JP3941543B2 - コード読取装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、読取対象に対して光を照射する照射部と、読取対象からの反射光を受光する受光部と、読取対象からの反射光を受光部に導き受光部に結像させる結像光学部とを具え、読取対象に位置する情報コードを読取るコード読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、この種のコード読取装置における光学系の結像状態を具体的に示している。
この種のコード読取装置においては、ＬＥＤ等により構成される照射部１が拡散板２を介して読取対象３に光を照射し、その反射光を開口部４等による結像光学部により受光部５に結像させて読取るように構成されている。尚、図１１においては、開口部４，鏡筒６および結像レンズ７により結像光学部を構成している。
【０００３】
一般的に結像光学部は、乱反射等の影響を他の結像光学部及び受光部に引き起こさないようになっている。このため、受光部等を収納する鏡筒６の全表面は光を反射しない性質をもつ無光沢黒色に加工される。またこの場合、被写体深度を深くするため、できる限り開口部４の開口径を小さく設定することが好ましく、例えばこの径を１ｍｍ程度にする必要がある。このようにすることで、読取対象３に記録された情報コードを鮮明に読取ることができる。
【０００４】
一方で、このようなコード読取装置にあっては、情報コードが印刷された紙を読取対象３とすることが一般的であったが、近年では例えば携帯電話機やＰＤＡにおける液晶表示装置（ＬＣＤ）の画面上に表示された情報コードを読取るといった使い方が考えられてきている。この種の液晶表示装置を読取対象３としたときには、従来のコード読取装置にはない新たな不具合が生じることが明らかとなってきている。
【０００５】
すなわち、この種の液晶表示装置は、表面の透明な保護層（プラスチックやガラス）の裏面側に液晶層が配置され、さらに液晶層の裏面側に反射層（又はバックライト層）が配置され、そのさらに裏面側にシールド板等が配設され、液晶層に情報コードを記録するようになっている。そして、情報コードを読取るため、照射部１より照射される光が少なくとも液晶層更に反射層まで到達してその面で反射した反射光を、開口部４を介して受光部５に結像して受光させる必要がある。
【０００６】
しかしながら、保護層の存在により、コード読取装置の前面が保護層の表面に写り込んでしまい、図１１に示すように、照射部１から読取対象３に対して照射する場合、受光部５が受光する光量は、液晶表示装置の中央部に対応する部分が暗くなるという結果が得られることがあった。図１１には、受光部５において受光する読取対象３における明暗の状態を、読取対象３の位置に対応させて示している。
【０００７】
そこで、発明者らは特に液晶表示装置の読取対象３に表示された情報コードに光を照射し受光する際に、受光量の不足による明暗レベルの斑が生じる不具合は、結像光学部を構成する鏡筒６の読取対象側が黒色であることが影響していることを実験により明らかとしている（図１１の明暗レベルの斑参照）。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、読取対象の表面の反射率が大きい場合で且つ結像光学部による読取対象側の影響が大きい場合であっても、読取対象に位置する情報コードを鮮明に読取ることができるようにしたコード読取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】
請求項１記載のコード読取装置によれば、照射部が読取対象に対して光を照射すると、読取対象に位置する情報コードからの反射光が結像光学部により受光部に導かれるので、受光部には読取対象に位置する情報コードの像が受光される。これにより、情報コードを読取ることができる。
【００１０】
ところで、読取対象の表面の反射率が大きい場合は、照射部が読取対象の表面に写り込み、その写り込んだ像を受光部が受光するようになる。このため、受光部が受光する像のうち結像光学部に対応した像領域の受光量が少ない場合には、照射部が読取対象の表面に写り込むことにより、暗くなってしまい、読取対象に位置する情報コードを正確に読取ることができなくなってしまう。
【００１１】
ここで、光量低下防止手段は、例えば結像光学部の位置に対応する読取対象からの反射光を受光部に導くことで、結像光学部に対応した像領域の受光量が低下することによる影響を除去するように構成されているので、読取対象の表面の反射率が大きい場合であっても、読取対象に位置する情報コードを鮮明に読取ることができる。
【００１２】
また、結像光学部の位置に対応する読取対象からの反射光を受光部に導くための開口部を具えるように照射部を面光源とし、例えば結像レンズの外径となる結像光学部の開口径に対して、開口部の開口径を小さく設定し当該開口部が結像光学部に対する開口絞りとして機能するように設定すると共に、面光源が光量低下防止手段として機能するようにする。したがって、情報コードが読取対象に存在しない場合に、結像光学部による読取対象側の影響が大きい場合であっても、開口部周辺の結像光学部の位置に対応して面光源に照射された読取対象の明度が高くなり、その光を受光部において結像することができるようになるため、情報コードが読取対象に位置する場合には情報コードを鮮明に読取ることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、受光部に結像した情報コードの像の面積に対する、開口部が読取対象に写り込んだものが受光部に結像した面積の比率が、情報コードが有する誤り訂正機能による誤り訂正可能面積比率を下回るように、開口部の開口面積が設定されているので、受光部は情報コードの誤り訂正可能面積以上の像を結像して受光することになる。したがって、開口部に対応した像領域の受光量がたとえ不足したとしても、読取対象に位置する情報コードを所定の条件で読取る場合に、情報コードの誤り訂正機能により情報コードを正しく解読することができる。
