JPH07296097A - 光学的情報読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】像の歪みを生じさせることなく、高精度且つ短
時間に情報を読み取ることができる簡単な構成で且つ安
価な光学的情報読取装置を提供する。 【構成】操作者が保持可能な保持部３６を有する装置筐
体３２と、装置筐体内に収容され、２α以上の画角を有
する撮像レンズ３８と、装置筐体内に収容され、撮像レ
ンズの光軸Ｃに直交する平面Ｄ内に受光面４０ａが位置
付けられた状態で光軸Ｃから保持部側にずらして配置さ
れた撮像素子４０とを備える。撮像素子は、光学的情報
記録媒体３４の配置面４２に対して光軸Ｃがほぼ垂直に
装置筐体を配置した場合、視線３０が妨げられない位置
の光学的情報記録媒体と撮像レンズの中心とを結ぶ直線
Ｅの延長線上に撮像素子の受光面が整合されるように設
けられている。撮像レンズは、少なくとも画角２α近傍
の視野周辺部分即ち撮像部分の結像性能が良好になるよ
うに収差補正してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学的情報記録媒体に
対して例えばバーコードやドットコード等によりコード
化して記録された情報を光学的に読み取る光学的情報読
取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学的情報記録媒体に対して例え
ば１次元あるいは２次元バーコードやドットコード等に
よりコード化して記録された情報を光学的に読み取る光
学的情報読取装置が知られている。このような光学的情
報読取装置には、固定式ＣＣＤカメラ又はハンドヘルド
型ＣＣＤカメラが適用されている。

【０００３】固定式ＣＣＤカメラは、比較的小型で移動
容易な荷物等に付けられたバーコードやドットコード
（シートに貼り付けられ又は印刷されたバーコードやド
ットコード）から情報を光学的に読み取ることができる
ように構成されている。

【０００４】一方、ハンドヘルド型ＣＣＤカメラは、比
較的大型で移動困難又は移動不可能な荷物等に付けられ
たバーコードやドットコードから情報を光学的に読み取
ることができるように構成されている。

【０００５】図２（ａ）に示すように、ハンドヘルド型
ＣＣＤカメラを用いた光学的情報読取装置には、光学的
情報読取装置の操作者２が、手で保持可能な保持部４を
有する装置筐体６と、この装置筐体６に内蔵され、所定
の情報がバーコードやドットコード等によりコード化印
刷されたラベル８からのラベル像を取り込んで撮像素子
１０に結像させるレンズ１２とが設けられている。

【０００６】このような光学的情報読取装置によってラ
ベル８に記録された情報を光学的に読み取る場合、操作
者２は保持部４を手で保持しながら、ラベル８の真上に
レンズ１２が位置付けられるように装置筐体６を移動さ
せ、そして、撮像素子１０及びレンズ１２を介して延出
する光軸（即ち、撮影光路）Ａがラベル８の表面に対し
て直交するように装置筐体６を位置付ける必要がある。

【０００７】この状態において、図２（ａ）から明らか
なように、操作者２の視線１４は、装置筐体６によって
妨げられてしまうため、操作者２は、ラベル８の真上に
レンズ１２が位置付けられたか否かを直接目視確認でき
なくなってしまう。

【０００８】そこで、図２（ｂ）に示すように、装置筐
体６の前方斜め下に載置されたラベル８から情報を光学
的に読取可能な光学的情報読取装置が提案された。この
ような光学的情報読取装置では、撮影光路Ｂは、ラベル
８の表面に対して例えば角度θだけ傾斜しており、後述
するレンズ２２（図３（ａ）参照）をラベル８の真上に
位置付ける必要がないため（即ち、操作者２の視線１４
よりも手前にレンズ２２を配置させるだけで足りるた
め）、操作者２の視線１４は、装置筐体６によって妨げ
られることなく、装置筐体６を越えて直接ラベル８上に
到達させることができる。このため、操作者２は、ラベ
ル８を目視確認しつつ容易に光軸Ｂをラベル８に整合さ
せることが可能となる。

【０００９】図３（ａ）には、図２（ｂ）の光学的情報
読取装置内に設けられた撮像光学系の具体的な構成が概
略的に示されている。この撮像光学系には、その光軸
（即ち、撮影光路）Ｂ上に存在するラベル８からのラベ
ル像を取り込んで撮像素子（例えば、ＣＣＤ）２０に結
像させるレンズ２２が設けられており、撮像素子２０
は、レンズ２２を介して結像されるラベル像の傾きに対
応して、光軸Ｂに対して傾斜可能に構成されている。

