JPH07168905A - バーコードスキャナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】読み取り性能がよく、しかも、ハウジングの薄
型化をはかったバーコードスキャナを供給することを目
的とする。 【構成】樹脂成形品に反射剤を蒸着したシリンドリカル
状の凹面板で構成された回転多面鏡４で光ビーム２を走
査し、中央の反射鏡５０ａと、前記中央の反射鏡５０ａ
に比べ高さの高い側方の２枚の反射鏡５０ｂ，５０ｃの
３枚の反射鏡により３方向に反射し、共通鏡６により高
さ６ｃｍのハウジング１２の外部に導き、互いに平行で
ない走査線７０ａ，７０ｂ，７０ｃを形成する。走査線
上に位置するバーコード８により反射された反射光９
は、前記光ビーム２と逆の経路を通り、集光レンズ１０
に到達し、ホトセンサ１１上に集光される構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＰＯＳ、物流、生産管
理などで利用されてるバーコードスキャナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のバーコードスキャナは、光ビーム
を発生する光源と、前記光ビームを走査するための回転
多面鏡と、前記走査された光ビームを反射し互いに平行
でない複数個の走査線を発生する複数の反射鏡と、前記
走査線上に置かれたバーコードにより反射され、前記複
数の反射鏡、前記回転多面鏡により導かれた反射光を受
光し電気信号に変換する受光手段と、前記受光手段から
出力された電気信号を前記バーコードに対応した２値化
信号に変換する２値化手段と、前記２値化信号の時間幅
を計数する計数手段と、前記計数値からバーコードを解
読する解読手段と、前記光源、前記回転多面鏡、前記複
数の反射鏡、前記受光手段、前記２値化手段、前記計数
手段と前記解読手段を内部に含むハウジングとから構成
されている。

【０００３】そして前記回転多面鏡を、周囲にガラスに
反射剤を蒸着をした平面鏡を取り付ける形状で構成し、
前記複数の反射鏡を、走査された光ビームを５方向に反
射する５枚の高さの揃った反射鏡と、前記５方向に反射
された光ビームを前記ハウジング外に導く共通鏡とから
構成し、前記計数手段を２５６回まで計数可能な計数手
段で構成し、前記解読手段を、バーコードの断片を合成
不可能な解読手段で構成していた。

【０００４】図３（ａ），（ｂ）に従来のバーコードス
キャナの光学ユニットの構成を、図４に従来のバーコー
ドスキャナの電気回路の構成を示す。図３（ａ）に示す
ように、光源１は光ビーム２を発生し、前記光ビーム２
は投光軸と受光軸を重畳させる重畳鏡３で反射され、周
囲にガラスに蒸着をした平面鏡を取り付けた回転多面鏡
４に導かれる。前記光ビーム２は前記回転多面鏡４で走
査され５枚の高さの揃った反射鏡５ａ，５ｂ，５ｃ，５
ｄ，５ｅにより５方向に反射される。５方向に反射され
た光ビーム２は共通鏡６により高さ８ｃｍのハウジング
１２（図３（ｂ））の外部に導かれ、走査線７ａ，７
ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅを形成する。前記走査線７ａ，７
ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅは前記ハウジング１２を出たとこ
ろでその長さが８ｃｍ以上ある。

【０００５】図３（ｂ）に示すように、前記光ビーム２
は走査線上に位置するバーコード８により反射され広が
りをもった反射光９になる。前記反射光９は、前記光ビ
ーム２と逆の経路である前記共通鏡６、前記反射鏡５
ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ、前記回転多面鏡４と導か
れ、集光レンズ１０に到達する。前記反射光９は前記集
光レンズ１０によりホトセンサ１１上に集光される。前
記ホトセンサ１１は光電変換を行い前記反射光９の強弱
に対応した電気信号を出力する。

