JPH0950479A - バーコードリーダの投光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バーコードの状態にかかわらず、バーコード
の正確な読み取りを可能にして読み取りの確度を向上さ
せることができるバーコードリーダの投光装置を提供す
る。 【解決手段】 レーザからの光をポリゴンミラー１の複
数の反射面１０で反射させて走査するバーコードリーダ
の投光装置に関する。ポリゴンミラー１と、該ポリゴン
ミラー１を回転させるモータ２の回転面２０との間に、
前記ポリゴンミラー１の軸線を前記モータの回転軸２１
に対して傾斜させるためのスペーサ３Ａを設ける。スペ
ーサ３Ａの凸部３０がポリゴンミラー１の凹部１２に嵌
合して、スペーサ３Ａとポリゴンミラー１が位置決めさ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバーコードリーダの
投光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３に示すように、バーコードＢに
は、部分的な太りＢａ、細りＢｂおよび欠けＢｃなどが
存在する。このようなバーコードＢであっても、バーコ
ードの安定した読み取りを可能とするために、走査線Ｓ
を複数本としたバーコードリーダが知られている。この
種のバーコードリーダの投光装置の一例を図１４に示
す。

【０００３】図１４において、ポリゴンミラー（回転多
面鏡）１は、モータ２によって回転され、図示しないレ
ーザからのレーザ光Ｌａを複数の反射面１０で反射させ
ることで、図１３のバーコードＢ上を走査させる。前記
ポリゴンミラー１とモータ２の回転面２０との間には、
断面が楔形状のスペーサ３が介挿されており、これによ
って、モータ２の回転軸２１に対してポリゴンミラー１
の軸線が角度θだけ傾いた状態に設定されている。その
ため、ポリゴンミラー１の回転に伴って、レーザからの
レーザ光Ｌａを反射する反射面１０の角度が変化して、
レーザ光Ｌａの出射方向が４θだけ変化するので、図１
３のように、走査線Ｓ₁ 〜Ｓ₆ の軌跡が複数種類にな
る。つまり、複数本の走査線Ｓ₁ 〜Ｓ₆ が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１４のポ
リゴンミラー１とスペーサ３との位置関係によって、次
に説明するように、走査線Ｓの本数が変化する。たとえ
ば、図１５（ａ）のように、ｎ角柱のポリゴンミラー１
の中心Ｏおよび角Ｃｏを通る直線Ｌ１が、図１４の回転
面２０となす角をθに設定すると、つまり、直線Ｌ１が
図１４の直線Ｌｎとなるように設定すると、走査線Ｓの
軌跡が重なるのでｎ／２種類（ｎ／２本）になる。ま
た、図１５（ｂ）のように、辺の中心Ｓｏおよび中心Ｏ
を通る直線Ｌ２が、図１４の回転面２０となす角をθに
設定すると、走査線Ｓの軌跡が（ｎ／２）＋１種類
（本）になる。また、図１５（ａ），（ｂ）以外の場
合、つまり、図１５（ｃ）の場合には、走査線Ｓの軌跡
がｎ種類（本）となる。特に、辺の中心Ｓｏと角Ｃｏと
の間を等角度α，αで振り分ける直線Ｌ３が、図１４の
回転面２０となす角をθに設定すると、走査線Ｓの軌跡
がｎ種類（本）になる上、各走査線Ｓ間の間隔が略均等
になる。したがって、一般的には、図１５（ｃ）の状態
が最も好ましい。

【０００５】しかし、前記従来技術では、図１４のスペ
ーサ３とポリゴンミラー１とを接着して固定しており、
そのため、ポリゴンミラー１とスペーサ３との位置関係
にバラツキが生じる。したがって、実際に接着して組み
立てるまで、図１５（ａ）〜（ｃ）のいずれの状態にな
るのか決まらないから、走査線Ｓの本数や間隔に製品ご
とのバラツキが生じ、読み取りの確度が低下する原因と
なる。

