(57)【要約】【課題】  省電力的な照明系を備え、且つ、平面または曲面の形状を有する対象物に形成されたあらゆる形状を有するコードを光学的に高精度に読取ることが可能なコード読取装置を提供する。【解決手段】  対象物にマーキングされたコードを光学的に読取るコード読取装置であって、結像光学系と、同軸落射照明手段と、斜光照明手段とを備えており、前記結像光学系は、固体撮像素子と結像レンズとを含み、前記コードを読取るための撮像手段と、前記対象物側に配置されるテレセントリック光学系とから構成されており、前記同軸落射照明手段は、発光装置と、反射・透過手段とから構成されており、前記反射・透過手段を、前記結像レンズと前記テレセントリック光学系との間に、前記結像レンズの光軸方向に対して４５度の角度を成すように配置する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物にマーキングされたコードを光学的に読取るコード読取装置であって、
結像光学系と、同軸落射照明手段と、斜光照明手段とを備えており、
前記結像光学系は、固体撮像素子と結像レンズとを含み、前記コードを読取るための撮像手段と、前記対象物側に配置されるテレセントリック光学系とから構成されており、
前記同軸落射照明手段は、発光装置と、反射・透過手段とから構成されており、
前記反射・透過手段は、前記結像レンズと前記テレセントリック光学系との間に、前記結像レンズの光軸方向に対して４５度の角度を成すように配置されることを特徴とするコード読取装置。
【請求項２】
前記固体撮像素子は、ＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサである請求項１に記載のコード読取装置。
【請求項３】
前記反射・透過手段は、ハーフミラー又はビームスプリッタである請求項１又は請求項２に記載のコード読取装置。
【請求項４】
前記発光装置は、前記結像レンズの光軸方向と垂直になる角度を成す方向に光を発する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のコード読取装置。
【請求項５】
前記対象物は平面又は曲面の形状を有し、前記コードは前記対象物の表面にマーキングされた２次元コードを少なくとも含む請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のコード読取装置。
【請求項６】
前記対象物は透明体で且つ平面又は曲面の形状を有し、前記コードは、前記対象物の表面にマーキングされた２次元コード、前記対象物の裏面にマーキングされた２次元コード、前記対象物の表面及び裏面にマーキングされた２次元コードのいずれかを少なくとも含む請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のコード読取装置。
【請求項７】
前記斜光照明手段は、前記コードを前記結像レンズの光軸方向に対して斜め方向から照明する面照明光源である請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のコード読取装置。
【請求項８】
前記面照明光源は高輝度ＬＥＤアレイから構成される請求項７に記載のコード読取装置。
【請求項９】
前記テレセントリック光学系は、両側テレセントリックレンズである請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のコード読取装置。
【請求項１０】
前記テレセントリック光学系は、物体側テレセントリックレンズである請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のコード読取装置。
【請求項１１】
前記コード読取装置は手持ち式タイプのものである請求項９又は請求項１０に記載のコード読取装置。
【請求項１２】
前記テレセントリック光学系は、正方形又は長方形の形状を有する両側テレセントリックレンズである請求項８に記載のコード読取装置。
【請求項１３】
前記テレセントリック光学系は、正方形又は長方形の形状を有する物体側テレセントリックレンズである請求項８に記載のコード読取装置。
【請求項１４】
前記コード読取装置は手持ち式タイプのものである請求項１２又は請求項１３に記載のコード読取装置。
【請求項１５】
