JPH02183880A - 記号読取装置 - 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、レーザ発振装置から照射されるレーザ光を走
査し、離れた物体に向けてレーザビームを当て、その反
射光を受光することにより、物体の表面に表された文字
、符号等の記号を読取る記号読取装置のうち、特に、筐
体を手で持って筒先を離れた対象面に向けるだけで読取
できる、いわゆるハンドベルトタイプの記号読取装置に
関する。

〈従来の技術〉 近年のように、コンピュータが広くｆり用されるように
なると、コンピュータに接続される入出力装置に対して
も、より多様な機能が要求されるようになる。例えば、
カード、包装パッケージ等に記録された文字やバーコー
ドを読取り、即時にその内容を識別する光学式文字読取
装置（ＯＣＲ）やバーコード読取装置（ＢＣＲ）におい
ては、任意の場所に持ち運びして使用できるように、装
置の小型軽量化が要求されされている。また、単に文字
や符号面に接触させて読取るたけでなく取対象からある
程度離れていても、あるいは読取対象と真正面から正対
できなくとも、正確に文字、符号を読取ることができる
機能も要求されている。

上記の諸機能を実現するため、最近の記号読取装置は、
ハンドベルトタイプと称して、ハンディなピストル型筐
体に、小型レーザ発振装置、レーザ発振装置から出たレ
ーザビームを一定の角度幅で走査するポリゴンミラー、
読取対象から反射してきた光を受光する受光素子、およ
び受光素子による受光信号を処理して読取１＝ｊ象を識
別する処理回路等を一体に組み込んだ構造のものが提供
されている。

このＩ＋’＋−造の記号読取装置によれば、レーザビー
ムを使用するので離れた位置でも小さなスポットをｉ与
ることかでき、近くにある読取対象のみならず遠（にあ
る読取対象を読取ることもできる（読取深度か広い）ほ
か、ビームを自動的に走査するので、ペン式の記号読取
装置のように筒先を接触させて動かす必要はなく、読取
対象に対して照準を定めるだけでよいといった利点が得
られ、／Ｘンディでどこでも持ち運びできる点とあいま
って、例えばプリント基板面に印刷されたコード等、直
接接触不可能な対象に対しても非常に簡便に読取り操作
を行うことができる。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記ハンドベルトタイプの記号読取装置においては、レ
ーザビームの走査角度幅は、ポリゴンミラーの一反射面
の回転移動範囲によって規制される。

しかし、照準を定めた読取対象に対してレーザビームを
走査するには、読取対象との距離にもよるが、上記レー
ザービームの全てが必要となるわけではない。読取対象
が非常に遠くにあれば、必要なレーザビームの走査角は
微少なものであり、記号読取装置のビーム照射用の開口
部か読取対象に接触した状態で読取る場合であっても、
高々ビーム開口部を見込む角度であればよい。

ところが、上記ポリゴンミラーの一反射面の回転移動角
によって規制される走査角は、上記ビーム開口部を見込
む角度の２〜３倍に設定されているのが従来の記号読取
装置の設５１−例である。このゆえに、無駄な部分にレ
ーザビームが照ｑ＝ｔされ、エネルギーか浪費されると
いう問題が生しる。

この理由は、主としてポリゴンミラーの側にある。つま
り、走査角度幅を狭めようとすれば、ポリゴンミラーの
面数を相当多数に設定しなければならないか、ポリゴン
ミラーは微小な光学部品でありその加工に要する精度は
かなり高いものを要求される。従って、面数の増加は、
そのまま加工精度の微細化、ひいてはコストアップに繋
がるわけである。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、ポ
リゴンミラーの設計を変更することなく利用可能なＨ効
角度範囲内にのみレーザビームを出射させ、エネルギー
消費の低減を図ることのできる記号読取装置を提供する
ことを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための本発明の記号読取装置は、
走査されるレーザビームの出射角がａ効角度範囲に入っ
ているかどうかを検出する出射角度判定手段と、レーザ
ビームの出射角かＨ効出射角内にあると判定された場合
にのみレーザビームを照射させるべく、レーザ出力装置
の駆動制御を行うレーザ駆動制御手段とを有するもので
ある。

く作用〉 上記構成の記号読取装置によれば、レーザビームの出射
角が有効出射角外にある場合、レーザ出力の駆動制御回
路により、レーザ出力を停止もしくは減小させることが
できるので、有効な角度内にのみ正常出力のレーザビー
ムを出射できる。

