JP6947308B2 - １−ｄ、２−ｄ、およびｄｐｍシンボル体系を、検出、読取り、および検証する装置 - Google Patents

Description

本開示された実施の形態は、一般的に、光学データ取得装置に関し、特に、しかし限定されないが、１−Ｄバーコードシンボル、２−Ｄバーコードシンボル、およびダイレクトパーツマーキング（ＤＰＭ）バーコードシンボルなどの、複数の光学シンボル体系を、検出、読取り、および検証することに関する。

１次元（１−Ｄ）または２次元（２−Ｄ）コードなどの光学シンボル体系は、幅広い用途で使用されている。バーコードシンボルが、読み取れない、または正しくデータを表示していないときには、雪崩のようなエラーが発生し得る。これらのエラーにより、在庫管理問題が生じ、潜在的に不正確な値付けが生じ、または製品の追跡ができなくなる。よって、多くの小売および製造業者は、ラベルメーカに、正しく読みとることができない全てのシンボルに対して、高額な罰金による罰金を科すことがある。

バーコード検証システムは、今日の社会において重要であり、バーコード自身が、印刷、レーザエッチング、または刻印を通して、十分にプリントまたは形成されることが、不可欠となっている。バーコードが作られたときには、多くの会社は、バーコードの品質のために抽出検査を行い、また多くの会社は、全３種類のシンボルの検証をしなければならない。全３種類のバーコードシンボルを適切に検証することができる、携帯用のバーコード検証システムは、存在しない。最初の時点での品質チェックができるので、携帯性は重要である。単一の検証装置により、バーコードシンボルのこれらの異なる種類の品質を検証することができることは、理想的である。

限定されない例示的な本発明の実施の形態は、次の図を参照して説明され、特に指定しないかぎり、様々な図を通して、同じ参照符号は同等のパーツを指している。

携帯型シンボル体系読取装置の実施の形態を示す、分解図である。 図１の形態型シンボル体系読取装置内で使用される、内部アセンブリの実施の形態を示す、分解図である。 非組立状態における、照明ドームおよびカメラアセンブリの実施の形態を示す、側断面図である。 組立状態における、照明ドームおよびカメラアセンブリの実施の形態を示す、側断面図である。 照明ドームの実施の形態を示す、上面図である。 照明ドームの内部を照らすドームライトアセンブリの実施の形態を示す、平面図である。 図１で示されているような光学シンボル体系読取装置を含む、システムの実施の形態を示す、ブロック図である。

３５ＵＳＣ§１１９（ｅ）に基づいて、本出願は、２０１７年８月２９日に出願され、なお継続中である、米国仮出願 Ｎｏ．６２／５５１３６９に基づく優先を主張する。当該仮出願の内容は、全体として、参照により本明細書に組み込まれる。

光学シンボル体系読取りのための装置およびシステムについて、実施の形態を説明する。実施の形態の理解を助けるために詳述がなされるが、当該技術分野の当業者であれば、１以上詳細な記述がなくても、または他の方法、構成要素、材料などをもって、本発明を実用化することができる、ということを認識する。いくつかの例においては、周知の構造、材料、または動作は、詳細に示されたり、説明されたりすることはないが、これらのものは、それにもかかわらず、発明の範囲に含まれる。

本明細書を通しての「一つの実施の形態（one embodiment）」または「ある実施の形態（an embodiment）」に対する言及は、説明された特徴、構造、または特性が、少なくとも一つの説明された実施の形態に含まれ得るということを意味しており、「一つの実施の形態内」または「ある実施の形態内」の外観が、同じ実施の形態について、必ずしも全てを言及しているわけでない。さらに、任意の適切な態様において、特定の特徴、構造、または特性を、一つ以上の実施の形態に組み合わせてもよい。

以下の実施の形態では、厳格な産業バーコード生成標準に従って、ラベル素材上に印刷された、または複数の材料上にレーザエッチングされた、または複数の材料上に刻印された、バーコードシンボルのビデオ画像を生成するために設計された、携帯型のバーコード検証読取装置について、説明する。開示される実施の形態に係る当該バーコード検証読取装置は、あらゆる１Ｄ／２Ｄ／ダイレクトパーツマーキング（ＤＰＭ）バーコード画像を、効率的に撮像することができ、さらに結果であるビデオ画像を、処理のために、コンピュータに送信することができる。当該開示されるバーコード検証読取装置は、光学文字認識（ＯＣＲ）も、実施することができる。結果であるバーコードラベル品質は、コンピュータのスクリーン上に、表示される。携帯用のコンピュータが通常使用されるが、必須ではない。

