JP2738108B2 - Barcode reader - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、バーコードを形成した記号面をレーザ光で
走査し、前記記号面からの反射光を検出するようにして
前記バーコードの読取を行うようにしたバーコード読取
装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention reads a bar code by scanning a symbol surface on which a bar code is formed with a laser beam and detects light reflected from the symbol surface. The present invention relates to a bar code reading device that performs the following.
<従来の技術> 従来より、バーコードリーダはたとえばコンピュータ
に対する情報入力装置として広く利用されており、カー
ドや包装パッケージなどに付したバーコードをバーコー
ドリーダにより読み取らせることによって、たとえば商
品の入・出庫管理や、図書などの貸出管理のためのデー
タ入力作業の高効率化が図られている。最近では、バー
コード入力の種々の要求に応えるために、バーコードを
形成した記号面に対して一定距離以上離間した非接触の
状態で記号読取を行える機能が必要とされるようになっ
てきている。すなわち、たとえば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をコンベアの
上方の固定位置に配置したバーコードリーダにより読み
取る場合や、電子部品などを実装したプリント配線基板
に形成したバーコードをいわゆるハンドヘルドタイプの
バーコードリーダで読み取る場合などには、バーコード
リーダから種々の距離に位置する記号面に対して非接触
の状態でバーコードの読取を行う必要が生じる。<Prior Art> Conventionally, a bar code reader has been widely used as an information input device for a computer, for example, by reading a bar code attached to a card, a packaging package, or the like with a bar code reader, for example, to input and output goods. Efficiency of data entry work for warehouse management and lending management of books and the like has been improved. In recent years, in order to meet various demands for barcode input, a function for reading a symbol in a non-contact state at least a predetermined distance from a symbol surface on which a barcode is formed has been required. I have. That is, for example, a bar code formed on various objects conveyed on a belt conveyor is read by a bar code reader arranged at a fixed position above the conveyor, or a bar code formed on a printed wiring board on which electronic components are mounted. For example, when reading a bar code with a so-called hand-held type bar code reader, it is necessary to read the bar code in a non-contact state with respect to a symbol surface located at various distances from the bar code reader.
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
ラーで反射させて記号面に導き、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 a symbol surface in a non-contact manner is, for example, a laser beam from a semiconductor laser light source via 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 by laser light by driving a galvanomirror. Then, the reflected light from the symbol surface is detected by light receiving means in a bar code reader constituted by a photoelectric conversion element. That is, if the laser beam scans the bar code in a direction intersecting the bar constituting the bar code, the light receiving means detects light of a large intensity for the white bar and the black bar. , Light of small intensity is detected. Therefore, the electric signal output from the light receiving means is subjected to waveform shaping and the like, and is binarized by level discrimination at an appropriate slice level.
The bar code is read.
しかし、たとえばスーパーマーケットのレジなどで用
いられるバーコードリーダでは、バーコードを形成した
記号面には蛍光灯などからの外乱光が照射されるので、
S/N比が劣化し、バーコードを正しく読み取ることがで
きない場合が生じる。However, for example, in a bar code reader used at a supermarket cash register or the like, the sign surface on which the bar code is formed is irradiated with disturbance light from a fluorescent lamp or the like.
The S / N ratio is degraded, and a bar code cannot be correctly read.
この不具合を解消するために、半導体レーザ光源を高
周波でパルス駆動して、受光手段出力から前記高周波成
分を抽出するようにして蛍光灯などの外乱光の低周波成
分を除去した後に上記二値化処理を施すようにした技術
が提案されている。その典型的な先行技術は特開昭63−
37486号公報に開示されており、その基本的な構成は本
願第5図に示されている。外乱光の変動周波数(蛍光灯
の場合にはたとえば120Hz)よりも充分に高い発振周波
数で発振する発振器1からの基準周波数信号を受けて、
レーザ駆動回路2は半導体レーザ光源3をパルス駆動す
る。この結果、半導体レーザ光源3からのレーザ光が間
欠的に出射され、このレーザ光L1は集光レンズ4でほぼ
平行光に集光され、ガルバノミラー5で反射されてバー
コード6を形成した記号面7を走査する。To solve this problem, the semiconductor laser light source is pulse-driven at a high frequency to extract the high-frequency component from the output of the light receiving means to remove the low-frequency component of disturbance light such as a fluorescent lamp, and then to perform the binarization. Techniques for performing processing have been proposed. A typical prior art is disclosed in
No. 37486, the basic configuration of which is shown in FIG. 5 of the present application. Upon receiving a reference frequency signal from the oscillator 1 which oscillates at an oscillation frequency sufficiently higher than the fluctuation frequency of disturbance light (for example, 120 Hz in the case of a fluorescent lamp),
The laser drive circuit 2 drives the semiconductor laser light source 3 in a pulsed manner. As a result, the laser light from the semiconductor laser light source 3 is intermittently emitted, and this laser light L1 is condensed into almost parallel light by the condenser lens 4, reflected by the galvanometer mirror 5, and formed into a bar code 6 The surface 7 is scanned.
