(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に貼着され、温度に対する赤外線放射率が既知の材料からなるバーコードが印刷されたバーコードラベルと、
前記バーコードから放射される赤外線が入射され、その赤外線の量に応じた電気信号を出力する赤外線センサを複数個配列した赤外線センサアレイと、
前記赤外線センサアレイにおける各赤外線センサの出力信号に基づいて、各赤外線センサが受光する赤外線量が所定値以上であるか否かを判別することにより、前記バーコードに対応したコード信号を作成するコード信号作成手段と、
受光する赤外線量が所定値以上と判別された赤外線センサの出力信号に基づき、前記対象物の温度を算出する温度算出手段とを備えることを特徴とするバーコード読取システム。
【請求項２】
対象物に貼着され、バーコード及び温度に対する赤外線放射率が既知の材料からなる温度検知用バーが印刷されたバーコードラベルと、
前記バーコードラベルに印刷されたバーコードを照射する照射手段と、
前記バーコードからの反射光が入射され、その反射光を電気信号に変換する受光素子を複数個配列した受光手段と、
前記受光手段における各受光素子の出力信号に基づいて、前記バーコードに対応したコード信号を作成する出力するコード信号作成手段と、
前記温度検知用バーから放射される赤外線が入射され、その赤外線の量に応じた電気信号を出力する赤外線センサと、
前記赤外線センサの出力信号に基づき、前記対象物の温度を算出する温度算出手段とを有し、
前記温度算出手段は、前記照射手段によるバーコードの非照射時に、前記赤外線センサから出力される電気信号を取り込んで、この電気信号に基づいて前記対象物の温度を算出することを特徴とするバーコード読取システム。
【請求項３】
前記温度検知バーと前記赤外線センサとの間には、赤外線のみを透過する赤外線フィルタが設けられることを特徴とする請求項２に記載のバー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、製品番号等をコード化したバーコードを利用して、対象製品の温度を測定することが可能なバーコード読取システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバーコード読取システムにおいては、バーコードラベルの表面に、黒色などの単色で、線の太さや線間の間隔を変えつつ、バーコードを印字していた。そして、この印字したバーコードをＣＣＤ（電荷結合デバイス）等のイメージセンサによって電気信号に変換し、この電気信号に対して増幅，２値化等の処理を施して、印字されたバーコードに応じたコード信号を得ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バーコードラベルが貼着される対象製品の中には、品番等の管理とともに温度管理が必要なものもある。その場合、個々の製品に温度計や熱電対を接触させて温度を計測していたのでは、その温度計測に手間がかかるとともに、温度計測の際に製品を損傷してしまう可能性が生じる。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、バーコードを利用して対象製品の温度を測定することが可能なバーコード読取システムを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のバーコード読取システムは、対象物に貼着され、温度に対する赤外線放射率が既知の材料からなるバーコードが印刷されたバーコードラベルと、バーコードから放射される赤外線が入射され、その赤外線の量に応じた電気信号を出力する赤外線センサを複数個配列した赤外線センサアレイと、赤外線センサアレイにおける各赤外線センサの出力信号に基づいて、各赤外線センサが受光する赤外線量が所定値以上であるか否かを判別することにより、バーコードに対応したコード信号を作成するコード信号作成手段と、受光する赤外線量が所定値以上と判別された赤外線センサの出力信号に基づき、対象物の温度を算出する温度算出手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