【０００６】ところで、バーコードリーダからバーコー
ドまでの距離によって、バーコードからの反射光の光量
つまり受光光量が変化する。また、同じ距離であって
も、レーザ光のバーコードへの入射角によって、反射が
正反射となったり、拡散反射となったりして受光光量が
変化する。さらに、バーコードラベル等の光沢や色によ
っても受光光量が変化する。受光光量が多すぎたり、少
なすぎると、白黒の判別ができないので、この対策とし
て、従来は、図１３の各走査線Ｓ₁ ，Ｓ₂ …Ｓ₆の出射
光量を互いに異なる光量として、適度な光量となる走査
線Ｓ_i が存在するようにしている。

【０００７】しかし、このような方法では、適度な照射
光量を有する走査線Ｓ_i が通る軌跡上に、バーコードＢ
の欠陥Ｂａ〜Ｂｃが存在すると、バーコードの読み取り
の確度が低下する。

【０００８】本発明は前記従来の問題に鑑みてなされた
もので、その目的は、バーコードの状態にかかわらず、
バーコードの正確な読み取りを可能にして読み取りの確
度を向上させることができるバーコードリーダの投光装
置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、第１発明のバーコードリーダの投光装置は、回転多
面鏡とモータの回転面との間にスペーサを設け、該スペ
ーサと回転多面鏡との相対位置を決定する位置決め要素
を、前記スペーサおよび回転多面鏡に形成している。

【００１０】第１発明によれば、スペーサと回転多面鏡
とが位置決めされるので、走査線を所定の本数とするこ
とが可能となる。したがって、バーコードの読み取りの
確度が向上する。

【００１１】第２発明のバーコードリーダの投光装置
は、回転多面鏡を回転させるモータの回転面に向って突
出する凸部を回転多面鏡に一体に形成して、回転多面鏡
の軸線をモータの回転軸に対して傾斜させている。

【００１２】第２発明によれば、回転多面鏡に凸部が一
体に形成されているから、第１発明と同様に走査線を所
定の本数とすることができる。

【００１３】第３発明のバーコードリーダの投光装置
は、レーザの出力を変化させて、各走査線について、出
射光量を周期的に変化させる光量制御手段を設けてい
る。

【００１４】第３発明によれば、各走査線についての光
量が周期的に変化するので、バーコードの欠陥のない部
分を走査した走査線について、２種以上の照射光量とす
ることができる。したがって、バーコードの欠陥やバー
コードまでの距離の遠近、バーコードの光沢、色などバ
ーコードの状態にかかわらず、正確な読み取りが可能と
なって、読み取りの確度が向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
したがって説明する。図１〜図３は、本発明の第１実施
形態を示す。図３において、半導体レーザ６ａから出射
されたレーザ光Ｌａは、投光レンズ５０を通ってポリゴ
ンミラー１の各反射面１０に向って間欠的に照射され
る。該ポリゴンミラー１は、図１のモータ２によって回
転され、図３のレーザ光ＬａをバーコードＢに向って反
射すると共に走査する。バーコードＢで反射された反射
光Ｌｂは、集光レンズ５１によって集光されて、ＰＤ
（ホトダイオード）のような受光部５２に入射する。な
お、ポリゴンミラー１の側面にはホトインタラプタ６４
が対向して設けられており、該ホトインタラプタ６４の
投光素子（図示せず）から、ポリゴンミラー１の反射面
１０に向って出射した光Ｌｃが正反射してホトインタラ
プタ６４の受光素子（図示せず）に入射したタイミング
に基づいて、レーザ６ａからレーザ光Ｌａが出射される
ようになっている。

【００１６】図１において、前記モータ２は、基板９に
回転自在に取り付けられた回転軸２１と、該回転軸２１
と共に回転するロータ２２とを備えている。ロータ２２
は、図示しない多数の磁極（永久磁石）を有しており、
基板９に固定した複数のコイル２３を流れる電流によっ
て回転駆動される。

