JP2917624B2 - バーコードスキャナ - Google Patents

バーコードスキャナ

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JP2917624B2 JP3298235A JP29823591A JP2917624B2 JP 2917624 B2 JP2917624 B2 JP 2917624B2 JP 3298235 A JP3298235 A JP 3298235A JP 29823591 A JP29823591 A JP 29823591A JP 2917624 B2 JP2917624 B2 JP 2917624B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はバーコードスキャナに関
する。具体的には、光ビームをバーコードに向けて走査
させ、バーコードで反射した反射光を受光することによ
ってバーコード情報を解読するバーコード読み取り装置
に用いられるバーコードスキャナに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ペン型、イメージセンサ型、
レーザ型などの各種バーコードスキャナが提供されてい
る。このうち、レーザ光を用いたレーザ式のバーコード
スキャナは、スキャナとバーコードの間隔が離れている
状態でもバーコードを読み取ることができるので、物流
分野やPOS(販売時点管理)分野等で用いられてい
る。
【0003】しかし、このレーザ型のバーコードスキャ
ナは、半導体レーザ素子等のレーザ光源から出射された
レーザ光をポリゴンミラー(多面鏡)によって反射さ
せ、ポリゴンミラーの回転によってレーザ光を走査させ
る構造となっていたので、決まったスキャン方向にしか
レーザ光を走査させることができず、図8(a)に示す
ようにバーコードスキャナ51のスキャン方向φとバー
コード(バーコードラベル)52の方向とを一致させな
ければ正常な読み取りを行なうことができない。このた
め、図8(b)に示すように、バーコードスキャナ51
のスキャン方向φとバーコード52の方向とが傾いてい
ると、バーコード52の読み取りを行なえず、バーコー
ド52を読み取るためにはバーコード52を置き直す
か、バーコードスキャナ51を傾けるかする必要があ
り、操作性に問題があった。さらに、ポリゴンミラーや
これを回転させるためのサーボモータ等を必要とするの
で、小型化に限界があった。
【0004】また、ホログラム素子を用いたり、複数の
ミラーをスキャナ内に設けたりすることにより複数の方
向にレーザ光を走査できるようにしたバーコードスキャ
ナも提案されているが、各構成部品が大型であるため、
バーコードスキャナも相当大型になり、重量も重くな
る。このため、固定式のバーコードスキャナであればよ
いが、操作者が手に持って使用するハンディタイプのバ
ーコードスキャナとしては不都合であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、バーコードとバーコードスキャナとが傾いてい
てもバーコードを読み取り可能にすると共にバーコード
スキャナを小型軽量化することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のバーコードスキ
ャナは、光ビームをバーコードに向けて走査させるバー
コードスキャナであって、少なくとも2つの弾性変形モ
ードを有する弾性変形部、弾性変形部の一端に設けられ
た振動入力部、弾性変形部の他端に設けられた光ビーム
反射用の駆動部、および振動入力部に微小振動を印加す
る駆動源とからなり、前記駆動部が少なくとも2方向に
回動できるようになった光スキャナと、光スキャナの駆
動部へ向けて光ビームを出射する光源と、バーコードか
らの反射光を受光する受光素子とを備えたことを特徴と
している。
【0007】特に、本発明のバーコードスキャナは、手
に持って操作可能なハンディタイプとして使用するのに
好適である。
【0008】
【作用】本発明のバーコードスキャナにあっては、光ビ
ームを少なくとも2方向へ走査させることができる光ス
キャナを用いているので、バーコードがバーコードスキ
ャナに対して傾いた状態でもバーコードに沿って光ビー
ムを走査させることができ、受光素子により傾いたバー
