JPH06236451A - バーコード読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリゴンミラーにおけるレーザビーム反射作
用面の切替わり時である正常な走査ビームが生成されな
い期間だけ半導体レーザをオフ動作させることによっ
て、半導体レーザの長寿命化を図る。 【構成】 ポリゴンミラー２５における各面２５ａ〜２
５ｄの終端部から反射されるレーザビームを直接受光す
る位置にフォトセンサ３２を設置し、このフォトセンサ
３２によりレーザビームが受光されてからポリゴンミラ
ー２５における次の面による走査ビームの生成が開始さ
れるまでの間、半導体レーザ２１をオフする如く制御す
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
た定置式のバーコード読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のバーコード読取装置とし
ては、図７に示すものが知られている。このものは光源
として発振波長が６７０ｎｍ近辺の可視光半導体レーザ
ダイオード（以下、ＶＬＤと略称する）１を設け、この
ＶＬＤ１から出射されるレーザビームを光路変更ミラー
２に反射させ、さらに受光ミラー３の中央部に設けられ
た開口４を通過させて、４面角柱形状のポリゴンミラー
５に入射している。

【０００３】ポリゴンミラー５は、モータ６で回転駆動
されるようになっており、ポリゴンミラー５の各面５
ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、図８に示すようにモータ６の
回転軸６ａに対して互いに若干ずつ異なる傾角となるよ
うに形成されている。従って、ポリゴンミラー５が１回
転すると入射される１本のレーザビームは各面５ａ〜５
ｄで順次反射されて互いに平行な４本の走査ビームとな
る。

【０００４】また、ポリゴンミラー５のビーム入射側下
方には互いに傾きの異なる４枚の反射ミラー７ａ，７
ｂ，７ｃ，７ｄが配置され、ポリゴンミラー５が１回転
する間に各面５ａ〜５ｄからの走査ビームはそれぞれ各
反射ミラー７ａ〜７ｄ上を順に走査する。そして、各反
射ミラー７ａ〜７ｄで反射された走査ビームは互いに異
なる４方向に走査するビームとなって読取窓８から外部
へ出射されるようになっている。

【０００５】従って、読取窓８から外部に出射される走
査ビームは図９に示すように各反射ミラー７ａ〜７ｄに
対応した方向、すなわち４群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄでかつ各群
がポリゴンミラー５の各面５ａ〜５ｄに対応した４本の
平行なビームの計１６本で構成されることになる。

【０００６】そして、読取窓８から出射される１６本の
走査ビームのいずれかが読取窓８上の通過するバーコー
ドと交差すると、その走査ビームはバーコードにより変
調・拡散される。この変調・拡散された光は出射時と逆
の光路を受光ミラー３まで戻り、この受光ミラー３で出
射光路と分離され、受光レンズ９によってフォトセンサ
１０上に集められる。

【０００７】フォトセンサ１０からはバーコードを読取
って得られる電気信号が出力され、回路基板１１上に配
置された信号処理回路により増幅、２値化された後に同
じく回路基板１１上に配置されたデコード回路によりバ
ーコード符号が復調されるようになる。

【０００８】このように、光源としてＶＬＤ１等の半導
体レーザを使用したものは、光源としてＨｅ−Ｎｅガス
レーザを使用したものに比べて装置全体を小形化でき、
しかも駆動電圧を低くできるという利点がある。

【０００９】しかしながら、半導体レーザは寿命が短い
という欠点があるため、半導体レーザの寿命を少しでも
長くする工夫が求められる。そこで、従来から一定時間
バーコード読取りを行わないときには半導体レーザをオ
フして装置を休止状態にし、半導体レーザの見掛上の寿
命を伸ばす、いわゆるオート・パワー・オフ機構が組込
まれていた。このため、休止状態となっている装置をバ
ーコード読取りのために立ち上げる必要があり、その立
上げを立上げスイッチ１２で行っていた。

【００１０】また、例えばポリゴンミラー５の２回転毎
に半導体レーザのオン、オフを切替える、いわゆる間欠
駆動方式によって長寿命化を図ることも行われていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オート
・パワー・オフ機構を備えて長寿命化を図った装置にお
いては、バーコード読取時に休止状態となっている装置
を立ち上げるために立上げスイッチ１２の操作が必要で
あり、瞬時にバーコードの読取り動作を行うことができ
なかった。他方、間欠駆動方式を適用して長寿命化を図
った装置においても、１６本の全走査ビームのうちの何
本かを間引いてバーコードを読取ることになるので、読
取り率が低下する問題があった。

