JP2009520249A5 - - Google Patents

Description

シンボルを読み取るための位置決め方法およびシンボル取り込み装置

この発明は、バーコード走査装置等のシンボル取り込み装置（symbol capture devices）に関し、より詳しくはシンボル取り込み装置（画像取り込み装置）によってシンボルを読み取る際に、焦点距離とその焦点距離での視野を確認するための位置決め方法およびシンボル取り込み装置に関する。

シンボル取り込み装置は、バーコードとして知られるような特徴を識別するデータを有するシンボルを読み取るために使用される。一般的にシンボル取り込み装置は、焦点距離と視野の位置決めを含む適切な位置決めを行うためのガイド光を有している。すなわち、シンボル取り込み装置は、最適な位置に距離を置いてシンボル（記号）が配置されるように位置決めする必要がある。最適な位置を決定するための従来の方法としては、レーザ光源又は発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用する方法がある。その装置を正確に位置決めすることは重要である。なぜなら、それがＣＣＤカメラなどとして作動するので、その位置が正しくないと、画像の明瞭さ及び読み取りの効果が低減してしまうからである。

図１は、シンボル取り込み装置によって読み取られるシンボルを有する面を位置決めするために使用される、面上への従来の３種類のＬＥＤ投影図形２，４，６を示している。この従来のＬＥＤ投影図形の難点は、その投影図形が明瞭な視野を示さず、しかも読み取り面が位置すべき焦点面が示されないことである。

図２はレーザを使用する他の従来例である。そのレーザは、シンボル取り込み装置とシンボルを有する面との間の距離に関係なく、ユーザに同様な可視表示８を与える。それは視野を明瞭に示すが、コストは比較的高い。その上、焦点距離を確認するのが難しい。

そのため、ユーザがシンボル取り込み装置（画像取り込み装置）の適切な焦点距離とその焦点距離での視野を同様に容易に決定できる装置が望まれる。その解決は最小限の費用でなされるべきである。
この発明は、シンボルを読み取るための焦点距離及び視野を確定するのが容易な位置決め方法およびシンボル取り込み装置を提供することを目的とする。

この発明による位置決め方法は、特徴を識別するデータを有するシンボルを読み取るための位置決め方法であって、上記の目的を達成するため、シンボル取り込み装置の複数の光源と複数のレンズとを有する光源部の前に、シンボルを有する面を配置する。
そして、上記光源部の複数の光源と複数のレンズとによって、上記シンボルを有する面上に、該シンボルを有する面がシンボルを読み取るのに最適な焦点面の位置に配置されたときとその焦点面にないときとで可視的に変化する所定の特徴を有する第１の画像と、上記シンボルを有する面が上記焦点面の位置に配置されたときにシンボル取り込み装置の視野を規定する第２の画像とを形成し、上記第１の画像が、上記シンボルを有する面が上記焦点面の位置に配置されたときの規定の形状になるように、上記シンボルを有する面と上記光源部との間の距離を調整することを特徴とする。
この位置決め方法によれば、焦点距離と光学的な視野は上記第１の画像の特徴と第２の画像の位置とから見分けられる。

この発明によるシンボル取り込み装置は、特徴を識別するデータを有するシンボルを読み取るためのシンボル取り込み装置であって、上記の目的を達成するため、所定の間隙を置いて配置された複数の光源と、その光源より多い複数のレンズとを有し、シンボル取り込み装置の一部をなす光源部を備えている。
そして、上記光源部の複数の光源と複数の各レンズとが、上記シンボルを有する面上に複数の画像を作り、そのシンボルを有する面が上記シンボルを読み取るのに最適な焦点面の位置になったときに、上記複数の画像のうちの一部の画像が規定形状に変化し、それ以外の画像によってシンボル取り込み装置の視野が示されるように配置されていることを特徴とする。
その複数の画像は焦点面及び視野を容易に確認するのに十分な情報を伝える。

この発明の上記特徴を詳細に理解できるように、簡単に要約して上述したこの発明を添付図面に示される実施例を参照してより具体的に説明する。
しかし、添付図面は、この発明の典型的な実施例を示すだけであり、その範囲の限定とみなすべきではなく、この発明は他の同等に有効な実施例があり得ることに留意されたい。

