JPH11328297A - 光学式読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源が１つであっても複数の波長の光を適宜
選択して使用できるようにする。 【解決手段】 光源１８からの光を被写体である媒体４
に照射し、媒体４からの反射光をレンズ２１を介して受
光素子であるＣＣＤ２２に集光するようにした光学式読
取装置１０であって、レンズ２１の前に特性の異なる複
数のフィルタ３２，３３を反射光の光路中に挿入離脱可
能に設け、光源１８の発光波長のうち使用波長を制限且
つ切り換え可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学式読取装置に
関する。さらに詳述すると、本発明は、被写体等に応じ
た波長の光を使用する光学式読取装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】バーコードや文字等を読み取る光学式読
取装置では、汚れや読み取り文字のバックグランドとの
切り分け等の為に光源として赤外光を使用することが一
般的である。一方、読み取り文字のインクの種類、読み
取り文字のバックグランドに使用されるインクの色、光
学式読取装置の用途等の使用条件によっては赤外光以外
の光の使用が適している場合もあるので、光源として赤
色光、黄色光（ＬＥＤ）、白色光（蛍光管）等を使用す
ることもある。即ち、従来の光学式読取装置では、その
使用に適した光源を予め１種類選択して備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
光学式読取装置では１種類の光源しか備えていないの
で、複数の波長を適宜切り替えて使用することができな
い。この場合、異なった種類の光源を複数備えることで
光源の切り替えにより異なった波長の光を選択して使用
することが可能にはなるが、それでは装置の大型化とコ
ストの大幅な増加を招いてしまい実用的ではない。

【０００４】本発明は、１つの光源であっても複数の波
長の光を適宜選択して使用することが可能な光学式読取
装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに請求項１記載の発明は、光源からの光を被写体に照
射し、該被写体からの反射光をレンズを介して受光素子
に集光するようにした光学式読取装置において、レンズ
の前に特性の異なる複数のフィルタを反射光の光路中に
挿入離脱可能に設け、光源の発光波長のうち使用波長を
制限且つ切り換え可能としたものである。

【０００６】したがって、被写体からの反射光はフィル
タを通過して受光素子に到達する。フィルタを通過する
光はそのフィルタの特性に応じた特定周波数帯の波長の
ものに制限されるので、特性の異なる複数のフィルタを
切り換えることで受光素子に集光する光の波長を変化さ
せることができる。即ち、同一光源の光を使用した場合
であっても被写体等に応じて使用波長を切り換えること
ができる。

【０００７】また、請求項２記載の光学式読取装置は、
複数のフィルタの厚さを、光路長を均一化するように異
ならせたものである。フィルタによって制限する光、即
ちフィルタを通過する光の波長が異なると、その光路長
も変化してしまう。しかしながら、各フィルタの厚さを
変えて光路長を均一化しているので、同一光源からの光
に対し被写界深度の浅い受光素子を使用しても被写体に
ついて広い範囲で鮮明な画像を得ることができる。

【０００８】また、請求項３記載の光学式読取装置は、
フィルタは光学的透明基板の表面に所定帯域の光をカッ
トするコーティング膜を施して形成したものであり、光
学的透明基板の厚さを変えることにより光路長を均一化
するようにしたものである。したがって、光学的透明基
板の厚さを変えるとフィルタ全体の厚さが変化し、光路
長も変化する。

【０００９】また、請求項４記載の光学式読取装置は、
光源が複数のフィルタによって使用波長を切り換え可能
な発光帯域を有するものである。光源から照射された光
には種々の波長の光が含まれている。しかしながらフィ
ルタを通過する光は特定の波長のものに制限され、その
後受光素子に集光する。

【００１０】さらに、請求項５記載の光学式読取装置
は、複数のフィルタはフィルタ取付部材に取り付けら
れ、フィルタ取付部材には該フィルタ取付部材の位置を
切り換える駆動機構が連結されているものである。した
がって、駆動機構がフィルタ取付部材の位置を切り換え
ると、各フィルタの位置が変化し光を通過させるフィル
タが入れ替わる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
最良の形態に基づいて詳細に説明する。

