JPH06103393A

JPH06103393A - バーコード読取装置

Info

Publication number: JPH06103393A
Application number: JP4192004A
Authority: JP
Inventors: Akito Okamoto; 炳人岡本; Koji Inada; 宏治稲田
Original assignee: Idec Izumi Corp
Current assignee: Idec Izumi Corp
Priority date: 1992-07-20
Filing date: 1992-07-20
Publication date: 1994-04-15

Abstract

(57)【要約】【目的】読み取り可能な範囲を拡大し、汎用性の高い
バーコードリーダーを提供することを目的とする。【構成】ポリゴンミラー２は矢印９０方向に回転し、
各反射面２Ｍでレーザ光を反射する。反射したレーザ光
はバーコード１０上に照射され、反射面２Ｍの角度変化
に従って矢印９１方向に走査される。半導体レーザ２
１、２２は、高周波信号に基づいて、各々異なる焦点距
離のレーザ光Ｌ１、Ｌ２を照射する。つまり、照射スポ
ットＳ２１、Ｓ２２が交互に照射されながら、バーコー
ド１０上の走査を繰り返す。このように、異なる焦点距
離のレーザ光が、交互に照射されるので、読み取り可能
な範囲がＨ２５にまで拡大されることになる。

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読取装置の構
造に関し、特にバーコードの読み取り範囲を拡大する構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のバーコード読取装置の概略を図６
に基づいて説明する。バーコードは図６Ｂに示すよう
に、太さの異なるバーとスペースによって構成されてお
り、これらの組合わせに応じて所定のバーコードデータ
が表わされている。

【０００３】一方、図６Ａに示すバーコードリーダー
は、バーコード１０に対してレーザ光Ｌ８を照射し、こ
のレーザ光Ｌ８を走査ラインＲ８上で走査させる。そし
て、レーザ光Ｌ８の反射光に基づいてバーコード１０の
データを読み取る。すなわち、バーコード１０のうち、
バーの黒い部分は受けた光を吸収し、スペースの白い部
分は光を乱反射する。このため、バーコード１０に対応
した強弱で反射光が生じ、この反射光を受光することに
よってバーコードデータを認識することができる。

【０００４】バーコード１０上でレーザ光Ｌ８を走査さ
せるために、ポリゴンミラー２が用いられている。図に
示すポリゴンミラー２は、６つの反射面２Ｍを備えた六
面体であり、中心軸２Ｊを中心として矢印９０方向に高
速回転するようになっている。半導体レーザ２０が発光
したレーザ光Ｌ８は、コリメータレンズ３０を介してこ
の反射面２Ｍに入射する。そして、反射面２Ｍで反射し
たレーザ光Ｌ８は、バーコード１０上に焦点を結ぶよう
になっており、まず照射位置Ｐ１に照射スポットを形成
する。

【０００５】ここで、上述のようにポリゴンミラー２は
中心軸２Ｊを中心に矢印９０方向に回転しており、これ
にともなって反射面２Ｍの角度が変化する。この角度変
化に応じてバーコード１０上のレーザ光Ｌ８の照射スポ
ットは、照射位置Ｐ１からＰ２に向って矢印９１方向に
移動、走査される。そして、バーコード１０からの反射
光は集光レンズ５１を通じて受光部５２に取り込まれ、
電気的に処理されてバーコードデータの認識が行われ
る。

【０００６】引き続きポリゴンミラー２が回転すること
により、レーザ光Ｌ８は次の反射面２Ｍに入射する。こ
の場合、照射スポットは再び照射位置Ｐ１に形成され、
反射面２Ｍの角度変化に応じて、再度、照射位置Ｐ２に
向って走査することになる。こうして、レーザ光Ｌ８の
照射スポットはポリゴンミラー２の回転に従い、各反射
面２Ｍごとに、バーコード１０上を繰り返し走査する。

【０００７】以上のような動作を経て、バーコード１０
のデータが読み取られる。なお、レーザ光Ｌ８を繰り返
し走査させるのは、バーコード１０のデータを確実に読
み取るためである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のバーコード
読取装置には次のような問題があった。バーコードリー
ダーはバーコード１０からの反射光を受光し、この反射
光の強弱に基づいてバーおよびスペースを判別してバー
コードデータの認識を行う。このため、バーコード１０
上には、レーザ光Ｌ８の照射スポットが的確な大きさに
絞り込まれて形成される必要がある。

