JP7358970B2 - 光学的情報読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学的情報読取装置に関するものである。

従来、照明部から照明光が照射された状態で情報コードからの反射光を受光部にて受光することで当該情報コードを読み取る際、情報コードが表示された表示面での鏡面反射の影響を抑制するために、偏光フィルタが採用されている。すなわち、鏡面反射による光が反射時における偏光を保持することから、照明部の出射側に位置する偏光フィルタの偏光方向と受光部の受光側に位置する偏光フィルタの偏光方向とを９０°異ならせることで、鏡面反射の影響を抑制することができる。その一方で、鋳物等の表面には微細な凹凸が存在することから全体が鏡面反射を起こすため、このような凹凸面に形成される情報コード（例えば、鋳肌にダイレクトマーキングによって形成される情報コード）では、鏡面反射を起こさないコード部分とのコントラストが生まれることで、デコード可能な画像が得られます。そうすると、上述のような凹凸面に形成される情報コードを読み取る際に、上述のように構成される２つの偏光フィルタを介していると、コード部分とのコントラストが失われてしまい、デコード可能な画像が得られないという問題がある。

このような問題に関して、情報コードの読み取りに適した照明光の照射状態を実現するための技術として、例えば、下記特許文献１に開示される光学的情報読取装置が知られている。この光学的情報読取装置では、４つの発光素子の出射方向に窓部が配置されており、この窓部のうち、２つの発光素子の光が射出する部分には偏光フィルタが設けられ、残りの２つの発光素子の光が射出する部分には偏光フィルタが設けられないようになっている。また、窓部のうち、撮像素子の光学系に光が入射する部分には、上述した偏光フィルタに対して偏光方向が９０°異なる偏光フィルタが設けられている。このような構成により、鏡面反射の影響を抑制すべき情報コード等を読み取る場合には、出射方向に偏光フィルタが設けられた両発光素子を発光させ、凹凸面に形成された情報コード等を読み取る場合には、出射方向に偏光フィルタが設けられていない両発光素子を発光させることで、その情報コードの読み取りに適した照射状態に切り替えている。

特開２０１６－０３３７８７号公報

ところで、上記特許文献１のような構成では、偏光フィルタが設けられる照明部（発光素子）と偏光フィルタが設けられない照明部との２種類の照明部を用意する必要がある。このため、情報コードを読み取る際には、２種類の照明部のいずれか一方しか利用できないので、情報コードの読み取りに必要な照明光の光量（照度）を確保するために、各照明部が大型化することとなる。そうすると、光学系の小型化、すなわち、光学的情報読取装置の小型化が困難になってしまうという問題が生じてしまう。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、複数種類の照明部を採用することなく、情報コードの読み取りに適した偏光の状態に切り替え可能な構成を提供することにある。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載の光学的情報読取装置（１０）は、
情報コード（Ｃ）に向けて照明光を出射する照明部（３１，３１ａ）と、
前記照明部の出射側に配置される第１偏光部（４１，４１ａ）と、
前記情報コードからの反射光を受光する受光部（３２）と、
前記受光部の受光側に配置される第２偏光部（４２）と、
前記受光部による受光結果に応じて前記情報コードを読取る読取部（２１）と、
を備え、
前記第１偏光部は、前記照明光が所定の偏光方向に偏光されるように構成され、
前記第２偏光部は、前記反射光が前記所定の偏光方向と異なる方向に偏光される状態と前記反射光が偏光されずに通過する状態とのいずれかに切り替え可能な切替偏光部として構成されることを特徴とする。

請求項４に記載の光学的情報読取装置（１０）は、
情報コード（Ｃ）に向けて照明光を出射する照明部（３１，３１ａ）と、
前記照明部の出射側に配置される第１偏光部（４１，４１ａ）と、
前記情報コードからの反射光を受光する受光部（３２）と、
前記受光部の受光側に配置される第２偏光部（４２）と、
前記受光部による受光結果に応じて前記情報コードを読取る読取部（２１）と、
を備え、
前記第１偏光部は、前記照明光が第１の偏光方向に偏光される状態と前記照明光が第２の偏光方向に偏光される状態とのいずれかに切り替え可能な切替偏光部として構成され、
前記第２偏光部は、前記反射光が前記第２の偏光方向に偏光されるように構成されることを特徴とする。
なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

請求項１の発明では、照明部の出射側に配置される第１偏光部は、照明光が所定の偏光方向に偏光されるように構成される。そして、受光部の受光側に配置される第２偏光部は、情報コードからの反射光が上記所定の偏光方向と異なる方向に偏光される状態（以下、偏光状態ともいう）と反射光が偏光されずに通過する状態（以下、通過状態ともいう）とのいずれかに切り替え可能な切替偏光部として構成される。

これにより、切替偏光部を偏光状態に切り替えることで、第１偏光部の偏光方向と第２偏光部の偏光方向とが異なる方向となることから、情報コードからの反射光を受光する際に、照明部からの照明光に起因する鏡面反射の影響を抑制することできる。一方、切替偏光部を通過状態に切り替えることで、第２偏光部にて偏光されなくなることから、凹凸面に形成された情報コード等を読み取る場合でも、コード部分とのコントラストが失われることもない。したがって、複数種類の照明部を採用することなく、情報コードの読み取りに適した偏光の状態に切り替えることができる。

請求項２の発明では、第１偏光部は、照明光を拡散する拡散部と、拡散部にて拡散された光のうち上記所定の偏光方向の光を透過し残りを拡散部に向けて反射する反射偏光部とを備えるように構成される。これにより、反射偏光部にて反射された光が拡散部にて再度拡散された際に、上記所定の偏光方向となった一部の光が反射偏光部を透過するため、第１偏光部での偏光による光量の低下が抑制されるので、情報コードの読み取りに必要な照明光の光量を容易に確保することができる。

請求項３の発明では、受光部は、受光センサと、受光センサの受光面に像を結像させるための結像レンズとを備える。そして、結像レンズは、受光センサに結像される入射光線の最大角が受光センサに結像される射出光線の最大角に対して大きくなるように形成され、第２偏光部は、結像レンズと受光センサとの間に配置される。

撮像範囲を広げるために、受光センサに結像される入射光線の最大角が受光センサに結像される射出光線の最大角に対して大きくなる結像レンズ、すなわち、広角レンズを採用することができる。この場合、結像レンズの入射側に切替偏光部として機能する第２偏光部が配置されていると、切替偏光部に入射する光線の角度が大きくなるため、例えば、切替偏光部として液晶等を採用する場合には、撮像範囲における周辺部分の鏡面反射カット効果が弱くなってしまう。そこで、第２偏光部（切替偏光部）を結像レンズ（広角レンズ）と受光センサとの間に配置することで、第２偏光部（切替偏光部）が結像レンズの入射側に配置される場合と比較して、切替偏光部に入射する光線の角度が小さくなるので、画角を広くするための広角レンズを結像レンズとして採用する場合であっても、撮像範囲全体で鏡面反射カット効果を得ることができる。

請求項４の発明では、照明部の出射側に配置される第１偏光部は、照明光が第１の偏光方向に偏光される状態（以下、第１偏光状態ともいう）と照明光が第２の偏光方向に偏光される状態（以下、第２偏光状態ともいう）とのいずれかに切り替え可能な切替偏光部として構成される。そして、受光部の受光側に配置される第２偏光部は、情報コードからの反射光が上記第２の偏光方向に偏光されるように構成される。

これにより、切替偏光部を第１偏光状態に切り替えることで、第１偏光部の偏光方向と第２偏光部の偏光方向とが異なる方向となることから、情報コードからの反射光を受光する際に、照明部からの照明光に起因する鏡面反射の影響を抑制することできる。一方、切替偏光部を第２偏光状態に切り替えることで、第１偏光部の偏光方向と第２偏光部の偏光方向とが同じ方向となることから、既に偏光されている反射光が第２偏光部にて偏光されなくなり、凹凸面に形成された情報コード等を読み取る場合でも、コード部分とのコントラストが失われることもない。したがって、複数種類の照明部を採用することなく、情報コードの読み取りに適した偏光の状態に切り替えることができる。

請求項５の発明では、切替偏光部は、液晶及び偏光板により構成される。液晶は、入射する光を、偏光方向が例えば９０°変わるように出射する状態と、偏光方向が変わることなくそのまま出射する状態とに切り替える機能を有している。このため、通常のＴＮ型液晶から１枚の偏光板を除くように構成される液晶及び偏光板の組み合わせによって、切替偏光部として偏光方向を切り替え可能な構成を安価に実現することができる。