【００１２】図１及び図２に本発明を適用した光学式読
取装置の実施形態の一例を示す。光学式読取装置１０
は、ホルダ１７に固定された光源１８、光源１８からの
照射光を被写体例えば小切手、通帳等の媒体４に照射す
るガラス板１９、媒体４の上面４ａで反射される反射光
の向きを変える反射鏡２０、反射鏡２０で反射された反
射光を集光するレンズ２１、及びレンズ２１からの光線
を電気信号に変換する受光素子であるＣＣＤ２２を備え
て構成されている。また、反射鏡２０とレンズ２１との
間には、特性の異なる複数のフィルタが設けられてい
る。本実施形態では、２枚のフィルタ３２，３３をレン
ズ２１の前に設けている。

【００１３】ホルダ１７は、ねじ２３で光学式読取装置
１０のケース１０ａ内に固定されている。光源１８は、
媒体４が光学式読取装置１０の下方に搬送されると発光
し、集光レンズ３１を介して照射するようになってい
る。なお、光源１８は、各フィルタ３２，３３によって
使用波長を切り換え可能な発光帯域を有している。即
ち、光源１８として広い波長にわたって発色する例えば
蛍光灯、タングステンランプ、キセノンランプ、白色灯
等が使用されている。光源１８から照射された光には種
々の波長の光が含まれており、この光が各フィルタ３
２，３３のうちいずれか一方を通過することで当該フィ
ルタ３２又は３３の特性に応じた特定帯域の波長に制限
された光となってＣＣＤ２２に集光する。

【００１４】反射鏡２０は、ねじ２４でケース１０ａに
固定されたブラケット２５の上部２５ａに貼り付けられ
ている。この上部２５ａは、媒体上面４ａからの反射光
をレンズ２１に向けるべく、レンズ２１に向かって折り
曲げられている。

【００１５】ガラス板１９は、光源１８と媒体４との間
に位置するように、媒体通路に向かって突出形成された
ケース１０ａの媒体ガイド部１０ｂに固定されている。

【００１６】また、この光学式読取装置１０の光学系
は、レンズ２１への光量の損失を少なくし、媒体４に印
刷されたバーコード等の読み取り角度を向上させるため
に、照射光の媒体上面での反射光の向きがレンズ２１の
光軸と一致する、即ち集光レンズ３１の光軸とレンズ２
１の光軸とが一致するように設けられている。

【００１７】特性の異なる２枚のフィルタ３２，３３
は、フィルタ取付部材３４に取り付けられている。この
フィルタ取付部材３４には該フィルタ取付部材３４の位
置を切り換える駆動機構３５が連結されている。したが
って、駆動機構３５がフィルタ取付部材３４の位置を切
り換えると、各フィルタ３２，３３の位置が変化し光を
通過させるフィルタ３２，３３が入れ替わる。即ち、特
性の異なる複数のフィルタ３２，３３が反射光の光路中
に挿入離脱可能に設けられており、光源１８の発光波長
のうち使用波長を制限且つ切り換え可能となる。

【００１８】駆動機構３５は、例えば図３に示すよう
に、ソレノイドである。ソレノイド３５の先端はフィル
タ取付部材３４に連結されている。したがって、フィル
タ取付部材３４はソレノイド３５によって駆動され、反
射光が通過するフィルタ３２，３３を切り換える。な
お、フィルタ取付部材３４の反射光が通過する部分に
は、図４に示すように孔３４ａがあいており、光を遮ら
ないようになっている。

【００１９】各フィルタ３２，３３の厚さは、光路長が
均一化するように異なっている。具体的に説明すると、
各フィルタ３２，３３は例えば図４に示すように、光学
的透明基板３６の表面に所定帯域の光をカットするコー
ティング膜３７を施して形成したものであり、光学的透
明基板３６の厚さを変えることでフィルタ３２，３３全
体の厚さが変化し、光路長も変化させることができる。
ソレノイド３５を駆動してフィルタ３２，３３を切り換
えることで反射光の波長を変えた場合にはその光路長も
変わってしまうが、各フィルタ３２，３３の厚さを変え
ることでたとえ反射光の波長が変わってもその波長の違
いによる光路長の差（色収差）を吸収することができ、
被写界深度の浅い受光素子を使用しても被写体に対して
広い範囲で鮮明な画像を得ることができる。

