JP2012018580A

JP2012018580A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2012018580A
Application number: JP2010156099A
Authority: JP
Inventors: Hidehiro Naito; 英浩内藤
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2010-07-08
Filing date: 2010-07-08
Publication date: 2012-01-26
Anticipated expiration: 2030-07-08
Also published as: JP5113885B2

Abstract

【課題】１つのＣＣＤエリアセンサによりバーコードの画像を撮像可能な範囲を広げることができる撮像装置を提供する。
【解決手段】実施形態の撮像装置は、撮像素子と、撮像光学系と、ミラーと、を備える。前記撮像光学系は、第１撮像範囲に位置する被写体によって反射した光を取り込むとともに、取り込んだ光を前記撮像素子に入射して前記撮像素子に画像を結像する。前記ミラーは、前記第１撮像範囲に位置する被写体によって反射した光が前記撮像光学系に至るまでの光路の一部に設けられ、第２撮像範囲に位置する被写体によって反射した光を前記撮像光学系に導く。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、撮像装置に関する。

商品に貼付されたバーコード等のコードシンボルの画像を撮像し、撮像した画像をデコードしてコードシンボルのコード情報（商品コード等）を取得するようにしたコード読取装置がある（特許文献１参照）。このようなコード読取装置は、商品に付されたバーコードの画像をＣＣＤ（Charged Coupled Device）カメラ等のエリア撮像素子によって撮像し、ＣＣＤカメラの出力をデコードしてバーコードのコード情報を取得する。

ところで、商品に貼付されたコードシンボルの画像を撮像する際に、商品に貼付されたコードシンボルをエリア撮像素子に対面させる位置や角度は、コード読取装置を使用するオペレータや商品の種類によって様々である。しかしながら、従来のコード読取装置は、当該コード読取装置のハウジング内にエリア撮像素子が固定されているため、一箇所にまとまった撮像範囲や当該撮像範囲の１つの角度の画像しか撮像することができない、という課題がある。なお、異なる位置や角度の画像を撮像する複数のエリア撮像素子をコード読取装置に搭載する方法もあるが、コード読取装置が大型化しかつコストもかかる、という問題がある。

実施形態の撮像装置は、撮像素子と、撮像光学系と、ミラーと、を備える。前記撮像光学系は、第１撮像範囲に位置する被写体によって反射した光を取り込むとともに、取り込んだ光を前記撮像素子に入射して前記撮像素子に画像を結像する。前記ミラーは、前記第１撮像範囲に位置する被写体によって反射した光が前記撮像光学系に至るまでの光路の一部に設けられ、第２撮像範囲に位置する被写体によって反射した光を前記撮像光学系に導く。

図１は、バーコードスキャナおよびＰＯＳ端末を含むチェックアウトシステムの斜視図である。図２は、バーコードスキャナの概略的な縦断側面図である。図３は、レンズとミラーの位置関係の一例を示す図である。図４は、照明部とフィルタ（視野角制御部）との分解斜視図である。図５は、バーコードスキャナによる商品に付されたバーコードの撮像操作の様子を示す模式図である。図６は、バーコードスキャナによる商品に付されたバーコードの撮像操作の様子を示す模式図である。図７は、レンズとミラーの位置関係を示す図である。図８は、バーコードスキャナによる商品に付されたバーコードの撮像操作の様子を示す模式図である。図９は、レンズとミラーの位置関係を示す図である。

（第１の実施形態）
図１は、バーコードスキャナおよびＰＯＳ端末を含むチェックアウトシステムの斜視図である。チェックアウトシステム１は、チェックアウト台５１に載置されたＰＯＳ端末１１と、このＰＯＳ端末１１にデータ送受信自在に接続されたコードシンボル読取装置としてのバーコードスキャナ１０１とによって構成されている。バーコードスキャナ１０１は、横長テーブル状のカウンタ台１５１の上面に設けられている荷受面１５２に固定された定置式のものである。荷受面１５２は、商品Ａを収納するための籠１５３を載置するのに用いられる。籠１５３は、概念上、顧客が購入しようとする商品Ａを収納するためにカウンタ台１５１の荷受面１５２に持ち込まれる第１の籠１５３ａと、第１の籠１５３ａからバーコードスキャナ１０１を挟んだ位置に位置付けられる第２の籠１５３ｂとに分けて考えることができる。第１の籠１５３ａは、顧客の流れ方向の上流側、第２の籠１５３ｂは、顧客の流れの方向の下流側にそれぞれ位置付けられている。顧客の流れの方向については、図１中、矢印で示している。

