JPH07104895B2 - Symbol reader - Google Patents

Symbol reader

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JPH07104895B2
JPH07104895B2 JP1334553A JP33455389A JPH07104895B2 JP H07104895 B2 JPH07104895 B2 JP H07104895B2 JP 1334553 A JP1334553 A JP 1334553A JP 33455389 A JP33455389 A JP 33455389A JP H07104895 B2 JPH07104895 B2 JP H07104895B2
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light
photoelectric conversion
condenser lens
symbol
conversion element
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信也 竹中
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、たとえばバーコードリーダや光学式文字読取
装置(OCR)などのように物体の表面に形成したバーコ
ードや文字などの記号を光学的に読み取る記号読取装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial field of application> The present invention provides an optical method for displaying symbols such as bar codes and characters formed on the surface of an object such as a bar code reader and an optical character reader (OCR). The present invention relates to a symbol reading device for reading manually.

<従来の技術> 近年、カードや包装パッケージなどに記録された文字や
バーコードを読み取り、即時にその内容を識別する光学
式文字読取装置やバーコード読取装置が広く利用されて
いる。これらの記号読取装置では、文字やバーコードな
どの記号を形成した記号面に対して非接触で読取ができ
る機能が要求されるようになってきている。すなわちベ
ルトコンベア上を搬送される種々の物体に形成したバー
コードの読取を行う場合などには、読取装置から種々の
距離に位置する記号面と非接触の状態で当該記号の読取
を行うことが必要である。また、いわゆるハンドヘルド
タイプの読取装置などでも、非接触による記号読取がで
きる機能が要求されるようになってきている。
<Prior Art> In recent years, an optical character reading device or a bar code reading device which reads a character or a bar code recorded on a card, a packaging package or the like and immediately identifies the content thereof has been widely used. These symbol reading devices are now required to have a non-contact function of reading a symbol surface on which symbols such as characters and barcodes are formed. That is, when reading a bar code formed on various objects conveyed on a belt conveyor, it is possible to read the symbol without contacting the symbol surface positioned at various distances from the reading device. is necessary. Further, a so-called hand-held type reading device and the like are also required to have a function of reading a symbol without contact.

記号面に対して非接触で読取を行うことができるバーコ
ードリーダは、たとえば半導体レーザ光源から集光レン
ズを介したレーザ光を、ポリゴンミラーやガルバノミラ
ーで反射されて記号面に導き、ポリゴンミラーやガルバ
ノミラーを駆動することによりレーザ光で記号面を走査
させるようにしている。そして、この記号面からの反射
光が光電変換素子で構成したバーコードリーダ内の受光
手段により検出される。すなわち、レーザ光がバーコー
ドを構成するバーに対して交差する方向に当該バーコー
ドを走査するようにしておけば、受光手段では、白バー
に対しては大きな強度の光が検出され、黒バーに対して
は小さな強度の光が検出される。したがって受光手段か
ら出力される電気信号を波形整形などし、適当なスライ
スレベルでレベル弁別して二値化することによって、上
記バーコードの読取が行われることになる。
A bar code reader that can read the symbol surface in a non-contact manner is, for example, a laser beam from a semiconductor laser light source that passes through a condenser lens, is reflected by a polygon mirror or a galvanometer mirror, and is guided to the symbol surface. The symbol surface is scanned with the laser light by driving a galvanometer mirror or the like. Then, the reflected light from this symbol surface is detected by the light receiving means in the bar code reader constituted by the photoelectric conversion element. That is, if the bar code is scanned in the direction in which the laser beam intersects the bar forming the bar code, the light receiving means detects light of high intensity for the white bar, and the black bar is detected. A small intensity of light is detected for. Therefore, the barcode is read by subjecting the electric signal output from the light receiving means to waveform shaping or the like, level discrimination at an appropriate slice level, and binarization.

このようなバーコードリーダでは、バーコードが形成さ
れた記号面とバーコードリーダとの間の読取可能な距離
(以下「読取距離」という。)の下限から上限までの範
囲(以下「読取範囲」という。)が比較的広くとれるこ
とが好ましい。しかし、半導体レーザ光源からの光を集
光する集光レンズを有する装置では、読取範囲を広く設
定することは設計を困難にする要因となる。すなわちた
とえレーザ光であっても、焦点を無限遠に設定して完全
な平行光線に絞り込もうとすればレーザ光の径をあまり
小さくできないので高い解像度を得ることができない。
一方、近距離に焦点を合わせてレーザ光を絞り込むと、
焦点位置から少し離れるとレーザ光の径が急激に広がっ
てしまって解像度が急激に低下することになり、充分な
読取範囲を確保することができない。
In such a bar code reader, the range from the lower limit to the upper limit of the readable distance (hereinafter referred to as "reading distance") between the symbol surface on which the barcode is formed and the bar code reader (hereinafter referred to as "reading range"). That is, it is preferable that it is relatively wide. However, in a device having a condenser lens that condenses light from a semiconductor laser light source, setting a wide reading range becomes a factor that makes design difficult. That is, even if the laser light is used, if the focus is set to infinity and the beam is narrowed down to a perfect parallel light beam, the diameter of the laser light cannot be reduced so much that high resolution cannot be obtained.
On the other hand, if you focus the laser light on a short distance,
When the laser beam is slightly away from the focus position, the diameter of the laser beam abruptly expands, and the resolution abruptly decreases, so that a sufficient reading range cannot be secured.

