JPH07261105A - 光走査装置並びに当該光走査装置を用いた光センサ装置、符号情報読み取り装置及びposシステム - Google Patents
光走査装置並びに当該光走査装置を用いた光センサ装置、符号情報読み取り装置及びposシステムInfo
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- JPH07261105A JPH07261105A JP7817294A JP7817294A JPH07261105A JP H07261105 A JPH07261105 A JP H07261105A JP 7817294 A JP7817294 A JP 7817294A JP 7817294 A JP7817294 A JP 7817294A JP H07261105 A JPH07261105 A JP H07261105A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 走査ライン密度の高い概ね平行な光走査パタ
ーンを実現し、あらゆる方向に配置されたバーコードの
読み取り可能な小型の光走査装置を提供する。 【構成】 垂直方向に光ビームrを走査する光スキャナ
2と平面正多角形状をした鼓状のポリゴンミラー3とよ
り光走査装置Dを構成する。ポリゴンミラー3は、その
中央外周面に垂直ミラー面25が多数並べられ、垂直ミ
ラー面25の上端及び下端には各垂直ミラー面25に対
して外周方向に傾斜した上部ミラー面26及び下部ミラ
ー面27が形成されている。ポリゴンミラー3を一定の
角速度で回転させながら、光スキャナ2で垂直方向に光
ビームrを走査し、上部ミラー面26、垂直ミラー面2
5及び下部ミラー面27で光ビームを反射させる。
ーンを実現し、あらゆる方向に配置されたバーコードの
読み取り可能な小型の光走査装置を提供する。 【構成】 垂直方向に光ビームrを走査する光スキャナ
2と平面正多角形状をした鼓状のポリゴンミラー3とよ
り光走査装置Dを構成する。ポリゴンミラー3は、その
中央外周面に垂直ミラー面25が多数並べられ、垂直ミ
ラー面25の上端及び下端には各垂直ミラー面25に対
して外周方向に傾斜した上部ミラー面26及び下部ミラ
ー面27が形成されている。ポリゴンミラー3を一定の
角速度で回転させながら、光スキャナ2で垂直方向に光
ビームrを走査し、上部ミラー面26、垂直ミラー面2
5及び下部ミラー面27で光ビームを反射させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光走査装置並びに当該光
走査装置を用いた光センサ装置、符号情報読み取り装置
及びPOSシステムに関する。具体的にいうと、本発明
は、レーザビームプリンタ、バーコードスキャナ、ビー
ム走査方式のエリアセンサなどに用いられる光走査装
置、特に光ビームの2次元走査が可能な光走査装置に関
する。
走査装置を用いた光センサ装置、符号情報読み取り装置
及びPOSシステムに関する。具体的にいうと、本発明
は、レーザビームプリンタ、バーコードスキャナ、ビー
ム走査方式のエリアセンサなどに用いられる光走査装
置、特に光ビームの2次元走査が可能な光走査装置に関
する。
【0002】
【従来の技術とその問題点】光ビームを走査してバーコ
ードを読み取るバーコードスキャナにおいては、読み取
り性能向上のため、従来より種々の走査方式の工夫がな
されている。例えば、バーコードの局部的な傷や汚れに
よる読み取りミスを回避し、正確にバーコードを読み取
ることができるようにするため、図33に示すように光
ビームを平行な多段の走査ライン101に沿って走査さ
せるようにしたラスタ走査方式のポリゴンスキャナがあ
る。
ードを読み取るバーコードスキャナにおいては、読み取
り性能向上のため、従来より種々の走査方式の工夫がな
されている。例えば、バーコードの局部的な傷や汚れに
よる読み取りミスを回避し、正確にバーコードを読み取
ることができるようにするため、図33に示すように光
ビームを平行な多段の走査ライン101に沿って走査さ
せるようにしたラスタ走査方式のポリゴンスキャナがあ
る。
【0003】このラスタ走査方式のポリゴンスキャナに
あっては、図34に示したように回転軸Pに対しポリゴ
ンミラー102外周の各ミラー面103にそれぞれ異な
る傾きを持たせたポリゴンミラー102を回転させなが
ら、各ミラー面103に光ビームを反射させて光ビーム
を走査させ、比較的容易な構造で実現することができ
る。しかしながら、このようなラスタ走査方式のポリゴ
ンスキャナにあっては、バーコードが一定方向すなわち
バーコードの配列方向が光ビームの走査方向と略平行と
なる方向に設置されていなければ、バーコード全域にわ
たって光ビームが走査されず、バーコードの読み取りが
できないという問題があった。また、ラスタ幅を広くす
ると走査ライン101間の間隔が大きくなり、バーコー
ドの一部に傷や汚れがあると、バーコードの読み取りに
誤差を生じるという問題点があった。
あっては、図34に示したように回転軸Pに対しポリゴ
ンミラー102外周の各ミラー面103にそれぞれ異な
る傾きを持たせたポリゴンミラー102を回転させなが
ら、各ミラー面103に光ビームを反射させて光ビーム
を走査させ、比較的容易な構造で実現することができ
る。しかしながら、このようなラスタ走査方式のポリゴ
ンスキャナにあっては、バーコードが一定方向すなわち
バーコードの配列方向が光ビームの走査方向と略平行と
なる方向に設置されていなければ、バーコード全域にわ
たって光ビームが走査されず、バーコードの読み取りが
できないという問題があった。また、ラスタ幅を広くす
ると走査ライン101間の間隔が大きくなり、バーコー
ドの一部に傷や汚れがあると、バーコードの読み取りに
誤差を生じるという問題点があった。
【0004】また、バーコードの設置方向によらず光ビ
ームが確実にバーコード上を平行に走査されるよう、ホ
ログラムディスクや複数のミラーを用いて図35に示す
ような放射状やX字状の光走査パターン104に沿って
光ビームを走査させるようにしたものがある。
ームが確実にバーコード上を平行に走査されるよう、ホ
ログラムディスクや複数のミラーを用いて図35に示す
ような放射状やX字状の光走査パターン104に沿って
光ビームを走査させるようにしたものがある。
【0005】このように光ビームを多方向ないし放射状
に走査できるようにしたバーコードスキャナは、バーコ
ードの設置方向によらず比較的確実に読み取りができる
ので、主にスーパーマーケットのレジ等、バーコードの
方向が一定しない用途で用いられている。しかしなが
ら、このようなバーコード読み取り装置では、光ビーム
を多方向走査させるためホログラムディスクや複数のミ
ラーを用いる必要があるので、バーコードスキャナが大
型になり、また精度の高い光学部品を多数用いる必要が
あるので、部品コストや組立てコストが高くつき、バー
コードスキャナが高価なものとなっていた。
に走査できるようにしたバーコードスキャナは、バーコ
ードの設置方向によらず比較的確実に読み取りができる
ので、主にスーパーマーケットのレジ等、バーコードの
方向が一定しない用途で用いられている。しかしなが
ら、このようなバーコード読み取り装置では、光ビーム
を多方向走査させるためホログラムディスクや複数のミ
ラーを用いる必要があるので、バーコードスキャナが大
型になり、また精度の高い光学部品を多数用いる必要が
あるので、部品コストや組立てコストが高くつき、バー
コードスキャナが高価なものとなっていた。
【0006】さらに、図36に示すように走査ライン1
04とバーコード105の各バーコードラインの配列方
向が平行に配置される可能性もあって、このような状態
にバーコード105が配置されるとバーコード105の
読み取りができないという問題点があった。
04とバーコード105の各バーコードラインの配列方
向が平行に配置される可能性もあって、このような状態
にバーコード105が配置されるとバーコード105の
読み取りができないという問題点があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、走査ライン密度の高い光ビームをあらゆる方向
に走査させ、いかなる方向に配置されたバーコードも読
み取りが可能な、安価でしかも小型の光走査装置を提供
することにある。併せて、当該光走査装置の応用分野を
明らかにし、例えば符号情報の設置方向にかかわりなく
確実に符号情報を読み取ることができる符号情報読み取
り装置等を提供することにある。
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、走査ライン密度の高い光ビームをあらゆる方向
に走査させ、いかなる方向に配置されたバーコードも読
み取りが可能な、安価でしかも小型の光走査装置を提供
することにある。併せて、当該光走査装置の応用分野を
明らかにし、例えば符号情報の設置方向にかかわりなく
確実に符号情報を読み取ることができる符号情報読み取
り装置等を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の光走査装置は、
光ビームを走査する光走査手段と、前記光走査手段によ
り走査された光ビームを反射する回転多面ミラーとを備
え、前記光走査手段により走査された光ビームを前記回
転多面ミラーにより反射させて、光ビームを2次元的に
走査させることを特徴としている。
光ビームを走査する光走査手段と、前記光走査手段によ
り走査された光ビームを反射する回転多面ミラーとを備
え、前記光走査手段により走査された光ビームを前記回
転多面ミラーにより反射させて、光ビームを2次元的に
走査させることを特徴としている。
【0009】この光走査装置の回転多面ミラーの各外周
ミラー面を当該回転多面ミラーの回転軸に対してそれぞ
れ異なる角度で傾斜させることにするのが好ましい。
ミラー面を当該回転多面ミラーの回転軸に対してそれぞ
れ異なる角度で傾斜させることにするのが好ましい。
【0010】また、前記回転多面ミラーの各外周ミラー
面の上端若しくは下端の少なくともに一方に、当該回転
多面ミラーの回転軸に対して傾斜した傾斜ミラー面を設
けることとしてもよい。このとき、傾斜ミラー面を当該
回転多面ミラーの回転軸に対して各傾斜ミラー面の傾斜
角度がそれぞれ異なるように設けることができる。
面の上端若しくは下端の少なくともに一方に、当該回転
多面ミラーの回転軸に対して傾斜した傾斜ミラー面を設
けることとしてもよい。このとき、傾斜ミラー面を当該
回転多面ミラーの回転軸に対して各傾斜ミラー面の傾斜
角度がそれぞれ異なるように設けることができる。
【0011】また、本発明の光走査装置の光走査手段と
して、当該光走査手段に設けられたミラー部の回動運動
により光ビームを走査させることができる。例えば、共
振型光スキャナやガルバノミラーを用いることができ
る。
して、当該光走査手段に設けられたミラー部の回動運動
により光ビームを走査させることができる。例えば、共
振型光スキャナやガルバノミラーを用いることができ
る。
【0012】また、共振型光スキャナとして、光ビーム
を反射させるミラー部と振動入力部とを少なくとも1つ
の共振振動モードを有する弾性変形部で連結した振動子
と、前記振動入力部に振動を印加する駆動源とからなる
共振型光スキャナを用いるのが特に好ましい。
を反射させるミラー部と振動入力部とを少なくとも1つ
の共振振動モードを有する弾性変形部で連結した振動子
と、前記振動入力部に振動を印加する駆動源とからなる
共振型光スキャナを用いるのが特に好ましい。
【0013】また、圧電バイモルフ素子に備えられた光
ビームを反射させるミラー部により光ビームを走査させ
ることとしてもよい。
ビームを反射させるミラー部により光ビームを走査させ
ることとしてもよい。
【0014】さらに、上記の各光走査手段にあっては、
光ビームの走査角を調整することができるのが望まし
い。
光ビームの走査角を調整することができるのが望まし
い。
【0015】また、本発明の光走査装置の回転多面ミラ
ーの回転速度を調整する回転多面ミラー回転速度調整手
段を設けることができる。このとき、前記回転多面ミラ
ーの回転周期と前記光走査手段の走査周期とを非同期で
駆動することとしてもよく、同期させて駆動することと
してもよい。
ーの回転速度を調整する回転多面ミラー回転速度調整手
段を設けることができる。このとき、前記回転多面ミラ
