(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元バーコードが付された底部を有する筒形状の容器を保持する保持部と、前記底部に付された２次元バーコードを読み取るための読取部とを備えるコード読取システムにおいて、
前記読取部及び２次元バーコード間の距離を所定距離分拡大及び縮小させて変化させる距離変化手段を備え、前記読取部は、該距離変化手段が前記距離を所定距離分拡大及び縮小させて変化させる間に、前記２次元バーコードを複数回読み取るように構成してあることを特徴とするコード読取システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品管理、伝票管理などに用いられるコードを読み取るためのコード読取システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多数ある物品又は伝票等には、複数のストライプを有して互いに識別可能なバーコード（１次元バーコード）が付され、これを専用のリーダを用いて読み取ることにより、夫々の物品又は伝票等を識別して管理している。また、近年では管理すべき物品等の数が膨大となり、また、夫々の物品等を識別する情報に併せて前記物品に関する他の情報もバーコードに含められることが要望され、より多くの情報を小さなスペースに含ませることができる２次元バーコードが使用されつつある。該２次元バーコードは、例えば、薬品、化学物質などを封入するマイクロチューブを多数保管する場合などに使用されている。
【０００３】
図４は、従来の２次元バーコードを読み取るためのコード読取システムの概略構成を示す模式図である。図中１はロボットハンド部（保持部）であり、下部には一対の把持棒１ａ，１ｂを備えている。該把持棒１ａ，１ｂは、保管庫内などに複数保管されている底部を有する筒形状のマイクロチューブＴの上開口部から挿入され、その間隔を広げることにより、内側から前記マイクロチューブＴを把持することができる。ロボットハンド部１はコンピュータ（図示せず）によりその動作が制御され、保管庫内などの所定位置に設置された後述するリーダ（読取部）５近辺へ把持したマイクロチューブＴを搬送することができる。
【０００４】
前記マイクロチューブＴの底部には、他と識別可能な２次元バーコードが付されており、前記リーダ５は、該２次元バーコードを読み取るためのものである。リーダ５は、固定焦点式のレンズＬを有するリーダレンズ部２、リーダカメラ部３、及びコード処理部４を備え、コンピュータにより制御されている。レンズＬは、焦点距離Ｄだけ離隔した位置にマイクロチューブＴの底部が位置する場合、該底部に付された２次元バーコードの映像を拡大してリーダカメラ部３へ投影する。リーダカメラ部３はＣＣＤ等によりこの映像をスキャンし（読み取り）、得られた電気信号をコード処理部４へ入力する。前記スキャンのタイミングはコンピュータにより制御され、２次元バーコードの読み取り誤りを訂正できるように、所定時間間隔毎に複数回行われる。前記コード処理部４は、リーダカメラ部３から入力された電気信号に基づいて２次元バーコードを読み取る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の２次元バーコードのコード読取システムの場合、リーダ５が固定焦点式のレンズＬを有するため、マイクロチューブＴの底部はレンズＬから焦点距離Ｄだけ離隔した位置に、可及的に正確に位置させる必要がある。しかし、ロボットハンド部１の駆動精度を向上させるのは技術面及びコスト面から困難であり、レンズＬから焦点距離Ｄだけ離隔した位置に正確に停止させることは困難である。また、ロボットハンド部１がマイクロチューブＴを把持する位置に微妙なずれが生じた場合は、レンズＬから焦点距離Ｄだけ離隔した位置に正確に底部を位置させることができず、また、これを補正する手段もないため、リーダカメラ部３にて複数回スキャンした場合であっても読取率は低く、正確に読み取ることができない。