一般には、所望の読取範囲の中央あるいはやや近目の位
置に焦点を合わせて光学系が設計されるが、バーコード
リーダを記号面に近接された場合には、レーザ光による
走査幅が小さくなり読取視野が小さくなるため長いバー
コードの読取が行えない。また読取距離を長くした場合
には、記号面におけるレーザ光の径が比較的大きくなっ
て解像度の低下を招くため、細いバーコードを読み取る
ことができない。しかしバーコードの細さに対応した最
適な読取距離を探す動作(たとえばレンズを動かす動作
などを含む。)を操作者に課すことにすると、ハンドヘ
ルトタイプのものでは作業効率が著しく低下し、また固
定して設置されるバーコードリーダではその位置調整作
業が煩雑になる。
Generally, the optical system is designed by focusing on the center of the desired reading range or at a position slightly closer to it, but when the barcode reader is brought close to the symbol surface, the scanning width by the laser beam becomes small. Since the reading field of view becomes smaller, it is not possible to read long barcodes. Further, when the reading distance is increased, the diameter of the laser beam on the symbol surface becomes relatively large and the resolution is lowered, so that a thin barcode cannot be read. However, if the operator is required to perform the operation of searching for the optimum reading distance corresponding to the thinness of the bar code (including the operation of moving the lens, for example), the handheld type will significantly reduce the work efficiency, and The position adjustment work of a bar code reader fixedly installed is complicated.

この問題を解決するための技術はたとえば特開昭63−83
886号公報に開示されている。すなわちこの先行技術で
は、新たに設けた赤外発光ダイオードからの光を記号面
に照射し、その反射光をPSD(光検出器)に入射させ、
前記反射光の検出位置に基づいていわゆる三角測量によ
りバーコードリーダと記号面との間の距離を測定し、こ
の測定した距離情報に基づいて集光レンズ(この先行技
術において記号面からの反射光を集光して二次元イメー
ジセンサ上のバーコード像を結像させるレンズ)の光学
的位置を変化させるようにして、いわば自動焦点調整を
行うようにしている。これにより、読取範囲を増大して
いる。
A technique for solving this problem is disclosed in, for example, JP-A-63-83.
No. 886 is disclosed. That is, in this prior art, the symbol surface is irradiated with light from the newly provided infrared light emitting diode, and the reflected light is incident on the PSD (photodetector),
The distance between the bar code reader and the symbol surface is measured by so-called triangulation based on the detected position of the reflected light, and a condenser lens (reflected light from the symbol surface in this prior art is used based on the measured distance information. The optical position of a lens for condensing the light and for forming a barcode image on the two-dimensional image sensor is changed, so to speak, so to speak, automatic focus adjustment is performed. As a result, the reading range is increased.

さらに他の先行技術はたとえばアメリカ合衆国特許第48
18886号公報に開示されている。すなわち、この先行技
術では、バーコードの読取を正確に行うために、光源、
受光センサ、絞り部材およびレンズなどの光学要素の制
御が行われる。すなわちたとえば円筒状の圧電素子によ
って弾性体で構成した集光レンズの曲率を変化させ、こ
の集光レンズの焦点距離を変化させるようにして解像度
の向上を図った技術(Fig.4)や、光軸に対して傾斜さ
せて配置した発光ダイオードアレイのなかから発光駆動
させるべき発光ダイオードを選択することにより光源の
位置を変化させて読取距離の変化に対応しようとする技
術(Fig.12,Fig,13)などが示されている。
Still other prior art is, for example, US Pat.
It is disclosed in Japanese Patent No. 18886. That is, in this prior art, in order to accurately read the barcode, the light source,
The optical elements such as the light receiving sensor, the diaphragm member, and the lens are controlled. That is, for example, by changing the curvature of the condensing lens made of an elastic body by a cylindrical piezoelectric element and changing the focal length of this condensing lens to improve resolution (Fig. 4), Technology that tries to respond to changes in reading distance by changing the position of the light source by selecting the light-emitting diode to be driven from the light-emitting diode array that is arranged tilted with respect to the axis (Fig.12, Fig, 13) etc. are shown.

