(57)【要約】【課題】幅広のバーコードラベルを近傍で読み取る場合に生じるバーコードラベル両端からの受光量減少を緩和し、広角な読取りを可能とする。【解決手段】バーコードレーダは、レーザ光を生成するレーザダイオード１と、そのレーザ光を偏向させてバーコードラベルＢＬ上で走査するガルバノユニット３と、バーコードラベルＢＬからの反射光を受光する受光部４とを備える。ガルバノユニット３は、レーザ光を偏向させると共にバーコードラベルＢＬからの反射光を入射する第１ミラー３０と、該第１ミラー３０に所定角度で隣接して配置され且つバーコードラベルＢＬからの反射光のうち該第１ミラー３０への非入射部分の反射光を入射する第２ミラー３１とを有する。受光部４は、バーコードラベルＢＬからの反射光を、第１ミラー３０を介して受光する第１受光素子４０と、第２ミラー３１を介して受光する第２受光素子４１とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを生成する光源と、この光源からの光ビームを偏向させてバーコードラベル上で走査する光ビーム走査系と、該バーコードラベルからの反射光を受光する受光センサとを備え、該受光センサにて受光された光信号に基づいて前記バーコードラベルの情報を読み取るバーコードリーダにおいて、前記光ビーム走査系は、前記光源からの光ビームを偏向させると共に該バーコードラベルからの反射光を入射する第１ミラーと、この第１ミラーに所定角度で隣接して配置され且つ前記バーコードラベルからの反射光のうち該第１ミラーへの非入射部分の反射光を入射する第２ミラーとを有し、
前記受光センサは、前記第１ミラーを介して前記バーコードラベルからの反射光を受光する第１受光素子と、前記第２ミラーを介して前記バーコードラベルからの反射光を受光する第２受光素子とを有することを特徴とするバーコードリーダ。
【請求項２】
前記第１ミラー及び前記第２ミラーは、互いに９０度又は略９０度の角度を成して隣接して配置されることを特徴とする請求項１記載のバーコードリーダ。
【請求項３】
前記光ビーム走査系は、ガルバノミラーを有するガルバノユニットを備え、前記第１ミラー及び前記第２ミラーは、前記ガルバノミラーとして前記ガルバノユニットに搭載されることを特徴とする請求項１又は２記載のバーコードリーダ。
【請求項４】
前記ガルバノユニットは、前記第１ミラー及び前記第２ミラーを支持するフレームと、このフレームを介して前記第１ミラー及び前記第２ミラーを振動させる機構とを備えたことを特徴とする請求項３記載のバーコードリーダ。
【請求項５】
前記光ビーム走査系は、ポリゴンミラーを備え、前記第１ミラー及び前記第２ミラーは、前記ポリゴンミラーを成す複数の反射面のうち前記バーコードラベル側を臨む２つの隣接する反射面に割り当てられることを特徴とする請求項１又は２記載のバーコードリーダ。
【請求項６】
前記ポリゴンミラーは、４面鏡で構成されることを特徴とする請求項５記載のバーコードリーダ。
【請求項７】
前記光源は、前記光ビームとしてレーザ光を生成する半導体レーザであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のバーコードリーダ。
【請求項８】
光源からの光ビームを第１ミラーを介して偏向させながらバーコードラベル上で走査し、
前記バーコードラベルからの反射光を前記第１ミラーに入射すると共に、該第１ミラーへの非入射部分の反射光を該第１ミラーに所定角度で隣接して配置された第２ミラーに入射し、
前記バーコードラベルからの反射光を、前記第１ミラーを介して該第１ミラー側に配置された第１受光素子で受光すると共に、前記第２ミラーを介して該第２ミラー側に配置された第２受光素子で受光することを特徴とするバーコードリーダの受光センサへの集光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーコードリーダ及びその受光センサへの集光方法に係り、とくに光ビーム走査系のミラー及びこれと対を成す受光素子の構成の工夫に関する。
【０００２】
【従来の技術】
