JPH11203393A - 光学的情報読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型で丸みのあるシンプルな対称性の良い外観
形状のヘッド部を備えたハンドヘルド型バーコードスキ
ャナを提供する。 【解決手段】ハンドヘルド型バーコードスキャナ１は、
主要な光学要素が収容されたヘッド部３と、トリガスイ
ッチ４ａを備えたグリップ部５を有している。ヘッド部
３の正面すなわちバーコードに向けられる面には、読み
取り用の走査ビームを射出する窓２が設けられている。
ヘッド部３の内部には、光源部２０、偏向ミラー２３、
回転多面鏡２４、パターンミラー２５〜２９、集光ミラ
ー３０、光検出器３１が軸対称に配置されている。光検
出器３１はパターンミラー２５〜２９と回転多面鏡２４
に対して窓２の側に位置し、光検出器３１に対してレー
ザーダイオード２１は更に窓２の側に位置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、デパート
やスーパーマーケットでの販売時点（Point Of Sales）
操作において、物品に添付あるいは印刷されているバー
コードを光ビームで走査して読み取るバーコードスキャ
ナ等の光学的情報読み取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、米国特許第５，５５７，
０９３号に記載されているように、走査方向が異なる複
数の走査ビームを順次射出させることにより、バーコー
ドがどの方向を向いていても読み取れ得るバーコードス
キャナが提案されている。

【０００３】このように走査方向の異なる複数の走査ビ
ームを射出するバーコードスキャナは、オムニスキャン
タイプと呼ばれている。この種のバーコードスキャナ
は、バーコードとバーコードスキャナの向きを合わせる
作業をオペレータに強いないため、オペレータの操作上
の負担をかなり軽減する。これは、ＰＯＳ操作の迅速化
にとって好結果をもたらしている。

【０００４】また、バーコードスキャナは、固定的に設
置される比較的大型の据置型バーコードスキャナと、持
ち運んで使用される比較的小型の移動型バーコードスキ
ャナとに分けられる。特に、オペレータが手に持って使
用するものは、ハンドヘルド型バーコードスキャナと呼
ばれている。

【０００５】据置型バーコードスキャナでは、バーコー
ドの読み取りは、オペレータが物品を手に持って、ある
いは、物品を自動的に移送させて、バーコードの付され
た面をスキャナの読み取り用の窓に臨ませることによっ
て行なわれる。

【０００６】据置型バーコードスキャナは、軽くて小さ
い物品に対しては何ら不都合は無いが、オペレータが手
に持ったり、自動搬送路に載せたりするには困難が強い
られる大きい物品や重い物品に付されたバーコードの読
み取りには適していない。

【０００７】このような大きな物品や重い物品に付され
たバーコードの読み取りには、オペレータが手に持って
簡単に読み取り用の窓をバーコードに臨ませることので
きるハンドヘルド型バーコードスキャナが適している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図７は、従来のオムニ
スキャンタイプのハンドヘルド型バーコードスキャナの
光学系の構成を示す正面図である。図７から示されるよ
うに、ハンドヘルド型バーコードスキャナ１は、主要な
光学要素を収容したヘッド部３と、オペレータが手に持
つためのグリップ部５とを有している。ヘッド部３の正
面には、読み取り用の走査ビームを射出する窓２が設け
られている。ヘッド部３の内部には、光源部２０、偏向
ミラー２３、回転多面鏡２４、パターンミラー２５〜２
９、集光ミラー３０、光検出器３１が収められている。

【０００９】偏向ミラー２３と回転多面鏡２４とパター
ンミラー２５〜２９と集光ミラー３０と光検出器３１は
軸対称に配置されており、光源部２０はその軸から離れ
た位置に配置されている。ヘッド部３は、美観上の理由
から軸対称（左右対称）な形状に作られており、このた
めデッドスペースの多いものとなっている。

【００１０】ハンドヘルド型バーコードスキャナは、操
作性の良さから、ヘッド部の小さいものが好ましい。ま
た、丸みのあるシンプルな対称性の良い外観形状が一般
に好まれる傾向があるため、ヘッド部は出来うる限りそ
のような形状に設計されることが好ましい。

