JPH06111044A - バーコード読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 読み取り可能な範囲を拡大し、汎用性の高い
バーコードリーダーを提供する。 【構成】 レーザ光はバーコード１０上に照射され、矢
印９１方向に走査される。半導体レーザ２１、２２は、
単位走査に同期して、各々異なる焦点距離のレーザ光Ｌ
１、Ｌ２を交互に照射する。このように、異なる焦点距
離のレーザ光が、交互にバーコード１０上を走査される
ので、読み取り可能な範囲が拡大されることになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はバーコード読取装置の構
造に関し、特にバーコードの読み取り範囲を拡大する構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のバーコード読取装置の概略を図５
に基づいて説明する。バーコードは図５Ｂに示すよう
に、太さの異なるバーとスペースによって構成されてお
り、これらの組合わせに応じて所定のバーコードデータ
が表わされている。

【０００３】一方、図５Ａに示すバーコードリーダー
は、バーコード１０に対してレーザ光Ｌ８を照射し、こ
のレーザ光Ｌ８を走査ラインＲ８上で走査させる。そし
て、レーザ光Ｌ８の反射光に基づいてバーコード１０の
データを読み取る。すなわち、バーコード１０のうち、
バーの黒い部分は受けた光を吸収し、スペースの白い部
分は光を乱反射する。このため、バーコード１０に対応
した強弱で反射光が生じ、この反射光を受光することに
よってバーコードデータを認識することができる。

【０００４】バーコード１０上でレーザ光Ｌ８を走査さ
せるために、ポリゴンミラー２が用いられている。図に
示すポリゴンミラー２は、６つの反射面２Ｍを備えた六
面体であり、中心軸２Ｊを中心として矢印９０方向に高
速回転するようになっている。半導体レーザ２０が発光
したレーザ光Ｌ８は、コリメータレンズ３０を介してこ
の反射面２Ｍに入射する。そして、反射面２Ｍで反射し
たレーザ光Ｌ８は、バーコード１０上に焦点を結ぶよう
になっており、まず照射位置Ｐ１に照射スポットを形成
する。

【０００５】ここで、上述のようにポリゴンミラー２は
中心軸２Ｊを中心に矢印９０方向に回転しており、これ
にともなって反射面２Ｍの角度が変化する。この角度変
化に応じてバーコード１０上のレーザ光Ｌ８の照射スポ
ットは、照射位置Ｐ１からＰ２に向って矢印９１方向に
移動、走査される。そして、バーコード１０からの反射
光は集光レンズ５１を通じて受光部５２に取り込まれ、
電気的に処理されてバーコードデータの認識が行われ
る。

【０００６】引き続きポリゴンミラー２が回転すること
により、レーザ光Ｌ８は次の反射面２Ｍに入射する。こ
の場合、照射スポットは再び照射位置Ｐ１に形成され、
反射面２Ｍの角度変化に応じて、再度、照射位置Ｐ２に
向って走査することになる。こうして、レーザ光Ｌ８の
照射スポットはポリゴンミラー２の回転に従い、各反射
面２Ｍごとに、バーコード１０上を繰り返し走査する。

【０００７】以上のような動作を経て、バーコード１０
のデータが読み取られる。なお、レーザ光Ｌ８を繰り返
し走査させるのは、バーコード１０のデータを確実に読
み取るためである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のバーコード
読取装置には次のような問題があった。バーコードリー
ダーはバーコード１０からの反射光を受光し、この反射
光の強弱に基づいてバーおよびスペースを判別してバー
コードデータの認識を行う。このため、バーコード１０
上には、レーザ光Ｌ８の照射スポットが的確な大きさに
絞り込まれて形成される必要がある。

【０００９】例えば、レーザ光Ｌ８の焦点距離にバーコ
ード１０が適正に位置する場合、図５Ｂに示すような照
射スポットＳ１が形成され、この照射スポットＳ１が矢
印９１方向（図５Ａ）に走査することによってバーコー
ドデータを正確に読み取ることができる。

【００１０】これに対して、バーコード１０が、レーザ
光Ｌ８の焦点距離から大きくずれた状態で位置すると、
図５Ｂの照射スポットＳ２のように、スポットの範囲が
大きくなってしまう。このような照射スポットＳ２で
は、個々のバーやスペースを正確に判別することができ
ず、適正な読み取りを行うことができない。