商品等に印刷されたＪＡＮ（Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ａｒｔｉｃｌｅ  Ｎｕｍｂｅｒ）やＵＰＣ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＰｒｏｄｕｃｔ  Ｃｏｄｅ）等の規格化されたマークであるバーコードラベルからそのバーの太さ、間隔に応じて国コード、製造コード、品種コード等のバーコード情報を読み取るバーコードリーダが知られている。
【０００３】
このバーコードリーダには、例えば光源にＨｅ−Ｎｅレーザ等のレーザ装置を用いた光学系が採用される。このレーザ式のバーコードリーダによれば、レーザ装置からのレーザ光を所定構成の光ビーム走査系を介してバーコードラベル上で種々の方向の直線からなるパターンを描くように走査し、そのバーコードラベル上のバーの太さ、間隔に応じてパルス状に強度変換された反射光をフォトダイオード等の受光センサ（受光素子）にて電気信号に変換することによりその電気信号からバーコードの情報を読み取り可能となっている。ここでの光ビーム走査系には、例えば高速読み取り用等で使用されるガルバノミラー（振動鏡）を用いた構成や、ポリゴンミラー（回転多面鏡）を用いた構成（特許文献１参照）等が採用される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−６０２１１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例のレーザ式のバーコードリーダでは、例えば読み取り距離２０ｍｍ程度、幅６０ｍｍ程度の幅広のバーコードラベルを近接位置から読み取る場合、いずれの光ビーム走査系を用いても、バーコードラベルの中心から幅方向に離れた両端部からの反射光の受光量が減少し、バーコード情報を正確に読み取ることが困難となるといった問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題を考慮してなされたもので、幅広のバーコードラベルを近傍で読み取る場合に生じるバーコードラベル両端からの受光量減少を緩和し、広角な読取りを可能とすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るバーコードリーダは、光ビームを生成する光源と、この光源からの光ビームを偏向させてバーコードラベル上で走査する光ビーム走査系と、該バーコードラベルからの反射光を受光する受光センサとを備え、該受光センサにて受光された光信号に基づいて前記バーコードラベルの情報を読み取るバーコードリーダにおいて、前記光ビーム走査系は、前記光源からの光ビームを偏向させると共に該バーコードラベルからの反射光を入射する第１ミラーと、この第１ミラーに所定角度で隣接して配置され且つ前記バーコードラベルからの反射光のうち該第１ミラーへの非入射部分の反射光を入射する第２ミラーとを有し、前記受光センサは、前記第１ミラーを介して前記バーコードラベルからの反射光を受光する第１受光素子と、前記第２ミラーを介して前記バーコードラベルからの反射光を受光する第２受光素子とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明において、前記第１ミラー及び前記第２ミラーは、互いに９０度又は略９０度の角度を成して隣接して配置されてもよい。
【０００９】
また、前記光ビーム走査系は、ガルバノミラーを有するガルバノユニットを備え、前記第１ミラー及び前記第２ミラーは、前記ガルバノミラーとして前記ガルバノユニットに搭載されてもよい。前記ガルバノユニットは、前記第１ミラー及び前記第２ミラーを支持するフレームと、このフレームを介して前記第１ミラー及び前記第２ミラーを振動させる機構とを備えてもよい。
【００１０】
また、前記光ビーム走査系は、ポリゴンミラーを備え、前記第１ミラー及び前記第２ミラーは、前記ポリゴンミラーを成す複数の反射面のうち前記バーコードラベル側を臨む２つの隣接する反射面に割り当てられてもよい。前記ポリゴンミラーは、４面鏡で構成されてもよい。
【００１１】
さらに、前記光源は、前記光ビームとしてレーザ光を生成する半導体レーザであってもよい。
【００１２】
