JP2004110760A - コード読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶画面に表示された固有コードの読み取り性能を向上させる。
【解決手段】液晶画面３０に表示された固有コード１０を読み取る読取部７を有したハウジング２の内部に複数の光源１８を設け、光源１８から発せられた光を、固有コード１０を読み取る被読み取り面３２に照射して、固有コード１０に当たって反射した反射光に基づいて、ＣＣＤカメラ９５により撮像するコードリーダ１において、複数の光源１８をＣＣＤカメラ９５の光軸９６に向けて発光させ、ＣＣＤカメラ９５と読取部７との間で光を交叉させた場合、交叉点９０の後にＣＣＤカメラ９５の有する被写界深度Ｌ３の範囲内で被読み取り面３２がくるフード１２をハウジング２に有した。
【選択図】　図１２

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶画面に表示された固有コード（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た反射波によって、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構造に係わる。
【従来の技術】
従来、特定の管理（例えば、人や物等）を行う際、バーコードに代表される一次元コードや、マトリックス状の二次元あるいは多次元と言ったコードが使用されている。従来では、この様な固有コード（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、読み取りが行われる。
例えば、従来の装置では、液晶画面に表示されるコード画像をコード画像読取装置が開示されており、ここには照射手段によりコード画面の表示面に対して対称に２箇所以上から光を照射し、撮像手段により照射手段が照射する光の対象中心内に設けられるコード画像をデジタルデータとして取り込み、コード画像の階調値を解析してコード読み取りを行う構成となっている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来の別の装置では、二次元コードを液晶画面に表示させた状態で、バックライトを点灯させて情報コード読取装置のハウジングに設けられた開口部に携帯電話を液晶画面が上向きになる様にして挿入すると、ハウジング内部で携帯電話に表示された二次元コードが読み取られる構成となっている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】
特開２００２−１２３７９０号公報　（第１頁　解決手段、第１図）
【特許文献２】
特開２００２−１２３７９１号公報　（第１頁　解決手段、第１図）
【発明が解決しようとする課題】
上記した特許文献１および特許文献２では、液晶表示されたコードをコードリーダで読み取りを行う構成となっている。しかし、この様にコードリーダによって、液晶表示されたコードを読む場合、以下に示す問題が発生する。
つまり、例えば、カラー表示を行える液晶画面の構造は、偏向フィルタ、ガラス基板、透明電極、配光膜、液晶、スペーサ、カラーフィルタ、バックライト等から成り立っている。
偏向フィルタは出入りする光をコントロールし、ガラス基板は電極部からの電気が漏れなくする機能をする。また、透明電極は液晶画面を駆動する電源であり、表示の妨げにならない様、透明度の高い材質から成り立っている。配光膜は液晶の分子を一定方向に並べる膜であり、スペーサは液晶物質を挟む２枚のガラス基板に均一なスペースを確保する。カラーフィルタはＲＧＢのそれぞれのフィルタをかけて色を表示し、バックライトは表示画面の背後から光を当てて表示画面を明るくするものである。
この様な構成において、互いに直交する２方向に規則正しく配設された複数のＸ電極とＹ電極にが設けられており、液晶を駆動するには、これらのＸ電極およびＹ電極に所定電圧を印加すると、Ｘ電極とＹ電極とにより区画されたセルが発光して見える様になる。つまり、各セルの間に複数のＸ電極と複数のＹ電極が通って、画面上では複数のセルが区画されおり、セルが発光して見える場合には、セルの左右両側および上下位置には、電圧が印加されるＸ電極とＹ電極とが細かくメッシュ状に見えてしまう。
この様に、Ｘ電極とＹ電極とがメッシュ状に見えた状態で、コードを液晶画面上に表示させる場合には、液晶画面上に固有コードとは関係のないＸ電極およびＹ電極の形状が撮像手段（例えば、撮像手段の内部の撮像素子）に撮像されてしまう事から、コード認識がし難くなってしまう。これによって、コード認識を行う場合には誤認識し易く、読み取り性能が悪くなる。
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、液晶画面に表示された固有コードの読み取り性能を向上させ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、液晶画面に表示さ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、
前記複数の発光手段を前記撮像手段の光軸に向けて発光させ、前記撮像手段と前記読取部との間で前記光を交叉させた場合、交叉点後に前記撮像手段の有する被写界深度の範囲内で被読み取り面がくるフードをハウジングに有したことである。
上記した手段によれば、複数の発光手段を前記撮像手段の光軸に向けて発光させ、撮像手段と読取部との間で光を交叉させた場合、交叉点後に撮像手段の有する被写界深度の範囲内で被読み取り面がくるフードをハウジングに有するものとした。
