JP3036480B2 - バーコード読取装置およびその焦点制御方法 - Google Patents
バーコード読取装置およびその焦点制御方法Info
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- G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はバーコード読取装置
に関し、特に半導体レーザダイオードをレーザビーム発
生部の発生源として使用した自動焦点型バーコード読取
装置に関する。
に関し、特に半導体レーザダイオードをレーザビーム発
生部の発生源として使用した自動焦点型バーコード読取
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術として自動焦点型バーコード
リーダは図３、図４に示すように自動焦点型バーコード
読取装置３０とコンベヤ３１上を移動する物品３２上に
貼り付けられたバーコードラベル３３とラベル間距離３
４を測定する距離測定部９からの距離情報パルス１７で
焦点位置制御部８を制御することによりレーザビーム発
生部３５から出力される円形整形レーザビーム１６の焦
点位置をバーコードラベル３３の面上に設定し、走査レ
ーザビーム１８としてバーコードラベル３３の面上に照
射し、走査レーザビーム１８の反射光１９を受光しバー
コードラベル３３を読み取っていた。ラベル間距離３４
は一般的には多光軸センサ投光部３６から出力される複
数の高さ検出光ビーム３６の物品３２による遮光の光軸
数を多光軸センサ受光部３７で検出後、距離測定部９に
入力されて算出される。
リーダは図３、図４に示すように自動焦点型バーコード
読取装置３０とコンベヤ３１上を移動する物品３２上に
貼り付けられたバーコードラベル３３とラベル間距離３
４を測定する距離測定部９からの距離情報パルス１７で
焦点位置制御部８を制御することによりレーザビーム発
生部３５から出力される円形整形レーザビーム１６の焦
点位置をバーコードラベル３３の面上に設定し、走査レ
ーザビーム１８としてバーコードラベル３３の面上に照
射し、走査レーザビーム１８の反射光１９を受光しバー
コードラベル３３を読み取っていた。ラベル間距離３４
は一般的には多光軸センサ投光部３６から出力される複
数の高さ検出光ビーム３６の物品３２による遮光の光軸
数を多光軸センサ受光部３７で検出後、距離測定部９に
入力されて算出される。
【０００３】ここで、レーザビームをバーコードラベル
に照射してその反射光により読取を行うバーコード読取
装置では、読み取るべきバーコードラベルを構成する一
番細いバーの幅に対応させてレーザビームの径を決定す
る。つまり一番細いバー幅に比較しレーザービーム径が
太くなり過ぎると分解能が低下し正確なバー幅の検出が
不可能となり読取性能が低下する。また一番細いバー幅
に比較しレーザビーム径が細過ぎるとバーコードラベル
の細かな傷や汚れを拾い易くなり同様に読取性能が低下
することから通常はバーコードラベルの面上でのレーザ
ビーム径をバーコードラベルを構成する一番細いバー幅
と同程度の値に設定しバーコードラベルの読取を行う。
このことを最適ビーム径での読取と呼ぶ。ここで図２に
示すとおりレーザービーム径４０は焦点位置４２で１番
小さくなり、焦点位置から遠くなっても近くなっても大
きくなるため、焦点位置４２でのビーム径を前記最適ビ
ーム径に設定し焦点位置４２をバーコードラベル面上に
設定し読取を行うのが一般的である。
に照射してその反射光により読取を行うバーコード読取
装置では、読み取るべきバーコードラベルを構成する一
番細いバーの幅に対応させてレーザビームの径を決定す
る。つまり一番細いバー幅に比較しレーザービーム径が
太くなり過ぎると分解能が低下し正確なバー幅の検出が
不可能となり読取性能が低下する。また一番細いバー幅
に比較しレーザビーム径が細過ぎるとバーコードラベル
の細かな傷や汚れを拾い易くなり同様に読取性能が低下
することから通常はバーコードラベルの面上でのレーザ
ビーム径をバーコードラベルを構成する一番細いバー幅
と同程度の値に設定しバーコードラベルの読取を行う。
このことを最適ビーム径での読取と呼ぶ。ここで図２に
示すとおりレーザービーム径４０は焦点位置４２で１番
小さくなり、焦点位置から遠くなっても近くなっても大
きくなるため、焦点位置４２でのビーム径を前記最適ビ
ーム径に設定し焦点位置４２をバーコードラベル面上に
設定し読取を行うのが一般的である。
【０００４】読取るべきバ−コードラベルまでの距離が
常に変化する場合にバーコードラベルまでの距離を測定
したレーザビームの焦点をバーコードラベルの面上に設
定して読取を行うのは上記理由による。
常に変化する場合にバーコードラベルまでの距離を測定
したレーザビームの焦点をバーコードラベルの面上に設
定して読取を行うのは上記理由による。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記のとおり高性能バ
ーコード読取装置を実現するには前記最適ビーム径のレ
ーザビームをバーコードラベル面に照射することが必須
条件であり、前記最適ビーム径が変化すると高い読取性
能は得られない。
ーコード読取装置を実現するには前記最適ビーム径のレ
ーザビームをバーコードラベル面に照射することが必須
条件であり、前記最適ビーム径が変化すると高い読取性
能は得られない。
【０００６】ここで最適ビーム径を変化させる要因とは
図４に示すレーザビーム発生部３５から出力される円形
整形レーザビーム１６の焦点位置の変動があり、主にレ