【０００６】図４に示すように、前記ホトセンサ１１の
出力した電気信号を２値化回路１３でバーコードに対応
した２値化信号に変換する。前記２値化信号は２５６回
まで計数可能な８ビットカウンタ１４によりその時間幅
を計数される。前記８ビットカウンタ１４により計数さ
れた計数値はＤＭＡ（ダイレクト・メモリ・アクセス）
１５により８ビットメモリ１６に書き込まれる。前記８
ビットメモリ１６に書き込まれた前記計数値をＭＰＵ
（マイコン）１７で解読する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のバーコード
スキャナは次のような問題がある。 (1) 図３（ｂ）に示すように広がりのある反射光９をホ
トセンサ１１上に集光するのに空間が必要であるため、
ハウジング１２の高さを小さくすることができなかっ
た。

【０００８】(2) 走査線の長さを長くするためには回転
多面鏡４から走査する位置までの距離を長くする必要が
ある。走査する位置と走査線の長さの関係を示した図５
に示すように、従来のバーコードスキャナでは、走査線
の長さをハウジング１２を出たところで８ｃｍ以上確保
するためには、また走査線を５方向出すためには１つの
走査線に分担できる角度は３６度が限界であるため、光
ビームが回転多面鏡４で走査され反射鏡５、共通鏡６で
反射されハウジング１２を出るまでの距離（Ｌ）を Ｌ≧８ｃｍ／２／ｔａｎ（３６／２）＝１２．３ｃｍ すなわち１２．３ｃｍ以上確保することが必要であり、
その距離（Ｌ）を確保するため、ハウジング１２の高さ
を小さくすることができなかった。

【０００９】(3) 図６に示すように中央の反射鏡５ａに
到達する光ビームは回転多面鏡４のほぼ中央で反射され
るため、返って来る反射光のほぼ全域をホトセンサ１１
上に集光することができるが、図７に示すように側方の
反射鏡５ｂ，５ｃに到達する光ビームは回転多面鏡４の
端で反射されるため、返って来る反射光の一部は、図７
の斜線部のように、回転多面鏡４で反射されずホトセン
サ１１上に集光されない。そのため、従来のバーコード
スキャナでは中央の反射鏡５ａで反射された走査線と側
方の反射鏡５ｂ，５ｃで反射された走査線でホトセンサ
１１上に集光される信号量が異なるため、走査線毎に信
号の増幅度を変える必要があった。

【００１０】(4) 図８に示すようにバーコードは何も印
刷されていないスタートマージン、データの最初を表わ
すスタートキャラクタ、データ部、データの最後を表わ
すエンドキャラクタと何も印刷されていないエンドマー
ジンで構成されている。従来のバーコードスキャナは、
１つの走査線でバーコードのスタートマージンからエン
ドマージンまで横切らないとバーコードを解読できなか
ったため、走査線を出す方向を少なくすると、１つの走
査線でバーコードのスタートマージンからエンドマージ
ンまで横切る確率が少なくなるため、走査線を出す方向
を少なくすることができなく、ハウジングの高さを小さ
くすることができなかった。

【００１１】本発明は前記従来の問題に留意し、読み取
り性能がよく、しかもハウジングの薄型化ができるバー
コードスキャナを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明では上記の課題を
解決するために、第１の課題解決の手段として、光ビー
ムを発生する光源と、前記光ビームを走査するための回
転多面鏡と、前記走査された光ビームを反射し互いに平
行でない複数個の走査線を発生する複数の反射鏡と、前
記走査線上に置かれたバーコードにより反射され、前記
複数の反射鏡、前記回転多面鏡により導かれた反射光を
受光し電気信号に変換する受光手段と、前記受光手段か
ら出力された電気信号を前記バーコードに対応した２値
化信号に変換する２値化手段と、前記２値化信号の時間
幅を計数する計数手段と、前記計数値からバーコードを
解読する解読手段と、前記光源、前記回転多面鏡、前記
複数の反射鏡、前記受光手段、前記２値化手段、前記計
数手段と前記解読手段を内部に含むハウジングとから構
成されたバーコードスキャナにおいて、前記回転多面鏡
を、樹脂成形品に反射剤を蒸着したシリンドリカル状の
凹面板で構成し前記ハウジングの高さを６ｃｍ以下とし
た構成とする。

