JP2765231B2

JP2765231B2 - バーコード走査装置

Info

Publication number: JP2765231B2
Application number: JP8510745A
Authority: JP
Inventors: 敦中澤; 満西川
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1994-09-19
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 1998-06-11
Anticipated expiration: 2015-09-13
Also published as: WO1996009596A1; KR100236260B1; US5852288A; KR960706143A; TW291553B

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、読み取るバーコードの像を、レンズ系を通
してイメージセンサに結像させるようにしたバーコード
走査装置に関するものである。

背景技術バーコード走査装置は、照明用光源の光をバーコード
が形成された用紙の上に照射し、そのバーコードをイメ
ージセンサにより読み取るものである。

バーコード走査装置の多くは、手持ち形又はハンディ
ターミナル（携帯形情報収集装置）に組み込まれたスキ
ャナー体形の形状をしており、用紙に直接当てて使用す
るか、用紙から所定距離離して使用するものである（特
開昭64−12384/1989号、特開平１−196680/1989号公報
参照）。

バーコードの幅（走査方向、FIG.14参照）は、使用す
るバーコードのコード体系（JANコード、NW−７、コー
ド39、ITFコード等）や、コードの桁数によって決まる
が、平均すると40−50mm程度である。しかし、工場や倉
庫での物品の管理用には桁数が20−30桁あるものもあ
り、また段ボールに印刷するバーコードではバーの幅が
1mm以上あるものがあり、その結果バーコードの幅が80m
m以上になるものもある。

このような幅の広いバーコードを読み取るには、開口
部の幅の広いバーコード走査装置を必要とするが、現実
には100mmのバーコードに対応できる開口部の幅の広い
バーコード走査装置が製作されている。

また、幅の広いバーコードを読み取るために、バーコ
ードから離して（空間を介して）読み取るようにしたバ
ーコード走査装置も製品化されている。

ところが、前記のように接触状態でバーコードを読み
取るには、バーコード走査装置の開口部の幅が広くなる
ので、装置の奥行きが深くなり、装置全体が大きくなる
という欠点がある。特にハンディターミナルに組み込む
場合は、大きな問題となる。

また、バーコードから離して読み取るようにしたもの
にあっては、手で持つ場合狙いを正確に定めなければな
らないので、操作性が悪いという問題がある。

発明の開示本発明は、幅の広いバーコードを読み取るこのとでき
る、コンパクトで、操作性の良いバーコード走査装置を
提供することである。

前記の目的を達成するための本発明のバーコード走査
装置は、レンズ系の焦点位置をバーコード走査装置を納
める筐体の先端部に設定し、前記レンズ系の焦点位置に
おける視野が前記筐体の開口部の横幅を超えるように設
定し、かつ前記筐体の両横の部分を前記レンズ系の光路
を避けるような形状とすることによって、前記筐体の先
端部を読取面に接触させた状態で開口部の幅を越える幅
のバーコードを走査可能としたものである。

この構成によれば、バーコード走査装置を納める筐体
の、開口部を超えた両横の部分にまで前記レンズ系の視
野を広げているので、当該先端部をバーコードに接触さ
せた状態で開口部の幅を越える幅のバーコードが走査可
能となり、バーコード走査装置の横幅や奥行きを広げな
くても、幅の広いバーコードを走査できるようになる。

この構成を実現する本発明の具体的側面を述べると、
開口部の両横の部分に、当該開口部から続く切込みを形
成したり（請求の範囲第２項）、開口の形状を、扇形に
広げたり（請求の範囲第３項）、開口部と読取面との間
に焦点距離を保持できるように、開口部から突き出した
部分を設けたり（請求の範囲第４項）している。

また、開口部から突き出した部分が、バーコード走査
装置を納める筐体の一方の側から突き出し、その反対の
側に光源が配置されていることが好ましい（請求の範囲
第５項）。この突き出した部分が、外乱光を遮るからで
ある。

また、開口部から突き出した部分の先端が、平面にな
っていて、バーコードの読取角度を規定しているこが好
ましい（請求の範囲第６項）。これにより、安定した読
取ができる。

また、読取面を照明する照明光源を、バーコードの走
査軸とレンズ系の光軸中心とを含む面内に配置すること
が好ましい（請求の範囲第７項）。

照明光源を、バーコードの走査軸とレンズ系の光軸中
心とを含む面内に配置すれば、開口部の範囲のみなら
ず、開口部を超えた両横の部分をも、均一に照明するこ
とができるようになる。