記号面7からの反射光L2はフォトダイオードなどで構
成した受光素子8で受光されて電気信号に変換され、さ
らに増幅器9で増幅された後に、上記発振器1における
基準周波数の信号を中心とする所定周波数帯域の信号を
選択的に通過させるフィルタ回路10に与えられる。この
フィルタ回路10の出力は、波形整形回路11に与えられて
包絡線検波などによりバーコード6の白バー、黒バーに
対応した信号に波形整形された後に、デコーダ11で当該
バーコード6が表す情報に復号される。The reflected light L2 from the symbol surface 7 is received by a light receiving element 8 constituted by a photodiode or the like, converted into an electric signal, and further amplified by an amplifier 9. The signal is supplied to a filter circuit 10 that selectively passes a signal in a frequency band. The output of the filter circuit 10 is applied to a waveform shaping circuit 11 and shaped into a signal corresponding to a white bar or a black bar of the barcode 6 by envelope detection or the like, and then the barcode 6 is represented by the decoder 11. Decoded into information.
記号面7には、蛍光灯(図示せず)などからの外乱光
LRが照射されるが、この外乱光LRに対応した受光素子8
からの電気信号中の低周波成分は上記フィルタ回路10で
除去されるので、結果として、外乱光の影響を排除して
バーコード6の読取が正確に行われる。Disturbance light from a fluorescent lamp (not shown) or the like is provided on the symbol surface 7.
LR is irradiated. The light receiving element 8 corresponding to the disturbance light LR
Since the low-frequency component in the electric signal is removed by the filter circuit 10, as a result, the bar code 6 is accurately read without the influence of disturbance light.
ただし、発振器1の発振周波数、すなわちレーザ光L1
の変調周波数は、外乱光LRの変動周波数よりも充分に高
く(通常は2桁程度高いことが好ましい。)、またバー
コードの空間周波数よりも充分に高くする(最低10倍程
度)必要がある。前者は外乱光成分の除去を有効に行う
ためであり、また後者は白バーおよび黒バーに対応した
信号を正確に再現して読取精度を確保するためである。
このような理由で、レーザ光L1の変調周波数は、通常数
百kHz〜数10MHzとされる。However, the oscillation frequency of the oscillator 1, that is, the laser light L1
Is required to be sufficiently higher than the fluctuation frequency of the disturbance light LR (usually, preferably higher by about two digits), and sufficiently higher than the spatial frequency of the bar code (at least about 10 times). . The former is for effectively removing disturbance light components, and the latter is for accurately reproducing signals corresponding to white bars and black bars to secure reading accuracy.
For such a reason, the modulation frequency of the laser light L1 is generally set to several hundred kHz to several tens MHz.
<発明が解決しようとする課題> 第6図は半導体レーザ光源3からのレーザ光L1の径の
変化を示す図である。半導体レーザ光源3から発生した
レーザ光は広がるので集光レンズ4によりほぼ平行光に
絞られるが、完全な平行光とすることはできないので、
通常ではバーコードリーダの筐体(図示せず。)から或
る一定の距離にある焦点位置F1に焦点を設定して集光
し、前記焦点位置F1の近傍にビームウエストBWを形成さ
せるようにしている。<Problem to be Solved by the Invention> FIG. 6 is a diagram showing a change in the diameter of the laser beam L1 from the semiconductor laser light source 3. Since the laser light generated from the semiconductor laser light source 3 spreads, it is narrowed down to almost parallel light by the condenser lens 4, but it cannot be made completely parallel light.
Normally, a focus is set at a focus position F1 at a certain distance from a housing (not shown) of the barcode reader, and the light is focused, so that a beam waist BW is formed near the focus position F1. ing.
バーコードの読取が正確に行われるためには、概ねバ
ーコードを構成するバーの幅よりもレーザ光L1のビーム
径が小さいことが必要であるが、上記のようなビームウ
エストBWを有するレーザ光L1では、このビームウエスト
BWが形成される焦点位置F1の近傍にバーコードを配置さ
せた場合に、最も解像度が高くなって最小幅のバーコー
ドの読取が可能となる。In order to accurately read a barcode, it is necessary that the beam diameter of the laser beam L1 is generally smaller than the width of the bar constituting the barcode, but the laser beam having the beam waist BW as described above is required. In L1, this beam waist
When the barcode is arranged near the focal position F1 where the BW is formed, the barcode with the highest resolution and the minimum width can be read.
しかし、焦点位置F1から離間した、たとえばバーコー
ドリーダ15からの距離が大きい位置では、ビーム径が大
きくなるので、バーコードを構成する各バーの幅が或る
程度大きい必要がある。通常、バーコードリーダ15から
バーコードまでの距離(以下「読取距離」という。)の
増大に伴って、この読取距離に比例する以上にレーザ光
L1のビーム径が増大するので、結局、読取距離を増大せ
させた場合には、読取距離が増大した以上にバーの幅の
広いバーコードのみが読取可能である。However, at a position apart from the focal position F1, for example, at a position where the distance from the barcode reader 15 is large, the beam diameter becomes large, so that the width of each bar constituting the barcode needs to be somewhat large. Normally, as the distance from the barcode reader 15 to the barcode (hereinafter, referred to as “reading distance”) increases, the laser beam becomes more proportional to the reading distance.
Since the beam diameter of L1 increases, after all, when the reading distance is increased, only a bar code having a wider bar than the increased reading distance can be read.
