JP3272600B2 - データシンボル読み取り装置 - Google Patents

データシンボル読み取り装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば２次元のデ
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、バーコードの読み取りは、バーの配列方向に走
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と、これを読み取
るデータシンボル読み取り装置が開発されている。この
データシンボル読み取り装置は、大別すると、撮像素
子、例えばＣＣＤのようなエリアセンサーを用いてデー
タシンボルのパターンを２次元的に同時に読み取る構成
のものと、ラインセンサーを用いて１ライン毎に主走査
するとともに、読み取り部とデータシンボルとを主走査
方向と直交する方向に相対的に移動することにより副走
査して２次元的に読み取る構成のものとがある。
【０００４】このうち、撮像素子（エリアセンサー）を
用いた構成のものは、副走査のため読み取り部とデータ
シンボルとの相対的移動をする必要がなく、短時間で読
み取りができるという点で優れており、注目されてい
る。
【０００５】このエリアセンサーを用いた構成の従来の
データシンボル読み取り装置を図１１に、該データシン
ボル読み取り装置におけるシンボル読み取り領域および
データシンボルを図１２にそれぞれ示す。
【０００６】図１１に示すように、データシンボル読み
取り装置１００は、ケーシング１０１内に読み取り部１
０２が内蔵され、該読み取り部１０２からシンボル読み
取り領域３６へ至る部分の周囲が筐体１０３で覆われた
構造となっており、この筐体１０３の先端には、シンボ
ル読み取り領域３６を包含する矩形の先端開口１０４が
形成されている。そして、読み取り時には、データシン
ボル３８とデータシンボル読み取り装置１００とを相対
的に移動して、データシンボル３８が筐体１０３の先端
開口１０４内に入るように位置合わせする。
【０００７】この場合、データシンボル３８の一部が筐
体１０３の先端開口１０４からはみ出さないように位置
合わせを行う必要がある。例えば、図１２に示すよう
に、データシンボル３８の一部が筐体１０３の先端縁部
１０５と重なっている場合でも、読み取りエラーが生じ
る。
【０００８】しかしながら、筐体１０３は、不透明な部
材で構成されているため、データシンボル３８と先端開
口１０４との位置関係を確認しにくく、データシンボル
３８が筐体１０３の先端外縁１０６からはみ出していな
いことを目視確認しても、図１２に示すような状態とな
っていることで読み取りエラーを生じることがある。
【０００９】従って、データシンボルを確実に筐体の先
端開口内に位置させる作業に手間と時間がかかり、前述
したエリアセンサーによるデータシンボル読み取り装置
の利点が十分に生かされていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、デー
タシンボルの視認性を向上することにより、データシン
ボルの読み取りを容易、迅速かつ確実に行うことがで
き、しかも小型化に有利なデータシンボル読み取り装置
を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１４）の本発明により達成される。
【００１２】（１） 撮像素子と、読み取り面上のデー
タシンボルの像を前記撮像素子の受光面に導く結像光学
系と、データシンボルの読み取り時に、前記読み取り面
に当接して前記撮像素子により撮像可能なシンボル読み
取り領域を規定する先端部を備えた筐体とを有し、前記
撮像素子によって撮像されたデータシンボルの像に基づ
いて、所定の情報を読み取るデータシンボル読み取り装
置であって、前記筐体の前記読み取り面と対向する略平
行な位置に設けられた開口窓部に、前記結像光学系の少
なくとも一部を構成するとともに、前記データシンボル
の像が視認可能な光透過性を有する光学部品が配置され
ており、前記光学部品は、前記データシンボルからの反
射光束を集光するとともに所定方向へ偏向する回折光学
素子であり、前記結像光学系は、前記回折光学素子と、
該回折光学素子により偏向された光束を前記撮像素子の
受光面に導く反射光学素子とで構成されていることを特
徴とするデータシンボル読み取り装置。
【００１３】（２） 前記回折光学素子は、反射面を有
するものである上記（１）に記載のデータシンボル読み
取り装置。
【００１４】（３） 撮像素子と、読み取り面上のデー
タシンボルの像を前記撮像素子の受光面に導く結像光学
系と、データシンボルの読み取り時に、前記読み取り面
に当接して前記撮像素子により撮像可能なシンボル読み
取り領域を規定する先端部を備えた筐体とを有し、前記
撮像素子によって撮像されたデータシンボルの像に基づ
いて、所定の情報を読み取るデータシンボル読み取り装
置であって、前記筐体の前記読み取り面と対向する略平
行な位置に設けられた開口窓部に、前記結像光学系の少
なくとも一部を構成するとともに、前記データシンボル
の像が視認可能な光透過性を有する光学部品が配置され
ており、前記光学部品は、前記データシンボルからの反
射光束を所定方向へ偏向する複数の微小幅の単位傾斜面
が並設された光学素子であり、前記結像光学系は、前記
光学素子と、該光学素子により偏向された光束を反射す
る反射光学素子と、該反射光学素子からの反射光束を集
光させて前記撮像素子の受光面上に前記データシンボル
の像を結像させる集光光学系とで構成されていることを
特徴とするデータシンボル読み取り装置。
【００１５】（４） 前記各単位傾斜面は、前記読み取
り面に対して所定角度傾斜している上記（３）に記載の
データシンボル読み取り装置。
【００１６】（５） 前記各単位傾斜面は、前記読み取
り面と平行な面内において、データシンボル読み取り装
置の長手方向に沿って並設され、かつ、該長手方向に対
して垂直な方向に延在している上記（３）または（４）
に記載のデータシンボル読み取り装置。