ーの回転周期と前記光走査手段の走査周期とを非同期で
駆動することとしてもよく、同期させて駆動することと
してもよい。
【0016】また、前記回転多面ミラーと前記光走査手
段との間に風圧保護板を設けることとしてもよく、前記
光走査手段の実装部に防振手段を備えることとしてもよ
い。
段との間に風圧保護板を設けることとしてもよく、前記
光走査手段の実装部に防振手段を備えることとしてもよ
い。
【0017】本発明の光センサ装置は、上記の各光走査
装置と、光ビームを出射する光源と、光強度を検出する
受光素子と、受光素子から出力される電気信号を処理す
る信号処理手段とを備え、前記光源から出射された光ビ
ームを前記光走査装置により走査し、物体からの反射光
を検知して物体の有無や形状などの情報を検知すること
を特徴としている。
装置と、光ビームを出射する光源と、光強度を検出する
受光素子と、受光素子から出力される電気信号を処理す
る信号処理手段とを備え、前記光源から出射された光ビ
ームを前記光走査装置により走査し、物体からの反射光
を検知して物体の有無や形状などの情報を検知すること
を特徴としている。
【0018】また、本発明の符号情報読み取り装置は、
検知対象となる物体がバーコード、多段バーコード、マ
トリックス化された2次元コード等の符号情報を有する
物体であって、上記の光センサ装置を用いて前記符号情
報を読み取るようにしたことを特徴としている。この符
号情報読み取り装置は、例えばハンドヘルド型バーコー
ドリーダに適用できる。
検知対象となる物体がバーコード、多段バーコード、マ
トリックス化された2次元コード等の符号情報を有する
物体であって、上記の光センサ装置を用いて前記符号情
報を読み取るようにしたことを特徴としている。この符
号情報読み取り装置は、例えばハンドヘルド型バーコー
ドリーダに適用できる。
【0019】また、本発明のPOSシステムは、上記符
号情報読み取り装置を少なくとも1台以上備え、物品に
添付された符号情報を読み取り、その符号情報を予め外
部の第1のメモリ部に保存されている物品名称や販売価
格等の商品情報と照合し、その照合結果内容を外部に表
示すると共に第2のメモリ部に格納させるようにしたこ
とを特徴としている。
号情報読み取り装置を少なくとも1台以上備え、物品に
添付された符号情報を読み取り、その符号情報を予め外
部の第1のメモリ部に保存されている物品名称や販売価
格等の商品情報と照合し、その照合結果内容を外部に表
示すると共に第2のメモリ部に格納させるようにしたこ
とを特徴としている。
【0020】
【作用】本発明の光走査装置にあっては、光走査手段に
よって走査された光ビームを回転多面ミラーにより反射
させているので、あらゆる方向に光ビームを走査させる
ことができ、バーコード等の走査対象物がいかなる方向
に設置されていても、対象物の全長にわたって確実に光
ビームを走査させることができる。また、本発明にあっ
ては、従来例のようにホログラムディスクや複数のミラ
ーをそれぞれ配置する必要がなく、比較的構造が簡単な
種々の光走査手段と回転多面ミラーとによって簡単な構
成とすることができ、部品コストや組立てコストを低く
し、安価でしかも小型の光走査装置とすることができ
る。
よって走査された光ビームを回転多面ミラーにより反射
させているので、あらゆる方向に光ビームを走査させる
ことができ、バーコード等の走査対象物がいかなる方向
に設置されていても、対象物の全長にわたって確実に光
ビームを走査させることができる。また、本発明にあっ
ては、従来例のようにホログラムディスクや複数のミラ
ーをそれぞれ配置する必要がなく、比較的構造が簡単な
種々の光走査手段と回転多面ミラーとによって簡単な構
成とすることができ、部品コストや組立てコストを低く
し、安価でしかも小型の光走査装置とすることができ
る。
【0021】このとき、回転多面ミラーの各外周ミラー
面を当該回転多面ミラーの回転軸に対してそれぞれ異な
る角度で傾斜させておくと、より広い走査領域(走査
幅)にわたり走査密度の高い走査パターンを得ることが
できる。
面を当該回転多面ミラーの回転軸に対してそれぞれ異な
る角度で傾斜させておくと、より広い走査領域(走査
幅)にわたり走査密度の高い走査パターンを得ることが
できる。
【0022】また、各外周ミラー面の上端若しくは下端
の少なくとも一方に、当該回転多面ミラーの回転軸に対
して傾斜した傾斜ミラー面を設けているので、傾斜ミラ
ー面で反射された光ビームは水平方向に平行な走査ライ
ンとなって、ほぼ走査領域の中央に集中させることがで
きる。
の少なくとも一方に、当該回転多面ミラーの回転軸に対
して傾斜した傾斜ミラー面を設けているので、傾斜ミラ
ー面で反射された光ビームは水平方向に平行な走査ライ
ンとなって、ほぼ走査領域の中央に集中させることがで
きる。
【0023】さらに、傾斜ミラー面の当該回転多面ミラ
ーの回転軸に対する傾斜角度をそれぞれ異ならせておけ
ば、ある一定の広い走査領域(走査幅)に高密度な水平
方向の走査ラインを得ることができる。
ーの回転軸に対する傾斜角度をそれぞれ異ならせておけ
ば、ある一定の広い走査領域(走査幅)に高密度な水平
方向の走査ラインを得ることができる。
【0024】このためには、光ビームを反射させるミラ
ー部の回動運動により光ビームを走査させることとして
もよく、例えば共振型光スキャナを適用することができ
る。この共振型光スキャナとして、光ビームを反射させ
るミラー部と振動入力部とを少なくとも1つの共振振動
モードを有する弾性変形部で連結した振動子と、前記振
動入力部に振動を印加する駆動源とからなる光スキャナ
を用いれば、さらに光走査装置を小型化することができ
る。
ー部の回動運動により光ビームを走査させることとして
もよく、例えば共振型光スキャナを適用することができ
る。この共振型光スキャナとして、光ビームを反射させ
るミラー部と振動入力部とを少なくとも1つの共振振動
モードを有する弾性変形部で連結した振動子と、前記振
動入力部に振動を印加する駆動源とからなる光スキャナ
を用いれば、さらに光走査装置を小型化することができ
る。
【0025】また、光走査手段の走査角を調整すること
により、走査幅を自由に調整することができ、特定領域
の走査密度を濃くすることができる。特に、傾斜ミラー
面を設けた回転多面ミラーを用いた光走査装置にあって
は走査角を調整することにより、平行な走査ラインのみ
からなる走査パターンやあらゆる方向の走査ラインから
なる走査パターンを得ることができ、1つの光走査装置
によって複数の走査パターンを得ることができる。
により、走査幅を自由に調整することができ、特定領域
の走査密度を濃くすることができる。特に、傾斜ミラー
面を設けた回転多面ミラーを用いた光走査装置にあって
は走査角を調整することにより、平行な走査ラインのみ
からなる走査パターンやあらゆる方向の走査ラインから
なる走査パターンを得ることができ、1つの光走査装置
によって複数の走査パターンを得ることができる。
【0026】また、回転多面ミラーの回転速度を調整す
ることによっても様々な走査パターンを得ることができ
る。このとき、回転多面ミラーの回転周期と光走査手段
の走査周期とを同期させずに駆動すれば、走査領域全体
にわたりランダムに走査することができるし、同期させ
て駆動すれば特定の領域のみを繰り返して走査すること
ができる。
ることによっても様々な走査パターンを得ることができ
る。このとき、回転多面ミラーの回転周期と光走査手段
の走査周期とを同期させずに駆動すれば、走査領域全体
にわたりランダムに走査することができるし、同期させ
て駆動すれば特定の領域のみを繰り返して走査すること
ができる。
【0027】さらに、光走査手段と回転多面ミラーとの
間に風圧保護板を設けることにすれば、回転多面ミラー
の回転により生じる風圧の影響を防ぐことができ、光ビ
ームを安定に走査させることができる。
間に風圧保護板を設けることにすれば、回転多面ミラー
の回転により生じる風圧の影響を防ぐことができ、光ビ
ームを安定に走査させることができる。
【0028】また、光走査手段の実装部に防振手段を備
えると、回転多面ミラーの駆動などによる振動を防ぐこ
とができ、光ビームを安定に走査させることができる。
えると、回転多面ミラーの駆動などによる振動を防ぐこ
とができ、光ビームを安定に走査させることができる。
【0029】このように本発明にあっては、さまざまな
走査パターンを得ることできる小型でかつ安価な光走査
装置を得ることができる。このような光走査装置を光セ
ンサ装置に用いることにより、物体の形状(例えば、偏
平な形状)やその向き等にかかわらず、確実に物体の有
無や位置、形状などの情報を検知することができる。
走査パターンを得ることできる小型でかつ安価な光走査
装置を得ることができる。このような光走査装置を光セ
ンサ装置に用いることにより、物体の形状(例えば、偏
平な形状)やその向き等にかかわらず、確実に物体の有
無や位置、形状などの情報を検知することができる。
【0030】また、上記光センサ装置をバーコード、多
段バーコード、マトリックス化された2次元コード等の
符号情報を読み取る符号情報読み取り装置に用いること
により、符号情報の向きがいずれの方向を向いていても
光ビームを符号情報に沿って走査させることができ、確
実に符号情報を読み取ることができる。よって、符号情
報読み取り装置やそれを用いたPOSシステム等の信頼
性を向上させることができる。特に、ハンドヘルド型バ
ーコードリーダに適用することによって、性能よい小型
のバーコードリーダを提供することができる。
段バーコード、マトリックス化された2次元コード等の
符号情報を読み取る符号情報読み取り装置に用いること
により、符号情報の向きがいずれの方向を向いていても
光ビームを符号情報に沿って走査させることができ、確
実に符号情報を読み取ることができる。よって、符号情
報読み取り装置やそれを用いたPOSシステム等の信頼
性を向上させることができる。特に、ハンドヘルド型バ
ーコードリーダに適用することによって、性能よい小型
のバーコードリーダを提供することができる。
【0031】
【実施例】図1(a)(b)に本発明の一実施例である
光走査装置Aを示す。図1(a)は光走査装置Aの構成
を示す概略平面図、図1(b)はその概略正面図であっ
て、1は発光ダイオードや半導体レーザなどの発光素子
とレンズのような光学素子からなる光源、2は光源1か
ら出射された光ビームrをポリゴンミラー3の回転軸P
方向つまり垂直方向に走査させるための光スキャナ、3
は光スキャナ2により走査された光ビームrを水平方向
に走査させるためのポリゴンミラーである。ポリゴンミ
ラー3は平面正多角形状をしており、その外周面にはミ
ラー面4がほぼ垂直に形成されており、直流サーボーモ
ータ(図示せず)などによって一定の角速度で回転され
る。光スキャナ2には例えば各種の共振型光スキャナを
用いることができ、光源1から出射された光ビームrは
光スキャナ2のミラー部により反射され、図1(b)に
示すようにミラー面4の上端aから下端cにわたって一
定の走査角θで垂直方向に走査される。
光走査装置Aを示す。図1(a)は光走査装置Aの構成
を示す概略平面図、図1(b)はその概略正面図であっ
て、1は発光ダイオードや半導体レーザなどの発光素子
とレンズのような光学素子からなる光源、2は光源1か
ら出射された光ビームrをポリゴンミラー3の回転軸P
方向つまり垂直方向に走査させるための光スキャナ、3
は光スキャナ2により走査された光ビームrを水平方向
に走査させるためのポリゴンミラーである。ポリゴンミ
ラー3は平面正多角形状をしており、その外周面にはミ
ラー面4がほぼ垂直に形成されており、直流サーボーモ
ータ(図示せず)などによって一定の角速度で回転され
る。光スキャナ2には例えば各種の共振型光スキャナを
用いることができ、光源1から出射された光ビームrは
光スキャナ2のミラー部により反射され、図1(b)に
示すようにミラー面4の上端aから下端cにわたって一
定の走査角θで垂直方向に走査される。
【0032】しかして、光源1から光ビームrが出射さ
れると、光ビームrは光スキャナ2のミラー部によって
反射されるとともに垂直方向に走査されてポリゴンミラ
ー3に入射される。ポリゴンミラー3に入射された光ビ
ームrはミラー面4で反射されて水平方向に走査され
る。ここで、光スキャナ2の走査速度よりも十分大きな
角速度でポリゴンミラー3を回転させておくと、図2に
