(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射する走査光発生部と、光ビーム反射面を回転させて前記走査光発生部から出射される光ビームの反射方向を回転に応じて変化させ、光ビームを走査光として出射する回転反射体とを有する走査光出射手段と、
前記走査光出射手段から出射された走査光によって発生された走査線上から反射されてくる反射光を検出する受光センサと、
前記受光センサによって検出した反射光に基づいて前記走査線上に存在する表示のパターンを読み取る読取手段と、
を備えるバーコード読取装置において、
前記回転反射体は、面倒れ角度が同じ光ビーム反射面を２つ以上と、それらとは面倒れ角度が異なる光ビーム反射面を１つ以上備えるものであり、
前記走査光出射手段は、前記走査光発生部からの光ビームの出射タイミングを調整することによって少なくとも２つの光走査パターンでの走査光の出射が可能であり、
第１の光走査パターンは、前記光ビームを複数のライン方向に順次走査したマルチ走査パターンで走査光を出射するものであり、第２の光走査パターンは、前記面倒れ角度が同じ光ビーム反射面のみで反射された複数の光ビームによって構成される１本の走査光を出射するシングル走査パターンで走査光を出射するものであることを特徴とするバーコード読取装置。
【請求項２】
請求項１記載のバーコード読取装置において、
前記回転反射体は、面倒れ角度が同じ光ビーム反射面を３つ以上備えていることを特徴とするバーコード読取装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のバーコード読取装置において、
前記回転反射体は、３種類以上の面倒れ角度の光ビーム反射面を備えていると共に、前記同じ面倒れ角度の光ビーム反射面の当該面倒れ角度は、前記３種類以上の面倒れ角度の内の、最小角度でも最大角度でもないように設定されていることを特徴とするバーコード読取装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか記載のバーコード読取装置において、
さらに、異なる配置の走査光反射面を複数有し、前記走査光出射手段から出射された走査光を前記走査光反射面にて反射させる複数反射手段を備えており、
前記複数反射手段によって走査光を反射することによって、前記光ビームを複数のライン方向に順次走査したマルチ走査パターンで走査光を出射可能に構成されていることを特徴とするバーコード読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーコード読取用の光を出射して、その反射光からバーコードを読み取るバーコード読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、装置に設けられた読取窓から例えばレーザ光などの走査光をバーコードラベルなどへ向けて出射し、バーコードからの反射光によってバーコードの情報を読み取るバーコード読取装置が知られている。この場合、例えばレーザ光をポリゴンミラーによって走査動作させるとともに、それを多面反射鏡で反射することにより、複数のライン方向に順次走査したマルチ走査パターンの走査光を出射することが実現されている。
【０００３】
このようなバーコード読取装置の中には、読取窓から数ｃｍから数十ｃｍ離れたバーコードを読み取れるものがあった。このような装置としては、例えばレジのカウンタや物品が搬送されるコンベアに設置される定置式のものや、また、重量が重い等の理由でバーコードの付加された物品を移動させるのが困難な場合に、手に持って使用できる携帯式（手持ち式）のものが知られている。
【０００４】
このように読取窓からある程度離れたバーコードの情報を読み取るバーコード読取装置では、読み取りに際し、例えば定置式の装置であれば、バーコードの付加された物品を移動させ、バーコードを走査光による走査範囲へ合わせる必要がある。また、携帯式の装置であれば、装置自体を移動させ、走査光による走査範囲を物品に付加されたバーコードに合わせる必要がある。読取窓から出射された走査光の走査範囲は、物品に走査ラインとして映し出される。このため、利用者は、この走査ラインをバーコードに合わせることになる。
【０００５】
