(57)【要約】    【課題】  二次元受光センサを用いて一次元コードを高解像度で読み取ることができる光学情報読取装置を提供する。    【解決手段】  二次元コードを読み取るときには、ミラーを介さずに二次元コードからの反射光を結像レンズ２７を通して受光センサ２３で撮像する。そして、バーコードを読み取るときには、ミラー１１、１２、１３でバーコードからの反射光を受光センサ２３の受光中心軸Ｘに対して回転させ、受光センサ２３の方形状受光面２３ａの対角線上で撮像する。このため、受光センサ２３の方形状受光面２３ａを縦方向又は横方向に撮像するのと比較して、バーコードを高い解像度で読み取ることができる。【選択図】  図２
2009069957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像レンズを通して二次元受光センサの方形状受光面で撮像された一次元コード、二次元コードの反射光の画像により一次元コード、二次元コードを読み取る光学情報読取装置であって：
複数のミラーを備え、
二次元コードを読み取るときには、前記ミラーを介さずに二次元コードからの反射光を結像レンズを通して二次元受光センサで撮像し、
一次元コードを読み取るときには、前記ミラーで一次元コードからの反射光を二次元受光センサの受光中心軸に対して回転させ、前記二次元受光センサの方形状受光面の対角線上で撮像することを特徴とする光学情報読取装置。
【請求項２】
結像レンズを通して二次元受光センサの方形状受光面で撮像された一次元コード、二次元コードの反射光の画像により一次元コード、二次元コードを読み取る光学情報読取装置であって：
一次元コードからの反射光を二次元受光センサの受光中心軸に対して所定角度回転させ結像レンズへ入射させる第１ミラー、第２ミラー、第３ミラーであって、一次元コードからの反射光を第２ミラーへ入射させる第１ミラーと、第１ミラーからの反射光を第３ミラーへ入射させる第２ミラーと、第２ミラーからの反射光を結像レンズへ入射させる第３ミラーとを備え、
二次元コードを読み取るときには、前記第１ミラー、第２ミラー、第３ミラーを介さずに二次元コードからの反射光を結像レンズを通して二次元受光センサで撮像し、
一次元コードを読み取るときには、前記第１ミラーで反射光を前記所定角度の１／２回転させ、前記第２ミラーで反射光を前記所定角度の１／２回転させ、前記第３ミラーで反射光を前記所定角度回転させ、前記二次元受光センサの方形状受光面の対角線上で撮像することを特徴とする光学情報読取装置。
【請求項３】
結像レンズを通して二次元受光センサの方形状受光面で撮像された一次元コード、二次元コードの反射光の画像により一次元コード、二次元コードを読み取る光学情報読取装置であって：
一次元コードからの反射光を二次元受光センサの受光中心軸に対して所定角度回転させ結像レンズへ入射させる第１ミラー、第２ミラー、第３ミラーであって、一次元コードからの反射光を第２ミラーへ入射させる第１ミラーと、第１ミラーからの反射光を第３ミラーへ入射させる第２ミラーと、第２ミラーからの反射光を結像レンズへ入射させる第３ミラーとを備え、
二次元コードを読み取るときには、前記第１ミラー、第２ミラー、第３ミラーを介さずに二次元コードからの反射光を結像レンズを通して二次元受光センサで撮像し、
一次元コードを読み取るときには、前記第１ミラーで反射光を前記第２ミラーに入射し、前記第２ミラーで反射光をその入射角と出射角が等しくなる角度で前記第３ミラーに入射させ、前記第３ミラーで反射光を前記所定角度回転させ、前記二次元受光センサの方形状受光面の対角線上で撮像することを特徴とする光学情報読取装置。
【請求項４】
前記所定角度は、前記二次元受光センサの方形状受光面の縦横比のarctanであることを特徴とする請求項２又は請求項３の光学情報読取装置。
【請求項５】
