JP2000235614A - 二次元コード読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンドヘルドタイプのように被読み取り面と
の距離が不定である場合には適切な読み取り位置に保持
するのが難しく、操作しづらかった。 【解決手段】 二次元コードを読み取る二次元コード読
取装置において、フード部内にて高輝度赤色ＬＥＤの照
射光を光強度の照射方向依存性が少ない光に変換するな
どして被読み取り面を照明するとともに、光学マーカー
にて被読み取り面に向けて光学マーカー像を照射するよ
うにした。従って、被読み取り面の状況に関わらず、良
好な読み取り精度を確保することができるようになっ
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二次元コード読取
装置に関し、特に、被読み取り面から一定距離だけ離し
た状態で二次元コードを読み取る二次元コード読取装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の二次元コード読取装置と
して、本出願人による特開平１０−１１１９０５号公報
に開示されたものや、同じく本出願人による特願平１０
−１９３３０１号公報に開示されたものが知られてい
る。これらの二次元コード読取装置は、逆有底筒状のフ
ード部分の内底面に光学系を配置しつつ裏側に二次元セ
ンサを配置しておき、同フード部分が対面する被読み取
り面の二次元コードを光学系にて二次元センサ上に結像
させている。

【０００３】特に、前者のものにおいては、フード部分
内で開口方向とは反対方向に照明光を発光して間接照明
したり、拡散光を発する平面発光体にて照明したりして
おり、また、結像位置が法線方向とずれた状態でデコー
ド可能としている。後者のものにおいては、フード部分
内で開口方向とは反対方向に照明光を発光して間接照明
しつつ被読み取り面に光学マーカー像を照射しており、
利用者が容易に適切な読み取り位置を把握できるように
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した前者の二次元
コード読取装置においては、被読み取り面が鏡面状に仕
上げられている場合、適切な読み取り位置にあれば読み
取り可能であるものの、ハンドヘルドタイプのように被
読み取り面との距離が不定である場合には適切な読み取
り位置に保持するのが難しく、操作しづらいという課題
があった。また、後者の二次元コード読取装置において
は、被読み取り面が鏡面状であって間接照明をあてた部
分が被読み取り面に移り込んでしまうのを防ぐため、二
次元センサへの光軸と被読み取り面の法線とに少しだけ
角度を付けた位置を適正位置としてマーカーで示すなど
していた。

【０００５】本発明は、上記課題にかんがみてなされた
もので、簡易な構成により鏡面状に仕上げられた被読み
取り面についてもコードを読み取って正確に復元するこ
とが可能な二次元コード読取装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる発明は、本体ケースと、この本体
ケースに収容される二次元センサと、上記本体ケースに
配設されて上記二次元センサに被読み取り面を結像させ
る光学系と、上記本体ケースに支持されて上記被読み取
り面に対して光強度の照射方向依存性が少ない光で照明
する照明部と、上記本体ケースに支持されて上記被読み
取り面に向けて複数方向から所定角度で光学マーカー像
を照射して適正な被読み取り面位置を指示する光学マー
カー部と、上記二次元センサにおける結像画像に基づい
て被読み取り面に記録されたデータを解読するデコード
回路とを具備する構成としてある。

【０００７】上記のように構成した請求項１にかかる発
明においては、本体ケースを保持した状態で、照明部が
被読み取り面を光強度の照射方向依存性が少ない光で照
明することにより光学系を介して同被読み取り面からの
反射光が二次元センサに結像され、デコード回路は同二
次元センサの結像画像に基づいて被読み取り面に記録さ
れたデータを解読する。二次元センサに結像させるため
には本体ケースと被読み取り面との相対的な位置関係が
要求されるが、光学マーカー部が被読み取り面に向けて
複数方向から所定角度で光学マーカー像を照射するた
め、同光学マーカー像の位置関係から適正な被読み取り
面位置となっているか否かが判別できる。すなわち、被
読み取り面から本体ケースを離間させてコード読み取り
するにあたり、照明部が照明を行いつつマーカー像で適
正位置か否かが分かるようにしている。

【０００８】各種の構成要素を支持する本体ケースにつ
いては特に形状的な限定が必要なわけではないものの、
その一例として、請求項２にかかる発明は、請求項１に
記載の二次元コード読取装置において、上記本体ケース
は、逆有底筒型のフード部を有するとともに、上記二次
元センサは、この底部に配置され、上記照明部は、この
フード部内にて開口側に対面するようにして発光素子を
配置し、同発光素子の照射光を光強度の照射方向依存性
が少ない光に変換する照射光変換部材を介して照明する
構成としてある。

【０００９】上記のように構成した請求項２にかかる発
明においては、いわゆるフード部を有しており、この底
部に配置した二次元センサが開口側に対面して被読み取
り面を撮像する。また、フード形状とした内部には発光
素子を開口側に対面するように配置してあり、同開口側
は照射光変換部材が配設されている。従って、同発光素
子は上記被読み取り面に対して照射光変換部材を介して
照明する。

【００１０】ここで、照射光変換部材は入射光を光強度
の照射方向依存性が少ない光に変換する部材である。す
なわち、例えば、非常に便利な光源である発光ダイオー
ドなどは略点光源と考えられ、点光源は被照射面から眺
めたときには一点から光がやってくるので、非常に照射
方向依存性が高い光源であるといえる。そして、点光源
にて被読み取り面を照射すると、被照射面が鏡面状であ
って強く光を反射するときには被照射面を挟んで対称位
置に点光源があるのとほぼ同じになってしまい、本来被
読み取り面に記録されたデータを結像させる二次元セン
サに点光源が映ってしまう。