請求項６の発明では、液晶は、液晶層と、液晶層を介して対向しラビング方向が互いに９０°異なる一対の配向膜とを備え、配向膜は、ラビング方向が受光部における受光面の外縁の一辺に対して傾くように形成される。

通常、矩形状に形成される配向膜は、そのラビング方向が当該配向膜の外縁の一辺に対して平行（直交）となるように形成されており、このような配向膜を２枚利用して偏光された光を受光する際、ラビング方向に対して４５°程度傾いた方向での端部のコントラストが低くなることが知られている。このため、上記配向膜を有する液晶を、受光面が矩形状に形成される受光部に対して、配向膜の外縁と受光面の外縁とが平行となるように配置すると、矩形状となる受光範囲のうち上記ラビング方向に対して４５°程度傾いた方向となる隅部近傍がコントラストの低い範囲となり、読取成功率の低下を招く可能性がある。

そこで、ラビング方向が受光部における受光面の外縁の一辺に対して傾くように配向膜を配置することで、コントラストが低くなる範囲を上記４５°程度傾いた方向から異なる方向に変えることができる。このため、コントラストが低くなる範囲が矩形状の受光範囲から外れやすくなり、上記コントラストの低下に起因する読取成功率の低下を抑制することができる。

請求項７の発明では、液晶は、スペーサが含有される液晶層を備え、この液晶層は、受光部の受光範囲となる領域でのスペーサの含有率が、受光範囲と異なる範囲となる領域でのスペーサの含有率よりも低くなるように形成される。これにより、光軸上での液晶と受光部との距離が近くなるように配置される場合でも、スペーサが撮像され難くなり、液晶層内のスペーサに起因する撮像画像の質の低下を抑制することができる。

請求項８の発明では、切替偏光部の切り替えを制御する制御部と、切替偏光部での切り替えの完了を検知する検知部と、を備え、受光部は、検知部による検知結果に応じて、切替偏光部での切り替えの完了後に、露光を開始する。これにより、確実に切替偏光部での切り替えが完了した後に受光部による露光が開始されるため、切替偏光部での切り替え中の画像が撮像されることもないので、読み取りに適した画像を撮像することができる。

請求項９の発明では、受光部から取り込まれた撮像画像が順次記憶される記憶部を備え、読取部は、記憶部に撮像画像が記憶されるごとに、当該撮像画像に対して情報コードを解読して読取るための解読処理を行う。これにより、切替偏光部での切り替え中であっても、既に撮像された撮像画像に対して解読処理を行うことができ、切替偏光部での切り替えの完了後に解読処理を開始する場合と比較して、処理効率を向上させることができる。

請求項１０の発明では、制御部は、予め決められた切替頻度に応じて切替偏光部での切り替えを行うため、鏡面反射の影響を抑制すべき情報コード等や凹凸面に形成された情報コード等が読取対象として混在するような場合でも、情報コードの読み取りを円滑に行うことができる。

請求項１１の発明では、切替偏光部により切り替えられる一方の状態（偏光状態，第１偏光状態）にて受光部から取り込まれた撮像画像に対する読取部の解読結果と、切替偏光部により切り替えられる他方の状態（通過状態，第２偏光状態）にて受光部から取り込まれた撮像画像に対する読取部の解読結果との比較結果に応じて、切替偏光部での切替頻度が設定部により設定され、この設定された切替頻度に応じて切替偏光部での切り替えが制御部により行われる。これにより、鏡面反射の影響を抑制すべき情報コード等や凹凸面に形成された情報コード等が読取対象として混在するような場合でも、その混在状況に応じた切替頻度を設定することができる。このため、情報コードの読み取りが成功しやすくなり、読取処理に関する時間を短縮することができる。

請求項１２の発明では、切替偏光部により切り替えられる一方の状態（偏光状態，第１偏光状態）にて露光条件を変化させるごとに得られる読取部の解読結果と、切替偏光部により切り替えられる他方の状態（通過状態，第２偏光状態）にて露光条件を変化させるごとに得られる読取部の解読結果との比較結果に応じて、切替偏光部での切替頻度と露光条件とが設定部により設定される。これにより、露光条件をも加味して切替頻度を設定できるので、情報コードの読み取りがさらに成功しやすくなり、読取処理に関する時間をより一層短縮することができる。

請求項１３の発明では、照明部は、照明光を出射する光源と、光源からの照明光を集光する集光素子とを備え、第１偏光部は、光源と集光素子との間に配置される。光源から遠ざかるほど照明光が広がるため、集光素子の出射側に第１偏光部が配置される場合と比較して、照明光が第１偏光部に入射する面積、すなわち、第１偏光部にて照明光を偏光すべき面積が小さくなり、第１偏光部の小型化を図ることができる。

第１実施形態に係る光学的情報読取装置の構成を概略的に例示するブロック図である。 図１の光学系の構成を説明する説明図である。 図２の第２偏光部の概略構成を示す平面図である。 図３の第２偏光部のＸ－Ｘ断面を概略的に示す断面概略図である。 第３実施形態に係る光学的情報読取装置に採用される第２偏光部を説明する説明図である。 図５に対してラビング方向が外縁の一辺に対して平行（直交）となる従来の配向膜が採用された偏光部を説明する説明図である。 図５の液晶が採用された第２偏光部を介した受光範囲を説明する説明図である。 図６の液晶が採用された偏光部を介した受光範囲を説明する説明図である。 第４実施形態において制御部にてなされる読取処理の流れを例示するフローチャートである。 偏光状態にて１つの撮像画像が取り込まれた後に通過状態にて１つの撮像画像が取り込まれる処理が繰り返されるように切替頻度が設定された際の読取処理の流れを説明するタイミングチャートである。 第５実施形態において制御部にてなされる切替頻度等設定処理の流れを例示するフローチャートである。 図１２（Ａ）は、各切替状態及び各露光条件ごとの読取成功率を示す説明図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）から求められる切替頻度を示す説明図であり、図１２（Ｃ）は、図１２（Ｂ）等に基づいて設定される読取条件テーブルを説明する説明図である。 図１３（Ａ）は、図１２（Ａ）と異なる条件として、各切替状態及び各露光条件ごとの読取成功率を示す説明図であり、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）から求められる切替頻度を示す説明図であり、図１３（Ｃ）は、図１３（Ｂ）等に基づいて設定される読取条件テーブルを説明する説明図である。 偏光状態にて３つの撮像画像が取り込まれた後に通過状態にて２つの撮像画像が取り込まれる処理が繰り返されるように切替頻度が設定された際の読取処理の流れを説明するタイミングチャートである。 第６実施形態に係る光学的情報読取装置に採用される第１偏光部を説明する説明図である。 第７実施形態に係る光学的情報読取装置に採用される照明部と第１偏光部との配置関係を説明する説明図である。 第８実施形態に係る光学的情報読取装置の外観を示す説明図であり、図１７（Ａ）はケースの第１面から見た状態を示し、図１７（Ｂ）はケースの第２面から見た状態を示す。 図１７の光学的情報読取装置が搬送ライン上に設置された状態を説明する説明図である。 第９実施形態に係る光学的情報読取装置の受光光学系の構成を概略的に例示する説明図である。

［第１実施形態］
以下、本発明を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示す光学的情報読取装置１０は、バーコードやＱＲコード（登録商標）等の情報コードや文字情報等の光学的情報を読み取る読取装置として構成されており、図示しないケースによって外郭が構成され、このケース内に各種電子部品が収容された構成をなしている。

光学的情報読取装置１０のケース内には、光学的情報読取装置１０全体を制御する制御部２１が設けられている。この制御部２１は、マイコンを主体として構成されるものであり、ＣＰＵ、システムバス、入出力インタフェース等を有し、記憶部２２とともに情報処理装置を構成している。制御部２１は、後述する光学系３０の受光センサ３２によって撮像された情報コードの撮像画像を利用して行う読取処理により、情報コードに記録されたデータを所定の解読方法で解読するように構成されている。記憶部２２は、例えば半導体メモリであって、読取処理等を実行するための所定のプログラム等が制御部２１により実行可能に予め格納されている。なお、制御部２１は、受光センサ３２による受光結果に応じて情報コードを読取る「読取部」の一例に相当し得る。

