光学的情報読取装置及びその制御方法
【課題】光学的情報読取装置においてＲＳ２３２ＣとＵＳＢインターフェイスとを共に用いて接続のつなぎ換え等をせずに用いることができるようにすること。
【解決手段】光学的情報読取装置１０とＰＬＣ５０，ＰＣ５１とをケーブル２０によって接続する。ケーブル２０はＲＳ２３２Ｃ及びＵＳＢ用の芯線を含む複合ケーブル２１とＲＳ２３２Ｃ用のケーブル２２，ＵＳＢ用のケーブル２３及びこれらを分岐する分岐部２４から成る。ケーブル２２は通常モードにおいて入出力やデコード信号の出力に用い、ケーブル２３は画像データのみを出力する画像出力モードと物体有無の検知、デコード信号及び画像信号を出力するＵＳＢ通信優先モードにおいて用いる。
【解決手段】光学的情報読取装置１０とＰＬＣ５０，ＰＣ５１とをケーブル２０によって接続する。ケーブル２０はＲＳ２３２Ｃ及びＵＳＢ用の芯線を含む複合ケーブル２１とＲＳ２３２Ｃ用のケーブル２２，ＵＳＢ用のケーブル２３及びこれらを分岐する分岐部２４から成る。ケーブル２２は通常モードにおいて入出力やデコード信号の出力に用い、ケーブル２３は画像データのみを出力する画像出力モードと物体有無の検知、デコード信号及び画像信号を出力するＵＳＢ通信優先モードにおいて用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２次元コード等を光学的に読み取る光学的情報読取装置に係り、特に２次元撮像素子を用いた光学的情報読取装置の外部インターフェイスの構造及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体の搬送ラインの傍らに光学的情報読取装置を配置し、搬送ラインに沿って移動する物体の表面に貼り付けられ、あるいは印字、刻印されたＱＲコード等の２次元コードやバーコードを読み取り、読み取った２次元コード等によって移動している物体を識別することはよく知られている。このような光学的情報読取装置として、２次元コード等を撮像する撮像部、撮像部からの電圧信号にアナログ処理やデジタル処理等を施し２次元コード等を解読する信号処理部を含む制御部、制御部の処理結果を外部へ出力するインターフェイス（以下、ＩＦという）等を有し、各部を構成する部品を筐体内に収納して構成したものがある（特許文献１）。
【０００３】
光学的情報読取装置と外部機器との接続ケーブルとして従来からＲＳ２３２Ｃシリアル通信用のケーブルが用いられている。ＲＳ２３２Ｃケーブルにはコマンドやデコード結果をシリアルで伝送する端子の他に入力端子及び出力端子を含めている。ＲＳ２３２Ｃケーブルによる通信は信頼性が高く、ノイズ等に対する耐性が比較的高い傾向がある。一方パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）の普及に伴い、ＵＳＢ通信が高速通信の手段として広く用いられている。ＵＳＢ通信はＲＳ２３２Ｃ通信に比べ高速であるが、耐ノイズ性が劣っている。
【０００４】
従来の光学的情報読取装置のインターフェイスは前述したＲＳ２３２Ｃ通信とＵＳＢ通信のどちらか一方のインターフェイス仕様のものや、又ＲＳ２３２ＣとＵＳＢとが１つのコネクタに集約され、中継ボックスを介して分離するようにしたもの、更に光学的情報読取装置の背面にＲＳ２３２Ｃ用及びＵＳＢ用の２つのコネクタが接続可能なものがある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３３４６５号公報
【特許文献２】特開２００４−１６４５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
いずれかのインターフェイスのみを用いた光学的情報読取装置の場合には、信頼性を保持するためＲＳ２３２Ｃ通信とするか、高速性を確保するためＵＳＢ通信とするかを択一的に選択する必要があった。又１つのコネクタに集約した光学的情報読取装置については、光学的情報読取装置と独立の中継ボックスで分割する必要があり、信号品質劣化の他、複数ケーブルからの信号の衝突を避けるため、中継ボックスに接続するケーブルを接続先に応じてつなぎ換えが必要となったり、大型化するという欠点があった。更に複数のコネクタを本体に直接接続可能な光学的情報読取装置の場合には、小型化しつつ防水性能や防塵性能を確保することが難しく、製造コストも高くなるという欠点があった。また、従来の複数の外部通信インターフェイスを持つ光学的情報読取装置は、複数のインターフェイスからの制御指示に対する異常動作を避けるため、どちらか一方に優先権を与えて通信を行うこととなり、用途に応じて他方のケーブルを用いて同時に通信する等の選択ができなかった。
【０００７】
本発明は従来の問題点に着目してなされたもので、ＲＳ２３２ＣとＵＳＢケーブルとを一体化した光学的情報読取装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するために、本発明の光学的情報読取装置は、読取対象を撮像する２次元撮像素子を有する撮像部と、前記撮像部からの信号を処理する主制御部と、複数の通信モードを管理する通信モード管理部と、ＵＳＢ通信処理を行うＵＳＢ通信部と、ＲＳ２３２Ｃ通信処理を行うＲＳ２３２Ｃ通信部と、前記通信モード管理部で選択された通信モードに従い、前記ＵＳＢ通信部及びＲＳ２３２Ｃ通信部を介してコマンドを受信しデータを転送する通信プロトコル制御部と、前記ＵＳＢ通信部及びＲＳ２３２Ｃ通信部に接続される通信ケーブルと、を具備し、前記通信ケーブルは、前記ＲＳ２３２Ｃ通信部及びＵＳＢ通信部に接続され、ＲＳ２３２Ｃ用及びＵＳＢ用の信号線を含む複合ケーブルと、ＲＳ２３２Ｃ用ケーブルと、ＵＳＢ用ケーブルと、前記複合ケーブルを前記ＲＳ２３２Ｃ用ケーブル及びＵＳＢ用ケーブルとに分岐する分岐部と、を有するものである。
これにより、低コストで信頼性の高い信号（例えば、ＲＳ２３２Ｃ、ＩＯ）と高速信号（ＵＳＢ等）を用途に応じて独立に稼動・非稼動させることが可能となる。
【０００９】
ここで前記ＵＳＢ通信部は、前記主制御部と共にメイン基板上に、前記ＲＳ２３２Ｃ通信部は、当該メイン基板とは異なるＩ／Ｏ基板上に配置され、前記ＵＳＢ用ケーブルからの信号は前記メイン基板上のコネクタを介して当該メイン基板に直接接続され、前記ＲＳ２３２Ｃケーブルからの信号は前記Ｉ／Ｏ基板を介して前記メイン基板に接続されるようにしてもよい。
【００１０】
ここで前記ＵＳＢ通信部は、画像データの出力に用いるようにしてもよい。
【００１１】
ここで前記通信モード管理部により管理される通信モードは、前記ＲＳ２３２Ｃ通信部、及び前記通信ケーブルのうち複合ケーブル及びＲＳ２３２Ｃケーブルを用いる通常モードと、前記ＲＳ２３２Ｃ通信部、ＵＳＢ通信部、及び前記通信ケーブルのうち前記複合ケーブル、ＲＳ２３２Ｃ用ケーブル、及びＵＳＢ用ケーブルを用いるＵＳＢ画像出力モードと、前記ＵＳＢ通信部、及び前記通信ケーブルのうち前記複合ケーブルとＵＳＢ用ケーブルを用いるＵＳＢ通信優先モードと、を有するようにしてもよい。
【００１２】
ここで通信プロトコル制御部は、前記通常モードにおいてＲＳ２３２Ｃ通信部を通じてコマンドを受信し、読取データを伝送するよう制御し、前記ＵＳＢ画像出力モードにおいてＲＳ２３２Ｃ通信部を通じてコマンドを受信し、読取データを伝送すると共に、前記ＵＳＢ通信部を通じて画像データを転送するよう制御し、前記ＵＳＢ通信優先モードにおいて前記ＵＳＢ通信部を通じてコマンドを受信し、読取データ及び画像データを転送するよう制御するようにしてもよい。
【００１３】
ここで前記通信ケーブルの複合ケーブルは、ＵＳＢ通信用の芯線を含む内部シールドと、前記内部シールド及び前記ＲＳ２３２Ｃ用の芯線を含む外部シールドとを含むものとしてもよい。
【００１４】
ここで前記光学的情報読取装置は、前記ＵＳＢケーブルとＲＳ２３２Ｃケーブルとを連結する結束部と、前記ＵＳＢケーブルのコネクタ端部を覆うＵＳＢカバーとを更に有するようにしてもよい。
【００１５】