一次元コードを読み取るときに一次元コードの読取範囲を示すガイド光を照射するガイド光源を備えることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１の光学情報読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の画素を縦横方向に配置して構成される二次元受光センサを用いて、二次元コード及び一次元コードの読み取りを行う光学情報読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
商品販売や在庫の管理のために、バーコード等の一次元コードを用いるシステムが供されている。バーコードを読み取る一次元コード読取装置においては、バーコード画像の読み込みのためＣＣＤのラインセンサが用いられていた。
【０００３】
バーコードは、保持させ得る情報量に限界があるため、ＱＲコード（登録商標）等の二次元コードが多く用いられるようになっている。現在、一次元コードと二次元コードとが併存して用いられているため、一次元コードと二次元コードとの読み込みが可能な光学情報読取装置が広く用いられている。係る一次元コードと二次元コードとの読み込みが可能な光学情報読取装置では、受光センサとしてエリアセンサ等の二次元受光センサを用いている。
【特許文献１】特開２００６−４３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、エリアセンサを用いてバーコード等の一次元コードを読み取る場合には、解像度がエリアセンサの横方向の画素数によって決まるため、二次元コードを読み取るには十分な画素数を有するエリアセンサを用いても、バーコードを読み取る際の解像度が、ラインセンサを用いたバーコード読取装置に比べて足りなくなり、読み取りが困難になることがあった。
【０００５】
かかる事態に対応するため、特許文献１で、正方形状のエリアセンサを光軸回りに４５°傾け、エリアセンサの対角線上にバーコードを撮像する携帯型情報読取端末が提案されている。しかし、特許文献１では、エリアセンサを傾けるために、一次元コードの解像度は向上するが、二次元コードを読み取る際の解像度が低下するという課題がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、二次元受光センサを用いて一次元コードを高解像度で読み取ることができる光学情報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】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、結像レンズ２７を通して二次元受光センサ２３の方形状受光面２３ａで撮像された一次元コード、二次元コードの反射光の画像により一次元コード、二次元コードを読み取る光学情報読取装置１０であって：
複数のミラー１１，１２、１３を備え、
二次元コードを読み取るときには、前記ミラーを介さずに二次元コードからの反射光を結像レンズ２７を通して二次元受光センサ２３で撮像し、
一次元コードを読み取るときには、前記ミラー１１，１２、１３で一次元コードからの反射光を二次元受光センサ２３の受光中心軸Ｘに対して回転させ、前記二次元受光センサ２３の方形状受光面２３ａの対角線上で撮像することを技術的特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、結像レンズ２７を通して二次元受光センサ２３の方形状受光面２３ａで撮像された一次元コード、二次元コードの反射光の画像により一次元コード、二次元コードを読み取る光学情報読取装置１０であって：
一次元コードからの反射光を二次元受光センサ２３の受光中心軸Ｘに対して所定角度θ回転させ結像レンズ２７へ入射させる第１ミラー１１、第２ミラー１２、第３ミラー１３であって、一次元コードからの反射光を第２ミラー１２へ入射させる第１ミラー１１と、第１ミラー１１からの反射光を第３ミラー１３へ入射させる第２ミラー１２と、第２ミラー１２からの反射光を結像レンズ２７へ入射させる第３ミラー１３とを備え、