また、光学的情報読取装置１０は、操作部２３、表示部２４、発光部２５、通信インタフェース２６等を備えている。操作部２３は、ケースの外面等に設けられる１または複数のキーを備えており、使用者のキー操作に応じて制御部２１に対して操作信号を与える構成をなしており、制御部２１は、操作部２３から操作信号を受けたとき、その操作信号に応じた動作を行うように構成されている。表示部２４は、液晶等から構成されており、制御部２１により制御されて、情報コードの読み取り結果等を画面表示するように構成されている。発光部２５は、例えばＬＥＤであって、制御部２１からの信号に応じて点灯等するように構成されている。通信インタフェース２６は、上位機器などの外部機器との間でのデータ通信を行うためのインタフェースとして構成されており、制御部２１と協働して通信処理を行う構成をなしている。

また、光学的情報読取装置１０は、制御部２１により制御されて、情報コード等を光学的に読み取るための光学系３０を備えており、この光学系３０は、図２に示すように、投光光学系３０ａと、受光光学系３０ｂとに分かれている。投光光学系３０ａは、情報コードに向けて照明光を出射する照明部３１と、照明部３１の出射側に配置される第１偏光部４１とを備えている。照明部３１は、ＬＥＤ等の光源や照明レンズ等を有するように構成され、ケースに形成される読取口（図示略）を介して受光光学系３０ｂによる撮像範囲に対して照明光を照射するように回路基板２０ａに実装されている。

第１偏光部４１は、いわゆる偏光板であって、照明部３１から入射する照明光が、所定の偏光方向に常時偏光された状態で、読取口を介して撮像範囲に向けて照射されるように構成されている。

受光光学系３０ｂは、受光センサ３２、結像レンズ３３、第２偏光部４２などによって構成されている。受光センサ３２は、例えば、Ｃ－ＭＯＳやＣＣＤ等の固体撮像素子である受光素子を二次元に配列したエリアセンサとして構成されるものであり、矩形状の受光領域として受光面３２ａを有するように構成されている。この受光センサ３２は、結像レンズ３３を介して入射する光を受光面３２ａにて受光可能に回路基板２０ｂに実装されている。なお、受光センサ３２は、「受光部」の一例に相当し得る。

結像レンズ３３は、読取口を介してケース内部に入射する光を集光して受光センサ３２の受光面３２ａに像を結像可能な結像光学系として機能するものであり、回路基板２０ｂに組み付けられたホルダ３４に固定されることで受光センサ３２等に対する位置決めがなされている。本実施形態では、照明部３１から第１偏光部４１を介して照射された照明光が情報コードＣやこの情報コードＣが付された物品等Ｒにて反射するようになっており（図１参照）、この反射光を第２偏光部４２を介した状態で結像レンズ３３で集光し、受光センサ３２の受光面３２ａにコード像を結像させている。

第２偏光部４２は、図２に示すように、結像レンズ３３の入射側（受光センサ３２の受光側）に配置されている。この第２偏光部４２は、読取口を介した情報コードからの反射光が第１偏光部４１の偏光方向と異なる方向に偏光される偏光状態と、反射光が偏光されずに通過する通過状態とのいずれかに切り替え可能に構成されている。なお、本実施形態では、第２偏光部４２は、「切替偏光部」の一例に相当し得る。

具体的には、第２偏光部４２は、図３及び図４に示すように、矩形状の液晶５０及び偏光板６０を備えるように構成されている。液晶５０は、スペーサ５４が含有される液晶層５１と、シール材５５によってシールされた液晶層５１を介して対向する一対の矩形状の配向膜５２ａ，５２ｂと、両面から保護するためのガラス基板５３ａ，５３ｂとを積層するようにして構成されている。

液晶層５１は、受光センサ３２の撮像範囲（受光範囲）となる中央領域（図３の符号Ｓ参照）でのスペーサ５４の含有率が、撮像範囲と異なる範囲となる周囲領域でのスペーサ５４の含有率よりも低くなるように形成される。例えば、スペーサ５４の散布時に上記中央領域に対してマスクすることで、スペーサ５４の含有率が低くなる領域を形成することができる。また、一対の配向膜５２ａ，５２ｂは、ラビング方向が互いに９０°異なるように配置されている。

液晶５０は、制御部２１によって電圧の印加状態が制御されるように構成されている。このため、液晶５０は、制御部２１による制御に応じて、電圧が印加されないことから入射光を偏光方向が９０°変わるように出射する状態と、電圧が印加されることで入射光を偏光方向が変わることなくそのまま出射する状態とに切り替えるように機能する。

偏光板６０は、液晶５０を介して入射する入射光が、第１偏光部４１の偏光方向に対して異なる方向に常時偏光された状態で、結像レンズ３３に向けて出射するように構成されている。

すなわち、第２偏光部４２は、ＴＮ型液晶から入射側の１枚の偏光板を除くように、液晶５０及び偏光板６０の組み合わせによって構成される。

このように構成される第２偏光部４２では、液晶５０に電圧が印加される場合には、情報コード等からの反射光が液晶５０からその偏光方向を変えることなく偏光板６０に入射する。この場合には、液晶５０から出射した反射光の偏光方向と偏光板６０による偏光方向とが９０°異なる方向になるため、反射光が第１偏光部４１の偏光方向と異なる方向に偏光される偏光状態となる。その一方で、液晶５０に電圧が印加されない場合には、情報コード等からの反射光が液晶５０からその偏光方向を９０°変えるようにして偏光板６０に入射する。この場合には、液晶５０から出射した反射光の偏光方向と偏光板６０による偏光方向とが同じ方向になるため、既に偏光されている反射光が偏光されずに通過する通過状態となる。すなわち、第２偏光部４２は、制御部２１による液晶５０の電圧制御に応じて、上記反射光が第１偏光部４１の偏光方向と異なる方向に偏光される偏光状態と、上記反射光が偏光されずに通過する通過状態とのいずれかに切り替え可能に切替偏光部として構成される。このため、制御部２１は、第２偏光部４２における偏光状態及び通過状態の切り替えを制御するように機能する。

このように構成される光学的情報読取装置１０では、情報コードを読み取る際に制御部２１にてなされる読取処理において、鏡面反射の影響を抑制すべき情報コードを読み取る際には、第２偏光部４２を偏光状態に切り替え、凹凸面に形成された情報コード等を読み取る際には、第２偏光部４２を通過状態に切り替えることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、照明部３１の出射側に配置される第１偏光部４１は、照明光が所定の偏光方向に偏光されるように構成される。そして、受光センサ３２の受光側に配置される第２偏光部４２は、情報コードからの反射光が上記所定の偏光方向と異なる方向に偏光される偏光状態と既に偏光された反射光が偏光されずに通過する通過状態とのいずれかに切り替え可能な切替偏光部として構成される。

これにより、第２偏光部４２を偏光状態に切り替えることで、第１偏光部４１の偏光方向と第２偏光部４２の偏光方向とが異なる方向となることから、情報コードからの反射光を受光する際に、照明部３１からの照明光に起因する鏡面反射の影響を抑制することできる。一方、第２偏光部４２を通過状態に切り替えることで、既に偏光された反射光が第２偏光部４２にて偏光されなくなることから、凹凸面に形成された情報コード等を読み取る場合でも、コード部分とのコントラストが失われることもない。したがって、複数種類の照明部を採用することなく、情報コードの読み取りに適した偏光の状態に切り替えることができる。

そして、第２偏光部４２を切替偏光部として構成することにより、以下の様な効果を奏する。
照明部３１の出射側に配置される第１偏光部４１を切替偏光部として構成すると、照明部３１の数を増やすほど第１偏光部４１の数も増え、部品点数が増加する可能性がある。このため、受光センサ３２の受光側に配置される第２偏光部４２において偏光状態と通過状態との切り替えを可能とすることで、光量確保等のために照明部３１の数を増やす場合であっても、第２偏光部４２の数を増やす必要もなく、部品点数の増加を抑制することができる。

特に、第２偏光部４２は、液晶５０及び偏光板６０により切替偏光部として構成される。液晶５０は、入射する光を、偏光方向が９０°変わるように出射する状態と、偏光方向が変わることなくそのまま出射する状態とに切り替える機能を有しているため、通常のＴＮ型液晶から１枚の偏光板を除くように構成される液晶５０及び偏光板６０の組み合わせによって、偏光状態及び通過状態の切り替えを実施可能な構成を安価に実現することができる。