【００１４】
請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし４の何れかに記載の発明において、読取口近傍にも補助照射部を設けたので、読取対象に対する光の照射量を増すことができる。この場合請求項６記載の発明によれば、補助照射部が読取対象面に対して斜め方向から結像光学部の光軸方向へ向けて照射するように設定される。
【００１５】
また、請求項８記載の発明によれば、請求項４記載の発明において、基板開口部の大きさを適切に設定することにより、結像光学部に対する開口絞りとして機能するように構成されているので、開口絞りを別途設ける構成に比較して、全体構成を簡単化することができる。
【００１６】
請求項９記載の発明によれば、請求項７記載の発明において、パネル開口部の大きさを適切に設定することにより、結像光学部に対する開口絞りとして作用するように構成されているので、開口絞りを別途設ける構成に比較して、全体構成を簡単化することができる。
【００１７】
請求項１０記載の発明によれば、請求項１または２記載の発明において、結像光学部の読取対象側が照射部の照射光に対して明るい色に設定されていることにより、光量低下防止手段として機能するようになっているので、光量低下防止手段を別部材として設ける必要なく、受光部が受光する受光量が低下することを極力防止することができる。
【００２０】
請求項１１記載の発明によれば、ＬＥＤから照射される光はＬＥＤの指向角に基づいて所定距離だけ離間した拡散板に達し拡散される。そして、拡散板により均一化された光が読取対象に照射されることになる。これにより、ＬＥＤと拡散板とが近接位置する構成と比較して、より均一化された光を読取対象に照射することができる。
【００２１】
請求項１２記載の発明によれば、ＬＥＤは白色であるため、ＬＥＤが赤色であるものに比較して、例えばカラー液晶を読取対象として適用した場合に、カラー液晶を構成するカラーフィルタによる光の減衰を抑制することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下本発明を、２次元コードスキャナに適用したコード読取装置の第１の実施形態として図１ないし図４を参照しながら説明する。
図３は、２次元コードスキャナ内の概略的な部品配置を縦断側面図により示している。
２次元コードスキャナ１１は、バーコード・２次元コードハンディターミナルと称されるもので、バーコードや２次元コードの解読のみにとどまらず、解読されたバーコードや２次元コードのデータ処理や記憶、さらに、外部に接続される管理コンピュータとの通信機能を具えたものである。
【００２３】
２次元コードスキャナ１１の筐体１２内には、筐体１２のほぼ中央部に設置される平板状のプリント配線基板１３と、このプリント配線基板１３に搭載される制御回路１４と，液晶表示回路１５と、キーパッド１６と、筐体１２の後端部のバッテリ１７と、先端部近辺の光学ホルダ１８とが配置されており、その他にも図示はしないが後述する電気的構成等が配置されている。尚、光学ホルダ１８内の構成については後述する。
【００２４】
図４は、２次元コードスキャナ１１の電気的構成と携帯電話機Ｂを概略的に示している。
２次元コードスキャナ１１の電気的構成は、上述した制御回路１４を主体としてなっている。制御回路１４は、マイクロコンピュータおよび各種メモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）等から構成されるもので、メモリに予め記憶されたプログラムにしたがって、制御回路１４に接続される構成を制御するようになっている。
【００２５】
制御回路１４には、電源回路２６を介してバッテリ１７が接続されておりこのバッテリ１７から制御回路１４に給電されるようになっている。また制御回路１４には、キーパッド１６を有してなる操作部１９が接続されており、ユーザによりキーパッド１６が操作されることにより各種情報入力を受付けるようになっている。
【００２６】
また、制御回路１４にはインタフェース回路２０が接続されており、制御回路１４と外部の例えば管理コンピュータ（図示せず）との通信が可能に構成されている。また、液晶表示回路１５が制御回路１４に接続されており、各種情報を表示可能に構成されている。
【００２７】
制御回路１４には、駆動回路２１を介して複数の赤色のＬＥＤ２２が接続されており、ＬＥＤ２２は、制御回路１４の駆動信号に基づいて読取対象Ａに対して赤色光を照射するようになっている。また制御回路１４には、駆動回路２３を介して光学的センサ２４が接続されており、光学的センサ２４は、図４には図示しない光学ホルダ１８内の結像光学部３２を介して読取対象Ａに反射する反射光を受光部２４ａにおいて受光するようになっている。
【００２８】
このとき、光学的センサ２４は、受光した光を光電変換し、波形整形部２５は、増幅，Ａ／Ｄ変換処理等を行うようになっている。制御回路１４は、この信号を入力することで、制御回路１４には読取対象Ａの明暗レベルが電気信号として入力されるようになっている。そして制御回路１４は、情報コードＣの誤り訂正機能を具えており、この明暗レベルにより情報コードＣを解読するように構成されている。情報コードＣは、携帯電話機Ｂの液晶表示装置Ｆの読取対象Ａに表示されるものである。
【００２９】
図１は、光学ホルダ内の構成と結像状態を図３における光学ホルダ１８内を拡大することにより示す断面図である。また、図２は、この場合の光学ホルダ内の構成を読取対象側からみた図を示している。
【００３０】
