JPH06131490A - バーコード読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】待機中には半導体レーザのオンデューティ比を
短くして長寿命化を図り、しかも待機中から通常の読取
りモードへの移行を迅速かつ確実に行う。 【構成】レーザ出射装置２１からのレーザをポリゴンミ
ラー２２の反射面に反射して偏向させた後、５枚の固定
走査鏡２３〜２７に反射させて各種の走査線を読取窓か
ら外部に出射するものにおいて、フォトリフレクタ３０
を設け、ポリゴンミラーの反射面Ａで反射した走査線が
固定走査鏡２７上の点ｔを通過するタイミングでフォト
リフレクタからパルス信号を発生しＣＰＵ３２に供給す
る。ＣＰＵは、このパルス信号をトリガとしてパルス信
号をレーザドライバ３３に供給し、それにより走査線の
発生種類や本数が少なくなるように半導体レーザのオン
デューティ比を短くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザを使用し
たバーコード読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のバーコード読取装置は、図４に
示すように、半導体レーザを設けたレーザ出射装置１、
偏向器として反時計方向に反射面Ａ，Ｂ，Ｃとα，β，
γを交互に配置してなる６面角柱形状のポリゴンミラー
２を設け、レーザ出射装置１からのレーザをポリゴンミ
ラー２の反射面に反射して偏向させた後、このポリゴン
ミラー２の前部下方に配置した５枚の固定走査鏡３，
４，５，６，７に反射させて各種の走査線を読取窓８か
ら外部に出射するようになっている。

【０００３】ポリゴンミラー２はモータ（図示ぜず）に
より回転するロータ９の上に固定し、図中矢印で示すよ
うに反時計方向に回転するようになっている。ポリゴン
ミラー２の各反射面Ａ，Ｂ，Ｃ，α，β，γは、反射面
Ａ，Ｂ，Ｃの傾角が略等しく、この反射面Ａ，Ｂ，Ｃで
反射したレーザビームは固定走査鏡７の上を回転走査
し、また反射面α，β，γの傾角が略等しく、この反射
面α，β，γで反射したレーザビームは固定走査鏡３〜
６の上を回転走査するようになっている。さらに各反射
面Ａ，Ｂ，Ｃ間に若干の傾角のずれを持たせて固定走査
鏡７の上を走査するビームが３本の平行な走査線となる
ようにし、また各反射面α，β，γ間に若干の傾角のず
れを持たせて固定走査鏡３〜６の上を走査するビームが
３本の平行な走査線となるようにしている。

【０００４】従ってポリゴンミラー２により偏向走査す
るレーザビームは全体で６本となり、これがさらに固定
走査鏡３〜７で分割、反射して読取窓８から出射方向が
異なるようになっている。すなわち図５に示すように読
取窓８の面及びこの面に垂直な仮想面である垂直読取面
１０に５方向の走査線を形成するようになっている。

【０００５】読取面８での走査線及び垂直読取面１０で
の走査線をさらに詳しく示すと図６に示すようになって
いる。すなわち５方向の各方向の走査線はさらに平行な
３本の走査線からなっている。そして垂直読取面１０に
おいて３本の水平な走査線ｂ1 は水平走査線群と呼ば
れ、左側の３本の垂直な走査線ｂ2 は左垂直走査線群と
呼ばれ、右側の３本の垂直な走査線ｂ3 は右垂直走査線
群と呼ばれ、左上する３本の走査線ｂ4 は左斜め走査線
群と呼ばれ、右上する３本の走査線ｂ5 は右斜め走査線
群と呼ばれている。水平走査線群ｂ1 は固定走査鏡７に
より生成し、左垂直走査線群ｂ2 は固定走査鏡３により
生成し、右垂直走査線群ｂ3 は固定走査鏡６により生成
し、左斜め走査線群ｂ4 は固定走査鏡５により生成し、
右斜め走査線群ｂ5 は固定走査鏡４により生成するよう
になっている。