【００１１】しかし、点光源ではなく面光源は、同面光
源が照射する被照射面から面光源を眺めたときには同光
源面のあらゆる位置から光がやってくるので、照射方向
依存性が少ない光源であるといえる。そして、照射方向
依存性が少ない光源を鏡面に照射すれば、ある特定方向
からの光が二次元センサに映り込む不都合が解消され
る。従って、例えば、発光ダイオードなどを被照射面に
向けて配置しても、照射光変換部材を介して、被読み取
り面を照明すれば照射光を略面光源として作用させられ
る。

【００１２】このように、上記照明部は光強度の照射方
向依存性が少ない光源を使用できればよいので様々な態
様が考えられ、その構成の具体例として、請求項３にか
かる発明は、請求項２に記載の二次元コード読取装置に
おいて、上記照射光変換部材は、上記発光素子と上記被
読み取り面との間に同発光素子から照射される光を拡散
させる拡散板と、同拡散板の下に入射光をランダム方向
に透過させる乱方向透過板とを具備する構成としてあ
る。

【００１３】上記のように構成した請求項３にかかる発
明においては、発光素子の照射光を拡散板と乱方向透過
板とを介して被読み取り面に照射しているので、照射光
は拡散板により拡げられて直進性が低くなり、さらに、
乱方向透過板を透過することによってある点を透過した
光の進行方向の配向性が低くなる。この結果、被読み取
り面に照射される光は略面光源として作用する。

【００１４】ここで、拡散板は入射する光を進行方向に
拡散させるものであればよく、マイクロプリズムや凹レ
ンズ等によって構成すればよい。また、乱方向透過板は
同透過板の一方面に入射する光を他方面側から出力しつ
つもその進行方向をランダムにするものであればよく、
すりガラスなどによって構成すればよい。

【００１５】さらに、照明部にて光強度の照射方向依存
性が少ない光源を使用する構成の他の具体例として、請
求項４にかかる発明は、請求項２に記載の二次元コード
読取装置において、上記照射光変換部材は、上記発光素
子と上記被読み取り面との間に同発光素子から照射され
る光を拡散させ、かつランダム方向に透過させる拡散乱
方向透過板を具備する構成としてある。

【００１６】上記のように構成した請求項４にかかる発
明においては、発光素子の照射光を拡散乱方向透過板を
介して被読み取り面に照射しているので、照射光は拡げ
られて直進性が低くなり、かつ、ある点を透過した光の
進行方向の配向性が低くなる。この結果、被読み取り面
に照射される光は略面光源として作用する。

【００１７】また、上述の二次元コード読取装置におい
ては、照明部における発光素子は上記フード部内にて開
口側に対面するようにして配置していたが、必ずしもか
かる構成に限る必要はない。かかる構成の一例として、
請求項５にかかる発明は、請求項１に記載の二次元コー
ド読取装置において、上記本体ケースは、逆有底筒型の
フード部を有するとともに、上記二次元センサは、この
底部に配置され、上記照明部は、上記被読み取り面から
二次元センサへの光軸に対して略直角方向から同光軸へ
向くように発光素子を配置し、同発光素子の照射軸線上
に、同発光素子の照射光の進行方向を上記被読み取り面
へと変換するとともに拡散させ、かつランダム方向に透
過させる光軸変換拡散乱方向透過板を具備する構成とし
てある。

【００１８】上記のように構成した請求項５にかかる発
明においては、照明部の発光素子は、上記被読み取り面
から二次元センサへの光軸に対して略直角方向から同光
軸へ向くように発光素子を配置してあるので、同発光素
子の照射光は被読み取り面と略平行に照射される。ここ
で、同発光素子の照射軸線上には光軸変換拡散乱方向透
過板が配設してあるので、同発光素子の照射光は進行方
向が変換されて、被読み取り面を照明する。

【００１９】光軸変換拡散乱方向透過板は、入射光軸を
略９０度変換するとともに拡散させ、かつランダム方向
に透過させるものであればよい。従って、拡散板に、入
射光軸を略直角に変換する反射部を設けるとともに、す
りガラス状部を設けて光の進行方向をランダムにする等
すればよい。ここで、すりガラス状部は拡散板における
入射光の入射面に設けてもいいし、出力面に設けても、
拡散板内部に設けてもよい。

【００２０】また、この光軸変換拡散乱方向透過板は被
読み取り面と略平行な底面を持ち、発光素子から離れる
ほど薄くなるように傾斜を付けて構成し、同傾斜面に溝
を掘り、底面をすりガラス状部にしてもよい。この場
合、入射光は傾斜面にて拡散されつつ進行光軸が変換さ
れ、底面にてランダム方向に透過する。さらに、上記傾
斜面には溝を掘るのではなくドットを掘ったりエンボス
加工を施したりしてもよいし、また、傾斜面に白色塗料
を塗るとエンボス加工等を施していない部分から透過板
を通過する光の成分が低減されて好適である。ここで、
上記傾斜面においては発光素子から離れるほど上記溝や
ドットや、エンボスの密度を多くして、被読み取り面へ
の照射光が一定光量となるように調整すると好適であ
る。

