DE68924474T2

DE68924474T2 - Optischer Abtaster.

Info

Publication number: DE68924474T2
Application number: DE68924474T
Authority: DE
Inventors: Hirokazu Aritake; Toshiyuki Ichikawa; Hiroyuki Ikeda; Fumio Yamagishi; Kozo Yamazaki
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-12-20
Filing date: 1989-12-19
Publication date: 1996-03-07
Anticipated expiration: 2009-12-20
Also published as: DE68924474D1; DE68928682T2; AU609004B2; KR900010596A; CA2005862C; KR930010962B1; EP0678821B1; EP0678821A1; EP0375340A3; CA2005862A1; AU4702489A; DE68928682D1; EP0375340A2; EP0375340B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen optischen Scanner zum Lesen eines Strichcode oder dergleichen, welcher von einem zu einer Scanbewegung veranlaßten Laserstrahl Gebrauch macht, und genauer auf einen optischen Scanner für ein POS-Terminal (point-of-sales = Kasse).
Einer von verschiedenen Typen optischer Scanner, welche einem Laserstrahl eine Scanbewegung entsprechend einem gewünschten Muster erteilen, ist ein Hologrammscanner, welcher als Scaneinrichtung eine Hologrammscheibe verwendet. Eine solche Verwendung einer Hologrammscheibe als Scaneinrichtung ermöglicht die Bildung eines komplizierten Scanmusters mit einem vereinfachten Optiksystem und die Verwirklichung von Strichcodelesern mit einer großen Lesetiefe.
Ein POS-Strichcodeleser (POS-Scanner), welcher einen von verschiedenen Typen optischer Scanner darstellt, bewegt sich über einen Strichcode, welcher an einem oberhalb eines Lesefensters befindlichen Handelsartikel angebracht ist, um die Strichcodeinformation mit einem Laserstrahl zu lesen; er besteht aus einer einen Laserstrahl erzeugenden Lichtquelle, einem Laserstrahlformungs-Optiksystem, einem Scan- Optiksystem, einem Signallichterfassungs-Optiksystem, einem Wellenverlaufs-Formungsschaltkreis und einem Strichcodesymbol-Demodulationsschaltkreis. Ein von einem He-Ne-Laser emittierter Laserstrahl wird durch das Strahlformungs- Optiksystem in einen Strahl mit geeignetem Durchmesser geformt und sodann durch das Scan-Optiksystem einer Scanbewegung unterworfen, um ein universell lesbares Scanmuster zu erzeugen; ein Strichcode wird mit dem Scanmuster bestrahlt. Vom Strichcode reflektiertes gestreutes Licht wird durch das Signallichterfassungs-Optiksystem, in welchem Signallicht durch einen Fotodetektor in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, gebündelt. Das elektrische Signal wird durch den Signalwellenverlaufs-Formungsschaltkreis geformt und dann durch den Strichcodesymbol-Demodulationsschaltkreis in numerische Größen umgewandelt, die sodann einem POS-Terminal zugeleitet werden.
Ein optischer Scanner gemäß dem Stand der Technik ist in US-Patent Nr. 4,848,862 offenbart, welches der am 13.04.1988 veröffentlichten EP-A-0 263 696 entspricht, in welcher ein Drehpolygonspiegel als Laserstrahl-Scaneinrichtung verwendet wird und Streifenhologramme des Transmissionstyps bei einem Lesefenster eingesetzt werden. Eine Übersicht über den optischen Scanner gemäß dem Stand der Technik wird zuerst mit Bezug auf die Fig. 1, 2A und 2B beschrieben. Zuerst wird auf Fig. 1 Bezug genommen; ein allgemein mit 10 bezeichnetes Lesefenster ist aus drei transparenten Substraten 11, 12 und 13 zusammengesetzt, welche die jeweiligen, in zueinander unterschiedlichen Richtungen ausgerichteten Streifenhologramme 11a, 12a und 13a vom Transmissionstyp aufweisen und in Schichten so aneinander haften, daß deren Streifenhologramme 11a, 12a und 13a des Transmissionstyps sich in einer sich gegenseitig schneidenden Zuordnung erstrecken können. Wie in einem unteren Teil der Fig. 1 gezeigt ist, ist unterhalb des Lesefensters 10 eine ein Scanmuster erzeugende Spiegeleinrichtung 14 angeordnet, die aus drei Seitenspiegeln 15, 16 und 17, einem konkaven Spiegel 18 mit einem darin ausgebildeten Durchgangsloch 18a und mit einer gekrümmten Reflexionsfläche an einer inneren Oberfläche desselben, einem zum Lesefenster 10 parallel angeordneten Bodenspiegel 19, einem Fotodetektor 20, einem Spiegel 21 und einem Polygonspiegel 23 besteht, welcher fünf Reflexionsflächen aufweist und eine Antriebsverbindung hat, so daß er durch einen Motor 22 drehangetrieben werden kann. Derartige optische Teile, wie sie oben aufgeführt wurden, sind in einem vorgegebenen Lageverhältnis zusammen mit einer He-Ne-Laserröhre 24, einem Strahlformer 25 und einem Reflexionsspiegel 26 auf einer nicht dargestellten Basis montiert und bilden im wesentlichen den optischen Scanner.
Der Betrieb des optischen Scanners wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 2A und 2B beschrieben. Ein von der Laserröhre 24 emittierter Laserstrahl wird zuerst in seinem Strahldurchmesser durch den Strahlformer 25 geformt und dann durch den Reflexionsspiegel 26 zum konkaven Spiegel 18 reflektiert. Wie in Fig. 2A gezeigt ist, tritt der von dem Reflexionsspiegel 26 reflektierte Laserstrahl 28a durch das Durchgangsloch 18a des konkaven Spiegels 18 hindurch und wird sodann von einem rückwärtigen Spiegel 27 reflektiert, wonach er wiederum durch das Durchgangsloch 18a hindurchtritt und zu dem Polygonspiegel 23 geführt wird. Der Laserstrahl 28b wird sodann innerhalb eines vorgegebenen Bereiches entsprechend einer Neigung der Reflexionsflächen sowie einer Drehung des Polygonspiegels 23 so gescannt (einer Scanbewegung unterworfen), daß er zu den Scanlaserstrahlen 28c und 28d wird, welche nacheinander die drei Seitenspiegel 15, 16 und 17 scannen. Die Scanlaserstrahlen 28c und 28d werden über die Seitenspiegel 15, 16 oder 17 und den Bodenspiegel 19 zum Lesesfenster 10 hin projiziert, so daß sie aufeinanderfolgend die drei Streifenhologramme 11a, 12a und 13a vom Transmissionstyp scannen, welche sich voneinander in ihrer Richtung unterscheiden. Die von einem der Streifenhologramme 11a, 12a und 13a vom Transmissionstyp gebeugten Laserstrahlen 28e und 28f werden als Scanlinien vorgegebener Richtungen projiziert und es wird durch solche Laserstrahlen 28e und 28f ein gewünschtes Scanmuster gebildet.
Andererseits wird, wie in Fig. 2B gezeigt ist, Signallicht von einem an einem Handelsartikel befestigten Strichcode durch das Lesefenster 10 gebeugt und dem Bodenspiegel 19 zugeführt sowie danach aufeinanderfolgend durch den Bodenspiegel 19, den Seitenspiegel 16 und den Polygonspiegel 23 so reflektiert, daß es dem konkaven Spiegel 18 zugeleitet wird. Das gestreute Lichtsignal wird gebündelt und durch den konkaven Spiegel 18 reflektiert und sodann über den Spiegel 21 in den Fotodetektor 20 geleitet und von diesem erfaßt.
Da ein Laserstrahl von dem Lesefenster 10 so projiziert wird, daß mehrere Scanlinien mit unterschiedlichen Richtungen sich in jeder Ebene oberhalb des Lesefensters 10 schneiden können, ist bei dem optischen Scanner mit einem Aufbau wie oben beschrieben zwischen dem Lesefenster und einem zu lesenden Strichcode kein Abstand erforderlich. Infolgedessen kann eine Verminderung der Dicke des Gerätes erreicht werden.
