JP2757883B2

JP2757883B2 - バーコードリーダ用レーザスキャナ

Info

Publication number: JP2757883B2
Application number: JP2512658A
Authority: JP
Inventors: 行造山崎; 弘之池田; 文雄山岸; 敬和有竹; 正徳大川
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-09-18
Filing date: 1990-09-14
Publication date: 1998-05-25
Anticipated expiration: 2013-05-25

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は例えば、スーパーマーケット、デパートある
いはその他の種々の専門店のレジスタにおいて用いられ
ているPOSシステムにおけるバーコードの読み取り用レ
ーザスキャナに関する。

背景技術レーザスキャナ（POSシステム）の適用市場がスーパ
ーマーケットからデパートあるいはその他の種々の専門
店にも拡がってきているが、これらの店舗では、比較的
小さくて場所をとらない所謂スタンド型のレーザスキャ
ナが用いられることが多い。

スタンド型のレーザスキャナは小型で場所をとらない
ので、チェックアウトカンウタのスペースが小さい店舗
に好適である。

しかるに、従来のスタンド型レーザスキャナにあって
は、第33、34図の示す如く、走査光学系がカウンタ９上
の基台（台板）６から突出した支柱ユニット５内に組み
込まれている為に支柱ユニットが大きくなりがちであ
り、そのため装置全体が大型化するのみならず美観上好
ましくなく、またオペレータＡ側からの観察に主眼をお
いているために顧客Ｂ側からは支柱７が邪魔をして商品
８のバーコード10が非常に見にくいという問題があっ
た。即ち、従来のスタンド型のレーザスキャナは顧客と
オペレータとの間に位置し、しかも透明ではないため、
視線をずらすことなくこのスタンド型レーザスキャナを
通してバーコード読み取り操作、即ち、商品のバーコー
ドを見ることは困難であった。同図において、Ｐは矢印
方向に走査される走査ビームを示す。

第35図は従来の典型的なチェックアウトカウンタを示
すもので、一般に商品の価格表示部（ディスプレー）は
バーコード読み取り部４の上方に配設されたキーボード
２上とPOSレジスタ部３とに合計３ケ所（、、で
示す）に設けられている。

しかしながら、いずれのディスプレーも、バーコード
読み取り部４でのオペレータによる商品のバーコード
（商品は読み取り部４上を通過する）読み取りと同時に
見ることはできない。即ち、顧客はバーコード読み取り
操作と価格ディスプレーとを確認したい場合には、視線
をずらして交互に見るしかない。

発明の開示本発明の目的は装置の小型化を図りつつ且つ、顧客の
側からバーコードの読み取り操作を容易に視認出来るよ
うにしたバーコードリーダ用レーザスキャナを提供する
ことにある。

上記目的を達成するために、本発明によれば、レーザ
光源、該レーザ光源から出射されたレーザ光で被検知体
のバーコードを所定方向に走査するレーザ光走査手段、
この走査光を被検知体のバーコードに照射する出射窓、
及びバーコードから反射される信号光を検知する光検知
手段を有するバーコードリーダ用レーザスキャナにおい
て、上記レーザ光走査手段及び光検知手段は同一の基台
内に一体的に組み込まれ、且つ、上記出射窓は該基台上
に突設された透明支持体により支持されることを特徴と
する。

好ましくは、レーザ光源も基台に一体的に組み込まれ
る。

透明支持体は出射光および戻り信号光を伝播する導光
板でも、あるいは、単なる支持枠でもよい。導光板の場
合には、出射光および戻り信号光はその中を全反射を繰
り返しながら伝播し、また、支持枠の場合には出射光お
よび戻り信号光は空気中を伝播することになる。

出射窓には好ましくは所定方向にレーザ光を回折する
単一のあるいは複数個のホログラムが形成される。

レーザ光走査手段はガルバノミラー、あるいは回転多
面鏡のいずれでもよい。

本発明の別の実施例によれば、導光板には所定波長の
光のみを所定方向に反射する反射型ホログラムが設けら
れ、かつ導光板をはさんで出射窓の反対側には上記特定
波長に実質上同一の波長を有する光によって表示される
情報を表示する表示器が設けられ、表示器からの情報光
を所定方向に反射せしめる。

レーザ光の波長は表示器の情報光の波長と異なる。

好ましくは、導光板は基台に着脱自在に取り付けられ
る。

本発明の更に別の実施例によれば、レーザ光源からの
出射レーザ光を出射窓のそれぞれのホログラムに入射せ
しめられる複数個のレーザ光に分割するレーザ光分割手
段が付設され、好ましくはこのレーザ光分割手段は複数
個の反射型ホログラムにより形成される。

レーザ光源として半導体レーザを用いることが出来
る。

基台内に組み込まれた走査光学系からの走査光は透明
導光板内あるい空気中を伝播され、出射部から外部所定
方向に出射される。上述の従来の支柱に相当する導光板
あるいは支持枠は透明であるので美観を損なうことはな
く、しかも、この導光板あるいは支持枠には走査光学系
は組み込まれていないので小型化が可能である。顧客は
透明導光板あるいは透明支持枠を通して容易にバーコー
ド操作を目で確認することが出来る。

また、走査光出射部をホログラムにより作成すれば、
それ回折方向を任意に設計でき、しかもその走査方向を
制御することによりバーコードの読み取りを確実に行う
ことが出来る。

