JP4258523B2 - 光学情報読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、商品等に印刷又は貼り付けられているバーコード等の光学情報の読み取りと共に、写真の撮影が可能な光学情報読取装置に関するものである。

現在、特許文献１に開示されているように、読み取った商品コードに基づいて、商品の陳列状況を求めるシステムが実用化されている。このシステムでは、商品コードの読み取り順序を予め定めて、読み取った商品コードから対応する商品の陳列位置を認識し、その結果から商品の陳列状況を求めている。即ち、バーコード等の商品コードを用いて在庫管理を行うだけでなく、更に一歩進んで、商品コードを用いて陳列状況を把握している。

係る使用態様に対応するためには、バーコード等の読み取りを行う光学情報読取装置に、陳列状況を撮影できるカメラ機能を持たせることが望ましい。特許文献２には、一次元センサと二次元センサとを搭載し、一次元コードのみならず二次元コードをも読み取る情報読み取り装置が開示されている。
特許第２９７８５１４号公報 特開平１０−５５４０２号公報

しかしながら、バーコード等の読み取りを行う光学情報読取装置にカメラ機能を持たせるためには、特許文献２に有るように、一次元センサ及び二次元センサ、更に、一次元センサの撮像域を照明する帯状光の光源と、二次元センサ用の全撮像域を照明する光源とが別々に必要となり、光学情報読取装置が大型化すると共に、製造コストが高くなるという課題が生ずる。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、写真の撮影と共に光学情報の読み取りが可能な光学情報読取装置を小型化することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、写真の撮影と共に光学情報の読み取りが可能な光学情報読取装置１０であって：
画像を撮像する二次元センサ２３と、
光学情報に対して帯状の光を照射する光照射器２１、５２と、
写真を撮影するカメラモードと光学情報を読み取る読取モードとを選択する選択手段１２と、
前記選択手段１２により前記カメラモードが選択された場合は、前記光照射器２１を消灯させると共に、前記二次元センサ２３の全領域の画像を取り込み、
前記読取モードが選択された場合には、前記光照射器２１を点灯させると共に、前記二次元センサ２３の中央の一部領域のみの画像を取り込む制御手段４０と、を備え、
前記光照射器２１、５２は、前記読み取りモードの場合に使用される前記二次元センサの中央の一部領域のみの画像に対応する位置に対して前記帯状の光を照射することを技術的特徴とする。

請求項１の光学情報読取装置１０では、写真を撮影するカメラモードが選択され、二次元センサ２３の全領域の画像を取り込む場合は、光照射器２１を消灯させる。このため、光学情報を読み取るための帯状の強い光が画像中に干渉することがない。一方、光学情報を読み取る読取モードが選択された場合には、光照射器２１を点灯させると共に、二次元センサ２３の光照射器２１、５２による帯状の光が照射された領域の二次元センサ２３の中央の一部領域のみの画像に基づいて光学情報を読み取る。即ち、二次元センサ２３の全画素データを処理するのではなく、二次元センサ２３の画素データの一部（複数行）のみしか処理しないため、読み取り速度を早くすることができる。特に、写真に対応可能な二次元センサ２３と、光学情報に対応する帯状の光を照射する光照射器２１、５２とを用いるが、一次元センサ（リニアセンサ）及び写真用の照明器を用いないため、光学情報読取装置の小型化が可能であると共に、廉価に構成することができる。

請求項２の光学情報読取装置では、写真を撮影するカメラモードが選択され、二次元センサ２３の全領域の画像を取り込むときと、光学情報を読み取る読取モードが選択され、帯状の光が照射された領域の画像に基づいて光学情報を読み取るときとで、取り込む先頭アドレスと終了アドレスを変える。これにより、二次元センサ２３の全領域の画像の取り込みと、当該帯状の光が照射された領域の画像のみの取り込みとの切り替えが可能になる。

請求項３の光学情報読取装置では、選択スイッチ１２によって、写真を撮影するカメラモードと光学情報を読み取る読取モードとを選択することができる。

[第１実施形態]
以下、本発明の光学情報読取装置をバーコード読取装置に適用した実施形態について図を参照して説明する。まず、第１実施形態に係るバーコード読取装置１０の構成概要を図１〜図５に基づいて説明する。図１は、バーコード読取装置のハウジング等の構成概要を示す部分縦断面図であり、図２は、バーコード読取装置の回路部の構成概要を示すブロック図である。