光学ホルダ１８には、全面が無光沢黒色に着色設定された円筒状の鏡筒６がネジにより固定されている。この鏡筒６は、前端側（読取対象Ａ側）からのみ光が入射するように構成されている。この鏡筒６の読取対象Ａ側、言いかえると、結像光学部３２前端の読取対象側には、読取使用時において読取対象Ａに対向するように例えば0.8ｍｍ厚のプリント配線基板２８が光軸Ｅ（図１の一点鎖線）に垂直に設けられている。このプリント配線基板２８の略中央部には、光軸Ｅを中心として基板開口部２８ａ（本発明の開口部に相当）が設けられている。
【００３１】
そして、このプリント配線基板２８において、基板開口部２８ａの周囲（周辺）の読取対象Ａの側には、複数の赤色ＬＥＤ２２が実装されている。
【００３２】
この場合、この基板開口部２８ａの読取対象Ａ側には、複数の赤色ＬＥＤ２２が設置されると共に、効果的であればシルク印刷により一部または全部が白色に着色設定されているように構成しても良い。このとき、基板開口部２８ａの周囲（周辺）の読取対象Ａ側の一部のみが白色に着色されていてもよい。尚、プリント配線基板２８の基板開口部２８ａの周囲（周辺）の読取対象Ａ側は白色としてもよいし、照射部３３の照射光に対して明るい色であればどのような色で設定されていても良い。
【００３３】
赤色ＬＥＤ２２が実装されたプリント配線基板２８の読取対象Ａの側には、拡散板２９が設置されている。この拡散板２９には、光軸Ｅを中心として拡散板開口部２９ａが設けられている。この拡散板開口部２９ａは、結像光学部３２の位置に対応する読取対象Ａからの反射光を受光部２４ａに導くために設けられている。拡散板２９は、光を透過し拡散して読取対象Ａの広い範囲に導くもので、ＬＥＤ２２から照射された光を透過し拡散して読取対象Ａに照射するようになっている。尚、拡散板２９の読取対象Ａ側には、図示しない防塵プレートが取りつけられており、図３に示すように図示斜め下方を向く読取口が形成されている。尚、本発明における面光源として構成される照射部３３は、複数のＬＥＤ２２と、プリント配線基板２８と、拡散板２９とから構成されている。照射部３３のプリント配線基板２８は、結像光学部３２の位置に対応する読取対象Ａからの反射光を受光部２４ａに導くための基板開口部２８ａを具えている。尚、結像レンズ３０の外径が例えば１０ｍｍ程度で設定されており、この外径に対してプリント配線基板２８に具えられた基板開口部２８ａの開口径が小さく設定されている。
【００３４】
鏡筒６の内面には、光軸Ｅに垂直に例えば0.8mm厚板状の光制限部６ａが設けられており、この光制限部６ａには、光軸Ｅを中心とする開口部６ｂが例えばφ１ｍｍで設けられている。また、鏡筒６の内面には、結像調整部６ｃが設けられており、この結像調整部６ｃに結像レンズ３０が係合するように構成されている。結像レンズ３０は、例えば３枚の凸レンズおよび凹レンズ（図面には簡略化して図示）からなるものである。
【００３５】
また、結像調整部６ｃは、結像レンズ３０の焦点を合わせるために設けられるもので、結像レンズ３０が操作されることにより焦点調整が行われる。そして、結像レンズ３０により、開口部６ｂを通過した光を光軸Ｅ方向に屈折するように構成されている。
【００３６】
鏡筒６の内部には、光軸Ｅが受光部２４ａの中心となるように光学的センサ２４が設置されており、受光部２４ａが読取動作時に読取対象Ａに対向するようになっている。尚、結像レンズ３０の設定等により結像光学部３２の設定が調整されることで、プリント配線基板２８に具えられた基板開口部２８ａは、結像光学部３２に対する開口絞りとして機能するようになっており、光の結像状態に収差が生じにくくなっている。この場合、効果的であれば、プリント配線基板２８の基板開口部２８ａを結像光学部３２に対する視野絞りとして機能するようにし、開口部６ｂを結像光学部３２に対する開口絞りとして機能するように調整してもよい。
【００３７】
このようにして、結像光学部３２が設定されている。尚、プリント配線基板２８の厚さは0.8mmと設定したが、その他の結像光学部３２の設定により0.8mmより大きくしても小さくしてもよい。尚、本実施形態においては光量低下防止手段３１は、複数のＬＥＤ２２，拡散板２９を具えて構成されている。照射部３３は、本発明の光量低下防止手段３１として機能する。
【００３８】
図１における読取対象Ａの図示下方には、発明者らが読取対象Ａとして携帯電話機Ｂの液晶表示装置Ｆの液晶面を実際に設置した場合の光学的センサ２４が受光する明暗レベルの実験結果の概略を相対的に示している。この場合、結像光学部３２を構成する鏡筒６の設置部分に対向する読取対象Ａ部分の明暗レベルは、その内側もしくは周辺側に比較して明度が高くなるという実験結果が得られている。
【００３９】
情報コード（２次元コード）Ｃは誤り訂正データ（誤り訂正機能）を有して構成されており、汚れや破損などによって一部のデータが破壊されても、その誤り訂正データを用いて破壊部分を解読することができるようになっており、また、情報コードＣの所定面積（例えば情報コードＣ全体の８５％）以上のデータが得られれば解読することができるようになっている。
【００４０】
図３に示す設置状態において、すなわち、例えば２次元コードスキャナ１１の筐体１２の先端部が読取対象Ａに接触している場合において、光学的センサ２４の受光部２４ａによって受光可能な情報コードＣの面積が最小となる。
【００４１】
情報コードＣは一般的に、あらかじめその大きさが種別ごとに規定されており、誤り訂正可能な面積比率が例えば種別毎に設定されている。２次元コードスキャナ１１は、規定されている中で最大の情報コードＣ（読取が想定される情報コード）を、光学的センサ２４の受光部２４ａに結像し受光できるように結像光学部３２が設定されている。この場合、基板開口部２８ａは、結像光学部３２の位置に対応する読取対象Ａからの反射光を受光部２４ａに導くように大きさが設定されている。
【００４２】
そして、基板開口部２８ａに対応した像領域の受光量がたとえ不足したとしても、受光部２４ａに結像した情報コードＣの像の面積に対する、開口部６ｂが読取対象Ａに写り込んだものが受光部２４ａに結像した面積の比率が、情報コードＣの誤り訂正可能面積比率（例えば情報コードＣ全体の８５％）を下回るように、読取対象Ａ側からみたときの基板開口部２８ａの開口面積が設定されている。
