JPS6139651B2 - - Google Patents

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JPS6139651B2
JPS6139651B2 JP52089008A JP8900877A JPS6139651B2 JP S6139651 B2 JPS6139651 B2 JP S6139651B2 JP 52089008 A JP52089008 A JP 52089008A JP 8900877 A JP8900877 A JP 8900877A JP S6139651 B2 JPS6139651 B2 JP S6139651B2
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JP
Japan
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code
light beam
scanner
center
scanning
Prior art date
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Expired
Application number
JP52089008A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5424042A (en
Inventor
Yutaka Yunoki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPS5424042A publication Critical patent/JPS5424042A/en
Publication of JPS6139651B2 publication Critical patent/JPS6139651B2/ja
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被認識物体を光学的に走査して、そ
の物体表面上の例えばコード・パターン、傷等の
情報を認識する装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus that optically scans an object to be recognized and recognizes information such as a code pattern, scratches, etc. on the surface of the object.

一般に、この種光学的認識装置には多くの用途
があり、例えばPOS(point of sales)等に於け
るコード読取りもその一例であり、以下これにつ
いて記する。
In general, this type of optical recognition device has many uses, such as code reading in POS (point of sales), etc., which will be described below.

従来、この種の装置に於いては、第1図に見ら
れるように、レーザ光源1で発生させたレーザ・
ビームを集光系2を介して走査器3に導き、その
走査器3の作用に依り、物体6の表面に貼布され
たコード・マーク5上に走査輝線4を発生させ、
その反射散乱光をフオト・マルチプライヤ等の受
光器7で光電変換することに依りコード読取りを
行なうようにしている。尚、第1図aは斜視図、
第1図bは平面図である。
Conventionally, in this type of device, as shown in FIG.
The beam is guided through a condensing system 2 to a scanner 3, and by the action of the scanner 3, a scanning bright line 4 is generated on a code mark 5 pasted on the surface of an object 6,
The code is read by photoelectrically converting the reflected and scattered light by a light receiver 7 such as a photo multiplier. In addition, FIG. 1a is a perspective view,
FIG. 1b is a plan view.

ところで、斯かる装置に於いては、走査器3に
依つて偏向されるビームの振れ角2θを出来る限
り小さくしなければならない。即ち、若し、振れ
角2θが大であると、コード・マーク5に入射す
る光は例えコード・マーク5が平面をなしている
場合であつても場所毎に大きく異なる入射角を持
つこととなり、その結果、第2図に記号a,bで
指示してあるように、反射散乱光の方向分布が相
違してくる。その結果、受光器7で得られる信号
は、第3図aに見られるように、大きく山なりの
うねりを持つようになる。このようなうねりを有
する信号を高い精度で検出するのは困難であるた
め、通常は、振れ角2θを出来る限り小さく抑え
るようにしている。
Incidentally, in such a device, the deflection angle 2θ of the beam deflected by the scanner 3 must be made as small as possible. That is, if the deflection angle 2θ is large, the light incident on the code mark 5 will have a greatly different incident angle depending on the location, even if the code mark 5 is flat. As a result, the directional distribution of the reflected and scattered light becomes different, as indicated by symbols a and b in FIG. As a result, the signal obtained by the photoreceiver 7 has large undulations, as shown in FIG. 3a. Since it is difficult to detect signals with such undulations with high accuracy, the deflection angle 2θ is usually kept as small as possible.

さて、前記のような問題は、第1図に見られる
ように、物体6の表面、従つて、コード・マーク
5が所定の曲率を有する場合に於いても同様に発
生する。この場合は第2図に記号cに示すように
反射散乱光の方向分布が大きく変化する為、受光
器7の出力は第3図bに見られるように、極端な
山なりとなり、信号は著しく劣化し、識別できる
のはコードの極く一部分である。
Now, as shown in FIG. 1, the above-mentioned problem similarly occurs even when the surface of the object 6, and thus the code mark 5, has a predetermined curvature. In this case, as shown by symbol c in Fig. 2, the directional distribution of the reflected and scattered light changes greatly, so the output of the photoreceiver 7 becomes an extreme peak, as shown in Fig. 3b, and the signal is significantly reduced. Only a small portion of the code deteriorates and can be identified.

本発明は、構成に極めて簡単な改変を加えるだ
けで、前記従来例に於けるような信号の劣化を僅
少となし、物体表面上の高精度で適確に認識でき
る装置を提供するものであり、以下これを詳細に
説明する。
The present invention provides a device that can minimize the signal deterioration that occurs in the conventional example and can accurately and accurately recognize the surface of an object by making extremely simple modifications to the configuration. , this will be explained in detail below.

