JP3153412B2

JP3153412B2 - データシンボル読み取り装置

Info

Publication number: JP3153412B2
Application number: JP08781894A
Authority: JP
Inventors: 修三瀬尾
Original assignee: 旭光学工業株式会社
Priority date: 1994-04-01
Filing date: 1994-04-01
Publication date: 2001-04-09
Anticipated expiration: 2016-04-09
Also published as: JPH07271890A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば２次元データシ
ンボルのようなコード化された情報を読み取るデータシ
ンボル読み取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、例えばＰＯＳシステム等に適用す
るために、商品情報をバーコード化し、バーコードリー
ダーにより読み取る方法、装置が普及している。しかし
ながら、バーコードは、バーの配列方向にレーザー光に
よる走査を行って１次元的に読み取るものであり、情報
量に限界がある。

【０００３】そこで、近年、より多くの情報を担持し得
るものとして、例えば白黒のモザイクパターンが２次元
的に配列された２次元データシンボルが開発されている
が、この２次元データシンボルを読み取る装置、特にエ
リアセンサーを用いた装置はほとんどない。

【０００４】一方、このようなデータシンボル読み取り
装置を開発するにあたって、２次元データシンボルを平
面的に同時に読み取る方式を採用すると、読取領域内に
配置された２次元データシンボルを２次元的に均一に照
明する必要がある。

【０００５】また、このような装置においては、光源か
ら出射された光が直接読取領域内で反射してＣＣＤへ達
すると、光源像がＣＣＤに写ってしまい、正確な読み取
りができなくなる。

【０００６】上記要件を満たし、かつ光源像を写さない
ようにするためには、照明光の光軸と、読取領域内の２
次元データシンボルが位置する基準面の法線とのなす角
が、ある程度の大きさをもっている必要がある。

【０００７】しかし、前記照明光の光軸の傾斜角度を大
きくすると、照明装置全体を横方向に広げなければなら
ず、読取装置全体を大型としなければならないといった
欠点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、シン
ボル読み取り領域内を均一に照明しつつ、装置の小型化
を図ることができ、しかもシンボル読み取り領域の基準
面の状態にからわらず適正な読み取りが可能なデータシ
ンボル読み取り装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（６）の本発明により達成される。

【００１０】（１）２次元のデータシンボルを読み取
るデータシンボル読み取り装置であって、シンボル読み
取り領域を照明する光源と、前記シンボル読み取り領域
からの光を受光する読み取り部と、反射面および出射面
を備え、前記光源からの光を所望に屈曲させて前記シン
ボル読み取り領域の基準面へ導くプリズムとを有し、前
記プリズムの出射面に、前記読み取り部の受光面の法線
方向に沿って、横断面がＶ字状の複数の溝を並設したこ
とを特徴とするデータシンボル読み取り装置。

【００１１】（２）前記各溝は、前記読み取り部の受
光面の法線に対し、垂直方向に延在し、前記各溝の対向
する両溝面は、前記出射面の法線に対し、互いに逆方向
に傾斜している上記（１）に記載のデータシンボル読み
取り装置。

【００１２】（３）前記各溝は連続的に隣接形成され
ている上記（１）または（２）に記載のデータシンボル
読み取り装置。

【００１３】（４）前記シンボル読み取り領域の近傍
にある前記溝において、該溝の対向する両溝面のうちの
少なくとも前記基準面側の溝面を拡散面とした上記
（１）ないし（３）のいずれかに記載のデータシンボル
読み取り装置。

【００１４】（５）前記プリズムの前記基準面側の端
部から所定領域にある前記溝において、該溝の対向する
両溝面のうちの少なくとも前記基準面側の溝面を拡散面
とした上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のデー
タシンボル読み取り装置。

【００１５】（６）前記プリズムの形状および前記プ
リズムと前記光源との位置関係が、前記基準面の法線
と、前記読み取り部での受光光の光軸とを平行にした場
合、前記基準面への入射光の光軸は、前記基準面の法線
に対して所定角度傾斜し、かつ、前記読み取り部での受
光光の光軸と、前記プリズムに入射する前の前記光源か
らの主光線の光軸とのなす角をαとし、前記基準面の法
線に対して入射光の光軸が傾斜する角度をβとしたと
き、α＜βの関係を満足するよう構成された上記（１）
ないし（５）のいずれかに記載のデータシンボル読み取
り装置。

