JPH02137076A - バーコード読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、バーコード符号面にレーザビームを走査して
バーコード情報を読取るバーコード読取装置に関すら。

［従来の技術］ この種のバーコード読取装置は第１８図に示す光学系１
０を有し、レーザダイオード発振器１からのコリメータ
２を介して出力されるレーザビームを孔空きミラー３の
孔及び孔空き集光レンズ４の孔を介して走査ミラー５に
照射し、その走査ミラー５を走査用モータ６で駆動させ
ることによってレーザビームをバーコード符号面７に対
して走査するようにしている。そしてバーコード符号面
７からの反射光を走査ミラー５を介して孔空き集光レン
ズ４で集光し、孔空きミラー３に反射させた後フォトセ
ンサ８で受光するようにしている。

第１９図に回路ブロックを示すように、光学系１０のレ
ーザダイオード発振器１はレーザドライバ１１で駆動さ
れ、また走査用モータ６は走査モータドライバ１２で駆
動されるようになっている。

フォトセンサ８は受光した光を光電変換して増幅及び２
値化回路１３に供給している。そして増幅及び２値化回
路１３からの２値化信号はデコード回路１４に供給され
て解読復調されバーコード情報がホストコンピュータへ
送出されるようになっている。

ところでバーコード読取りに使用されるレーザビームは
そのほどんどが可視光であり、可視光のレーザビームを
使用するとバーコード符号面に照射されるスポットは第
２０図の（ａ）に示すような円スポットとはならず第２
０図の（ｂ）に示すように楕円スポットとなる。そして
楕円スポットは円スポットに比べて楕円の長軸方向がバ
ーコードにおけるバーの長手方向と一致している場合に
はバーに対するスポット面積が大きくなるためバーコー
ドが多少印刷不良であっても正確に読取ることができる
という利点がある。

しかしながらレーザビームの走査方向がバーコードのバ
ーの長手方向と直交せずに傾いた場合には楕円スポット
の長軸方向がバーの長手方向と一致せず解像度が低下す
る問題がある。

このためレーザビームの走査方向に対するバーコードの
傾きを検知して両者が一致するように制御する必要があ
るが、従来このような傾きを検知するものとしては特開
昭５１−１１４０２５号公報に見られるように、バーコ
ード符号面に本来のバーコードとは別に各バーの両側に
バーとは直交する方向の符号を予め印刷し、その符号を
利用して傾きを検知するものであった。

［発明が解決しようとする課２）］ しかしこの従来のバーコード読取装置における傾き検知
は通常のバーの他に符号を印刷した特殊なバーコードに
しか使用できない問題があった。

そこで本発明は、バーコードの傾きを検知してレーザビ
ームの走査方向をバーコードのバーの長手方向に直交す
るように修正できるものにおいて、特殊なバーコードを
使用せずにバーコードの傾きを検知でき汎用性を向上で
きるバーコード読取装置を提供しようとするものである
。

［課題を解決するための手段］ 請求項（１）記載の発明は、バーコード符号面にレーザ
ビームを走査し、バーコード符号面からの反射光を受光
して光電変換した後２値化してバーコード情報を読取る
バーコード読取装置において、バーコード符号面に複数
のレーザビームを同時走査させるビーム走査手段と、こ
のビーム走査手段にて走査された複数のレーザビームの
反射光を受光しそれぞれ各レーザビーム毎に分離しかつ
電気信号に変換する分離手段と、この分離手段から出力
される電気信号の位相差からバーコード符号面の傾きを
検知する傾き検知手段と、この傾き検知手段による傾き
検知出力によって少なくともレーザビームを走査する光
学系をバーコード符号面の傾きに合せて回動制御する制
御手段を設けたものである。

また請求項（２）記載の発明は、さらに制御手段にて回
動制御が行われた後に分離手段から出力される各電気信
号を加算しバーコード読取信号として出力する加算手段
を付加したものである。

［作用］ 請求項（１）記載の発明においては、バーコード符号面
に対して複数のレーザビームを同時に走査させ、その反
射光を受光して分離手段により各レーザビーム毎に分離
するとともに電気信号に変換する。そして各電気信号の
位相差を比較してバーコード符号面の傾きを検知し少な
くともレーザビームを走査する光学系をバーコード符号
面の傾きに合せて回動制御する。こうしてレーザビーム
の走査方向はバーコードのバーの長手方向と直交するよ
うになる。

