JPH03502508A - バーコードの可変速走査方法及び装置 - 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】 バーコードの可変速走査方法及び装置 狡五分Ｍ 本発明は一般にバーコード等の符号化シンボルを光学的に自動走査する方法およ び装置に関する。特に、本発明はバーコード等の光学的に読み取り可能なコード を可変速走査する方法および装置に関し走査されるバーコードを正しく符号化す るのに操作者にかかる負担を最小にしたものである。

災米孜五傅に匪 商品保管やポイントオブセールス業務等の現在の種々の応用範囲において、商品 に関する情報はそれに印刷されたり貼られたオプティカルコード等のデータ符号 化シンボルを読みとって得ている。これらオプティカルコードは代表的には複数 のリニアコード素子を有したバーコードのＵＰＣあるいは他の方式として表わさ れている。バーコードを手動で読み取ったりあるいは自動走査して復号化する種 々の装置と技術が開発されている。従来技術の説明はさらに、１９８６年９月２ ７日に出願され本発明と同一譲受人に譲渡された米国特許出願許第９１３．０９ ８号と第９１３，２１５号に述べられている。バーコードを手動読取りしたり自 動走査して復号化する従来システムの汎用性は代表的には以下のパラメータで測 定される。即ち、読取り可能なバーコードの密度範囲、走査デバイスと被走査バ ーコード間の許容距離範囲、バー・コードを読取り復号化できる速度、および製 品の価格効用である。これらパラメータのひとつあるいはそれ以上を最適化する いくつかの技術が開発されている。しかしひとつあるいはそれ以上のパラメータ の最適化は一般に他のパラメータを適切に開発する必要があり、限られた応用範 囲にのみ適するという妥協が必要である。

費用が最重点となる場合にはライトベン等を有した低価格でコンパクトなバーコ ードリーグが利用できる。この種リーダは一般に比較的小規模のポイントオプセ ールス業務に使用されている。

ライトベンは走査信号をつくるのに通常発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いている 。しかしこの種リーダは比較的低速度であり、操作者はリーグを、読取るバーコ ードから固定した距離に置かなければならないという欠点を有する。バーコード を復号するためには、所定の速度でバーコードの表面に沿ってライトベンを手動 で動かす必要がある。バーコードに沿ってペンを適切な速度で動かすのは試行Ｒ ｒｌに頼っているので、バーコードを正しく復号するにはこの手動装置を繰返し 行うことがしばしば必要となる。

非接触バーコードリーグは、特に自動走査技術が用いられる時には、ライトベン よりかなり有利である。自動走査デバイスの説明としては、例えば、上述の米国 特許出願第９１３，２１５号と米国特許第４，４６０．１．２０号とを参照され たい。代表的な自動走査デバイスにとっては、復号化される目的のバーコードに 適切に方向づけることと、バーコー・ドを復号化するために目的のバーコードか ら正しい距離に手動で位置づけることのみが要求される。代表的な非接触走査シ ステムでは、ガルバノメータとして作動するステッピイングモータ等の駆動モー タの軸にミラーが取付けられている。

軸とミラーとは、固定した直流定ｔ／ｉによってステフビングモータのある相に おいて、および変動電流によって他の相において、各々所定位置で振動する。ミ ラーが振動するとミラーに向かう光ビームは振動しながらバーコードに対して偏 向する。

例えば米国特許第４，０３２，８８８号で開示された他の型式の非接触スキャナ においては、共振電気機械発振器は軸に取付けたミラーを発振器の共振周波数で 振動させる。ミラーに向かう光ビームはミラーによって反射され偏向されるので 、光ビームは発振器の共振周波数で目的のバーコードを走査する。

可変距離自動スキャナは米国特許第４．．３３３．００６号に開示されている。

この特許は多焦点ホログラフ走査システムを開示している。

このシステムは、走査されるコードからの距離が異なりが゛っオーバラップした 範囲に焦点を会わせるために、回転ディスクによ、ってつくられる一連の変動焦 点距離ホログラムを用いている。

他の走査システムはスキャナに封して種々な垂直面でのバーコードの復号を行っ ている。米国特許第３．９０２．０４８号では回転ポリゴンを用い、このポリゴ ンの各面は各面で異なった角度で取付けられた鏡面となっている。、二のため、 回転ポリゴンに向けられた光は種々の所定面に沿って偏向するので、スキャナに よって放出された光の面に実質的に直交するバー７−ドを復号できる、発明−Ｑ 棚」発 本発明の目的は、広範囲のコード密度をコスト的に有用に読取ることができ、所 定密度のコードを広範囲の距離で復号でき、そして広範囲の密度のバーコードを 早く読取り復号する走査ディスクおよび走査方法を提供することにある。さらに 詳しくは、本発明のトＩ的は、所定の広範囲の距離にあるオプティカルコードを 自動走査して復号する比較的低価格の走査デバイスを提供することにある。

