JP3207006B2 - 情報読み取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば２次元データシ
ンボルのような被読み取り物の情報を読み取る情報読み
取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、２次元データシンボルのパターン
を読み取るデータシンボル読み取り装置が開発されてい
る。このデータシンボル読み取り装置は、大別すると、
ＣＣＤのようなエリアセンサーを用いてデータシンボル
のパターンを２次元的に同時に読み取る構成のものと、
読み取り部においてレーザー光を振り１ライン毎に主走
査するとともに、読み取り部とデータシンボルとを主走
査方向と直交する方向に相対的に移動することにより副
走査して２次元的に読み取る構成（レーザースキャン方
式）のものとがある。

【０００３】このうち、エリアセンサーを用いた構成の
ものは、副走査のために読み取り部とデータシンボルと
の相対的移動をする必要がなく、短時間で読み取りがで
きるという点で優れているが、２次元データシンボルを
容易に包含し得る広い領域のシンボル読み取り部を設定
しなければならず、読み取り部が大型となるという欠点
がある。さらに、２次元データシンボルの全部がシンボ
ル読み取り部内に入るように位置合わせを行う必要があ
るが、読み取り装置のシンボル読み取り部付近が不透明
な部材で構成されているため、２次元データシンボルの
位置を確認しにくく、この位置合わせ作業に手間と時間
がかかり、また、読み取りミスが生じ易いという欠点が
ある。

【０００４】一方、レーザースキャン方式によるもの
は、２次元データシンボルと読み取り部との位置合わせ
は比較的容易であるが、レーザー光を振るための光学系
（ポリゴンミラー、ｆθレンズ等）が必要であり、その
ため構造が複雑となり、装置の大型化、特に読み取り部
付近の大型化を招き操作性が悪く、しかも、コストが高
く、消費電力も大きい。また、光学系は、ポリゴンミラ
ーを回転するモータ等の可動部を有するため、振動等に
弱い等の種々の欠点がある。

【０００５】また、上記エリアセンサーや、レーザー光
源およびレーザー光を振るための光学系は、いずれもコ
ストが高く、読み取り装置が高価となるという問題もあ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、簡易
な構成で、装置を小型化することができ、製造コストが
易く、読み取り部と被読み取り物との位置合わせが容易
な情報読み取り装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（５）の本発明により達成される。

【０００８】（１） 先端に直線状の読み取り部を有
し、該読み取り部と被読み取り物とを前記読み取り部の
長手方向とほぼ直交する方向に相対的に移動して、被読
み取り物の情報を読み取る情報読み取り装置であって、
光源と、光電変換素子が線状に配置された複数のライン
センサーと、前記光源から発せられた光を前記読み取り
部へ導く照明用導光手段と、前記読み取り部からの光を
前記各ラインセンサーへ分割して導く映像用導光手段
と、前記光源、前記各ラインセンサー、前記照明用導光
手段および前記映像用導光手段を収納するケーシングと
を有し、前記照明用導光手段および前記映像用導光手段
は、それぞれ、光ファイバーの束で構成されており、前
記各ラインセンサーの長さは、それぞれ、前記読み取り
部の長さより短いことを特徴とする情報読み取り装置。

【０００９】（２） 前記照明用導光手段は、一端が前
記光源の発光側に設置され、他端が前記読み取り部の長
手方向に沿って直線状に配置された照明用光ファイバー
の束であり、前記映像用導光手段は、一端が前記読み取
り部の長手方向に沿って直線状にかつ前記照明用光ファ
イバーの他端と隣接して配置され、途中で分割されてそ
の各分割端がそれぞれ前記各ラインセンサーの各光電変
換素子の受光側に直線状に配置された映像用光ファイバ
ーの束である上記（１）に記載の情報読み取り装置。

【００１０】（３） 前記各ラインセンサーは、その光
電変換素子の配列方向とほぼ直交する方向に並べて配置
されている上記（１）または（２）に記載の情報読み取
り装置。

【００１１】（４） 前記読み取り部に、前記各光ファ
イバーの端部を保護する機能を有する実質的に透明な部
材を設置した上記（１）ないし（３）のいずれかに記載
の情報読み取り装置。

