JPH01309193A - バーコード構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は商品流通や商品管理等において用いられるバー
コード構造体に関し、特に入射光量に対する反射光の指
向性を良くすると共に反射光量を増大させ、バーコード
の読取り粒度の向上を図り、例えば比較的遠距離からも
容易にしかも特定の方向において高精度にバーコードの
読取りが出来るバーコード構造体に関するものである。

（従来の技術） 従来よりバーコード構造体は軟質、又は剛質の基板面上
に白黒の所定の幅のバーを複数個並置した構成より成っ
ている。バーコードを読取る際には、例えば半導体レー
ザやＨ６−Ｎ、、レーザ等のレーザ光でバーコード面上
をバーの配列方向に沿って光走査し、若しくは光走査す
る代わりにバーコード側を手動走査や自動走査をし、こ
のときのバーコード側からの反射光をＣＯＤ等の受光素
子により受光し電気信号に変換して行っている。

従来のバーコード読取り装置において読取り粒度な向上
させる為には光源からの光量を増加させたり、投光光学
系や受光光学系の光学性能を向上させる必要がある。

しかしながらこれらの事項を満足させようとすると装置
全体が複雑化すると共に大型化してくる傾向があった。

又、一般にバーコードはその構成上バーコードからの反
射光を増加させることが難しく、この為、バーコードと
読取り装置との距離をあまり長くすることができなかっ
た。

この他、従来のバーコードは黒白パターンから成ってい
る為にどの方向からも読取りが可能な為効率が悪く、例
えば特定の方向で読取り出来、異った方向で通常は読取
りが難しくなるようにして高錆度に読取りが出来るよう
に構成するのが難しかった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はバーコードを光学的に指向性反射率の良い基板
面上に所定形状の透明球体を利用して形成することによ
り、通常は識別が困難であるが読取りの際には特定方向
に光源からの光量を増大させることなくバーの白領域に
相当する反射領域からの反射光の指向性を良くすると共
に反射光量の増大を図り、バーコードと読取り装置との
距離を長くしても、例えば１ｍ−１ｍ５０ｃｍ程度にし
ても高開度にバーコードの読取りが出来るようなバーコ
ード構造体の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 光学的に指向性反射率の高い基板面上に該基板面」−に
固着したとき拡散光に対して該基板面と視覚的に反射率
が略等しくなるような複数の微少な透明球体を利用して
バーコードを形成したことである。

この他本発明では、光学的に指向性反射率のある基板面
上に微少な透明球体を複数個接着剤により密に固着し、
該透明球体を介して該基板面と視覚的に指向性反射率が
略等しくなるような光不透過性物質より成るバーコード
を設けたことを特徴としている。

（実施例） 第１図は本発明のバーコード構造体をバーコード読取り
装置に適用したときの一実施例の概略図である。

同図において１は光源で、半導体レーザやＨ，−Ｎａレ
ーザ等から成っている。２は集光レンズであり光源１か
らの光束りを所定のスポット径に集光させて走査手段と
してのポリゴンミラー３に導光している。ポリゴンミラ
ー３は光束りを反射させバーコード構造体４面上のバー
コード５が設けられている領域６に入射させている。ポ
リゴンミラー３は矢印３ａの方向に一定速度で回転し、
これにより領域６内を光走査している。バーコード構造
材４は後述するように入射光束りに対して反射光を所定
方向に高い指向性をもって反射させる性質を有している
。７は集光レンズでありバーコード５からの反射光を集
光し、ピンホール板８面上に入射させている。９は受光
素子であり、例えばホトセンサーや光電子増倍管等より
成り、ピンホール板８の開口８ａを通過した光束を受光
している。１０は演算手段であり受光素子９から時系列
的に出力されてくる光信号を用いてバーコード５の読取
りを行っている。

本実施例においては光源１からの光束を集光レンズ２に
よりポリゴンミラー３を介してバーコード構造体４面上
の領域５近傍に結像させている。

ポリゴンミラー３の回転により領域６を矢印６ａ方向に
光走査している。バーコード５のコード情報に基づく反
射光を集光レンズ７で集光し、どンホール板８を介して
受光素子９で受光している。

