JPH06301806A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走査可能領域が装置からの距離によって、変
化が少ない光学的読み取り装置を提供する。 【構成】 ポリゴンミラー４により走査された走査光ビ
ームＳは、４つの独立した異なる角度に設置された平面
鏡６ａ〜６ｄによって走査光ビームＳａ〜Ｓｄに分割さ
れる。このため、４つの独立した異なる視点をもった走
査光ビームＳａ〜Ｓｄが形成される。そして、このそれ
ぞれの走査光ビームＳａ〜Ｓｄを重ねることで、一定幅
の矩形の走査領域を形成することができる。したがっ
て、走査領域は装置からの距離に対して変化がなく、全
体として走査領域が広がった光走査装置になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光走査装置に関するもの
であり、例えばＦＡ（ファクトリー・オートメーショ
ン）用及びＰＯＳ（ポイント・オブ・セールズ）用バー
コードリーダに用いられるものがある。

【０００２】

【従来の技術】従来の光走査装置の１種として、例えば
実開昭５４−４７３２５号公報に記載されている如く、
回転鏡により光ビームを走査させ、走査させた光ビーム
の反射光を基に、バーコードの光学的情報を読み取らせ
る装置がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが上述した従来
のものでは、走査させた光ビームが読み取り窓から放射
状に拡散することから、読み取り可能領域もまた放射状
に広がった形状となる。したがって、読み取り可能幅は
装置からの距離によって変化することになる。特に装置
からの距離が近い位置においては、読み取り可能幅が狭
くなってしまうという問題点が生じる。

【０００４】そこで、光ビームの走査角をさらに大きく
することによって、装置からの距離が近い位置において
も、十分な読み取り可能幅を確保することが考えられ
る。しかしながら、単に光ビームの走査角を大きくした
のみでは、読み取り可能幅の端部近くにバーコードが置
かれた場合、バーコード面への入射角が過大となり、反
射光量が不足してしまうことから上記問題点を解決する
には至らない。

【０００５】そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされ
たものであり、装置からの距離によって読み取り可能幅
の変化が少なく、読み取り可能領域が拡大された光走査
装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため本発明は、指向
性を有する光を照射する照射手段と、この照射手段から
の光により対象物上を走査させると共に、この走査光に
よって生じた前記対象物からの反射光を受光する受光面
を有する走査手段と、前記走査手段の前記受光面で受光
された前記対象物からの反射光を受光すると共に、この
受光した前記反射光の光強度に応じた電気信号を出力す
る光電変換手段とを有する光走査装置において、前記走
査手段からの走査光を折り返し反射させることによっ
て、前記走査光の走査領域を拡大させて前記対象物上を
走査させると共に、前記対象物からの前記反射光を折り
返し反射させることによって、前記反射光を前記走査手
段に折り返し反射させる反射手段とを備えることを特徴
とする光走査装置を採用するものである。

【０００７】

【作用】上記構成により、照射手段より発せられた指向
性を有する光は、走査手段によって、所定の角度を有し
た放射状の走査光に走査される。この放射状の走査光
は、反射手段によって折り返し反射される際に、複数の
放射状の走査光に分割されるとともに重ね合わされ、走
査領域が拡大された走査光に変換される。そして、この
反射手段によって反射された走査光は、光学的情報を有
した対象物上を走査させると、光学的情報に基づいた反
射光を生じる。さらに、この光学的情報に基づいた反射
光は、反射手段によって光電変換手段に導かれ、反射光
の光強度に応じた電気信号を出力する。

【０００８】ここで、反射手段は走査光を重ね合わせる
ことによって、従来の放射形状の走査光に比べて、走査
光の幅の変化が少ない走査領域にさせている。また、反
射手段によって折り返し反射されることから、走査光の
光路長が長くなり、走査幅がさらに拡大される。したが
って、装置からの距離に対して走査光の幅に変化が少な
いうえに、走査領域が拡大された光走査装置となる。

【０００９】

【発明の効果】以上述べたように本発明においては、装
置からの距離によって読み取り可能領域の変化が少ない
うえに、読み取り可能領域が拡大された光走査装置を提
供することが可能となる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説
明する。この第１実施例では、本発明をバーコードリー
ダ１に適用した場合について説明する。

