WO1996009596A1

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Info

Publication number: WO1996009596A1
Application number: PCT/JP1995/001827
Authority: WO
Inventors: Atsushi Nakazawa; Mitsuru Nishikawa
Original assignee: Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Priority date: 1994-09-19
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 1996-03-28
Also published as: US5852288A; JP2765231B2; TW291553B; KR100236260B1; KR960706143A

Description

明細害

バーコード走査装 £

ίχίΐϊ分野

本発明は、読み取るバーコードの像を、レンズ系を通してイメージセンサに結像させるようにしたバーコ一ド走査装置に関するものである。背景技術

バーコ一ド走査装置は、照明用光源の光をバーコ一ドが形成された用紙の上に照射し、そのバーコ一ドをィメ一ジセンサにより読み取るものである。

バーコード走査装置の多くは、手持ち形又はハンディターミナル（携帯形情報収集装置）に組み込まれたスキャナ一体形の形状をしており、用紙に直接当てて使用するか、用紙から所定距雠餱して使用するものである（特開昭 6 4 - 1 2 3 8 4 /1989号、特開平 1— 1 9 6 6 8 0 /198 9号公報参照）。

バーコ一ドの幅（走査方向、 FIG. 14参照）は、使用するバーコ一ドのコード体系（J ANコード、丽ー 7、コード 3 9、 I T Fコード等）や、コードの桁数によって決まるが、平均すると 4 0 - 5 0 mm程度である。し力、し、工場や倉庫での物品の管理用には桁数が 2 0— 3 0桁あるものもあり、また段ボールに印刷するバーコ一ドではバーの幅が l m m以上あるものがあり、その結果バーコードの幅が 8 0 mm以上になるものもある。

このような幅の広いバーコ一ドを読み取るには、開口部の幅の広いバーコ一ド走査装置を必要とするが、現実には 1 0 0 mmのバーコ一ドに対応できる開口部の幅の広いバーコ一ド走査装置が製作されている。また、幅の広いバーコ一ドを読み取るために、バーコ一ドから離して

(空間を介して）読み取るようにしたバーコ一ド¾¾装置も製品化されている。

ところが、前記のように接触状態でバーコードを読み取るには、バーコード走査装置の開口部の幅が広くなるので、装置の奥行きが深くなり、装置全体が大きくなるという欠点がある。特にハンディターミナルに組み込む場合は、大きな問題となる。

また、バーコードから離して読み取るようにしたものにあっては、手で持つ場合狙レ、を正確に定めなければならないので、操作性が悪、という問題がある。

発明の開示

本発明は、幅の広いバーコードを読み取ることのできる、コンパクトで、操作性のよいバーコ一ド走査装置を提供することである。

前記の目的を達成するための本発明のバーコ一ド走査装置は、バーコ —ド走査装置を納める筐体の、開口部を超えた両横の部分にまで前記レンズ系の視野を広げて、開口部の輻を超える幅のバーコ一ドを走査可能としたものである。

この構成によれば、バーコード走査装置を納める筐体の、開口部を超えた両横の部分にまで前記レンズ系の m ^を広げているので、当該開口部をバーコ一ドに接触させた状態で開口部の幅を超える幅のバーコ一ドが走査可能となり、幅の広いバーコードを走査する場合であっても、ノく —コ一ド走査装匱の横幅や奥行きを広げなくても、幅の広いバーコードを走査できるようになる。

この構成を実現する本発明の具体的側面を述べると、開口部の両横の部分に、当該開口部から続く切込みを形成したり（請求の範囲第 2項）、開口部の形状を、扇形に広げたり（請求の範囲第 3項）、開口部と読取面との間に一定距離を保持できるように、開口部から突き出した部分を設けたり（請求の範囲第 4項）している。

また、開口部から突き出した部分が、バーコード走査装置を納める筐体の一方の側から突き出し、その反対の側に光源が配置されていることが好ましい（請求の範囲第 5項）。この突き出した部分が、外乱光を遮るカヽらである。