一方、当該装置において予定される最大の読取距離が
設定された場合に、受光素子8での充分な感度を得るた
めには、充分な受光光量が得られるようにこの受光素子
8の受光面積を前記最大の読取距離に対応して定める必
要がある。受光素子8と記号面7との間に集光レンズを
介挿すれば、受光光量の減少が防がれるが、受光光量の
減少を完全に防ぐためには、径の大きな集光レンズが必
要となり、大きな集光レンズを使用すれば装置全体が大
型化することになる。このような装置の大型化は、ハン
ドヘルドタイプのバーコードリーダでは許容されず、し
たがって、受光素子8の受光面積を或る程度大きくせざ
るを得ない。On the other hand, when the maximum reading distance expected in the apparatus is set, in order to obtain sufficient sensitivity in the light receiving element 8, the light receiving area of the light receiving element 8 is set so that a sufficient amount of received light is obtained. It must be determined corresponding to the maximum reading distance. If a condenser lens is interposed between the light receiving element 8 and the symbol surface 7, a decrease in the amount of received light can be prevented. However, in order to completely prevent a decrease in the amount of received light, a condenser lens having a large diameter is required. If a large condenser lens is used, the size of the entire apparatus will be increased. Such an increase in the size of the device is not allowed in a hand-held type bar code reader, and therefore the light receiving area of the light receiving element 8 must be increased to some extent.
ところが、たとえばフォトダイオードなどの受光素子
では、受光面積を大きくするとその接合容量が増大し、
これにより応答特性が劣化して高い変調周波数を有する
反射光L2の検出が良好に行われず、したがってバーコー
ドの識別精度が劣化する。すなわち、たとえば最大の読
取距離でバーコードの読取を行う場合に、レーザ光L1の
径がバー幅よりも小さくても、受光素子8の応答性が悪
いので、高い変調周波数を有する微弱な反射光L2の検出
を良好に行うことができずに、結局、読取距離が長い場
合のバーコードの読取を良好に行うことができない。However, for a light receiving element such as a photodiode, for example, if the light receiving area is increased, the junction capacitance increases,
As a result, the response characteristic is deteriorated, and the reflected light L2 having a high modulation frequency is not properly detected, so that the barcode identification accuracy is deteriorated. That is, for example, when reading a bar code at the maximum reading distance, the response of the light receiving element 8 is poor even if the diameter of the laser beam L1 is smaller than the bar width. Since the detection of L2 cannot be performed satisfactorily, the barcode cannot be read satisfactorily when the reading distance is long.
そこで、本発明は、上述の技術的課題を解決し、外乱
光の影響を排除できるとともに、読取距離が長い場合に
もバーコードの読取が良好に行われるようにしたバーコ
ード読取装置を提供することを目的とする。Therefore, the present invention provides a bar code reading device that solves the above-described technical problem, can eliminate the influence of disturbance light, and can read a bar code satisfactorily even when the reading distance is long. The purpose is to:
<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バーコード読取
装置は、パルス駆動されるレーザ光源からの変調光でバ
ーコードを形成した記号面を走査し、前記記号面からの
反射光を受光手段で受光して電気信号に変換し、この電
気信号から前記変調光成分を抽出するようにして前記記
号面への外乱光の影響を除去してバーコードの読取を行
うようにしたバーコード読取装置において、 前記レーザ光源を複数種類の駆動周波数から選択した
一の駆動周波数でパルス駆動するレーザ駆動手段と、 このレーザ駆動手段の前記駆動周波数を所定回の走査
ごとに切り換える切換え手段とを備えたものである。<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, a bar code reader according to the present invention scans a symbol surface on which a bar code is formed with modulated light from a pulsed laser light source. The reflected light from the surface is received by the light receiving means and converted into an electric signal, and the modulated light component is extracted from the electric signal to remove the influence of disturbance light on the symbol surface to read the bar code. In a bar code reading device, a laser driving unit that performs pulse driving of the laser light source at one driving frequency selected from a plurality of types of driving frequencies, and the driving frequency of the laser driving unit is changed every predetermined scanning. Switching means for switching.
<作用> 上記の構成によれば、レーザ駆動手段は、複数の駆動
周波数から選択した一の駆動周波数でレーザ光源をパル
ス駆動し、前記駆動周波数は切換え手段により所定回の
走査ごとに切り換えられるので、レーザ光源からの変調
光の変調周波数が複数種類に自動的に設定されることに
なる。<Operation> According to the above configuration, the laser driving unit pulse-drives the laser light source at one driving frequency selected from a plurality of driving frequencies, and the driving frequency is switched by the switching unit every predetermined number of scans. Thus, the modulation frequency of the modulated light from the laser light source is automatically set to a plurality of types.
