JP2010055644A - コードシンボル撮影装置及びコードシンボル読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体の近傍を含む広い範囲で商品のコードシンボルを読み取ることができ、コードシンボルの読み取りを確実に行えるようにする。
【解決手段】バーコードが付された商品が配置される撮像領域Ｆ側に開口部１１３を備えた箱形の筐体１１０と、ＣＣＤ撮像素子を備える撮像基板１２１及び撮像レンズ１２２を備える撮像装置１２０と、照明ボード１３０と、を備え、画像信号からバーコードの画像を抽出し解析して商品コードを取得する画像処理ボード１４０に前記画像信号を出力するバーコード読取装置１００において、筐体１１０の最も撮像領域側に表面板１１１ａを配置し、表面板１１１ａの略中央部に奥部に開口部１１３を開設した凹設部１６０を形成し、照明ボード１３０は、開口部１１３内部であって撮像領域Ｆの外側に配置され、撮像領域Ｆの全域を照明するものであり、撮像装置１２０は、画像処理ボード１４０によるバーコードの読取が可能な読取可能領域Ａのレンズ側限界Ｐｃが表面板１１１ａの配置位置と略一致するよう設定する。
【選択図】図２

Description

本発明はコードシンボル撮影装置及びコードシンボル読取装置に係り、特に読取対象であるコードシンボルが付された商品が配置される撮像領域側に開口部を備えた箱形の筐体と、前記筐体の内部に配置されエリアイメージセンサを備えて画像を電気的な信号に変換する撮像基板及び前記エリアイメージセンサに前記撮像領域の画像を結像する撮像レンズを備える撮像装置と、前記撮像領域に照明光を照射する照明装置と、を備えるコードシンボル撮影装置及びコードシンボル読取装置に関する。

商品に付されたコードシンボルの画像を取得して商品データを出力するコードシンボル読取装置として、ＣＣＤ撮像素子等のエリアイメージセンサを使用したものがある。このようなコードシンボル読取装置は、ＣＣＤ撮像素子で得られる画像データから対象とするバーコードの画像情報を抽出し、この画像情報を解析して商品データを取得する。

図３は従来のコードシンボル読取装置の構成を示す概略図である。このコード読取装置２００は、商品が配置される撮像領域Ｆ側に配置され、撮像用の開口部２１３が開設された表側カバー部材２１１と、この表側カバー部材２１１の反撮像領域側に組み合わせて配置される裏表側カバー部材２１２とで形成された箱形の筐体２１０を備えている。

そして、前記筐体２１０内には、撮像領域Ｆを撮像する撮像装置２２０と、撮像領域を照明する照明ボード２３０と、画像処理ボード２４０とが配置されており、商品に付されたバーコードの画像データを撮像装置２２０で撮像し、この画像商品データを画像処理ボード２４０で解析して商品データを出力する。なお、開口部２１３は板状の透明カバー２５０で覆われている。

撮像装置２２０は、エリアイメージセンサであるＣＣＤ撮像素子（図示していない）及びこのＣＣＤ撮像素子の駆動回路（図示していない）を備えた撮像基板２２１と、前記ＣＣＤ撮像素子に前記撮像領域Ｆの画像を結像する撮像レンズ２２２とを備えている。

また、照明ボード２３０は、その中央部に撮像レンズ２２２が臨む開口部２３２が開設され、この開口部２２３の周囲に撮像領域Ｆに照明光を照射する複数のＬＥＤ発光素子２３１を備えている。更に、画像処理ボード２４０は、前記撮像基板２２１が出力する商品の画像データからバーコード領域を抽出、解析して商品コードを取得し出力する。

このようなコード読取装置２００において、筐体２１０は略直方体形状をなしており、表側カバー部材２１１の最も撮像領域Ｆ側の表面２１１ａの裏側には、透明カバー２５０が前記開口部２１３を覆うように配置されている。そして、照明ボード２３０は、前記撮像レンズ２２２の撮像用開口部２３２が開設されると共に、撮像領域Ｆ側には前記ＬＥＤ発光素子２３１が前記開口部２１３内部に位置するよう配置され、ＬＥＤ発光素子２３１から照射される光は撮像領域Ｆの範囲を含む照明領域Ｉに照射される。

そして、撮像領域Ｆに配置された商品のバーコードは撮像装置２２０で撮像され、画像処理ボード２４０は撮像装置２２０によって取得された商品の画像データからコードシンボルの画像データを抽出し、この画像データを解析して商品コードを取得する。