【００１６】

【実施例】以下、本発明のデータシンボル読み取り装置
を添付図面に示す好適実施例に基づき詳細に説明する。
図１は、データシンボル読み取り装置の構成例を模式的
に示す断面側面図である。同図に示すように、データシ
ンボル読み取り装置１は、ケーシング２を有し、このケ
ーシング２内には、照明装置４０と、データシンボル３
８を読み取る読み取り部４とが、一体化された状態で設
置されている。

【００１７】照明装置４０には、照明装置４０を構成す
る一対の光源４１を点灯する光源駆動回路４２が接続さ
れている。光源４１としては、例えばＬＥＤのような発
光素子、ハロゲンランプ、半導体レーザ等を用いること
ができる。

【００１８】両光源４１の間には、エリアセンサーであ
るＣＣＤ（charge coupled device）４３と、このＣＣ
Ｄ４３へ後述するシンボル読み取り領域３６での反射光
を結像するように導く光学系４４とで構成される読み取
り部４が設置されている。ＣＣＤ４３では、多数の画素
が行列状に配置され、各画素のそれぞれが受光した光の
光量に応じた電荷を蓄積し、この電荷を所定時に順次転
送するように構成されている。この転送された電荷は、
読み取られた画像の画像信号を構成する。

【００１９】なお、本実施例においては、ＣＣＤ４３
は、データシンボル３８の各部の明度（輝度）を検出し
得るものであればよいが、読み取るデータシンボルの構
成によっては、カラー画像用のＣＣＤ４３を用いること
もできる。また、光学系４４は、各種レンズ、プリズ
ム、フィルター、ミラー等の光学部品を所望に組み合わ
せて構成される。

【００２０】図２は、シンボル読み取り領域３６を示す
平面図である。同図に示すように、シンボル読み取り領
域（図中一点鎖線で示す）３６は、基準面（データシン
ボル３８が位置する面）３７上において、照明装置４０
による光の照射がなされ、かつその反射光を読み取り部
４により受光し、データを読み取ることができる領域で
ある。

【００２１】図示の構成では、データシンボル（シンボ
ルコード）３８は、ｘ行×ｙ列（ｘ、ｙは２以上の整
数）に配列された黒色または白色（または透明）のモザ
イクで構成されている。このモザイクの黒色または白色
は、例えば２進法における０または１を表し、この組み
合わせにより所望の情報が特定される。なお、データシ
ンボル３８は、図示のような構成のものに限定されな
い。

【００２２】このような照明装置４０および読み取り部
４においては、光源駆動回路４２により後述のように配
置された光源４１が点灯し、各光源４１から発せられた
光は、シンボル読み取り領域３６に照射され、その反射
光が光学系４４を介してＣＣＤ４３の受光面上に結像さ
れ、この受光光量に応じた画像信号（アナログ信号）が
出力される。

【００２３】以下、照明装置４０の構成について詳細に
説明する。図３は、照明装置４０および読み取り部４の
構成例を示す側面図であり、図４および図５は、それぞ
れ照明装置４０のプリズム４６の構成例を示す側面図で
ある。図３に示すように、照明装置４０は、複数の光源
４１と、光源の下部に設置された一対のプリズム４６と
を有している。

【００２４】図２に示すように、本実施例の装置では、
シンボル読み取り領域３６を区画する辺のうち、一対の
平行な辺に沿って（本実施例では長辺に沿って）、それ
ぞれに３つの光源４１が設置されている。以下、代表的
にＣＣＤ４３を介して対向配置された一対の光源４１に
ついて説明するが、他の二対の光源４１についても同様
である。