【００４３】
尚、読取対象Ａが筐体１２の先端部より離間されれば、受光部２４ａにより受光可能な情報コードＣの領域は増加することになる。これにより、受光部２４ａにより情報コードＣ以上に相当する領域の光情報を受光することができる。
【００４４】
上述構成の作用を説明する。
上述のように構成された２次元コードスキャナ１１に情報コードＣを読取らせるにあたり、使用者は、２次元コードスキャナ１１の先端部の読取口を携帯電話機Ｂの読取対象Ａに表示された情報コードＣに宛がうように近接させて操作部１９の図示しないトリガスイッチをオン操作する。
【００４５】
すると、制御回路１４は、操作部１９を介してオン操作されたことを検出すると、駆動回路２１を介してＬＥＤ２２に対して駆動信号を出力し、ＬＥＤ２２は、所定のタイミングで赤色光を照射する。携帯電話機Ｂの読取対象Ａに反射された光は、基板開口部２８ａ及び開口部６ｂにより鏡筒６内への経路が制限され、結像レンズ３０を介して光学的センサ２４の受光部２４ａにおいて受光する。これにより、光学的センサ２４の受光状態に基づいて携帯電話機Ｂの読取対象Ａに表示された情報コードＣを読取ることができる。
【００４６】
ところで、液晶表示装置Ｆ表面の読取対象Ａは、例えばガラスのような保護層により保護されているので、読取対象Ａを読取る際に、２次元コードスキャナ１１の先端部の読取口が液晶表示装置Ｆの表面に写り込んでしまうことになる。光学的センサ２４が受光する読取対象Ａの像は、液晶表示装置Ｆが表示する情報コードＣの像と液晶表示装置Ｆの表面に写り込んだ２次元コードスキャナ１１の先端部の読取口の像に対応した光量が少ない場合がある。
【００４７】
従来例で示したような場合には、光学的センサ２４において結像光学部３２に対応した像領域の受光量不足を招来するものの、本実施形態では、液晶表示装置Ｆの表面に写り込んだ２次元コードスキャナ１１の先端部の読取口にはプリント配線基板２８に光量低下防止手段３１、照射部３３が対応しているので、光学的センサ２４が受光する２次元コードスキャナ１１の先端部の読取口の像が明るくなり、光学的センサ２４に対する受光量不足を招来することを防止することができる。
【００４８】
情報コードＣが読取対象Ａに存在しない場合、基板開口部２８ａ周辺の結像光学部３２の位置に対応して照射部３３に照射された読取対象Ａの明度が従来に比べて高くなり、その光を受光部において結像することができるようになるため、情報コードＣが読取対象Ａに位置する場合には情報コードＣを鮮明に読取ることができる。この場合、光量低下防止手段３１は、読取対象Ａの表面に写り込むことにより開口部６ｂを通じて受光部２４ａが受光する開口部６ｂの周辺部位に対応した光量を均一にすることになる。
【００４９】
そして、情報コードＣが読取対象Ａに存在する場合、光学的センサ２４は、走査線を走査する所定のタイミングで受光部２４ａにより受光された情報コードＣの明暗に応じた反射光を光電変換し、波形整形部２５を介して、制御回路１４は明暗レベルの電気信号を入力する。この場合、基板開口部２８ａに対応した像領域の受光量がたとえ不足したとしても、読取対象Ａに位置する情報コードＣを所定の条件で読取る場合に、制御回路１４は、例えば受光した情報コードＣの誤り訂正データを含む８５％以上のデータを用いて、誤り訂正処理を行い情報コードＣの解読を正しく行うことができる。
【００５０】
このような第１の実施形態によれば、結像光学部３２の位置に対応する読取対象Ａからの反射光を受光部２４ａに導くことで、結像光学部３２に対応した受光量が低下することによる影響を除去するように構成されているので、読取対象Ａの表面の反射率が大きい場合であっても、読取対象Ａに位置する情報コードＣを鮮明に読取ることができる。
【００５１】
情報コードＣが読取対象Ａに存在しない場合に、基板開口部２８ａ周辺の結像光学部３２の位置に対応して照射部３３に照射された読取対象Ａの明度が従来に比べて高くなり、その光を受光部において結像することができるようになるため、情報コードＣが読取対象Ａに位置する場合には、情報コードＣを鮮明に読取ることができる。
【００５２】
受光部２４ａは情報コードＣの誤り訂正可能面積以上の像を結像して受光するため、読取対象Ａに位置する情報コードＣを所定の条件で読取る場合に、情報コードＣの誤り訂正機能により情報コードＣを正しく解読することができる。
【００５３】
プリント配線基板２８に基板開口部２８ａを設け、その周囲の読取対象Ａの側にＬＥＤ２２を設置し拡散板２９を設置するようにしたので、携帯電話機Ｂの液晶表示装置Ｆの表面に写り込んだ開口部６ｂの周辺部を明るくすることができる。これにより、読取対象Ａの表面の反射率が大きい場合も、読取対象Ａに位置する情報コードＣを鮮明に読取ることができる。また、開口絞りの径を維持したまま、すなわち被写体深度が浅くなることによる読取性能の悪化を防ぎながら、比較的反射率の大きな表面を有する読取対象Ａに表示された情報コードＣを鮮明に読取ることができる。
【００５４】
開口部６ｂを通過した光は、結像レンズ３０により光軸方向に屈折するので、結像レンズ３０がない場合に比較して、結像光学部３２の小型化を図ることができる。
【００５５】
受光部２４ａが読取対象Ａの表面に写り込んだ開口部６ｂの周辺部位を受光した際の光量が不均一の場合は、情報コードＣを正しく読取ることができないものの、光量低下防止手段３１は、開口部６ｂを通じて受光部２４ａが受光する開口部６ｂの周辺部位に対応した光量を略均一とするので、情報コードＣの白黒に対応する明暗の光量差が得られ、受光部２４ａの受光に基づいて情報コードＣを正確に読取ることができる。
【００５６】
ＬＥＤ２２は、プリント配線基板２８に実装されているので、全体構成の簡単化を図ることができる。尚、読取対象Ａの表面の反射率が低い場合においても、情報コードＣの解読を行うことができるのは勿論である。