【００１２】（５） 被読み取り物が２次元データシン
ボルである上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の
情報読み取り装置。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の情報読み取り装置を添付図面
に示す好適実施例に基づき詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明の情報読み取り装置の構成
例を示す透視斜視図、図２は、図１に示す情報読み取り
装置の断面側面図である。これらの図に示すように、本
発明の情報読み取り装置１Ａは、ケーシング２Ａを有す
る。このケーシング２Ａは、基端側に手で把持するため
の把持部２１を有し、この把持部２１より先端側におい
て所定角度屈曲し、この屈曲部２２より先端側は、先端
２３に向かってその厚さが漸減した形状をなしている。

【００１５】ケーシング２Ａの先端２３には、後述する
２次元データシンボル１５を読み取る読み取り部３が形
成されている。この読み取り部３は、図１に示すよう
に、ケーシング２Ａの幅方向に延びる直線状をなしてい
る。

【００１６】ケーシング２Ａ内には、光源４と、２つの
ラインセンサー５１、５２と、光源４から発せられた光
を読み取り部３へ導く照明用導光手段と、読み取り部３
からの光をラインセンサー５へ導く映像用導光手段とが
収納されている。以下、これらの構成について順次説明
する。

【００１７】光源４は、ケーシング２Ａの屈曲部２２付
近に設置されている。この光源４としては、例えばＬＥ
Ｄのような発光素子、ハロゲンランプ、半導体レーザー
等を用いることができる。

【００１８】ラインセンサー５１および５２は、いずれ
も後述する読み取り部３の長さより短く（図示の構成で
は、読み取り部３の長さの１／２程度）、これらは、光
源４の近傍にその長手方向に沿って並べて設置されてい
る。このラインセンサー５１、５２は、フォトダイオー
ドのような光電変換素子が長手方向に沿って直線状に配
置されたものであり、好ましくはＣＣＤ（charge coupl
ed device ）が用いられる。このＣＣＤでは、光電変換
素子が１列または数列に配置され、各光電変換素子にお
いては、それぞれ受光した光の光量に応じた電荷を生じ
るとともにこれを蓄積し、この蓄積した電荷を所定時に
順次排出するように構成されている。

【００１９】本発明では、エリアセンサーやレーザー走
査光学系に比べて安価なラインセンサーを用いることに
より、装置の製造コストを低減することができ、特に、
読み取り部３の長さより短い複数のラインセンサーを用
いたため、読み取り部３の長さと同程度の長さの１つの
ラインセンサーを用いるのに比べ、さらにコストダウン
を図ることができる。

【００２０】なお、後述するように、光源４およびライ
ンセンサー５１、５２の設置位置は、ケーシング２Ａの
屈曲部２２付近に限定されず、例えば、ケーシング２Ａ
の把持部２１付近であってもよい。また、光源４、ライ
ンセンサー５１および５２が、それぞれ別個の位置にあ
ってもよい。

【００２１】光源４から発せられた光を読み取り部３へ
導く照明用導光手段は、光ファイバーの束６で構成され
ている。この光ファイバーの束６の一端６１は、ほぼ円
柱状にまとめられ、光源４の発光側に設置されている。
なお、光源４と光ファイバーの束６の一端６１とは、筒
状のホルダー７により接続されている。このホルダー７
は、遮光性を有する部材で構成され、光源４から発せら
れた光を有効に光ファイバーの束６へ導く機能を有して
いる。

【００２２】また、光ファイバーの束６の他端６２は、
読み取り部３にその長手方向（ケーシング２Ａの幅方
向）に沿って直線状に配置され、各光ファイバーの端面
は揃えられている。これにより、光源４から発せられた
光は、光ファイバーの束６の一端６１から導入され、各
光ファイバー６０内を通り、他端６２から出て読み取り
部３を照明する。

【００２３】読み取り部３からの光をラインセンサー５
１および５２へ導く映像用導光手段も、光ファイバーの
束８で構成されている。この光ファイバーの束８の一端
８１は、読み取り部３にその長手方向に沿って直線状に
かつ前記光ファイバーの束６の他端６２と隣接して配置
されている。そして、光ファイバーの束８の一端８１に
おける各光ファイバー８０の端面は、光ファイバーの束
６の他端６２と同様に揃えられている。

【００２４】また、光ファイバーの束８は、途中で２分
割されて分割束８２および８３を形成している。さら
に、両分割束８２および８３の先端（分割端８４および
８５）が、それぞれラインセンサー５１および５２の各
光電変換素子の受光側に光電変換素子の配列方向に沿っ
て直線状に配置されている。そして、分割端８４および
８５における各光ファイバー８０の端面は、光電変換素
子との距離を一定に保つよう揃えられている。なお、光
ファイバーの束８の分割端８４および８５は、それぞ
れ、ラインセンサー５１、５２の各光電変換素子に対し
ずれを生じないよう、ポッティング材９により固着され
ている。

