JP5579001B2 - 光学情報読取装置 - Google Patents
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Description
接続された外部照明ユニットに電源を供給すると共に該外部照明ユニットの照明を制御しながらワークの光学情報を読み取る光学情報読取装置であって、
該光学情報読取装置は、機種情報が取得可能な専用外部照明ユニットと、機種情報が取得できない汎用外部照明ユニットが接続可能であり、
前記専用外部照明ユニットが接続された際に、該専用外部照明ユニットの機種を認識する機種認識手段と、
前記汎用外部照明ユニットが接続された際に、該汎用外部照明ユニットに流れる電流の値を計測する電流値計測手段と、
該電流値計測手段が計測した計測電流値と、予め規定した所与の最大電流値とに基づいて、接続された汎用外部照明ユニットの最大照明強度を設定する最大照明強度設定手段と、
前記専用外部照明ユニットが接続されているときには、前記機種認識手段が認識した機種情報に基づいて前記専用外部照明ユニットの照明を制御し、前記汎用外部照明ユニットが接続されたときには、前記最大照明強度設定手段により設定された最大照明強度以下の点灯強度となるように前記汎用外部照明ユニットの照明を制御する照明制御手段とを備えていることを特徴とする光学情報読取装置を提供することにより達成される。ここに、予め規定した所与の最大電流値の典型例は、光学情報読取装置の電源回路によって前記汎用外部照明ユニットに供給できる最大電流値である。
図1はバーコードリーダ・システムの概要を説明するための図である。図1を参照して、バーコードリーダ・システム1は、二次元情報読取装置であるバーコードリーダ2と、必要に応じてバーコードリーダ2に接続されるパーソナルコンピュータ3とを有し、バーコードリーダ2で撮像した画像をパーソナルコンピュータ3で確認しながら、このパーソナルコンピュータ3を使って各種の設定が行われる。バーコードリーダ・システム1には、更に、必要に応じてリング型の外部照明ユニット4がバーコードリーダ2に接続され、バーコードリーダ2の内部照明ユニット5と一緒になって又は内部照明ユニット5の動作を止めて外部照明ユニット4だけでワークを照明する。
図2はバーコードリーダ2の外観を示す斜視図である。バーコードリーダ2は、断面多角形の形状のメインケース6と、メインケース6の前端に固定される円筒状のフロントケース7とを有し、この円筒状のフロントケース7に前述した内部照明ユニット5が内蔵されている。メインケース6は、図2などから分かるように略正方形の断面形状を備えているのが好ましい。
(1)メイン基板10:
メイン基板10には、CPU、メモリMが搭載され、画像をメモリMに転送してDSP(digital Signal Processor)で画像処理する。そして、メイン基板10のCPUで内部照明ユニット5を具備したバーコードリーダ2を制御し、また、外部照明ユニット4との通信を実行する。
(2)電源基板11:
バーコードリーダ2の電源を生成する。絶縁入出力回路が実装されている。
大容量メモリが搭載されており、この大容量メモリに取得画像や各種の設定が保存される。制限した大きさ及び形状のメイン基板10では、このメイン基板10に実装することのできなかった要素が実装される。
(4)CMOS基板13(受光基板):
CMOSイメージセンサ(光学読取素子)が実装され、画像を取得してメイン基板10に転送する。ポインタ用のLED40(図10)が搭載される。
内部照明ユニット5を構成する円形開口14aを備えた円板状の基板であり、このLED基板14に複数の照明用LED80が実装され(後に説明する図32)、この複数の照明用LED80の点灯制御を実行する。複数の照明用LED80は、後に説明するバーコードリーダ2のレンズ組立体36の光軸を中心とする複数の径の異なる同心円上に配列される。内部照明ユニット5(LED基板14)に実装された複数の照明用LED80は後に説明するようにエリア分けして点灯制御される。また、このLED基板14には、各エリアに属する複数の照明用LEDに定電流を供給する定電流回路が設けられる。
(6)コネクタ基板15:
外部電源、IO、RS232C、Ethernet(登録商標)、外部照明ユニット4との入出力のインターフェースを構成する基板である。なお、外部照明ユニット4には、電源基板11から電源が供給される。
カメラモジュール32は円筒状のレンズ組立体36を有し、このレンズ組立体36はカメラホルダ35の一対のアーム35b、35bの間に配設されている。図10を参照して、ホルダ本体35aの後端開口には、CMOS基板13がネジ37(図8)を使って固定される。CMOS基板13には、一対のポインタ用LED40、40が搭載されている。このポインタ用LED40に関連して、ホルダ本体35aには、各ポインタ用LED40の直ぐ前方に拡散シート41が配設されている。2つのポインタ用LED40の光は、夫々、拡散シート41を通じて且つレンズ組立体36を通じて前方に照射され、バーコードリーダ2の視野範囲の中の互いに離間した2点を指し示す。図10の参照符合43は光学読取素子であるCMOSイメージセンサを示し、光学読取素子43はCMOS基板13に実装されている。
