JPH10334175A - シンボル読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トリガスイッチ、読取窓の交換が可能で、製品
寿命を延ばし、仕様変更を可能にし、製造効率の向上を
図り、使用者の要望に最大限に応える。 【解決手段】トリガスイッチをユニット化したトリガス
イッチユニット７１を着脱自在に設け、読取口カバーを
出入れ自在にするスリットを形成し、インターフェイス
回路基板７４を内蔵したインターフェイスケーブル７３
を着脱自在に設け、読取口、スポットＬＥＤ、照明部、
光学機構部、エリアセンサ、リニアセンサをまとめてユ
ニット化した読取機構ユニット７６を着脱自在に設けた
もの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、印刷媒体上のシ
ンボルからの反射光を受光し、その受光量に対応した電
気量を出力する光電変換素子から構成された撮像手段を
備えたシンボル読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シンボル読取装置、例えば２次元コード
スキャナは、幾つもの要素機構、例えば照明部品、反射
鏡、レンズ、フィルタ、ＣＣＤ(charge coupled device
)、表示用ＬＥＤ、ブザー、信号処理回路、インターフ
ェイスケーブル、トリガスイッチ等から構成されてい
る。これらの要素機構は、全てケース( フレーム )の中
に収納固定されている。その理由は、各要素機構を保護
すると共に各要素機構を正確に機能させるためである。
特に、反射鏡、レンズ、フィルタ等の光学機構は、前記
ＣＣＤに対する位置関係において高い位置決め精度が要
求されている。そこで従来、故障や性能向上のために要
素機構の交換が必要になったときには、ケースを分解し
て、交換する要素機構をケース内部から分解取外し、交
換する新らしい要素機構をケース内部に組付け、再びケ
ースを組立て直す作業が必要であった。

【０００３】また、２次元コードスキャナの機能仕様、
例えば、光学機構及びＣＣＤからなる読取り仕様、読取
った画像データからコードデータを取出す解析・デコー
ド仕様及びコードデータを上位機種又は周辺装置に出力
するためのインターフェイス仕様等は、製造者側により
製造時に決定されていた。そこで製造者は、２次元コー
ドスキャナの不特定多数の使用者の要望に応えるため
に、各種仕様を組合わせた多種類の２次元コードスキャ
ナを製造している。２次元コードスキャナの使用者は、
使用目的にあった仕様を持つ２次元コードスキャナを選
択して使用している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】２次元コードスキャナ
の読取性能としては直接重要ではない要素機構として読
取りタイミングを発生させるためのトリガスイッチは、
頻繁に操作されるため、その操作方法( 必要以上の強い
力による操作や不必要な操作 )によっては、他の要素機
構に比べて時期的に早く故障( 寿命 )となる可能性が高
く、交換が必要になる。また、シンボルからの反射光の
入射口として外部のゴミ等が侵入しないための読取窓(
透明遮蔽板 )は、外部環境の影響を最も受けるため、他
の要素機構に比べて汚染・損傷する可能性が高く交換が
必要になる。

【０００５】ところで、トリガスイッチ及び読取窓は、
光学機構やＣＣＤ等の要素機構に比べて組付けの精度が
低くても良い。それにもかかわらず、トリガスイッチ及
び読取窓の交換において、上述したようなケースの分
解、トリガスイッチ又は読取窓をケースからの分解取外
し、新しいトリガスイッチ及び読取窓のケースへの組付
け、ケースの組立ての時間が長く掛かる作業が必要とな
り、事実上トリガスイッチ又は読取窓の交換は製造者側
でなければ実施できず、使用者側ではその交換が実施す
ることができないため、２次元コードスキャナ装置自体
の製品寿命として評価されてしまう。その結果、従来の
２次元コードスキャナでは、上述した一般的な使用者側
で評価される製品寿命が短いという問題があった。

【０００６】また、２次元コードスキャナの製造者が、
不特定多数の使用者の要望に応えるために多種類の２次
元コードスキャナを製造するのは、製造効率が低いとい
う問題があった。また、２次元コードスキャナの使用者
にとっても、使用目的を満たす仕様の２次元コードスキ
ャナを選択する負担があり、またそのような２次元コー
ドスキャナが存在しない可能性があるという問題があっ
た。さらに、２次元コードスキャナの使用者にとって、
使用中に仕様変更が必要になっても、簡単に２次元コー
ドスキャナの仕様を変更することができないという問題
があった。

【０００７】そこでこの発明は、使用者側でもトリガス
イッチ及び読取窓の交換が可能で、使用者側での製品寿
命を延ばすことができるシンボル読取装置を提供するこ
とを目的とする。また、製造後に仕様変更を可能にする
ことができ、製造効率の向上を図り、使用者の要望に最
大限に応えることができるシンボル読取装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１対応の発明は、
印刷媒体上のシンボルからの反射光を受光し、その受光
量に対応した電気量を出力する光電変換素子から構成さ
れた撮像手段を備えたシンボル読取装置において、力学
的作用に対応して撮像手段に対してシンボルの読取りタ
イミングを発生させるトリガスイッチを、装置本体に対
して外付け交換部品として構成したものである。

【０００９】請求項２対応の発明は、印刷媒体上のシン
ボルからの反射光を受光し、その受光量に対応した電気
量を出力する光電変換素子から構成された撮像手段を備
えたシンボル読取装置において、シンボルからの反射光
が入射される部分を塞ぐ光透過材料から形成された読取
窓を、装置本体に対して外付け交換部品として構成した
ものである。

【００１０】請求項３対応の発明は、印刷媒体上のシン
ボルからの反射光を受光し、その受光量に対応した電気
量を出力する光電変換素子から構成された撮像手段を備
えたシンボル読取装置において、シンボルを照明する照
明手段、シンボルからの反射光を撮像手段で結像させる
光学機構及び撮像手段を、装置本体に対して外付け交換
部品として構成したものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】まず、この発明を適用する２種類
のハンディスキャナの概要を説明する。図１は、この発
明を適用したハンディタイプのタッチ式( 接触式 )コー
ドスキャナ１を示す斜視図である。装置本体２にはイン
ターフェイスケーブル３が接続されている。このインタ
ーフェイスケーブル３により前記装置本体２は図示しな
いホストコンピュータ等のコードデータを処理する装置
と接続されている。なお、このインターフェイスケーブ
ル３を通しての通信の他に、無線通信、赤外線通信等の
通信手段を選択して使用することができるようになって
いる。

