JPH02144785A - バーコードリーダのレーザ出射光量制御方式 - Google Patents

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】 〔目次〕 （既要 産業上の利用分野 従来の技術（第５図） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（第１図、第２図）作用 実施例（第３図、第４図） 発明の効果 光量制御を中断して一定値を保持し、バーコードのエン
ドマークを認識すると、出射光量制御部により、光Ｎ検
出回路部の出力に基づいてレーザ光発振部からの出射レ
ーザ光の光量制御を行うと共に、スタートマークを認識
してから所定時間経過してもエンドマークが認識されな
い時は、上記と同様にして光量側？Ｄを行うように構成
する。

〔概要〕

バーコードリーダのレーザ出射光量制御方式に関し、 外乱光の影響を受けない安定したレーザ出射光の光量制
御を可能として、バーコードリーダの性能を向上させる
ことを目的とし、 走査位置検出回路４からの出力信号を出射光量制御部に
入力した時にのみ、光量検出回路部の出力に基づいてレ
ーザ発振部からの出射レーザ光の光量を制御するように
構成する。

また、バーコード認識部により、バーコードのスタート
マークを認識すると、出射光量制御部の〔産業上の利用
分野〕 本発明は、バーコードリーダのレーザ出射光量制御方式
に関し、更に詳しくは、外乱の影響を受けない安定した
レーザ出射光量の制御を可能にしたバーコードリーダの
レーザ出射光量制御方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、例えばスーパーマーケット等で使用されているバ
ーコードリーダの光源としては、ヘリウム・先オンガス
レーザが使用されていた。

バーコードは種々の商品に付けられていて色の組合わせ
がある。このため、基準となる色として波長が６３３＋
１メートルの赤色光を用いていた。

しかし、このようなガスレーザは、出射光量の制御がで
きないため、光量を調節するにはフィルタを交換する等
の手段によっていたので装置が大型化し、消費電力が大
きく、かつ不便であった。

このため、半導体レーザを用いることが試みられたが、
この半導体レーザの出射光の波長は７８０＋１メートル
（赤外光）であったため、青色のバーコードが読み取れ
ない欠点があった。

ところが最近になって、波長が６８０＋１メートルの出
射光を有する半導体レーザが実用化されるようになって
きたため、この半導体レーザを使用することが試みられ
ている。

このような半導体レーザは、消費電力が小さく、出射光
量の制御も容易にできるため、バーコードリーダの光源
として有望となっている。

第５図は、上記のような従来の半導体レーザ装置ＳＬの
回路図であり、同一パッケージ内にレーザダイオードＬ
Ｄと、フォトダイオードＰＤとが所定の関係で配置され
ている。

レーザダイオードＬＤから外部への出射光とは別に、モ
ニタ光がフォトダイオードＰＤに入射するようになって
おり、このモニタ光を用いてレーザダイオードの出射光
をモニタして検出できるようになっている。

そして、このような半導体レーザ装置をバーコードリー
ダの光源として用いる場合は、オペレータの安全を考慮
し、可能な限り微弱な出射光量とする必要がある。

一方、レーザ光源として利用される半導体レーザ装置は
、温度変化、経年変化等により、出射光量が変化するの
で、光量のフィードバック制御が必要である。

このため、バーコードリーダに第５図に示したような半
導体レーザ装置を用い、レーザダイオードからのモニタ
光をフォトダイオードで検出しフィードバックを制御を
して出射光量の制御を行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような半導体レーザ装置を光源に用いたバーコー
ドリーダの出射光量制御方式では、太陽光や照明光等の
外乱光、または自分自身の正反射光等がモニタする検知
器（フォトダイオード）に入ると、必要以上にレーザ出
射光量を下げてしまうという問題があった。

本発明では、外乱光の影響を受けない安定したレーザ出
射光の光量制御を可能として、バーコードリーダの性能
を向上させることを目的としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図、第２図は本発明の原理説明図である。

第１図のように、レーザ光発振部１から出射したレーザ
出射光ｌＯは、モータで回転駆動されるレーザ光走査機
構部３で反射された後、走査光１１となって窓６の走査
線９上を走査する。