【００１７】前記ロータ２２には、板バネ４１によっ
て、ポリゴンミラー１が固定されている。図２（ａ）の
ポリゴンミラー１は、たとえばアルミ製（金属製）で、
中央に孔１３を有する多角柱状に形成されている。な
お、ポリゴンミラー１は、一般に反射面１０を１０面程
度有しているが、本明細書では、作図や説明の便宜上、
６面ないし８面としている。ポリゴンミラー１と、図１
のロータ２２の回転面２０との間には、ポリゴンミラー
１の軸線１Ｃをモータ２の回転軸２１（軸線２Ｃ）に対
して傾斜させるためのスペーサ３Ａが設けられている。
なお、ポリゴンミラー１の軸線１Ｃとは、ポリゴンミラ
ー１の端面（底面）１１の中心を通り、該端面１１に垂
直な直線をいう。

【００１８】前記スペーサ３Ａは、図２（ｂ）の拡大図
に示すように、円板形の基部３１に位置決め用の円柱状
の凸部３０が一体に形成されてなり、たとえば、直径２
〜３ｍｍ程度のチップ状の合成樹脂で構成されている。
一方、前記ポリゴンミラー１の端面１１には、小さな円
形の孔からなる凹部１２が形成されている。前記凹部１
２および凸部３０は、本発明における位置決め要素を構
成しており、図１のように、スペーサ３Ａの凸部３０が
凹部１２に嵌合することにより、スペーサ３Ａとポリゴ
ンミラー１との相対位置が決定される。なお、ポリゴン
ミラー１は、チップ状のスペーサ３Ａおよびロータ２２
の回転面２０の一部によって支持された状態で固定され
ている。

【００１９】前記凹部１２は、図１５（ｃ）のように、
ポリゴンミラー１を形成する多角形の辺の中心Ｓｏと角
Ｃｏとの間を等角度α、αで振り分ける直線Ｌ３上に設
けられている。したがって、本実施形態では、ｎ個の反
射面１０と等しい数の走査線Ｓ₁ …Ｓ_n が得られる。

【００２０】前記構成において、本バーコードリーダの
投光装置は、図２のポリゴンミラー１に凹部１２を設
け、一方、スペーサ３Ａに凸部３０を設けているので、
スペーサ３Ａがポリゴンミラー１に対して位置決めされ
る。そのため、走査線の本数が製品ごとにばらつくおそ
れがなく、所望の本数が得られる。また、図１３の走査
線Ｓ₁ とＳ₆ 間の間隔（以下、「スキャン幅」とい
う。）Ａも所望のものとなる。したがって、バーコード
Ｂに欠けＢｃや細りＢｂなどの欠陥があっても、バーコ
ードＢを正確に読み取ることが可能となるので、読み取
りの確度が向上する。

【００２１】ところで、従来のように、図１４のスペー
サ３とポリゴンミラー１とを接着剤で接着すると、接着
剤の量によって、ポリゴンミラー１の傾斜角度θが変化
する。一方、レーザ光Ｌａの出射方向は、角度４θだけ
変化するので、接着剤の塗布量によって図１３のスキャ
ン幅Ａも変化し、そのため、読み取りの確度が低下する
おそれがある。

【００２２】これに対し、本バーコードリーダの投光装
置では、図２のスペーサ３Ａの凸部３０を、ポリゴンミ
ラー１の凹部１２に嵌合させるので、接着剤を用いない
から、図１の傾斜角度θも安定し、読み取りの確度が向
上する。

【００２３】ところで、本実施形態では、図２のポリゴ
ンミラー１に凹部１２を設け、スペーサ３Ａに凸部３０
を設けたが、本発明では、ポリゴンミラー１に凸部を形
成し、スペーサ３に凹部を形成してもよい。しかし、本
実施形態のように、ポリゴンミラー１がアルミの金属製
である場合には、ポリゴンミラー１に凹部１２を形成す
る方が、機械加工が著しく簡単になる。

【００２４】ところで、前記実施形態では、ポリゴンミ
ラー１が図１のロータ２２の回転面２０の一部と、チッ
プ状のスペーサ３とで支持されている。つまり、ポリゴ
ンミラー１が２点で支持されている。そのため、ポリゴ
ンミラー１の姿勢が今一つ安定しないおそれもあるの
で、図４（ｂ）のように、直方体形状の基部３１上に円
柱状の凸部３０を形成して、基部３１の辺３１ａでポリ
ゴンミラー１を支持してもよい。