【００２５】このような構成により、データシンボル１
５の読み取りの際には、光ファイバーの束６の他端６２
からの照明光が、読み取り部３にあるデータシンボル１
５に照射され、その反射光が光ファイバーの束８の一端
８１から導入され、各光ファイバー８０内を通り、分割
端８４および８５から出てラインセンサー５１および５
２の各光電変換素子に受光される。

【００２６】なお、光ファイバーの束８は、途中で湾曲
する板状に形成されているが、一端８１、分割端８４お
よび８５がそれぞれ直線状に配置されている限り、その
途中は、いかなる形状であってもよく、例えば、途中を
柱状に束ねた形状、途中を捻った形状、または途中をさ
らに複数の束に分割した形状であってもよい。また、光
ファイバーの束６についても、他端６２が直線状であれ
ば、その他の部分の形状は、前記と同様、いかなる形状
であってもよい。

【００２７】このような構成の情報読み取り装置１Ａで
は、読み取り部３において直線状の光ファイバーの束６
および８の端部が集中しているため、読み取り部３の形
状、すなわちケーシング２Ａの先端２３の形状を薄型に
することができ、データシンボル１５の読み取りを容易
に行うことができる。

【００２８】また、光ファイバーの特性上から、光ファ
イバーの束６および８の途中を任意の形状に変形または
分割させること、光ファイバーの束６および８の長さの
調整により、光源４およびラインセンサー５１、５２等
を任意の位置に設置することが可能であり、設置スペー
ス上等の設計の幅が広がり、情報読み取り装置１Ａの小
型化にとって有利となる。

【００２９】光ファイバーの束６の他端６２、光ファイ
バーの束８の一端８１および分割端８４、８５において
は、それぞれ、図６に示すような光ファイバー６０、８
０が１列で配置されている構成、図７に示すような光フ
ァイバー６０、８０が複数の列で配置されている構成の
いずれであってもよい。

【００３０】なお、光ファイバーの束６、８としては、
例えば、石英、プラスチック、多成分ガラス等で構成さ
れる断面が円形の光ファイバー６０、８０を、例えば、
エポキシ系、アクリル系等の接着剤で固めたもの等が用
いられる。

【００３１】図２に示すように、読み取り部３には、光
ファイバーの束６の他端６２および光ファイバーの束８
の一端８１を保護するために、実質的に透明な透明部材
１０が設置されている。この透明部材１０は、例えば、
各種ガラスや樹脂のような透明な材料で構成され、ケー
シング２Ａの先端２３に形成された細長い開口（スリッ
ト）２４に嵌合されている。光ファイバーの束６および
８の端面は、透明部材１０のケーシング２Ａ内側の面に
当接している。

【００３２】この透明部材１０の厚さＴは、ＭＴＦ減衰
によりラインセンサー５１、５２への入力に影響が生じ
ない程度のものとされる。なお、透明部材１０は、図示
のごとき平板状の部材に限らず、例えばシリンドリカル
レンズのようなレンズや、プリズムを構成するものであ
ってよい。透明部材１０としてレンズのような光学系を
用いた場合には、後述するケーシング２Ａの先端２３と
データシンボル１５との離間距離を大きくすることがで
きる。

【００３３】図示の構成では、データシンボル（シンボ
ルコード）１５は、ｎ行×ｍ列（ｎ、ｍは２以上の整
数）に配列された黒色または白色（または透明）のモザ
イクで構成されている。このモザイクの黒色または白色
は、例えば、２進法における０または１を表し、この組
み合わせにより所望の情報が特定される。なお、データ
シンボル１５は、図示のような構成のものに限定されな
い。

【００３４】また、本発明の情報読み取り装置により読
み取られる被読み取り物は、データシンボルに限らず、
例えば、文字、図形や、バーコード等、２次元的なもの
であればいかなるものでもよい。

【００３５】次に、本発明の情報読み取り装置１Ａによ
るデータシンボル１５の読み取り方法の一例について説
明する。

【００３６】基準面１７上に読み取るデータシンボル１
５をおき、一方、把持部２１を手で把持し、情報読み取
り装置１Ａの読み取り部３をデータシンボル１５の一辺
に位置させる。

