JP3077419B2

JP3077419B2 - 携帯型光学情報読み取り装置

Info

Publication number: JP3077419B2
Application number: JP04278566A
Authority: JP
Inventors: 賢三小幡
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1992-10-16
Filing date: 1992-10-16
Publication date: 2000-08-14
Anticipated expiration: 2015-08-14
Also published as: JPH06131488A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学情報読み取り装置に
係り、特に、バーコード等の光学情報を読み取るに適し
た携帯型光学情報読み取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、タッチ式ハンドスキャナ
においては、光源により照射されたバーコードの反射光
をミラー及び集光レンズを通しＣＣＤ等のラインセンサ
上に結像させて同ラインセンサによりバーコードを検出
して読み取るようにしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構成において、読み取り対象となるバーコードの幅方向
（ラインセンサの走査方向に直角な方向）に対しては、
ハンドスキャナの光学系は、その視覚内にバーコードが
存在する限り、意味をもたないものであった。換言すれ
ば、ハンドスキャナの光学系の視覚内にバーコードが存
在する限り、バーコードをどの様な位置においても読み
取れることになり、読み取り時の操作性の向上につなが
っていた。しかし、このような構成によっては、バーコ
ードの幅方向に対する走査制御が何等なされていないた
め、バーコードの幅方向の読み取りは、操作時における
手振れや移動に伴うハンドスキャナのバーコードに対す
る相対位置の変化に依存しているにすぎなかった。

【０００４】特に、バーコードラベルの小型化及び高情
報密度の要求から、ナローバーサイズが０．１２５（ｍ
ｍ）といった高密度のバーコードも使用されるようにな
っている。かかる場合、バーコードの印刷がバーコード
プリンタによってなされることが多いが、このバーコー
ドプリンタはサーマルヘッドによる熱転写方式や感熱記
録方式をとることが多く、発熱素子密度が多くは８（ｄ
ｏｔ／ｍｍ）であって、０．１２５（ｍｍ）のナローバ
ーの印字は１ドットで１ナローバーを印字するといった
ことが行われている。この場合、サーマルヘッドの発熱
素子の欠陥があったとき、当然、ナローバーの印字に影
響を与えることになる。また、印刷される紙の質によっ
ても印字品質に影響を与えることとなるため、バーコー
ドが正しく印字されるという保証はなく、バーコードの
読み取りに大きく影響を及ぼすことは明白である。従っ
て、このようなバーコードを上述のようなハンドスキャ
ナで正しく読み取ることは困難であった。

【０００５】以上のようなことに対しては、特開昭６３
ー２６９２６３号公報に示す複合バーコード用スキャナ
のように、光源からの出射光をポリゴンミラーにより水
平方向に走査させ、この走査光を揺動ミラーの揺動によ
り垂直方向にラスタ走査させて、バーコードの幅方向の
読み取りを行うようにすることも考えられる。しかし、
このような構成によっては、バーコードにボイドやスポ
ット等の欠陥が存在しても、同バーコードの読み取りが
可能なため、読み取り性能が向上するという利点がある
ものの、揺動ミラーを積極的に揺動駆動させる駆動手段
が必須となり、その結果、占積体積や重量増加及びコス
ト上昇を招くという不具合が生ずる。また、揺動ミラー
を揺動駆動させる駆動手段を採用すると、ハンドスキャ
ナの性格上要請される耐久性や耐震性を満足させること
ができないという不具合もあった。

【０００６】そこで、本発明は、以上のようなことに対
処すべく、携帯型光学情報読み取り装置において、上述
のような望ましくない構成手段を採用することなく、バ
ーコード等の光学的情報媒体を常に正しく読み取るよう
にしようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決にあた
り、本発明においては、ケーシング内に配設されて同ケ
ーシングの読み取り口を通して光学的情報媒体に光を照
射する光源と、前記ケーシング内に配設されて前記光学
的情報媒体からの反射光を光路変更する光路変更部材
と、この光路変更部材により光路変更された前記反射光
を受光する一次元の光電変換素子とを備えて、前記光電
変換素子の受光結果に基づき前記光学的情報媒体を読み
取るようにした携帯型光学情報読み取り装置において、
次のように構成したことにその特徴がある。

【０００８】即ち、本発明の構成上の特徴は、前記光路
変更部材が、前記光学的情報媒体の反射光を受けて前記
光電変換素子に受光させるミラーと、前記ケーシングの
微小振動に伴う捻り弾性力に応じて前記ミラーを微小揺
動させるように当該ミラーを前記ケーシングの内壁に支
持する捻り弾性部材とを有して、前記ミラー及び前記捻
り弾性部材は、生体の固有振動数を前記光路変更部材の
自己共振周波数に近い振動数とするようになっているこ
とにある。

【０００９】

【発明の作用・効果】このように本発明を構成したこと
により、前記ミラーが、前記ケーシングの微小振動に伴
う前記捻り弾性部材の捻り弾性力に応じ、同捻り弾性部
材の捻り方向又はその逆方向に微小な揺動を起こすの
で、前記光学的情報媒体にボイドやスポット等の欠陥が
存在しても、前記光学的情報媒体をラスタ走査により常
に正しく読み取ることができる。ここで、上述のごと
く、前記光路変更部材では、前記ミラーだけが揺動振動
し、しかも、前記ミラー及び前記捻り弾性部材は、生体
の固有振動数を前記光路変更部材の自己共振周波数に近
い振動数とするようになっている。従って、単にケーシ
ングを把持するだけで、このケーシング微小振動に伴い
前記ミラーを容易に微小揺動させ得る。よって、前記ミ
ラーを積極的に揺動駆動させるモータやアクチュエータ
等を採用する必要がなく、このため、携帯型光学情報読
み取り装置としての重量軽減、コスト上昇抑制、耐久性
及び耐震性を確保しつつ、前記光学的情報媒体の読み取
りをすることができ、かつ、前記ケーシングの読み取り
口をその位置を変えて前記光学的情報媒体に当て直す必
要もなく操作性を向上させ得る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
ると、図１は本発明に係るタッチ式携帯型光学情報読み
取り装置を示しており、この光学情報読み取り装置は、
ハンドスキャナＳと、信号処理回路Ｅとによって構成さ
れている。ハンドスキャナＳは、ケーシング１０と、こ
のケーシング１０内に配設した光源２０、本発明の要部
を構成する光路変更部材３０、集光レンズ４０及びライ
ン型イメージセンサ５０とを備えている。光源２０は、
その長手方向にライン状に配列した複数の発光ダイオー
ドを内蔵して、これら各発光ダイオードから、ケーシン
グ１０の先端部に形成した長方形状の読み取り口を通し
図１にて図示のごとく光をライン状に出射してバーコー
ド６０を照射する。かかる場合、バーコード６０への照
射は、ケーシング１０の先端部をバーコード６０に接触
させてなされる。

【００１１】光路変更部材３０は、ミラー３１、左右一
対のトーションバー３２、３３及び左右一対の支持片３
４、３５を備えており、ミラー３１は、図１にて図示形
状を有するように、各トーションバー３２、３３及び各
支持片３４、３５と共に薄板状水晶ウェハーにより長手
状に一体成形されている。ミラー３１は、各トーション
バー３２、３３を介し各支持片３４、３５によりケーシ
ング１０の左右内壁の各適所に支持されており、このミ
ラー３１は、ハンドスキャナＳの微小振動に伴い、各ト
ーションバー３２、３３の捻り弾性力に応じ、これらト
ーションバー３２、３３の長手方向に対し直角な方向に
微少な揺動を起こす。但し、ミラー３１の下面には、バ
ーコード６０からの反射光を受けて集光レンズ４０に向
けて反射させるように、金メッキ等によりミラー面が形
成されている。

