JP-2026077940-A - 光学情報読取システムおよび光学情報読取装置

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Abstract

【課題】筐体を小型化しながら、拡散照明による広範囲の照明を可能にし、しかも、拡散照明では読取が困難なワークであっても読取可能にして様々なワークへの対応範囲を拡大させる。【解決手段】固定式の光学情報読取装置は、第１の照明グループを構成する複数の発光素子の前方に位置付けられる複数の第２レンズと、第２の照明グループの前方に位置付けられる拡散板と、複数の第１レンズの前方に位置付けられる偏光板と、複数の第２レンズの前方に位置付けられる透光板と、を備えている。筐体の前面には、カメラ、拡散板、偏光板および透光板が設けられている。正面視において、筐体の前面の中心よりも上方には、カメラ、偏光板および透光板が設けられている。正面視において、カメラ、偏光板および透光板よりも下方に拡散板が設けられている。【選択図】図３

Inventors

田近太一
坂田亮

Assignees

株式会社キーエンス

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20260306

Claims (19)

正面視において、左右方向の長さよりも上下方向の長さの方が長い筐体と、前記筐体内に設けられ、コードが付与されたワークを撮影し、コードを含むコード画像を取得するカメラと、前記筐体内に設けられた、第１の照明グループを構成する複数の発光素子と、前記筐体内に設けられた、第２の照明グループを構成する複数の発光素子と、前記筐体内に設けられた、第３の照明グループを構成する複数の発光素子と、前記第３の照明グループを構成する複数の発光素子の前方に位置付けられる複数の第１レンズと、前記第１の照明グループを構成する複数の発光素子の前方に位置付けられる複数の第２レンズと、前記第２の照明グループの前方に位置付けられる拡散板と、前記複数の第１レンズの前方に位置付けられる偏光板と、前記複数の第２レンズの前方に位置付けられる透光板と、を備え、前記筐体の前面には、前記カメラ、前記拡散板、前記偏光板および前記透光板が設けられ、前記正面視において、前記筐体の前記前面の中心よりも上方には、前記カメラ、前記偏光板および前記透光板が設けられており、前記正面視において、前記カメラ、前記偏光板および前記透光板よりも下方に前記拡散板が設けられている固定式の光学情報読取装置。
請求項１に記載の光学情報読取装置であって、前記正面視において、前記透光板と前記偏光板とは、前記上下方向に並べて配置されている光学情報読取装置。
請求項２に記載の光学情報読取装置であって、前記正面視において、前記透光板は、前記偏光板に対して、前記上下方向の上方に配置され、前記筐体の前記上下方向において、前記カメラは、前記透光板と前記拡散板との間に配置されている光学情報読取装置。
請求項２に記載の光学情報読取装置であって、前記正面視において、前記偏光板は、前記透光板に対して、前記上下方向の上方に配置され、前記筐体の前記上下方向において、前記カメラは、前記偏光板と前記拡散板との間に配置されている光学情報読取装置。
請求項１から４のいずれか一項に記載の光学情報読取装置であって、前記第１の照明グループを構成する複数の発光素子と、前記第２の照明グループを構成する複数の発光素子と、前記第３の照明グループを構成する複数の発光素子と、が実装された照明基板をさらに備え、前記照明基板には、前記カメラが貫通するための開口部が設けられている光学情報読取装置。
