JP2001160115A

JP2001160115A - コードリーダ

Info

Publication number: JP2001160115A
Application number: JP33758299A
Authority: JP
Inventors: Atsutoshi Okamoto; 敦稔岡本
Original assignee: ADS KK
Current assignee: ADS KK
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 1999-11-29
Publication date: 2001-06-12
Also published as: WO2001022348A1

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、金属等にマーキング（ドット）さ
れたコード（例えば、２次元コード）を読み取るコード
リーダを提供する。【解決手段】本発明は、読取り口５の上方部に、光源
体２、レンズ３、センサ４を配列し、金属等に形成のド
ットを読取るものであって、その光源体をドットの傾斜
開き角度に対応して配置して、読取可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属等にマーキン
グ（ドット）されたコード（例えば、２次元コード）を
読み取るコードリーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＮＣ制御装置を介してポンチをセ
ットし、金属等にドットとしてマーキングする装置（ポ
イントマーカ）がある。そして、このポイントマーカに
よってマーキングされたドットは、情報量も少なく、目
視によって、視認できるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、今日におい
て、自動車や航空機のエンジン等の部品等に対して、品
質管理や美観の面から、多量の情報を簡便に、且つ、少
ない面積で付することが望まれてきた。そのため、ラベ
ルを貼着する方法やインクジェットプリンタを介して印
刷する方法等があるが、データが消失する懸念がある。
そのため、情報として、前記ポイントマーカによって、
情報（ドット）を作成することが望ましい。そこで、本
発明は、金属等に、ポイントマーカ等を介してドット
（刻印）で表示のコードと、そのコードを読み取るコー
ドリーダを提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１のコードリーダ
は、読取り口の上方部に、光源体、レンズ、センサを配
列し、金属等に形成のドットを読取るものであって、そ
の光源体をドットの傾斜開き角度に対応して配置するこ
とによって、ほぼ半鏡面反射するドットに対しても読取
ることができる。請求項２のコードリーダは、光源体を
読取り口からスリットにかけて複数段に設置することに
よって、容易に、種種のドットの傾斜開き角度に対処す
ることができる。

【０００５】請求項３のコードリーダは、光源体を読取
り口の内周に複数個配置することによって、コードに均
一に照射できて正確な読取が可能になる。請求項４のコ
ードリーダは、光源体の内面に拡散板を設置するもので
あり、ヘアライン処理を施してある金属におけるドット
であっても、そのヘアラインを消去して読取ることがで
きる。請求項５のコードリーダは、ドットを四角錐に形
成すると、ドットにおける反射光による白と黒の識別を
より確実に行える。請求項６のコードリーダは、ドット
で形成の二次元コードにおいて、ドット間隔を広く形成
することによって、柔らかい金属にドットを形成して
も、他の個所に影響を与えることなくドット（コード）
を作成することができる。そして、センサにおけるドッ
トの映像を、その広くした間隔比に修正すると、従来と
同じ条件のコードになる。

【０００６】請求項７のコードリーダは、読取り口の上
部に可視部を設けてあるので、コードを読み取るとき、
コードの位置が判り、容易に位置修正ができる。又、請
求項８のコードリーダは、読取り口の筒体内に光源体が
設置してあり、その筒体は本体に対して摺動可能に取り
付けてあるので、光源体の位置を容易に変更できる。請
求項９のコードリーダは、読取り口の筒体内に光源体が
設置してあり、その光源体は読取口の縁部に対して傾斜
状に設けてあるので、１次元コード（又は２次元コー
ド）を読取り口５の縁部５ｂに対して離隔（ｈ）した位
置で読むことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１（Ａ）は、よく知られた概念
を示すコードリーダの主要部の断面図であり、断面が円
形又は角状の読取り口５の筒体５ａ内には、照明設備と
して、内周に沿って複数個の光源体２が、後記で詳述す
る照射角（α）となる位置に配設してある。そして、そ
の読取り口５の上部の本体２９内には、読取装置とし
て、レンズ（複数のレンズ群で構成してもよい）３、ス
リット（入光絞り機構）６、センサ（ＣＣＤ）４が各々
配列してある。そして、金属等の平面に、後記で詳述す
るポイントマーカ等を介してドットで作成のコードに読
取り口５に当てると、光源体２の反射光によって、セン
サ（ＣＣＤ）４に映像を得る。

【０００８】金属等の表面のコードは、ポイントマーカ
（ＮＣ制御装置を介してポンチをセットし、金属等にド
ットとしてマーキングする装置）を介して複数個のドッ
トの集合として作成する。尚、ポンチには、先が尖塔で
ある、円錐と角錐のものがある。そこで、円錐のポンチ
を用いて作成したドットと、光源体２とセンサ（ＣＣ
Ｄ）４の関係の概念を示す図２を参照して説明する。
尚、図２（Ａ）は全体の概念図、図２（Ｂ）はドット部
の拡大図である。