本開示の実施の形態は、一般的に、バーコード検証技術に関するものであり、特に、１次元、２次元、およびダイレクトパーツマーキング（ＤＰＭ）バーコードを検証することができる携帯型装置の使用を通してバーコード画像を撮像する方法および装置に関し、さらに、バーコード検証適合のための産業標準である、ISO/IEC 15426-1:2006(E)、ISO/IEC 15426-2:2015(E)、ISO 15415、ISO 15416、およびISO/IEC TR29158:2011(E）に従うように特に設計されている。説明される実施の形態は、携帯型（すなわち、持ち運び可能）となるように設計されており、または、ハンドフリー検証システムとしての使用のために、検証装置を安定して保持することができる特別のプラットフォームスタンド上に、搭載されるように設計されている。

図１は、本実施の形態に係る光学シンボル体系読取装置１００を、例示している。読取装置１００は、二つの半筐体１０１，１０２を有する筐体を含む。二つの半筐体１０１，１０２が組み合わさることにより、内部アセンブリ１０４のための部分的な囲みを形成する。さらに、構成要素１１０により当該筐体は完成され、その内部において内部アセンブリ１０４を完全に囲繞する。実施の形態において、筐体の背面側は、ビデオモニタ（図示せず）を有することができる。よって、ユーザは、より容易に、ラベルを対象とすることができる。実施の形態において、リアルタイムで検証結果を示すことができるように、筐体の背面上に、赤色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、および緑色ＬＥＤがあってもよい。これにより、ユーザが、モニタスクリーンを眺めなければならないことを防ぐ。

コントローラ１１４は、筐体内に収容され、さらにカメラアセンブリ１０６および照明器１０８と通信可能に接続される。コントローラ１１４は、プロセッサ、メモリ、記憶部、および、カメラアセンブリ１０６および照明器１０８の動作をコントローラ１１４が制御できるようにするための格納された命令を、含む。読取装置１００が、コンピュータなどの遠隔装置と、一方向または双方向で通信ができるように（図５参照）、コントローラ１１４は、通信インターフェースおよび関連した命令またはロジックをも、含むことができる。コントローラ１１４上のソフトウェアは、標的とされる視野内のDPMシンボルを自動的に見つけるなどの機能を奏するように設計されることができ、最良の結果を探して、様々な照明モードを循環的に切り替える。その後、バーコードの品質のより良い観察のため、ソフトウェアは、自動的に、ＤＰＭシンボルの画像を、クローズアップし、拡大する。

トリガー１１２は、部分的に筐体の外側に延設しているが、当該筐体内に搭載されることができ、これにより、当該トリガー１１２は、読取装置１００または当該読取装置１００上の部品を作動または停止するオペレーターにより、使用され得る。ある実施の形態において、トリガー１１２は、照明器１０８を作動および停止するために、およびカメラ１０６を作動および停止するために、使用されることができる。たとえば、一つの実施の形態において、トリガーは、照明器のみを作動する位置を持っており、また照明器およびカメラを同時に作動する位置を持っている。ハンドフリープラットフォームを使用する実施の形態においては、トリガー１１２は必須でない。他の実施の形態において、たとえば読取装置１００をコンピュータに接続するとき（図５参照）、当該読取装置１００は、キーボードコマンドにより作動されることができる。

シンボル体系読取装置１００およびその部品の実施の形態を説明するための参照として、一つの軸に沿った北（Ｎ）および南（Ｓ）と直交軸に沿った東（Ｅ）および西（Ｗ）とを有する直交座標系を、図面と共に示される。示されているように、半筐体１０１，１０２により形成されたハンドルの方向において、Ｎはユーザから離れる方向を向いており、Ｓはユーザに向かう方向を向いている。また、示されているように、ＥおよびＷは、左右を向いている。当該座標系は、下記において、読取装置１００の様々な要素の方向および動作を説明するために、使用される。他の実施の形態においては、他の座標系を使用してもよい。

図２は、照明器１０８およびカメラアセンブリ１０６を含む、内部アセンブリ１０４の実施の形態を例示している。照明器１０８は、四角錐台のような形（すなわち、四角形のベースと、切断（truncation）の結果としての四角形トップとを有する角錐台）をしている照明ドーム２０２を含む。ドーム２０２は、角錐台のベースを形成する広い端部２０４（当該ワイド端２０４を通して、照明が出現する）と、角錐台のトップを形成し、カメラ孔２０８を有する狭い端部２０６とを、含む。その方向性のために、側壁２０３Ｗ，２０３Ｓのみが図において視認できるが（図３Ｃでは異なるが）、四つの側壁２０３（北側壁２０３Ｎ、南側壁２０３Ｓ、東側壁２０３Ｅ、および西側壁２０３Ｗ）は、ドーム２０２における、広い端部と狭い端部との間において延設している。錐体の切断のために、側壁２０３は、実質的に台形である。

