JPH07262304A - 光走査読取装置及びその反射面 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】一台の回転多面鏡により複数の走査線を得るこ
とのできる光走査読取装置を提供する。 【構成】回転軸１７回りに回転可能な回転多面鏡１６
は、複数の相異なる反射面１１を有する。各々の反射面
１１は、反射面の両端で対向する二本の直線状綾線２，
４が互いに捩じれの関係にある非平面形状である。各反
射面１１は、対向綾線２と４との間の傾き角がそれぞれ
異なる。従って、回転多面鏡１６が回転すると、各反射
面ごとに異なる方向の走査線からなる走査線群１８がス
クリーン１５の面内に描かれる。そこで、スクリーン１
５の面上にバーコードを配置すると、バーコードが仮に
一つの走査線に対して傾いていたとしても、方向が異な
る他の走査線上に位置していればバーコード情報を読み
取ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光源からの光ビームを
反射走査させ、バーコードのような光反射ターゲット上
に走査線を描くことにより、光反射ターゲットの情報
（パターン）を読み取るための光走査読取装置及びその
反射面に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ビームを複数の走査線を描くように偏
向走査させ、バーコード記号などを読み取る一つの公知
の光走査読取装置として、図４に示すように、揺動鏡と
回転鏡とを組み合わせて複数の平行な走査線３３を発生
させるものがある。光源３０から揺動鏡３１に向けて出
射した光ビーム２９は、揺動鏡３１で上下方向に偏向さ
れた後、回転多面鏡３２に照射する。回転多面鏡３２を
回転軸３４の周りに回転させることにより、反射面の数
だけ複数の平行な走査線３３を発生させることができ
る。バーコード情報は、スクリーン３５上の走査線３３
上にバーコードを置き、その反射光を受光素子３６で受
光することにより、読み取ることができる。この場合、
バーコードの位置が上下方向に多少ずれていても、バー
コードの位置がいずれか一本の走査線上にあれば読み取
ることができる。

【０００３】第２の公知の装置として、特公昭５６−２
１１３２号公報に開示されたものがある。これは図５に
示すように、光源３０から出射された光が回転鏡３７で
反射走査された後、回転鏡３７の周囲にある固定鏡群中
の固定鏡３８により反射されて放射線状の走査線３９を
発生させる。

【０００４】第３の公知の装置として、特開平１−１４
４０１０号公報に開示されたものがある。これは図６に
示すように、関連配置された複数の反射面を持つ多面鏡
４０を回転軸心または揺動軸心４１の回りに配設し、互
いに非平行な複数の走査線４２を発生させる。

【０００５】第４の公知の装置として、特公平５−２８
８７７号公報に開示されたものがある。これは、回転多
面鏡の反射面の形状を、光が反射面上に形成する照射線
上における法線ベクトルの方向が逐次に変化するような
非平面の曲面として多方向の走査線を発生させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
公知の装置のように平行な走査線を使用するものでは、
全ての走査線方向が同一であるため、走査線に対してバ
ーコードが傾いた場合には、バーコード情報を読み取れ
なくなるという問題がある。更に上下及び左右に走査す
るために二つのミラーが必要であり、部品数が多く装置
が大型化するので、近年の装置の小型化及び軽量化の要
請に反する上に製造コストも高くなる。また、複数回の
ミラーの反射により、光量損失やビーム形状の乱れが重
畳され、バーコードからの反射光による信号の信号対雑
音比が悪化するという問題がある。

【０００７】第２の公知の装置では、放射線状の走査線
を使用するため、バーコードの傾きに対する制約は緩和
される。しかし、多数のミラーを配置するために、部品
の調整が非常に繁雑となり、部品数が多いことに起因し
て装置の製造コスト、占有スペース及び重量がいずれも
増大するという問題がある。また、第１の公知の装置と
同様に、複数回のミラーの反射による光量損失やビーム
形状の乱れの問題もある。

【０００８】第３の公知の装置では、関連配置されたミ
ラーを使用しているために、精密に製作されたミラーを
精度よく配置する必要があり、製造コストが増大すると
いう問題がある。また、第１の公知の装置と同様に、複
数回のミラーの反射による光量損失やビーム形状の乱れ
の問題もある。