【０００９】金属表面にポンチで作成のドットは、傾斜
状の凹部に形成され、ほぼ半鏡面化していて、光源体２
からの入射光の反射角がレンズ３に垂直に入光する条件
において、光源体の入射角度α、ポンチの傾斜開き角度
γ、ドットの傾斜角度β（＝γ/2+90）、ドットの傾斜
角度βに対する垂直線（Ａ）、入射角（δ）と反射角
（δ）と定義する。そして、β≧９０≧αの範囲におい
て、前記角度の関係は、α＝２β-270となる。その結果
は、図３に示すように、各角度の関係が得られ、星印
（β≦１60）が実用範囲である。

【００１０】即ち、この実用化可能な範囲においては、
ドットからの反射光がレンズ４に垂直に入光するので、
ドットはセンサに明るい映像（白）となる。しかし、加
工されていない他の個所は、センサ４には垂直とは異な
る入射角になるので、センサ４で感知されず、暗い映像
（黒）となる。従って、金属表面における前記ドットの
有無は、白と黒のコードとして識別可能となる。

【００１１】なお、前記のように、ドットの有無を、白
（ドット不作成個所）と黒（ドット作成個所）で識別さ
れるので、それらの面積比は、１：１が望ましい。そこ
で、前記と異なる先端部が球状のポンチで、ドットを作
成したときには、その凹部はほぼ半鏡面化しているの
で、その反射光は球面反射となり、その円錐形のドット
（黒）と不作成部（白）との面積比は、１：１になら
ず、その識別性は劣ることになる。一方、円錐又は角錐
のポンチの先端部が尖塔であるときには、前記図２に示
すように、反射光をセンサ４が映像するので、その白黒
の識別性は良好であり、特に、円錐より４角錐が望まし
い。

【００１２】次に、金属にコードを製作するにあたっ
て、アルミニューム等の柔らかい金属にポイントマーカ
で、コードをドット径ｄを０．３ｍｍ、ドットの間隔ｓ
を０．３ｍｍで作成する場合について説明する。図４
（Ａ）に示す基準コード（Ｘ軸、Ｙ軸）は、連続したド
ットで形成する必要があるので、ドットの間隔ｓを０．
３ｍｍ以下で作成する必要がある。この条件で作成する
と、ドットの隣接部が歪んだりして、ポンチをしない個
所（白）であるにも拘わらず、ポンチした（黒）として
処理されることが生ずる。

【００１３】そこで、二次元コードを作成するにあたっ
て、ドットとドットの間隔を従来の規格に比して広く作
成する。例えば、図４（Ｂ）に示すように、ドット径ｄ
を０．３ｍｍ、ドットの間隔ｓを０．５ｍｍに作成す
る。このように作成すると、前記したような、ドットに
よる隣接個所に影響を与えることがない。しかしなが
ら、このコードは、図４（Ａ）に示す基準コード（Ｘ
軸、Ｙ軸におけるドットが連続）である条件を満たさな
いので、従来の二次元コードリーダでは解読できない。

【００１４】そこで、その解決策の一例として、レンズ
の絞りを開けたり、焦点距離をずらせてぼかした映像と
してセンサに映像することが考えられるが、他のコード
の解像に影響するので好ましくない。しかし、他の方法
として、連続すべき個所（Ｘ軸、Ｙ軸）のドットの直径
ｄ（０．３ｍｍ）は既知であり、ドットの間隔ｓを検出
し、検出さた間隔ｓ（０．５ｍｍ）に対して、間隔の比
（5/3）で、各ドットを拡大修正する。この修正された
センサの映像（図４（Ｃ）参照）は、（Ｘ軸、Ｙ軸）が
連続となり、従来の規格を満たすので、従来の二次元コ
ードリーダで解読できる。

【００１５】次に、図５（Ａ）に示すように、ヘアライ
ン処理を施してある金属にポイントマーカでコードを作
成し、このコードをセンサ４に映像すると、図５（Ｂ）
に示すように、図５（Ａ）に示す光源体２の位置に対応
するヘアラインがコードと共に映像される。この結果、
コード処理が困難になり、誤読を生じさせることとにな
る。

