JPH1153462A - レーザ式バーコードスキャナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レーザ式バーコードスキャナは、走査光源に近
いポイントと遠いポイントでは走査速度が異なり、遠い
ポイントでは高密度のバーコードの読取りが難しくな
る。 【解決手段】振動鏡の固有振動数を、振動系を構成する
慣性部材やバネなどの弾性部材の慣性質量や弾性係数を
変化させることにより、走査速度を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】レーザ式バーコードスキャナ
の読取許容距離で、離れた距離でも高密度のバーコード
が読取可能なレーザ式バーコードスキャナに関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ式バーコードスキャナは、レーザ
光源から照射された光を特定された角度で回動する反射
鏡で反射し、この回動に従ってレーザ光線がバーコード
を走査してバーコードを読取る。

【０００３】前述のレーザ式バーコードスキャナの回動
する反射鏡は、その回動が特定された固有振動数を保有
するように機構を有しており、振動鏡（スキャンミラ
ー）と称されている。

【０００４】このようなバーコードスキャナでは特開平
8−16698号公報にあるように、様々な物理的長さのバー
コードを読取るときの改善については考えられている
が、バーコードの密度について、特にスキャナから離れ
たところの高密度バーコードの読取りについては考えら
れていなかった。

【０００５】したがって、従来のレーザ式バーコードス
キャナでは、走査するレーザ光は、バーコードスキャナ
に近い距離のバーコードでの走査速度と離れた距離での
走査速度では距離にほぼ比例して速くなる。さらに、走
査速度が速くなることにより反射する光の単位長さ当た
りのエネルギ密度が低くなる。

【０００６】これにより、受光側の分解能力の関係から
読取り可能なバーコードも距離が離れるに従い密度が低
いものに限られていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、離れた
距離にある高密度のバーコードでは、受光側の分解能力
を超えてしまう場合があり、読取り出来なくなってい
た。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を解決するためになされたものである。即ち、請求項１
から請求項４の如く振動鏡の振動速度を可変にすること
により、読取るバーコードとスキャナの距離に応じた適
切な走査速度にして、スキャナから離れた高密度のバー
コードも読取り可能にしたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図に示す一
実施例で説明する。

【００１０】図１はレーザ式バーコードスキャナの構成
図である。図１において、１はレーザ光発生器である。
２は当該レーザ光発生器１より照射されたレーザ光線で
ある。３はレーザ光線２を左右方向に操作させるための
振動鏡で回動可能に構成されている。４は振動鏡３で左
右方向に振られたバーコードの走査光である。５は走査
光４で走査されたバーコードの反射信号を受光する受光
器である。この図において、Ｌ１からＬ２の間が受光器
３の光学的な受光領域である。

【００１１】この受光領域において、レーザ式バーコー
ドスキャナ側に近いＬ１のポイントと、離れた位置にあ
るＬ２のポイントでは走査光の走査速度の比は、Ｌ２の
ポイントでＬ１のポイントのＬ２／Ｌ１倍と速くなって
いる。

【００１２】図２はバーコード読取りの、電気信号の概
念図である。図２において、６はバーコードで黒バーと
スペースがバーコードの規格に従って、任意のキャラク
タを構成するように並べられている。７はバーコード６
を走査光４が走査して受光したときに受光器５で発生す
るアナログ信号で、時間軸ｔに沿ってバーコード６と符
合するように発生する。８はアナログ信号７をデジタル
波形整形して生成したデジタル信号で、この信号をマイ
クロコンピュータ等で解析しキャラクタに変換する。

【００１３】ここで、図２の左側を仮に前述のＬ１のポ
イントで読出した信号とすると、右側はＬ２のポイント
で同じように読出した場合の信号である。

【００１４】Ｌ２のポイントでは、走査速度が速くなっ
ている割合だけ受光器５で発生するアナログ信号７は信
号幅が狭くなる。

【００１５】さらに、走査速度が速くなることにより反
射する光の単位長さ当たりのエネルギ密度が低くなるた
め、受光器５で発生するアナログ信号７の高さも低くな
る。

【００１６】この信号幅と高さの減少が受光器３または
デジタル波形整形側の分解能力を超えてしまうと、読取
り不可能になる。特に高密度のバーコードほど離れた距
離での読取りに不利である。

【００１７】図３および図４は、前述の本発明の一実施
例による振動鏡３の外観図とその内部構造図である。

【００１８】図３において、９は反射鏡、１０は駆動コ
イル、１１は回動子で、一部永久磁石で構成され前記駆
動コイル１０の磁界により回動する。

【００１９】また、回動子１１の前面には反射鏡９が設
けられている。１２はフレームで、回動子１１を回動軸
で支えている。１３は渦巻きバネで、一端を回動子１１
に固定し他端をフレーム１２に固定してある。

【００２０】この渦巻きバネ１３により、回動子１１は
回動方向に固有振動数を有することができる。

【００２１】図４において、１４は慣性モーメント可変
部で回動子１１の内部に装備されている。

【００２２】１５は調整レバーで、慣性モーメント可変
部１４を動作させる。

【００２３】図５は、慣性モーメント可変部１４の詳細
構成図である。

【００２４】図５において、１４ａはリンクアーム、１
４ｂは可動支点でリンクアーム14ａの一端を支持してい
る。

【００２５】１４ｃは固定支点で前述の可動支点１４ｂ
と共にリンクアーム１４ａの他端を支持している。

【００２６】１４ｄはリンク駆動軸である。ここで、リ
ンク駆動軸１４ｄを軸方向に移動することにより、リン
クアーム１４ａは回動軸を中心にその腕を伸縮すること
ができる。

【００２７】ここで、渦巻きバネ１３のバネ常数をｋ
(Ｎ・ｍ／rad）とし回動子１１の慣性モーメントをＭと
すると、回動子１１は次の式で表される固有振動数ｆ
（Ｈｚ）を持つ。

【００２８】

【数１】 ｆ＝√（ｋ／Ｍ）／（２・π） …（数１） さらに、回動子１１の振動速度Ｖ０（rad／ｓ）（ピー
ク値）と回動子１１からＬの距離の位置におけるレーザ
光の走査速度Ｖ１（ｍ／ｓ）（ピーク値）は、回動子１
１の回動振幅を２・φ（rad）とすると次の式で表され
る。

【００２９】

【数２】 Ｖ０＝φ・√（ｋ／Ｍ） …（数２）

【００３０】

【数３】 Ｖ１＝Ｌ・Ｖ０ …（数３） 慣性モーメントＭは慣性モーメント可変部１４により変
化し、リンクアーム１４ａの腕を回動軸から離すことに
より慣性モーメントＭは増加する。これにより、式（数
２）（数３）からレーザ光走査速度Ｖ１は減少すること
が判る。さらに、レーザ光走査速度が低下することによ
り、読取り可能なバーコードの密度範囲も高い方に広が
る。また上記で説明した実施例の他に、図６に示すよう
な構成の電磁式振動鏡を用いることもできる。

【００３１】図６において、１６は回動子で外側に図に
示したような極性の永久磁石を保有している。１７は反
射鏡である。１８は斥力バネ用電磁石で、前述の回動子
１６の永久磁石部分とあい対しており、極性も回動子１
６と斥力が発生するように同極になるよう任意の定電流
が流される。１９は駆動コイルで回動子１６を駆動す
る。ここで、回動子１６と斥力バネ用電磁石１８の間に
は、近似的にバネ常数ｋの斥力バネが形成される。

【００３２】このバネ常数ｋは、斥力バネ用電磁石１８
に流す電流により変化するため、前述の式（数２）（数
３）から判るようにレーザ光走査速度Ｖ１を変化させる
ことができる。さらに、前記２つの実施例の他に、図７
に示すように振幅を変化させることによりレーザ光走査
速度Ｖ１を変化させることができる。

【００３３】図７において、２０はレーザスキャナ本
体、２１は通常のレーザ光走査振幅、２２は本発明での
走査振幅である。ここで共振保持のために供給するエネ
ルギは、回動機構等の機構損失エネルギとほぼ同量と考
えられ、機構損失エネルギは走査振幅にほぼ比例すると
考えられることから、次の式が成り立つ。

【００３４】

【数４】 φ＝Ｃ・Ｅ …（数４） （Ｅは共振保持のために供給するエネルギ，Ｃは定数） したがって、走査振幅は共振保持のための供給エネルギ
に依存し、式（数２）（数３）から判るようにレーザ光
走査速度Ｖ１を変化させることができる。

【００３５】これにより、離れたところにある高密度の
バーコードを読取る場合は、共振保持のための供給エネ
ルギを減少させ、レーザ光走査振幅を小さくしてレーザ
光走査速度を遅くすることにより可能となる。

【００３６】

【発明の効果】本発明のレーザ式バーコードスキャナ
は、請求項２，請求項３および請求項４のような手段を
使って振動鏡の振動速度を可変にすることができる。こ
れにより、一定速のレーザ光走査速度では読取りが難し
かった、スキャナから離れた高密度のバーコードも、レ
ーザ光走査速度を低くして読取可能にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例であるレーザ式バーコードスキ
ャナの構成図。

【図２】バーコード読取りの電気信号概念図。

【図３】図１の振動鏡の外観図。

【図４】図３の振動鏡の内部構造図。

【図５】図３の慣性モーメント可変部の詳細構成図。

【図６】回動子の電磁式振動鏡の構成図。

【図７】走査振幅を変化させたレーザ式バーコードスキ
ャナの構成図。

【符号の説明】

１…レーザ光発生器、２…レーザ光線、３…振動鏡、４
…走査光、５…受光器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ光発生器と、当該レーザ光発生器か
   ら照射されたレーザ光の進路を振って、左右方向などの
   一次元的な線状の走査や二次元的な面状の走査をさせる
   ための振動鏡と、前記レーザ光の走査によりバーコード
   の反射信号を受光する受光器と、前記受光器で受けたバ
   ーコード信号をデジタル波形に整形する波形整形回路と
   からなるレーザ式バーコードスキャナにおいて、前記振
   動鏡の振動速度を可変にしたことを特徴とするレーザ式
   バーコードスキャナ。