JPH0844816A - 回転式タッチスキャナ - Google Patents

回転式タッチスキャナ

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JPH0844816A
JPH0844816A JP6175602A JP17560294A JPH0844816A JP H0844816 A JPH0844816 A JP H0844816A JP 6175602 A JP6175602 A JP 6175602A JP 17560294 A JP17560294 A JP 17560294A JP H0844816 A JPH0844816 A JP H0844816A
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JP
Japan
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light receiving
receiving element
convex lens
light
bar code
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Withdrawn
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JP6175602A
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English (en)
Inventor
Koji Kumakura
功二 熊倉
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ZEBURATSUKU KK
Original Assignee
ZEBURATSUKU KK
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10821Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices
    • G06K7/10831Arrangement of optical elements, e.g. lenses, mirrors, prisms

Abstract

(57)【要約】 【目的】 白色光の下でも読取り可能で、高分解能で、
被写体深度が深く、コストが安価なタッチスキャナを提
供する。 【構成】 バーコードラベルからの散乱光は、外枠5の
開口部2から入射して回転リング3に内設された凸レン
ズ4により集光され、補正レンズにより修正されて、同
リングの中心に配置された受光素子1上に実像を正確に
結像する。使用時には、モータ6を起動すると、軸7、
ウォーム8、同リングの外周面に設けられたウォーム歯
車9に動力が伝達され、同リングは、ニードルベアリン
グ10を中心にして回転する。この回転に伴い、凸レン
ズ4は、バーコードラベルの表面を連続的に走査し、受
光素子1上に実像を連続的に結像する。また、受光素子
1と凸レンズ4とを二段重ねにすることによって、二段
のバーコードを一回で読取れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、回転リングに凸レン
ズを取付け、回転リングを回転させることでバーコード
ラベルを連続的に走査し、受光素子上にバーコードの実
像を連続的に結像させ、バーコードパターンを読取る装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のタッチスキャナは、図4に示すよ
うにRED光23をバーコードラベル24に照射し、そ
の反射光を凸レンズ22により集光し、CCD(Cha
rgeCoupled Device、電荷結合素子)
イメージセンサー21上に実像を結像させ、CCDイメ
ージセンサーを駆動してCCD上の実像を走査し、バー
コードパターンを読取る方式を採用している。
【0003】タッチスキャナは、バーコードラベルにタ
ッチさえすれば、瞬時にバーコードを読込むため、手で
バーコードラベルを走査するペンスキャナより操作性が
優れている。しかしながら、照射光は、RED光などの
単色光に制限され、低価格で高密度のプリンタの出現に
伴い、低価格で高分解能のタッチスキャナのニーズが高
まってきている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のタッ
チスキャナは、照射光に単色光という制限が課され、分
解能にも限界が見え、部品の単価も高価なものを使わざ
るを得なかった。具体的には次のような欠点があった。
【0005】照射光としてRED光を採用しているた
め、赤系統の色で印刷したバーコードは、読取れない。
また、使用条件としては、蛍光灯の照度が3000ルク
ス以下であり、それ以上の照度では、バーコードは、読
取れない。もちろんブラウン管の画面や液晶の画面上の
バーコードも読取れない。
【0006】分解能が低下する原因としては、照射光
が一様な場合には、レンズの収差、CCD素子の不均一
性、などが考えられる。単色光を使えば、色収差は除け
るが、球面収差までは除けない。またCCD素子のサイ
ズを小さくすれば、分解能は高くなるが、素子の均一性
をもつのが難しくなる。また、レンズを絞れば分解能は
高まるが、その分明るくて均一な照射光が必要とされ
る。
【0007】部品のコストを引上げている原因として
は、第一に、一次元のバーコードを読取る以上の装備、
つまり基本的には二次元画像の読取りと同程度の光学系
を備えているという点で、明らかに過剰装備であろう。
第二に、走査系としての高分解能用のCCDイメージセ
ンサとそれを駆動・制御する電子回路が、コストを引上
げる原因となっている。
【0008】本発明の課題は、このような従来のタッチ
スキャナの欠点を解消し、白色光の下でも読取り可能
で、分解能が高く、被写体深度が深く、部品・製造コス
トの安いタッチスキャナを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来の走査方
式(CCDを駆動させることによって走査する方式)と
は全く異なる走査方式、つまり回転リングに取付けた凸
レンズを回転させる走査方式を採用し、近軸光線(レン
ズの光軸近くに入射する光線)だけを用いることで、色
収差や球面収差のない、分解能の高い、かつ、部品・製
造コストの安価なタッチスキャナを実現したのである。
【0010】具体的には、回転リングに内設した凸レン
ズを回転させることにより、凸レンズの光軸の延長線と
バーコードラベルとの交点(A点)から発する散乱光を
凸レンズで集光し、回転リングの中心点にセットされて
いる受光素子(B点)に連続的に実像を結像させる(回
転リングの回転中、A点とB点とは共に凸レンズの光軸
上にある)。
【0011】このような光学系の採用で、受光素子上の
実像は、近軸光線だけを用いて結像できるため、色収差
や球面収差を最小限に押さた解像度の高い結像を得るこ
とができるのである。
【0012】また、本発明は、受光素子の受光面の前方
に補正レンズが位置するように、補正レンズを外枠に固
定する構成を採用し、更に、受光素子と凸レンズとを多
段重ねにする構成を採用し、一層の改善を図るものであ
る。
【0013】
【作用】本発明は、回転リングに取付けた凸レンズを回
転させる走査方式を採用し、近軸光線だけを用いて結像
させるから、以下のようなメリットが得られる。
【0014】白色光下での読取り 近軸光線だけを用いているので、色収差による分解能の