【００１３】また第２の課題解決手段として、光ビーム
を発生する光源と、前記光ビームを走査するための回転
多面鏡と、前記走査された光ビームを反射し互いに平行
でない複数個の走査線を発生する複数の反射鏡と、前記
走査線上に置かれたバーコードにより反射され、前記複
数の反射鏡、前記回転多面鏡により導かれた反射光を受
光し電気信号に変換する受光手段と、前記受光手段から
出力された電気信号を前記バーコードに対応した２値化
信号に変換する２値化手段と、前記２値化信号の時間幅
を計数する計数手段と、前記計数値からバーコードを解
読する解読手段と、前記光源、前記回転多面鏡、前記複
数の反射鏡、前記受光手段、前記２値化手段、前記計数
手段と前記解読手段を内部に含むハウジングとから構成
されたバーコードスキャナにおいて、前記複数の反射鏡
を、前記走査された光ビームを３方向に反射する３枚の
反射鏡と前記３方向に反射された光ビームを前記ハウジ
ング外に導く共通鏡で構成し、前記走査線の長さがハウ
ジングを出たところで８ｃｍ以上あるように構成する。

【００１４】また第３の課題解決手段として、光ビーム
を発生する光源と、前記光ビームを走査するための回転
多面鏡と、前記走査された光ビームを反射し互いに平行
でない複数個の走査線を発生する複数の反射鏡と、前記
走査線上に置かれたバーコードにより反射され、前記複
数の反射鏡、前記回転多面鏡により導かれた反射光を受
光し電気信号に変換する受光手段と、前記受光手段から
出力された電気信号を前記バーコードに対応した２値化
信号に変換する２値化手段と、前記２値化信号の時間幅
を計数する計数手段と、前記計数値からバーコードを解
読する解読手段と、前記光源、前記回転多面鏡、前記複
数の反射鏡、前記受光手段、前記２値化手段、前記計数
手段と前記解読手段を内部に含むハウジングとから構成
されたバーコード・スキャナにおいて、前記複数の反射
鏡の中で、中央側に配置された反射鏡の高さに比べ、側
方側に配置された反射鏡の高さが高くした構成とする。

【００１５】さらに第４の課題解決手段として、光ビー
ムを発生する光源と、前記光ビームを走査するための回
転多面鏡と、前記走査された光ビームを反射し互いに平
行でない複数個の走査線を発生する複数の反射鏡と、前
記走査線上に置かれたバーコードにより反射され、前記
複数の反射鏡、前記回転多面鏡により導かれた反射光を
受光し電気信号に変換する受光手段と、前記受光手段か
ら出力された電気信号を前記バーコードに対応した２値
化信号に変換する２値化手段と、前記２値化信号の時間
幅を計数する計数手段と、前記計数値からバーコードを
解読する解読手段と、前記光源、前記回転多面鏡、前記
複数の反射鏡、前記受光手段、前記２値化手段、前記計
数手段と前記解読手段を内部に含むハウジングとから構
成されたバーコードスキャナにおいて、前記計数手段
を、検出したバーコードの位置がわかるように、２，０
００回以上計数可能な計数手段で構成し、前記解読手段
を、検出したバーコードが断片である場合は前記バーコ
ードの断片の位置も考慮して合成解読する合成解読手段
で構成する。

【００１６】

【作用】前記第１の課題解決手段は、回転多面鏡を、樹
脂成形品に反射剤を蒸着したシリンドリカ状の凹面板で
構成していることから、回転多面鏡から集光レンズに到
達する反射光の光路の幅を小さくすることができる。そ
のため、ハウジングの高さを小さくすることが可能とな
る。

