JP5395104B2 - スキャナ - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、スキャナに関する。

従来、商品に付されたバーコード等のコードシンボルを読み取るスキャナとして、店舗のサッカー台等に据え付けられて使用される縦型のスキャナがある。

このようなスキャナとして、撮像窓が形成された筐体内に、ＣＣＤ撮像素子等のイメージセンサを有する撮像装置と、撮像窓の上縁部近傍に配置されて撮像窓の外側に向けて照明光を出射する照明装置と、を備えたものがある。このスキャナでは、撮像窓の外側の撮像領域に位置したコードシンボルからの反射光が、撮像窓を通って筐体の内部に入射し、その入射した反射光を撮像装置が受光する。

このスキャナは、撮像窓に対面したオペレータの目よりも低い位置に撮像窓が位置するようにサッカー台に設置される。これにより、スキャナにコードシンボルを読み取らせるためにコードシンボルを撮像窓に近接させるというスキャン作業を、オペレータが容易に行うことができる。

このようなスキャナでは、照明装置の照明光がオペレータの目に入ると、オペレータに強い眩しさを感じさせてしまう。そこで、照明装置の照明光を拡散する拡散フィルタが、照明装置の光路の断面全域を横断するように設けられている。

しかしながら、照明装置の光路の断面全域を横断するように拡散フィルタを設けると、照射装置によるコードシンボルの照射量が少なくなってしまう。

実施形態のスキャナは、筐体と、撮像装置と、光源部と、拡散部材と、を備える。前記筐体は、撮像窓が正面に設けられている。前記撮像装置は、前記筐体内に設けられ、前記筐体における前記撮像窓の外側に形成される読取領域に位置する読取対象を撮像する。前記光源部は、前記読取領域の外側に位置し、前記撮像装置の光軸の上方から前記読取領域に照明光を照射する。前記拡散部材は、前記照明光の光路における上端部を含み下端部を含まない領域に位置し、前記照明光を拡散する。前記光源部は、左右方向に並んで配置された複数の光源を有し、前記拡散部材は、左右方向に延びた板状であり、前記複数の光源と対向している。

図１は、実施形態にかかるスキャナをサッカー台とともに示す側面図である。 図２は、実施形態にかかるスキャナを示す縦断側面図である。 図３は、実施形態にかかるスキャナの上部の内部構造を示す正面図である。 図４は、実施形態にかかる拡散フィルタの取付構造の一部を示す正面図である。 図５は、図４のＶ−Ｖ断面図である。 図６は、実施形態にかかるスキャナをサッカー台および操作者とともに示す側面図である。

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるスキャナの実施形態を詳細に説明する。なお、図面中の矢印Ａはスキャナの上下方向の上方を示し、矢印Ｂはスキャナの前後方向の前方を示し、矢印Ｃはスキャナの幅方向（左右方向）を示している。

図１に示すように、スキャナ１は、縦型のスキャナであり、設置台としてのサッカー台２に立設されている。スキャナ１は、撮像窓１２ａ（図２参照）に対面したオペレータ１００（図６参照）の目１００ａよりも低い位置に撮像窓１２ａが位置するようにサッカー台２に設置される。サッカー台２は、買い物籠等が載置されるものであり、店舗の会計場所に設置される。スキャナ１の上部には、操作入力部３と表示器４とが配設されている。操作入力部３は、タッチパネル付き表示器やキーボード等を有しており、店員等のオペレータ１００の操作を受け付ける。表示器４は、例えば客用のものであり、商品の値段や合計金額などを主に表示する。

スキャナ１は、スキャナ本体１０と、このスキャナ本体１０を支持している支持部２０と、を備えている。

支持部２０は、サッカー台２に立設されており、この支持部２０の上部にスキャナ本体１０が取り付けられている。

図２に示すように、スキャナ本体１０は、正面１２ｇに撮像窓１２ａを有する筐体１２を備えている。スキャナ本体１０は、筐体１２内に、イメージセンサであるＣＣＤ（Charge Coupled Device Image Sensor）撮像素子を有する撮像装置１５と、撮像装置１５の撮像領域Ｄに照明光Ｉを照射する照明装置１３と、撮像装置１５のＣＣＤ撮像素子が取得した商品の画像データからコードシンボルであるバーコードを抽出し商品コードを取得するコードシンボル抽出手段としての画像処理ボード１７と、を備えている。この画像処理ボード１７は、画像処理を行なう回路等を搭載している。ここで、撮像装置１５の撮像領域Ｄは、図２においては線Ｌ１と線Ｌ２との間の領域である。また、照明光Ｉの外郭は、図２においては線Ｌ４と線Ｌ５とで示されている。

