JP2760163B2 - 読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、販売時点情報管理(Poi
nt Of Sales:以下ＰＯＳという）システム等に用いられ
るバーコードスキャナ等の読取装置に係り、特にビーム
走査部と読取窓の間の走査ビームの光軸上に回折率の異
なる複数の透過型ホログラムを設けて所定方向へ走査ビ
ームを形成することができる読取装置に関するものであ
る。

【０００２】近来、百貨店やスーパーマーケット等にお
いて、ＰＯＳシステムが普及し、販売管理と販売商品の
登録入力作業の効率化が進行している。このＰＯＳシス
テムの商品価格等のデータ入力にバーコードスキャナが
広く利用されている。スキャナでバーコードを読み取る
時は、オペレータがスキャナの読取窓上方の所定空間領
域をバーコードが記された商品を通過させることによっ
て読み取りが行われる。

【０００３】このようなスキャナは近年読取窓にホログ
ラムを設けた「ホロウィンド方式」の採用によって著し
く小型化が達成された。しかしながら、スキャナ内部の
複数の走査パターン形成ミラーの配置上装置の前後幅が
大きくなり、また走査ビームが読取窓から斜めに照射さ
れるためにバーコードの読み取り領域がスキャナの上方
空間より操作方向に対して手前になり、オペレータの操
作感覚に合わないので、これを改善できる方法が望まれ
ている。

【０００４】

【従来の技術】図８はスキャナの内部を示す斜視透視図
で、図に示すように、薄型に形成されたスキャナ１は、
光学ユニット２とデータ処理部３及び読取制御部４で構
成され、光学ユニット２は、例えばレーザ・ダイオード
で構成された光源20及びビーム整形用のレンズ21から成
る出射部22からの出射光が平面ミラー27ａ及び凹面ミラ
ー23の中央に設けられた小面積の平面ミラー27ｂで反射
して、回転するポリゴンミラー24ａによって走査ビーム
を放射して、走査パターン形成ミラー（以下Ｒ，Ｚ，Ｌ
走査ビーム用ミラーという）25ａ〜25ｃで反射して異な
る角度方向の走査ビームを透過型ホログラムで形成され
た読取窓（以下ホロウィンドという)26aから上方空間の
商品5aのバーコード50を走査するビーム走査機能, 及び
商品5aのバーコード50を走査した反射光をホロウィンド
26a,走査パターン形成ミラー25ａ〜25c,ポリゴンミラー
24a,凹面ミラー23及び平面ミラー27ｃを経て受光センサ
28で読み取って電気信号に変換する受光変換機能を有す
る。

【０００５】バーコード50は、図９に示すように、太線
と細線及びその間隔の大小の組み合わせで構成され、こ
れらの所定本数の順列によって文字，数字または記号等
が表示され、商品5aの包装や容器に直接印刷されるか、
ラベル等に印刷されて商品5aに貼付される。

【０００６】ポリゴンミラー24ａは、例えば反射面が５
面でモータM1によって回転して１回転で５回の走査が行
われ、夫々の面が垂直方向に対して異なる角度で設けら
れていて、異なる方向に光を反射して走査ビームが放射
される。モータM1及び光源20は読取制御部４に接続さ
れ、受光センサ28はデータ処理部３を経由して読取制御
部４に接続されている。読取制御部４は図示省略した電
子レジスタに接続されている。また光学ユニット2,デー
タ処理部３及び読取制御部４は筺体10に収容されてい
る。

【０００７】Ｒ，Ｚ，Ｌ走査ビーム用ミラー25ａ〜25ｃ
は、回転するポリゴンミラー24ａで反射されて形成され
た走査ビームを分割して３方向（Ｒ，Ｚ，Ｌ）に反射し
てホロウィンド26ａに入射する三面ミラーである。

【０００８】そしてホロウィンド26ａの面では透過型ホ
ログラムにより３方向で５本の走査パターンが、垂直な
仮想スクリーン上では５方向の走査パターンとなる。デ
ータ処理部３は、スキャナ１の夫々の受光センサ28によ
って受光変換された電気信号を、図示省略したセンサア
ンプ, アナログ／ディジタル (Ａ／Ｄ) 変換回路及び２
値化回路を経てバーコード信号として認識する。

