JP2009176084A - 光学的情報読取装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】読み取りの際に鏡面反射が生じにくく、かつ読み取りの視野が制限されにくい構成を、装置構成を大型化することなく実現する。
【解決手段】光学的情報読取装置1は、情報コードCに対して照明光を照射する第1光源21及び第2光源60と、照明光が情報コードCにて反射した反射光を受光する受光センサ23と、を備え、受光センサ23にて受光される反射光に基づいて情報コードCの読取処理を行う構成をなしている。また、反射光を導入する読取口5を備えたケース2と、ユーザによって把持されるグリップ部3とが一体的に構成されており、第2光源60は、読取口5から離れたグリップ部3側に設けられ、かつケース2の外側から読取口5側に向けて照明光Lf2を照射する構成をなしている。
【選択図】図1

Description

本発明は、光学的情報読取装置に関するものである。
バーコードリーダ等の光学的情報読取装置では、情報コードが付された検出対象に対して照明光を照射し、その検出対象からの反射光をセンサによって受光することで情報コードの画像情報を取得する方法が広く用いられている。なお、光学的情報読取装置の例としては例えば特許文献1のようなものがある。
特開2007−509442
上記のような光学的情報読取装置は、一般的に、暗色パターンと明色パターンとで生じる拡散反射の変化を検出するように構成されているため、情報コードが付された物品表面において鏡面反射が生じると読取不良となってしまうという問題があった。このような鏡面反射は、ダイレクトマーキングされた情報コード(例えば、光沢のある金属材料にダイレクトマーキングされたQRコード等)を読み取る場合など、様々な場合で問題となっており、光学的情報読取装置の分野では、このような鏡面反射に対応しうる構成が望まれている。
上記のような鏡面反射の問題を解消しようとする技術としては、例えば特許文献1のようなものが提供されている。しかしながら、特許文献1の技術では、読取口の先端部に大掛かりな光導管を設けているため、読取口付近の大型化が避けられず、装置構成の大型化、操作性の低下が懸念される。また、光導管の先端部に複数の光源を設けてこれら光源により情報コードを照射し、さらに当該情報コードからの反射光を光導管の内部に導こうとする構成であるため、読み取りの視野を大きく確保しにくいという問題もある。
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、読み取りの際に鏡面反射が生じにくく、かつ読み取りの視野が制限されにくい構成を、装置構成を大型化することなく実現することを目的とする。
請求項1の発明は、情報コードを読み取る光学的情報読取装置であって、前記情報コードに対して照明光を照射する照明手段と、前記照明手段からの前記照明光が前記情報コードにて反射した反射光を受光する受光手段と、前記受光手段にて受光される前記反射光に基づいて前記情報コードの読取処理を行う読取手段と、少なくとも前記受光手段を収容すると共に前記反射光を導入する読取口を備えたケースと、前記ケースと一体的に構成され、ユーザによって把持されるグリップ部と、を備え、前記照明手段は、前記読取口から離れた前記グリップ部側に設けられ、かつ前記ケースの外側から前記読取口側に向けて前記照明光を照射する構成をなしていることを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載の光学的情報読取装置において、前記グリップ部を把持する使用者の手の外側をカバーするカバー部材を備え、前記照明手段は、前記カバー部材の外側を照射エリアとするように前記照明光を照射することを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項2に記載の光学的情報読取装置において、前記照明手段は、前記カバー部材に配置されていることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置において、前記ケースは、前記受光手段が収容されると共に前記読取口が形成され且つ前記グリップ部の把持領域の一方側に配される収容部を有し、前記把持領域の他方側に前記照明手段が取り付けられていることを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項4に記載の光学的情報読取装置において、前記グリップ部は、前記収容部から延出した構成をなしており、前記把持領域よりも先端側に前記照明手段が取り付けられていることを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項5に記載の光学的情報読取装置において、前記グリップ部は、前記把持領域が前記収容部の長手方向と交差する方向に延び、かつ先端部が前記把持領域から前記読取口側に折れ曲がる構成をなしており、前記照明手段は、前記先端部に取り付けられていることを特徴とする。
請求項7の発明は、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置において、前記照明手段による前記照明光の照射方向を調整するための方向調整機構を備えたことを特徴とする。
請求項8の発明は、請求項7に記載の光学的情報読取装置において、前記情報コードまでの距離を検出する距離検出手段と、前記距離検出手段による検出結果に応じて前記方向調整機構を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項9の発明は、請求項7又は請求項8に記載の光学的情報読取装置において、前記方向調整機構によって調整された前記照射方向に応じて前記照明光の出射光量を調整する光量調整手段を備えたことを特徴とする。
請求項10の発明は、請求項8又は請求項9に記載の光学的情報読取装置において、前記読取手段による前記読取処理が失敗した場合に前記照明光の照射条件を変更する条件変更手段を備え、前記読取手段は、前記条件変更手段による照射条件変更後の前記受光手段の受光結果に基づいて前記読取処理を再度実行することを特徴とする。
請求項11の発明は、請求項1から請求項10に記載の光学的情報読取装置において、前記照明手段から離れた前記読取口側において、前記照明手段とは異なる読取口側照明手段が設けられていることを特徴とする。