【００１２】前記装置本体２のボディケース２ａ，２ｂ
はプラスチック材等により、図２に示すように、上下に
分割された筺体が嵌め合わせ又はネジ止めにより一体型
に構成された中空構造になっており、防塵、防滴構造と
なっている。前記装置本体２の側面には、図３に示すよ
うに、コード読取時に操作者が読取タイミングを指示す
るためのトリガスイッチ４が配置され、前記装置本体２
の上面には、読取完了又は読取エラー等のステータスを
それぞれ表示方法( 点滅周期、点灯時間等 )を変えて表
示するための表示装置( 例えばＬＥＤ＝light emitting
diode )５が配置されている。

【００１３】前記トリガスイッチ４については、前記装
置本体２の横倒しや落下によっても誤動作( ＯＮ操作 )
しないように、前記装置本体３の側面の前記トリガスイ
ッチ４が配置されている部分は凹形状に形成されて前記
装置本体３の外輪郭線より内側に収められている。前記
装置本体２には、読取のための開口を持つ読取口６が硬
質材料と軟質材料の２種類の材質を組合わせて構成され
ている。すなわち、図４に示すように、前記読取口６の
近傍は軟質材料からなるフード( コーン＝円錐形状部材
)７が取付けられ、前記装置本体２は硬質材料からなる
前記ボディケース２ａ，２ｂから構成されている。これ
は読取対象である印刷媒体との接触による衝撃を吸収し
て、衝撃による破損を防止するための構造である。前記
フード７の形状は、基本的に円錐形状で一端に開口面積
の小さい開口部、他端に開口面積の小さい開口部が形成
され、いずれか一方が前記装置本体２に容易に着脱可能
に取付られている。

【００１４】図５( ａ )に示すように、レンズ７ａをこ
の着脱可能なフード７に内蔵することで任意に読取倍率
等を変更することができる構成になっている。前記読取
口６の前記フード７の印刷媒体に接触する開口端の形状
を後述する撮像センサによる読取範囲と同じにすること
により、シンボル( バーコード、２次元コード )をスム
ーズに読取範囲内に収容することができる。また、図５
( ｂ )に示すように、前記フード７に該当位置( 中央位
置 )に強度補正のためのリブ７ｂを設けることにより、
読取範囲の中心が目視により判別し易くなる。前記フー
ド７は上述した機能を備え、画像のはみ出し切れを防止
する効果を実現している。図５( ｃ )に示すように、印
刷媒体に接触する前記フード７の先端に読取範囲の中心
に対応してＲ形状の凹部７ｃを形成することで、円柱形
状表面や球形状表面に印刷されたシンボルの読取りにお
いても、円柱形状や球形状の印刷媒体の転がりを防ぎ、
安定した読取りを実現することができる。前記フード７
を半透明にしたものでは、読取らせるシンボルの読取状
態を前記フード７を通して直接目視により確認できるの
で、シンボルをこのコードスキャナ１の読取範囲( 視野
)内に入るようにタッチ式コードスキャナ１の位置決め
操作を行うことができる。

【００１５】前記ボディケース２ａ，２ｂの前記トリガ
スイッチ４より前記読取口６とは反対側の部分は操作者
が片手で握る握り部として、前記トリガスイッチ４近傍
がくびれるようにして、親指及び人差し指で保持するの
に適当な大きさを持つようにする。そして、手のひらの
小指方向に向かって手のひらに合わせた形状で幅は広く
なり、小指部分には滑らかな突起を形成する形状となっ
ている。

【００１６】これは、その握り部を手によって握った場
合に人差し指で前記トリガスイッチ４を自然に操作でき
るようになっている。

【００１７】この握り部の中心軸と前記読取口６部分の
中心軸とのなす角は、少なくとも９０°より大きく１１
０°以下となるように形成されている。握り部と前記読
取口６の位置関係では、握り部を握ったときに、腕の延
長線上に前記読取口６が存在するようになっている。こ
のような形状とすることにより、操作者が無理なく前記
読取口６を最適な角度で印刷媒体状のシンボルに接触さ
せることができ、読取操作時が自然な動作によって行う
ことができ、読取性能の向上や疲労の低減を図ってい
る。

【００１８】図６は、タッチ式コードスキャナ１の要部
構成を示す側面断面図であり、図７は、タッチ式コード
スキャナ１の前記読取口６周辺の構成を示す側面断面図
である。前記読取口６は、シンボルの画像を入力するた
めのシンボルインターフェイスとして最も外部環境の影
響を受ける箇所であり、ほこり等の阻害物を遮断するた
めに透明なアクリル樹脂板又はガラス板で形成される読
取口カバー( 読取窓 )８で覆われている。この読取口カ
バー８は、摩擦や衝撃に対する耐久性を高めるためにそ
の表面を強化コーティングする。特に、この読取口カバ
ー８が原因で読取画像に歪みを発生させないためには、
材質としてはガラス板を使用し、強度や硬度をさらに強
化するためにはサファイアコーティングやダイヤモンド
コーティングする。

【００１９】読取対象となる印刷媒体上のシンボルを照
明するために、前記読取口６内部には複数のＬＥＤ照明
部９-1が設けられており、これらのＬＥＤ照明部９-1
は、図示しないが、各ＬＥＤと、各ＬＥＤからの光を均
一に拡散させるプラスチック材やガラス材等の光透過材
料から形成された拡散レンズとから構成されている。拡
散レンズとしては、レンズを光拡散性のある材料で形成
したものと、透明レンズと拡散板と組合わせたものとの
２つの種類がある。また、図８に示すように、ＬＥＤ照
明部９-1からの発光を反射して拡散する拡散反射板１０
-1を前記読取口６の内壁又は前記フード７の内壁に設け
ることも、また、ＬＥＤ照明部９-1からシンボルへの直
線光路上に拡散板１０-2を設けることも、シンボルに対
する均一照明を得るために効果がある。これらのＬＥＤ
照明部９-1は、読取動作を行う前記トリガスイッチ４を
ＯＮ操作( 押す操作 )することで、一定時間あるいは読
取りが完了するまでの時間照明を行う。