一連の低角度ライト２１０が、４つの側壁２０３の各々に配置されている。低角度ライトの各セットは、広い端部２０４により形成される平面に平行な略直線内に配置された、一つ以上の個々の光源を含む。その方向性のために、セット２１０Ｗ，２１０Ｓのみが図において視認できるが（図３Ｃでは異なるが）、例示された実施の形態においては、四セットの低角度ライト（北セット２１０Ｎ、南セット２１０Ｓ、東セット２１０Ｅ、および西セット２１０Ｗ）が存する。低角度ライトセット２１０が、ドーム２０２の内部に向かうように、それらの光を方向づけするように（図３Ａ，３Ｂ参照）、低角度ライトセット２１０は、各側壁２０３内の穴に配置される。一つの実施の形態において、低角度ライトセット２１０内の個々の光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよく、他の実施の形態においては、光源として他の種類が使用されてもよい。更なる他の実施の形態においては、個々の低角度ライト源全てが、同じ種類である必要はない。

ドームライト２１４が、ドーム２０２の内部へ光を向かわせるように（図３Ａ，３Ｂ参照）、ドームライトアセンブリ２１２は、ドーム２０２の広い端部２０４の周辺部に配置される。ドームライトアセンブリ２１２の詳細については、図４と共に、下記で説明される。

たとえば異物の侵入を防止し、ドーム２０２の内部を保護するために、ドームライトアセンブリ２１２内の開口部を覆うように、窓２１８を配置する。一つの実施の形態において、窓２１８は透明であってもよく、他の実施の形態において、窓２１８は、赤または緑などの色を有していてよい。他の実施の形態において、窓２１８は、ユーザにより交換可能であってもよい。フレーム２１６は、ドームライトアセンブリ２１２を定位置で保持するために使用されることができ、またフレーム２１６は、窓２１８を定位置で保持する。

四つの締結部および各締結部におけるスタンドオフ２２２，２２４により、カメラアセンブリ１０６は、狭い端部２０６に接続される。また、カメラアセンブリ１０６は、狭い端部２０６におけるカメラ孔２０８と、光学的に接続される。

図３Ａ，３Ｂは共に、照明器１０８およびカメラアセンブリ１０６の側面図を例示している。図３Ａは分解図であり、図３Ｂは組立図である。ドーム２０２は、カメラ孔２０８の中心と実質的に揃っており、広い端部２０４および狭い端部２０６により形成される平面に対して垂直である、光軸３０２を含む。ドーム２０２の内部において、各側壁２０３は内側３０５を有する。一つの実施の形態において、各側壁２０３の内側３０５は、拡散性である。つまり、これらの面から反射した光は、拡散される。

１以上の低角度ライト２１０のセットは、線３０４に沿って、各側壁２０３に配置される。光軸３０２が広い端部２０４によって形成される平面に交差する場合に、各セットにおける低角度ライトは、角度βに対する（subtend）。一つの実施の形態において、βは実質的に３０°（例えば、３０°±３°）であるが、他の実施の形態において、βは、異なる値を有していてもよい。

ドームライトアセンブリ２１２は、光軸３０２の方向に挿入され、これにより、ドームライトアセンブリ２１２は、広い端部２０４の外周に装着する。このように配置されたドームライトアセンブリ２１２により、当該アセンブリにおけるドームライト２１４は、光をドーム２０２の内部に向けられる。拡散性の内部面３０５は、当該光を拡散し、窓２１８を通して、広い端部２０４の外側に方向づけされる。

動作において、低角度ライトセット２１０およびドームライトは、様々な組合せでアクティベートされ得る：
赤のドームライト（ライトトレイ２１２上のライトであり、ドーム２０２の内部の方を向いている）。
白のドームライト（ライトトレイ２１２上のライトであり、ドーム２０２の内部の方を向いている）。
北低角度ライトセット。
東低角度ライトセット。
南低角度ライトセット。
西低角度ライトセット。
北および南低角度ライトセット。
東および西低角度ライトセット。
北、南、東、および西低角度ライトセット。
一つの実施の形態において、ソフトウェアは、全ての照明の組合せを循環的に切り替えるようにプログラムされており、最良の結果を提供するモードを選択する。