本発明の他の目的は、種々の密度を有するオプティカルコードを、走査デバイス の手動位置調整をすることな（復号できる走査アバイスおよび走査方法を提供す ることにある。

本発明のさらに他の目的は、スキャナの距離あるいは垂直位置の手動調整の必要 がない、オプティカルコードを復号する完全自動システムおよび走査方法を提供 することにある。

上記目的および他の目的は、バーコード等の符号化シンボルを走査する方法およ び装置を提供する本発明によって達成される。

本発明の走査装置は、光ビーム発生手段と、被走査物に対して光ビームを偏向さ せるとともに被走査物は少なくとも光ビームの一部を走査装置に向かって反射さ せるようにした偏向手段と、偏向弁膜と作動状態に接続され光ビームが被走査物 で偏向する速度を’Ｒａする手段と、そして光ビームの反射部分を処理して被走 査物固有のデータを得る手段とを有する。好ましくは、光ビーム発生手段はレー ザより成り、偏向手段は光ビーム偏向速度変化手段によって回転駆動される軸に 取付けた少なくとも１個の反射面より成る７本発明の別の実施例では、光ビーム 偏向速度変化手段は、好ましくは所定シーケンスを有した複数の異なった回転速 度で軸を回転させる手段より成る。

本発明のさらに別の実施例では、被走査物は複数の異なった密度を有するバーコ ードより成り、偏向速度変化手段はコード密度を時間の関数として効果的に正規 化する動作ができる。

本発明の方法では、バーコード等のオプティカルコードの復号は光ビームを発生 して光ビームを反射面に向けることによって達成される。反射面を第１の角速度 で回転させ、バーコードのコード素子に対して光ビームを偏向させる。コード素 子によって反射した偏向光ビームの一部が検出される。次にミラーを第１の角速 度と異なる第２の角速度で回転させ、光ビームを再度コード素子に対して偏向さ せる。コード素子によって反射した第２の角速度での偏向光ビームの一部が検出 される。そしてこの２回目の走査で検出された反射光ビーム部分が評価される。

走査速度を変化させるプロセスは所定のシーケンスで必要なだけ繰返され、そし てバーコードを復号する。

本発明方法の他の特徴によれば、光ビームはレーザによって発生される。本発明 方法のさらに他の特徴によれば、反射面の回転は単調変化信号によって駆動され るモータ手段によっζ行なわれ、反射面ばはｙ平坦なミラーよりなる。本発明の 他の特徴によれば、反射面は回転駆動される軸に取付けた、複数のはｙ平坦な反 射面を有したポリゴンにより成る。反射面は少なくとも２個の面が異なった平面 に横たわり、異なった角度の反射面によって走査線が上下動できるように配置ｊ −でもよい。

本発明方法のさらに他の特徴によれば、偏向光ビームの検出部分は反射面が回転 する速度をフィードバンク制御するのに用いらＵ訓Ωｊ連、菓説■ 本発明の他の利点および特徴は添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読めば 明らかとなり完全に理解できる。

第１図はオプティカル　スキャナの概略図、第２Ａ図と第２ＢＩＩはガルバノメ ータとしてステッピングモータを使用した従来の駆動方法を電圧駆動信号を示す 概略図、第３Ａ図と第３Ｂ図は種々のバーコード素子密度に対してバーコードの 復号領域がいかに変化するかを説明する概略図、第４図は本発明の一実施例に使 用して好適なステッピングモータの駆動信号を示す図、 ステップ増分を用いた本発明のミう−モータ駆動回路の概略回路図、 第５Ｂ図は走査速度のフィードバック制御に反射光信号を用いる本発明の他の実 施例のマイクロプロセッサ制御可変速度スキャナを示すブロック図、 第５Ｃ図は本発明の好ましい実施例である他のミラーモータ駆動回路の概略回路 図、 第６図は本発明の一実施例に使用して好適なステッピングモータの駆動信号を示 す図、 第７図は第５Ｃ図に示すモータ駆動回路を駆動するのに好適な駆動信号を示す図 、 第８Ａ図と第８Ｂ図は多ファセントボリゴンを駆動するＤＣモータを示す概略図 、 第９Ａ図〜第９Ｃ図は光信号を種々の垂直面に反射させるための多ファセント、 多角度ポリゴンを示す概略図である。