この課題を解決するために、本発明の光学的情報読取装置の制御方法は、前記ＲＳ２３２Ｃ通信部のみを用いる通常モードと、ＵＳＢ通信部のみを用いるＵＳＢ通信優先モードと、画像出力にのみＵＳＢ通信部を用いるＵＳＢ画像出力モードと、を有し、コマンドを受信したときに送信した上位機器を判別し、前記通常モード又は前記ＵＳＢ画像出力モードにおいてＲＳ２３２Ｃ通信部を通じてコマンドを受信し、ＵＳＢ通信優先モードにおいてＵＳＢ通信部を通じてコマンドを受信し、送信データがあれば送信データがデコード結果か画像データかを判別し、送信データがデコード結果であれば前記通常モード又は前記ＵＳＢ画像出力モードにおいてＲＳ２３２Ｃ通信部を通じてデコード結果を転送し、送信データが画像データであれば前記ＵＳＢ通信優先モード又はＵＳＢ画像出力モードのときにＵＳＢ通信部により画像データを転送するものである。
【発明の効果】
【００１６】
このような特徴を有する本発明によれば、ＲＳ２３２Ｃ及びＵＳＢを複合した通信ケーブルを用い、分岐部でこれらを分岐しているため、夫々に上位ホストとＵＳＢホストとを同時に接続しておくことができる。従ってコネクタのつなぎ換えや中継ボックスが不要で耐ノイズ性が向上する。そして通常モードを切換えることにより上位ホスト又はＵＳＢホストからコマンドを送出したりデコード結果を受信することができ、ＵＳＢケーブルを通じて撮像部からの画像を高速に受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の実施の形態による２次元素子を有するコードリーダの使用状態を示す斜視図である。
【図２】図２は本実施の形態によるコードリーダの構成を示すブロック図である。
【図３】図３は本実施の形態によるコードリーダの通信ケーブルの分岐部以降を示す斜視図である。
【図４】図４は本実施の形態による通信ケーブルのコードリーダ側の詳細を示す図である。
【図５】図５は本実施の形態によるコードリーダの斜視図である。
【図６】図６は本実施の形態によるコードリーダのブロック図である。
【図７】図７は本実施の形態によるコードリーダの内部構成を示す断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは本実施の形態によるケーブル２１，２２の断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは本実施の形態によるケーブル２３の断面図である。
【図９】図９は本実施の形態による通信ケーブル２０の内部構造を示す図である。
【図１０】図１０は本実施の形態による通信モードとその制御状態を示す図である。
【図１１】図１１は本実施の形態による通信モードの状態遷移図である。
【図１２】図１２は本実施の形態による信号を受信した際の動作を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は本実施の形態による信号を送信する際の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は本発明の実施の形態による２次元撮像素子を有するコードリーダの使用状態を示す斜視図であり、図２はその構成を示すブロック図である。図２に示すように本実施の形態によるコードリーダ１０は、撮像部１１、後述するメイン基板上に主制御部１２、メモリ１３、通信プロトコル制御部１４、通信モード管理部１５、ＲＳ２３２Ｃ通信部１６、ＵＳＢ通信部１７、後述するＩＯ基板上にＲＳ２３２Ｃドライバ１８が設けられている。撮像部１１はＣＭＯＳ、ＣＣＤイメージセンサ等の２次元撮像素子を含んでおり、２次元コード等を撮像するものである。主制御部１２はコマンドに応じて撮像信号をメモリ１３に一旦保持し、２次元コード等をデコードし、その結果を出力するといったようにコードリーダの全般的な制御を司るものである。又通信プロトコル制御部１４はＲＳ２３２Ｃ通信部１６及びＵＳＢ通信部１７のいずれからコマンドを受信したか判断し、ＲＳ２３２Ｃ通信とＵＳＢ通信のプロトコルを制御するものである。通信モード管理部１５は３つの通信モード、即ち本実施の形態では通常モード、ＵＳＢ画像出力モード、及びＵＳＢ通信優先モードを管理するものである。ＲＳ２３２Ｃ通信部１６及びＵＳＢ通信部１７は夫々ＲＳ２３２Ｃ通信処理、ＵＳＢ通信処理を行うもので、ＲＳ２３２Ｃ通信部１６は、ＲＳ２３２Ｃの電圧変換用ＩＣを有するＲＳ２３２Ｃドライバ１８等を経由して、ＵＳＢ通信部１６はＩＯ基板上の素子を介さずに、通信ケーブル２０に接続されている。
【００１９】
このコードリーダ１０は図１に示すように搬送ライン４０に沿って移動する物体４１の側面に貼り付けられたり印字や刻印されているバーコードや２次元コードを読取るものである。図１に示すようにコードリーダ１０は通信ケーブル２０を介して上位ホスト機器、ここではプログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣという）５０及びＵＳＢホスト、ここではパーソナルコンピュータ（ＰＣ）５１に接続される。
【００２０】
次に通信ケーブル２０の詳細について説明する。通信ケーブル２０は図１，図３に示すようにケーブル２１とケーブル２２，２３とが分岐部２４で接続された構造となっている。ケーブル２１はコードリーダ１０に接続され、ＲＳ２３２ＣとＵＳＢの信号を伝送する複合ケーブルであって、１５芯のケーブルを用いる。又ケーブル２２は上位ホスト機器であるＰＬＣ５０に接続されるＲＳ２３２Ｃ用のケーブルであって、少なくとも１２芯のケーブルを用いるが、１５芯のケーブルをそのまま用いるようにしてもよい。又ケーブル２３はＵＳＢホストであるＰＣ５１に接続されるＵＳＢ用のケーブルであって、４芯ケーブルを用いる。ここではケーブル２１，２２を同一のケーブルとして説明する。
【００２１】
図４はケーブル２１のコードリーダ１０に接続される端部を示している。ケーブル２１の端部にはコードリーダに取付けられる際のケーブルブッシュ２５を有し、その端部にコネクタを有している。ケーブル２１の端部にはコードリーダ１０のＩＯ基板に接続されるＲＳ２３２Ｃ（シリアル、Ｉ／Ｏ）用コネクタ３１，メイン基板に接続されるＵＳＢ用コネクタ８２を有している。コネクタ３１、３２は夫々１０芯、３芯のコネクタである。コネクタ８２の芯線はコードリーダ内でノイズ耐性を向上させるためのフェライトコア８３を貫通させている。そしてＵＳＢ用の２本の信号線端子をツイストペアとし、作動インピーダンスをＵＳＢ規格に準拠することによって信号品質を改善している。更にケーブル２１にはコネクタを介することなくメイン基板上の電源端子に直接接続される芯線８４，３５及びドレインワイヤ３６を有し、これらの芯線がケーブル２１に含まれている。このようにコネクタを分離することによって、ＵＳＢ信号はコードリーダ１０内部のメイン基板上のＵＳＢコントローラやＣＰＵに最短で接続し、信号品質（インピーダンスマッチング）を配慮するような配置にすることも可能となる。
【００２２】
例えば図５はコードリーダの斜視図、図６は、コードリーダ内のメイン基板とサブ基板との関係を示すブロック図、図７はコードリーダの内部構成を示す断面図である。これらの図に示すように本実施の形態のコードリーダ１０は、筐体の小型化を考慮して、メイン基板７０とＩ／Ｏ基板８１等のサブ基板８０を分離して構成されている。サブ基板８０は、Ｉ／Ｏ基板８１、電源基板８２、結合基板８３、表示基板８４、照明基板８５間をフレキシブル基板によって連結した構成を採用することにより、フレキシブル基板部分を折りたたみ可能とし、各素子・基板を筐体へコンパクトに収納することを図っている。
【００２３】
このようなコードリーダにおいて、通信ケーブル２０のコードリーダ側はケースにケーブルブッシュ２５が取付けられ、更にコードリーダ内部ではプリント基板であるＩ／Ｏ基板８１に直接接続されるＲＳ２３２Ｃ（シリアル、Ｉ／Ｏ）用コネクタ３１と別のプリント基板であるメイン基板７０に接続されるＵＳＢ用コネクタ３２が設けられる。メイン基板７０はカメラモジュールからの信号を処理する主制御部や通信プロトコル制御部等の電子回路を実装した基板であり、ＵＳＢ用信号は、メイン基板７０にコネクタ７１を介して直接接続することによって、ノイズ耐性を考慮した最短距離でメイン基板７０上の素子へ接続することができる。一方、ＲＳ２３２Ｃ信号は、小型化を考慮して、メイン基板７０と分離させた機能であるＲＳ２３２Ｃドライバやその他のインターフェース回路を有するＩ／Ｏ基板８１を介して、メイン基板７０へ信号が受け渡される。
