JPH05292261A - レーザー走査装置 - Google Patents

レーザー走査装置

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JPH05292261A
JPH05292261A JP4308511A JP30851192A JPH05292261A JP H05292261 A JPH05292261 A JP H05292261A JP 4308511 A JP4308511 A JP 4308511A JP 30851192 A JP30851192 A JP 30851192A JP H05292261 A JPH05292261 A JP H05292261A
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laser scanning
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signal
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Gregg A Marwin
エイ マーウィン グレッグ
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 走査装置を休眠モードから走査モードへ自動
的に切り換え、レーザーダイオードや走査モーターな
ど、レーザー走査装置の重要な構成部品の寿命を延ば
し、かつ電力消費を少なくする。 【構成】 物体センサ回路３０は装置が休眠モードにあ
るとき、背景表面から反射されたパルス光を処理して定
常状態電圧信号を作る。この定常状態電圧信号から、正
および負しきい値電圧信号（それぞれ、定常状態電圧信
号より大きい値および小さい値を有する）を作る。比較
器は入力された３つの信号を比較して、物体が走査装置
の視野内に置かれると検出し、物体の反射率に従って定
常状態電圧信号が正または負しきい値電圧信号より高く
なったときまたは低くなったとき、物体を検出する。物
体を検出すると、トリガ信号を与えて、正常の走査処理
を妨げずに走査モードへ戻るように走査装置に指示す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バーコード記号を読み
取り、復号するレーザー走査装置、より詳細には、
（ｉ）レーザー走査装置の走査域内に置かれた物体を感
知し、（ii) レーザー走査装置を休眠モードから走査モ
ードへ自動的に切り換える物体感知装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】これまで、ラベルまたは物品の表面に見
えているバーコード記号を読み取るため、さまざまな光
学式読取り装置や光学式走査装置が開発された。バーコ
ード記号自体は、互いに境を接して配置され、さまざま
な幅を有し、異なる光反射特性を有する一連のバーとス
ペースで構成された表示の符号化パターンである。読取
り装置や走査装置は、バーコードを電気光学的に電気信
号へ変換し、その電気信号を復号して物品またはその一
定の特性を記述する英数字に直す。英数字は、一般にデ
ィジタル形式で表現され、データ処理装置に対する入力
として使用され、販売時点情報管理、在庫管理、等に利
用される。この一般形式の走査装置は、たとえば米国特
許第4,251,798 号、同第4,369,361 号、同第4,387,297
号、同第4,409,470 号、同第4,760,248 号、同第4,896,
026 号に開示されている。
【０００３】バーコード記号は、一般に、さまざまな幅
を有する長方形のバーすなわち記号要素で構成される。
特定の要素の配列は、使用するコードすなわち「記号表
示法」によって規定された一組の規則および定義に従っ
て表された文字を定義する。バーおよびスペーサの相対
的なサイズは、バーおよびスペーサの実際のサイズと同
様に、使用するコードの種類によって決まる。バーコー
ド記号で表現される１インチ当たりの文字の数は「記号
の密度」と呼ばれる。所望する一連の文字を符号化する
ため、メッセージの各文字をそれ自身の対応する要素群
で表し、要素配列の集合を連結して完全なバーコード記
号が作られる。一部の記号表示法においては、バーコー
ドがどこで始まり、どこで終わるかを指示するために、
独自の「開始」および「停止」文字を使用している。現
在、UPC/EAN 、Code 39 、Code 128、 EDF417 、Codaba
r 、 Interleaved 2 of 5 など、多数の異なるバーコー
ド表示法が存在する。
【０００４】説明の便宜上、以下、記号表示法によって
識別され、定義される文字を適合文字と呼び、記号表示
法によって識別されず、定義されない文字を非適合文字
と呼ぶことにする。したがって、決められた記号表示法
によつて復号できない要素の配列は、その記号表示法に
とっては非適合文字に相当する。
【０００５】一定サイズの表面積の上に表現する（すな
わち、格納する）ことができるデータの量を増すため
に、最近、幾つかの新しいコード規格が開発された。そ
れらの新しいコード規格の１つ、 Code 49 はバーを水
平に展開させる代わりに、文字列を縦方向に積み重ねる