【００５７】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態を示すもので、第１の実施形態と異なるところは、鏡筒６に光制限部６ａによる絞りを設けないものを鏡筒６に代えて鏡筒３５として設け、基板開口部（ピンホール部）３４が開口絞りとして機能するように結像光学部３７を設定したところにある。第１の実施形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略し、以下、異なる部分について説明する。
【００５８】
鏡筒３５前端の読取対象Ａの側には、プリント配線基板２８が設置されている。プリント配線基板２８には、光学的センサ２４に導かれる光の光軸Ｅを中心として基板開口部３４がφ１ｍｍで設けられている。基板開口部３４は、結像光学部３７に対する開口絞りとして機能するように設定されており、図５には、その結像状態が光軸Ｅとともに示されている。照射部３６は、プリント配線基板２８と，ＬＥＤ２２と，拡散板２９とから構成されている。
【００５９】
また、図５における読取対象Ａの図示下方には、発明者らが読取対象Ａとして携帯電話機Ｂの液晶表示装置Ｆの液晶面を実際に設置した場合の光学的センサ２４が受光する明暗レベルの実験結果の概略を相対的に示している。
【００６０】
このような第２の実施形態によっても、第１の実施形態と略同様な作用効果が得られる。また、基板開口部３４が、適切な大きさで設定されているので、第１の実施形態において鏡筒６に設けられた開口部６ｂが開口絞りとして機能する場合に比較して、この開口部６ｂを別体で設置することなく、光の結像状態に収差を生じにくくすることができる。したがって、読取対象Ａに表示された情報コードＣを鮮明に読取ることができる。
【００６１】
また、結像光学部３７は視野絞りを有していないので、反射光の光量が光学的センサ２４に対して多く導かれることになる。このとき、鏡筒３５の内面は無光沢黒色に着色されているので、光学的センサ２４は受光する際に、鏡筒３５の内部において乱反射されることはない。
【００６２】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態を示すもので、第１の実施形態と異なるところは、鏡筒６における光制限部６ａの読取対象Ａの側を白色に着色して設定して鏡筒４０として設け、プリント配線基板２８やＬＥＤ２２，拡散板２９を鏡筒４０周辺に配置したところにある。第１の実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
鏡筒４０には、第１の実施形態において説明を行った鏡筒６における光制限部６ａが光制限部４０ａとして設けられており、当該光制限部４０ａの略中央部には、光軸Ｅを中心として開口部（ピンホール部）４０ｃ（本発明の開口部に相当）がφ１ｍｍで設けられている。そして、当該開口部４０ｃの周辺（周囲）の光制限部４０ａの読取対象Ａ側の全てが白色に着色設定されることで反射部４０ｂ（本発明の光量低下防止手段に相当）が構成されている。この場合、効果的であれば光制限部４０ａの読取対象Ａ側の一部のみが白色に着色されていてもよい。また、開口部４０ｃは結像光学部４１に対して開口絞りとして機能するようになっている。尚、結像光学部４１は、結像レンズ３０，光制限部４０ａ，開口部４０ｃにより構成されている。
【００６３】
また、プリント配線基板２８には、結像光学部４１に対応して鏡筒４０の外形に略一致して係合するように基板貫通孔２８ｃが具えられており、プリント配線基板２８には複数のＬＥＤ２２が実装されている。また、拡散板２９には、結像光学部４１に対応して鏡筒４０の外形に略一致して係合するように拡散板貫通孔２９ｃが具えられており、複数のＬＥＤ２２からの光を透過し拡散するように構成されている。尚、基板貫通孔２８ｃの開口径が、結像光学部４１の外形、すなわち、鏡筒４０の外径より大きく設定されており、照射部４２が、鏡筒４０の読取対象Ａ側の面（結像光学部４１の前端）より受光部２４ａ側に配置されている。尚、図６における読取対象Ａの図示下方には、発明者らが読取対象Ａとして携帯電話機Ｂの液晶表示装置Ｆの液晶面を実際に設置した場合の光学的センサ２４が受光する明暗レベルの実験結果の概略を相対的に示している。
【００６４】
このような構成により、第１の実施形態と略同様の作用効果が得られることになる。
また、このような第３の実施形態によれば、結像光学部４１の読取対象Ａの側の反射部４０ｂが、照射部４２の照射光に対して明るい色に設定されていることにより、光量低下防止手段として機能するようになっているので、光量低下防止手段を別部材として設ける必要なく、受光部２４ａが受光する受光量が低下することを極力防止することができる。
【００６５】
基板貫通孔２８ｃの開口径を鏡筒４０（結像光学部４１）の外形より大きく設定し、結像光学部４１の前端より受光部２４ａ側に照射部４２（面光源）を配置するので、結像光学部４１の前端より読取対象Ａ側に面光源を配置する構成に比較して、照射部４２による光が結像光学部４１の前端から入射することを防止することができる。これにより、情報コードＣの読取りに不必要な光を結像光学部４１内に入射することを極力防止することができる。
【００６６】
また、結像光学部４１は視野絞りを有していないので、反射光の光量が光学的センサ２４に対してさらに多く導かれることになる。このとき、鏡筒４０の内面は無光沢黒色に着色されているので、光学的センサ２４は受光する際に、鏡筒４０の内部において乱反射されることはない。
【００６７】
（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態を示すもので、第２の実施形態と異なるところは、プリント配線基板２８に設置されたＬＥＤ２２と拡散板２９に代えて、ＥＬ（Electro Luminescence）パネルにより構成されているところにある。第１または第２の実施形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