さらに、スペーサ５４が含有される液晶層５１は、受光センサ３２の撮像範囲となる中央領域Ｓでのスペーサ５４の含有率が、受光範囲と異なる範囲となる周囲領域でのスペーサ５４の含有率よりも低くなるように形成される。これにより、光軸上での液晶５０と受光センサ３２との距離が近くなるように配置される場合でも、スペーサ５４が撮像され難くなり、液晶層５１内のスペーサ５４に起因する撮像画像の質の低下を抑制することができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る光学的情報読取装置について、図面を参照して説明する。
本第２実施形態では、第１偏光部４１が切替偏光部として構成され、第２偏光部４２が偏光板として構成される点が、上記第１実施形態と主に異なる。

具体的には、照明部３１の出射側に配置される第１偏光部４１は、照明光が第１の偏光方向に偏光される第１偏光状態と照明光が第２の偏光方向（例えば、第１の偏光方向に対して９０°異なる方向）に偏光される第２偏光状態とのいずれかに切り替え可能な切替偏光部として構成される。このため、本実施形態では、第１偏光部４１は、液晶５０と偏光板６０とを備え、偏光板６０が入射側となるように構成される。そして、受光センサ３２の受光側に配置される第２偏光部４２は、偏光板６０と偏光方向が９０°異なる偏光板として、情報コードからの反射光が上記第２の偏光方向に常時偏光されるように構成される。

このようにしても、第１偏光部４１を第１偏光状態に切り替えることで、第１偏光部４１の偏光方向と第２偏光部４２の偏光方向とが異なる方向となることから、情報コードからの反射光を受光する際に、照明部３１からの照明光に起因する鏡面反射の影響を抑制することできる。一方、第１偏光部４１を第２偏光状態に切り替えることで、第１偏光部４１の偏光方向と第２偏光部４２の偏光方向とが同じ方向となることから、既に偏光されている反射光が第２偏光部４２にて偏光されなくなり、凹凸面に形成された情報コード等を読み取る場合でも、コード部分とのコントラストが失われることもない。したがって、複数種類の照明部を採用することなく、情報コードの読み取りに適した偏光の状態に切り替えることができる。

そして、第１偏光部４１を切替偏光部として構成することにより、以下の様な効果を奏する。
受光センサ３２の受光側に配置される第２偏光部４２を切替偏光部として構成すると、受光センサ３２を含めた結像系の性能（例えば、センサ画素数や結像レンズの分解能等）によっては、光軸上での第２偏光部４２と受光センサ３２との距離が近いために、第２偏光部４２の欠陥(例えば、ゴミの付着、ガラスのキズ、欠けなど)等に起因して、撮像画像の質が低下する場合がある。このため、照明部３１の出射側に配置される第１偏光部４１を第１偏光状態及び第２偏光状態を切り替え可能な切替偏光部として構成することで、光軸上での第１偏光部４１と受光センサ３２との距離を離すことができ、第１偏光部４１の欠陥等に起因する撮像画像の質の低下を抑制することができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る光学的情報読取装置について、図５～図８を参照して説明する。
本第３実施形態では、一対の配向膜のラビング方向が上記第１実施形態における一対の配向膜のラビング方向と異なるように液晶が構成される点が、上記第１実施形態と主に異なる。したがって、第１実施形態と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、第２偏光部４２において、上述した液晶５０に代えて、液晶５０ａが採用されている。この液晶５０ａに採用される一対の配向膜５２ｃ，５２ｄは、図５に示すように、そのラビング方向が、当該配向膜５２ｃ，５２ｄの外縁の一辺に対して傾くように形成されている。なお、図５及び図６では、説明の便宜上、一部の液晶分子を誇張して図示するとともに、簡素化して図示する配向膜や偏光板、受光センサを除き、一部の部品の図示を省略している。

このように、ラビング方向を配向膜の外縁の一辺に対して傾けることによる効果について、図面を参照して説明する。
通常、矩形状に形成される配向膜は、図６に示す配向膜５２ａ，５２ｂのように、そのラビング方向が当該配向膜の外縁の一辺に対して平行（直交）となるように形成されている。このような配向膜５２ａ，５２ｂを２枚利用して偏光された光を受光する際、ラビング方向に対して４５°程度傾いた方向での端部のコントラストが低くなることが知られている。

このため、図６に示すような配向方向の配向膜５２ａ，５２ｂを有する液晶５０を、受光面３２ａが矩形状に形成される受光センサ３２に対して、配向膜５２ａ，５２ｂの外縁と受光面３２ａの外縁とが平行となるように配置すると、受光センサ３２では、図８に示すような受光範囲となる。すなわち、矩形状となる受光範囲（図８の符号Ｌ参照）のうち上記ラビング方向に対して４５°程度傾いた方向となる隅部近傍がコントラストの低い範囲（図８の符号Ｎ参照）となり、読取成功率の低下を招く可能性がある。

そこで、本実施形態では、図５に示す一対の配向膜５２ｃ，５２ｄのように、ラビング方向が当該配向膜５２ｃ，５２ｄの外縁の一辺に対して傾くように形成される。本実施形態では、配向膜５２ｃ，５２ｄは、そのラビング方向が外縁の一辺に対して、例えば４５°程度傾くように形成されている。すなわち、配向膜５２ｃ，５２ｄに沿う平面と受光面３２ａとが平行であって、液晶５０ａを受光センサ３２に対して配向膜５２ｃ，５２ｄの外縁と受光面３２ａの外縁とが平行となるように配置することで、ラビング方向が受光センサ３２における受光面３２ａの外縁の一辺に対して傾くように配向膜５２ｃ，５２ｄが配置される。

これにより、コントラストが低くなる範囲Ｎを上記４５°程度傾いた方向から異なる方向に変えることができる。このため、コントラストが低くなる範囲Ｎが矩形状の受光範囲Ｌから外れやすくなり、上記コントラストの低下に起因する読取成功率の低下を抑制することができる。

例えば、上述したように、ラビング方向が外縁の一辺に対して、４５°程度傾くように形成されていると、図７に示す受光範囲Ｌのように、コントラストが低くなる範囲Ｎを当該受光範囲Ｌから外すことができる。なお、配向膜５２ｃ，５２ｄは、そのラビング方向が外縁の一辺に対して、４５°程度傾くように形成されることに限らず、ラビング方向が受光センサ３２における受光面３２ａの外縁の一辺に対して傾くように配置される構成であれば、例えば、３０°程度傾くように形成されてもよいし、６０°程度傾くように形成されてもよい。

なお、一対の配向膜のラビング方向が当該配向膜の外縁の一辺に対して傾くように形成される本実施形態の特徴的構成は、他の実施形態等にも適用することができる。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係る光学的情報読取装置について、図面を参照して説明する。
本第４実施形態では、偏光状態と通過状態との切り替え（切替状態）を制御しつつ情報コードを撮像する点が、上記第１実施形態と主に異なる。したがって、第１実施形態と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、鏡面反射の影響を抑制すべき情報コード等や凹凸面に形成された情報コード等が読取対象として混在していることを前提に、情報コードを光学的に読み取る際に制御部２１にてなされる読取処理では、予め決められた切替頻度に応じて第２偏光部４２での切り替えを行う。

以下、本実施形態において、制御部２１にてなされる読取処理について、図９に示すフローチャートを参照して詳述する。
操作部２３に対する所定の操作に応じて制御部２１により読取処理が開始されると、図９のステップＳ１０１に示す初期設定処理がなされる。この処理では、第２偏光部４２での切替頻度や露光条件等が、予め決められた読取条件テーブルに基づいて設定される。ここで、本実施形態では、切替頻度は、偏光状態にて撮像画像を取り込む回数と通過状態にて撮像画像を取り込む回数との比に応じて設定される。以下の説明では、読取処理開始時には、液晶５０に電圧が印加されることで第２偏光部４２が偏光状態になっており、偏光状態にて２つの撮像画像が取り込まれた後に通過状態にて１つの撮像画像が取り込まれる処理が繰り返されるように、切替頻度が予め決められる場合について詳述する。また、受光センサ３２等に関する露光条件は、偏光状態と通過状態とで異なり、それぞれに適した条件に予め設定されている。