二次元コードを読み取るときには、前記第１ミラー１１、第２ミラー１２、第３ミラー１３を介さずに二次元コードからの反射光を結像レンズ２７を通して二次元受光センサ２３で撮像し、
一次元コードを読み取るときには、前記第１ミラー１１で反射光を前記所定角度θの１／２回転させ、前記第２ミラー１２で反射光を前記所定角度θの１／２回転させ、前記第３ミラー１３で反射光を前記所定角度θ回転させ、前記二次元受光センサ２３の方形状受光面２３ａの対角線上で撮像することを技術的特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、結像レンズ２７を通して二次元受光センサ２３の方形状受光面２３ａで撮像された一次元コード、二次元コードの反射光の画像により一次元コード、二次元コードを読み取る光学情報読取装置１０であって：
一次元コードからの反射光を二次元受光センサ２３の受光中心軸Ｘに対して所定角度θ回転させ結像レンズ２７へ入射させる第１ミラー１１、第２ミラー１２、第３ミラー１３であって、一次元コードからの反射光を第２ミラー１２へ入射させる第１ミラー１１と、第１ミラー１１からの反射光を第３ミラー１３へ入射させる第２ミラー１２と、第２ミラー１２からの反射光を結像レンズ２７へ入射させる第３ミラー１３とを備え、
二次元コードを読み取るときには、前記第１ミラー１１、第２ミラー１２、第３ミラー１３を介さずに二次元コードからの反射光を結像レンズ２７を通して二次元受光センサ２３で撮像し、
一次元コードを読み取るときには、前記第１ミラー１１で反射光を前記第２ミラー１２に入射し、前記第２ミラー１２で反射光をその入射角と出射角が等しくなる角度で前記第３ミラー１３に入射させ、前記第３ミラー１３で反射光を前記所定角度θ回転させ、前記二次元受光センサ２３の方形状受光面２３ａの対角線上で撮像することを技術的特徴とする。
【００１０】
請求項１の光学情報読取装置では、二次元コードを読み取るときには、ミラーを介さずに二次元コードからの反射光を結像レンズ２７を通して二次元受光センサ２３で撮像する。そして、一次元コードを読み取るときには、ミラーで一次元コードからの反射光を二次元受光センサ２３の受光中心軸Ｘに対して回転させ、二次元受光センサ２３の方形状受光面２３ａの対角線上で撮像する。このため、二次元受光センサ２３の方形状受光面２３ａを縦方向又は横方向に撮像するのと比較して、一次元コードを高い解像度で読み取ることができる。
【００１１】
請求項２の光学情報読取装置では、二次元コードを読み取るときには、第１ミラー１１、第２ミラー１２、第３ミラー１３を介さずに二次元コードからの反射光を結像レンズ２７を通して二次元受光センサ２３で撮像する。そして、一次元コードを読み取るときには、第１ミラー１１で反射光を所定角度θの１／２回転させ、第２ミラー１２で反射光を所定角度θの１／２回転させ、第３ミラー１３で反射光を所定角度θ回転させ、二次元受光センサ２３の方形状受光面２３ａの対角線上で撮像する。このため、二次元受光センサ２３の方形状受光面２３ａを縦方向又は横方向に撮像するのと比較して、一次元コードを高い解像度で読み取ることができる。
【００１２】
請求項３の光学情報読取装置では、二次元コードを読み取るときには、第１ミラー１１、第２ミラー１２、第３ミラー１３を介さずに二次元コードからの反射光を結像レンズ２７を通して二次元受光センサ２３で撮像する。そして、一次元コードを読み取るときには、第１ミラー１１で反射光を第２ミラー１２に入射し、第２ミラー１２で反射光をその入射角と出射角が等しくなる角度で第３ミラー１３に入射させ、第３ミラー１３で反射光を所定角度θ回転させ、二次元受光センサ２３の方形状受光面２３ａの対角線上で撮像する。このため、二次元受光センサ２３の方形状受光面２３ａを縦方向又は横方向に撮像するのと比較して、一次元コードを高い解像度で読み取ることができる。
【００１３】
請求項４の光学情報読取装置では、反射光を回転させる所定角度θは、二次元受光センサ２３の方形状受光面２３ａの縦横比のarctanであるため、二次元受光センサ２３の方形状受光面２３ａの対角線上で撮像可能である。このため、二次元受光センサ２３の方形状受光面２３ａを縦方向又は横方向に撮像するのと比較して、一次元コードを高い解像度で読み取ることができる。