また、開口部から突き出した部分の先端が、平面になっていて、バーコードの読取角度を規定していることが好ましい（請求の範囲第 6項）。これにより、安定した読取ができる。

また、読取面を照明する照明光源を、バーコードの走査軸とレンズ系の光軸中心とを含む面内に配 at ることが好ましい（請求の範囲第 7 項）。

照明光源を、バーコ一ドの走査軸とレンズ系の光軸中心とを含む面内に配置すれば、開口部の範囲のみならず、開口部を超えた両横の部分をも、均一に照明することができるようになる。

特に、開口部の両横の部分に、当該開口部から銃く切込みを形成したものであれば、読取面を照明する照明光源を、バーコードの走査軸とレンズ系の光軸中心とを含む面内に配置するので、照明光が切込みに遮られることがなくなり、開口面よりも幅の広いバーコ一ドの両端が暗くなることがない。さらに切込みを細く作ることができるので、筐体の強度を保つことができる。

前記照明光源は、レンズ系の光軸中心の両側に配 Sし、バーコードの右側を光軸中心の左側に配置した照明光源で照らし、バーコードの左側を光軸中心の右側に配置した照明光源で照らすことがさらに好ましい (請求の範囲第 8項）。

前記照明光源を、レンズ系の光軸中心の両側に配置し、バーコードの右側を光軸中心の左側に配置した照明光源で照らし、バーコ一ドの左側を光軸中心の右側に配置した照明光源で照らせば、照明光の正反射の影響を避けることが容易にできる。

また、読取面を照明する照明光源は、開口部の開口範囲を照射する第 1の光源と、開口部の幅を超える範囲を照射する、バーコードの走査軸とレンズ系の光軸中心とを含む面内に配置された第 2の光源からなるものであってもよい（請求の範囲第 9項）。

読取面耷照明する照明光源を、開口部の開口範囲を照射する第 1の光源と、開口部の幅を超える範囲を照射する、バーコードの走査軸とレンズ系の光軸中心とを含む面内に配置された第 2の光源とで構成すれば、第 1の光源として従来の構成のものを使用できるので設計面コスト面で有利になる。第 2の光源を追加するだけでよいから、全体をコンパクトにすることができる。

以下、図面を参照して本発明の前記及び他の目的は明らかになるであろう。

図面の簡単な説明

FIG. 1 は、ノくーコード走査装置の A— A線断面図である。

FIG.2は、バーコード走査装 fiの <8画図である。

FIG. 3は、開口部が下方向へ曲げられたバーコード走査装置の形状を示す斜視図 (a) 及び側面図 (b) を示す。

FIG.4 は、開口部が扇のように広がったバーコード走査装置の形状を示す斜視図 (a) 及び側面図 (b) を示す。

FIG.5 は、開口部のさらに先に、読取面に突き当てる部分が延びているバーコード走査装置の形状を示す斜視図 (a) 及び側面図 (b) を示す。

FIG. 6 は、開口部が扇のように広がり、開口部のさらに先に、読取面に突き当てる部分が延びているバーコ一ド走査装置の形状を示す斜視図 (a) 及び画図 (b) を示す。

FIG. 7 は、開口部のさらに先に、読取面に突き当てる鼻のような部分が延びているハンディターミナルを示す斜視図である。

FIG. 8 は、 FIG. 7のハンディターミナルの側断面図である。

FIG.9 は、のハンディターミナルの B— B線断面図である。

FIG. 10は、麻の部分の先端を示す側断面図である。

FIG. 11は、レンズ系、照明光源及び 1次元イメージセンサを樹脂製の光学系筐体で一体化し、 1個のモジュールとして扱う例を示すバーコ一ド走査装置の組み立て図である。

FIG. 12は、開口部の開口範囲を照射する光源と、開口部の幅を超える範囲を照射するバーコ一ドの走査軸とレンズ系の光軸中心とを含む面内に配置された左右の光源とからなる照明光源を含むバーコ一ド走査装置を示す断面図である。