上記のように、バーコードラベルに印刷されるバーコードを温度に対する赤外線放射率が既知の材料から構成し、かつバーコードから放射される赤外線量を複数個の赤外線センサで検出することにより、バーコードに応じたコード信号を得ることが可能になる。そして、バーコードからの赤外線を受光している赤外線センサを少なくとも１つ特定し、その特定された赤外線センサの出力信号に基づいて、バーコードの温度、すなわち対象物の温度を演算することができる。
【０００７】
このように、請求項１に記載のバーコード読取システムによれば、バーコードの読取とほぼ同時に、かつ非接触にて対象物の温度を測定することができるので、対象物が温度管理の必要な製品である場合、その温度測定のための作業負荷を大幅に低減できるとともに、温度測定によって対象物を損傷させてしまうことも防止できる。
【００１１】
また、請求項２に記載のバーコード読取システムは、対象物に貼着され、バーコード及び温度に対する赤外線放射率が既知の材料からなる温度検知用バーが印刷されたバーコードラベルと、バーコードラベルに印刷されたバーコードを照射する照射手段と、バーコードからの反射光が入射され、その反射光を電気信号に変換する受光素子を複数個配列した受光手段と、受光手段における各受光素子の出力信号に基づいて、バーコードに対応したコード信号を作成する出力するコード信号作成手段と、温度検知用バーから放射される赤外線が入射され、その赤外線の量に応じた電気信号を出力する赤外線センサと、赤外線センサの出力信号に基づき、前記対象物の温度を算出する温度算出手段とを有し、温度算出手段は、照射手段によるバーコードの非照射時に、赤外線センサから出力される電気信号を取り込んで、この電気信号に基づいて対象物の温度を算出することを特徴とする。このように構成しても、照射手段の照射光の赤外線成分が、温度測定に与える影響を排除することができる。
【００１２】
さらに、請求項３に記載のように、温度検知バーと赤外線センサとの間に、赤外線のみを透過する赤外線フィルタを設けても良い。これにより、一層、外乱光による測定誤差を低減できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態によるバーコード読取システムの全体の構成を模式的に示す構成図である。図１において、バーコード２は、対象製品に貼り付けることができるように裏面に粘着性材料が形成されたバーコードラベル１上に印刷されている。このバーコード２は、そのバーの太さやバー間の間隔によって、対象製品の品番や品種に関する情報がコード化されたものである。
【００１５】
バーコードラベル１上には、バーコード２とともに、温度検知用バー３が印刷によって形成されている。この温度検知用バー３は、赤外線放射率が既知の例えばカーボン微粒子と、このカーボン微粒子をバーコードラベル１に付着させるための樹脂等の付着性付与剤からなるものである。カーボン微粒子は、黒色であり、光の反射量が少ないため、温度検知用バー３から放射される赤外線に基づいて対象物の温度を測定する際に、外乱光による温度測定誤差を低減できるものである。なお、この温度検知用バー３を構成するための材料としては、上記のカーボン微粒子に限られるものではなく、例えば金の微粒子等、光の反射量が少ない材料であれば用いることができる。また、バーコード２も黒色の線として印刷されるものであるため、バーコード２を、上記した温度検知用バー３と同様の材料によって、バーコードラベル１上に印刷しても良い。
【００１６】
発光ダイオード４は、バーコード２に対して光を照射する。この照射光は、バーコード２によって反射され、レンズ５を介してＣＣＤイメージセンサ６上に結像される。ＣＣＤイメージセンサ６は、バーコード２の像を電気信号に変換するために、複数の電荷結合素子（ＣＣＤ）を１次元もしくは２次元に配列することによって構成されている。ＣＣＤイメージセンサ６が出力する電気信号は、信号処理回路９に与えられる。
【００１７】
この信号処理回路９は、ＣＣＤイメージセンサ６から入力された電気信号に対して、増幅、波形整形、２値化等の処理を行なうことにより、バーコード２に応じたコード信号を作成する。さらに、信号処理回路９は、そのコード信号からコード化された情報を解析して、その解析データの保存、表示あるいはデータ転送を行なう。
【００１８】