【００１１】図１は本発明の第１実施例を表す構成図で
ある。図１において、バーコードラベル１１の情報を読
み取るバーコードリーダ１は、読み取り窓口２ａが設け
られたケーシング２と、指向性を有する光ビームＬを発
光させる光源３と、五角柱形状であるとともに、光源３
からの光ビームＬを回転しながら反射させ走査させるポ
リゴンミラー４と、ポリゴンミラー４を駆動させるモー
タ５と、ポリゴンミラー４からの走査光をバーコードラ
ベル１１に照射するための複数の平面鏡６ａ〜６ｄと、
平面鏡６ａ〜６ｄの上方に設置されるとともにバーコー
ドラベル１１からの信号光をポリゴンミラー４に集光さ
せる円筒面鏡７ａ〜７ｄと、バーコードラベル１１の信
号光をポリゴンミラー４から受光系に到達させるための
トーリック鏡８と、バーコードラベル１１の信号光を電
気信号に変換する光電変換素子９と、光電変換素子９か
らの電気信号に基づいてバーコードラベル１１の文字情
報内容をデコードする信号処理回路１０とにより構成さ
れている。

【００１２】ここで、平面鏡６ａ〜６ｄは、ポリゴンミ
ラー４からの走査光の走査方向に沿って、４つの異なる
角度に設置されているとともに、ポリゴンミラー４から
の走査光をケーシング２内部で折り返し反射させ、読み
取り窓口２ａに導くように設置されている。さらに、円
筒面鏡７ａ〜７ｄは、平面鏡６ａ〜６ｄの上方に設置さ
れているとともに、外側に位置する７ａ及び７ｂは平面
鏡６ａ及び６ｄに比べて外側に延長されている。

【００１３】なお、光源３は照射手段に相当し、ポリゴ
ンミラー４及びモータ５は走査手段に相当し、平面鏡６
ａ〜６ｄと円筒面鏡７ａ〜７ｄは反射手段に相当し、光
電変換素子９、信号処理回路１０は光電変換手段に相当
している。

【００１４】次に、上記構成における作動を説明する。
図２は実施例の走査領域を示す上視図であり、図３は信
号光径路を示す断面図である。また、同一の構成部分に
は同一の符号で示している。

【００１５】図１において、光源３より発した光ビーム
Ｌは、ポリゴンミラー４を介して平面鏡６ａ〜６ｄによ
ってり反射させられる。このとき、図２に示すように、
ポリゴンミラー４は、モータ５によって回転させられて
いるため、ポリゴンミラー４を形成する一つの面で反射
された光ビームＬは、走査角θを有した走査光ビームＳ
となる。このため、ポリゴンミラー４が一回転時には、
走査光ビームＳは５回生じさせることができる。また、
この走査光ビームＳは平面鏡６ａ〜６ｄのそれぞれ（図
１及び図２では６ｂ）によって反射されることから、走
査光ビームＳは走査光ビームＳａ〜Ｓｄに分割されるこ
とになる。

【００１６】そして、平面鏡６ａ〜６ｄによって反射さ
せられた走査光ビームＳａ〜Ｓｄは、読み取り窓２ａを
透過してバーコドラベル１１に到達する。このバーコド
ラベル１１に到達した走査光ビームＳａ〜Ｓｄのそれぞ
れは、バーコードラベル１１において乱反射され、バー
コードラベル１１のバー、スペースに応じた光強度の信
号光Ｍとなる。

【００１７】そして、この信号光Ｍは、図３に示すよう
に、走査光ビームＳａ〜Ｓｄの上側を通りながら読み取
り窓２ａを透過する。さらに、読み取り窓２を透過した
信号光Ｍは、走査光ビームＳａ〜Ｓｄを反射した平面鏡
６ａ〜６ｄのそれぞれに対応した円筒面鏡７ａ〜７ｄ
（図１では７ｂ）に到達し、反射されることになる。こ
の円筒面鏡７ａ〜７ｄにおいて反射された信号光Ｍは、
ポリゴンミラー４に向かって１方向のみ（図１において
上下方向）に集光され、ポリゴンミラー４によって反射
される。ここで、円筒面鏡７ａ〜７ｄを用いることによ
り、１方向のみ集光されたことから、ポリゴンミラー４
を薄型化することができる。

