JP2661430B2 - 光学記号読取装置 - Google Patents
光学記号読取装置Info
- Publication number
- JP2661430B2 JP2661430B2 JP3226478A JP22647891A JP2661430B2 JP 2661430 B2 JP2661430 B2 JP 2661430B2 JP 3226478 A JP3226478 A JP 3226478A JP 22647891 A JP22647891 A JP 22647891A JP 2661430 B2 JP2661430 B2 JP 2661430B2
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- Japan
- Prior art keywords
- lens unit
- laser beam
- focus
- distance
- focal length
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- Expired - Lifetime
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学記号読取装置に関
し、特に自動焦点型バーコードリーダに関する。
し、特に自動焦点型バーコードリーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の自動焦点型バーコードリーダは図
３，図４に示すように、レーザビームの焦点位置２１を
制御するのに、外部又は内蔵の距離測定手段１２からの
信号に応じて、移動レンズユニット１９と固定レンズユ
ニット１８からなる焦点制御手段の移動レンズユニット
を光軸に沿う方向２０に移動させることにより、焦点位
置制御を実現していた（例Ｏｐｌｕｓ Ｅ １９９０年
６月号，実開昭６１−２０４２７７号，特願昭６１−０
８０９０１号）。
３，図４に示すように、レーザビームの焦点位置２１を
制御するのに、外部又は内蔵の距離測定手段１２からの
信号に応じて、移動レンズユニット１９と固定レンズユ
ニット１８からなる焦点制御手段の移動レンズユニット
を光軸に沿う方向２０に移動させることにより、焦点位
置制御を実現していた（例Ｏｐｌｕｓ Ｅ １９９０年
６月号，実開昭６１−２０４２７７号，特願昭６１−０
８０９０１号）。
【０００３】図４に示すように、バーコードラベル１１
までの距離を距離計１２により測定し、その距離に対応
した出力信号で、焦点位置を制御する収束光学系１３を
カメラのオートフォーカス機構のように制御し、レーザ
光源１４から偏向素子１５を介して装置外部に出力され
るレーザ光１６の焦点をバーコードラベルの面上に合わ
せて読取を行っていた。
までの距離を距離計１２により測定し、その距離に対応
した出力信号で、焦点位置を制御する収束光学系１３を
カメラのオートフォーカス機構のように制御し、レーザ
光源１４から偏向素子１５を介して装置外部に出力され
るレーザ光１６の焦点をバーコードラベルの面上に合わ
せて読取を行っていた。
【０００４】この方法でも比較的高密度印刷のバーコー
ドラベルで、かなりの距離変動２１に対して読取りを確
保することが可能であった。
ドラベルで、かなりの距離変動２１に対して読取りを確
保することが可能であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の方
法では、各々のレンズユニットの焦点距離を一定のま
ま、一方のレンズユニットを移動させていたので、厳密
には以下の理論式が示すように焦点位置２２を制御でき
ても、レーザビーム径を一定に保つのは困難である。
法では、各々のレンズユニットの焦点距離を一定のま
ま、一方のレンズユニットを移動させていたので、厳密
には以下の理論式が示すように焦点位置２２を制御でき
ても、レーザビーム径を一定に保つのは困難である。
【０００６】そのため、ビーム径が変化しても読取性能
が低下しない範囲で使用しているのが実状であった。
が低下しない範囲で使用しているのが実状であった。
【０００７】すなわち、レーザ波長をλ，ビーム入射側
のレンズユニット１８の焦点距離をｆ１，出射側のレン
ズユニット１９の焦点距離をｆ２，両レンズユニット間
距離をＤとすると、この２組からなる組み合わせレンズ
系の合成焦点距離ｆ０，平行入射ビーム径ω ０ に対する
出射ビームの焦点位置２２での径である出射ビーム径ω
１ 及び出射側レンズユニット１９と出射ビームの焦点位
置２２までの出射ビーム焦点距離Ｓ ０ は次式で与えられ
る。
のレンズユニット１８の焦点距離をｆ１，出射側のレン
ズユニット１９の焦点距離をｆ２，両レンズユニット間
距離をＤとすると、この２組からなる組み合わせレンズ
系の合成焦点距離ｆ０，平行入射ビーム径ω ０ に対する
出射ビームの焦点位置２２での径である出射ビーム径ω
１ 及び出射側レンズユニット１９と出射ビームの焦点位
置２２までの出射ビーム焦点距離Ｓ ０ は次式で与えられ
る。
【０００８】 ｆ０＝ｆ１ｆ２／（ｆ２＋ｆ１−Ｄ） （１） Ｓ０＝ｆ０（１−Ｄ／ｆ１） （２） （参考文献（１），（２）については、久保田広「光
