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発明の名称 オートチェンジャ記憶装置内のバーコードリーダの製造歩留り改善方法および装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−84327(P2001−84327A)
公開日 平成13年3月30日(2001.3.30)
出願番号 特願2000−243977(P2000−243977)
出願日 平成12年8月11日(2000.8.11)
代理人 【識別番号】100078053
【弁理士】
【氏名又は名称】上野 英夫
発明者 ケリー・ジェイ・リーズナー / リチャード・エル・ガーデナー,ジュニア / リチャード・エィ・アーウィン
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 大容量記憶オートチェンジャにおいて使用される光学系において製造歩留りを改善する方法であって、(a)反射性を有する対象物を、前記光学系に対して所定の位置に配置する工程と、(b)前記光学系の照明光源により前記対象物を照明する工程と、(c)前記光学系により検出される、前記対象物からの反射光の光量を測定する工程と、(d)所定の検出光の光量を出力するように、前記測定された検出光を用いて前記照明光源の出力を調整する工程と、を含む方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明制御一般に関し、より詳細には、照明光源の強度をパルス幅変調(PWM)で調整することによって、バーコードおよび位置参照マークの読み取りに使用される光学系において製造歩留りを増大することに関する。
【0002】
【従来の技術】典型的な大容量オートチェンジャ記憶装置(ジュークボックス記憶装置ともいう)は、データカートリッジを多数収納する。これらのデータカートリッジは、通常、カートリッジマガジンに格納される。マガジンには、通常、データカートリッジを格納し得るスロットまたはスペースが多数ある。オートチェンジャは、複数個のマガジンを収納しうる。通常、マガジンは、マガジンにアクセスしやすいようにオートチェンジャ記憶装置から取り外し可能に設置され、マガジンにはデータカートリッジが装填できるようになっている。典型的なデータカートリッジは、オートチェンジャ記憶装置が各データカートリッジの場所を識別し、把握することができるようにそれぞれラベルされている。通常、データカートリッジには、バーコードがラベルされ、オートチェンジャ記憶装置は、バーコードを読み取ることが可能な光学系を内蔵している。光学系は、通常バーコードリーダといわれるが、典型的な光学系は、バーコードの読み取りに加えていくつかのタスクにも使用される。たとえば、オートチェンジャ記憶装置は、マガジンをオートチェンジャに装入するか否かを判断し、さらにマガジンのスロットまたはスペースにデータカートリッジがあるか否かを判断できる必要がある。典型的なマガジンは、オートチェンジャ記憶装置がバーコードリーダによりマガジンの存在を検出できるようにラベルされる。バーコードリーダは、マガジンの場所を決定するためにも使用可能である。また、オートチェンジャ記憶装置は、バーコードリーダを使用することで、マガジンのスロットまたはスペースがデータカートリッジを収容しているか否かについても判断する。オートチェンジャ記憶装置のバーコードリーダが、多数の異なるタスク(すなわち、カートリッジ検出、マガジン検出、マガジン場所およびカートリッジ識別)に利用されるため、バーコードリーダにより検出される所定の対象物からの光の強度を、十分に画定する必要がある。
【0003】オートチェンジャ記憶装置に内蔵される典型的なバーコードリーダ(図1を参照)は、電荷結合素子(CCD)(102)を利用して反射光を測定し、発光ダイオード(LED)(110)を光源とし、2枚のレンズの1枚(108)を、LED(110)からの光を対象物(106)に収束するために使用し、対象物(106)からの反射光をCCD(102)に収束するためにもう1枚のレンズ(104)を使用している。典型的なバーコードリーダの素子には、多少の製造許容量をそれぞれ持たせているため、バーコードリーダ全体の性能に差が生じる。たとえば、同一の製造プロセスにより製造された2個のLEDには、通常、同一の電気入力に対して光出力が異なる。LEDをその焦点レンズに揃え、かつCCDをその焦点レンズに揃えた場合にも、所定の対象物についてCCDにより検出される光の光量に影響を及ぼす可能性がある。個々のパーツ許容量と光学系の位置合わせ許容量に差が出ることにより、2個の異なるバーコードリーダ間で生じた所定の対象物についてCCDで検出される光のばらつき総量は50%と大きくなり得る。このように2個の異なるバーコードリーダ間で検出される光のばらつきが大きいことで、バーコードリーダが所要タスクのすべてを達成することは困難になる。たとえば、図2は、オートチェンジャ記憶装置におけるマガジンの存在を決定するために用いられる典型的な対象物を示す。図3は、バーコードリーダが対象物全体を掃引する際の、対象物からの検出光の強度(302)を示す。通常、検出光の強度(302)が上部から出発してしきい値(304)の下に降下してはじめて、オートチェンジャ記憶装置は、対象物が首尾よく検出されたとみなされる。図4は、光学系を通過した光が小さすぎる(404)場合と、当該系を通過した光が大きすぎる(402)場合の対象物からの検出光の強度を示す。当該系を通過した光が大きすぎる(402)と、強度はしきい値(406)より下には降下せず、対象物は検出されない。当該系を通過した光が小さすぎる(404)と、強度はしきい値(406)より上にはならず、対象物は検出されない。