Allerdings erfordert der im US-Patent Nr. 4,848,862 offenbarte optische Scanner drei horizontal geteilte, unterhalb des Lesefensters eingebaute Seitenspiegel, um drei Scanlinien unterschiedlicher Richtungen oberhalb des Lesefensters zu erzeugen. Da die an den beiden einander abgewandten Seiten vorgesehenen Spiegel der drei Seitenspiegel so angeordnet sind, daß sie sich über das Lesefenster nach außen erstrecken, muß das Außenprofil des optischen Scangerätes größer als die Abmessungen des Lesefensters ausgebildet werden. Der optische Scanner ist deshalb nachteilig insoweit, als das Gesamtgerät nicht ausreichend kompakt ausgeführt werden kann. Da der optische Scanner einen zweistöckigen Aufbau hat, bei welchem der zentral angeordnete Seitenspiegel auf dem konkaven Spiegel angeordnet ist, ist er außerdem nachteilig insoweit, als das Gesamtgerät in seiner Dickenabmessung nicht ausreichend reduziert werden kann.
Es ist demnach erwünscht, einen optischen Scanner zu schaffen, welcher solche Nachteile des Gerätes gemäß dem Stand der Technik, wie sie oben beschrieben wurden, ausschaltet und die Erzielung einer ausreichenden Miniaturisierung des Gerätes ermöglicht.
US-A-4,266,846 offenbart einen optischen Scanner, welcher mehrere auf einer drehenden Scheibe angeordnete Hologramme verwendet, um ein zweidimensionales Scannen eines Objektes durchzuführen.
US-A-4,687,282 offenbart einen optischen Scanner, welcher ein einzelnes holografisches Bifokallinsenelement zusammen mit einem herkömmlichen Scansystem unter Verwendung von Linsen und Spiegeln einsetzt.
Die oben erwähnte US-A-4,848,862 (äquivalent zur EP-A-0 263 696) offenbart einen optischen Scanner gemäß den Oberbegriffen der beigefügten Ansprüche 1 und 3.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein optischer Scanner mit einem Lesefenster vorgesehen, wobei dieser Scanner ferner umfaßt:
eine Lichtquelle zum Erzeugen eines Laserstrahls;
einen drehangetriebenen Polygonspiegel zum linearen Scannen des Laserstrahls;
eine Scanmustererzeugungseinrichtung zum Ablenken des von diesem Polygonspiegel reflektierten Laserstrahls, um ein Scanmuster zu erzeugen, welches aus mehreren Scanlinien mit verschiedenen Richtungen besteht;
einen Fotodetektor, welcher so positioniert ist, daß er von einem zu lesenden Objekt gestreutes Licht erfaßt; und
eine Lichtbündelungseinrichtung zum Ablenken und Bündeln des gestreuten Lichtes zum Fotodetektor hin;
dadurch gekennzeichnet, daß:
die Scanmustererzeugungseinrichtung mehrere Hologramme des Reflexionstyps aufweist, die im wesentlichen parallel zueinander und in einer festen Zuordnung zum Lesefenster angeordnet sind, wobei jedes dieser Hologramme so ausgelegt ist, daß es einen Reflexionsstrahl mit einem Reflexionswinkel erzeugt, welcher sich von einem Einfallswinkel des auf dieses auftreffenden Laserstrahles unterscheidet, so daß diese mehreren in verschiedenen Richtungen angeordneten Scanlinien erzeugt werden.
Vorzugsweise weist die Scanmustererzeugungseinrichtung einen Planspiegel auf, welcher in einem zentralen Abschnitt derselben angeordnet ist, sowie ein Paar Hologramme vom Reflexionstyp, die aneinander abgewandten Enden des Planspiegels mit einer einander gegenüberliegenden Zuordnung und mit einer im wesentlichen senkrechten Zuordnung zum Planspiegel angeordnet sind.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein optischer Scanner mit einem Lesefenster vorgesehen, wobei dieser Scanner ferner umfaßt:
eine Lichtquelle zum Erzeugen eines Laserstrahls;
einen drehangetriebenen Polygonspiegel zum linearen Scannen des Laserstrahls;
eine Scanmustererzeugungseinrichtung zum Ablenken des von diesem Polygonspiegel reflektierten Laserstrahls, um ein Scanmuster zu erzeugen, welches aus mehreren Scanlinien mit unterschiedlichen Richtungen besteht;
einen Fotodetektor, der so angeordnet ist, daß er von einem zu lesenden Objekt gestreutes Licht erfaßt; und
eine Lichtbündelungseinrichtung zum Ablenken und Bündeln des gestreuten Lichtes zu diesem Fotodetektor hin;
dadurch gekennzeichnet, daß:
diese Scanmustererzeugungseinrichtung mehrere Hologramme vom Reflexionstyp aufweist, die eine feste Zuordnung zum Lesefenster haben und in einer Ebene angeordnet sind, die parallel zu und im Abstand von dem Lesefenster liegt, wobei jedes dieser Hologramme so ausgelegt ist, daß es einen Reflexionsstrahl mit einem Reflexionswinkel erzeugt, welcher sich von einem Einfallswinkel des auf dieses auftreffenden Laserstrahls unterscheidet, so daß diese mehreren in verschiedenen Richtungen angeordneten Scanlinien erzeugt werden.
Die oben beschriebenen und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie die Art und Weise ihrer Realisierung wird deutlicher und die Erfindung selbst wird am besten verständlich aus einem Studium der folgenden Beschreibung sowie der beigefügten Ansprüche mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, welche zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht eines herkömmlichen optischen Scanners, wie er in US-A-4,848,862 und EP-A-0 263 696 offenbart ist, bei denen Hologramme vom Transmissionstyp für ein Lesefenster verwendet werden;
Fig. 2A und 2B schematische Seitenansichten, welche die Lichtwege in dem Scanner der Fig. 1 illustrieren;
Fig. 3 eine perspektivische Explosionsansicht ähnlich der Fig. 1, die jedoch einen ersten, die vorliegende Erfindung beinhaltenden Typ eines optischen Scanners zeigt;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht von Grundelementen des Scanners der Fig. 3;
Fig. 5 eine schematische Perspektivansicht, die einen zweiten, die vorliegende Erfindung verkörpernden Typ eines optischen Scanners zeigt, bei welchem ein konkaver Spiegel fortgelassen wurde;
Fig. 6 eine teilweise weggebrochene Draufsicht des Scanners der Fig. 5;
Fig. 7 eine teilweise weggebrochene schematische Perspektivansicht von einem dritten Typ eines optischen Scanners, welcher nicht mit der vorliegenden Erfindung übereinstimmt;
Fig. 8A ein Verfahren zum Ausbilden eines Hologramms vom Reflexionstyp mit einer gewöhnlichen Spiegelfunktion und einer Laserstrahlbündelungsfunktion;
Fig. 8B ein Verfahren zum Ausbilden eines Hologramms vom Reflexionstyp mit der Funktion eines konkaven Spiegels;
Fig. 9 eine teilweise weggebrochene schematische Perspektivansicht von einem vierten Typ eines optischen Scanners, welcher der vorliegenden Erfindung nicht entspricht;
Fig. 10A und 10B Lichtwege eines Scanlaserstrahls bzw. eines gestreuten Signallichtes in dem Scanner der Fig. 9;
Fig. 11 eine teilweise weggebrochene schematische Perspektivansicht von einem fünften Typ eines optischen Scanners, welcher der vorliegenden Erfindung nicht entspricht;
Fig. 12A und 12B Lichtwege eines Scanlaserstrahls bzw. eines gestreuten Signallichtes in dem Scanner der Fig. 11;
Fig. 13 eine teilweise weggebrochene schematische Perspektivansicht eines sechsten Typs von einem optischen Scanner, welcher die vorliegende Erfindung verkörpert;
Fig. 14A und 14B Lichtwege eines Scanlaserstrahls bzw. gestreuten Signallichtes in dem Scanner der Fig. 13;