【００１７】また第２の課題解決手段は走査線の方向を
３方向にするので、１つの走査線に分割できる走査角度
は６０度まで可能となる。そのため、光ビームが回転多
面鏡で走査され反射鏡、共通鏡で反射されハウジングを
出るまでの距離（Ｌ）を、 Ｌ≧８ｃｍ／２／ｔａｎ（６０／２）＝６．９ｃｍ すなわち６．９ｃｍまで短くしても、走査線の長さをハ
ウジングを出たところで８ｃｍ以上にすることができ
る。そのため、ハウジングの高さを小さくすることが可
能となる。

【００１８】また第３の課題解決手段は、中央に配置さ
れた反射鏡の高さに比べ、側方に配置された反射鏡の高
さを高くするので、中央の反射鏡と側方の反射鏡からの
反射光の信号量のバランスをとり、電気信号の増幅度を
１つにすることが可能となる。さらに第４の課題解決手
段の作用について、図９および図１０を参照して説明す
る。図９は走査線上をバーコードが移動するときのバー
コードと走査線の位置関係を示した図である。実際は走
査線は固定され、バーコードが移動しているがわかり易
くするために、図９はバーコードを固定し、走査線が移
動しているように描いている。走査線の出る周期をｔ秒
とすると、図９の走査線ｂは走査線ａが出てからのｔ秒
後のバーコードと走査線の位置関係を、走査線ｃは走査
線ａが出てからの２ｔ秒後のバーコードと走査線の位置
関係を、走査線ｄは走査線ａが出てからの３ｔ秒後のバ
ーコードと走査線の位置関係を示している。

【００１９】図１０は、図９の各々の走査線でａ〜ｄで
解読できたキャラクタとそのキャラクタの位置を格納し
た図である。たとえば、走査線ａは走査開始からＳ１１
カウント目にスタートキャラクタ“＊”があることを示
す。従来のバーコードスキャナで使用している２５６回
まで計数可能な８ビットカウンタではバーコードの幅は
計数できるが、スタートマージンまたはエンドマージン
が広い場合にはその位置は検出できない。そこで解読で
きたキャラクタの走査開始点からの位置を知るために
２，０００回以上計数可能な計数手段が必要である。

【００２０】図９に示すように、走査線の出る時間はバ
ーコードの移動する時間に比べて十分に短いため、１つ
のキャラクタを２つの走査線で横切るようになる。その
２つの走査線で横切ったキャラクタとその位置から２つ
の走査線の解読結果を合成することが可能となる。たと
えば、図１０の例では走査線ｂの第３キャラクタと走査
線ｃの第１キャラクタが同じ解読結果で、その位置を示
すＳ２３とＳ３１のカウント値がほぼ同じ値であれば、
走査線ｂの第３キャラクタと走査線ｃの第１キャラクタ
は同一キャラクタと判断し、走査線ｂと走査線ｃの解読
結果を合成することが可能である。

【００２１】このように、バーコードの断片で合成がで
きるようになると、走査線を出す方向を少なくすること
ができ、ハウジングの高さを小さくすることが可能とな
る。

【００２２】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１（ａ），（ｂ）に本発明の一実施例のバーコ
ードスキャナの光学ユニットの構成を、図２は同バーコ
ードスキャナの電気回路の構成を示す。なお図１（ａ）
は光ビームが走査され走査線が描かれる図を、図１
（ｂ）はバーコードで反射された光ビームが受光手段に
導かれる図である。なお、従来例として説明したものと
同じ構成部材には同じ符号を用いる。