【０００９】第４の公知の装置では、曲面状の反射面の
採用により上述の第１乃至第３の装置のような問題は改
善されているが、反射面が垂直及び水平の両方向ともに
パワーを持つ恐れがある。即ち、反射面が光ビームを収
束或いは発散させる光学特性を持つ恐れがある。通常は
光源の直後に収束レンズを配置して光ビームを収束する
ことによりビームウエスト位置を規定し、バーコード読
取り距離を規定する方法が一般的である。しかしなが
ら、第４の公知の装置では、光ビームが各面における各
照射点ごとに異なる収束、或いは発散作用を受けるの
で、ビームウエスト位置は各照射点ごとに異なる。即
ち、一本の走査線を描く間にビームウエスト位置が変化
し、バーコード面上の一本の走査線中でビーム径が逐次
に変化する。ここでビーム径が変化すると、バーコード
の読取り易さも変化する。これは、一定の読取り性能を
維持する上で大きな欠点である。

【００１０】本発明の一つの目的は、部品数が少なく、
小型化、軽量化及び製造コストの低減が可能であり、光
量損失やビームの乱れを抑制できる光走査読取装置を提
供することである。

【００１１】本発明の他の目的は、光走査読取装置の部
品数の削減、小型化、軽量化及び製造コストの低減と、
光量損失やビームの乱れの抑制に貢献できる反射面を提
供することである。

【００１２】

【課題を達成するための手段】本発明の一つの観点によ
れば、光反射ターゲットのパターンを光学的に走査して
読み取る光走査読取装置が提供される。この装置は、所
定の方向へ光ビームを出射する光源と、軸回りに少なく
とも揺動するように配置され、光源からの光ビームを反
射させる少なくとも一つの反射面を有し、その反射光に
より光反射ターゲット上を走査すべき走査手段と、この
走査手段により走査された光反射ターゲットからの反射
光を受光することにより、光反射ターゲットのパターン
を検出する検出手段とを備え、前記走査手段の各々の反
射面は、少なくとも二つの対向する直線状の稜線により
規定され、その対向する稜線は互いに捩じれの関係にあ
り、その対向する稜線の間に規定される面は、一方の稜
線の傾きが連続的に変化して他方の稜線の傾きに達する
非平面形状をなす。本発明の他の観点によれば、所定の
方向へ光ビームを出射する光源と、光源からの光ビーム
を反射させ、その反射光により光反射ターゲット上を走
査する少なくとも一つの反射面を有する走査手段と、走
査手段により走査された光反射ターゲットからの反射光
を受光することにより、光反射ターゲットのパターンを
検出する検出手段とを備え、光反射ターゲットのパター
ンを光学的に走査して読み取る光走査読取装置のための
反射面であって、この反射面は、少なくとも二つの対向
する直線状の稜線により規定され、その対向する稜線は
互いに捩じれの関係にあり、その対向する稜線の間に規
定される面は、一方の稜線の傾きが連続的に変化して他
方の稜線の傾きに達する非平面形状をなし、且つ軸回り
に少なくとも揺動するように配置された光走査読取装置
のための反射面が提供される。

【００１３】これら光走査読取装置及び反射面において
は、走査手段の反射面が軸回りに複数配置され、この複
数の反射面は、複数方向に偏向した走査線を発生するよ
うに互いに異なる面形状を有する複数の反射面を含んで
もよい。

【００１４】本発明の更に他の観点による光走査読取装
置は、所定の方向へ光ビームを出射する光源と、軸回り
に少なくとも揺動するように配置され、光源からの光ビ
ームを反射させる複数の反射面を有し、その反射光によ
り光反射ターゲット上を走査する走査手段と、走査手段
により走査された光反射ターゲットからの反射光を受光
することにより、光反射ターゲットのパターンを検出す
る検出手段とを備え、走査手段の各々の反射面は、少な
くとも二つの対向する直線状の稜線により規定され、そ
の対向する稜線は互いに捩じれの関係にあり、その対向
する稜線の間に規定される面は、一方の稜線の傾きが連
続的に変化して他方の稜線の傾きに達する非平面形状を
なし、走査手段の複数の反射面は、複数方向の走査線を
発生するように互いに異なる面形状を有する複数の反射
面を含む。

【００１５】

【作用】上述の構成によれば、所定の方向から反射面へ
光ビームが入射すると、この光ビームは入射点における
反射面の上下左右の傾きに応じた方向へ反射される。一
方の稜線の傾きが連続的に変化して他方の稜線の傾きに
一致する非平面形状をなす反射面が揺動すると、それに
伴って反射面上の光ビームの入射点は順次に移動し、同
時に光ビームの入射点における反射面の傾きが順次に変
化し、光ビームの反射方向も順次に変化する。その結
果、発生する走査線の方向は反射面の形状に応じた方向
になる。

