JP2010152883A - バーコード・スキャナ及び画像ベースのバーコードの走査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】、走査空間内のある範囲の位置から撮像装置上にバーコード画像を照射するバーコード・スキャナ及びその走査方法を提供する。
【解決手段】バーコードの画像を取り込むための撮像装置と、前記バーコードの画像を反射するための回転するマルチファセットを有するミラー付きスピナであって、前記回転スピナが、前記スキャナの視野が、前記撮像装置に対して前記スピナが反射したバーコードの画像を囲むように、また前記ミラーの回転が、前記撮像装置の視野を変えるように配置され、配向されるマルチファセットを有するミラー付きの回転スピナと、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、バーコード走査に関し、特に、走査空間内のある範囲の位置から撮像装置上にバーコード画像を照射するバーコード・スキャナ及びその走査方法に関する。

画像ベースのスキャナは、レーザ・スキャナと比較した場合、性能および耐久性が向上している販売時点情報管理の分野でますます盛んに使用されている。通常の従来技術の画像ベースのスキャナは、走査窓の方向を向いており、撮像装置から適当な距離に位置するバーコードの１つまたは複数の画像を取り込む撮像装置を使用している。

しかし、従来の画像ベースのスキャナは、バーコードを位置させることができる多数の位置および向きから画像を取り込むのが難しいこと、および各窓に１つずつ、２つの撮像装置を使用しないで、二重窓スキャナのいずれかの窓に提示されたバーコードから画像を取り込むのが難しい等の欠点を有していた。

本発明は、オペレータに走査のためにバーコードを提示することができる種々様々な受け入れ可能な位置および向きを提供することにより、オペレータの使い勝手および効率が大きく向上し、また、１つの撮像装置を、できるだけ多くのバーコード位置および向きをカバーするように使用することができるようにする機構を提供することが望ましいと考える。そのため、本発明の一態様によるバーコード・スキャナは、バーコードの反射画像を移動するために、固定および可動ミラーのシステムを使用しているので、反射画像は、その移動中、ある時点で撮像装置の方向を向く。複数の反射ファセットを備える回転スピナを使用することができるので、スピナは、バーコードの画像を反射し、スピナが回転すると反射画像がスピナの視野内に入る。スピナが回転すると、バーコードからの反射が、スピナ上に入射する角度が変化し、そのためスピナから反射する角度が変化する。この角度の変化により、反射画像が見かけ上移動したように見える。さらに、スピナの異なるファセットを適切に異なる角度方向に向けることができるので、画像が反射する角度が画像を反射するファセットにより異なる。このような構成になっているので、異なるファセットから反射した場合、バーコードの画像がシフトする。

スピナの他に、１つまたは複数のミラーがバーコードの画像をスピナに反射させるように配置され、配向される複数の組の固定ミラーを使用することができる。さらに、１つまたは複数の追加の固定ミラーは、スピナから反射した画像を受光し、その画像を撮像装置の方向に向けることができる。このような構成になっているので、スピナが移動すると、反射が異なる複数の組のミラーからスピナに到達し、スピナの異なる複数の組のミラーからスピナから出ていく。スピナが複数のファセットを有することができるので、走査空間内のある位置に保持しているバーコードは、第１の一連の固定ミラーから、スピナの第１のファセットへ、第２の一連の固定ミラーへ、撮像装置へ反射することができ、その場合、スピナが第１のファセットをある縁部から対向縁部に回転すると、反射画像は並進する。走査空間内の第２の位置に保持しているバーコードは、第３の一連の固定ミラーから、スピナの第２のファセットへ、第４の一連の固定ミラーへ、撮像装置へ反射することができ、この場合も、反射画像は、スピナが第２のファセットをある縁部から対向縁部に回転すると、並進する。異なる一連のミラーからのバーコードの反射、およびスピナの回転による反射の移動により、走査空間内の多数の任意の位置および任意の方向でバーコードを提示することができ、良好な画像を取り込みのための撮像装置に確実に提示することができる。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明のバーコード・スキャナ及び画像ベースのバーコードの走査方法の詳細を説明する。