ーザビーム発生部３５の周囲温度の変化により引き起こ
される。図２に示すとおりレーザビーム径４０は焦点位
置４２が１番細いことから焦点位置の変動があるとレー
ザビーム径４０は太り前記のとおり読取性能は低下す
る。
図４に示すレーザビーム発生部３５から出力される円形
整形レーザビーム１６の焦点位置の変動があり、主にレ
ーザビーム発生部３５の周囲温度の変化により引き起こ
される。図２に示すとおりレーザビーム径４０は焦点位
置４２が１番細いことから焦点位置の変動があるとレー
ザビーム径４０は太り前記のとおり読取性能は低下す
る。
【０００７】この現象は、特にレーザビームの発生器と
して半導体レーザダイオードを使用したバーコード読取
装置において動作周囲温度が変動する場合に顕著に現れ
る。図４に示すように半導体レーザダイオード１から出
力されるレーザビームは周知のとおり方向によりその発
散角が異なる楕円形状発散レーザビーム１４となってい
る。その発散角５０の最大値は６０度程度であり一般的
にはまず焦点距離の短いコリメートレンズ２を使用して
平行レーザビーム１５に整形する。
して半導体レーザダイオードを使用したバーコード読取
装置において動作周囲温度が変動する場合に顕著に現れ
る。図４に示すように半導体レーザダイオード１から出
力されるレーザビームは周知のとおり方向によりその発
散角が異なる楕円形状発散レーザビーム１４となってい
る。その発散角５０の最大値は６０度程度であり一般的
にはまず焦点距離の短いコリメートレンズ２を使用して
平行レーザビーム１５に整形する。
【０００８】口径の大きなコリメートレンズを使用すれ
ば距離ａを長くすることは可能であるが大型化によるコ
スト上昇は避けられない。これは半導体レーザダオード
の出力は小さく、発散角５０内に含まれる殆ど全てのレ
ーザビームを使用しなければ所定の出力を取り出せない
ためである。また平行レーザビーム１５は平行光である
が未だ楕円形であるため２枚の焦点距離の短いシリンド
リカルレンズａ３、シリンドリカルレンズｂ４により円
形の円形整形レーザビーム１６に整形される。大型で焦
点距離の長いシリドンリカルレンズも使用可能である
が、前記コリメートレンズ同様、大型化によるコスト上
昇は避けられない。
ば距離ａを長くすることは可能であるが大型化によるコ
スト上昇は避けられない。これは半導体レーザダオード
の出力は小さく、発散角５０内に含まれる殆ど全てのレ
ーザビームを使用しなければ所定の出力を取り出せない
ためである。また平行レーザビーム１５は平行光である
が未だ楕円形であるため２枚の焦点距離の短いシリンド
リカルレンズａ３、シリンドリカルレンズｂ４により円
形の円形整形レーザビーム１６に整形される。大型で焦
点距離の長いシリドンリカルレンズも使用可能である
が、前記コリメートレンズ同様、大型化によるコスト上
昇は避けられない。
【０００９】ここで半導体レーザダイオード１及び前記
レンズ類は一般的にアルミニウム等のケースに取付け、
組立てられるため、周囲の温度変化によるケースの熱膨
張で半導体レーザダイオード１とコリメートレンズ２と
の距離、コリメートレンズ２とシリンドリカルレンズａ
３との距離、シリンドリカルレンズａ３とシリンドリカ
ルレンズｂ４との距離は変動する。前記距離の変動は前
記レンズ類の焦点距離の短いレンズを使用した場合に円
形整形レーザビーム１６の焦点距離の大きなズレを引き
起こす。
レンズ類は一般的にアルミニウム等のケースに取付け、
組立てられるため、周囲の温度変化によるケースの熱膨
張で半導体レーザダイオード１とコリメートレンズ２と
の距離、コリメートレンズ２とシリンドリカルレンズａ
３との距離、シリンドリカルレンズａ３とシリンドリカ
ルレンズｂ４との距離は変動する。前記距離の変動は前
記レンズ類の焦点距離の短いレンズを使用した場合に円
形整形レーザビーム１６の焦点距離の大きなズレを引き
起こす。
【００１０】本現象は周知である焦点ｆの単レンズの公
式１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆにおいてｂが大きい場合、ａ
の微妙な変動がｂの大きな変動を引き起こすという事実
で説明される。つまり図４のコリメートレンズ２は半導
体レーザダイオード１から出力される楕円形状発散レー
ザビーム１４の平行化を行うが、距離ａは前記公式のａ
に対応するため平行化とは前記公式ｂを無限大とするこ
とである。平行光の焦点位置は無限遠であるためｂは無
限大となる。このとき、前記公式の１／ｂはゼロとなり
ａ−ｆとなる。
式１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆにおいてｂが大きい場合、ａ
の微妙な変動がｂの大きな変動を引き起こすという事実
で説明される。つまり図４のコリメートレンズ２は半導
体レーザダイオード１から出力される楕円形状発散レー
ザビーム１４の平行化を行うが、距離ａは前記公式のａ
に対応するため平行化とは前記公式ｂを無限大とするこ
とである。平行光の焦点位置は無限遠であるためｂは無
限大となる。このとき、前記公式の１／ｂはゼロとなり
ａ−ｆとなる。
【００１１】図５にｆ，ａ，ｂの実際の計算例を示す。
図５に示すとおり焦点距離ｆの小さなレンズを使用すれ
ばするほどｂの減少は早くなる。つまり焦点距離ｆの小
さなレンズほど平行光から収束光へ変化する割合が大き
い。これは平行光であるべき平行レーザビーム１５が収
束光となることを示し、コリメートレンズ２の焦点距離
を短くすればするほど平行レーザービーム１５の焦点位
置の変化が大きくなることを示す。ここで円形整形レー