Fig. 15 eine teilweise weggebrochene schematische Perspektivansicht von einem siebten Typ eines optischen Scanners, welcher die vorliegende Erfindung verkörpert;
Fig. 16 Lichtwege eines Scanlaserstrahls bzw. gestreuten Signallichtes in dem Scanner der Fig. 15;
Fig. 17 eine teilweise weggebrochene schematische Perspektivansicht von einem achten Typ eines optischen Scanners, welcher die vorliegende Erfindung verkörpert;
Fig. 18 eine Seitenansicht des Scanners der Fig. 17;
Fig. 19 eine teilweise weggebrochene Draufsicht des Scanners der Fig. 17, welche eine relative Stellungszuordnung verschiedener Komponenten zeigt;
Fig. 20 eine teilweise weggebrochene Draufsicht von einem neunten Typ eines optischen Scanners, welcher die vorliegende Erfindung verkörpert;
Fig. 21 eine schematische Seitenansicht von einem zehnten Typ eines optischen Scanners, welcher die vorliegende Erfindung verkörpert; und
Fig. 22 eine teilweise weggebrochene Draufsicht des Scanners der Fig. 21, welche eine relative Stellungszuordnung verschiedener Komponenten zeigt.
Ein erster Scannertyp wird mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 beschrieben. Es wird zuerst auf die Fig. 3 Bezug genommen; ein Hologramm 34 vom Reflexionstyp zum Erzeugen eines Scanmusters, ein konkaver Spiegel 18 mit einem darin angeordneten Durchgangsloch 18a und mit einer gekrümmten Reflexionsfläche, ein Fotodetektor 20, ein Reflexionsspiegel 21, ein Polygonspiegel 23' mit sechs Reflexionsflächen und mit einer Antriebsverbindung, so daß er durch einen Motor 22 drehantreibbar ist, eine He-Ne-Laserröhre 24, ein Strahlformer 25 und ein weiterer Reflexionsspiegel 26 sind unter einem Lesefenster 30 in einer im wesentlichen gleichen Anordnung wie der des in Fig. 1 gezeigten Gerätes gemäß dem Stand der Technik angeordnet. Bei dem optischen Scanner des vorliegenden Typs ist die aus den drei Spiegeln und dem Bodenspiegel 19 gebildete, zum Erzeugen des Scanmusters vorgesehene Spiegeleinrichtung 14 des in Fig. 1 gezeigten Gerätes gemäß dem Stand der Technik durch das Hologramm 34 vom Reflexionstyp ersetzt.
Ein Laserstrahl wird von der He-Ne-Laserröhre 24 emittiert und dann durch den Strahlformer 25 hinsichtlich des Strahldurchmessers geformt, wonach er durch den Reflexionsspiegel 26 zu dem konkaven Spiegel 18 hin reflektiert wird. Der Laserstrahl wird ferner durch einen nicht gezeigten, hinter dem Durchgangsloch 18a des konkaven Spiegels 18 angeordneten rückwärtigen Spiegel reflektiert und so dem Polygonspiegel 23' zugeführt, welcher durch den Motor 22 gedreht wird.
Der Polygonspiegel 23' hat beispielsweise sechs Reflexionsflächen, von denen drei einander benachbarte in voneinander abweichenden Winkeln bezüglich einer Drehachse des Polygonspiegels 23' angeordnet sind derart, daß ein diesem in der gleichen Richtung zugeführter Laserstrahl B von diesem mit in einer vertikalen Richtung voneinander etwas abweichenden Ausfallswinkeln reflektiert wird, so daß er nacheinander innerhalb eines Bereiches des gleichen Ablenkwinkels aufeinanderfolgend Streifenhologramme 35, 36 und 37 scannen kann, die in drei Schichten oder Stufen auf dem Hologramm 34 vom Reflexionstyp angeordnet sind.
Das Hologramm 34 vom Reflexionstyp zum Erzeugen eines Scanmusters ist so ausgebildet, daß die drei Streifenhologramme 35, 36 und 37 vom Reflexionstyp mit zueinander unterschiedlichen Beugungswinkeln in einer vertikal überlappenden Zuordnung in der gleichen Vertikal ebene angeordnet sind; in jedem der Streifenhologramme 35, 36 und 37 sind Interferenzstreifen ausgebildet derart, daß sie einen diesen von dem Polygonspiegel 23' zugeleiteten Scanstrahl beugen können, so daß mit dem Scanstrahl die Streifenhologramme 31a, 32a und 33a vom Transmissionstyp des Lesefensters 30 von unten bestrahlt werden. Mit der Erzeugung eines Hologramms vom Reflexionstyp wird auf eine Fläche einer fotografischen Platte in der gleichen Richtung wie ein Laserstrahl ein Referenzstrahl gelenkt, welcher bei einer Reproduktion eines Hologramms verwendet werden soll, während ein Objektstrahl auf die andere Fläche der fotografischen Platte in einer solchen Richtung gelenkt wird, daß bei der Reproduktion des Hologramms eine gewünschte Scanlinie auf dem Lesefenster gebildet wird. Mit dieser Methode kann ein Hologramm vom Reflexionstyp mit einem willkürlichen Beugungswinkel erzeugt werden.
Das Lesefenster 30 ist so aufgebaut, daß drei Glasplatten 31, 32 und 33 mit den darauf befindlichen Streifenhologrammen 31a, 32a und 33a vom Transmissionstyp mit unterschiedlichen Richtungen in Schichten angeordnet sind derart, daß die Streifenhologramme 31a, 32a und 33a sich in einer sich schneidenden Zuordnung erstrecken. Das Lesefenster 30 beugt demnach einen auf dieses von unterhalb einer Unterseite desselben in einer vorgegebenen Richtung gelenkten Laserstrahl und führt den Laserstrahl durch dieses hindurch zu einer Oberseite desselben, so daß es einen Scanlaserstrahl in einem vorgegebenen Scanmuster zur Oberseite des Lesefensters 30 projizieren kann. Durch Erzeugen eines Hologramms vom Transmissionstyp werden ein Objektstrahl und ein Referenzstrahl auf eine Seite einer fotografischen Platte in der gleichen Richtung zur fotografischen Platte geleitet. Ein willkürlicher Beugungswinkel kann durch Änderung des Bestrahlungswinkels eines solchen Objektstrahles erzielt werden.
Nachfolgend wird eine Arbeitsweise des Hologramms 34 vom Reflexionstyp mit Bezug auf die Fig. 4 beschrieben, welche ein Merkmal der vorliegenden Erfindung erläutert. Wenn Scanstrahlen aufeinanderfolgend von dem Polygonspiegel 23', welcher durch den Motor 22 drehangetrieben wird, auf die mehreren Stufen der Streifenhologramme 35, 36 und 37 geworfen werden, werden die Scanstrahlen durch die Streifenhologramme 35, 36 und 37 mit zueinander unterschiedlichen Winkeln gebeugt, so daß sie das Lesefenster 30 mit einem vorgegebenen Scanmuster in einer Weise scannen, wie sie nachfolgend beschrieben wird.
Wenn bei dem dargestellten Gerät das Streifenhologramm 35 auf der oberen Stufe durch den von einer der Reflexionsflächen des Polygonspiegels 23' kommenden Scanstrahl entlang einer Scanlinie 38 gescannt wird, scannt der von dem Streifenhologramm 35 vom Reflexionstyp gebeugte und schräg nach oben reflektierte Laserstrahl das Streifenhologramm 31a vom Transmissionstyp des Lesefensters 30 entlang einer Scanlinie, die im wesentlichen parallel zu der Ebene des Hologramms 34 vom Reflexionstyp liegt. Wenn darauffolgend das Streifenhologramm 36 vom Reflexionstyp auf der mittleren Stufe durch den von einer nächsten der Reflexionsflächen des Polygonspiegels 23' ausgehenden Scanstrahl entlang einer anderen Scanlinie 39 gescannt wird, wird der Laserstrahl von dem Streifenhologramm 36 vom Reflexionstyp in einer etwas verdrehten Weise reflektiert, so daß er das geneigte Streifenhologramm 33a vom Transmissionstyp auf dem Lesefenster 30 scannt. Wenn ferner das Streifenhologramm 37 vom Reflexionstyp auf der unteren Stufe durch den von einer dritten Reflexionsfläche des Polygonspiegels 23' reflektierten Scanstrahl entlang einer weiteren Scanliniie 40 gescannt wird, wird der Laserstrahl in einer zu der in dem oben beschriebenen Falle des Scanstrahles vom Streifenhologramm 36 auf der mittleren Stufe umgekehrt verdrehten Weise reflektiert, so daß er das Streifenhologramm 32a vom Transmissionstyp des Lesefensters 30 scannt.
