JPH0423089A - 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、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、正確に文字や符号
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、
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
て照準を定めるだけでよいといった利点が得られ、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。

ところか、上記の記号読取装置では、読取り面との距離
、読取り面の色、材質の違い、汚れ等のために受光素子
に入る反射光の光量は変動する。

よって、処理回路の取り扱う信号の波形整形か困難、か
つ不安定になり、読取り率か低下してしまう。

そこで、上記の欠点を克服するために、前走査の電気信
号の大きさを保持・記憶し、その大きさに応じて次の走
査時の増幅度を自動的に制御する自動利得制御回路を設
けた読取り装置が提案されている（特公昭６３−６３９
５０号公報参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、上記公報の記号読取装置をレーザビーム走査
形の記号読取装置に適用しようとすると、次の問題があ
る。

レーザビーム走査形の記号読取装置の場合、レーザビー
ムと読取り面との角度は一定に保たれるとは限らない。

レーザビームと読取り面との角度は、読取り対象を取り
替えるごとに（例えば複数の商品のバーコードを読み取
る場合、商品を替えるごとに）変わるのは勿論、同じ商
品に対してもレーザビームを１回ずつ走査するごとに変
るものである。

したがって、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。特に、読取対象からの反射光か正反射
の条件を満たしている状態にあるとき、受光光量は急激
に増大する。

この場合に上記公報に記載のような制御をする場合、前
走査時に読み取り面が正反射光を返すような角度にあり
、次の走査時にその角度から外れたような場合、自動制
御された利得が上記「次の走査時」には極端に小さくな
り信号を処理できなくなるという問題がある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、
その目的とするところは、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、安定した自動利得制御をすること
ができる記号読取装置を提供することにある。

〈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、
対象面からの反射光を受光する受光手段と、 受光手段の出力によって受光量を読取る受光量検出手段
と、 前のレーザビーム走査時おいて受光量検出手段で読取ら
れたレベルが一定の基準値を超える場合にそのレベルを
制限するピーク値制限手段と、ピーク値制限手段の出力
に基づいて、レーザビーム走査における増幅器の利得を
制御する利得制御手段とを有するものである。

く作用〉 前のレーザビーム走査時おける読取対象面からの反射光
が通常の拡散反射に基づくものであれば、受光量検出手
段で読取られたレベルは一定の基準値を超えることはな
いので、ピーク値制限手段の制限機能は働かない。しか
し、正反射光を拾った場合には、受光量検出手段で読取
られたレベルは基準値を遥かに超えるので、レベルは制
限される。

したがってピーク値制限手段の出力は当該基準値に制限
されるので、次のレーザビーム走査における増幅器の利
得は極端に低下することはない。

〈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、半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、並びに受光素子
７の出力信号を増幅し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ｌ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８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
る。受光回路９１の出力信号は増幅回路９５て増幅され
、増幅された信号は波形整形回路（図示せず）に入り、
その後、二値化、コード認識等が行われる。

一方受光回路９１の出力信号は、受光量検出手段である
ピークホールド回路９２によりピーク値か検出される。

このピーク値信号は、ピーク値制限回路９３に入力され
、ここにおいてピーク値が一定の基準値Ｖｏ以上であれ
ば、当該基準値Ｖ。

に制限される。基準値ＶＯは、正反射光や外部の明光な
ど、通常受光素子７に入射されるべきでない異常な強さ
の光に基づく受光レベルよりも低いレベルに設定されて
いる。言い換えれば、利得制御回路９４により自動制御
される増幅回路９５の利得が極端に小さくなり正常な信
号を処理できなくなることがないような正常な受光レベ
ルの上限に予め設定される。ピーク値制限回路９３の出
力は利得制御回路９４に入り、利得制御回路９４は、そ
の人カレヘルに応して増幅回路９５の利得を自動制御す
る。

上記回路の動作を詳説すると、受光素子７から出力され
た信号Ｖａは、受光回路９１により包路線検波されて信
号Ｖｂとなり、ピークホールド回路９２によって、ピー
クレベルか保持された波形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、基準値Ｖｏに達していなけれ
ば、そのままピーク値制限回路９３を通過するか、基準
値ＶＯを超えていると基準値Ｖ。

に制限される。そして、利得制御回路９４は基準値ｖＯ
を上限とするピーク値制限回路９３の出力に基づき増幅
回路９５の利得を自動制御する。

したがって、読取対象面の戊射光が急激に増大するよう
なことがあっても、増幅回路９５の利得は、上記利得制
御回路９４の働きにより、極端に低下することはなくな
るので、正常なレベルの反射光に対して迅速かつ正確に
バーコードの読取を行うことができる。

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、この時点で読取動作は終了する。

第３図は、上記受光回路９１、ピークホールド回路９２
、ピーク値制限回路９３、利得制御回路９４、増幅回路
９５の具体例を示す回路図である各回路は、演算増幅器
を中心とした回路で実現されている。この具体的回路は
、ピークホールド回路９２の入力を受光回路９１の出力
でなく、増幅回路９５の出力からとっているが、これは
、アナログ回路構成上、温度変化等の影響をより減少さ
せるために行われる回路設計上の技術である。

ピーク値制限回路９３は、ダイオードＤ、電源Ｅからな
るダイオードリミッタといわれる回路であり、電圧を Ｅ＋Ｖｌ） に制限する役割をする。ここに、ＶＤは、ダイオードＤ
の順方向降下電圧である。ピーク値制限回路９３の出力
側に接続された演算増幅器０Ｐ−１は、ピーク値制限回
路９３の出力とＦＥＴとのマツチングをとるための回路
である。演算増幅器０Ｐ−２は、通常の反転増幅器の帰
還抵抗器の変りにＦＥＴを取り付けたものである。ＦＥ
Ｔのトレイン（Ｄ）ソース（Ｓ）間の抵抗値は、ゲート
（Ｇ）の電圧に応じて変化するので、増幅とともに利得
制御を行わせることができる。

以上、添付図面に基づいて本発明を説明してきたが、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
ピーク値制限回路９３の機能を演算増幅器でなくマイク
ロコンピュータのソフトウェアで実現することも可能で
ある。また、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
からの受光量が極端に上昇した場合には、一定の基準値
に制限することとしたので、次のレーザビーム走査にお
ける増幅器の利得は極端に低下することはない。したが
って、記号読取装置による読取り中に偶然正反射光や、
外部の明光をを拾った場合等においても、迅速かつ正確
に対象物を読み取ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は記号読取装置における要部電気回路を示すブロ
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
は電気回路を演算増幅器で実現した具体的回路図である
。 ２・・・半導体レーザ発振装置、６・・・バーコード面
、７・・・受光素子、９１・・・受光回路、９２・・・
ピークホールド回路、 ３　・・ ピーク値制御回路、 利得制御回路、 ５・・・増幅回路、 ・・・基準値

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、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し、増幅器で増幅し、
   信号処理することによって、対象面に付された記号を読
   取る記号読取装置において、 対象面からの反射光を受光する受光手段と、受光手段の
   出力によって受光量を読取る受 光量検出手段と、 前のレーザビーム走査時おいて受光量検出 手段で読取られたレベルが一定の基準値を超える場合に
   そのレベルを制限するピーク値制限手段と、 ピーク値制限手段の出力に基づいて、レー ザビーム走査における増幅器の利得を制御する利得制御
   手段とを有することを特徴とする記号読取装置。