JPH04286382A - レーザーの寿命延長装置および方法 - Google Patents

レーザーの寿命延長装置および方法

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JPH04286382A
JPH04286382A JP3329890A JP32989091A JPH04286382A JP H04286382 A JPH04286382 A JP H04286382A JP 3329890 A JP3329890 A JP 3329890A JP 32989091 A JP32989091 A JP 32989091A JP H04286382 A JPH04286382 A JP H04286382A
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motor
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JP3329890A
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Christopher J Wittensoldner
クリストファー　ジョウゼフ　ヴィトンソルドナー
Denis M Blanford
デニス　マイクル　ブランフォード
John K Burkey
ジョン　ケニス　バーキー
Paul O Detwiler
ポール　オリヴァー　デトワイラー
Barry M Mergenthaler
バリ　マイロン　マーガンサーラ
Wilbur I Hilles
ウィルバー　アイザック　ヒラス
Robert J Tom
ロバート　ジョウゼフ　トム
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    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10821—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices
    • G06K7/10851—Circuits for pulse shaping, amplifying, eliminating noise signals, checking the function of the sensing device
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザーの有効寿命を延
長する装置およびその方法に関し、特に符号化された記
号（以下、符号化記号という）が標的領域内に走査のた
め存在する期間中のみ、レーザーが連続的動作状態に維
持される装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザーは多種形態の装置およびシステ
ムに使用される。そのようなシステムの一例は商品会計
検査システムである。このシステムではレーザーは顧客
が購入した商品に関するデータの読み取るバーコードリ
ーダーに含まれている。バーコードを用いて符号化され
たデータおよびリーダーで読み取られるデータには製造
者データ、商品データ等が含まれている。
【０００３】バーコードリーダーでしばしば使用される
レーザーの一形態はレーザーダイオードである。レーザ
ーダイオードはもしも連続的に「オン」状態に維持され
ると、その寿命はバーコードスキャナの残りの部分に比
較して比較的に短く、交換が必要となる。それゆえ、レ
ーザーを使用するバーコードスキャナその他の装置を使
用する場合にはレーザーダイオードの寿命を増大する必
要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明はレ
ーザー寿命を延長する装置および方法を与えることを課
題とする。
【０００５】本発明の別の課題はレーザーが連続的に動
作することを要求されないレーザー付きスキャナを与え
ることである。
【０００６】本発明のさらに別の課題は、標的領域中に
符号化記号記号の存在を検知するまで標的領域の検知は
レーザーを連続モードで作動せずに行い、検知したとき
にレーザーの連続作動を開始するようにされたレーザー
付きスキャナを与えることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザーの有
効寿命を延長するための装置および方法であって、レー
ザーを連続的に動作させることを要求せずに、しかもか
かる装置が所望の態様で機能すべく使用することができ