筐体１２は、略直方体形状の箱状に形成されており、その正面壁１２ｆに撮像窓１２ａが形成されている。即ち、筐体１２は、その正面１２ｇに、撮像窓１２ａが設けられている。筐体１２は、当該筐体１２の正面前方に位置したオペレータ１００と対面する。撮像窓１２ａは、正面視で略四角形に形成されている。

撮像窓１２ａは、透過性を有する平板状の透過板１６によって閉塞されている。透過板１６は、例えばガラスや樹脂製である。透過板１６は、筐体１２に支持されている。具体的には、透過板１６は、筐体１２の内面における撮像窓１２ａの周縁部に接着などの固定手段によって固定されることで、筐体１２に支持されている。

撮像装置１５は、筐体１２内に設けられている。撮像装置１５は、筐体１２の内側から撮像窓１２ａの周辺の領域を撮像して、画像データを出力するものである。詳しくは、撮像装置１５は、筐体１２における撮像窓１２ａの外側に形成される読取領域Ｅに位置する読取対象を撮像する。ここで、図２においては、読取領域Ｅは、概略的に、撮像領域Ｄのうち線Ｌ３と透過板１６との間の領域である。そして、撮像装置１５は、撮像したコードシンボルの画像データを出力する。読取対象は、本実施形態は、商品に付されたコードシンボルとしてのバーコードである。撮像装置１５は、ＣＣＤ撮像素子と、ＣＣＤ撮像素子に撮像領域Ｄの画像を結像する撮像レンズと、ＣＣＤ撮像素子の駆動回路（いずれも図示せず）と、を有している。撮像装置１５は、撮像窓１２ａの前方（外側）の読取領域Ｅに位置した読取対象であるコードシンボルからの反射光であって撮像窓１２ａから筐体１２内に入射した反射光を受ける位置に配置され、コードシンボルを撮像する。撮像装置１５（撮像レンズ）の光軸Ｆは、スキャナ１の前後方向に沿って延出し、撮像窓１２ａを通過する。

撮像装置１５のＣＣＤ撮像素子の撮像可能範囲は、撮像レンズの特性により決定される。本実施形態の撮像レンズは固定焦点レンズであって、焦点位置（ピントが最も合っている位置）はレンズ先端から一定の距離だけ離れた位置にある。この焦点位置に撮像物である商品が置かれた時の解像度が最も高く、鮮明に撮像でき、焦点位置からＣＣＤ撮像素子に対して近づく方向および遠ざかる方向に撮像物である商品が置かれるにしたがってピントがぼけて解像度が低くなる。バーコードをデコードするためには、ＣＣＤ撮像素子が取得した商品の画像データからバーコードを形成する各色（例えば、白黒）のバーの幅を計測する必要があり、ピントがぼけると計測できなくなる。したがって、撮像領域Ｄのうちある一定の解像度以上の範囲が、画像処理ボード１７による画像データからのコードシンボルの抽出が可能なバーコードの読取領域Ｅとなる。

照明装置１３は、撮像窓１２ａの上縁部（上端部）１２ｂの近傍に設けられている。照明装置１３は、光源部１３ｃと、光源部１３ｃを搭載した基板１３ｂと、を有している。

光源部１３ｃは、光源である複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）１３ａを有している。なお、光源部１３ｃは、複数のＬＥＤ１３ａを有するものに限るものではなく、ＬＥＤ１３ａを一つだけ有するものであっても良い。

光源部１３ｃは、筐体１２内に配置されて読取領域Ｅの外側に位置している。光源部１３ｃは、撮像窓１２ａの上縁部１２ｂに沿って配置され、撮像装置１５の光軸Ｆの上方から読取領域Ｅに照明光Ｉを照射する。したがって、光源部１３ｃは、読取領域Ｅに照明光Ｉを上方から照射する。光源部１３ｃから照射された照明光Ｉは、透過板１６を透過して読取領域Ｅに達する。