示すように微小な一定の走査間隔でもってほぼ連続的に
図1(a)の上端aから下端cにわたって平行な走査ラ
イン5を得ることができる。
れると、光ビームrは光スキャナ2のミラー部によって
反射されるとともに垂直方向に走査されてポリゴンミラ
ー3に入射される。ポリゴンミラー3に入射された光ビ
ームrはミラー面4で反射されて水平方向に走査され
る。ここで、光スキャナ2の走査速度よりも十分大きな
角速度でポリゴンミラー3を回転させておくと、図2に
示すように微小な一定の走査間隔でもってほぼ連続的に
図1(a)の上端aから下端cにわたって平行な走査ラ
イン5を得ることができる。
【0033】図3(a)に示した一部に傷や汚れがある
バーコード6のように符号情報を読み取ることができる
有効な領域幅Wが狭い場合には、従来のポリゴンスキャ
ナにあっては図3(b)に示すように走査ライン101
の走査間隔は有効な領域幅Wよりも広く、正確に符号情
報を読み取ることができなかった。しかし、本発明の光
走査装置Aを応用したバーコードリーダなどにあっては
図3(c)に示すようにバーコードラインの全幅にわた
って連続的に走査できるため、確実に符号情報を読み取
ることができる有効な領域幅Wを走査し、バーコードの
読み取り誤差を少なくすることができる。
バーコード6のように符号情報を読み取ることができる
有効な領域幅Wが狭い場合には、従来のポリゴンスキャ
ナにあっては図3(b)に示すように走査ライン101
の走査間隔は有効な領域幅Wよりも広く、正確に符号情
報を読み取ることができなかった。しかし、本発明の光
走査装置Aを応用したバーコードリーダなどにあっては
図3(c)に示すようにバーコードラインの全幅にわた
って連続的に走査できるため、確実に符号情報を読み取
ることができる有効な領域幅Wを走査し、バーコードの
読み取り誤差を少なくすることができる。
【0034】また、従来のポリゴンスキャナにあっては
ポリゴンミラー102外周の各ミラー面103にそれぞ
れ異なる傾斜角度を持たせなければならず、走査ライン
101の走査間隔はミラー面103の傾斜角度により決
められ、その傾斜角度の調整も非常に困難であった。ま
た、走査ライン101の走査密度を上げようとすればポ
リゴンミラー102のミラー面103を多くしなければ
ならないので、走査長が短くなってしまう。その一方
で、走査長を長くしようとすればポリゴンミラー102
が大型化してしまう。したがって、走査長を長くしてか
つ走査密度を濃くすることは同時に達成することができ
ず、走査密度の高い小型のポリゴンスキャナを作成する
ことはできなかった。しかし、本発明によれば光スキャ
ナ2の走査速度とポリゴンミラー3の回転速度を調整す
ることにより、ポリゴンミラー3を大きくすることなく
走査ライン5の走査密度を高めることができる。また、
ポリゴンミラー3のミラー面4を傾斜させる必要もない
ので光走査装置Aを簡単に製造することができ、コスト
を低くすることができる。
ポリゴンミラー102外周の各ミラー面103にそれぞ
れ異なる傾斜角度を持たせなければならず、走査ライン
101の走査間隔はミラー面103の傾斜角度により決
められ、その傾斜角度の調整も非常に困難であった。ま
た、走査ライン101の走査密度を上げようとすればポ
リゴンミラー102のミラー面103を多くしなければ
ならないので、走査長が短くなってしまう。その一方
で、走査長を長くしようとすればポリゴンミラー102
が大型化してしまう。したがって、走査長を長くしてか
つ走査密度を濃くすることは同時に達成することができ
ず、走査密度の高い小型のポリゴンスキャナを作成する
ことはできなかった。しかし、本発明によれば光スキャ
ナ2の走査速度とポリゴンミラー3の回転速度を調整す
ることにより、ポリゴンミラー3を大きくすることなく
走査ライン5の走査密度を高めることができる。また、
ポリゴンミラー3のミラー面4を傾斜させる必要もない
ので光走査装置Aを簡単に製造することができ、コスト
を低くすることができる。
【0035】図4に示すものは本発明の別な実施例であ
る光走査装置Bの概略構成図、図5に示すものは光走査
装置Bに用いる光スキャナ2Aを示す斜視図である。本
願発明の出願人らは弾性変形部(トーションバー)の弾
性共振振動を利用した小型の光スキャナ2Aを開発し特
許出願中である(例えば特開平4−95917号公
報)。この光スキャナ2Aはその一例を示すものであっ
て、光スキャナ2Aは薄板状のプレート7と圧電振動子
や磁歪振動子などの駆動源8とから構成されている。プ
レート7は、軸心Qに沿って曲げ変形する曲げ変形モー
ドを有する長い細幅の弾性変形部7aの下端に、駆動源
8からの振動を入力する弾性入力部7bが一体として設
けられ、弾性変形部7aの上端には光ビームrをスキャ
ンさせるためのミラー部7cが一体として設けられてい
る。しかして、駆動源8から弾性入力部7bに曲げ変形
モードの共振周波数と等しい周波数の振動を印加する
と、ミラー部7cが大きな回動角で駆動され、ミラー部
7cに入射された光ビームrは走査角θで走査される。
この光スキャナ2Aは非常に小型であるため、この光ス
キャナ2Aを用いれば光走査装置Bを小型化することが
容易にできる。また、駆動源8として圧電素子を用いる
と、さらに光走査装置Bの小型化を図ることができる。
る光走査装置Bの概略構成図、図5に示すものは光走査
装置Bに用いる光スキャナ2Aを示す斜視図である。本
願発明の出願人らは弾性変形部(トーションバー)の弾
性共振振動を利用した小型の光スキャナ2Aを開発し特
許出願中である(例えば特開平4−95917号公
報)。この光スキャナ2Aはその一例を示すものであっ
て、光スキャナ2Aは薄板状のプレート7と圧電振動子
や磁歪振動子などの駆動源8とから構成されている。プ
レート7は、軸心Qに沿って曲げ変形する曲げ変形モー
ドを有する長い細幅の弾性変形部7aの下端に、駆動源
8からの振動を入力する弾性入力部7bが一体として設
けられ、弾性変形部7aの上端には光ビームrをスキャ
ンさせるためのミラー部7cが一体として設けられてい
る。しかして、駆動源8から弾性入力部7bに曲げ変形
モードの共振周波数と等しい周波数の振動を印加する
と、ミラー部7cが大きな回動角で駆動され、ミラー部
7cに入射された光ビームrは走査角θで走査される。
この光スキャナ2Aは非常に小型であるため、この光ス
キャナ2Aを用いれば光走査装置Bを小型化することが
容易にできる。また、駆動源8として圧電素子を用いる
と、さらに光走査装置Bの小型化を図ることができる。
【0036】また、本発明の光走査装置Bには図6に示
すような別な共振型光スキャナ2Bを用いることができ
る。図6(a)(b)に示すものはそれぞれ共振型光ス
キャナ2Bを示す平面図及び断面図であって、光スキャ
ナ2Bはガラス基板9にシリコンからなる角枠状をした
プレート8が貼り合わされて構成されている。プレート
8の開口部8aのほぼ中央には薄板状のミラー部10が
軸心Rの回りにねじれ変形するねじれ変形モードを有す
る細幅の弾性変形部11によって両持ち状に支持されて
いる。プレート8及び弾性変形部11並びにミラー部1
0はシリコンウエハから一体として形成されており、ミ
ラー部10の裏面はイオン注入などにより導電性を有し
ており可動電極12としての機能を果たす。また、ミラ
ー部10の下側には微小な距離を隔てて固定電極13が
形成されており、可動電極12と固定電極13との間に
弾性変形部11のねじれ変形モードの共振周波数と等し
い周波数の交流電圧を印加して可動電極12と固定電極
13との間に静電引力を起こさせることにより、ミラー
部10を一定の回動角で振動させることができる。した
がって、光源1から出射された光ビームrをミラー部1
0で反射させることにより一定の走査角θで光ビームr
を走査させることができる。このような光スキャナ2B
を用いることによっても、光走査装置Bの小型化を図る
ことができる。
すような別な共振型光スキャナ2Bを用いることができ
る。図6(a)(b)に示すものはそれぞれ共振型光ス
キャナ2Bを示す平面図及び断面図であって、光スキャ
ナ2Bはガラス基板9にシリコンからなる角枠状をした
プレート8が貼り合わされて構成されている。プレート
8の開口部8aのほぼ中央には薄板状のミラー部10が
軸心Rの回りにねじれ変形するねじれ変形モードを有す
る細幅の弾性変形部11によって両持ち状に支持されて
いる。プレート8及び弾性変形部11並びにミラー部1
0はシリコンウエハから一体として形成されており、ミ
ラー部10の裏面はイオン注入などにより導電性を有し
ており可動電極12としての機能を果たす。また、ミラ
ー部10の下側には微小な距離を隔てて固定電極13が
形成されており、可動電極12と固定電極13との間に
弾性変形部11のねじれ変形モードの共振周波数と等し
い周波数の交流電圧を印加して可動電極12と固定電極
13との間に静電引力を起こさせることにより、ミラー
部10を一定の回動角で振動させることができる。した
がって、光源1から出射された光ビームrをミラー部1
0で反射させることにより一定の走査角θで光ビームr
を走査させることができる。このような光スキャナ2B
を用いることによっても、光走査装置Bの小型化を図る
ことができる。
【0037】さらに本発明の光走査装置には図7に示す
ような光スキャナ2Cを適用することができる。光スキ
ャナ2Cはガルバノミラーと呼ばれるものであって、振
動型モータ14の駆動軸15に取り付けられたミラー部
16をモータ14によって軸心Rの回りに回動運動さ
せ、ミラー部16によって光を反射させることにより光
ビームrを走査させることができる。
ような光スキャナ2Cを適用することができる。光スキ
ャナ2Cはガルバノミラーと呼ばれるものであって、振
動型モータ14の駆動軸15に取り付けられたミラー部
16をモータ14によって軸心Rの回りに回動運動さ
せ、ミラー部16によって光を反射させることにより光
ビームrを走査させることができる。
【0038】また、図8は本発明のさらに別な実施例で
ある光走査装置Cを示す概略構成図であって、この光走
査装置Cには図9に示すような光スキャナ2Dが用いら
れている。光スキャナ2Dは圧電薄板を重ねたバイモル
フアクチュエータ17の一端にミラー部18が貼り合わ
されて構成されており、その他端に設けたアタッチメン
ト19を実装基板等に実装することにより固定される。
この光スキャナ2Dにあっては、バイモルフアクチュエ
ータ17にアタッチメント19などを介して交流電圧を
印加することにより、バイモルフアクチュエータ17を
前後に屈曲運動させてミラー部18を振動させ、ポリゴ
ンミラー3の回転軸P方向(垂直方向)に光ビームrを
走査させることができる。また、この光走査装置Cのポ
リゴンミラー3の各ミラー面4は、従来のポリゴンスキ
ャナに用いられていたポリゴンミラー102と同様に回
転軸Pに対してそれぞれ異なる角度で傾斜させられてい
る。
ある光走査装置Cを示す概略構成図であって、この光走
査装置Cには図9に示すような光スキャナ2Dが用いら
れている。光スキャナ2Dは圧電薄板を重ねたバイモル
フアクチュエータ17の一端にミラー部18が貼り合わ
されて構成されており、その他端に設けたアタッチメン
ト19を実装基板等に実装することにより固定される。
この光スキャナ2Dにあっては、バイモルフアクチュエ
ータ17にアタッチメント19などを介して交流電圧を
印加することにより、バイモルフアクチュエータ17を
前後に屈曲運動させてミラー部18を振動させ、ポリゴ
ンミラー3の回転軸P方向(垂直方向)に光ビームrを
走査させることができる。また、この光走査装置Cのポ
リゴンミラー3の各ミラー面4は、従来のポリゴンスキ
ャナに用いられていたポリゴンミラー102と同様に回
転軸Pに対してそれぞれ異なる角度で傾斜させられてい
る。
【0039】光スキャナ2Dの垂直方向における光ビー
ムrの走査角θ、つまり図8における上端aから下端c
までの走査領域は、バイモルフアクチュエータ17の屈
曲角度により決められ、光ビームrの走査角θはバイモ
ルフアクチュエータ17の長さLと印加する駆動電圧
(交流電圧)によって決まる。すなわち、バイモルフア
クチュエータ17の長さLが短いほど走査角θは小さ
く、また、電圧が低いほど走査角θは小さくなる。した
がって、走査角θを大きくしようとすれば光スキャナ2
Dを大きくするか、駆動電圧を大きくしなければなら
