JP3790904B2 - Bar code reader - Google Patents
Bar code reader Download PDFInfo
- Publication number
- JP3790904B2 JP3790904B2 JP00516796A JP516796A JP3790904B2 JP 3790904 B2 JP3790904 B2 JP 3790904B2 JP 00516796 A JP00516796 A JP 00516796A JP 516796 A JP516796 A JP 516796A JP 3790904 B2 JP3790904 B2 JP 3790904B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- mirror
- light
- receiving element
- light receiving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デパートやスーパーマーケットでの販売時点操作において、商品に添付あるいは印刷されたバーコードを読み取るバーコード読取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
バーコード読取装置は、走査部を手に持つペン型やハンドヘルド型の他に、据置型がある。据置型のバーコード読取装置は、割に大きな読取窓を持ち、そこから複数の走査ビームを射出している。一般に、読取窓上における複数の走査ビームの軌跡すなわち走査パターンは、複数の異なる方向に延びたものとなっている。
【0003】
商品に付されたバーコードの情報を読み取る際は、操作者が商品を手に持つなどして、商品に付いたバーコードをバーコード読取装置の読取窓に向けて、商品を移動させる。この操作によって、商品に付されたバーコードは走査ビームを横切り、バーコードで反射散乱された光は、読取窓を通って読取装置の内部に入り、受光素子上に集光される。バーコード読取装置では、受光素子で検出される光強度の時間的変化に基づいてバーコードの情報を読み取る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
バーコード読取装置は使用者の立場からすれば占有面積が小さいものほど好ましく、このためバーコード読取装置には小型化が望まれている。
【0005】
一般にバーコード読取装置においては、光源から射出された光ビームは、走査手段により方向が時間的に変わる走査ビームにされ、この走査ビームは複数のパターンミラーにより異なる方向に反射され、読取窓上において異なる方向に走査する複数の走査ビームとなり、読取窓から射出される。バーコードによって反射散乱された光は、読取窓を通って装置の内部に入り、パターンミラーで反射され、走査手段を経由した後、レンズ等の集光手段により受光素子上に集光される。
【0006】
ところで、光源、走査手段、パターンミラー、読取窓、集光手段、受光素子等の光学素子の相互間の光路長または各々のサイズは、設計上の要請によって、例えば、読取窓上の一本の走査ビームの軌跡(すなわち走査線)の長さや方向の異なる走査線の本数などの設計値に応じて、適当な寸法が選択される。従って、光学素子の相互間の光路長または各々のサイズを単純に短くすることにより、装置の小型化を図ることはできない。
【0007】
しかし、装置の内部には、機能的に無駄な空間いわゆるデッドスペースが多かれ少なかれ存在しており、このデッドスペースを減らせれば、装置を小型なものとすることができる。
【0008】
本発明は、このような着眼点に立って成されたものであり、その目的は、デッドスペースの少ない小型のバーコード読取装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光ビームを射出する光源と、前記光源からの光ビームを振って走査ビームを生成する走査手段と、前記走査ビームを異なる方向に反射する複数のパターンミラーと、前記走査ビームを横切る物体からの反射光を受光する受光素子とを有するバーコード読取装置において、前記走査手段と前記受光素子の間に、前記走査手段からの反射光を反射する折曲げミラーを更に有しており、前記走査手段と前記パターンミラーと前記受光素子が共に前記折曲げミラーの一方の側に位置しており、前記走査手段から前記折曲げミラーを経由し前記受光素子に至る光路を含む平面に垂直な平面への投影において、前記走査手段と前記受光素子が前記パターンミラーを間に挟んで配置されていることを特徴とする。
【0010】
この構成においては、受光素子が折曲げミラーに対して走査手段とパターンミラーと同じ側に位置するため、これまでの装置においてはパターンミラーの近くに存在していた無駄な空間に受光素子を配置することができる。従って、これまでの装置において受光素子を収容していた部分の分だけ筐体を小さくして装置の小型化を図ることができる。
【0011】
本発明によるバーコード読取装置は、更に好ましくは、前記光源と前記走査手段の間に、前記光源からの光ビームを反射する偏向ミラーを更に有しており、前記光源と前記走査手段と前記パターンミラーと前記受光素子とが共に折曲げミラーの一方の側に位置しており、前記走査手段から前記折曲げミラーを経由し前記受光素子に至る光路を含む平面への投影において、前記光源が前記折曲げミラーよりも前記走査手段の近くに配置されている。
【0012】
前述の構成では、光源は、走査手段を基準として、折曲げミラーと同じ側に配置され、場合によっては、光源と走査手段の間に十分な光路長を確保するために、折曲げミラーよりも遠くに配置されることになる。このような位置関係は、受光素子をパターンミラーの近くにもってきた利点を無にするものである。そのような事態に対処するため、この構成では、光源から射出された光ビームを反射する偏向ミラーを設けて、光源を折曲げミラーを基準として走査手段とパターンミラーと受光素子と同じ側に配置する。これにより、筐体を大きくすることなく、光源と走査手段の間に十分な光路長を確保できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【0014】