カメラアセンブリ１０６は基板３０６を含み、一つの実施の形態において、当該基板３０６は、プリント基板であってもよい。画像センサ３０８は、回路基板３０６上に搭載される。そして、光学系３１０は、回路基板３０６に機械的に接続され、また画像センサ３０８に光学的に接続される。一つの実施の形態において、カメラアセンブリ１０６は、１６ｍｍレンズおよび約１．３５インチ×１．００インチのターゲット視野（ＦＯＶ）を有する、ＣＡＭ２００−１６であってもよい。

スタンドオフ２２２，２２４に挿通された締結部により、カメラアセンブリ１０６は、ドーム２０２の狭い端部２０６に接続される。スタンドオフ２２２，２２４は、基板３０６と狭い端部２０６との間に、適切な間隔Ｄを維持するために、使用される。例示されている実施の形態において、各締結部は、厚さｄ１と厚さｄ２を有する二つのスタンドオフを有する。したがって、ｄ１＋ｄ２＝Ｄ、である。カメラアセンブリ１０６が１６ｍｍレンズを含む、特定の実施の形態において、ｄ１は１１／３２インチであり、ｄ２は３／４インチである。しかし、他の実施の形態において、締結部当たりに、示されているものとは異なる数のスタンドオフが、使用されてもよい。スタンドオフ間隔Ｄと光学系３１０の焦点距離との適切な組合せにより、様々な広い範囲のサイズ（一つの実施の形態において、２ミル（０．００２インチ）から数インチまで）に渡り、様々な光学シンボル体系を正確に読み取るように、光学シンボル体系読取装置１００を作ることができる。

さらに、図３Ｃは、側壁２０３および低角度ライトセット２１０の形状および配置を、例示している。四つの側壁２０３（北側壁２０３Ｎ、南側壁２０３Ｓ、東側壁２０３Ｅ、および西側壁２０３Ｗ）は、ドーム２０２の広い端部と狭い端部との間で、延設している。角錐の切断のため、側壁２０３は略台形である。低角度ライトのセットは、四つの側壁２０３の各々に、配置されている。よって、例示されている実施の形態において、四セットの低角度ライト（北セット２１０Ｎ、南セット２１０Ｓ、東セット２１０Ｅ、および西セット２１０Ｗ）が存する。低角度ライトセット２１０が、ドーム２０２の内部方向に光を向けることができるように（図３Ａ，３Ｂ参照）、低角度ライトセット２１０は、各側壁２０３における穴内に、配置される。

図４は、ドームライトアセンブリ２１２の実施の形態を、例示している。ドームライトトレイ２１２は、四角形の環状のような形状の基板４００を含む。つまり、一つの四角形のエリアを、同じ形および同じ中心を持つより大きな四角形から、取り除く結果として、開口領域４０６を残したドームライトトレイ２１２が生成される。ドームライト源２１４は、環状体の各辺に沿って、配置されている。例示されている実施の形態において、ドームライト源２１４は、二つの異なる色（第一の色および第二の色）を有する。例示されている実施の形態において、第一および第二の色は、交互に配置されているが、他の実施の形態においては、第一および第二の色の他の配列を採用することができる。一つの実施の形態において、ソフトウェアにより何れか一方が作動されている状態で、第一の色は白であってもよく、第二の色は赤であってもよい（６２０ｎｍから６７０ｎｍ）。他の実施の形態では、異なる色の対を採用することもできる。たとえば、他の実施の形態において、ドームライト源は、他の視認可能な色（たとえば、緑）または視認できない色（たとえば、赤外線または紫外線）を、含んでいてもよい。図には示されていないが、基板上に配置されたドームライト源に電力供給できるように、環状基板４００には、電気接続が設けられる。

図５は、シンボル体系読取システム５００の実施の形態を、例示している。システム５００は、上記で説明したもののような光学シンボル体系読込装置に接続される、コンピュータ５０２を含む。コンピュータ５０２は、プロセッサ５０４、メモリ５０６、記憶部５０８、および通信インターフェース５１０を、含む。表示部５１２は、通信インターフェース５１０を介して、コンピュータ５０２に接続されてもよい。