図面の簡単な説明第１図は本発明に係るレーザスキャナの基本構造を示
す斜視図、第２図は第１図の内部構造を示す側面図、第
３図は第２図の走査光出射部の別実施例を示す部分図、
第４図は同じく走査光入射部の別実施例を示す部分図、
第５図は第４図の更に別の実施例を示す図、第６図は本
発明を適用したバーコード読み取り走査光学系を図解的
に示す平面図、第７図は第６図の変形実施例を示す部分
図、第８図は本発明の効果を説明するための図解的斜視
図、第９図は本発明の別実施例に係るスタンド型レーザ
スキャナの基本構造を示す斜視図、第10図は第９図に示
す実施例の効果を示すべくチェックアウトカウンタの全
体概要を示す図、第11図は第10図に示される反射型ホロ
グラムの拡大図、第12図は本発明の更に別の実施例に係
るレーザスキャナの基本原理を示す斜視図、第13図は第
12図の内部構造を示す側面図、第14図は第13図とは別実
施例を示す図、第15図は第14図の変形実施例を示す図、
第16A図及び第16B図はひねりのない走査線の作成及び再
生光学系を示す図、第17A図及び第17B図はひねられた走
査線の作成及び再生光学系を示す図、第18図は本発明の
更に別の実施例に係るバーコードリーダ用スタンド型ス
キャナを示す図、第19図は第18図に示すレーザビームの
スタンド部内における分割及び伝播を説明する図、第20
図は第19図におけるレーザビームのスタンド部内の伝播
を分割されたレーザビーム毎に示す図、第21図はレーザ
ビームの利用率及びパターンの形成を説明する図、第22
図は第18図の別実施例のスキャナのスタンド部を示す
図、第23図は第22図中のスタンド部の底部を示す図、第
24図は第18図の更に別の実施例のスキャナのスタンド部
を示す図、第25図は第12図のスキャナにおけるビームの
利用率及びパターンの形成を説明する図、第26図は本発
明の別実施例に係るレーザスキャナの基本構造を示す側
面図、第27図は第26図の要部の拡大斜視図、第28図〜第
31図は種々の走査線パターンを実現する交換可能な導光
板の４つの例を示す図、第32図は第26図の別の実施例を
示す図解図、第33図は従来のスタンド型レーザスキャナ
の斜視図、第34図は従来のスタンド型レーザスキャナを
用いたチェックアウトカウンタを示す図、第35図は従来
のチェックアウトカウンタの全体概要を示す図、であ
る。

発明を実施するための最良の形態以下、本発明の実施例につき説明する。

第１、２図に本発明に係るスタンド型レーザスキャナ
の一実施例の基本構造を示す。同図において、基台20上
には透明な導光板23が一体的に形成され、その上部には
走査光出射窓25が形成される。図示実施例では出射窓25
はホログラム27により形成される。出射窓25の支持体と
しても機能する透明導光板23は、特にスーパーマーケッ
ト等のレジスタカウンタでの使用を意図している場合に
は、図示の如く、その上部を手前（店員側）に曲げて走
査光Ｐが商品８のバーコード（第34図のＢ）を確実に照
射するようにする。基台20内には第２図に示す如く、走
査光Ｐの走査光学系が組み込まれる。この走査光学系は
例えば、回転軸33を中心にしてモータ35により回転可能
なそれ自体周知のポリゴンミラー（回転多面鏡）31を有
し、ポリゴンミラー31はその回転に応じて基台20の面内
方向にビームＰを走査し、そのビームを下部ミラー37a
により透明導光板23内に立ち上げ、入射せしめる。透明
導光板23内に入射した走査光は全反射を繰り返し、図示
の如く、出射窓25からホログラム27により所定方向に回
折出射せしめられる。出射方向はホログラム27の干渉縞
ピッチ等などを適当に設計することにより任意に設定で
きる。尚、走査光Ｐの光源としては、例えば、半導体レ
ーザ41（第２図）を用いることができ、ポリゴンミラー
31に基台20の例えば内面方向から入射せしめられる。

本実施例の最大の特徴は出射窓25の支持体を構成する
導光板23が透明であること、及び、出射窓25を除く光学
系（走査光学系等）が基台20内に一体的に組み込まれて
いることにある。

第３図は本発明の別の実施例を示す。同図においては
透明導光板23の上部に反射ミラー37bが取りつけられ、
この反射ミラー37bにより出射窓25から走査光Ｐが取り
だされる。尚、この場合、出射窓25にホログラム27を形
成する必要はない。上部反射ミラー37bは貼付け、或い
は蒸着などにより透明導光板23の上端（商品とは反対側
側面）に固定することができる。

第４図は本発明の更に別の実施例を示すもので、同図
においては透明導光板23の下端部端面23aを斜めにカッ
トし、第２図に示す如き下部反射ミラー37aを用いるこ
となく、下端面23aにより直接的に全反射により透明導
光板23内に走査光を立ち上げ入射せしめている。

これとは別に、第５図に示す如く透明導光板23の下端
部にホログラム38を設け、このホログラム38によりポリ
ゴンミラー31（第２図）からの走査光Ｐを透明導光板23
内に立ち上げ入射せしめるべく所定方向に回折するよう
にしてもよい。

第６図は本発明にかかるレーザ光走査、信号光集光光
学系の一実施例を示す。同図において、レーザ光源41
（He-Neレーザあるいは半導体レーザ）から出射された
光はビーム整形レンズ43により所定のビーム径、ビーム
形状に変換された後、ポリゴンミラー31に入射せしめら
れる。ポリゴンミラー31の軸33を中心とする回転により
この光は走査光Ｐとなり透明導光板23に入射する。その
後の走査光経路は上述の通りである。商品８のバーコー
ドＢ（第34図）を走査した光はそれにより散乱され、そ
の一部が信号光Ｓとして再び透明導光板23内に入り、往
路と同一の経路をたどり、ポリゴンミラー31に戻る。ポ
リゴンミラー31で反射された信号光Ｓは有孔凹面鏡49に
より反射せしめられ光検知器51に導かれる。信号光の光
検知器51による検出後の処理は本発明の対象ではなく、
また周知のことであるので詳細な説明は省略する。尚、
有孔凹面鏡49のピンホール49aはレーザ光源41からの光
のポリゴンミラー31への入射時には何ら干渉しないよう
な大きさと位置に設定されている。