【０００６】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、ロボットハンド部１側、又は、リーダ５側を往復動作させ、マイクロチューブＴの底部に付された２次元バーコード及びレンズＬの間隔を、焦点距離Ｄを略基準として変化させる。従って、両者の間隔を変化させている間に複数回スキャンすることにより、ロボットハンド部１の停止位置、ロボットハンド部１によるマイクロチューブＴの把持位置にずれが生じた場合であっても、焦点距離Ｄと一致する間隔を隔てた状態でスキャンできる可能性が高くなり、２次元バーコードの読取率を従来に比して飛躍的に向上させることができ、ロボットハンド部１を正確な位置に停止させる必要がなく、駆動制御が容易となるコード読取システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るコード読取システムは、２次元バーコードが付された底部を有する筒形状の容器を保持する保持部と、前記底部に付された２次元バーコードを読み取るための読取部とを備えるコード読取システムにおいて、前記読取部及び２次元バーコード間の距離を所定距離分拡大及び縮小させて変化させる距離変化手段を備え、前記読取部は、該距離変化手段が前記距離を所定距離分拡大及び縮小させて変化させる間に、前記２次元バーコードを複数回読み取るように構成してあることを特徴とする。
【００２０】
本発明による場合は、保持部及び読取部間の距離を所定距離分拡大及び縮小させて、読取部が２次元バーコードを読み取ることができる間隔を略基準として前記保持部及び読取部間の距離を変化させることにより、保持部の停止位置、保持部による容器の保持位置にずれが生じた場合であっても、読取部が２次元バーコードを読取可能な間隔と一致する間隔を隔てた状態で読取を行うことができる可能性が高くなり、２次元バーコードの読取率を従来に比して飛躍的に向上させることができると共に、読取部が２次元バーコードを読み取れる位置に保持部を正確に停止させる必要がなく、保持部の駆動制御も容易となるコード読取システムを実現することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係るコード読取システムを適用する保管庫１００の一例を示す模式的外観図である。保管庫１００には、複数のマイクロチューブを夫々収納できる複数のトレイ１０２，１０２，…が保管棚１０１に納められており、該保管棚の側近にはベルトコンベア１０３が設置されている。また、該ベルトコンベアの始点位置及び終点位置の近傍には夫々移載装置１０４，１０４が備えられ、前記ベルトコンベア１０３を跨いで備えられるピッキングロボット１０５が保管棚１０１から取り出したトレイ１０２をベルトコンベア１０３へ移し載せ、また、ベルトコンベア１０３に載って搬送されるトレイ１０２を、保管庫１００に設けられた取り出し口Ｗ近傍に設けられる本発明に係るコード読取システム近辺へ移すことができる。また、前記ベルトコンベア１０３、移載装置１０４，１０４、及びピッキングロボット１０５等の動作は、保管庫１００側に設置されたコンピュータ１０にてユーザが取り出しを要求するマイクロチューブに関する指示を適宜入力することにより制御される。
【００２２】
図２は、本発明に係るコード読取システムの概略構成を示す模式図である。図中１はロボットハンド部（保持部）であり、下部には一対の把持棒１ａ，１ｂを備えている。該把持棒１ａ，１ｂは、薬品又は化学物質などが入れられた底部を有するマイクロチューブＴの上開口部から挿入され、その間隔を広げることにより、内側から前記マイクロチューブＴを把持する。前記マイクロチューブＴは保管庫１００内のトレイに複数収納されており、夫々のマイクロチューブＴの底部には、他と識別可能な２次元バーコードが付されている。
【００２３】
前記ロボットハンド部１は、把持してトレイから取り出されたマイクロチューブＴに付された２次元バーコードを読み取らせるため、コンピュータ１０に制御される図示しない駆動装置により後述するリーダ５の近辺へ移動し、該リーダ５が備えるレンズＬから略焦点距離Ｄだけ上方に離隔した位置（以下、焦点位置）にて一旦停止する。また、前記ロボットハンド部１にはアクチュエータ３０のプランジャ３０ａが接続されており、該アクチュエータ３０（距離変化手段、保持部駆動手段）は、コンピュータ１０の指示に基づいて制御部２０によりその駆動が制御され、前記焦点距離Ｄに比して短距離の間隔ｄだけ前記ロボットハンド部１を上下方向へ往復動作させることができる。
【００２４】