前記両側テレセントリックレンズ又は前記物体側テレセントリックレンズの外接円と、前記両側テレセントリックレンズ又は前記物体側テレセントリックレンズとの間にできた４つの空間に前記面照明光源を組み込むようにすることにより、前記斜光照明手段の小型化を実現した請求項１４に記載のコード記載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる反射率又は正反射光、拡散反射光の差で形成されるマークで表わされる１次元コードや２次元コードなどのコードを光学的に読取るコード読取装置に関し、特に、平面または曲面の形状を有する対象物に形成されたあらゆる形状を有するコードを高精度に読取ることが可能なコード読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、製品や部品の管理情報を短時間で認識するために、製品や部品の番号、商品名、価格その他の情報を白黒等のしま模様で記号化した１次元又は２次元コードが広く用いられている。これらの異なる反射率又は正反射、拡散反射光の差で形成されるマークで表わされる１次元コードや２次元コード等のコード（シンボル）は、例えば、１次元コードにおいては、線の幅の比の組み合わせで一連の数字、文字を表しており、製品や部品の番号などの各種の情報が上記数字、文字に置き換えられている。
【０００３】
例えばバーコードで表されたコードは、バーコードリーダという読取装置により読取られる。バーコードリーダは、光をバーコードに当て、反射率の異なった白と黒のしま模様から返ってくる光を受けて、反射光の強弱のパターンを元の数字に解読する装置である。バーコードリーダのように１次元コードや２次元コードのバーやセルから成るコード（シンボルの情報）を光学的に読取る装置（以下、「コード読取装置」と称する）は、操作者が装置を手に持って利用する手持ち式のタイプと、読取り窓の上をバーコードの付いた製品等を通過させる定置式のタイプがある。手持ち式のタイプの光源としては従来は発光ダイオードが主に用いられ、定置式のタイプの光源としては、レーザービームが主に用いられる。
【０００４】
定置式のコード読取装置は、物流配送センター等において使用されている。例えば、物流配送センター等においては、届け先や種類がランダムに投入された物品をベルトコンベヤなどの搬送手段によって搬送し、搬送されてくる物品の表面に付された１次元コードや２次元コードなどのコードをコード読取装置によって読取り、読取ったコードを復号化した情報に基づいて各種の物品を仕分装置によって自動的に仕分けることが行われている。
【０００５】
このように、ベルトコンベヤなどの搬送手段によって搬送されてくる物品に付与されたコードを読取る定置式のコード読取装置では、例えば、ラインセンサ、撮像カメラなどから成る撮像手段を搬送路の上方に設置しておき、搬送されてくる物品の正面を撮像手段によって撮像し、その画像を処理してコードの情報を読取るという方式が採用されている。
【０００６】
一方、手持ち式のコード読取装置は、従来よりＰＯＳ（販売時点情報管理）システムとして、スーパーマーケットやコンビニなどのレジで多用されており、製造及び流通段階において使用されている。
【０００７】
図７は一般的な手持ち式のコード読取装置の一例を示す斜視図である。このコード読取装置の本体７は、横断面がくの字をした略直方体の形状を成している。本体７の一端の先端部にはコードの読取り部７ａが設けられ、本体７の他端の上面部には読取ったコードのデータの登録、抹消、表示やガイダンス等の指令を入力するためのテンキー７ｂ及び所定事項を表示するための液晶等で成る表示部７ｃが設けられている。
【０００８】
このコード読取装置を使用する際には、使用者は本体７の他端を片手で把持して本体７の一端の先端部に設けられた読取り部７ａをコードに押し当て、本体７の側面部に設けられているトリガーボタン７ｄを押す。すると、読取部７ａでコードが読取られるので、使用者は所定のテンキー７ｂを押してそのコードのデータの登録、表示等の指令を入力する（例えば、特許文献１の従来の技術を参照）。
【０００９】
ところで、あらゆる工業製品に、文字・記号・マークなどを、印字・表示することをマーキングと呼んでいる。これを目的別に分類すると、「ソースマーキング」と「ダイレクトマーキング」に分けられる。「ソースマーキング」とは、製品やロットごとに変更する必要がない印字内容、例えばメーカ名・商品名や、コンビニなどのレジで読取るためのバーコードなどのコードを印字・表示することを意味する。ソースマーキングされた内容に変更の必要がないため、ほとんどの場合、容器などに最初から印刷してある。
【００１０】
一方、「ダイレクトマーキング」とは、製品やロットごとに変更する必要がある印字内容、例えば食品の賞味期限、製造履歴管理のためのロット番号・シリアル番号や、工場内でのみ使用される工程管理用の記号などを印字・表示することを意味する。ダイレクトマーキングは製造工程内で製品に直接印字することが多いためダイレクト印字とも呼ばれる。