４組に皿 以下の図面では同様の部品は同一参照文字で表わされている図面特に第１図を参 照するに、全体として符号１０で示される。バーコードスキャナ等のオプティカ ル文字スキャナはバーコード２０等のオプティカルコードを走査し復号化する。

同一譲受人に譲渡された米国特許出願第９１３，２１５号に記載された型式のバ ーコードスキャナ１０を、本発明が教示する可変速度走査技術を用いるように変 更したものが現時点で好ましい。米国特許出願第９１３．２１５号の開示をここ に参照として引用してお（。

第１図は種々な幅の一連のバーとスペースが交互に入ったバーコード２０を示す 。第１図のバーコード２０は異なった幅の複数のコード素子２１より成るあらゆ るバーコードを代表している。

概略図で示すスキャナ１０はレーザダイオード等の光源２２を有し、ミラー２６ に向かう平行光ビーム２４を発生できる。ミラー２６は反射平坦部（図示せず） を有する凹面（図示せず）を有し、モータ３０によって回転駆動される軸２８に 取付けられている。

軸を初めに一方向に回転させつぎに反対方向に回転させることによって、ミラー ２６の平坦部は前後に回転し光ビーム２４がバーコード２０の表面に偏向する。

光ビーム２４から少なくとも一部３２がバーコード２０から反射されてミラー２ ６の凹面に達し、この反射光を光＃２２の近くにある光信号受信手段３４に合焦 させて反射させる。信号受信手段３４はバーコード２１からの反射光に固有の、 従って走査バーコード２１に固有のデータを与える。

このデータは適当にプログラムされたマイクロプロセッサ等の処理手段３５に送 られバーコード２１の復号がなされる。

モータ３０は好ましくはステンピングモータで、これはある相で固定の安定化直 流電流を有し他の相で変動電流を有する電圧信号によってガルバノメータとして 動作する。背景技術として、ミラーたとえばミラー２６を比較的一定な角速度で 駆動する従来技術の構成を簡単に説明する。第２Ａ図はガルバノメータ型の従来 技術のモータ駆動回路３１を示し、モータ３０の軸２８は互いに逆な一対の磁界 コイル３６と３８との間に位置している。各磁界コイルは、ミラー２６が取付け られているモータ軸２８を回転させる磁界を発生できる。コイル３６は一定の直 流電流をつくる定を流レギュレータ４０に直列接続されている。コイル３６に一 定ｉｉ流が流れコイル３８に電流が流れない状態でモータ軸２８は安定な開始位 置にある。しかしコイル３８には以下のような変動電流が供給される。例えば第 ２Ｂ図に示すような変動電圧がモータ駆動回路３１０入力４２に印加される。こ の電圧は抵抗Ｒ３を介して演算増幅器ドライバ４１の反転入力（＝）に与えられ 、抵抗Ｒ３とＲ２を介してコイル３８と抵抗Ｒ１との接続的に与えられる。ドラ イバ４１の非反転入力（＋）は抵抗Ｒ１とコイル３６と同様に接地される。ドラ イバ４１の出力はコイル３８に接続される。コイル３８に電流が流れると軸２８ は安定な開始位置から回転して移動する。コイル３８の電流が所与の方向に増加 すると軸２８の角変位は、コイル３８を流れる所与の方向の最大電流と対応する 最大変位に達するまで一方向に増加する。最大電流に達した後電流は減少しだし 軸２８の角変位を減少させる。コイル３８の電流が零アンペアに減少する時軸２ ８は開始位置に戻る。コイル３８の電流を反転させると軸２８の角変位は、コイ ル３８の新しい方向の最大電流に達するまで逆方向に向かう、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の 抵抗値はシステムに望ましい角変位を与えるように選択される。

ミラー２６を比較的一定の角速度で駆動するのに適した駆動電圧ＶＩＩＩＩＶｔ は第２Ｂ図に示されている。第２Ｂ図に示すように、駆動電圧■□Ｉｖ！は三角 波である。当業者によって知られているように、ミラー例えばミラー２６の回転 方向は第２Ｂ図の変動駆動電圧■。□９．に関連づけることができる。第２Ａ図 の駆動回路３１の入力４２に三角波駆動電圧■□、□を印加すると、コイル３８ の電流によって軸２８は一方向に入力４２に印加される正のピーク電圧に対応し た最大変位にまで角変位し、次に逆方向に角変位し零クロス点の開始位置を経て 入力４２に負の最大電圧が印加される時の最大変位にまで至る。コイル３８の電 流は入力４２に印加される駆動電圧ＶＤＩＩＩＶＥに比例する。