【００１１】このため、レーザ光Ｌ８の焦点距離によっ
てバーコードリーダーには読み取り可能な一定の範囲が
あり、この範囲内にバーコード１０を位置させ、読み取
りを行わなければならない。ところが、バーコードリー
ダーは、例えば工場の搬送ライン上の製品の識別などに
も用いられ、この場合は一般に据え置きタイプのバーコ
ードリーダーが設置される。したがって、設置場所との
関係上、読み取り可能な範囲にバーコードを位置させる
ことができない場合がある。このために、焦点距離の異
なる複数のバーコードリーダーを用意し、使用状況に応
じて装置を選択する必要がある。すなわち、バーコード
リーダーの汎用性が低いという問題があった。

【００１２】そこで本発明は、読み取り可能な範囲を拡
大し、汎用性の高いバーコードリーダーを提供すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に係るバーコー
ド読取装置は、バーコードに対し、第一焦点距離を有す
る第一照射光を照射する第一発光部、バーコードに対
し、前記第一焦点距離と異なる第二焦点距離を有する第
二照射光を照射する第二発光部、第一照射光または第二
照射光をバーコード上で走査させる走査手段であって、
バーコード全体に対する単位走査を、複数回、繰り返し
て走査させ、単位走査ごとに同期信号を出力する走査手
段、前記同期信号を取り込み、単位走査ごとに同期させ
て、第一発光部および第二発光部から、第一照射光およ
び第二照射光を交互に照射させる制御手段、バーコード
からの反射光を受光し、電気信号に変換する受光部、前
記電気信号を取り込み、比較的、振幅の大きな電気信号
に基づいてバーコードデータを出力する読み取り部、を
備えたことを特徴としている。

【００１４】請求項２に係るバーコード読取装置は、請
求項１のバーコード読取装置において、前記走査手段
は、中心軸を中心として回転し、その側面に複数の反射
面を有する回転多面体であり、回転多面体は、第一照射
光または第二照射光を反射面で反射させることによっ
て、各反射面ごとに第一照射光または第二照射光を単位
走査させる、ことを特徴としている。

【００１５】

【作用】請求項１に係るバーコード読取装置において
は、第一照射光の第一焦点距離と、第二照射光の第二焦
点距離とは、異なる焦点距離である。そして、制御手段
は、同期信号を取り込み、単位走査ごとに同期させて、
第一発光部および第二発光部から、第一照射光および第
二照射光を交互に照射させる。

【００１６】したがって、異なる焦点距離の照射光を、
バーコードに対して交互に照射させることができる。

【００１７】また、読み取り部は、受光部から電気信号
を取り込み、比較的、振幅の大きな電気信号に基づいて
バーコードデータを出力する。

【００１８】したがって、第一照射光に基づく電気信
号、または第二照射光に基づく電気信号のうち、信号変
化の度合いが明確な電気信号を選択することができ、正
確なバーコードの読み取りを行うことができる。

【００１９】請求項２に係るバーコード読取装置におい
ては、走査手段が、中心軸を中心として回転しその側面
に複数の反射面を有する回転多面体である。そして、こ
の回転多面体は、第一照射光または第二照射光を反射面
で反射させることによって、各反射面ごとに第一照射光
または第二照射光を単位走査させる。

【００２０】したがって、簡易な構造で、異なる焦点距
離の照射光を、正確にバーコードに対して交互に照射さ
せることができる。

【００２１】

【実施例】本発明に係るバーコード読取装置の一実施例
であるバーコードリーダーを図面に基づいて説明する。
まず、図１Ａにバーコードリーダーの構成の概略を示
す。走査手段であるポリゴンミラー２は、中心軸２Ｊを
中心として矢印９０方向に回転する六面体であり、受け
たレーザ光をその反射面２Ｍで反射するようになってい
る。この反射したレーザ光はバーコード１０（図１Ｂ、
Ｃ）に照射され、バーコード１０上に照射スポットを形
成する。

【００２２】バーコード１０上の照射スポットは、まず
照射位置Ｐ１に形成され、ポリゴンミラー２の回転にし
たがって照射位置Ｐ２に向って矢印９１方向に走査され
る（図１Ｂ、Ｃ参照）。すなわち、反射面２Ｍの角度変
化によって、照射スポットが照射位置Ｐ１からＰ２に移
動する。この照射位置Ｐ１からＰ２までの一回の走査が
単位走査である。