【００１１】
現在使われている主なダイレクトマーキングの手法は、ドットピーン（刻印）及びレーザマーカである。
【００１２】
接触マーキング手法の一つである刻印は、製品表面を凹ませるので消えない印字ができるのは特徴である。印字内容の変更に手間がかかり、また、衝撃を与えるので精度が必要な製品には印字が困難という問題点がある。
【００１３】
一方、レーザマーカは、レーザビームを対象物上で走らせることで文字や絵・マークなどを美しく印字する機械で、版替えが不要で、印字内容の変更が非常に簡単で、そして消えない印字ができるため、例えばエンジンブロック等の重要な部品や製品に対しても確実に製造履歴が残せるメリットがある。レーザは長期間メンテナンスが不要で、その間インクジェットマーカのようにインクなどを補充する必要もない。また、印字対象物に衝撃を与えず、且つ、レーザビームを細く絞ることで、例えば半導体ウエハ、液晶ガラス・ＰＤＰガラス、レンズのような衝撃に弱い製品・部品などへの微小な文字・マーク・極小高密度の２次元コードなどのコードの印字が可能である。
【００１４】
レーザマーカによる印字は、非接触マーキングであるため、印字のために印字対象物である製品を止める必要がないので、生産ラインなどにおいてベルトコンベヤなどの搬送手段によって搬送中に印字が可能で、そして、曲面や凸凹した面を有する印字対象物や、柔らかい印字対象物などにも印字も可能である。
【００１５】
また、レーザマーカに用いられる印字用レーザの種類としては、一般的にＣＯ２（シー・オー・ツー）レーザとＹＡＧ（ヤグ）レーザがある。ＣＯ２レーザマーカは、いわば汎用型で、カートン・樹脂・ガラス・木材など、多くの用途に使用されている。ＹＡＧレーザマーカは金属への印字が可能な上、多くの樹脂を発色させる効果があり、見やすい文字を印字する用途に使用される。
【特許文献１】特開２０００−２９８６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、図８は、図７に示されるような従来のコード読取装置の結像光学系及び照明系の構成例を説明するための模式図である。図８に示されるように、従来のコード読取装置の結像光学系は、固体撮像素子１０と結像レンズ２０とから構成されており、また、従来のコード読取装置の照明系は、複数のＬＥＤから成る斜光照明用面光源５０で構成される斜光照明系である。こういった従来のコード読取装置には、図示されるように、斜光照明光源としてのＬＥＤの数が多く、消費電力が大きいという問題があった。また、カメラの光軸が分からない問題もある。さらに、曲面上にマーキングされたコードの安定した読取りも困難であった。
【００１７】
本発明は、上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、省電力的な照明系を備え、且つ、平面または曲面の形状を有する対象物に形成されたあらゆる形状を有するコードを光学的に高精度に読取ることが可能なコード読取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、対象物にマーキングされたコードを光学的に読取るコード読取装置に関し、本発明の上記目的は、結像光学系と、同軸落射照明手段と、斜光照明手段とを備えており、前記結像光学系は、固体撮像素子と結像レンズとを含み、前記コードを読取るための撮像手段と、前記対象物側に配置されるテレセントリック光学系とから構成されており、前記同軸落射照明手段は、発光装置と、反射・透過手段とから構成されており、前記反射・透過手段は、前記結像レンズと前記テレセントリック光学系との間に、前記結像レンズの光軸方向に対して４５度の角度を成すように配置されるようにすることによって効果的に達成される。
【００１９】
また、本発明の上記目的は、前記固体撮像素子は、ＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサであることにより、或いは、前記反射・透過手段は、ハーフミラー又はビームスプリッタであることにより、或いは、前記発光装置は、前記結像レンズの光軸方向と垂直になる角度を成す方向に光を発するようにすることにより、或いは、前記対象物は平面又は曲面の形状を有し、前記コードは前記対象物の表面にマーキングされた２次元コードを少なくとも含むことにより、或いは、前記対象物は透明体で且つ平面又は曲面の形状を有し、前記コードは、前記対象物の表面にマーキングされた２次元コード、前記対象物の裏面にマーキングされた２次元コード、前記対象物の表面及び裏面にマーキングされた２次元コードのいずれかを少なくとも含むことにより、或いは、前記斜光照明手段は、前記コードを前記結像レンズの光軸方向に対して斜め方向から照明する面照明光源であることにより、或いは、前記面照明光源は高輝度ＬＥＤアレイから構成されるようにすることにより、或いは、前記テレセントリック光学系は、両側テレセントリックレンズであることにより、或いは、前記テレセントリック光学系は、物体側テレセントリックレンズであることにより、或いは、前記コード読取装置は手持ち式タイプのものであることにより、或いは、前記テレセントリック光学系は、正方形又は長方形の形状を有する両側テレセントリックレンズであることにより、或いは、前記テレセントリック光学系は、正方形又は長方形の形状を有する物体側テレセントリックレンズであることにより、或いは、前記両側テレセントリックレンズ又は前記物体側テレセントリックレンズの外接円と、前記両側テレセントリックレンズ又は前記物体側テレセントリックレンズとの間にできた４つの空間に前記面照明光源を組み込むようにすることにより、前記斜光照明手段の小型化を実現することによって一層効果的に達成される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るコード読取装置を用いれば、斜光照明と同軸落射照明とを行うことが可能であるので、読取るコードの反射特性に応じて、斜光照明と同軸落射照明の両照明方式を同時に用いて、或いは、いずれかの照明方式で、読取るコードを照明することができ、よって読み取り性能を最適化することができるといった優れた効果を奏する。
【００２１】
また、本発明に係るコード読取装置によれば、コードを読取るために必要な光量を得るためにの斜光照明用光源としてのＬＥＤの数が少なくて済むので、省エネ効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明に係るコード読取装置は、固体撮像素子（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサ）と結像レンズとから構成される撮像手段を備えており、照明方式として斜光照明方式と同軸落射照明方式とを採用し、且つ、結像光学系において、物体側（読取る対象であるコードがマーキングされた対象物側）にテレセントリック光学系を採用することを最大の特徴としている。
【００２３】
このような特徴を有する本発明に係るコード読取装置を小型化することができる。
【００２４】
ここで、「テレセントリック光学系」とは、主光線が光軸に対して平行な光学系（レンズ）で、つまり、画角が０°となるレンズを指す。換言すれば、テレセントリックレンズは、開口絞りがレンズ焦点位置にあるレンズを言う。
【００２５】
本発明に係るコード読取装置の読取る対象としては、異なる反射率又は正反射光、拡散反射光の差で形成されるマークで表わされる１次元コードや２次元コードなどのコードで、特に、平面または曲面の形状を有する対象物に形成されたあらゆる形状を有するコードである。
【００２６】
本発明に係るコード読取装置では、物体側（対象物側）にテレセントリック光学系を採用しているので、物体側のみ主光線が結像レンズの光軸方向に平行するようになり、対象物から結像レンズへの入射までの光線が平行光線であることを特徴としている。本発明では、画角線が平行であるため、読取り深度（被写界深度、つまり、ピントの合う距離の範囲）内での結像画素数の変化が無い。
【００２７】
本発明に係るコード読取装置では、結像レンズの光学パラメータを設計することによって、所望のコードサイズ（２次元コードの場合はセルサイズ）に対する分解能を実現することができる。
【００２８】
また、本発明に係るコード読取装置では、平面或いは曲面の形状を有する対象物に形成された読取る対象であるコード（以下、単にコードとも称する）の反射特性に応じて、同軸落射照明と斜光照明を適切に切替える、又は、これらの照明方式を組み合わせるようにし、コードに合った最適な照明方式を選択することができる。
【００２９】
要するに、本発明に係るコード読取装置では、物体側にテレセントリック光学系を使用すること、そして、同軸落射照明及び斜光照明を採用することによって、読取る対象であるコードのコントラストを改善させて、コードを高精度に読取ることを可能にした。
【００３０】
本発明に係るコード読取装置では、斜光照明（Oblique  Lighting）と同軸落射照明（Coaxial  Lighting）の２種類の照明方式が採用されている。その同軸落射照明が、テレセントリック光学系と同軸に照明するようにしている。また、好適に斜光照明の入射角を４５°にし、照明の深度を大きくする。
【００３１】