【００１６】

【実施例】図１及び２を参照して本発明の第１実施例に
ついて説明する。図１は本発明に係る光走査読取装置を
示し、図２はその装置に使用される反射面を示す。図２
に示すように、反射面１は四本の綾線２，３，４，５に
より規定される。そのうち、反射面１の両端で対向する
二本の綾線２及び４は直線状であり、且つ互いに捩じれ
の関係にある。隣接する二本の綾線２，３からなる仮想
的な平行四辺形を点線２０で示す。二本の綾線２，４が
捩じれの関係にあることから、隣接する二本の綾線４，
５は平行四辺形２０から逸脱し、綾線４は、綾線２に平
行な点線２０ａから角度θだけ傾いている。

【００１７】このような反射面１は、綾線２の傾きが一
点鎖線２′で示すように順次に変化して最終的に綾線４
の傾きに一致する非平面的な形状である。図１を参照す
ると、光源１０から出射した光ビーム９は反射体１′と
一体的な上述の反射面１に入射する。この反射体１′は
揺動軸１２の回りに揺動可能である。

【００１８】反射体１′及び反射面１が揺動すると、反
射面上の光ビーム９の入射点は順次に移動し、同時に光
ビーム９の入射点における反射面の傾きが順次に変化
し、光ビーム９の反射方向も順次に変化する。その結
果、光ビーム９はスクリーン１５の面内に走査線１３を
描く。この走査線１３は反射面１の形状に応じた方向と
なる。つまり、走査線１３の方向は揺動軸１２の方向に
必ずしも制約を受けない。

【００１９】スクリーン１５の面上には光反射ターゲッ
ト、例えばバーコード（図示せず）が配置され、その反
射光が受光素子１４により検出される。受光素子１４の
光検出信号は公知の電子回路（図示せず）による公知の
方式で処理され、バーコード情報（パターン）が読み取
られる。

【００２０】このような光走査読取装置によれば、走査
線１３の方向は、綾線の傾き角θを変更するのみで自由
に変化させることができ、装置の設計の自由度が大きく
なる。また、反射面１が一つで済むため、製造コストの
点で有利であり、小型軽量の装置を実現できる。反射面
１は揺動するものとしたが、軸１２回りに回転させても
よい。

【００２１】図３は本発明の第２実施例の光走査読取装
置を示す。第１実施例と同様の構成要素については同様
の参照符号を付して示す。この第２実施例と第１実施例
に対する差異は、複数の相異なる反射面を有する回転多
面鏡により偏向走査が実行されることである。

【００２２】軸１７回りに回転可能な回転多面鏡１６
は、複数の相異なる反射面１１を有し、各々の反射面は
第１実施例の反射面１と同様に、反射面１１の両端で対
向する二本の直線状綾線２，４が互いに捩じれの関係に
ある。各反射面１１は、綾線の傾き角θがそれぞれ異な
る。従って、回転多面鏡１６が回転すると、各面ごとに
異なる方向の走査線からなる走査線群１８がスクリーン
１５の面内に描かれる。そこで、スクリーン１５の面上
にバーコード（図示せず）を配置すると、バーコードが
仮に一つの走査線に対して傾いていたとしても、方向が
異なる他の走査線上に位置していればバーコード情報を
読み取ることができる。このような多方向の走査線が発
生されるため、スクリーン１５の面上に配置されるべき
バーコードの方向の自由度が非常に大きくなる。

【００２３】一方、走査線の方向は、綾線の傾き角θを
変更するのみで自由に変化させることができる。これに
起因して互いに非平行な走査線を発生させることもで
き、装置の設計の自由度が大きくなる。

【００２４】更に、一体の回転多面鏡１６により任意の
偏向走査を実現できるため、装置の小型化、軽量化が可
能であり、反射回数が一回ですむため、光量損失や光ビ
ーム形状の乱れを最小限に抑制でき、読取信号の信号対
雑音比を従来の光走査読取装置に比して向上できる。

【００２５】回転多面鏡１６は回転するものとしたが、
軸１７回りに揺動させてもよい。回転多面鏡１６の全て
の反射面は互いに異なる面形状を有することが好ましい
が、一部に同一の面形状の反射面を含んでもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光走査読取
装置及びその反射面によれば、一台の走査手段で複数の
走査線を得るように設計することが可能である。また、
その複数の走査線の方向を互いに異なるようにすること
も可能である。

