JPH07319987A - 情報読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 読取り距離を大きくかつ範囲を広げることが
でき、動く媒体の読取りを可能にする情報読取装置を提
供する。 【構成】 バーコード等の光学的情報媒体２に光を照射
する光源と、その媒体からの反射光の強度分布を検知す
る受光器５と、その強度分布から媒体が持っている情報
を抽出する情報抽出手段２８とを備えた情報読取装置に
おいて、上記光源が瞬間的に高輝度の光を発生するフラ
ッシュ光源１である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に物品の在庫管理・
入出庫管理に使用され、光学的情報媒体に書き込まれた
物品の情報を読み取る情報読取装置に係り、特に、読取
り距離を大きくかつ範囲を広げることができ、動く媒体
の読取りを可能にする情報読取装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、バーコード等の光学的情報媒体を
物品に添付し、その媒体から物品の情報を読み取ってコ
ンピュータ処理することが盛んになっている。こうした
情報媒体の使用は、多種多用の物品の確認作業を簡素化
かつ迅速化するだけでなく、集計作業や管理をも省力化
するので大きな利点がある。例えば、商品に添付される
商品バーコードの導入により、金銭登録機の入力操作が
簡便になり、さらに、売り上げ計算や商品の出入りのチ
ェックが自動的にできるようになった。

【０００３】バーコードに代表される光学的情報媒体
は、通常、白・黒いずれかに二値化された単位情報を所
定の約束に従って組み合わせて形成される。ここで白・
黒とは目に見える実際の色を言うのではなく、読取装置
が感知することのできる分光範囲での光強度の強弱のこ
とである。その読取装置は、媒体に光を照射する光源
と、その媒体からの反射光の強度分布を検知する受光器
と、その強度分布から媒体が持っている情報を抽出する
情報抽出手段とを備える。情報抽出は、上記強度分布を
上記単位情報の組み合わせに照合する処理であり、通
常、その手段はコンピュータに搭載されるソフトウェア
で構成される。媒体からの反射光の強度分布を検知する
ための光源及び受光器の方式には、物理的に走査するも
のと非物理的に走査するものとがある。

【０００４】バーコードの読取装置を例に取ると、レー
ザ光を媒体に走査させ単一の受光素子で受光するレーザ
スキャン方式、光源と単一の受光素子とを搭載した読取
装置自体を走査するペン方式、媒体全体を照明する光源
と多数の受光素子を並べた受光器とを使用するアレイセ
ンサ方式等がある。アレイセンサ方式は、受光器にＣＣ
Ｄ撮像素子（以下ＣＣＤと呼ぶ）を使用することが多い
のでＣＣＤ方式とも呼ばれる。

【０００５】また、読取装置の扱い方で分類すると、読
取装置を固定しておく定置式と、読取装置を手に持って
扱うハンディ式とがある。

【０００６】種々の方式には、それぞれ長所・短所があ
り、使用目的によって性能や経済性をトレードオフして
選択導入される。

【０００７】まず、レーザスキャン方式は光の拡散がな
いために距離が伸びても光が減衰しない。また、波長が
限定されているため比較的弱い光でも選択的に受光する
ことができる。従って、媒体と読取装置との距離（以
下、読取り距離という）を大きくかつ自由にとることが
できる。反面、レーザ光を物理的に走査することから、
走査中に搬送や手振れによって媒体と読取装置とが相対
移動すると読取りが失敗しやすい。また、一般にレーザ
装置は高価である。

【０００８】ペン方式は、軽量かつ持ち易い形状なの
で、ハンディ式としての操作性が非常によい。また、装
置が安価である。反面、媒体と読取装置とをほぼ接触さ
せる必要があるので、読取り距離は他の方式とは比較に
ならないほど小さい。ペン方式はハンディ式を前提とし
ており、無人化には適さない。

【０００９】ＣＣＤ方式は、物理的な走査をしないので
機構的に簡素であると共に光源やＣＣＤが安価であるた
め、安価に構成できる。また、定置式にもハンディ式に
も応用できる。反面、光が拡散するので距離が伸びると
光が減衰する。そして、媒体からの反射光の強度分布を
受光素子のアレイ上に投影するためにレンズ等の光学系
が必要であり、その光学系のために焦点深度が限定され
る。このため読取り距離がレーザスキャン方式ほど大き
くかつ自由にはとれない。なお、ＣＣＤ方式は、媒体全
体の反射光を同時に受光するので、媒体と読取装置との
相対移動の影響を小さくできるが、これは受光素子の露
光時間との兼ね合いとなる。