【０００９】従ってスキャナ１は、読取制御部４による
各部の制御によって、ホロウィンド26ａの透過型ホログ
ラムによって夫々所定方向に回折された走査ビームが放
射され、オペレータがホロウィンド26ａの上方空間領域
を所定方向に移動させた商品5aのバーコード50を走査
し、その反射光によってバーコード50が読み取られてデ
ータが認識される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来方法によれ
ば、ポリゴンミラー24ａで反射して形成された走査ビー
ムをＲ，Ｚ，Ｌ走査ビーム用ミラー25ａ〜25ｃによって
分割して異なる方向の走査ビームに形成しているが、図
10(a) に示すように、薄型の光学ユニット２でホロウィ
ンド26ａの面に所望の走査パターンを得るためには、
Ｒ，Ｚ，Ｌ走査ビーム用ミラー25ａ〜25ｃをホロウィン
ド26ａの幅より外にはみ出した状態に配置しなければな
らない。このためにスキャナ１の外形は、図10(b)に示
すように、操作方向に対して垂直な方向（水平設置の時
は奥行き方向，垂直設置の時は高さ方向）が大きくなっ
てしまう。このようなスキャナ１の場合、図10(c) に示
すように、バーコード50の読み取り領域が装置前方とな
るため、オペレータの操作感覚に合わない。また垂直設
置の時には装置上部までが高くなるため、スキャナ及び
関連装置のシステム構成に制限が生じるという問題点が
ある。

【００１１】本発明は、光学部品の配置に自由度を持た
せて、オペレータの操作性に合致した小型な読取装置を
提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１図は本発明の原理構
成図である。図において、５は物体、24はビーム走査
部、 26はビーム走査部24から走査されたビームが外部
空間に存在する物体５に照射されるホログラムで構成さ
れた読取窓、６はビーム走査部24及び読取窓26の間の走
査ビームの光路上に、横方向或いは縦方向に並べて配置
した回折角度の異なる複数の透過型ホログラムである。

【００１３】従ってビーム走査部24から走査されたビー
ムが複数の透過型ホログラム６を経て読取窓26から外部
空間に存在する物体５に照射されるように構成されてい
る。

【００１４】

【作用】ビーム走査部24から走査されたビームが横方向
或いは縦方向に並べて配置した回折角度の異なる複数の
透過型ホログラム６によって異なる方向に回折されて、
読取窓26から外部空間に存在する物体５を照射し、その
反射光によって物体５の特徴を読み取ることができる。

【００１５】従って複数の走査パターン形成ミラーを配
置する必要がなく、複数の透過型ホログラム６の回折角
度を読取窓26に対応して設定することによって、透過型
ホログラム６を配置する位置に自由度を持たせることが
できるので、装置を小型化することができる。

【００１６】

【実施例】図２及び図３により本発明の一実施例を説明
する。全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。図２
は従来例で説明したスキャナに本発明を適用した構成図
である。図２の商品5a, Ｒ，Ｚ，Ｌ走査用ホログラム6a
〜6c, ポリゴンミラー24ａ及びホロウィンド26ｂは、図
１の物体5,透過型ホログラム6,ビーム走査部24及び読取
窓26に夫々対応している。

【００１７】図２(a) 及び(b) の斜視図及び側面図に示
すように、図８で説明したＲ，Ｚ，Ｌ走査ビーム用ミラ
ー25ａ〜25ｃ及び凹面ミラー23に代えて、ポリゴンミラ
ー24ａの前方のホロウィンド26ｂの一辺の下側に接近し
て、透過型ホログラム（以下Ｒ，Ｚ，Ｌ走査用ホログラ
ムという）6a〜6cが横方向に整列（実際には一枚のホロ
グラム板に一体に形成）して配置されている。従ってホ
ロウィンド26ｂの下側には部品が配置されていない。

【００１８】Ｒ，Ｚ，Ｌ走査用ホログラム6a〜6cは、夫
々異なる回折角度を有し、ポリゴンミラー24ａによって
形成された走査ビームを分割して、所定の方向に回折さ
せてホロウィンド26ｂに入射する。

【００１９】ホロウィンド26ｂは、Ｒ，Ｚ，Ｌ走査用ホ
ログラム6a〜6cから入射した走査ビームを夫々回折し
て、外部へ所定方向の走査パターンを放射するように形
成されている。また図８で説明した平面ミラー27ａ〜27
ｃは省略されている。

【００２０】次にＲ, Ｚ, Ｌ走査用ホログラム6a〜6cの
作成方法の例を図３によって説明する。まず、例えばガ
ラス或いはプラスチック基板面にゼラチン系銀塩或いは
重クロム酸ゼラチンを塗布した乾板Ａ〜Ｃを用意し、Ｚ
走査用ホログラム6bは、図３(a) に示すように、乾板Ｂ
の中心を通るｙ軸上に光軸を有する線光源７と点光源８
で作成する。ここでは線光源７を得るためにシリンドリ
カルレンズ70を用いている。シリンドリカルレンズ70の
母線はｘ軸と平行にする。