【００２５】図３に示すように、ＣＣＤ４３は、シンボ
ル読み取り領域３６内の基準面３７に対して、照明装置
４０および読み取り部４を平行（以下、適正状態とい
う）にした場合において、ＣＣＤ４３の受光面にシンボ
ル読み取り領域３６の基準面３７の法線Ｏが直交するよ
うに配置されている。前記適正状態において、ＣＣＤ４
３に入射する受光光の光軸は、前記法線Ｏと平行なもの
であり、光源４１から照射された直後の主光線の光軸、
換言すると、プリズム４６に入射する直前の主光線の光
軸が、前記法線Ｏに、即ちＣＣＤ４３への受光光の光軸
に、ほぼ平行（α≒０）となるように、光源４１が配置
されている。

【００２６】ここに、前記「主光線の光軸」とは、最も
光強度の強い主光線をいうものとする。図３に示すよう
に、前記一対のプリズム４６、４６は、前記光源４１か
ら照射された光の光軸上に位置しており、後述するプリ
ズム４６の出射面４６３同士が対向するように、シンボ
ル読み取り領域３６の長辺に沿って設置されている。

【００２７】このプリズム４６は、プリズム４６を構成
する３つの面が、それぞれ入射面４６１、反射面４６
２、出射面４６３となっており、出射面４６３の光源４
１側（図３中上側）は、遮光面（光を吸収する面）４６
４となっている。この場合、前記入射面４６１は、拡散
面となっている。この拡散面は、粗面（すり面）に加工
したもの、すなわち表面に微小な凹凸が形成されたもの
である。また、前記出射面４６３は、後述するα≒０に
おいて、プリズム４６に入射する前の光源４１からの主
光線の光軸に対し、平行になるよう構成されている。

【００２８】プリズムの材質としては、例えばアクリ
ル、ポリカーボネートなどプラスチックや、各種硝材を
用いることができ、その屈折率としては、１．４〜１．
６程度、好ましくは１．５程度のものを用いるのが良
い。

【００２９】プリズム４６の出射面４６３には、読み取
り部４の受光面、すなわちＣＣＤ４３の受光面の法線方
向（プリズム４６に入射する前の光源４１からの主光線
の光軸９１方向）に沿って、複数の横断面がＶ字状の溝
４６５が並設されている。

【００３０】この場合、図４に示すように、各溝４６５
は、ＣＣＤ４３の受光面の法線（プリズム４６に入射す
る前の光源４１からの主光線の光軸９１）に対して、垂
直方向に延在し、各溝４６５は、連続的に隣接形成され
ている。これにより、出射面４６３において、面４６９
を除き、垂直面をなくし、表面を全て傾斜させることが
できるので、出射面４６３から基準面３７に照射される
光は、もれなく溝面４６６を通過する。すなわち、溝４
６５を隣接させずに形成する場合に比べ、溝面４６６を
通過する光の光量が増加するので、本発明の効果がさら
に向上する。

【００３１】また、各溝４６５の対向する溝面４６６、
４６７は、出射面４６３の法線４６８に対し、互いに逆
方向に傾斜している。ここで、図４に示すように、出射
面４６３の法線４６８に対して基準面３７側の溝面４６
６およびＣＣＤ４３側（光源４１側）の溝面４６７が傾
斜する角度をそれぞれ、θ₁ およびθ₂ とした場合、前
記θ₁ およびθ₂ は、それぞれ、プリズム４６の反射面
４６２の傾斜角θ₃ 等の諸条件によって適宜決定され
る。

【００３２】この場合、前記傾斜角θ₃ を１５〜３０°
程度としたとき、θ₁ およびθ₂ は、それぞれ、３０〜
６０°程度であることが好ましい。また、各溝４６５の
幅（＝ピッチ）Ｌ₁ は、特に限定されず、プリズム４６
の寸法等の諸条件によって適宜決定されるが、例えば、
１〜２mm程度とすればよい。

【００３３】また、プリズム４６の基準面３７側の端部
から所定領域にある各溝４６５、すなわち本実施例で
は、シンボル読み取り領域３６の近傍の領域９５内にあ
る各溝４６５の溝面４６６および４６７と、領域９５内
の面４６９は、それぞれ拡散面とされている。この拡散
面は、粗面（すり面）に加工したもの、すなわち溝表面
や面４６９に微小な凹凸が形成されたものである。