<発明が解決しようとする課題> しかしながら、上記特開昭63−83886号公報に開示され
た先行技術では、バーコードリーダと記号面との間の距
離を測定するために、バーコードの読取のための光源と
は別に赤外発光ダイオードを用いており、またその発光
駆動のための構成も必要であるのでコスト高となる恐れ
がある。また電力消費量が増大するので、特にバッテリ
駆動のバーコードリーダでは不利になる。またアメリカ
合衆国特許第4818886号公報に開示された先行技術にお
いて、円筒状の圧電素子を用いた技術では、この特異な
形状の圧電素子を用いるためにコスト高となったりまた
その駆動が困難であるなどの問題がある。さらに集光レ
ンズの光軸に対しては傾斜した発光ダイオードアレイを
用いた技術では、光軸からずれた発光ダイオードが選択
される場合には、受光センサにおける光の結像位置が光
軸上の発光素子が選択された場合の結像位置からずれる
ことになり、したがって正確な読取を期することができ
ないという問題があった。
<Problems to be Solved by the Invention> However, in the prior art disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 63-83886, in order to measure the distance between the bar code reader and the symbol surface, the bar code is read. Since an infrared light emitting diode is used in addition to the light source for this purpose, and a structure for driving the light emission is also required, there is a risk of cost increase. In addition, power consumption increases, which is disadvantageous particularly in a battery-operated bar code reader. Further, in the prior art disclosed in US Pat. No. 4,818,886, in the technology using the cylindrical piezoelectric element, the cost is high and it is difficult to drive because the piezoelectric element of this unique shape is used. I have a problem. Further, in the technology using the light emitting diode array tilted with respect to the optical axis of the condenser lens, when the light emitting diode deviated from the optical axis is selected, the image forming position of the light in the light receiving sensor is on the optical axis. There is a problem in that the light emitting element is displaced from the image forming position when it is selected, and therefore accurate reading cannot be achieved.

そこで、本発明は、上述の技術的課題を解決し、広い読
取距離の範囲において記号の読取が自動的にかつ精度良
く行われるとともに、低コスト化にも有利な記号読取装
置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned technical problems, and provides a symbol reading device which is capable of automatically and accurately reading a symbol in a wide reading distance range and which is advantageous in reducing the cost. To aim.

<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、
光源からの光を絞る第1の集光レンズ、この第1の集光
レンズからの光で記号を形成した記号面を走査させる走
査ミラー、および前記記号面からの反射光を受光して電
気信号に変換する第1の光電変換素子を有し、前記記号
面を光学的に走査して前記記号を読み取るようにした記
号読取装置において、 前記光源と第1の集光レンズとの間の距離を変化させる
第1の調節手段と、 前記記号面からの反射光が導かれ、少なくとも2つの瞳
を有する光選択透過部材と、 この光選択透過部材からの光を集光する第2の集光レン
ズと、 この第2の集光レンズからの光を受光し、前記少なくと
も2つの瞳に対応した光の各結像位置を検出する第2の
光電変換素子と、 前記第2の集光レンズと第2の光電変換素子との間の距
離を変化させ、前記少なくとも2つの瞳に対応した光を
前記第2の光電変換素子において等しい位置に結像させ
る第2の調節手段とを備え、 前記第1の調節手段は、前記2つの瞳に対応した光が前
記第2の光電変換素子の同一位置に結像した状態におけ
る前記第2の集光レンズと第2の光電変換素子との距離
に対応する前記第2の調節手段からの制御信号を受け
て、前記光源と第1の集光レンズとの間の距離を調節す
るようにしたものである。
<Means for Solving the Problems> The symbol reading device of the present invention for achieving the above object is
A first condenser lens that narrows the light from the light source, a scanning mirror that scans the symbol surface on which a symbol is formed by the light from the first condenser lens, and an electric signal that receives the reflected light from the symbol surface. In a symbol reading device having a first photoelectric conversion element for converting the light into a symbol and optically scanning the symbol surface to read the symbol, the distance between the light source and the first condenser lens is First adjusting means for changing, a light selective transmitting member having reflected light from the symbol surface and having at least two pupils, and a second condenser lens for condensing light from the light selective transmitting member. A second photoelectric conversion element that receives light from the second condenser lens and detects each image forming position of light corresponding to the at least two pupils; By changing the distance between the photoelectric conversion element 2 and Second adjusting means for forming images corresponding to two pupils at the same position in the second photoelectric conversion element, wherein the first adjusting means is configured such that the light corresponding to the two pupils is equal to the first adjusting means. The light source receives the control signal from the second adjusting means corresponding to the distance between the second condenser lens and the second photoelectric conversion element in a state where the second photoelectric conversion element forms an image at the same position. The distance between the first condenser lens and the first condenser lens is adjusted.