上述のように切替頻度等が設定されると、制御部２１による指示に応じて、予め設定された露光条件にて受光センサ３２による露光が開始される（Ｓ１０３）。そして、この露光が完了すると（Ｓ１０５でＹｅｓ）、ステップＳ１０７の判定処理にて、第２偏光部４２での切り替えを実施するか否かについて判定される。ここで、上記切替頻度に応じて切り替え実施不要と判断される場合には、上記ステップＳ１０７にてＮｏと判定されて、記憶部２２に対して露光が完了した受光センサ３２からの撮像画像の取り込みが開始される（Ｓ１０９）。そして、この取り込みが完了すると（Ｓ１１１でＹｅｓ）、再度露光が開始される（Ｓ１０３）。

そして、露光が完了すると（Ｓ１０５でＹｅｓ）、上記切替頻度に応じて第２偏光部４２での切り替えを実施する場合には、ステップＳ１０７にてＹｅｓと判定される。この場合には、露光が完了した受光センサ３２からの撮像画像の取り込みが開始されるとともに（Ｓ１１３）、第２偏光部４２での切り替えが開始される（Ｓ１１５）。偏光状態から通過状態への切り替えを開始する場合には、液晶５０への電圧の印加が停止される。

続いて、ステップＳ１１７の判定処理にて、記憶部２２への撮像画像の取り込み及び第２偏光部４２の切り替えがともに完了しているか否かについて判定され、記憶部２２への撮像画像の取り込み及び第２偏光部４２の切り替えがともに完了するまでＮｏとの判定が繰り返される。なお、上記ステップＳ１１７において第２偏光部４２の切り替えの完了を検知する制御部２１は、「検知部」の一例に相当し得る。

そして、記憶部２２への撮像画像の取り込み及び第２偏光部４２の切り替えがともに完了すると（Ｓ１１７でＹｅｓ）、切り替え後の状態に適した露光条件に変更され（Ｓ１１９）、再度露光が開始される（Ｓ１０３）。偏光状態から通過状態に切り替えられている場合には、通過状態に適した露光条件に変更されて、再度露光が開始される。

そして、上述のように、露光が完了することで記憶部２２への撮像画像の取り込みと第２偏光部４２の切り替えとが行われる処理が繰り返される間、取り込みが完了することで記憶部２２に用意される画像バッファに撮像画像が順次記憶されるごとに、制御部２１により当該撮像画像に対して情報コードをデコード（解読）するための解読処理がなされる。

ここで、切替頻度が設定される他の場合の例として、偏光状態にて１つの撮像画像が取り込まれた後に通過状態にて１つの撮像画像が取り込まれる処理が繰り返されるように切替頻度が設定された際の読取処理の流れを、図１０に示すタイミングチャートを参照して具体的に説明する。

図１０に示すように、最初に偏光状態になるとともに、その偏光状態に適した露光条件（露光条件Ａ）に設定された状態で、受光センサ３２による露光が開始される。そして、露光が完了すると（図１０のｔ１１参照）、露光が完了した受光センサ３２からの撮像画像の取り込みが開始されるとともに、偏光状態から通過状態への切り替えが開始される。そして、取り込みが完了することで撮像画像が記憶部２２にて用意された画像バッファ１に記憶されると（図１０のｔ１２参照）、切り替え完了を待つことなく、記憶された撮像画像に対して解読処理が開始される。本実施形態では、撮像画像は、解読処理が完了するまで画像バッファに記憶されて保持され、解読処理が完了することで消去される。

そして、偏光状態から通過状態への切り替えが完了すると（図１０のｔ１３参照）、その切り替えられた通過状態に適した露光条件（露光条件Ｂ）に設定された状態で、受光センサ３２による露光が開始される。そして、露光が完了すると（図１０のｔ１４参照）、露光が完了した受光センサ３２からの撮像画像の取り込みが開始されるとともに、通過状態から偏光状態への切り替えが開始される。なお、露光開始時に解読処理が完了していない場合には、図１０に示すように、この露光により取り込まれる撮像画像は、記憶部２２にて用意された画像バッファ２に記憶される。その後、切り替えが完了しても取り込みが完了していない場合には（図１０のｔ１５参照）、露光が開始されず、切り替えの完了後に取り込みも完了することで（図１０のｔ１６参照）、記憶された撮像画像に対して解読処理が開始されるとともに、露光が開始される。

そして、露光完了後に撮像画像の取り込みが完了しても先に開始した解読処理が完了していない場合には（図１０のｔ１７参照）、その取り込み完了した撮像画像に対する解読処理が、先の解読処理が完了するまで待機状態となる。そして、先の解読処理が完了する前に取り込み完了した撮像画像は、記憶部２２にて個別に用意される画像バッファに順次記憶される。

以上説明したように、本実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、制御部２１は、第２偏光部４２の切り替えを制御し、読取処理において、第２偏光部４２での切り替えの完了を検知する検知部として機能する。受光センサ３２は、検知部による検知結果に応じるように制御部２１により制御されて、第２偏光部４２での切り替えの完了後に（Ｓ１１７でＹｅｓ）、露光を開始する。

これにより、確実に第２偏光部４２での切り替えが完了した後に受光センサ３２による露光が開始されるため、第２偏光部４２での切り替え中の画像が撮像されることもないので、読み取りに適した画像を撮像することができる。

特に、本実施形態では、受光センサ３２から取り込まれた撮像画像が画像バッファとして順次記憶される記憶部２２を備え、記憶部２２に撮像画像が記憶されるごとに、当該撮像画像に対して情報コードを解読するための解読処理がなされる。これにより、第２偏光部４２での切り替え中であっても、既に撮像された撮像画像に対して解読処理を行うことができ、第２偏光部４２での切り替えの完了後に解読処理を開始する場合と比較して、処理効率を向上させることができる。

さらに、本実施形態では、制御部２１は、予め決められた切替頻度に応じて第２偏光部４２での切り替えを行うため、鏡面反射の影響を抑制すべき情報コード等や凹凸面に形成された情報コード等が読取対象として混在するような場合でも、情報コードの読み取りを円滑に行うことができる。

なお、第１偏光部４１が切替偏光部として機能する上記第２実施形態にてなされる読取処理においても、予め決められた切替頻度等に応じて第１偏光部４１での切り替えを行うようにしてもよい。

［第５実施形態］
次に、第５実施形態に係る光学的情報読取装置について、図面を参照して説明する。
本第５実施形態では、解読処理での解読結果を利用して切替偏光部での切替頻度等を設定する点が、上記第４実施形態と主に異なる。したがって、第４実施形態と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、制御部２１にてなされる切替頻度等設定処理において、第２偏光部４２により切り替えられる偏光状態にて受光センサ３２から取り込まれた撮像画像に対する解読処理の解読結果と、通過状態にて受光センサ３２から取り込まれた撮像画像に対する解読処理の解読結果との比較結果に応じて、第２偏光部４２での切替頻度や露光条件等が設定される。

具体的には、例えば、複数の物品にそれぞれ付された情報コードを順次読み取る際、これら複数の物品の中から１つの物品を抽出して、この抽出した物品に付される情報コードを偏光状態及び通過状態にてそれぞれ露光条件等を変えて読取テストを行う。そして、その読取テストの読取結果に応じて、上記複数の物品に付された情報コードの読み取りに適した切替頻度や露光条件等を設定する。なお、切替頻度等設定処理を行う制御部２１は、切替偏光部での切替頻度を設定する「設定部」の一例に相当し得る。

以下、本実施形態において、制御部２１にてなされる切替頻度等設定処理について、図１１に示すフローチャートを参照して詳述する。
操作部２３に対する所定の操作に応じて制御部２１により切替頻度等設定処理が開始されると、図１１のステップＳ２０１に示す仮設定処理がなされる。この処理では、読取テスト用に予め用意された複数パターンの第２偏光部４２での切替状態（偏光状態，通過状態）や露光条件等が読み出され、最初の切替状態及び露光条件に仮設定される。

そして、読取テスト用の切替状態と露光条件との最初の設定が完了すると、情報コードを読み取る処理を所定回数繰り返す読取テストが実施される（Ｓ２０３）。そして、読取テスト用として読み出された全ての切替状態及び露光条件の組み合わせが実施されていない場合には（Ｓ２０５でＮｏ）、次の切替状態及び露光条件に設定が変更されて（Ｓ２０７）、上記読取テストが再度実施される（Ｓ２０３）。