図２および図３に示すように、ＬＥＤ１３ａは、読取領域Ｅの外側において撮像窓１２ａの上縁部１２ｂに沿って左右方向に相互に間隔をあけて配置されている。図２に示すように、ＬＥＤ１３ａは、その光軸Ｇが透過板１６に対して角度を有する姿勢で、配置されている。ＬＥＤ１３ａは、撮像装置１５の撮像領域Ｄの上方に配置されている。つまり、ＬＥＤ１３ａは、撮像窓１２ａの後方に位置する撮像領域Ｄの上方に配置されている。このＬＥＤ１３ａは、撮像窓１２ａの後方に位置する撮像領域Ｄの上方から、撮像窓１２ａの前方に位置する読取領域Ｅに照明光Ｉを照射する。ＬＥＤ１３ａは、透過板１６の上部の後方の位置で、透過板１６と対向している。各ＬＥＤ１３ａは、撮像窓１２ａに対面したオペレータ１００の目に当該ＬＥＤ１３ａの光軸Ｇが入らない位置に、配置されている。なお、照明装置１３に加えて、別の照明装置を撮像窓１２ａの左右の側縁部にそれぞれ設けて、これの照明装置によっても読取領域Ｅを照明してもよい。

照明装置１３は、図２に示すように、筐体１２に設けられた支持部１２ｈに支持されている。支持部１２ｈは、第１の支持部１２ｉと第２の支持部１２ｊとを有する。第１の支持部１２ｉと第２の支持部１２ｊとは、例えば樹脂や金属によって形成された梁状部材である。第１の支持部１２ｉと第２の支持部１２ｊとは、左右方向に延在している。第１の支持部１２ｉの下方に第２の支持部１２ｊが配置されている。

第１の支持部１２ｉは、光源部１３および拡散部材１８を支持している。第１の支持部１２ｉには、基板１３ｂの上端部が固定されており、かかる構造によって、第１の支持部１２ｉは、光源部１３を基板１３ｂを介して支持している。一方、第２の支持部１２ｊには、基板１３ｂの下端部が固定されており、かかる構造によって、第１の支持部１２ｉは、光源部１３が基板１３ｂを介して支持している。このように第１の支持部１２ｉと第２の支持部１２ｊとは、筐体１２に設けられて光源部１３を支持している。そして、第１の支持部１２ｉと第２の支持部１２ｊとは、少なくとも光路Ｊに対向する部分１２ｋ，１２ｍの素材が露出している。具体的には、本実施形態では、第１の支持部１２ｉと第２の支持部１２ｊとの外表面には、鏡面メッキ処理が施されておらず、第１の支持部１２ｉと第２の支持部１２ｊとは、その外表面全体において素材が露出している。第１の支持部１２ｉと第２の支持部１２ｊとの素材は、上述のとおり、例えば樹脂や金属である。

ＬＥＤ１３ａの前方には、拡散部材１８が配置されている。拡散部材１８は、比較的に薄い板状に形成されて、左右方向に細長い形状となっている。拡散部材１８は、ＬＥＤ１３ａ（光源部１３ｃ）と透過板１６との間に配置されている。詳しくは、拡散部材１８は、読取領域Ｅの外側において全てのＬＥＤ１３ａ（光源部１３ｃ）における照明光Ｉの出射側と対向しており、筐体１２の撮像窓１２ａの後方に位置している。拡散部材１８と光源部１３ｃとは、前後方向で対向している。拡散部材１８は、照明光Ｉの光路Ｊにおける上端部Ｊａを含み下端部Ｊｂを含まない領域Ｋに位置し、照明光Ｉを拡散する。別の言い方をすると、拡散部材１８は、光路Ｊにおいて光軸Ｇと交差する断面のうち上端部を含み下端部を含まない一部の領域にのみ配置されている。この拡散部材１８は、領域Ｋに進入する照明光Ｉだけを拡散し、領域Ｋを通過しない照明光Ｉは拡散しない。拡散部材１８は、当該拡散部材１８を通過するＬＥＤ１３ａの照明光Ｉを円状に広げることによって、ＬＥＤ１３ａの照明領域を広げる。この拡散部材１８は、例えば拡散フィルタである。拡散フィルタは、例えばＰＥＴ基材の表面に多数のビーズが固定されることで表面に凹凸が設けられた構成である。ここで、光路ｊの外郭は、図２においては線Ｌ４と線Ｌ５とで示されている。また、領域Ｋは、図２では、線Ｌ４と線Ｌ６との間に位置する領域である。