【００２０】本実施形態では、第１のフィルタ３２は８
００ｎｍ以上をカットする赤外光カットフィルタであ
り、第２のフィルタ３３は逆に８００ｎｍ未満をカット
する可視光カットフィルタである。また、光学的透明基
板３６は、例えばガラス板等である。なお、本実施形態
の光学式読取装置１０のように、被写体は媒体通路を走
行する媒体４であり、該媒体４の表面に形成された特徴
を画像信号として読み取るものである場合は、その特徴
がカーボン等のインクで書かれたバーコードのときには
第２のフィルタ３３を使用し、それ以外のときには第１
のフィルタ３２を使用するように設定しておく。

【００２１】この光学式読取装置１０の制御装置は、Ｃ
ＣＤ２２からの画像信号を制御するものであって、図５
に示すように、増幅器２６、アナログ／ディジタル（Ａ
／Ｄ）変換器２７，Ａ／Ｄ変換器２７からの画像信号を
白基準メモリ３０内の白基準レベルに基づいて白基準レ
ベルを越えた白色よりも反射率が高い部分を白としてシ
ェーディング補正を行うシェーディング処理回路２８，
擬似中間調処理（２値化処理）やモアレを除去する中間
調処理回路２９及び光源１８によるシェーディングに応
じた白基準レベルが格納されて白基準メモリ３０から構
成されている。また、本実施形態では、ＣＣＤ２２とし
てライン形ＣＣＤを使用している。

【００２２】以上のように構成された実施形態の動作を
説明する。媒体４が媒体通路を搬送され、そして媒体４
が光学式読取装置１０の下方に搬送されると、図示しな
いセンサによって媒体４が検出され、光源１８が発光す
る。

【００２３】光源１８からの照射光は、集光レンズ３１
を介してガラス板１９を通過して媒体上面４ａで反射す
る。この反射光は、反射鏡２０によって屈折されてフィ
ルタ３２又は３３を通過した後レンズ２１の光軸に沿っ
てＣＣＤ２２に入射して電気信号に変換され、媒体上面
４ａに形成されたインク文字又はバーコード等の特徴が
光学的に読み取られる。

【００２４】即ち、ＣＣＤ２２で変換された画像信号
は、増幅器２６により増幅されてＡ／Ｄ変換器２７によ
りＡ／Ｄ変換され、シェーディング処理回路２８におい
てシェーディング補正される。シェーディング処理回路
２８からの画像信号は、中間調処理回路２９により擬似
中間調処理（２値化処理）やモアレ除去をされ、媒体上
面４ａに形成された特徴が読み取られる。

【００２５】媒体上面４ａに形成された上記特徴の読み
取りには、フィルタ３２，３３の選択により媒体上面４
ａの色彩やインクの種類等を考慮して決定された波長帯
域の光が使用されるので、良好な読み取りを行うことが
できる。

【００２６】なお、上述の形態は本発明の好適な形態の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、上述の説明では、光学式読取装置１０を媒
体上面４ａの特徴を読み取るものに使用した場合につい
て説明したがこれに限るものではなく、種々のイメージ
スキャナ等として使用できることは勿論である。この場
合、被写体に応じて各フィルタ３２，３３を切り換え
る。例えばカーボン等のインクで書かれた文字、バーコ
ード等をスキャンする場合には、第２のフィルタ３３を
使用する。この場合には、読み取り波長は赤外光とな
る。一方、インクのリボンが赤外光以外（あるいは解ら
ない）場合、あるいは通常のいわゆるラプラススキャニ
ングをする場合等には第１のフィルタ３２を選択する。
これらの場合には、読み取り波長は可視光となる。ま
た、例えばバックグランドの図柄が赤色でインクが黒等
で書かれている文字をスキャンする場合には、例えば赤
色のフィルタを使用してバックグランドの図柄を消す等
の応用も考えられる。更には、例えば媒体４に形成され
たエンボス文字等を読み取る等の応用も考えられる。各
フィルタ３２，３３の切り換えは、駆動機構３５によっ
て簡単に行うことができる。