【００１１】本発明は、このような事情に基づいて成さ
れたものであり、その目的は、光学要素の配置関係を工
夫することにより、小型で丸みのあるシンプルな対称性
の良い外観形状のヘッド部を備えたハンドヘルド型の光
学的情報読み取り装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の光学的情報読み
取り装置は、光ビームを射出する光源部と、光ビームを
走査して走査ビームを生成する走査ビーム生成手段と、
走査ビームを異なる方向に反射する複数のパターンミラ
ーであり、走査ビーム生成手段からの１本の走査ビーム
から複数の走査ビームを作り出す複数のパターンミラー
と、複数のパターンミラーからの走査ビームを装置外部
に射出させる窓と、窓を通って入射してくる戻り光を集
光させる集光ミラーと、集光ミラーで集光された戻り光
を受光してその強度を検出する光検出器とを有してお
り、光源部と走査ビーム生成手段と複数のパターンミラ
ーと光検出器が軸対称に配置されている。

【００１３】さらに、光検出器は走査ビーム生成手段お
よび複数のパターンミラーよりも窓の側に位置し、光源
部は光検出器よりも窓の側に位置している。また、窓は
戻り光路範囲にほぼ等しい形状を有している。

【００１４】このような配置関係により、光源部と走査
ビーム生成手段と複数のパターンミラーと光検出器とを
収容している筐体部分は、特に出っ張った部分を持たな
い対称性良い形状とすることができる。

【００１５】より好ましくは、窓が、出射する走査ビー
ムに対して垂直方向よりも、光源部からパターンミラー
に近づく方向に傾いている。このような配置関係によ
り、光源部と走査ビーム生成手段と複数のパターンミラ
ーと光検出器とを収容している筐体部分を、より小型に
することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。図１および図２は、第
一の実施の形態のハンドヘルド型バーコードスキャナの
光学系の構成を示す正面図およびその部分断面側面図で
ある。また、図３は、図１のハンドヘルド型バーコード
スキャナのヘッド部を拡大して示す正面図である。

【００１７】図１と図２に示されるように、ハンドヘル
ド型バーコードスキャナ１はヘッド部３とグリップ部５
を有している。ヘッド部３の正面すなわちバーコードに
向けられる面には、読み取り用の走査ビームを射出する
窓２が設けられている。窓２は、図３に網掛け部で示さ
れる戻り光路範囲に対応した形状を有している。つま
り、窓２は実質的に網掛け部と同じ形状を有している。

【００１８】このハンドヘルド型バーコードスキャナ１
は、オムニスキャンとシングルスキャンの二つのスキャ
ンモードで駆動可能であり、このため、図２に示される
ように、グリップ部５には、二つのトリガスイッチすな
わちオムニトリガスイッチ４ａとシングルトリガスイッ
チ４ｂが設けられている。

【００１９】オムニスキャンタイプのバーコードスキャ
ナは、オペレータにバーコードの向きに合わせてスキャ
ナの向きを調整するという作業を強いることなく、バー
コードの読み取りが行なえるので非常に便利である。し
かしながら、その反面、複数のバーコードが整然と配列
されたリストから特定のバーコードを読み取る使用目的
に対しては、目標のバーコードの付近の別のバーコード
の情報をも読み取ってしまい易いことが原因で、読み取
りエラーが起こり易いという不具合を持っている。この
ように、バーコードのリストから特定のバーコードを読
み取る使用目的に対しては、オムニスキャンタイプのバ
ーコードスキャナよりは、むしろ、シングルスキャンタ
イプのバーコードスキャナの方が適している。

【００２０】本実施形態のハンドヘルド型バーコードス
キャナ１は、このような不具合を解消するため、オペレ
ータの選択に応じて、オムニスキャンモードとシングル
スキャンモードのいずれかのモードで駆動されるもの
で、そのためにオムニトリガスイッチ４ａとシングルト
リガスイッチ４ｂの二つのトリガスイッチを有してい
る。

【００２１】オムニスキャンモードとシングルスキャン
モードの切り換えは、オムニトリガスイッチ４ａまたは
シングルトリガスイッチ４ｂのいずれがオンされたのに
応じて光源部の発光を制御することで行なわれる。

【００２２】このようなオムニスキャンモードとシング
ルスキャンモードの二つのスキャンモードで読み取り可
能なハンドヘルド型バーコードスキャナは本出願人によ
って既に提案されている。これに関する詳しい説明は本
出願人による特願平９−１８１２２号に開示されてい
る。

【００２３】図１〜図３を参照して分かるように、ハン
ドヘルド型バーコードスキャナ１のヘッド部３の内部に
は、光源部２０、偏向ミラー２３、回転多面鏡２４、パ
ターンミラー２５〜２９、集光ミラー３０、光検出器３
１が設けられている。光源部２０はレーザダイオード２
１とコリメータレンズ２２を含んでいる。