バーコードスキャナ１０１は、カウンタ台１５１の荷受面１５２において、オペレータＯＰ（図５および図６参照）から見て奥側に設置される縦型スキャナ形式のものである。つまり、バーコードスキャナ１０１は、幅広で奥行きが狭い薄型矩形形状のハウジング１０２を備え、このハウジング１０２の正面に読取窓１０３が配置され、ハウジング１０２の上部に操作部１０４が取り付けられて構成されている。読取窓１０３は、商品Ａに付されているコードシンボルとしてのバーコードＢＣを撮像可能な撮像範囲ＲＡ，ＲＢのうち、撮像範囲ＲＡに対面させてハウジング１０２の正面に形成されている（図２参照）。このような配置上、バーコードＢＣの撮像範囲ＲＡは、読取窓１０３に正対する荷受面１５２の上空に位置付けられている。バーコードＢＣの撮像範囲ＲＢは、撮像範囲ＲＡの下方側に位置付けられかつ当該撮像範囲ＲＡの一部の範囲と重複している。また、操作部１０４は、ハウジング１０２の正面よりも手前側に延出させて設けられ、その前部が下方下がりに傾斜した形状をしている。このような操作部１０４には、タッチパネル１０５が表面に積層されたディスプレイ１０６が設けられ、このディスプレイ１０６の右隣には複数個のキートップがマトリクス状に配列されたキーボード１０７が配設されている。図１中、キーボード１０７の右隣に示されている縦長の溝は、クレジットカード等の磁気カードを読み取るための図示しないカードリーダのカード読取溝１０８である。更に、オペレータＯＰ（図５および図６参照）から見て操作部１０４の裏面左奥側には、顧客に情報を提供するための顧客用ディスプレイ１０９が設置されている。

このような構成のチェックアウトシステム１において、オペレータＯＰは、第１の籠１５３ａに収納されている商品Ａに付されているバーコードＢＣを撮像範囲ＲＡ，ＲＢにかざしてバーコードＢＣをバーコードスキャナ１０１で撮像し、バーコードＢＣを撮像した後の商品Ａを第２の籠１５３ｂに入れていく。これにより、顧客が購入しようとする商品Ａに付されたバーコードＢＣがバーコードスキャナ１０１によって撮像され、バーコードスキャナ１０１はその撮像したバーコードＢＣの読み取り（デコード）を行うことによって当該商品Ａを特定する商品コードを解析し、これをＰＯＳ端末１１に送信する。ＰＯＳ端末１１は、バーコードスキャナ１０１から送信された商品コードに基づいてチェックアウト処理を実行する。

ＰＯＳ端末１１を載置するチェックアウト台５１は、カウンタ台１５１の終端にこのカウンタ台１５１とＬ字形を形成するようにして配置されている。そこで、オペレータＯＰは、バーコードスキャナ１０１によるバーコードＢＣの撮像作業と、ＰＯＳ端末１１によるチェックアウト操作とを効率的に行なうことができる。あるいは、一人の店員がオペレータＯＰとしてバーコードスキャナ１０１によるバーコードＢＣの撮像作業に従事し、もう一人の店員がキャッシャとしてＰＯＳ端末１１でのチェックアウト操作に従事する二人制を採用することも容易である。

図２は、バーコードスキャナの概略的な縦断側面図である。バーコードスキャナ１０１は、そのハウジング１０２にスキャナユニット１１０を内蔵している。スキャナユニット１１０は、バーコードスキャナ１０１の正面に配置された読取窓１０３に対応する位置に開口部１１１を有するユニットハウジング１１２の内部に各部を収納している。つまり、スキャナユニット１１０は、開口部１１１の位置に照明部１１３を備え、エリア撮像素子としてのＣＣＤエリアセンサ（図示せず）を備える撮像ボード１１４と、この撮像ボード１１４に取り付けられたレンズ１１５と、撮像ボード１１４に電気的に接続された画像処理ボード１１６とを内蔵している。また、バーコードスキャナ１０１は、ハウジング１０２の外部に、図示しないアームにより支持されたミラー３０１を備える。なお、バーコードスキャナ１０１は、図示しないアームおよび当該アームに支持されたミラー３０１を、ハウジング１０２内に収納自在に保持しているものとする。

撮像ボード１１４は、開口部１１１の中心にＣＣＤエリアセンサの光軸Ａ１を一致させるようにして、ユニットハウジング１１２に固定されている。このような撮像ボード１１４は、ＣＣＤエリアセンサの出力を増幅してデジタル信号に変換して出力するために、増幅器及びＡ／Ｄコンバータを有している（いずれも図示せず）。