温度検知バー３から放射される赤外線１０は赤外線用レンズ７を介して、赤外線センサ８に集中される。赤外線センサ８は、入射された赤外線１０を電気信号に変換可能な、例えばサーモパイルによって構成されている。このサーモパイルの構成を簡単に説明すると、複数の熱電対を直列に接続することによって構成されたものである。そして、各熱電対の一端が入射された赤外線１０に晒されて、その赤外線量に応じた温度に加熱され、他端は、一定の低い温度に保持されている。このため、各熱電対には、両端の温度差に応じた電位差が生じるため、サーモパイルの両端には、各熱電対の電位差の合計に等しい電位差が生じる。この電位差信号は、赤外線センサ８が出力する電気信号として信号処理回路９に入力される。信号処理回路９は、その電気信号に基づいて、温度検知用バー３、すなわちバーコードラベル１が貼着された対象製品の温度を演算する。
【００１９】
図２に信号処理回路９によって行なわれる信号処理の概略を示す。図２において、ステップＳ１０では、発光ダイオード４を発光させて、光をバーコード２に照射する。ステップＳ２０では、発光ダイオード４から照射された光のバーコード２による反射光がＣＣＤイメージセンサ６に結像されているときに、ＣＣＤイメージセンサ６が出力した電気信号を、バーコード２のバー及びスペースに応じたバーコードデータとして取り込む。さらに、温度検知用バー３からの赤外線１０の量に応じて赤外線センサ８が出力した電気信号を、温度検知用バーデータとして取り込む。
【００２０】
次に、ステップＳ３０において、ステップＳ２０で取り込んだバーコードデータに対して、増幅、波形整形及び２値化処理を行い、バーコード２に応じたバーコード信号（デジタル信号）を作成する。ステップＳ４０では、そのバーコード信号に基づき、コード化された情報を解析し、数値データ等に変換する。
【００２１】
ステップＳ５０では、ステップＳ２０で取り込んだ温度検知用バーデータに基づいて対象製品の温度を算出する。この温度算出に関して、以下に説明する。
【００２２】
ステファン−ボルツマンの放射法則によれば、黒体の放射エネルギーは絶対温度Ｔの４乗に比例する。但し、実際に温度検知用バー３を構成するための材料は、黒体とは異なるため、その材料の赤外線放射率をηとすれば、その材料の放射エネルギー（赤外線エネルギー）Ｐは以下の式で与えられる。
【００２３】
【数１】
Ｐ（Ｗ／ｃｍ2）＝ησＴ4
ただし、σはステファン−ボルツマン定数（５．５７×１０-12Ｗ／ｃｍ2・Ｋ4）である。
【００２４】
上述の数式１に示すように、赤外線放射率ηが既知である材料によって温度検知用バー３を構成すれば、その放射エネルギーＰは赤外線センサ８の出力レベルと相関関係にあるため、赤外線センサ８が出力する電気信号からバーコードラベル１が貼着された対象製品の温度を算出することができるのである。
【００２５】
以上の処理によって得られた、バーコード２の解析情報及び対象製品の温度情報に関しては、信号処理回路９内のメモリへの保存、図示しない表示器による表示、あるいは信号処理回路９から外部のコンピュータ等への転送が行なわれる。
【００２６】
なお、図２に示した信号処理回路９における信号処理では、発光ダイオード４の照射後に、バーコードデータ及び温度検知用バーデータの取り込みが行なわれた。しかしながら、温度検知用バーデータについては、温度検知用バー３が自ら放射する放射エネルギーＰによる赤外線１０のみが赤外線センサ８に入射されている場合に、その出力を温度検知用バーデータとして取り込むことが望ましい。従って、バーコードデータの取り込みと温度検知用バーデータとの取り込みとを分離し、発光ダイオード４が発光していないときに温度検知用バーデータを信号処理回路９に取り込んでも良い。これにより、発光ダイオード４の照射光の赤外線成分が、温度測定に与える影響を排除することができる。
【００２７】
また、発光ダイオード４の照射光が、温度検知用バー３に照射されないようにするために、発光ダイオード４とバーコードラベル１との間に集光レンズを設け、発光ダイオード４の照射範囲をバーコード２のみに限定するようにしても良い。
【００２８】
さらに、温度検知用バー３とレンズ７との間に赤外線１０のみを透過する赤外線フィルタを設ければ、赤外線１０以外の成分が温度測定に与える影響を排除できるので、温度測定誤差の低減に効果がある。
【００２９】
（第２実施形態）
次に本発明の第２の実施形態について図３及び図４に基づいて説明する。本実施形態においては、バーコードと温度検知用バーとを共通化した点が前述の第１実施形態と異なる。なお、図３は、第２の実施形態によるバーコード読取システムの構成を示す構成図であり、図４は第２の実施形態における信号処理の概要を示すフローチャートである。
