JP3252739B2 - バーコードリーダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザービームを用
いてバーコードを走査するバーコードリーダに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】レーザービームの走査方式にはポリゴン
ミラーを回転させる方式や、走査ミラーを振動させる方
式（特開平６−７６０９４号公報参照）が一般的であ
る。走査ミラーを用いる方式では駆動モータの周波数を
自然共振周波数とする構成が開示されている。

【０００３】また、前記の従来例を含めて、バーコード
の走査に用いるレーザービームは連続点灯状態で用いる
ことが一般的に行われている。このことは最初に実用化
されたレーザーが点滅性能に問題がある放電管式のヘリ
ウムネオンガスレーザーを用いたためであり、最近にな
って半導体のレーザーダイオードに置き換されてきたに
もかかわらず、光源以外の回路についてはレーザービー
ム振動手段が従来の延長できているためと考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】最近、携帯型ハンディ
ターミナルにバーコードリーダを接続したり、一体化し
たりする例が多くなり、従来に増して消費電力の少な
く、電池に負荷をかけないバーコードリーダが求められ
てきている。これに対して、従来の半導体レーザーを連
続点灯状態で用いるバーコードリーダでは消費電流の低
減に限界があった。

【０００５】また、消費電流のピークを低くする要望も
あるが、レーザーダイオードとレーザービーム振動手段
とに同時に通電する方式のバーコードリーダでは消費電
流のピークも高くなる傾向があった。

【０００６】また、レーザービームによる反射光量と別
に周辺光量のみを測定できれば、あらかじめ、受光感度
を調節することが容易となるが、従来のレーザーダイオ
ードを連続点灯状態で用いるバーコードリーダでは読取
開始した後ではレーザービームによる反射光量と周辺光
量の合計が受光されるため、受光素子の感度調整ができ
なかった。本発明は前記従来の課題を解決することを目
的とするものである。

【０００７】

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の第１のバーコードリーダは、レーザービー
ムを周期的に振動させてバーコードを周期的に走査する
バーコードリーダであって、前記レーザービームの一定
の走査範囲でレーザーダイオードを点灯し、両端部での
逆方向に方向転換する範囲ではレーザーダイオードを消
灯するレーザービーム振動手段を備え、前記レーザービ
ームの走査を永久磁石と電磁石の吸引力や反発力で行
い、前記レーザービームを発生する前記レーザーダイオ
ードと前記電磁石とをそれぞれ差動回路の各負荷として
周期的にＯＮ・ＯＦＦするレーザービーム振動手段を備
えたものである。

【０００９】また、本発明第２のバーコードリーダは、
本発明第１のバーコードリーダに加え、レーザービーム
の走査をガルバノミラーの振動で行い、レーザーダイオ
ードと前記ガルバノミラーを駆動するモータとをそれぞ
れ差動回路の各負荷として周期的にＯＮ・ＯＦＦするレ
ーザービーム振動手段を備えたものである。

【００１０】また、本発明第３のバーコードリーダは、
本発明第１または第２のバーコードリーダに加え、レー
ザーダイオードの消灯期間で受光素子の感度調整を行う
ものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の第１手段において、レー
ザービームの一定の走査範囲とは、レーザービームを左
右方向に振動運動させるとき、レーザービームの振幅の
両端部を除く中央部分である。また、レーザービームの
左右の走査端部ではレーザービームの走査方向が逆方向
に方向転換する。この走査端では仮にレーザービームを
点灯していてもバーコードの走査を行うことはできない
ので、この左右の走査端部でレーザービームを消灯する
ことは消費電流の低減やレーザーダイオードの寿命を延
長する作用を有する。

【００１２】また、本発明の第２手段は、前記電磁石と
レーザーダイオードとをそれぞれ差動回路の各負荷とし
て周期的にＯＮ・ＯＦＦし、電磁石とレーザーダイオー
ドの両方の負荷を切替えるので、前記電磁石と前記レー
ザーダイオードの消費電流のバランスをとることによ
り、消費電流の変動が小さくなる作用を有する。

【００１３】また、本発明の第３手段は、ガルバノミラ
ーを駆動するモータとレーザーダイオードとをそれぞれ
差動回路の各負荷として周期的に切替えるので、前記モ
ータと前記レーザーダイオードの消費電流のバランスを
とることにより、消費電流の変動が小さくなる作用を有
する。

【００１４】つぎに、本発明の第４手段は、レーザーダ
イオードの消灯期間では、受光部は周囲光のみを測定で
きるので周囲光に正確に対応した感度調整やオフセット
調整を都度行うことができる作用を有する。