ことにより「二次元」の概念を取り入れている。すなわ
ち、バーとスペースのパターンは、一列だけでなく、数
列存在する。この Code49 の構造は米国特許第4,794,2
39 号に記述されている。
【０００６】手持ち式読取り装置によって普通に行われ
る一次元単一走査線走査は、上記の二次元バーコードを
読み取るには都合が悪い。すなわち、読取り装置を各文
字列に個別にねらいをつけなければならない。同様に、
複数走査線式読取り装置は互いにある角度をなす多数の
走査線を発生するので、 Code 49 形式の二次元記号を
識別するには適さない。
【０００７】既知の走査装置においては、光ビームがレ
ンズまたは同種の光学部品によって光路に沿って、表面
にバーコード記号を有する物品に向けられる。走査装置
は１本の直線または一連の直線でバーコード記号を横切
って光ビームを繰り返して走査する。走査要素は、ビー
ムスポットを掃引し、記号を横断して走査線を描くこと
もできるし、あるいはスキャナの視野を走査することも
できるし、あるいはその両方を行うこともできる。
【０００８】走査装置は、さらに、記号から反射された
光を検出するセンサすなわち光検出器を備えている。こ
のため、光検出器は走査装置内すなわち光路内に配置さ
れている。光検出器は記号を横断して少し越えた所まで
延びた視野を有しており、記号から反射された光の一部
分を検出して電気信号へ変換する。電子回路網またはソ
フトウェアは、その電気信号を、走査した記号で表され
たデータのディジタル表現へ復号する。たとえば、光検
出器から出力されたアナログ電気信号は、一般に、パル
ス幅変調されたディジタル信号へ変換される。パルスの
幅は、バーおよびスペースの実際の幅に対応する。
【０００９】上記のディジタル信号は、そのあと特定の
記号表示法に従って記号内の符号化されたデータの２進
表現へ復号され、そして英数字に直される。
【００１０】レーザー走査装置は、バーコード記号を読
み取ることができる光学式装置が唯一の形式ではなく、
別形式のバーコード読取り装置として、電荷結合素子
（ＣＣＤ）技術に基づく光検出器を組み入れた読取り装
置がある。この形式の読取り装置においては、光検出器
のサイズは読み取る記号とほぼ同じか、それよりも大き
い。記号全体は読取り装置によって投光照明され、各Ｃ
ＣＤセルが記号から反射された光を順次読み取り、バー
またはスペースの有無を決める。この形式の読取り装置
は軽量であり、取扱いも容易であるが、記号を正しく読
み取るために読取り装置を記号上に置く、すなわち記号
に密着させる必要がある。このような読取り装置と記号
の物理的な接触は、ある種の用途には、あるいは使用者
個人の好みの問題もあるが、好ましい操作形態である。
【００１１】現在、バーコードを読み取る各種の固定据
付け式無指向性レーザー走査装置がある。これらの走査
装置は、一般に、１個またはそれ以上のモーター／ミラ
ー組立体を使用して走査パターンを発生させる。バーコ
ードを走査するため使用される光源は、通常、半導体可
視レーザーダイオードである。典型的な無指向性レーザ
ー走査装置においては、平面内のどんな向きでもバーコ
ードを走査できるように走査パターンが設計されてい
る。単一走査線レーザー走査装置（固定据付け式または
手持ち式のいずれでも）においては、使用者がバーコー
ド記号と走査パターンとを注意して一直線に並べなけれ
ばならないが、無指向性レーザー走査装置においてはそ
の必要はない。
【００１２】固定据付け式無指向性レーザー走査装置は
連続オンモードで動作させることが多い。このモードの
場合、使用者はバーコード記号に注意して一直線に並べ
る必要もないし、とにかく走査処理を開始させるため走
査装置を「オン」にする操作が必要ないので、バーコー
ド付き商品を迅速に走査することができる。連続オンモ
ードの重大な欠点は、レーザー走査装置の重要な内部部
品たとえば可視レーザーダイオードや走査モーターが限
られた有効寿命を有し、しかもそれらの機能劣化が連続
動作によって加速されることである。たとえばレーザー
空洞を形成する反射鏡面は、時間の経過とともに反射率
が低下する傾向があるので、有効レーザー出力パワーが
次第に減少する。さらに、走査要素として使用される各
種のモーターはすべて有限寿命の機械部品を含んでい
る。モーターの寿命を短くする他の要因として、高速、
不釣り合いのモーター軸荷重、および連続オン動作また
は高動作周期に付随する高温がある。
【００１３】レーザー走査装置の重要構成部品の寿命が
有限であるので、長い不使用期間の間、走査装置を「オ
ン」のままにしておくことは望ましくない。それ故、も
し所定の時間の間使用されなければ、走査装置全体の寿
命を延ばすために、走査装置を停止させる、すなわち
「オフ」にすることができる。この停止処理はハードウ
ェアまたはソフトウェアで実行することができる。従来
のレーザー走査装置においては、この停止処理がなされ
たとき、使用者はおそらく走査装置またはコントローラ
上の外部スイッチを押して手動で走査装置を再始動させ
る必要があるであろう。このやり方は、再始動処理の間
の時間が空費されるので、そして特に停止処理は使用者