ポリゴンミラー31の代わりに、周知のように第７図に
示す如くガルバノミラー30を用いることも可能である。

以上の実施例においては、走査光学系は基台20内に組
み込まれ、透明導光板23内には設けられないので、透明
導光板23を小さくコンパクトに設計することができるの
みならず、顧客は第８図に示す如く透明導光板23を通し
て裏側からバーコードＢの読み取り操作を容易に目で確
認することができる。

尚、光源は基台20内に組み込まずに、基台外部に設け
た光源からの出射光を基台内に導くようにしてもよい。

第９〜11図は、商品のバーコードＢと同時に価格ディ
スプレーも視認することが出来るようにした実施例を示
す。

上述の如く、基台20内に組み込まれた走査光学系（ポ
リゴンミラー31、ミラー37a等）からの走査光は導光板2
3内を平行に伝播され、出射窓25から外部所定方向に出
射される。これによれば、支柱部分を透明にしたため
に、それを通してバーコードを見ることは出来るが、価
格ディスプレーと同時に視認することは出来ない。何と
なれば、価格ディスプレーは一般にオペレータ側に向い
ており、顧客からは見えないからである。第９〜11図に
示す実施例では、基台20上にオペレータ側に向けて設け
られるディスプレー（表示器）53の表示内容をディスプ
レーの裏側に位置する顧客にも見得るようにしたもので
ある。

第9,10,11図に本発明に係るスタンド型レーザスキャ
ナの一実施例の基本構造を示す。同図において、基台20
上には透明な導光板23が取り付けられ、その上部には走
査光出射窓25を形成するホログラム27が形成される。基
台20内にはモータ35（第２図）により回転せしめられる
ポリゴンミラー31を有する走査光学系が組み込まれてい
る。ポリゴンミラー31はその回転に応じて基台20の面内
方向にビームを走査し、そのビームを反射ミラー37a
（第２図）を介して透明導光板23内に立ち上げる。透明
導光板23内に入射した走査光は全反射を繰り返し、図示
の如く、出射窓（ホログラム）25からバーコードを照射
すべく所定方向に回折出射せしめられる。以上の構成は
第１〜８図に示す上述の実施例と同様である。

本実施例によれば、透明導光板23の裏側、即ち出射窓
25と反射側（顧客側）の側面に反射型ホログラム42が形
成される。また、基台20にはこの反射型ホログラム42と
同一側に価格表示器（ディスプレー）53が透明導光板23
の反射型ホログラム42に向き合うように傾斜した状態で
一体的に設けられる。

反射型ホログラムは周知の如く特定の波長のみ反射す
る回折特性を有し、その回折特性はホログラム（干渉
縞）のピッチ等を適当に設計することにより任意に制御
出来る。

以上の如く構成したチェックアウトカウンタによれ
ば、価格表示器53からの情報光Ｌ（第10図）は反射型ホ
ログラム42により所定方向に反射回折され、顧客の目に
入る。その結果、客は表示器53による価格の虚像（図
中、123円として示してある）をオペレータが手に持っ
ている商品のバーコードＢあるいはその近傍に重ねてみ
ることが出来る。即ち、背景（この場合は商品のバーコ
ードに相当）と情報光（この場合は価格情報）とを重ね
て写し出す所謂ヘッドアップディスプレーの原理と全く
同様である。

尚、表示器53の情報光Ｌの色は反射型ホログラム42の
反射光（特定波長）、例えば緑色に合わせておくのが好
ましい。

ところで、透明導光板23内を伝播する走査光Ｐも第11
図に示す如く、表示用反射型ホログラム42に入射する
が、走査光Ｐの波長を反射型ホログラム42の選択波長と
異なる波長（例えば赤色）に選定しておくことにより、
反射型ホログラム42の影響を何ら受けずに、即ち、反射
型ホログラム42が存在しない場合と全く同様に透明導光
板23内を上方に全反射を繰り返しながら伝播せしめられ
る。

尚、ホログラム42は導光板の何れの側面に形成されて
も構わない。

以上の如く、表示器53からの価格情報光Ｌは反射型ホ
ログラム42により所定方向に反射回折され、従って、そ
の虚像が透明導光板23の反対側に位置する商品のバーコ
ード上に実質上重なって見える。つまり、ヘッドアップ
ディスプレーとして作用し、客は視線を動かすことな
く、バーコードと価格情報光とを重ねて見ることが出来
る。

第12図〜第17B図はバーコードＢの読み取り動作を複
数の交差する走査線パターンで行う実施例を示す。

POSシステムにおいて、商品のバーコードを確実に読
み取るようにするためには互いに交差する少なくとも２
方向の走査線パターンを使用するのが好ましい。即ち、
走査線が１本の場合には、オペレータが置く商品の向き
（バーコードの向き）によっては走査線がバーコードに
当たらず、その結果バーコードを読み取れないという可
能性がある。この可能性は商品、即ちバーコードが小さ
い程顕著である。つまり、非常に小さなバーコードに対
しては少なくとも３〜５本の多方向クロスパターンが必
要である。

第１〜11図に示す実施例においては基本的に単一（単
方向）走査線を発することを前提としている。

第12、13図に多走査線用スタンド型レーザスキャナの
一実施例の基本構造を示す。同図において、基台20（第
13図）上には透明な導光板23が一体的に気伊勢され、そ
の上部には走査光出射窓25が形成される。出射窓25には
複数個のホログラムH1,H2,H3が略垂直面内において縦方
向に配列形成される。基台20内にはモータ35により回転
せしめられるポリゴンミラー31を有する走査光学系が組
み込まれている。ポリゴンミラー31はその回転に応じて
基台20の面内方向にビームを走査し、そのビームを透明
導光板23の下端面23aにより透明導光板23内に立ち上
げ、入射せしめる。透明導光板23内に入射した走査光は
全反射を繰り返し、図示の如く、出射窓25から所定方向
に回折出射せしめられる。出射方向はホログラムH1,H2,
H3の干渉縞ピッチ等などを適当に設計することにより設
定できる。尚、第12図において、41は光源としての半導
体レーザを示す。

