JP3520802B2 - 光学情報読取装置 - Google Patents
光学情報読取装置Info
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Description
ドなどの2次元読取対象の情報を読み取る光学情報読取
装置に関する。
コードなどの2次元読取対象の像をCCD等を用いた光
学的センサに結像して、その2次元コードなどの情報を
読み取る光学情報読取装置が存在する。このような装置
において用いられている結像光学系は、図3に例示する
ように縮小光学系であり、結像レンズの焦点深度の許す
範囲で読み取り可能となる。したがって、光学情報読取
装置の読取口を読取対象から離した状態で読取が可能で
あり、その点では便利である。
離を大きくすると視野がそれに伴って広くなるので、読
取対象が近接して記録されている場合には、複数の読取
対象が一度に視野に入ってしまう可能性がある。
小さな読取距離から希望の2次元コード101のみを視
野に捉えているため、問題ないが、例えば図4(b),
(c)に示す場合には、比較的大きな読取距離から捉え
ているため、希望の2次元コード101だけでなく、隣
接する2次元コード102も視野に入ってきている。図
4(b)の場合には隣接する2次元コード102の一
部、(c)の場合には全部を同一視野に捉えてしまって
いる。そのため、希望する2次元コード101の読取が
できなくなったり、あるいはその2次元コード101に
本来記録されているデータとは異なるデータとして読み
取られてしまうなどの読取エラーが発生し易くなる。特
に、図5に示すようなメニューシート110において
は、小さな2次元コード111が近接して多数配列され
ているため上記問題が生じ易く、読取エラーの原因とな
ってしまう。
伴って広くなると、解像度も低くなる。つまり、読取距
離が小さい場合には図4(d)に示すように取らえられ
ていた2次元コード101が、読取距離が大きくなると
図4(e)のように相対的に小さな画像として取らえら
れ、結果的に解像度が低下してしまう。そのため、やは
り読取エラーが発生し易くなる。
されている場合であっても、希望する読取対象の情報の
みを適切に読取可能な光学情報読取装置を提供すること
を目的とする。
と達成するためになされた請求項1記載の光学情報読取
装置は、読取口から取り込んだ外部の読取対象からの反
射光を入射して2次元センサの受光面に結像させる結像
レンズとその結像レンズによる像空間の後側焦点に配置
された開口絞りとから構成される物体側テレセントリッ
ク光学系を備えている。開口絞りが像空間の後側焦点に
配置されているので、全ての主光線は物体空間にて光軸
に平行となる。そのため、物体側の読取視野は、結像レ
ンズの焦点深度に依存することなく常に同一視野を確保
できる。
説明した「隣接する読取対象」が同一視野に入ってしま
って生じる問題を防止することができる。例えば図5の
ように多数の2次元コード111同士が近接していたと
しても、希望の2次元コード111のみを読み取ること
ができ、読取エラーを防止できる。特に、メニュー内容
の多種類化により省スペース化が希求され、多数の2次
元コード111を限られたスペース内に記録せざるを得
ない状況が多く生じるため、本発明は非常に有効であ
る。また、読取視野が広がらないので、読取可能な全範
囲においてほぼ等しい解像度での読取が可能となる。
においては全ての主光線が物体空間にて光軸に平行とな
るため、物体側の読取視野の大きさは読取口の大きさに
も依存することとなる。そのため、請求項1に示すよう
に、読取対象の大きさを基準とし、その読取対象よりも
所定量だけ大きな開口サイズに形成すれば、読取視野
も、読取対象よりも所定量だけ大きなサイズに設定でき
る。したがって、より確実に希望する読取対象のみを視
野に捉えることができるようになる。特に、図5に示す
メニューシート110のように2次元コード111が非
常に近接して配置されている場合には有効である。
の開口サイズを結像レンズのサイズに設定しているた
め、小型化の点で有効である。但し、開口サイズが固定
されてしまうと、読取対象のサイズに応じて光学情報読
取装置自体を変更しなくてはならなくなるので、請求項
2に示すように、読取口の開口サイズを、結像レンズの
大きさを上限として複数段階に変更設定可能に構成する
ことも好ましい。このようにすれば、同じ光学情報読取
装置を用いながら、読取対象に応じて適切な開口サイズ
を選択することができる。
ては種々考えられる。例えば請求項3に示すように、読
取口近傍に設けられた可動部材の位置を調整することに