ず、光スキャナ2Dの大きさや駆動電圧に制約がある場
合には走査角θを十分に取ることができず、光走査装置
Cにあっては垂直方向に十分な走査領域が得られない場
合が考えられる。そこで、各ミラー面4がそれぞれ異な
る角度で傾斜しているポリゴンミラー3を組合わせるこ
とにより、図10に示すように走査間隔の広い走査ライ
ン20(図10(a))の間を埋めるようにして走査密
度の高い走査ライン21を得ることができる(図10
(b))。このようにバイモルフアクチュエータ17を
用いた光スキャナ2Dと各ミラー面4に傾斜のあるポリ
ゴンミラー3を用いることにより、小型で低電圧駆動が
でき、しかも高密度な走査パターンを得ることができる
光走査装置Cを提供することができる。
ムrの走査角θ、つまり図8における上端aから下端c
までの走査領域は、バイモルフアクチュエータ17の屈
曲角度により決められ、光ビームrの走査角θはバイモ
ルフアクチュエータ17の長さLと印加する駆動電圧
(交流電圧)によって決まる。すなわち、バイモルフア
クチュエータ17の長さLが短いほど走査角θは小さ
く、また、電圧が低いほど走査角θは小さくなる。した
がって、走査角θを大きくしようとすれば光スキャナ2
Dを大きくするか、駆動電圧を大きくしなければなら
ず、光スキャナ2Dの大きさや駆動電圧に制約がある場
合には走査角θを十分に取ることができず、光走査装置
Cにあっては垂直方向に十分な走査領域が得られない場
合が考えられる。そこで、各ミラー面4がそれぞれ異な
る角度で傾斜しているポリゴンミラー3を組合わせるこ
とにより、図10に示すように走査間隔の広い走査ライ
ン20(図10(a))の間を埋めるようにして走査密
度の高い走査ライン21を得ることができる(図10
(b))。このようにバイモルフアクチュエータ17を
用いた光スキャナ2Dと各ミラー面4に傾斜のあるポリ
ゴンミラー3を用いることにより、小型で低電圧駆動が
でき、しかも高密度な走査パターンを得ることができる
光走査装置Cを提供することができる。
【0040】図11は本発明のさらに別な実施例である
光走査装置Dを示す概略構成図であって、図12はその
光走査装置Dに用いるポリゴンミラー3の斜視図であ
る。光走査装置Dは、光源1と光源1からの光ビームr
を垂直方向に走査する光スキャナ2、例えば図5に示す
ような共振型光スキャナ2Aと光スキャナ2Aにより走
査された光ビームrを水平方向に走査するポリゴンミラ
ー3とから構成されている。ポリゴンミラー3は図12
に示すように平面正n角形状の鼓状をしており、その中
央外周面には回転軸Pと平行になった垂直ミラー面25
が多数形成されている。各垂直ミラー面25の上端に
は、垂直ミラー面25に対して角度A°で外周方向に傾
斜した上部ミラー面26がそれぞれの端部を合わせるよ
うにして多数配置されている。また、各垂直ミラー面2
5の下端には、回転軸Pつまり垂直ミラー面25に対し
て角度A°で外周方向に傾斜した下部ミラー面27がそ
れぞれの端部を合わせるようにして多数形成されてい
る。また、これら各上部ミラー面26及び各垂直ミラー
面25並びに各下部ミラー面27は互いに隙間のないよ
うにして配置されており、したがって、各垂直ミラー面
25は矩形状に、各上部ミラー面26は逆台形状に、各
下部ミラー面27は台形状に形成されている。
光走査装置Dを示す概略構成図であって、図12はその
光走査装置Dに用いるポリゴンミラー3の斜視図であ
る。光走査装置Dは、光源1と光源1からの光ビームr
を垂直方向に走査する光スキャナ2、例えば図5に示す
ような共振型光スキャナ2Aと光スキャナ2Aにより走
査された光ビームrを水平方向に走査するポリゴンミラ
ー3とから構成されている。ポリゴンミラー3は図12
に示すように平面正n角形状の鼓状をしており、その中
央外周面には回転軸Pと平行になった垂直ミラー面25
が多数形成されている。各垂直ミラー面25の上端に
は、垂直ミラー面25に対して角度A°で外周方向に傾
斜した上部ミラー面26がそれぞれの端部を合わせるよ
うにして多数配置されている。また、各垂直ミラー面2
5の下端には、回転軸Pつまり垂直ミラー面25に対し
て角度A°で外周方向に傾斜した下部ミラー面27がそ
れぞれの端部を合わせるようにして多数形成されてい
る。また、これら各上部ミラー面26及び各垂直ミラー
面25並びに各下部ミラー面27は互いに隙間のないよ
うにして配置されており、したがって、各垂直ミラー面
25は矩形状に、各上部ミラー面26は逆台形状に、各
下部ミラー面27は台形状に形成されている。
【0041】図13に示すものはこの光走査装置Dのス
キャン制御部28を示す概略ブロック図であって、スキ
ャン制御部28は光スキャナ2を駆動するためのスキャ
ナ駆動回路29とポリゴンミラー3を駆動するためのポ
リゴンミラー駆動回路30とから構成されている。光ス
キャナ2の駆動部には例えばスキャナ駆動回路29から
一定の振動周波数の交流電圧が印加されており、一定の
周期(周波数)で光スキャナ2のミラー部,例えばミラ
ー部7c,16は回動している。また、ポリゴンミラー
3を回転させる直流サーボモータにはポリゴンミラー駆
動回路30から一定の直流電圧が印加され、ポリゴンミ
ラー3は一定の角速度で回転している。このスキャン制
御部28ではスキャナ駆動回路29とポリゴンミラー駆
動回路30とは同期して制御されておらず、光スキャナ
2とポリゴンミラー3はそれぞれ独立して駆動され、光
ビームrの走査位置とポリゴンミラー3の回転位置とは
無関係にそれぞれ回動及び回転されている。しかして、
光源1から出射された光ビームrは光スキャナ2により
垂直方向へ走査されながら、ポリゴンミラー3に入射さ
れる。ポリゴンミラー3に入射された光ビームrは光ス
キャナ2の走査位置に応じて上部ミラー面26、垂直ミ
ラー面25及び下部ミラー面27で反射させられる。図
14にこの光走査装置Dにより得られる走査パターン3
1を示すが、走査領域の中央部においてほぼ水平方向
(X軸方向)に平行な直線状をした走査ライン31aが
密度濃く得られ、中央部から離れるにしたがってやや傾
斜した走査ライン31bが得られる。さらに、走査領域
全体に傾斜した走査ライン31cが得られる。
キャン制御部28を示す概略ブロック図であって、スキ
ャン制御部28は光スキャナ2を駆動するためのスキャ
ナ駆動回路29とポリゴンミラー3を駆動するためのポ
リゴンミラー駆動回路30とから構成されている。光ス
キャナ2の駆動部には例えばスキャナ駆動回路29から
一定の振動周波数の交流電圧が印加されており、一定の
周期(周波数)で光スキャナ2のミラー部,例えばミラ
ー部7c,16は回動している。また、ポリゴンミラー
3を回転させる直流サーボモータにはポリゴンミラー駆
動回路30から一定の直流電圧が印加され、ポリゴンミ
ラー3は一定の角速度で回転している。このスキャン制
御部28ではスキャナ駆動回路29とポリゴンミラー駆
動回路30とは同期して制御されておらず、光スキャナ
2とポリゴンミラー3はそれぞれ独立して駆動され、光
ビームrの走査位置とポリゴンミラー3の回転位置とは
無関係にそれぞれ回動及び回転されている。しかして、
光源1から出射された光ビームrは光スキャナ2により
垂直方向へ走査されながら、ポリゴンミラー3に入射さ
れる。ポリゴンミラー3に入射された光ビームrは光ス
キャナ2の走査位置に応じて上部ミラー面26、垂直ミ
ラー面25及び下部ミラー面27で反射させられる。図
14にこの光走査装置Dにより得られる走査パターン3
1を示すが、走査領域の中央部においてほぼ水平方向
(X軸方向)に平行な直線状をした走査ライン31aが
密度濃く得られ、中央部から離れるにしたがってやや傾
斜した走査ライン31bが得られる。さらに、走査領域
全体に傾斜した走査ライン31cが得られる。
【0042】次にこの光走査装置Dにおける走査原理を
図15、図16、図17に従って詳細に説明する。図1
5はポリゴンミラー3に入射される光ビームrの軌跡を
表わす図、図16はポリゴンミラー3のある回転位置に
おける光ビームrの垂直方向の走査状況を示す図、図1
7は各上部ミラー面26,垂直ミラー面25及び下部ミ
ラー面27において光ビームrが反射される様子を示す
図である。光ビームrは光スキャナ2によってポリゴン
ミラー3の垂直方向に上端aと下端cとの間をb→a→
b→c→bへと走査されている。光スキャナ2のミラー
部は正弦波振動をしているので、光スキャナ2により走
査された光ビームrは図15に示すように正弦波曲線を
描くようにしてポリゴンミラー3の垂直ミラー面2
5-1、垂直ミラー面25-2、上部ミラー面26-2,上部
ミラー面26-3,上部ミラー面26-4,…,下部ミラー
面27-n-2,下部ミラー面27-n-1,下部ミラー面27
-n,垂直ミラー面25-n,垂直ミラー面25-1,…へと
入射される。次に上端a、中央部b、下端cにおける走
査された光ビームrの走査速度を考える。光ビームrの
走査速度Vは水平方向(X軸方向)の走査速度Vxと垂
直方向(Y軸方向)の走査速度Vyとに分けて考えるこ
とができる。まず、各位置における水平方向(X軸方
向)の走査速度Vxを考えると、ポリゴンミラー3は一
定の角速度で回転されているため、上端a,中央部b,
下端cにおける水平方向(X軸方向)の走査速度Vxは
それぞれ一定の線速度として表わすことができ、上端a
及び下端cでの 走査速度Vxは中央部bでの走査速度V
xよりも大きい。次に垂直方向(Y軸方向)の走査速度
Vyについて考えてみれば、走査速度Vyは光スキャナ2
Aの走査速度に等しく、上端a及び下端cでの走査速度
Vyは0であって、中央部bにおける垂直方向(Y軸方
向)の走査速度Vyは最大となる。したがって、上端a
及び下端cにおける走査速度Vは水平方向の走査速度V
xに等しく、上端a及び下端cに入射された光ビームr
は水平方向へ走査される。また、中央部bにおける走査
速度Vは水平方向の走査速度Vxと垂直方向の走査速度
Vyとの合成速度で表わされるため、光ビームrは斜め
方向へ走査される。
図15、図16、図17に従って詳細に説明する。図1
5はポリゴンミラー3に入射される光ビームrの軌跡を
表わす図、図16はポリゴンミラー3のある回転位置に
おける光ビームrの垂直方向の走査状況を示す図、図1
7は各上部ミラー面26,垂直ミラー面25及び下部ミ
ラー面27において光ビームrが反射される様子を示す
図である。光ビームrは光スキャナ2によってポリゴン
ミラー3の垂直方向に上端aと下端cとの間をb→a→
b→c→bへと走査されている。光スキャナ2のミラー
部は正弦波振動をしているので、光スキャナ2により走
査された光ビームrは図15に示すように正弦波曲線を
描くようにしてポリゴンミラー3の垂直ミラー面2
5-1、垂直ミラー面25-2、上部ミラー面26-2,上部
ミラー面26-3,上部ミラー面26-4,…,下部ミラー
面27-n-2,下部ミラー面27-n-1,下部ミラー面27
-n,垂直ミラー面25-n,垂直ミラー面25-1,…へと
入射される。次に上端a、中央部b、下端cにおける走
査された光ビームrの走査速度を考える。光ビームrの
走査速度Vは水平方向(X軸方向)の走査速度Vxと垂
直方向(Y軸方向)の走査速度Vyとに分けて考えるこ
とができる。まず、各位置における水平方向(X軸方
向)の走査速度Vxを考えると、ポリゴンミラー3は一
定の角速度で回転されているため、上端a,中央部b,
下端cにおける水平方向(X軸方向)の走査速度Vxは
それぞれ一定の線速度として表わすことができ、上端a
及び下端cでの 走査速度Vxは中央部bでの走査速度V
xよりも大きい。次に垂直方向(Y軸方向)の走査速度
Vyについて考えてみれば、走査速度Vyは光スキャナ2
Aの走査速度に等しく、上端a及び下端cでの走査速度
Vyは0であって、中央部bにおける垂直方向(Y軸方
向)の走査速度Vyは最大となる。したがって、上端a
及び下端cにおける走査速度Vは水平方向の走査速度V
xに等しく、上端a及び下端cに入射された光ビームr
は水平方向へ走査される。また、中央部bにおける走査
速度Vは水平方向の走査速度Vxと垂直方向の走査速度
Vyとの合成速度で表わされるため、光ビームrは斜め
方向へ走査される。
【0043】ここで図17に示すように各上部ミラー面
26及び各下部ミラー面27は垂直ミラー面25(回転
軸P)に対して適度な角度A°で傾斜させておくと、上
部ミラー面26及び下部ミラー面27で反射された光ビ