また、本発明に係るコード読取装置では、例えばレーザマーカを固体撮像素子に近接して設けることによって、読取領域確認用のガイド光（これをポインタと称する）として、レーザポインタを照射することができる。
【００３２】
本発明では、読取る対象であるコードを高精度に読取るために、読取る対象であるコード（例えば、ダイレクトマーキングされた２次元コード）の反射特性に合わせて、そのコードを直接光で照明し、そのコードからの反射光を同軸で（結像レンズの光軸と平行するように）受光する同軸落射照明、或いは、照明光源をリング状或いは所定の方向に配置し、斜め上方の周囲からそのコードを照明する斜光照明、或いは、これらの照明方式を組み合わせた照明方式が用いられる。
【００３３】
要するに、本発明では、ウエハのような鏡面タイプの対象物、液晶ガラス基板や光沢のある金属表面などにマーキングされたコードを読取る場合に、同軸落射照明だけを用いることで、読取るコードからの正反射光のみを検出するため、安定した読取りが可能である。
【００３４】
また、本発明では、プリント配線基板や光沢のない金属部品などの艶消しの対象物表面にマーキングされたコードを読取る場合や紙などの拡散物体にマーキングされたコードを読取る場合に、斜光照明だけを用いることで、安定した読取りが可能である。
【００３５】
更に、本発明では、斜光照明と同軸落射照明とを組み合わせることによって、曲面上にマーキングされたコードの安定した読取りを実現することが可能である。また、液晶ガラス基板やレンズなどの透明な材質上のコードに対しては、同軸落射照明による照明光と、斜光照明による斜光の差を利用して、高いコントラストでコードの読取りが可能である。
【００３６】
つまり、本発明に係るコード読取装置を用いれば、対象物の材質・形状及びコードの反射特性に応じて適切な照明方式を選択することにより、平面又は曲面の形状を有する対象物（例えば、鏡面タイプの対象物、艶消しタイプの対象物など）の表面にマーキングされたコード、又は、平面又は曲面の形状を有する透明体の対象物の表面、裏面、表面及び裏面のいずれかにマーキングされたコードを高精度に読取ることができる。
【００３７】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３８】
図１は、本発明に係るコード読取装置の第１の実施の形態における結像光学系及び照明系の構成例を説明するための模式図である。
【００３９】
図１に示されるように、本発明に係るコード読取装置は、対象物に形成されたコードを光学的に読取る装置であって、その結像光学系及び照明系において、固体撮像素子１０と、結像レンズ２０と、同軸落射照明用ハーフミラー或いはビームスプリッタ３０と、同軸落射照明用点光源３１と、拡散板３２と、テレセントリック光学系４０と、斜光照明用面光源５０とを備えている。
【００４０】
つまり、本発明のコード読取装置の結像光学系は、固体撮像素子１０と、結像レンズ２０と、テレセントリック光学系４０とから構成され、照明系は、同軸落射照明用ハーフミラー或いはビームスプリッタ３０と、同軸落射照明用点光源３１と、拡散板３２とから構成される同軸落射照明系と、複数のＬＥＤから成る斜光照明用面光源５０で構成される斜光照明系がある。
【００４１】
図１に示されるように、同軸落射照明用点光源３１の前に拡散板３２を設けることによって、同軸落射照明効果を高めることができる。
【００４２】
ここでは、固体撮像素子１０としては、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサを用いる。図１から分かるように、その固定撮像素子１０と結像レンズ２０とから構成される撮像手段（カメラ）は、対象物６０に形成されたコードからの反射光を撮像して、コードを読取るようにしている。
【００４３】
また、図１に示されるように、テレセントリック光学系４０としては、両側テレセントリックレンズを採用し、よって、読取対象であるコードからの反射光が結像レンズの光軸に平行したまま結像レンズに入射し、固体撮像素子１０に結像されるようになっている。
【００４４】
図２は、本発明に係るコード読取装置の第１の実施の形態における同軸落射照明を説明するための模式図である。
【００４５】
図２に示されるように、同軸落射照明用点光源３１からの光束は、拡散板３２を通過して同軸落射照明用ハーフミラー或いはビームスプリッタ３０で反射されて垂直に落射し、読取るコードを垂直に拡散照明する（同軸落射照明）。本発明の同軸落射照明は、読取るコードを結像レンズの光軸に対して同方向から照明し、読取るコードに対して光を垂直に当てるようにしている。
【００４６】