ところが、周囲が比較的明るい状況下等ではこの走査ラインが視認しずらくなってしまうため、走査光による走査範囲にバーコードを速やかに合わせることができない状況が生じ、読み取り作業効率を低下させる原因となっている。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、走査光の視認性を向上させることにより、読み取り作業効率を向上させたバーコード読取装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載のバーコード読取装置によれば、走査光出射手段において、走査光発生部から出射される光ビームの反射方向が回転反射体の光ビーム反射面の回転に応じて変化され、光ビームによる走査光として出射する。この走査光出射手段から出射された走査光によって発生された走査線上から反射されてくる反射光を受光センサが検出し、受光センサによって検出した反射光に基づいて走査線上に存在する表示のパターンを読取手段が読み取る。
【０００７】
そして、本発明の回転反射体は、面倒れ角度が同じ光ビーム反射面を２つ以上と、それらとは面倒れ角度が異なる光ビーム反射面を１つ以上備えている。面倒れ角度が同じ光ビーム反射面にて反射された光ビームは、同じ位置に走査光として出射されることとなる。そのため、人間の目には、走査ライン上のこの部分が明るく映り、走査ラインの視認性が向上する。
【０００８】
この走査ラインの視認性が向上する点について補足する。人間は、網膜を通じて入力される光エネルギーに対し一種の時間積分を行う。従って、光ビームが走査動作をする場合、その走査速度が速いと人間の目には走査ラインとして映るのである。そのため、走査ラインの視認性を考える場合、光束（エネルギー量）の時間積分値である光量を考えればよい。ここで、複数の光ビームが同じ位置に走査光として出射されるため、その走査位置での光の光量は相対的に大きくなるからである。
【０００９】
これによって、比較的明るい場所であっても、また、バーコードまでの距離が比較的大きくても、走査ラインをバーコードに合わせることが容易になり、バーコードの読み取り作業効率の低下を防止することができる。さらに、相対的に明るい走査ラインにて走査した反射光に基づいて読み取りを行えば、読取速度の向上にもつながる。
また、走査光出射手段が、走査光発生部からの光ビームの出射タイミングを調整することによって少なくとも２つの光走査パターンでの走査光の出射可能にすることもできる。すなわち、第１の光走査パターンは、光ビームを複数のライン方向に順次走査したマルチ走査パターンで走査光を出射し、第２の光走査パターンは、面倒れ角度が同じ光ビーム反射面のみで反射された複数の光ビームによって構成される１本の走査光を出射するシングル走査パターンで走査光を出射するのである。
つまり、このように構成すれば、例えば装置の定置使用時には、マルチ走査パターンの光でバーコードを読み取る場合、装置に対するバーコードの配列方向を一定方向に調整することなく、バーコードを読み取ることができるという利点を得られる。また、例えば装置の手持ち使用時には、必要に応じてマルチ走査パターンと１つのライン方向の光走査パターンとのいずれかを用いてバーコードを読み取るといったことができ、手持ち使用時の操作性向上につながる。
【００１０】
上述したように、複数の光ビームが同じ位置に走査光として出射されることでその走査位置での光量が相対的に大きくなり視認性向上につながる観点からすると、請求項２に示すように、面倒れ角度が同じ光ビーム反射面を３つ以上備えていることも好ましい。このようにすれば、光ビームが重なっていない他の走査ラインに比べて単純計算で３倍程度の視認性を得ることができるからである。
【００１１】
また、請求項３に示すように、回転反射体が３種類以上の面倒れ角度の光ビーム反射面を備えることによって３本以上の走査ラインを実現する場合には、同じ面倒れ角度の光ビーム反射面の当該面倒れ角度を、３種類以上の面倒れ角度の内の、最小角度でも最大角度でもないように設定することが好ましい。つまり、３本以上ある走査ラインの内の両端以外に視認性の高い走査ラインを配置するのである。このようにすれば、その視認性の高い走査ラインの両側にも走査ラインがあることとなり、いずれかの走査ラインにて走査すれば読取ができるという利点をより有効に活用できることとなる。
【００１２】
なお、請求項４に示すように、さらに、異なる配置の走査光反射面を複数有し、走査光出射手段から出射された走査光を走査光反射面にて反射させる複数反射手段を備え、その複数反射手段によって走査光を反射することによって、光ビームを複数のライン方向に順次走査したマルチ走査パターンで走査光を出射可能に構成することもできる。このようにすれば、複数のライン方向のいずれで走査してもバーコードの読み取りができるので、作業効率の向上の点で好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用された実施例について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００１７】