そして、読取テスト用として読み出された全ての切替状態及び露光条件の組み合わせについて読取テストが実施されると（Ｓ２０５でＹｅｓ）、読取テストの比較結果に応じて切替頻度及び露光条件が決定される（Ｓ２０９）。

具体的には、例えば、図１２（Ａ）に例示するように、偏光状態及び通過状態のそれぞれについて４種類の露光条件Ａ～Ｄにて読取テストを実施した結果の読取成功率が得られている場合、読取成功率が最も高くなる露光条件をそれぞれ選択し、この選択された露光条件での読取成功率の比に応じて切替頻度が設定される。図１２（Ａ）の例では、偏光状態では露光条件Ａでの読取成功率が９０％で最も高く、通過状態では露光条件Ｂでの読取成功率が９０％で最も高いので、図１２（Ｂ）に例示するように、偏光状態かつ露光条件Ａが１、通過状態かつ露光条件Ｂが１となる比率の切替頻度が設定される。なお、最も高くなる読取成功率が所定の閾値（例えば、６０％）未満となる場合には、その切替状態を選択せずに、読取成功率が所定の閾値以上となる他方の切替状態のみを選択するようにしてもよい。

そして、読取成功率が高くなるほど先に選択されるように、読取条件テーブルが設定される。図１２（Ｂ）の例では、読取成功率が同じになっているため、例えば、図１２（Ｃ）に例示するように、偏光状態が優先して先に選択されるように、読取条件テーブルを設定することができる。

図１２（Ｃ）に示すような切替状態や露光条件が切替頻度として設定された読取条件テーブルに基づいて上記読取処理がなされることで、例えば、図１０に示すタイミングチャートのような流れとなる。

また、別の例として、例えば、図１３（Ａ）に例示するように、偏光状態及び通過状態のそれぞれについて４種類の露光条件Ａ～Ｄにて読取テストを実施した結果の読取成功率が得られている場合、偏光状態では露光条件Ｃでの読取成功率が９０％で最も高く、通過状態では露光条件Ｂでの読取成功率が６０％で最も高いので、図１３（Ｂ）に例示するように、偏光状態かつ露光条件Ｃが３、通過状態かつ露光条件Ｂが２となる比率の切替頻度が設定される。そして、図１３（Ｃ）に例示するように、読取成功率が高くなる偏光状態が優先して先に選択されるように、読取条件テーブルが設定される。

ここで、上述のように切替頻度等が設定された際の読取処理の流れを、図１４に示すタイミングチャートを参照して具体的に説明する。
図１４に示すように、最初に偏光状態になるとともに、その偏光状態に適した露光条件（露光条件Ｃ）に設定された状態で、受光センサ３２による１回目の露光が開始される。その後、この露光が完了すると、露光が完了した受光センサ３２からの撮像画像の取り込みが開始される。なお、上述のように設定された読取条件テーブルに基づき切り替え不要であるため、切り替えが開始されることもない。

そして、取り込みが完了することで撮像画像が記憶部２２にて用意された画像バッファ１に記憶されると（図１４のｔ２１参照）、記憶された撮像画像に対して解読処理が開始されるとともに、偏光状態及び露光条件Ｃでの２回目の露光が開始される。その後、この露光が完了し、撮像画像の取り込みが完了して画像バッファ２に記憶された際に上記解読処理が完了していない場合には（図１４のｔ２２参照）、解読待機状態となるとともに、偏光状態及び露光条件Ｃでの３回目の露光が開始される。

その後、この露光が完了すると（図１４のｔ２３参照）、偏光状態から通過状態への切り替えが開始されるとともに、露光が完了した受光センサ３２からの撮像画像の取り込みが開始される。そして、偏光状態から通過状態への切り替えが完了するとともに撮像画像の取り込みが完了することで（図１４のｔ２４参照）、通過状態及び露光条件Ｂでの１回目の露光が開始される。その後、この露光が完了すると、露光が完了した受光センサ３２からの撮像画像の取り込みが開始される。なお、上述のように設定された読取条件テーブルに基づき切り替え不要であるため、切り替えが開始されることもない。

そして、取り込みが完了することで撮像画像が記憶部２２にて用意された画像バッファ１に記憶されると（図１４のｔ２５参照）、通過状態及び露光条件Ｂでの２回目の露光が開始される。また、先の解読処理が完了していない場合には、解読待機状態となり、先の解読処理が完了することで、画像バッファに記憶された撮像画像に対して解読処理が開始される。

その後、２回目の露光が完了すると（図１４のｔ２６参照）、通過状態から偏光状態への切り替えが開始されるとともに、露光が完了した受光センサ３２からの撮像画像の取り込みが開始される。そして、通過状態から偏光状態への切り替えが完了するとともに撮像画像の取り込みが完了することで（図１４のｔ２７参照）、偏光状態及び露光条件Ｃでの１回目の露光が開始される。

以上説明したように、本実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、第２偏光部４２により切り替えられる偏光状態にて取り込まれた撮像画像に対する解読処理での解読結果と、通過状態にて取り込まれた撮像画像に対する解読処理の解読結果との比較結果に応じて、第２偏光部４２での切替頻度が制御部２１にてなされる切替頻度等設定処理により設定され、この設定された切替頻度に応じて第２偏光部４２での切り替えが制御部２１により行われる。

これにより、鏡面反射の影響を抑制すべき情報コード等や凹凸面に形成された情報コード等が読取対象として混在するような場合でも、その混在状況に応じた切替頻度を設定することができる。このため、情報コードの読み取りが成功しやすくなり、読取処理に関する時間を短縮することができる。

特に、本実施形態では、第２偏光部４２により切り替えられる偏光状態にて露光条件を変化させるごとに得られる解読処理の解読結果と、通過状態にて露光条件を変化させるごとに得られる解読処理の解読結果との比較結果に応じて、第２偏光部４２での切替頻度と露光条件とが制御部２１にてなされる切替頻度等設定処理により設定される。これにより、露光条件をも加味して切替頻度を設定できるので、情報コードの読み取りがさらに成功しやすくなり、読取処理に関する時間をより一層短縮することができる。

なお、第１偏光部４１が切替偏光部として機能する上記第２実施形態において、第１偏光部４１により切り替えられる第１偏光状態にて受光センサ３２から取り込まれた撮像画像に対する解読処理の解読結果と、第２偏光状態にて受光センサ３２から取り込まれた撮像画像に対する解読処理の解読結果との比較結果に応じて、第１偏光部４１での切替頻度や露光条件等が設定されてもよい。

［第６実施形態］
次に、第６実施形態に係る光学的情報読取装置について、図面を参照して説明する。
本第６実施形態では、第１偏光部での偏光による光量の低下を抑制するための構成を採用する点が、上記第１実施形態と主に異なる。したがって、第１実施形態と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、第１偏光部での偏光による光量の低下を抑制するため、上述した第１偏光部４１に代えて、図１５に示す第１偏光部４１ａが採用されている。この第１偏光部４１ａは、入射した照明光の大部分を上記所定の偏光方向に揃えて出射させるため、照明部３１からの照明光を拡散（散乱）する拡散部４３と、反射偏光部４４とを備えるように構成されている。反射偏光部４４は、例えば、スリーエム社製の商品名「ＤＢＥＦ」であって、拡散部４３にて拡散された光（ランダム偏光、無偏光）のうち上記所定の偏光方向の光（例えば、Ｓ偏光）を透過し、残りの光（例えば、Ｐ偏光など）を拡散部４３に向けて反射するように構成されている。

このように構成されることで、照明部３１から第１偏光部４１に入射した照明光が拡散部４３にて拡散され、この拡散された光のうち上記所定の偏光方向に偏光された光が反射偏光部４４を透過し、残りが拡散部４３にて再度拡散される。そして、再度拡散された光のうち上記所定の偏光方向に偏光された光が反射偏光部４４を透過し、残りが拡散部４３にて再度拡散される。すなわち、第１偏光部４１ａでは、照明光の大部分が上記所定の偏光方向に揃えられるように、拡散と透過／反射とが繰り返される。

このように、本実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、反射偏光部４４にて反射された光が拡散部４３にて再度拡散された際に、上記所定の偏光方向となった一部の光が反射偏光部４４を透過するため、第１偏光部４１ａでの偏光による光量の低下が抑制されるので、情報コードの読み取りに必要な照明光の光量を容易に確保することができる。