【００２１】また、ここでは、発光素子の照射方向を被
読み取り面から二次元センサへの光軸に対して略直角と
したが、二次元コード読取装置を構成する上で空間的な
制限がある場合もある。かかる場合には、必ずしも発光
素子の照射光を被読み取り面から二次元センサへの光軸
に対して略直角にする必要もなく、必要に応じて同光軸
に対して鈍角方向もしくは鋭角方向から照射してもよ
い。むろん、この場合において、同照射光の方向変換を
反射によって行うときには、上述のように入射光軸を略
９０度変換するのではなく、変換された照射光が被読み
取り面方向を向くようにしなくてはならない。

【００２２】さらに、照明部においては光強度の照射方
向依存性が少ない光で照明することができればよく、上
述のように、略点光源と考えられるものを略面光源に変
換するものに限る必要もない。すなわち、光源自体に面
光源を使用することも考えられ、その一例として請求項
６にかかる発明においては、請求項１に記載の二次元コ
ード読取装置において、上記照明部は、ＥＬ素子を光源
とする照明を行う構成としてある。

【００２３】上記のように構成した請求項６にかかる発
明においては、面光源として作用するＥＬ素子を光源と
して照明を行っている。従って、照射光に対して何ら物
理光学的作用を行わずに、光強度の照射方向依存性が少
ない光による被読み取り面の照明がなされる。

【００２４】また、本発明にかかる二次元コード読取装
置においては、上記読み取り面を結像させるための光学
経路、照明部による照明光の光学経路および、光学マー
カー像の照射にかかる光学経路がある。ここで、上述の
ように照明部に対して物理光学的な作用を行って、略面
光源を得るなどしていたが、読み取り面を結像させるた
めの光学経路と、光学マーカー像の照射にかかる光学経
路とには物理光学的作用をおよぼす必要はない。

【００２５】そこで、かかる構成とするために好適な一
例として、請求項７にかかる発明においては、請求項１
〜請求項７のいずれかに記載の二次元コード読取装置に
おいて、上記照明部は、上記光学系における被読み取り
面からの光と上記光学マーカー部から照射される所定方
向への光学マーカー像とに対して、拡散や乱方向透過等
の物理光学的作用を与えずにそのまま通過させる構成と
してある。

【００２６】上記のように構成した請求項７にかかる発
明においては、光学系における被読み取り面からの光と
上記光学マーカー部から照射される所定方向への光学マ
ーカー像とに対して、拡散や乱方向透過等の物理光学的
作用を与えずにそのまま通過させる。ここで、物理光学
的作用を与えずにそのまま通過させるには、上述のよう
に光の進行方向を変換したり、拡散させたりしてはなら
ないので、上記照明部を構成する部材、例えば拡散板な
どにおいて、これらの光の通過位置に孔を設けるなどす
ればよい。この結果、これらの光は拡散したりランダム
方向に配向したりすることなく光軸上を進行する。

【００２７】また、本発明は適正位置に二次元コード読
取装置を保持しつつ光源を読み取りセンサに映り込ませ
ずに二次元コードを読み取るものであり、上述のような
装置によって具現化されるものの、技術的思想としては
方法として捉えることも可能である。すなわち、被読み
取り面からの反射光をセンサに結像させることにより二
次元コードを読み取る二次元コード読取方法であって、
被読み取り面に向けて複数方向から所定角度で光を照射
して適正な被読み取り面位置を指示しつつ、被読み取り
面に対して光強度の照射方向依存性が少ない光で照明
し、得られる反射光により二次元コードをセンサに結像
させて同センサにおける結像画像に基づいて被読み取り
面に記録されたデータを解読する発明と考えることもで
きる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、光強度の
照射方向依存性が少ない光で照明を行いつつ光学マーカ
ー像で適正位置か否かが分かるようにし、鏡面のような
被読み取り面の場合にも容易に読み取り操作を行うこと
が可能な二次元コード読取装置を提供することができ
る。また、請求項２にかかる発明によれば、発光素子の
照射光を変換するので、光源自体が面光源でなくてもよ
い。さらに、請求項３にかかる発明によれば、拡散板と
乱方向透過板との２枚の板により照射光を変換できるの
で、簡単に本発明にかかる二次元コード読取装置を構成
することができる。

【００２９】さらに、請求項４にかかる発明によれば、
一枚の拡散乱方向透過板により照射光を変換できるの
で、簡単に本発明にかかる二次元コード読取装置を構成
することができる。さらに、請求項５にかかる発明によ
れば、発光素子の取付け向きの自由度が高くなる。さら
に、請求項６にかかる発明によれば、面光源を使用する
ことにより、簡単に光強度の照射方向依存性が少ない光
で照明を行うことができる。さらに、請求項７にかかる
発明によれば、照明部の構成が、二次元センサに被読み
取り面を結像させる光学系および光学マーカー部が照射
する光学マーカー像に対して、なんら影響を与えないよ
うにすることができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面にもとづいて本発明の
実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態にか
かる二次元コード読取装置の概略構成を正面断面図によ
り示しており、図２は左側面断面図により示している。
なお、以下の説明において、図１の紙面上における左方
を上と呼びつつ右方を下と呼び、図２における紙面手前
方向を前方と呼びつつ奥行き方向を後方と呼び、同図に
おける左方を左と呼びつつ右方を右と呼んで方向性の統
一を図ることにする。また、図３はこの二次元コード読
取装置を斜め下からみた状態で照明部の要部を示してい
る。