【0004】バーコードリーダにおいてこのばらつきをなくす1つの方法は、バーコードリーダにより検出される光を所定の対象物で測定し、検出光の狭い許容範囲に合うバーコードリーダを保持することである。測定された反射光の要求される許容範囲が狭く、測定された反射光のばらつきが大きいため、使用可能なバーコードリーダの歩留りは小さい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】オートチェンジャ記憶装置においてバーコードリーダとして使用される光学系の歩留りを向上する必要がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】バーコードリーダを測定装置として使用することで、バーコードリーダにおける照明光源の強度を調整し、所定の対象物から所定の光量を受光することができる方法および装置を提供する。バーコードリーダにおける照明光源の強度を調整することで、バーコードリーダの製造歩留りを改善する。
【0007】
【発明の実施の形態】所定の対象物を光学系に対して所定の場所に配置した状態で、検出された所定レベルの強度を光学系により出力できるよう光学系の照明強度を調整することによって、光学系の製造歩留りを増大させることが可能である。この方法により、個々のパーツの製造許容量および光学系の不揃いによる劣化が補償される。補償される製造許容量としては、1)異なるLED間の強度のばらつき、2)異なるLED焦点レンズ間での光の透過率のばらつき、3)異なるLED焦点レンズ間での焦点距離のばらつき、4)異なるCCD焦点レンズ間での光の透過率のばらつき、5)異なるCCD焦点レンズ間での焦点距離のばらつき、6)異なるCCD間での対応性のばらつき等がある。補償の対象となる、位置合わせのばらつきによる強度の低下としては、1)LEDとLED焦点レンズとの位置合わせ、2)LEDのCCDに対する位置合わせ、3)CCD焦点レンズとCCDとの位置合わせ等がある。
【0008】本発明の一実施形態において、光学系は、LEDに代表される照明光源と、CCDに代表される光検出装置と、2枚のレンズと、で構成される。第1のレンズは、LEDからCCDの視野領域に光を収束するために使用され、第2のレンズは、視野領域からCCDに光を収束するために使用される。光学系は、較正後にオートチェンジャ記憶装置に取り付け可能なサブアセンブリとして組み立てられる。光学系サブアセンブリには、光学系サブアセンブリをオートチェンジャ記憶装置に対して揃えるために用いられる基準取付け面がある。光学系サブアセンブリ較正据付部は、基準取付け面を用いて、較正据付部内に光学系サブアセンブリを取り付けて揃えることができる。
【0009】較正据付部には、取付け面(506)からの距離(504)に配置された対象物(502)があり、この距離は、マガジン場所対象物およびカートリッジID対象物がオートチェンジャ記憶装置内部で配置される公称距離に対応している。図5は、簡単のために取付け面の単純な実施を示しているが、当業者には、取付け面の構成には様々なものが多数あることが理解されよう。また、較正据付部には、CCDに当たった光の強度を異なる強度レベルで読み取るために必要な電子装置と、LEDを駆動するために必要な電子装置とが、光学系サブアセンブリ(512)に内蔵されている。
【0010】LED強度は、駆動電圧のパルス幅変調により制御可能である。駆動電圧は、電流コンバータに対する電圧を駆動して、入力電圧のパルスデューティサイクルに比例する定電流を生成する。パルス幅変調は、電流コンバータを駆動する電圧の値が高くなっている時間の割合を変えることによって、LEDの強度を変える。たとえば、光の強度が大きい場合、電流コンバータを駆動する高圧のパルス幅(602)は、90%である(図6を参照)。光の強度が中度の場合、パルス幅(702)、すなわち高電圧時間の割合は、50%に設定できる(図7を参照)。光の強度が小さい場合、駆動電圧のパルス幅は、10%に設定できる(図示せず)。本発明の一実施形態において、パルス幅を設定できるレベルは、LEDの128種類の異なる強度レベルに対応して128レベルある。当業者には周知のように、パルス幅変調のレベル数は、必要とされる光の最小限の変更により増減させることが可能である。
【0011】以下、図8に示すフローチャートを説明する。
(802)光学系を較正据付部に取り付け、対象物を照射する。