また請求項（２）記載の発明においては、レーザビーム
を走査する光学系をバーコード符号面の傾きに合せて回
動制御した後レーザビームをバーコド符号面に対して走
査し、そのとき分離手段から得られる各電気信号を加算
手段で加算してバーコード読取信号として出力する。こ
れによりレベルの高い安定したバーコード読取信号を得
ることができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図において２１は内部にレーザダイオード発振器、
走査ミラー　この走査ミラーを駆動する走査用モータ等
を設け、同時に２つのレーザビームをバーコード符号面
２２に対して走査する光学系である。

前記光学系２１のレーザダイオード発振器はレーザドラ
イバ２３で発振駆動され、また走査用モタは走査モータ
ドライバ２４で回動されるようになっている。

また前記光学系２１にはレーザビームの走査方向を変え
るための駆動機構が設けられており、この駆動機構をス
キャナ移動用アクチュエータ及びドライバ２５によって
動作制御するようになっている。

スキャナ移動用アクチュエータは例えば第２図に示すよ
うにコイル２５１を巻装した中空状のコア２５２の中空
部にスキャナーの光学系２５３を固定し、またコア２５
２の両側にＮ極の永久磁石２５４とＳ極の永久磁石２５
５を配置したもので、コイル２５１に流す電流の大きさ
及び方向を変化させることによってレーザビームの走査
方向を任意に変えることができる。従って例えば第３図
に示すようにバーコード符号面２２が傾いているために
バーコード光学系２１からのレーザビームの走査方向が
バーコードのバーの長手方向と直交していない場合に、
第４図に示すように光学系２１をスキャナ移動用アクチ
ュエータにより回動させることによってレーザビームの
走査方向をバーコードのバーの長手方向と直交させるこ
とができるようになる。

なお、第５図に示すように光学系２１を収納した筺体２
５６の両側にＮ極の永久磁石２５７とＳ極の永久磁石２
５８を固定するとともに、筺体２５６の底部をスプリン
グ２５９とダンパー２６０で支持し、かつ各永久磁石２
５７，２５８に対向してコイル２６１，２６２を配置し
たものであってもよい。このようにしても各コイル２６
１．２６２に流す電流の大きさや向きを変化させること
によって筺体２５６の傾きを任意に変化させることがで
き、それによりレーザビームの走査方向を変化させるこ
とができる。

前記光学系２１はバーコード符号面２２からの各拡散反
射光を受光し、光電変換及び増幅回路２６に供給してい
る。前記光電変換及び増幅回路２６は光学系２１からの
２つの反射光をそれぞれ光電変換素子で受光して電気信
号とし、かつ増幅するようにしている。

前記光電変換及び増幅回路２６からの各電気信号を位相
検出回路２７並びに加算器２８にそれぞれ供給している
。また前記光電変換及び増幅回路２６からの電気信号の
１つを切換えスイッチ２９の一方の接点２９ａを介して
２値化回路３０に直接供給している。前記加算器２８か
らの加算出力を前記切換えスイッチ２９の他方の接点２
９ｂを介して前記２値化回路３０に供給している。

前記２値化回路３０は人力した電気信号を２値化変換し
、デコード回路３１に供給している。前記デコード回路
３１は入力した２値化信号に基づいて読取ったバーコー
ド情報を解読し復調して例えばホストコンピュータへ送
出するようにしている。

前記位相検出回路２７は入力される２つの電気信号の位
相差を検出し、その位相差に対応した電圧信号を比較器
３２に供給している。前記比較器３２は入力された電圧
信号を基準電圧発生回路３３からの基準電圧と比較し、
アクチュエータのコントロール電圧を決定して前記スキ
ャナ移動用アクチュエータ及びドライバ２５に供給して
いる。

前記スキャナ移動用アクチュエータ及びドライバ２５は
入力されるコントロール電圧に基づいてアクチュエータ
を回動制御するようにしている。

このような構成の本実施例においては、第６図の（ａ）
に示すようにバーコード符号面２２のバーコードに対し
て光学系２１からの２本のレーザビームが傾いて走査す
るような場合には、一方のレーザビームｘ１を受光して
充電変換した電気信号の波形は第６図の（ｂ）に示すよ
うになり、また他方のレーザビームＸ２を受光して光電
変換した電気信号の波形は第６図の（ｃ）に示すように
なる。すなわちレーザビームＸｌはレーザビームＸ２に
先行してバーコードを走査することになる。