【００２４】図１と図３から分かるように、これらの光
学部材は、軸対称に配置されている。また、図２から分
かるように、光検出器３１はパターンミラー２５〜２９
と回転多面鏡２４に対して窓２側に位置し、光検出器３
１に対してレーザーダイオード２１は更に窓２側に位置
している。

【００２５】レーザダイオード２１はコリメータレンズ
２２と共に共通の支持部材３５に支持されており、支持
部材３５は台座３６に回動調整可能に取り付けてられて
いる。レーザダイオード２１から射出された光ビーム
は、コリメータレンズ２２によって平行に近い光束とさ
れ、偏向ミラー２３に投射される。偏向ミラー２３は、
集光ミラー３０の反射面内に配置された小径の円形の平
面ミラーからなり、レーザダイオード２１からの光ビー
ムを回転多面鏡２４に向けて反射する。

【００２６】回転多面鏡２４は、モータ３７の回転軸に
固定されており、回転可能に支持されている。回転多面
鏡２４は４つの反射面３８ａ〜３８ｄを有しており、こ
れらの反射面３８ａ〜３８ｄは、それぞれ回転軸に対し
て異なる傾斜角を持ち、偏向ミラー２３を経て入射する
光ビームを異なる角度で反射する。従って、モータ２７
により回転多面鏡２４を回転させることにより、周期的
に異なる軌道を走査する４本の走査ビームが生成され
る。

【００２７】回転多面鏡２４の周囲には５枚のパターン
ミラー２５〜２９が配置されており、これらのパターン
ミラー２５〜２９はそれぞれ異なる方向を向いている。
従って、回転多面鏡２４の各反射面で生成された走査ビ
ームはパターンミラー２５〜２９に順次入射し、各パタ
ーンミラー２５〜２９は入射する走査ビームをそれぞれ
異なる方向に反射する。その結果、回転多面鏡２４の回
転により生成された走査ビームの１本から更に５本の走
査ビームが作り出される。

【００２８】つまり、回転多面鏡２４の回転によって、
４つの反射面３８ａ〜３８ｄに対応して、軌道の異なる
４本の走査ビームが生成され、その各々が５枚のパター
ンミラー２５〜２９によってそれぞれ異なる５方向に偏
向されるので、合計（４×５＝）２０本の走査ビームが
作り出される。

【００２９】図４は、このように作り出された２０本の
走査ビームの窓２上におけるパターンを示している。図
４において、走査ビーム群４１はパターンミラー２７
に、走査ビーム群４２はパターンミラー２５に、走査ビ
ーム群４３はパターンミラー２６に、走査ビーム群４４
はパターンミラー２８に、走査ビーム群４５はパターン
ミラー２９に、それぞれ対応している。また、各走査ビ
ーム群において、ほぼ平行な４本の走査ビームは、回転
多面鏡２４の４つの反射面３８ａ〜３８ｄに、それぞれ
対応している。

【００３０】図１〜図３において、バーコードで反射・
散乱された光は、窓２から入射して装置内部へ入り、反
射・散乱前の走査ビームに対応したパターンミラー（２
５〜２９のいずれか）によって反射されて回転多面鏡２
４に向かう。その後、光は、回転多面鏡２４の反射面３
８ａ〜３８ｄのいずれかで反射され、集光ミラー３０へ
向かう。

【００３１】集光ミラー３０は、入射する光を偏向し集
光させる凹状の反射面を有しており、集光ミラー３０に
入射した光は、この凹状の反射面で反射されることで集
束性の光束となり、光検出器３１に入射する。光検出器
３１は、入射する光の強度に応じた信号を出力する。

【００３２】光検出器３１からの信号は、デコード回路
基板７に設けられているデコード回路に送られ、デコー
ド回路はこれに基づいて読み取ったバーコードの情報を
デコードする。デコードされた情報は、例えば、ケーブ
ル９を介して外部装置へ出力される。

【００３３】これまで、特に断らなかったが、オムニス
キャンモードでの駆動を前提として説明した。つまり、
上述したように２０本の走査ビームが作り出されるの
は、オムニスキャンモードによる駆動に対してであり、
シングルスキャンモードにより駆動に対しては、だだ１
本の走査ビームが作り出されるだけである。