レンズ１１５は、その光軸をＣＣＤエリアセンサの光軸Ａ１に一致させて撮像ボード１１４に取り付けられている。レンズ１１５は、撮像範囲ＲＡに位置する商品Ａに付されたバーコードＢＣ（被写体）によって反射した光を取り込むとともに、取り込んだ光を撮像ボード１１４が有するＣＣＤエリアセンサに入射して、商品Ａに付されたバーコードＢＣの画像をＣＣＤエリアセンサに結像する撮像光学系である。

図３は、レンズとミラーの位置関係の一例を示す図である。ミラー３０１は、図３に示すように、撮像範囲ＲＡに位置するバーコードＢＣによって反射した光がレンズ１１５に至るまでの光路の一部に設けられ、撮像範囲ＲＢに位置するバーコードＢＣによって反射した光をレンズ１１５に導くものである。これにより、撮像範囲ＲＡに位置するバーコードＢＣによって反射した光をレンズ１１５に至らせるための光路の一部がミラー３０１によって遮られて撮像範囲ＲＡが狭くなるものの、撮像範囲ＲＡと一部が重複する撮像範囲ＲＢに位置するバーコードＢＣの画像もＣＣＤエリアセンサに結像することができるので、１つのＣＣＤエリアセンサによりバーコードＢＣの画像を撮像可能な範囲を広げた新たな撮像範囲ＲＮを得ることができる。

また、ミラー３０１は、図３に示すように、撮像範囲ＲＡと少なくとも一部が重複する撮像範囲ＲＢに位置するバーコードＢＣによって、撮像範囲ＲＡに位置するバーコードＢＣによって光が反射した角度と異なる角度に反射した光をレンズ１１５に導くものとする。これにより、撮像範囲ＲＡと撮像範囲ＲＢとが重複する範囲にバーコードＢＣが位置する場合に、当該バーコードＢＣを異なる角度から撮像した画像を得ることができるので、一方向から撮像したバーコードＢＣからコード情報を解析することができなくても、他の方向から撮像したバーコードＢＣからコード情報を得ることができる。

画像処理ボード１１６は、ユニットハウジング１１２の底部に固定されている。このような画像処理ボード１１６は、撮像ボード１１４からデジタル信号に変換されて出力されるＣＣＤエリアセンサが撮像したバーコードＢＣの画像をデコードし、そのバーコードＢＣがコードシンボル化しているコード情報である商品コードを解析する。そして、解析した商品コードをＰＯＳ端末１１に向けて出力する。

図４は、照明部とフィルタ（視野角制御部）との分解斜視図である。照明部１１３は、レンズ１１５を露出させるレンズ孔１１７を有する照明ボード１１８に、レンズ孔１１７の周囲を取り囲むようにして光源としての複数個のＬＥＤ１１９を配置した構造のものである。照明ボード１１８は、個々のＬＥＤ１１９に対する給電用の配線をプリントしたプリント印刷基板である。

スキャナユニット１１０は、照明部１１３を覆うようにして視野角制御部としてのフィルタ１２０を有している。このフィルタ１２０は、照明部１１３が有している個々のＬＥＤ１１９について、商品Ａに付されているコードシンボルとしてのバーコードＢＣがかざされる撮像範囲ＲＡ（図２参照）よりも上方に向かう照射光を遮蔽する機能を有している。このようなフィルタ１２０にも、レンズ１１５を露出させるレンズ孔１２０ａが形成されている。

図２に戻り、このように構成されたスキャナユニット１１０は、その開口部１１１の位置をバーコードスキャナ１０１のハウジング１０２に形成された読取窓１０３に位置合わせして、ハウジング１０２に内蔵されている。これにより、撮像ボード１１４に設けられているＣＣＤエリアセンサは、その光軸Ａ１が読取窓１０３の外部に位置する撮像範囲ＲＡ，ＲＢに向けられている。同様に、照明部１１３に設けられている複数個のＬＥＤ１１９も、その光軸Ａ２を撮像範囲ＲＡ，ＲＢに向けている。そして、レンズ１１５は、撮像範囲ＲＡに位置するバーコードＢＣによって反射した光がＣＣＤエリアセンサに焦点を結ぶような焦点距離を有している。そのため、撮像範囲ＲＡは、前述したように、商品Ａに付されているバーコードＢＣを撮像するための範囲である。また、ミラー３０１が、撮像範囲ＲＡに位置するバーコードＢＣによって反射した光がレンズ１１５に至るまでの光路の一部に設けられ、撮像範囲ＲＢに位置するバーコードＢＣによって反射した光をレンズ１１５に導いている。そのため、撮像範囲ＲＢも、撮像範囲ＲＡと同様、商品Ａに付されているバーコードＢＣを撮像するための範囲である。これにより、ミラー３０１、および撮像ボード１１４に設けられているＣＣＤエリアセンサとレンズ１１５は、撮像領域ＲＡ，ＲＢを撮像可能領域とし、この撮像可能領域である撮像範囲ＲＡ，ＲＢに位置するバーコードＢＣの画像を撮像することができる。よって、ミラー３０１と撮像ボード１１４とレンズ１１５とは、撮像範囲ＲＡ，ＲＢを撮像範囲とする撮像部１２１を構成する。