にはすぐわからないので望ましくない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】連続「オン」／「オ
フ」動作モードしか持たない無指向性レーザー走査装置
には上に述べた欠点があるので、不使用のときレーザー
走査装置を休止状態すなわち「休眠」モードで動作させ
る手段を備えた走査装置が強く要望されている。この休
眠モードでは、レーザー走査装置の構成部品たとえば可
視レーザーダイオードはオフ状態に保持され、モーター
は公称走査速度の数分の一で動作するので、全電力消費
が少なくて済み、しかもそれらの寿命も著しく延びるで
あろう。さらに、使用者にとって事実上すぐわかるやり
方で休眠モードから連続「オン」モードへ迅速に切り換
えることができる走査装置は有益であろう。以上のこと
から、本発明の目的は、上記の要望に応えて、物体が走
査域内に置かれると自動的にレーザー走査装置を休眠モ
ードから連続「オン」モードへ切り換える物体感知装置
を提供することである。本発明の物体感知装置は、使用
者が商品のバーコードを読み取ろうとするときなど、物
体が走査域内に置かれたとき、物体を検出する回路網を
備えている。物体感知装置は、物体を感知すると、自動
的に「目を覚まして」、記号を走査し、復号する。した
がって、本発明は、バーコード走査装置の使用の容易
さ、あるいはその処理量を犠牲にせずに、レーザーダイ
オードや走査モーターを含む重要な構成部品の本来の有
効寿命を保つことができる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、固定据付け式バーコード走査装置の走査
域内に任意の物体が置かれたとき物体を感知する物体セ
ンサ回路から成る物体感知装置を提供する。この物体セ
ンサ回路は、レーザー走査装置が休眠モードにあるとき
動作するパルス照明源からの反射光の信号レベルの変化
を検出する働きをする。休眠モードにあるとき、物体セ
ンサ回路は、パルス照明源からの反射光から定常状態電
圧信号を発生する。この定常状態電圧信号から２つのし
きい値電圧信号、すなわち定常状態信号より所定の割合
だけ大きな値をもつ正しきい値電圧信号と、定常状態信
号より所定の割合だけ小さい値をもつ負しきい値電圧信
号が作られる。物体が走査域内に置かれると、物体と背
景表面間の距離、空間的向き、および相対的コントラス
トに応じて、定常状態信号レベルが増大したり、減少し
たりする。物体センサ回路は連続的に定常状態電圧信号
を監視し、定常状態電圧信号と正および負しきい値電圧
信号とを比較する。定常状態電圧信号が正しきい値電圧
信号より上に増大したり、負しきい値電圧信号より下に
減少したりすると、物体センサ回路はトリガ信号を発生
し、レーザー走査装置のマイクロプロセッサへ送る。ト
リガ信号を受け取ると、マイクロプロセッサはレーザー
走査装置を連続走査モードで動作するように指示する。
すなわち、レーザーダイオードは全パワーで動作し、走
査モーターは全速度で動作する。この結果、レーザー走
査装置はごくわずかな時間で再び個々の商品のバーコー
ド記号を走査し、読み取り、復号する準備が完了する。
【００１６】発明のその他の目的および利点は、添付図
面を参照して、以下の発明の好ましい実施例の詳細な説
明を読まれれば明らかになるであろう。
【００１７】
【実施例】（レーザー走査装置）図１に、本発明の物体
センサ回路３０を組み入れたレーザー走査装置１０のブ
ロック図を示す。走査装置１０（ Symbol Technologyie
s Inc. (米国) によって開発、製造されたＳＬ９０００
レーザースキャナ）、図２に示したローゼット形レーザ
ー走査パターン１３を発生する２個の回転モーター／ミ
ラー組立体を備えた無指向性レーザー走査装置である。
走査パターンの丸い突出物の数および摂動速度は、２個
のモーターの速度比によって決まる。レーザー光源（図
示せず）は、人間の目の反応上限に近い約 680 nm の波
長の光を発する半導体レーザーダイオードである。再び
図１について説明する。レーザーダイオード制御回路網
１８とモーター／ミラー制御回路網２２はマイクロプロ
セッサ２４によって制御される。レーザー走査装置１０
は、さらに、ローゼット走査パターン１３の一部分を照
明する照明源たとえば発光ダイオードを備えている。照
明された走査パターンの一部分は、好ましい実施例にお
いては、ローゼット形走査パターン１３（図２参照）の
中心の明るい固定スポツト１５として見える。通常の周
囲光状態においてレーザー走査パターンの可視性が悪い
とき、使用者はこの照明スポット１５の助けをかりてバ
ーコードを走査パターン内に入れる。典型的な周囲光源
としては、頭上の蛍光灯、白熱灯、濾光された日光があ
る。以下、発光ダイオードを AIMLED と呼び、照明ス
ポット１５を AIM LED スポットと呼ぶことにする。好
ましい実施例においては、 AIM LED スポット１５は A
IM LED が発した光を凸面ミラーで収束させて作られ
る。別の実施例においては、焦点合せレンズあるいは光
学レンズとミラーの組合せを使用してもよい。 AIM LED
はパルスで駆動されるので、マイクロプロセッサ２４
と AIM LED 制御回路網２０を使用して、その動作周期
と周波数が制御される。物体センサ回路３０のための照
