JPH0620080A - バーコード読取用スキャナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バーコードラベルに印刷むらや汚れがあって
も読み取りが確実に行えるようにする。 【構成】 レーザーダイオード５からの光ビームを光学
系をバーコードラベルに照射し、その反射光をフォトダ
イオード６によって光−電変換してデコード用の信号を
得るバーコード読取用スキャナにおいて、レーザーダイ
オード５による主走査方向に直交する方向に副走査用駆
動部１３により副走査を行い、さらに副走査位置に同期
させて前記光源の発光制御及び前記受光素子の制御を制
御回路１２によって行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バーコードを読み取る
ためのスキャナ、特に、レーザー方式によるスキャナに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より用いられているバーコード読取
用のレーザースキャナは、２次元（縦、横がある）で印
刷されているバーコードを１次元に走査して読み取りを
行っている。

【０００３】なお、この種の装置には、例えば、特開昭
６０−１００２７３号、特開昭６１−２６１８５号及び
特開平３−２５５８５号などの公報がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
技術にあっては、バーコードを１次元に走査を行ってい
るため、バーコードを上にボイドやスポットと呼ばれる
印刷むらや汚れがあると、読み取りエラーが生じ、読み
取りを再度行わねばならなかった。このため、読取速度
の低下や読取結果に対する信頼性に課題を残している。

【０００５】本発明の目的は、バーコードラベルに印刷
むらや汚れがあっても読み取りが確実に行えるようにす
るバーコード読取用スキャナを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、光源からの光ビームをバーコードラ
ベルに照射し、その反射光を受光素子によって光−電変
換してデコード用の信号を得るバーコード読取用スキャ
ナにおいて、前記光源による主走査方向に直交する方向
に副走査を行う副走査手段と、該手段による副走査位置
に同期させて前記光源の発光制御及び前記受光素子の制
御を行う制御手段とを設けるようにしている。

【０００７】

【作用】上記した手段によれば、光源からの光ビームを
走査方向に対し直交する方向に副走査し、バーコードラ
ベルに対しサイン波形状に走査が行われる。これによ
り、バーコードラベルに印刷むらや汚れがあっても読み
取りが確実に行われる。

【０００８】

【実施例】ここで、実施例の説明の前に本発明の基本動
作について説明する。

【０００９】バーコードを従来のレーザースキャナを用
いて走査した場合の軌跡（斜めに引かれた細線）が図２
である。このように、レーザーのスポット径は分解能を
上げるために小さくしてあり、このために線状の軌跡に
なる。

【００１０】図３は本発明のスキャナによる軌跡を示
し、従来の線状に対し、軌跡は帯状（または面状）にな
っている。この図３の軌跡を拡大して示したのが図４で
あり、実際には面ではなく、レーザーの走査方向に対し
直交するように、単振動でかつ変調を加えた副走査を行
っており、正弦波状の軌跡が残される。

【００１１】また、図５はボイドやスポットの有るバー
コード上を従来のスキャナで走査した状態、及びそのバ
ーコードを電気信号に変換した出力信号波形を示してい
る。図示のように、バーコード１ａ，１ｂに直交する方
向に形成される走査軌跡４上には、スポット２及びボイ
ド３が点在している。通常、スキャナの出力信号波形
は、バーコード１ａ，１ｂが黒色であるため、その信号
レベルは“０”であり、コード間は白であるために
“１”になる。ところが、スポット２やボイド３が有る
と、スポット２の部分が“１”になり、ボイド３部分が
“０”になり、バーコード１ａの幅内に２つのコードが
有り、バーコード１ａとバーコード１ｂの間にも１つの
コードが挿入されているものと誤読されてしまう。

【００１２】ところが、本発明によれば、図４に示した
ように、走査軌跡がサインカーブを描いているため、そ
の走査に際して変調１サイクル当たりＮ点（例えば、５
点）のサンプリングを行えば、多数決論理を用いること
によりスキャンしている領域が白か黒かを判別すること
ができる。この結果、スポット２やボイド３の悪影響を
取り除くことができる。

【００１３】しかし、図６に示すようにバーコードの並
びに沿ったスキャンでは、上記したように問題なく読み
取りが行われるが、図７に示すように、バーコード列に
対し斜めに走査された場合、サンプル点がコードの変化
域を往来することになり、単純な多数決論理では正常な
動作が望めない。そこで、図８に示すように、実質的に
僅かな時間のずれは有るものの、変調１周期中のサンプ
ル数（ここでは５点）と同数の走査を同時に行っている
ものとみなすことができる。これは図８に示す「１〜
５」のサンプリングポイントにおける白黒判別の出力
は、時間のずれが有るのみで出力波形そのものの形状は
同じであることを意味する。そのため、何らかの同期を
とることで図７に示す斜めの走査が図６と等価になる。