前記リーダ５（読取部）は、前記２次元バーコードを読み取る（エンコードする）ためのものであり、固定焦点式で焦点距離ＤのレンズＬを有するリーダレンズ部２、ＣＣＤなどを有するリーダカメラ部３、及び該リーダカメラ部３でのスキャンにより得られた電気信号に基づいて２次元バーコードをエンコードするコード処理部４を備えている。また、コード処理部４は前記コンピュータ１０に接続され、該コンピュータ１０の指示に従い、リーダカメラ部３にて所定時間内に複数回のスキャンを実行させ、得られた電気信号に基づいて２次元バーコードをエンコードし、エンコードされた情報をコンピュータ１０へ送信する。
【００２５】
なお、ユーザが入力を行うコンピュータ、ベルトコンベア１０３，移載装置１０４，ピッキングロボット１０５等の動作を制御するコンピュータ、ロボットハンド部１，リーダ５，制御部２０，アクチュエータ３０等の動作を制御するコンピュータはコンピュータ１０のみで実現する必要はなく、複数のコンピュータを用いてその役割を分担させてもよい。
【００２６】
上述した如くの構成をなす本実施の形態に係るコード読取システムの動作について説明する。なお、本実施の形態に係るコード読取システムでは２次元バーコードを読み取る場合について説明しているが、１次元バーコードなど、他のものであってもよい。初めにコンピュータ１０は、予め設定されたプログラム又は適宜ユーザにより入力された指示に従い、駆動装置を駆動させてロボットハンド部１をトレイ近辺へ移動させる。そこでトレイに収納された一のマイクロチューブＴを把持棒１ａ，１ｂを用いて把持し、前記駆動装置の駆動によりリーダ５の上方、レンズＬの略焦点位置に前記マイクロチューブＴの底部が位置するように移動する。
【００２７】
コンピュータ１０は、ロボットハンド部１が前記位置に到達したことを確認し、リーダ５に対してリーダカメラ部３による連続スキャンを実行するよう指示を出し、指示を受けたリーダ５は連続スキャンを実行する。またこの間、コンピュータ１０は制御部２０へ、間隔ｄだけ前記ロボットハンド部１を上下方向へ往復動作させるよう指示し、これを受けた制御部２０は、アクチュエータ３０を駆動させてロボットハンド部１を間隔ｄだけ上下方向へ往復動作させる。なお、リーダカメラ部３によるスキャンの開始時点と、ロボットハンド部１の往復動作の開始時点とは、何れが前後してもよく、また、同時点であってもよい。
【００２８】
図３は、リーダカメラ部１による連続スキャンのタイミングと、ロボットハンド部１の上下方向への往復動作によるレンズＬとの距離（対物距離）との関係を示すグラフである。なお、図３では、把持棒１ａ，１ｂによるマイクロチューブＴの把持位置のずれ、または、駆動装置によるロボットハンド部１の停止位置のずれなどにより、マイクロチューブＴの底部位置が、レンズＬから見て焦点位置よりΔｄだけ遠方（レンズＬからの距離Ｄ１）にある場合について、その後のスキャンタイミング及び対物距離との関係を示している。
【００２９】
コンピュータ１０は、マイクロチューブＴが略焦点位置（レンズＬからＤ＋Δｄ上方の位置）に到達したことを確認し、リーダカメラ部３によるスキャンを開始させる。時刻ｔ１からスキャンを開始したリーダカメラ部３は、適宜時間間隔を空けて連続的にスキャンする。また、ロボットハンド部１は、コンピュータ１０からの指示に基づいてアクチュエータ３０が駆動することにより、レンズＬから距離Ｄ１だけ離れた位置を基準として間隔ｄの上下方向への往復動作を開始する。
【００３０】
より具体的には、レンズＬからＤ２＝Ｄ１＋ｄ／２だけ離れた位置（時刻ｔ２）、及び、Ｄ３＝Ｄ１−ｄ／２だけ離れた位置（時刻ｔ４）の間をマイクロチューブＴが往復動作する間に、リーダカメラ部３は複数回のスキャンを行う。これにより、マイクロチューブＴが往復動作開始時に停止していた位置（レンズＬから距離Ｄ１の位置）と、レンズＬの焦点位置（焦点距離Ｄの位置）とのずれがｄ／２以下である場合は、複数回行うスキャンの何れかのタイミング（図２では時刻ｔ３，ｔ５）でマイクロチューブＴの底部が焦点位置にあり、その位置にてスキャンすることができる。また、夫々のタイミングでのスキャンにより得られた電気信号はコード処理装置４へ入力され、全ての電気信号についてエンコードされる。その結果、最も読取率が高くなる時刻ｔ３又は時刻ｔ５のタイミングでスキャンされて得られた電気信号からエンコードされた情報が、コンピュータ１０へ送信される。