【００１４】
請求項５の光学情報読取装置では、一次元コードの読取範囲を示すガイド光Ｍを照射するガイド光源２２を備えるため、一次元コードを読み取る際に、光学情報読取装置の位置合わせが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
[第１実施形態]
以下、本発明の光学情報読取装置の実施形態について図を参照して説明する。まず、第１実施形態に係る光学情報読取装置の構成概要を図１のブロック図を参照して説明する。  バーコード等の一次元コード及びＱＲコード等の二次元コードを読み取る光学情報読取装置１０は、筐体１８を備え、筐体１８の前方に読取口１６が、筐体１８内に回路部２０が設けられている。回路部２０は、主に、照明器２１、マーカ装置２２、受光センサ２３、結像レンズ２７等の光学系と、メモリ３５、制御回路４０、スイッチ４２、液晶表示器４６等のマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）系と、電源スイッチ４１、電源回路４９等の電源系と、から構成されている。
【００１６】
まず、光学系から説明する。受光センサ２３は、バーコード、ＱＲコードに照射されて反射した反射光を結像レンズ２７を介して受光可能に構成されるもので、例えば、Ｃ−ＭＯＳ等の固体撮像素子である受光素子を縦５１２、横６４０個の２次元に配列したイメージセンサが、これに相当する。結像レンズ２７は、読取口１６を介して外部から入射する入射光を集光して受光センサ２３の受光面２３ａに像を結像可能な結像光学系として機能するもので、例えば、鏡筒とこの鏡筒内に収容される複数の集光レンズとにより構成されている（図中では１枚の凸レンズとして表す）。
【００１７】
マイコン系の構成概要を説明する。マイコン系は、増幅回路３１、Ａ／Ｄ変換回路３３、メモリ３５、アドレス発生回路３６、同期信号発生回路３８、制御回路４０、スイッチ４２、ＬＥＤ４３、ブザー４４、液晶表示器４６、通信インタフェース４８等から構成されている。このマイコン系は、その名の通り、マイコン（情報処理装置）として機能し得る制御回路４０およびメモリ３５を中心に構成されるもので、前述した光学系によって撮像された画像信号をハードウェア的およびソフトウェア的に信号処理し得るものである。また制御回路４０は、当該光学情報読取装置１０の全体システムに関する制御も行っている。
【００１８】
光学系の受光センサ２３から出力される画像信号（アナログ信号）は、増幅回路３１に入力されることで所定ゲインで増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路３３に入力されると、アナログ信号からディジタル信号に変換される。そして、ディジタル化された画像信号、つまり画像データは、メモリ３５に入力されて蓄積される。なお、同期信号発生回路３８は、受光センサ２３およびアドレス発生回路３６に対する同期信号を発生可能に構成されており、またアドレス発生回路３６は、この同期信号発生回路３８から供給される同期信号に基づいて、メモリ３５に格納される画像データの格納アドレスを発生可能に構成されている。
【００１９】
制御回路４０は、光学情報読取装置１０全体を制御可能なマイコンで、ＣＰＵ、システムバス、入出力インタフェース等からなるもので、メモリ３５とともに情報処理装置を構成し得るもので情報処理機能を有する。この制御回路４０には、内蔵された入出力インタフェースを介して種々の入出力装置（周辺装置）と接続可能に構成されており、本実施形態の場合、電源スイッチ４１、スイッチ４２、ＬＥＤ４３、ブザー４４、液晶表示器４６、通信インタフェース４８等が接続されている。
【００２０】
第１実施形態の光学情報読取装置１０は、スイッチ（トリガースイッチ）４２の操作により、メモリ３５への画像データの取り込み、メモリ３５の画像データからのデコードを開始し、デコード結果をホストコンピュータ５０側へ出力する。