【０００６】このような５方向各３本からなる各種の走
査線が読取面８から外部に出射することにより、図５に
示すようにバーコードを印刷又はバーコードラベルを貼
着した物品１１が図中矢印で示す方向に移動することに
より、いずれかの走査線でバーコード面を走査して読取
りを行うことになる。

【０００７】ところでレーザ出射装置としてＨe −Ｎe
レーザを使用すると、たとえ小型であっても発振器のサ
イズは２５mm（径）×１５０mm程度となり、また点灯用
の高電圧回路が必要となり、装置全体の小形化を図るに
は不十分であったが、近年量産化が本格化した、発振波
長６７０nm近辺の可視半導体レーザ（ＶＬＤ）は９mm
（径）×１５mm程度の寸法と数ボルトの駆動電圧で動作
できるため、装置の大幅な小形化や低価格化が可能とな
るためバーコード読取装置のレーザ出射装置に使用され
つつある。

【０００８】しかし可視半導体レーザは、Ｈe −Ｎe レ
ーザに比べて、特に寿命の面で劣る傾向があるため、半
導体レーザを使用したバーコード読取装置では、一定時
間バーコード読取りを行わない時には自動的に半導体レ
ーザをオフし、装置をスリープ状態とすることにより、
寿命を延命させるオート・パワー・オフ（ＡＰＯ）機能
が組み込まれている。そしてオート・パワー・オフ機能
によりスリープ状態となっている装置をバーコード読取
りのためにアクティブ状態にするために再立上げ用のス
イッチを使用していた。

【０００９】また別の方式として、一定時間バーコード
読取りが行われない時に、半導体レーザを変調駆動し、
実質的に半導体レーザのオン時間を減らして寿命を延命
させるものも知られている。この方式の場合は、半導体
レーザを変調駆動しているスキャナ待機時でも、ある程
度のバーコード読取りが可能なので、待機モード（レー
ザ変調駆動）中にスキャナがバーコードを検出すること
が可能となり、このため待機モード中にスキャナがバー
コードを検出すると、待機モードを解除して半導体レー
ザをオンに固定し、以降通常のバーコード読取りを行う
ということができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前者のものではオート
・パワー・オフ機能を働かせるための時間設定が短かい
と、バーコード読取り作業中の少しの空き時間、例えば
バーコード読取装置をＰＯＳ（ポイント・オブ・セール
ス）端末の商品販売データの入力用として使用している
ような場合には客との金銭の授受を行っている時間にお
いてもオート・パワー・オフ機能が働いて装置がスリー
プ状態となるため、オペレータは次のバーコード読取り
作業を開始する毎に再立上げのためにスイッチ操作を行
わなければならず、スイッチ操作が面倒となると共に作
業効率が低下する問題があった。

【００１１】逆に時間設定を長くすると、作業効率の低
下という問題は解消するが、今度はかなり長い時間バー
コード読取りが行われなくても半導体レーザがオン状態
を維持するため、寿命の延命効果がほとんど得られなく
なる問題があった。

【００１２】しかも時間設定を適切にすることはバーコ
ード読取装置を商品販売データの入力用として使用して
いるような場合には客の混み具合が変化するので事実上
困難であった。

【００１３】また後者のものでは、待機モードにおいて
はオンのデューティ比を下げることで長寿命化を図り、
その状態でバーコードを読み取ると待機モードを迅速に
解除することが要求されるが、長寿命化実現のためにオ
ンのデューティ比を短くすると、本来は図７の(a) に示
すような走査線を生成するのに対して、図７の(b) に示
すような破線状の走査線となり、さらにデューティ比を
短くすると図７の(c)にしめすようなパターンとなり、
待機モードを迅速に解除することができなかった。