【００３４】この場合、前記領域９５は、光源４１から
の主光線が、プリズム４６に入射し、プリズム４６の出
射面４６３から出射する際の出射面４６３における位置
（出射面４６３から出射する主光線の光軸９１と、溝面
４６６との交点）Ａより、シンボル読み取り領域３６側
にある。ここで、前記領域９５の幅Ｌ₂ は、特に限定さ
れず、プリズム４６の寸法や傾斜角θ₃ 等の諸条件によ
って適宜決定されるが、例えば、２〜４mm程度とすれば
よい。

【００３５】図３に示すように、両プリズム４６の間で
あって、出射面４６３と遮光面４６４との境界付近に
は、保護ガラス板４５が設けられている。この保護ガラ
ス板４５により、装置内部へのゴミ等の異物の侵入が防
止される。

【００３６】次に、プリズム４６の作用について説明す
る。図６は、光源（発光ダイオード）４１の配光特性を
示すグラフである。本実施例における各光源４１は略同
一の輝度を有し、その配光特性は、図６に示されてい
る。

【００３７】図３に示すように、光源４１から出射され
た光は、プリズム４６の入射面４６１からプリズム４６
内へ入射される。この場合、前述したように入射面４６
１は拡散面４６１となっているので、光源４１からの光
は、入射面４６１で拡散されてプリズム４６内へ入射さ
れる。すなわち、入射面４６１は、通過する光源４１か
らの光の配光領域を広げ、シンボル読み取り領域３６内
の照射領域を広げるとともに、照射範囲内の輝度がより
均一になるように作用する。なお、図３には、主光線の
光軸９１を一点鎖線、拡散光のうちの所定の光線を二点
鎖線で示す。

【００３８】プリズム４６に入射された光は、反射面４
６２で反射され、出射面４６３から出射される。この場
合、遮光面４６４によって、光源４１からの光や入射面
４６１で拡散された拡散光が直接シンボル読み取り領域
３６へ照射されることが防止される。

【００３９】また、前述したように出射面４６３には、
溝４６５が設けられているので、図４に示すように、反
射面４６２で反射された光は、溝４６５の溝面４６６
へ、溝面４６６に対して垂直または垂直に近い角度で入
射される。このため、反射面４６２からの反射光は、溝
面４６６を通過する際に屈折しないか、または溝４６５
を設けない場合に比べ、小さい角度で屈折して、基準面
３７に照射される。

【００４０】なお、本実施例では、反射面４６２で反射
された主光線の光軸９１に対して、溝面４６６が垂直に
なるように溝４６５が形成されているので、図３に示す
ように、主光線の光軸９１上の光線は、シンボル読み取
り領域３６側（基準面３７側）の溝面４６６から出射の
際、シンボル読み取り領域３６側へ直進する。また、光
軸９１より離れた光線は、直進しないまでも小さい角度
で屈折して出射される。

【００４１】また、図４に示すように、領域９５内の表
面は拡散面となっているので、反射面４６２から領域９
５内の溝面４６６に入射された光は、この溝面４６６で
さらに拡散されて基準面３７に照射される。

【００４２】ここで、図１０に示すように、プリズム４
６の出射面４６３に溝４６５を設けない場合には、反射
面４６２で反射された光は、出射面４６３へ、出射面４
６３に対して鋭角に入射されるので、出射面４６３で大
きく屈折して、シンボル読み取り領域に照射される。す
なわち、溝４６５がある場合に比べ、シンボル読み取り
領域３６に入射する光の入射角度（シンボル読み取り領
域３６の基準面３７の法線に対する光の光軸の角度）が
小さくなるとともに、シンボル読み取り領域３６のプリ
ズム４６側（端部）に入射される。

【００４３】従って、適正状態の場合の基準面３７に対
し、基準面３７が傾斜している場合（例えば、＋５°ま
たは−５°程度傾斜している基準面３７’の場合）に
は、出射面４６３から出射された光が直接シンボル読み
取り領域３６内で反射してＣＣＤ４３へ達し、ＣＣＤ４
３に光源像が写ることがあり、これにより適正な読み取
りが困難となる場合がある。