FIG. 13は、前記バーコ一ド走査装 Sの側断面図である。 FIG. 14は、バーコ一ドを示す斜視図である。

発明を実施するための最良の形 IK

以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

FIG.2はバーコード走査装置の ffi図を示し、 FIG. 1 はバーコード走査装置の A - A線断面図を示す。

ノく一: i一ド走査装 Sは、手持ち可能な直方体状の筐体 2に収納され、バーコ一ドからの反射散乱光を集光するレンズ系 3と、バーコ一ド像が結像される 1次元イメージセンサ 4と、多数の L E Dからなる照明光源 5と、バーコ一ドの内容を読み取る信号処理回路 6とを含んでいる。前記レンズ系 3は、 2— 3枚の組合せ球面レン:^しくは 1枚の非球面レンズ又はこれらの組合せからなるものである。この実施例では、レンズの全面に光の波長に合わせたコーティングを施しているので、レンズは波長フィルタ（バンドパスフィルタ）としての機能をする。また図示してレ、ないが直径 1 mm前後の絞りを揷入している。

イメージセンサ 4は、多くは C C Dリニアセンサや MO Sリニアセンザが用いられる。面素数は 1 0 0 0— 1 0 0 0 0画素程度であり、この画素数は読取面において要求される解像度と走査幅とによって決められる。例えば走査幅 6 5 mmで解像度が 0 . 1 5 mm、 1バーに対して 5 画素必要なら、 2 0 0 0画素程度必要である（6 5 + 0 . 1 5 x 5 ^ 2 0 0 0 ) ₀

前記筐体 2は、開口部 1の両横の部分に、当該開口部 1から続く切込み 7が形成されている。これにより、イメージセンサ 4のは、筐体 2の開口部 1を超えて横（バーコードの幅方向）に広がっている。

したがって、当該開口部 1をバーコ一ドに接触させた状態で開口部 1 の幅を超える幅のバーコ一ドを走査することが可能となっている。

なお、前記開口部 1には、レンズ系 3や照明光源 5に塵が付着するのを防止するため、透明な窓 8が設けられている。この透明窓 8の材料は、アクリル、ボリカーボネートといった通常の透明材料である。この透明窓 8から、乱反射光等が混入すると、ノイズが発生し読み取り不良の原因となるため、前記透明材料には、反射防止のためのコーティングが施されている。さらに、照明光源 5の光が正反射してイメージセンサ 4に入らないよう、少し傾けられている（FIG.2参照）。

照明光源 5は、レンズ系 3の^ &に対象に配置されたマイクロレンズ付き LED (発光タイオード）の集合であり、 LEDは、 FIG.1 のようにレンズを頂点としてに並んでいる。この V^Kの配置は、照明光源 5全体をコンパクトにするという効果がある。そして光軸中心の左側に配置した LEDによりバーコ一ドの右側を照射し、光軸中心 Xの右側に配置した LEDによりバーコードの左側を照射している。このようにクロスさせて照明しているのは、正反射光がレンズに入るのを防ぐためである。なお、前記のように V字状に配置しているので、各 LED の光量特性や指向特性が同一だと、読取面における照射強度にかえつてむらができる。そこで、 LEDに流れる髦流を調整したり、指向特性を調整したりして、照射が均一になるようにしている。なお、レンズ系の c 0 s 4乗特性等を考慮すると、照射の両端を明るくしてィメ一ジセンサ 4の上で均一な光量になるようにする方がより好ましい。

前記 LEDは、 FIG.2に示すように光軸中心 Xを含む面内に配置されているのが 1つの特徵となっている。これは、 LEDを斜め下から、又は斜め上から照明するように配置すると（FIG.2の二点鎖線の矢印 B, C参照）、切込み 7に遮られる光が生じてしまい、バーコードの両端の部分が暗くなつてしまうからである。本実施例では、 LEDを、光軸中心 Xを含む面内に配置したので、光は、切込み 7に遮られることなく、バーコードを均一に照射することができる。また切込み 7©幅 Y (FIG. 2参照）を最小限にできるから、筐体 2の機械強度低下を防止することができる。