しかして位相検出回路２７では両電気信号波形から位相
差ａを検出し、その位相差αに対応した電圧信号を比較
器３２に供給することになる。比較器３２では電圧信号
と基準電圧を比較してアクチュエータのコントロール電
圧を決定し、その電圧をスキャナ移動用アクチュエータ
及びドライバ２５に供給する。こうしてアクチュエータ
が駆動され光学系２１が所定の角度回動制御される。

この状態で光学系２１からバーコード符号面２２に走査
される２つのレーザビームＸ１．Ｘ２は第７図の（ａ）
に示すようにバーコードのバーの長手方向と直交するよ
うになる。そしてこの状態では第７図の（ｂ）に示すレ
ーザビームＸ１の電気信号波形と第７図の（ｃ）に示す
レーザビームＸ２の電気信号波形との位相差は略ゼロと
なる。

こうして光学系２１は所定角度回動じた状態で保持され
るようになる。また位相差が略ゼロとなることによって
位相検出回路２７は切換えスイッチ２９を切換え他方の
接点２９ｂをオンする。

この状態では光電変換及び増幅回路２６から出力される
２つの電気信号が加算器２８で加算されて２値化回路３
０に供給されることになる。すなわち２つの電気信号の
位相が一致しているので電気信号は加算によってレベル
が大きくなる。また一方のレーザビームの走査上にボイ
ドやスポット等があってバーコードの読取りが多少不安
定であっても他方のレーザビームによる読取りによって
得られる電気信号と加算することによって不安定な部分
が補償され安定した電気信号が得られる。

このように電気信号の加算によって安定性を向上できる
。

こうして２値化回路３０はレベルの高い安定した電気信
号を２値化することになり、バーコードに対応したより
正確な２値化信号が得られることになる。そしてこの２
値化信号はデコード回路３１で解読復調されバーコード
情報がホストコンピユータへ送出されることになる。

なお、光学系２１はバーコード符号面２２からの拡散反
射光を受けるが、その拡散反射光には２つのビーム成分
があり、それを分離する必要があるため、２つのレーザ
ビームの発振ピークの波長をλ４．λＢと異ならせ、バ
ーコード符号面２２からの拡散反射光を第８図に示すよ
うにそれらの波長に対応した分光感度特性を持った２つ
の受光素子で受光するか、あるいはそれらの波長に対応
した透過特性を持った光学フィルタを介して受光するよ
うにすれば各レーザビームに対応した反射光を容易かつ
確実に分離することができる。この場合、受光素子とし
て分光感度帯域の狭いもの又は光学フィルタとして透過
帯域の狭いものを使用すれば外乱光に対してきわめて強
くなり、より正確なバーコード読取りが可能となる。

また２つのレーザビームのうち一方を可視光とし、他方
を不可視光とすれば１台のレーザダイオード発振器に組
込まれている可視光レーザダイオードと不可視光ダイオ
ードを有効に利用できコスト低下を図ることができる。

次の本発明の他の実施例を図面を参照して説明する。

第９図に示すものは、レーザダイオードアレイ４１を第
１のレーザドライバ４２と第２のレーザドライバ４３で
制御して同一波長の２つのレーザビームをそれぞれ異な
った周波数で変調して光学系４４に出力している。そし
て光学系４４からの２つのレーザビームでバーコード符
号面２２を走査するようにしている。

バーコード符号面２２からの拡散反射光を光電変換及び
増幅回路４５において受光素子で受光じて光電変換し増
幅した後節１、第２の復調器４６゜４７で復調して２つ
のレーザビームに対応した電気信号に分離している。そ
して分離した２つの電気信号を位相検出回路及び加算器
に供給し、前述した第１図の回路と同様の処理を行うよ
うにしている。

この回路においては第１０図に示すように周波数ｆ１〜
ｆ２のバーコード信号帯域Ｗ１に対して２つの搬送波Ｗ
２．Ｗ３の周波数ｆ３＋　　ｆ４は重ならず離れている
ことが望ましい。

またレーザビームの変調は例えば第１１図に示す変調手
段を使用している。これは直線偏向された光であるレー
ザビームをＥＯ変調器４８を通して円偏向された光に変
換した後検光子４９を通すことによって一方向の成分を
取出して光強度変調された光にしている。なお、検光子
４９に代えてＴＮ液晶を使用すればより安価でコンパク
トとな゛る。

この実施例においては、２つのレーザビームを異なる周
波数で変調した後バーコード符号面２２に対して走査さ
せ、バーコード符号面２２からの拡散反射光を受光して
光電変換し増幅した後復調器４６．４７によって電気的
に分離するようにしているので、拡散反射光を受光する
受光素子は１個でよく、また高価な光学フィルタも使用
する必要はない。