【００１２】そこで本発明は、ポリゴンミラーにおける
レーザビーム反射作用面の切替わり時である正常な走査
ビームが生成されない期間だけ半導体レーザをオフ動作
させることによって、立上げ操作の必要なしに瞬時にバ
ーコード読取り動作を行うことができ、かつバーコード
読取り率を低下させることなく半導体レーザの長寿命化
を図ることが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。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体レーザ
を光源とするとともに、モータにより回転駆動される複
数面角柱形状のポリゴンミラーを設け、半導体レーザか
ら出射されたレーザビームをポリゴンミラーの各面で順
次反射させて複数本の走査ビームを生成し読取窓に対し
て複数方向に走査してバーコードを読取るバーコード読
取装置において、ポリゴンミラーにおける各面の終端部
から反射されるレーザビームを直接受光する位置にフォ
トセンサを設置し、このフォトセンサによりレーザビー
ムが受光されてからポリゴンミラーにおける次の面によ
る走査ビームの生成が開始されるまでの間、半導体レー
ザをオフする如く制御したものである。

【００１４】

【作用】このような構成の本発明であれば、半導体レー
ザから出射されたレーザビームは、モータにより回転駆
動されるポリゴンミラーの１つの面で連続的に反射され
て複数本の走査ビームとなり、読取窓に対して複数方向
に走査される。そして、このレーザビーム反射作用面の
終端部で反射されたレーザビームはフォトセンサによっ
て受光される。このフォトセンサにおけるレーザビーム
の受光出力に応じて半導体レーザがオフされ、ポリゴン
ミラーにおける次の面による走査ビームの生成が開始さ
れる時点で半導体レーザは再びオンする。

【００１５】ポリゴンミラーにおけるレーザビーム反射
作用面の終端部でレーザビームが反射されてから次の面
による走査ビームの生成が開始されるまでの期間は正常
な走査ビームを生成できない期間であり、この期間に限
り半導体レーザをオフ動作させているので、半導体レー
ザの長寿命化が図られる上、面倒な立上げ操作が不要で
瞬時のバーコード読取り動作が可能である。また、バー
コード読取り率が低下することもない。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。なお、この実施例では、光源として発振波
長が６７０ｎｍ近辺のＶＬＤ（可視光半導体レーザダイ
オード）を用いた定置式のバーコード読取装置に本発明
を適用した場合について述べる。

【００１７】図１はこの実施例装置の要部内部構成を示
す斜視図である。この実施例装置は、光源としてのＶＬ
Ｄ２１から出射されるレーザビームを光路変更ミラー２
２に反射させ、さらに受光ミラー２３の中央部に設けら
れた開口２４を通過させて、４面角柱形状のポリゴンミ
ラー２５に入射している。

【００１８】ポリゴンミラー２５は、モータ２６で回転
駆動されるようになっており、ポリゴンミラー２５の各
面２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄは、図２に示すよう
にモータ２６の回転軸２６ａに対して互いに若干ずつ異
なる傾角となるように形成されている。従って、ポリゴ
ンミラー５が１回転すると入射される１本のレーザビー
ムは各面２５ａ〜２５ｄで順次反射されて互いに平行な
４本の走査ビームとなる。

【００１９】また、ポリゴンミラー２５のビーム入射側
下方には互いに傾きの異なる４枚の反射ミラー２７ａ，
２７ｂ，２７ｃ，２７ｄが配置され、ポリゴンミラー２
５が１回転する間に各面２５ａ〜２５ｄからの走査ビー
ムはそれぞれ各反射ミラー２７ａ〜２７ｄ上を順に走査
する。そして、各反射ミラー２７ａ〜２７ｄで反射され
た走査ビームは互いに異なる４方向に走査するビームと
なって読取窓２８から外部へ出射されるようになってい
る。

【００２０】従って、読取窓２８から外部に出射される
走査ビームは各反射ミラー２７ａ〜２７ｄに対応した方
向でかつポリゴンミラー２５の各面２５ａ〜２５ｄに対
応した４本の平行なビームの計１６本で構成されること
になる。