この発明は、バーコード走査装置等のシンボル取り込み装置において、最適な焦点距離（例えば約１００ｍｍ）とバランスのとれた視野を決定あるいは調節するためにの位置決め方法と、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）及びそれに関連するレンズを使用する光源部を設けたシンボル取り込み装置ことに関する。図３から図５を参照してこの発明の好ましい実施例を説明する。

図３は、この発明の実施例による焦点距離と視野を含む最適な位置決め状態を示している。最上面に設置された２個の光源として発光ダイオードであるＬＥＤ１２、ＬＥＤ１２’を有するシンボル取り込み装置の一部をなす光源部１０が設けられている。ＬＥＤ１２とＬＥＤ１２’は、それらの間に所定の間隔を有している。ＬＥＤ１２が発生した光は、いずれかの適切な面で画像を形成するためにレンズ１４及びレンズ１５を通して放射される。同様に、ＬＥＤ１２’が発生した光は、同様の画像を形成するためにレンズ１６及びレンズ１７を通して放射される。

仮想線による中心軸線１８は基準線として使用される。実質的には、中心軸線１８に直交して仮想の第１面２０がある。適切な面がそこにあった場合、そこに光像が現れるであろうという点でそれは仮想である。同様に、第２面２２、第３面２４、及び第４面２６が存在するものと仮定して、そこに光像を形成してもよい。その光像は、図４に示すようにそれらの各面上に形成されるが、その各画像構成は図４に説明のために示すような完全な正方形でなくてもよい。

図４に示すように、第１面２０、第２面２２、第３面２４及び第４面２６の間での相違の１つは、中心部の対の第１の画像３０と３０’の間に存在する距離が異なることである。その距離は、第１面２０、第２面２２、第３面２４、及び第４面２６に関してそれぞれｄ_１，ｄ_２，ｄ_３及びｄ_４である。図示のように、第１の画像３０と３０’の中心点は一致しており、ｄ_１の値はｄ_２の値より大きく、ｄ_２の値はｄ_３の値より大きく、ｄ_４は０である（ｄ _１ ＞ｄ _２ ＞ｄ _３ 、及びｄ_４＝０）。最適の焦点距離は、第４面２６のように第１の画像３０と３０’が一致する（ｄ_４＝０）ように調節されたときに達成される。

一方、第２の画像２８及び２８’によって、ユーザはその装置の最適な焦点面（第４面２６）における正確な視野が分かり、走査される画像（シンボル）を有する面を、第２の画像２８及び２８’によって規定される視野と焦点面（第４面２６）内にその画像があるように、適切に位置決めできる。すなわち、この発明は、例えば２個のＬＥＤと４個のレンズのセットによって視野と適切な焦点距離の両方を決定する簡単な方法を提供する。
ユーザは、画像取り込み装置の光源部の前に読み取るシンボルを有する面を簡単に置いて、その面を装置に近づけたり遠ざけたりするように移動させて光源部との間の距離を調節する。それによって、第１の画像３０と３０’が図３及び図４に示すように可視的に変化し、第４面２６上に示すように完全に重なって規定形状の画像になったとき、その面は最適な画像取り込み用の焦点面に位置しており、その面における視野は第２の画像２８と２８’によって示される。
これによって、当業者であれば適切な画像を得るための方法は分かるであろう。

図５に示すように、好ましい実施例においては、光源部１０の光源として２個のＬＥＤが使用される。具体的には、ＬＥＤ１２，ＬＥＤ１２’とその２個のＬＥＤに関連する４個のレンズ１４〜１７が使用される。その他に、シンボルを有する面からの反射光線３６，３６’を処理してそれを受光器４０に供給するために集光レンズ３８を設けている。受光器４０は光信号を電気信号のような他のタイプの信号に変換する。受光器４０は、電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補的金属酸化膜半導体センサ（ＣＭＯＳ）、あるいは他の適切な受信器であってもよい。

２つのビーム３６，３６’は視野角αを定めるのに使用される。異なるＬＥＤによって発生された２本の光線３２，３２’は、２個の異なるレンズすなわちレンズ１４とレンズ１６によってそれぞれ集光される。異なるＬＥＤすなわちＬＥＤ１２とＬＥＤ１２’から異なるレンズ１５、１７を通したもう２本の光線３４、３４’は、焦点距離を定めるために使用される。さらに、この発明は、一般に知られている一次元および二次元のバーコードおよび同様な他のタイプのシンボルの読み取りに適用される。