なお、入射した照明光の大部分を上記所定の偏光方向に揃えて出射させるための構成として、上述のように反射偏光部４４を採用することに限らず、他の偏光構成、例えば、カラーリンクジャパン社製の「ＰＧ－ＰＣＳ」を採用してもよい。

また、本実施形態の特徴的構成は、他の実施形態にも適用することができる。

［第７実施形態］
次に、第７実施形態に係る光学的情報読取装置について、図面を参照して説明する。
本第７実施形態では、照明部及び第１偏光部の配置構成が、上記第１実施形態と主に異なる。したがって、第１実施形態と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、上述した照明部３１に代えて、図１６に示す照明部３１ａが採用されている。この照明部３１ａは、照明光を出射するＬＥＤ等の光源３１ｂと、光源３１ｂからの照明光を集光する集光素子として照明レンズ３１ｃとを備えており、光源３１ｂと照明レンズ３１ｃとの間に第１偏光部４１が介在するように配置されている。すなわち、第１偏光部４１は、光源３１ｂと照明レンズ３１ｃとの間に配置されている。特に、本実施形態では、第１偏光部４１は、光源３１ｂと照明レンズ３１ｃとの間であって、照明レンズ３１ｃよりも光源３１ｂに近くなるように配置されている。

光源３１ｂから遠ざかるほど光源３１ｂから出射された照明光が広がるため、照明レンズ３１ｃの出射側に第１偏光部４１が配置される場合と比較して、照明光が第１偏光部４１に入射する面積、すなわち、第１偏光部４１にて照明光を偏光すべき面積が小さくなり、第１偏光部４１の小型化を図ることができる。さらに、照明レンズ３１ｃの出射側に第１偏光部４１が配置される場合と比較して、照明レンズ３１ｃを光源３１ｂから遠ざけることができるために、照明レンズ３１ｃによる集光効果が高まるので、情報コードの読み取りに必要な照明光の光量を容易に確保することができる。

なお、第１偏光部を光源と照明レンズ（集光素子）との間に配置する本実施形態の特徴的構成は、他の実施形態にも適用することができる。特に、上記第６実施形態のように、偏光効率を向上させるために反射偏光部等を採用する構成では、第１偏光部から出射する光が拡散しやすくなるため、第１偏光部を光源と照明レンズとの間に配置することで、情報コードに照射される照明光を効果的に集光することができる。

［第８実施形態］
次に、第８実施形態に係る光学的情報読取装置について、図面を参照して説明する。
本第８実施形態では、上述のように構成される光学的情報読取装置を用いて情報コードを読み取る際の読取成功率をユーザに報知する点が、上記第１実施形態等と主に異なる。

本実施形態に係る光学的情報読取装置１０は、据え置き型の読取装置であって、図１７（Ａ）（Ｂ）に示すように、箱状のケース１１によって外郭が構成され、このケース１１の内部に制御部２１や光学系３０の少なくとも一部が収容されている。ケース１１の第１面１１ａの中央には、表示部２４の表示画面２４ａが配置されており、第１面１１ａに連なる第２面１１ｂの中央には、情報コードＣからの反射光を取り込む読取口１２が配置されている。

第１面１１ａには、表示画面２４ａを介して対向するように一対の発光部２５が設けられており、両発光部２５は、それぞれ第１面１１ａと第２面１１ｂとの双方が連なる面側からでも視認できるように配置されている。本実施形態では、両発光部２５は、制御部２１により制御されて、青、緑、赤など複数色発光可能に構成されている。また、第１面１１ａにおける表示画面２４ａの第２面１１ｂ側には、操作部２３を構成する２つの押しボタン型のスイッチが配置されている。

第２面１１ｂには、読取口１２を介して対向するように一対の照明窓１３ａ，１３ｂが設けられている。本実施形態では、照明部３１は照明窓を介して照明光を照射するように構成されており、それぞれの照明窓１３ａ，１３ｂごとに１または２以上の照明部３１が設置されている。特に、本実施形態では、制御部２１により制御されて、照明窓１３ａを介して照射される照明光の照射状態や照明窓１３ｂを介して照射される照明光の照射状態を個別に制御可能に構成されている。

また、本実施形態では、制御部２１により制御されて、予め設定された音声やアラーム音等の各種通知音を放音するスピーカが設けられており、このスピーカの放音孔１４が照明窓１３ｂの近傍に配置されている。

このように構成される光学的情報読取装置１０は、図１８に示すように、情報コードＣが付された搬送物品Ｒが順次搬送される搬送ライン上であって、第２面１１ｂが下方の搬送ラインに向くとともに第１面１１ａがユーザ側に向くように配置されている。そして、制御部２１にてなされる撮像した情報コードＣの読取処理により得られた読取結果等が通信インタフェース２６を介して上位機器に送信される。

次に、本実施形態の特徴的構成について説明する。
本実施形態では、ダイレクトマーキング（ＤＰＭ）によって、搬送物品Ｒの表示面（印字面）に設けられる凹凸パターンを利用して形成された情報コードＣを読取対象としている。このように形成される情報コードＣでは、一定の読取成功率を確保するために、露光条件や偏光の有無、鏡面反射の有無、各照明部３１による照射状態などの各種のパラメータをその情報コードＣにあわせて調整する必要がある。また、一定の読取成功率を確保するように初期設定を行ったとしても、以降の運用時における環境変化等に起因する情報コードの変化などのために、ユーザが気づかないうちに読取成功率が徐々に低下してしまう場合がある。読取成功率を数値化して表示画面に表示する方法も考えられるが、装置の設置環境等によっては表示画面が視認困難な場合もある。

そこで、本実施形態では、制御部２１にてなされる読取率報知処理により、算出される読取成功率に応じた報知を行うことで、この報知を受けたユーザは、現在の光学的情報読取装置１０での読取成功率のレベルを容易に認識することができる。ここで、読取成功率は、例えば、同じ情報コードに対して所定時間、読取処理を繰り返した際の読取成功回数に応じて算出することができる。

特に、本実施形態では、一対の発光部２５の発光状態を利用して読取成功率に応じた報知を行う。具体的には、例えば、読取成功率がＨｉｇｈレベル（例えば、９０％以上）であれば、両発光部２５が青色にて発光し、読取成功率がＬｏレベル（例えば、９０％未満）であれば、両発光部２５が赤色にて発光することで、両発光部２５の発光状態を見たユーザは、現在の光学的情報読取装置１０での読取成功率のレベルを容易に認識することができる。

このように、発光部２５の発光状態に応じて読取成功率のレベルを容易に認識できるので、初期設定時において、露光条件や偏光の有無、鏡面反射の有無、各照明部３１による照射状態などの各種のパラメータをその情報コードＣの読み取りに適した状態に容易に調整することができる。さらに、初期設定後の運用時においても、読取成功率が低下した場合には発光部２５の発光状態が変化するため、その読取成功率の低下を容易に認識することができる。

なお、より詳細に読取成功率のレベルを報知するため、例えば、読取成功率がＨｉｇｈレベル（例えば、９５％以上）であれば、両発光部２５が青色にて発光し、読取成功率がＭｉｄレベル（例えば、５０％以上９５％未満）であれば、両発光部２５が緑色にて発光し、読取成功率がＬｏレベル（例えば、５０％未満）であれば、両発光部２５が赤色にて発光するようにしてもよい。また、上述のように３種類の発光状態で３種類の読取成功率のレベルを報知することに限らず、４種類以上の発光状態（点滅状態等も含む）で４種類以上の読取成功率のレベルを報知してもよい。また、一対の発光部２５の発光状態を利用して上記報知を行うことに限らず、ケース１１に設けられる他の発光部の発光状態等を利用して上記報知を行ってもよい。また、読取成功率を算出している状態では、両発光部２５が非発光状態になってもよい。また、読取成功率がＬｏレベルでは上記非発光状態になってもよい。

また、読取成功率のレベルと発光部２５の発光状態との関係を、表示部２４の表示画面２４ａや上位機器の表示画面等に表示してもよい。その際、表示画面がカラーであれば表示される色で上記関係を示すことができ、表示画面がモノクロであれば表示される文字で上記関係を示すことができる。

また、ブザーとして機能するスピーカによって放音孔１４を介して間欠的に放音されるビープ音の間隔に応じて、読取成功率のレベルを報知してもよい。また、読取成功率のレベルに応じてビープ音の周波数を変化させてもよい。例えば、読取成功率のレベルが高くなるほど、ビープ音の周波数を短くする（音を高くする）ことで、読取成功率のレベルを報知してもよい。また、読取成功率のレベルや具体的な読取成功率の数値を音声で知らせてもよい。