明源として、明滅 AIM LED が使用され、その明滅率は
アナログ増幅器／フィルタ１４の通過帯域内にあるよう
に選定される。明滅率は大部分の周囲光源の１２０Ｈｚ
の周波数よりかなり高くなるように選定されることに注
意されたい。
【００１８】走査装置１０の受光装置は、レーザースポ
ットの周囲の小領域に限定された光学視野によって逆反
射する。図２は、走査域の範囲を定めるローゼット形走
査パターン１３をまわるレーザースポットを追跡する視
野１７を示す。小さい視野は、攪乱する周囲光源に対し
装置を鈍感にすることによって装置の信号雑音比を向上
させる。図１に示すように、光検出器１２とアナログ増
幅器／フィルタ１４は受光回路網の一部を構成する。ア
ナログ増幅器／フィルタ１４の通過帯域は、より低い周
囲光の周波数の所ですべての雑音成分を排除するように
選ばれる。レーザー走査装置１０が走査モードにあると
き、レーザービームはバーコードから反射され、光検出
器１２で受け取られ、アナログ増幅器／フィルタ１４で
増幅され濾波される。得られた信号２１は、ハードウェ
アディジタイザ１６によってディジタイル化されたあ
と、マイクロプロセッサ２４とバーコード復号器（図示
せず）によって復号される。
【００１９】（走査状態の説明）レーザー走査装置１０
は図３にブロックで示した３つの走査状態で動作する。
図３のＯＲゲート記号は、任意の決められた時間におい
てはレーザー走査装置１０があるモードでしか動作でき
ないことを表すつもりで使用している。
【００２０】連続モードすなわち走査モードにおいて
は、走査装置が完全に「オン」であり、バーコードを走
査する準備が完了している。モーターは全速度で動作
し、レーザーダイオードは全パワーで動作している。 A
IM LED は連続「オン」状態で、好ましい実施例の場
合、１００％の動作周期で動作している。もし走査装置
が時間間隔Ｔ1 の間使用されなければ、マイクロプロセ
ッサ２４によって実行される第１タイマーが走査装置を
物体感知モードすなわち休眠モードへ切り換える。好ま
しい実施例の場合、Ｔ1 は一般に５分にセットされる。
走査モード状態にあるとき、バーコードがうまく復号さ
れれば、第１タイマーをリセットするように指示する信
号２６が発生する。したがって、頻繁に使用されるとき
（少なくとも５分ごとに１回）、走査装置は常に走査モ
ード状態のままであろう。
【００２１】休眠モードにおいては、レーザーダイオー
ドが「オフ」にされ、モーターは速度比を一定に保ちな
がら走査速度の数分の一で動作する。 AIM LED は、好
ましい実施例の場合、約 20 kHz の周波数で、 50 ％の
動作周期で明滅する。レーザーダイオードは「オフ」で
あり、モーターは低速度で動作しているので、電力消費
が減少し、しかもそれらの寿命が延びる。
【００２２】休眠モードにあるとき、もし使用者がバー
コードを走査しようとすれば、物体が走査域内に置かれ
たことを物体センサ回路３０が検出するであろう。検出
が行われると、物体センサトリガ信号２８が発生する。
この信号２８はレーザー走査装置を走査モードへ戻すよ
うにマイクロプロセッサに指示するために使用される。
物体感知とバーコード復号は、物体が走査域内に置かれ
ると直ちに行われることに留意すべきである。あとでよ
り詳しく説明するように、物体センサ回路の応答時間は
十分に迅速であるから、通常の走査処理は妨げられな
い。
【００２３】もし時間間隔Ｔ2 内に物体センサトリガ信
号２８が発生しなければ、マイクロプロセッサ２４によ
って実行される第２タイマーが、レーザー走査装置を
「オフ」モードなすわち停止モードへ切り換える。好ま
しい実施例の場合、Ｔ2 は一般に１時間にセットされ
る。停止モードにおいては、マイクロプロセッサ２４
は、寿命が制限された、または電力消費の大きいすべて
の構成部品、たとえばレーザーダイオード、モーター、
AIM LED を「オフ」にするように指示される。好まし
い実施例の場合、電力消費の少ない一部の構成部品たと
えば光検出器１２は、停止モードのとき「オン」のまま
でよい。寿命の長いその他の構成部品も、停止モードの
とき「オン」のままでよい。レーザー走査装置１０は、
通常、長い不使用期間（たとえば、１時間以上）の後だ
け、停止モードになる。走査装置を再び始動させるた
め、手動リセットスイッチ（図示せず）を押すと、手動
リセット信号２９が発生する。この手動リセット信号２
９はマイクロプロセッサ２４へ送られ、マイクロプロセ
ッサ２４はこの信号２９に応じてレーザー走査装置を始
動させ、走査モードにする。
【００２４】（物体センサ回路）前に述べたように、本
発明の物体センサ回路３０に要求される事は、物体が走
査域内に置かれたとき検出することである。この検出
は、パルス AIM LED 照明源からの反射光の信号レベル
の変化を検出することによって行われる。図４に示した
物体センサ回路３０の機能ブロック図と、図５の詳細な
回路図は、この検出がどのように行われるかを明らかに
している。
【００２５】走査装置１０が休眠モードにあるとき、光
検出器１２は、視野１７が固定 AIMLED スポット１５
を通過するたびに、 AIM LED の明滅周波数のパルスの
バーストを受け取る。光検出器１２が受け取る信号は、