図1と図2に示すように、バーコード読取装置10は、光源であるレーザーダイオード12、偏向ミラー16、走査手段である回転多面鏡18、四枚のパターンミラー22、24、26、28、フレネルレンズ32、折曲げミラー33、集光レンズ34、受光素子36を有しており、これらの光学素子は共に共通のシャーシ200に固定されている。
【0015】
各光学素子を搭載したシャーシ200は、光学調整終了後に筐体52に納められる。筐体52には、読取窓42を取り付けた上カバー54が取り付けられる。
【0016】
レーザーダイオード12は、亜鉛ダイキャスト製のホルダー60に収容されており、偏向ミラー16に向けてレーザービームを射出する。ホルダー60は、レーザービームの射出方向を調整できるように、シャーシ200に取り付けられている。その取付構造すなわち調整機構については後述する。ホルダー60は表面がブラックアルマイト処理されていると更に好ましい。ブラックアルマイト処理は、レーザービームが読取窓42で反射されて生じる迷光や読取窓42から侵入した外乱光等の内部反射を抑える。
【0017】
偏向ミラー16は、小さい矩形の平面ミラーからなり、フレネルレンズ32の中央部に45°傾けて取り付けられており、レーザーダイオード12からのレーザービームを反射により90°偏向し、回転多面鏡18に向かわせる。偏向ミラー16の取り付けは、例えば、直角二等辺三角柱形状の取付部材17の最大側面に偏向ミラー16を接着し、これをフレネルレンズ32の中央部に接着により固定することにより行なわれる。
【0018】
走査手段である回転多面鏡18は、周囲に四つの反射面を持ち、モーター38によって回転される。偏向ミラー16からのレーザービームは、その面方向が時間的に変化する反射面で反射されるため、方向が時間的に変わる走査ビームとなり、四枚のパターンミラー22、26、28、24を横断する。また、回転多面鏡18の四つの反射面はモーター38の回転軸に対する傾きがそれぞれ異なっている。従って、回転多面鏡18に入射したレーザービームは、各反射面で異なる角度で反射され、パターンミラーを異なる軌道で横切る互いに平行な四本の走査ビームが生成される。
【0019】
四枚のパターンミラー22、26、28、24は、共に平面ミラーからなり、互いに異なる方向を向いて配置されている。従って、四枚のパターンミラー22、26、28、24を横切る走査ビームは、各パターンミラーによって、それぞれ異なる方向に反射される。言い換えれば、回転多面鏡18で生成された一本の走査ビームは、四枚のパターンミラーを横切る際に、各パターンミラーで反射された成分毎の四つに分けられ、各成分はそれぞれ異なる方向に走る走査ビームとなり読取窓42に向かう。
【0020】
つまり、回転多面鏡18により生成された一本の走査ビームは、読取窓42上において互いに異なる方向を走る四本の走査軌道すなわち走査線を描く。回転多面鏡18は互いに平行な異なる軌道を走査する四本の走査ビームを生成するので、読取窓42上には十六本の走査軌道が現れる。
【0021】
回転多面鏡18で生成された四本の走査ビームは、互いに平行な軌道を走査するが、回転多面鏡18からパターンミラーを経由し読取窓42に至る光路長および角度はその軌道によって異なるので、読取窓42上においては同じパターンミラーで反射された走査ビームであっても平行性は保たれていない。
【0022】
このようにして、四枚のパターンミラー22、26、28、24から読取窓42に向かう十六本の走査ビームは、読取窓42を透過して射出される。
【0023】
商品に付されたバーコードの情報を読み取るときは、操作者が商品を手に持ち、バーコードを読取窓42に向けて商品を移動させ、走査ビームを射出している読取窓42の前を横切らせる。この操作は、読取装置が載せてあるテーブルの上を商品を滑らせて行なってもよい。この結果、商品に付されたバーコードは、読取窓42から射出される走査ビームを横切り、その際にバーコードで反射散乱された光は、読取窓42を通って装置の内部に入り、バーコードに当たっている走査ビームに対応するパターンミラー22、26、28、24で反射され、回転多面鏡18で反射され、フレネルレンズ32に向かう。
【0024】
フレネルレンズ32は、正のパワーを持ち、回転多面鏡18からの発散光を集束光に変える。フレネルレンズ32は、回転多面鏡18からの光を集光する機能に加えて、外側のパターンミラー22、24で反射された光と内側のパターンミラー26、28で反射された光の強度を等しくする機能も有している。回転多面鏡18から読取窓42に至る光路長は外側のパターンミラー22、24を経由する場合と内側のパターンミラー26、28を経由する場合とで異なる。このため、読取窓42から射出される走査ビームは、外側と内側のどちらのパターンミラーを経由したかで、その強度が違ってくる。さらに、その反射散乱光は、読取窓42から回転多面鏡18に至る間は走査ビームと同じ光路を通るため、強度の違いは更に大きくなる。結局、受光素子36に入射する光は、外側のパターンミラー22、24を経由したか内側のパターンミラー26、28を経由したかで強度が違ってくる。このような経路に依存する光強度のばらつきは情報再生にとっては好ましくない。フレネルレンズ32は、このような強度のばらつきを補正する。
【0025】
折曲げミラー33は、フレネルレンズ32からの集束光を反射により90°偏向し、集光レンズ34に向かわせる。集光レンズ34は、入射する集束光を更に集光し、受光素子36の受光面にスポットを結ばせる。
【0026】
受光素子36としては一般に2.7mm角程度のものがよく使用される。受光素子36は、低ノイズや高速応答性のためには、なるべく小型のものを使用することが望ましいが、その反面、光学調整はきびしくなる。従って、受光素子36は、光学調整を容易にするため、許容範囲内において大型のものを使用することが好ましい。
【0027】
ここで、レーザーダイオード12のホルダー60のシャーシ200に対する取付構造、すなわちレーザービームの射出方向の調整機構について図3を用いて説明する。
【0028】