【００１０】いま、図２（ｂ）に示すように、操作者２
が保持部４を持って装置筐体６をラベル８方向に移動し
た結果、撮像光学系が、その光軸Ｂとラベル８の表面と
の成す角度が例えばθの位置に位置付けられたとする。
この場合、図３（ａ）に示すように、レンズ２２を介し
て撮像素子２０に結像されたラベル像（図示しない）
は、光軸Ｂに対して角度θ′だけ傾斜する。即ち、レン
ズ２２の光軸Ｂ上の倍率をＭとすると、θとθ′との間
の関係は、 ｔａｎ（９０°−θ）＝Ｍｔａｎ（９０°−θ′） なる関係にある。

【００１１】従って、撮像素子２０を光軸Ｂに対して角
度θ′だけ傾斜させることによって、ラベル８に記録さ
れた情報は撮像素子２０を介して光学的に読み取られる
ことになる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３
（ａ）に示す撮像光学系には、以下のような欠点が存在
する。即ち、図３（ｂ）に示すように、ラベル８上に四
角形の図形Ｂが描かれていると仮定すると、この図形Ｂ
は、レンズ２２によって台形Ｂ′の形に変形して撮像素
子２０に結像される。これは、図３（ａ）において、レ
ンズ２２中心からラベル８の上端８ａ及び下端８ｂまで
の光路長が相互に異なるため、ラベル８の上端８ａの結
像倍率とラベル８の下端８ｂの結像倍率が異なってしま
うことが原因となる。

【００１３】このようにラベル８上に描かれた図形Ｂの
ラベル像が歪んでしまうため、この歪みを補正して高精
度に情報を読み取るためには、光学的情報読取装置内の
解読ソフト（図示しない）及び回路構成（図示しない）
が複雑化すると共に、読取時間の増大にもつながる。更
に、構成の複雑化は、装置の製造コストの上昇という弊
害にもつながってしまう。

【００１４】本発明は、このような課題を解決するため
になされており、その目的は、像の歪みを生じさせるこ
となく、高精度且つ短時間に情報を読み取ることができ
る簡単な構成で且つ安価な光学的情報読取装置を提供す
ることにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１に係る発明は、光学的情報記録媒体
の配置面に対して撮像レンズの光軸をほぼ垂直になるよ
うに配置して前記光学的情報記録媒体を撮像し、情報を
読み取る光学的情報読取装置において、前記光軸より外
れた位置にある前記光学的情報記録媒体からの光束を前
記撮像レンズを通して検出する検出手段を備えることを
特徴とする。

【００１６】また、請求項２に係る発明は、前記光学的
情報記録媒体と前記撮像レンズの中心とを結ぶ直線と、
前記撮像レンズの光軸との成す角度をθとしたとき、前
記撮像レンズが２θ以上の画角を持つレンズであること
を特徴とする。また、請求項３に係る発明は、前記撮像
レンズのレンズの視野周辺部分の少なくとも撮像範囲の
みの結像性能を良好に収差補正したことを特徴とする。

【００１７】

【作用】請求項１に係る発明によれば、撮像レンズの光
軸から外れた位置にある光学的情報記録媒体からの光束
は、撮像レンズを通して検出手段によって検出され、情
報が光学的に読み取られる。

【００１８】請求項２に係る発明によれば、光軸に対し
てθ方向にある光学的情報記録媒体からの光束は、２θ
以上の画角を持つ撮像レンズを通して検出手段によって
検出され、情報が光学的に読み取られる。

【００１９】請求項３に係る発明によれば、撮像レンズ
の視野周辺部分の少なくとも撮像範囲にある光学的情報
記録媒体からの光束は、撮像レンズを通して検出手段に
よって検出され、情報が光学的に読み取られる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係る光学的情報読
取装置について、図１を参照して説明する。図１（ａ）
に示すように、本実施例の光学的情報読取装置は、図２
（ｂ）に示された装置の改良に係り、操作者（図示しな
い）の視線３０が後述する装置筐体３２によって妨げら
れることなく、光学的情報記録媒体３４から情報を光学
的に読み取ることができるように構成されている。即
ち、本実施例の光学的情報読取装置は、操作者（図示し
ない）が手で保持可能な保持部３６を有する装置筐体３
２と、この装置筐体３２内に収容され、２α以上の画角
を有する撮像レンズ３８と、上記装置筐体３２内に収容
され、撮像レンズ３８の光軸Ｃに直交する平面Ｄ内に受
光面４０ａが位置付けられた状態で上記光軸Ｃから保持
部３６側にずらして配置された撮像素子（例えば、ＣＣ
Ｄ）４０とを備えている。

