JP3802687B2

JP3802687B2 - ２次元コード読取装置及び２次元コード読取方法

Info

Publication number: JP3802687B2
Application number: JP23060198A
Authority: JP
Inventors: 達世石戸谷
Original assignee: 旭テクノグラス株式会社
Priority date: 1998-08-17
Filing date: 1998-08-17
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2018-08-17
Also published as: JP2000057251A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２次元コードを読み取る技術にかかわるもので、より具体的には、金属面に形成した２次元コードを、安定して確実に読み取ることができるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
小型の製品などに付与する識別用コードとして、２次元コードが知られている。この２次元コードは、縦横の２次元空間に並べたコードパターンによって種々の情報を表し、ＣＣＤなどを用いた読取器によってこのコードパターンを読み取ることで、種々の情報を識別するためのものである。また、この２次元コードは、太い線と細い線とを並べただけの旧来のバーコードに比較して、表示面積がコンパクトで、表せる情報量も多いため非常に有効であり、いろいろな分野で使用されている。
【０００３】
このような２次元コードはコードパターンが複雑であり、その読み取りにあたっては、色の明暗などの光学特性を利用して構成されたコードパターンを確実に読み取ることが必要であり、そのためには適切な照明が必要である。このため、従来では、種々の照明装置のなかから、実際に使用する２次元コードの色や反射率、表示部分の材質や印刷原理などに応じた照明装置を選び、２次元コードの照明に使っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、鏡面でない金属面に刻印した２次元コードを読み取る場合、コードパターンが刻印された部分だけでなく、金属面そのままで刻印されていない部分も照明の光をある程度乱反射する。このため、刻印された部分と刻印されていない部分との明度差が十分にとれず、２次元コードを安定して確実に読み取ることが難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、金属面に形成された２次元コードを、安定して確実に読み取ることができる２次元コード読取装置及び２次元コード読取方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、金属基体の表面に形成された２次元コードを読み取る２次元コード読取装置において、互いに平行なロール目が形成された金属面に刻印された２次元コードに、平行光線を当てて反射光を得るための照明手段と、この反射光に基づいて前記２次元コードを読み取るための読取手段とを備え、前記平行光線の入射方向が、前記ロール目に対して平行になるように設定されていることを特徴とするものである。また、請求項３の２次元コード読取方法は、請求項２の発明を方法の観点から捉えたものであって、互いに平行なロール目が形成された金属面に刻印された２次元コードに、平行光線を当てて反射光を得るためのステップと、前記反射光に基づいて前記２次元コードを読み取るためのステップとを含み、前記平行光線の入射方向が、前記ロール目に対して平行になるように設定されていることを特徴とするものである。請求項１及び請求項３の発明では、圧延加工などによってロール目が形成されている場合であっても、そのロール目と平行に平行光線を照射することによって、平行光線がロール目において乱反射しないようにすることができる。その結果、コードパターンを刻印した部分と刻印していない部分との明度差が十分に確保できる。このため、圧延時のロール目に影響されることなく、刻印した２次元コードを安定して確実に読み取ることができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の２次元コード読取装置において、２次元コードが刻印されていない金属面からの反射光が、前記読取手段に直接入射しないように、前記照明手段と読取手段とを配置したことを特徴とするものである。請求項２の発明では、２次元コードに照射される平行光線のうち、コードパターンが刻印されていない鏡面部分については、平行光線の反射光が読取手段に直接入射しないので、読み取り画像は暗くなる。一方、コードパターンが刻印されている部分については、乱反射した反射光が読取手段に入射するので、読み取り画像は明るくなる。このため、刻印した部分と刻印していない部分との明度差が特に大きくなるため、２次元コードをより安定した状態で、確実に読み取ることができる。