図3に示すように、レーザーダイオード12を保持しているホルダー60には多数の放熱フィン62が設けられている。ホルダー60は三箇所に貫通孔64が形成されており、各貫通孔64にはねじ70が通され、三本のねじ70はいずれもシャーシ200に螺合している。ホルダー60の内面すなわちシャーシ200に向き合う面には、三つの貫通孔64のほぼ中央部に、円形の溝66が形成されており、シャーシ200にも、この円形溝66に向き合う位置に、同様の円形の溝204が形成されている。ホルダー60の円形溝66とシャーシ200の円形溝204の間にはコイルスプリング72が圧縮された状態で収容されている。
【0029】
このような取付構造によれば、任意のねじ70の締め具合を調整することで、シャーシ200のホルダー60に向き合う部分の面に対するホルダー60の傾きを任意の方向に変えることができる。従って、適当なねじ70を締めたり緩めたりすることにより、レーザーダイオード12から射出されるレーザービームの方向を任意の方向に調整することができる。
【0030】
ところで、装置には、バーコードの読み取りが完了したことを操作者に知らせるためのスピーカーが設けられている。このスピーカーの取付構造について図4を用いて説明する。
【0031】
スピーカー150は、防滴を考慮して、防水性のスピーカーを使用することが好ましい。また、静電気を防止するために、その前面がポリエステルのフィルム(例えばマイラ(商標名))156により覆われている。フィルム156には、スピーカー150のコーンを露出させる開口158が形成されており、開口158はコイルの引出線154が隠れる形状となっている。
【0032】
一般に、静電気はスピーカー150の周囲の金属部分とコイルの引出線154に向かって飛ぶが、本実施形態ではスピーカー150の前面にフィルム156が設けられていて金属部分と引出154が外部に露出していないため、静電気は開口158を通って金属部分と引出線に向かうことになり、その量はフィルム156が無い場合に比べて明らかに少なくなる。
【0033】
スピーカー150は、その前面を筐体52の複数のスリットを設けた部分に合わせて取り付けられ、その取り付けは次のようにして行なわれる。スピーカー150は、その前面をフィルム156の開口158に合わせて、フィルム156の上に載せられ、四方の折返部160が折り返される。筐体52には一対の向き合った断面L字状の案内部材56が形成されており、この一対の案内部材56により定められる溝に、前述のフィルム156で包んだスピーカー150が挿入される。続いて、ほぼW字形状をしたワイヤー製のバネ162が押し込まれ、その両端は弾性により案内部材56に係合し、中央部は磁石152の周りを抑え付ける。これにより、スピーカー150は筐体52にしっかりと固定される。しかも、取り付けは簡単に行なえる。
【0034】
また、図5(A)に模式的に示すように、窓42の周囲には、電子的物品監視(EAS:Electronic Article Surveillance Radio Frequency Device)システム用のアンテナ線162が配置されている。このシステムでは、共振回路からなる防犯タグが予め商品に付けられ、この防犯タグを検知する検知装置が一般に出口に設置される。また、アンテナ線162には、防犯タグの共振回路に過大な誘導電流を引き起こす電磁場を発生させる電力が供給される。特表平7−500432号は、このような防犯タグの一例を開示している。防犯タグは、例えば、バーコードのシールの裏側に設けられ、バーコードのシールと一緒に商品に付けられる。
【0035】
商品が不正な手段によって持ち出される場合には、検知装置が防犯タグの共振回路を察知して、警報等により店員に知らせる。一方、商品が正当な手段で持ち出される場合には、商品はバーコードの読み取りのためにバーコード読取装置の窓42の近くを必ず通過し、その際、防犯タグの共振回路がアンテナ線162により発生される電磁場によって破壊されるため、検知装置では検知されない。
【0036】
アンテナ線162は、図5(B)に示すように、筐体52と上カバー54の間に設けられる中間カバー53に設けられた筒58の中を通され、図6に示すように、筐体52の下側に設けられたインターフェース部164から筐体52の外に引き出される。アンテナ線162を通す筒58はインターフェース部164の近くまで延びており、これにより装置内部への塵埃の侵入が軽減される。アンテナ線162の引き出し箇所の傍には壁部166が設けられていて、空間168が形成されている。アンテナ線162は、使用しない場合には、この空間168に収容される。
【0037】
インターフェース部164には、必要な配線を接続するためのコネクター174が露出しており、配線の接続後には、筐体52と面一となるカバー170が取り付けられる。カバー170には、コネクター174に接続した配線やEASアンテナ線162を引き出すための溝172が形成されている。溝172は、互いに連続した三つの部分172a、172b、172cからなり、これらの各部分172a、172b、172cは、カバー170の互いに直交する三つの壁部にそれぞれ形成され、三方向に面している。これにより、配線やアンテナ線162は、装置の取り付け環境や外部装置との位置関係等に応じて、三方向の中で最も適当な方向に引き出すことができる。
【0038】
次に、モーターの制御について説明する。モーター38を始動するときは、突入電流を軽減するため、低い回転数から立ち上げるようにする。そのための制御回路を図7に示す。モーター回路制御手段310は、システム全体の動作を制御するCPU310aと、各回路の動作を制御するMPU310bとを有している。
【0039】
CPU310aは、パワーオンリセット回路313のリセット信号を検知すると、モーター回転許可信号をMPU310bに出力し、MPU310bは、これを受けて、モーター駆動信号を出力する。モーター駆動信号はPWM信号で、RC構成のフィルター回路311を介してモーター38の制御入力端子38aに供給される。
【0040】