【００２５】同様な理由から、図５のように、ポリゴン
ミラー１に直方体形状の凹部１２からなる位置決め要素
を形成し、一方、この凹部１２に嵌合する直方体からな
る位置決め要素３０Ａを備えたスペーサ３Ａとしてもよ
い。

【００２６】また、図６（ｂ）のように、平板状の直方
体形状の基部３１上に直方体形状の凸部３０を一体に形
成してスペーサ３Ａとしてもよい。さらに、スペーサ３
Ａをチップ状とする必要はなく、たとえば、ポリゴンミ
ラー１と同程度の底面積を有する円環状の板に凸部３０
を形成してもよい。

【００２７】図７は第２実施形態にかかるポリゴンミラ
ー１を示す拡大斜視図である。図７において、本実施形
態では、ポリゴンミラー１は合成樹脂の表面に金属薄膜
が形成されて、反射面１０を構成している。該ポリゴン
ミラー１の端面１１には、図１のロータ２２の回転面２
０に向って突出する図７の凸部１２Ａが一体に形成され
ている。該凸部１２Ａによって、ポリゴンミラー１の軸
線が第１実施形態と同様に、図１のモータ２の回転軸２
１に対して傾斜した状態となる。なお、本実施形態で
は、部品点数や組立工数が減少するという利点も得られ
る。また、凸部１２Ａを、図７（ａ）の直方体形状とし
たり、図７（ｂ）のように一対設けることによって、ポ
リゴンミラー１の姿勢を安定させてもよい。

【００２８】図８〜図１０は第３実施形態を示す。本実
施形態では説明の便宜上、六角柱状のポリゴンミラー１
によって、図１０に示すように６本の走査線Ｓ₁ 〜Ｓ₆
を、バーコードに照射する場合について説明する。

【００２９】図８に示すように、バーコードリーダは、
投光部６からのレーザ光ＬａをバーコードＢに照射し、
受光部５２で反射光Ｌｂを受光する。反射光Ｌｂは、受
光部５２で光電変換されて、増幅部５４で増幅され、二
値化部５５で二値化されて、マイコン７の記憶部７０に
入力される。マイコン７はデコード部７１および制御部
７２を備えており、復号した信号を出力部８０から出力
したり、表示部８１に表示する。また、マイコン７は、
入力部８２からの指令で動作し、通信部８３から設定の
変更や通信の制御を受ける。

【００３０】図９に示すように、前記投光部６は、半導
体レーザ６ａと、該レーザ６ａに内蔵して設けられたＰ
Ｄ６ｂを備えている。ＰＤ６ｂには、レーザ６ａからの
レーザ光Ｌａが直接入射する。前記レーザ６ａの出力
は、以下に説明する光量制御手段６０によって制御され
る。

【００３１】光量制御手段６０は、第１基準回路６２お
よび第２基準回路６３を備えている。前記第１および第
２基準回路６２，６３は、各々、レーザ６ａのローレベ
ルＬの出力と、ハイレベルＨの出力の基準となる抵抗を
備えており、切換回路６６によって、いずれか一方の基
準回路６２，６３がレーザ駆動回路６１に接続される。

【００３２】前記ＰＤ６ｂによって受光されたレーザ光
Ｌａは、光電変換されてレーザ駆動回路６１に入力され
る。レーザ駆動回路６１は、ＰＤ６ｂからの電流によっ
て第１基準回路６２または第２基準回路６３に生じる電
圧が一定値となるように、フィードバック制御により、
レーザ６ａを駆動する。これにより、レーザ６ａからの
レーザ光Ｌａが、図１０のローレベルＬまたはハイレベ
ルＨのいずれか一方の光量となる。

【００３３】また、図９の前記レーザ駆動回路６１は、
前述のホトインタラプタ６４（図３）からのタイミング
信号ｔに基づいて、間欠的にレーザ６ａを駆動させる。
ホトインタラプタ６４からのタイミング信号ｔは、カウ
ンタ６５および切換回路６６にも入力され、カウンタ６
５はタイミング信号ｔをカウントする。