<作用> 上記の構成によれば、第1の集光レンズで絞った光源光
により記号面を光学的に走査し、この記号面からの反射
光を第1の光電変換素子で検出するようにして記号の読
取が行われる。記号面からの反射光はまた、光選択透過
部材の少なくとも2つの瞳を通して第2の集光レンズに
導かれ、前記少なくとも2つの瞳に対応した2つの光
は、第2の光電変換素子に結像する。この第2の光電変
換素子は前記2つの光の各結像位置を検出する。
<Operation> According to the above configuration, the symbol surface is optically scanned by the light source light focused by the first condenser lens, and the reflected light from the symbol surface is detected by the first photoelectric conversion element. The symbol is read. The reflected light from the symbol surface is also guided to the second condenser lens through at least two pupils of the light selective transmission member, and the two lights corresponding to the at least two pupils are coupled to the second photoelectric conversion element. Image. The second photoelectric conversion element detects each image forming position of the two lights.

第2の集光レンズと第2の光電変換素子との間の距離
は、第2の調節手段によって、前記2つの光が第2の光
電変換素子における同一の位置に結像するように調節さ
れる。この調節後の第2の集光レンズと第2の光電変換
素子との間の距離は、第2の集光レンズと記号面との間
の距離に対応し、結局当該装置と記号面との間の距離
(読取距離)に対応する。
The distance between the second condenser lens and the second photoelectric conversion element is adjusted by the second adjusting means so that the two lights are imaged at the same position in the second photoelectric conversion element. It The distance between the second condensing lens and the second photoelectric conversion element after the adjustment corresponds to the distance between the second condensing lens and the symbol surface, and eventually, the distance between the device and the symbol surface. It corresponds to the distance (reading distance).

このことを利用して、第2の集光レンズと第2の光電変
換素子との間の距離に対応して、光源と第1の集光レン
ズとの間の距離を第1の位置調節手段によって変化させ
るようにすれば、光源光が記号面上で良好に絞られるよ
うにして、種々の読取距離に対応することができる。
Utilizing this fact, the distance between the light source and the first condenser lens is adjusted to the first position adjusting means corresponding to the distance between the second condenser lens and the second photoelectric conversion element. If the light source light is changed by, the light source light can be satisfactorily focused on the symbol surface, and various reading distances can be dealt with.

<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。<Examples> Detailed description will be given below with reference to the accompanying drawings showing examples.

第1図は本発明の記号読取装置の一実施例であるバーコ
ードリーダの基本的な構成を示す平面図である。半導体
レーザ光源1からのレーザ光Lは、第1の集光レンズ2
で絞られ、走査ミラーであるポリゴンミラー3の偏向反
射面3aに入射する。第1の集光レンズ2は、ステップモ
ータやラックアンドピニオンなどの駆動機構を用いた第
1の調節手段によってその光軸に沿う矢印5方向に変位
され、これによって半導体レーザ光源1と第1の集光レ
ンズ2との間の距離が調節される。ポリゴンミラー3は
正六角柱の各側面を偏向反射面としたもので、図外の駆
動手段によって矢印6方向に一定角速度で回転駆動され
ている。偏向反射面3aで反射した後のレーザ光Lは、記
号であるバーコード7が付された記号面8に導かれる。
ポリゴンミラー3が回転すると、レーザ光Lの偏向反射
面3aへの入射角が経時的に変化し、これにより反射後の
レーザ光Lは記号面8を矢印9の方向に一定の速度で走
査する。レーザ光Lは、ポリゴンミラー3の回転により
次々と異なる偏向反射面に入射するので、記号面8はポ
リゴンミラー3の回転に同期して繰り返し走査されるこ
とになる。記号面6からの反射光は結像レンズ10を介し
て第1の光電変換素子11に結像する。
FIG. 1 is a plan view showing the basic configuration of a bar code reader which is an embodiment of the symbol reading device of the present invention. The laser light L from the semiconductor laser light source 1 is generated by the first condenser lens 2
The light is focused by and is incident on the deflection reflection surface 3a of the polygon mirror 3 which is a scanning mirror. The first condenser lens 2 is displaced in the direction of arrow 5 along the optical axis by the first adjusting means using a drive mechanism such as a step motor or a rack and pinion, whereby the semiconductor laser light source 1 and the first condenser lens 2 are moved. The distance to the condenser lens 2 is adjusted. The polygon mirror 3 is a regular hexagonal prism whose side surfaces are deflective reflection surfaces, and is driven to rotate in a direction of an arrow 6 at a constant angular velocity by a driving means (not shown). The laser light L after being reflected by the deflecting / reflecting surface 3a is guided to a symbol surface 8 having a barcode 7 as a symbol.
When the polygon mirror 3 rotates, the incident angle of the laser light L on the deflective reflection surface 3a changes with time, whereby the reflected laser light L scans the symbol surface 8 in the direction of arrow 9 at a constant speed. . Since the laser light L is incident on different deflecting and reflecting surfaces one after another by the rotation of the polygon mirror 3, the symbol surface 8 is repeatedly scanned in synchronization with the rotation of the polygon mirror 3. The reflected light from the symbol surface 6 forms an image on the first photoelectric conversion element 11 via the imaging lens 10.