移動視野１７と固定 AIM LEDスポット１５の周期的たた
み込み（periodic convolution) である。光検出器の出
力信号は、そのあと増幅器／フィルタ１４によって増幅
され濾波されて、信号２１が出力される。図８から判る
ように、信号２１の振幅は、視野１７が AIM LED スポ
ット１５の上に重なったとき最大になる。好ましい実施
例の場合、 AIMLED の明滅周波数は視野１７の空間周
波数よりかなり高い。図５に示すように、増幅器Ｕ１は
利得を加えて受け取った信号２１を正しく基準化する。
【００２６】この信号２１は、ピーク検出器／ローパス
フィルタ３２に通され、定常状態背景信号３４を作るた
めに使用される。好ましい実施例の場合、ピーク検出器
／ローパスフィルタ３２は電子部品ＣＲ１，Ｒ１，Ｃ１
から成る。時定数を大きくし、図７に示すように定常状
態信号３４のリップル１９を最小に保つように、ピーク
検出器／ローパスフィルタ３２の構成部品の値が選定さ
れる。定常状態背景信号３４は、レーザー走査域内の背
景表面から反射された光の強さに比例する。物体が AIM
LED スポット１５の経路すなわち走査域に置かれる
と、背景信号３４に変化が生じる。この背景信号３４の
変化は、以下に述べるように物体センサ回路３０によっ
て検出される。
【００２７】定常状態背景レベルすなわち定常状態信号
３４から、正しきい値信号３５と負しきい値信号３７が
作られる。正しきい値信号３５を作るため使用される回
路網は、図４および図５のブロック３６で示すように、
構成部品Ｒ２，Ｒ４，Ｃ２，Ｕ２，Ｒ６，Ｒ７で構成さ
れる。ピーク検出器３２にかかる負荷を無視でき、しか
も回路の時定数がピーク検出器／ローパスフィルタ３２
の時定数より大きくなるように、構成部品の値が選定さ
れる。これにより、正しきい値信号３５は確実に定常状
態背景信号３４に比べて遅い充電時間をもつ。この結
果、物体の検出に応じて定常状態信号３４が変化したと
き、定常状態信号３４から得た正しきい値信号３５は即
座に変化しない。休眠モードで動作しているとき、正し
きい値信号３５の値は定常状態信号３４より約５％大き
い。
【００２８】負しきい値信号３７を得るため使用される
回路網は、図４および図５にブロック３８で示すよう
に、構成部品Ｕ４，Ｒ５，Ｒ３，Ｃ３で構成される。回
路の時定数がピーク検出器／ローパスフィルタ３２の時
定数より大きくなるように、構成部品の値が選定され
る。これにより、負しきい値信号３７は確実に定常状態
背景信号３４に比べて遅い放電時間をもつ。この結果、
物体の検出に応じて定常状態信号３４が変化したとき、
定常状態信号３４から得た負しきい値信号３７は即座に
変化しない。休眠モードで動作しているとき、負しきい
値信号３５の値は定常状態信号３４より約５％小さい。
特定の利用に適合するように、正および負しきい値信号
の値を変更することができることに留意されたい。たと
えば、雑音の多い環境においては、望ましくない雑音の
せいで間違ってトリガすることを防止するため、しきい
値を高くすることが望ましい。
【００２９】定常状態背景信号３４と、正および負しき
い値信号３５，３７は、比較器Ｕ３，Ｕ５、プルアップ
抵抗器Ｒ１２、および比較器Ｕ３，Ｕ５にヒステリシス
を加えるために使用される抵抗器対Ｒ８，Ｒ９とＲ１
０，Ｒ１１から成る窓比較器４０へ入力される。窓比較
器４０の出力信号すなわち物体センサトリガ信号２８
は、通常、休眠モードにおいては高電圧（すなわち、論
理「１」）であり、物体センサ回路３０によって物体が
検出されると、低電圧（すなわち、論理「０」）へ下が
る。
【００３０】図６と図７に典型的な検出波形を示す。図
６は照明された背景表面より大きな反射率をもつ物体が
走査視野１７内に置かれたときの検出波形を示す。図か
ら判るように、定常状態背景信号３４は正しきい値電圧
信号３５より上へ増大する。正しきい値電圧信号３５と
定常状態背景信号３４が交差する点で、トリガ信号２８
が低電圧になる。図７は、照明された背景表面より小さ
い反射率をもつ物体が走査視野１７の中に置かれたとき
の検出波形を示す。図から判るように、定常状態背景信
号３４は負しきい値電圧信号３７より下へ減少する。負
しきい値電圧信号３７と定常状態背景信号３４が交差す
る点で、トリガ信号２８が低電圧になる。トリガ信号２
８はマイクロプロセッサ２４へ送られる。マイクロプロ
セッサ２４は変化を検出すると、即座に応答してレーザ
ー走査装置を走査モードへ切り換える。
【００３１】（始動回路）レーザー走査装置１０が走査
モードにあるとき、レーザーダイオードは全パワーで動
作している。一般に、この走査モードにおいては、受け
取った反射光を表すアナログ信号２１の振幅または周波
数がどんな内容であるかを知ることができない。その理
由は、アナログ信号２１の振幅または周波数が走査域１
７内の背景表面によって決まるからである。したがっ
て、レーザー走査装置１０が走査モードから休眠モード
へ切り換わるとき物体センサが間違ってトリガするとい
う望ましくない事態を防止する必要がある。これを達成
するために、図５に示すように、正しきい値発生回路３
６と負しきい値発生回路３８のそれぞれに始動回路４
２，４４が接続されている。これらの始動回路は、時間