【００１４】また半導体レーザの変調周期をポリゴン回
転周期の数分の１程度まで長く設定すれば、一定時間内
での半導体レーザのオン時間（例えばポリゴン１回転当
たりのオン時間）をかなり短くしても図７の(d) に示す
ような比較的長い走査線を生成することが可能である
が、半導体レーザを変調する信号と走査線パターンの生
成が同期していないため、ランダムな走査線の一部を出
射することになり、任意の方向で進入するバーコードを
的確に検出することが困難となり、この場合も待機モー
ドを迅速に解除することは困難となる。

【００１５】そこで本発明は、待機中での半導体レーザ
のオンデューティ比を短くして長寿命化を図ることがで
き、しかも待機中から通常の読取りモードへの移行をス
イッチ操作等の面倒な操作を行うこと無く迅速かつ確実
にできるバーコード読取装置を提供しようとするもので
ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体レーザ
からの光を偏向器により偏向し、複数の走査線を生成し
てバーコードの読取りを行うバーコード読取装置におい
て、偏向器による光偏向タイミングを検出するタイミン
グ検出手段と、予め設定した所定時間にバーコードの読
取りが行われなかったとき、タイミング検出手段により
検出する光偏向タイミングに基づいて複数の走査線のう
ち所望の走査線のみを生成するように半導体レーザをオ
ン、オフ制御する制御手段を設けたものである。

【００１７】

【作用】このような構成の本発明においては、予め設定
した所定時間にバーコードの読取りが行われなかったと
き、タイミング検出手段により検出する光偏向タイミン
グに基づいて各種の走査線のうち所望の走査線のみを生
成するように半導体レーザをオン、オフ制御する。

【００１８】例えば水平走査線と斜め走査線、あるいは
斜め走査線と垂直走査線は互いにクロスオーバした読取
り領域を持つように走査線出射角度が設定されている
が、物品検知に必要な走査線は、バーコードの一部や物
品に印刷された文字などによる変調拡散光の検知をその
目的としているため、クロスオーバした走査線の両方は
必ずしも必要ではなく片方の走査線のみであってもバー
コードを良好に検知することは可能である。また走査線
パターンはオペレータの使用条件やラベルの大きさなど
を基に走査線パターンが設計されているので、各装置に
よってクロスオーバする走査線領域の関係は異なり、ど
の走査線パターンが物品検知に有効であるかは一概に判
断できない。従ってケース・バイ・ケースとなるが、前
述した従来装置においては水平走査線と垂直走査線のみ
でバーコード検知は充分にできる。

【００１９】従って待機中においてはバーコード検知が
充分に行える関係の走査線のみを生成し、その他の走査
線については生成しないように半導体レーザをオン、オ
フ制御すればよい。

【００２０】本発明は、このような究明結果為されたも
ので上述した目的を遂行するものである。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００２２】図１に示すように、可視半導体レーザを設
けたレーザ出射装置２１、偏向器として反時計方向に反
射面Ａ，Ｂ，Ｃとα，β，γを交互に配置してなる６面
角柱形状のポリゴンミラー２２を設け、前記レーザ出射
装置２１からのレーザをポリゴンミラー２２の反射面に
反射して偏向させた後、このポリゴンミラー２２の前部
下方に配置した５枚の固定走査鏡２３，２４，２５，２
６，２７に反射させて複数の走査線を読取窓（図示せ
ず）から外部に出射するようになっている。

【００２３】前記ポリゴンミラー２２はモータ（図示ぜ
ず）により回転するロータ２９の上に固定し、図中矢印
で示すように反時計方向に回転するようになっている。
前記ポリゴンミラー２２の各反射面Ａ，Ｂ，Ｃ，α，
β，γは、反射面Ａ，Ｂ，Ｃの傾角が略等しく、この反
射面Ａ，Ｂ，Ｃで反射したレーザビームは固定走査鏡２
７の上を回転走査し、また反射面α，β，γの傾角が略
等しく、この反射面α，β，γで反射したレーザビーム
は互いに異なる角度で横に並べられた固定走査鏡２３〜
２６の上を回転走査するようになっている。さらに各反
射面Ａ，Ｂ，Ｃ間に若干の傾角のずれを持たせて前記固
定走査鏡２７の上を走査するビームが３本の平行な走査
線となるようにし、また各反射面α，β，γ間に若干の
傾角のずれを持たせて前記各固定走査鏡２３〜２６の上
を走査するビームが３本の平行な走査線となるようにし
ている。