本発明の同軸落射照明手段は、結像レンズの光軸と垂直になる方向に光を発する発光装置（例えば、同軸落射照明用点光源３１）と、読取るコードの鉛直上方に設けられた反射・透過手段（例えば、同軸落射照明用ハーフミラー或いはビームスプリッタ３０）とによって形成され、反射・透過手段の反射光が結像レンズの光軸と平行になるように配置されているが、結像レンズの光軸と平行な光で読取るコードを照明し得る限りにおいて構成は特にこれに限られることはない。
【００４７】
同軸落射照明のみを用いて本発明に係るコード読取装置でコードを読取る場合に、同軸落射照明用点光源からの光束を拡散板を介して、反射・透過手段（例えば、ハーフミラー）で反射して、結像レンズの光軸方向から読取る対象物であるコードに光を当て、その反射光を反射・透過手段（例えば、ハーフミラー）を介して透過させて撮影するようになっている。同軸落射照明では、対象物の表面からの反射の強弱が捉えられるので、反射率の違い、凸凹によるコードを検出することができる。例えば、研磨面のエッチング文字、レーザ刻印文字の読取るなどに用いられる。
【００４８】
図３は、本発明に係るコード読取装置の第１の実施の形態における斜光照明を説明するための模式図である。
【００４９】
本発明の斜光照明手段は、対象物にマーキングされた読取るコードを結像レンズの光軸に対して斜め方向から照明する部材であり、例えば、異なる複数の方向から光を当てるように設けられても、あるいは、ある一方向からのみ光を当てるように設けられても構わない。勿論、本発明の斜光照明手段として、対象物を結像レンズの光軸に対して斜め方向からリング状に照らす、例えば高輝度ＬＥＤアレイから構成される面照明光源を用いることができる。
【００５０】
本発明の斜光照明手段の好適例としては、例えば、複数のＬＥＤから成る斜光照明用面光源５０で構成されており、つまり、対象物を同時に複数の方向（２方向以上の方向）から照らす高輝度ＬＥＤアレイから構成される複数の面照明が等距離且つ等角度で設置されている。図３には、対象物を同時に２方向から照らす高輝度ＬＥＤアレイから構成される２つの面照明が等距離且つ等角度で設置されているのを示してある。
【００５１】
本発明では、同軸落射照明と斜光照明とから構成される照明系を設けることによって、異なる反射率を有するコードや凸凹を有するコードなどのあらゆるコードに対して、照明系の適切な切替え及び組合せによって、照明光の照度均一性を向上させ、コードのコントラストを高めることができ、よって安定したコードの読取りを可能にした。
【００５２】
次に、図４は、本発明に係るコード読取装置の第２の実施の形態における結像光学系及び照明系の構成例を説明するための模式図である。
【００５３】
図４に示されるように、本発明に係るコード読取装置は、対象物に形成されたコードを光学的に読取る装置であって、その結像光学系及び照明系において、固体撮像素子１０と、結像レンズ２０と、同軸落射照明用ハーフミラー或いはビームスプリッタ３０と、同軸落射照明用点光源３１と、拡散板３２と、テレセントリック光学系４１と、斜光照明用面光源５０とを備えている。ここで、テレセントリック光学系４１として、物体側テレセントリックレンズを採用する。
【００５４】
図１に示される第１の実施の形態と比較して分かるように、テレセントリック光学系４１の構造を除いて、図４に示された第２の実施の形態は、第１の実施の形態と同じ構造を有している。
【００５５】
図４に示されるように、物体側テレセントリックレンズを採用したテレセントリック光学系４１は、対象物の所定の点から発する扇状光線束を平行にする機能を有している。そして、テレセントリック光学系４１から出射されたある広がりをもった光線束は、結像レンズ２０で集光されないようになっている。つまり、結像レンズ２０は絞りの機能を持つことになる。
【００５６】
図４に示される本発明に係るコード読取装置の第２の実施の形態において、同軸落射照明用点光源３１が同軸落射照明用ハーフミラー或いはビームスプリッタ３０に近くなるにつれて、拡散板３２又は照明の面積が大きくなる。また、同軸落射照明用ハーフミラー或いはビームスプリッタ３０が結像レンズ２０に近くなるにつれて、拡散板３２又は照明の面積が小さくなる。
【００５７】
また、図５に示されるように、本発明に係るコード読取装置に、例えば、レーザマーカのようなポインタとしての照明光源ユニット１１を設けることもできる。
【００５８】
また、図６は本発明に係るコード読取装置において、斜光照明手段の小型化の実現を説明するための模式図である。図６（Ａ）は従来のコード読取装置の斜光照明手段を説明するための模式図である。図６（Ｂ）は本発明の小型化した斜光照明手段を説明するための模式図である。ここで、斜光照明手段の一つの好適例として、高輝度ＬＥＤアレイから構成される面照明光源で構成される。なお、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、結像レンズの光軸方向に垂直な方向に沿った断面図で、図中の斜線部は斜光照明手段（好適に、高輝度ＬＥＤアレイから構成される面照明光源）を表している。