Andererseits durchläuft gestreutes Signallicht von einem Strichcode den Lichtweg umgekehrt zum Scanstrahl und wird so vom Lesefenster 30 zu dem Hologramm 34 vom Reflexionstyp geleitet, so daß es durch das Hologramm 34 vom Reflexionstyp zum Polygonspiegel 23' hin gebeugt wird. Das gestreute Signallicht wird weiter durch den Polygonspiegel 23' zu dem konkaven Spiegel 18 reflektiert. Da das Signallicht eine gewisse zu einem Scanstrahl unterschiedliche Expansion erfährt, wird es von dem konkaven Spiegel 18, welcher einen breiten Reflexionsbereich hat, gebündelt und reflektiert. Das Signallicht wird weiter von dem Spiegel 21 reflektiert und dann von dem Fotodetektor 20 erfaßt, der in der Fokusposition des konkaven Spiegels 18 angeordnet ist.
Eine solche oben beschriebene Konstruktion ermöglicht es, die einander gegenüberliegenden Seitenspiegel und den Bodenspiegel, die bei dem oben beschriebenen Gerät gemäß dem Stand der Technik benötigt werden, fortzulassen und ermöglichen so, eine Miniaturisierung des Gesamtgerätes zu erreichen.
Nachfolgend wird ein zweiter Typ eines optischen Scanners mit Bezug auf die Fig. 5 und 6 beschrieben. Im wesentlichen gleiche Teile oder Elemente werden durch gleiche Bezugszahlen wie bei dem ersten, oben beschriebenen Scannertyp bezeichnet; eine sich überschneidende Beschreibung desselben wird zur Vermeidung von Redundanz weggelassen. Dieser optische Scanner ist dadurch gekennzeichnet, daß eine ein Scanmuster erzeugende Spiegeleinrichtung 41 aus einem im Zentrum angeordnetem Planspiegel 42 und einem Paar Hologramme 43 und 44 vom Reflexionstyp gebildet ist, die an den einander abgewandten Enden des Planspiegels 42 in einer einander gegenüberliegenden Zuordnung zueinander und senkrecht zum Planspiegel 42 angeordnet sind.
Ein von dem Polygonspiegel 23 reflektierter Laserstrahl scannt zuerst eine Oberfläche des Hologramms 43 vom Reflexionstyp in der durch eine gestrichelte Pfeilmarkierung 45 bezeichneten Richtung, und scannt dann eine Oberfläche des Planspiegels 42 in der durch eine durchgezogene Pfeilmarkierung 46 angegebenen Richtung, wonach er dann eine Oberfläche des Hologramms 44 vom Reflexionstyp in der Richtung scannt, die durch eine andere durchgezogene Pfeilmarkierung 47 bezeichnet ist.
Hier sind auf dem Hologramm 43 vom Reflexionstyp Interferenzstreifen ausgebildet, so daß ein gebeugter Strahl B1', den man aus dem Laserstrahl B1 erhält, welcher das Hologramm 43 vom Reflexionstyp von einem Punkt P1 bis zu einem anderen Punkt P2 bestrahlt, das Lesefenster 30 von einein Punkt P1' bis zu einem anderen Punkt P2' scannen kann. Unterdessen ist der Planspiegel 42 so angeordnet, daß ein reflektierter Strahl B2', den man aus dem Laserstrahl B2 erhält, dessen Strahlung von einem Punkt P3 bis zu einem anderen Punkt P4 auftrifft, das Lesefenster 30 von einem Punkt P3' bis zu einem anderen Punkt P4' scannen kann. Andererseits sind auf dem Hologramm 44 vom Reflexionstyp Interferenzstreifen ausgebildet, so daß ein gebeugter Strahl B3', den man aus dem Laserstrahl B3 erhält, dessen Strahlung von einem Punkt P5 bis zu einem anderen Punkt P6 auftrifft, das Lesefenster 30 von einem Punkt P5' bis zu einem anderen Punkt P6' scannen kann.
Es wird auf die Fig. 6 Bezug genommen; verschiedene Teile, welche einen konkaven Spiegel 18, den Polygonspiegel 23 und die ein Scanmuster erzeugende Spiegeleinrichtung 41 umfassen, sind in einem Gehäuse 48 angeordnet; ein Strichcode 50a ist auf einem Handelsartikel 50 angebracht, der sich an einem Ort oberhalb des Lesefensters 30 befindet.
Hier wird ein durch eine gestrichelte Linie bezeichneter Laserstrahl L1, nachdem er durch einen nicht gezeigten Strahlformer geformt worden ist, zuerst durch einen Spiegel 26 und sodann durch einen kleinen Spiegel 51 reflektiert, welcher auf dem konkaven Spiegel 18 angeordnet ist, und er wird auf diese Weise dem Polygonspiegel 23 zugeführt. Sodann wird der durch den Polygonspiegel 23 reflektierte Laserstrahl durch das Hologramm 43 vom Reflexionstyp, den Planspiegel 42 oder das Hologramm 44 vom Reflexionstyp, die die das Scanmuster erzeugende Spiegeleinrichtung 41 bilden, entweder gebeugt oder reflektiert, um Laserstrahlen L2 zu bilden. Die Laserstrahlen L2 werden weiter durch das Lesefenster 30 gebeugt und sodann vom Lesefenster 30 als Laserstrahlen L3 projiziert und sie scannen den Strichcode 50a des Handelsartikels 50.
Andererseits durchläuft durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnetes gestreutes Signallicht S1 von dem Strichcode 50a den im wesentlichen gleichen Lichtweg wie das einfallende Licht, jedoch in umgekehrter Richtung, so daß es dem konkaven Spiegel 18 zugeleitet wird. Nachdem das gestreute Signallicht S1 durch den konkaven Spiegel 18 reflektiert worden ist, wird es auf einen nicht dargestellten Fotodetektor fokussiert, so daß der Strichcode 50a durch den Fotodetektor gelesen wird.
Da die das Scanmuster erzeugende Spiegeleinrichtung 41 aus den Hologrammen 43 und 44 vom Reflexionstyp sowie dem Planspiegel 42 gebildet ist, welche in einer U-förmigen Konfiguration angeordnet sind, kann mit dem optischen Scanner mit einem solchen oben beschriebenen Aufbau das Gerät in seinen Gesamtabmessungen reduziert werden. Der Planspiegel 42 kann selbstverständlich durch ein Hologramm vom Reflexionstyp ersetzt werden.
Nachfolgend wird ein dritter Typ eines optischen Scanners, welcher die vorliegende Erfindung nicht verkörpert, mit Bezug auf die Fig. 7, 8A und 8B beschrieben. Im wesentlichen gleiche Teile oder Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, mit denen der erste Typ und die oben beschriebene Einrichtung der Fig. 1 gemäß dem Stand der Technik bezeichnet wurden, und eine sich überschneidende Beschreibung desselben wird zur Vermeidung von Redundanz weggelassen.
Dieser optische Scanner hat eine im wesentlichen ähnliche Konstruktion wie der des in Fig. 1 gezeigten Gerätes aus dem Stand der Technik, mit der Ausnahme, daß der zentral positionierte Spiegel 16 der drei Spiegel, welche die das Scanmuster erzeugende Spiegeleinrichtung 14 bei dem in Fig. 1 gezeigten Gerät aus dem Stand der Technik bilden, und der konkave Spiegel 18, welcher unter dem Spiegel 16 angeordnet ist, in einem Einheitshologrammodul 52 vom Reflexionstyp integriert sind.