請求項１から５のいずれか一項に記載の光学情報読取装置であって、前記正面視において、前記拡散板は、前記透光板と前記偏光板と前記カメラとに対して、前記筐体の上下方向の下方に配置され、前記筐体の後面、下面、右側面および左側面と隣接して設けられ、電源用コネクタおよび通信用コネクタを有する回転コネクタをさらに備え、前記回転コネクタは、前記電源用コネクタおよび前記通信用コネクタが前記筐体の前記下面よりも下方に突出した第１回転状態と、前記電源用コネクタおよび前記通信用コネクタが前記筐体の前記後面よりも後方に突出した第２回転状態とに切り替えられる光学情報読取装置。
請求項１から６のいずれか一項に記載の光学情報読取装置であって、前記正面視において、前記筐体の前記前面の前記中心よりも上方に、前記カメラの視野を示す光を照射するエイマーがさらに設けられている光学情報読取装置。
請求項７に記載の光学情報読取装置であって、前記正面視において、前記カメラよりも上方に、前記エイマーが設けられている光学情報読取装置。
請求項７または８に記載の光学情報読取装置であって、前記正面視において、前記複数の第１レンズ間または前記複数の第２レンズ間に、前記エイマーが設けられている光学情報読取装置。
請求項１から９のいずれか一項に記載の光学情報読取装置であって、前記筐体の上面および後面の境界部分において、前記光学情報読取装置の作動状態を点灯状態によって外部に報知するインジケータが設けられている光学情報読取装置。
請求項１から１０のいずれか一項に記載の光学情報読取装置であって、前記コードは、前記ワークの鏡面に付されており、前記カメラが、前記拡散板から出射された拡散光が前記ワークの前記鏡面で正反射した光を撮影することによって、前記コードの背面部分を、当該コードの他の部分よりも明るく写った画像を取得する光学情報読取装置。
請求項１から１１のいずれか一項に記載の光学情報読取装置であって、前記正面視において、前記筐体の前記前面の前記中心よりも上方には、前記拡散板の一部が設けられている光学情報読取装置。
請求項１から１２のいずれか一項に記載の光学情報読取装置であって、前記第１の照明グループおよび前記第３の照明グループは、それぞれ２つの発光素子で構成され、前記第２の照明グループは、２を超える複数の発光素子で構成されている光学情報読取装置。
請求項１から１３のいずれか一項に記載の光学情報読取装置であって、前記第１の照明グループおよび前記第３の照明グループの方が、前記第２の照明グループに比べて各発光素子のサイズが大きい光学情報読取装置。
請求項１から１４のいずれか一項に記載の光学情報読取装置であって、前記第１の照明グループおよび前記第３の照明グループは、発光素子の色が共通であるとともに、前記第２の照明グループとは発光素子の色が異なる光学情報読取装置。
請求項１５に記載の光学情報読取装置であって、前記第１の照明グループおよび前記第３の照明グループは、発光素子の色が赤色である光学情報読取装置。
請求項１から１６のいずれか一項に記載の光学情報読取装置であって、前記カメラで取得されたコード画像をデコードするプロセッサをさらに備える光学情報読取装置。
請求項１から１７のいずれか一項に記載の光学情報読取装置であって、前記第１の照明グループ、前記第２の照明グループ、および、前記第３の照明グループのいずれか１つから光を照射させるように制御するプロセッサをさらに備える光学情報読取装置。
請求項１８に記載の光学情報読取装置と、当該光学情報読取装置を設定するユーザーインターフェースと、を備える光学情報読取システムであって、前記ユーザーインターフェースは、前記第１の照明グループ、前記第２の照明グループ、および、前記第３の照明グループのいずれか１つから光を照射することによって得られた画像と、当該画像を取得したときに前記第１の照明グループ、前記第２の照明グループ、および、前記第３の照明グループのいずれから光を照射したかを示す照明情報と、を関連づけて表示する光学情報読取システム。