ポリゴンミラー31による走査光は透明導光板23内を平
行に全反射を繰り返しながら上方に伝播される。各ホロ
グラムH1,H2,H3はこの平行走査線を受け、第13図に示す
如く夫々の回折方向D1、D2、D3に出射される。ここで、
第12図に示す如く、例えば中段のホログラムH2は回折に
よって走査方向を回転する（捻る）ことなく入射走査光
Ｐと平行な走査光ｂを発生する。一方、ホログラムH1,H
2は回折によって出射光にひねりを与え走査線a,cを作
る。つまり、走査線a,b,cは互いに交差する３本の走査
線パターンを形成する。ここで留意すべきことは、透明
導光板23内では一方向走査（平行走査）でありながらホ
ログラムH1,H2,H3により互いに交差する三方向の走査パ
ターンが得られるということである。尚、ホログラム出
射直後の位置では走査線a,cは十分ひねられていないの
で殆ど平行走査線の状態であるが、通常スタンド型スキ
ャナによるバーコードの読み取りはテーブル上にバーコ
ード（商品）を差し出すことによって行われ、従って読
み取り領域はホログラムからある程度離れたテーブル面
付近である。従って、本発明によるクロスパターン走査
方法で実用上問題はない。また、上述の如く、ホログラ
ムの数を増やすことにより走査線の数は理論上無限に増
やすことができるので、万能読み取りが実現できる。

尚、走査線はポリゴンミラー31の各反射面31a,31b・
・・31iの角度を僅かに異ならしめることにより平行分
離されるから、第13図に示す如く各ホログラムへの平行
入射走査光を容易に作り出すことができる。

第14図は本発明の別の実施例を示すもので、同図にお
いては支持体が透明導光板23ではなく、単なる透明枠体
23′により形成され、透明導光板23の下端傾斜面23aに
相当する反射ミラー37aと、ホログラムH1,H2,H3に相当
するホログラムH1′,H2′,H3′とが空気中に別々に保持
されている。尚、ホログラムH1′,H2′,H3′は好ましく
は同一のガラス基板50上にユニットとして形成すること
ができる。枠体23′は例えば、一本あるいは複数本の透
明板あるいは棒、あるいは走査光Ｐを内部に閉じ込める
ために四方を取り囲んだ平面断面矩形のガイド板として
構成することが出来る。

第15図は第14図の更に別の変形実施例を示すものでホ
ログラムH1′,H2′,H3′の前に別の反射ミラー37bを設
けてこれらホログラムH1′,H2′,H3′を第13図と同様に
ほぼ垂直面内に配置することも可能である。これに対し
第14図では各ホログラムH1′,H2′,H3′は直接走査光を
入射するため図示の如く入射光に対し傾斜せしめられて
いる。

第16A,16B図はひねりのない走査線ｂを作成するホロ
グラムH2の作成並びに再生方法を簡単に示すものであ
る。まず作成系においては、ホログラム乾板70に２つの
球面波（参照光と物体光）をｙ軸方向（ホログラム乾板
の面内方向）から入射してその干渉露光によりホログラ
ムH2を作成する。こうして作成したホログラムH2に作成
光の１つである参照光の点光源の位置から再生ビームLr
を入射すればひねりのない回折光ｂが再生される（第16
B図）。

一方、第17A,17B図はひねりの有る走査線a,cの作成、
再生光学系を示すものである。第17A図に示す如く、作
成時に作成波点光源をｘ方向にずらすだけでよい。こう
するとこにより、第16B図と同様にｙ軸方向から再生ビ
ームLrを入射すれば第17B図に示す如く、回折光はひね
られ、走査線ｃ（または走査線ａ）を得ることが出来
る。尚、これとは別に、周知の如く、例えば、作成波と
再生波の波長を相異ならしめ、それれにより発生する色
収差を利用してひねり走査線を作り出すことも可能であ
る。

以上に記載した実施例によれば、複数個のホログラム
を採用した簡単かつコンパクトな構成で多方面の走査線
パターンを作り出すことが出来、それにより、バーコー
ドの読み取り操作の確実性を増大することが出来る。

即ち、基台内に組み込まれた走査光学系からの走査光
は導光板内を平行に伝播され、出射部から外部所定方向
に出射される。この際、出射部に設けられる複数個のホ
ログラムにより各走査線は当該ホログラムにより決定さ
れる回折方向に曲げられ、従ってこれら走査線を容易に
交差させることができる。また、走査線の数は出射部に
形成するホログラムの数により容易に増やすことができ
るので、実質上装置全体を大きくすることなく確実に読
み取りができるレーザスキャナが実現される。

第18〜25図に示す実施例はレーザビームの利用効率の
一層の向上を図ったものである。

透明導光板を利用した上記の実施例においては、ビー
ムがスタンド（透明導光板）内を伝播する構成である関
係上、スタンド部内に入射した走査ビームのうちバーコ
ードの読み取りに有効に利用される部分の割合が少なく
なる傾向があり、走査ビームの利用効率が必ずしも十分
ではない。

たとえば、第12図及び第13図に示す実施例において、
レーザ光源41より出射したレーザビームＰは、ポリゴン
ミラー314によりA₁→B₁，A₂→B₂，A₃→A₃（第25図
（Ｄ）参照）と走査され、透明スタンド部23の下部に入
射し、この内部を全反射しながら伝播し、上部の出射用
ホログラム窓H1、H2、H3にそれぞれ向かう。

ポリゴンミラー31の各面31a、31b、31cは傾きを変え
てあり、これら各面によって走査されるビームは第13図
中符号Pa、Pb、Pcで示すようになる。

走査ビームPaは出射用ホログラム窓H1に向かい、ここ
より出射して、符号D1で示すように斜め方向に走査する
（走査線ａ）。

走査ビームPcは出射用ホログラム窓H3に向かい、ここ
より出射して、符号D3で示すようにD1とは逆の斜め方向
に走査する（走査線ｃ）。

走査ビームPbは出射用ホログラム窓H2に向かい、ここ
より出射して、符号D2で示すように水平方向に走査する
（走査線ｂ）。走査線ｂは透明導光板23の板面と平行で
ある。