【００２４】
分岐部２４で分岐されたケーブル２２，２３の他端には図３に示すように夫々ＲＳ２３２Ｃ用のコネクタ３７、ＵＳＢ用のコネクタ３８が取付けられる。ケーブル２２，２３は着脱自在の結束部２６によって結束できるよう構成され、例えば、ＵＳＢ用のケーブルを使用しないときにはＲＳ２３２Ｃ用のケーブルと結束させ、使用するときには分離させる等の使い勝手を向上させている。又分岐部２４とＵＳＢコネクタ３８の間には一端に開口、他端にコネクタに被せることができる直方体状の凹部を有するＵＳＢカバー２７が移動自在に設けられる。ＵＳＢカバー２７はＵＳＢコネクタ３８を使用しないときにＵＳＢコネクタ３８に被せておくことで防塵・他の機器と絶縁できるようにしたものである。
【００２５】
図８Ａはケーブル２１及び２２の断面図、図８Ｂはケーブル２３の断面図、図９はケーブル２０の全体の構成を示す図である。図８Ａに示すようにケーブル２１，２２は１５芯のケーブルが外部シールド内に含まれた構造となっており、最外周の被覆６１内に外部シールドＡ６２が設けられる。外部シールドＡ６２内にはコネクタ３１の芯線３１−１〜３１−１０及び３４，３５の１２芯の芯線と内部シールドＡ６３が含まれる。内部シールドＡ６３には内側に更に内部シールドＢ６７が設けられ、その内には、コネクタ８２の芯線３２−１〜３２−３までの芯線が含まれる。外部シールドＡ６２と内部シールドＢ６７及びドレインワイヤ３６は互いに電気的に接続されている。このようにＵＳＢ用の芯線を内部シールド内に含めることにより、ＵＳＢ信号とＲＳ２３２Ｃ信号とのクロストークを防止すると共に、ＵＳＢ信号の信号品質を改善させるようにしている。内部シールドに含めない場合には、クロストークは例えば５０〜７０ｍＶ観測されるが、二重シールドとすることによってほぼ０ｍＶとすることができる。
【００２６】
分岐部２４では図９に示すようにこれらの１５芯のうち内部シールドＡ６３に含まれる３本の芯線３２−１〜３２−３を分離し、電源用の芯線３５を分岐している。さて分岐部２４以降のケーブル２２はここでは図８Ａに示す１５芯ケーブルをそのまま用いて内部シールドＡ６３に含まれる芯線は接続せずに実質的に１２芯のケーブルとして用いる。ケーブル２２の端部はＲＳ２３２Ｃ用のコネクタ３７が接続される。
【００２７】
一方分岐部２４以降のＵＳＢ信号用のケーブル２３の断面図を図８Ｂに示す。このケーブル２３は被覆６４に外部シールドＢ６５及び外部シールドＣ６６を包んでおり、外部シールドＣ６６内部に４本の芯線３８−１〜３８−４を有している。これらの芯線はＵＳＢコネクタ３８の端子に接続されている。図９に示す端子３８−５は外部シールドＢ６５及び外部シールドＣ６６に接続されている。
【００２８】
このように本実施の形態では、複合ケーブルを分岐させることによって２つのホスト、即ち上位ホストとＵＳＢホストとを同時に接続できるようにしている。ここで上位ホストはコードリーダに対して制御コマンドを送出し、コード読取開始及び読取結果の信号を取得するものである。又ＵＳＢホストは運用の立ち上げ時や保守時等にコードリーダ１０と接続し、設定やメンテナンスを行う。又コードリーダ１０が画像データをそのまま出力する際に画像データを確認する場合に用いられる。
【００２９】
特に、本発明が適用される本実施の形態のように、ＦＡの搬送ライン４０に導入されるコードリーダは、設置、読み取り設定、運用、メンテナンスという運用方法が考えられる。ここで、コードリーダの設置の際には、ユーザは、コードリーダにとって、どこが検出範囲なのかをポインタ若しくは画像にて確認し、読み取り設定の際には、撮像条件（露光時間、ゲイン、トリガタイミング、出力の設定）等が必要であり、実ワークを設置して撮像条件等を設定することになる。これら、コードリーダ設置、読み取り設定時に画像を確認できると作業が容易となるが、画像データは容量が大きくなるため、高速信号であることが好ましい。また、運用状態で最も必要なデータは読み取りデータ（数バイトから数十バイト）若しくはＯＫ，ＮＧのＩＯ信号であるので通常はＩＯ，ＲＳ２３２Ｃを使用し、メンテナンス時は読み取れなかったワークを確認したり、再設置・設定をおこなうため、高速信号（画像）が必要となる。
【００３０】
このような運用方法においては、本発明のように用途に応じて低コストで信頼性の高い信号（例えば、ＲＳ２３２Ｃ、ＩＯ）と高速信号（ＵＳＢ等）とを簡便に切替えることができることは、大いに有用である。運用中にトラブル等が起こった時に、運用状態を保ったままＵＳＢコネクタ３８を用いて画像データをＰＣ５１に取り込むことによって画像確認をすることができる。また、本実施の形態の通信ケーブル２０は分岐部を樹脂やエラストマ等の成型品で作成しているため、低コストで実現できる。リーダ本体に複数のコネクタを設ける必要がなく、本体の小型化も可能となる。
【００３１】
次に通信モード管理部１５で管理する３つの通信モードについて説明する。図１０はこの通信モードと制御状態を示す図であり、図１１はその状態遷移図である。通常モードは前述した上位ホストの制御下で動作している状態である。この状態ではコマンドは上位ホストからのみ送られ、又読取データや出力データは上位ホストにのみ送られる。このモードでは画像データは出力されない。
【００３２】
ＵＳＢ画像出力モードはこれに加えて、リアルタイムにＵＳＢホストに画像信号を出力するモードである。ＵＳＢ画像出力モードでは上位ホストの制御下にありながらユーザがメンテナンスを容易にできるようにしたものであり、ＵＳＢの高速通信性を生かして通常の運用時に画像データを確認することができる。ＵＳＢ画像出力モードの場合はＵＳＢホストからコマンドを与えた場合にはＵＳＢホストへエラーである旨を報知する。
【００３３】
一方ＵＳＢ通信優先モードは全ての処理はＵＳＢホストのみで行われる。従って上位ホストが接続されていて上位ホストがコマンドを送出した場合、エラーを返し、ＵＳＢホストが制御コマンドを送出したりデコード結果を受信し、画像データも受信する。
【００３４】
次にこの実施の形態によるコードリーダの動作について、特にモード選択を中心にして説明する。図１２はコードリーダ１０が信号を受信する際の動作を示すフローチャートである。尚リセットしたときにはまず通常モードに設定される。本図に示すようにデータを受信すると、通信プロトコル制御部１４はまずステップＳ１１において受信したデータを解析する。そしてステップＳ１２において送信したディバイスを判別する。例えば、受信インターフェイスから判別したり、コマンドに付加された情報で判別が可能である。ここでディバイスとはＰＬＣ５０とＰＣ５１のいずれかであり、ＲＳ２３２Ｃを通じてコマンド等が送られてきたときにはＰＬＣ５０と判断し、ＵＳＢを通じてコマンドが送られてきたときにはＰＣ５１と判断する。ＰＬＣ５０と判断した場合には、ステップＳ１３に進んで通信モード管理部１５が保持している現在の通信モードがＵＳＢ通信優先モードか否かを判別する。現在の通信モードが通常モード又はＵＳＢ画像出力モードであれば、主制御部１２はステップＳ１４に進んでコマンドで指示された処理を実行する。又ＵＳＢ通信優先モードであれば、エラーとなるため、ステップＳ１５においてエラーをＲＳ２３２Ｃを通じて送信したディバイス、即ちＰＬＣ５０に転送して処理を終える。
【００３５】