図１に示すように、本実施例のバーコード読取装置（スキャナ）４は、使用者が片手で把持できる程度の大きさに形成されたケース５内に、バーコード読取用の光学装置部８及び電気回路部（読取手段に相当）１０を収納することにより、バーコードＢＣを単体で読み取ることができ、且つ手持ち使用できるようにしたものである。そして、ケース５には、光学装置部８から出射されたバーコード読取用のレーザ光を外部に出射し、且つ、そのレーザ光が外部のバーコードＢＣに当たって反射してくる反射光を光学装置部８に入射させるための読取窓５ａが形成されている。
【００１８】
前記光学装置部８は、バーコード読取用のレーザ光を出射するレーザダイオード（走査光発生部に相当）１２、レーザダイオード１２から出射されたレーザ光を所定のライン方向に走査して読取窓５ａから外部に出射するための６面のポリゴンミラー（回転反射体に相当）１４、ポリゴンミラー１４を回転駆動するための駆動モータ１６、読取窓５ａから出射したレーザ光の反射光を集光する集光レンズ１８、集光レンズ１８により集光されたレーザ光を受光して電気信号に変換するフォトダイオード（受光センサに相当）２０、５つのミラー面を持つ多面反射鏡（複数反射手段に相当）２２、及び、発光ダイオード３３ａとフォトダイオード３３ｂとからなるフォトインタラプタ３３を備える。
【００１９】
前記ポリゴンミラー１４の回転軸は、駆動モータ１６に接続されており、ポリゴンミラー１４は、駆動モータ１６の回転により、一方向に回転駆動される。ここで、ポリゴンミラー１４は、６つのミラー面（光ビーム反射面に相当）１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆが側面に配置された略六角柱状を成しており、レーザダイオード１２から出射されたレーザ光Ｌを反射する。
【００２０】
そして、ポリゴンミラー１４の回転軸に対する各ミラー面１４ａ〜１４ｄの傾き角度（即ち、各ミラー面１４ａ〜１４ｄの面倒れ角度）は、６つのミラー面の内、３つは同じ角度であり、それ以外は夫々異なるように設定されている。具体的には、１つ置きに配置された３つのミラー面１４ａ，１４ｃ，１４ｅの面倒れ角度はいずれも６．５°であり、残りの３つのミラー面１４ｂ，１４ｄ，１４ｆはそれぞれ、３．５°，５°，８°に設定されている。そのため、角度の小さい方から順番にθ１＝３．５°，θ２＝５°，θ３＝６．５°，θ４＝８°という４種類の面倒れ角度が存在する。図２（ｂ）では、ミラー面１４ｃ，１４ｆの各面倒れ角度θ３，θ４を示している。
【００２１】
なお、ポリゴンミラー１４は、本実施例では、ポリカーボネート等の樹脂により成形したものの表面にアルミニウムの反射膜を蒸着して形成されている。このため、各ミラー面１４ａ〜１４ｆの間に、ポリゴンミラー１４の回転径を小さくかつ反射面の端での面精度低下領域を少なくするために設けた面取り部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆも反射面として形成されるが、この面取り部１５ａ〜１５ｄは面倒れ角度が、各ミラー面１４ａ〜１４ｆに比較してかなり大きく設定されているので、面取り部１５ａ〜１５ｆにて反射されたレーザ光は、読取窓５ａから外部へ出ることはない。なお、面取り部１５ａ〜１５ｄに非反射帯を設けることにより、反射しないようにしてもよい。したがって、面取り部１５ａ〜１５ｆで反射されたレーザ光により標的以外のバーコードＢＣが検出される事態は生じない。また、ポリゴンミラー１４内部は肉ぬきしてあるので、肉ぬきされている部分に駆動モータ１６のロータ部を入れて高さ方向の寸法を小さくするとともに、質量を減少させて、起動時間を短縮したり、駆動モータ１６の回転軸への負荷を軽減している。
【００２２】
また、多面反射鏡２２は、扇状に展開して配置された５個のミラー面（走査光反射面の概念に含まれる）２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅにより構成されている。