前記 LEDとしては、通常採用される波長 66 Onmの赤色 LEDを用いているが、発光波長は、緑、青、赤外等適宜変更できる。また、 L E Dに代えて、白熱ランプやレーザダイォードを用いてもよい。

なお、バーコ一ドの両端の部分が室内光等の外乱光の反射散乱の影響を受けて明るくなり、バーコ一ドの中央の部分とのコントラストがっきすぎて、バーコードの読み取りに支障が生じることがある。この場合は、照明光源 5の発光強度を通常よりも強くすることが好ま U、。しかし照明光源 5の発光強度を強くすると、ィメージセンサ 4が飽和するおそれがあるので、センサの B子シャツ夕機能を用いて、イメージセンサ 4の露光時間を短くすることが好ましい。また、イメージセンサ 4の電子シャッタ機能がない場合は、単に照明光源 5を明るくしておいて、ィメ一ジセンサ 4への入射レベルを下げるフィルタをィメージセンサ 4の手前に取りつけるようにすればよい。これにより、イメージセンサ 4への入射レベルは同じで、 SZNのよい、適度なコントラストのバーコード像を得ることができる。

以上のように構成したので、バーコ一ド走査装の開口部 1が比較的狭くても、開口部 1の幅を超えたバーコ一ドを容易に読み取ることができる。また、接触状想でバーコードを読み取るので、バーコードから離して読み取るときのように、狙いを正確に定める必要はなく、操作性がよくなる。

FIG.3から FIG. 10は、バーコード走査装置の開口部 1の形状の変形例を示している。

F[G.3(a)は、開口部 1が下方向へ曲げられた形状を示し、読取面に当てるときに当てやすくなつている。 FIG.3(b)は側面図である。

FIG. 4(a)は、開口部 1が扇のように広がった形状を示している。 FIG. 4(b)は側面図である。

F .5(a)は、開口部 1のさらに先に、読取面に突き当てる部分が延びている形状を示している。開口部 1と読取面との間に一定の距離が確保されるので、イメージセンサ 4の視野は、開口部 1よりも広がることになる。 FIG.5(b)は側面図である。

FIG. 6(a)は、開口部 1が扇のように広がり、開口部 1のさらに先に、読取面に突き当てる部分が延びている形状を示している。 FIG.4の形状と FIG.5 の形状との組合せである。 FIG.6(b)は側面図である。 FIG.7 は、開口部 1のさらに先に、読取面に突き当てる鼻のような部分 2 2が延びているハンディターミナル 2 1を示している。このハンディターミナル 2 1は、バーコード走査装置と、ディスプレイ 2 3、キーボード 2 4とが一体になつた構造のものである。ハンディターミナル 2 1の右 ffi画には、バーコードを読み取るときに走査するスィッチ 2 5が設けられている。

FIG. 8 は前記ハンディターミナル 2 1の側断面図、 FIG. 9 は前記ハンディターミナル 2 1の B— B線断面図である。森の部分 2 2をバーコ一ド面 2 6に接触させた状態でスィッチ 2 5を走査すると、ハンディターミナル 2 1の開口 1の下部に配置された L E D 2 7は、バーコード面 2 6を照らす。バーコード面 2 6からの光は、開口 1、反射ミラー 2 8、レンズ 2 9を通して C C Dイメージセンサ 3 0の受像面に結像される。

3 2は、ハンディターミナル 2 1を駆動する髦池、 3 1は回路基板を示す。

この構成によって、バーコード走査装 Sの開口部 1が狭くても、開口部 1の幅を超えたバーコードを読み取ることができる。また、暴の部分 2 2がバーコ一ド面 2 6に接触した状態でバーコ一ドを読み取るので、ピントが自動的に合う。また、麻の部分 2 2を上にして、バーコード面 2 6に当てるので、森の部分 2 2が「庇」となって、上方から来る外乱光ノイズをシャットアウトすることができる。また L E D 2 7は、開口 1の下部に配置され、鼻の部分 2 2の先端より少し手前を照らすので、ユーザは、募の部分 2 2をバーコードに被せるように持っていけばよい。したがって、非常に操作しやすくなる。