このように、エリアセンサを備えたコードシンボル読取装置として特許文献１には、バーコードシンボル上に照射光を放射する複数のＬＥＤと、バーコードシンボル上からの反射光が受光レンズを介して結像されるＣＣＤとを備え、各ＬＥＤの照射部に拡散用のＬＥＤキャップをそれぞれ被せ、各ＬＥＤキャップは、各ＬＥＤからの照射光がバーコードシンボル上で均一な照射分布面を形成するようにその照射光を拡散させる拡散特性を持つようにしたものが記載されている。

ところで、従来のコードシンボル読取装置は、そのコストの低減の観点から、撮像レンズ２２２は固定焦点としていることが多く、このような場合、撮像領域Ｆにおけるコードシンボルの配置位置によっては撮影像が所謂「ピンぼけ」となってしまうこととなる。この撮影像のぼけを解像度の観点からみると、図３（ｂ）に示すように、レンズの合焦位置Ｐ１において最大となり、その前後で低下していく。

そして、画像処理ボード２４０でのバーコード解析に際しては、処理対象となる画像データが所定値ｄ以下の解像度であるときには解析できず、商品コードを出力することができない。

このため、バーコードの読取可能領域Ａ１は、前記合焦点位置Ｐを挟んで位置するレンズ側限界Ｐｃ１と反レンズ側限界Ｐｆ１の間の所定領域となる。通常この読取可能領域Ａ１は商品を配置し易い位置となるよう、撮像装置２２０の撮像レンズ２２２の焦点距離等が選択される。即ち、合焦点位置Ｐに商品を最も配置し易いように選定される。

そして、この読取可能領域Ａ１から外れた領域、反レンズ側限界Ｐｆ１の外側領域Ｂ１、及び、レンズ側限界Ｐｃ１の内側から表側カバー部材２１１の表面までの内側領域Ｃ１は、解像度が低く、配置されたバーコードの読取はできないことになる。これをレンズ側限界Ｐｃ１側についてみると、読取可能領域Ａ１のレンズに近い側のレンズ側限界Ｐｃ１は、筐体２１０より離れた位置にあり、筐体２１０に近い位置に商品を配置した場合には、バーコードを解析できないこととなる。

ところで、このようなコードシンボル読取装置においては、オペレータは商品に付されたバーコードの読取が不成功となったとき、再度商品をコードシンボル読取装置の撮影領域に配置しバーコードの読取を行わせる。このとき、従来のコードシンボル読取装置にあっては撮影領域における読取可能領域Ａ１の位置がはっきりしていないため、オペレータが再び商品を読取可能領域Ａ１内に配置することができず、再度読取が不成功となることがある。

このような再試行の際、コードシンボル読取装置の筐体に近い位置に商品を配置したとき確実にバーコードの読取が行えるものであれば、オペレータは商品をバーコード読取装置の筐体に近接した位置に配置するだけでバーコードの読取を行わせることができる。そこで、このようにコードシンボル読取装置の筐体に近い位置に商品を配置したとき確実にバーコードの読取が行えるコードシンボル読取装置が要望される。

このようなコードシンボル読取装置として、撮像装置の撮像レンズの焦点距離を選択して筐体の近傍でもバーコードの読取ができるものとして以下のものが想定できる。図４は従来のコードシンボル読取装置の変形例を示す概略断面図である。

本例に係るコードシンボル読取装置３００は、上述したコード読取装置２００と同じ筐体３１０、撮像基板３２１、照明ボード３３０、画像処理ボード３４０、透明カバー３５０を備え、撮像レンズ３２２の焦点距離を前記撮像レンズ２２２より短くして、合焦点位置Ｐ２の位置を筐体３１０の表側カバー部材３１１に近づけたものである。

そして、レンズ側限界Ｐｃ２を表側カバー部材３１１の撮像領域側の表面３１１ａ位置と略一致させ、筐体２１０に近い位置に商品を配置してもバーコードの読取を行えるようにしたものである。

しかしながら、このように撮像レンズ３２２の焦点距離を短くすると、図４（ｂ）に示すように、レンズの特性から読取可能領域Ａ２が狭くなり、使いにくいものとなってしまう。