さてステップＳ１２において送信ディバイスはＰＣ５１であると通信プロトコル制御部１４が判断した場合には、ステップＳ１６において送信されてきたコマンドがモード変更コマンドかどうかを判別する。コマンドがモード変更コマンドであれば、そのコマンドに応じて現在のモードを変更する（ステップＳ１７）。尚通常モードのときにはＵＳＢ画像出力モード、ＵＳＢ通信優先モードへの変更に係るコマンドのみが有効なものとして処理される。通信プロトコル制御部１４はステップＳ１６においてモード変更コマンドでなければ、ステップＳ１８に進んで通信モード管理部１５が保持している現在のモードがＵＳＢ通信優先モードかどうかを判別する。現在のモードがＵＳＢ通信優先モードであれば、送られてきたコマンドで指示された処理を主制御部１２に受け渡し、主制御部１２が実行する（ステップＳ１９）。現在のコマンドがＵＳＢ通信優先モードでなければ、通常モード又は画像出力モードであるので、ステップＳ２０に進み、通信プロトコル制御部１４は送信したディバイス、即ちＰＣ５１に対してエラーを報知して処理を終える。
【００３６】
次に本実施の形態のコードリーダ１０からデータを転送する処理について図１３のフローチャートを参照しつつ説明する。主制御部１２で処理されたデータを送信する場合には、通信プロトコル制御部１４はステップＳ３１において送信データの判別を行う。送信データが読取結果であればステップＳ３２において現在のモードがＵＳＢ通信優先モードかどうかを判別する。現在のモードがＵＳＢ通信優先モードであれば、ステップＳ３３に進み、ＵＳＢ通信部１７によってＰＣ５１にデータを転送する。又ＵＳＢ通信優先モードでなければ通常モード又はＵＳＢ画像出力モードであるので、ステップＳ３４に進みＲＳ２３２Ｃ通信部１６を通じてＰＬＣ５０にデータを送信する。又ステップＳ３１において送信データが画像データである場合には、ステップＳ３５に進んで現在のモードが通常モードかどうかを判別する。このモードが通常モードであればデータを伝送することなく処理を終了する。又このモードが通常モードでなければＵＳＢ通信優先モード又はＵＳＢ画像出力モードであるので、画像データをステップＳ３６において高速通信可能なＵＳＢ通信部１７を通じてＰＣ５１に送信する。
【００３７】
こうすれば通信モードを切換えることによってＰＬＣ５０，ＰＣ５１を同時に接続しておいてもコマンドの競合なく所望の動作をさせることができる。又読取データをいずれかの方法で上位ホスト又はＵＳＢホストに送信することができ、画像データはＵＳＢホストに送信することができる。特にＵＳＢ画像出力モードは上位ホストの制御下にあり、上位ホストとＲＳ２３２Ｃ通信を行いながら、リアルタイムにＵＳＢホストに画像出力をすることができ、読取り設定、運用、メンテナンスの際に有用である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は光学的情報読取装置をＲＳ２３２ＣとＵＳＢケーブルを用いて上位ホスト及びＵＳＢホストに同時に接続することができ、２次元撮像素子を用いて２次元コード等を光学的に読み取る光学的情報読取装置に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０ コードリーダ
１１ 撮像部
１２ 主制御部
１３ メモリ
１４ 通信プロトコル制御部
１５ 通信モード管理部
１６ ＲＳ２３２Ｃ通信部
１７ ＵＳＢ通信部
１８ ＲＳ２３２Ｃドライバ
２０ 通信ケーブル
２１ 複合ケーブル
２２，２３ ケーブル
２４ 分岐部
２５ ケーブルブッシュ
２６ 結束部
２７ ＵＳＢカバー
３１，３２ コネクタ
３１−１〜３１−１０， ３２−１〜３２−３，３８−１〜〜８−４，３４，３５ 芯線
３３ フェライトコア
３６ ドレインワイヤ
３７ ＲＳ２３２Ｃコネクタ
３８ ＵＳＢコネクタ
４０ 搬送ライン
４１ 物体
５０ プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）
５１ パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
６１，６４ 被覆
６２ 外部シールドＡ
６３ 内部シールドＡ
６５ 外部シールドＢ
６６ 外部シールドＣ
６７ 内部シールドＢ
７０ メイン基板
８０ サブ基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は２次元コード等を光学的に読み取る光学的情報読取装置に係り、特に２次元撮像素子を用いた光学的情報読取装置の外部インターフェイスの構造及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体の搬送ラインの傍らに光学的情報読取装置を配置し、搬送ラインに沿って移動する物体の表面に貼り付けられ、あるいは印字、刻印されたＱＲコード等の２次元コードやバーコードを読み取り、読み取った２次元コード等によって移動している物体を識別することはよく知られている。このような光学的情報読取装置として、２次元コード等を撮像する撮像部、撮像部からの電圧信号にアナログ処理やデジタル処理等を施し２次元コード等を解読する信号処理部を含む制御部、制御部の処理結果を外部へ出力するインターフェイス（以下、ＩＦという）等を有し、各部を構成する部品を筐体内に収納して構成したものがある（特許文献１）。
【０００３】
光学的情報読取装置と外部機器との接続ケーブルとして従来からＲＳ２３２Ｃシリアル通信用のケーブルが用いられている。ＲＳ２３２Ｃケーブルにはコマンドやデコード結果をシリアルで伝送する端子の他に入力端子及び出力端子を含めている。ＲＳ２３２Ｃケーブルによる通信は信頼性が高く、ノイズ等に対する耐性が比較的高い傾向がある。一方パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）の普及に伴い、ＵＳＢ通信が高速通信の手段として広く用いられている。ＵＳＢ通信はＲＳ２３２Ｃ通信に比べ高速であるが、耐ノイズ性が劣っている。
【０００４】
従来の光学的情報読取装置のインターフェイスは前述したＲＳ２３２Ｃ通信とＵＳＢ通信のどちらか一方のインターフェイス仕様のものや、又ＲＳ２３２ＣとＵＳＢとが１つのコネクタに集約され、中継ボックスを介して分離するようにしたもの、更に光学的情報読取装置の背面にＲＳ２３２Ｃ用及びＵＳＢ用の２つのコネクタが接続可能なものがある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３３４６５号公報
【特許文献２】特開２００４−１６４５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
いずれかのインターフェイスのみを用いた光学的情報読取装置の場合には、信頼性を保持するためＲＳ２３２Ｃ通信とするか、高速性を確保するためＵＳＢ通信とするかを択一的に選択する必要があった。又１つのコネクタに集約した光学的情報読取装置については、光学的情報読取装置と独立の中継ボックスで分割する必要があり、信号品質劣化の他、複数ケーブルからの信号の衝突を避けるため、中継ボックスに接続するケーブルを接続先に応じてつなぎ換えが必要となったり、大型化するという欠点があった。更に複数のコネクタを本体に直接接続可能な光学的情報読取装置の場合には、小型化しつつ防水性能や防塵性能を確保することが難しく、製造コストも高くなるという欠点があった。また、従来の複数の外部通信インターフェイスを持つ光学的情報読取装置は、複数のインターフェイスからの制御指示に対する異常動作を避けるため、どちらか一方に優先権を与えて通信を行うこととなり、用途に応じて他方のケーブルを用いて同時に通信する等の選択ができなかった。
【０００７】
本発明は従来の問題点に着目してなされたもので、ＲＳ２３２ＣとＵＳＢケーブルとを一体化した光学的情報読取装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するために、本発明の光学的情報読取装置は、読取対象を撮像する２次元撮像素子を有する撮像部と、前記撮像部からの信号を処理する主制御部と、複数の通信モードを管理する通信モード管理部と、ＵＳＢ通信処理を行うＵＳＢ通信部と、ＲＳ２３２Ｃ通信処理を行うＲＳ２３２Ｃ通信部と、前記通信モード管理部で選択された通信モードに従い、前記ＵＳＢ通信部及びＲＳ２３２Ｃ通信部を介してコマンドを受信しデータを転送する通信プロトコル制御部と、前記ＵＳＢ通信部及びＲＳ２３２Ｃ通信部に接続される通信ケーブルと、を具備し、前記通信ケーブルは、前記ＲＳ２３２Ｃ通信部及びＵＳＢ通信部に接続され、ＲＳ２３２Ｃ用及びＵＳＢ用の信号線を含む複合ケーブルと、ＲＳ２３２Ｃ用ケーブルと、ＵＳＢ用ケーブルと、前記複合ケーブルを前記ＲＳ２３２Ｃ用ケーブル及びＵＳＢ用ケーブルとに分岐する分岐部と、を有するものである。