るようにレーザーを使用することにより、寿命延長を図
るものである。
【０００８】本発明の第一実施態様はレーザーの寿命を
延長する装置であって、光ビームを与えるレーザー装置
と、該レーザー装置を駆動する装置と、該レーザー装置
からでる光を標的領域に印加する装置と、該標的領域か
ら反射される光を検知して、該反射光を表すと共に該反
射光の比較的明るい状態から比較的暗い状態への遷移お
よびその逆への遷移を含む信号を発生する検知装置と、
予定時間に生じる遷移数を計数して当該時間内の遷移を
整数する装置と、予定時間内の該遷移数を評価して符号
化された記号が該標的領域に存在することを該計数値が
表すか否かを決定する評価装置と、該評価装置および該
レーザー装置駆動装置に結合され、該比較装置が符号化
された記号が検知されたことを示すときは該レーザー装
置の動作を継続させる第一制御装置とを含むレーザー寿
命延長装置である。
【０００９】本発明の第二実施態様はレーザー、走査装
置、アクティビティータイマ、該走査装置を駆動する電
動機、該電動機に結合されてその回転を検出するセンサ
、およびビデオパルスカウンタを含むシステムの動作方
法であって、（ａ）該レーザーをオン状態にするステッ
プと、（ｂ）走査している標的領域内にアクティビティ
が存在するか否かを決定すべく走査を行うステップと、
（ｃ）もしもアクティビティが存在するとアクティビテ
ィタイマを再開始するステップと（ｄ）走査している該
標的領域内にアクティビティが存在しないことを示す該
アクティビティタイマの時間切れであるか否かを決定す
るステップと、（ｅ）該アクティビティタイマが時間切
れとなるとき、該電動機に結合された該センサの状態を
決定するステップと、（ｆ）該センサの出力が二つの状
態の一にあるとき、該レーザーをオン状態にすると共に
該ビデオパルスカウンタをリセットするステップと、（
ｇ）上記ステップ（ｆ）に続き該センサ出力が該二つの
状態の他の一にあるときは、該レーザーをオフにすると
共にビデオパルス計数値を得るステップと、（ｈ）該ビ
デオパルス計数値が走査している該標的領域内のアクテ
ィビティの存在を示すか否かを決定するステップと、（
ｉ）もしもアクティビティの存在が示されると該アクテ
ィビティタイマを再開始させると共にステップ（ａ）に
戻るステップと、（ｊ）もしもアクティビティの存在し
ないことが示されるとアクティビティの存在が示される
まで、上記した該レーザーをオン／オフ状態にするステ
ップ、パルス計数値を得るステップ、アクティビティを
決定するステップを反復するステップとを含むシステム
動作方法である。
【００１０】本発明の上記課題および新規な特徴ある構
成は以下の説明および添付の図面から明らかになろう。
【００１１】
【実施例】図１を参照すると、レーザー動作システム１
０の略線図が示されている。システム１０にはレーザー
装置１２が含まれるが、これはレーザーダイオードでよ
く、例えば代表的なものとしてフォトダイオードを有す
る電力監視用の３−６ｍＷのものでよい。レーザーダイ
オード１２に供するレーザー駆動装置１４が設けられて
おり、これはレーザーダイオードに関連されたフォトダ
イオードの出力に応じて一定のレーザーダイオード出力
を維持する適当なフィードバック制御回路を含む。後に
詳述するように、レーザー駆動装置１４は制御線ラッチ
からレーザーオン／オフ制御信号を受信し、もしもレー
ザーがオンであるとマイクロ制御器にコレクター開信号
（コレクターを開く信号）を出力する。
【００１２】レーザーダイオード１２から出力された光
出力は光学的システム１６に印加される。この光学シス
テム１６は静止ミラー、レンズ、および標的領域１８内
の符号化記号を走査するためのパターンを発生する反射
面付きスピナーを含む。この走査スピナーはスピナー電
動機２０で駆動される。この電動機は一、二、または三
相電動機でよい。図３はプラスチックのスピナーカップ
４８を示す。このスピナーカップは光学システム１６の
一部をなす。スピナーカップ４８には複数のミラー５０
が装着されており、カップ４８はスピナー電動機２０の
カップ部分に固定されている。本システム１０に使用す
るに適した光学システムは、本出願の譲受人に譲受され
た１９８９年１月１０日付け米国特許第４７９７５５１
号に示されている。
【００１３】標的領域１８から反射された光は検知器２
２上に収束され、合焦される。この検知器は該光を検知
し、アナログ信号を発生し、その信号をアナログ増幅器
２４に発信する。この検知器としてジーメンス社で製造
され、オハイオ州ビーチウッド市のエレクトロニックセ