更に、スキャナユニット１１０は、フィルタ１２０よりも外側に位置させて開口部１１１に透明な保護カバー１２２を有しており、この保護カバー１２２が読取窓１０３のカバー部を兼ねている。

このような構成において、照明部１１３は、その複数個のＬＥＤ１１９によって撮像範囲ＲＡ，ＲＢを照明する。これにより、ミラー３０１、および撮像ボード１１４に設けられているＣＣＤエリアセンサとレンズ１１５による撮像可能領域である撮像範囲ＲＡ，ＲＢに商品Ａに付されたバーコードＢＣが位置付けられると、そのバーコードＢＣが照明部１１３によって照明される。これにより、ＣＣＤエリアセンサによるバーコードＢＣの画像の撮像が可能となる。

図５および図６は、バーコードスキャナによる商品に付されたバーコードの撮像操作の様子を示す模式図である。図５に示すように、スキャナユニット１１０がバーコードＢＣを撮像するための範囲が撮像範囲ＲＡだけだとすると、スキャナユニット１１０は、オペレータＯＰがバーコードＢＣを撮像範囲ＲＡにかざした位置が低い場合に、バーコードＢＣの画像を撮像することができない。

しかしながら、本実施形態にかかるバーコードスキャナ１０１によれば、バーコードＢＣを撮像する範囲を撮像範囲ＲＡの下方側に広げることで、図６に示すように、オペレータＯＰがバーコードＢＣを撮像範囲ＲＡにかざした位置が低くても、当該バーコードＢＣが撮像範囲ＲＢに位置していれば、バーコードＢＣの画像を撮像することができる。

このように本実施形態にかかるバーコードスキャナ１０１によれば、ＣＣＤエリアセンサを有する撮像ボード１１４と、撮像範囲ＲＡに位置する商品Ａに付されたバーコードＢＣによって反射した光を取り込むとともに、取り込んだ光をＣＣＤエリアセンサに入射して、バーコードＢＣの画像をＣＣＤエリアセンサに結像するレンズ１１５と、撮像範囲ＲＡに位置するバーコードＢＣによって反射した光がレンズ１１５に至るまでの光路の一部に設けられ、撮像範囲ＲＢに位置するバーコードＢＣによって反射した光をレンズ１１５に導くミラー３０１と、を備えることにより、撮像範囲ＲＡと一部が重複する撮像範囲ＲＢに位置するバーコードＢＣの画像もＣＣＤエリアセンサに結像することができるので、１つのＣＣＤエリアセンサによりバーコードＢＣの画像を撮像可能な範囲を広げることができる。

（第２の実施形態）
本実施形態は、一つの撮像範囲と重複しない他の撮像範囲に位置する被写体によって反射した光をレンズに導くミラーを備えた例である。なお、以下の説明では、第１の実施形態と同様の箇所についての説明を省略し、第１の実施形態と異なる箇所についてのみ説明する。

図７は、レンズとミラーの位置関係を示す図である。ミラー７０１は、図７に示すように、撮像範囲ＲＡよりも下方側に位置しかつ撮像範囲ＲＡと重複しない撮像範囲ＲＢに位置するバーコードＢＣによって反射した光をレンズ１１５に導くものである。これにより、撮像範囲ＲＡに位置するバーコードＢＣによって反射した光をレンズ１１５に至らせるための光路の一部がミラー７０１によって遮られて撮像範囲ＲＡが狭くなるものの、撮像範囲ＲＡに位置するバーコードＢＣおよび撮像範囲ＲＢに位置するバーコードＢＣの画像をＣＣＤエリアセンサに結像することができるので、１つのＣＣＤエリアセンサによりバーコードＢＣの画像を撮像可能な範囲を一箇所から複数に増やした新たな撮像範囲ＲＮを得ることができる。

