JPH02183385A - 記号読取装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、レーザ発振装置から照射されるレーザビーム
を走査し、離れた物体に向けてレーザビームを当て、そ
の反射光を受光することにより、物体の表面に表された
文字、符号等の記号を読取る記号読取装置のうち、特に
、筐体を手で持って筒先を離れた対象面に向けるだけで
読取できる、いわゆるハンドベルトタイプの記号読取装
置に関する。

〈従来の技術〉 近年のように、コンピュータが広く利用されるようにな
ると、コンピュータに接続される入出力装置に対しても
、より多様な機能が要求されるようになる。例えば、カ
ード、包装パッケージ等に記録された文字やバーコード
を読取り、即時にその内容を識別する光学式文字読取装
置（ＯＣＲ）やバーコード読取装置（ＢＣＲ）において
は、任意の場所に持ち運びして使用できるように、装置
の小型軽量化が要求されされている。また、単に文字や
符号面に接触させて読取るだけでなく、読取対象からあ
る程度離れていても、あるいは読取対象と真正面から正
対できなくとも、正確に文字、符号を読取ることができ
る機能も要求されている。

上記の諸機能を実現するため、最近の記号読取装置は、
ハンドベルトタイプと称して、ハンディなピストル型筐
体に、小型レーザ発振装置、レーザ発振装置から出たレ
ーザビームを一定の角度幅で走査するポリゴンミラー、
読取対象から反射してきた光を受光する受光素子、およ
び受光素子による受光信号を処理して読取対象を識別す
る処理回路等を一体に組み込んだ構造のものが提供され
ている。

この構造の記号読取装置によれば、レーザビームを使用
するので離れた位置でも小さなスポットを得ることがで
き、近くにある読取対象のみならず遠くにある読取対象
を読取ることもできる（読取深度が広い）ほか、ビーム
を自動的に走査するので、ペン式の記号読取装置のよう
に筒先を接触させて動かす必要はなく、読取対象に対し
て照弗を定めるだけでよいといった利点が得られ、ノλ
ンディでどこでも持ち運びできる点とあいまって、例え
ばプリント基板面に印刷されたコード等、直接接触不可
能な対象に対しても非常に簡便に読取り操作を行うこと
ができる。

〈発明か解決しようとする課題〉 ところが、上記の記号読取装置では、読取対象との距離
が不定であるので、単に文字や符号面に接触させて読取
るタイプの記号読取装置と比べて受光光量が大きく変化
するという性質がある。すなわち、読取対象からの反射
光は距離とともに急激に減衰するという性質があるので
、読取対象との距離か長くなればなるほど、受光光量は
急激に低下し、ついには処理回路の処理限界レベルを下
回る事態が発生する。こうなると、処理信号のＳ／Ｎは
低下し、正確な読取ができなくなってしまう。

このため、レーザビーム源の出力を常時大きくしておく
ことも考えられるが、レーザビーム源の出力を大きくす
ると対象物までの距離が近い場合に、受光素子に入る光
量が大きくなり、受光素子が飽和レベルに達したり、あ
るいは処理回路に入る信号がＡＧＣで対応不可能なほど
強くなって、ついには読取ができなくなってしまう。

このように、受光信号が過少、過大いずれの場合でも、
読取できなかった場合には、読取対象と記号読取装置と
の距離を適宜変えたり、読取対象や記号読取装置の向き
を変えてビームの角度を変えたりしなければならず、読
取りに成功するまでの時間が長くなり、読取の効率が低
下するという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、読取対象との距離、読取対象
とレーザビームとのなす角度、読取対象面の明るさ等の
反射条件が変化して受光信号が大きく変化する場合でも
、記号の読取を確実に行うことができる記号読取装置を
提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための本発明の記号読取装置は、
対象面からの受光量の最大値を読取る最大値読取手段と
、最大値読取手段で読取られた値と予め設定された目標
値との差をとり、この差に対応した信号を出力する差動
出力手段と、差動出力手段の出力に応じてレーザ発振装
置の出力を制御するレーザ駆動制御手段とを有するもの
である。

く作用〉 読取対象面からの反射光は、白地等の部分に例えば黒い
文字、ｎ号が付されている場合は、地の部分からの反射
光のほうが強くて安定しており、文字、符号が白抜き等
されている場合は、文字、符号の部分からの反射光のほ
うが強くて安定している。いずれにしても、明度の高い
部分の反射光が他のどの部分からの反射光よりも強くか
つ安定しているので、反射光の最大値をとることによっ
て、読取対象の反射状態が忠実に反映されると考えられ
る。

そこで、対象面からの受光量の最大値を読取り、この読
取られた値と予め設定された目標値との差をとり、この
差に応じてレーザ発振装置の出力を制御することにより
、常に、適正なレベルの読取信号を得ることができるよ
うになる。

〈実施例〉 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第２図は、文字、バーコード等の記号を読み取るための
、レーザビーム出力式ハンドベルトタイプの記号読取装
置を示している。この記号読取装置は、ピストル形の筐
体（１）の中に、゛１１導体レーザ発振装置（２）、半
導体レーザ発振装置（２）の出力光を集束させる無収差
レンズ（３）、同出力光を一定の角度幅にわたって走査
する回転式のポリゴンミラー（４）、ポリゴンミラー（
４）を回転させるモータ（１１）、開口部（１３）から
照射され、距離りだけ離れて置かれた読取対象（６）に
当たって反射されてきた光を集光する円柱レンズ（５）
、円柱レンズ（５）を通して集光された反射光を受光す
るフォトダイオード等の受光素子（７）、並びに半導体
レーザ発振装置（２）の出力を本発明の制御手順に従っ
てフィードバック駆動制御するとともに、受光素子（７
）の出力信号を波形整形し適当なスライスレベルで二値
化して、読取対象である例えばバーコードに対応する信
号を得、この信号に基づきバーコードの内容を識別する
処理回路（９）を収納している。筐体（１）から出てい
るコード（１０）は、処理回路（９）の出力信号を外部
に提供するための信号コードであり、レバーＳ）は、記
号読取装置の読取スイッチになっている。