【００２３】図１（ａ）に示すように、光源１は光ビー
ム２を発生し、前記光ビーム２は投光軸と受光軸を重畳
させる重畳鏡３で反射され、樹脂成形品に反射剤を蒸着
したシリンドリカル状の凹面板で構成された回転多面鏡
４０に導かれる。前記光ビーム２は前記回転多面鏡４０
で走査され、中央の反射鏡５０ａと、前記中央の反射鏡
５０ａに比べ高さの高い側方の２枚の反射鏡５０ｂ，５
０ｃの３枚の反射鏡により３方向に反射される。３方向
に反射された前記光ビーム２は共通鏡６により高さ６ｃ
ｍのハウジング１２の外部に導かれ、走査線７０ａ，７
０ｂ，７０ｃを形成する。前記走査線７０ａ，７０ｂ，
７０ｃは前記ハウジング１２を出たところでその長さが
８ｃｍ以上ある。図１（ｂ）に示すように、前記光ビー
ム２は走査線上に位置するバーコード８により反射され
広がりをもった反射光９になる。前記反射光９は、前記
光ビーム２と逆の経路である前記共通鏡６、前記反射鏡
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ、前記回転多面鏡４０と導か
れ、集光レンズ１０に到達する。ここで、前記回転多面
鏡４０はシリンドリカル状の凹面形状をしているため、
反射光９は若干集光されその光路は幅を取らない。前記
反射光９は前記集光レンズ１０によりホトセンサ１１上
に集光される。前記ホトセンサ１１は光電変換を行い前
記反射光９の強弱に対応した電気信号を出力する。

【００２４】図２に示すように、ホトセンサ１１の出力
した電気信号を２値化回路１３でバーコードに対応した
２値化信号を変換する。前記２値化信号はその位置が判
別できるように、２，０００回以上計数可能な１６ビッ
トカウンタ１４０によりその時間幅を計数される。前記
１６ビットカウンタ１４０により計数された計数値はＤ
ＭＡ１５により１６ビットメモリ１６０に書き込まれ
る。前記１６ビットメモリ１６０に書き込まれた前記計
数値をＭＰＵ１７で解読する。前記ＭＰＵ１７で解読し
た結果がバーコードの断片であるときは解読したキャラ
クタとその位置を合成手段１８に送り、前記合成手段１
８で、前記解読したキャラクタとその位置を考慮して、
スタートキャラクタとエンドキャラクタがつながるまで
合成を繰り返し、１つのバーコードが合成できると前記
ＭＰＵ１７に結果を送る。

【００２５】

【発明の効果】以上の実施例の説明より明らかなよう
に、本発明によるバーコードスキャナはその読み取り性
能を上げ、しかも、ハウジングの薄型化がはかれた。従
来はハウジングの高さが８ｃｍ以上必要であったが、本
発明によればハウジングの高さを６ｃｍにすることがで
きた。これにより、販売スペースの少ない小形店舗への
普及や、ＰＯＳ本体へのバーコードスキャナの組み込み
が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のバーコードスキャナの光学
系の説明図

【図２】同バーコードスキャナの電気回路図

【図３】従来のバーコードスキャナの光学系の説明図

【図４】同バーコードスキャナの電気回路図

【図５】走査する位置と走査線の長さの関係図

【図６】中央の反射鏡で走査された走査線から返ってき
た反射光がホトセンサ上に集光される様子を示した図

【図７】側方の反射鏡で走査された走査線から返ってき
た反射光がホトセンサ上に集光される様子を示した図

【図８】バーコードの構成図

【図９】走査線上をバーコードが移動するときのバーコ
ードと走査線の位置関係図

【図１０】図９の各々の走査線で解読できたキャラクタ
とそのキャラクタの位置を格納した図

【符号の説明】

１ 光源 ２ 光ビーム ３ 重畳鏡 ６ 共通鏡 ８ バーコード ９ 反射光 １０ 集光レンズ １１ ホトセンサ １２ ハウジング ４０ 回転多面鏡 ５０ａ 中央の反射鏡 ５０ｂ，５０ｃ 側方の反射鏡 ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ 走査線