図５は従来のコードシンボル読取装置の他の変形例を示す概略断面図である。このコード読取装置４００は、開口部４１３を開設した表側カバー部材４１１並びに裏表側カバー部材４１２からなる筐体４１０、撮像装置４２０、照明ボード４３０、画像処理ボード４４０及び透明カバー４５０を備えている。そして、撮像装置４２０を上述した撮像装置２２０と同一の仕様とすると共に、照明ボード４３０の位置関係を上述した第１の例に係るコード読取装置２００と同一とする一方、撮像基板４２１の位置を変更して読取可能領域Ａ３のレンズ側限界Ｐｃ３を表側カバー部材４１１の表面に合わせたものである。

即ち、この例のコード読取装置４００では、撮像装置４２０を表側カバー部材４１１から遠ざかる位置に移動し、読取可能領域Ａ３を確保している。

しかし、このようなコード読取装置４００にあっては、照明ボード４３０の中心部に大きな開口部４３２を開設する必要があり、ＬＥＤ発光素子４３１はその開口部４３２より外側に配置する必要がある。このため、表側カバー部材４１１付近では、照明領域の中心部に光が当たらない領域Ｄが発生してしまい、この領域Ｄでは配置された商品に照明光が当たらなくなり、バーコードの撮像ができなくなるという問題がある。

本発明は上記の課題に鑑みなされたものであり、筐体の近傍を含む広い範囲で商品のコードシンボルを読み取ることができ、コードシンボルの読み取りを確実に行うことができるコードシンボル撮影装置及びコードシンボル読取装置を提供することを目的とする。

本発明において上記の課題を解決するための手段は、読取対象であるコードシンボルが付された商品が配置される撮像領域側に開口部を備えた箱形の筐体と、前記筐体の内部に配置されエリアイメージセンサを備えて画像を電気的な信号に変換する撮像基板及び前記エリアイメージセンサに前記撮像領域の画像を結像する撮像レンズを備える撮像装置と、前記撮像領域に照明光を照射する照明装置と、を備え、前記撮像基板が出力する画像信号からコードシンボルの画像信号を抽出し、抽出した画像信号を解析して商品コードを出力する画像処理装置に前記画像信号を出力するコードシンボル撮像装置において、前記筐体は、前記筐体のうち最も撮像領域側に位置する表側位置画定部と、前記表位置画定部より反撮影領域側に向けて断面積が減少する四角錘形の壁面を備えて形成されると共にその奥部に前記開口部を開設した凹設部と、を備え、前記照明装置は、前記凹設部の前記開口部であって前記撮像装置の撮像領域の外側に配置され、前記撮像装置の前記撮像レンズは、前記画像処理装置による前記コードシンボルが解析可能である解像度が得られるコードシンボルの読取可能領域のレンズ側限界が前記表側位置画定部と略一致するべく選定されるコードシンボル撮影装置及びコードシンボル読取装置である。

本発明によれば、読取可能領域を筐体の撮影領域側面の近傍を含む広い範囲とすることができ、コードシンボルの読み取りに際して商品が筐体に近接して配置されるだけでコードシンボルを確実に読み取ることができ、コードシンボルの読み取りが分かり易く直感的な操作で可能となる。

実施の形態例に係るスキャナ装置を使用したバーコードスキャナの一例を示す外観斜視図である。 実施の形態に係るスキャナ装置の構成を示す概略断面図である。 従来のスキャナ装置の構成を示す概略断面図である。 従来のスキャナ装置の構成を示す概略断面図である。 従来のスキャナ装置の構成を示す概略断面図である。

以下本発明に係るコード読取装置を図面に基づいて説明する。本例では縦型のバーコードスキャナを例として説明する。図１は実施の形態例に係るバーコードスキャナの外観を示す斜視図である。このバーコードスキャナ１０は、バーコード読取装置１００の高さを変更する昇降機能を備え、オペレータによる読取操作を行い易くしたものである。図１に示すように、バーコードスキャナ１０は、商品が入れられたカゴ等が置かれるサッカー台１１（又はカウンタ台）に立設されている。このバーコードスキャナ１０には、案内溝１２を有する一対の支柱１３と、この案内溝１２に沿って昇降自在に案内されるコード読取装置であるバーコード読取装置１００とが設けられている。このバーコード読取装置の上方には、表示器１６とキーボード１７とが設けられている。