この第1の光電変換素子11の出力信号は図外の信号処理
回路に与えられてディジタル信号に変換され、このディ
ジタル信号がマイクロコンピュータなどを含む演算手段
で処理されてバーコード7で表現された情報が認識され
る。
The output signal of the first photoelectric conversion element 11 is applied to a signal processing circuit (not shown) to be converted into a digital signal, and this digital signal is processed by an operation means including a microcomputer or the like to be represented by the bar code 7. Information is recognized.

記号面8からの反射光はまた、2つのピンホール121,12
2を有する光選択透過部材12から、この光選択透過部材1
2を介した光を集光する第2の集光レンズ13を介して、
第2の光電変換素子である一次元光電変換素子15におい
て受光される。光選択透過部材12と第2の集光レンズ13
とは共通に保持部材14に固定されており、この保持部材
14は、たとえばステップモータやラックアンドピニオン
などの駆動機構を用いた第2の調節手段16によって、第
2の集光レンズ13の光軸に沿う矢印25方向に変位され、
これにより第2の集光レンズ13と一次元光電変換素子15
との間の間の距離が調節される。
The reflected light from the symbol surface 8 also has two pinholes 121 and 12
From the light selective transmission member 12 having 2, the light selective transmission member 1
Via the second condenser lens 13 which collects the light passing through 2.
The light is received by the one-dimensional photoelectric conversion element 15, which is the second photoelectric conversion element. Light selective transmission member 12 and second condenser lens 13
Is fixed to the holding member 14 in common with the holding member 14.
14 is displaced in the direction of arrow 25 along the optical axis of the second condenser lens 13 by the second adjusting means 16 using a drive mechanism such as a step motor or a rack and pinion,
As a result, the second condenser lens 13 and the one-dimensional photoelectric conversion element 15
The distance between and is adjusted.

一次元光電変換素子15の出力信号は制御回路17与えら
れ、この制御回路17は一次元光電変換素子15の出力信号
に対応してそれぞれライン18,19から第1,第2の調節手
段4,16に制御信号を与える。
The output signal of the one-dimensional photoelectric conversion element 15 is given to the control circuit 17, and the control circuit 17 corresponds to the output signal of the one-dimensional photoelectric conversion element 15 from the lines 18 and 19, respectively, to the first and second adjusting means 4, Give control signal to 16.

第2図は動作を説明するための図であり、一次元光電変
換素子15の近傍の様子が示されている。ポリゴンミラー
3で反射されたレーザ光Lは、記号面8上にスポットを
形成するが、このスポットからの反射光は拡散しつつ光
選択透過部材12に入射する。このとき第2図(a)図示
のように、光選択透過部材12のピンホール121,122をそ
れぞれ通った光L1,L2が一次元光電変換素子15を構成す
る複数の素子20のうちの異なる2つの素子に結像する
と、このことが制御手段17で検知され、この制御手段17
はライン19から第2の調節手段16に制御信号を与える。
これにより、この第2の調節手段16は矢印25a,25b方向
に保持部材14(第2図では図示が省略されている。)を
駆動して、光選択透過部材12および第2の集光レンズ13
を変位させる。第2図(a)図示の状態から集光レンズ
13などが、一次元光電変換素子15から離反する矢印25a
方向に変位すると、やがて第2図(b)図示のように光
L1,L2が光電変換素子25の1つの素子20に共通に結像し
たいわば合焦状態となる。光選択透過部材12および第2
の集光レンズ13がいわばデフォーカス方向である矢印25
b方向に変位した場合には、光L1,L2がそれぞれ結像する
素子20,20間の距離が大きくなり、このことが制御手段1
7で検知され、制御手段17は第2の集光レンズ13などの
変位方向を逆転させるための制御信号を第2の調節手段
16に与える。このようにして確実に第2図(b)図示の
合焦状態に至らせることができる。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation, and shows a state in the vicinity of the one-dimensional photoelectric conversion element 15. The laser light L reflected by the polygon mirror 3 forms a spot on the symbol surface 8, and the reflected light from this spot is incident on the light selective transmission member 12 while being diffused. At this time, as shown in FIG. 2A, the lights L1 and L2 respectively passing through the pinholes 121 and 122 of the light selective transmission member 12 are different from each other in the two elements 20 constituting the one-dimensional photoelectric conversion element 15. When the image is formed on the element, this is detected by the control means 17, and this control means 17
Provides a control signal from line 19 to the second adjusting means 16.
As a result, the second adjusting means 16 drives the holding member 14 (not shown in FIG. 2) in the directions of the arrows 25a and 25b, and the light selective transmission member 12 and the second condenser lens. 13
To displace. From the state shown in FIG.
13 and the like are separated from the one-dimensional photoelectric conversion element 15 by an arrow 25a
When it is displaced in the direction, light will eventually come out as shown in Fig. 2 (b).
The L1 and L2 are commonly focused on one element 20 of the photoelectric conversion elements 25, so to speak, in a focused state. Light selective transmission member 12 and second
The condenser lens 13 of the arrow 25 is the defocus direction, so to speak.
When displaced in the b direction, the distance between the elements 20 and 20 on which the lights L1 and L2 are imaged increases, which causes the control means 1
The control means 17 detects the control signal for reversing the displacement direction of the second condenser lens 13 and the like detected by the second adjusting means.
Give to 16. In this way, the in-focus state shown in FIG. 2 (b) can be reliably achieved.