学」，（３）については、ＮＨＫ技研，２７巻，１号） ω １ ＝４λｆ０／πω０ （３）
学」，（３）については、ＮＨＫ技研，２７巻，１号） ω １ ＝４λｆ０／πω０ （３）
【０００９】以上からレンズユニット１９を光軸に沿っ
て移動させることはＤを変えることになるから、ｆ０は
変化、Ｓ ０も変化、従ってω １ も変化する。
て移動させることはＤを変えることになるから、ｆ０は
変化、Ｓ ０も変化、従ってω １ も変化する。
【００１０】一般にはｆ１は凹レンズ，ｆ２は凸レンズ
であるから、この場合、Ｄを大から小に変化させると、
ｆ０の絶対値は大から小へ変化、Ｓ０の絶対値は大から
小へと変化し、ω １ も大から小へと変化する。このこと
を図５に示す。図５は、横軸に出射ビーム焦点距離
Ｓ ０ 、縦軸に出射ビーム径ω １ をそれぞれ表わしてあ
る。ここで、レーザビームをバーコードラベルに照射
し、その反射光により読取を行う光学記号読取装置で
は、読み取るべきバーコードラベルを構成する一番細い
バーの幅に対応させて出射ビームの径を決定する。つま
りバー幅に比較し出射ビーム径ω １ が太くなりすぎる
と、分解能が低下し正確なバー幅の検出が不可能とな
り、読取性能が低下する。またバー幅に比較しレーザビ
ーム径が細すぎると、バーコードラベルの細かなノイズ
を拾いやすくなり、同様に読取性能が低下するため、出
射ビーム径ω １ は出射ビーム焦点距離Ｓ ０ の変化に関わ
らず一定に保つ必要がある。 このことから、通常はバー
コードラベルを構成する一番細いバーの幅と同程度の出
射ビーム径に設定し、出射ビーム焦点距離Ｓ ０ の付近で
バーコードラベルの読取を行う。 大深度での読取を行う
場合、出射ビーム焦点位置Ｓ ０ をバーコードを読み取る
距離に合わせるのは上記理由による。 ここで、従来技術
では図５に示す通り出射ビーム焦点位置Ｓ ０ が大きくな
ると、出射ビーム径ω １ も大きくなり、出射ビーム焦点
位置Ｓ ０ が小さくなると、出射ビーム径ω １ も小さくな
る。 つまり従来技術では、出射ビーム焦点位置Ｓ ０ が大
きい遠方のバーコードラベル読取においては出射ビーム
径ω １ が太り、その結果、上記分解能が低下し十分な読
取性能が得られなかった。また出射ビーム焦点位置Ｓ ０
が小さい近点のバーコードラベル読取においては出射ビ
ーム径ω １ が細り、その結果、上記バーコードラベルの
細かなノイズを拾いやすくなり、その結果、同様に十分
な読取性能が得られなかった。 以上より出射ビーム焦点
位置Ｓ ０ の変化に対し出射ビーム径ω １ の変化が少ない
ほど大きな読取深度が得られる。
であるから、この場合、Ｄを大から小に変化させると、
ｆ０の絶対値は大から小へ変化、Ｓ０の絶対値は大から
小へと変化し、ω １ も大から小へと変化する。このこと
を図５に示す。図５は、横軸に出射ビーム焦点距離
Ｓ ０ 、縦軸に出射ビーム径ω １ をそれぞれ表わしてあ
る。ここで、レーザビームをバーコードラベルに照射
し、その反射光により読取を行う光学記号読取装置で
は、読み取るべきバーコードラベルを構成する一番細い
バーの幅に対応させて出射ビームの径を決定する。つま
りバー幅に比較し出射ビーム径ω １ が太くなりすぎる
と、分解能が低下し正確なバー幅の検出が不可能とな
り、読取性能が低下する。またバー幅に比較しレーザビ
ーム径が細すぎると、バーコードラベルの細かなノイズ
を拾いやすくなり、同様に読取性能が低下するため、出
射ビーム径ω １ は出射ビーム焦点距離Ｓ ０ の変化に関わ
らず一定に保つ必要がある。 このことから、通常はバー
コードラベルを構成する一番細いバーの幅と同程度の出
射ビーム径に設定し、出射ビーム焦点距離Ｓ ０ の付近で
バーコードラベルの読取を行う。 大深度での読取を行う
場合、出射ビーム焦点位置Ｓ ０ をバーコードを読み取る
距離に合わせるのは上記理由による。 ここで、従来技術
では図５に示す通り出射ビーム焦点位置Ｓ ０ が大きくな
ると、出射ビーム径ω １ も大きくなり、出射ビーム焦点
位置Ｓ ０ が小さくなると、出射ビーム径ω １ も小さくな
る。 つまり従来技術では、出射ビーム焦点位置Ｓ ０ が大
きい遠方のバーコードラベル読取においては出射ビーム
径ω １ が太り、その結果、上記分解能が低下し十分な読
取性能が得られなかった。また出射ビーム焦点位置Ｓ ０
が小さい近点のバーコードラベル読取においては出射ビ
ーム径ω １ が細り、その結果、上記バーコードラベルの
細かなノイズを拾いやすくなり、その結果、同様に十分
な読取性能が得られなかった。 以上より出射ビーム焦点
位置Ｓ ０ の変化に対し出射ビーム径ω １ の変化が少ない
ほど大きな読取深度が得られる。
【００１１】本発明の目的は、出射ビーム焦点距離Ｓ ０
の変化に対する出射ビーム径ω １ の変化をなくすことに
より、高密度印刷したバーコードラベルを大きな読取深
度で読取ることができるようにした光学記号読取装置を
提供することにある。
の変化に対する出射ビーム径ω １ の変化をなくすことに
より、高密度印刷したバーコードラベルを大きな読取深
度で読取ることができるようにした光学記号読取装置を