Es wird jetzt auf Fig. 7 Bezug genommen; der Hologrammodul 52 vom Reflexionstyp ist so ausgebildet, daß ein Hologramm 54 vom Reflexionstyp mit einer vorgegebenen Spiegelfunktion im oberen Halbbereich eines aus Glas oder dergleichen hergestellten transparenten Substrates 53 ausgebildet ist, während ein Hologramm 55 vom Reflexionstyp mit einer vorgegebenen Konkavspiegelfunktion in dem unteren Halbbereich des transparenten Substrates 53 ausgebildet ist. Ein kleiner Planspiegel 56 ist an einer zentralen Stelle des Hologramms 55 vom Reflexionstyp mit einer Konkavspiegelfunktion montiert. Der Hologrammodul 52 vom Reflexionstyp ist an einem Gehäuse 48 mittels eines Paares von Befestigungselementen 57 befestigt.
Nachfolgend werden Verfahren zur Bildung eines Hologramms mit Bezug auf die Fig. 8A und 8B beschrieben. Fig. 8A zeigt ein Beispiel für die Bildung eines Hologramms vom Reflexionstyp mit einer gewöhnlichen Spiegelfunktion und einer Lichtstrahlkonvergierungsfunktion, während Fig. 8B ein Beispiel für die Bildung eines Hologramms vom Reflexionstyp mit einer Konkavspiegelfunktion zeigt. In jedem Falle ist ein lichtempfindlicher Film 58, welcher aus mit Silber gemischter Gelatine besteht und eine Dicke von mehreren um hat, auf einem transparenten Substrat 53 aus Glas oder dergleichen ausgebildet.
Beim Bilden des Hologramms 54 vom Reflexionstyp mit einer Spiegelfunktion läßt man einen Laserstrahl A1 aus einer parallel gerichteten ebenen Welle vertikal auf den in Fig. 8A gezeigten lichtempfindlichen Film 58 auftreffen, während man einen anderen Laserstrahl A2 aus einer konvergierenden sphärischen Welle, die mit einem vorgegebenen Winkel α konvergiert, mit einem anderen vorgegebenen Winkel β von der Seite des transparenten Substrates 53 her auftreffen läßt. Danach werden ein Entwicklungsvorgang und ein Fixiervorgang entsprechend einem gewöhnlichen Verfahren durchgeführt, um einen Hologrammfilm 54 auf dem lichtempfindlichen Film 58 zu bilden.
Bei dem auf diese Weise gebildeten Hologramm 54 vom Reflexionstyp wird ein Laserstrahl A3, welcher in der gleichen Richtung wie der Laserstrahl A1 auftrifft, durch den Hologrammfilm 54a in einen gebeugten Strahl A3' umgewandelt, welcher in Richtung des Lichtweges des Laserstrahles A2 fortschreitet. Der gebeugte Strahl A3' wird demnach in einem Punkt P fokussiert und schreitet danach geradlinig fort. Andererseits wird ein Laserstrahl, welcher in umgekehrter Richtung entlang dem Lichtweg des gebeugten Strahles A3' fortschreitet, durch den Hologrammfilm 54a gebeugt und in umgekehrter Richtung entlang dem Lichtweg des Laserstrahles A3 geschickt. Demnach kann das Hologramm 54 mit einer Funktion eines eine vorgegebene Bedingung erfüllenden Planspiegels ausgestattet werden, indem man den Konvergenzwinkel α und den Einfallswinkel β des Laserstrahls A2 in geeigneter Weise auswählt.
Währenddessen läßt man bei der Bildung des Hologramms 55 vom Reflexionstyp mit einer Konkavspiegelfunktion einen Laserstrahl A1 aus einer parallelgerichteten ebenen Welle vertikal auf den lichtempfindlichen Film 58 auftreffen, während man einen anderen Laserstrahl A2 aus einer sphärischen Welle mit einem Konvergenzwinkel α senkrecht auf das transparente Substrat 53 von der Seite dieses transparenten Substrates 53 her auftreffen, wie in Fig. 8B gezeigt ist. Danach wird ein Entwicklungs- und Fixiervorgang entsprechend einer herkömmlichen Methode durchgeführt, um einen Hologrammfilm 55a auf dem lichtempfindlichen Film 58 zu bilden.
Bei einem auf diese Weise gebildeten Hologramm 55 vom Reflexionstyp wird ein Laserstrahl A3, welcher in der Richtung des oben beschriebenen Laserstrahls A1 einfällt, durch den Hologrammfilm 55a in einen gebeugten Strahl A3' gebeugt, welcher sodann entlang dem Lichtweg des Laserstrahls A1, jedoch in der umgekehrten Richtung, fortschreitet und so im Punkt P fokussiert wird, wonach er geradeaus fortschreitet. Andererseits wird ein Laserstrahl, welcher umgekehrt entlang dem Lichtweg des gebeugten Laserstrahls A3' fortschreitet, durch den Hologrammfilm 55a gebeugt, und er schreitet dann umgekehrt entlang dem Lichtweg des Laserstrahls A3 fort. Demzufolge kann ein Hologramm vom Reflexionstyp mit einer Funktion als Konkavspiegel mit einem beliebigen Abstand zum Brennpunkt P gebildet werden, indem man den Konvergenzwinkel α des Laserstrahls A2 in geeigneter Weise auswählt.
Im folgenden werden Lichtwege in dem optischen Scanner kurz beschrieben.
Ein Laserstrahl L1, welcher von einer Laserröhre 24 emittiert wird und von einem Strahlformer 25 so geformt wird, daß er einen vorgegebenen Durchmesser hat, wird zuerst durch einen Spiegel 26 und dann durch den auf dem Hologramm 55 vom Reflexionstyp vorgesehenen kleinen Spiegel 56 reflektiert und wird dem Polygonspiegel 23 zugeleitet. Da der Polygonspiegel 23 mit einer hohen Geschwindigkeit drehangetrieben wird, wird der Laserstrahl, der dem Polygonspiegel 23 von dem kleinen Spiegel 56 zugeleitet und von dem Polygonspiegel 23 reflektiert wird, sodann von dem das Scanmuster erzeugenden Spiegel 15, dem Hologramm 54 vom Reflexionstyp oder dem ein Scanmuster erzeugenden Spiegel 17 reflektiert oder gebeugt, während er nacheinander Oberflächen derselben scannt, so daß er Laserstrahlen L2 erzeugt, die zum Lesefenster 30 hin fortschreiten. Danach werden die Laserstrahlen L2 vom Lesefenster 30 als gebeugte Laserstrahlen L3 projiziert, welche einen Strichcode 50a eines Handelsartikels 50 scannen, der sich oberhalb des Lesefensters 30 befindet.
Andererseits schreitet gestreutes Signallicht S1 von dem Strichcode 50a umgekehrt entlang des im wesentlichen gleichen Lichtweges wie der einfallende Strahl fort und wird dem Hologramm 55 vom Reflexionstyp mit einer Konkavspiegelfunktion zugeleitet; dann wird gebeugtes Licht S2 vom Hologramm 55 vom Reflexionstyp mittels eines Spiegels 21 zu einem Lichtdetektor 20 hin gebündelt, so daß die Strichcodeinformation vom Fotodetektor 20 gelesen wird.
Bei dem optischen Scanner mit einem Aufbau, wie er oben beschrieben wurde, werden ein ein Scanmuster erzeugender Spiegel und ein konkaver Spiegel, die herkömmlicherweise unabhängig voneinander justiert werden müssen, durch den Hologrammodul 52 vom Reflexionstyp ersetzt, welcher eine äquivalente Funktion hat. Infolgedessen wird der Zusammenbau dieser Teile mit dem Gehäuse 48 erleichtert und die Anzahl der Mannstunden für die Einrichtung als Gesamtgerät kann beträchtlich reduziert werden.
Nachfolgend wird ein vierter Typ eines optischen Scanners, welcher keine Verkörperung der vorliegenden Erfindung ist, mit Bezug auf die Fig. 9, 10A und 10B beschrieben. Hier ist ein Bodenspiegel, welcher auf einem Boden des Gerätes in einer einem Lesefenster parallelen, gegenüberliegenden Zuordnung angeordnet ist, in einer mit einem Hologramm vom Reflexionstyp mit einer lichtkonvergierenden Funktion integrierten Weise konstruiert. Da eine solche Konstruktion die Notwendigkeit eines Konkavspiegels, welcher für das Gerät gemäß dem Stand der Technik erforderlich ist, ausschaltet, kann eine Miniaturisierung des Gerätes erreicht werden.