よって変更設定可能に構成することが考えられる。ま
た、請求項4に示すように、読取口を本体ケースに付け
替え可能にしておき、開口サイズ自体が異なる読取口を
本体ケースに選択的に付け替えることによって変更設定
可能に構成してもよい。さらには、請求項5に示すよう
に、本体ケースに固定的に設けられた読取口を上限の大
きさに設定しておき、その固定的に設けられた読取口に
開口サイズが異なる読取口ユニットを被せることにより
開口サイズを変更設定可能に構成してもよい。
メニューシート110の例にも挙げたように2次元コー
ドであることが考えられるが、それ以外にも文字などで
あってもよい。
について図面を用いて説明する。図1のブロック図に、
上述した発明が適用された光学情報読取装置1の概略構
成を示す。
光学系5と、制御回路10と、照明発光ダイオード(照
明LED)11と、CCDエリアセンサ12と、増幅回
路13と、2値化回路14と、特定比検出回路15と、
同期パルス発生回路16と、アドレス発生回路17と、
画像メモリ20と、ブザー30と、スイッチ31と、通
信I/F回路33と中心にして構成されている。
M、I/O等を備えたコンピュータシステムとして構成
され、ROMに記憶されているプログラムに従って後述
する読取処理等を実行し、光学情報読取装置1の各構成
を制御している。テレセントリック光学系5については
後述する。
用の赤色光を照射するものである。なお、本実施例で
は、例えば図5に示すような2次元コード111を読み
取ることを目的としている。この2次元コード111は
一般にQRコードと呼ばれるものである。
列された複数の受光素子であるCCDを有しており、外
界を撮像してその2次元画像を水平方向の走査線信号と
して出力する。この走査線信号は増幅回路13によって
増幅されて2値化回路14に出力される。
たゲインコントロール電圧に対応する増幅率で、CCD
エリアセンサ12から出力された走査線信号を増幅す
る。2値化回路14は、増幅回路13にて増幅された走
査線信号を、閾値に基づいて2値化し、特定比検出回路
15及び画像メモリ20に出力する。
て2値化された走査線信号の内から所定の周波数成分比
を検出し、その検出結果は画像メモリ20に出力する。
また、2値化回路14から出力される2値データは、画
像メモリ20に記憶される。CCDエリアセンサ12で
は繰り返し画像を検出するので、その検出が繰り返され
る度に、画像メモリ20内の画像データは更新される。
センサ12から出力される2次元画像データのパルスよ
り十分に細かい同期パルスを出力する。アドレス発生回
路17はこの同期パルスをカウントして、画像メモリ2
0に対するそれぞれのアドレスを発生させる。2値デー
タはアドレス毎に8ビット単位で画像メモリ20に書き
込まれる。
14からの信号における「1」から「0」への変化ある
いは「0」から「1」への変化を検出し、ある変化点か
ら次の変化点までの間に、同期パルス発生回路16から
出力された同期パルスをカウントすることにより、2次
元画像の中の明(1)の連続する長さ及び暗(0)の連
続する長さを求める。この長さの比から、読取対象の2
次元コード111が持つ特定のパターンに対応する比を
検出する。
エラー・通信エラーなどの警告音を発声させるためのも
のである。スイッチ31は、利用者が読取処理の開始を
指示するための読取スイッチに用いられる。
置との間でケーブル34を介して通信を行うものであ
る。続いて、テレセントリック光学系5について図2も
参照して説明する。本実施例のテレセントリック光学系
5は、結像レンズ5aと開口絞り5bとで構成されるの
であるが、図2(a)に示すように、これらは本体ケー
ス3に内蔵されている。上述したCCDエリアセンサ1
2も当然ながら本体ケース3に内蔵されているのである
が、本体ケース3に設けられた読取口4により近い側に
テレセントリック光学系5が配置されている。
CCDエリアセンサ12の位置関係について言えば、開
口絞り5bが結像レンズ5aとCCDエリアセンサ12
との間に配置されている。詳しくは、図2(a)に示す
ように、結像レンズ5aによる像空間の後側焦点に開口
絞り5bが配置されている。つまり、結像レンズ5aは
読取口4から取り込んだ外部の読取対象からの反射光を
入射してCCDエリアセンサ12の受光面に結像させる
のであるが、その結像レンズ5aによる像空間の後側焦
点に開口絞り5bが配置されているため、いわゆる「物
体側テレセントリック光学系」を構成することとなる。
1は、物体側テレセントリック光学系5を備えているた
め、全ての主光線は物体空間にて光軸に平行となる。そ
のため、図2(a)に示すように、物体側の読取視野
