JPS6358588A - バ−コ−ド読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体レーザーからのレーザー光をバーコー
ドが施された走査面上で走査しその走査面からの反射光
に基づいてバーコードを読取るようにしたバーコード読
取装置に関する。

（従来の技術） 周知のようにレーザー光を用いたバーコード読取装置に
は実開昭５８−１０５６４８号公報に記載のような固定
スキャナ一方式のものと、実開昭５９−１５５６５３号
公報に記載のようにレーザー光送受信器を手に持ってバ
ーコードが施された走査面上を光走査するワンドスキ°
Ｖナ一方式のものとがある。

一方、レーザー光源としてはＨ８−Ｎｏレーザーと半導
体レーザーとがある。Ｈｅ−Ｎｅレーザーは６３２．８
ｎｍの可視領域の波長で発振するため、バーコードが施
された走査面上で実際に光走査されている走査領域を肉
眼で確認することができる。しかしながら、このＨｅ−
Ｎｅレーザーは高圧電源を必要とし、体積も大きく、寿
命も約１００００時間と短い。

これに対して、半導体レーザーはそれ自体の体積が極め
て小さく且つ寿命が長いと共に高圧電源が不要である等
の利点を有する。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、装置の小形化を図るべくこの半導体レー
ザーをバーコード読取装置の光源として用いると、この
半導体レーザーの光波長が７５０ｎｍ〜８５０ｎｌｌと
近赤外領域であるため、静止したスポット状に照射して
いるときはこれを肉眼で見ることができるが、このスポ
ットを高速で走査させると肉眼で見ることはできなくな
る。

このため、走査面上で実際に行われている走査領域を肉
眼で確認することが不可能である。また、視覚が無いこ
とからレーザー光を直接口に向けることもある得、甚だ
危険である。

従来、この欠点に鑑み、半導体レーザーを用いながらも
走査面上の走査領域を可視光線により光照射表示するよ
うにしたものの一例が特開昭５９−１７２０８１号公報
に発表されている。

ところが、このものでは、可視光線発光源として白熱ラ
ンプを使用するため新たな電源部が必要になると共に、
白熱ランプと半導体レーザ一部との間にその半導体素子
の特性を安定化させるための断熱構造を付加する必要が
ある等のことから、半導体レーザーを用いる最大の特徴
である小形性の利点が失われる虞がある。また、白熱ラ
ンプからの可視光をバーコードパターンガイド板を介し
て走査領域に照射することにより可視光照射領域を形成
するので、白熱ランプからの回折光により可視光照射領
域が不明確になるという問題もある。

これに対して、上記白熱ランプの代わりに２個の発光ダ
イオードを用いて走査領域の両端部分をスポット状に光
照射する構成も考えられている。

しかしながら、この構成においても、２個の発光ダイオ
ードを用いるので、電気的構成が複雑になる虞がある。

また、最近発行ダイオードを光源とし、この発光ダイオ
ードからの可視光を受けて前記走査面上の所定位置にレ
ーザ光の走査方向に沿い且つその走査範囲に応じた偏平
長尺状の可視光照射領域を結像させる表示用結像手段、
例えばシリンドリカルレンズを具備した構成が試みられ
ている。この構成は、表示用結像手段と走査領域の間の
距離が短い場合は楊めて良好であるが、距離が長い場合
には、光源と表示結合手段の間の距離を大にして、表示
用結像手段の焦点距離も長くとらないと明瞭な可視光照
射領域が得られず、表示用機器の大きさが大きくなると
いう欠点があった。

そこで、本発明の目的は、半導体レーザーからのレーザ
ー光によって走査しながらその走査範囲を視認すること
ができ、しかも、装置全体として構成の簡単化及び小形
化を図ることができるバーコード読取装置を提供するに
ある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明のバーコード読取装置は、発光ダイオード及びこ
れの可視光を受ける表示用結像手段を設ＧＪ、この表示
用結像手段によってバーコードが施された走査面上の所
定位置に半導体レーザーからのレーザー光の走査方向に
沿い且つその走査範囲に応じた偏平長尺状の可視光照射
領域を結像させる表示用結像手段を具備し、前記発光ダ
イオードと表示用結像手段との間に可視光の光強度分布
の強い部分のみを通過させる手段を形成させたものであ
る。

（作　用） このように構成されているので、発光ダイオードからの
可視光は光強度分布の強い部分のみを通過する手段を通
り、発光ダイオードの光源の大きさを光強度を殆んど減
少することなく縮少でき、可視光照射領域のＸ方向像の
大きさを小さくする。