【００１２】ところで、光路変更部材３０のミラー３１
が各トーションバー３２、３３の捻り弾性力との関係で
起こす微少な揺動に伴う振動数について説明する。操作
者がその手によりハンドスキャナＳを把持して移動させ
る過程においては、この移動に伴う振動やハンドスキャ
ナＳを把持する操作者に固有の微少な振動がハンドスキ
ャナＳに影響を与える。特に、操作者に固有の振動数
は、一般的に生体固有の振動数として、約１０（Ｈｚ）
であることが知られている。従って、この生体固有の振
動数が、光路変更部材３０の自己共振周波数に近い振動
数であれば、ミラー３１は最も揺動し易くなる。

【００１３】ここで、各トーションバー３２、３３の捻
り弾性定数をＫとし、慣性モーメントをＪとし、自己共
振周波数をＦｏとすれば、この自己共振周波数Ｆｏは次
の数１の関係式により表される。

【００１４】

【数１】Ｆｏ＝（１／２Π）・（Ｋ／Ｊ）^1/2 但し、数１の関係式において、捻り弾性定数Ｋは各トー
ションバー３２、３３の材質、長さ及び太さによって定
まる。慣性モーメントＪはミラー３１の重量及びその回
転軸の垂直な方向の長さによって定まる。しかして、生
体固有の振動数が光路変更部材３０の自己共振周波数Ｆ
ｏに近い振動数となるように、数１の関係式を特定し
た。なお、ミラー３１の揺動角は、同ミラー３１に与え
られる微小振動で定まる。

【００１５】集光レンズ４０はミラー３１からの反射光
を集光しイメージセンサ５０に入射させて同イメージセ
ンサ５０上にバーコード６０の像を結像させる。イメー
ジセンサ５０は、ミラー３１の長手方向に平行にライン
状に配列したＣＣＤ等からなるもので、このイメージイ
センサ５０は、集光レンズ４０からのバーコードを表す
結像を電気信号に変換して発生する。信号処理回路Ｅ
は、イメージセンサ５０からの電気信号を２値化データ
として２値化し、この２値化データをバーコード６０の
各バー及び各スペースに基づきバーコードデータとして
デコードする。

【００１６】以上のように構成した本実施例において、
バーコード６０を読み取るべく、操作者が、その手によ
りハンドスキャナＳを把持して同ハンドスキャナＳの先
端部をバーコード６０の長手方向（図１にて図示Ｘ方
向）に接触させると、光源２０がライン状の光をケーシ
ング１０の読み取り口を通しバーコード６０に向けて照
射する。すると、このバーコード６０から反射される光
が前記読み取り口を通りケーシング１０内の光路変更部
材３０のミラー３１に入射する。ついで、ミラー３１が
その入射光を集光レンズ４０に向けて反射すると、この
反射光が集光レンズ４０により集光されてイメージセン
サ５０に入射する。

【００１７】このような過程においては、上述のように
操作者がハンドスキャナＳを把持してその先端部をバー
コード６０に接触させるまでの間には、当該ハンドスキ
ャナＳは、その把持による移動に伴う振動や操作者に固
有の微小振動の影響を受ける。このため、光路変更部材
３０のミラー３１が、ハンドスキャナＳに影響する振動
に基づき微少な揺動を起こし、バーコード６０をその幅
方向（図１にて図示Ｙ方向）に同バーコード６０の反射
光により相対的に走査することとなる。従って、このよ
うに走査されるバーコード６０からの反射光が集光レン
ズ４０により集光されてイメージセンサ５０上にバーコ
ード６０の像として結像する。すると、信号処理回路Ｅ
は、イメージセンサ５０からの電気信号を２値化データ
として２値化し、この２値化データをバーコード６０の
各バー及び各スペースに基づきバーコードデータとして
デコードする。