本発明に係るバーコードリーダの受光センサへの集光方法は光源からの光ビームを第１ミラーを介して偏向させながらバーコードラベル上で走査し、前記バーコードラベルからの反射光を前記第１ミラーに入射すると共に、該第１ミラーへの非入射部分の反射光を該第１ミラーに所定角度で隣接して配置された第２ミラーに入射し、前記バーコードラベルからの反射光を、前記第１ミラーを介して該第１ミラー側に配置された第１受光素子で受光すると共に、前記第２ミラーを介して該第２ミラー側に配置された第２受光素子で受光することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るバーコードリーダ及びその受光素子への集光方法の実施の形態を図１〜図９を参照して説明する。
【００１４】
本実施形態のバーコードリーダは、バーコードラベルに対し所定距離から光ビームを照射（投光）しその照射スポットを走査すると共にその照射スポットからの反射光を受光することによりバーコード情報の読み取りを可能にするもので、光ビームの光源としてレーザ装置を用いた光学系を適用したものである。
【００１５】
図１は、本実施形態のバーコードリーダの構成を示す。図１に示すバーコードリーダは、レーザ装置としてのレーザダイオード（半導体レーザ）１及びそのレーザ出射側に配置される集光レンズ２と、この集光レンズ２にて集光されるレーザ光を反射してバーコードラベル（例えば、読み取り距離２０ｍｍ程度、幅６０ｍｍ程度の幅広のバーコードラベル）ＢＬ上に照射し且つその照射スポットＳＰをそのレーザ光の投光軸ＡＸの方向を偏向させながらバーコードラベルＢＬ上で走査するレーザ走査系（光ビーム走査系）としてのガルバノミラー（「ガルバノメータミラー」、「振動鏡」、「可動ミラー」等ともいう）を有するガルバノユニット３と、バーコードラベルＢＬ上で走査されるレーザ光の照射スポットＳＰからの反射光をその受光軸ＢＸに沿ってガルバノユニット３のガルバノミラーを介して受光する受光部４とを備えている。
【００１６】
このうち、ガルバノユニット３は、図１に示すように、レーザ光の投光軸ＡＸを偏向させて走査可能なガルバノミラーとして機能する第１ミラー３０に加え、この第１ミラー３０の背面側に隣接する位置に配置された第２ミラー３１を備えている。第１ミラー３０と第２ミラー３１とは、互いの反射面が所定角度（例えば、９０度又は略９０度）となる状態で一体に振動可能に設けられている。その構成例を図２に示す。
【００１７】
図２において、ガルバノユニット３は、上記第１ミラー３０及び第２ミラー３１のほか、その反射面偏向用の回転（振動）軸を成す軸（バーコードラベルＢＬの幅方向（走査方向）に対し直交する方向に設けた回転軸）３２及びその軸受け３３と、図示しない固定部側に設けたコイルと対を成す回転部（振動部）側のマグネット３４と、第１ミラー３０及び第２ミラー３１を支持するミラー側フレーム３５と、マグネット３４を支持するマグネット側フレーム３６とを含む構成となっている。軸受け３３、ミラー側フレーム３５、及びマグネット側フレーム３６は、例えば樹脂一体品で構成される。ガルバノユニット３の駆動機構は、これに限らず、例えば振動モータを用いた構成等であってもよい。
【００１８】
この構成によれば、図示しない固定部側に設けたコイル電流を制御することにより、第１ミラー３０及び第２ミラー３１の各反射面を所定の角度範囲（バーコードラベルＢＬとの間の距離及びその幅の寸法等の所定値に基づく反射面の偏向角の範囲）で回転駆動（振動）させ、これにより、第１ミラー３０の反射面を偏向させながらバーコードラベルＢＬ上で光ビームの照射スポットＳＰをその投光軸ＡＸに沿って走査すると共に、バーコードラベルＢＬ上の光ビームの照射スポットＳＰからの反射光をその受光軸ＢＸに沿って第１ミラー３０及び第２ミラー３１の両方で互いの反射面の偏向角に応じて反射可能となっている。ここで、第１ミラー３０にて反射される反射光は、レーザダイオード１側に、また第２ミラー３１にて反射される反射光は、レーザダイオード１に対しガルバノユニット３を挟んで対向する側に、それぞれ反射される。
【００１９】
受光部４は、レーザダイオード１側に配置される第１受光素子４０と、レーザダイオード１に対しガルバノユニット３を挟んで対向する側に配置される第２受光素子４１とを有し、第１ミラー３０にて反射された反射光を第１受光素子４０にて入射して受光すると共に、第２ミラー３１にて反射された反射光を第２受光素子４１にて入射して受光するようになっている。
【００２０】