【００３４】前記切換回路６６は、ホトインタラプタ６
４からのタイミング信号ｔを受けると切り替わり第１基
準回路６２または第２基準回路６３をレーザ駆動回路６
１に交互に接続する。したがって、図１０のように、第
１回目の走査においては、走査線Ｓ₁ 〜Ｓ₆ の出力がＬ
（ローレベル），Ｈ（ハイレベル）の順で交互に変化す
る。図９のカウンタ６５は６進カウンタであり、ホトイ
ンタラプタ６４からのタイミング信号ｔをカウントする
ことで、走査線Ｓ₁ 〜Ｓ₆ の数をカウントして、第１回
目の走査が終わったことを検出し、切換回路６６にカウ
ント信号ｋを出力する。切換回路６６は、切換回路６６
からのカウント信号ｋを受けたときには、タイミング信
号ｔを受けても切り替わらないように設定されている。
したがって、図１０のように、第２回目の走査では、走
査線Ｓ₁ 〜Ｓ₆ の出力がＨ，Ｌの順で交互に変化する。
こうして、レーザ６ａの出力を変化させて、任意の各走
査線Ｓ_i についての光量がＬ，Ｈ，Ｌ，Ｈ…のように、
周期的に変化する。

【００３５】その他の構成は、第１実施形態と同様であ
り、その説明を省略する。

【００３６】このように、本実施形態では、各走査線Ｓ
₁ 〜Ｓ₆ の光量が互いに相違するのみならず、各走査線
Ｓ_i についての光量が周期的に変化するので、バーコー
ドの欠陥やバーコードまでの距離の遠近、バーコードに
入射するレーザ光Ｌａの入射角、バーコードの光沢・色
などバーコードの状態にかかわらず、正確な読み取りが
可能となるから、読み取りの確度が向上する。

【００３７】ところで、従来より、バーコードによって
反射された反射光Ｌｂ（図３）に基づいて反射光Ｌｂが
一定の光量となるようにレーザ６ａの出力を制御する方
法が提案されている。しかし、こうすると、走査線Ｓ_i
の長さは物品までの距離によって変化するから、反射光
Ｌｂには、バーコードからではなく、バーコード以外の
物品表面からの反射光も入射する。したがって、物品の
光沢によって、入射する反射光Ｌｂの光量が変化するの
で、レーザの出力の調整が困難となる上、制御回路も複
雑になる。

【００３８】これに対し、本実施形態は、図９のＰＤ６
ｂによってレーザ６ａから直接入射するレーザ光Ｌａを
検出し、物品などの対象物からの反射光Ｌｂの光量とは
無関係に、レーザ６ａの出力を周期的に変化させるの
で、レーザ６ａの出力の調整を簡単に実現することがで
きる。

【００３９】ところで、前記実施形態では、図１０のよ
うに、各走査線Ｓ_i の光量をＬ，Ｈ，Ｌ，Ｈというよう
に１回の走査ごとに交互に変化させたが、各走査線Ｓ_i
の光量は、図１１のように、Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｈ，Ｌ，Ｌ…
というように、２回の走査ごとに周期的に変化させても
よい。また、本発明では、各走査線Ｓ₁ 〜Ｓ₆ の光量
を、Ｌ，Ｈの２種類に限定するものではなく、図１２の
ように、Ｈ₁ 〜Ｈ₆ というように、６種類の大きい光量
で１回目の走査をした後に、Ｌ₁ 〜Ｌ₆ というように、
６種類の小さな光量で２回目の走査を行ってもよい。

【００４０】なお、前記第３実施形態では、ポリゴンミ
ラー１を図１のように固定してもよいが、各反射面１０
が互いに平行でないポリゴンミラー１を用いてもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、スペーサと回転多面鏡とが位置決め要素によっ
て互いに位置決めされるから、走査線の本数や、各走査
線の間隔が所定の状態になるので、バーコードに欠け等
の欠陥があっても、バーコードを正確に読み取ることが
可能となる。したがって、読み取りの確度が向上する。