本発明の一態様によるバーコード・スキャナである。 従来技術のスキャナ構成の光学コンポーネントおよび配置、および本発明の一態様による構成の選択した詳細図であり、スキャナ窓２０４を直視している従来の撮像装置２０２の構成を示す。 本発明の一態様によるスキャナの選択した光学素子の他の態様である。 本発明の一態様による画像ベースのバーコード走査のプロセスである。

図１は、本発明の一態様によるスキャナ１００を示す。スキャナ１００は、ハウジング１０２と、水平および垂直走査窓１０４および１０６と、撮像装置１０８とを含む。撮像装置１０８は、走査空間１１０および１１２のいずれかの空間内に位置するオブジェクトのデジタル画像を取り込むために撮像素子１０９を使用する。これらの画像は、プロセッサ１１４、メモリ１１５、および記憶装置１１６のような撮像装置１０８内のデータ処理素子により処理することができる。スキャナ１００は、プロセッサ１１７と、メモリ１１８と、バス１２０を通して相互におよび撮像装置１０８と通信するフラッシュ・メモリ１１９のような長期記憶装置とを含む。画像は、当業者であれば周知の技術によりバーコード情報を抽出するために取り込み、処理することができる。

オペレータの使い勝手および効率、およびスキャナ設計の際の柔軟性および経済性を改善するために、スキャナ１００は、さらに、所望の経路に沿ってスキャナにバーコードの画像を向けるために光学素子を含む。この場合、これらの経路は所定の方法で変化する。光学素子をこのように使用しているので、走査を効果的に行うためにバーコードを位置決めすることができる走査空間１１０および１１２のサイズを大きくすることができる。光学素子をこのように使用しているので、同様に、撮像装置を使用する際の経済性を改善することができる。何故なら、１つの撮像装置１０８で、走査窓１０４または１０６のいずれかに提示されたバーコードの画像を取り込むことができ、またスキャナ設計の際の柔軟性を向上することができるからである。走査窓１０４のような走査窓に直接提示するために撮像装置１０８のような撮像装置を設置するのではなく、撮像装置を、光学素子の設置を通して画像を向けるのに適している任意の位置に設置することができる。光学素子は、モータ１２４により回転する回転スピナ１２２を含む。スキャナ１００は、さらに、一連の固定ミラー１２６、１２８、および１３０を含む。この例の場合には、固定ミラー１２６は、走査空間１１０内に位置するバーコード１３２からの反射を受光し、この反射をスピナ１２２に向ける。スピナは、この反射を一連のミラー１２８および１３０に沿って向け、そのため反射は撮像装置１０８に向けられる。スピナ１２２は、４つの異なる角度のファセットを有しているので、ファセットは入射光を異なる角度で反射する。スピナ１２２が回転すると、各ファセットの位置が変化し、そのためファセットにより囲まれている視野が変化する。さらに、スピナ１２２に入射する光の入射角度が変化するので、同じ点からの光が常に変化する角度でファセットに入射し、ファセットから出る。従って、スピナ１２２が回転する目的は、光を取り込み、反射することであり、そのため異なるソースから光が反射されるオブジェクトの画像を取り込み、反射することであり、スピナの回転とともに空間を通して並進する画像を提示することである。それ故、バーコード１３２の画像は、スピナ１２２の視野内に入り、撮像装置１０８の視野に導く経路に沿って移動し、これにより走査空間１１０内でバーコード１３２が種々の位置を占め、種々の方向を向く。

同様に、スキャナ１００は、走査窓１０６に入る画像の反射のための１つの経路を形成している一連のミラー１３４、１３６、１３８、１４０を含む。バーコード１４２の画像は、走査窓１０６に入り、ミラー１３４からスピナ１２２へ、ミラー１３６、１３８および１４０へ、および撮像装置１０８へ向けられる。バーコード１４２の反射画像は、スピナ１２２の回転により並進し、そのためスピナ１２２の回転中に、ある時点で撮像装置１０８の方向を向く。