【００２１】そして、読取窓２８から出射される１６本
の走査ビームのいずれかが読取窓２８上の通過するバー
コードと交差すると、その走査ビームはバーコードによ
り変調・拡散される。この変調・拡散された光は出射時
と逆の光路を受光ミラー２３まで戻り、この受光ミラー
２３で出射光路と分離され、受光レンズ２９によってフ
ォトセンサ３０上に集められる。

【００２２】フォトセンサ３０からはバーコードを読取
って得られる電気信号が出力され、回路基板３１上に配
置された信号処理回路により増幅、２値化された後に同
じく回路基板３１上に配置されたデコード回路によりバ
ーコード符号が復調されるようになる。

【００２３】また、各反射ミラー２７ａ〜２７ｄのうち
の最終段の反射ミラー２７ｄの外側部に受光手段として
のフォトセンサ３２が設けられている。従って、ポリゴ
ンミラー２５における各面２５ａ〜２５ｄからの走査ビ
ームは、それぞれ反射ミラー２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，
２７ｄの順で走査し、その面の終端部から反射される走
査ビームが直接フォトセンサ３２で受光されるようにな
っている。

【００２４】フォトセンサ３２は、図３に示すように＋
５Ｖ電源と接地レベルとの間に抵抗Ｒとフォトトランジ
スタＰとを直列に接続して構成され、レーザビームＧを
フォトトランジスタで受光している期間、出力信号Ｓが
ハイレベル“Ｈ”からローレベル“Ｌ”に変化するよう
になっており、このフォトセンサ３２からの出力信号Ｓ
は前記回路基板３１上の信号入力回路に取込まれる。

【００２５】すなわち、回路基板３２には、図４に示す
ように、バーコード信号処理回路３３、デコード回路３
４及び信号入力回路３５のほか、前記ＶＬＤ２１のオ
ン、オフを制御するレーザ駆動回路３６、この定置式バ
ーコード読取装置が接続されるホスト機器（例えばＰＯ
Ｓ端末）との間で行われるデータの送受信を制御する通
信インタフェース３７及び各部を制御するマイクロプロ
セッサ３８等が配置されている。

【００２６】しかして、前記マイクロプロセッサ３８
は、特に図５の流れ図で示す制御を実行するように構成
されている。すなわち、ステップ（ＳＴ）１でレーザ駆
動回路３６を制御してＶＬＤ２１をオン制御したなら
ば、ＳＴ２として信号入力回路３５を介してフォトセン
サ３２からの入力信号Ｓを監視する。そして、入力信号
Ｓがハイレベル“Ｈ”からローレベル“Ｌ”に変化した
ことを検知するとＳＴ３に進み、レーザ駆動回路３６を
制御してＶＬＤ２１をオフ制御する。また同時に、ＳＴ
４として内蔵されたタイマによる計時動作を開始させ、
ＳＴ５でこのタイマにより所定時間Ｔが計時されたこと
を検知するとＳＴ１に戻り、ＶＬＤ２１をオン制御す
る。

【００２７】ここで、タイマによる計時時間Ｔは、フォ
トセンサ３２によりレーザビームが受光されてからポリ
ゴンミラー２５における次の面による走査ビームの生成
が開始されるまでの時間であり、ここに、マイクロプロ
セッサ３８はレーザ制御手段を構成する。

【００２８】このような構成の本実施例においては、Ｖ
ＬＤ２１から出射されたレーザビームは光路変更ミラー
２２で反射した後、受光ミラー２３の中央部に設けられ
た開口２４を通過してポリゴンミラー２５に入射する。
ポリゴンミラー２５はモータ２６によって図２中矢印Ｘ
で示す方向に回転駆動しているので、レーザビームはポ
リゴンミラー２５の各面２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５
ｄを回転方向に従い順に走査することになる。そして、
各面２５ａ〜２５ｄで反射したレーザビームは、各反射
ミラー２７ａ〜２７ｄの上を順に走査し反射して、互い
に異なる４方向の走査ビームとなって読取窓２８から外
部へ出射される。