【００１６】そこで、前記ヘアラインの消去を考慮し
て、図６に示すコードリーダを提示する。尚、図６
（Ａ）は概念を示す断面図、図６（Ｂ）はＡ〜Ａ矢視図
である。このコードリーダは、前記図１に示す構成にお
ける照明設備が異なり、読取り口５からレンズ３にかけ
て、読取り口の形状（円形や角状形等）の内周に沿っ
て、複数段の光源体２ａ、２ｂ、２ｃが設置してある。
なお、この光源体２の一段当たりの数は、照射光量等を
考慮して適宜選定する。又、前記ヘアラインを消去する
ために、前記光源体２の内面に拡散板２０を設ける。こ
の拡散板２０は、光拡散樹脂板等で構成し、前記ヘアラ
インをセンサ４に映像されない程度に拡散するものであ
る。その結果、ヘアラインが施してある金属に、コード
を作成しても、センサ４にヘアライン像が映像されない
ので簡便にコードを読取ることができる。

【００１７】又、前記図６に示すコードリーダは、複数
段の光源体２ａ〜２ｃが設けてあり、それらの光源体を
選択することによって、読取り口５に向かっての照射角
度（図２に示すα）を容易に変更することができるの
で、ドットを形成のポンチの種々の傾斜開き角度γに対
応することができる。尚、前記図１、図６に示すコード
リーダは、光源体（照明設備）とレンズ等で構成の読取
装置は一体に形成してあるが、各々、別体で構成しても
よいし、更には、前記は二次元コードについて説明した
が、一次元コードに適用できることはいうまでもない。

【００１８】次に、図７は、種々のコードリーダについ
ての断面図であり、図７（Ａ）は、図１に示すコードリ
ーダと同じ構成であるが、レンズ３の焦点距離を異にし
て、読取り口５の上部に長い本体２９を設け、その本体
２９の全体、又は、一部において可視部（透明体で形成
するか、又は、覗き窓を形成する）３０を設ける。この
可視部３０によって、読取り口５の縁部５ｂを１次元コ
ード（又は、２次元コード）に当てたとき、コードの位
置が判り、当てる位置の修正が容易である。従って、こ
の効果を発揮する限り、コードリーダの何れに可視部３
０を形成してもよい。

【００１９】又、図７（Ｂ）は、本体２９を読取り口５
の縁部５ｂまで延設し、読取り口５の筒体５ａを摺動可
能に取り付けてあると共に、光源体２の拡散板２０を筒
体５ａの下部に設ける構造である。このため、このコー
ドリーダは、光源体２の上下位置を、読取り口５の縁部
５ｂに対して容易に変更できる。また、拡散板２０を、
読取り口５の縁部５ｂより上昇した位置にセットする
と、読取り口５の縁部５ｂだけが１次元コード（又は、
２次元コード）に当たって汚れるが、拡散板２０には影
響がない。以上のように、読取り口５の筒体５ａを昇降
可能にすると、光源体２の位置変更が可能となると共
に、拡散板２０の汚れ防止を図ることができる。尚、こ
の図７（Ｂ）に示すコードリーダにおける拡散板２０
は、拡散板２０の汚れ防止を図る効果が生じないが、図
７（Ａ）と同じ構造であってもよい。

【００２０】図７（Ｃ）は、図７（Ａ）と異なり、読取
り口５内に設置の光源体２を、読取り口５の縁部５ｂに
対して傾斜状に取り付ける構造である。この様に、光源
体２を傾斜状に取り付けると、図２（Ｂ）に示すよう
に、傾斜状の凹部に形成のドットに対して、光源体２か
らの入射角度αが異なる。そのため、１次元コード（又
は２次元コード）は、読取り口５の縁部５ｂに対して離
隔（ｈ）した位置で読むことができ、このような用途に
対して、簡便に適用できる。

【００２１】次に、図８は、円錐のポンチと角錐のポン
チでドットを形成した場合の二次元コードであり、前記
において、白黒の識別性は円錐より４角錐が望ましいこ
とに言及したが、ここでは基準コード（Ｘ軸、Ｙ軸）に
対しても、角錐のポンチを使用するのが好ましいことを
説明する。図８（Ａ）は円錐のポンチで、ドットの径ｄ
（０．３ｍｍ）、ドット間隔ｓを０．５ｍｍで作成、図
８（Ｂ）は角錐ポンチで、正方形のドットｔ（０．３ｍ
ｍ）、ドット間隔ｓを０．５ｍｍで作成したものであ
る。そして、円錐のポンチで作成の基準コード（Ｘ軸）
における捜査ラインＬ１、Ｌ２に対し、ドット間の空白
は、δ１、δ２と異なる。一方、角錐のポンチで作成の
基準コード（Ｘ軸）における捜査ラインＬ１、Ｌ２に対
し、ドット間の空白は、理論的には、δとなって同じで
ある。

【００２２】このことは、基準コード（Ｘ軸）（基準コ
ード（Ｙ軸））において、ドット間に空白がある状態で
作成の２次元コードにおいて、基準コード（Ｘ軸、Ｙ
軸）を捜査するときに、同じ間隔の空白を作成する「角
錐のポンチ」の方が、簡便である。即ち、捜査ラインＬ
１、Ｌ２において、ドットとドットの空白δが、許容誤
差内で同じある角錐のポンチ方が、基準コード（Ｘ軸、
Ｙ軸）を簡便に見いだすことができる。