【０００９】例えば、レーザ光Ｌ８の焦点距離にバーコ
ード１０が適正に位置する場合、図６Ｂに示すような照
射スポットＳ１が形成され、この照射スポットＳ１が矢
印９１方向（図６Ａ）に走査することによってバーコー
ドデータを正確に読み取ることができる。

【００１０】これに対して、バーコード１０が、レーザ
光Ｌ８の焦点距離から大きくずれた状態で位置すると、
図６Ｂの照射スポットＳ２のように、スポットの範囲が
大きくなってしまう。このような照射スポットＳ２で
は、個々のバーやスペースを正確に判別することができ
ず、適正な読み取りを行うことができない。

【００１１】このため、レーザ光Ｌ８の焦点距離によっ
てバーコードリーダーには読み取り可能な一定の範囲が
あり、この範囲内にバーコード１０を位置させ、読み取
りを行わなければならない。ところが、バーコードリー
ダーは、例えば工場の搬送ライン上の製品の識別などに
も用いられ、この場合は一般に据え置きタイプのバーコ
ードリーダーが設置される。したがって、設置場所との
関係上、読み取り可能な範囲にバーコードを位置させる
ことができない場合がある。このために、焦点距離の異
なる複数のバーコードリーダーを用意し、使用状況に応
じて装置を選択する必要がある。すなわち、バーコード
リーダーの汎用性が低いという問題があった。

【００１２】そこで本発明は、読み取り可能な範囲を拡
大し、汎用性の高いバーコードリーダーを提供すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に係るバーコー
ド読取装置は、バーコードに対し、第一焦点距離を有す
る第一照射光を照射する第一発光部、バーコードに対
し、前記第一焦点距離と異なる第二焦点距離を有する第
二照射光を照射する第二発光部、高周波信号を発生する
高周波信号発生手段、前記高周波信号を取り込み、高周
波信号に基づいて、第一発光部および第二発光部から、
第一照射光および第二照射光を交互に照射させる制御手
段、バーコードからの反射光を受光し、電気信号に変換
する受光部、前記高周波信号を取り込み、高周波信号に
同期させて、電気信号を第一電気信号と第二電気信号と
に分解する分解手段、前記第一電気信号および第二電気
信号を取り込み、比較的、振幅の大きな電気信号に基づ
いてバーコードデータを出力する読み取り部、を備えた
ことを特徴としている。

【００１４】

【作用】請求項１に係るバーコード読取装置において
は、第一照射光の第一焦点距離と、第二照射光の第二焦
点距離とは、異なる焦点距離である。そして、制御手段
は、高周波信号発生手段からの高周波信号を取り込み、
第一発光部および第二発光部から、第一照射光および第
二照射光を交互に照射させる。

【００１５】したがって、異なる焦点距離の照射光を、
バーコードに対して交互に照射させることができる。

【００１６】また、分解手段は高周波信号を取り込み、
高周波信号に同期させて、受光部からの電気信号を第一
電気信号と第二電気信号とに分解する。そして、読み取
り部は、これら第一電気信号および第二電気信号を取り
込み、比較的、振幅の大きな電気信号に基づいてバーコ
ードデータを出力する。

【００１７】したがって、第一照射光に基づく第一電気
信号、または第二照射光に基づく第二電気信号のうち、
信号変化の度合いが明確な電気信号を選択することがで
き、正確なバーコードの読み取りを行うことができる。

【００１８】

【実施例】本発明に係るバーコード読取装置の一実施例
であるバーコードリーダーを図面に基づいて説明する。
まず、図１Ａにバーコードリーダーの構成の概略を示
す。ポリゴンミラー２は、中心軸２Ｊを中心として矢印
９０方向に回転する六面体であり、受けたレーザ光をそ
の反射面２Ｍで反射するようになっている。この反射し
たレーザ光はバーコード１０（図１Ｂ）に照射され、バ
ーコード１０上に照射スポットを形成する。

【００１９】バーコード１０上の照射スポットは、まず
照射位置Ｐ１に形成され、ポリゴンミラー２の回転にし
たがって照射位置Ｐ２に向って矢印９１方向に走査され
る（図１Ｂ参照）。すなわち、反射面２Ｍの角度変化に
よって、照射スポットが照射位置Ｐ１からＰ２に移動す
る。