【００２９】また、各面２５ａ〜２５ｄの終端部で反射
したレーザビームは、フォトセンサ３２に直接入射す
る。そうすると、マイクロプロセッサ３８の制御により
フォトセンサ３２でレーザビームを受光してからポリゴ
ンミラーにおける次の面による走査ビームの生成が開始
されるまでの期間ＴだけＶＬＤ２１がオフされる。そし
て、上記期間Ｔが経過すると自動的にＶＬＤ２１はオン
し、レーザビームが出射されてポリゴンミラー２５に入
射され、走査ビームが生成される。

【００３０】例えば今、ＶＬＤ２１から出射されたレー
ザビームがポリゴンミラー２５の面２５ｄに入射してい
るとすると、この面２５ａから反射したレーザビーム
は、反射ミラー２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの順で
走査し、互いに異なる４方向の走査ビームとして読取窓
２８より出射される。そして、この面２５ａの終端部で
反射したレーザビームがフォトセンサ３２にて受光さ
れ、図６中時点ｔ１においてフォトセンサ３２からの出
力信号Ｓがハイレベル“Ｈ”からローレベル“Ｌ”に変
化すると、マイクロプロセッサ３８の制御によりＶＬＤ
２１がオフする。

【００３１】その後、所定時間Ｔを経過して時点ｔ２に
なると、ＶＬＤ２１が自動的にオンしてレーザビームが
出射される。このレーザビームはポリゴンミラー２５に
おける次の面２５ｂに入射し反射して、反射ミラー２７
ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの順で走査し、互いに異な
る４方向の走査ビームとして読取窓２８より出射され
る。そして、この面２５ｂの終端部で反射したレーザビ
ームがフォトセンサ３２で受光され、時点ｔ３において
フォトセンサ３２からの出力信号Ｓが再度ハイレベル
“Ｈ”からローレベル“Ｌ”に変化すると、マイクロプ
ロセッサ３８の制御によりＶＬＤ２１がオフする。

【００３２】以後、同様にして、所定時間Ｔを経過して
時点ｔ４になると、ＶＬＤ２１が自動的にオンしてレー
ザビームが出射され、このレーザビームはポリゴンミラ
ー２５における次の面２５ｃに入射し反射して、反射ミ
ラー２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの順で走査し、互
いに異なる４方向の走査ビームとして読取窓２８より出
射される。そして、この面２５ｃの終端部で反射したレ
ーザビームがフォトセンサ３２で受光され、時点ｔ５に
おいてフォトセンサ３２からの出力信号Ｓが再度ハイレ
ベル“Ｈ”からローレベル“Ｌ”に変化すると、マイク
ロプロセッサ３８の制御によりＶＬＤ２１がオフする。

【００３３】さらに、所定時間Ｔを経過して時点ｔ６に
なると、ＶＬＤ２１が自動的にオンしてレーザビームが
出射され、このレーザビームはポリゴンミラー２５にお
ける次の面２５ｄに入射し反射して、反射ミラー２７
ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの順で走査し、互いに異な
る４方向の走査ビームとして読取窓２８より出射され
る。そして、この面２５ｄの終端部で反射したレーザビ
ームがフォトセンサ３２で受光され、時点ｔ７において
フォトセンサ３２からの出力信号Ｓが再度ハイレベル
“Ｈ”からローレベル“Ｌ”に変化すると、マイクロプ
ロセッサ３８の制御によりＶＬＤ２１がオフする。

【００３４】さらに、所定時間Ｔを経過して時点ｔ８に
なると、ＶＬＤ２１が自動的にオンしてレーザビームが
出射され、このレーザビームはポリゴンミラー２５にお
ける次の面２５ａに入射する。

【００３５】この時点でポリゴンミラー２５は１回転し
たことになり、ポリゴンミラー２５の各面２５ａ〜２５
ｄはモータ２６の回転軸２６ａに対して互いに若干ずつ
異なる傾角となるように形成されているので、ポリゴン
ミラー２５の１回転で従来の図９に示した場合と同様の
各反射ミラー２７ａ〜２７ｄに対応した方向、すなわち
４群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄでかつ各群がポリゴンミラー２５の
各面２５ａ〜２５ｄに対応した４本の平行なビームの計
１６本で走査ビームが構成される。