ポリゴンミラー31の回転により上記の動作が繰り返さ
れ、バーコードを読み取る。

第12図に示すように、ビームの走査幅は透明導光板23
内を上方に伝播する間に広がる。

そのため、透明導光板23への入射部における走査幅A₁
−B₁のうちＣ−Ｄで示す中央の極く一部しかバーコード
の読み取りには利用されていず（第25図参照）、ビーム
の利用効率が悪かった。換言すれば、わずかな幅Ｃ−Ｄ
の走査線が出射窓25の部分では窓の幅（ホログラム幅）
一杯に広がる。

また、縦，横，斜めの夫々について一回の走査が必要
であり、縦，横，斜めよりなる一組のパターンを作るに
は、第25図からも分かるように、A₁→B₁，A₂→B₂，A₃→
B₃という三回の走査が必要となり、ポリゴンミラー31に
ついてみると三つの面が必要となり、スキャナの性能が
低くなる。

そこで、レーザビームの利用効率の向上を図るべく、
レーザビーム走査線分割手段が透明導光板23内に設けら
れる。それにより、従来利用されていなかったレーザビ
ーム部分も各出射用ホログラム窓に向くように偏向さ
せ、レーザビームの走査線利用効率を向上させることが
できる。

また、レーザビーム走査線分割手段は、バーコード読
み取り用の縦，横，斜めの一組のパターンを短時間で形
成する。

第18図は走査線分割手段を備えたバーコードリーダ用
スタンド型スキャナの一実施例を示すものである。

31はポリゴンミラー、41はレーザ光源であり、レーザ
ビームＰを→間で繰り返し走査する。

ポリゴンミラ31の各面31a、31b、31c…は同じ傾きで
あり、レーザビームＰは→間を同一軌跡で走査す
る。

23は透明ガラス板製の透明導光板であり、その下部を
レーザビームＰの走査軌跡と一致させて、立設してあ
る。

導光板23の上部には、４列の出射用ホログラム窓H1〜
H4が設けてある。

16_-1〜16_-4は夫々反射型のホログラムであり、導光板
23の下部に、レーザビームの走査軌跡に沿って並んで設
けてあり、レーザビーム分割手段を構成する。

ホログラム16_-1〜16_-4は夫々異なる光学的特性を有す
るものであり、ホログラム16_-1は、レーザビームＰを符
号17_-1で示すようにホログラム窓H1に向く方向に偏向さ
せる（第20図（Ａ））。

ホログラム16_-2は、レーザビームＰを、符号17_-2で示
すように、ホログラム窓H2に向く方向に偏向させる（第
20図（Ｂ））。

ホログラム16_-3は、レーザビームＰを、符号17_-3で示
すように、ホログラム窓H3に向く方向に偏向させる（第
20図（Ｃ））。

ホログラム16_-4は、レーザビームＰを、符号17_-4で示
すように、ホログラム窓H4に向く方向に偏向させる（第
20図（Ｄ））。

ホログラム窓H1〜H4は、レーザビーム17_-1〜17_-4を夫
々第18図中符号18_-1〜18_-4で示すように縦，横，斜めに
回折する光学的特性を有する。

従って、第21図に併せて示すように、レーザビームＰ
が導光板23の下部を→と一回走査されるとき、→
間では、ホログラム16_-1により回折されてレーザビー
ム17_-1となり、導光板23内を全反射しつつ、ホログラム
窓H1に到り、ここで回折されてこれより出射し、18_-1で
示すように走査するレーザビームとなる。

→間では、ホログラム16_-2により回折されてレー
ザビーム17_-2となり、ホログラム窓H2で回折されてこれ
より出射し、18_-2で示すように走査する。

→間では、ホログラム16_-3により回折されてレー
ザビーム17_-3となり、ホログラム窓H3で回折されてこれ
より出射し、18_-3で示すように走査する。

→間では、ホログラム16_-4により回折されてレー
ザビーム17_-4となり、ホログラム窓H4で回折されてこれ
より出射し、18_-4で示すように走査する。

上記より分かるように、レーザビームＰが→の間
を走査するときに、４つのレーザビーム17_-1〜17_-4に分
割され、全部がレーザビーム18_-1〜18_-4となって夫々の
ホログラム窓より出射してバーコードの読み取りに利用
され、レーザビームＰによる走査線の利用率は最も良く
なる。

また、18_-1〜18_-4で示す縦，横，斜めの方向よりなる
一組のパターンは、レーザビームＰの→への一回の
走査、即ち、ポリゴンミラー31の一つの面により形成さ
れる。このため一組のパターンの形成に要する時間が短
くなり、スキャナはその分性能が向上する。

第22図及び第23図は第18、19図とは別の実施例を示
す。各図中、第18、19図に示す構成部分と対応する部分
には同一符号を付す。

透明導光板23は、その下面に４分割され且つ夫々が傾
斜方向を異にした反射面21_-1〜21_-4を有する。

レーザビームＰが→と走査する間で、各反射面21
_-1〜21_-4で反射され、上記のレーザビーム17_-1〜17_-4と
同様に導光板23内を各出射用ホログラム窓H1〜H4に向か
って伝播する。

第24図は更に別の実施例を示す。

この透明導光板23は、その高さ方向の略中間部分に、
異なる回折特性を有する４つの透過型のホログラム61_-1
〜61_-4を走査方向に並べて配した構成である。

導光板23内を下部から伝播してきたレーザビームは、
ホログラム61_-1〜61_-4を順次走査し、各ホログラム61_-1
〜61_-4で夫々所定方向に回折され、４つに分割され、対
応の出射用ホログラム窓H1〜H4より出射される。