【００１４】以下、本発明の実施例について説明する。

【００１５】図１は本発明によるバーコード読取用スキ
ャナの一実施例を示すブロック図である。

【００１６】光源としてのレーザーダイオード（ＬＤ）
５はバーコードラベルに向けてレーザー光を発生し、そ
のバーコードラベルの表面からの反射光がフォトダイオ
ード（ＰＤ）６によって受光され、その反射輝度に応じ
た電気信号がフォトダイオード６から出力される。フォ
トダイオード６には増幅器（ＡＭＰ）７が接続され、こ
の増幅器７にはサンプル・アンド・ホールド回路（以
下、Ｓ／Ｈ回路という）回路８ａ〜８ｃ並列接続されて
いる（上記の説明ではサンプリングを５点で行うものと
したが、ここでは３点の場合を例示しており、したがっ
てＳ／Ｈ回路は３つになっている）。Ｓ／Ｈ回路８ａ，
８ｓ，８ｃの各々にはＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変
換回路９ａ，９ｂ，９ｃの各々が接続され、これらには
同期回路１０が接続され、さらに同期回路１０には多数
決回路１１が接続され、この多数決回路１１の出力がデ
コーダ（不図示）へ送出される。さらに、レーザーダイ
オード５及びＳ／Ｈ回路８ａ，８ｓ，８ｃを制御するた
めに制御回路１２が設けられている。この制御回路１２
には、さらに副走査用駆動部１３が接続され、レーザー
ダイオード５の副走査するための駆動を行う。

【００１７】図９は走査光学系の一例を示す構成図であ
り、図１０は走査光学系の他の例を示す構成図である。
ここで、図９は走査機構にポリゴンミラーを用いてお
り、図１０ではガルバノミラーを用いている。

【００１８】図９の構成では、レーザーダイオード５の
出射光路上には、光学レンズ１４及びポリゴンミラー１
５（ここでは図示を簡略にするために円で描いている
が、実際には円周方向に多角形を成している）が順次配
設され、ポリゴンミラー１５の反射光はバーコードラベ
ル１６に導かれ、図６で示したように一方から他方へ走
査される。このバーコードラベル１６からの反射光は、
フォトダイオード６によって受光され、図１のレーザー
ダイオード５、フォトダイオード６を除く回路によって
構成されるデコーダ１７に入力され、解読処理がなされ
る。

【００１９】一方、図１０の構成にあっては、レーザー
ダイオード５に代えてガスレーザー１８が用いられてお
り、その出射光路上にはガルバノミラー１９が配設され
ている。他の構成については図９と同一であるので、こ
こでは重複する説明は省略する。

【００２０】図９及び図１０においては、光源（レーザ
ーダイオード５またはガスレーザー１８）からのレーザ
ー光は、ポリゴンミラー１５またはガルバノミラー１９
によってバーコードラベル１６に対する走査が行われ
る。この際の走査軌跡は線状となり、これに対し図６に
示したようなサイン波形状に副走査を行う必要がある
が、具体的には前記ポリゴンミラーの回転方向に対し垂
直な方向（ガルバノミラーの場合は、その振動方向と垂
直な方向）にレーザー光を振らせる。この手段として
は、ポリゴンミラー１５やガルバノミラー１９を直接動
かすことも可能であるが、他に、光源を振動させる方
法、光路の途中にミラーを挿入し、このミラーを振動さ
せる方法などが考えられる。なお、本実施例では、図１
１に示すように、光源を直接振動させることで副走査を
行っている。

【００２１】図１１においては、レーザーダイオード５
を装着し、他端に永久磁石２１を装着したバー２０のレ
ーザーダイオード５寄りに軸２２を設定し、永久磁石２
１に対峙させて電磁石２３を配設し、この電磁石２３に
交流電源２４を印加することでレーザーダイオード５を
図示の上下方向に振動させている。

【００２２】次に、以上の構成による実施例の動作につ
いて説明する。

【００２３】制御回路１２から副走査用駆動部１３の電
磁石２３に駆動用の正弦波信号（１００スキャン／秒の
場合、約１０ＫＨｚ）を付与する。これにより、図１２
に示すような走査軌跡が得られる。この場合、１〜３点
の各点でサンリングが行われるように、副走査用駆動部
１３の電磁石２３に与える電流から駆動部の機構が動作
を始めるまでの遅延時間を加味した信号を制御回路１２
からＳ／Ｈ回路８ａ，８ｓ，８ｃへ印加する。また、Ｓ
／Ｈ回路８ａ，８ｓ，８ｃの動作を確実なものにするた
め、レーザーダイオード５にもサンプリング期間中だけ
点灯するように図１３に示すような信号を送出する。