特に、開口部の両横の部分に、当該開口部から続く切
込みを形成したものであれば、読取面を照明する照明光
源を、バーコードの走査軸とレンズ系の光軸中心とを含
む面内に配置するので、照明光が切込みに遮られること
がなくなり、開口面よりも幅の広いバーコードの両端が
暗くなることがない。さらに切込みを細く作ることがで
きるので、筐体の強度を保つことができる。

前記照明光源は、レンズ系の光軸中心の両側に配置
し、バーコードの右側を光軸中心の左側に配置した照明
光源で照らし、バーコードの左側を光軸中心の右側に配
置した照明光源で照らすことがさらに好ましい（請求の
範囲第８項）。

前記照明光源を、レンズ系の光軸中心の両側に配置
し、バーコードの右側を光軸中心の左側に配置した照明
光源で照らし、バーコードの左側を光軸中心の右側に配
置した照明光源で照らせば、照明光の正反射の影響を避
けることが容易にできる。

また、読取面を照明する照明光源は、開口部の開口範
囲を照射する第１の光源と、開口部の幅を超える範囲を
照射する、バーコードの走査軸とレンズ系の光軸中心と
を含む面内に配置された第２の光源からなるものであっ
てもよい（請求の範囲第９項）。

読取面を照明する照明光源を、開口部の開口範囲を照
射する第１の光源と、開口部の幅を超える範囲を照射す
る、バーコードの走査軸とレンズ系の光軸中心とを含む
面内に配置された第２の光源とで構成すれば、第１の光
源として従来の構成のものを使用できるので設計面コス
ト面で有利になる。第２の光源を追加するだけでよいか
ら、全体をコンパクトにすることができる。

以下、図面を参照して本発明の前記及び他の目的は明
らかになるであろう。

図面の簡単な説明 FIG.1は、バーコード走査装置のＡ−Ａ線断面図であ
る。

FIG.2は、バーコード走査装置の側面図である。

FIG.3は、開口部が下方向へ曲げられたバーコード走
査装置の形状を示す斜視図（ａ）及び側面図（ｂ）を示
す。

FIG.4は、開口部が扇のように広がったバーコード走
査装置の形状を示す斜視図（ａ）及び側面図（ｂ）を示
す。

FIG.5は、開口部のさらに先に、読取面に突き当てる
部分が延びているバーコード走査装置の形状を示す斜視
図（ａ）及び側面図（ｂ）を示す。

FIG.6は、開口部が扇のように広がり、開口部のさら
に先に、読取面に突き当てる部分が延びているバーコー
ド走査装置の形状を示す斜視図（ａ）及び側面図（ｂ）
を示す。

FIG.7は、開口部のさらに先に、読取面に突き当てる
鼻のような部分が延びているハンディターミナルを示す
斜視図である。

FIG.8は、FIG.7のハンディターミナルの側断面図であ
る。

FIG.9は、FIG.7のハンディターミナルのＢ−Ｂ線断面
図である。

FIG.10は、鼻の部分の先端を示す側断面図である。

FIG.11は、レンズ系、照明光源及び１次元イメージセ
ンサを樹脂製の光学系筐体で一体化し、１個のモジュー
ルとして扱う例を示すバーコード走査装置の組み立て図
である。

FIG.12は、開口部の開口範囲を照射する光源と、開口
部の幅を超える範囲を照射するバーコードの走査軸とレ
ンズ系の光軸中心とを含む面内に配置された左右の光源
とからなる照明光源を含むバーコード走査装置を示す断
面図である。

FIG.13は、前記バーコード走査装置の側断面図であ
る。

FIG.14は、バーコードを示す斜視図である。

発明を実施するための最良の形態以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

FIG.2はバーコード走査装置の側面図を示し、FIG.1は
バーコード走査装置のＡ−Ａ線断面図を示す。

バーコード走査装置は、手持ち可能な直立体状の筐体
２に収納され、バーコードからの反射散乱光を集光する
レンズ系３と、バーコード像が結像される１次元イメー
ジセンサ４と、多数のLEDからなる照明光源５と、バー
コードの内容を読み取る信号処理回路６とを含んでい
る。

前記レンズ系３は、２−３枚の組合せ球面レンズ若し
くは１枚の非球面レンズ又はこれらの組合せからなるも
のである。この実施例では、レンズの全面に光の波長に
合わせたコーティングを施しているので、レンズは波長
フィルタ（バンドパスフィルタ）としての機能をする。
また図示していないが直径1mm前後の絞りを挿入してい
る。

イメージセンサ４は、多くはCCDリニアセンサやMOSリ
ニアセンサが用いられる。画素数は1000−10000画素程
度であり、この画素数は読取面において要求される解像
度と走査幅とによって決められる。例えは走査幅65mmで
解像度が0.15mm、１バーに対して５画素必要なら、2000
画素程度必要である（65÷0.15×５≒2000）。

前記筐体２は、開口部１の両横の部分に、当該開口部
１から続く切込み７が形成されている。これにより、イ
メージセンサ４の視野は、筐体２の開口部１を超えて横
（バーコードの幅方向）に広がっている。

したがって、当該開口部１をバーコードに接触させた
状態で開口部１の幅を超える幅のバーコードを走査する
ことが可能となっている。

なお、前記開口部１には、レンズ系３や照明光源５に
塵が付着するのを防止するため、透明な窓８が設けられ
ている。この透明窓８の材料は、アクリル、ポリカーボ
ネートといった通常の透明材料である。この透明窓８か
ら、乱反射光等が混入すると、ノイズが発生し読み取り
不良の原因となるため、前記透明材料には、反射防止の
ためのコーティングが施されている。さらに、照明光源
５の光が正反射してイメージセンサ４に入らないよう、
少し傾けられている（FIG.2参照）。

照明光源５は、レンズ系３の左右に対象に配置された
マイクロレンズ付きLED（発光タイオード）の集合であ
り、LEDは、FIG.1のようにレンズを頂点としてＶ字状に
並んでいる。このＶ字状の配置は、照明光源５全体をコ
ンパクトにするという効果がある。そして光軸中心Ｘの
左側に配置したLEDによりバーコードの右側を照射し、
光源中心Ｘの右側に配置したLEDによりバーコードの左
側を照射している。このようにクロスさせて照明してい
るのは、正反射光がレンズに入るのを防ぐためである。
なお、前記のようにＶ字状に配置しているので、各LED
の光量特性や指向特性が同一だと、読取面における照射
強度にかえってむらができる。そこで、LEDに流れる電
流を調整したり、指向特性を調整したりして、照射が均
一になるようにしている。なお、レンズ系のcos4乗特性
等を考慮すると、照射の両端を明るくしてイメージセン
サ４の上で均一な光量になるようにする方がより好まし
い。

前記LEDは、FIG.2に示すように光軸中心Ｘを含む面内
に配置されているのが１つの特徴となっている。これ
は、LEDを斜め下から、又は斜め上から照明するように
配置すると（FIG.2の二点鎖線の矢印B,C参照）、切込み
７に遮られる光が生じてしまい、バーコードの両端の部
分が暗くなってしまうからである。本実施例では、LED
を、光軸中心Ｘを含む面内に配置したので、光は、切込
み７に遮られることなく、バーコードを均一に照射する
ことができる。また切込み７の幅Ｙ（FIG.2参照）を最
小限にできるから、筐体２の機械強度低下を防止するこ
とができる。

前記LEDとしては、通常採用される波長660nmの赤色LE
Dを用いているが、発光波長は、緑、青、赤外等適宜変
更できる。また、LEDに代えて、白熱ランプやレーダダ
イオードを用いてもよい。

なお、バーコードの両端の部分が室内光等の外乱光の
反射散乱の影響を受けて明るくなり、バーコードの中央
の部分とのコントラストがつきすぎて、バーコードの読
み取りに支障が生じることがある。この場合は、照明光
源５の発光強度を通常よりも強くすることが好ましい。
しかし照明光源５の発光強度を強くすると、イメージセ
ンサ４が飽和するおそれがあるので、センサの電子シャ
ッタ機能を用いて、イメージセンサ４の露光時間を短く
することが好ましい。また、イメージセンサ４の電子シ
ャッタ機能がない場合は、単に照明光源５を明るくして
おいて、イメージセンサ４への入射レベルを下げるフィ
ルタをイメージセンサ４の手前に取りつけるようにすれ
ばよい。これにより、イメージセンサ４への入射レベル
は同じで、S/Nのよい、適度なコントラストのバーコー
ド像を得ることができる。