【００４４】これに対し、本発明のデータシンボル読み
取り装置１によれば、前述したようにプリズム４６の出
射面４６３に溝４６５が設けられているので、図５に示
すように、シンボル読み取り領域３６に入射する主光線
の入射角度（基準面３７の法線Ｏと、読み取り部４での
受光光の光軸とを平行にした場合におけるシンボル読み
取り領域３６の基準面３７の法線Ｏに対する主光線の光
軸９１の角度）βをプリズム４６の出射面４６３に溝４
６５を設けない場合に比べ、大きくすることができる。

【００４５】従って、図３に示すように、基準面３７と
読み取り部４とが平行の場合はもちろんのこと、適正状
態の場合の基準面３７に対し、基準面３７が傾斜してい
る場合（例えば、＋５°または−５°程度傾斜している
基準面３７’の場合）であっても、ＣＣＤ４３に光源像
が写ることを確実に防止することができ、これによりシ
ンボル読み取り領域３６の基準面３７の状態（傾斜）に
かかわらず適正な読み取りを行うことができる。

【００４６】また、前記入射角度βが大きくなることに
よって、シンボル読み取り領域３６内を均一に照らすこ
とができる。この入射角βとしては、３０〜６０°程
度、特に４０〜５０°程度とするのが好ましい。

【００４７】また、本実施例のデータシンボル読み取り
装置１によれば、前述したようにプリズム４６の領域９
５内の表面が拡散面となっているので、シンボル読み取
り領域３６の端部に集中する照射光を拡散させることが
でき、反射特性が強い被写体を読み取る場合、シンボル
読み取り領域３６の基準面３７（被写体面）を均一に照
明することができる。

【００４８】なお、本実施例では、光源４１からの光を
所望に屈曲させてシンボル読み取り領域３６の基準面３
７へ導く導光光学系としてプリズム４６を用いているの
で、ミラー等の光学部材を組み合わせて導光光学系を構
成する場合に比較して、部品点数を少なくできるという
利点もある。

【００４９】ここで、光源４１から照射される主光線の
光軸９１がシンボル読み取り領域３６の基準面３７に入
射する位置（照射中心位置）は、長辺から、該辺に直交
する辺（短辺）の長さの０．１〜０．３４倍の距離の範
囲内あることが好ましい。この範囲であれば、シンボル
読み取り領域３６内の全体の輝度を、より一層均一にす
ることができる。

【００５０】以上のような構成において、図５に示すよ
うに、基準面３７の法線Ｏと、読み取り部４での受光光
（ＣＣＤ４３に入射する光）の光軸とを平行にした場
合、読み取り部４での受光光の光軸、すなわち、基準面
３７の法線Ｏと、プリズム４６に入射する前の光源４１
からの主光線の光軸９１とのなす角度αは、α≒０°、
換言すれば両者は、ほぼ平行となるように光源４１は設
置されている。

【００５１】このような構成とすることによって、ＣＣ
Ｄ４３に近接して光源４１を配置することが可能とな
り、照明装置４０を全体としてコンパクトに構成するこ
とができる。

【００５２】本発明では、前記α、βをα＜βの関係を
満たすようにするのが好ましく、この関係を満たすよう
に、プリズム４６の形状、すなわち、入射面４６１、反
射面４６２、出射面４６３（溝面）の角度や位置関係お
よびプリズム４６と光源４１との位置関係を設定する。
このような場合には、照明装置４０、ひいてはデータシ
ンボル読み取り装置１全体の小型化を図ることができ
る。なお、αは必ずしもα≒０°でなくてもよく、傾い
て設定されていてもよい。

【００５３】図１に示すように、このような構成の照明
装置４０を有するデータシンボル読み取り装置１のケー
シング２内には、読み取り部４からの画像信号を処理す
る信号処理回路５が設けられている。

【００５４】図７は、データシンボル読み取り装置１の
構成例を示すブロック図である。同図に示されているよ
うに、データシンボル読み取り装置１における信号処理
回路５は、主に、ＣＣＤ駆動回路６、増幅回路８、２値
化回路１０、メモリー１２、制御手段（ＣＰＵ）１５、
通信用ドライバー１６、およびこれらの接続ラインで構
成されている。

