JP5242372B2 - 光学的情報読取装置及び飲料抽出装置 - Google Patents

Description

この発明は、光反射率が周囲と異なる記号又は文字により示される情報を読み取る光学的情報読取装置であって、熱水を用いて飲料を抽出する飲料抽出装置における使用に適した光学的情報読取装置に関する。また、この発明は、このような光学的情報読取装置を備えた飲料抽出装置にも関する。

従来から、特許文献１に記載のように、挽いたコーヒー豆や茶葉等の原料を着脱可能なカートリッジに格納しておき、このカートリッジを装置本体に装着して、適当な条件で抽出用の熱水を注入することにより、コーヒーや紅茶等の飲料を抽出してカップに注ぐことができる飲料抽出装置が知られている。

そして、このような飲料抽出装置において、カートリッジにバーコード等の記号によりその内容物に関する情報を付しておき、バーコードリーダ等の読取装置によってその情報を読み取り、その内容に従って抽出の条件を制御することが知られている。
このような飲料抽出装置によれば、ユーザの手を煩わすことなく、種々の飲料について、それぞれ最適な条件を自動的に設定して抽出を行い、おいしい飲料を提供することができる。

またこれとは別に、従来から、特許文献２に記載のように、低温作業場等においてバーコードの読み取り不良を防止するため、バーコード読取装置において、読み取り器に設けたガラス体の外側前面に透明体を固着した構成とすることが知られている。

国際公開第２００８／１１１９６９号パンフレット（特にその第１〜３頁及び第１〜２図） 実用新案登録第２５８１３３１号公報

ところで、特許文献１に記載のような飲料抽出装置においてカートリッジ表面に付した記号や文字等を読み取る場合、読み取り環境の温度や湿度の変化が問題となる。すなわち、飲料抽出装置のサイズを低減しようとする場合には、読取装置を、抽出用の熱水や、抽出後の熱い飲料の流路近傍に配置する必要が生じ、飲料抽出時に、読取装置が熱や湯気に曝されることになる。そしてこのため、読取装置の撮像部を格納したケースの内外で大きな温度差が生じ、ケースに結露が生じて、その水滴によって光が散乱され、読み取りが正確に行えなくなってしまう場合があるという問題があった。

特に、ケースは撮像部を保護するため密閉することが通常であるが、コストを考慮すると必ずしも十分な強度で密閉できない場合もあり、その場合に一旦内部に水蒸気が侵入して結露してしまうと、水滴が蒸発しにくいため結露の解消が難しく、大きな問題となっていた。

また、飲料抽出装置の場合、カートリッジは、コストを下げるため、熱や蒸気の遮断についてはさほど強固でない構成となることが多い、また、抽出後の飲料をカップ等の容器に注ぐ際、カートリッジから容器までは飲料が露出した状態で落下する構成となることも多い。従って、カートリッジや露出した飲料からは多量の熱と蒸気が周囲に放出されることになり、上記の問題が非常に顕著であると言える。
この点につき、特許文献２に記載のバーコード読取装置は、低温環境での使用を考慮して考案されたものであり、飲料抽出装置での使用に適した構成ではない。

この発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、熱水を用いて飲料を抽出する飲料抽出装置において、飲料の原料を格納したカートリッジの表面に付した情報を、光学的情報読取装置により安価かつ信頼性高く読み取れるようにすることを目的とする。

上記の目的を達成するため、この発明は、光反射率が周囲と異なる記号又は文字により示される情報を読み取る光学的情報読取装置において、撮像手段と、その撮像手段を密封した状態で保持し、透光部を有する内ケースと、その内ケースのうち少なくとも上記透光部の部分を覆い、透光部を有し、かつ上記内ケースより密封性の低い外ケースとを設け、上記撮像手段を、上記内ケース及び上記外ケースの透光部を通して読取り対象物に付された上記情報の画像を撮像する手段とし、上記外ケースの透光部と上記内ケースの透光部との間に空気層を設けたものである。