低下を最小限にくい止めることができる。従って単色光
(RED光)を採用する必要がなく、また赤系統の色で
印刷したバーコードも読取り可能となる。もちろん自然
光や白色光の下でもバーコードの読取りが可能であり、
ブラウン管画面や液晶画面上のバーコードも読取り可能
となる。
【0015】高分解能 近軸光線だけを用いているので、球面収差による分解能
の低下が起こらない。回転リングの回転中、凸レンズの
光軸の延長線とバーコードラベルとの交点(A点)と受
光素子(B点)は、いずれもレンズの光軸上にある。従
って、近軸光線だけを用いればよく、球面収差による分
解能の低下を招かない。従来スキャナーの場合には、レ
ンズの外周に入射する周辺光線も使用するために球面収
差による分解能の低下を招くのである。
【0016】レンズの回転で走査する方式を採用してい
るから、分解能を高めるには受光器の開口幅を狭くする
だけでよい。従来型のスキャナの場合、分解能を高める
には、CCDセンサの受光素子のサイズを今以上に小さ
くする必要があり、技術的にも高度の技術が必要とな
る。
【0017】安価な部品・製造コスト 凸レンズは単眼レンズでもよく、プラスチック製でもよ
いから、レンズのコストは安価である。つまり近軸光線
だけを用いるから、様々な収差を除く工夫を施したレン
ズを用いる必要はないのである。
【0018】受光素子は、安価なピンポイント型のもの
でよい。高価なCCDセンサやそれを駆動・制御する高
価な電子回路も不要になり、製造コストが大幅に軽減さ
れる。
【0019】光学系・電子回路系の構造が簡略化される
ため、使用電力も大幅に節減される。確かに回転リング
を回転させるためにモータは必要であるが、安価で消費
電力の少ないモータで充分作動可能である。
【0020】光学系・動力系・電子回路系いずれもが構
造的に簡素化されるため、消費電力も従来のスキャナに
比べて大幅に節減され、長時間のバッテリ駆動も可能と
なる。
【0021】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。
【0022】まず、本発明の第1実施例を図1に示す。
【0023】バーコードラベルからの散乱光は、外枠5
の開口部2から入射して回転リング3に内設された凸レ
ンズ4により集光され、回転リング3の中心に配置され
た受光素子1上に実像を結像する。いうまでもなく、凸
レンズ4の焦点距離は、回転リング3の中心にバーコー
ドの実像が丁度結像するように設計されている。
【0024】使用時には、モータ6を起動すると、軸
7、ウォーム8、回転リング3の外周面に設けられたウ
ォーム歯車9に動力が伝達され、回転リング3は、ニー
ドルベアリング10を中心にして回転する。この回転に
伴い、凸レンズ4は、バーコードラベルの表面を連続的
に走査し、受光素子1上に実像を連続的に結像する。な
お、11は、電源である。
【0025】受光素子1の受光面を長方形、被写体に対
する実像の倍率を0.5、長方形の横幅を0.05mm
とすると、被写体の分解能は、0.1mmとなる。ちな
みに従来の高分解能のスキャナでの分解能は、0.15
mm以上である。
【0026】上記のように受光面の横幅は、非常に小さ
いため、必要な光線は近軸光線だけに限られ、色収差や
球面収差の極めて少ない実像が得られる。又、近軸光線
だけが必要とされることから凸レンズ4の絞り(開口
径)を絞り込むことができ、被写体深度を大きく取るこ
とができる(図1で、凸レンズの焦点距離を20mm、
凸レンズの開口径を2mmにしており、F値は10で、
被写体深度を大きく取れる)。ちなみに、従来のスキャ
ナの場合、JAN13桁のラベルを読取る際の被写体深
度は、バーコードラベル読取り位置に対し±5mm深度
を保持している。
【0027】読取り角度(仰角θ)は、図1で(30/
90)≧tanθ≦−(30/90)の範囲にあり、受
光素子1の位置からバーコードラベルまでの距離は、θ
=0の時90mmで最小値をとり、θ=θmaxのと
き、95mmで最大値をとる。最小値と最大値との差
は、5mmあるが、上述したように、従来のスキャナの
場合の被写体深度は、バーコードラベル読取り位置に対
し±5mmの深度があること、そして本発明の場合には
被写体深度をさらに大きく取れることを勘案すれば、5
mmの差は、許容範囲内と考えてよい。
【0028】図1には、凸レンズ4が120度毎に3個
配置されており、回転リング3が一回転すると、3回バ
ーコードの読取りができる。なお、凸レンズを90度毎
に4個配置すれば、回転リングの一回転で、4回バーコ
ードの読取りができる。
【0029】もし作業現場が充分明るく、周辺光のみで
充分な光量が常に確保できる状況にあるならば、外枠5
の開口部2の一部を透明のプラチックにすることで、補
助照射光なしのバーコードの読取りが可能となる。
【0030】次に、本発明の第2実施例を図2に示す。
【0031】受光素子1の受光面の前方に補正レンズ1
2が位置するように、補正レンズ12を外枠5に固定す
る。読取り角度(仰角θ)によらずに、実像を受光素子
に正確に結像することができる。第2実施例は、第1実
施例と比較すると、読取り角度(仰角θ)の最小値での
受光素子1の位置からバーコードラベルまでの距離90
mmと、その最大値での距離95mmとの差の5mmを
補正レンズ12によって修正した点で、相違する。
【0032】続いて、本発明の第3実施例を図3に示
す。
【0033】受光素子1と凸レンズ4とを二段重ねにす
ることによって、アパレル等で使用されている二段JA
Nを一回で読取ることができる。第3実施例は、第1実
施例と比較すると、二段JANを読取る際、上段のバー
コードと下段のバーコードとを二回に分けて読取る代り
に、一回で読込むことができる点で、相違する。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、回転リングに取付けた
凸レンズを回転させてバーコードラベルを走査する走査
方式を採用したことによって、構造が簡単で、高分解能
で、被写体深度が深く、製造コストの安価なタッチスキ
ャナを提供することが可能となった。バーコードは、P
OS(Point of Sales)やFA(Fac
torial Automation)そして物流の分
野に広く使用されており、最近ではOA(Offici
al Automation)の分野にも普及する兆し
を見せている。この意味でバーコードの読取り装置であ
るタッチスキャナの使用分野は、今後もますます広がる
ことが予想される。
【0035】この傾向は日本だけでなく、世界一般の傾
向であり、最近は漢字を扱えるバーコードも開発され、
漢字圏でのバーコードの使用も飛躍的に増大するものと
期待される。従って、白色光の下でも使用でき、高分解
能で、価格の安いタッチスキャナの市場規模は極めて大
きいと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示し、(a)は全体の断
面図、(b)は凸レンズ駆動部の拡大断面図である。
【図2】本発明の第2実施例の凸レンズ駆動部の拡大断
面図である。
【図3】本発明の第3実施例の凸レンズ駆動部の拡大断
面図である。
【図4】従来のタッチスキャナの断面図である。
【符号の説明】
1 受光素子 2 開口部 3 回転リング 4 凸レンズ 5 外枠 6 モータ 7 軸 8 ウォーム 9 ウォーム歯車 10 ニードルベアリング 11 電源 12 補正レンズ 21 CCDイメージセンサ 22 凸レンズ 23 RED光 24 バーコードラベル