【００４２】さらに、回転多面鏡が金属製である場合に
は、スペーサに凸部を形成し、一方、回転多面鏡の端面
に凹部を形成すれば、機械加工が容易になる。

【００４３】請求項３の発明によれば、回転多面鏡の端
面に凸部を一体に形成して回転多面鏡を傾けたので、請
求項１と同様に、バーコードの読み取りの確度が向上す
る。また、凸部が回転多面鏡に一体に形成されているの
で、部品点数や組立工数が減少する。

【００４４】さらに、請求項４の発明では、回転多面鏡
が合成樹脂で形成されているから、回転多面鏡の成型時
に凸部を容易に形成することができる。

【００４５】また、請求項５の発明によれば、レーザの
出力を変化させて各走査線について、出射光量を周期的
に変化させるので、バーコードまでの距離の遠近、バー
コードの光沢・色などバーコードの状態にかかわらず、
バーコードを正確に読み取ることが可能となるから、読
み取りの確度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す投光装置の機械的
構造を示す側面図である。

【図２】ポリゴンミラーの平面図およびスペーサの拡大
斜視図である。

【図３】バーコードリーダの概略構成図である。

【図４】変形例にかかるポリゴンミラーの平面図および
スペーサの拡大斜視図である。

【図５】他の変形例にかかるポリゴンミラーの平面図お
よびスペーサの拡大斜視図である。

【図６】さらに他の変形例にかかるポリゴンミラーの平
面図およびスペーサの拡大斜視図である。

【図７】第２実施形態を示すポリゴンミラーの斜視図で
ある。

【図８】第３実施形態にかかるバーコードリーダのブロ
ック図である。

【図９】第３実施形態にかかる投光部のブロック図であ
る。

【図１０】走査線の光量の変化を示す図表である。

【図１１】走査線の光量の変化を示す図表である。

【図１２】走査線の光量の変化を示す図表である。

【図１３】バーコードと走査線を示す概念図である。

【図１４】従来の投光装置を示す概略側面図である。

【図１５】ポリゴンミラーの位置決め状態を説明する模
式図である。

【符号の説明】

１：回転多面鏡 １ｃ：軸線 １０：反射面 １１：端面 １２：凹部（位置決め要素） １２Ａ：凸部 ２：モータ ２０：回転面 ２１：回転軸 ３Ａ：スペーサ ３０：凸部（位置決め要素） ６ａ：レーザ ６０：光量制御手段 Ｌａ：レーザ光

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザからの光を回転多面鏡の複数の反
   射面で反射させて走査するバーコードリーダの投光装置
   であって、 前記回転多面鏡と、該回転多面鏡を回転させるモータの
   回転面との間に、前記回転多面鏡の軸線を前記モータの
   回転軸に対して傾斜させるためのスペーサが設けられ、 該スペーサと前記回転多面鏡との相対位置を決定する位
   置決め要素が、前記スペーサおよび前記回転多面鏡に形
   成されたバーコードリーダの投光装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記回転多面鏡は金
   属製で、前記位置決め要素は、回転多面鏡の端面に形成
   された凹部と、該凹部に嵌合し前記スペーサに形成され
   た凸部とからなるバーコードリーダの投光装置。
3. 【請求項３】 レーザからの光を回転多面鏡の複数の反
   射面で反射させて走査するバーコードリーダの投光装置
   であって、 前記回転多面鏡の端面には、該回転多面鏡を回転させる
   モータの回転面に向って突出する凸部が一体に形成され
   ていることで、前記回転多面鏡の軸線が前記モータの回
   転軸に対して傾斜しているバーコードリーダの投光装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記回転多面鏡は、
   合成樹脂の表面に金属薄膜が形成されて前記反射面を構
   成しているバーコードリーダの投光装置。
5. 【請求項５】 レーザからの光を回転多面鏡の複数の反
   射面で反射させて走査すると共に、前記回転多面鏡の反
   射面がモータの回転軸に対して傾斜していることで、前
   記回転多面鏡の回転に伴って複数の走査線が得られるバ
   ーコードリーダの投光装置において、 レーザの出力を変化させて、各走査線について、出射光
   量を周期的に変化させる光量制御手段を設けたことを特
   徴とするバーコードリーダの投光装置。