【００３１】図において、本二次元コード読取装置１０
は、合成樹脂製で略Ｌ字形の本体ケース１１を採用して
おり、この本体ケース１１は、前後方向に長い筒体から
なる胴部１２と、その先端にて約９０度下方に屈曲され
たフード部１３とから構成されている。フード部１３は
下面側に開口するとともに内底面の中央にはレンズ１４
が配置されるとともにこのレンズ１４の結像位置に二次
元センサ１５が配置されている。

【００３２】また、同内底面にてこれらのレンズ１４と
二次元センサ１５とを挟み込む左右の対象位置には一対
の光学マーカー１６，１６が配置されている。この光学
マーカー１６は、上記内底面に配置されたレンズ１６ａ
と内底面よりも内側に配設されて上記レンズ１４による
被読み取り面の焦点位置に向けて光学マーカー像を照射
させるＬＥＤ１６ｂとから構成されている。さらに、同
内底面の四隅には左右方向に各２つずつ並べられた高輝
度赤色ＬＥＤ１７が下向きに配置されている。

【００３３】内底面の下にはマイクロプリズム１８が配
置され、同マイクロプリズム１８の下にはすりガラス１
９が配置されている。このマイクロプリズム１８とすり
ガラス１９とには、被読み取り面からレンズ１４の光軸
上に被読み取り面上の二次元コード部分で反射した光を
通すための孔が空けられており、光学マーカー１６の二
次元コードへ向けた光軸上に同光軸に沿ってレンズ１６
ａと略同一形の孔が空けられている。従って、光学マー
カー１６の照射光と被読み取り面上の二次元コード部分
からレンズ１４への反射光とはマイクロプリズム１８お
よびすりガラス１９による影響を受けないようになって
いる。また、胴部１２の下面にはプッシュ式の操作子２
０ａが配設され、プッシュスイッチ２０ｂのオン・オフ
を操作可能となっている。

【００３４】一方、図４は本二次元コード読取装置１０
の電気的な回路構成を示しており、上記プッシュスイッ
チ２０ｂがトリガスイッチとして主制御回路２１に接続
され、後述するような一連の読み取り動作を開始するた
めのトリガを入力する。二次元センサ１５は映像を具体
的に読み出して信号として出力するためのセンサドライ
バ回路２２に接続されており、このセンサドライバ回路
２２を介して主制御回路２１に映像信号が出力されるこ
とになる。

【００３５】この主制御回路２１上には映像信号から読
み取った二次元コードをデコードするためのデコード回
路も内蔵されており、一連の画像処理を経て得られる復
元データを出力可能となっている。光学マーカー１６の
ＬＥＤ１６ｂはＬＥＤドライバ回路１６ｃを介して上記
主制御回路２１に接続され、高輝度赤色ＬＥＤ１７はＬ
ＥＤドライバ回路１７ａを介して主制御回路２１に接続
されている。そして、二次元コードの読み取り成功時に
点灯させる読み取りランプとしてＬＥＤ２３も備えてい
る。

【００３６】主制御回路２１はトリガスイッチの操作に
基づいて各回路などに適宜制御信号を出力し、二次元コ
ードの読み取り処理を実行する。概略的には、ＬＥＤド
ライバ回路１６ｃを介してＬＥＤ１６ｂを明滅させ、こ
のＬＥＤ１６ｂの非点灯状態時にＬＥＤドライバ回路１
７ａを介して高輝度赤色ＬＥＤ１７を点灯させつつ、セ
ンサドライバ回路２２を介して二次元センサ１５の画像
を取り込み、二次元コードの画像を得られた時点で二値
化しつつデコードし、正常にデコードできたら読み取り
ランプとしてＬＥＤ２３を点灯させてデータを送信す
る。

【００３７】以上から明らかなように、本実施形態にお
いては、広義の二次元センサは二次元センサ１５とセン
サドライバ回路２２と主制御回路２１とから構成される
といえ、広義の光学系は二次元センサ１５を所定位置に
配置する本体ケース１１とレンズ１４とによって構成さ
れるといえ、照明部はフード部１３とともにその内部に
形成した高輝度赤色ＬＥＤ１７とＬＥＤドライバ回路１
７ａとマイクロプリズム１８とすりガラス１９と主制御
回路２１とによって構成されるといえ、光学マーカー部
は光学マーカー１６たるレンズ１６ａとＬＥＤ１６ｂと
その支持構造たる本体ケース１１とＬＥＤドライバ回路
１６ｃと主制御回路２１とによって構成されるといえ、
主制御回路２１内にデコード回路が構成されているとい
える。

【００３８】以下、具体的な読み取り過程について詳述
する。図５は光学マーカー１６の原理を説明するための
もので、光学マーカー像と二次元コードの関係を示して
いる。図２に示すように光学マーカー１６は二次元セン
サ１５とレンズ１４の位置関係に応じて定まる焦点位置
に対して十字型の光学マーカー像を照射する。このと
き、光学マーカー１６は二次元センサ１５を挟み込む両
側から斜めに照射することになるので、二次元コードが
記録されている被読み取り面と本体ケースとの距離によ
っては本来の焦点位置からずれた位置に現れる。

