JPH06333074A - 光学的情報読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 近距離から遠距離まで読み取らせることがで
きる光学的情報読み取り装置を提供する。 【構成】 バーコード２の光学的情報に基づいた反射光
は、鏡胴７を通過することによって複数の反射光とな
り、液晶フィルタ８を通過することになる。そして、こ
の液晶フィルタ８は、バーコードリーダ１とバーコード
２との距離に基づいて、複数の反射光の中から１つの反
射光のみを通過させ、ＣＣＤイメージセンサ９に受光さ
せている。したがって、バーコードリーダ１とバーコー
ド２との距離に対応した反射光のみが、電子制御装置１
０において読み取らせることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学的情報読み取り装置
に関するものであり、例えばバーコード等の光学的情報
を手持ち操作にて読み取らせるバーコードリーダに用い
られるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学的情報読み取り装置の一種で
あるバーコードリーダには、バーコードラベルにリーダ
を接触させて読み取る電子走査型のバーコードリーダ
と、離れた所のバーコードラベルを読み取るレーザー走
査型のバーコードリーダがある。各々のリーダはその使
用距離に応じて使い分けられていたが、近年、１台のバ
ーコードリーダで、バーコードラベルを近距離から遠距
離まで読み取らせることのできる光学的情報読み取り装
置の要望が高まっている。

【０００３】このため、特開平２−１７４３６２号公報
に記載されているような、レンズに絞り調整機構を持た
せることによって、近距離から遠距離まで読み取らせる
ことのできる光学的情報読み取り装置がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが上述した従来
のものでは、近距離から遠距離まで読み取らせるために
レンズの絞りを調整する場合、レンズの絞りを小さくす
ると、光量が不足し、光電変換装置の出力が不十分にな
ってしまうという問題が生じている。つまり、近距離か
ら遠距離まで読み取らせる為に、光量が不足するという
問題を引き起こしてしまい、本質的に、近距離から遠距
離まで読み取らせることのできる光学的情報読み取り装
置の提供には至っていない。

【０００５】そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされ
たものであり、光量に不足が生じることなく、近距離か
ら遠距離まで読み取らせることのできる光学的情報読み
取り装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため本発明は、光照
射によって生じた、対象物上に添付された光学的情報に
基づく反射光を、異なる焦点距離を有した複数の結像光
学系で集光する集光手段と、この集光手段により集光さ
れた複数の反射光の中から、前記光学的情報を有した対
象物と前記集光手段との距離に基づいて、いずれか１つ
の反射光の光強度に応じた電気信号を出力する光電変換
手段と、この光電変換手段からの電気信号に基づいて、
前記光学的情報の内容を読み取る読み取り手段とを備え
ることを特徴とする光学的情報読み取り装置を採用する
ものである。

【０００７】

【作用】上記構成により、光学的情報が添付された対象
物上に、光が照射されると、光学的情報に基づいた反射
光が生じる。そして、この光照射によって生じた反射光
は、集光手段によって集光されるとともに、各々光学的
情報を有した複数の反射光として取り入れられる。

【０００８】そこで、光電変換手段は、光学的情報が添
付された対象物と集光手段との距離に基づいて、上記複
数の反射光の中から、いずれか１つの反射光のみを受光
し、この受光した反射光の光強度に応じた電気信号を出
力する。そして、この光強度に応じた電気信号に基づい
て、読み取り手段は光学的情報を読み取る。つまり、光
電変換手段に受光された反射光は、対象物と集光手段と
の距離に対応した反射光であるとともに、複数の反射光
の中から、いずれか１つの反射光を受光していることか
ら反射光の光量に不足が生じることもない。

【０００９】したがって、対象物と集光手段との距離に
変化が生じたとしても、光量に不足が生じることがな
く、距離に対応した反射光のみが受光され、光学的情報
を読み取らせることができる。

【００１０】

【発明の効果】以上述べたように本発明においては、光
量に不足が生じることなく、近距離から遠距離まで読み
取らせることができる光学的情報読み取り装置を提供す
るという優れた効果がある。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説
明する。この実施例では、本発明をバーコードリーダ１
に適用した場合について説明する。図１は、本発明のバ
ーコードリーダ１を示す構成図である。