そして受光素子９からの時系列に出力されてくる光４３
号を用いて演算手段１０によりバーコード５の読取りを
行っている。

尚、本実施例において光走査する代わりにバーコード構
造体４を矢印６ａ方向に移動させれば走査系（ポリゴン
ミラー３）を省略することができる。

第２図（Ａ）　、　（Ｂ）は本発明のバーコード構造体
の第１実施例の斜視図と拡大断面図である。同図におい
て２１は光学的に指向性反射率の良い基板であり、軟質
又は剛質の合成樹脂や薄膜の生地より成っている。２２
は透明球体であり、直径１が例えば１０〜１００μ程度
の合成樹脂やガラス材より成り、接着剤２３により基板
２１面上に複数個、密にランダム固着されている。２４
はバーコードであり、不透過性物質によって形成されて
おり（領域２５ａはバーコードの黒模様に相当）、基板
２１の血色、又は拡散光に対する視覚的反射率が略等し
くなるように形成されている。

接着剤２３には高反射材料が含有されており接着剤と透
明球体との接合面において光束が高い反射率で反射する
ようにしている。

本実施例のバーコード構造体は拡散光に対しては領域２
５ｂに入射して透明球体２２を介して反射してくる光束
と領域２５ａの光不透過性物質から反射してくる光束の
強度が略等しい為、バーコード２４の読取りが難しくな
フている。

本実施例ではバーコード構造体に集光性のある光束、又
は平行光束を入射させたとき、該入射光束りのうちバー
コードの黒模様に相当する領域２５ａに入射した光束を
所定方向に反射若しくは吸収し基板２１に対して低い反
射率となるようにしている。

又、自模様に相当する領域２５ｂに入射した光束りは透
明球体２２内で反射した後、入射光束りと略同方向に効
率良く、高反射率で射出させ第１図に示す受光系により
検出している。

このように本実施例では基板２１、透明球体２２、そし
てバーコード２４の構成を適切に設定することにより、
通常の照明下では視覚的に困難な読取りをバーコードへ
の入射光束を特定することにより極めて明瞭に読取るこ
とができるようにしている。

又、バーコードからの反射光を入射方向に効率良く射出
させ、これにより読取り精度の向上を図りつつ、装置全
体の小型化を図っている。

第３図は第２図の基板２１面上に設けた１つの透明球体
２２ａに入射した光の光路を示す説明図である。同図に
おいて３０は透明球体２２ａの球心である。今、入射光
束りの入射側の媒質の屈折率をｎ！、透明球体２２ａの
媒質の屈折率を０２、入射光束りの透明球体２２ａへの
入射角を１１とすると屈折角１２は ｓｉｎ　ｉ２　　　　　ｎ　１ である。透明球体２２ａの外側には高反射材料を含有し
た接着剤２３が設けられている為に屈折光束Ｌ′は透明
球面の一点３１で反射した後、他の一点３２から入射方
向に射出角ｉ３で射出する。

本実施例では透明球体２２ａの形状等を前述の如く設定
し、細かなバーコードが容易に形成出来るようにすると
共に、入射光を効率良く屈折、反射させて入射方向に射
出させて高精度な読取りを可能としている。

第４図は本発明のバーコード構造体の第２実施例の拡大
断面図である。本実施例では透明球体２２面上に透明な
保護膜２５を設け、該保護膜２５面上にｌ）η述と同様
の特性を有するバーコード２４を設けている。

保護膜２５は合成樹脂やガラス材等から成っている。保
護膜２５を設けることにより透明球体２２の固着を安定
させ、又より細かいバーコードの形成を容易にしている
。

第５図は本発明のバーコード構造体の第３実施例の拡大
斜視図である。同図において５１は指向性反射率の高い
基板であり、例えば拡散性のある白地板より成っている
。５２はバーコードであり、このうち領域５２ａは自模
様に相当し複数個の微少な透明球体５３を帯状の模様を
形成するように密に、かつランダムに接着剤等により固
着している。このうち透明球体５３の反射特性を利用し
てバーコードを構成している。

本実施例においてバーコード構造体に自然光等の拡散光
が入射すると基板５１面上の透明球体５３か設けられて
いない領域５２ｂ及び透明球体５３が設けられている領
域５２ａは各々同じような拡散反射を起こし、この結果
バーコードの読取りか難しくなっている。これに対して
第１図に示す装置にバーコード構造体を配置し、投光手
段から集光性の光束、又は平行光束を斜方向から入射さ
せる。そうすると黒模様に相当する領域５２ｂに入射し
た光束は反射方向に高輝度で反射され受光手段側には全
んど戻ってこない。

一方、自模様に相当する領域５２ａに入射した光束は第
３図に示すように多重反射し、入射光束方向に強く反射
して戻ってきて受光手段で検出させる。これにより基板
５１面上に設けたバーコード５２の読取りを行っている
。

尚、本実施例において基板５１を赤、緑、青等の色相の
ある指向性反射率の高い物質より構成し、これに対応し
て透明球０体を基板と同様の色相の物質より構成し、読
取りに色フィルターを用いて行なえば同一領域に複数の
バーコードを多重構成することが可能となる。