【００３９】すなわち、被読み取り面が図２の（ａ）位
置のように近すぎるのであれば図５（ａ）に示すように
それぞれの光学マーカー１６，１６から照射される十字
型の光学マーカー像は離れて現れ、被読み取り面が図２
の（ｂ）位置のように適正位置にあれば図５（ｂ）に示
すように二次元コード上に重なって現れ、被読み取り面
が図２の（ｃ）位置のように遠すぎるのであれば図５
（ｃ）に示すように各光学マーカー像は再び離れて現れ
る。

【００４０】ここで、マイクロプリズム１８およびすり
ガラス１９を備えていない場合を想定すると、被読み取
り面が鏡面状である場合にはレンズ１６ａや高輝度赤色
ＬＥＤ１７の像が被読み取り面で反射してレンズ１４に
入射してしまう。すなわち、図６はレンズ１６ａからレ
ンズ１４への照射光の一成分を示しており、レンズ１４
からみるとレンズ１６ａからの照射光は擬似的に被読み
取り面を基準とした対称位置から照射されたのとほぼ同
様にして考えられる。従って、同対称位置とレンズ１４
とを直線で結んだような方向からの入射光成分が存在す
ることとなり、このことは二次元センサ１５においてレ
ンズ１６ａの像を検出することを意味し、被読み取り面
上の二次元コードを検出しにくくしてしまう。

【００４１】しかし、本発明においてはマイクロプリズ
ム１８およびすりガラス１９が存在することにより、こ
のような余分な像の映り込みが排除されている。すなわ
ち、図６においては太点線で示すレンズ１６ａからレン
ズ１４への光学経路はマイクロプリズム１８およびすり
ガラス１９を通っている。従って、この光学経路にかか
る照射光はマイクロプリズムにて拡散されてすりガラス
１９にてランダム方向に透過されるので、もはや上記太
点線上を進む光成分はほとんどなくなり、レンズ１４に
レンズ１６ａの像が映り込むことがなくなる。また、高
輝度赤色ＬＥＤ１７の照射光に関しても同様なことがい
え、高輝度赤色ＬＥＤ１７の像がレンズ１４に映り込む
ことがなくなる。

【００４２】ここで、図２において太点線で示した光学
マーカー１６からの十字型光学マーカー像のための光学
経路は、上記マイクロプリズム１８およびすりガラス１
９に孔が設けられていることにより拡散やランダム方向
への透過をせずに被読み取り面に照射される。しかし、
この場合の照射光は反射しても反対側のレンズ１６ａ方
向に進行していくのみで、レンズ１４に入射することは
ない。

【００４３】また、高輝度赤色ＬＥＤ１７の照射光の大
部分はマイクロプリズム１８およびすりガラス１９を経
て被読み取り面を照明するので、被照射面全体としては
光強度の照射方向依存性が少ない光で照明されている。
従って、そのような光が被読み取り面で反射する光のう
ち、被読み取り面上の二次元コードからレンズ１４への
光学経路を進むものはマイクロプリズム１８およびすり
ガラス１９の孔を通ってレンズ１４に達するので二次元
コードのみを二次元センサ１５にて検出することができ
る。

【００４４】ここで、光強度の照射方向依存性が少ない
光で被読み取り面を照射するのは、略点光源である高輝
度赤色ＬＥＤ１７の像を二次元センサ１５に映り込まな
くするためである。その手段として被読み取り面をラン
ダム方向からの光で照射するようにした。また、ランダ
ム方向からの光で照射することにより被読み取り面が適
正位置から多少ずれたとしても、二次元センサ１５での
読み取りが可能になる。

【００４５】図７は光学経路を説明するために簡略化し
た図であり、幅Ｗ内に入射した光のうち所定のものが二
次元コードの形成に寄与するものとし、光を照射する面
をＰとして上記光学マーカー１６，１６の光軸が交わる
位置をＸとしてある。同図において、被読み取り面が適
正位置Ｑであるときの二次元コードの端の位置Ｙは面Ｐ
上の位置Ｐ１にて照射された光を反射し、同反射光は位
置Ｉに入射する。

【００４６】被読み取り面が適正位置Ｑより位置Ｘを中
心にして角度αだけ傾いて状態Ｒになったとすると、位
置Ｙで反射して位置Ｉに入射する光の光源は位置Ｐ２と
なる。従って、被読み取り面がある角度α以上傾くと、
位置Ｙでの反射光は位置Ｉに入射しなくなる。また、反
射光の光学経路が位置Ｙおよび位置Ｙの位置Ｘに対する
対称位置Ｙ’とでは光学経路長の差が大きくなってきて
レンズによる結像がぼやけてくる。つまり、適正位置Ｑ
からある程度傾くと二次元センサ１５によって二次元コ
ードを読み取ることができなくなる。

【００４７】ここで、被読み取り面が状態Ｒであるとき
の位置Ｐ１からの照射光は太点線で示すように位置Ｘと
位置Ｙとの間で反射されるなどして二次元コードの読み
取りに寄与する。しかし、適正位置Ｑと状態Ｒとの間で
許容された角度は小さいので、ずれ角がαと−αとにふ
れるとすると、Ｐ１から照射する光の方向はランダムで
ある必要はなく２β程度の幅で照射していれば十分とい
うことになる。また、適正位置Ｑからのずれは面Ｐと被
読み取り面の距離方向にも起こりうるが、この場合も、
二次元コードが読み取り可能であるように光を照射する
ための各位置での照射方向はある程度の幅内に収まって
いる。