そして、この光学装置部８では、図１に一転鎖線で示すように、レーザダイオード１２から出射されたレーザ光が、駆動モータ１６により回転駆動されるポリゴンミラー１４に照射される。すると、ポリゴンミラー１４の回転に伴い各ミラー面１４ａ〜１４ｆで反射されるレーザ光が、ポリゴンミラー１４の回転方向に振られて、多面反射鏡２２の全てのミラー面２２ａ〜２２ｅに照射される。すると、レーザ光は、多面反射鏡２２の各ミラー面２２ａ〜２２ｅで夫々異なる方向に反射され、図３（ａ）に示すように、４本１組の走査線が角度の異なる５つのライン方向に順次走査されたマルチ走査パターンの走査光として、読取窓５ａから出射される。
【００２３】
なお、図３（ａ）に示される走査光の各組における平行な４本の走査光は、ポリゴンミラー１４の６つのミラー面１４ａ〜１４ｆにより形成される。つまり、上述したように、６つのミラー面の内、１４ａ，１４ｃ，１４ｅの３つは同じ面倒れ角度θ３であり、残りの３つのミラー面１４ｂ，１４ｄ，１４ｆはそれぞれ異なる角度θ１，θ２，θ４であるため、結果的に４本の走査光となる。そして、多面反射鏡２２の各ミラー面２２ａ〜２２ｅの各々が、ポリゴンミラー１４の各ミラー面１４ａ〜１４ｆからのレーザ光を反射することにより、図３（ａ）に示す如く４本１組の走査光が５組に別れる。
【００２４】
一方、このように読取窓５ａから出射されたレーザ光は、その先に物品があれば、その物品で反射される。そして、その反射光の一部は、読取窓５ａを通って本体４内に入射し、レーザ光の出射時とは逆に、多面反射鏡２２の各ミラー面２２ａ〜２２ｅの何れかで反射されてから、ポリゴンミラー１４のミラー面１４ａ〜１４ｆの何れかにより反射される。そして、その反射光は、集光レンズ１８を介して、フォトダイオード２０に入射される。
【００２５】
このため、読取窓５ａからレーザ光を出射させた際、その読取窓５ａの前方に物品があり、その物品でレーザ光が反射されると、その反射光の一部がフォトダイオード２０に入射することになる。そして、その反射光が、物品に付されたバーコードＢＣからのものであれば、フォトダイオード２０からの出力レベルは、バーコードＢＣのバーの幅及び間隔に応じて変化し、フォトダイオード２０からの出力信号の変化パターンから、バーコードＢＣを読み取ることができる。
【００２６】
次に、フォトインタラプタ３３は、発光ダイオード３３ａからポリゴンミラー１４に向けて光を照射し、その反射光をフォトダイオード３３ｂで受光することにより、ポリゴンミラー１４の回転角度を検出するためのものである。
つまり、ポリゴンミラー１４が回転することにより、ポリゴンミラー１４の面数と同数の面取り部１５ａ〜１５ｆがフォトインタラプタ３３の方向に向く位置に来ると、発光ダイオード３３ａからの光が、ポリゴンミラー１４の反射角度により（あるいは面取り部１５ａ〜１５ｆに設けた非反射帯により）反射が無くなることにより、フォトダイオード３３ｂに到達しなくなる。したがって、フォトダイオード３３ｂからの受光信号は、ポリゴンミラー１４の回転に同期して変化することになり、この受光信号から、ポリゴンミラー１４の回転に同期した同期信号を生成することが可能になる。
【００２７】
そして本実施例では、フォトインタラプタ３３からの受光信号を電気回路部１０に設けられた同期信号発生回路にて増幅・波形整形することにより、ポリゴンミラー１４の回転に同期した同期信号を生成し、シングル走査パターンの光でバーコードＢＣを読み取らせる際には、この生成した同期信号からポリゴンミラー１４の所定の回転角度位置を検出して、レーザダイオード１２からのレーザ光が、ポリゴンミラー１４の特定のミラー面、すなわち同じ面倒れ角度θ３のミラー面１４ａ，１４ｃ，１４ｅでのみ反射され、更に、そのレーザ光が多面反射鏡２２の特定のミラー面（例えばミラー面２２ａ）でのみ反射される、特定のタイミングでレーザダイオード１２を駆動することで、図３（ｂ）に実線で示すような、一ライン方向にだけ走査したシングル走査パターンの光を読取窓５ａから出射させる。
【００２８】
以上説明したように、本実施例のバーコード読取装置（スキャナ）４においては、ポリゴンミラー１４が、６つのミラー面１４ａ〜１４ｆの内、同じ面倒れ角度θ３のミラー面１４ａ，１４ｃ，１４ｅを３つ備えている。この同じ面倒れ角度θ３のミラー面１４ａ，１４ｃ，１４ｅにて反射された光ビームは、同じ位置に走査光として出射されることとなる。そのため、人間の目には、走査ライン上のこの部分が明るく映り、走査ラインの視認性が向上する。なお、図３（ａ）においては、そのラインのみ太く示すことによって明るく映っている状態を示している。
【００２９】