本例に係るバーコードスキャナ１０において、オペレータは、バーコード読取装置１００の前方に商品を配置し、商品に付されたバーコードを読み取る。

図２は本発明に係るスキャナ装置の構造を示す概略断面図である。このバーコード読取装置１００は、商品が配置される撮像領域Ｆ側に配置された表側カバー部材１１１と、表側カバー部材１１１の反撮像領域側に組み合わせて配置される裏表側カバー部材１１２とで形成された箱形の筐体１１０を備えている。

この筐体１１０内には、撮像装置１２０と、撮像領域Ｆに照明光を照射する照明装置である照明ボード１３０と、前記ＣＣＤ撮像素子が取得した商品の画像データからバーコード領域を抽出し商品コードを取得する画像処理装置である画像処理ボード１４０とを備えている。

表側カバー部材１１１は、撮像領域Ｆ側に筐体のうち最も撮像領域側に位置する表側位置画定部としての表面板１１１ａが配置されるほか、この表面板１１１ａの中央部には、内部に向け凹設部１６０が形成されている。この凹設部１６０は、奥に行くほどその断面積が減少する四角錐形の壁面を備えて形成され、凹設部１６０の最奥部には開口部１１３が開設されている。また、この開口部１１３の裏表側カバー部材１１２側には透明カバー１５０が配置されている。

撮像装置１２０は、エリアイメージセンサであるＣＣＤ撮像素子及びＣＣＤ撮像素子の駆動回路を備えた撮像基板１２１と、前記ＣＣＤ撮像素子に前記撮像領域Ｆの画像を結像する焦点距離ｆの撮像レンズ１２２とからなる。

照明ボード１３０は、前記開口部１１３の奥側に配置されると共に、撮影用の開口部１３３が開設されており、この開口部１３３の周囲であって開口部１１３の開口内には複数のＬＥＤ発光素子１３１が開口部１３３を囲うように配置されて形成されており、撮像装置１２０の撮像領域Ｆより広い照明領域Ｉに光を照射する。

ここで、画像処理ボード１４０におけるバーコードの読取可能領域Ａは、上述したように撮像装置１２０で撮影された画像の解像度が所定値ｄ以上の領域であり、図２（ｂ）に示すように、前記合焦点位置Ｐを挟んで位置するレンズ側限界Ｐｃと反レンズ側限界Ｐｆの間の領域となる。そして、この読取可能領域Ａは、ＣＣＤ撮像素子の素子ピッチ、撮像レンズ１２２の焦点距離ｆ等、撮像装置１２０の仕様及び撮像装置１２０の筐体１１０への配置位置により決定される。

本例では、バーコードの読取可能領域Ａは、前記レンズ側限界Ｐｃの位置が表側カバー部材１１１の表面板１１１ａの位置と略一致するように設定される。また、本例では、読取可能領域Ａは、前記表面板１１１ａの配置位置（即ちレンズ側限界Ｐｃ）を含む充分広い領域となるよう、設定される。

ここで、充分広い領域とは、オペレータが商品を配置するに際して、特別読取可能領域Ａを意識しないで商品を配置できる程度の範囲である。本例では表面板１１１ａの配置位置（即ちレンズ側限界Ｐｃ）から反レンズ側限界Ｐｆまでの距離ａを１５０ｍｍ程度合、焦点位置Ｐから反レンズ側限界Ｐｆまでの距離ａ１を約１００ｍｍ、レンズ側限界Ｐｃまでの距離ａ２を５０ｍｍ程度としている。

また、レンズ側限界Ｐｃと表面板１１１ａとの位置関係は、撮像レンズ１２２の焦点距離ｆ、筐体１１０内における撮像装置１２０の配置位置で決定される。本例では、上記の条件とした撮像レンズ１２２端面から合焦点位置Ｐまでの距離ｂは約１１０ｍｍである。さらに、凹設部１６０の形状及び奥行き寸法は、前記撮像装置１２０及び照明ボード１３０の配置位置を考慮して撮像装置１２０の撮影の障害、及び、照明ボード１３０の照明の障害とならないように選定される。

従って、本例に係るバーコード読取装置１００では、表面板１１１ａの配置位置に近接した位置を含む広い範囲に商品を配置してバーコードを読み取ることができる。また、本例では、撮像領域Ｆは照明ボード１３０の照明領域Ｉに含まれるから、撮像領域Ｆ中に照明ボード１３０の光が照射されない領域が発生することはない。更に本例では、筐体１１０には凹設部１６０が形成されている他、凹設部１６０の奥に形成された開口部１１３には透明カバー１５０が配置されているので、商品が筐体１１０に接触する可能性が低く、バーコードの読取に際して商品を損傷するおそれがない。