（実施例） 以下、本発明の第１の実施例につき第１図乃至第３図を
参照して説明する。

まず、第２図において、１は半導体レーザーであり、こ
れから発せられたレーザー光即ちレーザービーム２は複
数枚のレンズからなる集束レンズ手段３により所望径の
スポット状に集束される。

４は例えばポリゴンミラーのような回転ミラーからなる
走査用反射手段で、これは、矢印六方向に回転可能に設
けられ半導体レーザー１からのレーザービーム２を反射
して、その反射光である走査用レーザービーム２ａをバ
ーコード５が施された走査面６上で走査させるようにな
っている。尚、第１図及び第２図中−点鎖線で示した７
は走査ラインで、これは走査面６が走査用レーザービー
ム２ａの走査方向に沿う方向に移動したときに走査用レ
ー看アービーム２ａにより走査面６上に描かれる走査軌
跡を示している。

さて、第１図及び第２図において、８は１個またはＹ方
向に並列に並べられた複数個の発光ダイオードであり、
１０は可視光９の光強度分布の強い部分のみを通過させ
る手段のピンホール板である。そして発光ダイオード８
から発せられた可視光９はピンホール板１０により大き
さを制限されたのちに、１枚或いは複数枚のレンズから
なる集束レンズ手段１１により断面円形の可視光ビーム
１２に集束される。１３は表示用結像手段たる例えばシ
リンドリカルレンズで、これは、第２図に示すように断
面略半円形状の蒲鉾形をなしており、Ｘ軸方向に凸状の
曲率を有し且つＹ軸方向に曲率を有さないように形成さ
れている。そして、このシリンドリカルレンズ１３はそ
の平面部１３ａに集束レンズ手段１１からのＺ軸方向の
可視光ビーム１２を受けると共に、その曲面部１３ｂか
ら表示用可視光ビーム１４を出力する。ここで、表示用
可視光ビーム１４は、シリンドリカルレンズ１３がＸ軸
方向に凸状の曲率を有し且つＹ軸方向に曲率を有さない
ことから、第３図に示すように、そのＸ軸方向成分は所
定の焦点Ｂで集束する（第３図（ｂ）参照）と共に、Ｙ
軸方向成分は素通りして順次拡散する（第３図（ａ）参
照）ようになっている。この結果、可視光ビーム１２及
び表示用可視光ビーム１４を、シリンドリカルレンズ１
３への入射位置１５、シリンドリカルレンズ１３とその
焦点Ｂとの中間位置１６、焦点Ｂの位置１７及び焦点Ｂ
の遠方位置１８において夫々Ｘ−Ｙ平面により切断する
と、第３図（Ｃ）に示すように各位置１５〜１８におい
て夫々ビーム断面１９〜２２を呈するようになっている
。従って、シリンドリカルレンズ１３の焦点Ｂを上記走
査面６に位置させることにより、走査面６上に偏平長尺
状の可視光照射領域２３が結像されるようになっている
。ここで可視光ビームｉｉ！２３はその偏平長尺方向が
上記走査用レーザービーム２ａの走査方向たる走査ライ
ン７に沿うと共に、偏平長尺方向の寸法が走査用レーザ
ービーム２ａの走査範囲に応じた大きさに設定されてい
る。

次にピンホール板１０の作用について説明する。

発光ダイオード８からの可視光を受けた表示用結像手段
１３が、走査面６上の所定位置にレーザ光の走査方向に
沿い且つその走査範囲に応じた偏平長尺状の可視光照射
領域２３を結像させる。

この場合、可視光照射領域２３のＸ方向の像の大きさは
、第４図に示すように光源（発光ダイオード８）の大き
さをＨａ、光源（発光ダイオード８）から表示用結像手
段１３までの距離をＬａ１可視光照射領１ｔＬ２３のＸ
方向の像の大きさをＨｂ。

表示用結像手段１３から可視光照射領域２３までの距離
をＬｂとし、表示用結像手段１３のＸ方向の焦点距離を
ｆとすると、（１）式（２）式のような関係が得られる
。

上−＋　上−−１（１） ａｌ−ｂｆ ｋＬ＝　−！−！！−＜　２　＞ Ｈａ　　Ｈｂ ここで、ｌ、ａ、ｌ−ｂ、ｆは表示用結像手段１３の仕
様によって定まる。そのため、可視光照射領域２３のＸ
方向の大きさＨｂを小さくするためには、光源である発
光ダイオード８の大きさを小さくする必要がある。一方
、発光ダイオード８の発光特性は、第５図に示すように
中央部が強く周辺部が弱くなっている。従って、この発
光ダイオード８の直前に、中央部の光強度分布の強い部
分のみを通すような大きさのピンホール板１０を設ける
ことによって、光源（発光ダイオード８）の大きさＨａ
を光強度をほとんど減少することなく縮少でき、可視光
照射’ａＶＬ２３のＸ方向の像の大きさＨｂを小さくで
きる。