コードを読み取ることが可能になる。
【0009】また、この光スキャナは、ポリゴンミラー
及びサーボモータと比較して小型軽量であるので、バー
コードスキャナも小型軽量化することができる。そし
て、小型軽量化することにより、特にハンディタイプの
バーコードスキャナを製作することができる。
【0010】
【実施例】図1は本発明の一実施例によるバーコードス
キャナ1を用いたバーコードリーダ2の構成を示す概略
図である。バーコードリーダ2は、手に持って使用でき
るようハンディタイプ(具体的な形状は省略する。)に
設計されたバーコードスキャナ1と、バーコードスキャ
ナ1から出力された信号に基づいてバーコード情報を解
読するデコーダ3とから構成されている。
【0011】バーコードスキャナ1は、光ビームαを出
射する半導体レーザ素子や発光ダイオード(LED)等
の光源4と、光源4から出射された光ビームαを集束さ
せて光スキャナ6に入射させるためのレンズ5と、レン
ズ5で整形された光ビームαを反射させて走査するため
の光スキャナ6と、バーコード7上を走査された光ビー
ムαの反射光量を検知する受光素子8とから構成されて
いる。
【0012】しかして、光源4から光ビームαを出射さ
せると、レンズ5で集束及び整形された光ビームαは光
スキャナ6に入射する。光スキャナ6に入射した光ビー
ムαは光スキャナ6によって反射されて外部へ出射さ
れ、同時に光スキャナ6の反射面の回転によって光ビー
ムαが走査される。このとき、光ビームαの走査範囲θ
内にバーコード(あるいは、バーコードラベル)7が置
かれていると、バーコード7上を走査した光ビームαの
反射光量が受光素子8によって検知される。バーコード
7の黒線と空白部とでは反射率が異なるので、受光素子
8からはバーコード7の組合せに応じた受光信号βが出
力され、デコーダ3は受光素子8で検出した信号をバー
コード7に記された元の数字、記号等の情報に変換し、
バーコード7を解読する。
【0013】図2は上記光スキャナ6の詳細を示す斜視
図である。この光スキャナ6は、薄板状をしたプレート
11と、圧電振動子や磁歪振動子等の微小振動を発生す
る小形の駆動源12とから構成されている。プレート1
1は、図3(a)(b)に示すような形状をしており、
長い細幅の弾性変形部13の下端に、駆動源12から振
動を印加させるための振動入力部14が一体に設けら
れ、弾性変形部13の上端に、光ビームαを反射してス
キャンさせるためのスキャン部(駆動部)15が一体に
設けられている。ここで、弾性変形部は、図3(a)に
示すように、軸心Pの回りにねじれ変形するねじれ変形
モードと、図3(b)に示すように軸心Pに沿って曲げ
変形する曲げ変形モードが可能になっており、ねじれ変
形モードの弾性振動についてはfTの共振周波数を有
し、曲げ変形モードの弾性振動についてはfBの共振周
波数を有している。スキャン部15は、弾性変形部13
の軸心Pに関してアンバランスな形状に形成されてお
り、弾性変形部13の軸心Pから離れた部分にウエイト
部16が形成されている。したがって、スキャン部15
の重心は、弾性変形部13の軸心Pから外れた位置にあ
り、さらに、弾性変形部13の上端よりも上方に位置し
ている。また、スキャン部15には、光ビームαを反射
させるためのミラー面17が形成されている。振動入力
部14は、圧電振動子等の駆動源12に接着もしくは接
合されて駆動源12に固定されており、スキャン部15
は弾性変形部13によってフリーに支持されている。
【0014】振動入力部14へ高周波振動(例えば、数
100Hz)を加える圧電振動子等の駆動源12は、駆動
回路によって制御されており、ねじれ変形モードの共振
周波数fTもしくは曲げ変形モードの共振周波数fBの振
動を励起される。図4に示すものは、この駆動回路21
の一例であり、ねじれ変形モードの共振周波数fTと一
致する周波数の電圧信号を出力し続けている発振器22
と、発振器22から出力されている電圧信号を増幅する
増幅器23と、曲げ変形モードの共振周波数fBと一致
する周波数の電圧信号を出力し続けている発振器24
と、この発振器24から出力されている電圧信号を増幅
する増幅器25と、両増幅器23,25からの周波数f
Tの出力電圧と周波数fBの出力電圧を切り換えて駆動源
12に印加させるためのミキシング回路26とから構成