【００１８】そして、このポリゴンミラー４によって反
射された信号光Ｍは、光ビームＬの下側を通りながら再
び拡散してトーリック鏡８に到達し、反射される。この
トーリック鏡８によって反射された信号光Ｍは、集光さ
れながら光電変換素子９に受光される。

【００１９】そして、受光された信号光Ｍは光電変換素
子９によって光強度に応じた電気信号に変換され、信号
処理回路１０によってバーコードラベル１１が有する文
字情報にデコードされる。さらに、デコードされたバー
コードラベル１１の情報は図示されていないホストコン
ピュータに送信される。

【００２０】次に、図２に示す実施例の走査領域につい
て詳細な説明をする。ポリゴンミラー４により走査され
る走査光ビームＳは、４つの独立した異なる角度に設置
された平面鏡６ａ〜６ｄによって走査光ビームＳａ〜Ｓ
ｄに分割される。このとき、それぞれの走査光ビームＳ
ａ〜Ｓｄは、４つの独立した異なる起点をもった走査光
ビームＳａ〜Ｓｄとなっている。そのため、図２に示す
如く、それぞれの放射形状の走査光ビームＳａ〜Ｓｄを
重ねることで、一定幅の矩形の走査領域を形成すること
ができる。

【００２１】また、平面鏡６ａ〜６ｄは走査Ｓをケーシ
ング２内部で折り返し反射させることによって、走査光
ビームＳおよび走査光ビームＳａ〜Ｓｄの光路長を延長
させている。即ち、光路長が延長されていることから、
読み取り窓口２ａを透過する走査光Ｓａ〜Ｓｄの走査幅
は、平面鏡６ａ〜６ｄを設けないものに比べて拡大され
たことになる。

【００２２】したがって、この一定幅の矩形の走査領域
は、従来の放射形状の走査領域に比べて、装置からの距
離に対する走査幅の変化が少なく、またそれぞれの走査
光Ｓａ〜Ｓｄの幅も広いことから、全体として走査領域
が拡大されたことになる。また、それぞれの走査光ビー
ムＳａ〜Ｓｄは、光源３から一定の光路長を経た所に、
ビームの集光によりビーム径の最も小さくなるビームウ
エストの軌跡Ｗａ〜Ｗｄを有する。そして、このビーム
ウエストの軌跡Ｗａ〜Ｗｄの前後において、所定サイズ
のバーコードラベル１１を読み取り可能な領域を形成す
る。したがって、このビームウエストＷａ〜Ｗｄの位置
を変化させることによって、読み取り可能領域を走査領
域内であれば自由に設定することができる。即ち、装置
からの距離による読み取り可能領域幅の変化が少ない装
置となる。

【００２３】さらには、走査光ビームＳの走査角が図２
に示すようにθだけ変化する間に、バーコードラベル１
１の光学的情報は、信号処理回路１０に複数回入力され
ることになる。したがって、情報の読み取りスピードが
速いうえに、入力される回数が増えたことから、より信
頼性の高い情報を得ることができる。

【００２４】また、本実施例のバーコードリーダ１は図
２に示す如く、４つの独立した異なる視点を有している
ことから以下のような効果をも有する。例えば、走査光
ビームＳａにおいて正反射を生ずる角度にバーコードラ
ベル１１が向いている場合、バーコードラベル１１から
の走査光ビームＳａの信号光Ｍには、正反射に起因する
高レベルの信号が混入するため、正しい光学的情報の信
号が失われるという恐れがある。しかし、本実施例にお
いて、走査光ビームＳｂ〜Ｓｄに対しては正反射を受け
ることがない。このため、どのような角度にバーコード
ラベル１１があったとしても、正反射の影響を受けてい
ない信号を得ることができる。

【００２５】さらに本実施例のバーコードリーダでは以
下に述べるような特徴がある。図１に示されるように、
円筒面鏡７ａは平面鏡６ａよりも外方向に延長されてい
る。これは、平面鏡６ａの最も外側の端に光ビームＬが
ある時、円筒面鏡７ａを介して反射した信号光Ｍが、ポ
リゴンミラー４の反射面で受光されるように構成したも
のである。

【００２６】また、本実施例においては、４枚からなる
平面鏡６ａ〜６ｄによってバーコードーダ１を構成した
がこれに限らず、２枚以上の平面鏡により走査光を折り
返して走査領域を拡大してもよい。