モーター38の回転制御は、MPU310bから出力されるPWM信号のパルスのデューティ比を、目的の周波数が得られるように可変することで行なう。このデューティ比の可変情報は、回転同期信号出力端子38bから出力される、モーター38の回転速度に比例した回転同期信号の周波数(時間)をCPU310aで参照することにより得られ、その差分が目標値と等しくなるまでPWM信号のデューティ比を変化させ、一致した所でその値に固定する。
【0041】
モーター38のPWM信号を図8に、制御の動作フローを図9に示す。モーター38を最初に始動する場合には、PWM信号の周波数をf1 に切り換えて、モーター38の初動感度を向上させて低速回転で徐々に回転を継続させる。CPU310aは、回転同期信号に基づいて、モーター38の回転が一定以上になったことを検知すると、今度はPWM制御信号の周波数をf2 に切り換え、定格回転に引き込むようにモーター38の回転制御を行なう。ここで、PWM信号の周波数の大小関係はf1 >>f2 である。周波数を切り換えた時点で、目標の周波数よりも低いと判断した時には、モーター38の回転速度を増加させるために周波数f2 のH区間のデューティ比を徐々に上げていく。また、モーター38の速度を減速させる場合には逆の操作を行ない、定格回転数になるデューティ比で制御が安定する。
【0042】
この制御方式は、モーター38の起動し始める最初の間、モーター回路制御手段310のMPU310bからのPWM信号の周波数を高域にシフトさせることで低速トルクを増加させ、初動感度の向上を図る。モーター38は、徐々に回転数を増し、やがて定常回転数に達する。定常回転におけるモーター38の回転数は非常に高速回転になるため、モーター38の駆動電流を低減するために回転多面鏡18のコーナーを切り落としたり、回転多面鏡18のエッジ部の空気抵抗(風損)を軽減するために周囲をカバーで覆うことが好ましい。モーター38の回転が定められた回転数に達すると、回転検知回路314によりレーザーダイオード12の点灯許可信号がLD制御回路(図示せず)に対して出力され、レーザーダイオード12が発光する。レーザーダイオード12はヒートシンクを兼ねた支持手段に支持され、その端子は着脱自在のコネクターを兼ねるプリント回路板に接続されている。
【0043】
レーザーダイオード12から射出されたレーザー光は、走査手段の回転多面鏡18により反射され、パターンミラー22、24、26、28によりその角度により決められた方向に照射され、複数の走査線からなる走査パターンを生成する。回転多面鏡18の隣接する互いの面の角度は異なっている。従って、各パターンミラー22、24、26、28に対して複数の平行移動した走査パターンが生成される。バーコードシンボル上に走査されたレーザー光の乱反射光は、その情報に応じた光学情報となり、照射された方向と逆に戻り、パターンミラー22、24、26、28、回転多面鏡18を経由して受光素子36に集光される。受光素子36の前には、集光手段として、フレネルレンズ32と集光レンズ34が設けられている。
【0044】
受光素子36により光学情報は電気信号に変換され、増幅回路とフィルター回路により不要なノイズを除去し、二値化可能な信号に増幅される。この増幅回路段は、不要信号帯域を大きく減衰させるために、同種の増幅回路を多段接続(カスケード接続)している。本実施形態では五段の多段接続(カスケード接続)をしている。増幅回路の基本的な構成を図10(A)に、その周波数特性を図10(B)に示す。この増幅回路は、帯域通過タイプ(バンドパスフィルター)の増幅回路で、6dB/octの帯域阻止域を有する。コストや実装スペース等により一個の増幅阻止で12〜18dB/octの大きな帯域阻止域を有するLPFやHPFの組み合わせで同様の増幅回路を構成することは可能であるが、扱う信号帯域、増幅素子自体のドライブ能力不足等により正しい信号振幅が得られなかったり、特性がシャープにならなかったりする場合がある。特にバーコード読取装置の場合にはパルス信号を扱うので、先の理由などで群遅延時間にうねりが生じてしまうと、パルス信号の伝達が正しく行なわれず、パルス歪みが発生し易くなり好ましくない。
【0045】
一般にバーコード読取装置における増幅回路の周波数特性は、直流(DC)から通過させる場合があるため、信号周波数帯から不要な低域の周波数を分離する必要がある。この周波数の分離が出来ないと、外乱の影響により正しい読み取りが出来なくなるという不具合を誘発してしまう。従って、二値化処理を行なう前段で不要な低域の周波数が信号周波数帯に影響を与えないレベルにまで減衰させる必要がある。そこで本回路構成は、図11に示すように、同種の周波数特性を有する増幅回路を直列に多段接続(カスケード接続)することで、各素子自体の周波数特性の追従性を損なうことなく、位相特性の悪化を最小限に止め、不要な周波数帯をより大きく減衰させる効果が期待できる。
【0046】
アナログ増幅段により増幅した読取信号を二値化する場合に、不適当な信号を二値化しないための手段として、例えば、バーコード面からの正反射光あるいは過大な外乱光により必要な情報よりも遥かに大きい過大な信号レベルを抑止するための過電圧検出回路を設けている。この過電圧検出回路は、正負に信号レベルに対して二つの独立したしきい値を持ち、しきい値以上の正負の信号振幅に対して過電圧検知信号を独立に出力し、二値化回路で二値化されたパルス列の情報が誤って解読処理手段に伝達されるのを防止するため二値化データ出力禁止手段を制御する。これは上記の影響によって、誤って二値化することにより誤読が発生してしまうのを未然に防止するためのものである。
【0047】
読取信号は、図12(A)に示すように、アナログ回路のダイナミックレンジ内に納まっていることが好ましく、この場合、そのピークを検出して二値化される。アナログ回路のダイナミックレンジ以上に増幅された場合には、図12(B)に示すように、信号が飽和してしまい、ピークが検出できなくなるため、正しい二値化信号を生成するのが困難になる。アナログ回路の信号飽和の検出は、図13(A)に示すように、正負のしきい値を独立に設定可能なコンパレーター回路の出力信号OUT1、OUT2の論理和(OR回路)をとることで、図13(B)に示すように、アナログ増幅回路の最終段での過電圧を検知する毎にHパルスを出力するようにする。
【0048】