【００５５】また、制御手段１５には、光源駆動回路４
２や、必要に応じて、スイッチ回路、ＬＣＤ（液晶表示
素子）またはＣＲＴのような表示装置（図示しない）等
が接続されている。

【００５６】データシンボル読み取り装置１において
は、トリガスイッチのオンにより読み取りが開始され、
信号処理回路５では、後述するように所定の信号処理が
行われる。この信号処理回路５にて処理された信号は、
必要なデータにデコードされた後、通信用ドライバー１
６により、外部に設置された例えばパソコンやワークス
テーションのようなコンピュータ１７に入力される。こ
のようなコンピュータ１７においては、入力されたデー
タの格納および集計等が行われる。

【００５７】光源駆動回路４２は、光源４１に電力を供
給して点灯する回路であり、制御手段１５により制御さ
れる。メインスイッチをオンすることによって、制御手
段１５は、光源駆動回路４２を作動させ、これにより光
源４１が点灯する。ここで、光源４１の点灯時間は、光
源駆動回路４２または制御手段１５により所望に設定さ
れている。

【００５８】また、メインスイッチのオンによって、制
御手段１５は、ＣＣＤ駆動回路６を作動させる。ＣＣＤ
駆動回路６からＣＣＤ４３へは、ＣＣＤ水平駆動パルス
と、ＣＣＤ垂直駆動パルスとが出力され、ＣＣＤ４３で
の電荷の蓄積および転送が制御される。

【００５９】また、ＣＣＤ駆動回路６では、クロック信
号を生成し、さらにこの信号に水平同期信号および垂直
同期信号を複合した信号（複合クロック信号）を制御手
段１５へ送出する。

【００６０】読み取り部４のＣＣＤ４３から順次出力さ
れる画像信号（アナログ信号）は、増幅回路８により増
幅され、Ａ／Ｄ変換されて２値化回路１０に入力され
る。２値化回路１０では、デジタル画像信号がしきい値
データと比較されて２値化される。２値化回路１０より
出力された２値化データは、制御手段１５に内蔵されて
いるアドレスカウンタにより、メモリー１２の所定のア
ドレスに入力される。アドレスカウンタは前記ＣＣＤ駆
動回路６から入力される複合クロック信号によって駆動
する。

【００６１】メモリー１２からは、前記内蔵されている
アドレスカウンタに指定されたアドレスに従って、デー
タが順次読み出され、１画面分のデータに対して、制御
手段１５の演算部において、例えば輪郭検出（データシ
ンボル３８に関する情報のみの抽出）、ドロップアウト
補正、回転等の画像処理を行い、さらに、制御手段１５
に内蔵されるデコーダにて、データシンボルの体系に応
じたデータにデコードする。このデコードされたデータ
は、通信用ドライバー１６を介して、ホストコンピュー
タ１７に出力される。

【００６２】以上、本発明のデータシンボル読み取り装
置を、図示の構成例に基づいて説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではない。例えば、前記本実施例で
は、プリズム４６の出射面４６３の領域９５内にある溝
４６５の溝面４６６および４７７をそれぞれ拡散面とし
ているが、本発明では、例えば、前記溝面４６６および
４７７のうちの基準面３７側の溝面４６６のみを拡散面
としてもよい。また、本発明では、出射面４６３（溝面
４６６および４７７の双方）に拡散面を設けなくてもよ
い。

【００６３】また、本実施例では、プリズム４６の入射
面４６１が拡散面となっているが、本発明では入射面４
６１を拡散面とせずに、例えば、拡散板をプリズム４６
の入射面４６１上に密着または離間して配置してもよ
い。また、前記と同様に、本発明では、プリズム４６の
反射面４６２および遮光面４６３を、それぞれ、例え
ば、反射板および遮光板に変更してもよい。

【００６４】また、本発明では、プリズム４６の遮光面
４６３は、本実施例のような光を吸収する面には特に限
定されず、この他、例えば、反射面（鏡面）、ハーフミ
ラー、光学フィルター（これらの透過率は任意）等とす
ることができる。