【００３７】次に、ケーシング２Ａ外に露出して設置さ
れたトリガースイッチ（図示せず）を操作して、光源４
を点灯させるとともに、ラインセンサー５１および５２
を作動させる。この光源４の点灯およびラインセンサー
５１、５２の作動状態を維持しつつ、読み取り部３をそ
の長手方向と直交する方向（図中矢印Ａで示す方向）に
移動する。

【００３８】これにより、ラインセンサー５１および５
２においては、それぞれ、光ファイバーの束８を介して
伝達されたデータシンボル１５の図１中左半分および右
半分からの反射光が、１または数ライン毎に読み取られ
る（主走査）とともに、矢印Ａ方向に副走査が行われ、
これにより、データシンボル１５のパターンが２次元的
に読み取られる。

【００３９】このようなデータシンボル１５の読み取り
においては、読み取り部３の形状、すなわちケーシング
２Ａの先端２３の形状が薄型であるため、データシンボ
ル１５の位置を確認し易く、読み取りを容易かつ確実に
行うことができる。

【００４０】なお、本発明の情報読み取り装置１Ａにお
いて、データシンボル１５の読み取りの際には、ケーシ
ング２Ａの先端２３をデータシンボル１５（基準面１
７）に接触させても、図２に示すようにケーシング２Ａ
の先端２３とデータシンボル１５とを所定距離（例え
ば、ＭＴＦの減衰許容範囲内または光学系の被写界深度
の範囲内となる程度）離間させてもよい。

【００４１】また、データシンボル１５の読み取りは、
情報読み取り装置１Ａ側を固定し、読み取り部３に対し
データシンボル１５を移動して副走査を行ってもよい。

【００４２】図３は、本発明の情報読み取り装置の他の
構成例を示す透視斜視図、図４は、図３に示す情報読み
取り装置の断面側面図である。これらの図に示す情報読
み取り装置１Ｂは、ラインセンサー５１および５２の配
置と、これに基づくケーシング２Ｂの形状とが前記情報
読み取り装置１Ａと異なり、その他の構成は同様であ
る。以下、相違点について説明する。

【００４３】情報読み取り装置１Ｂにおいて、ラインセ
ンサー５１および５２は、その光電変換素子の配列方向
とほぼ直交する方向、すなわち、ケーシング２Ｂの厚さ
方向に並べて配置されており、これに伴い、分割束８２
および８３の分割端８４および８５側も同方向に重なる
ように配置されている。

【００４４】両ラインセンサー５１、５２をこのように
配置したことにより、ケーシング２Ｂのラインセンサー
５１、５２を収納する部分、すなわち把持部２の幅Ｗを
前記情報読み取り装置１Ａに比べて狭くすることがで
き、よって、情報読み取り装置１Ｂのさらなる小型化が
図れるとともに、把持部２を手で把持し易くなり、操作
性が向上する。

【００４５】図５は、本発明の情報読み取り装置の他の
構成例を示す断面側面図である。同図に示す情報読み取
り装置１Ｃは、ラインセンサー５１および５２の配置
と、これに基づくケーシング２Ｃの形状とが前記情報読
み取り装置１Ａおよび１Ｂと異なり、その他の構成は同
様である。以下、相違点について説明する。

【００４６】情報読み取り装置１Ｃにおいて、ラインセ
ンサー５１および５２は、その光電変換素子の配列方向
とほぼ直交する方向、すなわち、ケーシング２Ｃの把持
部２１の長手方向に並べて配置されている。これに伴
い、分割束８２および８３は、ケーシング２Ｃの厚さ方
向に重なるように配置され、それらの分割端８４および
８５付近は、それぞれ、光ファイバーがケーシング２Ｃ
の厚さ方向に向くように湾曲している。

【００４７】両ラインセンサー５１、５２をこのように
配置したことにより、ケーシング２Ｃのラインセンサー
５１、５２を収納する部分、すなわち把持部２の幅を前
記情報読み取り装置１Ａに比べて狭くすることができ、
しかも把持部２の厚さＹを前記情報読み取り装置１Ｂに
比べて薄くすることができ、よって、情報読み取り装置
１Ｃのさらなる小型化が図れるとともに、把持部２を手
で把持し易くなり、操作性がさらに向上する。