過電圧検知手段370は、図14に示すように、二値化データ出力禁止手段382を介して二値化処理手段380とデコード処理手段381との間に接続される。二値化データ出力禁止手段382は、ゲート回路と幾つかの受動素子、能動素子とで構成される一定周期のパルス幅を出力するワンショット回路であり、過電圧検知手段370からHパルスが入力されると、一定期間、二値化信号のデータラインを抵抗383を介してGNDに短絡する。この結果、前述の一定期間の間、デコード処理手段380への二値化データの通信は遮断される。
【0049】
増幅された信号は二値化処理手段380により二値化され、デコード処理手段381に入力され解読処理される。解読が終了したら、操作者に対して解読ができたことをスピーカー等の告知手段により発音させたり、LED等の発光手段により告知することができる。
【0050】
一つの情報を解読して引き続き次の情報が入って同様に解読される。この解読手段に関して、より解読精度を上げるための補助手段として、走査パターンのイニシャライズの手段として、走査パターンのイニシャライズ信号を第一のパターンミラー(例えば22)で生成される第一の走査パターンの起点を検知するための信号を得るようにする。具体的な手段としては、モーターの回転子の極の位置を検出する手段を備えていることにより、回転の同期信号として取り出すことができる。このことより、走査線が第一のパターンミラーのスタート位置の時の信号を取り出すことができ、更にはソフト処理によりスキャンライン毎の読み取り同期信号を生成することが可能になり、同一ラインで読み取ったデータを再度読み取る必要がなく、デコード処理の高速化に有効になる。
【0051】
一連の情報が終了し、一定時間経過しても読み取り情報が検知できない場合は、消費電流の低減、レーザーダイオード12の長寿命化、そしてモーター38の高信頼性確保等のために、レーザーダイオード12を連続点灯から点滅点灯に切り換え、モーター38は低速回転状態に保つようにする。これはCPU310aを通じてレーザーダイオード点灯制御回路とモーター駆動制御回路を制御する。この状態において、次のバーコード情報を検知できたらデコード回路からの情報により、再びレーザーダイオードの連続点灯状態とモーターの定常回転に戻すことができる。
【0052】
以上、図面を用いて実施の形態について説明したが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【0053】
例えば、実施の形態では、フレネルレンズ32に外側のパターンミラー22と24を経由した光と内側のパターンミラー26と28を経由した光の強度を等しくする機能を持たせているが、フレネルレンズ32には単に集光機能を持たせるだけにして、外側のパターンミラー22と24と内側のパターンミラー26と28とで反射率を変えることで対処してもよい。例えば、外側のパターンミラー22と24の反射率を92%にし、内側のパターンミラー26と28の反射率を78%にする。
【0054】
また、レーザーダイオード12の角度方向を適当に選ぶことが好ましい。レーザー光は読取窓42に対する透過率が走査方向によって異なる。これは、読取窓42に対するS偏光成分が走査方向によって異なるためである。従って、レーザーダイオード12から射出されるレーザー光の偏光方向すなわちレーザーダイオード12の光軸周りの取付角度を、外側のパターンミラー22と24を経由する走査ビームの透過率と内側のパターンミラー26と28を経由する走査ビームの透過率が等しくなるように選ぶと更に好ましい。
【0055】
読取窓42に現れる複数(十六)本の走査線すなわち走査パターンは、筐体52に対して非対称としてもよい。例えば、走査パターンは、図2において、対称の中心線が斜めに傾いたものとしてもよい。これは、全ての光学素子を搭載したシャーシ200の筐体52に対する取付方向を変えることにより、あるいは、パターンミラー22、24、26、28の面方向を変えることにより実現される。
【0056】
【発明の効果】
本発明によれば、折曲げミラーを設けることにより、これまで無駄になっていたパターンミラーの近くの空間に受光素子が配置されるので、それまで必要であった受光素子を収容するための空間が不要になり、そのぶん筐体を小さくでき、バーコード読取装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のバーコード読取装置の側断面図である。
【図2】図1に示したバーコード読取装置の上面図である。
【図3】(A)はレーザーダイオードの位置調整機構の上面図、(B)はその正面図である。
【図4】(A)はスピーカーの斜視図、(B)はスピーカーの正面図、(C)はスピーカーの側断面図である。
【図5】(A)はEASシステム用のアンテナ線の配置を模式的に示す斜視図、(B)はアンテナ線が通る管を示す図である。
【図6】インターフェース部とカバーを示す斜視図である。
【図7】モーター回転制御回路の構成例の図である。
【図8】モーター駆動信号を示す図である。
【図9】図7の回路による制御の動作フローを示す図である。
【図10】(A)は増幅回路の基本的な構成を示す図、(B)はその周波数特性を示す図である。
【図11】(A)は図10(A)の増幅回路を直列に多段接続した構成を示す図、(B)はその周波数特性を示す図である。
【図12】(A)は良好な読取信号を示す図、(B)は不所望な読取信号を示す図である。
【図13】(A)は過電圧検知手段の構成を示す図、(B)はその出力特性を示す図である。
【図14】二値化データ出力禁止手段の構成を示す図である。
【符号の説明】
12 レーザーダイオード
16 偏向ミラー
18 回転多面鏡
22,24,26,28 パターンミラー
33 折曲げミラー
36 受光素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a barcode reader that reads a barcode attached to or printed on a product in a point-of-sale operation at a department store or a supermarket.