ザビーム１６の焦点距離は平行レーザビーム１５が平行
である場合に設計値としての所定の値になるため、平行
レーザビーム１５が平行光ではなく収束光になると円形
整形レーザビーム１６の焦点距離も変動する。
図５に示すとおり焦点距離ｆの小さなレンズを使用すれ
ばするほどｂの減少は早くなる。つまり焦点距離ｆの小
さなレンズほど平行光から収束光へ変化する割合が大き
い。これは平行光であるべき平行レーザビーム１５が収
束光となることを示し、コリメートレンズ２の焦点距離
を短くすればするほど平行レーザービーム１５の焦点位
置の変化が大きくなることを示す。ここで円形整形レー
ザビーム１６の焦点距離は平行レーザビーム１５が平行
である場合に設計値としての所定の値になるため、平行
レーザビーム１５が平行光ではなく収束光になると円形
整形レーザビーム１６の焦点距離も変動する。
【００１２】ここで半導体レーザダイオードをレーザビ
ームの発光源として使用する最大の理由は前記のとおり
小型化、低コスト化であるため半導体レーザダイオード
をレーザビームの発光源として使用したビーム形状整形
部は短焦点のレンズの使用が必須である。したがって短
焦点レンズの構成であることから前記熱膨張による図４
距離ａの変化が平行レーザビーム１５の平行度に大きく
影響し、その結果円形整形レーザビーム１６の焦点位置
に影響を与え、焦点位置制御部８からの走査レーザビー
ム１８の焦点位置を変化させる。つまり従来の技術は図
３に示すようにバーコードラベル３３までのラベル間距
離３４を測定する距離測定部９からの距離情報パルス１
７で焦点位置制御部８を制御することによりレーザビー
ム発生部３５から出力される円形整形レーザビーム１６
の焦点位置をバーコードラベル３３の面上に設定しよう
とするが、自動焦点バーコードリーダ３０の動作周囲温
度が変動することによりレーザビーム発生部３５の周囲
温度も変化しその結果として円形整形レーザビーム１６
の焦点位置も変動するため、走査レーザビーム１８の焦
点位置をバーコードラベル３３の面上に正確に設定する
ことが困難となり読取性能が低下する欠点があった。
ームの発光源として使用する最大の理由は前記のとおり
小型化、低コスト化であるため半導体レーザダイオード
をレーザビームの発光源として使用したビーム形状整形
部は短焦点のレンズの使用が必須である。したがって短
焦点レンズの構成であることから前記熱膨張による図４
距離ａの変化が平行レーザビーム１５の平行度に大きく
影響し、その結果円形整形レーザビーム１６の焦点位置
に影響を与え、焦点位置制御部８からの走査レーザビー
ム１８の焦点位置を変化させる。つまり従来の技術は図
３に示すようにバーコードラベル３３までのラベル間距
離３４を測定する距離測定部９からの距離情報パルス１
７で焦点位置制御部８を制御することによりレーザビー
ム発生部３５から出力される円形整形レーザビーム１６
の焦点位置をバーコードラベル３３の面上に設定しよう
とするが、自動焦点バーコードリーダ３０の動作周囲温
度が変動することによりレーザビーム発生部３５の周囲
温度も変化しその結果として円形整形レーザビーム１６
の焦点位置も変動するため、走査レーザビーム１８の焦
点位置をバーコードラベル３３の面上に正確に設定する
ことが困難となり読取性能が低下する欠点があった。
【００１３】以上、従来技術の欠点の説明を熱膨張によ
る半導体レーザダイオード１とコリメートレンズ２との
距離の変動で行ったがその他のコリメートレンズ２とシ
リンドリカルレンズａ３との距離、シリンドリカルレン
ズａ３とシリンドリカルレンズｂ４との距離の変動でも
円形整形レーザビーム１６の焦点位置変動は同様に発生
する。但しその割合は小さいため説明は省略する。また
焦点位置制御部も一般的に焦点距離の長いレンズを使用
することから温度変化によるレンズ間距離の変動の影響
は小さいため説明は省略する。
る半導体レーザダイオード１とコリメートレンズ２との
距離の変動で行ったがその他のコリメートレンズ２とシ
リンドリカルレンズａ３との距離、シリンドリカルレン
ズａ３とシリンドリカルレンズｂ４との距離の変動でも
円形整形レーザビーム１６の焦点位置変動は同様に発生
する。但しその割合は小さいため説明は省略する。また
焦点位置制御部も一般的に焦点距離の長いレンズを使用
することから温度変化によるレンズ間距離の変動の影響
は小さいため説明は省略する。
【００１４】また、レーザビーム発生器としてレーザ管
を使用した場合は発散角５０が小さくコリメートレン
ズ、シリンドリカルレンズを使用する必要性はないため
従来技術においても不具合は発生しにくい。
を使用した場合は発散角５０が小さくコリメートレン
ズ、シリンドリカルレンズを使用する必要性はないため
従来技術においても不具合は発生しにくい。
【００１５】
【課題を解決するための手段】 前記従来技術の欠点を
克服するため本発明のバーコード読取装置では、レーザ
ビーム発生部と、前記レーザビーム発生部から出力され
るレーザビームの形状を整形するレーザビーム形状整形
部と、バーコードラベルまでの距離を測定する距離測定
部からの距離情報で制御して前記レーザビーム形状整形
部から出力されるレーザビーム焦点位置をバーコードラ
ベルの面上に設定する焦点位置制御器と前記焦点位置制
御部から出力されるレーザビームをバーコードラベルの
面上に照射する走査部と、バーコードラベルの面上から
の前記レーザビームの反射光を受光する受光部と、前記
受光部の出力を受けて解読を行う解読部と、前記解読部
の解読結果を外部装置に出力する解読結果出力部からな