【００４８】従って、照射面を位置毎に必要な角度幅で
照射できるように光源を調節できれば、それで十分本発
明の作用効果は発揮されるのでかかる構成としてもよ
い。ここでは簡単な構成により必要十分な角度幅の照射
を行うために進行方向がランダムな光を当てることによ
り上記必要十分な角度幅をカバーすることとしたもので
ある。

【００４９】図８は、トリガスイッチの操作に対応した
読み取り処理をタイミングチャートにより示している。
この場合、オペレータがトリガスイッチにて読み取り操
作の開始を指示すると、主制御回路２１がＬＥＤドライ
バ回路１６ｃを介して位置決めのために光学マーカー１
６のＬＥＤ１６ｂを明滅させる。オペレータは照射され
る二つの光学マーカー像が二次元コード上で重なり合う
ように位置合わせするが、この光学マーカー像が明滅す
るのに同期して主制御回路２１はＬＥＤドライバ回路１
７ａを駆動し、照明のための高輝度赤色ＬＥＤ１７を明
滅させる。

【００５０】二次元センサ１５にはレンズ１４を介して
被読み取り面の映像が結像されるが、高輝度赤色ＬＥＤ
１７はＬＥＤ１６ｂの消灯時にのみ明滅を繰り返してお
り、同高輝度赤色ＬＥＤ１７が点灯したときの照明光で
被読み取り面が照らされることにより二次元センサ１５
が検知可能な光量となり、当該二次元センサ１５にて二
次元コードを読み取り可能となる。

【００５１】二次元センサ１５での結像イメージはセン
サドライバ回路２２によって逐次取り込まれ、二次元コ
ードが含まれたと判断できるとその時点で主制御回路２
１内のデコード回路に送り出される。すると、同デコー
ド回路は結像イメージに基づいて二値化してドット配置
パターンを特定し、書き込まれている情報をデコードす
る。この場合、主制御回路２１内において情報がデコー
ドされたことを認識でき、その時点で読み取り完了を知
らせるためにＬＥＤ２３を点灯させるし、ＬＥＤ１６ｂ
や高輝度赤色ＬＥＤ１７の明滅を終了させる。

【００５２】上述した実施形態においては、光強度の照
射方向依存性が少ない光で被読み取り面を照明するため
に、マイクロプリズム１８およびすりガラス１９を使用
していたが、むろんこれらに限られるものではない。図
９および図１０は第一の変形例にかかる二次元コード読
取装置１０を示している。図において、かかる第一の変
形例ではフード部１３内には照射光変換部材として一枚
のマイクロプリズム１８０が配設されており、同マイク
ロプリズム１８０の下面には細かい傷１９０が付けられ
てすりガラス状になっている。また、本実施形態におい
てもマイクロプリズム１８０には被読み取り面からレン
ズ１４の光軸上に被読み取り面上の二次元コード部分で
反射した光を通すための孔が空けられており、光学マー
カー１６の二次元コードに向けた光軸上には同光軸に沿
ってレンズ１６ａと略同一形の孔が空けられている。

【００５３】従って、本第一の変形例においてもこの二
次元コード読取装置１０の適正位置を示すための光学マ
ーカー像のための照射光には所望の作用をさせつつ、被
読み取り面に対しては光強度の照射方向依存性が少ない
光で照明が行われ、二次元コードを二次元センサ１５に
て検出することができる。

【００５４】さらに、上述の２つの実施形態においては
ＬＥＤを下向きに照射していたが、必ずしもかかる構成
とする必要もなく、第二の変形例としてＬＥＤの照射方
向を被読み取り面から二次元センサへの光軸と略直角と
する構成にかかる二次元コード読取装置の概略構成を図
１１にて正面断面図により示しており、図１２にて左側
面断面図により示している。これらの図においても図１
１の紙面上における左方を上と呼びつつ右方を下と呼
び、図１２における紙面手前方向を前方とよびつつ奥行
き方向を後方と呼び、同図における左方を左と呼びつつ
右方を右と呼ぶことにする。

【００５５】図において５つの高輝度赤色ＬＥＤ１７０
が胴部１２下面の前端部に左右方向に並べて載置してあ
り、フード部１３内部の同高輝度赤色ＬＥＤ１７０の照
射軸上には透過板１８１ａが配置されている。同透過板
１８１ａの上面はフード部１３内の後方から前方に向か
って徐々に薄くなるように傾斜が付けられており、エン
ボス１８２が設けられている。また、同透過板１８１ａ
の下面は被読み取り面と略平行であり、細かい傷１９１
ａが付けられてすりガラス状になっている。

【００５６】ここで、高輝度赤色ＬＥＤ１７０からの入
射光が透過板１８１ａに入射すると、エンボス１８２に
て被読み取り面方向に反射し、同反射光が傷１９１ａよ
りランダム方向に透過される。従って、被読み取り面が
光強度の照射方向依存性が少ない光にて照明される。こ
こで、エンボス１８２は照明光の前後位置依存性をなく
して被読み取り面を略均一な光強度で照明するために、
図１３（ａ）に示すように後方向から前方向に行くにつ
れ密度が多くなっている。また、透過板１８１ａには被
読み取り面からレンズ１４の光軸上に被読み取り面上の
二次元コード部分で反射した光を通すための孔が空けら
れており、光学マーカー１６の二次元コードへ向けた光
軸上に同光軸に沿ってレンズ１６ａと略同一形の孔が空
けられている。