【００６５】また、本実施例では、各溝４６５につい
て、形状、幅、ピッチおよび角度（θ₁ 、θ₂ ）が同一
であるが、本発明では、これらは、ＣＣＤ４３の受光面
の法線方向（プリズム４６に入射する前の光源４１から
の主光線の光軸９１方向）に変化していてもよい。

【００６６】また、本発明では、読み取り部４は、基準
面３７での反射光の他、透過光を受光するものでもよ
い。なお、本発明では、光源の数および照射中心位置
は、それぞれ、シンボル読み取り領域の大きさや、光源
の配光特性、輝度などによって適宜変更される。さら
に、本発明は、上記説明したものに限られるものではな
く、シンボル読み取り領域の大きさが異なったり、前記
領域の形状が正方形であっても良い。

【００６７】次に、本発明の具体的実施例を挙げて、さ
らに詳細に説明する。図３に示す照明装置４０を用い
て、シンボル読み取り領域３６の水平方向（短辺方向）
の輝度分布を測定した。光源４１として使用した６つの
発光ダイオードは、全て同じ特性のものを用い、その配
光特性は図６に示されているものであった。なお、シン
ボル読み取り領域３６の大きさは、短辺＝１８．５mm、
長辺＝２４．５mmとした。その他の条件については、下
記に記す条件で測定を行った。

【００６８】図８および図９は、それぞれ、下記条件の
プリズムを用いて、図２に示されるシンボル読み取り領
域３６を照射した場合のシンボル読み取り領域３６の水
平方向（短辺方向）の輝度分布を示すグラフである。

【００６９】図８および図９において、縦軸はビデオ信
号のレベル（単位：ＩＲＥ）を示し、横軸はシンボル読
み取り領域３６の水平方向（短辺方向）の位置を示すも
のである。また、曲線ａ₁ およびａ₂ は、それぞれ、拡
散性の良い用紙を照明した場合の輝度分布を示すもので
あり、曲線ｂ₁ およびｂ₂ は、それぞれ、反射性の強い
用紙を照明した場合の輝度分布を示すものである。各曲
線ａ₁ 、ｂ₁ 、ａ₂ およびｂ₂ が平坦である程均一に照
明されていることを示している。

【００７０】＜実施例１＞

【００７１】出射面が拡散面となっていない下記のプリ
ズムを用いた。プリズムの材質：アクリル樹脂（屈折率＝１．５）溝の幅Ｌ₁ ：１mm 角θ₁ ：４５° 角θ₂ ：３５° 角θ₃ ：２２．５° 角α：０° 角β：４５° 結果は、図８に示されている。

【００７２】＜実施例２＞

【００７３】プリズムの出射面の領域９５の両溝面４６
６、４６７および面４６９が拡散面となっている他は前
記実施例１と同様のプリズムを用いた。領域９５の幅Ｌ₂ ：４mm 結果は、図９に示されている。

【００７４】＜結果＞

【００７５】図８に示されているように、出射面が拡散
面となっていないプリズムを用いた実施例１では、拡散
性の良い用紙を照明した場合には、シンボル読み取り領
域３６の全域において均一に照明されていることが分か
る。また、反射性の強い用紙を照明した場合でも、シン
ボル読み取り領域３６の端部以外では均一に照明されて
いることが分かる。

【００７６】また、図９に示されているように、出射面
の領域９５が拡散面となっているプリズムを用いた実施
例２では、拡散性の良い用紙および反射性の強い用紙を
照明した場合、それぞれにおいて、シンボル読み取り領
域３６の全域において均一に照明されていることが分か
る。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のデータシ
ンボル読み取り装置によれば、光源の設置位置を読み取
り部に近接させることができ、装置全体の大きさをコン
パクトにでき、しかも、シンボル読み取り領域を均一に
照明することができる。

【００７８】特に、シンボル読み取り領域の基準面の状
態にかかわらず、すなわち、読み取り部に対して、シン
ボル読み取り領域の基準面が平行な場合はもちろんのこ
と、前記基準面が傾斜している場合であっても、直接反
射光の読み取り部への入射を確実に防ぐことができ、こ
れにより基準面に対する正確な水平方向位置合わせ行わ
なくても適正な読み取りを行うことができる。