ームrはほぼ走査領域の中央部においてほぼ水平方向の
走査ラインを描く。また、垂直ミラー面25で反射され
た光ビームrは走査領域にわたって斜め方向の走査ライ
ンを描く。さらにポリゴンミラー3で反射された光ビー
ムrを集光レンズで集光して走査領域を小さくすること
もできる。このようにして図14に示すような走査パタ
ーン31を得ることができる。
26及び各下部ミラー面27は垂直ミラー面25(回転
軸P)に対して適度な角度A°で傾斜させておくと、上
部ミラー面26及び下部ミラー面27で反射された光ビ
ームrはほぼ走査領域の中央部においてほぼ水平方向の
走査ラインを描く。また、垂直ミラー面25で反射され
た光ビームrは走査領域にわたって斜め方向の走査ライ
ンを描く。さらにポリゴンミラー3で反射された光ビー
ムrを集光レンズで集光して走査領域を小さくすること
もできる。このようにして図14に示すような走査パタ
ーン31を得ることができる。
【0044】この光走査装置Dにおいては、水平方向の
走査ラインの直線性と斜め方向の走査ラインの傾きは光
スキャナ2の振動周波数あるいはポリゴンミラー3の回
転数によって定められる。例えば、ポリゴンミラー3か
ら200mm離れた場所に、140mm四方の走査領域
を走査させる場合を考える。図18に示す光走査装置E
は本発明の具体的な実施例を示すものであって、ポリゴ
ンミラー3の垂直ミラー面25は高さ6mm、直径17
mmの円に内接する平面正18角形状に形成され、上部
ミラー面26及び下部ミラー面27はそれぞれ垂直ミラ
ー面25に対して外周方向に15゜の傾斜角度で高さ4
mmの大きさに形成されている。また、図5に示す光ス
キャナ2Aを用いて、光スキャナ2Aを走査角θ=60
°、振動周波数200Hzの走査速度で、図18に示す
ように垂直ミラー面25から8.65mm離れた位置か
ら走査させる。
走査ラインの直線性と斜め方向の走査ラインの傾きは光
スキャナ2の振動周波数あるいはポリゴンミラー3の回
転数によって定められる。例えば、ポリゴンミラー3か
ら200mm離れた場所に、140mm四方の走査領域
を走査させる場合を考える。図18に示す光走査装置E
は本発明の具体的な実施例を示すものであって、ポリゴ
ンミラー3の垂直ミラー面25は高さ6mm、直径17
mmの円に内接する平面正18角形状に形成され、上部
ミラー面26及び下部ミラー面27はそれぞれ垂直ミラ
ー面25に対して外周方向に15゜の傾斜角度で高さ4
mmの大きさに形成されている。また、図5に示す光ス
キャナ2Aを用いて、光スキャナ2Aを走査角θ=60
°、振動周波数200Hzの走査速度で、図18に示す
ように垂直ミラー面25から8.65mm離れた位置か
ら走査させる。
【0045】図19(a)(b)(c)にはそれぞれポ
リゴンミラー3の回転数を3000rpm、4333r
pm、6000rpmとしたときの走査パターンを示
す。また表1には、各回転数における斜め方向の走査ラ
インの傾きの角度と水平方向の走査ラインの直線誤差E
Rを示す。
リゴンミラー3の回転数を3000rpm、4333r
pm、6000rpmとしたときの走査パターンを示
す。また表1には、各回転数における斜め方向の走査ラ
インの傾きの角度と水平方向の走査ラインの直線誤差E
Rを示す。
【表1】 ここで、水平方向の走査ラインの直線誤差ERとは図2
0に示すように、全走査長L(=140mm)における
走査ラインの最大膨らみをいう。
0に示すように、全走査長L(=140mm)における
走査ラインの最大膨らみをいう。
【0046】図19及び表1からわかるように、一定の
走査速度(振動周波数)で光ビームrを走査させた場合
に、ポリゴンミラー3の回転数を上げるにつれ、走査領
域中央部付近の水平方向の走査ラインの直線誤差ERは
小さくなり、直線性はよくなる。また、斜め方向の走査
ラインの傾きは小さくなり、走査密度を高めることもで
きる。ポリゴンミラー3の回転数を低下させるにつれて
水平方向の走査ラインの直線誤差ERは大きくなり、直
線性が低下する。また、斜め方向の走査ラインの傾きは
大きくなり走査ラインの間隔も広がる傾向にあるが、走
査領域全体に走査ラインを得ることができる。したがっ
て、水平方向に直線性のある走査ラインを得たい場合に
は速い角速度でもってポリゴンミラー3を回転させるこ
ととすればよい。特に、直線性を求めたい場合にはポリ
ゴンミラー3の回転を速くすればよいことから、高速ス
キャンをさせるには好ましい。また図15からもわかる
ように、光スキャナ2Aの駆動周波数を高くするとポリ
ゴンミラー3へ入射される光ビームrの描く正弦波曲線
の周期が短くなるので、ポリゴンミラー3の回転数を上
げるのと同様な効果が得られる。
走査速度(振動周波数)で光ビームrを走査させた場合
に、ポリゴンミラー3の回転数を上げるにつれ、走査領
域中央部付近の水平方向の走査ラインの直線誤差ERは
小さくなり、直線性はよくなる。また、斜め方向の走査
ラインの傾きは小さくなり、走査密度を高めることもで
きる。ポリゴンミラー3の回転数を低下させるにつれて
水平方向の走査ラインの直線誤差ERは大きくなり、直
線性が低下する。また、斜め方向の走査ラインの傾きは
大きくなり走査ラインの間隔も広がる傾向にあるが、走
査領域全体に走査ラインを得ることができる。したがっ
て、水平方向に直線性のある走査ラインを得たい場合に
は速い角速度でもってポリゴンミラー3を回転させるこ
ととすればよい。特に、直線性を求めたい場合にはポリ
ゴンミラー3の回転を速くすればよいことから、高速ス
キャンをさせるには好ましい。また図15からもわかる
ように、光スキャナ2Aの駆動周波数を高くするとポリ
ゴンミラー3へ入射される光ビームrの描く正弦波曲線
の周期が短くなるので、ポリゴンミラー3の回転数を上
げるのと同様な効果が得られる。
【0047】したがって、光スキャナ2の走査速度とポ
リゴンミラー3の角速度(回転数)は、読み取るバーコ
ードの種類など要求される走査ラインの直線性などに応
じて定めればよく、例えば図21に示すJAN標準バー
コードシンボルであれば水平方向の直線誤差ERがシン
ボル幅の約1/2(約13mm)以下であれば問題とな
らないと考えられるため、図18に示す光走査装置Eの
場合にはポリゴンミラー3の回転数を約4300rpm
以上で回転させることにすればよい。
リゴンミラー3の角速度(回転数)は、読み取るバーコ
ードの種類など要求される走査ラインの直線性などに応
じて定めればよく、例えば図21に示すJAN標準バー
コードシンボルであれば水平方向の直線誤差ERがシン
ボル幅の約1/2(約13mm)以下であれば問題とな
らないと考えられるため、図18に示す光走査装置Eの
場合にはポリゴンミラー3の回転数を約4300rpm
以上で回転させることにすればよい。
【0048】このように本発明の光走査装置にあって
は、走査領域全体にわたって水平方向や斜め方向などあ
らゆる方向の走査密度の高い走査パターンを得ることが
できるので、バーコードの配置方向によらずバーコード
の読み取りを確実に行なうことができる。また、ポリゴ
ンミラー3と小型の光スキャナ2とを組合せることでよ
く、比較的構造が簡単で、しかもコストを必要とせず小
型の光走査装置を提供することができる。
は、走査領域全体にわたって水平方向や斜め方向などあ
らゆる方向の走査密度の高い走査パターンを得ることが
できるので、バーコードの配置方向によらずバーコード
の読み取りを確実に行なうことができる。また、ポリゴ
ンミラー3と小型の光スキャナ2とを組合せることでよ
く、比較的構造が簡単で、しかもコストを必要とせず小
型の光走査装置を提供することができる。
【0049】図22(a)に示すものは本発明のさらに
別な実施例である光走査装置Fのスキャン制御部28を
示す概略ブロック図である。このスキャン制御部28に
あっては、スキャナ駆動回路29とポリゴンミラー駆動
回路30との間に制御回路32が設けられ、制御回路3
2によりスキャナ駆動回路29とポリゴンミラー駆動回
路30とは同期して制御され、光スキャナ2の走査位置
とポリゴンミラー3との回転位置は常に一定の位置関係
にあるように回動及び回転させられる。この結果、図2
2(b)に示すようにほぼ同じ位置で繰り返し走査ライ
ン33を得ることができる。
別な実施例である光走査装置Fのスキャン制御部28を
示す概略ブロック図である。このスキャン制御部28に
あっては、スキャナ駆動回路29とポリゴンミラー駆動
回路30との間に制御回路32が設けられ、制御回路3
2によりスキャナ駆動回路29とポリゴンミラー駆動回
路30とは同期して制御され、光スキャナ2の走査位置
とポリゴンミラー3との回転位置は常に一定の位置関係
にあるように回動及び回転させられる。この結果、図2
2(b)に示すようにほぼ同じ位置で繰り返し走査ライ
ン33を得ることができる。
【0050】また、図23に示すものは本発明のさらに
別な光走査装置Gにおける光スキャナ2の駆動装置35
を示す概略ブロック図であって、36は光スキャナ2の
駆動源8やモータ14などの駆動部37の駆動電圧Vを
調整するための電圧調整回路である。光スキャナ2の駆
動部37に印加する駆動電圧Vの大きさを電圧調整回路
36により自由に調整することができ、光スキャナ2に
あっては駆動電圧Vの大きさを変えることにより、光ビ
ームrの走査角θを変えることができる。例えば、図5
に示した光スキャナ2Aにおいて、駆動電圧Vを0Vす
なわち光ビームrを走査させずにポリゴンミラー3の垂
直ミラー面25に入射させると、図24(a)に示すよ
うに単一の直線状の走査ラインを得ることができる。ま
た、小さな駆動電圧Vを印加して垂直ミラー面25のみ
光ビームrを走査させると、図24(b)に示すように
直線状の走査ラインを連続的に得ることができる。さら
に、大きな駆動電圧Vを印加してポリゴンミラー3の上
部ミラー面26及び下部ミラー面27まで光ビームrを
走査させると、図24(c)に示すようにあらゆる方向
に走査密度の高い走査パターンを得ることができる。こ
のように、光スキャナ2Aの駆動電圧Vの大きさを変え
ることによって、様々な走査パターンを得ることもでき
る。
別な光走査装置Gにおける光スキャナ2の駆動装置35
を示す概略ブロック図であって、36は光スキャナ2の
駆動源8やモータ14などの駆動部37の駆動電圧Vを
調整するための電圧調整回路である。光スキャナ2の駆
動部37に印加する駆動電圧Vの大きさを電圧調整回路
36により自由に調整することができ、光スキャナ2に
あっては駆動電圧Vの大きさを変えることにより、光ビ
ームrの走査角θを変えることができる。例えば、図5
に示した光スキャナ2Aにおいて、駆動電圧Vを0Vす
なわち光ビームrを走査させずにポリゴンミラー3の垂
直ミラー面25に入射させると、図24(a)に示すよ
うに単一の直線状の走査ラインを得ることができる。ま
た、小さな駆動電圧Vを印加して垂直ミラー面25のみ
光ビームrを走査させると、図24(b)に示すように
直線状の走査ラインを連続的に得ることができる。さら
に、大きな駆動電圧Vを印加してポリゴンミラー3の上
部ミラー面26及び下部ミラー面27まで光ビームrを
走査させると、図24(c)に示すようにあらゆる方向
に走査密度の高い走査パターンを得ることができる。こ
のように、光スキャナ2Aの駆動電圧Vの大きさを変え
ることによって、様々な走査パターンを得ることもでき
る。
【0051】また、図25に示すものは別な実施例であ
る光走査装置Hの駆動装置35を示す概略ブロック図で
あって、モータ駆動回路32により発生されたモータ駆
動電圧Vは電圧調整回路36により調整されたのち、光
スキャナ2のモータ39に印加されてミラー40を振動
させる。例えば、図7に示した光スキャナ2cに適用す
ることができ、このように光スキャナ2のモータ39の
駆動電圧Vを調整することとしても、図24に示すよう
に様々な走査パターンを得ることができる。
る光走査装置Hの駆動装置35を示す概略ブロック図で
あって、モータ駆動回路32により発生されたモータ駆
動電圧Vは電圧調整回路36により調整されたのち、光
スキャナ2のモータ39に印加されてミラー40を振動
させる。例えば、図7に示した光スキャナ2cに適用す
ることができ、このように光スキャナ2のモータ39の
駆動電圧Vを調整することとしても、図24に示すよう
に様々な走査パターンを得ることができる。
【0052】図26(a)(b)に示すものはそれぞれ
本発明のさらに別な実施例である光走査装置Iを示す概