[0002]
[Prior art]
Bar code readers include a stationary type in addition to a pen type and a handheld type having a scanning unit in hand. The stationary bar code reader has a relatively large reading window, and emits a plurality of scanning beams therefrom. In general, the trajectory of a plurality of scanning beams on the reading window, that is, the scanning pattern, extends in a plurality of different directions.
[0003]
When reading the information of the barcode attached to the product, the operator moves the product by holding the product in his hand and directing the barcode attached to the product toward the reading window of the barcode reader. By this operation, the barcode attached to the product traverses the scanning beam, and the light reflected and scattered by the barcode enters the reader through the reading window and is condensed on the light receiving element. In the barcode reader, the barcode information is read based on the temporal change in the light intensity detected by the light receiving element.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
From the viewpoint of the user, the bar code reader preferably has a smaller occupation area, and therefore the bar code reader is desired to be downsized.
[0005]
In general, in a bar code reader, a light beam emitted from a light source is converted into a scanning beam whose direction changes with time by a scanning unit, and this scanning beam is reflected in different directions by a plurality of pattern mirrors, and is reflected on a reading window. A plurality of scanning beams are scanned in different directions and emitted from the reading window. The light reflected and scattered by the bar code enters the inside of the apparatus through the reading window, is reflected by the pattern mirror, passes through the scanning means, and is then collected on the light receiving element by the light collecting means such as a lens.
[0006]
By the way, the optical path length between optical elements such as a light source, a scanning unit, a pattern mirror, a reading window, a condensing unit, and a light receiving element, or the size of each, can be determined by, for example, a single one on the reading window. Appropriate dimensions are selected according to design values such as the length of the scanning beam trajectory (ie, the scanning line) and the number of scanning lines having different directions. Therefore, the size of the apparatus cannot be reduced by simply shortening the optical path length between the optical elements or the size of each.
[0007]
However, a functionally useless space, so-called dead space, is present in the inside of the device, and if this dead space can be reduced, the device can be downsized.
[0008]
The present invention has been made from such a viewpoint, and an object thereof is to provide a small-sized bar code reader with little dead space.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a light source that emits a light beam; Said Scanning means for generating a scanning beam by shaking a light beam from a light source; Said A plurality of pattern mirrors that reflect the scanning beam in different directions; Said In a barcode reader having a light receiving element for receiving reflected light from an object crossing a scanning beam, Said Scanning means and Said Between the light receiving elements, Said A folding mirror for reflecting the reflected light from the scanning means; Said Scanning means and Said With pattern mirror Said Both light receiving elements Said Located on one side of the folding mirror In the projection onto the plane perpendicular to the plane including the optical path from the scanning means via the folding mirror to the light receiving element, the scanning means and the light receiving element are arranged with the pattern mirror interposed therebetween. Have It is characterized by that.
[0010]
In this configuration, since the light receiving element is located on the same side as the scanning means and the pattern mirror with respect to the bending mirror, the light receiving element is disposed in a useless space that has existed near the pattern mirror in the conventional apparatus. can do. Therefore, it is possible to reduce the size of the apparatus by reducing the housing by the amount that accommodates the light receiving element in the conventional apparatus.
[0011]
The present invention Bar code reader by Is more preferably Said With light source Said During the scanning means, Said A deflection mirror for reflecting the light beam from the light source; Said With light source Said Scanning means and Said With pattern mirror Said The light receiving element is located on one side of the folding mirror. In the projection onto the plane including the optical path from the scanning unit to the light receiving element via the folding mirror, the light source is arranged closer to the scanning unit than the folding mirror. .
[0012]
In the above-described configuration, the light source is disposed on the same side as the folding mirror with respect to the scanning unit, and in some cases, in order to ensure a sufficient optical path length between the light source and the scanning unit, than the folding mirror. It will be placed far away. Such a positional relationship negates the advantage of bringing the light receiving element close to the pattern mirror. In order to cope with such a situation, in this configuration, a deflection mirror that reflects the light beam emitted from the light source is provided, and the light source is arranged on the same side as the scanning means, the pattern mirror, and the light receiving element with respect to the folding mirror. To do. As a result, a sufficient optical path length can be secured between the light source and the scanning means without enlarging the housing.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The four pattern mirrors 22, 26, 28, and 24 are both flat mirrors and are arranged in different directions. Accordingly, the scanning beams that cross the four pattern mirrors 22, 26, 28, and 24 are reflected in different directions by the respective pattern mirrors. In other words, one scanning beam generated by the
[0020]
That is, one scanning beam generated by the
[0021]
The four scanning beams generated by the
[0022]
In this way, sixteen scanning beams from the four pattern mirrors 22, 26, 28, 24 toward the reading
[0023]
When reading the information on the barcode attached to the product, the operator holds the product, moves the product with the barcode directed toward the reading
[0024]
The
[0025]
The bending
[0026]
In general, a
[0027]
Here, a structure for attaching the
[0028]
As shown in FIG. 3, the
[0029]
According to such an attachment structure, the inclination of the
[0030]
By the way, the apparatus is provided with a speaker for informing the operator that the reading of the barcode is completed. The speaker mounting structure will be described with reference to FIG.