【０００９】
請求項４の２次元コード読取装置は、互いに平行なロール目が形成された金属面に刻印された２次元コードに、平行光線を当てて反射光を得るための照明手段と、この反射光に基づいて前記２次元コードを読み取るための読取手段とを備え、前記平行光線の入射方向が、前記ロール目に対して平行になるように設定されていることを特徴とするものである。また、請求項６の２次元コード読取方法は、請求項４の発明を方法の観点から捉えたものであって、互いに平行なロール目が形成された金属面に刻印された２次元コードに、平行光線を当てて反射光を得るためのステップと、前記反射光に基づいて前記２次元コードを読み取るためのステップとを含み、前記平行光線の入射方向が、前記ロール目に対して平行になるように設定されていることを特徴とするものである。請求項５及び請求項８の発明では、圧延加工などによってロール目が形成されている場合であっても、そのロール目と平行に平行光線を照射することによって、平行光線がロール目において乱反射しないようにすることができる。その結果、コードパターンを刻印した部分と刻印していない部分との明度差が十分に確保できる。このため、圧延時のロール目に影響されることなく、刻印した２次元コードを安定して確実に読み取ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
続いて、本発明の２次元コード及び２次元コード読取装置の実施の形態（以下、実施形態という）について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１１】
［Ａ．第１実施形態］
［１．構成］
［１−１．２次元コード］
本発明に係る２次元コードは、以下に述べるようにして形成されている。すなわち、２次元コードを形成する金属表面に鏡面加工を施し、鏡面状に加工された金属面上にレーザ等によって２次元コードを刻印する。その結果、図１に示すように、金属面１上では、２次元コードのコードパターンが刻印された刻印部分１ａと、それ以外の鏡面部分１ｂとが混在する状態になっている。
【００１２】
続いて、本発明に係る２次元コードが付された蛍光ガラス線量計について説明する。なお、図２（ａ）は、蛍光ガラス線量計３０の分解斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）と同じ蛍光ガラス線量計の各部分を組み合わせた状態を示す断面図である。
【００１３】
すなわち、蛍光ガラス線量計３０は、蛍光ガラス素子３１を保持する金属製のフレーム３２を、多線質の放射線分離用フィルタ３７を備えた内側ケース３３ａに収めたうえで、保護のために樹脂製の外側ケース３３ｂに収納したものである。また、金属製のフレーム３２の少なくとも一表面には鏡面加工が施され、その鏡面状に加工された金属面１上には、２次元コード４がレーザ等によって刻印されている。その結果、金属面１上では、図１に示すように、２次元コード４のコードパターンが刻印された刻印部分１ａと、それ以外の鏡面部分１ｂとが混在する状態になっている。なお、この２次元コード４は、個々の蛍光ガラス素子３１を識別するためのガラス素子識別コードを表している。
【００１４】
［１−２．２次元コード読取装置の構成］
図３は、本発明に係る２次元コード読取装置の構成を示す概念図である。すなわち、１は、鏡面状に加工された金属面を表し、４は鏡面状の金属面１に刻印された２次元コードである。また、３はＣＣＤカメラなどを用いた２次元コード読取器であり、この２次元コード読取器３は、その先端部に設けられたレンズ３ａによって、２次元コード４の画像がその視野内に入るように設定されている。
【００１５】
また、２次元コード４に対する照明手段として、光源ランプ２ａと、光源ランプ２ａから出射された光を平行光線Ｌにするためのレンズ２ｂと、光源ランプ２ａを点灯するための電源５とが設けられている。なお、レンズ２ｂは、光源ランプ２ａから出射された光が、２次元コード４とその周囲４ａとを照射するように構成されている。
【００１６】
また、２次元コード読取器３は、金属面１のうち２次元コード４が刻印されている部分の真上に垂直に設けられ、一方、光源ランプ２ａとレンズ２ｂは、鏡面状に加工された金属面１における平行光線Ｌの反射光が、直接２次元コード読取器３に入射しないように、２次元コード４が刻印されている位置から見て、斜め上方に設けられている。