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受光素子、回転リング及びその回転手段
    を外枠に収納し、受光素子の受光面を外枠の開口部に向
    け、受光素子を中心に回転する回転リングに凸レンズを
    複数個取付け、バーコードラベルからの散乱光を凸レン
    ズにより集光し、受光素子上に実像を結像させてバーコ
    ードパターンを読取ることを特徴とする回転式タッチス
    キャナ。
  2. 【請求項2】 受光素子の受光面の前方に補正レンズが
    位置するように、補正レンズを外枠に固定することを特
    徴とする請求項1記載の回転式タッチスキャナ。
  3. 【請求項3】 受光素子と凸レンズとを多段重ねにする
    ことを特徴とする請求項1記載の回転式タッチスキャ
    ナ。
JP6175602A 1994-07-27 1994-07-27 回転式タッチスキャナ Withdrawn JPH0844816A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6175602A JPH0844816A (ja) 1994-07-27 1994-07-27 回転式タッチスキャナ
US08/918,986 US5834752A (en) 1994-07-27 1997-08-27 Rotary touch scanner

Applications Claiming Priority (1)

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JP6175602A JPH0844816A (ja) 1994-07-27 1994-07-27 回転式タッチスキャナ

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Publication Number Publication Date
JPH0844816A true JPH0844816A (ja) 1996-02-16

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ID=15998966

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6175602A Withdrawn JPH0844816A (ja) 1994-07-27 1994-07-27 回転式タッチスキャナ

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JP (1) JPH0844816A (ja)

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Publication number Publication date
US5834752A (en) 1998-11-10

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