さらに、ミラー２８の角速度は変動駆動電圧■□ＩＶＨの周期と関連している０ 例えば、毎秒３６回の走査を得るためには、バーコードの一回の走査は約２８ｍ ５毎に発生する必要がある。従って、交互の走査方向で毎秒３６回の走査周波数 を達成するには、駆動電圧信号ＶＤ＊ＩＶＷの周期は約５６１１Ｉｓ必要である 。

第３Ａ図はバーコードスキャナ１０によってビーム２４で走査される。バーコー ド素子２１ａを示す。第３Ａ図はさらに（１）ミラー２６とバーコード２０との 垂直ライン２５に沿った距離りと、（２）垂直ラインからのビーム２４の偏向角 シータθと、（３）垂直ライン２５からの走査スポット２１ａの距ｊｉｌｌＸと の間の幾何学的関係をも示す。この関係は次の式によって支配される。

Ｘ−Ｄ（ｔａｎ　θ）　　　　　　・　（１）走査ビーム２４はミラー２６の角 変位によってバーコード２０の表面を移動して素子２１ａを走査する。ビーム２ ４がバーコード２０の表面を移動する瞬時リニアスポット速度■は上式を時間で 微分することによって以下の如く得られる。

ｖ＝ｄｘ／ｄｔ−ｄ　（Ｄ　（ｔａｎ　θ））／ｄｔ−（２＞したがって Ｖ＝Ｄ（ｓｅｃ、θ）　　（ｄθ／ｄｔ）　　　　　　　　−（３）この式はミ ラー２６が回転する角速度オメガωがｄθ／ｄｔであることに注目するとさらに 簡略化される。

ωコｄθ／ｄｔ　　　　　　　　　　　　　　　・・・（４）従って Ｖ−Ｄω５ｅＣ３θ　　　　　　　　　　　　　−（５）走査ビーム２４がバー コード２０の表面に当たると、少なくともその一部は反射してミラー２６に戻る 。ミラーは次にビーム２４の反射部分をバーコードスキャナ１０の信号受信手段 ３４に反射させる。信号受信手段３４によって行なわれるバーコード復号は、上 述した瞬時リニアスポット速度■とバーコード２０の密度を含む多（の変数の関 数である。高密度のバーコードは所与の領域に多数のバーコード素子２１を有す る。低密度のバーコードは同一の領域に少数のバーコード素子を有する。従来技 術の走査バードウェアでは、異なった範囲のコード密度を有したバーコードの復 号する比較的簡単な復号アルゴリズムを用いているので、操作者は被走査バーコ ードからスキャナを遠ざけたり近づけたりしてＤを変化させるために介在するこ とが要求された。操作者によるスキャナのこの移動はバーコードに対する瞬時ス ポット速度を変させる。従って、熟練した操作者は移動によってコード素子幅を 時間の関数として効果的に正規化でき、異なった密度のバーコードもスキャナに 対して復号アルゴリズムの許容範囲として見られる。一般にこの従来技術におい ては、高密度バーコード素子に対しては近く、低密度バーコード素子に対しては 遠くにスキャナを移動させている。バーコード素子の正規化は被走査素子とミラ ーとの距＃Ｄを変えた結果としてのみ発生するので、そのような正規化は、すべ てではないにしても、バーコードに対してスキャナを移動させる試行錯誤プロセ スの結果としてのみ発生することは明らかである。このような“試行錯誤”走査 プロセスは、多数のバーコードを所定時間内に走査しなければならない場合や、 未熟練操作者が行う場合や、あるいは操作者が場合にアクセスすることが制限さ れてバーコードに対してスキャナを移動するのが妨げられる場合には、望ましく ない。制限されたアクセスの例は、被走査物が重ね積ねられ遠いところにある保 管庫での在庫調べである。

再度第３Ｂ図を参照するに、異なった密度の多数のバーコード２０ａ、２０ｂお よび２０Ｃが示されている。米国特許出願第９１３．２１５号に記載された型式 の従来技術バーコードスキャナでは、バーコード２０ａ、２０ｂおよび２０ｃは 、もしこれらバーコードが第３Ｂ図のバーＡ、ＢおよびＣによって示された各々 の復号領域Ａ、ＢあるいはＣ内の距離だけスキャナのミラーから離れていれば復 号できる。詳しく述べると、コード２０ａのような高密度バーコードを復号する には、スキャナからの距ＭＤＩからＤ４の範囲をカバーする領域Ａにこのバーコ ードを置く必要がある。