【００２０】さらにポリゴンミラー２が回転することに
よって、レーザ光は次の反射面２Ｍに入射する。この時
点で照射スポットは再び照射位置Ｐ１に形成され、続い
て、反射面２Ｍの角度変化に応じて、再度、照射位置Ｐ
２までの走査を行う。こうして、照射スポットはポリゴ
ンミラー２の回転に従い、各反射面２Ｍごとに、バーコ
ード１０上を繰り返し走査される。

【００２１】バーコード１０からの反射光は受光部にお
いて受光され、受光信号として出力される。この受光信
号の波形を図３Ａに示す。図に示すように、ポリゴンミ
ラー２の各反射面２Ｍに対応して受光信号が出力され、
波形が繰り返して取り出される。波形中、検出波形部Ｎ
１がバーコード１０を読み取った部分である。なお、図
１Ａにおいては、集光レンズ５１や受光部５２は省略さ
れている（図６参照）。

【００２２】本実施例においては、図１Ａに示すよう
に、第一発光部として第一半導体レーザ２１が設けら
れ、第二発光部として第二半導体レーザ２２が設けられ
ている。そして、第一半導体レーザ２１および第二半導
体レーザ２２からは、それぞれレーザ光Ｌ１、Ｌ２が照
射され、コリメータレンズ３１、３２を透過するように
なっている。この後、レーザ光Ｌ１はさらにハーフミラ
ー４を透過し、レーザ光Ｌ２はハーフミラー４を反射し
て、各々同一光路上を通ってポリゴンミラー２の反射面
２Ｍに入射する。

【００２３】ここで、レーザ光Ｌ１、レーザ光Ｌ２の焦
点距離は、それぞれ異なるものとして設定されており、
レーザ光Ｌ１の焦点位置はＧ２１、レーザ光Ｌ２の焦点
位置はＧ２２に調整されている。焦点距離の調整は、半
導体レーザとコリメータレンズの組み合わせによって行
われる。なお、焦点位置Ｇ２１、Ｇ２２には、各々その
前後に読み取り処理の限界として読み取り範囲Ｈ２１、
Ｈ２２がある。つまり、バーコード１０に形成される照
射スポットとの関係上、この読み取り範囲内であればバ
ーコードを正確に読み取ることができる。

【００２４】第一半導体レーザ２１および第二半導体レ
ーザ２２は、高周波信号に基づいて、交互にレーザ光Ｌ
１、Ｌ２を照射する。この具体的な回路構成を図２に示
す。高周波発生回路７３は、高周波信号をフリップフロ
ップ６３のＣ入力に向けて出力している。フリップフロ
ップ６３は、この高周波信号を受けてＱ、ＱＢ出力から
交互に発光信号を出力する。そして、発光信号は第一ド
ライバ６１、第二ドライバ６２を介して第一半導体レー
ザ２１、第二半導体レーザ２２に取り込まれ、レーザ光
Ｌ１、Ｌ２が交互に照射される。高周波信号、第一半導
体レーザまたは第二半導体レーザの発光タイミングの関
係を、図３Ｃ、Ｄ、Ｅのタイミングチャートに示す。

【００２５】今、仮に図１Ａにおいて、読み取り位置５
０にバーコードが位置しているとする。上述のように、
レーザ光Ｌ１、Ｌ２は交互に照射されるので、このバー
コード１０にも、図１Ｂに示すような照射スポットＳ２
１、Ｓ２２が交互に形成される。すなわち、バーコード
１０が位置する読み取り位置５０は、レーザ光Ｌ１の読
み取り範囲Ｈ２１内であるため、レーザ光Ｌ１の照射ス
ポットＳ２１はバーコードを読み取るに適した大きさに
絞られて形成される。これに対して、位置する読み取り
位置５０は読み取り範囲Ｈ２２の範囲外であるため、レ
ーザ光Ｌ２の照射スポットＳ２２は焦点ずれによって大
きく形成される。

【００２６】このような照射スポットＳ２１、Ｓ２２
は、バーコード１０上で繰り返し交互に形成されなが
ら、ポリゴンミラー２の回転に従って、照射位置Ｐ１か
らＰ２まで走査される。そして、ポリゴンミラー２の次
の反射面２Ｍにレーザ光が入射すると、照射スポットは
再び照射位置Ｐ１に戻り、再度、照射位置Ｐ２まで走査
される。以上のように、照射スポットＳ２１、Ｓ２２が
バーコード１０上で交互に形成されながら、照射位置Ｐ
１からＰ２までの走査が繰り返し行われる。