ここで、本実施形態の動作を比較例と対比して説明する。
【００２１】
まず、比較例を説明する。図３〜図５は、比較例の構成及びその動作をそれぞれ説明するものである。
【００２２】
図３に示す比較例のバーコードリーダは、前述した本実施形態のバーコードリーダのうち第２ミラー及び第２受光素子を除いた構成、すなわちレーザダイオード１、集光レンズ２、上記第１ミラーに相当するミラー３０ａのみを搭載したガルバノユニット３ａ、及び上記第１受光素子に相当する受光素子４０ａを含むものである。
【００２３】
この構成によれば、図３に示すように、レーザ光は、レーザダイオード１から放射され、集光レンズ２にて集光された後、ガルバノユニット３ａのミラー３０ａにて反射され、その投光軸ＡＸに沿ってバーコードラベルＢＬに至る。そして、このバーコードラベルＢＬ上で照射され、その照射スポットＳＰからの反射光は、レーザ光の投光軸ＡＸとほぼ同じ光軸である受光軸ＢＸに沿って再びミラー３０ａを経由して、受光素子４０ａに至り、受光される。
【００２４】
このとき、図４に示すように、バーコードラベルＢＬ上におけるレーザダイオード側、すなわち図中の第１端部Ｅ１側にレーザ光の照射スポットＳＰをその投光軸ＡＸ１に沿って走査する場合には、その照射スポットＳＰからの反射光の大部分は、その受光軸ＢＸ１に沿ってガルバノユニット３ａのミラー３０ａに入射し、そのミラー３０ａで反射して受光素子４０ａにて受光可能である。
【００２５】
しかしながら、図５のように、バーコードラベルＢＬ上におけるレーザダイオード１に対しガルバノユニット３を挟んで対向する反対側、すなわち図中の第２端部Ｅ２側にレーザ光の照射スポットＳＰをその投光軸ＡＸ２に沿って走査する場合には、その照射スポットＳＰからの反射光は、その受光軸ＢＸ２に沿ってガルバノユニット３ａのミラー３０ａに入射するものの、その入射量がミラー３０ａの傾きに制限されて図４に示す場合と比べ大幅に減少し、しかもその受光軸ＢＸ２がレーザダイオード１のレーザ出射軸とほぼ同軸となるため、受光素子４０ａにて受光することが困難となる。
【００２６】
これに対し、図６は、本実施形態のレーザダイオードの動作を説明するものである。
【００２７】
本実施形態のレーザダイオードを用いると、ガルバノユニット３の第１ミラー３０に対し９０度反対側の面に第２ミラー３１を、またその第２ミラー３１と対になる第２受光素子４１をそれぞれ設けているため、図６に示すように、バーコードラベルＢＬ上の第２端部Ｅ２側にレーザ光の照射スポットＳＰをその投光軸ＡＸ２に沿って走査する場合でも、第１ミラー３０の傾きに制限されて入射されない反射光がその受光軸ＡＸ２に沿って第２ミラー３１に入射され、これにより、第２受光素子４１側に集光して受光可能となる。
【００２８】
従って、本実施形態によれば、バーコードラベルとの距離が短くかつその幅が長い場合（例えば、読み取り距離２０ｍｍ程度、幅６０ｍｍ程度の幅広のバーコードラベル）であっても、バーコードラベル端部からの反射光の減衰を押さえることができ、広角の読取りがより正確かつ安定に行えるといった効果が得られる。
【００２９】
なお、本実施形態は、レーザ走査系としてガルバノミラーを有するガルバノユニットを用いているが、本発明は必ずしもこれに限定されず、例えばポリゴンミラー（回転多面鏡）を用いた構成でも適用可能である。この例を図７〜図９に示す。
【００３０】
図７は、ポリゴンミラーを用いた場合のバーコードリーダの構成例を示す。図７において、バーコードリーダは、上記実施形態のガルバノミラーに代えてポリゴンミラー（本例では回転４面鏡）６を図示しない駆動モータによってその回転軸（バーコードラベルＢＬの幅方向に直交する方向）を中心に回転可能に配置し、このポリゴンミラー６と図示しない光源部（例えば、上記と同様のレーザダイオード、集光レンズを有する光源部）との間のレーザ出射軸上にトランスミットミラー５を配置し、そのトランスミットミラー５の反射側に第１受光素子４０を、またトランスミットミラー５に対しポリゴンミラー６を挟んで反対側に第２受光素子４１をそれぞれ設けたものである。本例では、上記第１ミラー及び第２ミラーは、ポリゴンミラー６を構成する各反射面（鏡面）のうちバーコードラベルＢＬ側に向けて回転してくる２つの反射面、すなわちトランスミットミラー５側に対向する反射面及びこれに隣接する反射面にそれぞれ割り当てられる。
