光に基づいて、前記固有コードに示される情報を読み取るコード読取装置において、
   中央に前記撮像手段へ入射する光を制限する入射瞳を有し、前記発光手段から発せられた光を前記読取部へと導く、周状湾曲面を有した導光手段を備え、該周状湾曲面に対して前記複数の発光手段を発光させることを特徴とするコード読取装置。
2. 前記入射瞳の周囲に撮像背景面が形成され、該撮像背景面は読み取りを行う前記固有コードのマーキング色に対して、反対色となっていることを特徴とする請求項１に記載のコード読取装置。
3. 前記導光手段はドーム形状を呈することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコード読取装置。
4. 前記周状湾曲面は、鏡面反射膜が形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のコード読取装置。
5. 前記鏡面反射膜は、前記読取部の光が透過する領域よりも大きくなっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のコード読取装置。

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