本例に係るバーコード読取装置１００によれば、オペレータが商品のバーコードをバーコード読取装置１００に読み取らせるに際して、オペレータはサッカー台１１の内側に立ち、ＣＣＤスキャナ装置を挟んでレーン上流側に置かれた買い物カゴから買い上げ商品を一品ずつ取り出し、取り出した商品がバーコード付きのものであるときには、バーコードをバーコード読取装置１００の開口部１１３に向けてかざし、バーコードを撮像装置１２０に読み取らせる。

これにより、バーコード読取装置１００では、撮像装置１２０で読み取った商品の画像が画像処理ボード１４０に送出され、画像処理ボード１４０においてバーコードの画像が抽出され解析され、商品コードが上位装置に出力されることにより、商品登録が行われる。

このとき、商品が読取可能領域Ａに配置されたときには、バーコードは撮像装置１２０で撮影され、画像処理ボード１４０で読み取られ出力され、バーコードスキャナ１０から読み取り終了の確認音が鳴動し、オペレータはこの確認音を確認して商品をレーン下流に配置された買い物カゴに入れることになる。

一方何らかの理由によりバーコードが読み取れない場合には、オペレータは再度商品に配置されたバーコードをバーコード読取装置にかざしてバーコードの読み取りを行わせる。この際読み取りが失敗した前回より、商品を表側カバー部材１１１の開口部１１３に近い位置、即ち表面板１１１ａと同じ位置まで押し当てるようにすれば、商品は前記読取可能領域Ａに確実に配置され、バーコードを確実に読み取らせることができる。即ち、バーコードの読取に際しては、表側カバー部材１１１の凹設部１６０及び表面板１１１ａがバーコード読取のための動作の目印となる。

また、バーコードに皺がよっていたり、バーコードが小さい等の理由で一度ではバーコードの読み取りが行いにくかったりした商品でも、バーコード読取装置の前表側カバー部材１１１に近接させるだけでバーコードをより確実に読み取らせることができるため、オペレータに安心感を与えることができ、バーコード読取装置を容易に使用することができる。

１００ バーコード読取装置
１１０ 筐体
１１１ａ 表面板（表側位置画定部）
１１３ 開口部
１２０ 撮像装置
１２２ 撮像レンズ
１３０ 照明ボード（照明装置）
１４０ 画像処理ボード（画像処理装置）
１５０ 透明カバー
１６０ 凹設部

特開２００５−２５３１１公報

Claims (4)

1. 読取対象であるコードシンボルが付された商品が配置される撮像領域側に開口部を備えた箱形の筐体と、
   前記筐体の内部に配置されエリアイメージセンサを備えて画像を電気的な信号に変換する撮像基板及び前記エリアイメージセンサに前記撮像領域の画像を結像する撮像レンズを備える撮像装置と、
   前記撮像領域に照明光を照射する照明装置と、を備え、
   前記撮像基板が出力する画像信号からコードシンボルの画像信号を抽出し、抽出した画像信号を解析して商品コードを出力する画像処理装置に前記画像信号を出力するコードシンボル撮像装置において、
   前記筐体は、前記筐体のうち最も撮像領域側に位置する表側位置画定部と、前記表側位置画定部より反撮影領域側に向けて断面積が減少する四角錘形の壁面を備えて形成されると共にその奥部に前記開口部を開設した凹設部と、を備え、
   前記照明装置は、前記凹設部の前記開口部であって前記撮像装置の撮像領域の外側に配置され、
   前記撮像装置の前記撮像レンズは、前記画像処理装置による前記コードシンボルが解析可能である解像度が得られるコードシンボルの読取可能領域のレンズ側限界が前記表側位置画定部と略一致するべく選定されることを特徴とするコードシンボル撮影装置。
2. 前記開口部には、透明カバーが配置されていることを特徴とする請求項１記載のコードシンボル撮影装置。
3. 前記照明装置は複数個のＬＥＤ素子を備え、これらのＬＥＤ素子は前記開口部の内部であって前記撮像領域の外側に前記撮像領域を囲むように配置されていることを特徴とする請求項１記載のコードシンボル撮影装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか記載の前記撮像装置を備え、前記筐体内に前記画像処理装置が配置され、商品コードを出力することを特徴とするコードシンボル読取装置。
   
   

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