JP4878474B2

JP4878474B2 - 読取装置

Info

Publication number: JP4878474B2
Application number: JP2005345881A
Authority: JP
Inventors: 満春石井; 正徳大川; 俊次島田
Original assignee: Fujitsu Frontech Ltd
Current assignee: Fujitsu Frontech Ltd
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2025-11-30
Also published as: US20070119946A1; US7549584B2; JP2007148269A

Description

この発明は、光源から出射される光線を基に光走査部で走査光を生成し、生成した走査光を物品に照射して得られる反射光を光検知部で検知することによって物品に付された識別情報を読み取る読取装置に関し、特に、読取性能を低下することなく小型化を図った読取装置に関するものである。

近年、スーパーマーケットやデパートなどの流通市場などにおいて、バーコードリーダを用いて商品に付されたバーコードを読み取り、商品の精算処理や管理などを行うことが広く行われている。

このようなバーコードリーダでは、バーコードに向けてレーザ光などの光線を照射し、バーコード面を走査して、バーコードによって反射されたレーザ光を検出することによって、バーコードの読取りを行っている。

一般に、バーコードリーダは、光源として半導体レーザなどのレーザ光源を用いており、回転するポリゴンミラーに反射させることによって、レーザ光源から出射したレーザ光を走査する。ここで、ポリゴンミラーとは、周囲に一連の平面反射面を備えた回転部材であり、回転するポリゴンミラーにレーザ光などの光線を照射することによって、走査光を生成することができる。バーコードリーダは、こうして生成した走査光を複数の異なる角度に傾けたミラーによって分割し、読み取り用の窓を介して外部に出射し、商品などに付されたバーコードに照射する。

そして、バーコードから反射された光は、読み取り用の窓を介してバーコードリーダに入射し、出射経路と同じ経路をたどってポリゴンミラーに入射する。この反射光は乱反射しているので、バーコードリーダは、凹面鏡や透過型レンズなどを用いて集光し、反射光を光検知器に導入する（例えば、特許文献１参照。）。

図５は、従来のバーコードリーダを説明するための図である。同図（ａ）に示す例では、レーザ光源１をバーコードリーダの上部に配置した場合を示している。この場合、レーザ光源１から出射されたレーザ光は、凹面鏡４に空けられたスルーホールを通過してポリゴンミラー２に入射し、走査され、バーコードリーダの外に出射される。そして、商品などに付されたバーコードに反射した光は、出射した経路と同じ経路をたどってポリゴンミラーで反射され、凹面鏡４によって集光された後に光検知器３に入射する。

また、図５（ｂ）に示す例では、レーザ光源をバーコードリーダの下部に配置した場合を示している。この場合、レーザ光源１から出射されたレーザ光は、レーザ光偏向ミラー５で反射されることによって偏向され、ポリゴンミラー２に入射する。そして、レーザ光は、ポリゴンミラー２によって走査され、バーコードリーダの外へ出射される。こうした後、商品などに付されたバーコードに反射した光は、透過型レンズ６によって集光され、光検知器３に入射する。

このように、バーコードリーダ内部における光学系の配置や構成については様々なパターンが考えられる。こうした配置や構成を決定する際には、バーコードリーダの読取性能を高めるように配慮する必要がある。

特開平１１−１０９２７２号公報

しかしながら、例えば図５（ａ）に示したバーコードリーダのように、レーザ光源から出射されるレーザ光をポリゴンミラーに直接入射する場合は、レーザ光源とポリゴンミラーの間に凹面鏡を配置する構成となるため、ポリゴンミラーに入射するレーザ光の経路方向の寸法が長くなり、装置が大型化するという問題がある。

一般に、スーパーマーケットなどで利用される場合、バーコードリーダは、店員と消費者の間に配置されるため、両者のコミュニケーションが円滑に行われるように小型のものが求められている。また、商品や、商品かごをバーコードリーダ付近で移動する際に邪魔にならないようにするためにも、バーコードリーダは小型のもののほうが都合がよい。