【００５７】レンズ１４や二次元センサ１５などの構成
は上述の第一の実施形態と同様であり、電気的回路構成
も上記図４に示すものと同様であってＬＥＤドライバ回
路１７ａに高輝度赤色ＬＥＤ１７０が接続される。従っ
て、本第二の変形例においても、広義の二次元センサは
二次元センサ１５とセンサドライバ回路２２と主制御回
路２１とから構成され、広義の光学系は二次元センサ１
５を所定位置に配置する本体ケース１１とレンズ１４と
によって構成されるといえ、光学マーカー部は光学マー
カー１６たるレンズ１６ａとＬＥＤ１６ｂとその支持構
造たる本体ケース１１とＬＥＤドライバ回路１６ｃと主
制御回路２１とによって構成されるといえ、主制御回路
２１内にデコード回路が構成されているといえる。ま
た、照明部はフード部１３と胴部１２上に形成した高輝
度赤色ＬＥＤ１７０とＬＥＤドライバ回路１７ａと透過
板１８１ａと主制御回路２１とによって構成されるとい
える。

【００５８】本第二の変形例において二次元コードの読
み取りを行うときにも、オペレータはプッシュ式の操作
子２０ａを操作して、一連の読み取り動作を開始するた
めのトリガを入力し、主制御回路２１は同トリガに応じ
て各回路などに適宜制御信号を出力し、二次元コードの
読み取り処理を実行する。すなわち、ＬＥＤ１６ｂが明
滅し、オペレータは照射される光学マーカーを二次元コ
ードに合わせることにより二次元コード読取装置１０を
適正位置に保持する。

【００５９】主制御回路２１はＬＥＤ１６ｂの非点灯状
態時に高輝度赤色ＬＥＤ１７０を点灯させ、センサドラ
イバ回路２２を介して二次元センサ１５の画像を取り込
み、二次元コードの画像を得られた時点で二値化しつつ
デコードし、正常にデコードできたら読み取りランプと
してＬＥＤ２３を点灯させてデータを送信する。ここ
で、本第二の変形例においても、透過板１８１ａの上面
のエンボス１８２，下面の細かい傷１９１ａおよび孔に
より、光学マーカー像および二次元コード像に影響を与
えることなく被読み取り面を光強度の照射方向依存性が
少ない光にて照明することができる。

【００６０】また、上記第二の変形例においては透過板
１８１ａの上面のエンボス１８２にて拡散させ、下面に
細かい傷１９１ａをつけてすりガラス状にして入射光を
ランダム方向に散乱させていたが、照明部においては被
読み取り面を光強度の照射方向依存性が少ない光にて照
明できればよいので必ずしもかかる構成とする必要はな
い。すなわち、図１３（ａ），（ｂ）は透過板を二次元
コード読取装置の斜め上から見た図であり、上述の図１
３（ａ）のようなエンボス加工の他、ドット状の傷を付
けてもよいし図１３（ｂ）のように透過板の上面に鋸歯
状に傷を付けてもよい。

【００６１】ここで、上記鋸歯状部の１ピッチや、ドッ
トおよびエンボス部は前方方向になるにしたがって密度
を大きくして、透過板からの光が全体として被読み取り
面上で明暗を作らずに均一になるようにしている。さら
に、図示はしないが、透過板の傾斜面の上面において白
色塗料を塗っておくと、エンボス部等を施していない部
分から透過板を通過する光の成分が低減されて好適であ
る。

【００６２】上述の実施形態では、略点光源と考えられ
る高輝度赤色ＬＥＤの照射光を所定形状に加工した透過
板に入射することにより、光強度の照射方向依存性が少
ない光、つまり略面光源からの照射光と同様の光を得て
いた。従って、照明部において面光源を使用してもよ
い。図１４は、第三の変形例にかかる二次元コード読取
装置の概略構成を正面断面図により示しており、図１５
は左側面断面図により示している。

【００６３】図において、フード部１３内部の内底面に
ＥＬ素子１７１が設けられており、同ＥＬ素子には被読
み取り面からレンズ１４への光軸上に被読み取り面上の
二次元コード部分で反射した光を通すための孔が空けら
れており、光学マーカー１６の二次元コードへ向けた光
軸上に同光軸に沿ってレンズ１６ａと略同一形の孔が空
けられている。ＥＬ素子は理想的な面光源であり、上記
構成によって被読み取り面が光強度の照射方向依存性が
少ない光にて照明される。

【００６４】また、レンズ１４や二次元センサ１５など
の構成は上述の第一の実施形態と同様であり、電気的回
路構成も上記図４に示すものとほぼ同様であって、ＬＥ
Ｄドライバ回路１７ａと高輝度赤色ＬＥＤ１７０との代
わりにＥＬ素子１７１とＥＬ素子ドライバとを備えてい
る。本第三の変形例においても、オペレータがプッシュ
式の操作子２０ａを操作すると、ＥＬ素子が被読み取り
面を照明し、所定の手順に従って二次元コードの読み取
り処理を実行する。

