JP6458528B2 - 据置型情報コード読取装置 - Google Patents
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Description
照明光を照射する照明光源と、
前記ケースの内部において前記照明光源からの前記照明光が照射される位置に配置され、前記照明光源からの前記照明光が前記読取口の開口領域を通って前記ケースの外部に照射されるように導く導光部材と、
撮像部と、
前記撮像部で撮像可能となる視野範囲を定めると共に、前記ケースの外部から前記読取口を通過して入り込んだ光を前記撮像部に導く構成をなし、前記ケースの外部において前記視野範囲内に情報コードが配置されたときに当該情報コードの像を前記撮像部に結像させる結像部と、
前記視野範囲内に配置された前記情報コードが前記撮像部によって撮像された場合に、前記情報コードのコード画像を解読する解読部と、
を備え、
前記導光部材は、前記開口領域において、前記視野範囲の中心部を通る前記照明光の照度よりも、前記視野範囲内の周縁部寄りに定められた所定の高照度領域を通る前記照明光の照度のほうが大きくなるように前記照明光を導き、
前記照明光源は、前記上下方向と直交する平面方向において前記開口領域の外側の位置であって、前記照明光が前記平面方向よりもケース底側に向かうように配置されることを特徴とする。
この構成によれば、少なくとも読取口付近の視野範囲内において、読取口開口領域の周縁部寄りの領域の照度を、当該開口領域の中心部付近の照度よりも相対的に高めることができ、この視野範囲を撮像部で撮像して得られた撮像画像では、当該撮像画像における周縁部付近の輝度の低下が抑えられる。従って、撮像画像の周縁部付近の輝度が中心部よりも大きく低下することに起因する問題(デコード不良等)を効果的に抑制することができ、読み取り性能をより確実に高めることができる。
特に、照明光源が、上下方向と直交する平面方向において開口領域の外側の位置に配置されている。この構成によれば、照明光源がケース外から直接目視されにくく、且つ照明光源からの直接光など、照明光に起因する強い光が撮像部に映り込みにくくなる。
この構成では、反射部の反射面の少なくとも一部が傾斜面として構成され、平面方向において視野範囲の中心部の位置から遠い側が上位置となり、平面方向において視野範囲の中心部の位置に近い側が下位置となっている。このため、傾斜した反射面の上側の位置で反射した照明光はそれほど減衰せずに視野範囲の周縁部付近に到達しやすくなり、傾斜した反射面において、反射位置が視野範囲の中心部側に近づくほど、反射位置から開口領域までの距離が遠くなるため、開口領域に至るまでに光が減衰しやすくなる。このような作用が生じるため、それほど複雑な部材や特殊な素材を用いなくても、開口領域付近において、視野範囲の周縁部付近の照度を中心部付近の照度よりも高めやすくなる。
この構成では、対をなして配置される各反射部のいずれの反射面も、平面方向において視野範囲の中心部の位置から遠い側が上位置となり、平面方向において視野範囲の中心部の位置に近い側が下位置となっている。このため、一方の反射部及び他方の反射部のいずれにおいても、上側の位置で反射した照明光はそれほど減衰せずに視野範囲の周縁部付近に到達しやすくなり、反射部での反射位置が視野範囲の中心部側に近づくほど、反射位置から開口領域までの距離が遠くなるため、開口領域に至るまでに光が減衰しやすくなる。このような作用が生じるため、それほど複雑な部材や特殊な素材を用いなくても、所定方向の両側で視野範囲の周縁部の照度を強調することができ、読取口付近において、より広い範囲に高照度領域を構成することができる。
この構成では、第1方向において対をなして配置される両第1反射部、及び第2方向において対をなして配置される両第2反射部のいずれの反射面も、平面方向において視野範囲の中心部の位置から遠い側が上位置となり、平面方向において視野範囲の中心部の位置に近い側が下位置となっている。このため、四方に配置される一方の第1反射部、他方の第1反射部、一方の第2反射部、他方の第2反射部のいずれにおいても、上側の位置で反射した照明光はそれほど減衰せずに視野範囲の周縁部付近に到達しやすくなり、反射部での反射位置が視野範囲の中心部側に近づくほど、反射位置から開口領域までの距離が遠くなるため、開口領域に至るまでに光が減衰しやすくなる。このような作用が生じるため、それほど複雑な部材や特殊な素材を用いなくても、第1方向の両側及び第2方向の両側で、視野範囲の周縁部の照度を強調することができ、読取口付近の視野範囲周縁部近傍において、より一層広い範囲に、より万遍なく高照度領域を構成することができる。