間隔Ｔ1 の後、レーザー走査装置１０が走査モードから
休眠モードへ切り換わるとき物体センサが間違ってトリ
ガするのを防止する作用をする。始動回路４２は、抵抗
器Ｒ１４，Ｒ１５から成る分圧器ネットワークを介して
正電圧電源ラインに結合されたトランジスタＱ１を有す
る。図５にＶCCで示した正電圧電源ラインは、一般に、
約＋１２Ｖ（ＤＣ）である。走査装置１０が走査モード
にあるとき、トランジスタＱ１のベース端子４３にトラ
ンジスタＱ１を「オン」にする信号が存在するので、正
しきい値電圧信号３５は電圧ＶCCに釘付けされる。走査
モードから休眠モードへ切り換えると直ちに、マイクロ
プロセッサはトランジスタＱ１を「オフ」にする信号を
トランジスタＱ１のベース端子４３へ送る。これが行わ
れると、正しきい値電圧信号３５はその休眠モードの定
常状態レベルへ下がる。
【００３２】同様に、始動回路４４は、図５に−ＶEEで
示した負電圧電源ラインに結合されたトランジスタＱ２
を有する。−ＶEEでの電圧は、一般に、約−１２Ｖ（Ｄ
Ｃ）である。走査装置１０が走査モードにあるとき、ト
ランジスタＱ２のベース端子４５にトランジスタＱ２を
「オン」にする信号が存在するので、負しきい値電圧信
号３７は電圧−ＶEEに釘付けされる。走査モードから休
眠モードへ切り換えると直ちに、マイクロプロセッサは
トランジスタＱ２を「オフ」にする信号をトランジスタ
Ｑ２のベース端子４５へ送る。これが行われると直ち
に、負しきい値電圧信号３７はその休眠モードの定常状
態レベルへ下がる。図９は、走査装置が走査モードから
休眠モードへ切り換わるときの典型的な正しきい値電圧
信号３５の波形と負しきい値電圧信号３７の波形を示
す。時間Ｔ1-2 は、走査装置が走査モードから休眠モー
ドへ遷移する時である。
【００３３】
【発明の効果】以上、線形すなわち単一バーコードにつ
いて説明したが、本発明はそのような実施例に限定され
るものではなく、もっと複雑な走査パターンや、 Code
49 や同種の記号表示など、積み重ねた（すなわち、二
次元）バーコードにも適用することができる。他の形式
の表示たとえば文字から、あるいは走査する商品の表面
特性から情報を得ている各種のマシンビジョンアプリケ
ーションに、本発明の方法を使用することも考えられ
る。
【００３４】記載したさまざまな実施例のすべてにおい
て、走査装置の要素を非常にコンパクトなパッケージに
集積することにより、走査装置を一体構造モジュールの
単一プリント回路基板として作ることができる。そのよ
うなモジュールは互換性を有し、多くの異なる形式のデ
ータ収集装置のレーザー走査要素として使用することが
できる。たとえば、手持ち式スキャナや、可撓アームま
たはテーブル表面上に延びているマウントに取り付けら
れた、あるいはより複雑なデータ収集装置のサブコンポ
ーネントまたはサブアセンブリとして設置された卓上式
スキャナに、上記のモジュールを交換可能に使用するこ
とができる。
【００３５】モジュールは支持体上に設けられたレーザ
ー／光学装置の組立体、回転または往復ミラーなどの走
査要素、および光検出器部品で構成するのがよいであろ
う。データ収集装置の他の要素に結合された相手側のコ
ネクタにモジュールを電気的に接続することができるよ
うに、モジュールの縁または外面に取り付けた電気コネ
クタに上記構成部品に結合された制御ラインまたはデー
タラインを接続することができる。
【００３６】個々のモジュールは、一定の作業距離にお
いて使用可能であること、あるいは特殊な記号表示法ま
たは印刷密度に使用可能であることなど、そのモジュー
ルに結び付けられた特別な走査特性または復号特性を有
することができる。それらの特性は、そのモジュールに
結び付けられた制御スイッチを用いて手動で設定するこ
とができる。また、使用者は異なる種類の商品を走査す
るためにデータ収集装置を適応させることができる。す
なわち、簡単な電気コネクタを使用してデータ収集装置
のモジュールを交換し、データ収集装置をいろいろな用
途に適応させることもできる。
【００３７】上に述べた走査モジュールは、キーボー
ド、ディスプレイ、データ記憶装置、アプリケーション
ソフトウェア、およびデータベースのような構成要素を
１個またはそれ以上を備えた自蔵型データ収集装置に組
み入れることができる。上記のようなデータ収集装置
は、さらに、モデムまたは ISDN インタフェースを介し
て、または携帯式端末装置から定置式受信機への低電力
無線放送によってローカルエリヤネットワークの他のコ
ンポーネントまたは電話交換ネットワークとデータ収集
装置とが通信できるように、通信インタフェースを備え
ることもできる。
【００３８】上に述べた諸特徴は、個々にまたは２つ以
上を組み合わせて、上に述べた形式とは異なる別形式の
走査装置やバーコード読取り装置に有益に使用すること
ができることを理解されるであろう。
【００３９】以上、発明の好ましい実施例について詳細
に説明したが、この分野の専門家は、特許請求の範囲に
よってのみ限定されるべきである発明の精神および発明
の範囲の中で、前述および他の形状の変更や細部構造の
変更をなし得ることを理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を組み入れたレーザー走査装置のブロッ