【００６５】このように、本発明では二次元コードを読
み取る二次元コード読取装置において、フード部内にて
高輝度赤色ＬＥＤの照射光を光強度の照射方向依存性が
少ない光に変換するなどして被読み取り面を照明すると
ともに、光学マーカーにて被読み取り面に向けて光学マ
ーカー像を照射するようにした。従って、被読み取り面
の状況に関わらず、良好な読み取り精度を確保すること
ができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる二次元コード読取
装置の概略構成を示す正面断面図である。

【図２】二次元コード読取装置の左側面断面図である。

【図３】二次元コード読取装置を斜め下からみた状態で
照明部の要部を示す図である。

【図４】本二次元コード読取装置の電気的な回路構成を
示す図である。

【図５】本体ケースと被読み取り面との位置関係に対応
した光学マーカー像と二次元コードを示す図である。

【図６】光学マーカー像の光の一成分を示す図である。

【図７】照射面からの光学経路の一例を示す図である。

【図８】主制御回路による最も基礎的な駆動制御例に対
応したタイミングチャートである。

【図９】第一の変形例にかかる二次元コード読取装置の
概略構成を示す正面断面図である。

【図１０】第一の変形例にかかる二次元コード読取装置
の左側面断面図である。

【図１１】第二の変形例にかかる二次元コード読取装置
の概略構成を示す正面断面図である。

【図１２】第二の変形例にかかる二次元コード読取装置
の左側面断面図である。

【図１３】第二の変形例にて適用可能なマイクロプリズ
ムの斜視図である。

【図１４】第三の変形例にかかる二次元コード読取装置
の概略構成を示す正面断面図である。

【図１５】第三の変形例にかかる二次元コード読取装置
の左側面断面図である。

【符号の説明】

１０…二次元コード読取装置 １１…本体ケース １２…胴部 １３…フード部 １４…レンズ １５…二次元センサ １６…光学マーカー １６ａ…レンズ １６ｂ…ＬＥＤ １６ｃ…ＬＥＤドライバ回路 １７…高輝度赤色ＬＥＤ １７ａ…ＬＥＤドライバ回路 １８…マイクロプリズム １９…すりガラス ２０ａ…プッシュ式操作子 ２０ｂ…プッシュスイッチ ２１…主制御回路 ２２…センサドライバ回路 ２３…ＬＥＤ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体ケースと、 この本体ケースに収容される二次元センサと、 上記本体ケースに配設されて上記二次元センサに被読み
   取り面を結像させる光学系と、 上記本体ケースに支持されて上記被読み取り面に対して
   光強度の照射方向依存性が少ない光で照明する照明部
   と、 上記本体ケースに支持されて上記被読み取り面に向けて
   複数方向から所定角度で光学マーカー像を照射して適正
   な被読み取り面位置を指示する光学マーカー部と、 上記二次元センサにおける結像画像に基づいて被読み取
   り面に記録されたデータを解読するデコード回路とを具
   備することを特徴とする二次元コード読取装置。
2. 【請求項２】 上記請求項１に記載の二次元コード読取
   装置において、上記本体ケースは、逆有底筒型のフード
   部を有するとともに、上記二次元センサは、この底部に
   配置され、上記照明部は、このフード部内にて開口側に
   対面するようにして発光素子を配置し、同発光素子の照
   射光を光強度の照射方向依存性が少ない光に変換する照
   射光変換部材を介して照明することを特徴とする二次元
   コード読取装置。
3. 【請求項３】 上記請求項２に記載の二次元コード読取
   装置において、上記照射光変換部材は、上記発光素子と
   上記被読み取り面との間に同発光素子から照射される光
   を拡散させる拡散板と、同拡散板の下に入射光をランダ
   ム方向に透過させる乱方向透過板とを具備することを特
   徴とする二次元コード読取装置。
4. 【請求項４】 上記請求項２に記載の二次元コード読取
   装置において、上記照射光変換部材は、上記発光素子と
   上記被読み取り面との間に同発光素子から照射される光
   を拡散させ、かつランダム方向に透過させる拡散乱方向
   透過板を具備することを特徴とする二次元コード読取装
   置。
5. 【請求項５】 上記請求項１に記載の二次元コード読取
   装置において、上記本体ケースは、逆有底筒型のフード
   部を有するとともに、上記二次元センサは、この底部に
   配置され、上記照明部は、上記被読み取り面から二次元
   センサへの光軸に対して略直角方向から同光軸へ向くよ
   うに発光素子を配置し、同発光素子の照射軸線上に、同
   発光素子の照射光の進行方向を上記被読み取り面へと変
   換するとともに拡散させ、かつランダム方向に透過させ
   る光軸変換拡散乱方向透過板を具備することを特徴とす
   る二次元コード読取装置。
6. 【請求項６】 上記請求項１に記載の二次元コード読取
   装置において、上記照明部は、ＥＬ素子を光源とする照
   明を行うことを特徴とする二次元コード読取装置。
7. 【請求項７】 上記請求項１〜請求項７のいずれかに記
   載の二次元コード読取装置において、上記照明部は、上
   記光学系における被読み取り面からの光と上記光学マー
   カー部から照射される所定方向への光学マーカー像とに
   対して、拡散や乱方向透過等の物理光学的作用を与えず
   にそのまま通過させることを特徴とする二次元コード読
   取装置。