この構成によれば、一方側光源と他方側光源とによって四方の反射部に光を照射することができ、高照度領域をより広い範囲に効率的に生じさせることができる。
この構成では、照明光源から斜め上方側に向かおうとする照明光が遮光部によって遮られるため、照明光源からの直接光が透明部材で鏡面反射しにくくなり、鏡面反射光が撮像部に映り込むことを抑制することができる。また、照明光源からの照明光の向きを横方向及び斜め下方向に絞りやすくなるため、上側に漏洩する光を抑えて効率的に導光部材に照明光を照射することができる。
このように、ケース内に反射部材を介在させ、結像部からケースの外部まで続く視野範囲の経路(即ち、読取口から入り込んだ光を結像部に導く経路)をケース内において折れ曲がるように構成することで、ケースの厚さをそれほど大きくしなくても、光学系から読取口までの距離(読取口から入り込んだ光が結像部に入り込むまでの経路の長さ)を大きく確保しやすくなる。これにより、ケースの厚さを低減して小サイズ化を図ることができる。
以下、本発明の光学的情報読取装置を具現化した第1実施形態について、図面を参照して説明する。
(光学的情報読取装置の全体構成)
図1〜図3等に示す据置型情報コード読取装置1(以下、単に読取装置1ともいう)は、机や棚などの上面を載置面(図4、図5の載置面Fを参照)としてこの載置面上に載置される据置型装置として構成されており、バーコード等の一次元コードやQRコード(登録商標)等の二次元コードなど情報コードを読み取る情報コードリーダとしての機能を有している。
次に、撮像構造等について詳述する。
本構成では、ケース3の内部に反射部材29、結像部27、撮像部23、照明光源21、導光部材50が収容されている。以下では、これら反射部材29、結像部27、撮像部23、照明光源21、導光部材50等についてより詳細に説明する。
本構成では、ケース3の内部において照明光源21からの照明光が照射される位置に、照明光源21からの照明光が読取口5の開口領域γを通ってケース3の外部に照射されるように導く構成で導光部材50が配置されている。そして、この導光部材50は、開口領域γにおいて、視野範囲αの中心部P1を通る照明光の照度よりも、視野範囲α内の周縁部寄りに定められた所定の高照度領域βを通る照明光の照度のほうが大きくなるように照明光を導いている。
この構成によれば、少なくとも読取口5付近の視野範囲内において、周縁部寄りの領域の照度を中心部P1付近の照度よりも相対的に高めることができ、この視野範囲を撮像部23で撮像して得られた撮像画像では、周縁部付近の輝度の低下が抑えられる。従って、周縁部付近の輝度が中心部P1よりも大きく低下することに起因する問題(デコード不良等)を効果的に抑制することができ、読み取り性能をより確実に高めることができる。
この構成では、各反射部の反射面は、平面方向において、視野範囲αの中心部P1の位置(即ち、光軸L2の位置)から遠い側が上位置となり、視野範囲αの中心部P1の位置(光軸L2の位置)に近い側が下位置となっている。このため、上側の位置で反射した照明光はそれほど減衰せずに開口領域γにおける視野範囲αの周縁部付近に到達しやすくなり、各反射部での反射位置が視野範囲αの中心部P1側(即ち、光軸L2側)に近づくほど、反射位置から開口領域γまでの距離が遠くなるため、開口領域γに至るまでに光が減衰しやすくなる。このような作用が生じるため、それほど複雑な部材や特殊な素材を用いなくても、開口領域γ付近において視野範囲αの周縁部付近の照度を中心部P1付近の照度よりも高めやすくなる。
この構成では、対をなして配置される各反射部53,54のいずれの反射面も、平面方向において視野範囲αの中心部P1の位置(即ち、光軸L2の位置)から遠い側が上位置となり、平面方向において視野範囲αの中心部P1の位置(光軸L2の位置)に近い側が下位置となっている。このため、一方の反射部54及び他方の反射部53のいずれにおいても、上側の位置で反射した照明光はそれほど減衰せずに視野範囲αの周縁部付近に到達しやすくなり、各反射部53,54での反射位置が視野範囲αの中心部P1側に近づくほど、反射位置から開口領域γまでの距離が遠くなるため、開口領域γに至るまでに光が減衰しやすくなる。このような作用が生じるため、それほど複雑な部材や特殊な素材を用いなくても、所定方向の両側で視野範囲の周縁部の照度を強調することができ、読取口5付近において、より広い範囲に高照度領域βを構成することができる。