【００２０】さらに、前記読取口６内部には、スポット
光源としてビームスポットＬＥＤ(ターゲットＬＥＤ )
９-2が、前記ＬＥＤ照明部９-1から印刷媒体上のシンボ
ルへの光路及びシンボルからの反射光の後述する撮像セ
ンサへの光路を妨害しない位置に２個又は４個読取範囲
の中心に対して対称に配置されている。各ビームスポッ
トＬＥＤ９-2は、光を絞ったスポット光を照射し、図９
に示すように、この各スポット光は予め設定した読取中
心軸上で( 例えば読取範囲の中心 )で交わる( 重なる )
ように配置されている。これにより、前記読取口６を正
確に読取るシンボルの中心に合わせて導くことが容易と
なる。

【００２１】また、読取範囲を明確にするためにスポッ
ト光を１点に重ならせずに、そのスポット光で読取範囲
の境界( 角、隅 )を照射する方法もある。前記ビームス
ポットＬＥＤ９-2のスポット光によるターゲット表示
は、実際の読取動作時には必要がないので、トリガタイ
ミングに応じてＯＦＦ制御を行い、読取時には消灯させ
る。

【００２２】前記読取口６から入射したシンボル映像光
( シンボルからの反射光 )は、前記装置本体２内に収納
されている撮像センサ１１まで後述するように導かれ、
この撮像センサ１１面上で結像する。前記読取口６から
前記撮像センサ１１までの空間は映像光の光路となって
おり、前記装置本体２の形状によってミラー又はプリズ
ム等からなる光路変更部品１２を使用して光路を形成す
る。また、結像のためにはレンズや絞り等から構成され
たレンズブロック１３及び不必要な外来光を減衰・除去
するフィルタブロック１４を前記撮像センサ１１の前面
に配置して、映像光を正確に前記撮像センサ１１面上に
結像させる。なお、この実施の形態ではレンズブロック
１３とフィルタブロック１４を１つのブロックとして形
成している。

【００２３】前記レンズブロック１３は、焦点距離や倍
率に合わせて１つのレンズあるいは複数枚のレンズを組
合わせが選択され、読取対象からの反射光の光量に合わ
せて絞り機構あるいは絞り部品を組込んでいる。このレ
ンズブロック１３のレンズによる画像の歪みを極力減少
させるためには、複数枚のレンズによって補正すること
や非球面レンズを採用することが必要である。レンズ表
面における反射によるゴーストが発生して問題になると
きには、表面に反射防止コーティングなどの処理を施し
たレンズを使用する。

【００２４】前記撮像センサ１１の解像度は固定されて
いるので、シンボルの印字サイズと細かさ( 情報密度 )
によっては、十分な精度で読取処理ができない場合が考
えられる。このため、印刷媒体上のシンボルの印字サイ
ズを細かさに応じて読取処理に適したサイズで前記撮像
センサ１１面上に結像させるため、倍率変換機能が必要
になる。前記装置本体２内部に配置されている前記レン
ズブロック１３におけるレンズの倍率を変更( 調整 )す
ることは容易には実施できない。そこで、前記読取口６
から前記撮像センサ１１までの光路は固定としておき、
前記読取口６の前述したように倍率変換用のレンズユニ
ット７-1が取付けられた前記読取口カバー７を前記装置
本体２に対して着脱自在として交換することにより倍率
変換機能を実現する。また、前記レンズブロック１３中
のレンズの構成及び位置を前記装置本体２の外部から容
易に調整( 交換 )できる構造とした場合には、その設計
によって任意の倍率( 画角 )を変化させることが可能と
なる。

【００２５】前記撮像センサ１１はエリアセンサを使用
し、この１つのエリアセンサにより２次元コードの読取
用及びバーコードの読取用として兼用して使用する。エ
リアセンサとしては、撮像素子を２次元的に配列して面
で画像を読取る方式と、撮像素子を１次元的( ライン的
)に配列して線で走査型として読取る方式とがある。撮
像素子としては固体撮像素子を使用することにより、固
体撮像素子ではない撮像管などを使用したカメラ等の撮
像装置より、装置の小形化、省電力化、高信頼性が得ら
れる。固体撮像素子としては、ＣＣＤ型、ＭＯＳ型、Ｃ
ＭＤ型などのタイプがある。なお、ＭＯＳ型は低消費電
力を特徴としている。

【００２６】握り部の内部には、読取り装置の回路部品
が実装された回路基板１５が収納されている。この握り
部の内部の後部には前記インターフェイスケーブル３を
外部に引き出すためのケーブル取付口が用意され、内部
の回路基板と前記インターフェイスケーブル３とが接続
されている。このコードスキャナ１の重心は、直接手が
触れるこのコードスキャナ１を保持する支点に位置する
ように、光学ブロックや、回路基板上の電源部品等の重
量の大きい部品を握り部と手との支持点の近くに集め
る。このように配置することにより、操作性や疲労低減
の効果を得ることができる。

【００２７】図１０に示すように、電気回路は大きく分
けると、撮像センサユニット２１、画像メモリユニット
２２、ＣＰＵ(central processing unit )ユニット２
３、Ｉ／Ｏユニット２４、電源ユニット２５からなって
いる。それぞれは独立した基板上に実装されていても、
また複数のユニットが混在して１枚の基板上に実装され
ていても良いものである。前記電源ユニット２５を小形
化するため、さらに前記インターフェイスケーブル３に
おける取扱い容易にするために、特にこのインターフェ
イスケーブル３の内包信号線の本数を最小限にすると共
にその安全性を確保するために、前記インターフェイス
ケーブル３から前記電源ユニット２５に供給される電圧
は、低電圧の直流電流となっている。前記電源ユニット
２５は、この供給された低電圧直流電流を回路動作に必
要とする複数の電圧に変換して、前記各ユニット２１〜
２４のそれぞれ必要な各回路各部に供給する。なお、低
電圧の交流電流を供給する方法もあるが、前記インター
フェイスケーブル３には他のデータ通信のための信号線
もあり、交流電流の磁界変化による誘導ノイズや誘導電
圧を生じさせる虞があるので望ましくない。