ールスマスターインコーポレーテッド社から市販されて
いる型式ＢＰＷ３４のフォトダイオードを利用すること
ができる。このアナログ増幅器回路はフォトダイオード
電流を利得２０メガオームでフィルター電圧に変換する
。明から暗へまたはその逆への検知光の状態シフトを表
すビデオ出力の遷移はこの電圧の第二微係数から生じる
。アナログ増幅器１８から来るこのビデオ信号は間隔カ
ウンタ２６に印加される。このカウンタ２６は特定用途
集積回路（ＡＳＩＣ）２８の一部を形成する。間隔カウ
ンタ２６は増幅器１８からのビデオ信号に遷移があるた
びに増大され、関連のマイクロ制御器３２の制御の下に
リセットされるが、これについては後に詳述する。特定
用途集積回路２８はまた後述するように一定の制御線を
ラッチ留めするため、制御線ラッチ３０を含む。
【００１４】マイクロ制御器３２はカリフォルニア州サ
ンタクララ市のインテルコーポレーションから市販され
ている型式８０Ｃ１９４でよい。間隔カウンタ２６は線
３４を介してマイクロ制御器３２により制御される、リ
セットされまたはマイクロ制御器にカウント値を与える
。このカウント値は線３６を介して間隔カウンタからマ
イクロ制御器に送信される。マイクロ制御器３２はまた
制御線ラッチ３０へ延びる線路３８によりレーザー１２
および電動機２０の制御を行う。制御線ラッチ３０から
制御線４０および４２がそれぞれレーザー駆動装置１４
および電動機２０へ延びる。レーザー１２がオンあるい
はオフ状態にあるかに関する情報が線４４を介してレー
ザー駆動装置１４からマイクロ制御器３２に与えられ、
電動機２０の動作に関する情報が線４６を介して電動機
２０からマイクロ制御器３２へ与えられる。
【００１５】図４には二相スピーナー電動機２０が線図
で示されている。適当な手段、例えばねじまたは粘着物
により台１１０がスキャナのフレームに、あるいは光学
ボックスその他のシステム素子に装架されている。この
台１１０はプラスチックその他の適当な材料の中空の柱
１１２を含む。プリント回路ボード１１４がその中に台
１１０と離隔されて柱１１２を受承できる開口によって
柱１１２上の固定位置に装架される。このボード１１４
は電動機制御回路を含むと共にホール効果検知装置１１
６を装着している。
【００１６】柱１１２は電動機２０内のカップ１１８内
で延び、このカップを回転自在に支持する。さらに、こ
の柱上に複数の電動機巻き線１２０が固定配置されてお
り、線１２１により回路ボード１１４に接続される。上
方ベアリング１２２および下方ベアリング１２４がピン
１２６を受承する。このピンはカップ１１８に固定され
てこのピンの長さ方向軸線の周りに回転可能にこれを支
持する。ばね１２５が柱１１２の内部壁上のベアリング
１２２および環状棚に係合し、カップ１１８を適切な動
作位置に維持する。巻き線１２０と相互作用して電動機
２０を動作させると共にホール装置１１６と相互作用し
てホール信号を発生する四極磁石１２８がカップ１１８
の内部表面に固定されている。この信号は線路４６（図
１）を介してマイクロ制御器３２に送信される。磁石１
２８は四極であるので、カップ１１８の各完全な位置回
転毎にホール装置１１６により二つの最大および最小ア
ナログ信号が発生されることがわかる。これらのアナロ
グ信号はデジタル２進法信号に変換されてマイクロ制御
器３２で使用される。
【００１７】上部素子１３０はカップ１１８の一部であ
りカップ１１８と共に回転する。光学的スピナーカップ
４８は適当な手段、例えば粘着剤またはスナップ嵌合に
よりカップ１１８に固定されてこれと共に回転される。
【００１８】マイクロ制御器３２はプログラム化されて
おり、この場合プログラムは、符号化記号を担持する個
別商品引き札または顧客（引き札の組）を選択的に区別
すべく部分的走査パターンを発生させるようにレーザー
ダイオード１２を拍動させて信号が（レーザーオン／オ
フ線路４０を介して）レーザー駆動装置１４へ送られる
ように組まれている。このパターンは検知器２２で検知
される。このパターンのタイミングは電動機２０から線
４６を介してマイクロ制御器３２に印加されるホール出
力信号に基づいている。反射された部分的走査パターン
により発生されるビデオ信号は環境、すなわち走査され
るべき符号化記号の欠落した標的領域、に特有のもので
ある。符号化記号が標的領域に入るとビデオ信号が変化
する。すなわち符号化記号の走査を表すビデオ信号は符
号化記号が存在しないときよりもはるかに多数の遷移を
発生する。典型的な場合符号化記号を含む引き札が全く
ないときは間隔カウンタ２６により計数される遷移数は