【００２４】図８から明らかなように、バーコード上を
斜めに走査した場合、Ｓ／Ｈ回路８ａ，８ｓ，８ｃの出
力信号をＡ／Ｄ変換回路９ａ，９ｂ，９ｃでＡ／Ｄ変換
後、順に使用したのでは正しい情報が得られない。そこ
で、同期回路１０を設け、図１４に示すような同期をと
っている。この図は、レーザー走査光がバーコード部に
さしかかった状態を示し、１〜３は各サンプル点でのＡ
／Ｄ変換出力を示している。サンプル点「１」と既にバ
ーコード上にあるにもかかわらず、時間的に遅れて走査
される「２」、「３」の点は、未だバーコード部にはか
かっていない。そのため、副走査の数周期分を蓄えるバ
ッファから見掛け上最初に黒に反転したところまで（図
１４では、サンプル点「１」が反転したところ）他のサ
ンプル点を合わせることで、サンプル点「１」〜「３」
はバーコード上の走査方向に対して直交する点の情報と
等価なものになる。このようにして同期を取ったあと、
本実施例では反転後、１サンプリング周期をおいて多数
決論理を用いることにより、ボイド、スポットなどの擾
乱を取り除くことができる。

【００２５】図１５は多数決論理回路の一例を示すブロ
ック図である。

【００２６】同期回路１０にはバイナリ変換回路１１１
が接続され、このバイナリ変換回路１１１の出力端子に
は２入力のコンパレータ１１２の一方の入力端子が接続
され、コンパレータ１１２の他方の入力端子には基準値
を出力する基準値発生回路１１３の出力端子が接続され
ている。コンパレータ１１２には、例えば、ＴＴＬの
「７４ＬＳ８５」を用いることができる。この「７４Ｌ
Ｓ８５」は、夫々４ビットからなるＡ，Ｂ２組の入力を
備えている。

【００２７】例えば、図１の構成では、サンプル数が３
であることから、コンパレータ１１２のＡ入力にはＡ／
Ｄ変換回路９ａ，９ｂ，９ｃの出力を同期回路１０を通
した後、バイナリ変換（２進コードに変換）して接続す
る。白を「１」、黒を“０」とすると、全部黒の場合は
「０」、白「１」黒「２」の場合は「１」、白「２」黒
「１」の場合は「２」、全部白の場合は「３」となり、
コンパレータ１１２のＢ入力に基準値発生回路１１３か
ら基準値「１」を与えておけば、Ａ＞Ｂ出力は白が多数
であることを判定する。この出力を用いることで、Ａ入
力の多数がわかり、結果としてノイズを除くことが可能
になる。また、本実施例に示すように、Ｓ／Ｈ回路８
ａ，８ｓ，８ｃを用いることで高速化のネックの１つで
あるＡ／Ｄ変換回路を容易に設計することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明した通り、この発明は、光源か
らの光ビームをバーコードラベルに照射し、その反射光
を受光素子によって光−電変換してデコード用の信号を
得るバーコード読取用スキャナにおいて、前記光源によ
る主走査方向に直交する方向に副走査を行う副走査手段
と、該手段による副走査位置に同期させて前記光源の発
光制御及び前記受光素子の制御を行う制御手段とを設け
るようにしたので、バーコードラベルに印刷むらや汚れ
があっても読み取りが確実に行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバーコード読取用スキャナの一実施例
を示すブロック図である。

【図２】従来のレーザースキャナを用いて走査した場合
の軌跡を示す説明図である。

【図３】本発明のスキャナによる軌跡を示す説明図であ
る。

【図４】図３の軌跡を拡大して示した説明図である。

【図５】ボイドやスポットの有るバーコード上を従来の
スキャナによる走査状況、及びその際の出力信号波形を
示す説明図である。

【図６】本発明により走査光に副走査を行った場合の問
題点を説明するための説明図である。

【図７】本発明による走査光の斜め走査を示す説明図で
ある。

【図８】本発明による走査光の同期方法を示す説明図で
ある。

【図９】本発明にかかる走査光学系の一例を示す構成図
である。

【図１０】走査光学系の他の例を示す構成図である。

【図１１】副走査を行うための機構例を示す構成図であ
る。

【図１２】本発明による走査軌跡を示す説明図である。

【図１３】制御回路からレーザーダイオード及び副走査
用駆動部へ出力される信号波形を示す波形図である。

【図１４】図１の同期回路による同期の一例を示す波形
図である。

【図１５】多数決論理回路の一例を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

５ レーザーダイオード ６ フォトダイオード ７ 増幅器 ８ａ，８ｓ，８ｃ Ｓ／Ｈ回路 ９ａ，９ｂ，９ｃ Ａ／Ｄ変換回路 １０ 同期回路 １１ 多数決回路 １２ 制御回路 １３ 副走査用駆動部 １５ ポリゴンミラー １６ バーコードラベル １８ ガスレーザー １９ ガルバノミラー １１１ バイナリ変換回路 １１２ コンパレータ １１３ 基準値発生回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光ビームをバーコードラベル
   に照射し、その反射光を受光素子によって光−電変換し
   てデコード用の信号を得るバーコード読取用スキャナに
   おいて、前記光源による主走査方向に直交する方向に副
   走査を行う副走査手段と、該手段による副走査位置に同
   期させて前記光源の発光制御及び前記受光素子の制御を
   行う制御手段とを具備することを特徴とするバーコード
   読取用スキャナ。