Es wird auf Fig. 9 Bezug genommen; eine optische Bodenplatte 60 ist parallel zu einem Lesefenster 30 angeordnet. Die optische Bodenplatte 60 ist so ausgebildet, daß ein Hologramm 62 vom Reflexionstyp mit einer vorgegebenen Beugungsfunktion und einer vorgegebenen lichtkonvergierenden Funktion zur Haftung an einem Bodenspiegel 61 gebracht ist. Das Hologramm 62 vom Reflexionstyp hat ein darin ausgebildetes Durchgangsloch 62a für den Durchtritt eines Laserstrahls L1 von einer Laserröhre 24. Während die Konstruktion der anderen Komponenten des Scanners sich in ihrer Anordnung etwas unterscheiden, ist sie im wesentlichen ähnlich der des in Fig. 1 gezeigten Gerätes gemäß dem Stand der Technik; gleiche Teile sind durch gleiche Bezugszeichen benannt und eine Beschreibung derselben wurde zur Vermeidung von Redundanz fortgelassen.
Es wird auf Fig. 10A Bezug genommen; dort ist ein Laserstrahl-Scanlichtweg gezeigt. Ein von der Laserröhre 24 emittierter Laserstrahl L1 tritt durch das Durchgangsloch 62a hindurch, welches in dem die optische Bodenplatte 60 bildenden Hologramm 62 vom Reflexionstyp ausgebildet ist, und er wird dem Polygonspiegel 23 zugeleitet, so daß er durch den Polygonspiegel 23 gescannt wird. Danach wird der Laserstrahl L1 nacheinander durch die ein Scanmuster erzeugende Spiegeleinrichtung 14 und den Bodenspiegel 61 reflektiert und sodann durch eines der auf dem Lesefenster 30 vorgesehenen Streifenhologramme vom Transmissionstyp gebeugt, um einen Strahl L3 zu bilden, welcher dann einen an einem Handelsartikel 50 angebrachten Strichcode 50a scannt.
Es wird jetzt auf Fig. 10B Bezug genommen; dort sind Rückkehrsignal-Lichtwege gezeigt. Gestreutes Signallicht S1 vom Strichcode 50a wird vom Lesefenster 50a gebeugt und bildet Signallicht S2, welches dann in umgekehrter Richtung entlang des im wesentlichen gleichen Lichtweges fortschreitet, wie der einfallende Strahl, so daß es zu einer Stelle in der Nähe des Durchgangsloches 62a der optischen Bodenplatte 60 gelangt. Da das Hologramm 62 vom Reflexionstyp mit einer lichtkonvergierenden Funktion in einem Bereich der Stelle vorgesehen ist, zu der das Signallicht S2 kommt, wird das Signallicht S2 in eine vorgegebene Richtung gebeugt. Dann wird das Signallicht S2 zum Fotodetektor 20 hin gebündelt, so daß die Information des Strichcode 50a vom Fotodetektor 20 gelesen wird.
Da die optische Bodenplatte 60 die Funktionen eines herkömmlichen Bodenspiegels und eines herkömmlichen konkaven Spiegels hat, ist bei dem optischen Scanner mit einer Konstruktion, wie sie oben beschrieben wurde, ein konkaver Spiegel, der bei dem Gerät gemäß dem Stand der Technik erforderlich ist, unnötig. Als Ergebnis kann das Gesamtgerät mit einer verringerten Dicke gebaut werden.
Es wird jetzt auf Fig. 11 Bezug genommen; dort ist ein fünfter Typ eines optischen Scanners gezeigt, welcher keine Verkörperung der vorliegenden Erfindung darstellt. Dieser ist konstruktiv im wesentlichen gleich dem vierten Typ mit der Ausnahme, daß ein Planspiegel 63 auf einem Hologramm 62 vom Reflexionstyp vorgesehen ist. Da eine Laserröhre 24 und ein Strahlformer 25 zwischen einem Lesefenster 30 und einer optischen Bodenplatte 60 angeordnet werden kann, kann das Gesamtgerät im Vergleich mit dem vierten Scannertyp weiter verkleinert werden.
Nachfolgend wird ein sechster Typ eines Scanners mit Bezug auf die Fig. 13, 14A und 14B beschrieben. Dieser Scanner ist dadurch gekennzeichnet, daß die das Scanmuster erzeugenden Spiegeleinrichtungen 14 des Gerätes gemäß dem Stand der Technik, welches in Fig. 1 gezeigt ist, durch ein ein Scanmuster erzeugendes Hologramm 65 ersetzt ist, welches aus drei Hologrammen 66, 67 und 68 vom Reflexionstyp besteht, die alle parallel zu einem Lesefenster 30 angeordnet sind. Da der übrige Aufbau im wesentlichen dem in Fig. 1 gezeigten Gerät gemäß dem Stand der Technik gleich ist, sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen benannt und eine Beschreibung derselben wird hier fortgelassen.
In den Fig. 13 und 14A werden Wege eines Scanlaserstrahles beschrieben. Ein von einer Laserröhre 24 emittierter Laserstrahl L1 wird zuerst durch einen Strahlformer 25 strahlgeformt und dann über ein in einem konkaven Spiegel 18 ausgebildetes Durchgangsloch 18a einem rotierenden Polygonspiegel 23 zugeleitet. Da der Polygonspiegel 23 mit hoher Geschwindigkeit drehangetrieben wird, scannt der Laserstrahl (nach Reflexion durch den Polygonspiegel 23 und die Hologramme 66, 67 und 68 vom Reflexionstyp, die parallel zum Lesefenster 30 angeordnet sind und das das Scanmuster erzeugende Hologramm 65 bilden, wie in Fig. 13 gezeigt ist) nacheinander in der durch die Pfeilmarkierung in Fig. 14A angegebenen Richtung. Die durch das das Scanmuster erzeugende Hologramm 65 gebeugten Laserstrahlen L2 werden den Streifenhologrammen 31a, 32a und 33a vom Transmissionstyp zugeleitet, die auf dem Lesefenster 30 vorgesehen sind, und werden so durch die Streifenhologramme gebeugt, daß sie Laserstrahlen L3 bilden, die dann einen auf einem Handelsartikel 50 angeordneten Strichcode 50a scannen.
Inzwischen wird gestreutes Signallicht S1 vom Strichcode 50a dem Lesefenster 30 zugeführt, wie in Fig. 14B gezeigt ist, um ein gebeugtes Signallicht S2 zu erzeugen, welches in das Innere des Gerätes fortschreitet. Danach schreitet das gebeugte Signallicht S2 in umgekehrter Richtung entlang des im wesentlichen gleichen Weges wie der Scanlaserstrahl und wird dem konkaven Spiegel 18 zugeleitet; das vom konkaven Spiegel 18 reflektierte Signallicht wird zum Fotodetektor 20 hin gebündelt, so daß Informationen des Strichcode 50a vom Fotodetektor 20 gelesen werden.
Da die das Scanmuster erzeugende Spiegeleinrichtung des Gerätes gemäß dem Stand der Technik, welches in Fig. 1 gezeigt ist, durch das das Scanmuster erzeugende Hologramm 65 ersetzt ist, welches parallel zum Lesefenster 30 angeordnet ist, kann bei dem optischen Scanner mit einem Aufbau, wie er oben beschrieben ist, das gesamte Gerät mit einer verringerten Dicke ausgebildet werden, und die Anzahl der Mannstunden zum Einrichten einer optischen Achse der das Scanmuster erzeugenden Spiegeleinrichtung bei dem Gerät gemäß dem Stand der Technik kann reduziert werden.
Die Fig. 15 und 16 zeigen einen siebten Typ eines Scanners; dieser umfaßt alle der Komponenten des oben beschriebenen Gerätes vom sechsten Typ, und die meisten der Komponenten sind mit einem transparenten Block 70 in Form einer flachen, aus einem Acrylharzmaterial, Glas oder dergleichen gebildeten Platte verbunden. Insbesondere ist ein Lesefenster 30 mit mehreren darauf angeordneten Streifenhologrammen vom Transmissionstyp an einer Oberseite des flachen, plattenförmigen transparenten Blockes 70 befestigt; Hologramme 66, 67 und 68 vom Reflexionstyp, die ganz allgemein ein ein Scanmuster erzeugendes Hologramm 65 bilden, sind an einer Unterseite des flachen, plattenförmigen transparenten Blockes 70 befestigt. Eine Rückseite des transparenten Blockes 70 ist zu einer konkaven, sphärischen Fläche geformt, die einem konkaven Spiegel 18 entspricht, und der konkave Spiegel 18 ist an dem konkaven sphärischen Flächenabschnitt des transparenten Blockes 70 befestigt. Ein Paar Ausnehmungen 71 bzw. 72 sind in Abschnitten des transparenten Blockes 70 ausgebildet, in denen der Polygonspiegel 23 und der Reflektorspiegel 21 am transparenten Block 70 montiert sind.