【００２１】またＲ走査用ホログラム6aは、図３(b) に
示すように、乾板Ａの中心を通るｙ軸に対し、線光源７
と点光源８の光軸をｘ方向にずらして作成する。更にシ
リンドリカルレンズ70は母線と光軸との交点を中心とし
て回転させ、母線とｘ軸が捩じれの関係となるようにす
る。この時、乾板Ｃの中心を通るｙ軸に対し、光軸のず
らす方向及びシリンドリカルレンズ70の回転方向をＲ走
査用ホログラム6aと逆方向にするとＬ走査用ホログラム
6cを作成することができる。

【００２２】このような構成を有するので、出射部22か
らの出射光が回転するポリゴンミラー24ａによって走査
ビームを放射して、Ｒ, Ｚ, Ｌ走査用ホログラム6a〜6c
で分割されて夫々回折され、走査ビームは異なる偏向角
でホロウィンド26ａに入射，回折し、ホロウィンド26ａ
の外部で所定の走査パターンを合成する。

【００２３】走査パターンによって走査された商品5aの
バーコード50の反射光は、出射時と同じ経路を逆方向に
ポリゴンミラー24ａまで戻り、凹面ミラー23で集光され
て受光センサ28に受光されて読み取られる。

【００２４】このようにして、従来例の配置上自由度が
少ないＲ，Ｚ，Ｌ走査ビーム用ミラー25ａ〜25ｃ及び凹
面ミラー23に代えて、自由度を持ったＲ, Ｚ, Ｌ走査用
ホログラム6a〜6cによって、光学部品の集約化が図れ
て、図４に示すように、装置の厚さ寸法が半減して薄型
になり、また奥行き方向（垂直設置の時は高さ方向）の
寸法が減少して小型化することができ、オペレータの操
作性が向上し、またスキャナの設置上の制限も解消し、
更に読み取り領域をオペレータの操作感覚に合わせるこ
とができる。

【００２５】次に異なる実施例(1) を図５に示してお
り、図５が図２で説明した実施例と異なるのは、図２が
Ｒ, Ｚ, Ｌ走査用ホログラムを横方向に並べて配置した
のに対して、縦方向に並べて配置したことである。

【００２６】即ち、図５(a) 及び(b) の斜視図及び側面
図に示すように、ポリゴンミラー24ｂの前方のホロウィ
ンド26ｃの一辺の下側に接近して、Ｒ，Ｚ，Ｌ走査用ホ
ログラム6A〜6Cが縦方向に整列（実際には一枚のホログ
ラム板に一体に形成）して配置されている。

【００２７】ポリゴンミラー24ｂは、外周に６面のミラ
ーを有し、各ミラー面のあおり角を３種類に異ならせ、
一面毎にＲ，Ｚ，Ｌ走査用ホログラム6A〜6Cの夫々に入
射するように形成されている。

【００２８】Ｒ，Ｚ，Ｌ走査用ホログラム6A〜6Cは、夫
々異なる回折角度を有し、ポリゴンミラー24ｂによって
形成された走査ビームを分割して、所定の方向に回折さ
せてホロウィンド26ｃに入射する。Ｒ，Ｚ，Ｌ走査用ホ
ログラム6A〜6Cの作成方法は図３で説明した方法と同様
である。

【００２９】ホロウィンド26ｃは、Ｒ，Ｚ，Ｌ走査用ホ
ログラム6A〜6Cから入射した走査ビームを夫々回折し
て、外部へ所定方向の走査パターンを放射するように形
成されている。また図８で説明した平面ミラー27ａ〜27
ｃは省略されている。

【００３０】このような構成を有するので、出射部22か
らの出射光が回転するポリゴンミラー24ｂによって走査
ビームを放射して、Ｒ, Ｚ, Ｌ走査用ホログラム6A〜6C
で分割されて夫々回折され、走査ビームは異なる偏向角
でホロウィンド26ｃに入射，回折し、ホロウィンド26ｃ
の外部で所定の走査パターンを合成する。

【００３１】走査パターンによって走査された商品5aの
バーコード50の反射光は、出射時と同じ経路を逆方向に
ポリゴンミラー24ｂまで戻り、凹面ミラー23で集光され
て受光センサ28に受光されて読み取られる。

【００３２】このようにして、従来例で説明したＲ，
Ｚ，Ｌ走査ビーム用ミラー25ａ〜25ｃに代えて、配置に
自由度を持ったＲ, Ｚ, Ｌ走査用ホログラム6A〜6Bを設
けることによって、光学部品の集約化が図れて、上記実
施例と同様の効果が得られる。

【００３３】また異なる実施例(2) を図６に示してお
り、図６が図２で説明した実施例と異なるのは、図２の
凹面ミラーに代えて、集光ホログラムを設けたことであ
る。即ち、図６(a) 及び(b) の斜視図及び側面図に示す
ように、Ｒ，Ｚ，Ｌ走査用ホログラム6a〜6cの下側に全
長に亙って接して、反射型の集光ホログラム９が配置
（実際には一枚のホログラム板に一体に形成）されてい
る。