【００２７】次に、第２実施例として、図４の信号光径
路を示す断面図に基づいて説明する。ここで、図４の信
号光径路を示す断面図は、図１と図４において同一構成
部分に同一の符号を用いて示してあり、平面鏡２０ｂ
は、平面鏡２０ａ〜２０ｄ内の１つの場合を示したもの
である。

【００２８】この第２実施例は、第１実施例の円筒面鏡
７ａ〜７ｄに代えて平面鏡２０ａ〜２０ｄを使用したも
のである。なお、図４に示される平面鏡２０ａ〜２０ｄ
によって折り返し反射される信号光Ｍは、図３に示され
る円筒面鏡７ａ〜７ｄによって折り返し反射される信号
光Ｍに比べて、幅の広い信号光Ｍとなってしまう。この
理由は、平面鏡２０ａ〜２０ｄが円筒面鏡７ａ〜７ｄの
ように、１方向のみを集光させて折り返し反射させるも
のではないためである。

【００２９】したがって、この幅の広い信号光Ｍから十
分な信号光量を確保するため、ポリゴンミラー２１は第
１実施例のポリゴンミラー２に比べて、大型のものが使
用されている。なお、図４に示される様に、トーリック
鏡８に代えてレンズ２２を使用することによって、光電
変換素子９に受光させてもよい。

【００３０】以上のことから、第１実施例のように円筒
面鏡７ａ〜７ｄに限らず、平面鏡２０ａ〜２０ｄを使用
しても、第１実施例と同様の効果が得られる。次に、第
３実施例として、図５の信号光径路を示す断面図に基づ
いて説明する。

【００３１】ここで、図５の信号光径路を示す断面図
は、図１と図５において同一構成部分に同一の符号を用
いて示してあり、平面鏡３０ｂは、平面鏡３０ａ〜３０
ｄ内の１つの場合を示したものである。

【００３２】この第３実施例は、第２実施例の平面鏡２
０ａ〜２０ｄに対し、さらに第１実施例の平面鏡６ａ〜
６ｄの機能を兼ね備えた構成とするため、一体化した平
面鏡３０ａ〜３０ｄが設置されている。

【００３３】なお、一体化するためには、光ビームＬと
信号光Ｍとの光軸を同一にしなければならない。そのた
め、凹面鏡３２には光ビームＬを通すための開口部３２
ａが形成されている。また、第２実施例の平面鏡２０ａ
〜２０ｄと同様に、信号光の受光に平面鏡３０ａ〜３０
ｄが使用されていることから、ポリゴンミラー３１は、
第１実施例のポリゴンミラー２に比べて大型のものが使
用されている。

【００３４】以上のことから、第１実施例のように平面
鏡６ａ〜６ｄと円筒面鏡７ａ〜７ｄとを分けた構成とせ
ず、第３実施例のように一体化した平面鏡３０ａ〜３０
ｄを用いることによっても、第１実施例と同様の効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のバーコードリーダ１を示す構成図
である。

【図２】第１実施例の走査領域を示す上視図である。

【図３】第１実施例の信号光径路を示す断面図である。

【図４】第２実施例の信号光径路を示す断面図である。

【図５】第３実施例の信号光径路を示す断面図である。

【符号の説明】

３ 光源 ４ ポリゴンミラー ５ モータ ６ａ〜６ｄ 平面鏡 ７ａ〜７ｄ 円筒面鏡 ９ 光電変換素子 １０ 信号処理回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指向性を有する光を照射する照射手段
   と、 この照射手段からの光により対象物上を走査させると共
   に、この走査光によって生じた前記対象物からの反射光
   を受光する受光面を有する走査手段と、 この走査手段の前記受光面で受光された前記対象物から
   の反射光を受光すると共に、この受光した前記反射光の
   光強度に応じた電気信号を出力する光電変換手段とを有
   する光走査装置において、 前記走査手段からの走査光を折り返し反射させることに
   よって、前記走査光の走査領域を拡大させて前記対象物
   上を走査させると共に、前記対象物からの前記反射光を
   折り返し反射させることによって、前記反射光を前記走
   査手段に折り返し反射させる反射手段と、 を備えることを特徴とする光走査装置。