[0031]
The
[0032]
In general, static electricity flies toward the metal portion around the
[0033]
The
[0034]
Further, as schematically shown in FIG. 5A, an
[0035]
When the product is taken out by unauthorized means, the detection device detects the resonance circuit of the security tag and notifies the store clerk by an alarm or the like. On the other hand, when the product is taken out by legitimate means, the product always passes near the
[0036]
As shown in FIG. 5B, the
[0037]
A
[0038]
Next, motor control will be described. When starting the
[0039]
When detecting the reset signal of the power-on
[0040]
The rotation control of the
[0041]
The PWM signal of the
[0042]
This control method increases the low-speed torque by shifting the frequency of the PWM signal from the
[0043]
The laser beam emitted from the
[0044]
The optical information is converted into an electrical signal by the
[0045]
In general, the frequency characteristics of an amplifier circuit in a bar code reader may be passed from a direct current (DC), and therefore it is necessary to separate unnecessary low frequency from the signal frequency band. If this frequency separation is not possible, it will cause a problem that correct reading cannot be performed due to the influence of disturbance. Therefore, it is necessary to attenuate to a level at which a low frequency unnecessary in the previous stage of binarization processing does not affect the signal frequency band. Therefore, as shown in FIG. 11, the present circuit configuration has a multi-stage connection (cascade connection) of amplifier circuits having the same type of frequency characteristics, so that the phase characteristics can be obtained without impairing the followability of the frequency characteristics of each element itself. It is possible to expect the effect of minimizing the deterioration of noise and attenuating unnecessary frequency bands more greatly.
[0046]
When binarizing the read signal amplified by the analog amplification stage, as a means for not binarizing an inappropriate signal, for example, from the necessary information due to specular reflection light from the barcode surface or excessive disturbance light In addition, an overvoltage detection circuit for suppressing an excessively large signal level is provided. This overvoltage detection circuit has two independent thresholds for the signal level positively and negatively, and outputs an overvoltage detection signal independently for positive and negative signal amplitudes greater than or equal to the threshold value. The binarized data output prohibiting means is controlled to prevent the information of the digitized pulse train from being erroneously transmitted to the decoding processing means. This is to prevent misreading from occurring by binarizing by mistake due to the above effect.
[0047]
As shown in FIG. 12A, the read signal is preferably within the dynamic range of the analog circuit. In this case, the peak is detected and binarized. When amplified beyond the dynamic range of the analog circuit, as shown in FIG. 12B, the signal saturates and peaks cannot be detected, making it difficult to generate a correct binary signal. Become. As shown in FIG. 13A, detection of signal saturation in the analog circuit is performed by taking the logical sum (OR circuit) of the output signals OUT1 and OUT2 of the comparator circuit in which positive and negative threshold values can be set independently. As shown in FIG. 13B, an H pulse is output each time an overvoltage is detected at the final stage of the analog amplifier circuit.
[0048]
As shown in FIG. 14, the
[0049]
The amplified signal is binarized by the
[0050]
One piece of information is decoded and then the next piece of information is entered and decoded in the same way. With respect to this decoding means, as an auxiliary means for increasing the decoding accuracy, as a means for initializing the scanning pattern, the origin of the first scanning pattern generated by the first pattern mirror (for example, 22) is used to generate the scanning pattern initialization signal. A signal for detecting this is obtained. As a specific means, a means for detecting the position of the pole of the rotor of the motor can be provided so that it can be taken out as a synchronous signal for rotation. As a result, a signal when the scanning line is at the start position of the first pattern mirror can be taken out, and further, a reading synchronization signal for each scanning line can be generated by software processing. It is not necessary to read the data again, which is effective for speeding up the decoding process.
[0051]
When a series of information is completed and read information cannot be detected even after a lapse of a certain time, the
[0052]
Although the embodiments have been described with reference to the drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.
[0053]
For example, in the embodiment, the
[0054]
Further, it is preferable to appropriately select the angle direction of the
[0055]
A plurality (sixteen) scanning lines, that is, scanning patterns appearing in the reading
[0056]
【The invention's effect】
According to the present invention, by providing the bending mirror, the light receiving element is disposed in the space near the pattern mirror that has been wasted so far. Can be made smaller, and the barcode reader can be downsized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a barcode reader according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top view of the barcode reader shown in FIG.
3A is a top view of a laser diode position adjustment mechanism, and FIG. 3B is a front view thereof.
4A is a perspective view of a speaker, FIG. 4B is a front view of the speaker, and FIG. 4C is a side sectional view of the speaker.
5A is a perspective view schematically showing the arrangement of antenna wires for an EAS system, and FIG. 5B is a diagram showing a tube through which the antenna wires pass.
FIG. 6 is a perspective view showing an interface unit and a cover.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a motor rotation control circuit.
FIG. 8 is a diagram showing a motor drive signal.
FIG. 9 is a diagram showing an operation flow of control by the circuit of FIG. 7;
10A is a diagram illustrating a basic configuration of an amplifier circuit, and FIG. 10B is a diagram illustrating frequency characteristics thereof.