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを発生する光源と、前記光ビー
   ムを走査するための回転多面鏡と、前記走査された光ビ
   ームを反射し互いに平行でない複数個の走査線を発生す
   る複数の反射鏡と、前記走査線上に置かれたバーコード
   により反射され、前記複数の反射鏡、前記回転多面鏡に
   より導かれた反射光を受光し電気信号に変換する受光手
   段と、前記受光手段から出力された電気信号を前記バー
   コードに対応した２値化信号に変換する２値化手段と、
   前記２値化信号の時間幅を計数する計数手段と、前記計
   数値からバーコードを解読する解読手段と、前記光源、
   前記回転多面鏡、前記複数の反射鏡、前記受光手段、前
   記２値化手段、前記計数手段と前記解読手段を内部に含
   むハウジングとから構成されたバーコードスキャナにお
   いて、 前記回転多面鏡を、樹脂成形品に反射剤を蒸着したシリ
   ンドリカル状の凹面板で構成し、前記ハウジングの高さ
   を６ｃｍ以下で構成することを特徴とするバーコードス
   キャナ。
2. 【請求項２】 複数の反射鏡を、走査された光ビームを
   ３方向に反射する３枚の反射鏡と前記３方向に反射され
   た光ビームを前記ハウジング外に導く共通鏡とから構成
   し、前記走査線の長さが前記ハウジングを出たところで
   ８ｃｍ以上あることを特徴とする請求項１記載のバーコ
   ードスキャナ。
3. 【請求項３】 光ビームを発生する光源と、前記光ビー
   ムを走査するための回転多面鏡と、前記走査された光ビ
   ームを反射し互いに平行でない複数個の走査線を発生す
   る複数の反射鏡と、前記走査線上に置かれたバーコード
   により反射され、前記複数の反射鏡、前記回転多面鏡に
   より導かれた反射光を受光し電気信号に変換する受光手
   段と、前記受光手段から出力された電気信号を前記バー
   コードに対応した２値化信号に変換する２値化手段と、
   前記２値化信号の時間幅を計数する計数手段と、前記計
   数値からバーコードを解読する解読手段と、前記光源、
   前記回転多面鏡、前記複数の反射鏡、前記受光手段、前
   記２値化手段、前記計数手段と前記解読手段を内部に含
   むハウジングとから構成されたバーコードスキャナにお
   いて、 前記複数の反射鏡の中で、中央側に反射鏡の高さに比
   べ、側方側に配置された反射鏡の高さが高いことを特徴
   とするバーコードスキャナ。
4. 【請求項４】 ３枚の反射鏡の中で、中央に配置された
   反射鏡の高さに比べ、側方に配置された２枚の反射鏡の
   高さが高いことを特徴とする請求項２記載のバーコード
   スキャナ。
5. 【請求項５】 光ビームを発生する光源と、前記光ビー
   ムを走査するための回転多面鏡と、前記走査された光ビ
   ームを反射し互いに平行でない複数個の走査線を発生す
   る複数の反射鏡と、前記走査線上に置かれたバーコード
   により反射され、前記複数の反射鏡、前記回転多面鏡に
   より導かれた反射光を受光し電気信号に変換する受光手
   段と、前記受光手段から出力された電気信号を前記バー
   コードに対応した２値化信号に変換する２値化手段と、
   前記２値化信号の時間幅を計数する計数手段と、前記計
   数値からバーコードを解読する解読手段と、前記光源、
   前記回転多面鏡、前記複数の反射鏡、前記受光手段、前
   記２値化手段、前記計数手段と前記解読手段を内部に含
   むハウジングとから構成されたバーコードスキャナにお
   いて、 前記計数手段を、検出したバーコードの位置がわかるよ
   うに２，０００回以上計数可能な計数手段で構成し、前
   記解読手段を、検出したバーコードが断片である場合は
   前記バーコードの断片の位置も考慮して合成解読する合
   成解読手段で構成することを特徴とするバーコードスキ
   ャナ。
6. 【請求項６】 計数手段を、検出したバーコードの位置
   がわかるように２，０００回以上計数可能な計数手段で
   構成し、解読手段を、検出したバーコードが断片である
   場合は前記バーコードの断片の位置も考慮して合成解読
   する合成解読手段で構成することを特徴とする請求項４
   記載のバーコードスキャナ。