【００１７】（６） 前記各単位傾斜面が反射機能を有
している上記（３）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。
【００１８】（７） 前記光学部品は、両表面が平行で
かつ平らな板状の部品である上記（１）ないし（６）の
いずれかに記載のデータシンボル読み取り装置。
【００１９】（８） 前記データシンボルに読み取り用
照明光を照射する読み取り用光源を有する上記（１）な
いし（７）のいずれかに記載のデータシンボル読み取り
装置。
【００２０】（９） 前記光学部品は、前記読み取り用
照明光の波長帯域の光を選択的に反射する機能を有する
ものである上記（８）に記載のデータシンボル読み取り
装置。
【００２１】（１０） 前記読み取り用照明光は、赤外
光である上記（８）または（９）に記載のデータシンボ
ル読み取り装置。
【００２２】（１１） 前記データシンボルに、前記読
み取り用照明光の波長帯域以外の成分を含む視認用照明
光を照射する視認用光源を有する上記（８）ないし（１
０）のいずれかに記載のデータシンボル読み取り装置。
【００２３】（１２） 外部の輝度を検出する輝度検出
手段と、該輝度検出手段により検出された輝度検出値が
しきい値以下か否かを判別する判別手段とを有し、前記
輝度検出値が前記しきい値以下の場合には、前記視認用
光源が点灯するよう構成されている上記（１１）に記載
のデータシンボル読み取り装置。
【００２４】（１３） 前記撮像素子の前方に、前記読
み取り用照明光の波長帯域以外の光を除去するフィルタ
ーが設けられている上記（８）ないし（１２）のいずれ
かに記載のデータシンボル読み取り装置。
【００２５】（１４） 前記データシンボルは、２次元
のデータシンボルである上記（１）ないし（１３）のい
ずれかに記載のデータシンボル読み取り装置。
【００２６】
【００２７】
【発明の実施の形態】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いて詳細
に説明する。
【００２８】図１は、本発明のデータシンボル読み取り
装置の第１実施例を示す平面図、図２は、図１に示すデ
ータシンボル読み取り装置の断面側面図、図３は、図１
に示すデータシンボル読み取り装置における筐体の底面
図、図４は、図１に示すデータシンボル読み取り装置の
回路構成を示すブロック図である。
【００２９】図１および図２に示すように、データシン
ボル読み取り装置１は、手で把持する縦長の把持部２１
と、その先端側に形成されたヘッド部２２とで構成され
たケーシング２を有している。このケーシング２は、把
持部２１とヘッド部２２の境界付近で屈曲している。
【００３０】ケーシング２内には、シンボル読み取り領
域３６からの光（光束）を受光する読み取り部４、後述
する信号処理回路５、読み取り用光源駆動回路４２、シ
ンボル読み取り領域３６を照明する視認用光源９１、視
認用光源駆動回路９２、輝度検出手段である光センサー
１８および通信用ドライバー１６等が収納されている。
【００３１】光センサー１８には、例えば、可視光領域
の光に感度を有するフォトダイオードで構成された光セ
ンサーが用いられている。この光センサー１８は、視認
用光源９１の近傍に設けられており、シンボル読み取り
領域３６を測光してその輝度（照度）を検出する。後述
する制御手段１５は、視認用光源９１の消灯時に光セン
サー１８からの出力を取り込むように構成されている。
【００３２】また、ケーシング２の片方の側部には、読
み取り部４による読み取り動作を開始させるトリガース
イッチ１４が、上面には、表示用ＬＥＤ（発光ダイオー
ド）７１が、それぞれ設けられている。
【００３３】読み取り部４は、シンボル読み取り領域３
６を照明する読み取り用光源４１と、撮像素子であるＣ
ＣＤ（charge coupled device ）４３と、シンボル読み
取り領域３６からの光（本実施例では反射光）をＣＣＤ
４３の受光面に結像するように導く光学系４４と、これ
らを支持する図示しない支持部材とで構成されている。
【００３４】光学系４４は、ミラー（反射光学素子）４
７と、ハーフミラー４８と、読み取り用光源４１から照
射される光（読み取り用照明光）の波長帯域以外の光を
除去するフィルター４５と、後述する光学部品３２とで
構成されている。このフィルター４５は、ＣＣＤ４３の
前方、すなわち、ハーフミラー４８とＣＣＤ４３との間
に配置されている。
【００３５】読み取り用光源４１および視認用光源９１
は、それぞれ、把持部２１内の先端部上方に設置されて
いる。
【００３６】この読み取り用光源４１としては、例え
ば、赤外光（赤外線）を発する光源が用いられている。
【００３７】また、視認用光源９１としては、例えば、
ＬＥＤ（発光ダイオード）のような可視光（読み取り用
照明光の波長帯域以外の成分を含む可視光）を発する光
源が用いられている。
【００３８】なお、読み取り用光源４１および視認用光
源９１の発光側には、それぞれ、シンボル読み取り領域
３６の輝度をより均一にするために、粗面を有する拡散
板（図示せず）が設置されていてもよい。
【００３９】このような読み取り用光源４１および視認
用光源９１には、それぞれ、その光源を点灯する読み取
り用光源駆動回路４２および視認用光源駆動回路９２が
接続されている。
【００４０】ＣＣＤ４３では、多数のフォトダイオード
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。
【００４１】前記ＣＣＤ４３は、シンボル読み取り領域
３６の全域に焦点が合うように、その受光面が光学系４
４の光軸（光学部品３２の光軸）１９に対して所定角度
傾斜（ティルト）するよう配置されている。
【００４２】シンボル読み取り領域３６は、読み取り面
（データシンボル３８が位置する面（基準面））３７上
に形成される本装置固有の領域であって、読み取り用光
源４１による光の照射がなされ、かつその反射光をＣＣ
Ｄ４３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。このシンボル読み取り領域３６は、後述する