【００２３】

【発明の効果】請求項１のコードリーダは、光源体をド
ットの傾斜開き角度に対応して配置することによって、
ほぼ半鏡面反射するドットに対しても読取ることができ
る。請求項２のコードリーダは、光源体を読取り口から
スリットにかけて複数段に設置することによって、容易
に、種種のドットの傾斜開き角度に対処することができ
る。請求項３のコードリーダは、光源体を読取り口の内
周に複数個配置することによって、コードに均一に照射
できて正確な読取が可能になる。請求項４のコードリー
ダは、光源体の内面に拡散板を設置するものであり、ヘ
アライン処理を施してある金属におけるドットであって
も、そのヘアラインを消去して読取ることができる。請
求項５のコードリーダは、ドットを四角錐に形成するの
で、その反射光による白と黒の識別をより確実に行え
る。請求項６のコードリーダは、柔らかい金属にドット
（コード）の形成を可能にすると共に、従来のコードリ
ーダにおけるコード処理で行うことができる。請求項７
のコードリーダは、読取り口の上部に可視部を設けてあ
るので、コードを読み取るとき、コードの位置が判り、
容易に位置修正ができる。又、請求項８のコードリーダ
は、読取り口の筒体内に光源体が設置してあり、その筒
体は本体に対して摺動可能に取り付けてあるので、光源
体の位置を容易に変更できる。請求項９のコードリーダ
は、読取り口の筒体内に光源体が設置してあり、その光
源体は読取口の縁部に対して傾斜状に設けてあるので、
１次元コード（又は２次元コード）を読取り口５の縁部
５ｂに対して離隔（ｈ）した位置で読むことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コードリーダの概念を示す断面図である。

【図２】（Ａ）は金属面に形成のドットとコードリーダ
の概念図、（Ｂ）はドット部の拡大図である。

【図３】光源体の入射角度α、ポンチの傾斜開き角度
γ、ドットの傾斜角度β（＝γ/2+90）の関係を示す図
である。

【図４】（Ａ）は従来の規格による二次元コード、
（Ｂ）はドット間隔を従来に比して広く作成した二次元
コード、（Ｃ）は拡大修正した二次元コードである。

【図５】（Ａ）は金属のヘアラインにおける概観図、
（Ｂ）はそのセンサでの映像図である。

【図６】他の構成のコードリーダであって、（Ａ）は概
念を示す断面図、（Ｂ）はＡ〜Ａ矢視図である。

【図７】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、種々のコードリーダの
断面図である。

【図８】（Ａ）は円錐ポンチ、（Ｂ）は角錐ポンチで作
成のドットである。

【符号の説明】

２、２ａ〜２ｃ光源体３レンズ４センサ５読取り口５ａ筒体５ｂ縁部２９本体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】読取り口の上方部に、光源体、レンズ、
センサを配列し、金属等の表面にドットで形成のコード
を読取るコードリーダであって、前記光源体を前記ドットの傾斜開き角度に対応して配置
することを特徴とするコードリーダ。
【請求項２】光源体を読取り口からレンズにかけて複
数段に設置することを特徴とする請求項１のコードリー
ダ。
【請求項３】光源体を読取り口の内周に複数個配置す
ることを特徴とする請求項１又は請求項２のコードリー
ダ。
【請求項４】光源体の内面に拡散板を設置することを
特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つの請求
項のコードリーダ。
【請求項５】ドットを四角錐に形成することを特徴と
する請求項１から請求項４のいずれか一つの請求項のコ
ードリーダ。
【請求項６】ドットで形成の二次元コードにおいて、
ドット間隔を広く形成し、センサでの映像における前記
ドットを、その広くした間隔比に修正して処理を行うこ
とを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つの
請求項のコードリーダ。
【請求項７】読取り口の上方部に、光源体、レンズ、
センサを配列し、金属等の表面にドットで形成のコード
を読取るコードリーダであって、読取り口の上部に可視部を設けることを特徴とするコー
ドリーダ。
【請求項８】読取り口の上方部に、光源体、レンズ、
センサを配列し、金属等の表面にドットで形成のコード
を読取るコードリーダであって、読取り口の筒体内に光源体を設置し、この筒体を本体に摺動可能に取り付けることを特徴とす
るコードリーダ。
【請求項９】読取り口の上方部に光源体、レンズ、セ
ンサを配列し、金属等の表面にドットで形成のコードを
読取るコードリーダであって、読取り口の筒体内に光源体を設置し、この光源体を読取口の縁部に対して傾斜状に設けること
を特徴とするコードリーダ。