読取距離が長い場合には、受光手段における受光光量
の減少が問題となるが、最大の読取距離に対応してこの
受光手段の受光面積を設定しておけば、このためにたと
え応答特性が悪くなったとしても、低い変調周波数の変
更光の検出は良好に行うことができる。したがって、読
取距離が長い場合であっても、レーザ光の変調周波数が
低い場合の反射光に対応した受光手段出力に基づいて読
取を行うこととすれば、この変調周波数がバーコードの
空間周波数に比して充分に高い場合(すなわち充分なマ
ージンをとっている場合)には、バーコードを正確に読
み取ることができる。When the reading distance is long, the decrease in the amount of light received by the light receiving means becomes a problem. However, if the light receiving area of the light receiving means is set in accordance with the maximum reading distance, the response characteristics are poor. Even if this happens, the detection of the changed light with a low modulation frequency can be performed well. Therefore, even if the reading distance is long, if the reading is performed based on the output of the light receiving means corresponding to the reflected light when the modulation frequency of the laser beam is low, this modulation frequency becomes equal to the spatial frequency of the bar code. When the barcode is sufficiently high (that is, when a sufficient margin is provided), the barcode can be read accurately.
なお、バーコードの読取が可能であるためには、概ね
バーコードを構成するバーの幅よりもレーザ光の径が小
さいことが必要である。一方、レーザ光源からのレーザ
光は一般にバーコード読取装置本体の近傍に焦点位置を
有するように集光され、さらに読取距離の増大に伴っ
て、この読取距離に比例する以上にレーザ光の径は大き
くなる。したがって、大きな読取距離では、バーコード
のバーの幅が読取距離に比例する以上に広い場合にのみ
読取が可能である。ところが、この場合には結局、読取
距離が短い場合に比較して、バーコードの空間周波数が
低いことになるので、レーザ光の変調周波数を低くして
もバーコードの認識は正確に行える。Note that, in order to be able to read a barcode, it is necessary that the diameter of the laser beam is generally smaller than the width of the bar constituting the barcode. On the other hand, the laser light from the laser light source is generally condensed so as to have a focal position near the main body of the bar code reader, and the diameter of the laser light is proportional to the reading distance as the reading distance increases. growing. Therefore, at a long reading distance, reading is possible only when the width of the bar of the barcode is wider than the reading distance. However, in this case, since the spatial frequency of the bar code is lower than that in the case where the reading distance is short, the bar code can be accurately recognized even if the modulation frequency of the laser beam is lowered.
読取距離が短い場合には、レーザ光は充分に絞られて
いるので、細いバー幅のバーコードの読取が可能である
必要がある。しかし、読取距離が短い場合には、たとえ
バーコードの空間周波数が高く、レーザ光の変調周波数
を高くする必要がある場合でも、受光手段の受光光量が
大きいので、受光手段の応答性を問題とせずに記号面か
らの反射光の検出を良好に行うことができる。すなわ
ち、この場合には信号強度が大きいので、検出信号にな
まりが生じる場合でも、この検出信号中のノイズ成分と
振幅の大きなバーコードに対応した信号とを確実に区別
してバーコードの読取を正確に行える。When the reading distance is short, the laser beam is sufficiently narrowed, so that it is necessary to be able to read a bar code with a narrow bar width. However, when the reading distance is short, even if the spatial frequency of the bar code is high and the modulation frequency of the laser beam needs to be high, the light receiving amount of the light receiving unit is large, so that the responsiveness of the light receiving unit is a problem. Therefore, the reflected light from the symbol surface can be detected satisfactorily. In other words, in this case, since the signal strength is large, even when the detection signal becomes dull, the noise component in the detection signal is surely distinguished from the signal corresponding to the barcode having a large amplitude to accurately read the barcode. Can be done.
<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。<Example> Hereinafter, an example will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第1図は本発明の一実施例のバーコード読取装置の基
本的な構成を示すブロック図である。レーザ駆動回路21
によってパルス駆動される半導体レーザ光源22からの変
調レーザ光l1は、集光レンズ40によりほぼ平行光に集光
され、さらにたとえば正多角柱の各側面を偏向反射面23
aとしたポリゴンミラー23で反射される。この反射後の
レーザ光l1がバーコード24aを形成した記号面24に入射
する。ポリゴンミラー23はモータ25によってその軸線ま
わりに一定角速度で回転駆動されており、したがって偏
向反射面23aからのレーザ光l1の進行方向は時間的に変
化するので、レーザ光l1はバーコード24aを矢印26方向
にほぼ等速度で走査することになる。ポリコンミラー23
の回転に伴って、半導体レーザ光源22からのレーザ光l1
は次々と異なる偏向反射面23aに入射するので、バーコ
ード24aは矢印26方向に繰り返し走査される。FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a bar code reader according to one embodiment of the present invention. Laser drive circuit 21
The modulated laser light l1 from the semiconductor laser light source 22 that is pulse-driven by the laser beam is condensed by a condenser lens 40 into substantially parallel light.
The light is reflected by the polygon mirror 23 set as a. The reflected laser beam 11 enters the symbol surface 24 on which the bar code 24a is formed. The polygon mirror 23 is driven to rotate at a constant angular velocity around its axis by a motor 25, so that the traveling direction of the laser beam l1 from the deflecting / reflecting surface 23a changes with time. Scanning is performed at almost the same speed in 26 directions. Polycon mirror 23
Along with the rotation of the laser light l1 from the semiconductor laser light source 22
Are successively incident on different deflecting / reflecting surfaces 23a, so that the bar code 24a is repeatedly scanned in the direction of the arrow 26.