筐体３の先端開口３１とほぼ一致する。
【００４３】本実施例では、図３に示すように、データ
シンボル（シンボルコード）３８は、ｘ行×ｙ列（ｘ、
ｙは、それぞれ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（セル）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ことは、言うまでも
ない。
【００４４】図１および図２に示すように、ケーシング
２のヘッド部２２は、把持部２１の先端部、すなわち、
読み取り部４から図２中左側へ延長して形成された筐体
３を有している。
【００４５】この筐体３の読み取り面３７と平行な断面
（横断面）は、把持部２１側に開いたコの字状をなして
いる。
【００４６】筐体３の先端（先端部）が読み取り面３７
に当接したときにその読み取り面３７と対向する筐体３
の壁部、すなわち、図２中上側に位置する上壁は、後述
する光学部品３２で構成され、この光学部品３２は、読
み取り面３７と平行になるように配置されている。
【００４７】この光学部品３２は、外部からデータシン
ボル３８を視認できるように透明（または半透明）であ
り、すなわち光透過性を有し、かつ、データシンボル３
８からの光を選択的に反射して光学系４４のミラー４７
に導く機能を有する、両表面が平行でかつ平らな板状の
光学部品である。この光学部品３２で構成された上壁
が、筐体３の外部からシンボル読み取り領域３６を視認
するための、データシンボル読み取り装置１における視
認用窓部になっている。
【００４８】光学部品３２は、一対の透明（または半透
明）な基板、すなわち図２中上側に配置された第１の基
板３２１ａと、図２中下側に配置された第２の基板３２
１ｂと、第１の基板３２１ａと第２の基板３２１ｂとの
間に設けられた図示しない多層光学薄膜とで構成されて
いる。
【００４９】そして、第１の基板３２１ａの図２中下側
の表面（内側表面）には、後述する所定の特性を満足す
る回折格子（微細な凹凸）が形成されている。すなわ
ち、光学部品３２は、この回折格子による光の回折によ
り、所定の作用が生じるホログラムレンズ（回折光学素
子）である。以下、説明上、前記回折格子が形成されて
いる第１の基板３２１ａの図２中下側の表面（内側表
面）を格子面３２２という。
【００５０】この格子面３２２は、光束を集光（結像）
するとともに偏向する機能、すなわち、集光機能および
偏向機能を有している。
【００５１】また、前記多層光学薄膜は、その層構成に
よって、読み取り用照明光の波長帯域の光、すなわち赤
外光を選択的に反射する反射膜（約７００〜７６０nm近
辺の波長の光の反射率が最も大きくなるような反射膜）
としての機能を発揮する。
【００５２】光学部品３２、すなわち格子面３２２は、
諸特性が下記およびになるように設定されている。
【００５３】 光学部品３２が読み取り面３７と平行
に配置されている状態で、シンボル読み取り領域３６か
ら光学部品３２に入射する光束を反射、集光して、読み
取り面３７上のデータシンボル３８の像をＣＣＤ４３の
受光面上に結像させる。なお、前記反射は、前述したよ
うに、多層光学薄膜によりなされる。
【００５４】 光学部品３２の光軸１９が、格子面３
２２により、角度θ1 偏向される。すなわち、光学部品
３２の光軸１９上で光学部品３２に垂直に入射した光束
は、角度θ1 偏向されて反射される。角度θ1 は、好ま
しくは、５０〜７０°程度とされる。
【００５５】なお、角度θ1 は、把持部２１内に収納さ
れている光学系４４の光軸１９の配置に依存する。換言
すれば、光学部品３２からの反射光がＣＣＤ４３に導か
れるように、光学系４４と、ＣＣＤ４３とを配置する。
【００５６】また、筐体３は、読み取り部４をシンボル
読み取り領域３６から所定の距離（光路長）に保つため
の、すなわち、シンボル読み取り領域３６内に置かれた
データシンボル３８の像を光学系４４によりＣＣＤ４３
の受光面に結像させる距離を規定するためのガイド部材
として機能する。
【００５７】筐体３は、その先端（先端部）が読み取り
面３７に当接したとき、シンボル読み取り領域３６から
の光が光学系４４によりＣＣＤ４３の受光面に結像する
ような高さに設定されている。
【００５８】このような筐体３の先端には、矩形の先端
開口３１が形成されている。この場合、図３に示すよう
に、筐体３の先端縁部（先端面）３０は、シンボル読み
取り領域３６の輪郭を示す指標になっている。
【００５９】以上のように構成されたデータシンボル読
み取り装置１を用いて、データシンボル３８の読み取り
を行うときは、データシンボル読み取り装置１の把持部
２１を手で把持し、図２に示すように、筐体３の先端縁
部３０を読み取り面３７に当接させるとともに、データ
シンボル３８の位置合わせを行う。
【００６０】この場合、光学部品３２からデータシンボ
ル３８を視認しつつ、読み取り面３７上に置かれたデー
タシンボル３８が先端開口３１内に入るように、データ
シンボル３８に対する先端開口３１の位置を相対的に移
動させる。
【００６１】そして、トリガースイッチ１４をオンする
と、後述するように読み取りが開始される。
【００６２】ここで、読み取り用光源駆動回路４２の作
動により読み取り用光源４１が点灯して読み取り用光源
４１から発せられた読み取り用照明光（赤外光）は、ハ
ーフミラー４８でその一部が反射し、さらにミラー４７
で反射し、さらに光学部品３２の格子面３２２（厳密に
は、格子面３２２に形成された多層光学薄膜）で、光路
（光軸）が読み取り面４７に対して垂直になるように反
射して、シンボル読み取り領域３６に照射される。
【００６３】シンボル読み取り領域３６からの反射光
（赤外光）は、光学部品３２の格子面３２２（厳密に
は、格子面３２２に形成された多層光学薄膜）で図２中
右側に反射して、光学系４４のミラー４７に導かれる。
そして、この光学部品３２からの反射光は、ミラー４７
で反射し、ハーフミラー４８でその一部が透過し、その
透過光は、さらにフィルター４５を透過し、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。