ク図である。
【図２】ロゼット図形を描くレーザースポット、その周
囲の移動視野、および物体感知装置の照明源として使用
した固定 AIM LED スポットを示す線図である。
【図３】図１に示したレーザー走査装置の３つの動作モ
ードのブロック図である。
【図４】物体センサ回路のブロック図である。
【図５】物体センサ回路の電気回路図である。
【図６】照明された背景表面より高い反射率をもつ物体
が走査域内に置かれたときの典型的な検出波形を示す図
である。
【図７】照明された背景表面より低い反射率をもつ物体
が走査域内に置かれたときの典型的な検出波形を示す図
である。
【図８】反射光を表す信号およびピーク検出後の定常状
態背景信号の典型的な波形を示す図である。
【図９】走査モードから休眠モードへの遷移中および遷
移後の正および負しきい値電圧信号の典型的な波形を示
す図である。
【符号の説明】
１０ レーザー走査装置 １２ 光検出器 １３ ローゼット形走査パターン １４ アナログ増幅器／フィルタ １５ 固定AIM LED スポット １６ ディジタイザ １７ 視野 １８ レーザーダイオード制御回路網 ２０ AIM LED 制御回路網 ２１ アナログ増幅器／フィルタの出力信号 ２２ モーター制御回路網 ２４ マイクロプロセッサ ２６ 第１タイマのリセットを指示する信号 ２８ 物体センサトリガ信号 ２９ 手動リセット信号 ３０ 物体センサ回路 ３２ ピーク検出器／ローパスフィルタ ３４ 定常状態背景信号 ３５ 正しきい値信号 ３６ 正しきい値発生回路 ３７ 負しきい値信号 ３８ 負しきい値発生回路 ４０ 窓比較器 ４２ 始動回路 ４３ ベース端子 ４４ 始動回路 ４５ ベース端子

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 走査モードと休眠モードを有し、休眠モ
    ードから走査モードへ自動的に切り換える手段を備えた
    レーザー走査装置であって、 走査域の上方で光を発生する発光手段、 前記走査域内の物体または表面から反射された光を受け
    取る受光手段、 前記受光手段に接続されていて、レーザー走査装置が休
    眠モードで動作しているとき、受け取った反射光の強さ
    に比例する定常状態電圧信号を発生するピーク検出器手
    段、 前記定常状態電圧信号を受け取り、その信号から前記定
    常状態電圧信号より大きな値を有する正しきい値電圧信
    号を発生する第１しきい値電圧発生手段、 前記定常状態電圧信号を受け取り、その信号から前記定
    常状態電圧信号より小さい値を有する負しきい値電圧信
    号を発生する第２しきい値電圧発生手段、 前記定常状態電圧信号と、前記正しきい値電圧信号およ
    び負しきい値電圧信号を受け取り、光反射物体が前記走
    査域内に置かれたとき、前記定常状態電圧信号レベルの
    変化を検出する比較器手段であって、物体の反射率に従
    って、前記定常状態電圧信号が前記正しきい値電圧信号
    より高いレベルまで増大したとき、あるいは前記定常状
    態電圧信号が前記負しきい値電圧信号より低いレベルま
    で減少したとき、前記変化が起こり、前記変化に応じて
    出力信号を発生する前記比較器手段、および前記出力信
    号に応答し、レーザー走査装置を休眠モードから走査モ
    ードへ切り換えるプロセッサ手段、 から成ることを特徴とするレーザー走査装置。
  2. 【請求項２】 前記プロセッサ手段は、所定の時間長さ
    の間、走査域内に物体が置かれなかったとき、レーザー
    走査装置を走査モードから休眠モードへ自動的に切り換
    える第１タイミング手段を有していることを特徴とする
    請求項１に記載のレーザー走査装置。
  3. 【請求項３】 前記発光手段は、前記走査域の輪郭を定
    めるパターンにわたってレーザー光を発生する第１光源
    と、前記走査域の一部分を照明する第２光源を有するこ
    とを特徴とする請求項２に記載のレーザー走査装置。
  4. 【請求項４】 前記第１光源は、レーザーダイオードを
    有することを特徴とする請求項３に記載のレーザー走査
    装置。
  5. 【請求項５】 前記プロセッサ手段は、レーザー走査装
    置が走査モードにあるとき前記第１光源を全パワーで動
    作させる手段を有することを特徴とする請求項３に記載
    のレーザー走査装置。
  6. 【請求項６】 前記プロセッサ手段は、レーザー走査装
    置が休眠モードへ切り換わるとき前記第１光源を「オ
    フ」にする手段を有することを特徴とする請求項３に記
    載のレーザー走査装置。
  7. 【請求項７】 前記第２光源は、パルス発光ダイオード
    を有することを特徴とする請求項３に記載のレーザー走
    査装置。
  8. 【請求項８】 前記プロセッサ手段は、レーザー走査装
    置が走査モードにあるとき前記発光ダイオードを全動作
    周期またはそれにほぼ近い動作周期で動作させる手段を
    有することを特徴とする請求項７に記載のレーザー走査
    装置。