るバーコード読取装置において、前記レーザビーム形状
整形部に温度測定器を設け、前記温度測定部から出力さ
れる温度情報と前記距離測定部から出力される前記距離
情報により前記焦点位置制御部を制御する構成とし、レ
ーザビーム発生部が、レーザビームの発生源と発生され
たレーザビームの形状を整形するレーザビーム形状整形
部とからなり、温度測定器が前記整形部に設けられてい
るものである。
克服するため本発明のバーコード読取装置では、レーザ
ビーム発生部と、前記レーザビーム発生部から出力され
るレーザビームの形状を整形するレーザビーム形状整形
部と、バーコードラベルまでの距離を測定する距離測定
部からの距離情報で制御して前記レーザビーム形状整形
部から出力されるレーザビーム焦点位置をバーコードラ
ベルの面上に設定する焦点位置制御器と前記焦点位置制
御部から出力されるレーザビームをバーコードラベルの
面上に照射する走査部と、バーコードラベルの面上から
の前記レーザビームの反射光を受光する受光部と、前記
受光部の出力を受けて解読を行う解読部と、前記解読部
の解読結果を外部装置に出力する解読結果出力部からな
るバーコード読取装置において、前記レーザビーム形状
整形部に温度測定器を設け、前記温度測定部から出力さ
れる温度情報と前記距離測定部から出力される前記距離
情報により前記焦点位置制御部を制御する構成とし、レ
ーザビーム発生部が、レーザビームの発生源と発生され
たレーザビームの形状を整形するレーザビーム形状整形
部とからなり、温度測定器が前記整形部に設けられてい
るものである。
【００１６】本発明では、装置動作時の周囲温度の変化
によるレーザビームの焦点位置変動を防止するためのレ
ーザビーム形状整形部に温度測定器を設け、温度測定器
から出力される温度情報と距離測定部から出力されるバ
ーコードまでの距離情報により焦点位置制御部を制御で
きるようにしたものである。
によるレーザビームの焦点位置変動を防止するためのレ
ーザビーム形状整形部に温度測定器を設け、温度測定器
から出力される温度情報と距離測定部から出力されるバ
ーコードまでの距離情報により焦点位置制御部を制御で
きるようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の一実施の
形態の構成を示すブロック図である。図１（ｂ）は本発
明におけるケース温度測定器付レーザビーム発生部７の
一例を示す。本発明のバーコード読取装置は図１（ｂ）
に示す半導体レーザダイオード１と、コリメートレンズ
２とシリンドリカルレンズａ３とシリンドルイカルレン
ズｂ４とからなるレーザビーム形状整形部とレーザビー
ム発生部ケース５とケース温度測定器６により構成され
るケース温度測定器付レーザビーム発生部７と、図１
（ａ）に示す焦点位置制御部８と、距離測定部９と、走
査部１０と、受光部１１と、解読部１２と、解読結果出
力部１３から構成される。図１（ｂ）に示すとおり半導
体レーザダイオード１から出力された楕円形状発散レー
ザビーム１４はコリメートレンズ２により平行レーザビ
ーム１５に変換され、シリンドリカルレンズａ３とシリ
ンドリカルレンズｂ４により円形整形レーザビーム１６
に変換後、図１（ａ）に示す焦点位置制御部８に入力さ
れる。続いてバーコードラベルまでの距離を測定する距
離測定部９から距離情報パルス１７が焦点位置制御部８
に入力される。
面を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の一実施の
形態の構成を示すブロック図である。図１（ｂ）は本発
明におけるケース温度測定器付レーザビーム発生部７の
一例を示す。本発明のバーコード読取装置は図１（ｂ）
に示す半導体レーザダイオード１と、コリメートレンズ
２とシリンドリカルレンズａ３とシリンドルイカルレン
ズｂ４とからなるレーザビーム形状整形部とレーザビー
ム発生部ケース５とケース温度測定器６により構成され
るケース温度測定器付レーザビーム発生部７と、図１
（ａ）に示す焦点位置制御部８と、距離測定部９と、走
査部１０と、受光部１１と、解読部１２と、解読結果出
力部１３から構成される。図１（ｂ）に示すとおり半導
体レーザダイオード１から出力された楕円形状発散レー
ザビーム１４はコリメートレンズ２により平行レーザビ
ーム１５に変換され、シリンドリカルレンズａ３とシリ
ンドリカルレンズｂ４により円形整形レーザビーム１６
に変換後、図１（ａ）に示す焦点位置制御部８に入力さ
れる。続いてバーコードラベルまでの距離を測定する距
離測定部９から距離情報パルス１７が焦点位置制御部８
に入力される。
【００１８】ここで焦点位置制御部８に入力される円形
整形レーザビーム１６の焦点を制御する方式としては、
例えば特開平５−４６７９６号公報に記載のように、焦
点位置制御部８に内蔵されるレンズ群の位置を変化させ
る方式が一般的である。つまり焦点位置制御部８に外部
から電気的パルスを入力しステッピングモータ等により
前記レンズ群の位置を変化させることで焦点位置制御部
８に入力される円形整形レーザビーム１６の焦点位置を
任意の値に設定する方式が一般的である。本発明では距
離情報パルス１７が前記電気パルスに対応する。
整形レーザビーム１６の焦点を制御する方式としては、
例えば特開平５−４６７９６号公報に記載のように、焦
点位置制御部８に内蔵されるレンズ群の位置を変化させ
る方式が一般的である。つまり焦点位置制御部８に外部
から電気的パルスを入力しステッピングモータ等により
前記レンズ群の位置を変化させることで焦点位置制御部
８に入力される円形整形レーザビーム１６の焦点位置を