この構成では、第1方向(幅方向)において対をなして配置される両第1反射部53,54、及び第2方向(前後方向)において対をなして配置される両第2反射部51,52のいずれの反射面も、平面方向において視野範囲αの中心部P1の位置(光軸L2の位置)から遠い側が上位置となり、平面方向において視野範囲αの中心部P1の位置に近い側が下位置となっている。このため、四方に配置される一方の第1反射部54、他方の第1反射部53、一方の第2反射部51、他方の第2反射部52のいずれにおいても、上側の位置で反射した照明光はそれほど減衰せずに視野範囲の周縁部付近に到達しやすくなり、反射部での反射位置が視野範囲の中心部P1側に近づくほど、反射位置から開口領域γまでの距離が遠くなるため、開口領域γに至るまでに光が減衰しやすくなる。このような作用が生じるため、それほど複雑な部材や特殊な素材を用いなくても、第1方向の両側及び第2方向の両側で、視野範囲の周縁部の照度を強調することができ、読取口5付近の視野範囲周縁部近傍において、より一層広い範囲に、より万遍なく高照度領域βを構成することができる。
この構成によれば、一方側光源と他方側光源とによって四方の反射部に光を照射することができ、高照度領域βをより広い範囲に効率的に生じさせることができる。
この構成では、照明光源21から斜め上方側に向かおうとする照明光が遮光部91a,92a,93a,94aによって遮られるため、照明光源21からの直接光がプレート7(透明部材)で鏡面反射しにくくなり、鏡面反射光が撮像部23に映り込むことを抑制することができる。また、各照明光源21からの照明光の向きを横方向及び斜め下方向に絞りやすくなるため、上側に漏洩する光を抑えて効率的に導光部材50に照明光を照射することができる。
このように、ケース3内に反射部材29を介在させ、結像部27からケース3の外部まで続く視野範囲の経路(即ち、読取口5から入り込んだ光を結像部27に導く経路)をケース3の内部において折れ曲がるように構成することで、ケース3の厚さをそれほど大きくしなくても、光学系から読取口5での距離(読取口5から入り込んだ光が結像部27に入り込むまでの経路の長さ)を大きく確保しやすくなる。これにより、ケース3の厚さを低減して小サイズ化を図ることができる。
次に、本発明の第2実施形態に係る光学的情報読取装置について、図11を用いて説明する。
上記第1実施形態では、導光部材として、照明光を反射する反射部51,52,53,54によって構成される導光部材50を例示したが、読取口での視野範囲において、中心部付近の照度よりも周縁部付近の照度を相対的に高めることが可能な構成であれば他の様々な構成を適用できる。例えば、図11の読取装置200では、結像部27によって視野範囲ARが定められており、ケース203の内部には、この視野範囲ARに沿って光透過性の拡散部材250a,250bが設けられている。そして、拡散部材250a,250bの下方には、照明光源として、各拡散部材250a,250bに対して光を照射する照明光源221a,221bが設けられており、照明光源221a,221bからの照明光は、各拡散部材250a,250bを透過し、拡散しつつ読取口205側に照射されるようになっている。なお、この例では、ケース203の上端の開口部によって読取口205が構成されており、この読取口205を閉塞するように、透明なプレート207が設けられている。そして、プレート207の上面領域全体が開口領域となっている。この構成では、各拡散部材250a,250bから上方側に光が放出されるようになっており、各拡散部材250a,250bに近い読取口205の内縁部付近(開口領域の周縁部付近)では照度が大きくなり、各拡散部材250a,250bから遠い読取口205の中心部付近(開口領域の中心部付近)では照度が小さくなる。従って、読取口205の開口領域では、視野範囲の中心部よりも、視野範囲内の周縁部寄り領域(高照度領域)のほうが照度が大きくなる。なお、図11は、読取装置200の中心を上下方向及び上下方向と直交する所定の幅方向に沿って切断した切断面を示しているが、読取装置200の中心を上下方向及び上下方向と直交する所定の前後方向に沿って切断した切断面においても同様の構成となっており、前後方向の切断面でも、各拡散部材250a,250bと同様の各拡散部材が前後に配置されており、照明光源221a,221bと同様の照明光源によってこれら拡散部材に照明光が照射されるようになっている。これにより、読取口の開口領域では、視野範囲の周縁部付近の照度が相対的に大きくなるように環状の高照度領域が構成され、視野範囲の中心部付近の照度が相対的に小さくなる。
次に、本発明の第3実施形態に係る光学的情報読取装置について、図12を用いて説明する。
本第3実施形態では、結像部27および反射部材29に代えて結像部61および反射部材62が採用される点が主に上記第1実施形態と異なる。このため、第1実施形態と実質的に同様の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