比較的小さく、最大でも約１０，０００／秒である。符
号化記号が検知されると遷移数ははるかに高くなり、代
表的な場合１００，０００ないし１，０００，０００遷
移／秒の範囲内にある。マイクロ制御器３２はこれらの
範囲を区別するように、かつ標的領域内に符号化記号が
存在するか否かに応じてレーザーダイオード１２を制御
するように、プログラム化されている。従ってレーザー
ダイオードは標的領域内に符号化記号が全く存在しない
ときは拍動的な不連続モードで動作される。符号化記号
が実際に標的領域内にあるとき以外レーザーダイオード
１２を常時不連続モードで動作することは、ダイオード
が比較的小さな時間帯だけ連続的に動作すること、その
ためその寿命を延長することを意味する。
【００１９】ここで図２の流れ図を参照すると、システ
ム１０により走査オペレーション期間中に行われる処理
の流れが示されている。図２のブロックで示されるよう
にシステムは最初に電力投入される。すなわちレーザー
ダイオードがオフ状態にされている「休眠」モードから
「覚醒」モードにされる。次いでブロック６２に示す主
走査ループ動作が開始される。このループでシステムは
ビデオ信号から完全な引き札もしくは符号化記号に対す
るデータを形成し、認識することを試みる。レーザーダ
イオード１２が次いでブロック６４に示すようにオンに
される。
【００２０】次にブロック６６に示すようにシステムは
引き札または引き札の一部の認知等の何らかのアクティ
ビティがあるか否かの決定をする。もしもそのような走
査アクティビティが存在すると、ブロック６８に示す「
アクティビティ」タイマが再開始され、処理は経路７０
を通ってブロック６２に戻る。この「アクティビティ」
タイマは本発明の一部ではなく、もしも一定期間のアク
ティビティの後にその後のアクティビティが特定期間認
知されないとレーザーダイオードをオフにするのに使用
される。
【００２１】もしも走査アクティビティが存在すると、
処理はブロック７２へ進み、ここで前回の「アクティビ
ティ」期間が時間切れになっている（時間経過している
）か否かの決定がなされる。もしも別のアクティビティ
がその時間切れの前に起こると、処理ループは経路７０
を通ってブロック６２に戻る。しかしもしも「アクティ
ビティ」タイマが時間切れでないと処理は経路７４を通
ってブロック７６（図２）に進み、ここで電動機２０（
図１）から経路４６を介して来るホール出力信号が低で
あるか否かの決定がなされる。もしも低でないと、ルー
プはこの信号が低となるまで経路７８を通てブロック７
６へ戻る。ホール出力が低となると、ブロック８０に示
すようにレーザーダイオード１２はもしもオンでないな
らオンにされ、リセットパルスカウンタ２６はゼロにリ
セットされる。
【００２２】パルスカウンタがゼロにリセットされた後
、ホール出力が高であるか否かの決定がなされる（ブロ
ック８２）。もしも高でないと処理は前記出力が高とな
るまで経路８４およびブロック８２を通るループとなる
。ホール出力が高であると決定されると、処理はブロッ
ク８６に進み、ここでレーザーダイオード１２はオフに
され、ビデオパルス計数がカウンタ２６から読み込まれ
る。このビデオパルス計数は電動機２０の９０度の回転
期間中に起こるものであることに注目されたい。
【００２３】次にブロック８８に示すようにこのパルス
計数の大きさが標的領域内のアクティビティの存在を示
すか否かの決定がなされる。この決定のために採用する
方法はマイクロ制御器メモリに格納されて表読み取り動
作で得られる標準値または参照値との比較でよく、ある
いは先行の読み取り値の平均値との比較でもよい。この
後者の方法を用いて平均可能な複数の計数値を得るため
には、数回のループを行わせればよい。そうすればすで
に得られている平均値に比して最新の計数が実質的に増
大しているときにアクティビティの存在が示されること
になる。
【００２４】もしもブロック８８でアクティビティの存
在が示されれば、処理は経路９０を通ってブロック９２
へ進み、ここでアクティビティタイマが再開始され、こ
の後、処理は前述したブロック６４へ進み、ここでレー
ザーダイオード１２はオンにされる。標的領域内でアク
ティビティが継続するかぎりレーザーダイオード１２の
連続的動作が起生する。
【００２５】もしもパルス計数値がブロック８８でアク
ティビティを示さないと、処理は経路９４を通ってブロ
ック９６へ進み、ここで電動機２０のホール出力が低で
あるか否かの決定がなされる。もしも低でないと、ホー
ル出力が低となるまで処理は経路９８およびブロック９