図１に示すように、バーコードＢを読み取るバーコード読取装置１０は、主に、縦長のほぼ矩形箱状なすハウジング１１を備える。ハウジング１１は、例えば、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂からなる成形部品で、その一端側に読取口１１ａを備えている。この読取口１１ａは、後述する回路部２０の受光センサ２３に入射する入射光を導入可能な開口部である。このハウジング１１の他端側には、二次電池４９が収容されている。ハウジング１１の表面側には液晶表示器４６を取付可能な開口部も形成されており、バーコード読取装置１０の使用者が液晶表示器４６に表示する表示内容を視覚的に把握可能に構成してある。ハウジング１１の内部には、後述する回路部２０が収容されている。なお、図１には、回路部２０を構成するプリント配線板１５，１６が図示されている。

図２に示すように、回路部２０は、主に、赤色発光ダイオード２１、集光レンズ５２、受光センサ２３、結像レンズ２７等の光学系と、メモリ３５、制御回路４０、操作スイッチ１２、１３、１４Ａ、１４Ｂ、液晶表示器４６等のマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）系と、電源スイッチ４１、電池４９等の電源系と、から構成されており、前述したプリント配線板１５，１６に実装あるいはハウジング１１内に内装されている。

光学系を構成する赤色発光ダイオード２１は、帯状の照明光Ｌｆを照射可能な光照射器として機能するもので、拡散レンズと凸レンズとを組み合わせた集光レンズ５２により集光させる。本実施形態では、受光センサ２３を挟んだ両側に赤色発光ダイオード２１が設けられており、ハウジング１１の読取口１１ａを介して読取対象物Ｒに向けて照明光Ｌｆを照射可能に構成されている。なお、この読取対象物Ｒには、情報コードとしてのバーコードＢが貼付されている。

受光センサ２３は、読取対象物ＲやバーコードＢに照射されて反射した反射光Ｌｒ、更に、写真画像を結像レンズ２７を介して受光可能に構成されるもので、例えば、Ｃ−ＭＯＳやＣＣＤ等の固体撮像素子から成る二次元イメージセンサにより構成され、図６（Ａ）に示すように、縦１０４０、横１２８０の画素を備える。この受光センサ２３の受光面２３ａは、ハウジング１１外から読取口１１ａを介して外観可能に位置している。

結像レンズ２７は、外部から読取口１１ａを介して入射する入射光を集光して受光センサ２３の受光面２３ａに像を結像可能な結像光学系として機能するもので、例えば、鏡筒とこの鏡筒内に収容される複数の集光レンズとにより構成されている。本実施形態では、赤色発光ダイオード２１から照射された照明光ＬｆがバーコードＢに反射して読取口１１ａに入射する反射光Ｌｒを集光することにより、受光センサ２３の受光面２３ａにコード像を結像可能にしている。

図３は、赤色発光ダイオード２１からの赤色光を帯状に集光する集光プレート５０の構成を示す説明図であり、図４（Ａ）は該集光プレート５０の平面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）中のＢ−Ｂ断面図である。
集光プレート５０には、集光レンズ５２が透明樹脂材料により成形時に一体に形成されている。図４（Ａ）に示すように、集光レンズ５２の内面５２ｉには、照射光を広げるレンチキュラーレンズ（トタン板状レンズ）が形成され、発光ダイオード２１からの照射光Ｌ１がハウジング１１の読取口１１ａの幅方向にいっぱいに広がってから、ハウジング１１の読取口１１ａから外部に出るように設定されている。一方、図４（Ｂ）示すように集光レンズ５２の外面５２ｏには、凸レンズが形成され、発光ダイオード２１からの照射光Ｌ１が、ハウジング１１の読取口１１ａの高さ方向（即ち、バーコードＢの高さ方向：図３中のＸ方向）に絞られ、ハウジング１１の読取口１１ａから外部に出るように設定されている。なお、図中で二点鎖線Ｃ２は、発光ダイオード２１の照射光の中心軸を示している。

次に、図２に戻ってマイコン系の構成概要を説明する。マイコン系は、増幅回路３１、Ａ／Ｄ変換回路３３、メモリ３５、アドレス発生回路３６、同期信号発生回路３８、制御回路４０、操作スイッチ１２、１３、１４Ａ、１４Ｂ、ＬＥＤ４３、ブザー４４、液晶表示器４６、通信インタフェース４８等から構成されている。このマイコン系は、その名の通り、マイコン（情報処理装置）として機能し得る制御回路４０およびメモリ３５と中心に構成されるもので、前述した光学系によって撮像されたコード像等の画像信号をハードウェア的およびソフトウェア的に信号処理し得るものである。また制御回路４０は、当該バーコード読取装置１０の全体システムに関する制御も行っている。