この走査光１１は、窓６を通過して商品等に設けられた
バーコード８へ当たり、その一部が反射光として戻り、
検出部で検出されてバーコード８が読み取られる。

この時、窓６の両端部でかつ走査光の走査範囲の両端部
に無反射処理部７を設けておく。

そして、走査光１１が、上記の無反射処理部７に照射し
ている時を走査位置検出回路４で検出し、その旨の信号
を出射光量制御部５へ送る。

出射光量制御部５では、走査光１１が無反射処理部７に
ある時にのみ、レーザ光発振部ｌからのモニタ光を光量
検出回路部２で検出し、出射光１０の光量を制御する。

また、第２図のように、バーコード８からの反射光１２
を用いて、バーコード認識部１３によりバーコードのス
タートとエンドマークを認識して出射光量制御部５へ送
る。

出射光量制御部５では、スタートマークを検出した旨の
信号を受けた時にレーザ光発振部１の出射光量制御を中
断し、ある光量レベルを保持する。

次に、バーコードのエンドマークを検出した旨の信号を
受けた時に、レーザ光発振部ｌからの出射光１０の光量
制御を行う。

また、スタートマークを認識してから所定時間経過して
もエンドマークが認識されない時はタイマによりリセッ
トし、出射光量の制御を再び行う。

〔作用〕

第１図のように、走査線の端に無反射処理部７を設け、
その位置を走査した時のレーザ出射光のモニタ出力に基
づき、レーザ光発振部ｌへの電流を制御してレーザ出射
光ｌＯの光量を一定にしている。

そして、走査線９の端部は、装置内部の為、外部からの
光を受けないし、また、無反射処理部７を設けであるの
で、走査光１１の正反射の影響も受けない。

よって、出射光量の制御を行う時は、外乱光等の影響が
なく、レーザの出射光のみであるから、安定した出射光
量の制御が可能となる。

また、第２図のようにすると、バーコードのスタートマ
ークを認識してからエンドマークを認識するまでの間は
出射光量の制御は行わずに所定の一定値に保持しておき
、エンドマークを認識した後、出射光量の制御を行って
いる。

このため、バーコードの読み取り中は出射光量の変化が
なく所定値で一定に保たれるから、外乱光の影響を受け
ることなく、安定したバーコードの読み取りができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第３図は、本発明の１実施例（第１図の発明に対応）を
示した図であり、（Ａ）図は主要部の回路図、（Ｂ）図
は主要部の機構概略図、（Ｃ）図は各部の波形図である
。

（Ａ）図において、通常の半導体レーザ装置２０は、モ
ジュール内に光量検出回路部２として光量モニタ用のＰ
ＥＮフォトダイオード２０１を持っており、その出力に
よってレーザ光発振部ｌのレーザダイオードへの電流を
制御して出射光１０の光量を制御している。

１６は光量検出回路部２の電流を流す可変抵抗であり、
この端子電圧をサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）１４で
サンプルホールドし増幅器１５へ出力信号を印加する。

増幅器１５の出力端子はトランジスタ１７へ接続され、
さらに、トランジスタ１７のエミッタには抵抗１８を介
してレーザ光発振部（レーザダイオード）１が接続され
ている。

そして、前記可変抵抗１６、サンプルホールド回路１４
、増幅器１５及びトランジスタ１７で出射光量制御部５
を構成している。

また、サンプルホールド回路１４には走査位置検出回路
４が接続されており、走査光が無反射処理部７の位置に
あることを走査位置検出回路４が検出した時にのみ、サ
ンプルホールド回路１４が動作し、可変抵抗１６の端子
電圧をサンプルホールド（保持）して増幅器１５へ出力
信号を印加する。走査位置検出回路４の構成としては第
３図（Ｂ）に示すモータ２１の周囲にホール素子を設け
ておき、かつモータ２１はロータとして磁石が回転する
構成としておけば、この磁石の位置がホール素子により
検出されるので、この検出位置が無反射処理部７の位置
となるようにすればよい。

そして、走査光が無反射処理部７以外の位置にある時に
はサンプルホールド動作は行われず、走査光が無反射処
理部７の位置にあるとき、サンプルホールドされた値が
サンプルホールド回路１４から出力され続けるのでトラ
ンジスタ１７のエミッタ電流、すなわちレーザ光発振部
１の電流は所定の一定電流値となっており出射光１０の
光量は変動しない。サンプルホールド回路１４は従来も
知られているものであり、クロック入力端子にクロック
が入力すると、入力信号値がサンプルホールドされるが
、本実施例ではクロック入力端子に走査位置検出回路４
からの位置信号を入力する。

（Ｂ）図において、２１はレーザ光走査機構部内のモー
タであり、このモータ２１によってレーザ光走査機構部
３の回転多面鏡３０１を回転駆動して半導体レーザ装置
２０からのレーザ光を反射し、走査光１１を得る。