光学シンボル体系読込装置５１４は、通信インターフェース５１０を介して、コンピュータ５０２と通信可能に接続されてもよい。ここで使用されるように、二つの構成要素が通信可能に接続されるということは、二つの接続された構成要素が、両者の間で、一方向または双方向に、信号または情報を交換することができる、ということを意味する。一つの実施の形態において、光学シンボル体系読込装置５１４、または、より具体的には、光学シンボル体系読込装置内のコントローラ１１４（図１参照）は、ワイヤまたはケーブル５１６により、コンピュータ５０２と通信可能に接続されてもよい。一つの実施の形態において、たとえば、ケーブル５１６は、ＵＳＢ２．０またはＵＳＢ３．０通信ラインであってもよい。

他の実施の形態において、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＷｉ−Ｆｉなどのプロトコルを用いた直接的な無線接続５１８により、または、通信インターフェース５１０に接続されたネットワーク５２６に接続されたネットワークアクセスポイント５１９を用いた、Ｗｉ−Ｆｉや他の無線プロトコルを介した無線で、読取装置５１４は、無線で５０２に接続されてもよい。

一つの実施の形態において、光学シンボル体系読込装置５１４を動作させるために必要な電力は、ケーブル５１６を介して、コンピュータ５０２により供給されてもよく、他の実施の形態において、読取装置５１４は、バッテリー５２０により、代わりに電力供給されてもよい。バッテリー電源供給の実施の形態において、読取装置５１４は、窓を囲んでおり、バッテリー５２０に電気的に接続された、電磁石コイル５２２を含んでいてもよい。バッテリー５２０を充電するために、電磁石コイル５２２と共に読取装置を、充電クレードル５２４内に挿入されてもよい。動作において、読取装置５１４を、コンピュータ５０２を介して、ユーザにより構成してもよく、さらに、読取装置５１４により読み取られるデータを、コンピュータ５０２と交換してもよい。

実施の形態の上記説明は、網羅的であること、または発明を説明された構造に限定することを、意図していない。発明の特定の実施の形態および発明の例は、ここでは、例示の目的で説明されているが、様々な変更が可能である。

Claims (7)

1. 広い端部と、狭い端部と、前記狭い端部と前記広い端部との間で延設する複数の側壁と、前記広い端部の外周部に配置され、照明を提供する複数のドームのライト源と、各々が照明を提供する、複数のセットの低角度ライト源とを、有する、照明ドームと、
   前記照明ドームの狭い端部に接続される、カメラと、
   前記照明ドームおよび前記カメラと接続される、コントローラとを、備えており、
   前記複数のドームライト源は、
   第一の色の第一のドームのライト源、および第二の色の第二のドームのライト源を、含み、
   前記複数のセットの低角度ライト源は、
   北低角度ライトセット、東低角度ライトセット、南低角度ライトセット、および西低角度ライトセット、含み、
   前記コントローラは、
   前記複数セットの低角度ライト源および前記複数のドームのライト源を、次の組合せで循環的に切替わるように、アクティベートし、
   前記組合せは、
   前記第一のドームのライト源の組合せ、
   前記第二のドームのライト源の組合せ、
   前記北低角度ライトセットの組合せ、
   前記東低角度ライトセットの組合せ、
   前記南低角度ライトセットの組合せ、
   前記西低角度ライトセットの組合せ、
   前記北および前記南低角度ライトセットの組合せ、
   前記東および前記西低角度ライトセットの組合せ、および
   前記北、前記南、前記東、および前記西低角度ライトセットの組合せ、であり、
   前記カメラは、
   各前記組合せ時における画像を撮像し、
   前記コントローラは、
   前記カメラが撮像した各前記画像を用いて、最良の前記組合せを選択する、
   装置。
2. 前記照明ドームは、四つの前記側壁を有する四角錐台であり、
   前記北低角度ライトセット、前記東低角度ライトセット、前記南低角度ライトセット、および前記西低角度ライトセットは、各々、前記四つの側壁の各々に配置されている、
   請求項１に記載の装置。
3. 前記低角度ライト源によるなす角度は、３０±３度である、
   請求項２に記載の装置。
4. 前記第一の色は、赤であり、
   前記第二の色は、白である、
   請求項１に記載の装置。
5. 各前記側壁は、前記照明ドームの内側上に内部面を有し、
   各前記側壁の前記内部面は、入射光を拡散することができる、
   請求項４に記載の装置。
6. 前記コントローラに接続されたトリガーを、さらに備えており、
   前記トリガーは、前記照明ドームのみを作動する位置と、前記照明ドームと前記カメラとを同時に作動する位置とを、有する、
   請求項１に記載の装置。
7. 前記画像には、
   １−Ｄバーコードシンボル、２−Ｄバーコードシンボル、またはダイレクトパーツマーキングバーコードシンボルが、含まれている、
   請求項１に記載の装置。
   
   
   以上

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