FIG. 10は、鼻の部分 2 2の先端を示す側断面図である。先端の幅を w で示している。 FIG. lO(a) に示すように、幅 wが狭いと、バーコード面 2 6に接触した寡の部分 2 2が前後にふらつきやすく、バーコードを読み取る角度が変動して、読取にくくなる。そこで、 FIG. 10(b) に示すように、幅 wを広くとると、バーコ一ド面 2 6に接触した鼻の部分 2 2が前後にしっかりと固定され、バーコ一ドを読み取る角度 0が変動しなくなる。しかし、幅 wがあまりに広いと、鼻の部分 2 2の先端位置と、 L E D 2 7の照らす位置とが麒れ、ユーザは、バーコードに狙いをつけにくくなる。したがって、幅 wは、適正な値に設定されるべきである。なお、本発明は、前記の実施例に限定されるものではない。前記実施例では、レンズ系 3、照明光源 5及びイメージセンサ 4は、それぞれ個別部品で構成されていたが、 FIG. 11に示したように、これらを樹脂製の光学系筐体 2 aと一体化し、バーコ一ド走査装置の筐体 2で上下を挟んで固定すれば、 1個のモジュールとして扱うこともできる。こうすれば、量産性が向上し、取扱が容易になる。

また、前記実施例では、照明光源は、光軸中心 Xを含む面内に配置されていて、光軸中心 Xの左側に配 fiした L E Dによりバーコ一ドの右側を照射し、光軸中心 Xの右側に配置した L E Dによりバーコ一ドの左側を照射していた。しかし、この配に限られるものではなく、例え liFI G. 12、 FIG. 13に示すように、読取面を照明する照明光源は、開口部の開口範囲を照射する光源 1 2と、開口部の幅を超える範囲を照射する、ノくーコ一ドの走査軸とレンズ系の光軸中心とを含む面内に配置された^ & の光源 1 3とからなっていてもよい。

光源 1 2は、通常用いられるように、開口部 1の直ぐ内側の、光軸中心 Xを含む面から外れた上下レ、ずれかの面に取りつけられているものである。光軸中心 Xを含む面に設 Sできないのは、イメージセンサへの結像を邪魔するからである。

—方、光源 1 3は、開口部の輻を超える範囲すなわちバーコードの両端部を照明するためのもので、イメージセンサへの結像を SP魔しないようにレンズ系の視野の外側に配置されている（FIG. 12参照）。また光源 1 3は、光軸中心 Xを含む面内に配置されている。これは光が、切込み 7に遮られることなく、バーコ一ドの両端を効率よく照射するためであこの FIG. 12、 F . 13の構成を FIG. 1、 FIG.2の構成と比較すると、スペースの利用性がさらに向上している。また本発明は、 1次元イメージセンサを使用してバーコ一ドを走査する装置のみならず、 2次元ィメ一ジセンサを使用してバーコ一ドを走査する装置にも応用することが可能である。この場合も、筐体 2の開口部 1の幅を超えて、バーコードを ^することができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くに修正および変更を加え得ることは勿論である。

Claims

請求の範囲

1 . 読取面のバーコードの像を、レンズ系を通してイメージセンサに結像させるようにしたバーコ一ド^装置にぉ、て、

バーコ一ド走査装を納める筐体の、開口部を超えた両横の部分にまで前記レンズ系の視野を広げて、開口部の幅を超える幅のバーコ一ドの走査を可能としたことを特徴とするバーコ一ド走査装置。