また、図５（ｂ）に示したバーコードリーダのように、レーザ光源から出射されるレーザ光をレーザ偏向ミラーで偏向してポリゴンミラーに入射する場合は、レーザ光源とポリゴンミラーを透過型レンズに対して同一の側に配置することができる。そのため、ポリゴンミラーに入射するレーザ光の経路方向の寸法を縮小することができ、装置を小型化することが可能である。しかしながら、この場合、透過型レンズとポリゴンミラーの間にレーザ光偏向ミラーを配置する構成となるため、レーザ光偏向ミラーが透過型レンズに入射する光の一部を遮ることになり、光検知器に到達する信号光量が少なくなり、バーコードリーダの読取性能が低下するという問題がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、読取性能を低下することなく小型化を図った読取装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係る読取装置は、光源から出射される光線を基に光走査部で走査光を生成し、生成した走査光を物品に照射して得られる反射光を光検知部で検知することによって物品に付された識別情報を読み取る読取装置であって、前記物品から反射された反射光を前記光検知部に導入する光集光手段は回動可能であり、前記光源から出射された光線を光走査部に向けて偏向する光偏向手段の支持体は、前記光集光手段の回動軸を兼ねることを特徴とする。

また、本発明に係る読取装置は、請求項１の発明において、前記光偏向手段は、ミラーであり、前記支持体を回動することによって前記光走査部に入射する光線の光軸に対して所定角度だけ傾くように調整可能であることを特徴とする。

また、本発明に係る読取装置は、請求項１または２の発明において、前記光集光手段の回動方向の一つは、前記光走査部による光線の走査方向と同方向であることを特徴とする。

また、本発明に係る読取装置は、請求項１、２または３の発明において、前記光集光手段の回動方向の一つは、前記光走査部による光線の走査方向に対して垂直方向であることを特徴とする。

また、本発明に係る読取装置は、請求項１〜４のいずれか一つの発明において、前記光集光手段は、板金フレームに凹面鏡が支持された構成であり、該板金フレームに備えられた開口部に前記支持体が回動軸として嵌挿されることによって回動可能であることを特徴とする。

本発明によれば、物品から反射された反射光を光検知部に導入する光集光手段は回動可能であり、光源から出射された光線を光走査部に向けて偏向する光偏向手段の支持体は、前記光集光手段の回動軸を兼ねるので、光偏向手段を、光集光手段に入射する光線を遮らない位置に配置することができ、読取性能を低下することなく読取装置の小型化を図ることが可能となるという効果を奏する。

また、本発明によれば、光源から出射された光線をミラーによって光走査部に向けて偏向し、このミラーは、支持体を回動することによって光走査部に入射する光線の光軸に対して所定角度だけ傾くように調整可能であるので、光線の焦点を調整することができ、読取装置内部において光学系の組み立て時に発生する誤差を修正することが可能となるという効果を奏する。

また、本発明によれば、光集光手段は、光走査部による光線の走査方向と同方向に回動するので、光検知部に導入する光線の光軸を、光走査部による光線の走査方向と同方向に調整することができ、読取装置内部において光学系の組み立て時に発生する誤差を修正することが可能となるという効果を奏する。

また、本発明によれば、光集光手段は、光走査部による光線の走査方向に対して垂直方向に回動するので、光検知部に導入する光線の光軸を、光走査部による光線の走査方向に対して垂直方向に調整することができ、読取装置内部において光学系の組み立て時に発生する誤差を修正することが可能となるという効果を奏する。

また、本発明によれば、物品から反射された反射光を板金フレームに支持された凹面鏡によって光検知部に導入し、この凹面鏡は、板金フレームに備えられた開口部に光偏向手段の支持体が回動軸として嵌挿されることによって回動可能であるので、光偏向手段を、凹面鏡に入射する光線を遮らない位置に配置することができ、読取性能を低下することなく読取装置の小型化を図ることが可能となるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る読取装置の好適な実施例を詳細に説明する。

まず、本実施例に係るバーコードリーダの構成を、レーザ光の経路に沿って説明する。図１は、本実施例に係るバーコードリーダの構成を説明するための図である。このバーコードリーダ１００は、その内部にレーザ光源を備えており、レーザ光源から出射されるレーザ光を基に走査光を生成し、生成した走査光を物品に付されたバーコードに照射して、その結果得られるバーコードからの反射光を検知することによって、バーコードに記録された識別情報を読み取るものである。