【００１７】
なお、従来、コードの読み取りには、ＬＥＤ面発光体や蛍光灯が光源として用いられているが、これらは平行光線ではない。平行光線を得る手段としては公知の手段を用いることができるが、上に述べたように、点光源からの光をレンズなどの光学系で平行光線とすることが容易である。また、上記光源ランプ２ａ、レンズ２ｂ及び電源５が請求項にいう照明手段を構成し、２次元コード読取器３が読取手段にあたる。
【００１８】
［２．作用］
続いて、以上のような構成を有する第１実施形態の作用について説明する。すなわち、２次元コードの読み取り位置に設置された蛍光ガラス線量計は、外側ケース３３ｂ及び内側ケース３３ａから引き出された状態で、２次元コードの読み取りの対象となる。具体的には、図２に示す外側ケース３３ｂ及び内側ケース３３ａから引き出されたフレーム３２に付された２次元コード４が、図３の２次元コード読取器３の視野内に捉えられるように設置される。
【００１９】
続いて、光源ランプ２ａから出射された光がレンズ２ｂによって平行光線Ｌに変換され、２次元コード４とその周囲４ａに斜め上方から照射される。そして、２次元コード４からの反射光が２次元コード読取器３のレンズ３ａに入射することにより、２次元コード４が読み取られる。
【００２０】
なお、この場合、２次元コード４のうち、図１に示した鏡面部分１ｂにおいては、斜め上方より入射した平行光線Ｌは正反射し、この正反射による反射光Ｒｂは２次元コード読取器３には全く入射しない（図４（ａ））。一方、刻印部分１ａにおいては、刻印により表面が凸凹に荒れているので、入射した平行光線Ｌは乱反射し（図４（ｂ））、この乱反射による反射光Ｒａの一部が２次元コード読取器３に入射する。
【００２１】
図５は、本実施形態の作用・効果をより明確に示す図であって、平行光線Ｌが２次元コードが形成された金属面１で反射される状態を示している。すなわち、光源ランプ２ａから出射された光はレンズ２ｂによって平行光線Ｌに変換され、金属面１に形成された２次元コード４とその周囲４ａに、斜め上方から照射される。
【００２２】
このとき、刻印部分１ａは鏡面状態ではなく、レーザによる刻印で表面が凸凹に荒れているため、この刻印部分１ａに当たった平行光線Ｌは乱反射する。この乱反射による反射光Ｒａの一部は２次元コード読取器３に入射する。一方、鏡面部分１ｂは平坦な鏡面状態のままなので、この鏡面部分１ｂに当たった光は正反射し、この正反射による反射光Ｒｂは２次元コード読取器３には全く入射しない。
【００２３】
その結果、２次元コード読取器３で捉えられる画像では、刻印部分１ａが明るく、刻印されていない鏡面部分１ｂが暗い像となり、コントラスト（明暗差）の高い鮮明な画像が得られるため、金属面に形成された２次元コードを高精度に読み取ることができる。
【００２４】
［３．効果］
以上説明したように、第１実施形態においては、２次元コード４が刻印されていない鏡面部分１ｂは、表面が平坦であるため光を乱反射せず、反射光が２次元コード読取器に入射しないため低い明度となり、一方、２次元コード４が刻印された刻印部分１ａは光を乱反射し、その反射光が２次元コード読取器に入射するため高い明度になる。このため、刻印された部分とされていない部分との明度差が大きくなり、金属面に形成された２次元コード４でも、２次元コード読取器３によって安定して確実に読み取ることができる。
【００２５】
［Ｂ．第２実施形態］
第２実施形態は、鏡面状に加工した金属面に圧延時のロール目がついている場合に関するものである。
【００２６】
すなわち、図６に示したように、鏡面状に加工した金属面１０に圧延時のロール目１１がついている場合、金属面１０上に刻印された２次元コード４に照射する平行光線の方向によっては、ロール目１１自体のの凹凸による散乱光が生じ、この散乱光が２次元コード読取器３に入射してしまう。
【００２７】
このため、たとえ金属面を鏡面加工したとしても、２次元コード読取器３には、コードパターン部分からの散乱光だけでなく、圧延時のロール目１１部分からの散乱光も同時に入射することになり、コードパターンを刻印した部分と刻印していない部分との明度差が十分にとれない。その結果、２次元コード４を高精度で読み取ることが困難となる。
【００２８】
このような問題点を解決すべく、本実施形態においては、図７（ａ）（ｂ）に示したように、平行光線Ｌをロール目１１と平行になる方向から照射し、且つ、第１実施形態と同様に、鏡面状の金属面からの反射光が、直接２次元コード読取器３に入射しないような角度から平行光線Ｌを照射することができるように、光源ランプ２ａとレンズ２ｂを配置する。