光学系の受光センサ２３から出力される画像信号（アナログ信号）は、増幅回路３１に入力されることで所定ゲインで増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路３３に入力されると、アナログ信号からディジタル信号に変換される。そして、ディジタル化された画像信号、つまり画像データ（画像情報）は、メモリ３５に入力されて蓄積される。なお、同期信号発生回路３８は、受光センサ２３およびアドレス発生回路３６に対する同期信号を発生可能に構成されており、またアドレス発生回路３６は、この同期信号発生回路３８から供給される同期信号に基づいて、メモリ３５に格納される画像データの格納アドレスを発生可能に構成されている。

制御回路４０は、バーコード読取装置１０全体を制御可能なマイコンで、ＣＰＵ、システムバス、入出力インタフェース等からなるもので、メモリ３５とともに情報処理装置を構成し得るもので情報処理機能を有する。この制御回路４０には、内蔵された入出力インタフェースを介して種々の入出力装置（周辺装置）と接続可能に構成されており、本実施形態の場合、電源スイッチ４１、操作スイッチ１２、１３、１４Ａ、１４Ｂ、ＬＥＤ４３、ブザー４４、液晶表示器４６、通信インタフェース４８等が接続されている。

図５（Ａ）はバーコード読取装置１０による写真撮影の説明図である。
バーコード読取装置１０は、テンキー１３と、バーコード等の一次元コード及びＱＲコード等の二次元コードを読み取りための読取モードと、写真撮影をするためのカメラモードとを切り替えるためのモードキー１２と、バーコード等の光学情報を読み取りを開始させるための読取キー１４Ａと、写真を撮影するためのカメラキー１４Ｂとを備える。図５（Ｂ）に示すように、表示器４６に選択可能な読取モードとカメラモードとが表示され、モードキー１２の操作により何れかが選択される。図５（Ａ）は、カメラモードが選択され、カメラキー１４Ｂの操作により、商品が撮影されている状態を示すものである。撮影された画像は、メモリ３５内に保持され、バーコード等のデコード情報と同様に、通信インタフェース４８を介して上位装置に転送される。

図６（Ａ）は受光センサ２３の画素の説明図であり、図６（Ｂ）は受光センサ２３により読み取りの際に使用する画素の説明図である。バーコード読取装置１０は、カメラモードでの写真撮影の際には、受光センサ２３の縦１０４０、横１２８０の全ての画素データがメモリ３５に取り込まれる。即ち、図中左上端が先頭アドレスとなり、右下端が終了アドレスとなって、縦１０４０、横１２８０の全ての画素データがメモリ３５に取り込まれる。一方、読取モードでのバーコード等の読み取りの際には、受光センサ２３の縦１０４０の内の中央の２００×横１２８０の画素データがメモリ３５に取り込まれる。即ち、図中左上端から縦４２０画素分過ぎた左端位置が先頭アドレスとなり、縦６２０画素分過ぎた右端位置が終了アドレスとなって、縦２００×横１２８０分の画素データがメモリ３５に取り込まれる。

図６（Ｃ）は、受光センサ２３の受光範囲に対する発光ダイオード２１からの照射範囲を示す説明図である。発光ダイオード２１からの光は集光レンズ５２で帯状の光に集光され、図６（Ｂ）を参照して上述したコード読み取りの際に使用する受光センサ２３の縦１０４０の内の中央の２００×横１２８０の画素に対応する位置を照射する。他方、カメラモードの際には、発光ダイオード２１は消灯する。

引き続き、図７に示すフローチャートを参照してバーコード読取装置の制御回路４０による処理を説明する。
先ず、カメラモードかを判断し（Ｓ１２）、カメラモードでは無い場合には（Ｓ１２：Ｎｏ）、バーコード等の光学情報を読み取りを開始させるための読取キー１４Ａの操作が有った際には（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、発光ダイオード２１を点灯して帯状の赤色光を光学情報に照射し（Ｓ１６）、受光センサ２３で撮像した画素の内、図６（Ｂ）を参照して上述したように、縦１０４０の内の中央の２００×横１２８０の画素データをメモリ３５に取り込み、デコードを行う（Ｓ１８）。そして、デコードに成功すると（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、デコード結果を上位装置側へ出力する（Ｓ３０）。