【００３４】集光ホログラム９の中央部に出射部22から
のレーザ光をポリゴンミラー24ａの方向へ分離，偏向す
るための小面積の平面ミラー7cが設けられている。次に
図７によって集光ホログラム９の作成方法の例を説明す
る。まず、球面波10と平面波11を、前記実施例で説明し
た乾板Ａ〜Ｃと同様の乾板Ｄの表裏から夫々照射して作
成すると、反射型ホログラム，即ち、図２に示した集光
ホログラム９となる。前記のＲ，Ｚ，Ｌ走査用ホログラ
ム6a〜6cと集光ホログラム９を同一乾板上に作成すれ
ば、部品点数を削減することができる。

【００３５】このような構成を有するので、出射部22か
らの出射光が平面ミラー7a,7c で反射し、回転するポリ
ゴンミラー24ａによって走査ビームを放射して、Ｒ,
Ｚ, Ｌ走査用ホログラム6a〜6cで分割されて夫々回折さ
れ、走査ビームは異なる偏向角でホロウィンド26ｂに入
射，回折し、ホロウィンド26ｂの外部で所定の走査パタ
ーンを合成する。

【００３６】走査パターンによって走査された商品5aの
バーコード50の反射光は、出射時と同じ経路を逆方向に
ポリゴンミラー24ａまで戻り、集光ホログラム９によっ
て集光されて、受光センサ28に受光されて読み取られ
る。

【００３７】このようにして、従来例で説明したＲ，
Ｚ，Ｌ走査ビーム用ミラー25ａ〜25ｃ及び凹面ミラー23
に代えて、自由度を持ったＲ, Ｚ, Ｌ走査用ホログラム
6a〜6cと集光ホログラム９によって、光学部品の集約化
が図れて、前記実施例と同様の効果が得られる。

【００３８】また上記実施例，異なる実施例(1) 及び
(2) において、ホロウィンドに対向する面, 即ち、底面
を透明にすることにより、透明スキャナを実現させるこ
とができる。透明スキャナは、ホロウィンドと透明な底
面の間に部品がなく、水平設置の時にホロウィンドを下
向きにすることによりオペレータが商品のバーコードを
見ながら操作することができ、ホロウィンド面の汚れも
少なく、また垂直設置の時に、顧客とオペレータの仕切
りを透明にすることができて違和感を解消することがで
きるという効果がある。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ビ
ーム走査部及び読取窓の間の走査ビームの光路上に、回
折角度の異なる複数の透過型ホログラムを横方向或いは
縦方向に並べて配置したことにより、光学部品の集約化
が図れて装置を一層小型化することができて、装置の設
置上の制限が解消し、またオペレータの操作性を高める
ことができ、読み取り領域をオペレータの操作感覚に合
わせることができると共に、ホロウィンドに対向する面
を透明にすることにより、透明スキャナを実現させるこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理構成図

【図２】 本発明の実施例を示す構成図

【図３】 Ｒ, Ｚ, Ｌ走査用ホログラムの作成方法の説
明図

【図４】 実施例を説明する斜視図

【図５】 異なる実施例(1) を示す構成図

【図６】 異なる実施例(2) を示す構成図

【図７】 異なる実施例(2) の説明図

【図８】 本発明が適用されるスキャナの斜視透視図

【図９】 バーコードの説明図

【図10】 従来例の説明図

【符号の説明】

５は物体、 5aは商品、６は透過型ホログ
ラム、 6a,6A はＲ走査用ホログラム、6b,6B はＺ走査
用ホログラム、6c,6C はＬ走査用ホログラム、
９は集光ホログラム、24はビーム走査部、 24
a,24b はポリゴンミラー、26は読取窓、 26
ａ〜26ｃはホロウィンド、50はバーコード、

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06K 7/10 G02B 26/10 102 G06K 7/12

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビーム走査部(24)から走査されたビーム
   をホログラムで構成された読取窓(26)から外部空間に存
   在する物体(5) に照射し、その反射光を受光して該物体
   (5) の特徴を読み取る読取装置であって、前記ビーム走
   査部(24)及び前記読取窓(26)の間の前記走査ビームの光
   路上に、回折角度の異なる複数の透過型ホログラム(6)
   を横方向或いは縦方向に並べて配置したことを特徴とす
   る読取装置。
2. 【請求項２】 前記複数の透過型ホログラム(6) により
   前記走査ビームの分割を行うことを特徴とする請求項１
   の読取装置。
3. 【請求項３】 前記横方向に並べて配置した複数の透過
   型ホログラム(6) と同一基板上に集光機能を有する集光
   ホログラムを形成したことを特徴とする請求項１の読取
   装置。
4. 【請求項４】 前記集光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項３の読取装置。