これにより、交叉点では光が集光し最も明るくなる。その最も明るくなった交叉点の後に、被写界深度での被読み取り面がくる様にフードを有したので、固有コードを読み取る被読み取り面では、発光手段からの光が集光する交叉点（ピンポイント）よりも広い範囲で、被読み取り面に光を照射させることが可能である。つまり、フードにより被写界深度の領域において、撮像手段の最もピントが合った点からずらした位置に被読み取り面をもってきて、固有コードを読む事が可能となる。この為、液晶画面にメッシュ状の電極が設けられていても、電極の形状を正確にとらえない状態で、固有コードを読み取ることが可能である。よって、コード読取装置の読み取り性能が向上する。
この場合、発光手段は照明ユニットに取り付けられ、該照明ユニットの中央には撮像手段に対して入射する反射光の光量を絞る絞り孔を有し、絞り孔の周囲に光軸に対して傾斜して取り付けられた光源を備えれば、照明ユニットの絞り孔の周囲に光軸に対して傾斜して取り付けられた光源によって、効率良く読取部の手前に光源から発せられた光を集光させることが可能である。光源は照明ユニットに対して一体で取り付けられるので、発光手段の照明ユニットへの取り付け角度の調整がし易くなる。
また、光源の周囲には、絞り孔に対して光を直接入射させない遮蔽部を有すれば、遮蔽部により光源から発せられた光が、直接、絞り孔に入射されることが防止される。これによって、コード読み取りに悪影響を与えなくすることが可能である。
【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。以下に示す実施形態におけるコードリーダ１は、例えば、液晶画面３０に表示された固有のコード（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）に示される固有情報を読み取る装置を示す。ここでは一例として、通信移動端末に代表される携帯電話３３の液晶画面３０に表示された二次元コード（単に、コードと称す）を読み取る装置を示すが、コードリーダ１により読み取り可能なコードは、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）や多次元コードであっても良い。また、以下に示すコードリーダ１では、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９６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。更に、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。
そこで、コードリーダ１の構造の説明に入る前に、コード１０が表示される携帯電話３３等の液晶画面３０について、簡単に説明する。
例えば、カラー表示が行える液晶画面３０の構造について説明を行うと、液晶画面３０は、偏向フィルタ、ガラス基板、透明電極、配光膜、液晶、スペーサ、カラーフィルタ、バックライト等から構成される。
偏向フィルタは出入りする光をコントロールし、ガラス基板は電極部からの電気が漏れなくする機能をする。また、透明電極は液晶画面を駆動する電源であり、表示の妨げにならない様、透明度の高い材質から成り立っている。配光膜は液晶の分子を一定方向に並べる膜であり、スペーサは液晶物質を挟む２枚のガラス基板に均一なスペースを確保する。カラーフィルタはＲＧＢのそれぞれのフィルタをかけて色を表示し、バックライトは表示画面の背後から光を当てて表示画面を明るくする機能を有する。
この様な構成における液晶画面３０では、液晶を駆動する互いに直交する複数のＸ電極とＹ電極とを有しており、これらのＸ電極およびＹ電極に所定電圧を印加すると、行と列の関係により印加された電圧のＸ電極とＹ電極とにより区画されたセルが、発光した状態で見える。つまり、各セルの間に複数のＸ電極と複数のＹ電極が通って、画面上では複数のセル１０ａ、１０ｂが区画されている。この事から、セル１０ａ，１０ｂが発光する場合、図１３の（ｂ）に示す如く、セル１０ａ、１０ｂの左右両側および上下位置にＸ電極１０ｄとＹ電極１０ｃとがメッシュ状に見えてしまう。尚、図１３においては、コード１０は黒色となった黒セル１０ａと白色となった白セル１０ｂで二次元的に表わされるが、上記したセルには白黒以外の色が付けられて、三次元的に階調を有するコードであっても良い。
この様に、Ｘ電極とＹ電極とがメッシュ状に見える状態で、図１１の如く、コード１０を液晶画面３０上に表示させた場合に、コードリーダ１を被読み取り面３２となる液晶画面３０に近づけてコード読み取りを行うと、コード認識とは関係のない電極によるラインが、撮像素子に撮像され結像されてしまうが故に、コード認識がし難くなってしまう事を、以下に示すコードリーダ１の構成によって、読み取り性能を向上させる様にした。
そこで、このコードリーダ１の構成について説明する。
図１はコードリーダ１の外形であり、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）での右断面図を示し、図３はその左断面図を示す。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、液晶画面に表示されたコード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ており、フード部２ａには光学的に後述するＣＣＤカメラ９５のコード認識が行える被写界深度Ｌ３の範囲内（Ｌ３：照明条件を加味しないレンズの焦点の観点における焦点適切範囲）で、実際にコードリーダ１の外側となるコード読み取りが可能な読取可能領域Ｌ２が調整されたフード（被写界深度調整部材）１２が開口端に嵌められている。その結果、フード部２ａはフード１２によって、実質的にｘ方向に延在した状態となっている。この被写界深度調整部材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が、ハウジング２に一体で設けられていても良い。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、調整部材１２の内面およびフード部２ａの内面は黒色で塗装されており、フード部２ａの中には、被読み取り面３２に対して照明を行う照明ユニット８が配設される。
照明ユニット８は、図４および図９に示す様に、直方体形状の有底箱型を呈した樹脂から成り立っており、内面には黒色の塗装が施されている。また、照明ユニット８は、中央に絞り孔８ｂが形成されている。この絞り孔８ｂ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素子に対して結像させる場合、入光する光（反射光）の量を制限する入射瞳として機能する。更に、照明ユニット８の底部８ａの四隅にはそれぞれ光源１８が配設されるが、その四隅は中央の絞り孔８ｂからｘ方向に延在する軸（光軸９６となる）に向けて傾斜している。この照明ユニット８の四隅には、被読み取り面３２を照明するための４つの照明用光源（例えば、赤色の光を発する光源）１８が、それぞれ光軸側に向いて所定角度（例えば、１０〜１５度程度）だけ傾けさせた状態で、照明ユニット８の背面に設けられる照明用光源基板１５に対して半田付けされ、固定されている。４つの光源１８の間隔は、撮像時にコード１０の像の中に光源１８の像が写り込みしない様、コード１０の大きさよりも大きな間隔で配設される。更に、照明ユニット８の四隅、つまり、光源１８が設けられる位置に、光源１８から発せられる光が、直接、絞り孔８ｂに入射されない様、光源の周囲には光を遮蔽する遮蔽部８ｄが、照明ユニット８に一体で形成されている。この遮蔽部８ｄは、照明ユニット８の底部からｘ方向に延在する壁が光源１８の周囲に光源１８を取り囲む様に形成されている。遮蔽部８ｄは、コード読み取り時に光源１８から発せられた照明用の光が、直接、絞り孔８ｂに入射することを防止する。これによって、ＣＣＤ素子に入射する光量が多くなり、ＣＣＤ素子への明るさが明るくなってサチレーション等が発生し、その結果、コード読み取りが行えない状態またはコード読み取り性能が劣化する状態を防止する。
照明ユニット８の底部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は照明ユニット８の背面にビス等の締結部材により固定されている。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９６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の光源（緑色の確認用ＬＥＤ）２４が実装され、確認用の光源２４は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、読み取り確認用の光源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、照明ユニット８の内部に配設される照明用の光源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の光源駆動基板１７により駆動される。この場合、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、照明ユニット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。係止孔に照明ユニット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、照明ユニット８の背面がホルダ２０に当接させて固定できる様、照明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、ホルダ２０のリーダ上部側（図８においては、下側）に、光学ユニット９を背面に取り付けた照明ユニット８が、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、照明用の光源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の光源駆動基板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。照明用の光源駆動基板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、照明用の光源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、照明用の光源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。
上記構成により、照明用の光源１８に対して駆動信号を出力すると、照明ユニット８の底部８ａの四隅において、それぞれが光軸側に傾斜した状態で配設された光源１８から光が発せられる。光源１８から発せられた光は、光軸９６に向けて４方向から照らされる。このため、四隅から発せられた照明光が読取部７の手前の交叉点９０で互いに交叉し合って、交叉点９０の後に、交叉点９０に近い読取部７では、複数の光源１８から発せられた光がそれぞれ交叉し合う領域がｙｚ平面にできる為、その領域は明るい状態となり、被読み取り面３２を明るく照らすことが可能である。
そして、コード１０に当たって反射した反射光が絞り孔８ｂを介して、ＣＣＤ素子に入射される。この場合、フード２１の内面および照明ユニット８の内面側は黒色の塗装が施されているので、ＣＣＤ素子にはコード１０の背景画像が黒色で結像されるので、コード１０と背景のコントラストを大きくして、コード読み取りを容易としている。
照明用の光源１８には、照明ユニット８の背面に配設された照明用光源基板１５に電気的に接続され、照明用光源基板１５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、照明用の光源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に示す照明ユニット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、二次元の固有情報を示すコード１０が表示された携帯電話３３等の液晶画面３０に対して、読取部７を直接接触させてコード読み込みを行っても、読取部７から液晶画面３０を離して非接触により、コード読み込みを可能としている。
これから、液晶画面３０に表示されたコード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は同時に照明ユニット内の光源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、照明ユニット内の底部８ａの四隅に光軸９６に向けてｘ方向から所定角度だけ傾けて配設された４つの光源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、照明光が読取部７へと導かれる。この場合、４つの光源１８は、それぞれ光軸９６に向けてｘ方向から所定角度だけ傾けて配設されているので、読取部７の手間の交叉点９０にて光が集光する（図１２を参照、但し、図１２では２つの光源のみを示す）。そして、ｘ方向において、交叉点９０から先では、ｙｚ面においてその光の広がる領域が広くなるので、読取部７から被読み取り面３２までの間では、照明光が照射される範囲が広くなる。これによって、被読み取り面３２にもってこられた液晶画面３０に表示されるコード１０は光源１８からの光によって、明るく照らされる。この場合、光源１８から発せられる光は、平行光ではなく光軸９６に向かって集光する為、被読み取り面３２に集光される光の広がり具合に応じて、ユーザは視覚的にコード１０とコードリーダ１との読み取り位置の調整を行って操作レバー３１を操作し、コード１０の読み取りを行えば良い。この為、コードリーダ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光学的な位置マーカーは必要なくなる。
光を光源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）により反射する。コード１０に当たって反射した反射光は、絞り孔８ｂの手前の照明光が交叉する領域を通った後、照明ユニット８の中央に形成された絞り孔８ｂに入光される。絞り孔８ｂに入射した光は、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された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、コード１０により示される情報（例えば、氏名、住所、生年月日、戸籍情報や、病院等においての診察情報と言った個人情報、会社等でのＩＤを使用した社内設備の利用、コンサートや映画に代表されるチケット情報、電気、ガス、水道、電話等の公共料金の支払い等）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９６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から読取部７までの距離（ここでは、一例として、読取部７にコード１０が表示される液晶画面３０を当接させた状態で、コード読み取りを行う状態を示す）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３２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との間にフード１２を介在させることによって、ｘ方向における被写界深度Ｌ３の読取可能領域Ｌ２の調整をしている。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の端部の両方を液晶画面３０あるいは液晶画面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を液晶画面３０に表示されるコード１０から離した状態でコード読み込みの操作を行っても、照明ユニット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が輝度の高い液晶画面上に表示されていても、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、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。
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の光源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、確認用の光源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。
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、ハウジング２のフード部２ａを延長させるフード１２のｘ方向における長さにより、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）に最適な読み取り位置ＢＰがくる。
また、コードリーダ１の構成では、４つの光源１８をＣＣＤカメラ９５の光軸９６に向けて発光させ、ＣＣＤカメラ９５と読取部７との間で、被読み取り面３２に対して照明を行う光を交叉させた場合、交叉点９０の後に被写界深度Ｌ３の範囲内において被読み取り面３２がくる、フード部２ａの延長上となるフード１２をハウジング２に設けたことにより、ＣＣＤカメラ９５の最適な読み取り位置ＢＰよりずらした位置で読み取りを行うことができる。つまり、図１３の様に、ＣＣＤカメラ９５のピントが正確に合った状態で、液晶画面３０に表示されるコード１０を撮像した場合には、黒セル１０ａと白セル１０ｂにより表わされるコード１０の上下には各セルを発光させるＸ電極１０ｄおよびコード１０の左右には各セルを発光させるＹ電極１０ｃが、図１３の（ｂ）の如く、結像されてしまうが、上記した構成のコードリーダ１では、フード１２によりＣＣＤカメラ９５の最適な読み取り位置ＢＰよりずらした位置（ピントが正確に合った状態ではなく、Ｘ電極１０ｄおよびＹ電極１０ｃが線分として認識されずに若干ぼやけた位置）で、コード読み取りを行う。しかし、この位置では、被読み取り面３２は被写界深度Ｌ３内にあることから、コード１０の白黒のセル１０ａ、１０ｂは認識される。それ故に、ＣＣＤカメラ９５の内部のＣＣＤ素子には、図１３の（ａ）に示す如く、セルを区画するＸ電極１０ｄおよびＹ電極１０ｃがはっきりとは結像されない。この為、液晶画面３０に表示されたコード１０をコードリーダ１によって、コード読み取りを行う場合、Ｘ電極１０ｄおよびＹ電極１０ｃがＣＣＤ素子に結像されることによる、コード読み取りの誤認識、コード読み取りエラーが防止され、その結果、コード読み取り性能が従来よりも向上する。
尚、本実施形態においては、照明用の光源１８を絞り孔８ｂを中心として、絞り孔８ｂの周囲に４つ設けたが、照明用の光源１８の数および位置はこれに限定されない。例えば、ＣＣＤカメラ９５に入射する照明用光源１８の照度が所定照度よりも明るい場合には、ＣＣＤ素子のサチレーションを防止する為、照明用の光源１８の数を少なくするかもしくは個々の光源１８の照度を落とせば良い。一方、ＣＣＤカメラ９５に入射する照明用光源１８の照度が所定照度よりも暗い場合には、照明用の光源１８の数を多くするかもしくは照度を明るくすれば良い。また、照明用の光源１８の配設される位置に関しては、絞り孔８ｂを中心とした等しい位置に周方向に配設しても良い。
【効果】
本発明によれば、複数の発光手段を前記撮像手段の光軸に向けて発光させ、撮像手段と読取部との間で光を交叉させた場合、交叉点後に撮像手段の有する被写界深度の範囲内で被読み取り面がくるフードをハウジングに有したので、固有コードを読み取る被読み取り面では、発光手段からの光が集光する交叉点（ピンポイント）よりも広い範囲で、被読み取り面に光を照射することができる。つまり、フードにより被写界深度の領域において、撮像手段の最もピントが合った点からずらした位置に被読み取り面をもってきて、固有コードを読む事ができることから、液晶画面にメッシュ状の電極が設けられていても、電極の形状を正確にとらえず、固有コードのみを正確にとらえ、固有コードを読み取ることができる。よって、コード読取装置の読み取り性能を向上させることができる。
この場合、発光手段は照明ユニットに取り付けられ、該照明ユニットの中央には撮像手段に対して入射する反射光の光量を絞る絞り孔を有し、絞り孔の周囲に光軸に対して傾斜して取り付けられた光源を備えれば、照明ユニットの絞り孔の周囲に光軸に対して傾斜して取り付けられた光源によって、効率良く読取部の手前に光源から発せられた光を集光させることができる。光源は照明ユニットに対して一体で取り付けられるので、発光手段の照明ユニットへの取り付け角度の調整をし易くすることができる。
また、光源の周囲には、絞り孔に対して光を直接入射させない遮蔽部を有すれば、遮蔽部により光源から発せられた光が、直接、絞り孔に入射されることが防止されるので、コード読み取りに悪影響を与えない構造とすることができる。
【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で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に示す一方のハウジングの背面から見た照明ユニットの配置を示す配置図である。
【図８】図１に示すコードリーダの内部に配設する照明ユニットの構成を示す側面図である。
【図９】図１に示すコードリーダを読取部側から見た図である。
【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１に示すコードリーダにより液晶画面に表示された固有コードの読み取りを行う場合の状態説明図である。
【図１２】図１に示すフード部内での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。
【図１３】図１１に表示される二次元コードをＣＣＤ素子に撮像した状態が示す説明図であり、（ａ）は本発明を示し、（ｂ）は従来例を示す。
【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　照明ユニット
８ｂ　絞り孔（入射瞳）
８ｄ　遮蔽部
１０　二次元コード（固有コード）
１２　フード（調整部材）
１８　光源（発光手段）
３０　液晶画面
３２　被読み取り面
９０　交叉点
９５　ＣＣＤカメラ（撮像手段）
９６　光軸
Ｌ１　カメラ焦点と読取部との距離
Ｌ２　読取可能領域
Ｌ３　被写界深度

Claims (3)

1. 液晶画面に表示さ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、
   前記複数の発光手段を前記撮像手段の光軸に向けて発光させ、前記撮像手段と前記読取部との間で前記光を交叉させた場合、交叉点後に前記撮像手段の有する被写界深度の範囲内で被読み取り面がくるフードをハウジングに有したことを特徴とするコード読取装置。
2. 前記発光手段は照明ユニットに取り付けられ、該照明ユニットの中央には前記撮像手段に対して入射する前記反射光の光量を絞る絞り孔を有し、該絞り孔の周囲に前記光軸に対して傾斜して取り付けられた光源を備えたことを特徴とする請求項１に記載のコード読取装置。
3. 前記光源の周囲には、前記絞り孔に対して直接前記光を入射させない遮蔽部を有した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。

Images