以上説明した様に、第18〜24図に示す実施例によれ
ば、レーザビーム走査手段による一つの走査レーザビー
ムを複数の走査レーザビームに分割し、各分割されたレ
ーザビームが異なる方向に走査させる別々の出射用ホロ
グラム窓に向けられる構成であるため、レーザビーム走
査線のバーコード読み取り用への利用率を向上させるこ
とが出来る。

すなわち、バーコードを読み取る縦，横，斜めの一組
のパターンを短時間で形成することが出来、性能の向上
を図ることが出来る。

第26図〜第32図はレーザ走査部を組み込んだ基台を共
通にしたまま、出射窓25から用途に応じて種々の走査線
パターンを照射し得るようにした実施例を示す。

POSシステムにおいて、例えば、UPS/EAN/JANコードの
標準サイズのシンボル（バーコード）の場合には、商品
のバーコードＢを確実に読み取るようにするためには互
いに直交する２本の走査線パターンが必要であり、２本
の走査線で万能方向の読み取り操作が可能である。即
ち、走査線が１本の場合には、オペレータが置く商品の
向き（バーコードの向き）によっては走査線がバーコー
ドを完全に横切らず、その結果バーコードを読み取れな
いという可能性がある。この問題は商品、即ち、バーコ
ードが小さい程顕著である。実際、例えば、丈の短い
（トランケート）シンボルの場合には、少なくとも３〜
５本の多方向クロス走査線パターンが必要である。

また、Code39,Interleaved 2 out of 5等の物流用バ
ーコードは情報密度が低く、且つ桁数に制限がないた
め、極端に横長のシンボルになる。このようなバーコー
ドに対しては、上述の如き、直交パターンや３〜５方向
の等角交差パターンでは万能方向読み取りは不可能であ
り、バーコードの角度を合わせながら読み取りを行う必
要がある。

このように、本来的には、用途、使用場所等応じて、
走査線パターンを交換する必要がある。

第26図〜第32図に示す実施例はこのような要求を充足
する実施例である。出射窓からの出射光の回折方向はホ
ログラムにより一義的に決まるもので、ホログラムを設
計変更（再作成）しない限り変更することはできない。

第26、27図に交換可能な透明導光板23を有するレーザ
スキャナの実施例の基本構造を示す。同図において、基
台20上には透明な導光板23が着脱自在に取り付けられ
る。透明導光板23の上部には走査光出射窓25を形成する
ホログラム27が形成される。中空の基台20内にはモータ
35により回転せしめられるポリゴンミラー31を有する走
査光学系が組み込まれている。ポリゴンミラー31はその
回転に応じて基台20の面内方向にビームを走査し、その
ビームを透明導光板23の下端に形成した走査光導入ホロ
グラム38により透明導光板23内に立ち上げる方向に回折
せしめる。透明導光板23内に入射した走査光は全反射を
繰り返し、図示の如く、出射窓（ホログラム27）25から
所定方向に回折出射せしめられる。透明導光板23への入
射方向及び透明導光板23への出射方向はホログラム27,3
8の干渉縞ピッチ等などを適当に設計することにより任
意に設定できる。基台20には透明導光板23を着脱自在に
取り付けるための凹所64が形成され、該凹所64には透明
導光板23を上下方向にスライド式に簡単に着脱するため
のガイド68（第27図）が固定、形成される。ガイド68は
例えば、図示の如く、対向する一対の断面コ字形の溝部
材でよい。

透明導光板23の導入ホログラム38に向き合う基台20の
部分には基台20内への塵埃、水等の進入を防止するシー
ル用窓ガラス66が設けられている。

第28〜31図に種々のホログラム（出射部）27を有する
透明導光板23の幾つかの例を示す。図示実施例はいずれ
も出射部に３個のホログラム27（H1,H2,H3）を用いて３
本の走査線パターンを作りだす場合を示す。

ポリゴンミラー31による走査光Ｐは透明導光板23内に
平行に全反射を繰り返しながら上方に伝播される。各ホ
ログラムH1,H2,H3はこの平行走査線を受け、第28図に示
す如く夫々の回折方向（走査線a,b,cに対応）に出射さ
れる。ここで、第28図に示す如く、例えば中段のホログ
ラムH2は回折によって走査方向を回転する（捻る）こと
なく入射走査光と平行な走査光ｂを発生する。一方、ホ
ログラムH1,H2は回折によって出射光にひねりを与え走
査線a,cを作る。つまり、走査線a,b,cは互いに交差する
３本の走査線パターンを形成する。斯くして、透明導光
板23内では一方向走査（平行走査）でありながらホログ
ラムH1,H2,H3により互いに交差する三方向の走査パター
ンが得られる。ホログラムの数を増やすことにより走査
線の数は理論上無限に増やすことができる。

尚、各走査光Ｐはポリゴンミラー31の各反射面の角度
を僅かに異ならしめることにより平行分離されるから、
各ホログラムH1,H2,H3への平行入射走査光を容易に作り
出すことができる。この実施例ではUPC系のバーコード
読み取りに適している。

第29図は別の実施例を示すもので、同図においては走
査線ａ′,b′,c′の交角が第28図のものより小さい走査
線パターンを作りだすホログラムH1′,H2′,H3′を有す
る透明導光板23Aが示される。この実施例は第28図の走
査線パターンで万能方向の読み取りの出来ない、例えば
極端に横長（丈が小さい）のバーコードに対して適して
いる。何となれば、微小交差角のパターンの場合はバー
コードの角度合わせの際のマージンを拡大することが出
来るからである。

第30図は出射部25が単一のホログラム27により形成さ
れる透明導光板23Bを示す。この場合にはホログラム27
への入射位置に応じて回折方向が平行に移動するから、
平行分離パターンを形成することが出来る。第30図に示
される実施例も極端に横長のCode 39あるいはInterleav
ed 2 out of 5のようなバーコードの読み取りに対し
て、位置合わせマージンの拡大をもたらし、望ましい。