【００６４】なお、光学部品３２の両表面（図２中上面
と下面）は、互いに平行であるので、光学部品３２は、
外光やシンボル読み取り領域３６からの反射光のうちの
可視光成分に対しては、光透過性を有する単なる平行平
板として作用する。このため、シンボル読み取り領域３
６の輪郭およびデータシンボル３８、すなわち、シンボ
ル読み取り領域３６内のデータシンボル３８の位置を視
認することができる。
【００６５】また、後述するように、視認用光源駆動回
路９２の作動により視認用光源９１が点灯して視認用光
源９１から発せられた視認用照明光（可視光）は、シン
ボル読み取り領域３６に照射され、その反射光は、光学
部品３２を透過する。これにより、暗所においても、光
学部品３２からシンボル読み取り領域３６を容易に視認
することができる。
【００６６】図２に示すように、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、例えばプリント基
板上に設けられている。
【００６７】図４に示すように、この信号処理回路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およびこ
れらの電気接続ラインで構成されている。
【００６８】また、制御手段１５には、読み取り用光源
駆動回路４２、視認用光源駆動回路９２、ＬＥＤ駆動回
路７２、光センサー１８、通信用ドライバー１６、トリ
ガースイッチ１４および電源スイッチ（図示せず）等の
スイッチ回路１３が接続され、さらに、必要に応じ、Ｌ
ＣＤ（液晶表示素子）またはＣＲＴのような表示装置
（図示せず）等が接続されている。
【００６９】次に、データシンボル読み取り装置１の動
作を説明する。この場合、まず、概要を説明する。
【００７０】データシンボル読み取り装置１において
は、トリガースイッチ１４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１６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ホストコンピュータ１７に入
力される。このようなホストコンピュータ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。
【００７１】読み取り用光源駆動回路４２および視認用
光源駆動回路９２は、それぞれ、読み取り用光源４１お
よび視認用光源９１に電力を供給して点灯する回路であ
り、それらの作動は、それぞれ、制御手段１５により制
御される。
【００７２】トリガースイッチ１４は、２段スイッチで
構成されており、このトリガースイッチ１４の１段目の
オン（半押し）により、後述する輝度検出が行われ、制
御手段１５は、この輝度検出により得られた輝度検出値
（Ａn ）に基づいて、視認用光源９１の駆動を制御す
る。
【００７３】そして、トリガースイッチ１４の２段目の
オン（全押し）により、制御手段１５は、読み取り用光
源駆動回路４２を作動させ、これにより読み取り用光源
４１が点灯する。この場合、制御手段１５は、後述する
デコード完了またはデコードエラー後、読み取り用光源
駆動回路４２を停止させ、これにより読み取り用光源４
１が消灯する。
【００７４】また、トリガースイッチ１４の２段目のオ
ン（全押し）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。
【００７５】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。
【００７６】読み取り部４のＣＣＤ４３から出力される
画像信号（アナログ信号）は、増幅回路８により増幅さ
れ、図示しないＡ／Ｄ変換器によりデジタル画像信号に
変換されて２値化回路１０に入力される。
【００７７】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
所定のアドレスに記憶される。このアドレスカウンタ
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。
【００７８】メモリー１２からは、前記アドレスカウン
タに指定されたアドレス（メモリー１２への記憶時とは
読み出し順序が逆の場合がある）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、制御手段１５
の演算部において、例えば、像の反転、シンボル領域切
り出し処理、すなわち輪郭検出（データシンボル３８に
関する情報のみの抽出）、後述する台形歪み補正処理、
回転等の必要な画像処理を行い、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３８の体系
に応じたデータにデコードする（データシンボル３８が
表わす情報の解読を行う）。
【００７９】デコードされたデータ（デコードデータ）
は、通信用ドライバー１６を介して、ホストコンピュー
タ１７へ出力される。
【００８０】次に、データシンボル読み取り装置１の制
御手段１５の制御動作を説明する。図５は、制御手段１
５の制御動作を示すフローチャートである。
【００８１】同図に示すように、まず、トリガースイッ
チ１４の１段目がオンしたか否かを判断する（ステップ
２０１）。
【００８２】ステップ２０１において、トリガースイッ
チ１４の１段目がオンしたと判断した場合には、光セン
サー１８により輝度検出を行う（ステップ２０３）。こ
のステップ２０３では、光センサー１８から入力される
信号に基づいて、光センサー１８の受光光量に対応する
輝度検出値（Ａn ）を求める（但し、ｎは、自然数）。
【００８３】次いで、判別手段により、輝度検出値（Ａ
n ）が、予め設定されたしきい値（Ｂ）以下か否か（Ａ
n ≦Ｂか否か）を判断する（ステップ２０４）。なお、
光学部品３２を介してデータシンボル３８を視認するた
めに必要とされる輝度の下限値をＢmin とする場合、前
記しきい値（Ｂ）は、予め、前記下限値（Ｂmin ）以上
の所定の値に設定されている。
【００８４】ステップ２０４において、輝度検出値がし