前記レーザ駆動回路21は、異なる複数の駆動周波数か
ら選択した一の駆動周波数でレーザ光源22をパルス駆動
するものであり、前記駆動周波数が変化されればレーザ
光l1の変調周波数が変化する。前記駆動周波数は、切換
え回路20からの制御信号に応答して切換えられる。たと
えば切換え回路20は、後述する構成によってレーザ光l1
による記号面24の走査開始のたび毎に前記駆動周波数を
変化させるための制御信号を発生する。The laser drive circuit 21 drives the laser light source 22 in a pulse at one drive frequency selected from a plurality of different drive frequencies. If the drive frequency changes, the modulation frequency of the laser light 11 changes. The driving frequency is switched in response to a control signal from the switching circuit 20. For example, the switching circuit 20 has a laser beam
A control signal for changing the drive frequency is generated each time the scanning of the symbol surface 24 is started.
記号面24からの反射光l2はたとえばフォトダイオード
で構成した受光素子27で受光されて電気信号に変換され
る。この受光素子27の受光面積は、当該装置において予
定される読取範囲内における最大の読取距離が設定され
た場合に、充分な受光光量が得られるように定められて
いる。この受光素子27からの電気信号は増幅器28で増幅
された後にフィルタ回路29に与えられる。フィルタ回路
29は変調レーザ光l1の変調周波数の近傍の周波数帯域の
電気信号を選択的に通過させるもので、その通過周波数
帯域は前記切換え回路20からライン30を介する制御信号
によりレーザ光l1の変調周波数に対応して変化される。The reflected light l2 from the symbol surface 24 is received by the light receiving element 27 formed of, for example, a photodiode and converted into an electric signal. The light receiving area of the light receiving element 27 is determined so that a sufficient amount of received light can be obtained when a maximum reading distance within a reading range expected in the apparatus is set. The electric signal from the light receiving element 27 is supplied to a filter circuit 29 after being amplified by an amplifier 28. Filter circuit
29 selectively passes an electric signal in a frequency band near the modulation frequency of the modulated laser light l1, and the passing frequency band is changed to the modulation frequency of the laser light l1 by the control signal from the switching circuit 20 via the line 30. Changed accordingly.
フィルタ回路29の出力信号は、波形整形回路31に与え
られ、バーコード24aの白バー、黒バーに対応した信号
に波形整形される。そして、この波形整形回路31の出力
信号はデコーダ回路32において適当なスライスレベルで
レベル弁別され、これにより白バーおよび黒バーに対応
した「0」または「1」の二値信号が生成され、さらに
バーコード24aが表す情報に復号される。The output signal of the filter circuit 29 is provided to the waveform shaping circuit 31, where the waveform is shaped into signals corresponding to the white and black bars of the barcode 24a. The output signal of the waveform shaping circuit 31 is discriminated at an appropriate slice level in the decoder circuit 32, thereby generating a binary signal of "0" or "1" corresponding to a white bar and a black bar. The information is decoded into information represented by the barcode 24a.
前記波形整形回路31には、たとえば第2図に示すよう
にダイオードD1、抵抗R1およびコンデンサC1などを用い
て構成した包絡線回路が適用される。抵抗R1およびコン
デンサC1は少なくともいずれか一方の抵抗値または静電
容量が可変である。この包絡線回路において抵抗R1の抵
抗値およびコンデンサC1の静電容量により定まる時定数
は、ライン30およびライン30a(第1図参照)。を介す
る制御信号により変化され、レーザ光l1の変調周波数に
対応して前記時定数を変化させることにより、バーコー
ド24aに対応した信号を正確に再現するようにしてい
る。As the waveform shaping circuit 31, for example, as shown in FIG. 2, an envelope circuit configured by using a diode D1, a resistor R1, a capacitor C1, and the like is applied. The resistance or the capacitance of at least one of the resistor R1 and the capacitor C1 is variable. In this envelope circuit, a time constant determined by the resistance value of the resistor R1 and the capacitance of the capacitor C1 is a line 30 and a line 30a (see FIG. 1). The signal corresponding to the bar code 24a is accurately reproduced by changing the time constant according to the modulation frequency of the laser light 11 by changing the control signal through the control signal.
ポリゴンミラー23の近傍には、このポリゴンミラー23
の回転に伴う記号面24の走査開始を検出するための反射
型フォトセンサ33が設けられている。この反射型フォト
センサ33は、このセンサ33に対向するポリゴンミラー23
の偏向反射面23bが所定の方向を向くときに、発行素子3
3aからの光laが受光素子33bにより受光されるようにし
たもので、前記所定の方向はたとえばポリゴンミラー23
で反射されたレーザ光l1がその走査範囲の一方端の位置
35を照射する際に当該偏向反射面23bが向く方向とされ
ている。In the vicinity of the polygon mirror 23, this polygon mirror 23
There is provided a reflection type photo sensor 33 for detecting the start of scanning of the symbol surface 24 due to the rotation of. The reflection-type photo sensor 33 includes a polygon mirror 23 facing the sensor 33.
When the deflecting / reflecting surface 23b faces a predetermined direction,
The light la from 3a is received by the light receiving element 33b, and the predetermined direction is, for example, a polygon mirror 23.
The laser beam l1 reflected at the position of one end of the scanning range
When irradiating 35, the deflecting / reflecting surface 23b faces in the direction.
反射型フォトセンサ33の出力は走査開始検出回路36に
与えられ、この走査開始検出回路36の検出出力は切換え
回路20に与えられている。この切換え回路20は走査開始
検出回路36からの検出出力を受けてレーザ駆動回路21の
駆動周波数を変化させる。The output of the reflection type photosensor 33 is supplied to a scanning start detection circuit 36, and the detection output of the scanning start detection circuit 36 is supplied to the switching circuit 20. The switching circuit 20 changes the drive frequency of the laser drive circuit 21 in response to the detection output from the scan start detection circuit 36.
すなわち、走査開始検出回路36はフォトセンサ33から
の信号を受けて、走査開始の度ごとに第3図(a)にお
いて参照符号P1で示す検出パルスを発生する。この検出
パルスをトリガとして、切換え回路20はその制御信号を
変化させ、この結果第3図(b)に示すようにレーザ駆
動回路21の駆動周波数が走査開始の度ごとにたとえば3
種類の異なる周波数f1,f2,f3(ただしf1<f2<f3)の間
で循環的に切り換えられる。That is, the scanning start detection circuit 36 receives a signal from the photo sensor 33 and generates a detection pulse indicated by reference numeral P1 in FIG. 3A every time scanning starts. With the detection pulse as a trigger, the switching circuit 20 changes its control signal. As a result, as shown in FIG. 3 (b), the driving frequency of the laser driving circuit 21 becomes, for example, 3 every time the scanning starts.
The frequency is cyclically switched between different types of frequencies f1, f2, f3 (where f1 <f2 <f3).
この結果、レーザ光源22からの変調レーザ光l1は記号
面8の走査の度ごとに異なる周波数で変調された光とな
る。レーザ駆動回路21の駆動周波数が変化するときに
は、ライン30,30aからの制御信号を受けて、フィルタ回
路29における通過周波数帯域が当該駆動周波数の近傍の
帯域に変化され、また波形整形回路31における時定数が
前記駆動周波数に対応した値に変化される。As a result, the modulated laser light 11 from the laser light source 22 becomes light modulated at a different frequency every time the symbol surface 8 is scanned. When the drive frequency of the laser drive circuit 21 changes, the pass frequency band in the filter circuit 29 is changed to a band near the drive frequency in response to the control signals from the lines 30 and 30a, and The constant is changed to a value corresponding to the drive frequency.
第4図はバーコード読取動作を説明するための波形図
であり、曲線S1は増幅器28から出力される変調波信号を
示しており、曲線S2a,S2bはバーコード35の白黒に対応
した搬送波成分を示しており、曲線S3は外乱光lR(第1
図参照。)に対応した外乱光成分を示している。受光素
子27で検出され、増幅器28で増幅される信号は、変調レ
ーザ光l1に対して、バーコードの白黒に対応した振幅変
調を施し、さらに外乱光成分を重畳した信号となる。フ
ィルタ回路29では、外乱光成分(曲線S3)が除去され、
そして波形整形回路では、搬送波成分(曲線S2aまたはS
2b、すなわち変調波信号の上側包絡線または下側包絡
線)が検出される。さらにこの搬送波成分を適当な閾値
レベルでレベル弁別すれば、バーコード24aに対応した
二値の信号が得られる。FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the bar code reading operation. A curve S1 shows a modulated wave signal output from the amplifier 28, and curves S2a and S2b show carrier components corresponding to the black and white of the bar code 35. The curve S3 indicates the disturbance light IR (first
See figure. 4) shows the disturbance light component corresponding to ()). The signal detected by the light receiving element 27 and amplified by the amplifier 28 is a signal obtained by subjecting the modulated laser light l1 to amplitude modulation corresponding to the black and white of a bar code, and further superimposing a disturbance light component. In the filter circuit 29, the disturbance light component (curve S3) is removed.
In the waveform shaping circuit, the carrier component (curve S2a or S2a
2b, that is, the upper envelope or the lower envelope of the modulated wave signal) is detected. Further, if the carrier component is discriminated at an appropriate threshold level, a binary signal corresponding to the bar code 24a can be obtained.
このようにして、フィルタ回路29では記号面24からの
反射光l2のうち変調レーザ光l1に対応した成分のみが取
り出され、これによりたとえば蛍光灯などからの外乱光
lRに対応した成分を除去して、バーコード24aを正確に
認識することができる。In this way, in the filter circuit 29, only the component corresponding to the modulated laser light 11 out of the reflected light l2 from the symbol surface 24 is extracted, whereby the disturbance light from a fluorescent lamp or the like is obtained.
The barcode 24a can be accurately recognized by removing the component corresponding to lR.
前述のように受光素子27の受光面積は、当該装置にお
いて予定される最大の読取距離に対応して比較的大きく
されているので、読取距離が長い場合にも充分な光量の
光を受光素子27に入射させることができる。読取距離が
長い場合にレーザ光l1の径が大きくなるのは従来の場合
と事情は同じであるので、読取距離が長い場合であっ
て、バーコードの読取が可能であるのは、当該バーコー
ドを構成するバーの幅が、読取距離に比例する以上に大
きい場合である。この場合には、結局、バーコードの空
間周波数は低いといえる。As described above, the light receiving area of the light receiving element 27 is relatively large corresponding to the maximum reading distance expected in the apparatus, so that even when the reading distance is long, a sufficient amount of light is received. Can be incident. When the reading distance is long, the diameter of the laser beam l1 becomes large in the same manner as in the conventional case, and therefore, when the reading distance is long, the barcode can be read only when the barcode is read. Is the case where the width of the bar constituting is larger than proportional to the reading distance. In this case, after all, it can be said that the spatial frequency of the barcode is low.