これによって、半導体レーザ及び発光ダイオードを用い
て簡単且つ小形化を実現できる構成によリ、レーザ光の
走査範囲を明確に見ることができる。

このような構成の本実施例によれば、発光ダイオード８
からピンホール板１０により大きざを制御された可視光
９を受けてシリンドリカルレンズ１３が、走査面６上に
レーザービーム２の走査方向に沿い且つその走査範囲に
応じた偏平長尺状の可視光照射領域２３を結像させるよ
うに構成したので、レーザービーム２が半導体レーザー
１からの近赤外レーザーであるためにその走査状態にお
いてはその走査範囲を視認することができない事情下に
あっても、発光ダイオード８の直前に配設したピンホー
ル板１０により、中央部の光強度分布の強い部分のみを
通し発光ダイオード８の光源の大きさを、光強度をほと
んど減少することなく縮少でき可視光照射領１２３のＸ
方向像の大きさが小さくなり、可視光照射領［２３によ
って上記走査領域を容易に視認することができる。また
、半導体レーザー１を用いる構成であるので、装置全体
を簡単化及び小形化し得る。更に、従来の表示用の光学
系を２個設けるものに比べて構成を簡単化できる。加え
て、表示用可視光ビーム１４はシリンドリカルレンズ１
３の焦点Ｂの前後の位置に応じてビーム断面２０．２１
．２２を呈するように変化するので、これらを視認しな
がらシリンドリカルレンズ１３即ちバーコード読取装置
と走査面６との間の距離を容易に設定することができる
。

第６図は本発明の第２の実施例を示すもので、第１の実
施例と異なるところは、シリンドリカルレンズ１３の代
わりに表示用結像手段として所謂トロイダルレンズ２４
を用いた構成にある。このトロイダルレンズ２４は、第
６図に示すようにＸ軸方向に凸状の曲率を有すると共に
、Ｙ軸方向に凹状の曲率を有するものである。従って、
この第２の実施例においても第１の実施例と同様な作用
効果を得ることができるが、特に、トロイダルレンズ２
４がＹ軸方向に凹状の曲率を有するため、トロイダルレ
ンズ２４を透過する表示用可視光ビーム２５のうちＹ−
Ｚ平面に沿う成分がより拡散される。この結果、その表
示用可視光ビーム２５の各ビーム断面２６．２７．２８
が第６図（ｃ）に示すようにより偏平長尺状に形成され
ることから、走査面６上により偏平長尺状の可視光照射
領域を結像させることができる。

第７図は本発明の第３図の実施例を示すもので、第１の
実施例と異なるところは、発光ダイオード８、集束レン
ズ手段１１及びシリンドリカルレンズ１３からなる表示
用可視光照射装置２９を複数例えば３個設けるように構
成した点にある。この第３の実施例においても第１の実
施例と同様な作用効果を得ることができるが、特に、表
示用可視光ビーム＠２９を３個設けたので、夫々の可視
光照射領域３０を連続させることにより、可視光照射領
域３１の偏平長尺方向の長さを自由に設定することがで
きる。

第８図は本発明の第４の実施例を示すもので、第１の実
施例と異なるところは、集束レンズ手段１１及びシリン
ドリカルレンズ１３を用いる代わりに、両方の機能を合
せ持つ例えば非球面のトロイダルレンズ３２を用いるよ
うに構成した点にある。この第４の実施例においても第
１の実施例と同様な作用効果を得ることができるが、集
束レンズ手段１１及びシリンドリカルレンズ１３の両機
能を有するトロイダルレンズ３２を用いたので、構成を
より小形化し得る。

第９図は本発明の第５の実施例を示すもので、第１の実
施例と異なるところは、半導体レーザー１からの走査用
レーザービーム２ａを走査面６上で走査させその走査面
６からの反射光２ｂを受光する受光素子３３の前面に位
置してシャープカットフィルタ３４を設けるように構成
した点にある。

ここで、シャープカットフィルり３４はレーザービーム
２の波長であるところの７５０ｎｍ以上の波長の光を透
過させると共に、それ以下の波長の光を遮断するように
構成されている。この第５の実施例においても第１の実
施例と同様な作用効果を得ることができるが、受光素子
３３の前面にシャープカットフィルタ３４を設けたので
、発光ダイオード８からの可視光９が受光素子３３に受
光ざれるごとを防止でき、それだけ受光素子３３の受光
信号のＳ／Ｎ比を向上できる。