は、結像レンズ5aの焦点深度に依存することなく、読
取可能範囲において常に同一視野を確保できる。
ート110のように多数の2次元コード111同士が近
接していたとしても、図2(a)に示す読取視野が読取
対象である2次元コード111よりも所定量だけ大きく
なるように設定すれば、確実に希望する2次元コード1
11のみを視野に捉えることができるようになる。な
お、この読取視野は、読取口4の開口サイズを読取対象
の2次元コード111のサイズよりも所定量だけ大きな
サイズに形成することで実現できる。このように希望の
2次元コード111のみを読み取れれば、読取エラーを
防止できる。特に、メニュー内容の多種類化により省ス
ペース化が希求され、多数の2次元コード111を限ら
れたスペース内に記録せざるを得ない状況が多く生じる
ため、非常に有効である。
て読み取ってしまうことを防止するという効果の他に
も、読取視野が広がらないことから、読取可能な全範囲
においてほぼ等しい解像度での読取が可能となるという
効果も発揮できる。以上、本発明はこのような実施形態
に何等限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱し
ない範囲において種々なる形態で実施し得る。
合には、読取口4のサイズが固定であるため、例えば図
5に示すメニューシート110に記された2次元コード
111を読み取るために用いる場合には、その2次元コ
ード111のサイズを基準として読取口4の開口サイズ
を形成する必要がある。但し、このようにすると、サイ
ズの異なる読取対象については、別の光学情報読取装置
1を準備しなくてはならなくなる。したがって、1台の
光学情報読取装置1にて、複数のサイズの読取対象を読
み取れるようにしながら、上述した効果、すなわち、隣
接する読取対象を誤って読み取ってしまうことを防止す
るという点も確保できるようにすることが好ましい。そ
のための方策として、いくつか説明する。
の近傍に可動部材43を設け、その可動部材43の位置
を調整することによって、可動部材43による第2の読
取口44が元々の読取口4よりも開口サイズが小さくな
るようにしておくことが考えられる。なお、可動部材4
3については、本体ケース3に設けた溝など摺動可能に
係合させておき、ユーザが手動にてその位置を調整でき
るようにしておくことが考えられる。もちろん、カメラ
の電動絞りのようにスイッチ操作によって自動的にその
位置を調整できるようにしてもよい。
に付け替え可能に構成しておき、開口サイズ自体が異な
る読取口4を複数準備し、そのいずれかを本体ケース3
に選択的に付け替えることによって、開口サイズを変更
設定可能に構成してもよい。さらには、図2(c)に示
すように、本体ケース3に固定的に設けられた読取口4
に対して、その読取口4よりも開口サイズが小さな読取
口54を有する読取口ユニット53を被せることによ
り、開口サイズを変更設定可能に構成してもよい。この
場合、本体ケース3と読取口ユニット53との間の摩擦
力のみによって両者が固定されるようにしてもよいし、
本体ケース3の外周と読取口ユニット53の内周にそれ
ぞれネジ溝(山)を設け、両者を螺着してもよい。もち
ろん、別体の止めネジで両者を螺合してもよい。
取口4の開口サイズを変更可能に構成する場合、結像レ
ンズ5aの大きさを上限とすることとなる。したがっ
て、その結像レンズ5aよりも小さな開口サイズへ変更
するための可動部材43(図2(b)参照)や読取口ユ
ニット53(図2(c)参照)を準備しておけばよい。
可能であれば、同じ光学情報読取装置1を用いながら、
サイズの異なる読取対象に応じて適切に対応できるので
あるが、読取対象の内の最も小さなサイズに合わせて結
像レンズ5aのサイズも設定した場合には、当然ながら
1種類のサイズにしか適用できないが、小型化の点では
有効である。
図5のメニューシート110の例にも挙げたように2次
元コード111であることが考えられるが、それ以外に
も文字などであってもよい。つまり、2次元的に読み取
った画像に希望しない読取対象が混ざってしまうことな
どを防止することを目的とするため、その読取対象とし
ては2次元コードには限定されないからである。但し、
2次元コードは一般的に矩形にされていることが多いた
め、やはり矩形の読取視野に設定されることの多い光学
情報読取装置1に本発明を適用する場合の読取対象とし
ては、2次元コードが代表的なものとして挙げられる。
Rコードに限られず、それ以外のマトリックス式の2次
元コードや、スタック式の2次元コードであってもよ
い。
を表すブロック図である。
系周辺の構成を示す概略説明図である。