  9. 【請求項９】 前記プロセッサ手段は、レーザー走査装
    置が休眠モードへ切り換わるとき、前記発光ダイオード
    を短縮した動作周期で動作させる手段を有することを特
    徴とする請求項７に記載のレーザー走査装置。
  10. 【請求項１０】 前記プロセッサは、さらに、所定の時
    間長さの間、走査域内に物体が置かれなかったとき、レ
    ーザー走査装置を休眠モードから停止モードへ自動的に
    切り換える第２タイミング手段を有していることを特徴
    とする請求項１に記載のレーザー走査装置。
  11. 【請求項１１】 さらに、正電源電圧をもつ正電圧電源
    ラインを有することを特徴とする請求項２に記載のレー
    ザー走査装置。
  12. 【請求項１２】 前記物体感知回路は、レーザー走査装
    置が連続走査モードで作動するとき、前記第１しきい値
    電圧発生手段を前記正電圧電源ラインに結合して、前記
    正しきい値電圧信号を前記正電源電圧またはそれにほぼ
    近いレベルにする第１始動回路手段を有することを特徴
    とする請求項１１に記載のレーザー走査装置。
  13. 【請求項１３】 前記第１始動回路手段は、レーザー走
    査装置が走査モードから休眠モードへ切り換わる時間の
    間、前記正しきい値電圧信号を前記正電源電圧またはそ
    れにほぼ近いレベルに維持することを特徴とする請求項
    １１に記載のレーザー走査装置。
  14. 【請求項１４】 さらに、負電源電圧を有する負電圧電
    源ラインを有することを特徴とする請求項２に記載のレ
    ーザー走査装置。
  15. 【請求項１５】 前記物体感知回路は、さらに、レーザ
    ー走査装置が走査モードで作動するとき、前記第２しき
    い値電圧発生手段を前記負電圧電源回線に結合して、前
    記負しきい値電圧信号を前記負電源電圧またはそれにほ
    ぼ近いレベルにする第２始動回路手段を有することを特
    徴とする請求項１４に記載のレーザー走査装置。
  16. 【請求項１６】 前記第２始動回路手段は、レーザー走
    査装置が走査モードから休眠モードへ切り換わる時間の
    間、前記負しきい値電圧信号を前記負電源電圧またはそ
    れにほぼ近いレベルに維持することを特徴とする請求項
    １５に記載のレーザー走査装置。
  17. 【請求項１７】 前記受光手段は、反射光を周期的電圧
    信号へ変換するフォトダイオードを有することを特徴と
    する請求項１に記載のレーザー走査装置。
  18. 【請求項１８】 走査域の上方で光を発生する発光手段
    と、前記走査域内の物体または表面から反射された光を
    受け取る受光手段を備えたレーザー走査装置を、休眠モ
    ードから走査モードへ自動的に切り換える方法であっ
    て、 レーザー走査装置が休眠モードにあるとき、背景表面ま
    たは物体から反射された光の強さに比例する値を有する
    定常状態電圧信号を発生するステップ、 前記定常状態電圧信号より高い所定の電圧レベルを有す
    る正しきい値電圧信号と、前記定常状態電圧信号より低
    い所定の電圧レベルを有する負しきい値電圧信号を発生
    するステップ、 前記走査域内に物体が置かれたときそれを検出するステ
    ップ（物体の反射率に従って前記定常状態電圧信号が前
    記正しきい値電圧信号より高いレベルへ増大したとき、
    あるいは前記定常状態電圧信号が前記負しきい値電圧信
    号より低いレベルへ減少したとき、それを確認するステ
    ップと、その確認に応じて出力信号を発生するステップ
    を含む）、および前記出力信号を受け取ると直ちに、レ
    ーザー走査装置を休眠モードから走査モードへ切り換え
    るステップ、 から成ることを特徴とする方法。
  19. 【請求項１９】 さらに、所定の時間長さの間、記号の
    復号がなかったとき、レーザー走査装置を走査モードか
    ら休眠モードへ自動的に切り換えるステップを含むこと
    を特徴とする請求項１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 さらに、所定の時間長さの間、前記走
    査域内に物体が置かれなかったとき、レーザー走査装置
    を休眠モードから停止モードへ自動的に切り換えるステ
    ップを含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 さらに、レーザー走査装置が休眠モー
    ドで動作しているとき、発生させる光の動作周期を短く
    するステップを含むことを特徴とする請求項２０に記載
    の方法。
  22. 【請求項２２】 前記切換えステップは、レーザー走査
    装置が走査モードから休眠モードへ遷移する間、前記定
    常状態電圧信号が前記正しきい値電圧信号より高いレベ
    ルへ増大するのを、あるいは前記負しきい値電圧信号よ
    り低いレベルへ減少するのを防止するステップを含むこ
    とを特徴とする方法。
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