図８は、バーコードスキャナによる商品に付されたバーコードの撮像操作の様子を示す模式図である。本実施形態にかかるバーコードスキャナ１０１によれば、図８に示すように、荷受面１５２にも撮像範囲ＲＢを設けることで、商品Ａを撮像範囲ＲＡの位置まで持ち上げて当該商品Ａに付されたバーコードＢＣを撮像範囲ＲＡにかざさなくても、荷受面１５２に商品Ａを置いたまま当該商品Ａに付されたバーコードＢＣを撮像することができる。

このように本実施形態にかかるバーコードスキャナ１０１によれば、撮像範囲ＲＡよりも下方側に位置しかつ撮像範囲ＲＡと重複しない撮像範囲ＲＢに位置するバーコードＢＣによって反射した光をレンズ１１５に導くミラー７０１を備えることにより、撮像範囲ＲＡに位置するバーコードＢＣおよび撮像範囲ＲＢに位置するバーコードＢＣの画像をＣＣＤエリアセンサに結像することができるので、１つのＣＣＤエリアセンサによりバーコードＢＣの画像を撮像可能な範囲を一箇所から複数に増やした新たな撮像範囲ＲＮを得ることができる。

（第３の実施形態）
本実施形態は、一つの撮像範囲に位置する被写体によって反射した光がレンズに至るまでの光路の一部に設けられ、他の撮像範囲に位置する被写体によって反射した光をレンズに導くミラーを複数備える例である。なお、以下の説明では、第１，２の実施形態と同様の箇所についての説明を省略し、第１，２の実施形態と異なる箇所についてのみ説明する。

図９は、レンズとミラーの位置関係を示す図である。ミラー９０１は、図３に示すミラー３０１と同様、撮像範囲ＲＡと少なくとも一部が重複する撮像範囲ＲＢに位置するバーコードＢＣによって、撮像範囲ＲＡに位置するバーコードＢＣによって光が反射した角度と異なる角度に反射した光をレンズ１１５に導くものとする。また、ミラー９０２は、図７に示すミラー７０１と同様、撮像範囲ＲＡよりも下方側に位置しかつ撮像範囲ＲＡと重複しない撮像範囲ＲＢに位置するバーコードＢＣによって反射した光をレンズ１１５に導くものである。

本実施形態にかかるバーコードスキャナ１０１によれば、バーコードＢＣを撮像する範囲を撮像範囲ＲＡの下方側に広げることで、図６に示すように、オペレータＯＰがバーコードＢＣを撮像範囲ＲＡにかざした位置が低くても、当該バーコードＢＣが撮像範囲ＲＢに位置していれば、バーコードＢＣの画像を撮像することができる。

さらに、本実施形態にかかるバーコードスキャナ１０１によれば、図８に示すように、荷受面１５２にも撮像範囲ＲＢを設けることで、商品Ａを撮像範囲ＲＡの位置まで持ち上げて当該商品Ａに付されたバーコードＢＣを撮像範囲ＲＡにかざさなくても、荷受面１５２に商品Ａを置いたまま当該商品Ａに付されたバーコードＢＣを撮像することができる。

このように本実施形態にかかるバーコードスキャナ１０１によれば、第１，２の実施形態にかかるバーコードスキャナ１０１と同様の効果を得ることができる。

以上説明したとおり、第１から第３の実施形態によれば、１つのＣＣＤエリアセンサによりバーコードＢＣの画像を撮像可能な範囲を広げることができる。

１２１撮像部
１１４撮像ボード
１１５レンズ
３０１，７０１，９０１ミラー
ＲＡ，ＲＢ撮像範囲

特開２００５−０２５３１１号公報

Claims

撮像素子と、
第１撮像範囲に位置する被写体によって反射した光を取り込むとともに、取り込んだ光を前記撮像素子に入射して前記撮像素子に画像を結像する撮像光学系と、
前記第１撮像範囲に位置する被写体によって反射した光が前記撮像光学系に至るまでの光路の一部に設けられ、第２撮像範囲に位置する被写体によって反射した光を前記撮像光学系に導くミラーと、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
前記ミラーは、前記第１撮像範囲と重複しない前記第２撮像範囲に位置する被写体によって反射した光を前記撮像光学系に導くことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記ミラーは、前記第１撮像範囲と少なくとも一部が重複する前記第２撮像範囲に位置する被写体によって、前記第１撮像範囲に位置する被写体によって光が反射した角度と異なる角度に反射した光を前記撮像光学系に導くことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
複数の前記ミラーを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一に記載の撮像装置。
前記撮像素子は、ＣＣＤエリアセンサであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一に記載の撮像装置。
前記ミラーは、前記第１撮像範囲よりも下方側に存在する前記第２撮像範囲から反射した反射光を前記撮像光学系に導くことを特徴とする請求項１から５のいずれか一に記載の撮像装置。