視野の移動および異なる視野間のシフトは、走査ゾーン１１０および１１２内の多くの異なる位置を迅速に囲むために比較的迅速に行われる。それ故、ほぼ１つの位置に位置している場合には、バーコード１３２およびバーコード１４２は、スピナ１２２の各回転中、比較的短い時間だけスキャナの視野内に位置することができる。そのため、撮像素子１０９、プロセッサ１１４、メモリ１１５および記憶装置１１６およびプロセッサ１１７、メモリ１１８および記憶装置１１９のようなスキャナ１００の処理素子は、迅速に画像が取り込め、処理することができるように、および必要に応じて、スピナ１２２が回転している間に、同じ回転位置を通して繰り返して画像を迅速に多数回取り込むことができるように、高速で動作するように適切に選択される。

撮像装置１０８は、走査空間１１０および１１２を放射する照明装置１４４を適切に含むことができる。照明装置１４４は、赤外線または可視光線を放射することができ、および軸上照明を行うように適切に配置し、配向することができる。軸上照明は、オペレータには優しいが、反射およびノイズが生じる恐れがある。それ故、撮像装置１０８は、適当な光フィルタリングまたはデジタル・フィルタリングおよび補償を適切に含み、スキャナ１００のデータ処理素子は、撮像精度および復号の効率を劣化する恐れがあるこのような照明によるノイズおよび他の影響を低減または除去するように適切にプログラムされる。照明装置１４４は、撮像装置１０８からの照明ビーム１４６を、入射光線に対向する方向に向ける。照明ビーム１４６の経路は、任意の特定の時点でスキャナ１００の視野を照明するように、スピナ１２２および固定ミラーによりある方向に向けられる。例えば、スピナ１２２が、バーコード１４２の画像が撮像装置１０８の方を向くように位置している場合には、スピナの位置は、また、バーコード１４２を照明するように照明ビームを向ける働きもする。

図２および図３は、従来技術のスキャナ構成の光学コンポーネントおよび配置、および本発明の一態様による構成の選択した詳細図を示す。図２は、スキャナ窓２０４を直視している撮像装置２０２の従来技術の構成を示す。撮像装置２０２は、境界２０６および２０８で囲まれている固定視野を有する。バーコード２１０のようなバーコードは、撮像装置２０２の実効焦点範囲内のある距離に提示しなければならない。この距離は、単にバーコード２１０と撮像装置２０２との間の直線距離である。

図３は、図１のスキャナ１００のようなスキャナで使用することができる光学素子類似の選択した光学素子の詳細図を示す。図面を簡単にするために、スキャナ・ハウジングは図示していないし、限られた数の光学素子しか使用していない。図の光学素子の機能は、撮像装置への視野を変化することである。光学コンポーネントは、回転スピナ３０２と、固定ミラー３０４と、スキャナ窓３０６とを含む。図では、バーコード３０８は、スキャナ窓３０６上に位置している。図の光学コンポーネントは、光路３１０および３１２で囲まれている実効視野を形成している。ミラー３０４の縁部３１４および３１６は、縁部３１４および３１６、およびその間でミラーに入射する光を囲んでいる視野により、この図の特定の構成が形成する視野と境界を接している。この光は回転スピナ３０２に移動し、この回転スピナは光を撮像装置３１８に向ける。スピナ３０２が回転すると、スキャナの実効視野が形成され、複数のミラーおよびミラーの組合せを使用する実際の用途の場合には、スキャナ窓３０６から撮像装置３０２へのいくつかの経路が、複数の交互の視野を形成する。さらに、ミラー３０４およびスピナ３０２からの光の反射によるズレにより、撮像装置３１８とバーコード３０８の間の実際の物理的距離と比較した場合、それより長い光路が、バーコード３０８と撮像装置３１８との間に形成される。このような配置になっているので、スキャナ窓３０４に対して撮像装置３１８をより柔軟に設置することができる。

図４は、本発明の一態様による画像ベースのバーコード走査のプロセス４００のステップを示す。図１のスキャナ４００のようなスキャナによりプロセス４００を適切に実行することができる。ステップ４０２において、撮像装置および回転スピナが作動する。この場合、回転スピナは、撮像装置に対して可変視野を生成するために動作する。オブジェクトの画像は、スピナが回転すると効果的に移動し、スピナが移動すると、同様に撮像装置の視野も変化する。何故なら、走査空間の異なる領域を囲んでいる視野を形成するように設置され、配向されるいくつかの組の固定ミラーに沿って、反射が、走査空間からスピナに、スピナから撮像装置へ移動するからである。