第2図(b)図示の状態となると、第2の集光レンズ13
と一次元光電変換素子15との間の距離が検出され、この
距離情報から、第1図図示の構成が収納される筐体(図
示せず)と記号面8との間の距離(バーコードリーダ本
体と記号面8との間の距離、すなわち読取装置)が制御
手段17で演算される。第2図(b)図示の結像状態が実
現されるのは、記号面8、光選択透過部材12、第2の集
光レンズ13、および一次元光電変換素子15の位置関係
が、周知の結像公式で決まる一定の関係にある場合であ
り、したがってそのときの第2の集光レンズ13と一次元
光電変換素子15との間の距離と、第2の集光レンズ13と
記号面8との距離とは一対一に対応する。したがって、
このときの第2の集光レンズ13と一次元光電変換素子15
との間の距離から、上記読取距離を演算により求めるこ
とができるのである。
In the state shown in FIG. 2B, the second condenser lens 13
And the one-dimensional photoelectric conversion element 15 are detected, and from this distance information, the distance between the housing (not shown) in which the configuration shown in FIG. The distance between the reader body and the symbol surface 8, that is, the reading device) is calculated by the control means 17. The image formation state shown in FIG. 2 (b) is realized because the positional relationship among the symbol surface 8, the light selective transmission member 12, the second condenser lens 13, and the one-dimensional photoelectric conversion element 15 is well known. This is a case where there is a fixed relationship determined by the imaging formula, and therefore the distance between the second condenser lens 13 and the one-dimensional photoelectric conversion element 15 at that time, the second condenser lens 13 and the symbol surface 8 There is a one-to-one correspondence with the distance between and. Therefore,
At this time, the second condenser lens 13 and the one-dimensional photoelectric conversion element 15
The above reading distance can be calculated from the distance between and.

この読取距離に対応した制御信号がライン18から第1の
調節手段4に与えられると、この第1の調節手段4はレ
ーザ光Lが記号面8上に最小の径のスポットを形成する
ように第1の集光レンズ2を変位させる。これによっ
て、バーコード7の読取が高い解像度を有して確実に行
われることになる。
When a control signal corresponding to this reading distance is given from the line 18 to the first adjusting means 4, the first adjusting means 4 causes the laser beam L to form a spot of the smallest diameter on the symbol surface 8. The first condenser lens 2 is displaced. This ensures that the barcode 7 is read with high resolution.

第2の集光レンズ13などと一次元光電変換素子15との間
の距離が、第2図(b)図示の状態よりも大きい場合に
は、第2図(c)図示の状態となるが、この場合にも、
光L1,L2な異なる2つの素子20で検出される。したがっ
て、上記の場合と同様の制御動作により、光L1,L2が1
つの素子20の共通結像した第2図(b)図示の状態に至
らせることができる。
When the distance between the second condenser lens 13 and the like and the one-dimensional photoelectric conversion element 15 is larger than the state shown in FIG. 2 (b), the state shown in FIG. 2 (c) is obtained. , In this case also
It is detected by two different elements 20 such as lights L1 and L2. Therefore, by the same control operation as in the above case, the lights L1 and L2 are set to 1
It is possible to reach the state shown in FIG. 2 (b) in which two elements 20 are commonly imaged.