【００５９】
従来のコード読取装置において、結像レンズの外側に複数の面照明光源を取り付けるようにしており、図６（Ａ）に示されるように、例えば４つの斜光照明用面光源５０が結像レンズ２０の外側に等間隔に設置されている。
【００６０】
一方、本発明に係るコード読取装置においては、物体側（読取る対象であるコードがマーキングされた対象物側）に採用されるテレセントリック光学系の形状を、例えば正方形、長方形や多角形などの幾何形状にすることによって、斜光照明手段の小型化を実現することができる。
【００６１】
一つの具体例としては、テレセントリック光学系としての図１の両側テレセントリックレンズ４０又は図４の物体側テレセントリックレンズ４１は、樹脂成型されたレンズで、正方形の形状を有し、図６（Ｂ）に示されるように、両側テレセントリックレンズ４０又は物体側テレセントリックレンズ４１の外接円と、両側テレセントリックレンズ４０又は物体側テレセントリックレンズ４１との間にできた４つの空間に、それぞれ斜光照明用面光源５０を組み込むようにすることにより、斜光照明手段の小型化を実現した。
【００６２】
上述したような本発明によれば、以下のようなメリットが挙げられる。
（１）画角線が平行であるため、被写界深度内での結像画素数の変化が無い。
（２）画面内の歪が無い。画面中央と周辺部の倍率が等しい。
（３）マーキングされたコードにより生ずる対象物表面の段差部分において、照明光の影が生じない。
（４）透明体である対象物上にマーキングされたコードの読取り時に、対象物の表面と裏面間の光路差による二重像が生じない。
（５）同軸照明を形成するため、照明部の面積が小さい。
（６）斜光照明時に、照明光の入射角を小さくしても、平面部の正反射が生じない。
【００６３】
本発明では、対象物側に採用されたテレセントリックレンズ光学系と同軸落射照明との併用により、結像光学系と照明系の主光線が同一線上になるので、均一な安定した照明光が得られる。これにより、本発明では、鏡面上の反射率の変化をコントラストとして取り込めるので、結像レンズのみ構成される結像光学系と斜光照明のみを用いる照明系とを具備する従来のコード読取装置を用いても判別不能なウエハや液晶ガラス基板上の２次元コード、キズやゴミ、ＩＤ、指紋、などの読取りが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係るコード読取装置の第１の実施の形態における結像光学系及び照明系の構成例を説明するための模式図である。
【図２】本発明に係るコード読取装置の第１の実施の形態における同軸落射照明を説明するための模式図である。
【図３】本発明に係るコード読取装置の第１の実施の形態における斜光照明を説明するための模式図である。
【図４】本発明に係るコード読取装置の第２の実施の形態における結像光学系及び照明系の構成例を説明するための模式図である。
【図５】本発明に係るコード読取装置の第２の実施の形態におけるレーザポインタを説明するための模式図である。
【図６】本発明に係るコード読取装置において、斜光照明手段の小型化の実現を説明するための模式図である。図６（Ａ）は従来のコード読取装置の斜光照明手段を説明するための模式図である。図６（Ｂ）は本発明の小型化した斜光照明手段を説明するための模式図である。
【図７】従来の一般的なの手持ち式のコード読取装置の一例を示す斜視図である。
【図８】従来のコード読取装置の結像光学系及び照明系の構成例を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０    固体撮像素子
１１    照明光源ユニット
２０    結像レンズ
３０    同軸落射照明用ハーフミラー或いはビームスプリッタ
３１    同軸落射照明用点光源
３２    拡散板
４０    テレセントリック光学系（両側テレセントリックレンズ）
４１    テレセントリック光学系（物体側テレセントリックレンズ）
５０    斜光照明用面光源
６０    対象物
【図１】
2006126974.tif 000003
【図２】
2006126974.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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