【００１０】結局、性能や経済性のトレードオフによ
り、ＣＣＤ方式が普及している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、物流の分野
でも、こうした光学的情報媒体の使用が既に試みられて
いるが、流通販売の分野にはなかった問題に直面してい
る。物流の分野への応用は、自動倉庫における在庫管理
・入出庫管理といった無人化を目指すものであるから、
定置式が主であり、媒体の添付されている対象物を自動
搬送している途上で読取を行うのが望ましい。また、商
品バーコードの場合のように１個１個の商品に媒体が添
付されているとは限らず、物品を収容した箱体の表面に
その内容物の情報を示す媒体が添付されていることが多
い。箱体には大小の違いがあるが、一般には媒体と読取
装置との距離（読取り距離）が個々の商品の場合よりも
大きくなり、また、箱体の大小差による読取り距離の違
いも大きい。また、箱体を搬送路に移載するときに、媒
体の位置合わせをすることは困難である。しかも、読取
り距離を小さくするために読取装置を搬送路に近付けす
ぎると箱体との衝突の問題が生じる。このため、読取り
距離が大きくかつ範囲の広い読取装置が必要となる。

【００１２】また、ハンディ式を採用して有人の倉庫管
理をする場合、対象物が棚等に積載されている箱体であ
るから、商品バーコードの場合のように対象物である商
品を手に取って扱うことができないので、読取装置を箱
体表面の媒体に向けて差し延べることになる。この場合
でも、読取り距離の大きさや範囲に制限が有ると、使い
勝手が悪くなる。

【００１３】このように、物流の分野への応用において
は、読取り距離の問題があるため従来のＣＣＤ方式では
不十分である。けれども、経済性の面からはＣＣＤ方式
が望ましい。従って、ＣＣＤ方式を採用しつつ、読取り
距離の問題を解消させ、併せて、搬送や手振れの影響を
小さくすることが重要となる。

【００１４】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、読取り距離を大きくかつ範囲を広げることができ、
媒体の移動中にも読取りを可能にする情報読取装置を提
供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、バーコード等の光学的情報媒体に光を照射
する光源と、その媒体からの反射光の強度分布を検知す
る受光器と、その強度分布から媒体が持っている情報を
抽出する情報抽出手段とを備えた情報読取装置におい
て、上記光源が瞬間的に高輝度の光を発生するフラッシ
ュ光源であるものである。

【００１６】また、搬送媒体の表面にその内容物の情報
を示す光学的情報媒体を添付し、この搬送媒体を搬送す
る搬送路の脇に、瞬間的に高輝度の光を発生して情報媒
体を照射するフラッシュ光源を設けると共に情報媒体か
らの反射光の強度分布を検知する受光器及びその強度分
布から情報媒体が持っている情報を抽出する情報抽出手
段を設け、かつ、搬送媒体を検出するセンサーを設け、
該センサーの検出信号に基づいてフラッシュ光源を発光
させたものである。

【００１７】上記フラッシュ光源が、キセノン等のガス
を封入した放電管からなってもよい。

【００１８】

【作用】一般に、ＣＣＤ等の受光器は、入射光量に比例
した検知信号を発生する。入射光量は、光源の輝度、媒
体の反射率、光源・媒体・受光器間の距離、光学系の明
るさ、露光時間（蓄積時間）に関係している。媒体の反
射率を除けば、これらは読取装置によって決定される要
因である。本発明の目的からすれば、読取り距離を大き
くする必要があるので、光源・媒体・受光器間の距離が
大きくなって不利であり、読取り距離の範囲を広げるた
めに光学系の焦点深度を深くするほど光学系の明るさを
減じるので、これも不利である。また、搬送や手振れの
影響を小さくして動く媒体の読取りを可能にするには、
露光時間を長く取ることはできない。従って、入射光量
を確保するためには、光源の輝度を高くすることが要件
となる。しかし、輝度を高めることはエネルギ消費を大
きくすることになるので、光源にかかる負担や発熱が大
きくなる。

【００１９】本発明にあっては、フラッシュ光源が瞬間
的に高輝度の光を発生する。この場合、高輝度であって
も瞬間的であるからエネルギ消費はあまり大きくなく、
光源にかかる負担や発熱は小さい。光源の光が高輝度で
あるから、距離が大きくて光が減衰しても、また、焦点
深度が深いために光学系の明るさが減じても、受光器に
は十分な反射光が到達することになる。受光器は十分な
入射光量が得られるので十分な検知信号を発生する。従
って、強度分布が明確に検知され、情報抽出手段が強度
分布から情報を抽出することが容易となる。

【００２０】さらに、光源の光が瞬間的であるから、媒
体と情報読取装置との相対移動があっても、瞬間的な位
置での強度分布の反射光が得られる。従って、搬送や手
振れの影響がなくなり、動く媒体の読取りが可能とな
る。なお、この反射光の入射は瞬間的であるから露光時
間は短縮され、露光時間を短縮することにより受光器に
生じる雑音を低減することができる。