【００３４】ハンドヘルド型バーコードスキャナ１は、
オムニトリガスイッチ４ａのオンに対しては、オムニス
キャンモードで駆動され、上述したように、図４に示さ
れる２０本の走査ビームが作り出され、これら全てが窓
２から投射される。一方、シングルトリガスイッチ４ｂ
のオンに対しては、シングルスキャンモードで駆動さ
れ、図４に示される２０本の走査ビームの中の１本だけ
が作り出され、これが窓２から投射される。例えば、図
４に示される走査ビーム群のうち、パターンミラー２７
に対応する走査ビーム群４１の４本の走査ビームのうち
の１本が投射される。

【００３５】このため、ハンドヘルド型バーコードスキ
ャナ１は、回転多面鏡２４と一体に回転する円板５１の
縁に固定された遮光板５２と、遮光板５２を検出するた
めのフォトインタラプタ５３を備えている。遮光板５２
は、回転方向に関して、所定の１本の走査ビーム、すな
わちパターンミラー２７の走査方向の幅に対応した幅を
有している。

【００３６】オムニトリガスイッチ４ａのオンに対して
は、レーザーダイオード２１は連続的に発光駆動され
る。その結果、窓２からは２０本の走査ビームが投射さ
れる。つまり、ハンドヘルド型バーコードスキャナ１が
オムニスキャンモードで駆動される。

【００３７】また、シングルトリガスイッチ４ｂのオン
に対しては、レーザーダイオード２１は間欠的に発光駆
動される。つまり、レーザーダイオード２１は、フォト
インタラプタ５３の出力に基づいて、遮光板５２がこれ
を通過する間だけ、発光駆動される。その結果、窓２か
らは、パターンミラー２７に対応した４本の走査ビーム
のうちの１本だけが投射される。つまり、ハンドヘルド
型バーコードスキャナ１がシングルスキャンモードで駆
動される。

【００３８】図５は、このバーコードスキャナ１におけ
る信号処理回路の一例の構成を示すブロック図である。
レーザダイオード２１は、デコーダおよびＣＰＵ等を内
蔵するデータ処理・制御回路５５からのレーザ駆動信号
に基づき、レーザ駆動回路５６によって発光が制御され
る。回転多面鏡２４および遮光板５２を一体に回転させ
るモータ３７は、データ処理・制御回路５５からの回転
制御信号に基づき、モータ駆動回路５７によって駆動制
御される。その回転速度は、モータ３７の回転に伴って
得られる回転パルス信号に基づいて制御される。

【００３９】一方、光検出器３１の出力は、電流電圧
（Ｉ／Ｖ）変換回路５８で電圧信号に変換され、微分回
路５９で微分され、その微分信号は増幅・フィルタ回路
６０で増幅およびフィルタ処理された後、２値化回路６
１で２値信号に変換され、データ処理・制御回路５９に
供給され、ここでバーコードが読み取られる。

【００４０】また、データ処理・制御回路５５は、上述
したように、トリガスイッチ４ａ，４ｂで選択されたモ
ードで駆動するため、フォトインタラプタ５３の出力と
トリガスイッチ４ａ，４ｂからの信号に基づいて、レー
ザダイオード２１の発光を制御する。

【００４１】以上の説明から分かるように、本実施形態
のハンドヘルド型バーコードスキャナ１では、図１と図
３から分かるように、主要な光学要素である、レーザダ
イオード２１とコリメータレンズ２２、偏向ミラー２
３、回転多面鏡２４、パターンミラー２５〜２９、集光
ミラー３０、光検出器３１が、ヘッド部３の内部に、正
面から見て軸対称に配置されている。また、図２から分
かるように、光検出器３１はパターンミラー２５〜２９
と回転多面鏡２４よりも窓２の側に配置されており、レ
ーザーダイオード２１とコリメータレンズ２２は光検出
器３１よりも窓２の側に配置されている。

【００４２】このような配置関係を採用したおかげで、
ヘッド部３は、前から見て円、横から見て一部が直線で
切られた楕円に近い形状に、つまり、回転楕円体の一部
を軸対称に平面で切り落とした形に近い形状に成形され
ている。つまり、ハンドヘルド型バーコードスキャナ１
は、いわゆる卵形のヘッド部３を備えたものとなってい
る。

【００４３】このようにヘッド部３には特に出っ張った
部分がなく、その中に主要な光学要素が対称性良く互い
に近くに配置されているため、ヘッド部３はデッドスペ
ースが少ない小型なものとなっている。さらに、ヘッド
部３は、いわゆる卵形をしているため、見た目の感じも
実際より小さく感じられる。