第4図は本発明一実施例の要部平面図、第5図
はその斜視図であり、第1図に関して説明した部
分と同部分を同記号で示してある。
FIG. 4 is a plan view of essential parts of an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a perspective view thereof, in which the same parts as those explained in connection with FIG. 1 are indicated by the same symbols.

本実施例が構成上で従来例と相違する点を次に
説明する。即ち、本実施例では、受光器は7,8
で示すように2個を用い、それ等はビーム10の
走査線を含む平面に対して上方に在るように、し
かも、受光器7はコード・マーク5の左端を視野
の中心とするように、また、受光器8はコード・
マーク5の右端を視野の中心とするようにそれぞ
れ配置され、また、走査器3と物体6との間には
レンズ吏効径に比し焦点距離が短かいレンズ、即
ち短焦点であるレンズ9が配置されていることで
ある。
The differences between this embodiment and the conventional example in terms of configuration will be explained next. That is, in this embodiment, the receivers are 7 and 8.
As shown in , two are used, and they are positioned above the plane containing the scanning line of the beam 10, and the optical receiver 7 is positioned so that the left end of the code mark 5 is the center of its field of view. , and the receiver 8 is connected to the cord/
They are arranged so that the right end of the mark 5 is the center of the field of view, and between the scanner 3 and the object 6 is a lens 9 whose focal length is short compared to the lens diameter, that is, a short focal length lens 9. is located.

この実施例では、光源1で発生した光ビーム1
0が走査器3に依り振れ角2θの偏向を受け、記
号10a,10bで示されるような経路をたどり
短焦点レンズ9の作用で、物体6の内部に在る点
Oで焦点を結ぶようになされている。ここで、物
体6が円筒であつて、物体6の側周上にコード・
マーク5が在り、そして点Oが円の中心であると
すると、コード・マーク5の表面は場所に依らず
常に垂直方向から走査されることになる。即ち、
走査ビーム側から見れば、実際には点Oを中心と
した角度走査(アングル・スキヤン)を行なつて
いるのであるが、あたかも平面上に在るコード・
マークを平行走査しているのと同じ結果になる。
従つて、反射散乱光の主反射散乱光の主反射方向
は、コード・マーク5上の如何なる場所に於いて
も入射するビームの方向と一致し、その範囲も走
査角度2ψ内に制限される。
In this embodiment, a light beam 1 generated by a light source 1
0 is deflected at a deflection angle of 2θ by the scanner 3, and follows the path shown by symbols 10a and 10b, and is focused at a point O inside the object 6 by the action of the short focal length lens 9. being done. Here, the object 6 is a cylinder, and a cord is attached on the side circumference of the object 6.
Assuming that mark 5 exists and point O is the center of the circle, the surface of code mark 5 will always be scanned from the vertical direction regardless of its location. That is,
When viewed from the scanning beam side, it is actually an angular scan centered on point O, but it is as if the code/code on a plane is being scanned.
The result is the same as scanning the marks in parallel.
Therefore, the main reflection direction of the reflected and scattered light coincides with the direction of the incident beam at any location on the code mark 5, and its range is also limited within the scanning angle 2ψ.

本実施例に於ける受器7及び8の出力信号は第
6図a及びbに見られる波形となり、これ等出力
信号を加算すると第6図cに見られるように極め
て良質の信号波形になる。
The output signals of receivers 7 and 8 in this embodiment have the waveforms shown in Figures 6a and 6b, and when these output signals are added together, an extremely high quality signal waveform is obtained as shown in Figure 6c. .

前記実施例では、コード・マーク等が曲面上に
在る場合についての有効性を説明したが、本発明
は、それのみでなく、コード・マーク等の情報が
曲面上に存在する物体と、平面上に存在する物体
とが混在する場合に適用しても有効である。
In the above embodiment, the effectiveness was explained in the case where code marks etc. are present on a curved surface, but the present invention is applicable not only to this case, but also to objects where information such as code marks etc. is present on a curved surface, and to a flat surface. It is also effective when applied to cases where there are objects present above.