【００２１】また、このようなフラッシュ光源、受光器
及び情報抽出手段からなる情報読取装置を、搬送媒体を
搬送する搬送路の脇に設けることにより、搬送媒体を搬
送中に、搬送媒体の表面に添付された光学的情報媒体を
読み取ることが可能となる。この場合、搬送媒体の大小
や搬送路上における搬送媒体の位置によって情報媒体と
情報読取装置との距離が大きく、或いはまちまちであっ
ても読取りが可能である。また、搬送媒体が情報読取装
置に衝突することがない。

【００２２】光源として一般に使用されている白熱光源
やＬＥＤを本発明のフラッシュ光源に使用することがで
きる。しかし、白熱光源の場合、その発光原理上、輝度
の急峻な立上がりは期待できないし、このような使用法
は寿命的に問題がある。ＬＥＤの場合、瞬間的であれば
定格以上の発光が可能であるが、それでも輝度に限界が
ある。この点、キセノン等のガスを封入した放電管は、
瞬間的に高輝度の光を発生するので好適である。

【００２３】

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。

【００２４】本発明の情報読取装置は、光学系が図１に
示され、処理系が図２に示されている。図１に示される
ように、光学系には、瞬間的に高輝度の光を発生するフ
ラッシュ光源１がバーコード等の光学的情報媒体２に臨
んで設けられている。媒体２の反射光の方向には所定の
角度を有するミラー３が設けられ、ミラー３の反射光の
方向には所定の焦点深度で結像を行うレンズ４が設けら
れ、その結像位置には受光器５であるＣＣＤ撮像素子５
ａが設けられている。なお、各部の位置関係は図示のも
のに限定されるものではなく、受光器５が媒体２からの
反射光の強度分布を検知する構成であればよい。

【００２５】図２に示されるように、処理系には、受光
器５の強度分布出力を増幅する増幅器２１、強度分布を
白黒に二値化する二値化回路２２、フラッシュ光源１の
点灯タイミング及び受光器５の検知タイミングを制御す
ると共に二値化された強度分布を単位情報の組み合わせ
に照合するデコーダ（マイクロコンピュータ）２３、照
合されたコードを通信するためのレベル変換器２４、通
信ケーブル２５を介し読取り結果を処理し表示するコン
ピュータ２６が設けられている。マイクロコンピュータ
２３は、ワーク検出センサ３６に接続され、このセンサ
３６のワーク検出信号に基づいて所定のタイミングで受
光器５に読取りの指示を与えると共にフラッシュ光源１
に発光指示を与えるようにプログラムされている。

【００２６】処理系は、その全体で、反射光の強度分布
から媒体２が持っている情報を抽出する情報抽出手段２
８を構成している。

【００２７】以上の情報読取装置は、自動倉庫等におけ
る在庫管理・入出庫管理に用いられる。その管理装置の
一例が図３に示される。図示されるように、段ボール箱
等の物品を収容した箱体３１の表面にその内容物の情報
を示す媒体２が添付されている。この例では、媒体２は
バーコードを印刷したラベルである。箱体（搬送媒体）
３１は搬送路３２で自動搬送されるようになっている。
搬送路３２は、所定の幅に配置された一対の側枠３３，
３３間に適当な間隔で多数の送りローラ３４を設けたロ
ーラコンベアである。搬送路３２の側方には、通過中の
箱体３１の表面に臨むように定置式の情報読取装置３５
及び箱体３１を検出するワーク検出センサ３６が設けら
れている。ワーク検出センサ３６は、情報読取装置３５
よりも搬送の上流側に位置し、側枠３３に取り付けられ
ている。情報読取装置３５とワーク検出センサ３６との
位置関係は、箱体３１の端部がワーク検出センサ３６の
正面に位置したとき（検出位置に位置したとき）に媒体
２が情報読取装置３５の読取位置に位置する関係とされ
ている。情報読取装置３５は側枠３３の外側に設けられ
た台座３７に据え付けられ、搬送路３２の上方には突き
出さないようになっている。

【００２８】フラッシュ光源１は、キセノンランプ、即
ち、キセノン等のガスを封入した管４１内に放電用電極
４２，４３を設けてなる放電管である。このキセノンラ
ンプは図示されない急速充電回路に接続され、充電電荷
を瞬時的に放電することによりフラッシュ点灯させるこ
とができ、その光は、他の光源（ＬＥＤ等）によるもの
に比べて著しく高輝度であり、自然昼光に近い光であ
る。