上記の光学的情報読取装置において、上記外ケースを、上記内ケースに固定し、上記内ケースと上記外ケースとが接する部分の一部は上記空気層への通気性を有し、残りの部分では上記内ケースと上記外ケースとが密着している構成とするとよい。
さらに、上記外ケースを、上記内ケースに勘合により固定し、上記内ケース及び上記外ケースのそれぞれについて、互いと接する面のうち勘合部以外の部分では樹脂を設けることにより密着性が確保されている一方、上記勘合部は上記空気層への通気性を有する構成とすると良い。
さらに、上記通気性を有する箇所に、防水透湿性部材を設けるとよい。

また、この発明の飲料抽出装置は、原料を格納した着脱可能なカートリッジに熱水を注いで飲料を抽出し、飲料容器に注ぐ飲料抽出装置において、上記のいずれかの光学的情報読取装置を、上記カートリッジと対向する位置に設け、上記カートリッジ上に光反射率が周囲と異なる記号又は文字により示される、そのカートリッジの内容物に関する情報を、上記光学的情報読取装置で読み取って、その読み取った情報の内容に応じてその飲料抽出装置の動作を制御する制御手段を設けたものである。
また、このような飲料抽出装置において、上記光学的情報読取装置を、上記カートリッジと対向する位置に、上記空気層への通気性を有する部分が上記熱水及び飲料の流路と対向しないように設けるとよい。

以上のようなこの発明の光学的情報読取装置及び飲料抽出装置によれば、熱水を用いて飲料を抽出する飲料抽出装置において、飲料の原料を格納したカートリッジの表面に付した情報を、安価かつ信頼性高く読み取ることができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
まず、この発明の光学的情報読取装置の実施形態であるバーコードリーダの構成について図１乃至図４を用いて説明する。
図１は、このバーコードリーダの構成を示す分解斜視図である。図２は、そのバーコードリーダを組み立てた状態を示す側面図、図３は、バーコードリーダを組み立てた状態の、図１の３−３線における断面図である。図４は、ケースの接触面の構造について説明するための模式的な拡大断面図である。

図１に示すように、バーコードリーダ１は、ケース底１０、中ケース２０及び上側ケース３０により外装を構成し、その内部にカメラモジュール１２を保持している。より具体的には、ケース底１０と中ケース２０とにより密閉された内ケース５０を形成してその内部にカメラモジュール１２を保持し、その上側に外ケースである上側ケース３０を装着して、２重のケースを形成している。

このうち、ケース底１０にはカメラ保持部１１を設けてここにカメラモジュール１２を勘合させることにより保持している。カメラモジュール１２は、レンズ等の光学系とＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサとを備え、対象物の画像をＣＭＯＳセンサにより撮像する撮像手段である。

また、カメラモジュール１２が備える回路基板１３の下側にある図示しない接続端子には、ＦＦＣ（フレキシブル・フラット・ケーブル）１４が接続され、このＦＦＣ１４により、カメラモジュール１２と外部回路との接続を行って、撮像した画像のデータ又は画像の解析によって得られたデータを出力できるようにしている。さらに、ケース底１０の下部には、ラベル４１を貼付している。

また、ケース底１０と中ケース２０とは、四角のねじ孔１５，２５を貫通するねじ４０によりねじ止めされる（中ケース２０の手前側２つのねじ孔は、突起部２１の内部にねじ穴として形成されている）。

また、図４（ａ）に示すように、ケース底１０と中ケース２０とのそれぞれにつき、互いに接する面の端部には基材７１上に耐熱性ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂７２等の、ゴム性の密着性に優れた樹脂の薄層を形成することにより、ねじ止めにより、ＦＦＣ１４の引き出し部も含めて中ケースの密閉性を確保できるようにしている。図４では拡大して示しているが、耐熱性ＡＢＳ樹脂７２は、肉眼では確認し難い程度の厚さである。

なお、ケース底１０と中ケース２０の基材７１の材質は可塑性プラスチックであるポリカーボネートである。そして、本体をポリカーボネートを用いて成形した後、型を交換して耐熱性ＡＢＳ樹脂を用いた２度目の成形を行う二色成形（ダブルモールド）により、所望の部分に容易に密着性よく耐熱性ＡＢＳ樹脂７２を配置することができる。

また、中ケース２０は、ケース底１０に設けられたカメラ保持部１１及びそこに固定されるカメラモジュール１２を収納するカメラ収納部２２を有する。そして、カメラ収納部２２は上側に透孔２６を有し、ここに透明なプラスチックマスク２７を溶着又は接着により嵌め込み固定する。このことにより、内ケース５０の密閉性を確保しながら、内ケース５０に透光部を形成することができる。

一方、上側ケース３０と中ケース２０との固定は、上側ケース３０の弾性を利用し、上側ケース３０を上側から押し込んで中ケース２０の突起部２３を上ケースの勘合孔３１に嵌め込むことにより行っている。
上側ケース３０と中ケース２０とが勘合された状態では、図２からわかるように、上側ケース３０の底部が中ケース２０外縁のツバ部２８に接触する状態である。また、図３からわかるように、上側ケース３０の内側面は、中ケース２０のカメラ収納部２２の外側面と接する状態となる。

そして、上側ケース３０と中ケース２０のそれぞれにつき、互いと接触する部分には上述のケース底１０と中ケース２０の場合と同様に基材７１上に耐熱性ＡＢＳ樹脂７２を設け、これら相互の間の密閉性を確保できるようにしている。なお、勘合孔３１と突起部２３との位置関係は、勘合時に突起部２３により上側ケース３０に対して下向きの付勢力が生じる位置としている。また、側面については、上側ケース３０の弾性変形により内側に向かって付勢力が生じるサイズで上側ケース３０を形成している。従って、上側ケース３０は、中ケース２０と勘合した状態では、底面と内側面の両方で中ケース２０に密着することになる。

しかし、勘合孔３１及び突起部２３による勘合部の周辺については、図４（ｂ）に示すように、耐熱性ＡＢＳ樹脂７２は設けず、密着性の低い状態としている。そして、上側ケース３０も基材７１はポリカーボネートにより形成しているが、ポリカーボネートは成形した場合に表面に多少の凹凸を生じる樹脂であるので、これらを付勢力した状態で接触させたとしても、接触面が若干通気性を有するようにすることができる。従って、上側ケース３０と中ケース２０とは、勘合部の周辺では通気性を有する一方、他の部分で密着して通気性を有しない状態のケースを構成することになる。
そしてこのため、上側ケース３０（及び中ケース２０）による外ケースは、中ケース及びケース底１０による内ケースよりも密封性が低いケースということになる。

ただし、上側ケース３０における勘合部の外側にはシート状の防水透湿性部材３３を接着して設け、勘合部においても防水性は確保できるようにしている。すなわち、勘合部から内部に水が進入することを防止する一方、勘合部が水蒸気を外部に逃がすと共に外ケース内部の気圧変化を防止するための通気口として機能できるようにしている。この防水透湿性部材３３は、例えばＷＬゴア＆アソシエイツ社のゴアテックス（登録商標）を用いて形成することができる。

また、上側ケース３０においても、中ケース２０の場合と同様、上側に設けた透孔に透明なプラスチックマスク３２を溶着又は接着により固定することにより、密閉性を確保しながら透光部を形成している。
上側ケース３０の両側に設けた突起部３４は、バーコードリーダ１を外部のユニットに固定するためのねじ孔である。

そして、以上の構成を有するバーコードリーダ１においては、図３に符号Ｌで示すように、カメラモジュール１２は、内ケースの透光部（プラスチックマスク２７）と外ケースの透光部（プラスチックマスク３２）とを通して読み取り対象物の画像を撮像することができる。そして、ＦＦＣ１４を介してその撮像で得た画像データを図示しない外部の画像処理モジュールに出力し、画像処理モジュールにおいてその画像データを解析することにより、読み取り対象物に付された、光反射率が周囲と異なるバーコード記号により示される情報をデコードし、その内容を読み取ることができる。この画像処理モジュールをカメラモジュール１２に内蔵し、ＦＦＣ１４からデコード結果を外部に出力するようにしてもよい。

また、以上の記載から明らかなように、バーコードリーダ１は、カメラモジュール１２を密封した状態で保持し、透光部を有する内ケースと、その内ケースのうち少なくとも透光部の部分を覆い、透光部を有し、かつ内ケースより密封性の低い外ケースとを有する。そして、図３からわかるように、外ケースの透光部と内ケースの透光部との間に空気層５１を有する。

バーコードリーダ１においては、このようにカメラモジュール１２を密封している内ケースの外側に空気層５１を設けているため、温度や湿度の変化の激しい環境で使用する場合でも、空気層５１がバッファの役目を果たし、内ケースに温度や湿度の変化の影響があまり及ばないようにすることができる。

次に、図１に示したバーコードリーダ１を備えたこの発明の飲料抽出装置の実施形態の構成と合わせて、バーコードリーダ１の効果について、図５を用いてさらに説明する。
図５は、その飲料抽出装置の構成を示す模式図である。
図５に示す飲料抽出装置１００は、コーヒーや紅茶等の飲料を製造する装置であり、挽いたコーヒー豆や茶葉に熱水を加えることにより、これらの飲料を抽出することができる。

より具体的には、飲料抽出装置１００は、タンク１０１を備えてここに水を貯蔵している。そして、飲料を抽出する場合には、図示しない流路を通してポンプ１０２によりタンク１０１から水をくみ出してヒーター１０３に供給し、ここで水を加熱して熱水とし、流路１０４を通してカートリッジ１０５に供給する。

カートリッジ１０５は、挽いたコーヒー豆や茶葉等の、抽出対象である飲料の原料を格納した、飲料抽出装置１００に対して着脱可能なユニットである。そして、カートリッジ１０５に対して供給した熱水により飲料を抽出することができ、その抽出された飲料は、カートリッジ１０５が有する飲料注出口１０６より、所定の位置に置かれたカップ１１０等の容器に対して注ぎ込まれる。

また、カートリッジ１０５の下面には、その内容物の種類や特性を示す情報がバーコード記号１０７により付されている。そして、飲料抽出装置１００には、カートリッジ１０５を装着した場合に丁度そのバーコード記号１０７と対向する位置に、図１に示したバーコードリーダ１を設けている。

そして、バーコードリーダ１によりバーコード記号１０７を読み取り、バーコード記号１０７が示す情報に応じて、図示しない制御部がポンプ１０２やヒーター１０３の動作を制御し、抽出に用いる熱水の温度や供給速度、量等の抽出条件をカートリッジ１０５の内容物に適したものとするようにしている。また、これに加えて又はこれに代えて、バーコード記号１０７が示す情報に基づき、抽出される飲料の種類等をユーザにわかるように表示する等も考えられる。

ところで、飲料抽出装置１００において、バーコードリーダ１は、バーコード記号１０７を正確に読み取るために、カートリッジ１０５の近傍に設ける必要がある。従って、飲料の抽出時には、カートリッジ１０５内部に注入された熱水による熱や、カートリッジ１０５から漏れ出す水蒸気や湯気による湿気、さらには飲料注出口１０６から注ぎ出される熱い飲料による熱や湯気に曝されることになる。
一方、飲料抽出時でない装置の不使用時には、飲料抽出装置１００内部の温度が低下する。この急激な温度差（約８０℃〜２０℃）によって、ケース内空気の結露が生じることは避けがたい。

そこで、本実施形態のバーコードリーダ１では、外ケースを設けたことにより、内ケースが直接大量の湯気に曝されることがなくなるため、まず内ケースの内部に水蒸気が浸入し難い状態にし、カメラユニット１２を始めとする回路を水分から護ることができる。

なお、バーコードリーダ１においては、内ケースを形成するケース底１０の下面や中ケース２０の側面、およびケース底１０と中ケース２０との境界は外部に露出している。
しかし、ケース基材は透水性がないため、境界以外の部分から水蒸気が侵入することは考えにくく、また、境界部分についても、上述した耐熱性ＡＢＳ樹脂７２により、低コストでも強固な密閉性を得ることができる。
主に問題となるのは、透光部を設けるためのプラスチックマスク２７と中ケース２０との接合部である。従って、上側ケース３０により少なくともこの部分を覆っていれば、外ケースとしての役割を十分に果たすことができる。

また、外ケースを設けたことにより、バーコードリーダ１の容積が増加するので、その分だけ内部の温度の変化を緩和でき、この点でも結露のリスクを低減することができる。また、内ケース５０から見て、主たる熱源となるカートリッジ１０５の側に外ケースを配置しているため、外ケースにより熱を遮断し、内ケース５０の加熱を外ケースによって効果的に防止することができる。

また、外ケースについては、内ケースよりも密封性の低い物としているため、外ケースの内部に多少の水蒸気が侵入することは考えられる。さらに、外ケースの内側に結露することも考えられる。しかし、その低い密閉性のため、外ケースにおいては、内部の空気層と外気との間で換気が可能であり、内側に結露が生じたとしても、時間が経てば水滴が蒸発して自然に結露が解消する。そして、外ケースと内ケースの間には特に保護すべき部材はないため、一時的な結露は特に問題とならない。

従って、バーコードリーダ１においては、密封性の高い内ケースと、それより密封性の低い外ケースとを併用することにより、最も深刻な問題である、内ケースの内側への結露が解消できないという事態を、効果的に防止することができる。
なお、外ケースについても、あまり密封性が低いと、頻繁に内側での結露が生じ、好ましくないため、内ケースと外ケースが接する部分の一部のみで通気性を有するようにし、残りの部分では耐熱性ＡＢＳ樹脂７２を用いて密封性を確保している。

しかし、この密封性もさほど要求を厳しくしなくてもよいため、外ケースと内ケースとの固定はケース自体の弾性と勘合により行えば足り、部品点数や組み立て工数を削減してコストダウンを図ることができる。
また、勘合部の勘合孔や、勘合のためケースが若干不規則な変形をする箇所は、一般に密着性が弱くなりがちであるので、この部分を利用して通気性を確保すると、勘合部の密着性を強化した上でわざわざ別途通気部を設けるような無駄な労力を削減し、一層のコストダウンを図ることができる。

また、通気性を有する部分についても、水蒸気を外部に排出できれば足りるので、この部分には防水透湿性部材を設けることが好ましい。このようにすれば、水蒸気の透過性は維持しつつ、湯気のような液状の水が浸入することを防止し、外ケースの内部に結露が生じる頻度も必要最低限に抑えることができる。

また、飲料抽出装置１００にバーコードリーダ１を配置する際に、図５に矢印Ａで示すように、通気性を有する部分を、熱水や飲料の流路（図５の例では流路１０４、カートリッジ１０５、飲料注出口１０６及びカップ１１０）と対向しないような配置とすれば、外ケースの内部に必要以上に水蒸気が侵入することを防止し、この点でも外ケースの内部に結露が生じる頻度を必要最低限に抑えることができる。

なお、内ケース外ケース共に、サイズはバーコードリーダ１の配置位置の容積や、カメラユニット１２における光学系の焦点距離（カメラユニット１２とバーコード１０７との距離の適正値）等を考慮してサイズを定めればよく、サイズに特に制限はない。

以上で実施形態の説明を終了するが、装置の構成や材質、各部材の配置等は上述の実施形態で説明したものに限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
光学的情報読取装置が読み取る情報についても、バーコードだけでなく、ＱＲコード等の他のコード情報や、あるいは文字による情報であってもよい。
光学的情報読取装置の用途についても、飲料注出装置での使用に特に適した構成となっているものの、それ以外の用途に用いることを妨げるものではない。

以上の説明から明らかなように、この発明の光学的情報読取装置及び飲料抽出装置によれば、熱水を用いて飲料を抽出する飲料抽出装置において、飲料の原料を格納したカートリッジの表面に付した情報を、安価かつ信頼性高く読み取ることができる。従って、安価で信頼性の高い光学的情報読取装置及び飲料注出装置を提供することができる。

この発明の光学的情報読取装置の実施形態であるバーコードリーダの構成を示す分解斜視図である。 そのバーコードリーダを組み立てた状態を示す側面図である。 同じく組み立てた状態の３−３線における断面図である。 バーコードリーダにおけるケースの接触面の構造について説明するための模式的な拡大断面図である。 この発明の飲料抽出装置の実施形態の構成を示す模式図である。

符号の説明

１：バーコードリーダ、１０：ケース底、１１：カメラ保持部、１２：カメラモジュール、１３：回路基板、１４：ＦＦＣ、１５：ねじ孔、２０：中ケース、２１：突起部、２２：カメラ収納部、２３：突起部、２５：ねじ孔、２６：透孔、２７：プラスチックマスク、２８：ツバ部、３０：上側ケース、３１：勘合孔、３２：プラスチックマスク、３３：防水透湿性部材、３４：突起部、４０：ねじ、４１：ラベル、５０：内ケース、５１：空気層、７１：基材、７２：耐熱性ＡＢＳ樹脂、１００：飲料抽出装置、１０１：タンク、１０２：ポンプ、１０３：ヒーター、１０４：流路、１０５：カートリッジ、１０６：飲料注出口、１０７：バーコード記号、１１０：カップ

Claims (6)

1. 光反射率が周囲と異なる記号又は文字により示される情報を読み取る光学的情報読取装置であって、
   撮像手段と、
   該撮像手段を密封した状態で保持し、透光部を有する内ケースと、
   該内ケースのうち少なくとも前記透光部の部分を覆い、透光部を有し、かつ前記内ケースより密封性の低い外ケースとを有し、
   前記撮像手段は、前記内ケース及び前記外ケースの透光部を通して読取り対象物に付された前記情報の画像を撮像する手段であり、
   前記外ケースの透光部と前記内ケースの透光部との間に空気層を有することを特徴とすることを特徴とする光学的情報読取装置。
2. 請求項１に記載の光学的情報読取装置であって、
   前記外ケースは、前記内ケースに固定されており、
   前記内ケースと前記外ケースとが接する部分の一部は前記空気層への通気性を有し、残りの部分では前記内ケースと前記外ケースとが密着していることを特徴とする光学的情報読取装置。
3. 請求項２に記載の光学的情報読取装置であって、
   前記外ケースは、前記内ケースに勘合により固定されており、
   前記内ケース及び前記外ケースのそれぞれについて、互いと接する面のうち勘合部以外の部分では樹脂を設けることにより密着性が確保されている一方、前記勘合部は前記空気層への通気性を有することを特徴とする光学的情報読取装置。
4. 請求項２又は３に記載の光学的情報読取装置であって、
   前記通気性を有する箇所に、防水透湿性部材を設けたことを特徴とする光学的情報読取装置。
5. 原料を格納した着脱可能なカートリッジに熱水を注いで飲料を抽出し、飲料容器に注ぐ飲料抽出装置であって、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置を、前記カートリッジと対向する位置に有し、
   前記カートリッジ上に光反射率が周囲と異なる記号又は文字により示される、該カートリッジの内容物に関する情報を、前記光学的情報読取装置で読み取って、その読み取った情報の内容に応じて当該飲料抽出装置の動作を制御する制御手段を有することを特徴とする飲料抽出装置。
6. 原料を格納した着脱可能なカートリッジに熱水を注いで飲料を抽出し、飲料容器に注ぐ飲料抽出装置であって、
   請求項２乃至４のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置を、前記カートリッジと対向する位置に、前記空気層への通気性を有する部分が前記熱水及び飲料の流路と対向しないように設け、
   前記カートリッジ上に光反射率が周囲と異なる記号又は文字により示される、該カートリッジの内容物に関する情報を、前記光学的情報読取装置で読み取って、その読み取った情報の内容に応じて当該飲料抽出装置の動作を制御する制御手段を有することを特徴とする飲料抽出装置。

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