きい値以下（Ａn ≦Ｂ）と判断した場合には、視認用光
源駆動回路９２を作動し、視認用光源９１を点灯する
（ステップ２０５）。
【００８５】ステップ２０５の後、または、ステップ２
０４において輝度検出値がしきい値より大きい（Ａn ＞
Ｂ）と判断した場合には、トリガースイッチ１４の２段
目がオンしたか否かを判断する（ステップ２０６）。
【００８６】ステップ２０６において、トリガースイッ
チ１４の２段目がオンしていないと判断した場合には、
ステップ２０１に戻り、再度、ステップ２０１以降を実
行する。
【００８７】前記ステップ２０１において、トリガース
イッチ１４の１段目がオンしていないと判断した場合に
は、視認用光源駆動回路９２を停止し、視認用光源９１
を消灯する（ステップ２０２）。そして、ステップ２０
２の後、ステップ２０１に戻り、再度、ステップ２０１
以降を実行する。
【００８８】また、ステップ２０６において、トリガー
スイッチ１４の２段目がオンしたと判断した場合には、
視認用光源駆動回路９２を停止し、視認用光源９１を消
灯する（ステップ２０７）。次いで、後述するように、
シンボル読み取りを行う（ステップ２０８）。
【００８９】図６は、シンボル読み取りの際の制御手段
１５の制御動作を示すフローチャート（サブルーチン）
である。
【００９０】同図に示すように、まず、読み取り用光源
駆動回路４２を作動し、読み取り用光源４１を点灯する
（ステップ３０１）。
【００９１】次いで、ＣＣＤ４３を駆動する（ステップ
３０２）。次いで、ＣＣＤ４３の電荷蓄積時間を制御す
る（ステップ３０３）。次いで、ＣＣＤ４３から信号を
読み出す（ステップ３０４）。次いで、２値化処理を行
う（ステップ３０５）。
【００９２】次いで、シンボル切り出し処理を行う（ス
テップ３０６）。なお、前述したように、ＣＣＤ４３
は、その受光面が光学系４４の光軸１９に対して傾斜す
るように配置されているので、ＣＣＤ４３上のデータシ
ンボル３８の像は、台形歪みを起こしている。例えば、
データシンボルが正方形であっても、ＣＣＤ４３上のそ
の像は、台形状に歪み、このためステップ３０６では、
データシンボルの像は、台形状に切り出される。
【００９３】次いで、台形歪み補正処理を行う（ステッ
プ３０７）。このステップ３０７では、前記ステップ３
０６で切り出したデータシンボルの像、すなわち、図１
３に示すように、台形４０１の長辺４０２および短辺４
０３を検出する。そして、長辺４０２に対して少ない
（短い）画素分だけ画素データを長辺４０２の方向に補
間形成する作業を、長辺４０２側から短辺４０３側まで
順次行う。これにより、台形４０１は、歪みがない場合
のデータシンボルの像の形状、例えば、正方形に近付
く。
【００９４】次いで、デコード処理を行う（ステップ３
０８）。次いで、デコードＯＫか否かを判断する（ステ
ップ３０９）。このステップ３０９では、適正なデコー
ドデータが得られた場合には、デコードＯＫと判断し、
適正なデコードデータが得られない場合には、デコード
ＯＫではない、すなわち、デコードＮＧと判断する。
【００９５】ステップ３０９において、デコードＯＫと
判断した場合には、デコードデータを送出する（ステッ
プ３１０）。
【００９６】また、ステップ３０９において、デコード
ＮＧと判断した場合には、一定時間、ＬＥＤ駆動回路７
２を作動して表示用ＬＥＤ７１を点滅する（エラー警告
を行う）（ステップ３１１）。
【００９７】次いで、ＬＥＤ駆動回路７２を停止し、表
示用ＬＥＤ７１を消灯する（ステップ３１２）。
【００９８】ステップ３１０または３１２の後、読み取
り用光源駆動回路４２を停止し、読み取り用光源４１を
消灯する（ステップ３１３）。次いで、メインルーチン
にリターンする。以上で、このプログラムを終了する。
【００９９】以上説明したように、データシンボル読み
取り装置１によれば、光学部品３２からシンボル読み取
り領域３６を視認することができるので、読み取りの際
のデータシンボル３８の位置合わせを目視で確認しつつ
行うことができる。
【０１００】このため、位置合わせを容易、迅速かつ確
実に行うことができ、データシンボル３８のシンボル読
み取り領域３６からのはみ出し等による読み取りエラー
が確実に防止され、正確な読み取りを行うことができ
る。
【０１０１】また、データシンボル読み取り装置１で
は、光学部品３２が、視認用窓部と、シンボル読み取り
領域３６からの光を反射して光学系４４に導く部材とを
兼ねるとともに、光学部品３２が、読み取り面３７と平
行に配置されているので、ヘッド部２２のサイズ（筐体
３の高さ等）を小さくすることができ、装置の小型化に
有利である。
【０１０２】そして、角度θ1 偏向する光学部品３２を
用いたことにより、筐体３の高さ、すなわち光学部品３
２とシンボル読み取り領域３６との間の距離を小さくす
ることができるので、読み取り面３７に対して垂直な方
向（上方）からのシンボル読み取り領域３６の視認はも
ちろんのこと、斜め上方からのシンボル読み取り領域３
６の視認も可能となる（種々の角度からデータシンボル
３８を視認することができる）。しかも、光の損失が少
なくなり、これにより、外光のみで、シンボル読み取り
領域３６を容易に視認することができる。
【０１０３】このため、データシンボル３８の位置の確
認が容易であり、よって、位置合わせをより容易かつ迅
速に行うことができる（操作性が良い）。
【０１０４】また、読み取り面３７における光学系４４
の光軸１９や読み取り用照明光の光軸の角度が、読み取
り面３７に対して直角になっているので、データシンボ
ル３８の表面が凹凸状になっていても（例えば、データ
シンボル３８が紙で構成されている場合等）良好な像が
得られ、読み取りエラーを抑制することができる。
【０１０５】また、データシンボル読み取り装置１で
は、外乱光がＣＣＤ４３に到達しないようになってい
る。光学部品３２は、読み取り用照明光の波長帯域の
光、すなわち赤外光を選択的に反射するようになってい
るため、外乱光のうちの赤外光成分は、光学部品３２で
反射されるので、筐体３内に入射しない。一方、外乱光