第7図はそれを説明する図であり、11乃至1
4はビーム経路、fはレンズの焦点距離、a―
a′はレンズ中心、b―b′は平面物体上のコード・
マークが存在する面、Oは検出可能な最小曲率物
体の中心、Pは中心Oを有する前記物体の曲率、
O′は仮想検出面の中心、p′は中心O′を有する前
記仮想検出面の曲率、C―C′はa―a′に置かれた
焦点距離fを持つレンズの焦点を含む面である。
FIG. 7 is a diagram explaining this, and 11 to 1
4 is the beam path, f is the focal length of the lens, a-
a' is the center of the lens, b-b' is the code on the plane object.
the surface on which the mark is present, O is the center of the object of minimum detectable curvature, P is the curvature of said object with center O;
O' is the center of the virtual detection surface, p' is the curvature of the virtual detection surface with center O', and C-C' is the plane containing the focal point of the lens with focal length f placed at a-a'. .

さて、面b―b′及び中心Oである円の円周にあ
るマーク・コードが混在する場合には、走査ビー
ムが一方のマーク・コードに対して垂直となるよ
うにしたのでは他方のマーク・コードからの反射
散乱光の方向分布が大きく変化してしまうため、
他方のマーク・コードからの信号を高い精度で検
出することができなくなる。例えば、第7図にお
いて、走査ビームが中心Oである円の円周に垂直
となるようにレンズの焦点距離を設定したとする
と、ビーム経路11と同じ位置で面b―b′上のマ
ーク・コードを走査するためのビーム経路は15
のようになり、その入射角Θはマーク・コード
の両端部で小さくなり、マーク・コードからの反
射散乱光の主反射方向が両側に設けられている受
光器とは異なる方向になつてしまい検出精度が低
下する。そこで、本発明の実施例では、面b―
b′と中心Oである円の円周との中間に周面がくる
ような中心O′を有する曲率ρ′の仮想検出面と想
定し、この中心O′を角度走査の中心点とするよ
うな焦点距離fのレンズを用いる。なお、それ以
外の構成は第4図、第5図と同一である。このよ
うにすることにより、経路11〜14のビームは
曲率ρである曲面に対して垂直に入射することに
なり、その前後の面b―b′と中心Oである円の円
周に対しては、ΘとΘ′でそれぞれ入射する。こ
のΘとΘ′はΘと比較すれば明らかなようにΘ
と比較すれば明らかなようにΘよりは変化の
少ないものであるため、それほど検出精度を低下
させることなく検出を行うことができる。このよ
うに、走査ビームは面に対して垂直に近いもので
あれば必ずしも垂直としなくても良いため、実際
には多くの場合、中心O′で走査ビームを完全に
フオーカスする必要がなく、それに近いもので結
果的に角度走査になつていれば良い。
Now, if there are marks and codes located on the plane b-b' and on the circumference of the circle with the center O, then if the scanning beam is perpendicular to one mark code, it will not be possible to・Since the directional distribution of reflected and scattered light from the code changes significantly,
It becomes impossible to detect the signal from the other mark code with high accuracy. For example, in FIG. 7, if the focal length of the lens is set so that the scanning beam is perpendicular to the circumference of the circle with the center O, then the mark on the plane b-b' is located at the same position as the beam path 11. The beam path for scanning the code is 15
The incident angle Θ 1 becomes smaller at both ends of the mark code, and the main reflection direction of the reflected and scattered light from the mark code is in a direction different from that of the receivers provided on both sides. Detection accuracy decreases. Therefore, in the embodiment of the present invention, surface b--
Assume a virtual detection surface of curvature ρ' with center O' such that the circumferential surface is located midway between b' and the circumference of a circle with center O, and use this center O' as the center point of the angular scan. A lens with a focal length f is used. Note that the other configurations are the same as those in FIGS. 4 and 5. By doing this, the beams on paths 11 to 14 will be incident perpendicularly to the curved surface with curvature ρ, and with respect to the front and rear surfaces b-b' and the circumference of the circle with the center O. are incident at Θ and Θ′, respectively. If we compare these Θ and Θ′ with Θ1 , it becomes clear that Θ
As is clear from comparison with Θ 1 , there is less change than Θ 1 , so detection can be performed without significantly reducing detection accuracy. In this way, the scanning beam does not necessarily have to be perpendicular to the surface as long as it is close to perpendicular to the surface, so in many cases it is not necessary to completely focus the scanning beam at the center O′, and It is sufficient if it is close enough to result in angular scanning.