以上のように本実施例によれば、光選択透過部材12を介
した2つの光L1,L2を一次元光電変換素子15において同
一の位置に結像させ、この状態での第2の集光レンズ13
と一次元光電変換素子15との間の距離から、読取距離が
演算される。そしてこの読取距離に対応して、第1の集
光レンズ2がこの光軸に沿って変位され、これによりレ
ーザ光Lを記号面8上で絞るようにしている。この結
果、バーコード7の読取を、広い読取範囲で、確実に高
い精度で行うことができるようになる。また、読取距離
の測定のために、赤外発光ダイオードなどのように特別
の光源を用いていないので、コスト高となることもな
く、また消費電力が増大することもないので、バッテリ
駆動の装置などでは極めて有利である。
As described above, according to this embodiment, the two lights L1 and L2 that have passed through the light selective transmission member 12 are imaged at the same position in the one-dimensional photoelectric conversion element 15, and the second light collection in this state is performed. Lens 13
The reading distance is calculated from the distance between the one-dimensional photoelectric conversion element 15 and the one-dimensional photoelectric conversion element 15. The first condenser lens 2 is displaced along the optical axis in accordance with the reading distance, so that the laser light L is focused on the symbol surface 8. As a result, the barcode 7 can be reliably read in a wide reading range with high accuracy. Further, since no special light source such as an infrared light emitting diode is used for measuring the reading distance, the cost does not increase and the power consumption does not increase. Etc. are extremely advantageous.

さらに、第1の集光レンズ2を変位させて、半導体レー
ザ光源1と第1の集光レンズ2との間の距離を調節する
ことにより、半導体レーザ光源1から記号面8に至る種
々の光路長に対応するようにしているので、簡単でかつ
安価な構成により、いわゆる自動焦点調整動作を行わせ
ることが可能となっている。しかも、半導体レーザ光源
1からのレーザ光Lは常に集光レンズ2の光軸上の位置
から発生され、またレーザ光は指向性が良いので、第1
の光電変換素子11における反射光の検出もまた良好に行
われる。
Further, by displacing the first condenser lens 2 and adjusting the distance between the semiconductor laser light source 1 and the first condenser lens 2, various optical paths from the semiconductor laser light source 1 to the symbol surface 8 are obtained. Since it is adapted to a long length, it is possible to perform a so-called automatic focus adjustment operation with a simple and inexpensive structure. Moreover, since the laser light L from the semiconductor laser light source 1 is always generated from the position on the optical axis of the condenser lens 2, and the laser light has good directivity,
The detection of the reflected light in the photoelectric conversion element 11 is also performed satisfactorily.

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではな
い。すなわちたとえば、上記の実施例では、第1の調節
手段4により第1の集光レンズ2を変位させるようにし
たが、この第1の集光レンズ2の代わりに、または第1
の集光レンズ2とともに半導体レーザ光源1が変位され
てもよい。また、上記の実施例では、光選択透過部材12
と第2の集光レンズ13とを保持部材14で共通に保持さ
せ、この保持部材14を変位させることにより、光選択透
過部材12とともに第2の集光レンズ13を変位させるよう
にしたが、集光レンズ13のみが変位される構成であって
もよく、また集光レンズ13は固定して一次元光電変換素
子15を変位させる構成であってもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. That is, for example, in the above-described embodiment, the first adjusting lens 4 is used to displace the first condenser lens 2, but instead of the first condenser lens 2 or the first condenser lens 2 is used.
The semiconductor laser light source 1 may be displaced together with the condensing lens 2 of FIG. In the above embodiment, the light selective transmission member 12
The second condensing lens 13 and the second condensing lens 13 are commonly held by the holding member 14, and the holding member 14 is displaced to displace the second condensing lens 13 together with the light selective transmission member 12. Only the condenser lens 13 may be displaced, or the condenser lens 13 may be fixed and the one-dimensional photoelectric conversion element 15 may be displaced.

また、半導体レーザ光源1に代えて、He−Neレーザ装置
などのガスレーザ装置や、他の光源装置が用いられても
よい。
Further, instead of the semiconductor laser light source 1, a gas laser device such as a He—Ne laser device or another light source device may be used.

さらに、上記の実施例では、2個のピンホール121,122
を形成した光選択透過部材12を用いたが、3個以上のピ
ンホールを形成して3個以上の瞳を有する構成としても
よく、またピンホールの代わりに2つ以上のスリットを
形成するようにしてもよい。スリットを形成した場合に
は、一次元光電変換素子での前記スリット像の検出が確
実に行なわれる点で有利である。その他本発明の要旨を
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。さらに、また本発明は、バーコードリー
ダに限らず、たとえば光学式文字読取装置などのよう
に、記号面にコントラストを利用して形成した任意の記
号を読み取るための記号読取装置に対して容易に応用す
ることができるものである。
Further, in the above embodiment, two pinholes 121 and 122 are used.
Although the light selective transmission member 12 having the above-described structure is used, three or more pinholes may be formed to have three or more pupils, and two or more slits may be formed instead of the pinholes. You may Forming the slit is advantageous in that the slit image can be reliably detected by the one-dimensional photoelectric conversion element. Various other design changes can be made without departing from the scope of the present invention. Furthermore, the present invention is not limited to a bar code reader, and can be easily applied to a symbol reading device for reading an arbitrary symbol formed by utilizing contrast on a symbol surface, such as an optical character reading device. It can be applied.