【００４４】結局、本実施形態では、美観的に好まれる
形状で、実際に小型であるうえ、見た目も小さく感じら
れるヘッド部３を備えたハンドヘルド型バーコードスキ
ャナ１が得られている。

【００４５】また、窓２は図３に示される網掛け部（戻
り光路範囲）と同じ形状をしているため、この窓２を通
して見えるのはパターミラー２５〜２９だけで、他の光
学要素は見えないので、本実施形態のハンドヘルド型バ
ーコードスキャナ１は、正面から見た場合にも、美観的
にも好ましいものとなっている。

【００４６】図６は、第二の実施の形態のハンドヘルド
型バーコードスキャナの光学系の構成を示す部分断面側
面図である。本実施形態のハンドヘルド型バーコードス
キャナ１は、わずかに、窓２の傾斜の仕方が、第一の実
施の形態と相違しているだけで、それ以外は全く同じで
ある。

【００４７】第一の実施の形態のハンドヘルド型バーコ
ードスキャナ１では、図２から分かるように、窓２と集
光レンズ３０との間に、光学要素が配置されていない空
間が存在している。

【００４８】本実施形態のハンドヘルド型バーコードス
キャナ１では、図２と図６を比較して分かるように、窓
２の傾け方を変えることにより、前述の光学要素が配置
されていない空間を無くしている。

【００４９】これにより、本実施形態のハンドヘルド型
バーコードスキャナ１は、第一の実施の形態に比べて、
更に小型のヘッド部３を備えたものとなっている。な
お、窓２の傾け方は、第一の実施の形態においても、第
二の実施の形態においても、窓２の表面による反射光が
パターンミラー２５〜２９に戻ることがないように注意
深く選ばれなければならない。本発明は上述した実施の
形態に何等限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で行なわれるすべての実施を含んでいる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、小型で丸みのあるシン
プルな対称性の良い外観形状のヘッド部、いわゆる卵形
をした小型のヘッド部を備えたハンドヘルド型バーコー
ドスキャナが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の実施の形態のハンドヘルド型バーコード
スキャナの光学系の構成を示す正面図である。

【図２】図１のハンドヘルド型バーコードスキャナの光
学系の構成を示す部分断面側面図である。

【図３】図１のハンドヘルド型バーコードスキャナのヘ
ッド部を拡大して示す図である。

【図４】図１〜図３のハンドヘルド型バーコードスキャ
ナにおいて、オムニスキャンモードにおいてスキャナか
ら射出される走査ビームのパターンを示す図である。

【図５】図１〜図３のハンドヘルド型バーコードスキャ
ナにおける信号処理回路の一例の構成を示すブロック図
である。

【図６】第二の実施の形態のハンドヘルド型バーコード
スキャナの光学系の構成を示す部分断面側面図である。

【図７】従来のオムニスキャンタイプのハンドヘルド型
バーコードスキャナの光学系の構成を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

２０ 光源部 ２１ レーザーダイオード ２２ コリメートレンズ ２３ 偏向ミラー ２４ 回転多面鏡 ２５〜２９ パターンミラー ３０ 集光ミラー ３１ 光検出器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを射出する光源部と、 光ビームを走査して走査ビームを生成する走査ビーム生
   成手段と、 走査ビームを異なる方向に反射する複数のパターンミラ
   ーであり、走査ビーム生成手段からの１本の走査ビーム
   から複数の走査ビームを作り出す複数のパターンミラー
   と、 複数のパターンミラーからの走査ビームを装置外部に射
   出させる窓と、 窓を通って入射してくる戻り光を集光させる集光ミラー
   と、 集光ミラーで集光された戻り光を受光してその強度を検
   出する光検出器とを有しており、 光源部と走査ビーム生成手段と複数のパターンミラーと
   光検出器が軸対称に配置されている光学的情報読み取り
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、光検出器が走査ビー
   ム生成手段および複数のパターンミラーよりも窓の側に
   位置し、光源部が光検出器よりも窓の側に位置している
   光学的情報読み取り装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、窓が戻り光路範囲に
   ほぼ等しい形状を有している光学的情報読み取り装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、窓が、出射する走査
   ビームに対して垂直方向よりも、光源部からパターンミ
   ラーに近づく方向に傾いている光学的情報読み取り装
   置。