略平面図及び概略正面図であって、ポリゴンミラー3と
光スキャナ2との間に風圧保護板41が設けられてい
る。この風圧保護板41はガラス板やアクリル板などか
ら作成されており、ポリゴンミラー3の回転によって生
じる風圧を遮ることができる。このため、光スキャナ2
が風圧の影響で振動を受けたりせず、安定に光ビームr
を走査させることができる。
本発明のさらに別な実施例である光走査装置Iを示す概
略平面図及び概略正面図であって、ポリゴンミラー3と
光スキャナ2との間に風圧保護板41が設けられてい
る。この風圧保護板41はガラス板やアクリル板などか
ら作成されており、ポリゴンミラー3の回転によって生
じる風圧を遮ることができる。このため、光スキャナ2
が風圧の影響で振動を受けたりせず、安定に光ビームr
を走査させることができる。
【0053】また図27に示す光走査装置Jにあって
は、光スキャナ2の実装部42例えばスキャナ取り付け
治具などには吸振用ゴムなどの防振手段43が設けられ
ており、防振手段43を介して実装基板44に実装され
ている。このように防振手段43を介して光スキャナ2
を実装基板44に実装することにより、ポリゴンミラー
3を回転させる駆動モータ45などの振動が実装基板4
4を通じて光スキャナ2に伝わらず、安定に光ビームr
を走査させることができる。
は、光スキャナ2の実装部42例えばスキャナ取り付け
治具などには吸振用ゴムなどの防振手段43が設けられ
ており、防振手段43を介して実装基板44に実装され
ている。このように防振手段43を介して光スキャナ2
を実装基板44に実装することにより、ポリゴンミラー
3を回転させる駆動モータ45などの振動が実装基板4
4を通じて光スキャナ2に伝わらず、安定に光ビームr
を走査させることができる。
【0054】図28(a)に示すものはさらに別な実施
例であるポリゴンミラー3の斜視図であって、このポリ
ゴンミラー3の各上部ミラー面26及び各下部ミラー面
27をそれぞれ異なる角度で傾斜させてある。例えば、
図28(a)に示すような平面正18角形状をしたポリ
ゴンミラー3において、上部ミラー面26-1の傾斜角度
を11゜,上部ミラー面26-2の傾斜角度を12゜,上
部ミラー面26-3の傾斜角度を13°,…,上部ミラー
面26-18の傾斜角度を18゜とし、同様に下部ミラー
面27-1の傾斜角度を11゜,下部ミラー面27-2の傾
斜角度を12゜,…,下部ミラー面27-18の傾斜角度
を18゜というようにそれぞれの傾斜角度を変えると、
図28(b)に示すように水平方向の直線性に優れた走
査ラインが走査領域全体にわたり均一に広がった走査パ
ターンを得ることができる。
例であるポリゴンミラー3の斜視図であって、このポリ
ゴンミラー3の各上部ミラー面26及び各下部ミラー面
27をそれぞれ異なる角度で傾斜させてある。例えば、
図28(a)に示すような平面正18角形状をしたポリ
ゴンミラー3において、上部ミラー面26-1の傾斜角度
を11゜,上部ミラー面26-2の傾斜角度を12゜,上
部ミラー面26-3の傾斜角度を13°,…,上部ミラー
面26-18の傾斜角度を18゜とし、同様に下部ミラー
面27-1の傾斜角度を11゜,下部ミラー面27-2の傾
斜角度を12゜,…,下部ミラー面27-18の傾斜角度
を18゜というようにそれぞれの傾斜角度を変えると、
図28(b)に示すように水平方向の直線性に優れた走
査ラインが走査領域全体にわたり均一に広がった走査パ
ターンを得ることができる。
【0055】図29は本発明の光センサ装置Kの一実施
例を示すブロック図である。この光センサ装置Kは、上
記のような本発明の光走査装置51、半導体レーザ素子
等の発光素子52とレンズのような光学素子53からな
る光源、フォトダイオード等の受光素子54、発光素子
52を駆動して光ビームrを出射させる駆動回路55、
光走査装置51の光スキャナ2を駆動する駆動回路5
6、受光素子54からの受光信号を電気的に処理する信
号処理回路57および駆動回路55,56と信号処理回
路57を制御する制御部58から構成されている。この
光センサ装置Kにあっては、発光素子52から出射され
た光ビームrは光走査装置51により検知領域に向けて
反射されると共に検知領域内で2次元状の走査パターン
に沿って走査される。このとき検知領域内に物体59が
存在すると、物体59で反射した光ビームrが受光素子
54で検知される。そして、光ビームrを受光した受光
素子54から出力される受光信号を信号処理回路57で
信号処理及び信号解析することにより検知領域内に物体
59が存在するか否か、さらに物体59の形状等が検出
される。しかも、光ビームrの走査パターンが変化する
ので、光ビームrを多様な走査方向に走査することがで
き、小さな物体や偏平な形状の物体なども精度良く検知
できるようになる。
例を示すブロック図である。この光センサ装置Kは、上
記のような本発明の光走査装置51、半導体レーザ素子
等の発光素子52とレンズのような光学素子53からな
る光源、フォトダイオード等の受光素子54、発光素子
52を駆動して光ビームrを出射させる駆動回路55、
光走査装置51の光スキャナ2を駆動する駆動回路5
6、受光素子54からの受光信号を電気的に処理する信
号処理回路57および駆動回路55,56と信号処理回
路57を制御する制御部58から構成されている。この
光センサ装置Kにあっては、発光素子52から出射され
た光ビームrは光走査装置51により検知領域に向けて
反射されると共に検知領域内で2次元状の走査パターン
に沿って走査される。このとき検知領域内に物体59が
存在すると、物体59で反射した光ビームrが受光素子
54で検知される。そして、光ビームrを受光した受光
素子54から出力される受光信号を信号処理回路57で
信号処理及び信号解析することにより検知領域内に物体
59が存在するか否か、さらに物体59の形状等が検出
される。しかも、光ビームrの走査パターンが変化する
ので、光ビームrを多様な走査方向に走査することがで
き、小さな物体や偏平な形状の物体なども精度良く検知
できるようになる。
【0056】図30に示すものは本発明の光センサ装置
Lの他例であって、光ビームrの走査位置をモニターす
る光走査位置検知回路60を備えている。例えば、光走
査位置検知回路60は、光走査装置51の光スキャナ2
の駆動信号及びポリゴンミラー3の回転位置を検出する
エンコーダなどの出力信号をモニターすることによって
光ビームrの走査位置(走査方向)を検出する。あるい
は、例えば光スキャナ2Aの弾性変形部7a近傍に歪ゲ
ージ等の歪み検出用センサを設けてミラー部7cの回転
角を検知し、エンコーダの出力信号と歪検出用センサの
出力から光ビームrの走査位置を検知するようにしても
よい。しかして、光走査位置検知回路60により受光素
子54が受光した瞬間の光ビームrの走査位置を知れ
ば、走査領域内の物体59の存在している位置が分かる
ので、物体59の位置、形状、寸法などを定量的に求め
ることができ、寸法計測用スキャニングマイクロメータ
等として用いることができる。
Lの他例であって、光ビームrの走査位置をモニターす
る光走査位置検知回路60を備えている。例えば、光走
査位置検知回路60は、光走査装置51の光スキャナ2
の駆動信号及びポリゴンミラー3の回転位置を検出する
エンコーダなどの出力信号をモニターすることによって
光ビームrの走査位置(走査方向)を検出する。あるい
は、例えば光スキャナ2Aの弾性変形部7a近傍に歪ゲ
ージ等の歪み検出用センサを設けてミラー部7cの回転
角を検知し、エンコーダの出力信号と歪検出用センサの
出力から光ビームrの走査位置を検知するようにしても
よい。しかして、光走査位置検知回路60により受光素
子54が受光した瞬間の光ビームrの走査位置を知れ
ば、走査領域内の物体59の存在している位置が分かる
ので、物体59の位置、形状、寸法などを定量的に求め
ることができ、寸法計測用スキャニングマイクロメータ
等として用いることができる。
【0057】また、本発明の光走査装置51をバーコー
ド、多段バーコード、マトリックス化された2次元コー
ド等の符号情報62を読み取る用途に用いることによ
り、図31に示すように本発明の光走査装置51を用い
た符号読み取り情報装置Mとして用いることができる。
もっとも、受光素子54では、バーコードのバーとスペ
ース等に応じた反射光を受光するので、信号処理回路5
7はこの受光信号からバーコード等を解読するための機
能を有している。また、制御部58が符号情報入力部6
1を備えており、作業者などがバーコードラベル等の符
号情報62の種類を入力できるようになっている。しか
して、符号情報入力部61から符号情報62の種類など
が入力されると、符号情報62に応じて光走査装置51
の光スキャナ2の走査速度やポリゴンミラー3の回転速
度が制御部58により制御される。このような符号情報
読み取り装置Mを用いると、光ビームrの走査パターン
の方向が変化するので、バーコード等の符号情報62が
どのような方向に向けて設置されていても、走査パター
ンの方向が変化するうちに、光ビームrの走査方向が符
号情報62の配列方向と平行となる瞬間があり、その時
に符号情報62が読み取られる。すなわち、走査パター
ンが変化して光ビームrの走査方向が変化するので、符
号情報62がどのような向きを向いていても、符号情報
62に対して平行に光ビームrを走査することができ、
符号情報62の設置方向にかかわりなく確実に読み取る
ことができる。また、符号情報62の種類に応じて適切
に光ビームを走査することができるので、符号情報62
の効率的な読み取りを行なうことができる。例えば、図
示はしないが、この符号情報読み取り装置Mをハンドヘ
ルド型バーコードリーダなどに適用することにより、小
型で読み取り性能に優れたバイコードリーダを提供する
ことができる。
ド、多段バーコード、マトリックス化された2次元コー
ド等の符号情報62を読み取る用途に用いることによ
り、図31に示すように本発明の光走査装置51を用い
た符号読み取り情報装置Mとして用いることができる。
もっとも、受光素子54では、バーコードのバーとスペ
ース等に応じた反射光を受光するので、信号処理回路5
7はこの受光信号からバーコード等を解読するための機
能を有している。また、制御部58が符号情報入力部6
1を備えており、作業者などがバーコードラベル等の符
号情報62の種類を入力できるようになっている。しか
して、符号情報入力部61から符号情報62の種類など
が入力されると、符号情報62に応じて光走査装置51
の光スキャナ2の走査速度やポリゴンミラー3の回転速
度が制御部58により制御される。このような符号情報
読み取り装置Mを用いると、光ビームrの走査パターン
の方向が変化するので、バーコード等の符号情報62が
どのような方向に向けて設置されていても、走査パター
ンの方向が変化するうちに、光ビームrの走査方向が符
号情報62の配列方向と平行となる瞬間があり、その時
に符号情報62が読み取られる。すなわち、走査パター
ンが変化して光ビームrの走査方向が変化するので、符
号情報62がどのような向きを向いていても、符号情報
62に対して平行に光ビームrを走査することができ、
符号情報62の設置方向にかかわりなく確実に読み取る
ことができる。また、符号情報62の種類に応じて適切
に光ビームを走査することができるので、符号情報62
の効率的な読み取りを行なうことができる。例えば、図
示はしないが、この符号情報読み取り装置Mをハンドヘ
ルド型バーコードリーダなどに適用することにより、小
型で読み取り性能に優れたバイコードリーダを提供する
ことができる。
【0058】図32は本発明のPOS(Point of Sale
s;販売時点管理)システムNを示す概略ブロック図で
ある。このPOSシステムNは、1台もしくは2台以上
のバーコードリーダ等の符号情報読み取り装置65を備
えており、この符号情報読み取り装置65により物品に
添付されている符号情報62を読み取る。また、コンピ
ュータ66に付属している第1のメモリ部67には、各
物品の物品名称、販売価格、在庫数等の商品情報が格納
されている。そして、符号情報読み取り装置65が物品
の符号情報62を読み取ると、その符号情報62が第1
のメモリ部67に保存されている商品情報と照合され、
その商品情報のうち所定の情報が各符号情報読み取り装
置65と対になったディスプレイ装置68に表示される
