JPH0567227A - 光学記号読取装置 - Google Patents

光学記号読取装置

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JPH0567227A
JPH0567227A JP3227487A JP22748791A JPH0567227A JP H0567227 A JPH0567227 A JP H0567227A JP 3227487 A JP3227487 A JP 3227487A JP 22748791 A JP22748791 A JP 22748791A JP H0567227 A JPH0567227 A JP H0567227A
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JP
Japan
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bar code
information
distance
focus
laser beam
Prior art date
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Pending
Application number
JP3227487A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Miyazaki
宏之 宮崎
Kazuhisa Shirokabe
和久 白壁
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP3227487A priority Critical patent/JPH0567227A/ja
Publication of JPH0567227A publication Critical patent/JPH0567227A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】読み取り条件の変化に容易に対応できるバーコ
ードリーダを提供する。 【構成】制御部3は焦点位置情報13で指示された位置
にレーザビーム7の焦点ができるようにレンズ系2を操
作する。高さ測定部6は、バーコード16の位置を検出
する。距離変換部5は、高さ測定部6で得られたバーコ
ード16の位置を焦点位置情報13に変換する。この変
換の際に、読み取り条件(例えばバーコードのサイズ)
に合わせた値を加えて(または引いて)焦点位置情報1
3として送る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光学記号読取装置に関
し、特にレーザビームを用いた自動焦点方式のバーコー
ドリーダに関する。
【0002】
【従来の技術】バーコードリーダは、レーザビームでバ
ーコードを走査して、バーコードの濃淡(バーの有無)
に応じて変調された散乱反射レーザ光を検出することで
バーコードを読み取る装置である。従ってバーコードリ
ーダの認識性能は、レーザビームのバーコード上でのス
ポット径とバーコードのバーの太さや間隔との関係に大
きな影響を受ける。つまり、スポット径が大きいとある
バーを検出するべき時に隣りのバーまで検出してしま
う。またスポット径が小さすぎると分解能がよくなりす
ぎてバーコード上のよごれや小さな印刷ぬけまでも情報
として検出してしまう。
【0003】従って、レーザビームの出力系は、検出す
べきバーコードのサイズに基づいて適切なスポット径が
得られるように設計される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、バーコ
ードは多種多様になっており、基本幅(最も細いバーの
幅)の異なる種類のバーコードで出てきている。上述し
た従来のバーコードリーダでは設計値と異なる基本幅の
バーコードに対しては認識率が悪くなってしまう。
【0005】また、物流用のバーコードリーダでは様々
な大きさの物品に貼られたバーコードを物品の搬送中に
認識する必要が生じる。この場合は、搬送中にバーコー
ド貼付面の高さを測定し、その位置に焦点を合せて読み
取る可変焦点方式のバーコードリーダがある(O pl
us E誌1990年6月号第120〜124頁「バー
コードリーダ」(宮崎宏之)参照)。
【0006】このバーコードリーダではバーコードまで
の距離が正確に認識でき、バーコード上に焦点を結ぶこ
とができれば問題ないが、正確な距離の測定はコストの
増加を招く。このため簡易な距離検出手段が用いられ
る。簡易な検出手段では概して離散的な距離情報が得ら
れ、正確な距離の認識は不可能である。この誤差を含む
距離情報で焦点を合わせ、レーザビームを照射しても適
切なスポット径は得られない。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、上述し
た問題点を解決できるように、スポット径の最適化や多
少の距離のずれには対応できるバーコードリーダを提供
することにある。
【0008】このため本発明のバーコードリーダでは読
み取るバーコードより遠い位置または近い位置で焦点を
結ばせてバーコード上のスポット径を最適化するための
手段を設けている。
【0009】
【作用】レーザビームのビーム半径は、焦点で最も細く
その両側で拡がる特性を示す。ビームの拡がりは次式で
与えられる。
【0010】 ω(Z)=ω0 [1+(λZ/πω0 2 2 1/2 …… (1) ここでω(Z)は光軸に垂直な面内に取ったビーム半径
を表わし、Zは光軸方向に取った座標を示す。そして原
点をビームウェスト(焦点)の位置に取り、その位置で
のビーム半径をω0 とする。λはレーザ光の波長であ
る。図2はω0 を交えた3種類のω(Z)を示してい
る。
【0011】ω0 は光学系の設計時に設定する値であ
る。ω0 を設定し、λが定まっているとするとビームの
拡がりは1つに決定される。ω0 を小さくするとビーム
の拡がりつまり曲線の傾きは大きくなり、ω0 を大きく
するとビームの拡がりは小さくなる。Zが変化してもビ