【００１２】図１において、バーコード２を読み取るバ
ーコードリーダ１は、ケーシング３と、このケーシング
３に形成された読み取り窓口３ａと、バーコード２に対
して光を照射するＬＥＤを複数並設したＬＥＤモジュー
ル４と、このＬＥＤモジュール４の前面に設けられ、Ｌ
ＥＤモジュール４からの光をバーコード２上に集中させ
る照明用レンズ５と、バーコード２に応じた光強度の反
射光の光路を屈曲させる反射鏡６と、この反射鏡６によ
って屈曲された反射光を結像させる鏡胴７と、鏡胴７を
通過して結像される反射光を通過又は遮断させる液晶フ
ィルタ８と、１次元の光電変換器であり、液晶フィルタ
８を通過して結像される反射光を受光するＣＣＤイメー
ジセンサ９と、ＣＣＤイメージセンサ９からの電気信号
に基づいてバーコード２の情報内容を読み取る電子制御
装置１０と、バーコード２と読み取り窓口３ａとの距離
が、遠距離、近距離に合わせて液晶フィルタ８の通過又
は遮断を切り換える切り換えスイッチ１１とが設けられ
た構成となっている。

【００１３】なお、鏡胴７は集光手段に相当し、液晶フ
ィルタ８、ＣＣＤイメージセンサ９は、光電変換手段に
相当し、電子制御装置１０は、読み取り手段に相当す
る。図２は、バーコードリーダ１の特徴部分である鏡胴
７及び液晶フィルタ８付近を示す構成図であり、図３
は、鏡胴７及び液晶フィルタ８付近の光路を示す図であ
る。なお、図１と同一構成部分には、同一の符号で示し
ている。

【００１４】図３において、近焦点用結像レンズ７ａ
は、近距離Ｓａに設置されたバーコード２ａによる反射
光を集光し、距離Ｓ離れた位置に設置されたＣＣＤイメ
ージセンサ９に結像させるものである。一方、遠焦点用
結像レンズ７ｂは、遠距離Ｓｂに設置されたバーコード
２ｂによる反射光を集光し、距離Ｓ離れた位置に設置さ
れたＣＣＤイメージセンサ９に結像させるものである。
また、近焦点用結像レンズ７ａ及び遠焦点用結像レンズ
７ｂは、各々バーコード２ａ、２ｂの映像光を、ＣＣＤ
イメージセンサ９の１次元の受光部に結像させるため、
図３に示されるように、鏡胴７に設置されている。

【００１５】また、図３に示されるように、鏡胴７とＣ
ＣＤイメージセンサ９との間には、液晶フィルタ８が設
置されている。この液晶フィルタ８は、鏡胴７を通過し
てＣＣＤイメージセンサ９に結像する反射光の光路に合
わせ、近焦点用結像レンズ７ａ側に対応する８ａ、遠焦
点用結像レンズ７ｂ側に対応する８ｂの上下２段に分割
されており、図示されていない電子制御装置１０によっ
て、各々駆動される。

【００１６】図４は、バーコードリーダ１を示すブロッ
ク図である。図１と同一構成部分には、同一の符号で示
している。図４において、電子制御装置１０の内部に構
成される中央処理装置１２は、演算処理を行うＣＰＵ、
予め各処理のデータが記憶されたＲＯＭ、ＲＡＭ等を中
心に構成されたコンピュータであり、周辺回路の制御、
バーコード２の解析等を行っている。また、電子制御装
置１０の内部には、中央処理装置１２からの信号に基づ
いてＬＥＤモジュール４を駆動させるＬＥＤ駆動回路１
３と、中央処理装置１２からの信号に基づいてＣＣＤイ
メージセンサ９を駆動させるセンサ駆動回路１４と、Ｃ
ＣＤイメージセンサ９からの出力信号に基づいて、増幅
したり、デジタル信号化するセンサ出力信号処理回路１
５と、中央処理装置１２からの信号に基づいて液晶フィ
ルタ８を駆動させるＬＣＤ駆動回路１６と、センサ出力
信号処理回路１５からの入力信号より、中央処理装置１
２が、解析した結果に基づいて、図示されていない外部
機器に出力するインターフェイス回路１７とが設けられ
た構成となっている。

【００１７】次に、図５のフローチャートに基づき、上
記構成における中央処理装置１２の作動を説明する。図
５は、中央処理装置１２の作動を示すフローチャートで
あり、電子制御装置１０への電源供給により実行開始さ
れる。まず、ステップ１０において、切り換えスイッチ
１１からの信号に基づき、バーコードリーダ１とバーコ
ード２との距離が、遠距離であるか、近距離であるかの
判定を行う。ここで、遠距離であることが判定された場
合、ステップ２０において、ＬＣＤ駆動回路１６を介し
て、液晶フィルタ８の近距離側８ａを光透過率０％に遮
光させる。また、近距離であることが判定された場合、
ステップ３０において、ＬＣＤ駆動回路１６を介して、
液晶フィルタ８の遠距離側８ｂを光透過率０％に遮光さ
せる。