【００２７】バーコード１０からのレーザ光の反射光
は、上述のように、受光部５２に取り込まれ、その光量
変化が波形として取り出される。この受光機構の回路構
成の詳細を図２に基づいて説明する。バーコード１０か
らの反射光は、集光レンズを経て受光部５２に取り込ま
れる（図６参照）。そして、受光部５２は反射光を受光
信号に変換し、この受光信号を増幅回路６５を介して第
一同期検波回路７１および第二同期検波回路７２に向け
て出力する。

【００２８】第一同期検波回路７１、第二同期検波回路
７２に与えられる受光信号の波形を図４Ｃに示す。この
図４Ｃは、図３Ａの受光信号のうち、検出波形部Ｎ１の
拡大波形図である。バーコード１０には、高周波信号に
基づいて照射スポットＳ２１、Ｓ２２が交互に照射され
ているため、受光信号もこれに対応して交互の波形を形
成する。つまり、絞り込まれた照射スポットＳ２１に対
応する部分は、反射光の強弱がバーコード１０に応じて
明瞭に現れるのに対し、焦点のずれた照射スポットＳ２
２については波形の振幅が小さくなる。

【００２９】このような受光信号を取り込んだ第一同期
検波回路７１および第二同期検波回路７２は、それぞれ
照射スポットＳ２１に対応する第一分解信号と、照射ス
ポットＳ２２に対応する第二分解信号とに分解する。

【００３０】この分解処理は次のようにして行われる。
第一同期検波回路７１はフリップフロップ６３のＱ出力
から信号を取り込み、第二同期検波回路７２は反転回路
７０を介してＱ出力から信号を取り込む。そして、双方
ともこの信号が与えられている間のみ、受けた受光信号
をそれぞれ第一分解信号、第二分解信号として切換回路
６８に出力する。

【００３１】すなわち、レーザ光Ｌ１の照射に同期して
第一同期検波回路７１は第一分解信号の出力を行い、レ
ーザ光Ｌ２の照射に同期して第二同期検波回路７２は第
二分解信号の出力を行う。こうして受光信号は、図４Ｄ
に示す第一分解信号と、図４Ｅに示す第二分解信号とに
分解される。図に示すように、レーザ光Ｌ１の受光信号
に対応する第一分解信号は、光量変化が明確な波形とし
て表われる。これに対して、レーザ光Ｌ２の受光信号に
対応する第二分解信号は不明確な波形として取り出され
る。

【００３２】次に、切換回路６８は、これら第一分解信
号、第二分解信号を選択的に二値化回路６６に出力す
る。切換回路６８における、第一分解信号、第二分解信
号の選択は、フリップフロップ６９のＱ出力からの切換
信号に基づいて行われる。このフリップフロップ６９に
は、ポリゴンミラー駆動モータ６４から回転同期信号が
与えられている。

【００３３】ポリゴンミラー駆動モータ６４は、ポリゴ
ンミラー２の各反射面２Ｍごとの回転に応じて回転同期
信号を出力している。そして、フリップフロップ６９
は、この回転同期信号にしたがって、切換信号のＯＮ、
ＯＦＦを繰り返している。つまり、ポリゴンミラー２の
各反射面２Ｍごとの回転に応じて交互に切換信号が出力
され、切換回路６８はこの切換信号に同期して第一分解
信号、第二分解信号を選択的に出力する。切換信号と受
光信号との関係を図３Ａ、Ｂに示す。

【００３４】切換回路６８から、交互に出力される第一
分解信号、第二分解信号は、二値化回路６６に取り込ま
れ、ここで二値化処理される。そして、二値化されたデ
ータは、さらにデコード回路６７に取り込まれる。デコ
ード回路６７は、振幅が小さい第二分解信号のデータを
除外し、第一分解信号のデータのみを適正なバーコード
データとして出力する。なお、第一分解信号、第二分解
信号に対し、所定のしきい値を設けて振幅の大きい波形
のみを選択し、これを二値化回路６６に与えるようにし
てもよい。

【００３５】このように、異なる焦点距離のレーザ光Ｌ
１、Ｌ２が、高周波信号にしたがって交互に照射され、
かつ振幅が比較的、大きい受光信号に基づいてバーコー
ドデータの認識が行われる。このため、図１Ａに示すよ
うに読み取り可能な範囲がＨ２５まで拡大され、装置の
汎用性を高めることができる。