〈実施例〉 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第２図は、文字、バーコード等の記号を読み取るための
、レーザビーム出力式ハンドベルトタイプの記号読取装
置を示している。この記号読取装置は、ピストル形の２
体（１）の中に、半導体レーザ発振装置（２）、半導体
レーザ発振装置（２）の出力光を集束させる無収差レン
ズ（３）、同出力光を一定の角度幅にわたって走査する
回転式のポリゴンミラー（４）、ポリゴンミラー（４）
を回転させるモータ（１１）、開口部（１３）から照射
され、距離りだけ離れて置かれた読取対象（６）に当た
って反射されてきた光を集光する円柱レンズ（５）、集
光された反射光を円柱レンズ（５）を通して受光するフ
ォトダイオード等の受光素子（７）、ポリゴンミラー（
４）面から反射される反射光の有効走査角度範囲の端部
に設置され、反射光を直接受光する走査検出用受光素子
（１２ａ）　、並びに本発明の制御手順に従って半導体
レーザ発振装置（２）のレーザ出力を制御するとともに
、受光素子（７）の出力信号を波形整形、二値化して、
読取対象である例えばバーコードの形状に対応する信号
をｊ′−４、この信号に基づきバーコードの内容を識別
する処理部を搭載した基板（９）を収納している。筐体
（１）から出ているコード（ｌＯ）は、処理部（９）の
出力信号を外部に提供するための信号コードであり、レ
バー（８）は、記号読取装置の読取スイッチになってい
る。

第１図は、走査検出用受光素子（１２ａ）から供給され
た走査検出信号に基づいて半導体レーザ発振装置（２）
の出力を制御するための構成を示す機能ブロック図であ
る。同図中、（１２ｂ）は走査検出用受光素子（１２ａ
）の検出信号を検波増幅する増幅回路、（１２ｅｌ）は
増幅回路（１２ｂ）からの出力信号を受けてから一定時
間Ｔをタイマ（１２ｃ２）にカウントさせるＣＰＵ、（
１５）はＣＰ　Ｕ　（１２ｅｌ）から送信されてきた出
力信号に基づいて半導体レーザ発振装置（２）の駆動ス
イッチをオンオフ制御して、半導体レーザ発振装置（２
）の発振および発振停止を行わせるレーザ駆動制御回路
である。上記タイマ（１２ｃ２）がカウントする一定時
間Ｔとは、回転するポリゴンミラー（４）の−反射面か
ら反射されるレーザビームが開口部（１３）を通過し終
わる時点（第１図の光路（１、ｂ）参照）から、次の反
射面から反射されるレーザビームが開口部（１３）にさ
しかかる時点（第１図の光路（Ｌａ）参照）までに規定
される。

上記ＣＰ　Ｕ　（１２ｃｌ）、タイマ（１２ｃ２）は処
理回路（１２ｃ）を構成し、上記走査検出用受光素子（
１２ａ）増幅回路（１２ｂ）　、処理回路（１２ｅ）は
特許請求の範囲記載の出射角度判定手段を構成し、上記
レーザ駆動制御回路（１５）は、レーザ駆動制御手段を
構成している。

次に、上記構成の記号読取装置による動作を説明する。

上記の記号読取装置において、レバー（８）を操作する
と、モータ（１１）の駆動によりポリゴンミラー（４）
か回転するとともに、上記半導体レーザ発振装置（２）
からレーザビームが照射される。照射されたレーザビー
ムは、回転するポリゴンミラー（４）のいずれかの反射
面に当たって反射されるとともに、当該反射光は、反射
面の回転移動に対応して、一定角度にわたって走査され
る。この走査されたビームは、開口部（１３）を通過し
て読取対象（６）に照射される。読取対象（６）から反
射されてきた光は、受光素子（７）によって受光され、
その電気出力信号は、処理部（９）に設けられた処理回
路によって検波増幅され、二値化される。二値化される
ことにより信号は、バーコードの形に対応した矩形ノく
ルス状となり、そのパルス間隔、パルス幅等が読取られ
、バーコードの内容が識別される。

ポリゴンミラー（４）の反射面に当たって走査されるレ
ーザビームは、−走査の終了に近くなった時点で走査検
出用受光素子（１２ａ）にも入射される。

走査検出用受光素子（１２ａ）はこのレーザビームの入
射に感応してスイッチオンし、このスイッチオンに対応
する電気信号を増幅回路（１２ｂ）に、送信する。増幅
回路（１２ｂ）は電気信号を増幅して次段に接続された
処理回路（１２ｃ）に送信する。処理回路（１２ｃ）は
、当該信号を受信した時に、レーザの発振を停止させる
制御信号をレーザ駆動制御回路（１５）に送信するとと
もに、タイマ（１２ｃ２）によって一定時間Ｔのカウン
トを開始する。上記制御信号を受信したレーザ駆動制御
回路（１５）は半導体レーザ発振装置（２）のレーザ発
振を停止させる。この結果、レーザビームが第１図の１
で示した範囲から、■で示した範囲に入るときにレーザ
ビームは消失する。