この走査光１１は固定ミラー１９に当たって反射し、窓
６を通って装置の外部へ出て出射レーザ光線となりバー
コードで反射させる。

この例では、固定ミラー１９の端部に無反射処理部７を
設けたものであり、この固定ミラー１９が三面鏡の場合
には、その接続部付近に無反射処理部７を設ければよい
。

この無反射処理部７は、出射光１１の走査線９に沿った
走査領域の一端または両端部の位置に設ければよい。

（Ｃ）図は（Ａ）図における各部の波形を示した図であ
り、第３図（Ａ）のａ点の信号に大きな外乱光が発生し
た場合の例である。

この外乱光は、Ｃの位置信号、即ち、走査位置検出回路
４からの位置信号（サンプルホールド信号となる）がサ
ンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）１４に入力していない期
間に発生している。

従って、大きな外乱光が例え装置内に入っても、サンプ
ルホールドされないから、ｄの出射レーザ光量には全く
影響が出ない。

また、Ｃの位置信号が入ったサンプルホールド時間には
、走査光１１が無反射処理部７にある時間であるから、
外乱光の影響を全く受けずに出射レーザ光量の制御がで
きる。

なお、上記の実施例では、固定ミラー１９の端部に黒領
域を設けて無反射処理部７としたが、このようなものに
限らず、レーザ光走査機構部３の回転多面鏡の一面を黒
色にしても同様な効果がある。

第４図は、本発明の第２の実施例（第２図の発明に対応
）を示した図であり、（Ａ）図は主要部の機構概略図、
（Ｂ）図は主要部の回路図である。

（Ａ）図において、レーザ光発振部１からの出射光１０
は、レーザ光走査機構部３の回転多面鏡２１１で反射さ
れ走査光１１となってバーコード８に当たる。

この時、走査光１１の一部がバーコードで反射し、反射
光としてレーザ光走査機構部３に入り、さらにここで反
射して反射光１２となり、アナログ・デジタル変換部（
Ａ／Ｄ部）２２に入力する。

Ａ／Ｄ部２２で反射光１２がデジタル信号に変換され、
バーコード認識部１３にバーコード入力信号を入力する
。

このバーコード認識部１３では、バーコード８のスター
トマーク（スタートガードバ−）とエンドマーク（エン
ドガードバ−）を認識して出射光量制御部５へ入力し、
これらの認識信号に基づいてレーザ光発振部１の出射光
量を制御するようになっている。

次に、第３図（Ｂ）に示したように、バーコード認識部
１３は、従来公知のスタートガートバー検出回路２３、
及び従来公知のエンドガードバ−検出回路２４、ＯＲ（
オア）回路２５、フリップフロップ回路（ＦＦ）２６、
及びタイマ２７で構成されている。

そして、スタートガードバ−検出回路２３とエンドガー
ドバ−検出回路２４の入力には、Ａ／Ｄ部２２からのバ
ーコード入力信号が印加するようになっている。

また、スタートガードバ−検出回路２３の出力はタイマ
２７とフリップフロップ回路（ＦＦ）２６のセント入力
に接続され、エンドガードバ−検出回路２４の出力とタ
イマ２７の出力はＯＲ回路２５の入力に接続され、ＯＲ
回路２５の出力はフリップフロップ回路（ＦＦ）２６の
リセット入力に接続されると共に、フリップフロップ回
路（ＦＦ）２６の一方の出力（Ｑ出力）をサンプルホー
ルド回路１４へ接続する。

今、バーコード８からの反射光１２をデジタル信号に変
換したバーコード入力がバーコード認識部１３に入力し
たとする。

この時、スタートガードバ−検出回路２３によってバー
コードのスタートマーク　（スタートガードバ−）を認
識すると、その出力をタイマ２７とフリップフロップ回
路（ＦＦ）２６のセント入力へ送る。

これにより、フリップフロップ回路（ＦＦ）２６はセッ
トされて一方の出力（Ｑ出力）からハイレベル信号ｒｌ
Ｊが出てサンプルホールド回路１４へ送る。

サンプルホールド回路１４では、上記信号「１」を受け
ると、可変抵抗１６からの入力電圧信号をサンプルホー
ルド（保持）し、その出力信号を増幅器１５へ送り、さ
らに増幅器１５の出力信号でトランジスタ１７を駆動す
る。