任意の値に設定する方式が一般的である。本発明では距
離情報パルス１７が前記電気パルスに対応する。
【００１９】ここでは、焦点位置制御部８が前記電気パ
ルス数の１パルスで焦点位置制御部８から出力される走
査レーザビーム１８の焦点位置を１０ｍｍ変位するもの
として説明する。よってバーコードまでの距離が１００
０ｍｍとすれば距離測定部９からの距離情報パルス１７
は１０００ｍｍ／１０ｍｍ＝１００パルスとなり焦点位
置制御部８に入力されて走査レーザビーム１８の焦点位
置を１０００ｍｍに設定する。但し前記１００パルスに
て走査レーザビーム１８の焦点位置を１０００ｍｍに設
定するには焦点位置制御部８に入力される円形整形レー
ザビーム１６の焦点距離をある値の範囲内に保つ必要が
あり、何らかの原因でこの範囲から外れた場合は１００
パルスで１０００ｍｍに設定することは不可能となる。
ここで前記発明が解決しようとする課題で述べたとおり
周囲温度が変動した場合に焦点位置制御部８に入力され
る円形整形レーザービーム１６の焦点位置が変動し、そ
の結果走査レーザビーム１８の焦点位置も変化する。円
形整形レーザビーム１６の焦点位置変動の主要因は前記
のとおりレーザビーム発生部７の熱膨張による半導体レ
ーザダイオード１とコリメートレンズ２との距離の変動
である。ここで前記距離の変動は図１（ｂ）に示すレー
ザビーム発生部ケース５の材質の熱膨張係数と温度によ
り決定されることは明白である。前記変動の一例として
前記ケースの材質がアルミニウムである場合、その熱膨
張係数は２３×１０-6であり、半導体レーザダイオード
１とコリメートレンズ２の常温（２５度）における距離
を１０ｍｍとし、１０度の変化があった場合は前記距離
の変動は 距離の変動＝（２３×１０-6）×１０ｍｍ×１０度＝
２．３μｍ となる。以上よりケースの材質の熱膨張率は当然のこと
として一定であることから前記距離の変動は周囲温度に
より一意的に決定される。円形整形レーザビーム１６の
焦点位置は前記距離により決定されることから円形整形
レーザビーム１６の焦点距離の変動は温度により一意的
に決定される。したがって走査レーザビーム１８の焦点
距離の変動も温度により一意的に決定される。
ルス数の１パルスで焦点位置制御部８から出力される走
査レーザビーム１８の焦点位置を１０ｍｍ変位するもの
として説明する。よってバーコードまでの距離が１００
０ｍｍとすれば距離測定部９からの距離情報パルス１７
は１０００ｍｍ／１０ｍｍ＝１００パルスとなり焦点位
置制御部８に入力されて走査レーザビーム１８の焦点位
置を１０００ｍｍに設定する。但し前記１００パルスに
て走査レーザビーム１８の焦点位置を１０００ｍｍに設
定するには焦点位置制御部８に入力される円形整形レー
ザビーム１６の焦点距離をある値の範囲内に保つ必要が
あり、何らかの原因でこの範囲から外れた場合は１００
パルスで１０００ｍｍに設定することは不可能となる。
ここで前記発明が解決しようとする課題で述べたとおり
周囲温度が変動した場合に焦点位置制御部８に入力され
る円形整形レーザービーム１６の焦点位置が変動し、そ
の結果走査レーザビーム１８の焦点位置も変化する。円
形整形レーザビーム１６の焦点位置変動の主要因は前記
のとおりレーザビーム発生部７の熱膨張による半導体レ
ーザダイオード１とコリメートレンズ２との距離の変動
である。ここで前記距離の変動は図１（ｂ）に示すレー
ザビーム発生部ケース５の材質の熱膨張係数と温度によ
り決定されることは明白である。前記変動の一例として
前記ケースの材質がアルミニウムである場合、その熱膨
張係数は２３×１０-6であり、半導体レーザダイオード
１とコリメートレンズ２の常温（２５度）における距離
を１０ｍｍとし、１０度の変化があった場合は前記距離
の変動は 距離の変動＝（２３×１０-6）×１０ｍｍ×１０度＝
２．３μｍ となる。以上よりケースの材質の熱膨張率は当然のこと
として一定であることから前記距離の変動は周囲温度に
より一意的に決定される。円形整形レーザビーム１６の
焦点位置は前記距離により決定されることから円形整形
レーザビーム１６の焦点距離の変動は温度により一意的
に決定される。したがって走査レーザビーム１８の焦点
距離の変動も温度により一意的に決定される。
【００２０】以上の理由により、焦点位置制御部８から
出力される走査レーザビーム１８の焦点距離の周囲温度
変化に対する変動値は計算可能となる。一例として前記
計算結果として周囲温度変化に対する変動値は計算可能
となる。一例として前記計算結果として周囲温度、つま
りレーザビーム発生部ケース５の１℃の上昇で走査レー
ザビーム１８の焦点位置がαｍｍ短くなるとする。また
２５℃の常温時における走査レーザビーム１８の焦点距
離とバーコードラベルまでの距離に合うようにバーコー
ド読取装置の取付位置を調整したとする。ケース温度が
３５℃の場合を考えると常温から３５℃−２５℃＝１０
℃の温度上昇となり、走査レーザビーム１８の焦点位置
は１０αｍｍ短くなる。このときバーコードラベルまで
の距離が１０００ｍｍとすれば距離測定部９から出力さ
れる距離情報パルス１７は１０００ｍｍ／１０ｍｍ＝１
００パルスとなるが前記のとおり１０℃の温度上昇によ
り１０αｍｍ短くなる。但しこのときケース温度測定器
６により、常温からの上昇分の３５℃−２５℃＝１０℃
に対応した１０αｍｍのずれを補正すべく温度情報パル
ス２０が焦点位置制御部８に出力される。焦点位置制御
部８は１パルスで１０ｍｍの焦点位置変位と仮定してい
ることから１０αｍｍ／１０ｍｍ＝α個の電気パルスが
温度情報パルス２０として焦点位置制御部８に出力され