【００２９】次に実施例の作用を述べる。

【００３０】図１から図３において、ローラコンベアで
運ばれてきた箱体１の端部がワーク検出センサ３６の検
出位置に達すると、センサ３６がワーク検出信号を出力
し、マイクロコンピュータ２３が読取りの指示を与え、
フラッシュ光源１が瞬間的に高輝度の光を発生する。そ
の光は媒体２で反射し、反射光がミラー３で反射され、
レンズ４を介して受光器５に到達する。反射光は媒体２
で反射したとき強度分布が与えられ、レンズ４の作用に
より受光器５には強度分布が結像される。フラッシュ光
源１は、高輝度であっても瞬間的に点灯するだけである
からエネルギ消費はあまり大きくなく、フラッシュ光源
１にかかる負担や発熱は小さい。光が高輝度であるか
ら、距離が大きくて光が減衰しても、また、レンズ４の
焦点深度が深いために光学系の明るさが減じても、受光
器５には十分な反射光が到達することになる。受光器５
は十分な入射光量が得られるので十分な検知信号を発生
する。従って、強度分布が明確に検知され、情報抽出手
段２８が強度分布から情報を抽出することが容易とな
る。

【００３１】フラッシュ光源１の光が瞬間的であるか
ら、媒体２と情報読取装置との相対移動があっても、瞬
間的な位置での強度分布の反射光が得られる。従って、
搬送や手振れの影響がなくなり、動く媒体２の読取りが
可能となる。なお、この反射光の入射は瞬間的であるか
ら露光時間は短縮され、露光時間を短縮することにより
受光器５に生じる雑音を低減することができる。

【００３２】また、図３において、このようなフラッシ
ュ光源１、受光器５及び情報抽出手段２８からなる情報
読取装置３５を箱体３１を搬送する搬送路３２の脇に設
けることにより、箱体３１を搬送中に、箱体３１の表面
に添付された媒体２を読み取ることが可能となる。この
場合、箱体３１の大小や搬送路３２上における箱体３１
の位置によって媒体２と情報読取装置３５との距離が大
きく、或いはまちまちであっても読取りが可能である。
また、箱体３１が情報読取装置３５に衝突することがな
い。

【００３３】なお、図２に示すように、コンピュータ２
３に赤色ランプ等のランプ切れ表示手段２３ａを接続
し、キャノンランプ１のランプ切れが生じ全黒のデータ
が生じたときに表示手段２３ａでランプ切れを知らせる
ようにしてもよい。さらに、ランプ自動交換装置を備え
てもよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００３５】（１）ＬＥＤを光源としたときには読取り
距離が数センチであったものが、高輝度の光を発生する
フラッシュ光源を用いたことにより、十数センチから数
十センチと距離が大きくかつ広い範囲で読取りが可能と
なった。従って、箱体の大小や搬送路上における箱体の
位置によって媒体と情報読取装置との距離が大きく、或
いはまちまちであっても読取りが可能である。

【００３６】（２）フラッシュ光源が瞬間的に光を発生
するので、媒体が搬送によって移動したり振動したりし
ていても、読取りが可能となる。従って、ローラコンベ
アのように箱体に振動を生じる搬送路を使用でき、しか
も、搬送を停止せずに読取りが可能であるから、処理効
率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す情報読取装置の光学系
の構造図である。

【図２】本発明の一実施例を示す情報読取装置の処理系
のブロック構成図である。

【図３】本発明の情報読取装置を用いた倉庫の管理装置
の斜視図である。

【符号の説明】

１ フラッシュ光源 ２ 媒体（光学的情報媒体） ５ 受光器 ２８ 情報抽出手段 ３１ 箱体 ３２搬送路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーコード等の光学的情報媒体に光を照
   射する光源と、その媒体からの反射光の強度分布を検知
   する受光器と、その強度分布から媒体が持っている情報
   を抽出する情報抽出手段とを備えた情報読取装置におい
   て、上記光源が瞬間的に高輝度の光を発生するフラッシ
   ュ光源であることを特徴とする情報読取装置。
2. 【請求項２】 搬送媒体の表面にその内容物の情報を示
   す光学的情報媒体を添付し、この搬送媒体を搬送する搬
   送路の脇に、瞬間的に高輝度の光を発生して情報媒体を
   照射するフラッシュ光源を設けると共に情報媒体からの
   反射光の強度分布を検知する受光器及びその強度分布か
   ら情報媒体が持っている情報を抽出する情報抽出手段を
   設け、かつ、搬送媒体を検出するセンサーの検出信号に
   基づいてフラッシュ光源を発光させることを特徴とする
   情報読取装置。
3. 【請求項３】 上記フラッシュ光源が、キセノン等のガ
   スを封入した放電管からなることを特徴とする請求項１
   又は２記載の情報読取装置。