Da die Betriebsweise gleich der des sechsten, oben beschriebenen Typs ist, wird seine Beschreibung hier fortgelassen. Da die meisten das optische System bildenden Teile in einer integrierten Zuordnung an dem die Form einer flachen Platte aufweisenden transparenten Block befestigt sind, besteht beim vorliegenden Scanner keine Notwendigkeit, optische Achsen der einzelnen das optische System bildenden Elemente einzeln zu justieren; demnach kann die Anzahl der Mannstunden für die Montage reduziert werden.
Es wurde bestätigt, daß ähnliche Effekte erzielt werden können, auch wenn der konkave Spiegel 18, anstatt diesen am transparenten Block 70 zu befestigen, als Aluminiumfilm ausgebildet, beispielsweise durch Dampfabscheidung an dem konvexen sphärischen Abschnitt des transparenten Blockes 70 aufgebracht wird.
Nachfolgend wird ein achter Typ eines Scanners mit Bezug auf die Fig. 17 bis 19 beschrieben. Dieser ist dem in Fig. 15 gezeigten Scanner ähnlich und unterscheidet sich davon nur darin, daß der konkave Spiegel 18, welcher an der Rückseite des in Fig. 15 gezeigten transparenten Blockes 70 befestigt ist, durch ein Hologramm 75 vom lichtbündelnden Reflexionstyp ersetzt ist, welches an einer Bodenfläche eines transparenten Blockes 70 befestigt ist. Das Hologramm 75 vom lichtbündelnden Reflexionstyp ist so ausgebildet, daß ein kleiner Flächenbereich an einer zentralen Stelle desselben einen gewöhnlichen Planspiegel 75a darstellt, während ein Hologramm 75b vom Reflexionstyp mit einer lichtkonvergierenden Funktion und einer Funktion, durch die Licht von einem Polygonspiegel 23 in eine vorgegebene Richtung gebeugt wird, an einer gesamten Fläche des Hologramms 75 mit Ausnahme des Bereiches des Planspiegels 75a vorgesehen ist. Da der übrige Aufbau im wesentlichen gleich dem des in Fig. 15 gezeigten Scanners ist, wird eine Beschreibung desselben hier fortgelassen.
Ein von einer Laserröhre 24 emittierter und durch einen Strahlformer 25 auf einen vorgegebenen Strahldurchmesser geformter Laserstrahl L1 wird zuerst in den transparenten Block 70 eingeleitet und dann durch den Planspiegel 75a des Hologramms 75 vom lichtbündelnden Reflexionstyp totalreflektiert, so daß er dem Polygonspiegel 23 zugeleitet wird. Da der Polygonspiegel 23 mit hoher Geschwindigkeit in der in den Fig. 17 und 19 durch eine Pfeilmarkierung angegebenen Richtung drehangetrieben wird, scannen die von dem Polygonspiegel 23 ausgehenden reflektierten Strahlen die Hologramme 66, 67 und 68 vom Reflexionstyp, welche das das Scanmuster erzeugende Hologramm 65 bilden, nacheinander in der durch die Pfeilmarkierung in Fig. 17 angegebenen Richtung. Die gebeugten Strahlen L2 von den Hologrammen 66, 67 und 68 vom Reflexionstyp werden als gebeugte Scanstrahlen L3 von einem vorgegebenen Bereich des Lesefensters 30 projiziert und scannen einen Strichcode 50a eines Handelsartikels 50.
Andererseits tritt gestreutes Signallicht S1 auf dem zurückführenden Weg zuerst vom Lesefenster 30 in den transparenten Block 70 ein und schreitet in umgekehrter Richtung entlang des im wesentlichen gleichen Lichtweges wie der Scanstrahl auf dem Hinweg. Das gestreute Signallicht S1 tritt demnach durch das das Scanmuster erzeugende Hologramm 65 und wird dem Polygonspiegel 23 zugeleitet, wonach es zu einer Stelle um den Planspiegelbereich 75a des Hologramms 75 vom lichtbündelnden Reflexionstyp gelangt, d.h. zu einem Bereich des Hologramms 75b des Reflexionstyps mit einer lichtkonvergierenden Funktion. Das gestreute Signallicht S1 wird durch das Hologramm 75b vom Reflexionstyp in der vorgegebenen Richtung gebeugt und zu einem Fotodetektor 20 hin gebündelt, durch den Informationen des Strichcode 50a gelesen werden.
Da ein Konkavspiegel, welcher bei dem in Fig. 1 gezeigten Gerät gemäß dem Stand der Technik erforderlich ist, unnötig ist, kann mit dem oben beschriebenen optischen Scanner eine Verringerung der Dicke des Gesamtgerätes erreicht werden, ebenso kann eine Kostenreduzierung erzielt werden.
Es wird jetzt auf Fig. 20 Bezug genommen; dort ist ein neunter Typ eines Scanners gezeigt. Dieser ist im allgemeinen dem in den Fig. 17 bis 19 gezeigten achten Typ konstruktiv ähnlich und unterscheidet sich davon nur dadurch, daß das Hologramm 75 vom lichtbündelnden Reflexionstyp durch ein Hologramm 76 vom lichtbündelnden Reflexionstyp ersetzt wird, bei welchem ein kleines Hologramm 76a vom Reflexionstyp zum Beugen eines einfallenden Lichtstrahls in einem zentralen Bereich vorgesehen ist, und ein Hologramm 75b vom Reflexionstyp um das Hologramm 76a vom Reflexionstyp herum angeordnet ist und eine lichtkonvergierende Funktion ähnlich der des achten Scannertyps hat.
Wenn das Hologramm 76a vom Reflexionstyp zum Beugen eines einfallenden Laserstrahls hergestellt wird, kann demnach der Einfallswinkel eines Laserstrahls und der Ausfallswinkel eines gebeugten Strahls frei geändert werden. Wenn der Einfallswinkel eines Laserstrahls und der Ausfallwinkel eines gebeugten Strahls in geeigneter Weise festgelegt werden, ist es demnach dann möglich, einen Strahlformer 25 und einen Fotodetektor 20 in einer nebeneinanderliegenden Zuordnung zueinander, von einem durch eine gestrichelte Linie L1 bezeichneten einfallenden Laserstrahl aus gesehen, anzuordnen. Da die Laserröhre 24 und der Fotodetektor 20 demnach auf einem gemeinsamen Substrat 77 installiert werden können, kann das Gesamtgerät in seinen Abmessungen weiter reduziert werden.
Zum Schluß wird ein zehnter Typ eines Scanners mit Bezug auf die Fig. 21 und 22 beschrieben. Dieser ist im wesentlichen in seinem Aufbau dem in den Fig. 17 bis 19 gezeigten Scanner ähnlich und unterscheidet sich davon insoweit, als das Hologramm 75 vom lichtbündelnden Reflexionstyp durch ein Hologramm 78 vom lichtbündelnden Reflexionstyp ersetzt wird, welches so aufgebaut ist, daß es ein Hologramm 78a vom Transmissionstyp in einem zentralen Bereich desselben aufweist, um einen einfallenden Laserstrahl hindurchzuleiten und gebeugtes Licht in einer vorgegebenen Richtung zu projizieren, sowie ein Hologramm 75b vom Reflexionstyp aufweist, welches um das Hologramm 78a vom Transmissionstyp herum angeordnet und ähnlich dem des achten Scannertyps ist.
Da ein einfallender Laserstrahl L1 notwendigerweise durch das Hologramm 78a vom Transmissionstyp hindurchtreten muß, muß eine Laserröhre 24 unterhalb des Hologramms 78 vom lichtbündelnden Reflexionstyp angeordnet sein; wenn jedoch das Hologramm 78a vom Transmissionstyp gebildet wird, kann das Hologramm 78a eine Funktion haben, eine Form eines Strahls zu modifizieren. Demzufolge ist der Strahlformer 25, welcher bei der Anordnung gemäß dem Stand der Technik erforderlich ist, unnötig; als Folge davon kann eine Reduzierung der Gesamtabmessungen des Gerätes und ebenso bei den Produktionskosten erreicht werden.