されている。さらに、ミキシング回路26の動作切換え
により、両増幅器23,25から出力された周波数fT
の電圧信号と周波数fBの電圧信号を重畳させたミキシ
ング信号を駆動源12に印加させられるようにしてもよ
い。
【0015】光スキャナ6は、上述のように構成されて
いるので、駆動回路21によって駆動源12をある周波
数で振動させ、この振動を振動入力部14に印加させて
図2のS方向に往復振動させると、スキャン部15に慣
性力が作用し、この慣性力によって弾性変形部13は、
慣性力の加わった方向に弾性変形し、振動する。しか
も、振動入力部14に印加される駆動周波数が、弾性変
形部13のばね剛性や慣性モーメント等から決まるねじ
れ変形モードの共振周波数fTまたは曲げ変形モードの
共振周波数fBに一致すると、当該モードの弾性振動が
弾性変形部13で増幅され、スキャン部15が大きく回
動する。
【0016】図5は上記バーコードスキャナ1の使用方
法の一例を示す。駆動回路21によって駆動源12をね
じれ変形モードの共振周波数fTと等しい周波数で振動
させると、弾性変形部13がねじれ変形し、図3(a)
に示すようにスキャン部15がθTの角度で左右に回動
するので、スキャン部15のミラー面17に光ビームα
を当てると、図5のように光ビームαは左右方向Xに2
θTのスキャン角で走査される。従って、図6(a)に
示すように、バーコード7を横向けに置いてある場合に
は、このような走査方向に光ビームαを走査させること
によりバーコードリーダ2によってバーコード7を読み
取ることができる。
【0017】また、駆動回路21によって駆動源12を
曲げ変形モードの共振周波数fBと等しい周波数で振動
させると、弾性変形部13が曲げ変形し、図3(b)に
示すようにスキャン部15がθBの角度で上下に回動す
るので、スキャン部15のミラー面17に光ビームαを
当てると、光ビームαは上下に2θBのスキャン角で走
査される。従って、図6(b)に示すように、バーコー
ド7を縦向けに置いてある場合には、このような走査方
向に光ビームαを走査させることによりバーコードリー
ダ2によってバーコード7を読み取ることができる。
【0018】このように本発明のバーコードスキャナ1
では、光ビームαを直交する2方向(X方向及びY方
向)に走査させることができるので、ばバーコード7が
図6(a)のように水平に置かれていても、図6(b)
のように置かれていても読み取ることができ、従来のよ
うにバーコード7を設けられた商品を置き直したり、バ
ーコードスキャナ1の向きを変えたりする必要がなくな
る。この際、バーコードスキャナ1に設けられたスキャ
ン方向切り替えスイッチ(図示せず)の操作によりスキ
ャン方向を切り替えることができるようにしておけば操
作を容易にできる。また、スキャン方向切替回路等によ
り、短時間毎に走査方向が交互に自動切替えされるよう
にしておけば、いずれの方向に置かれたバーコード7も
自動的に読み取ることができるようになる。
【0019】また、駆動回路21から駆動源12へねじ
れ変形モードの共振周波数fTの信号と曲げ変形モード
の共振周波数fBの信号を重畳させた信号を印加し、駆
動源12によりねじれ変形モードの共振周波数fTをも
つ振動と曲げ変形モードの共振周波数fBをもつ振動と
を重ね合わせた振動モードで振動入力部14を振動させ
ると、弾性変形部13でねじれ変形モードと曲げ変形モ
ードの両振動が同時に増幅されるので、スキャン部15
では軸心Pの回りの回動角θTの振動とQ方向の回りの
回転角θBの振動とが合成され、光ビームαが2次元で
スキャンされる。この2次元スキャンの軌跡は、両回転
角θT及びθBの比で決まるものであって、例えば、図7
はねじれ変形モードの回動角θTと曲げ変形モードの回
動角θBの比が、θT:θB=1:1の場合の光ビームの
軌跡αtを示しており、光ビームの軌跡αtはリサージュ
図形を描いている。この場合には、左右方向X及び上下
方向Yから45°傾いたスキャン軌跡が得られるので、
X方向のスキャン及びY方向のスキャンにこの2次元ス
キャンを組み合わせることにより、バーコード7がほぼ
任意の方向に傾いて置かれていても、バーコード情報を
読み取ることが可能になる。なお、図7ではθT:θB=
1:1の場合について示したが、この比は1:1に限る