コード２０ｂのような中密度バーコードを復号するにはスキャナからの距ＭＤｚ からのり、の範囲をカバーする領域Ｂに置く必要がある。コード２０ｃのような 低密度バーコードを復号するには、スキャナからの距離り、からり、の範囲をカ バーする領域Ｃに置く必要がある。各走査領域の相対的大きさと寸法は、ミラー の角速度と復号されるバーコードの性質のような変数に従って、スキャナ毎に異 なってくることを理解されたい。バーコードとスキャナ間の距離を手動調整する 必要は、コード素子が対応する復号領域Ａ、ＢあるいはＣに位置するように、換 言すればスキャナから適当な距離に位置するように、スキャナをバーコードに対 して位置づける必要から生してくる。

本発明は、軸２８とミラー２６の回転速度あるいは角速度を変え、従って目的バ ーコードの表面での光ビーム２４の瞬時リニア走査速度■を変えることによって 、ある範囲のコード密度に対する復号領域を拡大している。これによって、走査 されているバーコードからスキャナを移動して距離りを変える必要がなく自動的 にコード素子幅を時間の関数として正規化している。従って上述した従来技術の システムで操作者が試行錯誤でスキャナを移動させるということは本発明で大抵 の動作条件の下で最小化される。

一般に、操作者が行う必要のあるのはスキャナを被走査バーコードに向けること と走査を開始することがすべてである。

さらに第３Ｂ図を参照するに、スキャナに比較的近い範囲Ａで規定される領域で 通常は復号される高密度バーコードは、スキャナからの距ＨＤ＋からり、をカバ ーする範囲Ｅで規定される全スキャナ復号領域の境界内のどこでも事実上効果的 に復号できる。

同様に、範囲Ｃで規定される領域で通常は復号される低密度バーコードも、範囲 Ｅで規定される全スキャナ復号領域の境界内のどこでも効果的に復号できる。ス キャナに対して内側近くに移動して、第３Ｂ図で７０と７２の参照番号を有する ミラー２６から外方に遠ざかって広がる実線で示される最大偏向角度シータθを 越えるバーコード２０の部分は、ビームの偏向角度を超えているので復号できな いことに留意されたい。

走査速度を変化させた結果達成されるコード素子の正規化によって、操作者は試 行錯誤でスキャナと目標との距離りを調整する必要なく、自動的に種々の復号に 関する問題を解消する。

本発明の現在好ましい実施例では、走査速度は走査ミラー２６の角速度ωを変調 することによって変化させている。本発明の第１の実施例ではこの速度変調は第 ２Ｂ図に示す三角波駆動信号４４ｖＤ、ｌＩｖ、：を第４図に示す変動電圧信号 ４６に置き換えることによって達成される。信号４６は好ましくは、電圧値■、 とＶ。

との間でそして電圧値■、に戻るのにｉ調的に変化するものである。＊−調関数 の定常変化はミラーの急激な動きを避け、従ってバーコード素子の復号歪みを避 ける。第４図に示すように、駆動電圧が■１からｖ２に増加する曲線４６の一部 を形成する関数ｆ（１）は、駆動電圧がＶ、からｖｌに減少する曲線４６の一部 を規定する関数ｇ　（ｔ）と異なっている。

一般的に述べると、単調的であればどのような非対称信号でも使用できる。従っ て、三角関数、指数関数、およびアルゴリズム信号等の信号を使用できる０例え ば第７図を参照するに、駆動信号４６ａから４６ｃのいずれを使用しても本発明 の所望の走査速度変化を得ることができる。第７図に示す駆動信号において、電 圧■、と■１間および電圧■２と７３間の信号の傾斜は異ならせることができ、 走査速度の広いダイナミックレンジを得るために時間に対して変化させることが できる。例えば、信号周波数を一定にし信号の傾斜を信号４６ａから４６ｃで時 間に対して変化させることができる。次に信号を逆の順序であるいは所定のシー ケンスで繰返して、時間に対して各サイクルを形成して走査ミラーの各速度を変 化させることができる。

走査ミラー２６の角速度ｄθ／ｄＬの変調は、デジタル−アナログコンバータと 所定のアルゴリズムを用いてデジタル方法によって交互に達成できる。この種シ ステムでは、マイクロプロセッサが値をレジスタにロードし、次にアナログ信号 に変換される。