図１は、バーコードリーダ１００の正面図、側面図および平面図を示している。同図に示すように、このバーコードリーダ１００の筐体には、同図の正面図に示す手前側（同図の側面図に示す左側）に読取窓５０が備えられている。バーコードリーダ１００は、この読取窓５０からレーザ光を出射し、読取窓５０の付近を通過する物品に付されたバーコードにレーザ光を走査する。そして、同じくこの読取窓５０から、バーコードによって反射された反射光を入射する。

また、バーコードリーダ１００の筐体の内部には、反射面をバーコードリーダ１００の中心方向に向けて傾けたミラー系７３と、反射面を読取窓５０の方向に向けて傾けたミラー系７２と、反射面をバーコードリーダ１００の中心方向に向けて傾けた小さなミラー７１とが取り付けられている。

そして、同図の正面図に示すように、このバーコードリーダ１００の内部には、図示左側の下面付近にレーザ光源モジュール３０が備えられている。このレーザ光源モジュール３０は、レーザ光を発生する光源であり、図示下側に向けてレーザ光を出射する。

レーザ光源モジュール３０から出射されたレーザ光は、ミラー７１によって図示右側に向けて進路を変えられ、図示下側の中央付近に配置されたレーザ光偏向ミラー２０に入射する。

レーザ光偏向ミラー２０は、ミラー７１から入射したレーザ光を図示上側に向けて反射し、図示中心付近に備えられたポリゴンミラー４０に導入する。ポリゴンミラー４０については、後述する。

図２は、レーザ光偏向ミラー２０を説明するための図である。同図は、レーザ光偏向ミラー２０の正面図、側面図および斜視図を示している。同図に示すように、このレーザ光偏向ミラー２０は、円柱体である支持体２１によって支持されており、支持体２１の先端に、支持体２１の中心軸から所定の角度に傾けて固定されている。また、支持体２１におけるレーザ光偏向ミラー２０とは反対側の先端部分には、ネジ加工が施されたネジ部２２が設けられており、レーザ光偏向ミラー２０は、後述する凹面鏡１０と共に、支持体２１のネジ部２２によってバーコードリーダ１００の筐体に固定されている。

この支持体２１を回動することによって、レーザ光偏向ミラー２０によりポリゴンミラー４０に導入されるレーザ光の光軸に対して、レーザ光偏向ミラー２０を所定角度だけ傾くように調整することができるので、レーザ光の焦点を調整することができ、バーコードリーダ１００内部において光学系の組み立て時に発生する誤差を修正することが可能となる。

また、支持体２１を、バーコードリーダ１００の筐体にネジ部２２で固定することによって、レーザ光の焦点を所定の位置に保つことができる。

図１の正面図に戻って、レーザ光偏向ミラー２０によって反射されたレーザ光は、後述する凹面鏡１０に空けられたスルーホール１１を通過して図示中央付近に配置されたポリゴンミラー４０に入射する。

ポリゴンミラー４０は、複数枚の反射面、本実施例では４面の反射面を備えており、モータで回転駆動されることによって、入射したレーザ光を走査する。このポリゴンミラー４０によって走査された走査光は、ミラー系７３によって反射されて図示上側に方向を変え、ミラー系７２に入射し、さらにミラー系７２によって反射されて図示手前側に方向を変え、読取窓５０を通過してバーコードリーダ１００の外部に出射される。

なお、ここでは説明の都合上、ミラー系７２および７３についてはそれぞれ１枚のみを図示したが、バーコードリーダ１００には、複数の走査線を出射するために図示しない複数のミラーが配置されているものとする。

そして、バーコードリーダ１００から出射された走査光は、図示手前側に配置された読取窓５０の付近を通過する物品に付されたバーコードによって乱反射され、読取窓５０を介して、再度バーコードリーダ１００に入射する（以下、反射光と呼ぶ）。

バーコードリーダ１００に入射した反射光は、出射経路と同じ経路を辿ってポリゴンミラー４０まで到達し、ポリゴンミラー４０によって反射され、図示下側の中央付近に配置された凹面鏡１０に入射する。