【００７９】また、プリズムの出射面のシンボル読み取
り領域の近傍を拡散面とした場合には、被写体の特性
（反射拡散特性）にかかわわず、シンボル読み取り領域
を均一に照明することができる。これにより、幅広い反
射拡散特性の被写体のシンボル読み取り領域を適正に読
み取ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデータシンボル読み取り装置の構成例
を模式的に示す断面側面図である。

【図２】本発明におけるシンボル読み取り領域を示す平
面図である。

【図３】本発明における照明装置および読み取り部の構
成例を示す側面図である。

【図４】本発明におけるプリズムの構成例を示す側面図
である。

【図５】本発明におけるプリズムの構成例を示す側面図
である。

【図６】本発明における光源（発光ダイオード）の配光
特性を示すグラフである。

【図７】本発明のデータシンボル読み取り装置の構成例
を示すブロック図である。

【図８】本発明におけるシンボル読み取り領域の水平方
向（短辺方向）の輝度分布を示すグラフである。

【図９】本発明におけるシンボル読み取り領域の水平方
向（短辺方向）の輝度分布を示すグラフである。

【図１０】出射面に溝を有していないプリズムの構成例
を示す側面図である。

【符号の説明】

１データシンボル読み取り装置２ケーシング４読み取り部４０照明装置４１光源４２光源駆動回路４３ＣＣＤ４４光学系４５保護ガラス板４６プリズム４６１入射面４６２反射面４６３出射面４６４遮光面４６５溝４６６、４６７溝面４６８法線４６９面５信号処理回路６ＣＣＤ駆動回路８増幅回路９１光軸９５領域１０２値化回路（コンパレータ）１２メモリー１５制御手段（ＣＰＵ）１６通信用ドライバー１７ホストコンピュータ３６シンボル読み取り領域３７、３７’ 基準面３８データシンボル

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２次元のデータシンボルを読み取るデー
タシンボル読み取り装置であって、シンボル読み取り領域を照明する光源と、前記シンボル
読み取り領域からの光を受光する読み取り部と、反射面
および出射面を備え、前記光源からの光を所望に屈曲さ
せて前記シンボル読み取り領域の基準面へ導くプリズム
とを有し、前記プリズムの出射面に、前記読み取り部の受光面の法
線方向に沿って、横断面がＶ字状の複数の溝を並設した
ことを特徴とするデータシンボル読み取り装置。
【請求項２】前記各溝は、前記読み取り部の受光面の
法線に対し、垂直方向に延在し、前記各溝の対向する両溝面は、前記出射面の法線に対
し、互いに逆方向に傾斜している請求項１に記載のデー
タシンボル読み取り装置。
【請求項３】前記各溝は連続的に隣接形成されている
請求項１または２に記載のデータシンボル読み取り装
置。
【請求項４】前記シンボル読み取り領域の近傍にある
前記溝において、該溝の対向する両溝面のうちの少なく
とも前記基準面側の溝面を拡散面とした請求項１ないし
３のいずれかに記載のデータシンボル読み取り装置。
【請求項５】前記プリズムの前記基準面側の端部から
所定領域にある前記溝において、該溝の対向する両溝面
のうちの少なくとも前記基準面側の溝面を拡散面とした
請求項１ないし３のいずれかに記載のデータシンボル読
み取り装置。
【請求項６】前記プリズムの形状および前記プリズム
と前記光源との位置関係が、前記基準面の法線と、前記読み取り部での受光光の光軸
とを平行にした場合、前記基準面への入射光の光軸は、
前記基準面の法線に対して所定角度傾斜し、かつ、前記
読み取り部での受光光の光軸と、前記プリズムに入射す
る前の前記光源からの主光線の光軸とのなす角をαと
し、前記基準面の法線に対して入射光の光軸が傾斜する
角度をβとしたとき、α＜βの関係を満足するよう構成
された請求項１ないし５のいずれかに記載のデータシン
ボル読み取り装置。