【００１８】次に、ステップ４０において、センサ駆動
回路１４を介してＣＣＤイメージセンサ９を起動させ
る。また、ステップ５０において、ＬＥＤ駆動回路１３
を介してＬＥＤモジュール４を点灯させる。ステップ６
０において、センサ出力信号処理回路１５を介して、Ｃ
ＣＤイメージセンサ９が出力した電気信号に基づき、バ
ーコード２のバー、スペースに応じた情報を取り込む。

【００１９】次に、ステップ７０において、ステップ６
０で取り込んだバーコード２の情報に基づき、取り込み
が成功したか、成功していないかの判定を行う。ここ
で、取り込みが成功したことが判定された場合、ステッ
プ８０に進む。また、取り込みが成功していないことが
判定された場合、バーコード２の情報の取り込みが成功
するまで、ステップ６０の処理が繰り返される。

【００２０】ステップ８０において、取り込んだバーコ
ード２の情報に基づき、バーコード２のバー、スペース
に応じた情報を解析し、情報内容を読み取る。ステップ
９０において、解析によって読み取られたバーコード２
の情報内容を、インターフェース回路１７を介して、外
部機器にデータを転送する。この実施例では、以上の処
理を繰り返すことにより、バーコード２の情報内容の読
み取りを制御する。

【００２１】次に、図６、図７に示すバーコードリーダ
ー１の断面図に基づいて、その作動を説明する。ここ
で、図６はバーコードリーダ１とバーコード２との距離
が近い場合、図７はバーコードリーダ１とバーコード２
との距離が遠い場合について示している。まず、図６に
おいて、ＬＥＤモジュール４は、照明用レンズ５を介し
てバーコード２に向けて、適切な照度分布の光を照射す
る。すると、このＬＥＤモジュール４の光照射によっ
て、バーコード２は、バー、スペースに応じて光を乱反
射させる。このバーコード２で乱反射した反射光は、読
み取り窓口３ａを通過して反射鏡６に向かい、この反射
鏡６に到達した反射光は、反射鏡６によって鏡胴７に向
けて折り返し反射される。そして、反射鏡６によって折
り返し反射した反射光は、鏡胴７の近焦点用結像レンズ
７ａおよび遠焦点用結像レンズ７ｂを通過する。そし
て、各々レンズ７ａ、レンズ７ｂを通過した反射光は、
液晶フィルタ８に向かい通過することになるが、現在、
液晶フィルタ８の遠焦点用結像レンズ７ｂ側に対応する
８ｂは、読み取り状態の切り換えスイッチ１１によっ
て、図６に示されるように、光透過率０％に遮光されて
いる。即ち、近焦点用結像レンズ７ａを通過した反射光
のみが、液晶フィルタ８を通過して、ＣＣＤイメージセ
ンサ９の受光面に結像されることになる。

【００２２】一方、液晶フィルタ８の近焦点用結像レン
ズ７ａ側に対応する８ａは、読み取り状態の切り換えス
イッチ１１によって、図７に示されるように、光透過率
０％に遮光されている。そのため、遠焦点用結像レンズ
７ｂを通過した反射光のみが、液晶フィルタ８を通過し
て、ＣＣＤイメージ９の受光面に結像されることにな
る。そして、このＣＣＤイメージセンサ９に結像された
反射光は、バーコード２のバー、スペースの反射率に応
じて、バーにおいては信号レベルを低くさせ、スペース
においては信号レベルを高くさせる。つまり、バーコー
ド２のバー、スペース、さらには、各々の幅の配列に対
応した信号列が、電子制御装置１０に入力され、この電
子制御装置１０は、上記信号列に基づいてバーコード２
の情報内容を図示されない外部機器にその情報を伝達す
る。

【００２３】つまり、本実施例のバーコードリーダ１
は、液晶フィルタ８を駆動させることによって、各々レ
ンズ７ａ、レンズ７ｂを通過した複数の反射光の中か
ら、バーコードリーダ１とバーコード２との距離に基づ
いた反射光のみをＣＣＤイメージセンサ９に受光させて
いる。したがって、本実施例のバーコードリーダ１はバ
ーコード２との距離に対応して、近距離から遠距離まで
読み取らせることができるとともに、複数の反射光の中
から１つの反射光のみを選択していることから、反射光
の光量に不足が生じることもない。また、液晶フィルタ
８という電気的手段によって光を遮断していることか
ら、従来の機械的要素を有した構造のものに比べ、耐久
性に優れ、小型化、無ノイズ化を実現できる。