【００４８】なお、上記各情報読み取り装置１Ａ〜１Ｃ
では、いずれも、読み取り部３での反射光を２個のライ
ンセンサー５１、５２で受光しているが、本発明におい
て、ラインセンサーの設置数はこれに限定されず、３個
以上のラインセンサーを用いてもよい。この場合、全ラ
インセンサーをその長手方向に沿って並べて配置する
か、または少なくとも２個のラインセンサーをその光電
変換素子の配列方向とほぼ直交する方向に並べて配置す
ることができる。

【００４９】以上、本発明の情報読み取り装置を、各図
に示す構成例について説明したが、本発明はこれらに限
定されるものではない。

【００５０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の情報読み取
り装置によれば、読み取り部を小型化、特に薄型化する
ことができ、しかも、読み取り部と被読み取り物との位
置合わせを容易かつ確実に行うことができ、正確な読み
取りが可能となる。また、各ラインセンサーをその光電
変換素子の配列方向とほぼ直交する方向に並べて配置し
た場合には、ケーシングのラインセンサーを収納する部
分をさらに小型にすることができる。このようなことか
ら、本発明の情報読み取り装置は、操作性に優れる。

【００５１】また、本発明の情報読み取り装置は、モー
タ等の可動部を有しないため、振動等に強い。また、本
発明の情報読み取り装置は、構成が簡易であり、製造コ
ストが安く、消費電力も少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の情報読み取り装置の構成例を示す透視
斜視図である。

【図２】図１に示す情報読み取り装置の断面側面図であ
る。

【図３】本発明の情報読み取り装置の他の構成例を示す
透視斜視図である。

【図４】図３に示す情報読み取り装置の断面側面図であ
る。

【図５】本発明の情報読み取り装置の他の構成例を示す
断面側面図である。

【図６】本発明の情報読み取り装置の読み取り部におけ
る光ファイバー束の端部の構成例を示す底面図である。

【図７】本発明の情報読み取り装置の読み取り部におけ
る光ファイバー束の端部の他の構成例を示す底面図であ
る。

【符号の説明】

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 情報読み取り装置 ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ ケーシング ２１ 把持部 ２２ 屈曲部 ２３ 先端 ２４ 開口 ３ 読み取り部 ４ 光源 ５１、５２ ラインセンサー ６ 光ファイバーの束 ６０ 光ファイバー ６１ 一端 ６２ 他端 ７ ホルダー ８ 光ファイバーの束 ８０ 光ファイバー ８１ 一端 ８２、８３ 分割束 ８４、８５ 分割端 ９ ポッティング材 １０ 透明部材 １５ データシンボル １７ 基準面

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に直線状の読み取り部を有し、該読
   み取り部と被読み取り物とを前記読み取り部の長手方向
   とほぼ直交する方向に相対的に移動して、被読み取り物
   の情報を読み取る情報読み取り装置であって、 光源と、光電変換素子が線状に配置された複数のライン
   センサーと、前記光源から発せられた光を前記読み取り
   部へ導く照明用導光手段と、前記読み取り部からの光を
   前記各ラインセンサーへ分割して導く映像用導光手段
   と、前記光源、前記各ラインセンサー、前記照明用導光
   手段および前記映像用導光手段を収納するケーシングと
   を有し、 前記照明用導光手段および前記映像用導光手段は、それ
   ぞれ、光ファイバーの束で構成されており、 前記各ラインセンサーの長さは、それぞれ、前記読み取
   り部の長さより短いことを特徴とする情報読み取り装
   置。
2. 【請求項２】 前記照明用導光手段は、一端が前記光源
   の発光側に設置され、他端が前記読み取り部の長手方向
   に沿って直線状に配置された照明用光ファイバーの束で
   あり、 前記映像用導光手段は、一端が前記読み取り部の長手方
   向に沿って直線状にかつ前記照明用光ファイバーの他端
   と隣接して配置され、途中で分割されてその各分割端が
   それぞれ前記各ラインセンサーの各光電変換素子の受光
   側に直線状に配置された映像用光ファイバーの束である
   請求項１に記載の情報読み取り装置。
3. 【請求項３】 前記各ラインセンサーは、その光電変換
   素子の配列方向とほぼ直交する方向に並べて配置されて
   いる請求項１または２に記載の情報読み取り装置。
4. 【請求項４】 前記読み取り部に、前記各光ファイバー
   の端部を保護する機能を有する実質的に透明な部材を設
   置した請求項１ないし３のいずれかに記載の情報読み取
   り装置。
5. 【請求項５】 被読み取り物が２次元データシンボルで
   ある請求項１ないし４のいずれかに記載の情報読み取り
   装置。