鏡筒３５の読取対象Ａの側（結像光学部３７前端の側）には、ＥＬパネル４５が設置されている。ＥＬパネル４５（本発明の面光源，照射部，光量低下防止手段に相当）の中央部には、光軸Ｅを中心として、パネル開口部４５ａが例えばφ１ｍｍで設けられている。
【００６８】
ＥＬパネル４５は、シート状の蛍光体が読取対象Ａ側に位置するように形成されており、例えば交流電圧が印加されることにより発光するように構成されている。また、ＥＬパネル４５は、図示しない駆動回路を介して制御回路１４に接続されており、当該制御回路１４の駆動信号に従って読取対象Ａの側に発光するように構成されている。
【００６９】
パネル開口部４５ａが結像光学部３７に対する開口絞りとして機能するように設定されている。そして、光学的センサ２４は、パネル開口部４５ａを介して読取対象Ａの情報コードＣに反射した反射光を結像し受光するようになっている。このＥＬパネル４５は、読取対象Ａの広い範囲に対して均一に照射する。したがって、第２の実施形態における作用効果と略同様の作用効果が得られる。
【００７０】
また、本発明における照射部と光量低下防止手段がＥＬパネル４５により一体形成されているので、光量低下防止手段を別部材として設ける必要がなくなり全体構成を簡単化することができる。
【００７１】
ＥＬパネル４５にパネル開口部４５ａが設けられることにより、読取対象Ａの表面に写り込んだパネル開口部４５ａの周辺部位の光量低下を防止することができる。これにより、ＥＬパネル４５を光量低下防止手段として機能させることができる。
【００７２】
パネル開口部４５ａの大きさが適切に設定されているので、パネル開口部４５ａを開口絞りとして機能させることができ、開口絞りを別途設ける構成に比較して全体構成を簡単化することができる。
【００７３】
（第５の実施形態）
図８ないし図１０は、本発明の第５の実施形態を示すもので、定置式の２次元コードスキャナ（光学的情報読取装置）に適用している。第１の実施形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。
【００７４】
定置式の２次元コードスキャナ５０の斜視図を示す図８において、２次元コードスキャナ５０の上部には、開口されてなる読取口５１が設けられており、２次元コードスキャナ５０の側面からケーブルを介して外部の電源（図示せず）に接続されている。
【００７５】
図９は、定置式の２次元コードスキャナ５０の内部構造を概略的に示す断面図であり、図１０は、それぞれ図９の（ａ）Ｇ部分，（ｂ）Ｈ部分，（ｃ）Ｉ部分（照明ユニット）の上視図を概略的に示している。
【００７６】
２次元コードスキャナ５０の最下部には、プリント配線基板５２が設けられており、このプリント配線基板５２には、内部に受光部２４ａが設置された鏡筒６を有する結像光学部３２が固定接続されている。この結像光学部３２の周囲には、１２個の白色のＬＥＤ５３が、第１の実施形態で説明したＬＥＤ２２に代えて実装されている。白色のＬＥＤ５３は、図９の上方に向けて照射するように設けられている。このように、光軸Ｅに対して略垂直な面上に複数のＬＥＤ５３が設けられている。
【００７７】
図９には、ＬＥＤ５３の特性となる指向角（約６０度）をも概略的に示している。鏡筒６の前端部（図９における鏡筒６の上端部）には、拡散板開口部２９ａを備えた矩形板状の拡散板２９が設置されている。拡散板２９は、ＬＥＤ５３が実装される面から鏡筒６の高さ寸法となる数十ｍｍ程度だけ離間して設けられており、さらに、直線状の光軸Ｅに対して略垂直に設けられている。ＬＥＤ５３の指向角に基づく光の照射方向は、図９に示すように、隣り合うＬＥＤ５３の光の照射方向と拡散板２９上で一部が重なり合うように設定されている。
【００７８】
拡散板２９は、拡散板２９の下方（後方）からＬＥＤ５３により照射される光を上方（前方）に向けて発光強度の照射方向依存性の少ない拡散光とするようになっている。これらプリント配線基板５２，ＬＥＤ５３，拡散板２９により照射部および面光源として構成されている。
【００７９】
この照射部の上方（前方）の読取対象Ａの側に離間して、補助照射部として照明ユニット５４が２次元コードスキャナ５０の筐体に固定設置されている。この照明ユニット５４は、読取口５１近傍に読取口５１を取り囲むように設けられており、プリント配線基板５５とこのプリント配線基板５５に実装された白色のＬＥＤ５３と、拡散板５６とを有して構成されている。
【００８０】
プリント配線基板５５は、図１０（ｃ）に示すように、光軸Ｅの四方に位置して設けられている。このプリント配線基板５５にも、複数のＬＥＤ５３が実装されており、その読取対象Ａ側の周囲には拡散板５６が設けられている。プリント配線基板５２及び５５は、互いにケーブルにより接続されており（図示せず）、照明ユニット５４のＬＥＤ５３にも電源供給されている。
【００８１】
拡散板５６は、想定される読取対象Ａの面（光軸Ｅに対して垂直な面上）に対して所定角度だけ傾斜した傾斜面部５６ｂを有している（図９参照）。この傾斜面部５６ｂの傾斜角度は、読取対象Ａとなる携帯電話機Ｂの液晶面の視野角内となるように設定されるもので、傾斜面部５６ｂの垂直軸は読取対象Ａの面に向かうように設定されている。その他の構成については第１の実施形態と略同様のためその説明を省略する。
【００８２】
上記構成の作用について説明する。
ユーザが携帯電話機Ｂの液晶面に表示された情報コードＣを読取らせるにあたり、図８に示すように、携帯電話機Ｂの液晶面を読取口５１に対して向ける（下方に向ける）。
【００８３】
制御回路１４の制御信号に基づいてＬＥＤ５３が読取対象Ａに向けて光を照射する。プリント配線基板５２に実装されたＬＥＤ５３から照射される光は、ＬＥＤの指向角に基づいて拡散され拡散板２９に達することで、拡散板２９によりさらに拡散され、拡散板５６の開口部５６ａを介して読取対象Ａに向けて照射される。