撮像部23で撮像可能となる視野範囲を定める結像部として、広角レンズを採用することで、撮像部23の視野範囲を広くすることができる。これにより、ケース3の厚さを低減しても、必要な視野範囲が確保されるので、読取装置1の小サイズ化を図ることができる。その一方で、結像部として単に広角レンズを採用すると、その光学的特性上、撮像画像における周縁部付近の輝度低下がより顕著となってしまう。
次に、本発明の第4実施形態に係る光学的情報読取装置について、図13および図14を用いて説明する。なお、図13では、画角50度での第1視野範囲AR1aおよび第2視野範囲AR2aを二点鎖線にて示し、画角60度での第1視野範囲AR1bおよび第2視野範囲AR2bを一点鎖線にて示す。また、図14では、画角50度での第1視野範囲AR1aおよび第2視野範囲AR2aを二点鎖線にて示し、画角40度での第1視野範囲AR1cおよび第2視野範囲AR2cを破線にて示し、画角30度での第1視野範囲AR1dおよび第2視野範囲AR2dを実線にて示す。また、図14では、同じ開口領域γに対して、画角50度での視野範囲をαa、画角40度での視野範囲をαc、画角30度での視野範囲をαcとして図示している。
次に、本発明の第5実施形態に係る光学的情報読取装置について、図15および図16を用いて説明する。
本第5実施形態ではケース3に対する撮像部23の相対位置を変更している点が主に上記第1実施形態と異なる。このため、第1実施形態と実質的に同様の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
3…ケース
5…読取口
21…照明光源
21a,21b…第1光源(他方側光源)
21c,21d…第2光源(一方側光源)
23…撮像部
27,61…結像部
29,62…反射部材
40…制御回路(解読部)
50…導光部材
50a…導光部材の上端部
51,52…一対の第2反射部(一対の反射部)
51…一方の第2反射部
52…他方の第2反射部
53,54…一対の第1反射部(一対の反射部)
53…他方の第1反射部
54…一方の第1反射部
62a…凸面部
91a,92a,93a,94a…遮光部
AR1,AR1a〜AR1d…第1視野範囲(視野範囲)
AR2,AR2a〜AR2d…第2視野範囲(視野範囲)
β…高照度領域
γ…開口領域
C…情報コード
P1…中心部
P2…周縁部
Claims (12)
- 所定の上下方向の一方側に、光の出入口となる読取口が形成されたケースと、
照明光を照射する照明光源と、
前記ケースの内部において前記照明光源からの前記照明光が照射される位置に配置され、前記照明光源からの前記照明光が前記読取口の開口領域を通って前記ケースの外部に照射されるように導く導光部材と、
撮像部と、
前記撮像部で撮像可能となる視野範囲を定めると共に、前記ケースの外部から前記読取口を通過して入り込んだ光を前記撮像部に導く構成をなし、前記ケースの外部において前記視野範囲内に情報コードが配置されたときに当該情報コードの像を前記撮像部に結像させる結像部と、
前記視野範囲内に配置された前記情報コードが前記撮像部によって撮像された場合に、前記情報コードのコード画像を解読する解読部と、
を備え、
前記導光部材は、前記開口領域において、前記視野範囲の中心部を通る前記照明光の照度よりも、前記視野範囲内の周縁部寄りに定められた所定の高照度領域を通る前記照明光の照度のほうが大きくなるように前記照明光を導き、
前記照明光源は、前記上下方向と直交する平面方向において前記開口領域の外側の位置であって、前記照明光が前記平面方向よりもケース底側に向かうように配置されることを特徴とする据置型情報コード読取装置。 - 前記導光部材は、前記開口領域において、前記視野範囲の周縁部に沿った環状領域が前記高照度領域となるように前記照明光を導くことを特徴とする請求項1に記載の据置型情報コード読取装置。
- 前記導光部材は、前記照明光源からの前記照明光を反射する1又は複数の反射部を備え、
前記反射部は、前記照明光を反射する反射面の少なくとも一部の領域が、前記上下方向と直交する平面方向において、前記開口領域における前記視野範囲の前記中心部の位置に近づくにつれて下位置となる傾斜面として構成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の据置型情報コード読取装置。 - 前記導光部材は、前記上下方向と直交する所定方向において互いに対向する一対の反射部を備え、