凹面鏡１０は、ポリゴンミラー４０によって反射された反射光を集光して光検知器６０に導入する。図３は、凹面鏡１０を説明するための図である。同図は、凹面鏡１０の正面図および側面図を示している。同図の正面図に示すように、この凹面鏡１０の中心付近には、前述したスルーホール１１が設けられている。

そして、凹面鏡１０は、凹面鏡固定ネジ１６によって、凹面鏡１０をバーコードリーダ１００の筐体に取り付けるための板金フレーム１２に固定されている。この板金フレーム１２はＬ字型に折り曲げられており、板金フレーム１２の弾性によって凹面鏡１０は同図の側面図に示す左側に付勢されている。

また、板金フレーム１２の折り返し部１３には、両端付近にそれぞれネジ穴１４が設けられており、これらネジ穴の中間点には、支点となる穴１５が設けられている。一方、バーコードリーダ１００の筐体の板金フレーム取り付け位置には、二つの上下方向の長穴が設けられており、これら長穴の中間点には、一つのネジ穴が設けられている。

そして、凹面鏡１０が取り付けられた板金フレーム１２は、前述した支点となる穴１５にレーザ光偏向ミラーの支持体２１が嵌挿されており、支持体２１のネジ部２２によってバーコードリーダ１００の筐体に取り付けられている。

こうしてバーコードリーダ１００の筐体に取り付けられた凹面鏡１０は、支持体２１を回動軸として、回動可能となっている。図４は、凹面鏡１０の角度調整を示す図である。同図に示すように、凹面鏡１０は、支持体２１を回動軸として、同図の正面図に示す垂直方向に回動可能となっており、光検知器６０に入射するレーザ光の光軸を図示左右方向に調整することができる。

このように、凹面鏡１０は、支持体２１を回動軸として回動可能であることによって、光検知器６０に導入するレーザ光の光軸を、ポリゴンミラー４０によるレーザ光の走査方向と同方向に調整することができ、バーコードリーダ１００内部において光学系の組み立て時に発生する誤差を修正することが可能となる。

また、支持体２１は円柱体であるとしたので、凹面鏡１０は滑らかに回動することができ、レーザ光の光軸の角度を緻密な精度で調整することが可能となる。

そして、凹面鏡１０は、レーザ光の焦点を光検知器６０に位置するように調整した後、板金フレーム１２の折り返し部１３に設けたネジ穴１４とバーコードリーダ１００の筐体に設けた長穴とを取り付けネジ８０でネジ止めすることによって固定される。

このように、凹面鏡１０が取り付けられた板金フレーム１２をネジ止めして固定することによって、レーザ光の焦点を光検知器６０に合わせた状態で保つことができる。

また、同図の側面図に示すように、凹面鏡１０は、板金フレーム１２の弾性によって図示下側方向に付勢されている。そして、凹面鏡１０は、同図の側面図に示すように、板金フレーム１２の折り曲げ部を中心軸にして垂直方向に回動し、バーコードリーダ１００の筐体からの調整ネジ９０の繰り出し量に応じて、光検知器に入射するレーザ光の光軸を図示左右方向（正面図に示す前後方向）に調整することができる。

このように、凹面鏡１０は、板金フレーム１２の折り曲げ部を中心軸として回動することによって、光検知器６０に導入するレーザ光の光軸を、ポリゴンミラー４０によるレーザ光の走査方向に対して垂直方向に調整することができ、バーコードリーダ１００内部において光学系の組み立て時に発生する誤差を修正することが可能となる。

こうして、凹面鏡１０によって光検知器６０に入射されたレーザ光は、電気信号に変換され、さらに、復調回路によって復調され、その識別情報を読み取られる。

上述してきたように、本実施例１では、バーコードから反射された反射光を光検知器６０に導入する凹面鏡１０は回動可能であり、レーザ光源３０から出射されたレーザ光をポリゴンミラー４０に向けて偏向するレーザ光偏向ミラー２０の支持体２１は、凹面鏡１０の回動軸を兼ねることとしたので、レーザ光偏向ミラー２０を、凹面鏡１０に入射するレーザ光を遮らない位置に配置することができ、読取性能を低下することなくバーコードリーダ１００の小型化を図ることが可能となる。

また、本実施例では、一面の読取窓を備えたバーコードリーダに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の読取窓を備えたバーコードリーダにも同様に適用することができる。

（付記１）光源から出射される光線を基に光走査部で走査光を生成し、生成した走査光を物品に照射して得られる反射光を光検知部で検知することによって物品に付された識別情報を読み取る読取装置であって、
前記物品から反射された反射光を前記光検知部に導入する光集光手段は回動可能であり、
前記光源から出射された光線を光走査部に向けて偏向する光偏向手段の支持体は、前記光集光手段の回動軸を兼ねることを特徴とする読取装置。

（付記２）前記光偏向手段は、ミラーであり、前記支持体を回動することによって前記光走査部に入射する光線の光軸に対して所定角度だけ傾くように調整可能であることを特徴とする付記１に記載の読取装置。

（付記３）前記光集光手段の回動方向の一つは、前記光走査部による光線の走査方向と同方向であることを特徴とする付記１または２に記載の読取装置。

（付記４）前記光集光手段の回動方向の一つは、前記光走査部による光線の走査方向に対して垂直方向であることを特徴とする付記１、２または３に記載の読取装置。

（付記５）前記光集光手段は、板金フレームに凹面鏡が支持された構成であり、該板金フレームに備えられた開口部に前記支持体が回動軸として嵌挿されることによって回動可能であることを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の読取装置。

（付記６）前記光偏向手段は、前記支持体をネジ止めすることによって固定可能であることを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の読取装置。

（付記７）前記光集光手段は、ネジ止めすることによって固定されることを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の読取装置。

（付記８）前記光偏向手段の支持体は、円柱体であることを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の読取装置。

以上のように、本発明に係る読取装置は、スーパーマーケットで用いられるバーコードリーダなどに有用であり、特に、小型のものが求められている場合に適している。

本実施例に係るバーコードリーダの構成を説明するための図である。レーザ光偏向ミラーを説明するための図である。凹面鏡を説明するための図である。凹面鏡の角度調整を示す図である。従来のバーコードリーダを説明するための図である。

符号の説明

１レーザ光源
２、４０ポリゴンミラー
３、６０光検知器
４、１０凹面鏡
５、２０レーザ光偏向ミラー
６透過型レンズ
１１スルーホール
１２板金フレーム
１３折り返し部
１４ネジ穴
１５支点となる穴
１６凹面鏡固定ネジ
２１支持体
２２ネジ部
３０レーザ光源モジュール
５０読取窓
７１ミラー
７２、７３ミラー系
８０取り付けネジ
９０調整ネジ
１００バーコードリーダ

Claims

光源から出射される光線を基に光走査部で走査光を生成し、生成した走査光を物品に照射して得られる反射光を光検知部で検知することによって物品に付された識別情報を読み取る読取装置であって、
前記光検知部と前記光源から出射された光線を光走査部に向けて偏向する光偏向手段との間に、前記物品から反射された反射光を前記光検知部に導入する凹面鏡が設置され、
前記光偏向手段は、ミラーであり、該光偏向手段の支持体を回動することによって前記光走査部に入射する光線の光軸に対して所定角度だけ傾くように調整可能であり、
前記凹面鏡は、回動可能であり、前記光偏向手段の支持体は、前記凹面鏡の回動軸を兼ね、
前記凹面鏡には孔が空けられており、前記光偏向手段によって偏向された光線が前記孔を通過することを特徴とする読取装置。
前記凹面鏡の回動方向の一つは、前記光走査部による光線の走査方向と同方向であることを特徴とする請求項１に記載の読取装置。
前記凹面鏡は、調整ネジの繰り出し量に応じて、凹面鏡がレーザ光の走査方向に対して垂直方向に調整されることを特徴とする請求項１または２に記載の読取装置。
前記凹面鏡は、板金フレームに凹面鏡が支持された構成であり、該板金フレームに備えられた開口部に前記支持体が回動軸として嵌挿されることによって回動可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の読取装置。