【００１５】以下、本発明の実施の形態を図１ないし図
４に沿って説明する。図１は縦軸にレーザービームの振
動位置をとり、横軸に時間をとったダイヤグラムであ
る。縦軸の範囲を３つの範囲に分けており、上から範囲
Ａ，範囲Ｂ，範囲Ｃとする。範囲Ａと範囲Ｃはレーザー
ビームの振動が遅くなり逆方向に方向転換する範囲を示
す。範囲Ｂはレーザービームの振動が往復方向であり、
走査速度が略一定速度である範囲を示す。

【００１６】範囲Ａと範囲Ｂと範囲Ｃの切替わる点を時
間軸に対応させると一周期としてイ，ロ，ハ，ニの時間
に分けることができる。時間イが範囲Ａに対応し、時間
ハが範囲Ｃに対応している。なお、範囲Ａと範囲Ｃとは
レーザービームの振動の両端部となる。

【００１７】またロとニは範囲Ｂに対応しており、レー
ザービームの走査方向が逆となる。本発明ではイとハの
時間でレーザーダイオードを消灯する。ロとニの時間は
レーザーダイオードを点灯してレーザービームの走査を
行う。この結果、レーザーダイオードへの通電時間は一
周期で比較して消灯をしない場合に比較して減少する。
範囲Ａと範囲Ｃの合計は全体の振幅に対して１０〜３０
％の範囲が好ましいが、このとき通電時間の減少は２０
〜４０％が期待できる。

【００１８】図２はレーザーダイオードＤと電磁石Ｍ
１，Ｍ２とを切替える差動回路５を示す。まず、電磁石
Ｍ１，Ｍ２とはレーザービームの振動の両端で通電の方
向を逆転する制御を行うために４つのトランジスタＴＲ
１ないしＴＲ４で構成する。最初にトランジスタＴＲ
１，ＴＲ４とを導通とし、トランジスタＴＲ２，ＴＲ
３，ＴＲ５を非導通とする。このとき、電磁石Ｍ１から
電磁石Ｍ２に向かって電流が流れる。これは図１では時
間イに対応する。つぎに差動回路ＳのトランジスタＴＲ
５のみを導通とする。これにより、レーザーダイオード
Ｄが点灯する。これは図１の時間ロに対応する。つぎに
トランジスタＴＲ２，ＴＲ３とを導通とし、トランジス
タＴＲ１，ＴＲ４，ＴＲ５とを非導通とする。このと
き、電磁石Ｍ２から電磁石Ｍ１に向かって電流が流れ
る。これは図１では時間ハに対応する。つぎに差動回路
ＳのトランジスタＴＲ５のみを導通とする。これによ
り、レーザーダイオードＤが点灯する。これは図１の時
間ニに対応する。この一周期の間にレーザーダイオード
Ｄまたは電磁石Ｍ１，Ｍ２のどちらかに常に通電してい
るので、レーザーダイオードＤと電磁石Ｍ１，Ｍ２との
電流のバランスをとることにより、ノイズを発生しやす
いピーク電流のない安定した電流を流すことができる。

【００１９】図３はレーザービーム振動手段１Ａの概略
構成を示すものである。レーザーダイオードＤから出る
光はコリメートレンズ２で絞られ、略平行光線となる。
つぎに絞り板３を通り、周辺の光をカットしてさらに細
いレーザービームＬとなって出射する。前記レーザーダ
イオードＤとコリメートレンズ２と絞り板３は永久磁石
４とともにレーザービーム振動板５に固定され、軸６の
回りに回転する。レーザーダイオードＤへの電気的な接
続はフレキシブル接続基板７を介してコネクタ８で行わ
れる。

【００２０】レーザービーム振動板５を駆動するには電
磁石Ｍ１，Ｍ２に電流を流すことにより行う（図２）。
そして、電磁石Ｍ１，Ｍ２の永久磁石４側をともにＮ極
とするような向きに電流を流せば永久磁石４は図３で上
方に回動し、レーザービームは右側に回動する。つぎ
に、電磁石Ｍ１，Ｍ２の永久磁石４側をともにＳ極とす
るような向きに電流を流せば永久磁石４は図３で下方に
回動し、レーザービームＬは左側に回動する。これを繰
り返して一定周期で回動することにより、レーザービー
ムＬを振動させることができる。振動の周期は１０〜１
００回／秒を実用的に用いることができる。また、レー
ザービームＬの振動は電磁石Ｍ１，Ｍ２とに流す電流パ
ルスと同期しているので、レーザービームＬの振動端部
近傍でレーザーダイオードＤへの通電を停止することは
容易である。また、レーザービームＬがバーコードＢに
当たって反射してくる光は受光素子９で検出するもので
ある。