11A is a diagram showing a configuration in which the amplifier circuits of FIG. 10A are connected in multiple stages in series, and FIG. 11B is a diagram showing the frequency characteristics thereof.
12A is a diagram showing a good read signal, and FIG. 12B is a diagram showing an undesired read signal.
13A is a diagram showing a configuration of overvoltage detection means, and FIG. 13B is a diagram showing its output characteristics.
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of binarized data output prohibiting means.
[Explanation of symbols]
12 Laser diode
16 Deflection mirror
18 rotating polygon mirror
22, 24, 26, 28 Pattern mirror
33 Bending mirror
36 Light receiving element
Claims (2)
前記光源からの光ビームを振って走査ビームを生成する走査手段と、
前記走査ビームを異なる方向に反射する複数のパターンミラーと、
前記走査ビームを横切る物体からの反射光を受光する受光素子とを有するバーコード読取装置において、
前記走査手段と前記受光素子の間に、前記走査手段からの反射光を反射する折曲げミラーを更に有しており、
前記走査手段と前記パターンミラーと前記受光素子が共に前記折曲げミラーの一方の側に位置しており、
前記走査手段から前記折曲げミラーを経由し前記受光素子に至る光路を含む平面に垂直な平面への投影において、前記走査手段と前記受光素子が前記パターンミラーを間に挟んで配置されていることを特徴とするバーコード読取装置。A light source that emits a light beam;
Scanning means for generating a scanning beam by swinging a light beam from said light source,
A plurality of patterns mirror for reflecting said scanning beam in different directions,
In a barcode reader having a light receiving element that receives reflected light from an object crossing the scanning beam,
Between said scanning means and said light receiving element, further has a a fold mirror for reflecting the reflected light from the scanning means,
The light receiving element and the pattern mirror and said scanning means is positioned to both one side of the fold mirror,
In projection onto a plane perpendicular to a plane including an optical path from the scanning unit to the light receiving element via the bending mirror, the scanning unit and the light receiving element are arranged with the pattern mirror interposed therebetween. A bar code reader characterized by the above.
前記光源と前記走査手段と前記パターンミラーと前記受光素子とが共に折曲げミラーの一方の側に位置しており、
前記走査手段から前記折曲げミラーを経由し前記受光素子に至る光路を含む平面への投影において、前記光源が前記折曲げミラーよりも前記走査手段の近くに配置されていることを特徴とする請求項1に記載のバーコード読取装置。Between said scanning means and said light source further includes a deflection mirror for reflecting the light beam from the light source,
The light source and is positioned on one side of the scanning means and the pattern mirror and the folding and light receiving elements are both mirrors,
Claims in a projection onto a plane including the optical path to the light receiving element via said fold mirror from the scanning means, wherein the light source being disposed in the vicinity of said scanning means than the fold mirror Item 2. The barcode reader according to Item 1 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00516796A JP3790904B2 (en) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | Bar code reader |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00516796A JP3790904B2 (en) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | Bar code reader |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09198461A JPH09198461A (en) | 1997-07-31 |
JP3790904B2 true JP3790904B2 (en) | 2006-06-28 |
Family
ID=11603687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP00516796A Expired - Fee Related JP3790904B2 (en) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | Bar code reader |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3790904B2 (en) |
-
1996
- 1996-01-16 JP JP00516796A patent/JP3790904B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09198461A (en) | 1997-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4578571A (en) | Portable bar code scanning device and method | |
US5475206A (en) | Scanner assembly | |
US6000619A (en) | Scanner assembly | |
US5280162A (en) | Object sensing system for bar code laser scanners | |
JP3056590B2 (en) | Optical scanner with increased depth of focus | |
US5557094A (en) | False-transition inhibitor circuit for a bar code reader | |
JP3602863B2 (en) | Electro-optical reader | |
US5923021A (en) | Light collection systems in electro-optical readers | |
US5233171A (en) | Optical reader with power isolation | |
KR100209781B1 (en) | Light emitting diode scanning apparatus | |
US20010000615A1 (en) | Spatially-separated optical filtering system for a laser bar code symbol scanner | |
JP2000298242A (en) | Retroreflection scanning module for electro-optic reader | |
US6616046B1 (en) | Techniques for miniaturizing bar code scanners including spiral springs and speckle noise reduction | |
US20090140047A1 (en) | Enhanced monitoring of laser output power in electro-optical readers | |
US20020011557A1 (en) | Bar code scanning system with offset optical axes | |
EP1771808A1 (en) | Electro-optical reader with improved performance in high intensity ambient light | |
US9016578B2 (en) | Apparatus for and method of electro-optically reading a target in the presence of ambient light by suppressing the ambient light | |
JP3790904B2 (en) | Bar code reader | |
US7428999B2 (en) | MEMS-based electro-optical reader and method with extended working range | |
US10760959B2 (en) | Apparatus for and method of electro-optically reading a target in the presence of ambient light by detecting and suppressing the ambient light | |
US5828050A (en) | Light emitting laser diode scanner | |
EP1184803A2 (en) | Electro-optical scanning assembly with one-piece oscillatable focussing/scan element | |
US8028918B2 (en) | Enhanced monitoring of laser output power in electro-optical readers | |
JPH09198462A (en) | Bar code reader | |
US6520415B1 (en) | Barcode reading device with photodetector assembly including a lenticular array |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050411 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050705 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050826 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060314 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060322 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090414 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100414 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |