JPH01214990A

JPH01214990A - バーコード

Info

Publication number: JPH01214990A
Application number: JP63039985A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Takada; 博敞高田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1988-02-23
Filing date: 1988-02-23
Publication date: 1989-08-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば物流管理システムやＰＯ３（Ｐｏｉｎ
ｔ　ｏｆ　５ａｌｅ）　　システム等に使用されるバー
コードに関する。

〔発明の概要〕

本発明は例えば物流管理システムやＰＯＳシステムなど
に使用されるバーコードに関し、入射光線をほぼその入
射方向に反射する光回帰性反射体を用いてバーコードを
構成することによって、そのバーコードを読み取るため
のバーコードリーグへの戻り光を格段に多くして、バー
コードリーグの光電検出器を安価にできると共に、その
バーコードを付した物体がバーコードリーグに対して遠
方に配置され且つ高速に移動していても確実にそのバー
コードが読み取れるようにしたものである。

〔従来の技術〕

一般にバーコードは物流管理システムやデパートなどに
おけるＰＯ３（Ｐｏｉｎｔ　ｏｆ　５ａｌｅ）　　シス
テム等で対象となる物品の識別標識として用いられてい
る。従来のバーコードを用いた物流管理システムの一例
を第１０図に示す。第１０図において、一定速度で移動
するコンベア（１）の上に商品（２）が載置され、その
商品（２）の上面にバーコード（３）が付しである。バ
ーコード（３）のコードは一般に第１１図に示す様に、
光を吸収する黒色部（３ａ）と光を乱反射する白色部（
３ｂ）とから構成されている。

第１０図中の（４）はそのバーコード（３）を読み取る
ためのバーコードリーグを全体として示す。パーコ−ド
リーダ（４）において、（５）はバーコード（３）を読
み取るためのレーザビーム（６）を生成するレーザ管で
、（７〕はそのレーザビーム（６）のビーム径を調節す
るための集束レンズである。レーザビーム（６）はプリ
ズム（８）及び固定反射鏡（９）によって方向を換えら
れて反射面の角度が交互に変化するポリゴンミラー（１
０）に入射されており、そのポリゴンミラー（１０）が
モータ（１１）によって回転されているため、走査光ビ
ーム（１２）が生成される。走査光ビーム（１２）は３
枚の固定反射鏡（１３）、　（−１４）　　及び（１５
）によって順次反射されてバーコード（３）上を３方向
に走査する。

バーコード（３）からの反射光（１６）の内で走査光ビ
ーム（１２）の入射方向の近傍に戻る光即ち有効反射光
（１７）は集束用反射鏡（１８）により反射されて光電
検出器（１９）に入射する。集束用反射鏡（１８）には
中心にレーザビーム（６）が通過できる透孔（１８ａ）
　が穿設されている。又、光電検出器（１９）は有効反
射光（１７）の強弱に対応した電気信号を出力し、その
電気信号はビデオ増幅器（２０）で増幅される。その後
の処理回路は省略しであるが、例えばビデオ増幅器（２
０）の出力であるビデオ信号を適当な閾値で２値化した
後でコードの解読が行なわれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第１１図は従来のバーコードの拡大図であるが、走査光
ビーム（１２）は白色部（３ｂ）に入射しても反射光（
１６）は非常に広い立体角ω。内にほぼ一様に分布して
いる。一方、その反射光（１６）の内で光電検出器（１
９）に入射される部分は走査光ビーム（１２）とほぼ同
じ方向の近傍である有効反射光（１７）のみであり、こ
の有効反射光（１７）の立体角をω。１．とすれば、 ω、、、　＜ω０の関係が成立する。このことはレーザ管（５）から出力
されるレーザビーム（６）のパワーをＩｎ　　とすると
、走査光ビーム（１２）がバーコード（３）の白色部（
３ｂ）を照射している時でも、光電検出器（１９）に戻
って来る有効反射光（１７）のパワーＬｆｆ　は■。、
、＜１゜であることを意味し、従来のバーコードは戻って来る信
号光が極めて微弱であることがわかる。このため、従来
は光電検出器（１９）として光電子増倍管のような高感
度の検出器が必要となり、システムが高価で且つ大型化
するという不都合があった。

又、この不都合を改善するためにレーザ管（５）のレー
ザビーム（６）のパワーエ０を大きくすることも考えら
れるが、作業者の肉眼を損傷するおそれがあり一定以上
に出力を大きくすることはできない。

更にバーコードからの有効反射光が少ない上に、反射光
は距離の自乗に反比例して減少するため、バーコードと
バーコードリーグとを遠く隔てて配置することが困難で
応用上の制約が存在し、又、ビデオ信号の増幅率が大き
いため高速の走査を行なうとＳ／Ｎ比が悪化し、自動車
等の高速移動物体にバーコードを付してそのコードを読
み取る様な簡易なシステムは実用化が困難であるという
不都合があった。

本発明はこのような点に鑑み成されたもので、その目的
とする所は、バーコードリーグへの有効反射光のパワー
が従来よりも大きいバーコードを提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のバーコードは例えば第２図に示す様に、入射光
線をほぼその入射方向に反射する光回帰性反射体（２９
）を用いて構成したものである。

又、本発明の他のバーコードは例えば第８図に示す様に
、大射光線をほぼその入射方向に反射する光回帰性反射
体（２９）と、コードを変更できるシャフタ（４３）と
より構成したものである。

〔作用〕

て構成しているため、第２図に示す様に、走査光ビーム
（１２）がどのような方向から入射しても反射光（１６
）のほとんどのパワーはほぼその走査光ビーム（１２）
の入射方向の近傍に集中しているので、その反射光（１
６）はほぼそのまま光電検出器に入力される有効反射光
（１７）ともなっており、バーコードリーグへの有効反
射光（１７）が格段に多くなる。本発明者の実験によれ
ばその有効反射光（１７）のパワーは従来に比べて、１
．０００倍程度以上となる場合のあることが確かめられ
ている。

又、コードを変更できるシャッタ（４３）を組み合わせ
た場合には有効反射光（１７）のパワーを大きくした上
で、そのバーコードを付した物品の状況に応じて異なる
コードを表示することができる。

〔実施例〕

以下、本発明のバーコードの第１の実施例を第１図及び
第２図を参照して説明しよう。尚、図面において第１０
図及び第１１図に対応する部分には同一符号を付してそ
の詳細説明は省略する。

第１図は本実施例バーコードを用いた物流管理システム
を示し、コンベア（１）の上に商品（２ａ）、　（２ｂ
）が載置され、これらの商品には夫々異なるポジタイプ
のビーズ型バーコード（２１ａ）、　（２１ｂ）　が付
されている。このポジタイプのビーズ型バーコード（２
１ａ）　　の構成を第２図を参照して詳細に説明するに
、まず厚紙等の基板（２８）を設け、この基板（２８）
上の入射光を反射すべき明部（２８ａ）　　に光回帰性
反射体（２９）を貼着して、入射光を反射しない暗部（
２８ｂ）は基板（２８）の地肌のままとされている。こ
の入射光を反射しない暗部（２８ｂ）　　は光吸収性の
黒色印刷等を施してもよい。光回帰性反射体（２９）は
微少なガラスピーズ（２９ａ）を多数隙間がない様に光
を反射する台紙（２９ｂ）　　上に被着して形成し、走
査光ビーム（１２）が入射するとほぼその入射方向に反
射光（１６）を戻す作用を有する。従って、仮に走査光
ビームが矢印（１２’）の方向から入射すると、反射光
（１６’）のパワーの大部分はその入射方向の矢印（１
２’）の方向に集中する。

例えばガラスピーズ（２９ａ）　　として１インチ２０
０メツシ二のふるいで選別したものを使用した場合、即
ち、ガラスピーズ径ｄが約Ｑ、　１ｍｍの場合の実験結
果によると、走査光ビーム（１２）の光回帰性反射体（
２９）上でのビームスボッ）　（１２ａ）　　の直径φ
が約２ｍｍで、そのビームスポット（１２ａ）　　から
の距離りが約５００ｍｍの時には、反射光（１６）はほ
ぼ走査光ビーム（１２）の入射方向を中心として直径Φ
が約１２ｍｍの円の中に分布していた。従って、この反
射光（１６）はそのままほぼ受光素子（２７）に入射す
る成分である有効反射光（１７）となっている。従来と
の比較を行なうために、第２図における反射光（１６）
の立体角ωを計算すると、 ω〜πＸ　１０−’　（ｓｒ）となっている。これに対して従来の第１１図における反
射光（１６）の立体角ω。を仮に半球の１７４程度、即
ち、ω。〜π／２　（ｓｒ）とすれば第２図の有効反射
光（１７）のパワーＰと第１１図の有効反射光（１７）
のパワーＰ。とは夫々反射光（１６）の立体角に反比例
するのでＰ／Ｐｏ〜ω。／ω〜５Ｘ１０３となる。従って、有効反射光（１７）のパワーは従来に
比べて約１．０００倍以上となることがわかる。本発明
者による実測結果でもほぼこれを裏付けるデータが得ら
れている。

ここで第２図のガラスピーズ（２９ａ）　　を用いた光
回帰性反射体（２９）に光回帰性があることの論理的根
拠を第４図を参照して説明する。第４図において、（３
０ａ）　　はガラス球の断面を示し、（３０ｂ）　　は
アルミ蒸着部を示す。この時、入射光線（３１）がガラ
ス球（３０ａ）　　に入射すると、ガラス球による屈折
とアルミ蒸着部（３０ｂ）　での反射によって反射光線
（３２）はほぼ入射光線（３１）の方向に戻る。入射光
線（３１）と反射光線（３２）とは一般に完全に平行と
はならないが、入射光線の波長が一定であればガラス球
の屈折率を適当に選択することでほぼ平行にすることが
できる。又、入射光線が矢印（３１’）の方向からガラ
ス球（３０ａ）　　に入射した時にも同様に反射光線は
この矢印（３１’）の方向にほぼ平行である矢印（３２
’）の方向に戻る。斯くして左半面のどのような方向か
らガラス球（３０ａ）　　に光線が入射しても、はぼそ
の入射方向に光が反射されるので光回帰性が具わってい
ることがわかる。これはガラス球（３０ａ）　　の直径
を小さくしても同じであり、更にアルミ蒸着部（３０ｂ
）　　の代わりにガラス球（３０ａ）　　と屈折率の異
なる接着剤等を付着させてもある程度の反射が得られる
ことｌより、ビーズ型バーコードに一種のマイクロプリ
ズム効果により光回帰性が具わてついることか理解でき
る。尚、使用するガラスピーズ（２９ａ）　　の粒径ｄ
と屈折率ｎとは使用する走査光の波長域やバーコードの
最小線幅等に応じて調節しながら決定される。更に、ガ
ラスピーズ（２９ａ）　　は第２図において、基板（２
８）上に直接印刷の手法で被着させてもよい。

次に、本例のバーコードを用いた場合の作用を説明する
。第１図において、（２２）はそのバーコードを読み取
るためのバーコードリーグを示し、そのバーコードリー
グ（２２）においてレーザ管（５）から出力されたレー
ザビーム（６）は微少なハーフミラ−（２３）で一部が
反射されてホログラムディスク（２４）に入射される。

ホログラムディスク（２４）は空間周波数が連続的に変
化している回折格子を等ピッチで円周上に配設して構成
されており、モータ（２５）でホログラムディスク（２
４）を回転することにより、レーザビーム（６）は走査
光ビーム（１２）に変換される。

この走査光ビーム（１２）は反射鏡（２６ａ）、　（２
６ｂ）　　により方向が変換されて、商品（２ａ）に付
されたバーコード（２１ａ）　　を走査する。又、バー
コード（２１ａ）からの反射光（１６）は反射鏡（２６
ｂ）、　（２６ａ）　　を介してホログラムディスク（
２４）で集束されてフォトダイオードなどの受光素子（
２７）に入射する。

ここでバーコード（２１ａ）　　の明部は光回帰性を有
するため、明部での反射光（１６）はそのままほぼ有効
反射光（１７）となっている。具体的には反射光（１６
）の立体角は従来のほぼ１０００分の１以下であり、有
効反射光（１７）のパワー即ち受光素子（２７）の出力
信号は従来のほぼ１０００倍以上となる。従って、受光
素子としては光電子増倍管の様な高価な装置を使用する
必要がなく、増幅回路も大幅に簡略化される。

更にバーコードの明部からの反射光は光回帰性を有する
ので、第１図の商品（２ｂ）の様にバーコード（２１ｂ
）　　がバーコードリーグ（２２）に対して正対してい
なくとも、有効反射光（１７）のパワーは商品（２ａ）
の場合と同程度であるためコードの判別は確実に行なう
ことができる。又、信号のＳ／Ｎ比が改善されているた
め、コンベア（１）が高速に移動していても、更に、商
品（２ａ）等とバーコードリーグ（２２）とが遠く離れ
ていても確実にコードの判読が可能となる。

次に本発明バーコードの第２の実施例を第３図を参照し
て説明しよう。

第３図は第２図のバーコードの明暗を逆にしたネガタイ
プのビーズ型バーコード（２１ａ’）を示し、このビー
ズ型バーコード（２１ａ’）は、基板（２８）上に貼着
したガラスピーズ（２９ａ）　　と台紙（２９ｂ）　　
とから成る光回帰性反射体（２９）の内で、第２図の明
部（２８ａ）　　に相当する部分を切り欠いて構成した
ものである。ネガタイプの場合には光を反射する領域が
広いためコードの所在を捜すのに便利であるという効果
がある。

次に本発明のバーコードの第３の実施例を第５図を参照
して説明しよう。

第５図において、（３３）はフライアイレンズ型バ　　
１−コードを示し、このバーコード中の走査光ビーム（
１２）をほぼその入射方向に反射光（１６）として戻す
作用を有する光回帰性反射体（３４）は微少レンズの集
合体であるいわゆるフライアイレンズ（３４ａ）と反射
鏡（３４ｂ）　　とから構成されている。又、バーコー
ドの暗部に相当する部分ではフライアイレンズ（３４ａ
）　　の代わりに光を吸収又は散乱する媒体が設けられ
ている。本実施例では更に前面に赤外線透過フィルタ（
３５）が配設されている。これによってバーコードを肉
眼では判別できない隠しコードにすることができる。

第３の実施例の原理を第６図を用いて説明するに、第６
図において（３４Ｃ）　　は凸レンズであり、（３４ｄ
）　　は凸レンズ（３４ｃ）　　の焦点面上に配設され
た反射鏡である。この配置はいわゆるキャッッ・アイを
構成するので、入射光線（３１）を入射方向と平　行に
反射光線（３２）として戻し光回帰性を有する。

従って、キャッツアイを微少化して多数配列したと等価
な第５図のフライアイレンズ型バーコード（３３）にも
光回帰性が具わっているのである。

次に、第７図を参照して本発明バーコードの第４の実施
例である機械的シャッタによってコードを変更できるコ
ード可変バーコード（３６）について説明しよう。

第７図において、コード可変バーコード（３６）は後部
全面にガラスピーズ（２９ａ）　　と台紙（２９ｂ）　
　とから成る光回帰性反射体が配設され、前面にバーコ
ードの明部に相当する部分を切り欠いたコード板（３７
ａ）　　が着脱自在に配設しである。本実施例によれば
、コード板（３７ａ）　を異なるコードが形成しである
コード板（３７ｂ）　　と交換することにより、バーコ
ードを付した物品や作業の状況に応じて異なるコードを
表示することができる。

次に、本発明バーコードの第５の実施例を第８図を参照
して説明しよう。

第８図において、（３８）は電気的に切替可能な光シャ
ッタによる変調可能バーコードを全体として示し、この
変調可能バーコード責３８）はその背面にガラスピーズ
（２９ａ）　　を台紙（２９ｂ）　上に多数被着して成
る光回帰性反射体（２９）を有すると共に、その反射体
（２９）の前面にコードを変更できる電気的な光シャッ
タ（４３）を有する。電気的な光シャッタ（４３）は偏
光板（３９）、ＴＮ効果型液晶セル（４０）、偏光板（
３９）と偏光方向の直交する偏光板（３９）及び液晶セ
ル（４０）中の所定のコードに対応する電極を駆動する
液晶変調器（４２）を含む。液晶セル（４０〉中の交流
電圧の印加される部分（４０ａ）　　は偏光板（３９）
。

（４Ｉ）の作用で光が遮断され、交流電圧の印加されな
い部分（４０ｂ）　　は光がそのまま通過できるので、
走査光ビーム（１２）は光回帰性反射体（２９）に達し
そこでほぼ入射方向と同じ方向に反射され反射光（１６
）が生成され、この反射光（１６）はそのまま有効反射
光（Ｉ７）となる。本実施例においては、有効反射光（
１７）が大きく改善されていると共に、コードを物品の
状況に応じて高速に変調することができる。尚、液晶セ
ル（４０）としてはこの他に例えば電界制御複屈折（Ｅ
ＣＢ）型液晶セルを使用することもでき、この場合、偏
光板（３９）は省略できる。

又、電気的な光シャツタフ４３）は液晶方式以外にも様
々なタイプが考えられる。

次に、本発明バーコードの他の用途として、バーコード
を用いた航空管制システムの例を第９図を参照して説明
しよう。

第９図において、（４４）は走査光ビーム（１２）を送
出する航空機、（４５ａ）及び（４５ｂ）　　は夫々滑
走路、（４７）は管制塔であり、これらの建造物には夫
々本発明に係る光回帰性反射体を用いて構成されたバー
コード（４６ａ）、　（４６ｂ）　　及び（４８）が備
えられている。

従って、航空機（４４）は走査光ビーム（１２）によっ
てこれらのバーコードを読み取ることによって容易に各
建造物の識別ができるためより安全な航空管制が可能と
なる。この場合従来の単なる乱反射面を用いたバーコー
ドでは航空機（４４）が高空を高速に移動していると有
効反射光が弱く実用化は困難である。一方、本発明の様
な光回帰性反射体を用いたバーコードによれば反射光（
１６）は走査光ビーム（１２）の方向に集中して戻るた
め航空機（４４）から容易に且つ確実にバーコードを識
別することができる。

更に本発明バーコードはＰＯＳシステム、自動車の衝突
防止システム、対話型の交通標識、物品の在庫管理、フ
ァイルの検索、ドキュメント管理及び赤外線透過フィル
タと組み合わせた赤外線レーザによる隠しコード判定等
にも有効に活用できる。特に、例えばガラスピーズ等を
印刷によって文書に被着して光回帰性反射体を形成する
ことにより安価で且つ有効反射光が大きいバーコードを
形成することによりドキュメント管理等がより有効に達
成される。又、本発明バーコードを読み取るための走査
光ビームとして本出願人が特開昭５９−１２４３６８号
公報で提案したスキャナを用いることによりより安価な
システムが構築できる。更に、バーコードへはデフォー
カスしたレーザビームを照射して、反射光をＣＣＤ等で
受けてコードを解読するシステムでも適用できる。

尚、本発明バーコードは上述の実施例に限定されず、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で変更が可能であるのは勿
論である。

〔発明の効果〕

本発明のバーコードは、入射光線をほぼその入射方向に
反射する光回帰性反射体を用いて構成しているので、バ
ーコードリーグへの有効反射光のパワーを従来より格段
に大きくでき、受光部を簡易化でき且つローコスト化す
ることができる。更に、有効反射光のパワーが大きいた
め、バーコードとバーコードリーグとの距離が大きく且
つ両者の相対変位速度が大きい場合でも確実にコードを
読み取ることができる。

又、光回帰性反射体とコードを変更できる電気的な光シ
ャッタとを含みバーコードを構成しているので、バーコ
ードを付した物品の状況に応じて異なるコードを表示す
ることができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明バーコードを用いた物流管理システムの
構成図、第２図は本発明バーコードの第１の例を示す斜
視図、第３図は本発明バーコードの第２の例を示す斜視
図、第４図は第２図におけるビーズ型バーコード（２１
ａ）　　の原理説明に供する線図、第５図は本発明バー
コードの第３の例を示す側面図、第６図は第５図のフラ
イアイレンズ型バーコード（３３）の原理説明に供する
線図、第７図は本発明バーコードの第４の例を示す斜視
図、第８図は本発明バーコードの第５の例を示す斜視図
、第９図は本発明バーコードを用いた航空管制システム
を示す斜視図、第１０図は従来のバーコードを用いた物
流管理システムを示す構成図、第１１図は従来のバーコ
ードの課題の説明に供する斜視図である。（１２）は走査光ビーム、（１６）は反射光、（１７）
は有効反射光、（２１ａ）　　はポジタイプのビーズ型
バーコード、（２２）はバーコードリーグ、（２８）は
基板、（２９ａ）　　はガ−）スビーズ、（２９ｂ）　
　は台紙、（２９）及び（３４）は夫々光回帰性反射体
、（３３）はフライアイレンズ型バーコード、（３４ａ
）　　はフライアイレンズ、（３４ｂ）　　は反射鏡、
（３６）はコード可変バーコード、（３７ａ）及び（３
７ｂ）　　は夫々コード板、（３８）は変調可能バーコ
ード、（４３）は電気的な光シャッタである。代　　理　　人　　　　　伊　　藤　　　　　真向　　
　　　　　　松　　隈　　秀　　盛第５図フライアイレンス゛型バーコーＦ（３３）（Ａ原理説＃
ｌｔで伏する線図第６図

Claims

【特許請求の範囲】１、入射光線をほぼその入射方向に反射する光回帰性反
射体を用いて構成したことを特徴とするバーコード。２、入射光線をほぼその入射方向に反射する光回帰性反
射体と、コードを変更できるシャッタとより構成したこ
とを特徴とするバーコード。