ーム径の変化が少なければ広い範囲で安定した読み取り
が可能になるが、曲線の傾きを小さくするためにはビー
ムウェストの径を大きくしなければならない。しかし、
ビームの径は読取るバーコードの基本幅によって適正値
を定める必要があるため、ビームウェストの径を考慮し
て曲線の傾きを設定しなければならない。
【0012】こうして設定されたビームウェストのビー
ム径で光学系が設計される。図3はこのようにして決定
されたレーザビームである。このレーザビームは焦点に
おけるビーム直径2ω0 でバーコードを照射するように
最適なω0 が設定されている。このレーザビームでさら
に大きい基本幅を持つバーコードを読み取ると焦点位置
では分解能が上がりすぎてしまう。この大きいバーコー
ドを読み取るために適したビームスポットの直径が2ω
1 であるとするとこのスポット径は焦点からZ1 だけ離
れた位置で形成される。このω0 とZ1 との関係は次式
で与えられる。
【0013】 ω1 =ω0 [1+(λZ1 /πω0 2 2 1/2 ……(2) 従って、この大きいバーコードを読む場合は、焦点を、
バーコードまでの距離に対してZ1 だけずらしてレーザ
ビームを照射すれば適切なスポット径のレーザビームが
得られる。
【0014】次にバーコードまでの距離を測定して、そ
の距離に合せて焦点を決定する場合で、特に距離情報が
離散的な情報である場合について述べる。
【0015】距離情報が図5に従って出力されるものと
する。この場合、実際の距離lがnS≦l<(n+1)
Sの場合は測定値はnSとして出力される。つまり実際
には連続である距離がSを単位とした代表値として出力
される。従って、この距離情報をもとに焦点を設定する
と、最適なスポット径が与えられるのは実際の距離がn
Sの場合だけであり、(n+1)SとnSの間について
は最適なスポット径は形成されない。この(n+1)S
とnSの間で最適なスポット径が形成されなくても、バ
ーコードの読み取りにはあまり影響のないように、ビー
ム径の許容範囲の中にSが含まれるように、ビーム径の
拡がり、または距離測定の分解能を設定する。つまり、
ビーム径の許容範囲が一定であるとすると、ビーム径の
拡がりが小さいと距離測定の分解能は低くてもよく、ビ
ーム径の拡がりが大きいと距離測定の分解能は高くしな
ければならない。さらに前述したようにビームウェスト
でのビーム径は読み取るべき最も小さいバーコードの基
本幅により制約を受ける。また前述の異なる基本幅のバ
ーコードまで対応するには前述の考察も加える必要があ
る。
【0016】2つのサイズ(小バーコード,大バーコー
ド)のバーコードを離散的な距離測定で焦点を決定して
認識する例について述べる。測定系は前述の図5(a)
とする。小バーコードの認識可能なスポットの半径ωS
はω0 <ω<ω1 ,大バーコードはω2 <ωl <ω3
あり、これにω(Z)曲線を対応させると図4のように
なる。従って小バーコードはΔZS ,大バーコードはΔ
l まで焦点ずれが許容される。つまり、この範囲のビ
ームを用いればよい。次にこの範囲のビームをどうやっ
て使用するかについて図5(b)により説明する。
【0017】大バーコードの場合、距離の測定値がnS
の時は実際の距離はnS〜(n+1)Sである。そこで
P点に焦点を合わせればnS〜(n+1)Sでは図4の
ΔZl のビームであるl2 を用いることができる。つま
り、測定値からΔSを引いた位置に焦点を設定すればよ
いことがわかる。
【0018】一方、小バーコードの場合は同様に考察
し、測定値が(n−1)Sの場合は(n−1)S点に焦
点を合わせて使用する。小バーコードでは(n−1)S
〜nSでビーム径はω0 〜ω1 まで使用していないが、
これはビーム径の拡がりが大バーコードとSとを優先し
て定めているためである。
【0019】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
【0020】図1は本発明を搬送される物品に貼付され
たバーコードを搬送中に読み取るバーコードリーダに適
用した実施例を示している。
【0021】コンベア8に載せられて搬送されてきた物
品10aは高さ測定部6によりバーコード貼付面のコン
ベア8からの高さが測定され、高さ情報11が出力され
る。距離変換部5は高さ情報11と読み取るバーコード
の基本幅に対応する情報12とを入力し、焦点位置を示
す情報13を出力する。制御部3では焦点位置を示す情
報13を得てその焦点位置に焦点を結ばせるようにレン
ズ系2を制御する制御信号14を出力する。
【0022】レーザ光源1から出力されたレーザビーム
7はレンズ系2を通り、焦点位置が決定され、多面回転
鏡4で方向を変え、搬送されてきた物品10の上に貼付
されているバーコード16を照射する。多面回転鏡4は
矢印方向に回転しており、これによってレーザビーム7
はバーコード16上を走査する。バーコードからの反射
散乱光は検出手段により検出されるが、本発明とは直接
関係ないので省略している。
【0023】次に距離変換部5の動作について詳細に説
明する。まず、高さ測定部6が連続な位置情報を出力す
る命令について説明する。バーコードは大小2つのサイ
ズを読み取るものとし、最適なスポット径は、作用の欄
で述べた図3のω0 とω1 であるものとする。
【0024】光学系は小バーコードの方に合わせて設計
されている。従ってバーコード情報12として小バーコ
ードを示す情報が与えられた場合、距離変換部5は高さ
情報11をそのまま焦点位置情報13に変換して制御部
3に送る。制御部3はこの焦点位置情報13で与えられ
た位置に焦点を形成するため、バーコード16はビーム
の焦点で照射される。
【0025】次にバーコード情報12として大バーコー
ドを示す情報が与えられた場合、距離変換部5は高さ情
報11に対し(2)式で与えられるZ1 を加えてから焦
点位置情報13に変換して制御部3に送る。これによ
り、制御部3はバーコード16の表面からZ1 だけずれ
た位置で焦点を結ばせるため、バーコード16はビーム
が拡がった所で照射される。