【００３１】
本実施の形態に係るコード読取システムによれば、アクチュエータ３０の駆動によりロボットハンド部１が上下方向へ往復動作をし、これに伴い把持棒１ａ，１ｂに把持されたマイクロチューブＴの底部位置も上下方向へ往復動作をし、リーダ５が有するレンズＬと前記底部との距離を変動させることができる。従って、リーダカメラ部３によるスキャン開始前のロボットハンド部１の位置ずれ、把持棒１ａ，１ｂによるマイクとチューブＴの把持位置のずれが生じた場合であっても、ロボットハンド部１の往復動作に伴いリーダカメラ部３にて連続的にスキャンすることにより、何れかのタイミングで前記底部が焦点距離Ｄに位置するときに前記底部に付された２次元バーコードをスキャンすることができ、ロボットハンド部１の停止位置の精度を向上させることがなくても、２次元バーコードの読取率を格段に向上させることができる。
【００３２】
なお、本実施の形態に係るコード読取システムでは、レンズＬ及びマイクロチューブＴの底部間の距離を変動させるために、ロボットハンド部１を往復動作させているが、これに限られず、例えばリーダ５、又はリーダ５を構成するリーダレンズ部２及びリーダカメラ部３の何れかを上下方向へ往復動作させるべくアクチュエータのプランジャを接続してもよく、また、双方共に往復動作させてもよい。
【００３３】
また、リーダレンズ部２に焦点距離が異なる複数レンズを備え、リーダカメラ部３が夫々のレンズにより読み取るようにしても良い。また、リーダ５に、２次元バーコードを照射する光量を変化させる光量変化手段、又はレンズＬの絞り（Ｆ値）を変化させる絞り変化手段を備え、光量又はレンズＬの絞りを変化させ、レンズＬの焦点深度を変化させるようにしても良い。また、リーダカメラ部３に自動焦点装置を備えても良いことは言う迄もない。
【００３４】
更に、本実施の形態に係るコード読取システムでは、ロボットハンド部１及びリーダ５が上下の位置関係を有する場合について説明しているが、これに限られず、水平の位置関係、又は、斜行した位置関係を有している場合であってもよいことは言うまでもなく、何れの場合もレンズＬ及び２次元バーコードが付されたマイクロチューブＴの底部間の相対距離を変動させることにより、本実施の形態に係るコード読取システムと同様の効果を奏することができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、保持部の停止位置、保持部による容器の保持位置にずれが生じた場合であっても、読取部が２次元バーコードを読取可能な間隔と一致する間隔を隔てた状態で読取を行うことができる可能性が高くなり、２次元バーコードの読取率を従来に比して飛躍的に向上させることができると共に、保持部の駆動制御も容易となるコード読取システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコード読取システムを適用する保管庫の一例を示す模式的外観図である。
【図２】本発明に係るコード読取システムの概略構成を示す模式図である。
【図３】リーダカメラ部による連続スキャンのタイミングと、ロボットハンド部の上下方向への往復動作によるレンズとの距離（対物距離）との関係を示すグラフである。
【図４】従来の２次元バーコードを読み取るためのコード読取システムの概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１  ロボットハンド部（保持部）
１ａ、１ｂ  把持棒
２  リーダレンズ部
３  リーダカメラ部
４  コード処理部
５  リーダ（読取部）
１０  コンピュータ
２０  制御部
３０  アクチュエータ（距離変化手段、保持部駆動手段）
３０ａ  プランジャ
１００  保管庫
１０１  保管棚
１０２  トレイ
１０３  ベルトコンベア
１０４  移載装置
１０５  ピッキングロボット
Ｄ  焦点距離
Ｌ  レンズ
Ｔ  マイクロチューブ
【図１】
0004069212.tif 000002
【図２】
0004069212.tif 000003
【図３】
0004069212.tif 000004
【図４】
0004069212.tif 000005