Description

本開示は、ワークに付与されたコードを読み取る固定式の光学情報読取装置に関する。光学情報読取装置には、手で把持して使用される手持ち式のものと、工場のライン等に設置され、固定された状態で使用される固定式のものとがある。固定式の光学情報読取装置については、例えば特許文献１、２に開示されている。特許文献１の光学情報読取装置は、偏光フィルタを介して照明光をワークに照射する第１照明部と、偏光フィルタを介さずに照明光をワークに照射する第２照明部とを備えている。また、特許文献２の光学情報読取装置は、照明部から出射してワークの表面で鏡面反射した光を拡散反射させる拡散反射部材を備えている。特開２０１６－３３７８７号公報特開２０１６－２１８５８８号公報光学情報読取装置の運用時を説明する図である。光学情報読取装置のブロック図である。光学情報読取装置の正面図である。光学情報読取装置をコネクタ側から見た斜視図である。光学情報読取装置を背面側から見た斜視図である。コネクタを回転させた状態を示す斜視図である。光学情報読取装置の内部構造を示す斜視図である。筐体の前面の構造を示す正面図である。拡散板ユニットの正面図である。拡散板ユニットの斜視図である。拡散照明によるコード画像の撮影を模式的に示す図である。コネクタ回転機構を備えていない光学情報読取装置の正面図である。コネクタ回転機構を備えていない光学情報読取装置をコネクタ側から見た斜視図である。コネクタ回転機構を備えていない光学情報読取装置を背面側から見た斜視図である。チューニング実行部によるチューニングの手順の一例を示すフローチャートである。第１ユーザーインターフェース画面の一例を示す図である。第２ユーザーインターフェース画面の一例を示す図である。以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。図１は、本発明の実施形態に係る光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃの運用時、並びに、それら光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ及び設定装置１００を備えた光学情報読取システムＳの運用時を模式的に示す図である。光学情報読取システムＳを構成する光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃの数は特に限定されるものではなく、１台であってもよいし、任意の複数台であってもよい。図１に示す例では、第１光学情報読取装置１Ａ、第２光学情報読取装置１Ｂ、第３光学情報読取装置１Ｃの３台の光学情報読取装置を備えている。設定装置１００は、汎用あるいは専用の電子計算機や携帯型端末等を利用することができ、液晶ディスプレイ等からなる表示器１０１、キーボード１０２、マウス１０３、通信部１０４、制御部１０５及び記憶部１０６を備えている。キーボード１０２及びマウス１０３は、設定装置１００をユーザが操作するための操作機器である。キーボード１０２及びマウス１０３を操作することで、任意の数字等の入力が可能になるとともに、各種設定等を行うことができる。通信部１０４は、ネットワークＮに接続され、第１～第３光学情報読取装置１Ａ～１Ｃと相互に通信可能に構成されている。記憶部１０６には、光学情報読取システムＳの動作プログラム、撮像条件、読取条件、コード画像、読取結果等が記憶される。図１に示す例では、複数のワークＷが搬送用ベルトコンベアＢの上面に載置された状態で図１における矢印Ｙの方向へ搬送されている。ワークＷは、例えば荷物、商品、各種部品、電気製品、電子機器等の物品であり、ベルトコンベアＢの送り方向について最上流ではワークＷに対して第１工程が行われ、中間部では同ワークＷに対して第２工程が行われ、最下流では同ワークＷに対して第３工程が行われるようになっている。各工程では、例えば印刷、貼付、部品等の取付作業、各種加工、塗装、調整等が行われる。第１工程でベルトコンベアＢ上に置かれているワークＷから上方へ離れた所に、第１光学情報読取装置１Ａが設置されている。第１光学情報読取装置１Ａは、ワークＷに付与されているコードを撮影し、撮影により取得されたコード画像に含まれるコードをデコード処理して各種情報（文字列データ）を読み取ることができるように構成されたコードリーダである。また、第２工程でベルトコンベアＢ上に置かれているワークＷから上方へ離れた所に、第２光学情報読取装置１Ｂが設置され、さらに、第３工程でベルトコンベアＢ上に置かれているワークＷから上方へ離れた所に、第３光学情報読取装置１Ｃが設置されている。図１に示す例では、第１～第３光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃが定置式（固定式）の場合である。この定置式の第１～第３光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃの運用時には、第１～第３光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃが動かないようにブラケット等（図示せず）に固定して使用する。尚、定置式の第１～第３光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃをロボット（図示せず）が把持した状態で使用してもよい。また、静止状態にあるワークＷのコードを第１～第３光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃによって読み取るようにしてもよい。定置式の第１～第３光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃの運用時とは、搬送用ベルトコンベアＢによって搬送されるワークＷのコードを順に読み取る動作を行っている時である。第１～第３工程を同一のベルトコンベアＢ上で行ってもよいし、一部の工程を別のベルトコンベア（図示せず）上で行ってもよいし、全ての工程を異なるベルトコンベア上で行ってもよい。ベルトコンベアＢ以外の搬送装置（図示せず）でワークＷを搬送してもよい。第１～第３工程は同一工場内で行ってもよいし、異なる工場内で行ってもよい。工程の数は３つに限られるものではなく、１つの工程のみであってもよい。また、上記工程は、ワークＷを単に搬送する搬送工程であってもよい。各ワークＷの外面の一部には上方から撮像可能な位置にコードが付与されている。コードには、バーコード及び二次元コードの両方が含まれる。