JP4179887B2

JP4179887B2 - バーコード読み取り装置

Info

Publication number: JP4179887B2
Application number: JP2003010145A
Authority: JP
Inventors: 健山崎
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-01-17
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2023-01-17
Also published as: JP2004220526A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、媒体に印刷されたバーコードを読み取るバーコード読み取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバーコード読み取り装置として、例えば図８および図９に斜視図および平面図で示すようなものが知られている。このバーコード読み取り装置では、半導体レーザ５１から出射されたレーザ光を、集光レンズ５２で収束して、開口絞り５３およびコレクターミラー５４の中央に形成した開口を経て回動ミラー５５で偏向し、これによりバーコード面５６に照射して印刷されているバーコード５７を走査するようにしている。
【０００３】
また、バーコード面５６からの反射光は、回動ミラー５５およびコレクターミラー５４で順次反射した後、バンドパスフィルタ５８を経てホトディテクタ５９で受光し、その出力に基づいてバーコード５７を読み取るようにしている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
回動ミラー５５は、往復回動するようになっているが、ここでは回動ミラー５５の中央部を板バネ６１を介してブラケット６２に往復回動可能に支持すると共に、回動ミラー５５の一端部にはミラーアーム６３を介して棒状の磁石６４を連結し、この磁石６４を駆動コイル６５を巻装したボビン６６に挿脱可能として、駆動コイル６５に所要の交番電流を供給して磁石６４をボビン６６に対して挿脱方向に移動させることにより、回動ミラー５５をミラーアーム６３を介して板バネ６１の固有振動数とほぼ等しい周波数で往復回動させるようにしている。
【０００５】
また、従来の他のバーコード読み取り装置として、バーコードを撮像素子で撮像して読み取るようにした撮像式のものにおいて、バーコード面に撮像素子の撮像可能範囲を示す投影パターンを照射するようにしたものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【非特許文献１】
浅野恭右・深田陸雄編著「これからのバーコードシステム」工業調査会、１９９２年７月１日、ｐ．１８６−１８７
【特許文献１】
特開平９−２１８９１５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図８に示したような走査光学式のバーコード読み取り装置では、図１０に示すように、バーコード読み取り装置本体７１から出射される読み取り用のレーザ光による走査ライン７２中にバーコード５７が入るように、装置本体７１とバーコード５７との相対的位置を調整してバーコード５７を読み取るが、その際、走査ライン７２の長さ（走査幅）とバーコード５７の全長とがほぼ等しくなることはまれであり、一般には走査幅をバーコード５７の全長よりも十分長くした状態でバーコード５７を読み取るようにしている。
【０００８】
このため、装置本体７１を暗い環境下で使用する場合、例えば病室において消灯後に点滴ボトルのラベルに印字されているバーコードを読み取る場合には、読み取り用のレーザ光がバーコードおよびラベルをはみ出して点滴ボトルに照射され、その照射光の点滴ボトルでの拡散光や散乱光が部屋の壁や天井等に照射されることになる。
【０００９】
ここで、装置本体７１から出射される読み取り用のレーザ光の強度は、読み取り性能および明るい雰囲気での視認性を確保するため、通常、１ｍＷ程度に設定されている。このため、上述した使用態様においては、点滴ボトルでの拡散光や散乱光によって暗い部屋の壁や天井が明るく照明されてしまい、就寝中の患者に不快感を与えることが懸念される。
【００１０】
このような現象は、点滴ボトルに限らず、読み取るバーコードの近傍に、散乱や反射する物体がある場合にも同様に生じるものであり、使用場所も病室に限らず、暗い倉庫等でも同様の問題が生じるものである。
【００１２】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、明環境下では読み取り位置を適切に視認でき、暗環境下では有害光を有効に抑制できるようにしたバーコード読み取り装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に係る発明は、光源から出射される読み取り光によりバーコードを走査して読み取るようにしたバーコード読み取り装置において、