【００２４】従って前記ポリゴンミラー２２により偏向
走査するレーザビームは全体で６本となり、これがさら
に固定走査鏡２３〜２７で分割、反射して読取窓から５
方向に出射するようになっている。すなわち読取面から
３本の水平な走査線からなる水平走査線群Ｈ、左側の３
本の垂直な走査線からなる左垂直走査線群ＬＶ、右側の
３本の垂直な走査線からなる右垂直走査線群ＲＶ、左上
する３本の走査線からなる左斜め走査線群ＬＣ及び右上
する３本の走査線からなる右斜め走査線群ＲＣがそれぞ
れ出射するようになっている。

【００２５】なお、水平走査線群Ｈは固定走査鏡２７に
より生成し、左垂直走査線群ＬＶは固定走査鏡２３によ
り生成し、右垂直走査線群ＲＶは固定走査鏡２６により
生成し、左斜め走査線群ＬＣは固定走査鏡２５により生
成し、右斜め走査線群ＲＣは固定走査鏡２４により生成
するようになっている。

【００２６】前記レーザ出射装置２１からのレーザビー
ムを反射する側とは反対側にフォトリフレクタ３０を設
け、前記ポリゴンミラー２２の反射面Ａで反射した走査
線が前記固定走査鏡２７上の点ｔを通過するタイミング
で前記フォトリフレクタ３０が前記ロータ２９の外周面
に接着した反射テープ３１からの光を検出するようにな
っている。

【００２７】前記フォトリフレクタ３０は光検出を行う
とパルス信号を発生し、そのパルス信号を制御部本体を
構成するＣＰＵ（中央処理装置）３２に供給している。

【００２８】前記ＣＰＵ３２は、タイマを備えたバーコ
ード解読制御機能を有し、所定時間バーコードの読取り
が行われなかったときには待機モードとなり、前記フォ
トリフレクタ３０からのパルス信号をトリガとして任意
幅のパルス信号をレーザドライバ３３に供給し、そのパ
ルス幅時間だけ前記レーザドライバ３３により前記レー
ザ出射装置２１の半導体レーザをオン動作させるように
なっている。（制御手段）待機モードにおいて読取窓上
を通過するバーコードの一部や物品の印刷面、あるいは
オペレータの腕等に走査線が反射し、その反射光を受光
・光電変換ユニット３４が検出すると前記ＣＰＵ３２に
割込み信号Ｓを供給するようになっている。前記ＣＰＵ
３２は、割込み信号Ｓが入力すると、待機モードを解除
して通常モードに移行し、前記レーザドライバ３３を制
御して前記レーザ出射装置２１の半導体レーザを連続し
てオン動作させるようになっている。

【００２９】このような構成の実施例において、通常モ
ードにおいては、ＣＰＵ３２はレーザドライバ３３を制
御し、このレーザドライバ３３によりレーザ出射装置２
１の半導体レーザを連続オン動作する。