拡散部材１８は、筐体１２に設けられた第１の支持部１２ｉに固定されている。第１の支持部１２ｉは、拡散部材１８を係止している。具体的には、図４および図５に示すように、第１の支持部１２ｉの左右の端部（図４および図５は、一方の端部を示している）には、拡散部材１８の裏面と対向する第１の対向部１２ｎ（図４）と、拡散部材１８の表面と対向する第２の対向部１２ｐと、拡散部材１８の側面と対向する第３の対向部１２ｑと、設けられている。第２の対向部１２ｐは、第１の対向部１２ｎの側方に配置されるとともに、第１の対向部１２ｎよりも当該スキャナ１の前後方向で前方に位置している。第２の対向部１２ｐは、爪形状に形成されている。また、第３の対向部１２ｑは、第２の対向部１２ｐから後方へ延出している。そして、第１の対向部１２ｎと第２の対向部１２ｐとが、拡散部材１８の端部を挟み込んで係止している。このとき、第３の対向部１２ｑは、拡散部材１８の端部が突き当てられている。図５に示すように、拡散部材１８は、透過板１６の後方に位置して透過板１６から離間している。

この拡散部材１８によって、光源部１３ｃから出射された照明光Ｉにおける上端部を含む第１の領域（図２中の線Ｌ６の上側の領域）Ｉａは、拡散部材１８によって拡散された光となり、比較的に明るさが暗くなる。これにより、オペレータ１００に眩しさを感じさせることを抑制可能である。一方、光源部１３ｃから出射された照明光Ｉにおける下端部を含む第２の領域（図２中の線Ｌ６の下側の領域）Ｉｂは、拡散部材１８による拡散作用を受けないので、比較的に明るさが明るい。これにより、読取領域Ｅを比較的に明るく照明することが可能である。

画像処理ボード１７は、撮像装置１５の下方に配置されて、撮像装置１５に接続されている。画像処理ボード１７は、撮像装置１５から出力された動画像データ中からバーコードの全体を読み取り可能な１枚のフレームデータを認識する。そして、画像処理ボード１７は、認識したバーコードを解読してデコードデータとして出力する。

次に、スキャナ１とオペレータ１００との関係について説明する。図６に示すように、スキャナ１は、撮像窓１２ａに対面するオペレータ１００の目１００ａよりも低い位置に撮像窓１２ａが位置する状態で配置される。例えば、靴を履いた状態での身長Ｘ１が１５６０ｍｍで目の高さＸ２が１４４１ｍｍの日本国の標準的な女性がオペレータ１００である場合、スキャナ１は、床面（設置面）２００からの撮像窓１２ａの上縁部１２ｂの高さＸ３が１４４１ｍｍよりも低い位置となるように、配置される。この場合、一例として、床面２００からの撮像窓１２ａの上縁部１２ｂの高さＸ３は、１０６６．２ｍｍに設定され、床面２００からのサッカー台２の上面の高さＸ４は、６５５ｍｍに設定され、オペレータ１００の目１００ａと撮像窓１２ａの上縁部１２ｂとを結ぶ線Ｌ７と、撮像窓１２ａの上縁部１２ｂから水平に延出した線Ｌ８との間の角度αが４６度に設定される。

次に、スキャナ１の使用方法および動作を説明する。図６に示すように、オペレータ１００は、商品のバーコードをスキャナ１に読み取らせるに際して、筐体１２の正面前方、即ち、撮像窓１２ａに対面する位置でサッカー台２の前方に立ち、レーン上流側に置かれた買い物籠から買い上げ商品を一品ずつ取り出す。そして、オペレータ１００は、取り出した商品がバーコード付きのものであるときには、バーコードを読取領域Ｅ内でスキャナ１の撮像窓１２ａに向けてかざして、バーコードを撮像装置１５に読み取らせる。この際、ＬＥＤ１３ａが読取領域Ｅを照射している。

スキャナ１では、撮像装置１５で撮像した商品の画像データが画像処理ボード１７に送出され、画像処理ボード１７においてバーコードの画像が抽出されて解析され、解析された商品コードがＰＯＳ端末などの上位装置に出力されることにより、商品登録が行われる。

バーコードが正確に読み取られた場合には、スキャナ本体１０に設けられたスピーカー（図示せず）から読み取り終了の確認音が鳴動し、オペレータ１００はこの確認音を確認して商品をレーン下流に配置された買い物籠に入れることになる。