上記光源を、上記読み取り光として比視感度の高い波長の光と、比視感度の低い波長の光とを選択的に出射し得るように構成するとともに、
周囲の明るさを検出する光検出器を有し、該光検出器の出力に基づいて上記光源から出射する読み取り光の波長を切り替えるよう構成したことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のバーコード読み取り装置において、前記比視感度の高い波長の光による読み取り光と、前記比視感度の低い波長の光による読み取り光とは、それぞれの発光強度が同じであることを特徴とするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるバーコード読み取り装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２４】
図１および図２は、本発明とともに開発した第１参考例によるバーコード読み取り装置の概略構成を示す斜視図および平面図である。このバーコード読み取り装置は、走査光学式のもので、読み取り光を出射する光源として、比視感度が非常に低く、殆ど視認できない波長のレーザ光（読み取り光）を出射する半導体レーザ１を用い、この半導体レーザ１から出射される読み取り光を、集光レンズ２で収束して開口絞り３およびコレクターミラー４の中央に形成した開口を経て走査手段５で偏向し、これによりバーコード面６に照射して印刷されているバーコード７を走査するようにしたものである。
【００２５】
また、バーコード面６からの反射光は、走査手段５およびコレクターミラー４で順次反射させた後、バンドパスフィルタ８で不要光を除去して受光手段であるホトディテクタ９で受光し、その出力に基づいてバーコード７を読み取るようにする。
【００２６】
走査手段５には、半導体レーザ１からの読み取り光を反射させて偏向すると共に、バーコード面６からの反射光をコレクターミラー４に導く回動ミラー１１を設ける。この回動ミラー１１は、その中央部において板バネ１２を介してブラケット１３に往復回動可能に支持すると共に、一端部にはミラーアーム１４を介して棒状の磁石１５を連結し、この磁石１５を駆動コイル１６を巻装したボビン１７に対して挿脱可能として、駆動コイル１６に所要の交番電流を供給して磁石１５をボビン１７に対して挿脱方向に移動させることにより、回動ミラー１１をミラーアーム１４を介して板バネ１２の固有振動数とほぼ等しい周波数で往復回動させるようにする。
【００２７】
さらに、本参考例では、半導体レーザ１からの読み取り光の照射位置をオペレータに視認させるための可視波長のエイミング光を出射するエイミング光生成手段２１を設ける。エイミング光生成手段２１は、ここではエイミング光を発生するレンズ付きの発光ダイオード（ＬＥＤ）２２を有して構成し、このＬＥＤ２２から出射するエイミング光の強度をオペレータによるスイッチ２３の操作により切り替えられるようにする。
【００２８】
なお、ＬＥＤ２２は、その設置位置が回動ミラー１１から離れていたり、出射されるエイミング光の光路がバーコード７を走査する読み取り光の光路を含む平面に対して傾斜していたりすると、読み取り光とエイミング光との間にパララックスが生じて、読み取り光の照射位置を視認させるという目的を果たさなくなるため、回動ミラー１１の近傍で、出射されるエイミング光の光路が、バーコード７を走査する読み取り光の光路を含む平面とほぼ平行となるように配置する。また、バーコード面６で反射されて、ホトディテクタ９側に戻るエイミング光は、バンドパスフィルタ８で除去してホトディテクタ９に入射しないようにする。
【００２９】
このように、本参考例では、走査光学式のバーコード読み取り装置において、バーコード７の読み取り光を出射する光源として、比視感度が非常に低く、殆ど視認できない波長のレーザ光を出射する半導体レーザ１を用いるようにしたので、読み取り光がバーコード面６等で散乱あるいは拡散しても、有害光となることはない。また、読み取り光の照射位置を視認させるエイミング光は、その出射強度をスイッチ２３の操作により切り替えられるようにしたので、暗環境下では強度を低くすることで有害光を有効に抑えることができる。
【００３０】
図３は、本発明とともに開発した第２参考例によるバーコード読み取り装置の概略構成を示す平面図である。本参考例は、第１参考例のバーコード読み取り装置に、周囲の明るさを検出する光検出器２５と、その出力に基づいてＬＥＤ２２から出射するエイミング光の強度を制御する強度制御回路２６とを付加して、エイミング光の出射強度を、周囲が明るいときには高く、暗いときには低くなるように自動的に制御するようにしたものである。
【００３１】
本参考例によれば、オペレータによるエイミング光の強度切り替え操作が不要となり、オペレータは周囲の明るさを考慮することなく装置を使用できるので、使い勝手を向上することができる。