提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る光学記号読取装置は、バーコードラベ
ルまでの距離を測定する距離計の出力信号によりレーザ
ビーム収束光学系から出射されるーレーザビームの焦点
位置をバーコードラベルの面上に設定し、前記レーザビ
ームをバーコードラベルに照射して、その反射光を受光
することにより、バーコードラベルを読み取る光学記号
読取装置であって、前記レーザビーム収束光学系のレー
ザビーム入射側に可変焦点型凹レンズユニットを配置
し、レーザビーム出射側に固定焦点型凸レンズユニット
を配置し、前記可変焦点型凹レンズユニットと前記固定
焦点型凸レンズユニットとの間の距離を出射側固定焦点
型凸レンズユニットの焦点距離に等しく設定し、前記入
射側可変焦点型凹レンズユニットの焦点距離を前記距離
計の出力信号で制御する構成としたものである。
め、本発明に係る光学記号読取装置は、バーコードラベ
ルまでの距離を測定する距離計の出力信号によりレーザ
ビーム収束光学系から出射されるーレーザビームの焦点
位置をバーコードラベルの面上に設定し、前記レーザビ
ームをバーコードラベルに照射して、その反射光を受光
することにより、バーコードラベルを読み取る光学記号
読取装置であって、前記レーザビーム収束光学系のレー
ザビーム入射側に可変焦点型凹レンズユニットを配置
し、レーザビーム出射側に固定焦点型凸レンズユニット
を配置し、前記可変焦点型凹レンズユニットと前記固定
焦点型凸レンズユニットとの間の距離を出射側固定焦点
型凸レンズユニットの焦点距離に等しく設定し、前記入
射側可変焦点型凹レンズユニットの焦点距離を前記距離
計の出力信号で制御する構成としたものである。
【００１３】
【作用】本発明では、出射ビーム径ω １ を一定に保つた
めに、出射側レンズユニットの焦点距離と、入射側レン
ズユニットと出射側レンズユニットとの間の距離を等し
く設定し、かつ入射側レンズユニットの焦点距離を可変
できるようにしたものである。
めに、出射側レンズユニットの焦点距離と、入射側レン
ズユニットと出射側レンズユニットとの間の距離を等し
く設定し、かつ入射側レンズユニットの焦点距離を可変
できるようにしたものである。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図により説明す
る。
る。
【００１５】図１は、本発明の一実施例を示す構成図で
ある。
ある。
【００１６】図において、本実施例では、レーザビーム
収束光学系のレーザビーム入射側に可変焦点型凹レンズ
ユニット１を配置し、レーザビーム出射側に固定焦点型
凸レンズユニット３を配置している。
収束光学系のレーザビーム入射側に可変焦点型凹レンズ
ユニット１を配置し、レーザビーム出射側に固定焦点型
凸レンズユニット３を配置している。
【００１７】さらに、可変焦点型凹レンズユニット１と
固定焦点型凸レンズユニット３との間の距離Ｄは、出射
側の固定焦点型凸レンズユニット３の焦点距離ｆ2に等
しく設定してある。
固定焦点型凸レンズユニット３との間の距離Ｄは、出射
側の固定焦点型凸レンズユニット３の焦点距離ｆ2に等
しく設定してある。
【００１８】さらに、入射側の可変焦点型凹レンズユニ
ット１は、バーコードラベルまでの距離を測定する距離
計４の出力信号５に基づいて焦点距離ｆ1を制御するよ
うになっている。
ット１は、バーコードラベルまでの距離を測定する距離
計４の出力信号５に基づいて焦点距離ｆ1を制御するよ
うになっている。
【００１９】実施例において、Ｄ＝ｆ2に選び、ｆ1の値
を出力信号５で変化させる場合の理論的根拠は、以下の
とおりである。前述の（１），（２），（３）式は以下
のようになる。
を出力信号５で変化させる場合の理論的根拠は、以下の
とおりである。前述の（１），（２），（３）式は以下
のようになる。
【００２０】 ｆ０＝ｆ２ （４） Ｓ０＝ｆ０（１−Ｄ／ｆ１）＝ｆ２（１−ｆ２／ｆ１） （５） ω １ ＝４λｆ０／πω０＝λｆ２／πω０ （６）
【００２１】ここで、各式の右辺は、ｆ２が一定、λ
（波長）が一定、入射ビーム径ω０が一定であり、Ｓ０
のみｆ１の値に応じて変化することになる。
（波長）が一定、入射ビーム径ω０が一定であり、Ｓ０
のみｆ１の値に応じて変化することになる。
【００２２】従って、出射ビーム径ω １ は一定で、焦点
６の出射ビーム焦点距離Ｓ０は、入射側レンズユニット
１のｆ１の値に応じて変化し、本発明の目的を達成する
ことが可能である。
６の出射ビーム焦点距離Ｓ０は、入射側レンズユニット
１のｆ１の値に応じて変化し、本発明の目的を達成する
ことが可能である。
【００２３】計算結果を図示したものが図２である。図
２において、横軸に平行な直線が前述の条件を満足した
もので、それ以外の条件では傾斜した直線となり、目的
を達成できない。
２において、横軸に平行な直線が前述の条件を満足した
もので、それ以外の条件では傾斜した直線となり、目的
を達成できない。
【００２４】なお、各レンズユニット１，３は、単レン
ズでもよいし、組合せレンズでもよく、上式（４），
（５），（６）を満足すれば、多様な組合せで同様の効
果が得られることは云うまでもない。