以上のように構成したので、バーコード走査装置の開
口部１が比較的狭くても、開口部１の幅を超えたバーコ
ードを容易に読み取ることができる。また、接触状態で
バーコードを読み取るので、バーコードから離して読み
取るときのように、狙いを正確に定める必要はなく、操
作性がよくなる。

FIG.3からFIG.10は、バーコード走査装置の開口部１
の形状の変形例を示している。

FIG.3（ａ）は、開口部１が下方向へ曲げられた形状
を示し、読取面に当てるときに当てやすくなっている。
FIG.3（ｂ）は側面図である。

FIG.4（ａ）は、開口部１が扇のように広がった形状
を示している。FIG.4（ｂ）は側面図である。

FIG.5（ａ）は、開口部１のさらに先に、読取面に突
き当てる部分が延びている形状を示している。開口部１
と読取面との間に一定の距離が確保されるので、イメー
ジセンサ４の視野は、開口部１よりも広がることにな
る。FIG.5（ｂ）は側面図である。

FIG.6（ａ）は、開口部１が扇のように広がり、開口
部１のさらに先に、読取面に突き当てる部分が延びてい
る形状を示している。FIG.4の形状とFIG.5の形状との組
合せである。FIG.6（ｂ）は側面図である。

FIG.7は、開口部１のさらに先に、読取面に突き当て
る鼻のような部分22が延びているハンディターミナル21
を示している。このハンディターミナル21は、バーコー
ド走査装置と、ディスプレイ23、キーボード24とが一体
になった構造のものである。ハンディターミナル21の右
側面には、バーコードを読み取るときに走査するスイッ
チ25が設けられている。

FIG.8は前記ハンディターミナル21の側断面図、FIG.9
は前記ハンディターミナル21のＢ−Ｂ線断面図である。
鼻の部分22をバーコード面26に接触させた状態でスイッ
チ25を走査すると、ハンディターミナル21の開口１の下
部に配置されたLED27は、バーコード面26を照らす。バ
ーコード面26からの光は、開口１、反射ミラー28、レン
ズ29を通してCCDイメージセンサ30の受像面に結像され
る。32は、ハンディターミナル21を駆動する電池、31は
回路基板を示す。

この構成によって、バーコード走査装置の開口部１が
狭くても、開口部１の幅を超えたバーコードを読み取る
ことができる。また、鼻の部分22がバーコード面26に接
触した状態でバーコードを読み取るので、ピントが自動
的に合う。また、鼻の部分22を上にして、バーコード面
26に当てるので、鼻の部分22が「庇」となって、上方か
ら来る外乱光ノイズをシャットアウトすることができ
る。またLED27は、開口１の下部に配置され、鼻の部分2
2の先端より少し手前を照らすので、ユーザは、鼻の部
分22をバーコードに被せるように持っていけばよい。し
たがって、非常に操作しやすくなる。

FIG.10は、鼻の部分22の先端を示す側断面図である。
先端の幅をｗで示している。FIG.10（ａ）に示すよう
に、幅ｗが狭いと、バーコード面26に接触した鼻の部分
22が前後にふらつきやすく、バーコードを読み取る角度
が変動して、読取にくくなる。そこで、FIG.10（ｂ）に
示すように、幅ｗを広くとると、バーコード面26に接触
した鼻の部分22が前後にしっかりと固定され、バーコー
ドを読み取る角度θが変動しなくなる。しかし、幅ｗが
あまりに広いと、鼻の部分22の先端位置と、LED27の照
らす位置と離れ、ユーザは、バーコードに狙いをつけに
くくなる。したがって、幅ｗは、適正な値に設定される
べきである。

なお、本発明は、前記の実施例に限定されるものでは
ない。前記実施例では、レンズ系３、照明光源５及びイ
メージセンサ４は、それぞれ個別部品で構成されていた
が、FIG.11に示したように、これらを樹脂製の光学系筐
体2aと一体化し、バーコード操作装置の筐体２で上下を
挟んで固定すれば、１個のモジュールとして扱うことも
できる。こうすれば、量産性が向上し、取扱が容易にな
る。