2 . 開口部の両横の部分に、当該開口部から続く切込みを形成したことを特徵とする請求の範囲第 1項記載のバーコ—ド装置。

3 . 開口部の形伏を、扇形に広げたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載のバーコ-ド装置。

4 . 開口部と読取面との間に一定離を保持できるように、開口部から突き出した部分を設けたことを特徵とする請求の範囲第 1項記載のバーコード走査装置。

5 . 開口部から突き出した部分が、バーコード走査装置を納める筐体の一方の側から突き出し、その反対の側に光源が配 Sされていることを特徵とする請求の範囲第 4項記載のバーコ一ド走査装置。

6 . 開口部から突き出した部分の先端が、平面になっていて、バーコ一ドの読取角度を規定していることを特徴とする請求の範囲第 4項記載のバーコ一ド走査装置。

7 . 読取面を照明する照明光源を、バーコードの走査軸とレンズ系の光軸中心とを含む面内に配置したことを特徵とする請求の範囲第 1項記載のバーコ—ド装置。

8 . 前記照明光源を、レンズ系の光軸中心の両側に配置し、バーコードの右側を光軸中心の左側に配置した照明光源で照らし、バーコ一ドの左側を光軸中心の右側に配置した照明光源で照らすことを特徵とする請求の範囲第 7項記載のバーコ一ド走査装置。

9 . 読取面を照明する照明光源は、開口部の開口範囲を照射する第 1の光源と、開口部の幅を超える範囲を照射する、バーコードの走査軸とレンズ系の光軸中心とを含む面内に配置された第 2の光源からなることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のバーコ—ド走査装置。

補正鲁の請求の範囲

[ 1 9 9 6年 3月 1 1日（1 1 . 0 3 . 9 6 ) 国際事務局受理：出頼当初の請求の範囲 1は補正された；他の請求の範囲は変更無し。（ 2頁） ]

1 . (補正後）読取面のバーコードの像を、レンズ系を通してイメージセンサに結像させるようにしたバーコ一ド赶装置にお、て、

バーコ一ド^装置を納める筐体の、開口部を超えた両横の部分にまで前記レンズ系の視野を広げて、開口部の幅を超える轜のバーコ一ドの走査を可能にし、筐体の少なくとも一部を読取面に接触させた伏態でバーコードの像を結像させるようにしたことを特徵とするバーコ一ド走査装 s。

2 . 開口部の両横の部分に、当該開口部から铳く切込みを形成したことを特徴とする請求の範囲第 1項記載のバーコ一ド走査装 S。

3 . 開口部の形状を、扇形に広げたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載のバーコ—ド走査装 So

4 . 開口部と読取面との間に一定距離を保持できるように、開口部から突き出した部分を設けたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載のバーコード走査装 So

5 . 開口部から突き出した部分が、バーコード走査装置を納める筐体の —方の側から突き出し、その反対の側に光源が配置されていることを特徴とする請求の範囲第 4項記載のバーコ—ド走査装置。

6 . 開口部から突き出した部分の先端が、平面になっていて、バーコ一

ドの読取角度を規定していることを特徴とする請求の範囲第 4項記載のバーコード走査装 S。

7. 読取面を照明する照明光源を、バーコ一ドの走査軸とレンズ系の光軸中心とを含む面内に配置したことを特徴とする請求の.範囲第 1項記載のバーコ一ド走査装 S。

8 . 前記照明光源を、レンズ系の光軸中心の両側に配 Sし、バーコ一ドの右側を光軸中心の左側に配置した照明光源で照らし、バーコ一ドの左側を光軸中心の右側に配置した照明光源で照らすことを特徵とする請求の範囲第 7項記載のバーコ一ド走査装置。

9 . 読取面を照明する照明光源は、開口部の開口範囲を照射する第 1の

^正された用約第 19条）光源と、開口部の幅を超える範囲を照射する、バーコードの走査軸とレンズ系の光軸中心とを含む面内に配 Sされた第 2の光源からなることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のバーコ一ド走査装置。

補正された用紙 (条約第 19条）