二次元コードとしては、たとえば、ＱＲコード（登録商標）、マイクロＱＲコード、データマトリクス（Ｄａｔａｍａｔｒｉｘ；Ｄａｔａｃｏｄｅ）、ベリコード（Ｖｅｒｉｃｏｄｅ）、アズテックコード（Ａｚｔｅｃｃｏｄｅ）、ＰＤＦ４１７、マキシコード（Ｍａｘｉｃｏｄｅ）などがある。二次元コードにはスタック型とマトリクス型があるが、本実施形態はいずれの二次元コードに対しても適用できる。コードは、ワークＷに直接印刷あるいは刻印することによって付与してもよいし、ラベルに印刷した後にワークＷに貼付することによって付与してもよく、その手段、方法は問わない。（読取開始トリガ信号）第１～第３光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）１３０に信号線１３０ａによって有線接続されているが、これに限らず、第１～第３光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、及びＰＬＣ１３０に通信モジュールを内蔵し、第１～第３光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃと、ＰＬＣ１３０とを無線接続するようにしてもよい。ＰＬＣ１３０は、搬送用ベルトコンベアＢ及び第１～第３光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃをシーケンス制御するための制御装置であり、汎用のＰＬＣを利用することができる。第１～第３光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、その運用時において、ＰＬＣ１３０から信号線１３０ａを介して、コード読取の開始タイミングを規定する読取開始トリガ信号をそれぞれ受信する。そして、第１～第３光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、この読取開始トリガ信号に基づいてコード画像の取得及びデコード処理を行う。その後、読取結果は、信号線１３０ａを介してＰＬＣ１３０へ送信される。このように、第１～第３光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃの運用時には、第１～第３光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１ＣとＰＬＣ１３０等の外部制御装置との間で、信号線１３０ａを介して読取開始トリガ信号の入力とデコード結果の出力が繰り返し行われる。なお、読取開始トリガ信号の入力や読取結果の出力は、上述したように、光学情報読取装置１とＰＬＣ１３０との間の信号線１３０ａを介して行ってもよいし、それ以外の図示しない信号線を介して行ってもよい。例えば、ワークＷの到着を検知するためのセンサと第１～第３光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃとを直接的に接続し、そのセンサから第１～第３光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃへ読取開始トリガ信号を入力するようにしてもよい。（光学情報読取装置の構成）第１～第３光学情報読取装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃは同じものである。以下、第１光学情報読取装置１Ａの構成について説明する。図２は、第１光学情報読取装置１Ａのブロック図であり、また図３～６は第１光学情報読取装置１Ａの外観を示す図である。第１光学情報読取装置１Ａは、筐体２と、照明部４及びカメラ５と、プロセッサ２０とを備えている。照明部４は、ワークＷを照明する部分であり、また、カメラ５は、コードが付与されたワークＷを照明部４によって照明された状態で撮影し、コードを含むコード画像を取得する部分である。プロセッサ２０のデコード部２２は、カメラ５で取得されたコード画像をデコードするデコード手段の一例である。この実施形態の説明では、図３～図６に示すように光学情報読取装置１の上下、左右、前後をそれぞれ定義するが、これは説明の便宜を図るためだけであり、光学情報読取装置１の使用時における向きを限定するものではない。すなわち、図１に示すように、光学情報読取装置１Ａの前面（正面）が下に向き、後面（背面）が上に向くように設置して使用すること、光学情報読取装置１Ａの前面が上に向くように設置して使用すること、あるいは光学情報読取装置１Ａの前面が傾斜した状態となるように設置して使用すること等が可能である。また、光学情報読取装置１Ａの左右方向は幅方向と呼ぶこともできる。図３～図６に示すように、筐体２は、上下方向に長い略矩形箱状をなしており、前面２ａ、後面２ｂ、左側面２ｃ、右側面２ｄ、上面２ｅ、下面２ｆを少なくとも有している。図３に示す正面視において、筐体２の前面２ａの左右方向中央部を上下方向に延びる直線である第１仮想線Ｌ１と、筐体２の前面２ａの上下方向中央部を左右方向に延びる直線である第２仮想線Ｌ２とを想定した時、第１仮想線Ｌ１と第２仮想線Ｌ２との交点は、筐体２の前面２ａの中心Ｃとなる。第１仮想線Ｌ１と第２仮想線Ｌ２とは直交する。図７にも示しているカメラ５は筐体２内に設けられている。図２に示すように、カメラ５は、照明部４によって照明されているコードを撮像する撮像素子５ａと、レンズ等を有する光学系５ｂと、ＡＦモジュール（オートフォーカスモジュール）５ｃとを備えている。光学系５ｂには、ワークＷのコードが付与された部分から反射した光が入射するようになっている。撮像素子５ａは、光学系５ｂを通して得られたコードの画像を電気信号に変換するＣＣＤ(charge-coupled device)やＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）等の受光素子からなるイメージセンサである。撮像素子５ａはプロセッサ２０に接続されていて、撮像素子５ａによって変換された電気信号は、プロセッサ２０に入力される。また、ＡＦモジュール５ｃは、光学系５ｂを構成するレンズのうち、合焦用レンズの位置や屈折率を変更することによってピント合わせを行う機構である。ＡＦモジュール５ｃもプロセッサ２０に接続され、プロセッサ２０により制御される。カメラ５は筐体２内に収容された状態で、当該筐体２に対して固定されている。カメラ５の光学系５ｂは、筐体２の前面２ａに形成された撮影窓２ｇ（図３等に示す）から外部を臨むように配設されている。光学系５ｂの光軸Ｘ１は筐体２の前後方向に延びている。正面視において