ものでないのは、もちろんである。
【0020】本発明のバーコードスキャナにおいては、
例えば大きさが15mm×15mm×10mmで重さが
5gr以下の小型軽量の2軸型光スキャナを搭載するこ
とができるので、バーコードスキャナも小型軽量とな
り、従来スーパーマーケット等に設置されている固定式
の多軸読み取り型バーコードスキャナ以外に、操作者が
手に持って容易にバーコードの読み取り操作をすること
ができるハンディタイプのバーコードスキャナとして特
に有効性を発揮することができる。
【0021】なお、上記実施例では、プレートの材質に
ついて明記していないが、上記のような機能を有するも
のであれば特に限定されるものではない。また、プレー
トの形状や駆動源の種類等も上記実施例に限るものでは
ない。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、バーコードがバーコー
ドスキャナに対して傾いた状態でもバーコードに沿って
光ビームを走査させることができ、傾いたバーコードを
読み取ることができる。従って、バーコードを置き直し
たり、バーコードスキャナを傾けたりする必要がなく、
迅速にバーコードを読み取ることができると共に操作性
も良好となる。
【0023】また、この光スキャナは、ポリゴンミラー
及びサーボモータと比較して小型軽量であるので、バー
コードスキャナも小型軽量化することができる。
【0024】従って、小型軽量なハンディタイプのバー
コードスキャナを製作することができ、従来固定式のも
のでしか存在しなかった多軸スキャン方式のバーコード
スキャナをハンディタイプで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるバーコードスキャナを
用いたバーコードリーダを示す概略構成図である。
【図2】同上のバーコードスキャナに用いられている光
スキャナを示す斜視図である。
【図3】(a)は同上の光スキャナのねじれ変形モード
を示す斜視図、(b)は曲げ変形モードを示す斜視図で
ある。
【図4】光スキャナを駆動するための駆動回路を示すブ
ロック図である。
【図5】同上のバーコードスキャナにより光ビームを走
査させた場合の光ビームの軌跡を表わした斜視図であ
る。
【図6】(a)(b)は同上のバーコードスキャナの使
用状態を示す斜視図である。
【図7】同上のバーコードスキャナにより光ビームを走
査させた場合の光ビームの別な軌跡を示す図である。
【図8】(a)(b)は従来のレーザ式のバーコードス
キャナによってバーコードに向けてレーザ光を走査させ
ている状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 バーコードスキャナ 4 光源 6 光スキャナ 8 受光素子 12 駆動源 13 弾性変形部 14 振動入力部 15 スキャン部

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ビームをバーコードに向けて走査させ
    るバーコードスキャナであって、 少なくとも2つの弾性変形モードを有する弾性変形部、
    弾性変形部の一端に設けられた振動入力部、弾性変形部
    の他端に設けられた光ビーム反射用の駆動部、および振
    動入力部に微小振動を印加する駆動源とからなり、前記
    駆動部が少なくとも2方向に回動できるようになった光
    スキャナと、 光スキャナの駆動部へ向けて光ビームを出射する光源
    と、 バーコードからの反射光を受光する受光素子とを備えた
    バーコードスキャナ。
  2. 【請求項2】 手に持って操作可能なハンディタイプで
    あることを特徴とする請求項1に記載のバーコードスキ
    ャナ。
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ATE177549T1 (de) * 1992-05-14 1999-03-15 United Parcel Service Inc Verfahren und gerät zur verarbeitung von bildern mit symbolen mit dichten kanten
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