【００２１】
第１実施形態の光学情報読取装置１０は、結像レンズ２７の前（読取口１６側）に、バーコードＢからの反射光を受光センサ２３の受光中心軸Ｘに対して所定角度θ分、回転させ結像レンズ２７へ入射させる第１ミラー１１、第２ミラー１２、第３ミラー１３が配置されている。
【００２２】
図２は、光学情報読取装置１０でのバーコード読み取りの場合のミラー位置の説明図である。バーコード等の一次元コードを読み取る場合に、第１ミラー１１は、バーコードＢからの反射光を所定角度θの１／２回転させて第２ミラー１２に入射させる。そして、第２ミラーは、反射光を所定角度θの１／２回転させて第３ミラー１３に入射させる。第３ミラーは、反射光を所定角度θ回転させ、結像レンズ２７を介して受光センサ２３に入射させる。図４（Ａ）は受光センサ２３の斜視図であり、図４（Ｂ）は受光センサ２３の平面図である。受光センサ２３は、方形状の受光面（読取可能領域）２３ａとして縦ａ（例えば５．０mm）、横ｂ（例えば３．９mm）、縦横比が０．７８に設定されている。光学情報読取装置１０は、バーコードを読み取る場合に、図４（Ｂ）に示すように受光センサ２３の受光面２３ａの対角線上、即ち、上述した所定角度θ＝arctan0.78＝約３８°にバーコードが撮像されるように、第１ミラー１１、第２ミラー１２、第３ミラー１３が配置されている。即ち、反射光を回転させる所定角度θは、受光センサ２３の方形状受光面２３ａの縦横比のarctanであるため、受光センサ２３の方形状受光面２３ａの対角線上で撮像できる。
【００２３】
ここで、第１ミラー１１、第２ミラー１２、第３ミラー１３の位置は、図１中に示す切替レバー１５の操作で、図示しないリンク機構を介して切り換えられるように設定されている。即ち、ＱＲコード等の二次元コードを読み取る際には、図３に示すように、切替レバー１５の操作によって、ＱＲコードからの反射光に掛からない位置まで第１ミラー１１、第２ミラー１２、第３ミラー１３が退避するように構成されている。なお、この切替レバー１５の操作に連動して、制御回路４０は、切替レバー１５が一次元コード側に切り換えられたときには、読み取り画像を一次元コードとしてデコード処理を行い、切替レバー１５が二次元コード側に切り換えられたときには、読み取り画像を二次元コードとしてデコード処理を行う。
【００２４】
第１実施形態の光学情報読取装置１０では、図４（Ｃ）に示すように受光センサ２３の横方向に沿ってバーコードを撮像するのと比較して、受光センサ２３の方形状受光面２３ａの対角線上で撮像することによって解像度が√（ａ×ａ＋ｂ×ｂ）／ｂ増加するので、バーコードの読み取り精度を向上させることができる。また、ＱＲコード等の二次元コードを撮像する際には、図３中に示すように、画像を回転させないので、特許文献１と比較して、解像度を下げず、読み取り精度を低下させない。
【００２５】
ここで、光学情報読取装置１０は、図２に示すようにマーカ装置２２から一次元コード（バーコード）の読み取り範囲を表すマーカ光Ｍを照射する。このため、バーコードを読み取る際に、光学情報読取装置の位置合わせが容易である。
【００２６】
[第２実施形態]
引き続き、図５を参照して本発明の第２実施形態に係る光学情報読取装置１１０について説明する。
図２を参照して上述した第１実施形態の光学情報読取装置では、第１ミラー１１で反射光を所定角度θの１／２回転させ、第２ミラー１２で反射光を所定角度θの１／２回転させ、第３ミラー１３で反射光を所定角度θ回転させ、受光センサ２３の受光面の対角線上で撮像した。これに対して、第２実施形態の光学情報読取装置１０では、第１ミラー１１で反射光を第２ミラー１２に入射し、第２ミラー１２で反射光をその入射角と出射角が等しくなる角度で第３ミラー１３に入射させ、第３ミラー１３で反射光を所定角度θ回転させ、受光センサ２３の受光面２３ａの対角線上で撮像する。
【００２７】