<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、光源から
記号面に至る光路長の大小によらずに、当該光源光を記
号面上において良好に絞ることができるので、広い読取
範囲内において記号の読取を確実にかつ高い精度を有し
て行わせることができるようになる。しかも、簡単でか
つ安価な構成で、確実な読取動作が可能となるので、低
コスト化にも有利である。
<Effects of the Invention> As described above, according to the symbol reading device of the present invention, the light from the light source can be satisfactorily focused on the symbol surface regardless of the size of the optical path length from the light source to the symbol surface. It becomes possible to reliably and highly accurately read a symbol within a wide reading range. Moreover, since a reliable reading operation is possible with a simple and inexpensive structure, it is also advantageous for cost reduction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の記号読取装置の一実施例であるバーコ
ードリーダの基本的な構成を簡略化して示す平面図、 第2図は一次元光電変換素子15の近傍の様子を拡大して
示す平面図である。 1……半導体レーザ光源、2……第1の集光レンズ、3
……ポリゴンミラー(走査ミラー)、4……第1の調節
手段、7……バーコード(記号)、8……記号面、11…
…第1の光電変換素子、12……光選択透過部材、13……
第2の集光レンズ、15……一次元光電変換素子(第2の
光電変換素子)、16……第2の調節手段、17……制御手
FIG. 1 is a plan view showing a simplified basic configuration of a bar code reader which is an embodiment of the symbol reading apparatus of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the one-dimensional photoelectric conversion element 15. It is a top view shown. 1 ... Semiconductor laser light source, 2 ... First condenser lens, 3
...... Polygon mirror (scanning mirror), 4 ... First adjusting means, 7 ... Bar code (symbol), 8 ... Symbol surface, 11 ...
… First photoelectric conversion element, 12 …… Optical transmission member, 13 ……
Second condensing lens, 15 ... One-dimensional photoelectric conversion element (second photoelectric conversion element), 16 ... Second adjusting means, 17 ... Control means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源からの光を絞る第1の集光レンズ、こ
の第1の集光レンズからの光で記号を形成した記号面を
走査させる走査ミラー、および前記記号面からの反射光
を受光して電気信号に変換する第1の光電変換素子を有
し、前記記号面を光学的に走査して前記記号を読み取る
ようにした記号読取装置において、 前記光源と第1の集光レンズとの間の距離を変化させる
第1の調節手段と、 前記記号面からの反射光が導かれ、少なくとも2つの瞳
を有する光選択透過部材と、 この光選択透過部材からの光を集光する第2の集光レン
ズと、 この第2の集光レンズからの光を受光し、前記少なくと
も2つの瞳に対応した光の各結像位置を検出する第2の
光電変換素子と、 前記第2の集光レンズと第2の光電変換素子との間の距
離を変化させ、前記少なくとも2つの瞳に対応した光を
前記第2の光電変換素子において等しい位置に結像させ
る第2の調節手段とを備え、 前記第1の調節手段は、前記2つの瞳に対応した光が前
記第2の光電変換素子の同一位置に結像した状態におけ
る前記第2の集光レンズと第2の光電変換素子との距離
に対応する前記第2の調節手段からの制御信号を受け
て、前記光源と第1の集光レンズとの間の距離を調節す
ることを特徴とする前記読取装置。
1. A first condenser lens for narrowing light from a light source, a scanning mirror for scanning a symbol surface on which a symbol is formed by the light from the first condenser lens, and a reflected light from the symbol surface. In a symbol reading device having a first photoelectric conversion element that receives light and converts it into an electric signal, and optically reads the symbol surface to read the symbol, the light source and a first condenser lens. A first adjusting means for changing the distance between the two, a light selective transmission member having reflected light from the symbol surface and having at least two pupils, and a first light condensing member for condensing light from the light selective transmission member. A second condensing lens; a second photoelectric conversion element that receives light from the second condensing lens and detects each image forming position of the light corresponding to the at least two pupils; By changing the distance between the condenser lens and the second photoelectric conversion element, A second adjusting means for forming an image of light corresponding to at least two pupils at the same position in the second photoelectric conversion element, wherein the first adjusting means is configured so that the light corresponding to the two pupils is In response to the control signal from the second adjusting means corresponding to the distance between the second condenser lens and the second photoelectric conversion element in the state where the image is formed at the same position of the second photoelectric conversion element, The reading device, wherein a distance between the light source and the first condenser lens is adjusted.
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