この走査ラインの視認性が向上する点について補足する。人間は、網膜を通じて入力される光エネルギーに対し一種の時間積分を行う。従って、光ビームが走査動作をする場合、その走査速度が速いと人間の目には走査ラインとして映るのである。そのため、走査ラインの視認性を考える場合、光束（エネルギー量）の時間積分値である光量を考えればよい。ここで、複数の光ビームが同じ位置に走査光として出射されるため、その走査位置での光の光量は相対的に大きくなるからである。特に、本実施例では３ラインが重なっているので、光ビームが重なっていない他の走査ラインに比べて単純計算で３倍程度の視認性を得ることができる。
【００３０】
これによって、比較的明るい場所であっても、また、バーコードＢＣまでの距離が比較的大きくても、走査ラインをバーコードＢＣに合わせることが容易になり、バーコードＢＣの読み取り作業効率の低下を防止することができる。さらに、相対的に明るい走査ライン（θ３のライン）にて走査した反射光に基づいて読み取りを行えば、読取速度の向上にもつながる。
【００３１】
また、本実施例では、同じ面倒れ角度となるミラー面１４ａ，１４ｃ，１４ｅの角度θ３を、４種類の面倒れ角度θ１〜θ４の内の最小角度でも最大角度でもないように設定することで、光ビームの重なったθ３の走査ラインを、４本ある走査ライン中の内側に配置している（図３参照）。そのため、４本ある走査ラインの内の両端以外に視認性の高い走査ラインを配置することで、その視認性の高い走査ラインの両側にも走査ラインがあることとなり、いずれかの走査ラインにて走査すれば読取ができる。つまり、複数の走査ラインの内のいずれかで走査すれば読取ができるという利点をより有効に活用することができる。
【００３２】
また、本実施例の場合には、図３（ａ）に示すようなマルチ走査パターンだけでなく、図３（ｂ）に示すようなシングル走査パターンでも走査光を出射することができる。したがって、装置４の定置使用時には、マルチ走査パターンの光でバーコードＢＣを読み取るようにすれば、装置に対するバーコードＢＣの配列方向を一定方向に調整することなく、バーコードＢＣを読み取ることができるという利点を得られる。また、例えば装置４の手持ち使用時には、必要に応じてマルチ走査パターンと１つのライン方向の光走査パターンとのいずれかを用いてバーコードＢＣを読み取るといったことができ、手持ち使用時の操作性向上につながる。
【００３３】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、上記実施例では、図３に示すように１組につき４本の走査ラインを５組出射するようにしたが、１組だけ出射するものであってもよい。
【００３４】
また、４本の走査ラインに限定されることなく、２本以上であれば何本でもよい。つまり、光ビームが重なった走査ラインを少なくとも１本と、光ビームが重ならない走査ラインを少なくとも１本備えていればよい。逆に言えば、光ビームが重なった走査ラインを２本以上備えていてもよい。
【００３５】
また、本実施例では、３つのミラー面１４ａ，１４ｃ，１４ｅの面倒れ角度θ３を同じにしたが、２面以上が同じであればよい。但し、上述したように３面以上にした方が視認性向上の点では好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例のバーコード読取装置の構成を表す説明図である。
【図２】  実施例におけるポリゴンミラーの構成説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘでの部分断面図である。
【図３】  実施例の光学装置部により実現可能なマルチ走査パターン及びシングル走査パターンを説明する説明図である。
【符号の説明】
４…バーコード読取装置          ５…ケース
５ａ…読取窓                      ８…光学装置部
１０…電気回路部                １２…レーザダイオード
１４…ポリゴンミラー    １４〜１４ｆ…ミラー面
１６…駆動モータ      １５ａ〜１５ｆ…面取り部
１８…集光レンズ                ２０…フォトダイオード
２２…多面反射鏡      ２２ａ〜２２ｅ…ミラー面
３３…フォトインタラプタ      ３３ａ…発光ダイオード
３３ｂ…フォトダイオード          ＢＣ…バーコード
【図１】
0004055274.tif 000002
【図２】
0004055274.tif 000003
【図３】
0004055274.tif 000004