第１０図は本発明の第６の実施例を示すもので、第１の
実施例と異なるところは、発光ダイオード８とシリンド
リカルレンズ１３との間に設けらた集束レンズ手段１１
を省略して構成した点にある。

この第６の実施例においては、集束レンズ手段１１を省
略したために、シリンドリカルレンズ１３を透過した表
示用可視光ビーム３５により走査面６上に形成される可
視光照射領域３６の形状が若干明確さに欠けるが、第１
の実施例と略同様な作用効果を得ることができ、しかも
、構成をより簡単且つコスト安にし得る。

第１１図は本発明の第７の実施例を示すもので、第１の
実施例と異なるところは、集束レンズ手段１１とシリン
ドリカルレンズ１３との間にミラー或いはプリズム等か
らなる反射手段３７を設けるように構成した点にある。

この第７の実施例においても、第１の実施例と同様な作
用効果を得ることができるが、加えて、反射手段３７に
よって集束レンズ手段１１を介して集束された可視光ビ
ーム１２の光路を折曲させてからこれをシントリカルレ
ンズ１３へ入射させるようにしたので、Ｚ軸方向のスペ
ースを十分確保できない場合に有効に利用できる。

第１２図は本発明の第８の実施例を示すもので、第１の
実施例と異なるところは、可視光の光強度分布の強い部
分を通過させる手段であるピンホール板１０を用いる代
わりに、発光ダイオード８の表面を頂部３８を除いて光
を透過しない塗料で塗装した構造としたもので、構造が
簡単になり発光ダイオード８とピンホール板１０の光軸
合せが不要になるという特徴がある。

尚、上記各実施例では、走査用反射手段４としてポリゴ
ンミラーを用いたが、これに限られるものではなく、例
えばガルバノミラ−のような振動ミラーを用いるように
ても良い。

［発明の効果］ 本発明は以上の説明から明らかなように、発光ダイオー
ドから可視光の光強度分布の強い部分を通過させる手段
を通った可視光を受ける表示用結像手段を設け、この表
示用結像手段によってバーコードが施された走査面上の
所定位置に半導体レーザーからのレーザー光の走査方向
に沿い且つその走査範囲に応じた偏平長尺状の可視光照
射領域を結像させるように構成したので、半導体レーザ
ーからのレーザー光によって走査しながらその走査範囲
を光源の大きさの光強度を殆んど減少することなく許可
に視認することができ、しかも、装置全体として構成の
簡単化及び小形化を図ることができるという優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の第１の実施例を示すもので
、第１図は要部の斜視図、第２図は斜視図、第３図は作
用説明用の可視光ビーム及び表示用可視光ビームの状態
を示す図、第４図は光学系における光源の大きさと像の
大きさ及び夫々のレンズからの距離の関係を示す図、第
５図は発光ダイオードの光強度分布と寸法の関係を示す
図である。第６図は本発明の第２の実施例を示す第３図
相当図、第７図乃至第１０図は本発明の第３乃至第６の
実施例を示す夫々第２図相当図、第１１図は本発明の第
７の実施例を示す第１図相当図である。また、第１２図
は本発明の第８の実施例を示す第１図相当図である。 図面中、１は半導体レーザー、２はレーザービーム（レ
ーザー光）、５はバーコード、６は走査面、８は発光ダ
イオード、９は可視光、１０はピンホール板（可視光の
光強度分布の強い部分のみを通過させる手段）、１２は
可視光ビーム、１３はシリンドリカルレンズ（表示用ｔ
ｍ手段）、１４．３５は表示用可視光ビーム、２３．３
０，３１．３６は可視光照射領域、２４．３２はトロイ
ダルレンズ（表示用結像手段）を示す。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　　　　三　　俣　　弘　　文３４し尤７゛イ
汀−ド ？ご３１シ 第５（３ バ７１″″′。 ｌ 第８図 第９！Σ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体レーザーからのレーザー光をバーコードが施され
   た走査面上で走査し、その走査面からの反射光に基づい
   て前記バーコードを読取るようにしたバーコード読取装
   置において、発光ダイオードと、この発光ダイオードか
   らの可視光を集束レンズを介して受け前記走査面上の所
   定位置に前記レーザー光の走査方向に沿い且つその走査
   範囲に応じた偏平長尺状の可視光照射領域を結像させる
   表示用結像手段を具備し、前記発光ダイオードと集束レ
   ンズの間に可視光の光強度分布の強い部分のみを通過さ
   せる手段を形成したことを特徴とするバーコード読取装
   置。