る。焦点位置制御部８は距離情報パルス１７と温度情報
パルス２０の両パルス数を加算して動作するため温度情
報パルス２０によるα個の電気パルスにより１０αｍｍ
だけ補正されることで走査レーザビーム１８の焦点位置
を１０００ｍｍに設定することが可能となる。
出力される走査レーザビーム１８の焦点距離の周囲温度
変化に対する変動値は計算可能となる。一例として前記
計算結果として周囲温度変化に対する変動値は計算可能
となる。一例として前記計算結果として周囲温度、つま
りレーザビーム発生部ケース５の１℃の上昇で走査レー
ザビーム１８の焦点位置がαｍｍ短くなるとする。また
２５℃の常温時における走査レーザビーム１８の焦点距
離とバーコードラベルまでの距離に合うようにバーコー
ド読取装置の取付位置を調整したとする。ケース温度が
３５℃の場合を考えると常温から３５℃−２５℃＝１０
℃の温度上昇となり、走査レーザビーム１８の焦点位置
は１０αｍｍ短くなる。このときバーコードラベルまで
の距離が１０００ｍｍとすれば距離測定部９から出力さ
れる距離情報パルス１７は１０００ｍｍ／１０ｍｍ＝１
００パルスとなるが前記のとおり１０℃の温度上昇によ
り１０αｍｍ短くなる。但しこのときケース温度測定器
６により、常温からの上昇分の３５℃−２５℃＝１０℃
に対応した１０αｍｍのずれを補正すべく温度情報パル
ス２０が焦点位置制御部８に出力される。焦点位置制御
部８は１パルスで１０ｍｍの焦点位置変位と仮定してい
ることから１０αｍｍ／１０ｍｍ＝α個の電気パルスが
温度情報パルス２０として焦点位置制御部８に出力され
る。焦点位置制御部８は距離情報パルス１７と温度情報
パルス２０の両パルス数を加算して動作するため温度情
報パルス２０によるα個の電気パルスにより１０αｍｍ
だけ補正されることで走査レーザビーム１８の焦点位置
を１０００ｍｍに設定することが可能となる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、装
置動作時の周囲温度の変化によるレーザビームの焦点位
置変動を防止するためレーザビーム発生部に温度測定器
を設け、温度測定器から出力される温度情報と距離測定
部から出力されるバーコードまでの距離情報により焦点
位置制御部を制御することで高性能バーコード読取装置
が提供可能となる。
置動作時の周囲温度の変化によるレーザビームの焦点位
置変動を防止するためレーザビーム発生部に温度測定器
を設け、温度測定器から出力される温度情報と距離測定
部から出力されるバーコードまでの距離情報により焦点
位置制御部を制御することで高性能バーコード読取装置
が提供可能となる。
【図１】（ａ）本発明のバーコード読取装置の一実施形
態を示すブロック図である。 （ｂ）本発明によるケース温度測定器付レーザビーム発
生部の構成を示す図である。
態を示すブロック図である。 （ｂ）本発明によるケース温度測定器付レーザビーム発
生部の構成を示す図である。
【図２】レーザビームの形状を示す図である。
【図３】従来技術によるバーコード読取装置の構成を示
す図である。
す図である。
【図４】従来技術によるレーザビーム発生部の構成を示
す図である。
す図である。
【図５】焦点位置のずれの値を示す図である。
【符号の説明】 １ 半導体レーザダイオード ２ コリメートレンズ ３ シリンドリカルレンズａ ４ シリンドリカルレンズｂ ５ レーザビーム発生部ケース ６ ケース温度測定器 ７ ケース温度測定器付レーザビーム発生部 ８ 焦点位置制御部 ９ 距離測定部 １０ 走査部 １１ 受光部 １２ 解読部 １３ 解読結果出力部 １４ 楕円形状発散レーザビーム １５ 平行レーザビーム １６ 円形整形レーザビーム １７ 距離情報パルス １８ 走査レーザビーム １９ 反射光 ２０ 温度情報パルス ３０ 自動焦点型バーコード読取装置 ３１ コンベヤ ３２ 物品 ３３ バーコードラベル ３４ ラベル間距離 ３５ レーザビーム発生部 ３６ 多光軸センサー投光部 ３７ 多光軸センサー受光部 ３８ 高さ検出ビーム ４０ レーザビーム径 ４１ レーザビーム ４２ 焦点位置 ５０ 発散角 ａ 距離
Claims (3)
- 【請求項１】 整形されたレーザビームを出力するレー
ザビーム発生工程と、バーコードラベルまでの距離を測
定する距離測定工程と、前記距離測定工程からの距離情
報に基づいて前記レーザビーム発生工程から出力される
レーザビームの焦点位置を制御してバーコードラベルの
面上に設定する焦点位置制御工程と、前記焦点位置制御
工程から出力されるレーザビームをバーコードラベルの
面上に照射する走査工程と、からなるバーコード読取装
置のレーザビームの焦点制御方法において、前記焦点位
置制御工程が、前記距離測定工程からの距離情報と前記
レーザビーム発生工程からの温度情報とに基づいて前記
レーザビームの焦点位置を制御し、 レーザビーム発生工程が、レーザビームを発生し、発生
されたレーザビームを整形する手段を有し、温度情報が
前記手段の周囲温度の変化に対応して出力される バーコ
ード読取装置のレーザビームの焦点制御方法。 - 【請求項２】 レーザビーム発生部と、バーコードラベ
ルまでの距離を測定する距離測定部と、前記距離測定部
からの距離情報に応じて前記レーザビーム発生部から出
力されるレーザビームの焦点位置を制御してバーコード
ラベルの面上に設定する焦点位置制御部と、前記焦点位
置制御部から出力されるレーザビームをバーコードラベ
ルの面上に照射する走査部と、バーコードラベルの面上
からの前記レーザビームの反射光を受光する受光部と、
前記受光部の出力を受けて解読を行う解読部と、前記解