【００２３】ポリゴンミラー２の回転によって、レーザ
光は次の反射面２Ｍに入射する。この時点で照射スポッ
トは再び照射位置Ｐ１に形成され、続いて、反射面２Ｍ
の角度変化に応じて、再度、照射位置Ｐ２までの単位走
査を行う。こうして、照射スポットはポリゴンミラー２
の回転に従い、各反射面２Ｍごとに、バーコード１０上
を繰り返し単位走査する。なお、図１Ａにおいては、集
光レンズ５１や受光部５２は省略されている（図５参
照）。

【００２４】本実施例においては、図１Ａに示すよう
に、第一発光部として第一半導体レーザ２１が設けら
れ、第二発光部として第二半導体レーザ２２が設けられ
ている。そして、第一半導体レーザ２１および第二半導
体レーザ２２からは、それぞれレーザ光Ｌ１、Ｌ２が照
射され、コリメータレンズ３１、３２を透過するように
なっている。この後、レーザ光Ｌ１はさらにハーフミラ
ー４を透過し、レーザ光Ｌ２はハーフミラー４を反射し
て、各々同一光路上を通ってポリゴンミラー２の反射面
２Ｍに入射する。

【００２５】ここで、レーザ光Ｌ１、レーザ光Ｌ２の焦
点距離は、それぞれ異なるものとして設定されており、
レーザ光Ｌ１の焦点位置はＧ２１、レーザ光Ｌ２の焦点
位置はＧ２２に調整されている。焦点距離の調整は、半
導体レーザとコリメータレンズの組み合わせによって行
われる。なお、焦点位置Ｇ２１、Ｇ２２には、各々その
前後に読み取り処理の限界として読み取り範囲Ｈ２１、
Ｈ２２がある。つまり、バーコード１０に形成される照
射スポットとの関係上、この読み取り範囲内であればバ
ーコードを正確に読み取ることができる。

【００２６】第一半導体レーザ２１および第二半導体レ
ーザ２２は、ポリゴンミラー２の回転に同期して、各単
位走査ごとに交互にレーザ光Ｌ１、Ｌ２を照射する。こ
の具体的な回路構成を図２Ａに基づいて説明する。

【００２７】ポリゴンミラー駆動モーター６４は、ポリ
ゴンミラー２を回転させるモーターである。このポリゴ
ンミラー駆動モーター６４からは、ポリゴンミラー２の
各反射面２Ｍに対応するタイミングで同期信号が出力さ
れている。すなわち、本実施例におけるポリゴンミラー
２は正六面体として構成されているので、ポリゴンミラ
ー２が６０゜回転するごとに同期信号が出力されること
になる。

【００２８】ポリゴンミラー駆動モーター６４からの同
期信号は、フリップフロップ６３のセット入力Ｃに与え
られる。フリップフロップ６３は、この同期信号を受け
てＱ、ＱＢ出力から交互に発光信号を出力する。そし
て、発光信号は第一ドライバ６１、第二ドライバ６２を
介して第一半導体レーザ２１、第二半導体レーザ２２に
取り込まれる。こうして、レーザ光Ｌ１、Ｌ２は、ポリ
ゴンミラー２の各反射面２Ｍに同期して交互に照射され
る。同期信号、第一半導体レーザまたは第二半導体レー
ザの発光タイミングの関係を、図３Ａ、Ｂ、Ｃのタイミ
ングチャートに示す。

【００２９】今、仮に図１Ａにおいて、読み取り位置５
０にバーコードが位置しているとする。この場合、まず
第一半導体レーザ２１からレーザ光Ｌ１が照射され、コ
リメータレンズ３１、ハーフミラー４を透過して、ポリ
ゴンミラー２の反射面２Ｍに入射する。そして、この反
射面２Ｍで反射したレーザ光Ｌ１は、図１Ｂに示すよう
にバーコード１０上に照射スポットＳ２１を形成する。

【００３０】バーコード１０が位置する読み取り位置５
０は、レーザ光Ｌ１の読み取り範囲Ｈ２１内であるた
め、照射スポットＳ２１はバーコードを読み取るに適し
た大きさに絞られて形成される。この照射スポットＳ２
１は、前に述べたようにポリゴンミラー２の回転による
反射面２Ｍの角度変化に従って、照射位置Ｐ１からＰ２
に向けて移動し、単位走査される。