これにより、低コストで信頼性の高い信号（例えば、ＲＳ２３２Ｃ、ＩＯ）と高速信号（ＵＳＢ等）を用途に応じて独立に稼動・非稼動させることが可能となる。
【０００９】
ここで前記ＵＳＢ通信部は、前記主制御部と共にメイン基板上に、前記ＲＳ２３２Ｃ通信部は、当該メイン基板とは異なるＩ／Ｏ基板上に配置され、前記ＵＳＢ用ケーブルからの信号は前記メイン基板上のコネクタを介して当該メイン基板に直接接続され、前記ＲＳ２３２Ｃケーブルからの信号は前記Ｉ／Ｏ基板を介して前記メイン基板に接続されるようにしてもよい。
【００１０】
ここで前記ＵＳＢ通信部は、画像データの出力に用いるようにしてもよい。
【００１１】
ここで前記通信モード管理部により管理される通信モードは、前記ＲＳ２３２Ｃ通信部、及び前記通信ケーブルのうち複合ケーブル及びＲＳ２３２Ｃケーブルを用いる通常モードと、前記ＲＳ２３２Ｃ通信部、ＵＳＢ通信部、及び前記通信ケーブルのうち前記複合ケーブル、ＲＳ２３２Ｃ用ケーブル、及びＵＳＢ用ケーブルを用いるＵＳＢ画像出力モードと、前記ＵＳＢ通信部、及び前記通信ケーブルのうち前記複合ケーブルとＵＳＢ用ケーブルを用いるＵＳＢ通信優先モードと、を有するようにしてもよい。
【００１２】
ここで通信プロトコル制御部は、前記通常モードにおいてＲＳ２３２Ｃ通信部を通じてコマンドを受信し、読取データを伝送するよう制御し、前記ＵＳＢ画像出力モードにおいてＲＳ２３２Ｃ通信部を通じてコマンドを受信し、読取データを伝送すると共に、前記ＵＳＢ通信部を通じて画像データを転送するよう制御し、前記ＵＳＢ通信優先モードにおいて前記ＵＳＢ通信部を通じてコマンドを受信し、読取データ及び画像データを転送するよう制御するようにしてもよい。
【００１３】
ここで前記通信ケーブルの複合ケーブルは、ＵＳＢ通信用の芯線を含む内部シールドと、前記内部シールド及び前記ＲＳ２３２Ｃ用の芯線を含む外部シールドとを含むものとしてもよい。
【００１４】
ここで前記光学的情報読取装置は、前記ＵＳＢケーブルとＲＳ２３２Ｃケーブルとを連結する結束部と、前記ＵＳＢケーブルのコネクタ端部を覆うＵＳＢカバーとを更に有するようにしてもよい。
【００１５】
この課題を解決するために、本発明の光学的情報読取装置の制御方法は、前記ＲＳ２３２Ｃ通信部のみを用いる通常モードと、ＵＳＢ通信部のみを用いるＵＳＢ通信優先モードと、画像出力にのみＵＳＢ通信部を用いるＵＳＢ画像出力モードと、を有し、コマンドを受信したときに送信した上位機器を判別し、前記通常モード又は前記ＵＳＢ画像出力モードにおいてＲＳ２３２Ｃ通信部を通じてコマンドを受信し、ＵＳＢ通信優先モードにおいてＵＳＢ通信部を通じてコマンドを受信し、送信データがあれば送信データがデコード結果か画像データかを判別し、送信データがデコード結果であれば前記通常モード又は前記ＵＳＢ画像出力モードにおいてＲＳ２３２Ｃ通信部を通じてデコード結果を転送し、送信データが画像データであれば前記ＵＳＢ通信優先モード又はＵＳＢ画像出力モードのときにＵＳＢ通信部により画像データを転送するものである。
【発明の効果】
【００１６】
このような特徴を有する本発明によれば、ＲＳ２３２Ｃ及びＵＳＢを複合した通信ケーブルを用い、分岐部でこれらを分岐しているため、夫々に上位ホストとＵＳＢホストとを同時に接続しておくことができる。従ってコネクタのつなぎ換えや中継ボックスが不要で耐ノイズ性が向上する。そして通常モードを切換えることにより上位ホスト又はＵＳＢホストからコマンドを送出したりデコード結果を受信することができ、ＵＳＢケーブルを通じて撮像部からの画像を高速に受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の実施の形態による２次元素子を有するコードリーダの使用状態を示す斜視図である。
【図２】図２は本実施の形態によるコードリーダの構成を示すブロック図である。
【図３】図３は本実施の形態によるコードリーダの通信ケーブルの分岐部以降を示す斜視図である。
【図４】図４は本実施の形態による通信ケーブルのコードリーダ側の詳細を示す図である。
【図５】図５は本実施の形態によるコードリーダの斜視図である。
【図６】図６は本実施の形態によるコードリーダのブロック図である。
【図７】図７は本実施の形態によるコードリーダの内部構成を示す断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは本実施の形態によるケーブル２１，２２の断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは本実施の形態によるケーブル２３の断面図である。
【図９】図９は本実施の形態による通信ケーブル２０の内部構造を示す図である。
【図１０】図１０は本実施の形態による通信モードとその制御状態を示す図である。
【図１１】図１１は本実施の形態による通信モードの状態遷移図である。
【図１２】図１２は本実施の形態による信号を受信した際の動作を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は本実施の形態による信号を送信する際の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は本発明の実施の形態による２次元撮像素子を有するコードリーダの使用状態を示す斜視図であり、図２はその構成を示すブロック図である。図２に示すように本実施の形態によるコードリーダ１０は、撮像部１１、後述するメイン基板上に主制御部１２、メモリ１３、通信プロトコル制御部１４、通信モード管理部１５、ＲＳ２３２Ｃ通信部１６、ＵＳＢ通信部１７、後述するＩＯ基板上にＲＳ２３２Ｃドライバ１８が設けられている。撮像部１１はＣＭＯＳ、ＣＣＤイメージセンサ等の２次元撮像素子を含んでおり、２次元コード等を撮像するものである。主制御部１２はコマンドに応じて撮像信号をメモリ１３に一旦保持し、２次元コード等をデコードし、その結果を出力するといったようにコードリーダの全般的な制御を司るものである。又通信プロトコル制御部１４はＲＳ２３２Ｃ通信部１６及びＵＳＢ通信部１７のいずれからコマンドを受信したか判断し、ＲＳ２３２Ｃ通信とＵＳＢ通信のプロトコルを制御するものである。通信モード管理部１５は３つの通信モード、即ち本実施の形態では通常モード、ＵＳＢ画像出力モード、及びＵＳＢ通信優先モードを管理するものである。ＲＳ２３２Ｃ通信部１６及びＵＳＢ通信部１７は夫々ＲＳ２３２Ｃ通信処理、ＵＳＢ通信処理を行うもので、ＲＳ２３２Ｃ通信部１６は、ＲＳ２３２Ｃの電圧変換用ＩＣを有するＲＳ２３２Ｃドライバ１８等を経由して、ＵＳＢ通信部１６はＩＯ基板上の素子を介さずに、通信ケーブル２０に接続されている。
【００１９】
このコードリーダ１０は図１に示すように搬送ライン４０に沿って移動する物体４１の側面に貼り付けられたり印字や刻印されているバーコードや２次元コードを読取るものである。図１に示すようにコードリーダ１０は通信ケーブル２０を介して上位ホスト機器、ここではプログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣという）５０及びＵＳＢホスト、ここではパーソナルコンピュータ（ＰＣ）５１に接続される。
【００２０】
次に通信ケーブル２０の詳細について説明する。通信ケーブル２０は図１，図３に示すようにケーブル２１とケーブル２２，２３とが分岐部２４で接続された構造となっている。ケーブル２１はコードリーダ１０に接続され、ＲＳ２３２ＣとＵＳＢの信号を伝送する複合ケーブルであって、１５芯のケーブルを用いる。又ケーブル２２は上位ホスト機器であるＰＬＣ５０に接続されるＲＳ２３２Ｃ用のケーブルであって、少なくとも１２芯のケーブルを用いるが、１５芯のケーブルをそのまま用いるようにしてもよい。又ケーブル２３はＵＳＢホストであるＰＣ５１に接続されるＵＳＢ用のケーブルであって、４芯ケーブルを用いる。ここではケーブル２１，２２を同一のケーブルとして説明する。