【００３０】
図３において、バーコードラベル１１上には、赤外線放射率が既知の例えばカーボン微粒子と、このカーボン微粒子をバーコードラベル１１に付着させるための樹脂等の付着性付与剤からなる材料によってバーコード１２が印刷されている。従って、このバーコード１２からは、数式１に示される放射エネルギーＰに従った量の赤外線２０が放射される。
【００３１】
バーコード１２から放射される赤外線２０は赤外線用レンズ１５を介して、赤外線センサアレイ１６に入射される。赤外線センサアレイ１６は、前述したサーモパイル等の赤外線センサ素子が複数個、１次元もしくは２次元に配列されたものである。従って、バーコード１２の各バーから放射された赤外線２０が入射された各赤外線センサ素子には電気信号（電位差信号）が生じ、バーコード１２のスペースに対応した各赤外線センサ素子には、そのような電気信号が発生しない。
【００３２】
赤外線センサアレイ１６を構成する各赤外線センサ素子からの電気信号は、信号処理回路１９に入力される。信号処理回路１９は、その電気信号に基づいて、バーコード１２に応じたバーコード信号（デジタル信号）を作成するとともに、対象製品の温度を算出する。
【００３３】
図３に基づいて、信号処理回路１９によって行なわれる信号処理の概略を説明する。図３において、ステップＳ１００では、バーコード１２から放出される赤外線２０の量に応じた電気信号を、赤外線センサアレイ１６から信号処理回路１９内に取り込む。次に、ステップＳ１１０において、ステップＳ１００で取り込んだ電気信号に対して２値化処理を行なう。この２値化処理においては、赤外線センサアレイ１６を構成する各赤外線センサ素子から出力された電気信号と、バーコード１２のバーが存在すると判断できるレベルの基準値とを比較し、基準値以上の大きさの電気信号は“１”、基準値よりも小さい電気信号は“０”とする。この２値化処理により、バーコード１２に応じたバーコード信号を作成することができる。  ステップ１２０では、そのバーコード信号に基づき、コード化された情報を解析し、数値データ等に変換する。
【００３４】
ステップＳ１３０では、バーコード信号の作成の際に、“１”と判定した電気信号を出力している赤外線センサ素子の電気信号から、電圧（電位差）の測定を行なう。そして、ステップＳ１４０では、測定されて電圧に基づいて、前述した数式１を利用して、対象製品の温度を算出する。このとき、１つの赤外線センサ素子の出力する電圧のみに基づいて温度を算出しても良いし、複数の赤外線センサ素子の出力する電圧を平均化して、その平均値に基づいて温度を算出しても良い。
【００３５】
以上の処理によって得られた、バーコード１２の解析情報及び対象製品の温度情報に関しては、信号処理回路１９内のメモリへの保存、図示しない表示器による表示、あるいは信号処理回路１９から外部のコンピュータ等への転送及び管理が行なわれる。
【００３６】
上述した第２の実施形態によっても、バーコード１２に対応したバーコード信号の取得と同時に、対象製品の温度の測定を非接触にて行なうことが可能になる。このため、対象製品が温度管理の必要な製品である場合、その温度測定のための作業負荷を大幅に低減できるとともに、温度測定によって対象物を損傷させてしまうことも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態によるバーコード読取システムの構成を模式的に示す構成図である。
【図２】第１実施形態において、信号処理回路９が行なう信号処理の概要を示すフローチャートである。
【図３】第２実施形態によるバーコード読取システムの構成を模式的に示す構成図である。
【図４】第２実施形態において、信号処理回路１９が行なう信号処理の概要を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  バーコードラベル
２  バーコード
３  温度検知用バー
４  発光ダイオード４
６  ＣＣＤイメージセンサ
８  赤外線センサ
９  信号処理回路
【図１】
0003753086.tif 000002
【図２】
0003753086.tif 000003
【図３】
0003753086.tif 000004
【図４】
0003753086.tif 000005