従って光学系４４をコンパクトにかつ安価に構成するこ
とができる。

第１２図に示すものは、１つのレーザビームをビーム分
割手段５１によって２つのレーザビームに分割し、それ
ぞれ第１の変調手段５２と第２の変調手段５３によって
異なる周波数で変調した後走査光学系５４によって２つ
のレーザビームをバーコード符号面２２に対して走査さ
せるようにしている。

そしてバーコード符号面２２からの拡散反射光を光電変
換及び増幅回路５５で受光して光電変換し増幅した後節
１、第２の復調器５６．５７で復調して２つのレーザビ
ームに対応した電気信号に分離している。そして分離し
た２つの電気信号を位相検出回路及び加算器に供給し、
前述した第１図の回路と同様の処理を行うようにしてい
る。

前記ビーム分割手段５１としては、例えば第１３図に示
すように回折格子５８を使用して分割するもの、また第
１４図に示すようにプリズム５９を使用して分割するも
の、あるいは第１５図に示すようにハーフプリズム６０
を使用して分割するもの、さらには偏向ビームスプリッ
タなどが適用できる。

なお、回折格子５８を使用した場合、レーザビームを回
折格子５８に入射させると透過光と回折光に分割され、
回折光はさらに第１次、第２次、・・・と複数に分割さ
れる。このうち第１次の回折光は光量が多いので２つの
第１次の回折光を走査用のレーザビームとして取出す。

なお、第１次の回折光と透過光を走査用のレーザビーム
としてよい。

またプリズム５９を使用した場合は回折格子５８に比べ
て位置決めが比較的容易にできるとともにコスト低下も
図ることができる。また光量のロスも少なくて済む。

さらにハーフプリズム６０を使用した場合は精度が要求
される面は１面でよく２面精度が要求されるプリズム５
９よりは安価となる。

この実施例においては、１つのレーザビームを２つに分
割しているので、使用するレーザダイオード発振器は１
台でよく２台使用するものに比べて故障率及びコストの
低下を図ることができる。

また消費電力も少なくできる。

第１６図に示すものは、移動制御機構により光軸に対し
て移動可能にビーム分割手段６１を使用したもので、移
動制御機構としては１対の永久磁石６２．６３と１対の
電磁石６４．６５からなる電磁力を利用したものを使用
している。

そしてビーム分割手段６１で分割された２つのレーザビ
ームを使用してバーコード符号面２２のバーコードとレ
ーザビームの走査方向との傾きを検知し光学系を回動制
御してレーザビームの走査方向をバーコードのバーの長
手方向に直交するように直した後移動制御機構を動作し
てビーム分割手段６１を光軸から外すようにしている。

本実施例においては、レーザビームの走査方向をバーコ
ードのバーの長手方向に直交させた後はバーコード符号
面２２を走査するレーザビームを１本にできる。従って
走査するレーザビームの光量損失を少なくできるととも
にバーコード符号面２２からの拡散反射光を受光し光電
変換した後２値化しさらに復調する回路は従来と同様の
回路が使用できる。すなわち加算器等は不要となる。

第１７図に示すものは、ビーム分割手段として音響光学
効果素子７１を使用したもので、この音響光学効果素子
７１は振動子を通して超音波を媒質中に流し込むと、屈
折率の疎密波を生じ回折格子と同様の働きをする。超音
波は高周波電源７２により作っているためこれをスイッ
チ７３でオン、オフすることによって音響光学効果素子
７１を制御する。すなわちスイッチ７３をオンしたとき
には第１７図の（ａ）に示すように回折格子と同様の働
きを行わせて分割された２つのレーザビームを取出し、
またスイッチ７３をオフしたときには第１７図の（ｂ）
に示すように１本の透過光のみが取出される。従ってス
イッチ７３のオン、オフ動作によって２つのレーザビー
ムと１つのレーザビームをバーコード走査のために出力
させることができる。