【００２４】次に、第２実施例として、焦点自動切替え
機能の付いたバーコードリーダ２０について説明する。
図８はバーコードリーダ２０のブロック図であり、図４
のブロック図と同一構成部分には同一の符号で示してい
る。第１実施例のバーコードリーダ１は、近距離と遠距
離との切り換えを、切り換えスイッチ１１による手動に
よって操作していたが、第２実施例のバーコードリーダ
２０では、図８に示されるように、音波センサ２１を用
いることにより近距離と遠距離とを自動的に切り換えて
いる。

【００２５】ここで、図８に示されるブロック図に基づ
いて、その作動を説明する。まず、中央処理装置１２
は、距離検出センサ駆動回路２２を介して、音波センサ
２１を駆動させる信号を出力する。この中央処理装置１
２の出力信号によって駆動される音波センサ２１は、バ
ーコード２とバーコードリーダ２０との距離に応じた信
号を出力する。そして、この音波センサ２１が出力した
信号は、距離検出センサ出力信号処理回路２３を介し
て、中央処理装置１２に取り込まれる。そして、中央処
理装置１２は、この取り入れた信号に基づいて、バーコ
ード２とバーコードリーダ２０との距離が、近距離であ
るか、遠距離であるかの判定を行い、この判定の結果に
応じて、ＬＣＤ駆動回路１６を介し、液晶フィルタ８を
駆動させる信号を出力する。

【００２６】したがって、第２実施例のバーコードリー
ダ２０は、音波センサ２１の検出したバーコード２とバ
ーコードリーダ２０との距離に基づいて、ＬＣＤ駆動回
路１６を制御でき、自動的に液晶フィルタ８の遮光の切
り換えを行うことができる。なお、上記実施例では、反
射鏡６を設置することにより、反射光の光路を屈曲させ
て鏡胴７に導いていたが、図９に示すように、光路を一
平面上に形成させ、反射鏡６を取り除いても、上記実施
例と同様の効果が得られる。また、反射鏡６が取り除か
れたことにより、軽量化、低コスト化、耐落下性の向上
を図ることもできる。ここで、図９に示されるバーコー
ドリーダの構成図は、図１のバーコードリーダ１の構成
図と同一構成部分には、同一の符号で示されている。

【００２７】また、上記実施例においては、１つの鏡胴
７に２つの異なる焦点の結像レンズ７ａ，７ｂが設置さ
れていたが、これに限らず、例えば３つ以上の異なる焦
点の結像レンズを格納してもよいし、鏡胴７は１つでな
くてもよい。また、このとき液晶フィルタ８は、レンズ
の個数分だけ分割すればよい。さらに、ＬＥＤモジュー
ル４自身の照度分布が既に適切なものであれば、照明用
レンズ５を設置しなくてもよいし、ＣＣＤイメージセン
サ９の感度が良く、外来光のみで十分であればＬＥＤモ
ジュール４は設置しなくてもよい。

【００２８】そして、上記実施例においては、光電変換
装置としてＣＣＤイメージセンサ９を使用したが、これ
に限らず、例えば、ＭＯＳリニアイメージセンサ等の光
電変換装置を使用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のバーコードリーダ１を示す構成図
である。

【図２】第１実施例のバーコードリーダ１の特徴部分で
ある鏡胴７及び液晶フィルタ８付近を示す構成図であ
る。

【図３】第１実施例のバーコードリーダ１の特徴部分で
ある鏡胴７及び液晶フィルタ８付近の光路を示す図であ
る。

【図４】第１実施例のバーコードリーダ１を示すブロッ
ク図である。

【図５】第１実施例のバーコードリーダ１に設けられた
電子制御装置１０の作動を示すフローチャートである。

【図６】バーコードリーダ１とバーコード２との距離が
近い場合を示すバーコードリーダ１の断面図である。

【図７】バーコードリーダ１とバーコード２との距離が
遠い場合を示すバーコードリーダ１の断面図である。

【図８】第２実施例のバーコードリーダ２０を示すブロ
ック図である。

【図９】他の実施例のバーコードリーダを示す構成図で
ある。

【符号の説明】

７ 鏡胴 ８ 液晶フィルタ ９ ＣＣＤイメージセンサ １０ 電子制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光照射によって生じた、対象物上に添付
   された光学的情報に基づく反射光を、異なる焦点距離を
   有した複数の結像光学系で集光する集光手段と、 この集光手段により集光された複数の反射光の中から、
   前記光学的情報を有した対象物と前記集光手段との距離
   に基づいて、いずれか１つの反射光の光強度に応じた電
   気信号を出力する光電変換手段と、 この光電変換手段からの電気信号に基づいて、前記光学
   的情報の内容を読み取る読み取り手段と、 を備えることを特徴とする光学的情報読み取り装置。