Claims

1. Optischer Scanner mit einem Lesefenster (30), wobei dieser Scanner ferner umfaßt:

eine Lichtquelle (24) zum Erzeugen eines Laserstrahls;

einen Polygonspiegel (23, 23'), welcher drehangetrieben wird, um dem Laserstrahl eine lineare Scanbewegung zu erteilen;

eine ein Scanmuster erzeugende Einrichtung (34, 41) zum Ablenken des von dem Polygonspiegel reflektierten Laserstrahles, um ein Scanmuster zu erzeugen, welches aus mehreren in verschiedenen Richtungen angeordneten Scanlinien besteht;

einen Fotodetektor (20), welcher so angeordnet ist, daß er von einem zu lesenden Objekt (50) gestreutes Licht erfaßt; und

lichtbündelnde Mittel (18) zum Ablenken und Bündeln des gestreuten Lichtes zu dem Fotodetektor hin; dadurch gekennzeichnet, daß die das Scanmuster erzeugende Einrichtung (34, 41) mehrere Hologramme (35, 36, 37; 43, 44) vom Reflexionstyp umfaßt, die im wesentlichen parallel zueinander und in fester Zuordnung zum Lesefenster (30) angeordnet sind, wobei jedes dieser Hologramme dazu ausgelegt ist, einen Reflexionsstrahl mit einem Reflexionswinkel zu erzeugen, welcher sich von einem Einfallswinkel des auf dieses auftreffenden Laserstrahles unterscheidet, so daß diese mehreren in verschiedenen Richtungen angeordneten Scanlinien erzeugt werden.

2. Optischer Scanner nach Anspruch 1, bei welchem diese ein Scanmuster erzeugende Einrichtung (41) einen Planspiegel (42) umfaßt, welcher in einem zentralen Bereich derselben angeordnet ist, sowie ein Paar Hologramme (43, 44) vom Reflexionstyp, die an den einander abgewandten Enden dieses Planspiegels (42) in einer einander gegenüberliegenden Zuordnung zueinander und in einer im wesentlichen senkrechten Zuordnung zu diesem Planspiegel angeordnet sind.

3. Optischer Scanner mit einem Lesefenster (30), wobei dieser Scanner ferner umfaßt:

eine Lichtquelle (24) zum Erzeugen eines Laserstrahls;

eine ein Scanmuster erzeugende Einrichtung (65) zum Ablenken des von diesem Polygonspiegel reflektierten Laserstrahles, um ein Scanmuster zu erzeugen, welches aus mehreren in verschiedenen Richtungen angeordneten Scanlinien besteht;

lichtbündelnde Mittel (18, 75) zum Ablenken und Bündeln des gestreuten Lichtes zu dem Fotodetektor hin; dadurch gekennzeichnet, daß die das Scanmuster erzeugende Einrichtung (65) mehrere Hologramme (66, 67; 68) vom Reflexionstyp umfaßt, die eine feste Zuordnung zum Lesefenster (30) haben und in einer Ebene angeordnet sind, die parallel zu und im Abstand vom Lesefenster angeordnet ist, wobei jedes dieser Hologramme dazu ausgelegt ist, einen Reflexionsstrahl mit einem Reflexionswinkel zu erzeugen, welcher sich von einem Einfallswinkel des auf dieses auftreffenden Laserstrahles unterscheidet, so daß diese mehreren in verschiedenen Richtungen angeordneten Scanlinien erzeugt werden.

4. Optischer Scanner nach Anspruch 3, bei welchem diese lichtbündelnden Mittel einen konkaven Spiegel (18) umfassen, und bei welchem dieses Lesefenster (30), diese mehreren Hologramme (66, 67, 68) vom Reflexionstyp und dieser konkave Spiegel in einer an einer Außenseite eines transparenten Blockes (70) in der Form einer flachen Platte integrierten Zuordnung befestigt sind.

5. Optischer Scanner nach Anspruch 3, bei welchem diese lichtbündelnden Mittel ein Hologramm (75, 76,78) umfassen, welches vom Reflexionstyp ist und welches auch eine lichtbündelnde Funktion hat, und welches in der gleichen Ebene angeordnet ist, wie diese mehreren Hologramme (66, 67, 68) der ein Scanmuster erzeugenden Einrichtung.

6. Optischer Scanner nach Anspruch 5, bei welchem dieses Lesefenster (30) auf einer Oberseite eines transparenten Blockes (70) in der Form einer flachen Platte befestigt ist, während diese Hologramme der das Scanmuster erzeugenden Einrichtung und die lichtbündelnden Mittel an einer Bodenfläche dieses transparenten Blockes befestigt sind.

7. Optischer Scanner nach Anspruch 6, bei welchem ein Spiegelbereich (75a), welcher keine lichtbündelnde Funktion hat, in einem zentralen Bereich dieses Hologramms (75) der lichtbündelnden Mittel vorgesehen ist.

8. Optischer Scanner nach Anspruch 7, bei welchem dieser Spiegelbereich durch ein Hologramm (76a) vom Reflexionstyp gebildet wird.

9. Optischer Scanner nach Anspruch 6, bei welchem ein Hologramm (78a) vom Transmissionstyp, welches keine lichtbündelnde Funktion hat, in einem zentralen Bereich dieses Hologramms (78) der lichtbündelnden Mittel vorgesehen ist.

10. Optischer Scanner nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem auf diesem Lesefenster (30) mehrere Streifenhologramme (31a, 32a, 33a) vom Transmissionstyp vorgesehen sind.