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

光学的情報読取装置

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JPH07296097A
JPH07296097A JP6086332A JP8633294A JPH07296097A JP H07296097 A JPH07296097 A JP H07296097A JP 6086332 A JP6086332 A JP 6086332A JP 8633294 A JP8633294 A JP 8633294A JP H07296097 A JPH07296097 A JP H07296097A
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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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010097315A (ja) * 2008-10-15 2010-04-30 Denso Wave Inc 光学情報読取装置
DE102018214117A1 (de) * 2018-08-21 2020-02-27 Robert Bosch Gmbh Kameraeinheit und Verfahren zum Betreiben einer Kameraeinheit

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