【００２１】図４はレーザービーム振動手段の他の構成
を示すものである。レーザーダイオードＤから出る光は
コリメートレンズ２で絞られ、略平行光線となる。つぎ
に絞り板３を通り、周辺の光をカットしてさらに細いレ
ーザービームＬとなって出射する。つぎにガルバノミラ
ー１０に反射してバーコードＢに向け出射する。図４は
図３の実施の形態に比較してレーザービームＬを一旦ガ
ルバノミラー１０で反射させるもので、レーザーダイオ
ードＤを固定してガルバノミラー１０の振り角度をレー
ザーダイオードＤを振る方式に比較し、半分にすること
ができる。なお、ガルバノミラー１０は永久磁石４に取
付けられ、軸６の周りに回動する構成である。

【００２２】また、ガルバノミラー１０を振動させるに
はコイル１１ａ，１１ｂに電流を流し、図４のコイル１
１ａ、１１ｂの上側をともにＮ極とするような向きに電
流を流せば永久磁石４は時計回りに回動し、レーザービ
ームＬは右側に回動する。

【００２３】また、コイル１１ａ，１１ｂの上側をとも
にＳ極とするような向きに電流を流せば永久磁石４は反
時計回りに回動し、レーザービームＬは左側に回動す
る。これを繰り返して一定周期でレーザービームＬを振
動させることができ、実用的に１０〜１５０回／秒の周
期を用いることができる。コイル１１ａ，１１ｂは同じ
鉄心１２に巻いて構成しており、このコイル１１ａ，１
１ｂを巻いた鉄心１２と前記の永久磁石４と軸６とを合
わせてガルバノミラー１０を駆動するモータＭという。

【００２４】レーザービームＬの振動はコイル１１ａ，
１１ｂとに流す電流パルスと同期しているので、レーザ
ービームＬの振動の両端近傍でレーザーダイオードＤへ
の通電を停止することは容易である。レーザービームＬ
がバーコードＢに当たって反射してくる光は受光素子１
１で検出するものである。

【００２５】またレーザービームＬを消灯している間に
周期的に周囲光を受光素子９で計測することにより自身
のレーザービームＬの照度に影響を受けずに周囲光の計
測ができるので、受光素子９からの信号処理をあらかじ
め周囲光の照度に合わせておくことが正確にできる。具
体的には受光素子９の感度調整とオフセット調整がレー
ザービームＬの走査毎に可能である。

【００２６】

【００２７】

【発明の効果】本発明の第１のバーコードリーダによれ
ば、差動回路を用いてレーザーダイオードと電磁石とに
流す電流をそれぞれ周期的に切替えることにより、負荷
が略一定となり、ノイズの原因となる電流パルスのピー
クが発生し難くなる優れた効果を奏するものである。

【００２８】さらに、本発明の第２のバーコードリーダ
によれば、差動回路を用いて、レーザーダイオードとガ
ルバノミラーのモータに流す電流をそれぞれ周期的に切
替えることにより、負荷が略一定となり、ノイズの原因
となる電流パルスのピークが発生し難くなる優れた効果
を奏するものである。

【００２９】さらに、本発明の第３のバーコードリーダ
によれば、レーザーダイオードの消灯期間で、受光素子
の感度調整がレーザービームの走査毎に可能となり、周
囲光の変化に応じた最適条件での信号処理ができ、結果
として周囲光が変化した場合の読取性能が向上する優れ
た効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるバーコードリーダ
のレーザービームの振動特性を示すダイヤグラム図

【図２】同実施の形態におけるバーコードリーダに用い
る差動回路図

【図３】同実施の形態におけるバーコードリーダに用い
るレーザービーム振動手段の概念図

【図４】同レーザービーム振動手段の他の構成を示す概
念図

【符号の説明】

Ｄ レーザーダイオード Ｌ レーザービーム Ｍ モータ Ｍ１，Ｍ２ 電磁石 Ｓ 差動回路 １ レーザービーム振動手段 ９ 受光素子 １０ ガルバノミラー １１ａ，１１ｂ コイル

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザービームを周期的に振動させてバー
   コードを周期的に走査するバーコードリーダであって、
   前記レーザービームの一定の走査範囲でレーザーダイオ
   ードを点灯し、両端部での逆方向に方向転換する範囲で
   はレーザーダイオードを消灯するレーザービーム振動手
   段を備え、前記レーザービームの走査を永久磁石と電磁
   石の吸引力や反発力で行い、前記レーザービームを発生
   する前記レーザーダイオードと前記電磁石とをそれぞれ
   差動回路の各負荷として周期的にＯＮ・ＯＦＦするレー
   ザービーム振動手段を備えたバーコードリーダ。
2. 【請求項２】レーザービームの走査をガルバノミラーの
   振動で行い、レーザーダイオードと前記ガルバノミラー
   を駆動するモータとをそれぞれ差動回路の各負荷として
   周期的にＯＮ・ＯＦＦするレーザービーム振動手段を備
   えた請求項１記載のバーコードリーダ。
3. 【請求項３】レーザーダイオードの消灯期間で受光素子
   の感度調整を行う請求項１または２いずれかに記載のバ
   ーコードリーダ。