【００３０】このときにはレーザ出射装置２１からのレ
ーザビームは、回転するポリゴンミラー２２の各反射面
Ａ，γ，Ｃ，β，Ｂ，αにより順次反射する。そして反
射面Ａ，Ｃ，Ｂからの偏向走査線は固定走査鏡２７によ
りさらに反射して読取窓から水平パターンＨの走査線と
して外部に出射する。また反射面γ，β，αからの偏向
走査線は固定走査鏡２３〜２６によりさらに反射し、固
定走査鏡２３により反射する走査線は読取窓から左垂直
パターンＬＶの走査線として外部に出射し、固定走査鏡
２４により反射する走査線は読取窓から右斜めパターン
ＲＣの走査線として外部に出射し、固定走査鏡２５によ
り反射する走査線は読取窓から左斜めパターンＬＣの走
査線として外部に出射し、固定走査鏡２６により反射す
る走査線は読取窓から右垂直パターンＲＶの走査線とし
て外部に出射する。

【００３１】またポリゴンミラー２２の反射面Ａで反射
した走査線が固定走査鏡２７上の点ｔを通過するタイミ
ングでフォトリフレクタ３０がロータ２９の外周面に接
着した反射テープ３１からの光を検出し、パルス信号を
ＣＰＵ３２に供給する。

【００３２】従ってこの状態でバーコードを印刷又はバ
ーコードラベルが貼られた物品がバーコード面を読取窓
側にしてその読取窓上を通過することにより、いずれか
の走査線によりバーコード面が走査され、バーコードの
読取りが行われる。

【００３３】そしてこのようにレーザ出射装置２１の半
導体レーザが連続オン動作している状態で所定時間以上
バーコード読取りが行われない状態が継続されると、Ｃ
ＰＵ３２は通常モードから待機モードに切替えて図２の
(a) に示すようなフォトリフレクタ３０からのパルス信
号をトリガとしてレーザドライバ３３に供給する信号を
例えば図２の(b) に示すようなパルス信号に切替える。

【００３４】例えばフォトリフレクタ３０からのパルス
信号の周期が１５ms（モータ回転数＝４０００RPM ）
で、各走査線の生成時間が全て等しく１msとすると、図
２の(b) に示すようなパルス信号に切替えることによ
り、読取窓から外部に出射する走査線は図３の(a) に示
すように、水平パターンＨ、左垂直パターンＬＶ、右垂
直パターンＲＶのみとなる。すなわち左斜めパターンＬ
Ｃ及び右斜めパターンＲＣの走査線が発生する２ms期間
は半導体レーザがオフ動作することになる。

【００３５】このように待機モードにおいては半導体レ
ーザのオフ期間を設けることにより、換言すればオンデ
ューティ比を短くすることにより、半導体レーザの長寿
命化を図ることができる。

【００３６】しかも待機モードにおいても水平パターン
Ｈ、左垂直パターンＬＶ及び右垂直パターンＲＶは常に
発生しているので、この待機モードにおいてもバーコー
ドの読取りが迅速かつ確実にできる。

【００３７】そして物品が読取窓上を通過すると走査線
の反射散乱光を受光・光電変換ユニット３４が検出し、
受光・光電変換ユニット３４からＣＰＵ３２に割込み信
号Ｓが供給される。こうしてＣＰＵ３２は待機モードを
通常モードに切替え、再び半導体レーザを連続オン動作
するようになる。

【００３８】また待機モードにおいてＣＰＵ３２がレー
ザドライバ３３に供給するパルス信号を例えば図２の
(c) に示すように設定すれば、読取窓から外部に出射す
る走査線は図３の(b) に示すように、通常よりも１本走
査線が少ない水平パターンＨ、左垂直パターンＬＶ、右
垂直パターンＲＶとなる。

【００３９】このようにすれば半導体レーザのオフ期間
をより長くできるので、半導体レーザのより長寿命化を
図ることができる。そしてこの場合においても水平パタ
ーンＨ、左垂直パターンＬＶ及び右垂直パターンＲＶは
常に発生することになるので、前記同様にバーコードの
読取りは迅速かつ確実にできる。

【００４０】また待機モードにおいてＣＰＵ３２がレー
ザドライバ３３に供給するパルス信号を例えば図２の
(d) に示すように設定すれば、読取窓から外部に出射す
る走査線は図３の(c) に示すように、通常よりも２本走
査線が少ない水平パターンＨ、左垂直パターンＬＶ、右
垂直パターンＲＶとなる。