前記一対の反射部において、一方の反射部の反射面は、前記所定方向において他方の反射部に近づくにつれて下位置となる傾斜面として構成され、前記他方の反射部の反射面は、前記所定方向において前記一方の反射部に近づくにつれて下位置となる傾斜面として構成されており、
前記照明光源は、前記一方の反射部に前記照明光を照射する第1光源と、前記他方の反射部に前記照明光を照射する第2光源とを有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の据置型情報コード読取装置。 - 前記導光部材は、前記上下方向と直交する所定の第1方向において互いに対向する一対の第1反射部と、前記上下方向及び前記第1方向と直交する所定の第2方向において互いに対向する一対の第2反射部と、を備え、
前記一対の第1反射部において、一方の第1反射部の反射面は、前記第1方向において他方の第1反射部に近づくにつれて下位置となる傾斜面として構成され、前記他方の第1反射部の反射面は、前記第1方向において前記一方の第1反射部に近づくにつれて下位置となる傾斜面として構成されており、
前記一対の第2反射部において、一方の第2反射部の反射面は、前記第2方向において他方の第2反射部に近づくにつれて下位置となる傾斜面として構成され、前記他方の第2反射部の反射面は、前記第2方向において前記一方の第2反射部に近づくにつれて下位置となる傾斜面として構成されており、
前記照明光源は、前記一方の第1反射部、前記他方の第1反射部、前記一方の第2反射部、前記他方の第2反射部のいずれにも前記照明光を照射することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の据置型情報コード読取装置。 - 前記照明光源は、前記第1方向において前記他方の第1反射部よりも前記一方の第1反射部に近い側に配置される一方側光源と、前記第1方向において前記一方の第1反射部よりも前記他方の第1反射部に近い側に配置される他方側光源と、を備え、
前記一方側光源からの前記照明光が前記他方の第1反射部及び前記一対の第2反射部に照射され、
前記他方側光源からの前記照明光が前記一方の第1反射部及び前記一対の第2反射部に照射されることを特徴とする請求項5に記載の据置型情報コード読取装置。 - 前記読取口を閉塞する構成で透明部材が配置されており、
前記照明光源は、前記平面方向において前記開口領域から離れた位置に配置され、且つ少なくとも前記上下方向と直交する横方向に前記照明光が照射されるように前記開口領域に近づく側に前記照明光を照射する構成であり、
前記上下方向において前記照明光源と前記読取口の間の位置には、少なくとも前記照明光源からの前記照明光の照射側において前記照明光源の位置から前記平面方向に延びる遮光部が配置されており、
前記遮光部により、前記照明光源から斜め上方側に向かおうとする前記照明光が遮られることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の据置型情報コード読取装置。 - 前記ケースの内部に収容され、前記ケースの外部から前記読取口を通って前記ケース内に入り込む光を反射させる反射部材を備え、
前記結像部は、前記ケースの外部から前記読取口を通過して入り込み且つ前記反射部材で反射した光を前記撮像部に導く構成であり、前記視野範囲として、当該結像部と前記反射部材との間に構成される第1視野範囲と、当該第1視野範囲に続くように前記反射部材から上方側に構成される第2視野範囲とを定める構成であることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の据置型情報コード読取装置。 - 前記導光部材は、前記視野範囲の外側において、前記第2視野範囲に沿って配置されていることを特徴とする請求項8に記載の据置型情報コード読取装置。
- 前記導光部材は、前記視野範囲の外側において前記第2視野範囲を囲む構成で環状に配置されており、且つ上端部が前記読取口の内縁部に近接して配置されていることを特徴とする請求項8又は請求項9のいずれか一項に記載の据置型情報コード読取装置。
- 前記反射部材は、前記結像部側に凸となる凸面部にて前記ケース内に入り込む光を前記結像部に向けて反射させるように構成されていることを特徴とする請求項8から請求項10のいずれか一項に記載の据置型情報コード読取装置。
- 前記結像部は、画角が40度以上60度未満の広角レンズとして構成されていることを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の据置型情報コード読取装置。
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