のうちの赤外光以外の成分は、光学部品３２を透過し
て、筐体３内に入射し得るが、データシンボル３８で反
射した後、光学部品３２を再度透過してしまう。この場
合、外乱光のうちの赤外光以外の成分が、光学系４４に
導かれても、ＣＣＤ４３の前方にフィルター４５が設け
られているので、このフィルター４５により、前記赤外
光以外の成分は除去される。このため、外乱光による読
み取りエラーが防止され、正確な読み取りを行うことが
できる。
【０１０６】また、データシンボル読み取り装置１は、
視認用光源９１を有しているので、暗所においても、光
学部品３２からシンボル読み取り領域３６を容易に視認
することができる。
【０１０７】そして、光センサー１８を有し、この光セ
ンサー１８により検出された輝度検出値がしきい値以下
の場合には、自動的に視認用光源９１が点灯し、輝度検
出値がしきい値を超える場合には、視認用光源９１が点
灯しないようになっているので、操作が簡略化するとと
もに、バッテリーや電池等の寿命を長くすることができ
る。
【０１０８】なお、本発明では、読み取り用照明光は、
赤外光に限定されず、この他、例えば、可視光（例え
ば、赤色光：中心波長６６０nm程度）等であってもよ
い。
【０１０９】また、本発明では、光学部品は、前述した
ホログラムレンズに限定されず、この他、各種回折光学
素子であってもよい。
【０１１０】次に、本発明のデータシンボル読み取り装
置の第２実施例を説明する。なお、前述した第１実施例
のデータシンボル読み取り装置１との共通点については
説明を省略し、主な相違点を説明する。
【０１１１】図７は、本発明のデータシンボル読み取り
装置の第２実施例を示す断面側面図、図８は、図７に示
すデータシンボル読み取り装置の光学部品３２を示す側
面図、図９は、図７に示すデータシンボル読み取り装置
の光学部品３２を示す斜視図（第２の基板は省略）であ
る。
【０１１２】これらの図に示すように、データシンボル
読み取り装置１ａの光学系４４は、ミラー（反射光学素
子）４７と、このミラー４７で反射した光をＣＣＤ４３
の受光面に結像させる結像レンズ（集光光学系）４６
と、読み取り用光源４１から照射される光（読み取り用
照明光）の波長帯域以外の光を除去するフィルター４５
と、後述する光学部品３２とで構成されている。このフ
ィルター４５は、ＣＣＤ４３の前方、すなわち、レンズ
群４６とＣＣＤ４３との間に配置されている。
【０１１３】読み取り用光源４１としては、例えば、赤
色光（中心波長６６０nm程度）を発する光源が用いら
れ、視認用光源９１としては、前記と同様のものが用い
られる。
【０１１４】光学部品３２は、外部からデータシンボル
３８を視認できるように透明（または半透明）であり、
すなわち光透過性を有し、かつ、データシンボル３８か
らの光を選択的に反射して光学系４４のミラー４７に導
く機能を有する、両表面が平行でかつ平らな板状の光学
部品である。
【０１１５】この光学部品３２は、一対の透明（または
半透明）な基板、すなわち、図７中上側に配置された第
１の基板３２１ａと、図７中下側に配置された第２の基
板３２１ｂと、第１の基板３２１ａと第２の基板３２１
ｂとの間に設けられた多層光学薄膜３２３とで構成され
ている。
【０１１６】多層光学薄膜３２３は、その層構成によっ
て、読み取り用照明光の波長帯域の光、すなわち赤色光
を選択的に反射する反射膜としての機能を発揮する。
【０１１７】なお、データシンボル読み取り装置１ａに
おける光学部品３２は、前述した第１実施例におけるホ
ログラムレンズの場合と異なり、光束を集光する機能は
有していない。
【０１１８】図８および図９に示すように、第１および
第２の基板３２１ａ、３２１ｂには、横断面がＶ字状の
複数の溝３２４が並設されており、多層光学薄膜３２３
は、第１および第２の基板３２１ａ、３２１ｂの表面、
すなわち各溝３２４の溝面３２５に沿って形成されてい
る。すなわち、各溝３２４の溝面３２５には、それぞ
れ、多層光学薄膜３２３からなる微小幅の各単位傾斜面
が形成されている。
【０１１９】この場合、各溝３２４は、筐体３の先端部
を読み取り面３７に当接させたときに読み取り面３７と
平行な面内において、データシンボル読み取り装置１ａ
の長手方向に沿って並設され、かつ、長手方向に対して
垂直な方向に延在している。そして、各溝３２４は、連
続的に隣接形成されている。
【０１２０】また、各溝３２４は、それぞれ、溝３２４
の対向する溝面３２５、３２６のうちの一方の溝面３２
５が、読み取り面３７に対し、所定角度θ2 をなして傾
斜し、他方の溝面３２６が、読み取り面３７に対して垂
直となるように形成されている。
【０１２１】前記角度θ2 は、シンボル読み取り領域３
６からの反射光が、光学系４４のミラー４７に導かれる
ように、すなわち、前記反射光が、ミラー４７の方向に
反射するような値に設定されている。具体的には、角度
θ2 は、好ましくは、２５〜３５°程度とされる。
【０１２２】なお、角度θ2 は、把持部２１内に収納さ
れている光学系４４の光軸１９の配置に依存する。換言
すれば、光学部品３２からの反射光がＣＣＤ４３に導か
れるように、光学系４４と、ＣＣＤ４３とを配置する。
【０１２３】また、各溝３２４の幅（＝ピッチ）、すな
わち、各単位傾斜面の幅Ｌは、本実施例では、０．２〜
１mm程度とされる。
【０１２４】また、第１の基板３２１ａと第２の基板３
２１ｂの屈折率等の条件は、互いに同一となるように設
定されている。
【０１２５】このような光学部品３２は、例えば、下記
のようにして製造する。第１の基板２３１ａの溝面３２
５に、例えば、スパッタリング、蒸着等の方法により、
多層光学薄膜３２３を形成し、その多層光学薄膜３２３
上に、接着剤を介して、溝面３２５同士および溝面３２
６同士が噛み合うように、第２の基板２３１ｂを接着す
る。
【０１２６】なお、データシンボル読み取り装置１ａの
前記以外の構造や制御系については、前述したデータシ
ンボル読み取り装置１とほぼ同様であるので説明を省略
する。
【０１２７】このデータシンボル読み取り装置１ａでも
前述したデータシンボル読み取り装置１と同様に、光学