以上説明したように、本実施形態のスキャナ１では、光源部１３ｃが、撮像装置１５の光軸Ｆの上方から読取領域Ｅに照明光Ｉを照射し、拡散部材１８が、照明光Ｉの光路Ｊにおける上端部Ｊａを含み下端部Ｊｂを含まない領域Ｋに位置し、照明光Ｉを拡散する。したがって、撮像窓１２ａに対面したオペレータ１００の目１００ａよりも低い位置に撮像窓１２ａが配置された場合に、読取領域Ｅが暗くなることを抑制しつつオペレータ１００に眩しさを感じさせることを抑制することができる。

そして、このように、読取領域Ｅが暗くなることを抑制することができるので、本実施形態では、光源部１３ｃによる読取領域Ｅの照明の明るさを確保するために、第１の支持部１２ｉと第２の支持部１２ｊとの外表面に鏡面メッキ処理をする必要がない。よって、１の支持部１２ｉと第２の支持部１２ｊとの外表面に鏡面メッキ処理を施す場合に比べて、スキャナ１を安価なものにすることができる。

また、本実施形態のスキャナ１では、光源部１３ｃは、複数のＬＥＤ１３ａを有している。したがって、読取領域Ｅの全領域を平均的に照明することができる。

また、本実施形態のスキャナ１では、ＬＥＤ１３ａが、筐体１２の内部に設けられて、撮像窓１２ａの後方に位置し、透過板１６に対向している。したがって、透過板１６にバーコードが押し付けられた状態でも、そのバーコードにＬＥＤ１３ａの照明光Ｉが当たるので、スキャナ１がそのバーコードを良好に撮像して読み取ることができる。

なお、本発明は、本実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。例えば、本実施形態においては、コードシンボルとしてバーコードを適用したが、これに限るものではなく、二次元コードなどの各種コードシンボルを適用することができる。

また、本実施形態においては、光源としてＬＥＤを適用したが、これに限るものではなく、蛍光灯などの各種の光源を適用することができる。

また、本実施形態においては、光源を筐体の内部に配置した例を示したが、これに限るものではなく、光源を筐体の外部に配置しても良い。

また、本実施形態においては、撮像窓として正面視で四角形である長方形のものを例に示したが、これに限るものではなく、撮像窓は、例えば正面視で五角形や六角形などであっても良い。

１…スキャナ
１２…筐体
１２ａ…撮像窓
１２ｇ…正面
１２ｉ…第１の支持部
１２ｍ…第２の支持部
１３ａ…ＬＥＤ（光源）
１３ｃ…光源部
１５…撮像装置
１６…透過板
１８…拡散部材
Ｅ…読取領域
Ｆ…光軸

特開２０１０−２０５８９号公報

Claims (6)

1. 撮像窓が正面に設けられた筐体と、
   前記筐体内に設けられ、前記筐体における前記撮像窓の外側に形成される読取領域に位置する読取対象を撮像する撮像装置と、
   前記読取領域の外側に位置し、前記撮像装置の光軸の上方から前記読取領域に照明光を照射する光源部と、
   前記照明光の光路における上端部を含み下端部を含まない領域に位置し、前記照明光を拡散する拡散部材と、
   を備え、
   前記光源部は、左右方向に並んで配置された複数の光源を有し、
   前記拡散部材は、左右方向に延びた板状であり、前記複数の光源と対向しているスキャナ。
2. 前記筐体に支持されて前記撮像窓を閉塞し、前記照明光が透過する透過板を備え、
   前記光源部は、前記筐体内に配置され、
   前記拡散部材は、前記光源部と前記透過板との間に配置された請求項１に記載のスキャナ。
3. 前記拡散部材は、全ての前記光源における照明光の出射側と対向している請求項１または２に記載のスキャナ。
4. 前記筐体に設けられ、前記拡散部材および前記光源部を支持した第１の支持部を備える請求項１ないし３のいずれか一項に記載のスキャナ。
5. 前記第１の支持部は、前記拡散部材を係止した請求項４に記載のスキャナ。
6. 前記筐体に設けられて前記光源部を支持し、少なくとも前記光路に対向する部分の素材が露出した第２の支持部を備える請求項１ないし５のいずれか一項に記載のスキャナ。

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