【００８４】
一方、プリント配線基板５５に実装されたＬＥＤ５３からの光は、拡散板５６を介して照射される。これらのＬＥＤ５３から照射される光の大部分は、拡散板５６の傾斜面部５６ｂを透過し拡散されて光軸Ｅ方向に向けて照射される。読取対象Ａに表示された情報コードＣに反射した反射光は、鏡筒６内に設置された光学的センサ２４の受光部２４ａに達する。これにより情報コードＣを読取ることができる。
【００８５】
この場合、一般的に市販されている携帯電話機Ｂの液晶面の光の反射特性は、白黒液晶およびカラー液晶で違いが生じており、液晶毎に透過率，視野角，開口率等が異なることで光学特性が異なることが発明者らにより判明している。
【００８６】
そこで、２次元コードスキャナ５０の最下部の結像光学部３２の周辺に配置された照射部（プリント配線基板５２，ＬＥＤ５３，拡散板２９）の他にも、照明ユニット５４が読取対象Ａに対して斜め方向から光軸Ｅ方向へ向けて照射することにより、特に白黒液晶に表示された情報コードＣの読取りがさらに良化することが発明者らにより確認されている。ただし、照明ユニット５４のみの光では、カラー液晶面に表示された情報コードＣを読取る場合に、液晶の視野角が狭く、開口率（液晶の全面積に対する光透過部分の面積の比）が小さい場合など、カラーフィルタ等による影響がある場合に、情報コードＣの明暗による読取りが不十分であることも確認されている。
【００８７】
この場合、結像光学部３２の周辺に配置された照射部が光軸Ｅ周辺から光を照射すると、カラーフィルタ等による光の減衰を抑えつつ液晶面で反射する情報コードＣによる明暗が明確な反射光を受光部２４ａにて十分に受光することができる。
【００８８】
また、白色のＬＥＤ５３の光は、赤色のＬＥＤの光に比較して、携帯電話機Ｂのカラー液晶のカラーフィルタによる減衰量が少ないため、情報コードＣによる明暗が明確となる反射光がより多く受光部２４ａに導かれ、より一層読取りを良化することができる。
【００８９】
このような第５の実施形態によれば、結像光学部３２の周辺に設けられた照射部の位置に対して読取対象Ａの側に離間した読取口５１近傍に位置して読取口５１を取り囲むように照明ユニット５４を設けたので、読取対象に対する光の照射量を増すことができ、より一層読取りを良化することができる。
【００９０】
照明ユニット５４が読取対象Ａに対して斜め方向から光軸Ｅ方向へ向けて照射するように設定されているので、特に白黒液晶に対する読取りを良化することができる。
【００９１】
プリント配線基板５２に実装されたＬＥＤ５３が照射する光はＬＥＤ５３の指向角に基づいて拡散されて所定距離だけ離間した拡散板２９に達するように構成されているので、より均一化された光を読取対象Ａに照射することができる。
【００９２】
尚、白色のＬＥＤ５３を使用することにより、読取対象Ａが液晶表示装置Ｆのように鏡面反射するものに限らず、例えば赤色の背景の紙に対して黒色のバーコードや２次元コードが印刷（カラーコード）されていたとしても読取ることができる。
【００９３】
（他の実施形態）
上述実施形態においては、結像レンズ３０を光量低下防止手段３１と受光部２４ａとの間に介在して設けた実施形態を示したが、これに限定されるものではなく、結像レンズ３０を設けずにピンホールカメラの形態にして構成しても良い。
【００９４】
上述実施形態において、情報コードＣの読取りが鮮明であれば、誤り訂正処理は必要に応じて行えば良い。
【００９５】
上述実施形態においては、コード読取装置として２次元コードスキャナ１１に適用した実施形態について示したが、これに限定されるものではなく、当然バーコードスキャナ等の１次元コードの読取機能を具えたものに適用しても良い。
【００９６】
また、第３の実施形態においては、プリント配線基板２８および拡散板２９には、結像光学部４１に対応して鏡筒４０の外形に略一致して係合するように基板貫通孔２８ｃおよび拡散板貫通孔２９ｃがそれぞれ具えられＬＥＤ２２と共に照射部４２を構成するようにしたが、これに限定されるものではなく、第４の実施形態において説明を行ったＥＬパネル４５により照射部を構成するようにしてもよい。
【００９７】
この場合、結像光学部４１の外径に略一致して係合するようにして結像光学部４１に対応したパネル貫通孔をＥＬパネル４５に設け、このパネル貫通孔の開口径が、鏡筒４０（結像光学部４１）の前端の外径より大きく設定するようにし、ＥＬパネル４５を鏡筒４０（結像光学部４１）の前端より受光部２４ａ側に配置する。これにより、結像光学部３７前端より読取対象Ａ側に面光源を配置する構成に比較して、ＥＬパネル４５による光が結像光学部４１前端から入射することを防止するため、情報コードＣの読取りに不必要な光を極力低減することができる。
【００９８】
第１実施形態においては、プリント配線基板２８とＬＥＤ２２と拡散板２９とを鏡筒６の前端（結像光学部３２の前端）に設置されるように構成したが、これに限定されるものではなく、ＬＥＤ２２が実装されたプリント配線基板２８を鏡筒６の後端部すなわち受光部２４ａ近辺において鏡筒６の周囲に係合するように対応して設置し、拡散板２９を鏡筒６の前端に設置するように構成しても良い。この場合、拡散板２９にφ１ｍｍ程度の拡散板開口部を設ける必要がある。尚、効果があれば、拡散板開口部を開口絞りとして機能するように構成してもよい。
【００９９】
第５の実施形態においては、ＬＥＤ５３に白色のＬＥＤを使用したが、必要に応じて赤色のＬＥＤを使用してもよい。
【０１００】
照射部は導光板を使用したものであっても良い。
【０１０１】
読取対象Ａとして、反射型の液晶に適用して示したが、透過型，半透過型等の液晶にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す光学ホルダ内の縦断側面と光学的センサが受光する読取対象における明暗レベルとを示す図