【００３６】この場合において、図２に示すようにレー
ザビームがポリゴンミラー２５における各面２５ａ〜２
５ｄ上を走査する区間ａ，ｂ，ｃ，ｄはＶＬＤ２１がオ
ンし、面と面との切替わり区間ｅ，ｆ，ｇ，ｈはＶＬＤ
２１がオフする。この切替わり区間ｅ，ｆ，ｇ，ｈはい
ずれも正常な走査ビームが生成されない区間であり、Ｖ
ＬＤ２１をオフしてもバーコードの読取り率に影響を及
ぼすものではない。

【００３７】従って、本実施例によれば、ポリゴンミラ
ー２５の１回転に対して、区間ａ，ｂ，ｃ，ｄの間はＶ
ＬＤ２１をオンし、区間ｅ，ｆ，ｇ，ｈの間はＶＬＤ２
１をオフするようにしたので、ＶＬＤ２１を連続してオ
ンする従来装置に比べて長寿命化を図り得る。

【００３８】また、フォトセンサ３２によりレーザビー
ムが受光された時点でオフされたＶＬＤ２１はポリゴン
ミラー２５の次の面による走査ビームの生成が開始され
る時点で自動的にオンされるので、オート・パワー・オ
フ機構を備えた従来装置に比べて休止状態となっている
装置を立ち上げるためのスイッチ操作が不要であり、瞬
時にバーコード読取動作を行うことができ、操作性の面
でも優れている。

【００３９】さらに、前述したように全１６本の走査ビ
ームを全て出射できるので、走査ビームを間引いてＶＬ
Ｄの長寿命化を図った従来装置のようにバーコード読取
り率が低下するような不具合は起こり得ない。

【００４０】なお、前記実施例において、各反射ミラー
２７ａ〜２７ｄの幅（レーザビーム走査方向の長さ）を
小さくすることによって、図２に示すＶＬＤ２１のオン
区間ａ，ｂ，ｃ，ｄを縮めることが可能であり、こうす
ることによって、ＶＬＤ２１をより長寿命化にできる利
点がある。

【００４１】また、前記実施例では受光手段として図３
に示す回路構成のフォトセンサ３２を用いたが、本発明
がこれに限定されないのは勿論である。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ポ
リゴンミラーにおけるレーザビーム反射作用面の切替わ
り時である正常な走査ビームが生成されない期間だけ半
導体レーザがオフ動作されるので、立上げ操作の必要な
しに瞬時にバーコード読取り動作を行うことができ、か
つバーコード読取り率を低下させることなく半導体レー
ザの長寿命化を図ることができるバーコード読取装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部内部構成を示す斜視
図。

【図２】同実施例におけるポリゴンミラーの構成を示す
上面図。

【図３】同実施例における受光手段としてのフォトセン
サの構成を示す回路図。

【図４】同実施例における回路基板上の要部回路構成を
示すブロック図。

【図５】同実施例におけるマイクロプロセッサが実行す
る主要な制御を示す流れ図。

【図６】同実施例における受光手段としてのフォトセン
サからの出力信号とＶＬＤのオン、オフ制御との関係を
示す波形図。

【図７】従来例装置の要部内部構成を示す斜視図。

【図８】従来例装置におけるポリゴンミラーの構成を示
す上面図。

【図９】従来例装置における通常駆動状態での走査ビー
ム構成を示す平面図。

【符号の説明】

２１…可視光半導体レーザダイオード（ＶＬＤ） ２５…ポリゴンミラー、 ２６…モータ、 ２７ａ〜２７ｄ…反射ミラー、 ２８…読取窓、 ３０…フォトセンサ、 ３１…回路基板、 ３２…フォトセンサ（受光手段）、 ３６…レーザ駆動回路、 ３８…マイクロプロセッサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザを光源とするとともに、モ
   ータにより回転駆動される複数面角柱形状のポリゴンミ
   ラーを設け、前記半導体レーザから出射されたレーザビ
   ームを前記ポリゴンミラーの各面で順次反射させて複数
   本の走査ビームを生成し読取窓に対して複数方向に走査
   してバーコードを読取るバーコード読取装置において、
   前記ポリゴンミラーにおける各面の終端部から反射され
   るレーザビームを直接受光する位置に設置された受光手
   段と、この受光手段によりレーザビームが受光されてか
   ら前記ポリゴンミラーにおける次の面による走査ビーム
   の生成が開始されるまでの間前記半導体レーザをオフす
   るレーザ制御手段とを具備したことを特徴とするバーコ
   ード読取装置。