【００３２】
なお、第１参考例および第２参考例では、エイミング光生成手段２１を、レンズ付きＬＥＤ２２を有して構成したが、レンズとＬＥＤとを別体にして構成することもできる。
【００３３】
また、エイミング光生成手段２１は、図４に示すように半導体レーザ３１と、コリメータレンズ３２と、回折光学素子３３とを有し、半導体レーザ３１からの光をコリメータレンズ３２で平行光にして回折光学素子３３で回折させることにより、例えば図５（ａ）に示すような読み取り光による走査ラインの位置を示す長方形のエイミング光照射パターン３５や、図５（ｂ）に示すような走査ラインの中心を示す×印のエイミング光照射パターン３６等の所定のエイミング光照射パターンをバーコード面に投影することができる。このようにすれば、走査ライン位置の視認性をより向上することができる。
【００３４】
上述した第１参考例および第２参考例においては、半導体レーザ１から比視感度が非常に低く、殆ど視認できない波長の読み取り光を出射させるが、その読み取り光の波長は、国際照明委員会（ＣＩＥ）で定められている標準比視感度を参考に決定することができる。
【００３５】
具体的には、比視感度には個人差があること、比視感度の低い領域では波長変化に対する比視感度の変化が大きいこと、半導体レーザには製造バラツキがあること、等を考慮して、長波長側では比視感度が０．００１程度となる波長７２０ｎｍ以上のレーザ光を出射する半導体レーザを用いるのが好ましく、また短波長側では波長４１０ｎｍ以下のレーザ光を出射する半導体レーザを用いるのが好ましい。
【００３６】
また、エイミング光は、比較的安価な誘電体多層膜からなるバンドパスフィルタ８で確実に除去できるように、エイミング光および読み取り光の波長のバラツキを考慮して、読み取り光の波長に対して７０ｎｍ程度離れた波長とするのが好ましい。
【００３７】
図６は、本発明の一実施の形態によるバーコード読み取り装置の概略構成を示す平面図である。本実施の形態は、第１参考例において、エイミング光生成手段２１を省略すると共に、読み取り光を出射する光源として、比視感度の高い波長の読み取り光を出射する半導体レーザチップと、比視感度の低い波長の読み取り光を出射する半導体レーザチップとを搭載した２波長半導体レーザ４１を用い、この２波長半導体レーザ４１のいずれか一方の半導体レーザチップを、オペレータにより操作されるスイッチ４２で選択して駆動回路４３により駆動するようにしたものである。なお、読み取り光の発光強度は、双方の波長でほぼ同じに設定する。その他の構成は、第１参考例と同様であるので、第１参考例と同一構成要素には同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
このように構成すれば、オペレータによるスイッチ４２の操作により、明るい場所では比視感度の高い波長の読み取り光を出射する半導体レーザチップを駆動することができ、これにより読み取り光を適切に視認してバーコードを読み取ることができる。また、暗い場所では、比視感度の低い波長の読み取り光を出射する半導体レーザチップを駆動することができ、これにより拡散光や散乱光等の有害光を有効に抑えながらバーコードを読み取ることができる。なお、暗環境下においては、周囲が暗いので、読み取り光の比視感度が低くても、その照射位置をうっすらと視認することができる。また、読み取り光の発光強度が、双方の波長でほぼ同じに設定されているので、周囲の明るさに影響されることなく、所望の読み取り性能を確保することができる。
【００３９】
ここで、比視感度の高い読み取り光の波長については、一般に、バーコード読み取り装置では、１ｍＷ程度の読み取り光を小さなスポットとして照射するので、比視感度が０．０１７の波長６８０ｎｍにおいてもスポット直径を２ｍｍと考えると、照度は約３６００ｌｘとなり、通常の室内で十分視認可能となる。したがって、本実施の形態においては、比視感度の高い読み取り光を、比視感度が０．０１７程度の波長とする。
【００４０】
なお、本実施の形態では、スイッチ４２により読み取り光の波長を切り替えるようにしたが、例えば第２参考例で示したように、周囲の明るさを検出する光検出器２５を設け、その出力に基づいて暗環境下では比視感度の低い波長の読み取り光を出射する半導体レーザチップを駆動し、明環境下では比視感度の高い波長の読み取り光を出射する半導体レーザチップを駆動するように駆動回路４３を介して半導体レーザ４１の駆動を自動的に制御することもできる。
【００４１】
このようにすれば、オペレータによる読み取り光の波長の切り替え操作が不要となるので、オペレータは周囲の明るさを考慮することなく装置を使用でき、使い勝手を向上することができる。
【００４２】
図７は、本発明とともに開発した第３参考例によるバーコード読み取り装置の概略構成を示す図である。このバーコード読み取り装置は、撮像式のもので、バーコード面６上のバーコードの像を撮像光学系４５により撮像素子４６に結像させ、そのバーコード像の画像信号を処理してバーコードを読み取るようにしたものである。