【００２８】結像された画像は前記撮像センサ１１によ
って電気信号に変換される。ここでは、前記撮像センサ
１１はＣＣＤ型として説明する。前記撮像センサユニッ
ト２１は、前記撮像センサ１１、この撮像センサ１１を
駆動するためのドライバ回路、前記撮像センサ１１から
出力された微小出力をＳ／Ｎ良く増幅させるためのアン
プ回路、このアンプ回路から出力されたアナログ信号を
量子化するための２値化回路からなっている。

【００２９】前記撮像センサ１１の出力は、図１１に示
すように、光学的な光量の低下などからセンサ出力も信
号の両端( 読取範囲の周辺部に対応する信号 )でレベル
低下するシェーディング現象が発生するので、シェーデ
ィング補正として２値化回路において量子化の基準値
を、図１２に示すように、シェーディング現象に合わせ
て変化させる方法をとる。このシェーディング補正とし
ては他の方法もあり、この発明はこのシェーディング補
正の方法について限定されないものである。

【００３０】前記撮像センサユニット２１からの出力信
号は、画像を２値化した２値化信号と、それぞれの画素
位置を特定するための座標がカウンタによって計数され
出力される。また、２値化信号と同時に階調信号を出力
する構成にしておけば、後段での活用を図ることも有効
であるが、ここでは説明を簡単にするため階調信号につ
いての説明は省略する。

【００３１】前記撮像センサユニット２１からの２値映
像信号「１」，「０」値及びアドレス座標値は、前記画
像メモリユニット２２のＤＭＡ(direct memory access)
回路を通してこの画像メモリユニット２２の本体である
画像メモリの所定位置に保存される。なお、２値映像信
号及びアドレス座標値を、ＤＭＡ回路を通さず( 設けず
)に前記ＣＰＵユニット２３( ＣＰＵバス )を通して画
像メモリの所定位置に保存しても良い。

【００３２】画像を構成する予め設定された個数( 画素
数 )のデータが書込まれた時点で、前記画像メモリユニ
ット２２のＤＭＡ回路から書込完了の信号が出力され
る。この画像メモリユニット２２からの書込完了の信号
が出力されると、前記ＣＰＵユニット２３はプログラム
メモリ( ＲＯＭ＝read only memory )に保存されている
コード解読プログラムに基づいてＣＰＵが駆動されて画
像メモリに保存されたイメージデータからコード値( コ
ードデータ )を解読( デコード )する。前記ＣＰＵユニ
ット２３のプログラムメモリとしては、フラッシュＲＯ
Ｍを利用する。このようにすることにより、プログラム
( 例えばコード解読プログラム)をインターフェイスケ
ーブル３及び通信インターフェイス経由で書換えること
が可能であるので、製造時に性能が決定されることがな
く、利用現場に対応した最新のプログラムを組込むこと
により最適な性能向上を図ることができる。

【００３３】この解読したコード値は、前記Ｉ／Ｏユニ
ット２４の通信インターフェイスを通してホストコンピ
ュータ等の外部装置へ転送される。通信インターフェイ
スは、汎用的シリアルポートであるＲＳ−２３２ＣやＣ
ＭＯＳ論理レベルで転送するＣＭＯＳインターフェイ
ス、さらには高速シリアルバスであるＵＳＢポートやＩ
ＥＥＥ１３９４などの次期標準と考えられている通信イ
ンターフェイスが用意される。また、ケーブルを使用し
ない赤外線インターフェイスなども実用的である。

【００３４】データ転送の通信プロトコルは、ＣＰＵに
よって行われ、自由にデータフォーマットなどが設定で
きる。

【００３５】また、前記Ｉ／Ｏユニット２４には、監視
及び制御のできるＩ／Ｏ( input/output )ポートが含ま
れている。このＩ／Ｏポートには、前記ＬＥＤ照明部
９、前記トリガスイッチ４、外部からのトリガ入力を受
付ける外部トリガ入力端子、前記表示装置５、読取過程
が正常に行われたか否かあるいはその結果を操作者に音
感的に報知する発音器( ブザー )が接続されている。

【００３６】前記トリガスイッチ４の操作方法によって
読取コード種の設定ができる。すなわち、図１３は前記
ＣＰＵユニット２３が前記トリガスイッチ４がＯＮ状態
になったときに行うトリガ割込処理の流れを示す図であ
り、通常のＯＮして直ぐにＯＦＦする短時間のＯＮ操作
では２次元コード( マトリックスコード )の読取処理(
解析・デコード処理 )を行い、予め設定された時間以上
ＯＮを続ける長時間のＯＮ操作( 連続操作 )ではバーコ
ードの読取処理( 解析・デコード処理 )を行う。また、
読取動作を制御する前記トリガスイッチ４のＯＮ操作に
は、電源のＯＮ／ＯＦＦ動作が連動している。すなわ
ち、読取動作のＯＦＦ状態のときには、電源もＯＦＦ状
態にして、非読取時の無駄な電力の浪費を防止するよう
になっている。

【００３７】図１４は、ガンタイプの非接触式コードス
キャナ３１を示す斜視図であり、図１５は、このコード
スキャナ３１の要部構成を示す側面断面図である。この
ガンタイプのコードスキャナ３１は、外観形状、エリア
センサ及びリニアセンサの２系統の撮像センサを備えて
いる点、非接触で読取るための構成を備えている点を除
いて、基本的には前述のタッチ式コードスキャナ１と同
じ構成であるので、同じ機能を有する部材には同一符号
を付してその説明を省略する。

【００３８】このガンタイプの非接触式コードスキャナ
３１の前記読取口６内部には、後述するリニアセンサ用
のリニア用照明部３２及び後述するエリアセンサ用のエ
リア用照明部３３が配置されている。これらの照明部３
２，３３は、タッチ式のコードスキャナ１のＬＥＤ照明
部９とほとんど同様に、それぞれＬＥＤ及び拡散レンズ
から構成されている。

【００３９】前記トリガスイッチ４の操作方法によって
読取コード種が設定されるが、その読取コード種の設定
に応じて照明部３２，３３の駆動制御が行われる。すな
わち、トリガスイッチ４を通常のＯＮして直ぐにＯＦＦ
する短時間のＯＮ操作では、エリアセンサ用照明部３３
が駆動されて照明が行われ、予め設定された時間以上Ｏ
Ｎを続ける長時間のＯＮ操作では、リニア用照明部３２
が駆動されて照明が行われる。各照明部３２，３３の照
明時間は、前記ＬＥＤ照明部９と同様に、トリガスイッ
チ４がＯＮ操作してから一定時間あるいは読取りが完了
するまでの時間となっている。

【００４０】ビームスポットＬＥＤ３４，３５から照射
されるスポット光は、図１６及び図１７に示すように、
この各スポット光の照射範囲及び方向が予め設定した読
取中心軸上の焦点距離Ｆで所定の１点( 例えば読取範囲
の中心 )で交わる( 重なる )ように配置されている。そ
のスポット光の照射角度が調整できるように設置されて
おり、スポット光の集まり状況を撮像センサにて監視す
ることにより、読取範囲にシンボルがあるか否かのチェ
ックの自動化が可能な構成となっている。以上のよう
に、このガンタイプの非接触式コードスキャナ３１で
は、２次元コードとバーコード( １次元コード )との２
系統のシンボルを正確に読取るために、それぞれのコー
ドに最適な照明を備え、読取範囲にシンボルを合わせる
ためにスポット光によるターゲット表示を備えている。
各照明部３２，３３は、それぞれトリガスイッチ４の操
作によりいずれか一方が駆動されて照明を行うようにな
っていたが、選択せずに両方共駆動して照明を行うこと
もできる。そのような場合には、お互いの系に影響が及
ばないように、それぞれの発光波長を異なるようにし
て、後述する各撮像センサの受光波長をＢＰＦ等の光学
フィルタで異なるようにすれば、上記影響を除去するこ
とができる。

【００４１】撮像センサは、２次元コードを読取るため
のエリアセンサ３６と、バーコードを読取るためのリニ
アセンサ３７とを備えている。これらの撮像センサ３
６，３７は、前記撮像センサ１１と同様に固体撮像素子
から構成されている。前記エリアセンサ３６は、固体撮
像素子をマトリックス状に配列して構成されているもの
であり、前記リニアセンサ３７は、固体撮像素子をライ
ン状に配列して構成されてラインセンサとも呼ばれてい
る。なお、前記リニアセンサ３７でも順次操作する操作
機構を設ければ２次元コードを読取ることができる。

【００４２】なお、前記エリアセンサ３６の前面には、
シンボルからの反射光をこのエリアセンサ３６で結像さ
せるためのレンズ、絞り、フィルタ等から構成されたエ
リア用光学機構部３８が配置され、前記リニアセンサ３
７の前面には、シンボル( バーコード )からの反射光を
このリニアセンサ３７で結像させるためのレンズ、絞
り、フィルタ等から構成されたリニア用光学機構部３９
が配置されている。なお、読取口カバー８の前記リニア
用照明部３２の光軸が通過する位置にはシェーディング
補正を兼ねた拡散レンズ( シリンドリカルレンズ )８ａ
が配置されている。

【００４３】なお、図１８は、前記エリアセンサ３６の
読取範囲３６Ａと前記リニアセンサ３７の読取範囲３７
Ａを示す図である。前記エリアセンサ３６の読取範囲３
６Ａは、２次元コードを取込めるように縦・横に広がり
を持つ領域となっており、前記リニアセンサ３７の読取
範囲３７Ａは、バーコードを取込めるように一方向(横
方向 )にのみ広がりを持つ領域となっている。一般的に
このリニアセンサ３７の読取範囲３７Ａの一方向の広が
り( 長さ )は、前記エリアセンサ３６の読取範囲３６Ａ
の長手方向の広がりより大きくなっている。

【００４４】２次元コードと１次元コードとを同時に読
ませる読取装置の場合には、撮像センサユニットの設置
には２つの方法がある。第１の方法は、エリアセンサ３
６からなるユニットのみを使用し、２次元コードと１次
元バーコードの読取りを同一のエリアセンサ３６で行っ
てしまう方法である。第２の方法は、エリアセンサ３６
からなるユニットとリニアセンサ３７からなるユニット
とを、それぞれ読取り対象の２次元コードと１次元バー
コードとで選択・使用する方法である。

【００４５】第１の方法では、エリアセンサ３６が１方
向( １行又は１列 )の固体撮像素子の配列数がリニアセ
ンサ３７に比べて少ないため、エリアセンサ３６でバー
コードを読取る場合には、バーコードのサイズ及び解像
度に制限が加わることになる。その読取ることができる
バーコードの最小解像度と読取りサイズは、２次元コー
ドと同等になる。第２の方法では、２次元コードとバー
コード( １次元コード )とで、それぞれ独立した読取範
囲及び読取解像度を得ることができ、現在ＦＡ分野や流
通分野で利用されている大きいサイズのバーコードがリ
ニアセンサ３７により読取ることができる。

【００４６】例えば、エリアセンサ３６に８００×６０
０画素のＣＣＤを利用し、リニアセンサ３７に４０９６
画素のＣＣＤを使用した場合を考えると、解像度を０．
２５ｍｍ／４ピクセルでコードを読取る場合には、エリ
アセンサ３６で５０ｍｍ幅、リニアセンサ３７では２５
６ｍｍ幅のシンボルまで読取ることができる。従って、
高解像度、広幅バーコードの読取りにはリニアセンサ３
７を使用した方が有利となる。また、一般的に２次元コ
ードは高密度、バーコードは低密度で印字されることが
多いので、解像度設定を個々に行えるようにエリアセン
サ３６からなるユニットとリニアセンサ３７からなるユ
ニットとを独立させて設置する。

【００４７】図１９は、このガンタイプの非接触式コー
ドスキャナ３１の要部回路構成を示すブロック図であ
る。機能構成的には前述したタッチ式コードスキャナ１
のブロック図と同じであるが、この非接触式コードスキ
ャナ３１では実際の回路構成について説明する。前記エ
リアセンサ３６からなるエリアセンサユニット４１に
は、その他に、前記エリアセンサ３６を駆動する( エリ
アセンサ用の )ドライブ回路４２と、このドライブ回路
４２からの駆動タイミングに基づいて座標値を計数する
( エリアセンサ用の )カウンタ４３と、前記エリアセン
サ３６からの撮像信号を増幅する(エリアセンサ用の )
増幅回路４４と、シェーディング補正機能を備え、前記
増幅回路４４により増幅された撮像信号を０又は１のデ
ジタルデータに変換させる(エリアセンサ用の )２値化
回路４５とから構成されている。

【００４８】前記リニアセンサ３７からなるリニアセン
サユニット４６には、その他に、前記エリアセンサ３７
を駆動する( リニアセンサ用の )ドライブ回路４７と、
このドライブ回路４７からの駆動タイミングに基づいて
座標値を計数する( リニアセンサ用の )カウンタ４８
と、前記エリアセンサ３７からの撮像信号を増幅する
(リニアセンサ用の )増幅回路４９と、シェーディング
補正機能を備え、前記増幅回路４９により増幅された撮
像信号を０又は１のデジタル撮像信号に変換させる( リ
ニアセンサ用の )２値化回路５０とから構成されてい
る。

【００４９】データセレクタ５１には、前記エリアセン
サユニット４１の２値化回路４５からのエリア撮像デー
タ線及びカウンタ４３からの座標データ線が接続される
と共に、前記リニアセンサユニット４６の２値化回路５
０からのリニア撮像データ線及びカウンタ４８からの座
標データ線が接続されている。このデータセレクタ５１
は、制御部本体を構成するＣＰＵ５２により発生された
選択信号に基づいて、前記エリアセンサユニット４１か
らのデータ線と前記リニアセンサユニット４６からのデ
ータ線とのうちいずれか一方をＤＭＡ(direct memory a
ccess)５３への出力データ線と接続するようになってい
る。

【００５０】前記ＣＰＵ５２は、システムバス５４を通
して、プログラムメモリ５５、画像メモリ５６、前記Ｄ
ＭＡ５３、Ｉ／Ｏ(input/output)ポート５７、通信イン
ターフェイス５８とそれぞれ接続されている。なお、前
記ＣＰＵ５２から前記データセレクタ５１への選択信号
も、前記システムバス５４を通して前記データセレクタ
５１へ出力する。プログラムメモリ５５は、前記ＣＰＵ
５２が行う処理のプログラムデータ等が記憶されてい
る。

【００５１】前記画像メモリ５６は、複数枚分の撮像デ
ータが記憶される容量を備え、前記ＤＭＡ５３により、
前記データセレクタ５１で選択された方のユニットの撮
像データがその座標データに基づいて画像データとし
て、前記ＣＰＵ５２を介さずに前記画像メモリ５６に展
開される。前記Ｉ／Ｏポート５７には、ターゲット( ビ
ームスポットＬＥＤ３４，３５ )、照明( 照明部３２，
３３ )、前記トリガスイッチ４、外部トリガ入力５９、
表示器６０、発音器( ブザー )６１がぞれぞれ割当てら
れた入出力ポートに接続されている。

【００５２】エリアセンサユニット４１とリニアセンサ
ユニット４６の２系統を搭載した２次元スキャナの動作
は以下のようになる。読取コード種の切換は、トリガス
イッチ４の操作による指示、ホストコンピュータからの
コマンドによる指示、撮像データを解析して自動的に切
換えるという３つの方法がある。

【００５３】これらの方法による読取コード種の決定
は、この決定したコード種を読取るセンサユニットから
の撮像データを有効データとして、データセレクタ５１
にそのセンサユニットからの出力データのＤＭＡへの接
続を指示して有効データ切換を制御することに利用する
こともできるが、エリアセンサユニット４１、リニアセ
ンサユニット４６にそれぞれメモリバッファを設けて、
データセレクタ５１の前で撮像データを一時的に記憶す
ることにより、両方の撮像データを画像メモリ５６に入
力する順序を決めるために利用することもできる。デー
タセレクタ４１の選択信号はＣＰＵ５２により制御され
ているので、学習機能により過去の傾向に基づいて切換
順序などを自動的に設定することを行うこともできる。

【００５４】トリガ入力の後、リニアセンサ３７、エリ
アセンサ３６のそれぞれのコード読取視野、読取焦点位
置を示すリニア用、エリア用のビームスポットＬＥＤ３
４、３５を消灯する。このスポット光の照明消灯後、リ
ニアセンサ３７の撮像入力を行い、次にエリアセンサ３
６の撮像入力を行う。図２０は、エリア用及びリニア用
の前記照明部３２、３４、エリア用及びリニア用の前記
ビームスポットＬＥＤ３４、３５、前記トリガスイッチ
４の駆動タイミングを示す図である。

【００５５】ＣＰＵ５２に搭載されたプログラムにより
実現されるデコードアルゴリズムは、例えばエリアセン
サ３６による撮像入力終了後、その画像の特徴抽出を行
う。この処理は画像中にバーコード、２次元コードらし
きものが存在するかを調べる処理である。その存在が確
認されたら、デコード処理を行い、読取の成功／失敗を
判定し、成功ならばその結果を表示器６０によって表示
すると共に、通信インターフェイス５８を通して送信出
力して終了となる。失敗ならば失敗原因を表示器６０に
表示し、読取処理を終了して、再びトリガ入力待ち状態
に戻る。

【００５６】この発明の第１の実施の形態を図２１を参
照して説明する。図２１( ａ )は、この発明を適用した
ガンタイプの非接触式コードスキャナ３１を示す側面図
である。操作者により操作が行われるトリガスイッチ４
は、弾性体( バネ又はスプリング )を使用しており使用
頻度・経年変化により復帰力又は復元力が低下して、ト
リガスイッチ４自体の動作性能又は応答性が低下する。
このトリガスイッチの性能低下は、操作者のトリガスイ
ッチ４の取扱い( 操作方法 )によっては、他の部品に比
べて高くなる可能性が高くなる。そこで、図２１( ｂ )
に示すように、トリガスイッチ４の周辺部位をユニット
化し、このトリガスイッチユニット７１をコードスキャ
ナ３１本体に対して着脱自在に構成する。このトリガス
イッチユニット７１の外形形状は、コードスキャナ３１
本体のトリガスイッチユニット７１が収納される収納部
分( 凹形状部分 )の内側形状に対して着脱可能な最小限
の隙間を持って嵌合するように形成され、このトリガス
イッチユニット７１とコードスキャナ３１本体とは、プ
ラグとコネクタとを介して着脱自在に構成されている。

【００５７】このように第１の実施の形態によれば、ト
リガスイッチ４をトリガスイッチユニット７１として、
コードスキャナ３１本体に対して着脱自在に構成したこ
とにより、トリガスイッチユニット７１が操作者の不適
切な操作方法によって早く寿命になったときにも、使用
者側で簡単にトリガスイッチユニット７１を交換するこ
とができ、この交換によりコードスキャナ３１を継続し
て使用することができる。すなわち、コードスキャナ３
１の製品寿命を延ばすことができる。また、トリガスイ
ッチ４の交換でボディケースを分解しなくて済むので、
分解による故障を防止することができる。なお、第１の
実施の形態ではガンタイプの非接触式コードスキャナ３
１について説明したが、この発明はこれに限定されるも
のではなく、例えばタッチ式コードスキャナ１にも適用
できるものである。

【００５８】この発明の第２の実施の形態を図２２乃至
図２４を参照して説明する。図２２は、この発明を適用
したガンタイプの非接触式コードスキャナ３１を示す斜
視図である。このコードスキャナ３１本体のボディケー
スの読取口カバー( 読取窓 )８が取付けられる部分の一
部にスリット７２を形成する。このスリット７２は、読
取口カバー８出入れ自在な最小の形状で、しかも、この
スリット７２からゴミ等が侵入しないように、パッキン
やブラシ等の密封手段が設けられている。スリット７２
から読取口カバー８を取出す方法は、簡単な取出し治具
を使用しても良いし、またコードスキャナ３１本体側に
簡単な取出し機構を設けても良いものである。

【００５９】なお、このコードスキャナ３１本体内には
通信インターフェイス回路が設けられておらず、図２３
に示すように、コードスキャナ３１本体に着脱自在に接
続されるインターフェイスケーブル７３内に通信インタ
ーフェイス回路基板７４が組込まれている。従って、コ
ードスキャナ３１本体で、読取り、２値化、解析・デコ
ードを行って得たコードデータは、このインターフェイ
スケーブル７３に直接入力され、このインターフェイス
ケーブル７３内の通信インターフェイス回路基板７４に
より送信出力される。また、コードスキャナ３１本体に
対して、図２４に示すように、通信インターフェイス回
路をユニット化して着脱自在に構成し、この通信インタ
ーフェイス回路ユニット７５にインターフェイスケーブ
ル３を接続しても良いものである。

【００６０】このように第２の実施の形態によれば、コ
ードスキャナ３１本体に読取口カバー８が出入れ自在な
スリット７２を形成したことにより、外部環境の条件が
悪い場合に読取口カバー８に汚染・損傷が生じても、使
用者側で簡単に読取口カバー８を交換することができ、
この交換により、コードスキャナ３１を継続して使用す
ることができる。すなわち、コードスキャナ３１の製品
寿命を延ばすことができる。また、読取口カバー８の交
換でボディケースを分解しなくて済むので、分解による
故障を防止することができる。

【００６１】なお、この第２の実施の形態では、インタ
ーフェイスケーブル７３内に通信インターフェイス回路
基板７４を組込んだもの及び、その変形例として、コー
ドスキャナ３１本体に対して着脱自在に構成された通信
インターフェイス回路ユニット７５にインターフェイス
ケーブル３を接続したものを説明したが、この発明はこ
れに限定されるものではなく、通信インターフェイス回
路を固定的にコードスキャナ３１本体に収容しているも
のでも良いものである。図２２において、トリガスイッ
チ４がトリガスイッチユニット７１として着脱自在に設
けられているものを示したが、この発明はこれに限定さ
れるものではなく、固定的なトリガスイッチ４が設けら
れているものでも良いものである。なお、第２の実施の
形態ではガンタイプの非接触式コードスキャナ３１につ
いて説明したが、この発明はこれに限定されるものでは
なく、例えばタッチ式コードスキャナ１にも適用できる
ものである。

【００６２】この発明の第３の実施の形態を図２５を参
照して説明する。図２５は、この発明を適用したガンタ
イプの非接触式コードスキャナ３１を示す側面図であ
る。このコードスキャナ３１の読取の機能仕様を規定す
る要素となる読取口６、スポットＬＥＤ３４，３５、照
明部３２，３３、光学機構部３８，３９、ＣＣＤ(エリ
アセンサ３６及びリニアセンサ３７ )をユニット化し、
この読取機構ユニット７６をコードスキャナ３１本体に
対して着脱自在に構成する。この読取機構ユニット７６
のケースとコードスキャナ３１本体のケースとは、プラ
スチック樹脂からなるケースの弾力性を利用した嵌め合
わせにより一体的に結合・分離する。この嵌め合わせと
共に、読取機構ユニット７６とコードスキャナ３１本体
とは、プラグとコネクタとを通して、ＣＣＤと解析・デ
コーダ回路とが電気的に確実に接続されるようになって
いる。

【００６３】このように第３の実施の形態によれば、読
取の機能仕様を規定する要素となる読取口６、スポット
ＬＥＤ３４，３５、照明部３２，３３、光学機構部３
８，３９、ＣＣＤ( エリアセンサ３６及びリニアセンサ
３７ )を読取機構ユニットとして、コードスキャナ３１
本体に対して着脱自在に構成したことにより、読取りの
機能仕様を使用者側で変更することができ、製造者側で
は製品の種類を読取機構ユニットの種類として、コード
スキャナ３１本体を共通部品として製造すれば良いの
で、製造効率の向上を図り、使用者の要望に最大限に応
えることができる。