(1)光学倍率:0.6〜1.0倍(実施例では、0.823倍);
(2)視野範囲:7.5mm×4.8mm〜4.5mm×2.9mm(実施例では、5.5mm×3.5mm);
(3)光学読取素子から先端のレンズまでの距離:35mm以上(実施例では40mm)。
図20は、バーコードリーダ2に専用の外部照明ユニット4を装着した状態を示し、参照符号70は、バーコードリーダ2と外部照明ユニット4とを接続するケーブルを示す。外部照明ユニット4にはバーコードリーダ2から電源が供給される。
図26〜図27は前述したスタンド71(図20)の詳細図である。図20、図26を参照して外部照明ユニット4の背面且つ中心円形開口4aに隣接した箇所から起立する長方形の形状の一対のプレート部材72は、中心円形開口4aの直径方向に互いに対峙した状態で平行に延びている。
図30、図31は、バーコードリーダ2に外部照明ユニット4を取り付けた状態を示し、図30は、比較的LED80の数が少ない小径の第1種類の外部照明ユニット4Aを示し、図31は、比較的LED80の数が多い大径の第2種類の外部照明ユニット4Bを示す。この第1、第2の種類の外部照明ユニット4A、4Bを用意したときには、ユーザはバーコードリーダ・システム1を設置する環境などによって第1、第2の外部照明4A、4Bを使い分けることができる。この機種情報は、外部照明ユニット4のメモリM(図1)に記憶され、バーコードリーダ2に接続されたときには、バーコードリーダ2は、外部照明ユニット4のメモリMに記憶されている機種情報を取り込むことで該外部照明ユニット4を認識し、これにより外部照明ユニット4との接続設定が実行される。
図32は、バーコードリーダ2に内蔵されるLED基板14の平面図である。リング状のLED基板14には、その全周に亘ってほぼ均一に数多くの照明用LED80が配列されている。照明用LED80は半径方向に間隔を隔てた3つの同心円上にほぼ同間隔に配置されている。より詳しくは、複数の照明用LED80は、バーコードリーダ2のレンズ組立体36の光軸を中心とする複数の径の異なる同心円上に配列されている。
図33は、外部照明ユニット4のLED基板77の平面図であり、より詳しくは大径の外部照明ユニット4BのLED基板77が図示されている。リング状のLED基板77には、その全周に亘ってほぼ均一に数多くの照明用LED80が配列されている。照明用LED80は半径方向に間隔を隔てた4つの同心円上にほぼ同間隔に配置されている。より詳しくは、複数の照明用LED80は、バーコードリーダ2のレンズ組立体36の光軸を中心とする径の異なる4つの同心円上に配列されている。
図34は、小径の外部照明ユニット4AのLED基板77の平面図である。リング状のLED基板77には、その全周に亘ってほぼ均一に数多くの照明用LED80が配列されている。照明用LED80は半径方向に間隔を隔てた3つの同心円上にほぼ同間隔に配置されている。より詳しくは、複数の照明用LED80は、バーコードリーダ2のレンズ組立体36の光軸を中心とする径の異なる3つの同心円上に配列されている。
図35はLED駆動回路の一部を示す。図示のLED駆動回路は、各エリア毎にLED80を点灯させると共に、各エリアに属する複数の照明用LED80に定電流を供給することができる。
外部照明ユニット4から電源が供給される内部照明ユニット5及び外部照明ユニット4は、共に、複数のLEDを面状に配列した面光源であるが、この面光源を周方向且つ半径方向に幾つかのエリアに区分して各エリアを単位に部分照明することが可能であり、どのエリアを点灯し、どのエリアを点灯しないかの点灯パターンをユーザが任意に設定することができる。全てのエリアの点灯を含む点灯パターンはPC3を使ってユーザが予め登録することができ、ユーザが設定した点灯パターンは、バーコードリーダ2のメモリM及び外部照明ユニット4が接続されているときには、この外部照明ユニット4のメモリMに記憶される。この点灯制御には、照明用LED80の発光量の制御が含まれる。なお、図36においても、上述した図35と同様に、各円周列の照明用LED80が一個しか図示されていないが、これは線図を簡素化したという理由に過ぎず、各列スイッチ107と並列に接続された照明用LED80は直列に複数存在していると理解されたい。
図37は、図35、図36に見られるブロックスイッチ105及び列スイッチ107の詳細を示す。図37から分かるように、ブロックスイッチ105及び列スイッチ107は、スイッチ素子としてトランジスタ109が採用されている。図37では図示を省略したが、LED駆動回路にあっても各ブロック毎に定電流回路106が組み込まれていると理解されたい。
上述したように外部照明ユニット4と内部照明ユニット5とは部分点灯が可能である。上述したブロックスイッチ105と列スイッチ107を図38、図39を参照して詳細に説明すると、図38から分かるように、「ブロック」という用語はリング状の面光源を周方向に分割した領域を意味している。次に「列」という用語は、各ブロックに属する照明LED80のうち、共通の同心円上に属する照明LED80を意味している。したがって、図38を参照して第1ブロックの第1列は、「ブロック1」に属する複数の照明LED80のうち、最外周に位置する照明LED80の群を意味することになる。
図1を参照して、専用の外部照明ユニット4の機種情報は、当該外部照明ユニット4のメモリM及びバーコードリーダ2のメモリMに記憶されている。また、パーソナルコンピュータ3を使って設定された単数又は複数の点灯パターンは、バーコードリーダ2及び外部照明ユニット4のメモリMに夫々記憶されている。
汎用照明ユニットをバーコードリーダ2に接続するために変換ケーブルが用意され、この変換ケーブルを介して汎用照明ユニットがバーコードリーダ2に接続される。バーコードリーダ2は変換ケーブルが接続されると汎用照明確認用の信号が変換ケーブル内でループバックされ、汎用照明認識用の端子でループバック信号が認識されると、バーコードリーダ2は汎用照明ユニットが接続されたと認識する。汎用照明ユニットの接続を認識する他の方法として、汎用照明ユニットを認識するための専用の端子を設けること無しに、通信により外部照明ユニットの機種情報を取得できないときには、汎用照明ユニットが接続されたと認識するようにしてもよい。後に説明するように、汎用照明ユニットを流れる電流値を計測し、この計測した電流値に基づいてバーコードリーダ2の電源を破損させることなく汎用照明ユニットの点灯させることのできる最大照明強度を決定することができる。
図42は、バーコードリーダ2に接続された外部照明ユニットの機種が特定できない場合つまり汎用照明ユニット122の場合の電源保護プログラム121の処理を説明するためのフローチャートである。汎用照明ユニット122は、最大照明強度は汎用照明ユニット毎に規定されているが、この汎用照明ユニット122の機種を特定できないときには、バーコードリーダ2の電源回路を保護するために、予めバーコードリーダ2のメモリM(図40の参照符合202)に予め登録されている点灯強度の最大値を越えないように最大照明強度を設定して、この設定した最大照明強度を超えないようにしながら汎用照明ユニット122への電源供給が行われる。これによりバーコードリーダ2の電源回路を保護しつつ当該汎用照明ユニット112の光量制御を実行することができる。
2 バーコードリーダ(光学情報読取装置)
3 パーソナルコンピュータ(PC)
4 外部照明ユニット
5 バーコードリーダに内蔵される内部照明ユニット
10 バーコードリーダのメイン基板
M メイン基板に搭載されたメモリ
13 CMOS基板(受光基板)
32 カメラモジュール
36 レンズ組立体
43 光学読取素子(撮像素子:CMOS)
77 外部照明ユニットのLED基板
78 外部照明ユニットの回路基板
80 照明用LED
120 電源保護回路
121 電源保護プログラム
122 汎用照明ユニット
126 コンパレータ
128 ADコンバータ(コンパレータに関する置換部品)
Claims (5)
- 接続された外部照明ユニットに電源を供給すると共に該外部照明ユニットの照明を制御しながらワークの光学情報を読み取る光学情報読取装置であって、
該光学情報読取装置は、機種情報が取得可能な専用外部照明ユニットと、機種情報が取得できない汎用外部照明ユニットが接続可能であり、
前記専用外部照明ユニットが接続された際に、該専用外部照明ユニットの機種を認識する機種認識手段と、
前記汎用外部照明ユニットが接続された際に、該汎用外部照明ユニットに流れる電流の値を計測する電流値計測手段と、
該電流値計測手段が計測した計測電流値と、予め規定した所与の最大電流値とに基づいて、接続された汎用外部照明ユニットの最大照明強度を設定する最大照明強度設定手段と、
前記専用外部照明ユニットが接続されているときには、前記機種認識手段が認識した機種情報に基づいて前記専用外部照明ユニットの照明を制御し、前記汎用外部照明ユニットが接続されたときには、前記最大照明強度設定手段により設定された最大照明強度以下の点灯強度となるように前記汎用外部照明ユニットの照明を制御する照明制御手段とを備えていることを特徴とする光学情報読取装置。 - 前記最大照明強度設定手段は、前記汎用外部照明ユニットの点灯強度を段階的に高め、前記電流値計測手段が前記所与の最大電流値と同一となったときの点灯強度を前記最大照明強度として設定する、請求項1に記載の光学情報読取装置。
- 前記最大照明強度設定手段は、前記汎用外部照明ユニットに対する点灯強度を段階的に高めた結果、前記電流値計測手段が計測した計測電流値が前記所与の最大電流値と同一になる前に前記点灯強度が前記最大照明強度となったときには、当該点灯強度を最大照明強度として設定する、請求項2に記載の光学情報読取装置。
- 前記最大照明強度設定手段は、所定の点灯強度で前記汎用外部照明ユニットを点灯させ、そのときの前記電流値計測手段による計測電流値をデジタル信号として取得し、前記所定の点灯強度と、取得したデジタル信号と、前記所与の最大電流値とに基づいて前記最大照明強度を算出して該最大照明強度を設定する、請求項1に記載の光学情報読取装置。
- 前記照明制御手段は、前記専用外部照明ユニットが接続されていると前記機種認識手段が認識したときには、該機種認識手段が認識した機種情報に基づいて点灯パターン及び点灯強度の制御を実行する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の光学情報読取装置。
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