したがって、この場合にはレーザ光l1の変調周波数を
低くしてもバーコードの的確な読取が可能である。すな
わち、変調周波数が比較的低い場合のレーザ光l1に対応
する受光素子27の出力信号に基づいてバーコード24aの
識別を行うことができる。受光素子27の受光面積は大き
いので、その応答特性はあまり良くないのであるが、上
記のようにレーザ光l1の変調周波数を低くしておけば、
この応答特性を問題とすることなく、バーコードの正確
な読取が可能となる。前述のように、レーザ光l1の変調
周波数はレーザ光l1による記号面24の走査の度ごとに変
化されるのであるから、たとえ変調周波数が高いときに
受光素子27の応答性の限界のために読取エラーが発生し
ても、前記変調周波数を低くしたときの走査によりバー
コード24aの読取を良好に行うことができる。Therefore, in this case, the bar code can be read accurately even if the modulation frequency of the laser beam 11 is lowered. That is, the barcode 24a can be identified based on the output signal of the light receiving element 27 corresponding to the laser beam 11 when the modulation frequency is relatively low. Since the light receiving area of the light receiving element 27 is large, its response characteristics are not very good, but if the modulation frequency of the laser beam l1 is lowered as described above,
Barcodes can be read accurately without considering the response characteristics. As described above, since the modulation frequency of the laser beam l1 is changed every time the symbol surface 24 is scanned by the laser beam l1, even if the modulation frequency is high, the response of the light receiving element 27 is limited due to the limitation. Even if a reading error occurs, the bar code 24a can be read well by scanning when the modulation frequency is lowered.
また、当該装置において予定する最大の解像度が必要
な場合、すなわちバー幅が小さく、かつ比較的読取距離
が長い(すなわち走査速度が速い)ためにバーコードの
空間周波数が大きくなる場合には、変調周波数を高くし
たレーザ光l1に対応した受光素子27の出力信号に基づい
てバーコード24aの読取を行うことができる。すなわ
ち、レーザ光l1の変調周波数は走査の度ごとに変化する
のであるから、たとえ変調周波数が低い場合に、この変
調周波数がバーコードの空間周波数に対して充分に高く
ないために読取エラーが発生したとしても、変調周波数
を高くしたレーザ光l1に対応した受光素子27の出力信号
に基づいてバーコードの読取を行えば、バーコードを的
確に読み取ることが可能である。Further, when the intended maximum resolution is required in the apparatus, that is, when the bar width is small and the reading distance is relatively long (that is, the scanning speed is high), the spatial frequency of the bar code becomes large. The bar code 24a can be read based on the output signal of the light receiving element 27 corresponding to the laser light 11 with the increased frequency. That is, since the modulation frequency of the laser beam l1 changes every scanning, even if the modulation frequency is low, a reading error occurs because the modulation frequency is not sufficiently high with respect to the spatial frequency of the bar code. Even if this is done, if the barcode is read based on the output signal of the light receiving element 27 corresponding to the laser beam l1 with the increased modulation frequency, the barcode can be read accurately.
前述のように受光素子27の受光面積を比較的大きくし
ているのでこの受光素子27の応答特性はあまり良くない
のであるが、読取距離が短い場合には受光光量が多いの
で、反射光l2の強度の変化に対応した良好な信号を受光
素子27から出力させることができ、したがってバーコー
ド24aの読取を正確に行うことができる。すなわち、受
光光量が多いために、たとえ検出信号になまりが生じて
たとしても、バーコード24aに対応した信号の振幅が大
きいので、受光素子27の出力信号中のノイズ成分との区
別を良好に行って、バーコード24aに対応した信号を確
実に抽出することができ、これによりバーコードの正確
な読取が可能となる。Since the light receiving area of the light receiving element 27 is relatively large as described above, the response characteristics of the light receiving element 27 are not so good. However, when the reading distance is short, the amount of received light is large, A good signal corresponding to the change in the intensity can be output from the light receiving element 27, so that the bar code 24a can be read accurately. That is, even if the detection signal is dull due to the large amount of received light, the amplitude of the signal corresponding to the bar code 24a is large, so that it can be distinguished from the noise component in the output signal of the light receiving element 27 well. By doing so, a signal corresponding to the barcode 24a can be reliably extracted, thereby enabling accurate reading of the barcode.
このようにして、本実施例によれば、外乱光lRの影響
が防がれるとともに、広い読取範囲に良好に対応してバ
ーコードの読取が正確に行われるようになる。これによ
り、バーコードの読取が簡易にかつ確実に行われるよう
になり、たとえばコンピュータへのデータ入力を一層効
率的に行うことができるようになる。また、特にハンド
ヘルドタイプのものでは、広い読取範囲が確保されるこ
とが、完全な読取を期するうえで重要であるが、本実施
例によればこのような要求に充分に応えることができ
る。In this way, according to the present embodiment, the influence of the disturbance light lR is prevented, and the barcode is accurately read in a wide reading range. As a result, the barcode can be read easily and reliably, and for example, data can be more efficiently input to a computer. Particularly, in the case of a hand-held type, it is important to secure a wide reading range in order to ensure complete reading. According to the present embodiment, such a demand can be sufficiently satisfied.