【００２１】
図４はケーブル２１のコードリーダ１０に接続される端部を示している。ケーブル２１の端部にはコードリーダに取付けられる際のケーブルブッシュ２５を有し、その端部にコネクタを有している。ケーブル２１の端部にはコードリーダ１０のＩＯ基板に接続されるＲＳ２３２Ｃ（シリアル、Ｉ／Ｏ）用コネクタ３１，メイン基板に接続されるＵＳＢ用コネクタ８２を有している。コネクタ３１、３２は夫々１０芯、３芯のコネクタである。コネクタ８２の芯線はコードリーダ内でノイズ耐性を向上させるためのフェライトコア８３を貫通させている。そしてＵＳＢ用の２本の信号線端子をツイストペアとし、作動インピーダンスをＵＳＢ規格に準拠することによって信号品質を改善している。更にケーブル２１にはコネクタを介することなくメイン基板上の電源端子に直接接続される芯線８４，３５及びドレインワイヤ３６を有し、これらの芯線がケーブル２１に含まれている。このようにコネクタを分離することによって、ＵＳＢ信号はコードリーダ１０内部のメイン基板上のＵＳＢコントローラやＣＰＵに最短で接続し、信号品質（インピーダンスマッチング）を配慮するような配置にすることも可能となる。
【００２２】
例えば図５はコードリーダの斜視図、図６は、コードリーダ内のメイン基板とサブ基板との関係を示すブロック図、図７はコードリーダの内部構成を示す断面図である。これらの図に示すように本実施の形態のコードリーダ１０は、筐体の小型化を考慮して、メイン基板７０とＩ／Ｏ基板８１等のサブ基板８０を分離して構成されている。サブ基板８０は、Ｉ／Ｏ基板８１、電源基板８２、結合基板８３、表示基板８４、照明基板８５間をフレキシブル基板によって連結した構成を採用することにより、フレキシブル基板部分を折りたたみ可能とし、各素子・基板を筐体へコンパクトに収納することを図っている。
【００２３】
このようなコードリーダにおいて、通信ケーブル２０のコードリーダ側はケースにケーブルブッシュ２５が取付けられ、更にコードリーダ内部ではプリント基板であるＩ／Ｏ基板８１に直接接続されるＲＳ２３２Ｃ（シリアル、Ｉ／Ｏ）用コネクタ３１と別のプリント基板であるメイン基板７０に接続されるＵＳＢ用コネクタ３２が設けられる。メイン基板７０はカメラモジュールからの信号を処理する主制御部や通信プロトコル制御部等の電子回路を実装した基板であり、ＵＳＢ用信号は、メイン基板７０にコネクタ７１を介して直接接続することによって、ノイズ耐性を考慮した最短距離でメイン基板７０上の素子へ接続することができる。一方、ＲＳ２３２Ｃ信号は、小型化を考慮して、メイン基板７０と分離させた機能であるＲＳ２３２Ｃドライバやその他のインターフェース回路を有するＩ／Ｏ基板８１を介して、メイン基板７０へ信号が受け渡される。
【００２４】
分岐部２４で分岐されたケーブル２２，２３の他端には図３に示すように夫々ＲＳ２３２Ｃ用のコネクタ３７、ＵＳＢ用のコネクタ３８が取付けられる。ケーブル２２，２３は着脱自在の結束部２６によって結束できるよう構成され、例えば、ＵＳＢ用のケーブルを使用しないときにはＲＳ２３２Ｃ用のケーブルと結束させ、使用するときには分離させる等の使い勝手を向上させている。又分岐部２４とＵＳＢコネクタ３８の間には一端に開口、他端にコネクタに被せることができる直方体状の凹部を有するＵＳＢカバー２７が移動自在に設けられる。ＵＳＢカバー２７はＵＳＢコネクタ３８を使用しないときにＵＳＢコネクタ３８に被せておくことで防塵・他の機器と絶縁できるようにしたものである。
【００２５】
図８Ａはケーブル２１及び２２の断面図、図８Ｂはケーブル２３の断面図、図９はケーブル２０の全体の構成を示す図である。図８Ａに示すようにケーブル２１，２２は１５芯のケーブルが外部シールド内に含まれた構造となっており、最外周の被覆６１内に外部シールドＡ６２が設けられる。外部シールドＡ６２内にはコネクタ３１の芯線３１−１〜３１−１０及び３４，３５の１２芯の芯線と内部シールドＡ６３が含まれる。内部シールドＡ６３には内側に更に内部シールドＢ６７が設けられ、その内には、コネクタ８２の芯線３２−１〜３２−３までの芯線が含まれる。外部シールドＡ６２と内部シールドＢ６７及びドレインワイヤ３６は互いに電気的に接続されている。このようにＵＳＢ用の芯線を内部シールド内に含めることにより、ＵＳＢ信号とＲＳ２３２Ｃ信号とのクロストークを防止すると共に、ＵＳＢ信号の信号品質を改善させるようにしている。内部シールドに含めない場合には、クロストークは例えば５０〜７０ｍＶ観測されるが、二重シールドとすることによってほぼ０ｍＶとすることができる。
【００２６】
分岐部２４では図９に示すようにこれらの１５芯のうち内部シールドＡ６３に含まれる３本の芯線３２−１〜３２−３を分離し、電源用の芯線３５を分岐している。さて分岐部２４以降のケーブル２２はここでは図８Ａに示す１５芯ケーブルをそのまま用いて内部シールドＡ６３に含まれる芯線は接続せずに実質的に１２芯のケーブルとして用いる。ケーブル２２の端部はＲＳ２３２Ｃ用のコネクタ３７が接続される。
【００２７】
一方分岐部２４以降のＵＳＢ信号用のケーブル２３の断面図を図８Ｂに示す。このケーブル２３は被覆６４に外部シールドＢ６５及び外部シールドＣ６６を包んでおり、外部シールドＣ６６内部に４本の芯線３８−１〜３８−４を有している。これらの芯線はＵＳＢコネクタ３８の端子に接続されている。図９に示す端子３８−５は外部シールドＢ６５及び外部シールドＣ６６に接続されている。
【００２８】
このように本実施の形態では、複合ケーブルを分岐させることによって２つのホスト、即ち上位ホストとＵＳＢホストとを同時に接続できるようにしている。ここで上位ホストはコードリーダに対して制御コマンドを送出し、コード読取開始及び読取結果の信号を取得するものである。又ＵＳＢホストは運用の立ち上げ時や保守時等にコードリーダ１０と接続し、設定やメンテナンスを行う。又コードリーダ１０が画像データをそのまま出力する際に画像データを確認する場合に用いられる。
【００２９】
特に、本発明が適用される本実施の形態のように、ＦＡの搬送ライン４０に導入されるコードリーダは、設置、読み取り設定、運用、メンテナンスという運用方法が考えられる。ここで、コードリーダの設置の際には、ユーザは、コードリーダにとって、どこが検出範囲なのかをポインタ若しくは画像にて確認し、読み取り設定の際には、撮像条件（露光時間、ゲイン、トリガタイミング、出力の設定）等が必要であり、実ワークを設置して撮像条件等を設定することになる。これら、コードリーダ設置、読み取り設定時に画像を確認できると作業が容易となるが、画像データは容量が大きくなるため、高速信号であることが好ましい。また、運用状態で最も必要なデータは読み取りデータ（数バイトから数十バイト）若しくはＯＫ，ＮＧのＩＯ信号であるので通常はＩＯ，ＲＳ２３２Ｃを使用し、メンテナンス時は読み取れなかったワークを確認したり、再設置・設定をおこなうため、高速信号（画像）が必要となる。
【００３０】
このような運用方法においては、本発明のように用途に応じて低コストで信頼性の高い信号（例えば、ＲＳ２３２Ｃ、ＩＯ）と高速信号（ＵＳＢ等）とを簡便に切替えることができることは、大いに有用である。運用中にトラブル等が起こった時に、運用状態を保ったままＵＳＢコネクタ３８を用いて画像データをＰＣ５１に取り込むことによって画像確認をすることができる。また、本実施の形態の通信ケーブル２０は分岐部を樹脂やエラストマ等の成型品で作成しているため、低コストで実現できる。リーダ本体に複数のコネクタを設ける必要がなく、本体の小型化も可能となる。
【００３１】