アナログ信号は次にミラーの走査周波数を変調するのに用いられる。簡単な速度 変化テーブルをファームウェア内に以下の例のように実施できる。もし−復号当 たり４０走査を企みるならば、最初の１０走査を“ベース゛速度ｎで発生させる ０次の１０走査はｎ＋ｄｎ　　（ｄｎは小さな速度増分変化）の速度で発生させ る。次の１０走査はｎ−ｄ　ｎの速度で発生させ、最後の１０走査は速度ｎで発 生させる０例えばｎ±２ｄｎ、３ｄｎ等の他の走査速度増分変化を所望のシーケ ンスの走査速度として行うこともできる。

走査速度の増分変化を発生させる適当なシステムの一例を第５Ａ図に示す。

第５Ａ図を参照するに、マイクロプロセッサ４８は３人カボート４９を有し、デ ジタルデータをプログラム制御で書き込める。

これらポート４９に走査訂正レジスタ５５にランチされ、その出力は次にデジタ ル・アナログコンバータ５４に与えられる。コンバータ５４は８ビット分解能の アナログ電圧を電圧制御発振器５０に与える。デジタル・′アナログコンバータ ５４の出力はマイクロプロセッサ４８によってポート４９に入力されたデジタル データに直接関係した関数である０例えば、第５Ａ図に示す制御において、もし デジタル値が零であれば、コンバータ５４のアナログ出力は零ボルトであり、も しデジタル値７が（バイナリ１１１）であれば、アナログ出力は５ボルトである 。零ポルトと５ボルトの間の中間の出力値は、デジタル値零と７との間で得られ 、動作プログラムの望むいかなるステップ変化でも走査ミラー２６の振動周波数 を変化させる。第５Ａ図の制御回路、あるいは同様の制御機能を行うもっと複雑 な制御回路の構成とプログラミングは当業者にとって周知である。

第５Ｂ図は本発明の他の実施例を示す。第５Ａ図のマイクロプロセッサ４８、走 査訂正レジスタ５５、デジタル・アナログコンバータ５４および電圧制御発振器 ５０よりなる同一の駆動システムを用い、さらに入力データをマイクロプロセッ サ４８に与える素子を追加している。入力データはマイクロプロセッサ４８によ って行なわれる走査訂正レジスタへの置換の値のインテリジェンス決定を可能と し、バーコード２０の適切な復号を可能とする。

公称値３　（バイナリ１１１）が最初に走査訂正レジスタ５５に設定される。バ ーコード２０を走査しても復号が確定しない場合は、マイクロプロセッサ４８は バーコード２０に関して与えられた入力を用いて、以下に述べるように走査訂正 レジスタ５５に入力された値を調整することによって走査速度を調整する。

走査が行なわれると、バーコード２０で反射した光はホトダイオード５１に受信 され、電圧に変換されて増幅器５７で増幅される。ビデオデジタイザ回路５２に よってアナログ信号はバーとスペースを表わすデジタル信号に変換される。ビッ トパターンはマイクロプロセッサ４８に送られて評価され、走査訂正レジスタ５ ５にどの信号を送るかが決定される。マイクロプロセッサ４８内の動作プログラ ムは、復号の理想的周波数を４（バイナリ１００）として、ビットパターンの平 均周波数を評価する。ピントパターンが理由周波数から離れると、走査訂正レジ スタ５５のデジタル値を必要なだけ増加もしくは減少させることによってミラー 速度を調整できる。バーコード２０が正しく復号できるまでこのプロセスは各走 査毎に繰返される。

本発明の好ましい実施例は第５Ｃ図の概略図と第６図に示す関連した波形によっ て示されている。

第５Ｃ図を参照するに、電圧制御発振器５０は電流ドライバ５２に駆動信号を与 える。電流ドライバ５２の出力はミラー軸２８を駆動する。発振器５３は約３Ｈ ｚの固定周波数で発振する。

発振器５３の出力は増幅器を介して電圧制御発振器５０に与えられ、発振器５０ の周波数制御電圧を与える。以下に述べるように、第５Ａ図のコイル３８に電圧 波形が印加され軸２８を駆動することによって走査ミラー２６の偏向を制御する 。この電圧波形はステッピングモータ駆動電圧と称する。適切なステッピングモ ータ駆動電圧の一例を第６図に示し、以下に説明する。

第６図のステッピングモータ駆動電圧９０がＶｌからＶ友に増加すると、■ヨか ら■２に変化する時間１．の間にミラーは左から右に偏向する。ステッピングモ ータ駆動電圧９０が■□から■、に減少するとミラーは時間ｔ、の間に右から左 に偏向する。