読部の解読結果を外部装置に出力する解読結果出力部と
からなるバーコード読取装置において、 前記レーザビーム発生部に温度測定部を設け、前記温度
測定器から出力される温度情報と前記距離測定部から出
力される前記距離情報とにより前記焦点位置制御部を制
御する構成とし、 レーザビーム発生部が、レーザビームの発生源と発生さ
れたレーザビームの形状を整形するレーザビーム形状整
形部とからなり、温度測定器が前記整形部に設けられて
いるバーコード読取装置 。 - 【請求項３】 温度測定部が、レーザビーム形状整形部
のケーシングに設けられている請求項２記載のバーコー
ド読取装置。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP9228455A JP3036480B2 (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | バーコード読取装置およびその焦点制御方法 |
| EP98115913A EP0899678A3 (en) | 1997-08-25 | 1998-08-24 | Autofocus bar code reader |
| US09/139,712 US6315203B1 (en) | 1997-08-25 | 1998-08-25 | Autofocus bar code reader |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9228455A JP3036480B2 (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | バーコード読取装置およびその焦点制御方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1166219A JPH1166219A (ja) | 1999-03-09 |
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Family
ID=16876764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9228455A Expired - Fee Related JP3036480B2 (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | バーコード読取装置およびその焦点制御方法 |
Country Status (3)
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|---|---|
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| EP (1) | EP0899678A3 (ja) |
| JP (1) | JP3036480B2 (ja) |
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| DE60140693D1 (en) | 2000-12-14 | 2010-01-14 | Amylin Pharmaceuticals Inc | Ankheiten |
| US6789737B2 (en) * | 2001-12-19 | 2004-09-14 | Riotec Corp. | Light source mechanism of barcode scanner |
| ATE494002T1 (de) * | 2002-06-14 | 2011-01-15 | Amylin Pharmaceuticals Inc | Prävention und/oder behandlung von colitis ulcerosa mit pyy oder pyyä3-36ü |
| US20040182933A1 (en) * | 2003-03-17 | 2004-09-23 | Kai-Yuan Tien | Light source structure without moving parts for a laser barcode scanner |
| EP1789440A4 (en) | 2004-02-11 | 2008-03-12 | Amylin Pharmaceuticals Inc | REASONS FOR THE FAMILY OF PANCREATIC POLYPEPTIDES AND POLYPEPTIDES CONTAINING THEM |
| DE102004038310A1 (de) * | 2004-08-05 | 2006-02-23 | Kuka Schweissanlagen Gmbh | Lasereinrichtung und Betriebsverfahren |
| NZ555533A (en) | 2004-12-13 | 2010-03-26 | Amylin Pharmaceuticals Inc | Pancreatic polypeptide family motifs, polypeptides and methods comprising the same |
| US7611060B2 (en) | 2005-03-11 | 2009-11-03 | Hand Held Products, Inc. | System and method to automatically focus an image reader |