本発明では、前記実施例以外に構成上多くの改
変を行なうことができる。例えば、受光器を2個
以上用い、その配置位置も、用途に応じ適宜選択
することができる。また、角度走査用の光学レン
ズ(例えば第4図及び第5図の9)は同様な機能
を有する反射ミラーや光学フアイバ系等で置換で
きる。更にまた、図示されていないが受光器の前
記に配置される集光光学系を平面鏡、曲面鏡、レ
ンズ、フアンバー等で構成し、単数或いは複数の
受光器に反射光を導くことにより本発明の効果を
更に改善することもできる。
In the present invention, many modifications can be made to the structure other than the embodiments described above. For example, two or more light receivers may be used, and their arrangement positions may be selected as appropriate depending on the application. Further, the optical lens for angle scanning (for example, 9 in FIGS. 4 and 5) can be replaced with a reflecting mirror or optical fiber system having a similar function. Furthermore, although not shown in the drawings, the present invention can be implemented by constructing a condensing optical system disposed above the light receiver using a plane mirror, a curved mirror, a lens, a fascia, etc., and guiding the reflected light to one or more light receivers. The effect can also be further improved.

本発明装置の用途としては、POSの外、例えば
カン詰め、ビン詰め、アンプル、パプ状物体、球
状物体等に於せける表面パターンの読取り、それ
等の表面に於ける傷の検査等に適合できる。
In addition to POS, the device of the present invention is suitable for reading surface patterns on cans, bottles, ampoules, pap-like objects, spherical objects, etc., and inspecting for scratches on the surfaces of such objects. can.

以上の説明で判るように、本発明に依れば情報
の存在が曲面上であると平面上であるとを問わ
ず、高い精度で適確に認識することが可能であ
り、そして、必要な構成としては角度走査を行な
う為の光学系を付加するのみで足りるので、その
実施は容易である。
As can be seen from the above explanation, according to the present invention, it is possible to accurately recognize the presence of information with high accuracy regardless of whether it is on a curved surface or a flat surface, and the necessary The configuration is easy to implement because it is sufficient to add an optical system for performing angular scanning.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図a及びbは従来例の要部斜視図及び要部
平面図、第2図は反射散乱光の方向分布を説明す
る線図、第3図は受光器の出力波形を表わす線
図、第4図及び第5図は本発明一実施例の要部平
面図及び要部斜視図、第6図は本発明1実施例に
於ける出力波形を表わす線図、第7図は他の実施
例の説明図である。 図に於いて、1は光源、2は集光系、3は走査
器、4は走査輝線、5はコード・マーク、6は物
体、7,8は受光器、9はレンズ、10はビーム
をそれぞれ示す。
1A and 1B are a perspective view and a plan view of the main part of the conventional example, FIG. 2 is a line diagram explaining the directional distribution of reflected and scattered light, and FIG. 3 is a line diagram showing the output waveform of the light receiver. 4 and 5 are a plan view and a perspective view of essential parts of one embodiment of the present invention, FIG. 6 is a diagram showing the output waveform in the first embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing another embodiment. It is an explanatory diagram of an example. In the figure, 1 is the light source, 2 is the focusing system, 3 is the scanner, 4 is the scanning bright line, 5 is the code mark, 6 is the object, 7 and 8 are the receivers, 9 is the lens, and 10 is the beam. Each is shown below.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 光ビームを発生する光源と、前記光ビームで
被認識物体上を走査すべく該光ビームを偏向する
走査器と、該走査器で偏向された光ビームが前記
被認識物体の内部或いは後方で交点を結ぶべく配
置され角度走査を行なう為のレンズや反射鏡等の
光学系と、前記光ビームによる被認識物体からの
反射光を走査方向に離間した複数個所にて検出
し、各検出出力を重ね合せることにより被認識物
体を読み取る読取手段とを有してなることを特徴
とする光学的認識装置。
1. A light source that generates a light beam, a scanner that deflects the light beam to scan the object to be recognized with the light beam, and a scanner that deflects the light beam by the scanner to scan the object to be recognized. Optical systems such as lenses and reflectors are arranged to connect the intersection points and perform angular scanning, and the light reflected by the light beam from the object to be recognized is detected at multiple locations spaced apart in the scanning direction, and each detection output is detected. 1. An optical recognition device comprising: reading means for reading objects to be recognized by overlapping them.
JP8900877A 1977-07-25 1977-07-25 Optical identifying device Granted JPS5424042A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8900877A JPS5424042A (en) 1977-07-25 1977-07-25 Optical identifying device

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JP8900877A JPS5424042A (en) 1977-07-25 1977-07-25 Optical identifying device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5424042A JPS5424042A (en) 1979-02-23
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58219441A (en) * 1982-06-15 1983-12-20 Hajime Sangyo Kk Apparatus for detecting defect on surface of convex object
JPS603473A (en) * 1983-06-20 1985-01-09 Mitsubishi Motors Corp Fuel passage structure in carburetor

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JPS5424042A (en) 1979-02-23

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