一方、カメラモードにおいては（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、写真を撮影するためのカメラキー１４Ｂの操作が有った際には（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、発光ダイオード２１を点灯することなくて受光センサ２３で撮像した全ての画素分（縦１０４０×横１２８０）のデータを取り込み（Ｓ２６）、一旦メモリ３５に保存する（Ｓ２８）。そして、保存した画像データを上位装置側へ出力する（Ｓ３０）。

コンピュータ等から成る上位装置では、バーコード読取装置１０から送られた写真データとバーコードのデコードデータに基づき、商品の陳列状況の解析等を行う。

本実施形態の光学情報読取装置１０では、写真を撮影するカメラモードが選択され、受光センサ２３の全領域の画像を取り込む場合は、発光ダイオード２１を消灯させる。このため、バーコード等の光学情報を読み取るための帯状の強い光が画像中に干渉することがない。一方、光学情報を読み取る読取モードが選択された場合には、発光ダイオード２１を点灯させると共に、受光センサ２３の集光レンズ５２による帯状の光が照射された領域の画像（２００行分の画像）を取り込んで光学情報を読み取る。即ち、受光センサ２３の全画素データを処理するのではなく、受光センサ２３の画素データの一部（２００行分）のみしか処理しないため、読み取り速度を早くすることができる。特に、写真に対応可能な受光センサ２３と、一次元光学情報に対応する帯状の光を照射する発光ダイオード２１及び集光レンズ５２とを用いるが、一次元センサ（リニアセンサ）及び写真用の照明器を用いないため、バーコード読取装置の小型化が可能であると共に、廉価に構成することができる。

また、本実施形態のバーコード読取装置では、写真を撮影するカメラモードが選択され、受光センサ２３の全領域の画像を取り込むときと、光学情報を読み取る読取モードが選択され、帯状の光が照射された領域の画像に基づいて光学情報を読み取るときとで、取り込む先頭アドレスと終了アドレスとを変える。これにより、受光センサ２３の全領域の画像の取り込みと、当該帯状の光が照射された領域の画像のみの取り込みとの切り替えが可能になる。

本発明の実施形態に係るバーコード読取装置の断面図である。 図１に示すバーコード読取装置の回路構成を示すブロック図である。 赤色発光ダイオードからの赤色光を帯状に集光する集光プレートの構成を示す説明図である。 図４（Ａ）は集光プレートの平面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）中のＢ−Ｂ断面図である。 図５（Ａ）は、バーコード読取装置による写真撮影の説明図であり、図５（Ｂ）は、バーコード読取装置の表示器の表示例を示す説明図である。 図６（Ａ）は受光センサの画素の説明図であり、図６（Ｂ）は受光センサによるバーコード読み取りに使用する画素の説明図であり、図６（Ｃ）は、受光センサの受光範囲に対する発光ダイオードからの照射範囲を示す説明図である。 バーコード読取装置による処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ バーコード読取装置
１２ モードキー
１４Ａ 読取キー
１４Ｂ カメラキー
２１ 発光ダイオード
２３ 受光センサ
４０ 制御回路
５２ 集光レンズ

Claims (3)

1. 写真の撮影と共に光学情報の読み取りが可能な光学情報読取装置であって：
   画像を撮像する二次元センサと、
   光学情報に対して帯状の光を照射する光照射器と、
   写真を撮影するカメラモードと光学情報を読み取る読取モードとを選択する選択手段と、
   前記選択手段により前記カメラモードが選択された場合は、前記光照射器を消灯させると共に、前記二次元センサの全領域の画像を取り込み、
   前記読取モードが選択された場合には、前記光照射器を点灯させると共に、前記二次元センサの中央の一部領域のみの画像を取り込む制御手段と、を備え、
   前記光照射器は、前記読み取りモードの場合に使用される前記二次元センサの中央の一部領域のみの画像に対応する位置に対して前記帯状の光を照射することを特徴とする光学情報読取装置。
2. 前記制御手段は、前記二次元センサの全領域の画像を取り込むときと、前記帯状の光が照射された領域の画像に基づいて前記光学情報を読み取るときとで、取り込む先頭アドレスと終了アドレスとを変えることを特徴とする請求項１の光学情報読取装置。
3. 前記写真を撮影するカメラモードと前記光学情報を読み取る読取モードとを選択するための選択スイッチを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２の光学情報読取装置。

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