また、読取成功率のレベルと発光部２５の発光状態との関係は、ユーザによる所定の操作や設定用の情報コードの読み取り等に応じて、変更可能であってもよい。同様に、読取成功率のレベルとビープ音等との関係は、ユーザによる所定の操作や設定用の情報コードの読み取り等に応じて、変更可能であってもよい。

なお、読取成功率のレベルを報知する本実施形態の特徴的構成は、他の実施形態等にも適用することができる。

［第９実施形態］
次に、第９実施形態に係る光学的情報読取装置について、図面を参照して説明する。
本第９実施形態では、広角レンズとして構成される結像レンズと受光センサとの間に第２偏光部を配置する点が、上記第１実施形態等と主に異なる。

本実施形態では、受光光学系３０ｂに代えて、図１９に示す受光光学系３０ｃが採用されている。この受光光学系３０ｃは、受光光学系３０ｂに対して、結像レンズ３３に代えて結像レンズ３３ｃを備えるように構成されている。

結像レンズ３３ｃは、撮像範囲を広げるために、図１９に示すように、受光センサ３２に結像される入射光線の最大角θ１が受光センサ３２に結像される射出光線の最大角θ２に対して大きくなるレンズとして形成されている。

結像レンズ３３ｃの入射側に切替偏光部として機能する第２偏光部４２が配置されていると、切替偏光部に入射する光線の角度が大きくなるため、例えば、切替偏光部として上述した液晶５０等を採用する場合には、撮像範囲における周辺部分の鏡面反射カット効果が弱くなってしまう。

そこで、本実施形態では、受光光学系３０ｃは、図１９に示すように、第２偏光部４２が受光センサ３２と結像レンズ３３ｃとの間に配置されるように構成される。これにより、第２偏光部４２が結像レンズ３３ｃの入射側（図１９の上側）に配置される場合と比較して、切替偏光部に入射する光線の角度が小さくなるので、画角を広くするための広角レンズを結像レンズ３３ｃとして採用する場合であっても、撮像範囲全体で鏡面反射カット効果を得ることができる。

なお、本発明は上記各実施形態等に限定されるものではなく、例えば、以下のように具体化してもよい。
（１）上記第１実施形態等では、第２偏光部４２を、液晶５０及び偏光板６０により構成することに限らず、反射光が第１偏光部４１と異なる方向に偏光される偏光状態と反射光が偏光されずに通過する通過状態とのいずれかに切り替え可能な他の切替偏光部により構成されてもよい。

（２）上記第２実施形態等では、第１偏光部４１を、液晶５０及び偏光板６０により構成することに限らず、照明光が第１の偏光方向に偏光される第１偏光状態と照明光が第２の偏光方向に偏光される第２偏光状態とのいずれかに切り替え可能な他の切替偏光部により構成されてもよい。

（３）本発明は、情報コードや文字情報等の光学的情報を読み取る光学的情報読取機能を有する光学的情報読取装置１０に適用されることに限らず、他の機能、例えば、無線タグなどを読み書きする無線タグ通信機能を更に有する光学的情報読取装置に適用されてもよい。また、本発明は、携帯型の光学的情報読取装置に適用されてもよいし、据え置き型の光学的情報読取装置に適用されてもよい。

１０…光学的情報読取装置
２１…制御部（読取部，検知部，設定部）
３０…光学系
３１，３１ａ…照明部
３２…受光センサ（受光部）
４１，４１ａ…第１偏光部
４２…第２偏光部
５０…液晶
５１…液晶層
５２，５２ｂ…配向膜
５４…スペーサ
６０…偏光板
Ｃ…情報コード

Claims (13)

1. 情報コードに向けて照明光を出射する照明部と、
   前記照明部の出射側に配置される第１偏光部と、
   前記情報コードからの反射光を受光する受光部と、
   前記受光部の受光側に配置される第２偏光部と、
   前記受光部による受光結果に応じて前記情報コードを読取る読取部と、
   を備え、
   前記第１偏光部は、前記照明光が所定の偏光方向に偏光されるように構成され、
   前記第２偏光部は、前記反射光が前記所定の偏光方向と異なる方向に偏光される状態と前記反射光が偏光されずに通過する状態とのいずれかに切り替え可能な切替偏光部として構成されることを特徴とする光学的情報読取装置。
2. 前記第１偏光部は、前記照明光を拡散する拡散部と、前記拡散部にて拡散された光のうち前記所定の偏光方向の光を透過し残りを前記拡散部に向けて反射する反射偏光部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の光学的情報読取装置。
3. 前記受光部は、受光センサと、前記受光センサの受光面に像を結像させるための結像レンズとを備え、
   前記結像レンズは、前記受光センサに結像される入射光線の最大角が前記受光センサに結像される射出光線の最大角に対して大きくなるように形成され、
   前記第２偏光部は、前記結像レンズと前記受光センサとの間に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学的情報読取装置。
4. 情報コードに向けて照明光を出射する照明部と、
   前記照明部の出射側に配置される第１偏光部と、
   前記情報コードからの反射光を受光する受光部と、
   前記受光部の受光側に配置される第２偏光部と、
   前記受光部による受光結果に応じて前記情報コードを読取る読取部と、
   を備え、
   前記第１偏光部は、前記照明光が第１の偏光方向に偏光される状態と前記照明光が第２の偏光方向に偏光される状態とのいずれかに切り替え可能な切替偏光部として構成され、
   前記第２偏光部は、前記反射光が前記第２の偏光方向に偏光されるように構成されることを特徴とする光学的情報読取装置。
5. 前記切替偏光部は、液晶及び偏光板により構成されることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置。
6. 前記液晶は、液晶層と、前記液晶層を介して対向しラビング方向が互いに９０°異なる一対の配向膜とを備え、
   前記配向膜は、ラビング方向が前記受光部における受光面の外縁の一辺に対して傾くように配置されることを特徴とする請求項５に記載の光学的情報読取装置。
7. 前記液晶は、スペーサが含有される液晶層を備え、
   前記液晶層は、前記受光部の受光範囲となる領域での前記スペーサの含有率が、前記受光範囲と異なる範囲となる領域での前記スペーサの含有率よりも低くなるように形成されることを特徴とする請求項５又は６に記載の光学的情報読取装置。
8. 前記切替偏光部の切り替えを制御する制御部と、
   前記切替偏光部での切り替えの完了を検知する検知部と、
   を備え、
   前記受光部は、前記検知部による検知結果に応じて、前記切替偏光部での切り替えの完了後に、露光を開始することを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置。
9. 前記受光部から取り込まれた撮像画像が順次記憶される記憶部を備え、
   前記読取部は、前記記憶部に前記撮像画像が記憶されるごとに、当該撮像画像に対して前記情報コードを解読して読取るための解読処理を行うことを特徴とする請求項８に記載の光学的情報読取装置。
10. 前記制御部は、予め決められた切替頻度に応じて前記切替偏光部での切り替えを行うことを特徴とする請求項８又は９に記載の光学的情報読取装置。
11. 前記切替偏光部により切り替えられる一方の状態にて前記受光部から取り込まれた撮像画像に対する前記読取部の解読結果と、前記切替偏光部により切り替えられる他方の状態にて前記受光部から取り込まれた撮像画像に対する前記読取部の解読結果との比較結果に応じて、前記切替偏光部での切替頻度を設定する設定部を備え、
    前記制御部は、前記設定部により設定された前記切替頻度に応じて前記切替偏光部での切り替えを行うことを特徴とする請求項８又は９に記載の光学的情報読取装置。
12. 前記設定部は、前記切替偏光部により切り替えられる一方の状態にて前記受光部に関する露光条件を変化させるごとに得られる前記読取部の解読結果と、前記切替偏光部により切り替えられる他方の状態にて前記露光条件を変化させるごとに得られる前記読取部の解読結果との比較結果に応じて、前記切替偏光部での切替頻度と前記露光条件とを設定することを特徴とする請求項１１に記載の光学的情報読取装置。
13. 前記照明部は、前記照明光を出射する光源と、前記光源からの前記照明光を集光する集光素子とを備え、
    前記第１偏光部は、前記光源と前記集光素子との間に配置されることを特徴とする請求項１～１２のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置。

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