ステップ４０４において、照明装置が作動する。照明装置は、任意の特定の時点に撮像装置の視野内に位置するオブジェクトを照明するために、入射光と同じ経路に沿って、適切に光をある方向に向ける。ステップ４０６において、スピナが回転すると、バーコードの画像を撮像装置の視野内に入れるように、撮像装置の視野がシフトおよび移動するように、バーコードがスキャナの走査ゾーン内に導入される。ステップ４０８において、バーコードの画像が撮像装置の視野内に入ると、これら撮像装置の１つまたは複数が取り込まれる。ステップ４１０において、バーコード情報を抽出するために、取り込んだ画像が処理される。

現在の好ましい実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、上記説明および添付の特許請求の範囲を読めば、当業者であれば、本発明を種々様々な方法で実施することができることを理解することができるだろう。

本発明は、バーコード走査に関し、特に、走査空間内のある範囲の位置から撮像装置上にバーコード画像を照射するバーコード・スキャナ及びその走査方法に関するものであり、産業上の利用可能性を有する。

Claims (10)

1. バーコードの画像を取り込むための撮像装置と、
   前記バーコードの画像を反射するための回転するマルチファセットを有するミラー付きスピナであって、前記回転スピナが、前記スキャナの視野が、前記撮像装置に対して前記スピナが反射したバーコードの画像を囲むように、また前記ミラーの回転が、前記撮像装置の視野を変えるように配置され、配向されるマルチファセットを有するミラー付きの回転スピナと、
   を備えることを特徴とする画像ベースのバーコード・スキャナ。
2. 前記撮像装置のこのような視野を配置し、配向する１つまたは複数の組の固定ミラーをさらに備える、請求項１に記載の画像ベースのバーコード・スキャナ。
3. 前記複数の組の固定ミラーおよび前記回転スピナが、前記スピナが回転すると、前記スキャナの前記視野が、固定ミラーの異なる組からの反射間でシフトするように配置され、配向される、請求項２に記載の画像ベースのバーコード・スキャナ。
4. 前記複数の組の固定ミラーおよび前記回転スピナが、前記スピナが回転すると、前記スキャナの前記視野が、垂直走査窓および水平走査窓の間でシフトするように配置され、配向される、請求項３に記載の画像ベースのバーコード・スキャナ。
5. 照明ビームが、前記スキャナの前記視野を照明するために前記スピナから反射するように、前記照明ビームをある方法に向ける照明装置をさらに含む、請求項１に記載の画像ベースのバーコード・スキャナ。
6. 画像ベースのバーコードを走査するための方法であって、
   前記スキャナの視野が、前記撮像装置の方向に前記スピナが反射したバーコードの画像を取り囲むように、ミラー付き回転スピナを作動するステップと、
   前記スキャナの前記視野が、前記スピナが回転すると前記バーコードを取り囲むために移動するように、前記スキャナの走査空間内にバーコードを移動するステップと、
   の各ステップを含むことを特徴とするバーコード走査方法。
7. 前記スキャナの前記視野が、複数の組の固定ミラーから前記スピナに、また前記スピナから前記撮像装置に反射したバーコードの画像を取り囲むステップをさらに含む、請求項６に記載のバーコード走査方法。
8. 前記スキャナの前記視野が、前記スピナが回転すると、異なる複数の組の固定ミラーから反射する画像間でシフトする、請求項７に記載のバーコード走査方法。
9. 前記スキャナの前記視野が、前記スピナが回転すると、水平走査窓と垂直走査窓の間でシフトする、請求項８に記載のバーコード走査方法。
10. 照明ビームが、前記スキャナの視野を照明するように、前記回転スピナから反射するように、前記照明ビームをある方向に向けるステップをさらに含む、請求項６に記載のバーコード走査方法。

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