と共に第2のメモリ部69に格納される。第2のメモリ
部69に格納された商品情報は必要に応じてプリンタ7
0によりプリントアウトされる。
s;販売時点管理)システムNを示す概略ブロック図で
ある。このPOSシステムNは、1台もしくは2台以上
のバーコードリーダ等の符号情報読み取り装置65を備
えており、この符号情報読み取り装置65により物品に
添付されている符号情報62を読み取る。また、コンピ
ュータ66に付属している第1のメモリ部67には、各
物品の物品名称、販売価格、在庫数等の商品情報が格納
されている。そして、符号情報読み取り装置65が物品
の符号情報62を読み取ると、その符号情報62が第1
のメモリ部67に保存されている商品情報と照合され、
その商品情報のうち所定の情報が各符号情報読み取り装
置65と対になったディスプレイ装置68に表示される
と共に第2のメモリ部69に格納される。第2のメモリ
部69に格納された商品情報は必要に応じてプリンタ7
0によりプリントアウトされる。
【0059】このような商品管理用や在庫管理用に用い
られるPOSシステムに本発明の光走査装置51を用い
た符号情報読み取り装置65を使用することにより、符
号情報の読み取りを確実に行なえ、POSシステムの信
頼性を向上させることができる。
られるPOSシステムに本発明の光走査装置51を用い
た符号情報読み取り装置65を使用することにより、符
号情報の読み取りを確実に行なえ、POSシステムの信
頼性を向上させることができる。
【0060】ここで示したPOSシステムは、商店など
に設置されるPOSシステムに有効であることはもちろ
んであるが、読み取りが確実になるので商品をベルトコ
ンベアなどで搬送し自動で読み取りさせる無人のPOS
システムも可能となる。
に設置されるPOSシステムに有効であることはもちろ
んであるが、読み取りが確実になるので商品をベルトコ
ンベアなどで搬送し自動で読み取りさせる無人のPOS
システムも可能となる。
【0061】以上、あらゆる方向に光走査を行なうため
の小型・軽量・安価な光走査装置、およびその光走査装
置を応用した光センサ装置や符号情報読み取り装置等に
ついて説明したが、ここで示した光走査装置の構成等は
一例であって、図示した光スキャナの構造や形状に限定
されるものではない。
の小型・軽量・安価な光走査装置、およびその光走査装
置を応用した光センサ装置や符号情報読み取り装置等に
ついて説明したが、ここで示した光走査装置の構成等は
一例であって、図示した光スキャナの構造や形状に限定
されるものではない。
【0062】
【発明の効果】本発明の光走査装置にあっては、光走査
手段によって走査された光ビームを回転多面ミラーによ
り反射させているので、あらゆる方向に光ビームを走査
させることができ、バーコード等の走査対象物がいかな
る方向に設置されていても、対象物の全長にわたって確
実に光ビームを走査させることができる。また、本発明
にあっては、従来例のようにホログラムディスクや複数
のミラーをそれぞれ配置する必要がなく、比較的構造が
簡単な種々の光走査手段と回転多面ミラーとによって簡
単な構成とすることができ、部品コストや組立てコスト
を低くし、安価でしかも小型の光走査装置とすることが
できる。
手段によって走査された光ビームを回転多面ミラーによ
り反射させているので、あらゆる方向に光ビームを走査
させることができ、バーコード等の走査対象物がいかな
る方向に設置されていても、対象物の全長にわたって確
実に光ビームを走査させることができる。また、本発明
にあっては、従来例のようにホログラムディスクや複数
のミラーをそれぞれ配置する必要がなく、比較的構造が
簡単な種々の光走査手段と回転多面ミラーとによって簡
単な構成とすることができ、部品コストや組立てコスト
を低くし、安価でしかも小型の光走査装置とすることが
できる。
【0063】このとき、回転多面ミラーの各外周ミラー
面を当該回転多面ミラーの回転軸に対してそれぞれ異な
る角度で傾斜させておくと、より広い走査領域(走査
幅)にわたり走査密度の高い走査パターンを得ることが
できる。
面を当該回転多面ミラーの回転軸に対してそれぞれ異な
る角度で傾斜させておくと、より広い走査領域(走査
幅)にわたり走査密度の高い走査パターンを得ることが
できる。
【0064】また、各外周ミラー面の上端若しくは下端
の少なくとも一方に、当該回転多面ミラーの回転軸に対
して傾斜した傾斜ミラー面を設けているので、傾斜ミラ
ー面で反射された光ビームは水平方向に平行な走査ライ
ンとなって、ほぼ走査領域の中央に集中させることがで
きる。
の少なくとも一方に、当該回転多面ミラーの回転軸に対
して傾斜した傾斜ミラー面を設けているので、傾斜ミラ
ー面で反射された光ビームは水平方向に平行な走査ライ
ンとなって、ほぼ走査領域の中央に集中させることがで
きる。
【0065】さらに、傾斜ミラー面の当該回転多面ミラ
ーの回転軸に対する傾斜角度をそれぞれ異ならせておけ
ば、ある一定の広い走査領域(走査幅)に高密度な水平
方向の走査ラインを得ることができる。
ーの回転軸に対する傾斜角度をそれぞれ異ならせておけ
ば、ある一定の広い走査領域(走査幅)に高密度な水平
方向の走査ラインを得ることができる。
【0066】このためには、光ビームを反射させるミラ
ー部の回動運動により光ビームを走査させることとして
もよく、例えば共振型光スキャナを適用することができ
る。この共振型光スキャナとして、光ビームを反射させ
るミラー部と振動入力部とを少なくとも1つの共振振動
モードを有する弾性変形部で連結した振動子と、前記振
動入力部に振動を印加する駆動源とからなる光スキャナ
を用いれば、さらに光走査装置を小型化することができ
る。
ー部の回動運動により光ビームを走査させることとして
もよく、例えば共振型光スキャナを適用することができ
る。この共振型光スキャナとして、光ビームを反射させ
るミラー部と振動入力部とを少なくとも1つの共振振動
モードを有する弾性変形部で連結した振動子と、前記振
動入力部に振動を印加する駆動源とからなる光スキャナ
を用いれば、さらに光走査装置を小型化することができ
る。
【0067】また、光走査手段の走査角を調整すること
により、走査幅を自由に調整することができ、特定領域
の走査密度を濃くすることができる。特に、傾斜ミラー
面を設けた回転多面ミラーを用いた光走査装置にあって
は走査角を調整することにより、平行な走査ラインのみ
からなる走査パターンやあらゆる方向の走査ラインから
なる走査パターンを得ることができ、1つの光走査装置
によって複数の走査パターンを得ることができる。
により、走査幅を自由に調整することができ、特定領域
の走査密度を濃くすることができる。特に、傾斜ミラー
面を設けた回転多面ミラーを用いた光走査装置にあって
は走査角を調整することにより、平行な走査ラインのみ
からなる走査パターンやあらゆる方向の走査ラインから
なる走査パターンを得ることができ、1つの光走査装置
によって複数の走査パターンを得ることができる。
【0068】また、回転多面ミラーの回転速度を調整す
ることによっても様々な走査パターンを得ることができ
る。このとき、回転多面ミラーの回転周期と光走査手段
の走査周期とを同期させずに駆動すれば、走査領域全体
にわたりランダムに走査することができるし、同期させ
て駆動すれば特定の領域のみを繰り返して走査すること
ができる。
ることによっても様々な走査パターンを得ることができ
る。このとき、回転多面ミラーの回転周期と光走査手段
の走査周期とを同期させずに駆動すれば、走査領域全体
にわたりランダムに走査することができるし、同期させ
て駆動すれば特定の領域のみを繰り返して走査すること
ができる。
【0069】さらに、光走査手段と回転多面ミラーとの
間に風圧保護板を設けることにすれば、回転多面ミラー
の回転により生じる風圧の影響を防ぐことができ、光ビ
ームを安定に走査させることができる。
間に風圧保護板を設けることにすれば、回転多面ミラー
の回転により生じる風圧の影響を防ぐことができ、光ビ
ームを安定に走査させることができる。
【0070】また、光走査手段の実装部に防振手段を備
えると、回転多面ミラーの駆動などによる振動を防ぐこ
とができ、光ビームを安定に走査させることができる。
えると、回転多面ミラーの駆動などによる振動を防ぐこ
とができ、光ビームを安定に走査させることができる。
【0071】このように本発明にあっては、さまざまな
走査パターンを得ることできる小型でかつ安価な光走査
装置を得ることができる。このような光走査装置を光セ
ンサ装置に用いることにより、物体の形状(例えば、偏
平な形状)やその向き等にかかわらず、確実に物体の有
無や位置、形状などの情報を検知することができる。
走査パターンを得ることできる小型でかつ安価な光走査
装置を得ることができる。このような光走査装置を光セ
ンサ装置に用いることにより、物体の形状(例えば、偏
平な形状)やその向き等にかかわらず、確実に物体の有
無や位置、形状などの情報を検知することができる。
【0072】また、上記光センサ装置をバーコード、多
段バーコード、マトリックス化された2次元コード等の
符号情報を読み取る符号情報読み取り装置に用いること
により、符号情報の向きがいずれの方向を向いていても
光ビームを符号情報に沿って走査させることができ、確
実に符号情報を読み取ることができる。よって、符号情
報読み取り装置やそれを用いたPOSシステム等の信頼
性を向上させることができる。特に、ハンドヘルド型バ
ーコードリーダに適用することによって、性能よい小型
のバーコードリーダを提供することができる。
段バーコード、マトリックス化された2次元コード等の
符号情報を読み取る符号情報読み取り装置に用いること
により、符号情報の向きがいずれの方向を向いていても
光ビームを符号情報に沿って走査させることができ、確
実に符号情報を読み取ることができる。よって、符号情
報読み取り装置やそれを用いたPOSシステム等の信頼
性を向上させることができる。特に、ハンドヘルド型バ
ーコードリーダに適用することによって、性能よい小型
のバーコードリーダを提供することができる。
【図1】(a)(b)はそれぞれ本発明の一実施例であ
る光走査装置の構成を示す概略平面図及び概略正面図で
ある。
る光走査装置の構成を示す概略平面図及び概略正面図で
ある。
【図2】同上の光走査装置における走査パターンを示す
図である。
図である。
【図3】(a)は汚れやかすれのあるバーコードを示す
図、(b)は図3(a)のバーコードを従来例のポリゴ
ンスキャナで走査させた説明図、(c)は図3(a)の
バーコードを本発明の光走査装置で走査させた説明図で
ある。
図、(b)は図3(a)のバーコードを従来例のポリゴ
ンスキャナで走査させた説明図、(c)は図3(a)の
バーコードを本発明の光走査装置で走査させた説明図で
ある。
【図4】本発明の別な実施例である光走査装置を示す概
略構成図である。
略構成図である。
【図5】同上の光走査装置に用いる光スキャナを示す斜
視図である。
視図である。
【図6】(a)(b)はそれぞれ同上光走査装置に用い
ることのできる別な光スキャナを示す平面図及び断面図
である。
ることのできる別な光スキャナを示す平面図及び断面図
である。
【図7】同上の光走査装置に用いることのできる別な光
スキャナを示す斜視図である。
スキャナを示す斜視図である。
【図8】本発明のさらに別な実施例である光走査装置を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
【図9】同上の光走査装置に用いる光スキャナを示す斜
視図である。
視図である。
【図10】同上の光走査装置における走査パターンを示
す説明図である。
す説明図である。
【図11】本発明のさらに別な実施例である光走査装置
を示す概略構成図である。
を示す概略構成図である。
【図12】同上の光走査装置に用いるポリゴンミラーを
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図13】同上の光走査装置の駆動装置の概略ブロック
図である。
図である。
【図14】同上の光走査装置における走査パターンを示
す図である。
す図である。
【図15】同上の光走査装置のポリゴンミラーの各ミラ
ー面における光ビームrの軌跡を示す図である。
ー面における光ビームrの軌跡を示す図である。
【図16】同上の光走査装置における走査原理を示す説
明図である。
明図である。