【００２１】具体的には、撮像素子４０は、光学的情報
記録媒体３４の配置面４２に対して撮像レンズ３８の光
軸Ｃがほぼ垂直になるように装置筐体３２を配置した場
合において、操作者が常時目視確認できる位置にある光
学的情報記録媒体３４と撮像レンズ３８の中心とを結ぶ
直線Ｅの延長線上に、撮像素子４０の受光面４０ａが整
合されるように設けられている。

【００２２】また、光学的情報記録媒体３４の配置面４
２に対して撮像レンズ３８の光軸Ｃがほぼ垂直になるよ
うに装置筐体３２を配置した場合において、撮像レンズ
３８は、上記直線Ｅと上記光軸Ｃとの成す角度をαとし
たとき、２α以上の画角を有するように構成されてい
る。

【００２３】更に、撮像レンズ３８は、画角２α以上の
視野周辺部分（即ち、撮像レンズの周辺画角）の結像性
能が他の視野部分（即ち、撮像レンズ３８の視野中心部
分）に比べて優っているように構成されている。つま
り、撮像レンズ３８は、画角２α近傍以上の視野周辺部
分（即ち、撮像レンズの周辺画角）の結像性能が良好に
収差補正され、他の視野部分（即ち、撮像レンズ３８の
視野中心部分）の結像性能は特に保証する必要のないレ
ンズに構成されている。

【００２４】これは、本実施例の光学的情報読取装置
は、操作者が光学的情報記録媒体３４を常時観察しなが
ら情報を光学的に読み取ることを目的として構成されて
いるため、画角２α近傍以下の視野部分に配置されてい
る光学的情報記録媒体３４（即ち、装置筐体３２によっ
て視線３０が妨げられて目視確認できない位置にある光
学的情報記録媒体３４）からの光束は、撮像素子４０の
撮像範囲から外れているので考慮する必要がないからで
ある。

【００２５】なお、本実施例に適用された光学的情報記
録媒体３４としては、例えば、バーコードやドットコー
ド等により所定の情報がコード化して記録されたラベル
が該当する。また、撮像レンズ３８としては、例えば広
角レンズが該当する。

【００２６】次に、本実施例の動作を説明する。操作者
は、光学的情報記録媒体３４を見ながら、この光学的情
報記録媒体３４が撮像レンズ３８の周辺画角（即ち、視
野周辺部分）内に含まれるように、保持部３６を持って
装置筐体３２を移動させ、光学的情報記録媒体３４の配
置面４２に対して撮像レンズ３８の光軸Ｃがほぼ垂直に
なるように装置筐体３２を位置付ける。

【００２７】このとき、光学的情報記録媒体３４からの
光束（即ち、ラベル像）は、撮像レンズ３８を通して撮
像素子４０の受光面４０ａに結像される。本実施例にお
いて、撮像素子４０の受光面４０ａは、撮像レンズ３８
の光軸Ｃに直交する平面Ｄ内に配置されているため、同
様に、撮像レンズ３８の光軸Ｃに対してほぼ垂直な配置
面４２上に存在する光学的情報記録媒体３４からの光束
（即ち、ラベル像）は、撮像レンズ３８を通して歪み無
く撮像素子４０の受光面４０ａ上に結像される。即ち、
図１（ｂ）に示すように、光学的情報記録媒体３４上に
描かれた例えば四角形の図形Ａは、歪み無く縮小され、
撮像素子４０の受光面４０ａ上には、四角形の図形Ａ′
として結像される。この結果、光学的情報記録媒体３４
に記録された情報は高精度に読み取られるだけでなく、
従来必要であった複雑な解読ソフトや回路構成が不要と
なるため短時間で情報が読み取られる。

【００２８】このように本実施例によれば、操作者が常
時光学的情報記録媒体３４を目視確認しながら、光学的
情報記録媒体３４からの光束を撮像レンズ３８を通して
撮像素子４０に歪み無く高精度に結像させることができ
るため、従来必要であった歪みを補正する複雑且つ高価
な解読ソフト等を必要とすることもない。

【００２９】また、一般的に上記直線Ｅと上記光軸Ｃと
の成す角度αが、例えば３０°〜５０°とすると、６０
°〜１００°の広角あるいは超広角レンズが必要とな
る。このような広角あるいは超広角レンズは、高価なも
のであるが、本実施例の撮像レンズ３８は、視野周辺部
分即ち光学的情報記録媒体３４が存在する周辺画角付近
の結像性能が一定レベル以上（他の視野部分の結像性能
以上）に確保されていれば足りると共に、像面湾曲も光
学的情報記録媒体３４の存在する視野内で目立たない限
り多少存在することも許容される。このため、本実施例
に適用される撮像レンズ３８（即ち、広角あるいは超広
角レンズ）は、安価なもので足りる。