【００２９】
このように、本実施形態においては、ロール目１１と平行に平行光線Ｌを当てているので、ロール目に対してその斜影が平行になる。このため、２次元コード読取器３の方向にはほとんど散乱光が発生しない。一方、刻印部分１ａにおいては、ロール目１１と平行に照射した平行光線Ｌによって乱反射が生じ、この乱反射による反射光の一部が２次元コード読取器３に入射する。また、鏡面部分１ｂにおいては、入射した平行光線Ｌは正反射し、この正反射による反射光は２次元コード読取器３には全く入射しない。
【００３０】
その結果、刻印部分１ａが明るく、ロール目１１及び刻印していない鏡面部分１ｂが暗い、高コントラストの画像が得られるので、圧延時のロール目の影響を受けることなく、２次元コードを安定して確実に読み取ることができる。
【００３１】
［Ｃ．他の実施の形態］
なお、本発明は、上に述べた実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような他の実施形態も含むものである。例えば、上に述べた実施形態では、コードパターンをどのように金属面に刻印するかの代表例として、ステンレスのような金属板面にＹＡＧレーザなどでマーキングした例を挙げたが、金属面に刻印するには、打抜き、打刻、ブラスト、切削など、表面に部分ごとの光拡散性の違いが出るような手法であれば、自由に選んで使うことができる。但し、数ミリメートル角程度の範囲に精度良く２次元コードを表示するには、レーザマーキングが適している。
【００３２】
また、上に述べた実施形態では、１つの２次元コードを読み取る例を示したが、複数の２次元コードを２次元コード読取器の同一視野内に収容して、同時に読み取るようにしてもよい。
【００３３】
また、本発明の２次元コード読取装置は、単独で構成することができるだけでなく、蛍光ガラス線量計の被曝放射線量を測定する蛍光ガラス線量計測定装置に組み込んで構成することもできることは言うまでもない。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、金属面に形成された２次元コードを、安定して確実に読み取ることができる２次元コード読取装置及び２次元コード読取方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による２次元コードの一例を示す平面図
【図２】蛍光ガラス線量計の一例を示す図であって、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は断面図
【図３】本発明による２次元コード読取装置の一実施形態の構成を示す概念図
【図４】金属面に照射される平行光線の反射状態を示す図であって、（ａ）は鏡面部分１ｂにおける正反射、（ｂ）は刻印部分１ａにおける乱反射の様子を示す概念図
【図５】第１実施形態の作用を示す図であって、平行光線が２次元コードが形成された金属面で反射される状態を示す図
【図６】圧延加工によってロール目が形成された金属面上に、２次元コードが刻印された状態を示す平面図
【図７】（ａ）は、図６に示した２次元コードに平行光線が照射される状態を示す平面図、（ｂ）は側面図
【符号の説明】
１…金属面
１ａ…刻印部分
１ｂ…鏡面部分
２ａ…光源ランプ
３…２次元コード読取器
２ｂ，３ａ…レンズ
４…２次元コード
４ａ…平行光線Ｌが照射される領域
５…電源
１０…金属面
１１…ロール目
３０…蛍光ガラス線量計
３１…蛍光ガラス素子
３２…フレーム
３３ａ…内側ケース
３３ｂ…外側ケース
３７…フィルタ
Ｌ…平行光線
Ｒａ…刻印部分における反射光
Ｒｂ…鏡面部分における反射光

Claims

金属基体の表面に形成された２次元コードを読み取る２次元コード読取装置において、互いに平行なロール目が形成された金属面に刻印された２次元コードに、平行光線を当てて反射光を得るための照明手段と、この反射光に基づいて前記２次元コードを読み取るための読取手段とを備え、前記平行光線の入射方向が、前記ロール目に対して平行になるように設定されていることを特徴とする２次元コード読取装置。
前記２次元コードが刻印されていない金属面からの反射光が、前記読取手段に直接入射しないように、前記照明手段と読取手段とを配置したことを特徴とする請求項１に記載の２次元コード読取装置。
互いに平行なロール目が形成された金属面に刻印された２次元コードに、平行光線を当てて反射光を得るためのステップと、前記反射光に基づいて前記２次元コードを読み取るためのステップとを含み、前記平行光線の入射方向が、前記ロール目に対して平行になるように設定されていることを特徴とする２次元コード読取方法。