【００３６】なお、他の実施例として、図１Ａに示すハ
ーフミラー４の代わりに偏向ビームスプリッターを設け
てもよい（図示せず）。この場合、例えば縦波を透過
し、横波を反射する偏向ビームスプリッターを設ける。
そして、第一半導体レーザ２１から縦波のレーザ光Ｌ１
を照射し、第二半導体レーザＬ２から横波のレーザ光Ｌ
２を照射する。この偏向ビームスプリッターは、ハーフ
ミラーに比べて、光の透過もしくは光の反射の効率が良
いため、照射するレーザ光を有効に用いることが可能で
ある。

【００３７】さらに他の実施例を図５に示す。この実施
例では、ハーフミラー４（図１Ａ）の代わりに反射ミラ
ー５を設けている。この反射ミラー５は、レーザ光Ｌ１
の光路近傍に設けられており、第二半導体レーザ２２か
らのレーザ光Ｌ２を反射している。このように反射ミラ
ー５をレーザ光Ｌ１の光路に近接して位置させること
で、レーザ光Ｌ１とＬ２との光軸のずれを小さくするこ
とができる。

【００３８】なお、上記実施例では発光部として半導体
レーザを設けたが、ＬＥＤ等を用いてもよい。

【００３９】

【発明の効果】請求項１に係るバーコード読取装置にお
いては、第一照射光の第一焦点距離と、第二照射光の第
二焦点距離とは、異なる焦点距離である。そして、制御
手段は、高周波信号発生手段からの高周波信号を取り込
み、第一発光部および第二発光部から、第一照射光およ
び第二照射光を交互に照射させる。すなわち、異なる焦
点距離の照射光を、バーコードに対して交互に照射させ
ることができる。

【００４０】また、分解手段は高周波信号を取り込み、
高周波信号に同期させて、受光部からの電気信号を第一
電気信号と第二電気信号とに分解する。そして、読み取
り部は、これら第一電気信号および第二電気信号を取り
込み、比較的、振幅の大きな電気信号に基づいてバーコ
ードデータを出力する。すなわち、第一照射光に基づく
第一電気信号、または第二照射光に基づく第二電気信号
のうち、信号変化の度合いが明確な電気信号を選択する
ことができ、正確なバーコードの読み取りを行うことが
できる。

【００４１】したがって、第一焦点距離および第二焦点
距離の双方の距離範囲でバーコードを読み取ることが可
能であり、バーコードリーダーの読み取り範囲を拡大し
て装置の汎用性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバーコード読取装置の一実施例を
示しており、Ａはバーコードリーダーの概略図、Ｂはバ
ーコード上の照射スポットを示す図である。

【図２】図１に示すバーコードリーダーのブロック図で
ある。

【図３】高周波信号、第一半導体レーザまたは第二半導
体レーザの発光タイミング、回転同期信号の関係を示す
タイミングチャートである。

【図４】受光信号、第一分解信号、第二分解信号等の波
形を示す図である。

【図５】本発明に係るバーコード読取装置の他の実施例
を示すバーコードリーダーの概略図である。

【図６】従来のバーコードリーダーを示す図である。

【符号の説明】

２・・・・・ポリゴンミラー１０・・・・・バーコード２Ｍ・・・・・反射面２１・・・・・第一半導体レーザ２２・・・・・第二半導体レーザ７１・・・・・第一同期検波回路７２・・・・・第二同期検波回路７３・・・・・高周波発生回路Ｇ２１、Ｇ２２・・・・・焦点位置Ｌ１、Ｌ２・・・・・レーザ光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バーコードに対し、第一焦点距離を有する
第一照射光を照射する第一発光部、バーコードに対し、前記第一焦点距離と異なる第二焦点
距離を有する第二照射光を照射する第二発光部、高周波信号を発生する高周波信号発生手段、前記高周波信号を取り込み、高周波信号に基づいて、第
一発光部および第二発光部から、第一照射光および第二
照射光を交互に照射させる制御手段、バーコードからの反射光を受光し、電気信号に変換する
受光部、前記高周波信号を取り込み、高周波信号に同期させて、
電気信号を第一電気信号と第二電気信号とに分解する分
解手段、前記第一電気信号および第二電気信号を取り込み、比較
的、振幅の大きな電気信号に基づいてバーコードデータ
を出力する読み取り部、を備えたことを特徴とするバーコード読取装置。