【００３０】なお、本発明は、上述した実施例の構成に
限定されることはなく、以下のように構成することも可
能である。 （１） 光学的情報記録媒体の配置面に対して撮像レン
ズの光軸をほぼ垂直になるように配置して前記光学的情
報記録媒体を撮像し、情報を読み取る光学的情報読取装
置において、前記光軸より外れた位置にある前記光学的
情報記録媒体からの光束を前記撮像レンズを通して検出
する検出手段を備えた光学的情報読取装置。 （２） 前記光学的情報記録媒体は、所定の情報をコー
ド化して記録したバーコードラベルである上記（１）に
記載の光学的情報読取装置。

【００３１】このような構成によれば、撮像レンズの光
軸から外れた位置にあるバーコードラベルからの光束
は、撮像レンズを通して検出手段によって歪み無く検出
され、コード化された情報が高精度且つ短時間で光学的
に読み取られる。 （３） 前記撮像レンズは、広角レンズである上記
（１）に記載の光学的情報読取装置。

【００３２】このような構成によれば、光軸から外れた
位置にある光学的情報記録媒体からの光束は、広角レン
ズを通して検出手段によって歪み無く検出され、情報が
高精度且つ短時間で光学的に読み取られる。 （４） 前記検出手段は、固体撮像手段である上記
（１）に記載の光学的情報読取装置。

【００３３】このような構成によれば、撮像レンズの光
軸から外れた位置にある光学的情報記録媒体からの光束
は、撮像レンズを通して固体撮像手段によって歪み無く
検出され、情報が高精度且つ短時間で光学的に読み取ら
れる。 （５） 前記光学的情報読取装置の外筐体には、光学的
情報記録媒体の配置面に対して撮像レンズの光軸がほぼ
垂直になるように保持する保持部が設けられている上記
（１）に記載の光学的情報読取装置。

【００３４】このような構成によれば、保持部を介して
撮像レンズの光軸を光学的情報記録媒体の配置面に対し
てほぼ垂直に保持することによって、光軸から外れた位
置にある光学的情報記録媒体からの光束は、撮像レンズ
を通して検出手段によって歪み無く検出され、情報が高
精度且つ短時間で光学的に読み取られる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、撮像レンズの光軸より
外れた位置にある光学的情報記録媒体からの光束を撮像
レンズを通して検出する検出手段を備えているため、像
の歪みを生じさせることなく、高精度且つ短時間に情報
を読み取ることができる簡単な構成で且つ安価な光学的
情報読取装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の一実施例に係る光学的情報
読取装置の構成を概略的に示す図、（ｂ）は、光学的情
報記録媒体上に描かれた図形Ａが歪み無く縮小され図形
Ａ′として結像された状態を示す図。

【図２】（ａ）は、従来のハンドヘルド型ＣＣＤカメラ
を用いた光学的情報読取装置によってラベルから情報を
読み取っている状態を示す図、（ｂ）は、改良された従
来の光学的情報読取装置によって、装置筐体の前方斜め
下に載置されたラベルから情報を光学的に読み取ってい
る状態を示す図。

【図３】（ａ）は、図２（ｂ）の光学的情報読取装置内
に設けられた撮像光学系の具体的な構成を概略的に示す
図、（ｂ）は、ラベル上に描かれた図形Ｂが変形して台
形Ｂ′として結像された状態を示す図。

【符号の説明】

３０…視線、３２…装置筐体、３４…光学的情報記録媒
体、３６…保持部、３８…撮像レンズ、４０…撮像素
子、４０ａ…受光面、４２…配置面、Ｃ…光軸、Ｄ…光
軸に直交する平面、Ｅ…光学的情報記録媒体と撮像レン
ズの中心とを結ぶ直線。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学的情報記録媒体の配置面に対して撮
   像レンズの光軸をほぼ垂直になるように配置して前記光
   学的情報記録媒体を撮像し、情報を読み取る光学的情報
   読取装置において、 前記光軸より外れた位置にある前記光学的情報記録媒体
   からの光束を前記撮像レンズを通して検出する検出手段
   を備えたことを特徴とする光学的情報読取装置。
2. 【請求項２】 前記光学的情報記録媒体と前記撮像レン
   ズの中心とを結ぶ直線と、前記撮像レンズの光軸との成
   す角度をθとしたとき、前記撮像レンズが２θ以上の画
   角を持つレンズである請求項１に記載の光学的情報読取
   装置。
3. 【請求項３】 前記撮像レンズのレンズの視野周辺部分
   の少なくとも撮像範囲のみの結像性能を良好に収差補正
   した請求項１又は２に記載の光学的情報読取装置。