【００４３】
かかるバーコード読み取り装置において、本参考例では、例えば暗環境下での読み取り時等にバーコードを選択的に照明する照明光学系４７を設けると共に、撮像素子による撮像位置を視認させるためのエイミング光を出射するエイミング光生成手段４８を設ける。
【００４４】
照明光学系４７は、出射する照明光がオペレータに視認される必要はないので、照明光として撮像素子４６には感度はあるが、比視感度は低い波長の光を出射するように構成する。
【００４５】
エイミング光生成手段４８は、第１，第２参考例で説明したように、レンズおよびＬＥＤを有して構成するか、あるいは図４に示したように、半導体レーザ、コリメータレンズおよび回折光学素子を有し、撮像位置に所定のエイミング光照射パターンを投影するように構成する。
【００４６】
また、エイミング光生成手段４８は、例えば第１参考例におけると同様に、オペレータによるスイッチ操作によってエイミング光の出射強度を手動で切り替えたり、あるいは第２参考例におけると同様に、周囲の明るさを光検出器で検出し、その出力に基づいてエイミング光の出射強度を暗環境下では低く、明環境下では高くなるように自動的に制御したりするように構成する。
【００４７】
本参考例によれば、上述した参考例および実施の形態と同様に、暗環境下でのバーコード読み取りにおいて、有害光を有効に抑制することができる。また、回動ミラー等の可動部を有しないので、信頼性の高いバーコード読み取り装置を実現することができる。
【００４８】
なお、第３参考例においては、出射するエイミング光の強度に応じて、低強度のエイミング光を出射するときは、バーコード撮影時に照明光学系４７を駆動し、高強度のエイミング光を出射するときは、バーコード撮影時に照明光学系４７を不作動とするように、照明光学系４７の駆動を自動的に制御するように構成することもできる。
【００４９】
また、逆に、バーコード撮影時に照明光学系４７を駆動するように選択したときは、エイミング光を低強度とし、バーコード撮影時に照明光学系４７を駆動しないように選択したときは、エイミング光を高強度とするように、エイミング光生成手段４８の駆動を自動的に制御するように構成することもできる。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、明環境下では読み取り位置を適切に視認でき、暗環境下では有害光を有効に抑制でき、しかも周囲の明るさに影響されることなく十分な読み取り性能が得られるバーコード読み取り装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明とともに開発したバーコード読み取り装置の第１参考例の概略構成を示す斜視図である。
【図２】同じく、平面図である。
【図３】本発明とともに開発した第２参考例におけるバーコード読み取り装置の概略構成を示す平面図である。
【図４】エイミング光生成手段の変形例を示す図である。
【図５】図４に示すエイミング光生成手段によるエイミング光照射パターンの二つの例を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態におけるバーコード読み取り装置の概略構成を示す平面図である。
【図７】本発明とともに開発した第３参考例におけるバーコード読み取り装置の概略構成を示す図である。
【図８】従来のバーコード読み取り装置を示す斜視図である。
【図９】同じく、平面図である。
【図１０】走査光学式のバーコード読み取り装置によるバーコードと走査ラインとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１半導体レーザ
２集光レンズ
３開口絞り
４コレクターミラー
５走査手段
６バーコード面
７バーコード
８バンドパスフィルタ
９ホトディテクタ
２１エイミング光生成手段
２２レンズ付き発光ダイオード（ＬＥＤ）
２３スイッチ
２５光検出器
２６強度制御回路
３１半導体レーザ
３２コリメータレンズ
３３回折光学素子
３５，３６エイミング光照射パターン
４１２波長半導体レーザ
４２スイッチ
４３駆動回路
４５撮像光学系
４６撮像素子
４７照明光学系
４８エイミング光生成手段

Claims

光源から出射される読み取り光によりバーコードを走査して読み取るようにしたバーコード読み取り装置において、
上記光源を、上記読み取り光として比視感度の高い波長の光と、比視感度の低い波長の光とを選択的に出射し得るように構成するとともに、
周囲の明るさを検出する光検出器を有し、該光検出器の出力に基づいて上記光源から出射する読み取り光の波長を切り替えるよう構成したことを特徴とするバーコード読み取り装置。
前記比視感度の高い波長の光による読み取り光と、前記比視感度の低い波長の光による読み取り光とは、それぞれの発光強度が同じであることを特徴とする請求項１に記載のバーコード読み取り装置。