JP6047645B2 - Image reading device - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、画像読取装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an image reading apparatus.

従来、POS(Point of Sales)端末等に接続されて使用される画像読取装置は、商品に付されたコードシンボルの画像や商品の全体または一部のオブジェクト画像を筐体に形成された撮像窓を介して光学的に撮像し、撮像した画像をデコードしてコードシンボルのコード情報(商品コード等)を取得したり、撮像した画像から特徴量を抽出したりする。このような画像読取装置は、コードシンボル画像やオブジェクト画像をCCD(Charge Coupled Device)センサ等の撮像素子によって撮像している。   2. Description of the Related Art Conventionally, an image reading apparatus used by being connected to a POS (Point of Sales) terminal or the like is an imaging window in which an image of a code symbol attached to a product or an entire or part of an object image is formed on a casing. The code information (product code or the like) of the code symbol is acquired by decoding the captured image, and the feature amount is extracted from the captured image. Such an image reading apparatus captures a code symbol image or an object image by an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) sensor.

また、この種の画像読取装置は、撮像素子に対する防塵を目的として、ガラスや樹脂製の透過性を有する平板状の透過板によって撮像窓を閉塞している。   In addition, in this type of image reading apparatus, the imaging window is closed by a flat transmission plate made of glass or resin for the purpose of dust-proofing the imaging element.

加えて、この種の画像読取装置は、撮像素子の撮像領域であるコードシンボルやオブジェクトの読取領域をLED(Light Emitting Diode)等の照明装置を用いて照明する。従来の画像読取装置は、照明装置から照射された光が撮像窓を閉塞している透過板によって反射されることによる迷光が撮像素子に入射することを防止すべく、透過板の端部近傍に照明装置を配置している。   In addition, this type of image reading apparatus illuminates a code symbol or an object reading area, which is an imaging area of an image sensor, using an illumination device such as an LED (Light Emitting Diode). In the conventional image reading apparatus, in order to prevent the stray light caused by the light emitted from the illumination device being reflected by the transmission plate closing the imaging window from being incident on the imaging device, the light is irradiated near the end of the transmission plate. A lighting device is arranged.

しかしながら、従来技術によれば、防塵用の透過板の端部近傍に照明装置を配置したことで、撮像素子の撮像領域の中央付近において照明装置に近い撮像領域の周辺付近に比べて照度が落ちてしまう、という問題がある。   However, according to the prior art, the illumination device is arranged near the end of the dust-proof transmission plate, so that the illuminance decreases near the center of the imaging region of the image sensor compared to the vicinity of the imaging region near the illumination device. There is a problem that.

実施形態の画像読取装置は、筐体に開口している撮像窓と、前記撮像窓に配置され、透過性を有する平板状の透過板と、前記筐体の外側に形成されるものであって撮像領域のうちある一定の解像度以上の範囲である読取領域に位置する被写体画像を、前記透過板を介して撮像素子に結像する撮像部と、照明装置と、光路変更部材と、を備える。前記照明装置は、前記撮像領域を前記透過板の出射面を反射面として折り返した光路で定義される領域、もしくは、前記撮像部の撮像領域を前記透過板の入射面を反射面として折り返した光路で定義される領域のうち、より広い何れかの領域である等価撮像領域の内側であって前記撮像領域の外側に設けられ、前記読取領域に照明光を照射する。前記光路変更部材は、前記照明装置から出射した光のうち、前記透過板の入射面または出射面で反射して前記撮像素子に到達する迷光となりうる光線の光路中に、当該光線の光路を変更する。前記光路変更部材は、迷光となりうる光線の光路の角度と位置との少なくとも一方を変える部材である。前記照明装置から前記透過板における前記撮像領域の周辺付近までの距離Loで、前記照明装置から前記透過板における前記撮像領域の前記撮像窓近傍での略中央付近までの距離Lcを除した値が、
1≦Lc/Lo≦√n (n:照明装置の光源の数)
である。
An image reading apparatus according to an embodiment is formed on an outer side of the housing, an imaging window that is open to the housing, a flat transmission plate that is disposed in the imaging window and has transparency. An imaging unit that forms an image of a subject located in a reading area that is a range of a certain resolution or higher in the imaging area on an imaging element via the transmission plate, an illumination device, and an optical path changing member. The illuminating device is an area defined by an optical path in which the imaging region is folded with the exit surface of the transmission plate as a reflection surface, or an optical path in which the imaging region of the imaging unit is folded with the incident surface of the transmission plate as a reflection surface. Is provided inside the equivalent imaging area, which is one of the wider areas, and outside the imaging area, and illuminates the reading area with illumination light. The optical path changing member changes the optical path of the light beam in the optical path of the light beam that can be reflected from the incident surface or the output surface of the transmission plate and can reach the image sensor, out of the light emitted from the illumination device. To do. The optical path changing member is a member that changes at least one of an angle and a position of an optical path of a light beam that can become stray light. A value obtained by dividing a distance Lo from the illumination device to the vicinity of the periphery of the imaging region in the transmission plate and a distance Lc from the illumination device to the vicinity of the center of the imaging region in the transmission plate in the vicinity of the imaging window. ,
1 ≦ Lc / Lo ≦ √n (n: the number of light sources of the illumination device)
It is.

図1は、第1の実施形態にかかる画像読取装置を用いたPOSシステムの全体構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a POS system using the image reading apparatus according to the first embodiment. 図2は、画像読取装置が備える撮像装置の概略構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus included in the image reading apparatus. 図3は、従来の照明装置の配置を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing an arrangement of a conventional lighting device. 図4は、照明装置の設置位置を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an installation position of the lighting device. 図5は、迷光の一例を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of stray light. 図6は、迷光となりうる光線の光路上に対する遮光部材の配置例を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of the arrangement of the light shielding members on the optical path of light rays that can become stray light. 図7は、遮光部材の一例を示すものであって、(a)は平面図、(b)は横断側面図、(c)は縦断側面図である。FIG. 7 shows an example of the light shielding member, where (a) is a plan view, (b) is a transverse side view, and (c) is a longitudinal side view. 図8は、遮光部材の一例を示すものであって、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は正面図である。FIG. 8 shows an example of the light shielding member, where (a) is a plan view, (b) is a side view, and (c) is a front view. 図9は、第2の実施形態にかかる光路変更部材の配置例を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an arrangement example of the optical path changing member according to the second embodiment. 図10は、光路変更部材の構成を一部拡大して示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a partially enlarged configuration of the optical path changing member.

以下、本実施形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
ここで、図1は第1の実施形態にかかる画像読取装置11を用いたPOSシステム1の全体構成を示す斜視図である。なお、図面中の矢印Aは画像読取装置11の幅方向(左右方向)を示し、矢印Bは画像読取装置11の前後方向の前方を示し、矢印Cは画像読取装置11の上下方向の上方を示している。
(First embodiment)
Here, FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the POS system 1 using the image reading apparatus 11 according to the first embodiment. Note that an arrow A in the drawing indicates the width direction (left-right direction) of the image reading device 11, an arrow B indicates the front in the front-rear direction of the image reading device 11, and an arrow C indicates the upper direction in the vertical direction of the image reading device 11. Show.

図1に示すように、POS(Point Of Sales)システム1は、縦型スキャナである画像読取装置11と、画像読取装置11で撮像した画像に応じて売上登録処理を実行するPOS端末12とを備えている。画像読取装置11は、買物カゴ等が載置されるサッカー台10上の略中央部に立設している。また、POS端末12は、サッカー台10の一方の端部付近に設けられている。これら画像読取装置11とPOS端末12とは、図示しない伝送路によって相互通信可能に接続されている。なお、画像読取装置11とPOS端末12とによりPOSターミナル部を構成する。   As shown in FIG. 1, a POS (Point Of Sales) system 1 includes an image reading device 11 that is a vertical scanner and a POS terminal 12 that executes sales registration processing according to an image captured by the image reading device 11. I have. The image reading device 11 is erected at a substantially central portion on the soccer stand 10 on which a shopping cart or the like is placed. The POS terminal 12 is provided in the vicinity of one end of the soccer base 10. The image reading device 11 and the POS terminal 12 are connected to each other via a transmission path (not shown) so that they can communicate with each other. The image reading device 11 and the POS terminal 12 constitute a POS terminal unit.

画像読取装置11は、撮像装置17、キーボード21、ディスプレイ19等を備えている。撮像装置17は、オペレータに対面する撮像窓16を介して、商品に付されたコードシンボル(バーコードや二次元コード等)の画像や商品の全体または一部のオブジェクト画像を光学的に撮像する。キーボード21は、コードシンボルやオブジェクト画像で登録不能な商品の登録を行うための各種キー等を配設する。ディスプレイ19は、POS端末12による売上登録処理に応じ、オペレータや買物客に対して登録された商品の品名、価格等を表示する。   The image reading device 11 includes an imaging device 17, a keyboard 21, a display 19, and the like. The imaging device 17 optically captures an image of a code symbol (barcode, two-dimensional code, etc.) attached to a product and an entire or part of an object image through the imaging window 16 facing the operator. . The keyboard 21 is provided with various keys for registering products that cannot be registered with code symbols or object images. The display 19 displays the product name, price, etc. of the product registered for the operator and the shopper in accordance with the sales registration process by the POS terminal 12.

次いで、撮像装置17の構成について詳述する。ここで、図2は画像読取装置11が備える撮像装置17の概略構成を示す断面図である。   Next, the configuration of the imaging device 17 will be described in detail. Here, FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the imaging device 17 included in the image reading device 11.

図2に示すように、撮像装置17は、開口している撮像窓16を有する筐体15を備えている。撮像装置17は、筐体15内に、撮像部14と、照明装置13とを備えている。ここで、撮像部14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。   As shown in FIG. 2, the imaging device 17 includes a housing 15 having an imaging window 16 that is open. The imaging device 17 includes an imaging unit 14 and a lighting device 13 in the housing 15. Here, the imaging region D of the imaging unit 14 is a region between the line L1 and the line L2 in FIG.

筐体15は、略直方体形状の箱状に形成されており、その正面壁15aに撮像窓16が形成されている。筐体15は、当該筐体15の正面前方に位置したオペレータ(図示せず)と対面する。撮像窓16は、正面視で略四角形に形成されている。   The casing 15 is formed in a substantially rectangular parallelepiped box shape, and an imaging window 16 is formed on the front wall 15a thereof. The casing 15 faces an operator (not shown) located in front of the casing 15. The imaging window 16 is formed in a substantially rectangular shape when viewed from the front.

撮像窓16は、撮像部14に対する防塵を目的として、透過性を有する平板状の透過板18によって閉塞されている。透過板18は、例えばガラスや樹脂製である。透過板18は、筐体15に支持されている。具体的には、透過板18は、筐体15の内面における撮像窓16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15に支持されている。   The imaging window 16 is closed by a transmissive flat plate 18 for the purpose of dust-proofing the imaging unit 14. The transmission plate 18 is made of, for example, glass or resin. The transmission plate 18 is supported by the housing 15. Specifically, the transmission plate 18 is supported by the casing 15 by being fixed to a peripheral portion of the imaging window 16 on the inner surface of the casing 15 by a fixing means such as adhesion.

照明装置13は、透過板18を透過して撮像部14の撮像領域Dに照明光Iを照射し、撮像領域Dに存在する対象物を照明する。照明装置13は、光源である複数のLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)を有していて、撮像窓16の一対の側辺部毎に側辺部に沿って設けられている。即ち、照明装置13は、撮像部14を挟んで左右一対設けられている。一対の照明装置13は、左右対称(面対称)の構成となっている。なお、光源は、複数のLEDに限るものではなく、単一のLEDであっても良い。   The illumination device 13 transmits the illumination light I to the imaging region D of the imaging unit 14 through the transmission plate 18 and illuminates the object existing in the imaging region D. The illuminating device 13 has a plurality of LEDs (Light Emitting Diodes) as light sources, and is provided along a side portion for each pair of side portions of the imaging window 16. That is, the lighting device 13 is provided in a pair of left and right with the imaging unit 14 interposed therebetween. A pair of illuminating device 13 becomes a right-and-left symmetrical (plane symmetry) structure. The light source is not limited to a plurality of LEDs, and may be a single LED.

照明装置13からの照明光Iの外郭は、図2においては線L3と線L4、線L5と線L6で示されている。なお、符号20は、詳細は後述するが、照明装置13からの照明光Iの所定の光線の光路を変更する光路変更部材として機能する遮光部材である。   The outline of the illumination light I from the illumination device 13 is indicated by lines L3 and L4, and lines L5 and L6 in FIG. Reference numeral 20 is a light shielding member that functions as an optical path changing member that changes the optical path of a predetermined light beam of the illumination light I from the illumination device 13, which will be described in detail later.

撮像部14は、特に図示しないが、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の撮像素子14aと、結像レンズ14bとを有する。図2に示すように、撮像部14(結像レンズ14b)の光軸Fは、画像読取装置11(撮像装置17)の前後方向に沿って延出し、撮像窓16を通過する。   Although not particularly illustrated, the imaging unit 14 includes an imaging element 14a such as a CCD (Charge Coupled Device) image sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor, and an imaging lens 14b. As shown in FIG. 2, the optical axis F of the imaging unit 14 (imaging lens 14 b) extends along the front-rear direction of the image reading device 11 (imaging device 17) and passes through the imaging window 16.

より詳細には、撮像部14は、筐体15における撮像窓16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L6と透過板18との間の領域である。   More specifically, the imaging unit 14 images a reading target located in a reading area E formed outside the imaging window 16 in the housing 15. Here, in FIG. 2, the reading area E is generally an area between the line L <b> 6 and the transmission plate 18 in the imaging area D.

ここで、読取領域Eについて説明する。撮像部14の撮像素子14aの撮像可能範囲は、結像レンズ14bの特性により決定される。本実施形態の結像レンズ14b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、焦点位置から撮像素子14a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。例えば、バーコードをデコードするためには、撮像素子14a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(図示せず)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読取領域Eとなる。   Here, the reading area E will be described. The imageable range of the imaging device 14a of the imaging unit 14 is determined by the characteristics of the imaging lens 14b. The imaging lens 14b of the present embodiment is a fixed focus lens, and the focus position (the position where the focus is best) is at a position away from the lens tip by a certain distance. When the product that is the imaged object is placed at the focal position, the resolution is the highest, the image can be clearly captured, and the product that is the imaged object is placed in a direction approaching or moving away from the imaging element 14a from the focal position. The image is out of focus and the resolution is low. For example, in order to decode a barcode, it is necessary to measure the width of each color (for example, black and white) bar forming the barcode from the image data of the product acquired by the image sensor 14a. Disappear. Therefore, a range of a certain resolution or more in the imaging region D becomes a reading region E in which a code symbol can be extracted from image data by an image processing board (not shown).

すなわち、撮像部14は、撮像窓16の前方(外側)の読取領域Eに位置した読取対象である対象物からの反射光であって撮像窓16から筐体15内に入射した反射光を受ける位置に配置されている。撮像部14は、撮像窓16から筐体15内に入射した対象物からの反射光を撮像素子14aに結像レンズ14bを介して結像させることにより撮像して、画像データを出力する。   In other words, the imaging unit 14 receives reflected light that is reflected from an object to be read that is located in the reading area E in front (outside) of the imaging window 16 and that has entered the housing 15 from the imaging window 16. Placed in position. The imaging unit 14 captures an image by imaging the reflected light from the object incident into the housing 15 through the imaging window 16 through the imaging lens 14b and outputs image data.

次いで、照明装置13の設置位置について詳述する。   Next, the installation position of the illumination device 13 will be described in detail.

従来の画像読取装置においては、照明装置から照射された光が撮像窓を閉塞している透過板によって反射されることによる迷光が撮像素子に入射することを防止すべく、透過板の端部近傍に照明装置を配置していた。この点について、図3を参照して説明する。図3に示すように、従来の画像読取装置は、迷光を発生させないため、撮像部14の撮像領域dを防塵用の透過板50の出射面を反射面として折り返した光路で定義される領域、もしくは、撮像部14の撮像領域dを透過板50の入射面を反射面として折り返した光路で定義される領域のうち、より広い何れかの領域g(以下、等価撮像領域と呼ぶ)の外側であって透過板50の近傍に照明装置51を設けていた。なお、図3においては、説明を簡単にするため、照明装置51を片側のみ示している。   In the conventional image reading apparatus, in order to prevent stray light from being incident on the image sensor due to the light emitted from the illumination device being reflected by the transmission plate closing the imaging window, in the vicinity of the end of the transmission plate The lighting device was arranged. This point will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the conventional image reading apparatus does not generate stray light. Therefore, the imaging region d of the imaging unit 14 is an area defined by an optical path that is folded back with the exit surface of the dust-proof transmission plate 50 as a reflection surface, Alternatively, outside of any wider region g (hereinafter referred to as an equivalent imaging region) among the regions defined by the optical path where the imaging region d of the imaging unit 14 is folded with the incident surface of the transmission plate 50 as the reflecting surface. Therefore, the illumination device 51 is provided in the vicinity of the transmission plate 50. In FIG. 3, only one side of the illumination device 51 is shown for the sake of simplicity.

しかしながら、従来の画像読取装置においては、等価撮像領域gの外側であって透過板50の近傍に位置する照明装置51からの光路長が、透過板50における照明装置51に近い位置(図3中、L11)と、透過板50における等価撮像領域gの略中央位置(図3中、L12)とで大きく異なる。このため、光路長の2乗に反比例する照度も、透過板50における照明装置51に近い撮像領域dの周辺付近では明るすぎ、透過板50における読取領域eの透過板50近辺の略中央付近では、複数のLEDからの光を重ね合わせても、暗くなりすぎてしまうという問題があった。   However, in the conventional image reading apparatus, the optical path length from the illumination device 51 located outside the equivalent imaging region g and in the vicinity of the transmission plate 50 is a position close to the illumination device 51 on the transmission plate 50 (in FIG. 3). , L11) and a substantially central position (L12 in FIG. 3) of the equivalent imaging region g in the transmission plate 50 are greatly different. For this reason, the illuminance that is inversely proportional to the square of the optical path length is too bright in the vicinity of the imaging region d near the illumination device 51 in the transmission plate 50, and near the approximate center of the reading region e near the transmission plate 50 in the transmission plate 50. Even if the light from a plurality of LEDs is superimposed, there is a problem that the image becomes too dark.

ここで、図4は照明装置13の設置位置を示す模式図である。なお、図4においては、説明を簡単にするため、照明装置13を片側のみ示している。図4に示すように、本実施形態の画像読取装置11においては、透過板18の近くに置かれた読取対象である商品を均一に照明するために、撮像領域Dの外側であって等価撮像領域Gの内側に照明装置13を配置している。加えて、照明装置13は、透過板18における撮像領域Dの周辺付近までの距離と、透過板18における等価撮像領域Gの略中央付近までの距離とが略同一となる位置に配置される。   Here, FIG. 4 is a schematic diagram showing the installation position of the illumination device 13. In FIG. 4, only one side of the illumination device 13 is shown for ease of explanation. As shown in FIG. 4, in the image reading apparatus 11 of the present embodiment, an equivalent imaging is performed outside the imaging region D in order to uniformly illuminate a product to be read placed near the transmission plate 18. The illumination device 13 is disposed inside the region G. In addition, the illumination device 13 is disposed at a position where the distance to the vicinity of the periphery of the imaging region D on the transmission plate 18 and the distance to the vicinity of the approximate center of the equivalent imaging region G on the transmission plate 18 are substantially the same.

この場合は、光源(照明装置13の光を出射する部分)の数をnとすると、それぞれ中央部での照度が異なるため、中央付近が周辺部に比べ約n倍の照度となり、中央部を明るくしたい場合に対応できる。読取領域E全体の照度を均一化しようとすると、それぞれの光源からの照度は、光源からの光路長の2乗に反比例する。すなわち、周辺までの距離をLo、中央までの距離をLcとしたとき、周辺と中央部とでの照度の比は、
1/(Lo):1/(Lc)
となる。光源が中央部では重なり合い、周辺部では他の光源の影響をあまり受けないと近似した場合において、n個の光源からの照度の重ね合わせを考えた場合における周辺部の照度/中央部の照度は、
(Lc)/(n×(Lo)
となる。これを1にするには、透過板18における撮像領域Dの周辺付近までの距離Loで、透過板18における領域の撮像窓16の近傍での略中央付近までの距離Lcを除した値を、
Lc/Lo=√n
とすれば良いことが解かる。実際には、この両極の間の
1≦Lc/Lo≦√n
で光源を配置することが望ましい。
In this case, if the number of light sources (portions that emit light from the illumination device 13) is n, the illuminance at the center is different, so the illuminance near the center is about n times that of the periphery, and the center is It can be used when you want to make it brighter. When trying to make the illuminance of the entire reading area E uniform, the illuminance from each light source is inversely proportional to the square of the optical path length from the light source. That is, when the distance to the periphery is Lo and the distance to the center is Lc, the ratio of illuminance between the periphery and the center is
1 / (Lo) 2 : 1 / (Lc) 2
It becomes. When it is approximated that the light sources overlap in the central part and are not significantly affected by other light sources in the peripheral part, ,
(Lc) 2 / (n × (Lo) 2 )
It becomes. In order to set this to 1, the value obtained by dividing the distance Lo to the vicinity of the imaging region D in the transmission plate 18 by the distance Lc to the vicinity of the approximate center in the vicinity of the imaging window 16 in the region of the transmission plate 18 is obtained.
Lc / Lo = √n
It turns out that In practice, 1 ≦ Lc / Lo ≦ √n between these two poles
It is desirable to arrange a light source at

ただし、図4に示すように等価撮像領域Gの内側に照明装置13を配置した場合には、透過板18からの反射光が撮像部14の結像レンズ14bの入射瞳を通って撮像素子14aに到達する迷光が発生する。図5は、迷光の一例を示す模式図である。図5に示すように、照明装置13から出射した光のうち、透過板18の入射面または出射面で反射して結像レンズ14bの入射瞳を通って撮像素子14aに到達する光線L10が、迷光となっている。これらの迷光は、読取対象である商品から反射して撮像素子14aに入射する正規の光に重畳されてしまう。このため、迷光が発生した場合には、画像読み取りに支障をきたしてしまう、という問題がある。   However, when the illumination device 13 is arranged inside the equivalent imaging region G as shown in FIG. 4, the reflected light from the transmission plate 18 passes through the entrance pupil of the imaging lens 14 b of the imaging unit 14 and the imaging element 14 a. Stray light that reaches FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of stray light. As shown in FIG. 5, among the light emitted from the illuminating device 13, a light beam L10 that is reflected by the entrance surface or the exit surface of the transmission plate 18 and reaches the image sensor 14a through the entrance pupil of the imaging lens 14b It is stray light. These stray lights are superimposed on regular light that is reflected from the product to be read and incident on the image sensor 14a. For this reason, when stray light is generated, there is a problem that the image reading is hindered.

そこで、本実施形態の画像読取装置11の撮像装置17は、照明装置13から出射した光のうち、透過板18の入射面または出射面で反射して結像レンズ14bの入射瞳を通って撮像素子14aに到達する迷光となりうる光線L10の光路中に、光線L10を遮光する光路変更部材として機能する遮光部材20を設けている。   Therefore, the imaging device 17 of the image reading device 11 according to the present embodiment reflects the light emitted from the illumination device 13 on the incident surface or the emitting surface of the transmission plate 18 and passes through the entrance pupil of the imaging lens 14b. A light shielding member 20 that functions as an optical path changing member that shields the light beam L10 is provided in the optical path of the light beam L10 that can become stray light reaching the element 14a.

ここで、図6は迷光となりうる光線の光路上に対する遮光部材20の配置例を示す模式図である。図6(b)に示す例は、迷光となりうる光線L10の光路上に、迷光を撮像部14の結像レンズ14bの入射瞳を通って撮像素子14aに到達させないために光線L10を遮光する遮光部材20を設けたものである。   Here, FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an arrangement example of the light shielding member 20 on the optical path of a light beam that can become stray light. In the example shown in FIG. 6B, the light L10 is shielded to prevent stray light from reaching the imaging element 14a through the entrance pupil of the imaging lens 14b of the imaging unit 14 on the optical path of the light L10 that can become stray light. The member 20 is provided.

図6(b)に示すように、遮光部材20が光線L10上に配置されることにより、遮光部材20よりも撮像部14側の光路は無くなるので、迷光が撮像素子14aに到達することはなくなる。   As shown in FIG. 6B, since the light shielding member 20 is disposed on the light beam L10, the optical path closer to the imaging unit 14 than the light shielding member 20 is eliminated, so that stray light does not reach the imaging element 14a. .

図7は、遮光部材20の一例を示すものであって、(a)は平面図、(b)は横断側面図、(c)は縦断側面図である。図7に示すように、遮光部材20は、ガラスや樹脂等で形成された平板状の透明基板20aを主体に構成されている。遮光部材20は、高い遮光性を有する黒色塗料などの遮光インクによるスクリーン印刷などにより、透明基板20aの上に遮光パターン20bを備えている。なお、遮光パターン20bの印刷位置は、迷光となりうる光線の光路を遮光部材20の設置位置および照明装置13の設置位置に応じて解析されて決定される。なお、遮光部材20で遮光される読取領域の範囲をできるだけ抑えるために、遮光部材20は、透過板18に対してできるだけ近くに配置されるほうが望ましい。   FIG. 7 shows an example of the light shielding member 20, wherein (a) is a plan view, (b) is a transverse side view, and (c) is a longitudinal side view. As shown in FIG. 7, the light shielding member 20 is mainly composed of a flat plate-like transparent substrate 20a formed of glass, resin, or the like. The light shielding member 20 includes a light shielding pattern 20b on the transparent substrate 20a by screen printing with a light shielding ink such as a black paint having a high light shielding property. The printing position of the light shielding pattern 20b is determined by analyzing the optical path of light rays that can be stray light according to the installation position of the light shielding member 20 and the installation position of the illumination device 13. It should be noted that the light shielding member 20 is preferably disposed as close as possible to the transmission plate 18 in order to suppress the range of the reading area shielded by the light shielding member 20 as much as possible.

また、遮光部材20の透明基板20aは、撮像部14の撮像領域Dに相当する部分に孔20cを有している。この孔20cのエッジ部は、散乱光を発生させないために、角をとって丸くしてRを付けている。さらに、図7に示すように、遮光部材20の透明基板20aは、照明装置13から出射した光の角度を極力変えないようにするために、孔20cの内周部分20eや透明基板20aの外周部分20dについては、最近傍の照明装置13からの光線と平行になるような角度で傾斜を持たせている。   The transparent substrate 20 a of the light shielding member 20 has a hole 20 c in a portion corresponding to the imaging region D of the imaging unit 14. The edge portion of the hole 20c is rounded and rounded so as not to generate scattered light. Further, as shown in FIG. 7, the transparent substrate 20a of the light shielding member 20 is arranged so that the angle of the light emitted from the lighting device 13 is not changed as much as possible, and the inner peripheral portion 20e of the hole 20c and the outer periphery of the transparent substrate 20a. The portion 20d is inclined at an angle that is parallel to the light beam from the nearest illumination device 13.

このように第1の実施形態の画像読取装置11によれば、迷光を発生させることなく、透過板18における読取領域Eにおいて均一な照度分布を得ることができる。   As described above, according to the image reading apparatus 11 of the first embodiment, a uniform illuminance distribution can be obtained in the reading region E of the transmission plate 18 without generating stray light.

なお、本実施の形態においては、迷光となりうる光線L10を遮光する光路変更部材として遮光部材20を適用したが、これに限るものではない。例えば、図8に示すような遮光部材30を光路変更部材として適用しても良い。図8は、遮光部材30の一例を示すものであって、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は正面図である。図8に示すように、遮光部材30は、板金等で形成されるものであって、平板形状の基体30aの上に円板形状の遮光パターン30bを備えている。基体30aは、迷光となりうる光線L10の方向と平行となっている。一方、遮光パターン30bは、迷光となりうる光線L10の方向と直交する方向を向いている。なお、遮光パターン30bは、光の反射を無くすため、反射コーティングが施されている。   In the present embodiment, the light shielding member 20 is applied as an optical path changing member that shields the light beam L10 that may become stray light. However, the present invention is not limited to this. For example, a light shielding member 30 as shown in FIG. 8 may be applied as the optical path changing member. FIG. 8 shows an example of the light shielding member 30, where (a) is a plan view, (b) is a side view, and (c) is a front view. As shown in FIG. 8, the light shielding member 30 is formed of sheet metal or the like, and includes a disk-shaped light shielding pattern 30b on a flat substrate 30a. The base body 30a is parallel to the direction of the light beam L10 that can be stray light. On the other hand, the light shielding pattern 30b faces in a direction orthogonal to the direction of the light beam L10 that can become stray light. The light shielding pattern 30b is provided with a reflective coating in order to eliminate light reflection.

また、照明装置13が有しているLEDに対し、光の拡がり角度を抑える光学部材(例えば、レンズ)を設ける場合については、遮光インクによるスクリーン印刷などによって光学部材(例えば、レンズ)に対して遮光パターンを形成するようにしても良い。この場合も、遮光パターンの印刷位置は、迷光となりうる光線の光路を光学部材(例えば、レンズ)の設置位置および照明装置13の設置位置に応じて解析されて決定される。   Further, in the case where an optical member (for example, a lens) that suppresses the light spreading angle is provided for the LED of the lighting device 13, the optical member (for example, the lens) is screen-printed with a light-shielding ink. A light shielding pattern may be formed. Also in this case, the printing position of the light shielding pattern is determined by analyzing the optical path of the light beam that can become stray light according to the installation position of the optical member (for example, lens) and the installation position of the illumination device 13.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。なお、前述した第1の実施形態と同じ部分は同じ符号で示し説明も省略する。本実施形態は、遮光部材20,30に代えて、迷光となりうる光線L10の光路を曲げる光路変更部材40を光路変更部材として適用した点で、第1の実施形態にかかる画像読取装置11とは異なるものである。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In addition, the same part as 1st Embodiment mentioned above is shown with the same code | symbol, and description is also abbreviate | omitted. This embodiment differs from the image reading apparatus 11 according to the first embodiment in that an optical path changing member 40 that bends the optical path of the light beam L10 that can be stray light is applied as the optical path changing member instead of the light shielding members 20 and 30. Is different.

ここで、図9は第2の実施形態にかかる光路変更部材40の配置例を示す模式図である。図9(b)に示す例は、迷光となりうる光線L10の光路上に、迷光を撮像部14の結像レンズ14bの入射瞳を通って撮像素子14aに到達させないために光線L10の光路を曲げる光路変更部材40を設けたものである。   Here, FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an arrangement example of the optical path changing member 40 according to the second embodiment. In the example shown in FIG. 9B, the optical path of the light beam L10 is bent on the optical path of the light beam L10 that can become stray light so that the stray light does not reach the imaging element 14a through the entrance pupil of the imaging lens 14b of the imaging unit 14. An optical path changing member 40 is provided.

図9(b)に示すように、光路変更部材40が光線L10上に配置されることにより、光路変更部材40よりも撮像部14側の光線L10の方向が変えられるので、迷光が撮像素子14aに到達することはなくなる。   As shown in FIG. 9B, since the optical path changing member 40 is arranged on the light beam L10, the direction of the light beam L10 closer to the imaging unit 14 than the optical path changing member 40 is changed. Will never reach.

図10は、光路変更部材40の構成を一部拡大して示す模式図である。図10に示すように、光路変更部材40は、ガラスや樹脂等で形成された平板状の透明基板40aを主体に構成されている。光路変更部材40は、光線L10の光路(角度と位置との少なくとも一方)を変える光路変更部40bを透明基板40aに備えている。なお、光路変更部40bの位置は、迷光となりうる光線の光路を光路変更部材40の設置位置および照明装置13の設置位置に応じて解析されて決定される。なお、特に図示しないが、光路変更部材40の透明基板40aは、遮光部材20の透明基板20aと同様に、撮像部14の撮像領域Dに相当する部分に孔を有している。   FIG. 10 is a schematic view showing a part of the configuration of the optical path changing member 40 in an enlarged manner. As shown in FIG. 10, the optical path changing member 40 is mainly composed of a flat transparent substrate 40a formed of glass, resin or the like. The optical path changing member 40 includes an optical path changing unit 40b that changes an optical path (at least one of an angle and a position) of the light beam L10 in the transparent substrate 40a. The position of the optical path changing unit 40b is determined by analyzing the optical path of a light beam that can become stray light according to the installation position of the optical path changing member 40 and the installation position of the illumination device 13. Although not particularly illustrated, the transparent substrate 40 a of the optical path changing member 40 has a hole in a portion corresponding to the imaging region D of the imaging unit 14, similarly to the transparent substrate 20 a of the light shielding member 20.

図10に示すように、光路変更部40bは、透明基板40a上に形成された略円錐形状の窪みである凹部である。凹部の内部は、空気層である。より詳細には、光路変更部40bの形状は、その断面が双曲線となる形状としている。すなわち、光路変更部40bの円錐形状の先端は、なだらかになるように角をとって丸くしてRを付けている。また、光路変更部40bのエッジ部は、光が散乱して迷光の原因となるのを防止するために、角をとって丸くしてRを付けている。   As shown in FIG. 10, the optical path changing unit 40b is a recess that is a substantially conical recess formed on the transparent substrate 40a. The inside of the recess is an air layer. More specifically, the shape of the optical path changing unit 40b is a shape whose cross section is a hyperbola. That is, the conical tip of the optical path changing unit 40b is rounded and rounded so as to be gentle. Further, the edge of the optical path changing unit 40b is rounded and rounded to prevent the light from being scattered and causing stray light.

なお、光路変更部材40による光線L10の光路の変更先は、読取領域E内が望ましい。こうすることで、透過板18の近くに置かれた読取対象である商品に対する照明の照度を高めることができる。   The change destination of the optical path of the light beam L10 by the optical path changing member 40 is preferably in the reading area E. By doing so, it is possible to increase the illuminance of illumination with respect to the product to be read placed near the transmission plate 18.

このような光路変更部材40を設けることにより、迷光となりうる光線L10を撮像部14の結像レンズ14bの入射瞳を通って撮像素子14aに到達させないようにすることができる。   By providing such an optical path changing member 40, it is possible to prevent the light beam L10 that can be stray light from reaching the imaging element 14a through the entrance pupil of the imaging lens 14b of the imaging unit 14.

このように、第2の実施形態の画像読取装置11によれば、迷光を発生させることなく、透過板18における読取領域Eにおいて均一な照度分布を得ることができる。   As described above, according to the image reading apparatus 11 of the second embodiment, a uniform illuminance distribution can be obtained in the reading region E of the transmission plate 18 without generating stray light.

なお、本実施形態においては、光路変更部材40の光路変更部40bが、断面形状が双曲線となる略円錐形状の凹部としたが、これに限るものではなく、断面形状が双曲線となる略円錐形状の凸部であっても良い。   In the present embodiment, the optical path changing portion 40b of the optical path changing member 40 is a substantially conical recess having a hyperbolic cross section. However, the present invention is not limited to this, and the substantially conical shape having a hyperbolic cross section. It may be a convex part.

なお、上記各実施形態では、画像読取装置11とPOS端末12とで構成されるPOSターミナル部について説明したが、これに限るものではなく、画像読取装置11およびPOS端末12の機能を備えた1台構成の装置に適用するようにしても良い。画像読取装置11およびPOS端末12の機能を備えた1台構成の装置としては、スーパーマーケット等の店舗に設置されて用いられるセルフチェックアウト装置(以降、単にセルフPOSと称する)が挙げられる。   In each of the above-described embodiments, the POS terminal unit configured by the image reading device 11 and the POS terminal 12 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the function of the image reading device 11 and the POS terminal 12 is provided. You may make it apply to the apparatus of a stand structure. As a single device having the functions of the image reading device 11 and the POS terminal 12, there is a self-checkout device (hereinafter simply referred to as self-POS) that is installed and used in a store such as a supermarket.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

11 画像読取装置
13 照明装置
14 撮像部
16 撮像窓
18 透過板
20,30,40 光路変更部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Image reader 13 Illumination device 14 Imaging part 16 Imaging window 18 Transmission board 20,30,40 Optical path change member

特開2011−141862号公報JP 2011-141862 A

Claims (3)

筐体に開口している撮像窓と、
前記撮像窓に配置され、透過性を有する平板状の透過板と、
前記筐体の外側に形成されるものであって撮像領域のうちある一定の解像度以上の範囲である読取領域に位置する被写体画像を、前記透過板を介して撮像素子に結像する撮像部と、
前記撮像領域を前記透過板の出射面を反射面として折り返した光路で定義される領域、もしくは、前記撮像部の撮像領域を前記透過板の入射面を反射面として折り返した光路で定義される領域のうち、より広い何れかの領域である等価撮像領域の内側であって前記撮像領域の外側に設けられ、前記読取領域に照明光を照射する照明装置と、
前記照明装置から出射した光のうち、前記透過板の入射面または出射面で反射して前記撮像素子に到達する迷光となりうる光線の光路中に、当該光線の光路を変更する光路変更部材と、
を備え
前記光路変更部材は、迷光となりうる光線の光路の角度と位置との少なくとも一方を変える部材であり、
前記照明装置から前記透過板における前記撮像領域の周辺付近までの距離Loで、前記照明装置から前記透過板における前記撮像領域の前記撮像窓近傍での略中央付近までの距離Lcを除した値が、
1≦Lc/Lo≦√n (n:照明装置の光源の数)
である、
ことを特徴とする画像読取装置。
An imaging window opening in the housing;
A plate-shaped transmission plate disposed in the imaging window and having transparency;
An imaging unit that forms an image of a subject located in a reading region that is formed outside the housing and is in a range of a certain resolution or more of the imaging region on an imaging device through the transmission plate; ,
An area defined by an optical path in which the imaging area is folded with the exit surface of the transmissive plate as a reflecting surface, or an area defined by an optical path in which the imaging area of the imaging unit is folded with the incident surface of the transmissive plate as a reflecting surface An illumination device that is provided inside the equivalent imaging region, which is one of the wider regions, and outside the imaging region, and irradiates illumination light to the reading region;
Of the light emitted from the illumination device, an optical path changing member that changes the optical path of the light beam in the optical path of the light beam that can be reflected by the incident surface or the output surface of the transmission plate and reach the image sensor;
Equipped with a,
The optical path changing member is a member that changes at least one of an angle and a position of an optical path of a light beam that can become stray light,
A value obtained by dividing a distance Lo from the illumination device to the vicinity of the periphery of the imaging region in the transmission plate and a distance Lc from the illumination device to the vicinity of the center of the imaging region in the transmission plate in the vicinity of the imaging window. ,
1 ≦ Lc / Lo ≦ √n (n: the number of light sources of the illumination device)
Is,
An image reading apparatus.
前記光路変更部材は、迷光となりうる光線を遮光する遮光部材である、
ことを特徴とする請求項1記載の画像読取装置。
The optical path changing member is a light shielding member that shields light rays that can become stray light.
The image reading apparatus according to claim 1.
前記遮光部材は、前記透過板の近傍に配置される、
ことを特徴とする請求項2記載の画像読取装置。
The light shielding member is disposed in the vicinity of the transmission plate.
The image reading apparatus according to claim 2.
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