【００３１】
この構成によれば、レーザ光をトランスミットミラー５を介してポリゴンミラー６を成す４つの反射面のうちトランスミットミラー５側に対向する反射面に入射し、その投光軸ＡＸに沿ってバーコードラベルＢＬ上に照射し、その照射スポットを走査すると共に、その照射スポットからの反射光をその受光軸ＡＸに沿ってポリゴンミラー６を成す４つの反射面のうちバーコードラベルＢＬ側に向けて互いに隣接する２つの反射面（上記レーザ光が入射された反射面とこれに隣接する反射面）に入射し、そのうち上記レーザ光が入射された反射面に入射された反射光はトランスミットミラー５にて反射されて第１受光素子４０に、またこれに隣接する反射面に入射された反射光はそのまま第２受光素子４１にそれぞれ入射され受光可能となる。
【００３２】
このとき、図８に示すように、ポリゴンミラー６を回転させながら、バーコードラベルＢＬ上のトランスミットミラー５側、すなわち図中の第１端部Ｅ１側に向けてレーザ光の照射スポットＳＰをその投光軸ＡＸ１に沿って走査する場合には、そのバーコードラベルＢＬ上の第１端部Ｅ１側での照射スポットＳＰからの反射光の大部分は、その受光軸ＢＸ１に沿ってポリゴンミラー６の２つの反射面に入射し、その各面で反射して第１受光素子４０及び第２受光素子４１にて受光可能である。
【００３３】
また、図９に示すように、ポリゴンミラー６を回転させながら、バーコードラベルＢＬのポリゴンミラー６を挟んでトランスミットミラー５に対向する反対側、すなわち図中の第２端部Ｅ２側に向けてレーザ光の照射スポットＳＰをその投光軸ＡＸ２に沿って走査する場合でも、その受光軸ＡＸ２に沿ってポリゴンミラー６の２つの反射面に入射し、その各反射面で反射して第１受光素子４０及び第２受光素子４１にて受光可能である。
【００３４】
従って、本例においても、上記実施形態と同様に、バーコードラベルとの距離が短くかつその幅が長い場合でも、反射光の減衰を押さえることができ、広角な読取りが可能となる。
【００３５】
なお、本発明は、代表的に例示した上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者であれば、特許請求の範囲の記載内容に基づき、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の態様に変形、変更することができる。これらの変更例や変形例も本発明の権利範囲に属するものである。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バーコードリーダとその読取りすべきバーコードラベルとの距離が短くかつそのバーコードラベルの幅が長い場合でも、バーコードラベル両端からの受光量減少を緩和し、広角な読取りが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るバーコードリーダの構成を示す図。
【図２】ガルバノユニットの要部構成を示す図。
【図３】比較例に係るバーコードリーダの構成を示す図。
【図４】比較例に係るバーコードリーダの動作を説明する図。
【図５】比較例に係るバーコードリーダの動作を説明する図。
【図６】本発明の実施形態に係るバーコードリーダの動作を説明する図。
【図７】ポリゴンミラーを用いたバーコードリーダの構成を示す図。
【図８】ポリゴンミラーを用いたバーコードリーダの動作を説明する図。
【図９】ポリゴンミラーを用いたバーコードリーダの動作を説明する図。
【符号の説明】
１  レーザダイオード
２  集光レンズ
３  ガルバノユニット（光ビーム走査系）
３ａ  ガルバノユニット（比較例）
４  受光部
５  トランスミットミラー
６  ポリゴンミラー（光ビーム走査系）
３０  第１ミラー
３０ａ  ミラー（比較例）
３１  第２ミラー
３２  軸
３３  軸受け
３４  マグネット
３５  ミラー側フレーム
３６  マグネット側フレーム
４０  第１受光素子
４０ａ  受光素子（比較例）
４１  第２受光素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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