以上の如く、商品あるいは売場等の状況に応じて透明
導光板23（第28図）、23A（第29図）あるいは23B（第30
図）を付け替えることにより、所望の走査線パターンを
作り出すことが出来る。

第31図は商品の大小に対応する場合の実施例である。
即ち、互いに焦点距離f1,f2,f3の異なるホログラムHa,H
b,Hcを有する透明導光板23Cを用いることにより、実質
的に読み取り領域（深度）を拡大することが出来る。

以上の実施例は透明導光板23がホログラムにより形成
される出射部25を有する例を説明したが、第32図に示す
如く、透明導光板23を用いることなく、下端にポリゴン
ミラー31からの入射光を立ち上げる反射ミラー41、上端
に傾斜ホログラムH1,H2,H3を有する中空支持体（枠体）
23′を設けることも可能である（第14図と同様の実施
例）。この場合、中空支持体23′には、基台20のシール
用窓ガラス66に対向する位置に同様の目的でシール用窓
ガラス71が設けられている。回折方向（出射方向）はホ
ログラムH1,H2,H3の設計により任意に設定出来る。尚、
ホログラムH1,H2,H3は第14図と同様に同一のガラス基板
にユニットとして形成することができる。第32図に示す
実施例では、シール用窓ガラス66、ミラー37a、及びホ
ログラムH1,H2,H3を備えた中空支持体23′が交換可能な
単位ユニットとなる。

以上に記載した通り、第26〜32図に示す実施例によれ
ば、夫々所望の目的の出射窓を有する導光板23（23A,23
B,23C）あるいは枠体23′を同一の共通基台20に着脱自
在に取り付け得るようにすることにより、走査光学系を
何ら変更することなく、簡単に種々の走査線パターンを
得ることが出来る。