【0026】次に、高さ情報11として離散的な情報が
得られる場合について述べる。離散的な情報は例えば図
6に示す機構で得られる。搬送ベルト33上を、上面に
バーコード35が貼付された物品34が矢印方向に搬送
されてくる。この搬送ベルト33をはさんで発光部31
と受光部32とが対向している。発光部31には搬送ベ
ルトの面に対して垂直に等間隔で発光素子41〜47が
並んで配置されている。一方、受光部32にはそれぞれ
の発光素子41〜47に対向して、同様に受光素子(図
示せず)が配列されている。この発光部31と受光部3
2との間を物品が通過するとその高さ分の受光素子への
光が遮断される。この遮断された受光素子の情報と受光
素子の間隔から物品の高さが得られる。高さが測定され
た物品34は次にバーコード検出部36でバーコード3
5の検出が行なわれる。
【0027】このようにして得られた離散的な高さ情報
が作用の欄で述べた図5(a)であるとし、設定された
ビームは図5(b)であるとする。従って値や論理は作
用の欄と同一である。
【0028】まず高さ検出部の分解能、つまり受光素子
の間隔Sについて述べる。図5(b)のl2 を用いてS
は決定される。これは(1)式から S=(n+1)S−nS =(ω3 2 −ω0 2 1/2 ×(πω0 /λ) −(ω2 2 −ω0 2 1/2 ×(πω0 /λ) =(πω0 /λ)((ω3 2 −ω0 2 1/2 −(ω2 2 −ω0 2 1/2 ) となる。従って分解能はこのS以下である必要がある。
【0029】次に距離変換部5の動作について説明す
る。高さ情報11は図5(a)の離散情報である。バー
コード情報12が小バーコードを示す場合は高さ情報1
1をそのまま焦点情報13に変換して制御部に送る。一
方、バーコード情報12が大バーコードを示す時は、高
さ情報11からΔSを引いた値を焦点情報13に変換し
て制御部3に送る。このΔSは(1)式でω3 を与える
Zとω0 を与えるZとの差であるから ω3 =ω0 [1+(λΔZ/πω0 2 2 1/2 を満足するΔZである。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明はレーザビー
ムの焦点を読み取るバーコードから、予め定められた量
だけ光軸上でずらして照射する構成をとったことで、バ
ーコードのサイズ等の変動する読取り条件に容易に対応
できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のブロック図
【図2】レーザビームのビームウェストとビームの拡が
りを示すグラフ
【図3】レーザビームのビーム径を説明するグラフ
【図4】レーザビームのビーム径を説明するグラフ
【図5】(a)は距離測定部からの離散情報を示すグラ
フ、(b)は本発明の実施例の距離とビーム径を示すグ
ラフ
【図6】本発明の実施例の装置の斜視図
【符号の説明】
1 レーザ光源 2 レンズ系 3 制御部 4 多面回転鏡 5 距離変換部 6 高さ測定部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学記号にレーザビームを照射し、この
    レーザビームの前記光学記号からの散乱反射光を検出し
    て前記光学記号を認識する光学記号読取装置において、 前記光学記号を照射する前記レーザビームのスポットが
    このレーザビームの焦点から予め定められた距離だけ、
    このレーザビームの光軸方向でずれたスポットであるこ
    とを特徴とする光学記号読取装置。
JP3227487A 1991-09-06 1991-09-06 光学記号読取装置 Pending JPH0567227A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3227487A JPH0567227A (ja) 1991-09-06 1991-09-06 光学記号読取装置

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JP3227487A JPH0567227A (ja) 1991-09-06 1991-09-06 光学記号読取装置

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JPH0567227A true JPH0567227A (ja) 1993-03-19

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ID=16861659

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JP3227487A Pending JPH0567227A (ja) 1991-09-06 1991-09-06 光学記号読取装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5770848A (en) * 1994-11-28 1998-06-23 Hitachi, Ltd. Apparatus and method for treating a commodity by automatically recognizing a barcode attached to a conveyed commodity by scanner
KR100402341B1 (ko) * 1998-05-28 2003-10-22 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 광학식 기호 판독 장치

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JPH03194673A (ja) * 1989-12-22 1991-08-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 記号読取装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19970506