６を通るループとなる。ホール出力が低となった後、ホ
ール出力が高であるか否かの決定がなされ（ブロック１
００）、ホール出力が高となるまで処理は経路１０２を
通るループとなる。処理は次いで前述したブロック７６
へ進み、ここでホール出力が再び低状態になるまでシス
テムはループを行う。その結果レーザーがオンにされる
と共にビデオパルスがリセットされる（ブロック８０）
ための正しいタイミングが達成される。低から高への各
遷移およびその逆の各遷移は電動機２０の９０度の回転
期間中に起こる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本レーザー動作システムの要素のブロック線図
である。
【図２】本レーザーダイオードを作動させる処理の流れ
図である。
【図３】一部を断面で示す本光学システムのスピナーカ
ップ部分の略線図である。
【図４】一部を断面で示す本システムのスキャナの光学
システムを駆動する電動機の略線図で、併せて該電動機
の回転を検知するホール効果装置を示す。
【符号の説明】
１０　　レーザー動作システム ２８　　特定用途集積回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】レーザーの寿命を延長する装置であって光
    ビームを与えるレーザー装置と、該レーザー装置を駆動
    する装置と、該レーザー装置からでる光を標的領域に印
    加する装置と、該標的領域から反射される光を検知して
    、該反射光を表すと共に該反射光の比較的明るい状態か
    ら比較的暗い状態への遷移およびその逆への遷移を含む
    信号を発生する検知装置と、予定時間に生じる遷移数を
    計数して当該時間内の遷移を整数する装置と、予定時間
    内の該遷移数を評価して符号化された記号が該標的領域
    に存在することを該計数値が表すか否かを決定する評価
    装置と、該評価装置および該レーザー装置駆動装置に結
    合され、該比較装置が符号化された記号が検知されたこ
    とを示すときは該レーザー装置の動作を継続させる第一
    制御装置とを含むレーザー寿命延長装置。
  2. 【請求項２】レーザー、走査装置、アクティビティータ
    イマ、該走査装置を駆動する電動機、該電動機に結合さ
    れてその回転を検出するセンサ、およびビデオパルスカ
    ウンタを含むシステムの動作方法であって、（ａ）該レ
    ーザーをオン状態にするステップと、（ｂ）走査してい
    る標的領域内にアクティビティが存在するか否かを決定
    すべく走査を行うステップと、（ｃ）もしもアクティビ
    ティが存在するとアクティビティタイマを再開始するス
    テップと（ｄ）走査している該標的領域内にアクティビ
    ティが存在しないことを示す該アクティビティタイマの
    時間切れであるか否かを決定するステップと、（ｅ）該
    アクティビティタイマが時間切れとなるとき、該電動機
    に結合された該センサの状態を決定するステップと、（
    ｆ）該センサの出力が二つの状態の一にあるとき、該レ
    ーザーをオン状態にすると共に該ビデオパルスカウンタ
    をリセットするステップと、（ｇ）上記ステップ（ｆ）
    に続き該センサ出力が該二つの状態の他の一にあるとき
    は、該レーザーをオフにすると共にビデオパルス計数値
    を得るステップと、（ｈ）該ビデオパルス計数値が走査
    している該標的領域内のアクティビティの存在を示すか
    否かを決定するステップと、（ｉ）もしもアクティビテ
    ィの存在が示されると該アクティビティタイマを再開始
    させると共にステップ（ａ）に戻るステップと、（ｊ）
    もしもアクティビティの存在しないことが示されるとア
    クティビティの存在が示されるまで、上記した該レーザ
    ーをオン／オフ状態にするステップ、パルス計数値を得
    るステップ、アクティビティを決定するステップを反復
    するステップとを含むシステム動作方法。
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US07/618,185 US5212370A (en) 1990-11-20 1990-11-20 Apparatus and method for extending laser life by discontinuous operation
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