【００６４】なお、コードスキャナ３１本体側の解析・
デコード仕様を異なるものを用意しておけば、読取機構
ユニットとコードスキャナ３１本体との組合わせによ
り、より多数種類の製品を効率的にそろえることがで
き、製造効率の向上を図り、使用者の要望に応えること
ができる。また、読取機構ユニットの交換でボディケー
スを分解しなくて済むので、分解による故障を防止する
ことができる。なお、この発明は上述した第１乃至第３
の各実施の形態に限定されるものではなく、例えば第１
の実施の形態、第２の実施の形態及び第３の実施の形態
をそれぞれ組合わせて実施しても良いものである。

【００６５】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
使用者側でもトリガスイッチ及び読取窓の交換が可能
で、使用者側での製品寿命を延ばすことができるシンボ
ル読取装置を提供できる。また、この発明によれば、製
造後に仕様変更を可能にすることができ、製造効率の向
上を図り、使用者の要望に最大限に応えることができる
シンボル読取装置を提供できる。

【００６６】また、この発明によれば、使用者側でトリ
ガスイッチ及び読取窓を交換するときにケースを分解し
なくて済むので、ケース内の部品に触れることがなく、
分解による故障を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の各実施の形態に共通するハンディタ
イプのタッチ式コードスキャナを示す斜視図。

【図２】同ハンディタイプのタッチ式コードスキャナの
ボディケースを示す正面断面図。

【図３】同ハンディタイプのタッチ式コードスキャナを
示す上面図。

【図４】同ハンディタイプのタッチ式コードスキャナ本
体及びフードを示す斜視図。

【図５】同ハンディタイプのタッチ式コードスキャナ本
体に取付可能な各種フードを示す斜視図。

【図６】同ハンディタイプのタッチ式コードスキャナの
要部構成を示す側面断面図。

【図７】同ハンディタイプのタッチ式コードスキャナの
読取口周辺の構成を示す側面断面図。

【図８】同ハンディタイプのタッチ式コードスキャナの
拡散反射板及び拡散板を示す図。

【図９】同ハンディタイプのタッチ式コードスキャナの
印刷媒体に印刷されたシンボルへのスポット光の照射状
態を示す斜視図。

【図１０】同ハンディタイプのタッチ式コードスキャナ
の要部機能構成を示すブロック図。

【図１１】同ハンディタイプのタッチ式コードスキャナ
のシェーディング現象を示す図。

【図１２】同ハンディタイプのタッチ式コードスキャナ
のシェーディング補正を示す図。

【図１３】同ハンディタイプのタッチ式コードスキャナ
が行うトリガ割込処理の流れを示す図。

【図１４】この発明の各実施の形態に共通するガンタイ
プの非接触式コードスキャナを示す斜視図。

【図１５】同ガンタイプの非接触式コードスキャナの要
部構成を示す側面断面図。

【図１６】同ガンタイプの非接触式コードスキャナの印
刷媒体に印刷されたシンボルへのスポット光の照射状態
を示す斜視図。

【図１７】同ガンタイプの非接触式コードスキャナのス
ポット光の焦点距離を説明するための図。

【図１８】同ガンタイプの非接触式コードスキャナの２
種類のセンサに対応する読取範囲を示す図。

【図１９】同ガンタイプの非接触式コードスキャナの要
部回路構成を示すブロック図。

【図２０】同ガンタイプの非接触式コードスキャナのエ
リア用及びリニア用の照明部、エリア用及びリニア用の
ビームスポットＬＥＤ、トリガスイッチの駆動タイミン
グを示す図。

【図２１】この発明の第１の実施の形態のコードスキャ
ナを示す側面図及びトリガスイッチユニットを示す側面
断面図。

【図２２】この発明の第２の実施の形態のコードスキャ
ナを示す斜視図。

【図２３】同実施の形態のコードスキャナのインターフ
ェイスケーブルを示す図。

【図２４】同実施の形態のコードスキャナの通信インタ
ーフェイス回路ユニット及びインターフェイスケーブル
を示す図。

【図２５】この発明の第３の実施の形態のコードスキャ
ナを示す側面図。

【符号の説明】

１…タッチ式コードスキャナ、 ３，７３…インターフェイスケーブル、 ４…トリガスイッチ、 ８…読取口カバー、 ９-1…ＬＥＤ照明部、 ９-2，３４，３５…ビームスポットＬＥＤ、 １１…撮像センサ、 １２…光路変更部品、 １３…レンズブロック、 １４…フィルタブロック、 ３１…ガンタイプの非接触式コードスキャナ、 ３２…リニア用照明部、 ３３…エリア用照明部、 ３６…エリアセンサ、 ３７…リニアセンサ、 ３８…エリア用光学機構部、 ３９…リニア用光学機構部、 ５８…通信インターフェイス、 ７１…トリガスイッチユニット、 ７２…スリット、 ７４…通信インターフェイス回路基板、 ７５…通信インターフェイス回路ユニット、 ７６…読取機構ユニット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 誠 静岡県三島市南町６番78号 株式会社テッ ク三島事業所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印刷媒体上のシンボルからの反射光を受
   光し、その受光量に対応した電気量を出力する光電変換
   素子から構成された撮像手段を備えたシンボル読取装置
   において、 力学的作用に対応して前記撮像手段に対してシンボルの
   読取りタイミングを発生させるトリガスイッチを、装置
   本体に対して外付け交換部品として構成したことを特徴
   とするシンボル読取装置。
2. 【請求項２】 印刷媒体上のシンボルからの反射光を受
   光し、その受光量に対応した電気量を出力する光電変換
   素子から構成された撮像手段を備えたシンボル読取装置
   において、 前記シンボルからの反射光が入射される部分を塞ぐ光透
   過材料から形成された読取窓を、装置本体に対して外付
   け交換部品として構成したことを特徴とするシンボル読
   取装置。
3. 【請求項３】 印刷媒体上のシンボルからの反射光を受
   光し、その受光量に対応した電気量を出力する光電変換
   素子から構成された撮像手段を備えたシンボル読取装置
   において、 前記シンボルを照明する照明手段、前記シンボルからの
   反射光を前記撮像手段で結像させる光学機構及び前記撮
   像手段を、装置本体に対して外付け交換部品として構成
   したことを特徴とするシンボル読取装置。