| US7568628B2 (en) | 2005-03-11 | 2009-08-04 | Hand Held Products, Inc. | Bar code reading device with global electronic shutter control |
| US7780089B2 (en) | 2005-06-03 | 2010-08-24 | Hand Held Products, Inc. | Digital picture taking optical reader having hybrid monochrome and color image sensor array |
| CN100412969C (zh) * | 2005-03-25 | 2008-08-20 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 光学***及使用所述光学***的光学记录/再现装置 |
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| US8794526B2 (en) | 2007-06-04 | 2014-08-05 | Hand Held Products, Inc. | Indicia reading terminal processing plurality of frames of image data responsively to trigger signal activation |
| US20090072037A1 (en) * | 2007-09-17 | 2009-03-19 | Metrologic Instruments, Inc. | Autofocus liquid lens scanner |
| US8629926B2 (en) | 2011-11-04 | 2014-01-14 | Honeywell International, Inc. | Imaging apparatus comprising image sensor array having shared global shutter circuitry |
| US10268854B1 (en) * | 2018-04-13 | 2019-04-23 | Zebra Technologies Corporation | Illumination assemblies for use in barcode readers and devices and methods associated therewith |
| CN113834635A (zh) * | 2020-06-24 | 2021-12-24 | 浙江宇视科技有限公司 | 图像采集虚焦测试方法、装置、设备及存储介质 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH0275489A (ja) * | 1988-09-10 | 1990-03-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 焦点距離自動調整装置 |
| JPH02133891A (ja) * | 1988-11-15 | 1990-05-23 | Tokyo Electric Co Ltd | バーコードスキャナー |
| JPH04167990A (ja) * | 1990-10-29 | 1992-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | 焦点距離調整装置 |
| JP2661430B2 (ja) | 1991-08-12 | 1997-10-08 | 日本電気株式会社 | 光学記号読取装置 |
| US5436439A (en) | 1992-06-11 | 1995-07-25 | Nec Corporation | Bar code reader for processing a plurality of bar codes in a read area |
| JPH07200714A (ja) | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Nec Corp | 光学記号読取装置 |
| JP3379837B2 (ja) * | 1994-10-27 | 2003-02-24 | 富士通株式会社 | 光学読取装置 |
| JP3730673B2 (ja) | 1994-11-01 | 2006-01-05 | 株式会社オプトエレクトロニクス | 光学的情報読取装置 |
| US5877883A (en) * | 1996-02-22 | 1999-03-02 | Seiko Epson Corporation | Optical scanner |
-
1997
- 1997-08-25 JP JP9228455A patent/JP3036480B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-08-24 EP EP98115913A patent/EP0899678A3/en not_active Withdrawn
- 1998-08-25 US US09/139,712 patent/US6315203B1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| EP0899678A3 (en) | 2000-05-17 |
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