この発明の上述した説明は、一例としてバーコード記号取り込み装置に言及しているが、この発明は、バーコード以外のコード化された特徴を識別するデータを有するシンボルを読み取りおよび取り込むための他のシンボル取り込み装置にも同様に適用可能である。手持ち式シンボル取り込み装置にも勿論適用できる。

この発明の実施例について述べてきたが、この発明の他の更なる実施例を発明の要旨をはずれることなく実施することは可能であり、この発明の範囲は、特許請求の範囲によって規定されるだけである。

従来の３種類の走査投影の１セットを示す図である。 他の従来例であるレーザ使用する走査投影図である。 この発明の実施例による焦点距離及び視野を含む最適な位置決め状態を示す図である。 図３の第１の詳細図である。 図３の第２の詳細図である。

１０：シンボル取り込み装置の光源部
１２，１２’：発光ダイオードであるＬＥＤ（光源）
１４，１５，１６，１７：レンズ １８：中心軸線
２０：第２面 ２４：第３面 ２６：第４面（焦点面）
２８，２８’：第２の画像 ３０，３０’：第１の画像
３８：集光レンズ ４０：受光器 α：視野角

Claims (10)

1. 特徴を識別するデータを有するシンボルを読み取るための位置決め方法であって、
   シンボル取り込み装置の複数の光源と複数のレンズとを有する光源部の前に、前記シンボルを有する面を配置し、
   前記光源部の前記複数の光源と前記複数のレンズとによって、前記シンボルを有する面上に、該シンボルを有する面が前記シンボルを読み取るのに最適な焦点面の位置に配置されたときと前記焦点面にないときとで可視的に変化する所定の特徴を有する第１の画像と、前記シンボルを有する面が前記焦点面の位置に配置されたときに前記シンボル取り込み装置の視野を規定する第２の画像とを形成し、
   前記第１の画像が、前記シンボルを有する面が前記焦点面の位置に配置されたときの規定の形状になるように、前記シンボルを有する面と前記光源部との間の距離を調整する
   ことを特徴とするシンボルを読み取るための位置決め方法。
2. 前記第１の画像が有する前記所定の特徴が、形成される分離した画像の数であることを特徴とする請求項１に記載のシンボルを読み取るための位置決め方法。
3. 前記光源部は、前記レンズの数が前記光源の数より多く、１個の光源が１個以上のレンズを使用して、前記シンボルを有する面上に前記第１の画像と前記第２の画像を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のシンボルを読み取るための位置決め方法。
4. 前記第１の画像は、前記シンボルを有する面が前記焦点面の位置に配置されていないときは分離した２つの画像であり、前記シンボルを有する面が前記焦点面の位置に配置されたときに前記２つの画像が１つの画像になることを特徴とする請求項２に記載のシンボルを読み取るための位置決め方法。
5. 前記複数の光源として、少なくとも２つの発光ダイオードを使用することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のシンボル読取方法。
6. 特徴を識別するデータを有するシンボルを読み取るためのシンボル取り込み装置であって、
   所定の間隙を置いて配置された複数の光源と、該光源より多い複数のレンズとを有し、シンボル取り込み装置の一部を形成する光源部を備え、
   該光源部の前記複数の光源と前記複数の各レンズとが、前記シンボルを有する面上に複数の画像を作り、前記シンボルを有する面が前記シンボルを読み取るのに最適な焦点面の位置になったときに、前記複数の画像のうちの一部の画像が規定形状に変化し、それ以外の画像によって前記シンボル取り込み装置の視野が示されるように配置されていることを特徴とするシンボル取り込み装置。
7. 前記シンボルを有する面が前記焦点面に接近するのに従って前記複数の画像の数が減少し、前記一部の画像が、前記シンボルを有する面が前記焦点面の位置になったときの前記規定形状になるまで変形するように構成したことを特徴とする請求項６に記載のシンボル取り込み装置。
8. １個の光源が１個以上のレンズを使用するように、前記レンズの数が前記光源の数より多いことを特徴とする請求項６又は７に記載のシンボル取り込み装置。
9. 前記複数の光源が少なくとも２個の発光ダイオードからなることを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載のシンボル取り込み装置。
10. 手持ち式であることを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載のシンボル取り込み装置。