【００３１】そして、ポリゴンミラー２が６０゜回転し
た時点で、ポリゴンミラー駆動モーター６４からはフリ
ップフロップ６３に向けて同期信号が出力される（図２
Ａ参照）。同期信号の出力によって、第一半導体レーザ
２１は照射を中断し、同時に第二半導体レーザ２２がレ
ーザ光Ｌ２を照射する。このレーザ光Ｌ２は、図１Ｃに
示すように、バーコード１０上に照射スポットＳ２２を
形成する。

【００３２】この場合、バーコード１０が位置する読み
取り位置５０は、レーザ光Ｌ２の読み取り範囲Ｈ２２の
範囲外であり、照射スポットＳ２２は焦点ずれによって
大きく形成されることになる。そして、この照射スポッ
トＳ２２も、反射面２Ｍの角度変化に従って矢印９１方
向に単位走査される。

【００３３】以上のようにして、第一半導体レーザ２１
および第二半導体レーザ２２は、ポリゴンミラー２の回
転に同期して、各単位走査ごとに交互にレーザ光Ｌ１、
Ｌ２を照射する。ポリゴンミラー２は高速回転してお
り、この交互のレーザ光の照射が繰り返し行われる。

【００３４】バーコード１０からのレーザ光の反射光
は、受光部５２に取り込まれ、その光量変化が波形とし
て取り出される。この受光機構の回路構成を図２Ｂに示
す。バーコード１０からの反射光は、集光レンズを経て
受光部５２に取り込まれ（図５参照）、受光部５２はこ
の反射光を受光信号に変換する。

【００３５】変換された受光信号の波形を図３Ｄに示
す。波形中、光量変化の明確な波形部Ｎ１がレーザ光Ｌ
１、つまり照射スポットＳ２１（図１Ｂ）で読み取った
バーコードの波形である。これに対して、照射スポット
Ｓ２２で読み取った波形部Ｎ２は、レーザ光Ｌ２の焦点
ずれにより光量変化が不明瞭となり、波形の変化が小さ
くなっている。

【００３６】図３Ｄに示すような受光信号はさらに二値
化回路６６に与えられ、ここで二値化処理されたデータ
がデコード回路６７に取り込まれる。そして、デコード
回路６７は、振幅が小さい波形部Ｎ２のデータを除外
し、波形部Ｎ１のデータのみを適正なバーコードデータ
として出力する。なお、図３Ｄに示す波形部Ｎ１、波形
部Ｎ２に対し、所定のしきい値を設けて振幅の大きい波
形のみを選択し、これを二値化回路６６に与えるように
しても良い。

【００３７】以上はバーコード１０の読み取り位置５０
が、レーザ光Ｌ１の読み取り範囲Ｈ２１内に位置する場
合である。これに対して、読み取り位置５０がレーザ光
Ｌ２の読み取り範囲Ｈ２２内に位置する場合は、図３Ｄ
に示す波形中、波形部Ｎ１とＮ２とが逆の形で検出され
ることになる。しかし、この場合でもデコード回路６７
は、振幅の大きなデータのみをバーコードデータとして
出力するので、バーコードを正確に読み取ることができ
る。

【００３８】このように、異なる焦点距離のレーザ光Ｌ
１、Ｌ２が、単位走査ごとに交互に照射され、かつ振幅
が比較的、大きい受光信号に基づいてバーコードデータ
の認識が行われる。このため、図１Ａに示すように読み
取り可能な範囲がＨ２５まで拡大され、装置の汎用性を
高めることができる。

【００３９】なお、他の実施例として、図１Ａに示すハ
ーフミラー４の代わりに偏向ビームスプリッターを設け
てもよい（図示せず）。この場合、例えば縦波を透過
し、横波を反射する偏向ビームスプリッターを設ける。
そして、第一半導体レーザ２１から縦波のレーザ光Ｌ１
を照射し、第二半導体レーザＬ２から横波のレーザ光Ｌ
２を照射する。この偏向ビームスプリッターは、ハーフ
ミラーに比べて、光の透過もしくは光の反射の効率が良
いため、照射するレーザ光を有効に用いることが可能で
ある。