なお、前記各実施例においてはバーコード符号面を走査
するレーザビームを２本としたが必ずしもこれに限定さ
れるものではなく、要は複数本であればよいものである
。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、バーコードの傾き
を検知してレーザビームの走査方向をバーコードのバー
の長手方向に直交するように修正できるものにおいて、
特殊なバーコードを使用せずにバーコードの傾きを検知
でき汎用性を向上できるバーコード読取装置を提供でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図はブロック図、第２図はスキャナ移動用アクチュエ
ータの一例を示す図、第３図及び第４図は光学系の状態
とバーコード符号面を走査するレーザビームとの関係を
示す図、第５図はスキャナ移動用アクチュエータの他の
例を示す図、第６図及び第７図はバーコード符号面を走
査する２つのレーザビームと２つの電気信号波形の位相
関係を示す図、第８図は２つのレーザビームの波長関係
を示す図、第９図乃至第１１図は本発明の他の実施例を
示すもので、第９図は要部ブロック図、第１０図はバー
コード信号帯域と搬送波の周波数関係を示す図、第１１
図は変調部を示すブロック図、第１２図乃至第１５図は
本発明の別の他の実施例を示すもので、第１２図は要部
ブロック図、第１３図乃至第１５図はビーム分割手段の
具体例を示す図、第１６及び第１７図は本発明のさらに
別の他の実施例を示す要部構成図、第１８図及び第１９
図は従来例を示すもので、第１８図は光学系の構成を示
す斜視図、第１９図はブロック図、第２０図は円ビーム
及び楕円ビームとバーコードとの関係を説明するための
図である。 ２１・・・光学系、２２・・・バーコード符号面、２３
・・・レーザドライバ、２４・・・走査モータドライバ
、２５・・・スキャナ移動用アクチュエータ及びドライ
バ、２６・・・光電変換及び増幅回路、２７・・・位相
検出回路、２８・・・加算器、３０・・・２値化回路、
３１・・・デコード回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 （ａ） （ｂ） 第 図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）バーコード符号面にレーザビームを走査し、バー
   コード符号面からの反射光を受光して光電変換した後２
   値化してバーコード情報を読取るバーコード読取装置に
   おいて、バーコード符号面に複数のレーザビームを同時
   走査させるビーム走査手段と、このビーム走査手段にて
   走査された複数のレーザビームの反射光を受光しそれぞ
   れ各レーザビーム毎に分離しかつ電気信号に変換する分
   離手段と、この分離手段から出力される電気信号の位相
   差からバーコード符号面の傾きを検知する傾き検知手段
   と、この傾き検知手段による傾き検知出力によって少な
   くともレーザビームを走査する光学系をバーコード符号
   面の傾きに合せて回動制御する制御手段を設けたことを
   特徴とするバーコード読取装置。
2. （２）バーコード符号面にレーザビームを走査し、バー
   コード符号面からの反射光を受光して光電変換した後２
   値化してバーコード情報を読取るバーコード読取装置に
   おいて、バーコード符号面に複数のレーザビームを同時
   走査させるビーム走査手段と、このビーム走査手段にて
   走査された複数のレーザビームの反射光を受光しそれぞ
   れ各レーザビーム毎に分離しかつ電気信号に変換する分
   離手段と、この分離手段から出力される電気信号の位相
   差からバーコード符号面の傾きを検知する傾き検知手段
   と、この傾き検知手段による傾き検知出力によって少な
   くともレーザビームを走査する光学系をバーコード符号
   面の傾きに合せて回動制御する制御手段と、この制御手
   段にて回動制御が行われた後に前記分離手段から出力さ
   れる各電気信号を加算しバーコード読取信号として出力
   する加算手段を設けたことを特徴とするバーコード読取
   装置。
3. （３）ビーム走査手段は、波長の異なる複数のレーザビ
   ームを出力し、分離手段は、分光波長感度の異なる複数
   の受光素子又は通過波長の異なる複数の光学フィルタを
   使用して反射光を光学的に分離した後電気信号に変換す
   ることを特徴とする請求項（１）又は（２）記載のバー
   コード読取装置。
4. （４）ビーム走査手段は、同一波長の複数のレーザビー
   ムをそれぞれ異なった周波数で変調して出力し、分離手
   段は、反射光を受光し電気信号に変換した後復調器によ
   って電気的に分離することを特徴とする請求項（１）又
   は（２）記載のバーコード読取装置。
5. （５）ビーム走査手段は、１個のレーザビームを光分割
   機構によって複数のレーザビームに分割した後各レーザ
   ビームをそれぞれ異なった周波数で光強度変調して出力
   し、制御手段にて回動制御が行われた後に前記光分割機
   構をレーザビームの光軸から外して１個のレーザビーム
   でバーコード符号面を走査することを特徴とする請求項
   （１）記載のバーコード読取装置。
6. （６）光分割機構は、音響光学効果素子からなる偏向器
   によってレーザビームを分割することを特徴とする請求
   項（５）記載のバーコード読取装置。