次に通信モード管理部１５で管理する３つの通信モードについて説明する。図１０はこの通信モードと制御状態を示す図であり、図１１はその状態遷移図である。通常モードは前述した上位ホストの制御下で動作している状態である。この状態ではコマンドは上位ホストからのみ送られ、又読取データや出力データは上位ホストにのみ送られる。このモードでは画像データは出力されない。
【００３２】
ＵＳＢ画像出力モードはこれに加えて、リアルタイムにＵＳＢホストに画像信号を出力するモードである。ＵＳＢ画像出力モードでは上位ホストの制御下にありながらユーザがメンテナンスを容易にできるようにしたものであり、ＵＳＢの高速通信性を生かして通常の運用時に画像データを確認することができる。ＵＳＢ画像出力モードの場合はＵＳＢホストからコマンドを与えた場合にはＵＳＢホストへエラーである旨を報知する。
【００３３】
一方ＵＳＢ通信優先モードは全ての処理はＵＳＢホストのみで行われる。従って上位ホストが接続されていて上位ホストがコマンドを送出した場合、エラーを返し、ＵＳＢホストが制御コマンドを送出したりデコード結果を受信し、画像データも受信する。
【００３４】
次にこの実施の形態によるコードリーダの動作について、特にモード選択を中心にして説明する。図１２はコードリーダ１０が信号を受信する際の動作を示すフローチャートである。尚リセットしたときにはまず通常モードに設定される。本図に示すようにデータを受信すると、通信プロトコル制御部１４はまずステップＳ１１において受信したデータを解析する。そしてステップＳ１２において送信したディバイスを判別する。例えば、受信インターフェイスから判別したり、コマンドに付加された情報で判別が可能である。ここでディバイスとはＰＬＣ５０とＰＣ５１のいずれかであり、ＲＳ２３２Ｃを通じてコマンド等が送られてきたときにはＰＬＣ５０と判断し、ＵＳＢを通じてコマンドが送られてきたときにはＰＣ５１と判断する。ＰＬＣ５０と判断した場合には、ステップＳ１３に進んで通信モード管理部１５が保持している現在の通信モードがＵＳＢ通信優先モードか否かを判別する。現在の通信モードが通常モード又はＵＳＢ画像出力モードであれば、主制御部１２はステップＳ１４に進んでコマンドで指示された処理を実行する。又ＵＳＢ通信優先モードであれば、エラーとなるため、ステップＳ１５においてエラーをＲＳ２３２Ｃを通じて送信したディバイス、即ちＰＬＣ５０に転送して処理を終える。
【００３５】
さてステップＳ１２において送信ディバイスはＰＣ５１であると通信プロトコル制御部１４が判断した場合には、ステップＳ１６において送信されてきたコマンドがモード変更コマンドかどうかを判別する。コマンドがモード変更コマンドであれば、そのコマンドに応じて現在のモードを変更する（ステップＳ１７）。尚通常モードのときにはＵＳＢ画像出力モード、ＵＳＢ通信優先モードへの変更に係るコマンドのみが有効なものとして処理される。通信プロトコル制御部１４はステップＳ１６においてモード変更コマンドでなければ、ステップＳ１８に進んで通信モード管理部１５が保持している現在のモードがＵＳＢ通信優先モードかどうかを判別する。現在のモードがＵＳＢ通信優先モードであれば、送られてきたコマンドで指示された処理を主制御部１２に受け渡し、主制御部１２が実行する（ステップＳ１９）。現在のコマンドがＵＳＢ通信優先モードでなければ、通常モード又は画像出力モードであるので、ステップＳ２０に進み、通信プロトコル制御部１４は送信したディバイス、即ちＰＣ５１に対してエラーを報知して処理を終える。
【００３６】
次に本実施の形態のコードリーダ１０からデータを転送する処理について図１３のフローチャートを参照しつつ説明する。主制御部１２で処理されたデータを送信する場合には、通信プロトコル制御部１４はステップＳ３１において送信データの判別を行う。送信データが読取結果であればステップＳ３２において現在のモードがＵＳＢ通信優先モードかどうかを判別する。現在のモードがＵＳＢ通信優先モードであれば、ステップＳ３３に進み、ＵＳＢ通信部１７によってＰＣ５１にデータを転送する。又ＵＳＢ通信優先モードでなければ通常モード又はＵＳＢ画像出力モードであるので、ステップＳ３４に進みＲＳ２３２Ｃ通信部１６を通じてＰＬＣ５０にデータを送信する。又ステップＳ３１において送信データが画像データである場合には、ステップＳ３５に進んで現在のモードが通常モードかどうかを判別する。このモードが通常モードであればデータを伝送することなく処理を終了する。又このモードが通常モードでなければＵＳＢ通信優先モード又はＵＳＢ画像出力モードであるので、画像データをステップＳ３６において高速通信可能なＵＳＢ通信部１７を通じてＰＣ５１に送信する。
【００３７】
こうすれば通信モードを切換えることによってＰＬＣ５０，ＰＣ５１を同時に接続しておいてもコマンドの競合なく所望の動作をさせることができる。又読取データをいずれかの方法で上位ホスト又はＵＳＢホストに送信することができ、画像データはＵＳＢホストに送信することができる。特にＵＳＢ画像出力モードは上位ホストの制御下にあり、上位ホストとＲＳ２３２Ｃ通信を行いながら、リアルタイムにＵＳＢホストに画像出力をすることができ、読取り設定、運用、メンテナンスの際に有用である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は光学的情報読取装置をＲＳ２３２ＣとＵＳＢケーブルを用いて上位ホスト及びＵＳＢホストに同時に接続することができ、２次元撮像素子を用いて２次元コード等を光学的に読み取る光学的情報読取装置に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０ コードリーダ
１１ 撮像部
１２ 主制御部
１３ メモリ
１４ 通信プロトコル制御部
１５ 通信モード管理部
１６ ＲＳ２３２Ｃ通信部
１７ ＵＳＢ通信部
１８ ＲＳ２３２Ｃドライバ
２０ 通信ケーブル
２１ 複合ケーブル
２２，２３ ケーブル
２４ 分岐部
２５ ケーブルブッシュ
２６ 結束部
２７ ＵＳＢカバー
３１，３２ コネクタ
３１−１〜３１−１０， ３２−１〜３２−３，３８−１〜〜８−４，３４，３５ 芯線
３３ フェライトコア
３６ ドレインワイヤ
３７ ＲＳ２３２Ｃコネクタ
３８ ＵＳＢコネクタ
４０ 搬送ライン
４１ 物体
５０ プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）
５１ パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
６１，６４ 被覆
６２ 外部シールドＡ
６３ 内部シールドＡ
６５ 外部シールドＢ
６６ 外部シールドＣ
６７ 内部シールドＢ
７０ メイン基板
８０ サブ基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
読取対象を撮像する２次元撮像素子を有する撮像部と、
前記撮像部からの信号を処理する主制御部と、
複数の通信モードを管理する通信モード管理部と、
ＵＳＢ通信処理を行うＵＳＢ通信部と、
ＲＳ２３２Ｃ通信処理を行うＲＳ２３２Ｃ通信部と、
前記通信モード管理部で選択された通信モードに従い、前記ＵＳＢ通信部及びＲＳ２３２Ｃ通信部を介してコマンドを受信しデータを転送する通信プロトコル制御部と、
前記ＵＳＢ通信部及びＲＳ２３２Ｃ通信部に接続される通信ケーブルと、を具備し、
前記通信ケーブルは、
前記ＲＳ２３２Ｃ通信部及びＵＳＢ通信部に接続され、ＲＳ２３２Ｃ用及びＵＳＢ用の信号線を含む複合ケーブルと、
ＲＳ２３２Ｃ用ケーブルと、
ＵＳＢ用ケーブルと、
前記複合ケーブルを前記ＲＳ２３２Ｃ用ケーブル及びＵＳＢ用ケーブルに分岐する分岐部と、を有する光学的情報読取装置。
【請求項２】
前記ＵＳＢ通信部は、前記主制御部と共にメイン基板上に、前記ＲＳ２３２Ｃ通信部は、当該メイン基板とは異なるＩ／Ｏ基板上に配置され、前記ＵＳＢ用ケーブルからの信号は前記メイン基板上のコネクタを介して当該メイン基板に直接接続され、前記ＲＳ２３２Ｃケーブルからの信号は前記Ｉ／Ｏ基板を介して前記メイン基板に接続されることを特徴とする請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項３】