【００４０】さらに他の実施例を図４に示す。この実施
例では、ハーフミラー４（図１Ａ）の代わりに反射ミラ
ー５を設けている。この反射ミラー５は、レーザ光Ｌ１
の光路近傍に設けられており、第二半導体レーザ２２か
らのレーザ光Ｌ２を反射している。このように反射ミラ
ー５をレーザ光Ｌ１の光路に近接して位置させること
で、レーザ光Ｌ１とＬ２との光軸のずれを小さくするこ
とができる。

【００４１】なお、上記実施例では発光部として半導体
レーザを設けたが、ＬＥＤ等を用いてもよい。

【００４２】

【発明の効果】請求項１に係るバーコード読取装置にお
いては、第一照射光の第一焦点距離と、第二照射光の第
二焦点距離とは、異なる焦点距離である。そして、制御
手段は、同期信号を取り込み、単位走査ごとに同期させ
て、第一発光部および第二発光部から、第一照射光およ
び第二照射光を交互に照射させる。すなわち、異なる焦
点距離の照射光を、バーコードに対して交互に照射させ
ることができる。

【００４３】また、読み取り部は、受光部から電気信号
を取り込み、比較的、振幅の大きな電気信号に基づいて
バーコードデータを出力する。すなわち、第一照射光に
基づく電気信号、または第二照射光に基づく電気信号の
うち、信号変化の度合いが明確な電気信号を選択するこ
とができ、正確なバーコードの読み取りを行うことがで
きる。

【００４４】したがって、第一焦点距離および第二焦点
距離の双方の距離範囲でバーコードを読み取ることが可
能であり、バーコードリーダーの読み取り範囲を拡大し
て装置の汎用性を高めることができる。

【００４５】請求項２に係るバーコード読取装置におい
ては、走査手段が、中心軸を中心として回転しその側面
に複数の反射面を有する回転多面体である。そして、こ
の回転多面体は、第一照射光または第二照射光を反射面
で反射させることによって、各反射面ごとに第一照射光
または第二照射光を単位走査させる。すなわち、簡易な
構造で、異なる焦点距離の照射光を、正確にバーコード
に対して交互に照射させることができる。

【００４６】したがって、装置の精度を保持しながら、
バーコードリーダーの読み取り範囲を拡大して装置の汎
用性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバーコード読取装置の一実施例を
示しており、Ａはバーコードリーダーの概略図、Ｂおよ
びＣはバーコード上の照射スポットを示す図である。

【図２】図１に示すバーコードリーダーのブロック図で
ある。

【図３】同期信号、第一半導体レーザまたは第二半導体
レーザの発光タイミング等の関係を示すタイミングチャ
ートである。

【図４】本発明に係るバーコード読取装置の他の実施例
を示すバーコードリーダーの概略図である。

【図５】従来のバーコードリーダーを示す図である。

【符号の説明】

２・・・・・ポリゴンミラー ４・・・・・ハーフミラー ５・・・・・反射ミラー １０・・・・・バーコード ２Ｍ・・・・・反射面 ２１・・・・・第一半導体レーザ ２２・・・・・第二半導体レーザ Ｇ２１、Ｇ２２・・・・・焦点位置 Ｌ１、Ｌ２・・・・・レーザ光

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バーコードに対し、第一焦点距離を有する
   第一照射光を照射する第一発光部、 バーコードに対し、前記第一焦点距離と異なる第二焦点
   距離を有する第二照射光を照射する第二発光部、 第一照射光または第二照射光をバーコード上で走査させ
   る走査手段であって、バーコード全体に対する単位走査
   を、複数回、繰り返して走査させ、単位走査ごとに同期
   信号を出力する走査手段、 前記同期信号を取り込み、単位走査ごとに同期させて、
   第一発光部および第二発光部から、第一照射光および第
   二照射光を交互に照射させる制御手段、 バーコードからの反射光を受光し、電気信号に変換する
   受光部、 前記電気信号を取り込み、比較的、振幅の大きな電気信
   号に基づいてバーコードデータを出力する読み取り部、 を備えたことを特徴とするバーコード読取装置。
2. 【請求項２】請求項１のバーコード読取装置において、 前記走査手段は、中心軸を中心として回転し、その側面
   に複数の反射面を有する回転多面体であり、 回転多面体は、第一照射光または第二照射光を反射面で
   反射させることによって、各反射面ごとに第一照射光ま
   たは第二照射光を単位走査させる、 ことを特徴とするバーコード読取装置。