部品３２を介してシンボル読み取り領域３６を視認する
ことができ、データシンボルの読み取りを容易、迅速か
つ確実に行うことができ、しかも装置の小型化にも有利
である。そして、暗所においても、光学部品３２からシ
ンボル読み取り領域３６を容易に視認することができ、
しかも、操作が簡略化するとともに、バッテリーや電池
等の寿命を長くすることができる。
【０１２８】なお、本発明では、読み取り用照明光は、
赤色光に限定されず、この他、例えば、赤色光以外の可
視光、赤外光等であってもよい。
【０１２９】次に、本発明のデータシンボル読み取り装
置の第３実施例を説明する。なお、前述した第１実施例
のデータシンボル読み取り装置１との共通点については
説明を省略し、主な相違点を説明する。
【０１３０】図１０は、本発明のデータシンボル読み取
り装置の第３実施例の回路構成を示すブロック図であ
る。
【０１３１】同図に示すように、データシンボル読み取
り装置１ｂは、視認用光源９１の点灯と、消灯とを切り
換える視認用光源点灯スイッチ１１を有している。この
視認用光源点灯スイッチ１１は、制御手段１５に接続さ
れている。
【０１３２】作業者が、視認用光源点灯スイッチ１１を
オンすると、視認用光源駆動回路９２が作動し、これに
より視認用光源９１が点灯する。また、作業者が、視認
用光源点灯スイッチ１１をオフすると、視認用光源駆動
回路９２が停止し、これにより視認用光源９１が消灯す
る。
【０１３３】なお、データシンボル読み取り装置１ｂの
前記以外の構造や制御系については、前述したデータシ
ンボル読み取り装置１または１ａとほぼ同様であるので
説明を省略する。
【０１３４】このデータシンボル読み取り装置１ｂでも
前述したデータシンボル読み取り装置１と同様に、光学
部品３２を介してシンボル読み取り領域３６を視認する
ことができ、データシンボルの読み取りを容易、迅速か
つ確実に行うことができ、しかも装置の小型化にも有利
である。そして、暗所においても、光学部品３２からシ
ンボル読み取り領域３６を容易に視認することができ
る。
【０１３５】以上、本発明のデータシンボル読み取り装
置を、図示の各実施例に基づいて説明したが、本発明は
これらに限定されるものではない。
【０１３６】
【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、筐体の外部からその内
部、すなわち、データシンボルを視認することができる
ので、読み取りの際のデータシンボルの位置合わせを目
視で確認しつつ行うことができる。
【０１３７】このため、位置合わせを容易、迅速かつ正
確に行うことができ、データシンボルのシンボル読み取
り領域からのはみ出し等による読み取りエラーが確実に
防止され、正確な読み取りを行うことができる。
【０１３８】そして、筐体の読み取り面と対向する部位
が、視認用窓部と、撮像光学系の少なくとも一部を構成
する部材とを兼ねる光学部品で構成されているので、装
置の小型化に有利である。
【０１３９】この場合、特に、光学部品が読み取り面と
略平行になるように配置されているので、光学部品と、
読み取り面との間の距離を小さくすることができ、種々
の角度からデータシンボルを視認することができる。し
かも、光の損失が少なくなり、これにより、外光のみ
で、データシンボルを容易に視認することができる。
【０１４０】このため、データシンボルの位置の確認が
容易であり、よって、位置合わせをより容易かつ迅速に
行うことができる。
【０１４１】また、データシンボルに、読み取り用照明
光の波長帯域以外の成分を含む視認用照明光を照射する
視認用光源を有する場合には、暗所においても、データ
シンボルを容易に視認することができる。
【０１４２】また、外部の輝度を検出する輝度検出手段
と、輝度検出手段により検出された輝度検出値がしきい
値以下か否かを判別する判別手段とを有し、輝度検出値
がしきい値以下のときには、視認用光源が点灯するよう
構成されている場合には、操作が簡略化するとともに、
バッテリーや電池等の寿命を長くすることができる。
【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第１実
施例を示す平面図である。
【図２】図１に示すデータシンボル読み取り装置の断面
側面図である。
【図３】図１に示すデータシンボル読み取り装置におけ
る筐体の底面図である。
【図４】図１に示すデータシンボル読み取り装置の回路
構成を示すブロック図である。
【図５】本発明における制御手段の制御動作を示すフロ
ーチャートである。
【図６】本発明におけるシンボル読み取りの際の制御手
段の制御動作を示すフローチャート（サブルーチン）で
ある。
【図７】本発明のデータシンボル読み取り装置の第２実
施例を示す断面側面図である。
【図８】図７に示すデータシンボル読み取り装置の光学
部品を示す側面図である。
【図９】図７に示すデータシンボル読み取り装置の光学
部品を示す斜視図である。
【図１０】本発明のデータシンボル読み取り装置の第３
実施例の回路構成を示すブロック図である。
【図１１】従来のデータシンボル読み取り装置を示す斜
視図である。
【図１２】図１１に示す従来のデータシンボル読み取り
装置におけるシンボル読み取り領域およびデータシンボ
ルを示す平面図である。
【図１３】本発明における台形歪み補正処理を説明する
ための図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ データシンボル読み取り装置 ２ ケーシング ２１ 把持部 ２２ ヘッド部 ３ 筐体 ３０ 先端縁部（先端面） ３１ 先端開口 ３２ 光学部品 ３２１ａ 第１の基板 ３２１ｂ 第２の基板 ３２２ 格子面 ３２３ 多層光学薄膜 ３２４ 溝 ３２５、３２６ 溝面 ３６ シンボル読み取り領域 ３７ 読み取り面 ３８ データシンボル ４ 読み取り部 ４１ 読み取り用光源 ４２ 読み取り用光源駆動回路 ４３ ＣＣＤ ４４ 光学系 ４５ フィルター ４６ 結像レンズ（集光光学系） ４７ ミラー ４８ ハーフミラー ５ 信号処理回路 ６ ＣＣＤ駆動回路 ７１ 表示用ＬＥＤ ７２ ＬＥＤ駆動回路 ８ 増幅回路 ９１ 視認用光源 ９２ 視認用光源駆動回路 １０ ２値化回路（コンパレータ） １１ 視認用光源点灯スイッチ １２ メモリー １３ スイッチ回路 １４ トリガースイッチ 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 １８ 光センサー １９ 光軸 １００ データシンボル読み取り装置 １０１ ケーシング １０２ 読み取り部 １０３ 筐体 １０４ 先端開口 １０５ 先端縁部 １０６ 先端外縁 ２０１〜２０８ ステップ ３０１〜３１３ ステップ ４０１ 台形 ４０２ 長辺 ４０３ 短辺