全サイクル時間はｔｌと１．の合計に等しく、振動周波数の逆数である。

周波数制御電圧は■、からｖ３に変化し、次に■３から■４に変化し、ステッピ ング駆動電圧９０の全サイクル時間を変える。

その結果、走査ミラー２６が左から右におよび右から左に偏向するのに要する時 間が変化する。従って、走査ミラーが偏向する速度は特定のサイクルでの制御電 圧の値に依存する。制御電圧９１が■４の時、全サイクル時間は最長であり、し たがって、最低スィーブ周波数９４をとる。制？ｌｌ１ｍ圧９１が■３の時、全 サイクル時間は最短であり、したがって、最高スィーブ周波数９５をとる。

第５Ｃ図の電圧制御発振器５０の制御電圧９１は発振器５３から供給され、第７ 図に示すように遅く変動する電圧である。制御電圧９１の発振周波数はステッピ ングモータ駆動電圧９０よりもかなり低いので、ミラー軸２８のどのスィーブに おいても制ｉｔ圧の微少変化（ｄ　Ｖ）は最小に保たれモータ駆動電圧を比較的 リニアで対称なものとしている。

第７図は第６図に示すステッピングモータ駆動電圧９０の変形例を示す他のステ ッピングモータ駆動電圧８０を示す、第７図において、走査ミラー２６の振動周 波数は一定に保たれているが、左から右および右から左への相対速度は制御電圧 ９１の関数として変化させている。制御電圧９１が点８４で■４の時、左から右 のへ速度は最高であるが右から左への速度は最低である。制御電圧９１が第７図 の点８５で■、に達する時、逆となる。即ち、右から左への速度は最高で左から 右への速度は最低である。第７図の点８６の電圧■、で■、とＶ、との間で発生 する電圧では、走査ミラー２６の速度は両方向で等しい。

本発明の可変速度走査を行うには、ステッピングモータ３０以外のモータ手段も 適切にガルバノメータとして使用できる、例えば、第８Ａ図と第８Ｂ図に示すよ うに、ＤＣモータ３０′を用いて華−あるいはマルチファセットの反射ポリゴン ２６を回転させることができる。軸２８の角速度は、時間の関数としてＤＣモー タ　３０を駆動するために印加するＤＣ！圧を変えることによって変化させるこ とができる。この種のモータ駆動システムは、走査されるコード素子密度を正規 化するのにモータ速度を変えるオプティカルフィードバックを用いることによっ て、第５Ｂｌｆｆｌに示し上述した型式の制御回路とともに使用することもでき る。

本発明のさらに他の実施例では、第９Ａ図から第９Ｃ図に示すマルチファセット 、マルチ角度ポリゴンを、上述したステッピングモータ３０のようなステッピン グモータあるいはＤＣモータ３０のようなりＣモータによって回転駆動できる。

第９Ａ図から第９Ｃ図に示すように、ポリゴン２６はベース部６２からは＼上方 に述べる複数の鏡面６０を有する。第９Ａ図と第９Ｃ図にはっきりと示されてい るように、すべての鏡面６０が同一角度でベース部６２から延出しているのでは ない０例えば、第９Ｃ図において、鏡面６０．と６０．は長軸６４に対してベー ス部６２から異なった角度で延出していることがはっきりとわかる、鏡面の数や ベース部に対する鋭角の延出角度等の変数は、スキャナと被走査物との間隔およ び相対速度ならびに復号されるオプティカルコードの全体の大きさに従って選択 される。このシステムにおいては、距離を手動調整する必要がないのに加えて垂 直面の調整も必要がない。