半導体レーザ発振装置（２）のレーザ発振が停止した後
もポリゴンミラー（４）は回転を続ける。しかし、ポリ
ゴンミラー（４）の次の反射面が半導体レーザ発振装置
（２）と対向するようになっても、半導体装置ザ発振装
置（２）の発振が停止した状態では、次のレーザビーム
の走査を始めることはできない。そこで、処理回路（１
２ｃ）は、上記一定時間Ｔのカウントアツプを待って、
レーザの発光を開始させる制御信号をレーザ駆動制御回
路（１５）に送信する。この制御信号を受信したレーザ
駆動制御回路（１５）は半導体レーザ発振装置（２）の
レーザ発振を開始させる。一定時間Ｔは前述のように規
定されているので、レーザ発振は、開口部（１３）の端
部から再開される（第１図の光路（Ｌａ）参照）。つま
り、レーザビームは、開口部（１３）から出射てきる有
効角度範囲内（図中１で示した範囲）でのみ照射され、
それ以外の角度範囲（図中■で示した範囲）では発振か
停止されることになる。

このように、有効角度範囲内Ｉにのみ限定してレーザビ
ームを照射することかできるので、従来のように有効角
度範囲外■の部分にまでレーザビームが照射されること
はない。そのため、レーザビームを発振させるための無
駄なｔｕ力消費を防止できる。

第３図は本発明に係る記号読取装置の第２の実施例を示
す。

第１図の実施例と異なるところは、走査中のレーザビー
ムの出射角が有効角度範囲Ｉに入っているかどうかを検
出する出射角度判定手段として、走査検出用受光素子（
１２ａ）とタイマ（１２ｃ２）との組合わせを採用する
代わりに、ポリゴンミラー（４）の反射面に対向させて
フォトリフレクタ（２１）と、フォトリフレクタ（２１
）の出力信号レベルを判定するレベル判定回路（２２）
とを採用したことにある。

一般に、本発明のレーザ駆動制御を行わなければ、レー
ザビームは、ポリゴンミラー（４）の回転に連れて、第
３図の有効角度範囲外■→ａ効角度範囲内Ｉ−有効角度
範囲外Ｈの順に走査される。つまり、第３図の光路（Ｌ
ｃ）から始まって（Ｌａ）、（Ｌｂ）、（Ｌｄ）まで走
査される。このうち、レーザビームか有効角度範囲内Ｉ
を走査されている時に対応するポリゴンミラー（４）の
回転角度範囲が存在する。

そこで、この実施例では、ポリゴンミラー（４）か上記
回転角度範囲内にある時に、フォトリフレクタ（２１）
を、ポリゴンミラー（４）の−反射面と相対するような
位置に設けた。

フォトリフレクタ（２１）は発光素′Ｔ−（２１）Ｉ）
と受光素Ｔ−（２１ｂ）とを備えており、発光素子（２
１ａ）から照射された光はポリゴンミラー（４）に照射
されると、ポリゴンミラ＝（４）の−反射面により反射
され、受光素子（２１ｂ）によって受光される。この発
光素子（２１ａ）から照射される光は、真ＩＩ：面に照
射される光量に比べて、ｊ１α射角度が傾いてくるほど
照射光量が緩やかに減少していくという角度対強度分布
を白゛している。

レベル判定回路（２２）は、受光素子（２１ｂ）からの
出力信号ｖＩｌを読取り、基準値Ｖｏとの比較判定を行
う。基＄　ｆｉ　Ｖ　ｏは、このポリゴンミラー（４）
が上記回転角度範囲に入っているかどうか、言いかえれ
ばレーザビームが有効角度範囲Ｉに出射されるかどうか
を判定するために適当な値に設定される。受光素子（２
１ｂ）からの出力信号ＶＩｍが基Ｉｌｌ　ＩＭＶｏより
も大きくなるときは、上記位置に設置されたフォトリフ
レクタ（２１）がポリゴンミラー（４）の−反射面と相
対するか相対に近い状態にある場合であり、レーザビー
ムが釘効角度範囲Ｉに入っていると判定することができ
る。受光素子（２１ｂ）からの出力信号ｖＩＱが基準値
Ｖｏよりも小さなときは、フォトリフレクタ（２１）が
ポリゴンミラー（４）の隣り合う反射面同士の境界部に
正対しているかそれに近い状態にある時であり、レーザ
ビームが有効角度範囲外にあると判定するこができる。

そこで、受光素子（２１ｂ）からの出力信号Ｖｌが基準
値Ｖｏを超える場合には、レベル判定回路（２２）から
レーザ駆動制御回路（１５）にレーザ発振信号を出力さ
せ、受光素子（２１ｂ）からの出力信号Ｖ騙が基準ｉｉ
　Ｖ　ｏを下回る場合には、レベル判定回路（２２）か
らレーザ駆動制御回路（１５）にレーザ発振停止信号を
出力させことにより、ポリゴンミラー（４）が上記回転
角度範囲内にある時間、つまりレーザビームが有効角度
範囲Ｉに入っている時間のみレーザビームを開口部（１
３）から出射させることができる。