このため、トランジスタ１７のエミッタ回路に接続され
たレーザ光発振部（レーザダイオード）ｌには一定電流
が流れ続け、その出射光ＩＯの光量は一定に保持される
。

続いて、走査光１１が移動しながらバーコード上を走査
し、やがてバーコードの終端部の走査に移ると、エンド
ガードバ−検出回路２４により、バーコードのエンドマ
ーク（エンドガードバ−）が検出される。

バーコードのエンドマークが検出されると、ＯＲ回路２
５を介してフリップフロップ回路（ＦＦ）２６がリセッ
トされ、一方の出力（Ｑ出力）はローレベルの「０」出
力となる。

これにより、サンプルホールド回路１４ではホールド（
保持）を解除し、入力信号に応じた出力信号を出して増
幅器１５へ送り、トランジスタ１７を駆動する。

即ち、フリップフロップ（Ｆ　Ｆ）回路２６からの信号
が「０」の時は出射光量制御部５では光量制御を行い、
「１」信号が出ている時は光量制御を行わない（所定の
一定値に保持される）。

この場合、スタートマーク（スタートガードバ−）を認
識してから所定の時間経過してもエンドマークが検出さ
れない場合には、タイマ２７がタイムアンプ信号を出し
、ＯＲ回路２５を介してフリップフロップ（ＦＦ）回路
２６をリセットするから、サンプルホールド（保持）は
解除され、再び出射光量の制御が行われる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば次のよ
うな効果がある。

即ち、外乱光の影響を受は易い、多方向走査型のバーコ
ードリーダ（レーザスキャナ）において、外乱光の影響
を受けない安定したレーザの光量制御が可能となり、バ
ーコードリーグの性能向上に寄与できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明に係るバーコードリーダの出射
光量制御方式の原理説明図、 第３図は本発明の１実施例であるバーコードリーグの出
射光量制御方式（第１図対応）の説明図であり、（Ａ）
図は主要部の回路図、（Ｂ）図は主要部の機構概略図、
（Ｃ）図は各部の波形図、第４図は本発明の１実施例で
あるバーコードリーダの出射光量制御方式（第２図対応
）の説明図であり、（Ａ）図は主要部の機構概略図、（
Ｂ）図は主要部の回路図、 第５図は従来の半導体レーザ装置の回路図を示したもの
である。 ４−走査位置検出回路 ５−出射光量制御部　　６−窓 ７−・無反射処理部　　　８−バーコード９−走査線　
　　　　１０−出射光 １１−走査光　　　　　１２・−反射光１３−バーコー
ド認識部 １４−サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）１５−増幅器　
　　　　１６−可変抵抗１７・−トランジスタ　　１８
・−・抵抗１９−・−固定ミラー　　　２０−半導体レ
ーザ装置２１・−モータ ２２−・アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ部）２３−
スタートガードバ−検出回路 ２４−・−エンドガードバ−検出回路 ２５−・−ＯＲ回路 ２６−フリップフロップ回路（ＦＦ） ２７−タイマ １−　レーザ発振部　　　２−光量検出回路部３−レー
ザ光走査機構部 特許出願人　　　富士通株式会社 代理人弁理士　　山　谷　晧　榮

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光発振部（１）と、 該レーザ光発振部（１）からのモニタ光を受光する光量
   検出回路部（２）と、 レーザ光走査機構部（３）と、 レーザ走査光（１１）の走査位置を検出する走査位置検
   出回路（４）と、 出射光量制御部（５）とを設け、 上記走査位置検出回路（４）からの出力信号を出射光量
   制御部（５）に入力した時にのみ、光量検出回路部（２
   ）の出力に基づいてレーザ発振部（１）からの出射レー
   ザ光の光量を制御することを特徴とするバーコードリー
   ダのレーザ出射光量制御方式。
2. （２）レーザ光発振部（１）と、 該レーザ光発振部（１）からのモニタ光を受光する光量
   検出回路部（２）と、 レーザ光走査機構部（３）と、 出射光量制御部（５）と、 バーコード認識部（１３）とを設け、 バーコード認識部（１３）により、バーコードのスター
   トマークを認識すると、出射光量制御部（５）の光量制
   御を中断して一定値を保持し、バーコードのエンドマー
   クを認識すると、出射光量制御部（５）により、光量検
   出回路部（２）の出力に基づいてレーザ光発振部（１）
   からの出射レーザ光の光量制御を行うと共に、スタート
   マークを認識してから所定時間経過してもエンドマーク
   が認識されない時は、エンドマークを認識した時と同様
   に光量制御を行うことを特徴とするバーコードリーダの
   レーザ出射光量制御方式。