ズでもよいし、組合せレンズでもよく、上式（４），
（５），（６）を満足すれば、多様な組合せで同様の効
果が得られることは云うまでもない。
【００２５】また、可変焦点型レンズ１としては、特開
昭６３−２２９４０１号，特開昭６３−２２９４０３
号，特開平２−５９７１９号などに開示されているもの
を用いればよい。
昭６３−２２９４０１号，特開昭６３−２２９４０３
号，特開平２−５９７１９号などに開示されているもの
を用いればよい。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ビ
ーム径を一定に保つことを可能にしたので、ユーザから
の強い要望である高密度印刷バーコードラベルで大きな
距離変動があっても読取りが可能な、つまり小さいラベ
ルで大きな読取深度を確保するという効果を有する。
ーム径を一定に保つことを可能にしたので、ユーザから
の強い要望である高密度印刷バーコードラベルで大きな
距離変動があっても読取りが可能な、つまり小さいラベ
ルで大きな読取深度を確保するという効果を有する。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】動作特性の計算結果を示す図である。
【図３】従来例のレーザビーム収束系を示す図である。
【図４】従来例の読取装置を示す図である。
【図５】従来例の動作特性の計算結果を示す図である。
１ 可変焦点型凹レンズユニット ３ 固定焦点型凸レンズユニット ４ 距離計
Claims (1)
- 【請求項１】 バーコードラベルまでの距離を測定する
距離計の出力信号によりレーザビーム収束光学系から出
射されるレーザビームの焦点位置をバーコードラベルの
面上に設定し、前記レーザビームをバーコードラベルに
照射して、その反射光を受光することにより、バーコー
ドラベルを読み取る光学記号読取装置であって、 前記レーザビーム収束光学系のレーザビーム入射側に可
変焦点型凹レンズユニットを配置し、レーザビーム出射
側に固定焦点型凸レンズユニットを配置し、 前記可変焦点型凹レンズユニットと前記固定焦点型凸レ
ンズユニットとの間の距離を出射側固定焦点型凸レンズ
ユニットの焦点距離に等しく設定し、 前記入射側可変焦点型凹レンズユニットの焦点距離を前
記距離計の出力信号で制御する構成としたものであるこ
とを特徴とする光学記号読取装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3226478A JP2661430B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 光学記号読取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3226478A JP2661430B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 光学記号読取装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0546796A JPH0546796A (ja) | 1993-02-26 |
| JP2661430B2 true JP2661430B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=16845733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3226478A Expired - Lifetime JP2661430B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 光学記号読取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2661430B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3036480B2 (ja) | 1997-08-25 | 2000-04-24 | 日本電気株式会社 | バーコード読取装置およびその焦点制御方法 |
| US6918538B2 (en) * | 2002-12-18 | 2005-07-19 | Symbol Technologies, Inc. | Image scanning device having a system for determining distance to a target |
| JP4215006B2 (ja) * | 2005-02-09 | 2009-01-28 | 株式会社デンソーウェーブ | 光学情報読取装置 |
-
1991
- 1991-08-12 JP JP3226478A patent/JP2661430B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0546796A (ja) | 1993-02-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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