【図２】光学ホルダ内を読取対象側からみた図
【図３】２次元コードスキャナの縦断側面図
【図４】２次元コードスキャナの電気的構成図
【図５】本発明の第２の実施形態を示す図１相当図
【図６】本発明の第３の実施形態を示す図１相当図
【図７】本発明の第４の実施形態を示す図１相当図
【図８】本発明の第５の実施形態を示す定置式２次元コードスキャナの斜視図
【図９】２次元コードスキャナの断面図
【図１０】図９における(ａ)Ｇ部分、（ｂ）Ｈ部分、（ｃ）Ｉ部分の上視図
【図１１】従来例を示す図１相当図
【符号の説明】
６，３５，４０は鏡筒、６ａ，４０ａは光制限部、１１は２次元コードスキャナ（コード読取装置）、１８は光学ホルダ、２２はＬＥＤ、２４は光学的センサ、２４ａは受光部、２８はプリント配線基板、２８ａ，３４は基板開口部（開口部）、２８ｃは基板貫通孔、２９は拡散板、２９ａは拡散板開口部、２９ｃは拡散板貫通孔、３１は光量低下防止手段、３２は結像光学部、３３，３６，４２は照射部、４０ｂは反射部（光量低下防止手段）、４０ｃは開口部、４５はＥＬパネル（面光源，光量低下防止手段，照射部）、４５ａはパネル開口部、５３は白色のＬＥＤ、５４は照明ユニット、５６は拡散板、５６ｂは傾斜面部、Ａは読取対象、Ｃは情報コード、Ｆは液晶表示装置である。

Claims (12)

1. 読取対象に対して面光源として光を照射する照射部と、
   前記読取対象からの反射光を受光する受光部と、
   前記読取対象からの反射光を前記受光部に導き前記受光部に結像させるための結像光学部と、
   前記照射部が前記読取対象の表面に写り込むことにより、写り込んだ前記照射部の像が重なった前記読取対象が、前記受光部に結像され、前記受光部に結像された像において写り込んだ前記結像光学部に対応した像領域の受光量が低下することによる影響を除去するための前記面光源による光量低下防止手段とを具え、
   前記照射部は、前記読取対象からの反射光を受光部に導くための開口部を備え、当該開口部の開口径が前記結像光学部の開口径に対して小さく設定され前記結像光学部に対する開口絞りとして機能し、
   前記読取対象に位置する情報コードを読取ることを特徴とするコード読取装置。
2. 前記読取対象に位置する情報コードを所定の条件で読取る場合に、
   前記受光部に結像した前記情報コードの像の面積に対する、前記照射部用開口部が前記読取対象に写り込んだものが前記受光部に結像した面積の比率が、前記情報コードが有する誤り訂正機能による誤り訂正可能面積比率を下回るように、前記開口部の開口面積が設定されていることを特徴とする請求項１記載のコード読取装置。
3. 前記照射部を構成する前記面光源は、前記結像光学部周辺に設けられ、
   前記面光源は、
   前記結像光学部の光軸に略垂直な面上に読取対象に向けて照射されるように設けられる複数のＬＥＤと、
   これらの複数のＬＥＤが実装されるプリント配線基板と、
   前記結像光学部の位置に対応する読取対象からの反射光を前記受光部に導くための拡散板開口部を具え前記複数のＬＥＤからの光を発光強度の照射方向依存性の少ない拡散光にするための拡散板とから構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のコード読取装置。
4. 前記照射部を構成する前記面光源は、前記結像光学部前端より読取対象側に配置されるとともに、
   前記面光源は、
   複数のＬＥＤと、
   前記結像光学部の位置に対応する読取対象からの反射光を前記受光部に導くための前記照射部用開口部としての基板開口部を具え前記複数のＬＥＤが実装されるプリント配線基板と、
   前記結像光学部の位置に対応する読取対象からの反射光を前記受光部に導くための拡散板開口部を具え前記複数のＬＥＤからの光を透過し拡散する拡散板と、
   から構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のコード読取装置。
5. 前記照射部を構成する前記面光源は、
   前記照射部の位置に対して前記読取対象側に離間した読取口近傍にも読取口を取り囲むように補助照射部として設けられることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のコード読取装置。
6. 前記読取口近傍に設けられる補助照射部は読取対象に対して斜め方向から前記結像光学部の光軸方向へ向けて照射するように設定されていることを特徴とする請求項５記載のコード読取装置。
7. 前記照射部を構成する前記面光源は、前記結像光学部前端より読取対象側に配置されるとともに、
   前記面光源は、
   前記結像光学部の位置に対応する読取対象からの反射光を前記受光部に導くためのパネル開口部を具えたＥＬパネルからなることを特徴とする請求項１または２記載のコード読取装置。
8. 前記基板開口部は、前記結像光学部に対する開口絞りとして機能することを特徴とする請求項４記載のコード読取装置。
9. 前記パネル開口部は、前記結像光学部に対する開口絞りとして機能することを特徴とする請求項７記載のコード読取装置。
10. 前記結像光学部は、当該結像光学部の読取対象側が前記照射部の照射光に対して明るい色に設定されていることにより、前記光量低下防止手段として機能することを特徴とする請求項１または２記載のコード読取装置。
11. 前記拡散板は、当該複数のＬＥＤから照射される光が、隣り合うように配置されたＬＥＤにより照射される光と少なくとも一部が重なり合うように所定距離だけ前記ＬＥＤの設置位置から読取対象側に離間して設けられていることを特徴とする請求項３または４記載のコード読取装置。
12. 前記ＬＥＤは白色ＬＥＤであることを特徴とする請求項３，４，１１の何れかに記載のコード読取装置。

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