ＦＩＧ、２Ａ 時間 ＦＩＧ、３Ｂ 時間 φ０以 ／″６ Ｆ［Ｇ、９Ａ ＦＩＧ、９Ｂ ＦＩＧ、９Ｃ 国際調査報告

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. １．光学的に読取り可能なコードを可変速度で走査する装置であって、 光ビームを発生する手段と、 前記光ビームを目標の光学的に読取り可能なコードに沿って偏向させるとともに 、前記コードは少なくとも前記光ビームの一部を装置に向って反射させるように した偏向手段と、前記偏向手段と作動状態に接続され、前記光学的に読取り可能 なコードを初めに第１の走査速度で走査し次に第２の走査速度で走査するように 、前記光ビームが前記目標に沿って偏向される速度を自動的に変化させる手段と 、そして前記光ビームの反射部分を処理して目標の光学的に読取り可能なコード を復号する手段とより成る装置。
2. ２．前記光ビーム発生手段はレーザより成る請求の範囲第１項の装置。
3. ３．前記光ビーム偏向手段は少なくとも１個の反射面より成る請求の範囲第１項 の装置。
4. ４．前記少なくとも１個の反射面は、前記光ビームが偏向される速度を制御する 手段によって回転駆動される軸に結合され、前記速度制御手段は前記軸に結合さ れたモータ手段と、前記モータ手段の速度を変えるモータ駆動制御手段とより成 る請求の範囲第３項の装置。
5. ５．前記モータ手段はガルバノメータより成る請求の範囲第４項の装置。
6. ６．前記モータ手段はＤＣモータより成る請求の範囲第４項の装置。
7. ７．前記軸は所定のシーケンスを持った複数の異なった回転速度で回転する請求 の範囲第４項の装置。
8. ８．前記モータ手段は前記モータ駆動制御手段からの単調変化電圧信号によって 駆動される請求の範囲第４項の装置。
9. ９．前記光学的に読取り可能なコードはバーコードより成る請求の範囲第１項の 装置。
10. １０．前記速度変化手段は単調変化電圧信号によって駆動されるモータ手段より 成る請求の範囲第１項の装置。
11. １１．前記偏向手段は複数の光反射面を有した回転駆動されるポリゴンより成る 請求の範囲第１項の装置。
12. １２．前記複数の反射面の少なくとも二面は異なった平面に横たわる請求の範囲 第１１項の装置。
13. １３．光ビームを発生するレーザより成る光発生手段と、復号されるオプティカ ルコードに向けて前記光ビームを反射させる少なくとも１個の反射面を有した反 射手段と、前記反射手段を回転駆動するモータ手段と、前記モータ手段が前記反 射手段を回転させる速度を変化させる制御手段と、そして 前記オプティカルコードから反射した前記光ビームの少なくとも一部を処理する 処理手段とより成るオプティカルコードの小型可搬走査デバイス。
14. １４．前記モータ手段はガルバノメータモードで作動できるステッビングモ−夕 より成る請求の範囲第１３項の走査デバイス。
15. １５．前記制御手段は前記モータを駆動する単調変化電圧信号を出す請求の範囲 第１３項の走査デバイス。
16. １６．前記反射手段は少なくとも二面が異なった平面に横たわる複数の反射面よ り成る請求の範囲第１３項の走査デバイス。
17. １７．前記モータ手段前記反射手段に結合された軸より成り、前記軸は少なくと も２個の異なった回転速度で回転駆動可能である請求の範囲第１３項の走査デバ イス。
18. １８．前記処理手段は前記制御手段と作動可能に接続され軸の回転速度のフィー ドバック制御を与える請求の範囲第１３項の走査デバイス。
19. １９．前記モータ手段はＤＣモータより成る請求の範囲第１３項の走査デバイス 。
20. ２０．前記制御手段は前記モータ手段に信号を入力して前記反射手段を回転転勤 して前記コード素子の異なった密度を正規化する請求の範囲第１８項の走査デバ イス。
21. ２１．（ａ）光ビームを発生し前記光ビームを反射面に向けるステップと、 （ｂ）前記反射面を第１の角速度で回転させて前記光ビームをバーコードのコー ド素子に沿って偏向させるステップと、（ｃ）前記コード素子によって反射され た前記偏向光ビームの一部を検出するステップと、 （ｄ）前記第１の角速度と異なる第２の角速度で前記反射面を回転させて前記コ ード素子に沿って再度前記光ビームを偏向させるステップと、 （ｅ）前記コード素子によって反射され前記第２の角速度で偏向された前記偏向 光ビームの一部を検出するステップと、そして （ｆ）前記偏向光ビームの検出された部分を評価して光学的に読取り可能なコー ドに関するデータを与えるステップとより成る光学的に読取り可能なコードを走 査する方法。
22. ２２．前記反射面の回転はモータ手段によって行なわれ、さらに前記モータ手段 を単調変化駆動信号で駆動するステップをさらに有する請求の範囲第２１項の方 法。
23. ２３．前記光ビームはレーザによって発生される請求の範囲第２１項の方法。
24. ２４．前記反射面は単調変化駆動信号で回転駆動される軸に取付けられたほゞ平 坦なミラーより成る請求の範囲第２１項の方法。
25. ２５．前記反射面は、ほゞ平坦な複数の反射面を有して回転駆動される軸に結合 されたポリゴンより成る請求の範囲第２１項の方法。
26. ２６．前記反射面の少なくとも二面は異なった平面に横たわる請求の範囲第２１ 項の方法。
27. ２７．前記偏向光ビームの検出された部分を用いて前記反射面が次に回転する速 度をフィードバック制御するステップをさらに有する請求の範囲第２１項の方法 。