第４図は、さらに別の実施例を示す図であり、レーザビ
ームの有効出射角度範囲Ｉに対応するポリゴンミラー（
４）の回転角度範囲を検出するために、ポリゴンミラー
（４）の上端面に吸光性の回転角度表示用マーク（４ａ
）を放射状に描いている。そして、ポリゴンミラー（４
）の上端面に対向させて、フォトリフレクタ（３１）を
設けている。フォトリフレクタ（３１）は、ポリゴンミ
ラー（４）がレーザビームの有効出射角度範囲Ｉに対応
する回転角度にあるときに、フォトリフレクタ（３１）
が上記回転角度表示用マーク（４ａ）の直上（または、
隣り合う回転角度表示用マーク（４ａ）間の直上でもよ
い）にくるような位置に設置されている。フォトリフレ
クタ（３１）は発光素子（３１ａ）と受光素子（３１ｂ
）とを応えているものであるが、第３図のフォトリフレ
クタ（２１）と異なるところは、発光素子（３１ａ）の
出射光量分４ｉが真正面に対してのみ鋭いピークを有し
ていることである。このため、ポリゴンミラー（４）が
高速で回転しても、ポリゴンミラー（４）の上端面に描
かれた回転角度表示用マーク（４ａ）を正確に検出する
ことができる。

ポリゴンミラー（４）が回転すると受光索子（３１ｂ）
の受光信号は信号検出回路（３２〉に送信され、信号検
出回路（３２）はこの受光信号波形を整形してレーザ駆
動制御回路（１５）に送信する。レーザ駆動制御回路（
１５）はこの信号に基づいて半導体レーザ発振装置（２
）のレーザ発振を駆動・停止制御することができる。し
たがって、レーザビームが有効角度範囲ｌに入っている
時間のみレーザビームを開口部（１３）から出射させる
ことができる。

以上、い（つかの実施例を用いて説明してきたとおり、
レーザビームが開口部（１３）から出射しないときには
レーザ発振を停止させることとしたので、レーザ発振に
要するエネルギーを節約することができる。逆にいえば
、レーザ駆動に要するエネルギーを従来と同程度に消費
することが可能であれば、有効角度範囲内を照射するレ
ーザー光の出力を増加させることができる。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば、上記実施例では、レーザビームが有効角度範
囲外にあるときには、レーザ発振を停止させていたか、
レーザ発振を完全に停止せず、ある程度のレベルまで抑
制することもｒｉ１能である。また、本発明はバーコー
ド読取装置のみてなく、ＯＣＲ等にも適用できることは
いうまでもない。その池水発明の要旨を変更しない範囲
内において、種々の設計変更を施すことが可能である。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明の記号読取装置によれば、レーザ
ビームの走査角がＨ効角度範囲内にあるか否かを検出し
て、有効角度範囲外へのレーザビームの出射を制限する
ことができるので、レーザビームの出射に伴うレーザ発
振装置の無駄な消費電力の削減を図ることができ、ひい
てはレーザ発振装置の長寿命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る第１の実施例を示す記号読取装置
の要部機構図、 第２図は記号読取装置の内部構造を示す斜視図、第３図
は第２の実施例を示す記号読取装置の要部機構図、 第４図は第３の実施例を示す記号読取装置の要部機構図
である。 （１）・・・筐体、（２）・・・レーザ発振装置、（６
）・・・バーコード而、（Ｈ）・・・開口部、（１２）
・・・出射角度判定手段、 （１２ａ）・・・走査検出用受光素ｒ、（１２ｂ）・・
・増幅回路、（１２ｃ）・・・処理回路、（１５）・・
・レーザ駆動制御回路、 （２１）（３１）・・・フォトリフレクタ、（２２）・
・・レベル判定回路、（３２）・・・信号検出回路特許
出願人　　住友電気工業株式会社 代　　理　　人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、手持ち可能な筐体に内蔵したレーザ発振装置から出
   力されるレーザビームを走査するとともに、上記筐体の
   先端部に形成された開口部からそのレーザビームを対象
   面に向けて出射し、対象面からの反射光を受光すること
   によって、対象面上に付された記号を読取る記号読取装
   置において、 走査されるレーザビームの出射角が有効角度範囲に入っ
   ているかどうかを検出する出射角度判定手段と、レーザ
   ビームの出射角が有効出射角内にあると判定された場合
   にのみレーザビームを照射させるべく、レーザ出力装置
   の駆動制御を行うレーザ駆動制御手段とを有することを
   特徴とする記号読取装置。