前記ＵＳＢ通信部は、画像データの出力に用いる請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項４】
前記通信モード管理部により管理される通信モードは、
前記ＲＳ２３２Ｃ通信部、及び前記通信ケーブルのうち複合ケーブル及びＲＳ２３２Ｃケーブルを用いる通常モードと、
前記ＲＳ２３２Ｃ通信部、ＵＳＢ通信部、及び前記通信ケーブルのうち前記複合ケーブル、ＲＳ２３２Ｃ用ケーブル、及びＵＳＢ用ケーブルを用いるＵＳＢ画像出力モードと、
前記ＵＳＢ通信部、及び前記通信ケーブルのうち前記複合ケーブルとＵＳＢ用ケーブルを用いるＵＳＢ通信優先モードと、を有する請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項５】
通信プロトコル制御部は、
前記通常モードにおいてＲＳ２３２Ｃ通信部を通じてコマンドを受信し、読取データを伝送するよう制御し、
前記ＵＳＢ画像出力モードにおいてＲＳ２３２Ｃ通信部を通じてコマンドを受信し、読取データを伝送すると共に、前記ＵＳＢ通信部を通じて画像データを転送するよう制御し、
前記ＵＳＢ通信優先モードにおいて前記ＵＳＢ通信部を通じてコマンドを受信し、読取データ及び画像データを転送するよう制御する請求項４記載の光学的情報読取装置。
【請求項６】
前記通信ケーブルの複合ケーブルは、
ＵＳＢ通信用の芯線を含む内部シールドと、
前記内部シールド及び前記ＲＳ２３２Ｃ用の芯線を含む外部シールドとを含むものである請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項７】
前記光学的情報読取装置は、
前記ＵＳＢケーブルとＲＳ２３２Ｃケーブルとを連結する結束部と、
前記ＵＳＢケーブルのコネクタ端部を覆うＵＳＢカバーとを更に有する請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項８】
請求項１に記載の光学的情報読取装置の制御方法であって、
前記ＲＳ２３２Ｃ通信部のみを用いる通常モードと、ＵＳＢ通信部のみを用いるＵＳＢ通信優先モードと、画像出力にのみＵＳＢ通信部を用いるＵＳＢ画像出力モードと、を有し、
コマンドを受信したときに送信した上位機器を判別し、前記通常モード又は前記ＵＳＢ画像出力モードにおいてＲＳ２３２Ｃ通信部を通じてコマンドを受信し、ＵＳＢ通信優先モードにおいてＵＳＢ通信部を通じてコマンドを受信し、
送信データがあれば送信データがデコード結果か画像データかを判別し、
送信データがデコード結果であれば前記通常モード又は前記ＵＳＢ画像出力モードにおいてＲＳ２３２Ｃ通信部を通じてデコード結果を転送し、
送信データが画像データであれば前記ＵＳＢ通信優先モード又はＵＳＢ画像出力モードのときにＵＳＢ通信部により画像データを転送する光学的情報読取装置の制御方法。
【請求項１】
読取対象を撮像する２次元撮像素子を有する撮像部と、
前記撮像部からの信号を処理する主制御部と、
複数の通信モードを管理する通信モード管理部と、
ＵＳＢ通信処理を行うＵＳＢ通信部と、
ＲＳ２３２Ｃ通信処理を行うＲＳ２３２Ｃ通信部と、
前記通信モード管理部で選択された通信モードに従い、前記ＵＳＢ通信部及びＲＳ２３２Ｃ通信部を介してコマンドを受信しデータを転送する通信プロトコル制御部と、
前記ＵＳＢ通信部及びＲＳ２３２Ｃ通信部に接続される通信ケーブルと、を具備し、
前記通信ケーブルは、
前記ＲＳ２３２Ｃ通信部及びＵＳＢ通信部に接続され、ＲＳ２３２Ｃ用及びＵＳＢ用の信号線を含む複合ケーブルと、
ＲＳ２３２Ｃ用ケーブルと、
ＵＳＢ用ケーブルと、
前記複合ケーブルを前記ＲＳ２３２Ｃ用ケーブル及びＵＳＢ用ケーブルに分岐する分岐部と、を有する光学的情報読取装置。
【請求項２】
前記ＵＳＢ通信部は、前記主制御部と共にメイン基板上に、前記ＲＳ２３２Ｃ通信部は、当該メイン基板とは異なるＩ／Ｏ基板上に配置され、前記ＵＳＢ用ケーブルからの信号は前記メイン基板上のコネクタを介して当該メイン基板に直接接続され、前記ＲＳ２３２Ｃケーブルからの信号は前記Ｉ／Ｏ基板を介して前記メイン基板に接続されることを特徴とする請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項３】
前記ＵＳＢ通信部は、画像データの出力に用いる請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項４】
前記通信モード管理部により管理される通信モードは、
前記ＲＳ２３２Ｃ通信部、及び前記通信ケーブルのうち複合ケーブル及びＲＳ２３２Ｃケーブルを用いる通常モードと、
前記ＲＳ２３２Ｃ通信部、ＵＳＢ通信部、及び前記通信ケーブルのうち前記複合ケーブル、ＲＳ２３２Ｃ用ケーブル、及びＵＳＢ用ケーブルを用いるＵＳＢ画像出力モードと、
前記ＵＳＢ通信部、及び前記通信ケーブルのうち前記複合ケーブルとＵＳＢ用ケーブルを用いるＵＳＢ通信優先モードと、を有する請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項５】
通信プロトコル制御部は、
前記通常モードにおいてＲＳ２３２Ｃ通信部を通じてコマンドを受信し、読取データを伝送するよう制御し、
前記ＵＳＢ画像出力モードにおいてＲＳ２３２Ｃ通信部を通じてコマンドを受信し、読取データを伝送すると共に、前記ＵＳＢ通信部を通じて画像データを転送するよう制御し、
前記ＵＳＢ通信優先モードにおいて前記ＵＳＢ通信部を通じてコマンドを受信し、読取データ及び画像データを転送するよう制御する請求項４記載の光学的情報読取装置。
【請求項６】
前記通信ケーブルの複合ケーブルは、
ＵＳＢ通信用の芯線を含む内部シールドと、
前記内部シールド及び前記ＲＳ２３２Ｃ用の芯線を含む外部シールドとを含むものである請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項７】
前記光学的情報読取装置は、
前記ＵＳＢケーブルとＲＳ２３２Ｃケーブルとを連結する結束部と、
前記ＵＳＢケーブルのコネクタ端部を覆うＵＳＢカバーとを更に有する請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項８】
請求項１に記載の光学的情報読取装置の制御方法であって、
前記ＲＳ２３２Ｃ通信部のみを用いる通常モードと、ＵＳＢ通信部のみを用いるＵＳＢ通信優先モードと、画像出力にのみＵＳＢ通信部を用いるＵＳＢ画像出力モードと、を有し、
コマンドを受信したときに送信した上位機器を判別し、前記通常モード又は前記ＵＳＢ画像出力モードにおいてＲＳ２３２Ｃ通信部を通じてコマンドを受信し、ＵＳＢ通信優先モードにおいてＵＳＢ通信部を通じてコマンドを受信し、
送信データがあれば送信データがデコード結果か画像データかを判別し、
送信データがデコード結果であれば前記通常モード又は前記ＵＳＢ画像出力モードにおいてＲＳ２３２Ｃ通信部を通じてデコード結果を転送し、
送信データが画像データであれば前記ＵＳＢ通信優先モード又はＵＳＢ画像出力モードのときにＵＳＢ通信部により画像データを転送する光学的情報読取装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−６５６０８（Ｐ２０１１−６５６０８Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１８１５０（Ｐ２００９−２１８１５０）
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＱＲコード
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＱＲコード
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
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