また、前記実施例では、照明光源は、光軸中心Ｘを含
む面内に配置されていて、光軸中心Ｘの左側に配置した
LEDによりバーコードの右側を照射し、光軸中心Ｘの右
側に配置したLEDによりバーコードの左側を照射してい
た。しかし、この配置に限られるものではなく、例えば
FIG.12、FIG.13に示すように、読取面を照明する照明光
源は、開口部の開口範囲を照射する光源12と、開口部の
幅を超える範囲を照射する、バーコードの走査軸とレン
ズ系の光軸中心とを含む面内に配置された左右の光源13
とからなっていてもよい。

光源12は、通常用いられるように、開口部１の直ぐ内
側の、光軸中心Ｘを含む面から外れた上下いずれかの面
に取りつけられているものである。光軸中心Ｘを含む面
に設置できないのは、イメージセンサへの結像を邪魔す
るからである。

一方、光源13は、開口部の幅を超える範囲すなわちバ
ーコードの両端部を照明するためのもので、イメージセ
ンサへの結像を邪魔しないようにレンズ系の視野の外側
に配置されている（FIG.12参照）。また光源13は、光軸
中心Ｘを含む面内に配置されている。これは光が、切込
み７に遮られることなく、バーコードの両端を効率よく
照射するためである。

このFIG.12、FIG.13の構成をFIG.1、FIG.2の構成と比
較すると、スペースの利用性がさらに向上している。

また本発明は、１次元イメージセンサを使用してバー
コードを走査する装置のみならず、２次元イメージセン
サを使用してバーコードを走査する装置にも応用するこ
とが可能である。この場合も、筐体２の開口部１の幅を
超えて、バーコードを走査することができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内で多くに修正および変更を加え得る
ことは勿論である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】開口部を有する筐体に納められ、読取面の
バーコードの像を、レンズ系を通してイメージセンサに
結像させるようにしたバーコード走査装置において、前記レンズ系の焦点位置をバーコード走査装置を納める
筐体の先端部に設定し、前記レンズ系の焦点位置におけ
る視野が前記筐体の開口部の横幅を超えるように設定
し、かつ前記筐体の両横の部分を前記レンズ系の光路を
避けるような形状とすることによって、前記筐体の先端部を読取面に接触させた状態でバーコー
ドの像を結像させるようにしたことを特徴とするバーコ
ード走査装置。
【請求項２】開口部の両横の部分に、当該開口部から続
く切込みを形成したことを特徴とする請求の範囲第１項
記載のバーコード走査装置。
【請求項３】開口部の形状を、扇形に広げ、かつ、円弧
の両端の部分を読取面から離した状態でバーコードの像
を結像させるようにしたことを特徴とする請求の範囲第
１項記載のバーコード走査装置。
【請求項４】開口部を有する筐体に納められ、読取面の
バーコードの像を、レンズ系を通してイメージセンサに
結像させるようにしたバーコード走査装置において、前記レンズ系の焦点位置をバーコード走査装置を納める
筐体の開口部から突き出した部分に設定し、前記レンズ
系の焦点位置における視野が前記筐体の開口部の横幅を
超えるように設定し、前記開口部から突き出した部分を読取面に接触させ、か
つ、開口部と読取面との間が離れた状態でバーコードの
像を結像させるようにしたことを特徴とするバーコード
走査装置。
【請求項５】開口部から突き出した部分が、バーコード
走査装置を納める筐体の一方の側から突き出し、その反
対の側に光源が配置されていることを特徴とする請求の
範囲第４項記載のバーコード走査装置。
【請求項６】開口部から突き出した部分の先端が、平面
になっていて、バーコードの読取角度を規定しているこ
とを特徴とする請求の範囲第４項記載のバーコード走査
装置。
【請求項７】読取面を照明する照明光源を、バーコード
の走査軸とレンズ系の光軸中心とを含む面内を配置した
ことを特徴とする請求の範囲第１項又は第４項記載のバ
ーコード走査装置。
【請求項８】前記照明光源を、レンズ系の光軸中心の両
側に配置し、バーコードの右側を光軸中心の左側に配置
した照明光源で照らし、バーコードの左側を光軸中心の
右側に配置した照明光源で照らすことを特徴とする請求
の範囲第７項記載のバーコード走査装置。
【請求項９】読取面を照明する照明光源は、開口部の開
口範囲を照射する第１の光源と、開口部の幅を超える範
囲を照射する、バーコードの走査軸とレンズ系の光軸中
心とを含む面内に配置された第２の光源からなることを
特徴とする請求の範囲第１項又は第４項記載のバーコー
ド走査装置。