上述した受光センサ２３の受光中心軸Ｘ（Ｘ軸）、及び、受光センサ２３の長手方向をＹ軸、短手方向をＺ軸として、第１ミラー１１、第２ミラー１２、第３ミラー１３は、概略Ｘ軸方向に２０mm、Ｙ軸方向に２５mm、Ｚ軸方向に２０mmの空間内に収まっている。そして、第１ミラー１１から第２ミラー１２までの距離と、第２ミラー１２から第３ミラー１３までの距離とは等しくなるように設定されている。第３ミラー１３の中心１３Ｃを中心（０、０、０）として、第１ミラー１１、第２ミラー１２、第３ミラー１３は以下の位置、角度に設定されている。
【００２８】
第３ミラー１３は、中心１３Ｃ（０、０、０）に対して、Ｘ軸回りに第１実施形態と同様に所定角度θ（３８°）、Ｙ軸回りにθ２（３０°）、Ｚ軸回りに所定角度θ（３８°）の角度に設定されている。
【００２９】
第２ミラー１２は、中心１２Ｃ（６、１９．６、１０．６）の位置に対して、Ｘ軸回りにに９０°−所定角度θ（５２°）、Ｙ軸回りに０°（回転しない）、Ｚ軸回りに０°（回転しない）の角度に設定されている。
【００３０】
第１ミラー１２は、中心１１Ｃ（１２、０、０）の位置に対して、Ｘ軸回りにに０°（回転しない）、Ｙ軸回りにθ２（３０°）、Ｚ軸回りに所定角度θ（３８°）の角度に設定されている。
【００３１】
第２実施形態では、第１実施形態と同様に、第１ミラー１１、第２ミラー１２、第３ミラー１３は、ＱＲコード等の二次元コードを読み取る際には、図示しない切替レバーの操作によりＱＲコードからの反射光に掛からない位置まで退避するように構成されている。
【００３２】
第２実施形態の光学情報読取装置１０では、図４（Ｃ）に示すように受光センサ２３の横方向に沿ってバーコードを撮像するのと比較して、受光センサ２３の方形状受光面２３ａの対角線上で撮像することで解像度が√（ａ×ａ＋ｂ×ｂ）／ｂ増加するので、バーコードの読み取り精度を向上させることができる。また、ＱＲコード等の二次元コードを撮像する際には、図３中を参照して上述した第１実施形態と同様に、画像を回転させないので、特許文献１と比較して、解像度を下げず、読み取り精度を低下させない。
【００３３】
なお、第１、第２実施形態では、３個のミラーを用いるため、２個のミラーを用いるのと比較し、ミラーの収容空間を小さくでき、小型の光学情報読取装置への適用が容易である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
上述した実施形態では、３つのミラーを用いて受光センサ２３の方形状受光面２３ａの対角線上で撮像を行ったが、ミラーの数は２個以上であれば何個でもよく、受光面２３ａの対角線上で撮像を行い得れば、ミラーの角度は任意な設計事項であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光学情報読取装置の回路構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る光学情報読取装置でのバーコード読み取りの場合のミラー位置の説明図である。
【図３】第１実施形態に係る光学情報読取装置でのＱＲコード読み取りの場合のミラー位置の説明図である。
【図４】図４（Ａ）は受光センサの斜視図であり、図４（Ｂ）は受光センサの平面図であり、図４（Ｃ）は従来技術の受光センサでの画像の説明図である。
【図５】第２実施形態に係る光学情報読取装置でのバーコード読み取りの場合のミラー位置の説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  光学情報読取装置
１１  第１ミラー
１２  第２ミラー
１３  第３ミラー
１６  読取口
２１  照明器
２２  マーカ装置（ガイド光源）
２３  受光センサ
２３ａ  受光面
２７  結像レンズ
４０  制御回路
【図１】
2009069957.tif 000003
【図２】
2009069957.tif 000004
【図３】
2009069957.tif 000005
【図４】
2009069957.tif 000006
【図５】
2009069957.tif 000007