【００２７】従って、部品点数が少なく、小型軽量で低
コストな光走査読取装置を実現することが可能である。
更にミラー反射を一回のみに設計可能であるため、光量
損失やビームの乱れを最小限に抑制できる。また、一本
の走査線の方向は、一つの反射面の面形状を変更するの
みで自由に変化させられるので、光走査読取装置の設計
の自由度が大きくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る光走査読取装置を示
す模式図である。

【図２】図１の光走査読取装置に使用される反射面を示
す斜視図である。

【図３】本発明の第２実施例に係る光走査読取装置を示
す模式図である。

【図４】揺動鏡と回転鏡との組み合わせにより複数の平
行な走査線を発生させるための従来の光走査読取装置を
示す模式図である。

【図５】回転鏡と固定鏡群との組み合わせにより放射線
状の走査線を発生させるための従来の光走査読取装置を
示す斜視図である。

【図６】関連配置された複数の反射面を有する多面鏡に
より、複数の非平行な走査線を発生させるための従来の
光走査読取装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

１，１１…反射面、１…反射体（走査手段）、２，４…
対向綾線、９…光ビーム、１０…光源、１２…揺動軸、
１３…走査線、１４…受光素子（検出手段）、１６…回
転多面鏡（走査手段）、１７…回転軸、１８…走査線
群。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光反射ターゲットのパターンを光学的に走
   査して読み取る装置であって、 所定の方向へ光ビームを出射する光源と、 軸回りに少なくとも揺動するように配置され、光源から
   の光ビームを反射させる少なくとも一つの反射面を有
   し、その反射光により光反射ターゲット上を走査すべき
   走査手段と、 この走査手段により走査された光反射ターゲットからの
   反射光を受光することにより、光反射ターゲットのパタ
   ーンを検出する検出手段とを備え、 前記走査手段の各々の反射面は、少なくとも二つの対向
   する直線状の稜線により規定され、その対向する稜線は
   互いに捩じれの関係にあり、その対向する稜線の間に規
   定される面は、一方の稜線の傾きが連続的に変化して他
   方の稜線の傾きに達する非平面形状をなす光走査読取装
   置。
2. 【請求項２】 前記走査手段の反射面が軸回りに複数配
   置され、この複数の反射面は、複数方向に偏向した走査
   線を発生するように互いに異なる面形状を有する複数の
   反射面を含む請求項１記載の光走査読取装置。
3. 【請求項３】 所定の方向へ光ビームを出射する光源
   と、 光源からの光ビームを反射させ、その反射光により光反
   射ターゲット上を走査する少なくとも一つの反射面を有
   する走査手段と、 走査手段により走査された光反射ターゲットからの反射
   光を受光することにより、光反射ターゲットのパターン
   を検出する検出手段とを備え、光反射ターゲットのパタ
   ーンを光学的に走査して読み取る光走査読取装置のため
   の反射面であって、 この反射面は、少なくとも二つの対向する直線状の稜線
   により規定され、その対向する稜線は互いに捩じれの関
   係にあり、その対向する稜線の間に規定される面は、一
   方の稜線の傾きが連続的に変化して他方の稜線の傾きに
   達する非平面形状をなし、且つ軸回りに少なくとも揺動
   するように配置された光走査読取装置のための反射面。
4. 【請求項４】 前記反射面が、軸回りに複数配置され、
   この複数の反射面は、複数方向に偏向した走査線を発生
   するように互いに異なる面形状を有する複数の反射面を
   含む請求項３記載の光走査読取装置のための反射面。
5. 【請求項５】 光反射ターゲットのパターンを光学的に
   走査して読み取る装置であって、 所定の方向へ光ビームを出射する光源と、 軸回りに少なくとも揺動するように配置され、光源から
   の光ビームを反射させる複数の反射面を有し、その反射
   光により光反射ターゲット上を走査する走査手段と、 走査手段により走査された光反射ターゲットからの反射
   光を受光することにより、光反射ターゲットのパターン
   を検出する検出手段とを備え、 走査手段の各々の反射面は、少なくとも二つの対向する
   直線状の稜線により規定され、その対向する稜線は互い
   に捩じれの関係にあり、その対向する稜線の間に規定さ
   れる面は、一方の稜線の傾きが連続的に変化して他方の
   稜線の傾きに達する非平面形状をなし、 走査手段の複数の反射面は、複数方向の走査線を発生す
   るように互いに異なる面形状を有する複数の反射面を含
   む光走査読取装置。