尚、以上の各実施例において特に好ましくは透明球体２
２をその媒質の屈折率をｎ２、光の入射側の媒質の屈折
率をｎｌ、直径を１としたときｌ　Ｏμ　　　＜　　　
　ｆｉ　　　　＜　　　　３０　　μ　　　　　・・・
　・軸−（１）０、３　　＜　　ｎ２−ｎｌ　　　　　
・・・・・・−（２）なる条件式を満足するように構成
するのが良い。

これにより透明球体に入射した光に所定の指向性を持た
せるようにし、高粒度の読取りが可能なバーコード構造
体を構成している。

条件式（１）　、　（２）の範囲を逸脱すると反射光の
指向性が低下し、又細かなバーコードの形成が難しくな
ってくる。

本実施例において透明球体を透明プラスチックやゼラチ
ン等の被覆剤で被覆するときは、被覆剤と透明球体の双
方の屈折率差（ｎ２−ｎｌ）が０．３以上となるように
材質を選択して構成するのが良い。これによれば透明球
体に入射した光束を屈折させ反射させた後、入射方向に
効率良く射出させることができる。

尚、以」二の実施例において複数の透明球体の大きさは
同一であっても良く、文人った大きさをイｆするものの
集合体であっても良い。

第１図の実施例において、受光素子９としてＣＣＤ等の
センサーアレイを用い光源１からの光束を集光レンズ２
によりバーコード５面上の全領域６に照射し、バーコー
ド５の像を集光レンズ７で受光素子９面上に形成し、該
バーコードの像を読取るようにしても良い。これによれ
ば走査系を省くことができ装置全体が簡素化される。

又、光源１からの光束をコリメーターレンズにより平行
光束としてバーコードに入射させるようにすれば受光側
の集光レンズを設けなくてもバーコードの読取りを行う
ことができる。

又、本実施例において透明球体２２面上に分光特性の全
く異なる複数のバーコード（例えば赤から成るバーコー
ドと緑から成るバーコード）を重複して設け、それらに
合った分光特性を有する光束（赤色光と緑色光）を各々
入射させ、該バーコードからの反射光を各々の分光特性
に合致したフィルター等を介して受光・しても良い。

これによれば１つの領域内から複数のバーコードが例え
ば同時に読取ることが出来、効率的な読取りが可能とな
る。

（発明の効果） 本発明によれば基板面上に前述の特性を有した透明球体
を固着させてバーコードを構成することにより、バーコ
ードの反射領域に相当する領域に入射した入射光を透明
球体内で屈折、反射させた後、入射側方向に効率良く射
出させることができ、これにより受光素子で検出される
光量の増大を図ることができ、バーコードと読取装置と
の距離を長くしても、例えば１ｍ〜１．５ｍ程度の距離
にしても、高精度にバーコードの読取りが出来るバーコ
ード構造体を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のバーコード構造体をバーコード読取装
置に適用したときの一実施例の概略図、第２図（Ａ）　
、　（１１）は本発明のバーコード構造体の第１実施例
の斜視図と拡大断面図である。第３図は本発明のバーコ
ード構造体の一要素である透明球体に入射した光の光路
の説明図、第４図、第５図は本発明の第２．第３実施例
の拡大断面図である。 図中、１は光源、２．７は集光レンズ、３はポリゴンミ
ラー、４はバーコード構造体、５はバーコード、８はピ
ンホール板、９は受光素子、１０は演算手段、２１．５
１は基板、２２．５３は透明球体、２３は接着剤、２４
．５２はバーコード、２５は保護■ｑである。 特許出願人　　株式会社キクチ科学研究所彬　　　　１
　　　　図 勇　　　　２　　　　図 （Ａ） （Ｂ、） 第　　　３　　　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学的に指向性反射率の高い基板面上に該基板面
   上に固着したとき拡散光に対して該基板面と視覚的に反
   射率が略等しくなるような複数の微少な透明球体を利用
   してバーコードを形成したことを特徴とするバーコード
   構造体。
2. （２）前記基板面上に前記透明球体を複数個帯状に密に
   接着剤を用い固着してバーコードを形成したことを特徴
   とする請求項１記載のバーコード構造体。
3. （３）光学的に指向性反射率のある基板面上に微少な透
   明球体を複数個接着剤により密に固着し、該透明球体を
   介して該基板面と視覚的に指向性反射率が略等しくなる
   ような光不透過性物質より成るバーコードを設けたこと
   を特徴とするバーコード構造体。