【００４１】このようにすれば半導体レーザのオフ期間
をさらに長くできるので、半導体レーザのより長寿命化
を図ることができる。そしてこの場合においても水平パ
ターンＨ、左垂直パターンＬＶ及び右垂直パターンＲＶ
は常に発生することになるので、前記同様にバーコード
の読取りは迅速かつ確実にできる。

【００４２】さらにこの装置をスーパマーケットのよう
な店舗での商品販売データの入力用に適用する場合に、
このような店舗では１日において客の流れは徐々に増加
したり、徐々に減少する傾向にあるので、待機モードに
おけるレーザドライバ３３へ供給するパルス信号を状況
に応じて変化させれば状況に応じて半導体レーザをオ
ン、オフ制御することができる。例えば所定時間バーコ
ードの読取りが行われなかったときにはレーザドライバ
３３へ供給するパルス信号を図２の(b) に示すように切
替え、さらに一定時間バーコードの読取りが行われなか
ったときにはレーザドライバ３３へ供給するパルス信号
を図２の(c) に示すように切替え、さらに一定時間バー
コードの読取りが行われなかったときにはレーザドライ
バ３３へ供給するパルス信号を図２の(d) に示すように
切替えるという制御を行えば、状況に応じて半導体レー
ザのオン時間を変化させることができる。

【００４３】そしてレーザドライバ３３へ供給するパル
ス信号を図２の(d) に示すように切替えた後、さらに一
定時間バーコードの読取りが行われない状態が続いたと
きには、当分はバーコードの読取りが行われないものと
判断して半導体レーザを完全にオフさせるようにしても
よい。但し、この場合は待機モードが通常モードへの復
帰を自動的に行うことはできないので、この状態になっ
たときにはスイッチ操作等により通常モードへの復帰を
行う必要がある。

【００４４】なお、前記実施例では待機モードにおける
走査線の発生を水平パターンＨ、左垂直パターンＬＶ、
右垂直パターンＲＶの組合わせとしたが必ずしもこれに
限定されるものではなく、他のパターンの組合わせでも
よい。

【００４５】

【発明の効果】以上、本発明によれば、待機中において
は走査線の発生種類や本数を少なくすることにより、半
導体レーザのオンデューティ比を短くして長寿命化を図
ることができ、しかも待機中から通常の読取りモードへ
の移行をスイッチ操作等の面倒な操作を行うこと無く迅
速かつ確実にできるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す一部ブロックを含む概略
構成図。

【図２】同実施例における待機モード中の半導体レーザ
動作タイミングを示す図。

【図３】同実施例における待機モード中の走査線パター
ンを示す図。

【図４】バーコード読取装置の要部構成を示す斜視図。

【図５】バーコード読取装置の通常読取時の走査線群例
を示す図。

【図６】バーコード読取装置の通常読取時の走査線パタ
ーン例を示す図。

【図７】従来における通常読取時の走査線パターン例と
待機時の走査線パターン例を示す図。

【符号の説明】

２１…レーザ出射装置、 ２２…ポリゴンミラー（偏向器）、 ２３〜２７…固定走査鏡、 ３０…フォトリフレクタ、 ３２…ＣＰＵ（中央処理装置） ３３…レーザドライバ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザからの光を偏向器により偏
   向し、複数の走査線を生成してバーコードの読取りを行
   うバーコード読取装置において、前記偏向器による光偏
   向タイミングを検出するタイミング検出手段と、予め設
   定した所定時間にバーコードの読取りが行われなかった
   とき、前記タイミング検出手段により検出する光偏向タ
   イミングに基づいて前記複数の走査線のうち所望の走査
   線のみを生成するように前記半導体レーザをオン、オフ
   制御する制御手段を設けたことを特徴とするバーコード
   読取装置。