【図17】同上のミラー面における光ビームrの反射を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図18】(a)(b)はそれぞれ本発明の具体的実施
例である光走査装置を示す概略平面図及び概略正面図で
ある。
例である光走査装置を示す概略平面図及び概略正面図で
ある。
【図19】(a)(b)(c)はぞれぞれ同上の光走査
装置における走査パターンを示す図である。
装置における走査パターンを示す図である。
【図20】同上の光走査装置における走査ラインの直線
誤差を示す説明図である。
誤差を示す説明図である。
【図21】JAN標準バージョンのバーコードシンボル
を示す図である。
を示す図である。
【図22】(a)は本発明のさらに別な実施例である光
走査装置の駆動装置を示す概略ブロック図、(b)はそ
の走査パターンを示す図である。
走査装置の駆動装置を示す概略ブロック図、(b)はそ
の走査パターンを示す図である。
【図23】本発明のさらに別な実施例である光走査装置
のスキャナ制御部を示す概略ブロック図である。
のスキャナ制御部を示す概略ブロック図である。
【図24】(a)(b)(c)はそれぞれ同上の光走査
装置における光スキャナの走査範囲及び走査パターンを
示す図である。
装置における光スキャナの走査範囲及び走査パターンを
示す図である。
【図25】本発明のさらに別な実施例である光走査装置
のスキャナ制御部を示す概略ブロック図である。
のスキャナ制御部を示す概略ブロック図である。
【図26】(a)(b)はそれぞれ本発明のさらに別な
実施例である光走査装置を示す概略平面図及び概略正面
図である。
実施例である光走査装置を示す概略平面図及び概略正面
図である。
【図27】本発明のさらに別な実施例である光走査装置
を示す正面図である。
を示す正面図である。
【図28】(a)は本発明のさらに別な実施例である光
走査装置のポリゴンミラーを示す斜視図、(b)はその
光走査装置における走査パターンを示す図である。
走査装置のポリゴンミラーを示す斜視図、(b)はその
光走査装置における走査パターンを示す図である。
【図29】本発明による光センサ装置を示す概略ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図30】本発明による光センサ装置の他例を示す概略
ブロック図である。
ブロック図である。
【図31】本発明による符号情報読み取り装置を示す概
略ブロック図である。
略ブロック図である。
【図32】本発明によるPOSシステムを示す概略ブロ
ック図である。
ック図である。
【図33】従来例のポリゴンスキャナによる走査パター
ンを示す図である。
ンを示す図である。
【図34】従来例のポリゴンミラーを示す斜視図であ
る。
る。
【図35】放射状の走査パターンを示す図である。
【図36】バーコードと放射状の走査パターンとが一致
している状態を示す図である。
している状態を示す図である。
2A,2B,2C,2D 光スキャナ 3 ポリゴンミラー 8 駆動源 25 垂直ミラー面 26 上部ミラー面 27 下部ミラー面 41 風圧防止板 43 吸振用ゴムなどの防振手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武村 賢治 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 池田 正哲 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 米田 匡宏 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 入江 篤 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 大倉 清俊 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 山中 規正 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 戸谷 浩巳 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内
Claims (19)
- 【請求項1】 光ビームを走査する光走査手段と、 前記光走査手段により走査された光ビームを反射する回
転多面ミラーとを備え、前記光走査手段により走査され
た光ビームを前記回転多面ミラーにより反射させて、光
ビームを2次元的に走査させることを特徴とする光走査
装置。 - 【請求項2】 前記回転多面ミラーの各外周ミラー面が
当該回転多面ミラーの回転軸に対してそれぞれ異なる角
度で傾斜していることを特徴する請求項1に記載の光走
査装置。 - 【請求項3】 前記回転多面ミラーの各外周ミラー面の
上端若しくは下端の少なくとも一方に、当該回転多面ミ
ラーの回転軸に対して傾斜した傾斜ミラー面を設けたこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載の光走査装置。 - 【請求項4】 前記傾斜ミラー面の当該回転多面ミラー
の回転軸に対する傾斜角度が各傾斜ミラー面においてそ
れぞれ異なることを特徴とする請求項3に記載の光走査
装置。 - 【請求項5】 前記光走査手段は、当該光走査手段に備
えられたミラー部の回動運動により光ビームを走査させ
ることを特徴とする請求項1、2、3又は4に記載の光
走査装置。 - 【請求項6】 前記光走査手段は、共振型光スキャナで
あることを特徴とする請求項5に記載の光走査装置。 - 【請求項7】 前記共振型光スキャナは、光ビームを反
射させるミラー部と振動入力部とを少なくとも1つの共
振振動モードを有する弾性変形部で連結した振動子と、
前記振動入力部に振動を印加する駆動源とからなる共振
型光スキャナであることを特徴とする請求項6に記載の
光走査装置。 - 【請求項8】 前記光走査手段は、圧電バイモルフ素子
に備えられた光ビームを反射させるミラー部により光ビ
ームを走査させることを特徴とする請求項5に記載の光
走査装置。 - 【請求項9】 前記光走査手段は、ガルバノミラーであ
ることを特徴とする請求項5に記載の光走査装置。 - 【請求項10】 前記光走査手段は、光ビームの走査角
を調整することができることを特徴とする請求項1、
2、3、4、6、7、8又は9に記載の光走査装置。 - 【請求項11】 前記回転多面ミラーの回転速度を調整
する回転多面ミラー回転速度調整手段を備えたことを特
徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9又
は10に記載の光走査装置。 - 【請求項12】 前記回転多面ミラーの回転周期と前記
光走査手段の走査周期とを非同期で駆動することを特徴
とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、1
0又は11に記載の光走査装置。 - 【請求項13】 前記回転多面ミラーの回転周期と前記
光走査手段の走査周期とを同期させて駆動することを特
徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、
10又は11に記載の光走査装置。 - 【請求項14】 前記光走査手段と前記回転多面ミラー
との間に風圧保護板を設けたことを特徴とする請求項
1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、1
2又は13に記載の光走査装置。 - 【請求項15】 前記光走査手段の実装部に防振手段を
備えたことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、
6、7、8、9、10、11、12、13又は14に記
載の光走査装置。 - 【請求項16】 請求項1、2、3、4、5、6、7、
8、9、10、11、12、13、14又は15に記載
の光走査装置と、光ビームを出射する光源と、光強度を
検出する受光素子と、受光素子から出力される電気信号
を処理する信号処理手段とを備え、 前記光源から出射された光ビームを前記光走査装置によ
り走査し、物体からの反射光を検知して物体の有無や形
状などの情報を検知することを特徴とする光センサ装
置。 - 【請求項17】 検知対象となる物体がバーコード、多
段バーコード、マトリックス化された2次元コード等の
符号情報を有する物体であって、請求項16に記載の光
センサ装置を用いて前記符号情報を読み取るようにした
ことを特徴とする符号情報読み取り装置。 - 【請求項18】 前記符号情報読み取り装置は、ハンド
ヘルド型バーコードリーダであることを特徴とする請求
項17に記載の符号情報読み取り装置。 - 【請求項19】 請求項17又は18に記載の符号情報
読み取り装置を少なくとも1台以上備え、物品に添付さ
れた符号情報を読み取り、その符号情報を予め外部の第
1のメモリ部に保存されている物品名称や販売価格等の
商品情報と照合し、その照合結果内容を外部に表示する
と共に第2のメモリ部に格納させるようにしたことを特
徴とするPOSシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7817294A JPH07261105A (ja) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | 光走査装置並びに当該光走査装置を用いた光センサ装置、符号情報読み取り装置及びposシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7817294A JPH07261105A (ja) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | 光走査装置並びに当該光走査装置を用いた光センサ装置、符号情報読み取り装置及びposシステム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07261105A true JPH07261105A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=13654536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7817294A Pending JPH07261105A (ja) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | 光走査装置並びに当該光走査装置を用いた光センサ装置、符号情報読み取り装置及びposシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07261105A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101674062B1 (ko) * | 2015-11-09 | 2016-11-08 | 주식회사 오토시스 | 광 스캐너 |
JP2020060409A (ja) * | 2018-10-09 | 2020-04-16 | パイオニア株式会社 | 投光装置及び測距装置 |
JP2020060408A (ja) * | 2018-10-09 | 2020-04-16 | パイオニア株式会社 | 投光装置及び測距装置 |
-
1994
- 1994-03-23 JP JP7817294A patent/JPH07261105A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101674062B1 (ko) * | 2015-11-09 | 2016-11-08 | 주식회사 오토시스 | 광 스캐너 |
WO2017082540A1 (ko) * | 2015-11-09 | 2017-05-18 | 주식회사 오토시스 | 광 스캐너 |
JP2020060409A (ja) * | 2018-10-09 | 2020-04-16 | パイオニア株式会社 | 投光装置及び測距装置 |
JP2020060408A (ja) * | 2018-10-09 | 2020-04-16 | パイオニア株式会社 | 投光装置及び測距装置 |
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