【００１８】以上説明したように、ミラー３１が、ハン
ドスキャナＳの微小振動に伴い、上述のように、各トー
ションバー３２、３３の捻り弾性力に応じ、これらトー
ションバー３２、３３の長手方向に対し直角な方向に微
少な揺動を起こすようにしたので、バーコード６０にボ
イドｂやスポットｓ（図２参照）等の欠陥が存在して
も、ミラー３１を積極的に揺動駆動させるモータやアク
チュエータ等を採用することなく、ハンドスキャナＳの
重量軽減、コスト上昇抑制、耐久性及び耐震性を確保し
つつ、バーコード６０をラスタ走査（図２にて各走査ラ
インｎ、ｎ＋１、ｎ＋２、・・・、ｎ＋ｍ参照）により
常に正しく読み取ることができる。従って、ハンドスキ
ャナＳを接触位置を変えてバーコード６０に当て直す必
要もなく操作性を向上させ得る。また、ミラー３１を各
トーションバー３２、３３の捻り弾性力を利用して微小
振動させているのみであるため、上述のようなモータや
アクチェータに必須とされる電力が不要となり、省電力
に有効である。

【００１９】なお、前記実施例においては、光路変更部
材３０を水晶ウェハーにより一体成形してミラー３１の
下面に金等によるミラー面を形成するようにしたが、こ
れに代えて、例えば、ポリプロピレンのような合成樹脂
により光路変更部材３０を一体成形してミラー３１の下
面に金等によるミラー面を形成するようにしてもよい。

【００２０】また、本発明の実施にあたり、光路変更部
材３０を前記実施例のように一体成形する必要はなく、
例えば、ミラー３１を、極めて軽量な剛性の高い材料に
より形成し、各トーションバー３２、３３をミラー３１
の形成材料とは異なる材料であって捻り弾性力を有する
材料により形成し、かつ、各支持片３４、３５をミラー
３１及び各トーションバー３２、３３と同様の材料或い
は異なる材料により形成して実施してもよい。

【００２１】また、本発明の実施にあたり、前記実施例
にて述べた両トーションバー３２、３３のうちの一方
を、捻り弾性力のない材料により形成して実施してもよ
い。

【００２２】また、本発明の実施にあたっては、光路変
更部材３０のミラー３１の光源２０側下部から重錘を垂
下させて、ミラー３１の揺動をアンバランスに起こさせ
るようにしてもよい。

【００２３】また、本発明の実施にあたっては、タッチ
式携帯型光学情報読み取り装置に本発明を適用した例に
ついて説明したが、これに代えて、非接触式携帯型光学
情報読み取り装置に本発明を適用して実施してもよい。

【００２４】また、本発明の実施にあたっては、バーコ
ードに限ることなく、各種の光学的情報媒体を読み取る
にあたり、本発明を適用して実施してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体構成図である。

【図２】ラスタ走査を説明するためのバーコードの部分
拡大図である。

【符号の説明】

Ｓ…ハンドスキャナ、１０…ケーシング、２０…光源、
３０…光路変更部材、３１…ミラー、３２、３３…トー
ションバー、３４、３５…支持片、５０…イメージセン
サ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシング内に配設されて同ケーシング
の読み取り口を通して光学的情報媒体に光を照射する光
源と、前記ケーシング内に配設されて前記光学的情報媒体から
の反射光を光路変更する光路変更部材と、この光路変更部材により光路変更された前記反射光を受
光する一次元の光電変換素子とを備えて、前記光電変換素子の受光結果に基づき前記光学的情報媒
体を読み取るようにした携帯型光学情報読み取り装置に
おいて、前記光路変更部材は、前記光学的情報媒体の反射光を受けて前記光電変換素子
に受光させるミラーと、前記ケーシングの微小振動に伴う捻り弾性力に応じて前
記ミラーを微小揺動させるように当該ミラーを前記ケー
シングの内壁に支持する捻り弾性部材とを有して、前記ミラー及び前記捻り弾性部材は、生体の固有振動数
を前記光路変更部材の自己共振周波数に近い振動数とす
るようになっていることを特徴とする携帯型光学情報読
み取り装置。