なお、本発明は前述の実施例に限定されるものではな
い。すなわち、たとえばフィルム回路29および波形整形
回路31に代えて、第2図の上側包絡線(曲線S2a)と下
側包絡線(曲線S2b)との差をとることにより外乱光成
分(曲線S3)を除去し、この差信号をレベル弁別してバ
ーコードに対応した二値信号を得るようにした復調回路
が適用されてもよい。Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment. That is, for example, instead of the film circuit 29 and the waveform shaping circuit 31, the disturbance light component (curve S3) is obtained by taking the difference between the upper envelope (curve S2a) and the lower envelope (curve S2b) in FIG. A demodulation circuit which removes the difference signal and performs level discrimination of the difference signal to obtain a binary signal corresponding to the bar code may be applied.
さらに前述の実施例では、包絡線回路で構成した波形
整形回路31の時定数を切換え回路20からの制御信号に基
づいて変化させるようにしたが、一定の時定数を設定し
ていてもレーザ駆動回路21において設定される範囲の変
調周波数に良好に対応して包絡線の検出を行うことがで
きる場合には、上記のように時定数を変化させる必要は
ない。Further, in the above-described embodiment, the time constant of the waveform shaping circuit 31 constituted by the envelope circuit is changed based on the control signal from the switching circuit 20. However, even when a constant time constant is set, the laser driving is performed. If it is possible to detect the envelope in a manner that corresponds to the modulation frequency in the range set by the circuit 21, it is not necessary to change the time constant as described above.
また、前述の実施例では、走査の度ごとにレーザ光l1
の変調周波数が変化されるようにしたが、たとえば2回
の走査ごとに変調周波数を変化させるようにしてもよ
い。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。Further, in the above-described embodiment, the laser light
Although the modulation frequency is changed, the modulation frequency may be changed every two scans, for example. To the extent that the gist of the present invention is not changed,
Various design changes can be made.
<発明の効果> 以上のように本発明のバーコード読取装置によれば、
外乱光の影響が排除されるとともに、読取距離が長い場
合のバーコードの読取も良好に行えるので、広い読取範
囲でのバーコードの正確な読取が可能となる。これによ
ってバーコードの読取が簡易にかつ確実に行われるよう
になるので、データ入力作業の効率を向上することがで
きる。<Effect of the Invention> As described above, according to the barcode reader of the present invention,
Since the influence of disturbance light is eliminated and the bar code can be read well when the reading distance is long, the bar code can be read accurately over a wide reading range. As a result, the barcode can be read easily and reliably, so that the efficiency of the data input operation can be improved.
第1図は本発明の一実施例のバーコード読取装置の基本
的な構成を示すブロック図、 第2図は波形整形回路の構成例を示す電気回路図、 第3図は変調周波数の切換え動作を説明するためのタイ
ミングチャート、 第4図はバーコードに対応した信号を抽出するための動
作を説明するための波形図、 第5図は先行技術の基本的な構成を示すブロック図、 第6図は読取距離に対するレーザ光の径の変化を示す図
である。 20……切換え回路、21……レーザ駆動回路、22……レー
ザ光源、24……記号面、24a……バーコード、27……受
光素子、29……フィルタ回路、31……波形整形回路FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a bar code reader according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an electric circuit diagram showing a configuration example of a waveform shaping circuit. FIG. 3 is a switching operation of a modulation frequency. FIG. 4 is a waveform diagram for explaining an operation for extracting a signal corresponding to a bar code, FIG. 5 is a block diagram showing a basic configuration of the prior art, FIG. The figure shows a change in the diameter of the laser beam with respect to the reading distance. 20 switching circuit, 21 laser driving circuit, 22 laser light source, 24 symbol surface, 24a barcode, 27 light receiving element, 29 filter circuit, 31 waveform shaping circuit
Claims (1)
でバーコードを形成した記号面を走査し、前記記号面か
らの反射光を受光手段で受光して電気信号に変換し、こ
の電気信号から前記変調光成分を抽出するようにして前
記記号面への外乱光の影響を除去してバーコードの読取
を行うようにしたバーコード読取装置において、 前記レーザ光源を複数種類の駆動周波数から選択した一
の駆動周波数でパルス駆動するレーザ駆動手段と、 このレーザ駆動手段の前記駆動周波数を所定回の走査ご
とに切り換える切換え手段とを備えたことを特徴とする
バーコード読取装置。1. A symbol surface on which a barcode is formed is scanned with modulated light from a pulsed laser light source, and reflected light from the symbol surface is received by a light receiving means and converted into an electric signal. A bar code reading device configured to extract the modulated light component from the data to remove the influence of disturbance light on the symbol surface and to read a bar code, wherein the laser light source is selected from a plurality of types of driving frequencies. A bar code reader comprising: a laser driving unit that performs pulse driving at one driving frequency; and a switching unit that switches the driving frequency of the laser driving unit every predetermined number of scans.
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Family Applications (1)
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