上記記号読取装置において、レバー（８）を操作すると
、モータ（１１）の駆動によりポリゴンミラー（４）が
回転するとともに、上記半導体レーザ発振装置（２）か
らレーザビームが照射される。照射されたレーザビーム
は、回転するポリゴンミラー（４）のいずれかの反射面
に当たって反射されるとともに、当該反射面の回転移動
に対応して、一定角度にわたって走査される。この走査
されたビームは開口部（１３）を通過して読取対象（６
）に照射され、読取対象（６）から反射されてきた光は
、受光素子（７）によって受光される。

上記処理回路（９）のフィードバック駆動制御部の要部
構成を第１図に示す。受光素子（７）の電気出力信号は
、受光回路（９１）によって検波増幅され、ピークホー
ルド回路（９２）によりピーク波形が検出される。この
ピーク波形信号は、差動増幅回路（９３）に入力され、
ここにおいて目標値ＶＯとの差が増幅される。目標値Ｖ
ｏは、受光素子（７）や処理回路（９）が飽和現象を起
こすことなく、処理をするのに最も適した信号レベルと
同一のレベルに予め設定される。差動増幅回路（９３）
で増幅された信号はレーザ駆動回路（９４）の制御端子
に人力される。

第３図（Ａ）は、１走査で得られた受光素子（７）の出
力波形Ｖａ、同図（Ｂ）は受光回路（９１）の出力波形
ｖｂ１同図（Ｃ）はピークホールド回路（９２）により
求められたピーク波形Ｖｃを示すグラフであり、横軸ｔ
は時間を表す。

受光素子（７）から出力された波形Ｖａは、受光回路（
９１）により包路線検波されて波形ｖｂとなり、ピーク
ホールド回路（９２）によって、ピークレベルが保持さ
れた波形Ｖｃとして取り出される。ピークレベルは、１
回の走査中、白部分からの反射レベルに相当する最大受
光レベルによってその値が決定され、少なくともその走
査中はほとんど値が低下しない。言い換えれば、ピーク
ホールド回路（９２）は、１回の走査時間中にピークレ
ベルを保持できる程度の時定数を有している。

ピークレベル波形ＶＣは、第３図（Ｄ）に示すように目
標値Ｖｏに達していなければ、差ｏ　−Ｖｃ が差動増幅回路（９３）において増幅される。そして、
レーザ駆動回路（９４）では、この増幅出力信号が最終
的に０となるようには、半導体レーザ発振装置（２）の
ビームパワーをフィードバック制御する。これによって
、第３図（Ｅ）に示すように、波形Ｖｃがほぼ目標値Ｖ
Ｏと等しくなるようにできる。

バーコードが識別できた時点で音声出力回路（図示せず
）から音を出して操作者にバーコードが識別できたこと
を伝え、この時点でフィードバック制御は終了する。

なお、読取対象が存在しないのにレーザビームを照射し
てしまった場合等には、受光光量が非常に小さくなるの
で、半導体レーザ発振装置（２）の出力は最大出力まで
上昇することになる。この状態が長時間にわたって続く
と半導体レーザ発振装置（２）の寿命が短縮するので、
例えばレバー（８）を押して半導体レーザ発振装置（２
）の照射を始めてから一定時間、または一定走査回数を
経れば、半導体レーザ発振装置（２）の出力を自動的に
落とすようにしてもよい。

以上のように、読取対象との距離の遠近、読取対象面の
反射率等の相違にかかわらず、受光光量、読取信号波形
Ｖ　ａ、　Ｖ　ｂ等のレベルが一定になるようフィード
バック制御することができるので、受光素子（７）に入
力される光量、受光回路（７１）、ピークホールド回路
（９２）等により処理される信号レベルが過少、過大に
ならないようにすることができる。よって、常に適正な
レベルの信号を処理できるので、バーコードの内容を常
に迅速、確実に識別できる。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えばバーコードでなく、文字を読取るＯＣＲにも適
用できることはいうまでもない。

その池水発明の要旨を変更しない範囲内において、種々
の設計変更を施すことが可能である。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明の記号読取装置によれば、対象面
からの受光量の最大値に基づいてレーザ出力の目標値制
御を行うこととしたので、読取対象との距離の遠近、読
取対象面の反射条件等の相違にかかわらず読取信号レベ
ルを一定に保つことができ、その結果、読取距離の広範
囲の変化に対応か可能となり、同時に読取時間の短縮、
読取精度の向上といった種々の効果を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は記号読取装置におけるレーザ出力制御回路を示
すブロック図、 第２図は記号読取装置の内部状態を示す斜視図、第３図
はレーザ出力制御回路各部の信号波形図である。 （２）・・・半導体レーザ発振装置、（６）・・・バー
コード面、（９２）・・・ピークホールド回路、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、手持ち可能な筐体に内蔵したレーザ発 振装置から出力されるレーザビームを走 査するとともに、上記筐体の先端部に形 成された開口部からそのレーザビームを 対象面に向けて出射し、対象面からの反 射光を受光することによって、対象面上 に付された記号を読取る記号読取装置に おいて、 対象面からの受光量の最大値を読取る 最大値読取手段と、最大値読取手段で読 取られた値と予め設定された目標値との 差をとり、この差に対応した信号を出力 する差動出力手段と、差動出力手段の出 力に応じてレーザ発振装置の出力を制御 するレーザ駆動制御手段とを有すること を特徴とする記号読取装置。