請求項12の発明は、請求項11に記載の光学的情報読取装置において、前記読取手段は、前記照明手段をオン又はオフとし、かつ前記読取口側照明手段をオン又はオフとした第1状態で前記読取処理を行い、前記読取処理が失敗した場合には、前記照明手段のオンオフ状態及び前記読取口照明手段のオンオフ状態のいずれか一方を切り替えた第2状態にて前記読取処理を再度行うことを特徴とする。
請求項1の発明では、照明手段が読取口から離れたグリップ部側に設けられており、かつケースの外側から読取口側に向けて照明光を照射する構成をなしている。このようにすれば、情報コードと読取口とを対向させて配置した場合に照明光の入射角度(情報コードが付された物品表面と照明光とのなす角度)が小さくなり、鏡面反射を効果的に抑えることができる。また、読取口付近を特別な構成とする必要がないため読み取りの視野が制限されにくく且つ装置構成をそれほど大型化せずに済む。
請求項2の発明では、グリップ部を把持する使用者の手の外側をカバーするカバー部材が設けられており、照明手段は、カバー部材の外側を照射エリアとするように照明光を照射する構成をなしている。このようにすれば、読取操作の際に使用者の手が照明エリア側に配置されにくくなり、使用者の手によって照明光が遮られることを防止できる。
請求項3の発明では、照明手段がカバー部材に配置されているため、照明光の入射角度を小さく抑えつつ照明手段をより情報コード側に近づけることができるようになる。また、グリップ部を把持する使用者の手が照射を阻害しない好適例となる。
請求項4の発明では、読取口を備え且つ受光手段を収容するように構成された収容部が把持領域の一方側に配されており、かつ把持領域の他方側に照明手段が取り付けられている。このように収容部と照明手段との間に把持領域を介在させ、照明手段を読取口から遠ざけた位置に配置するように構成すると、照明光の入射角度を小さくしやすく、また照明手段が把持の邪魔になりにくくなる。
請求項5の発明では、グリップ部が収容部から延出した構成をなしており、把持領域よりも先端側に照明手段が取り付けられている。このようにすれば、ユーザーが読取操作を行いやすいいわゆるガンタイプの構成を実現しつつ、把持の邪魔にならない位置に照明手段を好適に配置できる。
請求項6の発明では、グリップ部の把持領域が収容部の長手方向と交差する方向に延びており、かつ先端部が把持領域から読取口側に折れ曲がる構成をなしている。このようにすれば、ユーザーが読取操作を行いやすいいわゆるガンタイプの構成において、照明光の入射角度を小さく抑えつつ照明手段をより情報コード側に近づけることができるようになる。
請求項7の発明では、照明手段による照明光の照射方向を調整するための方向調整機構が設けられているため、必要に応じて照射方向を調整できるようになり、より適切な照射が可能となる。
請求項8の発明では、情報コードまでの距離を検出する距離検出手段と、距離検出手段による検出結果に応じて方向調整機構を制御する制御手段とが設けられているため、照明光の照射方向を、情報コードまでの距離に応じた適切な方向に設定できるようになり、ひいては読み取りを一層良好に行うことができるようになる。
請求項9の発明では、方向調整機構によって調整された照明光の照射方向に応じて照明光の出射光量を調整する光量調整手段が設けられているため、照明光の出射光量を、照射方向に応じた適切な量に調整でき、ひいては情報コードの読み取りをより一層良好に行うことができるようになる。
請求項10の発明では、読取処理が失敗した場合に照明光の照射条件を変更する条件変更手段が設けられており、この条件変更手段による照射条件変更後の受光手段の受光結果に基づいて読取処理を再度実行するように構成されている。このようにすれば、ある照射条件で読取処理が失敗した場合であっても他の照射条件で読取処理を再度実行できるため、読取不良の発生を効果的に抑えることができる。
請求項11の発明では、照明手段から離れた読取口側において、照明手段とは異なる読取口側照明手段が設けられている。このように読取口側にも光源を配置するように構成すれば、読取口側から照射したほうが望ましい場合に適切な照射を行うことができるようになる。
請求項12の発明では、照明手段をオン又はオフとし、かつ読取口側照明手段をオン又はオフとした第1状態で読取処理を行い、読取処理が失敗した場合には、照明手段のオンオフ状態及び読取口照明手段のオンオフ状態のいずれか一方を切り替えた第2状態にて読取処理を再度行うように構成されている。このようにすれば、読取処理が失敗した場合に照射条件を適切かつ迅速に変更できるようになり、読取不良に適切に対応できる好適例となる。
[第1実施形態]
以下、本発明の光学的情報読取装置を具現化した第1実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る光学的情報読取装置1を概略的に例示する説明図であり、図2は、図1の光学的情報読取装置1の電気的構成を例示するブロック図である。
まず、図1、図2を参照して全体構成の概要を説明する。
図1に示す光学的情報読取装置1は、バーコード、QRコード等からなる情報コードCを読み取るコードリーダとして構成されるものであり、グリップ部3を備えたいわゆるガンタイプとして構成されている。図2に示すように、主に、第1光源21、第2光源60、受光センサ23、フィルタ25、結像レンズ27等の光学系と、メモリ35、制御回路40、操作スイッチ42、液晶表示装置46等のマイクロコンピュータ(以下「マイコン」という)系と、電源スイッチ41、電池49等の電源系と、から構成されている。なお、これらは、図略のプリント配線板に実装されるか或いは図1に示すケース2内に内装されている。
光学系は、第1光源21、第2光源60、受光センサ23、フィルタ25、結像レンズ27等から構成されている。第1光源21は、照明光Lf1を発光可能な光源として機能するもので、例えば、赤色のLEDとこのLEDの出射側に設けられる拡散レンズ、集光レンズ等とから構成されている。本実施形態では、受光センサ23を挟んだ両側に第1光源21が設けられており、図1に示すケース2に形成された読取口5を介して読取対象物Rに向けて照明光Lf1を照射可能に構成されている。なお、第1光源21は、「読取口側照明手段」の一例に相当する。
第2光源60は、読取口5から離れた位置に配置されて照明光Lf2を発光可能に構成されており、例えば、赤色のLEDとこのLEDの出射側に設けられる拡散レンズ、集光レンズ等とから構成されている。本実施形態では、図1に示すように、グリップ部3の先端部3aに第2光源60が設けられており、ケース2の外側から読取対象物Rに向けて照明光Lf2を照射可能に構成されている。なお、読取対象物Rは、例えば、包装容器や包装用紙あるいはラベルといった表示媒体に相当するもので、その表面には情報コードCとして例えば二次元コードが印刷されている。
本実施形態では、第2光源60が「照明手段」の一例に相当しており、この第2光源60については後に詳述することとする。
受光センサ23は、図2に示すように読取対象物Rや情報コードCに照射されて反射した反射光Lrを受光可能に構成されるもので、例えば、C−MOSやCCD等の固体撮像素子である受光素子を2次元に配列したエリアセンサが、これに相当する。この受光センサ23の受光面23aは、ハウジング外から読取口を介して外観可能に位置しており、受光センサ23は、結像レンズ27を介して入射する入射光をこの受光面23aで受光可能に図略のプリント配線板に実装されている。なお、本実施形態では、受光センサ23が「受光手段」の一例に相当する。
フィルタ25は、反射光Lrの波長相当以下の光の通過を許容し、当該波長相当を超える光の通過を遮断し得る光学的なローパスフィルタで、ハウジングの読取口と結像レンズ27との間に設けられている。これにより、反射光Lrの波長相当を超える不要な光が受光センサ23に入射することを抑制している。
結像レンズ27は、外部から読取口を介して入射する入射光を集光して受光センサ23の受光面23aに像を結像可能な結像光学系として機能するもので、例えば、鏡筒とこの鏡筒内に収容される複数の集光レンズとにより構成されている。本実施形態では、第1光源21から照射された照明光Lf1或いは第2光源60から照射された照明光Lf2が情報コードCに反射して読取口5に入射する反射光Lrを集光することにより、受光センサ23の受光面23aに情報コードCのコード画像を結像可能にしている。
次に、マイコン系の構成概要を説明する。マイコン系は、増幅回路31、A/D変換回路33、メモリ35、アドレス発生回路36、同期信号発生回路38、制御回路40、操作スイッチ42、LED43、ブザー44、液晶表示装置46、通信インタフェース48等から構成されている。このマイコン系は、その名の通り、マイコン(情報処理装置)として機能し得る制御回路40およびメモリ35と中心に構成されるもので、前述した光学系によって撮像された情報コードCの画像信号をハードウェア的およびソフトウェア的に信号処理し得るものである。また制御回路40は、当該光学的情報読取装置1の全体システムに関する制御も行っている。
光学系の受光センサ23から出力される画像信号(アナログ信号)は、増幅回路31に入力されることで所定ゲインで増幅された後、A/D変換回路33に入力されると、アナログ信号からディジタル信号に変換される。そして、ディジタル化された画像信号、つまり画像データ(画像情報)は、メモリ35に入力されると、画像データ蓄積領域に蓄積される。なお、同期信号発生回路38は、受光センサ23およびアドレス発生回路36に対する同期信号を発生可能に構成されており、またアドレス発生回路36は、この同期信号発生回路38から供給される同期信号に基づいて、メモリ35に格納される画像データの格納アドレスを発生可能に構成されている。
メモリ35は、半導体メモリ装置で、例えばRAM(DRAM、SRAM等)やROM(EPROM、EEPROM等)がこれに相当する。このメモリ35のうちのRAMには、前述した画像データ蓄積領域のほかに、制御回路40が算術演算や論理演算等の各処理時に利用する作業領域や読取条件テーブルも確保可能に構成されている。またROMには、後述する読取処理、評価処理等を実行可能な所定プログラムやその他、第1光源21、第2光源60、受光センサ23、等の各ハードウェアを制御可能なシステムプログラム等が予め格納されている。
制御回路40は、光学的情報読取装置1全体を制御可能なマイコンで、CPU、システムバス、入出力インタフェース等からなるもので、メモリ35とともに情報処理装置を構成し得るもので情報処理機能を有する。この制御回路40には、内蔵された入出力インタフェースを介して種々の入出力装置(周辺装置)と接続可能に構成されており、本実施形態の場合、電源スイッチ41、操作スイッチ42、LED43、ブザー44、液晶表示装置46、通信インタフェース48等を接続されている。
これにより、例えば、電源スイッチ41や操作スイッチ42の監視や管理、またインジケータとして機能するLED43の点灯・消灯、ビープ音やアラーム音を発生可能なブザー44の鳴動のオンオフ、さらには読み取った情報コードCによるコード内容を画面表示可能な液晶表示装置46の画面制御や外部装置とのシリアル通信を可能にする通信インタフェース48の通信制御等を可能にしている。なお、通信インタフェース48に接続される外部装置には、当該光学的情報読取装置1の上位システムに相当するホストコンピュータHST等が含まれる。
電源系は、電源スイッチ41、電池49等により構成されており、制御回路40により管理される電源スイッチ41のオンオフによって、上述した各装置や各回路に、電池49から供給される駆動電圧の導通や遮断が制御されている。なお、電池49は、所定の直流電圧を発生可能な2次電池で、例えば、リチウムイオン電池等がこれに相当する。また、電池49によることなく、例えば、通信インタフェース48を介して接続されるホストコンピュータHST等の外部装置から電力供給を受ける構成を採る場合もあり、この場合には当該電池49は不要となる。
また、本実施形態では、マーカ光照射部50が設けられている。このマーカ光照射部50は、マーカ光としてのレーザ光を出射するレーザダイオードと、レーザダイオードからのレーザ光を集光するレンズと、レーザダイオードを駆動する駆動回路と、を備えた構成をなしている。駆動回路は、制御回路40に接続されて当該制御回路40からの信号に応じてレーザダイオードを駆動する。なお、制御回路40からの指令を受けてレーザダイオードを駆動する駆動回路は公知のレーザダイオード駆動回路を用いることができる。レンズは、レーザダイオードから出射されたマーカ光(レーザ光)を集光し、物品Rの表面において読取位置の目印となるパターンを表示させるように機能する。
次に、光学的情報読取装置1の特徴的構成について詳述する。
図3は、情報コード読取処理の流れを例示するフローチャートである。図4は、図3の情報コード読取処理におけるS8の処理の流れを例示するフローチャートである。図5は、方向検出の概念を説明する説明図である。図6は、方向調整機構による方向調整を説明する説明図である。図7は、情報コードから受光センサまでの距離、第2光源の角度、第2光源の強さの関係を説明する説明図である。図8は、ダイレクトマーキングされた情報コードに第2光源からの照明光が入射する様子を説明する説明図であり、(a)は、コード側方側から見た様子、(b)はコード上方側から見た様子を示すものである。図9(a)は、第2光源を用いたときに得られる画像データの一部を例示するものであり、(b)は、黒色セル中心の特定方法を例示する説明図である。
本実施形態に係る光学的情報読取装置1は、上述のように読取口5を備えたケース2と、ユーザによって把持されるグリップ部3とが一体的に構成されている。ケース2は、少なくとも受光センサ23を収容する収容部10を備えており、この収容部10の長手方向一端部に反射光Lrを導入する読取口5が形成されている。グリップ部3は、収容部10から延出した構成をなしており、図1の例では収容部の長手方向と、グリップ部の延出方向(長手方向)とがほぼ直交する構成をなしている。なお、収容部10とグリップ部3とが着脱不能に一体化されていてもよく、収容部10とグリップ部3とを着脱可能に構成し、収容部10に対してグリップ部3を装着したときに収容部10とグリップ部3とが一体化されるようにしてもよい。
グリップ部3は、把持領域(ユーザによって把持される部分)ARが収容部10の長手方向と交差する方向に延び、かつ先端部3aが把持領域ARから読取口5側に折れ曲がる構成をなしている。また、光学的情報読取装置1には、グリップ部3に沿うようにカバー部材62が設けられている。カバー部材62は、グリップ部3を把持する使用者の手の外側をカバーする構成をなしており、使用者はグリップ部3とカバー部材62との間に形成される隙間に指先を挿入してグリップ部3を握るように把持することとなる。なお、グリップ部3とカバー部材62との間には操作スイッチ42が設けられており、グリップ部3を把持する使用者が操作しやすくなっている。
このように構成される光学的情報読取装置1において上述の第2光源60は、読取口5から離れたグリップ部3側に設けられており、ケース2の外側から読取口5側に向けて照明光Lf2を照射する構成をなしている。グリップ部3の把持領域ARの一方側(基端側)に収容部10が配されており、把持領域ARの他方側(把持領域ARよりも先端側)に第2光源60が取り付けられている。より具体的には、グリップ部3において折れ曲がり状に形成された先端部3aのさらに先端側に第2光源60が取り付けられており、カバー部材62の外側を照射エリアとするように照明光Lf2を照射する構成をなしている。
上述したように本実施形態に係る光学的情報読取装置1では、第2光源60(照明手段)から離れた読取口5側において、第2光源60とは異なる第1光源21(読取口側照明手段)が設けられており、第2光源60から出射される照明光Lf2の照射方向が、この第1光源21から出射される照明光Lf1の照射方向とは異なるように構成されている。即ち、読取口5と対向して配置される物品Rが各照明光Lf1、Lf2をそれぞれ異なる方向から受けるようになっている。
次に、情報コードの読み取りの流れについて説明する。
図3は、光学的情報読取装置1における情報コード読取処理の流れを例示するフローチャートである。図3に示す情報コード読取処理は、例えばユーザによる所定操作(ユーザによるトリガスイッチ42の押圧等)によって開始されるものであり、当該処理の開始に伴い、まずモードの判断処理が行われる(S1)。本実施形態では、第1光源21のみを点灯するモードを第1モードとし、第2光源60のみを点灯するモードを第2モードとしている。また、第1光源21及び第2光源60の両方を点灯するモードを第3モードとしている。S1では、現在のモードが第1モードか否かを判断しており、第1モードとして設定されていればS1にてYesに進む。一方、現在が第2モード或いは第3モードである場合にはS1にてNoに進む。
本実施形態に係る光学的情報読取装置1は、デフォルト状態で第1モードに設定されるようになっており、例えば電源OFFや所定のリセット操作がなされたときにデフォルト状態に戻るように構成することができる。なお、現在のモードがどのモードであるかを示す設定情報は、例えばメモリ35に記憶されるようになっており、S1の処理ではこの設定情報を参照して現在のモードを判断している。
現在の設定モードが第1モードである場合にはS1にてYesに進み、S2にて第1光源21のみを点灯する。そして、第1光源21のみを点灯し第2光源60を消灯した状態で読取処理を行う(S3)。S3の読取処理はバーコードリーダ等で用いられる公知の読取処理であり、例えば以下のようにして行われる。
まず、制御回路40が同期信号を基準に第1光源21に発光信号を出力し、当該発光信号を受けた第1光源21は、LEDを発光させて照明光Lf1を照射する。すると、情報コードCに照射された照明光Lf1が反射しその反射光Lrが読取口5およびフィルタ25を介して結像レンズ27に入射するため、受光センサ23の受光面23aには、結像レンズ27により情報コードCの像、つまりコード画像が結像される。これにより、受光面23aを構成する各受光素子が露光され、各受光素子から受光量に応じた信号がそれぞれ出力される。各受光素子から出力される信号は、情報コードCの画像データを構成するものであり、この画像データを2値化した後、所定のデコード処理を施すことによって、情報コードCとして符号化された文字データ等が解読されることとなる。なお、解読された内容は液晶表示器46に表示したり、通信インターフェース48を介してホストコンピュータHSTに出力したりすることができる。なお、本実施形態では、制御回路40が「読取手段」の一例に相当し、受光センサ23にて受光される反射光に基づいて情報コードCの読取処理を行う機能を有している。
S3の読取処理の後には、当該読取処理においてデコードが失敗したか否かを判断する処理が行われる(S4)。S3の読取処理においてデコードが失敗した場合にはS4にてYesに進み、モードを第2モード(第2光源60のみを点灯するモード)に設定する(S5)。S5の処理ではメモリ35に記憶される設定情報を、現在のモードが第2モードであることを示す情報として書き換える。なお、S4にてデコードが失敗でないと判断される場合(即ち、S3の読取処理においてデコードが成功した場合)にはS4にてNoに進み、当該情報コード読取処理を終了する。この場合、第1モードのまま情報コード読取処理が終了するため、メモリ35に記憶される設定情報は第1モードに維持されたままとなり、次回の情報コード読取処理を行う場合、何らかのモード変更処理がなされていない限り第1モードに設定された状態で処理が開始される。
S5の処理の終了後、若しくは、S1にてNoに進む場合には、現在のモードが第2モードであるか否かを判断する処理を行う(S6)。S6では、メモリ35に記憶される設定情報を参照し、現在のモードが第2モードである場合にはYesに進み、第2光源60のみを点灯する処理を行う(S7)。一方、現在のモードが第2モードではない場合にはS6にてNoに進む。
S6において現在のミードが第2モードと判断された場合には第2光源60を点灯し(S7)かつ第1光源21を消灯した状態で読取処理を行う(S8)。上述したように、本実施形態に係る光学的情報読取装置1では、照射条件を3つの照射条件(即ち、第1モード、第2モード、第3モード)に変更できるようになっており、第1モードにおいて読取処理が失敗した場合には照明光の照射条件を変更(即ち、第1モードから第2モードに変更)し、その照射条件変更後の受光センサ23の受光結果に基づいて読取処理を再度実行するように構成されている。即ち、第1モードでは、第2光源60をオフとし、かつ第1光源21をオンとした第1状態で読取処理(S3)を行い、その第1状態で読取処理が失敗した場合には、第1光源21のオンオフ状態及び第2光源60のオンオフ状態を切り替えた第2状態にて読取処理(s8)を再度行うように構成されている。なお、制御回路40は「条件変更手段」の一例に相当する。
S8の読取処理は、例えば図4のような流れで行われる。まず、S51にて距離検出処理を行う。この距離検出処理は、光学的情報読取装置1から情報コードCが付された物品Rまでの距離を検出する処理である。距離検出処理の具体例としては様々な方法が考えられるが、光学的情報読取装置1の所定の基準位置から情報コードCが付された物品Rまでの距離を把握できる構成であればよい。なお、本実施形態では受光センサ23の位置を基準位置としており、例えば、赤外線測距センサや超音波測距センサなどの公知の測距センサ(距離センサ)を用いて当該基準位置から物品Rまでの距離を測定するようにしてもよい。また、読取口5からレーザ光等からなるマーカ光を照射する構成とし、受光センサ23によって受光される反射マーカ光量に基づいて距離検出を行うこともできる。即ち、受光センサ23が受光する反射マーカ光量は、情報コードCが付された物品Rまでの距離が大きくなるほど低下する傾向があることが知られているため、反射マーカ光量と距離値とを対応付けるテーブルや、反射マーカ光量から距離値を求める演算式などを設けておき、反射マーカ光量が得られたときに当該テーブルや演算式を用いて距離値を得るようにしてもよい。
その後、方向検出処理を行う(S52)。この方向検出処理は、第2光源60から照明光Lf2を照射すべき方向を検出する処理であり、例えば図5のような考えで照射方向が決定される。本実施形態では、Y軸方向における第2光源60と物品R(情報コードCが付された物品)との距離Yと、及びX軸方向における第2光源60と物品Rとの距離Xとを求め、これら距離X、Yに基づいて照射方向を示す角度θを決定している。なお、本実施形態では、受光センサ23の受光面と直交する方向(レンズ25の光軸方向)と平行な方向をY軸方向とし、グリップ部3の長手方向と平行な方向をX軸方向としている。
Y軸方向における物品Rと第2光源60との距離Yは、Y軸方向における受光センサ23と物品Rとの距離Y1と、Y軸方向における受光センサ23と第2光源60との距離Y2によって定まるものである。このうち距離Y1は、S51の距離検出処理により検出されるようになっている。また、第2光源60の位置及び受光センサ23の位置は装置内においてそれぞれ定位置とされているため、Y軸方向における受光センサ23と第2光源60との距離Y2は固定値として予め定められることとなる。また、上述のように第2光源60の位置及び受光センサ23の位置は装置内においてそれぞれ定位置とされているため、X軸方向における受光センサ23と第2光源60との距離Xも固定値として予め定められることとなる。このようなX、Yに基づいて第2光源60からの照射光の目標角度θを以下の式により求める。
Figure 2009176084
なお、本実施形態では、制御回路40が「距離検出手段」の一例に相当し、光学的情報読取装置1から情報コードCまでの距離(具体的には、受光センサ23から情報コードCが付された物品までの距離)を検出するように機能する。
その後、方向調整処理を行う(S53)。図6(a)(b)に示すように、本実施形態に係る光学的情報読取装置1では、第2光源60において方向調整機構70が設けられており、S53の方向調整処理では、この方向調整機構70を制御することで、第2光源60からの照射光Lf2の方向とX軸方向とのなす角度が上記θとなるように調整している。方向調整機構70は、LED及びレンズからなる投光部61から照射された照明光Lf2を反射するポリゴンミラー71と、このポリゴンミラー71を回転駆動するモータ72と、モータ72を駆動する図示しないモータ駆動回路とを備えており、制御回路40からの指令に応じてモータ駆動回路によってモータ72が駆動され、ポリゴンミラー71の回転位置が制御されるようになっている。なお、マイコン等によってモータを制御することでポリゴンミラーの回転位置を制御する技術は周知技術であるので詳細は省略する。
なお、本実施形態では、制御回路40が「制御手段」の一例に相当し、S51での距離検出結果に応じて方向調整機構70を制御するように機能する。
その後、光量調整処理を行う(S54)。この光量調整処理は第2光源60から物品Rまでの距離に応じて第2光源60から出射される照明光Lf2の光量を調整する処理である。本実施形態では、情報コードCから受光センサ23までの距離が大きくなるほど照明光の光量が大きくなるように光量を調整している。具体的には図7に示すように距離Y1と対応して角度θが定まるため、この角度θに応じて光量を決定している。例えば、角度θの値に応じて第2光源60に与える指令値を決定するテーブルなどを設けてもよく、角度θに応じて第2光源60に与える指令値を決定する演算式(例えば、角度θに比例するように指令値を定める比例演算式など)を用いるようにしてもよい。
なお、本実施形態では、制御回路40が「光量調整手段」の一例に相当し、方向調整機構70によって調整された照射方向に応じて照明光の出射光量を調整するように機能する。
S54の光量調整処理の後、画像データ取得処理が行われる(S55)。画像データ取得処理は、S53、S54において方向、光量が調整された状態で、情報コードCからの反射光を受光し、情報コードCの画像データを生成・記憶する処理である。そして、その画像データについてデコード処理を行う(S56)。
第2モードのように第2光源60のみを用いて読取処理を行う場合、図1のように斜め後方側から照明光Lf2を照射するため、図8(a)(b)のように形成される穴(符号H参照)内において照明光が届きにくい領域が生じる。従って、ダイレクトマーキングされた情報コードCから反射光を受光して画像データを生成したときに、本来黒色セルとして判別されるべき部分が図9(a)のような三日月形の黒色領域と認識されやすい。そこで、第2光源60のみを用いて読取処理を行う場合、画像データの取得後において以下のようにして各黒色セル位置を特定し、所定の画像処理を施すようにしてもよい。
例えば、得られた画像データにおいて、図9(b)に例示されるよう黒色セルと思われる領域(黒色セル推定領域)にそれぞれ着目し、外形幅が最大のなる位置を検出する。外形幅が最大となる位置の検出は様々な方法が考えられるが、例えば着目される黒色セル推定領域に対して多方向に走査を行うことで外形幅が最大となる位置を検出してもよい。或いは、画像データにおいて三日月形状の向きは特定しやすいため、着目される黒色セル推定領域に対して所定方向の幅値を求めるようにしてもよい。即ち、光学的情報読取装置1では、読取口5と対向する情報コードCに対し第2光源60の照射側が定まっているため、図8(a)(b)のように第2光源60寄りの部分が照明光が届きにくい領域となり、この部分が三日月形の黒色領域として検出されることとなる。従って画像データにおいて黒色セル推定領域の三日月型の向きはほぼ特定できるため、図9(b)のようにある一方向(方向F)に関して外形幅が最大となる位置を求めるようにしてもよい。
図9(b)に示すように外形幅が最大となる位置P1、P2が得られた場合、その位置P1、P2の中心位置P3を、着目したセルの中心とし、三日月形の黒色セル推定領域を位置P1,P2の距離に対応したサイズの所定の黒色セル形状に変換するように画像処理を行えば、黒色セル推定領域をデコード容易な黒色セル形状に明確化できる。
なお、このような特定方法(三日月形の黒色領域を黒色セルとして特定する方法)を用いなくてもよい。例えば、S55の画像データ取得処理(図4)にて得られた画像データに対して膨張処理等の画像処理を施した上でデコード処理を行うようにしてもよい。
図3に戻り、S8の読取処理の終了後には、当該読取処理においてデコードが失敗したか否かを判断し(S9)、成功した場合にはS9においてNoに進み、当該情報コード読取処理を終了する。S8においてデコードが失敗した場合にはS9にてYesに進み、モードを第3モードに設定する(S10)。S10では、上述の設定情報を第3モードを示す情報に書き換えることとなる。
S10の処理が終了した場合、又はS6にてNoに進む場合、S11において第1光源21及び第2光源60を共に点灯する。そして、S12においてS8と同様の読取処理を行う。この読取処理は基本的に図4と同様の流れで行われるが、第1光源21及び第2光源60を共に点灯して行う点がS8と異なっている。そして、S12の読取処理においてデコードが失敗したか否かを判断し、成功した場合にはS13にてNoに進み当該処理を終了する。S12においてデコードが失敗した場合にはS13にてYesに進み、液晶表示器46などにエラー表示を行う(S14)。その後、第3モードから第1モードに設定し直し(S15)、当該処理を終了する。
本実施形態の光学的情報読取装置1では、第2光源60(照明手段)が読取口5から離れたグリップ部3側に設けられており、かつケース2の外側から読取口5側に向けて照明光Lf2を照射する構成をなしている。このようにすれば、情報コードCと読取口5とを対向させて配置した場合に照明光Lf2の入射角度(情報コードCが付された物品Rの表面と照明光Lf2とのなす角度)が小さくなり、第2光源60自体物品Rに写らなくなるため、鏡面反射を効果的に抑えることができる。また、読取口5付近を特別な構成とする必要がないため読み取りの視野が制限されにくく且つ装置構成をそれほど大型化せずに済む。
また、グリップ部3を把持する使用者の手の外側をカバーするカバー部材62が設けられており、第2光源60(照明手段)は、カバー部材62の外側を照射エリアとするように照明光Lf2を照射する構成をなしている。このようにすれば、読取操作の際に使用者の手が照明エリア側に配置されにくくなり、使用者の手によって照明光が遮られることを防止できる。
また、読取口5を備え且つ受光センサ23(受光手段)を収容するように構成された収容部10が把持領域ARの一方側に配されており、かつ把持領域ARの他方側に第2光源60(照明手段)が取り付けられている。このように収容部10と第2光源60との間に把持領域ARを介在させ、第2光源60を読取口5から遠ざけた位置に配置するように構成すると、照明光Lf2の入射角度を小さくしやすく、また第2光源60が把持の邪魔になりにくくなる。
また、グリップ部3が収容部10から延出した構成をなしており、把持領域ARよりも先端側に第2光源60(照明手段)が取り付けられている。このようにすれば、ユーザーが読取操作を行いやすいいわゆるガンタイプの構成を実現しつつ、把持の邪魔にならない位置に第2光源60を好適に配置できる。
また、グリップ部3の把持領域ARが収容部10の長手方向と交差する方向に延びており、かつ先端部3aが把持領域ARから読取口5側に折れ曲がる構成をなしている。このようにすれば、ユーザーが読取操作を行いやすいいわゆるガンタイプの構成において、照明光Lf2の入射角度を小さく抑えつつ第2光源60をより情報コードC側に近づけることができるようになる。
また、第2光源60(照明手段)による照明光Lf2の照射方向を調整するための方向調整機構70が設けられているため、必要に応じて照明光Lf2の照射方向を調整できるようになり、より適切な照射が可能となる。
また、光学的情報読取装置1における所定の基準位置(本実施形態では受光センサ23の位置)から情報コードCまでの距離を検出する「距離検出手段」と、「距離検出手段」による検出結果に応じて方向調整機構70を制御する「制御手段」とが設けられているため、照明光Lf2の照射方向を、情報コードCまでの距離に応じた適切な方向に設定できるようになり、ひいては読み取りを一層良好に行うことができるようになる。
さらに、方向調整機構70によって調整された照明光Lf2の照射方向に応じて照明光Lf2の出射光量を調整する「光量調整手段」が設けられているため、照明光Lf2の出射光量を、照射方向に応じた適切な量に調整でき、ひいては情報コードCの読み取りをより一層良好に行うことができるようになる。
また、読取処理が失敗した場合に照明光の照射条件を変更する「条件変更手段」が設けられており、この「条件変更手段」による照射条件変更後の受光センサ23(受光手段)の受光結果に基づいて読取処理を再度実行するように構成されている。このようにすれば、ある照射条件で読取処理が失敗した場合であっても他の照射条件で読取処理を再度実行できるため、読取不良の発生を効果的に抑えることができる。
また、第2光源60(照明手段)から離れた読取口5側において、第2光源60とは異なる第1光源21(読取口側照明手段)が設けられている。このように読取口5側にも光源を配置するように構成すれば、読取口5側から照射したほうが望ましい場合に適切な照射を行うことができるようになる。
また、第2光源60(照明手段)をオン又はオフとし、かつ第1光源21(読取口側照明手段)をオン又はオフとした第1状態で読取処理を行い、読取処理が失敗した場合には、第2光源60のオンオフ状態及び第1光源21のオンオフ状態のいずれか一方を切り替えた第2状態にて読取処理を再度行うように構成されている。このようにすれば、読取処理が失敗した場合に照射条件を適切かつ迅速に変更できるようになり、読取不良に適切に対応できる好適例となる。
[第2実施形態]
次に第2実施形態について説明する。図10は、第2実施形態に係る光学的情報読取装置200を概略的に例示する説明図である。なお、図10の構成は、第2光源60をカバー部材62側に設けた点、及び第2光源60を複数設けた点が第1実施形態と異なっており、他の構成は第1実施形態と同様である。即ち、収容部10、グリップ部3等は第1実施形態と同様の構成をなしているため詳細は省略し、異なる部分について重点的に説明することとする。
図10の光学的情報読取装置200でも、受光センサ23を収容するケース2を備えると共に、このケース2と一体的にグリップ部3が設けられている。そして、本実施形態でも第2光源60(照明手段)が読取口5から離れたグリップ部3側に設けられ、かつケース2の外側から読取口5側に向けて照明光を照射する構成をなしている。なお、光学的情報読取装置200の電気的構成は図2と同様の構成であり、情報コード読取処理の流れも、図3、図4と同様である。また、本実施形態でも第1実施形態と同様に、受光センサ23が「受光手段」に相当し、制御回路40は、「読取手段」「距離検出手段」「制御手段」「光量調整手段」「条件変更手段」の一例に相当する。
図10に示す光学的情報読取装置200は、カバー部材62において第1実施形態と同様の第2光源60が配置されており、カバー部材62から情報コードCに向けて照明光を照射する構成をなしている。各第2光源60の構成は、図6と同様の構成とすることができ、第1実施形態と同様に、各第2光源60において照明光の照射方向を調整できるようにしてもよい。この場合、S51(図4)での距離検出結果に基づいて各第2光源60による照射方向を第1実施形態と同様の方法で決定し、第1実施形態と同様の方法でそれぞれ調整すればよい(S52:図4)。
また、第2光源60を第1実施形態と同様の構成とせずに、方向変更不能な構成としてもよい。例えば、各第2光源60の位置に第1実施形態の投光部61(図6)と同様の投光部をそれぞれ配置し、斜め前方を照射するように構成してもよい。
また、図10の例では、第2光源60を複数設けたが、第2光源60をカバー部材62に一つのみ設けるようにしてもよい。或いは、方向調整不能な投光部61をカバー部材62に一つのみ設けるようにしてもよい。
本実施形態では第2光源60(照明手段)がカバー部材62に配置されているため、照明光の入射角度を小さく抑えつつ第2光源60をより情報コードC側に近づけることができるようになる。また、グリップ部3を把持する使用者の手が照射を阻害しない好適例となる。
[他の実施形態]
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
上記実施形態ではグリップ部の一例として図1等に示すグリップ部3を例示したが、これとは異なる形状のグリップ部であってもよい。なお、図11は、グリップ部3の形状、第2光源60の数のみが第1実施形態と異なっている。図11では、第1実施形態よりも先端部の突出量を大きくし、把持領域ARから折れ曲がる突出部3bにおいて複数(図11の例では3つ)の第2光源60を設けるようにしている。なお、その他の構成、制御(図2に示す電気的構成や第2光源60の構成、或いは図3、図4に示す情報コード読取処理等)は第1実施形態と同様である。
また、グリップ部3の先端側の部分を、読取口5側に向けて折り返す形状としてもよい。例えば図12では、グリップ部3の把持領域ARから折れ曲がる折れ曲がり部3cが設けられており、この折れ曲がり部3cは把持領域ARから略直角状に折れ曲がる第1折れ曲がり部3dと、この第1折れ曲がり部3dから更に折れ曲がる第2折れ曲がり部3eとによって構成されており、第2折れ曲がり部3eは先端側が読取口5に近づくように延びており、グリップ部3が全体としてU字状に構成されている。そして、折れ曲がり部3cにおける読取口5側への延出部(即ち第2折れ曲がり部3e)に複数の第2光源60が設けられている。なお、図12も、グリップ部3の形状、第2光源60の数のみが第1実施形態と異なっており、その他の構成、制御等は第1実施形態と同様である。
また、図13のようにグリップ部3を環状に構成してもよい。図13グリップ部3の一端部が収容部10に連結されており、グリップ部3の他端部も一端部とは異なる位置において収容部10と連結されている。グリップ部3の一端部側において把持領域ARが設けられており、グリップ部3の他端部側において把持領域ARに沿うように光源配置領域3fが設けられている。そして、把持領域ARと光源配置領域3fとが連結部3gによって連結されている。
上記実施形態では、方向調整機構70によって調整された照射方向に応じて照明光の出射光量を調整する構成を例示したが、このような光量調整を行わないような構成であってもよい。