産業上の利用可能性本発明はスーパーマーケット、デパートあるいはその
他の種々の専門店のレジスタにおいて用いられているPO
Sシステムに有効に適用することが出来る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号特願平1−240137 (32)優先日平１(1989)９月18日 (33)優先権主張国日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号特願平1−244361 (32)優先日平１(1989)９月20日 (33)優先権主張国日本（ＪＰ） (56)参考文献特開昭62−243081（ＪＰ，Ａ) 特開平１−95377（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光源、該レーザ光源から出射された
レーザ光で被検知体のバーコードを所定方向に走査する
レーザ光走査手段、この走査光を被検知体のバーコード
に照射する出射窓、及びバーコードから反射される信号
光を検知する光検知手段を有するバーコードリーダ用レ
ーザスキャナにおいて、上記レーザ光走査手段及び光検
知手段は同一の基台内に一体的に組み込まれ、且つ、上
記出射窓は該基台上に突設された透明支持体により支持
されることを特徴とするバーコードリーダ用レーザスキ
ャナ。
【請求項２】上記レーザ光源は基台に一体的に組み込ま
れていることを特徴とする請求の範囲１に記載のレーザ
スキャナ。
【請求項３】上記透明支持体は出射光および戻り信号光
を伝播する導光板であることを特徴とする請求の範囲１
に記載のレーザスキャナ。
【請求項４】上記出射窓は導光板の上端部に形成される
ことを特徴とする請求の範囲３に記載のレーザスキャ
ナ。
【請求項５】上記出射窓には所定方向にレーザ光を回折
するホログラムが形成されることを特徴とする請求の範
囲４に記載のレーザスキャナ。
【請求項６】導光板の上端には上部反射鏡が形成され、
導光板を伝播してきたレーザ光を出射窓から被検知体の
バーコードに向けて所定方向に反射せしめることを特徴
とする請求の範囲４に記載のレーザスキャナ。
【請求項７】レーザ光を出射窓に向けて導光板内に反射
せしめる下部反射手段が付設されることを特徴とする請
求の範囲４に記載のレーザスキャナ。
【請求項８】上記下部反射手段は基台内に設けられ導光
板内へレーザ光を反射せしめる下部反射鏡を有すること
を特徴とする請求の範囲７に記載のレーザスキャナ。
【請求項９】上記下部反射手段は導光板の下端に形成さ
れる下部傾斜面を有することを特徴とする請求の範囲７
に記載のレーザスキャナ。
【請求項１０】上記下部反射手段は導光板の下端に設け
られレーザ光を出射窓に向けて導光板内に回折せしめる
ホログラムを有することを特徴とする請求の範囲７に記
載のレーザスキャナ。
【請求項１１】上記レーザ光走査手段はレーザ光を導光
板内に反射する反射面を有する回転多面鏡を有すること
を特徴とする請求の範囲７に記載のレーザスキャナ。
【請求項１２】被検知体のバーコードからの信号光を光
検知手段に向けて反射する凹面鏡が付設されていること
を特徴とする請求の範囲11に記載のレーザスキャナ。
【請求項１３】上記凹面鏡はレーザ光源からの出射光を
通過せしめるピンホールを有することを特徴とする請求
の範囲12に記載のレーザスキャナ。
【請求項１４】上記レーザ光走査手段はガルバノミラー
を有することを特徴とする請求の範囲７に記載のレーザ
スキャナ。
【請求項１５】上記導光板には所定波長の光のみを所定
方向に反射する反射型ホログラムが設けられ、かつ導光
板をはさんで出射窓の反対側には上記特定波長に実質上
同一の波長を有する光によって表示される情報を表示す
る表示器が設けられ、それにより表示器からの情報光を
所定方向に反射せしめ得るようにしたことを特徴とする
請求の範囲３に記載のレーザスキャナ。
【請求項１６】上記反射型ホログラムは表示器側の導光
板側面に形成されることを特徴とする請求の範囲15に記
載のレーザスキャナ。
【請求項１７】レーザ光の波長は表示器の情報光の波長
と異なることを特徴とする請求の範囲15に記載のレーザ
スキャナ。
【請求項１８】導光板を基台に着脱自在に取り付ける導
光板取付け手段が付設されることを特徴とする請求の範
囲３に記載のレーザスキャナ。
【請求項１９】基台には上記導光板取付け手段を設ける
凹所が形成されることを特徴とする請求の範囲18に記載
のレーザスキャナ。
【請求項２０】上記導光板取付け手段は上記凹所内にお
いて基台に形成される案内レールを有し、それにより導
光板を該案内レール内にスライド自在に取付け得るよう
にしたことを特徴とする請求の範囲19に記載のレーザス
キャナ。
【請求項２１】上記出射窓はレーザ光源からの出射光を
被検知体のバーコードに向けて所定方向に回折せしめる
ホログラムを有することを特徴とする請求の範囲18に記
載のレーザスキャナ。
【請求項２２】上記出射窓はレーザ光源からの出射光を
被検知体のバーコードに向けて所定方向に回折せしめる
複数個のホログラムを有することを特徴とする請求の範
囲18に記載のレーザスキャナ。
【請求項２３】上記複数個のホログラムは異なる回折特
性を有しかつ互いに交差する複数個の走査光を生ぜしめ
ることを特徴とする請求の範囲22に記載のレーザスキャ
ナ。
【請求項２４】上記複数個のホログラムは異なる焦点距
離を有することを特徴とする請求の範囲23に記載のレー
ザスキャナ。
【請求項２５】上記透明支持体は基台上に立設せしめら
れる枠体により形成され、上記出射光および戻り信号光
は該枠体内を通ることを特徴とする請求の範囲１に記載
のレーザスキャナ。
【請求項２６】上記出射窓は上記枠体の上端に形成され
ることを特徴とする請求の範囲25に記載のレーザスキャ
ナ。
【請求項２７】上記出射窓はレーザ光を所定方向に回折
するホログラムを有することを特徴とする請求の範囲26
に記載のレーザスキャナ。
【請求項２８】レーザ光を出射窓に向けて反射せしめる
下部反射手段が付設されることを特徴とする請求の範囲
27に記載のレーザスキャナ。
【請求項２９】上記出射窓はレーザ光源からの出射光を
被検知体のバーコードに向けて所定方向に回折せしめる
複数個のホログラムを有することを特徴とする請求の範
囲１に記載のレーザスキャナ。
【請求項３０】上記複数個のホログラムは異なる回折特
性を有しかつ互いに交差する複数個の走査光を生ぜしめ
ることを特徴とする請求の範囲29に記載のレーザスキャ
ナ。
【請求項３１】上記ホログラムにより回折される走査光
の少なくとも１つは当該ホログラムに入射する出射光と
実質上平行であり、その他の走査光は当該ホログラムに
入射する出射光に関し所定方向のひねりが与えられるこ
とを特徴とする請求の範囲30に記載のレーザスキャナ。
【請求項３２】上記レーザ光走査手段は異なる反射面を
有する回転多面鏡を有し、それにより該多面鏡に入射す
るレーザ光をそれぞれのホログラムに向けられる複数個
のレーザ光に分割、反射せしめることを特徴とする請求
の範囲31に記載のレーザスキャナ。
【請求項３３】上記透明支持体はその内部をレーザ光源
からの出射光および被検知体のバーコードからの戻り光
が伝播する導光板であることを特徴とする請求の範囲32
に記載のレーザスキャナ。
【請求項３４】上記透明支持体は基台上に立設される枠
体であり、上記出射光および戻り信号光は該枠体内を通
ることを特徴とする請求の範囲32に記載のレーザスキャ
ナ。
【請求項３５】上記出射窓は枠体の上端に形成されるこ
とを特徴とする請求の範囲34に記載のレーザスキャナ。
【請求項３６】上記複数個のホログラムは枠体上に支持
される同一のガラス板上に形成されることを特徴とする
請求の範囲35に記載のレーザスキャナ。
【請求項３７】レーザ光源からの出射レーザ光を出射窓
のそれぞれのホログラムに入射せしめられる複数個のレ
ーザ光に分割するレーザ光分割手段が付設されることを
特徴とする請求の範囲29に記載のレーザスキャナ。
【請求項３８】上記透明支持体はその内部をレーザ光源
からの複数個に分割された出射光および被検知体のバー
コードからの戻り光が伝播する導光板であることを特徴
とする請求の範囲37に記載のレーザスキャナ。
【請求項３９】上記レーザ光分割手段は透明支持体に形
成される複数個の分割ホログラムを有することを特徴と
する請求の範囲38に記載のレーザスキャナ。
【請求項４０】上記分割ホログラムは反射型ホログラム
であることを特徴とする請求の範囲39に記載のレーザス
キャナ。
【請求項４１】上記分割ホログラムは走査手段による出
射光の移動方向に延びる線に沿って並設されることを特
徴とする請求の範囲40に記載のレーザスキャナ。
【請求項４２】上記複数個のホログラムは分割されたレ
ーザ光を出射窓のそれぞれのホログラムに向かって異な
る方向に導光板内へ回折せしめる互いに異なる回折特性
を有することを特徴とする請求の範囲41に記載のレーザ
スキャナ。
【請求項４３】上記レーザ光分割手段は導光板の下端に
設けられかつ異なる傾斜方向を有する複数個の傾斜反射
面を有することを特徴とする請求の範囲38に記載のレー
ザスキャナ。
【請求項４４】上記レーザ光分割手段は導光板内に設け
られる複数個の透過型ホログラムを有し、これら透過型
ホログラムは分割されたレーザ光を出射窓のそれぞれの
ホログラムに向けて異なる方向に回折せしめる互いに異
なる回折特性を有することを特徴とする請求の範囲38に
記載のレーザスキャナ。
【請求項４５】上記レーザ光源は半導体レーザであるこ
とを特徴とする請求の範囲１に記載のレーザスキャナ。