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06K 7/10 G06K 7/015

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 撮像素子と、 読み取り面上のデータシンボルの像を前記撮像素子の受
    光面に導く結像光学系と、 データシンボルの読み取り時に、前記読み取り面に当接
    して前記撮像素子により撮像可能なシンボル読み取り領
    域を規定する先端部を備えた筐体とを有し、 前記撮像素子によって撮像されたデータシンボルの像に
    基づいて、所定の情報を読み取るデータシンボル読み取
    り装置であって、 前記筐体の前記読み取り面と対向する略平行な位置に設
    けられた開口窓部に、前記結像光学系の少なくとも一部
    を構成するとともに、前記データシンボルの像が視認可
    能な光透過性を有する光学部品が配置されており、 前記光学部品は、前記データシンボルからの反射光束を
    集光するとともに所定方向へ偏向する回折光学素子であ
    り、前記結像光学系は、前記回折光学素子と、該回折光
    学素子により偏向された光束を前記撮像素子の受光面に
    導く反射光学素子とで構成されていることを特徴とする
    データシンボル読み取り装置。
  2. 【請求項２】 前記回折光学素子は、反射面を有するも
    のである請求項１に記載のデータシンボル読み取り装
    置。
  3. 【請求項３】 撮像素子と、 読み取り面上のデータシンボルの像を前記撮像素子の受
    光面に導く結像光学系と、 データシンボルの読み取り時に、前記読み取り面に当接
    して前記撮像素子により撮像可能なシンボル読み取り領
    域を規定する先端部を備えた筐体とを有し、 前記撮像素子によって撮像されたデータシンボルの像に
    基づいて、所定の情報を読み取るデータシンボル読み取
    り装置であって、 前記筐体の前記読み取り面と対向する略平行な位置に設
    けられた開口窓部に、前記結像光学系の少なくとも一部
    を構成するとともに、前記データシンボルの像が視認可
    能な光透過性を有する光学部品が配置されており、 前記光学部品は、前記データシンボルからの反射光束を
    所定方向へ偏向する複数の微小幅の単位傾斜面が並設さ
    れた光学素子であり、前記結像光学系は、前記光学素子
    と、該光学素子により偏向された光束を反射する反射光
    学素子と、該反射光学素子からの反射光束を集光させて
    前記撮像素子の受光面上に前記データシンボルの像を結
    像させる集光光学系とで構成されていることを特徴とす
    るデータシンボル読み取り装置。
  4. 【請求項４】 前記各単位傾斜面は、前記読み取り面に
    対して所定角度傾斜している請求項３に記載のデータシ
    ンボル読み取り装置。
  5. 【請求項５】 前記各単位傾斜面は、前記読み取り面と
    平行な面内において、データシンボル読み取り装置の長
    手方向に沿って並設され、かつ、該長手方向に対して垂
    直な方向に延在している請求項３または４に記載のデー
    タシンボル読み取り装置。
  6. 【請求項６】 前記各単位傾斜面が反射機能を有してい
    る請求項３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。
  7. 【請求項７】 前記光学部品は、両表面が平行でかつ平
    らな板状の部品である請求項１ないし６のいずれかに記
    載のデータシンボル読み取り装置。
  8. 【請求項８】 前記データシンボルに読み取り用照明光
    を照射する読み取り用光源を有する請求項１ないし７の
    いずれかに記載のデータシンボル読み取り装置。
  9. 【請求項９】 前記光学部品は、前記読み取り用照明光
    の波長帯域の光を選択的に反射する機能を有するもので
    ある請求項８に記載のデータシンボル読み取り装置。
  10. 【請求項１０】 前記読み取り用照明光は、赤外光であ
    る請求項８または９に記載のデータシンボル読み取り装
    置。
  11. 【請求項１１】 前記データシンボルに、前記読み取り
    用照明光の波長帯域以外の成分を含む視認用照明光を照
    射する視認用光源を有する請求項８ないし１０のいずれ
    かに記載のデータシンボル読み取り装置。
  12. 【請求項１２】 外部の輝度を検出する輝度検出手段
    と、該輝度検出手段により検出された輝度検出値がしき
    い値以下か否かを判別する判別手段とを有し、 前記輝度検出値が前記しきい値以下の場合には、前記視
    認用光源が点灯するよう構成されている請求項１１に記
    載のデータシンボル読み取り装置。
  13. 【請求項１３】 前記撮像素子の前方に、前記読み取り
    用照明光の波長帯域以外の光を除去するフィルターが設
    けられている請求項８ないし１２のいずれかに記載のデ
    ータシンボル読み取り装置。
  14. 【請求項１４】 前記データシンボルは、２次元のデー
    タシンボルである請求項１ないし１３のいずれかに記載
    のデータシンボル読み取り装置。
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