また、上記実施形態では、条件変更手段による照射条件変更の一例として、第2光源60をオフとしかつ第1光源21をオンとした第1状態で読取処理を行い、読取処理が失敗した場合には、第2光源60のオンオフ状態及び第1光源21のオンオフ状態を共に切り替えた第2状態にて読取処理を再度行う例を示したが、他の方法で照射条件を変更してもよい。例えば、上記とは逆に、第2光源60をオンとしかつ第1光源21をオフとした状態で読取処理を行い、読取処理が失敗した場合には、第2光源60のオンオフ状態及び第1光源21のオンオフ状態を共に切り替えた状態にて読取処理を再度行うようにしてもよい。或いは、第1光源21の照射光量をある第1光量状態に設定し、第2光源60の照射光量をある第2光量状態に設定した状態で読取処理を行い、読取処理が失敗した場合には第1光源21の照射光量を第1光量状態とは異なる状態に変更し、第2光源60の照射光量を第2光量状態とは異なる状態に変更して再度読取処理を行うようにしてもよい。
図1は、本発明の第1実施形態に係る光学的情報読取装置1を概略的に例示する説明図である。 図2は、図1の光学的情報読取装置1の電気的構成を例示するブロック図である。 図3は、情報コード読取処理の流れを例示するフローチャートである。 図4は、図3の情報コード読取処理におけるS8の処理の流れを例示するフローチャートである。 図5は、方向検出の概念を説明する説明図である。 図6は、方向調整機構による方向調整を説明する説明図である。 図7は、情報コードから受光センサまでの距離、第2光源の角度、第2光源の強さの関係を説明する説明図である。 図8は、ダイレクトマーキングされた情報コードに第2光源からの照明光が入射する様子を説明する説明図であり、(a)は、コード側方側から見た様子、(b)はコード上方側から見た様子を示すものである。 図9(a)は、第2光源を用いたときに得られる画像データの一部を例示するものであり、(b)は、黒色セル中心の特定方法を例示する説明図である。 図10は、本発明の第2実施形態に係る光学的情報読取装置200を概略的に例示する説明図である。 図11は、光学的情報読取装置の変形例1を示す説明図である。 図12は、光学的情報読取装置の変形例2を示す説明図である。 図13は、光学的情報読取装置の変形例3を示す説明図である。
符号の説明
1,200…光学的情報読取装置
2…ケース
3…グリップ部
3a…先端部
5…読取口
10…収容部
21…第1光源(読取口側照明手段)
23…受光センサ(受光手段)
40…制御回路(読取手段、距離検出手段、制御手段、光量調整手段、条件変更手段)
60…第2光源(照明手段)
62…カバー部材
70…方向調整機構
AR…把持領域
C…情報コード

Claims (12)

  1. 情報コードを読み取る光学的情報読取装置であって、
    前記情報コードに対して照明光を照射する照明手段と、
    前記照明手段からの前記照明光が前記情報コードにて反射した反射光を受光する受光手段と、
    前記受光手段にて受光される前記反射光に基づいて前記情報コードの読取処理を行う読取手段と、
    少なくとも前記受光手段を収容すると共に前記反射光を導入する読取口を備えたケースと、
    前記ケースと一体的に構成され、ユーザによって把持されるグリップ部と、
    を備え、
    前記照明手段は、前記読取口から離れた前記グリップ部側に設けられ、かつ前記ケースの外側から前記読取口側に向けて前記照明光を照射する構成をなしていることを特徴とする光学的情報読取装置。
  2. 前記グリップ部を把持する使用者の手の外側をカバーするカバー部材を備え、
    前記照明手段は、前記カバー部材の外側を照射エリアとするように前記照明光を照射することを特徴とする請求項1に記載の光学的情報読取装置。
  3. 前記照明手段は、前記カバー部材に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の光学的情報読取装置。
  4. 前記ケースは、前記受光手段が収容されると共に前記読取口が形成され且つ前記グリップ部の把持領域の一方側に配される収容部を有し、
    前記把持領域の他方側に前記照明手段が取り付けられていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置。
  5. 前記グリップ部は、前記収容部から延出した構成をなしており、
    前記把持領域よりも先端側に前記照明手段が取り付けられていることを特徴とする請求項4に記載の光学的情報読取装置。
  6. 前記グリップ部は、前記把持領域が前記収容部の長手方向と交差する方向に延び、かつ先端部が前記把持領域から前記読取口側に折れ曲がる構成をなしており、
    前記照明手段は、前記先端部に取り付けられていることを特徴とする請求項5に記載の光学的情報読取装置。
  7. 前記照明手段による前記照明光の照射方向を調整するための方向調整機構を備えたことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置。
  8. 前記情報コードまでの距離を検出する距離検出手段と、
    前記距離検出手段による検出結果に応じて前記方向調整機構を制御する制御手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項7に記載の光学的情報読取装置。
  9. 前記方向調整機構によって調整された前記照射方向に応じて前記照明光の出射光量を調整する光量調整手段を備えたことを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の光学的情報読取装置。
  10. 前記読取手段による前記読取処理が失敗した場合に前記照明光の照射条件を変更する条件変更手段を備え、
    前記読取手段は、前記条件変更手段による照射条件変更後の前記受光手段の受光結果に基づいて前記読取処理を再度実行することを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の光学的情報読取装置。
  11. 前記照明手段から離れた前記読取口側において、前記照明手段とは異なる読取口側照明手段が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項10に記載の光学的情報読取装置。
  12. 前記読取手段は、
    前記照明手段をオン又はオフとし、かつ前記読取口側照明手段をオン又はオフとした第1状態で前記読取処理を行い、
    前記読取処理が失敗した場合には、前記照明手段のオンオフ状態及び前記読取口照明手段のオンオフ状態のいずれか一方を切り替えた第2状態にて前記読取処理を再度行うことを特徴とする請求項11に記載の光学的情報読取装置。
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