(804)対象物から反射される光強度がCCDにより測定され、所望の光強度と比較される。
(805)反射光の強度が所望の値であるか判定する。
(806)光強度が所望の強度より大きい場合、パルス幅変調を低減する。
(808)光強度が所望の強度より小さい場合、パルス幅変調を増大する。
(810)パルス幅変調の値を記憶する。
以下、図8に示すフローチャートを詳細に説明する。較正の際、光学系サブアセンブリは、取付け面を利用して較正据付部に取り付けられ、LEDは、設定されたパルス幅でONになる(802)。CCDにより検出される光の強度が測定され、所望の強度と比較される(804)。光の強度が所望の強度より大きい場合、パルス幅変調は低減し(806)、光の強度が所望の強度より小さい場合、パルス幅変調は増大する(808)。光の強度が所望の強度と多少の許容範囲で一致すると、パルス幅変調の値は、オートチェンジャ記憶装置により記憶され(810)、その後使用される。光学系サブアセンブリがオートチェンジャ記憶装置の中に取り付けられると、その光学系サブアセンブリに適した正しいパルス幅変調がオートチェンジャ記憶装置に伝達され、オートチェンジャ記憶装置が光学系サブアセンブリを使用する場合、較正据付部が決定した記憶されているパルス幅変調値によりオートチェンジャ記憶装置がLEDを駆動することができる。較正据付部からのパルス幅変調値を利用することによって、光学系サブアセンブリにおける素子の製造許容量のばらつきをすべてなくした。光学系サブアセンブリの位置合わせのばらつきに起因する、CCDにより検出される光のばらつきもなくした。したがって、光学系サブアセンブリの製造歩留りが増大した。
【0012】以上、本発明の実施例について詳述したが、以下、本発明の各実施態様の例を示す。
【0013】(実施態様1)大容量記憶オートチェンジャにおいて使用される光学系において製造歩留りを改善する方法であって、(a)反射性を有する対象物を、前記光学系に対して所定の位置に配置する工程(802)と、(b)前記光学系の照明光源により前記対象物を照明する工程(802)と、(c)前記光学系により検出される、前記対象物からの反射光の光量を測定する工程(804)と、(d)所定の検出光の光量を出力するように、前記測定された検出光を用いて前記照明光源の出力を調整する工程(808,806)と、を含む方法。
【0014】(実施態様2)後で使用するために、前記光学系について前記所定の検出光の光量を出力する出力照明値を記憶する工程(810)をさらに含む、実施態様1記載の方法。
【0015】(実施態様3)前記照明光源はLEDであり、該LEDの出力は、該LEDを駆動する電圧のパルス幅変調により調整される、実施態様2記載の方法。
【0016】(実施態様4)オートチェンジャ記憶装置において使用される、光学系において製造許容量を補償するために使用される装置であって、(a)前記光学系を取り付ける基準取付け系(506)と、(b)該基準取付け系から所定の距離(504)で配置され、かつ反射性を有する対象物(502)と、(c)前記光学系に付属され、前記光学系の照明光源の強度を可変して駆動する電力供給回路(510)と、(d)前記光学系に付属され、前記光学系により検出される光の強度を測定するよう構成される測定回路(508)と、を備える装置。
【0017】(実施態様5)前記光学系により検出される光強度についての所望の値と、前記測定された光強度の値を前記所望の光強度の値と比較する比較器と、をさらに備える、実施態様4記載の装置。
【0018】(実施態様6)大容量記憶オートチェンジャにおいて使用される光学系において製造許容量を補償する方法であって、(a)反射性を有する対象物を、前記光学系に対して所定の位置に配置する工程と、(b)前記光学系の照明光源により前記対象物を照明する工程と、(c)前記光学系により検出される、前記対象物からの反射光の光量を測定する工程と、(d)前記照明強度を変更する工程と、(e)前記検出光がそれぞれ可能な照明強度で測定されるまで工程(c)と工程(d)とを繰り返す工程と、を含む方法。
【0019】図示および説明の目的で本発明の上記の記載を提示してきた。これをもってすべてとするものではなく、また、開示された厳密な形状に本発明を限定するものでもなく、上記の教示に照らして他の変形および変更も可能である。たとえば、較正据付部により、LEDの強度を128それぞれの値に設定した後、光学系により検出される光の強度を測定してもよい。所望の検出強度に対する精確なLED駆動値の選定を別々の工程で行ってもよい。本実施形態は、本発明の原理およびその実際の適用を最もよく説明するために選択されて説明され、これにより、当業者は、想到される特定の用途に好適な各種実施形態および各種変形において本発明を最もよく利用することが可能となる。特許請求の範囲は、従来の技術により制限されない限り、本発明の他の代替の実施形態を包含すると解釈されるものとする。




 

 


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