による読取視野などの説明図である。
において生じる問題を示す説明図である。
ートの一例を示す説明図である。
ック光学系 5a…結像レンズ 5b…開口絞り 10…制御回路 11…照明LED 12…CCDエリアセンサ 13…増幅回路 14…2値化回路 15…特定比検出
回路 16…同期パルス発生回路 17…アドレス発
生回路 20…画像メモリ 30…ブザー 31…スイッチ 33…通信I/F
回路 34…ケーブル 43…可動部材 44…第2の読取口 53…読取口ユニ
ット 54…(読取口ユニットの)読取口 101,102,111…2次元コード 110…メニューシート
Claims (5)
- 【請求項1】読取口を備えた本体ケースと、 該本体ケースに内蔵され、受光面に結像された2次元画
像を読み取り、読み取った2次元画像を電気信号に変換
して出力する2次元センサと、 該2次元センサよりも前記読取口側の前記本体ケースに
内蔵され、前記読取口から取り込んだ外部の読取対象か
らの反射光を入射して前記2次元センサの受光面に結像
させる結像レンズと当該結像レンズによる像空間の後側
焦点に配置された開口絞りとから構成される物体側テレ
セントリック光学系と、 を備え、 前記読取口は、前記読取対象の大きさを基準とし、当該
読取対象よりも所定量だけ大きな開口サイズに形成され
ており、且つその開口サイズは前記結像レンズのサイズ
に設定されている ことを特徴とする光学情報読取装置。 - 【請求項2】読取口を備えた本体ケースと、 該本体ケースに内蔵され、受光面に結像された2次元画
像を読み取り、読み取った2次元画像を電気信号に変換
して出力する2次元センサと、 該2次元センサよりも前記読取口側の前記本体ケースに
内蔵され、前記読取口から取り込んだ外部の読取対象か
らの反射光を入射して前記2次元センサの受光面に結像
させる結像レンズと当該結像レンズによる像空間の後側
焦点に配置された開口絞りとから構成される物体側テレ
セントリック光学系と、 を備え、 前記読取口は、前記読取対象の大きさを基準とし、当該
読取対象よりも所定量だけ大きな開口サイズに形成され
ており、且つその開口サイズは、前記結像レンズの大き
さを上限として複数段階に変更設定可能に構成されてい
ること、 を特徴とする光学情報読取装置。 - 【請求項3】請求項2記載の光学情報読取装置におい
て、 前記読取口の開口サイズは、前記読取口近傍に設けられ
た可動部材の位置を調整することによって変更設定可能
に構成されていること、 を特徴とする光学情報読取装置。 - 【請求項4】請求項2記載の光学情報読取装置におい
て、 前記読取口は、前記本体ケースに付け替え可能であり、 前記読取口の開口サイズは、開口サイズ自体が異なる読
取口を前記本体ケースに選択的に付け替えることによっ
て変更設定可能に構成されていること、 を特徴とする光学情報読取装置。 - 【請求項5】請求項2記載の光学情報読取装置におい
て、 前記本体ケースに固定的に設けられた読取口が前記上限
の大きさに設定されていると共に、当該固定的に設けら
れた読取口に開口サイズが異なる読取口ユニットを被せ
ることにより前記開口サイズを変更設定可能に構成され
ていること、 を特徴とする光学情報読取装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10390199A JP3520802B2 (ja) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | 光学情報読取装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10390199A JP3520802B2 (ja) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | 光学情報読取装置 |
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ID=14366338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10390199A Expired - Fee Related JP3520802B2 (ja) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | 光学情報読取装置 |
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-
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