【００２７】また、上述の説明では、２枚のフィルタ３
２，３３を切り換える構造としていたが、切り換えるフ
ィルタの枚数は２枚に限るものではなく、３枚以上のフ
ィルタを切り換えるようにしても良い。

【００２８】さらに、駆動機構３５としてソレノイドを
使用した場合について説明したが、モータ等のアクチュ
エータであっても良い。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の光学
式読取装置では、レンズの前に特性の異なる複数のフィ
ルタを反射光の光路中に挿入離脱可能に設け、光源の発
光波長のうち使用波長を制限且つ切り換え可能としたの
で、フィルタを切り換えることで受光素子に集光する光
の波長が変化する。即ち、同一の光源を使用しても読取
波長を変えることができ、光源を複数用意する必要がな
く簡素な構造となって装置を小型化することができると
共に生産コストの増加を抑えることができる。

【００３０】この場合、請求項２記載の光学式読取装置
のように、複数のフィルタの厚さを光路長が均一化する
ように異ならせることが好ましい。このようにすること
で、フィルタを切り換えて通過する光の周波数を変化さ
せた場合であっても光路長の差を吸収することができ、
結像性能を向上させることができ、被写界深度の浅い受
光素子を使用しても被写体について広い範囲で鮮明な画
像を得ることができる。

【００３１】また、請求項３記載の光学式読取装置のよ
うに、フィルタは光学的透明基板の表面に所定帯域の光
をカットするコーティング膜を施して形成したものであ
り、光学的透明基板の厚さを変えることにより光路長を
均一化するようにすることが好ましい。この様にするこ
とで光路長差の吸収を容易に行うことができる。

【００３２】また、請求項４記載の光学式読取装置で
は、光源が複数のフィルタによって使用波長を切り換え
可能な発光帯域を有するものとしているので、光源から
照射された光には種々の波長の光が含まれており、この
光が通過するフィルタを切り換えることで、一つの光源
を使用して種々の使用波長を得ることができる。

【００３３】さらに、請求項５記載の光学式読取装置で
は、複数のフィルタをフィルタ取付部材に取り付け、フ
ィルタ取付部材に該フィルタ取付部材の位置を切り換え
る駆動機構が連結されているので、簡単にフィルタの切
り換えを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学式読取装置の実施形態の一例を示
す断面図である。

【図２】図１の光学式読取装置の光源の周辺を拡大して
示す断面図である。

【図３】図１の光学式読取装置のフィルタ取付部材と駆
動機構を示す概略構成図である。

【図４】図１の光学式読取装置のフィルタの断面図であ
る。

【図５】制御装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

３ 媒体通路 ４ 媒体（被写体） １０ 光学式読取装置 １８ 光源 ２１ レンズ ２２ ＣＣＤ（受光素子） ３２，３３ フィルタ ３４ フィルタ取付部材 ３５ ソレノイド（駆動機構） ３６ 光学的透明基板 ３７ コーティング膜

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光を被写体に照射し、該被写
   体からの反射光をレンズを介して受光素子に集光するよ
   うにした光学式読取装置において、上記レンズの前に特
   性の異なる複数のフィルタを上記反射光の光路中に挿入
   離脱可能に設け、上記光源の発光波長のうち使用波長を
   制限且つ切り換え可能としたことを特徴とする光学式読
   取装置。
2. 【請求項２】 上記複数のフィルタの厚さを、光路長を
   均一化するように異ならせたことを特徴とする請求項１
   記載の光学式読取装置。
3. 【請求項３】 上記フィルタは光学的透明基板の表面に
   所定帯域の光をカットするコーティング膜を施して形成
   したものであり、上記光学的透明基板の厚さを変えるこ
   とにより光路長を均一化するようにしたことを特徴とす
   る請求項２記載の光学式読取装置。
4. 【請求項４】 上記光源は上記複数のフィルタによって
   使用波長を切り換え可能な発光帯域を有するものである
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の光学
   式読取装置。
5. 【請求項５】 上記複数のフィルタはフィルタ取付部材
   に取り付けられ、上記フィルタ取付部材には該フィルタ
   取付部材の位置を切り換える駆動機構が連結されている
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか記載の光学
   式読取装置。